JP2015019148A - イヤホンマイク - Google Patents

Abstract

【課題】使用者自身が発する音を品質良く相手に伝えることができ、且つスピーカから音を発生させたときに周囲への音漏れを抑制できるイヤホンマイクを提供する。【解決手段】スピーカと、前記スピーカが発生した音を外耳道まで伝搬させる出力音伝搬路と、前記出力音伝搬路と連通して耳の外部で発生する外部音を外耳道まで伝搬させる連通状態と、前記出力音伝搬路と連通しない非連通状態とを切替え可能な外部音伝搬路と、前記外耳道に連通して、前記耳の内部で発生する内部音と、前記連通状態において前記外部音伝搬路を介して伝搬される前記外部音とからなる混合音を集音する第１集音部と、前記耳の外部の空間に連通して前記外部音を集音する第２集音部と、前記第１集音部が集音する前記混合音と前記第２集音部が集音する前記外部音とを用いて前記混合音に含まれる前記外部音を低減させる処理を行うノイズ処理部と、を備えるイヤホンマイクとした。【選択図】図５Ａ

Description

本発明は、イヤホンマイクに関する。

従来、マイクロフォンがイヤホンに組み込まれて一体となったイヤホンマイクが知られている。

例えば、特許文献１では、一般的なイヤホンの形態をなす本体にマイクロフォンが組み込まれている。本体は耳の内部で発生する使用者自身の音声をマイクロフォンで集音するための開口を耳側に備え、この開口を有する以外に開口部がない。この従来のイヤーマイクを使用者の耳に装着すると、本体の開口の箇所に設けたイヤーパッドの外周縁が外耳道の内面に接触して外耳道を密閉する。これにより、マイクロフォンで集音する際に使用者の周囲の音声が入ることを抑制し、音質の向上を図っている。

特開２００７−２３５７６８号公報

しかしながら、上記特許文献１では、使用者の周囲の音声が外耳道に入ることを抑制しているので、使用者が周囲で起こる危険な状況を音を通じて察知することができない虞がある。従って、例えば工事現場や駅、交通量の多い場所などにおいて使用する際、安全性上の問題点が生じる。また、マイクロフォンにより通知される使用者が発生した音声も、こもった音質となる。

また、従来のイヤホンマイクはスピーカを有しており、スピーカより音楽等の再生音声を発生させることで使用者は音楽等を聴くことができるが、このとき、周囲への音声の音漏れを抑制することも要望される。

上記状況に鑑み、本発明は、使用者自身が発する音を品質良く相手に伝えることができ、且つそのときに使用者が周囲の音を聴くことが可能となり、更には、スピーカからの音を使用者が聴くときに周囲への音漏れを抑制でき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は、使用者の耳に装着されるイヤホンマイクであって、
スピーカと、
前記スピーカが発生した音を外耳道まで伝搬させる出力音伝搬路と、
前記出力音伝搬路と連通して前記耳の外部で発生する外部音を外耳道まで伝搬させる連通状態と、前記出力音伝搬路と連通しない非連通状態とを切替え可能な外部音伝搬路と、
前記外耳道に連通して、前記耳の内部で発生する内部音と、前記連通状態において前記外部音伝搬路を介して伝搬される前記外部音とからなる混合音を集音する第１集音部と、
前記耳の外部の空間に連通して前記外部音を集音する第２集音部と、
前記第１集音部が集音する前記混合音と前記第２集音部が集音する前記外部音とを用いて前記混合音に含まれる前記外部音を低減させる処理を行うノイズ処理部と、を備える構成としている。

このような構成によれば、外部音伝搬路は連通状態・非連通状態を切替えることができる。そして、連通状態の場合、外耳道まで伝搬された外部音と内部音とからなる混合音声と第２集音部が集音する外部音とを用いて混合音に含まれる外部音が低減される。従って、周囲雑音などの外部音が低減され、使用者が発生する音（内部音）の品質を向上させて相手に伝えることができる。このとき、外部音伝搬路によって外部音が外耳道まで伝搬されるので、使用者は外部音を聴くことができる。即ち、使用者は周囲の音を聴くことができ、安全性が向上する。

また、外部音伝搬路が非連通状態の場合に、スピーカから音が発生されると、発生した音は出力音伝搬路によって外耳道まで伝搬され、使用者は音を聴くことができる。それと共に、スピーカから発生した音は外部音伝搬路を伝搬されるが、上記非連通状態であるため、音が外部に漏れることが抑制される。

また、前記耳に装着される本体部を更に備え、
前記本体部は、前記外部音伝搬路を有する本体ベース部と、前記本体ベース部の摺動によって前記外部音伝搬路との連通状態・非連通状態が切替えられる貫通孔を有する本体カバー部と、を有している構成としてもよい。

このような構成によれば、使用者は本体ベース部を摺動させることにより、外部音伝搬路と耳の外部の空間との連通状態・非連通状態を切替えることができ、容易に使用状態を選択できる。

また、前記本体ベース部の摺動によってオンオフが切替えられる着信応答ボタンを更に備え、前記外部音伝搬路と前記貫通孔が連通すると、前記着信応答ボタンがオンとなる構成としてもよい。

このような構成によれば、使用者は着信があった場合に、本体ベース部を摺動させることで容易に着信応答ボタンをオンとでき、このとき外部音伝搬路と耳の外部の空間が連通するので、使用者が発生した音を品質良く通話相手に伝えることができる。

また、前記本体ベース部は、前記本体ベース部の前記耳側の第１端面に前記外耳道と連通する開口を有して前記第１集音部まで延びる第１入力音伝搬路と、前記第１端面と対向する前記本体ベース部の第２端面に前記耳の外部の空間と連通する開口を有して前記第２集音部まで延びる第２入力音伝搬路と、を備える構成としてもよい。

このような構成によれば、外部音伝搬路と貫通孔を連通させると、混合音が第１入力音伝搬路を伝搬して第１集音部で集音されると共に、外部音が第２入力音伝搬路を伝搬して第２集音部で集音される。

また、前記本体ベース部は、前記第２端面に前記耳の外部の空間と連通する開口を有する第３入力音伝搬路を更に備え、
前記外部音伝搬路と前記貫通孔が連通状態の場合、前記第１入力音伝搬路と前記第１集音部が連通し、前記第２入力音伝搬路と前記第２集音部が連通し、
前記外部音伝搬路と前記貫通孔が非連通状態の場合、前記第２入力音伝搬路と前記第１集音部が連通し、前記第３入力音伝搬路と前記第２集音部が連通する構成としてもよい。

このような構成によれば、外部音伝搬路と貫通孔が連通状態の場合、第１集音部により集音される混合音と第２集音部により集音された外部音とを用いて混合音に含まれる外部音が低減される。従って、内部音の品質を向上できる。

一方、外部音伝搬路と貫通孔が非連通状態の場合に、スピーカから音声が発生すると、使用者は音声を聴くことができ、且つ外部への音漏れを抑制できる。更に、外部音声が第１集音部及び第２集音部によって集音されるので、集音された外部音声に基づき使用者は危険を察知でき、安全性を向上できる。

また、前記第２入力音伝搬路の開口と前記第３入力音伝搬路の開口とは、前記本体部を前記耳に装着した状態で水平方向に配置される構成としてもよい。

このような構成によれば、特に危険を察知するために重要となる使用者後方の音を効果的に取得できる。

また、前記外部音伝搬路が複数設けられ、前記貫通孔が前記外部音伝搬路に対応して複数設けられる構成としてもよい。

このような構成によれば、外部音伝搬路と貫通孔が連通している場合、より多くの外部音を取り込めるので、外部音の低減がより有効に働き、且つ外部音を使用者に聴かせやすくなり、安全性が向上する。

また、前記外部音伝搬路は、前記本体ベース部の端面側から見て円弧状に形成されている構成としてもよい。

このような構成によれば、外部音伝搬路と貫通孔が連通している場合、より多くの外部音声を取り込めるので、外部音の低減がより有効に働き、且つ外部音を使用者に聴かせやすくなり、安全性が向上する。

また、前記第１集音部、前記第２集音部、及び前記ノイズ処理部が一体として形成される構成としてもよい。

このような構成によれば、混合音に含まれる外部音を低減させるための構成を簡略化でき、イヤホンマイクが簡便な構成となる。

本発明のイヤホンマイクによると、使用者自身が発する音を品質良く相手に伝えることができ、且つそのときに使用者が周囲の音を聴くことが可能となり、更には、スピーカからの音を使用者が聴くときに周囲への音漏れを抑制できる。

本発明の第１実施形態に係るイヤホンマイクの外観斜視図である。 本発明の第１実施形態に係るイヤホンマイクが使用者の耳に装着された状態を示す説明図である。 本発明の第１実施形態に係るイヤホンマイクを操作パネルに接続した状態を示す全体斜視図である。 本発明の第１実施形態に係るイヤホンマイクの通話時及び音楽再生時における使用状態を示す模式図である。 本発明の第１実施形態に係るイヤホンマイクの本体部の断面図及び端面側から見た図である。 本発明の第１実施形態に係るイヤホンマイクの本体部の断面図である。 マイクロフォンの詳細構成を示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係る操作パネルとイヤホンマイク本体部から成るシステムのブロック構成図である。 本発明の第１実施形態に係る本体部の第１変形例を端面側から見た図である。 本発明の第１実施形態に係る本体部の第２変形例を端面側から見た図である。 本発明の第１実施形態に係る本体部の第３変形例を示す断面図である。 本発明の第２実施形態に係るイヤホンマイクの本体部の断面図及び端面側から見た図である。 本発明の第２実施形態に係るイヤホンマイクの本体部の断面図である。

＜第１実施形態＞
以下に本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。最初に、本発明の第１実施形態に係るイヤホンマイクについて、図１〜図３を用いてその構成の概略を説明する。図１はイヤホンマイクの外観斜視図、図２はイヤホンマイクが使用者の耳に装着された状態を示す説明図、図３はイヤホンマイクを操作パネルに接続した状態を示す全体斜視図である。

図１に示すイヤホンマイク１は、本体部２、ケーブル３及びコネクタ４を備える。本体部２及びケーブル３は、右耳用の本体部２Ｒ及びケーブル３Ｒと左耳用の本体部２Ｌ及びケーブル３Ｌとの対をなす。右耳用の本体部２Ｒは後述するマイクロフォン及びスピーカの両方を備えるが、左耳用の本体部２Ｌはスピーカのみを備える。なお以下では、特に説明する場合を除き、右耳用の本体部２Ｒを用いて説明することとし、右耳用であることを示す識別符号「Ｒ」の記載を省略する。

図１で示すように本体部２は、後で詳述するが、イヤーピース２１及び本体カバー部２２を備えており、音声が入出力されるイヤーピース２１の開口部（図１で不図示）はメッシュ部材Ｍによってカバーされる。

本体部２は、図２に示すように、イヤーピース２１を外耳道Ｅ１に挿入することで使用者の耳Ｅに装着される。コネクタ４は図３に示される操作パネル５に対する入出力端子であって、ケーブル３Ｒ、３Ｌを介して本体部２Ｒ、２Ｌに電気的に接続される。本体部２Ｒはケーブル３Ｒ及びコネクタ４を介して操作パネル５に対して音声信号を送受信する。

また、操作パネル５は、図３に示すように、携帯電話（スマートフォンなど）６との間で例えばBluetooth（登録商標）による無線通信を行うことができる。ここで、図４に、携帯電話６とイヤホンマイク１を用いた通話または音楽再生の様子を模式的に示す。

図４の上段に示すように通話時には、本体部２Ｒのスピーカ２３は無効となり、携帯電話６から無線により出力された通話相手の音声は、操作パネル５及びケーブル３を介して本体部２Ｌのスピーカに送られ、そのスピーカから出力される通話相手の音声を使用者が聴く。また、使用者自身の発した音声は、本体部２Ｒのマイクロフォン２４により集音され、ケーブル３及び操作パネル５を介して無線によって携帯電話６へ送られる。これにより、通話相手側に使用者の発した音声が伝わる。

また、図４の下段に示すように音楽再生時には、本体部２Ｒのマイクロフォン２４が無効となる。このとき、携帯電話６により再生されて無線により出力された音楽の音声は、操作パネル５及びケーブル３を介して左右の本体部２Ｌ、２Ｒの各スピーカに送られる。そして、この各スピーカから発生される音声によって、使用者は音楽を聴くことができる。

図２に説明を戻し、本体部２は接続された操作パネル５から受信した音声信号に基づく音声をメッシュ部材Ｍから使用者の外耳道Ｅ１及び鼓膜Ｅ２に向けて送出する。また、使用者が発する音声の一部は頭がい骨Ｓを伝搬して外耳道Ｅ１に送出される。本体部２はこのように耳Ｅの内部で発生する内部音声と耳Ｅの外部で発生する外部音声とを集音し（後に詳述）、それら音声に基づく音声信号を生成する。

続いて、イヤホンマイク１の本体部２の詳細な構成について説明する。本体部２の断面図（紙面右側）及び端面側から見た図（紙面左側）を図５Ａに示す。

本体部２は、図５Ａに示すように、イヤーピース２１、本体カバー部２２、本体ベース部２５、及びメッシュ部材Ｍを備えている。イヤーピース２１は略リング状、本体カバー部２２は略円筒状、本体ベース部２５は略円柱状にそれぞれ形成される。

イヤーピース２１には、貫通孔２１Ａが形成される。貫通孔２１Ａは、径方向に垂直な方向（図５Ａの紙面左右方向）に径が段階的に変化する。貫通孔２１Ａの径が大きい方の部分に本体カバー部２２の一端面側がはめ込まれることで、本体カバー部２２に対してイヤーピース２１が取り付けられる。貫通孔２１Ａは、イヤーピース２１の端面に取り付けられるメッシュ部材Ｍを介して、外耳道Ｅ１と本体ベース部２５の端面２５Ａとを連通させる。

イヤーピース２１は外周部が外耳道Ｅ１を傷付けないよう例えばゴムなどを用いて弾性を持たせて形成され、外耳道Ｅ１の内面形状に対応して変形可能である。本体部２が使用者の耳Ｅに装着されると、イヤーピース２１が外耳道Ｅ１の内面にほぼ隙間なく密着する。

本体ベース部２５は例えば合成樹脂などで構成され、図５Ａに示すようにスピーカ２３及びマイク部２４を内部に備える。また、本体ベース部２５は、その端面２５Ａに垂直な方向（図５Ａの紙面左右方向）に摺動可能に本体カバー部２２の内周面側に収容される。

スピーカ２３は本体ベース部２５の内部に設けられた出力音声伝搬路２５Ｂに配置される。出力音声伝搬路２５Ｂは端面２５Ａに設けられた出力音孔２５Ｃまで延び、出力音孔２５Ｃを介して貫通孔２１Ａに連通する。スピーカ２３はその音声出力面２３Ａが出力音孔２５Ｃ側を向くように、出力音声伝搬路２５Ｂが延びる方向に対して音声出力面２３Ａが略垂直をなすよう配置される。

なお、ここで説明するスピーカ２３の向きは一例であってそれに限定されるわけではなく、例えば出力音声伝搬路２５Ｂが延びる方向に対して音声出力面２３Ａが略平行をなすよう配置しても良い。スピーカ２３は操作パネル５から受信した音声信号に基づく音声を出力音声伝搬路２５Ｂに伝搬させ、出力音孔２５Ｃから外耳道Ｅ１に向けて送出する。

マイクロフォン２４は、差動型のＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）マイクロフォンであり、本体ベース部２５の内部に設けられた第１入力音声伝搬路２５Ｄ及び第２入力音声伝搬路２５Ｅの各々の一方の端部に配置される。マイクロフォン２４の詳細な構成を示す断面図を図６に示す。

図６に示すように、マイクロフォン２４は、外形がおおよそ直方体形状に形成され、内部が中空の形態をなす。マイクロフォン２４はその内部に、マイクロフォンチップ２４Ａ、信号増幅部２４Ｂ、第１集音部２４Ｃ、及び第２集音部２４Ｄを備える。

マイクロフォンチップ２４Ａはマイクロフォン２４の略中央部に配置され、振動板２４ｅと、所定距離を隔て振動板２４Ｅと対向配置される不図示の固定電極とを備える。これにより、マイクロフォンチップ２４Ａはコンデンサ型のマイクロフォンチップからなる。振動板２４Ｅはその平面部が図６の紙面横方向及び紙面奥行き方向に沿って延びる。マイクロフォンチップ２４Ａは図６における振動板２４Ｅの上面側及び下面側の各々に音孔を備え、それら音孔各々を通して振動板２４Ｅの上面及び下面に音声が届けられる。振動板２４Ｅはその上面側及び下面側から届く音声により振動する。

信号増幅部２４Ｂはマイクロフォンチップ２４Ａに近接して配置され、マイクロフォンチップ２４Ａに電気的に接続される。信号増幅部２４Ｂは振動板２４Ｅの振動に起因するマイクロフォンチップ２４Ａの静電容量の変化に基づき出力される電気信号を増幅処理する。

第１集音部２４Ｃは振動板２４Ｅの下面側に形成されるマイクロフォン２４の内部空間からなる。第１集音部２４Ｃはマイクロフォン２４の上面に設けた第１入力音声伝搬路２５Ｄ（図５Ａ）に通じる開口から振動板２４Ｅの下面側まで延び、第１入力音声伝搬路２５Ｄと振動板２４Ｅの下面側とを連通させる。なお、第１入力音声伝搬路２５Ｄの他方の端部側は端面２５Ａの箇所に設けた第１入力音孔２５Ｆまで延び、第１入力音孔２５Ｆを介して貫通孔２１Ａに連通する。第１集音部２４Ｃは第１入力音声伝搬路２５Ｄを伝搬する音声を集音する。

第２集音部２４Ｄは振動板２４Ｅの上面側に形成されるマイクロフォン２４の内部空間からなる。第２集音部２４Ｄはマイクロフォン２４の上面に設けた第２入力音声伝搬路２５Ｅに通じる開口から振動板２４Ｅの上面側まで延び、第２入力音声伝搬路２５Ｅと振動板２４Ｅの上面側とを連通させる。なお、第２入力音声伝搬路２５Ｅの他方の端部側は本体ベース部２５の外端面に設けた第２入力音孔２５Ｇまで延び、第２入力音孔２５Ｇを介して耳Ｅの外部に連通する。第２集音部２４Ｄは第２入力音声伝搬路２５Ｅを伝搬する音声を集音する。

また、本体ベース部２５の内部には、外部音声伝搬路２５Ｈも形成されている。外部音声伝搬路２５Ｈの一端部側は、端面２５Ａの箇所に開口した第１音孔２５Ｉまで延び、第１音孔２５Ｉを介して貫通孔２１Ａと連通する。また、外部音声伝搬路２５Ｈの他端部側は、本体ベース部２５の外周面に開口された第２音孔２５Ｊまで延びる。

外部音声伝搬路２５Ｈは、本体ベース部２５の本体カバー部２２に対する摺動（スライド）に応じて、本体カバー部２２に設けられた貫通孔２２Ａと第２音孔２５Ｊを介した連通状態・非連通状態が切替えられる。図５Ａは、外部音声伝搬路２５Ｈと貫通孔２２Ａが連通していない状態を示す。また、図５Ａにおいて本体ベース部２５を耳Ｅ側に押し込んだ状態の図５Ｂは、外部音声伝搬路２５Ｈと貫通孔２２Ａが連通している状態を示す。図５Ａと図５Ｂの状態が本体ベース部２５の摺動に応じて切替えられる。

図５Ａのように外部音声伝搬路２５Ｈと貫通孔２２Ａが非連通状態の場合、外部音声伝搬路２５Ｈを伝搬する音声は貫通孔２２Ａを通過して本体部２の外部に伝搬することはない。また、図５Ｂのように外部音声伝搬路２５Ｈと貫通孔２２Ａが連通状態の場合は、本体部２の外部から貫通孔２２Ａに伝搬された音声は外部音声伝搬路２５Ｈを伝搬し、第１音孔２５Ｉを介して外耳道Ｅ１に到達する。

また、本体ベース部２５の外周面の一部には凹部２５Ｋが形成されている。凹部２５Ｋの内部に位置するよう本体カバー部２２の内周面の一部から凸部２２Ｂが設けられる。そして、凸部２２Ｂと対向するよう凹部２５Ｋの一側面には着信応答ボタン２６が設けられる。

図５Ａに示す本体ベース部２５の位置の場合、凸部２２Ｂは着信応答ボタン２６から離れており、着信応答ボタン２６はオフである。そして、本体ベース部２５を耳Ｅ側へ押し込むよう摺動させて図５Ｂに示す状態とすると、着信応答ボタン２６が移動して凸部２２Ｂに接触することで、着信応答ボタン２６は押下げられてオンとなる。

使用者は、音楽再生時及び通話時に応じて、上記図５Ａと図５Ｂの使用状態を切替える。以下、これについて図７も用いつつ詳述する。図７は、操作パネル５と本体部２から成るシステムのブロック構成を示す図である。

まず、携帯電話６（図３）による音楽再生時は、使用者は図５Ａに示す使用状態（本体ベース部２５を耳Ｅ側の反対側へ引き出した状態）により本体部２を使用する。ここで、図７に示すように、操作パネル５は、制御部５１、無線通信部５２、アンテナ５３、及び操作部５４を備えている。無線通信部５２は、例えばBluetooth（登録商標）による無線通信を携帯電話６と行う。携帯電話６から無線出力された音楽の音声信号は、アンテナ５３で受信され、無線通信部５２を介して制御部５１へ送られる。制御部５１は、送られた音声信号をスピーカ２３に適した形式に変換し、スピーカ２３に出力する。スピーカ２３は、入力された音声信号に基づいて音声を発生させる。なお、音楽再生時は、マイクロフォン２４は無効とされる（図４の下段）。

図５Ａに示す状態にて、上記のようにスピーカ２３から発生した音楽の音声は、出力音声伝搬路２５Ｂ及び貫通孔２１Ａを伝搬し、外耳道Ｅ１へ送出される（図５Ａの破線矢印）。これにより、使用者は音楽の再生音声を聴くことができる。

このとき、スピーカ２３から発生した音声は、第１音孔２５Ｉを介して外部音声伝搬路２５Ｈ内へ伝搬もされるが（図５Ａの一点鎖線矢印）、外部音声伝搬路２５Ｈと貫通孔２２Ａは連通していないので、外部音声伝搬路２５Ｈを伝搬された音声が貫通孔２２Ａを通過して外部へ送出されることはない。従って、周囲への音漏れを抑制することが可能となり、他人に迷惑をかけることを抑止できる。

次に、音楽再生時などで図５Ａの使用状態である場合に、携帯電話６に着信があると、携帯電話６から着信信号が無線出力され、操作パネル５の制御部５１はアンテナ５３及び無線通信部５２を介して着信信号を受ける。これにより、制御部５１は、スピーカ２３に着信があったことを通知する音声信号を出力し、スピーカ２３から着信通知音声が発生する。

すると、使用者は、本体ベース部２５を耳Ｅ側へ押し込むよう摺動させ、図５Ｂに示す使用状態に切替える。これにより、着信応答ボタン２６は移動して凸部２２Ｂに押下げられてオンとなる。制御部５１は、着信応答ボタン２６のオンを検知すると、通話制御を開始する。このとき、制御部５１は、スピーカ２３は無効とすると共に（図４の上段）、マイクロフォン２４から入力される音声信号を無線通信部５２及びアンテナ５３を介して携帯電話６へ無線により送信する。これにより、通話相手側へ使用者の発した音声が伝わる。

通話において使用者が発生した音声（内部音声）は、図５Ｂの破線矢印で示すように、頭がい骨Ｓを伝搬して外耳道Ｅ１に送出され、第１入力音孔２５Ｆを介して第１入力音声伝搬路２５Ｄを伝搬され、マイクロフォン２４の第１集音部２４Ｃ（図６）に集音される。

またこのとき、耳Ｅの外部で発生する外部音声は、図５Ｂの一点鎖線矢印で示すように、連通している貫通孔２２Ａ及び外部音声伝搬路２５Ｈを伝搬し、第１音孔２５Ｉを介して外耳道Ｅ１に送出され、第１入力音孔２５Ｆを介して第１入力音声伝搬路２５Ｄを伝搬され、マイクロフォン２４の第１集音部２４Ｃに集音される。それと共に外部音声は、図５Ｂの二点鎖線矢印で示すように、第２入力音孔２５Ｇを介して第２入力音声伝搬路２５Ｅを伝搬され、マイクロフォン２４の第２集音部２４Ｄ（図６）に集音される。

マイクロフォン２４では、振動板２４Ｅがその上面及び下面に加わる音圧の差によって振動する。外部音声は第１集音部２４Ｃ及び第２集音部２４Ｄの各々において集音され且つそれらの音圧差が小さいので、振動板２４ｅにてほぼ打ち消される。一方、内部音声、即ち使用者自身が発する音声は第１集音部２４Ｃにおいて集音され且つ第２集音部２４Ｄにおいて集音されないので、振動板２４Ｅにて打ち消されない。従って、周囲雑音などの外部音声は打ち消しつつ、使用者が発生した音声を明瞭な音声として通話相手へ伝えることが可能となる。

このように、マイクロフォン２４は第１集音部２４Ｃが集音する混合音声（内部音声と外部音声からなる音声）と第２集音部２４Ｄが集音する外部音声とを用いて混合音声に含まれる外部音声を低減させる処理を行うノイズ処理部の機能を有する。即ち、マイクロフォン２４は第１集音部２４Ｃ、第２集音部２４Ｄ及びノイズ処理部が一体として形成された差動型マイクロフォンからなる。

なお、内部音声が第２集音部２４Ｄに集音されない（即ち第２入力音声伝搬路２５Ｅに入力されない）のは、頭がい骨Ｓを伝搬されて外耳道Ｅ１に送出された内部音声は外部へほぼ漏れることはないからである。その理由を説明すると、外耳道に伝わってくる音のエネルギー総量は下記（１）式で表される。
外耳道に伝わってくる音のエネルギー総量＝外耳道内エネルギー密度×外耳道の体積
・・・（１）

外耳道に伝わってくる音のエネルギー総量が、全て外部に漏れて伝わったとすると、下記（２）式が成り立つ。
外部に漏れた音のエネルギー密度＝外耳道に伝わってくる音のエネルギー総量÷外部の空間体積 ・・・（２）

つまり、（２）式は、下記（３）式に書き換えられる。
外部に漏れた音のエネルギー密度＝外耳道内エネルギー密度×（外耳道の体積÷外部の空間体積） ・・・（３）

従って、外耳道の体積と外部の空間体積の比から、及び内部音声の外耳道内エネルギー密度は小さいことから、外耳道から外部に漏れた音のエネルギー密度は０に近い値となる。

更に、外部音声は、連通している貫通孔２２Ａ及び外部音声伝搬路２５Ｈを伝搬し、第１音孔２５Ｉを介して外耳道Ｅ１に送出されるので、使用者は外部音声を聴くこともできる。即ち、通話中に使用者は周囲の音声を聴くことが可能となるので、危険を察知することができ安全性を向上させることができる。

以上の通り、本実施形態によれば、本体ベース部２５のスライド位置を切替えることで、音楽再生時は周囲への音漏れを抑制でき、通話時には使用者が発生した音声を明瞭に通話相手へ伝えることができると共に使用者は周囲の音声を聴くことができ、安全性が向上する。

また、着信時に本体ベース部２５を図５Ｂに示す状態にスライドさせると、連動して着信応答ボタン２６をオンとでき、そのまま上記のような品質の良い通話が可能となるので利便性が向上する。

なお、周囲への音漏れをそれほど考慮する必要のない環境の場合は、音楽再生時に図５Ｂに示す使用状態でイヤホンマイク１を使用してもよい。これによれば、使用者は音楽の音声を聴きつつ、連通している貫通孔２２Ａ及び外部音声伝搬路２５Ｈを伝搬し、第１音孔２５Ｉを介して外耳道Ｅ１に送出された外部音声を聴くこともできる。従って、使用者は周囲の音声を聴くことで危険を察知することができ、安全性が向上する。

＜第１実施形態の変形例＞
次に、上記説明した第１実施形態の変形例に関して述べる。図８に、第１実施形態に係る本体部２の第１変形例を端面側から見た図を示す。

図８に示す第１変形例では、本体ベース部２５に設ける音声伝搬路２５’Ｈを周方向に複数配置している（図８のハッチング部）。このように配置した音声伝搬路２５’Ｈに対応させて、音声伝搬路２５’Ｈと連通する貫通孔（第１実施形態の貫通孔２２Ａに対応）を本体カバー部２２側に周方向に複数設ける。

このような第１変形例によれば、音声伝搬路２５’Ｈと上記貫通孔を連通させた状態で、より多くの外部音声を本体ベース部２５に取り込むことができるので、マイクロフォン２４における外部音声の打消しがより有効に働き、且つ外部音声を使用者に聴かせやすくなり、安全性が向上する。

次に図９に、第１実施形態に係る本体部２の第２変形例を端面側から見た図を示す。図９に示す第２変形例では、本体ベース部２５に設ける音声伝搬路２５’’Ｈを、第１入力音声伝搬路２５Ｄが位置する箇所以外の円周部をほぼ占めるような円弧状に形成している。このように設けた音声伝搬路２５’’Ｈと連通するような貫通孔を本体カバー部２２に一つ又は複数設ける。このような変形例２によっても、上記変形例１と同様な効果を奏することが可能となる。

また、図１０に、第１実施形態に係る本体部２の第３変形例を示す。第３変形例では、図１０に示すように、第１実施形態と異なり、個別の第１マイクロフォン２４’Ａ及び第２マイクロフォン２４’Ｂを本体ベース部２５’内部に備えるようにしている。そして、一端部が第１マイクロフォン２４’Ａまで延びる第１入力音声伝搬路２５’Ｆと、一端部が第２マイクロフォン２４’Ｂまで延びる第２入力音声伝搬路２５’Ｇが本体ベース部２５’に形成される。

第１マイクロフォン２４’Ａ及び第２マイクロフォン２４’Ｂは、例えばＥＣＭ（エレクトレットコンデンサマイク）で構成される。

通話時に使用者が発生した音声（内部音声）は、頭がい骨Ｓを伝搬して外耳道Ｅ１に送出され、第１入力音声伝搬路２５’Ｆを伝搬し、第１マイクロフォン２４’Ａで集音される。また、図１０に示す状態で連通している貫通孔２２Ａ及び外部音声伝搬路２５’Ｈを伝搬する外部音声も、第１入力音声伝搬路２５’Ｆを伝搬し、第１マイクロフォン２４’Ａで集音される。更に、第２入力音声伝搬路２５’Ｇを伝搬する外部音声が第２マイクロフォン２４’Ｂで集音される。

ここで、第３変形例においては、図７に示すブロック図において、制御部５１がノイズ処理部を有する（図７のマイクロフォン２４は、第１マイクロフォン２４’Ａ及び第２マイクロフォン２４’Ｂとなる）。ノイズ処理部は、第１マイクロフォン２４’Ａから得られる混合音声（内部音声及び外部音声）に係る情報と第２マイクロフォン２４’Ｂから得られる外部音声に係る情報とを比較し、外部音声を打ち消す処理を行う。

この処理方法としては、例えば第２マイクロフォン２４’Ｂから得られる外部音声に係る情報から外部音声とは逆位相の音声に係る情報を生成し、それを第１マイクロフォン２４’Ｂから得られる混合音声に係る情報に重ね合わせて外部音声を相殺するなどといった方法を用いることができる。ノイズ処理部により処理された後の音声信号が、無線通信部５２及びアンテナ５３を介して携帯電話６へ無線送信される。

このような第３変形例によっても、周囲雑音などの外部音声を打消し、内部音声、即ち通話時に使用者が発生した音声を通話相手へ明瞭に伝えることが可能となる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本発明の第２実施形態に係るイヤホンマイクの本体部の断面図を図１１Ａに示す。図１１Ａに示す第２実施形態に係る本体部２００は、上記第１実施形態に係る本体部２の変形例となる。ここでは、第１実施形態と共通な事項については詳述を省く。

図１１Ａに示す本体部２００は、イヤーピース２１０、本体カバー部２２０、スピーカ２３０、マイクロフォン２４０、本体ベース部２５０、着信応答ボタン２６０、及びメッシュ部材Ｍを備えている。

本体ベース部２５０には、出力音声伝搬路２５０Ａ、及び外部音声伝搬路２５０Ｂが形成される。特に本実施形態では、更に第１入力音声伝搬路２５０Ｃ、第２入力音声伝搬路２５０Ｄ、及び第３入力音声伝搬路２５０Ｅが本体ベース部２５０に形成される。また、マイクロフォン２４０は、第１実施形態と異なり、本体カバー部２２０の一部に埋め込まれている。

第１入力音声伝搬路２５０Ｃの一端部は本体ベース部２５０の耳Ｅと反対側の端面に開口した第１音孔２５０Ｆまで延び、第２入力音声伝搬路２５０Ｄの一端部は本体ベース部２５０の上記端面に開口した第２音孔２５０Ｇまで延びる。第１音孔２５０Ｆと第２音孔２５０Ｇは、本体部２００を耳Ｅに取り付けた状態で端面から見て水平方向、即ち使用者の前後方向に配置される（図１１Ａの紙面右側の図）。

また、第３入力音声伝搬路２５０Ｅの一端部は、本体ベース部２５０の耳Ｅ側の端面に開口した第３音孔２５０Ｈまで延び、イヤーピース２１０の貫通孔２１０Ａと連通する。

本体ベース部２５０を本体カバー部２２０に対して摺動（スライド）させることが可能である。第１実施形態と同様に、音楽再生時に使用者は、図１１Ａに示すように耳Ｅ側と反対側に本体ベース部２５０を引き出した使用状態とする。

この図１１Ａの状態で、第１入力音声伝搬路２５０Ｃの他方の一端部はマイクロフォン２４０の第１集音部に連通し、第２入力音声伝搬路２５０Ｄの他方の一端部はマイクロフォン２４０の第２集音部に連通する。なお、マイクロフォン２４０の構成は、第１実施形態で説明したマイクロフォン２４（図６）と同様の構成である。また、第３入力音声伝搬路２５０Ｅの他方の一端部は、マイクロフォン２４０と連通しない。

これにより、遠方からの外部音声は、第１入力音声伝搬路２５０Ｃ及び第２入力音声伝搬路２５０Ｄを伝搬しても、マイクロフォン２４０内の振動板の両面にかかる音圧差が小さいので、ほぼ打ち消される。対して、近傍の外部音声が第１入力音声伝搬路２５０Ｃ及び第２入力音声伝搬路２５０Ｄを伝搬して、マイクロフォン２４０に集音されると、音圧差により振動板が振動する。これにより、マイクロフォン２４０から出力された音声信号は、一旦操作パネルの制御部（図７の制御部５１に相当）に送られ、制御部は送られた音声信号を音楽の音声信号と共にスピーカ２３０へ出力する。

スピーカ２３０から発生した音声は、出力音声伝搬路２５０Ａ及びイヤーピース２１０の貫通孔２１０Ａを伝搬し、外耳道Ｅへ送出される。従って、使用者は音楽の音声と共に、近傍の外部音声を聴くことが可能となる。近傍の外部音声は危険を察知するために重要であるので、安全性を高めることができる。

また、第１音孔２５０Ｆと第２音孔２５０Ｇを水平方向に配しているので、特に安全性上重要である使用者後方の近傍音を効果的に使用者に通知することが可能となる。

また、図１１Ａの状態で、本体カバー部２２０Ａと外部音声伝搬路２５０Ｂは連通していないので、スピーカ２３０から発生した音声は外部に伝わることはなく、周囲への音漏れを抑制できる。

なお、例えば、操作パネルの制御部は、マイクロフォン２４０から出力された音声信号の音量レベルを閾値と比較し、音量レベルが閾値以下であれば危険度が低いとして、マイクロフォン２４０から出力された音声信号をスピーカ２３０へ出力せず、閾値を超えれば危険度が高いとして、マイクロフォン２４０から出力された音声信号をスピーカ２３０へ出力する制御を行ってもよい。これにより、必要でないときに使用者が周囲の外部音声を聴くことを抑制し、音楽の再生音声を聴こえやすくできる。また、音量レベルが閾値を超えた場合に、所定の警告音をスピーカ２３０へ出力してもよい。

また、音楽再生時などで図１１Ａの使用状態のときに、携帯電話６に着信があると、使用者は、本体ベース部２５０を耳Ｅ側へ押し込むようにスライドさせ、図１１Ｂに示す使用状態とする。これにより、着信応答ボタン２６０がオンとなり、スピーカ２３０は無効となる。

図１１Ｂの状態では、第２入力音声伝搬路２５０Ｄの一端部がマイクロフォン２４０の第１集音部に連通され、第３入力音声伝搬路２５０Ｅの一端部がマイクロフォン２４０の第２集音部に連通される。また、第１入力音声伝搬路２５０Ｃの一端部はマイクロフォン２４０と連通しない。

これにより、使用者が発生した音声、即ち内部音声は、頭がい骨Ｓを伝搬して外耳道Ｅ１へ送出され、第３入力音声伝搬路２５０Ｅを伝搬してマイクロフォン２４０の第２集音部に集音される。内部音声は外部にほぼ漏れないので、第２入力音声伝搬路２５０Ｄに入力されず、内部音声はマイクロフォン２４０で打ち消されない。

一方、図１１Ｂの状態で連通している貫通孔２２０Ａ及び外部音声伝搬路２５０Ｂを伝搬される外部音声は、第３入力音声伝搬路２５０Ｅを伝搬してマイクロフォン２４０の第２集音部に集音される。また、第２入力音声伝搬路２５０Ｄに入力されて伝搬する外部音声は、マイクロフォン２４０の第１集音部に集音される。第１集音部及び第２集音部に集音された外部音声は音圧差が小さいので、マイクロフォン２４０で打ち消される。

従って、周囲雑音などの外部音声は打ち消し、内部音声、即ち使用者が発生した音声を通話相手に明瞭に伝えることが可能となる。更にこのとき、連通している貫通孔２２０Ａ及び外部音声伝搬路２５０Ｂを伝搬される外部音声は外耳道Ｅ１に送出されるので、使用者は周囲の音声を聴くことができ、安全性が向上する。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の趣旨の範囲内であれば、実施形態は種々の変形が可能である。

例えば、操作パネルと携帯電話とは無線に限らず、有線によって通信を行うこととしてもよい。また、上記説明した操作パネルの構成のうち少なくとも制御部を、イヤホンマイクの本体部に備えるようにしてもよい。

１ イヤホンマイク
２、２００ 本体部
２１、２１０ イヤーピース
２２、２２０ 本体カバー部
２３、２３０ スピーカ
２４、２４０ マイクロフォン
２５、２５０ 本体ベース部
２６、２６０ 着信応答ボタン
５ 操作パネル
６ 携帯電話
Ｍ メッシュ部材
Ｅ１ 外耳道
Ｓ 頭がい骨

Claims (9)

1. 使用者の耳に装着されるイヤホンマイクであって、
   スピーカと、
   前記スピーカが発生した音を外耳道まで伝搬させる出力音伝搬路と、
   前記出力音伝搬路と連通して前記耳の外部で発生する外部音を外耳道まで伝搬させる連通状態と、前記出力音伝搬路と連通しない非連通状態とを切替え可能な外部音伝搬路と、
   前記外耳道に連通して、前記耳の内部で発生する内部音と、前記連通状態において前記外部音伝搬路を介して伝搬される前記外部音とからなる混合音を集音する第１集音部と、
   前記耳の外部の空間に連通して前記外部音を集音する第２集音部と、
   前記第１集音部が集音する前記混合音と前記第２集音部が集音する前記外部音とを用いて前記混合音に含まれる前記外部音を低減させる処理を行うノイズ処理部と、
   を備えるイヤホンマイク。
2. 前記耳に装着される本体部を更に備え、
   前記本体部は、前記外部音伝搬路を有する本体ベース部と、前記本体ベース部の摺動によって前記外部音伝搬路との連通状態・非連通状態が切替えられる貫通孔を有する本体カバー部と、を有してい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. 前記本体ベース部の摺動によってオンオフが切替えられる着信応答ボタンを更に備え、前記外部音伝搬路と前記貫通孔が連通すると、前記着信応答ボタンがオンとなることを特徴とする請求項２に記載のイヤホンマイク。
4. 前記本体ベース部は、前記本体ベース部の前記耳側の第１端面に前記外耳道と連通する開口を有して前記第１集音部まで延びる第１入力音伝搬路と、前記第１端面と対向する前記本体ベース部の第２端面に前記耳の外部の空間と連通する開口を有して前記第２集音部まで延びる第２入力音伝搬路と、を備えることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のイヤホンマイク。
5. 前記本体ベース部は、前記第２端面に前記耳の外部の空間と連通する開口を有する第３入力音伝搬路を更に備え、
   前記外部音伝搬路と前記貫通孔が連通状態の場合、前記第１入力音伝搬路と前記第１集音部が連通し、前記第２入力音伝搬路と前記第２集音部が連通し、
   前記外部音伝搬路と前記貫通孔が非連通状態の場合、前記第２入力音伝搬路と前記第１集音部が連通し、前記第３入力音伝搬路と前記第２集音部が連通する、ことを特徴とする請求項４に記載のイヤホンマイク。
6. 前記第２入力音伝搬路の開口と前記第３入力音伝搬路の開口とは、前記本体部を前記耳に装着した状態で水平方向に配置されることを特徴とする請求項５に記載のイヤホンマイク。
7. 前記外部音伝搬路が複数設けられ、前記貫通孔が前記外部音伝搬路に対応して複数設けられることを特徴とする請求項２〜請求項６のいずれか１項に記載のイヤホンマイク。
8. 前記外部音伝搬路は、前記本体ベース部の端面側から見て円弧状に形成されていることを特徴とする請求項２〜請求項６のいずれか１項に記載のイヤホンマイク。
9. 前記第１集音部、前記第２集音部、及び前記ノイズ処理部が一体として形成されることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載のイヤホンマイク。

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