JP2007143154A - 音声の増幅装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明の課題は、小型でも必要な音声出力が得られ、且つ、音声増幅のためのエネルギーを必要とせず、従って電気的な増幅回路を形成する必要もなく、音声帯域のみを増幅することが出来るスピーカー等の音声の増幅装置を提供することである。
【解決手段】 スピーカーの振動板に対向する方向に中空部を設け、スピーカーから出力される音声帯域を共振させて、必要な帯域を得ると共に、出力用開口部を介して音声の増幅装置の外部に出力することである。
【選択図】図３

Description

本発明は、スピカー等の音を共鳴（以下、共振と言う）させて増幅させ、出力するための音声の増幅装置に関するものである。

従来、音声を増幅するにはスピーカー等では、電気的回路を用いて、増幅し音声として聞き取りやすく調整し、出力する物で、この音を更に効果的に拡散させるために、ケースを用いるが、このケースは自然な音声を出力するのが目的で、ケース内面にグラスウール等の吸音材を設けて、共鳴や共振等による音の反射を防止することを目的としていた。
従って、高出力をうるため等もあり、スピーカーと共に、を用いている、スピーカーケースも大型化していた。

又、近年これら音響機器を初め、あらゆる商品は全般的に小型化される傾向が強く、スピーカーの口径も小い物が多く用いられている。

更に、スピーカーを用いる場合、電気的な増幅回路を要するが、この増幅回路を機能させるために必要な、電気等のエネルギーは電池等の電源を収納するスペースを要したり、内蔵する電池の消耗が速い等で、電池収納スペース、更に、電池切れ等、問題があり、小型化、省エネルギー化、そして長時間の使用が可能な音声増幅装置が待たれており、特に、エネルギーを消耗することなく、音声を増幅する装置は無かった。

上記の如く、従来の技術に依れば、スピーカー等のケースの内面に吸音材等を設けた場合、ケースが大きくなり、携帯に不向きで有るばかりでなく、高出力のスピーカー等を用いるため、消費電力も大きく、小型化、省資源型の商品には不適当であり、更に、電気的に増幅回路を構成しても、音声帯域意外の所謂雑音も同時に増幅するため聞き取りにいと言う問題があった。

従って、本発明が解決しようとする課題は、電気等を用いず長期間の使用が可能で、小型で携帯が容易で、操作が簡単で、音声を増幅するためにエネルギーを消耗することのない音声の増幅装置を提供することである。

本発明によれば、該中空部と出力用スピーカーからなり、該中空部と前記スピーカーの関係は、前記スピーカーの振動板に対向する方向に、それぞれ該中空部を設け、前記スピーカーから出力される音を該中空部で共振させて、必要な音声帯域を得る手段を備えたことである。

ここに言う必要な帯域を得る手段とは、複数の中空部はそれぞれ容積を変えて有り、又は、音波の反射する空間の距離を異ならせてある。
従って、音波が複数の中空部の壁面と壁面の距離を異ならせることによって、音が壁面に当たり反射して出来る共振の周波数が異なる結果、周波数に幅を生じさせることによって、帯域に幅を持たせて音声として明確に聞き取れるようにしたことである。

更に請求項２に於いては、中空部の一端に出力される音の指向性を高めるための開口部を設けたことである。

本発明に依れば、外部から電気的に入力されてスピーカー５から出力される微弱な音であっても共鳴現象（出力された音が側板６、側板７の内面と遮蔽板８の面に当たって反射を繰り返し、増幅されるため、以下共振という）を利用し、音声として聞き取り、判別なし得る音声帯域にまで増幅し、外部に出力することで、音声の増幅に当たって、電気等のエネルギーを用いないため、エネルギーの消耗もなく、極めて長期間の連続しようが可能となり、小型、軽量で携帯し易く、電源や電池等を用いなくとも良いから、電池切れや故障等もなく、機械装置や、特殊な電気的回路もなく、操作も極めて簡単で、誰にでも使用できる音声の増幅装置を安価で提供することができる。

本発明を実施するに当たって、その最良の形態を説明すると、スピーカー５の振動板に対向する方向に複数の中空部Ｎを設け、スピーカー５から出力される音声による音波を、中空部Ｎ内に於いて共振させ、音声として聞き取りに必要な音声帯域（以下、帯域と言う）を得る手段を備えることが望ましい。

前記の、必要な帯域を得る手段とは、例えばスピーカー５から出力された音声を、共振させるために、複数の中空部Ｎ、Ｎを形成してある。
この時、中空部Ｎ、Ｎはそれぞれ容積、又は、共振作用を発生させる距離が異なることが望ましく、このため、中空部Ｎ内に出力された音波が、複数の中空部Ｎ、Ｎ内で共振を起こし、この共振作用により音声は増幅される。
換言すれば、容積の異なる複数の中空部Ｎ、Ｎ内で共振作用を促す事で、帯域に幅が生じ、音声（言葉）として充分に聞き取れる状態を創出するように構成してある。
これは、複数の中空部Ｎ、Ｎ内の内壁間の距離（容積）が、音波の波長を創生する共振に関係するため、帯域の幅が増大し、音声として明確に聞き取れるようにすることができる。

更に請求項２に於いては、中空部Ｎの一端にあたるケース１の端部、例えば枠部９に開口部３を設け、開口部３の位置はケース１から外部に出力される音の指向性を高める位置と、大きさであって、開口部３とスピーカー５との関係は、スピーカー５の振動板と対向する面以外の方向に、開口部３を設けることが望ましい。
従って、枠部９の端部方向又は側部方向であって、中空部Ｎ内で帯域を増幅させる妨げとならない位置であることが望ましい。
又、中空部Ｎ内で音声を増幅させる妨げとならない位置とは、スピーカー５からある程度離れた位置が好ましく、共振を起こすに必要な距離であることが望ましい。

以下に本発明の実施例１について説明すると、図１は実施例１の外観の斜視図、図２は実施例１の一部切り欠きの斜視図で、これ等の図面は本実施例のほんの一例を示すもので、例えば、合成樹脂、又は、金属その他、共振を起こしやすい素材、換言すれば、スピーカー５によって出力された音声に対し、振動し易い素材を用いて形成し、外観の形状は直方体に限定されるものでないことは、言うまでもない。
又、ケース１には、外部からスピーカー５に接続する配線のための開口部、及び、スピーカーに接続する配線等は既存の技術であり、当然のことであるから省略してある。

以下、ケース１の内部を図２に基づいて説明すると、ケース１の内部は、遮蔽板８を介して、複数の中空部Ｎ、Ｎを形成し、この、遮蔽板８の適宜位置に開口部４を介してスピーカー５を設けてある。
更に、複数の中空部Ｎ、Ｎとスピーカー５の関係を述べれば、スピーカー５の振動板の面に対向する位置にそれぞれ複数の中空部Ｎ、Ｎを設けるとよく、例えば、スピーカー５から出力される音声による音が音波となって、側板６、側板７の内側の面に当たり、反射する。
反射した音は更に、仕切板８の面に当たり、反射し、これを繰り返すうちに、中空部Ｎ内の容積、又は、仕切板８から側板６の内面までの距離と、仕切板８から側板７の内面までの距離が異なる関係に於いて、異なる波長（周波数）として共振し、増幅された後、枠体９の一端に設けた開口部３からケース１の外部に出力されるように構成されている。

この時、複数の中空部Ｎ、Ｎを形成する素材、又は、厚みを変えて形成すると中空部Ｎ、Ｎは略同じ容積でも振動数（周波数）の変化が可能であるが、願わくば、複数の中空部Ｎ、Ｎは、それぞれ容積が異なる事が、製造上容易な方法で望ましい。
換言すれば、容積の異なることで、共振した音の周波数に幅を持たせる結果、帯域に幅が生じ、言語として明確に聞き取ることができる効果を創出している。

更に、ケース１の端部に位置する枠部９に開口部３を設けてあり、開口部３とスピーカー５との関係は、スピーカー５の振動板と対向する方向以外に、開口部３を設けるよく、中空部Ｎ内で音声を増幅させる妨げとならない位置がよい。
従って、開口部３は中空部Ｎ内に於いて共振し増幅された、音声を外部に出力するために設けるものであるから、開口部３は用途や必要に応じ、ケース１の他の部分に設けても良いが、本実施例に於いては、ほんの一例として枠部９の一端、スピーカー５から離れた位置に設けてあり、ケース１の外部に出力した音声の指向性も高める作用がある。
上記の如くであるから、例えば、本発明の実施例１に示す、音声の増幅装置は使用者の顔の直下等のポケットに収納するか、或いは紐等で保持すると、開口部３を介して出力される音声は直進し、比較的小出力の音声であっても、充分人間の耳に到達し、容易、且つ、鮮明に聞き取ることが可能である。

従って、本実施例の音声の増幅装置を使用するには、洋服や、ワイシャツ、又はシャツ等の胸ポケットに開口部３を上方向に向けて挿入し、又は、紐（図示しない）等によって、首から提げ、又は、（図示しないが）クリップ等で固定する等、使用者の顔の下方に保持する。
更に、ラジオ、又はテレビ、又はトランシーバー等の無線機などの機器（以下、機器という）の例えばイヤフォン出力部に、接続コード等を用いて接続し、遮蔽板８に設けたスピーカー５と接続する。
この場合、機器と本発明の音声の増幅装置を接続する方法は、この限りではないが、機器から伝達された微弱な電気信号によって、スピーカー５を介して音声が出力され、この音声が、複数の中空部Ｎ、Ｎ内で共振し、音声は増幅される。

特に、音声を増幅するのに電気的な増幅回路を用いないため、電池や、増幅回路のスペースを要せず、小型で軽量となり、又電池や電源を用いないため、電池切れや、電池交換、充電等の煩わしさから開放され、極めて長時間の連続しようが可能となる。
従って、連続使用の可能な時間は、本発明の音声の増幅装置が壊れるまで使用可能であるから飛躍的に延長され、携帯に便利で、操作も簡単、省資源型で安価な音声の増幅にエネルギーを消費することにない音声の増幅装置を提供する事ができる。

以下、本発明の実施例２を図３に基づいて説明すると、図３は実施例２を示す分解の斜視図で、二枚の側板６、７と枠体９と遮蔽板８と段部Ｌと段部１０、開口部３からなるが、図３はあくまでも、本実施例の概念を示すほんの一例で、適宜大きさの枠体９の内面に遮蔽板８を支持するための段部１０を設けてあり、この段部１０は枠部９内部に挿入した遮蔽板８を保持するに充分な大きさと形状からなり、枠部９と一体に形成することも可能であり、また別途形成し、枠部９内に挿入することも可能であることは言うまでもない。

又、遮蔽板８にはスピーカー５を設けるにあたって、このスピーカー５から出力される音声が複数の中空部Ｎ、Ｎに略同出力で出力伝播するよう遮蔽板８の適宜位置に開口部４を設けてある。
この場合、開口部４に変えて極微薄な肉厚を残して（図示しないが）スピーカー５を挿入可能な凹状を形成しても良く、スピーカー５からの出力をバランス良く複数の中空部Ｎ、Ｎに出力するよう形成すればよい。

更に、枠部９の一端の適宜位置に開口部３を設けると共に、縁部に段部Ｌを形成し、側板６側板７を挿入して設けてもよく、この側板６側板７を設けるに当たって、スナップ式に嵌着してもよく、更には、接着、又は螺着、又は粘着等の方法で設けることも可能である。
又（図示しないが）例えば、枠体９に側板６、側板７、遮蔽板８等を設ける場合、要所の部分のみを固着し、側板６、側板７、遮蔽板８が振動しやすいように設けることで、共振を促進させることもできる。

又、枠部９に開口部１３を設けてもよく、この開口部１３の大きさは、複数の中空部Ｎ、Ｎの内部に出力された音声の共振増幅を妨げない程度であって、且つ、共振を若干抑制し、歪みのない澄んだ音声を開口部３を介して出力する作用がある。
従って、枠体９の周胴の適宜位置に設けても良く、図３に於いては、枠体９の側面に設けてあるが、これは、ほんの一例で、他の方向に設けることも可能であり、開口部１３の大きさを調整して複数設けることも可能であり、更には、一方の中空部Ｎのみでも良く、又、開口部１３の大きさや位置等を調整し、複数の中空部Ｎ、Ｎにそれぞれ設けてもよく、他の実施例に用いるかとも可能であることは言うまでもない。
従って、本実施例に於いても、実施例１と同様の作用ならびに効果を得ることができるものである。

図４は本発明の実施例３の遮蔽板８と枠部９を示す一部切り欠きの斜視図で、枠部９を形成するに当たって、遮蔽板８を一体に形成することも可能で、この実施例に於いても枠部９の端面に（図示ししていないが）側板６、側板７をそれぞれ設けることによって、遮蔽板８の両側部に中空部Ｎ、Ｎが、それぞれ形成される。
従って、この実施例に於いても、実施例１と同様の作用及び効果を得ることができる。

図５に基づいて、本発明の実施例４を示す一部切り欠の斜視図で、中空状のケース１１の内部にスピーカー５を設けると共に、それぞれ側端に側板１２、１２を設け、且つ、ケース１１の周胴に開口部３を設けてもよく、この時、側板１２、１２とスピーカー５の間にそれぞれ中空部Ｎ、Ｎが形成される。
又、ケース１１の内径をスピーカー５の直径より大きく形成してもよく、（図示しない）遮蔽板を介してスピーカー５を設けることも可能で、中空部Ｎ、Ｎはそれぞれ容積を違えることも可能であるから、この実施例に於いても実施例１と同様の作用、並びに効果を得ることができる。

図６は本発明の実施例５の枠体の一部を切除した斜視図で、ケース１を構成する枠体９の長手方向の側面に、増幅した音声を出力するための開口部３を設けてあり、開口部４を形成し遮蔽板８は傾斜状に構成し、容積の異なる複数の中空部Ｎ、Ｎを形成してある。
遮蔽板８を設けるに当たって、適宜角度を形成すると、側板６の内側の面と、側板７の内側の面に、スピーカー５から出力された音が当たり、反射するに際し、音の反射方向が角度によって、強制され、又、中空部Ｎ、Ｎ内に於いて、部分的に音の反射距離が変わるため、共振による波長に幅が生じ、帯域をなめらかに広げ、肉声と近似した音声として増幅する。
又、開口部３とスピーカー５との関係について述べれば、開口部３を形成する面に対して、スピーカー５の面が略直交、又は、直交する方向に形成するとハウリングを減少させることもでき、他の実施例と同様の作用及び効果を得ることができる。

図７は本発明の実施例６を示す斜視図、図８は本実施例の一部切り欠きの斜視図で、この実施例に於いては、ケース１の内部に電気的な増幅回路、を形成することのできるスペースを確保することも可能で、例えば、図８ではケース１内に遮蔽部Ｒを形成して、複数の中空部Ｎ、Ｎ、ＳＲを形成してもよく、更に、開口部４を設けた遮蔽板８は、適宜角度を維持して複数の中空部Ｎ、Ｎを形成してもよい。
又、枠部９の長手方向に開口部３を設け、枠部９の端部には内部に形成した電気的回路のスイッチＳを設けると共に、外部からの音声を入力するためのマイクＶを設けることもできる。

従って、使用に当たっての一例を述べれば、携帯電話等からの電気信号をケーブル等を用いて中空部ＳＲ内に設けた電気回路（図示しない）に伝え、開口部４を介して設けるスピーカー５に依って複数のの中空部Ｎ、Ｎ内に音として出力すると、中空部Ｎ、Ｎ内に於いて、共振し音声として増幅された音は、音波となって開口部３からケース１の外部に出力される。
又、携帯電話等の使用者が応答する声は、マイクＶによって入力され、中空部ＳＲ内の電気回路を経由し、ケーブル等を介して携帯電話又は、トランシーバー等に伝達し、会話をする相手方に送信することも可能である。
従って、携帯電話等を手で保持することなく通話が可能で本発明の音声の増幅装置の一つの応用方法であり、本実施例に於いても、他の実施例と同様に、音声の増幅装置としての作用及び効果を得ることができる。

図９、図１０は本発明の実施例７の遮蔽板を示すの斜視図で、図９に於いては、遮蔽板８の両端部付近に複数の折曲Ｘ、Ｘを形成すると共に、折曲部Ｘ、Ｘの間に開口部４を設けることで、複数の容積が異なる中空部Ｎ、Ｎ形成することができる。
従って、木発明の音声の増幅装置のケース１の内部に遮蔽板８を設けるに当たり、遮蔽板８が適宜な角度を形成しつつ、安定的に保持することができる。
この場合（図示しないが）、遮蔽板８の端部をケース１の内面又は枠体９の内面等に接着し、又は狭持し、又は枠体９の内面等に段落溝、又は突起等を設け遮蔽板８を保持することが可能である。
又、図１０に於いては、開口部４を形成した遮蔽板８の一端に、折曲部Ｘ形成しても良く、この実施例に於いては、他の実施例の遮蔽板８として用いることができ、他の実施例と同様の作用及び効果を得ることができる。

図１１は本発明の実施例８を示す一部切り欠きの斜視図、図１２は本実施例の側面の一部断面図、図１３は本実施例を示す正面図、図１４は本実施例の内部を示す平面図で、図１１に於いて、ケース１の一端に開口部３を形成してあり、遮蔽板８と遮蔽部Ｒに依って複数の中空部Ｎ、Ｎ、ＳＮを形成する。
この場合に於いても、遮蔽板８には開口部４を設けてもよく、或いは開口部４を設けず、スピーカー５の振動板を遮蔽板８（厚みによっては）の表面に、密着させて設けることも可能であるが、図１２の如く、開口部４を介してスピーカー５を設けても良い。

更に、（図１３）ケース１の端部に音声等を出力する開口部３を設け、この開口部３は一方の中空部Ｎ側に設け、中空部ＳＮに電気的回路の電流をコントロールするスイッチＳとボリュームＴを設けると共に、外部からの音声を入力するためのマイクＶを設け、ケース１の一端の面に集中させても良い。

従って、この実施例の音声の増幅装置を使用するには、携帯電話等からケーブル、又は電波等を用いて、入力し又は、送信が可能な状態に携帯電話等の回路と接続する。
この時、スピーカー５から出力される音声が微弱で、中空部Ｎ、Ｎ内に於いて、共振を起こすことが困難な場合、（図１４）中空部ＳＮ内に増幅回路を形成することも可能である。
更に、例えば送信するための音声を、マイクＶから入力され、基板Ｄ、Ｊ等を経て携帯電話と接続するとよい。

しかも、開口部３を介して出力される音声は、中空部Ｎの容積と開口部３の関係によって指向性を有しているため、あたかもレンズを通して光を集中させる如くに、音声は使用者の顔方向に集中し、使用者には極めて容易、且つ、使用する者の肉声に近似している音声を、明確に聞き取ることができる。

更に、図９及び図１０に於いては、開口部３とマイクＶ、スイッチＳ、ツマミＴがそれぞれ同方向の枠体９に設けてあるが、これは、ほんの一例であって開口部３、マイクＶ等を別々の方向に設けても良く、その用途に応じてそれぞれ設ける位置を変更できることは言うまでもない。

更に、通常の場合マイクとスピーカーを接近させると互に干渉し、雑音が発生するが、マイクＶと同方向に開口部３を設けても、遮蔽部ＲはマイクＶとスピーカー５の干渉を妨げる遮蔽作用が生じるため、マイクＶとスピーカー５が互いに近距離にありながら、実質的には距離を離した場合と同様に耳障りな雑音を発することはなく、小型、軽量化に有効である。

従って、この実施例の音声の増幅装置のカバー１を例えば、シャツや上着の胸のポケットに挿入し、又は首等に吊り下げた場合、携帯電話の着信時、スイッチＳをオンにすることで、入力された電気信号は、スピーカー５から中空部Ｎ、Ｎ内に出力された音として、中空部Ｎ、Ｎ内に於いて共振し増幅されて開口部３からケース１の外部に出力される。
しかも、開口部３を介して出力される音声は、中空部Ｎの容積と開口部３の関係によって指向性を有しているため、あたかもレンズを通して光を集中させる如くに、音声は使用者の顔方向に集中し、使用者には極めて容易、且つ、明確に聞き取ることができる。

更に、図１３及び図１４に於いては、開口部３とマイクＶ、スイッチＳ、ツマミＴがそれぞれ同方向の枠体９に設けてあるが、これは、ほんの一例であって開口部３、マイクＶ等を別々の方向に設けても良く、その用途に応じてそれぞれ設ける位置を変更できることは言うまでもない。
従って、携帯電話機等を手に持ことなく自在に受信が可能で、現在、自動車の運転中に携帯電話を手に持って通話をすることは法律で禁じられているが、この実施例の如き使用状態であれば違法性はなく、多くの自動車運転手にとって、極めて有用な機器となる。

又、携帯電話は携帯し易くすると言う機能から、小型化、軽量化が進んでいるが、例えば電話を受けながらメモ等をとる場合、固定電話のように肩と耳の部分で狭持しながら両手を使うことは不可能であり、作業現場等に於いても有用な携帯電話の周辺機器として使用でき、他の実施例と同様の作用及び効果を得ることができる。
中空部ＳＮに直接携帯電話機能を組み込み、或いは、携帯電話の内部に本発明の音声の増幅装置を組み込むことも可能であることは言うまでもない。
その他、本発明の音声の増幅装置をテレビ、ラジオ、補聴器等に利用することも可能であり、社会に裨益するところ大である。

産業上の利用の可能性

本発明は、携帯電話の通話時に於いて、電話機を手で支える必要が無く、このため自動車等の運転操作時に於ける緊急通話が容易になるばかりでなく、現在、車を運転しながら携帯電話を使用することは法的にも禁じられているため、自動車による輸送関連業界では、細かな対応が可能であり、本発明によって自動車運転中でも携帯電話の対応が可能となり、特に個別配達業務を行う輸送業界に大きく貢献することができ、他にラジオやテレビ等の音声増幅に幅広く応用することが可能である。

本発明の音声の増幅装置の実施例１の外観を示す斜視図である。 本発明の音声の増幅装置の実施例２を示す一部切り欠きの斜視図である。 本発明の音声の増幅装置の実施例２を示す分解の斜視図である。 本発明の音声の増幅装置の実施例３の、遮蔽板と枠体を示す一部切り欠きの斜視図である。 本発明の音声の増幅装置の実施例４を示す一部切り欠きの斜視図である。 本発明の音声の増幅装置の実施例５の枠体の一部を切除した状態を示す斜視図である。 本発明の音声の増幅装置の実施例６を示す斜視図である。 本発明の音声の増幅装置の実施例６を示す一部切り欠きの斜視図である。 本発明の音声の増幅装置の実施例７を示す遮蔽板の斜視図である。 本発明の音声の増幅装置の実施例７を示す遮蔽板の斜視図である。 本発明の音声の増幅装置の実施例８を示す一部切り欠きの斜視図である。 本発明の音声の増幅装置の実施例８を示す側面の一部切除した側面図である。 本発明の音声の増幅装置の実施例８を示す正面図である。 本発明の音声の増幅装置の内部を示す平面図である。

符号の説明

１ ケース
Ｎ 中空部
３ 開口部
１３ 開口部
４ 開口部
５ スピーカー
６ 側板
７ 側板
８ 遮蔽板
Ｘ 折曲部
９ 枠体
Ｌ 段部
１０ 段部
Ｒ 遮蔽部
Ｓ スイッチ
Ｔ ボリュームのツマミ
ＳＮ 中空部
Ｗ 電池
Ｊ 基板
Ｄ 基板
Ｇ 充電用コネクタ
Ｖ マイク
１１ ケース

Claims (2)

1. 音を共鳴させる該中空部と前記音を出力するスピーカーからなり、前記スピーカーから出力された前記音を該中空部の内部で共鳴（共振）させて、前記音を増幅し必要な音声帯域を得る手段を備えたことを特徴とする音声の増幅装置。
2. 該中空部の内部から該中空部の外部に音声を出力する場合、前記音声の指向性を高めるための開口部を設けた請求項１記載の音声の増幅装置。

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