JP2000197168A - 音響機器 - Google Patents

音響機器

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 十分な振動体感が得られるとともに聴取者に
不快感を与えないような音響機器を提供する。 【解決手段】 電気信号を音響信号に変換する電気音響
変換手段と、電気信号を機械振動に変換する電気機械振
動変換手段と、頭部への装着時には頚部に当接する位置
に当該電気機械振動変換手段を保持する保持手段とを備
えたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、音楽、映画あるい
はゲーム等を個人で楽しむため耳に装着して使用される
ヘッドホンに関するもので、特に、聴覚による音感機能
と振動による体感機能の両方を兼ね備えている音響機器
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】音楽を聴取するときにスピーカーからの
音楽信号と共に音楽信号の低周波成分を振動音として体
感すると、より一層効果的な音楽鑑賞を行うことができ
ることが知られている。この作用をヘッドホンに応用し
た従来例としては、頭部に装着可能なへッドバンドの両
端部にある耳当て部内、またはその周辺部分に振動体を
設けて、耳当て部分またはその周辺部を介して振動を体
に伝えるものがある 。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来のこのような構成
は、耳当て部を介して音声信号を音として鼓膜に伝える
とともに、同じ耳当て部またはその周辺部を介して振動
を耳またはその周辺部分の皮膚に伝えている。このよう
な構成であると、聴覚による音感と振動による体感とが
人体のほぼ同一部位で受けられるため、音感と体感とが
混同してしまい、充分な体感が得られなくなるととも
に、振動による音が聴取者の頭部への圧迫感となってし
まうなどの不快感を与えてしまう。
【０００４】そこで、本発明は上述した問題点に鑑みて
提案されたものであり、十分な振動体感が得られるとと
もに聴取者に不快感を与えないような音響機器を提供す
ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、電気信号を音響信号に変換
する電気音響変換手段と、電気信号を機械振動に変換す
る電気機械振動変換手段と、頭部への装着時には頚部に
当接する位置に当該電気機械振動変換手段を保持する保
持手段とを備えたことを特徴としている。
【０００６】請求項１記載の発明によると、頭部への装
着時に頚部に当接する位置で電気機械振動変換手段を保
持することができるので、耳からの音感に合わせて頚部
での体感を感覚として捉えることができ、圧迫感の発生
を抑えることができる。
【０００７】請求項２記載の発明は、前記電気機械振動
変換手段は、音響機器の頭部への装着時に頚部に当接す
る位置に弾性を有する圧接体を備えたことを特徴として
いる。
【０００８】請求項３記載の発明は、前記電気機械振動
変換手段は、その筐体に振動発生部を弾性支持部材を介
して取り付けたことを特徴としている。
【０００９】請求項２及び３記載の発明によると、弾性
を有する圧接体あるいは支持部材を設けることで頚部に
装着した際に電気機械振動変換手段からの振動伝達面が
広くされ、頚部に強く押さえつけた場合でも電気機械振
動変換手段の振動を減少させないようにできると共に、
その振動を他の部位、具体的には、音感部であるスピー
カに伝達しないようにすることができる。これにより、
音感と体感とが同一部位から発生することがなく、圧迫
感のない状態で音感と体感とを捉えることができる。
【００１０】請求項４記載の発明は、前記電気機械振動
変換手段は、回転軸上に偏心体を取りつけたモータを有
することを特徴としている。
【００１１】請求項５記載の発明は、前記電気音響変換
手段は、前記電気機械振動変換手段と機械的に絶縁、ま
たは柔軟に結合されていることを特徴としている。
【００１２】請求項４および５記載の発明によると、回
転軸上に偏心体を取り付けたモータという簡単な構成に
より電気機械振動変換手段を得ることができる。特に、
偏心体の質量を変更することで振幅特性を種々変更する
こともできるので、Ｑ因子の高い共振を利用することが
可能となり、電気機械振動変換手段を効率よく振動させ
ることができる。
【００１３】請求項６記載の発明は、前記電気機械振動
変換手段は、電気信号の低周波成分により駆動されるこ
とを特徴としている。
【００１４】請求項７記載の発明は、前記音響機器は振
動に応じて音色を変化させる手段を有し、該音色変化手
段は、前記電気機械振動変換手段により発生した振動に
応じて電気信号により得られる音色を変化させ、電気音
響変換手段に供給することを特徴としている。
【００１５】請求項６および７記載の発明によると、例
えば、低域成分による振動レベルが大きいときには音響
信号からの低域成分を下げたり、高周波成分を上げたり
することにより、音楽成分の低域を体感により一層集中
させて表現させることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下図示実施例により本発明の実
施の形態について説明する。図１は、発明の実施の形態
を説明するためのブロック図であり、機能と共に構成を
説明すると次の通りである。音響信号の増幅器などの信
号源１には、ヘッドホン２に装備されている電気音響変
換手段に加えて電気機械振動変換手段の主要部をなすモ
ータ駆動部３が接続されている。図１において、モータ
駆動部３では、音楽信号のうち、その音楽のリズムを表
現するに充分な低周波成分がモータ駆動電圧に変換され
る。音楽のリズムを表現するに充分な低周波成分とは３
００Ｈｚ以下の周波数成分であって、本実施例では１５
０Ｈｚ以下の周波数成分が使用される。そのため、モー
タ駆動部３では、このような周波数帯域に音楽信号ａを
制限するためのローパスフィルター４が設けられ、ロー
パス出力ｂが検波回路５で検波されて低周波成分を含む
直流成分ｃとなる。低周波成分を含む直流成分ｃは、時
定数回路６により変化分が緩やかにされ、その出力ｄが
モータ駆動電圧ｅに変換される。低周波成分を含む直流
成分ｃが短時間で急激に変化する場合でも時定数回路６
により変化が緩やかにされ、その出力ｄがドライバ回路
７を介して体感を与えるのに十分なモータ駆動電圧ｅが
得られるようになっている。変換されたモータ駆動電圧
ｅはへッドホン２内のモータ８（図４参照）に供給され
る。このモータ８を含む電気機械振動変換手段に関して
は後で詳細を説明する。
【００１７】上記実施例に示した構成の変形例として、
図２に示す構成とすることも可能である。つまり図２に
おいて、モータ駆動部（便宜上、符号３’で示す）にお
けるローパスフィルタ（ＬＰＦ）４、検波回路（ＤＥ
Ｔ）５は、図１に示した構成と同様であり、検波回路５
で検波された低周波成分を含む直流成分ｃは、ピークホ
ールド回路９でピークホールドされる。図２中、符号１
０は音楽信号ａの有無を検出するための信号検出回路で
あって、音楽信号ａの入力が途絶えたときビークホール
ド動作が禁止され、それ以外はピークホールド出力ｄが
得られる。ビークホールド出力ｄは、ドライバ回路７へ
供給され、ピークホールド出力ｄがモータ駆動電圧ｅに
変換されるようになっている。
【００１８】図３は、上記ヘッドホン２の構成を示す図
であり、同図において、ヘッドホン２は、耳に当てるパ
ッド２Ａ内に音楽信号により駆動されるスピーカ（図示
されず）が設けられると共に、パッド２Ａ同士の連結部
材２Ｂには、その延長方向略中央部に圧接体１１が設け
られている。圧接体１１は、ヘッドホン２を頚部に装着
した際、頚部に当接する位置に配置された弾性的に形状
復元が可能なスポンジ、ウレタンゴムなどの材料が用い
られ、頚部に直接当接できるようになっている。圧接体
１１の裏面には電気機械振動変換手段１２が配置され、
この電気機械振動変換手段１２は、図３（Ａ）に示すよ
うに、バネ１３によって浮動可能に支持されたり、図３
（Ｂ）に示すように圧接体１１と電気機械振動変換手段
１２をはさんで対向する弾性体１４とで挟持された状態
に支持されたり、あるいは図３（Ｃ）に示すように、圧
接体１１によって連結部材２Ｂに押し当てられた状態で
支持されている。図３（Ａ）、（Ｂ）に示した支持構造
では、電気機械振動変換手段１２の振動が連結部材２Ｂ
に伝達されにくい状態となっており、これによって、電
気機械振動変換手段１２の振動がスピーカ２Ａに伝達し
にくくされている。すなわち、電気機械振動変換手段１
２と電気音響変換手段としてのパッド２Ａ内のスピーカ
とは、機械的に絶縁又は柔軟に結合されている。この結
果、頚部に圧接体１１が接触した際には、電気機械振動
変換手段１２からの振動が頚部のみに集中して伝達でき
るようになっている。
【００１９】電気機械振動変換手段１２は、その構成が
図４に示されている。図４において、電気機械振動変換
手段１２は、前記機械振動変換手段１２の筐体１２Ａに
取り付けられたモータ８を備え、このモータ軸には偏心
体１５が一体化されている。モータ８は、図１、図２に
示したドライバ回路７からのモータ駆動電圧ｅによって
回転駆動され、偏心体１５の偏心回転により筐体１２Ａ
に振動を生起させるが、このときには、モータ駆動電圧
ｅの周波数と振幅に応じて回転駆動されるので、偏心体
１５の偏心回転により生起された振動はモータの回転駆
動状態に応じて制御されることになる。電気機械振動変
換手段１２に生起される振動は、筐体１２Ａを介して圧
接体１１に伝達され、図５に示すようにヘッドホン２を
装着した際、頚部に直接伝達される。
【００２０】図４（Ｂ）は、電気機械振動変換手段１２
に支持構造に関する変形例を示しており、この構造で
は、モータ８が筐体１２Ａに対して片持ち梁状に設けら
れた弾性支持部材１６によって支持されている。このよ
うな構造での低域共振周波数は、主に弾性支持部材１６
のコンプライアンスとモータ８および偏心体１５の質量
によって決まる。従って、振幅特性が大幅に改善でき、
弾性支持部材１６のコンプライアンスとモータ８および
偏心体１５との質量とで決まる非常にＱ因子の高い共振
を利用して電気機械振動変換手段１２自体を効率よく振
動させることが可能となる。この場合のＱ因子は低域共
振周波数における機械的共振の鋭さを示す。
【００２１】図６は、図４（Ａ）、（Ｂ）に示した電気
機械振動変換手段１２の支持構造による周波数特性を示
しており、同図において、破線が図４（Ａ）に示した支
持構造による結果、実線が図４（Ｂ）に示す支持構造に
よる結果をそれぞれ示している。図６からも明らかなよ
うに、図４（Ｂ）に示した支持構造では、弾性支持部材
１６、モータ８および偏心体１５の低域共振周波数（実
線のＰ点位置）における振幅特性が大幅に改善されてい
る。なお、弾性支持部材１６は、弾性を有するものとし
て、板バネなどの形状復元性のある構造が用いられる。
【００２２】次ぎに本発明の実施の形態に関する別な例
を図７において説明する。図７に示す例は、振動に応じ
て音色を変化させる構成を備えていることを特徴として
いる。ここで、音色とは、周波数的な側面と時間的な側
面との両方の意味がある。図７では、周波数的な側面で
の音色を変化させるイコライザ１８を例に説明してい
る。図７において、信号源１とモータ駆動部３との間に
はボリューム１７が設けられ、信号源１とヘッドホン２
のスピーカ駆動回路（便宜上、符号２Ｃで示す）との間
にはイコライザ１８が設けられている。ボリューム１７
は、モータ駆動部３に供給する音楽信号ａのレベルを可
変し、その音楽信号ｆをモータ駆動部３に出力すること
ができる。イコライザ１８は、ボリューム１７のレベル
を検出し、そのレベルに応じて音楽信号ａの周波数特性
を可変させ、スピーカ駆動回路２Ｃに出力する。例え
ば、図８に示すように、ボリューム１７のレベルが大き
いときには音楽信号ａの低域成分を下げたり、高域成分
を上げるように変化させる。このような構成によれば、
低域成分による振動レベルが大きいときにスピーカ２Ａ
からの低域成分が下がるので、音楽信号の低域の部分を
体感により一層集中させることができ、頭部への圧迫感
を与えることがなく充分な体感性が得られる。
【００２３】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１記載の発明によれば、頭部への装着時に頚部に当接す
る位置で電気機械振動変換手段を保持することができる
ので、耳からの音感に合わせて頚部での体感とを感覚と
して捉えることができ、十分な振動体感が得られるとと
もに聴取者に不快感を与えないような音響機器を得るこ
とが可能となる。
【００２４】請求項２および３記載の発明によれば、弾
性を有する圧接体あるいは支持部材を設けることで頚部
に装着した際に電気機械振動変換手段からの振動伝達面
が広くされ、頚部に強く押さえつけた場合でも電気機械
振動変換手段の振動を減少させないようにできると共
に、その振動を他の部位、具体的には、音感部であるス
ピーカに伝達しないようにすることができる。これによ
り、音感と体感とが同一部位から発生することがなく、
圧迫感のない状態で音感と体感とを捉えることができ
る。
【００２５】請求項４および５記載の発明によれば、回
転軸上に偏心体を取り付けたモータという簡単な構成に
より電気機械振動変換手段を得ることができる。特に、
偏心体の質量を変更することで振幅特性を種々変更する
こともできるので、Ｑ因子の高い共振を利用することが
可能となり、電気機械振動変換手段を効率よく振動させ
ることができ、充分な振動体感を聴取者に与えることが
可能となる。
【００２６】請求項６および７記載の発明によると、低
域成分による振動レベルが大きいときにはスピーカから
の低域成分を下げたり、高域成分を上げたりすることに
より音楽成分の低域を体感により一層集中させて表現さ
せることができ、聴取者にとって不快感を与えることな
く充分な振動体感を得られるようにすることが可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を説明するための一実施例
のブロック図である。
【図２】図１に示した実施例における一部変形例を説明
するためのブロック図である。
【図３】音響機器の一つであるヘッドホンにおける電気
機械振動変換手段の設置構造を説明するための図であ
り、（Ａ）は電気機械振動変換手段を浮動支持した場合
を、（Ｂ）は電気機械振動変換手段を弾性部材により挟
持して支持した場合を、（Ｃ）は弾性部材により電気機
械振動変換手段をヘッドホンの連結部材に押し当てて支
持した場合をそれぞれ示している。
【図４】図３に示したヘッドホンに設けられる電気機械
振動変換手段の構成を示す図であり、（Ａ）は筐体にモ
ータを直接取り付けた場合を、（Ｂ）は弾性支持部材を
介してモータを支持した場合をそれぞれ示している。
【図５】音響機器の一つであるヘッドホンの装着状態を
示す図である。
【図６】図４に示した電気機械振動変換手段の支持構造
における振幅特性を比較した結果を示す線図である。
【図７】本発明の実施の形態に関する別実施例の構成を
説明するためのブロック図である。
【図８】図７に示した構成の作用を説明するための線図
である。
【符号の説明】
１ 信号源 ２ 音響機器の一つであるヘッドホン ２Ａ スピーカ ２Ｂ スピーカ同士の連結部材 ２Ｃ スピーカ駆動回路 ３ モータ駆動部 ８ 電気機械振動変換手段に用いられるモ
ータ １１ 圧接体 １２ 電気機械振動変換手段 １２Ａ 筐体 １５ 偏心体 １６ 弾性支持部材 １７ 周波数特性変化手段に相当するボリュ
ーム １８ 周波数特性変化手段に相当するイコラ
イザ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大矢場 隆史 埼玉県所沢市花園４丁目2610番地 パイオ ニア株式会社所沢工場内 (72)発明者 長谷 徹 埼玉県所沢市花園４丁目2610番地 パイオ ニア株式会社所沢工場内 (72)発明者 花山 勝時 埼玉県所沢市花園４丁目2610番地 パイオ ニア株式会社所沢工場内 Ｆターム(参考） 5D005 BA11 5D017 AA11 5D020 AC08

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電気信号を音響信号に変換する電気音響
    変換手段と、電気信号を機械振動に変換する電気機械振
    動変換手段と、頭部への装着時には頚部に当接する位置
    に当該電気機械振動変換手段を保持する保持手段とを備
    えたことを特徴とする音響機器。
  2. 【請求項２】 前記電気機械振動変換手段は、音響機器
    の頭部への装着時に頚部に当接する位置に弾性を有する
    圧接体を備えたことを特徴とする請求項ｌに記載の音響
    機器。
  3. 【請求項３】 前記電気機械振動変換手段は、その筐体
    に振動発生部を弾性支持部材を介して取り付けたことを
    特徴とする請求項ｌまたは２に記載の音響機器。
  4. 【請求項４】 前記電気機械振動変換手段は、回転軸上
    に偏心体を取りつけたモータを有することを特徴とする
    請求項ｌ乃至３のいずれか１つに記載の音響機器。
  5. 【請求項５】 前記電気音響変換手段は、前記電気機械
    振動変換手段と機械的に絶縁、または柔軟に結合されて
    いることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかｌつに
    記載の音響機器。
  6. 【請求項６】 前記電気機械振動変換手段は、電気信号
    の低周波成分により駆動されることを特徴とする請求項
    １乃至５のいずれか１つに記載の音響機器。
  7. 【請求項７】 前記音響機器は振動に応じて音色を変化
    させる手段を有し、該音色変化手段は、前記電気機械振
    動変換手段により発生した振動に応じて電気信号により
    得られる音色を変化させ、電気音響変換手段に供給する
    ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１つに記載
    の音響機器。
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