JP5676677B2 - イヤフォン - Google Patents
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Description
チャンバに、およそ30Hz〜100Hzの間で共振を生じさせている。抵抗性要素は抵抗性ポートを含んでいる。反応性要素は反応性ポートを含んでいる。反応性ポートは前記第1音響チャンバを自由空間に連結しているチューブを含んでいる。反応性ポートは約1.0〜約1.5mmの間の直径および約10〜約20mmの長さである。反応性ポートは約1.2mmの直径である。反応性ポートと抵抗性ポートとは、径方向に関して対向した位置で第1音響チャンバに連結されている。反応性ポートと抵抗性ポートとは、第1音響チャンバに露出した振動子の面上の圧力変動を減少するように配置されている。音響振動子の中心の周囲に径方向に関して均等に分散された複数の反応性または抵抗性ポートを含んでいる音響振動子の中心周囲に径方向に関して均等に分散された複数の抵抗性ポートを含み、その抵抗性ポートは音響振動子の略中心において第1音響チャンバに連結されている。音響振動子の中心周囲に径方向に関して均等に分散された複数の反応性ポートを含み、その反応性ポートは音響振動子の略中心において第1音響チャンバに連結されている。
第1の穴は装着者の耳の中に伸びている壁の先端に位置しており、かつ第2の穴は、装置が装着者の耳の中に配置されている場合に、第2音響チャンバを自由空間に連結するように配置され、ダンパは第1の穴を横断して配置され、第1の穴よりも小さい直径を持った第3の穴を形成している。
いくつかの例において、1つのイヤフォンのみが提示されている。いくつかの例において、左のイヤフォンと右のイヤフォンとには、一組として共に設けられていてもよい。)クッション106はイヤフォンの音響部品を装着者の耳の身体構造に連結している。プラグ202はイヤフォンをオーディオ信号源に接続しており、その信号源はCDプレーヤー、携帯電話、MP3プレーヤー、またはPDA(図示略)のようなものであり、若しくは同時に1形式以上の機器に接続可能な複合プラグ(図示略)であってもよい。回路ハウジング204は、例えばボリュームの制御または均等化の提供といった、オーディオ信号を修正するための回路構成を含んでいてもよい。ハウジング204はスイッチ回路構成を含んでいてもよく、そのスイッチは手動または自動のどちらかであって、1つまたは別の上記の信号源による信号出力を、イヤフォンに接続するためのものである。いくつかの例において、信号は、例えばブゥートゥースプロトコル(Bluetooth(登録商標) protocol)を使用した無線
通信であってもよく、その場合コード206は含まれないであろう。代替的にまたは付加的に、無線接続は回路構成に1つ以上の信号源を接続していてもよい。
放を提供しており、その空気圧は、イヤフォン100が耳10内に挿入された場合に、耳孔12および前部チャンバ114内に構成される。後部チャンバ112はシェル113によって駆動部116の後側周囲に密封されている。いくつかの例において、その後部チャンバ112は、ポート(マスポート(mass port)とも称される)122のような反応性
要素および抵抗性要素を含み、それはポート124として形成されてもよい。特許文献1には、ヘッドフォン機器内における平行反応性および抵抗性ポートの使用が記載されており、それは参照することでここに含まれている。我々はポートを反応性または抵抗性として参照しているが、実際のところは、あらゆるポートは反応性または抵抗性の両方の効果を備えている。与えられたポートの記載に使用された用語は、効果が優勢であることを示している。図3Bの例において、反応性ポートは内部スペーサ117、シェル113および外部カバー111内の空間によって形成されている。ポート122のような反応性ポートは、例えば、管状型開口部であり、その内部は他の密封された音響チャンバで有ってもよく、この場合は後部チャンバ112である。ポート124のような抵抗性ポートは、例えば音響チャンバの壁内の小さな開口部であり、そのチャンバは、例えばチャンバの壁を幾分かの空気および音響エネルギーが通過可能なワイヤまたは布スクリーンのような音響抵抗性を示す材料によって覆われている。
小さな空洞112と共にトランス116の後部を取り囲んでいる。クッションの下部110と共に、ノズル126は単に耳甲介に留まっているだけのイヤフォンよりもより良い密封を耳孔に提供しており、同様に使用者の耳により一致してつながり、使用者間の応答における変化を減少させている。クッションのテーパ付形状と柔軟性とは、多様な形状およびサイズの耳の内部において密封を形成することを可能にしている。ノズルおよびクッションのデザインは、以下により詳細に記載されている。
実施形態において、これは30〜100Hzの低周波数範囲において生じる共振である。
いくつかの例において、反応性ポート122と抵抗性ポート124とは、音響反応および音響抵抗を並列に提供しており、このことは、音響反応および音響抵抗のそれぞれが、独立的に後部チャンバ112を自由空間に連結していることを意味している。その一方で、反応性と抵抗性とは、単一の経路において直列に提供されることも可能であり、例えば、反応性ポート内にワイヤメッシュスクリーンのような抵抗性要素を配置することによって提供される。いくつかの例において、並列な抵抗性ポートは、70x088のダッチワイヤ織布(70x088 Dutch twill wire cloth)から造られており、その布は例えばクリーブ
ランドのクリーブランドワイヤから入手でき、約3mmの直径である。並列な反応性および抵抗性要素は、並列な反応性ポートおよび抵抗性要素として具体化されているが、直列の反応性および抵抗性要素を使用した実施形態と比較して、低周波数反応の増加を提供している。並列な抵抗性は低周波数出力を実質的に減衰せず、その一方で直列な抵抗性は減衰させる。並列な反応性および抵抗性ポートを備えた小さい後部チャンバとノズルを備えた前部チャンバとの結合を有するイヤフォンの周波数応答は、図4Aの曲線416によって示されている。並列なポートを備えた小さい後部チャンバを使用することは、イヤフォンが、低周波数出力および低周波数と高周波数との間の出力の所望のバランスを改善することを可能にしている。ポートのための様々なデザインオプションが以下に論じられている。
用されている。いくつかの例において、***128はスクリーン118の中心に形成されている。いくつかの例において、そのスクリーン118は約4mmの直径で、穴は約1mmである。他のサイズが他のノズルの形状または他の所望の周波数応答のために適用されてもよい。スクリーン118の中心の穴128はスクリーン118の音響抵抗よりもわずかに小さいが、曲線422の領域422aに見られるように、低周波数体積速度を著しく妨げない。曲線416は図4Aからの複写であり、非減衰ノズルと、並列な反応性および抵抗性ポートを伴った小さい後部チャンバとの効果を示している。曲線422は、穴のないダンパ118の効果を示している曲線418aよりも、より低周波数出力を実質的に有している。その中の穴を伴ったスクリーンは、(ピーク422bをピーク416aと比較して)高周波数共鳴の減衰を提供しているが、(ピーク422bをピーク418bと比較して)穴のないスクリーンと同程度ではなく、実質的に低周波数出力を増加させており、ダンパがないレベルに近いところまで戻っている。
一方で曲線428は既知の音漏れの量を提供するPEQ穴を伴った応答を示している。さらに、PEQ穴は低周波数出力における損失間で交互に使用され、全体的な性能をより再現可能にしている。
回路500において、出力抵抗510は、標準のイヤフォンの公称32オームの電気抵抗を示しており、入力電源512は、例えばCDプレーヤーからのヘッドフォンに入力するための音響信号を示している。図6のグラフ514は回路500からの結果である電気的周波数応答曲線516を示しており、0.75のQファクターに相当する1.55kHzの応答における落ち込み516aを表し、低周波数での応答と比較した落ち込み周波数における出力電圧において、8db減少している。実際の抵抗およびコンデンサの値と結果の曲線とは、イヤフォンの音響構成の詳細に基づく固有の均等化の必要性に依存するであろう。そのような回路構成はイヤフォンと線でつながって、例えば回路ハウジング204内部(図2A)に格納されることが可能である。
ような、他の材料が使用されてもよい。TPEはシリコーンに類似しており、より安価であるが、熱抵抗がより低い。組み合わせた材料が使用されてもよく、ソフトシリコーンまたはTPEが外部領域810に使用されてもよく、ABS、ポリカーボネイトまたはナイロンで製造された硬い内部領域812としてもよい。いくつかの例において、全体のクッションは単一の硬さを持ったシリコーンまたはTPEから加工されてもよく、外部領域810に要求される軟らかさと内部領域812に必要とされる硬さとの間の妥協点を示している。
12 耳孔
14 耳甲介
16 耳珠
18 対珠
100 イヤフォン
102 第1領域
104 第2領域
106 クッション
111 外部カバー
112 後部チャンバ
113、115 シェル
114 前部チャンバ
116 駆動部
117 内部スペーサ
118 音響抵抗要素
120 圧力平衡穴(PEQ)
122 (反応性)ポート
124 (抵抗性)ポート
126 延伸部
202 プラグ
204 回路ハウジング
206 コード
500 均等化回路
510 出力抵抗
512 入力電源
702 後部カバー
810 外部領域
812 内部領域
Claims (31)
- 装置であって、
並列の反応性要素と抵抗性要素とを含んだ第1音響チャンバと、
音響振動子によって前記第1音響チャンバから隔離された第2音響チャンバであって、該第2音響チャンバは、シェルと、前記音響振動子と、穴を有する音響抵抗性要素とによって画定され、かつ装着者の耳の耳孔内に部分的に延在し、前記音響抵抗性要素によって装着者の耳孔から隔離された第2音響チャンバと、
装着者の耳の耳甲介から前記装置を支持するクッションと、
を備え、
前記第2音響チャンバの延在方向が、前記音響振動子の存在する面と略平行である、装置。 - 前記第2音響チャンバの壁は、該第2音響チャンバを自由空間に連結している穴を形成していることを特徴とする、請求項1に記載の装置。
- 前記クッションは、第1の硬さを有する第1の材料で形成された外部領域と、第2の硬さを有する第2の材料で形成された内部領域と、を含んでいることを特徴とする、請求項1に記載の装置。
- 前記第1の材料は、ショア硬度Aスケールで、およそ3〜12の硬さを有していることを特徴とする、請求項3に記載の装置。
- 前記第1の材料は、ショア硬度Aスケールで、およそ8の硬さを有していることを特徴とする、請求項4に記載の装置。
- 前記第2の材料は、ショア硬度Aスケールで、およそ30〜90の硬さを有していることを特徴とする、請求項3に記載の装置。
- 前記第2の材料は、ショア硬度Aスケールで、およそ40の硬さを有していることを特徴とする、請求項6に記載の装置。
- 前記クッションの第1領域は前記第2音響チャンバを前記耳孔に接続するための形状に形成され、前記クッションの第2領域は前記耳に前記装置を保持するための形状に形成されて、前記第2領域は前記耳孔内に伸びていないことを特徴とする、請求項1に記載の装置。
- 前記クッションは取り外し可能であることを特徴とする、請求項1に記載の装置。
- 異なったサイズのクッションのセットを含んでいることを特徴とする、請求項9に記載の装置。
- 前記反応性要素と前記抵抗性要素とは、前記第1音響チャンバに、およそ30Hz〜100Hzの間で共振を生じさせていることを特徴とする、請求項1に記載の装置。
- 前記抵抗性要素は抵抗性ポートを含んでいることを特徴とする、請求項1に記載の装置。
- 前記反応性要素は反応性ポートを含んでいることを特徴とする、請求項1に記載の装置。
- 前記抵抗性要素は抵抗性ポートを含み、かつ前記反応性要素は反応性ポートを含んでいることを特徴とする、請求項1に記載の装置。
- 前記反応性ポートは、前記第1音響チャンバを自由空間に連結しているチューブを含んでいることを特徴とする、請求項13に記載の装置。
- 前記反応性ポートは約1.0〜約1.5mmの間の直径および約10〜約20mmの長さを有していることを特徴とする、請求項15に記載の装置。
- 前記反応性ポートは約1.2mmの直径を有していることを特徴とする、請求項15に記載の装置。
- 前記反応性ポートと前記抵抗性ポートとは、径方向に関して略対向した位置で前記第1音響チャンバに連結されていることを特徴とする、請求項14に記載の装置。
- 前記反応性ポートと前記抵抗性ポートとは、前記第1音響チャンバに露出した振動子の面上の圧力変動を減少するように配置されていることを特徴とする、請求項14に記載の装置。
- 前記音響振動子の中心の周囲に略均等に分散された複数の反応性または抵抗性ポートをさらに含んでいることを特徴とする、請求項14に記載の装置。
- 前記音響振動子の中心の周囲に略均等に分散された複数の抵抗性ポートをさらに含み、該抵抗性ポートは前記音響振動子の略中心において前記第1音響チャンバに連結されていることを特徴とする、請求項12に記載の装置。
- 前記音響振動子の中心の周囲に略均等に分散された複数の反応性ポートをさらに含み、該反応性ポートは前記音響振動子の略中心において前記第1音響チャンバに連結されていることを特徴とする、請求項13に記載の装置。
- 前記第1音響チャンバは前記音響振動子のバスケットに適合している壁によって形成されていることを特徴とする、請求項1に記載の装置。
- 前記第1音響チャンバは、前記音響振動子によって占められる体積を含み、約0.4cm3より小さい容積を有していることを特徴とする、請求項1に記載の装置。
- 前記第1音響チャンバは、前記音響振動子によって占められる体積を除いて、約0.2cm3より小さい容積を有していることを特徴とする、請求項1に記載の装置。
- 前記第2音響チャンバは前記音響振動子とハウジングとで形成され、
該ハウジングは第1および第2の穴を形成し、
該第1の穴は装着者の耳の中に伸びている壁の先端に位置しており、
かつ前記第2の穴は、前記装置が装着者の耳の中に配置されている場合に、前記第2音響チャンバを自由空間に連結するように配置され、
音響ダンパは、前記第1の穴を横断して配置され、該第1の穴よりも小さい直径を持った第3の穴を形成していることを特徴とする、請求項1に記載の装置。 - 前記音響振動子に提供された信号の特性を調整するための回路をさらに含んでいることを特徴とする、請求項1に記載の装置。
- 一組の請求項1に記載の装置を含んだイヤフォンセット。
- 受動的な均等化回路を含み、該均等化回路の周波数応答は入力音響信号を形成し、前記形成された音響信号は前記音響振動子を駆動していることを特徴とする、請求項1に記載の装置。
- 前記受動的な均等化回路は秒オーダーのフィルタであることを特徴とする、請求項29に記載の装置。
- 前記受動的な均等化回路はTブリッジ回路であることを特徴とする、請求項29に記載の装置。
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