JP5671586B1

JP5671586B1 - チューニングヘッドホン

Info

Publication number: JP5671586B1
Application number: JP2013168748A
Authority: JP
Inventors: 東科呂
Original assignee: 寶トク科技股フン有限公司
Priority date: 2013-08-14
Filing date: 2013-08-14
Publication date: 2015-02-18
Anticipated expiration: 2033-08-14
Also published as: JP2015037270A

Abstract

【課題】チューニング可能なヘッドホンを提供することである。【解決手段】チューニングヘッドホンは、ユーザの耳に設けられ、通気蓋、チューニング蓋及びスピーカーユニットを含む。通気蓋は、環状部及び通気平面を有する。通気平面は、環状部におけるユーザの耳から離れた一端に設けられる。通気平面には、少なくとも１つの通気孔が設けられている。環状部の内側面は曲面である。チューニング蓋には、少なくとも１つのチューニング孔が設けられている。チューニング蓋は、通気蓋におけるユーザの耳から離れた一端に回動可能に被せられる。これにより、チューニング孔と通気孔との連通断面積が調整される。スピーカーユニットは、環状部におけるユーザの耳寄りの一端に設けられる。【選択図】図１

Description

本発明は、チューニング可能なヘッドホンに関する。

現在、音楽を聴く際に周囲に迷惑をかけないようにするために、ヘッドホンを装着して音楽を聴くのが一般的である。また、ヘッドホンが頻繁に携帯される物品であることから、携帯型ヘッドホンは、体積が小さく且つ軽量であることが求められている。

従来のヘッドホンハウジングは、密閉空間であるものが多く、音声が出される際にハウジング内部の密封空間の所定の大きさに制限され、音声出力の属性に影響を及ぼす。また、ヘッドホンの体積が小さいと共鳴空間が小さくなるため、好ましい低音效果を提供することができない。また、ヘッドホンを使用するタイミングは様々であり、例えば音楽の聴取、チャット及びゲームのプレイ等であるが、タイミングが異なれば提供される音声も異なり、ヘッドホンに対するパラメータ要求も異なるものとなる。しかしながら、従来のヘッドホンでは、ユーザが自らヘッドホンパラメータを変える必要があった。

そこで、上述した問題が改善可能であることに鑑みて、鋭意研究を行い学理を併せて運用した結果、設計が合理的で且つ上述した問題を効果的に改善することができる方法として本発明を提出するに至った。

本発明は、チューニング可能なヘッドホンを提供することを課題とする。

上述した課題を解決するために、本発明は、ユーザの耳に設けられるチューニングヘッドホンを提供する。
本発明に係るチューニングヘッドホンは、ユーザの耳に配置され、通気蓋、チューニング蓋及びスピーカーユニットを含む。通気蓋は、環状部及び通気平面を有する。通気平面は、環状部におけるユーザの耳から離れた一端に設けられる。通気平面には、少なくとも１つの通気孔が設けられている。環状部の内側面は曲面である。また、環状部の内側面は環状部の円心方向に向かって湾曲している。チューニング蓋には、少なくとも１つのチューニング孔が設けられている。チューニング蓋は、通気蓋におけるユーザの耳から離れた一端に回動可能に被せられる。これにより、チューニング孔と通気孔との連通断面積が調整される。スピーカーユニットは、環状部におけるユーザの耳寄りの一端に設けられる。

本発明によれば、チューニング蓋が通気蓋に回動可能に設けられているので、チューニングヘッドホンを使用する際の状況に応じてチューニングヘッドホンの音声表現を選択できるようにすることができる。

本発明に係るチューニングヘッドホンの断面を示した図である。本発明に係るチューニングヘッドホンの立体分解図である。本発明に係るチューニングヘッドホンの他の視点から見た立体分解図である。本発明に係るチューニングヘッドホンの動作を示した図である。本発明に係るチューニングヘッドホンの動作を示した図である。本発明に係るチューニングヘッドホンの動作を示した図である。本発明に係るチューニングヘッドホンの外観を示した図である。本発明に係るチューニングヘッドホンのインピーダンス曲線図である。本発明に係るチューニングヘッドホンの他の実施形態のインピーダンス曲線図である。

本発明が所定の目的を達成するために採用した技術、方法及び効果を更に理解することができるように、以下、本発明について図面を参照しながら詳細に説明する。これにより、本発明の目的、特徴及び特色を深く且つ具体的に理解することができる。但し、図面は参考と説明のために用いるものに過ぎず、本発明を制限するものではない。

図1に示すように、本発明の実施の形態に係るチューニングヘッドホン1は、ユーザの耳9に装着され、通気蓋10、チューニング蓋20、スピーカーユニット30及び弾性部材50を含む。スピーカーユニット30は、通気蓋10におけるユーザの耳9寄りの一端に設けられる。チューニング蓋20は、通気蓋10におけるユーザの耳から離れた一端に回動可能に設けられる。弾性部材50は、スピーカーユニット30におけるユーザの耳9寄りの一端に設けられる。チューニングヘッドホン1がユーザの耳9に装着されると、弾性部材50、スピーカーユニット30とユーザの耳9との間に前室51が形成される。

スピーカーユニット30は、コスト、周波数、感度需要、音質及び使用寿命等の要素に基づいて、ダイナミック型、静電型及びバランスドアーマチュア型等の異なる駆動方式を選択することができる。弾性部材50は、高密度スポンジイヤーパッド、シリコン耳栓、又はスポンジ耳栓である。使用時には、弾性部材50の一端がユーザの耳に当てられることで、チューニングヘッドホン1のユーザの耳における密閉性及び快適性の向上が図られる。弾性部材50の選択においては、その置き位置によって選択される。例えば、弾性部材50がユーザの外耳道に置かれる場合、チューニングヘッドホン1は、例えば、インナーイヤー型ヘッドホンであり、弾性部材50として耳栓形式が選択される。本実施形態における弾性部材50のようにユーザの耳介に当接される場合、チューニングヘッドホン1は耳覆い型ヘッドホンであり（図7に示す）、弾性部材50としてイヤーパッド形式が選択される。

図1、図2及び図3に示すように、通気蓋10は、環状部11、通気平面12及び位置制限壁13を含む。通気平面12には、少なくとも１つの通気孔121が設けられている。本実施の形態において、通気孔121の数は6個であるが、通気孔121の数量はこれに限定されない。通気平面12は、環状部11におけるユーザの耳9から離れた一端に設けられ、これにより環状部11におけるユーザの耳9から離れた一端がほぼ閉鎖される。環状部11の内側面は、曲面111である。曲面111は、環状部11の円心方向に向かって湾曲している。このような構造配置によって、気流が円滑に曲面111を流れるようにすることが可能であり、且つ気体が曲面111によって圧縮され、音声周波数を変化させる。位置制限壁13は、通気平面12におけるユーザの耳9から離れた方向に延在形成される。位置制限壁13と通気平面12とで共同して、開口がユーザの耳9から離れた方向に向けられた収容空間131が形成される。環状部11、通気平面12及び位置制限壁13は一体成形される。

チューニング蓋20は、環状部21及びチューニング平面22を含む。チューニング平面22には、少なくとも１つのチューニング孔221が設けられている。チューニング孔221の断面積及び数量は、通気孔121と同じである。チューニング平面22は、チューニング蓋20の環状部21におけるユーザの耳9寄りの一端に設けられる。環状部21におけるユーザの耳9から離れた一端には外径方向に向かって把持部211が延在形成される。チューニング蓋20の環状部21、チューニング平面22及び把持部211は一体成形される。

以下、通気蓋10、チューニング蓋20及びスピーカーユニット30の組み合わせについて詳しく説明する。スピーカーユニット30は、通気蓋10の環状部11におけるユーザの耳9寄りの一端に設けられ、これにより通気蓋10とスピーカーユニット30とで共同して、後室14が形成される。チューニング蓋20のチューニング平面22と通気蓋10の通気平面12とが平行して当接し、チューニング蓋20の環状部21の外径が通気蓋10の位置制限壁13の内径にほぼ等しいことによって、環状部21及びチューニング平面22が収容空間131にぴったりと置かれる。把持部211は、位置制限壁13におけるユーザの耳9から離れた一端に当接され、且つユーザが直接又は間接的に把持部211を介してチューニング蓋20を回動させることができるように、把持部211の外径は、位置制限壁13の外径よりも大きい。換言すれば、ユーザは、指で直接チューニング蓋20の把持部211を把持して回動させることができ、裝飾蓋（図示せず）及び歯車（図示せず）の配置を利用して把持部211を回動させることもできる。
なお、パッシブダンアフラム40は、他の実施形態において配置されるものであり、この実施の形態では、説明を省略する。

スピーカーユニット30が音声を出そうと振動を生じさせると、前室51及び後室14の気圧が変化する。前室51は、弾性部材50、ユーザの耳9によって共同で形成されるが、ユーザの耳9は、ユーザが異なれば形状や大きさが異なる。従って、前室51の大きさは制御することができない。また、音響室において、前室51は高周波共振を提供し、前室に空気漏れ又は開孔があると、低周波が弱くなる。一方、後室14は、通気蓋10によって定義されるため、後室14の体積はほぼ固定される。また、後室14は低周波共振を提供する。しかしながら、完全密閉された後室14はスピーカーユニット30に対するダンパが大きいため、通気孔121を利用して外部と後室14内の空気を連通することで、後室14のスピーカーユニット30に対するダンパを小さくする。

図4、図5及び図6に示すように、チューニング蓋20は通気蓋10に対して回動することができ、これによりユーザは、通気孔121とチューニング孔221との連通断面積を調整することができる。図4に示す配置では、通気孔121はいずれもチューニング平面22によって閉鎖される。即ち、チューニング孔221と通気孔121とが全く連通していない。その效果については後述する。図5に示す配置では、通気孔121は一部がチューニング平面22によって閉鎖される。即ち、チューニング孔221と通気孔121とが一部連通している。図6に示す配置では、チューニング孔221と通気孔121とは完全に連通している。

チューニング蓋20を利用して通気孔121とチューニング孔221との連通断面積を調整することができるため、ユーザは、後室14のスピーカーユニット30に対するダンパの大きさ及び最低共振周波数f_oを調整することができ、これにより、チューニングヘッドホン1のインピーダンス曲線を変化させることができる。

以下、まずヘッドホンの最低共振周波数f_o及び品質要素Q値（共振点）について説明する。f_oはスピーカインピーダンス曲線の最初の極大値に対応する周波数を示す。音声周波数がf_o値近傍にある場合、その振動は強い。従って、周波数がf_o値近傍にある音声の表現效果は好ましい。Q値が示す意味は、スピーカーユニット30の振動抑制能力である。換言すれば、Q値は、スピーカーユニット30のダンパ状態を反映することができる。Q値が低すぎると、スピーカーユニット30の出力音圧は届かないうちに急速に低下し、スピーカーユニット30はダンパ状態となり、低周波数の減衰が過大となる。Q値が高すぎると、スピーカーユニット30はダンパ不足状態となり、低周波数が過剰に強まる。聴覚で言えば、Q値が低めの場合、出された低音は短かく伸びがない。換言すれば、音声が続かない。Q値が高めの場合、出された低音は深く沈み込むが、音声は緻密となる。従って、f_o、Q値をユーザの好み及び音声再生のタイプに応じて調整しなければならない。ユーザは、チューニングヘッドホン1の適用タイミング（例えば、チャット、ゲームのプレイ及び音楽の聴取）のf_o、Q値に対する要求の相違に基づいて、チューニングヘッドホン1を調整することで、最良の音声效果を達成することができる。各種モードの特性については後述する。

図8は、チューニングヘッドホン1の異なる状態下でのインピーダンス曲線実験図である。S1は、スピーカーユニット30が自由空間下にある場合のインピーダンス曲線である。S2-S7は、スピーカーユニット30が通気蓋10中にある場合のインピーダンス曲線である。S2は、チューニング孔221と通気孔121とが全く連通していない状態である。S3は、チューニング孔221と通気孔121との連通孔数が1個の状態である。S4は、チューニング孔221と通気孔121との連通孔数が2個の状態である。S5は、チューニング孔221と通気孔121との連通孔数が3個の状態である。S6は、チューニング孔221と通気孔121との連通孔数が4個の状態である。S7は、チューニング孔221と通気孔121との連通孔数が5個の状態である。また、Q値の式は以下のとおりである。

f_oは、最低共振周波数である。R_Eは、周波数が最低共振周波数（f_o）より高い場合の最低インピーダンス値である。Z_Oは、最低共振周波数（f_o）時のインピーダンス値である。f₂-f₁は、インピーダンス値がR₁である場合の２つの周波数を減算したものであり、即ち帯域幅である。図8の曲線S₃を例にすると、ピークAに対応する周波数はf_o（図ではf_os3と表示）であり、ピークAに対応するインピーダンス値はZ_O（図ではZ_OS3と表示）であり、曲線の最も低いBに対応するインピーダンス値はR_E（図ではR_ES3と表示)である。従って、R₁の数値を求めることができ、これにより、f₂-f₁（帯域幅）の数値を求めることができる。

図8及び品質要素Qの式から分かるように、スピーカーユニット30が通気蓋10及びチューニング蓋20に装着されると、そのf_o、Q値はいずれも変化し、且つチューニング孔221と通気孔121との連通孔数が異なると、f_o、Q値はまた変化する。大まかに言って、f_o値が低下すると、Q値もまた低下する。

このように、通気孔121及びチューニング孔221それぞれの連通状態が異なると、Q値及びf_o値は変化する。従って、本発明に係るチューニングヘッドホン1の通気蓋10及びチューニング蓋20の設置によって、ユーザは、所要のQ値及びf_o値を選択することで、最も好ましい音声效果を達成することができる。

他の実施形態において、チューニングヘッドホン1は、パッシブダイヤフラム40を更に含む。パッシブダイヤフラム40は、弾性材質からなる。パッシブダイヤフラム40は、チューニング蓋20におけるユーザの耳9から離れた一端を閉鎖する。且つ、パッシブダイヤフラム40には、中心突起部41及びリング状突起部42が設けられている。リング状突起部42は、中心突起部41を囲繞するように設けられる。リング状突起部42及び中心突起部41は、いずれもユーザの耳9から離れた方向に向かって突出する。パッシブダイヤフラム40上には重量配置盤43が更に設けられている。リング状突起部42及び中心突起部41の設置を利用することによって、パッシブダイヤフラム40がより弾性を有し、重量配置盤43がパッシブダイヤフラム40の全体重量を変化させることができるようにする。

パッシブダイヤフラム40を利用してチューニング蓋20におけるユーザの耳9から離れた一端を閉鎖することによって、チューニング蓋20とパッシブダイヤフラム40とでチューニング室23が形成される。パッシブダイヤフラム40が弾性を有する材質であるため、チューニング室23の容積の大きさを若干変化させることができる。通気孔121とチューニング孔221とが連通すると、後室14とチューニング室23とが互いに連通され、チューニング室23の容積の大きさを変化させることができることを利用して、後室14のスピーカーユニット30に対するダンパを小さくすることができる。従って、パッシブダイヤフラム40は、後室14のスピーカーユニット30に対するダンパを変化させることができるのみならず、後室14とチューニング室23とに密閉型ヘッドホンの音声がクリアである特性を依然として保持させることができ、外部の音声に干渉されにくくすることができる。

図9は、チューニング蓋20にパッシブダイヤフラム40が装着されているチューニングヘッドホン1の異なる状態下でのインーダンス曲線図である。図9において、S1’は、スピーカーユニット30が自由空間下にある場合のインピーダンス曲線である。S2’-S6’は、スピーカーユニット30が通気蓋10中にあり且つチューニング蓋20にパッシブダイヤフラム40が設けられている場合のインピーダンス曲線である。S2’は、チューニング孔221と通気孔121とが全く連通していない状態である。S3’は、チューニング孔221と通気孔121との連通孔数が1個の状態である。S4’は、チューニング孔221と通気孔121との連通孔数が2個の状態である。S5’は、チューニング孔221と通気孔121との連通孔数が3個の状態である。S6’は、チューニング孔221と通気孔121との連通孔数が4個の状態である。図9から分かるように、スピーカーユニット30と通気蓋10、チューニング蓋20及びパッシブダイヤフラム40とが結合すると、そのインピーダンス曲線S2’-S6’のf_o及びQ値は変化する。

本発明の他の実施形態において、チューニングヘッドホン1は、チューニング紙（図示せず）を更に含む。チューニング紙は、半通気性の材質からなる。チューニング紙がチューニング孔221の一端を閉鎖することによって、気流が、通気孔121を通過して更にチューニング孔221を通過する時、チューニング紙を通過するようになるとともに、更に後室14のスピーカーユニット30に対するダンパ状態を変化させる。これにより、チューニングヘッドホン1のf_o、Q値が変化する。

ここで前述した各種モードのパラメータ状態を簡単に説明する。人間が話をする際に発する音声周波数は、およそ500-6000Hzである。従って、チューニングヘッドホン1のチューニング孔221と通気孔121との連通孔数が0である時のf_o、Q値が、好ましいチャットモードである。ゲームサウンドの音声周波数は低いのが一般的であり、且つサウンドは突発的である。従って、チューニングヘッドホン1のチューニング孔221と通気孔121との連通孔数が1である時のf_o、Q値が、好ましいゲームモードである。音楽の音声周波数は低めであり、その音声は継続する必要がある。従って、チューニングヘッドホン1のチューニング孔221と通気孔121との連通孔数が5である時のf_o、Q値が、好ましい音楽聴取モードである。以上の連通孔数についての記述は、通気蓋10、チューニング蓋20、スピーカーユニット30及びパッシブダイヤフラム40の規格、材質を参考にして決められるため、これらに限定されない。

図1及び図7に示すように、本発明の実施形態において、チューニングヘッドホン1は、ハウジング60を含む。通気蓋10、チューニング蓋20及びスピーカーユニット30がハウジング60内に収容され、スピーカーユニット30がハウジング60から露出することにより、スピーカーユニット30がユーザの耳9に向かって音声を発する。弾性部材50がハウジング60におけるユーザの耳9寄りの一端に設けられることにより、チューニングヘッドホン1は耳覆い型ヘッドホン構造を呈している。

従って、チューニングヘッドホン1は以下の特色を有する。即ち、通気蓋10とチューニング蓋20とにそれぞれ孔数が互いに対応する通気孔121及びチューニング孔221が設けられており、且つチューニング蓋20が通気蓋10に回動可能に設けられることにより、ユーザは、後室14のスピーカーユニット30に対するQ値の大きさを調整することができ、適切なチューニングヘッドホン1のモードを選択することができる。

以上の記載内容は、本発明の好ましい実施形態に過ぎず、本発明の特許請求の範囲に基づいて為された均等な変更や修正は、いずれも本発明の範囲に含まれる。

1 チューニングヘッドホン
10 通気蓋
11 環状部
111 曲面
12 通気平面
121 通気孔
13 位置制限壁
131 収容空間
14 後室
20 チューニング蓋
21 環状部
211 把持部
22 チューニング平面
221 チューニング孔
23 チューニング室
30 スピーカーユニット
40 パッシブダイヤフラム
41 中心突起部
42 リング状突起部
43 重量配置盤
50 弾性部材
51 前室
60 ハウジング
9 ユーザの耳

Claims

ユーザの耳に配置されるチューニングヘッドホンであって、
内側面が曲面である環状部と、少なくとも１つの通気孔が設けられる通気平面と、を有し、前記通気平面が前記環状部における前記ユーザの耳から離れた一端に設けられる通気蓋と、
少なくとも１つのチューニング孔が設けられており、前記通気蓋における前記ユーザの耳から離れた一端に回動可能に被せられることで前記チューニング孔と前記通気孔との連通断面積が調整される、チューニング蓋と、
前記環状部における前記ユーザの耳寄りの一端に設けられるスピーカーユニットと、
を含み、
前記通気蓋の前記環状部の内側面は、前記環状部の円心方向に向かって湾曲していることを特徴とするチューニングヘッドホン。
前記チューニング蓋における前記ユーザの耳から離れた一端に設けられるパッシブダイヤフラムを更に含むことを特徴とする請求項１に記載のチューニングヘッドホン。
前記パッシブダイヤフラムは、リング状突起部及び中心突起部を有し、前記リング状突起部が前記中心突起部を囲繞することを特徴とする請求項２に記載のチューニングヘッドホン。
前記パッシブダイヤフラムには重量配置盤が設けられていることを特徴とする請求項２に記載のチューニングヘッドホン。
前記通気平面における前記ユーザの耳から離れた方向に位置制限壁が延在形成され、前記位置制限壁によって収容空間が囲繞形成され、
前記チューニング蓋は、環状部及びチューニング平面を含み、前記チューニング平面には少なくとも１つのチューニング孔が設けられており、前記チューニング蓋が前記収容空間に収容され、前記チューニング平面が前記通気平面に当てられることを特徴とする請求項１に記載のチューニングヘッドホン。
前記チューニング蓋の前記環状部における前記ユーザの耳から離れた一端には、把持部が設けられており、前記把持部の外径は前記通気蓋におけるユーザの耳から離れた一端の外径よりも大きいことを特徴とする請求項５に記載のチューニングヘッドホン。
前記チューニング蓋は、前記チューニング孔を閉鎖するチューニング紙を更に含むことを特徴とする請求項１に記載のチューニングヘッドホン。