JP2011077991A

JP2011077991A - ヘッドフォンに外付けする超音波放射装置

Info

Publication number: JP2011077991A
Application number: JP2009229514A
Authority: JP
Inventors: Toshitaka Takei; 敏孝丈井
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-10-01
Filing date: 2009-10-01
Publication date: 2011-04-14

Abstract

【課題】
ヘッドフォンの筺体から出したアームの先端に超音波放射体を付けた超音波放射装置でヘッドフォンの音質を改善できる。しかしポータブルオーディオプレーヤーでは、さらに小型軽量化してポータブル性とファッション性を高めた超音波放射装置にする事が課題である。
【解決手段】
超音波放射体を内蔵した筐体に、複数個のヘッドフォンコネクターを機械的に接続する。そして、ヘッドフォンコネクターと超音波放射体を電気的に並列に接続し、超音波放射装置がヘッドフォンケーブルの一部みなせる構成にして解決する。
【選択図】図１

Description

スピーカーシステムでは、超音波を放射する超高域スピーカーいわゆるスーパーツィーターを外付けで追加して、メインのスピーカーの音質を改善する技術が存在する。本発明はヘッドフォンやイヤーフォンの音質を改善するために、ヘッドフォンやイヤーフォンにその技術を適用する技術に関する。

従来、人間の可聴帯域である、主に２０ｋＨｚ以下を再生する完成されたスピーカーシステムに、主に２０ｋＨｚ以上の超音波を再生する超高域スピーカーいわゆるスーパーツィーターを追加接続すると、音の広がり感や、明瞭度が良くなる事が知られている。そして、この超高域スピーカーの振動板には、ダイナミック型や、リボン方式のマグネチック型や、セラミック圧電型や、高分子圧電型の超音波放射体が使用されている。

一方ヘッドフォンにおいては、ヘッドフォンの筺体の外に超高域スピーカーを設置しても、筺体で遮られて耳に達しないので無意味だと考えられてきた。しかし、本発明者は、音のくる方向や音の色彩感を、耳だけでなく顔などの皮膚でも感じていて、超音波がその作用に大きく寄与している事を発見した。そしてその発見の応用装置として、外部スーパーツィーター付きのヘッドフォンを開発し、国際特許を出願している。すなわち、ヘッドフォン筺体の外部に、先端に超音波放射体を付けたアームを出し、その超音波放射体とヘッドフォンの信号出力回路を並列に接続して超音波放射装置とした。そして、ヘッドフォンから発生する音を耳で聴きながら、同時に顔の前方に配置した超音波放射装置で超高域信号を顔に放射するヘッドフォンである。

また別の構成のヘッドフォンとしては、ＵＳＡのＥＣＯＦＯＮＥ−ＣＯＭが販売しているヘッドフォンシステムがある。このシステムにはヘッドベルトが付属している。そして、ヘッドベルトに超高域駆動ユニットを付けて超音波駆動装置を構成し、額に巻きつけて接触させ、骨伝導方式で超高域情報を伝播している。このシステムではヘッドフォンを駆動するアンプと超高域駆動ユニットを駆動するアンプは別になっている。従って、このＥＣＯＦＯＮＥ−ＣＯＭのベルト付きの超音波駆動装置や、本発明者が国際出願したアーム付きの超音波放射装置には、信号入力手段は備えているが信号出力手段は備えていない。

ＰＣＴ／ＪＰ２００８／０７２５４６

スピーカーシステムはポータブル性に欠けるし、ボリュームを上げると周囲には騒音になる。そこで、音を筐体で遮蔽して耳を覆い、周囲に音を極力出さないヘッドフォンシステムが一人で楽しむオーディオ機器として普及している。そして、半導体メモリーに録音して再生するポータブルオーディオプレーヤーのように、ますます小型軽量化してポータブル性とファッション性を高めている。そのような時、背景技術の項で説明したアームの先端に超音波放射体を付けたヘッドフォンでは、ポータブル性もファッション性も損なわれてしまう。従って、ポータブルオーディオプレーヤーでは、さらに小型軽量化してポータブル性とファッション性を高めながら超音波放射装置を付加する技術が求められる。

上記課題を解決するため請求項１の発明においては、超音波放射体を筐体に収め、筐体の少なくとも一部を外部に開放し、該筐体には１個以上のヘッドフォン電気信号入力手段と１個以上のヘッドフォン電気信号出力手段を機械的に接続する。そして超音波放射体とヘッドフォン電気信号入力手段とヘッドフォン電気信号出力手段を電気的に並列に接続する構成にする。すると、ヘッドフォン電気信号がポータブルオーディオプレーヤーからヘッドフォン電気信号入力手段を通過して後、ヘッドフォン電気信号出力手段から出力してヘッドフォンに入力して音になる。同時に超音波放射体にもヘッドフォン電気信号が印加して超音波が放射する。すなわち、ポータブルオーディオプレーヤーとヘッドフォンをつなぐヘッドフォンケーブルの一部として超音波放射体を配置する事で課題を解決する。

また、請求項２の発明においては、筐体にヘッドフォンステレオ電気信号入力手段を接続するが、ＬチャンネルとＲチャンネルの内、片側チャンネルだけに超音波放射体を接続する特徴がある。そして小型化を計りながら音質もさらに向上させて課題を解決する。

請求項３の発明においては、ヘッドフォン電気信号入力手段をヘッドフォンアンプに対して着脱自在のヘッドフォンコネクターとした特徴がある。ところで、本発明におけるヘッドフォンはイヤーフォンを含むものであって、ヘッドフォンとイヤーフォンを言い換えても本発明の構成と作用に相違はない。

次に、請求項１の発明の効果を説明する。圧電セラミックや高分子圧電フィルムを用いた超音波放射体は小さく軽く設計できるので、小さな筐体に収める事ができる。そして、筐体にヘッドフォン電気信号入力手段およびヘッドフォン電気信号出力手段を機械的に接続し、該超音波放射体と電気的に並列に接続して本発明の超音波放射装置を構成する。すると超音波放射装置を介して、ポータブルオーディオプレーヤーとヘッドフォンとの接続が可能になるので超音波放射装置がヘッドフォンケーブルの一部と見なせ、ポータブル性もファッション性も損なわない効果は大きい。もちろん超音波放射体から発する音は耳に聴こえない超音波成分であり、可聴帯域の成分の音圧は極めて小さいので、周囲に騒音にならない形で音質を良くできる効果もある。

また、請求項２の発明においては、ＬチャンネルとＲチャンネルの内、片側のチャンネルにだけ超音波放射体を接続して、構造の簡略化を計ると共に音質改善効果を高めている。

また、請求項３の発明においては、ヘッドフォン電気信号入力手段をポータブルオーディオプレーヤー対して着脱自在のヘッドフォンコネクターにした特徴がある。すると複数のオーディオプレーヤーに付け替えて使用する事ができる。

本発明の実施例１の平面図である。本発明の実施例１の正面図である。本発明の実施例１の作用を示す平面図である。本発明の実施例２の平面図である。本発明の実施例３の平面図である。本発明の実施例１および実施例２の使用の様子を示す。本発明の実施例３の使用の様子を示す。

ヘッドフォンケーブルの先端からヘッドフォン接続部に至るヘッドフォンケーブルの一部に超音波放射体を内蔵した筐体を機械的に接続すると共に、ヘッドフォンケーブルの信号線と超音波放射体を電気的に並列に接続する。すなわち、本発明の超音波放射装置をヘッドフォンケーブルの一部として見なせるようにする事で小型軽量化を計り、ポータブル性とファッション性を実現する。

実施例１の平面図を図１に示し、さらに図１を矢印１方向から見た正面図を図２に示す。図１に示すように超音波放射体２を筐体３の中に形成するために、図２のごとく筐体３を下フレーム４と上フレーム５に分ける。実施例１では超音波放射体２を高分子圧電フィルムで作成している。先ず、ポリフッ化ビニリデンなどの高分子圧電フィルムの表面６と裏面７の両面のほぼ全面に電極をコーティングする。表面６と裏面７の電極は電気的に絶縁している。そしてその端８，９を下フレーム４の端子止め１０，１１に置き、上フレーム５を被せる。すると、上フレーム５の桟１２，１３が高分子圧電フィルムと接触して高分子圧電フィルム押し下げて、山１４．１５と谷１６，１７を形成して超音波放射体２になる。上フレーム５には外部に開放された放射部１８を開ける。この超音波放射体２の作成方法は、ＰＣＴ／ＪＰ２００８／０７２５４６に詳細に記述している。さて図１では、超音波放射体２の隣に超音波放射体１９を同様の方法で作成している。超音波放射体１９から外部に超音波を放射する放射部２０を筺体３に開けるのも同様である。次に筐体３にヘッドフォンステレオミニプラグ２１と、ヘッドフォンステレオミニジャック２２を固定する。ヘッドフォンステレオミニプラグ２１はＬチャンネル２３，Ｒチャンネル２４，アース２５の構成になっていて、それぞれ電気的に絶縁している。また、ヘッドフォンステレオミニジャック２２は、太い破線で示す金属バネで作成したＬチャンネルばね２６とＲチャンネルばね２７とアースである挿入口２８がそれぞれ電気的に絶縁されて筺体３に固定されている。次にアース２５と挿入口２８と超音波放射体２の裏電極２９と超音波放射体１９の裏電極３０を破線で示す配線３１で電気的に接続する。そして、Ｌチャンネル２３とＬチャンネルばね２６と超音波放射体２の表電極３２を破線で示す配線３３で電気的に接続する。また、Ｒチャンネル２４とＲチャンネルばね２７と超音波放射体１９の表電極３４を破線で示す配線３５で電気的に接続して本発明の超音波放射装置３６を構成する。

次に実施例１の作用を説明する。図３は半導体に記録して再生するポータブルステレオオーディオプレーヤー３７に実施例１の超音波放射装置３６を取り付けて使用する方法を示している。ポータブルステレオオーディオプレーヤー３７にはヘッドフォンステレオミニジャック３８が付いていて、音楽信号などが出力される。このヘッドフォンステレオミニジャック３８に筐体３に付いているヘッドフォンステレオミニプラグ２１を挿入する。そして筺体３に付いているヘッドフォンステレオミニジャック２２に視聴に使用する汎用イヤーフォン３９のイヤーフォンケーブル４０の先端に付いたイヤーフォンステレオミニプラグ４１を挿入する。このように接続されたポータブルステレオオーディオプレーヤー３７で音楽を再生すると、先ずヘッドフォンステレオミニジャック３８から音楽信号が出力する。すると超音波放射装置３６のヘッドフォンステレオミニプラグ２１を経由してイヤーフォンステレオミニプラグ４１に入力し、視聴者はイヤーフォン３９，４２で音楽を聴くことができる。また同時に、ヘッドフォンステレオミニプラグ２１に入力した音楽信号は、超音波放射体２，１９にも音楽信号が印加される。音楽信号には２０ｋＨｚ以上の信号が入っていなくとも、音の立ち上がる瞬間に含まれる２０ｋＨｚ以上の超音波成分に相当する成分が放射部１８，２０から放射される。視聴者はイヤーフォン３９，４２だけで音楽を視聴する場合には、頭の頂点当たりに音像が定位する。しかし超音波放射装置３６から放射される超音波に相当する成分が放射されて顔の前に加わると、超音波成分がくる方向を顔の皮膚で感じて音像が前方に移動する。また、音の色彩も鮮やかになる。

次に、請求項２の実施例である実施例２について、図４を用いて説明する。実施例２は、実施例１の超音波放射装置３６から、超音波放射体２と放射部１８を取り去った構成である。筺体４３にヘッドフォンステレオミニプラグ２１とヘッドフォンステレオミニジャック２２がステレオ構造のまま固定してある。すなわち超音波放射体４４だけがＲチャンネル２４に接続されていて、筺体４３には放射部４５だけが開いている。ところで図には示さないが、逆に超音波放射体４４がＬチャンネル２３に接続されていて、Ｒチャンネル２４には接続しない構成にしても本発明の趣旨は同じである。

この実施例２の作用は、先ず、実施例１の超音波放射体２，１９の片方を取り去る事で構成が簡略化できる。また、実施例１のように超音波放射体２，１９を隣接して設置すると、お互いの放射音が干渉して、超音波放射体２，１９を追加する効果が減少する事を発見した。すなわち、超音波放射体４４だけを片チャンネルに接続した方が、本発明の効果がより大きく発揮されるという重要な作用がある。

次に実施例３を図５の平面図を用いて説明する。先ずヘッドフォンステレオミニプラグ４６に、Ｌチャンネルプラグケーブル４７とＲチャンネルプラグケーブル４８を有するプラグケーブル４９を付けて筺体５０に機械的に接続する。次に筺体５０にＬチャンネル用の超音波放射体５１を内蔵する。内蔵方法は実施例２で説明した方法を使用した。さらに、ヘッドフォン電気信号出力手段に当たるＬチャンネルイヤーフォンケーブル５２とＲチャンネルイヤーフォンケーブル５３を付けて筺体５０に機械的に接続する。Ｌチャンネルイヤーフォンケーブル５２とＲチャンネルイヤーフォンケーブル５３はそれぞれLチャンネルイヤーフォン５４とＲチャンネルイヤーフォン５５に機械的および電気的に接続する。そして、ヘッドフォンステレオミニプラグ４６のＬチャンネル５６と超音波放射体５１の表電極５７とＬチャンネルイヤーフォンケーブル５２の正極線５８を接続点５９で電気的に接続する。そして、ヘッドフォンステレオミニプラグ４６のアース６０と超音波放射体５１の裏電極６１とＬチャンネルイヤーフォンケーブル５２のアース線６２を接続点６３で電気的に接続する。すると、Lチャンネル５６と超音波放射体５１とＬチャンネルイヤーフォン５４は電気的に並列に接続される。ヘッドフォンステレオミニプラグ４６のＲチャンネル６４とアース６０はＲチャンネルプラグケーブル４８とＲチャンネルイヤーフォンケーブル５３を通してＲチャンネルイヤーフォン５５と電気的に直接並列接続する。従ってＲチャンネルプラグケーブル４８とＲチャンネルイヤーフォンケーブル５３は必ずしも筺体５０を経由する必要はない。すなわち、筺体５０をＬチャンネルイヤーフォンケーブル５２にだけ、機械的電気的に接続しても発明の趣旨は変わらない。

次に実施例３の作用を説明する。まずヘッドフォンステレオミニプラグ４６のＬチャンネル５６からＬチャンネルプラグケーブル４７を経て接続点５９にＬチャンネルヘッドフォン電気信号が入力する。そしてヘッドフォン電気信号出力手段であるＬチャンネルイヤーフォンケーブル５２に出力し、Lチャンネルイヤーフォン５４で音楽を聴く事ができる。すなわち、Ｌチャンネルヘッドフォン電気信号は筺体５０を経由してLチャンネルイヤーフォン５４に到達する。この時、Ｌチャンネルヘッドフォン電気信号は超音波放射体５１にも並列に入力する。一方Ｒチャンネルヘッドフォン電気信号はＲチャンネルイヤーフォン５５にだけ入力する。すなわち、視聴者はＬチャンネルイヤーフォン５４とＲチャンネルイヤーフォン５５を耳に挿入してステレオ信号を視聴するが、超音波放射体５１からはＬチャンネル５６から入力するＬチャンネルヘッドフォン電気信号の音のみが放射される。超音波放射体５１をＬチャンネル５６に接続しないで、Ｒチャンネル６４に接続しても作用と効果は同じである。

ところで、高分子圧電フィルムを小さな山谷に成型したもの以外の超音波放射体や、例えば放射角度範囲を広げるなどの目的で、円筒状など他の形状を採用して本発明の趣旨は同じである。また、ヘッドフォンミニプラグやヘッドフォンミニジャック以外のヘッドフォンコネクターを使用しても、本発明の趣旨は同じである。さらに、市販されているようなヘッドフォンミニプラグとヘッドフォンミニジャックの変換コネクターを使用すると、上記実施例で示すヘッドフォンミニプラグをヘッドフォンミニジャックに変換できるし、逆にヘッドフォンミニジャックをヘッドフォンミニプラグに変換できる。従って、ヘッドフォン電気信号入力手段あるいはヘッドフォン電気信号出力手段にいかなる種類のヘッドフォンコネクターを使用しても本発明の趣旨と同じである。さらには、ヘッドフォン電気信号入力手段がオーディオプレーヤーに容易に着脱できない構造で固定されていても本発明の趣旨は変わらない。

図６は、実施例１に示す本発明の超音波放射装置３６をポータブルオーディオプレーヤー３７に挿入し、イヤーフォン６６を超音波放射装置３６に接続して音楽を聴いている様子を示す。イヤーフォン６６のみで聴く場合に比べて、手軽に高音質で聴く事ができる例である。また、音楽でなくとも語学練習に使用すると、明瞭な発音で聞き取れる語学練習機になる。ところで、ポータブルオーディオプレーヤー３７をかばんなどに入れてしまうと、超音波放射装置３６の効果がなくなるので、図７のように実施例３の超音波放射装置６５を使用すると、かばん６７の外に出す事ができて、超音波放射装置６５の放射音の効果が妨げられない。このように、主にポータブルオーディオプレーヤーを高音質に高めて利用するアクセサリーの用途に適している。

２超音波放射体
３筺体
１２桟
１８放射部
２１ヘッドフォンステレオミニプラグ
２２ヘッドフォンステレオミニジャック
３６超音波放射装置
４９プラグケーブル
５２Ｌチャンネルイヤーフォンケーブル
５４Ｌチャンネルイヤーフォン

Claims

超音波放射体を内蔵した筺体の少なくとも一部を外に開放する放射部にすると共に、該筺体に１個以上のヘッドフォン電気信号入力手段を設け、さらに１個以上のヘッドフォン電気信号出力手段を設け、該ヘッドフォン電気信号入力手段と該ヘッドフォン電気信号出力手段を該超音波放射体と電気的に並列接続し、一つの該ヘッドフォン電気信号入力手段から交番電気信号を入力した時、該超音波放射体から発する音波を該放射部から該筺体の外に放射すると共に、該ヘッドフォン電気信号出力手段からも該交番電気信号が出力可能になる超音波放射装置。
該ヘッドフォン電気信号入力手段をヘッドフォンステレオ電気信号入力手段とし、該超音波放射体は該ヘッドフォンステレオ電気信号入力手段の片側チャンネルとだけ電気的に並列に接続する請求項１に記載の超音波放射装置。
該ヘッドフォン電気信号入力手段を着脱自在のヘッドフォンコネクターとした請求項１または請求項２に記載の超音波放射装置。