JP2009088942A - イヤホン装置 - Google Patents

Abstract

【課題】構造が簡単で重量も軽くコスト低減が図れるとともに、使用時の違和感もなく、また使用中にずれや隙間が生じることなく小出力で十分な骨導音を伝達でき、より深い臨場感を付与できるイヤホン装置を提供せんとする。
【解決手段】筐体５耳挿入側に音響出力部３を設け、前記筐体５内における前記音響出力部３の後方に骨伝導ドライバー４を設け、前記音響出力部３より耳内に音響信号を出力するとともに、前記骨伝導ドライバー４より前記筐体５を通じて耳内壁に振動信号を出力するものとした。
【選択図】図１

Description

本発明はイヤホン装置に関するものであり、より詳しくは、空気伝導と骨伝導を併用することにより、高音質で臨場感のある音を提供することができるイヤホン装置に関するものである。

従来、イヤホン装置は耳内に挿入される筐体内に音響出力部を設け、該音響出力部より空気伝導される音響信号を出力するものであるが、音の臨場感に乏しいといった問題があり、これを解決するべく、音響出力部とは別に骨伝導ドライバーを併設したものが提案されている（例えば、特許文献１，２参照。）。

特許文献１は、音響出力部を筐体に収容したヘッドホンにおいて、骨伝導受話器を連結部材を介して取り付けたものが開示されており、連結部材の先の前記骨伝導受話器を皮膚の薄い耳の後ろ部位に当てて頭蓋骨に振動信号を伝達し、臨場感を付与するように構成したものである。また、特許文献２は、左右の耳に対向して配置されるように設計された一対の音響出力部と、頸の背後に対向して配置されるように設計された振動出力部と、音声再生信号に基づいて、上記音響出力部から音声を出力すると同時に、上記骨電導部から振動信号を出力するように構成したものであり、音響出力部から出力された音声は左右の耳に聴取されると同時に、骨伝導部から出力された振動信号が頸の背後で感受され、これら音響信号と振動信号の組合された臨場感のある音響効果を聴取者は得ることができる。

しかしながら、特許文献１は、耳内に挿入される音響出力部の筐体とは別に連結部材を介して骨伝導部を設けているため構造が複雑となり、重量も増え、製造コストが嵩張るとともに、使用時の違和感も避けられない。また、使用中に骨伝導部にずれが生じたり、皮膚との隙間が生じたりして十分に骨導音を伝えることができない場合があった。

また、特許文献２は、骨伝導部がヘッドバンドの略中央部に取り付けられているため、ヘッドバンドが存在しないイヤホン装置には適応できず、また、頭蓋骨から遠いことから、骨導音として十分に伝えるためには大出力が必要である。さらに、上記いずれの文献のものも、鼓膜と耳小骨を経由するのではなく、頭蓋骨を介して蝸牛に送られるものであるため、付与できる臨場感に限界があった。

実開昭６３−６８２８９号公報 特開２０００−２４４９９４号公報

そこで、本発明が解決しようとするものは、構造が簡単で重量も軽くコスト低減が図れるとともに、使用時の違和感もなく、また使用中にずれや隙間が生じることなく小出力で十分な骨導音を伝達でき、より深い臨場感を付与できるイヤホン装置を提供する点にある。

本発明者は前述の課題を解決するにあたり鋭意検討を進めた結果、耳に挿入されるイヤホン筐体内に音響出力部とともに骨伝導ドライバーを収納し、該筐体を通じて直接、耳内壁に振動信号を出力することで、耳内の振動に敏感な耳小骨等からより直接的に蝸牛に対して骨導音を伝えることができ、これにより臨場感を飛躍的に向上できることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち本発明は、筐体耳挿入側に音響出力部を設け、前記筐体内における前記音響出力部の後方に骨伝導ドライバーを設け、前記音響出力部より耳内に音響信号を出力するとともに、前記骨伝導ドライバーより前記筐体を通じて耳内壁に振動信号を出力することを特徴とするものである。

ここで、前記骨伝導ドライバーを前記音響信号出力部と同軸上に設けてなると好ましい。

さらに、前記音響出力部及び前記骨伝導ドライバーに送る信号出力の大きさを調整するための出力調整手段を設け、前記出力調整手段を前記音響出力部に送る信号出力を調整する第１の出力調整部と、前記骨伝導ドライバーに送る信号出力を調整する第２の出力調整部とを設けてなると好ましい。

また、前記第１の出力調整部の最小出力値を、１５〜４０デシベル以上の値に設定してなると好ましい。

さらに、前記骨伝導ドライバーを筐体後方の内壁面に当接して設け、該内壁を通じて筐体全体に前記振動信号を出力してなるものが好ましい。

本発明に係るイヤホン装置によれば、音響出力部を有する同一筐体内に骨伝導ドライバーを設け、該筐体を介して耳内壁に骨導音となる振動信号を出力するため、連結部材もなく構造が簡単で且つ軽量となり、使用中にずれや隙間も生じず、コスト低減が図れるとともに使用時に違和感なく、小出力で十分な骨導音を蝸牛に伝達でき、より深い臨場感を付与できる。

さらに、骨伝導ドライバーを音響出力部と同軸上に設けてなると、骨伝導ドライバーから出力される振動信号を同軸にある音響出力部の耳挿着部周縁から均一的に耳内壁へ伝えるため、振動の伝わり方の偏りを無くし、より高音質で臨場感のある音を伝えることができる。

また、音響出力部及び骨伝導ドライバーに送る信号出力の大きさを調整するための出力調整手段を設け、出力調整手段を音響出力部に送る信号出力を調整する第１の出力調整部と、骨伝導ドライバーに送る信号出力を調整する第２の出力調整部とを設けてなると、場面に応じて、骨導音又は気導音を主とすることができ、使用者の多様な好みに対応することができる。

さらに、第１の出力調整部の最小出力値を、１５〜４０デシベル以上の値に設定してなると、音質に必要な最低限の気導音を確保できる。

また、骨伝導ドライバーを筐体後方の内壁面に当接して設け、該内壁を通じて筐体全体に振動信号を出力してなると、簡単な構造で且つ十分な振動信号（骨導音）伝えることができる。

次に、図１〜図９に基づき、本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は本発明に係るイヤホン装置の全体構成を示す斜視図であり、図１〜図５は本発明の第１実施形態、図６及び図７は第２実施形態、図８及び図９は第３実施形態を示し、図中符号１はイヤホン装置、２、２Ａ、２Ｂはイヤホン部、３は音響出力部、４は骨伝導ドライバー、５は筐体をそれぞれ示している。

まず、図１〜図５に基づき第１実施形態を説明する。
本発明のイヤホン装置１は、図１及び図３に示すように、イヤホン部２を構成する筐体５の耳挿入側に音響出力部３を設け、前記筐体５内における前記音響出力部３の後方に骨伝導ドライバー４を設けたものであり、これにより図４に示すように、前記音響出力部３より音響信号を耳内に出力するとともに、前記骨伝導ドライバー４より前記筐体５を通じて耳内壁ｅに振動信号を出力することを特徴としている。

イヤホン部２の全体は、図１に示すように、丸みを帯びた耳挿入側を外耳道に数ミリ挿入して、外耳道の入口で装着支持して使用する構成としたが、これら以外にもヘッドバンド型やネックバンド型、クリップを外耳に引っ掛ける耳掛け型及びクリップ型として構成してもよい。これにより、スポーツなど激しい動きでも脱落しにくいものとすることができる。また、耳穴に深く差し込んで使用するカナル型を用いれば、遮音性能を極めて高いものとすることができる。

音響出力部３は、従来イヤホン装置に用いられている公知のものを広く適用することができ、例えば駆動方式においてもコイルを取り付けた振動板が磁石の発生する磁界の中で前後に振動する方式であるダイナミック型が一般的であるが、これに限られず、薄い圧電体を２枚の金属板で挟み、電圧を加えることによって振動を発生させる圧電型や、静電型及びコンデンサ型、バランスド・アーマチュア型と呼ばれるタイプの駆動方式、又はその他同様の効果を得られるものであってもよい。また、その後方に設ける骨伝導ドライバー４についても従来の骨伝導スピーカーに用いられている種々の構造のものを適用できる。

筐体５は、合成樹脂により成型されており、図２に示すように、耳挿入側に音響出力部３を収納する半球状の耳挿着部５０と、その後方に骨伝導ドライバー４を収納する筒状の骨伝導収納部５１と、該骨伝導収納部５１より下方に先細形状に延びるコード保持部５２とより一体的に構成されている。尚、筐体５を合成樹脂で成型する以外に、金属材料等で成形してもよい。
耳挿着部５０は、より具体的には先端開口したラッパ状に形成され、該開口部５０ａに従来から同様の音響振動板を備える音響ドライバーユニット３０を嵌め込んだものである。

また、骨伝導収納部５１は、前記耳挿着部５０の開口部５０ａと同軸に後方に開放される開口部５１ａとこれを閉塞する蓋部材５３を備え、前記開口部５１ａに骨伝導ドライバー４を収納し、前記開口部５１ａが閉塞されることで骨伝導ドライバー４により蓋部材５３が直接振動を付与され、筐体５全体に振動が伝わる。
これにより音響ドライバーユニット３０の後方の同軸上に骨伝導ドライバー４が位置され、音響ドライバーユニット３０から出力される音響信号を包み込むようにして、耳挿着部の周囲より骨伝導ドライバー４から出力された振動信号が耳内壁に対して均一に付与され、深みのある優れた臨場感が実現されるのである。
なお、本例では音響出力部３と同軸上に骨伝導ドライバー４が位置するように骨伝導収納部５１を形成しているが、これに関わらず、骨伝導ドライバー４を同軸上でない部位、例えば、筐体５内の側壁や同軸上の位置から上下左右にずれた位置に収納するものであってもよい。

骨伝導ドライバー４は、図２及び図３に示すように、ユニットケース４８底部に固定されるコイル４１と、該コイル４１の内側領域に位置される柱状の第１のマグネット４２と、外側領域に位置される円筒形状の第２のマグネット４３と、該第１のマグネット４２のユニットケース４８底面側に設けられる第１のプレート４４と、第２のマグネットのユニットケース４８底面側に設けられる第２のプレート４５と、第１のマグネット４２及び第２のマグネット４３をユニットケース開口側で一体化するための薄板状の基盤４６と、該基盤４６に固定される振動リング４７とより構成されている。振動リング４７は、中心部４７ａと周縁部４７ｃとこれを連結する連結部４７ｂよりなり、中心部４７ａが基盤４６に固定され、且つ周縁部４７ｃが蓋部材５３の内面側に固定されている。これにより音響に関係された電気的な信号が骨伝導ドライバー４に信号出力するための出力線を通じてコイル４１に供給され、コイル４１の内部及び外部に、伝達された電気的信号の強さに比例した磁気場が形成され、この磁気場が第１のマグネット４２及び第２のマグネット４３と相互作用する。すなわち上記第１のプレート４４及び第２のプレート４５の間のギャップに生じている磁場と相互作用することにより、コイル４１と、第１のマグネット４２、第２のマグネット４３、第１のプレート４４、第２のプレート４５、基盤４６及び振動リング４７が互いに骨伝導収納部５１軸方向において所定の周波数で相対振動することとなる。この振動が前記振動リングを介して前記蓋部材に伝わり、骨伝導収納部５１、耳挿着部５０を通じて耳内壁ｅへと伝達される。
なお、本例では１個の音響出力部３に対して１個の骨伝導ドライバー４を設けているが、１個の音響出力部３に対して、複数の骨伝導ドライバー４を設けてもよい。

そして、図４に示すように、振動リング４７が固定される前記蓋部材５３に振動を付与することにより、該蓋部材５３から骨伝導収納部５１及び耳挿着部５０の筐体５全体に振動が伝えられ、該耳挿着部５０から耳内壁に振動信号が伝達される。
なお、本例では振動リング４７から蓋部材５３を介して筐体５を振動付与するように構成したが、本発明はこれに限らず、蓋部材５３以外の部位、例えば側壁等から骨伝導収納部５１に振動付与するようにしてもよい。

また、筐体５のコード保持部５２から延びるコード６０は、音響ドライバーユニット３０に信号出力するための出力線と骨伝導ドライバー４に信号出力するための出力線よりなり、該コード６０は、図１に示すように、各信号出力の大きさを調整するための出力調整部６に接続され、該出力調整部６から電気音響機器に接続するためのプラグ部７を先端に有する接続コード６１が延設されている。
出力調整部６は、音響ドライバーユニット３０及び骨伝導ドライバー４に送る信号出力の大きさを調整するものであり、図５に示すように、音響ドライバーユニット３０に送る信号出力を調整する第１の出力調整部６２と、骨伝導ドライバー４に送る信号出力を調整する第２の出力調整部６３とがそれぞれ独立に構成されており、音響出力のみで音楽を楽しんだり、骨伝導出力を付与して楽しんだりユーザーの好みに応じて各出力を調整することが可能となる。本例では第１の出力調整部６２の最小出力値が１５〜４０デシベル以上に設定されており、これにより第１の出力調整部６２を最小にして第２の出力調整部６３により骨伝導出力を優先して聞く際にも音響出力により最低限の音質を確保できるように構成されている。なお、このように独立調節可能に構成する以外に、例えば予め各出力を所定の値で合算して出力するように設定しておいてもよい。

本例では、上記のような構成としたが、出力調整部はなくてもよいし、イヤホン部２が左右一対のものでなくてもひとつだけのものでもよい。また、他の機能、例えばスピーカーに加え小型マイクを内蔵し、そのマイクで拾った周囲の雑音と正反対の波形データ（逆位相）をスピーカーへ出力して、雑音を大幅にカットするノイズキャンセリング機能等を備えてなるようにしてもよい。

次に、図６及び図７に基づき第２実施形態を説明する。

本実施形態のイヤホン装置１Ａは、筐体５の骨伝導収納部５１を、耳挿着部５０とほぼ対称となるように後方に向けて同様にラッパ状に突出形成したものであり、骨伝導収納部５１と耳挿着部５０を前後に連結しているほぼ筒状の頸部５４から略Ｔ字状にコード保持部５２が延設されている。
そして、骨伝導収納部５１に装着した骨伝導ドライバー４の骨伝導振動が、前記筒状の頸部５４を通じて効率よく耳挿着部５０に伝達できるように構成されている。
その他の構成については、上記第１実施形態と同様であり、同一構造については同一符号を付してその説明を省略する。

次に、図８及び図９に基づき第３実施形態を説明する。

本実施形態のイヤホン装置１Ｂは、図８に示すようにほぼ筒状の骨伝導収納部５１側面に略く字状のコード保持部５２を連結したものであり、骨伝導収納部５１に装着した骨伝導ドライバー４の骨伝導振動が、前記筒状の頸部５４を通じて効率よく耳挿着部５０に伝達できるとともに、耳挿着部５０を挿入した耳穴によってのみイヤホン部２を保持するのではなく、コード保持部５２が接する耳介によっても保持し、耳穴への負担を減らすため、長時間使用する場合であっても快適に装着することができる。
その他の構成については、上記第１実施形態と同様であり、同一構造については同一の符号を付してその説明を省略する。

次に、本発明に係るイヤホン装置の実施例と従来のイヤホン装置について、受聴音質に関する比較試験を行った結果を説明する。

実施例１として、上記第２実施例の構造を備えたイヤホン装置を用い、従来のイヤホン装置としては、音響出力部のみ有するものを比較例１、及び同じく音響出力部のみ有するイヤホンと骨伝導イヤホンを併用し、骨伝導イヤホンを耳の後ろ部位に当てるものを比較例２とした。
そして、これら実施例１、比較例１、２について５人の試聴者がそれぞれ比較試聴を行い、その音質のクリア感、厚み、明るさ、開放感、安定感、高音域の質、低音域の質の各項目について５段階のポイント（１；かなり悪い／２；悪い／３；普通／４；良い／５；かなり良い）で評価した。

結果を、下記の表１及び図１０のグラフに示す。各項目のポイントは視聴者５人の評価ポイントの合計である。
クリア感、厚み、明るさ、開放感、安定感、高音域の質、低音域の質の７つの項目全てにおいて、実施例１のイヤホン装置が音響出力部のみ有する比較例１や、これに骨伝導イヤホンを併用した比較例２のいずれよりも高い評価となった。特に、厚み（深み）と低音域では実施例１の全員の評価が最高値であり、本発明に係るイヤホン装置が従来のイヤホン装置よりも深い臨場感を表すことができるものであることが分かる。
また、試聴者から比較例１のものは物足りない音に感じる、立体感がないといった感想があり、比較例２のものは骨伝導の音はイヤホンの音（空気伝導の音）に消される、音が軽く感じるといった感想があった。一方、実施例１のものは重低音の響きが良い、身体にしみるような音を感じるといった感想もあり、臨場感のある音が出ていることを表す。

本発明の第１実施形態に係るイヤホン装置を示す斜視図。 同じくイヤホン装置のイヤホン部を示す分解斜視図。 同じくイヤホン部を示す縦断面図。 同じくイヤホン装置を耳に挿着した状態を示す説明図。 同じくイヤホン装置の電気信号の入出力を示す説明図。 本発明の第２実施形態に係るイヤホン部を示す分解斜視図。 同じくイヤホン装置のイヤホン部を示す縦断面図。 本発明の第３実施形態に係るイヤホン部を示す斜視図。 同じくイヤホン装置のイヤホン部を示す縦断面図。 受聴音質に関する比較試験の結果を示すグラフ。

符号の説明

１ イヤホン装置
２ イヤホン部
３ 音響出力部
４ 骨伝導ドライバー
５ 筐体
６ 出力調整部
７ プラグ部
３０ 音響ドライバーユニット
４１ コイル
４２ 第１のマグネット
４３ 第２のマグネット
４４ 第１のプレート
４５ 第２のプレート
４６ 基盤
４７ 振動リング
５０ 耳挿着部
５０ａ 開口部
５１ 骨伝導収納部
５１ａ 開口部
５２ コード保持部
５３ 蓋部材
５４ 頸部
６０ コード
６１ 接続コード
６２ 第１の出力調整部
６３ 第２の出力調整部

Claims (5)

1. 筐体耳挿入側に音響出力部を設け、前記筐体内における前記音響出力部の後方に骨伝導ドライバーを設け、前記音響出力部より耳内に音響信号を出力するとともに、前記骨伝導ドライバーより前記筐体を通じて耳内壁に振動信号を出力することを特徴とするイヤホン装置。
2. 前記骨伝導ドライバーを前記音響信号出力部と同軸上に設けてなる請求項１記載のイヤホン装置。
3. 前記音響出力部及び前記骨伝導ドライバーに送る信号出力の大きさを調整するための出力調整手段を設け、前記出力調整手段を前記音響出力部に送る信号出力を調整する第１の出力調整部と、前記骨伝導ドライバーに送る信号出力を調整する第２の出力調整部とを設けてなる請求項１または２記載のイヤホン装置。
4. 前記第１の出力調整部の最小出力値を、１５〜４０デシベル以上の値に設定してなる請求項３記載のイヤホン装置。
5. 前記骨伝導ドライバーを筐体後方の内壁面に当接して設け、該内壁を通じて筐体全体に前記振動信号を出力してなる請求項１〜４のいずれか１項に記載のイヤホン装置。
   
   

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