JP4401396B2

JP4401396B2 - 音出力装置

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Publication number: JP4401396B2
Application number: JP2007007483A
Authority: JP
Inventors: 雅朗福本; 勝広多
Original assignee: NTT Docomo Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc
Priority date: 2007-01-16
Filing date: 2007-01-16
Publication date: 2010-01-20
Anticipated expiration: 2027-01-16
Also published as: JP2008177705A

Description

本発明は、携帯端末などに利用される音出力装置に関し、より詳細には、気導出力及び骨導出力の双方を利用可能にすることによって音出力効率を良好にし得る音出力装置に関する。

従来、携帯電話等の小型音出力装置端末としては、利用者が使用時に耳を当てるべき部分に音響出力部が内蔵されたものがあり、利用者は、筐体の音響出力部分に耳を押し当てて通話をするようになっている。しかしこのような構造の場合、耳穴を端末筐体の音響出力部に対応する位置に合わせる必要があり、位置が合わない場合、音の受信が困難になる、周囲に音漏れするなどといった問題があった。さらに、騒音下における使用時においては、たとえ耳穴が音響出力部の位置にあったとしても、周囲の騒音のため音が聞こえにくいという問題もあった。さらに、難聴者がこのような構造の小型音響出力端末で音を受信することは困難であった。

一方、音響を通常のスピーカのように空気を振動させて音波を伝播させる気導出力ではなく、骨導出力により出力するスピーカが知られている（例えば、特許文献１参照）。骨導出力とは、鼓膜の振動によってではなく、頭蓋骨に振動を与え、鼓膜より内部の蝸牛より奥にある聴覚神経に音波を伝えるものである。骨導出力によれば、鼓膜を通過せず聴覚神経に直接振動を伝えるため、音の伝達を行う器官に問題がある伝音性難聴患者の場合、気導出力の場合よりも良好な音伝達が可能であるという利点がある。また骨伝導出力には、周囲に騒音がある場合でも明確な音の伝達が可能であるといわれている。

特開２００３−３４８２０８号公報

しかしながら、骨伝導出力の場合、音の伝導具合に個人差があり、ユーザによってはうまく骨伝導の音を感知できないという問題が知られている。また、特許文献１では、骨伝導については開示されているものの、気導成分について有効に活用されているとはいえない。

また、通常のスピーカのような振動膜を備え、振動と共に音響信号を同時に出力するようにした振動アクチュエータも知られているが（例えば、松下電器産業の「バイブサウンダ」）、このような振動アクチュエータは特殊な振動膜を必要とするため製造コストがかかる、構造が複雑になりがちであるという問題があった。また、このような振動アクチュエータにイヤホンをつける場合、このようなイヤホンにはアクチュエータまで貫通する音響孔が必要であり、防水性の確保が困難という問題があった。

従って、更なる伝音効率向上の余地があるといえ、良好な音波出力が確実に可能であり、シンプルな構造で防水性が確保できる音出力装置が要求されている。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、騒音下における使用時ならびに伝音性難聴者による使用時に良好な音波伝播が可能であり、防水性に優れた音出力装置を提供することにある。

本発明は、このような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、筐体と、音信号が入力される入力端子と、前記筐体に少なくとも部分的に内蔵され、前記入力端子に接続されて前記入力端子からの音信号を振動に変換して出力する振動アクチュエータと、前記振動アクチュエータからの振動を受信するよう前記振動アクチュエータに連結された振動伝達部であって、ユーザが、耳に引っ掛ける方法と、外耳道に密着するよう耳穴に挿入する方法と、耳珠前部下顎骨関節突起後部の窪みに押し付ける方法と、耳珠に押し当てて耳珠で耳穴を塞ぐ方法との少なくとも一つを取るような凸形状に成形され、かつ前記凸形状の表面に凹部を有し、前記振動アクチュエータの振動を、前記凹部を介して音響成分として出力する振動伝達部とを備え、前記振動アクチュエータは更に、ケースと、前記ケース内に設置され音信号を音響成分として出力する振動部と、を備え、前記凹部は穴もしくは溝であり、前記凹部の長さと幅と径との少なくともいずれか１つは、前記凹部の共鳴周波数が所定の周波数域中にあるよう構成された、音出力装置である。

このような音出力装置は、振動アクチュエータと、様々な方法で音を気導出力できる凸形状の振動伝達部とを備えるので、音伝達効率を向上することができる。また、この構成により、音出力装置の気導出力機能をより有効に活用することができる。さらに、この構成により、振動伝達部の共鳴周波数を調整し、音出力装置の気導出力機能をより有効に活用することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１つに記載の音出力装置であって、前記凹部にはチャンバーが形成されていることを特徴とする。

この構成により、振動伝達部の共鳴周波数を調整し、音出力装置の気導出力機能をより有効に活用することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１つに記載の音出力装置であって、前記振動伝達部は、前記凹部内に設置され前記振動アクチュエータからの振動によって振動する振動体を備えたことを特徴とする。

この構成により、音出力装置の気導出力機能をより有効に活用することができる。

請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれか１つに記載の音出力装置であって、前記凹部は、前記振動伝達部を貫通しない穴であることを特徴とする。

この構成により、音出力装置の防水性をさらに高めることができる。

請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６のいずれか１つに記載の音出力装置であって、前記振動伝達部の凸形状は、ドーム型もしくは薄板型もしくはスティック型の形状であることを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、請求項１乃至７のいずれか１つに記載の音出力装置であって、前記振動伝達部は、前記振動アクチュエータに連結された基端部から先端部に向かってテーパする形状を少なくとも部分的に有し、断面が楕円または円形であり、前記先端部の径が６ｍｍ以上９ｍｍ以下、前記基端部の径が１２ｍｍ以上１６ｍｍ以下、長さが１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下であることを特徴とする。

この構成により、ユーザの耳穴に容易に挿入可能であり、高い音聴取能力を有する音出力装置を提供できる。

請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の音出力装置であって、前記振動伝達部は、先端に向かってテーパするテーパ部を先端に有し、断面が楕円であり、テーパ部先端の短径が約８ｍｍ、長径が約１０ｍｍ、テーパ部基端の短径が約１０ｍｍ、長径が約１４ｍｍ、テーパ部の長さが約７ｍｍであり、前記振動アクチュエータに連結された基端部から前記テーパ部基端までの長さが約８ｍｍ以上であることを特徴とする。

請求項１０に記載の発明は、請求項１乃至９のいずれか１つに記載の音出力装置であって、前記振動伝達部の側面には、くびれが形成されていることを特徴とする。

この構成により、ユーザがより快適に装着できる音出力装置を提供できる。

請求項１１に記載の発明は、請求項９に記載の音出力装置であって、前記振動伝達部は、前記基端部と前記テーパ部基端との間に、断面が前記テーパ部基端の断面よりも小さい部分を有することを特徴とする。

請求項１２に記載の発明は、請求項１乃至１１のいずれか１つに記載の音出力装置であって、前記振動伝達部は、硬質ゴムと、硬質シリコンゴムと、硬質プラスチックと、軟質プラスチックとポリプロピレンとの少なくともいずれか１つにより形成されていることを特徴とする。

請求項１３に記載の発明は、請求項１乃至１２のいずれか１つに記載の音出力装置であって、前記振動伝達部は、熱可塑性材料により形成されていることを特徴とする。

請求項１４に記載の発明は、請求項１乃至１３のいずれか１つに記載の音出力装置であって、前記振動伝達部は、芯部と表面部とを有し、前記芯部は、硬質ゴムと硬質シリコンゴムと硬質プラスチックとの少なくともいずれか１つ、前記表面部は、軟質プラスチックとポリプロピレンとの少なくともいずれか１つにより形成されていることを特徴とする。

請求項１５に記載の発明は、請求項１３または１４に記載の音出力装置であって、前記芯部は、前記表面部の露出部を通して前記振動伝達部の表面に露出していることを特徴とする。

この構成により、ユーザがより快適に装着でき、かつより効果的な骨伝導出力が可能な音出力装置を提供できる。

請求項１６に記載の発明は、請求項１乃至１５のいずれか１つに記載の音出力装置であって、前記振動伝達部は、前記筐体に対して相対移動可能に取り付けられていることを特徴とする。

この構成により、携帯が容易な音出力装置を提供できる。

請求項１７に記載の発明は、請求項１乃至１６のいずれか１つに記載の音出力装置であって、前記振動伝達部は、前記振動アクチュエータに対して着脱可能に取り付けられていることを特徴とする。

この構成により、ユーザの必要に応じて振動伝達部を取替え可能な音出力装置を提供できる。

請求項１８に記載の発明は、請求項１乃至１７のいずれか１つに記載の音出力装置であって、前記音出力装置の前記筐体は折り畳み可能であり、前記筐体の折り畳み面の一方には前記振動伝達部が形成され、折り畳み面の他方の対応する位置には穴部が形成されていることを特徴とする。

この構成により、携帯が容易な音出力装置を提供できる。

請求項１９に記載の発明は、請求項１乃至１７のいずれか１つに記載の音出力装置であって、前記音出力装置の筐体は、各面が該矩形である六面体であり、前記振動伝達部は、前記六面体の面のうち最も面積が広い面以外の面に設置されていることを特徴とする。

この構成により、厚みが薄く携帯が容易な音出力装置を提供できる。

請求項２０に記載の発明は、請求項１乃至１９のいずれか１つに記載の音出力装置であって、前記音出力装置は、音信号を送受信するアンテナを有し、前記振動伝達部は前記アンテナの先端に設置されていることを特徴とする。

請求項２１に記載の発明は、請求項２に記載の音出力装置であって、前記振動アクチュエータは、前記ケースに内蔵された圧電体を備え印加電圧によって前記圧電体を変形させることによって生じた振動を前記ケースに伝達する圧電型アクチュエータであることを特徴とする。

請求項２２に記載の発明は、請求項２に記載の音出力装置であって、前記振動アクチュエータは、前記ケースに内蔵された可動錘を備え電磁力によって移動する前記可動錘によって生じた振動を前記ケースに伝達する可動錘型アクチュエータであることを特徴とする。

本発明による音出力装置は、様々な方法でユーザの耳に音を出力する凸形状の振動伝達部と振動アクチュエータとを備えるので、音伝達効率を向上することができる。また、振動伝達部によって気導出力及び骨導出力が可能であるため、簡単な構造でより良好な音伝達が確実に可能な音出力装置を提供できる。さらに、振動アクチュエータが密閉構造とすることにより、音出力装置の防水性を高めることができる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施例について詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施例に係る音出力装置の一例としてのスピーカ１５０を備えた携帯電話１００がユーザの手に握られているところを示す図である。携帯電話１００は、筐体１０１と、液晶スクリーン１０２と、入力キー１０４と、マイクと、スピーカ１５０とを備えている。液晶スクリーン１０２と、入力キー１０４と、マイクと、スピーカ１５０とは、図示されず筐体１０１に内蔵されたＣＰＵに接続されている。スピーカ１５０は、振動アクチュエータ１６０と振動伝達部１６６とを備える。図２のブロック図に示されるように、ＣＰＵの音出力部から送信された音声または音響出力信号は、スピーカ１５０の音入力部とアンプ１７０とを通して振動アクチュエータ１６０を振動させ、振動伝達部１６６から音響信号として出力される。

図３は、振動アクチュエータ１６０の詳細を示す図である。振動アクチュエータ１６０は、ケース１６１と、コーン１６２と、コイル１６３と、可動錘１６４と、主振動面１６５とを備えている。振動アクチュエータ１６０は、携帯電話１００の筐体１０１にはめ込まれており、ケース１６１は、ダンパー１６９を介して周囲の筐体１０１に柔結合されている。また、振動アクチュエータ１６０は、主振動面１６５が筐体１０１の一部に露出するように設置されており、主振動面１６５に設置された振動伝達部１６６は、筐体１０１の表面から凸形状に突出している。

振動伝達部１６６には、裏面から表面に向けて貫通した、凹部の一例としての音響孔１６８が形成されている。図３に示すように、音響孔１６８は主振動面１６５によってケース１６３の内部と隔たれているため、振動アクチュエータ１６０の内部は密閉構造となっている。従って、振動アクチュエータ１６０を確実に防水することができる。

音出力部から出力された音響信号により、コイル１６３に電流を流すと、コーン１６２が振動して音出力が生じると共に、可動錘１６４が振動する。可動錘１６４の振動によって生じた振動出力は、主振動面１６５を介して振動伝達部１６６全体を振動させる。また、コーン１６２が振動して生じた音出力は、振動伝達部１６６の音響孔１６８を通じて携帯端末１００の外部に気導出力される。振動伝達部１６６の振動によって生まれた音響成分は、音響孔１６８で反響することにより増強される。これにより、音響成分をより有効に振動伝達部１６６の先端から出力することが可能になる。

本実施例の振動アクチュエータ１６０は導電型可動錘形式であるが、本願発明に係る通信端末の振動アクチュエータは、印加電圧によって前記圧電体を変形させることによって生じた振動を伝達する圧電型アクチュエータなど、他の形式のものであっても構わない。

また、本実施例の振動アクチュエータ１６０は振動出力と共に音響出力も発生させているが、本願発明に係る音出力装置の振動アクチュエータは、このようなタイプの振動アクチュエータに限定されない。例えば、コーン１６２を持たず、主に振動出力のみを発生させる振動アクチュエータであっても構わない。この場合でも、振動伝達部１６６に与えられた振動により音響信号が生成され、さらに音響孔１６８によって反響されることにより、音響成分が気導出力される。

図４（ａ）は、通常環境下におけるスピーカ１５０の使用方法例を示すものである。スピーカ１５０の振動伝達部１６６を軽く耳にあて、振動伝達部１６６の凸形状が耳穴に軽く引っかかるようにすることで、音響孔１６８を耳穴に合わせることができる。また、振動伝達部１６６を耳孔にあわせる代わりに、図４（ｂ）に図示の、耳珠の前方下顎骨関節突起後方の位置ＰＴ１に押し付けるようにして使用すれば、音響孔１６８を耳孔の近傍に固定することが可能であり、さらに振動伝達部１６６と接触点ＰＴ１との接触を通じて骨伝導による聴取も行える。これにより、ユーザは、立ちながらや歩きながらなど、不安定な使用環境においても良好な聴取を行うことができ、さらに伝音性難聴者による聴取が可能になるほか、健聴者の場合でも聴取力の向上が見込まれる。

図５（ａ）から（ｃ）は、高騒音環境下におけるスピーカ１０５の使用方法例を示すものである。この場合、ユーザは振動伝達部１６６を図５（ａ）に示すように耳孔に挿入し振動伝達部１６６を外耳道に密着させるか、または図４（ｂ）に示す耳珠ＰＴ２に押し付ける。図５（ａ）のように振動伝達部１６６を耳穴に挿入した場合、振動伝達部１６６の先端の音響孔１６８からは音響信号が気導出力されて聴取されると共に、振動伝達部１６６の振動が直接聴覚神経に伝達されることにより、骨導出力も聴取することができる。骨伝導による音出力の効果及び振動伝達部１６６を耳栓のように外耳道に密着させることによる外耳道閉塞効果により、従来の骨伝導出力や耳穴式イヤホンによる気導出力に比べて２０ｄＢ程度の聴取音量向上が見込まれる。特に、騒音下における聴取音量向上ならびに、外耳道閉塞効果による低音成分の増強が見込まれる。

さらに、図５（ｂ）および（ｃ）のように耳珠ＰＴ２に振動伝達部１６６を押し付けた場合は、振動伝達部１６６により耳珠が曲げられ、耳珠によって耳穴が塞がれる。この結果、振動伝達部１６６を外耳道に密着させる場合と同様、振動伝達部１６６を耳珠ＰＴ２に押し付けて耳珠で耳穴を塞ぐことによっても、周囲の外音を遮断することができる。従って、騒音下における聴取性が向上し、さらに、耳を塞ぐことによる、低音成分を増強させる外耳道閉鎖効果も同時に得ることができる。

さらに、図５（ａ）のように振動伝達部１６６を外耳道に密着させる場合、または図５（ｂ）、（ｃ）のように振動伝達部１６６を耳珠ＰＴ２に押し付ける場合のどちらにおいても、振動伝達部１６６からの骨導出力が行われるため、伝音性難聴者による聴取が可能となりえる。骨導出力のための頭蓋骨との接触箇所は、耳珠ＰＴ２に限られず、顎骨や額部等、頭部の他の箇所との接触によっても聴取が可能である。

本願発明者は、振動伝達部１６６の形状に関し、ユーザアンケート調査により、容易に挿入が可能でかつ良好に外耳道に密着しているとユーザの８０％が感じる振動伝達部のサイズ域を特定した。一般に、人間の外耳道の入り口部は、垂直方向に長い楕円形状をしていることが多い。図６（ａ）に示すように、振動伝達部が８から１０ｍｍの長径及び６から９ｍｍの短径を持つ楕円形であるテーパ先端部と、１２から１６ｍｍの長径及び１０から１４ｍｍの短径を持つ楕円形であるテーパ後端部とを有し、振動アクチュエータ１６０に取り付けられる取り付け部からテーパ後端部までの高さが８から１３ｍｍ、テーパ部の長さが７ｍｍである場合、単一形状で多くの、約８０％の人の耳穴に適合させることができ、好ましい。

また、図６（ｂ）に振動伝達部の他の形状例を示す。振動伝達部２６６はドーム状の先端部を切り取った薄板型形状、振動伝達部２６７は径が小さい薄板形状、振動伝達部２６８はドーム状の先端部がさらに突出している形状、さらに振動伝達部２６９はドーム状でなく基端部から先端部にかけて全体的にテーパしたスティック型形状をそれぞれ有している。一般に、振動伝達部は突起の高さが高く基部の径が大きいほど、外耳道への密着度が高まり、聴取効率が高まる。しかし、このような振動伝達部を有する端末は携帯には不便であり、使用状況に応じて図６（ｂ）に示す振動伝達部等、適切な形状の選択が必要となる。また、図６（ｃ）に示すような、窪み３６７を有する振動伝達部３６６の後部側面の場合、ユーザが振動伝達部３６６を耳穴に挿入した際、振動伝達部３６６と耳珠との接触が避けられ、快適性を増すことができる。

図６（ｄ）の振動伝達部３６８は、１０ｍｍの長径と８ｍｍの短径とを持つテーパ先端部と、１４ｍｍの長径と１０ｍｍの短径とを持つ後端部と７ｍｍの長さとを有するテーパ部と、長さが８ｍｍの取り付け部とを有する。なお、取り付け部からテーパ後端部までの長さは、取り付け部が取り付けられている主振動面の、取付け部周囲の形状により異なり、周囲に突起物などがある場合は、その突起物の高さの分、長さを長くする必要がある。従って、取り付け部からテーパ後端部までの長さは約８から１３ｍｍといえる。また、取り付け部とテーパ後端部との間は、テーパ後端部から離れるに従って径が小さくなるようテーパ状に構成されており、この部分が図６（ｃ）の窪み３６７と同様、ユーザの耳珠を避ける機能を果たしている。

図７（ａ）は、振動伝達部に形成される凹部の形態の例を示している。図３の振動伝達部１６６に形成された音響孔１６８、及び図７（ａ）の音響孔４６９、４７３は振動伝達部を貫通しているが、音響穴４６８，４７１のように貫通しないものを凹部としてもよい。音響穴を貫通させない場合は、音出力装置の更なる防水性の確保が容易である。

また、図７（ｂ）に示すように、振動伝達部は凹部として溝４７５を備えていてもよい。

振動伝達部の振動によって生まれた音響成分が、これらの穴や溝の壁面で反響することにより、増強されて出力される。これにより、穴や溝がない場合に比べ、より効率的に音響成分を出力し聴取効率を高めることが可能になる。

さらに、穴の径や長さ、溝の深さや幅を調整することにより、人間の発話音声や特定の楽音信号の帯域など、所定の周波数帯域に共鳴点を設定することができる。この共振点を、目的とする音声や楽音に一致させて音響成分を増幅することにより、音響伝達力をさらに高めることができる。また、図７（ａ）の音響穴４６９．４７１，４７３のチャンバー４７０，４７２，４７４のように、穴や溝の一部にチャンバーを設けて共振効果を得ることも可能である。さらに、図８に示すように、振動伝達部の穴５６８に形成されたチャンバー５６９の内部に振動膜５７０を設置することにより、振動アクチュエータがコーンを備えていない場合でも、振動伝達部が自身に加えられた振動によって音響信号を生成し、音響孔１６８を通じて出力することで、気導成分の効率的な出力が可能になる。

また、図９（ａ）に示すように、内部に芯材６６７として硬質プラスチックや硬質ゴムを、表面部６６６に軟質プラスチックやシリコンゴムなどの軟質ゴムをそれぞれ供えた振動伝達部６６５としてもよい。これにより、骨伝導の伝達効率を保ちつつ、体表面との接触部を軟らかくすることができ、皮膚表面への密着性や外耳道の密閉性を高めると共に、使用時の快適さを得ることができる。また、図９（ｂ）のように芯材６６８を表面部６６９の露出部６７０を通して振動伝達部の表面及び側面に露出させることで、骨伝導の伝達効率をさらに高めることができる。

また、振動伝達部の表面部や芯材を熱可塑性の材料から形成することにより、お湯などで温めて形状を変形させてユーザの耳穴形状にフィットさせることができる。

図１０は、振動アクチュエータから着脱可能な振動伝達部７６６の構造を示すものである。振動伝達部７６６を着脱可能にするため、アタッチメント部７７１を振動アクチュエータ７６０の主振動面７６５に、アタッチメント部７７２を振動伝達部７６６の取付け部にそれぞれ取り付けている。アタッチメント部７７１とアタッチメント部７７２とは、互いに噛合可能になっており、これにより、様々な形状の振動伝達部を取り替えて使用することができ、様々な形状の耳穴や使用形態に適合させることができる。

図１０では、アタッチメント部７７１の噛合凹部とアタッチメント部７７２の噛合凸部とがそれぞれ台形の断面を有しており、アタッチメント部７７１の噛合凹部とアタッチメント部７７２の噛合凸部に噛み合わせることにより、振動伝達部７６６を振動アクチュエータ７６０に取り付けている。しかし、他の機構による取り付けも可能である。

また、アタッチメント部の形状を対称形（線対称や回転対称）にすることで、振動伝達部の取り付け方向を調整することができる。また、アタッチメント部や振動伝達部の一部を相対可動（回転、伸縮、折り曲げなど）にすることで、取り付け方向の調整を行うこともできる。これにより、様々な形状の耳穴や使用形態に適合させることができる。

図１の実施例では、振動伝達部１６６は携帯電話の正面に設置されているが、本願発明はそのような形態に限定されるものではない。例えば図１１に示すように、携帯端末８００の側面に振動伝達部８６６が設置されていてもよい。この場合ユーザは、各面がほぼ矩形である六面体の携帯電話８００の、最も断面が広い面ではない面である側面に設置された振動伝達部８６６を耳穴に当てて聴取を行うことができる。従って、携帯端末８００の筐体の厚みを増やすことなく、受話効率の向上が可能である。

また、図１２に示すように、折り畳み型電話８５０の折り畳み面に振動伝達部８５１を、反対側の折り畳み面の対応する位置に穴部８５２を形成することも可能である。この場合、図１２の右側のように、折り畳み型電話８５０の折り畳み時には振動伝達部８５１が穴部８５２に嵌合され、コンパクトな収納が可能になる。また、穴部８５２の部分にマイクを設置することで、集音性能の向上も可能である。

図１３は、振動伝達部９６６が端末の筐体に対して相対的回動することにより可倒式となった構成の例である。振動伝達部９６６は、図１３に示すように筐体に形成された凹みに収納されるようになっていてもよい。この場合、振動アクチュエータは可倒部分に振動伝達部９６６と共に内蔵されていてもよいし、可倒部分の基端部に内蔵されていてもよい。また図１４は、携帯端末のアンテナ先端を振動伝達部９５０とした例である。このように、振動伝達部を筐体に対して相対移動可能な構成とすることにより、携帯性を維持しつつ使用時の聴取効率の向上を図ることが可能である。

上記実施例では、音出力装置の例として携帯電話を取り上げているが、本願発明の音出力装置はそれに限られるものではない。例えば、図１５に示すイヤホン１０５０のように音信号の入力を外部機器から受けるものでもよい。イヤホンは、電話、音楽再生機器など、外部音出力機能を持つ機器に接続され、そこから入力された音信号を振動アクチュエータ１６０及び振動伝達部１６６を介して気導及び骨導出力することができる。

本発明による音出力装置は、様々な方法でユーザの耳に音を出力する凸形状の振動伝達部と振動アクチュエータとを備えるので、聴取効率を向上することができる。また、振動伝達部によって気導出力及び骨導出力が可能であるため、簡単な構造でより良好な音伝達が確実に可能な音出力装置を提供できる。さらに、振動アクチュエータを密閉構造とすることにより、音出力装置の防水性を高めることができる。

本発明の一実施例にかかる携帯電話を示す構成図である。本発明の一実施例にかかる携帯電話の音響出力システムを示すブロック図である。本発明の一実施例にかかる振動アクチュエータと振動伝達部との構成図である。（ａ）は本発明の一実施例にかかる携帯電話の使用形態の一例として、振動伝達部を耳に引っ掛ける方法を示す図であり、（ｂ）は本発明の一実施例にかかる携帯電話の使用形態の例として、振動伝達部を挿入する耳穴の位置と、振動伝達部を押し当てる耳珠の位置と、振動伝達部を押し付ける耳珠前部下顎骨関節突起後部の窪みの位置とを示す図である。（ａ）は本発明の一実施例にかかる携帯電話の使用形態の一例として、振動伝達部を耳穴に挿入する方法を示す図であり、（ｂ）および（ｃ）は本発明の一実施例にかかる携帯電話の使用形態の一例として、振動伝達部を耳珠に押し当てる方法を示す図である。（ａ）は本発明にかかる振動伝達部の好ましい形状のサイズ域を示す図であり、（ｂ）および（ｃ）は本発明にかかる振動伝達部の他の実施例を示す図であり、（ｄ）は本発明にかかる振動伝達部の好ましい形状例を示す図である。（ａ）および（ｂ）は本発明にかかる振動伝達部の他の実施例を示す図である。本発明にかかる振動伝達部の他の実施例を示す図である。（ａ）および（ｂ）は本発明にかかる振動伝達部の他の実施例を示す図である。本発明にかかる、振動アクチュエータから着脱可能な振動伝達部の実施例を示す図である。本発明にかかる音出力装置としての携帯電話の他の実施例を示す図である。本発明にかかる音出力装置としての携帯電話の他の実施例を示す図である。本発明にかかる音出力装置としての携帯電話の他の実施例を示す図である。本発明にかかる音出力装置としての携帯電話の他の実施例を示す図である。本発明にかかる音出力装置としてのイヤホンの実施例を示す図である。

符号の説明

１００，８００，８５０携帯電話
１０１筐体
１５０スピーカ
１６０，１０６０振動アクチュエータ
１６６、２６６，２６８，２６９，３６６，６６５、８６６，８５１，９５０，９６６，１０６６振動伝達部
１６８，４６９，４７３音響孔
３６７窪み
４６８，４７１，５６８音響穴
４７０，４７２，４７４，５６９チャンバー
４７５溝
６６６表面部
６６７芯部
７７１，７７２アタッチメント部
１０５０イヤホン

Claims

筐体と、
音信号が入力される入力端子と、
前記筐体に少なくとも部分的に内蔵され、前記入力端子に接続されて前記入力端子からの音信号を振動に変換して出力する振動アクチュエータと、
前記振動アクチュエータからの振動を受信するよう前記振動アクチュエータに連結された振動伝達部であって、ユーザが、
耳に引っ掛ける方法と、
外耳道に密着するよう耳穴に挿入する方法と、
耳珠前部下顎骨関節突起後部の窪みに押し付ける方法と、
耳珠に押し当てて耳珠で耳穴を塞ぐ方法との少なくとも一つを取るような凸形状に成形され、
かつ前記凸形状の表面に凹部を有し、前記振動アクチュエータの振動を、前記凹部を介して音響成分として出力する振動伝達部と、
を備え、
前記振動アクチュエータは更に、
ケースと、前記ケース内に設置され音信号を音響成分として出力する振動部と、
を備え、
前記凹部は穴もしくは溝であり、
前記凹部の長さと幅と径との少なくともいずれか１つは、前記凹部の共鳴周波数が所定の周波数域中にあるよう構成された
ことを特徴とする音出力装置。
前記凹部にはチャンバーが形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の音出力装置。
前記振動伝達部は、
前記凹部内に設置され前記振動アクチュエータからの振動によって振動する振動体を備えたことを特徴とする、請求項１又は２に記載の音出力装置。
前記凹部は、前記振動伝達部を貫通しない穴であることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１つに記載の音出力装置。
前記振動伝達部の凸形状は、ドーム型もしくは薄板型もしくはスティック型の形状であることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか１つに記載の音出力装置。
前記振動伝達部は、前記振動アクチュエータに連結された基端部から先端部に向かってテーパする形状を少なくとも部分的に有し、断面が楕円または円形であり、前記先端部の径が６ｍｍ以上９ｍｍ以下、前記基端部の径が１２ｍｍ以上１６ｍｍ以下、長さが１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下であることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか１つに記載の音出力装置。
前記振動伝達部は、先端に向かってテーパするテーパ部を先端に有し、断面が楕円であり、テーパ部先端の短径が約８ｍｍ、長径が約１０ｍｍ、テーパ部基端の短径が約１０ｍｍ、長径が約１４ｍｍ、テーパ部の長さが約７ｍｍであり、前記振動アクチュエータに連結された基端部から前記テーパ部基端までの長さが約８ｍｍ以上であることを特徴とする、請求項６に記載の音出力装置。
前記振動伝達部の側面には、くびれが形成されていることを特徴とする、請求項１乃至７のいずれか１つに記載の音出力装置。
前記振動伝達部は、前記基端部と前記テーパ部基端との間に、断面が前記テーパ部基端の断面よりも小さい部分を有することを特徴とする、請求項７に記載の音出力装置。
前記振動伝達部は、硬質ゴムと、硬質シリコンゴムと、硬質プラスチックと、軟質プラスチックとポリプロピレンとの少なくともいずれか１つにより形成されていることを特徴とする、請求項１乃至９のいずれか１つに記載の音出力装置。
前記振動伝達部は、熱可塑性材料により形成されていることを特徴とする、請求項１乃至１０のいずれか１つに記載の音出力装置。
前記振動伝達部は、芯部と表面部とを有し、前記芯部は、硬質ゴムと硬質シリコンゴムと硬質プラスチックとの少なくともいずれか１つ、前記表面部は、軟質プラスチックとポリプロピレンとの少なくともいずれか１つにより形成されていることを特徴とする、請求項１乃至１１のいずれか１つに記載の音出力装置。
前記芯部は、前記表面部の露出部を通して前記振動伝達部の表面に露出していることを特徴とする、請求項１１または１２に記載の音出力装置。
前記振動伝達部は、前記筐体に対して相対移動可能に取り付けられていることを特徴とする、請求項１乃至１３のいずれか１つに記載の音出力装置。
前記振動伝達部は、前記振動アクチュエータに対して着脱可能に取り付けられていることを特徴とする、請求項１乃至１４のいずれか１つに記載の音出力装置。
前記音出力装置の前記筐体は折り畳み可能であり、前記筐体の折り畳み面の一方には前記振動伝達部が形成され、折り畳み面の他方の対応する位置には穴部が形成されていることを特徴とする、請求項１乃至１５のいずれか１つに記載の音出力装置。
前記音出力装置の筐体は、各面が該矩形である六面体であり、前記振動伝達部は、前記六面体の面のうち最も面積が広い面以外の面に設置されていることを特徴とする、請求項１乃至１５のいずれか１つに記載の音出力装置。
前記音出力装置は、音信号を送受信するアンテナを有し、前記振動伝達部は前記アンテナの先端に設置されていることを特徴とする、請求項１乃至１７のいずれか１つに記載の音出力装置。
前記振動アクチュエータは、
前記ケースに内蔵された圧電体を備え印加電圧によって前記圧電体を変形させることによって生じた振動を前記ケースに伝達する圧電型アクチュエータであることを特徴とする、請求項１に記載の音出力装置。
前記振動アクチュエータは、
前記ケースに内蔵された可動錘を備え電磁力によって移動する前記可動錘によって生じた振動を前記ケースに伝達する可動錘型アクチュエータであることを特徴とする、請求項１に記載の音出力装置。