WO2015076006A1 - ヘッドホン及び音響特性調整方法 - Google Patents

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WO2015076006A1
WO2015076006A1 PCT/JP2014/074582 JP2014074582W WO2015076006A1 WO 2015076006 A1 WO2015076006 A1 WO 2015076006A1 JP 2014074582 W JP2014074582 W JP 2014074582W WO 2015076006 A1 WO2015076006 A1 WO 2015076006A1
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acoustic
headphones
air chamber
housing
driver unit
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PCT/JP2014/074582
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英二 桑原
貴大 鈴木
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ソニー株式会社
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    • H04R3/00Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R3/04Circuits for transducers, loudspeakers or microphones for correcting frequency response

Definitions

  • the present disclosure relates to a headphone and an acoustic characteristic adjustment method.
  • a driver unit arranged in a housing drives a diaphragm according to an audio signal to vibrate air and generate sound.
  • the acoustic characteristics of the headphones depend on the structure of the housing. Specifically, the volume of the space provided in the housing, the size of a vent hole that can be a passage for air formed in the housing, and the opening that is formed in the partition wall of the housing and can be a passage for air between the inside and outside of the housing.
  • the acoustic characteristics of the headphones can change depending on the size of the part. Therefore, many techniques have been proposed for the structure of the housing in order to improve acoustic characteristics.
  • Patent Document 1 a tubular duct portion that spatially connects the inside and the outside of the housing is provided on the back side of the housing opposite to the side on which the driver unit diaphragm is provided.
  • a technique for improving acoustic characteristics is disclosed.
  • the present disclosure proposes a new and improved headphone and an acoustic characteristic adjustment method that can further improve acoustic characteristics.
  • a driver unit having a diaphragm and the driver unit are housed, and the front side of the driver unit on which the diaphragm is provided is spatially cut off from the outside except for the audio output opening.
  • a housing that forms a sealed front air chamber and forms a back air chamber having a predetermined capacity on the back side opposite to the front side, and a part of a partition wall of the housing that constitutes the back air chamber There is provided a headphone including an acoustic tube provided in a region and spatially connecting the back air chamber and the outside of the housing via a tube.
  • a driver unit having a diaphragm is accommodated in a housing, and a portion other than an audio output opening is provided between the housing and a front side of the driver unit on which the diaphragm is provided.
  • Forming a sealed front air chamber that is spatially blocked, forming a back air chamber having a predetermined capacity on the back side opposite to the front side, and configuring the back air chamber An acoustic characteristic adjusting method is provided, which includes providing an acoustic tube provided in a partial region of a partition wall of the housing and spatially connecting the back air chamber and the outside of the housing via a tube.
  • the acoustic tube that spatially connects the back air chamber in the housing and the outside of the housing via the tube, in the acoustic equivalent circuit, a capacity corresponding to at least the volume of the back air chamber.
  • a parallel resonant circuit is formed by an inductance corresponding to an inductance component for air flow in the acoustic tube. Therefore, it is possible to adjust the sound pressure sensitivity characteristic using anti-resonance in the parallel resonance circuit. Since the parameter for adjusting the sound pressure sensitivity characteristic increases, the desired sound pressure sensitivity characteristic is more easily realized, and the acoustic characteristic can be further improved.
  • the acoustic characteristics can be further improved.
  • the above effects are not necessarily limited, and any of the effects shown in the present specification, or other effects that can be grasped from the present specification, together with or in place of the above effects. May be played.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of a headphone according to an embodiment of the present disclosure. It is a figure which shows the acoustic equivalent circuit of the headphones shown in FIG. It is a graph which shows qualitatively the sound pressure sensitivity characteristic of the headphones which concern on this embodiment. It is a 6th page figure showing the appearance of the headphones concerning this embodiment. It is a 6th page figure showing the appearance of the headphones concerning this embodiment. It is a 6th page figure showing the appearance of the headphones concerning this embodiment. It is a 6th page figure showing the appearance of the headphones concerning this embodiment. It is a 6th page figure showing the appearance of the headphones concerning this embodiment. It is a 6th page figure showing the appearance of the headphones concerning this embodiment. It is a 6th page figure showing the appearance of the headphones concerning this embodiment. It is a 6th page figure showing the appearance of the headphones concerning this embodiment. It is a 6th page figure showing the appearance of the headphones concerning this embodiment. It is a 6th page figure showing the appearance of the headphones concerning this embodiment.
  • the headphones which concern on this embodiment is a disassembled perspective view which shows the structure of the modification by which the way of routing of the cable in the internal space of the cable housing was changed. It is a graph which shows the sound pressure sensitivity characteristic of the headphones which concern on this embodiment. It is a graph for demonstrating the effect of acoustic resistance Rd in the sound pressure sensitivity characteristic of the headphones which concern on this embodiment. It is a 6th page figure showing the appearance of the headphones concerning one modification of this embodiment. It is a 6th page figure showing the appearance of the headphones concerning one modification of this embodiment. It is a 6th page figure showing the appearance of the headphones concerning one modification of this embodiment. It is a 6th page figure showing the appearance of the headphones concerning one modification of this embodiment. It is a 6th page figure showing the appearance of the headphones concerning one modification of this embodiment. It is a 6th page figure showing the appearance of the headphones concerning one modification of this embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of a headphone according to an embodiment of the present disclosure.
  • the headphone 10 according to the present embodiment includes a driver unit 110 and a housing 140 that houses the driver unit 110 therein.
  • FIG. 1 shows a cross section of the headphone 10 passing through the approximate center of the driver unit 110.
  • FIG. 1 only the main structural member in this embodiment is typically shown among the structural members of the headphones 10 for the sake of simplicity.
  • FIG. 1 in order to show the correspondence between the constituent members of the headphone 10 and the elements of the acoustic equivalent circuit shown in FIG. 2, the symbols of the elements in the acoustic equivalent circuit are added to some of the reference numerals attached to the constituent members. Yes.
  • the driver unit 110 includes a frame 111, a diaphragm 112, a magnet 113, a plate 114, and a voice coil 115.
  • the frame 111 has a substantially disk shape, and a magnet 113, a plate 114, a voice coil 115, and a diaphragm 112 are disposed on one surface side of the disk shape.
  • the frame 111 has a protruding portion that protrudes on the opposite side to the side on which the magnet 113, the plate 114, the voice coil 115, and the diaphragm 112 are provided at a substantially central portion.
  • the magnet 113, the plate 114, and the voice coil 115 have a cylindrical shape, and are disposed substantially concentrically with the frame 111 inside the protruding portion.
  • the magnet 113 is sandwiched between the frame 111 and the plate 114.
  • the voice coil 115 is disposed further on the outer peripheral side of the magnet 113 and the plate 114.
  • the diaphragm 112 is provided so as to cover one surface of the frame 111, and a partial region thereof is connected to the voice coil 115.
  • the voice coil 115 is driven in a magnetic field generated by the magnet 113 according to an audio signal supplied from the outside, for example, by a cable (not shown) or the like, the diaphragm 112 vibrates in the thickness direction.
  • the audio signal is an electrical signal on which audio information is superimposed.
  • the diaphragm 112 vibrates in accordance with the audio signal, the surrounding air becomes dense and the audio corresponding to the audio signal is generated. appear.
  • the central axis direction in the disk shape of the driver unit 110 is referred to as the z-axis direction.
  • the side on which the diaphragm 112 is provided when viewed from the driver unit 110 is referred to as a front side
  • the direction on the front side in the z-axis direction is referred to as a positive direction of the z-axis or a front direction.
  • the reverse side of the front side is referred to as the back side
  • the direction on the back side in the z-axis direction is referred to as the negative direction of the z-axis or the back side direction.
  • Two directions orthogonal to each other in a plane orthogonal to the z-axis direction are referred to as an x-axis direction and a y-axis direction.
  • the voice coil 115 has a cylindrical shape.
  • a region located inside voice coil 115 is also called a dome portion, and a region located outside voice coil 115 is also called an edge portion.
  • a region located inside the voice coil 115 (a region corresponding to the protruding portion) is also called a dome portion, and a region located outside the voice coil 115 (the flange portion on the outer periphery of the protruding portion).
  • the region corresponding to (1) is also referred to as an edge portion.
  • the space formed between the voice coil 115 and the space between the frame 111 and the diaphragm 112 (hereinafter referred to as the driver unit rear air chamber 118) is referred to as a dome portion.
  • the space formed outside the voice coil 115 is referred to as an edge portion.
  • the frame 111 of the driver unit 110 is provided with a vent hole 116 penetrating the frame 111 in the z-axis direction, and is a space on the back side of the driver unit back air chamber 118 and the driver unit 110, and the driver unit 110 and the housing.
  • a space surrounded by 140 (a rear air chamber 132 to be described later) is spatially connected by a vent hole 116.
  • the vent hole 116 is formed at substantially the center of the frame 111 and spatially connects the dome portion of the driver unit back air chamber 118 and the back air chamber 132.
  • the ventilation hole 116 is provided with a ventilation resistor 117 so as to close the hole.
  • the ventilation resistor 117 is formed of, for example, compressed urethane or a nonwoven fabric, and acts as a resistance component against air flow.
  • the material of the ventilation resistor 117 is not limited to this example, and other materials may be used as long as a predetermined resistance can be imparted to the air flow.
  • the ventilation resistor 117 one having a relatively small resistance to air flow can be selected. Since the resistance to the air flow in the ventilation resistor 117 is relatively small, the air flow between the driver unit back air chamber 118 and the back air chamber 132 is relatively freely performed. However, as will be described later with reference to FIGS. 2 and 3, the resistance Rd corresponding to the resistance component of the ventilation resistor 117 in the acoustic equivalent circuit 40 is related to the sound pressure sensitivity characteristic of the headphones 10. Further, as will be described below (3. Acoustic characteristics of headphones according to the present embodiment), when the ventilation resistor 117 is not provided (that is, when the resistance Rd is zero), the acoustic characteristics of the headphones 10 are described. Changes significantly. Therefore, in practice, the characteristics relating to the ventilation resistance such as the material of the ventilation resistor 117 can be appropriately selected in consideration of the influence of the resistance Rd on the acoustic characteristics of the headphones 10.
  • the vent hole 116 is provided in a region corresponding to the dome portion of the frame 111, but the position where the vent hole 116 is provided in the frame 111 is not limited to this example.
  • the vent hole 116 may be provided so as to spatially connect the driver unit back air chamber 118 and the back air chamber 132.
  • the vent hole 116 may be formed at a position (that is, an edge portion) that is shifted in the radial direction by a predetermined distance from the center of the frame 111.
  • a plurality of vent holes 116 may be provided at different positions in the frame 111. As will be described later with reference to FIG.
  • the ventilation resistor 117 provided in the ventilation hole 116 functions as a resistor Rd that acts on acoustic characteristics in the acoustic equivalent circuit 40 of the headphones 10.
  • the position where the ventilation hole 116 is provided in the frame 111 may be a position where the ventilation resistor 117 provided in the ventilation hole 116 has a similar function in the acoustic equivalent circuit 40. It may be appropriately set in consideration of the arrangement position of the constituent members.
  • the driver unit 110 may be a so-called dynamic type driver unit.
  • a driver unit 110 an existing general dynamic type driver unit can be applied.
  • the driver unit 110 according to the present embodiment is not limited to a dynamic driver unit, and may be another type of driver unit.
  • the driver unit 110 may be a so-called balanced armature type driver unit (BA type driver unit). In the present embodiment, even when the driver unit 110 is a BA type driver unit, the same effect as that of a dynamic type driver unit described later can be obtained.
  • BA type driver unit balanced armature type driver unit
  • the housing 140 accommodates the driver unit 110 inside.
  • a front air chamber 125 that is a space surrounded by the driver unit 110 and the housing 140 is formed on the front side of the driver unit 110.
  • a rear air chamber 132 which is a space surrounded by the driver unit 110 and the housing 140 is formed on the back side of the driver unit 110.
  • the housing 140 may be composed of a plurality of members.
  • the housing 140 is formed by joining a front housing 120 that covers the front side of the driver unit 110 and a rear housing 130 that covers the back side of the driver unit 110.
  • this embodiment is not limited to this example,
  • the housing 140 may be comprised by three or more members.
  • the partition wall of the front housing 120 is provided with openings 121 and 122 that spatially connect the inside and the outside of the housing 140.
  • the opening 121 is a sound output opening for outputting sound to the outside. Air in the front air chamber 125 is output to the outside as sound through the opening 121.
  • a sound conduit 124 which is a tubular portion projecting outward, is formed in a partial region of the front housing 120, and the opening 121 is provided at the distal end portion of the sound conduit 124. When the user listens to the sound, the distal end portion of the sound conduit 124 is inserted into the user's ear canal.
  • the headphones 10 may be so-called canal-type earphones.
  • an ear piece (not shown) for bringing the sound conduit 124 into close contact with the inner wall of the user's ear canal may be provided on the outer periphery of the distal end portion of the sound conduit 124.
  • an equalizer (not shown) that is a ventilation resistor may be provided inside the sound conduit 124.
  • a ventilation resistor 123 is provided so as to close the hole.
  • the ventilation resistor 123 has the same function as the ventilation resistor 117 described above.
  • the material and shape of the ventilation resistor 123 are selected so as to substantially block air.
  • the front air chamber 125 may be spatially blocked from the outside except for the opening 121 with respect to the air flow.
  • the front air chamber 125 formed so as to be spatially cut off from the outside except the sound output opening 121 with respect to the air flow is also referred to as a sealed front air chamber 125.
  • the headphone 10 having the sealed front air chamber 125 is also referred to as a sealed headphone 10.
  • An acoustic tube 150 is formed in a partial region of the partition wall of the rear housing 130 by a tubular member and spatially connects the back air chamber 132 and the outside of the housing 140 (that is, the outside of the headphones 10) via a tube.
  • the acoustic tube 150 is provided so as to protrude outward from the partition wall of the rear housing 130.
  • the acoustic tube 150 has a length and an inner cross-sectional area (a cross-sectional area inside the tube defined by the inner diameter of the acoustic tube 150) that can be a predetermined inductance component with respect to the flow of air passing through the acoustic tube 150. Formed to have.
  • the inductance component of the acoustic tube 150 with respect to the air flow functions as an inductance Mb that acts on acoustic characteristics in the acoustic equivalent circuit 40 of the headphones 10.
  • the detailed configuration and shape of the acoustic tube 150 will be described in detail below (4. Acoustic tube design method).
  • the partition wall of the rear housing 130 does not need to be provided with an opening for spatially connecting the back air chamber 132 and the outside of the housing 140 other than the region where the acoustic tube 150 is provided. . Therefore, the back air chamber 132 can be spatially blocked from the outside except for ventilation in the acoustic tube 150.
  • the joint portion between the front housing 120 and the rear housing 130 is joined in a state in which airtightness is maintained by, for example, an adhesive.
  • the effect of providing an opening other than the acoustic tube 150 on the partition wall of the rear housing 130 (corresponding to providing a housing resistance to be described later) on the acoustic characteristics of the headphones 10 is described below (3. this embodiment). The acoustic characteristics of the headphones will be described in detail.
  • the acoustic tube 150 is formed by combining a tubular member separately from the housing 140 and combining the tubular member and the housing 140.
  • an opening for spatially connecting the back air chamber 132 and the outside of the housing 140 is provided in a partial region of the partition wall constituting the back air chamber 132 of the housing 140, and the tubular member is It is configured by being connected to the opening.
  • the acoustic tube 150 is provided with a tubular member penetrating through the opening so that one end thereof is located in the back air chamber 132 and the other end is located outside the housing 140. It may be constituted by.
  • the acoustic tube 150 may be configured by connecting one end of a tubular member to the opening.
  • the opening provided in the partition wall of the housing 140 to which the tubular member is connected.
  • the junction part of the said opening part and a tubular member is joined in the state by which airtightness was maintained, for example with the adhesive agent.
  • the acoustic tube 150 may be formed integrally with the housing 140.
  • the acoustic tube 150 is formed integrally with the housing 140, it is not necessary to form an opening for connecting a tubular member to the partition wall of the housing 140, so that the airtightness in the back air chamber 132 is more reliable. Can be secured.
  • FIG. 2 is a diagram showing an acoustic equivalent circuit of the headphone 10 shown in FIG.
  • the acoustic equivalent circuit is obtained by replacing the mechanical system and acoustic system elements of the headphones 10 with electrical circuit elements.
  • the voltage corresponds to the sound pressure in the acoustic system
  • the current corresponds to the air particle velocity (that is, air flow) in the acoustic system. Therefore, by analyzing the voltage in the acoustic equivalent circuit of the headphone 10, the sound pressure of the sound output from the headphone 10 can be analyzed.
  • sound pressure sensitivity Sound Pressure Level
  • adjusting the sound pressure sensitivity characteristic means adjusting the acoustic characteristic.
  • the signal source Vs, the inductance Mo, the resistance Ro, and the capacitance Co are arranged in series.
  • the signal source Vs, the inductance Mo, the resistance Ro, and the capacitance Co are elements corresponding to the mechanical elements of the driver unit 110.
  • the signal source Vs is an element corresponding to an excitation force when the diaphragm 112 is vibrated by the driver unit 110, and is a power supply element that generates an electromotive force in the acoustic equivalent circuit 40.
  • the inductance Mo, the resistance Ro, and the capacitance Co are elements corresponding to the mass, mechanical resistance, and compliance in the driver unit 110, respectively.
  • the resistor Rl and the capacitor Cl are arranged in parallel.
  • the resistance Rl and the capacity Cl are elements related to the flow of air in the front air chamber 125.
  • the resistance Rl corresponds to a resistance component by the ventilation resistor 123 provided in the opening 122 of the front air chamber 125.
  • the capacity Cl corresponds to the volume of the front air chamber 125.
  • the capacitor Cd, the capacitor Cb, and the inductance Mb are arranged in parallel.
  • a resistor Rd exists between the capacitors Cd and Cb arranged in parallel.
  • the resistance Rd, the capacitance Cd, the capacitance Cb, and the inductance Mb are elements related to the flow of air in the driver unit back air chamber 118 and the back air chamber 132.
  • the resistance Rd corresponds to a resistance component by the ventilation resistor 117 provided in the ventilation hole 116 that spatially connects the driver unit back air chamber 118 and the back air chamber 132.
  • the capacity Cd and the capacity Cb correspond to the volumes of the driver unit back air chamber 118 and the back air chamber 132, respectively.
  • the inductance Mb corresponds to the inductance component in the acoustic tube 150.
  • the acoustic characteristics of the headphones 10 are adjusted by changing the values of the resistor Rd, the capacitor Cd, the capacitor Cb, and the inductance Mb.
  • the resistor Rd is also referred to as an acoustic resistor
  • the capacitor Cb is also referred to as an acoustic capacitor
  • the inductance Mb is also referred to as an acoustic inductance.
  • a parallel resonance circuit that causes anti-resonance at a predetermined resonance frequency is formed by at least the capacitance Cb and the inductance Mb.
  • the sound pressure sensitivity in a predetermined frequency band can be adjusted by causing anti-resonance by the acoustic capacitance and the acoustic inductance.
  • the ventilation resistor 117 one having a relatively small resistance to air flow may be selected (that is, the value of the resistance Rd may be relatively small). Therefore, the air flow between the driver unit back air chamber 118 and the back air chamber 132 can be performed relatively freely.
  • the acoustic capacity described above may further include a capacity Cd that is a capacity component corresponding to the volume of the driver unit back air chamber 118. Accordingly, when the value of the resistor Rd is relatively small, a parallel resonance circuit that causes anti-resonance at a predetermined resonance frequency by an inductance Mb and a combined capacitance Cs of the capacitance Cd and the capacitance Cb approximately. It can be regarded as being formed.
  • the acoustic capacity may be a capacity Cb or may further include a capacity Cd.
  • FIG. 3 is a graph showing qualitatively the sound pressure sensitivity characteristics of the headphones 10 according to the present embodiment. 3, the frequency is plotted on the horizontal axis, the sound pressure sensitivity is plotted on the vertical axis, and the sound pressure sensitivity characteristics in the headphones 10 obtained from the analysis result of the acoustic equivalent circuit 40 shown in FIG. 2 are plotted.
  • the acoustic capacitance includes a capacitance Cb and a capacitance Cd.
  • a frequency band of 200 (Hz) or lower is referred to as a low frequency range
  • a frequency band of 200 (Hz) to 2000 (Hz) is referred to as a mid-frequency range
  • a frequency band of 2000 (Hz) or higher is referred to as a high frequency range.
  • the frequency band is divided in this way, for example, a voice uttered by a human belongs to the mid range, and a bass sound lower than that belongs to the low range.
  • An example of the desired acoustic characteristics in the present embodiment is expressed by, for example, a sound pressure sensitivity characteristic in which the sound quality of the mid-range sound is further improved while the low-range sound is more emphasized. Further emphasizing the sound in the low frequency range can be realized, for example, by making the front air chamber 125 of the headphone 10 a sealed type. For example, it is known that a headphone having a sealed front air chamber such as a canal-type earphone can output sound while maintaining a predetermined sound pressure up to a lower frequency band.
  • FIG. 3 an example of a sound pressure sensitivity characteristic in a general existing sealed type headphone is illustrated by a dotted curve A.
  • the sound quality of mid-range sound for example, if the sound pressure changes greatly in the mid-range frequency band that includes human voice, the voice of the user will be muffled for the user who is listening to that sound. It is known that the sound will be heard. Therefore, in order to improve the sound quality of the midrange sound, it is desirable that the change in the sound pressure sensitivity in the midrange is relatively small.
  • the sound pressure sensitivity characteristic that the sound quality of the midrange sound is improved while the low range sound is more emphasized is that the sound pressure decreases with a steep slope from the low range to the midrange, and the midrange Sound pressure sensitivity does not change as much as possible, so to speak, the sound pressure sensitivity characteristic that the sound pressure sensitivity decreases stepwise from the low to mid range (hereinafter referred to simply as “stepped sound pressure sensitivity characteristic”) Can be considered).
  • stepped sound pressure sensitivity characteristic the sound pressure sensitivity characteristic that the sound pressure sensitivity decreases stepwise from the low to mid range.
  • the existing sealed headphones have room for improvement particularly in the sound pressure sensitivity characteristics in the middle sound range.
  • the sound pressure sensitivity in a predetermined frequency band is such that the ventilation resistance between the driver unit back air chamber and the space on the back side of the driver unit (that is, the ventilation resistance shown in FIG. 1 in this embodiment). It is known that it is determined based at least on the value of the resistance component of the body 117 and the resistance Rd shown in FIG. Specifically, by changing the value of the resistance Rd corresponding to the ventilation resistance, the value of the sound pressure sensitivity from the low sound range to the mid sound range can be adjusted. Therefore, by changing the value of the resistance Rd, there is a possibility that the sound pressure sensitivity in the middle sound range can be adjusted and the acoustic characteristics can be improved. However, as indicated by the arrows in FIG.
  • a parallel resonant circuit that causes anti-resonance due to acoustic capacitance and acoustic inductance is formed.
  • the anti-resonance in the acoustic equivalent circuit 40 acts to form a dip in the sound pressure sensitivity in the sound pressure sensitivity curve shown in FIG.
  • a curve B having a dip in the middle range is shown by a solid line. The dip corresponds to the antiresonance caused by the acoustic capacitance and the acoustic inductance.
  • the resonance frequency fh of anti-resonance can be determined based at least on the value of the acoustic capacitance and the value of the acoustic inductance.
  • a frequency band including the anti-resonance resonance frequency fh that is, a frequency band in which a dip is formed in the sound pressure sensitivity is obtained. It becomes possible to adjust.
  • the driver unit 110 may have the same configuration as an existing general dynamic type driver unit. Therefore, also in the present embodiment, as in existing headphones, the sound pressure sensitivity in a predetermined frequency band can be determined based at least on the value of the resistance Rd (ie, acoustic resistance). Specifically, in the present embodiment, it is possible to adjust the value of the sound pressure sensitivity from the low sound range to the middle sound range by changing the value of the acoustic resistance.
  • the resistance Rd ie, acoustic resistance
  • the value of the sound pressure sensitivity can be a sum of a value change due to acoustic resistance and a value change due to a dip formed by anti-resonance. Therefore, a step of the sound pressure sensitivity having a steeper slope than the slope shown by the curve A can be formed in the frequency band where the resonance frequency fh is located, that is, the frequency band where the dip is formed.
  • the sound pressure sensitivity of the headphones 10 in a predetermined frequency band can be determined based at least on the value of the acoustic capacitance, the value of the acoustic inductance, and the value of the acoustic resistance.
  • the sound pressure sensitivity from the low sound range to the mid sound range can be adjusted by the acoustic capacity, the acoustic inductance, and the acoustic resistance.
  • the front air chamber 125 is a sealed type, a sound pressure sensitivity characteristic can be realized in which the sound pressure sensitivity in the low sound range is maintained at a value larger than the sound pressure sensitivity in the mid sound range.
  • the stepwise sound pressure sensitivity characteristic described above can be obtained.
  • the sound pressure sensitivity difference between the low sound range and the mid sound range, and the frequency band where the step is located when the sound pressure sensitivity decreases stepwise can be obtained.
  • FIG. 3 an example of the stepwise sound pressure sensitivity characteristic obtained in the present embodiment is illustrated by a dashed curve C.
  • the values of the acoustic capacitance and the inductance can be adjusted as appropriate so that the anti-resonance resonance frequency fh is located between about 350 (Hz) to 650 (Hz), for example.
  • the acoustic resistance value is such that the sound pressure sensitivity decreases with a steeper slope from the low frequency range to the mid frequency range with the resonance frequency fh located between about 350 (Hz) and 650 (Hz). Can be adjusted accordingly.
  • a sound pressure sensitivity characteristic that further enhances the sound quality of the mid-range sound while enhancing the low-range sound is realized.
  • the acoustic capacity corresponds to, for example, a combined capacity of the capacity Cb and the capacity Cd.
  • the capacity Cd corresponds to the volume of the driver unit rear air chamber 118, and the value can be determined by the configuration of the frame 111 and the diaphragm 112 in the driver unit 110.
  • the capacity Cb corresponds to the volume of the rear air chamber 132, and the value can be determined by the configuration of the rear housing 130.
  • the acoustic inductance (inductance Mb) corresponds to the inductance component of the acoustic tube 150, and its value depends on the shape of the acoustic tube 150.
  • the value of the inductance Mb increases as the inner cross-sectional area of the acoustic tube 150 decreases and the length increases.
  • the acoustic resistance (resistance Rd) corresponds to a resistance component by the ventilation resistor 117 provided in the ventilation hole 116 that spatially connects the driver unit back air chamber 118 and the back air chamber 132, and its value is It depends on the material and shape of the ventilation resistor 117. For example, the closer the particles in the material of the ventilation resistor 117 are packed, the longer the length of the ventilation resistor 117 in the air flow direction (z-axis direction in the example shown in FIG. 1) is, the longer the ventilation resistor 117 is.
  • Desired sound pressure sensitivity characteristics can be realized by changing the values of the acoustic capacitance, the acoustic inductance, and the acoustic resistance.
  • FIGS. 4A to 4F, FIG. 5, FIG. 6, and FIG. 4A to 4F are six views showing the appearance of the headphones according to the present embodiment.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of mounting the headphones according to the present embodiment to the user.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing the configuration of the headphones according to the present embodiment.
  • FIG. 7 is an exploded perspective view showing the configuration of the headphones according to the present embodiment.
  • the headphone 20 includes a driver unit 210 and a housing 240 that accommodates the driver unit 210 therein.
  • the headphones 20 shown in FIGS. 4A to 4F, 5, 6, and 7 correspond to the headphones 10 described with reference to FIG. Therefore, in the following, when each component of the headphone 20 is described, a correspondence relationship with each component of the headphone 10 shown in FIG. 1 is also described. Moreover, since the corresponding structural members have the same functions, detailed descriptions of the structural members of the headphone 20 that correspond to the structural members already described with reference to FIG. 1 are omitted.
  • the housing 240 of the headphone 20 according to the present embodiment may be composed of a plurality of members.
  • the housing 240 corresponds to the housing 140 shown in FIG.
  • the housing 240 is composed of three parts. That is, the housing 240 includes a front housing 220 that covers the front side of the driver unit 210, a rear housing 230 that covers the back side of the driver unit 210, and a cable housing 290 that covers a cable 291 that supplies an audio signal to the driver unit 210. It is comprised by.
  • the front housing 220 and the rear housing 230 correspond to the front housing 120 and the rear housing 130 shown in FIG. 1, respectively.
  • this embodiment is not limited to this example, The housing 240 may be comprised by four or more members.
  • a sound conduit 224 that is a tubular portion projecting outward is formed.
  • the sound conduit 224 corresponds to the sound conduit 124 shown in FIG.
  • an earpiece 226 for closely attaching the sound conduit 224 to the inner wall of the user's ear canal is provided on the outer periphery of the distal end portion of the sound conduit 224.
  • An opening for sound output (opening 221 shown in FIG. 6) is provided inside the sound conduit 224.
  • the sound conduit 224 including the earpiece 226 is shown in FIG. The tip is inserted into the user's ear canal.
  • the headphones 20 may be so-called canal type earphones.
  • FIG. 6 shows a cross section of the headphone 20 passing through the approximate center of the driver unit 210.
  • FIG. 7 shows a state in which one part of the cable housing 290 of the headphone 20 is disassembled, and the arrangement of an acoustic tube 250 and a cable 291 described later in the cable housing 290 is shown. 6 and 7 are simplified for the description of the present embodiment, and the headphones 20 may further include other components not shown in these drawings. .
  • the constituent members not shown in the figure may be known as constituent members in existing general headphones, and thus detailed description thereof is omitted. Since the headphones 20 correspond to the headphones 10 shown in FIG.
  • the acoustic equivalent circuit of the headphones 20 can be similar to the acoustic equivalent circuit 40 shown in FIG. 2, for example. Therefore, in FIG. 6, as in FIG. 1, symbols of elements in the acoustic equivalent circuit 40 are added to a part of the reference numerals attached to the constituent members of the headphones 20.
  • the driver unit 210 includes a frame 211, a diaphragm 212, a magnet 213, a plate 214, and a voice coil 215.
  • the driver unit 210 corresponds to the driver unit 110 shown in FIG.
  • the frame 211, the diaphragm 212, the magnet 213, the plate 214, and the voice coil 215 correspond to the frame 111, the diaphragm 112, the magnet 113, the plate 114, and the voice coil 115 shown in FIG.
  • a driver unit back air chamber 218 is formed between the driver unit 210 and the diaphragm 212.
  • the element corresponding to the excitation force when the diaphragm 212 is vibrated corresponds to the signal source Vs in the acoustic equivalent circuit 40.
  • the mass, mechanical resistance, and compliance in the driver unit 210 correspond to the inductance Mo, the resistance Ro, and the capacitance Co in the acoustic equivalent circuit 40, respectively. Further, the volume of the driver unit back air chamber 218 corresponds to the capacity Cd in the acoustic equivalent circuit 40.
  • the driver unit 210 according to the present embodiment may be a so-called dynamic driver unit, similarly to the driver unit 110 shown in FIG. However, in the present embodiment, the type of the driver unit 210 is not limited, and the same effect can be obtained even if the driver unit 210 is a driver unit of another type.
  • the frame 211 of the driver unit 210 is provided with a vent hole 216 that penetrates the frame 211 in the z-axis direction.
  • the air holes 216 correspond to the air holes 116 shown in FIG.
  • the vent hole 216 is formed substantially at the center of the frame 211, and is a space on the back side of the driver unit back air chamber 218 and the driver unit 210, and is surrounded by the driver unit 210 and the housing 240 (back air to be described later). Chamber 232).
  • the ventilation hole 216 is provided with a ventilation resistor 217 so as to close the hole.
  • the ventilation resistor 217 corresponds to the ventilation resistor 117 shown in FIG.
  • the resistance component of the ventilation resistor 217 against the air flow corresponds to the resistance Rd in the acoustic equivalent circuit 40.
  • the material and shape of the ventilation resistor 217 may be appropriately set so as to obtain a desired sound pressure sensitivity characteristic in consideration of, for example, the sound pressure sensitivity characteristic as shown in FIG. More specifically, as described with reference to FIG. 3, the material and shape of the ventilation resistor 217 are appropriately set so that the value of the resistor Rd that provides a stepwise sound pressure sensitivity characteristic is realized. obtain.
  • the ventilation resistor 217 one having a relatively small resistance to air flow can be selected. Since the resistance to the air flow in the ventilation resistor 217 is relatively small, the air flow between the driver unit back air chamber 218 and the back air chamber 232 is relatively freely performed. However, as described above with reference to FIGS.
  • the resistance Rd corresponding to the resistance component of the ventilation resistor 217 in the acoustic equivalent circuit 40 is related to the sound pressure sensitivity characteristic of the headphones 10.
  • the acoustic characteristics of the headphones 20 are described. Changes significantly. Therefore, in practice, the characteristics relating to the ventilation resistance, such as the material of the ventilation resistor 217, can be appropriately selected in consideration of the influence of the resistance Rd on the acoustic characteristics of the headphones 20.
  • the vent hole 216 may be provided so as to spatially connect the driver unit back air chamber 218 and the back air chamber 232, and the formation position thereof is not limited to the example shown in FIG.
  • the vent hole 216 may be formed at a position (that is, an edge portion) shifted in the radial direction by a predetermined distance from the center of the frame 211.
  • a plurality of vent holes 216 may be provided at different positions in the frame 211.
  • the position where the ventilation hole 216 is provided in the frame 211 may be a position where the ventilation resistor 217 provided in the ventilation hole 216 has a similar function in the acoustic equivalent circuit 40. It may be appropriately set in consideration of the arrangement position of the constituent members.
  • the housing 240 accommodates the driver unit 210 therein.
  • the housing 240 corresponds to the housing 140 shown in FIG.
  • a front air chamber 225 that is a space surrounded by the driver unit 210 and the housing 240 is formed on the front side of the driver unit 210.
  • a back air chamber 232 that is a space surrounded by the driver unit 210 and the housing 240 is formed on the back side of the driver unit 210.
  • the volume of the front air chamber 225 and the volume of the back air chamber 232 correspond to the capacitance Cl and the capacitance Cb in the acoustic equivalent circuit 40.
  • the housing 240 can be constituted by a plurality of members. As shown in FIG. 6, the housing 240 joins a front housing 220 that covers the front side of the driver unit 210, a rear housing 230 that covers the back side of the driver unit 210, and a cable housing 290 that covers the cable 291. Formed by.
  • the partition of the front housing 220 is provided with openings 221 and 222 that spatially connect the inside and the outside of the housing 240.
  • the openings 221 and 222 correspond to the openings 121 and 122 shown in FIG.
  • the opening 221 is an opening for outputting sound to the outside, and is provided inside the sound conduit 224 described above.
  • an equalizer 227 which is a ventilation resistor, is provided inside the sound conduit 224.
  • sound quality can be adjusted, for example, by reducing the components of a specific frequency band for the output sound.
  • a ventilation resistor 223 is provided so as to close the hole.
  • the ventilation resistor 223 corresponds to the ventilation resistor 123 shown in FIG. That is, in the headphone 20, similarly to the headphone 10, the material and shape of the ventilation resistor 223 are selected so as to substantially block air.
  • the front air chamber 225 may be a sealed air chamber in which the portions other than the opening 221 are spatially blocked from the outside.
  • the resistance component of the ventilation resistor 223 against the air flow corresponds to the resistance Rl in the acoustic equivalent circuit 40.
  • An acoustic tube 250 is provided in a partial region of the partition wall of the rear housing 230 and is configured by a tubular member and spatially connects the back air chamber 232 and the internal space 292 of the cable housing 290 via a tube.
  • the acoustic tube 250 corresponds to the acoustic tube 150 shown in FIG.
  • an opening for spatially connecting the back air chamber 232 and the outside of the housing 240 is provided in a partial region of the partition wall constituting the back air chamber 232 of the housing 240, and the acoustic tube 250 is
  • the tubular member is configured by being connected to the opening.
  • the acoustic tube 250 is provided through the opening provided in the partition wall of the rear housing 230 so that one end thereof is located in the back air chamber 232 and the other end is located in the internal space 292. Yes.
  • the configuration of the acoustic tube 250 is not limited to this example.
  • the tubular member may not be provided through the opening, and the acoustic tube 250 has one end of the tubular member at the opening. It may be configured by being connected to.
  • the internal space 292 of the cable housing 290 is connected to the outside of the housing 240 (that is, the outside of the headphones 20) with almost no resistance to the flow of air. Therefore, it can be said that the acoustic tube 250 connects the back air chamber 232 and the outside of the housing 240 (that is, the outside of the headphones 20) via the tube.
  • the partition wall of the cable housing 290 is provided with an opening having a size that cannot substantially resist the flow of air, or the rear housing 230.
  • the cable housing 290 may be joined by a simple method without considering airtightness.
  • the acoustic tube 250 is formed to have a length and an inner cross-sectional area that can be a predetermined inductance component with respect to the flow of air passing through the acoustic tube 250.
  • the inductance component of the acoustic tube 250 with respect to the air flow functions as an inductance Mb that acts on acoustic characteristics in the acoustic equivalent circuit 40.
  • the detailed configuration and shape of the acoustic tube 250 will be described in detail below (4. Acoustic tube design method).
  • the partition wall of the rear housing 230 is provided with an opening for spatially connecting the back air chamber 232 and the internal space 292 or the outside of the housing 240 in addition to the region where the acoustic tube 250 is provided. It doesn't have to be done. Therefore, the back air chamber 232 can be spatially blocked from the outside except for ventilation in the acoustic tube 250.
  • the joint portion between the front housing 220 and the rear housing 230 is joined in an airtight state with an adhesive or the like, for example.
  • the opening provided in the partition wall of the rear housing 230 to which the acoustic tube 250 is connected is also joined in a state where the joint between the opening and the acoustic tube 250 is kept airtight by, for example, an adhesive.
  • an adhesive for example, an adhesive
  • the acoustic tube 250 is formed by combining a tubular member with the housing 240 separately from the housing 240, and this embodiment is an example of this embodiment. It is not limited to.
  • the acoustic tube 250 may be formed integrally with the housing 240.
  • the audio signal transmission cable 291 is routed in the internal space 292 of the cable housing 290.
  • the cable 291 extended from the acoustic device that outputs the audio signal is connected to the driver unit 210 via the internal space 292 of the cable housing 290.
  • an acoustic tube 250 is provided in the internal space 292, and a locking member 293 that locks the cable 291 and a stopper 294 that fixes the locking member 293 are provided.
  • the cable 291 extended from the audio device that outputs the audio signal is locked by the locking member 293 in the internal space 292, and the extending direction is changed to the direction in which the driver unit 210 is provided. Further, the position of the locking member 293 is fixed by the stopper 294, so that the arrangement position of the cable 291 in the internal space 292 is fixed. As shown in FIG.
  • the partition wall of the rear housing 230 facing the internal space 292 is provided with an opening 295 that guides the cable 291 into the rear air chamber 232, and the cable 291 opens the opening 295. It is inserted into the rear air chamber 232 and connected to the driver unit 210.
  • the opening 295 is formed of, for example, a resin material after the cable 291 is inserted. It may be closed in a state where the airtightness is maintained.
  • the shape (length and / or inner cross-sectional area) of the acoustic tube 250 in the headphones 20 according to the present embodiment and how to route the cable 291 in the internal space 292 of the cable housing 290 are shown in the example shown in FIG. Without being limited, for example, it may be appropriately changed according to the acoustic characteristics of the headphones 20, the arrangement of each member in the internal space 292, and the like. With reference to FIGS. 8A to 8C, several modifications of the headphone 20 according to this embodiment will be described.
  • FIG. 8A is an exploded perspective view showing a configuration of a modified example in which the shape of the acoustic tube 250 is changed in the headphones 20 according to the present embodiment.
  • the headphone 20a according to the present modification corresponds to the headphone 20 according to the present embodiment described above, in which the size of the inner diameter of the acoustic tube 250 is changed. It may be the same.
  • FIG. 8A is an exploded perspective view corresponding to FIG. 7 and shows a state in which one part of the cable housing 290 of the headphone 20a according to this modification is disassembled, and will be described later in the cable housing 290. The arrangement of the acoustic tube 250a and cable 291 is shown.
  • the acoustic tube 250a provided in the headphone 20a according to this modification has a larger inner diameter than the acoustic tube 250 provided in the headphone 20 shown in FIG.
  • the acoustic tube 250a having a relatively large inner diameter as shown in FIG. 8A is easily formed integrally with the housing 240.
  • the housing 240 can be formed by, for example, a method such as an injection molding method.
  • a desired inner diameter is easily secured.
  • the acoustic tube 250a is preferably formed integrally with the housing 240.
  • FIG. 8B and 8C are exploded perspective views showing a configuration example of a modification in which the way of routing the cable 291 in the internal space 292 of the cable housing 290 is changed in the headphone 20 according to the present embodiment. is there.
  • the headphone 20b according to this modification corresponds to the headphone 20 including the acoustic tube 250 having a relatively small inner diameter shown in FIG. 7 in which the way of routing the cable 291 is changed.
  • Other configurations may be the same as those of the headphones 20.
  • FIG. 8B is an exploded perspective view corresponding to FIG. 7 and shows a state in which one part of the cable housing 290 of the headphone 20b according to this modification is disassembled, and the acoustic tube in the cable housing 290 is shown. The arrangement of 250 and cable 291 is shown.
  • a cable 291 extended from an acoustic device that outputs an audio signal is pulled out between a locking member 293 and a stopper 294.
  • the cable 291 is inserted into the rear air chamber 232 through an opening 295 provided in the partition wall of the rear housing 230 and facing the internal space 292, and is connected to the driver unit 210.
  • both the locking member 293 and the cable 291 can be fixed by the stopper 294.
  • the manner in which the cable 291 is routed may be changed as appropriate by appropriately changing the configuration of the locking member 293 and the stopper 294 as described above.
  • FIG. 8C illustrates a configuration example of a modification in which the way of routing the cable 291 is changed with respect to the headphone 20a including the acoustic tube 250a having a relatively large inner diameter illustrated in FIG. 8A.
  • FIG. 8C is an exploded perspective view corresponding to FIG. 8A and shows a state in which a part of the cable housing 290 of the headphone 20c according to the present modification is disassembled, and the acoustic tube 250a in the cable housing 290 and The arrangement of the cable 291 is shown.
  • the cable 291 extended from the acoustic device that outputs the audio signal includes the locking member 293, the stopper 294, and the headphone 20b shown in FIG. 8B described above. Drawn from between.
  • both the locking member 293 and the cable 291 can be fixed by the stopper 294.
  • the opening 295 is not provided in the partition wall of the rear housing 230, and the cable 291 is inserted into the tube of the acoustic tube 250 a and extended into the back air chamber 232 and connected to the driver unit 210. .
  • the cable 291 may be inserted into the acoustic tube 250a and the cable 291 may be extended into the back air chamber 232.
  • the opening 295 may not be provided. Since the opening 295 is not provided, it is not necessary to consider the airtightness in the opening 295, so that the airtightness in the back air chamber 232 is more reliably maintained.
  • the inner diameter of the acoustic tube 250a is relatively large, even if the cable 291 is inserted through the inside of the acoustic tube 250a, the inside of the acoustic tube 250a is not blocked by the cable 291.
  • the function of the tube 250a is not significantly impaired. Further, for example, by appropriately calculating the inductance component Mb and the resistance component of the acoustic tube 250a in consideration of the influence of the cable 291 being inserted, the acoustic characteristics of the headphones 20c using the acoustic equivalent circuit 40 as described above are evaluated. Can be performed in the same manner.
  • FIG. 9 is a graph showing the sound pressure sensitivity characteristic of the headphones 20 according to the present embodiment.
  • FIG. 10 is a graph for explaining the effect of the acoustic resistance Rd in the sound pressure sensitivity characteristic of the headphones 20 according to the present embodiment. 9 and 10, the frequency is plotted on the horizontal axis, the sound pressure sensitivity is plotted on the vertical axis, and the sound pressure sensitivity characteristic in the headphones 20 obtained from the analysis result of the acoustic equivalent circuit 40 shown in FIG. 2 is plotted. Yes. However, in FIG. 9 and FIG. 10, a plurality of curves representing sound pressure sensitivity characteristics corresponding to the case where the configuration of the headphones 20 is changed are shown for comparison.
  • a curved line D indicated by a dotted line in the figure indicates a sound pressure sensitivity characteristic of the headphones 20 according to the present embodiment having the configuration shown in FIGS. 4A to 4F, FIG. 5, FIG. 6, and FIG.
  • a curved line F indicated by a broken line in the figure indicates a sound pressure sensitivity characteristic when the acoustic tube 250 is not provided in the headphones 20 according to the present embodiment (that is, when the inductance Mb is not provided in the acoustic equivalent circuit 40). Indicates.
  • a curve E indicated by a solid line in the drawing indicates that, in the headphones 20 according to the present embodiment, an opening leading to the outside of the housing 240 other than the acoustic tube 250 is provided in the partition wall of the housing 240 constituting the back air chamber 232. Furthermore, the sound pressure sensitivity characteristic when the ventilation resistor which acts as a resistance against the flow of air is provided in the opening is shown. The opening and the ventilation resistor can act as a resistance component in the acoustic equivalent circuit 40 and can change the acoustic characteristics of the headphones 20.
  • the ventilation resistor provided in the section is also referred to as a housing resistance because it is a resistance component provided in the partition wall of the housing 240.
  • the back air chamber 232 is spatially connected to the outside of the housing 240 by at least two parts of the acoustic tube 250 and the opening provided with the housing resistance. Become.
  • the headphones corresponding to the curve F correspond to a configuration in which the acoustic tube 250 is removed from the configuration of the headphones 20 corresponding to the curve D
  • the headphones corresponding to the curve E correspond to the configuration of the headphones 20 corresponding to the curve D. It corresponds to what added housing resistance to.
  • the curve F corresponds to the curve A described with reference to FIG. 3 and can be said to indicate the sound pressure sensitivity characteristic in general existing headphones. Referring to FIG. 9, the curve F has a characteristic that the sound pressure sensitivity is gently lowered in the middle sound range. As described with reference to FIG. 3, the sound pressure sensitivity characteristic as shown by the curve F is not very preferable for a human voice, for example.
  • the sound pressure sensitivity decreases with a steeper slope from the low sound range to the middle sound range.
  • the stepwise sound pressure sensitivity characteristic which is one of the ideal acoustic characteristics as illustrated as the curve C in FIG.
  • the stepwise sound pressure sensitivity characteristic as shown by the curve D is realized by providing the acoustic tube 250, so that the acoustic inductance (inductance Mb by the acoustic tube 250) and the acoustic capacitance are realized. This is considered to be because an anti-resonance due to (at least the capacity Cb of the back air chamber 232) occurred, and a dip for the sound pressure sensitivity was formed in the middle sound range.
  • the values of the inductance Mb and the capacitance Cb are adjusted by adjusting the inner cross-sectional area and length of the acoustic tube 250 and at least the volume of the back air chamber 232. Is adjusted to control the position of the dip (that is, the position of the resonance frequency fh of anti-resonance).
  • the position of the dip can also be controlled by adjusting the volume of the driver unit back air chamber.
  • the inner cross-sectional area and length of the acoustic tube 250, the driver unit back air chamber 218, and the back air chamber 232 so that the resonance frequency fh is about 350 (Hz) to 650 (Hz).
  • the volume of the can be adjusted.
  • the headphones 20 according to the present embodiment have the rear air chamber 232 that is spatially blocked from the outside except for the ventilation in the acoustic tube 250.
  • a curve E indicating a sound pressure sensitivity characteristic of a headphone further including a housing resistance in addition to the acoustic tube 250 is also illustrated. Comparing the curve D and the curve E, it can be seen that the slope of the sound pressure sensitivity from the low sound range to the mid sound range becomes more gentle due to the housing resistance.
  • the back air chamber 232 is configured to be spatially blocked from the outside except for ventilation in the acoustic tube 250. It is possible to obtain a sound pressure sensitivity characteristic in which the sound pressure sensitivity decreases with a steeper slope.
  • the sound pressure sensitivity characteristic when Rd) is not provided is illustrated.
  • a curve G indicated by a solid line in the drawing indicates the sound pressure sensitivity characteristic when the ventilation resistor 217 is not provided (that is, when the resistor Rd is not provided) in the headphones 20 according to the present embodiment. It can be said that the curve G corresponds to the curve B described with reference to FIG.
  • a curved line H indicated by a dotted line in the drawing shows a case where neither the acoustic tube 250 nor the ventilation resistor 217 is provided in the headphones 20 according to the present embodiment (that is, when the inductance Rb and the resistor Rd are not provided).
  • the sound pressure sensitivity characteristic is shown.
  • the headphones corresponding to the curve G correspond to the headphones 20 corresponding to the curve D obtained by removing the ventilation resistor 217
  • the headphones corresponding to the curve H correspond to the headphones 20 corresponding to the curve D. This corresponds to a configuration in which the acoustic tube 250 and the ventilation resistor 217 are removed from the configuration.
  • the value of the sound pressure sensitivity from the low range to the mid range is adjusted by providing the resistor Rd. Therefore, for example, a sound pressure sensitivity characteristic such as a curve D shown in FIG. 9 can be realized in which the sound quality of the mid-range sound is further improved while the low-range sound is more emphasized.
  • the acoustic characteristics of existing headphones as described in Patent Document 1 are examined.
  • the headphone described in Patent Document 1 is provided with a duct structure similar to the acoustic tube 250 according to the present embodiment.
  • the front air chamber of the existing headphones is not a sealed front air chamber, and a relatively high sound pressure sensitivity is not maintained in the low sound range.
  • the headphones described in Patent Document 1 are provided with the housing resistance described above in the back air chamber. As described with reference to FIG. 9, by providing the housing resistance, the slope indicating the decrease in the sound pressure sensitivity from the low sound range to the mid sound range becomes smoother.
  • the sound pressure sensitivity characteristic of the headphones described in Patent Document 1 is not necessarily a preferable characteristic from the viewpoint of further improving the sound quality of the mid-range sound while further emphasizing the low-range sound.
  • the sound pressure sensitivity in the low sound range is larger than the sound pressure sensitivity in the middle sound range, that is, the acoustic characteristic in which the sound in the low sound range is more emphasized. Can be realized.
  • the slope indicating the decrease in the sound pressure sensitivity from the low sound range to the mid sound range is steeper. can do.
  • the sound quality of the mid-range sound is further improved by making the front air chamber hermetically sealed and not providing the rear housing 230 with housing resistance, while further emphasizing the low-range sound. It can be said that a desired sound pressure sensitivity characteristic is realized.
  • the acoustic characteristics of the headphones 20 are improved by adjusting the value of the anti-resonance resonance frequency fh generated by the capacitance Cd, the capacitance Cb, and the inductance Mb.
  • the inductance Mb depends on the length and inner cross-sectional area of the acoustic tube 250
  • the capacity Cb depends on the volume of the back air chamber 232 (that is, the shape of the housing 240)
  • the capacity Cd depends on the driver.
  • the volume of the unit back air chamber 218 that is, the shape of the driver unit 210.
  • the length and inner cross-sectional area of the acoustic tube 250 and the back air so that the resonance frequency fh of anti-resonance is included in the frequency band of 350 (Hz) to 650 (Hz).
  • the ventilation resistor 217 provided between the back air chamber 232 and the driver unit back air chamber 218 includes: Those having a relatively small resistance to air flow (ie, having a relatively small resistance Rd) may be selected. Therefore, in the following description, for simplicity, the combined capacity of the capacity Cb and the capacity Cd (that is, the capacity corresponding to the sum of the volume of the back air chamber 232 and the volume of the driver unit back air chamber 218) is represented by Cs. A case where anti-resonance occurs due to the inductance Mb and the capacitance Cs will be described. In the case of performing a more detailed analysis, the acoustic equivalent circuit 40 shown in FIG. 2 is subjected to calculations using various circuit simulations, for example, of Mb, capacitance Cb, and capacitance Cd that can provide a desired resonance frequency fh. The value can be determined.
  • the resonance frequency fh (Hz) of the antiresonance due to the inductance Mb and the capacitance Cs is expressed by the following mathematical formula (1).
  • the inductance Mb is expressed by the following mathematical formula (2), where L (m) is the length of the acoustic tube 250 and S (m 2 ) is the inner cross-sectional area.
  • ⁇ (kg / m 3 ) is the air density.
  • capacity Cs is expressed by the following formula (3), where V (m 3 ) is the volume of the driver unit back air chamber 218 and the back air chamber 232. Note that c (m / s) is the speed of sound in the air.
  • the conditions of the volume V of the back air chamber 232 and the driver unit back air chamber 218 can be obtained.
  • the inner sectional area S ( mm 2) is calculated the ratio L / S (1 / mm 2 ) for.
  • the length L (mm) of the acoustic tube 250 with respect to the inner cross-sectional area S (mm 2 ) may be set to 13 to 45 (1 / mm).
  • the acoustic tube 250 having an inner diameter of 0.6 (mm) and a length of 8 (mm), and an inner diameter of 1.2 (mm) and a length of 8 (mm).
  • the acoustic tubes 250 may be manufactured, and the headphones 20 including the respective acoustic tubes 250 may be manufactured as different types of headphones 20.
  • the resonance frequency fh is included in a desired frequency band, for example, 200 (Hz) to 400 (Hz) by using the above formulas (1) to (3).
  • the shape (length and inner cross-sectional area) of the acoustic tube 250, the shape of the housing 240, and the shape of the driver unit 210 can be designed.
  • the resonance frequency fh is included in 350 (Hz) to 650 (Hz), and the back air chamber 232 is used.
  • the acoustic tube 250, the housing 240, and the driver unit 210 are designed on the condition that the volume V of the driver unit rear air chamber 218 is 400 (mm 3 ), the present embodiment is not limited to this example. . The above description also applies when the resonance frequency fh is included in another frequency band or when the volume V of the back air chamber 232 and the driver unit back air chamber 218 has other values.
  • the acoustic tube 250, the housing 240, and the driver unit 210 can be designed by the same method.
  • the processing accuracy when manufacturing the acoustic tube 250 may be considered.
  • the minimum value of the length L (mm) and the inner cross-sectional area S (mm 2 ) may be limited to a value that the acoustic tube 250 can produce within a predetermined dimensional tolerance.
  • the shape of the driver unit 210 can directly affect the acoustic characteristics of the sound generated by the driver unit 210. Therefore, when designing the driver unit 210, the acoustic characteristics of the sound generated by the driver unit 210 may be taken into consideration.
  • the shape of the housing 240 when designing the shape of the housing 240, factors other than the acoustic characteristics, for example, the wearability and designability of the headphones 20 by the user may be considered. For example, in the case of a canal type earphone as illustrated in FIG. 6, the size of the housing 240 is relatively small. For example, in the case of a so-called overhead type headphone, the size of the housing 240 is larger. As described above, the shape of the housing 240 may be designed in consideration of the wearability and design of the headphones 20 in addition to the acoustic characteristics.
  • a headphone having a relatively large housing for housing a driver unit such as a so-called overhead headphone
  • a mechanism for adjusting acoustic characteristics hereinafter referred to as an acoustic characteristic adjusting mechanism.
  • an acoustic characteristic adjusting mechanism Exists.
  • inner ear type headphone such as a canal type earphone
  • the headphones according to this modification described below are obtained by adding an acoustic characteristic adjustment mechanism to be described later to the headphones according to the above-described embodiment, and other configurations according to the above-described embodiment. It may be substantially the same as the headphones. Therefore, in the following description of the present modification, detailed description of the configuration already described will be omitted, and the configuration different from the above embodiment will be mainly described.
  • the headphones according to this modification as in the acoustic equivalent circuit 40 shown in FIG. 2, by replacing each component with an electrical element, an acoustic equivalent circuit representing the characteristics of the headphones according to this modification is generated. It is possible.
  • the acoustic equivalent circuit of the headphones according to this modification is obtained by changing some elements corresponding to the components newly added in this modification to the acoustic equivalent circuit 40 shown in FIG. obtain. Accordingly, as in FIGS. 1 and 6, the symbols of the elements in the acoustic equivalent circuit 40 are appended to the symbols given to some components of the headphones according to this modification.
  • FIGS. 11A to 15 are six views showing the appearance of the headphones according to one modification of the present embodiment.
  • 12A and 12B are cross-sectional views of one section of the headphones according to this modification.
  • 13A and 13B are cross-sectional views of other cross sections of the headphones according to the present modification.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view of still another cross section of the headphones according to the present modification.
  • FIG. 15 is a perspective view showing a configuration of a switch member mounted on the headphones according to the present modification.
  • FIG. 12A and 12B are cross-sectional views of a headphone according to the present modification, which is a cross section parallel to the yz plane and cuts the acoustic tube 350 described later in the longitudinal direction.
  • 13A and 13B are cross-sectional views of the headphones according to the present modification, which are cross sections parallel to the xz plane and cut along the longitudinal direction of an acoustic tube 350 to be described later.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view of a headphone according to the present modification, which is a cross section parallel to the xy plane and cuts the acoustic tube 350 described later in the radial direction.
  • an acoustic characteristic adjusting mechanism is configured by the switch member shown in FIG. 15, and the acoustic characteristic is adjusted by operating the switch member.
  • 12A and 12B illustrate the state of the headphones before and after the switch member has moved.
  • FIGS. 13A and 13B also show the state of the headphones before and after the switch member has moved.
  • the headphones 30 according to this modification include a driver unit 310, a housing 340 that houses the driver unit 310 therein, and an acoustic characteristic adjustment mechanism 360.
  • the headphones 30 shown in FIGS. 11A to 14 are simplified for the description of this modification, and the headphones 30 may further include components not shown. Since the components not shown in the figure can be known as configurations in existing general headphones, detailed description thereof is omitted.
  • the driver unit 310 includes a frame 311, a diaphragm 312, a magnet 313, a plate 314, and a voice coil 315.
  • the driver unit 310 corresponds to the driver units 110 and 210 shown in FIGS.
  • the frame 311, the diaphragm 312, the magnet 313, the plate 314, and the voice coil 315 are the frames 111 and 211, the diaphragms 112 and 212, the magnets 113 and 213, the plates 114 and 214, and the voice coil shown in FIGS. 115, 215.
  • a driver unit rear air chamber 318 is formed between the frame 311 and the diaphragm 312.
  • the element corresponding to the excitation force when the diaphragm 312 is vibrated corresponds to the signal source (electromotive force) Vs in the acoustic equivalent circuit 40.
  • the mass, mechanical resistance, and compliance in the driver unit 310 correspond to the inductance Mo, the resistance Ro, and the capacitance Co in the acoustic equivalent circuit 40, respectively.
  • the volume of the driver unit rear air chamber 318 corresponds to the capacity Cd in the acoustic equivalent circuit 40.
  • the frame 311 of the driver unit 310 is provided with a vent hole 316 that penetrates the frame 311 in the z-axis direction.
  • the air holes 316 correspond to the air holes 116 and 216 shown in FIGS.
  • the vent hole 316 is formed substantially at the center of the frame 311, and is a space on the back side of the driver unit rear air chamber 318 and the driver unit 310 and surrounded by the driver unit 310 and the housing 340 (back air to be described later). Chamber 332) is spatially connected.
  • the ventilation hole 316 is provided with a ventilation resistor 317 so as to close the hole.
  • the ventilation resistor 317 corresponds to the ventilation resistors 117 and 217 shown in FIGS.
  • the resistance component of the ventilation resistor 317 with respect to the air flow corresponds to the resistance Rd in the acoustic equivalent circuit 40.
  • the material and shape of the ventilation resistor 317 may be appropriately set so as to obtain a desired sound pressure sensitivity characteristic in consideration of, for example, the sound pressure sensitivity characteristic as shown in FIG. More specifically, as described with reference to FIG. 3, the material and shape of the ventilation resistor 317 are appropriately set so that the value of the resistor Rd that provides a stepwise sound pressure sensitivity characteristic is realized. obtain.
  • the characteristics relating to the ventilation resistance such as the material of the ventilation resistor 317 can be appropriately selected in consideration of the influence of the resistance Rd on the acoustic characteristics of the headphones 30.
  • the structure and function of the ventilation resistor 317 are the same as those of the ventilation resistors 117 and 217 described above, detailed description thereof is omitted.
  • the formation position and the number of the air holes 316 are not limited to the examples shown in FIGS. 12A and 12B.
  • the position where the ventilation hole 316 is provided in the frame 311 may be a position where the ventilation resistor 317 provided in the ventilation hole 316 has a similar function in the acoustic equivalent circuit 40.
  • the arrangement of other components in the housing 340 It may be appropriately set in consideration of the position and the like.
  • the housing 340 corresponds to the housings 140 and 240 shown in FIGS.
  • a front air chamber 325 that is a space surrounded by the driver unit 310 and the housing 340 is formed on the front side of the driver unit 310.
  • a rear air chamber 332 that is a space surrounded by the driver unit 310 and the housing 340 is formed on the back side of the driver unit 310.
  • the volume of the front air chamber 325 and the volume of the back air chamber 332 correspond to the capacitance Cl and the capacitance Cb in the acoustic equivalent circuit 40.
  • the housing 340 can be composed of a plurality of members. 11A-13B, the housing 340 includes a front housing 320 that covers the front side of the driver unit 310, a rear housing 330 that covers the back side of the driver unit 310, a cable housing 390 that covers the cable 391, It is formed by joining.
  • a sound conduit 324 which is a tubular portion projecting outward, is formed.
  • the sound conduit 324 corresponds to the sound conduits 124 and 224 shown in FIGS.
  • an earpiece 326 for bringing the sound conduit 324 into close contact with the inner wall of the user's ear canal is provided on the outer periphery of the distal end portion of the sound conduit 324.
  • the sound conduit 324 is provided with an opening for sound output (opening 321 shown in FIGS. 13A and 13B).
  • the distal end portion of the sound conduit 324 including the earpiece 326 is the user. Inserted into the ear canal.
  • the headphones 30 according to this modification may be so-called canal earphones.
  • An equalizer 327 that is a ventilation resistor is provided inside the sound conduit 324.
  • the sound quality can be adjusted, for example, by reducing the components of a specific frequency band for the output sound.
  • the partitions of the front housing 320 are provided with openings 321 and 322 that spatially connect the inside and the outside of the housing 340.
  • the openings 321 and 322 correspond to the openings 121 and 221 and the openings 122 and 222 shown in FIGS.
  • the opening 321 is an opening for outputting sound to the outside, and is provided at a position corresponding to the sound conduit 324 as described above.
  • a ventilation resistor 323 is provided in the opening 322 so as to close the hole.
  • the ventilation resistor 323 corresponds to the ventilation resistors 123 and 223 illustrated in FIGS. 1 and 6. Similar to the ventilation resistors 123 and 223, the material and shape of the ventilation resistor 323 are selected so as to substantially block air.
  • the front air chamber 325 may be a sealed air chamber that is spatially blocked from the outside except for the opening 321.
  • the resistance component against the air flow of the ventilation resistor 323 corresponds to the resistance Rl in the acoustic equivalent circuit 40.
  • Openings 333 and 351 that spatially connect the back air chamber 332 and the internal space 392 of the cable housing 390 are provided in a partial region of the partition wall of the rear housing 330.
  • the opening 333 is an opening through which the cable 391 is inserted.
  • a cable 391 extended from an acoustic device (not shown) that outputs an audio signal is connected to the driver unit 310 via the opening 333 via the internal space 392 of the cable housing 390.
  • FIG. 12A and FIG. 12B illustration of the state in which the cable 391 is inserted through the opening 333 is omitted to avoid the drawing from becoming complicated.
  • FIG. 12A and FIG. 12B the rear air chamber 332 and the internal space 392 are illustrated as being spatially connected by the opening 333, but actually, the cable 391 is inserted through the opening 333. After that, the remaining space of the opening 333 is closed in an airtight state with an arbitrary sealing material. Thus, in the headphone 30, the back air chamber 332 and the internal space 392 of the cable housing 390 are spatially connected only by the opening 351.
  • a tubular portion 354 that protrudes in a tubular shape toward the internal space 392 of the cable housing 390 is provided.
  • the tubular portion 354 is formed to have a cylindrical shape.
  • the tubular portion 354 constitutes a side wall of at least a part of the acoustic tube 350 that spatially connects the back air chamber 332 and the internal space 392 via a tube, and the opening 351 constitutes a hollow portion of the acoustic tube 350. Can do.
  • a packing 352 having a hollow cylindrical shape is fitted to the outer peripheral portion of the tubular portion 354.
  • the inner diameter of the packing 352 is formed so as to correspond to the outer diameter of the cylindrical tubular portion 354, and the two are fitted in an airtight state.
  • one end of a cylindrical packing 352 is fitted into the tubular portion 354, and the other end of the packing 352 extends toward the internal space 392.
  • the tubular portion 354 and the packing 352 can function as an integral tube.
  • the acoustic tube 350 can be configured by the tubular portion 354 and the packing 352.
  • the acoustic tube 350 corresponds to the acoustic tubes 150 and 250 shown in FIGS.
  • the acoustic tube 350 is formed to have a length and an inner cross-sectional area that can be a predetermined inductance component with respect to the flow of air passing through the acoustic tube 350.
  • the inductance component of the acoustic tube 350 with respect to the air flow functions as an inductance Mb that acts on acoustic characteristics in the acoustic equivalent circuit 40.
  • the length and inner cross-sectional area of the acoustic tube 350 may be appropriately set so as to obtain a desired sound pressure sensitivity characteristic in consideration of, for example, the sound pressure sensitivity characteristic as shown in FIG. Specifically, as described with reference to FIG. 3, the length and inner cross-sectional area of the acoustic tube 350 realize the inductance Mb value such that the resonance frequency at which anti-resonance occurs is located in a desired frequency band. Can be set as appropriate.
  • the shape of the acoustic tube 350 may be designed according to the method described in (4. Design method of acoustic tube). By providing the acoustic tube 350 designed in this manner, the headphone 30 has a stepped sound pressure as described with reference to FIG. 3, for example, as in the headphones 10 and 20 according to the above-described embodiment. Sensitivity characteristics can be realized.
  • the packing 352 can be formed of various elastic materials generally used as a packing (seal member) such as natural rubber, synthetic rubber, and resin-based material.
  • the packing 352 can be an elastic body.
  • a partial region of the partition wall of the rear housing 330 is extended toward the internal space 392 so as to be in contact with the outer peripheral portion of the packing 352.
  • the contact surface between the outer peripheral portion of the packing 352 and the stretched portion is welded using, for example, ultrasonic waves. Accordingly, the packing 352 is reliably fixed to the partition wall of the rear housing 330, and the airtightness in the fitting portion between the tubular portion 354 and the packing 352 can be further improved.
  • a support member 353 having an annular shape is fitted to the outer peripheral portion of the portion of the packing 352 extending to the internal space 392.
  • the support member 353 is attached to the packing 352 so as to press the packing 352 toward the tubular portion 354 (that is, in the positive direction of the z axis in the drawing).
  • the packing 352 is more securely fixed to the partition wall of the rear housing 330, and the tubular portion 354 and the packing 352 are more closely adhered to each other, and the airtightness at the fitting portion between the tubular portion 354 and the packing 352 is achieved. Can be further increased.
  • the internal space 392 of the cable housing 390 is connected to the outside of the housing 340 (that is, the outside of the headphones 30) with almost no resistance to the flow of air. Therefore, it can be said that the acoustic tube 350 connects the back air chamber 332 and the outside of the housing 340 (that is, the outside of the headphones 30) via the tube.
  • the partition wall of the cable housing 390 is provided with an opening having a size that cannot substantially resist the flow of air, or the rear housing 330. And the cable housing 390 may be joined by a simple method without considering airtightness.
  • the back air chamber 332 has an internal space 392 other than the ventilation in the acoustic tube 350 (that is, outside the headphones 30). ) And spatially blocked.
  • the joint portion between the front housing 320 and the rear housing 330 is joined in a state in which airtightness is maintained by, for example, an adhesive.
  • the acoustic tube 350 is provided, so that the stepped sound pressure sensitivity characteristic similar to that of the headphones 10 and 20 according to the above-described embodiment is realized.
  • the headphones 30 according to this modification are further provided with an acoustic characteristic adjustment mechanism 360 that adjusts the acoustic characteristics of the headphones 30 by changing the characteristics of the acoustic tube 350.
  • the acoustic characteristic adjusting mechanism 360 is configured by a switch member 361.
  • the switch member 361 includes an operation portion 362 having a substantially flat plate shape, and a boss 363 having a substantially cylindrical shape protruding in a direction substantially parallel to the flat plate-like plane of the operation portion 362.
  • the switch member 361 has the boss 363 inserted into the opening 356 of the packing 352 (that is, the opening 356 of the acoustic tube 350), and the operation part 362 positioned outside the housing 340. Is attached to the housing 340.
  • the switch member 361 is attached to the housing 340 so as to be movable in the projecting direction of the boss 363 (the z-axis direction in the drawing) in the above state. That is, the boss 363 is inserted into and removed from the opening 356 of the packing 352 by the parallel movement of the switch member 361.
  • a protruding portion 364 protruding in the radial direction is provided in a partial region in the longitudinal direction of the boss 363.
  • the boss 363 and the protrusion 364 are configured such that the outer diameter of the boss 363 is smaller than the inner diameter of the packing 352, but the outer diameter of the protrusion 364 is larger than the inner diameter of the packing 352.
  • the boss 363 when the boss 363 is pulled out from the opening 356 of the packing 352, the boss 363 is not completely pulled out from the opening 356 of the packing 352, and the tip of the boss 363 is slightly opened at the opening of the packing 352.
  • the length of the boss 363 is adjusted so as to be located in the region 356 (see FIGS. 12B and 13B).
  • the formation position of the protrusion 364 in the longitudinal direction of the boss 363 is adjusted so that at least the protrusion 364 is extracted from the opening 356 of the packing 352 when the boss 363 is extracted from the opening 356 of the packing 352. ing.
  • a cutout along the longitudinal direction of the cylinder is formed on the side surface of the cylindrical boss 363. Therefore, when the boss 363 is pulled out from the opening 356 of the packing 352, even if the tip of the boss 363 is slightly inserted into the opening 356 of the packing 352, the cutout causes the packing 352 to Ventilation at the opening 356 can be maintained in substantially the same manner as when the switch member 361 is not provided.
  • the user can operate the switch member 361 to move in the z-axis direction with the finger pressed against the upper surface of the operation unit 362.
  • the insertion length of the boss 363 into the opening 356 of the packing 352 is adjusted.
  • the switch member 361 moves in the positive direction of the z-axis
  • the boss 363 is inserted into the opening 356 of the packing 352
  • the opening 356 is blocked by the protrusion 364, and the acoustic tube A state in which ventilation is not performed in 350 (hereinafter, this state is also referred to as a CLOSE state) is illustrated.
  • the switch member 361 moves in the negative direction of the z-axis, the protruding portion 364 of the boss 363 is pulled out from the opening 356 of the packing 352, and ventilation in the acoustic tube 350 is secured ( Hereinafter, this state is also referred to as an OPEN state).
  • the acoustic tube 350 In the OPEN state, since the ventilation in the acoustic tube 350 is ensured, the acoustic tube 350 has the same characteristics as the acoustic tubes 150 and 250 in the above embodiment. Therefore, in the OPEN state, the stepped sound pressure sensitivity characteristic is realized in the headphones 30 as in the above embodiment.
  • the acoustic tube 350 does not function as a tube that spatially connects the back air chamber 332 and the internal space 392, and the headphones 30 have acoustic characteristics different from the step-like sound pressure sensitivity characteristics. Specifically, since the ventilation in the acoustic tube 350 is not ensured, the operation of the diaphragm 312 of the driver unit 310 is suppressed, and the sound pressure sensitivity in the low sound range is greatly reduced as compared with the case where there is ventilation. Note that the difference in acoustic characteristics between the OPEN state and the CLOSE state will be described in detail in the following (5-2. Acoustic characteristics of headphones according to this modification).
  • the acoustic characteristic adjustment mechanism 360 has a function of adjusting the acoustic characteristics of the headphones 30 by changing the ventilation in the acoustic tube 350. Specifically, the boss 363 of the switch member 361 is inserted into and removed from the opening 356 of the packing 352 (that is, the opening 356 of the acoustic tube 350), whereby the ventilation in the acoustic tube 350 is adjusted, and the sound of the headphones 30 is obtained. Characteristics are adjusted.
  • the length of the boss 363 is adjusted so that the tip of the boss 363 is slightly positioned in the opening 356 of the packing 352 even in the OPEN state. . This is because when the tip of the boss 363 is completely removed from the opening 356 of the packing 352 in the OPEN state, the user next operates the switch member 361 to insert the boss 363 into the opening 356.
  • smooth insertion may be hindered. If smooth insertion is not performed, the user operability may be reduced.
  • the length of the boss 363 is adjusted so that the boss 363 does not completely come out of the opening 356 of the packing 352 even in the OPEN state, so that the boss 363 smoothly enters the opening 356. Insertion is possible, and user operability can be improved.
  • a protruding portion 355 protruding in the radial direction is provided in a partial region in the longitudinal direction of the inner wall of the opening 356 of the packing 352.
  • the protrusion 355 is preferably provided at the tip of the opening 356 of the packing 352 on the side where the boss 363 of the switch member 361 is inserted.
  • the user when the user operates the switch member 361, the user is given a feeling that the protrusion 364 of the boss 363 has passed the protrusion 355 of the opening 356 of the packing 352. Based on the feeling, the user can sense the transition from the OPEN state to the CLOSE state and the transition from the CLOSE state to the OPEN state, and can grasp which state is the current state.
  • the acoustic characteristic adjustment mechanism 360 that adjusts the acoustic characteristic of the headphones 30 by changing the characteristic of the acoustic tube 350 is provided.
  • the acoustic characteristic adjusting mechanism 360 switches between an OPEN state in which ventilation in the acoustic tube 350 is secured and a CLOSE state in which ventilation in the acoustic tube 350 is not performed. The acoustic characteristics of the headphones 30 can be adjusted.
  • the acoustic characteristic adjusting mechanism 360 is configured by a switch member 361 having a function of adjusting the ventilation in the acoustic tube 350.
  • the switch member 361 has a relatively simple configuration in which ventilation in the acoustic tube 350 is adjusted by inserting and removing the boss 363 into and from the acoustic tube 350.
  • the switch member 361 is manually moved by the user, another configuration for driving the switch member 361 such as a power source is not necessary.
  • the acoustic characteristic adjustment mechanism 360 is configured with a relatively simple configuration such as the switch member 361, so that the acoustic characteristic adjustment can be performed even with a headphone having a relatively small housing size such as an inner ear type headphone.
  • the mechanism 360 can be mounted.
  • the user can adjust the acoustic characteristics of the headphones 30 by a relatively simple operation of sliding the switch member 361. Further, the user can easily grasp the current state (OPEN state or CLOSE state) based on the position of the switch member 361. Thus, according to this modification, the user's operability and usability can be improved.
  • the acoustic tube 350 is configured by the tubular portion 354 and the packing 352, but the present modification is not limited to such an example.
  • the acoustic tube 350 for example, other configurations such as the acoustic tube 150 illustrated in FIG. 1 and the acoustic tube 250 illustrated in FIG. 6 may be applied.
  • the tubular portion 354 may be formed to have a longer length, and the acoustic tube 350 may be configured by the tubular portion 354. That is, the packing 352 may not be provided.
  • the acoustic tube 350 is formed integrally with the rear housing 330.
  • the acoustic tube 350 and a member that closes the opening 356 of the acoustic tube 350 are used.
  • the boss 363 of the switch member 361 is formed of an elastic body, and the boss 363 made of the elastic body is press-fitted into the acoustic tube 350.
  • the switch member 361 has a cylindrical member made of an elastic body whose one end is sealed and the other end is opened, and the distal end of the acoustic tube 350 is press-fitted into the open end of the cylindrical member.
  • the opening 356 of the acoustic tube 350 may be closed.
  • the acoustic tube 350 is configured by inserting a tubular member into an opening that does not have a protruding portion formed in the partition wall of the rear housing 330. Also good. As described above, other configurations such as the acoustic tube 150 illustrated in FIG. 1 and the acoustic tube 250 illustrated in FIG. 6 may be applied as the acoustic tube 350.
  • the configuration of the acoustic characteristic adjustment mechanism 360 is not limited to the above-described example.
  • the acoustic characteristic adjustment mechanism 360 can take various configurations. Other configuration examples of the acoustic characteristic adjustment mechanism 360 will be described in detail in the following (5-3. Other configuration examples of the acoustic characteristic adjustment mechanism).
  • FIG. 16 is a graph showing the sound pressure sensitivity characteristics of the headphones 30 according to this modification.
  • the horizontal axis represents frequency
  • the vertical axis represents sound pressure sensitivity
  • the sound pressure sensitivity characteristic at 30 is plotted.
  • a curve J indicated by a solid line in the drawing indicates the sound pressure sensitivity characteristic of the headphones 30 according to this modification in the OPEN state, that is, the state in which the ventilation of the acoustic tube 350 is ensured.
  • a curve K indicated by a dotted line in the figure indicates the sound pressure sensitivity characteristic of the headphones 30 according to the present modification in the CLOSE state, that is, in a state where ventilation in the acoustic tube 350 is not performed.
  • the stepped sound pressure sensitivity characteristic (that is, the sound pressure sensitivity in the low frequency range is relatively high, and the middle to low frequency range).
  • the sound pressure sensitivity decreases relatively steeply over the sound range, and the sound pressure sensitivity characteristic in which the fluctuation of the sound pressure sensitivity in the middle sound range is relatively small is obtained.
  • the curve K indicating the sound pressure sensitivity characteristic of the headphones 30 in the CLOSE state, it can be seen that the sound pressure sensitivity in the low sound range is significantly lower than the curve J.
  • the acoustic characteristics of the headphones 30 according to this modification have been described above with reference to FIG.
  • the acoustic characteristic adjustment mechanism 360 by providing the acoustic characteristic adjustment mechanism 360, a plurality of different acoustic characteristics can be appropriately switched according to the user's preference and the surrounding situation.
  • the sound characteristic adjustment mechanism 360 can adjust the sound pressure sensitivity characteristic in the low sound range.
  • the headphones 30 in a situation where the noise is loud and the low sound is difficult to hear, such as in a train, by setting the headphones 30 to the OPEN state, the sound pressure sensitivity in the low frequency range can be increased and the low sound can be more emphasized. .
  • the headphones 30 in a place where the ambient noise is not so loud, by setting the headphones 30 in the CLOSE state, it is possible to reduce the sound pressure sensitivity in the low frequency range so that the low sound is not emphasized more than necessary.
  • switching between the OPEN state and the CLOSE state can be performed by a relatively simple operation of sliding the switch member 361. Therefore, the user can adjust the acoustic characteristics as described above more easily and more quickly according to changes in the surrounding situation.
  • the acoustic characteristic adjustment mechanism 360 mainly adjusts only the sound pressure sensitivity characteristic in the low frequency range, so that the acoustic characteristic does not change so as to make the user feel uncomfortable.
  • the headphones 30 according to the present modification naturally enjoy the advantages of having the acoustic tube 350 as described above (3. Acoustic characteristics of the headphones according to the present embodiment). Can do.
  • the advantage of having the acoustic tube 350 is that, for example, in a sealed headphone, the sound pressure sensitivity difference between the low sound range and the middle sound range and the frequency band that causes the sound pressure sensitivity difference can be adjusted.
  • the adjustable range is widened, and in particular, a sharp sound quality with a large difference in sound pressure sensitivity between the low sound range and the mid sound range can be realized.
  • the headphones 30 according to the present modification can change the acoustic characteristics more easily as necessary while maintaining the advantages of having such an acoustic tube 350.
  • the acoustic characteristic adjustment mechanism 360 according to the present modification can have various configurations other than the configuration described in (5-1. Configuration of headphones according to the present modification). Here, another configuration example of the acoustic characteristic adjusting mechanism will be described.
  • the acoustic characteristic adjustment mechanism 360 described above is configured by the switch member 361 and has a function of adjusting the acoustic characteristics of the headphones 30 in two stages by switching between two states of the OPEN state and the CLOSE state.
  • the acoustic characteristic adjustment mechanism 360 may have a function of adjusting the acoustic characteristics of the headphones 30 in multiple stages or continuously.
  • the acoustic characteristic adjustment mechanism 360 has a function of changing the characteristics of the acoustic tube 350 in multiple stages or continuously.
  • the acoustic characteristic adjustment mechanism 360 may adjust the acoustic characteristics of the headphones 30 in multiple stages or continuously by changing the air flow rate in the acoustic tube 350 in multiple stages or continuously.
  • a plurality of notches having different lengths in the longitudinal direction may be formed on the outer peripheral portion of the boss 363.
  • the number of notches contributing to ventilation in the acoustic tube 350 changes according to the insertion length of the boss 363 into the opening 356 of the packing 352, that is, the ventilation amount in the acoustic tube 350 changes.
  • the stepwise adjustment of the ventilation of the acoustic tube 350 becomes possible.
  • either one of the protrusion 364 of the boss 363 and the protrusion 355 of the packing 352 has a predetermined interval in the longitudinal direction depending on the length of the notch. It may be provided.
  • the boss 363 is inserted into the opening 356 of the packing 352 once, or while the boss 363 is pulled out from the opening 356 of the packing 352 once, the protrusion 364 of the boss 363 and the protrusion 355 of the packing 352.
  • Contact with is performed a plurality of times. Accordingly, the position of the switch member 361 in the moving direction changes stepwise.
  • the stepwise change in the position of the switch member 361 in the moving direction is linked to the stepwise change in the air flow rate due to the difference in the length of the notch (for example, the state in which the switch member 361 has moved one step).
  • ventilation is performed by one notch, and ventilation is performed by two notches in the state where the switch member 361 is moved in two stages), the user can change the acoustic tube 350 depending on the position of the switch member 361 in the moving direction. It becomes possible to grasp the step-by-step change in the air flow rate.
  • the notch of the boss 363 may be formed in a tapered shape (that is, the notch amount gradually changes in the longitudinal direction). Accordingly, it is possible to continuously adjust the ventilation amount in the acoustic tube 350 according to the insertion amount of the boss 363 into the opening 356 of the packing 352.
  • the outer peripheral portion of the boss 363 and the inner wall of the opening 356 of the packing 352 are threaded, and the boss 363 is inserted into and removed from the opening 356 while being screwed into the opening 356 of the packing 352.
  • the acoustic characteristic adjustment mechanism 360 is not a member having a mechanism that slides in one direction like the switch member 361 but a member having a mechanism that rotates the boss 363 with its longitudinal direction as the rotation axis direction. .
  • the amount of insertion of the boss 363 into the opening 356 of the packing 352 can be continuously changed at a constant rate.
  • the screw mechanism for example, by providing a configuration in which the notch of the boss 363 described above is formed in a tapered shape, the air flow rate in the acoustic tube 350 can be continuously changed.
  • the acoustic characteristic adjustment mechanism 360 may change the characteristics of the acoustic tube 350 by changing elements other than the air flow rate in the acoustic tube 350.
  • the acoustic tube 350 functions as the inductance Mb in the acoustic equivalent circuit. Further, the value of the inductance Mb depends on the length and inner sectional area (that is, the inner diameter) of the acoustic tube 350. Therefore, the acoustic characteristic adjusting mechanism 360 has a mechanism for changing the length and the inner diameter of the acoustic tube 350, and changing the inductance and the inner diameter of the acoustic tube 350 by changing the length and the inner diameter. The characteristics may be adjusted.
  • FIG. 17 is an explanatory diagram for describing an acoustic characteristic adjustment mechanism 360 having a mechanism for changing the length and the inner diameter of the acoustic tube 350.
  • the acoustic tube 450 is configured by inserting a second tube 452 into a first tube 451.
  • the acoustic tube 450 spatially connects the rear air chamber 332 of the headphones and the outside via the tube, and FIGS. 1, 6, and 12A-FIG. 14 has the same function as the acoustic tubes 150, 250, and 350 shown in FIG.
  • the first tube 451 may be provided so as to protrude outward from a partial region of the partition wall of the housing that forms the back air chamber of the headphones.
  • the outer diameter of the second tube 452 is slightly smaller than the inner diameter of the first tube 451, and the second tube 452 is configured to be movable in the insertion direction when inserted into the first tube 451. ing.
  • the length of the acoustic tube 450 is longer. It can be said that the inner diameter becomes smaller as the length becomes shorter.
  • the length of the acoustic tube 450 is It can be said that it becomes longer and the inner diameter becomes larger.
  • the length and the inner diameter of the acoustic tube 450 can be changed by moving the second tube 452 in the insertion direction, and the acoustic characteristics of the headphones provided with the acoustic tube 450 can be changed. It becomes possible to adjust.
  • an acoustic characteristic adjusting mechanism is integrally provided in the acoustic tube 450 itself.
  • the acoustic tube 450 may be configured by extrapolating the second tube 452 to the first tube 451.
  • the second tube 452 is formed so that its inner diameter is slightly larger than the outer diameter of the first tube 451, and the first tube 451 is inserted into the second tube 452.
  • An outer second tube 452 may be movable in the insertion direction. Even in this configuration, the length and the inner diameter of the acoustic tube 450 can be changed by moving the second tube 452 in the insertion direction, similarly to the acoustic tube 450 shown in FIG.
  • acoustic characteristic adjustment mechanism 360 has been described.
  • the configuration examples described above are merely examples of some configurations that the acoustic characteristic adjustment mechanism 360 can take, and the configuration of the acoustic characteristic adjustment mechanism 360 is not limited to the configuration examples described above.
  • the acoustic characteristic adjustment mechanism 360 only needs to change the characteristic of the acoustic tube 350, and its specific configuration may be arbitrary.
  • the headphones according to the present embodiment may be other types of headphones.
  • the headphones according to the present embodiment may be so-called overhead headphones having a sealed front air chamber.
  • the overhead headphones are provided with a pair of housings for housing the driver unit provided with the acoustic tube according to the present embodiment, and the pair of housings are connected to each other by a support member curved in an arch shape, It is a headphone that is attached to the user's head by the support member so that the opening that outputs the sound provided in the housing toward the outside faces the user's ear.
  • the headphones according to the present embodiment are overhead headphones, it is assumed that the housing and the driver unit are larger than the canal earphones.
  • the shape of the acoustic tube can be designed by the same method as described above by appropriately changing the value of each element in the acoustic equivalent circuit according to the change in the characteristics of the housing and the driver unit. Can be improved.
  • the acoustic tube according to the present embodiment is not provided with a member that can be a resistance component such as a ventilation resistor, but the present technology is not limited to this example.
  • the acoustic tube according to the present embodiment may be provided with a ventilation resistor that acts as a resistance component against the flow of air in the tube.
  • a ventilation resistor in the acoustic tube
  • a resistance component is further added in the acoustic equivalent circuit shown in FIG. 2, and the acoustic characteristics of the headphones can be changed.
  • the acoustic characteristics of the headphones may be further adjusted by providing a ventilation resistor in the acoustic tube and appropriately setting the material and shape of the ventilation resistor.
  • the headphones according to the present embodiment may be so-called multi-way headphones in which a plurality of driver units are mounted in a housing.
  • the headphones according to the present embodiment even when the constituent members provided in the housing are changed as described above, by appropriately changing each element or its value in the acoustic equivalent circuit in accordance with the change, the method described above It is possible to design the shape of the acoustic tube by a similar method.
  • a driver unit having a diaphragm, and a sealed type that houses the driver unit and is spatially blocked from the outside except for an audio output opening on the front side of the driver unit where the diaphragm is provided.
  • a housing that forms a front air chamber and a rear air chamber having a predetermined capacity on the back side that is the opposite side of the front side, and a part of a partition wall of the housing that constitutes the back air chamber And an acoustic tube that spatially connects the back air chamber and the outside of the housing via a tube.
  • anti-resonance is generated at a predetermined resonance frequency by at least the acoustic capacitance corresponding to the capacitive component of the back air chamber and the acoustic inductance corresponding to the inductance component of the acoustic tube.
  • the acoustic capacity further includes a capacity component of a driver unit rear air chamber formed between the frame of the driver unit and the diaphragm.
  • the driver unit frame is provided with a vent hole that spatially connects the driver unit back air chamber formed between the frame and the diaphragm and the back air chamber,
  • the ventilation hole is provided with a ventilation resistor that acts as a resistance in the acoustic equivalent circuit of the headphones, and the sound pressure sensitivity of the headphones in a predetermined frequency band corresponds to a resistance component of the ventilation resistor in the acoustic equivalent circuit.
  • the headphone according to any one of (1) to (4), wherein the headphone is determined based at least on a value of acoustic resistance.
  • the sound pressure sensitivity of the headphones in a predetermined frequency band is at least an acoustic capacitance value corresponding to a capacitance component of the back air chamber and an acoustic tube inductance corresponding to an inductance component of the acoustic tube in the acoustic equivalent circuit.
  • the headphones according to (5), wherein the headphones are determined based on at least the value of the acoustic resistance and the value of the acoustic resistance.
  • the value of the acoustic inductance is determined according to the length and inner cross-sectional area of the acoustic tube, and the resonance frequency is 350 (Hz) to 650 (Hz).
  • An opening for spatially connecting the back air chamber and the outside of the housing is provided in a partial region of the partition wall constituting the back air chamber of the housing, and the acoustic tube is a tubular shape
  • a sound conduit which is a tubular portion projecting outward is formed in one portion of the region constituting the front air chamber of the housing, and the sound output opening is formed on the sound conduit.
  • the headphones include a pair of housings for housing the driver units, and the pair of housings are connected to each other by a support member curved in an arch shape, and the headphones are used for the sound output of the housing.
  • the acoustic characteristic adjustment mechanism adjusts acoustic characteristics of the headphones by changing ventilation in the acoustic tube.
  • the acoustic characteristic adjusting mechanism is configured by a switch member having a boss inserted into and extracted from the acoustic tube, and the boss is inserted into and extracted from the acoustic tube by parallel movement of the switch member, and ventilation in the acoustic tube is performed. The headphones according to (16), which are adjusted.
  • At least a partial region of the acoustic tube is formed of an elastic body, and the boss is press-fitted into a region formed of the elastic body of the acoustic tube, thereby preventing ventilation in the acoustic tube.
  • a driver unit having a diaphragm is accommodated in a housing, and a portion other than an audio output opening is spatially blocked from the outside between the housing and a front side of the driver unit where the diaphragm is provided.
  • An acoustic characteristic adjustment method comprising: providing an acoustic tube provided in a partial region and spatially connecting the back air chamber and the outside of the housing via a tube.
  • Audio equivalent circuit 110 210, 310 Driver unit 116, 216, 316 Ventilation hole 117, 217, 317 Ventilation resistor 118, 218, 318 Driver unit rear air chamber 120, 220, 320 Front housing 125 225, 325 Front air chamber 130, 230, 330 Rear housing 132, 232, 332 Rear air chamber 140, 240, 340 Housing 150, 250, 350 Acoustic tube 360 Acoustic characteristic adjustment mechanism

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Abstract

【課題】音響特性をより向上させることを可能とする。 【解決手段】振動板を有するドライバユニットと、前記ドライバユニットを収容し、前記ドライバユニットの前記振動板が設けられる前面側に音声出力用の開口部以外が外部と空間的に遮断された密閉型の前面空気室を形成するとともに、前記前面側の逆側である背面側に所定の容量を有する背面空気室を形成するハウジングと、前記背面空気室を構成する前記ハウジングの隔壁の一部領域に設けられ、前記背面空気室と前記ハウジングの外部とを管を介して空間的に接続する音響管と、を備える、ヘッドホンを提供する。

Description

ヘッドホン及び音響特性調整方法
 本開示は、ヘッドホン及び音響特性調整方法に関する。
 一般的に、ヘッドホンにおいては、ハウジング内に配置されるドライバユニットが音声信号に応じて振動板を駆動することにより、空気を振動させ、音声を発生させる。ここで、ヘッドホンの音響特性はハウジングの構造に依存することが知られている。具体的には、ハウジング内に設けられる空間の容積やハウジング内に形成される空気の通り道となり得る通気孔の大きさ、ハウジングの隔壁に形成されハウジングの内部と外部との空気の通り道となり得る開口部の大きさ等に応じて、ヘッドホンの音響特性が変化し得る。従って、音響特性を向上させるために、ハウジングの構造に関して多くの技術が提案されている。
 例えば、特許文献1には、ハウジングの、ドライバユニットの振動板が設けられる側とは逆側である背面側に、ハウジングの内部と外部とを空間的に接続する管状のダクト部を設けることにより、音響特性を向上させる技術が開示されている。
特開平4-227396号公報
 しかしながら、例えば低音域の音声の出力を強調したい等、音響特性への要求はヘッドホンの用途に応じて異なる。従って、ヘッドホンに対して上記特許文献1に記載の技術を適用することにより、必ずしも所望の音響特性が得られるとは限らない。
 そこで、本開示では、音響特性をより向上させることが可能な、新規かつ改良されたヘッドホン及び音響特性調整方法を提案する。
 本開示によれば、振動板を有するドライバユニットと、前記ドライバユニットを収容し、前記ドライバユニットの前記振動板が設けられる前面側に音声出力用の開口部以外が外部と空間的に遮断された密閉型の前面空気室を形成するとともに、前記前面側の逆側である背面側に所定の容量を有する背面空気室を形成するハウジングと、前記背面空気室を構成する前記ハウジングの隔壁の一部領域に設けられ、前記背面空気室と前記ハウジングの外部とを管を介して空間的に接続する音響管と、を備える、ヘッドホンが提供される。
 また、本開示によれば、振動板を有するドライバユニットをハウジング内に収容し、前記ハウジングと前記ドライバユニットの前記振動板が設けられる前面側との間に音声出力用の開口部以外が外部と空間的に遮断された密閉型の前面空気室を形成するとともに、前記前面側の逆側である背面側に所定の容量を有する背面空気室を形成することと、前記背面空気室を構成する前記ハウジングの隔壁の一部領域に設けられ、前記背面空気室と前記ハウジングの外部とを管を介して空間的に接続する音響管を設けることと、を含む、音響特性調整方法が提供される。
 本開示によれば、ハウジング内の背面空気室とハウジングの外部とを管を介して空間的に接続する音響管が設けられることにより、音響等価回路において、少なくとも背面空気室の容積に対応する容量と、音響管における空気の流動に対するインダクタンス成分に対応するインダクタンスとによる並列共振回路が形成される。従って、当該並列共振回路における反共振を利用した音圧感度特性の調整が可能となる。音圧感度特性を調整するためのパラメータが増加するため、所望の音圧感度特性がより実現されやすく、音響特性をより向上させることが可能となる。
 以上説明したように本開示によれば、音響特性をより向上させることが可能となる。なお、上記の効果は必ずしも限定的なものではなく、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書に示されたいずれかの効果、または本明細書から把握され得る他の効果が奏されてもよい。
本開示の一実施形態に係るヘッドホンの概略構成を示す模式図である。 図1に示すヘッドホンの音響等価回路を示す図である。 本実施形態に係るヘッドホンの音圧感度特性を定性的に示すグラフ図である。 本実施形態に係るヘッドホンの外観を示す6面図である。 本実施形態に係るヘッドホンの外観を示す6面図である。 本実施形態に係るヘッドホンの外観を示す6面図である。 本実施形態に係るヘッドホンの外観を示す6面図である。 本実施形態に係るヘッドホンの外観を示す6面図である。 本実施形態に係るヘッドホンの外観を示す6面図である。 本実施形態に係るヘッドホンのユーザへの装着例を示す説明図である。 本実施形態に係るヘッドホンの構成を示す断面図である。 本実施形態に係るヘッドホンの構成を示す分解斜視図である。 本実施形態に係るヘッドホンにおいて、音響管の形状が変更された変形例の構成を示す分解斜視図である。 本実施形態に係るヘッドホンにおいて、ケーブル用ハウジングの内部空間内でのケーブルの引き回し方が変更された変形例の構成を示す分解斜視図である。 本実施形態に係るヘッドホンにおいて、ケーブル用ハウジングの内部空間内でのケーブルの引き回し方が変更された変形例の構成を示す分解斜視図である。 本実施形態に係るヘッドホンの音圧感度特性を示すグラフ図である。 本実施形態に係るヘッドホンの音圧感度特性において、音響抵抗Rdの効果について説明するためのグラフ図である。 本実施形態の一変形例に係るヘッドホンの外観を示す6面図である。 本実施形態の一変形例に係るヘッドホンの外観を示す6面図である。 本実施形態の一変形例に係るヘッドホンの外観を示す6面図である。 本実施形態の一変形例に係るヘッドホンの外観を示す6面図である。 本実施形態の一変形例に係るヘッドホンの外観を示す6面図である。 本実施形態の一変形例に係るヘッドホンの外観を示す6面図である。 本変形例に係るヘッドホンの一断面における断面図である。 本変形例に係るヘッドホンの一断面における断面図である。 本変形例に係るヘッドホンの他の断面における断面図である。 本変形例に係るヘッドホンの他の断面における断面図である。 本変形例に係るヘッドホンの更に他の断面における断面図である。 本変形例に係るヘッドホンに搭載されるスイッチ部材の構成を示す斜視図である。 本変形例に係るヘッドホンの音圧感度特性を示すグラフ図である。 音響管の長さ及び内径を変化させる機構を有する音響特性調整機構について説明するための説明図である。
 以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
 なお、説明は以下の順序で行うものとする。
 1.本開示の一実施形態の概要
 2.本実施形態に係るヘッドホンの構成
 3.本実施形態に係るヘッドホンの音響特性
 4.音響管の設計方法
 5.変形例
 6.補足
 (1.本開示の一実施形態の概要)
 図1-図3を参照して、本開示の一実施形態の概要について説明する。まず、図1を参照して、本実施形態に係るヘッドホンの概略構成について説明する。次に、図2を参照して、本実施形態に係るヘッドホンの音響等価回路について説明する。更に、図3を参照して、本実施形態によって実現される音響特性について定性的に説明する。
 まず、図1を参照して、本開示の一実施形態に係るヘッドホンの概略構成について説明する。図1は、本開示の一実施形態に係るヘッドホンの概略構成を示す模式図である。図1を参照すると、本実施形態に係るヘッドホン10は、ドライバユニット110と、ドライバユニット110を内部に収容するハウジング140と、を備える。図1は、ヘッドホン10の、ドライバユニット110の略中心を通る断面を示している。また、図1では、簡単のため、ヘッドホン10の構成部材のうち、本実施形態における主要な構成部材のみを模式的に示している。また、図1では、ヘッドホン10の構成部材と図2に示す音響等価回路の要素との対応を示すために、構成部材に付した符号の一部に音響等価回路における要素の記号を付記している。
 ドライバユニット110は、フレーム111、振動板112、マグネット113、プレート114及びボイスコイル115を有する。フレーム111は略円板形状を有し、当該円板形状の一面側に、マグネット113、プレート114、ボイスコイル115及び振動板112が配設される。フレーム111は、その略中央部分に、マグネット113、プレート114、ボイスコイル115及び振動板112が設けられる側とは逆側に突出した突出部を有する。マグネット113、プレート114及びボイスコイル115は円筒形状を有し、当該突出部の内部に、フレーム111と略同心円状に配設される。マグネット113は、フレーム111とプレート114との間に挟持される。ボイスコイル115は、マグネット113及びプレート114の更に外周側に配設される。振動板112は、フレーム111の一面を覆うように設けられ、その一部領域がボイスコイル115に接続される。ボイスコイル115がマグネット113によって生じる磁界内で、例えばケーブル(図示せず。)等によって外部から供給される音声信号に応じて駆動されることにより、振動板112が厚さ方向に振動する。ここで、音声信号とは、音声の情報が重畳された電気信号であり、振動板112が音声信号に応じて振動することにより、周囲の空気に疎密が生じ、当該音声信号に対応する音声が発生する。
 ここで、以下の説明では、ドライバユニット110の円板形状における中心軸方向をz軸方向と呼称する。また、ドライバユニット110から見て振動板112が設けられる側を前面側と呼称し、z軸方向における前面側の方向をz軸の正方向又は前面方向と呼称する。また、前面側の逆側を背面側と呼称し、z軸方向における背面側の方向をz軸の負方向又は背面方向と呼称する。また、z軸方向と直交する平面内における互いに直交する2方向を、x軸方向及びy軸方向と呼称する。
 本実施形態においては、ボイスコイル115は円筒形状を有する。振動板112において、ボイスコイル115よりも内側に位置する領域はドーム部とも呼称され、ボイスコイル115よりも外側に位置する領域はエッジ部とも呼称される。同様に、フレーム111において、ボイスコイル115よりも内側に位置する領域(突出部に対応する領域)はドーム部とも呼称され、ボイスコイル115よりも外側に位置する領域(突出部の外周のフランジ部に対応する領域)はエッジ部とも呼称される。以下の説明では、便宜上、フレーム111と振動板112との間の空間(以下、ドライバユニット背面空気室118と呼称する。)についても、ボイスコイル115よりも内側に形成される空間をドーム部と呼称し、ボイスコイル115よりも外側に形成される空間をエッジ部と呼称することとする。
 ドライバユニット110のフレーム111には、フレーム111をz軸方向に貫通する通気孔116が設けられており、ドライバユニット背面空気室118とドライバユニット110の背面側の空間であってドライバユニット110とハウジング140とで囲まれる空間(後述する背面空気室132)とが、通気孔116によって空間的に接続される。図1に示す例では、通気孔116は、フレーム111の略中心に形成されており、ドライバユニット背面空気室118のドーム部と背面空気室132とを空間的に接続する。
 通気孔116には、その孔を塞ぐように通気抵抗体117が設けられる。通気抵抗体117は、例えば圧縮ウレタン、不織布等によって形成され、空気の流動に対して抵抗成分となって作用する。ただし、通気抵抗体117の材質はかかる例に限定されず、空気の流動に対して所定の抵抗を付与することができれば、他の材質が用いられてもよい。
 ここで、本実施形態では、通気抵抗体117としては、空気の流動に対する抵抗が比較的小さいものが選択され得る。通気抵抗体117における空気の流動に対する抵抗が比較的小さいことにより、ドライバユニット背面空気室118と背面空気室132との間の空気の流動が比較的自由に行われることとなる。ただし、図2及び図3を参照して後述するように、音響等価回路40において通気抵抗体117の抵抗成分に対応する抵抗Rdは、ヘッドホン10における音圧感度特性に関係している。また、下記(3.本実施形態に係るヘッドホンの音響特性)で説明するように、通気抵抗体117が設けられない場合(すなわち、抵抗Rdがゼロである場合)には、ヘッドホン10の音響特性は著しく変化する。従って、実際には、通気抵抗体117の材質等、通気抵抗に関する特性は、抵抗Rdがヘッドホン10の音響特性に及ぼす影響を考慮して適宜選択され得る。
 なお、図1に示す例では、通気孔116はフレーム111のドーム部に対応する領域に設けられているが、フレーム111において通気孔116が設けられる位置はかかる例に限定されない。本実施形態では、通気孔116は、ドライバユニット背面空気室118と背面空気室132とを空間的に接続するように設けられればよい。例えば、通気孔116は、フレーム111の中心から所定の距離だけ径方向にずれた位置(すなわち、エッジ部)に形成されてもよい。また、通気孔116は、フレーム111における互いに異なる位置に複数設けられてもよい。図2を参照して後述するが、通気孔116に設けられる通気抵抗体117は、ヘッドホン10の音響等価回路40において、音響特性に作用する抵抗Rdとして機能する。本実施形態では、フレーム111において通気孔116が設けられる位置は、通気孔116に設けられる通気抵抗体117が音響等価回路40において同様の機能を有する位置であればよく、例えばハウジング140内の他の構成部材の配置位置等を考慮して適宜設定されてよい。
 また、本実施形態に係るドライバユニット110は、いわゆるダイナミック型ドライバユニットであってよい。かかるドライバユニット110としては、既存の一般的なダイナミック型ドライバユニットが適用可能である。例えば、フレーム111、振動板112、マグネット113、プレート114及びボイスコイル115の配置位置やドライバユニット110の駆動方法には、一般的なダイナミック型ドライバユニットにおけるこれらの部材の配置位置や駆動方法が適用されてよい。ただし、本実施形態に係るドライバユニット110は、ダイナミック型ドライバユニットに限定されず、他の形式のドラバユニットであってもよい。例えば、ドライバユニット110は、いわゆるバランスドアーマチュア型ドライバユニット(BA型ドライバユニット)であってもよい。本実施形態では、ドライバユニット110がBA型ドライバユニットである場合であっても、後述するダイナミック型ドライバユニットの場合と同様の効果を得ることができる。
 ハウジング140は、内部にドライバユニット110を収容する。ドライバユニット110の前面側には、ドライバユニット110とハウジング140とによって囲まれる空間である前面空気室125が形成される。また、ドライバユニット110の背面側には、ドライバユニット110とハウジング140とによって囲まれる空間である背面空気室132が形成される。
 ハウジング140は複数の部材によって構成されてよい。図1に示す例では、ハウジング140は、ドライバユニット110の前面側を覆うフロントハウジング120と、ドライバユニット110の背面側を覆うリアハウジング130とを接合することによって形成される。なお、本実施形態はかかる例に限定されず、ハウジング140は3つ以上の部材によって構成されてもよい。
 フロントハウジング120の隔壁には、ハウジング140の内部と外部とを空間的に接続する開口部121、122が設けられる。開口部121は、音声を外部に出力するための音声出力用の開口部である。前面空気室125内の空気が開口部121を介して外部に音声として出力される。フロントハウジング120の一部領域には外部に向かって突設される管状の部位である音導管124が形成され、開口部121は音導管124の先端部分に設けられる。ユーザが音声を聴くときには、音導管124の先端部分がユーザの外耳道に挿入される。このように、本実施形態ではヘッドホン10はいわゆるカナル型イヤホンであってよい。なお、音導管124の先端部分の外周には、音導管124をユーザの外耳道の内壁に密着させるためのイヤーピース(図示せず。)が設けられてもよい。また、音導管124の内部には、通気抵抗体であるイコライザー(図示せず。)が設けられてもよい。イコライザーの材質及び形状を適宜設定することにより、例えば特定の周波数帯域の音声の出力を低減させる等、音質の調整を行うことができる。
 開口部122には、その孔を塞ぐように通気抵抗体123が設けられる。通気抵抗体123は、上述した通気抵抗体117と同様の機能を有する。ただし、本実施形態においては、通気抵抗体123は、空気をほぼ遮断するようにその材質及び形状が選択される。このように、本実施形態では、前面空気室125は、空気の流動に対して、開口部121以外が外部と空間的に遮断されていてよい。以下の説明では、空気の流動に対して、音声出力用の開口部121以外が外部と空間的に遮断されるように形成される前面空気室125のことを密閉型の前面空気室125とも呼称する。また、密閉型の前面空気室125を有するヘッドホン10のことを、密閉型のヘッドホン10とも呼称する。
 リアハウジング130の隔壁の一部領域には、管状の部材によって構成され、背面空気室132とハウジング140の外部(すなわち、ヘッドホン10の外部)とを管を介して空間的に接続する音響管150が設けられる。音響管150は、例えば図1に示すように、リアハウジング130の隔壁から外部に向かって突出するように設けられる。ここで、音響管150は、音響管150内を通過する空気の流動に対して所定のインダクタンス成分となり得る長さ及び内断面積(音響管150の内径によって規定される管内部の断面積)を有するように形成される。図2を参照して後述するが、本実施形態では、空気の流動に対する音響管150のインダクタンス成分は、ヘッドホン10の音響等価回路40において、音響特性に作用するインダクタンスMbとして機能する。なお、音響管150の詳細な構成及び形状については、下記(4.音響管の設計方法)で詳しく説明する。
 また、本実施形態では、リアハウジング130の隔壁には、音響管150が設けられる領域以外には、背面空気室132とハウジング140の外部とを空間的に接続する開口部が設けられなくてよい。従って、背面空気室132は、音響管150における通気以外が外部と空間的に遮断され得る。このような構成を実現するために、フロントハウジング120とリアハウジング130との接合部分が、例えば接着剤等により気密が保たれた状態で接合される。なお、リアハウジング130の隔壁に音響管150以外の開口部を設けること(後述するハウジング抵抗を設けることに対応する。)がヘッドホン10の音響特性に及ぼす影響については、下記(3.本実施形態に係るヘッドホンの音響特性)で詳しく説明する。
 例えば、音響管150は、管状の部材がハウジング140とは別途用意され、当該管状の部材とハウジング140とを組み合わせることによって形成される。例えば、音響管150は、ハウジング140の背面空気室132を構成する隔壁の一部領域に、背面空気室132とハウジング140の外部とを空間的に接続する開口部が設けられ、管状の部材が当該開口部に接続されることにより構成される。具体的には、音響管150は、管状の部材が、その一端が背面空気室132内に位置し、他端がハウジング140の外部に位置するように、当該開口部を貫通して設けられることにより構成されてもよい。また、音響管150は、管状の部材の一端が当該開口部に接続されることによって構成されてもよい。ただし、上述したように、本実施形態では、背面空気室132は、音響管150における通気以外が外部と空間的に遮断され得るため、管状の部材が接続されるハウジング140の隔壁に設けられる開口部については、当該開口部と管状の部材との接合部分が、例えば接着剤等により気密が保たれた状態で接合される。
 また、例えば、音響管150は、ハウジング140と一体的に形成されてもよい。音響管150がハウジング140と一体的に形成される場合には、ハウジング140の隔壁に管状の部材を接続するための開口部を形成する必要がなくなるため、背面空気室132における気密性がより確実に確保され得る。
 以上、図1を参照して、本実施形態に係るヘッドホン10の概略構成について説明した。次に、図2を参照して、図1に示すヘッドホン10の音響等価回路について説明する。図2は、図1に示すヘッドホン10の音響等価回路を示す図である。
 ここで、音響等価回路とは、ヘッドホン10の機械系及び音響系の要素を電気回路の要素に置き換えたものである。音響等価回路においては、その電圧が音響系における音圧に対応し、その電流が音響系における空気の粒子速度(すなわち空気の流動)に対応している。従って、ヘッドホン10の音響等価回路における電圧を解析することにより、ヘッドホン10において出力される音声の音圧を解析することができる。ここで、出力された音声の音圧と基準値(例えばヒトの最小可聴音圧値)との比率をデシベル単位で表現したものは、音圧感度(SPL:Sound Pressure Level)と呼称され、音響特性を評価する1つの指標となっている。音圧感度特性を調整することは、すなわち、音響特性を調整することであると言える。ヘッドホン10の音響等価回路から音圧感度を算出することにより、ヘッドホン10の音響特性を評価することができる。
 図2を参照すると、音響等価回路40では、信号源Vs、インダクタンスMo、抵抗Ro及び容量Coが直列に配置される。信号源Vs、インダクタンスMo、抵抗Ro及び容量Coは、ドライバユニット110の機械系の要素に対応する要素である。具体的には、信号源Vsは、ドライバユニット110によって振動板112が振動される際の起振力に対応する要素であり、音響等価回路40においては起電力を発生させる電源要素である。また、インダクタンスMo、抵抗Ro及び容量Coは、それぞれ、ドライバユニット110における質量、機械的な抵抗、コンプライアンスに対応する要素である。
 また、音響等価回路40では、抵抗Rl及び容量Clが並列に配置される。ここで、抵抗Rl及び容量Clは、前面空気室125における空気の流動に関係する要素である。具体的には、抵抗Rlは、前面空気室125の開口部122に設けられる通気抵抗体123による抵抗成分に対応している。上述したように、本実施形態では、前面空気室125は密閉型であるため、抵抗Rlは十分大きい値を有するとみなすことができる。また、容量Clは前面空気室125の容積に対応している。
 また、音響等価回路40では、容量Cd、容量Cb及びインダクタンスMbが並列に配置される。また、並列に配置される容量Cd及び容量Cbの間には抵抗Rdが存在する。ここで、抵抗Rd、容量Cd、容量Cb及びインダクタンスMbは、ドライバユニット背面空気室118及び背面空気室132における空気の流動に関係する要素である。具体的には、抵抗Rdは、ドライバユニット背面空気室118と背面空気室132とを空間的に接続する通気孔116に設けられる通気抵抗体117による抵抗成分に対応している。また、容量Cd及び容量Cbは、それぞれ、ドライバユニット背面空気室118及び背面空気室132の容積に対応している。また、インダクタンスMbは、音響管150におけるインダクタンス成分に対応している。ここで、図3を参照して後述するように、本実施形態では、抵抗Rd、容量Cd、容量Cb及びインダクタンスMbの値を変化させることにより、ヘッドホン10の音響特性が調整される。以下では、抵抗Rdのことを音響抵抗とも呼称し、容量Cbのことを音響容量とも呼称し、インダクタンスMbのことを音響インダクタンスとも呼称することとする。
 ここで、容量Cb及びインダクタンスMbに注目すると、音響等価回路40においては、少なくとも容量Cb及びインダクタンスMbによって、所定の共振周波数において反共振を生じさせる並列共振回路が形成されているとみなすことができる。本実施形態においては、音響容量と音響インダクタンスとによって反共振を生じさせることにより、所定の周波数帯域における音圧感度を調整することができる。
 なお、上述したように、本実施形態では、通気抵抗体117として、空気の流動に対する抵抗が比較的小さいものが選択されてもよく(すなわち、抵抗Rdの値が比較的小さくてもよく)、そのため、ドライバユニット背面空気室118と背面空気室132との間の空気の流動が比較的自由に行われ得る。この場合、上述した音響容量は、ドライバユニット背面空気室118の容積に対応する容量成分である容量Cdを更に含んでもよい。従って、抵抗Rdの値が比較的小さい場合には、近似的に、インダクタンスMbと、容量Cdと容量Cbとの合成容量Csと、によって、所定の共振周波数において反共振を生じさせる並列共振回路が形成されているとみなすことができる。このように、本実施形態においては、容量Cd、容量Cb及びインダクタンスMbによって反共振が生じているとも言える。以下の説明において、音響容量とは、容量Cbのことであってもよいし、容量Cdを更に含んでもよい。
 図3を参照して、音響容量及び音響インダクタンスによる反共振を利用した音圧感度の調整について詳しく説明する。図3は、本実施形態に係るヘッドホン10の音圧感度特性を定性的に示すグラフ図である。図3では、横軸に周波数を取り、縦軸に音圧感度を取り、図2に示す音響等価回路40の解析結果から得られた、ヘッドホン10における音圧感度特性をプロットしている。また、図3に示す例では、音響容量は、容量Cb及び容量Cdを含んでいる。
 図3を参照して、まず、本実施形態における所望の音響特性について説明する。以下の説明では、便宜的に、200(Hz)以下の周波数帯域を低音域、200(Hz)~2000(Hz)の周波数帯域を中音域、2000(Hz)以上の周波数帯域を高音域と呼称する。このように周波数帯域を分割すると、例えば、ヒトが発する声は中音域に属し、それよりも低いベース音は低音域に属する。
 本実施形態における所望の音響特性の一例は、例えば、低音域の音声がより強調されつつ、中音域の音声の音質がより向上された音圧感度特性によって表現される。低音域の音声をより強調することは、例えばヘッドホン10の前面空気室125を密閉型にすることにより実現され得る。例えば、カナル型イヤホン等の密閉型の前面空気室を有するヘッドホンにおいては、より低い周波数帯域まで所定の音圧を保った状態で音声を出力することができることが知られている。図3では、一般的な既存の密閉型のヘッドホンにおける音圧感度特性の一例を、点線の曲線Aで図示している。
 一方、中音域の音声の音質については、例えば、ヒトの声が含まれる中音域の周波数帯域において音圧が大きく変化してしまうと、その音声を聞いているユーザにとっては、ヒトの声がこもった音に聞こえてしまうことが知られている。従って、中音域の音声の音質を向上させるためには、中音域における音圧感度の変化が比較的小さいことが望ましい。
 従って、低音域の音声がより強調されつつ、中音域の音声の音質がより向上された音圧感度特性とは、低音域から中音域に掛けて急峻な傾きで音圧が低下し、中音域においては音圧感度ができるだけ変化しないような、いわば、低音域から中音域に掛けて階段状に音圧感度が低下する音圧感度特性(以下、単に「階段状の音圧感度特性」と呼称する。)であると考えることができる。ここで、図3に示す曲線Aを参照すると、既存のヘッドホンにおける音圧感度特性では、低音域から中音域に掛けて、比較的なだらかな傾きで音圧が低下し、中音域においてもそのなだらかな傾きのまま音圧感度が低下している。このような音圧感度特性では、中音域に含まれる例えばヒトの声に対して高い音質を実現できない恐れがある。このように、既存の密閉型のヘッドホンにおいては、特に中音域の音圧感度特性について改善の余地があった。
 ここで、既存のヘッドホンにおいては、所定の周波数帯域の音圧感度が、ドライバユニット背面空気室とドライバユニットの背面側の空間との通気抵抗(すなわち、本実施形態における、図1に示す通気抵抗体117による抵抗成分及び図2に示す抵抗Rdに対応)の値に少なくとも基づいて決定されることが知られている。具体的には、当該通気抵抗に対応する抵抗Rdの値を変化させることにより、低音域から中音域に掛けての音圧感度の値を調整することができる。従って、抵抗Rdの値を変化させることにより、中音域の音圧感度を調整し、音響特性を向上できる可能性がある。しかしながら、図3に矢印で示すように、抵抗Rdの値を変化させた場合、曲線Aにおける傾きを保ったまま音圧感度の値が上下する。このように、既存のヘッドホンにおいては、例えば抵抗Rdの値を調整して音響特性を向上させようとしても、上述したような階段状の音圧感度特性を得ることは困難であった。
 一方、本実施形態においては、音響管150を設けることにより、音響容量及び音響インダクタンスによる反共振を生じさせる並列共振回路が形成される。音響等価回路40における反共振は、図3に示す音圧感度曲線においては、音圧感度にディップを形成するように作用する。例えば、図3には、中音域にディップを有する曲線Bが実線で図示されている。当該ディップが、音響容量及び音響インダクタンスによって生じる反共振に対応している。ここで、反共振の共振周波数fhは、音響容量の値及び音響インダクタンスの値に少なくとも基づいて決定され得る。本実施形態においては、音響容量の値と、音響インダクタンスの値と、を調整することにより、反共振の共振周波数fhが含まれる周波数帯域、すなわち、音圧感度にディップが形成される周波数帯域を調整することが可能となる。
 また、上述したように、本実施形態に係るドライバユニット110は既存の一般的なダイナミック型ドライバユニットと同様の構成であってよい。従って、本実施形態においても、既存のヘッドホンと同様に、所定の周波数帯域の音圧感度が、抵抗Rd(すなわち、音響抵抗)の値に少なくとも基づいて決定され得る。具体的には、本実施形態においては、音響抵抗の値を変化させることにより、低音域から中音域に掛けての音圧感度の値を調整することが可能である。従って、反共振の共振周波数fhが低音域から中音域に掛けての周波数帯域に位置するように音響容量の値及び音響インダクタンスの値を適宜調整することにより、低音域から中音域に掛けての音圧感度の値は、音響抵抗による値の変化と、反共振によって形成されるディップによる値の変化とが足し合わされたものとなり得る。よって、共振周波数fhが位置する周波数帯域、すなわちディップが形成される周波数帯域に、曲線Aに示す傾きよりも急峻な傾きを有する音圧感度の段差が形成され得る。
 このように、本実施形態においては、所定の周波数帯域におけるヘッドホン10の音圧感度が、音響容量の値と、音響インダクタンスの値と、音響抵抗の値と、に少なくとも基づいて決定され得る。具体的には、音響容量、音響インダクタンス及び音響抵抗によって、低音域から中音域に掛けての音圧感度が調整され得る。また、本実施形態では、前面空気室125が密閉型であるため、低音域における音圧感度が中音域における音圧感度よりも大きい値に維持される音圧感度特性が実現され得る。従って、音響容量、音響インダクタンス及び音響抵抗の値を適宜調整することにより、例えば上述した階段状の音圧感度特性を得ることができる。また、音響容量、音響インダクタンス及び音響抵抗の値を更に適宜調整することにより、低音域と中音域との音圧感度差及び音圧感度が階段状に低下する際の段差が位置する周波数帯域が調整され得る。従って、例えば低音域と中音域との感度差が大きいメリハリのある音響特性が実現される。
 図3では、本実施形態において得られる階段状の音圧感度特性の一例が、破線の曲線Cによって図示されている。曲線Cに示す音圧感度特性においては、例えば反共振の共振周波数fhが約350(Hz)~650(Hz)の間に位置するように音響容量及び音響インダクタンスの値が適宜調整され得る。また、共振周波数fhが約350(Hz)~650(Hz)の間に位置する状態で、低音域から中音域に掛けてより急峻な傾きで音圧感度が低下するように、音響抵抗の値が適宜調整され得る。このように、本実施形態では、所望の音響特性の1つとして、低音域の音声がより強調されつつ、中音域の音声の音質がより向上される音圧感度特性が実現される。
 ここで、上述したように、音響容量は、例えば容量Cbと容量Cdとの合成容量に対応している。容量Cdは、ドライバユニット背面空気室118の容積に対応しており、ドライバユニット110におけるフレーム111及び振動板112の構成によってその値が決定され得る。また、容量Cbは、背面空気室132の容積に対応しており、リアハウジング130の構成によってその値が決定され得る。また、音響インダクタンス(インダクタンスMb)は、音響管150のインダクタンス成分に対応しており、その値は音響管150の形状に依存している。例えば、音響管150の内断面積が小さくなるほど、長さが長くなるほど、インダクタンスMbの値は大きくなる。また、音響抵抗(抵抗Rd)は、ドライバユニット背面空気室118と背面空気室132とを空間的に接続する通気孔116に設けられる通気抵抗体117による抵抗成分に対応しており、その値は通気抵抗体117の材質及び形状に依存している。例えば、通気抵抗体117の材質において粒子が密に詰まっているほど、通気抵抗体117の空気の流動方向(図1に示す例ではz軸方向)における長さが長いほど、通気抵抗体117の断面積が小さいほど、抵抗Rdの値は大きくなる。このように、本実施形態では、リアハウジング130の構成、ドライバユニット110におけるフレーム111及び振動板112の構成、音響管150の形状、並びに、通気抵抗体117の材質及び形状を変化させることにより、音響容量、音響インダクタンス及び音響抵抗の値を変化させ、所望の音圧感度特性を実現することができる。
 (2.本実施形態に係るヘッドホンの構成)
 次に、図4A-図4F、図5、図6及び図7を参照して、本開示の一実施形態に係るヘッドホンの構成についてより詳細に説明する。図4A-図4Fは、本実施形態に係るヘッドホンの外観を示す6面図である。図5は、本実施形態に係るヘッドホンのユーザへの装着例を示す説明図である。図6は、本実施形態に係るヘッドホンの構成を示す断面図である。図7は、本実施形態に係るヘッドホンの構成を示す分解斜視図である。
 図4A-図4F、図5、図6及び図7を参照すると、本実施形態に係るヘッドホン20は、ドライバユニット210と、ドライバユニット210を内部に収容するハウジング240と、を備える。ここで、図4A-図4F、図5、図6及び図7に示すヘッドホン20は、図1を参照して説明したヘッドホン10に対応する。従って、以下では、ヘッドホン20の各構成部材について説明する際に、図1に示すヘッドホン10の各構成部材との対応関係についても併せて説明する。また、対応する構成部材同士は互いに同様の機能を有するため、ヘッドホン20の構成部材において、図1を参照して既に説明した構成部材に対応するものについては、その詳細な説明を省略する。
 まず、図4A-図4F及び図5を参照して、本実施形態に係るヘッドホン20の外観について説明する。図4A-図4Fを参照すると、本実施形態に係るヘッドホン20のハウジング240は複数の部材によって構成され得る。ハウジング240は、図1に示すハウジング140に対応している。図4A-図4Fに示す例では、ハウジング240は3つの部品から構成されている。すなわち、ハウジング240は、ドライバユニット210の前面側を覆うフロントハウジング220と、ドライバユニット210の背面側を覆うリアハウジング230と、音声信号をドライバユニット210に供給するケーブル291を覆うケーブル用ハウジング290と、によって構成される。フロントハウジング220及びリアハウジング230は、それぞれ、図1に示すフロントハウジング120及びリアハウジング130に対応している。なお、本実施形態はかかる例に限定されず、ハウジング240は4つ以上の部材によって構成されてもよい。
 フロントハウジング220の一部領域には、外部に向かって突設される管状の部位である音導管224が形成される。音導管224は、図1に示す音導管124に対応する。また、音導管224の先端部分の外周には、音導管224をユーザの外耳道の内壁に密着させるためのイヤーピース226が設けられる。音導管224の内部には音声出力用の開口部(図6に示す開口部221)が設けられており、ユーザが音声を聴くときには、図5に示すように、イヤーピース226を含む音導管224の先端部分がユーザの外耳道に挿入される。このように、本実施形態に係るヘッドホン20は、いわゆるカナル型イヤホンであってよい。
 次に、図6及び図7を参照して、本実施形態に係るヘッドホン20の内部の構成について説明する。ここで、図6は、ヘッドホン20の、ドライバユニット210の略中心を通る断面を示している。また、図7は、ヘッドホン20の、ケーブル用ハウジング290の一部位を分解した様子を示しており、ケーブル用ハウジング290内における後述する音響管250及びケーブル291の配置が図示されている。なお、図6及び図7において図示されている構成部材は本実施形態の説明のために簡略化されており、ヘッドホン20はこれらの図に図示されていない他の構成部材を更に備えてもよい。図示されていない構成部材は、既存の一般的なヘッドホンにおける構成部材として公知のもので有り得るため、詳細な説明は省略する。また、上述したようにヘッドホン20は図1に示すヘッドホン10に対応するものであるため、ヘッドホン20の音響等価回路は、例えば図2に示す音響等価回路40と同様なものになり得る。従って、図6においては、図1と同様、ヘッドホン20の構成部材に付した符号の一部に、音響等価回路40における要素の記号を付記している。
 ドライバユニット210は、フレーム211、振動板212、マグネット213、プレート214及びボイスコイル215を有する。ドライバユニット210は、図1に示すドライバユニット110に対応する。また、フレーム211、振動板212、マグネット213、プレート214及びボイスコイル215は、図1に示すフレーム111、振動板112、マグネット113、プレート114及びボイスコイル115に対応する。ドライバユニット210と振動板212との間にはドライバユニット背面空気室218が形成される。振動板212が振動される際の起振力に対応する要素は、音響等価回路40における信号源Vsに対応する。また、ドライバユニット210における質量、機械的な抵抗及びコンプライアンスは、音響等価回路40におけるインダクタンスMo、抵抗Ro及び容量Coにそれぞれ対応する。更に、ドライバユニット背面空気室218の容積は、音響等価回路40における容量Cdに対応する。なお、本実施形態に係るドライバユニット210は、図1に示すドライバユニット110と同様に、いわゆるダイナミック型ドライバユニットであってよい。ただし、本実施形態では、ドライバユニット210の形式は限定されず、ドライバユニット210が他の形式のドライバユニットであっても同様の効果を得ることができる。
 ドライバユニット210のフレーム211には、フレーム211をz軸方向に貫通する通気孔216が設けられる。通気孔216は、図1に示す通気孔116に対応している。通気孔216は、フレーム211の略中心に形成されており、ドライバユニット背面空気室218とドライバユニット210の背面側の空間であってドライバユニット210とハウジング240とで囲まれる空間(後述する背面空気室232)とを空間的に接続する。
 通気孔216には、その孔を塞ぐように通気抵抗体217が設けられる。通気抵抗体217は、図1に示す通気抵抗体117に対応する。通気抵抗体217の空気の流動に対する抵抗成分は、音響等価回路40における抵抗Rdに対応する。
 ここで、通気抵抗体217の材質及び形状は、例えば図3に示すような音圧感度特性を考慮して、所望の音圧感度特性が得られるように適宜設定されてよい。より具体的には、図3を参照して説明したように、通気抵抗体217の材質及び形状は、階段状の音圧感度特性が得られる抵抗Rdの値が実現されるように適宜設定され得る。例えば、本実施形態では、通気抵抗体217としては、空気の流動に対する抵抗が比較的小さいものが選択され得る。通気抵抗体217における空気の流動に対する抵抗が比較的小さいことにより、ドライバユニット背面空気室218と背面空気室232との間の空気の流動が比較的自由に行われることとなる。ただし、図2及び図3を参照して上述したように、音響等価回路40において通気抵抗体217の抵抗成分に対応する抵抗Rdは、ヘッドホン10における音圧感度特性に関係している。また、下記(3.本実施形態に係るヘッドホンの音響特性)で説明するように、通気抵抗体217が設けられない場合(すなわち、抵抗Rdがゼロである場合)には、ヘッドホン20の音響特性は著しく変化する。従って、実際には、通気抵抗体217の材質等、通気抵抗に関する特性は、抵抗Rdがヘッドホン20の音響特性に及ぼす影響を考慮して適宜選択され得る。
 なお、本実施形態では、通気孔216はドライバユニット背面空気室218と背面空気室232とを空間的に接続するように設けられればよく、その形成位置は図6に示す例に限定されない。例えば、通気孔216は、フレーム211の中心から所定の距離だけ径方向にずれた位置(すなわち、エッジ部)に形成されてもよい。また、通気孔216は、フレーム211における互いに異なる位置に複数設けられてもよい。本実施形態では、フレーム211において通気孔216が設けられる位置は、通気孔216に設けられる通気抵抗体217が音響等価回路40において同様の機能を有する位置であればよく、例えばハウジング240内の他の構成部材の配置位置等を考慮して適宜設定されてよい。
 ハウジング240は、内部にドライバユニット210を収容する。ハウジング240は、図1に示すハウジング140に対応している。ドライバユニット210の前面側には、ドライバユニット210とハウジング240とによって囲まれる空間である前面空気室225が形成される。また、ドライバユニット210の背面側には、ドライバユニット210とハウジング240とによって囲まれる空間である背面空気室232が形成される。前面空気室225の容積及び背面空気室232の容積は、音響等価回路40における容量Cl及び容量Cbに対応する。
 上述したように、ハウジング240は複数の部材によって構成され得る。図6に示すように、ハウジング240は、ドライバユニット210の前面側を覆うフロントハウジング220と、ドライバユニット210の背面側を覆うリアハウジング230と、ケーブル291を覆うケーブル用ハウジング290と、を接合することによって形成される。
 フロントハウジング220の隔壁には、ハウジング240の内部と外部とを空間的に接続する開口部221、222が設けられる。開口部221、222は、図1に示す開口部121、122に対応する。開口部221は、音声を外部に出力するための開口部であり、上述した音導管224の内部に設けられる。
 音導管224の内部には、通気抵抗体であるイコライザー227が設けられる。イコライザー227の材質及び形状を適宜設定することにより、例えば出力される音声について特定の周波数帯域の成分を低減させる等、音質の調整を行うことができる。
 開口部222には、その孔を塞ぐように通気抵抗体223が設けられる。通気抵抗体223は、図1に示す通気抵抗体123に対応する。すなわち、ヘッドホン20においても、ヘッドホン10と同様、通気抵抗体223は、空気をほぼ遮断するようにその材質及び形状が選択される。このように、本実施形態では、前面空気室225は、開口部221以外が外部と空間的に遮断された密閉型の空気室であってよい。通気抵抗体223の空気の流動に対する抵抗成分は、音響等価回路40における抵抗Rlに対応する。
 リアハウジング230の隔壁の一部領域には、管状の部材によって構成され、背面空気室232とケーブル用ハウジング290の内部空間292とを管を介して空間的に接続する音響管250が設けられる。音響管250は、図1に示す音響管150に対応する。図6に示す例では、ハウジング240の背面空気室232を構成する隔壁の一部領域に、背面空気室232とハウジング240の外部とを空間的に接続する開口部が設けられ、音響管250は、管状の部材が当該開口部に接続されることにより構成されている。具体的には、音響管250は、その一端が背面空気室232に位置し、他端が内部空間292に位置するように、リアハウジング230の隔壁に設けられる開口部を貫通して設けられている。ただし、音響管250の構成はかかる例に限定されず、例えば、当該管状の部材は当該開口部を貫通して設けられなくてもよく、音響管250は、管状の部材の一端が当該開口部に接続されることによって構成されてもよい。
 ここで、本実施形態では、ケーブル用ハウジング290の内部空間292は、ハウジング240の外部(すなわち、ヘッドホン20の外部)と空気の流動に対してほぼ抵抗がない状態で接続されている。従って、音響管250は、背面空気室232とハウジング240の外部(すなわち、ヘッドホン20の外部)とを管を介して接続するものであると言える。なお、このような構成を実現するために、本実施形態では、例えばケーブル用ハウジング290の隔壁に空気の流動に対してほぼ抵抗となり得ない大きさを有する開口部が設けられたり、リアハウジング230とケーブル用ハウジング290との接合部分が気密性を考慮することなく簡易な方法で接合されたりしてよい。
 音響管250は、音響管250内を通過する空気の流動に対して所定のインダクタンス成分となり得る長さ及び内断面積を有するように形成される。空気の流動に対する音響管250のインダクタンス成分は、音響等価回路40において、音響特性に作用するインダクタンスMbとして機能する。なお、音響管250の詳細な構成及び形状については、下記(4.音響管の設計方法)で詳しく説明する。
 また、本実施形態では、リアハウジング230の隔壁には、音響管250が設けられる領域以外には、背面空気室232と内部空間292又はハウジング240の外部とを空間的に接続する開口部が設けられなくてよい。従って、背面空気室232は、音響管250における通気以外が外部と空間的に遮断され得る。このような構成を実現するために、フロントハウジング220とリアハウジング230との接合部分は、例えば接着剤等により気密が保たれた状態で接合される。また、音響管250が接続されるリアハウジング230の隔壁に設けられる開口部についても、当該開口部と音響管250との接合部分が、例えば接着剤等により気密が保たれた状態で接合される。なお、リアハウジング230の隔壁に音響管250以外の開口部を設けること(後述するハウジング抵抗を設けることに対応する。)がヘッドホン20の音響特性に及ぼす影響については、下記(3.本実施形態に係るヘッドホンの音響特性)で詳しく説明する。
 また、図6に示す例では、音響管250は、管状の部材がハウジング240とは別途用意され、当該管状の部材とハウジング240とを組み合わせることによって形成されているが、本実施形態はかかる例に限定されない。例えば、音響管250は、ハウジング240と一体的に形成されてもよい。音響管250がハウジング240と一体的に形成される場合には、ハウジング240の隔壁に管状の部材を接続するための開口部を形成する必要がなくなるため、背面空気室232における気密性がより確実に確保され得る。
 ケーブル用ハウジング290の内部空間292には、音響管250の一端が設けられるとともに、音声信号伝達用のケーブル291が引き回される。具体的には、図6では図示されないが、音声信号を出力する音響機器から延伸されたケーブル291は、ケーブル用ハウジング290の内部空間292を経由してドライバユニット210に接続される。
 図7を参照して、ケーブル用ハウジング290の内部空間292の構成について詳しく説明する。図7を参照すると、内部空間292には、音響管250が設けられるとともに、ケーブル291を係止する係止部材293及び係止部材293を固定するストッパ294が設けられる。音声信号を出力する音響機器から延伸されたケーブル291は、内部空間292において係止部材293によって係止され、その延伸方向がドライバユニット210が設けられる方向に変更される。また、係止部材293の位置がストッパ294によって固定されることにより、内部空間292内におけるケーブル291の配置位置が固定される。図7に示すように、リアハウジング230の隔壁であって内部空間292と面する隔壁にはケーブル291を背面空気室232内に導く開口部295が設けられており、ケーブル291は開口部295を挿通して背面空気室232内まで延伸され、ドライバユニット210に接続される。ただし、上述したように、本実施形態では、背面空気室232は音響管250における通気以外が外部と空間的に遮断され得るため、開口部295は、ケーブル291が挿通された後に例えば樹脂系材料等によって気密性が保たれた状態で塞がれてよい。
 ここで、本実施形態に係るヘッドホン20における音響管250の形状(長さ及び/又は内断面積)やケーブル用ハウジング290の内部空間292内におけるケーブル291の引き回し方は、図7に示す例に限定されず、例えばヘッドホン20の音響特性や内部空間292内の各部材の配置等に応じて適宜変更されてよい。図8A-図8Cを参照して、このような、本実施形態に係るヘッドホン20のいくつかの変形例について説明する。
 上述したように、本実施形態では、音響等価回路40のインダクタンスMbの値を変更することにより音響特性が調整されるために、音響管250の形状(長さ及び/又は内断面積)が適宜変更され得る。図8Aを参照して、このような、本実施形態に係るヘッドホン20において、音響管250の形状が変更された変形例について説明する。図8Aは、本実施形態に係るヘッドホン20において、音響管250の形状が変更された変形例の構成を示す分解斜視図である。なお、本変形例に係るヘッドホン20aは、上述した本実施形態に係るヘッドホン20に対して、音響管250の内径の大きさが変更されたものに対応しており、その他の構成についてはヘッドホン20と同様であってよい。また、図8Aは、図7に対応する分解斜視図であり、本変形例に係るヘッドホン20aの、ケーブル用ハウジング290の一部位を分解した様子を示しており、ケーブル用ハウジング290内における後述する音響管250a及びケーブル291の配置が図示されている。
 図8Aを参照すると、本変形例に係るヘッドホン20aに設けられる音響管250aは、図7に示すヘッドホン20に設けられる音響管250よりも、内径がより大きく形成されている。図8Aに示すような比較的内径が大きい音響管250aは、ハウジング240と一体的に形成しやすい。ハウジング240は、例えば射出成型法等の方法により形成され得るが、音響管250aの内径が比較的大きい方が、ハウジング240と一体的に形成された場合に所望の内径が確保されやすい。上述したように、音響管250aとハウジング240とを一体的に形成することにより、背面空気室232における気密性がより確実に確保され得るため、音響管250aの内径が比較的大きい場合には、音響管250aは、ハウジング240と一体的に形成されることが好ましい。
 また、図8B及び図8Cは、本実施形態に係るヘッドホン20において、ケーブル用ハウジング290の内部空間292内でのケーブル291の引き回し方が変更された変形例の一構成例を示す分解斜視図である。図8Bを参照すると、本変形例に係るヘッドホン20bは、図7に示す、内径が比較的小さい音響管250を備えるヘッドホン20に対して、ケーブル291の引き回し方が変更されたものに対応しており、その他の構成についてはヘッドホン20と同様であってよい。また、図8Bは、図7に対応する分解斜視図であり、本変形例に係るヘッドホン20bの、ケーブル用ハウジング290の一部位を分解した様子を示しており、ケーブル用ハウジング290内における音響管250及びケーブル291の配置が図示されている。
 図8Bに示すように、本変形例に係るヘッドホン20bでは、音声信号を出力する音響機器から延伸されたケーブル291は、係止部材293とストッパ294との間から引き出される。そして、ケーブル291は、リアハウジング230の隔壁であって内部空間292と面する隔壁に設けられる開口部295を挿通して背面空気室232内まで延伸され、ドライバユニット210に接続される。図8Bに示すように、本変形例では、ストッパ294により、係止部材293及びケーブル291の双方が固定され得る。本実施形態では、このように、係止部材293及びストッパ294の構成が適宜変更されることにより、ケーブル291の引き回し方が適宜変更されてよい。
 また、図8Cは、図8Aに示す、内径が比較的大きい音響管250aを備えるヘッドホン20aに対して、ケーブル291の引き回し方が変更された変形例の一構成例を図示している。図8Cは、図8Aに対応する分解斜視図であり、本変形例に係るヘッドホン20cの、ケーブル用ハウジング290の一部位を分解した様子を示しており、ケーブル用ハウジング290内における音響管250a及びケーブル291の配置が図示されている。
 図8Cを参照すると、本変形例に係るヘッドホン20cでは、上述した図8Bに示すヘッドホン20bと同様に、音声信号を出力する音響機器から延伸されたケーブル291は、係止部材293とストッパ294との間から引き出される。このように、本変形例においても、ストッパ294により、係止部材293及びケーブル291の双方が固定され得る。しかしながら、本変形例では、リアハウジング230の隔壁に開口部295は設けられず、ケーブル291は、音響管250aの管内に挿通されて背面空気室232内まで延伸され、ドライバユニット210に接続される。
 本変形例のように、音響管250aの内径が比較的大きい場合には、その内部にケーブル291が挿通されて、ケーブル291が背面空気室232内まで延伸されてもよい。この場合、図8Cに示すように、開口部295は設けられなくてもよい。開口部295が設けられないことにより、当該開口部295における気密性を考慮する必要がなくなるため、背面空気室232における気密性がより確実に保たれることとなる。なお、音響管250aの内径が比較的大きい場合には、その内部にケーブル291が挿通されたとしても、ケーブル291によって音響管250aの内部が塞がれてしまうことがないため、音響特性に対する音響管250aの機能が大きく損なわれることはない。また、例えばケーブル291が挿通されることの影響を考慮した音響管250aのインダクタンス成分Mbや抵抗成分を適宜算出することにより、上述したような音響等価回路40を用いたヘッドホン20cの音響特性の評価を同様に行うことが可能となる。
 以上、図4A-図4F、図5、図6及び図7を参照して、本開示の一実施形態に係るヘッドホン20の構成について説明した。また、図8A-図8Cを参照して、本実施形態に係るヘッドホン20において、音響管250の形状及びケーブル用ハウジング290の内部空間292内におけるケーブル291の引き回し方が変更された変形例について説明した。
 (3.本実施形態に係るヘッドホンの音響特性)
 次に、図9及び図10を参照して、本実施形態に係るヘッドホン20の音響特性について説明する。図9は、本実施形態に係るヘッドホン20の音圧感度特性を示すグラフ図である。また、図10は、本実施形態に係るヘッドホン20の音圧感度特性において、音響抵抗Rdの効果について説明するためのグラフ図である。図9及び図10では、横軸に周波数を取り、縦軸に音圧感度を取り、図2に示す音響等価回路40の解析結果から得られた、ヘッドホン20における音圧感度特性をプロットしている。ただし、図9及び図10では、比較のため、ヘッドホン20の構成を変化させた場合に対応する、音圧感度特性を表す複数の曲線を図示している。
 図9を参照すると、音圧感度特性を表す3本の曲線が図示されている。図中に点線で示す曲線Dは、図4A-図4F、図5、図6及び図7に示す構成を有する、本実施形態に係るヘッドホン20の音圧感度特性を示す。また、図中に破線で示す曲線Fは、本実施形態に係るヘッドホン20において、音響管250が設けられない場合(すなわち、音響等価回路40においてインダクタンスMbが設けられない場合)の音圧感度特性を示す。また、図中に実線で示す曲線Eは、本実施形態に係るヘッドホン20において、背面空気室232を構成するハウジング240の隔壁に、音響管250以外にハウジング240の外部に通じる開口部が設けられ、更に当該開口部に空気の流動に対して抵抗として作用する通気抵抗体が設けられた場合の音圧感度特性を示す。当該開口部及び当該通気抵抗体は、音響等価回路40において抵抗成分として作用し、ヘッドホン20の音響特性を変化させ得る。以下の説明では、このようなハウジング240の隔壁に形成される開口部に設けられる通気抵抗体であって、音響管250以外で背面空気室232とハウジング240の外部とを空間的に接続する開口部に設けられる通気抵抗体のことを、ハウジング240の隔壁に設けられる抵抗成分であることから、ハウジング抵抗とも呼称する。ハウジング抵抗を有するヘッドホンにおいては、背面空気室232が、音響管250と、当該ハウジング抵抗が設けられた開口部と、の少なくとも2つの部位によって、ハウジング240の外部と空間的に接続されることとなる。このように、曲線Fに対応するヘッドホンは、曲線Dに対応するヘッドホン20の構成から音響管250を取り除いたものに対応し、曲線Eに対応するヘッドホンは、曲線Dに対応するヘッドホン20の構成に対してハウジング抵抗を追加したものに対応している。
 曲線Fは、図3を参照して説明した曲線Aに対応しており、一般的な既存のヘッドホンにおける音圧感度特性を示していると言える。図9を参照すると、曲線Fは、中音域においてなだらかに音圧感度が低下する特性を有する。図3を参照して説明したように、曲線Fに示すような音圧感度特性は、例えばヒトの声に対してはあまり好ましい特性とは言えない。
 一方、本実施形態に係るヘッドホン20の特性を表す曲線Dでは、曲線Fと比べて、低音域から中音域に掛けて、より急峻な傾きで音圧感度が低下している。このように、曲線Dでは、図3に曲線Cとして例示したような、理想的な音響特性の1つである階段状の音圧感度特性が実現されていると言える。本実施形態に係るヘッドホン20において曲線Dに示すような階段状の音圧感度特性が実現されたのは、音響管250を設けたことにより、音響インダクタンス(音響管250によるインダクタンスMb)と音響容量(少なくとも背面空気室232による容量Cb)とによる反共振が生じ、中音域において音圧感度に対するディップが形成されたためであると考えられる。
 本実施形態では、所望の音圧感度特性を実現するために、音響管250の内断面積及び長さ、並びに、少なくとも背面空気室232の容積を調整することにより、インダクタンスMb及び容量Cbの値を調整し、当該ディップの位置(すなわち、反共振の共振周波数fhの位置)を制御する。当該ディップの位置は、更に、ドライバユニット背面空気室の容積を調整することによっても制御され得る。本実施形態では、例えば、共振周波数fhが約350(Hz)~650(Hz)となるように、音響管250の内断面積及び長さ、並びに、ドライバユニット背面空気室218及び背面空気室232の容積が調整され得る。具体的には、図9に示す例では、曲線Dは、ドライバユニット背面空気室218の容積と背面空気室232の容積とを合わせた容積が400(mm)であり、音響管250のサイズが内径=0.55(mm)、長さ=8(mm)である場合のヘッドホン20の音圧感度特性を示している。
 また、上記(2.本実施形態に係るヘッドホンの構成)で説明したように、本実施形態に係るヘッドホン20は、背面空気室232が、音響管250における通気以外が外部と空間的に遮断されるように構成され得る。図9では、比較のため、音響管250に加えてハウジング抵抗を更に有するヘッドホンの音圧感度特性を示す曲線Eも併せて図示している。曲線Dと曲線Eとを比較すると、ハウジング抵抗を有することにより、低音域から中音域に掛けての音圧感度の傾きがよりなだらかになってしまっていることが分かる。このように、本実施形態では、ハウジング抵抗が設けられないことにより(すなわち、背面空気室232が、音響管250における通気以外が外部と空間的に遮断されるように構成されることにより)、より急峻な傾きで音圧感度が低下する音圧感度特性を得ることができる。
 また、図10では、本実施形態に係るヘッドホン20において、ドライバユニット背面空気室218と背面空気室232とを空間的に接続する通気孔216に設けられる通気抵抗体217に対応する音響抵抗(抵抗Rd)が設けられない場合の音圧感度特性を図示している。図中に実線で示す曲線Gは、本実施形態に係るヘッドホン20において、通気抵抗体217が設けられない場合(すなわち、抵抗Rdが設けられない場合)の音圧感度特性を示す。曲線Gは、図3を参照して説明した曲線Bに対応していると言える。また、図中に点線で示す曲線Hは、本実施形態に係るヘッドホン20において、音響管250及び通気抵抗体217がともに設けられない場合(すなわち、インダクタンスRb及び抵抗Rdが設けられない場合)の音圧感度特性を示す。このように、曲線Gに対応するヘッドホンは、曲線Dに対応するヘッドホン20の構成から通気抵抗体217を取り除いたものに対応し、曲線Hに対応するヘッドホンは、曲線Dに対応するヘッドホン20の構成から音響管250及び通気抵抗体217を取り除いたものに対応している。
 曲線Gと曲線Hとを比較すると、抵抗Rdが設けられない場合において、音響管250を設けることにより、中音域においてディップが形成されていることが分かる。しかしながら、曲線Gを参照すると、音響管250を設けることによりディップは形成されているものの、約500(Hz)以上の周波数帯域において音圧感度が急激に増加しており、中音域において音圧感度の変化が比較的小さい音圧感度特性が得られているとは言い難い。このように、抵抗Rdが設けられない場合には、理想的な音響特性の1つである階段状の音圧感度特性を得ることは困難である。
 一方、本実施形態では、音響管250を設けることによりディップを形成することに加えて、抵抗Rdを設けることにより、低音域から中音域に掛けての音圧感度の値が調整される。従って、例えば図9に示す曲線Dのような、低音域の音声がより強調されつつ、中音域の音声の音質がより向上される音圧感度特性が実現され得る。
 ここで、例えば特許文献1に記載されているような、既存のヘッドホンの音響特性について検討する。例えば上記特許文献1に記載のヘッドホンには、本実施形態に係る音響管250に類似するダクト構造が設けられる。
 しかしながら、当該既存のヘッドホンの前面空気室は密閉型の前面空気室ではなく、低音域において比較的高い音圧感度が維持されない。また、上記特許文献1に記載のヘッドホンには、背面空気室に上述したハウジング抵抗が設けられている。図9を参照して説明したように、ハウジング抵抗が設けられることにより、低音域から中音域に掛けての音圧感度の低下を示す傾きがよりなだらかなものとなる。このように、特許文献1に記載のヘッドホンの音圧感度特性は、低音域の音声をより強調しながら中音域の音声の音質をより向上させるという観点からは必ずしも好ましい特性ではない。
 一方、本実施形態では、密閉型の前面空気室を形成することにより、低音域における音圧感度が中音域における音圧感度よりも大きい、すなわち、低音域の音声がより強調された音響特性が実現され得る。また、図9を参照して説明したように、本実施形態では、ハウジング抵抗が設けられないことにより、低音域から中音域に掛けての音圧感度の低下を示す傾きをより急峻なものとすることができる。
 このように、例えば上記特許文献1に記載の構成をそのまま適用したとしても、本実施形態に係るヘッドホン20における音響特性を実現することは困難であると考えられる。本実施形態に係るヘッドホン20では、前面空気室を密閉型にすること及びリアハウジング230にハウジング抵抗を設けないことにより、低音域の音声をより強調しながら中音域の音声の音質をより向上させる、所望の音圧感度特性が実現されていると言える。
 (4.音響管の設計方法)
 次に、ヘッドホン20を例に挙げて、本実施形態に係る音響管250及びドライバユニット210の具体的な設計方法について説明する。図3を参照して説明したように、本実施形態では、容量Cd、容量Cb及びインダクタンスMbによって生じる反共振の共振周波数fhの値が調整されることにより、ヘッドホン20の音響特性が向上される。ここで、上述したように、インダクタンスMbは音響管250の長さ及び内断面積に依存し、容量Cbは背面空気室232の容積(すなわち、ハウジング240の形状)に依存し、容量Cdはドライバユニット背面空気室218の容積(すなわち、ドライバユニット210の形状)に依存する。以下では、本実施形態の一例として、反共振の共振周波数fhが350(Hz)~650(Hz)の周波数帯域に含まれるような、音響管250の長さ及び内断面積、並びに、背面空気室232及びドライバユニット背面空気室218の容積の設計方法について説明する。
 なお、上記(2.本実施形態に係るヘッドホンの構成)で説明したように、本実施形態では、背面空気室232とドライバユニット背面空気室218との間に設けられる通気抵抗体217としては、空気の流動に対する抵抗が比較的小さいもの(すなわち、抵抗Rdが比較的小さいもの)が選択され得る。従って、以下の説明では、簡単のため、容量Cbと容量Cdとの合成容量(すなわち、背面空気室232の容積とドライバユニット背面空気室218の容積とを合わせた容積に対応する容量)をCsとし、インダクタンスMbと容量Csとによって反共振が生じる場合について説明する。より詳細な解析を行う場合には、図2に示す音響等価回路40に対して、例えば各種の回路シミュレーション等を用いた計算により、所望の共振周波数fhを与え得るMb、容量Cb及び容量Cdの値を求めることができる。
 インダクタンスMb及び容量Csによる反共振の共振周波数fh(Hz)は、下記数式(1)で表現される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 また、インダクタンスMbは、音響管250の長さをL(m)、内断面積をS(m)とすると、下記数式(2)で表現される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 ここで、ρ(kg/m)は空気密度である。また、容量Csは、ドライバユニット背面空気室218及び背面空気室232の容積をV(m)とすると、下記数式(3)で表現される。なお、c(m/s)は空気中の音速である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 上記数式(1)~(3)を用いることにより、例えば共振周波数fhが350(Hz)~650(Hz)の周波数帯域に含まれ得る、音響管250の長さL及び内断面積S、並びに、背面空気室232及びドライバユニット背面空気室218の容積Vの条件を求めることができる。例えばV=400(mm)とした場合の、共振周波数fhと、音響管250の長さL及び音響管250の内断面積Sとの関係を下記表に示す。なお、下記表では、音響管250の長さL(mm)及び音響管250の内断面積S(mm)を表すパラメータとして、音響管250における長さL(mm)の内断面積S(mm)に対する比率L/S(1/mm)を計算している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 上記の表を参照すると、共振周波数fhが350(Hz)~650(Hz)に含まれるようにするためには、音響管250における長さL(mm)の内断面積S(mm)に対する比率L/S(1/mm)を、13~45(1/mm)にすればよいことが分かる。実際には、例えば異なる形状を有するいくつかの種類の音響管250が用意されており、用途に応じて使い分けられてもよい。例えば、本実施形態では、内径が0.6(mm)であり長さが8(mm)である音響管250と、内径が1.2(mm)であり長さが8(mm)である音響管250と、が製作され、それぞれの音響管250を備えるヘッドホン20が、タイプの異なるヘッドホン20として製作されてよい。
 以上説明したように、本実施形態においては、上記数式(1)~(3)を用いることにより、共振周波数fhが所望の周波数帯域、例えば200(Hz)~400(Hz)に含まれるような、音響管250の形状(長さ及び内断面積)、ハウジング240の形状及びドライバユニット210の形状が設計され得る。上記の例では、本実施形態に係る音響管250、ハウジング240及びドライバユニット210の設計方法の一例として、共振周波数fhが350(Hz)~650(Hz)に含まれることや、背面空気室232及びドライバユニット背面空気室218の容積Vが400(mm)であることを条件として、音響管250、ハウジング240及びドライバユニット210の設計方法を示したが、本実施形態はかかる例に限定されない。共振周波数fhが他の周波数帯域に含まれることを条件とする場合や、背面空気室232及びドライバユニット背面空気室218の容積Vが他の値を有することを条件とする場合においても、上記説明した同様の方法によって、音響管250、ハウジング240及びドライバユニット210を設計することができる。
 なお、音響管250の長さL(mm)及び内断面積S(mm)の値を設計する際には、音響管250を製作する際の加工精度が考慮されてもよい。例えば、長さL(mm)及び内断面積S(mm)の最小値は、音響管250が所定の寸法公差内で作製できる値に制限されてよい。また、ドライバユニット210の形状は、ドライバユニット210が発生する音声の音響特性に直接的に影響し得る。従って、ドライバユニット210を設計する際には、ドライバユニット210が発生する音声の音響特性が考慮されてよい。また、ハウジング240の形状を設計する際には、音響特性以外の要素、例えばユーザによるヘッドホン20の装着性やデザイン性も考慮されてよい。例えば、図6に例示するようなカナル型イヤホンであればハウジング240の大きさは比較的小さくなるし、例えばいわゆるオーバーヘッド型ヘッドホンであれば、ハウジング240の大きさはより大きくなる。このように、ハウジング240の形状は、音響特性に加えて、ヘッドホン20の装着性やデザイン性等を総合的に考慮して設計されてよい。
 (5.変形例)
 以上説明したように、本実施形態によれば、低音域の音声がより強調されつつ、中音域の音声の音質がより向上された音響特性を有するヘッドホンが実現される。しかしながら、ユーザの嗜好や周囲の状況に応じて、同一のヘッドホンにおいて音響特性をより自由に調整したいという要望がある。
 一般的に、いわゆるオーバーヘッド型ヘッドホンのような、ドライバユニットを収容するハウジングが比較的大型であるヘッドホンでは、音響特性を調整するための機構(以下、音響特性調整機構と呼称する。)を備えるものが存在する。しかしながら、カナル型イヤホンのような、いわゆるインナーイヤー型ヘッドホンにおいては、ハウジングのサイズが小さいために、音響特性調整機構を設けることが困難であり、音響特性調整機構を備える製品はほとんど存在していない。
 稀に、インナーイヤー型ヘッドホンであっても、音響特性調整機構を備えるものが存在する。しかしながら、これらの音響特性調整機構においては、音響特性を調整するために、例えば、ドライバー等の専用工具を用いてビスを回転させたり、部品を交換したり、といった、比較的煩雑な操作が必要となる。
 上記事情に鑑みれば、インナーイヤー型ヘッドホンのようなハウジングのサイズが比較的小さいヘッドホンにおいても、より容易に音響特性を調整することが可能な技術が求められていた。そこで、本発明者らは、より容易に音響特性を調整することが可能な技術について検討した結果、以上説明した実施形態に係るヘッドホンを利用することにより、比較的簡易な操作によって音響特性を調整することが可能な音響特性調整機構を実現できると考えた。
 以下では、本実施形態の一変形例として、以上説明した実施形態に対して、より簡易な操作によって音響特性を調整することが可能な音響特性調整機構が追加された変形例について説明する。なお、以下に説明する本変形例に係るヘッドホンは、以上説明した実施形態に係るヘッドホンに対して、後述する音響特性調整機構が追加されたものであり、その他の構成は、上記実施形態に係るヘッドホンと略同様であってよい。従って、以下の本変形例についての説明では、既に説明した構成についてはその詳細な説明を省略し、上記実施形態と相違する構成について主に説明する。
 また、本変形例に係るヘッドホンについても、図2に示す音響等価回路40と同様に、各構成を電気的要素に置き換えることにより、本変形例に係るヘッドホンの特性を表す音響等価回路を生成することが可能である。本変形例に係るヘッドホンの音響等価回路は、図2に示す音響等価回路40に対して、本変形例において新たに追加された構成部材に対応して一部の要素が変更されたものであり得る。従って、図1及び図6と同様、本変形例に係るヘッドホンの一部の構成部材に付した符号には、音響等価回路40における要素の記号を付記している。
 (5-1.本変形例に係るヘッドホンの構成)
 図11A-図15を参照して、本実施形態の一変形例に係るヘッドホンの構成について説明する。図11A-図11Fは、本実施形態の一変形例に係るヘッドホンの外観を示す6面図である。図12A及び図12Bは、本変形例に係るヘッドホンの一断面における断面図である。図13A及び図13Bは、本変形例に係るヘッドホンの他の断面における断面図である。図14は、本変形例に係るヘッドホンの更に他の断面における断面図である。図15は、本変形例に係るヘッドホンに搭載されるスイッチ部材の構成を示す斜視図である。
 なお、図12A及び図12Bは、本変形例に係るヘッドホンの、y-z平面と平行な断面であって、後述する音響管350を長手方向に切断する断面における断面図である。また、図13A及び図13Bは、本変形例に係るヘッドホンの、x-z平面と平行な断面であって、後述する音響管350を長手方向に切断する断面における断面図である。また、図14は、本変形例に係るヘッドホンの、x-y平面と平行な断面であって、後述する音響管350を径方向に切断する断面における断面図である。
 また、後述するように、本変形例では、図15に示すスイッチ部材によって音響特性調整機構が構成され、当該スイッチ部材が操作されることにより、音響特性が調整される。図12A及び図12Bは、当該スイッチ部材が移動した前後におけるヘッドホンの様子を図示している。同様に、図13A及び図13Bも、当該スイッチ部材が移動した前後におけるヘッドホンの様子を図示している。
 図11A-図14を参照すると、本変形例に係るヘッドホン30は、ドライバユニット310と、当該ドライバユニット310を内部に収容するハウジング340と、音響特性調整機構360と、を備える。なお、図11A-図14において図示されているヘッドホン30は本変形例の説明のために簡略化されており、ヘッドホン30は、図示されていない構成部材を更に備えてもよい。図示されていない構成部材は、既存の一般的なヘッドホンにおける構成として公知なもので有り得るため、詳細な説明は省略する。
 ドライバユニット310は、フレーム311、振動板312、マグネット313、プレート314及びボイスコイル315を有する。ドライバユニット310は、図1及び図6に示すドライバユニット110、210に対応する。また、フレーム311、振動板312、マグネット313、プレート314及びボイスコイル315は、図1及び図6に示すフレーム111、211、振動板112、212、マグネット113、213、プレート114、214及びボイスコイル115、215に対応する。
 フレーム311と振動板312との間にはドライバユニット背面空気室318が形成される。振動板312が振動される際の起振力に対応する要素は、音響等価回路40における信号源(起電力)Vsに対応する。また、ドライバユニット310における質量、機械的な抵抗及びコンプライアンスは、音響等価回路40におけるインダクタンスMo、抵抗Ro及び容量Coにそれぞれ対応する。更に、ドライバユニット背面空気室318の容積は、音響等価回路40における容量Cdに対応する。
 図12A及び図12Bに示すように、ドライバユニット310のフレーム311には、フレーム311をz軸方向に貫通する通気孔316が設けられる。通気孔316は、図1及び図6に示す通気孔116、216に対応している。通気孔316は、フレーム311の略中心に形成されており、ドライバユニット背面空気室318とドライバユニット310の背面側の空間であってドライバユニット310とハウジング340とで囲まれる空間(後述する背面空気室332)とを空間的に接続する。
 通気孔316には、その孔を塞ぐように通気抵抗体317が設けられる。通気抵抗体317は、図1及び図6に示す通気抵抗体117、217に対応する。通気抵抗体317の空気の流動に対する抵抗成分は、音響等価回路40における抵抗Rdに対応する。
 ここで、通気抵抗体317の材質及び形状は、例えば図3に示すような音圧感度特性を考慮して、所望の音圧感度特性が得られるように適宜設定されてよい。より具体的には、図3を参照して説明したように、通気抵抗体317の材質及び形状は、階段状の音圧感度特性が得られる抵抗Rdの値が実現されるように適宜設定され得る。このように、通気抵抗体317の材質等、通気抵抗に関する特性は、抵抗Rdがヘッドホン30の音響特性に及ぼす影響を考慮して適宜選択され得る。その他、通気抵抗体317の構成及び機能は、上述した通気抵抗体117、217と同様であるため、その詳細な説明は省略する。
 なお、図6を参照して説明した通気孔216と同様に、本変形例では、通気孔316の形成位置及び形成数は、図12A及び図12Bに示す例に限定されない。フレーム311において通気孔316が設けられる位置は、通気孔316に設けられる通気抵抗体317が音響等価回路40において同様の機能を有する位置であればよく、例えばハウジング340内の他の構成部材の配置位置等を考慮して適宜設定されてよい。
 ハウジング340は、図1及び図6に示すハウジング140、240に対応している。ドライバユニット310の前面側には、ドライバユニット310とハウジング340とによって囲まれる空間である前面空気室325が形成される。また、ドライバユニット310の背面側には、ドライバユニット310とハウジング340とによって囲まれる空間である背面空気室332が形成される。前面空気室325の容積及び背面空気室332の容積は、音響等価回路40における容量Cl及び容量Cbに対応する。
 ハウジング340は複数の部材によって構成され得る。図11A-図13Bに示すように、ハウジング340は、ドライバユニット310の前面側を覆うフロントハウジング320と、ドライバユニット310の背面側を覆うリアハウジング330と、ケーブル391を覆うケーブル用ハウジング390と、を接合することによって形成される。
 フロントハウジング320の一部領域には、外部に向かって突設される管状の部位である音導管324が形成される。音導管324は、図1及び図6に示す音導管124、224に対応する。また、音導管324の先端部分の外周には、音導管324をユーザの外耳道の内壁に密着させるためのイヤーピース326が設けられる。音導管324の内部には音声出力用の開口部(図13A及び図13Bに示す開口部321)が設けられており、ユーザが音声を聴くときには、イヤーピース326を含む音導管324の先端部分がユーザの外耳道に挿入される。このように、本変形例に係るヘッドホン30は、いわゆるカナル型イヤホンであってよい。
 音導管324の内部には、通気抵抗体であるイコライザー327が設けられる。イコライザー327の材質及び形状を適宜設定することにより、例えば出力される音声について特定の周波数帯域の成分を低減させる等、音質の調整を行うことができる。
 フロントハウジング320の隔壁には、ハウジング340の内部と外部とを空間的に接続する開口部321、322が設けられる。開口部321、322は、図1及び図6に示す開口部121、221及び開口部122、222に対応する。開口部321は、音声を外部に出力するための開口部であり、上述したように、音導管324に対応する位置に設けられる。
 開口部322には、その孔を塞ぐように通気抵抗体323が設けられる。通気抵抗体323は、図1及び図6に示す通気抵抗体123、223に対応する。通気抵抗体123、223と同様に、通気抵抗体323は、空気をほぼ遮断するようにその材質及び形状が選択される。このように、本変形例では、前面空気室325は、開口部321以外が外部と空間的に遮断された密閉型の空気室であってよい。通気抵抗体323の空気の流動に対する抵抗成分は、音響等価回路40における抵抗Rlに対応する。
 リアハウジング330の隔壁の一部領域には、背面空気室332とケーブル用ハウジング390の内部空間392とを空間的に接続する開口部333、351が設けられる。開口部333は、ケーブル391を挿通するための開口部である。音声信号を出力する音響機器(図示せず。)から延伸されたケーブル391は、ケーブル用ハウジング390の内部空間392を経由して、開口部333を介してドライバユニット310に接続される。なお、図12A及び図12Bでは、図面が煩雑になることを避けるために、ケーブル391が開口部333に挿通される様子については図示を省略している。
 図12A及び図12Bでは、開口部333によって、背面空気室332と内部空間392とが空間的に接続されているように図示されているが、実際には、開口部333にケーブル391が挿通された後、開口部333の残りの空間は、任意の封止材によって気密性を保った状態で塞がれる。このように、ヘッドホン30においては、背面空気室332とケーブル用ハウジング390の内部空間392とは、開口部351によってのみ空間的に接続されている。
 開口部351の縁部には、ケーブル用ハウジング390の内部空間392に向かって管状に突出した管状部354が設けられる。管状部354は、円筒形状を有するように形成される。管状部354は、背面空気室332と内部空間392とを管を介して空間的に接続する音響管350の少なくとも一部の側壁を構成し、開口部351は、音響管350の中空部を構成し得る。
 管状部354の外周部には、中空の円筒形状を有するパッキン352が嵌合される。パッキン352の内径は、円筒形状の管状部354の外径に対応するように形成されており、両者は、気密性を保った状態で嵌合される。図12A-図13Bに示すように、円筒形状を有するパッキン352の一端が管状部354に嵌合され、パッキン352の他端は内部空間392に向かって延伸している。上述したように、管状部354とパッキン352との嵌合部は気密性が保たれているため、管状部354及びパッキン352は、一体的な管として機能し得る。このように、本変形例では、管状部354及びパッキン352によって音響管350が構成され得る。音響管350は、図1及び図6に示す音響管150、250に対応するものである。
 音響管350は、音響管350内を通過する空気の流動に対して所定のインダクタンス成分となり得る長さ及び内断面積を有するように形成される。空気の流動に対する音響管350のインダクタンス成分は、音響等価回路40において、音響特性に作用するインダクタンスMbとして機能する。
 音響管350の長さ及び内断面積は、例えば図3に示すような音圧感度特性を考慮して、所望の音圧感度特性が得られるように適宜設定されてよい。具体的には、図3を参照して説明したように、音響管350の長さ及び内断面積は、反共振が生じる共振周波数が所望の周波数帯域に位置するようなインダクタンスMbの値が実現されるように適宜設定され得る。例えば、音響管350の形状は、上記(4.音響管の設計方法)で説明した手法に従って設計されてよい。このように設計された音響管350が設けられることにより、ヘッドホン30においては、上述した実施形態に係るヘッドホン10、20と同様に、例えば図3を参照して説明したような階段状の音圧感度特性を実現することができる。
 パッキン352は、例えば天然ゴム、合成ゴム、樹脂系材料等、一般的にパッキン(シール部材)として用いられる各種の弾性材料によって形成され得る。このように、パッキン352は弾性体であり得る。
 図12A-図13Bに示すように、リアハウジング330の隔壁の一部領域は、パッキン352の外周部と接触するように内部空間392に向かって延伸されている。パッキン352の外周部と当該延伸された部位との接触面は、例えば超音波等を用いて溶着される。これにより、パッキン352がリアハウジング330の隔壁に対して確実に固定されることとなり、管状部354とパッキン352との嵌合部における気密性をより高めることができる。
 また、パッキン352の、内部空間392に延伸している部位の外周部には、円環形状を有する支持部材353が嵌合される。支持部材353は、パッキン352を管状部354に向かって(すなわち、図中z軸の正方向に向かって)押し付けるように、パッキン352に取り付けられる。これにより、パッキン352がリアハウジング330の隔壁に対してより確実に固定されるとともに、管状部354とパッキン352とがより密着することとなり、管状部354とパッキン352との嵌合部における気密性を更に高めることができる。
 ここで、本変形例では、ケーブル用ハウジング390の内部空間392は、ハウジング340の外部(すなわち、ヘッドホン30の外部)と空気の流動に対してほぼ抵抗がない状態で接続されている。従って、音響管350は、背面空気室332とハウジング340の外部(すなわち、ヘッドホン30の外部)とを管を介して接続するものであると言える。なお、このような構成を実現するために、本変形例では、例えばケーブル用ハウジング390の隔壁に空気の流動に対してほぼ抵抗となり得ない大きさを有する開口部が設けられたり、リアハウジング330とケーブル用ハウジング390との接合部分が気密性を考慮することなく簡易な方法で接合されたりしてよい。
 また、本変形例では、上述したように、開口部333はケーブル391を挿通した後に塞がれるため、背面空気室332は、音響管350における通気以外が内部空間392(すなわち、ヘッドホン30の外部)と空間的に遮断されるように構成される。このような構成を実現するために、フロントハウジング320とリアハウジング330との接合部分は、例えば接着剤等により気密が保たれた状態で接合される。
 以上説明したように、本変形例に係るヘッドホン30では、音響管350が設けられることにより、上述した実施形態に係るヘッドホン10、20と同様の、階段状の音圧感度特性が実現される。ただし、本変形例に係るヘッドホン30には、当該音響管350の特性を変化させることによりヘッドホン30の音響特性を調整する音響特性調整機構360が更に備えられる。
 音響特性調整機構360は、スイッチ部材361によって構成される。スイッチ部材361は、図15に示すように、略平板形状を有する操作部362と、操作部362の平板形状の平面と略平行な方向に突出した略円筒形状を有するボス363と、から構成される。
 図12A-図14に示すように、スイッチ部材361は、ボス363がパッキン352の開口部356(すなわち、音響管350の開口部356)に挿入され、操作部362がハウジング340の外部に位置するように、ハウジング340に対して取り付けられる。また、スイッチ部材361は、上記の状態で、ボス363の突出方向(図中のz軸方向)に平行移動可能にハウジング340に対して取り付けられる。すなわち、スイッチ部材361の平行移動により、ボス363がパッキン352の開口部356に挿抜される。
 ここで、図12A-図15に示すように、ボス363の長手方向における一部領域には、径方向に突出した突出部364が設けられている。そして、ボス363及び突出部364は、ボス363の外径はパッキン352の内径よりも小さいが、突出部364の外径はパッキン352の内径よりも大きくなるように構成されている。
 ボス363の外径、突出部364の外径及びパッキン352の内径が、このような大小関係を満たすように形成されることにより、ボス363がパッキン352の開口部356に挿入される際に、ボス363の突出部364が、弾性体であるパッキン352の開口部356に圧入されることとなる。従って、当該突出部364が、パッキン352の開口部356の内壁の全周囲に圧接されることとなり、当該開口部356における通気がより確実に行われないように、当該開口部356が塞がれることとなる。
 ここで、本変形例では、ボス363がパッキン352の開口部356から引き抜かれる際に、ボス363がパッキン352の開口部356から完全に引き抜かれず、ボス363の先端が僅かにパッキン352の開口部356内に位置するように、ボス363の長さが調整されている(図12B及び図13B参照。)。そして、突出部364のボス363の長手方向における形成位置は、ボス363がパッキン352の開口部356から引き抜かれる際に、少なくとも突出部364がパッキン352の開口部356から引き抜かれるように、調整されている。つまり、ボス363がパッキン352の開口部356から引き抜かれた際には、ボス363の先端はパッキン352の開口部356内に位置するものの、ボス363の突出部364は、弾性体であるパッキン352の開口部356に圧入されず、パッキン352の開口部356における通気は保たれることとなる。
 なお、図14及び図15に示すように、円柱形状のであるボス363の側面には、当該円柱の長手方向に沿った切り欠きが形成されている。従って、ボス363がパッキン352の開口部356から引き抜かれた際に、ボス363の先端が僅かにパッキン352の開口部356に挿入されている状態であっても、当該切り欠きにより、パッキン352の開口部356における通気が、スイッチ部材361がない場合とほぼ同様に保たれ得る。
 例えば、ユーザは、指を操作部362の上面に押し付けた状態で、スイッチ部材361を、z軸方向に移動させるように操作することができる。当該操作により、ボス363の、パッキン352の開口部356への挿入長さが調整されることとなる。図12A及び図13Aでは、スイッチ部材361がz軸の正方向に移動し、ボス363がパッキン352の開口部356に対して挿入され、突出部364によって当該開口部356が塞がれ、音響管350における通気が行われない状態(以下、当該状態をCLOSE状態とも呼称する。)が図示されている。また、図12B及び図13Bでは、スイッチ部材361がz軸の負方向に移動し、ボス363の突出部364がパッキン352の開口部356から引き抜かれ、音響管350における通気が確保された状態(以下、当該状態をOPEN状態とも呼称する。)が図示されている。
 OPEN状態では、音響管350における通気が確保されているため、音響管350は、上記実施形態における音響管150、250と同様の特性を有する。従って、OPEN状態では、ヘッドホン30において、上記実施形態と同様に階段状の音圧感度特性が実現される。
 一方、CLOSE状態では、音響管350における通気が妨げられた状態となる。従って、音響管350が、背面空気室332と内部空間392とを空間的に接続する管として機能せず、ヘッドホン30は、階段状の音圧感度特性とは異なる音響特性を有することとなる。具体的には、音響管350における通気が確保されないことにより、ドライバユニット310の振動板312の動作が抑制され、通気がある場合に比べて、低音域の音圧感度が大幅に下がる。なお、OPEN状態及びCLOSE状態における音響特性の違いについては、下記(5-2.本変形例に係るヘッドホンの音響特性)で詳しく説明する。
 このように、本変形例では、音響特性調整機構360は、音響管350における通気を変化させることにより、ヘッドホン30の音響特性を調整する機能を有する。具体的には、スイッチ部材361のボス363が、パッキン352の開口部356(すなわち、音響管350の開口部356)に挿抜されることにより、音響管350における通気が調整され、ヘッドホン30の音響特性が調整される。また、ボス363の突出部364が、弾性体であるパッキン352に圧入される構成を取ることにより、音響管350における通気が確保された状態(OPEN状態)と通気が行われない状態(CLOSE状態)とを、より確実に切り替えることが可能となる。
 ここで、上述したように、本変形例では、OPEN状態であっても、ボス363の先端が僅かにパッキン352の開口部356内に位置するように、ボス363の長さが調整されている。これは、OPEN状態において、ボス363の先端がパッキン352の開口部356から完全に抜けてしまうと、次にユーザがスイッチ部材361を操作し、ボス363を当該開口部356に挿入しようとする際に、例えばボス363の先端が当該開口部356の縁部等に接触することにより、スムーズな挿入が妨げられる可能性があるからである。スムーズな挿入が行われないと、ユーザの操作性が低下する恐れがある。本変形例では、OPEN状態であってもボス363がパッキン352の開口部356から完全に抜けないように、ボス363の長さが調整されることにより、ボス363の当該開口部356へのスムーズな挿入が可能となり、ユーザの操作性を向上させることができる。
 また、図12A-図15に示すように、パッキン352の開口部356の内壁の長手方向における一部領域には、径方向に向かって突出する突出部355が設けられている。突出部355は、図示するように、好適にパッキン352の開口部356の、スイッチ部材361のボス363が挿入される側の先端に設けられる。これにより、OPEN状態からCLOSE状態へ移行する途中及びCLOSE状態からOPEN状態へ移行する途中で、ボス363の突出部364が、パッキン352の開口部356の突出部355を乗り越えるように移動する、すなわち、ボス363の突出部364と、パッキン352の開口部356の突出部355とが、係合し擦れ合うことになる。
 従って、ユーザがスイッチ部材361を操作する際に、ボス363の突出部364が、パッキン352の開口部356の突出部355を通過した感触が、ユーザに対して与えられる。ユーザは、当該感触に基づいて、OPEN状態からCLOSE状態への移行及びCLOSE状態からOPEN状態への移行を感知することができ、現在の状態がいずれの状態であるのかを把握することができる。
 以上、図11A-図15を参照して、本実施形態の一変形例に係るヘッドホン30の構成について説明した。以上説明したように、本変形例によれば、音響管350の特性を変化させることによりヘッドホン30の音響特性を調整する音響特性調整機構360が設けられる。本変形例によれば、音響特性調整機構360によって、音響管350における通気が確保された状態であるOPEN状態と、音響管350における通気が行われない状態であるCLOSE状態と、を切り替えることにより、ヘッドホン30の音響特性を調整することができる。
 例えば、音響特性調整機構360は、音響管350における通気を調整する機能を有するスイッチ部材361によって構成される。スイッチ部材361は、ボス363が音響管350に挿抜されることにより音響管350における通気が調整されるという、比較的簡易な構成を有する。また、スイッチ部材361は、ユーザによって手動で動かされるものであるため、電源等のスイッチ部材361を駆動するための他の構成も不要である。本変形例では、スイッチ部材361のような比較的簡易な構成によって音響特性調整機構360を構成することにより、インナーイヤー型ヘッドホンのようなハウジングのサイズが比較的小さいヘッドホンであっても、音響特性調整機構360を搭載することが可能となる。
 また、本変形例によれば、ユーザは、スイッチ部材361をスライドさせるという比較的簡易な操作によってヘッドホン30の音響特性を調整することができる。また、ユーザは、スイッチ部材361の位置によって、現在の状態(OPEN状態又はCLOSE状態)を容易に把握することができる。このように、本変形例によれば、ユーザの操作性及び使用性を向上させることができる。
 なお、以上説明したように、図11A-図14に示す例では、リアハウジング330の隔壁の一部が突出して形成される管状部354に、円筒形状のパッキン352の一端が嵌合されることにより、当該管状部354及び当該パッキン352によって音響管350が構成されているが、本変形例はかかる例に限定されない。音響管350としては、例えば、図1に示す音響管150や図6に示す音響管250のような、他の構成が適用されてもよい。
 例えば、管状部354の長さがより長く形成され、管状部354によって音響管350が構成されてもよい。すなわち、パッキン352が設けられなくてもよい。この場合、図1に示す音響管150と同様に、音響管350は、リアハウジング330と一体的に形成されることとなる。ここで、音響管350の開口部356をより確実に塞ぎ、通気が行われない状態にするためには、音響管350及び当該音響管350の開口部356を塞ぐ部材(上記の例ではボス363)のいずれか一方が弾性体によって形成され、一方が他方に対して圧入されることが望ましい。従って、音響管350が図1に示す音響管150と同様の構成を有する場合には、例えば、スイッチ部材361のボス363が弾性体によって形成され、弾性体からなるボス363が音響管350に圧入されることが好ましい。あるいは、スイッチ部材361が、一端が封止され他端が開放された弾性体からなる円筒形状の部材を有し、当該円筒形状の部材の開放端に、音響管350の先端が圧入されることにより、音響管350の開口部356が塞がれてもよい。
 また、音響管350は、図6に示す音響管250と同様に、リアハウジング330の隔壁に形成された突出部を有さない開口部に対して管状の部材が挿通されることにより構成されてもよい。このように、音響管350としては、例えば図1に示す音響管150や、図6に示す音響管250のような、他の構成も適用され得る。
 また、本変形例では、音響特性調整機構360の構成は、上述した例に限定されない。音響特性調整機構360は、多様な構成を取り得る。音響特性調整機構360の他の構成例については、下記(5-3.音響特性調整機構の他の構成例)で詳しく説明する。
 (5-2.本変形例に係るヘッドホンの音響特性)
 図16を参照して、本変形例に係るヘッドホン30の音響特性について説明する。図16は、本変形例に係るヘッドホン30の音圧感度特性を示すグラフ図である。図16では、横軸に周波数を取り、縦軸に音圧感度を取り、図2に示す音響等価回路40と同様の、ヘッドホン30に対応する音響等価回路の解析結果から得られた、当該ヘッドホン30における音圧感度特性をプロットしている。
 図16を参照すると、音圧感度特性を表す2本の曲線が図示されている。図中に実線で示す曲線Jは、OPEN状態、すなわち音響管350の通気が確保されている状態における、本変形例に係るヘッドホン30の音圧感度特性を示す。図中に点線で示す曲線Kは、CLOSE状態、すなわち音響管350における通気が行われていない状態における、本変形例に係るヘッドホン30の音圧感度特性を示す。
 曲線Jに示すように、OPEN状態であるヘッドホン30では、図9に示す曲線Dと同様に、階段状の音圧感度特性(すなわち、低音域における音圧感度が比較的高く、低音域から中音域に掛けて比較的急峻に音圧感度が低下し、中音域における音圧感度の変動が比較的小さい音圧感度特性)が得られている。一方、CLOSE状態であるヘッドホン30の音圧感度特性を示す曲線Kを参照すると、曲線Jに比べて、低音域の音圧感度が大幅に低下していることが分かる。これは、CLOSE状態では、音響管350における通気がほぼ行われないため、背面空気室332内の空気量が制限され、ドライバユニット310の振動板312の動作が抑制されるためであると考えられる。
 以上、図16を参照して、本変形例に係るヘッドホン30の音響特性について説明した。以上説明したように、本変形例に係るヘッドホン30では、音響特性調整機構360を設けることにより、互いに異なる複数の音響特性を、ユーザの嗜好や周囲の状況に応じて、適宜切り替えることができる。具体的には、音響特性調整機構360により、低音域の音圧感度特性を調整することができる。
 従って、例えば、電車内のような、騒音が大きく、低音が聞こえにくい状況では、ヘッドホン30をOPEN状態にすることにより、低音域の音圧感度をより高くし、低音をより強調させることができる。逆に、周囲の騒音がそれ程大きくない場所では、ヘッドホン30をCLOSE状態にすることにより、低音域の音圧感度を低下させ、低音が必要以上に強調されないようにすることができる。
 また、上述したように、ヘッドホン30では、スイッチ部材361をスライドさせるという、比較的簡易な操作によって、OPEN状態とCLOSE状態との切り替えを行うことができる。従って、ユーザは、周囲の状況の変化に応じて、より気軽に、より素早く、上記のような音響特性の調整を行うことができる。
 ここで、曲線Kと曲線Jとを比較すると、中音域及び高音域、特に周波数が1(kHz)以上の周波数帯域では、両者はほぼ同様の音圧感度特性を示していることが分かる。このように、本変形例に係るヘッドホン30では、音響特性調整機構360を用いて音響特性を切り替えたとしても、ヒトの声(例えばボーカル等)に関係する音域である中音域及び高音域における音圧感度特性はほぼ変化しない。中音域や高音域の音圧感度特性が大きく変化してしまうと、ユーザが感じる音質の変化が顕著になり過ぎてしまい、ユーザに違和感を与える可能性がある。しかしながら、本変形例では、上記のように、音響特性調整機構360によって、主に低音域の音圧感度特性のみが調整されるため、ユーザに違和感を与えるような音響特性の変化は生じない。
 ここで、本変形例に係るヘッドホン30は、OPEN状態においては、上記(3.本実施形態に係るヘッドホンの音響特性)で説明したような、音響管350を有することによる利点を当然享受することができる。音響管350を有することによる利点とは、例えば、密閉型のヘッドホンにおいて、低音域と中音域との音圧感度差及び当該音圧感度差を生じさせる周波数帯域が調整可能となるため、音響特性の調整可能範囲が広がり、特に低音域と中音域との音圧感度差の大きいメリハリのある音質を実現できることである。本変形例に係るヘッドホン30は、このような音響管350を有することによる利点を維持しつつ、必要に応じて音響特性をより容易に変更可能とするものである。
 (5-3.音響特性調整機構の他の構成例)
 本変形例に係る音響特性調整機構360は、上記(5-1.本変形例に係るヘッドホンの構成)で説明した構成以外にも、多様な構成を取り得る。ここでは、音響特性調整機構の他の構成例について説明する。
 例えば、上記で説明した音響特性調整機構360は、スイッチ部材361によって構成されており、OPEN状態又はCLOSE状態の2つの状態を切り替えることにより、ヘッドホン30の音響特性を2段階に調整する機能を有しているが、本変形例はかかる例に限定されない。音響特性調整機構360は、多段階又は連続的に、ヘッドホン30の音響特性を調整する機能を有していてもよい。このために、例えば、音響特性調整機構360は、多段階又は連続的に、音響管350の特性を変化させる機能を有する。
 例えば、音響特性調整機構360は、多段階又は連続的に、音響管350における通気量を変化させることにより、多段階又は連続的に、ヘッドホン30の音響特性を調整してもよい。
 例えば、ボス363の外周部に、長手方向における長さが互いに異なる複数の切り欠きが形成されてよい。これにより、ボス363のパッキン352の開口部356への挿入長さに応じて、音響管350における通気に寄与する切り欠きの数が変化する、すなわち、音響管350における通気量が変化することとなり、段階的な音響管350の通気の調整が可能になる。
 また、当該構成に対しては、更に、切り欠きの長さに応じて、ボス363の突出部364及びパッキン352の突出部355のいずれか一方が、長手方向において所定の間隔を有して複数設けられてもよい。これにより、ボス363がパッキン352の開口部356に1度挿入される又はボス363がパッキン352の開口部356から1度引き抜かれる間に、ボス363の突出部364と、パッキン352の突出部355との接触が、複数回行われる。従って、スイッチ部材361の移動方向における位置が、段階的に変化することとなる。この際、スイッチ部材361の移動方向における位置の段階的な変化が、切り欠きの長さの違いによる通気量の段階的な変化に連動している(例えば、スイッチ部材361が1段階移動した状態では1つの切り欠きによって通気が行われ、スイッチ部材361が2段階移動した状態では2つの切り欠きによって通気が行われる等)ため、ユーザは、スイッチ部材361の移動方向における位置によって、音響管350における通気量の段階的な変化を把握することが可能になる。
 また、例えば、ボス363の切り欠きが、テーパ状に(すなわち、長手方向において切り欠き量が徐々に変化するように)形成されてもよい。これにより、ボス363の、パッキン352の開口部356への挿入量に応じて、音響管350における通気量を連続的に調整することが可能になる。
 また、例えば、ボス363の外周部及びパッキン352の開口部356の内壁に、ねじ山が切られており、ボス363は、パッキン352の開口部356に螺合しながら、当該開口部356に挿抜されてもよい。この場合、音響特性調整機構360は、スイッチ部材361のように一方向にスライドする機構を有する部材ではなく、ボス363を、その長手方向を回転軸方向として回転させる機構を有する部材によって構成され得る。ボス363の、パッキン352の開口部356への挿抜が、ねじによって行われることにより、ボス363の、パッキン352の開口部356への挿入量を一定の割合で連続的に変化させることが可能となる。当該ねじの機構とともに、例えば上述したボス363の切り欠きがテーパ状に形成される構成を設けることにより、音響管350における通気量を連続的に変化させることが可能になる。
 ここで、音響特性調整機構360は、音響管350における通気量以外の要素を変化させることにより、当該音響管350の特性を変化させてもよい。上述したように、音響管350は、音響等価回路においてはインダクタンスMbとして機能する。また、当該インダクタンスMbの値は、音響管350の長さ及び内断面積(すなわち内径)に依存している。従って、音響特性調整機構360は、音響管350の長さ及び内径を変化させる機構を有し、当該長さ及び当該内径を変化させることにより音響管350のインダクタンスMbを変化させ、ヘッドホン30の音響特性を調整してもよい。
 図17を参照して、このような、音響管350の長さ及び内径を変化させる機構を有する音響特性調整機構360の一構成例について説明する。図17は、音響管350の長さ及び内径を変化させる機構を有する音響特性調整機構360について説明するための説明図である。
 図17を参照すると、本構成例に係る音響管450は、第1の管451に、第2の管452が内挿されて構成される。他の構成部材の図示は省略しているが、音響管450は、ヘッドホンの背面空気室332と外部とを管を介して空間的に接続しており、図1、図6及び図12A-図14に示す音響管150、250、350と同様の機能を有するものである。
 第1の管451は、ヘッドホンの背面空気室を形成するハウジングの隔壁の一部領域から外部に向かって突出して設けられ得る。第2の管452は、その外径が、第1の管451の内径よりも僅かに小さく形成されており、第1の管451に挿入された状態で、当該挿入方向に移動可能に構成されている。
 第2の管452が、第1の管451に対してより奥まで挿入された場合(第2の管452が図中の下方向に移動した場合)には、音響管450の長さはより短くなり、内径はより小さくなると言える。逆に、第2の管452が、第1の管451から引き抜かれるように移動した場合(第2の管452が図中の上方向に移動した場合)には、音響管450の長さはより長くなり、内径はより大きくなると言える。
 このように、本構成例では、第2の管452をその挿入方向に移動させることにより、音響管450の長さ及び内径を変化させることができ、音響管450が設けられるヘッドホンの音響特性を調整することが可能となる。本構成例では、音響管450自体に音響特性調整機構が一体的に設けられていると言える。
 なお、図17に示す構成例において、音響管450は、第1の管451に対して第2の管452が外挿されて構成されてもよい。この場合、第2の管452は、その内径が、第1の管451の外径よりも僅かに大きく形成されており、第1の管451が第2の管452に挿入された状態で、外側の第2の管452が、当該挿入方向に移動可能であり得る。当該構成であっても、図17に示す音響管450と同様に、第2の管452をその挿通方向に移動させることにより、音響管450の長さ及び内径を変化させることができる。
 以上、音響特性調整機構360の他の構成例について説明した。ただし、上述した構成例は、あくまで、音響特性調整機構360が取り得るいくつかの構成を例示したものであり、音響特性調整機構360の構成は、以上説明した構成例に限定されない。音響特性調整機構360は、音響管350の特性を変化させるものであればよく、その具体的な構成は任意であってよい。
 (6.補足)
 以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
 また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的又は例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。
 例えば、上記では、本実施形態に係るヘッドホンがカナル型イヤホンである場合を例に挙げて説明を行ったが、本技術はかかる例に限定されない。本実施形態に係るヘッドホンは、他の形式のヘッドホンであってもよい。例えば、本実施形態に係るヘッドホンは、密閉型の前面空気室を有する、いわゆるオーバーヘッド型ヘッドホンであってもよい。ここで、オーバーヘッド型ヘッドホンとは、本実施形態に係る音響管が設けられたドライバユニットを収容するハウジングを1対備え、当該1対のハウジングはアーチ状に湾曲された支持部材によって互いに連結され、ハウジングに設けられる音声を外部に向かって出力する開口部がユーザの耳と対向するように、当該支持部材によってユーザの頭部に装着されるヘッドホンのことである。本実施形態に係るヘッドホンがオーバーヘッド型ヘッドホンである場合には、カナル型イヤホンに比べてハウジング及びドライバユニットは大型化することが想定される。その場合、ハウジング及びドライバユニットの特性の変化に応じて、音響等価回路における各要素の値を適宜変更することにより、以上説明した方法と同様の方法によって音響管の形状を設計でき、音響特性を向上させることができる。
 また、上記では、本実施形態に係る音響管には、通気抵抗体等の抵抗成分となり得る部材が設けられていないが、本技術はかかる例に限定されない。本実施形態に係る音響管には、管内の空気の流動に対して抵抗成分として作用する通気抵抗体が設けられてもよい。音響管に通気抵抗体を設けられることにより、図2に示す音響等価回路において抵抗成分が更に付与されることとなり、ヘッドホンの音響特性が変化し得る。本実施形態では、音響管に通気抵抗体を設け、通気抵抗体の材質や形状を適宜設定することにより、ヘッドホンの音響特性が更に調整されてもよい。
 また、本実施形態に係るヘッドホンのハウジングの内部には、例えば図6及び図12A-図13Bに示す構成以外にも、当該ヘッドホンの用途に応じて、他の構成部材が適宜備えられてもよい。例えば、上記では、ヘッドホンがドライバユニットを1つだけ備える場合について説明したが、本実施形態はかかる例に限定されない。例えば、本実施形態に係るヘッドホンは、ハウジング内に複数のドライバユニットが搭載された、いわゆるマルチウェイ方式のヘッドホンであってよい。本実施形態では、このようにハウジング内に備えられる構成部材が変化した場合であっても、当該変化に応じて音響等価回路における各要素またはその値を適宜変更することにより、以上説明した方法と同様の方法によって音響管の形状を設計することが可能である。
 なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
(1)振動板を有するドライバユニットと、前記ドライバユニットを収容し、前記ドライバユニットの前記振動板が設けられる前面側に音声出力用の開口部以外が外部と空間的に遮断された密閉型の前面空気室を形成するとともに、前記前面側の逆側である背面側に所定の容量を有する背面空気室を形成するハウジングと、前記背面空気室を構成する前記ハウジングの隔壁の一部領域に設けられ、前記背面空気室と前記ハウジングの外部とを管を介して空間的に接続する音響管と、を備える、ヘッドホン。
(2)前記ヘッドホンの音響等価回路において、少なくとも前記背面空気室の容量成分に対応する音響容量と、前記音響管のインダクタンス成分に対応する音響インダクタンスと、によって、所定の共振周波数において反共振を生じさせる並列共振回路が形成される、前記(1)に記載のヘッドホン。
(3)前記音響容量は、前記ドライバユニットのフレームと前記振動板との間に形成されるドライバユニット背面空気室の容量成分を更に含む、前記(2)に記載のヘッドホン。
(4)前記共振周波数は、前記音響インダクタンスの値及び前記音響容量の値に少なくとも基づいて決定される、前記(2)又は(3)に記載のヘッドホン。
(5)前記ドライバユニットのフレームには、当該フレームと前記振動板との間に形成されるドライバユニット背面空気室と、前記背面空気室と、を空間的に接続する通気孔が設けられ、前記通気孔には、前記ヘッドホンの音響等価回路において抵抗として振る舞う通気抵抗体が設けられ、所定の周波数帯域における前記ヘッドホンの音圧感度は、前記音響等価回路における前記通気抵抗体の抵抗成分に対応する音響抵抗の値に少なくとも基づいて決定される、前記(1)~(4)のいずれか1項に記載のヘッドホン。
(6)所定の周波数帯域における前記ヘッドホンの音圧感度は、少なくとも前記背面空気室の容量成分に対応する音響容量の値と、前記音響等価回路における前記音響管のインダクタンス成分に対応する音響管インダクタンスの値と、前記音響抵抗の値と、に少なくとも基づいて決定される、前記(5)に記載のヘッドホン。
(7)前記背面空気室は、前記音響管における通気以外が外部と空間的に遮断される、前記(1)~(6)のいずれか1項に記載のヘッドホン。
(8)前記音響インダクタンスの値は、前記音響管の長さ及び内断面積に応じて決定され、前記音響管の長さ及び内断面積は、前記共振周波数が350(Hz)~650(Hz)の間の値になるように設定される、前記(4)に記載のヘッドホン。
(9)前記音響管において、前記長さの前記内断面積に対する比率は、13(1/mm)~45(1/mm)である、前記(8)に記載のヘッドホン。
(10)前記ハウジングと前記音響管とは一体的に形成される、前記(1)~(9)のいずれか1項に記載のヘッドホン。
(11)前記ハウジングの前記背面空気室を構成する隔壁の一部領域には、前記背面空気室と前記ハウジングの外部とを空間的に接続する開口部が設けられ、前記音響管は、管状の部材が当該開口部に接続されることにより構成される、前記(1)~(9)のいずれか1項に記載のヘッドホン。
(12)前記ドライバユニットはダイナミック型ドライバユニットである、前記(1)~(11)のいずれか1項に記載のヘッドホン。
(13)前記ハウジングの前記前面空気室を構成する領域の一部位には、外部に向かって突出する管状の部位である音導管が形成され、前記音声出力用の開口部は、前記音導管の先端部に設けられ、前記ヘッドホンは、前記音導管の先端部分がユーザの外耳道に挿入されるカナル型イヤホンである、前記(1)~(12)のいずれか1項に記載のヘッドホン。
(14)前記ヘッドホンは、前記ドライバユニットを収容する前記ハウジングを1対備え、1対の前記ハウジングはアーチ状に湾曲された支持部材によって互いに連結され、前記ヘッドホンは、前記ハウジングの前記音声出力用の開口部がユーザの耳と対向するように、前記支持部材によってユーザの頭部に装着される、オーバーヘッド型ヘッドホンである、前記(1)~(12)のいずれか1項に記載のヘッドホン。
(15)前記音響管の特性を変化させることにより前記ヘッドホンの音響特性を調整する音響特性調整機構、を更に備える、前記(1)~(14)のいずれか1項に記載のヘッドホン。
(16)前記音響特性調整機構は、前記音響管における通気を変化させることにより、前記ヘッドホンの音響特性を調整する、前記(15)に記載のヘッドホン。
(17)前記音響特性調整機構は、前記音響管に挿抜されるボスを有するスイッチ部材によって構成され、前記スイッチ部材の平行移動により、前記ボスが前記音響管に挿抜され、前記音響管における通気が調整される、前記(16)に記載のヘッドホン。
(18)前記音響管の、少なくとも一部領域は、弾性体によって形成され、前記ボスが、前記音響管の前記弾性体からなる領域に圧入されることにより、前記音響管における通気が妨げられる、前記(17)に記載のヘッドホン。
(19)前記ボスの長手方向における一部領域には、径方向に突出する第1の突出部が形成され、前記音響管の内壁の長手方向における一部領域には、径方向に突出する第2の突出部が形成され、前記ボスが前記音響管に挿抜される際には、前記第1の突出部と前記第2の突出部とが係合し擦れ合う、前記(17)又は(18)に記載のヘッドホン。
(20)振動板を有するドライバユニットをハウジング内に収容し、前記ハウジングと前記ドライバユニットの前記振動板が設けられる前面側との間に音声出力用の開口部以外が外部と空間的に遮断された密閉型の前面空気室を形成するとともに、前記前面側の逆側である背面側に所定の容量を有する背面空気室を形成することと、前記背面空気室を構成する前記ハウジングの隔壁の一部領域に設けられ、前記背面空気室と前記ハウジングの外部とを管を介して空間的に接続する音響管を設けることと、を含む、音響特性調整方法。
 10、20、30  ヘッドホン
 40  音響等価回路
 110、210、310  ドライバユニット
 116、216、316  通気孔
 117、217、317  通気抵抗体
 118、218、318  ドライバユニット背面空気室
 120、220、320  フロントハウジング
 125、225、325  前面空気室
 130、230、330  リアハウジング
 132、232、332  背面空気室
 140、240、340  ハウジング
 150、250、350  音響管
 360  音響特性調整機構
 

Claims (20)

  1.  振動板を有するドライバユニットと、
     前記ドライバユニットを収容し、前記ドライバユニットの前記振動板が設けられる前面側に音声出力用の開口部以外が外部と空間的に遮断された密閉型の前面空気室を形成するとともに、前記前面側の逆側である背面側に所定の容量を有する背面空気室を形成するハウジングと、
     前記背面空気室を構成する前記ハウジングの隔壁の一部領域に設けられ、前記背面空気室と前記ハウジングの外部とを管を介して空間的に接続する音響管と、
     を備える、ヘッドホン。
  2.  前記ヘッドホンの音響等価回路において、少なくとも前記背面空気室の容量成分に対応する音響容量と、前記音響管のインダクタンス成分に対応する音響インダクタンスと、によって、所定の共振周波数において反共振を生じさせる並列共振回路が形成される、
     請求項1に記載のヘッドホン。
  3.  前記音響容量は、前記ドライバユニットのフレームと前記振動板との間に形成されるドライバユニット背面空気室の容量成分を更に含む、
     請求項2に記載のヘッドホン。
  4.  前記共振周波数は、前記音響インダクタンスの値及び前記音響容量の値に少なくとも基づいて決定される、
     請求項2に記載のヘッドホン。
  5.  前記ドライバユニットのフレームには、当該フレームと前記振動板との間に形成されるドライバユニット背面空気室と、前記背面空気室と、を空間的に接続する通気孔が設けられ、
     前記通気孔には、前記ヘッドホンの音響等価回路において抵抗として振る舞う通気抵抗体が設けられ、
     所定の周波数帯域における前記ヘッドホンの音圧感度は、前記音響等価回路における前記通気抵抗体の抵抗成分に対応する音響抵抗の値に少なくとも基づいて決定される、
     請求項1に記載のヘッドホン。
  6.  所定の周波数帯域における前記ヘッドホンの音圧感度は、少なくとも前記背面空気室の容量成分に対応する音響容量の値と、前記音響等価回路における前記音響管のインダクタンス成分に対応する音響管インダクタンスの値と、前記音響抵抗の値と、に少なくとも基づいて決定される、
     請求項5に記載のヘッドホン。
  7.  前記背面空気室は、前記音響管における通気以外が外部と空間的に遮断される、
     請求項1に記載のヘッドホン。
  8.  前記音響インダクタンスの値は、前記音響管の長さ及び内断面積に応じて決定され、
     前記音響管の長さ及び内断面積は、前記共振周波数が350(Hz)~650(Hz)の間の値になるように設定される、
     請求項4に記載のヘッドホン。
  9.  前記音響管において、前記長さの前記内断面積に対する比率は、13(1/mm)~45(1/mm)である、
     請求項8に記載のヘッドホン。
  10.  前記ハウジングと前記音響管とは一体的に形成される、
     請求項1に記載のヘッドホン。
  11.  前記ハウジングの前記背面空気室を構成する隔壁の一部領域には、前記背面空気室と前記ハウジングの外部とを空間的に接続する開口部が設けられ、
     前記音響管は、管状の部材が当該開口部に接続されることにより構成される、
     請求項1に記載のヘッドホン。
  12.  前記ドライバユニットはダイナミック型ドライバユニットである、
     請求項1に記載のヘッドホン。
  13.  前記ハウジングの前記前面空気室を構成する領域の一部位には、外部に向かって突出する管状の部位である音導管が形成され、
     前記音声出力用の開口部は、前記音導管の先端部に設けられ、
     前記ヘッドホンは、前記音導管の先端部分がユーザの外耳道に挿入されるカナル型イヤホンである、
     請求項1に記載のヘッドホン。
  14.  前記ヘッドホンは、前記ドライバユニットを収容する前記ハウジングを1対備え、
     1対の前記ハウジングはアーチ状に湾曲された支持部材によって互いに連結され、
     前記ヘッドホンは、前記ハウジングの前記音声出力用の開口部がユーザの耳と対向するように、前記支持部材によってユーザの頭部に装着される、オーバーヘッド型ヘッドホンである、
     請求項1に記載のヘッドホン。
  15.  前記音響管の特性を変化させることにより前記ヘッドホンの音響特性を調整する音響特性調整機構、を更に備える、
     請求項1に記載のヘッドホン。
  16.  前記音響特性調整機構は、前記音響管における通気を変化させることにより、前記ヘッドホンの音響特性を調整する、
     請求項15に記載のヘッドホン。
  17.  前記音響特性調整機構は、前記音響管に挿抜されるボスを有するスイッチ部材によって構成され、
     前記スイッチ部材の平行移動により、前記ボスが前記音響管に挿抜され、前記音響管における通気が調整される、
     請求項16に記載のヘッドホン。
  18.  前記音響管の、少なくとも一部領域は、弾性体によって形成され、
     前記ボスが、前記音響管の前記弾性体からなる領域に圧入されることにより、前記音響管における通気が妨げられる、
     請求項17に記載のヘッドホン。
  19.  前記ボスの長手方向における一部領域には、径方向に突出する第1の突出部が形成され、
     前記音響管の内壁の長手方向における一部領域には、径方向に突出する第2の突出部が形成され、
     前記ボスが前記音響管に挿抜される際には、前記第1の突出部と前記第2の突出部とが係合し擦れ合う、
     請求項17に記載のヘッドホン。
  20.  振動板を有するドライバユニットをハウジング内に収容し、前記ハウジングと前記ドライバユニットの前記振動板が設けられる前面側との間に音声出力用の開口部以外が外部と空間的に遮断された密閉型の前面空気室を形成するとともに、前記前面側の逆側である背面側に所定の容量を有する背面空気室を形成することと、
     前記背面空気室を構成する前記ハウジングの隔壁の一部領域に設けられ、前記背面空気室と前記ハウジングの外部とを管を介して空間的に接続する音響管を設けることと、
     を含む、音響特性調整方法。
     
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