JP2003032768A

JP2003032768A - ヘッドホン

Info

Publication number: JP2003032768A
Application number: JP2001220133A
Authority: JP
Inventors: Shoji Tanaka; 祥司田中
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-07-19
Filing date: 2001-07-19
Publication date: 2003-01-31

Abstract

(57)【要約】【課題】個人差によらず確実に骨伝導が得られて超高
音域まで再生することができ、また装着感が良好で快適
な使用ができ、かつ低コストのヘッドホンを提供する。【解決手段】入力信号を音波に変換する電気音響変換
器１と、これを収納するハウジング３と、入力信号の約
１０ｋＨｚ以上の高域を振動に変換して骨伝導で再生す
る圧電型変換器２を収納したイヤーパッド４とを備え、
圧電型変換器２はイヤーパッド４の内側に収納されると
ともに、耳近傍の頬骨に配置されるように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、使用者が耳に装着
してオーディオ再生を聞くことのできるヘッドホンに関
し、特に超高音域における再生を可能にし、α波脳波を
活性化して使用者に心地よさを与えることのできるなど
の快適性を向上したヘッドホンに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年ＤＶＤオーディオやスーパオーディ
オＣＤなどの、可聴帯域を遙かに越える１００ｋＨｚま
でもの超高域信号を記録できる、広帯域記録の可能な高
品質のオーディオソースが市販されつつある。これに対
応するために、スピーカにおいては可聴帯域を越える超
高域までの信号が再生できる超高音用スピーカ（スーパ
ーツィータ）が開発されてきている。ところが一般にヘ
ッドホンにおいては、超高域信号の再生は非常に困難で
あり、可聴帯域内の高音域を十分に再生することすら容
易ではない。これはヘッドホン受聴時には、その電気音
響変換器の振動板と使用者の耳の鼓膜との間の小容積部
分が半密閉状態（空気漏れを伴った密閉状態）になるの
で、相対的に高音域が減衰したレベルバランスとなるた
めである。

【０００３】これを理論的に説明すると次の通りであ
る。半密閉状態の小容積部分の中の音圧レベルは、電気
音響変換器の振動板の振動速度にほぼ比例する。電気音
響変換器の振動板の振動速度は、最低共振周波数以下で
は周波数の低下に比例して減衰し、最低共振周波数以上
では周波数の上昇に反比例して減衰する。ヘッドホンの
電気音響変換器（通常口径が数ｃｍの動電型変換器が用
いられる）の最低共振周波数は中音域に設定されるの
で、どうしても高音域が減衰するわけである。なお、最
低共振周波数を数ｋＨｚ以上と極端に高く設定すれば、
高音域の減衰は改善されるが、そうした場合は低音域の
減衰が非常に大きくなる。したがって、低音と高音のバ
ランスを取るために最低共振周波数は中音域に設定せざ
るを得ないわけである。

【０００４】可聴帯域を越える超高音は、耳では聞こえ
ないにもかかわらず、α波脳波を活性化して人間に心地
よさを与えるなどの好ましい作用のあることが、数年前
から研究報告されている。これは例えば、電子情報通信
学会の信学技報ＳＰ９６−１１２「ハイパーソニック・
エフェクトについて（大橋力他著）」に述べられてい
る。この作用はスピーカから放射された超高音域の音波
が顔面や頭部に当たり、鼓膜を経由せずに骨伝導によっ
て頭脳内に入り、脳や聴神経を刺激するために生ずると
考えられている。

【０００５】スピーカによる再生時には、頭部や顔面全
体が広く放射音波を浴びるため、骨伝導が容易に起こ
る。ところがヘッドホンの場合には音波を浴びるのは、
耳の部分だけつまり頭部のごく僅かな部分にしか過ぎな
いので、骨伝導が起こりにくい。さらに上述したよう
にヘッドホンの電気音響変換器では、高音域の再生レベ
ルが減衰することも加わって、骨伝導はほとんど起こら
ない。従って従来のヘッドホンの場合には音質的に高音
域が不足するだけでなく、可聴帯域を越える超高音域の
振動によるα波脳波の活性化効果がなく、近年の可聴帯
域を越えるワイドレンジな高音質オーディオソースの再
生に全く対応ができなかった。

【０００６】この問題を解決する方法として、骨伝導を
起こすことができるヘッドホンを用いることが考えられ
る。骨伝導の利用に関しては、大騒音下で用いる骨導イ
ヤホンや、骨導マイクロホンが古くからよく知られてい
る。しかしこれらはいずれも人間の会話を目的として音
声帯域（中音域）だけを対象としており、高音域や可聴
帯域外超高音域には全く対応していない。

【０００７】超高音域再生を対象としたものではない
が、特開昭６３−８６９９７号公報に開示されいる骨伝
導利用のヘッドホンが、骨導イヤホンや骨導マイクロホ
ンよりも超高音再生に適しているので、この従来技術に
ついて図１０を参照しつつ説明する。図１０は、この従
来の骨伝導利用のヘッドホンの再生部分の構造を示す部
分断面図である。図１０に示す従来の骨伝導利用のヘッ
ドホンは、動電型の電気音響変換器６１と電磁型の骨伝
導受話器６２とがイヤーパッド６４を取り付けたハウジ
ング６３の中に収納されている。骨伝導受話器６２は、
マグネット６２ａ、コイル６２ｂ、ダンパー６２ｃ、磁
性体の振動板６２ｄ、合成樹脂製の骨伝導のための圧接
体６２ｅを有している。

【０００８】図１１は、この従来の骨伝導利用のヘッド
ホンの再生回路の構成を示すブロック図である。図１１
において、帯域分割回路６８は、入力した可聴帯域の２
０Ｈｚ〜２０ｋＨｚの音声信号の中から、中音域の音声
信号と、鼓膜で聞き取りにくい低周波の音声信号、また
は特定の高周波の音声信号とを分割して出力する。中音
域の音声信号は電気音響変換器６１に送られ音波に変換
されて再生される。鼓膜で聞き取りにくい低周波の音声
信号、または特定の高周波の音声信号は、増幅器６９で
増幅され、骨伝導受話器６２に入力されて図１０の圧接
体６２ｅにより直接使用者の顔面を通して頭蓋骨に振動
として伝達される。

【０００９】このように構成された従来のヘッドホンの
作用は次のようである。電気音響変換器６１だけでは鼓
膜で聞き取りにくいような低周波音や特定の高周波音
が、骨伝導受話器６２から再生されて振動として頭蓋骨
に伝わるので、臨場感ある立体音が得られるとしてい
る。したがって、この骨伝導受話器６２に高音域の音声
信号や可聴帯域を越える超高音域の音声信号を入力して
やれば、可聴帯域を越えるワイドレンジな広音域のオー
ディオソースに対応した再生ができると思われる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
従来の骨伝導利用のヘッドホンは以下の問題を有してい
た。まず一つは、高音域や可聴帯域外超高音域の音声信
号を骨伝導させるための骨伝導受話器６２の使用者の顔
面に伝達できる最適位置が不明なために、高音域や可聴
帯域外超高音域の振動が必ずしも骨伝導されないという
問題があった。つまり、低い周波数については骨伝導が
起きる頭部の部位は広範囲であるが、高い周波数につい
ては最適な部位が限られるからである。これについては
後述する実施例の中で文献を参照しながら詳しく説明す
る。

【００１１】次の問題は、骨伝導受話器の圧接体６２ｅ
の位置が頭部の形状や状態などの個人差に対応できない
という問題があった。例えば頭蓋骨や顔面の形状の個人
差により、圧接体６２ｅはある人にはきつく当たり過ぎ
たり、ある人には当たらなかったりする。また例えば髪
の毛の多い女性や若者の場合には、圧接体６２ｅの位置
が適切でないと髪の毛に遮られて皮膚に直接当たらな
い。

【００１２】第三の問題は、骨伝導受話器の樹脂製の圧
接体６２ｅが頭部に直接当たるために、固い異物が頭部
や顔面に直接当たることによる違和感が強く、装着感が
大変悪いという問題があった。第四の問題は、骨伝導受
話器が電磁型であるためにマグネットやコイルの重量が
重くなり、かつ骨伝導受話器が広いスペースを占めるの
で、ヘッドホン全体が重くて大型になってしまうという
問題があった。この上に第２の問題（不適切当接の問
題）も加わり、従来のヘッドホンでは快適な使用が全く
不可能であった。第五の問題は、高周波信号用に増幅器
６９を必要とするのでコストが高くなってしまうという
問題点もあった。

【００１３】本発明は、個人差にかかわらず確実に骨伝
導が得られて超高音域まで再生することができ、また装
着感が良好で快適な使用ができ、なおかつ低価格のヘッ
ドホンを提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明のヘッドホンは、
入力信号を音波に変換する電気音響変換器、前記電気音
響変換器を収納するハウジング、前記入力信号のうち実
質的に１０ｋＨｚ以上の高周波帯域の信号を振動に変換
して骨伝導で再生する圧電型変換器、及び前記圧電型変
換器を収納するとともに、使用者の耳近傍の頬骨部分に
配置させるイヤーパッドを有している。この構成によれ
ば、高周波帯域の信号を振動に変換して骨伝導で再生す
る電気音響変換器として小型化が可能な低価格の圧電型
変換器を用い、小型の圧電型変換器を使用者の耳近傍の
頬骨部分に配置させるイヤーパッド内に収納している。
このことにより、個人差によらず確実に骨伝導が得られ
て超高音域まで再生することができ、また装着感が良好
で快適な使用ができ、かつ低価格のヘッドホンを提供す
ることができる。

【００１５】上記構成のヘッドホンにおいて、さらに高
音域の入力信号の電圧を昇圧して圧電型変換器を駆動す
る昇圧回路を備えるのが好ましい。また、電気音響変換
器で変換される音波のレベルと圧電型変換器で変換され
る振動のレベルとの相対レベルを可変にする手段を有す
るのが好ましい。これにより、鼓膜を通じて得られる中
音域の音波のレベルと骨伝導で得られる超高音域の振動
レベルとを、使用者にとって最適なレベルに自由に調整
することができる。さらにまた、ステレオの左右チャン
ネルの圧電型変換器の振動の極性を互いに逆位相とでき
るようにするのが好ましい。超高音域の位相差は人間の
聴感特性上で検知されにくいが、この位相差選抜により
広がり感やステレオ感を向上することができる。さらに
また、圧電型変換器を複数個設けること、イヤーパッド
が耳のまわりの顔面上を回転可能とすることは好まし
い。これらにより、骨伝導の最も好適な位置に圧電型変
換器の位置を調整し、個人差にきめ細かく対応しながら
さらに再生機能を向上することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明のヘッドホンの好適
な実施例について添付の図面を参照しつつ説明する。

【００１７】《実施例１》図１は、本発明の実施例１の
ヘッドホンの斜透視図である。図１において、入力信号
を音波に変換する電気音響変換器１がハウジング２に収
納されている。また約１０ｋＨｚ以上の高音域の入力信
号を振動に変換して骨伝導で再生する圧電型変換器２
が、イヤーパッド４の内部に収納されている。そして圧
電型変換器２は、ヘッドホン装着時にこれが使用者の耳
近傍の頬骨の位置に配置されるように取り付けられてい
る。ハウジング３にはイヤーパッド４、ヘッドバンド５
が取り付けられており、また入力信号を入力するコード
６が引き出されている。

【００１８】図２は、図１のヘッドホンの構造を示す要
部の側断面図である。図２を参照しながら本実施例のヘ
ッドホンの構成部品の材質や寸法などについて具体的に
説明する。図２において、電気音響変換器１は動電型で
あり、その振動板（振動膜）１ａの口径は約４０ｍｍで
ある。電気音響変換器１はその振動板１ａをハウジング
３の貫通孔３ａにむけてハウジング３内に収納されてい
る。圧電型変換器２は、直径が約１５ｍｍのモノモルフ
型の圧電振動子であり、直径１５ｍｍの薄い金属基板２
ａの片面に、直径１０ｍｍ、厚み０．０５ｍｍの非常に
薄い圧電セラミック板２ｂを貼り合わせて構成されてい
る。この圧電型変換器２は極めて軽量であり、その質量
は０．３ｇ未満である。また圧電セラミック板２ｂを非
常に薄くすることで、小型にもかかわらず感度を高めて
いる。またこの圧電型変換器２の第１次共振周波数は約
１０ｋＨｚであり、約１０ｋＨｚ以上の音声信号を再生
する。

【００１９】イヤーパッド４はウレタンフォーム４ａを
塩化ビニール皮膜４ｂで包んだものであり、柔軟性に富
んでいる。そして圧電型変換器２がその塩化ビニール皮
膜４ｂの内面に貼り付けられてイヤーパッド４に中に収
納されている。図３は本実施例１のヘッドホンの電気回
路図である。図３に示すように、電気音響変換器１と圧
電型変換器２とは、同位相で入力信号に対して並列に接
続されている。

【００２０】上述のように、骨伝導により伝達する振動
を発生する圧電型変換器２は、柔軟性に富んだイヤーパ
ッド４の皮膜内側に貼り付けられている。イヤーパッド
４は使用者の個人ごとの頭部や顔の形状に合わせてフィ
ットさせるので、圧電型変換器２は個人差によらずに確
実に使用者の頬骨に振動を伝えることができる。なお、
イヤーパッド４の表皮の塩化ビニール皮膜４ｂの音響イ
ンピーダンスは、顔面の皮膚や筋肉の音響インピーダン
スにくらべて同等またはそれ以上であるので、圧電型変
換器２の振動は減衰することなく使用者の頬骨に伝える
ことができる。また圧電型変換器２を耳近傍の頬骨に接
触するように配置したので、使用者が髪の毛の多い女性
や若者であっても圧電型変換器２が髪の毛で遮られるこ
となく、超高音域の振動を高感度で骨伝導させることが
できる。

【００２１】ここで、超高音域の振動の骨伝導に関して
詳細に説明すると、文献「骨導超音波に関する聴覚特
性」／信学技報ＥＡ９８−３７（１９９８−０８）／信
州大学工学部電気電子工学科／藤岡祥子、隆旗建治、柳
沢武三郎著に有用な知見が示されている。本発明の様
々な工夫の中の１つは、この知見を利用して、またさら
に実験によって、髪の毛の多い人などにも対応できるよ
うな骨伝導を与える最適な部位を見いだしたことであ
る。

【００２２】上記文献においては、大きく２つの知見が
明らかにされている。その一つは、頭部や顔面上の部位
と、可聴帯域外超高音の最小可聴レベルとの関係につい
ての知見である。これによれば最小可聴レベルがもっと
も小さい部位、つまり超高音域でもっとも骨伝導の感度
が高い部位は、耳穴の入り口にある乳様突起部付近であ
る。ただし、この乳様突起部は異物が触れるだけで甚だ
不快感を与える部位であり、骨伝導を与える部位として
は不適である。

【００２３】乳様突起部に次いで耳たぶ付け根のすぐ後
側の頭部が感度が高く、乳様突起部との感度差は約２ｄ
Ｂに過ぎない。さらに、耳たぶ付け根のすぐ後側の頭部
に次いで耳近傍前方のいわゆる頬骨の部分の感度が高
く、乳様突起部との感度差は約８ｄＢである。その次は
耳近傍上方の頭部であり、乳様突起部との感度差は約１
１ｄＢである。その次は耳近傍下方の顎部であり、乳様
突起部との感度差は約１７ｄＢである。

【００２４】上記知見を参考にしながら、発明者等は圧
電型変換器２の取り付け位置を動かしつつ超高音域の音
波の知覚実験を行った。その結果、乳様突起部に次いで
感度が高い耳たぶ付け根のすぐ後ろ側の頭部は、耳たぶ
が邪魔となってイヤーパッドがその部位に当たりにく
く、さらにまた髪の毛の多い人では髪の毛をかき分けて
フィットさせなければならないので使いにくく、不適当
であることが分かった。また耳近傍下方の顎部は、イヤ
ーパッドは比較的うまくフィットするものの、感度が低
くて不適当であることが分かった。また耳近傍上方の頭
部はイヤーパッドがうまくフィットするものの、ほとん
どの人において髪の毛が邪魔をするのでこれをかき分け
てフィットさせなければならず、不適当であることが分
かった。そして耳近傍の頬骨部は、女性、若者、頭部や
顔面形状などの個人差によらず、誰でも感度良く超高音
域の音波の知覚できる最適な部位であることが分かっ
た。

【００２５】上記文献の二つめの知見は次の通りであ
る。それは、鼓膜を経由する音波による知覚感度と骨伝
導による知覚感度とを比較すると１２．５ｋＨｚ前後を
境に両者の感度が逆転する。すなわち１２．５ｋＨｚ前
後以上の超高音域では骨伝導の方が鼓膜を経由した音波
知覚よりも感度が高いということである。これに関連し
た実験を行ったところ次のことが分かった。それは、圧
電型変換器２で可聴帯域外の超高音を再生するだけでな
く、可聴帯域内の高音をも再生することにより、従来の
ヘッドホンでは理論的にどうしても減衰してしまう高音
域の再生（従来技術の説明の項を参照）も補うことがで
きることである。ただし再生帯域を数ｋＨｚまで下げる
と、音の定位が曖昧になったり、逆位相感が生じたりし
て、聴感的に好ましくなかった。圧電変換器２の再生帯
域を約１０ｋＨｚ以上とすることで聴感的に良好な結果
が得られた。

【００２６】以上説明したように、本実施例１のヘッド
ホンによれば、髪の毛の状態や頭部や顔面形状の個人差
によらず高感度で超高音域の骨伝導が得られ、可聴帯域
内の高音域における電気音響変換器の再生レベルの減衰
をも補いながら、超高音域の再生ができる。その結果、
使用者の個人差によらず骨伝導によって可聴帯域外超高
音を再生でき、かつ従来のヘッドホンよりも可聴帯域内
の高音域における再生レベルを高くできる。その結果、
従来になく生々しく美しい音質の、また心地よい音質の
音の再生できるヘッドホンが得られた。

【００２７】さらに、圧電型変換器２はイヤーパッド４
の中に収納されているので、固い異物が顔面に直接当た
るということがない。また圧電型変換器２は極めて軽量
かつ小型なので、ヘッドホン全体の重量も大きさも増大
することがなく、軽量小型なヘッドホンとすることがで
きる。つまり装着感が良好で快適な使用ができる。また
増幅器を必要としないので、コストも安い。従って以上
説明したように本実施例１のヘッドホンによれば、個人
差によらずに超高音域まで再生でき、装着感が良好であ
り、なおかつローコストなヘッドホンを実現できる。

【００２８】なお本実施例１のヘッドホンでは、電気音
響変換器１を動電型としたが、これをコンデンサ型、電
磁型などの他の変換方式のものにできることは言うまで
もない。また本実施例１のヘッドホンでは圧電型変換器
２をイヤーパッド４の表皮の内側に貼り付けたが、これ
をもっと内部に配置して、圧電型変換器２とイヤーパッ
ド４の表皮との間に、皮膚や筋肉の音響インピーダンス
と同等以上の音響インピーダンスをもつ弾性材料を介在
させるようにしてもよい。またあるいはイヤーパッド全
体を、そのような音響インピーダンスをもつ弾性材料で
一体的に構成することも可能である。

【００２９】また本実施例１のヘッドホンでは、圧電型
変換器２の再生帯域を約１０ｋＨｚ以上としたが、これ
をもっと高い周波数としても可聴帯域外超高音による音
質改善効果は変わらない。それゆえ、従来のヘッドホン
に対する優位性が損なわれるものではない。また逆に数
ｋＨｚ前後の帯域がある程度再生されたとしても、その
再生レベルが再生帯域内の主要通過帯域の再生レベルに
比べて十分に低ければ、電気音響変換器１の再生音によ
る知覚レベルに対して数ｋＨｚ前後の帯域の再生レベル
が十分に低くなるので音質的に問題はない。

【００３０】また本実施例１のヘッドホンでは、圧電型
変換器２を電気音響変換器１と直接に並列接続したが、
ハイパスフィルタを経由して接続してもよい。また本実
施例１のヘッドホンでは、圧電型変換器２をモノモルフ
型としたが、これをバイモルフ型としてもよいことは言
うまでもない。このように構成すれば、さらに感度を高
めることができる。なお、本発明は上記で説明した実施
例に限定されるものでないことは言うまでもない。

【００３１】《実施例２》図４は、本発明の実施例２の
ヘッドホンの電気回路図である。本実施例２のヘッドホ
ンの構造上の構成、つまり電気音響変換器、ハウジン
グ、圧電型変換器、イヤーパッド、ヘッドバンド、コー
ドは先に説明した実施例１のものと同じである。本実施
例２の実施例１のものとの相異点は、入力信号の高音域
の信号電圧を昇圧して圧電型変換器を駆動する昇圧回路
を備えている点である。したがって、電気回路以外の重
複する説明は省略する。図４において、実施例２のヘッ
ドホンに用いられる電気音響変換器１１、圧電型変換器
１２は、実施例１のものと全く同じである。入力信号の
高音域の信号電圧を昇圧して圧電型変換器２を駆動する
昇圧回路は、昇圧コイル１７ａとコンデンサ１７ｂとに
より構成されている。

【００３２】昇圧コイル１７ａは外径６ｍｍ、長さ６ｍ
ｍの超小型フェライトコアに、線径０．０６ｍｍの銅線
を巻いて形成され、コンデンサ１７ｂが接続されている
入力側と圧電型変換器２が接続されている出力側とのコ
イル巻線比、つまり、昇圧比は１：３である。そして圧
電型変換器２と電気音響変換器１とは、実施例１と同様
に同位相の入力信号が印加されるように接続されてい
る。

【００３３】コンデンサ１７ｂは超小型のフィルムタイ
プであり、静電容量は０．４７マイクロファラッドであ
る。そして昇圧コイル１７ａのインダクタンスと、コン
デンサ１７ｂおよび圧電型変換器１２の静電容量などで
決まる共振周波数は、約１０ｋＨｚである。従って昇圧
コイル１７ａとコンデンサ１７ｂによる昇圧回路は、入
力信号の高域の電圧を約３倍つまり約１０ｄＢほど高め
るのみならず、１０ｋＨｚのカットオフ周波数をもつ１
２ｄＢ／ｏｃｔ．のハイパスフィルタとしても動作す
る。

【００３４】以上のように構成することにより、圧電型
変換器１２には１０ｋＨｚ以上の高域信号電圧が高いレ
ベルで与えられ、かつ低い周波数の信号電圧は大幅に減
衰する。その結果、圧電型変換器１２は有用な高音域の
みを高い再生レベルで再生することができる。従って実
施例１のものに比べて一層音質の優れたヘッドホンを実
現することができる。また昇圧比をさらに高く設計すれ
ば、圧電型変換器１２の圧電セラミック板を非常に薄く
して感度を高めなくてもよい。つまり、圧電型変換器１
２自体の感度を高めなくても所望のレベルの骨伝導が得
られるので、圧電型変換器１２として低価格の汎用品を
用いることができる。

【００３５】昇圧コイル１７ａとコンデンサ１７ｂと
は、処理する入力信号の周波数が高く、またヘッドホン
の場合は小さい電力の信号しか処理しないため、両者と
も極めて小型のものを用いることができる。つまり、昇
圧回路を設けることに伴うコストアップはごく小さく、
かつ両者とも極めて小型軽量であるので、ヘッドホンの
重量や大きさが増大することはない。

【００３６】本実施例２のヘッドホンによれば、実施例
１のヘッドホンの基本的な効果に加え、コストアップや
重量、大きさの増大を招くことなく、一層音質の優れた
ヘッドホンを実現することができる。なお、本実施例２
のヘッドホンでは、昇圧回路を昇圧コイル１７ａとコン
デンサ１７ｂとで構成しているが、例えば昇圧コイル１
７ｂを、１次巻線と２次巻線とを分離して巻いたトラン
スとすることや、コンデンサ１７ｂに抵抗器を直列接続
してカットオフ周波数付近のＱを調整することなど様々
な構成が考えられる。

【００３７】《実施例３》図５あるいは図６は、本発明
の実施例３のヘッドホンの電気回路図である。本実施例
３のヘッドホンの構造上の構成、つまり電気音響変換
器、ハウジング、圧電型変換器、イヤーパッド、ヘッド
バンド、コードは先に説明した実施例１及び２のものと
同じである。また、本実施例３の実施例２のものとの相
異点は、圧電型変換器２あるいは電気音響変換器１に印
加する信号電圧のレベルを調整する可変抵抗器を設けて
いる点である。したがって、電気回路以外の重複する説
明は省略する。

【００３８】図５において、本実施例３の第１の実施形
態であるヘッドホンは、電気音響変換器２１の音波と圧
電型変換器２２の振動との相対レベルを可変にする手段
として、圧電型変換器２２に印加される信号電圧を調整
する可変抵抗器２８を有している。このように構成する
ことにより、圧電型変換器２２で再生される振動レベル
を可変にできるので、可聴帯域内の骨伝導で知覚される
高音のレベルが変化し、音質を可変にすることができ
る。この図５に示す構成のヘッドホンは、圧電型変換器
２２の振動のレベルが電気音響変換器１の音波のレベル
に対して元々高めである場合に有用である。

【００３９】図６において、本実施例３の第２の実施形
態であるヘッドホンは、電気音響変換器２１の音波と圧
電型変換器２２の振動との相対レベルを可変にする手段
として、電気音響変換器２１に印加される信号電圧を調
整する可変抵抗器２８を有している。このように構成す
ることにより、電気音響変換器２１の音波の再生レベル
を可変にできるので、可聴帯域内の骨伝導で知覚される
高音域の振動と音波による低音、中音とのバランスを変
化させ、やはり音質を可変にすることができる。さらに
図６に示す構成のヘッドホンは、可変抵抗器２８により
電気音響変換器２１の出力する音波を大幅に絞ることに
より、相対的に可聴帯域外の超高音のレベルを、可聴帯
域の音のレベルに対して大幅に高くすることができる。
その結果、α波脳波の活性化効果を著しく高めたヘッド
ホンを実現することが可能である。この図６に示す構成
のヘッドホンは、電気音響変換器２１の音波のレベルが
圧電型変換器２２の振動のレベルに対して元々高めであ
る場合に特に有用である。

【００４０】上記いずれの場合にも可変抵抗器２８は、
例えばヘッドホンのハウジングに取り付けて、その回転
軸つまみが外から回せるように配置すれば実用的であ
る。本実施例３のヘッドホンによれば、実施例１で述べ
た基本的な効果に加え、音質を可変にできるヘッドホン
を実現することができる。なお、本実施例３のヘッドホ
ンでは、電気音響変換器２１の音波と圧電型変換器２２
の振動との相対レベルを可変にする手段として可変抵抗
器２８を設けているが、例えば昇圧コイル１７ａに可変
タップを設けて切り換えるなどの手段を用いても良い。

【００４１】《実施例４》図７は、本発明の実施例４の
ヘッドホンの電気回路図である。本実施例４のヘッドホ
ンの構造上の構成、つまり電気音響変換器、ハウジン
グ、圧電型変換器、イヤーパッド、ヘッドバンド、コー
ドは先に説明した実施例１及び２のものと同じである。
また、本実施例４のものと実施例２のものとの相異点
は、ステレオ左右チャンネル用の圧電型変換器３２ａ、
３２ｂに印加する信号電圧の極性を互いに逆位相とした
点である。したがって、電気回路以外の重複する説明は
省略する。

【００４２】図７において、左チャンネル側の電気音響
変換器３１ａと右チャンネル側の電気音響変換器３１ｂ
とは同位相の信号電圧が印加されるが、左チャンネル側
の圧電型変換器３２ａと右チャンネル側の圧電型変換器
３２ｂとは互いに極性が逆の信号電圧が印加されてい
る。このように構成することにより、可聴帯域内の１０
ｋＨｚ程度以上の超高音だけが逆位相になるので、中音
や低音が逆位相になるような違和感を何ら伴うことな
く、広がり感のある音質が得られる。このことは先に述
べた文献で紹介された知見に基づくものである。すなわ
ち、人間の聴感特性上において、超高音では左右両耳間
の位相差が検知されにくくなり、超高音の位相差は不快
感を与えずむしろ広がり感やステレオ感を増すためであ
る。

【００４３】本実施例４のヘッドホンによれば、実施例
１のヘッドホンの基本的な効果に加え、広がり感のある
音質のヘッドホンを実現することができる。なお、本実
施例４のヘッドホンでは、圧電型変換器３２ａ、３２ｂ
は入力信号をそのまま印加しているが、実施例２や実施
例３で説明したように、昇圧回路やレベル可変手段を設
けるなどしてもよいことは言うまでもない。なおヘッド
ホンの一部にディップスイッチを設けて、使用者が使用
しながら位相を逆位相にしたり同位相にしたり選択でき
るようにすることも有用性が大きい。

【００４４】《実施例５》図８は、本発明の実施例５の
ヘッドホンのイヤーパッド部分の斜透視図である。本実
施例５のヘッドホンは、イヤーパッド部分に複数個の圧
電型変換器４２ａ、４２ｂを取り付けたものである。そ
れ以外の構成、つまり電気音響変換器、ハウジング、圧
電型変換器、イヤーパッド、ヘッドバンド、コードは先
に説明した実施例１及び２のものと同じである。したが
って、イヤーパッド以外の重複する説明は省略する。

【００４５】図８に示すように、本実施例５のヘッドホ
ンのイヤーパッドには、２個の圧電型変換器４２ａ、４
２ｂが取り付けられている。この２個の圧電型変換器４
２ａ、４２ｂは、いずれも実施例１のものと同様に、イ
ヤーパッド４４の表皮の内側の２箇所に貼り付けられ、
その２個の圧電型変換器４２ａ、４２ｂには、同じ信号
電圧が印加されるようになっている。このように構成す
ることにより、ヘッドホンの装着位置が多少ずれても、
各圧電型変換器４２ａ、４２ｂのいずれかが耳近傍の頬
骨に位置しやすくなるので、装着状態に影響されずに超
高域まで再生することができる。

【００４６】本実施例５のヘッドホンによれば、実施例
１のヘッドホンの基本的な効果に加え、装着状態に影響
されることなく超高域まで再生するヘッドホンを実現す
ることができる。なお本実施例５のヘッドホンでは、圧
電型変換器を２個としたが、これを３個、あるいはそれ
以上としてもよい。

【００４７】《実施例６》図９は、本発明の実施例６の
ヘッドホンのイヤーパッド部分の正面図である。本実施
例６のヘッドホンは、圧電型変換器５２を取り付けたイ
ヤーパッド５４が使用者の耳のまわりの顔面上を所定の
範囲だけ回転移動できるように構成したものである。そ
れ以外の構成、つまり電気音響変換器、ハウジング、圧
電型変換器、イヤーパッド、ヘッドバンド、コードは先
に説明した実施例１のものと同じである。したがって、
イヤーパッド部分以外の重複する説明は省略する。

【００４８】図９において、電気音響変換器５１を収納
したハウジングは回転せず、イヤーパッド５４だけが、
電気音響変換器５１の周りを図中の矢印５７方向に回転
する。本実施例６のヘッドホンでは、イヤーパッド５４
の回転範囲を、中心位置（圧電型変換器５２が電気音響
変換器５１と横水平に並ぶ位置）から±４５゜程度とし
ている。圧電型変換器５２は、実施例１のものと同じく
イヤーパッド５４の表皮の内側に貼り付けられている。

【００４９】このように構成することにより、頭部や顔
面形状などの個人差に細かく合わせながら最適の骨伝導
部位を選べるようにヘッドホンを装着した使用者がイヤ
ーパッド５４を回転させて調整できる。この調整は使用
者が音を聴きながら、高音がもっともよく聞こえるよう
にイヤーパッド５４を回してみればよい。本実施例６の
ヘッドホンによれば、実施例１のヘッドホンの基本的な
効果に加え、個人差にきめ細かく対応しながら超高域ま
で再生するヘッドホンを実現することができる。特に音
質を重視するオーディオ愛好者などに好適なヘッドホン
が実現できる。

【００５０】

【発明の効果】以上実施例で詳細に説明したように、本
発明のヘッドホンによれば、入力信号を音波に変換する
電気音響変換器と、前記電気音響変換器を収納するハウ
ジングと、前記入力信号の約１０ｋＨｚ以上の高域を振
動に変換して骨伝導で再生する圧電型変換器を収納した
イヤーパッドとを備えている。これにより、イヤーパッ
ド内に収納した圧電型変換器を耳近傍の頬骨に接触する
位置に配置できる。その結果、髪の毛の状態や頭部や顔
面形状の個人差によらずに高感度で超高域の骨伝導が得
られ、可聴帯域内の電気音響変換器の高域レベルの減衰
をも補いながら、超高域の再生ができる。

【００５１】また圧電型変換器はイヤーパッドの中に収
納されているので、固い異物である圧電型変換器が顔面
に直接接触しない。さらに圧電型変換器は極めて軽量か
つ小型なので、ヘッドホン全体の重量も大きさも増大す
ることがなく、軽量小型なヘッドホンとすることができ
る。つまり装着感が良好で快適な使用ができるヘッドホ
ンが得られる。また増幅器を必要としないので、コスト
も安い。その結果個人差によらずに超高域まで再生で
き、装着感が良好であり、なおかつローコストなヘッド
ホンを実現できる。

【００５２】また、入力信号の高音域の信号電圧を昇圧
して圧電型変換器を駆動する昇圧回路を備えたことによ
り、圧電型変換器には高音域の信号電圧が高いレベルで
与えられ、低い周波数の信号電圧は大幅に減衰するの
で、圧電型変換器は有用な高音域のみを高いレベルで再
生することができる。さらに、電気音響変換器の音波と
圧電型変換器の振動との相対レベルを可変にする手段を
設けたことにより、可聴帯域内の骨伝導で知覚される高
音のレベルが変化するので、また可聴帯域内の骨伝導で
知覚される高域と音波による低音、中音とのバランスが
変化するので、音質を微妙に調整することができる。

【００５３】さらに、ステレオ左右チャンネルの圧電型
変換器の振動の極性を互いに逆位相としたことにより、
人間の聴感特性上、超高音では左右両耳間の位相差が検
知されにくく、超高音の位相差は不快感を与えずむしろ
広がり感やステレオ感を増すので、中音や低音が逆位相
になるような違和感を何ら伴うことなく広がり感のある
音質が得られる。さらに、圧電型変換器を複数個設けた
ことにより、ヘッドホンの装着位置が多少ずれても、各
圧電型変換器のいずれかが耳近傍の頬骨に位置しやすく
なるので、装着状態に影響されずに超高域まで再生する
ことができる。

【００５４】さらに、圧電型変換器を取り付けたイヤー
パッドが耳のまわり顔面上を回転可能としたことによ
り、頭部や顔面形状などの個人差に細かく合わせながら
最適の骨伝導部位を選ぶように調整できる。その結果、
個人差にきめ細かく対応しながら超高音域まで再生する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１のヘッドホンの斜透視図

【図２】同実施例１のヘッドホンの要部の側断面図

【図３】同実施例１のヘッドホンの回路図

【図４】本発明の実施例２のヘッドホンの回路図

【図５】本発明の実施例３の第１の実施形態のヘッドホ
ンの回路図

【図６】本発明の実施例３の第２の実施形態のヘッドホ
ンの回路図

【図７】本発明の実施例４のヘッドホンの回路図

【図８】本発明の実施例５のヘッドホンの斜透視図

【図９】本発明の実施例６のヘッドホンの正面図

【図１０】従来のヘッドホンの要部の側断面図

【図１１】従来のヘッドホンの回路図

【符号の説明】

１、１１、２１、３１ａ、３１ｂ、４１、５１電気音
響変換器１ａ振動板２、１２、２２、３２ａ、３２ｂ、４２ａ、４２ｂ、５
２圧電型変換器２ａ金属板２ｂ圧電セラミック板３、４３ハウジング３ａ貫通孔４、４４、５４イヤーパッド４ａウレタンフォーム４ｂ塩化ビニール皮膜５、４５、５５ヘッドバンド６、４６、５６コード２７ａ、２７ｂ昇圧回路２８可変抵抗器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力音声信号を音波に変換する主電気音
響変換器、前記主電気音響変換器を収納するハウジング、実質的に１０ｋＨｚ以上の高周波帯域の音声信号を振動
に変換して骨伝導で再生する圧電型変換器、及び前記ハ
ウジングの耳朶側の面に設けられ、かつ前記圧電型変換
器を内部に収納し、かつそれを使用者の耳朶近傍の頬骨
部分に配置させたリング状のイヤーパッドを有すること
を特徴とするヘッドホン。
【請求項２】入力信号のうち実質的に１０ｋＨｚ以上
の高周波帯域の信号電圧を昇圧して前記圧電型変換器を
駆動する昇圧回路を有することを特徴とする請求項１に
記載のヘッドホン。
【請求項３】前記電気音響変換器で変換される音波の
レベルと前記圧電型変換器で変換される振動レベルとの
相対レベルを可変にする手段を設けたことを特徴とする
請求項１または２のいずれかに記載のヘッドホン。
【請求項４】ステレオシステムの左右チャンネル用の
２つの圧電型変換器を有し、前記２つの圧電型変換器で
変換されるそれぞれの振動の極性を互いに逆位相とした
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のヘッ
ドホン。
【請求項５】前記圧電型変換器を前記リング状イヤー
パッド内の円周上に複数個配置したことを特徴とする請
求項１〜４のいずれかに記載のヘッドホン。
【請求項６】前記リング状イヤーパッドが使用者の耳
朶のまわりの顔面上においてそのリングの円上で回転可
能であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記
載のヘッドホン。