JP2867898B2 - インナーイヤー型ヘッドホン - Google Patents

インナーイヤー型ヘッドホン

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JP2867898B2
JP2867898B2 JP6281275A JP28127594A JP2867898B2 JP 2867898 B2 JP2867898 B2 JP 2867898B2 JP 6281275 A JP6281275 A JP 6281275A JP 28127594 A JP28127594 A JP 28127594A JP 2867898 B2 JP2867898 B2 JP 2867898B2
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亮 山岸
義幸 掃部
勉 垣内
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Sony Corp
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【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、低音域における周波数
特性が改善されたヘッドホンに関する。 【背景技術とその問題点】従来のオープンエア型ヘッド
ホンの低音域再生限界は、主として振動系のコンプライ
アンスCmd(ステイフネスSの逆数)と振動系の等価質
量Md とで決まり、図1に示す如く、周波数がf0 以下
の低音域におけるレスポンスが低下していた。このf0
は、ほぼ、 【数1】 で与えられ、f0 を低くするには振動系のコンプライア
ンスCmd(cm/dyne)を高くするか、等価質量Md (g
r)を重くする必要がある。しかし、コンプライアンス
mdを高くするには限度があり、また振動系の等価質量
d を重くすると感度の低下や高音域における音響特性
の劣化等を招くので、等価質量Md を重くするにも自ら
限界がある。 【0002】それに、周知の如く、この低音共振周波数
0 は小口径のヘッドホン程大きくなる傾向にあるか
ら、小口径のインナーイヤー型ヘッドホン(すなわちイ
ヤホン)等では、低音域の再生音が聞きとりにくいとい
う欠点があった。 【0003】例えば図2に示す従来のイヤホンは、円筒
状のマグネット1と、このマグネット1を両面から挟ん
だ円筒状のヨーク2及びプレート3とから磁気回路を形
成し、その磁気ギャップ4内に挿入されるボイスコイル
5に結合された振動板6を前面に組込んで、音響変換器
としてのドライバーユニット7を構成し、このドライバ
ーユニット7の外周部を筐体8に取付けている。そし
て、ドライバーユニット7の中央の貫通孔9には吸音材
10を詰め、透孔11の背面には制動層12を設け、ま
た筐体8には幾つかの透孔13を設けて、周波数特性を
コントロールしている。そして、ドライバーユニット7
に接続されるコードは、これらの透孔13のうちの何れ
か1つを通して筐体20の外部から内部へと導かれる。 【0004】従って、上述の構成を音響等価回路で示す
と図3のようになる。ここで、Md、Cmd及びRd は夫
々振動系の等価質量、コンプライアンス及び音響抵抗で
あり、Vs は信号源、Ra は上記吸音材10及び制動層
12による音響抵抗であり、並列回路を構成しているR
b 及びCb は夫々筐体8の透孔13による音響抵抗と、
筐体8の後部空間(すなわちバックキャビティ)による
コンプライアンスである。 【0005】なお、この図3において、符号Gで囲んだ
cup 、Ccup 及びRcup は夫々イヤホンを耳穴に挿着
した時に耳穴によって形成されるカップラーの等価質
量、コンプライアンス及び音響抵抗である。 【0006】ところが、筐体8の透孔13による音響抵
抗Rb はRa に比べて無視できる程小さく、またCb
殆ど無視できるから、並列回路をなすこれらRb 及びC
b の効果は少なく、図3における音響等価回路はほぼM
d 、Cmd、Rd 及びRa の直列共振回路となる。従っ
て、前記の通り低音共振周波数f0 は、ほぼ、 【数2】 で与えられて低くならず、図1に示す如く、Ra が小さ
いとf0 付近で特性に山が生じて、その付近の音だけが
強調されて響く音になる。一方、Ra が大きいとf0
りも高い周波数から特性が低下して来て、低音の再生が
充分でなくなる。 【0007】 【発明の目的】本発明は以上の実情に鑑みなされたもの
で、その目的は、従来から用いられているドライバーユ
ニット(すなわち音響変換器)の構造を特に変えること
なく、この音響変換器の背面側の音響等価回路を変える
ことによって、低音域におけるレスポンスを改善するこ
とであり、換言すれば、小口径で大口径級の低音域レス
ポンスを得ることができるヘッドホンを提供することに
ある。 【0008】 【実施例】以下において、本発明をインナーイヤー型ヘ
ッドホン(すなわちイヤホン)に適用した一実施例を図
面に基づいて説明する。 【0009】図4に示す如く、本発明の一実施例による
イヤホンには、前記図2に示したのと同一の音響変換器
(すなわちドライバーユニット)7が使用されているの
で、前記のものと同一の部分には同一符号を付してその
説明を省略する。なおこの実施例において、ドライバー
ユニット7の背面の透孔11及び中央の貫通孔9には、
抵抗成分がほぼゼロに等しいナイロンメッシュ等の布や
ウレタンなどの制動材(すなわち吸音材)などを設けて
もよい。 【0010】筐体20は、コード21に関係する部分以
外は後方に円錐形状に絞られた形状に形成され、その後
端部には、上下方向に延びる円筒形のダクト22が形成
されている。なお、ダクト22は上方に突出した上側ダ
クト22aと下方に突出した上側ダクト22bとをそれ
ぞれ具備している。すなわち、これらの上側および下側
ダクト22a、22bは、筐体20から外部に向って突
出している。そして、これらの上側および下側ダクト2
2a、22bの外部突出長さは、それらの内径(すなわ
ち、開口24の直径)よりも充分に大きく選定されてい
る。また、上側ダクト22aの形状は逆U字形となって
いて、その開口24は下向きである。また、下側ダクト
22bは単に下方に延びているだけであるから、その開
口32は同様に下向きである。従って、これらの開口2
4、32からごみやほこりが筐体20の内部に侵入する
ことが殆どなく、さらには戸外で使用する場合に雨水な
どの水滴が筐体20の内部に侵入することも殆どない。
なお、下側ダクト22bには、必要に応じて可撓性のジ
ョイント25が嵌入され、電気コード21がこのジョイ
ント25を介して筐体20内に導入されて筐体20内に
おいて音響変換器7に接続されている。そして、ドライ
バーユニット7の後面から出る音は上側ダクト22aを
通って外部に放出されると共に下側ダクト22b及びジ
ョイント25の内周面とコード21の外周面との間を通
って外部に放出されるようになっている。すなわち、図
4(a)から明らかなように、上側ダクト22aは単独
で上側音響ダクト部を構成し、また、下側ダクト22b
はジョイント25と共同で下側音響ダクト部を構成して
いる。そして、この下側音響ダクト部は、ジョイント2
5の内周面と電気コードの外周面との間に空隙が存在す
るために、電気コード21を挿通させているにもかかわ
らず、音響ダクトとして機能する。 【0011】筐体20の側面には、複数個の透孔26が
形成され、これらの透孔26の内側面にはウレタン等か
ら成る制動板27が設けられている。従って、図2に示
す従来のイヤホンにおいては、既述のように、筐体8の
透孔13による音響抵抗Rbは吸音材10及び制動層1
2による音響抵抗Raに比べて無視できるほど小さい
が、図4に示す本発明によるイヤホンにおいては、筺体
20の透孔26における音響抵抗Rbは、この透孔26
の内側面に制動板27が設けられているために、図2に
示す従来のイヤホンにおける上記音響抵抗Rbよりも当
然大きくなる。また、筐体20の前部にはドライバーユ
ニット7の前面を覆うゆるやかに湾曲した円板形状の各
種の保護板が取付けられている。すなわち、これらの保
護板は内側から順次、比較的大きな孔径のメッシュのパ
ンチングメタルから成りかつ外部から加わる圧力等から
ドライバーユニット7を機械的に保護する保護板28、
その外側の基布から成る防塵用の保護板29及び小孔径
のメッシュのパンチングメタルから成る耳穴用の保護板
30から構成されている。さらに、筐体20は、図4
(a)から明らかなように、音響変換器7によりその内
部空間を前面側空間と後面側空間とに区切られると共
に、その前面側から耳穴に装着され得るように構成され
ている。 従って、筐体20をその前面側から耳穴に装着
した状態においては、筺体20が耳穴を塞いで音響変換
器7の前面より出る音を上記前面側空間を通して耳穴内
に放出し、音響変換器7の後面より出る音を上記後面側
空間と上側音響ダクト部22aおよび下側音響ダクト部
22b、25とをそれぞれ通して耳穴以外の外部に放出
すると共に、音響変換器7の後面より出る音を上記後面
側空間と制動材27を設けた透孔26とをそれぞれ通し
て耳穴以外の外部に放出することができる。 【0012】以上のように構成された本発明の一実施例
によるイヤホンの音響等価回路を示すと、図5のように
なる。ここで、Md 、Cmd及びRd はそれぞれ前記図3
の場合と同様にドライバーユニット7の振動系に関する
ものである。またRa はドライバーユニット7の透孔1
1及び中央の貫通孔9による音響抵抗でほぼRa =0で
ある。またCb は筐体20を円錐形状に形成したことに
基づくバックキャビティによるコンプライアンス、Rb
は制動板27による音響抵抗、Ld 及びR′d上側音
響ダクト部22aおよび下側音響ダクト部22b、25
によるインダクタンス(等価質量)及び音響抵抗で、
R′d は非常に小さい。従って、本発明のイヤホンの場
合には、振動系の等価質量Md 上側音響ダクト部22
aおよび下側音響ダクト部22b、25の等価質量Ld
が追加されている。このために、イヤホンの背面側の制
動はLd 、Cb 及びRb の並列共振回路となり、これが
前記Md 、Cmd及びRd の直列共振回路に加えられるこ
とになる。 【0013】上述の通りであるから、このイヤホンの音
響等価回路全体としての低音共振周波数は、図6に示す
如く、インダクタンス(等価質量)Ld 分によって、ド
ライバーユニット7自体の低音共振周波数f0 よりも低
いf′0 に下げられるから、音域、特に低音域を広げる
ことができる。また図6に示す如く、Ld に並列に入る
抵抗分Rb を小さくするとf′0 は上昇し、一方、Rb
を大きくすると中域が落ち込む。従ってLd に対してR
b を適当に選ぶことによって、音域を広げると共に低音
域から高音域まで平坦化したり、音域を広げた状態で高
音域を増強したり、或いは所望の周波数特性を得るよう
にしたりすることができる。また高域に関しては、Rb
を大にすると聴感上ヘッドホン再生において必要な高域
のレベルが向上する。 【0014】図7は、図2に示した従来のイヤホンにお
ける音圧−周波数特性Aと、これと同一のドライバーユ
ニットを使用し、図4に示すようなダクト22を設けた
本発明によるイヤホンにおける音圧−周波数特性Bとの
比較を示したものである。この図7より明らかなよう
に、f0 が220Hzから150Hzに下がっているこ
とが分かる。またヘッドホンの再生において必要な4k
Hz近辺の高域のレベルが上昇することも分かる。なお
図2及び図4共にドライバーユニットはφ16口径のも
のである。 【0015】 【発明の効果】上述のように構成された本発明によれ
ば、音響変換器の後面より出て筐体の後面側空間を通る
音をこれを通して耳穴以外の外部に放出するための音響
ダクト部が、上記音響ダクト部の内径よりも大きい外部
突出長さに選定されている。従って、音響ダクト部によ
りインナーイヤー型ヘッドホンの音響等価回路にインダ
クタンス成分を付与することができるから、ヘッドホン
全体としての音響等価回路の低音共振周波数が上記イン
ダクタンス成分によって音響変換器自体の低音共振周波
数よりも低い値に下げられる。また筺体に設けた透孔
と、この透孔に設けた制動材とにより、音響抵抗成分が
上記インダクタンス成分に並列に音響等価回路に加えら
れるようにしたから、上記音響抵抗成分の値が極めて調
整し易く、しかも、この調整により、ヘッドホン全体と
しての音響等価回路の低音共振周波数を下げて低音域を
広げたり、中音域を平坦化したりして、所望の音圧−周
波数特性とすることができる。 また筺体に単に一体成形
などにより音響ダクト部と透孔とを設けると共に上記透
孔に制動材を設けるだけで、低音域におけるレスポンス
が効果的に改善されるから、低音域におけるレスポンス
を効果的に改善し得る割には、その製造工程が極めて簡
単であり、従って、従来の音響変換器を用いたヘッドホ
ンであっても、従来のヘッドホンとは異なって、低音域
の充実した再生音を極めて簡単に得ることができる。そ
して、低音域について述べれば、小口径でも大口径級の
レスポンスが得られて、極めて有利である。 【0016】また音響変換器の後面より出る音を耳穴以
外の外部に放出するために筐体に設けられた音響ダクト
電気コードをこの音響ダクト部が音響ダクトとして
機能するように挿通させてからこの電気コードを筐体の
外部に導出させるようにしたので、低音域におけるレス
ポンスを効果的に改善し得る割りにはその構造が簡単で
ある。
【図面の簡単な説明】 【図1】従来のオープンエア型ヘッドホンの音圧特性図
である。 【図2】従来のイヤホンの中心縦断面図である。 【図3】図2に示す従来のイヤホンの音響等価回路図で
ある。 【図4】(a)は本発明の一実施例によるイヤホンの中
心縦断面図で、(b)は図4の(a)に示すイヤホンの
外観斜視図である。 【図5】図4に示すイヤホンの音響等価回路図である。 【図6】図4に示すイヤホンの音圧特性図である。 【図7】図2に示す従来のイヤホンと本発明の一実施例
による図4に示すイヤホンとの音圧−周波数特比較図で
ある。 【符号の説明】 1 マグネット 2 ヨーク 3 プレート 4 磁気ギャップ 5 ボイスコイル 6 振動板 7 ドライバーユニット(音響変換器) 20 筐体 22 ダクト 22a ダクト上部 22b ダクト下部 24 開口 26 透孔 27 制動板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−13893(JP,A) 特開 昭57−76994(JP,A) 実開 昭58−61597(JP,U) 特公 昭54−11688(JP,B2) 特公 昭47−34329(JP,B1) 実公 昭50−8604(JP,Y1) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H04R 1/10 H04R 1/02 H04R 1/28

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.音響変換器と、この音響変換器が取り付けられる筺
    体とから成り、上記筺体は、上記音響変換器によりその内部空間を前面
    側空間と後面側空間とに区切られると共に、その前面側
    から耳穴に装着され得るように構成され、 上記筺体から外部に向って突出する音響ダクト部を上記
    筺体に設け、 上記音響ダクト部は、 上記音響変換器の後面より出る音
    上記後面側空間を通して上記耳穴以外の外部に放出
    得るように構成されると共に、その音響等価回路にイン
    ダクタンス成分を付与するために上記音響ダクト部の内
    径よりも大きい外部突出長さに選定され、 上記音響変換器の後面より出る音を上記後面側空間を通
    して上記耳穴以外の外部に放出し得る透孔を上記音響ダ
    クト部とは別に上記筺体に設け、 上記音響等価回路に音響抵抗成分を付与するための制動
    材を上記透孔に設け、 上記筐体内において上記音響変換器に接続された電気
    ードを上記音響ダクト部にこの音響ダクト部が音響ダク
    トとして機能するように挿通させてから上記筐体の外部
    に導出させるように構成すると共に、 上記筺体をその前面側から上記耳穴に装着した状態にお
    いては、上記音響変換器の前面より出る音を上記前面側
    空間を通して上記耳穴内に放出し、上記音響変換器の後
    面より出る音を上記後面側空間と上記音響ダクト部とを
    それぞれ通して上記耳穴以外の外部に放出すると共に、
    この音響変換器の後面より出る音を上記後面側空間と上
    記制動材を設けた上記透孔とをそれぞれ通して上記耳穴
    以外の外部に放出するように構成した ことを特徴とする
    インナーイヤー型ヘッドホン。
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