JP6910519B1

JP6910519B1 - ヘッドホン型集音器

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Publication number: JP6910519B1
Application number: JP2020154482A
Authority: JP
Inventors: 秀毅和田
Original assignee: 秀毅和田
Priority date: 2020-09-15
Filing date: 2020-09-15
Publication date: 2021-07-28
Anticipated expiration: 2040-09-15
Also published as: JP2022048588A; WO2022059396A1; EP4216568A1; KR20230066457A; US20230362533A1

Abstract

【課題】本発明の課題は、聴力の弱い人にとって聞き取りにくい音の周波数を選択的に増幅することができるヘッドホン型集音器を得ることである。【解決手段】本発明のヘッドホン型集音器１は、少なくとも左右いずれか一方に集音装置１００ａまたは１００ｂを備えたヘッドホン型集音器であって、集音装置は、集音を行うためのパラボラ形状の集音面を有する集音カバー１１０ａまたは１１０ｂと、集音カバーと回動自在に支持するベース部材１２０と、集音カバーで集音された音を検出するマイク１３０とを備えている。【選択図】図２

Description

本発明は、ヘッドホン型集音器に関し、特に、特定周波数の音を増幅するための構造に関するものである。

従来から、人が耳殻を覆うように手を耳に当てることにより得られる集音効果を利用したヘッドホン型集音器がある。

例えば、特許文献１には、このようなヘッドホン型集音器として、聴力の弱い人がテレビ、ラジオなどを視聴したり、人と対話したりする場合に用いられるものが開示されている。

実開昭６４−６７００号公報

ところが、特許文献１に開示のヘッドホン型集音器は、到来する音を単に集音するものであり、また、聴力の弱い人が聞き取りにくい音の周波数はまちまちであることから、人によっては、特許文献１に開示のヘッドホン型集音器を用いてもあまり聞き取り易くならないといった問題があった。

本発明は、聴力の弱い人にとって聞き取りにくい周波数帯の音を選択的に増幅することができるヘッドホン型集音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）
少なくとも左右いずれか一方に集音装置を備えたヘッドホン型集音器であって、
前記集音装置は、
集音を行うためのパラボラ形状の集音面を有する集音カバーと、
前記集音カバーを回動自在に支持するベース部材と、
前記集音カバーで集音された音を検出するマイクと
を備えた、ヘッドホン型集音器。

（項目２）
前記集音カバーは、パラボラ形状の中心からオフセットした部分の形状の集音面を有する、項目１に記載のヘッドホン型集音器。

（項目３）
前記マイクは、前記ベース部材に固定されている、項目１または２に記載のヘッドホン型集音器。

（項目４）
前記マイクは、前記集音カバーに取り付けられている、項目１〜３のいずれか一項に記載のヘッドホン型集音器。

（項目５）
前記ベース部材は、前記ヘッドホン型集音器の上下方向の略平行な回動軸の周りに前記集音カバーが回動するように前記集音カバーの一端を支持する、項目１〜４のいずれか一項に記載のヘッドホン型集音器。

（項目６）
前記集音カバーは、前記集音カバーの一端と前記一端とは反対側の他端とを結ぶ直線が前記ベース部材の表面となす角度が、約０度〜約９０度の範囲で変化するように前記回動軸の周りで回動する、項目５に記載のヘッドホン型集音器。

（項目７）
前記左右一対の集音装置の少なくとも一方は、
前記マイクで検出された音声信号を増幅する増幅回路と、
前記増幅回路で増幅された音声信号により駆動されるスピーカと
を含む、項目１〜６のいずれか一項に記載のヘッドホン型集音器。

本発明によれば、聴力の弱い人にとって聞き取りにくい周波数帯の音を選択的に増幅することができるヘッドホン型集音器を得ることができる。

図１は、本発明の実施形態１によるヘッドホン型集音器１の外観を示す図である。図２は、図１に示すヘッドホン型集音器１の特徴を説明するための図である。図３は、図２に示すヘッドホン型集音器１の集音ユニット１００ｂの構造を詳しく説明するための図である。図４は、図２に示すヘッドホン型集音器１の使用方法を説明するための断面図である。図５は、本発明の実施形態２によるヘッドホン型集音器２の特徴を説明するための図である。図６は、図５に示すヘッドホン型集音器２の集音カバー２１０の有するパラボラ形状を説明するための図である。図７は、図５に示すヘッドホン型集音器２の集音ユニット２００ｂの構造を詳しく説明するための図である。図８は、図５に示すヘッドホン型集音器２の使用方法を説明するための断面図である。図９は、本発明の実施形態３によるヘッドホン型集音器３の特徴を説明するための図である。図１０は、図９に示すヘッドホン型集音器３の集音カバー３１０の有するオフセットパラボラ形状を説明するための図である。図１１は、図９に示すヘッドホン型集音器３の集音ユニット３００ｂの構造を詳しく説明するための図である。図１２は、図９に示すヘッドホン型集音器３の使用方法を説明するための断面図である。

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、「上下方向」とは、ヘッドホン型集音器を装着した装着者の高さ方向を示し、上方向は頭部への方向を示し、下方向は足部への方向を示す。

本発明は、聴力の弱い人にとって聞き取りにくい周波数帯の音を選択的に増幅することを課題とし、
少なくとも左右いずれか一方に集音装置を備えたヘッドホン型集音器であって、
前記集音装置は、
集音を行うためのパラボラ形状の集音面を有する集音カバーと、
前記集音カバーを回動自在に支持するベース部材と、
前記集音カバーで集音された音を検出するマイクと
を備える、ヘッドホン型集音器を提供することにより、上記の課題を解決したものである。

従って、本発明のヘッドホン型集音器は、集音を行うためのパラボラ形状の集音面を有する集音カバーと、集音カバーを回動自在に支持するベース部材と、集音カバーで集音された音を検出するマイクとを有するものであれば、その他の構成については特に限定されるものではない。

ただし、以下の実施形態では、左右両方に集音装置を備えたヘッドホン型集音器ものを一例として挙げる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。

（実施形態１）
ヘッドホン型集音器１の構造
図１は、本発明の実施形態１によるヘッドホン型集音器１を説明するための図であり、図１（ａ）は、このヘッドホン型集音器１の外観を示す斜視図であり、図１（ｂ）は、このヘッドホン型集音器１をユーザＵｓが装着している状態をユーザの正面から見た図である。

この実施形態１のヘッドホン型集音器１は、左右一対の集音装置（集音ユニット）１００ａ、１００ｂを備えている。ここで、右側の集音ユニット１００ｂと左側の集音ユニット１００ａは同じ構成を有するので、以下、ユーザＵｓの右耳に装着される集音ユニット１００ｂを具体的に説明する。

集音ユニット１００ｂは、集音を行うためのパラボラ形状の集音面を有する集音カバー１１０と、集音カバー１１０を回動自在に支持するベース部材１２０と、集音カバー１１０で集音された音を検出するマイク１３０とを備えている。

図２は、図１に示すヘッドホン型集音器１の特徴を説明するための図であり、図２（ａ）は、ヘッドホン型集音器１の集音カバー１１０が開いた状態を示す斜視図、図２（ｂ）は、ユーザＵｓが装着しているヘッドホン型集音器１の集音カバー１１０が開いた状態をユーザの正面から見た平面図である。

この集音ユニット１００ｂは、集音カバー１１０をベース部材１２０に対して上下方向に略水平な回動軸に基づき回動可能に取り付けるヒンジ機構１２１を備え、ユーザＵｓが手動でベース部材１２０に対する集音カバー１１０の回転位置（開度）を調節することが可能であり、この集音カバー１１０の開度調整により集音される音の周波数を選択的に変えることができる構造となっている。なお、集音ユニット１００ｂは、集音カバー１１０を回動させる駆動源（例えば、モータ）を備え、集音カバー１１０の開度調整を自動で行うように構成されたものであってもよい。

以下、このヘッドホン型集音器１を構成する各部の構造を詳しく説明する。

図３は、図１に示すヘッドホン型集音器１の集音ユニット１００ｂの構造を説明するための図であり、図３（ａ）は、図１（ａ）のＸ１−Ｘ１線断面図であり、図３（ｂ）は、集音ユニット１００ｂの集音カバー１１０でその中心軸Ｌｃと平行な方向からの音波Ｓｗが反射する様子を示す。

（集音カバー１１０）
このヘッドホン型集音器１の集音ユニット１００ｂでは、集音カバー１１０の集音面１１０ａは、図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、凹面鏡の表面のように若干内側に湾曲した形状となっている。これにより、この集音面の中心軸（その中心に立てた法線方向）Ｌｃに平行な方向から集音面１１０ａに入射する音波が集音面で反射されると、法線に近づくように進み、これにより集音が行われる。

なお、集音面の具体的な形状は、パラボラ形状（放物線形状）を有していれば任意であり得る。例えば、球面の一部の形状でもよいし、パラボラ形状の一部の形状（オフセットパラボラ形状、すなわち、パラボラ形状における中心からずれた領域の形状）であってもよい。また、集音面の形状は、その他の形状、例えば、円錐、円錐台などの凸状表面に嵌合する凹状曲面でもよく、さらには、平面状、あるいは、平面を組み合わせた凹形状、例えば、角錐、角錐台などの凸状表面に嵌合する凹状表面の形状であってもよい。

（ベース部材１２０）
ベース部材１２０は、ベース基部１２０ａとベース蓋部１２０ｂとを有する。

ベース基部１２０ａには、集音カバー１１０を回動可能に支持するヒンジ機構１２１が取り付けられている。ここで、集音カバー１１０は、集音カバー１１０の一端とこの一端とは反対側の他端とを結ぶ直線Ｌｄがベース部材１２０の表面Ｓｂとなす角度Ｋが、少なくとも約０度〜約９０度の範囲で変化するように回動軸の周りで回動するようになっている（図４（ａ）、（ｂ）参照）。

ベース基部１２０ａの一方側の面（集音カバー１１０に対応する面側）の略中央にはマイク１３０が取り付けられ、ベース基部１２０ａの他方側（集音カバー１１０に対応する面とは反対側）に形成されている部品収容凹部には、スピーカ１４０が収容されている。ここで、スピーカ１４０は、振動板１４１と、ボイスコイル１４２と、永久磁石１４３とを含む。振動板１４１は、ベース基部１２０ａの部品収容凹部の内周面に支持されており、永久磁石１４３は、ベース基部１２０ａの凹部の底面に取り付けられており、ボイスコイル１４２は振動板１４１に取り付けられている。

さらに、ベース部材１２０の部品収容凹部には駆動回路１５０とその電源となるバッテリー１６０とが搭載されている。この駆動回路１５０は音波を検出するマイク１３０から出力された音声信号に基づいて振動板１１１が振動するようにボイスコイル１４２を駆動する回路であり、ＩＣチップにより構成されている。また、バッテリー１６０は、繰り返し充電可能なバッテリーでもよいし、使い捨ての乾電池やボタン電池でもよい。

ベース部材１２０の部品収容凹部の開口はベース蓋部１２０ｂにより塞がれており、このベース蓋部１２０ｂには、スピーカ１４０で発生した音波を通過させる複数の開口１２１が形成されている。このベース蓋部１２０ｂの表面には耳当て部材１７０が取り付けられている。

（マイク１３０）
マイク１３０は、ベース部材１２０の集音カバー１１０側に取り付けられており、集音カバー１１０を図３（ａ）に示すように閉じた状態で集音カバー１１０の中心Ｔｐに対向する位置に配置されている。マイク１３０は、音波の検出により得られた音声信号がスピーカ１４０の駆動回路１５０に出力されるように駆動回路１５０に接続されている。

ヘッドホン型集音器１の使用方法
次に実施形態１のヘッドホン型集音器１の使用方法を説明する。

図４は、図２に示すヘッドホン型集音器１の使用方法を説明するための断面図であり、図４（ａ）、図４（ｂ）はそれぞれ、集音カバー１１０の開度が約４０度、約７０度であるときにマイク１３０に音が集音される様子を示す。なお、あくまで上記角度は実施形態の１つであって、その確度に限定されない。約１０度以上の角度任意であり得る。

ここで、集音カバー１１０の開度は、集音カバー１１０の一端とこの一端とは反対側の他端とを通る直線Ｌｄがベース部材１２０の表面Ｓとなす角度Ｋであり、この開度Ｋが約０度から徐々に増大するように集音カバー１１０を開けると、このヘッドホン型集音器１により増幅される音の周波数が徐々に高くなる。集音カバー１１０の開度Ｋが約１０度のときには約１０００Ｈｚまでの音が増幅され、集音カバー110の開度Ｋが約４０約度のときには１０００Ｈｚ〜約３０００Ｈｚの音が選択的に増幅される状態となる（図４（ａ）参照）。そして、さらに集音カバー１１０の開度Ｋが増大して約７０度になるように集音カバー１１０を開けたときには、約３０００Ｈｚ以上の音が選択的に増幅される状態となる（図４（ｂ）参照）。

このように実施形態１のヘッドホン型集音器１において、増幅される音の周波数が集音カバー１１０の開度の増大とともに増大するのは、音の性質（音波は周波数が高い音波ほど直進性が大きくなるという性質（指向性））に起因している。

すなわち、進行方向に振動する縦波である音波にも、周波数が高いほど直進性が高まるという性質があり、集音カバー１１０の開度が小さい状態では、集音カバー１１０とベース部材１２０との間から侵入して集音カバー１１０の集音面で反射、反響されてマイク１３０に至る音は、周波数の低く直進性の小さい音になる。以下はその理由である。

人が本発明のヘッドホン型集音器１を装着して音源の方向を向いたとき、周波数が高く直進性の大きい音Ｈｓｗは、音源の方向Ｄｓに略平行な方向から集音カバー１１０に入射するので、集音カバー１１０が大きく開いていないと、集音カバー１１０とベース部材１２０都の狭い隙間から集音カバー１１０内に侵入した音波は、集音カバー１１０の集音面で反射されると、そのほとんどがマイク１３０から逸れてしまう。

一方、周波数が低く直進性の小さい音Ｌｓｗは、人が本発明のヘッドホン型集音器１を装着して音源の方向を向いていても、音源の方向Ｄｓとは大きな角度をなす方向から集音カバー１１０に入射するものもあるので、集音カバー１１０の開きの程度が小さくても、集音カバー１１０の集音面で反射、反響した音の大部分がマイク１３０に到達する。

このため、集音カバー１１０の開きの程度が小さいときは、集音カバー１１０で集音されて増幅される音は、直進性の小さい周波数の低い音Ｌｓｗが支配的となり（図４（ａ）参照）、一方、集音カバー１１０の開きの程度が大きいときは、集音カバー１１０で集音されて増幅される音は、直進性の大きい周波数の高い音Ｈｓｗの増幅が支配的となる（図４（ｂ））。

その結果、集音カバー１１０の開きの程度が小さいときは、低い音Ｌｓｗがよく聞こえ、一方、集音カバー１１０の開きの程度が大きいときは、周波数の高い音Ｈｓｗがよく聞こえる。本発明のヘッドホン型集音器は、装着者の聴き取りづらい周波数を効率よく集音することが可能となる。

（実施形態２）
図５は、本発明の実施形態２によるヘッドホン型集音器２の特徴を説明するための図であり、図５（ａ）は、このヘッドホン型集音器２の集音カバー２１０が開いた状態を示す斜視図であり、図５（ｂ）は、このヘッドホン型集音器２をユーザＵｓが装着して集音カバー２１０を開いた状態をユーザの正面から見た平面図である。

この実施形態２のヘッドホン型集音器２は、実施形態１のヘッドホン型集音器１における左右の集音ユニット１００ａ、１００ｂに代わる左右の集音ユニット２００ａ、２００ｂを備えたものである。ここで、左側の集音ユニット２００ａは右側の集音ユニット２００ｂと同一であるので、以下の説明では、右側の集音ユニット２００ｂを説明する。

この実施形態２のヘッドホン型集音器２における集音ユニット２００ｂは、実施形態１のヘッドホン型集音器１における集音ユニット１００ｂの集音カバー１１０とは異なる集音面の形状が楕円形状の集音カバー２１０を備え、さらに、実施形態１の集音ユニット１００ｂのベース部材１２０に取り付けられたマイク１３０に代えて、集音カバー２１０に取り付けられたマイク２３０を備えたものである。

なお、この実施形態２のヘッドホン型集音器２におけるその他の構成は実施形態１のヘッドホン型集音器１と同一である。

以下、ヘッドホン型集音器２における集音カバー２１０を説明する。

図６は、図５に示すヘッドホン型集音器２の集音カバー２１０のパラボラ形状を説明するための図であり、図６（ａ）はパラボラ形状Ｐａを示す斜視図、図６（ｂ）は、図６（ａ）のパラボラ形状Ｐａを採用した集音カバー２１０の断面図（Ｘ３−Ｘ３線部分に相当）である。

このヘッドホン型集音器１の集音ユニット２００ｂでは、集音カバー２１０の集音面２１０ａは、パラボラ形状Ｐａを有している。

ここで、パラボラ形状Ｐａは、図６（ａ）に示すように、放物線Ｌｐを対称軸Ｌｃの回りに回転させたときにできる曲面の形状Ｐａである。なお、図６（ａ）中、Ｔｐはパラボラ形状Ｐａの頂点、Ｌｃはパラボラ形状Ｐａの中心線、Ｆｐはパラボラ形状の焦点であり、中心線Ｌｃはパラボラ形状の頂点Ｔｐを通り、パラボラ形状の焦点Ｆｐはこの中心線Ｌｃ上にある。

集音カバー２１０の集音面２１０ａは、図６（ｂ）に示すように、パラボラ形状Ｐａの凹面部分であり、中心線Ｌｃに平行な方向から集音面２１０ａに入射した音波Ｓｗは、焦点Ｆｐに集められることとなる。

以下、このヘッドホン型集音器２を構成する各部の構造を詳しく説明する。

図７は、図５に示すヘッドホン型集音器２の集音ユニット２００ｂの構造を説明するための断面図であり、図７（ａ）は、図５（ａ）のＸ２−Ｘ２線断面図であり、図７（ｂ）は、集音ユニット２００ｂの集音カバー２１０でその中心軸Ｌｃと平行な方向からの音波Ｈｓｗが反射する様子を示す。

（集音カバー２１０）
このヘッドホン型集音器２の集音ユニット２００ｂでは、集音カバー２１０の集音面２１０ａは、図７（ａ）および図７（ｂ）に示すように、パラボラ形状Ｐａ（図６（ａ）参照）となっており、これにより、この集音面２１０ａの中心軸（その中心Ｔｐに立てた法線方）Ｌｃに平行な方向Ｙ（図示せず）から集音面２１０ａに入射する音波が集音面２１０ａで反射されると、その焦点Ｆｐに集められる（図７（ｂ）参照）。

（ベース部材１２０）
ベース部材１２０は、実施形態１のヘッドホン型集音器１における集音ユニット１００ｂと同様に、ベース基部１２０ａとベース蓋部１２０ｂとを有し、ベース基部１２０ａには、集音カバー１１０を回動可能に支持するヒンジ機構１２１が取り付けられている。

ベース基部１２０ａの部品収容凹部にはスピーカ１４０が収容され、さらに、スピーカ１４０の駆動回路１５０とその電源となるバッテリー１６０とが搭載されている。

（マイク２３０）
このヘッドホン型集音器２の集音ユニット２００ｂでは、マイク２３０は、集音カバー２１０に伸縮可能のマイク支持体２３０ａにより取り付けられている。集音カバー２１０がベース部材１２０に対して閉じられている状態では、マイク支持体２３０ａは、マイク２３０がベース部材１２０に当接することで縮んでいる。

集音カバー２１０がある程度開いて、マイク２３０が集音カバー２１０の集音面２１０ａの焦点Ｆｐにくるまでマイク支持体２３０ａが伸びると、マイク支持体２３０ａはそれ以上は伸びないようになっている。例えば、集音カバー２１０がある程度（例えば、開度約１５度）開くと、マイク２３０が集音カバー２１０の集音面２１０ａの焦点Ｆｐにくるようになっている。しかし、本発明はこれに限定されない、例えば、焦点化できる範囲で、マイクの位置がパラボラ形状によって閉じた状態の位置であってもよい。

図８は、図５に示すヘッドホン型集音器２の使用方法を説明するための断面図であり、図８（ａ）、図８（ｂ）はそれぞれ、集音カバー２１０の開度が約１０度、約４０度、約９０度であるときにマイク２３０に音が集音される様子を示す。しかしながら、本発明はこれに限定されない。前述したように、約１０度で約１０００Ｈｚ以下、約４０度で約１０００Ｈｚ〜約３０００Ｈｚ、約７０度で約３０００Ｈｚ以上の音を集音することが可能となる。求められる音の周波数に応じて集音カバーの開度を任意に調整すること可能である。

この実施形態２のヘッドホン型集音器２の集音ユニット２００ａ、２００ｂでは、集音カバー２１０の集光面２１０ａはパラボラ形状Ｐａを有しているので、この集光面２１０ａにその中心軸Ｌｃと平行な方向Ｙから入射した音波は精度よく、集光面２１０ａの焦点Ｆｐに集音される。

例えば、集音カバー２１０の開度Ｋが約４０度のときには（図８（ａ）参照）、実施形態１のヘッドホン型集音器１の場合と同様に、直進性の小さい約１０００Ｈｚ〜約２０００Ｈｚの音が選択的に増幅される状態となる。それに対して、約１０度のときは、直進性の小さい約１０００Ｈｚまでの音が選択的に増幅される状態となる。

一方、集音カバー２１０の開度Ｋが約９０度のときには（図８（ｂ）参照）、直進性の高い約３０００Ｈｚ以上の音は、ユーザがこのヘッドホン型集音器２を装着して音源の方向を向いた状態で、集音カバー２１０の集光面２１０ａの中心軸と平行な方向Ｙから集光面２１０ａに入射し、集光面２１０ａで精度よく焦点Ｆｃに向けて反射される。これにより、直進性の高い約３０００Ｈｚ以上の音は、精度よくマイク２３０により検出されることとなり、非常に大きな増幅率が得られる。

（実施形態３）
図９は、本発明の実施形態２によるヘッドホン型集音器３の特徴を説明するための図であり、図９（ａ）は、このヘッドホン型集音器３の集音カバー３１０が開いた状態を示す斜視図であり、図９（ｂ）は、このヘッドホン型集音器３をユーザＵｓが装着して集音カバー３１０を開いた状態をユーザの正面から見た平面図である。

この実施形態３のヘッドホン型集音器３は、実施形態２のヘッドホン型集音器２における左右の集音ユニット２００ａ、２００ｂに代わる左右の集音ユニット３００ａ、３００ｂを備えたものである。ここで、左側の集音ユニット３００ａは右側の集音ユニット３００ｂと同一であるので、以下の説明では、左側の集音ユニット３００ｂを説明する。

この実施形態３のヘッドホン型集音器３における集音ユニット３００ｂは、実施形態２のヘッドホン型集音器２における集音ユニット２００ｂのパラボラ形状の集音カバー２１０に代えて、集音面の形状としてオフセットパラボラ形状を有する集音カバー３１０を備え、さらに、実施形態２の集音ユニット２００ｂの集音カバー２１０に取り付けられたマイク２３０に代えて、実施形態１の集音ユニット１００ｂと同様にベース部材１２０に取り付けられたマイク１３０を備えたものである。

なお、この実施形態３のヘッドホン型集音器３におけるその他の構成は実施形態２のヘッドホン型集音器２と同一である。

以下、ヘッドホン型集音器３における集音カバー３１０を説明する。

図１０は、図９に示すヘッドホン型集音器３の集音カバー３１０のオフセットパラボラ形状を説明するための図であり、図１０（ａ）はオフセットパラボラ形状Ｐｃを示す斜視図、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のオフセットパラボラ形状Ｐｃを採用した集音カバー３１０の断面図（Ｘ５−Ｘ５線部分に相当）である。

このヘッドホン型集音器３の集音ユニット３００ｂでは、集音カバー３１０の集音面３１０ａは、オフセットパラボラ形状Ｐｃを有している。

ここで、オフセットパラボラ形状Ｐｃは、放物面（パラボラ形状）Ｐａの一部（図１０（ａ）、（ｂ）参照）を切り出して得られた形状Ｐｃである。

なお、図１０（ａ）中、Ｔｐはパラボラ形状Ｐａの頂点、Ｌｃはパラボラ形状Ｐａの中心線、Ｆｐはオフセットパラボラ形状Ｐｃの焦点であり、中心線Ｌｃはパラボラ形状Ｐａの頂点Ｔｐを通り、オフセットパラボラ形状Ｐｃの焦点Ｆｐはこの中心線Ｌｃ上にある。

集音カバー３１０の集音面３１０ａは、図１０（ｂ）に示すように、オフセットパラボラ形状Ｐｃの凹面部分であり、中心線Ｌｃに平行な方向から集音面３１０ａに入射した音波Ｓｗは、焦点Ｆｐに集められることとなる。

図１１は、図９に示すヘッドホン型集音器３の集音ユニット３００ｂの構造を説明するための断面図であり、図９（ａ）のＸ４−Ｘ４線断面を示す。

（集音カバー３１０）
このヘッドホン型集音器３の集音ユニット３００ｂでは、集音カバー３１０の集音面３１０ａは、図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示すように、オフセットパラボラ形状Ｐｃとなっており、これにより、この集音面の中心軸（その中心に立てた法線方向）Ｌｃに平行な方向から集音面３１０ａに入射する音波Ｓｗが集音面３１０ａで反射されると、その焦点Ｆｐに集められる。

また、ベース基部１２０ａの部品収容凹部にはスピーカ１４０が収容され、さらに、スピーカ１４０の駆動回路１５０とその電源となるバッテリー１６０とが搭載されている。

（マイク１３０）
このヘッドホン型集音器３の集音ユニット３００ｂでは、マイク１３０は、実施形態１のヘッドホン型集音器１の集音ユニット１００ｂにおけるマイク１３０と同様に、ベース部材１２０に取り付けられている。

図１２は、図９に示すヘッドホン型集音器３の使用方法を説明するための断面図であり、図１２（ａ）、図１２（ｂ）はそれぞれ、集音カバー３１０の開度が約４０度、約７０度であるときにマイク３３０に音が集音される様子を示す。

この実施形態３のヘッドホン型集音器３の集音ユニット３００ａ、３００ｂでは、集音カバー３１０の集光面３１０ａはオフセットパラボラ形状Ｐｃを有しているので、オフセットパラボラ形状Ｐｃの中心軸Ｌｃが音波の到来方向Ｙと平行になるとき、この集光面３１０ａに入射した音波は精度よく、集光面３１０ａの焦点Ｆｐ（すなわち、マイク１３０が配置されている位置）に集音される。

例えば、集音カバー３１０の開度Ｋが約４０度のときには（図１２（ａ）参照）、実施形態２のヘッドホン型集音器２の場合と同様に、直進性の小さい約１０００Ｈｚ〜約２０００Ｈｚの音が選択的に増幅される状態となる。

一方、集音カバー３１０の開度Ｋが約７０度のとき（音波の到来方向がオフセットパラボラ形状Ｐｃの中心軸Ｌｃと平行になるとき）には（図１２（ｂ）参照）、直進性の高い約３０００Ｈｚ以上の音は、集音カバー３１０の集光面３１０ａの中心軸Ｌｃと平行な方向Ｙから集光面３１０ａに入射し、集光面３１０ａで精度よく焦点Ｆｃ（マイク１３０の取り付け位置）に向けて反射される。これにより、直進性の高い約４０００Ｈｚ以上の音は、精度よく固定のマイク１３０により検出されることとなり、簡単な構造で非常に大きな増幅率が得られる。

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、聴力の弱い人にとって聞き取りにくい音の周波数を選択的に増幅することができるヘッドホン型集音器を得ることができるものとして有用である。

１〜３ヘッドホン型集音器１
１００ａ、１００ｂ、２００ａ、２００ｂ、３００ａ、３００ｂ集音ユニット
１０１ヘッドバンド
１０２接続具
１１０、２１０、３１０集音カバー
１１０ａ、２１０ａ、３１０ａ集音カバー
１２０ベース部材
１２０ａベース基部
１２０ｂベース蓋部
１２１ヒンジ機構
１３０、２３０マイク
１４０スピーカ
１４１振動板
１４２ボイスコイル
１４３永久磁石
１５０駆動回路
１６０バッテリー
１７０耳当て部材
２３０ａ伸縮可能なマイク支持体
Ｆｐパラボラ形状の焦点
Ｌｃパラボラ形状の中心軸

Claims

少なくとも左右いずれか一方に集音装置を備えたヘッドホン型集音器であって、
前記集音装置は、
集音を行うためのパラボラ形状の集音面を有する集音カバーと、
前記集音カバーを回動自在に支持するベース部材と、
前記集音カバーで集音された音を検出するマイクと
を備え、
前記ベース部材は、前記ヘッドホン型集音器の上下方向の略平行な回動軸の周りに前記集音カバーが回動するように前記集音カバーの一端を支持し、
前記集音装置は、耳介状の集音部を有さない、ヘッドホン型集音器。
前記集音カバーは、パラボラ形状の中心からオフセットした部分の形状の集音面を有する、請求項１に記載のヘッドホン型集音器。
前記マイクは、前記ベース部材に固定されている、請求項１または請求項２に記載のヘッドホン型集音器。
前記マイクは、前記集音カバーに取り付けられている、請求項１〜３のいずれか一項に記載のヘッドホン型集音器。
前記集音カバーは、前記集音カバーの一端と前記一端とは反対側の他端とを結ぶ直線が前記ベース部材の表面となす角度が、約０度〜約９０度の範囲で変化するように前記回動軸の周りで回動する、請求項４に記載のヘッドホン型集音器。
前記左右一対の集音装置の少なくとも一方は、
前記マイクで検出された音声信号を増幅する増幅回路と、
前記増幅回路で増幅された音声信号により駆動されるスピーカと
を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載のヘッドホン型集音器。