JP7460767B2

JP7460767B2 - Ｅｄｗｄｃイヤーパッド、イヤーマフ部品およびヘッドセット

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Publication number: JP7460767B2
Application number: JP2022531578A
Authority: JP
Inventors: 国臻 ▲馬▼; 融融 ▲呉▼; 勇 ▲鄭▼; 玉 ▲張▼; 成霞吉
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2019-11-30
Filing date: 2020-11-30
Publication date: 2024-04-02
Anticipated expiration: 2040-11-30
Also published as: KR20220104046A; CN112887859A; US20220295172A1; EP4054204A1; JP2023503669A; WO2021104517A1; EP4054204A4

Description

本出願は、消費者向け電子製品技術の分野に関し、詳細には、オーディオ処理のための電子デバイスに関する。

ヘッドセットの使用過程において、周囲環境の雑音が大きい場合、ヘッドセット内部の音声信号に対して深刻な干渉が引き起こされる。したがって、ユーザがヘッドセットを使用することによってオーディオ信号を聞くときに影響を受けないように、通常、周囲環境の雑音を十分に遮断することが期待される。

外部雑音の影響を低減するために、既存のヘッドホンは、能動雑音低減と受動雑音低減とを組み合わせることによって良好な雑音低減性能を達成することができる。能動雑音低減は、主にソフトウェアアルゴリズムの面から考慮され、受動雑音低減は、主にヘッドセット構造設計および材料選択の面から考慮される。ヘッドホン全体の構造において、イヤーパッド部は、ヘッドセットハウジングがユーザの頭部と直接接触することを防止するための緩衝材として使用され、ハウジングとユーザの耳との間の空間を密閉するためにさらに使用され、外部雑音を遮断するための重要な障壁として使用される。イヤーパッドの材料および構造設計は、ヘッドホンの受動雑音低減能力に直接影響する。イヤーパッドの材料および構造設計を使用することによってヘッドホンの雑音低減能力をいかに改善するかは、現在緊急に解決されるべき問題である。

これに鑑みて、本出願の実施形態は、ヘッドセットの音質に対する外部環境の雑音の影響を低減するために、雑音低減イヤーパッド、雑音低減イヤーマフ部品、および雑音低減ヘッドセットを提供する。

以下、本出願を複数の態様から説明する。複数の態様の実施態様が相互に参照され得ることを理解することは容易である。

第１の態様によると、本出願の一実施形態は、イヤーパッドを提供する。イヤーパッドは、環状構造であり、イヤーパッドは、内層と、内層を覆う外層とを含み、内層と外層は、それぞれに環状構造である。内層と外層は、第１の媒体層によって分離され、内層は、第２の媒体層を被覆する。第１の媒体層の音響インピーダンスは、内層および外層の音響インピーダンスと異なる。本出願の実施形態で提供されるイヤーパッドでは、内層および外層を含む２層構造は、第１の媒体層によって分離される。従来のイヤーパッドと比較して、イヤーパッドの雑音低減能力が著しく改善され、特に、中／高周波数でのイヤーパッドの雑音低減能力が著しく改善される。

第１の態様によると、可能な一実施態様において、イヤーパッドは、ブラケットをさらに含み、ブラケットは、接触部材を含み、接触部材は、内層または外層と接触している。ブラケットは、内層と外層とが固定され得て、内層と外層との間の第１の媒体の厚さが調節され得るように使用される。

第１の態様によると、可能な一実施態様において、外層は、第１の外層部および第２の外層部を含み、第１の外層部または第２の外層部の全領域または一部の領域が内層を覆っている。覆う領域は、雑音低減度合いが制御され得るように選択される。

第１の態様によると、可能な一実施態様において、外層は、第１の外層部および第２の外層部を含み、内層は、第１の内層部を含み、第１の外層部は、第１の内層部を覆っている。

第１の態様によると、可能な一実施態様において、外層は、第１の外層部および第２の外層部を含み、内層は、第１の内層部および第２の内層部を含み、第１の外層部は、第１の内層部を覆い、第２の外層部は、第２の内層部を覆っている。

第１の態様によると、可能な一実施態様において、第１の媒体層の厚さは、内層の厚さまたは外層の厚さの１０倍を超えない。第１の媒体層の厚さが内層の厚さまたは外層の厚さの少なくとも１０倍である場合、音エネルギーが異なる媒体の界面で反射して散逸する割合が高くなり、受動雑音低減効果が良好となる。

第１の態様によると、可能な一実施態様において、内層または外層の音響インピーダンスは、第１の媒体層の音響インピーダンスの少なくとも１０倍である。したがって、伝播過程において、雑音は、複数の媒体層を通過した後に耳に到達する。異なる媒体間の音響インピーダンス不整合のために、媒体界面での反射能力が強化され、それによってイヤーパッドの遮音性を強化し、受動雑音低減効果を改善する。

第１の態様によると、可能な一実施態様において、内層または外層の音響インピーダンスは、第１の媒体層の音響インピーダンスの少なくとも１０００倍である。したがって、伝播過程において、雑音は、複数の媒体層を通過した後に耳に到達する。異なる媒体間の音響インピーダンス不整合のために、媒体界面での反射能力が強化され、それによってイヤーパッドの遮音性を強化し、受動雑音低減効果を改善する。

第１の態様によると、可能な一実施態様において、内層は、１層または２層以上であり、隣接する２つの層ごとに第３の媒体層によって分離されている。層数が増加するにつれて、音エネルギーが異なる媒体の界面で高い割合で反射して散逸するため、受動雑音低減効果が向上する。

第１の態様によると、可能な一実施態様において、第１の媒体層または第３の媒体層は、空気である。空気を第１の媒体層または第３の媒体層として選択することにより、音エネルギーは、高い割合で異なる媒体の界面上で反射および散逸され、プロセスの複雑さも増すことはない。

第１の態様によると、可能な一実施態様において、内層または外層は、熱圧着または接着方式でブラケットと接触している。内層または外層は、熱圧着または接着方式でブラケットと接触しており、それにより内層または外層が固定され、内層と外層との間の間隔も制御され得る。

第２の態様によると、本出願の一実施形態は、イヤーマフ部品を提供する。イヤーマフ部品は、イヤーパッドおよびハウジングを含み、イヤーマフ部品は、第１の態様、および第１の態様の可能な実施態様のいずれか１つによるイヤーパッドを含み、イヤーパッドは、内層および外層を含み、イヤーパッドの底部はハウジングに固定されている。

第３の態様によると、本出願の一実施形態は、イヤーマフ部品を提供する。イヤーマフ部品は、イヤーパッドおよびハウジングを含み、イヤーマフ部品は、第１の態様、および第１の態様の可能な実施態様のいずれか１つによるイヤーパッドを含み、イヤーパッドは、内層、外層、およびブラケットを含み、内層および外層は、ブラケットの留め具を使用することによって、ヘッドセットの前方キャビティ壁、後方キャビティ壁、または仕切り板に固定されている。

第４の態様によると、本出願の一実施形態は、ヘッドセットを提供する。ヘッドセットは、ヘッドバンドと、ヘッドバンドの２つの端部に接続されたヘッドセット受信端とを含み、ヘッドセット受信端は、第１の態様、および第１の態様の可能な実施態様のいずれか１つによるイヤーパッドを含む。

本発明の実施形態１によるヘッドホンの概略立体図である。本発明の実施形態２によるイヤーマフ部品の部分断面図である。本出願による音波伝達の概略図である。２層雑音低減イヤーパッドの内層および外層を通過する音波の伝達の概略図である。単層雑音低減イヤーパッドを通過する音波の伝達の概略図である。単層、２層および３層の雑音低減ヘッドセットの吸音係数対周波数の図である。本発明の実施形態３によるイヤーマフ部品の部分平面図である。本発明の実施形態４によるイヤーパッドの断面図である。本発明の実施形態５によるイヤーパッドの断面図である。本発明の実施形態５によるイヤーパッドの断面図である。本発明の実施形態６によるイヤーパッドの断面図である。本発明の実施形態７によるイヤーパッドの断面図である。

ヘッドセットは、イヤホンまたはイヤピースとも呼ばれ、通常、２つの受信端を有し、それぞれ２つの耳に対応して装着される。ヘッドセットは、メディアプレーヤによって送信されたオーディオ信号を受信し、耳に近接するスピーカを使用することによってオーディオ信号を可聴音波に変換することができる。ヘッドセットは、他人に影響を与えることなく単独で音を聞くために使用され得る。ヘッドセットは、周囲環境の音を遮断することもでき、周囲環境の雑音に影響されることなく、雑音の多い環境、例えば、録音スタジオ内、旅行中、または運動中に使用され得る。したがって、ヘッドセットにとっては、周囲環境の雑音が十分に遮断され得ることが非常に重要な性能である。

通常、いくつかのタイプのヘッドセット、すなわち、ヘッドホン、インイヤーイヤホン、またはセミインイヤーイヤホンがある。図１は、本発明の実施形態１によるヘッドホンの概略立体図である。図１に示されるように、ヘッドホンは、通常、ヘッドバンド１と、ヘッドバンド１の両端に接続されたイヤーマフ部品２と、ヘッドセットケーブルと、を含む。ヘッドバンドは、ユーザの頭部に装着される。ヘッドホン、インイヤーイヤホン、またはセミインイヤーイヤホンなどのいくつかのタイプのヘッドセットのヘッドセットケーブルは省略されてもよく、ヘッドセットは、例えばブルートゥースを使用することによって、ワイヤレス通信方式でオーディオ信号を受信することに留意されたい。図２は、本出願の実施形態２によるイヤーマフ部品の部分断面図である。図２に示されるように、イヤーマフ部品２は、通常、ヘッドセット受信端とも呼ばれ、通常、ハウジング２１とイヤーパッド２９とを含む。任意選択で、イヤーマフ部品２は、ハウジング２１の内部に位置する駆動体２２をさらに含んでもよく、ハウジング２１の内部空間は、複数のキャビティに隔離されている。ヘッドセットの音響性能に関連するキャビティは、サウンドキャビティであり、ヘッドセットの音響性能にほとんど影響を与えないキャビティの１つはハードウェアコンパートメントである。サウンドキャビティは、互いに隣接して配置された前方キャビティ２３および後方キャビティ２４を含むことができ、ハードウェアコンパートメントは、後方キャビティの外側を取り囲む。ハードウェアコンパートメント内には、バッテリおよびチップが配置されてもよく、ハードウェアコンパートメント内には、回路基板がさらに配置されてもよい。ハードウェアコンパートメントは、後方キャビティから完全に隔離され、したがって、ヘッドセットの音響性能にほとんど影響を及ぼさない。

イヤーパッド２９は、前方キャビティ２３の前方キャビティハウジング２３１を取り囲み、後方キャビティハウジング２４１は、後方キャビティ２４の側壁を取り囲む。前方キャビティ２３と後方キャビティ２４とが交差する位置には、前方キャビティハウジング２３１も後方キャビティハウジング２４１も配置されていない。前方キャビティ２３と後方キャビティ２４とが交差する位置には、駆動体２２の振動板２２１が配置されている。振動板２２１の一方の面は、前方キャビティ２３に面しており、他方の面は、後方キャビティ２４に面している。音波は、振動板２２１の振動により、前方キャビティ２３および後方キャビティ２４に伝達される。駆動体２２の他の構成要素は、前方キャビティ２３内に配置されてもよく、または後方キャビティ２４内に配置されてもよい。前方キャビティ２３内の音波はユーザの耳に送達されるため、前方キャビティ２３内の音波との干渉を回避するために、駆動体２２の他の構成要素は、後方キャビティ２４内に配置されてもよく、または前方キャビティ２３が後方キャビティ２４と交差する位置に配置されてもよい。

前方キャビティ２３は、駆動体２２を使用することによって後方キャビティ２４から隔離されてもよい。あるいは、障壁板２５がイヤーマフ部品内に配置されてもよく、駆動体２２は、障壁板２５上に設置され、障壁板２５および駆動体２２を使用することによって前方キャビティ２３を後方キャビティ２４から隔離する。

追加の後方キャビティ２６が後方キャビティ２４の外側を囲み、追加の後方キャビティ２６は、後方キャビティハウジング２４１を使用することによって後方キャビティ２４から隔離されている。後方キャビティ２４と追加の後方キャビティ２６は、入れ子式に配置され、後方キャビティ２４と外部環境は、追加の後方キャビティ２６によって分離されている。後方キャビティ２４の一方の側は、前方キャビティ２３に隣接し、他方の側は、追加の後方キャビティ２６に隣接している。後方キャビティ２４は、前方キャビティ２３および追加の後方キャビティ２６によって取り囲まれている。前方キャビティ２３と追加の後方キャビティ２６とは、互いに隣接して配置されており、仕切り板２７によって互いに隔離されている。追加の後方キャビティ２６を取り囲む側壁のうち、仕切り板２７および後方キャビティシェル２４１以外の部分は、追加の後方キャビティハウジング２６１である。

前方キャビティハウジング２３１は、ヘッドセットのハウジング２１の一部として使用されてもよく、追加の後方キャビティハウジング２６１も、ハウジング２１の一部として使用されてもよい。追加の後方キャビティ２６が配置されない場合、後方キャビティハウジング２４１は、ヘッドセットのハウジング２１の一部として使用されてもよい。

イヤーパッドは、前方キャビティハウジング２３１の周囲に配置されてもよく、イヤーパッドは、ユーザの耳介と接触する。イヤーパッド２９は、接着方式、座屈方式などで前方キャビティハウジング２３１に固定されてもよい。イヤーパッドと、前方キャビティハウジングと、仕切板と、障壁板とで取り囲まれた空間が前方キャビティである。イヤーパッド２９は、相対位置に基づいて４つの部分、すなわち、ハウジング２１に固定される部分と、ハウジング２１の反対側の部分（すなわち、ユーザの耳と接触する部分）と、環状構造の内面側２９４（すなわち、イヤーパッドのうち、ユーザの耳を取り囲む側）と、環状構造の外面側２９３（すなわち、イヤーパッドのうち、外部環境と接触する側）と、に分けられてもよい。ハウジング２１に固定される部分は、イヤーパッド底部２９２と呼ばれ、ハウジング２１に対向する部分は、イヤーパッド頂部２９１と呼ばれる。ブラケット２９５が底部に配置されてもよく、ブラケット２９５は、留め具および接触部材を含む。イヤーパッドの底部２９２は、ハウジング２１に直接固定されてもよく、またはブラケット２９５を使用することによってハウジングに固定されてもよい。ブラケットの接触部材２９５２は、イヤーパッドの内層または外層に接続されている。ブラケットの留め具２９５１は、前方キャビティハウジング、後方キャビティハウジング、またはハウジングの仕切り板に固定されている。ブラケットの留め具２９５１は、座屈方式、接着方式、磁石吸着方式、ねじ方式などで、前方キャビティ壁、後方キャビティ壁、または仕切り板に固定されてもよい。ブラケットは、様々な形状、例えば、直方体、立方体、および別の幾何学体であってもよい。任意選択で、イヤーパッドまたはブラケットがハウジングに固定される位置の周囲は、音漏れを防止し、ユーザの耳に入る外部雑音を低減するために、密閉パッドを使用することによって密閉されてもよい。ヘッドホンは、主に耳覆い型ヘッドホンと耳載せ型ヘッドホンとに分類される。耳覆い型ヘッドホンと耳載せ型ヘッドホンとの主な違いは、イヤーマフ部品のサイズである。耳覆い型ヘッドホンのイヤーマフ部品は、ユーザの耳介を覆うことができる。耳載せ型ヘッドホンのイヤーマフ部品は、耳覆い型ヘッドホンのイヤーマフ部品よりも小さく、耳載せ型ヘッドホンのイヤーマフ部品は、耳に押し付けられ、耳載せ型ヘッドホンのイヤーマフ部品は、主に外耳を覆う。

イヤーパッド２９は、イヤーマフ部品２のハウジング２１がユーザの頭部と直接接触することを防止し、緩衝の役割を果たすように構成され、また、イヤーパッド２９は、ハウジングとユーザの耳との間の空間を密閉して、音漏れを防止し、ユーザの耳に入る外部雑音を低減するようにも構成されている。具体的には、イヤーパッドを使用することによって雑音を低減する原理が、図３の音波伝達の概略図に示されている。音波は媒体中を伝播し、別の媒体の界面に遭遇した後、反射および透過される。音波のエネルギーの一部は、元の媒体に反射して戻され、エネルギーの他の部分は別の媒体に透過される。反射波および透過波の音圧および音響強度は、２つの媒体の特性インピーダンス、音速、および入射音波の角度に関係する。界面に垂直に入射する平面音波の反射および透過の大きさは、媒体の特性インピーダンスのみに依存する。媒体１の特性インピーダンスと媒体２の特性インピーダンスとに明らかな差がある場合には、音エネルギーの大部分が反射される。音波がイヤーパッドの表面に入射すると、入射音響エネルギーの一部は、イヤーパッドの表面で反射され、入射音響エネルギーの一部は、イヤーパッドの材料に入り込み、イヤーパッドの材料によって吸収され、入射音響エネルギーの一部は、イヤーパッドを通ってユーザの外耳道に入る。図３に示されるように、イヤーマフ部品が外部雑音を可能な限り遮断し、吸収すると、外部雑音が使用者の外耳道に入るのが可能な限り少なくなる。

具体的には、音波が伝播するとき、イヤーパッドを通る音波の透過損失を計算する原理は、以下の通りである。

単層媒体の遮音量は質量の法則に従い、すなわち、材料厚さが２倍になると遮音量は６ｄＢしか増加しない。２層媒体は、少ない材料を使用することによってより高い遮音能力を得ることができる。図４（ａ）は、イヤーパッドの内層および外層を通る音波の２層伝達の概略図である。図４（ａ）に示されるように、内層と外層との間の距離はＤであり、内層および外層の厚さに関わらず、内層および外層の単位面積当たりの質量はＭである。図中、区間Ｉは、空気、ＩＩは、空気または発泡体、ＩＩＩは、発泡体である。イヤーパッドの外層は、区間Ｉと区間ＩＩとの間に位置し、イヤーパッドの内層は、区間ＩＩと区間ＩＩＩとの間に位置する。入射音波ｐ_１ｉは、イヤーパッドの外層を通過する際に反射および透過され、反射波ｐ_１ｒは、区間Ｉに戻り、透過波ｐ_２ｔは、区間ＩＩに伝播する。透過波ｐ_２ｔは、内層を通過する際に反射および透過され、反射波ｐ_２ｒは、区間ＩＩに戻り、透過波ｐ_３ｔは、区間ＩＩＩに伝搬する。内層および外層を含むイヤーパッドのｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｌｏｓｔ（ＴＬ、透過損失）は、以下の通りである。

式（１）において、ωは角周波数、ｋは空気中の音波の波数、Ｒ１は空気の特性インピーダンス、ｊは虚数単位、ｒは発泡体の単位長さ当たりの音波伝搬中の減衰量、ｄは発泡体の厚さである。

の場合、式（１）は、中／高周波数では以下の式（２）に簡略化されてもよい。

イヤーパッドが外層のみを有する場合、入射音波ｐ_１ｉは、媒体を通過する際に反射および透過され、反射波ｐ_１ｒは、区間Ｉに戻り、透過波ｐ_２ｔは、区間ＩＩに伝播する。外層の厚さが、同じ厚さの２倍である外層のＴＬは、以下の通りである。

の場合、式（３）は、以下の式（４）に簡略化される。

式（２）および式（４）を使用することによって、内層および外層を含む２層構造の透過損失、すなわち遮音量は、単層構造のものと比較して、中／高周波数において明らかな利点を有することが分かる。

研究を通じて、材料の遮音能力は、吸音係数と正の相関があり、すなわち、ＴＬが大きいほど遮音能力が強く、吸音係数が大きいことを示すことが分かっている。インピーダンス管（規格ＩＳＯ１０５３４－１参照）を使用することによって原材料の吸音係数が試験され、理論と一致する結論が得られた。図４（ｃ）に示されるように、内層および外層を含む２層構造で特定の厚さを有する空気層を挟むことは、単に表皮厚さを２倍にする場合と比較して、中／高周波数での雑音吸収能力に明らかな利点を有する。したがって、本出願の一実施形態は、雑音低減イヤーパッドを提供する。イヤーパッドは、内層および外層を含む２層構造を有し、第１の媒体層が内層と外層との間に配置されて、ヘッドセットの音質に対する外部環境の雑音の影響を低減する。本出願の一実施形態は、雑音低減イヤーパッドを含むヘッドセットをさらに提供する。イヤーパッドの層数が増加するにつれて、イヤーパッドの遮音能力は、特に中／高周波数範囲において増加する。本発明の実施形態は、例として、内層および外層を含む２層構造のイヤーパッドを使用することによって説明されているが、２層以上、例えば３層以上の構造のイヤーパッドにも適用可能である。

図５は、本発明の実施形態３によるイヤーマフ部品の部分平面図である。イヤーパッドは、環状構造である。任意選択で、イヤーパッドは、円形、楕円形、または正方形の環状構造であってもよい。図５に示されるように、環状のイヤーパッド２９は、障壁板２５上の音声出力ポート２５１の縁部を取り囲み、イヤーパッド２９の環状の中間は、中空のキャビティであってもよく、または中間のキャビティに取り付けられた層状の膜であってもよく、それにより、音波は、音声出力ポートを通ってユーザの耳に到達することができ、ユーザの耳が障壁板と直接接触することも防止され、それによってユーザの視覚的および聴覚的感覚を改善し、快適性も向上させる。

図６（ａ）～図６（ｅ）は、本出願の実施形態によるイヤーパッドの断面図である。本出願の実施形態では、イヤーパッドは、外層２９６、内層２９７、外層と内層との間の第１の媒体層２９８、および内層によって被覆された第２の媒体層２９９に分けられてもよい。外層２９６、内層２９７、第１の媒体層２９８、および第２の媒体層２９９は、外側から内側に層ごとに被覆することによって得られる構造である。内層および外層は、別々の環状構造である。任意選択で、１つの内層、または２つ以上の層があり、隣接する２層ごとに分離されている媒体層は、第３の媒体層である。第１の媒体層または第３の媒体層は、空気、スポンジ、ウールなどであってもよい。第３の媒体層の音響インピーダンスは、内層および外層の音響インピーダンスとは異なる。任意選択で、内層および外層の材料は、真皮、ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ皮革（ＰＵ皮革）、タンパク質皮革、人工タンパク質皮革、布などである。内層の材料は、外層の材料と同じであっても、異なっていてもよい。外層は、ヒトの皮膚と接触するため、好ましくは皮膚に優しい材料で作製される。内層は、ヒトの皮膚と直接接触せず、したがって、皮膚に優しい材料から作製される必要はない。

図６（ａ）は、本発明の実施形態４によるイヤーパッドである。イヤーパッドの外層は、第１の外層部２９６１と第２の外層部２９６２とに分けられている。任意選択で、外層は、２つ以上の部分に分けられてもよい。第１の外層部と第２の外層部の外層接続箇所２９６３は、イヤーパッドの内面側または外面側に配置されてもよい。美観を考慮して、接続箇所は、通常、内側に配置される。快適性を考慮して、接続箇所は、通常、外側に配置される。第１の外層部２９６１および第２の外層部２９６２はまた、外層接続箇所２９６３の異なる位置に基づいて、対応して異なる領域を覆う。外層接続箇所２９６３が内面側に位置する場合、第１の外層部２９６１によって覆われる領域は、イヤーパッドの底部、外面側および頂部を含み、第２の外層部２９６２によって覆われる領域は、内面側および底部を含む。外層接続箇所２９６３が外面側に位置する場合、第１の外層部２９６１によって覆われる領域は、イヤーパッドの底部および外面側を含み、第２の外層部２９６２によって覆われる領域は、頂部、内面側および底部を含む。

同様に、イヤーパッドの内層は、第１の内層部２９７１と第２の内層部２９７２とに分けられる。任意選択で、内層は、２つ以上の部分に分けられてもよい。第１の内層部２９７１と第２の内層部２９７２の内層接続箇所２９７３は、イヤーパッドの内側、または外側に配置されてもよい。内層接続箇所２９７３の位置は、外層接続箇所２９６３の位置に基づいて設計されてもよく、外層接続箇所２９６３の位置に基づいて設計されなくてもよい。第１の内層部２９７１および第２の内層部２９７２はまた、内層接続箇所２９７３の異なる位置に基づいて、対応して異なる領域を覆う。内層接続箇所２９７３が内面側に位置する場合、第１の内層部２９７１によって覆われる領域は、イヤーパッドの底部、外面側および頂部を含み、第２の内層部２９７２によって覆われる領域は、内面側および底部を含む。内層接続箇所２９７３が外面側に位置する場合、第１の内層部２９７１によって覆われる領域は、イヤーパッドの底部および外面側を含み、第２の内層部２９７２によって覆われる領域は、頂部、内面側および底部を含む。第１の外層部２９６１と第２の外層部２９６２は、縫製方式、接着方式、熱圧着方式などで接続されてもよい。同様に、第１の内層部２９７１と第２の内層部２９７２は、縫製方式、接着方式、熱圧着方式などで接続されてもよい。前述の音波伝播原理によると、内層と外層との間に位置する第１の媒体層の音響インピーダンスは、イヤーパッドの外層および内層の音響インピーダンスとは異なる。したがって、伝播過程において、雑音は、複数の媒体層を通過した後に耳に到達する。異なる媒体間の音響インピーダンス不整合のために、媒体界面での反射能力が強化され、それによってイヤーパッドの遮音性を強化し、受動雑音低減効果を改善する。具体的には、第１の媒体層は、空気、スポンジ、ウール、または別の材料であってもよく、それにより、内層は外層に完全には付着されず、第１の媒体層の材料の音響インピーダンスは、内層および外層の音響インピーダンスとは異なる。内層または外層の音響インピーダンスは、第１の媒体層の音響インピーダンスの１０倍以上であることが好ましい。内層または外層の音響インピーダンスは、第１の媒体層の音響インピーダンスの１０００倍以上であることがより好ましい。

図２に示されるように、ブラケット２９５は、留め具２９５１および接触部材２９５２を含む。イヤーパッドの底部２９２は、ハウジング２１に直接固定されてもよく、またはブラケット２９５を使用することによってハウジングに固定されてもよい。ブラケットの接触部材２９５２は、イヤーパッドの内層または外層に接続されている。図６（ａ）に示されるように、ブラケットの接触部材２９５２は、第１の接触部材２９５２１と第２の接触部材２９５２２とに分けられる。第１の接触部材２９５２１は、第１の内層部２９７１と第１の外層部２９６１とに別々に接触しており、第２の接触部材２９５２２は、第２の内層部２９７２と第２の外層部２９６２とに別々に接触している。任意選択で、第１の接触部材２９５２１は、１つの平面または１つの段差（２つの平面）であってもよい。第１の接触部材２９５２１が１つの平面である場合、第１の内層部２９７１は、第１の外層部２９６１に固定された後に第１の接触部材２９５２１に接触し、または第１の内層部２９７１および第１の外層部２９６１が別々に第１の接触部材２９５２１に接触する。第１の接触部材２９５２１が１つの段差を含む場合、第１の内層部２９７１および第１の外層部２９６１は、それぞれ第１の接触部材２９５２１の１つの平面と接触している。第１の内層部２９７１および第１の外層部２９６１が接触する面の間には高低差があるため、この高低差が第１の内層部２９７１と第１の外層部２９６１との間隔、すなわち、第１の媒体層２９８の厚さを制御することができる。第１の媒体層の平均厚さが内層または外層の厚さの２４倍を超えない場合、好ましくは、第１の媒体層の平均厚さが内層または外層の厚さの０．１～１０倍である場合、音エネルギーが高い割合で異なる媒体の界面で反射および散逸され、それにより、受動雑音低減効果が最良となることが、試験を使用することによって検証されている。任意選択で、第２の接触部材２９５２２は、１つの平面または１つの段差（２つの平面）であってもよい。第２の接触部材２９５２２が１つの平面である場合、第２の内層部は、第２の外層部に固定された後に第２の接触部材２９５２２と接触し、または第２の内層部および第２の外層部が別々に第２の接触部材と接触する。第２の接触部材２９５２２が１つの段差を含む場合、第２の内層部および第２の外層部はそれぞれ、第２の接触部材２９５２２の１つの平面と接触する。第２の内層部および第２の外層部が接触する面の間には高低差があるため、この高低差が第２の内層部と第２の外層部との間隔、すなわち第１の媒体層の厚さを制御することができる。第１の媒体層の平均厚さが内層または外層の厚さの２４倍を超えない場合、好ましくは、第１の媒体層の平均厚さが内層または外層の厚さの０．１～１０倍である場合、音エネルギーが高い割合で異なる媒体の界面で反射および散逸され、それにより、受動雑音低減効果が最良となることが、試験を使用することによって検証されている。ブラケットの第１の接触部材、またはブラケットの第１の接触部材と第２の接触部材との間の留め具は、ハウジング２１の前方キャビティハウジング２３１、後方キャビティハウジング２４１または仕切り板２７に接続されている。図６（ｂ）は、本出願の実施形態５によるイヤーパッドの断面図である。図６（ｂ）に示されるように、ブラケットの留め具は、第１の接触部材と第２の接触部材との間の突起部材に位置し、バックルなどが突起部材に配置されてハウジング２１に接続されてもよい。任意選択で、ブラケット２９５は、座屈方式に加えて、接着方式、磁石吸着方式、ねじ固定方式などによってハウジング２１に接続されてもよい。

イヤーパッドの内層または外層は、ブラケットの第１の接触部材または第２の接触部材に熱圧着または接着方式で接続されてもよい。第１の内層部は、第１の外層部に接続されてもよく、または第２の内層部は、第２の外層部に接着方式、熱圧着、または縫製方式で接続されてもよい。

第１の内層部と第２の内層部によって取り囲まれた内側領域には、第２の媒体層が充填されている。任意選択で、第２の媒体層は、音響インピーダンスが内層および外層の音響インピーダンスと異なるスポンジ、空気、ウールなどである。内層または外層の音響インピーダンスは、第１の媒体層の音響インピーダンスの１０倍以上であることが好ましい。内層または外層の音響インピーダンスは、第１の媒体層の音響インピーダンスの１０００倍以上であることがより好ましい。

任意選択で、図６（ｃ）は、本出願の実施形態５によるイヤーパッドの断面図である。図６（ｃ）に示されるように、第２の接触部材２９５２２は、２つの段差（３つの平面）であってもよく、第１の接触部材２９５２１は、１つの平面であってもよい。第１の接触部材２９５２１は、第１の外層部２９６１に接触している。第２の接触部材は、第１の内層部２９７１、第２の内層部２９７２および第２の外層部２９６２とそれぞれ接触している。第２の内層部および第２の外層部が接触面の間には高低差があるため、この高低差が第２の内層部と第２の外層部との間隔、すなわち第１の媒体層の厚さを制御することができる。同様に、第１の内層部と第１の外層部との間隔は、ブラケットの第１の接触部材および第２の接触部材と、第１の内層部が接続される平面との間の距離によって調節されてもよい。上述したように、第１の媒体層の平均厚さが内層または外層の厚さの２４倍を超えないとき、好ましくは、第１の媒体層の平均厚さが内層または外層の厚さの０．１～１０倍である場合、音エネルギーが高い割合で異なる媒体の界面で反射および散逸され、その結果、受動雑音低減効果が最良であることが、試験を使用することによって検証されている。

任意選択で、第２の接触部材は、２つの段差（３つの平面）であってもよく、第１の接触部材は、１つの平面であってもよい。第１の接触部材は、第２の外層部に接触している。第２の接触部材は、第１の内層部、第２の内層部および第１の外層部にそれぞれ接触している。第１の内層部および第１の外層部が接触する面の間には高低差があるため、この高低差が第１の内層部と第１の外層部との間隔、すなわち第１の媒体層の厚さを制御することができる。同様に、第２の内層部と第２の外層部との間隔は、ブラケットの第１の接触部材および第２の接触部材と、第２の内層部が接続される平面との間の距離によって調節されてもよい。上述したように、第１の媒体層の平均厚さが内層または外層の厚さの２４倍を超えないとき、好ましくは、第１の媒体層の平均厚さが内層または外層の厚さの０．１～１０倍である場合、音エネルギーが高い割合で異なる媒体の界面で反射および散逸され、その結果、受動雑音低減効果が最良であることが、試験を使用することによって検証されている。

任意選択で、第１の接触部材は、２つの段差（３つの面）であってもよく、第２の接触部材は、１つの面であってもよい。第１の接触部材は、第１の外層部、第２の内層部および第２の外層部に接触している。第２の接触部材は、第１の内層部に接触している。第２の外層部および第２の内層部が接触する面の間には高低差があるため、この高低差が第２の内層部と第２の外層部との間隔、すなわち第１の媒体層の厚さを制御することができる。同様に、第１の内層部と第１の外層部との間隔は、ブラケットの第２の接触部材および第１の接触部材と、第１の外層部が接続される平面との間の距離によって調節されてもよい。上述したように、第１の媒体層の平均厚さが内層または外層の厚さの０．１～１０倍である場合、音エネルギーが高い割合で異なる媒体の界面で反射および消散され、それにより、受動雑音低減効果が最良になることが、試験を使用することによって検証されている。

任意選択で、第１の接触部材は、２つの段差（３つの面）であってもよく、第２の接触部材は、１つの面であってもよい。第１の接触部材は、第１の外層部、第１の内層部および第２の外層部に接触している。第２の接触部材は、第２の内層部に接触している。第１の外層部および第１の内層部が接触する面の間には高低差があるため、この高低差が第１の内層部と第１の外層部との間隔、すなわち第１の媒体層の厚さを制御することができる。同様に、第２の内層部と第２の外層部との間隔は、ブラケットの第２の接触部材および第１の接触部材と、第２の外層部が接続される平面との間の距離によって調節されてもよい。上述したように、第１の媒体層の平均厚さが内層または外層の厚さの０．１～１０倍である場合、音エネルギーが高い割合で異なる媒体の界面で反射および消散され、それにより、受動雑音低減効果が最良になることが、試験を使用することによって検証されている。

図６（ｄ）は、本発明の実施形態６によるイヤーパッドの断面図である。図６（ｄ）は、本発明の実施形態２によるイヤーパッドを示す。実施形態１のイヤーパッドと異なり、本実施形態における内層は、第１の内層部のみを含み、第２の内層部を含まない。外層は、それでも第１の外層部および第２の外層部を含む。任意選択で、外層は、３つ以上の部分を含んでもよい。第１の外層部、第１の内層部、および第２の外層部の接続箇所は、イヤーパッドの内面側または外面側に配置されてもよい。上述したように、美観を考慮して、接続箇所は、通常、内側に配置される。快適性を考慮して、接続箇所は、通常、外側に配置される。第１の外層部および第２の外層部はまた、接続箇所の異なる位置に基づいて、対応して異なる領域を覆う。接続箇所が内面側に位置する場合、第１の外層部および第１の内層部によって覆われる領域は、イヤーパッドの底部、外面側および頂部を含み、第２の外層部によって覆われる領域は、内面側および底部を含む。接続箇所が外面側に位置する場合、第１の外層部によって覆われる領域は、イヤーパッドの底部および外面側を含み、第２の外層部によって覆われる領域は、頂部、内面側および底部を含む。

第１の外層部、第２の外層部、および第１の内層部は、縫製方式、接着方式、熱圧着方式などで接続されてもよい。本実施形態において、第１の外層部と第１の内層部との間に形成された間隔は、第１の媒体層を満たすことができる。前述の音波伝播原理によると、内層と外層との間に位置する第１の媒体層の音響インピーダンスは、イヤーパッドの外層および内層の音響インピーダンスとは異なる。したがって、伝播過程において、雑音は、複数の媒体層を通過した後に耳に到達する。異なる媒体間の音響インピーダンス不整合のために、媒体界面での反射能力が強化され、それによってイヤーパッドの遮音性を強化し、受動雑音低減効果を改善する。具体的には、第１の媒体層は、内層が外層に完全には付着しないように、空気、スポンジ、ウール、または別の材料であってもよい。第１の媒体層の平均厚さが内層または外層の厚さの０．１～１０倍である場合、音エネルギーが高い割合で異なる媒体の界面で反射および散逸され、それにより、受動雑音低減効果が最良になることが、試験を使用することによって検証されている。

図６（ｄ）に示されるように、ブラケットの接触部材は、第１の接触部材と第２の接触部材とに分けられる。実施形態１と異なり、本実施形態では、第２の接触部材は、第２の外層部のみに接続されている。第１の接触部材は、第１の内層部および第１の外層部にそれぞれ接触している。任意選択で、第１の接触部材は、１つの平面または１つの段差（２つの平面）であってもよい。第１の接触部材は、平面であってもよく、第１の内層部は、第１の外層部に固定された後に第１の接触部材に接触し、または第１の内層部および第１の外層部は、それぞれ第１の接触部材に接触する。第１の接触部材が段差を含む場合、第１の内層部および第１の外層部は、それぞれ第１の接触部材の平面に接触する。第１の内層部および第１の外層部が接触する面の間には高低差があるため、この高低差が第１の内層部と第１の外層部との間隔、すなわち第１の媒体層の厚さを制御することができる。第１の媒体層の平均厚さが内層または外層の厚さの０．１～１０倍である場合、音エネルギーが高い割合で異なる媒体の界面で反射および散逸され、それにより、受動雑音低減効果が最良になることが、試験を使用することによって検証されている。任意選択で、第２の接触部材は、１つの平面または１つの段差（２つの平面）であってもよい。第２の外層部は、第２の接触部材に接続されている。内層または外層は、ブラケットの第１の接触部材または第２の接触部材に熱圧着または接着方式で接続されてもよい。第１の内層部は、第１の外層部に接着方式で接続されてもよい。ブラケットの第１の接触部材、またはブラケットの第１の接触部材と第２の接触部材との間の留め具は、前方キャビティハウジング、後方キャビティハウジング、またはハウジングの仕切り板と接続されている。ブラケットとハウジングは、座屈方式、接着方式、磁石吸着方式、ねじ方式などで接続されている。

図６（ｅ）は、本発明の実施形態７によるイヤーパッドの断面図である。前述の実施形態４～実施形態６におけるイヤーパッドとは異なり、実施形態７におけるイヤーパッドのブラケットの第１の接触部材および第２の接触部材が位置する平面は、イヤーパッドの環状構造が位置する平面に対して垂直である。実施形態４～６によるイヤーパッドのブラケットの第１の接触部材および第２の接触部材が位置する平面は、イヤーパッドの環状構造が位置する平面と相対的に平行である。設計要件に応じて、ブラケットの第１の接触部材および第２の接触部材が位置する平面は、イヤーパッドの環状構造が位置する平面に対して適切に傾斜していてもよく、２つの平面間の位置関係は、絶対に垂直または平行である必要はないことが理解され得る。実施形態７におけるイヤーパッドのブラケットは、実施形態４～実施形態６におけるイヤーパッドのブラケットの構造と同様であってもよい。例えば、第１の接触部材および第２の接触部材と内層および外層との間の接続関係、第１の接触部材および第２の接触部材にそれぞれ含まれる平面の数、ならびにブラケットの固定部材の構造はすべて、前述の実施形態を参照することができる。言い換えれば、ブラケットの第１の接触部材および第２の接触部材が位置する平面と、イヤーパッドの環状構造が位置する平面との間の相対的な位置関係に基づいて、イヤーパッドおよびブラケットの他の構成要素の接続方式が調節される。任意選択で、内層の各部分および外層の各部分は、接続箇所に別々に接続されてもよい。あるいは、図６（ｅ）に示されるように、第１の内層部と、第２の内層部と、第１の外層部と、第２の外層部とが同一の接続箇所２９８３に一緒に接続される。

本出願の説明において、「中心」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「垂直」、「水平」、「頂部」、「底部」、「内側」、または「外側」などの用語によって示される相対的位置関係は、添付の図面に示される角度で構成要素が配置されたときに構成要素間に存在する相対的位置関係であることを理解されたい。構成要素は、別の角度で配置されてもよい。

「第１」、「第２」、または「第３」という用語は、同様の構成要素または構造を区別するために使用されるにすぎず、構成要素または構造の相対的な重要性または量を示すものではない。本出願の説明において、特に明記しない限り、「複数の」は「少なくとも２つ」を意味する。

本出願の説明において、別段の明確な指定および限定がない限り、「設置」、「相互接続」、または「接続」という用語は、広義に理解されるべきであり、例えば、固定接続、取り外し可能接続、または一体的接続であってよく、あるいは直接相互接続であってよく、あるいは中間媒体を使用することによって行われる間接的な相互接続であってよいことに留意されたい。

１ヘッドバンド
２イヤーマフ部品
２１ハウジング
２２駆動体
２２１振動板
２３前方キャビティ
２３１前方キャビティハウジング
２４後方キャビティ
２４１後方キャビティハウジング
２５障壁板
２５１音声出力ポート
２６追加の後方キャビティ
２６１追加の後方キャビティハウジング
２７仕切り板
２９イヤーパッド
２９１イヤーパッド頂部
２９２イヤーパッド底部
２９３外面側
２９４内面側
２９５ブラケット
２９５１留め具
２９５２接触部材
２９５２１第１の接触部材
２９５２２第２の接触部材
２９６外層
２９６１第１の外層部
２９６２第２の外層部
２９６３外層接続箇所
２９７内層
２９７１第１の内層部
２９７２第２の内層部
２９８第１の媒体層
２９９第２の媒体層

Claims

イヤーパッドであって、前記イヤーパッドが環状構造であり、前記イヤーパッドが内層および前記内層を覆う外層を備え、前記内層および前記外層がそれぞれ環状構造であり、
前記内層と前記外層が第１の媒体層によって分離され、前記内層が第２の媒体層を被覆し、
前記イヤーパッドがブラケットをさらに備え、前記ブラケットが接触部材を備え、前記接触部材が前記内層かつ前記外層と接触し、
前記第１の媒体層の音響インピーダンスが前記内層および前記外層の音響インピーダンスと異なる、
イヤーパッド。
前記内層または前記外層の音響インピーダンスが、前記第１の媒体層の前記音響インピーダンスの少なくとも１０倍である、請求項１に記載のイヤーパッド。
前記内層または前記外層の音響インピーダンスが、前記第１の媒体層の前記音響インピーダンスの少なくとも１０００倍である、請求項１に記載のイヤーパッド。
前記外層が第１の外層部および第２の外層部を備え、前記第１の外層部または前記第２の外層部の全部もしくは一部が前記内層を覆っている、請求項１から３のいずれか一項に記載のイヤーパッド。
前記外層が第１の外層部および第２の外層部を備え、前記内層が第１の内層部を備え、前記第１の外層部が前記第１の内層部を覆う、請求項１から３のいずれか一項に記載のイヤーパッド。
前記外層が第１の外層部および第２の外層部を備え、前記内層が第１の内層部および第２の内層部を備え、前記第１の外層部が前記第１の内層部を覆い、前記第２の外層部が前記第２の内層部を覆う、請求項１から３のいずれか一項に記載のイヤーパッド。
前記第１の媒体層の厚さが、前記内層の厚さまたは前記外層の厚さの１０倍を超えない、請求項１から４のいずれか一項に記載のイヤーパッド。
１層の内層または２層以上の内層があり、隣接する２層ごとに第３の媒体層によって分離されている、請求項１から７のいずれか一項に記載のイヤーパッド。
前記第１の媒体層が空気または発泡体である、請求項１から８のいずれか一項に記載のイヤーパッド。
前記第３の媒体層が空気または発泡体である、請求項８に記載のイヤーパッド。
前記内層または前記外層が熱圧着または接着方式で前記ブラケットの前記接触部材と接触している、請求項１から１０のいずれか一項に記載のイヤーパッド。
イヤーマフ部品であって、前記イヤーマフ部品がハウジングと、請求項１から１１のいずれか一項に記載のイヤーパッドとを備え、前記イヤーパッドの底部が前記ハウジングに固定されている、イヤーマフ部品。
イヤーマフ部品であって、前記イヤーマフ部品がイヤーパッドとハウジングとを備え、前記イヤーマフ部品が請求項１から１１のいずれか一項に記載のイヤーパッドを備え、前記イヤーパッドが内層、外層およびブラケットを備え、前記内層および前記外層が前記ブラケットの留め具を使用することによってヘッドセットの前方キャビティ壁、後方キャビティ壁または仕切り板に固定されている、イヤーマフ部品。
ヘッドセットであって、前記ヘッドセットがヘッドバンドと、前記ヘッドバンドの２つの端部に接続されたヘッドセット受信端とを備え、前記ヘッドセット受信端が請求項１から１１のいずれか一項に記載のイヤーパッドを備える、ヘッドセット。