受話装置
【課題】 使用者の装着時の負担の少ない小型で軽い骨伝導式の受話装置を提供すること。
【解決手段】 弾性力により両先端を人体の外耳道入り口の周辺に圧接可能に構成された弧状に曲げられた弾性体であるアーム部１の中央部に音響振動発生源２を備えた受話装置が構成されている。アーム部１の中央部は帯状であり、かつ、音響振動発生源２は前記帯状部分に圧電セラミック板４を２枚裏表に貼りつけて圧電バイモルフを形成したものである。
【解決手段】 弾性力により両先端を人体の外耳道入り口の周辺に圧接可能に構成された弧状に曲げられた弾性体であるアーム部１の中央部に音響振動発生源２を備えた受話装置が構成されている。アーム部１の中央部は帯状であり、かつ、音響振動発生源２は前記帯状部分に圧電セラミック板４を２枚裏表に貼りつけて圧電バイモルフを形成したものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音響振動発生源により発生させた振動を頭部に伝達して音声などを感知させる骨伝導式の受話装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
骨伝導式の受話装置、すなわち骨伝導スピーカはその目的から、音響性能が重要であると同様に、人体の頭部に固定して使用するものであるので装着性が重要である。そこで小型であること、軽量であることが望ましい。
【０００３】
骨伝導の音声伝搬は音響振動体が頭部の一部に圧接していることが必要であり、従来の骨伝導スピーカは基本的には既存の気導音を聞くヘッドフォンの構成を踏襲している。すなわち、頭部に装着するアーム部分の両端に音響振動発生源と振動体が備えられた構成が基本であり、この構成については特許文献１，２，３のように多くの提案がなされている。従来一般的に用いられている骨伝導スピーカは電磁型であり、その構成は原理的には従来の電話の受話器において振動板のみを小さくした構造に類似している。特許文献４，５にその例が示されている。
【０００４】
従来の構成では、振動体となる鉄片（プレートヨーク）がばね機構を介して、永久磁石で励磁されたヨークと向かい合っている。音声に比例する電流がヨークの周りに置かれた巻き線に流れると、鉄片に音声に比例した力が作用して鉄片が振動し、その振動の反作用で音声に比例した力で音響振動が接触する物体に伝播する。電磁型の骨伝導スピーカは、主要な構成部材が金属のために堅牢であるが、一方では重量が大きくなりその低減には限界がある。また駆動特性の直線性を確保するために磁気コイルには一定の奥行きが必要になり、そのためのデバイスの厚みが必要となる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−０３３２９９号公報
【特許文献２】特開２００３−０１８６８３号公報
【特許文献３】特開２００２−３１５０８３号公報
【特許文献４】特開平１１−３５５８７１号公報
【特許文献５】特開２００６−０３３７８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
人体の頭部であれば、何処であれ音響振動体が圧接されるとその振動は頭蓋骨、さらに耳の奥にある蝸牛管内の聴覚神経に伝搬し、これが骨伝導と呼ばれている。聴覚神経で音響振動が感知されて音声が認識されるが、音響振動体が圧接される場所によりその感度は大きく異なる。最も敏感に音響振動を感知できる場所は外耳道入り口周辺であり、特に軟骨で構成される耳珠は顕著な場所であり、この部分に音響振動体を圧接する場合が最も感度よく音声が認識される。
【０００７】
そこで、骨伝導で音を聞く場合にその音響振動体を上述の外耳道入り口周辺に固定しなければならず、その際の装着性が重要である。長時間の使用における疲労や、移動時の煩わしさは装着された部分の大きさや重さに比例して大きくなる。従来の骨伝道スピーカは上述のように既存のヘッドフォンの構成を踏襲しており、音響振動発生源と振動体が上記外耳道入り口周辺に固定されるためその大きさ、重量により使用者に大きな負担を強いている。
【０００８】
そこで本発明の課題は、使用者の装着時の負担の少ない小型で軽い骨伝導式の受話装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
骨伝導で音声を受話する従来の装置は前述のとおり、既存の気導音を聞くヘッドフォンに似た構成が主に用いられ、頭頂に乗せたアームや、後頭部から耳介に伸びたアームの両端に音響振動発生源が取り付けられ、外耳道入り口周辺に固定される構造になっている。ところが発明者が鋭意検討した結果、アーム先端にある音響振動発生源を取り除き、アームの中央部に音響振動発生源を取り付けて音響振動をアームに伝搬させ、アームの先端部のみを耳珠に圧接しても充分な感度で音声を認識できることが確認できた。
【００１０】
この構成を応用すると、体積や重量の大きな音響振動発生源は頭頂部や後頭部に配置でき、外耳道周辺にあてがう音響振動部はきわめて軽量かつスリムな構成でその目的を達成することが可能となる。すなわち使用者にとって装着感の優れた骨伝導式の受話装置を提供する事が可能となる。
【００１１】
また、その音響振動発生源としては従来より主に使用された電磁型を用いることも可能であるが、アーム材の全体、もしくは中央部のみを帯状の弾性体で構成して、この中央部に圧電セラミックの板を接着した圧電バイモルフ、もしくは圧電ユニモルフを形成することにより、体積並びに重量が小さな音響振動発生源を実現することができ、装着感はさらに改善できる。
【００１２】
そこで、本発明の受話装置は、弾性力により両先端を人体の外耳道入り口の周辺に圧接可能に構成された弧状に曲げられた弾性体の中央部に音響振動発生源を備えたことを特徴とする。
【００１３】
また、前記弾性体は少なくとも一部が帯状であり、かつ、前記音響振動発生源は前記帯状の部分に圧電セラミックを接合して形成された圧電バイモルフもしくは圧電ユニモルフであることが望ましい。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明により、使用者の装着時の負担の少ない小型で軽い骨伝導式の受話装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００１６】
図１は、本発明による受話装置の一実施の形態の構成を示す正面図である。図１において、弾性力により両先端を人体の外耳道入り口の周辺に圧接可能に構成された弧状に曲げられた弾性体であるアーム部１の中央部に音響振動発生源２を備えた受話装置が構成されている。アーム部１は少なくとも中央部が帯状であり、かつ、音響振動発生源２は前記中央の帯状部分に圧電セラミックを接合して形成された圧電バイモルフもしくは圧電ユニモルフである。
【００１７】
以下、本実施の形態の受話装置の詳細形状および作製法の一例を説明する。アーム部１は、幅５ｍｍ、長さ３５０ｍｍ、厚さ０．５ｍの帯状のステンレス板を準備して、これを図１のように中央部を平坦にその両側を弧状に折り曲げて作製した。中央部には圧電セラミック板４を２枚裏表に貼りつけて圧電バイモルフを形成した。この圧電セラミック板４は駆動電圧を下げる為に積層構造としてあり、ＮＥＣトーキン製圧電セラミックスＮ１０材を用いてグリーンシートを作製した。内部電極に銀−パラジュームからなるペーストを印刷して積層したのち裁断して、有機バインダーを熱処理した後、大気中で１０００から１１００℃で焼成した。外部電極と内部電極を一層毎に取り出す側面電極を印刷したあと、５００℃、２０分の電極焼付け処理によって圧電素子を作製した。この圧電素子は、厚み方向に４層重ねられており、外形の寸法は３０×５×０．５ｍｍである。さらに室温で１００Ｖの直流を１０分間印加して分極処理を行ない圧電セラミック板４を得た。二枚の圧電セラミック板４は並列に結線され、一方が分極方向に電界が印加されるときに他方は分極と反対の方向に電界が印加されるように電極端子を取り出している。
【００１８】
なお、本実施の形態では、ステンレス製のアーム部１の先端には図１に示すようにエラストマー製のゴムカバー３を取り付けている。また、上記構成では圧電バイモルフを形成するための圧電セラミック板４として積層型の圧電素子を用いているが、これは駆動電圧を低減するためのもので本質的なものでなく、必要に応じては単板で構成することも可能である。
【００１９】
図２は、本実施の形態の受話装置を、音響振動発生源２を頭頂部に乗せ、アーム部１の先端部を外耳道周辺にあてがうように装着した場合の側面図である。上記の電極端子間に音響信号に比例した交流電圧（１０Ｖｒｍｓ Ｍａｘ）を印加するとアーム部１には音響信号に比例した屈曲振動が生じる。この装置を図２のように頭部に乗せてゴムカバー３で構成されたアーム１の先端部を双方の耳珠にあてがうと明瞭な音声を聴取する事が可能であることが確認できた。また、上述の形状、作製方法で試作した受話装置の重量はわずかに１０ｇであり、従来の受話装置の重量が数十ｇ以上であるのに比べ大幅に軽量化された。
【００２０】
図３は、本実施の形態の受話装置の変形例であり、音響振動発生源２を後頭部に配置し、アーム部の先端部を外耳道周辺にあてがうように装着する場合を示す側面図である。この場合、アーム部１１の形状は、途中で折り曲げられて耳介に引っ掛け、その先端部が耳珠に接触するように構成されている。
【００２１】
図４は、聴診器と同じようにあごの下にアーム部１の弧状の部分および音響振動発生源２を配置した場合の本実施の形態の受話装置の装着例を示す側面図である。全体が軽量であるのでこのような装着が可能となる。
【００２２】
以上のように、本発明により使用者の装着時の負担の少ない小型で軽い骨伝導式の受話装置が得られる。
【００２３】
本発明は、上記の実施の形態に限られるものではないことは言うまでもなく、例えば必要に応じてアーム部を伸縮してその長さを調整する機構や、アーム部先端の耳珠に接触する圧力を調整する機構を付加することも可能である。また、アーム部を構成する弾性体は特に金属を使用する必要はなく、適度の弾性や強度を有する有機物系の材料も使用が可能である。また、アーム部は一体に形成されている必要はない。また、全て同じ材料で構成する必要もなく、複数の材質が組み合わされたものでも良い。アーム部の形状としては先端部が棒状であってもよい。音響振動発生源は圧電セラミックにより形成された圧電ユニモルフであってもよく、また、従来の電磁型のものであっても従来の受話装置よりは装着時の負担は少ない。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明による受話装置の一実施の形態の構成を示す正面図。
【図２】本実施の形態の受話装置を、音響振動発生源を頭頂部に乗せ、アーム部の先端部を外耳道周辺にあてがうように装着した場合の側面図。
【図３】本実施の形態の受話装置の変形例であり、音響振動発生源を後頭部に配置し、アーム部の先端部を外耳道周辺にあてがうように装着する場合を示す側面図。
【図４】聴診器と同じようにあごの下にアーム部の弧状の部分および音響振動発生源を配置した場合の本実施の形態の受話装置の装着例を示す側面図。
【符号の説明】
【００２５】
１，１１ アーム部
２ 音響振動発生源
３ ゴムカバー
４ 圧電セラミック板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音響振動発生源により発生させた振動を頭部に伝達して音声などを感知させる骨伝導式の受話装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
骨伝導式の受話装置、すなわち骨伝導スピーカはその目的から、音響性能が重要であると同様に、人体の頭部に固定して使用するものであるので装着性が重要である。そこで小型であること、軽量であることが望ましい。
【０００３】
骨伝導の音声伝搬は音響振動体が頭部の一部に圧接していることが必要であり、従来の骨伝導スピーカは基本的には既存の気導音を聞くヘッドフォンの構成を踏襲している。すなわち、頭部に装着するアーム部分の両端に音響振動発生源と振動体が備えられた構成が基本であり、この構成については特許文献１，２，３のように多くの提案がなされている。従来一般的に用いられている骨伝導スピーカは電磁型であり、その構成は原理的には従来の電話の受話器において振動板のみを小さくした構造に類似している。特許文献４，５にその例が示されている。
【０００４】
従来の構成では、振動体となる鉄片（プレートヨーク）がばね機構を介して、永久磁石で励磁されたヨークと向かい合っている。音声に比例する電流がヨークの周りに置かれた巻き線に流れると、鉄片に音声に比例した力が作用して鉄片が振動し、その振動の反作用で音声に比例した力で音響振動が接触する物体に伝播する。電磁型の骨伝導スピーカは、主要な構成部材が金属のために堅牢であるが、一方では重量が大きくなりその低減には限界がある。また駆動特性の直線性を確保するために磁気コイルには一定の奥行きが必要になり、そのためのデバイスの厚みが必要となる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−０３３２９９号公報
【特許文献２】特開２００３−０１８６８３号公報
【特許文献３】特開２００２−３１５０８３号公報
【特許文献４】特開平１１−３５５８７１号公報
【特許文献５】特開２００６−０３３７８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
人体の頭部であれば、何処であれ音響振動体が圧接されるとその振動は頭蓋骨、さらに耳の奥にある蝸牛管内の聴覚神経に伝搬し、これが骨伝導と呼ばれている。聴覚神経で音響振動が感知されて音声が認識されるが、音響振動体が圧接される場所によりその感度は大きく異なる。最も敏感に音響振動を感知できる場所は外耳道入り口周辺であり、特に軟骨で構成される耳珠は顕著な場所であり、この部分に音響振動体を圧接する場合が最も感度よく音声が認識される。
【０００７】
そこで、骨伝導で音を聞く場合にその音響振動体を上述の外耳道入り口周辺に固定しなければならず、その際の装着性が重要である。長時間の使用における疲労や、移動時の煩わしさは装着された部分の大きさや重さに比例して大きくなる。従来の骨伝道スピーカは上述のように既存のヘッドフォンの構成を踏襲しており、音響振動発生源と振動体が上記外耳道入り口周辺に固定されるためその大きさ、重量により使用者に大きな負担を強いている。
【０００８】
そこで本発明の課題は、使用者の装着時の負担の少ない小型で軽い骨伝導式の受話装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
骨伝導で音声を受話する従来の装置は前述のとおり、既存の気導音を聞くヘッドフォンに似た構成が主に用いられ、頭頂に乗せたアームや、後頭部から耳介に伸びたアームの両端に音響振動発生源が取り付けられ、外耳道入り口周辺に固定される構造になっている。ところが発明者が鋭意検討した結果、アーム先端にある音響振動発生源を取り除き、アームの中央部に音響振動発生源を取り付けて音響振動をアームに伝搬させ、アームの先端部のみを耳珠に圧接しても充分な感度で音声を認識できることが確認できた。
【００１０】
この構成を応用すると、体積や重量の大きな音響振動発生源は頭頂部や後頭部に配置でき、外耳道周辺にあてがう音響振動部はきわめて軽量かつスリムな構成でその目的を達成することが可能となる。すなわち使用者にとって装着感の優れた骨伝導式の受話装置を提供する事が可能となる。
【００１１】
また、その音響振動発生源としては従来より主に使用された電磁型を用いることも可能であるが、アーム材の全体、もしくは中央部のみを帯状の弾性体で構成して、この中央部に圧電セラミックの板を接着した圧電バイモルフ、もしくは圧電ユニモルフを形成することにより、体積並びに重量が小さな音響振動発生源を実現することができ、装着感はさらに改善できる。
【００１２】
そこで、本発明の受話装置は、弾性力により両先端を人体の外耳道入り口の周辺に圧接可能に構成された弧状に曲げられた弾性体の中央部に音響振動発生源を備えたことを特徴とする。
【００１３】
また、前記弾性体は少なくとも一部が帯状であり、かつ、前記音響振動発生源は前記帯状の部分に圧電セラミックを接合して形成された圧電バイモルフもしくは圧電ユニモルフであることが望ましい。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明により、使用者の装着時の負担の少ない小型で軽い骨伝導式の受話装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００１６】
図１は、本発明による受話装置の一実施の形態の構成を示す正面図である。図１において、弾性力により両先端を人体の外耳道入り口の周辺に圧接可能に構成された弧状に曲げられた弾性体であるアーム部１の中央部に音響振動発生源２を備えた受話装置が構成されている。アーム部１は少なくとも中央部が帯状であり、かつ、音響振動発生源２は前記中央の帯状部分に圧電セラミックを接合して形成された圧電バイモルフもしくは圧電ユニモルフである。
【００１７】
以下、本実施の形態の受話装置の詳細形状および作製法の一例を説明する。アーム部１は、幅５ｍｍ、長さ３５０ｍｍ、厚さ０．５ｍの帯状のステンレス板を準備して、これを図１のように中央部を平坦にその両側を弧状に折り曲げて作製した。中央部には圧電セラミック板４を２枚裏表に貼りつけて圧電バイモルフを形成した。この圧電セラミック板４は駆動電圧を下げる為に積層構造としてあり、ＮＥＣトーキン製圧電セラミックスＮ１０材を用いてグリーンシートを作製した。内部電極に銀−パラジュームからなるペーストを印刷して積層したのち裁断して、有機バインダーを熱処理した後、大気中で１０００から１１００℃で焼成した。外部電極と内部電極を一層毎に取り出す側面電極を印刷したあと、５００℃、２０分の電極焼付け処理によって圧電素子を作製した。この圧電素子は、厚み方向に４層重ねられており、外形の寸法は３０×５×０．５ｍｍである。さらに室温で１００Ｖの直流を１０分間印加して分極処理を行ない圧電セラミック板４を得た。二枚の圧電セラミック板４は並列に結線され、一方が分極方向に電界が印加されるときに他方は分極と反対の方向に電界が印加されるように電極端子を取り出している。
【００１８】
なお、本実施の形態では、ステンレス製のアーム部１の先端には図１に示すようにエラストマー製のゴムカバー３を取り付けている。また、上記構成では圧電バイモルフを形成するための圧電セラミック板４として積層型の圧電素子を用いているが、これは駆動電圧を低減するためのもので本質的なものでなく、必要に応じては単板で構成することも可能である。
【００１９】
図２は、本実施の形態の受話装置を、音響振動発生源２を頭頂部に乗せ、アーム部１の先端部を外耳道周辺にあてがうように装着した場合の側面図である。上記の電極端子間に音響信号に比例した交流電圧（１０Ｖｒｍｓ Ｍａｘ）を印加するとアーム部１には音響信号に比例した屈曲振動が生じる。この装置を図２のように頭部に乗せてゴムカバー３で構成されたアーム１の先端部を双方の耳珠にあてがうと明瞭な音声を聴取する事が可能であることが確認できた。また、上述の形状、作製方法で試作した受話装置の重量はわずかに１０ｇであり、従来の受話装置の重量が数十ｇ以上であるのに比べ大幅に軽量化された。
【００２０】
図３は、本実施の形態の受話装置の変形例であり、音響振動発生源２を後頭部に配置し、アーム部の先端部を外耳道周辺にあてがうように装着する場合を示す側面図である。この場合、アーム部１１の形状は、途中で折り曲げられて耳介に引っ掛け、その先端部が耳珠に接触するように構成されている。
【００２１】
図４は、聴診器と同じようにあごの下にアーム部１の弧状の部分および音響振動発生源２を配置した場合の本実施の形態の受話装置の装着例を示す側面図である。全体が軽量であるのでこのような装着が可能となる。
【００２２】
以上のように、本発明により使用者の装着時の負担の少ない小型で軽い骨伝導式の受話装置が得られる。
【００２３】
本発明は、上記の実施の形態に限られるものではないことは言うまでもなく、例えば必要に応じてアーム部を伸縮してその長さを調整する機構や、アーム部先端の耳珠に接触する圧力を調整する機構を付加することも可能である。また、アーム部を構成する弾性体は特に金属を使用する必要はなく、適度の弾性や強度を有する有機物系の材料も使用が可能である。また、アーム部は一体に形成されている必要はない。また、全て同じ材料で構成する必要もなく、複数の材質が組み合わされたものでも良い。アーム部の形状としては先端部が棒状であってもよい。音響振動発生源は圧電セラミックにより形成された圧電ユニモルフであってもよく、また、従来の電磁型のものであっても従来の受話装置よりは装着時の負担は少ない。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明による受話装置の一実施の形態の構成を示す正面図。
【図２】本実施の形態の受話装置を、音響振動発生源を頭頂部に乗せ、アーム部の先端部を外耳道周辺にあてがうように装着した場合の側面図。
【図３】本実施の形態の受話装置の変形例であり、音響振動発生源を後頭部に配置し、アーム部の先端部を外耳道周辺にあてがうように装着する場合を示す側面図。
【図４】聴診器と同じようにあごの下にアーム部の弧状の部分および音響振動発生源を配置した場合の本実施の形態の受話装置の装着例を示す側面図。
【符号の説明】
【００２５】
１，１１ アーム部
２ 音響振動発生源
３ ゴムカバー
４ 圧電セラミック板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性力により両先端を人体の外耳道入り口の周辺に圧接可能に構成された弧状に曲げられた弾性体の中央部に音響振動発生源を備えたことを特徴とする受話装置。
【請求項２】
前記弾性体は少なくとも一部が帯状であり、かつ、前記音響振動発生源は前記帯状の部分に圧電セラミックを接合して形成された圧電バイモルフもしくは圧電ユニモルフであることを特徴とする請求項１記載の受話装置。
【請求項１】
弾性力により両先端を人体の外耳道入り口の周辺に圧接可能に構成された弧状に曲げられた弾性体の中央部に音響振動発生源を備えたことを特徴とする受話装置。
【請求項２】
前記弾性体は少なくとも一部が帯状であり、かつ、前記音響振動発生源は前記帯状の部分に圧電セラミックを接合して形成された圧電バイモルフもしくは圧電ユニモルフであることを特徴とする請求項１記載の受話装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００８−８５７８１（Ｐ２００８−８５７８１Ａ）
【公開日】平成２０年４月１０日（２００８．４．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２６４７４０（Ｐ２００６−２６４７４０）
【出願日】平成１８年９月２８日（２００６．９．２８）
【出願人】（０００１３４２５７）ＮＥＣトーキン株式会社 (1,832)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年４月１０日（２００８．４．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年９月２８日（２００６．９．２８）
【出願人】（０００１３４２５７）ＮＥＣトーキン株式会社 (1,832)
【Ｆターム（参考）】
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