JP3057731B2 - 電気音響変換器及び音響再生システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 以下の順序で本発明を説明する。

Ａ 産業上の利用分野 Ｂ 発明の概要 Ｃ 従来の技術 Ｄ 発明が解決しようとする課題 Ｅ 課題を解決するための手段 Ｆ 作用 Ｇ 実施例 G₁第１の実施例の電気音響変換器の説明（第１図〜
第５図） G₂電気音響変換器を使用した再生システムの説明
（第６図，第７図） G₃第２の実施例の説明（第８図） G₄第３の実施例の説明（第９図） Ｈ 発明の効果 Ａ 産業上の利用分野 本発明は、音響再生を行う電気音響変換器及びこの電
気音響変換器を用いて構成される音響再生システムに関
する。

Ｂ 発明の概要 本発明は、ヘッドホン装置やイヤホン装置として構成
される電気音響変換器において、キャビネット内に収納
された電気音響変換ユニットより放射される音響をキャ
ビネット外方に導出する音導管を用い、この音導管の内
径を電気音響変換ユニットの径以下にすると共に、音導
管の端部が左右の耳の外耳道の外に配置されるようにし
たことにより、音響再生中においても外方よりの音を聴
取可能となして、圧迫感のない音響再生を行えるように
したものである。

また、本発明は、音響を再生する音響再生装置と、キ
ャビネット内に収納された電気音響変換ユニットより放
射される音響をキャビネット外方の外耳道に導出すると
共に少なくとも電気音響変換ユニットの径以下の音導管
とを有する電気音響変換器とを用い、この電気音響変換
器によって音響再生装置に供給される音響信号の少なく
とも低域周波数成分を音響変換するようにして、システ
ム構成を大型化することなく、良好な低域再生を行える
ようにしたものである。

Ｃ 従来の技術 従来、電気信号である音響信号（音声信号）が供給さ
れ、この音響信号を音響に変換することにより音響再生
を行うように構成されたヘッドホン装置やイヤホン装置
等の電気音響変換器及び音響再生システムが提案されて
いる。

この電気音響交換器は、音響信号を音響に変換する電
気音響変換ユニット（スピーカユニット）を備えて構成
される。そして、ヘッドホン装置として構成される電気
音響変換器は、一対の電気音響変換ユニットを聴取者の
両耳介に対向させて支持するように構成されている。

また、一般に音響再生システムは、音響信号を音響に
変換するように構成された音響再生装置となる左右一対
のスピーカ装置を備えてなる。このスピーカ装置は、振
動板を有してなり音響再生ユニットとなるスピーカユニ
ットと、このスピーカユニットを放音面側を外方に臨ま
せて収納支持するスピーカキャビネットとを有してな
る。そして、この音響再生システムは、スピーカ装置を
聴取者の前方側にこの聴取者に対向するように配置し、
このスピーカ装置により音響再生を行うように構成され
ている。

Ｄ 発明が解決しようとする課題 ところで、上述のようにヘッドホン装置として構成さ
れた電気音響変換器においては、この電気音響変換器を
構成する電気音響変換ユニットと聴取者の鼓膜とが相対
向させられているため、これら電気音響変換ユニットと
鼓膜との間に定在波が生ずる。このような電気音響変換
器を用いる聴取者は、定在波が生ずることにより、圧迫
感を感じたり、いわゆる頭内定位感を感じたりすること
となる。

また、このような電気音響変換器においては、電気音
響変換ユニットが聴取者の外耳道を略閉塞する状態に支
持されているため、この電気音響変換器を用いる聴取者
は、外方よりの音響を聴者し難くなる。そのため、道路
上を歩行したり、自動車等の車両の運転をする際に、こ
の電気音響変換器を用いることは、外部状況の認識を困
難となし、安全な歩行や運転を妨げることとなる。

そして、上述のような音響再生システムにおいては、
低域周波数帯域を含む広い周波数帯域に亘って良好な音
響再生を行うためには、スピーカ装置を構成するスピー
カキビネットの容積を大きくしたり、スピーカユニット
の振動板の面積を大きくする必要がある。スピーカキャ
ビネットの容積や振動板の面積を大きくすると、装置構
成が大型化することとなる。

また、装置構成を大型化して広い周波数帯域に亘って
良好な音響再生が行えるように構成した音響再生システ
ムにあっても、例えば、住宅事情等によって、近隣の住
人に対する迷惑等を考慮すると、充分な音圧で音響再生
を行えない場合がある。

そこで、本発明は、上述の実情に鑑みて提案されるも
のであって、ヘッドホン装置やイヤホン装置として構成
されたときに、圧迫感や頭内定位感の生じない電気音響
変換器を提供することを目的とする。

また本発明は、装置構成を大型化することなく、ま
た、近隣の住人等に対して迷惑を及ぼすことなく、低域
周波数帯域を含む広い周波数帯域に亘って良好な音響再
生を行うことができる音響再生システムを提供すること
を目的とする。

Ｅ 課題を解決するための手段 本発明は、例えば第１図〜第４図に示すように、左右
の耳の近傍に取付けられるキャビネット（10）内に収納
された電気音響変換ユニット（14），（15）と、この電
気音響変換ユニット（14），（15）より放射される音響
をキャビネット（10）外方に導出する音導管（18）とを
備え、音導管（18）の内径を電気音響変換ユニット（1
4），（15）の径以下にすると共に、音導管（18）の端
部が左右の耳の外耳道の外に配置されるようにしたもの
である。

また本発明は、例えば第６図に示すように、音響信号
が供給されこの音響信号を音響に変換して再生する音響
再生装置（3L），（3R）と、左右の耳の近傍に取付けら
れるキャビネット（10）内に収納された電気音響変換ユ
ニット（14），（15）とこの電気音響変換ユニット（1
4），（15）より放射される音響をキャビネット（10）
外方の外耳道の外に導出すると共に電気音響変換ユニッ
ト（14），（15）の径以下の音導管（18）とを有してな
る電気音響変換器（１）とを備え、電気音響変換器
（１）は、音響再生装置（3L），（3R）に供給される音
響信号の少なくとも低域周波数成分を音響変換するよう
にしたものである。

Ｆ 作用 本発明に係る電気音響変換器においては、キャビネッ
ト内に収納された電気音響変換ユニットより放射される
音響をキャビネット外方に導出する音導管は、内径を電
気音響変換ユニットの径以下にすると共に端部が左右の
耳の外耳道の外に配置されるようにしたので、外耳道を
閉塞することなく、この外耳道に音響を導出することが
できる。

そして、本発明に係る音響再生システムにおいては、
音響信号が供給されこの音響信号を音響に変換して再生
する音響再生装置により音響が再生されると共に、音響
再生装置に供給される音響信号の少なくとも低域周波数
成分を音響変換するようになされた電気音響変換器は、
キャビネット内に収納された電気音響変換ユニットより
放射される音響をキャビネット外方の外耳道の外に導出
すると共に電気音響変換ユニットの径以下の音導管を介
して外耳道を閉塞することなくこの外耳道に音響を放音
するので、音響再生装置により再生される音響と電気音
響変換器の電気音響変換ユニットにより再生される音響
との双方が同時に聴取される。

Ｇ 実施例 以下、本発明の第１の実施例を、第１図〜第７図を参
照して説明する。

G₁第１の実施例の電気音響変換器の説明 まず、本例の電気音響変換器について、第１図〜第５
図を参照して説明する。本例の電気音響変換器は、本出
願人が先に特願平１−255797号において提案した電気音
響変換器を改良したものである。

第１図は、本例の電気音響変換器の全体構成を示す図
で、図中（１）は電気音響変換器全体を示す。この電気
音響変換器（１）は、聴取者の頭部に取付けられるバン
ド（２）と、このバンド（２）の両端に取付けられる左
右のキャビネット（10）とでヘッドホンとして構成さ
れ、このキャビネット（10）内に音響再生のための部品
が収納されている。即ち、左右のキャビネット（10）は
合成樹脂で形成され、第２図〜第４図に示すように、ス
ピーカユニット収納部（11）とこのスピーカユニット収
納部（11）の上部から前方に伸びた音響出力部（12）と
で構成される。この場合、この電気音響変換器（１）を
聴取者が取付けた状態では、聴取者の耳介ｅの後方にス
ピーカユニット収納部（11）が位置し、音響出力部（1
2）だけが耳介ｅの上に位置する形状としてある。な
お、第２図〜第４図はそれぞれ左側のキャビネット（1
0）を示し、右側のキャビネット（10）は左側と対称な
形状をしている。

そして、スピーカユニット収納部（11）の内部の空洞
（13）には、電気音響変換器ユニットであるスピーカユ
ニット（14），（15）を収納する。この場合、この２個
のスピーカユニット（14），（15）は直径30mmの円形の
ものを使用し、２個のスピーカユニット（14），（15）
の内側には、パッド（16）を取付け、この電気音響変換
器（１）を装着した聴取者の頭部とこのパッド（16）が
当接するようにする。また、２個のスピーカユニット
（14），（15）をキャビネット（10）から外部に引き出
された信号線（17）と接続し、この信号線（17）をアン
プ装置等に接続することで、各スピーカユニット（1
4），（15）に音響信号が供給され、音響再生が行われ
る。

そして、各スピーカユニット（14），（15）が収納さ
れた空洞（13）は、キャビネット（10）の内部に中空円
筒状に形成された音導管（18）と接続してあり、さらに
この音導管（18）を介して音響出力部（12）の先端の内
側（第２図で示す面とは反対側）に設けられた音導用開
口部（19）と導通している。従って、各スピーカユニッ
ト（14），（15）で再生される音響が、この音導用開口
部（19）から外部に出力される。この場合、音導管（1
8）は内径を10mmの円形とし、この電気音響変換器
（１）を装着した聴取者の耳介ｅの外耳道の出口ａを臨
む位置（出口ａの外側）に、音導用開口部（19）が配さ
れるようにする。但し、音響出力部（12）が外耳道の出
口ａを完全に塞ぐことがないように、聴取者の周囲の音
響をも聞き取れるようにする。

このようにすることで、この電気音響変換器（１）を
装着した聴取者は、電気音響変換器（１）により再生さ
れる音響を聴取することができ、通常のヘッドホン装置
と同様に使用できると共に、装着しても外耳道の出口が
塞がれないので、周囲の音も聞き取ることができ、使い
勝手が良く、さらにスピーカユニット（14），（15）が
聴取者の鼓膜と直接対向することもなく、定在波が生じ
ることがなく、圧迫感がない。

ここで本例においては、電気音響変換器（１）のスピ
ーカユニット（14），（15）を、ヘッドホンとしては比
較的大型の直径30mmとすると共に、音導管（18）は内径
を10mmとしてスピーカユニットの径よりも充分に小さく
したことで、この音導管（18）によって電気音響変換器
（１）全体の共振周波数f_oが低くなり、ヘッドホン装置
でありながら、充分な低域の音響が再生される。また、
スピーカユニットの径を比較的大型にしたことで、音導
用開口部（19）を外耳道の出口ａの外側に配置しても、
聴取者が再生音響を充分に聞き取ることができる。な
お、スピーカユニットの径に対し、音導管の内径がほぼ
1/2以下であれば、低域の周波数特性が確保されると共
に、音導管（18）の外径（即ち音響出力部（12）の径）
が比較的細くなり、電気音響変換器（１）以外の周囲か
ら聞こえてくる音響を妨げることがない。また、本例に
おいては２個のスピーカユニット（14），（15）を配置
したので、それだけ再生される音響の出力レベルが大き
くなる。

ここで、この電気音響変換器（１）を構成するヘッド
ホン装置の音響特性を等価的に示す音響回路を第５図に
示すと、スピーカユニット（14），（15）についての等
価質量Md、コンプライアンスCd及び音響抵抗Rdとが直列
に接続され、さらに、これらにキャビネット（10）内の
コンプライアンスCdが接続されて閉ループを形成してい
る。そして、第５図中Ａで示す等価質量Md、コンプライ
アンスCd及び音響抵抗RdとコンプライアンスCdとの接続
部のうちの一方は、音導管（18）内の空気の等価質量Md
を介して、外耳道の音響回路εに接続されている。ま
た、第５図中Ｂで示す等価質量Md、コンプライアンスCd
及び音響抵抗RdとコンプライアンスCbとの接続部のうち
の他方は、外耳道の音響回路εに接続されている。外耳
道の音響回路εは、外耳道内の等価質量Me、コンプライ
アンスCe及び音響抵抗Reとが閉ループを形成してなる。
そして、コンプライアンスCeと音響抵抗Reとの接続部が
音導管（18）内の空気の等価質量Mdに接続されている。
また、コンプライアンスCeと等価質量Meとの接続部は、
第５図中Ｂで示す等価質量Md、コンプライアンスCd及び
音響抵抗RdとコンプライアンスCbとの接続部のうちの他
方に接続されている。

この音響回路より、このヘッドホン装置の共振周波数
f_oは、 となり、スピーカユニット（14），（15）の単体につい
ての共振周波数よりも低い周波数となっている。したが
って、このヘッドホン装置においては、低域周波数を含
む広い周波数帯域に亘って良好な音響再生を行うことが
できる。

G₂電気音響変換器を使用した再生システムの説明 次に、この電気音響変換器（１）を使用した音響再生
システムを第６図及び第７図を参照して説明する。

本例において、第６図に示すように、音響再生装置と
しての左右一対のスピーカ装置（3L），（3R）により音
場が形成される位置に、上述した電気音響変換器（１）
を装着した聴取者ｂを着席させる。この場合、スピーカ
装着（3L），（3R）は、スピーカキャビネット（4L），
（4R）内にスピーカユニット（5L），（5R）を配置して
構成される通常のボックス型のもので、この左右のスピ
ーカ装置（3L），（3R）からは、低域から高域まで全周
波数帯の音響信号を再生させる。そして、ヘッドホンと
して構成される電気音響変換器（１）に供給する音響信
号としては、低域の信号だけを抽出した信号とする。即
ち、例えば電気音響変換器（１）から出力される音響信
号の周波数特性が第７図に示すようであるとき、破線で
示すように200Hz程度よりも上の周波数帯をカットオフ
し、このカットオフ周波数よりも下の周波数帯だけを電
気音響変換器（１）のスピーカユニット（14），（15）
から再生させる。

このようにすることで、聴取者ｂは左右のスピーカ装
置（3L），（3R）から再生される音響とヘッドホンとし
て構成される電気音響変換器（１）から再生される音響
との双方を聴取することができ、左右のスピーカ装置
（3L），（3R）から再生される音響の低域が、電気音響
変換器（１）から再生される音響により増強される。従
って、スピーカ装置（3L），（3R）を構成するスピーカ
ユニット（5L）、（5R）やスピーカキャビネット（4
L），（4R）が小型で、低域周波数帯域の音響再生が充
分な音圧で行えない場合でも、電気音響変換器（１）に
より低域が増強された迫力のある音響が聴取できる。

なお、200Hz以下の低域の音響は、再生音響の定位感
にほとんど影響を与えず、再生音響の定位はスピーカ装
置（3L），（3R）から再生される音響の高域及び中域に
よって決まる。

G₃第２の実施例の説明 次に、本発明の第２の実施例を、第８図を参照して説
明する。

本例においては、耳介ｅに取付ける電気音響変換器を
左右別体としたもので、第８図に示すように構成する。
即ち、第８図において（20）は電気音響変換器全体を示
し、この電気音響変換器（20）は、合成樹脂よりなるキ
ャビネット（21）が縦長の楕円形とされ、キャビネット
（21）の上方に耳介ｅを引っ掛けるための楕円形の透孔
（22）が形成される。そして、このキャビネット（21）
の下方に形成された空洞（23）内にスピーカユニット
（24）を配置する。この場合スピーカユニット（24）は
直径30mmの円形のものを左右それぞれ１個ずつ使用し、
スピーカユニット（24）をキャビネット（21）から外部
に引き出された信号線（25）と接続し、この信号線（2
5）をアンプ装置等に接続することで、左右のスピーカ
ユニット（24）に音響信号が供給され、音響再生が行わ
れる。なお、第８図は左側のキャビネット（21）を示
し、右側のキャビネットは左側と対称な形状をしてい
る。

そして、このスピーカユニット（24）が収納された空
洞（23）を、キャビネット（21）の内部に中空円筒状に
形成された音導管（26）を介して内側（図示の面とは反
対側）に設けられた音導用開口部（27）と導通させる。
従って、スピーカユニット（24）で再生される音響が、
この音響用開口部（27）から外部に出力される。この場
合、この音導用開口部（27）は透孔（22）が形成された
箇所の脇に設けてあり、音導管（26）は内径を10mmと
し、この電気音響変換器（20）を装着した聴取者の耳介
ｅの外耳道の出口ａを臨む位置（出口ａの外側）に、音
導用開口部（27）が配されるようにする。但しこの場合
にも、音導用開口部（27）等が外耳道の出口ａを完全に
塞ぐことがないようにし、聴取者の周囲の音響をも聞き
取れるようにする。

このようにすることで、第１の実施例の場合と同様
に、この電気音響変換器（20）を左右の耳介に装着した
聴取者は、電気音響変換器（20）により再生される音響
を聴取することができ、通常のヘッドホン装置と同様に
使用できると共に、装着しても外耳道の出口が塞がれな
いので、周囲の音も聞き取ることができ、使い勝手が良
い。また、第６図例のように、スピーカ装着と組み合わ
せて再生システムを構成することもできる。

G₄第３の実施例の説明 次に、本発明の第３の実施例を、第９図を参照して説
明する。

本例においても、耳介ｅに取付ける電気音響変換器を
左右別体にしたもので、第９図に示すように構成する。
即ち、第９図において（30）は電気音響変換器全体を示
し、この電気音響変換器（30）は、合成樹脂よりキャビ
ネット（31）が形成され、この電気音響変換器（30）を
聴取者が取付けた状態では、聴取者の耳介ｅの後方にキ
ャビネット（31）の大部分が位置し、音響出力部（32）
だけが耳介ｅの上から外耳道の出口ａを臨む位置に配さ
れる形状としてある。なお、第９図は左側のキャビネッ
ト（31）を示し、右側のキャビネットは左側と対称な形
状をしている。

そして、このキャビネット（31）内に形成された空洞
（33）内にスピーカユニット（34）を配置する。この場
合、スピーカユニット（34）は直径30mmの円形のものを
左右それぞれ１個ずつ使用し、スピーカユニット（34）
をキャビネット（31）から外部に引き出された信号線と
接続し、この信号線（35）をアンプ装置等に接続するこ
とで、左右のスピーカユニット（34）に音響信号が供給
され、音響再生が行われる。

そして、このスピーカユニット（34）が収納された空
洞（33）は、キャビネット（31）の内部に中空円筒状に
形成された音導管（36）を介して音響出力部（32）の先
端の内側（図示の面とは反対側）に設けられた音導用開
口部（37）と導通している。従って、スピーカユニット
（34）で再生される音響が、この音導用開口部（37）か
ら外部に出力される。この場合、音導管（36）ほ内径を
10mmとし、この電気音響変換器（30）を装着した聴取者
の耳介ｅの外耳道の出口ａを臨む位置（出口ａの外側）
に、音導用開口部（37）が配されるようにする。但しこ
の場合にも、音響出力部（32）が外耳道の出口ａを完全
に塞ぐことがないようにし、聴取者の周囲の音響をも聞
き取れるようにする。

このようにすることで、第１の実施例及び第２の実施
例の場合と同様に、この電気音響変換器（30）を左右の
耳介に装着した聴取者は、電気音響変換器（30）により
再生される音響を聴取することができ、通常のヘッドホ
ン装置と同様に使用できると共に、装着しても外耳道の
出口が塞がれないので、周囲の音も聞き取ることがで
き、使い勝手が良い。また、第６図例のように、スピー
カ装置と組み合わせて再生システムを構成することもで
きる。

Ｈ 発明の効果 本発明の電気音響変換器によると、聴取者が装着して
も外耳道の出口が塞がれないので、周囲の音も聞き取る
ことができ、使い勝手が良いと共に、この電気音響変換
器を低域音の増強用に使用することで、良好な音響再生
が行える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す斜視図、第２図は
第１の実施例の要部の側面図、第３図は第２図の矢印Ａ
方向から見た正面図、第４図は第２図のII−II線に沿う
断面図、第５図は第１の実施例の説明に供する回路図、
第６図は第１の実施例の再生システムの構成を示す説明
図、第７図は第１の実施例の説明に供する周波数特性
図、第８図は本発明の第２の実施例を示す側面図、第９
図は本発明の第３の実施例を示す側面図である。 である。 （１），（20），（30）は電気音響変換器、（3L），
（3R）はスピーカ装置、（10），（21），（31）はキャ
ビネット、（14），（15），（24），（34）はスピーカ
ユニット、（18），（26），（35）は音導管、（19），
（27），（36）は音導用開口部である。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】左右の耳の近傍に取り付けられるキャビネ
   ット内に収納された電気音響変換ユニットと、 該電気音響変換ユニットより放出される音響を上記キャ
   ビネット外方に導出する音導管とを備え、 上記電気音響変換ユニットを上記音導管の側面に配し、
   上記電気音響変換ユニットの口径を包含する偏平面を断
   面とし開口端に向かって先細り内径に上記音導管を設定
   し、 上記音導管の内径を上記電気音響交換ユニットの径の約
   1/2以下にすると共に、上記音導管が左右の耳介に配さ
   れるようにした電気音響変換器。
2. 【請求項２】音響信号が供給され、該音響信号を音響に
   変換して再生する音響再生装置と、 左右の耳の近傍に取り付けられるキャビネット内に収納
   された電気音響変換ユニットと、 該電気音響変換ユニットより放射される音響を上記キャ
   ビネット外方の外耳道の外に導出すると共に上記電気音
   響変換ユニットの口径を包含する偏平面を断面とし開口
   端に向かって先細り内径の音導管を備え、 上記電気音響変換器は、上記音響再生装置に供給される
   音響信号の少なくとも低域周波数成分を音響変換するよ
   うにしたヘッドホン併用の音響再生システム。