JP7785641B2 - Acoustic signal output device - Google Patents
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Description
特許法第30条第2項適用 ウェブサイト掲載日 2022年7月26日 ウェブサイトのアドレス ウェブサイト名:GREEN未来を企画するクラウドファンディング URL:https://greenfunding.jp/lab/projects/6208Article 30, Paragraph 2 of the Patent Act applies. Date of website publication: July 26, 2022. Website address: Website name: GREEN Crowdfunding for Planning the Future URL: https://greenfunding.jp/lab/projects/6208
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。 The present invention relates to an acoustic signal output device, and in particular to an acoustic signal output device that does not seal the ear canal.
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。 In recent years, the increased strain on the ears caused by wearing earphones and headphones has become a problem. Open-ear earphones and headphones, which do not block the ear canal, are known as devices that reduce strain on the ears.
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。 However, open-ear earphones and headphones have the problem of significant sound leakage into the surrounding area. This problem is not limited to open-ear earphones and headphones, but is a common issue with any acoustic signal output device that does not seal the ear canal.
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。 The present invention was made in consideration of these issues, and aims to provide an acoustic signal output device that does not seal the ear canal, thereby suppressing sound leakage to the surrounding area.
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。 An acoustic signal output device is provided in which the frequency band of a reproduced acoustic signal is divided into a high frequency band and a low frequency band, the device having a first driver unit that emits acoustic signals in the high frequency band of the reproduced acoustic signals, a housing that houses the first driver unit, and a second driver unit that is larger in size than the first driver unit and emits acoustic signals in the low frequency band of the reproduced acoustic signals. The acoustic signal emitted from the first driver unit to one side is referred to as the first acoustic signal, the acoustic signal emitted from the first driver unit to the other side is referred to as the second acoustic signal, the acoustic signal emitted from the second driver unit to one side is referred to as the third acoustic signal, and the acoustic signal emitted from the second driver unit to the other side is referred to as the fourth acoustic signal. The wall of the housing is provided with one or more first sound holes that guide the first acoustic signal to the outside, and one or more second sound holes that guide the second acoustic signal to the outside. Here, when a first acoustic signal is emitted from the first sound hole, a second acoustic signal is emitted from the second sound hole, and a third acoustic signal and a fourth acoustic signal are emitted from the second driver unit, the attenuation rate of the first acoustic signal and the third acoustic signal at a second point farther from the acoustic signal output device than the first point, based on a predetermined first point where the first acoustic signal and the third acoustic signal arrive, is designed to be equal to or less than a predetermined value that is smaller than the attenuation rate of the acoustic signal due to air propagation at the second point based on the first point, or the attenuation amount of the first acoustic signal and the third acoustic signal at the second point based on the first point is designed to be equal to or greater than a predetermined value that is greater than the attenuation amount of the acoustic signal due to air propagation at the second point based on the first point.
この構造により、周囲への音漏れを抑制できる。 This structure helps prevent sound from leaking into the surrounding area.
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。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Base configuration]
First, an acoustic signal output device that serves as the basis for each embodiment will be described.
<Configuration>
The acoustic signal output device 1 that forms the basis of each embodiment is an audio listening device that is worn without sealing the user's ear canal (for example, open-ear earphones, headphones, installed speakers, embedded speakers, etc.) As illustrated in Figures 1, 2A to 2C, and 3A to 3C, the acoustic signal output device 1 has a driver unit 11 that converts an output signal (an electrical signal representing an acoustic signal) output from a playback device into an acoustic signal and outputs it, and a housing 12 that houses the driver unit 11 inside.
<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δ1%以下であることが望ましい。δ1%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δ2%以下であることが望ましい。δ2%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。
<Driver unit 11>
The driver unit (speaker driver unit, driver) 11 is a device (device with speaker functionality) that emits (sounds) an acoustic signal AC1 (first acoustic signal) based on an input output signal to one side (D1 direction), and emits an acoustic signal AC2 (second acoustic signal) that is an inverse phase signal (phase-inverted signal) of the acoustic signal AC1 or a signal approximating the inverse phase signal to the other side (D2 direction). That is, the acoustic signal emitted from the driver unit 11 to one side (D1 direction) will be referred to as the acoustic signal AC1 (first acoustic signal), and the acoustic signal emitted from the driver unit 11 to the other side (D2 direction) will be referred to as the acoustic signal AC2 (second acoustic signal). For example, the driver unit 11 includes a diaphragm 113 that vibrates to emit the acoustic signal AC1 in the D1 direction from one surface 113a, and vibrates to emit the acoustic signal AC2 in the D2 direction from the other surface 113b (FIG. 2B). In this example, the driver unit 11 emits an acoustic signal AC1 from one surface 111 in the direction D1 by vibrating the diaphragm 113 based on the input output signal, and emits an acoustic signal AC2, which is an inverse phase signal of the acoustic signal AC1 or a signal approximating the inverse phase signal, from the other surface 112 in the direction D2. That is, the acoustic signal AC2 is emitted secondarily in conjunction with the emission of the acoustic signal AC1. Note that the D2 direction (the other side) is, for example, the opposite direction to the D1 direction (the one side), but the D2 direction does not need to be strictly the opposite direction of the D1 direction; it is sufficient that the D2 direction is different from the D1 direction. The relationship between the one side (D1 direction) and the other side (D2 direction) depends on the type and shape of the driver unit 11. Furthermore, depending on the type and shape of the driver unit 11, the acoustic signal AC2 may be strictly an inverse phase signal of the acoustic signal AC1, or the acoustic signal AC2 may be an approximation of the inverse phase signal of the acoustic signal AC1. For example, the approximation signal of the opposite-phase signal of acoustic signal AC1 may be (1) a signal obtained by shifting the phase of the opposite-phase signal of acoustic signal AC1, (2) a signal obtained by changing (amplifying or attenuating) the amplitude of the opposite-phase signal of acoustic signal AC1, or (3) a signal obtained by shifting the phase of the opposite-phase signal of acoustic signal AC1 and then changing the amplitude. The phase difference between the opposite-phase signal of acoustic signal AC1 and its approximation signal is preferably δ1 % or less of one period of the opposite-phase signal of acoustic signal AC1. Examples of δ1 % include 1%, 3%, 5%, 10%, and 20%. Furthermore, the difference in amplitude between the opposite-phase signal of acoustic signal AC1 and its approximation signal is preferably δ2 % or less of the amplitude of the opposite-phase signal of acoustic signal AC1. Examples of δ2 % include 1%, 3%, 5%, 10%, and 20%. Examples of the type of driver unit 11 include a dynamic type, a balanced armature type, a hybrid type of a dynamic type and a balanced armature type, and a capacitor type. There are no limitations on the shapes of the driver unit 11 and the diaphragm 113. For the sake of simplicity, an example is shown in which the driver unit 11 has a substantially cylindrical outer shape with both end faces and the diaphragm 113 has a substantially disc shape, but this does not limit the present invention. For example, the driver unit 11 may have a rectangular parallelepiped outer shape, and the diaphragm 113 may have a dome shape. Examples of acoustic signals include music, voice, sound effects, and environmental sounds.
<筐体12>
筐体12は、外側に壁部を持つ中空の部材であり、壁部に音孔121a,123aが設けられており、内部にドライバーユニット11を収納している。例えば、ドライバーユニット11は、筐体12内部のD1方向側の端部に固定されている。しかし、これは本発明を限定するものではない。筐体12の形状にも限定はないが、例えば、筐体12の形状が、D1方向に沿って伸びる軸線A1を中心とした回転対称(線対称)または略回転対称であることが望ましい。これにより、筐体12から放出される音のエネルギーの方向ごとのばらつきが小さくなるように音孔123a(詳細は後述)を設けることが容易となる。その結果、各方向に均一に音漏れを軽減することが容易になる。例えば、筐体12は、ドライバーユニット11の一方側(D1方向側)に配置された壁部121である第1端面と、ドライバーユニット11の他方側(D2方向側)に配置された壁部122である第2端面と、第1端面と第2端面とで挟まれた空間を、第1端面と第2端面とを通る軸線A1を中心に取り囲む壁部123である側面とを有する(図2B,図3B)。ここでは、説明の簡略化のため、筐体12が両端面を持つ略円筒形状である例を示す。例えば、壁部121と壁部122との間隔が10mmであり、壁部121,122が半径10mmの円形である。しかし、これらは一例であって本発明を限定するものではない。例えば、筐体12が、端部に壁部を持つ略ドーム型形状であってもよいし、中空の略立方体形状であってもよい、その他の立体形状であってもよい。また、筐体12を構成する材質にも限定はない。筐体12が合成樹脂や金属などの剛体によって構成されていてもよいし、ゴムなどの弾性体によって構成されていてもよい。以上のようにドライバーユニット11を内部に収容した筐体12は、例えば、エンクロージャ型のツイータースピーカーとして機能する。
<Housing 12>
The housing 12 is a hollow member with an outer wall, and sound holes 121a and 123a are provided in the wall, housing the driver unit 11 inside. For example, the driver unit 11 is fixed to the end of the housing 12 on the D1 direction side. However, this does not limit the present invention. There are no limitations on the shape of the housing 12, but it is desirable that the shape of the housing 12 be rotationally symmetric (line symmetric) or approximately rotationally symmetric about an axis A1 extending along the D1 direction. This makes it easy to provide the sound hole 123a (described in detail below) so as to reduce the directional variation in the sound energy emitted from the housing 12. As a result, it becomes easy to reduce sound leakage uniformly in all directions. For example, the housing 12 has a first end face, which is a wall portion 121, located on one side (the D1 direction side) of the driver unit 11, a second end face, which is a wall portion 122, located on the other side (the D2 direction side) of the driver unit 11, and a side face, which is a wall portion 123, which surrounds the space between the first end face and the second end face, centered on an axis A1 passing through the first end face and the second end face (FIGS. 2B and 3B). For simplicity of explanation, an example is shown here in which the housing 12 has a substantially cylindrical shape with both end faces. For example, the distance between the wall portion 121 and the wall portion 122 is 10 mm, and the wall portions 121 and 122 are circular with a radius of 10 mm. However, these are merely examples and do not limit the present invention. For example, the housing 12 may have a substantially dome-shaped shape with walls at the ends, a hollow, substantially cubic shape, or any other three-dimensional shape. Furthermore, there are no limitations on the material from which the housing 12 is made. Housing 12 may be made of a rigid body such as synthetic resin or metal, or may be made of an elastic body such as rubber. Housing 12 that houses driver unit 11 as described above functions as, for example, an enclosure-type tweeter speaker.
<音孔121a,123a>
上述のように、筐体12の壁部には、ドライバーユニット11から放出された音響信号AC1(第1音響信号)を外部に導出する音孔121a(第1音孔)と、ドライバーユニット11から放出された音響信号AC2(第2音響信号)を外部に導出する音孔123a(第2音孔)とが設けられている。音孔121aおよび音孔123aは、例えば、筐体12の壁部を貫通する貫通孔であるが、これは本発明を限定するものではない。音響信号AC1および音響信号AC2をそれぞれ外部に導出できるのであれば、音孔121aおよび音孔123aが貫通孔でなくてもよい。
<Sound holes 121a, 123a>
As described above, the wall of the housing 12 is provided with sound hole 121a (first sound hole) through which acoustic signal AC1 (first acoustic signal) emitted from driver unit 11 is guided to the outside, and sound hole 123a (second sound hole) through which acoustic signal AC2 (second acoustic signal) emitted from driver unit 11 is guided to the outside. Sound hole 121a and sound hole 123a are, for example, through holes that penetrate the wall of the housing 12, but this does not limit the present invention. As long as sound signal AC1 and acoustic signal AC2 can be guided to the outside, sound hole 121a and sound hole 123a do not have to be through holes.
音孔121aから放出された音響信号AC1は利用者の外耳道に届き、利用者に聴取される。一方、音孔123aからは、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が放出される。この音響信号AC2の一部は、音孔121aから放出された音響信号AC1の一部(音漏れ成分)を相殺する。すなわち、音孔121a(第1音孔)から音響信号AC1(第1音響信号)が放出され、音孔123a(第2音孔)から音響信号AC2(第2音響信号)が放出されることで、位置P1(第1地点)を基準とした位置P2(第2地点)での音響信号AC1(第1音響信号)の減衰率η11を予め定めた値ηth以下とすることができたり、位置P1(第1地点)を基準とした位置P2(第2地点)での音響信号AC1(第1音響信号)の減衰量η12を予め定めた値ωth以上とできたりする。ここで、位置P1(第1地点)は、音孔121a(第1音孔)から放出された音響信号AC1(第1音響信号)が到達する予め定められた地点である。一方、位置P2(第2地点)は、音響信号出力装置1からの距離が位置P1(第1地点)よりも遠い予め定められた地点である。予め定めた値ηthは、位置P1(第1地点)を基準とした位置P2(第2地点)での任意または特定の音響信号(音)の空気伝搬による減衰率η21よりも小さい値(低い値)である。また、予め定めた値ωthは、位置P1(第1地点)を基準とした位置P2(第2地点)での任意または特定の音響信号(音)の空気伝搬による減衰量η22よりも大きい値である。すなわち、音響信号出力装置1は、減衰率η11が、減衰率η21よりも小さい予め定めた値ηth以下となるように設計されているか、または、減衰量η12が、減衰量η22よりも大きい予め定めた値ωth以上となるように設計されている。なお、音響信号AC1は位置P1から位置P2まで空気伝搬され、この空気伝搬と音響信号AC2とに起因して減衰する。減衰率η11は、位置P1での音響信号AC1の大きさAMP1(AC1)に対する、空気伝搬と音響信号AC2とに起因して減衰した位置P2での音響信号AC1の大きさAMP2(AC1)の比率(AMP2(AC1)/AMP1(AC1))である。また、減衰量η12は、大きさAMP1(AC1)と大きさAMP2(AC1)との差分(|AMP1(AC1)-AMP2(AC1)|)である。一方、音響信号AC2を想定しない場合、位置P1から位置P2まで空気伝搬される任意または特定の音響信号ACarは、音響信号AC2に起因することなく、空気伝搬に起因して減衰する。減衰率η21は、位置P1での音響信号ACarの大きさAMP1(ACar)に対する、空気伝搬に起因して減衰(音響信号AC2に起因することなく減衰)した位置P2での音響信号ACarの大きさAMP2(ACar)の比率(AMP2(ACar)/AMP1(ACar))である。また、減衰量η22は、大きさAMP1(ACar)と大きさAMP2(ACar)との差分(|AMP1(ACar)-AMP2(ACar)|)である。なお、音響信号の大きさの例は、音響信号の音圧または音響信号のエネルギーなどである。また「音漏れ成分」とは、例えば、音孔121aから放出された音響信号AC1のうち、音響信号出力装置1を装着した利用者以外の領域(例えば、音響信号出力装置1を装着した利用者以外のヒト)に到来する可能性が高い成分を意味する。例えば、「音漏れ成分」は、音響信号AC1のうち、D1方向以外の方向に伝搬する成分を意味する。例えば、音孔121aからは主に音響信号AC1の直接波が放出され、第2音孔からは主に第2音響信号の直接波が放出される。音孔121aから放出された音響信号AC1の直接波の一部(音漏れ成分)は、音孔123aから放出された音響信号AC2の直接波の少なくとも一部と干渉することで相殺される。ただし、これは本発明を限定するものではなく、この相殺は直接波以外でも生じ得る。すなわち、音孔121aから放出された音響信号AC1の直接波および反射波の少なくとも一方である音漏れ成分が、音孔123aから放出された音響信号AC2の直接波および反射波の少なくとも一方によって相殺されることがある。これにより、音漏れを抑制できる。 The acoustic signal AC1 emitted from the sound hole 121a reaches the ear canal of the user and is heard by the user. Meanwhile, the acoustic signal AC2, which is an inverse phase signal of the acoustic signal AC1 or a signal approximating the inverse phase signal, is emitted from the sound hole 123a. A portion of this acoustic signal AC2 cancels out a portion of the acoustic signal AC1 emitted from the sound hole 121a (sound leakage component). That is, by emitting an acoustic signal AC1 (first acoustic signal) from the sound hole 121a (first sound hole) and emitting an acoustic signal AC2 (second acoustic signal) from the sound hole 123a (second sound hole), the attenuation rate η11 of the acoustic signal AC1 (first acoustic signal) at a position P2 (second position) relative to a position P1 (first position) can be set to a predetermined value ηth or less, and the attenuation amount η12 of the acoustic signal AC1 (first acoustic signal) at a position P2 (second position) relative to a position P1 (first position) can be set to a predetermined value ωth or more. Here, the position P1 (first position) is a predetermined position to which the acoustic signal AC1 (first acoustic signal) emitted from the sound hole 121a (first sound hole) reaches. On the other hand, the position P2 (second position) is a predetermined position that is farther from the acoustic signal output device 1 than the position P1 (first position). The predetermined value η th is a value smaller (lower) than the attenuation rate η 21 of an arbitrary or specific acoustic signal (sound) due to air propagation at position P2 (second position) relative to position P1 (first position). Furthermore, the predetermined value ω th is a value larger than the attenuation amount η 22 of an arbitrary or specific acoustic signal (sound) due to air propagation at position P2 (second position) relative to position P1 (first position). That is, the acoustic signal output device 1 is designed so that the attenuation rate η 11 is equal to or smaller than a predetermined value η th smaller than the attenuation rate η 21 , or so that the attenuation amount η 12 is equal to or larger than a predetermined value ω th larger than the attenuation amount η 22. The acoustic signal AC1 propagates through the air from position P1 to position P2, and is attenuated due to this air propagation and the acoustic signal AC2. The attenuation rate η11 is the ratio ( AMP2 (AC1)/AMP1(AC1)) of the magnitude AMP2 (AC1) of the acoustic signal AC1 at position P2 attenuated due to air propagation and acoustic signal AC2 to the magnitude AMP1 (AC1) of the acoustic signal AC1 at position P1. Furthermore, the attenuation amount η12 is the difference (| AMP1 (AC1) -AMP2(AC1)|) between the magnitude AMP1(AC1) and the magnitude AMP2 ( AC1 ) . On the other hand, if acoustic signal AC2 is not considered, any or specific acoustic signal ACar propagating through the air from position P1 to position P2 will attenuate due to air propagation, not due to acoustic signal AC2. The attenuation rate η21 is the ratio (AMP2(ACar) /AMP1 ( ACar )) of the magnitude AMP2 ( ACar ) of the acoustic signal ACar at position P2 attenuated due to air propagation (attenuation without being due to the acoustic signal AC2) to the magnitude AMP1(ACar) of the acoustic signal ACar at position P1. The attenuation amount η22 is the difference (| AMP1 ( ACar ) -AMP2 ( ACar ) |) between the magnitude AMP1 ( ACar ) and the magnitude AMP2 ( ACar ) . Examples of the magnitude of an acoustic signal include the sound pressure or energy of an acoustic signal. The "sound leakage component" refers to, for example, a component of the acoustic signal AC1 emitted from the sound hole 121a that is likely to reach an area other than that of the user wearing the acoustic signal output device 1 (for example, a person other than the user wearing the acoustic signal output device 1). For example, "sound leakage components" refer to components of acoustic signal AC1 that propagate in directions other than direction D1. For example, the direct wave of acoustic signal AC1 is mainly emitted from sound hole 121a, and the direct wave of the second acoustic signal is mainly emitted from the second sound hole. A portion of the direct wave of acoustic signal AC1 emitted from sound hole 121a (sound leakage components) is canceled out by interference with at least a portion of the direct wave of acoustic signal AC2 emitted from sound hole 123a. However, this does not limit the present invention, and this cancellation can occur with waves other than direct waves. In other words, the sound leakage components, which are at least one of the direct wave and reflected wave of acoustic signal AC1 emitted from sound hole 121a, may be canceled out by at least one of the direct wave and reflected wave of acoustic signal AC2 emitted from sound hole 123a. This suppresses sound leakage.
音孔121a,123aの配置構成を例示する。
ここで例示する音孔121a(第1音孔)は、ドライバーユニット11の一方側(音響信号AC1が放出される側であるD1方向側)に配置された壁部121の領域AR1(第1領域)に設けられている(図1,図2A,図2B,図3B)。すなわち、音孔121aは軸線A1に沿ったD1方向(第1方向)を向いて開口している。また、ここで例示する音孔123a(第2音孔)は、筐体12の壁部121の領域AR1(第1領域)とドライバーユニット11のD2方向側(音響信号AC2が放出される側である他方側)に配置された壁部122の領域AR2(第2領域)との間の領域ARに接する壁部123の領域AR3に設けられている。すなわち、筐体12の中央を基準とし、D1方向(第1方向)とD1方向の逆方向との間の方向をD12方向(第2方向)とすると(図3B)、音孔121a(第1音孔)は、筐体12のD1方向側(第1方向側)に設けられており、音孔123a(第2音孔)は、筐体12のD12方向側(第2方向側)に設けられている。例えば、筐体12が、ドライバーユニット11の一方側(D1方向側)に配置された壁部121である第1端面と、ドライバーユニット11の他方側(D2方向側)に配置された壁部122である第2端面と、第1端面と第2端面とで挟まれた空間を、第1端面と第2端面とを通る音響信号AC1の放出方向(D1方向)に沿った軸線A1を中心に取り囲む壁部123である側面とを有する場合(図2B,図3B)、音孔121a(第1音孔)は第1端面に設けられており、音孔123a(第2音孔)は側面に設けられている。またこの例では、筐体12の壁部122側には音孔を設けない。筐体12の壁部122側に音孔を設けると、筐体12から放出される音響信号AC2の音圧レベルが音響信号AC1の音漏れ成分を相殺するために必要なレベルを超えてしまい、その過剰分が音漏れとして知覚されてしまうからである。
The arrangement of the sound holes 121a and 123a will be exemplified.
The sound hole 121a (first sound hole) illustrated here is provided in an area AR1 (first area) of the wall portion 121 arranged on one side of the driver unit 11 (the D1 direction side, which is the side from which the acoustic signal AC1 is emitted) ( FIGS. 1 , 2A, 2B, and 3B ). That is, the sound hole 121a opens facing the D1 direction (first direction) along the axis A1. The sound hole 123a (second sound hole) illustrated here is provided in an area AR3 of the wall portion 123 that contacts the area AR between the area AR1 (first area) of the wall portion 121 of the housing 12 and an area AR2 (second area) of the wall portion 122 arranged on the D2 direction side of the driver unit 11 (the other side, which is the side from which the acoustic signal AC2 is emitted). In other words, if the center of the housing 12 is used as a reference and the direction between the D1 direction (first direction) and the direction opposite to the D1 direction is defined as the D12 direction (second direction) (Figure 3B), the sound hole 121a (first sound hole) is provided on the D1 direction side (first direction side) of the housing 12, and the sound hole 123a (second sound hole) is provided on the D12 direction side (second direction side) of the housing 12. For example, if the housing 12 has a first end face that is a wall portion 121 arranged on one side (D1 direction side) of the driver unit 11, a second end face that is a wall portion 122 arranged on the other side (D2 direction side) of the driver unit 11, and a side face that is a wall portion 123 that surrounds the space between the first end face and the second end face, centered on an axis A1 that runs along the emission direction (D1 direction) of the acoustic signal AC1 that passes through the first end face and the second end face (FIGS. 2B and 3B), the sound hole 121a (first sound hole) is provided on the first end face, and the sound hole 123a (second sound hole) is provided on the side face. In this example, no sound hole is provided on the wall portion 122 side of the housing 12. If a sound hole were provided on the wall portion 122 side of the housing 12, the sound pressure level of the acoustic signal AC2 emitted from the housing 12 would exceed the level necessary to offset the sound leakage component of the acoustic signal AC1, and this excess would be perceived as sound leakage.
図2A等に例示するように、ここで例示する音孔121aは、音響信号AC1の放出方向(D1方向)に沿った軸線A1上またはその近傍に配置されている。この例の軸線A1は、筐体12のドライバーユニット11の一方側(D1方向側)に配置された壁部121の領域AR1(第1領域)の中央または当該中央の近傍を通る。例えば、軸線A1は、筐体12の中央領域を通ってD1方向に延びる軸線である。すなわち、この例の音孔121aは、筐体12の壁部121の領域AR1の中央位置に設けられている。この例では、説明の簡略化のため、音孔121aの開放端の縁部の形状が円である(開放端が円形である)例を示す。このような音孔121aの半径は、例えば3.5mmである。しかし、これは本発明を限定しない。例えば、音孔121aの開放端の縁部の形状が楕円、四角形、三角形などその他の形状であってもよい。また、音孔121aの開放端が網目状になっていてもよい。言い換えると、音孔121aの開放端が複数の孔によって構成されていてもよい。またこの例では、説明の簡略化のため、筐体12の壁部121の領域AR1(第1領域)に1個の音孔121aが設けられている例を示す。しかし、これは本発明を限定しない。例えば、筐体12の壁部121の領域AR1(第1領域)に2個以上の音孔121aが設けられていてもよい。 As illustrated in Figure 2A and other figures, the sound hole 121a illustrated here is located on or near axis A1, which is aligned with the emission direction (D1 direction) of the acoustic signal AC1. In this example, axis A1 passes through the center or near the center of region AR1 (first region) of wall 121, which is located on one side (D1 direction side) of driver unit 11 of housing 12. For example, axis A1 is an axis that extends in the D1 direction through the central region of housing 12. That is, sound hole 121a in this example is located at the center of region AR1 of wall 121 of housing 12. For simplicity of explanation, this example shows an example in which the edge of the open end of sound hole 121a is circular (the open end is circular). The radius of such sound hole 121a is, for example, 3.5 mm. However, this does not limit the present invention. For example, the edge of the open end of sound hole 121a may be elliptical, rectangular, triangular, or other shapes. The open end of sound hole 121a may also be mesh-like. In other words, the open end of sound hole 121a may be made up of multiple holes. Also, in this example, for simplicity of explanation, one sound hole 121a is provided in area AR1 (first area) of wall 121 of housing 12. However, this does not limit the present invention. For example, two or more sound holes 121a may be provided in area AR1 (first area) of wall 121 of housing 12.
音孔123a(第2音孔)は、例えば、以下の観点を考慮した配置であることが望ましい。
(1)位置の観点:相殺しようとする音響信号AC1の音漏れ成分の伝搬経路に、音孔123aから放出された音響信号AC2の伝搬経路が重なるように音孔123aを配置する。
(2)面積の観点:音孔123aの開口面積に応じ、音孔123aから放出される音響信号AC2の伝搬領域および筐体12の周波数特性が異なる。また、筐体12の周波数特性は音孔123aから放出される音響信号AC2の周波数特性、すなわち各周波数での振幅に影響を与える。このような音孔123aから放出される音響信号AC2の伝搬領域および周波数特性を考慮し、音漏れ成分を相殺しようとする領域において、音漏れ成分が音孔123aから放出される音響信号AC2によって相殺されるように、音孔123aの開口面積を決定する。
以上の観点から、例えば、音孔123a(第2音孔)は、以下のように構成されることが望ましい。
例えば、図2B,図3A,図3Cに例示するように、音孔123a(第2音孔)は、音響信号AC1(第1音響信号)の放出方向に沿った軸線A1を中心とした円周(円)C1に沿って複数設けられていることが望ましい。複数の音孔123aを円周C1に沿って設けた場合、音響信号AC2は音孔123aから外部に放射状(軸線A1を中心とした放射状)に放出される。ここで、音響信号AC1の音漏れ成分も音孔121aから外部に放射状(軸線A1を中心とした放射状)に放出される。そのため、複数の音孔123aを円周C1に沿って設けることで、音響信号AC2によって音響信号AC1の音漏れ成分を適切に相殺できる。ここでは、説明の簡略化のため、複数の音孔123aが円周C1上に設けられている例を示す。しかし、複数の音孔123aは円周C1に沿って設けられていればよく、必ずしも、すべての音孔123aが厳密に円周C1上に配置されていなくてもよい。
The sound hole 123a (second sound hole) is preferably arranged in consideration of the following points, for example.
(1) Positional viewpoint: The sound hole 123a is positioned so that the propagation path of the sound leakage component of the sound signal AC1 to be cancelled overlaps with the propagation path of the sound signal AC2 emitted from the sound hole 123a.
(2) From the perspective of area: The propagation area of the acoustic signal AC2 emitted from sound hole 123a and the frequency characteristics of the housing 12 vary depending on the opening area of sound hole 123a. Furthermore, the frequency characteristics of the housing 12 affect the frequency characteristics of the acoustic signal AC2 emitted from sound hole 123a, i.e., the amplitude at each frequency. Taking into consideration the propagation area and frequency characteristics of the acoustic signal AC2 emitted from sound hole 123a, the opening area of sound hole 123a is determined so that the sound leakage components are canceled out by the acoustic signal AC2 emitted from sound hole 123a in the area where they are to be canceled out.
From the above viewpoint, it is desirable that the sound hole 123a (second sound hole) be configured as follows, for example.
For example, as illustrated in FIGS. 2B, 3A, and 3C, it is desirable to provide a plurality of sound holes 123a (second sound holes) along a circumference (circle) C1 centered on an axis A1 along the emission direction of the acoustic signal AC1 (first acoustic signal). When a plurality of sound holes 123a are provided along the circumference C1, the acoustic signal AC2 is emitted radially from the sound holes 123a to the outside (radially from the axis A1). Here, the sound leakage component of the acoustic signal AC1 is also emitted radially from the sound holes 121a to the outside (radially from the axis A1). Therefore, by providing a plurality of sound holes 123a along the circumference C1, the sound leakage component of the acoustic signal AC1 can be appropriately canceled out by the acoustic signal AC2. Here, for simplicity of explanation, an example in which a plurality of sound holes 123a are provided on the circumference C1 is shown. However, it is sufficient that the plurality of sound holes 123a are provided along the circumference C1, and it is not necessary that all of the sound holes 123a are positioned strictly on the circumference C1.
また好ましくは、円周C1が複数の単位円弧領域に等分された場合に、単位円弧領域の何れかである第1円弧領域に沿って設けられている音孔123a(第2音孔)の開口面積の総和は、第1円弧領域を除く単位円弧領域の何れかである第2円弧領域に沿って設けられている音孔123a(第2音孔)の開口面積の総和と同一または略同一である。例えば、図4に例示するように、円周C1が4個の単位円弧領域C1-1,…,C1-4に等分された場合、単位円弧領域C1-1,…,C1-4の何れかである第1円弧領域(例えば、単位円弧領域C1-1)に沿って設けられている音孔123a(第2音孔)の開口面積の総和は、第1円弧領域を除く単位円弧領域の何れかである第2円弧領域(例えば、単位円弧領域C1-2)に沿って設けられている音孔123a(第2音孔)の開口面積の総和と同一または略同一である。なお、ここでは説明の簡略化のために、円周C1が4個の単位円弧領域C1-1,…,C1-4に等分された例を示したが、これは本発明を限定するものではない。また、「α1とα2とが略同一」とは、α1とα2との差分がα1のβ%以下であることを意味する。β%の例は3%,5%,10%などである。これにより、第1円弧領域に沿って設けられている音孔123aから放出される音響信号AC2の音圧分布と、第2円弧領域に沿って設けられている音孔123aから放出される音響信号AC2の音圧分布とが、軸線A1に対して点対称または略点対称となる。好ましくは、各単位円弧領域に沿って設けられている音孔123a(第2音孔)の開口面積の単位円弧領域ごとの総和は、全て同一または略同一である。これにより、音孔123aから放出される音響信号AC2の音圧分布が軸線A1に対して点対称または略点対称となる。これにより、音響信号AC2によって音響信号AC1の音漏れ成分をより適切に相殺できる。 Also preferably, when the circumference C1 is equally divided into a plurality of unit arc regions, the sum of the opening areas of the sound holes 123a (second sound holes) arranged along a first arc region, which is one of the unit arc regions, is the same as or approximately the same as the sum of the opening areas of the sound holes 123a (second sound holes) arranged along a second arc region, which is one of the unit arc regions excluding the first arc region. For example, as illustrated in FIG. 4 , if the circumference C1 is equally divided into four unit arc regions C1-1, ..., C1-4, the sum of the opening areas of the sound holes 123a (second sound holes) provided along a first arc region (e.g., unit arc region C1-1) that is one of the unit arc regions C1-1, ..., C1-4 is the same or approximately the same as the sum of the opening areas of the sound holes 123a (second sound holes) provided along a second arc region (e.g., unit arc region C1-2) that is one of the unit arc regions excluding the first arc region. Note that, for simplicity of explanation, an example in which the circumference C1 is equally divided into four unit arc regions C1-1, ..., C1-4 is shown, but this does not limit the present invention. Furthermore, "α1 and α2 are approximately the same" means that the difference between α1 and α2 is β% or less of α1. Examples of β% include 3%, 5%, and 10%. This makes the sound pressure distribution of acoustic signal AC2 emitted from sound holes 123a provided along the first arc region and the sound pressure distribution of acoustic signal AC2 emitted from sound holes 123a provided along the second arc region point-symmetric or approximately point-symmetric with respect to axis A1. Preferably, the sums of the opening areas of sound holes 123a (second sound holes) provided along each unit arc region are all the same or approximately the same. This makes the sound pressure distribution of acoustic signal AC2 emitted from sound holes 123a point-symmetric or approximately point-symmetric with respect to axis A1. This allows acoustic signal AC2 to more appropriately cancel out the sound leakage components of acoustic signal AC1.
より好ましくは、複数の音孔123aは、同一形状、同一サイズ、同一間隔で円周C1に沿って設けられていることが望ましい。例えば、横幅4mm、高さ3.5mmの複数の音孔123aの同一形状、同一サイズ、同一間隔で円周C1に沿って設けられている。複数の音孔123aが、同一形状、同一サイズ、同一間隔で円周C1に沿って設けられている場合、音響信号AC2によって音響信号AC1の音漏れ成分をより適切に相殺できる。しかし、これは本発明を限定するものではない。 More preferably, the multiple sound holes 123a are arranged along the circumference C1 with the same shape, size, and spacing. For example, multiple sound holes 123a with a width of 4 mm and a height of 3.5 mm are arranged along the circumference C1 with the same shape, size, and spacing. When multiple sound holes 123a are arranged along the circumference C1 with the same shape, size, and spacing, the sound leakage components of the acoustic signal AC1 can be more appropriately canceled out by the acoustic signal AC2. However, this does not limit the present invention.
また好ましくは、音孔123a(第2音孔)は、ドライバーユニット11の他方側(D2方向側)に位置する領域ARに接する壁部に設けられている(図3B)。これにより、ドライバーユニット11の他方側から放出される音響信号AC2の直接波が効率よく音孔123aから外部へ導出される。その結果、音響信号AC2によって音響信号AC1の音漏れ成分をより適切に相殺できる。 Preferably, sound hole 123a (second sound hole) is provided in a wall portion adjacent to area AR located on the other side (direction D2) of driver unit 11 (Figure 3B). This allows the direct wave of acoustic signal AC2 emitted from the other side of driver unit 11 to be efficiently guided to the outside through sound hole 123a. As a result, the sound leakage component of acoustic signal AC1 can be more appropriately canceled out by acoustic signal AC2.
ここでは、説明の簡略化のため、音孔123aの開放端の縁部の形状が四角形である場合(開放端が方形である場合)を例示するが、これは本発明を限定しない。例えば、音孔123aの開放端の縁部の形状が円、楕円、三角形などその他の形状であってもよい。また、音孔123aの開放端が網目状になっていてもよい。言い換えると、音孔123aの開放端が複数の孔によって構成されていてもよい。また、音孔123aの個数にも限定はなく、筐体12の壁部123の領域AR3に単数の音孔123aが設けられていてもよいし、複数の音孔123aが設けられていてもよい。 For the sake of simplicity, the following example illustrates a case where the edge of the open end of sound hole 123a is rectangular (the open end is square), but this does not limit the present invention. For example, the edge of the open end of sound hole 123a may be circular, elliptical, triangular, or another shape. The open end of sound hole 123a may also be mesh-like. In other words, the open end of sound hole 123a may be composed of multiple holes. There is also no limit to the number of sound holes 123a; either a single sound hole 123a or multiple sound holes 123a may be provided in area AR3 of wall 123 of housing 12.
音孔121a(第1音孔)の開口面積の総和S1に対する音孔123a(第2音孔)の開口面積の総和S2比率S2/S1は、2/3≦S2/S1≦4を満たすことが望ましい(詳細は後述する)。これにより、音響信号AC1の音漏れ成分を音響信号AC2によって適切に相殺できる。 It is desirable that the ratio S2 / S1 of the sum S2 of the opening areas of the sound holes 123a (second sound holes) to the sum S1 of the opening areas of the sound holes 121a (first sound holes) satisfies 2/3≦ S2 / S1 ≦4 (details will be described later). This allows the sound leakage component of the acoustic signal AC1 to be appropriately canceled out by the acoustic signal AC2.
音漏れ抑制性能は、音孔123aが設けられている壁部123の面積と音孔123aの開口面積との比率にも依存する場合がある。例えば、筐体12が、ドライバーユニット11の一方側(D1方向側)に配置された壁部121である第1端面と、ドライバーユニット11の他方側(D2方向側)に配置された壁部122である第2端面と、第1端面と第2端面とで挟まれた空間を、第1端面と第2端面とを通る音響信号AC1の放出方向(D1方向)に沿った軸線A1を中心に取り囲む壁部123である側面とを有し、音孔121a(第1音孔)が第1端面に設けられており、音孔123a(第2音孔)が側面に設けられている場合を想定する(図2B,図3B)。このような場合、側面の総面積S3に対する音孔123aの開口面積の総和S2の比率S2/S3は、1/20≦S2/S3≦1/5であることが望ましい(詳細は後述する)。これにより、音響信号AC1の音漏れ成分を音響信号AC2によって適切に相殺できる。しかし、これは本発明を限定するものではない。 Sound leakage suppression performance may also depend on the ratio between the area of wall portion 123 in which sound hole 123a is provided and the opening area of sound hole 123a. For example, consider a case in which housing 12 has a first end face that is wall portion 121 arranged on one side (D1 direction side) of driver unit 11, a second end face that is wall portion 122 arranged on the other side (D2 direction side) of driver unit 11, and a side face that is wall portion 123 that surrounds the space between the first and second end faces, centered on axis A1 that runs along the emission direction (D1 direction) of acoustic signal AC1 that passes through the first and second end faces, and sound hole 121a (first sound hole) is provided in the first end face, and sound hole 123a (second sound hole) is provided in the side face ( FIGS. 2B and 3B ). In such a case, it is desirable that the ratio S2 / S3 of the sum S2 of the opening areas of the sound holes 123a to the total area S3 of the side surfaces be 1/20≦ S2 / S3 ≦1/5 (details will be described later). This allows the sound leakage component of the acoustic signal AC1 to be appropriately canceled out by the acoustic signal AC2. However, this does not limit the present invention.
<使用状態>
図5Aを用い、音響信号出力装置1の使用状態を例示する。図5Aの例では、利用者1000の右耳1010と左耳1020とに音響信号出力装置1が1個ずつ装着される。耳への音響信号出力装置1の装着には任意の装着機構が用いられる。音響信号出力装置1は、それぞれD1方向側が利用者1000側に向けられる。再生装置100から出力された出力信号はそれぞれの音響信号出力装置1のドライバーユニット11に入力され、ドライバーユニット11は、D1方向側へ音響信号AC1を放出し、他方側へ音響信号AC2を放出する。音孔121aからは音響信号AC1が放出され、放出された音響信号AC1は右耳1010と左耳1020に入り、利用者1000に聴取される。一方、音孔123aからは、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が放出される。この音響信号AC2の一部は、音孔121aから放出された音響信号AC1の一部(音漏れ成分)を相殺する。
<Usage status>
FIG. 5A illustrates an example of how the acoustic signal output device 1 is used. In the example of FIG. 5A , one acoustic signal output device 1 is worn on each of the right ear 1010 and left ear 1020 of a user 1000. Any suitable wearing mechanism is used to wear the acoustic signal output devices 1 on the ears. The D1 direction side of each acoustic signal output device 1 faces the user 1000. An output signal output from the playback device 100 is input to the driver unit 11 of each acoustic signal output device 1, and the driver unit 11 emits an acoustic signal AC1 toward the D1 direction side and an acoustic signal AC2 toward the other side. The acoustic signal AC1 is emitted from the sound hole 121a, and the emitted acoustic signal AC1 enters the right ear 1010 and the left ear 1020 and is heard by the user 1000. Meanwhile, the acoustic signal AC2, which is an inverse phase signal of the acoustic signal AC1 or a signal approximating the inverse phase signal, is emitted from the sound hole 123a. This part of the acoustic signal AC2 cancels out the part of the acoustic signal AC1 (sound leakage component) emitted from the sound hole 121a.
<実験結果>
音響信号出力装置1による音漏れ抑制効果を示す実験結果を示す。この実験では、図5Bに示すように、ヒトの頭部を模したダミーヘッド1100の両耳に音響信号出力装置1装着し、位置P1およびP2で音響信号を観測した。この例における位置P1はダミーヘッド1100の左耳1120近傍(音響信号出力装置1近傍)の位置であり、位置P2は位置P1から外方に向かって15cm離れた位置である。
<Experimental Results>
The following shows the results of an experiment demonstrating the sound leakage suppression effect of the acoustic signal output device 1. In this experiment, as shown in Fig. 5B, the acoustic signal output device 1 was attached to both ears of a dummy head 1100 simulating a human head, and acoustic signals were observed at positions P1 and P2. In this example, position P1 is located near the left ear 1120 of the dummy head 1100 (near the acoustic signal output device 1), and position P2 is located 15 cm outward from position P1.
図6に図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、図7に図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、図8に位置P1で観測された音響信号の周波数特性と位置P2で観測された音響信号の周波数特性との差分(各周波数の音圧レベルの差分)を例示する。横軸は周波数(Frequency [Hz])を示し、縦軸は音圧レベル(Sound pressure level (SPL) [dB])を示す。実線のグラフは音響信号出力装置1を用いた場合の周波数特性を例示し、破線のグラフは従来の音響信号出力装置(オープンイヤー型のイヤホン)を用いた場合の周波数特性を例示する。図8に例示するように、この例の音響信号出力装置1を用いた場合、従来の音響信号出力装置を用いた場合に比べ、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の音圧との差分が大きいことが分かる。これは、音響信号出力装置1では、従来の音響信号出力装置に比べ、位置P2での音漏れを抑制できていることを示している。 FIG. 6 illustrates the frequency characteristics of the acoustic signal observed at position P1 in FIG. 5B , FIG. 7 illustrates the frequency characteristics of the acoustic signal observed at position P2 in FIG. 5B , and FIG. 8 illustrates the difference (difference in sound pressure level at each frequency) between the frequency characteristics of the acoustic signal observed at position P1 and the frequency characteristics of the acoustic signal observed at position P2. The horizontal axis represents frequency (Hz), and the vertical axis represents sound pressure level (SPL) (dB). The solid line graph illustrates the frequency characteristics when using acoustic signal output device 1, while the dashed line graph illustrates the frequency characteristics when using a conventional acoustic signal output device (open-ear earphones). As illustrated in FIG. 8 , when using this example acoustic signal output device 1, the difference in sound pressure between the acoustic signal observed at position P1 and the acoustic signal observed at position P2 is larger than when using the conventional acoustic signal output device. This indicates that the acoustic signal output device 1 is able to suppress sound leakage at position P2 compared to the conventional acoustic signal output device.
図9Aに、音孔121a(第1音孔)の開口面積の総和S1に対する音孔123a(第2音孔)の開口面積の総和S2比率S2/S1と、位置P1で観測された音響信号の周波数特性と位置P2で観測された音響信号の周波数特性との差分との関係を例示する。横軸は当該比率S2/S1を示し、縦軸は当該差分を表す音圧レベル(Sound pressure level (SPL) [dB])を示す。r12h6は音孔121aの個数が6個、音孔123aの個数が4個の場合の結果を例示し、r12h12は音21aの個数が12個、音孔123aの個数が4個の場合の結果を例示し、r45h35は音孔121aの個数が1個、音孔123aの個数が4個の場合の結果を例示する。図9Aに例示するように、音孔121aの開口面積の総和S1に対する音孔123aの開口面積の総和S2比率S2/S1が2/3≦S2/S1≦4の範囲で、特に、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の音圧との差分が大きいことが分かる。これは、この範囲での音漏れ抑制効果が大きいことを示している。 9A illustrates the relationship between the ratio S2 / S1 of the sum S2 of the opening areas of the sound holes 123a (second sound holes) to the sum S1 of the opening areas of the sound holes 121a (first sound holes) and the difference between the frequency characteristics of the acoustic signal observed at position P1 and the frequency characteristics of the acoustic signal observed at position P2. The horizontal axis represents the ratio S2 / S1 , and the vertical axis represents the sound pressure level (SPL) [dB] representing the difference. r12h6 illustrates the results when there are six sound holes 121a and four sound holes 123a, r12h12 illustrates the results when there are twelve sound holes 121a and four sound holes 123a, and r45h35 illustrates the results when there is one sound hole 121a and four sound holes 123a. 9A, it can be seen that the difference in sound pressure between the acoustic signal observed at position P1 and the acoustic signal observed at position P2 is particularly large when the ratio S2 / S1 of the sum S2 of the opening areas of sound holes 123a to the sum S1 of the opening areas of sound holes 121a is in the range of 2 /3≦ S2 /S1≦4. This indicates that the sound leakage suppression effect is large in this range.
図9Bに、側面の総面積S3に対する音孔123a(第2音孔)の開口面積の総和S2の比率S2/S3と、位置P1で観測された音響信号の周波数特性と位置P2で観測された音響信号の周波数特性との差分との関係を例示する。横軸は当該比率S2/S3を示し、縦軸は当該差分を表す音圧レベル(Sound pressure level (SPL) [dB])を示す。r12h6、r12h12、r45h35の意味は図9Aと同じである。図9Bに例示するように、側面の総面積S3に対する音孔123a(第2音孔)の開口面積の総和S2の比率S2/S3が1/20≦S2/S3≦1/5の範囲で、特に、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の音圧との差分が大きいことが分かる。これは、この範囲での音漏れ抑制効果が大きいことを示している。 9B illustrates the relationship between the ratio S2 / S3 of the sum S2 of the opening areas of the sound holes 123a (second sound holes) to the total area S3 of the side surfaces and the difference between the frequency characteristics of the acoustic signal observed at position P1 and the frequency characteristics of the acoustic signal observed at position P2. The horizontal axis represents the ratio S2 / S3 , and the vertical axis represents the sound pressure level (SPL) [dB] representing the difference. The meanings of r12h6, r12h12, and r45h35 are the same as in FIG. 9A. As illustrated in FIG. 9B, when the ratio S2 / S3 of the sum S2 of the opening areas of the sound holes 123a (second sound holes) to the total area S3 of the side surfaces is in the range of 1/20≦ S2 / S3 ≦1/5, it can be seen that the difference in sound pressure between the acoustic signal observed at position P1 and the acoustic signal observed at position P2 is particularly large. This indicates that the sound leakage suppression effect is large within this range.
[第1実施形態]
次に、本発明の第1実施形態を説明する。
音響信号AC2で音響信号AC1の音漏れ成分を打ち消す場合、音響信号AC1と音響信号AC2の伝搬距離が互いに同一であることが理想的である。しかし、実際には音響信号AC1と音響信号AC2の放出位置は互いに異なり、これらの伝搬距離は互いに異なる。この伝搬距離の相違が大きいほど、音漏れを打ち消そうとする位置での音響信号AC1と音響信号AC2との位相ずれが大きくなり、音漏れ防止効果が低下してしまう。一般に、これらの伝搬距離の相違は筐体12やドライバーユニット11のサイズが大きいほど大きく、筐体12やドライバーユニット11のサイズが大きいほど音漏れ防止効果が低下してしまう。そのため、音漏れ防止のためには筐体12やドライバーユニット11のサイズは小さいほうが望ましい。しかし、筐体12やドライバーユニット11のサイズを小さくすると低域側の音圧を上げにくい。
[First embodiment]
Next, a first embodiment of the present invention will be described.
When using acoustic signal AC2 to cancel out the sound leakage component of acoustic signal AC1, it is ideal for the propagation distances of acoustic signal AC1 and acoustic signal AC2 to be the same. However, in reality, acoustic signal AC1 and acoustic signal AC2 are emitted from different positions, and their propagation distances are different. The greater the difference in propagation distance, the greater the phase shift between acoustic signal AC1 and acoustic signal AC2 at the position where sound leakage is to be canceled, thereby reducing the sound leakage prevention effect. Generally, the difference in these propagation distances becomes greater as the size of the housing 12 and driver unit 11 increases, and the larger the size of the housing 12 and driver unit 11, the less effective the sound leakage prevention effect becomes. Therefore, in order to prevent sound leakage, it is desirable to have a small size for the housing 12 and driver unit 11. However, if the size of the housing 12 and driver unit 11 is reduced, it becomes difficult to increase the sound pressure in the low-frequency range.
また、周波数が低いほど、上述の伝搬距離の相違の影響を受けにくいため、音漏れ防止効果は周波数が低いほど高い。一方で、低域側では、音響信号AC1の音漏れ成分だけではなく、聴取すべき再生音も音響信号AC2によって大きく減衰してしまうことがある。 Furthermore, the lower the frequency, the less affected it is by the differences in propagation distance described above, and so the lower the frequency, the greater the sound leakage prevention effect. On the other hand, at low frequencies, not only are the sound leakage components of acoustic signal AC1 but the reproduced sound that should be heard may also be significantly attenuated by acoustic signal AC2.
これらの理由により、上述のベースとなる音響信号出力装置では、音漏れを抑制しながら、低域の音圧を十分に得ることが困難な場合もある。 For these reasons, it may be difficult to obtain sufficient low-frequency sound pressure while suppressing sound leakage with the base acoustic signal output device described above.
以降では、音漏れを抑制しながら、低域の音圧を十分に得ることが可能な音響信号出力装置を説明する。なお、以降、これまで説明した事項との相違点を中心に説明し、既に説明した事項については説明を簡略化する場合がある。 The following describes an acoustic signal output device that can obtain sufficient low-frequency sound pressure while suppressing sound leakage. The following explanation will focus on differences from what has been explained so far, and may simplify explanations of things that have already been explained.
<構成>
本実施形態の音響信号出力装置10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10から図12に例示するように、本実施形態の音響信号出力装置10は、再生装置から出力された出力信号(再生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サイズの小さなドライバーユニット11(スピーカードライバーユニット、ドライバー)と、出力信号を音響信号に変換して出力するサイズの大きなドライバーユニット15(スピーカードライバーユニット、ドライバー)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。ドライバーユニット11および筐体12は、前述の音響信号出力装置1ものと同じものである。
<Configuration>
The acoustic signal output device 10 of this embodiment is an audio listening device (e.g., open-ear earphones, headphones, installed speakers, embedded speakers, etc.) that is worn without sealing the user's ear canal. As illustrated in Figures 10 to 12, the acoustic signal output device 10 of this embodiment has a small driver unit 11 (speaker driver unit, driver) that converts an output signal (an electrical signal representing a reproduced acoustic signal) output from a playback device into an acoustic signal and outputs it, a large driver unit 15 (speaker driver unit, driver) that converts the output signal into an acoustic signal and outputs it, and a housing 12 that houses the driver unit 11 inside. The driver unit 11 and housing 12 are the same as those of the acoustic signal output device 1 described above.
<ドライバーユニット11(第1ドライバーユニット)>
本実施形態では、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、ドライバーユニット11は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。すなわち、ドライバーユニット11は、再生音響信号のうち主に高域の音響信号を扱う。再生装置から出力された出力信号は、高周波数側の高周波数帯域信号と、それよりも低周波数側の低周波数帯域信号とに分離され、このように分離された高周波数帯域信号がドライバーユニット11に入力される。なお、高周波数帯域信号と低周波数帯域信号のレベルが所定値以上の周波数帯域は、互いに重複していてもよいし、互いに重複していなくてもよい。ドライバーユニット11は、入力された高周波数帯域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(第1音響信号)をD1方向側(一方側)に放出し、この振動によって他方の面113bから音響信号AC2(第2音響信号)をD2方向側(他方側)に放出する振動板113(第1振動板)を含む(図12)。この例のドライバーユニット11は、入力された高周波数帯域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。その他は前述した通りである。
<Driver unit 11 (first driver unit)>
In this embodiment, the frequency band of the reproduced acoustic signal is divided into a high-frequency band and a low-frequency band, and the driver unit 11 emits the acoustic signal on the high-frequency band side of the reproduced acoustic signal. In other words, the driver unit 11 mainly handles the high-frequency acoustic signal of the reproduced acoustic signal. The output signal output from the playback device is separated into a high-frequency band signal on the high-frequency side and a low-frequency band signal on the lower-frequency side, and the separated high-frequency band signal is input to the driver unit 11. Note that the frequency bands in which the levels of the high-frequency band signal and the low-frequency band signal are equal to or higher than a predetermined value may or may not overlap with each other. The driver unit 11 is a device (device with speaker function) that emits (emits sound from) an acoustic signal AC1 (first acoustic signal) based on the input high-frequency band signal to one side (the D1 direction side), and emits an acoustic signal AC2 (second acoustic signal) that is an inverse phase signal (phase-inverted signal) of the acoustic signal AC1 or a signal approximating the inverse phase signal to the other side (the D2 direction side). That is, the acoustic signal emitted from the driver unit 11 to one side (the D1 direction side) will be referred to as acoustic signal AC1 (first acoustic signal), and the acoustic signal emitted from the driver unit 11 to the other side (the D2 direction side) will be referred to as acoustic signal AC2 (second acoustic signal). For example, the driver unit 11 includes a diaphragm 113 (first diaphragm) that vibrates to emit acoustic signal AC1 (first acoustic signal) from one surface 113a to the D1 direction side (one side), and emits acoustic signal AC2 (second acoustic signal) from the other surface 113b to the D2 direction side (other side) due to this vibration (FIG. 12). In this example, the driver unit 11 emits acoustic signal AC1 from one surface 111 to the D1 direction side, and emits acoustic signal AC2, which is an inverse phase signal of acoustic signal AC1 or a signal approximating the inverse phase signal, from the other side 112 to the D2 direction side by vibrating the diaphragm 113 based on the input high-frequency band signal. The rest is as described above.
<ドライバーユニット15(第2ドライバーユニット)>
ドライバーユニット15は、ドライバーユニット11よりもサイズが大きく、上述した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。すなわち、ドライバーユニット15は、再生音響信号のうち主に低域の音響信号を扱う。これにより、ドライバーユニット11のみを用いる場合に比べて低域の音圧を得ることができる。上述のように出力信号から分離された低周波数帯域信号はドライバーユニット15に入力され、ドライバーユニット15は、入力された低周波数帯域信号に基づく音響信号AC3(第3音響信号)を一方側(D1方向側)へ放出(放音)し、音響信号AC3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AC4(第4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15から一方側(D1方向側)へ放出される音響信号を音響信号AC3(第3音響信号)と呼び、ドライバーユニット15から他方側(D2方向側)に放出される音響信号を音響信号AC4(第4音響信号)と呼ぶことにする。例えば、ドライバーユニット15は、振動によって一方の面153aから音響信号AC3(第3音響信号)をD1方向側(一方側)に放出し、この振動によって他方の面153bから音響信号AC4(第4音響信号)をD2方向側(他方側)に放出する振動板153(第2振動板)を含む(図12)。この例のドライバーユニット15は、入力された低周波数帯域信号に基づいて振動板153が振動することで、音響信号AC3を一方側の面151からD1方向側へ放出し、音響信号AC3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AC4を他方側の側152からD2方向側へ放出する。すなわち、音響信号AC4は、音響信号AC3の放出に伴って副次的に放出されるものである。音響信号AC3は、音響信号AC1の同位相信号または同位相信号の近似信号であり、音響信号AC4は、音響信号AC2の同位相信号または同位相信号の近似信号である。なお、ドライバーユニット15の方式や形状によって、音響信号AC4が厳密に音響信号AC3の逆位相信号となる場合もあれば、音響信号AC4が音響信号AC3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AC3の逆位相信号の近似信号は、(1)音響信号AC3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AC3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AC3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AC3の逆位相信号とその近似信号との位相差は、音響信号AC3の逆位相信号の一周期のδ3%以下であることが望ましい。δ3%の例は1%,3%,5%,10%,20%などである。また、音響信号AC3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AC3の逆位相信号の振幅のδ4%以下であることが望ましい。δ4%の例は1%,3%,5%,10%,20%などである。なお、ドライバーユニット15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15や振動板153の形状に限定はない。本実施形態では、説明の簡略化のため、ドライバーユニット15の外形が両端面を持つ略円筒形状であり、振動板153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15の外形が直方体形状などであってもよいし、振動板153がドーム形状などであってもよい。
<Driver unit 15 (second driver unit)>
The driver unit 15 is larger in size than the driver unit 11 and emits acoustic signals on the low-frequency band side of the above-mentioned reproduced acoustic signals. In other words, the driver unit 15 mainly handles low-frequency acoustic signals among the reproduced acoustic signals. This makes it possible to obtain lower-frequency sound pressure compared to when only the driver unit 11 is used. The low-frequency band signal separated from the output signal as described above is input to the driver unit 15, which is a device (device with speaker function) that emits (emits sound) an acoustic signal AC3 (third acoustic signal) based on the input low-frequency band signal to one side (the D1 direction side) and emits an acoustic signal AC4 (fourth acoustic signal) that is an inverse phase signal (phase-inverted signal) of the acoustic signal AC3 or a signal approximating the inverse phase signal to the other side (the D2 direction side). In other words, the acoustic signal emitted from the driver unit 15 to one side (the D1 direction side) will be called the acoustic signal AC3 (third acoustic signal), and the acoustic signal emitted from the driver unit 15 to the other side (the D2 direction side) will be called the acoustic signal AC4 (fourth acoustic signal). For example, the driver unit 15 includes a diaphragm 153 (second diaphragm) that vibrates to emit an acoustic signal AC3 (third acoustic signal) from one surface 153a in the direction D1 (one side), and emits an acoustic signal AC4 (fourth acoustic signal) from the other surface 153b in the direction D2 (the other side) ( FIG. 12 ). In this example, the driver unit 15 emits the acoustic signal AC3 from one surface 151 in the direction D1, and emits an acoustic signal AC4, which is an antiphase signal of or an approximation of the antiphase signal of the acoustic signal AC3, from the other surface 152 in the direction D2, by vibrating the diaphragm 153 based on an input low-frequency band signal. In other words, the acoustic signal AC4 is emitted secondarily in conjunction with the emission of the acoustic signal AC3. The acoustic signal AC3 is an in-phase signal of or an approximation of the in-phase signal of the acoustic signal AC1, and the acoustic signal AC4 is an in-phase signal of or an approximation of the in-phase signal of the acoustic signal AC2. Depending on the type and shape of the driver unit 15, acoustic signal AC4 may be strictly an opposite-phase signal to acoustic signal AC3, or acoustic signal AC4 may be an approximation of the opposite-phase signal to acoustic signal AC3. For example, the approximation of the opposite-phase signal to acoustic signal AC3 may be (1) a signal obtained by shifting the phase of the opposite-phase signal to acoustic signal AC3, (2) a signal obtained by changing (amplifying or attenuating) the amplitude of the opposite-phase signal to acoustic signal AC3, or (3) a signal obtained by shifting the phase of the opposite-phase signal to acoustic signal AC3 and then changing the amplitude. The phase difference between the opposite-phase signal to acoustic signal AC3 and its approximation signal is preferably δ3 % or less of one period of the opposite-phase signal to acoustic signal AC3. Examples of δ3 % include 1%, 3%, 5%, 10%, and 20%. Furthermore, the difference between the amplitude of the opposite-phase signal to acoustic signal AC3 and the amplitude of its approximation signal is preferably δ4 % or less of the amplitude of the opposite-phase signal to acoustic signal AC3. Examples of δ 4 % include 1%, 3%, 5%, 10%, and 20%. Examples of the type of driver unit 15 include a dynamic type, a balanced armature type, a hybrid type of a dynamic type and a balanced armature type, and a capacitor type. There are no limitations on the shapes of the driver unit 15 or the diaphragm 153. For the sake of simplicity, this embodiment shows an example in which the outer shape of the driver unit 15 is a substantially cylindrical shape with both end faces, and the diaphragm 153 is a substantially disc shape, but this does not limit the present invention. For example, the outer shape of the driver unit 15 may be a rectangular parallelepiped, or the diaphragm 153 may be a dome shape.
上述のように、ドライバーユニット15は、ドライバーユニット11よりもサイズが大きい。例えば、ドライバーユニット11の直径(D1方向および/またはD2方向に直交する方向の直径)をS11とし、ドライバーユニット15の直径(D1方向および/またはD2方向に直交する方向の直径)をS21とすると、S21>S11を満たす(図11)。例えば、S21はS11の2倍以上であり、S11が12mmであり、S21が35mmである。また例えば、振動板113の直径(D1方向および/またはD2方向に直交する方向の直径)をS12とし、振動板153の直径(D1方向および/またはD2方向に直交する方向の直径)をS22とすると、S22>S12を満たす(図12)。例えば、S22はS12の2倍以上であり、S12が10mmであり、S22が30mmである。すなわち、振動板153(第2振動板)の径は、振動板113(第1振動板)の径よりも大きい。 As mentioned above, the driver unit 15 is larger in size than the driver unit 11. For example, if the diameter of the driver unit 11 (diameter perpendicular to the D1 and/or D2 directions) is S11 and the diameter of the driver unit 15 (diameter perpendicular to the D1 and/or D2 directions) is S21, then S21 > S11 (Figure 11). For example, S21 is at least twice as large as S11, i.e., S11 is 12 mm, and S21 is 35 mm. Also, if the diameter of the diaphragm 113 (diameter perpendicular to the D1 and/or D2 directions) is S12 and the diameter of the diaphragm 153 (diameter perpendicular to the D1 and/or D2 directions) is S22, then S22 > S12 (Figure 12). For example, S22 is at least twice as large as S12, i.e., S12 is 10 mm, and S22 is 30 mm. That is, the diameter of diaphragm 153 (second diaphragm) is larger than the diameter of diaphragm 113 (first diaphragm).
<筐体12>
筐体12は、外側に壁部を持つ中空の部材であり、壁部に音孔121a,123aが設けられており、内部にドライバーユニット11を収容している。例えば、ドライバーユニット11は、筐体12内部のD1方向側の端部に固定されている。しかし、これは本発明を限定するものではない。筐体12のサイズは、ドライバーユニット15のサイズよりも小さい。例えば、筐体12の直径(D1方向および/またはD2方向に直交する方向の直径)をS13とし、ドライバーユニット15の直径(D1方向および/またはD2方向に直交する方向の直径)をS21とすると、S21>S13を満たす(図11)。その他は前述した通りである。
<Housing 12>
Housing 12 is a hollow member with an outer wall, with sound holes 121a and 123a provided in the wall, and houses driver unit 11 inside. For example, driver unit 11 is fixed to the end of housing 12 on the D1 direction side. However, this does not limit the present invention. The size of housing 12 is smaller than the size of driver unit 15. For example, if the diameter of housing 12 (the diameter in the direction perpendicular to the D1 direction and/or the D2 direction) is S13 and the diameter of driver unit 15 (the diameter in the direction perpendicular to the D1 direction and/or the D2 direction) is S21, then S21 > S13 is satisfied ( FIG. 11 ). The rest is as described above.
なお、本実施形態のドライバーユニット15は、筐体12の外部空間に配置されており、その他の筐体にも収容されていない。すなわち、ドライバーユニット15(第2ドライバーユニット)は、筐体12の外部空間に開放されており、音響信号AC3(第3音響信号)および音響信号AC4(第4音響信号)は、ドライバーユニット15(第2ドライバーユニット)から、直接、筐体12の外部空間に放出される。このように、本実施形態のドライバーユニット15は筐体に収容されていないため、ドライバーユニット15を筐体に収容する場合と比べて自然な音質の音を再生できる。またドライバーユニット15を筐体に収容すると、この筐体と外耳道との位置関係に応じて聴取される音が変化し、眼鏡等によって正しく装着できないと十分な音質を確保できないことがある。しかし、筐体に収容されないドライバーユニット15ではこのような問題は生じない。また、ドライバーユニット15を筐体に収容した場合、十分な音質を確保するために、ヘッドバンド等によって筐体を耳にしっかり固定する必要がある。しかし、筐体に収容されないドライバーユニット15では、ドライバーユニット15の位置を或る程度固定すればよく、利用者はヘッドバンド等による痛みや締め付け感から解放される。 Note that the driver unit 15 of this embodiment is disposed in the external space of the housing 12 and is not housed in any other housing. That is, the driver unit 15 (second driver unit) is open to the external space of the housing 12, and the acoustic signal AC3 (third acoustic signal) and the acoustic signal AC4 (fourth acoustic signal) are emitted directly from the driver unit 15 (second driver unit) into the external space of the housing 12. As such, because the driver unit 15 of this embodiment is not housed in a housing, it is possible to reproduce sound with a more natural sound quality than when the driver unit 15 is housed in a housing. Furthermore, when the driver unit 15 is housed in a housing, the sound heard changes depending on the positional relationship between the housing and the ear canal, and if the driver unit is not worn correctly due to glasses or the like, sufficient sound quality may not be ensured. However, this problem does not arise with a driver unit 15 that is not housed in a housing. Furthermore, when the driver unit 15 is housed in a housing, it is necessary to firmly secure the housing to the ear with a headband or the like to ensure sufficient sound quality. However, with a driver unit 15 that is not housed in a housing, the position of the driver unit 15 only needs to be fixed to a certain extent, and users are freed from pain and tightness caused by headbands, etc.
音孔121aから放出された音響信号AC1およびドライバーユニット15の一方の面151(振動板153の一方の面153a側)から放出された音響信号AC3は利用者の外耳道に届き、利用者に聴取される。一方、音孔123aからは、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が放出される。また、ドライバーユニット15の他方の面152(振動板153の他方の面153b側)からは、音響信号AC3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AC4が放出される。放出された音響信号AC2および音響信号AC4の一部は、放出された音響信号AC1および音響信号AC3の一部(音漏れ成分)を相殺する。例えば、放出された音響信号AC2の一部は放出された音響信号AC1の一部を相殺し、放出された音響信号AC4の一部は放出された音響信号AC3の一部を相殺する。すなわち、音孔121a(第1音孔)から音響信号AC1(第1音響信号)が放出され、音孔123a(第2音孔)から音響信号AC2(第2音響信号)が放出され、ドライバーユニット15(第2ドライバーユニット)から音響信号AC3(第3音響信号)および音響信号AC4(第4音響信号)が放出されることで、位置P1(第1地点)を基準とした位置P2(第2地点)での音響信号AC1(第1音響信号)および音響信号AC3(第3音響信号)の減衰率η11を予め定めた値ηth以下とすることができたり、位置P1(第1地点)を基準とした位置P2(第2地点)での音響信号AC1(第1音響信号)および音響信号AC3(第3音響信号)の減衰量η12を予め定めた値ωth以上とできたりする。ここで、位置P1(第1地点)は、音孔121a(第1音孔)から放出された音響信号AC1(第1音響信号)およびドライバーユニット15の一方の面151から放出された音響信号AC3(第3音響信号)が到達する予め定められた地点である。一方、位置P2(第2地点)は、音響信号出力装置10からの距離が位置P1(第1地点)よりも遠い予め定められた地点である。予め定めた値ηthは、位置P1(第1地点)を基準とした位置P2(第2地点)での任意または特定の音響信号(音)の空気伝搬による減衰率η21よりも小さい値(低い値)である。また、予め定めた値ωthは、位置P1(第1地点)を基準とした位置P2(第2地点)での任意または特定の音響信号(音)の空気伝搬による減衰量η22よりも大きい値である。すなわち、本実施形態の音響信号出力装置10は、減衰率η11が、減衰率η21よりも小さい予め定めた値ηth以下となるように設計されているか、または、減衰量η12が、減衰量η22よりも大きい予め定めた値ωth以上となるように設計されている。なお、音響信号AC1および音響信号AC3は位置P1から位置P2まで空気伝搬され、この空気伝搬と音響信号AC2と音響信号AC4とに起因して減衰する。減衰率η11は、位置P1での音響信号AC1の大きさAMP1(AC1)に対する、空気伝搬と音響信号AC2と音響信号AC4とに起因して減衰した位置P2での音響信号AC1の大きさAMP2(AC1)の比率(AMP2(AC1)/AMP1(AC1))、または、位置P1での音響信号AC3の大きさAMP1(AC3)に対する、空気伝搬と音響信号AC2と音響信号AC4とに起因して減衰した位置P2での音響信号AC3の大きさAMP2(AC3)の比率(AMP2(AC3)/AMP1(AC13))である。また、減衰量η12は、大きさAMP1(AC1)と大きさAMP2(AC1)との差分(|AMP1(AC1)-AMP2(AC1)|)、または、大きさAMP1(AC3)と大きさAMP2(AC3)との差分(|AMP1(AC3)-AMP2(AC3)|)である。一方、音響信号AC2および音響信号AC4を想定しない場合、位置P1から位置P2まで空気伝搬される任意または特定の音響信号ACarは、音響信号AC2および音響信号AC4に起因することなく、空気伝搬に起因して減衰する。減衰率η21は、位置P1での音響信号ACarの大きさAMP1(ACar)に対する、空気伝搬に起因して減衰(音響信号AC2に起因することなく減衰)した位置P2での音響信号ACarの大きさAMP2(ACar)の比率(AMP2(ACar)/AMP1(ACar))である。また、減衰量η22は、大きさAMP1(ACar)と大きさAMP2(ACar)との差分(|AMP1(ACar)-AMP2(ACar)|)である。なお、音響信号の大きさの例は、音響信号の音圧または音響信号のエネルギーなどである。また「音漏れ成分」とは、例えば、音孔121aから放出された音響信号AC1およびドライバーユニット15の一方の面151から放出された音響信号AC3のうち、音響信号出力装置10を装着した利用者以外の領域(例えば、音響信号出力装置10を装着した利用者以外のヒト)に到来する可能性が高い成分を意味する。例えば、「音漏れ成分」は、音響信号AC1および音響信号AC3のうち、D1方向以外の方向に伝搬する成分を意味する。例えば、音孔121aからは主に音響信号AC1の直接波が放出され、第2音孔からは主に第2音響信号の直接波が放出され、ドライバーユニット15の一方の面151から音響信号AC3の直接波が放出され、ドライバーユニット15の他方の面152から音響信号AC4の直接波が放出される。音孔121aから放出された音響信号AC1の直接波の一部およびドライバーユニット15の一方の面151から音響信号AC3の直接波の一部(音漏れ成分)は、音孔123aから放出された音響信号AC2の直接波の少なくとも一部およびドライバーユニット15の他方の面152から音響信号AC4の直接波の少なくとも一部と干渉することで相殺される。ただし、これは本発明を限定するものではなく、この相殺は直接波以外でも生じ得る。すなわち、音孔121aから放出された音響信号AC1の直接波および反射波ならびにドライバーユニット15の一方の面151から音響信号AC3の直接波および反射波の少なくとも一方である音漏れ成分が、音孔123aから放出された音響信号AC2の直接波および反射波ならびにドライバーユニット15の他方の面152から音響信号AC4の少なくとも一方によって相殺されることがある。 Acoustic signal AC1 emitted from sound hole 121a and acoustic signal AC3 emitted from one surface 151 of driver unit 15 (one surface 153a side of diaphragm 153) reach the user's ear canal and are heard by the user. Meanwhile, acoustic signal AC2, which is an inverse phase signal of acoustic signal AC1 or a signal approximating the inverse phase signal, is emitted from sound hole 123a. Furthermore, acoustic signal AC4, which is an inverse phase signal of acoustic signal AC3 or a signal approximating the inverse phase signal, is emitted from the other surface 152 of driver unit 15 (the other surface 153b side of diaphragm 153). Portions of the emitted acoustic signals AC2 and AC4 cancel out portions of the emitted acoustic signals AC1 and AC3 (sound leakage components). For example, a portion of the emitted acoustic signal AC2 cancels out a portion of the emitted acoustic signal AC1, and a portion of the emitted acoustic signal AC4 cancels out a portion of the emitted acoustic signal AC3. That is, by emitting acoustic signal AC1 (first acoustic signal) from sound hole 121a (first sound hole), emitting acoustic signal AC2 (second acoustic signal) from sound hole 123a (second sound hole), and emitting acoustic signal AC3 (third acoustic signal) and acoustic signal AC4 (fourth acoustic signal) from driver unit 15 (second driver unit), it is possible to make the attenuation rate η11 of acoustic signal AC1 (first acoustic signal) and acoustic signal AC3 (third acoustic signal) at position P2 (second point) relative to position P1 (first point) equal to or less than a predetermined value ηth , and to make the attenuation amount η12 of acoustic signal AC1 (first acoustic signal) and acoustic signal AC3 (third acoustic signal) at position P2 (second point) relative to position P1 (first point) equal to or greater than a predetermined value ωth . Here, position P1 (first point) is a predetermined point reached by acoustic signal AC1 (first acoustic signal) emitted from sound hole 121a (first sound hole) and acoustic signal AC3 (third acoustic signal) emitted from one surface 151 of driver unit 15. On the other hand, position P2 (second point) is a predetermined point that is farther from acoustic signal output device 10 than position P1 (first point). The predetermined value η th is a value smaller (lower) than the attenuation rate η 21 of an arbitrary or specific acoustic signal (sound) due to air propagation at position P2 (second point) relative to position P1 (first point). Furthermore, the predetermined value ω th is a value larger than the attenuation rate η 22 of an arbitrary or specific acoustic signal (sound) due to air propagation at position P2 (second point) relative to position P1 (first point). That is, the acoustic signal output device 10 of this embodiment is designed so that the attenuation rate η11 is equal to or less than a predetermined value ηth that is smaller than the attenuation rate η21 , or so that the attenuation amount η12 is equal to or greater than a predetermined value ωth that is larger than the attenuation amount η22 . Note that acoustic signals AC1 and AC3 are propagated through the air from position P1 to position P2, and are attenuated due to this air propagation and acoustic signals AC2 and AC4. The attenuation rate η11 is the ratio (AMP2(AC1)/AMP1(AC1)) of the magnitude AMP1 (AC1) of the acoustic signal AC1 at position P2 attenuated due to air propagation and acoustic signals AC2 and AC4 to the magnitude AMP1 (AC1) of the acoustic signal AC1 at position P1, or the ratio ( AMP2 (AC3)/ AMP1 (AC13)) of the magnitude AMP2 (AC3) of the acoustic signal AC3 at position P2 attenuated due to air propagation and acoustic signals AC2 and AC4 to the magnitude AMP1 (AC3) of the acoustic signal AC3 at position P1 . Furthermore, the attenuation amount η12 is the difference between the magnitude AMP1 (AC1) and the magnitude AMP2 (AC1) (| AMP1 (AC1) - AMP2 (AC1)|), or the difference between the magnitude AMP1 (AC3) and the magnitude AMP2 (AC3) (| AMP1 (AC3) - AMP2 (AC3)|). On the other hand, if acoustic signals AC2 and AC4 are not considered, any or specific acoustic signal ACar propagating through the air from position P1 to position P2 will be attenuated due to propagation through the air, without being attenuated by acoustic signals AC2 and AC4. The attenuation rate η21 is the ratio (AMP2(ACar) /AMP1 ( ACar )) of the magnitude AMP2 ( ACar ) of the acoustic signal ACar at position P2 attenuated due to air propagation (attenuation without being due to the acoustic signal AC2) to the magnitude AMP1( ACar ) of the acoustic signal ACar at position P1. The attenuation amount η22 is the difference (| AMP1 ( ACar ) -AMP2 ( ACar )|) between the magnitude AMP1 ( ACar ) and the magnitude AMP2 ( ACar ). Examples of the magnitude of the acoustic signal include the sound pressure of the acoustic signal or the energy of the acoustic signal. Furthermore, "sound leakage components" refer to, for example, components of acoustic signal AC1 emitted from sound hole 121a and acoustic signal AC3 emitted from one surface 151 of driver unit 15 that are likely to reach areas other than the user wearing acoustic signal output device 10 (for example, people other than the user wearing acoustic signal output device 10). For example, "sound leakage components" refer to components of acoustic signal AC1 and acoustic signal AC3 that propagate in directions other than direction D1. For example, the direct wave of acoustic signal AC1 is mainly emitted from sound hole 121a, the direct wave of the second acoustic signal is mainly emitted from the second sound hole, the direct wave of acoustic signal AC3 is emitted from one surface 151 of driver unit 15, and the direct wave of acoustic signal AC4 is emitted from the other surface 152 of driver unit 15. A portion of the direct wave of acoustic signal AC1 emitted from sound hole 121a and a portion of the direct wave of acoustic signal AC3 from one surface 151 of driver unit 15 (sound leakage component) are canceled out by interference with at least a portion of the direct wave of acoustic signal AC2 emitted from sound hole 123a and at least a portion of the direct wave of acoustic signal AC4 from the other surface 152 of driver unit 15. However, this does not limit the present invention, and this cancellation can occur with waves other than direct waves. In other words, the sound leakage component, which is at least one of the direct wave and reflected wave of acoustic signal AC1 emitted from sound hole 121a and the direct wave and reflected wave of acoustic signal AC3 from one surface 151 of driver unit 15, may be canceled out by at least one of the direct wave and reflected wave of acoustic signal AC2 emitted from sound hole 123a and the acoustic signal AC4 from the other surface 152 of driver unit 15.
以上の構成により、音漏れを抑制できる。特に、ドライバーユニット11(第1ドライバーユニット)のサイズは、ドライバーユニット15(第2ドライバーユニット)のサイズよりも小さい。さらには、ドライバーユニット11を収容する筐体12のサイズは、ドライバーユニット15のサイズよりも小さい。そのため、ドライバーユニット11の振動板113(第1振動板)のD1方向側(一方側)から放出された音響信号AC1(第1音響信号)が位置P2(第2地点)に到達するまでの伝搬距離と、振動板113(第1振動板)のD2方向側(他方側)から放出された音響信号AC2(第2音響信号)が位置P2(第2地点)に到達するまでの伝搬距離との差は、ドライバーユニット15の振動板153(第2振動板)のD1方向側(一方側)から放出された音響信号AC3(第3音響信号)が位置P2(第2地点)に到達するまでの伝搬距離と、振動板153(第2振動板)のD2方向側(他方側)から放出された音響信号AC4(第4音響信号)が位置P2(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。ここで、伝搬距離の差が小さいほど、位置P2での逆相波(音響信号AC2や音響信号AC4)と再生音(音響信号AC1や音響信号AC3)との位相ずれが小さくなり、音漏れ防止効果が向上する。そのため、サイズ面では、ドライバーユニット11を収容する筐体12側の方がドライバーユニット15側よりも音漏れ防止効果が高い。一方で、周波数が高いほど、伝搬距離の差の影響を受けやすいため、音漏れ防止効果は周波数が高いほど低下する傾向がある。ここで、ドライバーユニット11は、再生音響信号のうち主に高域の音響信号を担当し、ドライバーユニット15は、再生音響信号のうち主に低域の音響信号を担当する。そのため、周波数面では、ドライバーユニット15側の方がドライバーユニット11を収容する筐体12側よりも音漏れ防止効果が高い。これらのサイズ面および周波数面での音漏れ防止効果の特徴により、広い周波数帯域において十分な音漏れ防止効果を得ることができる。また、ドライバーユニット15を筐体に収容しないエンクロージャレス型とすることで、放出される音響信号の振幅を最大限に使用でき、中低域で音漏れ防止効果を最大化できる。なお、エンクロージャレス型のドライバーユニット15では、ドライバーユニット15から遠く離れると、低い周波数において、音漏れ成分だけではなく、聴取すべき再生音も逆位相波によって大きく減衰してしまうことがある。しかし、本実施形態の音響信号出力装置10は、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、オープンイヤー型のイヤホン、ヘッドホンなど)であり、ドライバーユニット15から外耳道までの距離は近い。よってこのような問題は生じにくい。また、ドライバーユニット15の振動板153(第2振動板)の径はドライバーユニット11の振動板(第1振動板)の径よりも大きいため、ドライバーユニット15側ではドライバーユニット11よりも低音の音圧を大きくすることができる。これらにより、音漏れを抑制しながら、低域の音圧を十分に得ることができる。 The above configuration suppresses sound leakage. In particular, the size of the driver unit 11 (first driver unit) is smaller than the size of the driver unit 15 (second driver unit). Furthermore, the size of the housing 12 that houses the driver unit 11 is smaller than the size of the driver unit 15. Therefore, the difference between the propagation distance until acoustic signal AC1 (first acoustic signal) emitted from the D1 direction side (one side) of diaphragm 113 (first diaphragm) of driver unit 11 reaches position P2 (second point) and the propagation distance until acoustic signal AC2 (second acoustic signal) emitted from the D2 direction side (other side) of diaphragm 113 (first diaphragm) reaches position P2 (second point) is smaller than the difference between the propagation distance until acoustic signal AC3 (third acoustic signal) emitted from the D1 direction side (one side) of diaphragm 153 (second diaphragm) of driver unit 15 reaches position P2 (second point) and the propagation distance until acoustic signal AC4 (fourth acoustic signal) emitted from the D2 direction side (other side) of diaphragm 153 (second diaphragm) reaches position P2 (second point). Here, the smaller the difference in propagation distance, the smaller the phase shift between the antiphase waves (acoustic signals AC2 and AC4) and the reproduced sound (acoustic signals AC1 and AC3) at position P2, improving the sound leakage prevention effect. Therefore, in terms of size, the sound leakage prevention effect is greater on the housing 12 side that houses driver unit 11 than on the driver unit 15 side. On the other hand, the higher the frequency, the more susceptible to the difference in propagation distance, so the sound leakage prevention effect tends to decrease as the frequency increases. Here, driver unit 11 is responsible for mainly high-frequency acoustic signals among the reproduced acoustic signals, and driver unit 15 is responsible for mainly low-frequency acoustic signals among the reproduced acoustic signals. Therefore, in terms of frequency, the sound leakage prevention effect is greater on the driver unit 15 side than on the housing 12 side that houses driver unit 11. These characteristics of the sound leakage prevention effect in terms of size and frequency make it possible to obtain a sufficient sound leakage prevention effect over a wide frequency band. Furthermore, by using an enclosure-less driver unit 15 that is not housed in a housing, the amplitude of the emitted acoustic signal can be maximized, maximizing the effectiveness of preventing sound leakage in the mid-low range. With an enclosure-less driver unit 15, at low frequencies, not only are sound leakage components present, but the intended reproduced sound can also be significantly attenuated by anti-phase waves when the user is far away from the driver unit 15. However, the acoustic signal output device 10 of this embodiment is an audio listening device (e.g., open-ear earphones, headphones, etc.) that is worn without sealing the ear canal, and the distance from the driver unit 15 to the ear canal is short. Therefore, such problems are unlikely to occur. Furthermore, because the diameter of the diaphragm 153 (second diaphragm) of the driver unit 15 is larger than the diameter of the diaphragm (first diaphragm) of the driver unit 11, the driver unit 15 can produce higher low-frequency sound pressure than the driver unit 11. As a result, sufficient low-frequency sound pressure can be obtained while suppressing sound leakage.
<音孔121a,123aの配置構成>
音孔121a,123aの配置構成は、前述した通りである。なお、本実施形態でも、筐体12の壁部122側には音孔を設けないことが望ましい。筐体12の壁部122側に音孔を設けると、筐体12から放出される音響信号AC2の音圧レベルが音響信号AC1の音漏れ成分を相殺するために必要なレベルを超えてしまい、その過剰分が音漏れとして知覚されてしまう場合があるからである。しかし、筐体12の壁部122側に音孔123aを設けたとしても、音孔123aから放出される音響信号AC2がドライバーユニット15によって遮られ、その音圧レベルが音響信号AC1の音漏れ成分を相殺するために必要なレベルを超えない場合には、筐体12の壁部122側に音孔123aを設けてもよい。
<Arrangement configuration of sound holes 121a and 123a>
The arrangement of the sound holes 121a and 123a is as described above. It is desirable not to provide a sound hole on the wall 122 side of the housing 12 in this embodiment either. This is because providing a sound hole on the wall 122 side of the housing 12 would cause the sound pressure level of the acoustic signal AC2 emitted from the housing 12 to exceed the level required to offset the sound leakage component of the acoustic signal AC1, and this excess may be perceived as sound leakage. However, even if the sound hole 123a is provided on the wall 122 side of the housing 12, the sound hole 123a may be provided on the wall 122 side of the housing 12 if the acoustic signal AC2 emitted from the sound hole 123a is blocked by the driver unit 15 and the sound pressure level does not exceed the level required to offset the sound leakage component of the acoustic signal AC1.
図10等に例示するように、本実施形態の音孔121aは、音響信号AC1の放出方向(D1方向)に沿った軸線A1上またはその近傍に配置されている。本実施形態の軸線A1は、筐体12のドライバーユニット11の一方側(D1方向側)に配置された壁部121の領域AR1(第1領域)の中央または当該中央の近傍を通る。例えば、軸線A1は、筐体12およびドライバーユニット15の中央領域を通ってD1方向に延びる軸線である。 As illustrated in Figure 10 and other figures, the sound hole 121a in this embodiment is located on or near the axis A1 that runs along the emission direction (D1 direction) of the acoustic signal AC1. The axis A1 in this embodiment passes through or near the center of the region AR1 (first region) of the wall portion 121 that is located on one side (D1 direction side) of the driver unit 11 of the housing 12. For example, the axis A1 is an axis that extends in the D1 direction through the central region of the housing 12 and the driver unit 15.
本実施形態の音孔123a(第2音孔)は、例えば、以下の観点を考慮した配置であることが望ましい。
(1)位置の観点:相殺しようとする音響信号AC1および音響信号AC3の音漏れ成分の伝搬経路に、音孔123aから放出された音響信号AC2の伝搬経路が重なるように音孔123aを配置する。
(2)面積の観点:音孔123aの開口面積に応じ、音孔123aから放出される音響信号AC2の伝搬領域および筐体12の周波数特性が異なる。また、筐体12の周波数特性は音孔123aから放出される音響信号AC2の周波数特性、すなわち各周波数での振幅に影響を与える。このような音孔123aから放出される音響信号AC2の伝搬領域および周波数特性を考慮し、音漏れ成分を相殺しようとする領域において、音漏れ成分が音孔123aから放出される音響信号AC2によって相殺されるように、音孔123aの開口面積を決定する。
The sound hole 123a (second sound hole) in this embodiment is preferably arranged in consideration of the following points, for example.
(1) Positional viewpoint: The sound hole 123a is positioned so that the propagation path of the sound leakage components of the sound signals AC1 and AC3 to be cancelled out overlaps with the propagation path of the sound signal AC2 emitted from the sound hole 123a.
(2) From the perspective of area: The propagation area of the acoustic signal AC2 emitted from sound hole 123a and the frequency characteristics of the housing 12 vary depending on the opening area of sound hole 123a. Furthermore, the frequency characteristics of the housing 12 affect the frequency characteristics of the acoustic signal AC2 emitted from sound hole 123a, i.e., the amplitude at each frequency. Taking into consideration the propagation area and frequency characteristics of the acoustic signal AC2 emitted from sound hole 123a, the opening area of sound hole 123a is determined so that the sound leakage components are canceled out by the acoustic signal AC2 emitted from sound hole 123a in the area where they are to be canceled out.
以上の観点から、例えば、音孔123a(第2音孔)は、以下のように構成されることが望ましい。
例えば、図12に例示するように、本実施形態の音孔123a(第2音孔)は、音響信号AC1(第1音響信号)の放出方向に沿った軸線A1を中心とした円周(円)C1に沿って複数設けられていることが望ましい。複数の音孔123aを円周C1に沿って設けた場合、音響信号AC2は音孔123aから外部に放射状(軸線A1を中心とした放射状)に放出される。ここで、音響信号AC1の音漏れ成分も音孔121aから外部に放射状(軸線A1を中心とした放射状)に放出される。そのため、複数の音孔123aを円周C1に沿って設けることで、音響信号AC2によって音響信号AC1の音漏れ成分を適切に相殺できる。本実施形態では、説明の簡略化のため、複数の音孔123aが円周C1上に設けられている例を示す。しかし、複数の音孔123aは円周C1に沿って設けられていればよく、必ずしも、すべての音孔123aが厳密に円周C1上に配置されていなくてもよい。
From the above viewpoint, it is desirable that the sound hole 123a (second sound hole) be configured as follows, for example.
For example, as illustrated in FIG. 12 , it is desirable that a plurality of sound holes 123a (second sound holes) in this embodiment be provided along a circumference (circle) C1 centered on an axis A1 along the emission direction of the acoustic signal AC1 (first acoustic signal). When a plurality of sound holes 123a are provided along the circumference C1, the acoustic signal AC2 is emitted radially from the sound holes 123a to the outside (radially from the axis A1). Here, the sound leakage component of the acoustic signal AC1 is also emitted radially from the sound holes 121a to the outside (radially from the axis A1). Therefore, by providing a plurality of sound holes 123a along the circumference C1, the sound leakage component of the acoustic signal AC1 can be appropriately canceled out by the acoustic signal AC2. In this embodiment, for simplicity of explanation, an example is shown in which a plurality of sound holes 123a are provided on the circumference C1. However, it is sufficient that the plurality of sound holes 123a are provided along the circumference C1; it is not necessary that all of the sound holes 123a are positioned strictly on the circumference C1.
また好ましくは、円周C1が複数の単位円弧領域に等分された場合に、単位円弧領域の何れかである第1円弧領域に沿って設けられている音孔123a(第2音孔)の開口面積の総和は、第1円弧領域を除く単位円弧領域の何れかである第2円弧領域に沿って設けられている音孔123a(第2音孔)の開口面積の総和と同一または略同一である。例えば、図13に例示するように、円周C1が4個の単位円弧領域C1-1,…,C1-4に等分された場合、単位円弧領域C1-1,…,C1-4の何れかである第1円弧領域(例えば、単位円弧領域C1-1)に沿って設けられている音孔123a(第2音孔)の開口面積の総和は、第1円弧領域を除く単位円弧領域の何れかである第2円弧領域(例えば、単位円弧領域C1-2)に沿って設けられている音孔123a(第2音孔)の開口面積の総和と同一または略同一である。なお、ここでは説明の簡略化のために、円周C1が4個の単位円弧領域C1-1,…,C1-4に等分された例を示したが、これは本発明を限定するものではない。また、「α1とα2とが略同一」とは、α1とα2との差分がα1のβ%以下であることを意味する。β%の例は3%,5%,10%などである。これにより、第1円弧領域に沿って設けられている音孔123aから放出される音響信号AC2の音圧分布と、第2円弧領域に沿って設けられている音孔123aから放出される音響信号AC2の音圧分布とが、軸線A1に対して点対称または略点対称となる。好ましくは、各単位円弧領域に沿って設けられている音孔123a(第2音孔)の開口面積の単位円弧領域ごとの総和は、全て同一または略同一である。これにより、音孔123aから放出される音響信号AC2の音圧分布が軸線A1に対して点対称または略点対称となる。これにより、音響信号AC2によって音響信号AC1および音響信号AC3の音漏れ成分をより適切に相殺できる。 Also preferably, when the circumference C1 is equally divided into a plurality of unit arc regions, the sum of the opening areas of the sound holes 123a (second sound holes) arranged along a first arc region, which is one of the unit arc regions, is the same as or approximately the same as the sum of the opening areas of the sound holes 123a (second sound holes) arranged along a second arc region, which is one of the unit arc regions excluding the first arc region. For example, as illustrated in FIG. 13 , if the circumference C1 is equally divided into four unit arc regions C1-1, ..., C1-4, the sum of the opening areas of the sound holes 123a (second sound holes) provided along a first arc region (e.g., unit arc region C1-1) that is one of the unit arc regions C1-1, ..., C1-4 is the same or approximately the same as the sum of the opening areas of the sound holes 123a (second sound holes) provided along a second arc region (e.g., unit arc region C1-2) that is one of the unit arc regions excluding the first arc region. Note that, for simplicity of explanation, an example in which the circumference C1 is equally divided into four unit arc regions C1-1, ..., C1-4 is shown, but this does not limit the present invention. Furthermore, "α1 and α2 are approximately the same" means that the difference between α1 and α2 is β% or less of α1. Examples of β% include 3%, 5%, and 10%. This makes the sound pressure distribution of acoustic signal AC2 emitted from sound holes 123a provided along the first arc region and the sound pressure distribution of acoustic signal AC2 emitted from sound holes 123a provided along the second arc region point-symmetric or approximately point-symmetric with respect to axis A1. Preferably, the sums of the opening areas of sound holes 123a (second sound holes) provided along each unit arc region are all the same or approximately the same for each unit arc region. This makes the sound pressure distribution of acoustic signal AC2 emitted from sound holes 123a point-symmetric or approximately point-symmetric with respect to axis A1. This allows acoustic signal AC2 to more appropriately cancel out the sound leakage components of acoustic signals AC1 and AC3.
より好ましくは、複数の音孔123aは、同一形状、同一サイズ、同一間隔で円周C1に沿って設けられていることが望ましい。例えば、横幅4mm、高さ3.5mmの複数の音孔123aの同一形状、同一サイズ、同一間隔で円周C1に沿って設けられている。複数の音孔123aが、同一形状、同一サイズ、同一間隔で円周C1に沿って設けられている場合、音響信号AC2によって音響信号AC1および音響信号AC3の音漏れ成分をより適切に相殺できる。しかし、これは本発明を限定するものではない。 More preferably, the multiple sound holes 123a are arranged along the circumference C1 with the same shape, size, and spacing. For example, multiple sound holes 123a with a width of 4 mm and a height of 3.5 mm are arranged along the circumference C1 with the same shape, size, and spacing. When multiple sound holes 123a are arranged along the circumference C1 with the same shape, size, and spacing, the sound leakage components of the acoustic signals AC1 and AC3 can be more appropriately canceled out by the acoustic signal AC2. However, this does not limit the present invention.
また好ましくは、音孔123a(第2音孔)は、ドライバーユニット11の他方側(D2方向側)に位置する領域ARに接する壁部に設けられている(図3B)。これにより、ドライバーユニット11の他方側から放出される音響信号AC2の直接波が効率よく音孔123aから外部へ導出される。その結果、音響信号AC2によって音響信号AC1および音響信号AC3の音漏れ成分をより適切に相殺できる。その他は前述の通りである。 Preferably, sound hole 123a (second sound hole) is provided in a wall portion adjacent to area AR located on the other side (direction D2) of driver unit 11 (Figure 3B). This allows the direct wave of acoustic signal AC2 emitted from the other side of driver unit 11 to be efficiently guided to the outside through sound hole 123a. As a result, acoustic signal AC2 can more appropriately cancel out the sound leakage components of acoustic signals AC1 and AC3. The rest is as described above.
<筐体12およびドライバーユニット11,15の配置構成>
本実施形態では、ドライバーユニット11が収容された筐体12のD2方向側にドライバーユニット15を配置している(図10,図12)。すなわち、音響信号AC1を放出する筐体12の音孔121aは、ドライバーユニット11のD1方向側(第1方向側)に配置されており、ドライバーユニット15(第2ドライバーユニット)は、筐体12の外部空間に配置され、ドライバーユニット11のD2方向側(第2方向側)に配置されている。ここで、D2方向(第2方向)は、D1方向(第1方向)の逆方向または略逆方向である。これにより、筐体12からD2方向側に漏洩した音漏れ成分をドライバーユニット15で遮蔽することができる。特に、ドライバーユニット11が扱う高域(例えば、4kHz以上)では、筐体12から漏洩した音響信号AC1の音漏れ成分を音響信号AC2によって十分に打ち消すことができない場合がある。筐体12のD2方向側にサイズの大きなドライバーユニット15を配置することで、このような高域の音漏れも抑制できる。なお、ドライバーユニット15(第2ドライバーユニット)に対する筐体12の相対位置は固定されていてもよいし、固定されていなくてもよい。例えば、筐体12は、図示していない部材によって、ドライバーユニット15に固定されていてもよい。例えば、筐体12は、ドライバーユニット15に対する相対位置を調整可能なように(ドライバーユニット15に対する所望の相対位置に固定可能なように)に、図示していない部材によってドライバーユニット15に取り付けられていてもよい。
<Arrangement of housing 12 and driver units 11, 15>
In this embodiment, the driver unit 15 is disposed on the D2 direction side of the housing 12 that houses the driver unit 11 (FIGS. 10 and 12). That is, the sound hole 121a of the housing 12 that emits the acoustic signal AC1 is disposed on the D1 direction side (first direction side) of the driver unit 11, and the driver unit 15 (second driver unit) is disposed in the external space of the housing 12, on the D2 direction side (second direction side) of the driver unit 11. Here, the D2 direction (second direction) is the opposite direction or approximately the opposite direction of the D1 direction (first direction). This allows the driver unit 15 to block sound leakage components leaking from the housing 12 in the D2 direction. In particular, in the high frequencies (e.g., 4 kHz or higher) handled by the driver unit 11, there are cases where the sound leakage components of the acoustic signal AC1 leaking from the housing 12 cannot be sufficiently canceled out by the acoustic signal AC2. By disposing a large-sized driver unit 15 on the D2 direction side of the housing 12, sound leakage in such high frequencies can also be suppressed. The relative position of housing 12 with respect to driver unit 15 (second driver unit) may or may not be fixed. For example, housing 12 may be fixed to driver unit 15 by a member not shown. For example, housing 12 may be attached to driver unit 15 by a member not shown so that its relative position with respect to driver unit 15 is adjustable (so that it can be fixed at a desired relative position with respect to driver unit 15).
また、筐体に収容されていないドライバーユニット15から放出された音響信号の音圧は、振動板153の中心軸上から外れると急激に低下する。また、ドライバーユニット11を収容した筐体12の音孔121aから放出される音響信号AC1の音圧も、音孔121aと振動板113とを通る軸線上(例えば、振動板113の中心軸上)から外れると低下する。そのため、ドライバーユニット11を収容した筐体12とドライバーユニット15とは同軸上に配置されることが望ましい。例えば、音孔121a(第1音孔)または複数の音孔121a(第1音孔)の中央が、軸線A1上(特定の軸上)または軸線A1(軸)の近傍に配置されており、ドライバーユニット11(第1ドライバーユニット)が、軸線A1(軸)に沿ったD1方向側(一方側)に音響信号AC1(第1音響信号)を放出し、軸線A1(軸)に沿ったD2方向側(他方側)に音響信号AC2(第2音響信号)を放出する振動板113(第1振動板)を有し、ドライバーユニット15(第2ドライバーユニット)は、軸線A1(軸)に沿ったD1方向側(一方側)に音響信号AC3(第3音響信号)を放出し、軸線A1(軸)に沿ったD2方向側(他方側)に音響信号AC4(第4音響信号)を放出する振動板153(第2振動板)を有し、振動板153(第2振動板)が軸線A1(軸)上または軸線A1(軸)の近傍に配置されていることが望ましい。これにより、ドライバーユニット11,15の音圧が最大となる位置に外耳道を配置することが可能となり、広い周波数帯域で十分な音圧の音響信号を利用者に提示できるからである。また、ドライバーユニット11を収容した筐体12とドライバーユニット15とが同軸上に配置されることで、ドライバーユニット11,15の間の距離を同軸上で変化させ、聴取させる音響信号の音圧や音漏れ量を調整することが容易になる。 In addition, the sound pressure of the acoustic signal emitted from a driver unit 15 that is not housed in a housing drops sharply when it deviates from the central axis of the diaphragm 153. In addition, the sound pressure of the acoustic signal AC1 emitted from the sound hole 121a of the housing 12 that houses the driver unit 11 also drops when it deviates from the axis passing through the sound hole 121a and the diaphragm 113 (for example, on the central axis of the diaphragm 113). For this reason, it is desirable that the housing 12 that houses the driver unit 11 and the driver unit 15 be arranged coaxially. For example, sound hole 121a (first sound hole) or the center of multiple sound holes 121a (first sound holes) is arranged on axis A1 (on a specific axis) or in the vicinity of axis A1 (axis), and driver unit 11 (first driver unit) emits acoustic signal AC1 (first acoustic signal) in direction D1 (one side) along axis A1 (axis) and emits acoustic signal AC2 (second acoustic signal) in direction D2 (the other side) along axis A1 (axis). (first diaphragm), and driver unit 15 (second driver unit) has diaphragm 153 (second diaphragm) that emits acoustic signal AC3 (third acoustic signal) in the D1 direction (one side) along axis A1 (axis) and emits acoustic signal AC4 (fourth acoustic signal) in the D2 direction (the other side) along axis A1 (axis), and it is desirable that diaphragm 153 (second diaphragm) be positioned on or near axis A1 (axis). This makes it possible to position the ear canal at a position where the sound pressure of driver units 11, 15 is maximized, allowing the user to be presented with an acoustic signal of sufficient sound pressure over a wide frequency band. Furthermore, by arranging housing 12 that houses driver unit 11 and driver unit 15 coaxially, it is possible to change the distance between driver units 11, 15 coaxially, making it easy to adjust the sound pressure of the acoustic signal to be heard and the amount of sound leakage.
<使用状態>
図14Aおよび図14Bを用い、音響信号出力装置10の使用状態を例示する。図14Aの例では、利用者1000の右耳1010と左耳1020とに音響信号出力装置10が1個ずつ装着される。耳への音響信号出力装置10の装着には任意の装着機構が用いられる。音響信号出力装置10は、それぞれD1方向側が利用者1000側に向けられる。再生装置100から出力された出力信号は信号分離装置101に入力される。図14Bに例示するように、信号分離装置101は入力された出力信号を高域側の高周波数帯域信号と低域側の低周波数帯域信号とに分離する。図14Bの例では、出力信号は二つに分岐され、分岐された出力信号が、それぞれ、ハイパスフィルタ101aとローパスフィルタ101bとに入力される。ハイパスフィルタ101aは、入力された出力信号の低域側を減衰させて高周波数帯域信号を得て出力する。ローパスフィルタ101bは、入力された出力信号の高域側を減衰させて低周波数帯域信号を得て出力する。高周波数帯域信号は音響信号出力装置10のドライバーユニット11に入力され、ドライバーユニット11は、D1方向側へ音響信号AC1を放出し、他方側へ音響信号AC2を放出する。低周波数帯域信号は音響信号出力装置10のドライバーユニット15に入力され、ドライバーユニット15は、D1方向側へ音響信号AC3を放出し、他方側へ音響信号AC4を放出する。音孔121aからは音響信号AC1が放出され、放出された音響信号AC1の一部は右耳1010と左耳1020に入り、利用者1000に聴取される。またドライバーユニット15から放出された音響信号AC3の一部も右耳1010と左耳1020に入り、利用者1000に聴取される。一方、音孔123aからは、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が放出される。またドライバーユニット15からは、音響信号AC3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AC4が放出される。音響信号AC2および音響信号AC4の一部は、音孔121aからD2方向側に放出された音響信号AC1の一部およびドライバーユニット15からD2方向側に放出された音響信号AC3の一部(音漏れ成分)を相殺する。例えば、音響信号AC2の一部は、音孔121aからD2方向側に放出された音響信号AC1の一部を相殺し、音響信号AC4の一部は、ドライバーユニット15からD2方向側に放出された音響信号AC3の一部を相殺する。
<Usage status>
14A and 14B illustrate examples of how the acoustic signal output device 10 is used. In the example of FIG. 14A , one acoustic signal output device 10 is worn on each of the right ear 1010 and left ear 1020 of a user 1000. Any suitable wearing mechanism is used to wear the acoustic signal output devices 10 on the ears. The D1 direction of each acoustic signal output device 10 faces the user 1000. An output signal output from the playback device 100 is input to the signal separating device 101. As illustrated in FIG. 14B , the signal separating device 101 separates the input output signal into a high-frequency band signal on the high-frequency side and a low-frequency band signal on the low-frequency side. In the example of FIG. 14B , the output signal is branched into two, and the branched output signals are input to a high-pass filter 101a and a low-pass filter 101b, respectively. The high-pass filter 101a attenuates the low-frequency side of the input output signal to obtain and output a high-frequency band signal. The low-pass filter 101b attenuates the high-frequency side of the input output signal to obtain and output a low-frequency band signal. The high-frequency band signal is input to the driver unit 11 of the acoustic signal output device 10, which emits an acoustic signal AC1 in the direction D1 and an acoustic signal AC2 to the other side. The low-frequency band signal is input to the driver unit 15 of the acoustic signal output device 10, which emits an acoustic signal AC3 in the direction D1 and an acoustic signal AC4 to the other side. The acoustic signal AC1 is emitted from the sound hole 121a, and a portion of the emitted acoustic signal AC1 enters the right ear 1010 and the left ear 1020 and is heard by the user 1000. In addition, a portion of the acoustic signal AC3 emitted from the driver unit 15 also enters the right ear 1010 and the left ear 1020 and is heard by the user 1000. On the other hand, acoustic signal AC2, which is an opposite-phase signal of acoustic signal AC1 or a signal approximating the opposite-phase signal, is emitted from sound hole 123a. Furthermore, acoustic signal AC4, which is an opposite-phase signal of acoustic signal AC3 or a signal approximating the opposite-phase signal, is emitted from driver unit 15. Acoustic signals AC2 and AC4 partially cancel out part of acoustic signal AC1 emitted from sound hole 121a in direction D2 and part of acoustic signal AC3 emitted from driver unit 15 in direction D2 (sound leakage components). For example, part of acoustic signal AC2 cancels out part of acoustic signal AC1 emitted from sound hole 121a in direction D2, and part of acoustic signal AC4 cancels out part of acoustic signal AC3 emitted from driver unit 15 in direction D2.
<実験結果>
本実施形態の音響信号出力装置10による音漏れ抑制効果を示す実験結果を示す。この実験では、図15に示すように、ヒトの頭部を模したダミーヘッド1100の両耳に音響信号出力装置10装着し、位置P1およびP2で音響信号を観測した。この例における位置P1はダミーヘッド1100の左耳1120近傍(音響信号出力装置10近傍)の位置であり、位置P2は位置P1から外方に向かって15cm離れた位置である。
<Experimental Results>
The following shows the results of an experiment demonstrating the sound leakage suppression effect of the acoustic signal output device 10 of this embodiment. In this experiment, as shown in Fig. 15, the acoustic signal output device 10 was attached to both ears of a dummy head 1100 simulating a human head, and acoustic signals were observed at positions P1 and P2. In this example, position P1 is located near the left ear 1120 of the dummy head 1100 (near the acoustic signal output device 10), and position P2 is located 15 cm outward from position P1.
この実験でも、再生装置100から出力された出力信号は信号分離装置101に入力され、ハイパスフィルタ101aとローパスフィルタ101bによって高域側の高周波数帯域信号と低域側の低周波数帯域信号とに分離される。実験では、1500Hzで‐24db/octのハイパスフィルタ101aと、1000Hzで‐24db/octのローパスフィルタ101bを用いた。高周波数帯域信号は音響信号出力装置10のドライバーユニット11に入力され、ドライバーユニット11は、D1方向側へ音響信号AC1を放出し、他方側へ音響信号AC2を放出する。低周波数帯域信号は音響信号出力装置10のドライバーユニット15に入力され、ドライバーユニット15は、D1方向側へ音響信号AC3を放出し、他方側へ音響信号AC4を放出する。 In this experiment, the output signal from the playback device 100 is input to the signal separation device 101, where it is separated into a high-frequency band signal on the high-frequency side and a low-frequency band signal on the low-frequency side by the high-pass filter 101a and the low-pass filter 101b. In the experiment, a high-pass filter 101a with a frequency of -24 dB/oct at 1500 Hz and a low-pass filter 101b with a frequency of -24 dB/oct at 1000 Hz were used. The high-frequency band signal is input to the driver unit 11 of the acoustic signal output device 10, which emits an acoustic signal AC1 in the direction D1 and an acoustic signal AC2 to the other side. The low-frequency band signal is input to the driver unit 15 of the acoustic signal output device 10, which emits an acoustic signal AC3 in the direction D1 and an acoustic signal AC4 to the other side.
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11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15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。「WF Th.」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15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。「TW Th.」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11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16Aに示すように、周波数帯域を分けていないにも関わらず、サイズの小さなドライバーユニット11のみでは、低域で十分な音圧が得られない。なお、TW Th.は、イコライザーによって低域を大幅に増強しているが、それにもかかわらず、低域で十分な音圧が得られない。また、図16Bに例示するように、サイズの大きなドライバーユニット15のみでは、高域での音漏れが大きくなってしまう。例えば、1000-6000Hzの帯域で、2wayと比べてWF Th.は音圧が最大30dB高い。これに対し、サイズの小さなドライバーユニット11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15から低周波数帯域側の音響信号を放出した場合には、低域で十分な音圧を得られるとともに、高域を含む広い周波数帯域において音漏れを抑制できていることが分かる。 Figure 16A illustrates the frequency characteristics of an acoustic signal observed at position P1 in Figure 15, and Figure 16B illustrates the frequency characteristics of an acoustic signal observed at position P2 in Figure 15. "2way" illustrates the frequency characteristics when the frequency band of the reproduced acoustic signal is divided into a high-frequency band and a low-frequency band, and the high-frequency band acoustic signal is emitted from the small-sized driver unit 11, and the low-frequency band acoustic signal is emitted from the large-sized driver unit 15. "WF Th." illustrates the frequency characteristics when the acoustic signal is emitted only from the large-sized driver unit 15 without dividing the frequency band. "TW Th." illustrates the frequency characteristics when the acoustic signal is emitted only from the small-sized driver unit 11 without dividing the frequency band. As shown in Figure 16A, even though the frequency band is not divided, sufficient sound pressure cannot be obtained in the low range with only the small-sized driver unit 11. Note that TW Th. Although the equalizer significantly boosts the low frequencies, sufficient sound pressure cannot be obtained in the low frequencies. Furthermore, as shown in Figure 16B, using only a large-sized driver unit 15 results in significant sound leakage in the high frequencies. For example, in the 1000-6000 Hz band, WF Th. produces sound pressure up to 30 dB higher than 2-way. In contrast, when high-frequency acoustic signals are emitted from a small-sized driver unit 11 and low-frequency acoustic signals are emitted from a large-sized driver unit 15, sufficient sound pressure can be obtained in the low frequencies, and sound leakage can be suppressed across a wide frequency band, including the high frequencies.
図17Aも、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11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15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。「WF NW」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15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。「TW NW」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11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17Aに示すように、サイズの小さなドライバーユニット11のみでは低域で十分な音圧が得られず、サイズの大きなドライバーユニット15のみでは高域で十分な音圧が得られないが、これらを併用することで、低域および高域を含む広い周波数帯域において十分な音圧を得られる。また、図17Bに例示するように、再生音響信号の周波数帯域を高周波数帯域と低周波数帯域とに分け、ドライバーユニット11とドライバーユニット15とからそれぞれ放出することで、高域を含む広い周波数帯域において音漏れを抑制できる。 Figure 17A also illustrates the frequency characteristics of an acoustic signal observed at position P1 in Figure 15, and Figure 17B illustrates the frequency characteristics of an acoustic signal observed at position P2 in Figure 15. "2way" illustrates the frequency characteristics when the frequency band of the reproduced acoustic signal is divided into a high frequency band and a low frequency band, and acoustic signals in the high frequency band are emitted from the small-sized driver unit 11, and acoustic signals in the low frequency band are emitted from the large-sized driver unit 15. "WF NW" illustrates the frequency characteristics when the frequency band of the reproduced acoustic signal is divided into a high frequency band and a low frequency band, and acoustic signals in the low frequency band are emitted only from the large-sized driver unit 15. "TW NW" illustrates the frequency characteristics when the frequency band of the reproduced acoustic signal is divided into a high frequency band and a low frequency band, and acoustic signals in the high frequency band are emitted only from the small-sized driver unit 11. As shown in Figure 17A, a small driver unit 11 alone cannot produce sufficient sound pressure in the low range, and a large driver unit 15 alone cannot produce sufficient sound pressure in the high range, but by using them together, sufficient sound pressure can be obtained over a wide frequency range including both low and high frequencies. Also, as shown in the example of Figure 17B, by dividing the frequency band of the reproduced sound signal into a high frequency band and a low frequency band and emitting them from driver unit 11 and driver unit 15 respectively, sound leakage can be suppressed over a wide frequency range including high frequencies.
[第2実施形態]
第2実施形態は、第1実施形態の変形であり、筐体12側にさらに遮蔽板16を設けるものである。図18および図19に例示するように、第2実施形態の音響信号出力装置10は、第1実施形態で説明した部位に加え、貫通孔16aを有する遮蔽板16をさらに有する。ここでは、環状(ドーナツ状)の遮蔽板16を例示するが、貫通孔16aを有するその他の板形状の遮蔽板16であってもよい。遮蔽板16は、筐体12の外部空間における音孔123a(第2音孔)よりもD1方向側(第1方向側)に配置されている。音孔121a(第1音孔)または複数の音孔121a(第1音孔)の中央は、軸線A1(特定の軸)上または軸線A1(軸)の近傍に配置されている。貫通孔16aは、軸線A1(特定の軸)上または軸線A1(軸)の近傍に配置されている。これにより、音孔123aから放出された音響信号AC2が利用者の外耳道に到達することを抑制でき、その結果、外耳道に到達する音響信号AC1が音響信号AC2によって打ち消されてしまうことを抑制できる。なお、図18および図19では、遮蔽板16のD1方向側の板面161が筐体12の壁部121の外面と同一平面または略同一平面上に配置されている例を示している。しかし、音孔123aよりもD1方向側に配置されるのであれば、遮蔽板16がその他の位置に配置されていてもよい。ただし、遮蔽板16のD2方向側の板面162が、筐体12の壁部121の外面よりもD2方向側に配置されていることが望ましい。これにより、音孔121aから放出された音響信号AC1が遮蔽板16の板面162で反射してD2方向に音漏れ成分として放出されてしまうことを防止できる。
Second Embodiment
The second embodiment is a modification of the first embodiment, in which a shielding plate 16 is further provided on the housing 12 side. As illustrated in FIGS. 18 and 19 , the acoustic signal output device 10 of the second embodiment further includes a shielding plate 16 having a through-hole 16a in addition to the components described in the first embodiment. Here, a ring-shaped (donut-shaped) shielding plate 16 is illustrated, but the shielding plate 16 may have any other plate shape having a through-hole 16a. The shielding plate 16 is disposed on the D1 direction side (first direction side) of the sound hole 123a (second sound hole) in the external space of the housing 12. The sound hole 121a (first sound hole) or the center of the multiple sound holes 121a (first sound holes) is disposed on or near the axis A1 (specific axis). The through-hole 16a is disposed on or near the axis A1 (specific axis). This prevents the acoustic signal AC2 emitted from the sound hole 123a from reaching the user's ear canal, thereby preventing the acoustic signal AC1 reaching the ear canal from being canceled out by the acoustic signal AC2. Note that FIGS. 18 and 19 show an example in which the plate surface 161 on the D1 direction side of the shielding plate 16 is disposed flush or substantially flush with the outer surface of the wall 121 of the housing 12. However, the shielding plate 16 may be disposed in another position as long as it is disposed closer to the D1 direction than the sound hole 123a. However, it is preferable that the plate surface 162 on the D2 direction side of the shielding plate 16 is disposed closer to the D2 direction than the outer surface of the wall 121 of the housing 12. This prevents the acoustic signal AC1 emitted from the sound hole 121a from being reflected by the plate surface 162 of the shielding plate 16 and being emitted in the D2 direction as a sound leakage component.
遮蔽板16や貫通孔16aの大きさは、外耳道に到達する音響信号の周波数特性や音圧と周囲に放出される音漏れ成分の音圧とが適切になるように適宜決定すればよい。貫通孔16aは、軸線A1上に配置されることが望ましく、より好ましくは貫通孔16aの中心が軸線A1上に配置されることが望ましい。これにより、外耳道に到達する音響信号を軸線A1に対して線対称または略線対称にでき、外耳道に対する音響信号出力装置10の位置ずれ方向による聴取音の変化を減らすことができるからである。 The size of the shielding plate 16 and through-hole 16a can be determined appropriately so that the frequency characteristics and sound pressure of the acoustic signal reaching the ear canal and the sound pressure of the sound leakage component released to the surroundings are appropriate. The through-hole 16a is preferably positioned on the axis A1, and more preferably the center of the through-hole 16a is positioned on the axis A1. This allows the acoustic signal reaching the ear canal to be line-symmetric or approximately line-symmetric with respect to the axis A1, reducing changes in the audible sound due to the direction of misalignment of the acoustic signal output device 10 relative to the ear canal.
[第3実施形態]
第1実施形態では、同一形状、同一サイズ、同一間隔の複数の音孔123a(第2音孔)が円周C1に沿って設けられている例を示した。しかし、これは本発明を限定しない。形状および/またはサイズおよび/または間隔の異なる複数の音孔123aが円周C1に沿って設けられていてもよい。
[Third embodiment]
In the first embodiment, an example was shown in which multiple sound holes 123a (second sound holes) of the same shape, size, and spacing are provided along the circumference C1. However, this does not limit the present invention. Multiple sound holes 123a of different shapes, sizes, and/or spacing may also be provided along the circumference C1.
また、このような場合であっても、円周C1が複数の単位円弧領域に等分された場合に、単位円弧領域の何れかである第1円弧領域に沿って設けられている音孔123a(第2音孔)の開口面積の総和は、第1円弧領域を除く単位円弧領域の何れかである第2円弧領域に沿って設けられている音孔123aの開口面積の総和と同一または略同一であることが好ましい。より好ましくは、各単位円弧領域に沿って設けられている音孔123aの開口面積の単位円弧領域ごとの総和は、全て同一または略同一であることが望ましい。 Even in such a case, when the circumference C1 is equally divided into a plurality of unit arc regions, it is preferable that the sum of the opening areas of the sound holes 123a (second sound holes) provided along a first arc region, which is one of the unit arc regions, is the same or approximately the same as the sum of the opening areas of the sound holes 123a provided along a second arc region, which is one of the unit arc regions excluding the first arc region. It is more preferable that the sums of the opening areas of the sound holes 123a provided along each unit arc region for each unit arc region are all the same or approximately the same.
複数の音孔123aが円周C1に沿っていればよく、必ずしもすべての音孔123aが厳密に円周C1上に配置されていなくてもよい。また、円周C1の位置は第1実施形態で例示したものに限定されず、軸線A1を中心とした円周であればよい。 As long as multiple sound holes 123a are located along the circumference C1, it is not necessary for all sound holes 123a to be positioned strictly on the circumference C1. Furthermore, the position of the circumference C1 is not limited to that exemplified in the first embodiment, as long as it is a circumference centered on the axis A1.
さらに、十分な音漏れ抑制効果を得られるのであれば、すべての音孔123aが円周C1に沿って配置されていなくてもよい。すなわち、一部の音孔123aが円周C1から外れた位置に配置されていてもよい。また、十分な音漏れ抑制効果を得られるのであれば、音孔123aの個数に限定はなく、1個の音孔123aが設けられていてもよい。 Furthermore, as long as a sufficient sound leakage suppression effect can be obtained, it is not necessary for all sound holes 123a to be arranged along the circumference C1. In other words, some sound holes 123a may be arranged at positions that are off the circumference C1. Also, as long as a sufficient sound leakage suppression effect can be obtained, there is no limit to the number of sound holes 123a, and only one sound hole 123a may be provided.
[第3実施形態の変形例]
前述のように、筐体12の壁部121の領域AR1に複数個の音孔121aが設けられていてもよいし、音孔121aが筐体12の壁部121の領域AR1の中央(中央位置)からずれた偏心位置に偏っていてもよい。例えば、図20に例示するように、領域AR1上の偏心位置(軸線A1からずれた軸線A1と平行な軸線A12上の位置)(以下、単に「偏心位置」という)に1個の音孔121aが設けられていてもよい。言い換えると、領域AR1に設けられた1個の音孔121aの位置が偏心位置に偏っていてもよい。或いは、図21に例示するように、領域AR1に複数個の音孔121aが設けられており、それら複数個の音孔121aが軸線A1からずれた軸線A1と平行な軸線A12上の偏心位置に偏っていてもよい。言い換えると、領域AR1に設けられた複数個の音孔121aの位置が偏心位置に偏っていてもよい。このような場合、ドライバーユニット15(第2ドライバーユニット)も、この偏心位置に偏って配置されることが望ましい。例えば、音孔121a(第1音孔)または複数の音孔121a(第1音孔)の中央が、軸線A12上(特定の軸上)または軸線A12(軸)の近傍に配置されており、ドライバーユニット11(第1ドライバーユニット)が、軸線A12(軸)に沿ったD1方向側(一方側)に音響信号AC1(第1音響信号)を放出し、軸線A12(軸)に沿ったD2方向側(他方側)に音響信号AC2(第2音響信号)を放出する振動板113(第1振動板)を有し、ドライバーユニット15(第2ドライバーユニット)が軸線A12(軸)に沿ったD1方向側(一方側)に音響信号AC3(第3音響信号)を放出し、軸線A12(軸)に沿ったD2方向側(他方側)に音響信号AC4(第4音響信号)を放出する振動板153(第2振動板)を有し、振動板153(第2振動板)が軸線A12(軸)上または軸線A12(軸)の近傍に配置されてもよい。これにより、ドライバーユニット11,15の音圧が最大となる位置に外耳道を配置することが可能となり、広い周波数帯域で十分な音圧の音響信号を利用者に提示できる。
[Modification of the third embodiment]
As described above, a plurality of sound holes 121a may be provided in the region AR1 of the wall portion 121 of the housing 12, or the sound holes 121a may be biased to an eccentric position displaced from the center (central position) of the region AR1 of the wall portion 121 of the housing 12. For example, as illustrated in FIG. 20 , a single sound hole 121a may be provided in an eccentric position on the region AR1 (a position on the axis A12 parallel to the axis A1 and displaced from the axis A1) (hereinafter simply referred to as an "eccentric position"). In other words, the position of a single sound hole 121a provided in the region AR1 may be biased to an eccentric position. Alternatively, as illustrated in FIG. 21 , a plurality of sound holes 121a may be provided in the region AR1, and the plurality of sound holes 121a may be biased to eccentric positions on the axis A12 parallel to the axis A1 and displaced from the axis A1. In other words, the positions of the multiple sound holes 121a provided in the area AR1 may be biased to an eccentric position. In such a case, it is desirable that the driver unit 15 (second driver unit) is also biased to this eccentric position. For example, the sound hole 121a (first sound hole) or the center of the multiple sound holes 121a (first sound holes) is located on the axis A12 (on a specific axis) or in the vicinity of the axis A12 (axis), and the driver unit 11 (first driver unit) emits a vibration that emits an acoustic signal AC1 (first acoustic signal) in the D1 direction (one side) along the axis A12 (axis) and emits an acoustic signal AC2 (second acoustic signal) in the D2 direction (other side) along the axis A12 (axis). The driver unit 15 (second driver unit) may have a diaphragm 113 (first diaphragm) that emits an acoustic signal AC3 (third acoustic signal) in the direction D1 (one side) along the axis A12 (axis) and a diaphragm 153 (second diaphragm) that emits an acoustic signal AC4 (fourth acoustic signal) in the direction D2 (the other side) along the axis A12 (axis), and the diaphragm 153 (second diaphragm) may be disposed on or near the axis A12 (axis). This makes it possible to position the ear canal at a position where the sound pressure of the driver units 11 and 15 is at its maximum, and to present the user with an acoustic signal of sufficient sound pressure over a wide frequency band.
単数または複数の音孔121aの位置やドライバーユニット15の位置が偏心位置に偏っている場合、それに応じて音孔123aの分布や開口面積が偏っていてもよい。例えば、図20または図21のように、領域AR1に設けられた単数または複数の音孔121aの位置が軸線A1からずれた軸線A12上の偏心位置に偏っており、図22および図23に例示するように、領域AR3に設けられている音孔121aの開口面積も軸線A12上の偏心位置側に偏っていてもよい。図22の例では、軸線A12上の偏心位置から遠い単位円弧領域C1-3に沿って設けられている音孔123aの個数が、それよりも当該偏心位置に近い単位円弧領域C1-1に沿って設けられている音孔123aの個数よりも少ない。図23の例では、軸線A12上の偏心位置から遠い単位円弧領域C1-3に沿って設けられている音孔123aの各開口面積が、それよりも当該偏心位置に近い単位円弧領域C1-1に沿って設けられている音孔123aの各開口面積よりも小さい。すなわち、円周C1が複数の単位円弧領域に等分された場合に、単位円弧領域の何れかである第1円弧領域(例えば、C1-3)に沿って設けられている音孔123a(第2音孔)の開口面積の総和は、第1円弧領域よりも偏心位置に近い単位円弧領域の何れかである第2円弧領域(例えば、C1-1)に沿って設けられている音孔123aの開口面積の総和よりも小さい。音孔121aの位置が偏心位置に偏っている場合、音孔121aから外部に放出される音響信号AC1の分布も偏心位置に偏っている。ここで、音孔123aの分布や開口面積も偏心位置に偏らせることで、音孔123aから外部に放出される音響信号AC2の分布も偏心位置に偏らせることができる。これにより、放出された音響信号AC2よって音響信号AC1の音漏れ成分を十分に相殺することができる。また、前述のように、ドライバーユニット15(第2ドライバーユニット)も、この偏心位置に偏って配置されることが望ましい。これにより、ドライバーユニット11,15の音圧が最大となる位置に外耳道を配置することが可能となり、広い周波数帯域で十分な音圧の音響信号を利用者に提示できるからである。 If the position of one or more sound holes 121a or the position of the driver unit 15 is biased to an eccentric position, the distribution and opening area of the sound holes 123a may be biased accordingly. For example, as shown in Figures 20 and 21, the position of one or more sound holes 121a provided in area AR1 may be biased to an eccentric position on axis A12 that is offset from axis A1, and as shown in Figures 22 and 23, the opening area of the sound holes 121a provided in area AR3 may also be biased toward the eccentric position on axis A12. In the example of Figure 22, the number of sound holes 123a provided along unit arc area C1-3, which is far from the eccentric position on axis A12, is fewer than the number of sound holes 123a provided along unit arc area C1-1, which is closer to that eccentric position. 23, the opening area of each of the sound holes 123a provided along unit arc region C1-3, which is farther from the eccentric position on axis A12, is smaller than the opening area of each of the sound holes 123a provided along unit arc region C1-1, which is closer to the eccentric position. In other words, when circumference C1 is equally divided into multiple unit arc regions, the sum of the opening areas of the sound holes 123a (second sound holes) provided along a first arc region (for example, C1-3), which is one of the unit arc regions, is smaller than the sum of the opening areas of the sound holes 123a provided along a second arc region (for example, C1-1), which is one of the unit arc regions closer to the eccentric position than the first arc region. When the position of sound hole 121a is biased toward the eccentric position, the distribution of acoustic signal AC1 emitted to the outside from sound hole 121a is also biased toward the eccentric position. Here, by biasing the distribution and opening area of sound holes 123a to an eccentric position, the distribution of acoustic signal AC2 emitted to the outside from sound holes 123a can also be biased to an eccentric position. This allows the emitted acoustic signal AC2 to sufficiently cancel out the sound leakage component of acoustic signal AC1. Also, as mentioned above, it is desirable to position driver unit 15 (second driver unit) in this eccentric position as well. This makes it possible to position the ear canal at a position where the sound pressure of driver units 11 and 15 is at its maximum, allowing the user to be presented with an acoustic signal of sufficient sound pressure over a wide frequency band.
さらに、第3実施形態において、さらに第2実施形態で説明した遮蔽板16が設けられてもよい。これにより、音孔123aから放出された音響信号AC2が利用者の外耳道に到達することを抑制でき、その結果、外耳道に到達する音響信号AC1が音響信号AC2によって打ち消されてしまうことを抑制できる。この場合、遮蔽板16も、この偏心位置に偏って配置されることが望ましい。例えば、遮蔽板16は、筐体12の外部空間における音孔123a(第2音孔)よりもD1方向側(第1方向側)に配置され、音孔121a(第1音孔)または複数の音孔121a(第1音孔)の中央は、軸線A12(特定の軸)上または軸線A12(軸)の近傍に配置され、貫通孔16aは、軸線A12(特定の軸)上または軸線A12(軸)の近傍に配置されることが望ましい。また、貫通孔16aは、軸線A12上に配置されることが望ましく、より好ましくは貫通孔16aの中心が軸線A12上に配置されることが望ましい。これにより、外耳道に到達する音響信号を軸線A12に対して線対称または略線対称にでき、外耳道に対する音響信号出力装置10の位置ずれ方向による聴取音の変化を減らすことができるからである。その他は、第2実施形態で説明した通りである。 Furthermore, in the third embodiment, the shielding plate 16 described in the second embodiment may be further provided. This prevents the acoustic signal AC2 emitted from the sound hole 123a from reaching the user's ear canal, thereby preventing the acoustic signal AC1 reaching the ear canal from being canceled out by the acoustic signal AC2. In this case, it is desirable that the shielding plate 16 is also positioned at this eccentric position. For example, it is desirable that the shielding plate 16 be positioned closer to the D1 direction (first direction) than the sound hole 123a (second sound hole) in the external space of the housing 12, that the sound hole 121a (first sound hole) or the center of the multiple sound holes 121a (first sound holes) be positioned on or near the axis A12 (specific axis), and that the through-hole 16a be positioned on or near the axis A12 (specific axis). Furthermore, it is desirable that the through-hole 16a be positioned on the axis A12, and more preferably that the center of the through-hole 16a be positioned on the axis A12. This allows the acoustic signal that reaches the ear canal to be line-symmetric or approximately line-symmetric with respect to the axis A12, reducing changes in the audible sound due to the direction of misalignment of the acoustic signal output device 10 relative to the ear canal. The rest is as described in the second embodiment.
[第4実施形態]
第1実施形態から第3実施形態およびその変形例において、ドライバーユニット15(第2ドライバーユニット)が筐体に収容されていてもよい。
[Fourth embodiment]
In the first to third embodiments and their modified examples, the driver unit 15 (second driver unit) may be housed in a housing.
<構成>
本実施形態の音響信号出力装置40も、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24から図27に例示するように、本実施形態の音響信号出力装置40は、再生装置から出力された出力信号(再生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サイズの小さなドライバーユニット11と、出力信号を音響信号に変換して出力するサイズの大きなドライバーユニット15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、ドライバーユニット15を内部に収容している筐体42(第2筐体)とを有する。
<Configuration>
Acoustic signal output device 40 of the present embodiment is also a device for listening to sound that is worn without sealing the user's ear canal (for example, open-ear earphones, headphones, installed speakers, embedded speakers, etc.). As illustrated in Figures 24 to 27, acoustic signal output device 40 of the present embodiment has a small-sized driver unit 11 that converts an output signal (an electrical signal representing a reproduced acoustic signal) output from a playback device into an acoustic signal and outputs it, a large-sized driver unit 15 that converts the output signal into an acoustic signal and outputs it, a housing 12 that houses driver unit 11 inside, and a housing 42 (second housing) that houses driver unit 15 inside.
<筐体42>
筐体42(第2筐体)は、外側に壁部を持つ中空の部材であり、壁部に音孔421a,423aが設けられており、内部にドライバーユニット15を収容している。本実施形態の筐体42は、筐体12の外部空間に配置されている。ドライバーユニット15は、例えば、筐体42内部のD1方向側の端部に固定されている。しかし、これらは本発明を限定するものではない。ドライバーユニット15が収容された筐体42は、ドライバーユニット11が収容された筐体12のD2方向側に配置されている(図26,図27)。すなわち本実施形態でも、音響信号AC1を放出する筐体12の音孔121aは、ドライバーユニット11のD1方向側(第1方向側)に配置されており、ドライバーユニット15(第2ドライバーユニット)は、筐体12の外部空間に配置され、ドライバーユニット11のD2方向側(第2方向側)に配置されている。筐体42の形状には限定はないが、例えば、筐体42の形状が、D1方向に沿って伸びる軸線A1を中心とした回転対称(線対称)または略回転対称であることが望ましい。これにより、筐体42から放出される音のエネルギーの方向ごとのばらつきが小さくなるように音孔423aを設けることが容易となる。その結果、各方向に均一に音漏れを軽減することが容易になる。例えば、筐体42は、ドライバーユニット15の一方側(D1方向側)に配置された壁部421である第1端面と、ドライバーユニット15の他方側(D2方向側)に配置された壁部422である第2端面と、第1端面と第2端面とで挟まれた空間を、第1端面と第2端面とを通る軸線A1を中心に取り囲む壁部423である側面とを有する。本実施形態では、説明の簡略化のため、筐体42が両端面を持つ略円筒形状である例を示す。しかし、これらは一例であって本発明を限定するものではない。例えば、筐体42が、端部に壁部を持つ略ドーム型形状であってもよいし、中空の略立方体形状であってもよい、その他の立体形状であってもよい。また、筐体42を構成する材質にも限定はない。筐体42が合成樹脂や金属などの剛体によって構成されていてもよいし、ゴムなどの弾性体によって構成されていてもよい。筐体42の壁部には、ドライバーユニット15から放出された音響信号AC3(第3音響信号)を外部に導出する単数または複数の音孔321a(第3音孔)と、ドライバーユニット15から放出された音響信号AC4(第4音響信号)を外部に導出する単数または複数の音孔423a(第4音孔)とが設けられている。音孔421aおよび音孔423aは、例えば、筐体42の壁部を貫通する貫通孔であるが、これは本発明を限定するものではない。音響信号AC3および音響信号AC4をそれぞれ外部に導出できるのであれば、音孔421aおよび音孔423aが貫通孔でなくてもよい。
<Housing 42>
The housing 42 (second housing) is a hollow member with an outer wall, and sound holes 421a and 423a are provided in the wall, and the driver unit 15 is housed inside. The housing 42 in this embodiment is disposed in the external space of the housing 12. The driver unit 15 is fixed, for example, to the end of the housing 42 on the D1 direction side. However, this does not limit the present invention. The housing 42 housing the driver unit 15 is disposed on the D2 direction side of the housing 12 housing the driver unit 11 (FIGS. 26 and 27). That is, in this embodiment as well, the sound hole 121a of the housing 12 that emits the acoustic signal AC1 is disposed on the D1 direction side (first direction side) of the driver unit 11, and the driver unit 15 (second driver unit) is disposed in the external space of the housing 12, on the D2 direction side (second direction side) of the driver unit 11. The shape of the housing 42 is not limited, but it is desirable that the shape of the housing 42 be rotationally symmetric (line symmetric) or approximately rotationally symmetric about the axis A1 extending along the D1 direction. This makes it easy to provide the sound holes 423a so that the variation in the energy of the sound emitted from the housing 42 between different directions is reduced. As a result, it is easy to reduce sound leakage uniformly in each direction. For example, the housing 42 has a first end face that is a wall portion 421 located on one side (the D1 direction side) of the driver unit 15, a second end face that is a wall portion 422 located on the other side (the D2 direction side) of the driver unit 15, and a side face that is a wall portion 423 that surrounds the space between the first end face and the second end face, centered on the axis A1 passing through the first end face and the second end face. In this embodiment, for simplicity of explanation, an example is shown in which the housing 42 has an approximately cylindrical shape with both end faces. However, these are merely examples and do not limit the present invention. For example, the housing 42 may have a generally dome-shaped configuration with wall portions at its edges, a generally hollow cubic configuration, or any other three-dimensional shape. Furthermore, there are no limitations on the material from which the housing 42 is made. The housing 42 may be made of a rigid body such as synthetic resin or metal, or an elastic body such as rubber. The wall of the housing 42 is provided with one or more sound holes 321a (third sound holes) through which the acoustic signal AC3 (third acoustic signal) emitted from the driver unit 15 is guided to the outside, and one or more sound holes 423a (fourth sound holes) through which the acoustic signal AC4 (fourth acoustic signal) emitted from the driver unit 15 is guided to the outside. The sound holes 421a and 423a are, for example, through-holes that penetrate the wall of the housing 42, but this does not limit the present invention. As long as the acoustic signals AC3 and AC4 can be guided to the outside, respectively, the sound holes 421a and 423a do not have to be through-holes.
本実施形態の音孔421a(第3音孔)は、ドライバーユニット15の一方側(音響信号AC3が放出される側であるD1方向側)に配置された壁部421の領域AR41に設けられている(図24から図27)。すなわち、音孔421aは軸線A1に沿ったD1方向(第1方向)を向いて開口している。言い換えると、音孔421aは筐体12およびドライバーユニット11側を向いて開口している。また、本実施形態の音孔423a(第4音孔)は、筐体42の壁部421の領域AR41とドライバーユニット15のD2方向側(音響信号AC4が放出される側である他方側)に配置された壁部422の領域AR42との間の領域AR40に接する壁部423の領域AR43に設けられている(図27)。すなわち、筐体42の中央を基準とし、D1方向(第1方向)とD1方向の逆方向との間の方向をD42方向(第2方向)とすると、音孔421a(第3音孔)は、筐体42のD1方向側(第1方向側)に設けられており、音孔423a(第4音孔)は、筐体42のD42方向側(第2方向側)に設けられている。例えば、筐体42が、ドライバーユニット15の一方側(D1方向側)に配置された壁部421である第3端面と、ドライバーユニット15の他方側(D2方向側)に配置された壁部422である第4端面と、第3端面と第4端面とで挟まれた空間を、第3端面と第4端面とを通る音響信号AC3の放出方向(D1方向)に沿った軸線A1を中心に取り囲む壁部423である側面とを有する場合、音孔421a(第3音孔)は第3端面に設けられており、音孔423a(第4音孔)は側面に設けられている。また本実施形態では、筐体42の壁部422側には音孔を設けないことが望ましい。筐体42の壁部422側に音孔を設けると、筐体42から放出される音響信号AC4の音圧レベルが音響信号AC3の音漏れ成分を相殺するために必要なレベルを超えてしまい、その過剰分が音漏れとして知覚されてしまう場合があるからである。 In this embodiment, sound hole 421a (third sound hole) is provided in area AR41 of wall portion 421 located on one side of driver unit 15 (the D1 direction side, where acoustic signal AC3 is emitted) (Figures 24 to 27). That is, sound hole 421a opens facing direction D1 (first direction) along axis A1. In other words, sound hole 421a opens facing the housing 12 and driver unit 11. In addition, sound hole 423a (fourth sound hole) in this embodiment is provided in area AR43 of wall portion 423 that contacts area AR40 between area AR41 of wall portion 421 of housing 42 and area AR42 of wall portion 422 located on the D2 direction side of driver unit 15 (the other side, where acoustic signal AC4 is emitted) (Figure 27). In other words, if the center of the housing 42 is used as a reference and the direction between the D1 direction (first direction) and the opposite direction of the D1 direction is the D42 direction (second direction), the sound hole 421a (third sound hole) is provided on the D1 direction side (first direction side) of the housing 42, and the sound hole 423a (fourth sound hole) is provided on the D42 direction side (second direction side) of the housing 42. For example, if the housing 42 has a third end face that is wall portion 421 located on one side (D1 direction side) of the driver unit 15, a fourth end face that is wall portion 422 located on the other side (D2 direction side) of the driver unit 15, and a side face that is wall portion 423 that surrounds the space between the third and fourth end faces and is centered on axis A1 that runs through the third and fourth end faces and is aligned in the emission direction (D1 direction) of the acoustic signal AC3, sound hole 421a (third sound hole) is provided in the third end face, and sound hole 423a (fourth sound hole) is provided in the side face. Furthermore, in this embodiment, it is desirable not to provide a sound hole on the wall portion 422 side of the housing 42. This is because if a sound hole were provided on the wall portion 422 side of the housing 42, the sound pressure level of the acoustic signal AC4 emitted from the housing 42 would exceed the level required to offset the sound leakage component of the acoustic signal AC3, and this excess may be perceived as sound leakage.
前述のように、筐体42の音孔421a,423aから放出される音響信号AC3,AC4は、再生音響信号のうち低周波数帯域側の音響信号である。一方、筐体12の音孔121a,123aから放出される音響信号AC1,AC2は、再生音響信号のうち高周波数帯域側の音響信号である。前述のように、周波数が低いほど音漏れ防止効果は高い。そのため、音孔421aから放出される音響信号AC3の音響信号AC4による音漏れ抑制効果は、音孔121aから放出される音響信号AC1の音響信号AC2による音漏れ抑制効果よりも大きい。そのため、筐体42の音孔421aの開口面積の総和を、筐体12の音孔121aの開口面積の総和よりも大きくしても、音孔421aから放出される音響信号AC3の音漏れの影響は小さい。一方、筐体42の音孔421aの開口面積の総和を大きくすることで、利用者に聴取される低域の音圧を高くすることができる。よって、好ましくは、筐体42の音孔421aの開口面積の総和(第3音孔の開口面積)は、筐体12の音孔121aの開口面積の総和(第1音孔の開口面積)よりも大きいことが望ましい。同様な理由から、筐体42の音孔423aの開口面積の総和S44に対する音孔421aの開口面積の総和S43の比率(第4音孔の開口面積に対する第3音孔の開口面積の比率)は、筐体12の音孔123aの開口面積の総和S42に対する音孔121aの開口面積の総和S41の比率(第2音孔の開口面積に対する第1音孔の開口面積の比率)よりも大きいこと(つまり、S43/S44>S41/S42)が望ましい。なお、本実施形態では、ドライバーユニット15が筐体42に収容されているが、音孔421aの開口面積を大きくとることができるため、自然な音質の音を再生できる。また、音孔421aの開口面積を大きくとることができるため、筐体42と外耳道との位置関係が変化しても聴取される音がさほど変化せず、多少装着状態にずれが生じても十分な音質を確保できる。 As described above, the acoustic signals AC3 and AC4 emitted from the sound holes 421a and 423a of the housing 42 are acoustic signals in the low-frequency band of the reproduced acoustic signals. On the other hand, the acoustic signals AC1 and AC2 emitted from the sound holes 121a and 123a of the housing 12 are acoustic signals in the high-frequency band of the reproduced acoustic signals. As described above, the lower the frequency, the greater the sound leakage prevention effect. Therefore, the sound leakage prevention effect of the acoustic signal AC4 emitted from the sound hole 421a is greater than the sound leakage prevention effect of the acoustic signal AC1 emitted from the sound hole 121a. Therefore, even if the total opening area of the sound holes 421a of the housing 42 is larger than the total opening area of the sound holes 121a of the housing 12, the impact of sound leakage of the acoustic signal AC3 emitted from the sound hole 421a is small. On the other hand, by increasing the total opening area of the sound holes 421a of the housing 42, the low-frequency sound pressure heard by the user can be increased. Therefore, it is preferable that the sum of the opening areas of the sound holes 421a in the housing 42 (the opening area of the third sound holes) is larger than the sum of the opening areas of the sound holes 121a in the housing 12 (the opening area of the first sound holes). For the same reason, it is preferable that the ratio of the sum S43 of the opening areas of the sound holes 421a to the sum S44 of the opening areas of the sound holes 423a in the housing 42 (the ratio of the opening area of the third sound holes to the opening area of the fourth sound holes) is larger than the ratio of the sum S41 of the opening areas of the sound holes 121a to the sum S42 of the opening areas of the sound holes 123a in the housing 12 (the ratio of the opening area of the first sound holes to the opening area of the second sound holes) (in other words, S43 / S44 > S41 / S42 ). In this embodiment, driver unit 15 is housed in housing 42, but the opening area of sound hole 421a can be made large, making it possible to reproduce sound with a natural sound quality. Furthermore, because the opening area of sound hole 421a can be made large, the sound heard does not change significantly even if the positional relationship between housing 42 and the ear canal changes, and sufficient sound quality can be ensured even if there is some misalignment in the wearing state.
筐体42に対する筐体12の相対位置は固定されていてもよいし、固定されていなくてもよい。例えば、筐体12は、図示していない部材によって、筐体42に固定されていてもよい。例えば、筐体12は、筐体42に対する相対位置を調整可能なように(筐体42に対する所望の相対位置に固定可能なように)に、図示していない部材によって筐体42に取り付けられていてもよい。筐体12と筐体42とが別体ではなく、筐体12と筐体42とが一体であってもよい。その他の筐体42の音孔421a,423aの配置構成は、第1実施形態から第3実施形態およびその変形例で説明した筐体12の音孔121a,123aの配置構成と同じである。 The relative position of the housing 12 with respect to the housing 42 may or may not be fixed. For example, the housing 12 may be fixed to the housing 42 by a member not shown. For example, the housing 12 may be attached to the housing 42 by a member not shown so that its relative position with respect to the housing 42 is adjustable (so that it can be fixed at a desired relative position with respect to the housing 42). The housing 12 and the housing 42 may not be separate bodies, but may be integrated. The arrangement of the sound holes 421a, 423a of the housing 42 is the same as the arrangement of the sound holes 121a, 123a of the housing 12 described in the first to third embodiments and their modified examples.
音孔121aから放出された音響信号AC1および音孔421aから放出された音響信号AC3は利用者の外耳道に届き、利用者に聴取される。一方、音孔123aからは、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が放出される。また音孔423aからは、音響信号AC3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AC4が放出される。放出された音響信号AC2および音響信号AC4の一部は、放出された音響信号AC1および音響信号AC3の一部(音漏れ成分)を相殺する。これにより、音漏れを抑制できる。また、音響信号AC3によって低域の音圧を十分に得ることができる。その他の事項は、第1実施形態から第3実施形態およびその変形例で説明した通りである。 Acoustic signal AC1 emitted from sound hole 121a and acoustic signal AC3 emitted from sound hole 421a reach the user's ear canal and are heard by the user. Meanwhile, acoustic signal AC2, which is an opposite-phase signal of acoustic signal AC1 or a signal approximating the opposite-phase signal, is emitted from sound hole 123a. Furthermore, acoustic signal AC4, which is an opposite-phase signal of acoustic signal AC3 or a signal approximating the opposite-phase signal, is emitted from sound hole 423a. Portions of the emitted acoustic signals AC2 and AC4 cancel out portions of the emitted acoustic signals AC1 and AC3 (sound leakage components). This suppresses sound leakage. Furthermore, acoustic signal AC3 ensures sufficient low-frequency sound pressure. Other details are as described in the first to third embodiments and their modifications.
[第4実施形態の変形例]
例えば、筐体12の音孔121a(第1音孔)または複数の音孔121a(第1音孔)の中央、および、筐体42の音孔421a(第3音孔)または複数の音孔421a(第3音孔)の中央が、軸線A1上(特定の軸上)または軸線A1(軸)の近傍に配置されていてもよい。これにより、音孔121aから放出される音響信号AC1および音孔421aから放出される音響信号AC3の音圧が最大となる位置に外耳道を配置することが可能となり、広い周波数帯域で十分な音圧の音響信号を利用者に提示できる。また、ドライバーユニット11とドライバーユニット15とが同軸上に配置されることで、ドライバーユニット11,15の間の距離を同軸上で変化させ、聴取させる音響信号の音圧や音漏れ量を調整することが容易になる。
[Modification of the Fourth Embodiment]
For example, the center of sound hole 121a (first sound hole) or multiple sound holes 121a (first sound holes) in housing 12 and the center of sound hole 421a (third sound hole) or multiple sound holes 421a (third sound holes) in housing 42 may be located on axis A1 (on a specific axis) or near axis A1 (axis). This makes it possible to position the ear canal at a position where the sound pressure of acoustic signal AC1 emitted from sound hole 121a and acoustic signal AC3 emitted from sound hole 421a is maximized, allowing the user to be presented with acoustic signals of sufficient sound pressure over a wide frequency band. Furthermore, by arranging driver unit 11 and driver unit 15 coaxially, the distance between driver units 11 and 15 can be changed coaxially, making it easy to adjust the sound pressure of the acoustic signal to be heard and the amount of sound leakage.
[その他の変形例]
なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。本請求項に記載された発明の範囲を遺脱しない限り、様々な変更が可能である。
[Other Modifications]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible without departing from the scope of the invention as defined in the claims.
1,10,40 音響信号出力装置
11,15 ドライバーユニット
12,42 筐体
16 遮蔽板
113,153 振動板
1, 10, 40 Acoustic signal output device 11, 15 Driver unit 12, 42 Housing 16 Shielding plate 113, 153 Diaphragm
Claims (5)
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おり、
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。 An acoustic signal output device,
A frequency band of a reproduced sound signal is divided into a high frequency band and a low frequency band, and a first driver unit that emits a sound signal on the high frequency band side of the reproduced sound signal;
A housing that houses the first driver unit therein;
a second driver unit that is larger in size than the first driver unit and that emits acoustic signals on the low frequency band side of the reproduced acoustic signals,
an acoustic signal emitted from the first driver unit to one side is defined as a first acoustic signal, and an acoustic signal emitted from the first driver unit to the other side is defined as a second acoustic signal;
an acoustic signal emitted from the second driver unit to one side is a third acoustic signal, and an acoustic signal emitted from the second driver unit to the other side is a fourth acoustic signal;
a wall portion of the housing is provided with one or more first sound holes through which the first acoustic signal is guided to the outside, and one or more second sound holes through which the second acoustic signal is guided to the outside,
When the first acoustic signal is emitted from the first sound hole, the second acoustic signal is emitted from the second sound hole, and the third acoustic signal and the fourth acoustic signal are emitted from the second driver unit, the attenuation rates of the first acoustic signal and the third acoustic signal at a second point that is farther from the acoustic signal output device than a predetermined first point at which the first acoustic signal and the third acoustic signal arrive are:
The attenuation rate of the acoustic signal at the second point relative to the first point is designed to be equal to or less than a predetermined value that is smaller than the attenuation rate due to air propagation, or
attenuation amounts of the first acoustic signal and the third acoustic signal at the second point relative to the first point,
The attenuation is designed to be equal to or greater than a predetermined value that is greater than the attenuation of an acoustic signal due to air propagation at the second point relative to the first point,
the first sound hole or a center of the plurality of first sound holes is disposed on a specific axis or in the vicinity of the axis,
the first driver unit has a first diaphragm that emits the first acoustic signal to one side along the axis and emits the second acoustic signal to the other side along the axis,
the second driver unit has a second diaphragm that emits the third acoustic signal to one side along the axis and emits the fourth acoustic signal to the other side along the axis,
the second diaphragm is disposed on or near the axis;
Acoustic signal output device.
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おり、
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。 An acoustic signal output device,
A frequency band of a reproduced sound signal is divided into a high frequency band and a low frequency band, and a first driver unit that emits a sound signal on the high frequency band side of the reproduced sound signal;
A housing that houses the first driver unit therein;
a second driver unit that is larger in size than the first driver unit and that emits acoustic signals on the low frequency band side of the reproduced acoustic signals,
an acoustic signal emitted from the first driver unit to one side is defined as a first acoustic signal, and an acoustic signal emitted from the first driver unit to the other side is defined as a second acoustic signal;
an acoustic signal emitted from the second driver unit to one side is a third acoustic signal, and an acoustic signal emitted from the second driver unit to the other side is a fourth acoustic signal;
a wall portion of the housing is provided with one or more first sound holes through which the first acoustic signal is guided to the outside, and one or more second sound holes through which the second acoustic signal is guided to the outside,
When the first acoustic signal is emitted from the first sound hole, the second acoustic signal is emitted from the second sound hole, and the third acoustic signal and the fourth acoustic signal are emitted from the second driver unit, the attenuation rates of the first acoustic signal and the third acoustic signal at a second point that is farther from the acoustic signal output device than a predetermined first point at which the first acoustic signal and the third acoustic signal arrive are:
The attenuation rate of the acoustic signal at the second point relative to the first point is designed to be equal to or less than a predetermined value that is smaller than the attenuation rate due to air propagation, or
attenuation amounts of the first acoustic signal and the third acoustic signal at the second point relative to the first point,
The attenuation is designed to be equal to or greater than a predetermined value that is greater than the attenuation of an acoustic signal due to air propagation at the second point relative to the first point,
the first sound hole is disposed on a first direction side of the first driver unit,
the second driver unit is disposed in the external space of the housing and on the second direction side of the first driver unit,
The second direction is opposite or substantially opposite to the first direction.
Acoustic signal output device.
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。 3. The acoustic signal output device of claim 2 ,
Further, a shielding plate having a through hole is provided,
the shielding plate is disposed on the first direction side of the second sound hole in the external space of the housing,
the first sound hole or a center of the plurality of first sound holes is disposed on a specific axis or in the vicinity of the axis,
The through hole is disposed on or near the axis.
Acoustic signal output device.
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。 4. The acoustic signal output device according to claim 1,
Further comprising a second housing that houses the second driver unit therein,
a wall portion of the second housing is provided with one or more third sound holes through which the third acoustic signal is guided to the outside, and one or more fourth sound holes through which the fourth acoustic signal is guided to the outside,
an opening area of the third sound hole is larger than an opening area of the first sound hole;
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。 4. The acoustic signal output device according to claim 1,
Further comprising a second housing that houses the second driver unit therein,
a wall portion of the second housing is provided with one or more third sound holes through which the third acoustic signal is guided to the outside, and one or more fourth sound holes through which the fourth acoustic signal is guided to the outside,
an acoustic signal output device, wherein a ratio of an opening area of the third sound hole to an opening area of the fourth sound hole is greater than a ratio of an opening area of the first sound hole to an opening area of the second sound hole.
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