JP2003092789A - 振動モータを利用した重低音増強装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 オーディオ電気信号を電気音響変換器によっ
て音に変換して出力する装置の重低音を増強すること。 【解決手段】 振動モータと、聴者の身体に装着され上
記振動モータで発生する振動を聴者に伝達するための振
動伝達手段と、オーディオ電気信号の低周波数成分を取
り出して上記振動モータの制御信号を出力するモータ制
御手段と、を備え、上記モータ制御手段によりオーディ
オ電気信号の低周波数成分を検出して上記振動モータを
駆動し聴者の身体に振動を伝えることにより重低音を身
体で感じるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ヘッドフォンや小
型スピーカで音声の再生を行う場合に不足する重低音を
安価な手段を用いて増強した装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、小型のスピーカやヘッドフォンで
は、音を再生するデバイス（スピーカ、ドライバーユニ
ット）の性能にもよるが、一般的に迫力のある重低音を
再生することができなかった。

【０００３】重低音を再生する一つの方法は、椅子等に
動電形の加振器を取り付けて再生重低音に合わせてこの
椅子を振動させることにより体で直接音を感じる（ボデ
ィソニック）方法である。この方法の変形として、ヘッ
ドフォンのヘッドバンド等のスピーカ部以外の所に加振
器を付けて頭部に直接振動を伝えるようにしたものがあ
る。

【０００４】重低音を再生するもう一つの方法は、ヘッ
ドフォンにドライバーユニットと加振器との両方を装備
することにより加振器による振動を体感するようにする
方法である。この方法を用いると、加振器をヘッドフォ
ン内部に設けるので、通常のヘッドフォンと同じ外観を
持ちながら重低音の増強されたヘッドフォンが得られ
る。それらは、例えば、特開昭６０−８４０９８号公
報、実開昭６２ー７３６９２号公報、実開閉ー６３２９
０号公報に示されている。

【０００５】この方法は、ヘッドフォンの電気音響変換
器部分と加振器の振動発生部が一体に作られるものであ
るから、基本的にはスピーカと同じ原理により動作する
ものである。そのため、加振器の部分をヘッドフォンの
構造に合わせて個々に設計する必要があり、製造コスト
も高くなる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記に説明した構成を
持つ従来の装置は、下記の欠点を持つ。 （１）椅子やヘッドバンドに加振器を付ける場合、ヘッ
ドフォン内部に加振器を付ける場合の、何れの場合であ
っても専用の加振器が必要になるため、重低音再生ヘッ
ドフォンを作るためにこれらの加振器をわざわざ準備し
なければならず、それだけ製品のコストが高くなる。

【０００７】（２）重低音再生ヘッドフォンを作成する
場合、ヘッドフォンのハウジング内に音再生振動板のド
ライバーユニットと上記重低音補強用の加振器の両方を
取付なければならないので、ヘッドフォンの小型化と軽
量化を実現することが困難である。 （３）加振器は音の変換効率が悪いので低電圧で駆動し
た場合効果が低い。本発明は、上記従来装置の欠点を克
服し、製造コストが安く、小型、軽量で変換効率の良い
重低音再生ヘッドフォンを得ることを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、下記の手段を備えた重低音増強装置を提
供する。即ち、オーディオ電気信号を電気音響変換器に
よって音に変換して出力する装置の重低音を増強する装
置であって、振動モータと、聴者の身体に装着され上記
振動モータで発生する振動を聴者に伝達するための振動
伝達手段と、オーディオ電気信号の低周波数成分を取り
出して上記振動モータの制御信号を出力するモータ制御
手段と、を備え、上記モータ制御手段によりオーディオ
電気信号の低周波数成分を検出して上記振動モータを駆
動し聴者の身体に振動を伝えることにより重低音を身体
で感じるようにした重低音増強装置を提供する。

【０００９】また、本発明の他の観点に従えば、上記重
低音増強装置において、前記電気音響変換器がヘッドフ
ォンであり、前記モータ制御手段がヘッドフォンのハウ
ジング内に内蔵された重低音増強装置を提供する。

【００１０】本発明の更に他の観点に従えば、上記重低
音増強装置において、前記振動伝達手段がヘッドフォン
・ハウジングであり、前記振動モータと該振動モータが
取り付けられたハウジング部分の間にノイズ振動の伝達
を防止する制動機構が設けられた重低音増強装置を提供
する。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の重低音再生機構を、ヘッ
ドフォンに適用した場合の一実施形態について、図面を
参照して下記に説明をする。

【００１２】図１（Ａ）はヘッドフォンの全体の外観図
である。同図において、１０１はプラグ付コード、１０
２は左側ハウジング、１０３は右側ハウジング、１０４
は電池出し入れ蓋、１０５は電池、１０６はヘッドバン
ド、１０７はイヤーパッドである。以上、外観上は従来
の普通のヘッドフォンと同じ外観をしている。

【００１３】図１（Ｂ）は、ヘッドフォン内部に振動モ
ータを組み込んだ場合を示す。同図において、１〜７は
図１（Ａ）について説明したのと同じ部分を示すので詳
細な説明は省略する。

【００１４】図１（Ｂ）において、１０８はモータ制御
回路、１０９は音声再生用のドライバーユニット、１１
０は振動モータ、１１１は振動モータ１１０とハウジン
グの間に挿入されたクッションである。このクッション
は、振動モータ１１０が発生する振動のうち音響的に好
ましくない振動をハウジングに伝えないようにする制動
機構を形成する。本発明の一実施形態においては、この
クッションとして発泡ウレタンを使っている。

【００１５】プラグ付コード１０１から入力された音声
信号はハウジング（Ｌ）１０２内に設けられたモータ制
御回路１０８に導かれ、低音周波数及び大きさに応じて
振動モータ１１０をコントロールする信号に変換されて
振動モータ１１０に入力され、該振動モータを駆動す
る。

【００１６】振動モータ１１０は、左ハウジング（Ｌ）
１０２及び右ハウジング（Ｒ）１０３内に各々１個設置
されており、左Ｌ及び右Ｒのハウジングをそれぞれ振動
させる。この振動がイヤーパッド１０７を介して聴者の
身体に伝導され重低音として感じさせる。

【００１７】図１に示すヘッドフォンのモータ制御回路
１０８の電源は、ハウジング１０３内に設けられた単三
形電池１０５からヘッドバンド１０６内を通して設けら
れた渡りコードを通して供給される。また、電池１０５
は、電池蓋１０４を開閉することにより交換できる。１
０９は、通常の音声を再生するためのドライバーユニッ
トであり、プラグ付コード１０１に接続される。

【００１８】１１１は振動モーターから生じる駆動ノイ
ズ（ブラシノイズ、摺動ノイズ）がハウジング（Ｌ）１
０２及びハウジング（Ｒ）１０３又はイヤーパッド１０
７を介して聞こえないようにするためのフィルタ（クッ
ション）である。ここでは、例えば発泡ウレタンを用い
て振動モータをハウジングに取り付けるようにする。し
かし、これに限定されるものではなく、振動モータが発
生するノイズ振動をハウジングに伝えないようにするも
のであればよく、一般に制動機構と呼ぶことにする。ハ
ウジング（Ｒ）１０３内の振動モータはヘッドバンド１
０６内に設けられた渡りコードを介してハウジング
（Ｌ）１０２内の制御基板１０８に搭載された制御回路
により駆動される。

【００１９】図２は、本実施形態の電気系統を示す回路
図である。同図において、２０１はヘッドフォンへの信
号源へのプラグ端子である。２０２はモータ制御回路、
２０３はモータ制御回路２０２の電源で、例えば、単三
電池２本を使って３Ｖの電源を構成する。２０４、２０
５は左、右振動モータを表し、２０６、２０７はヘッド
フォンから音出力を出すための左右ドライバーユニット
を表している。

【００２０】図３は、モーター制御回路のブロック図で
ある。同図において、３０１は音声信号源、３０２はモ
ータ制御回路、３０３は振動モータである。

【００２１】モータ制御回路３０２は、低域通過フィル
タ３０４、増幅器３０５、全波整流器３０６、ボリュー
ム３０７、レベル比較器３０８、モータ駆動回路３０９
から構成され、音声信号源３０１から取り出してきた信
号の低域成分を取り出して、これが一定レベルを超えた
とき振動モータを駆動する信号を出すものである。

【００２２】音声信号の低域成分を取り出すフィルタ３
０４のカットオフ周波数は例えば１００Ｈｚに選ぶこと
ができる。これにより１００Ｈｚ以下の信号を増強する
低域周波数信号として取り出し、不要な信号成分を除く
ことができる。増幅器３０５は取り出した低域成分信号
を制御し易いレベルまで増幅するためのものである。

【００２３】全波整流器３０６は、正負両側に振れてい
る交流信号を正側のみに振れるように整流するためのも
のである。整流された信号はボリューム３０７へ送られ
る。ボリューム３０７は、後続するレベル比較器３０８
へ送る信号のレベルの調整用に設けられる。

【００２４】ボリューム３０７でレベル調整された信号
は、レベル比較器３０８で基準レベルと比較され、入力
信号のレベルが基準レベルを超えた場合にモータ駆動回
路の出力をオンにして振動モータを動作させる。

【００２５】ボリューム３０７を操作してレベル比較器
３０８へ供給する信号を大きくすると小さい入力でも振
動モータが動作するようになり、逆に、レベル比較器３
０８へ供給する信号を小さくすると小さい入力では振動
モータが動作しなくなる。従って、このボリューム３０
７を調整することにより、振動モータが回転し始める信
号レベルを調整できる。

【００２６】図４は、本発明の実施に用いる振動モータ
の外観図である。同図（Ａ）は、ケース外観を示し、寸
法は、一例として円形部の直径が１４ｍｍ、厚さ３．５
ｍｍである。

【００２７】同図（Ｂ）は、ケース内に収納された振動
モータ本体の外観を示す。同図に示す振動モータの構造
を図面を参照して下記に説明する。円筒状のケース４０
２内には回転電動機が収納されており、その電動機の回
転軸に連動した軸が円筒の外に出ている。回転軸には小
片４０４が固着されており、回転軸が回転するときそれ
と共に小片４０４も回転するようになっている。

【００２８】回転電動機が動作すると、小片４０４は回
転軸によって駆動され円形蓋部４０３の上方で回転して
振動を生じる。本発明はこの振動を利用して音響機器の
低域周波数を擬似的に増強することにある。

【００２９】図５は、図４に示す振動モータを図１に示
すようにヘッドフォンに取り付けた場合の周波数特性
を、振動モータを取り付けない場合の周波数特性と対比
して示したものである。同図において、（ａ）が振動モ
ータを動作させた場合、（ｂ）が振動モータを動作させ
ない場合の周波数特性である。（ａ）の振動モータを動
作させた場合は（ｂ）の振動モータを動作させない場合
に比べて低域の音圧が大きくなっていることがわかる。

【００３０】図６は、図１に示すように振動モータとハ
ウジングの間にクッションを設けた場合の振動モータの
みの周波数特性を、クッションを設けない場合と対比し
て示したものである。同図において、（ａ）がクッショ
ン材を設けた場合、（ｂ）がクッション材を設けない場
合を示している。

【００３１】同図に示すとおり、クッション材を設けな
い場合には、振動モータから発する機械的振動が全て直
接ハウジングに伝わり、変動の大きな特性を示す。な
お、同図の周波数特性はクッション材として発泡ウレタ
ンを用いた場合の特性である。

【００３２】図７は、モータをハウジングの外側に設置
した例である。この例に示すように、振動モータをヘッ
ドフォンのケースの外側に付けて、振動モータから発生
する振動をヘッドフォンに伝えることによっても同様な
効果を得ることができる。市販のヘッドフォンに後から
この装置（振動モータとその駆動回路）を追加して同様
の効果を得ることもできる。

【００３３】上記実施形態では、取り付ける振動モータ
の個数は２つであったが、これに限らず幾つでもかまわ
ない。例えば、振動モータをヘッドバンドに設置する場
合には、振動モータの数は１個でもよい。

【００３４】また、振動モータを取り付ける場所は、上
記のように、ヘッドフォンのハウジング内やハウジング
の外側だけでなく、体に信号が伝わる場所ならどこでも
よい。例えば、イヤフォン、椅子、枕、帽子等でも同様
の効果が得られる。さらには、身体に直接モータを装着
することにより同様の効果を得ることもできる。

【００３５】

【発明の効果】本発明の重低音増強装置は、現在携帯電
話等で大量に使用されている振動モータを流用すること
ができるので製造コストを安くすることができる。

【００３６】本発明の重低音増強装置に用いる振動モー
タの寸法は、ヘッドフォン取付用であれば、直径１４ｍ
ｍ×厚さ３．５ｍｍ程度の円筒形モータで充分な効果が
得られるので装置の小型軽量化が可能である。

【００３７】本発明の重低音増強装置に用いる振動モー
タは、乾電池一本（１．５Ｖ）でも充分に動作可能であ
るから電源を容易に得ることができる。これと、上記小
型軽量であるという利点が相まって、本体への取付が簡
単であり、取付場所の自由度も高い。さらには、市販の
ヘッドフォンへ後から追加することも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の重低音増強装置を取り付けたヘッドフ
ォン装置の模式図である。

【図２】図１のヘッドフォン装置の電気系統の線図であ
る。

【図３】本発明の重低音増強装置のモータ制御回路の一
実施態様の回路ブロック図である。

【図４】本発明の重低音増強装置に用いる振動モータの
模式図である。

【図５】本発明にかかる振動モータを取り付けた場合と
取り付けない場合のヘッドフォンの周波数特性を示す特
性図である。

【図６】振動モータとヘッドフォン・ハウジングの間に
クッション材を介在させた場合とさせない場合のヘッド
フォンの周波数特性を示す特性図である。

【図７】振動モータをヘッドフォン・ハウジングの外側
に取り付けた場合の外観図である。

【符号の説明】

１０１・・・ フラグ付コード、１０２・・・ 左側ハウジン
グ、１０３・・・ 右側ハウジング、１０４・・・ 電池出し入
れ蓋、１０５・・・ 電池、１０６・・・ ヘッドバンド、１０
７・ ・・ イヤーパッド、１０８・・・ モータ制御回路、１
０９・・・ 音声再生用のドライバー ユニット、１１０・・
・ モータ、１１１・・・ クッション

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5D005 BA01 5D017 AA11 5D107 AA03 AA13 BB08 CC09 FF08

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】オーディオ電気信号を電気音響変換器によ
   って音に変換して出力する装置の重低音を増強する装置
   であって、 振動モータと、 聴者の身体に装着され上記振動モータで発生する振動を
   聴者に伝達するための振動伝達手段と、 オーディオ電気信号の低周波数成分を取り出して上記振
   動モータの制御信号を出力するモータ制御手段と、を備
   え、 上記モータ制御手段によりオーディオ電気信号の低周波
   数成分を検出して上記振動モータを駆動し聴者の身体に
   振動を伝えることにより重低音を身体で感じるようにし
   た重低音増強装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の重低音増強装置におい
   て、前記電気音響変換器がヘッドフォンであり、前記モ
   ータ制御手段がヘッドフォンのハウジング内に内蔵され
   た重低音増強装置。
3. 【請求項３】請求項２に記載の重低音増強装置におい
   て、前記振動伝達手段がヘッドフォン・ハウジングであ
   り、前記振動モータと該振動モータが取り付けられたハ
   ウジング部分の間にノイズ振動の伝達を防止する制動機
   構が設けられた重低音増強装置。