JP6860728B1 - スピーカ、ヘッドホン、補聴器 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明の課題は、再生音の倍音を強調することができ、これにより再生音のさらなる高品質化を可能とするスピーカ、並びにこのようなスピーカを備えたヘッドホン、補聴器を得ることである。【解決手段】本発明のスピーカ１０は、振動板１１１および振動板を振動させる駆動手段１１２を有する音源部１１０と、音源部１１０の前面に配置された筒状の剛体部材１３０とを備える。【選択図】図１
Description
本発明は、スピーカ、ヘッドホン、補聴器に関し、特に、ヘッドホン、補聴器などに用いられるスピーカの構造に関するものである。
一般にヘッドホンでは、音源であるスピーカの振動板のサイズが制限されることから、再生音質を高品質化することは難しいものであった。特に、密閉型ヘッドホンは、高音が出にくい、音がこもる、音場感が出にくい等の課題があった。
これに対する対策としては、例えば、特許文献１には、ヘッドホンにおいて、低音域、高音域などの複数の音域の各々に対応するスピーカ（振動板とボイスコイル）を備えることで、低音域から高音域に跨る音域の広い再生音を生成可能なものが開示されている。
しかしながら、特許文献１に開示の対策は、ヘッドホンにおいて、音を再生するための広い音域を確保したものであって、ある程度の効果は期待できるものであるが、ヘッドホンの利用者からは再生音のさらなる高品質化が求められている。
本発明は、再生音の倍音を強調することができ、これにより再生音のさらなる高品質化を可能とするスピーカ、並びにこのようなスピーカを備えたヘッドホン、補聴器を得ることを目的とする。
本発明は、以下の項目を提供する。
（項目１）
振動板および前記振動板を振動させる駆動手段を有する音源部と、
前記音源部の前面に配置された筒状の剛体部材と
を備える、スピーカ。
振動板および前記振動板を振動させる駆動手段を有する音源部と、
前記音源部の前面に配置された筒状の剛体部材と
を備える、スピーカ。
（項目２）
前記剛体部材の内側と外側には、それぞれスペースを有する、項目１に記載のスピーカ。
前記剛体部材の内側と外側には、それぞれスペースを有する、項目１に記載のスピーカ。
（項目３）
前記音源部を支持する支持部材を備え、前記支持部材と前記剛体部材との間には、少なくとも一部にスペースを有する、項目１または項目２に記載のスピーカ。
前記音源部を支持する支持部材を備え、前記支持部材と前記剛体部材との間には、少なくとも一部にスペースを有する、項目１または項目２に記載のスピーカ。
（項目４）
前記剛体部材は、その外周が前記音源部の外周よりも内側に配置されている、項目１〜項目３のいずれか一項に記載のスピーカ。
前記剛体部材は、その外周が前記音源部の外周よりも内側に配置されている、項目１〜項目３のいずれか一項に記載のスピーカ。
（項目５）
前記剛体部材は、略円筒形状を有する、項目１〜項目４のいずれか一項に記載のスピーカ。
前記剛体部材は、略円筒形状を有する、項目１〜項目４のいずれか一項に記載のスピーカ。
（項目６）
前記剛体部材は、略円錐台形状を有する、項目１〜項目４のいずれか一項に記載のスピーカ。
前記剛体部材は、略円錐台形状を有する、項目１〜項目４のいずれか一項に記載のスピーカ。
（項目７）
前記円錐台形状の剛体部材は、その内径が前記音源部から遠ざかるほど狭くなるように構成されている、項目６に記載のスピーカ。
前記円錐台形状の剛体部材は、その内径が前記音源部から遠ざかるほど狭くなるように構成されている、項目６に記載のスピーカ。
（項目８）
前記円錐台形状の剛体部材は、その内径が前記音源部から遠ざかるほど広がるように構成されている、項目６に記載のスピーカ。
前記円錐台形状の剛体部材は、その内径が前記音源部から遠ざかるほど広がるように構成されている、項目６に記載のスピーカ。
（項目９）
前記剛体部材は、着脱可能となるように構成されている、項目１〜項目８のいずれか一項に記載のスピーカ。
前記剛体部材は、着脱可能となるように構成されている、項目１〜項目８のいずれか一項に記載のスピーカ。
（項目１０）
前記剛体部材は、金属材料、樹脂材料、あるいはセラミック材料で構成されている、項目１〜項目９のいずれか一項に記載のスピーカ。
前記剛体部材は、金属材料、樹脂材料、あるいはセラミック材料で構成されている、項目１〜項目９のいずれか一項に記載のスピーカ。
（項目１１）
項目１〜項目１０のいずれか一項に記載のスピーカと、
前記スピーカに取り付けられた耳当て部材と
を備えた、ヘッドホン。
項目１〜項目１０のいずれか一項に記載のスピーカと、
前記スピーカに取り付けられた耳当て部材と
を備えた、ヘッドホン。
（項目１２）
項目１〜項目１０のいずれか一項に記載のスピーカと、
前記スピーカに取り付けられたカバー部材と
を備えた、補聴器。
項目１〜項目１０のいずれか一項に記載のスピーカと、
前記スピーカに取り付けられたカバー部材と
を備えた、補聴器。
本発明によれば、再生音の倍音を強調することができ、これにより再生音のさらなる高品質化を可能とするスピーカ、並びにこのようなスピーカを備えたヘッドホン、補聴器を提供することができる。特に、本発明のヘッドホンは、従来の密閉型ヘッドホンの課題を全て解消することが可能となる。
以下、本発明を説明する。本明細書において使用される用語は、特に言及しない限り、当該分野で通常用いられる意味で用いられることが理解されるべきである。したがって、他に定義されない限り、本明細書中で使用される全ての専門用語および科学技術用語は、本発明の属する分野の当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。矛盾する場合、本明細書（定義を含めて）が優先する。
本明細書において、「約」とは、後に続く数字の±１０％の範囲内をいう。
本明細書において、「ヘッドホン」は、「イヤホン」を包含するものである。
本発明は、再生音の倍音を強調することができ、これにより再生音の高品質化を可能とするスピーカの提供を課題とし、
振動板および振動板を振動させる駆動手段を有する音源部と、
音源部の前面に配置された筒状の剛体部材と
を備える、スピーカを提供することによって、上記課題を解決した。
振動板および振動板を振動させる駆動手段を有する音源部と、
音源部の前面に配置された筒状の剛体部材と
を備える、スピーカを提供することによって、上記課題を解決した。
すなわち、本発明のスピーカでは、音源部の前面に筒状の剛体部材が配置されているので、音源部の前面側に剛体部材による共鳴が発生する。このため、音源部から出た再生音の倍音が音源部の前面側の剛体の共鳴により強調されることとなり、これにより再生音の高品質化が可能となる。
従って、本発明のスピーカは、音源部に加えて、音源部の前面に配置された筒状の剛体部材を備えたものであれば、その他の構成はどのようなものでもよい。
音源部の前面側での剛体部材の配置は任意であり得る。例えば、剛体部材の配置は、その外周が音源部の外周より外側の配置であってもよいし、その外周が音源部の外周と同一に位置する配置であってもよいし、その外周が音源部の外周よりも内側に配置されていてもよい。
また、剛体部材の軸中心は、任意の位置であり得る。例えば、剛体部材の軸中心が音源部の中心と略同一であってもよいし、音源部の外周よりも内側にあってもよいし、音源部の外周よりも外側にあってもよい。
また、音源部は支持部材に直接支持されていてもよいし、音源部と支持部材との間に空隙を有した状態で支持されていてもよい。
また、本発明のスピーカは、剛体部材の内側と外側には、それぞれスペースを有するのが好ましい。このようにすることで、音源部の前面から出た再生音の倍音は、筒状の剛体部材の内側の空間（内腔）からの作用による共鳴と、剛体部材の外側面のスペース（腔）からの作用による共鳴が合わさり、倍音が強調される。これにより、音源部の前面から出た再生音のさらなる高品質化を図ることができる。
１つの実施形態において、剛体部材は、その外周が音源部の前面の外周よりも内側になるように配置されている。このようにすることで、音源部から発する音の全てを剛体部材内の空間に収納することが可能となり、剛体部材が内側と外側との両方から共鳴し、再生音の倍音の共鳴による倍音の強調が効果的に行われ、これにより再生音の音質をより一層向上させることができる。
その他の実施形態において、剛体部材は、その外周が音源部の前面の外周より内側に配置することで、より高さ（周波数）の高い倍音とすることが可能となる。剛体部材の内径の大きさは強調される倍音の高さを左右するものであり、内径が大きいと低い倍音が強調され、内径が小さいと高い倍音が強調されるからである。
また、剛体部材の筒状形状は、任意であり得る。一つの実施形態において、剛体部材の内径が変化しない円筒形状である。ただし、内径が変化しない筒状の剛体部材は、円筒形状を有するものに限らず、筒状が角柱状であってもよいし、多角柱状であってもよい。円錐台形状を有していてもよい。また、筒状形状は、一部に切り欠きを有するＣ形形状であってもよいし、周回りに複数箇所切り欠きを有するものであってもよい。さらに、剛体部材は内径が徐々に変化する形状であってもよい。内径が徐々に変化する形状の１つの実施形態として、円錐台形状である。円錐台形状の剛体部材は、その内径が音源部から遠ざかるほど狭くなるように構成されていてもよい。この場合、再生音における低い倍音を得ることが可能となる。逆に、円錐台形状の剛体部材は、その内径が音源部から遠ざかるほど広がるように構成されていてもよい。この場合、再生音における高い倍音を得ることが可能となる。
なお、図に示す実施形態において、剛体部材の内径が変化するものとして円錐台形状を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、その内径が音源部から見て遠ざかるほど狭くなる、おわん型であってもよいし、その内径が音源部から見て遠ざかるほど広くなる、らっぱ型であってもよい。
また、剛体部材の取り付ける形態は任意であり得る。例えば、剛体部材は音源部を支持する支持部材に対して取り外しできないように固定されていてもよいし、支持部材に対して着脱可能なように構成されていてもよい。着脱可能とすることにより、既存のヘッドホンに剛体部材を取り付けることが可能となる。
さらに、剛体部材の材料は任意であり得る。例えば、剛体部材の材質は、鉄、ステンレス、あるいは真鍮などの金属である。ただし、剛体部材の材質は金属に限定されるものではなく、剛体部材の材質は、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニール、ＡＢＳ樹脂、フェノール樹脂など硬質の合成樹脂でもよいし、アルミナ、ジルコニア、チタン酸バリウムなどのセラミックでもよいし、あるいは、楢（ナラ）、樫（カシ）、蝦夷松などの木材でもよい。
剛体部材の材質や厚みを選択することにより、音質を調節することが可能である。例えば、薄く硬い金属を用いた場合は、高音の増強および音質がクリアになる傾向であり、例えば、アコースティックサウンドの音楽再生に適している。また、薄く軟質の木材を用いた場合は、低音の増強および音質がソフトになる傾向が見られることから、例えば、エレキサウンドの音楽再生に適している。合成樹脂を用いた際は、音質が金属部材と木材との中間的なものとなる。求められる音質に基づいて、剛体部材の材質や厚みを選択し得る。
さらには、本発明のスピーカの音源部は、振動板とその駆動手段とを有するものであれば特に限定されるものではなく、振動板および駆動手段の具体的構成、あるいは振動板および駆動手段以外の構成は任意であり得る。例えば、スピーカは、音源部の背面側を覆うカバー部材を有していてもよい。また、音源部を構成する振動板は、振動することにより音波を発生するものであればどのようなものでもよいが、音声電流という微弱な振幅の信号電流で駆動される振動板が効果的に空気を振動させるためには、振動板は慣性重量が小さくて硬い部材、例えば、厚紙などで構成されたコーン形状であることが望ましい。
ただし、振動板には、高分子材料（ポリエステル、アラミド、ポリプロピレンなど）からなる繊維を編み込んだ素材、金属（アルミニウム、チタン、マグネシウムなど）を薄く延ばした素材、あるいは木板を薄くスライスした素材を用いることもできる。
さらに、振動板の駆動手段は、例えば、支持部材に取り付けられた永久磁石と、振動板に取り付けられたコイルとを含むものである。ただし、振動板の駆動手段は、上記のように、磁力を用いたダイナミック型に限定されず、静電力を用いたコンデンサ型のものでもよいし、圧電素子を用いた圧電型のものでもよい。
このように本発明のスピーカは、音源部とその支持部材とに加えて、音源部の前面に配置された筒状の剛体部材を備えたものであれば、その他の構成は限定されるものではないが、以下の説明では、本発明の実施形態１として、ダイナミック型スピーカの一例を挙げ、本発明の実施形態２として、実施形態１のスピーカを用いたヘッドホンの一例を挙げる。
以下、本発明の好ましい本発明の実施形態について説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１によるスピーカ１０を説明するための図であり、図１（ａ）は、スピーカの外観を示し、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＸ１−Ｘ１線断面を拡大して示す。図２は、図１（ｂ）に示すスピーカ１０を構成部材に分解して示す断面図である。
図１は、本発明の実施形態１によるスピーカ１０を説明するための図であり、図１（ａ）は、スピーカの外観を示し、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＸ１−Ｘ１線断面を拡大して示す。図２は、図１（ｂ）に示すスピーカ１０を構成部材に分解して示す断面図である。
この実施形態１のスピーカ１０は、図１、図２に示すように、音を発生する音源部１１０と、音源部１１０を支持する支持部材１２０と、音源部１１０の前面に配置された筒状の剛体部材１３０とを備えている。スピーカ１０は、音源部１１０の背面側を覆うカバー部材１５０をさらに備えている。音源部１１０の軸（図示せず）と剛体部材１３０の軸（図示せず）とは、略同一の位置となっている。
（剛体部材１３０）
ここで、筒状の剛体部材１３０の形状および材質は任意であるが、以下、筒状の剛体部材１３０の具体例を説明する。
ここで、筒状の剛体部材１３０の形状および材質は任意であるが、以下、筒状の剛体部材１３０の具体例を説明する。
図３は、図１に示すスピーカ１０における剛体部材１３０の形状の一例、および音源部１１０と剛体部材１３０との位置関係の一例を説明するための斜視図である。なお、図３では、本発明のスピーカ１０における音源部１１０、支持部材１２０、および剛体部材１３０のみを示している。
この剛体部材１３０の形状は、外径Ｒ３を有する円筒形状であり、図３に示すように、円筒形状の剛体部材１３０の外径Ｒ３は、外形略円柱形状のスピーカ１１０の外径Ｒ１より小さく、剛体部材１３０は、図１〜図３に示すように、その外周が音源部１１０の前面の外周の内側に位置するように配置されている。
なお、円筒形の剛体部材１３０の外径Ｒ３は、約２０ｍｍ〜約５０ｍｍの範囲であり、１つの実施形態において、約３０ｍｍである。円筒形の剛体部材１３０の高さＨ３は、約５ｍｍ〜約２０ｍｍの範囲であり、１つの実施形態において、約１０ｍｍである。
また、剛体の厚みは約１ｍｍ〜約５ｍｍの範囲である。
このように円筒形状の剛体部材１３０の外径Ｒ３を外形略円柱形状の音源部１１０の内径Ｒ１より小さくすることにより、音源部から発する音の全てが剛体部材に作用することが可能になる。その結果、効果的に共鳴させることが可能となり、倍音の強調が効果的に行われる。これにより再生音の音質を大きく向上させることができる。
ここで、剛体部材１３０は、ＡＢＳ樹脂などの硬質の樹脂材料で構成されている。ただし、剛体部材１３０を構成する材料は、ＡＢＳ樹脂に限定されず、任意の樹脂であり得る。例えば、剛体部材１３０の構成材料は、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニール、フェノール樹脂などの他の硬質の合成樹脂であってもよい。さらに、剛体部材１３０を構成する材料は合成樹脂に限定されず、例えば、鉄、ステンレス、あるいは真鍮などの金属でもよい。さらに、剛体部材１３０の構成材料は、アルミナ、ジルコニア、チタン酸バリウムなどのセラミックでもよいし、あるいは、楢（ナラ）、樫（カシ）、蝦夷松などの木材でもよい。
（支持部材１２０）
支持部材１２０は、スピーカ１０の土台となるベース部材であり、音源部１１０および剛体部材１３０はこの支持部材１２０に取り付けられている。例えば、剛体部材１３０は、共鳴可能なようにある範囲内で移動可能な状態で支持部材に支持されている。例えば、支持部材に剛体部材の厚みよりも広い幅を持つ凹部を設ける。１つの実施形態において、例えば、支持部材に凹状部分を有する２つの軟性突起を配置し、そこに剛体部材の端部が差し込むように装着される。突起の大きさは剛体部材の周面全体を覆うものであってもよいし、周面の一部を覆うものであってもよい。好ましくは、音源部と剛体部材との間にスペースを形成するために、剛体部材の周面の一部を覆うものである。剛体部材は共鳴体であるため、可能な限り固定される部分が少なくすることが望まれる。したがって、音源部と剛体部材との間にスペースを形成するために、剛体部材の周面の一部を覆うようにすることで、さらに効果的に共鳴効果を得ることが可能となる。図１〜９に示す実施形態においては、剛体部材１３０は支持部材１２０よりも前方側（耳に近い位置）に設けているが、本発明はこれに限定されない。剛体部材１３０は支持部１３０よりも背面側に設けられてもよい。例えば、振動板１１１上に凹状の支持部材を設け、それに剛体部材１３０を固定してもよい。
支持部材１２０は、スピーカ１０の土台となるベース部材であり、音源部１１０および剛体部材１３０はこの支持部材１２０に取り付けられている。例えば、剛体部材１３０は、共鳴可能なようにある範囲内で移動可能な状態で支持部材に支持されている。例えば、支持部材に剛体部材の厚みよりも広い幅を持つ凹部を設ける。１つの実施形態において、例えば、支持部材に凹状部分を有する２つの軟性突起を配置し、そこに剛体部材の端部が差し込むように装着される。突起の大きさは剛体部材の周面全体を覆うものであってもよいし、周面の一部を覆うものであってもよい。好ましくは、音源部と剛体部材との間にスペースを形成するために、剛体部材の周面の一部を覆うものである。剛体部材は共鳴体であるため、可能な限り固定される部分が少なくすることが望まれる。したがって、音源部と剛体部材との間にスペースを形成するために、剛体部材の周面の一部を覆うようにすることで、さらに効果的に共鳴効果を得ることが可能となる。図１〜９に示す実施形態においては、剛体部材１３０は支持部材１２０よりも前方側（耳に近い位置）に設けているが、本発明はこれに限定されない。剛体部材１３０は支持部１３０よりも背面側に設けられてもよい。例えば、振動板１１１上に凹状の支持部材を設け、それに剛体部材１３０を固定してもよい。
支持部材１２０の材質としては、任意であり得る。例えば、剛体部材１３０の素材として挙げた同様の素材（金属、硬質の樹脂、セラミックあるいは木材）であってもよいし、剛体部材の自立を妨げない範囲で軟質なゴムなどであってもよい。
（音源部１１０）
音源部１１０は、空気を振動させて音を発生させる円形の振動板１１１と、振動板１１１を振動させる駆動手段１１２と、振動板１１１および駆動手段１１２を保持する支持フレーム１１３とを有する。ここで、振動板１１１は、その周囲が弾性部材（図示せず）を介して支持フレーム１１３に振動可能に取り付けられている。駆動手段１１２は、支持フレーム１１３に取り付けられた永久磁石１１２ａと、振動板１１１に取り付けられたボイスコイル１１２ｂとを有する。駆動手段１１２では、ボイスコイル１１２ｂへの音声信号の通電によりボイスコイル１１２ｂに発生する電磁力が永久磁石１１２ａの磁力に作用することでボイスコイル１１２ｂが振動して振動板１１１が振動する。ここでは、振動板１１１には、厚紙を用いている。ただし、振動板１１１には、上述したとおり、高分子材料を編み込んだ素材、金属材料を薄く延ばした素材、あるいは木板を薄くスライスした素材などを用いることができる。なお、駆動手段１１２は、磁力で振動板１１１を振動させるものに限定されず、上述したように静電力を用いるものや圧電素子の変形力を利用するものでもよい。
音源部１１０は、空気を振動させて音を発生させる円形の振動板１１１と、振動板１１１を振動させる駆動手段１１２と、振動板１１１および駆動手段１１２を保持する支持フレーム１１３とを有する。ここで、振動板１１１は、その周囲が弾性部材（図示せず）を介して支持フレーム１１３に振動可能に取り付けられている。駆動手段１１２は、支持フレーム１１３に取り付けられた永久磁石１１２ａと、振動板１１１に取り付けられたボイスコイル１１２ｂとを有する。駆動手段１１２では、ボイスコイル１１２ｂへの音声信号の通電によりボイスコイル１１２ｂに発生する電磁力が永久磁石１１２ａの磁力に作用することでボイスコイル１１２ｂが振動して振動板１１１が振動する。ここでは、振動板１１１には、厚紙を用いている。ただし、振動板１１１には、上述したとおり、高分子材料を編み込んだ素材、金属材料を薄く延ばした素材、あるいは木板を薄くスライスした素材などを用いることができる。なお、駆動手段１１２は、磁力で振動板１１１を振動させるものに限定されず、上述したように静電力を用いるものや圧電素子の変形力を利用するものでもよい。
（カバー部材１５０）
カバー部材１５０は、音源部１１０の背面側を覆うのであれば任意の形態であり得る。カバー部材の材質としては、剛体部材１３０の素材として挙げた同様の素材（金属、硬質の樹脂、セラミックあるいは木材）を用いてもよいし、剛体部材１３０とは異なる素材であってもよい。カバー部材は、音源部の背面側だけでなく、音源部の前面側を覆う部分を有していてもよい（例えば、図９を参照）。また、カバー部材は背面側と前面側とが一体であってもよいし、別体であってもよい。
カバー部材１５０は、音源部１１０の背面側を覆うのであれば任意の形態であり得る。カバー部材の材質としては、剛体部材１３０の素材として挙げた同様の素材（金属、硬質の樹脂、セラミックあるいは木材）を用いてもよいし、剛体部材１３０とは異なる素材であってもよい。カバー部材は、音源部の背面側だけでなく、音源部の前面側を覆う部分を有していてもよい（例えば、図９を参照）。また、カバー部材は背面側と前面側とが一体であってもよいし、別体であってもよい。
なお、実施形態１では、剛体部材１３０と音源部１１０との位置関係は、図３に示すように、剛体部材１３０の外周が音源部１１０の前面の外周の外側に位置する位置関係としているが、剛体部材１３０と音源部１１０との位置関係は図３に示すものに限定されるものではない。以下に、図３に示す剛体部材１３０と音源部１１０との位置関係以外の位置関係を変形例１〜変形例３として説明する。
（剛体部材の変形例１）
図４は、図３に示す音源部１１０と剛体部材１３０との位置関係とは異なる音源部１１０と剛体部材２３０との位置関係を説明するための斜視図である。なお、図４では、本発明のスピーカ１０における音源部１１０、支持部材２２０、および剛体部材２３０のみを示している。
図４は、図３に示す音源部１１０と剛体部材１３０との位置関係とは異なる音源部１１０と剛体部材２３０との位置関係を説明するための斜視図である。なお、図４では、本発明のスピーカ１０における音源部１１０、支持部材２２０、および剛体部材２３０のみを示している。
図４に示す音源部１１０と剛体部材２３０との位置関係では、剛体部材２３０は、その外周が音源部１１０の前面の外周よりもより内側になるように配置されている。ここで、剛体部材２３０の形状は、外径Ｒ３を有する円筒形状である。図４に示すように、円筒形状の剛体部材２３０の外径Ｒ３は外形略円柱形状の音源部１１０の内径Ｒ１より小さく、剛体部材２３０は、音源部１１０の前面に配置されている。なお、剛体部材２３０の外径Ｒ３は、例えば、約２０ｍｍであり、剛体部材２３０の高さＨ３ａは、例えば、約５ｍｍである。
ここでは、支持部材２２０には、図３に示すように中央部に音源部１１０の前面と実質的に一致した１つの中央開口１２１を有するドーナツ状板材に代えて、音源部１１０の前面に対応する領域に複数の小開口２２１が配列された穴開き板材が用いられている。小開口２２１は、支持部材１２０の裏側に位置する音源部１１０の前面から出た再生音を支持部材１２０の前面側に通過させるための開口である。
このように剛体部材２３０の内腔の前面の略中央部のみとすることで、剛体部材２３０による共鳴腔を上述した剛体部材１３０による共鳴腔より狭くして、剛体部材での共鳴により強調される再生音の倍音の高さを、剛体部材１３０による共鳴により強調される再生音の倍音よりも高くすることが可能となる。
また、剛体部材１３０の形状は、円筒形状（つまり、端面の外形が円形である筒形形状）に限定されるものではなく、その他の筒状形状であってもよい。例えば、剛体部材１３０は、端面の外形が、楕円形、あるいは三角形、四角形、その他の多角形である筒状形状を有していてもよいし、両端面の形状が同じでない筒状形状、例えば、外形が円錐台形状の筒状形状でもよい。
（剛体部材の変形例２）
図５は、図１に示すスピーカ１０における剛体部材１３０とは形状が異なる円錐台形状の剛体部材３３０を示す斜視図である。なお、図５では、本発明のスピーカ１０における音源部１１０、支持部材１２０、および剛体部材３３０のみを示している。
図５は、図１に示すスピーカ１０における剛体部材１３０とは形状が異なる円錐台形状の剛体部材３３０を示す斜視図である。なお、図５では、本発明のスピーカ１０における音源部１１０、支持部材１２０、および剛体部材３３０のみを示している。
図５に示す筒状の剛体部材３３０は円錐台形状を有し、円錐台形状の剛体部材３３０は、その内径が音源部１１０から遠ざかるほど狭くなるように構成されている。ここでは、円錐台形状の剛体部材３３０の大径側の外径Ｒ３ｂ１は、支持部材１２０の中央開口１２１の直径Ｒ１（すなわち、外形略円柱形状の音源部１１０の外径）よりわずかに内側に位置しており、円錐台形状の剛体部材３３０の小径側の内径Ｒ３ｂ２は、支持部材１２０の中央開口１２１の直径Ｒ１より小さい。この場合、再生音における低い倍音が強調されるとともに音質がソフトになる。そのため、特にエレキサウンドなどの音楽再生に適している。なお、剛体部材３３０の大径側の外径Ｒ３ｂ１は、約２０ｍｍ〜約５０ｍｍの範囲であり、例えば、約３０ｍｍである。剛体部材３３０の小径側の外径Ｒ３ｂ２は、約１０ｍｍ〜約３０ｍｍの範囲であり、１つの実施形態において、約１５ｍｍである。また、円錐台形状の剛体部材３３０の高さＨ３ｂは、約５ｍｍ〜約２０ｍｍの範囲であり、１つの実施形態において、約１０ｍｍである。また、剛体の厚みは約１ｍｍ〜約５ｍｍの範囲であり、１つの実施形態において、剛体部材の厚みは約２ｍｍである。
（剛体部材の変形例３）
図６は、図５に示す剛体部材３３０とは支持部材１２０に対する向きが異なる円錐台形状の剛体部材４３０を説明するための斜視図である。図６では、本発明のスピーカ１０における音源部１１０、支持部材１２０、および剛体部材４３０のみを示している。
図６は、図５に示す剛体部材３３０とは支持部材１２０に対する向きが異なる円錐台形状の剛体部材４３０を説明するための斜視図である。図６では、本発明のスピーカ１０における音源部１１０、支持部材１２０、および剛体部材４３０のみを示している。
図６に示す筒状の剛体部材４３０は円錐台形状を有し、この円錐台形状の剛体部材４３０は、その外径が音源部１１０から遠ざかるほど狭くなるように構成されている。ここでは、円錐台形状の剛体部材３３０の小径側端面の外径Ｒ３ｃ１は、支持部材１２０の中央開口１２１の直径Ｒ１（すなわち、外形略円柱形状の音源部１１０の外径）よりわずかに小さく、円錐台形状の剛体部材３３０の大径側端面の外径Ｒ３ｃ２は、支持部材１２０の中央開口１２１の直径Ｒ１より大きい。この場合、再生音における高い倍音が強調されるとともに音質がクリアになる。そのため、特にアコースティックサウンドなどの音楽再生に適している。なお、剛体部材４３０の小径側の外径Ｒ３ｃ１は、約２０ｍｍ〜約５０ｍｍの範囲であり、例えば、約３０ｍｍである。剛体部材３３０の大径側の外径Ｒ３ｂ２は、約３０ｍｍ〜約６０ｍｍの範囲であり、例えば、約４０ｍｍである。また、円錐台形状の剛体部材３３０の高さＨ３ｃは、約５ｍｍ〜約２０ｍｍの範囲であり、ここでは、約１０ｍｍである。また、剛体の厚みは約１ｍｍ〜約５ｍｍの範囲であり、１つの実施形態において、剛体部材の厚みは約２ｍｍである。
次に、実施形態１のスピーカ１０の作用効果を説明する。
このような構成の実施形態１のスピーカ１０では、音源部１１０の前面に配置された筒状の剛体部材１３０を備えているので、音源部１１０から出た再生音の倍音が音源部１１０の前面側で共鳴することにより強調され、これにより再生音のさらなる品質向上を図ることができる。
また、この実施形態１のスピーカ１０では、筒状の剛体部材１３０は、その外周が音源部１１０の前面の外周の内側に位置するように配置されているので、音源部から発する音の全てが剛体部材に対して作用することが可能となり、倍音の強調が効果的に行われ、これにより再生音の音質をより一層向上させることができる。
また、剛体部材を、その内径が音源部から遠ざかるほど狭くなる円錐台形状とすることにより、再生音における低い倍音を強調することができるとともに音質をソフトにすることが可能となる。一方、剛体部材を、その内径が音源部から遠ざかるほど広くなる円錐台形状とすることにより、再生音における高い倍音を強調することができるとともに音質をクリアにすることが可能となる。
さらに、この実施形態１のスピーカ１０では、剛体部材１３０は支持部材１２０に対して着脱可能に構成することで、剛体部材の選択によって倍音の高さを調整できる。
（実施形態２）
さらに、実施形態１のスピーカ１０はヘッドホン、補聴器などにおいて利用可能であり、実施形態２では、実施形態１のスピーカ１０を用いたヘッドホンを説明する。
さらに、実施形態１のスピーカ１０はヘッドホン、補聴器などにおいて利用可能であり、実施形態２では、実施形態１のスピーカ１０を用いたヘッドホンを説明する。
図７は、本発明の実施形態２によるヘッドホン１を説明するための斜視図である。
実施形態２のヘッドホン１は、一対のスピーカ部分１００ａ、１００ｂと、ヘッドバンド１０１とを有し、ヘッドバンド１０１の一端は、接続具１０２ａにより一方のスピーカ部分１００ａに接続され、ヘッドバンド１０１の他端は、接続具１０２ｂにより他方のスピーカ部分１００ｂに接続されている。スピーカ部分１００ｂには、両スピーカ部分１００ａ、１００ｂに音声信号を供給するための音声信号コード１０３が取り付けられており、スピーカ部分１００ａには、接続具１０２ａ、１０２ｂおよびヘッドバンド１０１の内部を介して音声信号コード１０３から音声信号が供給されるようになっている。音声信号コード１０３からの音声信号の供給は有線であってもよいし、無線であってもよい。
図８は、図７に示すヘッドホン１のスピーカ部分１００ａ、１００ｂを説明するための図であり、図８（ａ）はスピーカ部分１００ａを示す斜視図、図８（ｂ）は、図８（ａ）のＸ２−Ｘ２線断面図である。なお、一対のスピーカ部分１００ａ、１００ｂの構成は同一であるので、ここでは、一方のスピーカ部分１００ａの構造を説明する。
スピーカ部分１００ａは、実施形態１のスピーカ１０に加えて耳当て部材１４０を備えたものである。
ここで、耳当て部材１４０は、支持部材１２０の前面側に取り付けられたドーナツ形状の部材である。図に示す実施形態において、耳当て部材１４０はドーナツ形状であるが、本発明はこれに限定されず、環状であれば任意の形態であり得る。
従って、剛体部材１３０は、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、耳当て部材１４０の内周面１４１は、剛体部材１３０の外周面１３１よりも外側に配置されているため、耳当て部材１４０の内周面１４１と剛体部材１３０の外周面１３１との間に共鳴のためのスペース（腔）を保っている。耳当て部材１４０は肌に当たる部分であるので、軟らかい素材が用いられている。例えば、耳当て部材１４０の素材には、従来から、スポンジ、ビニール、皮などが用いられており、最近はベロア素材なども用いられている。
このような構成のヘッドホン１では、スピーカ部分１００ａ、１００ｂは、音源部１１０の前面に配置された筒状の剛体部材１３０を備えているので、音源部１１０の前面から出た再生音の倍音は、筒状の剛体部材１３０の内腔からの作用による共鳴と、剛体部材の外側面と耳当て部材との間の腔からの作用による共鳴、さらには耳当て部材により圧迫されている耳介側の腔からの作用による共鳴が合わさり、倍音が強調される。これにより、音源部の前面から出た再生音のさらなる高品質化を図ることができる。
また、イヤホンや補聴器も同様に、音源部の前面から出た再生音の倍音は、筒状の剛体部材の内腔からの作用による共鳴と、剛体部材の外側面とカバー部材との間の腔からの作用による共鳴、さらにはカバー部材により圧迫されている耳介側の腔からの作用による共鳴が合わさり、倍音が強調される。これにより、音源部の前面から出た再生音のさらなる高品質化を図ることができる。
（実施形態２の変形例）
図９は、図７に示す実施形態２の変形例のヘッドホン１のスピーカ部分１００ｃを説明するための断面図である。図７に示す実施形態２のヘッドホン１のスピーカ部分１００ａ、１００ｂと比べて、スピーカ１００ｃは、剛体部材１３０の外側のスペースがカバー部材の内周面との間に形成されている点が異なっている。
図９は、図７に示す実施形態２の変形例のヘッドホン１のスピーカ部分１００ｃを説明するための断面図である。図７に示す実施形態２のヘッドホン１のスピーカ部分１００ａ、１００ｂと比べて、スピーカ１００ｃは、剛体部材１３０の外側のスペースがカバー部材の内周面との間に形成されている点が異なっている。
また、高齢者用のヘッドホン（イヤホン）や補聴器は、イコライザーを使って高音を強調しているが、本発明においては、共鳴腔を使って高音の倍音を強調しているため、従来の電気的な強調と比較して雑音の少ない、クリアな高音を強調することができる。これにより、使用者に心地の良い高音を強調することが可能であるため、聴きやすい環境を提供することを可能とする。さらに、本発明においては、イコライザーなどの高価な装置を用いる必要がなく、剛体部材を用いるため、安価に製造することを可能とする。また、従来イヤホンを装着した場合に外耳道の閉鎖による高音域の共鳴の強調が音質劣化の問題となるが、本発明のヘッドホン（イヤホン）や補聴器は再生音の高音質化によりこれも抑えることが可能である。
以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。
本発明は、スピーカ、ヘッドホン、補聴器の分野において、再生音の倍音を強調することができ、これにより再生音のさらなる高品質化を可能とするスピーカ、並びにこのようなスピーカを備えたヘッドホン、補聴器を提供できるものとして有用である。
１ ヘッドホン
１０、１００ａ スピーカ
１１０ 音源部
１１１ 振動板
１１２ 駆動手段
１２０、２２０ 支持部材
１３０、２３０、３３０、４３０ 剛体部材
１４０ 耳当て部材
１５０ カバー部材
１０、１００ａ スピーカ
１１０ 音源部
１１１ 振動板
１１２ 駆動手段
１２０、２２０ 支持部材
１３０、２３０、３３０、４３０ 剛体部材
１４０ 耳当て部材
１５０ カバー部材
Claims (10)
- 振動板および前記振動板を振動させる駆動手段を有する音源部と、
前記音源部の前面に配置された筒状の剛体部材と、
前記音源部を支持する支持部材と
を備え、
前記支持部材と前記剛体部材との間には、少なくとも一部にスペースを有し、
前記剛体部材の内側と外側は、それぞれすべてスペースを有し、
前記音源部から発する音は、前記剛体部材の内側と外側のそれぞれのスペースを介して前記音源部から耳介の腔方向へ向けてそれぞれ誘導される、
スピーカ。 - 前記剛体部材は、その外周が前記音源部の外周よりも内側に配置されている、請求項１または請求項１に記載のスピーカ。
- 前記剛体部材は、略円筒形状を有する、請求項１または請求項２に記載のスピーカ。
- 前記剛体部材は、略円錐台形状を有する、請求項１または請求項２に記載のスピーカ。
- 前記円錐台形状の剛体部材は、その外径が前記音源部から遠ざかるほど狭くなるように構成されている、請求項４に記載のスピーカ。
- 前記円錐台形状の剛体部材は、その外径が前記音源部から遠ざかるほど広がるように構成されている、請求項４に記載のスピーカ。
- 前記剛体部材は、着脱可能となるように構成されている、請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載のスピーカ。
- 前記剛体部材は、金属材料、樹脂材料、あるいはセラミック材料で構成されている、請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載のスピーカ。
- 請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載のスピーカと、
前記スピーカに取り付けられた耳当て部材と
を備える、ヘッドホン。 - 請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載のスピーカと、
前記スピーカに取り付けられた外カバーと
を備える、補聴器。
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