JP5944526B2 - 骨伝導スピーカー及びその複合振動装置 - Google Patents

Description

本発明は骨伝導スピーカー及びその部材の改善に関し、具体的には、振動板と振動伝導シートからなる複合振動装置を用いることによって、骨伝導スピーカーの周波数応答を改良する骨伝導スピーカー及びその複合振動装置に関する。

従来の技術において、音を聞く原理は空気中の振動が外耳道を通って鼓膜に伝わり、鼓膜の振動によって、人間の聴覚神経を駆動し、それにより、音の振動を感知することである。従来の技術における骨伝導スピーカーは稼働する際に、普通、振動を人間の皮膚、皮下組織及び骨格を通って人間の聴覚神経に伝えることによって人に音を聞かせる。

従来の骨伝導スピーカーが稼働する際に、振動板の振動に伴って固定ブロックを介して振動板を固定しているハウジングも振動板に従って振動を発生するため、該ハウジングの振動面を耳後、頬又は額などの部位に接触させると、その振動を骨伝導音として伝えることができ、それにより、音声をはっきり聞くことができる。

しかし、従来のこのような振動部材の骨伝導スピーカーが生成する周波数応答曲線は、図４の実線に示すような２種の表現形態である。理想状態の下で、スピーカーの周波数応答曲線が平坦で１本の直線をなすことが最適と見られ、且つ応答周波数の頂端ストレート部の幅が広ければ広いほど、音質がよくなり、且つ人間の耳で感知できる。しかし、図４の中の従来の骨伝導スピーカーの周波数応答は低周波に高すぎる共振ピークがあるのではなければ、高周波に高すぎる共振ピークがある。このようにその音質の発展が大きく制限される。従って、従来の振動部材を用いる骨伝導スピーカーはその音質の向上が難しく、従来の技術をさらに改善し、発展させる必要がある。

本発明は骨伝導スピーカー及びその複合振動装置を提供し、従来の骨伝導スピーカーの振動部材を改善し、振動板と振動伝導シートからなる複合振動装置を用いて骨伝導スピーカーの周波数応答を改良し、周波数応答を平坦に近くさせ、広い聴覚音を取得することを目的とする。

本発明の技術的手段は下記通りであり、
骨伝導スピーカーの複合振動装置であって、振動伝導シートと振動板を備え、前記振動伝導シートは第１リング体、及び該第１リング体内において中心に向かって集中する少なくとも２つの第１支持ロッドを有するように設置され、前記振動板は第２リング体、及び該第２リング体内において中心に向かって集中する少なくとも２つの第２支持ロッドを有するように設置され、前記振動伝導シートと前記振動板が一体に固定され、前記第１リング体が磁気システムに固定され、前記第２リング体に前記磁気システムの作用を受けるボイスコイルが固定される骨伝導スピーカーの複合振動装置。

前記複合振動装置であって、前記磁気システムは底板と、該底板に設置される環形磁石と、該環形磁石内において該環形磁石と同心的に設置される内磁石と、前記内磁石に設置される内磁気伝導板と、前記環形磁石に設置される環形磁気伝導板とを備えるように設置され、前記環形磁気伝導板に前記第１リング体を固定するための座金が設置され、前記ボイスコイルが前記内磁気伝導板と環形磁気伝導板との間に設置される複合振動装置。

前記複合振動装置であって、前記第１支持ロッド及び前記第２支持ロッドがそれぞれ３つ設置される複合振動装置。

前記複合振動装置であって、前記第１支持ロッドと前記第２支持ロッドがストレートロッドである複合振動装置。

前記複合振動装置であって、前記振動板の中央に前記振動伝導シートと適応する凹溝が設置される複合振動装置。

前記複合振動装置であって、前記振動伝導シートが前記振動板の支持ロッドと交錯して設置される複合振動装置。

前記複合振動装置であって、前記支持ロッドの交錯角度が６０°である複合振動装置。

前記複合振動装置であって、前記振動伝導シートとしてステンレス鋼を使用し、その厚さが０．１−０．２ｍｍであり、且つ振動伝導シートの第１支持ロッドの幅が０．５−１．０ｍｍであり、前記振動板の第２支持ロッドの幅が１．６−２．６ｍｍであり、且つ厚さが０．８−１．２ｍｍである複合振動装置。

前記複合振動装置であって、前記振動伝導シートと振動板が複数個設置され、順次に中心及び／又はリングによって、一体に固定接続される複合振動装置。

骨伝導スピーカーであって、上記のいずれかに記載の複合振動装置を採用する。

本発明の提供する骨伝導スピーカー及びその複合振動装置は、固定接続される振動伝導シートと振動板を採用するため、そのプロセスが簡単で、コストが低く、複合振動装置の２つの部材が低周波を調整するだけでなく、高周波を調整することもできるため、取得した周波数応答をより平坦にさせ、音声をより広くさせ、単一の振動板による周波数応答が急峻で、音声が薄い問題を避ける。

図１は本発明における骨伝導スピーカーの縦断面図である。
図２は本発明における骨伝導スピーカーの振動部材構成の斜視図である。
図３は本発明における骨伝導スピーカー構成の分解斜視図である。
図４は従来の技術における振動部材構成の骨伝導スピーカーの周波数応答曲線図である。
図５は本発明における振動部材構成の骨伝導スピーカーの周波数応答曲線図である。
図６は本発明における骨伝導スピーカー構成の斜視図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の各好適な実施例をより詳しく説明する。

図１と図３に示すように、本発明における骨伝導スピーカーの複合振動装置は、振動伝導シート１と振動板２からなる複合振動部材を備え、前記振動伝導シート１が第１リング体１１１として設置され、且つ該第１リング体内において中心に向かって集中する３つの第１支持ロッド１１２が設置され、その集中中心の位置と前記振動板２の中心とが固定されている。前記振動板２の中心は前記集中中心及び第１支持ロッドと適応する凹溝１２０である。前記振動板２は前記振動伝導シート１より小さい半径を有する第２リング体１２１と、前記第１支持ロッド１１２より粗く厚い３つの第２支持ロッド１２２とを有するように設置され、図２に示すように、装着する際に前記第１支持ロッド１１２と前記第２支持ロッド１２２とは交錯して設置され、６０°の角度を呈してもよいがそれに限定されない。前記第１支持ロッドと第２支持ロッドがスレートロッドを採用することが好ましい。

明らかに、前記第１支持ロッドと第２支持ロッドが２つ以上に設置されることができ、例えば２つの場合は対称構成に設置されることができるが、３つの支持ロッドの設置方式が最も経済的なデザインであり、しかし、このような支持ロッドの設置方式に限定されず、本発明の前記支持ロッドが４つ、５つなどの更なる数の多いスポーク構成に設置されてもよい。

前記振動伝導シート１は薄い厚さを有し、且つ弾力を増加することができ、振動伝導シート１は振動板２の凹溝１２０の中心に係合される。振動板２に接着された第２リング体１２１の下側にボイスコイル８が設置される。本発明における複合振動装置は底板１２をさらに備え、該底板１２に環形磁石１０が設置され、該環形磁石１０内に同心的に内磁石１１が設置され、前記内磁石１１の頂面に内磁気伝導板９が設置され、同時に、前記環形磁石１０に環形磁気伝導板７が設置され、前記環形磁気伝導板７の上方に座金６が固定設置され、前記振動伝導シート１の第１リング体１１１が該座金６と固定して接続される。該複合振動装置全体はパネル１３によって外部に接続され、前記パネル１３が前記振動伝導シート１の集中中心の位置に固定接続され、且つ振動伝導シート１と振動板２の中心位置に係合固定される。

説明すべきなのは、上記振動伝導シートと振動板の構成はいずれも複数設置されることができ、中心固定され、又は中心と縁を順次に交錯して固定されることにより、多層振動構成を形成し、それぞれ異なる周波数応答範囲に対応し、全音域、全周波数応答の、高品質音響のイヤホン振動ユニットを実現させ、ただし、コストが比較的に高くなるだけである。

本発明における前記骨伝導スピーカーは前記環形磁気伝導板７、環形磁石１０、底板１２、内磁石１１及び内磁気伝導板９によって磁気システムを構成し、可聴周波数電流のボイスコイル８における電流変化により磁界変化を発生させるため、該磁気システムに対する作用によってボイスコイル８の振動を発生させ、該複合振動装置が座金６によって磁気システムに接続され、該骨伝導スピーカーはパネル１３によって外部に接続されて振動を人骨に伝えることができる。

本発明における骨伝導スピーカー及びその複合振動装置の好適な実施例において、前記環形磁気伝導板７、環形磁石１０、内磁気伝導板９、内磁石１１及び底板１２からなる磁気システムはボイスコイル８に通電して発生させた電流誘導で生じる磁界強さが変化し、インダクタンスもそれに従って変化を発生し、それによりボイスコイル８が縦方向の運動を発生させ、且つ振動板２の振動を引き起こして振動を振動伝導シート１に伝え、最後に、パネル１３を経て人間の耳後、頬又は額などの部位と接触して振動を人骨に伝え、それにより、音を発生させる。完全の製品ユニットは図６に示されている。

振動板と振動伝導シートからなる複合振動装置を用いることによって、図５に示すような周波数応答を取得し、二重の複合振動により２つの共振ピークを発生させ、２つの部品の寸法と材料などのパラメーターを調整することによって、共振ピークを移動させ、低周波の共振ピークがより低周波に移動させ、高周波の共振ピークがより高周波に移動させ、最終的に、図５に示すような破線の周波数応答曲線にフィッティングすることができ、つまり、理想状態下での平坦な周波数応答であり、これらの共振ピークの範囲がいずれも耳が聞こえる周波数応答範囲内にあり、これで音響の共振応答範囲を広め、理想の音声が得られる。

好適な実施例において、振動伝導シートはステンレス鋼を使用し、その厚さが０．１−０．２ｍｍで、且つ振動伝導シートの第１支持ロッドの中間の３本のストレートロッドの幅を０．５−１．０ｍｍとする際に、骨伝導スピーカーの低周波共振ピークを３００−９００Ｈｚにさせることができ、振動板の第２支持ロッドの３本のストレートロッドの幅が１．６−２．６ｍｍで、ストレートロッドの厚さを０．８−１．２ｍｍとする際に、骨伝導スピーカーの高周波共振ピークを７５００−９５００Ｈｚにさせることができることを採用してもよいがそれに限定されない。同時に、振動伝導シートと振動板の構成も３本のストレートロッドの構成に限定られず、それらの構成により振動伝導シートと振動板が適宜な可撓度を有するようにさせることができれば、十字ロッド又はより多くの本数のロッド状構成も適用される。もちろん、複合振動部材が多ければ多いほど、得られる共振ピークが多く、フィッティングによる曲線も平坦に近くなり、音声がより広くなり、従って本発明のより好ましい実施例では２つより多い振動伝導シート又は振動板などの類似部件を用いて重ね合わせて設置することができ、そのコストがより高くなるだけである。

本発明における上記複合振動装置が骨伝導スピーカーに適用される際に、主な適用分野は骨伝導イヤホンであり、そのため、上記構成を用いる骨伝導スピーカーも本発明の保護範囲の１つである。

本発明の使用する骨伝導スピーカー及びその複合振動装置は、そのプロセスが簡単で、コストが低く、複合振動装置の２つの部材が低周波を調整できるだけでなく、高周波を調整することもできるため、図５に示すように、得られる周波数応答をより平坦にさせ、音声をより広くさせ、単一の振動板による周波数応答が急峻で、音声が薄い問題を避け、それにより、骨伝導スピーカーの応用前景を広くさせる。

従来技術における振動部材はいずれも周波数応答に対する各部件の影響を考えなかったため、本発明に似る外形を有しても、実際に発生した周波数応答が急峻であり、音声が薄く、各部材の間の協働が不具合であるので、得られた共振ピークが人間の聞こえる音声の可聴周波数の２０Ｈｚ−２０ＫＨｚの範囲を超え、そのため、実際に効果を奏するのは普通、図４に示すような１つの鋭い共振ピーク周波数応答特性のみであり、その音質が悪い。

理解すべきなのは、上記の通り、本発明の好適な実施例に対する説明は比較的に具体的なものであるが、本発明特許の保護範囲を限定するものではないということである。本発明の特許保護範囲は特許請求の範囲を基準とすべきものである。

Claims (13)

1. 骨伝導スピーカーの複合振動装置であって、振動伝導シートと振動板を備え、前記振動伝導シートと前記振動板が一体に固定され、前記複合振動装置の振動によって人間の耳の可聴範囲内にある２つの共振ピークを発生させるものにおいて、
   前記振動伝導シートが第１リング体、及び該第１リング体内において中心に向かって集中する少なくとも２つの第１支持ロッドを有するように設置されることを特徴とする、骨伝導スピーカーの複合振動装置。
2. 前記振動板が第２リング体、及び該第２リング体内において中心に向かって集中する少なくとも２つの第２支持ロッドを有するように設置されることを特徴とする、請求項１に記載の複合振動装置。
3. 前記第１リング体が磁気システムに固定されることを特徴とする、請求項２に記載の複合振動装置。
4. 前記第２リング体に前記磁気システムの作用を受けるボイスコイルが固定されることを特徴とする、請求項３に記載の複合振動装置。
5. 前記磁気システムは底板と、該底板に設置される環形磁石と、該環形磁石内において該環形磁石と同心的に設置される内磁石と、前記内磁石に設置される内磁気伝導板と、前記環形磁石に設置される環形磁気伝導板とを備えるように設置され、前記環形磁気伝導板に前記第１リング体を固定するための座金が設置され、前記ボイスコイルが前記内磁気伝導板と環形磁気伝導板との間に設置されることを特徴とする、請求項４に記載の複合振動装置。
6. 前記第１支持ロッド及び前記第２支持ロッドがそれぞれ３つ設置されることを特徴とする、請求項４に記載の複合振動装置。
7. 前記第１支持ロッドと前記第２支持ロッドがストレートロッドであることを特徴とする、請求項４に記載の複合振動装置。
8. 前記振動板の中央に前記振動伝導シートと適応する凹溝が設置されることを特徴とする、請求項４に記載の複合振動装置。
9. 前記振動伝導シートと前記振動板との支持ロッドは交錯して設置されることを特徴とする、請求項４に記載の複合振動装置。
10. 前記支持ロッドの交錯角度が６０°であることを特徴とする、請求項９に記載の複合振動装置。
11. 前記振動伝導シートはステンレス鋼を使用し、その厚さが０．１−０．２ｍｍであり、且つ振動伝導シートの第１支持ロッドの幅が０．５−１．０ｍｍであり、前記振動板の第２支持ロッドの幅が１．６−２．６ｍｍであり、且つ厚さが０．８−１．２ｍｍであることを特徴とする、請求項４に記載の複合振動装置。
12. 前記振動伝導シートと振動板が複数設置され、順次に中心及び／又はリングによって、一体に固定接続されることを特徴とする、請求項４に記載の複合振動装置。
13. 骨伝導スピーカーであって、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の複合振動装置を採用することを特徴とする、骨伝導スピーカー。

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