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公開番号2024041095
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-27
出願番号2022145730
出願日2022-09-14
発明の名称音響信号出力装置
出願人日本電信電話株式会社,NTTソノリティ株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類G10K 11/175 20060101AFI20240319BHJP(楽器;音響)
要約【課題】周囲への音漏れを抑制可能な外耳道を密閉しない音響信号出力装置を提供する。
【解決手段】再生音響信号の周波数帯域が高周波数帯域と低周波数帯域とに分けられており、再生音響信号のうち高周波数帯域側の音響信号を放出する第1ドライバーユニットと、第1ドライバーユニットを内部に収容している筐体と、第1ドライバーユニットよりもサイズが大きく、再生音響信号のうち低周波数帯域側の音響信号を放出する第2ドライバーユニットと、を有する。第1,2ドライバーユニットの一方側から音響信号を第1,3音響信号が放出され、他方側から音響信号を第2,4音響信号が放出される。筐体の壁部には、第1音響信号を外部に導出する第1音孔と第2音響信号を外部に導出する第2音孔とが設けられている。放出された第3,4音響信号が第1,3音響信号の音漏れ成分を相殺する。
【選択図】図10
特許請求の範囲【請求項１】
音響信号出力装置であって、
再生音響信号の周波数帯域が高周波数帯域と低周波数帯域とに分けられており、前記再生音響信号のうち前記高周波数帯域側の音響信号を放出する第１ドライバーユニットと、
前記第１ドライバーユニットを内部に収容している筐体と、
前記第１ドライバーユニットよりもサイズが大きく、前記再生音響信号のうち前記低周波数帯域側の音響信号を放出する第２ドライバーユニットと、を有し、
前記第１ドライバーユニットから一方側に放出される音響信号を第１音響信号とし、前記第１ドライバーユニットから他方側に放出される音響信号を第２音響信号とし、
前記第２ドライバーユニットから一方側に放出される音響信号を第３音響信号とし、前記第２ドライバーユニットから他方側に放出される音響信号を第４音響信号とし、
前記筐体の壁部には、前記第１音響信号を外部に導出する単数または複数の第１音孔と、前記第２音響信号を外部に導出する単数または複数の第２音孔とが設けられており、
前記第１音孔から前記第１音響信号が放出され、前記第２音孔から前記第２音響信号が放出され、前記第２ドライバーユニットから前記第３音響信号および前記第４音響信号が放出された場合における、前記第１音響信号および前記第３音響信号が到達する予め定めた第１地点を基準とした前記第１地点よりも前記音響信号出力装置から遠い第２地点での前記第１音響信号および前記第３音響信号の減衰率が、
前記第１地点を基準とした前記第２地点での音響信号の空気伝搬による減衰率よりも小さい予め定めた値
以下となるように設計されている、または、
前記第１地点を基準とした前記第２地点での前記第１音響信号および前記第３音響信号の減衰量が、
前記第１地点を基準とした前記第２地点での音響信号の空気伝搬による減衰量よりも大きい予め定めた値
以上となるように設計されている、
音響信号出力装置。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
請求項１の音響信号出力装置であって、
前記第１音孔または複数の前記第１音孔の中央が、特定の軸上または前記軸の近傍に配置されており、
前記第１ドライバーユニットは、前記軸に沿った一方側に前記第１音響信号を放出し、前記軸に沿った他方側に前記第２音響信号を放出する第１振動板を有し、
前記第２ドライバーユニットは、前記軸に沿った一方側に前記第３音響信号を放出し、前記軸に沿った他方側に前記第４音響信号を放出する第２振動板を有し、
前記第２振動板は、前記軸上または前記軸の近傍に配置されている、
音響信号出力装置。
【請求項３】
請求項１の音響信号出力装置であって、
前記第１音孔は、前記第１ドライバーユニットの第１方向側に配置されており、
前記第２ドライバーユニットは、前記筐体の外部空間に配置され、前記第１ドライバーユニットの第２方向側に配置されており、
前記第２方向は、前記第１方向の逆方向または略逆方向である、
音響信号出力装置。
【請求項４】
請求項３の音響信号出力装置であって、
貫通孔を有する遮蔽板をさらに有し、
前記遮蔽板は、前記筐体の外部空間における前記第２音孔よりも前記第１方向側に配置されており、
前記第１音孔または複数の前記第１音孔の中央は、特定の軸上または前記軸の近傍に配置されており、
前記貫通孔は、前記軸上または前記軸の近傍に配置されている、
音響信号出力装置。
【請求項５】
請求項１の音響信号出力装置であって、
前記第１ドライバーユニットは、一方側に前記第１音響信号を放出し、他方側に前記第２音響信号を放出する第１振動板を有し、
前記第２ドライバーユニットは、一方側に前記第３音響信号を放出し、他方側に前記第４音響信号を放出する第２振動板を有し、
前記第２振動板の径は前記第１振動板の径よりも大きく、
前記第１振動板の一方側から放出された前記第１音響信号が前記第２地点に到達するまでの伝搬距離と、前記第１振動板の他方側から放出された前記第２音響信号が前記第２地点に到達するまでの伝搬距離との差は、
前記第２振動板の一方側から放出された前記第３音響信号が前記第２地点に到達するまでの伝搬距離と、前記第２振動板の他方側から放出された前記第４音響信号が前記第２地点に到達するまでの伝搬距離との差よりも小さい、
音響信号出力装置。
【請求項６】
請求項１の音響信号出力装置であって、
前記第２音響信号は、前記第１音響信号の逆位相信号または逆位相信号の近似信号であり、
前記第４音響信号は、前記第３音響信号の逆位相信号または逆位相信号の近似信号であり、
前記第３音響信号は、前記第１音響信号の同位相信号または同位相信号の近似信号であり、
前記第４音響信号は、前記第２音響信号の同位相信号または同位相信号の近似信号である、音響信号出力装置。
【請求項７】
請求項１から６の何れかの音響信号出力装置であって、
前記第２ドライバーユニットを内部に収容している第２筐体をさらに有し、
前記第２筐体の壁部には、前記第３音響信号を外部に導出する単数または複数の第３音孔と、前記第４音響信号を外部に導出する単数または複数の第４音孔とが設けられており、
前記第３音孔の開口面積は前記第１音孔の開口面積よりも大きい、音響信号出力装置。
【請求項８】
請求項１から６の何れかの音響信号出力装置であって、
前記第２ドライバーユニットを内部に収容している第２筐体をさらに有し、
前記第２筐体の壁部には、前記第３音響信号を外部に導出する単数または複数の第３音孔と、前記第４音響信号を外部に導出する単数または複数の第４音孔とが設けられており、
前記第４音孔の開口面積に対する前記第３音孔の開口面積の比率は、前記第２音孔の開口面積に対する前記第１音孔の開口面積の比率よりも大きい、音響信号出力装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、音響信号出力装置に関し、特に外耳道を密閉しない音響信号出力装置に関する。
続きを表示（約 5,300 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、イヤホンやヘッドホンの装着による耳への負担増加が問題となっている。耳への負担を軽減するデバイスとして、外耳道を塞がないオープンイヤー型（開放型）のイヤホンやヘッドホンが知られている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
“WHAT ARE OPEN-EAR HEADPHONES?”、[online]、Bose Corporation、[2021年9月13日検索]、インターネット＜https://www.bose.com/en_us/better_with_bose/open-ear-headphones.html＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、オープンイヤー型のイヤホンやヘッドホンは周囲への音漏れが大きいという問題がある。このような問題は、オープンイヤー型のイヤホンやヘッドホンに限られたものではなく、外耳道を密閉しない音響信号出力装置に共通する問題である。
【０００５】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、周囲への音漏れを抑制可能な外耳道を密閉しない音響信号出力装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
再生音響信号の周波数帯域が高周波数帯域と低周波数帯域とに分けられており、再生音響信号のうち高周波数帯域側の音響信号を放出する第１ドライバーユニットと、第１ドライバーユニットを内部に収容している筐体と、第１ドライバーユニットよりもサイズが大きく、再生音響信号のうち低周波数帯域側の音響信号を放出する第２ドライバーユニットと、を有する音響信号出力装置が提供される。第１ドライバーユニットから一方側に放出される音響信号を第１音響信号とし、第１ドライバーユニットから他方側に放出される音響信号を第２音響信号とし、第２ドライバーユニットから一方側に放出される音響信号を第３音響信号とし、第２ドライバーユニットから他方側に放出される音響信号を第４音響信号とする。筐体の壁部には、第１音響信号を外部に導出する単数または複数の第１音孔と、第２音響信号を外部に導出する単数または複数の第２音孔とが設けられている。ここで、第１音孔から第１音響信号が放出され、第２音孔から第２音響信号が放出され、第２ドライバーユニットから第３音響信号および第４音響信号が放出された場合における、第１音響信号および第３音響信号が到達する予め定めた第１地点を基準とした第１地点よりも音響信号出力装置から遠い第２地点での第１音響信号および第３音響信号の減衰率が、第１地点を基準とした第２地点での音響信号の空気伝搬による減衰率よりも小さい予め定めた値以下となるように設計されている、または、第１地点を基準とした第２地点での第１音響信号および第３音響信号の減衰量が、第１地点を基準とした第２地点での音響信号の空気伝搬による減衰量よりも大きい予め定めた値以上となるように設計されている。
【発明の効果】
【０００７】
この構造により、周囲への音漏れを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、各実施形態のベースとなる音響信号出力装置の構成を例示した透過斜視図である。
図２Ａは、各実施形態のベースとなる音響信号出力装置の構成を例示した透過平面図である。図２Ｂは、各実施形態のベースとなる音響信号出力装置の構成を例示した透過正面図である。図２Ｃは、各実施形態のベースとなる音響信号出力装置の構成を例示した底面図である。
図３Ａは、図２Ｂの２ＢＡ－２ＢＡ端面図である。図３Ｂは、図２Ａの２Ａ－２Ａ端面図である。図３Ｃは、図２Ｂの２ＢＣ－２ＢＣ端面図である。
図４は、音孔の配置を例示するための概念図である。
図５Ａは、各実施形態のベースとなる音響信号出力装置の使用状態を例示するための図である。図５Ｂは、各実施形態のベースとなる音響信号出力装置から発せられた音響信号の観測条件を例示するための図である。
図６は、図５Ｂの位置Ｐ１で観測された音響信号の周波数特性を例示したグラフである。
図７は、図５Ｂの位置Ｐ２で観測された音響信号の周波数特性を例示したグラフである。
図８は、位置Ｐ１で観測された音響信号と位置Ｐ２で観測された音響信号との差分例示したグラフである。
図９Ａおよび図９Ｂは音孔の面積比と音漏れとの関係を例示したグラフである。
図１０は、第１実施形態の音響信号出力装置の構成を例示した透過斜視図である。
図１１は、第１実施形態の音響信号出力装置の構成を例示した透過平面図である。
図１２は、第１実施形態の音響信号出力装置の構成を例示した透過正面図である。
図１３は、音孔およびドライバーユニットの配置を例示するための概念図である。
図１４Ａは、第１実施形態の音響信号出力装置の使用状態を例示するための図である。図１４Ｂは、入力信号を高周波数帯域信号と低周波数帯域信号に分離する信号分離装置の機能構成を例示するための図である。
図１５は、第１実施形態の音響信号出力装置から発せられた音響信号の観測条件を例示するための図である。
図１６Ａは、図１５の位置Ｐ１で観測された音響信号の周波数特性を例示し、図１６Ｂは、図１５の位置Ｐ２で観測された音響信号の周波数特性を例示している。「２ｗａｙ」は、再生音響信号の周波数帯域が高周波数帯域と低周波数帯域とに分けられており、サイズの小さなドライバーユニットから高周波数帯域側の音響信号を放出し、サイズの大きなドライバーユニットから低周波数帯域側の音響信号を放出した場合の周波数特性を例示している。「ＷＦＴｈ．」は、周波数帯域を分けることなく、サイズの大きなドライバーユニットのみから音響信号を放出した場合の周波数特性を例示している。「ＴＷＴｈ．」は、周波数帯域を分けることなく、サイズの小さなドライバーユニットのみから音響信号を放出した場合の周波数特性を例示している。
図１７Ａは、図１５の位置Ｐ１で観測された音響信号の周波数特性を例示し、図１７Ｂは、図１５の位置Ｐ２で観測された音響信号の周波数特性を例示している。「２ｗａｙ」は、再生音響信号の周波数帯域が高周波数帯域と低周波数帯域とに分けられており、サイズの小さなドライバーユニットから高周波数帯域側の音響信号を放出し、サイズの大きなドライバーユニットから低周波数帯域側の音響信号を放出した場合の周波数特性を例示している。「ＷＦＮＷ」は、再生音響信号の周波数帯域が高周波数帯域と低周波数帯域とに分けられており、サイズの大きなドライバーユニットのみから低周波数帯域側の音響信号を放出した場合の周波数特性を例示している。「ＴＷＮＷ」は、再生音響信号の周波数帯域が高周波数帯域と低周波数帯域とに分けられており、サイズの小さなドライバーユニットのみから高周波数帯域側の音響信号を放出した場合の周波数特性を例示している。
図１８は、遮蔽板を有する音響信号出力装置の構成を例示した透過平面図である。
図１９は、遮蔽板を有する音響信号出力装置の構成を例示した透過正面図である。
図２０は、音孔およびドライバーユニットの配置の変形例を例示するための概念図である。
図２１は、音孔およびドライバーユニットの配置の変形例を例示するための概念図である。
図２２は、音孔およびドライバーユニットの配置の変形例を例示するための概念図である。
図２３は、音孔およびドライバーユニットの配置の変形例を例示するための概念図である。
図２４は、第４実施形態の音響信号出力装置の構成を例示した透過斜視図である。
図２５は、第４実施形態の音響信号出力装置の構成を例示した透過平面図である。
図２６は、第４実施形態の音響信号出力装置の構成を例示した透過正面図である。
図２７は、図２５の２５－２５端面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
［ベースとなる構成］
まず、各実施形態のベースとなる音響信号出力装置について説明する。
＜構成＞
各実施形態のベースとなる音響信号出力装置１は、利用者の外耳道を密閉せずに装着される音響聴取用の装置（例えば、オープンイヤー型（開放型）のイヤホン、ヘッドホン、設置型スピーカ、埋め込み型スピーカなど）である。図１、図２Ａから図２Ｃ、および図３Ａから図３Ｃに例示するように、音響信号出力装置１は、再生装置から出力された出力信号（音響信号を表す電気信号）を音響信号に変換して出力するドライバーユニット１１と、ドライバーユニット１１を内部に収容している筐体１２とを有する。
【００１０】
＜ドライバーユニット１１＞
ドライバーユニット（スピーカードライバーユニット、ドライバー）１１は、入力された出力信号に基づく音響信号ＡＣ１第１音響信号）を一方側（Ｄ１方向側）へ放出（放音）し、音響信号ＡＣ１の逆位相信号（位相反転信号）または逆位相信号の近似信号である音響信号ＡＣ２（第２音響信号）を他方側（Ｄ２方向側）に放出する装置（スピーカー機能を持つ装置）である。すなわち、ドライバーユニット１１から一方側（Ｄ１方向側）へ放出される音響信号を音響信号ＡＣ１（第１音響信号）と呼び、ドライバーユニット１１から他方側（Ｄ２方向側）に放出される音響信号を音響信号ＡＣ２（第２音響信号）と呼ぶことにする。例えば、ドライバーユニット１１は、振動によって一方の面１１３ａから音響信号ＡＣ１をＤ１方向側に放出し、この振動によって他方の面１１３ｂから音響信号ＡＣ２をＤ２方向側に放出する振動板１１３を含む（図２Ｂ）。この例のドライバーユニット１１は、入力された出力信号に基づいて振動板１１３が振動することで、音響信号ＡＣ１を一方側の面１１１からＤ１方向側へ放出し、音響信号ＡＣ１の逆位相信号または逆位相信号の近似信号である音響信号ＡＣ２を他方側の側１１２からＤ２方向側へ放出する。すなわち、音響信号ＡＣ２は、音響信号ＡＣ１の放出に伴って副次的に放出されるものである。なお、Ｄ２方向（他方側）は、例えばＤ１方向（一方側）の逆方向であるが、Ｄ２方向が厳密にＤ１方向の逆方向である必要はなく、Ｄ２方向がＤ１方向と異なっていればよい。一方側（Ｄ１方向）と他方側（Ｄ２方向）との関係は、ドライバーユニット１１の方式や形状に依存する。また、ドライバーユニット１１の方式や形状によって、音響信号ＡＣ２が厳密に音響信号ＡＣ１の逆位相信号となる場合もあれば、音響信号ＡＣ２が音響信号ＡＣ１の逆位相信号の近似信号となる場合がある。例えば、音響信号ＡＣ１の逆位相信号の近似信号は、(1)音響信号ＡＣ１の逆位相信号の位相をシフトして得られる信号であってもよいし、(2)音響信号ＡＣ１の逆位相信号の振幅を変化（増幅または減衰）させて得られる信号であってもよいし、(3)音響信号ＡＣ１の逆位相信号の位相をシフトし、さらに振幅を変化させて得られる信号であってもよい。音響信号ＡＣ１の逆位相信号とその近似信号との位相差は、音響信号ＡＣ１の逆位相信号の一周期のδ
１
％以下であることが望ましい。δ
１
％の例は１％，３％，５％，１０％，２０％などである。また、音響信号ＡＣ１の逆位相信号の振幅とその近似信号の振幅との差分は、音響信号ＡＣ１の逆位相信号の振幅のδ
2
％以下であることが望ましい。δ
2
％の例は１％，３％，５％，１０％，２０％などである。なお、ドライバーユニット１１の方式としては、ダイナミック型、バランスドアーマチェア型、ダイナミック型とバランスドアーマチュア型のハイブリッド型、コンデンサー型などを例示できる。また、ドライバーユニット１１や振動板１１３の形状に限定はない。ここでは、説明の簡略化のため、ドライバーユニット１１の外形が両端面を持つ略円筒形状であり、振動板１１３が略円盤形状である例を示すが、これは本発明を限定するものではない。例えば、ドライバーユニット１１の外形が直方体形状などであってもよいし、振動板１１３がドーム形状などであってもよい。また、音響信号の例は、音楽、音声、効果音、環境音などの音である。
（【００１１】以降は省略されています）

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