JP2011160182A

JP2011160182A - 超音波放射体を筺体に直付けしたヘッドフォン

Info

Publication number: JP2011160182A
Application number: JP2010020089A
Authority: JP
Inventors: Toshitaka Takei; 敏孝丈井
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-02-01
Filing date: 2010-02-01
Publication date: 2011-08-18

Abstract

【課題】
外部超音波放射体を主駆動ユニットに電気的にパラレルに接続して、顔に向けて超音波を放射して音質改善するシステムがる。しかし、ポータブル性とファッション性と音像の定位を固定できない問題がある。
【解決手段】
一般のヘッドフォンの筺体に超音波放射体を直付けし、その放射面を筺体の外方向に向ける。そして、ヘッドフォン内部の主駆動ユニットと超音波放射体を電気的にパラレルに接続して、放射面から発する音波を顔に照射する事で課題を解決する。
【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駆動方式には、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、高分子圧電型がある。

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、音の来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、国際特許出願をしている。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、すなわち超高域スピーカーとした。それは、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音波信号を顔に放射するヘッドフォンである。

また、本発明者は別の超音波放射装置を発明して特許出願している。その装置は超音波放射体を筐体に収め、筐体の少なくとも一部を放射開放面として外部に開放し、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設ける。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。この超音波放射装置をポータブルオーディオプレーヤーに接続すると、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を放射する。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している。

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。従ってヘッドフォン装置とヘッドベルトに付けた超高域駆動ユニット装置はそれぞれ別のシステムである。

ＰＣＴ／ＪＰ２００８／０７２５４６特願２００９−２２９５１４

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。また、本発明者は外部超音波放射装置をヘッドフォンにパラレルに接続して、顔に向けて超音波を放射して音質改善するシステムを提案している。しかし、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。そこで、超音波放射体を内蔵したコネクターを発明し特許出願した。しかし、コネクター位置や距離が一定でないので、音の定位や音質改善効果が一定にならない問題点がある。従って、ポータブル性やファッション性を損なう事なく、また音の定位や音質改善効果も固定できる装置にする事が課題である。

上記課題を解決するため請求項１の発明においては、超音波放射体を一般のヘッドフォンの筺体側面に直付けし、超音波放射体の少なくとも１つの放射面を筺体の外方向に向ける特徴がある。そして、ヘッドフォン内部の主駆動ユニットと筺体に直付けした超音波放射体は電気的にパラレルに接続して、主駆動ユニットと超音波放射体は同じ電気信号で駆動させて課題を解決する。

また、請求項２の発明においては、少なくとも一つの放射面は筺体の外方向に向け、少なくとも他の一つの放射面は筺体の内側に向ける特徴がある。

また、請求項３の発明においては、筺体に直付けした超音波放射体の放射面が必ずしもヘッドフォンを装着した視聴者の顔の方に向かない欠点をカバーするために、超音波放射体に反射板を設けて、放射面から放射される音の方向を変える特徴がある。

次に、請求項１の発明の効果を説明する。主駆動ユニットから放射する音は主に耳で聴き、超音波放射体から発する音は主に顔で受けて、耳から聴く音の音質を改善する。超音波放射体は筺体に直付けするので、ポータブル性とファッション性を損なわない。しかも超音波放射体から放射する音の発する位置も定まり、定位感も良くなる効果がある。

また、請求項２の発明においては、筺体側面に直付けした超音波放射体から発する音が、筺体の外側から顔に放射すると共に、内側から直接も耳にも放射する。すると外部から顔の皮膚に伝わる音の方向性と色彩感に加えて、耳から伝わる緻密な音が相乗される効果がある。

また、請求項３の発明においては、超音波放射体に反射板を設けて、放射面から放射される音の方向を変える事で、超音波放射体から発する超音波成分が顔に当たる確立が上がる。すると、音質改善の効果が高まる。

本発明の実施例１の正面図である。本発明の実施例２の正面断面図である。本発明の実施例３の正面図である。本発明の実施例３の作用を示す斜視図である。本発明の実施例３の使用方法と作用を示す正面図である。

主たる振動板を駆動する主駆動ユニットは従来通りヘッドフォンの筺体に内蔵し、超音波放射体を筺体側面に直付けする。そして、超音波放射体の少なくとも１つの放射面を筺体の外側に向ける。

実施例１の正面図を図１に示す。主駆動ユニット１を右チャンネル部２の筺体３に内蔵し、左チャンネル部４の筺体５には主駆動ユニット６を内蔵している。また主駆動ユニット１のプラス接点７とマイナス接点８に右チャンネル部２のケーブル９を電気的に接続し、同様に主駆動ユニット６に左チャンネル部４のケーブル１０を電気的に接続する。筺体３と筺体５はヘッドバンド１１が橋渡ししてヘッドフォン１２を構成している。主駆動ユニット１、６がダイナミック型であれば、ヘッドフォン１２はダイナミック型ヘッドフォンであり、主駆動ユニット１、６が静電型であれば静電型ヘッドフォンになり、主駆動ユニット１、６が圧電型であれば圧電型ヘッドフォンである。ここまでは従来型のヘッドフォンの構成である。本発明では筺体３の外側面１３に、超音波放射体１４の外側放射面１５を、筺体３の外側に向けて固定する。次に、超音波放射体１４と主駆動ユニット１をプラス接点７とマイナス接点８で接続して、電気的にパラレルに接続する。また右チャンネル部２と同様に、筺体５の外側面１７に、超音波放射体１６の外側放射面１８を、筺体５の外側に向けて固定する。また、超音波放射体１６と主駆動ユニット６を電気的にパラレルに接続する。但し、超音波放射体１４が可聴帯域の音も過剰に発生させる場合は、超音波放射体１４と接点７を接続する配線１９にコンデンサーなどのローカットフィルター２０を追加しても良い。左チャンネル部４においては、同様にローカットフィルター２１を追加しても良い。逆に超音波放射体１４、１６の超音波領域の音量が不足する場合は、図には示さないが、信号電圧を昇圧するトランスなどの昇圧手段をプラス接点７とマイナス接点８に接続して、超音波放射体１４、１６をその昇圧手段にパラレルに接続しても良い。ところで、ケーブル９とケーブル１０は一般的なヘッドフォン同様、プラグ２２に機械的および電気的に接続している。但し、コードレスヘッドフォンの場合は、プラグ２２は不要で、音楽信号などの入力した電気信号を主駆動ユニット１４に入力するケーブル９は筺体３に内蔵され、主駆動ユニット１６に入力するケーブル１０は筺体５に内蔵されていると見なせる。

次に実施例１の作用を説明する。音楽信号などの電気信号は、右チャンネル部２においては、プラグ２２とケーブル９を通して主駆動ユニット１に入力する。主駆動ユニット１は可聴帯域の音を、耳の当たる開放面２３に向かって放射する。同様に、左チャンネル部４においては、プラグ２２とケーブル１０を通して主駆動ユニット６に入力する。主駆動ユニット６は可聴帯域の音を、耳の当たる開放面２４に向かって放射する。ヘッドバンド１１は視聴者の頭にかけて開放面２３、２４が耳に被さるように位置調整する。ここまでは一般的なヘッドフォンの構成と作用である。ところで、主駆動ユニット１に電気的に接続している超音波放射体１４には主駆動ユニット１に入力する電気信号と同じ信号が入力する。但し、超音波放射体１４は主に２０ｋＨｚ以上の超音波を発生するユニットではあるが、２０ｋＨｚ以下の可聴帯域成分もある程度含まれる。すると音造りの設計段階で可聴帯域成分を減衰させた方が良い場合は、ローカットフィルター２０としてコンデンサーを挿入して減衰させる。逆に超音波領域の音圧が不足する場合はトランスなどの昇圧手段を接続する。この場合は、ローカットフィルター２０や昇圧手段を含めて、超音波放射体１４とみなせるので、主駆動ユニット１と超音波放射体１４に入力する電気信号は同じである。放射面１５から放射された超音波は筺体３の外側に放射されて、その一部が視聴者の顔に当たる。左チャンネル部４の構成も作用もまったく同じである。すると、視聴者は前方から音が来ていると判断し、ヘッドフォン１２で聴く音像を前方に定位して聴く事ができる。また、一般のコンパクトディスクなどの音楽ソースは２０ｋＨｚ以上の音がカットされていて、２０ｋＨｚ以上を再生する超音波放射体１４、１６は無意味のように思える。しかし、音が発生した瞬間や音の強弱の変化時点など急激なダイナミックレンジの変化では高調波成分が多く含まれるので、一般のコンパクトディスクにも２０ｋＨｚ以上の超音波が記録されているとも言える。そうすると本発明のごとく超音波放射体１４、１６を付けると、２０ｋＨｚ以上がカットされた一般のコンパクトディスクをソースとして聴いても、音質が大きく改善される事実が説明できる。

次に、実施例２について、図２を用いて説明する。図２は図１の右チャンネル部２をａｂ線でカットした正面断面図である。超音波放射体１４を筺体３に取り付けた時、振動板２５の表面が筺体３の外側放射面２６になり、裏面が内側放射面２７になる。すなわち、実施例１では超音波放射体１４を筺体３の外側面１３上に取り付ける。一方実施例２では超音波放射体１４の振動板２５が、主駆動ユニット１が放射する音の聞こえる内部と、音が遮蔽される外部を隔てる筺体３の側面の一部になっている。左チャンネル部４も右チャンネル部２と同じ構成にする。その他の構成は実施例１と同じである。

この実施例２の作用では、振動板２５の内側放射面２７から筺体３の内部に向かって超音波放射体が発する音波が放射される。そして主駆動ユニット１から放射する可聴帯域の音を補完して、極めて解像度の高い音として耳に到達する。一方外側放射面２６から放射される音は内部に放射される音とは逆位相ではあるが、視聴者の顔に当たる事で、視聴者は音が前方から音が来ていると判断し、ヘッドフォン１２で聴く音像を前方に定位する。すなわち、超音波放射体１４から筺体３の内部に放射する音波は音の明瞭度を高め、筺体３の外部に放射され、顔に当たる音波は音像の定位を改善するという一石二鳥の効果を発揮する。

次に実施例３を図３の正面図を用いて説明する。実施例１の構成に追加して、超音波放射体１４の横に反射板２８を筺体３の外側面１３に設置する。同様に超音波放射体１６の横に反射板２９を筺体５の外側面１７に設置する。さらに良い構成としては、図４の斜視図に示すように、反射板２８の軸３０を軸受け３１、３２に挿入して回転自在にする。図面には示さないが、反射板２９も回転自在にする。

次に実施例３の作用と使用方法を、図５に示す正面図を用いて説明する。超音波放射体１４の外側放射面１５から放射される音は一部顔に到達するが、大部分の音波は無駄に空間に拡散してしまう。しかし、反射板２８を設置すると、矢印３３に示すように拡散した音波を反射して、矢印３４に示すように顔の方に反射する事ができる。また軸３０が軸受け３１、３２を支点にして回転すると反射板２８の傾斜が変わり、外側放射面１５から発する音波が顔に到達する量や方向を変化させる事ができる。反射板２９も同様の作用になる。すると、音の広がり感や奥行き感をコントロールできる。

一般のヘッドフォンの音質と定位感を向上すると共に、音像を立体的にするサラウンドヘッドフォンに利用できる。

１主駆動ユニット
３筺体
１４超音波放射体
１５外側放射面
２３開放面
２５振動板
２６外側放射面
２７内側放射面
２８反射板

Claims

内部にヘッドフォンの主駆動ユニットを設置した筺体の外側面に超音波放射体を直に固定し、該超音波放射体は一つ以上の放射面を有し、少なくとも一つの該放射面を該筺体の外方向に向ける外側放射面とし、該主駆動ユニットと該超音波放射体は信号線で電気的にパラレルに接続し、該筺体で視聴者の耳を覆うように頭に装着し、該信号線に交番信号を入力した時、該主駆動ユニットから放射する音波は主に該耳に向かって放射され、該外側放射面からは該超音波放射体から発生する音波を該筺体の外側に放射するヘッドフォン。
該超音波放射体の少なくとも一つの該放射面は該筺体の内側に向かって音波を放射する内側放射面とする請求項１に記載のヘッドフォン。
該筺体の該側面に反射板を付け、該反射板は該外側放射面から放射される音波の方向を変化させる請求項１または請求項２に記載のヘッドフォン。