JP2013251750A - ヘッドホン - Google Patents

Abstract

【課題】振動子が発生した振動を効率的にユーザに伝達できるヘッドホンを提供する。
【解決手段】ヘッドホン１は、ヘッドバンド２２と、アーム部２０と、スピーカを保持するヘッドホンユニット１０と、ヘッドホンユニット１０をアーム部２０に支持するヒンジ構造２８と、アーム部２０を振動させる振動子を備える。振動子はトランスデューサボックス２４に収容されており、アーム部２０およびヘッドバンド２２により挟持される。振動伝達部３０は、アーム部２０とヘッドホンユニット１０を連結して、アーム部２０の振動をヘッドホンユニット１０に伝達する。
【選択図】図１

Description

本発明はヘッドホンに関する。

近年、音声信号に応じた振動を発生する振動子をハンガーに取り付けたヘッドホンが提案されている（特許文献１参照）。特許文献１において提案されたヘッドホンによると、振動子が発生した振動がバンドを含むヘッドホン全体へ伝わるため、ユーザの頭部の広範囲にバランス良く振動を伝えることができる。特許文献１においては、振動子付ヘッドホンのユースケースとして、ユーザがＭＰ３（MPEG Audio Layer-3）プレイヤからの音楽を楽しむ場合や、ゲームの高品質な音響を楽しむ場合が例示されている。

特開２００９−１７７５７４号公報

振動子付ヘッドホンでは、振動子が発生した振動を、ヘッドバンドおよびイヤーパッドを介してユーザに効率的に伝達することが重要な課題となる。またユーザは商品の機能面だけでなくデザイン面にも大きな関心を持っているため、美観に優れた振動子付ヘッドホンを開発することも、課題の一つである。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、振動子が発生した振動を効率的にユーザに伝達できるヘッドホンを提供することにある。またさらなる目的は、デザイン性の優れた振動子付ヘッドホンを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様のヘッドホンは、アーム部と、スピーカを保持するヘッドホンユニットと、ヘッドホンユニットをアーム部に支持する支持部と、アーム部を振動させる振動子と、アーム部の振動をヘッドホンユニットに伝達する振動伝達部とを備える。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、振動子が発生した振動を効率的にユーザに伝達するヘッドホンを提供することができる。また本発明によれば、デザイン性の優れた振動子付ヘッドホンを提供することができる。

本実施形態におけるヘッドホンの前面図である。 ヘッドホンの背面図である。 ヘッドホンの下面側斜視図である トランスデューサボックスに設けられる振動子の断面図である。 振動伝達部の構造を説明するための図である。 ハウジングの蓋体を外した状態を示す図である。 ハウジング内部の構造を示す図である。 （ａ）は被係止部の側面断面図であり、（ｂ）は被接触面の斜視図である。る。 （ａ）および（ｂ）は、突起部と被接触部との接触状態を示す模式図である。 ヘッドホンの機能ブロックを示す図である。

図１は、本実施形態におけるヘッドホン１の前面図である。また図２はヘッドホン１の背面図であり、図３はヘッドホン１の下面側斜視図である。本実施形態のヘッドホン１は振動を発生する振動子を有し、ヘッドホン１に入力される音声信号に応じて振動子を駆動することができる。なおヘッドホン１は、マイクロフォン（図示せず）を搭載したヘッドセットとして構成されてよい。ヘッドホン１は無線通信機能を有し、外部から無線送信される音声信号を受信して再生することができる。なおヘッドホン１はケーブルを差し込まれて、ケーブル経由で音声信号を受信して再生することもできる。

ヘッドホン１は、ヘッドバンド２２と、ヘッドバンド２２の両端に連結される一対のアーム部２０と、一対のアーム部２０に対して上下方向に揺動可能に支持される右耳用のヘッドホンユニット１０ａおよび左耳用のヘッドホンユニット１０ｂを備える。以下、右耳用ヘッドホンユニット１０ａと左耳用ヘッドホンユニット１０ｂとを特に区別しない場合には、単に「ヘッドホンユニット１０」と呼ぶこともある。ヘッドホンユニット１０はスピーカを保持する。

ヘッドバンド２２は、円弧状に湾曲形成されて弾力性を有するバンド本体３１を含み、その弾力性を利用してユーザ頭部を挟み、一対のヘッドホンユニット１０をユーザの耳周囲に押圧させて保持する。ヘッドバンド２２にはスライダ２６が設けられ、スライダ２６の端部はスライダ調整部３２のスライド穴にスライド可能に挿入される。スライダ調整部３２は、ヘッドバンド２２の一部を構成しており、ユーザの頭部の形状に合わせてスライダ２６の挿入長さを調整することで、ヘッドバンド２２の長さが調整される。なおスライダ調整部３２の機能は、バンド本体３１側に設けられてもよく、すなわちバンド本体３１にスライド穴が形成されて、スライダ２６の端部がバンド本体３１のスライド穴に挿入されてもよい。

ヘッドホンユニット１０は、内部にスピーカを保持するハウジング１２と、ユーザの耳周囲に押圧されるイヤーパッド１４とを備える。なおハウジング１２内には、プロセッサを搭載した基板が設けられており、このプロセッサは、スピーカからの音声出力および振動子の駆動制御などを行う機能を有している。

ヘッドホンユニット１０はヒンジ構造２８により、アーム部２０に揺動可能に支持される。ヒンジ構造２８は、ヘッドホンユニット１０をアーム部２０に支持する支持部であり、ヘッドホンユニット１０をアーム部２０に対して揺動可能に支持する。本実施形態において、ヒンジ構造２８はアーム部２０に固定支持された突起部を含んでおり、この突起部はアーム部２０と一体成形により形成されてもよく、またアーム部２０と別部品である突起部がアーム部２０に取り付けられてもよい。突起部の根元がアーム部２０に固定され、突起部の先端がハウジング１２に対して軸着される。ハウジング１２には、ヘッドホン１の前後方向に突起部先端を支持するための軸が形成されており、突起部先端が、ハウジング１２に形成された軸により回転可能に支持されることで、ヘッドホンユニット１０が、軸を支点として、アーム部２０に対して矢印Ａで示す上下方向に揺動可能となる。

なおヒンジ構造２８はハウジング１２に固定支持された突起部を含み、突起部の根元がハウジング１２に固定され、突起部の先端がアーム部２０に対して軸着されてもよい。このときアーム部２０には、ヘッドホン１の前後方向に突起部先端を支持するための軸が形成されており、ハウジング１２から延びる突起部の先端が、アーム部２０に形成された軸により回転可能に支持されることで、ヘッドホンユニット１０が、軸を支点として、アーム部２０に対して矢印Ａで示す上下方向に揺動可能とされてもよい。

アーム部２０とヘッドバンド２２は、トランスデューサボックス２４を介して連結される。トランスデューサボックス２４には、後述する振動子が収容されている。トランスデューサボックス２４が、アーム部２０とヘッドバンド２２の間に設けられることで、振動子が発生する振動を効率的にヘッドバンド２２およびアーム部２０に伝達することが可能となる。

以下、ヘッドホン１における各種操作手段について説明する。
左耳用のヘッドホンユニット１０ｂにおいて、電源スイッチ４０はスライド式スイッチであり、電源をオンまたはオフするために用いられる。ミキサスイッチ４２はスライド式スイッチであり、スピーカの音量とマイクロフォンの音量のバランスを調整するために用いられる。ミキサスイッチ４２は、スライド溝の範囲でスライド可能であり、スライド溝の中央位置にある場合にはスピーカ音量とマイク音量の比が所定値となり、中央位置から一方側にスライドすると、スピーカ音量とマイク音量の比が所定値より大きく、中央位置から他方側にスライドすると、スピーカ音量とマイク音量の比が所定値よりも小さくなる。

ステータスＬＥＤ４６は、複数色、たとえば赤色、青色、緑色、紫色で発光することができ、発光色でヘッドホン１のステータスをユーザに知らせる。たとえば赤色はヘッドホン１が充電中であることを示し、青色はヘッドホン１が無線通信中であることを示し、緑色はヘッドホン１が有線通信中であることを示し、紫色はヘッドホン１のマイクがミュート中であることを示す。

ミュートボタン４８はマイクの制御を行うために用いられる。ミュートボタン４８の操作には短押し操作と長押し操作があり、短押し操作は、マイクをミュートするかミュートしないかを切り替え、長押し操作は、側音を出力させるか否か、すなわちユーザの声をループバックさせるか否かを切り替える。たとえば短押し操作は１秒以内のボタン押し込み操作であり、長押し操作は３秒以上のボタン押し込み操作であってよい。

音量スイッチ５０はスライド式スイッチであり、音量を調整するために用いられる。音量スイッチ５０はスライド溝の範囲でスライド可能であって、音量スイッチ５０がスライド溝の一端に位置すると音量が０、スライド溝の他端に位置すると音量が最大となる。なお音量スイッチ５０は、音量を０にすると、振動子６０への給電を止める機能を有してもよい。

ＵＳＢジャック５６は、ＵＳＢケーブルの差込口である。ＵＳＢジャック５６にＵＳＢケーブルが接続されると、ハウジング１２に搭載されたバッテリの充電や、プロセッサのフォームウェアアップデートなどが実行される。

ステレオジャック５８はステレオ端子の差込口である。ステレオジャック５８は、音声出力装置から有線で音声信号を入力可能とする。音声出力装置は、ＭＰ３（MPEG Audio Layer-3）プレイヤやＣＤ（Compact Disk）プレイヤ、ゲーム機、ラジオ受信機、テレビ受像機など、音声信号を出力する任意の装置であってよい。なおヘッドホン１においては、有線で音声信号を受信するだけでなく、無線で音声信号を受信することも可能である。

ヘッドホン１は実質的に左右対称の形状を有するため、ユーザは右耳用のヘッドホンユニット１０ａ、左耳用のヘッドホンユニット１０ｂを、それぞれ逆の耳に装着することもある。ユーザがヘッドホン１の左右を気にせずに装着した場合に、接続されるＵＳＢケーブルやステレオケーブルが邪魔にならないように、ＵＳＢジャック５６およびステレオジャック５８は、ハウジング１２の下端側に設けられることが好ましい。

右耳用のヘッドホンユニット１０ａにおいて、サラウンドボタン４４は、サラウンド機能をオンまたはオフするために用いられる。振動量スイッチ５２はスライド式スイッチであり、振動量を調整するために用いられる。振動量スイッチ５２はスライド溝の範囲でスライド可能であって、振動量スイッチ５２がスライド溝の一端に位置すると振動量が０、スライド溝の他端に位置すると振動量が最大となる。なお振動量スイッチ５２は、振動量を０にすると、振動子６０への給電を止める機能を有してもよい。

モード切替ボタン５４は、振動モードを切り替えるために用いられる。詳細は後述するが、本実施形態のヘッドホン１において、振動子は音声信号に応じて駆動されるが、振動モードによって、振動子を駆動するための契機となる振動トリガが異なっている。そこでプロセッサは、設定された振動モードに応じて、音声信号から振動トリガを検出し、聴いている音声信号に適した振動をユーザに提供することができる。

図４は、トランスデューサボックス２４に設けられる振動子６０の断面図である。本実施形態において振動子６０は、ダイナミック型スピーカの原理を応用したダイナミック型振動子である。

振動子６０は、マグネット６３と、円筒状のコイル６６と、振動板７２と、コイル６６と振動板７２を一体的に固定するエッジ７０を含む。コイル６６は、マグネット６３が発生する磁界内に設けられる。そして、コイル６６に外部から音声信号に応じた駆動電流が供給されると、コイル６６には、いわゆるフレミングの左手の法則に従って駆動電流に応じた駆動力が与えられる。この駆動力がエッジ７０を介して振動板７２に与えられ、振動板７２は図示する矢印Ｂの方向に振動する。エッジ７０は、振動板７２を振動自在に保持する。振動板７２は、しんちゅうのような重量のある材質を用いて、可聴範囲の音波を出さないようにする。なお、図４において図示していないが、通常のダイナミック型スピーカではマグネット６３およびコイル６６の周辺にヨークを配置してコイル６６に強い磁場を与える設計をしているが、振動子６０においても必要に応じてヨークを配置してよい。

ダイナミック型の振動子６０を採用することで、数ミリ秒レベルの分解能での振動、停止が可能であり、たとえば音声信号におけるドラム音やベース音などのビートのタイミングをより忠実に反映させることができる。また音声信号の波形に同期した振動を実現させることもでき、音楽の低音を振動で味わうという新たな趣向を提供することもできる。図４に示す振動子６０は、マグネット６３が固定されてコイル６６が振動するが、コイルが固定されマグネットが振動する型の、いわゆるＭＭ（Ｍｏｖｉｎｇ Ｍａｇｎｅｔ）型の振動子であってもよい。

振動子６０は円筒状のトランスデューサボックス２４に収容され、振動子６０の振動はトランスデューサボックス２４に直接固定されるアーム部２０およびヘッドバンド２２に伝達される。振動子６０がアーム部２０およびヘッドバンド２２の間に設けられることで、振動子６０がアーム部２０およびヘッドバンド２２を直接振動させることができ、効率的な振動伝達が実現される。また本実施形態のヘッドホン１では、トランスデューサボックス２４の図１または図２に示す左右方向の外側（つまり円筒状のトランスデューサボックス２４における外側端部）がアーム部２０によって覆われている。仮にトランスデューサボックス２４がアーム部２０により覆われておらず、ヘッドホン１の左右方向の最外側に配置された場合には、ヘッドホン１の輪郭は、トランスデューサボックス２４が左右方向に突き出た形状となり、デザイン的に美しくない。このようにヘッドホン１では、振動伝達効率を高めた機能性と美観を向上したデザイン性の双方を実現するべく、振動子６０が、アーム部２０およびヘッドバンド２２の間に配置されている。

ユーザはヘッドホン１を頭部に装着する際、スライダ２６のスライダ調整部３２内への挿入長さを調整して、ヘッドバンド２２の長さをユーザの頭部形状に合わせる。このとき一対のヘッドホンユニット１０の上下方向の角度はヒンジ構造２８により、ユーザの耳を挟んだ頭側面から顔側面の傾斜に自動的に合わせられ、イヤーパッド１４のパッド面が耳周囲に密着して、イヤーパッド１４からの音漏れが極力低減されるようになる。

本実施形態のヘッドホン１は、アーム部２０の振動をヘッドホンユニット１０に伝達する振動伝達部３０を備える。振動伝達部３０は、アーム部２０とヘッドホンユニット１０を連結することで、アーム部２０の振動がヘッドホンユニット１０に伝達されるようにする。

図５は、振動伝達部３０の構造を説明するための図である。振動伝達部３０は、アーム部２０からヘッドホン１の内向きに延出する突起部１００と、ハウジング１２に設けられた被係止部１０２を備える。突起部１００はアーム部２０と一体成形されて形成されてよい。ハウジング１２の蓋体８０には貫通孔が形成されており、突起部１００の先端は、貫通孔を通り、貫通孔の下方に設けられた被係止部１０２に接触して係止される。

図６は、ハウジング１２の蓋体８０を外した状態を示す。被係止部１０２は弾性材料で形成され、突起部１００の先端部が挿入される凹部を有している。被係止部１０２は実質的に直方体のゴム材の中央部分に凹部を有した形状をしている。突起部１００の先端部は凹部の内壁に接触し、先端部と内壁の間に作用する摩擦力により係止される。

アーム部２０とヘッドホンユニット１０の相対的な位置関係が変化すると、突起部１００は凹部の内部における挿入角度および接触点を変化させることになるが、被係止部１０２が弾性材料で形成され変形可能であるため、突起部１００の動きに対して、突起部１００が接触する凹部内壁が変形することで、突起部１００は凹部の内部で動くことが可能となる。

なお被係止部１０２は直方体のゴム材の中央部分をくり抜いた形状を有しているが、この形状は、突起部１００の押圧力に対して被係止部１０２の強度を維持するためのものであり、この形状に限定されるものではない。たとえば強度が確保されるのであれば、突起部１００が接触する被接触部が、ハウジング１２内部において壁状に立設された形状を有し、この壁状の被接触部が被係止部１０２を構成してもよい。

図７は、ハウジング１２内部の構造を示す。ハウジング１２の内部には、基板８２が設けられ、基板８２にはプロセッサ（図示せず）が搭載されている。図７は、左耳用のヘッドホンユニット１０ｂの内部構造を示しており、基板８２に搭載されたプロセッサは、電源スイッチ４０、ミキサスイッチ４２、ステータスＬＥＤ４６、ミュートボタン４８、音量スイッチ５０、ＵＳＢジャック５６からの、オンまたはオフの各種状態値や、各種状態量を示す信号を受け付けて、初期の設定および処理を実行する。

図８（ａ）は、被係止部１０２の側面断面図である。被係止部１０２はたとえばゴムで形成されており、突起部１００の押圧力に対して変形可能である。突起部１００の先端部は、被接触部１０４の被接触面１０８に接触し、アーム部２０とヘッドホンユニット１０の相対位置関係に変化が生じて突起部１００が凹部１１０内で動く際には、被接触部１０４がその厚み方向に変形して、突起部１００と被接触部１０４との接触状態が維持される。このようにして、突起部１００と被接触部１０４とは常に接触した状態を保ち、アーム部２０の振動が被係止部１０２に伝達される。

被接触部１０４と、被接触部１０４に対向する対向部１０６の厚みを比較すると、被接触部１０４の厚みＷ１は、対向部１０６の厚みＷ２より大きい。対向部１０６には突起部１００が接触しないため、厚みＷ２を大きくする必要がない一方で、被接触部１０４には突起部１００が接触するために、厚みＷ１を大きくして、突起部１００の動きによる被接触部１０４の変形量を確保することが好ましい。

図８（ｂ）は、被接触面１０８の斜視図である。被接触面１０８には、被接触部１０４の上面から下面にわたり延設される２本のガイドリブ１１２が形成される。突起部１００の先端部は、２本のガイドリブ１１２で挟まれる領域内で動く。ヒンジ構造２８の自由度は１であり、したがって突起部１００の先端部の移動は、被接触面１０８上の所定のライン上に制限されるが、被接触面１０８に一対のガイドリブ１１２を設けることで、突起部１００の先端部の不測の動きを制限することが可能となる。

図９（ａ）および図９（ｂ）は、突起部１００と被接触部１０４との接触状態を示す。突起部１００は被接触部１０４に対して常に接触状態を維持し、アーム部２０に対するヘッドホンユニット１０の相対位置（相対角度）が変化すると、凹部１１０に対する突起部１００の挿入角度および突起部１００先端の被接触面１０８との接触点（接触位置）が変化する。

図９（ａ）は、ヘッドホンユニット１０の上部が突起部１００に接近して、突起部１００と被係止部１０２とが近づいたときの接触状態を示す。突起部１００と被係止部１０２との距離が短くなることで、凹部１１０に対する突起部１００の挿入角度が浅く、突起部１００の先端が被接触面１０８の下方で接触する。一方、図９（ｂ）は、ヘッドホンユニット１０の上部が突起部１００から相対的に離れたときの接触状態を示す。突起部１００と被係止部１０２との距離が長くなることで、凹部１１０に対する突起部１００の挿入角度が深くなり、また突起部１００の先端が被接触面１０８の上方で接触する。被接触部１０４が可撓性を持つことで、振動伝達部３０は、ヘッドホンユニット１０がアーム部２０に対して揺動可能な状態を維持しつつ、突起部１００と被接触部１０４とを常時接触させて、アーム部２０とヘッドホンユニット１０を連結する。これにより、ヘッドホンユニット１０がアーム部２０に対してどのような姿勢をとった場合であっても、振動伝達部３０は、アーム部２０の振動をヘッドホンユニット１０に伝達することができる。

上記したように被係止部１０２は、凹部１１０内で動く突起部１００との接触を維持するために弾性を有する必要があるが、一方で被係止部１０２の弾性を高くしすぎると、アーム部２０から伝達される振動が被係止部１０２において減衰されることも考えられる。そのため被係止部１０２は、突起部１００から伝達される振動を可能な限り減衰せずハウジング１２に伝達し、一方で、被係止部１０２の被接触面１０８上を突起部１００の先端部が摺動できるようなラバー硬度で形成されることが好ましい。

本実施形態のヒンジ構造２８は、ヘッドホンユニット１０を軸支持しており、したがって図１に示すように、ヘッドホンユニット１０は矢印Ａで示す方向に揺動可能である。仮に振動伝達部３０を設けないヘッドホンを想定した場合、振動子６０からアーム部２０に入力される振動が、ヒンジ構造２８からヘッドホンユニット１０に伝達されると、伝達された振動の一部は、ヘッドホンユニット１０を揺動するための外力として消費されることになり、イヤーパッド１４を効率的に振動させることができない。

そこで本実施形態のヘッドホン１では、アーム部２０に入力される振動が、振動伝達部３０により適切にヘッドホンユニット１０に伝達されるようにしている。振動伝達部３０において、突起部１００と被接触部１０４との接触点は、突起部１００と被接触部１０４との接触による摩擦力によりアーム部２０の振動によっては動かない。このように摩擦力により突起部１００と被接触部１０４とが静止するため、アーム部２０の振動は、振動伝達部３０により効率的にヘッドホンユニット１０に伝達されることになる。なおユーザがヘッドホン１を頭部に装着する場合には、突起部１００と被接触部１０４との接触による摩擦力は、アーム部２０とヘッドホンユニット１０の相対位置関係を変化させる際の負荷（抵抗）として作用することになるが、被接触部１０４が弾性を有することでそれほど大きな負荷にはならず、ユーザは自由にアーム部２０とヘッドホンユニット１０の相対角度を変化させることができる。

このように突起部１００と被接触部１０４との間の摩擦係数は、アーム部２０の振動によって突起部１００と被接触部１０４の接触点が動かないように設定され、一方で、ヘッドホン１の頭部装着時には、ヒンジ構造２８におけるヘッドホンユニット１０の相対回転動作が妨げられないように設定される。これにより、ヘッドホン１の頭部装着時、アーム部２０の振動は、振動伝達部３０を通じてヘッドホンユニット１０に効率的に伝達されることとなり、所望の振動をユーザに提供することが可能となる。なお、このとき振動伝達部３０によりアーム部２０とヘッドホンユニット１０の相対位置関係は固定されるため、ヒンジ構造２８を通じたアーム部２０の振動伝達効率も向上することになる。

なお本発明者は、試行錯誤の結果、振動伝達部３０の位置を、ヒンジ構造２８よりも振動子６０側に設けることが、振動伝達効率の観点から好ましいことを見いだした。振動伝達部３０は、ヒンジ構造２８よりも相対的にリジッドにアーム部２０とヘッドホンユニット１０とを連結するため、振動伝達部３０からヘッドホンユニット１０に伝達する振動成分を大きくすることが、ヘッドホン１全体としての振動伝達効率を向上させることを見いだした。したがって、アーム部２０およびヘッドホンユニット１０において、振動伝達部３０は、ヒンジ構造２８よりも振動子６０に近い位置に設けられることが好ましい。なお本実施形態では、各ヘッドホンユニット１０において１つの振動伝達部３０を設けたが、複数の振動伝達部３０を設けてもよい。

また本実施形態では、振動伝達部３０の構造として、アーム部２０に突起部１００を設け、ヘッドホンユニット１０に被係止部１０２を設けたが、その逆の構造、すなわちアーム部２０に被係止部１０２を設け、ヘッドホンユニット１０に突起部１００を設けてもよい。また、被係止部１０２が弾性材料から形成されることを説明したが、突起部１００が弾性材料から形成されてもよい。また、振動伝達部３０では、突起部１００と被係止部１０２との間の摩擦力によって、突起部１００と被係止部１０２との接触点を固定する（動かさない）ことを説明したが、たとえばスプリング荷重などを作用させることで、両者の接触点を固定するような構成を有してもよい。

図１０は、ヘッドホン１の機能ブロックを示す図である。図１０には、音声出力および振動制御を行う構成が示される。ヘッドホン１は、無線通信モジュール２００、音声信号入力部２０２、マイク入力部２０４、音声出力部２０６、音量調整部２０８、振動制御部２１０および給電部２２０を備える。無線通信モジュール２００は、たとえばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）プロトコルを用いた無線通信機能を有し、音声出力装置からの音声信号を無線で取得する。音声信号入力部２０２は、無線通信モジュール２００が取得した音声信号、または音声出力装置からステレオジャック５８を経由して有線で送信される音声信号を受け取る。マイク入力部２０４は、マイク（図示せず）から入力されるヘッドホン１を装着したユーザの声を受け取る。給電部２２０は、各機能ブロックを給電する。

図１０に示す構成は、ハードウエアコンポーネントでいえば、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、メモリにロードされたプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。

音量調整部２０８は、音量スイッチ５０のスライド位置に応じて、スピーカからの出力音量を調整する。音声出力部２０６は、サラウンドボタン４４の状態値に応じて、サラウンド音声を生成するか否かを決定する。また音声出力部２０６は、マイク入力部２０４からのマイク入力を受け取り、ミュートボタン４８の状態値に応じて、マイク音声をミュートするか否か、またはマイク音声のサイドトーン機能を実行するか否か決定する。マイク音声がミュートされない場合、音声出力部２０６は、ミキサスイッチ４２で設定される比率でスピーカ音量とマイク音量を決定する。以上の設定のもとで音声出力部２０６は、外部から受信した音声信号を音響に変えてスピーカから出力し、またマイク音声をステレオジャック５８または無線通信モジュール２００から、所定の端末装置に送信する。

振動制御部２１０は、振動モード受付部２１２、音声信号解析部２１４および駆動信号生成部２１６を有する。振動モード受付部２１２は、モード切替ボタン５４から設定される振動モードを受け付ける。本実施形態において、振動モードは複数用意され、たとえば音声信号のビートに応じて振動するビートモード、ゲーム音声中の所定の音声に応じて振動するゲームモードなどが用意される。

音声信号解析部２１４は、振動モード受付部２１２が受け付けた振動モードに応じた音声信号の解析を行う。ビートモードにおいて、音声信号解析部２１４は、音声信号を所定周期ごとにＦＦＴ（Fast Fourier Transform）演算を行うなど一般的な手法により、各時刻におけるスペクトルを算出する。そして音声信号解析部２１４は、スペクトルの全周波数帯域における総和の、単位時間あたりの変化を算出することにより、スペクトルの時間微分値を算出する。この計算は、実際には所定の時間幅のうちにサンプリングされた音声信号ごとにスペクトルを算出し、当該時間幅を単位時間分ずらした際のスペクトルの差分を時間微分値として取得するオーバラップ処理により行われてもよい。このようにして数ミリ秒から数十ミリ秒の時間分解能でスペクトルが得られる。音声信号解析部２１４は、このようにして得たスペクトルにおける波形ピーク値を、所定の閾値と比較し、閾値を超えるピークを有する波形をビート成分として抽出する。

ゲームモードでは、ゲーム特有の音声信号が抽出される。たとえば音声信号解析部２１４は、音声信号に含まれるゲームキャラクタの足音を検出する。音声信号解析部２１４は音声信号のスペクトル解析を行い、足音の周波数成分の有無を検出する。たとえば足音の周波数成分は、予め音声信号解析部２１４において登録されており、音声信号解析部２１４は、音声信号のスペクトルに足音の周波数成分が含まれているか検出する。この例はゲーム音声からゲームキャラクタの足音を検出する例であるが、ゲーム中の爆発音であったり、銃声などを検出してもよい。

駆動信号生成部２１６は、音声信号解析部２１４における解析結果を受けて、振動子６０を駆動するための駆動信号を生成する。音声信号解析部２１４は、駆動信号生成部２１６に対して、振動子６０を振動するタイミングと、振動の大きさを示す振動信号を提供し、駆動信号生成部２１６は、この振動信号をもとに、振動子６０に駆動信号を供給する。これにより、ヘッドホン１は、振動モードに応じて、音声信号に適した振動をユーザに提供することが可能となる。

図１０において給電部２２０が、振動制御部２１０に電力を供給する様子が示されているが、音声出力部２０６などの他の構成も給電している。ヘッドホン１においては、音声信号に合わせて振動子６０を振動させることとしているが、スピーカからの音量が０に設定されている場合には、振動子６０を振動させる必要はない。したがって、音量スイッチ５０やミキサスイッチ４２によりスピーカ音量が０に設定される場合、給電部２２０は、振動制御部２１０または振動子６０への給電を停止して、振動子６０を振動させないようにしてもよい。これにより無用な電力消費を低減することが可能となる。

以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。上記実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

実施例では、ヘッドバンド２２およびアーム部２０によってヘッドホン１のバンド部分の剛性を調整している。変形例として、スライダ調整部３２およびアーム部２０を一体の構造により形成して、バンド部分の剛性を調整してもよい。またヘッドバンド２２およびアーム部２０から構成されるバンド部分に、さらに別部品を追加してもよく、またヘッドバンド２２、アーム部２０、スライダ調整部３２、トランスデューサボックス２４の厚みを調整したり、または中抜きにしたり、さらには材料を適宜選択してバンド部分の剛性を調整し、振動の伝達効率を高めるようにしてもよい。

１・・・ヘッドホン、１０・・・ヘッドホンユニット、１２・・・ハウジング、１４・・・イヤーパッド、２０・・・アーム部、２２・・・ヘッドバンド、２４・・・トランスデューサボックス、２６・・・スライダ、２８・・・ヒンジ構造、３０・・・振動伝達部、３１・・・バンド本体、３２・・・スライダ調整部、４０・・・電源スイッチ、４２・・・ミキサスイッチ、４４・・・サラウンドボタン、４６・・・ステータスＬＥＤ、４８・・・ミュートボタン、５０・・・音量スイッチ、５２・・・振動量スイッチ、５４・・・モード切替ボタン、５６・・・ＵＳＢジャック、５８・・・ステレオジャック、６０・・・振動子、６３・・・マグネット、６６・・・コイル、６８・・・フレーム、７０・・・エッジ、７２・・・振動板、８０・・・蓋体、８２・・・基板、１００・・・突起部、１０２・・・被係止部、１０４・・・被接触部、１０６・・・対向部、１０８・・・被接触面、１１０・・・凹部、２００・・・無線通信モジュール、２０２・・・音声信号入力部、２０４・・・マイク入力部、２０６・・・音声出力部、２０８・・・音量調整部、２１０・・・振動制御部、２１２・・・振動モード受付部、２１４・・・音声信号解析部、２１６・・・駆動信号生成部、２２０・・・給電部。

Claims (8)

1. アーム部と、
   スピーカを保持するヘッドホンユニットと、
   前記ヘッドホンユニットを前記アーム部に支持する支持部と、
   前記アーム部を振動させる振動子と、
   前記アーム部の振動を前記ヘッドホンユニットに伝達する振動伝達部と、
   を備えることを特徴とするヘッドホン。
2. 前記振動伝達部は、前記アーム部と前記ヘッドホンユニットを連結することを特徴とする請求項１に記載のヘッドホン。
3. 前記支持部は、前記ヘッドホンユニットを、前記アーム部に対して揺動可能に支持することを特徴とする請求項１または２に記載のヘッドホン。
4. 前記振動伝達部は、前記ヘッドホンユニットが前記アーム部に対して揺動可能な状態を維持しつつ、前記アーム部と前記ヘッドホンユニットを連結することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のヘッドホン。
5. 前記振動伝達部は、前記アーム部または前記ヘッドホンユニットの一方に設けられた突起部と、前記アーム部または前記ヘッドホンユニットの他方に設けられた被接触部を含み、
   前記突起部が前記被接触部に接触することで、前記アーム部と前記ヘッドホンユニットとが連結されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のヘッドホン。
6. 前記突起部または前記被接触部の少なくとも一方は、弾性材料により形成されることを特徴とする請求項５に記載のヘッドホン。
7. 前記突起部と前記被接触部との接触による摩擦力により、前記アーム部の振動によっては前記突起部と前記被接触部との接触点は動かないことを特徴とする請求項５または６に記載のヘッドホン。
8. ヘッドバンドをさらに備え、
   前記振動子は、前記アーム部と前記ヘッドバンドの間に設けられることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のヘッドホン。

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