JP2016116153A - 外耳道装着型イヤホンマイク - Google Patents

Abstract

【課題】外耳道装着型イヤホンマイクにおいて、マイクロホンユニットの感度を維持した上で筐体の外径を小さくする。【解決手段】筐体１２の内部空間Ｃに、マイクロホンユニット１４と共にスピーカユニット２０が配置された構成とする。その際、マイクロホンユニット１４がスピーカユニット２０よりも後方側においてその収音孔２４ａを音導孔１２ａに連通させた状態で配置されるとともに、スピーカユニット２０がその放音孔５２ａを音導孔１２ａに連通させた状態で配置された構成とする。これにより、従来のようにマイクロホンユニット１４とスピーカユニット２０とが並列に配置されている場合に比して、マイクロホンユニット１４のサイズを小さくすることなく筐体１２の外径を小さくすることを可能とする。そしてこれにより、マイクロホンユニット１４の感度が低下してしまうのを未然に防止する。【選択図】図１

Description

本願発明は、外耳道に装着した状態で使用される外耳道装着型イヤホンマイクに関するものであり、特に生体音の収音に適した外耳道装着型イヤホンマイクに関するものである。

従来より、例えば「特許文献１」に記載されているように、心拍音等の生体音を収音するための外耳道装着型イヤホンマイクを備えた医療機器や健康管理機器が知られている。

この「特許文献１」にも記載されているように、一般に外耳道装着型イヤホンマイクは、筐体内にマイクロホンユニットとスピーカユニットとが収容された構成となっている。

一方、「特許文献２」や「特許文献３」には、一般的な音響機器に用いられる外耳道装着型イヤホンマイクが記載されている。

特表２０１２−５０８６０５号公報 特許第４８５０５２４号公報 特開２００５−２７７７９２号公報

上記「特許文献１」に記載された外耳道装着型イヤホンマイクのように、筐体内にマイクロホンユニットと共にスピーカユニットが収容された構成とすることにより、スピーカユニットから出力される音楽等を楽しみながらあるいはこれを活用しながらマイクロホンユニットによって生体音の収音を行うことが可能となる。

しかしながら、上記「特許文献１」（あるいは「特許文献２」や「特許文献３」）に記載された外耳道装着型イヤホンマイクにおいては、マイクロホンユニットとスピーカユニットとが筐体内において並列に配置された構成となっているので、筐体の外径が大きくなってしまう。このため外耳道装着型イヤホンマイクとしては、外耳道への装着性が悪くなってしまい、長時間の使用には適さないものとなってしまう。

一方、筐体の外径を小さくすれば外耳道への装着性を高めることができるが、そのためにマイクロホンユニットのサイズを小さくすると、マイクロホンユニットの感度が低下してしまい、生体音を収音しにくくなってしまう。

本願発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、マイクロホンユニットの感度を維持した上で筐体の外径を小さくすることができる外耳道装着型イヤホンマイクを提供することを目的とするものである。

本願発明は、マイクロホンユニットの配置に工夫を施すことにより、上記目的達成を図るようにしたものである。

すなわち、本願発明に係る外耳道装着型イヤホンマイクは、
前端部に音導孔が形成された筐体と、この筐体に収容されたマイクロホンユニットおよびスピーカユニットと、を備えてなる外耳道装着型イヤホンマイクにおいて、
上記マイクロホンユニットが、ダイヤフラムと、このダイヤフラムの両側に正面空間および背面空間を形成するように構成されたハウジングとを備えており、
上記ハウジングに、上記正面空間を該ハウジングの外部空間に連通させる収音孔が形成されており、
上記マイクロホンユニットが、上記スピーカユニットよりも後方側において、上記収音孔を上記音導孔に連通させた状態で配置されており、
上記スピーカユニットが、該スピーカユニットの放音孔を上記音導孔に連通させた状態で配置されている、ことを特徴とするものである。

上記「外耳道装着型イヤホンマイク」は、筐体の前端部に装着されたイヤーチップを外耳道に挿入した状態で使用されるように構成されていてもよいし、筐体自体の前端部を外耳道に挿入した状態で使用されるように構成されていてもよい。

上記構成において「前端部」等の方向性を示す用語は、外耳道装着型イヤホンマイクを構成する各部材相互間の位置関係を明確にするために便宜上用いたものであって、これにより外耳道装着型イヤホンマイクを実際に使用する際の方向性が限定されるものではない。

上記「マイクロホンユニット」は、スピーカユニットよりも後方側に配置されていれば、スピーカユニットとの具体的な位置関係は特に限定されるものではない。

上記マイクロホンユニットの「収音孔」を「音導孔」に連通させる（すなわち空間的に繋げる）ための具体的な構成および上記スピーカユニットの「放音孔」を「音導孔」に連通させるための具体的な構成は特に限定されるものではない。

上記構成に示すように、本願発明に係る外耳道装着型イヤホンマイクは、筐体内にマイクロホンユニットと共にスピーカユニットが配置された構成となっているので、スピーカユニットから出力される音楽等を楽しみながらあるいはこれを活用しながらマイクロホンユニットによって生体音の収音を行うことができる。

その際、マイクロホンユニットはスピーカユニットよりも後方側においてその収音孔を音導孔に連通させた状態で配置されており、スピーカユニットはその放音孔を音導孔に連通させた状態で配置されているので、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、マイクロホンユニットがスピーカユニットよりも後方側に配置されていることにより、正面視においてマイクロホンユニットとスピーカユニットとを重複させた状態で配置することができる。したがって、従来のようにマイクロホンユニットとスピーカユニットとが並列に配置されている場合に比して、マイクロホンユニットのサイズを小さくすることなく筐体の外径を小さくすることができる。そしてこれにより、マイクロホンユニットの感度が低下してしまうのを未然に防止することができる。

このように本願発明によれば、外耳道装着型イヤホンマイクにおいて、マイクロホンユニットの感度を維持した上で筐体の外径を小さくすることができる。

そして、このようにしてマイクロホンユニットの感度を維持することにより、生体音の収音性能を維持することができる。また、筐体の外径を小さくすることにより、外耳道への装着性を高めることができ、これにより外耳道装着型イヤホンマイクを長時間の使用に適したものとすることができる。

上記構成において、筐体の内部空間が密閉空間として構成されており、マイクロホンユニットのハウジングにその背面空間を外部空間に連通させる通気孔が形成されており、筐体の内部空間がハウジングの正面空間および音導孔に連通する第１空間とハウジングの背面空間に連通する第２空間とに仕切られた構成とすれば、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、密閉空間として構成された筐体の内部空間に、ハウジングの背面空間に連通する第２空間がハウジングの正面空間から隔離された状態で形成されることとなるので、その分だけ背面空間を拡張して大きな空間を確保することができる。したがって、ダイヤフラムのスティフネスを小さくしてこれを振動させやすくすることができ、これにより低周波帯域における音圧感度を高めることができる。しかもこれを、筐体を大型化することなく実現することができる。

その際、筐体の内部空間が密閉空間として構成されていることにより、マイクロホンユニットのハウジングに通気孔が形成されているにもかかわらず、生体音を収音する際に風切り音等の外部環境音の影響を受けてしまわないようにすることができる。

上記「筐体の内部空間が密閉空間として構成されており」とは、筐体の内部空間において音導孔以外の部分が密閉空間として構成されていることを意味するものである。

上記「第１空間」と「第２空間」とを仕切るための具体的な構成は特に限定されるものではない。その際、一般にマイクロホンユニットにおいては、そのダイヤフラム等に気圧調整用の微小孔が形成された構成となっているが、このような場合において「第１空間」と「第２空間」とに「仕切られている」とは、上記微小孔以外の部分が仕切られていることを意味するものである。

上記構成において、筐体内の前端部にガスケットが配置されるとともに、このガスケットに、筐体の内部空間を音導孔に連通させる第１および第２貫通孔が形成された構成とした上で、筐体内に、前後方向に延びる筒状部材がその前端部を第１貫通孔に挿入した状態で配置された構成とする一方、スピーカユニットに、その放音孔を囲むように形成された放音ノズルが取り付けられ、この放音ノズルが第２貫通孔に挿入された構成とすれば、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、ガスケットおよび放音ノズルにより、スピーカユニットの放音孔を筐体の音導孔に確実に連通させることができる。

また、筒状部材の内部空間を、スピーカユニットから出力される音響信号をマイクロホンユニットの収音孔に到達させにくくするためのローパスフィルタの構成要素として機能させることができ、これにより生体音に対する収音性能を高めることができる。その際、筒状部材の長さおよび内径を適宜調整することによって音圧感度の微調整を行うことが容易に可能となる。

この場合において、マイクロホンユニットのハウジングにその収音孔を囲むように形成された収音ノズルが取り付けられるとともに、この収音ノズルに筒状部材の後端部が連結された構成とすれば、マイクロホンユニットの収音孔を筐体の音導孔に確実に連通させることができる。そしてこれにより、第１空間と第２空間との仕切りを比較的簡易な構成により実現することができる。

上記構成において、筐体内の前端部にガスケットが配置されるとともに、このガスケットに筐体の内部空間をその音導孔に連通させる貫通孔が形成された構成とした上で、筐体内にスピーカユニットと密着した状態で前後方向に延びる筒状部材が配置された構成とし、そして、スピーカユニットがその放音孔を貫通孔へ向けるようにしてガスケットに当接した状態で配置されるとともに、筒状部材がその前端開口を貫通孔へ向けるようにしてガスケットに当接した状態で配置された構成とすれば、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、この場合においても、第１空間と第２空間との仕切りを実現した上で、筒状部材の内部空間およびその後端開口側の空間を、スピーカユニットから出力される音響信号をマイクロホンユニットの収音孔に到達させにくくするためのローパスフィルタの構成要素として機能させることができる。

また、このような構成を採用することにより、筐体の外径をより小さくすることができ、かつ、外耳道装着型イヤホンマイクの組立性を向上させることができる。

本願発明の一実施形態に係る外耳道装着型イヤホンマイクを示す側断面図 上記外耳道装着型イヤホンマイクにおけるマイクロホンユニットの構成を詳細に示す側断面図 上記外耳道装着型イヤホンマイクの音圧感度特性を従来例と共に示す図 上記外耳道装着型イヤホンマイクの音圧感度特性を変形例および比較例と共に示す図 上記実施形態の変形例を示す、図１と同様の図

以下、図面を用いて、本願発明の実施の形態について説明する。

図１は、本願発明の一実施形態に係る外耳道装着型イヤホンマイク１０を示す側断面図である。

同図に示すように、本実施形態に係る外耳道装着型イヤホンマイク１０は、前端部（図１において右端部）に音導孔１２ａが形成された筐体１２と、この筐体１２に収容されたマイクロホンユニット１４およびスピーカユニット２０と、筐体１２の前端部に装着されたイヤーチップ１６とを備えた構成となっている。

この外耳道装着型イヤホンマイク１０は、そのイヤーチップ１６を外耳道に装着した状態で、心拍音や脈拍音等の生体音を収音するために用いられるようになっている。

筐体１２は、前方部材１２Ａと後方部材１２Ｂとが接合された構成となっている。これら前方部材１２Ａおよび後方部材１２Ｂは、いずれもアルミニウムや硬質樹脂等の硬質材料で構成されている。

前方部材１２Ａは、前方へ向けて径が小さくなるように形成されており、その前端壁１２Ａａの中央部には、前方へ突出する小径円筒部１２Ａｂが形成されている。上記音導孔１２ａは、この小径円筒部１２Ａｂに形成されており、また、上記イヤーチップ１６は、この小径円筒部１２Ａｂに装着されている。

この前方部材１２Ａの後端面１２Ａｃは、円環状に形成されている。また、この前方部材１２Ａの内周面１２Ａｄは、後方へ向けて２段階で径が大きくなる円筒面で構成されている。

後方部材１２Ｂは、前後方向に延びる有底円筒状の部材として構成されており、その後端部が後端壁１２Ｂｂとして構成されている。この後方部材１２Ｂの前端面１２Ｂａは、前方部材１２Ａの後端面１２Ａｃの外周縁部に当接した状態で、溶着や接着等によって全周にわたってシールされている。

これにより、筐体１２の内部空間Ｃは、音導孔１２ａの部分を除いて密閉された空間として構成されている。

筐体１２の内部空間Ｃの前端部には、円筒状の外周面を有するガスケット１８が配置されている。このガスケット１８は、シリコーン樹脂やラバー等の軟質材料で構成されている。そして、このガスケット１８は、その外周面を前方部材１２Ａの内周面１２Ａｄの小径部に後方側から嵌め込むようにした状態で、その前端面が前方部材１２Ａの前端壁１２Ａａに当接する位置まで挿入されている。

このガスケット１８は、前半部が円筒状に形成されるとともに後半部が円柱状に形成されており、その後半部の中央には円形の断面形状で前後方向に延びる第１および第２貫通孔１８ａ、１８ｂが上下方向に間隔をおいて形成されている。そして、これら第１および第２貫通孔１８ａ、１８ｂにより、筐体１２の内部空間Ｃを音導孔１２ａに連通させるようになっている。

筐体１２の内部空間Ｃにおいて、マイクロホンユニット１４はスピーカユニット２０よりも後方側に配置されている。

スピーカユニット２０は、バランスドアーマチャ型スピーカであって、ハウジング５２内に図示しないダイヤフラムおよび駆動ユニットが収容された構成となっている。

ハウジング５２は、前後方向に長い略直方体の外形形状を有しており、その前端面の下端部には放音孔５２ａが形成されている。そして、このハウジング５２の前端部には、放音孔５２ａを囲むように形成された放音ノズル５４が溶接等によって取り付けられている。また、このハウジング５２の後部には、スピーカユニット２０をその駆動制御回路（図示せず）に電気的に接続するための１対の端子部２０ａが配置されている。

スピーカユニット２０は、その放音ノズル５４の先端部をガスケット１８の第２貫通孔１８ｂに後方側から挿入した状態で位置決めされている。そして、このスピーカユニット２０においては、上記駆動制御回路からの信号電流に応じた音波を発生させ、この音波を放音孔５２ａおよび第２貫通孔１８ｂを介して音導孔１２ａへ放射するようになっている。

なお、上記駆動制御回路は、筐体１２の内部空間Ｃに送受信機等と共に配置された構成としてもよいし、筐体１２から外部に引き出されたケーブル（図示せず）を介して１対の端子部２０ａと電気的に接続された構成としてもよい。

筐体１２の内部空間Ｃにおいて、スピーカユニット２０の下方には、前後方向に延びる筒状部材２８が配置されている。この筒状部材２８は、アルミニウムや硬質樹脂等の硬質材料で構成されていてもよいし、シリコーン樹脂やラバー等の軟質材料で構成されていてもよい。この筒状部材２８の前端部は、ガスケット１８の第１貫通孔１８ａに挿入されている。この筒状部材２８は、スピーカユニット２０よりも後方まで延びるように形成されている。

マイクロホンユニット１４は、ダイヤフラム２２と、このダイヤフラム２２の前後両側に正面空間Ｃｆおよび背面空間Ｃｒを形成するように構成されたハウジング２４とを備えている。ハウジング２４には、正面空間Ｃｆおよび背面空間Ｃｒの各々を該ハウジング２４の外部空間に連通させる収音孔２４ａおよび通気孔２４ｂが形成されている。また、このハウジング２４には、収音孔２４ａを囲むように形成された収音ノズル２６が溶接等によって取り付けられている。

マイクロホンユニット１４は、前後方向と直交する鉛直面に沿って配置されており、その収音ノズル２６において筒状部材２８の後端部に連結されている。この連結は、収音ノズル２６の先端部を筒状部材２８の後端部に挿入することによって行われている。

そしてこれにより、筐体１２の内部空間Ｃを、正面空間Ｃｆおよび音導孔１２ａに連通する第１空間Ｃ１と背面空間Ｃｒに連通する第２空間Ｃ２とに仕切るようになっている。

なお、マイクロホンユニット１４および筒状部材２８の位置決めに関しては、収音ノズル２６の先端部を筒状部材２８の後端部に挿入するとともに筒状部材２８の前端部をガスケット１８の第１貫通孔１８ａに挿入することのみによって行うようにしてもよいし、ハウジング２４と後方部材１２Ｂの内周面との間にスペーサ（図示せず）を配置して周方向の複数箇所において支持する構造等を追加して行うようにしてもよい。

また、スピーカユニット２０の位置決めに関しては、放音ノズル５４の先端部をガスケット１８の第２貫通孔１８ｂに挿入することのみによって行うようにしてもよいし、ハウジング２４と後方部材１２Ｂの内周面との間にスペーサ（図示せず）を配置して周方向の複数箇所において支持する構造等を追加して行うようにしてもよい。

イヤーチップ１６は、シリコーンゴム等の軟質材料で構成されている。

このイヤーチップ１６の中心部には、該イヤーチップ１６を前後方向に貫通する貫通孔１６ａが形成されている。この貫通孔１６ａは、イヤーチップ１６が小径円筒部１２Ａｂに装着された状態で音導孔１２ａに連通するようになっている。この貫通孔１６ａは、音導孔１２ａよりも小さい径で形成されている。

このイヤーチップ１６は、後方側へ向けて略パラボラ状に広がる前後２つのフランジ部１６Ａ、１６Ｂを備えている。その際、前方側のフランジ部１６Ａよりも後方側のフランジ部１６Ｂの方が大きい径で形成されている。これによりイヤーチップ１６を外耳道に装着したとき、前後２つのフランジ部１６Ａ、１６Ｂが外耳道の壁面に密着して、外耳道内に外耳道壁と鼓膜とイヤーチップ１６とによって密閉された空間を形成するようになっている。

この密閉された外耳道内には心拍や脈拍等による外耳道壁および鼓膜の振動が心拍音や脈拍音等として放射されるが、外耳道装着型イヤホンマイク１０においては、この心拍音や脈拍音等を生体音としてマイクロホンユニット１４で収音するようになっている。

図２は、マイクロホンユニット１４の構成を詳細に示す側断面図である。

同図に示すように、マイクロホンユニット１４は、小型のエレクトレットコンデンサマイクロホンであって、正面視においてφ５〜１０ｍｍ程度の円形の外形形状を有するとともに１〜３ｍｍ程度の厚みを有している。

このマイクロホンユニット１４においては、ダイヤフラム２２が、支持リング３２、背面電極板３４、スペーサ３６、導通部材３８、絶縁部材４０およびインピーダンス変換素子４２と共に、ハウジング２４に収容された構成となっている。

ハウジング２４は、導電性カバー４４と回路基板４６とによって構成されている。

導電性カバー４４は、正面視において円形の外形形状を有するキャップ状の部材であって、金属板にプレス加工を施すことにより形成されている。一方、回路基板４６は、正面視において導電性カバー４４の内径よりもやや小さい外径の円形形状を有しており、導電性カバー４４の前面壁と平行に配置されている。導電性カバー４４における周面壁の後端部には、内周側へ折れ曲がるようにして延びる環状折曲部４４ａが延長形成されており、この環状折曲部４４ａにおいて回路基板４６にカシメ固定されている。

ハウジング２４の収音孔２４ａは、導電性カバー４４における前面壁の中央部に形成されている。また、ハウジング２４の通気孔２４ｂは、回路基板４６に形成されている。これら収音孔２４ａおよび通気孔２４ｂは、いずれも円形形状を有しており、通気孔２４ｂの方が収音孔２４ａよりも小さい径で形成されている。なお、これら収音孔２４ａおよび通気孔２４ｂは、それぞれ複数の小孔で形成された構成とすることも可能である。

収音ノズル２６の先端部には、円形の開口部２６ａが形成されている。

ダイヤフラム２２は、高分子フィルムの前面に金属蒸着膜が形成された構成となっており、その中心部には気圧調整用の微小孔２２ａが形成されている。このダイヤフラム２２は、その外周縁部において支持リング３２に支持されている。この支持リング３２は、金属製の薄板で構成されており、円環状に形成されている。ダイヤフラム２２は、この支持リング３２の後面に張設固定（すなわちテンションをかけた状態で接着等により固定）されている。

背面電極板３４は、正面視において、支持リング３２の外周面よりもひと回り小さい円形の外形形状を有しており、ダイヤフラム２２の後方に近接して配置されている。この背面電極板３４は、金属板で構成された電極板本体の前面にエレクトレット層３４ａが配置された構成となっている。このエレクトレット層３４ａは、電極板本体の前面に形成された絶縁膜に所定のチャージ電圧で分極処理を施すことによって生成されており、これにより所定の表面電位が付与されている。この背面電極板３４には、その周方向の複数箇所に、該背面電極板３４を前後方向に貫通する貫通孔３４ｂが形成されている。

スペーサ３６は、円環状に形成された樹脂製の薄板で構成されており、ダイヤフラム２２と背面電極板３４との間に配置されている。そして、このスペーサ３６を介してダイヤフラム２２と背面電極板３４のエレクトレット層３４ａとが平行に対向配置されることにより、コンデンサ部が構成されるようになっている。

回路基板４６は、背面電極板３４の後方に配置されている。この回路基板４６の前後両面には、図示しない導電層がそれぞれ所定のパターンで形成されている。この回路基板４６の後面には、マイクロホンユニット１４を信号処理回路（図示せず）に電気的に接続するための１対の端子部１４ａが形成されている。

なお、上記信号処理回路は、筐体１２の内部空間Ｃに送受信機等と共に配置された構成としてもよいし、筐体１２から外部に引き出されたケーブル（図示せず）を介して１対の端子部１４ａと電気的に接続された構成としてもよい。

インピーダンス変換素子４２は、回路基板４６の前面に搭載されている。その際、このインピーダンス変換素子４２は、通気孔２４ｂの形成位置から外れた位置に配置されている。

導通部材３８は、略円筒状の部材であって、回路基板４６と背面電極板３４との間に配置された状態で、両者間の導通を図るようになっている。

絶縁部材４０は、環状の部材であって、背面電極板３４および導通部材３８と導電性カバー４４の周面壁との間に配置された状態で、両者間の絶縁を図るようになっている。

上述したように、導電性カバー４４は、その環状折曲部４４ａにおいて回路基板４６にカシメ固定されているが、このカシメ固定により、導電性カバー４４と回路基板４６の後面に形成された導電層との導通を図るようになっている。

図３は、外耳道装着型イヤホンマイク１０の音圧感度特性を従来例と共に示す図である。

同図において実線で示すグラフＡは、外耳道装着型イヤホンマイク１０の音圧感度特性を示すグラフである。一方、同図において破線で示すグラフＢは、外耳道装着型イヤホンマイク１０において、仮に、そのマイクロホンユニット１４のハウジング２４に通気孔２４ｂが形成されていなかったとした場合（すなわち従来の一般的なマイクロホンユニットが配置されているとした場合）の音圧感度特性を示すグラフである。

２つのグラフＡ、Ｂの比較から明らかなように、マイクロホンユニット１４のハウジング２４に通気孔２４ｂを形成した場合には、これを形成しなかった場合に比して、１〜３Ｈｚ程度の心拍数の帯域を含む１０Ｈｚ以下の低周波帯域における感度レベルが１０ｄＢ近く上昇している。これは、通気孔２４ｂの形成により、ダイヤフラム２２の背面空間Ｃｒがこれに連通する第２空間Ｃ２のサイズまで拡大したためと考えられる。すなわち、背面空間Ｃｒの拡大によって背面空間Ｃｒの弾性が弱まってダイヤフラム２２のスティフネスが小さくなり、振動しやすくなったことによるものと考えられる。

図４は、外耳道装着型イヤホンマイク１０の音圧感度特性を変形例および比較例と共に示す図である。

同図において実線で示すグラフＣは、外耳道装着型イヤホンマイク１０の音圧感度特性を示すグラフであり、また、同図において破線で示すグラフＤは、後述する変形例に係る外耳道装着型イヤホンマイク１１０の音圧感度特性を示すグラフである。さらに、同図において２点鎖線で示すグラフＥは、外耳道装着型イヤホンマイク１０において、スピーカユニット２０の放音孔５２ａからマイクロホンユニット１４の収音孔２４ａまでの空間が、筒状部材２８の内部空間と同一の断面形状で形成されているとした場合の音圧感度特性を示すグラフである。

なお、これらのグラフＣ、Ｄ、Ｅは、１００Ｈｚのときの感度レベルを０ｄＢに揃えた状態での相対的な音圧感度特性を示すグラフである。

２つのグラフＣ、Ｅの比較から明らかなように、本実施形態の構成を採用した場合には、放音孔５２ａから収音孔２４ａまでの空間が同一断面形状で形成されているとした場合に比して、高周波帯域での感度が低下している。これは、本実施形態においては、放音孔５２ａから収音孔２４ａまでの間に、筐体１２の音導孔１２ａおよびガスケット１８の内部空間という容量の大きい空間が形成されており、これによりローパスフィルタとしての機能が高められていることによるものと考えられる。

次に本実施形態の作用効果について説明する。

本実施形態に係る外耳道装着型イヤホンマイク１０は、筐体１２の内部空間Ｃにマイクロホンユニット１４と共にスピーカユニット２０が配置された構成となっているので、スピーカユニット２０から出力される音楽等を楽しみながらあるいはこれを活用しながらマイクロホンユニット１４によって生体音の収音を行うことができる。

その際、マイクロホンユニット１４はスピーカユニット２０よりも後方側においてその収音孔２４ａを音導孔１２ａに連通させた状態で配置されており、スピーカユニット２０はその放音孔５２ａを音導孔１２ａに連通させた状態で配置されているので、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、マイクロホンユニット１４がスピーカユニット２０よりも後方側に配置されていることにより、正面視においてマイクロホンユニット１４とスピーカユニット２０とを重複させた状態で配置することができる。したがって、従来のようにマイクロホンユニット１４とスピーカユニット２０とが並列に配置されている場合に比して、マイクロホンユニット１４のサイズを小さくすることなく筐体１２の外径を小さくすることができる。そしてこれにより、マイクロホンユニット１４の感度が低下してしまうのを未然に防止することができる。

このように本実施形態によれば、外耳道装着型イヤホンマイク１０において、マイクロホンユニット１４の感度を維持した上で筐体１２の外径を小さくすることができる。

そして、このようにしてマイクロホンユニット１４の感度を維持することにより、生体音の収音性能を維持することができる。また、筐体１２の外径を小さくすることにより、外耳道への装着性を高めることができ、これにより外耳道装着型イヤホンマイク１０を長時間の使用に適したものとすることができる。

本実施形態に係る外耳道装着型イヤホンマイク１０は、筐体１２の内部空間Ｃが密閉空間として構成されており、マイクロホンユニット１４のハウジング２４にその背面空間Ｃｒを外部空間に連通させる通気孔２４ｂが形成されており、筐体１２の内部空間Ｃがハウジング２４の正面空間Ｃｆおよび音導孔１２ａに連通する第１空間Ｃ１とハウジング２４の背面空間Ｃｒに連通する第２空間Ｃ２とに仕切られているので、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、密閉空間として構成された筐体１２の内部空間Ｃに、ハウジング２４の背面空間Ｃｒに連通する第２空間Ｃ２がハウジング２４の正面空間Ｃｆから隔離された状態で形成されることとなるので、その分だけ背面空間Ｃｒを拡張して大きな空間を確保することができる。したがって、ダイヤフラム２２のスティフネスを小さくしてこれを振動させやすくすることができ、これにより低周波帯域における音圧感度を高めることができる。しかもこれを、筐体１２を大型化することなく実現することができる。

その際、筐体１２の内部空間Ｃが密閉空間として構成されていることにより、マイクロホンユニット１４のハウジング２４に通気孔２４ｂが形成されているにもかかわらず、生体音を収音する際に風切り音等の外部環境音の影響を受けてしまわないようにすることができる。

本実施形態に係る外耳道装着型イヤホンマイク１０は、筐体１２の内部空間Ｃの前端部にガスケット１８が配置されるとともに、このガスケット１８に、筐体１２の内部空間Ｃを音導孔１２ａに連通させる第１および第２貫通孔１８ａ、１８ｂが形成されており、その上で、筐体１２内に、前後方向に延びる筒状部材２８がその前端部を第１貫通孔１８ａに挿入した状態で配置されており、一方、スピーカユニット２０に、その放音孔５２ａを囲むように形成された放音ノズル５４が取り付けられ、この放音ノズル５４が第２貫通孔１８ｂに挿入されているので、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、ガスケット１８および放音ノズル５４により、スピーカユニット２０の放音孔５２ａを筐体１２の音導孔１２ａに確実に連通させることができる。

また、筒状部材２８の内部空間を、スピーカユニット２０から出力される音響信号をマイクロホンユニット１４の収音孔２４ａに到達させにくくするためのローパスフィルタの構成要素として機能させることができ、これにより生体音に対する収音性能を高めることができる。その際、筒状部材２８の長さおよび内径を適宜調整することによって音圧感度の微調整を行うことが容易に可能となる。しかも、この筒状部材２８と第２貫通孔１８ｂとの間には、筐体１２の音導孔１２ａおよびガスケット１８の内部空間という容量の大きい空間が形成されているので、ローパスフィルタとしての機能を高めることができる。

さらに本実施形態においては、マイクロホンユニット１４のハウジング２４にその収音孔２４ａを囲むように形成された収音ノズル２６が取り付けられるとともに、この収音ノズル２６に筒状部材２８の後端部が連結されているので、マイクロホンユニット１４の収音孔２４ａを筐体１２の音導孔１２ａに確実に連通させることができる。そしてこれにより、第１空間Ｃ１と第２空間Ｃ２との仕切りを比較的簡易な構成により実現することができる。

上記実施形態においては、マイクロホンユニット１４が前後方向と直交する鉛直面に沿って配置されているものとして説明したが、前後方向と直交する鉛直面に対して傾斜した平面に沿って配置された構成とすることも可能である。

上記実施形態においては、マイクロホンユニット１４がエレクトレットコンデンサマイクロホンである場合について説明したが、これ以外のマイクロホン（例えばダイヤフラムの背面空間に通気孔が形成された動電型マイクロホン）を採用することも可能である。

上記実施形態においては、スピーカユニット２０がバランスドアーマチャ型スピーカである場合について説明したが、これ以外のスピーカ（例えば動電型スピーカ）を採用することも可能である。

上記実施形態においては、マイクロホンユニット１４のハウジング２４に通気孔２４ｂが形成されているものとして説明したが、このような通気孔２４ｂが形成されていない構成を採用することも可能である。

上記実施形態においては、筐体１２の内部空間Ｃが密閉空間として構成されているものとして説明したが、この内部空間Ｃが密閉空間として構成されていない構成を採用することも可能である。

次に、上記実施形態の変形例について説明する。

図５は、本変形例に係る外耳道装着型イヤホンマイク１１０を示す、図１と同様の図である。

同図に示すように、この外耳道装着型イヤホンマイク１１０の基本的な構成は上記実施形態の場合と同様であるが、筐体１１２の形状ならびにマイクロホンユニット１４およびスピーカユニット２０の配置が上記実施形態の場合と異なっている。また本変形例においては、上記実施形態のように、マイクロホンユニット１４に収音ノズル２６が取り付けられてはおらず、スピーカユニット２０に放音ノズル５４が取り付けられてはいない。これに伴って、ガスケット１１８および筒状部材１２８の構成が上記実施形態の場合と異なっている。

すなわち、本変形例の筐体１１２は、上記実施形態の筐体１２よりも小さい外径で形成されている。

筐体１１２は、前方部材１１２Ａと後方部材１１２Ｂとが接合された構成となっている。

後方部材１１２Ｂは、上記実施形態の後方部材１２Ｂを縮小させたような形状を有している。すなわち、この後方部材１１２Ｂは、前後方向に延びる有底円筒状の部材として構成されており、その後端部が後端壁１１２Ｂｂとして構成されている。

前方部材１１２Ａは、後方部材１１２Ｂと同一径で円筒状に形成されており、その前端壁１１２Ａａの中央部には、上記実施形態の小径円筒部１２Ａｂと同様の小径円筒部１１２Ａｂが形成されている。

そして、筐体１１２は、前方部材１１２Ａの後端面１１２Ａｃと後方部材１１２Ｂの前端面１１２Ｂａとを当接させた状態で、溶着や接着等によって全周にわたってシールされている。これにより、筐体１１２の内部空間Ｃは、音導孔１１２ａの部分を除いて密閉された空間として構成されている。

前方部材１１２Ａは、その周面壁の後端部がやや厚肉で形成されており、その内径はマイクロホンユニット１４の外径よりも僅かに大きい値に設定されている。マイクロホンユニット１４は、そのハウジング２４の外周面において前方部材１１２Ａの周面壁の後端部にシール材１６０を介して固定されている。そしてこれにより、筐体１１２の内部空間Ｃを、正面空間Ｃｆおよび音導孔１１２ａに連通する第１空間Ｃ１と背面空間Ｃｒに連通する第２空間Ｃ２とに仕切るようになっている。

ガスケット１１８は、その後半部が円筒状に形成されるとともに前半部が円柱状に形成されており、その前半部には前後方向に延びる貫通孔１１８ａが形成されている。この貫通孔１１８ａは、ガスケット１１８の中央部からその下方側に延びるようにして形成されている。そして、この貫通孔１１８ａにより、筐体１１２の内部空間Ｃを音導孔１１２ａに連通させるようになっている。

本変形例のスピーカユニット２０は、その放音孔５２ａをガスケット１１８の貫通孔１１８ａへ向けるようにしてガスケット１１８に当接した状態で配置されている。

また、本変形例の筒状部材１２８は、スピーカユニット２０の下面に密着した状態で前後方向に延びており、その前端開口をガスケット１１８の貫通孔１１８ａへ向けるようにしてガスケット１１８に当接した状態で配置されている。この筒状部材１２８は、上記実施形態の筒状部材２８よりも短尺に形成されている。

これにより本変形例においては、マイクロホンユニット１４の収音孔２４ａと音導孔１１２ａとの連通が、筒状部材１２８の内部空間およびその後端開口側の空間を介して行われるようになっている。

図４において、上記実施形態の音圧感度特性を示すグラフＣと本変形例の音圧感度特性を示すグラフＤとの比較から明らかなように、本変形例の構成を採用した場合には、上記実施形態の構成を採用した場合に比して、高周波帯域での感度がさらに低下している。これは、本変形例においては、第１空間Ｃ１におけるマイクロホンユニット１４と筒状部材２８との間に容量の大きい空間が形成されているので、放音孔５２ａから収音孔２４ａまでの空間が、筒状部材２８の内部空間とその前後両側の２つの大きい空間とで構成されることとなり、これによりローパスフィルタとしての機能がより高められていることによるものと考えられる。

本変形例の構成を採用した場合においても、ガスケット１１８により、スピーカユニット２０の放音孔５２ａを筐体１１２の音導孔１１２ａに確実に連通させることができる。そしてこれにより、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

また本変形例においても、スピーカユニット２０の放音孔５２ａとマイクロホンユニット１４の収音孔２４ａとの間に筒状部材１２８が介在しているので、この筒状部材１２８の内部空間を、スピーカユニット２０から出力される音響信号をマイクロホンユニット１４の収音孔２４ａに到達させにくくするためのローパスフィルタの構成要素として機能させることができる。しかも、この筒状部材１２８の後端開口は開放されているので、第１空間Ｃ１におけるマイクロホンユニット１４と筒状部材１２８との間に容量の大きい空間が形成されることとなる。したがって、放音孔５２ａから収音孔２４ａまでの空間は、筒状部材１２８の内部空間とその前後両側の２つの容量の大きい空間とで構成されることとなり、これによりローパスフィルタとしての機能を高めることができる。その際、本変形例においても、筒状部材１２８の長さおよび内径とその後端開口側の空間の大きさとを適宜調整することによって音圧感度の微調整を行うことが容易に可能となる。

さらに本変形例においては、マイクロホンユニット１４と筒状部材１２８とが分離して配置されており、かつ、スピーカユニット２０と筒状部材１２８とが密着した状態で配置されているので、筐体１２の外径をより小さくすることができ、かつ、外耳道装着型イヤホンマイク１１０の組立性を向上させることができる。

なお、上記実施形態およびその変形例において諸元として示した数値は一例にすぎず、これらを適宜異なる値に設定してもよいことはもちろんである。

また、本願発明は、上記実施形態およびその変形例に記載された構成に限定されるものではなく、これ以外の種々の変更を加えた構成が採用可能である。

１０、１１０ 外耳道装着型イヤホンマイク
１２、１１２ 筐体
１２ａ、１１２ａ 音導孔
１２Ａ、１１２Ａ 前方部材
１２Ａａ、１１２Ａａ 前端壁
１２Ａｂ、１１２Ａｂ 小径円筒部
１２Ａｃ、１１２Ａｃ 後端面
１２Ａｄ 内周面
１２Ｂ、１１２Ｂ 後方部材
１２Ｂａ、１１２Ｂａ 前端面
１２Ｂｂ、１１２Ｂｂ 後端壁
１４ マイクロホンユニット
１４ａ、２０ａ 端子部
１６ イヤーチップ
１６ａ、３４ｂ、１１８ａ 貫通孔
１６Ａ、１６Ｂ フランジ部
１８、１１８ ガスケット
１８ａ 第１貫通孔
１８ｂ 第２貫通孔
２０ スピーカユニット
２２ ダイヤフラム
２２ａ 微小孔
２４、５２ ハウジング
２４ａ 収音孔
２４ｂ 通気孔
２６ 収音ノズル
２６ａ 開口部
２８、１２８ 筒状部材
３２ 支持リング
３４ 背面電極板
３４ａ エレクトレット層
３６ スペーサ
３８ 導通部材
４０ 絶縁部材
４２ インピーダンス変換素子
４４ 導電性カバー
４４ａ 環状折曲部
４６ 回路基板
５２ａ 放音孔
５４ 放音ノズル
１６０ シール材
Ｃ 内部空間
Ｃｆ 正面空間
Ｃｒ 背面空間
Ｃ１ 第１空間
Ｃ２ 第２空間

Claims (5)

1. 前端部に音導孔が形成された筐体と、この筐体に収容されたマイクロホンユニットおよびスピーカユニットと、を備えてなる外耳道装着型イヤホンマイクにおいて、
   上記マイクロホンユニットが、ダイヤフラムと、このダイヤフラムの両側に正面空間および背面空間を形成するように構成されたハウジングとを備えており、
   上記ハウジングに、上記正面空間を該ハウジングの外部空間に連通させる収音孔が形成されており、
   上記マイクロホンユニットが、上記スピーカユニットよりも後方側において、上記収音孔を上記音導孔に連通させた状態で配置されており、
   上記スピーカユニットが、該スピーカユニットの放音孔を上記音導孔に連通させた状態で配置されている、ことを特徴とする外耳道装着型イヤホンマイク。
2. 上記筐体の内部空間が密閉空間として構成されており、
   上記ハウジングに、上記背面空間を該ハウジングの外部空間に連通させる通気孔が形成されており、
   上記筐体の内部空間が、上記正面空間および上記音導孔に連通する第１空間と上記背面空間に連通する第２空間とに仕切られている、ことを特徴とする請求項１記載の外耳道装着型イヤホンマイク。
3. 上記筐体内の前端部にガスケットが配置されており、
   このガスケットに、上記筐体の内部空間を上記音導孔に連通させる第１および第２貫通孔が形成されており、
   上記筐体内に、前後方向に延びる筒状部材が配置されており、
   この筒状部材の前端部が上記第１貫通孔に挿入されており、
   上記スピーカユニットに、該スピーカユニットの放音孔を囲むように形成された放音ノズルが取り付けられており、
   この放音ノズルが上記第２貫通孔に挿入されている、ことを特徴とする請求項１または２記載の外耳道装着型イヤホンマイク。
4. 上記ハウジングに、上記収音孔を囲むように形成された収音ノズルが取り付けられており、
   この収音ノズルに、上記筒状部材の後端部が連結されている、ことを特徴とする請求項３記載の外耳道装着型イヤホンマイク。
5. 上記筐体内の前端部にガスケットが配置されており、
   このガスケットに、上記筐体の内部空間を上記音導孔に連通させる貫通孔が形成されており、
   上記筐体内に、上記スピーカユニットと密着した状態で前後方向に延びる筒状部材が配置されており、
   上記スピーカユニットが、該スピーカユニットの放音孔を上記貫通孔へ向けるようにして上記ガスケットに当接した状態で配置されており、
   上記筒状部材が、該筒状部材の前端開口を上記貫通孔へ向けるようにして上記ガスケットに当接した状態で配置されている、ことを特徴とする請求項１または２記載の外耳道装着型イヤホンマイク。

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