WO2021241641A1 - ヘッドセット - Google Patents

Abstract

本発明のヘッドセットは、使用者の耳に装着されるハウジング１と、ハウジング１の一部分であって、ハウジング１の外耳道側の部分に設けられた筒状の外耳道挿入部１０を有する。ハウジング１の内部には、信号出力用のドライバ４が設けられる。ドライバ４の信号出力面よりも後方に設けられ、ドライバ４の前方の応答信号を取得するマイクロホン５を有する。

Description

ヘッドセット

　本発明は、ヘッドセットに関するものである。

　従来から、電気信号を音響信号に変換する電気音響変換器として、イヤホンやヘッドホンが開発されている。イヤホンとは、主として耳介や外耳道内に装着して使用するものをいい、ヘッドホンとは、イヤホンと頭部に掛けるバンドを組み合わせたものをいう。また、イヤホンやヘッドホンに使用者の音声を収音するマイクロホンを組み込んだ機器はヘッドセットと呼ばれている。このようにヘッドセットには、イヤホンとヘッドホンが含まれる。ヘッドセットの一つに、その内部に音響信号の発生源であるドライバを設けるとともに、ドライバの鼓膜側に外耳道挿入部を設けたものが知られている。

　しかし、従来のこの種のヘッドセットを装着すると外耳道の入口が一定程度塞がれるため、外耳道内における音響特性に変化が生じる。すなわち、耳に何も装着していない状態では、外耳道は鼓膜側のみが閉鎖されており、開管共振の気柱共鳴により音が伝わる。他方、この種のヘッドセットを耳に装着すると、外耳道は鼓膜側だけでなく外耳道入口側も閉鎖されるため、閉管共振の気柱共鳴へと変化する。そのため、ヘッドセットの装着により鼓膜位置での音響特性が変化するといった問題がある。

　このようなヘッドセットの装着により生じる外耳道内の音響特性の変化には、ヘッドセット内のドライバからの出力特性を制御することによって、外耳道内の音響特性を補正することにより対応する技術がある。その場合、ドライバによってより正確に音響特性の補正を行うためには、一般にフィードバックマイクロホンと呼ばれるマイクロホンをヘッドセットに組み込み、ヘッドセットを耳に装着した状態で、フィードバックマイクロホンによって外耳道内の音を収集し、その収音情報に基づいてドライバのフィードバック制御を行う必要がある。

　近年、特許文献１や特許文献２に示すように、外部環境の騒音を低減するために、騒音の位相と逆の位相を持つ音を生成して、鼓膜付近での騒音を打ち消すノイズキャンセリングの技術が提案されている。ノイズキャンセリングにおいても、前記のようなフィードバックマイクロホンからの収音情報に基づいて、ドライバの出力制御が実施される。

　最近では、特許文献３に示すように、生体認識として外耳道の音響特性を特徴付けることにより個人の同一性を確認する方法が開示されている。この種の技術を適用した場合においても、ドライバとその音響信号を収集するマイクロホンが使用される。

米国特許第１００２１４７８号明細書 特許第４７３４４４１号公報 特表２００９－５０９５７５号公報

　特許文献１に開示された技術では、ドライバと鼓膜との間にマイクロホンが配置されているため、ドライバからの音響出力がマイクロホンによって妨害されてしまい、所望の音響特性が得られない。

　特許文献２には、マイクロホンを外耳道の外側へ配置し、イヤピースの鼓膜側端部からマイクロホンまで音導管を配置することにより、外耳道内の音を収音する技術が開示されている。特許文献２の技術によれば、スピーカにより出力された音声がマイクロホンによって妨害されることはなく、必要とされる信号のみを得ることができる。しかし、特許文献２に用いられる音響管は、音響特性に影響しないように非常に細く設計する必要があり、組立上、音響管の取り付けが複雑になり、生産性が悪い上に、コストが高くなってしまう。また、特許文献２のように、マイクロホンを外耳道の外に配置した場合、ヘッドセットの小型化が難しい。

　本発明は、前記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたものである。本発明の目的は、マイクロホンがドライバの出力信号の妨げとなることがなく、ドライバからの出力信号に基づく応答信号をマイクロホンによって的確に取得できるヘッドセットを提供することにある。

　本発明のヘッドセットは、次のような構成を有する。
（１）使用者の耳に装着されるハウジング。
（２）前記ハウジングの一部分であって、前記ハウジングの外耳道側の部分に設けられた筒状の外耳道挿入部。
（３）前記ハウジング内部に設けられた信号出力用のドライバ。
（４）前記ドライバの信号出力面よりも後方に設けられ、ドライバ前方の応答信号を取得するマイクロホン。

　本発明において、次のような構成を採用することができる。
（１）前記ドライバは、前記外耳道挿入部内に配置されている。
（２）前記マイクロホンは、前記ハウジング内における前記ドライバの後方に設けられている。
（３）前記マイクロホンは前記外耳道挿入部内に配置されている。
（４）前記ドライバ及び前記マイクロホンは、前記ハウジング内における前記外耳道挿入部よりも後方に設けられている。
（５）前記ハウジング内に、前記ドライバ前方から前記ドライバを回避して前記マイクロホンに達する音道が設けられている。
（６）前記音道は、前記ハウジングの内面に形成した音道溝と、前記ドライバの外面とで形成されている。
（７）前記音道は、前記ドライバの外面に形成した音道溝と、前記ハウジングの内面とで形成されている。
（８）前記音道は、前記ハウジングの内面に形成した音道溝と、前記ドライバの外面に形成した音道溝とで形成されている。
（９）前記音道溝は、前記ハウジングの内面に、及び又は、前記ドライバの外面に、螺旋状に設けられている。
（１０）前記音道溝は、前記ハウジングの内面に、又は、前記ドライバの外面に、複数本設けられている。
（１１）前記音道溝は、前記外耳道挿入部の外耳道側の前方部分において、前記ドライバの中心軸から外周方向に向かって伸びる導入部を備える。
（１２）前記音道の屈曲部分の内壁面は、曲面で形成されている。
（１３）前記音道は、前記マイクロホンに対して複数設けられている。
（１４）前記マイクロホンが複数設けられ、前記各マイクロホンに達する前記音道が設けられている。
（１５）前記ハウジング内に、共鳴空間となる音道が設けられている。

　本発明によれば、マイクロホンがドライバの出力信号の妨げとなることがなく、ドライバからの出力信号に基づく応答信号をマイクロホンによって的確に取得できるヘッドセットを提供することができる。

第１実施形態の全体構成を示す断面図である。 第１実施形態におけるドライバ、マイクロホン及びフロントハウジング部分の分解斜視図である。 第１実施形態における外耳道挿入部の拡大斜視図である。 第２実施形態における全体構成を示す断面図である。 第３実施形態におけるドライバ、マイクロホン、マイクロホンブロック及び外耳道挿入部の分解斜視図である。 第３実施形態におけるドライバ、マイクロホン、マイクロホンブロック及び外耳道挿入部の縦断面図である。 第３実施形態におけるマイクロホン、マイクロホンブロック及び外耳道挿入部の縦断面図である。 第３実施形態における外耳道挿入部の前方斜視図である。 第４実施形態におけるドライバ、マイクロホン、マイクロホンブロック及び外耳道挿入部の分解斜視図である。 第４実施形態におけるドライバ、マイクロホン、マイクロホンブロック及び外耳道挿入部の縦断面図である。 第４実施形態におけるマイクロホン、マイクロホンブロック及び外耳道挿入部の縦断面図である。 第４実施形態における外耳道挿入部の横断面図である。 第４実施形態における外耳道挿入部の前方斜視図である。 第５実施形態におけるドライバ、マイクロホン、マイクロホンブロック及び外耳道挿入部の分解斜視図である。 第５実施形態におけるドライバ、マイクロホン、マイクロホンブロック及び外耳道挿入部の縦断面図である。 第５実施形態におけるマイクロホン、マイクロホンブロック及び外耳道挿入部の縦断面図である。 第５実施形態における外耳道挿入部の前方斜視図である。 第５実施形態の変形例のマイクロホンを２つ設けた場合の縦断面図である。 第１実施形態の変形例の全体構成を示す断面図である。

　以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。本明細書では請求項も含めて、外耳道の鼓膜側を前方、外耳道の入口側又は耳介側を後方という。

［１．第１実施形態］
［１－１．構成］
　図１に示すように、本実施形態のヘッドセットは、内部に各種の機能部品を収容したハウジング１を有する。ハウジング１は、メインハウジング１ａとフロントハウジング１ｂが嵌合して形成される。

　メインハウジング１ａは、全体として円筒形をした中空状の部材であり、後方の開口部はカバー２によって塞がれている。メインハウジング１ａの内部には、その開口部に対向してプリント配線基板３が配置される。プリント配線基板３は、ヘッドセットの制御に必要な電子部品を実装した基板である。例えば、ヘッドセットの使用目的や状況に応じて、後述するドライバ４からの出力信号などの出力制御、マイクロホン５の感度、入力周波数帯域などの調整、ノイズキャンセルにおけるキャンセル周波数帯域やレベル、ヘッドセットにより個人を識別する生体認証を行う場合の各種制御などを行う。

　プリント配線基板３の前方には、電池６が電池クッション７及び電池キャップ８を介して配置される。

　図１に示すように、メインハウジング１ａの外周には、ハウジングラバー９が設けられる。ハウジングラバー９は、メインハウジング１ａの外周に嵌め込まれた円筒状の弾性部材であり、耳との接触を緩和するとともに、ハウジング１内への水の進入を防止する。

　図１及び図２に示すように、フロントハウジング１ｂは、円筒状をしたメインハウジング１ａの前方の開口部を塞ぐように配置される。フロントハウジング１ｂは、全体として斜円錐台の形状をしており、周縁の一部が鼓膜側に向かってやや盛り上がっている。

　フロントハウジング１ｂの前方には、斜円錐台の頂部から鼓膜側に向かって突出した外耳道挿入部１０が設けられる。外耳道挿入部１０は、フロントハウジング１ｂの一部に設けられた円筒状の形状であり、前方及び後方とも開口し、フロントハウジング１ｂの内外を連通させている。外耳道挿入部１０の内部には、円筒状のケースを備えたドライバ４が設置される。そのため、外耳道挿入部１０の前方開口部に近接して、フランジ状のドライバ４の位置決め部１１が設けられ、ドライバ４の前端部がこの位置決め部１１に当接することにより、ドライバ４は外耳道挿入部１０の内側に固定される。位置決め部１１には、ドライバ４からの出力信号を通過させ使用者に伝達する開口部１０ａが設けられている。ドライバ４の後端部は、外耳道挿入部１０の後端部付近に来るよう配置される。ドライバ４は、例えば、音響信号だけでなく非可聴周波数の生体認証信号などを出力するものである。ドライバ４は、円筒状のケース内に出力信号を生成するための磁気回路、振動板などを備え、適宜の周知構造のものが用いられる。

　図２に示すように、ドライバ４の後方からリード線１４が配線される。リード線１４は、プリント配線基板３に接続される。

　本実施形態のヘッドセットは、ドライバ４の前方に到達する応答信号を取得するマイクロホン５を有する。マイクロホン５は、フロントハウジング１ｂ内の外耳道挿入部１０の近傍、すなわちドライバ４の後方に設けられる。マイクロホン５は、ヘッドセットの有する機能、例えば、ノイズキャンセリング、生体認証、脈波検出などに適したものである。例えば、ノイズキャンセルのフィードバックマイクロホンのように外耳道内の音を収集するものや、外耳道内の可聴及び非可聴周波数帯域の振動、圧力変化などを測定する振動センサとしてマイクロホンが使用される。なお、マイクロホン５には、微小電気機械システムマイクロホン（ＭＥＭＳマイクロホン）やエレクトレットコンデンサマイクロホン（ＥＣＭ）等を使用できる。

　図１及び図２に示すように、マイクロホン５は、マイクロホン用基板１５に実装される。マイクロホン用基板１５は、マイクロホンブロック１６に固定される。マイクロホンブロック１６は、マイクロホン５とマイクロホン用基板１５を支持するブロック状の部品である。マイクロホン用基板１５及びマイクロホンブロック１６には、マイクロホン５に外耳道内の振動が到達することができるように開口部１５ａ，１６ａが設けられている。

　感圧接着剤１７は、マイクロホン５とマイクロホンブロック１６、マイクロホンブロック１６とフロントハウジング１ｂの間にそれぞれ設けられて、両者を固定する。感圧接着剤１７には、音道Ａやマイクロホン用基板１５の開口部１５ａを塞ぐことがないように、開口部１７ａが設けられている。

　図１及び図３に示すように、外耳道挿入部１０の内部には、外耳道挿入部１０の軸方向に沿って音道Ａが設けられる。なお、図３は、イヤピース取付溝１２において外耳道挿入部１０を断面にした図である。音道溝１８は、外耳道挿入部１０の内面に角溝型に形成され、ドライバ４の外面との間に形成された空間で音道Ａを形成する。音道溝１８は、外耳道挿入部１０の前方部分において開口部１０ａに開口し、ドライバ４の中心軸から外周方向に向かって伸びる導入部１８ａを備える。また、音道溝１８の中間部１８ｃは、外耳道挿入部１０の内面においてドライバ４の外面と対向して角溝型に形成され、導入部１８ａの外周側端部からドライバ４の軸方向に沿って形成されている。音道溝１８の後方端部は、フロントハウジング１ｂの内面に沿って連結部１８ｇが形成され、マイクロホンブロック１６の開口部１６ａに連通している。音道Ａは、外耳道挿入部１０の前端部の開口部１０ａから、導入部１８ａ、中間部１８ｃ、連結部１８ｇを通り、フロントハウジング１ｂに固定されたマイクロホンブロック１６の開口部１６ａにまで連通している。

　図１及び図２に示すように、外耳道挿入部１０の外周には、イヤピース１３が固定される。イヤピース１３は、イヤチップ、イヤパッド、イヤキャップとも呼ばれており、例えばシリコーンゴムなどの弾性部材からなる。イヤピース１３は、外耳道挿入部１０の外周に嵌め込まれる円筒部１３ｂの先端に、半球に形成された外耳道壁面への密着部１３ａを有する。図２及び図３に示すように、外耳道挿入部１０の外周には、イヤピース取付溝１２が設けられ、一方、図１に示すように、イヤピース１３の円筒部１３ｂの内周に嵌合部１３ｃが設けられており、嵌合部１３ｃがイヤピース取付溝１２に噛み合うことにより、イヤピース１３が外耳道挿入部１０に固定される。

［１－２．実施形態の作用］
　本実施形態のヘッドセットは、使用者の外耳道入口部分にイヤピース１３を装着した状態で使用される。

　本実施形態のヘッドセットがフィードバックノイズキャンセリング機能を有する場合について説明する。ヘッドセットの使用時において発生する、外部から外耳道内に漏洩するノイズなどは、フロントハウジング１ｂ内の音道溝１８で形成された音道Ａを通って、マイクロホン５に到達する。マイクロホン５に到達したノイズは、マイクロホン５によって電気信号に変換される。変換されたノイズに対応する電気信号は、プリント配線基板３の制御部に入力され、逆位相のノイズキャンセル信号が生成される。このノイズキャンセル信号を音響信号に変換してドライバ４から出力することで、ノイズキャンセリングを可能とする。

　本実施形態のヘッドセットが生体認証機能を有する場合は、例えば外耳道形状の個々の差異を利用し、非可聴周波数を含めた信号をドライバ４から出力し、マイクロホン５で外耳道内に発生した非可聴周波数も含めた応答信号を取得する。そして、マイクロホン５で取得した応答信号を制御部で周波数分析することにより、その特徴を捉え個人を認証することもできる。このように、非可聴周波数も含めた応答信号を取得することにより確度の高い情報の取得が可能である。

［１－３．実施形態の効果］
（１）マイクロホン５をドライバ４の出力面よりも後方に設けることにより、マイクロホン５がドライバの出力信号の妨げとなることがなく、所望の応答特性が得られなくなるという不都合が解消される。

（２）ドライバ４は、外耳道挿入部１０の内部に配置されているため、ドライバ４の前面側の容積を減少させることができる。外耳道の容積は人によって異なるため使用者によって高域特性のばらつきが生じてしまうところ、本実施形態では、ドライバ４の前面側の容積を減少させることができるため、外耳道内の高域特性の減衰を抑えることが可能となる。特に、外耳道内の容積が大きい場合には、外耳道内の高域特性の減衰が著しいといった問題があるが、本実施形態によれば、ドライバ４の前面側の容積の減少により、高域特性が改善され良質な音を提供することができる。

（３）マイクロホン５をドライバ４よりも後方に設けることにより、ドライバ４を外耳道挿入部１０の内部に配置することができる。外耳道挿入部１０内の空間を有効利用することでハウジング１内部におけるドライバ４の設置スペースを削減し、ヘッドセットの小型化を実現することが可能となる。

（４）外耳道挿入部１０に、ドライバ４の前方からドライバ４を回避してマイクロホン５に達する音道Ａを設けることにより、外耳道内の可聴及び非可聴周波数帯域の振動をドライバ４を回避してマイクロホン５へ伝達することができる。その結果、マイクロホン５がドライバ４の背後にあるにもかかわらず、ドライバ４の前方で発生した鼓膜側からの反射音その他の応答信号を、音道Ａ内を伝播させてマイクロホン５に確実に伝えることが可能となる。これにより、ノイズキャンセル、生体認証、脈波検出などマイクロホン５を利用した各種機能を効果的に発揮させることができる。

（５）外耳道挿入部１０の内面に音道溝１８を形成し、ドライバ４の外面を利用して、この音道溝１８とドライバ４の外面の外周面及び前面とを組み合わせて音道Ａとするため、製造又は組立が複雑となる微細な音道管を別途形成する必要がない。また、ドライバ４の外面を使用して音道Ａを形成することで、音道管を別に設ける場合と比較して、外耳道挿入部１０の径方向を小型化できる。このように、外耳道挿入部１０における限られたスペースの中でも応答信号をマイクロホン５へ伝達するための音道Ａの形成が容易となり、製造組立コストを削減することができるとともに、生産効率に優れた小型のヘッドセットを提供することが可能となる。

（６）図１に示すように、ドライバ４の音道Ｂ（開口部１０ａ）とマイクロホン５の音道Ａが連通しているため、これらの音道空間を中高域帯周波数特性向上のためのドライバ４の共鳴空間として活用することができる。また、音道Ａの空間容積を一定程度確保することにより、マイクロホン５で外耳道内の可聴及び非可聴周波数帯域の振動を取得しながら、ヘッドセット装着時の急激な外耳道挿入部１０内の圧力変化を抑制することが可能となる。

（７）マイクロホン５をハウジング１内部に配置するため、装着時の防水・防滴・防塵構造が容易に可能となる。

（８）マイクロホン５の音道Ａの開口が外耳道側から直接見えないように構成されているため、異物混入などで音道Ａの小さな開口が塞がれにくい。

［２．第２実施形態］
　第２実施形態は、図４に示すように、ドライバ４及びマイクロホン５を、フロントハウジング１ｂの外耳道挿入部１０よりも後方に設けたものである。マイクロホンブロック１６をドライバ４の前面及び側面を取り囲むように構成し、マイクロホン５は、マイクロホンブロック１６を介してドライバ４の側面に配置する。マイクロホンブロック１６に外耳道挿入部１０からマイクロホン５に達する音道Ａを設ける。他の構成については、第１実施形態と同様である。

（１）このような構成を有する第２実施形態では、マイクロホン５をドライバ４の信号出力面の側方に設けている。そのため、マイクロホン５がドライバ４の信号の出力を阻害しない。

（２）マイクロホンブロック１６に、ドライバ４の前方から側方にかけてドライバ４を回避してマイクロホン５に達する音道Ａを設けることにより、外耳道内の可聴及び非可聴周波数帯域の振動をマイクロホン５へ円滑に伝達することができる。

（３）ドライバ４の外面を使用し、マイクロホンブロック１６に形成した音道溝１８と組み合わせて音道Ａを構成するため、音道管を別に設ける場合と比較してマイクロホンブロック１６を小型化でき、さらにはマイクロホンブロック１６が設置されるヘッドセットを小型化できる。

（４）上記効果に加え、第１実施形態と同様（特に（６）～（８）記載）の効果を奏する。

［３．第３実施形態］
　第３実施形態は、図５から図８に示すように、外耳道挿入部１０の内部に、音道Ａを螺旋状に設けたものである。図５に示すように、外耳道挿入部１０の外周面前方には、イヤピース取付溝１２が設けられている。外耳道挿入部１０の内部には、ドライバ４が設置される。

　外耳道挿入部１０の後方には、マイクロホンブロック１６が嵌合又は接着により固定される。マイクロホンブロック１６は、中央部に貫通孔が設けられた略円板形状であり、マイクロホン５及びマイクロホン用基板１５を支持する長方形状の突出部１６ｃを有する。図５及び図６に示すように、マイクロホン用基板１５及びマイクロホンブロック１６には、マイクロホン５に外耳道内の可聴及び非可聴周波数帯域の振動が到達できるように開口部１５ａ，１６ａが設けられている。図６及び図７に示すように、マイクロホンブロック１６は、外耳道挿入部１０の内面に沿って、内周壁部１６ｂが設けられている。マイクロホンブロック１６の内周壁部１６ｂと外耳道挿入部１０の位置決め部１１との間にドライバ４を挟持している。

　図６に示すように、外耳道挿入部１０には、前方に位置決め部１１が設けられている。位置決め部１１には、ドライバ４からの出力信号を通過させ使用者に伝達する開口部１０ａが設けられている。また、図６から図８に示すように、位置決め部１１には、外耳道内の可聴及び非可聴周波数帯域の振動をマイクロホン５に導く貫通孔１８ｂが設けられている。

　図７に示すように、音道溝１８は、円筒状の外耳道挿入部１０の内面に断面半円状の溝で形成され、図６に示すように、音道溝１８の開口をドライバ４の外面で塞ぐことで音道Ａが形成される。なお、音道溝１８の溝の形状は、半円状に限られず、半楕円状、角状などであってもよい。音道溝１８の中間部１８ｃは、外耳道挿入部１０の内面において、ドライバ４の外面と対向して形成され、貫通孔１８ｂからマイクロホンブロック１６の開口部１６ａまで外耳道挿入部１０の軸方向に沿って螺旋状に形成されている。図５に示すように、音道溝１８の後方部分は、角状の段部１８ｄに形成されており、マイクロホンブロック１６の開口部１６ａに連通する。

　外耳道内の可聴及び非可聴周波数帯域の振動は、貫通孔１８ｂを通過し、螺旋状の中間部１８ｃから段部１８ｄで形成された音道Ａを通って、マイクロホンブロック１６の開口部１６ａ及びマイクロホン用基板１５の開口部１５ａを通過し、マイクロホン５に到達する。他の構成については、第１実施形態と同様である。

（１）このような構成を有する第３実施形態では、外耳道挿入部１０の内面に、音道溝１８を螺旋状に設けている。そのため、マイクロホン５の用途に合わせて音道溝１８の長さを調整することで、音道Ａの空間容積を調整することが容易となる。マイクロホン５の用途はノイズキャンセリングに限られず、圧力センサとしても使えるところ、音道溝１８を螺旋状に設けることにより、圧力センサに適した音道Ａの空間容積の調整をすることが可能となる。

（２）音道溝１８を螺旋状に設けることにより、軸方向に沿った直線状に音道溝を形成した場合と比較して音道Ａの空間容積を大きくすることができるので、ヘッドセット装着時の急激な圧力変化を軽減し、ドライバ４内部の振動板の破損を防止することができる。この場合、音道Ａの空間容積が大きい方が圧力変化を小さくすることができるので、音道溝１８の形状を利用して、音道Ａの空間容積をなるべく大きくすると良い。例えば、音道溝１８の溝の深さを大きくしたり、音道溝１８の長さを長くしたりするなどして、音道Ａの空間容積を大きくすることができる。一方で、僅かな圧力変化があれば、マイクロホン５で信号の取得はできるため、音道Ａの空間容積を一定程度確保することにより、マイクロホン５で信号を取得しながら、ヘッドセット装着時の急激な圧力変化を抑制することができる。

（３）音道Ａをドライバ４の音響ポートとして使用する場合、最適な長さが必要になり、共鳴を上手く調整すれば、中高域に共振周波数を調整可能である。例えば音道Ａの長さと面積を最適化する場合、音道溝１８を螺旋状に形成することにより、音道空間を中高域帯周波数特性向上のためのドライバ４の共鳴空間として活用することができる。マイクロホン５で必要な振動帯域においてもポート効果の共鳴を利用し、最適化することも可能である。

（４）マイクロホンブロック１６を介してマイクロホン５とドライバ４を外耳道挿入部１０に一体化するため、組立時のばらつきを低減することができる。また、ハウジング１に音道溝１８を設けることで、部品点数を削減することができ、組立作業が容易になる。

（５）外耳道の近傍にマイクロホン５を配置できるため、風切り音などを含む外部環境の遮蔽に優れ、外耳道を介して伝達される可聴及び非可聴周波数帯域の振動を効率的に取得することが可能となる。特に、外耳道挿入部１０に形成された音道Ａを使用して外部環境から遮蔽した状態でダイレクトに信号を取得することができるので、生体情報取得等の用途に有利である。

（６）ドライバ４とマイクロホン５をハウジング１内部、特に外耳道挿入部１０内に配置するため、装着時の防水・防滴・防塵性能が向上する。

［４．第４実施形態］
　第４実施形態は、図９から図１３に示すように、外耳道挿入部１０の内部に、音道Ａを複数本設けたものである。図９に示すように、ドライバ４、マイクロホン５、マイクロホンブロック１６及び外耳道挿入部１０の基本的構成は、第３実施形態と同様である。

　図９及び図１０に示すように、外耳道挿入部１０の位置決め部１１と、ドライバ４の間には、フロントカバー１９が設けられている。フロントカバー１９は、ドライバ４の外面の外周面及び前面に沿って形成されたリング状の部品であり、ドライバ４と外耳道挿入部１０の位置決め部１１との間に配置される。なお、本実施形態では、フロントカバー１９を外耳道挿入部１０と別部品としたが、一体化するのが望ましい。

　図１１に示すように、音道Ａを構成する音道溝１８の導入部である放射状部１８ｅは、開口部１０ａ部分から放射状に外周方向に広がっている。音道溝１８の中間部１８ｃは、外耳道挿入部１０の内面においてドライバ４の外面と対向して形成され、放射状部１８ｅの外周側端部からドライバ４の軸方向に沿って形成されている。なお、音道溝１８の中間部１８ｃ及び放射状部１８ｅの本数は５本設けられているが、５本に限定されず、適宜変更可能である。図１０及び図１１に示すように、音道溝１８の後方端部には、段部１８ｄが設けられており、マイクロホンブロック１６の内周壁部１６ｂとの間で音道Ａを形成する。各中間部１８ｃの後方端部は、段部１８ｄに連通しており、放射状部１８ｅ、中間部１８ｃ、段部１８ｄを介して音道Ａがマイクロホンブロック１６の開口部１６ａまで連通している。

　図１３に示すように、位置決め部１１には、開口部１０ａが設けられている。図１１及び図１２に示すように、外耳道内の可聴及び非可聴周波数帯域の振動は、開口部１０ａから放射状部１８ｅを通過し、中間部１８ｃを通って、段部１８ｄを通過し、その後マイクロホンブロック１６の開口部１６ａ及びマイクロホン用基板１５の開口部１５ａを通過し、マイクロホン５に到達する。他の構成については、第１実施形態と同様である。

（１）このような構成を有する第４実施形態では、第３実施形態と同様の効果に加えて、マイクロホン５の音道Ａの開口が外耳道側から直接見えないように構成されている。そのため、異物混入などで音道Ａの小さな開口が塞がれにくい。

（２）第４実施形態では、ドライバ４の前面側の開口部１０ａに接続した音道Ａを複数本設けることにより、音道Ａの空間容積を大きくすることができる。また、複数本の音道Ａに圧力変化を分散させることができるので、ヘッドセット装着時の急激な圧力変化を軽減し、ドライバ４内部の振動板の破損を防止できる。

（３）第４実施形態においても、音道空間を音響ポートとして使用できる。複数本の音道Ａを用いてマイクロホン５で必要な振動帯域においてポート効果の共鳴を最適化できる。また、第４実施形態では、段部１８ｄにおいて複数本の音道Ａの全てを１つに複合化したが、全ての音道Ａを複合化せずに、マイクロホン５とは別の用途の音道を構成してもよい。例えば、第４実施形態における５本の音道Ａのうち４本を段部１８ｄで複合化してマイクロホン５に接続し、残りの１本の音道の端部を閉塞して閉じた音道空間を形成してもよい。この場合、閉じた音道空間によって、ドライバ４の共鳴空間を形成できる。

（４）ヘッドセットは、マイクロホン５に加えて、別のマイクロホンや温度センサ、その他のセンサを備えることができる。複数本の音道Ａをマイクロホンや各種センサに割り当てることで、各種情報を取得できる。例えば、温度センサを音道に接続することで、外耳道内の温度を取得できる。この場合も、複数本の音道を複合化することで、空気量を増加でき、温度検出精度を向上できる。

（５）なお、音道の本数や複合化の組合せ、各種センサの組合せは、上記実施形態のものに限られない。また、音道溝は均一な断面を有する溝形状に限られず、途中で溝形状を変化させてもよい。

［５．第５実施形態］
　第５実施形態は、図１４から図１７に示すように、外耳道挿入部１０の内部にドライバ４の軸方向と平行に音道Ａを設けたものである。図１４に示すように、ドライバ４、マイクロホン５、マイクロホンブロック１６及び外耳道挿入部１０の基本的構成は、第３実施形態と同様である。

　本実施形態では、図１４に示すように、音道溝１８は、円筒状の外耳道挿入部１０の内面に断面半楕円状の溝で形成される。図１５及び図１６に示すように、音道溝１８の導入部１８ａは、直線状に形成されており、その前端は曲面部１８ｆに接続されている。図１６に示すように、曲面部１８ｆは、外耳道挿入部１０の位置決め部１１の前面に大きく開口し、左右双方に延びる滑らかな曲面となっており、音道および音道溝１８の前方部分の導入部１８ａに向かって流線的に滑らかに接続される。音道Ａは、導入部１８ａから曲面部１８ｆを介して、中間部１８ｃを通過して、マイクロホンブロック１６の開口部１６ａまで直線状に連通している。したがって、図１５及び図１６に示すように、外耳道内の可聴及び非可聴周波数帯域の振動が音道Ａの内部を直線的に伝搬され、マイクロホン５に到達する。

　このように、外耳道内の可聴及び非可聴周波数帯域の振動は、曲面部１８ｆを通過し、中間部１８ｃを通って、マイクロホンブロック１６の開口部１６ａ及びマイクロホン用基板１５の開口部１５ａを通過し、マイクロホン５に到達する。他の構成については、第１実施形態と同様である。

　このような構成を有する第５実施形態では、第３実施形態と同様の効果に加えて、外耳道内の可聴及び非可聴周波数帯域の振動は滑らかな曲面部１８ｆを通過し、直接的に音道Ａを通過するため、円滑にマイクロホン５に達することが可能となる。したがって、取得すべき可聴及び非可聴周波数帯域の振動において不要な共振や反射を軽減でき、確度の高い応答信号が得られる。

［６．他の実施形態］
　以上のように、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、発明の範囲を限定することを意図しておらず、以下に列記するように、発明の要旨を逸脱しない範囲で、そのほかの様々な形態で実施されることが可能であり、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。そして、これら実施形態、それらの組合せ、更にはそれらの変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。以下は、本発明に包含される実施形態の例である。

（１）ドライバ４及びマイクロホン５は外耳道挿入部１０の内部に配置されてもよい。ドライバ４の信号出力面よりもマイクロホン５を側方又は後方に設ける配置であれば、ドライバ４及びマイクロホン５の設置場所は限定されない。

（２）ハウジング１は、内部にヘッドセットの構成部品が収納されるものであれば、フロントハウジング１ｂとメインハウジング１ａから形成されるものに限定されず、その形状、材質、サイズは問わない。

（３）マイクロホン５はノイズキャンセリング及び生体認証のための応答信号を取得することに限らない。マイクロホン５は、外耳道内の圧力変化なども検知し、脈波検出などに幅広く利用できる。

（４）音道溝１８は外耳道挿入部１０の内面に設けるものに限らず、ドライバ４のケースの外面に凹凸を形成することで、ドライバ４の外面と外耳道挿入部１０の内面との間にマイクロホン５とドライバ４の前方とを連通する音道を形成するものでもよい。また、音道溝１８の溝の断面形状（半円形、四角形、星形など、その形状は問わない）や本数、配置なども適宜変更可能である。

（５）ヘッドセットは、携帯電話やその他の情報通信機器などの端末との間及び左右のヘッドセット間でケーブルが不要なワイヤレスヘッドセットに限られず、ケーブル付きヘッドセットであってもよい。また、ヘッドセットは、両耳用、片耳用のいずれであってもよい。また、ヘッドセットはカナル型に限られず、インナーイヤ型でもよい。

（６）音道Ａの構造は、適宜変更可能である。例えば、第１実施形態のように音道Ａを折れ曲がる構造にしても良いが、第３実施形態のように螺旋状にしても良く、その形状は限定されない。なお、マイクロホン５までの音道Ａは、上記実施形態の到達経路に限定されない。例えば、ドライバ４の外面は、外周面や前面に限られず、ドライバ４の後面の空間を利用して音道Ａを形成してもよい。さらに、音道Ａのどの部分においても（螺旋状や放射状の音道Ａの屈曲部分、例えば音道溝１８の導入部１８ａと中間部１８ｃとの接続部分、導入部１８ａと貫通孔１８ｂとの接続部分、貫通孔１８ｂの開口縁部など）の内壁面を曲面に形成してもよい。また、音道溝が形成された音道の、音道溝の底部と壁面部のとの角部分を曲面に形成することもできる。

（７）マイクロホン５の音道Ａは１つに限られず、音道Ａを複数形成して、多岐にわたる用途の経路を１つ又は複数追加するなど、それらの組合せは自由に設定できる。また、音道Ａの断面積は一定でなくてもよい。例えば、音道Ａの音道溝の途中を変形させて、音道溝１８の端部開口よりも大きな空間又は小さな空間を形成してもよい。

（８）マイクロホン５は、複数設けてもよい。また、温度センサ等のマイクロホン以外のセンサを設けてもよい。また、ハウジング１内部にマイクロホンを配置するものだけに限られず、ハウジング１の内部にマイクロホンやその他のセンサを組み合わせて複数のセンサを設けてもよい。この場合、音道Ａごとにセンサを設けてもよいし、各々の音道Ａを組み合わせて経路を問わず、連通させてもよい。例えば、図１８に示すように、外耳道内の鼓膜との間の閉空間情報を取得するマイクロホン５に加えて、外部環境情報を音道Ａを通じて取得するマイクロホン５´及びマイクロホン用基板１５´を設けても良い。この場合、開口部１０ａに連通する音道を経由してマイクロホン５で外耳道内の可聴及び非可聴周波数帯域の振動を取得し、外部空間に貫通する貫通孔１８ｂ´からマイクロホンブロック開口部１６ａ´まで連通する音道１８´を経由してマイクロホン５´で外部環境情報を取得できる。これにより、両者の信号の差分を用いて送話時の音声品質の向上が可能である。また、外部環境情報を利用して、外部音取り込みやフィードフォワードノイズキャンセルを実施可能である。なお、図１８の実施形態は、マイクロホン５に対応して音道（音道溝１８）を１本設け、マイクロホン５´に対応して音道（音道溝１８´）を１本設けたが、それぞれの音道を分岐させて種々のセンサに接続することで音道を兼用することもできる。

（９）第４実施形態の複数本の音道Ａを設けた場合に、その導入部である放射状部１８ｅの前端部や開口部１０ａを流線形の曲面形状で滑らかに形成するとよい。導入部１８ａを流線形の曲面形状とすることで、外耳道内の可聴及び非可聴周波数帯域の振動を円滑に誘導することができる。

（１０）第１実施形態では、マイクロホン５をマイクロホンブロック１６を介してハウジング１に固定したが、図１９に示すように、マイクロホン５を直接ハウジング１に固定しても良い。

１…ハウジング
１ａ…メインハウジング
１ｂ…フロントハウジング
２…カバー
３…プリント配線基板
４…ドライバ
５…マイクロホン
１０…外耳道挿入部
１０ａ…開口部
１１…位置決め部
１２…イヤピース取付溝
１３…イヤピース
１５…マイクロホン用基板
１６…マイクロホンブロック
１７…感圧接着剤
１８…音道溝
１９…フロントカバー
Ａ，Ｂ…音道

 

Claims (16)

1. 　使用者の耳に装着されるハウジングと、
   　前記ハウジングの一部分であって、前記ハウジングの外耳道側の部分に設けられた筒状の外耳道挿入部と、
   　前記ハウジング内部に設けられた信号出力用のドライバと、
   　前記ドライバの信号出力面よりも後方に設けられ、ドライバ前方の応答信号を取得するマイクロホンを備えたヘッドセット。
2. 　前記ドライバは、前記外耳道挿入部内に配置されている請求項１に記載のヘッドセット。
3. 　前記マイクロホンは、前記ハウジング内における前記ドライバの後方に設けられている請求項２に記載のヘッドセット。
4. 　前記マイクロホンは前記外耳道挿入部内に配置されている請求項３に記載のヘッドセット。
5. 　前記ドライバ及び前記マイクロホンは、前記ハウジング内における前記外耳道挿入部よりも後方に設けられている請求項１に記載のヘッドセット。
6. 　前記ハウジング内に、前記ドライバ前方から前記ドライバを回避して前記マイクロホンに達する音道が設けられている請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のヘッドセット。
7. 　前記音道は、前記ハウジングの内面に形成した音道溝と、前記ドライバの外面とで形成されている請求項６に記載のヘッドセット。
8. 　前記音道は、前記ドライバの外面に形成した音道溝と、前記ハウジングの内面とで形成されている請求項６に記載のヘッドセット。
9. 　前記音道は、前記ハウジングの内面に形成した音道溝と、前記ドライバの外面に形成した音道溝とで形成されている請求項６に記載のヘッドセット。
10. 　前記音道溝は、前記ハウジングの内面に、及び又は、前記ドライバの外面に、螺旋状に設けられている請求項７から請求項９のいずれかに記載のヘッドセット。
11. 　前記音道溝は、前記ハウジングの内面に、及び又は、前記ドライバの外面に、複数本設けられている請求項７から請求項９のいずれかに記載のヘッドセット。
12. 　前記音道溝は、前記外耳道挿入部の外耳道側の前方部分において、前記ドライバの中心軸から外周方向に向かって伸びる導入部を備える請求項７から請求項１１のいずれかに記載のヘッドセット。
13. 　前記音道溝の屈曲部分の内壁面は、曲面で形成されている請求項７から請求項１２のいずれかに記載のヘッドセット。
14. 　前記音道は、前記マイクロホンに対して複数設けられている請求項６から請求項１３のいずれかに記載のヘッドセット。
15. 　前記マイクロホンが複数設けられ、前記各マイクロホンに達する前記音道が設けられている請求項６から請求項１３のいずれかに記載のヘッドセット。
16. 　前記ハウジング内に、共鳴空間となる音道が設けられている請求項６から請求項１５のいずれかに記載のヘッドセット。

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