JP2014187679A - イヤホンマイク - Google Patents

Abstract

【課題】小型化が可能で安価なエコー抑制機能を有するイヤホンマイクを提供する。
【解決手段】イヤホンマイクは、１つのスピーカ２１と、第１集音孔２２１及び第２集音孔２２２を有するマイクロホン２２と、音響空間が形成される本体筐体２３と、を備える。音響空間は、スピーカの出力音声が伝播する放音道２３２と、本体筐体の外部に連通し、第１集音孔に入力される音声が伝播する第１集音道２３３と、第２集音孔に入力される音声が伝播する第２集音道２３４と、を含む。また、放音道は、本体筐体の外部に連通する一方の経路と、第２集音道に連通する他方の経路と、に分岐する。音響空間の音響抵抗により、本体筐体の外部音源からの入力音声は集音し、スピーカの出力音声の集音は抑制する。
【選択図】図３

Description

本発明は、イヤホンマイクに関し、特にスピーカとマイクロホンとを搭載するイヤホンマイクに関する。

従来、スピーカとマイクロホンとを内蔵するイヤホンマイクが知られている。ユーザは、耳に装着したイヤホンマイクを通じて、スピーカから出力される話し声などの音声を聴きながら、マイクロホンに入力されるユーザの音声を送話することができる。そのため、携帯電話機などのハンズフリー通信などに利用されている。

ところが、ユーザの外耳道内に放音されるスピーカの音声は、ユーザの鼓膜や外耳道内などで反響し、イヤホンマイクにノイズ（エコー成分）として入力される。そのため、イヤホンマイクに内蔵されるマイクロホンは、ユーザの音声のほかに、スピーカから出力される音声のエコー成分も拾ってしまう。従って、イヤホンマイクから送話される音声にエコー成分がノイズとして混ざるという問題があった。

そのため、たとえば特許文献１のように、エコーキャンセル機能を有するイヤホンマイクが知られている。特許文献１のイヤホンマイクでは、２つのスピーカと、マイクロホンとを内蔵している。一方のスピーカは話し声などの音声を出力し、他方のスピーカは、一方のスピーカから出力される音声のエコー成分を打ち消すための音声を出力する。マイクロホンには、一方のスピーカから出力される音声のエコー成分と、他方のスピーカの音声とを入力させ、両者を互いに打ち消し合わせることにより、エコー成分を抑制している。

特開２００７−２０１８８７号公報

しかしながら、特許文献１のイヤホンマイクは、本体筐体に複数のスピーカを内蔵するため、本体筐体の内部において、スピーカ及びその音道を搭載するためのスペースが増加する。従って、本体筐体を小型化し難いという問題があった。また、製造コストがかかるため、比較的高価になるという問題もあった。

本発明は、このような状況を鑑みてなされたものであり、小型化が可能で安価なエコー抑制機能を有するイヤホンマイクを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一の局面によるイヤホンマイクは、１つのスピーカと、第１及び第２集音孔を有するマイクロホンと、音響空間が形成される本体筐体と、を備え、音響空間は、スピーカの出力音声が伝播する放音道と、本体筐体の外部に連通し、第１集音孔に入力される音声が伝播する第１集音道と、第２集音孔に入力される音声が伝播する第２集音道と、を含み、放音道は、本体筐体の外部に連通する一方の経路と、第２集音道に連通する他方の経路と、に分岐し、音響空間の音響抵抗により、本体筐体の外部音源からの入力音声は集音し、スピーカの出力音声の集音は抑制することを特徴とする。

上記構成によれば、イヤホンマイクは１つのスピーカを備える。また、放音道は、本体筐体の外部に連通する一方の経路と、第２集音道と連通する他方の経路と、に分岐している。そのため、スピーカの出力音声は、一方の経路及び第１集音道を経由して第１集音孔に伝播するとともに、他方の経路及び第２集音道を経由して第２集音孔に伝播する。さらに、音響空間の音響抵抗により、外部音源からの入力音声は集音し、スピーカの出力音声の集音は抑制する。そのため、イヤホンマイクは、複数のスピーカを必要とすることなく、スピーカの出力音声のエコー抑制機能を実現することができる。さらに、イヤホンマイクは、スピーカの出力音声に由来するノイズを抑制しつつ、入力音声を送話することができる。従って、小型化が可能で安価なエコー抑制機能を有するイヤホンマイクを提供することができる。

また、上記構成において、音響空間の音響抵抗により、第１集音孔に入力されるスピーカの出力音声の第１音圧は、第２集音孔に入力される出力音声の第２音圧とほぼ等しくなり、第１集音孔に入力される外部音源からの入力音声の第３音圧、及び第２集音孔に入力される入力音声の第４音圧のうちの一方が他方よりも大きくなってもよい。

この構成によれば、音響空間の音響抵抗を利用して、第１及び第２集音孔に入力される入力音声の第１及び第２音圧をほぼ等しくすることにより、第１及び第２集音孔に入力されるスピーカの出力音声を互いに打ち消すことができる。さらに、第１及び第２集音孔に入力される外部音源からの入力音声の第３及び第４音圧のうちの一方を他方よりも大きくすることにより、入力音声がエコー抑制機能によって打ち消されることなく、第３及び第４音圧の差に応じた音圧の入力音声を送話することができる。

また、上記構成において、音響空間に含まれる音道のうちの少なくとも１つに配置される音響抵抗部材をさらに備えてもよい。

この構成によれば、音道の形状およびサイズなどに制約されることなく、音響抵抗部材が配置された音道での音響抵抗を設定することができる。従って、イヤホンマイクの設計の自由度を高めることができ、エコー抑制機能をより容易に実現することができる。

さらに、上記構成において、放音道には、音響抵抗部材が配置されなくてもよい。

この構成によれば、ユーザは、スピーカの出力音声をより高い音圧レベルで聴くことができる。

また、上記構成において、音響抵抗部材の音響抵抗は、第１集音孔に入力される出力音声の第１音圧は、第２集音孔に入力される出力音声の第２音圧とほぼ等しくなり、第１集音孔に入力される入力音声の第３音圧、及び第２集音孔に入力される入力音声の第４音圧との差が最も大きくなるように設定されてもよい。

この構成によれば、音響抵抗部材の音響抵抗の設定により、出力音声の第１及び第２音圧がほぼ等しくなるとともに、入力音声の第３及び第４音圧の差が最も大きくなる。これは、音道の音響抵抗は音響抵抗部材の音響抵抗よりも十分に低いためである。従って、音響抵抗部材の音響抵抗の設定により、音響空間の音響抵抗が調整可能となる。よって、スピーカの出力音声に由来するノイズがほぼ除去された入力音声を最も高い音圧レベルで送話することができる。

また、上記構成において、音響空間は、本体筐体の外部から第２集音道に連通する第３集音道をさらに含んでもよい。

この構成によれば、放音道を伝播する音声を減衰させる音響抵抗を低くしても、エコー抑制機能を十分に実現することができる。さらに、出力音声の音圧をあまり減衰させることなく、放音道を伝播するスピーカの出力音声をイヤホンマイクの外部に放音することができる。従って、ユーザはスピーカの出力音声をより鮮明に聴くことができる。

また、上記構成において、第２集音道は、内径が１ｍｍ以下の貫通孔を介して放音道の他方の経路と連通し、第２集音道の容積に応じた周波数近傍の周波数帯域において、スピーカの出力音声の集音は該周波数帯域外よりも強く抑制されてもよい。

この構成によれば、第２集音道の容積を適宜設定することにより、所望の周波数帯域において、スピーカの出力音声に由来するノイズをより強く抑制することができる。特に、一般にエコー抑制機能の効果が発揮され難い高周波数帯域において、スピーカの出力音声に由来するノイズをより効果的に抑制することができる。

さらに、上記構成において、第２集音道の容積に応じた周波数は１ｋＨｚ以上であってもよい。

この構成によれば、スピーカの出力音声に含まれる人間の声に由来するノイズをより効果的に抑制することができる。

また、上記構成において、第１集音道に音響抵抗部材が配置されてもよい。

この構成によれば、ほぼ全周波数帯域において、スピーカの出力音声に由来するノイズを抑制する効果を高めることができる。

本発明によれば、小型化が可能で安価なエコー抑制機能を有するイヤホンマイクを提供することができる。

イヤホンマイクの外観斜視図である。 イヤホンマイクがユーザの外耳道に装着された状態を示す図である。 第１実施形態における本体部の断面図である。 第１実施形態においてユーザの外耳道側から見た本体部の正面図である。 本体部の側面図である。 第１実施形態における第２及び第３開口部の他の形成例を示す正面図である。 第１実施形態における第２及び第３開口部の他の形成例を示す正面図である。 第１実施形態における第２及び第３開口部の他の形成例を示す正面図である。 第１実施形態においてマイクロホンに入力されるスピーカの出力音声の伝播経路を示す概念構成図である。 第１実施形態における出力音声の集音ブロック図である。 第１実施形態においてマイクロホンに入力される外部音源からの入力音声の伝播経路を示す概念構成図である。 第１実施形態における入力音声の集音ブロック図である。 第２実施形態に係るイヤホンマイクの概念構成図である。 第２実施形態においてユーザの外耳道側から見た本体部の正面図である。 第２実施形態における第２及び第３開口部の他の形成例を示す正面図である。 第２実施形態における第２及び第３開口部の他の形成例を示す正面図である。 第２実施形態においてマイクロホンに入力されるスピーカの出力音声の伝播経路を示す概念構成図である。 第２実施形態における出力音声の集音ブロック図である。 第２実施形態においてマイクロホンに入力される外部音源からの入力音声の伝播経路を示す概念構成図である。 第２実施形態における入力音声の集音ブロック図である。 第３実施形態における本体部の断面図である。 第３実施形態において第２集音道の容積が比較的大きい場合のマイクロホンの感度特性の一例を示すグラフである。 第３実施形態において第２集音道の容積が比較的小さい場合のマイクロホンの感度特性の一例を示すグラフである。 第２集音道の容積に対する中心周波数の変化例を示すグラフである。 第３実施形態の変形例における本体部の断面図である。

以下に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
＜第１実施形態＞
（イヤホンマイクの構成）

図１は、イヤホンマイクの外観斜視図である。イヤホンマイク１は、たとえば携帯電話機などの電子機器（不図示）に接続される放集音装置である。図１に示すように、イヤホンマイク１は、本体部２と、ケーブル４と、コネクタ５と、を備えている。

本体部２は、ユーザの耳に装着され、出力音声を放音するとともに、外部音源からの入力音声（たとえばユーザの話し声など）を集音する。この本体部２の具体的な構成については後に詳述する。ケーブル４は、本体部２とコネクタ５との間に接続され、イヤホンマイク１が接続される電子機器（不図示）と本体部２との間の信号をコネクタ５を介して送受信する信号線である。コネクタ５は、電子機器（不図示）のインターフェースに接続される入出力端子である。

図２は、イヤホンマイクがユーザの外耳道に装着された状態を示す図である。図２に示すように、イヤホンマイク１は、ユーザの耳ＥＡＲに装着され、電子機器（不図示）から出力される音声信号に基づく音声をユーザの鼓膜Ｅ１に向けて放音する。また、ユーザが発生する音声は口から発せられるだけではなく、その音声の一部は、頭蓋骨や顔の筋肉などを伝わって鼓膜Ｅ１から外耳道Ｅ２に出力される。イヤホンマイク１は、そのようなユーザの話し声などの音声（すなわち外部音源からの入力音声）を集音し、さらに、集音した音声に基づく音声信号を生成して電子機器（不図示）に出力する。なお、イヤホンマイク１が接続される電子機器は特に限定されない。

ここで、イヤホンマイク１からユーザの外耳道Ｅ２内に放音される出力音声は、ユーザの鼓膜Ｅ１や外耳道Ｅ２などで反響し、イヤホンマイク１にノイズとして入力される。以下では、このノイズをエコー成分と呼ぶ。イヤホンマイク１は、後述するように、このようなエコー成分に由来するノイズを抑制するためのエコー抑制機能を有している。そのため、イヤホンマイク１は、ノイズ（特に出力音声のエコー成分）が抑制された鮮明な音声を集音することができる。

次に、本体部２の構成について詳細に説明する。図３は、第１実施形態における本体部の断面図である。また、図４は、第１実施形態においてユーザの外耳道側から見た本体部の正面図である。また、図５は、本体部の側面図である。なお、図３は、図４の一点鎖線Ａ−Ａに沿う本体部２の断面構造を示している。

図３に示すように、本体部２は、スピーカ２１と、マイクロホン２２と、本体筐体２３と、第１〜第３音響抵抗部材２４ａ〜２４ｃと、イヤーパッド２５と、を含んで構成されている。

スピーカ２１は、出力音声を出力する放音孔２１ａを有する音声出力部である。スピーカ２１は、ケーブル４と電気的に接続され、ケーブル４及びコネクタ５を介して電子機器（不図示）から伝送される音声信号に基づく出力音声を出力する。なお、図３では、スピーカ２１の放音孔２１ａは放音道２３２が延びる方向と略垂直な方向に向いているが、スピーカ２１の向きは図３の例示に限定しない。スピーカ２１の向きは、たとえば後述する放音道２３２が延びる方向と略平行であってもよい。

マイクロホン２２は、第１及び第２集音孔２２１、２２２を有する差動マイクロホンであり、ケーブル４と電気的に接続されている。このマイクロホン２２は、とくに限定しないが、たとえば、ＭＥＭＳマイク、ＥＣＭマイクなどを用いることができる。マイクロホン２２は、第１集音孔２２１に入力される音声に基づいて第１音声信号を生成するとともに、第２集音孔２２２に入力される音声に基づいて第２音声信号を生成する。また、マイクロホン２２は、第１集音孔２２１に入力される音声の音圧と、第２集音孔２２２に入力される音声の音圧との差に基づく差分音声信号を生成する。マイクロホン２２は、これらの信号をケーブル４及びコネクタ５を介して電子機器（不図示）に出力する。なお、図３では、第１及び第２集音孔２２１、２２２は後述する各音道が延びる方向と略平行な方向に並んで配置されているが、これらの配置方向は、図３の例に限定されない。

本体筐体２３には、１つのスピーカ２１と、マイクロホン２２とが搭載されている。また、本体筐体２３には、図３〜図５に示すように、挿通部２３ａが形成されている。この挿通部２３ａには、本体部２が図２のようにユーザの耳ＥＡＲに装着される際にユーザの鼓膜Ｅ１と対向する面に、図４に示すように、イヤホンマイク１に音声を入出力するための第２及び第３開口部２３１ｂ、２３１ｃが形成されている。

なお、挿通部２３ａに形成される第２及び第３開口部２３１ｂ、２３１ｃの形状は特に限定しない。図６Ａ〜図６Ｃは、第１実施形態における第２及び第３開口部の他の形成例を示す正面図である。第２及び第３開口部２３１ｂ、２３１ｃの形状は、たとえば、円形（図６Ａ）、四角形（図６Ｂ）及び三角形（図６Ｃ）などの多角形状であってもよい。また、第２及び第３開口部２３１ｂ、２３１ｃの形状及びサイズは、ほぼ同じであってもよいし、それぞれ異なっていてもよい。

また、本体筐体２３の内部には、図３に示すように、放音道２３２と第１集音道２３３と第２集音道２３４とを含む音響空間が形成されている。なお、各音道２３２〜２３４を伝播する音声は音響抵抗ｒ１〜ｒ３により減衰する。各音響抵抗ｒ１〜ｒ３は、各音道２３２〜２３４を伝播する音声の音圧の減衰率を示している。各音響抵抗ｒ１〜ｒ３は、音道の内部形状及びサイズ、その内壁の材質などに応じた値となる。

放音道２３２は、スピーカ２１の出力音声が伝播する音道である。この放音道２３２には、スピーカ２１が配置されているとともに、第２集音道２３４と連通する第１開口部２３１ａが形成されている。そのため、放音道２３２は、スピーカ２１から本体筐体２３の外部に連通する一方の経路と、第１開口部２３１ａを介して第２集音道２３４と連通する他方の経路と、に分岐している。一方の経路は、第２開口部２３１ｂと連通しており、スピーカ２１の放音孔２１ａから出力される出力音声を第２開口部２３１ｂを介して本体筐体２３の外部に放音する。他方の経路は、出力音声を第１開口部２３１ａを介して第２集音道２３４に伝播させる。なお、放音道２３２及び第２集音道２３４との間には、図３に示す第１開口部２３１ａに代えて、放音道２３２と第２集音道２３４とを連通させるための分岐音道が形成されていてもよい。

第１集音道２３３は、第１集音孔２２１に入力される音声が伝播する音道であり、第３開口部２３１ｃと連通している。第１集音道２３３には、スピーカ２１の出力音声のエコー成分、及び外部音源からの入力音声（たとえば鼓膜Ｅ１及び外耳道Ｅ２を経由して伝播するユーザの話し声など）などの音声が、第３開口部２３１ｃを経由して本体筐体２３の外部から伝播する。第１集音道２３３はこれらの音声を第１集音孔２２１に導く。

また、第２集音道２３４は、第２集音孔２２２に入力される音声が伝播する音道である。第２集音道２３４には、スピーカ２１の出力音声のエコー成分、及び外部音源からの入力音声などの音声が第２開口部２３１ｂ、放音道２３２、第１開口部２３１ａを経由して本体筐体２３の外部から伝播するとともに、出力音声がスピーカ２１から放音道２３２及び第１開口部２３１ａを経由して直接に伝播する。第２集音道２３４はこれらの音声を第２集音孔２２２に導く。

第１〜第３音響抵抗部材２４ａ〜２４ｃは、通過する音声の音圧を減衰させる音響抵抗として機能する部材である。第１音響抵抗部材２４ａの音響抵抗はＲ１であり、第２音響抵抗部材２４ｂの音響抵抗はＲ２であり、第３音響抵抗部材２４ｃは音響抵抗はＲ３である。各音響抵抗Ｒ１〜Ｒ３は、各音響抵抗部材２４ａ〜２４ｃを通過する前後で減衰する音声の音圧の減衰率を示しており、イヤホンマイク１の仕様に応じて０より大きく且つ１より小さい値に設定される（０＜Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３＜１）。そのため、音圧Ｐの音波がたとえば第１音響抵抗部材２４ａを通過すると、通過後の音圧はＰ＊（１−Ｒ１）となる。他の音響抵抗部材２４ｂ、２４ｃも同様である。

図３に示すように、第１〜第３音響抵抗部材２４ａ〜２４ｃは、本体筐体２３内の音響空間に含まれる各音道に配置されている。第１〜第３音響抵抗部材２４ａ〜２４ｃには、たとえば、メッシュ、フェルト、複数の孔が形成されたフィルムなどを用いることができる。また、第１〜第３音響抵抗部材２４ａ〜２４ｃの材料は、特に限定されないが、たとえばナイロン及びポリイミドなどの樹脂材料を用いることができる。また、第１〜第３音響抵抗部材２４ａ〜２４ｃは、同一の部材であってもよいし、それぞれ異なる部材であってもよい。

なお、図３では、第１〜第３音響抵抗部材２４ａ〜２４ｃは、各音道２３２〜２３４（或いは各開口部２３１ａ〜２３１ｃ）にそれぞれ配置されているが、本発明の適用範囲は図３の構成に限定されない。第１〜第３音響抵抗部材２４ａ〜２４ｃは、各音道２３２〜２３４のうちの少なくとも１つに配置されていてもよい。また、第１〜第３音響抵抗部材２４ａ〜２４ｃは、各開口部２３１ａ〜２３１ｃに貼り付けられていてもよいし、各音道２３２〜２３４内の所定の位置に配置されていてもよい。

イヤーパッド２５は、たとえば樹脂材料を用いて形成されており、挿通部２３ａに被せられている。本体部２がユーザの耳ＥＡＲに装着される際（図２参照）、イヤーパッド２５は、挿通部２３ａはとともに、ユーザの外耳道Ｅ２内に挿通される。このとき、イヤーパッド２５は、挿通部２３ａとユーザの外耳道Ｅ２の開口部との間をほぼ隙間なく密閉する。そのため、挿通部２３ａと外耳道Ｅ２の開口部との間から入り込む外部の音をほぼ遮断することができる。
（イヤホンマイクのエコー抑制機能）

次に、第１実施形態に係るイヤホンマイク１のエコー抑制機能について、スピーカ２１の出力音声がマイクロホン２２に集音される場合と、外部音源からの入力音声（たとえばユーザの話し声など）がマイクロホン２２に集音される場合とに分けて説明する。
（（スピーカの出力音声がマイクロホンに集音される場合））

まず、スピーカ２１の出力音声がマイクロホン２２に集音される場合について説明する。図７は、第１実施形態においてマイクロホンに入力されるスピーカの出力音声の伝播経路を示す概念構成図である。また、図８は、第１実施形態における出力音声の集音ブロック図である。なお、図７では、便宜上、スピーカ２１の放音方向を放音道２３２と略平行な方向に向けている。また、図８では、イヤホンマイク１が図２のようにユーザの外耳道Ｅ２に装着されるとき、音声を減衰させる音響抵抗をそれぞれ音声通過率Ｇ０〜Ｇ４で示している。各音声通過率Ｇ０〜Ｇ４は、各音道２３２〜２３４、外耳道Ｅ２、及び第１〜第３音響抵抗部材２４ａ〜２４ｃを通過する前後での音声の音圧の変化率を示している。

音声通過率Ｇ０で示される音響抵抗は、放音道２３２の音響抵抗ｒ１の一部などを含んでいる。なお、音響抵抗ｒ１の一部とは、放音道２３２のうちのスピーカ２１（放音孔２１ａ）から第１開口部２３１ａまでの区間を伝播する音声を減衰させる音響抵抗を示す。

また、音声通過率Ｇ１で示される音響抵抗は、放音道２３２の音響抵抗ｒ１の残りの一部、及び、第２開口部２３１ｂに配置される第２音響抵抗部材２４ｂの音響抵抗Ｒ２などを含んでいる。なお、音響抵抗ｒ１の残りの一部とは、放音道２３２のうちの第１開口部２３１ａから第２開口部２３１ｂまでの区間を伝播する音声を減衰させる音響抵抗を示す。

また、音声通過率Ｇ２で示される音響抵抗は、鼓膜Ｅ１及び外耳道Ｅ２の形状、サイズ、及び材質などに由来する外耳道Ｅ２内での音響抵抗ｒ２などを含んでいる。

また、音声通過率Ｇ３で示される音響抵抗は、第３開口部２３１ｃに配置される第３音響抵抗部材２４ｃの音響抵抗Ｒ３、及び第１集音道２３３の音響抵抗ｒ３などを含んでいる。

また、音声通過率Ｇ４で示される音響抵抗は、第１開口部２３１ａに配置される第１音響抵抗部材２４ａの音響抵抗Ｒ１、及び第２集音道２３４の音響抵抗ｒ４などを含んでいる。

各音声通過率Ｇ０〜Ｇ４は、イヤホンマイク１の仕様に応じて、０より大きく且つ１より小さい値となる（０＜Ｇ０〜Ｇ４＜１）。そのため、音圧Ｐの音波がたとえば音声通過率Ｇ１の音響抵抗により減衰すると、その音圧はＰ＊Ｇ１となる。他の音声通過率Ｇ０及びＧ２〜Ｇ４の音響抵抗も同様である。なお、本実施形態では、音響抵抗ｒ１は十分に小さいため、音声通過率Ｇ０はほぼ１とみなしてもよい。

図７に示すように、スピーカ２１から出力される音圧Ｐ１の出力音声は、スピーカ２１から放音道２３２及び第２音響抵抗部材２４ｂを経由して外耳道Ｅ２に放音される。従って、放音された出力音声の音圧は図８に示すようにＰ１＊Ｇ０＊Ｇ１となる。

そして、外耳道Ｅ２に放音された出力音声は、ユーザの鼓膜Ｅ１及び外耳道Ｅ２の内壁などで反響される。従って、反響された出力音声（すなわちエコー成分）の音圧は、図８に示すように（Ｐ１＊Ｇ０＊Ｇ１）＊Ｇ２となる。このエコー成分は、第１集音道２３３及び放音道２３２に伝播する。

第１集音道２３３に伝播するエコー成分は、第３開口部２３１ｃ及び第１集音道２３３を経由して、第１集音孔２２１に入力される。従って、第１集音孔２２１に入力されるエコー成分の第１音圧Ｍ１は、図８に示すように、次の数式１にて表される。
Ｍ１＝Ｐ１＊Ｇ０＊Ｇ１＊Ｇ２＊Ｇ３ （数式１）

一方、放音道２３２に伝播するエコー成分は、第２開口部２３１ｂ、放音道２３２、第１開口部２３１ａ、及び第２集音道２３４を経由して、第２集音孔２２２に入力される。従って、第２集音孔２２２に入力されるエコー成分の音圧は、図８に示すように、｛（Ｐ１＊Ｇ０＊Ｇ１）＊Ｇ２｝＊Ｇ１＊Ｇ４となる。

また、第２集音孔２２２には、スピーカ２１の放音孔２１ａから放音道２３２の一部、第１開口部２３１ａ、及び第２集音道２３４を経由して、スピーカ２１の出力音声が直接に入力される。このとき、第２集音孔２２２に入力される出力音声の音圧は、図８に示すように、Ｐ１＊Ｇ０＊Ｇ４となる。

そのため、第２集音孔２２２に入力される音声（すなわちエコー成分及び出力音声）の第２音圧Ｍ２は、次の数式２で表される。
Ｍ２＝Ｐ１＊Ｇ０＊（Ｇ１＊Ｇ１＊Ｇ２＊Ｇ４＋Ｇ４） （数式２）

ここで、第１集音孔２２１の第１音圧Ｍ１、及び、第２集音孔２２２の第２音圧Ｍ２の差｜Ｍ１−Ｍ２｜は、次の数式３のようになる。この数式３を小さくすれば、マイクロホン２２に入力されるスピーカ２１の出力音声のエコー成分を抑制することができる。
｜Ｍ１−Ｍ２｜＝Ｐ１＊Ｇ０＊Ｇ１＊Ｇ２＊Ｇ３
−Ｐ１＊Ｇ０＊（Ｇ１＊Ｇ１＊Ｇ２＊Ｇ４＋Ｇ４）
（数式３）

この第１及び第２音圧Ｍ１、Ｍ２の差｜Ｍ１−Ｍ２｜は、０に近い方がよく、たとえば（０．１＊Ｐ１）以下であることが好ましい。

さらに、第１集音孔２２１の第１音圧Ｍ１と、第２集音孔２２２の第２音圧Ｍ２とがほぼ等しくなれば（Ｍ１≒Ｍ２）、マイクロホン２２が第１及び第２音声信号に基づく差分信号を生成することにより、スピーカ２１の出力音声のエコー成分をほぼ打ち消すことができる。よって、（Ｍ１−Ｍ２）≒０とすれば、次の数式４が導き出される。
Ｇ３≒Ｇ１＊Ｇ４＋Ｇ４／（Ｇ１＊Ｇ２） （数式４）

すなわち、各音声通過率Ｇ０〜Ｇ４が数式４を満足すれば、スピーカ２１の出力音声のエコー成分をほぼキャンセルをすることができる。たとえば、外耳道Ｅ２内の音声通過率Ｇ２が０．５であるとき、各音道の音声通過率を、Ｇ０≒１、Ｇ１＝０．５、Ｇ３＝０．９、Ｇ４＝０．２と設定すると、第１及び第２音圧Ｍ１、Ｍ２は、ともに（０．２２５＊Ｐ１）となり、等しくなる。従って、イヤホンマイク１は、スピーカ２１の出力音声のエコー成分をキャンセルすることができる。なお、これらの設定値は一例であり、本発明の適用範囲はこの例示に限定されない。
（（外部音源からの入力音声がマイクロホンに集音される場合））

次に、外部音源からの入力音声（たとえばユーザの話し声など）がマイクロホン２２に集音される場合について説明する。図９は、第１実施形態においてマイクロホンに入力される外部音源からの入力音声の伝播経路を示す概念構成図である。また、図１０は、第１実施形態における入力音声の集音ブロック図である。なお、図９では、便宜上、スピーカ２１の放音方向を放音道２３２と略平行な方向に向けている。

図９に示すように、イヤホンマイク１が図２のようにユーザの外耳道Ｅ２に装着されるとき、音圧Ｐ２の入力音声が鼓膜Ｅ１及び外耳道Ｅ２から第１集音道２３３及び放音道２３２を伝播する。第１集音道２３３を伝播する入力音声は、第３開口部２３１ｃ及び第１集音道２３３を経由して、第１集音孔２２１に入力される。従って、第１集音孔２２１に入力される入力音声の第３音圧Ｎ１は、図１０に示すように、次の数式５にて表される。
Ｎ１＝Ｐ２＊Ｇ３ （数式５）

一方、放音道２３２を伝播する入力音声は、第２開口部２３１ｂ、放音道２３２の一部、第１開口部２３１ａ、及び第２集音道２３４を経由して、第２集音孔２２２に入力される。従って、第２集音孔２２２に入力される入力音声の第４音圧Ｎ２は、図１０に示すように、次の数式６にて表される。
Ｎ２＝Ｐ２＊Ｇ１＊Ｇ４ （数式６）

ここで、第１集音孔２２１の第３音圧Ｎ１及び第２集音孔２２２の第４音圧Ｎ２のうちの一方が他方よりも大きければ、入力音声が打ち消されず、両者の差｜Ｎ１−Ｎ２｜に応じた大きさの差分音声信号が生成される。よって、次のように、数式７及び数式８が導き出される。
｜Ｎ１−Ｎ２｜＝｜Ｐ２（Ｇ３−Ｇ１＊Ｇ４）｜＞０ （数式７）
｜Ｇ３−（Ｇ１＊Ｇ４）｜＞０ （数式８）

すなわち、数式７（数式８）を満足するように、各音声通過率Ｇ０〜Ｇ４を設定すれば、外部音源からの入力音声がエコー抑制機能によって打ち消されることなく、第３及び第４音圧Ｎ１、Ｎ２の差｜Ｎ１−Ｎ２｜に応じた音圧レベルの差分音声信号が生成される。従って、イヤホンマイク１は、スピーカ２１の出力音声のエコー成分をノイズとして混入させることなく、外部音源からの入力音声（ユーザの話し声など）を電子機器に送話することができる。

たとえば、各音道の音響抵抗の音声通過率をＧ１＝０．５、Ｇ３＝０．９、Ｇ４＝０．２と設定すると、第３音圧Ｎ１＝（０．９＊Ｐ２）となり、第４音圧Ｎ２＝（０．１＊Ｐ２）となる。従って、イヤホンマイク１は、その差｜０．８＊Ｐ２｜に応じた大きさの入力音声を電子機器に送話することができる。なお、これらの設定値は一例であり、本発明の適用範囲はこの例示に限定されない。第３及び第４音圧Ｎ１、Ｎ２の差｜Ｎ１−Ｎ２｜は、より大きい方がよく、たとえば（０．７＊Ｐ２）以上であることが好ましい。

また、イヤホンマイク１が送話する音声は、第３及び第４音圧Ｎ１、Ｎ２の差｜Ｎ１−Ｎ２｜が最大となる条件で、最も大きくなる。よって、各音声通過率Ｇ０〜Ｇ４は、｜Ｇ３−（Ｇ１＊Ｇ４）｜が最大となる条件（すなわち数式７又は８が最大となる条件）に設定されることが望ましい。こうすれば、スピーカ２１の出力音声のエコー成分に由来するノイズが抑制された入力音声の音圧レベルを最大にすることができる。従って、外部音源からイヤホンマイク１に入力される入力音声を最も高い音圧レベルで送話することができる。
（（エコー成分の抑制））

実際には、マイクロホン２２では、スピーカ２１の出力音声と、外部音源からの入力音声（ユーザの話し声など）とが同時に集音される。そのため、各音声通過率Ｇ０〜Ｇ４は、上述の数式８を満たす条件において、上述の数式３がより小さくなるように設定される。こうすれば、イヤホンマイク１にエコー抑制機能を実現することができるとともに、エコー抑制機能によりスピーカ２１の出力音声のエコー成分を抑制した入力音声を電子機器（不図示）に送話することができる。

また、各音声通過率Ｇ０〜Ｇ４は、上述の数式４及び数式８をともに満たすように設定されることが望ましい。こうすれば、イヤホンマイク１のエコー抑制機能を最大限に発揮することにより、スピーカ２１の出力音声のエコー成分をほぼ除去した入力音声を電子機器（不図示）に送話することができる。

なお、前述のように数式７又は数式８の値が小さい条件では、第１及び第２集音孔２２１、２２２にて集音される音声が互いに打ち消し合い易くなる。従って、各音声通過率Ｇ０〜Ｇ４は、上述の数式４を満たす条件において、数式８が最大となる条件に設定されることがより望ましい。こうすれば、イヤホンマイク１は、スピーカ２１の出力音声のエコー成分をほぼ除去した入力音声を電子機器（不図示）に送話することができる。

以上、第１実施形態について説明した。第１実施形態によれば、イヤホンマイク１は、１つのスピーカ２１と、第１及び第２集音孔２２１、２２２を有するマイクロホン２２と、音響空間が形成される本体筐体２３と、を備える。音響空間は、スピーカ２１の出力音声が伝播する放音道２３２と、本体筐体２３の外部に連通し、第１集音孔２２１に入力される音声が伝播する第１集音道２３３と、第２集音孔２２２に入力される音声が伝播する第２集音道２３４と、を含む。放音道２３２は、本体筐体２３の外部に連通する一方の経路と、第２集音道２３４に連通する他方の経路と、に分岐する。音響空間の音響抵抗（音声通過率Ｇ０〜Ｇ４で示される各音響抵抗）により、本体筐体２３の外部音源からの入力音声（たとえばユーザの鼓膜Ｅ１及び外耳道Ｅ２を経由して放音されるユーザの話し声など）は集音し、スピーカ２１の出力音声の集音は抑制する。

この構成によれば、イヤホンマイク１は１つのスピーカ２１を備える。また、放音道２３２は、本体筐体２３の外部に連通する一方の経路と、第２集音道２３４と連通する他方の経路と、に分岐している。そのため、スピーカ２１の出力音声は、一方の経路及び第１集音道２３３を経由して第１集音孔２２１に伝播するとともに、他方の経路及び第２集音道２３４を経由して第２集音孔２２２に伝播する。さらに、音響空間の音響抵抗（音声通過率Ｇ０〜Ｇ４で示される各音響抵抗）により、外部音源からの入力音声（ユーザの話し声など）は集音し、スピーカ２１の出力音声の集音は抑制する。そのため、イヤホンマイク１は、複数のスピーカ２１を必要とすることなく、スピーカ２１の出力音声のエコー抑制機能を実現することができる。さらに、イヤホンマイク１は、スピーカ２１の出力音声に由来するノイズを抑制しつつ、入力音声を送話することができる。従って、小型化が可能で安価なエコー抑制機能を有するイヤホンマイク１を提供することができる。

また、本実施形態では、音響空間の音響抵抗（音声通過率Ｇ０〜Ｇ４で示される各音響抵抗）により、第１集音孔２２１に入力されるスピーカ２１の出力音声の第１音圧Ｍ１は、第２集音孔２２２に入力される出力音声の第２音圧Ｍ２とほぼ等しくなることが望ましい。さらに、第１集音孔２２１に入力される外部音源からの入力音声（ユーザの話し声など）の第３音圧Ｎ１、及び第２集音孔２２２に入力される入力音声の第４音圧Ｎ２のうちの一方が他方よりも大きくなることが望ましい。

こうすれば、音響空間の音響抵抗を利用して、第１及び第２集音孔２２１、２２２に入力される音声の第１及び第２音圧Ｍ１、Ｍ２をほぼ等しくすることにより、第１及び第２集音孔２２１、２２２に入力されるスピーカ２１の出力音声を互いに打ち消すことができる。さらに、第１及び第２集音孔２２１、２２２に入力される外部音源からの入力音声（ユーザの話し声など）の第３及び第４音圧Ｎ１、Ｎ２のうちの一方を他方よりも大きくすることにより、入力音声がエコー抑制機能によって打ち消されることなく、第３及び第４音圧Ｎ１、Ｎ２の差｜Ｎ１−Ｎ２｜に応じた音圧の入力音声を送話することができる。

また、本実施形態では、音響空間に含まれる音道２３２〜２３４のそれぞれに音響抵抗部材が配置される。

こうすれば、音道２３２〜２３４の形状およびサイズなどの制約されることなく、音響抵抗部材２４ａ〜２４ｃが配置された音道での音響抵抗（音声通過率Ｇ１〜Ｇ４で示される音響抵抗）を設定することができる。従って、イヤホンマイク１の設計の自由度を高めることができ、エコー抑制機能をより容易に実現することができる。

また、本実施形態では、音響抵抗部材２４ａ〜２４ｃの音響抵抗Ｒ１〜Ｒ３は、第１集音孔２２１に入力される出力音声の第１音圧Ｍ１は、第２集音孔２２２に入力される出力音声の第２音圧Ｍ２とほぼ等しくなることが望ましい。さらに、第１集音孔２２１に入力される入力音声の第３音圧Ｎ１、及び第２集音孔２２２に入力される入力音声の第４音圧Ｎ２との差｜Ｎ１−Ｎ２｜が最も大きくなるように設定されることがより望ましい。

こうすれば、音響抵抗部材２４ａ〜２４ｃの音響抵抗Ｒ１〜Ｒ３の設定により、出力音声の第１及び第２音圧Ｍ１、Ｍ２がほぼ等しくなるとともに、入力音声の第３及び第４音圧Ｎ１、Ｎ２の差｜Ｎ１−Ｎ２｜が最も大きくなる。これは、音道２３２〜２３４の音響抵抗ｒ１〜ｒ３は音響抵抗部材２４ａ〜２４ｃの音響抵抗Ｒ１〜Ｒ３よりも十分に低いためである。従って、音響抵抗部材２４ａ〜２４ｃの音響抵抗Ｒ１〜Ｒ３の設定により、音響空間の音響抵抗（音声通過率Ｇ０〜Ｇ４で示される音響抵抗）が調整可能となる。よって、スピーカ２１の出力音声に由来するノイズがほぼ除去された入力音声を最も高い音圧レベルで送話することができる。
＜第２実施形態＞

次に、第２実施形態のイヤホンマイク１について説明する。図１１は、第２実施形態に係るイヤホンマイクの概念構成図である。また、図１２は、第２実施形態においてユーザの外耳道側から見た本体部の正面図である。

図１１及び図１２に示すように、第２実施形態では、挿通部２３ａの第２及び第３開口部２３１ｂ、２３１ｃの形成面に第４開口部２３１ｄがさらに形成される。この第４開口部２３１ｄには、第４音響抵抗部材２４ｄが配置される。また、本体筐体２３の内部の音響空間は、本体筐体２３の外部から第４開口部２３１ｄを介して第２集音道２３４に連通する第３集音道２３５をさらに含む。それ以外は第１実施形態と同様である。以下では、第１実施形態と同様の構成には同一の符号を付して、その説明を省略する。
（イヤホンマイクの構成）

第２実施形態では、図１１及び図１２に示すように、挿通部２３ａには、本体部２がユーザの耳ＥＡＲに装着される際にユーザの鼓膜Ｅ１と対向する面に、３つの開口部（第２〜第４開口部２３１ｂ、２３１ｃ、２３１ｄ）が形成されている。なお、挿通部２３ａに形成される各開口部２３１ｂ、２３１ｃ、２３１ｄの形状は特に限定しない。図１３Ａ及び図１３Ｂは、第２実施形態における第２及び第３開口部の他の形成例を示す正面図である。たとえば、第２〜第４開口部２３１ｂ、２３１ｃ、２３１ｄの形状は、たとえば、図１３Ａのように円形であってもよいし、四角形及び三角形などの多角形状であってもよい。また、第２〜第４開口部２３１ｂ、２３１ｃ、２３１ｄの形状及びサイズは、ほぼ同じであってもよいし、それぞれ異なっていてもよい。また、第２〜第４開口部２３１ｂ、２３１ｃ、２３１ｄの形状及びサイズは、ほぼ同じであってもよいし、それぞれ異なっていてもよい。また、第２〜第４開口部２３１ｂ、２３１ｃ、２３１ｄは、図１２及び図１３Ａのように所定の方向に並んで配置されてもよいし、図１３Ｂのように各開口部２３１ｂ、２３１ｃ、２３１ｄの中心が仮想の三角形の頂点の位置となるように配置されてもよい。

また、第４開口部２３１ｄには、音響抵抗Ｒ４の第４音響抵抗部材２４ｄが配置されている。この音響抵抗Ｒ４は、第４音響抵抗部材２４ｄを通過する前後で減衰する音声の音圧の変化率を示しており、イヤホンマイク１の仕様に応じて０より大きく且つ１より小さい値に設定される（０＜Ｒ４＜１）。
（イヤホンマイクのエコー抑制機能）

次に、第２実施形態に係るイヤホンマイク１のエコー抑制機能について、スピーカ２１の出力音声がマイクロホン２２に集音される場合と、外部音源からの入力音声（たとえばユーザの話し声など）がマイクロホン２２に集音される場合とに分けて説明する。
（（スピーカの出力音声がマイクロホンに集音される場合））

まず、スピーカ２１の出力音声がマイクロホン２２に集音される場合について説明する。図１４は、第２実施形態においてマイクロホンに入力されるスピーカの出力音声の伝播経路を示す概念構成図である。また、図１５は、第２実施形態における出力音声の集音ブロック図である。なお、図１４では、便宜上、スピーカ２１の放音方向を放音道２３２と略平行な方向に向けている。また、図１５では、イヤホンマイク１が図２のようにユーザの外耳道Ｅ２に装着されるとき、音声を減衰させる音響抵抗をそれぞれ音声通過率Ｇ０〜Ｇ５で示している。各音声通過率Ｇ０〜Ｇ５は、各音道２３２〜２３５、外耳道Ｅ２、及び第１〜第４音響抵抗部材２４ａ〜２４ｄを通過する前後での音声の音圧の変化率を示している。

なお、音声通過率Ｇ５で示される音響抵抗は、第４開口部２３１ｄに配置される第４音響抵抗部材２４ｄの音響抵抗Ｒ４、第３集音道２３５の音響抵抗ｒ５、及び第２集音道２３４の音響抵抗ｒ４などを含んでいる。この音声通過率Ｇ５は、イヤホンマイク１の仕様に応じて、０より大きく且つ１より小さい値となる（０＜Ｇ５＜１）。

図１４に示すように、スピーカ２１から出力される音圧Ｐ１の出力音声は、スピーカ２１から放音道２３２及び第２音響抵抗部材２４ｂを経由して外耳道Ｅ２に放音される。従って、放音された出力音声の音圧は図１５に示すようにＰ１＊Ｇ０＊Ｇ１となる。

そして、外耳道Ｅ２に放音された出力音声は、ユーザの鼓膜Ｅ１及び外耳道Ｅ２の内壁などで反響される。従って、反響された出力音声（すなわちエコー成分）の音圧は、図１５に示すように（Ｐ１＊Ｇ０＊Ｇ１）＊Ｇ２となる。このエコー成分は、第１集音道２３３、第３集音道２３５、及び放音道２３２に伝播する。

第１集音道２３３に伝播するエコー成分は、第３開口部２３１ｃ及び第１集音道２３３を経由して、第１集音孔２２１に入力される。従って、第１集音孔２２１に入力されるエコー成分の第１音圧Ｍ１は、図１５に示すように、次の数式９にて表される。
Ｍ１＝Ｐ１＊Ｇ０＊Ｇ１＊Ｇ２＊Ｇ３ （数式９）

また、第３集音道２３５に伝播するエコー成分は、第４開口部２３１ｄ、第３集音道２３５、及び第２集音道２３４を経由して、第２集音孔２２２に入力される。従って、第３集音道２３５を伝播して第２集音孔２２２に入力されるエコー成分の音圧は、図１５に示すように、｛（Ｐ１＊Ｇ０＊Ｇ１）＊Ｇ２｝＊Ｇ５となる。

また、放音道２３２に伝播するエコー成分は、第２開口部２３１ｂ、放音道２３２、第１開口部２３１ａ、及び第２集音道２３４を経由して、第２集音孔２２２に入力される。従って、放音道２３２を伝播して第２集音孔２２２に入力されるエコー成分の音圧は、図１５に示すように、｛（Ｐ１＊Ｇ０＊Ｇ１）＊Ｇ２｝＊Ｇ１＊Ｇ４となる。

また、第２集音孔２２２には、スピーカ２１の放音孔２１ａから放音道２３２の一部、第１開口部２３１ａ、及び第２集音道２３４を経由して、スピーカ２１の出力音声が直接に入力される。このとき、第２集音孔２２２に入力される出力音声の音圧は、図１５に示すように、Ｐ１＊Ｇ０＊Ｇ４となる。

そのため、第２集音孔２２２に入力される音声（すなわちエコー成分及び出力音声）の第２音圧Ｍ２は、次の数式１０で表される。
Ｍ２＝Ｐ１＊Ｇ０｛Ｇ１＊Ｇ２＊（Ｇ５＋Ｇ１＊Ｇ４）＋Ｇ４｝ （数式１０）

ここで、第１集音孔２２１の第１音圧Ｍ１、及び、第２集音孔２２２の第２音圧Ｍ２の差｜Ｍ１−Ｍ２｜は、次の数式１１のようになる。この数式１１を小さくすれば、マイクロホン２２に入力されるスピーカ２１の出力音声のエコー成分を抑制することができる。
｜Ｍ１−Ｍ２｜＝Ｐ１＊Ｇ０＊Ｇ１＊Ｇ２＊Ｇ３
−Ｐ１＊Ｇ０｛Ｇ１＊Ｇ２＊（Ｇ５＋Ｇ１＊Ｇ４）＋Ｇ４｝
（数式１１）

この第１及び第２音圧Ｍ１、Ｍ２の差｜Ｍ１−Ｍ２｜は、０に近い方がよく、たとえば（０．１＊Ｐ１）以下であることが好ましい。

さらに、第１集音孔２２１の第１音圧Ｍ１と、第２集音孔２２２の第２音圧Ｍ２とがほぼ等しくなれば（Ｍ１≒Ｍ２）、マイクロホン２２が第１及び第２音声信号に基づく差分信号を生成することにより、スピーカ２１の出力音声のエコー成分をほぼ打ち消すことができる。よって、（Ｍ１−Ｍ２）≒０とすれば、次の数式１２が導き出される。
Ｇ３≒Ｇ５＋Ｇ１＊Ｇ４＋Ｇ４／（Ｇ１＊Ｇ２） （数式１２）

すなわち、各音声通過率Ｇ０〜Ｇ５が数式１２を満足すれば、スピーカ２１の出力音声のエコー成分をほぼキャンセルをすることができる。たとえば、外耳道Ｅ２内の音声通過率Ｇ２が０．５であるとき、各音道の音声通過率を、Ｇ０≒１、Ｇ１＝０．７０、Ｇ３＝０．９４、Ｇ４＝０．２５、Ｇ５＝０．０５と設定すると、第１及び第２音圧Ｍ１、Ｍ２は、ともにおよそ（０．３３＊Ｐ１）となり、ほぼ等しくなる。従って、イヤホンマイク１は、スピーカ２１の出力音声のエコー成分をキャンセルすることができる。なお、これらの設定値は一例であり、本発明の適用範囲はこの例示に限定されない。
（（外部音源からの入力音声がマイクロホンに集音される場合））

次に、外部音源からの入力音声（たとえばユーザの話し声など）がマイクロホン２２に集音される場合について説明する。図１６は、第２実施形態においてマイクロホンに入力される外部音源からの入力音声の伝播経路を示す概念構成図である。また、図１７は、第２実施形態における入力音声の集音ブロック図である。なお、図１６では、便宜上、スピーカ２１の放音方向を放音道２３２と略平行な方向に向けている。

図１６に示すように、イヤホンマイク１が図２のようにユーザの外耳道Ｅ２に装着されるとき、音圧Ｐ２の入力音声が鼓膜Ｅ１及び外耳道Ｅ２から第１集音道２３３及び放音道２３２を伝播する。第１集音道２３３を伝播する入力音声は、第３開口部２３１ｃ及び第１集音道２３３を経由して、第１集音孔２２１に入力される。従って、第１集音孔２２１に入力される入力音声の第３音圧Ｎ１は、図１７に示すように、次の数式１３にて表される。
Ｎ１＝Ｐ２＊Ｇ３ （数式１３）

また、第３集音道２３５を伝播する入力音声は、第４開口部２３１ｄ、第３集音道２３５、及び第２集音道２３４を経由して、第２集音孔２２２に入力される。従って、第３集音道２３５を伝播して第２集音孔２２２に入力される入力音声の音圧は、図１７に示すように、Ｐ２＊Ｇ５となる。

また、放音道２３２を伝播する入力音声は、第２開口部２３１ｂ、放音道２３２の一部、第１開口部２３１ａ、及び第２集音道２３４を経由して、第２集音孔２２２に入力される。従って、放音道２３２を伝播して第２集音孔２２２に入力される入力音声の音圧は、図１７に示すように、Ｐ２＊Ｇ１＊Ｇ４となる。

そのため、第２集音孔２２２に入力される入力音声の第４音圧Ｎ２は、次の数式１４で表される。
Ｎ２＝Ｐ２＊（Ｇ５＋Ｇ１＊Ｇ４） （数式１４）

ここで、第１集音孔２２１の第３音圧Ｎ１及び第２集音孔２２２の第４音圧Ｎ２のうちの一方が他方よりも大きければ、入力音声が打ち消されず、両者の差｜Ｎ１−Ｎ２｜に応じた大きさの差分音声信号が生成される。よって、次のように、数式１５及び数式１６が導き出される。
｜Ｎ１−Ｎ２｜＝｜Ｐ２＊（Ｇ３−Ｇ５＋Ｇ１＊Ｇ４）｜＞０ （数式１５）
｜Ｇ３−（Ｇ５＋Ｇ１＊Ｇ４）｜＞０ （数式１６）

すなわち、数式１５（数式１６）を満足するように、各音声通過率Ｇ０〜Ｇ５を設定すれば、外部音源からの入力音声がエコー抑制機能によって打ち消されることなく、第３及び第４音圧Ｎ１、Ｎ２の差｜Ｎ１−Ｎ２｜に応じた音圧レベルの差分音声信号が生成される。従って、イヤホンマイク１は、スピーカ２１の出力音声のエコー成分をノイズとして混入させることなく、外部音源からの入力音声（ユーザの話し声など）を電子機器に送話することができる。

たとえば、各音道の音響抵抗の音声通過率をＧ１＝０．７０、Ｇ３＝０．９４、Ｇ４＝０．２５、Ｇ５＝０．０５と設定すると、第３音圧Ｎ１≒（０．９４＊Ｐ２）となり、第４音圧Ｎ２≒（０．２３＊Ｐ２）となる。従って、イヤホンマイク１は、その差｜０．７１＊Ｐ２｜に応じた大きさの入力音声を電子機器に送話することができる。なお、これらの設定値は一例であり、本発明の適用範囲はこの例示に限定されない。第３及び第４音圧Ｎ１、Ｎ２の差｜Ｎ１−Ｎ２｜は、より大きい方がよく、たとえば（０．７＊Ｐ２）以上であることが好ましい。

また、イヤホンマイク１が送話する音声は、第３及び第４音圧Ｎ１、Ｎ２の差｜Ｎ１−Ｎ２｜が最大となる条件で、最も大きくなる。よって、各音声通過率Ｇ０〜Ｇ５は、｜Ｇ３−（Ｇ５＋Ｇ１＊Ｇ４）｜が最大となる条件（すなわち数式１５又は１６が最大となる条件）に設定されることが望ましい。こうすれば、スピーカ２１の出力音声のエコー成分に由来するノイズが抑制された入力音声の音圧レベルを最大にすることができる。従って、外部音源からイヤホンマイク１に入力される入力音声を最も高い音圧レベルで送話することができる。
（（エコー成分の抑制））

実際には、マイクロホン２２では、スピーカ２１の出力音声と、外部音源からの入力音声（ユーザの話し声など）とが同時に集音される。そのため、各音声通過率Ｇ０〜Ｇ５は、上述の数式１６を満たす条件において、上述の数式１１がより小さくなるように設定される。こうすれば、イヤホンマイク１にエコー抑制機能を実現することができるとともに、エコー抑制機能によりスピーカ２１の出力音声のエコー成分を抑制した入力音声を電子機器（不図示）に送話することができる。

また、各音声通過率Ｇ０〜Ｇ５は、上述の数式１２及び数式１６をともに満たすように設定されることが望ましい。こうすれば、イヤホンマイク１のエコー抑制機能を最大限に発揮することにより、スピーカ２１の出力音声のエコー成分をほぼ除去した入力音声を電子機器（不図示）に送話することができる。

なお、前述のように数式１５又は数式１６の値が小さい条件では、第１及び第２集音孔２２１、２２２にて集音される音声が互いに打ち消し合い易くなる。従って、各音声通過率Ｇ０〜Ｇ５は、上述の数式１２を満たす条件において、数式１６が最大となる条件に設定されることがより望ましい。こうすれば、イヤホンマイク１は、スピーカ２１の出力音声のエコー成分をほぼ除去した入力音声を電子機器（不図示）に送話することができる。

以上、第２実施形態について説明した。第２実施形態によれば、音響空間は、本体筐体２３の外部から第２集音道２３４に連通する第３集音道２３５をさらに含んでいる。

この構成によれば、放音道２３２を伝播する音声を減衰させる音響抵抗（音声通過率Ｇ１で示される音響抵抗）を低くしても、エコー抑制機能を十分に実現することができる。さらに、出力音声の音圧をあまり減衰させることなく、放音道２３２を伝播するスピーカ２１の出力音声をイヤホンマイク１の外部に放音することができる。従って、ユーザはスピーカ２１の出力音声をより鮮明に聴くことができる。
＜第３実施形態＞

次に、第３実施形態のイヤホンマイク１について説明する。図１８は、第３実施形態における本体部の断面図である。図１９は、第３実施形態において第２集音道の容積が比較的大きい場合のマイクロホンの感度特性の一例を示すグラフである。また、図２０は、第３実施形態において第２集音道の容積が比較的小さい場合のマイクロホンの感度特性の一例を示すグラフである。なお、図１９及び図２０において、実線の特性曲線Ｌ１は、マイクロホン２２に集音されるスピーカ２１の出力音声の周波数特性を示している。また、破線の特性曲線Ｌ２は、マイクロホン２２に集音される外部音源からの入力音声（たとえばユーザの話し声など）の周波数特性を示している。

第３実施形態では、第２集音道２３４（第１開口部２４１ａ）に配置される第１音響抵抗部材２４ａには、貫通孔２４１ａが形成される。また、第１集音道２３３（第３開口部２４１ｃ）に配置される第３音響抵抗部材２４ｃには、貫通孔２４１ｃが形成される。また、第２集音道２３４の容積Ｖに応じた中心周波数ｆｃ近傍の周波数帯域において、マイクロホン２２に集音されるスピーカ２１の出力音声は該周波数帯域外よりも強くエコー抑制される。これら以外は第１実施形態と同様である。以下では、第１実施形態と同様の構成には同一の符号を付して、その説明を省略する。

図１８に示すように、第１及び第３音響抵抗部材２４ａ、２４ｃには、それぞれ１つの貫通孔２４１ａ、２４１ｃが形成されている。各貫通孔２４１ａ、２４１ｃの内径は、１［ｍｍ］以下であればよく、５０〜８００［μｍ］であればより望ましい。こうすれば、一般にエコー抑制機能の効果が発揮され難い高周波数帯域において、スピーカ２１の出力音声のエコー成分をより強く抑制することができる。

スピーカ２１の出力音声のエコー成分は、第２集音道２３４の容積Ｖに応じた中心周波数ｆｃ近傍の周波数帯域で強く抑制される。たとえば、第２集音道２３４の容積が４８［ｍｍ³］であるとき、図１９に示すように、特性曲線Ｌ１には中心周波数ｆｃ＝１９００［Ｈｚ］で最も感度が低下するピークが見られるが、特性曲線Ｌ２にはこのようなピークは見られない。また、第２集音道２３４の容積が２［ｍｍ³］であるとき、図２０に示すように、特性曲線Ｌ１には中心周波数ｆｃ＝６０００［Ｈｚ］で最も感度が低下するピークが見られるが、特性曲線Ｌ２の感度にはこのようなピークは見られない。このように、マイクロホン２２に集音されるスピーカ２１の出力音声は、中心周波数ｆｃ近傍の周波数帯域の方が該周波数帯域外よりも強く抑制される。一方、マイクロホン２２に集音される外部音源からの入力音声は、中心周波数ｆｃ近傍の周波数帯域において特に強く抑制されることはない。

また、図１９及び図２０に示すように、特性曲線Ｌ１が示すピークの中心周波数ｆｃの変化は第２集音道２３４の容積Ｖの設定値の変化とは逆の挙動を示す。図２１は、第２集音道の容積に対する中心周波数の変化例を示すグラフである。図２１に示すように、スピーカ２１の出力音声のエコー成分が最も強く抑制される中心周波数ｆｃは、第２集音道２３４の容積Ｖの設定値とほぼ反比例で変化しており、およそ１０００［Ｈｚ］以上の周波数となる。よって、このような現象を用いれば、中心周波数ｆｃを第２集音道２３４の容積Ｖに応じた周波数に設定できる。従って、第２集音道２３４の容積Ｖを適宜設定すれば、所望の周波数帯域において、スピーカ２１の出力音声に由来するノイズをより強く抑制することができる。特に、一般にエコー抑制機能の効果が発揮され難い高周波数帯域において、スピーカ２１の出力音声に由来するノイズをより効果的に抑制することができる。
（第３実施形態の変形例）

図１８では、第１開口部２４ａに配置される第１音響抵抗部材２４ａに貫通孔２４１ａを形成しているが、第１開口部２４ａ及び第１音響抵抗部材２４ａに代えて、貫通孔２４１ａが本体筐体２３に直接形成されていてもよい。図２２は、第３実施形態の変形例における本体部の断面図である。

第３実施形態の変形例では、図２２に示すように、放音道２３２（の他方の経路）と第２集音道２３４との間の隔壁に貫通孔２４１ａが形成されている。なお、図２２の構成は、図１８において、第１開口部２４ａを内径１［ｍｍ］以下の貫通孔２４１ａとし、且つ、第１音響抵抗部材２４ａを第１開口部２４ａに配置しない構成と同様に考えることができる。このように、第２集音道２３４は、内径が１ｍｍ以下の貫通孔２４１ａを介して、放音道２３２の他方の経路と連通していればよい。

なお、上述の第３実施形態及びその変形例では、図１８及び図２２に示すように、第１集音道２３３（第３開口部２４ｃ）に配置された第３音響抵抗部材２４ｃにも貫通孔２４１ｃが形成されているが、本発明はこの構成に限定されない。第３音響抵抗部材２４ｃには貫通孔２４１ｃが形成されていなくてもよい。貫通孔２４１ｃの有無にかかわらず、第１集音道２３３（第３開口部２４ｃ）に第３音響抵抗部材２４ｃを配置しておけば、ほぼ全周波数帯域において、マイクロホン２２に集音されるスピーカ２１の出力音声を抑制する効果を高めることができる。

以上、第３実施形態及びその変形例について説明した。第３実施形態及びその変形例によれば、第２集音道２３４は、内径が１ｍｍ以下の貫通孔２４１ａを介して、放音道２３２の他方の経路と連通している。また、第２集音道２３４の容積Ｖに応じた中心周波数ｆｃ近傍の周波数帯域において、スピーカ２１の出力音声の集音が該周波数帯域外よりも強く抑制される。

こうすれば、第２集音道２３４の容積Ｖを適宜設定することにより、所望の周波数帯域において、スピーカ２１の出力音声に由来するノイズをより強く抑制することができる。特に、一般にエコー抑制機能の効果が発揮され難い高周波数帯域において、スピーカ２１の出力音声に由来するノイズをより効果的に抑制することができる。

さらに、第３実施形態及びその変形例によれば、第２集音道２３４の容積Ｖに応じた中心周波数ｆｃは１ｋＨｚ以上である。こうすれば、スピーカ２１の出力音声に含まれる人間の声に由来するノイズをより効果的に抑制することができる。

また、第３実施形態及びその変形例によれば、第１集音道２３３に第３音響抵抗部材２４ｃが配置される。こうすれば、ほぼ全周波数帯域において、スピーカ２１の出力音声に由来するノイズを抑制する効果を高めることができる。

以上、本発明の実施形態について説明した。なお、上述の実施形態は例示であり、その各構成要素や各処理の組み合わせに色々な変形が可能であり、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。

たとえば、上述の第１〜第３実施形態において、本体部２には２つの集音孔を有するマイクロホン２２を内蔵しているが、本発明の適用範囲はこの例示に限定されない。マイクロホン２２は、第１の集音孔を有する第１マイクロホンと、第２の集音孔を有する第２マイクロホンとで構成されてもよい。また、イヤホンマイク１は、図示しない制御回路部により、第１及び第２音声信号に基づく差分音声信号を生成してもよい。或いは、イヤホンマイク１が接続される電子機器（不図示）により、差分音声信号が生成されてもよい。

また、上述の第１及び第２実施形態では、音響空間に含まれる音道２３２〜２３５のそれぞれに音響抵抗部材２４ａ〜２４ｄが配置されているが、本発明はこの構成に限定されない。音響空間に含まれる音道２３２〜２３５のうちの少なくとも１つに音響抵抗部材が配置されてもよい。こうすれば、音道２３２〜２３５の形状およびサイズなどの制約されることなく、音響抵抗部材２４ａ〜２４ｄが配置された音道での音響抵抗（音声通過率Ｇ１及びＧ３〜Ｇ５で示される音響抵抗のうちの少なくとも１つ）を設定することができる。従って、イヤホンマイク１の設計の自由度を高めることができ、エコー抑制機能をより容易に実現することができる。

また、上述の第１〜第３実施形態では、放音道２３２が連通する第２開口部２３１ｂに音響抵抗部材２４ｂが配置されているが、本発明はこの構成に限定されない。スピーカ２１から本体筐体２３の外部に放音される音声を減衰させる音響抵抗はなるべく小さくすることが望ましい。すなわち、音声通過率Ｇ０及びＧ１はなるべく１に近いことが望ましい。そのため、第２開口部２３１ｂ（又は放音道２３２）には音響抵抗部材２４ｂが配置されていなくてもよい。こうすれば、スピーカ２１の出力音声は第２音響抵抗部材２４ｂの影響によりほとんど減衰することなく外耳道Ｅ２に放音されるため、音声通過率Ｇ１を１に近づけることができる。従って、ユーザは、スピーカ２１の出力音声をより高い音圧レベルで聴くことができる。

また、上述の第１〜第３実施形態では、図１のようにイヤホンマイク１は本体部２を１つ備えているが、本発明はこの構成に限定されない。イヤホンマイク１は、本体部２を２つ備えていてもよい。さらに、２つの本体部２のうちの一方はエコー抑制機能を有していなくてもよい。言い換えると、一方では、スピーカ２１は搭載されるが、マイクロホン２２を搭載されない構成であってもよい。こうすれば、ユーザは、両方の耳でイヤホンマイク１の出力音声を聴くことができる。

また、上述の第１及び第２実施形態では、イヤホンマイク１のエコー抑制機能を実現する構成を理解し易くするために、イヤホンマイク１の概念構成図及び集音ブロック図を、図７〜図１０と、図１１及び図１４〜図１７とに分けて説明した。図１１及び図１４〜図１７に示す構成は、第４音響抵抗部材２４ｄの音響抵抗Ｒ４≒１とすれば、実質的に図７〜図１０と同様に考えることができる。

１ イヤホンマイク
２ 本体部
２１ スピーカ
２１ａ 放音孔
２２ マイクロホン
２２１ 第１集音孔
２２２ 第２集音孔
２３ 本体筐体
２３ａ 挿通部
２３１ａ、２３１ｂ、２３１ｃ、２３１ｄ 第１〜第４開口部
２３２ 放音道
２３３ 第１集音道
２３４ 第２集音道
２３５ 第３集音道
２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ 第１〜第４音響抵抗部材
２４１ａ、２４１ｃ 貫通孔
２５ イヤーパッド
４ ケーブル
５ コネクタ
ＥＡＲ 耳
Ｅ１ 鼓膜
Ｅ２ 外耳道

Claims (9)

1. １つのスピーカと、第１及び第２集音孔を有するマイクロホンと、音響空間が形成される本体筐体と、を備え、
   前記音響空間は、前記スピーカの出力音声が伝播する放音道と、前記本体筐体の外部に連通し、前記第１集音孔に入力される音声が伝播する第１集音道と、前記第２集音孔に入力される音声が伝播する第２集音道と、を含み、
   前記放音道は、前記本体筐体の外部に連通する一方の経路と、前記第２集音道に連通する他方の経路と、に分岐し、
   前記音響空間の音響抵抗により、前記本体筐体の外部音源からの入力音声は集音し、前記スピーカの出力音声の集音は抑制することを特徴とするイヤホンマイク。
2. 前記音響空間の音響抵抗により、
   前記第１集音孔に入力される前記スピーカの前記出力音声の第１音圧は、前記第２集音孔に入力される前記出力音声の第２音圧とほぼ等しくなり、
   前記第１集音孔に入力される前記外部音源からの前記入力音声の第３音圧、及び前記第２集音孔に入力される前記入力音声の第４音圧のうちの一方が他方よりも大きくなることを特徴とする請求項１に記載のイヤホンマイク。
3. 前記音響空間に含まれる音道のうちの少なくとも１つに配置される音響抵抗部材をさらに備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のイヤホンマイク。
4. 前記放音道には、前記音響抵抗部材が配置されないことを特徴とする請求項３に記載のイヤホンマイク。
5. 前記音響抵抗部材の音響抵抗は、
   前記第１集音孔に入力される前記出力音声の前記第１音圧は、前記第２集音孔に入力される前記出力音声の前記第２音圧とほぼ等しくなり、
   前記第１集音孔に入力される前記入力音声の前記第３音圧、及び前記第２集音孔に入力される前記入力音声の前記第４音圧との差が最も大きくなるように設定されることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載のイヤホンマイク。
6. 前記音響空間は、前記本体筐体の外部から前記第２集音道に連通する第３集音道をさらに含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のイヤホンマイク。
7. 前記第２集音道は、内径が１ｍｍ以下の貫通孔を介して、前記放音道の前記他方の経路と連通し、
   前記第２集音道の容積に応じた周波数近傍の周波数帯域において、前記スピーカの出力音声の集音は該周波数帯域外よりも強く抑制されることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のイヤホンマイク。
8. 前記第２集音道の容積に応じた前記周波数は１ｋＨｚ以上であることを特徴とする請求項７に記載のイヤホンマイク。
9. 前記第１集音道に前記音響抵抗部材が配置されることを特徴とする請求項７又は請求項８に記載のイヤホンマイク。

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