JP2016122915A - 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、筐体を大型化することなく生体音と外部環境音とを収音可能とする。
【解決手段】筐体１２内に、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、筐体１２の後端部に、筐体１２の内部空間Ｃをその外部空間に連通させる開口部１２Ｂｃが形成された構成とする。また、マイクロホンユニット１４の構成として、第１および第２収音孔２４ａ、２４ｂが形成された構成とした上で、その第１収音孔２４ａを筐体１２の音導孔１２ａに連通させるとともに、その第２収音孔２４ｂを筐体１２の開口部１２Ｂｃに連通させた構成とする。これにより、単一のマイクロホンユニット１４において第１収音孔２４ａから生体音を収音するとともに第２収音孔２４ｂから外部環境音を収音することを可能し、従来のように２つのマイクロホンユニットを用いる必要性をなくす。
【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ように構成された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。

「特許文献２」には、このような外耳道装着型イヤホンマイクにおいて、その筐体内に、上記マイクロホンユニットに相当する内部マイクロホンの他に、外部環境音を収音するための外部マイクロホンが収容された構成が記載されている。その際、内部マイクロホンは外耳道の奥側へ向けて配置されており、外部マイクロホンは外耳道の出口側へ向けて配置されている。

特表２０１２−５０８６０５号公報 特許第３９５７６３６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。

このような外耳道装着型イヤホンマイクに対して、上記「特許文献２」に記載されているような構成を付加すれば、生体音と共に外部環境音を収音することが可能となる。

しかしながら、これを実現するためには２つのマイクロホンユニット（すなわち内部マイクロホンおよび外部マイクロホン）が必要となるので、これらを収容する筐体が大型化してしまうこととなる。したがって、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。

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、筐体を大型化することなく生体音と外部環境音とを収音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、筐体の後端部に開口部を形成した上で、マイクロホンユニットのハウジングに２つの収音孔を形成し、その一方を開口部に連通させることにより、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、上記正面空間および上記背面空間の各々を該ハウジングの外部空間に連通させる第１および第２収音孔が形成されており、
上記筐体の後端部に、該筐体の内部空間を該筐体の外部空間に連通させる開口部が形成されており、
上記マイクロホンユニットが、上記第１収音孔を上記音導孔に連通させるとともに上記第２収音孔を上記開口部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構成となっていてもよいし、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構成となっていてもよい。

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「開口部」の具体的な形状や筐体の後端部における具体的な形成位置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「第１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「第２収音孔」を「開口部」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が、この筐体の後端部にはその内部空間をその外部空間に連通させる開口部が形成されており、また、マイクロホンユニットはその第１収音孔を筐体の音導孔に連通させるとともにその第２収音孔を筐体の開口部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、単一のマイクロホンユニットにおいて第１収音孔から生体音を収音するとともに第２収音孔から外部環境音を収音することが可能となる。したがって、従来のように２つのマイクロホンユニットを用いる必要性がなくなり、これにより筐体が大型化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、筐体を大型化することなく生体音と外部環境音とを収音することができる。

そして、このように生体音と共に外部環境音を収音可能とすることにより、外耳道装着型イヤホンマイクに補聴器や外部環境音モニタとしての機能を持たせることが可能となる。また、筐体を小型に維持することができるので、外耳道への装着性を確保することができ、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。

その際、生体音は低周波帯域の音響信号として検出されるので、マイクロホンユニットによって収音された音響信号をローパスフィルタを通すことによってこれを検出することができる。一方、外部環境音は高周波帯域の音響信号として検出されるので、マイクロホンユニットによって収音された音響信号をハイパスフィルタを通すことによってこれを検出することができる。

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も可能である。

上記構成において、筐体内に、第２収音孔からマイクロホンユニットに収音された音響信号を増幅してスピーカユニットへ出力する増幅器が配置された構成とすれば、外耳道装着型イヤホンマイクを補聴器や外部環境音モニタにより適したものとすることができる。

上記構成において、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た構成とすれば、マイクロホンユニットとスピーカユニットとが従来のように並列に配置されているとした場合に比して、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低下を未然に防止して、生体音および外部環境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より高めることができる。

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第１および第２貫通孔が形成された構成とした上で、マイクロホンユニットのハウジングにその第１収音孔を囲むように形成された第１収音ノズルが取り付けられ、この第１収音ノズルに前後方向に延びる第１筒状部材の後端部が連結され、この第１筒状部材の前端部が第１貫通孔に挿入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、第１収音ノズルおよび第１筒状部材により、マイクロホンユニットの第１収音孔を筐体の音導孔に確実に連通させることができ、また、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。

その上で、第１筒状部材の前端部が第１貫通孔に挿入されるとともにその後端部が第１収音ノズルに連結されていることにより、第１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、第１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も容易に可能となる。

上記構成において、マイクロホンユニットのハウジングに、第２収音孔を囲むように形成された第２収音ノズルが取り付けられるとともに、この第２収音ノズルに前後方向に延びる第２筒状部材の前端部が連結された構成とした上で、この第２筒状部材の後端部が筐体の開口部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、第２収音ノズルおよび第２筒状部材により、マイクロホンユニットの第２収音孔と筐体の開口部とを確実に連通させることができる。そしてこれにより、マイクロホンユニットの第１収音孔からの生体音の収音機能に影響を及ぼすことなく、外部環境音の収音を行うことが容易に可能となる。

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構成を示すブロック図 上記マイクロホンユニットによって収音された音響信号の波形の具体例を示す図 上記実施形態の第１変形例を示す、図１と同様の図 上記実施形態の第２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。

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。また、この内部空間Ｃにおけるスピーカユニット２０よりも後方側には、信号処理回路ユニット６０がマイクロホンユニット１４と並んで配置されており、さらにその後方側にはバッテリ７０が配置されている。

信号処理回路ユニット６０は、アンテナ機能を備えており、スマートフォン等の外部機器（図示せず）と送受信を行い得るように構成されている。この信号処理回路ユニット６０は後方部材１２Ｂに支持されている。

バッテリ７０は、マイクロホンユニット１４、スピーカユニット２０および信号処理回路ユニット６０に給電するように構成されている。このバッテリ７０は後方部材１２Ｂに支持されている。

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を信号処理回路ユニット６０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、信号処理回路ユニット６０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。

このスピーカユニット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５２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。

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、前後方向に延びる第１筒状部材２８Ａが配置されている。この第１筒状部材２８Ａ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。この第１筒状部材２８Ａ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。この第１筒状部材２８Ａ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第１収音孔２４ａおよび第２収音孔２４ｂが形成されている。このハウジング２４の前面には、第１収音孔２４ａを囲むように形成された第１収音ノズル２６Ａ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２４の後面には、第２収音孔２４ｂを囲むように形成された第２収音ノズル２６Ｂ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、その第１収音ノズル２６Ａにおいて第１筒状部材２８Ａの後端部に連結されている。この連結は、第１収音ノズル２６Ａの先端部を第１筒状部材２８Ａの後端部に挿入することによって行われている。

筐体１２の後方部材１２Ｂには、その後端壁１２Ｂｂに円形の開口部１２Ｂｃが形成されている。この開口部１２Ｂｃは、ガスケット１８に形成された第１貫通孔１８ａと同心となる位置関係で形成されており、かつ第１貫通孔１８ａと同一の断面形状を有している。

筐体１２の内部空間Ｃにおけるマイクロホンユニット１４の後方には、前後方向に延びる第２筒状部材２８Ｂが配置されている。この第２筒状部材２８Ｂは、第１筒状部材２８Ａと同一材料で構成されており、かつ第１筒状部材２８Ａと同一の断面形状を有している。この第２筒状部材２８Ｂは、その前端部においてマイクロホンユニット１４の第２収音ノズル２６Ｂに連結されている。この連結は、第２収音ノズル２６Ｂの先端部を第２筒状部材２８Ｂの前端部に挿入することによって行われている。この第２筒状部材２８Ｂの後端部は、後端壁１２Ｂｂの開口部１２Ｂｃに挿入されている。

なお、マイクロホンユニット１４ならびに第１および第２筒状部材２８Ａ、２８Ｂの位置決めに関しては、第１収音ノズル２６Ａの先端部を第１筒状部材２８Ａの後端部に挿入するとともに第１筒状部材２８Ａの前端部をガスケット１８の第１貫通孔１８ａに挿入し、かつ、第２収音ノズル２６Ｂの先端部を第２筒状部材２８Ｂの前端部に挿入するとともに第２筒状部材２８Ｂの後端部を後端壁１２Ｂｂの開口部１２Ｂｃ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の第１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の第２収音孔２４ｂは、回路基板４６に形成されている。これら第１収音孔２４ａおよび第２収音孔２４ｂは、いずれも円形形状を有しており、第２収音孔２４ｂの方が第１収音孔２４ａよりも小さい径で形成されている。なお、これら第１収音孔２４ａおよび第２収音孔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。

第１収音ノズル２６Ａの先端部には、円形の開口部２６Ａａが形成されている。第２収音ノズル２６Ｂは第１収音ノズル２６Ａと同様の構成を有している。

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を信号処理回路ユニット６０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。

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、第２収音孔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の構成を示すブロック図である。

同図に示すように、この外耳道装着型イヤホンマイク１０においては、マイクロホンユニット１４で収音された音響信号（すなわち第１収音孔２４ａから収音された生体音の音響信号および第２収音孔２４ｂから収音された外部環境音の音響信号）が信号処理回路ユニット６０に入力されるようになっている。

この信号処理回路ユニット６０は、並列に配置されたローパスフィルタ６２およびハイパスフィルタ６４と、ハイパスフィルタ６４に接続された増幅器６６とを備えた構成となっている。

この信号処理回路ユニット６０においては、マイクロホンユニット１４から入力された音響信号を、ローパスフィルタ６２に通すことにより低周波帯域の音響信号である生体音を検出するとともに、ハイパスフィルタ６４に通すことにより高周波帯域の音響信号である外部環境音を検出するようになっている。

ローパスフィルタ６２で検出された生体音の音響信号は、外部機器に送信され、この外部機器において波形分析が行われることにより、その分析結果が健康状態の管理に活用されるようになっている。

一方、ハイパスフィルタ６４で検出された外部環境音の音響信号は、増幅器６６で増幅された後、スピーカユニット２０へ出力され、このスピーカユニット２０から音波として外耳道内へ放射されることにより、周囲状況の把握に活用されるようになっている。

図４は、マイクロホンユニット１４によって収音された音響信号の波形の具体例を示す図である。

図４（ａ）に示す波形は、ローパスフィルタ６２において検出された低周波帯域の音響信号の波形である。この波形は、第１収音孔２４ａから収音された生体音（具体的には心拍音）の波形であって、１〜３Ｈｚ程度の周期的な波形となっている。

図４（ｂ）に示す波形は、ハイパスフィルタ６４において検出された高周波帯域の音響信号の波形である。この波形は、第２収音孔２４ｂから収音された外部環境音（具体的には話し声）の波形であって、不規則的な波形となっている。

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内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が、この筐体１２の後端部にはその内部空間Ｃをその外部空間に連通させる開口部１２Ｂｃが形成されており、また、マイクロホンユニット１４はその第１収音孔２４ａを筐体１２の音導孔１２ａに連通させるとともにその第２収音孔２４ｂを筐体１２の開口部１２Ｂｃ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、単一のマイクロホンユニット１４において第１収音孔２４ａから生体音を収音するとともに第２収音孔２４ｂから外部環境音を収音することが可能となる。したがって、従来のように２つのマイクロホンユニットを用いる必要性がなくなり、これにより筐体１２が大型化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、筐体１２を大型化することなく生体音と外部環境音とを収音することができる。

そして、このように生体音と共に外部環境音を収音可能とすることにより、外耳道装着型イヤホンマイク１０に補聴器や外部環境音モニタとしての機能を持たせることが可能となる。また、筐体１２を小型に維持することができるので、外耳道への装着性を確保することができ、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。

その際、生体音は低周波帯域の音響信号として検出されるので、マイクロホンユニット１４によって収音された音響信号をローパスフィルタ６２を通すことによってこれを検出することができ、一方、外部環境音は高周波帯域の音響信号として検出されるので、マイクロホンユニット１４によって収音された音響信号をハイパスフィルタ６４を通すことによってこれを検出することができる。なお、ローパスフィルタ６２およびハイパスフィルタ６４の各々のカットオフ周波数は、外耳道装着型イヤホンマイク１０の使用環境に応じて適宜設定することが可能である。

また、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内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も可能である。その際、例えば工場や工事現場等においては、離れた位置からの作業指示等を、信号処理回路ユニット６０の通信機能を利用してスピーカユニット２０から出力させるようにすることも可能である。

本実施形態においては、筐体１２内に、第２収音孔２４ｂからマイクロホンユニット１４に収音された音響信号を増幅してスピーカユニット２０へ出力する増幅器６６が配置されているので、外耳道装着型イヤホンマイク１０を補聴器や外部環境音モニタにより適したものとすることができる。

また本実施形態においては、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ので、マイクロホンユニット１４とスピーカユニット２０とが従来のように並列に配置されているとした場合に比して、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の感度低下を未然に防止して、生体音および外部環境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より高めることができる。

さらに本実施形態においては、筐体１２内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、マイクロホンユニット１４のハウジング２４にその第１収音孔２４ａを囲むように形成された第１収音ノズル２６Ａが取り付けられており、この第１収音ノズル２６Ａに前後方向に延びる第１筒状部材２８Ａの後端部が連結されており、この第１筒状部材２８Ａの前端部が第１貫通孔１８ａに挿入されており、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が取り付けられており、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、第１収音ノズル２６Ａおよび第１筒状部材２８Ａにより、マイクロホンユニット１４の第１収音孔２４ａを音導孔１２ａに確実に連通させることができ、また、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を音導孔１２ａに確実に連通させることができる。

その上で、第１筒状部材２８Ａの前端部が第１貫通孔１８ａに挿入されるとともにその後端部が第１収音ノズル２６Ａに連結されていることにより、第１筒状部材２８Ａ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の第１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、第１筒状部材２８Ａ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、この第１筒状部材２８Ａ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。

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、第２収音孔２４ｂを囲むように形成された第２収音ノズル２６Ｂが取り付けられるとともに、この第２収音ノズル２６Ｂに前後方向に延びる第２筒状部材２８Ｂの前端部が連結されており、この第２筒状部材２８Ｂの後端部が筐体１２の開口部１２Ｂｃ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、第２収音ノズル２６Ｂおよび第２筒状部材２８Ｂにより、マイクロホンユニット１４の第２収音孔２４ｂと筐体１２の開口部１２Ｂｃとを確実に連通させることができる。そしてこれにより、マイクロホンユニット１４の第１収音孔２４ａからの生体音の収音機能に影響を及ぼすことなく、外部環境音の収音を行うことが容易に可能となる。

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収音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、第２筒状部材２８Ｂの前端部がマイクロホンユニット１４の第２収音ノズル２６Ｂに連結されるとともにその後端部が筐体１２の開口部１２Ｂｃに挿入されているものとして説明したが、これら第２筒状部材２８Ｂおよび第２収音ノズル２６Ｂの一方または双方が存在しない構成とすることも可能である。

上記実施形態においては、筐体１２内にアンテナ機能を備えた信号処理回路ユニット６０とバッテリ７０とが収容されているものとして説明したが、筐体１２から外部に引き出されたケーブルを介して信号処理回路ユニット６０が外部機器や電源と接続された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。

まず、上記実施形態の第１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、上記実施形態のような第２筒状部材２８Ｂを備えておらず、また、筐体１１２の後方部材１１２Ｂ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も、上記実施形態の筐体１２の音導孔１２ａと同様の音導孔１１２ａが形成されており、その後方部材１１２Ｂの後端壁１１２Ｂｂに円形の開口部１１２Ｂｃが形成されている。この開口部１１２Ｂｃは、ガスケット１８に形成された第１貫通孔１８ａと同心となる位置関係で形成されている。

そして、この後方部材１１２Ｂには、開口部１１２Ｂｃから前方へ向けて延びる筒状部１１２Ｂｄが形成されている。この筒状部１１２Ｂｄの内径は、第１筒状部材２８Ａの内径と同一の値に設定されている。そして、この筒状部１１２Ｂｄの前端部にマイクロホンユニット１４の第２収音ノズル２６Ｂが連結されている。この連結は、第２収音ノズル２６Ｂの先端部を筒状部１１２Ｂｄの前端部に挿入することによって行われている。

本変形例の構成を採用した場合においても、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、本変形例の構成を採用することにより、外耳道装着型イヤホンマイク１１０の部品点数を削減することができるとともに、マイクロホンユニット１４の支持をより確実に行うことができる。

次に、上記実施形態の第２変形例について説明する。

図６は、本変形例に係る外耳道装着型イヤホンマイク２１０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２１０の基本的な構成は上記第１変形例の場合と同様であるが、上記第１変形例のような第１筒状部材２８Ａを備えておらず、また、第１収音ノズル２２６Ａおよびガスケット２１８の構成が上記第１変形例の場合と異なっている。

すなわち、本変形例のガスケット２１８は、その第１貫通孔２１８ａの径が、上記第１変形例のガスケット１８の第１貫通孔１８ａの径に比して小さい値に設定されている。

また、本変形例の第１収音ノズル２２６Ａは、上記第１変形例の第１収音ノズル２６Ａに比して前方へ向けて筒状に長く延びており、その先端部がガスケット２１８の第１貫通孔２１８ａに後方側から挿入されている。

なお、ガスケット２１８の構成は、その第１貫通孔２１８ａ以外の部分に関しては上記第１変形例のガスケット１８と同様であって、上記第１変形例の第２貫通孔１８ｂと同様の第２貫通孔２１８ｂを有している。

本変形例の構成を採用した場合においても、上記第１変形例と同様の作用効果を得ることができる。

また、本変形例の構成を採用することにより、外耳道装着型イヤホンマイク２１０の部品点数をさらに削減することができるとともに、マイクロホンユニット１４の支持をより一層確実に行うことができる。

本変形例の構成に対して、その第２収音ノズル２６Ｂについても、上記第１変形例の第２収音ノズル２６Ｂに比して後方へ向けて筒状に長く延びる構成とするとともに、後方部材１１２Ｂの筒状部１１２Ｂｄが短尺に形成された構成とした上で、この筒状部１１２Ｂｄの前端部に第２収音ノズル２６Ｂの先端部が挿入された構成、あるいは、筒状部１１２Ｂｄを廃止し、開口部１１２Ｂｃに第２収音ノズル２６Ｂの先端部が直接挿入された構成とすることも可能である。

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、２１０ 外耳道装着型イヤホンマイク
１２、１１２ 筐体
１２ａ、１１２ａ 音導孔
１２Ａ 前方部材
１２Ａａ 前端壁
１２Ａｂ 小径円筒部
１２Ａｃ 後端面
１２Ａｄ 内周面
１２Ｂ、１１２Ｂ 後方部材
１２Ｂａ 前端面
１２Ｂｂ、１１２Ｂｂ 後端壁
１２Ｂｃ、２６Ａａ、１１２Ｂｃ 開口部
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 貫通孔
１６Ａ、１６Ｂ フランジ部
１８、２１８ ガスケット
１８ａ、２１８ａ 第１貫通孔
１８ｂ、２１８ｂ 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 第１収音孔
２４ｂ 第２収音孔
２６Ａ、２２６Ａ 第１収音ノズル
２６Ｂ 第２収音ノズル
２８Ａ 第１筒状部材
２８Ｂ 第２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
６０ 信号処理回路ユニット
６２ ローパスフィルタ
６４ ハイパスフィルタ
６６ 増幅器
７０ バッテリ
１１２Ｂｄ 筒状部
Ｃ 内部空間
Ｃｆ 正面空間
Ｃｒ 背面空間

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、上記正面空間および上記背面空間の各々を該ハウジングの外部空間に連通させる第１および第２収音孔が形成されており、
   上記筐体の後端部に、該筐体の内部空間を該筐体の外部空間に連通させる開口部が形成されており、
   上記マイクロホンユニットが、上記第１収音孔を上記音導孔に連通させるとともに上記第２収音孔を上記開口部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. 上記筐体内に、上記第２収音孔から上記マイクロホンユニットに収音された音響信号を増幅して上記スピーカユニットへ出力する増幅器が配置されている、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。
4. 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、
   上記ハウジングに、上記第１収音孔を囲むように形成された第１収音ノズルが取り付けられており、
   この第１収音ノズルに、前後方向に延びる第１筒状部材の後端部が連結されており、
   この第１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１〜３いずれか記載の外耳道装着型イヤホンマイク。
5. 上記ハウジングに、上記第２収音孔を囲むように形成された第２収音ノズルが取り付けられており、
   この第２収音ノズルに、前後方向に延びる第２筒状部材の前端部が連結されており、
   この第２筒状部材の後端部が上記開口部に挿入されている、ことを特徴とする請求項１〜４いずれか記載の外耳道装着型イヤホンマイク。

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