JP2022146278A - ヘッドホン - Google Patents

Abstract

【課題】ハウジングの外面に開口するマイク孔を有してもタッチノイズが小さいヘッドホンを提供する。【解決手段】ヘッドホンは、スピーカユニットＳＰと、マイクユニットと、スピーカユニットＳＰ及びマイクユニットを収容するハウジング１１と、外音をマイクユニットで集音するためにハウジング１１の外面１１ａに開口したマイク孔２１とを有する本体部１と、端部に本体部１が連結されたヘッドバンド１４と、を備える。本体部１は、外面１１ａにおいてマイク孔２１を挟み外面１１ａから突出して形成された一対の突出部２Ｔ２、２Ｔ３とを有する。【選択図】図２

Description

本発明は、ヘッドホンに関する。

ヘッドホンとして、ヒアスルー機能又はノイズキャンセル機能を有するものがある。ヒアスルー機能は、聴取目的の音声と外音とを混合して聴取できる、或いは聴取目的の音声を一時的にミュートして外音のみを聴取できる機能である。また、ノイズキャンセル機能は、漏入する外音を打ち消して、実質的に聴取目的の音声のみを聴取できる機能である。
ヒアスルー機能又はノイズキャンセル機能を有するヘッドホンは、外音を集音するマイクを備えている。

特許文献１には、第２実施形態として、外音である周辺音を集音するマイクをハウジングに備えたヘッドホンが記載されている。マイクは、特許文献１の図５に示されるように、ハウジングの外周部に備えられている。

特開２０１９－０８７８６９号公報

特許文献１の第２実施形態のようなハウジングにマイクを有する構造は、通常、マイクはハウジングの内側に配置され、ハウジングにはマイクと外部空間とを連通する貫通孔であるマイク孔を設けるのが一般的である。すなわち、ハウジングの外面にはマイク孔が開口している。
一方、ハウジングにおける外音を集音する位置は、ヘッドホンの装着者の呼気音及び装着者の動作に伴って生じる音の影響をできるだけ受けにくい位置とすることが望まれる。そのため、一般的に、マイクはハウジングの上部に配置される。例えば、ヘッドホンが頭頂部に掛けるヘッドバンドを有するいわゆるオーバーヘッド型の場合、ハウジングにおけるマイクの配置位置はヘッドバンドの連結部の近傍とされる。

また、ハウジングの外面は、頭部に装着したヘッドホンの装着位置を調整する場合などにおいて、ハウジングを掴む装着者の手の指が特に掛かりやすい場所である。
一般に、マイク孔に指が接触すると、耳障りな大きいタッチノイズが発生することが知られており、このタッチノイズを小さくすることが望まれている。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、ハウジングの外面に開口するマイク孔を有してもタッチノイズが小さいヘッドホンを提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明は次の１）の構成を有する。
１） スピーカユニットと、マイクユニットと、前記スピーカユニット及び前記マイクユニットを収容するハウジングと、外音を前記マイクユニットで集音するために前記ハウジングの外面に開口したマイク孔とを有する本体部と、
端部に前記本体部が連結されたヘッドバンドと、
を備え、
前記本体部は、前記外面において前記マイク孔を挟み第１の方向に沿って前記外面から突出して形成された一対の突出部を有しているヘッドホンである。

本発明の一態様によれば、ハウジングの外面に開口するマイク孔を有してもタッチノイズが小さい、という効果が得られる。

図１は、本発明の実施の形態に係るヘッドホンであるヘッドホン９１を、使用者が頭部Ｈ１に装着した後、装着位置を手で微調整している状態を示す斜視図である。 図２は、ヘッドホン９１の左側の本体部１Ｌを後方左斜め下方から見た斜視図である。 図２の矢視Ｙａ図であって、本体部１Ｌのハウジング１１に備えられた集音部２を法線方向の外方から見た図である。 図３におけるＳ４－Ｓ４位置での断面図である。 図３におけるＳ５－Ｓ５位置での断面図である。 集音部２に指Ｈ２が接触した状態を示す断面図である。 ヘッドホン９１と比較例とにおける指接触ノイズの周波数と音圧ｄＢとの関係を示すグラフである。 集音部２の変形例１である集音部２Ａを示す斜視図である。 集音部２の変形例２である集音部２Ｂを示す斜視図である。

本発明の実施の形態に係るヘッドホンを、実施例のヘッドホン９１により説明する。ヘッドホン９１は、ヘッドバンド１４を有するオーバーヘッド型であり、ヒアスルー機能及びノイズキャンセル機能を備えている。ヘッドホン９１は、無線で音声信号を受信しハウジング１１の内部に収容したスピーカユニットＳＰ（図２参照）から音声を出力する。

図１は、使用者がヘッドホン９１を頭部Ｈ１に装着した後、装着位置を手で微調整している状態を示す斜視図である。以下の説明における前後左右上下の各方向を、図１に矢印で示された方向に規定する。

ヘッドホン９１は、左右一対の本体部１，ヘッドバンド１４，及び本体部１とヘッドバンド１４とを連結するピボットシャフト１３を備えている。
一対の本体部１は、右耳に宛がう本体部１Ｒと左耳に宛がう本体部１Ｌとの組である。ヘッドバンド１４は、使用者の頭頂部Ｈ１ａに載せられる。ピボットシャフト１３は、ヘッドバンド１４の端部に対し所定の角度範囲で揺動可能なように本体部１を連結している。図１では、本体部１Ｌに連結するピボットシャフト１３のみ示されている。

本体部１Ｌ及び本体部１Ｒは、左右対称構造なので、構成及び形状は、代表として本体部１Ｌによって説明する。

図２は、本体部１Ｌを後方斜め左下方から見た斜視図である。
図１及び図２に示されるように、本体部１Ｌは、扁平の略円錐台状のハウジング１１と、ハウジング１１における頭部側となる端部に着脱自在に装着されたイヤパッド１２とを有する。

図２において、ハウジング１１は、樹脂によって平面視で概ね円形又は楕円形となる扁平の略錐台状に形成されている。樹脂例はＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）である。
ハウジング１１の右面はバッフルボード(不図示)で塞がれている。バッフルボードにはスピーカユニットＳＰが取り付けられており、スピーカユニットＳＰから右方に向け音声が出力される。ハウジング１１の内部には、基板部１１３が収容されている。

基板部１１３は、通信部，音声処理部，及び駆動部（いずれも不図示）を有する。通信部は、外部機器と無線通信を行い、音声信号を受信する。音声処理部は、受信した音声信号と、マイクユニット３１（図４参照）で集音された外音の信号とを適宜処理してＳＰ出力信号を生成し、駆動部に向け出力する。駆動部は、音声処理部から入来したＳＰ出力信号を増幅し、スピーカユニットＳＰから音声として外部に出力させる。

図２に示されるように、ハウジング１１の外面に含まれる側周面１１ａには、使用者が電源入切、機能切替、などを指操作するための複数の操作ノブ１１１が、露出して配置されている。
ハウジング１１には、ピボットシャフト１３が、側周面１１ａの連結部Ｐ１で連結されている。
側周面１１ａにおける連結部Ｐ１に近接する後方側の部位には、集音部２が設けられている。集音部２はマイク孔２１を有する。

集音部２について、図３～図５を参照して説明する。
図３は、図２の矢視Ｙａ図であって、集音部２を法線方向の外方から見た図である。図４は、図３におけるＳ４－Ｓ４位置での断面図であり、図５は、図３におけるＳ５－Ｓ５位置での断面図である。

集音部２は、外観上、マイク孔２１，一対の土手部２２，２３，及び底部２４，を含んで構成されている。また、図４に示されるように、集音部２は、ハウジング１１の内部構造として、マイクボックス１１ｂ，マイクユニット３１，マイクケース３２，キャップ１１２を含んで構成されている。

ハウジング１１の側周面１１ａには、マイク孔２１が内径約１.５ｍｍの円形の貫通孔として開口している。
以下の説明の便宜のため、図３におけるマイク孔２１の中心を中心Ｃ２１としたときに、中心Ｃ２１を通るハウジング１１の厚さ方向の直線を厚さ方向線ＣＬ２Ｈとし、中心Ｃ２１を通り厚さ方向線ＣＬ２Ｈに直交する直線を厚さ直交線ＣＬ２Ｙとし、中心Ｃ２１を通り紙面に直交する側周面１１ａの法線を法線ＣＬ２Ｖとする。
厚さ直交線ＣＬ２Ｙの延びる方向を第１の方向と称し、厚さ方向線ＣＬ２Ｈを第２の方向と称する。

マイク孔２１を挟んでその左側と右側とには、それぞれ側周面１１ａから径方向の外方に突出する突出部２Ｔ２と突出部２Ｔ３とが形成されている。この例において突出部２Ｔ２は土手状に隆起形成された土手部２２であり、突出部２Ｔ３は土手状に隆起形成された土手部２３である。
土手部２２及び土手部２３は、厚さ方向線ＣＬ２Ｈと厚さ直交線ＣＬ２Ｙとが交わる位置であるマイク孔２１の中心Ｃ２１に対応した位置で、側周面１１ａからの突出量が最も大きい最大高さとなる。最大高さは、土手部２２と土手部２３とで同じであり、例えば約１．２ｍｍである。
土手部２２と土手部２３とは、図３において厚さ直交線ＣＬ２Ｙに対し概ね左右対称形状に形成されている。

土手部２２，２３の高さＨｔ（図４参照）は、厚さ直交線ＣＬ２Ｙに沿ってマイク孔２１から離れるに従って徐々に低くなっている。
図３において、土手部２２及び土手部２３は、最大高さ位置の幅である幅Ｗ２及び幅Ｗ３がそれぞれ約０．５ｍｍである。また、土手部２２と土手部２３との厚さ直交線ＣＬ２Ｙ方向における先端位置での間隔（Ｗ－〔Ｗ２＋Ｗ３〕）は、概ね２．５ｍｍである。

図３の厚さ直交線ＣＬ２Ｙ方向において、土手部２２と土手部２３とは平行に形成され、土手部２２及び土手部２３の高さＨｔが０（ゼロ）になる位置の、図３における長さＬは、約８．５ｍｍである。
図２の厚さ方向線ＣＬ２Ｈ方向において、土手部２２及び土手部２３の高さＨｔが０（ゼロ）になる位置の幅は、約６．５ｍｍである。
土手部２２と土手部２３との間のマイク孔２１の開口部分を含む領域である底部２４は、図４に示されるように、ハウジング１１の側周面１１ａを、平面状となるようにわずかにカットして形成された部位である。底部２４は、カットされずに集音部２以外の周面と連続する曲面状の周面であってもよい。
底部２４と、土手部２２及び土手部２３とで囲まれた空間を空間Ｖとする（図３～５参照）。

図３及び図５に示されるように、土手部２２,２３は、左右外側の側周面１１ａに接続する外側面２２ａ，２３ａよりも、底部２４に接続する内側面２２ｂ，２３ｂの方が急峻な斜面（垂直に近い斜面）となっている。

マイク孔２１の開口縁部２１ａには、Ｒ部２１ｂによるＲ付けが施されて、エッジではなく滑らかに広がるように開口している

図４に示されるように、集音部２は、ハウジング１１の内面に、マイクボックス１１ｂ，マイクユニット３１，マイクケース３２，及びキャップ１１２を有する。
マイクボックス１１ｂは、ハウジング１１と一体的に、図４の下方に向け円環状に突出形成した周壁である。
マイクユニット３１は、扁平の円筒状を呈し、一方の面が、音を取り込む集音面３１ａとなっている。他方の面である背面３１ｂには端子３１ｃを有し、端子３１ｃにはコード３１１の一端側が電気的に接続されている。コード３１１の他端側は、基板部１１３のマイク入力部（不図示）に接続されている。

マイクケース３２は、ゴムなどの遮音性を有する材料で円包状に形成されている。マイクケース３２の内側空間に、マイクユニット３１を集音面３１ａが奥側となるように入れ込むことで背面３１ｂの端子３１ｃ近傍を除き覆われて収容される。マイクケース３２と、マイクケース３２に包まれたマイクユニット３１とでマイクアッセンブリ３が構成される。
マイクケース３２は、奥壁部３２１の中央に開口部３２ａが形成されており、収容したマイクユニット３１の集音面３１ａが露出するようになっている。
マイクケース３２は、マイクユニット３１を収容した状態でマイクボックス１１ｂに、ほぼ隙間なく収められている。
そのため、ハウジング１１内のスピーカユニットＳＰなどからの音は、マイクケース３２で遮音されてマイクユニット３１にほとんど到達せず、マイクユニット３１は、マイク孔２１を除き音響的に遮蔽されている。
これにより、マイクユニット３１は、外音を良好に集音することができる。

マイクボックス１１ｂにおける図４の下端となる開口部は、樹脂で形成されたキャップ１１２によって塞がれている。キャップ１１２には貫通孔１１２ａが形成さており、コード３１１は貫通孔１１２ａを通して外側に延出する。

図４に示されるように、外音は、空間Ｖからマイク孔２１に進入し、マイク孔２１を通過した後、マイクケース３２の開口部３２ａを通過し、マイクユニット３１の集音面３１ａからその内部に進入して集音される。

上述の集音部２を備えたヘッドホン９１は、図１に示されるように、ハウジング１１を手で掴んだときに、ハウジング１１の側周面１１ａに指が接触する。
図６は、ハウジング１１を掴む指Ｈ２がちょうど集音部２に掛かって接触した状態を示す断面図である。

指Ｈ２の指腹部Ｈ２ａが土手部２２，２３に乗る状態となって、さらに指Ｈ２にハウジング１１を掴む強い力が加わると、柔らかい指腹部Ｈ２ａが土手部２２，２３を押し付けて凹む。この状態で、一対の土手部２２，２３の間隔は指腹部Ｈ２ａの凹み具合に対して十分に狭いので、指腹部Ｈ２ａがマイク孔２１の開口縁部２１ａに接触することはない。すなわち、マイク孔２１に指腹部Ｈ２ａが接触しないので、マイク孔２１への接触により生じるタッチノイズは実質的に生じない。

また、図６に示される状態で指Ｈ２が動かされて指腹部Ｈ２ａが摺動した場合、擦れ音が発生するが、その擦れ音は土手部２２，２３の頂部で生じる。すなわち、擦れ音の発生位置は、マイクユニット３１の集音面３１ａに対しマイク孔２１の開口縁部２１ａよりも遠い位置にある。そのため、仮に擦れ音が生じても、マイクユニット３１に集音される音量は、土手部２２，２３がない場合と比べて十分小さい音量となる。

また、マイク孔２１の開口縁部２１ａにはＲ部２１ｂが形成されている。そのため、例えば小さい指が土手部２２，２３の間に傾けられながら押し込まれて開口縁部２１ａに接触できたとしても、生じる接触音は、縁部が面取りのない鋭いエッジに接触した場合の接触音とは異なり、外音は、中音域の音が減衰した聴感上で刺激の少ない音としてマイクユニット３１に集音される。

また、ヘッドホン９１は、ハウジング１１に土手部２２，２３が形成されていることにより、指Ｈ２の指腹Ｈａがマイク孔２１に届かず、マイク孔２１を塞ぐことはない。すなわち、マイク孔２１の内部空間は、常に土手部２２，２３の間の空間Ｖと連通している。
仮に土手部２２，２３が形成されていないと、指Ｈ２によってマイク孔２１が塞がれる可能性があり、この場合マイク孔２１の内部空間が密閉される。マイク孔２１には柔らかい指腹部Ｈ２ａが若干入り込んでいる。
そのため、この指Ｈ２がマイク孔２１を塞いだままが若干動くと、マイク孔２１に指腹部Ｈ２ａの入り込み量が微妙に変化する。すなわち、マイク孔２１内の容量が微妙に変化する。この容量変化は大きな圧力変化となってマイクユニット３１にノイズとして集音されてしまう。
ヘッドホン９１は、このような、マイク孔２１が指腹部Ｈ２ａで塞がれることでマイク孔２１内に密閉空間が形成され、指腹部Ｈ２ａの微小の位置変化に伴う圧力変動に由来するタッチノイズは生じない。

図７は、ハウジング１１の集音部２に対し指Ｈ２を掛けた状態で発生するタッチノイズの周波数と音圧との関係を、実施例と比較例とについて示したグラフである。
実施例は、集音部２に土手部２２及び土手部２３と、Ｒ部２１ｂを付与したマイク孔２１とを有するハウジング１１を備えたヘッドホン９１である。
比較例は、土手部２２及び土手部２３が形成されてなくハウジング１１の側周面１１ａに単にＲ部２１ｂを付与したマイク孔２１が開口しているヘッドホンである。すなわち、実施例は、比較例に対し、土手部２２及び土手部２３を有する点のみで異なる。

実施例における指Ｈ２の集音部２への接触状態は、図６に示される状態であり、比較例における指Ｈ２は、不図示であるがマイク孔２１の開口縁部２１ａに指Ｈ２が接触している状態である。

図７に示されるように、実施例の実線で示されるタッチノイズの特性は、６０Ｈｚから１００００Ｈｚまでの周波数帯域において、破線で示される従来例の特性よりも小さい音圧になっていることがわかる。特に、実施例は、３００Ｈｚ前後で３０ｄＢ以上、１０００Ｈｚ前後で２５ｄＢ以上比較例より小さくなっており、土手部２２，２３を設けることによるタッチノイズの音圧低減効果が顕著である。

以上詳述したように、ヘッドホン９１は、ハウジング１１の側周面１１ａにマイク孔２１が開口していてもタッチノイズが小さい。

以上詳述した実施例は、その構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変形した変形例としてもよい。

集音部２の土手部２２，２３は、周方向に連続した形状で形成された突部でなくてもよい。集音部２は、図８に示される変形例１の集音部２Ａ、或いは図９に示される変形例２の集音部２Ｂであってもよい。

図８は、変形例１の集音部２Ａの外観を示す斜視図である。集音部２Ａは、実施例の集音部２における突出部２Ｔ２，２Ｔ３として、土手部２２，２３の替わりに、周方向（矢印ＤＲ１）に沿って突出高さが波状に変化する突状部２２Ａ，２３Ａを有している。
突状部２２Ａ及び突状部２３Ａは、それぞれハウジング１１の幅方向に延びるように隆起したリブ２２Ａａ～２２Ａｇ及びリブ２３Ａａ～２３Ａｇを有する。
突状部２２Ａ及び突状部２３Ａは、マイク孔２１に最も近いリブ２２Ａｄ，２３Ａｄの高さが最も高く、リブ２２Ａｄ，２３Ａｄから遠いリブほど高さが小さく（低く）なっている。

図９は、変形例２の集音部２Ｂの外観を示す斜視図である。集音部２Ｂは、実施例における突出部２Ｔ２，２Ｔ３として、土手部２２，２３の替わりに、周方向に沿って並び突出する複数の柱群部２２Ｂ，２３Ｂを有している。
柱群部２２Ｂ，２３Ｂは、それぞれハウジング１１の周方向（矢印ＤＲ２）に離隔して突出するよう立設された複数の突柱部２２Ｂａ～２２Ｂｆ，２３Ｂａ～２３Ｂｆを有する。
柱群部２２Ｂ及び柱群部２３Ｂは、マイク孔２１に最も近い突柱部２２Ｂｃ，２２Ｂｄ，２３Ｂｃ，２３Ｂｄの高さが最も高く、これらから遠い柱部ほど高さが小さく（低く）なっている。

集音部２Ａは、周方向に隣接するリブ同士の間隔及び周方向と直交する方向に対向するリブ同士の間隔が、指腹部Ｈ２ａの凹み度合に対し十分小さく、集音部２Ａに指Ｈ２が押し付けられても指腹部Ｈ２ａがマイク孔２１の開口縁部２１ａにできるだけ接触しないようになっている。
集音部２Ｂは、周方向に隣接する柱部同士の間隔及び周方向と直交する方向に対向する柱部同士の間隔が、指腹部Ｈ２ａの変形度合に対し十分小さく、集音部２Ｂに指Ｈ２が押し付けられても指腹部Ｈ２ａがマイク孔２１の開口縁部２１ａにできるだけ接触しないようになっている。

これにより、変形例１の集音部２Ａを備えたヘッドホン９１Ａ及び変形例２の集音部２Ｂを備えたヘッドホン９１Ｂは、マイク孔２１がハウジング１１に開口していてもタッチノイズが小さい。

実施例における土手部２２及び土手部２３の延在方向は、周方向でなくてもよく、周方向に直交する方向或いは周方向に斜向する方向であってもよい。変形例２におけるリブ２２Ａａ～２２Ａｇ及びリブ２３Ａａ～２３Ａｇ、並びに、変形例３における突柱部２２Ｂａ～２２Ｂｆ及び突柱部２３Ｂａ～２３Ｂｆについても同様である。

実施例，変形例１，及び変形例２は、可能な範囲で自由に組み合わせることができる。
ハウジング１１の外形形状は錐台状でなくてもよく、例えば椀状であってもよい。マイク孔２１は、ハウジング１１が錐台状の場合、外面である側周面１１ａに開口するものに限定されず、他の外面（上面）に開口していてもよい。マイク孔２１は、ハウジング１１が椀状の場合、外面に開口する孔となる。

１，１Ｌ，１Ｒ 本体部
１１ ハウジング
１１ａ 側周面
１１ｂ マイクボックス
１１１ 操作ノブ
１１２ キャップ
１１３ 基板部
１２ イヤパッド
１３ ピボットシャフト
１４ ヘッドバンド
２，２Ａ，２Ｂ 集音部
２Ｔ２，２Ｔ３ 突出部
２１ マイク孔
２１ａ 開口縁部
２１ｂ Ｒ部
２２，２３ 土手部
２２ａ，２３ａ 外側面
２２ｂ，２３ｂ 内側面
２２Ａ，２３Ａ 突状部
２２Ａａ～２２Ａｇ，２３Ａａ～２３Ａｇ リブ
２２Ｂ，２３Ｂ 柱群部
２２Ｂａ～２２Ｂｆ，２３Ｂａ～２３Ｂｆ 突柱部
２４ 底部
３ マイクアッセンブリ
３１ マイクユニット
３１ａ 集音面
３１ｂ 背面
３１ｃ 端子
３１１ コード
３２ マイクケース
３２ａ 開口部
３２１ 奥壁部
９１ ヘッドホン
Ｃ２１ 中心
ＣＬ２Ｈ 厚さ方向線
ＣＬ２Ｙ 厚さ直交線
ＣＬ２Ｖ 法線
Ｈｔ 高さ
Ｈ１ 頭部
Ｈ１ａ 頭頂部
Ｈ２ 指
Ｈ２ａ 指腹部
Ｐ１ 連結部
ＳＰ スピーカユニット
Ｖ 空間
Ｗ 幅

Claims (5)

1. スピーカユニットと、マイクユニットと、前記スピーカユニット及び前記マイクユニットを収容するハウジングと、外音を前記マイクユニットで集音するために前記ハウジングの外面に開口したマイク孔とを有する本体部と、
   端部に前記本体部が連結されたヘッドバンドと、
   を備え、
   前記本体部は、前記外面において前記マイク孔を挟み第１の方向に沿って前記外面から突出して形成された一対の突出部を有しているヘッドホン。
2. 前記一対の突出部のそれぞれは、前記マイク孔から離れるに従って高さが小さくなるよう土手状に形成された土手部である請求項１記載のヘッドホン。
3. 前記一対の突出部のそれぞれは、前記マイク孔から離れるに従って高さが小さくなるよう前記第１の方向と直交する第２の方向に延びて隆起した複数のリブの群である請求項１記載のヘッドホン。
4. 前記一対の突出部のそれぞれは、前記マイク孔から離れるに従って高さが小さくなるよう立設された複数の突柱部の群である請求項１記載のヘッドホン。
5. 前記ハウジングは錐台状であり、
   前記マイク孔は、前記ハウジングの前記錐台状の側周面に開口している請求項１～４のいずれか１項に記載のヘッドホン。

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