JP6002750B2 - 最適化された音響放射を伴うヘッドホン - Google Patents

Description

本発明は音響変換器用の左右の支持部材を含むヘッドホンに関する。

ヘッドホンは耳当て型(supra-aural)又は耳覆い型(circum-aural)の設計が知られており、その場合、音響変換器は音響変換器の支持素子を定めるバッフル内に位置付けられ、バッフルは左右の半開放型又は閉塞型のイアカップの内側に配置され、イアカップはヘッドホンストラップの両端部に取り付けられ、耳の上に（耳当て型）或いは耳を取り囲むように（耳覆い型）ヘッドホンクッションを介してヘッドホン使用者の頭蓋骨に当接することが意図とされる。音響変換器によって放射される音がバッフルに対して実質的に垂直な方向において発せられるよう、各バッフルはその中心で単一の音響変換器を支持するのが典型的である。音響変換器のこの古典的な中心配置の不利点は、それがヘッドホンによってもたらされる音響事象又は音声事象の頭内局所化(in-head localization)を促進することである。音響変換器をバッフルの中心に配置するのではなく、音響変換器を使用者の視聴方向において下向きに及び主に前方に前記中心から片寄って配置することが、頭内局所化に対する手段として驚くほどに効果的であることが分かった。この種類のヘッドホンは、例えば、ＷＯ／１９９１／００１６１６中に開示されている。これらのヘッドホンを用いるとしても、音はバッフルに対して実質的に垂直な方向において発せられるが、外耳道内に直接的に発せられない。むしろ、音はヘッドホン使用者の輪郭付けられた外耳に衝突し、そこから反射させられて外耳道内に入り、ヘッドホンの使用者のためにヘッドホンを通じて生成される音を用いてヘッドホンのない周囲空間内の「普通の」リスニング状況の頭外局所化(out-of-head localization)のために必要とされる情報の大きな割合を再現する。外耳の個々の形状及びヘッドホン使用者の聴覚経験に依存して、ヘッドホン使用における不快な頭内局所化はこのようにして克服される。類似の効果がヘッドホンを用いて得られ、ヘッドホンの上に取り付けられるヘッドホンのシェル、故に、ヘッドホンの上のバッフルは、前方に片寄り、ヘッドバンドの上に取り付けられる外耳道に向かって角度付けられる垂直軸の周りで傾けられる（ＡＫＧ１０００）。

頭内局所化の減少を伴うこれらの既知のヘッドホンの不利点は、ヘッドホン使用者の頭蓋骨の上での並びに彼の外部耳構造の上での反射の後にのみ、音が外耳道内に主に注入されるという事実に起因する、高音域及び中音域情報の損失において見られ、その情報の損失は、多かれ少なかれ、実際にはヘッドホン使用者の頭及び耳の形状に個々に依存して、高過ぎる音響レベルの選択を招き、それによって、耳に過剰に負担をかけることになることが判明した。

本発明の目的は、高音域及び中音域の音響情報の有意な損失を伴わない音響事象又は音声事象の頭外局所化の向上を保証する上記に定められる種類のヘッドホンを提供することである。

この目的は請求項１によって達成される。本発明の有利な発展は従属項において特定される。

耳からより離れた音響又は音声中心の場所をもたらす、本発明に従った２つの軸について傾斜させられた２つの音響変換器の配置を用いて、ヘッドホンの音響変換器を通じて生成される音響（音）は、方向付けられた方法においてヘッドホン使用者の耳に標準を定め、高音域及び中音域の音響情報の損失を本質的に回避する。ヘッドホン使用者の耳からの音響中心の比較的大きい距離の故に、ヘッドホン使用者は、耳の近傍に配置されるヘッドホン音響変換器から受けるリスニング（視聴）経験と対照的に、周囲空間内に配置される音源のリスニング経験に近いリスニング経験を受ける。これはヘッドホンを通じるリスニングのために頭外局所化に利益をもたらす。

本発明の有利な発展に従った傾斜配置に加えて、水平及び／又は垂直方向における音響変換器の変位を用いて、ヘッドホンによって発せられる音響事象又は音声事象の頭内局所化（頭の内側の局所化）を選択的に頭外局所化（頭から外の局所化）に変換し得る。

発明的な音響案内を通じて主として前方から知覚される音響事象又は音声事象を伴う頭外局所化の利益となる音響事象又は音声事象の頭内局所化の抑制の最適化は、２つの軸についての音響変換器の傾斜に加えて、耳道への入口に対する音響変換器の音響中心を主として前方に片寄らせる（偏心させる）ことによって達成される。

音響の最小化された歪みを伴う音響の特に好適な案内は、中空の音響−案内本体を用いて達成され、音響変換器はヘッドホン使用者の耳から離れたその一端で局所化され、その他端はヘッドホン使用者の耳の近傍に延びる。音響−案内本体は異なる形状を有し得る。特に好ましいのは漏斗形状であり、代替的には管状の音響案内本体である。漏斗形状の音響案内本体の場合、音響変換器は漏斗の尖端に配置され、その漏斗はその反対の遠い開放端部で大きな音響出口をもたらし、それは耳道への入口に音響をもたらすことに加えて外耳の大きな部分に音響をもたらすことを可能にする。それとは対照的な管状の音響−案内本体は、より小さな耳領域への音響を標的とすることを可能にし、複数の傾斜し且つ互い違いの音響変換器によって耳に音響をもたらすよう支持部材に接続される複数の音響案内部材の使用も可能にする。

音響―案内本体及び複数の音響−案内本体をそれぞれ含む各支持素子はプラスチックからの一体形の射出成形部品として作製されるのが有利である。

本発明は図面によって更に例示される。

音響変換器を受け入れる管状導波管本体を含む本発明のヘッドホンの単一の音響変換器を支持する素子の第１の実施態様のヘッドホン使用者の耳から離れる方向を指す側を示す平面図である。 図１の支持素子／変換器組立体を示す側面図である。 ２つの音響変換器の各々を受け入れる２つの管状導波管本体を含む本発明のヘッドホンの２つの音響変換器を支持する素子の第２の実施態様のヘッドホン使用者の耳から離れる方向を指す側を示す平面図である。 図３の支持素子／変換器組立体を示す側面図である。 音響変換器を受け入れる漏斗形状の導波管本体を含む本発明のヘッドホンの単一の音響変換器を備える変換器の第３の実施態様のヘッドホン使用者の耳を指す側を示す平面図である。 図５の支持素子／変換器組立体の線Ａ−Ａに沿って取られた断面図である。 図５の支持素子／変換器組立体の線Ａ−Ａに沿って取られた断面図である。 図５の組立体の音響放出側を示す平面図である。

音響変換器用の図１及び２に示す支持素子９は、ステレオヘッドホンの右側イアカップの一部を形成している。図１及び２の支持素子からは、電磁ドライバを備える背面のみが見える。左側イアカップは、図１に示す構成の鏡像である。支持素子９は、平坦プレート１０と、円形断面の管の形状の中空の音響案内本体１３とを含み、図示しないイアパッドが平坦プレート１０の円形縁部に配置され、音響案内本体１３の長手軸１２がディスク１０に対して傾斜して或いは角度付けられて走っている。管状の音響案内本体１３は、一端で、ディスク１０の偏心した楕円形状の開口内に開口し、他端で、概ね円形のディスク形状の音響変換器１１を支持しており、該音響変換器の長手中心軸は、音響案内本体１３の長手軸１２と整列させられている。

ディスク支持素子９の中心Ｚは、従来的なヘッドホンにおける音響変換器の位置でヘッドホン使用者の右耳の外耳道への入口の高さに配置されている。この中心位置から開始して、音響変換器１１の中心Ｚ’は、中心Ｚを通じる図１中の水平軸Ｈに沿う距離ａだけヘッドホン使用者の視聴方向において右にシフトし或いは片寄り、中心Ｚを通じる垂直軸Ｖ上で距離ｂだけ下向きにシフトし或いは片寄っている。更に、音響変換器１１は、垂直軸Ｖと平行な垂直軸及び水平軸Ｈと平行な水平軸について支持部材−素子９に対して傾斜しており、管状の音響案内本体１３の対応する傾斜をもたらしており、音響変換器（１１，１４，２０）がヘッドホン使用者の視聴方向における水平軸及び水平軸と交差する垂直軸について傾斜した位置を取ることを意味し、音響変換器から生成される音がヘッドホン使用者の右耳に、即ち、図１及び２の場合には外耳道への入口に特に向けられる或いは標的付けられることを意味する。代替的に、外耳のより大きな部分が選択的に音響付けられるよう（外耳のより大きな部分に選択的に音が提供されるよう）、ディスク支持素子９の中心Ｚに対する音響変換器の傾斜及び変位を選択し得る。

音響変換器１１の所定の傾斜及び片寄り位置での管状の音響案内本体１３の長手方向の伸長の故に支持部材ディスク１０に対して垂直な軸の方向における支持素子９の寸法を最小に維持するために、管端を支持する音響変換器１１の下方縁部は、図２に示すように、支持素子ディスク１０に対して可能な限り近接して配置される。

図１及び２に示すような支持素子９に対する音響変換器１１の配置並びに左耳に対するこの配置の鏡像構造は、頭外局所化(out-of-head localization)又は頭から離れる局所化(off-head localization)の利益となる、特に音声又は音響事象の頭前局所化(in-front-of-head localization)の利益となる、従来的なステレオヘッドホンにおいて直面する音声又は音響事象の頭内局所化(in-head localization)の有意な減少を保証する。その上、ヘッドホン使用者のためのこの種の音響又は音提供は、ヘッドホンによって再生される音響事象に基づく極めて澄んだ高度に分解された空間的な音像（サウンドイメージ）を生成する。

図３及び４は、ヘッドホン使用者の左耳の音響のための図１及び２の支持部材／音響変換器組立体の変形を示しており、音響変換器１１’に加えて、図１及び２中の音響変換器１１に対する鏡像の位置において、更なる音響変換器１４が支持部材９’のディスク支持素子１０’の上に偏心的に傾斜して配置されている。ディスク支持部材１０’の中心から開始して、追加的な音響変換器１４が音響変換器１１’に対して主として上向きに前方に片寄って配置されている。音響変換器１１’と同様に、音響変換器１４’が中心長手軸１５を中心的に通過する音響放射方向並びにヘッドホン使用者の耳道への入口に対する方向における音響変換器１１’の長手中心軸１２’に向けられ或いは指すよう、追加的な音響変換器１４’も支持部材ディスク１０の上に傾斜して配置されている。

追加的な音響変換器１４が所望に傾斜して配置され且つ支持部材ディスク１０’に接続されるのを可能にするために、音響変換器１４は、管状の音響案内本体１６の支持部材ディスクから離れた端部に位置し、その他端部は、音響案内本体１３’と同じ方法において支持部材ディスク１０の偏心した長円形の開口に対して面一に接続される。

図６−７に示す本発明のヘッドホンのヘッドホン使用者の左耳に照射音響又は音響を提供するための支持素子／変換器配置の実施態様において、単一の音響変換器２０が図１及び２に示すものに鏡像された傾斜／片寄り（偏心）位置又は配置において使用され、音響変換器２０は、その広い開放端部で支持素子１９の支持部材ディスク２２の長円形の内側縁部２３内に開口する漏斗形状の音響案内本体２１の先端部に位置する。よって、音響変換器２０の音響又は音声中心は、再び、ステレオの支持部材ディスク２２によってヘッドホン使用者の耳道への入口に対して下向きに並びに主として前方に片寄って配置される。

支持部材プレート２２及び漏斗形状音響案内本体２１は、図示しないヘッドホンブラケットへの接続のためにケーブル案内開口２５及び円形の円弧形状フランジ２６を有する後向きに突出する安定化鍔２４を支持部材ディスク２２の外側縁部に追加的に含む、一体形の射出成形部品、好ましくは、射出成形プラスチック部品を構成する。

Claims (14)

1. 音響変換器のための左側及び右側の支持部材を有するヘッドホンであって、
   前記音響変換器の音響放射表面は、ヘッドホン使用者の視聴方向における前記音響放射表面を通る水平軸について並びに前記水平軸位置と交差し且つ前記音響放射表面を通る垂直軸について傾斜する位置を占め、
   各支持部材は、中空の音響案内本体を含み、前記音響変換器は、その一端部で、ヘッドホン使用者の耳から離れて位置付けられ、その他端部で、ヘッドホン使用者の耳の近傍に延び、
   前記音響案内本体は、その耳近位端部で、ディスクの開口に開口し、該開口は、ヘッドホンイアパッドが提供される場所で前記ディスクに角度的に接合される前記音響案内本体の前記耳近位端部の縁部幾何学的形状に対応し、前記音響変換器の音響中心は、前記水平軸及び前記垂直軸の両方に沿う前記ディスクの中心から偏心し、前記音響変換器の前記音響中心は、前記ディスクの前記中心よりも下に位置する、
   ヘッドホン。
2. 前記水平軸及び前記垂直軸は、前記音響変換器の音響中心において交差する、請求項１に記載のヘッドホン。
3. 前記音響変換器は、ヘッドホン使用者の耳道への入口に対して前記水平軸に沿って変位される、請求項１又は２に記載のヘッドホン。
4. 前記音響変換器は、ヘッドホン使用者の耳道への入口に対して前記垂直軸に沿って変位される、請求項１又は２に記載のヘッドホン。
5. 前記音響変換器は、ヘッドホン使用者の耳道への入口に対して前記水平軸に沿って並びに前記垂直軸に沿って変位される、請求項１又は２に記載のヘッドホン。
6. 前記音響変換器は、ヘッドホン使用者の視聴方向において前記水平軸に沿って前方に変位される、請求項５に記載のヘッドホン。
7. 前記音響変換器は、前記垂直軸に沿って下向きに変位される、請求項５に記載のヘッドホン。
8. 前記水平軸に沿う変位は、前記垂直軸に沿う変位よりも大きい、請求項５、６、又は７に記載のヘッドホン。
9. 前記音響案内本体は防音して構成される、請求項１乃至８のうちのいずれか１項に記載のヘッドホン。
10. 前記音響案内本体は管である、請求項１乃至９のうちのいずれか１項に記載のヘッドホン。
11. 少なくとも１つの更なる音響変換器が、好ましくは更なる音響案内本体を介して、ヘッドホン使用者の耳に結合されて提供される、請求項１乃至１０のうちのいずれか１項に記載のヘッドホン。
12. 前記音響案内本体は、前記音響変換器の尖端に配置される漏斗である、請求項１乃至９のうちのいずれか１項に記載のヘッドホン。
13. 前記漏斗は、その反対の開放の遠い端部でより大きい音響出口を提供し、それは、耳道への入口に加えて、外耳の大きい部分を満たすことを可能にする、請求項１２に記載のヘッドホン。
14. 各支持部材は、一体形の、好ましくはプラスチック製の、射出成形部品である、請求項１乃至１３のうちのいずれか１項に記載のヘッドホン。

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