テンプルにおける音響の課題
イヤホンは耳道を密閉し、閉じた空気の容積を駆動しますが、オーディオグラスにはそれができません。スピーカーはテンプルの中、耳のおおよそ前方やや上に位置し、音は開放された空気中を通って聴き手に届かなければなりません。ここから2つのことが言えます。第一に、低音を出すのが難しいことです。低い周波数には空気を動かす必要がありますが、開放された経路ではそれが失われます。第二に、スピーカーが耳に向けて放射する音は他の方向にも放射されるため、静かな部屋では周囲の人にも聞こえることです。このカテゴリーにおける音響設計上の判断はすべて、一方の音量と低音域、もう一方の音漏れとサイズとのトレードオフであり、しかもセル、基板、マイクも収めなければならないテンプルの中で行われます。
カテゴリー全体で、オープンイヤーモデルはピークレベルを約75-90 dB SPLと表示しています。これらはメーカー独自の条件で測定された仕様書上のメーカー値であり、サプライヤー間で比較できる値ではなく、設計目標として読むべきものです。
オープンイヤーの指向性スピーカーと音響チャンバー
オープンイヤーモジュールは、テンプル内部の成形されたチャンバーに取り付けた小型ドライバーです。メインポートは耳に向けられ、ラインのフレームサイズ全体で耳道までの距離が短く保たれるよう配置されます。チャンバーの容積、ポートのサイズ、ポートの位置が特性を決めます。背面の容積が大きいほど低音域に有利になり、狭いポートは中音域の共振を高めることがあり、グリルのメッシュは高音域を変えると同時に、ドライバーを汗やほこりから守ります。
音漏れの制御には通常、逆位相の設計を用います。ドライバーの背面からは、前面とは位相が反対の音が出ます。その背面の音を、耳から離れた位置で前面の音と出会うよう配置した第2のポートから逃がすことで、周囲の聴き手に対しては両者が部分的に打ち消し合い、メインポートにずっと近い着用者には前面の音の大半が届き続けます。その効果はポートの形状、周波数帯、部屋によって変わるため、音漏れは常に音響試験によるものとして示し、絶対値として示すことはありません。そのうえでファームウェアのイコライザーで特性を整え、音量ステップを設定します。最大音量はファームウェアで設定し、市場の期待に合わせるべきです。詳しくはオープンイヤースピーカーの設計とオーディオグラスの音漏れをご覧ください。
骨伝導トランスデューサー
骨伝導グラスは、スピーカーの代わりに、こめかみや頬骨付近の頭部に押し当てる振動トランスデューサーを使います。耳の周りはふさがれず、中高音域の音漏れは少なくなりますが、トランスデューサーは一定の圧力で肌に触れていなければなりません。低音と音量はその接触圧に大きく左右されるため、オープンイヤーモデル以上に、フレームの形状、テンプルのばね、ラインのフィット範囲が重要になります。トランスデューサーとその取り付け部が大きいため、骨伝導グラスは通常オープンイヤーグラスより重くなります。汗や水しぶきに対しては、一般的にIEC 60529に基づき試験したIPX4からIP55の等級を持ちます。
| 設計ポイント | オープンイヤースピーカー | 骨伝導トランスデューサー |
|---|---|---|
| 音が聴き手に届く経路 | 耳の近くのポートから空気を通って | 頭部との接触による振動で |
| 低音域 | 開放経路のため限られる。背面容積とイコライザーで補う | 接触圧とフィットに左右される |
| 周囲の人への音漏れ | 逆位相ポートで制御、音響試験による | 中高音域では少ないが、振動音が多少ある |
| 重量とサイズ | 軽く、モジュールが小さい | グラス全体が通常より重い |
| フィットで変わるもの | ポートから耳までの距離 | 接触圧とトランスデューサーの位置 |
バイヤーの視点からの比較は骨伝導グラスとオープンイヤーグラスの比較をご覧ください。
マイクと通話の集音
通話は音楽よりも厳しく評価されることがよくあります。一般的な構成は、グラス全体で2個、またはテンプルごとに2個のマイクを使い、ファームウェアによる環境ノイズキャンセリング（ENC）またはAIノイズ低減と組み合わせます。結果を決めるのはマイクの配置です。口の方向を向き、十分な間隔を空けたポートはビームフォーミングを可能にし、スピーカーに近すぎるポートはエコーを拾います。最も多い苦情は風で、メッシュ、マイク前面の小さな音響チャンバー、ファームウェアによる風検知で対処します。
周波数特性と音漏れの試験方法
音響試験はエンジニアリングサンプルで実施し、DVTで再度実施したうえで、量産品の検品では項目を絞って行います。一般的な項目は、ヘッド・アンド・トルソー・シミュレーターまたは擬似耳の治具で測定する聴取位置での周波数特性、最大音量設定での最大出力レベル、所定レベルでのひずみ、テンプルから所定の距離に置いたマイクで測定する音漏れ、マイク感度と録音した騒音の中でのノイズ低減性能、そして左右のバランスです。試験距離、治具、基準値は作業上の既定値として提示して発注ごとに確定し、ゴールデンサンプルが基準カーブを持てるよう、チューニング開始前に試験計画に記載します。方法はスマートグラスの音響試験で説明しています。
音響チューニングにかかる時間
カタログモデルは既存の音響設計を維持し、ファームウェアで変更できるのはイコライザーと音量ステップのみです。新しいスピーカーチャンバーやトランスデューサーの位置はフルOEMまたはODMの業務の一部であり、一般的に1モデル3,000ペアから、エンジニアリングサンプルは金型製作を含めて30-60日です。これらは参考レンジであり、プログラムごとに書面で確定します。MOQとリードタイムをご覧ください。音響目標と比較対象の参考製品を見積もりフォームからお送りください。