JP7003993B2 - 音響出力装置 - Google Patents

Description

本明細書で開示する技術は、聴取者の耳付近に装着して用いられる音響出力装置に関する。

音楽をはじめとする音に関わるコンテンツを再生する機器では、近年のハイレゾオーディオなどの台頭もあり、広帯域の再生可能周波数が要求されている。

イヤホンなどの小型の装着型音響再生装置では、低域の再生能力に限界がある。このため、低域再生の感度を大きくするには、大型ドライバを搭載する必要がある。ところが、大型ドライバは、聴取者の外耳道の入り口の近くに配置することが難しくなるという問題がある。例えば、耳甲介に収めるタイプのイヤホンの場合、大型ドライバを配置するのは難しい。

例えば、耳穴を密閉した状態した状態で使用する密閉型のイヤホンで、高域を担当する第１の発音体、中域を担当する第２の発音体及び低域を担当する第３の発音体をハウジングに内蔵して、高い周波数帯域の音の減衰を抑制して、再生音の音質の劣化の防止を図るイヤホンについて提案がなされている（例えば、特許文献１を参照のこと）。

一方、耳穴開放型イヤホンは、聴取者は装置が発する音だけでなく、周囲の音を聞くことができるという特徴がある。例えば、音響発生部が聴取者の耳の背面に配置される、耳穴開放型の音響出力装置について提案がなされている（例えば、特許文献２を参照のこと）。このタイプのイヤホンは、ドライバを含む装置本体部分が耳介の背面側に配置される構造であることから、聴取者の聞く周囲音に与える影響を抑え自然な聞こえを実現することができる、と思料される。

また、耳の後ろにドライバを配置するタイプのイヤホンであれば、大型ドライバの配置の制約に比較的自由度のあり、低域の感度を高めることができる。ところが、耳の後ろから耳穴付近まで取り回す音導ダクトは長くなり易く、ダクト内での高域の減衰が大きくなることが懸念される。また、音導ダクトの音響的な共振により、一部帯域に鋭いディップを生じることがある。なお、ここで言う「ディップ」とは、周波数特性上特定の周波数で得られる音圧が減少するくぼみのことである。

特許第５４９８５１５号公報 ＷＯ２０１６／０６７７００

本明細書で開示する技術の目的は、聴取者の耳付近に装着して用いられ、広帯域の音響出力が可能な音響出力装置を提供することにある。

本明細書で開示する技術は、
低域を発生する第１の音響発生部と、
一端が前記第１の音響発生部に結合するとともに、他端が開放端からなる放音部となる、中空構造の音導部と、
前記第１の音響発生部よりも前記放音部に近い場所に配設され、高域を発生する第２の音響発生部と、
を具備する音響出力装置である。

例えば、前記第１の音響発生部は聴取者の耳の背面に配設され、前記放音部は聴取者の外耳道入り口付近に装着され、前記第２の音響発生部は聴取者の耳甲介腔に配設される。また、前記放音部から前記第１の音響発生部までの前記音導部の長さは６０～８０ミリメートルであり、前記放音部から前記第２の音響発生部までの長さは２０ミリメートル以下である。

また、前記音導部は、前記放音部よりも手前に、前記第２の音響発生部からの音響を取り込む合流部を有している。そして、前記放音部から前記合流部までの区間が、前記合流部から前記第１の音響発生部までの区間よりも低インピーダンスに構成されている。

また、前記音導部を前記放音部付近で保持する保持部をさらに有していてもよい。前記保持部は、聴取者の耳甲介腔に挿入され、珠間切痕で係止されるように構成される。

また、音響出力装置は、中域を発生する第３の音響発生部をさらに備えていてもよい。前記第３の音響発生部は、前記第１の音響発生部よりも前記放音部に近く、前記第２の音響発生部よりも前記放音部から離れた場所に配設される。

また、音響出力装置は、各音響発生部が担当する周波数帯に合わせて、各音響発生部に入力する信号の周波数帯を分割する分割部をさらに備えていてもよい。

本明細書で開示する技術によれば、聴取者の耳付近に装着して用いられ、広帯域の音響出力が可能な音響出力装置を提供することができる。

なお、本明細書に記載された効果は、あくまでも例示であり、本発明の効果はこれに限定されるものではない。また、本発明が、上記の効果以外に、さらに付加的な効果を奏する場合もある。

本明細書で開示する技術のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する実施形態や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。

図１は、音響出力装置１００の外観構成例を示した図である。 図２は、音響出力装置１００の外観構成例を示した図である。 図３は、音響出力装置１００の外観構成例を示した図である。 図４は、音響出力装置１００を聴取者の耳に装着した様子を示した図である。 図５は、音響出力装置１００の断面構成例を示した図である。 図６は、第１の音響発生部１０１付近の断面を拡大して示した図である。 図７は、第２の音響発生部１０２付近の断面を拡大して示した図である。 図８は、第１の音響発生部１０１と第２の音響発生部１０２の各々から発生される音響信号の周波数特性を示した図である。 図９は、音導部１０３の構成例を示した図である。 図１０は、音導部１０３の他の構成例を示した図である。 図１１は、音導部１０３の他の構成例を示した図である。 図１２は、音導部１０３の他の構成例を示した図である。 図１３は、他の構成例に係る音響出力装置１３００を示した図である。 図１４は、音響出力装置１３００を聴取者の耳に装着した様子を示した図である。 図１５は、他の構成例に係る音響出力装置１５００を示した図である。 図１６は、他の構成例に係る音響出力装置１５００を示した図である。 図１７は、音響出力装置１５００を聴取者の耳垂に装着した様子を示した図である。 図１８は、他の構成例に係る音響出力装置１８００を示した図である。 図１９は、第１の音響発生部からの音響信号で発生するディップを第２の音響発生部からの音響信号で補間できない場合の周波数特性例を示した図である。 図２０は、第１の音響発生部からの音響信号において減衰が発生する高域のうち比較的周波数の低い帯域を第２の音響発生部からの音響信号で十分に補間できない場合の周波数特性例を示した図である。 図２１は、第１～第３の音響発生部の各々からの音響信号を伝搬する音導部の構成例を示した図である。 図２２は、第１～第３の音響発生部の各々から発生される音響信号の周波数特性を例示した図である。 図２３は、第１～第３の音響発生部の各々から発生される音響信号の周波数特性を例示した図である。 図２４は、３つの音響発生部を備えた音響出力装置２４００の構成例を示した図である。 図２５は、３つの音響発生部を備えた音響出力装置２４００の構成例を示した図である。 図２６は、３つの音響発生部を備えた音響出力装置２４００の構成例を示した図である。 図２７は、３つの音響発生部を備えた音響出力装置２４００の構成例を示した図である。 図２８は、３つの音響発生部を備えた音響出力装置２４００の構成例を示した図である。 図２９は、音響出力装置２９００の構成例を示した図である。 図３０は、音響出力装置３０００の構成例を示した図である。 図３１は、音響出力装置３１００の構成例を示した図である。 図３２は、音響出力装置３２００の構成例を示した図である。 図３３は、音響出力装置３３００の構成例を示した図である。 図３４は、音響出力装置３４００の構成例を示した図である。

以下、図面を参照しながら本明細書で開示する技術の実施形態について詳細に説明する。

図１乃至図３には、本明細書で開示する技術の一実施形態に係る音響出力装置１００の外観構成例を示している。後述するように、音響出力装置１００は、基本的には、聴取者である聴取者の耳介に装着して用いられる。

図示の音響出力装置１００は、第１の音響発生部１０１と、第２の音響発生部１０２と、音導部１０３を備えている。第１の音響発生部１０１は主に低域の音響を発生し、第２の音響発生部１０２は主に高域の音響を発生する。音導部１０３は、これら第１の音響発生部１０１及び第２の音響発生部１０２から出力される各音響信号を聴取者の外耳道入り口付近まで伝搬する。音導部１０３は、中空の管材からなるが、図１はこの管の軸線とほぼ平行な平面図であり、図２はこの管の軸線を含む平面の法線に対して傾いた方向から音響出力装置１００を眺めた斜視図である。また、図３は、図１とは裏側の音響出力装置１００を示した平面図である。なお、各図では、左耳用の音響出力装置１００の構成例を示しているが、右耳用の音響出力装置は左右反転した形で同様の構成であると理解されたい。

音導部１０３は、一端が第１の音響発生部１０１に結合するとともに、他端は開放端であり放音部１０４を形成している。したがって、第１の音響発生部１０１から発生した音響信号は、音導部１０３の一端から取り込まれその管内を伝搬し、放音部１０４に向かって進行する。

また、第２の音響発生部１０２は、音導部１０３の途中、すなわち第１の音響発生部１０１よりも放音部１０４に近い場所に配設されている。そして、音導部１０３は、第２の音響発生部１０２から出力される音響信号を取り込んで、第１の音響発生部１０１から出力される音響信号と合流させるための合流部１０５を備えている。第１の音響発生部１０１と第２の音響発生部１０２から発生した低音と高音の各帯域の音響信号は合流部１０５で合成された後、放音部１０４で外界に放出される。したがって、音響出力装置１００全体としては、低域から高域にわたる広帯域で所望の音圧を持つ音響を再生することが可能である。

ここで、音導部１０３のうち、第１の音響発生部１０１から合流部１０５までの区間を高インピーダンスに、合流部１０５から放音部１０４までの区間を低インピーダンスに構成することで、第２の音響発生部１０２から発生される音響信号が、合流部１０５から第１の音響発生部１０１へ逆流するのを抑制することができる。但し、合流部１０５付近の構造の詳細については、後述に譲る。

音導部１０３は、放音部１０４の手前でほぼ直角に屈曲して、Ｌ字形状をなしている。図１及び図２に示す例では、音導部１０３は、合流部１０５付近で屈曲している。後述するように、音響出力装置１００を聴取者の耳に取り付けたとき、音導部１０３は屈曲部分で外耳道入り口に到達し、且つ、屈曲した放音部１０４は外耳道入り口の方向を向くことができる。

高域の音響を発生する第２の音響発生部１０２は、比較的小型に構成することができ、耳甲介腔（若しくは、外耳道入り口付近）に配置しても耳穴を塞ぐことはない。一方、低域の音響を発生する第１の音響発生部１０１は比較的大型に構成されるため、耳甲介腔の中に配置すると耳穴を塞いでしまう。また、高域ほど減衰が大きいことから、第２の音響発生部１０２を耳穴から離間して配置すると、低域が大きく高域が小さい音響を聴取者に聴かせることになってしまう。本実施形態では、第２の音響発生部１０２を放音部１０４の近くに配設し、第１の音響発生部１０１を放音部１０４から遠くに配設しているので、聴取者の耳穴を開放することができると同時に、低域と高域で音圧のバランスがとれた良好な音響を聴取者に聴かせることができる。

なお、第１の音響発生部１０１及び第２の音響発生部１０２は、周囲をプラスチックなどの樹脂、又は金属、又は木材などで覆われているが、一部露出する部分があってもよい。

図４には、音響出力装置１００を聴取者の耳に装着した様子を示している。音導部１０３は、略Ｕ字形状の弾性体からなる。したがって、音導部１０３を聴取者の耳輪の上側に引っ掛けるようにして、音響出力装置１００を聴取者の耳に装着することができる。図示のように、第１の音響発生部１０１は耳介の背面側に配置されており、第１の音響発生部１０１から発される音響は、音導部１０３によって耳介の表側まで伝搬される。

音導部１０３は、Ｕ字の口が少し拡張した状態で、耳輪に引っ掛かっている。例えば、音導部１０３が元のＵ字形状に戻ろうとする復元力を利用して耳介を挟持することにより、音響出力装置１００は聴取者の耳に固定される。もちろん、音導部１０３の復元力を利用せず、Ｕ字の口が耳輪に引っ掛かる作用だけで、音響出力装置１００本体を聴取者の耳に装着することも可能である。また、音導部１０３は、耳輪脚に沿うようにして耳甲介腔に入り込む。そして、音導部１０３は、合流部１０５付近でほぼ直角に屈曲しており、放音部１０４が外耳道入り口の方向を向くとともに、放音部１０４付近の音導部１０３の外壁が聴取者の外耳道入り口と係合する。

図４に示すような音響出力装置１００が聴取者の耳に装着された状態では、放音部１０４は外耳道の奥側に向けられることになるので、音導部１０３で伝搬された音響を聴取者の鼓膜に向かって好適に放出することができる。

図４からも分かるように、第２の音響発生部１０２は外耳道入り口の近くに配設され、第１の音響発生部１０１は外耳道入り口から遠くに配設されている。高域となる第２の周波数帯域の音響を発生する第２の音響発生部１０２が外耳道入り口の近くに配設されるので、高域の音響信号をあまり減衰させずに耳穴まで届けることができることになる。高域となる第２の周波数帯域の音響を発生する第２の音響発生部１０２は比較的小型に構成することができるので、耳甲介腔（若しくは、外耳道入り口付近）に配設されても、耳穴を塞ぐことはない。すなわち、耳穴の開放状態を阻害しない。

また、図４からも分かるように、低域の音響信号を発生し比較的大型となる第１の音響発生部１０１は、耳甲介腔の中に配置することは難しく、耳介の背面のように耳穴から離間した場所に配置されている。第１の音響発生部１０１は、耳裏の形状面と接触することから、図１並びに図２に示したように耳裏の形状面に倣う三日月のようなケーシングの形状とすることで、耳裏の表面と馴染み易くなる。

第１の音響発生部１０１は外耳道入り口から離間した場所に配置されることから、音響出力装置１００を聴取者の耳に装着した状態でも、耳穴を塞ぐことはなく、耳穴の開放状態を保つことができる。また、第１の音響発生部１０１から発される音響信号は低域であるため減衰が小さく、音導部１０３により耳裏から比較的長い距離を伝搬されても、わずかな減衰で外耳道入り口まで届けることができる。

要するに、本実施形態に係る音響出力装置１００は、聴取者の耳に装着したときに耳穴を塞ぐことはないので、「耳穴開放型」ということができる。音響出力装置１００は、主に低域側を発生する第１の音響発生部１０１と主に高域側を発生する第２の音響発生部１０２という複数の音響発生部を装備し、各々から発生される音響を合成することで広帯域の音響を実現することができる。また、複数の音響発生部を、一箇所にまとめず分散して配置する（より具体的には、サイズの大きい音響発生部を耳穴から離間して配置する）ことで、耳穴開放型という特徴を得ることができる。

耳穴開放型の音響出力装置１００は、装着状態においても非装着状態と同等の周囲音の聴取特性を実現しつつ、同時に音響情報を出力することができる、及び、装着状態においても周囲の人々からは聴取者の耳穴を塞いでいないように見える、といった特徴がある。このような特徴を生かして、音響出力装置１００を、ウォーキング、ジョギング、サイクリング、登山、スキー、スノーボードを始めとする野外並びに室内で行なうさまざまなスポーツ分野（プレイ中や遠隔コーチングなど）、周囲音聴取と音声情報提示が同時に必要となるコミュニケーション若しくはプレゼンテーション分野（例えば、芝居観覧時情報補足、博物館音声情報提示、バード・ウォッチング（鳴声聴取）など）、運転若しくはナビゲーション、警備員、ニュースキャスターなどに適用することができる。

図５には、第１の音響発生部１０１付近、並びに第２の音響発生部１０２付近の音響出力装置１００の断面構成例を示している。また、図６には、第１の音響発生部１０１付近の断面を拡大して示し、図７には、第２の音響発生部１０２付近の断面を拡大して示している。

図６に示す第１の音響発生部１０１は、音圧変化を生み出すスピーカーのような発音素子６０１を利用している。第１の音響発生部１０１の内部は、発音素子６０１の振動板によって、振動板前面空間６０２と振動板背面空間６０３に仕切られている。そして、スピーカーの振動板が前後に動作することで、振動板前面空間及び振動板背面空間の気圧変化により音が発生する。なお、第１の音響発生部１０１内に高気圧が発生した場合のために、１以上の排気孔を設けてもよい。

第１の音響発生部１０１は、ハウジング内に収まるサイズであれば、ダイナミック型スピーカーの他、バランスド・アーマーチュア型、圧電型、静電型のうちいずれか１つ、又は２以上の複合であってもよい。

本実施形態では、第１の音響発生部１０１から放音部１０４までの音導部１０３の長さは６０～８０ミリメートルを想定している。第１の音響発生部１０１で発生した音が放音部１０４から放たれるまでに、音導部１０３の管による影響を受けて高域が減衰する。また、音導部１０３の管により共振が発生するため、管の長さに依存する特定の周波数（可聴域）において、音圧が減少するディップを持ったものとなる。このため、聴取者の耳には、第１の音響発生部１０１で発生した音そのものではなく、上記のように高域が減衰し、且つ特定の周波数においてディップを持つ音が届くことになる。

なお、第１の音響発生部１０１は、図４に示したように耳裏に配設されることから、ハウジングのサイズに関する制約は比較的緩やかである。図５並びに図６に示す構成例では、発音素子は第１の音響発生部１０１のハウジングの一部のみを占有し、空間的な余裕がある。ハウジング内の余ったスペースに、他の回路部品を収容して、有効活用するようにしてもよい。

例えば、外部装置（音源など）との間で音声やその他の信号を有線又は無線で送受信する通信インターフェースや、その他の回路部品を第１の音響発生部１０１内の空きスペースに配設してもよい。また、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）などの位置情報センサや、ＩＭＵ（Ｉｎｅｒｔｉａｌ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｕｎｉｔ）などの３次元加速度・角速度センサ並びにジャイロセンサを第１の音響発生部１０１内に搭載して、聴取者の状況に応じた音声信号処理や情報提示のために利用することができる。また、音響出力装置１００が人体に装着されるという特徴を活かすために、生体センサを第１の音響発生部１０１内の空きスペースに配設してもよい。また、音響出力装置１００に配設された回路に電力を供給するバッテリー及び電力管理回路などを、第１の音響発生部１０１内に配設してもよい（バッテリーには、リチウムイオンバッテリーなど充電型バッテリーを使用してもよい）。さらに、上記で例示した他の回路部品が音響出力装置１００外の筐体内に配置されるように構成される場合には、音響出力装置１００と上記音響出力装置１００外の筐体との間で信号やデータを有線又は無線で送受信する通信インターフェースを空きスペースに配設してもよい。

図７に示す第２の音響発生部１０２も、スピーカーのような音圧変化を生み出す発音素子を利用している。第２の音響発生部１０２は、耳穴を塞がないハウジング内に収まるサイズであれば、ダイナミック型スピーカーの他、バランスド・アーマーチュア型、圧電型、静電型のうちいずれか１つ、又は２以上の複合であってもよい。

また、図７に示す例では、音導部１０３は、第２の音響発生部１０３から発生される音響を取り込むための分岐路を持つ略Ｙ字の形状を有している。そして、このＹ字が合流する合流部１０５でほぼ直角に屈曲してＬ字形状となっている。

なお、第１の音響発生部１０１と第２の音響発生部１０２がそれぞれ異なる方式の発音素子で構成されていてもよい。但し、いずれの方式の発音素子を利用するにせよ、上述したように、第１の音響発生部１０１が低域からなる第１の周波数帯域の音響を発生し、第２の音響発生部１０２が第１の周波数帯域よりも高域となる第２の周波数帯域の音響を発生することを前提とする。

本実施形態では、第２の音響発生部１０２から放音部１０４までの２０ミリメートル以下であることを想定している。したがって、第１の音響発生部１０１により発生する音響信号が音導部１０３で伝搬される場合に比べて、減衰を小さく抑えることができる。また、第２の音響発生部１０２から発生される音響信号の、第１の音響発生部１０１への逆流を防止することで、第１の音響発生部１０１への音響的な影響を抑制して、音質の劣化を防ぐことができる。

上述したように、第１の音響発生部１０１で発生した音は、放音部１０４から放たれるまでに、音導部１０３の管による影響を受けて、高域が減衰するとともに、音導部１０３の共振により可聴域においてディップを持つ。本実施形態では、第１の音響発生部１０１で発生した音響における、音導部１０３を伝搬中に減衰する高域成分と、音導部１０３の共振によるディップを補うために、第２の音響発生部１０２が用いられる。

図８には、第１の音響発生部１０１と第２の音響発生部１０２の各々から発生される音響信号の周波数特性を示している。第１の音響発生部１０１から発生する音響信号は、高域成分が減衰するとともに、ディップを有する。これに対し、第２の音響発生部１０２からは、主に高域において高い音圧を持つ音響信号が発生する。したがって、第１の音響発生部１０１と第２の音響発生部１０２の合成出力により、第１の音響発生部１０１から発される音響の高域成分の減衰やディップが補間されることが分かる。

ここで、第２の音響発生部１０２で使用するスピーカーを第１の音響発生部１０１で使用するスピーカーよりも振動系のスティッフネス（剛性）の大きな高域向けユニットとして構成することで、第１の音響発生部１０１から発生した音から第２の音響発生部１０２のスピーカーの振動板に与える影響を抑制する。これにより、複数の音響発生部を装備する音響出力装置１００における再生音の劣化を防ぐ。

図９には、音導部１０３の構成例を模式的に示している。図示の音導部１０３は、第１の音響発生部１０１から発生した音響信号を伝搬する管と第２の音響発生部１０２から発生した音響信号を伝搬する管とを合流部１０５で接続する略Ｙ字形状をなしている。但し、第１の音響発生部１０１から放音部１０４までの管がほぼ真直ぐに形成され、第２の音響発生部１０２からの管が側面から合流するように、音導部１０３が構成されている。

第１の音響発生部１０１及び第２の音響発生部１０２は、それぞれ発音素子（若しくは振動板前面空間の開口部）の正面が放音部１０４を向くように配設されている。第１の音響発生部１０１から放音部１０４までの長さは６０～８０ミリメートル程度である。また、第２の音響発生部１０２から放音部１０４までの長さは２０ミリメートル以下である。

音導部１０３の途中に設けられた合流部１０５で、第１の音響発生部１０１から発生した音響信号と第２の音響発生部１０２から発生した音響信号は合成される。第１の音響発生部１０１から発生した音響信号は、放音部１０４まで到達するまでの間に、高域成分が減衰するとともに、音導部１０３の共振によりディップが生じるが、第２の音響発生部１０２から発生した音響信号により高域成分の減衰とディップが補間される。したがって、放音部１０４から放出され、聴取者が聴くことになる音は、図８に示したような、広帯域にわたり所望の音圧を有する周波数特性を示すことになる。

第２の音響発生部１０２から発生される音響信号が第１の音響発生部１０１へ逆流すると、第１の音響発生部１０１への音響的な影響を及ぼし、音質が劣化することが懸念される。このため、第２の音響発生部１０２から発生される音響信号の第１の音響発生部１０１側への逆流を防止する必要がある。

高域の音響信号は、より低インピーダンスの空間に流れ易いという性質がある。そこで、音導部１０３のうち、参照番号９０１で示す、第１の音響発生部１０１から合流部１０５までの区間を高インピーダンスに、参照番号９０２で示す、合流部１０５から放音部１０４までの区間を低インピーダンスに構成することで、逆流を防止することができる。

区間９０１を高インピーダンスにする方法として、区間９０１の管の内径を区間９０２よりも細くすることや、区間９０１の管長を区間９０２よりも長くすること、区間９０１の内壁面を粗くすること、区間９０１と区間９０２の境界に音波を干渉する干渉材を設けること、などが挙げられる。例えば、スポンジや金網、あるいはその他の多孔質素材を、干渉材として用いることができる。本実施形態では、第１の音響発生部１０１から放音部１０４までの長さは６０～８０ミリメートル程度、第２の音響発生部１０２から放音部１０４までの長さは２０ミリメートル以下であることを想定しており、区間９０１の管長は区間９０２よりも長く、したがって区間９０１の方が高インピーダンスとなっている。

図１０には、音導部１０３の他の構成例を模式的に示している。図示の音導部１０３は、第１の音響発生部１０１から発生した音響信号を伝搬する管と第２の音響発生部１０２から発生した音響信号を伝搬する管とを合流部１０５で接続する略Ｙ字形状をなしている。但し、第２の音響発生部１０２から放音部１０４までの管がほぼ真直ぐに形成され、第１の音響発生部１０１からの管が側面から合流するように、音導部１０３が構成されている点で、図１０に示す音導部１０３は図９に示した構成例とは相違する。

第１の音響発生部１０１及び第２の音響発生部１０２ともに、発音素子（若しくは振動板前面空間の開口部）の正面が放音部１０４を向くように配設されている。第１の音響発生部１０１から放音部１０４までの長さは６０～８０ミリメートル程度である。また、第２の音響発生部１０２から放音部１０４までの長さは２０ミリメートル以下である。

合流部１０５で、第１の音響発生部１０１から発生した音響信号と第２の音響発生部１０２から発生した音響信号は合成される。第１の音響発生部１０１から発生した音響信号は、放音部１０４まで到達するまでの間に、高域成分が減衰するとともに、音導部１０３の共振によりディップが生じるが、第２の音響発生部１０２から発生した音響信号により高域成分の減衰とディップが補間される。したがって、放音部１０４から放たれ、聴取者が聴く音は、図８に示したような広い帯域で所望の音圧を持つ周波数特性を示すことになる。

また、音質の劣化を防止するため、第２の音響発生部１０２から発生される音響信号の第１の音響発生部１０１側への逆流を防止する必要がある。高域の音響信号は、直進性が高いという性質がある。したがって、図１０に示すように、第２の音響発生部１０２から放音部１０４までの管をほぼ真直ぐに形成することで、第２の音響発生部１０２から発生した高域の音響信号は、放音部１０４へ真直ぐに進行するので、第１の音響発生部１０１の方へは迂回し難く、逆流を防止することができる。

もちろん、図９に示した構成例と同様に、第１の音響発生部１０１から合流部１０５までの区間を高インピーダンスに、合流部１０５から放音部１０４までの区間を低インピーダンスに構成することによって、さらに第２の音響発生部１０２からの音響信号の逆流を防止するようにしてもよい。

図１１には、音導部１０３のさらに他の構成例を模式的に示している。図示の音導部１０３は、第１の音響発生部１０１から発生した音響信号を伝搬する管１１０１と、第２の音響発生部１０２から発生した音響信号を伝搬する管１１０２で構成される。

管１１０１と１１０２は、互いにほぼ平行に配置され、合流部１０５にてほぼ対等に結合して１本の管となった後に、放音部１０４が形成されている。管１１０１と１１０２がともにほぼ真直ぐに形成され、放音部１０４が２本の管１１０１と１１０２が合体した内径を有する点で、図１１に示す音導部１０３は図９や図１０に示した構成例とは相違する。

第１の音響発生部１０１及び第２の音響発生部１０２ともに、発音素子（若しくは振動板前面空間の開口部）の正面が放音部１０４を向くように、それぞれ管１１０１及び１１０２の一方の端部に取り付けられている。第１の音響発生部１０１から放音部１０４までの長さは６０～８０ミリメートル程度である。また、第２の音響発生部１０２から放音部１０４までの長さは２０ミリメートル以下である。

音導部１０３の途中の合流部１０５で、第１の音響発生部１０１から発生した音響信号と第２の音響発生部１０２から発生した音響信号は合成される。第１の音響発生部１０１から発生した音響信号は、放音部１０４まで到達するまでの間に、高域成分が減衰するとともに、音導部１０３の共振によりディップが生じるが、第２の音響発生部１０２から発生した音響信号により高域成分の減衰とディップが補間される。したがって、放音部１０４から放たれ、聴取者が聴く音は、図８に示したような広い帯域で所望の音圧を持つ周波数特性を示すことになる。

音質の劣化を防止するため、第２の音響発生部１０２から発生される音響信号の第１の音響発生部１０１側への逆流を防止する必要がある。高域の音響信号は、直進性が高いという性質がある。したがって、図１１に示す構成例では、管１１０２は放音部１０４に向かってほぼ真直ぐに形成されているので、第２の音響発生部１０２から発生した高域の音響信号は、放音部１０４へ真直ぐに進行し、第１の音響発生部１０１の方へは迂回し難く、逆流を防止することができる。

また、図１１に示す構成例では、音導部１０３は、合流部１０５で管１１０１と１１０２が合体した以降は管径が拡張する構造となっている。したがって、管１１０１は内径が小さく高インピーダンスである一方、合流部１０５以降は内径が大きく低インピーダンスとなるので、第２の音響発生部１０２からの音響信号の逆流を防止することができる。もちろん、管１１０１の内壁面を粗くしたり、管１１０１の合流部１０５付近に干渉材を設けたりして、管１１０１のインピーダンスを管１１０２よりも高くすることによって、さらに第２の音響発生部１０２からの音響信号の逆流を防止するようにしてもよい。

図１２には、音導部１０３のさらに他の構成例を模式的に示している。図示の音導部１０３は、第１の音響発生部１０１から発生した音響信号を伝搬する管１２０１と、第２の音響発生部１０２から発生した音響信号を伝搬する管１２０２で構成される。但し、２本の管１２０１と１２０２は、結合して１本の管になることはない点で、図１２に示す音導部１０３は図１１に示した構成例とは相違する。

第１の音響発生部１０１及び第２の音響発生部１０２ともに、発音素子（若しくは振動板前面空間の開口部）の正面が放音部１０４を向くように、それぞれ管１２０１及び１２０２の一方の端部に取り付けられている。そして、位置が揃えられた各管１２０１及び１２０２の他端は開放端であり、音導部１０３の放音部１０４及び合流部１０５を形成する。第１の音響発生部１０１から放音部１０４までの長さは６０～８０ミリメートル程度である。また、第２の音響発生部１０２から放音部１０４までの長さは２０ミリメートル以下である。

第１の音響発生部１０１から発生した音響信号と第２の音響発生部１０２から発生した音響信号は、放音部１０４から放出された後に合成される。放音部１０４が合流部１０５であるという言い方もできる。第１の音響発生部１０１から発生した音響信号は、放音部１０４まで到達するまでの間に、高域成分が減衰するとともに、音導部１０３の共振によりディップが生じるが、第２の音響発生部１０２から発生した音響信号により高域成分の減衰とディップが補間される。したがって、放音部１０４から放たれ、聴取者が聴く音は、図８に示したような広い帯域で所望の音圧を持つ周波数特性を示すことになる。

また、第１の音響発生部１０１から発生した音響信号と第２の音響発生部１０２から発生した音響信号は、互いに独立した管１２０１及び１２０２内を伝搬するので、一方の音響信号が他方の音響発生部に向かって逆流するという心配はない。

図１３には、他の構成例に係る音響出力装置１３００を示している。図示の音響出力装置１３００は、低域からなる音響信号を発生する第１の音響発生部１０１と、高域からなる音響信号を発生する第２の音響発生部１０２と、略Ｕ字形状をした中空の管材からなり各音響信号を伝搬する音導部１０３を備え、音導部１０３の先端（開放端）が放音部１０４となっている点で、図１に示した音響出力装置１００と共通するが、放音部１０４がリング状の保持部１３０１で保持されている点で相違する。

図１４には、音響出力装置１３００を聴取者の耳に装着した様子を示している。弾性体からなる略Ｕ字形状の音導部１０３が、Ｕ字の口が少し拡張した状態で耳輪に引っ掛かり、耳介を挟持することにより、音響出力装置１３００は聴取者の耳に固定される。音導部１０３は、合流部１０５でほぼ直角に屈曲してＬ字形状となっており、放音部１０４付近の音導部１０３の外壁が聴取者の外耳道入り口と係合する。但し、音導部１０３と外耳道入り口との係合状態は弱く、使用中に聴取者が身体や頭部を動かした際に放音部１０４の向きが変わり、音響を聴取し難くなることが懸念される。

これに対し、音響出力装置１３００の場合には、放音部１０４を保持する保持部１３０１が、例えば耳介の窪みの１つである耳甲介腔に挿入され、耳珠と対耳珠の間にある略Ｖ字形状の切れ込みからなる珠間切痕１３０２に引っ掛かるようにして耳介に係止される。したがって、音響出力装置１３００の装着の安定性が向上し、放音部１０４の位置及び姿勢を確実に固定することができる。また、保持部１３０１は、リング状で、耳甲介腔に挿入した際に耳穴を開放する開口を有する構造である。

図４などに示したように、細い円筒形状の音導部１０３の外壁が外耳道入り口と係合する場合、聴取者の肌（外耳道の内壁など）に比較的強い圧力が掛かり、痛みを生じるなど負担が大きい。これに対し、図１３及び図１４に示すように、放音部１０４を保持するリング状の保持部１３０１が聴取者の珠間切痕１３０２と係合するような構成によれば、聴取者の肌に係る圧力が軽減され、装着時の快適性を向上させることができる。

図１３及び図１４に示す音響出力装置１３００においても、音導部１０３は、一端が第１の音響発生部１０１に結合するとともに、他端は開放端であり放音部１０４を形成している。また、第２の音響発生部１０２は第１の音響発生部１０１よりも放音部１０４に近い場所に配設され、音導部１０３は合流部１０５にて第２の音響発生部１０２から出力される音響信号を取り込む。したがって、第１の音響発生部１０１と第２の音響発生部１０２から発生した低音と高音の各帯域の音響信号は合流部１０５で合成された後、放音部１０４から外耳道に向かって放出されることになる。

図１５及び図１６には、保持部を有する他の構成例に係る音響出力装置１５００を示している。また、図１７には、音響出力装置１５００を聴取者の耳垂に装着した様子を示している。音響出力装置１５００は、低域からなる音響信号を発生する第１の音響発生部１０１と、高域からなる音響信号を発生する第２の音響発生部１０２と、中空の管材からなり各音響信号を伝搬する音導部１０３を備え、音導部１０３の先端（開放端）の放音部１０４にリング状の保持部１５０１が取り付けられている点で、図１３に示した音響出力装置１３００と共通する。但し、図１３に示した音響出力装置１３００は、使用状態では音導部１０３の略Ｕ字形状の口を下に向けて耳介の上側を挟持するようにして装着されるのに対し（図１４を参照のこと）、音響出力装置１５００は、音導部１０３の略Ｕ字形状の口を上に向けて、耳垂下を挟持するようにして装着される。

図１５乃至図１７に示す音響出力装置１５００においても、音導部１０３は、一端が第１の音響発生部１０１に結合するとともに、他端は開放端であり放音部１０４を形成している。また、第２の音響発生部１０２は第１の音響発生部１０１よりも放音部１０４に近い場所に配設され、音導部１０３は合流部１０５にて第２の音響発生部１０２から出力される音響信号を取り込む。したがって、第１の音響発生部１０１と第２の音響発生部１０２から発生した低音と高音の各帯域の音響信号は合流部１０５で合成された後、放音部１０４で外界に放出されることになる。

図１８には、さらに他の構成例に係る音響出力装置１８００を示している。図示の音響出力装置１８００は、低域からなる音響信号を発生する第１の音響発生部１０１と、高域からなる音響信号を発生する第２の音響発生部１０２と、音響信号を伝搬する音導部１０３と、音導部１０３の先端の放音部１０４を保持するリング状の保持部１８０１を備えている点で、図１３乃至図１７に示した音響出力装置１３００と共通する。

但し、音響出力装置１８００では、第２の音響発生部１０２が保持部１８０１内に収容されている点で、音響出力装置１３００とは相違する。また、音響出力装置１８００では、第２の音響発生部１０２から発生した音響信号を伝搬する第２の音導部１８０２が保持部１８０１内に形成されている点でも、音響出力装置１３００とは相違する。

また、音響出力装置１８００では、音導部１０３は、第１の音響発生部１０１から発生した音響信号のみを伝搬し、第２の音導部１８０２とは、保持部１８０１内で合流する（図１８では、合流部の図示を省略している）。あるいは、音導部１０３と第２の音導部１８０２とは合流せず、それぞれ別の放音部を保持部１８０２に設けてもよい。

なお、図１３乃至図１８では、丸いリング形状をした保持部を図示したが、保持部は、角型、三日月型など、聴取者の耳の形状に適合する形であり、且つ、耳穴を開放する開口を有する構造であれば、リング形状以外のさまざまな形状をとることができる。

また、保持部は、リングのように穴の開いた形状には限定されず、聴取者の外耳道入り口付近と係合し、放音部から聴取者の鼓膜までを密閉する構造であってもよい。

また、音導部は、中空構造で音波を伝搬することができれば、耳介の上側又は耳垂下のいずれに取り付けられる場合であれ、Ｕ字形状以外にも、直線、螺旋形状、耳の形状に合わせた曲線など、さまざまな形状をとることができる。

ここまでは、低域の音響信号を発生する第１の音響発生部と高域の音響信号を発生する第２の音響発生部という２つの音響発生部を備え、各音響信号を音導部によって外耳道入り口付近まで伝搬する音響出力装置について紹介してきた。また、低域の音響を発生する第１の音響発生部１０１は、比較的大型になってしまうが、耳穴から離間した場所に第１の音響発生部１０１を配置して音導部を介して音響信号を外耳道入り口まで伝搬するように構成することで、音響出力装置が「耳穴開放型」という特徴を有する点についても説明してきた。

音導部の長さによって音導部での共振周波数が決まり、ディップが発生する周波数が異なる。聴取者は、第１の音響発生部１０１で発生した音そのものではなく、音導部を伝搬した後の、高域が減衰し、且つ特定の周波数においてディップを持つ音を聴くことになる。２つの音響発生部を備えた上記の音響出力装置は、第１の音響発生部１０１からの音響信号の高域の減衰とディップを、第２の音響発生部１０２からの音響信号で補間し、広帯域にわたり所望する音圧を持つ音響信号を出力できるように構成されている（図８を参照のこと）。

ところが、第１の音響発生部から音導部を介して耳穴に届く音響信号において、ディップが発生する周波数と高域の減衰している周波数帯が異なる場合には、第２の音響発生部からの音響信号だけではディップを補間することはできない（図１９を参照のこと）。また、第２の音響発生部の特性によっては、第１の音響発生部からの音響信号において減衰が発生する高域のうち、比較的周波数の低い帯域（若しくは、中域）では所望の特性まで十分な音圧を得ることができない場合もある（図２０を参照のこと）。

そこで、第１の音響発生部から音導部を介して耳穴に届く音響信号における高域の減衰又はディップを補間するための、主に中域の音響信号を発生する第３の音響発生部を音響出力装置に追加して配設するようにしてもよい。

図２１には、第１の音響発生部２１０１、第２の音響発生部２１０２、及び第３の音響発生部２１０３の各々から発生した低音、高音、及び中音の各帯域の音響信号を伝搬する音導部２１０４を備えた音響発生装置２１００の構成例を模式的に示している。

音導部２１０４は、第１の音響発生部２１０１から発生した音響信号を伝搬する管に、第１の合流部２１１１で第２の音響発生部２１０２から発生した音響信号を伝搬する管が接続されるとともに、第２の合流部２１１２で第３の音響発生部２１０３から発生した音響信号を伝搬する管が接続されるようにして、構成されている。また、音導部２１０４の他端は開放端であり、各音響発生部２１０１～２１０３からの音響信号が合成された音響信号を放出する放音部２１０５となっている。第１の合流部２１１１は、第２の合流部２１１２よりも放音部２１０５に近い場所に配設されている。

第１の音響発生部２１０１、第２の音響発生部２１０２、第３の音響発生部２１０３は、それぞれ発音素子（若しくは振動板前面空間の開口部）の正面が放音部２１０５を向くように配設されている。上述したように、第１の音響発生部２１０１は主に低域からなる音響信号を発生し、第２の音響発生部２１０２は主に高域からなる音響信号を発生し、第３の音響発生部２１０３は主に中域からなる音響信号を発生する。各音響発生部２１０１～２１０３は、サイズなどの設計上の制約の許容範囲内であれば、ダイナミック・スピーカー型の他、バランスド・アーマーチュア型、圧電型、静電型のうちいずれか１つ、又は２以上の複合であってもよい。

高域の信号ほど減衰し易いという特性を考慮して、放音部２１０５から近い順に、第２の音響発生部２１０２、第３の音響発生部２１０３、第１の音響発生部２１０１が配設されている。第１の音響発生部２１０１から放音部２１０５までの長さは６０～８０ミリメートル程度である。また、第２の音響発生部２１０２から放音部２１０５までの長さは２０ミリメートル以下である。

第１の音響発生部２１０１からは主に高域の音響信号が発生され、第２の音響発生部２１０２からは主に低域の音響信号が発生され、第３の音響発生部２１０３からは主に中域の音響信号が発生される。また、第１の音響発生部２１０１から発生した音響信号が音導部２１０４を介して放音部２１０５に到達するまでの間に減衰する高域成分や共振により発生するディップを、第３の音響発生部２１０３による中域の音響信号で補間する。したがって、放音部２１０５から放出され、聴取者が聴くことになる音は、広帯域にわたり所望の音圧を有する周波数特性を示すことになる（図２２並びに図２３を参照のこと）。

また、第２の音響発生部２１０２から発生される音響信号が逆流すると、第１の音響発生部２１０１及び第３の音響発生部２１０３への音響的な影響を及ぼし、音質が劣化する。同様に、第３の音響発生部２１０３から発生される音響信号が逆流すると、第１の音響発生部２１０１への音響的な影響を及ぼし、音質が劣化する。このため、各音響信号の逆流を防止する必要がある。

高域の音響信号は、より低インピーダンスの空間に流れ易いという性質がある。そこで、第１の合流部２１１１より放音部２１０５側を、その反対側よりも低インピーダンスに構成するとよい。同様に、第２の合流部２１１２より放音部２１０５側を、その反対側よりも低インピーダンスに構成するとよい。上述したように、管の内径を調整する、管の内壁面の粗さを調整する、管内に干渉材を設けるなどの方法により、インピーダンスの相違を形成することができる。

図２４乃至図２８には、高域、中域、及び低域の音響信号をそれぞれ発生する３つの音響発生部を備えた音響出力装置２４００の具体的な構成例を示している。

図示の音響出力装置２４００は、第１の音響発生部２４０１と、第２の音響発生部２４０２と、第３の音響発生部２４０３と、音導部２４０４を備えている。第１の音響発生部２４０１は主に低域の音響を発生し、第２の音響発生部２４０２は主に高域の音響を発生し、第３の音響発生部２４０３は主に中域の音響を発生する。音導部２４０４は、これら第１乃至第３の音響発生部２４０１～２４０３から出力される各音響信号を聴取者の外耳道入り口付近まで伝達する。音導部２４０４は、中空の管材からなるが、図２４はこの管の軸線とほぼ平行な平面図であり、図２５はこの管の軸線を含む平面で切断した断面図、図２６は、軸線を含む平面に直交する平面で切断した断面図である。また、図２７は、音導部２４０４の軸線を含む平面の法線から傾いた方向から音響出力装置２４００を眺めた斜視図であり、図２８は、図２７の反対側から音響出力装置２４０を眺めた斜視図である。なお、各図では、左耳用の音響出力装置２４００の構成例を示しているが、右耳用の音響出力装置は反転した形で同様の構成である。

図２５から分かるように、音導部２４０４は、一端が第１の音響発生部２４０１に結合するとともに、他端は開放端であり放音部２４０５を形成している。したがって、第１の音響発生部２４０１から発生した音響信号は、音導部２４０４の一端から取り込まれその管内を伝搬し、放音部２４０５に向かって進行する。

また、音導部２４０４の途中には、放音部２４０５から近い順に、第２の音響発生部２４０２と第３の音響発生部２４０３が配設されている。また、音導部２４０４は、第２の音響発生部２４０２から出力される音響信号を取り込むための第１の合流部２４１１と、第３の音響発生部２４０３から出力される音響信号を取り込むための第２の合流部２４１２を備えている。したがって、第１の音響発生部２４０１、第２の音響発生部２４０２、及び第３の音響発生部２４０３からそれぞれ発生した低音、高音、中音の各帯域の音響信号が音導部２４０４内で合成された後、放音部２４０５で外界に放出される。音響出力装置１００全体としては、低域から高域にわたる広帯域で所望の音圧を持つ音響を再生することが可能である。

第２の音響発生部２４０２及び第３の音響発生部２４０３からそれぞれ発生した各音響信号の逆流を防止する必要がある。高域の音響信号は、より低インピーダンスの空間に流れ易いという性質がある。そこで、第１の合流部２４１１より放音部２４０５側を、その反対側よりも低インピーダンスに構成する。同様に、第２の合流部２４１２より放音部２４０５側を、その反対側よりも低インピーダンスに構成するとよい。

図２７及び図２８からも分かるように、音導部２４０４は、放音部２４０５の手前付近でほぼ直角に屈曲して、Ｌ字形状をなしている。したがって、音響出力装置２４００を聴取者の耳に装着したときには、音導部２４０４は屈曲部分で外耳道入り口に到達し、且つ、屈曲した放音部２４０５は外耳道入り口の方向を向くとともに、放音部２４０５付近の音導部２４０４の外壁が聴取者の外耳道入り口と係合する。なお、図示を省略するが、放音部２４０５を保持するとともに聴取者の珠間切痕に引っ掛かるように構成されるリング状の保持部（前述）をさらに備えていてもよい。

図２４乃至図２８に示した音響出力装置２４００においては、放音部２４０５から近い順に、第２の音響発生部２４０２、第３の音響発生部２４０３、第１の音響発生部２４０１が配設される。低域の音響を発生し比較的大型になってしまう第１の音響発生部２４０１を放音部２４０５から離間した場所に配置することにより、音響出力装置２４０５は、聴取者の耳穴を開放する、すなわち耳穴開放型という特徴を有することができる。また、減衰が大きい高域の音響を発生する第２の音響発生部２４０２を放音部２４０５から最も近い場所に配置することにより、低域、中域、高域で音圧のバランスがとれた良好な音響を聴取者に聴かせることができる。

最後に、帯域毎の音響を発生する複数の音響発生部を備えた上記の音響出力装置の回路構成について説明する。

高域を担当する第２の音響発生部に大振幅の低域成分を含む信号が入力されると、歪みの発生や発音素子の破損に繋がるおそれがある。それぞれ担当する周波数帯に合わせて、各音響発生部に入力する信号の周波数帯を分割することで、このような問題を解決することができる。また、各音響発生部からは、それぞれ担当する周波数帯以外の帯域の成分が抑制された音響信号が出力されるようになるので、各音響発生部の再生可能な帯域が重なる帯域での不自然な強調などを抑制することができる、という効果もある。

図２９には、音響発生部毎に入力する信号の周波数帯を分割する手段を備えた音響出力装置２９００の構成例を示している。但し、音響出力装置２９００は、入力音声を低域及び高域に２分割して各周波数帯をそれぞれ担当する２つ音響発生部を備えている。また、同図では、左耳用（Ｌｃｈ）及び右耳用（Ｒｃｈ）として入力される音声信号Ｓ_L、Ｓ_Rの各々の処理ブロックを示しているが、同様の構成からなるので、以下では左右１つに統一して説明する。

音声信号Ｓは、低域通過フィルタ２９１１及び高域通過フィルタ２９２１の各々に入力される。低域通過フィルタ２９１１及び高域通過フィルタ２９２１は、コイル、コンデンサー、抵抗素子などの電気部品を組み合わせて構成される、電気受動素子である。

低域通過フィルタ２９１１を通過した低域成分の音響信号は、第１の音響発生部２９１２に入力される。また、高域通過フィルタ２９２１を通過した低域成分の音響信号は、第２の音響発生部２９２２に入力される。したがって、第１の音響発生部２９１２及び第２の音響発生部２９２２の各々に入力する信号の周波数帯は、低域通過フィルタ２９１１及び高域通過フィルタ２９２１によって分割されている。

第１の音響発生部２９１２からは低域の音響が発生するとともに、第２の音響発生部２９２２からは高域の音響が発生する。そして、各周波数帯の音響は、合流部２９４０で合流若しくは合成された後、聴取者の鼓膜に届く。前段の低域通過フィルタ２９１１及び高域通過フィルタ２９２１によって入力信号の周波数が分割されているので、第１の音響発生部２９１２及び第２の音響発生部２９２２からは、それぞれ担当する周波数帯以外の帯域の成分が抑制された音響信号が出力されることになり、互いの再生可能な帯域が重なる帯域での不自然な強調などを抑制することができる。

なお、第１の音響発生部２９１２又は第２の音響発生部２９２２が、担当する周波数帯以外の信号が入力されても歪みや破損が生じる可能性が少ない場合には、適宜、低域通過フィルタ２９１１又は高域通過フィルタ２９２１を省略することもできる。

図３０には、入力音声を低域、中域、及び高域に３分割して各周波数帯を３つの音響発生部が担当する音響出力装置３０００の構成例を示している。また、同図では、左耳用（Ｌｃｈ）及び右耳用（Ｒｃｈ）として入力される音声信号Ｓ_L、Ｓ_Rの各々の処理ブロックを示しているが、同様の構成からなるので、以下では左右１つに統一して説明する。

音声信号Ｓは、低域通過フィルタ３０１１、中域通過フィルタ３０３１、及び高域通過フィルタ３０２１の各々に入力される。各フィルタ３０１１、３０３１、３０２１は、コイル、コンデンサー、抵抗素子などの電気部品を組み合わせて構成される電気受動素子である（同上）。

低域通過フィルタ３０１１、中域通過フィルタ３０１３、及び高域通過フィルタ３０２１を通過した低域、中域、及び高域の各周波数帯の音響信号は、それぞれ第１の音響発生部３０１２、第３の音響発生部３０３２、及び第２の音響発生部３０２２に入力される。すなわち、それぞれ担当する周波数帯に合わせて、各音響発生部への入力信号の周波数帯は分割されている。

各音響発生部３０１２、３０３２、３０２２からはそれぞれ低域、中域、及び高域の音響が発生する。そして、各周波数帯の音響は、合流部３０４０で合流若しくは合成された後、聴取者の鼓膜に届く。前段の各帯域通過フィルタ３０１１、３０３１、３０２１によって入力信号の周波数が分割されているので、各音響発生部３０１２、３０３２、３０２２からは、それぞれ担当する周波数帯以外の帯域の成分が抑制された音響信号が出力され、合流部３０４０で帯域毎の音響信号を合成することになり、互いの再生可能な帯域が重なる帯域での不自然な強調などを抑制することができる。

なお、担当する周波数帯以外の信号が入力されても歪みや破損が生じる可能性が少ない音響発生部に関しては、適宜、前段の周波数フィルタを省略してもよい。

本明細書で開示する技術は、音源などの外部装置との間で音声やその他のデジタル信号を有線又は無線で送受信するタイプの音響出力装置に対しても適用することができる。図３１には、通信機能を備えた音響出力装置３１００の構成例を示している。

通信インターフェース（ＩＦ）３１０１は、有線又は無線の通信路を介して、音源などの外部装置から音声信号Ｓを入力する。また、通信インターフェース３１０１は、音声以外のコマンドなどのデジタル信号を外部装置との間で送受信する。

信号処理部３１０２は、入力音声信号Ｓを左耳用（Ｌｃｈ）及び右耳用（Ｒｃｈ）の各音声信号Ｓ_L、Ｓ_Rに分離する。同図では、信号処理部３１０２以降の左耳用及び右耳用の各処理ブロックを示しているが、同様の構成からなるので、以下では左右１つに統一して説明する。

デジタルの音声信号Ｓは、ＤＡコンバータ（ＤＡＣ）３１０３によりアナログ信号に変換され、さらにパワー・アンプ（ＰＡ）３１０４により電力増幅される。そして、アナログの音声信号Ｓは、低域通過フィルタ３１１１及び高域通過フィルタ３１２１の各々に入力される。各フィルタは、コイル、コンデンサー、抵抗素子などの電気部品を組み合わせて構成される電気受動素子である（同上）。

低域通過フィルタ３１１１及び高域通過フィルタ３１２１を通過した低域及び高域の各周波数帯の音響信号は、それぞれ第１の音響発生部３１１２及び第２の音響発生部３１２２に入力される。すなわち、それぞれ担当する周波数帯に合わせて、各音響発生部への入力信号の周波数帯は分割されている。

各音響発生部３１１２、３１２２からはそれぞれ低域及び高域の音響が発生する。そして、各周波数帯の音響は、合流部３１４０で合流若しくは合成された後、聴取者の鼓膜に届く。前段の各帯域通過フィルタ３１１１、３１２１によって入力信号の周波数が分割されているので、各音響発生部３１１２、３１２２からは、それぞれ担当する周波数帯以外の帯域の成分が抑制された音響信号が出力されることになり、互いの再生可能な帯域が重なる帯域での不自然な強調などを抑制することができる。

ここで、通信インターフェース３１０１や信号処理部３１０２にＧＰＳやＩＭＵなどのセンサによる検出信号を取り込んで、外部装置から受信したコマンド以外に、センシング情報に基づいて認識又は推定される聴取者の状況に応じた信号処理や情報提示を行なうこともできる。通信インターフェース３１０１や信号処理部３１０２、ＧＰＳやＩＭＵなどのセンサは、例えば、比較的大型に構成することができる第１の音響発生部３１１２のハウジング内に収容される。

なお、担当する周波数帯以外の信号が入力されても歪みや破損が生じる可能性が少ない音響発生部に関しては、適宜、前段の周波数フィルタを省略してもよい。

また、図示と説明を省略するが、入力音声を低域、中域、及び高域に３分割して各周波数帯を３つの音響発生部が担当する音響出力装置も同様に構成することができる。

図２９～図３１では、各音響発生部に入力する信号の周波数帯を、電気ラインレベル若しくはアナログ・レベルで分割する構成例を示した。これに対し、デジタル信号処理により帯域分割を実施することもできる。

図３２には、デジタル信号処理による帯域分割を行なう音響出力装置３２００の構成例を示している。但し、図示の音響出力装置３２００は、図３１に示した音響出力装置３１００と同様に通信機能を装備している。

通信インターフェース（ＩＦ）３２０１は、有線又は無線の通信路を介して、音源などの外部装置から音声信号Ｓを入力する。また、通信インターフェース３２０１は、音声以外のコマンドなどのデジタル信号を外部装置との間で送受信する。

信号処理部３２０２は、入力音声信号Ｓを左耳用（Ｌｃｈ）及び右耳用（Ｒｃｈ）の各音声信号Ｓ_L、Ｓ_Rに分離する。同図では、信号処理部３１０２以降の左耳用及び右耳用の各処理ブロックを示しているが、同様の構成からなるので、以下では左右１つに統一して説明する。

信号処理部３２０２は、周波数透過特性の異なるデジタル・フィルタ３２１１及び３２２１を備えている。一方のデジタル・フィルタ３２１１は、低域に相当するデジタルの音声信号を透過する低域通過フィルタであり、他方のデジタル・フィルタ３２２１は、高域に相当するデジタルの音声信号を透過する高域通過フィルタである。

低域のデジタル音声信号は、ＤＡコンバータ（ＤＡＣ）３２１２によりアナログ信号に変換され、さらにパワー・アンプ（ＰＡ）３２１３により電力増幅された後、第１の音響発生部３２１４に入力される。また、高域のデジタル音声信号は、ＤＡコンバータ（ＤＡＣ）３２２２によりアナログ信号に変換され、さらにパワー・アンプ（ＰＡ）３２２３により電力増幅された後、第２の音響発生部３２２４に入力される。すなわち、それぞれ担当する周波数帯に合わせて、各音響発生部への入力信号の周波数帯は分割されている。

各音響発生部３２１４、３２２４からはそれぞれ低域及び高域の音響が発生する。そして、各周波数帯の音響は、合流部３２４０で合流若しくは合成された後、聴取者の鼓膜に届く。前段の各デジタル・フィルタ３２１１、３２２１によって入力信号の周波数が分割されているので、各音響発生部３２１４、３２１４からは、それぞれ担当する周波数帯以外の帯域の成分が抑制された音響信号が出力されることになり、互いの再生可能な帯域が重なる帯域での不自然な強調などを抑制することができる。

ここで、通信インターフェース３２０１や信号処理部３２０２にＧＰＳやＩＭＵなどのセンサによる検出信号を取り込んで、外部装置から受信したコマンド以外に、センシング情報に基づいて認識又は推定される聴取者の状況に応じた信号処理や情報提示を行なうこともできる（同上）。

なお、担当する周波数帯以外の信号が入力されても歪みや破損が生じる可能性が少ない音響発生部に関しては、適宜、前段のデジタル・フィルタ処理を省略してもよい。

また、図示と説明を省略するが、入力音声を低域、中域、及び高域に３分割して各周波数帯を３つの音響発生部が担当する音響出力装置も同様に構成することができる。

図３３には、図３１の変形例に係る音響出力装置３３００の構成例を示している。重複する説明については省略する。ＤＡコンバータ３３０３で音声信号をデジタル信号からアナログ信号に変換した後、受動素子などからなる低域通過フィルタ３３１１及び高域通過フィルタ３３２１で低域と高域に帯域分割するように構成されているので、図３２に示した音響出力装置３２００よりもＤＡコンバータの数を削減することができる。そして、アナログ領域で帯域分割した後に、各帯域の信号を低域用及び高域用の各パワー・アンプ（ＰＡ）３３１２、３３２２で増幅し、低域用及び高域用の各音響発生部３３１３、３３２３から低域及び高域の音響信号をそれぞれ出力し、合流部３３４０で帯域毎の音響信号を合成する構成とすることもできる。また、低域通過フィルタ３３１１及び高域通過フィルタ３３２１は、オペアンプを用いた能動素子による帯域分割用の回路で構成することもできる。

図３４には、図３０の他の変形例に係る音響出力装置３４００の構成例を示している。重複する説明については省略する。音響出力装置３０００は、電気的な受動素子（若しくは、能動素子）からなる帯域通過フィルタを用いて、帯域毎の音響発生部の前段で帯域分割を実施し、各音響発生部はそれぞれ担当する周波数帯の音響を発生するように構成されている。これに対し、音響出力装置３４００は、高域用、低域用、及び中域用の各音響発生部３４１１、３４２１、３４２１には図示しないパワー・アンプにより電力増幅されたアナログ音声信号が一様に入力され、各音響発生部３４１１、３４２１、３４２１から出力された音響信号は後段に配置された音響素子からなる低域通過フィルタ３４１２、高域通過フィルタ３４２２、中域通過フィルタ３４３２でそれぞれ帯域分割された後、合流部３４４０で合成するように構成されている。

以上、特定の実施形態を参照しながら、本明細書で開示する技術について詳細に説明してきた。しかしながら、本明細書で開示する技術の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施形態の修正や代用を成し得ることは自明である。

本明細書で開示する技術を適用した音響出力装置は、低域の音響を発生する比較的大型の音響発生素子を、中空構造の音導部を用いて耳穴から離間した場所に配置することにより、耳穴開放型と言う特徴を得ることができる。また、同音響出力装置は、音導部を用いて音響信号を伝搬する際に生じる、高域の減衰とディップを改善するために、複数の音響発生部を用いる構成とした。また、同音響出力装置は、音響発生部間の相互の音響的な干渉による音質劣化を抑えることができる。

本明細書で開示する技術を適用した音響出力装置は、広帯域の周波数の音響を再生することが可能であるという特徴がある。したがって、かかる音響出力装置を、ハイレゾオーディオなどの音源の再生出力に利用することができる。

また、本明細書で開示する技術を適用した音響出力装置は、耳穴開放という特徴を生かして、音響出力装置を、ウォーキング、ジョギング、サイクリング、登山、スキー、スノーボードを始めとする野外並びに室内で行なうさまざまなスポーツ分野（プレイ中や遠隔コーチングなど）、周囲音聴取と音声情報提示が同時に必要となるコミュニケーション若しくはプレゼンテーション分野（例えば、芝居観覧時情報補足、博物館音声情報提示、バード・ウォッチング（鳴声聴取）など）、運転若しくはナビゲーション、警備員、ニュースキャスターなどに適用することができる。

要するに、例示という形態により本明細書で開示する技術について説明してきたのであり、本明細書の記載内容を限定的に解釈するべきではない。本明細書で開示する技術の要旨を判断するためには、特許請求の範囲を参酌すべきである。

なお、本明細書の開示の技術は、以下のような構成をとることも可能である。
（１）低域を発生する第１の音響発生部と、
一端が前記第１の音響発生部に結合するとともに、他端が開放端からなる放音部となる、中空構造の音導部と、
前記第１の音響発生部よりも前記放音部に近い場所に配設され、高域を発生する第２の音響発生部と、
を具備する音響出力装置。
（１－１）前記第１の音響発生部は、聴取者の耳の背面に配設される、
上記（１）に記載の音響出力装置。
（１－２）前記放音部は、聴取者の外耳道入り口付近に装着される、
上記（１）に記載の音響出力装置。
（１－３）前記第２の音響発生部は、聴取者の耳甲介腔に配設される、
上記（１）に記載の音響出力装置。
（１－４）前記第１の音響発生部又は前記第２の音響発生部は、ダイナミック型、バランスド・アーマーチュア型、圧電型、静電型のうちいずれか１つ、又は２以上の複合からなる発音素子を有する、
上記（１）に記載の音響出力装置。
（１－５）前記放音部から前記第１の音響発生部までの前記音導部の長さは６０～８０ミリメートルであり、前記放音部から前記第２の音響発生部までの長さは２０ミリメートル以下である、
上記（１）に記載の音響出力装置。
（２）前記音導部は、前記放音部よりも手前に、前記第２の音響発生部からの音響を取り込む合流部を有する、
上記（１）に記載の音響出力装置。
（２－１）前記音導部は、前記第１の音響発生部から発生した音響信号を伝搬する第１の管と、前記第２の音響発生部から発生した音響信号を伝搬する第２の管を備える、
上記（１）に記載の音響出力装置。
（３）前記音導部は、前記放音部から前記合流部までの区間が、前記合流部から前記第１の音響発生部までの区間よりも低インピーダンスに構成されている、
上記（２）に記載の音響出力装置。
（４）前記音導部を前記放音部付近で保持する保持部をさらに有する、
上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の音響出力装置。
（４－１）前記保持部は、聴取者の耳甲介腔に挿入され、珠間切痕で係止される、
上記（４）に記載の音響出力装置。
（５）前記第２の音響発生部は、前記保持部に収容されている、
上記（４）に記載の音響出力装置。
（６）中域を発生する第３の音響発生部をさらに備える、
請求項１乃至５のいずれかに記載の音響出力装置。
（６－１）前記第３の音響発生部は、ダイナミック型、バランスド・アーマーチュア型、圧電型、静電型のうちいずれか１つ、又は２以上の複合からなる発音素子を有する、
上記（６）に記載の音響出力装置。
（７）前記第３の音響発生部は、前記第１の音響発生部よりも前記放音部に近く、前記第２の音響発生部よりも前記放音部から離れた場所に配設される、
上記（６）に記載の音響出力装置。
（８）前記音導部は、前記第２の音響発生部からの音響を取り込む第１の合流部よりも前記放音部から離れた場所に、前記第３の音響発生部からの音響を取り込む第２の合流部を有する、
上記（６）又は（７）のいずれかに記載の音響出力装置。
（９）各音響発生部が担当する周波数帯に合わせて、各音響発生部に入力する信号の周波数帯を分割する分割部をさらに備える、
上記（１）乃至（８）のいずれかに記載の音響出力装置。
（９－１）前記分割部は、各音響発生部の入力側に装荷された電気受動素子からなる、
上記（９）に記載の音響出力装置。
（９－２）前記分割部は、デジタル信号処理により周波数帯の分割を行なう、
上記（９）に記載の音響出力装置。
（９－３）前記分割部は、各音響発生部の出力側に装荷された電気受動素子からなる、
上記（９）に記載の音響出力装置。
（１０）音声又はその他の信号を外部機器との間で送受信する通信部と、前記通信部で送受信する信号を処理する信号処理部をさらに備える、
上記（１）乃至（９）のいずれかに記載の音響出力装置。
（１０－１）前記通信部又は信号処理部のうち少なくとも１つは、前記第１の音響発生部のハウジング内に収容される、
上記（１０）に記載の音響出力装置。
（１１）ＧＰＳ、ＩＭＵ、又はその他のセンサをさらに備える、
上記（１）乃至（１０）のいずれかに記載の音響出力装置。
（１１－１）前記センサは、前記第１の音響発生部のハウジング内に収容される、
上記（１１）に記載の音響出力装置。
（１１－２）前記センサのセンシング情報に基づいて信号処理又は情報提示を行なう処理部をさらに備える、
上記（１１）に記載の音響出力装置。

１００…音響出力装置、１０１…第１の音響発生部
１０２…第２の音響発生部、１０３…音導部、１０４…放音部
１０５…合流部
１３００…音響出力装置、１３０１…保持部
１５００…音響出力装置、１５０１…保持部
１８００…音響出力装置
１８０１…保持部、１８０２…第２の音響発生部
２１００…音響発生装置
２１０１…第１の音響発生部、２１０２…第２の音響発生部
２１０３…第３の音響発生部、２１０４…音導部、２１０５…放音部
２１１１…第１の合流部、２１１２…第２の合流部
２４００…音響出力装置、２４０１…第１の音響発生部
２４０２…第２の音響発生部、２４０３…第３の音響発生部
２４０４…音導部、２４０５…放音部
２４１１…第１の合流部、２４１２…第２の合流部
２９００…音響出力装置
２９１１…低域通過フィルタ、２９１２…第１の音響発生部
２９２１…高域通過フィルタ、２９２２…第２の音響発生部
２９４０…合流部
３０００…音響出力装置
３０１１…低域通過フィルタ、３０１２…第１の音響発生部
３０２１…高域通過フィルタ、３０２２…第２の音響発生部
３０３１…中域通過フィルタ、３０３２…第３の音響発生部
３０４０…合流部
３１００…音響出力装置、３１０１…通信インターフェース
３１０２…信号処理部、３１０３…ＤＡコンバータ
３１０４…パワー・アンプ
３１１１…低域通過フィルタ、３１１２…第１の音響発生部
３１２１…高域通過フィルタ、３１２２…第２の音響発生部
３１４０…合流部
３２００…音響出力装置
３２０１…通信インターフェース、３２０２…信号処理部
３２１１…デジタル・フィルタ（低域）、３２１２…ＤＡコンバータ
３２１３…パワー・アンプ、３２１４…第１の音響発生部
３２１１…デジタル・フィルタ（低域）、３２１２…ＤＡコンバータ
３２１３…パワー・アンプ、３２１４…第１の音響発生部
３２２１…デジタル・フィルタ（高域）、３２２２…ＤＡコンバータ
３２２３…パワー・アンプ、３２２４…第２の音響発生部
３２４０…合流部

Claims (9)

1. 低域を発生する第１の音響発生部と、
   一端が前記第１の音響発生部に結合するとともに、他端が開放端からなる放音部となる、中空構造の音導部と、
   前記第１の音響発生部よりも前記放音部に近い場所に配設され、高域を発生する第２の音響発生部と、
   耳穴の開放状態を阻害しないように且つ前記放音部が外耳道の奥側に向くように前記音導部を耳介に保持する保持部と、
   を具備し、
   前記音導部は、前記放音部よりも手前に、前記第２の音響発生部からの音響を取り込む合流部を有し、
   前記音導部は、以下の（１）又は（２）のいずれかの方法により、前記放音部から前記合流部までの第２の区間が、前記合流部から前記第１の音響発生部までの第１の区間よりも低インピーダンスに構成されている、
   （１）第１の区間の内壁面を粗くする
   （２）第１の区間と第２の区間の境界に音波を干渉する干渉材を設ける
   音響出力装置。
2. 前記保持部は、前記音導部の耳輪に引っ掛かるＵ字形状、又は、前記音導部を前記放音部付近で保持し且つ耳甲介腔に挿入したときに珠間切痕に引っ掛かるようにして耳介に係止されるリングからなる、
   請求項１に記載の音響出力装置。
3. 前記第２の音響発生部は、前記保持部に収容されている、
   請求項２に記載の音響出力装置。
4. 中域を発生する第３の音響発生部をさらに備える、
   請求項１に記載の音響出力装置。
5. 前記第３の音響発生部は、前記第１の音響発生部よりも前記放音部に近く、前記第２の音響発生部よりも前記放音部から離れた場所に配設される、
   請求項４に記載の音響出力装置。
6. 前記音導部は、前記第２の音響発生部からの音響を取り込む第１の合流部よりも前記放音部から離れた場所に、前記第３の音響発生部からの音響を取り込む第２の合流部を有する、
   請求項４に記載の音響出力装置。
7. 各音響発生部が担当する周波数帯に合わせて、各音響発生部に入力する信号の周波数帯を分割する分割部をさらに備える、
   請求項１に記載の音響出力装置。
8. 前記第1の音響発生部は、音声又はその他の信号を外部機器との間で送受信する通信部と、前記通信部で送受信する信号を処理する信号処理部をさらに備える、
   請求項１に記載の音響出力装置。
9. 前記第1の音響発生部は、ＧＰＳ、ＩＭＵ、又はその他のセンサをさらに備える、
   請求項１に記載の音響出力装置。

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