WO2021182009A1

WO2021182009A1 - ヘッドホン及びスピーカ

Info

Publication number: WO2021182009A1
Application number: PCT/JP2021/005220
Authority: WO
Inventors: 優土橋; 本地　由和; 野呂　正夫
Original assignee: ヤマハ株式会社
Priority date: 2020-03-11
Filing date: 2021-02-12
Publication date: 2021-09-16
Also published as: US20230007383A1; JP2021145204A

Abstract

音響特性の柔軟な調整を目的とする。ヘッドホン（１００）は、ハウジング（１０）と、ハウジング（１０）に設けられる第１ドライバーユニット（１２）と、ハウジング（１０）の内部空間を、第１ドライバーユニット（１２）を含む第１空間（３０）と第２空間（３２）に分割する隔壁（２４）と、隔壁（２４）に設けられる第２ドライバーユニット（３６）と、第２ドライバーユニット（３６）によって第１空間（３０）の体積を変えることが可能になるように、第１ドライバーユニット（１２）に入力される第１信号（Ｓ１）に基づいて、第２ドライバーユニット（３６）に入力するための第２信号（Ｓ２）を生成する音響調整回路（４２）と、を有する。

Description

ヘッドホン及びスピーカ

　本発明は、ヘッドホン及びスピーカに関する。

　ヘッドホンは、電気信号をドライバーユニットの振動板の振動に変換し、振動板により空気を振動させることにより、電気信号を音に変換するものである。ここで、ヘッドホンのハウジング内に閉じ込められた空気は、振動板に対して空気バネの作用をするので、音響特性に影響を及ぼす。この音響特性は、音響管を利用することで調整可能である（特許文献１及び２）。

国際公開第２０１５／０７６００６号特開２０１９－１０３０１２号公報

　従来の方法では、音響特性の調整範囲が狭いので、柔軟なチューニングをすることができなかった。

　ここでは、音響特性の柔軟な調整が目的である。

　ヘッドホン又はスピーカは、ハウジングと、前記ハウジングに設けられる第１ドライバーユニットと、前記ハウジングの内部空間を、前記第１ドライバーユニットを含む第１空間と第２空間に分割する隔壁と、前記隔壁に設けられる第２ドライバーユニットと、前記第２ドライバーユニットによって前記第１空間の体積を変えることが可能になるように、前記第１ドライバーユニットに入力される第１信号に基づいて、前記第２ドライバーユニットに入力するための第２信号を生成する音響調整回路と、を有する。

　これによれば、第１空間の体積を変えることで、音響特性の柔軟な調整が可能になる。

ヘッドホンの全体図である。ハウジングの平面図である。図２に示すハウジングのIII－III線断面の斜視図である。音響調整回路の回路図である。変形例１に係る音響調整回路の回路図である。変形例２に係る音響調整回路の回路図である。変形例３に係る音響調整回路の回路図である。変形例４に係る音響調整回路の回路図である。変形例５に係る音響調整回路の回路図である。変形例６に係る音響調整回路の回路図である。第２の実施形態に係るスピーカを示す平面図である。

　以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。但し、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲において様々な態様で実施することができ、以下に例示する実施形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。

［第１の実施形態］
　図１は、ヘッドホンの全体図である。ヘッドホン１００は、図示しない音響機器（音楽プレーヤ、音響ミキサ又はスマートフォンなど）と有線又は無線で接続される。ヘッドホン１００は、ヘッドバンド１０２と、一対のハウジング１０を有する。ヘッドホン１００は、ノイズキャンセリング機能を備えていてもよい。なお、イヤホンは、ヘッドホン１００の一種であるものとする。

　図２は、ハウジング１０の平面図である。図３は、図２に示すハウジング１０のIII－III線断面の斜視図である。ハウジング１０には、第１ドライバーユニット１２が取り付けられている。第１ドライバーユニット１２は、音楽などの原音の電気信号から音を再生するようになっている。ダイナミック型であれば、電気信号に基づいてコイルに電流を流し、磁力で第１振動板２０（ダイアフラム）を振動させることで音が再生される。

　ハウジング１０は、ユーザの耳に対向するように配置される出力面１６に、第１開口１８を有する。第１ドライバーユニット１２の第１振動板２０が、第１開口１８を塞ぐように、出力面１６に取り付けられている。出力面１６には、第１開口１８及び第１ドライバーユニット１２を囲んで、イヤカップ２２が取り付けられている。なお、ハウジング１０は、第１開口１８以外に、音響特性を調整するための孔（ポート）を有していてもよい。

　ハウジング１０には、隔壁２４が取り付けられている。例えば、隔壁２４は、出力面１６の裏面に取り付けられて、第１ドライバーユニット１２を囲む側壁部２６と、側壁部２６に囲まれた空間を塞ぐリッド部２８を含む。隔壁２４は、第１ドライバーユニット１２を覆うようになっている。隔壁２４によって、ハウジング１０の内部空間が、第１ドライバーユニット１２がある第１空間３０と第２空間３２に分割される。第１ドライバーユニット１２は、第１空間３０と外部空間に面している。

　隔壁２４（ハウジング１０）は、第２開口３４を有する。第２ドライバーユニット３６の第２振動板３８が、第２開口３４を塞ぐように、隔壁２４に取り付けられている。第２ドライバーユニット３６は、第１空間３０と第２空間３２の双方に面している。第２ドライバーユニット３６は、第１ドライバーユニット１２と同じ構造（例えばダイナミック型）であってもよいし、異なる構造であってもよい。また、第２ドライバーユニット３６は、第１ドライバーユニット１２よりも小さくてもよいし、同じ大きさでもよい。なお、複数の第２ドライバーユニット３６が複数の第２開口３４をそれぞれ塞ぐようになっていてもよい。

　第１空間３０は、第１開口１８及び第２開口３４がそれぞれ第１振動板２０及び第２振動板３８で塞がれているので、閉空間になっている。ハウジング１０（隔壁２４）には閉空間が構成される。第１空間３０と第２空間３２の間に第２振動板３８がある。

　第１振動板２０の背面に第１空間があるため、第１空間の空気圧が第１振動板２０の振動に影響するため、第１ドライバーユニット１２の音質が決まる。一方で、第２振動板３８の前面に第１空間があるため、第２振動板３８の振動により第１空間の体積（容積）が増減し、第１空間の空気圧が変化する。ハウジング１０（例えば隔壁２４とハウジング１０の間）には、電装盤４０が配置されている。

　図４は、音響調整回路の回路図である。第２ドライバーユニット３６の駆動のための音響調整回路４２は、電装盤４０に含まれる。第１ドライバーユニット１２には第１信号Ｓ１が入力されるようになっている。音響調整回路４２は、第１信号Ｓ１に基づいて、第２信号Ｓ２を生成する。第２信号Ｓ２は、第２ドライバーユニット３６に入力される。

　例えば、音響調整回路４２は、任意に設定可能な第１帯域において信号Ｓ１とは逆位相になるように、第２信号Ｓ２を生成する。第１帯域は、音圧レベルを下げる制御を行う周波数帯域であり、一部の周波数帯域としても、全ての周波数帯域としてもよい。第２信号Ｓ２を第１帯域において第１信号Ｓ１と逆位相にすることで、第１振動板２０及び第２振動板３８は、対向方向又は反対方向に振動するので、閉空間（第１空間３０）の体積変化が大きくなるため、空気バネの影響が大きくなる。つまり、第１帯域において、第１ドライバーユニット１２の音圧レベルを下げることができる。こうして、音響特性の柔軟な調整が可能になる。

［変形例］
　図５は、変形例１に係る音響調整回路の回路図である。音響調整回路４２Ａは、任意に設定可能な第２帯域において第１信号Ｓ１と同相になるように、第２信号Ｓ２を生成する。第２帯域は、音圧レベルを上げる制御を行う周波数帯域であり、一部の周波数帯域としても、全ての周波数帯域としてもよい。第２信号Ｓ２を第２帯域において第１信号Ｓ１と同相にすることで、第１振動板２０及び第２振動板３８は、同じ方向に振動するので、閉空間（第１空間３０）の体積変化が小さくなるため、空気バネの影響が小さくなる。つまり、第２帯域において、第１ドライバーユニット１２の音圧レベルを上げることができる。

　図６は、変形例２に係る音響調整回路の回路図である。音響調整回路４２Ｂは、ローパスフィルタを含む。第１信号Ｓ１の部分的な周波数帯域から、第２信号Ｓ２を生成する。これによれば、カットオフ周波数以下において、音響特性の調整を行うことができる。

　図７は、変形例３に係る音響調整回路の回路図である。音響調整回路４２Ｃは、ハイパスフィルタを含む。第１信号Ｓ１の部分的な周波数帯域から、第２信号Ｓ２を生成する。これによれば、カットオフ周波数以上において、音響特性の調整を行うことができる。

　図８は、変形例４に係る音響調整回路の回路図である。音響調整回路４２Ｄは、少なくとも１つのバンドパスフィルタを含む。第１信号Ｓ１の部分的な周波数帯域から、第２信号Ｓ２を生成する。これによれば、バンドパス帯域において、音響特性の調整を行うことができる。

　図９は、変形例５に係る音響調整回路の回路図である。音響調整回路４２Ｅは、少なくとも１つのバンドエリミネーションフィルタ（例えばノッチフィルタ）を含む。第１信号Ｓ１の部分的な周波数帯域から、第２信号Ｓ２を生成する。これによれば、バンドパス帯域において、音響特性の調整を行うことができる。

　図１０は、変形例６に係る音響調整回路の回路図である。音響調整回路４２Ｆは、複数のバンドパスフィルタを含む。第１信号Ｓ１の複数の部分的な周波数帯域から、第２信号Ｓ２を生成する。これによれば、複数のバンドパス帯域において、音響特性の調整を行うことができる。複数のバンドパス帯域は、第２ドライバーユニット３６の構造共振の周波数を含んでもよい。

［第２の実施形態］
　図１１は、第２の実施形態に係るスピーカを示す平面図である。スピーカ２００は、第１振動板２２０を有する第１ドライバーユニット２１２を有する。さらに、スピーカ２００は、第２ドライバーユニット、ハウジング及び音響調整回路を有し、これらは第１の実施形態で説明した内容が該当する。

　本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、実施形態で説明した構成は、実質的に同一の構成、同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成で置き換えることができる。

Claims

　ハウジングと、
　前記ハウジングに設けられる第１ドライバーユニットと、
　前記ハウジングの内部空間を、前記第１ドライバーユニットを含む第１空間と第２空間に分割する隔壁と、
　前記隔壁に設けられる第２ドライバーユニットと、
　前記第１ドライバーユニットに入力される第１信号に基づいて、前記第２ドライバーユニットに入力するための第２信号を生成する音響調整回路と、
　を有するヘッドホン。
　請求項１に記載されたヘッドホンにおいて、
　前記音響調整回路は、第１帯域において前記第１信号とは逆位相になるように、前記第２信号を生成するヘッドホン。
　請求項１に記載されたヘッドホンにおいて、
　前記音響調整回路は、第２帯域において前記第１信号と同相になるように、前記第２信号を生成するヘッドホン。
　請求項１から３のいずれか１項に記載されたヘッドホンにおいて、
　前記音響調整回路は、ローパスフィルタを含むヘッドホン。
　請求項１から３のいずれか１項に記載されたヘッドホンにおいて、
　前記音響調整回路は、ハイパスフィルタを含むヘッドホン。
　請求項１から３のいずれか１項に記載されたヘッドホンにおいて、
　前記音響調整回路は、少なくとも１つのバンドパスフィルタを含むヘッドホン。
　請求項１から３のいずれか１項に記載されたヘッドホンにおいて、
　前記音響調整回路は、少なくとも１つのバンドエリミネーションフィルタを含むヘッドホン。
　ハウジングと、前記ハウジングに設けられる第１ドライバーユニットと、
　前記ハウジングの内部空間を、前記第１ドライバーユニットを含む第１空間と第２空間に分割する隔壁と、
　前記隔壁に設けられる第２ドライバーユニットと、
　前記第１ドライバーユニットに入力される第１信号に基づいて、前記第２ドライバーユニットに入力するための第２信号を生成する音響調整回路と、
　を有するスピーカ。