JP2009055253A - イヤースピーカ装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】自然な音像定位を与え充分な低音を含む高品質な再生音をリスナに聴取させ得ると共に、頭部への装着又は頭部からの取り外しを容易に行わせ得るようにする。
【解決手段】イヤースピーカ装置1は、装着部10に耳掛部14L及び14Rを設けると共に当該装着部10に対しスピーカ可動部25L及び25Rを回転させる回転部22L及び22Rを設け、自然状態で耳掛部14L及び14Rよりも管状ダクト33L及び33Rを内側に位置させておき、装着時にスピーカ可動部25L及び25Rを最外方まで回転させてから、耳掛部14L及び14Rを耳介付け根上部101AL及び101ARにそれぞれ当接させてスピーカ可動部25L及び25Rを内方へ回転させることにより、管状ダクト33L及び33Rを耳介101L及び101R等に干渉させることなくリスナの外耳道入口102L及び102R近傍に位置させることができる。
【選択図】図6

Description

本発明はイヤースピーカ装置に関し、例えばスピーカをリスナの頭部に装着させるイヤースピーカ装置に適用して好適なものである。
従来、頭部装着型のイヤースピーカ装置に近い構成を有するヘッドホン装置においては、リスナの頭部に装着された状態でCD(Compact Disc)の再生音声等を表す電気信号を音(以下、これを再生音と呼ぶ)に変換し、当該リスナに聴取させるようになされたものが広く普及している。
一般的なヘッドホン装置では、音を発生させるスピーカユニットがリスナの外耳道入口の正面付近に位置し、当該スピーカユニットから鼓膜に対して直接的に音を到達させるようになされている。これによりヘッドホン装置は、音質を向上し得る一方、音像をリスナの頭内に定位させることになり当該リスナに不自然な印象を与えてしまっていた。
このためヘッドホン装置の中には、スピーカユニットを外耳道入口(耳孔)からやや離隔させ前頭部側に位置させることにより、一般的な据置型のスピーカを用いた場合のように音像を頭外に定位させ不自然感を払拭させ得るよう図られたもの、すなわちイヤースピーカ装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2000−295685公報(第1図)
しかしながら、かかる構成のイヤースピーカ装置では、スピーカユニットが耳孔から離隔されていると共に周囲の空間が解放されているために再生音の低音域が不足し、音質が劣化してしまうという問題があった。またヘッドホン装置は、リスナの頭部への装着及び頭部からの取り外しが容易であることが望ましい。
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、自然な音像定位を与え充分な低音を含む高品質な再生音をリスナに聴取させ得ると共に、頭部への装着又は頭部からの取り外しを容易に行わせ得るイヤースピーカ装置を提案しようとするものである。
かかる課題を解決するため本発明のイヤースピーカ装置においては、リスナの頭部上方及び左右の耳介付け根上部にそれぞれ当接すると共に当該頭部を左右から挟み込むことにより当該頭部に装着される装着部と、中空の筐体にスピーカユニットが取り付けられてなる左右のスピーカ部と、装着部に取り付けられ、スピーカユニットの放音面をリスナの外耳道入口の前方に位置させるようスピーカ部を支持する左右の支持部と、筐体に取り付けられ、筐体内に生じた音を外耳道入口近傍まで到達させるよう延長された左右の管状ダクトとを具え、支持部は、左右外向きの力が加えられることにより装着部に対しスピーカ部を一時的に外方へ位置させ、当該外向きの力が解放されることにより装着部に対しスピーカ部を外耳道入口の前方に位置させるようにした。
これによりリスナの頭部へ装着され又は頭部から取り外されるとき、スピーカ部を一時的に外方へ位置させて耳介等との干渉を防止できると共に、頭部に装着されたとき、スピーカユニットの放音面を外耳道入口の前方に位置させ管状ダクトの端部を外耳道入口近傍まで到達させることができる。
本発明によれば、リスナの頭部へ装着され又は頭部から取り外されるとき、スピーカ部を一時的に外方へ位置させて耳介等との干渉を防止できると共に、頭部に装着されたとき、スピーカユニットの放音面を外耳道入口の前方に位置させ管状ダクトの端部を外耳道入口近傍まで到達させることができ、かくして自然な音像定位を与え充分な低音を含む高品質な再生音をリスナに聴取させ得ると共に、頭部への装着又は頭部からの取り外しを容易に行わせ得るイヤースピーカ装置を実現できる。
以下、図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
(1)イヤースピーカ装置の構成
図1、図2及び図3において、イヤースピーカ装置1は、全体としてポータブルCD(Compact Disc)プレーヤやDMP(Digital Music Player)の再生処理等により生成された電気信号を音に変換しリスナに聴取させるようになされている。
イヤースピーカ装置1は、一般的な箱形のスピーカ装置とは異なり、ヘッドホン装置と同様にリスナの頭部に装着されることを前提としている。実際上、イヤースピーカ装置1は、大きく分けてリスナの頭部に安定的に装着するための装着部10と、電気信号を音(以下、これを再生音と呼ぶ)に変換する左右のスピーカ部30L及び30Rと、装着部10の左右に取り付けられスピーカ部30L及び30Rをそれぞれ支持する支持部20L及び20Rとにより構成されている。
以下では、イヤースピーカ装置1がリスナに装着されたときの上方向、下方向、右方向、左方向、前方向及び後方向を定義した上で説明する。
(1−1)装着部の構成
装着部10は、リスナの頭上部を覆うヘッドバンド11を中心に構成されており、当該ヘッドバンド11の左右端部にスライダ12L及び12Rを介してハンガー13L及び13Rが設けられている。
ヘッドバンド11は、薄板状の金属板が略楕円周状に打ち抜かれ略円弧状に曲げられており、リスナの頭部に装着された際に当該頭部を左右に渡る2本の細いバンドが接合部分と一体に形成されたような形状となっている。
またヘッドバンド11は、全体として弾性を有しており、自然状態では一般的なリスナの頭部よりもやや小さな弧状に湾曲する一方、左右に押し広げられるとリスナの頭上部にフィットした形状となり、自然状態に戻ろうとする弾性力が作用するようになされている。
さらにヘッドバンド11の中央部分は、パッド15により覆われており、リスナの頭部に装着された際に与え得る、金属の冷たさや堅さ等の感覚を和らげるようになされている。
ところでイヤースピーカ装置1は、全体としてほぼ左右対称に構成されている。このため、以下では各符号の末尾に「L」を付した左側部分について主に説明し、各符号の末尾に「R」を付した右側部分については説明を省略する。
スライダ12Lは、ヘッドバンド11の左端部に取付固定され、上下方向に貫通するよう設けられた孔部にハンガー13Lが挿通されている。
ハンガー13Lは、略長方形状の薄い金属板が僅かに内側に湾曲されてなり、下方の折曲部13LAにおいて内方へ折り曲げられると共に下端に耳掛部14Lが形成されており、また上端にストッパ13BLが形成されている。
耳掛部14Lは、ハンガー13Lの下端部分を部分的に心材としており、その周囲に樹脂材料が成形されている。この耳掛部14Lは、上側に突出した三日月状に形成されており、イヤースピーカ装置1がリスナの頭部に装着された際に、下側部分及び内側面部分がリスナの耳介付け根の上部に当接するようになされている。
またハンガー13Lの内側表面には、図4に示すように、上下方向に渡って10個の位置決め穴13CLがほぼ等間隔に穿設されており、その下方には内側に突出した突起部13DLが突設されている。
一方、スライダ12Lは、その内部において、ハンガー13Lを表側(すなわち左側)及び裏側(すなわち右側)からある程度の力で挟持しており、さらに位置決め穴13CLと対応する位置決め機構(図示せず)が設けられている。
かかる構成によりスライダ12Lは、リスナの操作等によってヘッドバンド11に対しハンガー13Lを上下に摺動させ、位置決め穴13CLを利用してハンガー13Lの上下位置を段階的に選択させ得るようになされている。
またスライダ12Lは、ストッパ13BL及び突起部13DLによりストッパ13Lの上側及び下側への移動範囲がそれぞれ規制されており、ストッパ13Lを約40[mm]の範囲で上下に移動させることができる。
これによりイヤースピーカ装置1は、左側の耳掛部14Lからヘッドバンド11を介し右側の耳掛部14Rまでの弧状部分の長さ(以下、これを装着部長さと呼ぶ)をリスナに調節させることができる。
さらにハンガー13Lの外側表面には、図5に示すように、各位置決め穴13CLとそれぞれ対応した目盛り及び「1」から「10」までの数字が刻印されている。
このためイヤースピーカ装置1は、ハンガー13Lの目盛り及び数字により装着部長さをリスナに視認させ、当該目盛り及び数字を参照させながら所望の装着部長さに調節させることができる。
このように装着部10は、リスナの操作等によってハンガー13L及び13Rがスライダ12L及び12Rに対し摺動されることにより、左側の耳掛部14Lからヘッドバンド11を介し右側の耳掛部14Rまでの装着部長さを調節させることができる。
(1−2)支持部の構成
支持部20Lは、ハンガー13Lに取り付けられるホルダ21Lに対し、回転部22Lを介してアーム23Lが回転し得るよう延設されており、さらに当該アーム23Lの上下中央からやや下方にずれた箇所にスピーカ部30Lが取付固定されている。
アーム23Lは、金属材料でなり、射出成形等によって全体的に円弧状に形成され、回転部22Lに対し(すなわちハンガー13L等に対し)スピーカ部30Lを前方に位置させると共に、略球形状であるスピーカ部30Lや略三日月状の耳掛部14Lとの間でデザイン上の対応が図られている。またアーム23Lは、所定の太さ及び所定の断面形状でなり日常的に殆ど撓むことがない程度の強度を有しているため、装着部10に対してスピーカ部30Lを安定的に保持し得るようになされている。
アーム23Lの下端には、シリコンゴム等の柔らかい材料により形成されたキャップ23ALが取り付けられ、その中心部分に接続ケーブル24Lが挿通されるようになされている。因みにアーム23Lは、断面がU字状に形成されることにより、接続ケーブル24Lを内側に挟み込んでキャップ23ALからスピーカ部30Lまで導くようになされている。
ホルダ21Lは、スライダ12Lと一部類似した構成を有しており、ハンガー13Lのうち突起部13DLと折曲部13ALとの間を挟持している。
このためホルダ21Lは、リスナの操作等によってハンガー13Lに対し上下に摺動されることにより、突起部13DLと折曲部13ALとの間で当該ハンガー13Lに対する上下位置を約16[mm]の範囲で調整させ得るようになされている。
このときホルダ21Lは、回転部22L及びアーム23Lを介してスピーカ部30Lが取り付けられていることから、耳掛部14Lとスピーカ部30Lとの間隔を調整することができる。
またホルダ21Lは、ハンガー13Lを表側及び裏側からスライダ12Lよりも強い力で挟持しており、当該ハンガー13Lに沿って摺動するには、比較的強い力を必要としている。
実際上、ホルダ21は、内部でシリコンゴムをハンガー13Lに押し付けるような構成を有しており、ある程度までの力が加えられたときのハンガー13Lに対する位置の保持と、比較的強い力が加えられたときのハンガー13Lに対する摺動とを両立している。
このためイヤースピーカ装置1は、例えばリスナによりヘッドバンド11とホルダ21Lとが把持され両者を近接又は離隔させるような力が加えられた際、ハンガー13Lに対してホルダ21Lを固定したままスライダ12Lを摺動させることができる。
回転部22Lは、ホルダ21Lの外側部分及びアーム23Lの上端部分により構成されており、前後方向に渡るXLを中心に、ホルダ21Lに対しアーム23Lを約35度の範囲で回転させ得るようになされている。
また回転部22Lは、内部にコイルばね(図示せず)を内蔵している。このコイルばねは、一端がホルダ21Lに固定され、他端がアーム23Lに固定されており、さらにアーム23Lを比較的弱い力で内側方向へ常時付勢するようになされている。因みに図1〜図5は、当該アーム23Lが最内方に付勢された状態を表している。
このため回転部22Lは、図6に実線で示すように、アーム23L及びスピーカ部30L(以下、両者をまとめてスピーカ可動部25Lと呼ぶ)を一体として常時内側方向(矢印a2L方向)へ付勢する。一方、回転部22Lは、スピーカ可動部25Lに対し外側方向への外力が加えられた際には、図6に破線で示すように、当該スピーカ可動部25Lを一体として外側方向(矢印a1L方向)へ広げ、最外方まで回転された状態となる。
因みにイヤースピーカ装置1は、アーム23L及びスピーカ部30Lに対し、最外方まで回転された状態からさらに外方への力が加えられた場合、当該外力をヘッドバンド11へ伝達し、図6に破線で示したように、当該ヘッドバンド11を外側方向(矢印b1L方向)へ押し広げることになる。
このように支持部20Lは、ハンガー13Lに対しホルダ部21が摺動されることにより耳掛部14Lとスピーカ部30Lとの間隔を調整させ得ると共に、回転部22Lによりスピーカ可動部25Lを常時内側方向へ付勢し、外力に応じてアーム23Lを外側方向へ回転させ得るようになされている。
(1−3)スピーカ部の構成
スピーカ部30Lは、中空の筐体31Lを中心に構成されている。筐体31Lは球体の一部分が平面によって切り落とされたような形状に成形されており、当該平面(以下、これを放音面31ALと呼ぶ)のほぼ中心にスピーカユニット32が取り付けられることにより、当該スピーカユニット32のエンクロージャとして作用し得るようになされている。
因みに筐体31Lは、当該筐体31Lの中心を挟み放音面31ALの反対側となる部分においてアーム23Lに取り付けられている。
スピーカユニット32は、ポータブルCDプレーヤやDMP、或いはアンプ等から接続ケーブル24を介して供給される電気信号に応じて、振動板を振動させることにより放音するようになされている。
また筐体31Lの放音面31ALには、所定太さを有する中空の部材が側面略U字状に曲げられた管状ダクト33Lが筐体31Lを貫通するように取り付けられている。この管状ダクト33Lは、後側が内側方向に曲げられており、さらに内側端部のほぼ中央に孔部33ALが設けられている。
管状ダクト33Lは、アルミニウムが加工されてなり、その表面に所定の樹脂がコーティングされている。これにより管状ダクト33Lは、リスナの皮膚に直接触れた際の体感温度を約3〜5[℃]上昇させ、金属の冷たい感覚を和らげるようになされている。
管状ダクト33Lは、バスレフダクトとして作用することにより、スピーカ部30L全体をバスレフ型のスピーカとして動作させるようになされている。この管状ダクト33Lは、実質的に上半分及び下半分による2本のバスレフダクトを構成しているのと同等であり、当該管状ダクト33Lを1本の管状ダクトに換算した場合の内径が考慮された上で、その内径及び有効長が決定されている。
さらに管状ダクト33Lは、略U字状に形成されているため、リスナの外耳道内へ入り込むことがない。このためイヤースピーカ装置1は、リスナが装着時等に誤って管状ダクト33Lにより当該外耳道内を傷つけてしまうことを未然に防止することができる。
すなわち管状ダクト33Lは、側面U字状に形成されたことにより、1本の管状ダクトとした場合に比べてその有効長を短く設定し得ると共に、デザイン性及び安全性を大きく向上させ得るようになされている。
また管状ダクト33Lは、イヤースピーカ装置1がリスナの頭部に装着された際、孔部33ALが当該リスナの外耳道入口付近に位置することが想定されている。このため管状ダクト33Lは、図1及び図2に示したように、リスナの耳の構造に対応するべく、自然状態において耳掛部14Lよりも内側に位置している。
さらに筐体31Lの放音面31ALには、スピーカユニット32Lを保護するための保護部34Lが設けられている。保護部34Lは、筐体31Lとほぼ同一の外径でなる円板における外周部分の一部分でなり、放音面31ALに対しほぼ垂直に取り付けられている。
このため保護部34Lは、スピーカユニット32Lからの再生音を極力遮ることなく、当該スピーカユニット32Lの破損を防止し、さらに筐体31Lの外周を形成する球形状との一体感を与えるようになされている。
(2)イヤースピーカ装置のリスナへの装着
ところでイヤースピーカ装置1は、リスナの頭部に装着される場合、管状ダクト33Lを当該リスナの頭部や耳介に不用意に接触させないように考慮されている。
すなわちイヤースピーカ装置1は、図7(A)及び(B)に示すように、まずスピーカ可動部25L及び25Rがリスナにより把持された状態で外側方向、すなわち矢印a1L方向及び矢印a1R方向へ広げられることにより、当該スピーカ可動部25L及び25Rがそれぞれ最外方まで回転され、さらにヘッドバンド11が外側方向、すなわち矢印b1L方向及び矢印b1R方向へ広げられる。因みに図7(B)では、説明の都合上、スピーカ可動部25Lを省略している。
このときイヤースピーカ装置1は、図7(A)に示したように、管状ダクト33L及び33Rが耳掛部14L及び14Rよりも左右外方へ広げられている。
続いてイヤースピーカ装置1は、リスナの頭部100の上方から徐々に下方へ降ろされていくことにより、ヘッドバンド11が頭頂部100Aに当接する。このとき管状ダクト33L及び33Rは、外側方向へ押し広げられたままであるため、耳介101L及び101Rに干渉することなく当該耳介101L及び101Rの外側に位置することになる。
イヤースピーカ装置1は、ここでスピーカ可動部25L及び25Rに対する外方への力が弱められると、ヘッドバンド11の復元力により、耳掛部14L及び14Rを内方へ、すなわち矢印b2L方向及び矢印b2R方向へそれぞれ付勢し、リスナの頭部100を左右から挟み込むことになる。
このときイヤースピーカ装置1は、スライダ12L及び12Rに対するハンガー13L及び13Rの位置をリスナに調節させることにより、耳掛部14L及び14Rをリスナの耳介付け根上部101AL及び101ARにそれぞれ当接させる。
この場合、耳掛部14Lは、耳介付け根上部101ALに当接するだけでなく、リスナの頭部100と耳介付け根上部101ALとの間に挟まれることにもなるため、例えば眼鏡のつる(テンプル及びモダン)と同様に、頭部100に対する位置が安定的に保持されることになる。耳掛部14Rについても同様である。
また耳掛部14L及び14Rは、耳介101L及び101Rの外方から内方へ付勢されただけでは当該耳介101L及び101Rを外側から挟むことになってしまうため、少なくとも耳介101L及び101Rの近傍では、頭部100の表面を摺動するように上方から下方へ降ろされていくことが望ましい。
この結果、イヤースピーカ装置1は、図8(A)及び(B)に示すように、ヘッドバンド11、ハンガー13L及び13R並びに耳掛部14L及び14R(すなわち装着部10)をリスナの頭部100に対し安定的に装着される。
因みにイヤースピーカ装置1は、リスナが既に目盛り及び数字の刻印により適切なハンガー13L及び13Rの位置を把握している場合、予めスライダ12L及び12Rに対するハンガー13L及び13Rの位置を調節させておくことにより、装着後に改めて調節させずに済む。
イヤースピーカ装置1は、図8(A)及び(B)に示した状態から、スピーカ可動部25L及び25Rに対する外方への力がさらに弱められて完全に解放されると、回転部22L及び22Rの復元力により、スピーカ可動部25L及び25Rを内方へ、すなわち矢印a2L方向及び矢印a2R方向へ回転させる。
このとき回転部22L及び22Rは、スピーカ可動部25L及び25Rを最内方まで、又は管状ダクト33L及び33Rがそれぞれリスナの外耳道入口102L及び102R近傍に当接するまで回転させる。
さらにイヤースピーカ装置1は、リスナに、ハンガー13L及び13Rに対するホルダ21L及び21Rの位置を調節させ、また耳掛部14L及び14R(すなわち装着部10)の前後方向に関する装着位置を微調整させる。
この結果、イヤースピーカ装置1は、図9(A)及び(B)に示すように、管状ダクト33L及び33Rの内側端部が外耳道入口102L及び102Rに僅かに入り込む状態で、リスナの頭部100に装着される。
またアーム23L及び23Rは、このように装着された際、下端部がリスナの頬からある程度離れるように設計されている。これによりイヤースピーカ装置1は、スピーカ部30L及び30Rの筐体31L及び31Rや接続ケーブル24L及び24R等がリスナの頬に触れて不快感を与えることを防止することができる。
因みにイヤースピーカ装置1は、リスナの頭部100に装着された状態から取り外される際には、装着時と逆の順序を辿れば良い。すなわちイヤースピーカ装置1は、スピーカ可動部25L及び25Rを外方へ押し広げながら上方へ持ち上げさせることにより、管状ダクト33L及び33Rを耳介101L及び101R等に干渉させることなく、容易に取り外させることができる。
このようにイヤースピーカ装置1は、まずスピーカ可動部25L及び25Rが最外方まで回転されると共にヘッドバンド11も外側方向へ広げられ(図7(A)及び(B))、次にリスナの頭部100に上方から降ろされることにより耳掛部14L及び14Rが耳介付け根上部101AL及び101ARにそれぞれ当接されて装着部10が頭部100に装着される。続いてイヤースピーカ装置1は、スピーカ可動部25L及び25Rを内方へ回転させることにより、管状ダクト33L及び33Rの内側端部が外耳道入口102L及び102Rに僅かに入り込む状態で装着されるようになされている。
(3)音響特性
イヤースピーカ装置1は、図9(A)及び(B)に示したように、リスナの頭部100に正しく装着されると、スピーカ部30Lをリスナの頭部における耳介101Lよりもやや前方に位置させる。ここでスピーカ部30L及びアーム23Lは、放音面31ALの法線がリスナの外耳道入口102Lの方向を向くように、その形状、取付位置及び取付角度等が調整されている。
これによりイヤースピーカ装置1のスピーカ部30Lは、スピーカユニット32Lから放射された中高音を直接リスナの外耳道内部へ到達させると共に、当該リスナの頬や耳介101L等で反射された反射音も外耳道内部へ到達させることができるため、一般的な据置型スピーカを介して聴取した場合と同様の、自然な音像定位を与えることができる。
ところで筐体31Lは、図9(B)におけるQ1−Q2断面を図10に示すように、スピーカユニット32Lが取り付けられた状態でほぼ密閉された空間を形成しており、スピーカユニット32Lに対して筐体31L及び管状ダクト33Lにより共振回路を形成するようになされている。
一方、一般的なバスレフ型のイヤースピーカ装置では、ダクトが筐体の内部のみに設けられ、外部へは延長しないようになされている。そこで、スピーカ部30Lとの比較用に、図10との対応部分に同一符号を付した図11に示すようなスピーカ部40Lを想定する。
このスピーカ部40L(図11)は、一般的なバスレフ型スピーカと同様に構成されており、スピーカ部30Lの管状ダクト33L(図10)に代えて、筐体31Lの内側のみに2本の管状ダクト43L及び44Lを有している。
ここで、スピーカユニット32Lの放音位置を仮想的な音源の位置(以下、これを仮想音源位置と呼ぶ)PMと見なしたときの、当該スピーカユニット32Lから放射された中高音がリスナの鼓膜103Lに到達するまでの経路長をEMとする。また、孔部43AL及び44ALを仮想音源位置PL2と見なしたときの、管状ダクト43L内及び44L内を伝わり当該孔部43AL及び44ALから放射された低音がリスナの鼓膜103Lに到達するまでの経路長をEL2とする。この場合、経路長EM≒経路長EL2の関係が成立する。
スピーカ部40Lにより鼓膜103Lに到達する音の周波数特性は、図12のようになる。この図12に示すように、一般的なバスレフ型のスピーカ部40Lは、スピーカユニット32Lから放射される、特性曲線SMに示すような周波数特性でなる中高音と、管状ダクト43L内及び44L内を伝わり孔部43AL及び44ALから放射される、特性曲線SL2に示すような周波数特性でなる低音とを合わせてリスナの鼓膜103Lまで到達させることになる。
これによりスピーカ部40Lは、特性曲線SM及び特性曲線SL2が合成された特性曲線SG2に示すように、特性曲線SMにおける低音域の音圧レベルがある程度上昇された再生音をリスナに聴取させることができる。
一方、本発明によるスピーカ部30L(図10)についても、スピーカユニット32Lを仮想音源位置PMとみなしたときの、当該スピーカユニット32Lから放射された中高音がリスナの鼓膜103Lに到達するまでの経路長をEMとする。また、孔部33ALを仮想音源位置PL1と見なしたときの、管状ダクト33L内を伝わり当該孔部33ALから放射された低音がリスナの鼓膜103Lに到達するまでの経路長をEL1とする。スピーカ部30Lの場合、経路長EM>経路長EL1の関係が成立する。
スピーカ部30Lにより鼓膜103Lに到達する音の周波数特性は、図13のようになる。スピーカ部30Lは、上述したようにバスレフ型スピーカの一種であるため、図12に示した場合と同様、スピーカユニット32Lから放射される、特性曲線SMに示すような周波数特性でなる中高音と、管状ダクト33Lを伝わり孔部33ALから放射される、特性曲線SL1に示すような周波数特性でなる低音とを合わせてリスナの鼓膜103Lまで到達させることになる。
ところで、一般に音源からの距離と音圧レベルとは反比例の関係にある。ここでスピーカ部30L(図10)とスピーカ部40L(図11)との経路長を比較すると、経路長EL1<経路長EL2の関係となる。
すなわちスピーカ部30L(図10)は、仮想音源位置PL1がスピーカ部40L(図11)の仮想音源位置PL2よりもリスナの外耳道入口102L近傍に位置しているため、管状ダクト33L内を伝わり孔部33AL(仮想音源位置PL1)から放射される低音を、スピーカ部40Lの場合よりも高い音圧レベルで鼓膜103Lまで到達させることができる。
これによりスピーカ部30L(図10)は、2つの特性曲線SL1及びSL2を重ねた図14に示すように、管状ダクト33Lによる低音の特性曲線SL1は、経路長EL1<経路長EL2の関係により、管状ダクト43L及び44Lによる低音の特性曲線SL2と比較して全体的な音圧レベルが高くなる。
この結果、スピーカ部30Lは、特性曲線SM及び特性曲線SL1が合成された特性曲線SG1に示すように、特性曲線SMにおける低音域の音圧レベルがスピーカ部40Lの場合(特性曲線SG2)よりも上昇された、比較的低い周波数帯まで十分な音圧レベルの再生音をリスナに聴取させ得るようになされている。
ここで特性曲線SG1と特性曲線SG2とを比較すると、特性曲線SG2では低音域側へ進むに連れて比較的急峻に音圧レベルが低下しているのに対して、特性曲線SG1では低音域側へ進むに連れて音圧レベルの低下度合いが緩やかになっていることが分かる。
すなわちスピーカ部30Lは、スピーカ部40Lと比較して、広い周波数帯域に渡って高い音圧レベルでなる、すなわち充分な低音域が含まれる良好な再生音をリスナの鼓膜103に伝達して聴取させることができる。
この場合、スピーカ部30Lは、図9(B)及び図10に示したように、リスナの外耳道入口102Lの近傍に管状ダクト33Lの内端部を位置させるものの、当該外耳道入口102Lを完全には閉塞しない。
このためスピーカ部30Lは、スピーカユニット32Lから放射する中高音及び管状ダクト33Lの孔部33ALから放射する低音を合わせた再生音に加えて、リスナの周囲で発生した音(以下これを周囲音と呼ぶ)を遮断することなく当該リスナの鼓膜103Lまで到達させ聴取させることができる。
また孔部33ALは、図10に示したように、リスナの鼓膜103Lの方向ではなく、当該リスナの後方へ向けて設けられている。これによりスピーカ部30Lは、管状ダクト33Lの孔部33ALから僅かに漏れ出てしまう中高音を直接的に鼓膜103Lへ到達させることを防止でき、音質の向上を図るようになされている。
このスピーカ部30L(図10)及びスピーカ部40L(図11)について、人間の耳介及び外耳道を模した測定用治具を用いて実際の周波数特性を測定したところ、図15に示すような特性曲線SG11(スピーカ部30Lの場合)及び特性曲線SG12(スピーカ部40Lの場合)が得られた。
この図15では、図14に示した理論的な周波数特性と同様、およそ500[Hz]以下の低音域において、スピーカ部30Lの特性曲線SG11がスピーカ部40Lの特性曲線SG12よりも高い音圧レベルとなっている。すなわち図15には、実際にスピーカ部30Lがリスナに対して充分な低音を含む良好な再生音を聴取させ得ることが示されている。
このようにイヤースピーカ装置1は、リスナの頭部100に装着された際、スピーカユニット32Lをリスナの外耳道入口102Lからやや離れた場所に位置させ、そのスピーカユニット32Lから再生音の中高音を放射すると共に、筐体31Lから当該外耳道入口102Lの近傍まで延長された管状ダクト33Lの孔部33ALから再生音の低音を放射することにより、自然な音像定位を与えながら充分な低音を含む良好な再生音を当該リスナに聴取させ得るようになされている。
(4)動作及び効果
以上の構成において、イヤースピーカ装置1は、ヘッドバンド11並びに耳掛部14L及び14Rにより装着部10をリスナの頭部に当接し得るようにし、また回転部22L及び22Rにより当該装着部10に対しスピーカ可動部25L及び25Rを外方へ回転し得るようにした。
イヤースピーカ装置1は、リスナの頭部100に装着される際、まずスピーカ可動部25L及び25Rが外側方向開かれることにより、当該スピーカ可動部25L及び25Rが最外方まで回転され、さらにヘッドバンド11が外側方向へ広げられる(図7(A)及び(B))。
次にイヤースピーカ装置1は、リスナの頭部100の上方から下方へ降ろされることにより、管状ダクト33L及び33Rが耳介101L及び101Rに干渉することなく、ヘッドバンド11が頭頂部100Aに当接される。
続いてイヤースピーカ装置1は、スピーカ可動部25L及び25Rに対する外方への力が弱められることにより、ヘッドバンド11の復元力により耳掛部14L及び14Rが耳介付け根上部101AL及び101ARにそれぞれ当接され、左右から頭部100を挟み込むことにより装着部10を当該頭部100に装着させる(図8(A)及び(B))。
さらにイヤースピーカ装置1は、スピーカ可動部25L及び25Rに対する外方への力が解放されると、回転部22L及び22Rの復元力によりスピーカ可動部25L及び25Rを内方へ回転させ、管状ダクト33L及び33Rをそれぞれリスナの外耳道入口102L及び102R近傍に位置させる(図9(A)及び(B))。
従ってイヤースピーカ装置1は、リスナの耳の構造に対応すべく自然状態で管状ダクト33L及び33Rが耳掛部14L及び14Rよりも内側に位置しているにも拘わらず、リスナの頭部100に容易に且つ安定的に装着させることができる。
このときイヤースピーカ装置1は、左右のスピーカ可動部25L及び25Rを装着や取り外しの際に一時的に外方へ広げてその後解放するといった、ヘッドバンドを有する一般的なヘッドホン装置の場合と同様の操作により、頭部100への装着又は取り外しを行わせることができる。このためイヤースピーカ装置1は、装着又は取り外しに際し、リスナに特別な作業を行わせ又は習得させることが無く、煩わしさを与えることがない。
またイヤースピーカ装置1は、リスナの頭部100に装着された場合、ヘッドバンド11の復元力による左右内側への比較的強い付勢力を、耳掛部14L及び14Rから当該頭部100へ加えることができる。
このときイヤースピーカ装置1は、管状ダクト33L及び33Rがリスナの外耳道入口102L及び102R近傍に当接していたとしても、比較的弱い回転力が加えられている回転部22L及び22Rにより、当該管状ダクト33L及び33Rを外方へ逃がすことができ、当該管状ダクト33L及び33Rをリスナの外耳道入口102L及び102R近傍に強く押し当てて痛みや不快感を与えてしまうことを未然に防止できる。
このためイヤースピーカ装置1は、耳掛部14L及び14Rにより装着部10を頭部100に対して安定的に装着させることができると共に、管状ダクト33L及び33Rを当該外耳道入口102L及び102R近傍に軽く当接させることによりスピーカユニット32L及び32R並びに孔部33AL及び33ARの位置を安定させることができる。
また一般に、耳介付け根上部101AL及び101ARから外耳道入口102L及び102Rまでの間隔はリスナ毎に異なる。これに対しイヤースピーカ装置1は、ハンガー13L及び13Rに対してホルダ21L及び21Rを上下に調節させることができるので、リスナ毎に、管状ダクト33L及び33Rを当該外耳道入口102L及び102Rの近傍における最適な位置に調節させることができる。
この結果、イヤースピーカ装置1は、リスナに対しスピーカ部30L及び30Rから自然な音像定位を与えると同時に十分な低音を含む良好な再生音を聴取させることができる。
またホルダ21L及び21Rは、ハンガー13L及び13Rを表側及び裏側からスライダ12L及び12Rよりも強い力で挟持している。このためイヤースピーカ装置1は、例えば収納される際にスピーカ可動部25L及び25Rに外力が加えられてスライダ12L及び12Rがハンガー13L及び13Lの最下端に移動され、装着時に当該スライダ12L及び12Rが元の位置に戻されるような場合にも、ハンガー13L及び13Rに対するホルダ21L及び21Rの位置を維持することができる。
さらにアーム23L及び23Rは、回転部22L及び22Rからスピーカ部30L及び30Rまでを結ぶのみでなく、当該スピーカ部30L及び30Rよりもそれぞれ下方へ延長されていることにより、リスナにスピーカ可動部25L及び25Rを容易に把持させることができる。
このときスピーカ部30L及び30Rは、保護部34L及び34Rによってスピーカユニット32L及び32Rを保護しているため、当該スピーカユニット32L及び32Rの放音面をできるだけ解放して音質の低下を最小限に止めると共に、リスナが手探りでスピーカ可動部25L及び25Rを把持するときに誤って当該スピーカユニット32L及び32Rに触れ、さらには力を加えることによる破損を未然に防止することができる。
以上の構成によれば、イヤースピーカ装置1は、装着部10に耳掛部14L及び14Rを設けると共に当該装着部10に対しスピーカ可動部25L及び25Rを回転させる回転部22L及び22Rを設け、自然状態で耳掛部14L及び14Rよりも管状ダクト33L及び33Rを内側に位置させておき、リスナの頭部100に装着される際、スピーカ可動部25L及び25Rを最外方まで回転させてから、上方から降ろされて耳掛部14L及び14Rを耳介付け根上部101AL及び101ARにそれぞれ当接させ、スピーカ可動部25L及び25Rに対する外方への力が解放され回転部22L及び22Rの弾性力によりスピーカ可動部25L及び25Rを内方へ回転させることにより、管状ダクト33L及び33Rを耳介101L及び101R等に干渉させることなくそれぞれリスナの外耳道入口102L及び102R近傍に位置させるようリスナの頭部100に装着させることができる。
(5)他の実施の形態
なお上述した実施の形態においては、回転部22L及び22Rが前後方向へ渡る回転軸XLを中心にホルダ21L及び21Rに対してアーム23L及び23Rを左右の外側方向へ回転させるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば回転部22L及び22Rが上下方向へ渡る回転軸を中心にホルダ21L及び21Rに対してアーム23L及び23Rを前外側方向又は後外側方向へ回転させる等、回転軸の方向を任意に定めるようにしても良い。
或いは、アーム23L及び23R自体がしなることにより、スピーカ部30L及び30Rを外方へ開く等しても良く、要は、支持部20L及び20Rにより、イヤースピーカ装置1がリスナの頭部100に装着された状態では、管状ダクト33L及び33Rの内側端部をリスナの外耳道入口102L及び102R近傍に位置させるようスピーカ部30L及び30Rを支持し、イヤースピーカ装置1がリスナの頭部100に装着され、又は取り外されるときには管状ダクト33L及び33Rを耳介101L及び101R等に干渉しない状態にできればよい。
また上述した実施の形態においては、管状ダクト33L及び33Rをアルミニウムにより構成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば可撓性の樹脂材料で構成することにより、イヤースピーカ装置1をリスナの頭部100に装着し又は当該頭部100から取り外す際の耳介101L及び101R等との干渉を防止するようにしても良い。
また上述した実施の形態においては、ホルダ21L及び21Rがハンガー13L及び13Rに対して摺動させることにより、耳掛部14L及び14Rと管状ダクト33L及び33Rの内側端部との間隔を調整するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えばアーム23L及び23Rに対するスピーカ部30L及び30Rの取付位置を変化させることにより、当該間隔を調整するようにしても良い。
さらに上述した実施の形態においては、アーム23L及び23Rを略円弧状に形成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、折れ線状や曲面状等の種々の形状としても良い。
さらに上述した実施の形態においては、アーム23L及び23Rの下端から接続ケーブル24L及び24Rを引き出すようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えばスピーカ部30L及び30Rの下面から当該接続ケーブル24L及び24Rを引き出す等しても良い。
さらに上述した実施の形態においては、スピーカ部30L及び30Rの放音面31AL及び31ARに、円板における外周部分の一部分でなる保護部34L及び34Rを設けるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、当該保護部34L及び34Rを他の種々の形状としても良く、要はスピーカユニット32L及び32Rから放出される音をできるだけ遮らず、且つ当該スピーカユニット32L及び32Rの振動板等を接触等から保護できれば良い。また保護部34L及び34Rは省略されていても良い。
さらに上述した実施の形態においては、耳掛部14L及び14Rを略三日月状に形成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば直線状に形成し、或いは耳介の付け根に沿った形状に形成する等、種々の形状としても良く、要は装着部10をリスナの頭部100に安定的に装着できるような形状であれば良い。
さらに上述した実施の形態においては、リスナにハンガー13L及び13Rをスライダ12L及び12Rに対し上下方向に摺動させることにより装着部長さを調節させるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えばヘッドバンド11に調節機構を組み込むことにより装着部長さを調節させるようにしても良い。
本発明は、リスナの頭部に装着し再生音を聴取させるイヤースピーカ装置やヘッドホン装置等でも利用できる。
イヤースピーカ装置の全体構成(1)を示す略線的正面図である。 イヤースピーカ装置の全体構成(2)を示す略線的背面図である。 イヤースピーカ装置の全体構成(3)を示す略線的左側面図である。 イヤースピーカ装置の全体構成(4)を示す略線的内側面図である。 イヤースピーカ装置の全体構成(5)を示す略線的斜視図である。 イヤースピーカ装置の可動範囲の説明に供する略線的正面図である。 イヤースピーカ装置の装着(1)の説明に供する略線図である。 イヤースピーカ装置の装着(2)の説明に供する略線図である。 イヤースピーカ装置の装着(3)の説明に供する略線図である。 本発明によるイヤースピーカ装置からの音の伝達の説明に供する略線的断面図である。 一般的なバスレフ型のイヤースピーカ装置からの音の伝達の説明に供する略線的断面図である。 一般的なバスレフ型のイヤースピーカ装置における周波数特性を示す略線図である。 本発明によるイヤースピーカ装置における周波数特性を示す略線図である。 理論的な周波数特性を示す略線図である。 実測による周波数特性を示す略線図である。
符号の説明
1……イヤースピーカ装置、10……装着部、11……ヘッドバンド、12L、12R……スライダ、13L、13R……ハンガー、14L、14R……耳掛部、20L、20R……支持部、21L、21R……ホルダ、22L、22R……回転部、23L、23R……アーム、25L、25R……スピーカ可動部、30L、30R……スピーカ部、31L、31R……筐体、32L、32R……スピーカユニット、33L、33R……管状ダクト、33AL、33AR……孔部、34L、34R……保護部、100……頭部、101L、101R……耳介、102L、102R……外耳道入口。

Claims (10)

  1. リスナの頭部上方及び左右の耳介付け根上部にそれぞれ当接すると共に当該頭部を左右から挟み込むことにより当該頭部に装着される装着部と、
    中空の筐体にスピーカユニットが取り付けられてなる左右のスピーカ部と、
    上記装着部に取り付けられ、上記スピーカユニットの放音面を上記リスナの外耳道入口の前方に位置させるよう上記スピーカ部を支持する左右の支持部と、
    上記筐体に取り付けられ、上記筐体内に生じた音を上記外耳道入口近傍まで到達させるよう延長された左右の管状ダクトと
    を具え、
    上記支持部は、左右外向きの力が加えられることにより上記装着部に対し上記スピーカ部を一時的に外方へ位置させ、当該外向きの力が解放されることにより上記装着部に対し上記スピーカ部を上記外耳道入口の前方に位置させる
    ことを特徴とするイヤースピーカ装置。
  2. 上記装着部は、
    上記リスナの左右の耳介付け根上部にそれぞれ当接する左右の耳掛部を具え、
    上記支持部は、
    上記左右外向きの力が加えられることにより、上記管状ダクトの内側端部を上記耳掛部よりも外方に位置させる
    ことを特徴とする請求項1に記載のイヤースピーカ装置。
  3. 上記支持部は、
    上記装着部に取り付けられるホルダと、
    上記スピーカ部が取り付けられるアームと、
    上記リスナの前後方向を結ぶ回転軸を中心として、上記アームを上記ホルダに対し所定回転範囲内で自在に回転させる回転部と
    を具えることを特徴とする請求項1に記載のイヤースピーカ装置。
  4. 上記支持部は、
    上記アームが左右外方の最大回転位置に達した状態で当該アームに加えられる上記左右外向きの力を上記装着部に伝達する
    ことを特徴とする請求項3に記載のイヤースピーカ装置。
  5. 上記回転部は、
    上記ホルダに対し上記アームを左右内向きに回転させるよう付勢されている
    ことを特徴とする請求項3に記載のイヤースピーカ装置。
  6. 上記アームは、
    上記スピーカユニットに音声信号を供給するケーブルが下端から延長されると共に、上記リスナに装着された際に上記下端が上記リスナから所定間隔だけ離隔する
    ことを特徴とする請求項5に記載のイヤースピーカ装置。
  7. 上記ホルダは、
    上記装着部に対する取付位置を上下方向に調整可能に構成されている
    ことを特徴とする請求項3に記載のイヤースピーカ装置。
  8. 上記装着部は、
    上記リスナの頭頂部に当接するヘッドバンドと、
    上記ヘッドバンドに取り付けられると共にその下端が上記リスナの左右の耳介付け根上部にそれぞれ当接する左右のハンガーと、
    上記ヘッドバンドに対し上記ハンガーを上下にスライドさせる左右のスライダと
    を具えることを特徴とする請求項3に記載のイヤースピーカ装置。
  9. 上記ホルダは、
    上記ハンガーに対し上下方向にスライドし得るよう取り付けられ、当該ハンガーに対する固定強度が、上記スライダにおける上記バンド部と当該ハンガーとの固定強度よりも強められている
    ことを特徴とする請求項8に記載のイヤースピーカ装置。
  10. 上記管状ダクトは、
    上記筐体から上記リスナの外耳道入口近傍まで延長されると共に上記筐体へ再度戻る略U字状に形成され、上記リスナの上記外耳道入口近傍に放音用の孔部が設けられている
    ことを特徴とする請求項1に記載のイヤースピーカ装置。
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