骨伝導ヘッドフォンをお持ちの方に質問です。

質問

骨伝導ヘッドフォンをお持ちの方にいくつか質問させてください。
1) 周囲への「音漏れ」は、骨伝導ヘッドフォンをかけている本人の耳から出ているのでしょうか？本人の耳孔を塞ぐと「音漏れ」は減りますか？
2) 耳孔を塞いだとき、骨伝導ヘッドフォンをかけている本人に聞こえる音は大きくなりますか？
3) 人差し指を耳孔に突っ込んで耳栓した場合と、親指の腹で耳孔の入り口を塞いだ場合とで、骨伝導ヘッドフォンをかけている本人に聞こえる音に違いはありますでしょうか？親指の腹で耳孔の入り口を塞いだ場合の方が音が大きく、又低音側のボリウムが大きくなりませんでしょうか？
質問の意図は単なる興味ですが、宜しくお願いします。

回答No.1

HAL2（@HALTWO） · ベストアンサー

所有はしていませんが、幾つか試してみて将来性に期待しています。・・・現時点では単純な多 Band Tone Controller (Graphic Equalizer) のみならず Enhancer や Delay Controller なども用いて個人個人の骨伝導特性に合わせて音色を変えられるようにするか、もっと研究を重ねて多くの人に「良い音」と感じられるような汎用 Pattern (型紙) を完成させて欲しいと感じましたので、購入までには至っていません。

(1)
耳からは出ていません。
人の顔 (頭) 全体が Speaker になります。
従って耳を塞いでも「音漏れ」は減りません。

(2)
なりません。
ただし、耳孔から入ってくる外来音は減りますので、相対的に骨伝導 Headphne からの音が明瞭になります。

(3)
厳密には違いが生じます。
人差し指で耳穴を塞いだ時の顔全体 (人差し指内の指骨を含む) の振動 Mode と親指の腹で耳孔を塞いだ時の振動 Mode は異なりますので、僅かながらの違いは生じます。
耳孔を奥まで塞ぐか入り口だけを塞ぐかによる耳孔の Horn 効果の違いも生じるでしょうが、低音の音量変化とは殆んど無関係です。
しかし耳を塞ぐ (顔を圧迫する) 力加減や Headphone が頬に当たっている接触部分の状態を変えた方が大きく音が変わります。

(1) に記しましたが骨伝導とは頬骨から耳小骨に振動を伝達させることによって耳小骨最奥の鐙骨に繋がった蝸牛内の蝸牛神経に音を検知させる仕組みのものであり、耳小骨最初の槌骨に繋がった鼓膜を振動させているわけではありませんので、振動が耳孔から入ってきて鼓膜を振動させているわけではありません。

また、頬骨から耳小骨に至る骨 (皮膚は逆に音を減衰吸収してしまいます) 全体を振動させて初めてまともな音になるものですので、この振動を受けて鼓膜が震えて出す音、つまり耳孔から漏れだす音は殆んど音としての呈を成していません。

むしろ顔 (頭) 全体が一種の Speaker として音を発します。・・・その音量は音漏れなどと呼ぶにはあまりにも小さなものですが・・・。

骨伝導 Headphone と良く似た Speaker に PITA (下記参照 URL) という商品があります。・・・これを頬に押し付けたものが骨伝導 Headphone とも言えます(笑)。

これは何か固いもの (机など) に押し付けないことには音が鳴りません・・・空中に浮かせると殆んど音がしませんので、音漏れもありません。・・・押し付けるものの材質や形状によって音色が変わる、面白い玩具ですよ(笑)。

参考URL：

http://www.devicenet.co.jp/pita/

お礼

詳しい説明を有難うございます。私は骨伝導ヘッドフォンの音を聴いたことが無いのですが、(3)の疑問を持ったのは、両耳に指で耳栓をして声を出したとき、親指の場合と人差し指の場合とで自分の声が全然違って聞こえるからです。特に違って聞こえるのは、約300Hz以下の低音成分です。耳孔を塞いた時の外耳道の長さを半波長とすれば塞いだ耳孔の共振周波数は親指の場合でも5kHz程度でしょうから、外耳道の共鳴とは関係無さそうに思います。自分の声の代わりに骨伝導ヘッドフォンでは似たようなことは起きませんでしょうか？また、このようなことが起きるのはどうしてでしょうか？

回答No.3

HAL2（@HALTWO）

＞ところでHALTWO様は以前此処でΔΣ型DACの質問をされた方だったのですね。

はい、その通りです(^_^)/。

その節は長年の疑問が一気に氷解する青天の霹靂を経験した回答をいただき、有難うございました！

「NC (Noise Canceler) Headphone で NC On の時」とはぴったりの形容ですね。

私も掌で耳を覆った時には耳孔に指を突っ込んで塞いだ時の音とは大分異なりますので、むしろ掌で覆った方が「これは NC On みたいなものだろうな」と思いました。

耳孔は解放されていても耳孔の外から入ってくる音は消去 (Shut Out) されているわけですものね。

「親指で塞ぐ」という変則的な塞ぎ方までは思いつきませんでしたが(笑)・・・。

PITA はたまたま近くの Hard Off に電源を入れて展示されてあったのを見つけて遊んでしまいました・・・後で調べて対して安くなっていなかったので、購入はしませんでしたが(笑)・・・。

頬に押し付けたら女子店員に「変な奴！」みたいなジト目で見られました(笑)。・・・さすがに高音質とは言えませんが、音は聞こえましたよ。

充電池と Bluetooth Transceiver を仕込んだ Neck Band (耳掛け Hook 付) 式の骨振動 Headphone で Switch 1 つで片側を Monaural 再生にすると共にもう一方を Microphone にして電話用 Headset にできる機能を持たせ、iPhone 用 Software や iTunes 用 Plug-In Software に Enhancer や Delay Controller なども含めた高機能な Tone Controller を持たせれば、安全で御機嫌な iPhone 用 Headphone になると期待しているのですが、なかなかそんな製品が出てこないですね(汗)。

お礼

ご回答ありがとうございます。
私の試した中では、自分の声の低音成分の出方は親指の腹で耳孔入り口を密封した場合が最大です。先入観を抜きにして、自分の声の低音が強い順に、
親指の腹>カナル型イヤフォン>>手の平、密閉型ヘッドフォン>人差し指>何もしない、BOSE_NC
です。
BOSEは所有しておりませんが、これを調べる為に同僚に会社へ持って来てもらい試しました。BOSEでNC=ONすると自分の声の低音の籠った感じが殆ど無くなります。BOSE以外のNCヘッドフォンは試したことが無いのですが、恐らくBOSEとは違う結果になる、と予想しています。他社のものが外の音を拾っているのに対して、ホームページを見る限りどうやらBOSEは耳とヘッドフォンの作る空間の音を拾っているようだからです。ピタッとスピーカが届けばいろいろ試せるのでもう少し理解が進むだろうと期待しています。

骨伝導ヘッドセットはとても良い考えだと思いましたので調べてみたらヘッドセットやマイクに骨伝導を使うのはむしろヘッドフォンよりも多いくらいなんですね。Jawboneのヘッドセットなど、とても洗練されている印象を受けました。でもJawboneはモノラルです。私自身はスマホを使いませんが、ご提案のようにステレオとモノラルが切り替えできる方が便利だろうと思いました。

補足

ピタッとスピーカが届きましたので、耳の近くで骨伝導の音が一番大きく綺麗に聞こえる場所にピタッとスピーカを押し当てて実験してみました。結果は自分の声の場合と同じ傾向で、やはり親指の腹で外耳道入り口を塞いだ場合が音量最大となりました。が、このようにするとなんとも酷い音になります。
耳孔を解放しておけばピタッとスピーカはそこそこ聴ける音で鳴ってくれますが、親指の腹で外耳道入り口を塞ぐと数百Hz以下くらいの中音域が異様に強調され、kHz以上は逆に抑圧されて、たいへん聞き苦しい音になります。親指の代わりにカナル型イヤホンで耳栓をした状態でピタッとスピーカを押し当てた場合もほぼ同じ結果でした。

回答No.2

HAL2（@HALTWO）

A No.1 HALTWO です。

＞両耳に指で耳栓をして声を出したとき、親指の場合と人差し指の場合とで自分の声が違って・・・特に約300Hz以下の低音成分です。

自分の声は御質問者さんが推測されている通り、骨振動で伝わりますが、骨振動 Headphone のような頬骨の外からの振動ではなく、喉から鼻腔を通じて頬骨の内側から内耳に伝達される波動が主体となります。

このため口を開いて発声している時に鼻を摘まんで鼻孔を閉じると音が大きく変わり、耳に入った水を出す際に鼻を摘まんで息を詰めることによって内耳に圧力をかけるように、鼻腔響鳴は耳孔響鳴と密接な関係があります。

耳孔は管の一方から入射した音波が他方より放射されて外界の Microhpone などで検波できる Horn (拡声管) ではなく、管の一方から入射した音波が他方に設置された Microphone で検波される Duct/Tube (伝声管) に近く、共振による増幅効果は殆んど無きに等しいので、管長と波長からの共振計算は殆んど意味がありません。

その計算が成り立つとすれば 5kHz 以下の音は周波数が低下するにつれて大きく減衰し、蝸牛神経や脳の聴覚回路には Phono Disc の RIAA (Recording Industry Association of America) 補正 Curve のような大きな Equalization 機能がなければならないことになります。

蝸牛神経の Equalization 機能をどう計測するのかは判らないものの、脳の補正回路であれば事故などで脳の聴覚野に障害を負った人達の聴覚 Pattern 分析から Equalization Pattern を指摘できる筈ですし、蝸牛神経の Equalization 機能も某かの資料が得られるだろうと思うのですが、どちらの資料も見聞きしたことがありません。

しかし耳孔を親指の腹で塞いだ場合は管全体が骨振動を受けている状態で一方を親指で塞ぎ、もう一方を Microhpone で検波する状態になりますので、耳孔響鳴が大きくなり、鼻腔響鳴も増幅されて内耳への音圧も高まります。

耳に人差し指を突っ込んで塞いだ場合は耳孔響鳴を抑制しますので鼻腔響鳴も減少します。

頬骨の外側から振動を伝達する骨振動 Headphone の音波は鼻腔響鳴も耳孔響鳴も主体的なものではありませんので、多少の差異は生じるものの自分の声を Source とした実験ほどの大きな差異は生じません。

ただし、差異を感じられないほど小さな差異というものでもなく、骨振動 Headphone を頬に押し付けたり、位置をずらして接触域の状態を変えた時の変化と同様の変化は生じます。

実際、私は人差し指を耳孔に突っ込んでみるということは行なってみて「外界音は減ったけれども骨振動 Headphone の音はしっかりと聞こえるな」と感じたことは覚えています。

しかし、親指の腹で耳孔を塞ぐという実験は行ったことがなく、掌で耳を塞いだ時と骨振動 Headphone を頬骨に押し付けたり、位置をずらしたりした時の印象が同系列の変化として記憶に残っているだけですので、機会があれば親指の腹で耳孔を塞ぐというのも注意深く行なってみたいものです。・・・推測では上述のように低音増幅にはならないだろうと思いますが、主体ではないとは言え耳孔響鳴と鼻腔響鳴を増幅するのですから音色はかなり変わるのではないかと思います。・・・音量も多少は大きくなるのかもしれません。

お礼

再度のご回答を有難うございました。親指で外耳道入り口を塞いだ時の自分の声の低音成分は、BOSEのノイズキャンセルヘッドフォンをかけた状態で声を出した時にNC=ONで消える自分の声の低音成分とも共通している感じがします(BOSEの場合キャンセルマイクはイヤカップ内側にあるようです)。これらの例を考えると、少なくとも耳を塞いだ時の自分の声の低音成分は、親指で閉じた外耳道の閉空間の圧力変化に起因していて、顔(頭蓋？)→外耳道壁振動→外耳道空間の圧力振動→鼓膜の経路でやって来ている気がします。先ほど、教えて頂いた「ピタッとスピーカ」を注文しました。もちろん、実験が目的です。届くのが楽しみです。
ところでHALTWO様は以前此処でΔΣ型DACの質問をされた方だったのですね。その節は失礼いたしました。私は物理、科学の質問板がメインなのですが、此処やMacの質問板でも時々質問や回答をさせて頂いています。今後とも宜しくお願いします。