受話装置
【課題】 使用者の装着時の負担が少ない、小型軽量の骨伝導式の受話装置を提供する。
【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アーム部１の両先端を除く部分に音響振動発生源２を配して受話装置を構成する。
【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アーム部１の両先端を除く部分に音響振動発生源２を配して受話装置を構成する。
【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先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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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さが必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【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
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
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。健聴者にとって、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。
【０００９】
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。
【００１０】
そこで本発明の課題は、使用者の装着時の負担が少ない、小型軽量な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】
【００１１】
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部や、後頭部から耳介に伸びたアーム部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。
【００１２】
ところが発明者が鋭意検討した結果、アーム部の両先端にある音響振動発生源を取り除き、アーム部の両先端以外の部分に音響振動発生源を取り付けて音響振動をアーム部に伝搬させ（アーム部全体を振動系として構成し）、アーム部の両先端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。
【００１３】
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の任意の位置等に配置でき、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。
【００１４】
なお、アーム部に備える音響振動発生源は１つでもその音響振動がアーム部の両端に伝搬して、アーム部の両先端から明瞭かつ充分な音量が得られるが、１つ、もしくは２つ以上を対称に設けるのが両端の音量バランスの面や、ステレオ音声を可能にするなどの音響効果上、より好ましい。
【００１５】
すなわち、実用的には、音響振動発生源を２つ用意し、弧状のアーム部の両先端を除き、人体に装着した場合、左右対称となるように配置するのが好ましい。このような配置にすることで、音響効果の向上はもとより、例えば、ヘッドレストを備えた椅子や座席に長時間着席して使用した場合であっても、頭部への局部的な圧迫感を軽減させることができる。
【００１６】
アーム部に備える音響振動発生源を１つにした場合も中央部に設けることにより、両端の音量バランスを取る上で有利である。また、人体の頭頂部中央や後頭部中央を長時間圧迫すると、個人差はあるものの、不快を感じる場合があるので、それを避ける意味では、アーム部の両先端からは、離間させて、頭頂部や後頭部の中央を外すように配置するのが有利である。ただし、中央部に設けても、装着方法を変えるとか、装着箇所を容易に移動できるようにしていれば、対応可能である。
【００１７】
音響振動発生源としては、一般的な電磁型を用いることも可能であるが、アーム部の全体、もしくは一部分を帯状の弾性体で構成して、この帯状の部分に圧電セラミックの板を接着して構成した圧電バイモルフ、もしくは圧電ユニモルフを配置することにより、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、装着感を改善することができる。また、アーム部全体が長尺の圧電バイモルフ、もしくは圧電ユニモルフを構成するので、音響特性が向上する。
【００１８】
また、圧電バイモルフもしくは圧電ユニモルフもしくは圧電アクチュエータをアーム部に付設または埋設して音響振動発生源としてもよい。付設または埋設する際には、一般的な接着剤を用いてもよく、アーム部に切り欠きを設けて、切り欠きに嵌合または圧入するのもよい。圧電バイモルフもしくは圧電ユニモルフもしくは圧電アクチュエータの動きを拘束しすぎずに駆動力を確保するために、圧電バイモルフもしくは圧電ユニモルフもしくは圧電アクチュエータをゴム層からなる圧電素子被覆層を介して付設または埋設するのがよい。
【００１９】
本発明によれば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両先端を除く部分に音響振動発生源を備えたことを特徴とする受話装置が得られる。
【００２０】
本発明によれば、前記音響振動発生源は、前記弾性体の前記両先端からの距離が等しい位置に対称配置されてなることを特徴とする受話装置が得られる。
【００２１】
本発明によれば、前記音響振動発生源は、前記弾性体の中央部に配置されてなることを特徴とする受話装置が得られる。
【００２２】
本発明によれば、前記音響振動発生源は、前記弾性体の中央部を除く位置に配置されてなることを特徴とする受話装置が得られる。
【００２３】
本発明によれば、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受話装置が得られる。
【００２４】
本発明によれば、前記音響振動発生源は、前記弾性体に圧電バイモルフまたは圧電ユニモルフもしくは積層型圧電アクチュエータを付設または埋設してなることを特徴とする受話装置が得られる。
【発明の効果】
【００２５】
以上のように、本発明により、使用者の装着時の負担が少ない、小型で軽く堅牢な骨伝導式の受話装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明による受話装置の構成を示す正面図。図１（ａ）は音響振動発生源を側面に配置した受話装置、図１（ｂ）は音響振動発生源を中央部に配置した受話装置。
【図２】本発明による他の受話装置の構成を示す正面図。音響振動発生源を左右両側面に配置した受話装置。
【図３】本発明の使用例を説明する図。図３（ａ）は音響振動発生源を側面に配置した受話装置、図３（ｂ）は音響振動発生源を中央部に配置した受話装置。
【図４】本発明の他の使用例を説明する図。図４（ａ）は音響振動発生源を側面に配置した受話装置、図４（ｂ）は音響振動発生源を中央部に配置した受話装置。
【図５】本発明の他の使用例を示す図。図５（ａ）は音響振動発生源を側面に配置した受話装置、図５（ｂ）は音響振動発生源を中央部に配置した受話装置。
【図６】本発明による他の受話装置の構成を示す正面図。図６（ａ）は音響振動発生源を側面に配置した受話装置、図６（ｂ）は音響振動発生源を中央部に配置した受話装置、図６（ｃ）は音響振動発生源を左右両側面に配置した受話装置。
【図７】本発明による他の受話装置の構成を示す正面図。
【図８】音響振動発生源の付設状態を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を用いて本発明を実施するための形態について説明する。
【００２８】
図１は、本発明による受話装置の構成を示す正面図である。図１（ａ）は音響振動発生源を側面に配置した受話装置、図１（ｂ）は音響振動発生源を中央部に配置した受話装置を示す。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し、弧状に曲げられた弾性体であるアーム部１の両先端を除く部分に音響振動発生源２を一つ配し、受話装置が構成されている。また、アーム部１の両先端には、ゴムカバーが配されている。音響振動発生源２の位置は、アーム部１の両先端、すなわち人体に装着した際に耳珠に当接する部分およびその近傍を除く位置であれば良い。
【００２９】
図１（ａ）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し、弧状に曲げられた弾性体であるアーム部１の側面部に音響振動発生源２を一つ配し、受話装置が構成されている。アーム部１は少なくとも一部が帯状であり、かつ、音響振動発生源２は前記帯状の部分に圧電セラミック板４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からなる。
【００３０】
音響振動発生源２の位置は、アーム部１の両先端および中央部、すなわち人体に装着した際に耳珠に当接する部分およびその近傍と、頭頂部中央や後頭部中央に当節する部分を除く位置であれば、いずれでも良いが、装着性や使用感の観点から、中央部、すなわち頭頂部中央や後頭部中央に当接する部分と耳珠に当接する部分の中間付近が好ましい。
【００３１】
図１（ｂ）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し、弧状に曲げられた弾性体であるアーム部１のほぼ中央部に圧電バイモルフや圧電ユニモルフもしくは圧電アクチュエータからなる音響振動発生源２を一つ配し、受話装置が構成されている。音響振動発生源２を頭頂部中央または後頭部中央に当接させるためには、アーム部１のほぼ中央部に付設するのが好ましい。
【００３２】
図２は、本発明による他の受話装置の構成を示す正面図で音響振動発生源を左右両側面に配置した受話装置である。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し、弧状に曲げられた弾性体であるアーム部１両側面部に音響振動発生源２をそれぞれ配し、音響振動発生源２がおおよそ左右対称位置となるように受話装置が構成されている。アーム部１は少なくとも一部が帯状であり、かつ、音響振動発生源２は前記帯状の部分に圧電セラミック板４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からなる。音響振動発生源２を２つ、左右対称に配置することにより、音量バランス調整やステレオ再生が容易に行える。
【００３３】
また、音響振動発生源２の位置は、アーム部１の両先端、すなわち人体に装着した際に耳珠に当接する部分およびその近傍を除く位置であれば、いずれでも良いが、装着性や使用感の観点から、中央部、すなわち頭頂部中央や後頭部中央に当接する部分と耳珠に当接する部分の中間付近が好ましい。
【００３４】
アーム部１は、人体への装着性が良い材料であれば一般的に用いられるいずれの材料でも良いが、芯材としては、特にステンレスやＴｉＮｉ系を代表とする超弾性合金のようなバネ性を有する金属材料や、適度の弾性や強度を有する有機物系の材料、すなわちアクリル樹脂をはじめとする合成樹脂、木材、木材由来材料が好ましい。
【００３５】
また、アーム部１は、必要に応じて塗装してもよく、一般的な合成樹脂を用いて一体成型を行って被覆しても、チューブ等を用いて被覆してもよい。
【００３６】
アーム部１のみを塗装または被覆してもよいが、アーム部１に音響振動発生源２として、圧電バイモルフや圧電ユニモルフもしくは圧電アクチュエータを例えば一般的に用いられる接着剤を用いて付設または埋設したのちに、全体を塗装または被覆してもよい。
【００３７】
被覆層も合成樹脂やゴムに限定する必要はなく、ジェル状の物質の充填、ウレタンフォームの使用など必要以上に振動を抑制せず、音響振動を伝播し、かつ音響振動発生源を衝撃から守る物質なら適宜選択が可能である。
【００３８】
なお、被覆はアーム全体に施しても良いが、芯材の風合いを活かしたい場合や、重量を軽減したい場合は、圧電バイモルフ素子の周囲のみを被覆する構成でもよい。
【００３９】
アーム部１の先端には、人体への装着性を向上させるために、例えばエラストマー製のゴムカバーを設けてもよい。
【００４０】
音響振動発生源としては、アーム部の所定の設置箇所に圧電バイモルフや圧電ユニモルフもしくは圧電アクチュエータを接着等で付設、埋設するか、もしくはアーム部の所定の箇所の少なくとも一部を帯状の弾性体として、この帯状の部分に圧電セラミックの板を接着して構成した圧電バイモルフ、もしくは圧電ユニモルフを配置すればよい。
【００４１】
また、圧電バイモルフや圧電ユニモルフとして積層型の圧電セラミック板もしくは積層型の圧電素子を用いるのが好ましいが、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してもよい。
【実施例】
【００４２】
以下、実施例を用いて、本発明を詳述する。
【００４３】
（実施例１）
アーム部１として、幅５ｍｍ、長さ３５０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの帯状のステンレス板を準備して、中央部を弧状にその両側を平坦に折り曲げて図１（ａ）の構成の受話装置作製した。
【００４４】
アーム部１の平坦な部分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トーキン株式会社製の圧電セラミックスＮ１０材を用いてグリーンシートを作製した。内部電極に銀−パラジウ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。
【００４５】
この圧電素子は、厚さ方向に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。
【００４６】
なお、使用感を向上させるために、アーム部１の先端はゴムカバー３で被覆している。
【００４７】
（実施例２）
実施例１と同様に、アーム部１として、幅５ｍｍ、長さ３５０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの帯状のステンレス板を準備して、中央部を弧状にその両側を平坦に折り曲げて図１（ｂ）の構成の受話装置を作製した。
【００４８】
中央部に平坦な部分を設け、圧電バイモルフ素子をアーム部１に接着し、音響振動発生源２とした。この圧電バイモルフ素子は、実施例１と同じものを用いた。
【００４９】
なお、使用感を向上させるために、実施例１と同様に、アーム部１の先端はゴムカバー３で被覆している。
【００５０】
図３は、本発明の使用例を説明する図で、図３（ａ）は音響振動発生源を側面に配置した受話装置、図３（ｂ）は音響振動発生源を中央部に配置した受話装置である。一般的な使用方法としては、図３(ａ）のように、実施例１の受話装置は、音響振動発生源２を頭頂部中央を外した位置に当接し、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する。また、図３（ｂ）のように実施例２の受話装置は、音響振動発生源２を頭頂部中央に当接し、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する。
【００５１】
実施例１、実施例２の受話装置の場合、音響振動発生源２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。これらの受話装置を図３のように装着し、ゴムカバー３で被覆されたアーム部１の先端部を双方の耳珠にあてがうと、実施例１、実施例２共に、明瞭な音声を聴取する事が可能であることを確認した。
【００５２】
なお、実施例１、実施例２共に、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。
【００５３】
図４は、本発明の他の使用例を説明する図で、図４（ａ）は音響振動発生源を側面に配置した受話装置、図４（ｂ）は音響振動発生源を中央部に配置した受話装置である。この使用例の場合、図４(ａ）のように、実施例１の受話装置は音響振動発生源２を、後頭部中央を外した位置に配し、アーム部の両先端を外耳道周辺にあてがうように装着する。また、図４（ｂ）のように、実施例２の受話装置は、音響振動発生源２を、後頭部中央に配し、アーム部１１の両先端を外耳道周辺にあてがうように装着する。
【００５４】
図４(ａ)の場合、アーム部１１の形状は厳密には実施例１のアーム部１の形状とは少し異なり、途中で折り曲げられる形状となっており、人体に装着した際に、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。
【００５５】
図４(ｂ)の場合も、アーム部１１の形状は厳密には実施例２のアーム部１の形状とは少し異なり、途中で折り曲げられる形状となっており、同様に、人体に装着した際に、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。
【００５６】
図５は、本発明の他の使用例を説明する図で、図５（ａ）は音響振動発生源を側面に配置した受話装置、図５（ｂ）は音響振動発生源を中央部に配置した受話装置ある。図５(ａ）は実施例１の受話装置の使用例で、図５(ｂ)は実施例２の使用例で、このように、実施例１、実施例２の受話装置は、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を配置して装着できる。実施例１、実施例２の受話装置は、共に、全体が軽量であるのでこのような装着が可能となった。なお、このような装着を行う場合は、使用時の音響振動発生源２の圧迫感が問題とならないので、音量バランス、重量バランスの面で実施例２のように、アーム部１の中央部に配置するほうが望ましい。
【００５７】
（実施例３）
実施例１と同様の材料および製造方法により、図２に示したようなアーム部１の両端から等距離の位置に音響振動発生源２を２個配置した受話装置を得て、実施例１、実施例２と同様に人体に装着、使用したところ、同様の効果が得られた。
【００５８】
なお、実施例３の受話装置を用い、図３〜５と同様の変形を施し、装着したところ、音響振動発生源１個分の重量は増加したものの、全体として１１ｇと軽量であり、実施例１、２と同様の効果を確認した。
【００５９】
また、人体に装着した際、左右均等に荷重がかかるため、より安定した、良好な装着感が得られた。
【００６０】
（実施例４、５、６）
図６は、本発明による他の受話装置の構成を示す正面図で、図６（ａ）は音響振動発生源を側面に配置した受話装置、図６（ｂ）は音響振動発生源を中央部に配置した受話装置、図６（ｃ）は音響振動発生源を左右両側面に配置した受話装置である。
【００６１】
(実施例４）
図６（ａ）のように、音響振動発生源がアーム部の側面部に１つ設けられた受話装置である。アーム部１はアクリル樹脂製で、アーム部１の厚さは最小１ｍｍから最大３ｍｍのテーパー状で幅は８ｍｍに成形した。アーム部１の中央部付近は、長さが３５０ｍｍの弧状とし、隣接する両端に、厚さが５ｍｍ、長さが５０ｍｍの平坦な部分を形成した。
【００６２】
また、平坦な部分の中央部近傍に、実施例１で用いた圧電セラミック板からなる圧電バイモルフ素子を音響振動発生源として封入し、埋設した。なお、圧電バイモルフ素子の動きを拘束しすぎずに駆動力を確保するために、圧電バイモルフ素子の周囲に柔らかいゴム層を圧電素子被覆層として１ｍｍ厚程度に形成した。圧電バイモルフ素子と圧電素子被覆層は、アーム部１を樹脂成型する過程で封入した。
【００６３】
アーム部１の両先端は、耳珠に接触し易い形状に一体成型した。本実施例による受話装置の重量は９ｇであった。
【００６４】
（実施例５）
図６（ｂ）のように、音響振動発生源がアーム部の中央部に１つ設けられた受話装置である。実施例４と平坦な部分の位置のみが異なるアーム部１を形成する。アーム部１はアクリル樹脂製で、アーム部１の厚さは最小１ｍｍから最大３ｍｍのテーパー状で幅は８ｍｍに成形し、アーム部１は、長さが３５０ｍｍの弧状とし、中央部に厚さが５ｍｍ、長さが５０ｍｍの平坦な部分を形成した。
【００６５】
平坦な部分の中央部近傍に、実施例４と同様に実施例１で用いたものと同じ構造の圧電バイモルフ素子を音響振動発生源２として用い、ゴム層を圧電素子被覆層５として形成し、圧電バイモルフ素子と圧電素子被覆層を、アーム部１を樹脂成型する過程で封入した。
【００６６】
アーム部１の両先端は、実施例４と同様に耳珠に接触し易い形状に一体成型した。本実施例による受話装置の重量は９ｇであった。
【００６７】
（実施例６）
図６（ｃ）のように、音響振動発生源がアーム部の左右の側面部に２つ設けられた受話装置である。実施例４と同様のアーム部１を形成し、実施例４と同様の材料および製造方法によりアーム部１の両方の側面の平坦部に、圧電バイモルフ素子と圧電素子被覆層を、アーム部１を樹脂成型する過程で封入した。実施例６の受話装置は、音響振動発生源２が２つ、左右対称に設けられている。
【００６８】
アーム部１の両先端は、実施例４と同様に耳珠に接触し易い形状に一体成型した。本実施例による受話装置は実施例４、５よりも音響振動発生源１個分の重量は増加したものの、重量は全体として１０ｇであった。
【００６９】
これら実施例４，５、６の受話装置を、図３〜５に示した、各使用例に倣って変形し、実施例１、２、３の受話装置と同様にアーム部１の先端部を双方の耳珠にあてがい音響性能を検証したところ、実施例１、２、３と同様に、明瞭な音声を聴取することができた。また、全体として軽量で装着感も良好であった。また、実施例６の受話装置は、若干実施例４、５の受話装置より重いが、人体に装着した際、左右均等に荷重がかかるため、より安定した、良好な装着感が得られた。
【００７０】
また、このように、圧電素子被覆相で保護するように構成したことで、圧電バイモルフ素子の音響的振動を十分確保すると同時に、小型かつ重量増大にならないように圧電バイモルフ素子を外力から保護することが可能となった。
【００７１】
実施例１、２、４、５の受話装置は、音響振動発生源は一つであるので、モノラル音声であったが、実施例３と実施例６の受話装置は、音響振動発生源を二つにしているので、相互の干渉を避けるための防音処置を施すことにより、ステレオ音声を発生させることができた。
【００７２】
二つの音響振動発生源を一定の距離だけ離して配置することにより、防音処置を境界部に設けることなく一般的なステレオ音声を発生させることも可能である。
【００７３】
（実施例７）
図７は、本発明による他の受話装置の構成を示す正面図である。図８は、音響振動発生源の付設状態を説明する図で、図７の点線で囲った部分を拡大したものである。
【００７４】
アーム部１は、直径４ｍｍのアルミニウム棒状体を弧状に形成し、図８に示すように弧のほぼ中央部に切り欠きを形成して、積層型圧電アクチュエータよりなる音響振動発生源２を圧入した。
【００７５】
切り欠きは、音響振動発生源２の少なくとも一部が埋め込まれる程度の深さを有する窪みで、アーム部１の表面に近い部分に爪部を形成して、音響振動発生源２をアーム部１に仮止めできるように構成している。
【００７６】
切り欠きに嵌め込まれた音響振動発生源２の両端部は、脱落を防止するためにエポキシ系接着剤で固定した。
【００７７】
なお、音響振動発生源２として、長さ方向に一層５０μｍの層が１６０層重ねられ、相互の電極間に電圧が印加される構成で圧電ユニモルフとして機能する、２ｍｍ×２ｍｍ×１０ｍｍの大きさのＮＥＣトーキン株式会社製積層型圧電アクチュエータ素子を使用した。
【００７８】
このように構成することで、音響振動発生源２である、積層型圧電アクチュエータ素子の伸縮振動が、アーム部１の中央部の屈曲振動に変換されて拡大された変位で、アーム部１の両方の端部を、図６の矢印Ａのように振動させる。
【００７９】
さらに、アーム部１と積層型圧電アクチュエータ素子を組み合わせた全体で、一つの振動系を構成し、この振動系の共振周波数が可聴音域に入るために、可聴音域の入力信号に対してより大きな振動および振幅が得られる。
【００８０】
５〜７Ｖｒｍｓの音響信号に比例した交流電圧を印加し、音響振動発生源２を振動させた状態で、アーム部１の両方の先端部を、アーム部１の弾性を利用して人体の外耳道入り口の耳珠近傍に圧接させたところ、明瞭な音声を聴取する事が可能であることを確認した。
【００８１】
なお、上述の受話装置の重量は７ｇであり、音質を損なうことなく、大幅に軽量化された受話装置が得られた。
【００８２】
実施例７の受話装置を、図３〜５に示した、各使用例に倣って変形し、実施例１〜６の受話装置と同様にアーム部１の先端部を双方の耳珠にあてがい音響性能を検証したところ、他の実施例１〜６と同様に、明瞭な音声を聴取することができた。また、全体として軽量で装着感もより良好であった。なお、実施例７の受話装置では音響振動発生源２をアーム部１の中央部に設けた例のみを示したが、音響振動発生源２をアーム部の側面部に１個、もしくは左右対称となるように２個設けた場合も、軽量化の効果が得られることは明らかである。
【００８３】
なお、図１〜８は、受話装置の要部のみを示したもので、結線等の一般的な受話装置に付属する部分は省略している。
【００８４】
以上のように、本発明により使用者の装着時の負担が少ない小型で軽く堅牢な骨伝導式の受話装置が得られた。
【００８５】
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、アーム部先端が、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。
【００８６】
また、前述のように、アーム部を構成する弾性体は、特に金属材料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。
【００８７】
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。
【００８８】
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同様の作用効果を奏することを確認した。また、従来の電磁型のものであっても本発明の構成を採用することにより、従来の受話装置よりは装着時の負担が少ないことを確認した。
【符号の説明】
【００８９】
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
５ 圧電素子被覆層
【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先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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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さが必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【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
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
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。健聴者にとって、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。
【０００９】
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。
【００１０】
そこで本発明の課題は、使用者の装着時の負担が少ない、小型軽量な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】
【００１１】
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部や、後頭部から耳介に伸びたアーム部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。
【００１２】
ところが発明者が鋭意検討した結果、アーム部の両先端にある音響振動発生源を取り除き、アーム部の両先端以外の部分に音響振動発生源を取り付けて音響振動をアーム部に伝搬させ（アーム部全体を振動系として構成し）、アーム部の両先端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。
【００１３】
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の任意の位置等に配置でき、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。
【００１４】
なお、アーム部に備える音響振動発生源は１つでもその音響振動がアーム部の両端に伝搬して、アーム部の両先端から明瞭かつ充分な音量が得られるが、１つ、もしくは２つ以上を対称に設けるのが両端の音量バランスの面や、ステレオ音声を可能にするなどの音響効果上、より好ましい。
【００１５】
すなわち、実用的には、音響振動発生源を２つ用意し、弧状のアーム部の両先端を除き、人体に装着した場合、左右対称となるように配置するのが好ましい。このような配置にすることで、音響効果の向上はもとより、例えば、ヘッドレストを備えた椅子や座席に長時間着席して使用した場合であっても、頭部への局部的な圧迫感を軽減させることができる。
【００１６】
アーム部に備える音響振動発生源を１つにした場合も中央部に設けることにより、両端の音量バランスを取る上で有利である。また、人体の頭頂部中央や後頭部中央を長時間圧迫すると、個人差はあるものの、不快を感じる場合があるので、それを避ける意味では、アーム部の両先端からは、離間させて、頭頂部や後頭部の中央を外すように配置するのが有利である。ただし、中央部に設けても、装着方法を変えるとか、装着箇所を容易に移動できるようにしていれば、対応可能である。
【００１７】
音響振動発生源としては、一般的な電磁型を用いることも可能であるが、アーム部の全体、もしくは一部分を帯状の弾性体で構成して、この帯状の部分に圧電セラミックの板を接着して構成した圧電バイモルフ、もしくは圧電ユニモルフを配置することにより、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、装着感を改善することができる。また、アーム部全体が長尺の圧電バイモルフ、もしくは圧電ユニモルフを構成するので、音響特性が向上する。
【００１８】
また、圧電バイモルフもしくは圧電ユニモルフもしくは圧電アクチュエータをアーム部に付設または埋設して音響振動発生源としてもよい。付設または埋設する際には、一般的な接着剤を用いてもよく、アーム部に切り欠きを設けて、切り欠きに嵌合または圧入するのもよい。圧電バイモルフもしくは圧電ユニモルフもしくは圧電アクチュエータの動きを拘束しすぎずに駆動力を確保するために、圧電バイモルフもしくは圧電ユニモルフもしくは圧電アクチュエータをゴム層からなる圧電素子被覆層を介して付設または埋設するのがよい。
【００１９】
本発明によれば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両先端を除く部分に音響振動発生源を備えたことを特徴とする受話装置が得られる。
【００２０】
本発明によれば、前記音響振動発生源は、前記弾性体の前記両先端からの距離が等しい位置に対称配置されてなることを特徴とする受話装置が得られる。
【００２１】
本発明によれば、前記音響振動発生源は、前記弾性体の中央部に配置されてなることを特徴とする受話装置が得られる。
【００２２】
本発明によれば、前記音響振動発生源は、前記弾性体の中央部を除く位置に配置されてなることを特徴とする受話装置が得られる。
【００２３】
本発明によれば、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受話装置が得られる。
【００２４】
本発明によれば、前記音響振動発生源は、前記弾性体に圧電バイモルフまたは圧電ユニモルフもしくは積層型圧電アクチュエータを付設または埋設してなることを特徴とする受話装置が得られる。
【発明の効果】
【００２５】
以上のように、本発明により、使用者の装着時の負担が少ない、小型で軽く堅牢な骨伝導式の受話装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明による受話装置の構成を示す正面図。図１（ａ）は音響振動発生源を側面に配置した受話装置、図１（ｂ）は音響振動発生源を中央部に配置した受話装置。
【図２】本発明による他の受話装置の構成を示す正面図。音響振動発生源を左右両側面に配置した受話装置。
【図３】本発明の使用例を説明する図。図３（ａ）は音響振動発生源を側面に配置した受話装置、図３（ｂ）は音響振動発生源を中央部に配置した受話装置。
【図４】本発明の他の使用例を説明する図。図４（ａ）は音響振動発生源を側面に配置した受話装置、図４（ｂ）は音響振動発生源を中央部に配置した受話装置。
【図５】本発明の他の使用例を示す図。図５（ａ）は音響振動発生源を側面に配置した受話装置、図５（ｂ）は音響振動発生源を中央部に配置した受話装置。
【図６】本発明による他の受話装置の構成を示す正面図。図６（ａ）は音響振動発生源を側面に配置した受話装置、図６（ｂ）は音響振動発生源を中央部に配置した受話装置、図６（ｃ）は音響振動発生源を左右両側面に配置した受話装置。
【図７】本発明による他の受話装置の構成を示す正面図。
【図８】音響振動発生源の付設状態を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を用いて本発明を実施するための形態について説明する。
【００２８】
図１は、本発明による受話装置の構成を示す正面図である。図１（ａ）は音響振動発生源を側面に配置した受話装置、図１（ｂ）は音響振動発生源を中央部に配置した受話装置を示す。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し、弧状に曲げられた弾性体であるアーム部１の両先端を除く部分に音響振動発生源２を一つ配し、受話装置が構成されている。また、アーム部１の両先端には、ゴムカバーが配されている。音響振動発生源２の位置は、アーム部１の両先端、すなわち人体に装着した際に耳珠に当接する部分およびその近傍を除く位置であれば良い。
【００２９】
図１（ａ）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し、弧状に曲げられた弾性体であるアーム部１の側面部に音響振動発生源２を一つ配し、受話装置が構成されている。アーム部１は少なくとも一部が帯状であり、かつ、音響振動発生源２は前記帯状の部分に圧電セラミック板４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からなる。
【００３０】
音響振動発生源２の位置は、アーム部１の両先端および中央部、すなわち人体に装着した際に耳珠に当接する部分およびその近傍と、頭頂部中央や後頭部中央に当節する部分を除く位置であれば、いずれでも良いが、装着性や使用感の観点から、中央部、すなわち頭頂部中央や後頭部中央に当接する部分と耳珠に当接する部分の中間付近が好ましい。
【００３１】
図１（ｂ）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し、弧状に曲げられた弾性体であるアーム部１のほぼ中央部に圧電バイモルフや圧電ユニモルフもしくは圧電アクチュエータからなる音響振動発生源２を一つ配し、受話装置が構成されている。音響振動発生源２を頭頂部中央または後頭部中央に当接させるためには、アーム部１のほぼ中央部に付設するのが好ましい。
【００３２】
図２は、本発明による他の受話装置の構成を示す正面図で音響振動発生源を左右両側面に配置した受話装置である。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し、弧状に曲げられた弾性体であるアーム部１両側面部に音響振動発生源２をそれぞれ配し、音響振動発生源２がおおよそ左右対称位置となるように受話装置が構成されている。アーム部１は少なくとも一部が帯状であり、かつ、音響振動発生源２は前記帯状の部分に圧電セラミック板４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からなる。音響振動発生源２を２つ、左右対称に配置することにより、音量バランス調整やステレオ再生が容易に行える。
【００３３】
また、音響振動発生源２の位置は、アーム部１の両先端、すなわち人体に装着した際に耳珠に当接する部分およびその近傍を除く位置であれば、いずれでも良いが、装着性や使用感の観点から、中央部、すなわち頭頂部中央や後頭部中央に当接する部分と耳珠に当接する部分の中間付近が好ましい。
【００３４】
アーム部１は、人体への装着性が良い材料であれば一般的に用いられるいずれの材料でも良いが、芯材としては、特にステンレスやＴｉＮｉ系を代表とする超弾性合金のようなバネ性を有する金属材料や、適度の弾性や強度を有する有機物系の材料、すなわちアクリル樹脂をはじめとする合成樹脂、木材、木材由来材料が好ましい。
【００３５】
また、アーム部１は、必要に応じて塗装してもよく、一般的な合成樹脂を用いて一体成型を行って被覆しても、チューブ等を用いて被覆してもよい。
【００３６】
アーム部１のみを塗装または被覆してもよいが、アーム部１に音響振動発生源２として、圧電バイモルフや圧電ユニモルフもしくは圧電アクチュエータを例えば一般的に用いられる接着剤を用いて付設または埋設したのちに、全体を塗装または被覆してもよい。
【００３７】
被覆層も合成樹脂やゴムに限定する必要はなく、ジェル状の物質の充填、ウレタンフォームの使用など必要以上に振動を抑制せず、音響振動を伝播し、かつ音響振動発生源を衝撃から守る物質なら適宜選択が可能である。
【００３８】
なお、被覆はアーム全体に施しても良いが、芯材の風合いを活かしたい場合や、重量を軽減したい場合は、圧電バイモルフ素子の周囲のみを被覆する構成でもよい。
【００３９】
アーム部１の先端には、人体への装着性を向上させるために、例えばエラストマー製のゴムカバーを設けてもよい。
【００４０】
音響振動発生源としては、アーム部の所定の設置箇所に圧電バイモルフや圧電ユニモルフもしくは圧電アクチュエータを接着等で付設、埋設するか、もしくはアーム部の所定の箇所の少なくとも一部を帯状の弾性体として、この帯状の部分に圧電セラミックの板を接着して構成した圧電バイモルフ、もしくは圧電ユニモルフを配置すればよい。
【００４１】
また、圧電バイモルフや圧電ユニモルフとして積層型の圧電セラミック板もしくは積層型の圧電素子を用いるのが好ましいが、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してもよい。
【実施例】
【００４２】
以下、実施例を用いて、本発明を詳述する。
【００４３】
（実施例１）
アーム部１として、幅５ｍｍ、長さ３５０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの帯状のステンレス板を準備して、中央部を弧状にその両側を平坦に折り曲げて図１（ａ）の構成の受話装置作製した。
【００４４】
アーム部１の平坦な部分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トーキン株式会社製の圧電セラミックスＮ１０材を用いてグリーンシートを作製した。内部電極に銀−パラジウ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。
【００４５】
この圧電素子は、厚さ方向に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。
【００４６】
なお、使用感を向上させるために、アーム部１の先端はゴムカバー３で被覆している。
【００４７】
（実施例２）
実施例１と同様に、アーム部１として、幅５ｍｍ、長さ３５０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの帯状のステンレス板を準備して、中央部を弧状にその両側を平坦に折り曲げて図１（ｂ）の構成の受話装置を作製した。
【００４８】
中央部に平坦な部分を設け、圧電バイモルフ素子をアーム部１に接着し、音響振動発生源２とした。この圧電バイモルフ素子は、実施例１と同じものを用いた。
【００４９】
なお、使用感を向上させるために、実施例１と同様に、アーム部１の先端はゴムカバー３で被覆している。
【００５０】
図３は、本発明の使用例を説明する図で、図３（ａ）は音響振動発生源を側面に配置した受話装置、図３（ｂ）は音響振動発生源を中央部に配置した受話装置である。一般的な使用方法としては、図３(ａ）のように、実施例１の受話装置は、音響振動発生源２を頭頂部中央を外した位置に当接し、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する。また、図３（ｂ）のように実施例２の受話装置は、音響振動発生源２を頭頂部中央に当接し、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する。
【００５１】
実施例１、実施例２の受話装置の場合、音響振動発生源２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。これらの受話装置を図３のように装着し、ゴムカバー３で被覆されたアーム部１の先端部を双方の耳珠にあてがうと、実施例１、実施例２共に、明瞭な音声を聴取する事が可能であることを確認した。
【００５２】
なお、実施例１、実施例２共に、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。
【００５３】
図４は、本発明の他の使用例を説明する図で、図４（ａ）は音響振動発生源を側面に配置した受話装置、図４（ｂ）は音響振動発生源を中央部に配置した受話装置である。この使用例の場合、図４(ａ）のように、実施例１の受話装置は音響振動発生源２を、後頭部中央を外した位置に配し、アーム部の両先端を外耳道周辺にあてがうように装着する。また、図４（ｂ）のように、実施例２の受話装置は、音響振動発生源２を、後頭部中央に配し、アーム部１１の両先端を外耳道周辺にあてがうように装着する。
【００５４】
図４(ａ)の場合、アーム部１１の形状は厳密には実施例１のアーム部１の形状とは少し異なり、途中で折り曲げられる形状となっており、人体に装着した際に、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。
【００５５】
図４(ｂ)の場合も、アーム部１１の形状は厳密には実施例２のアーム部１の形状とは少し異なり、途中で折り曲げられる形状となっており、同様に、人体に装着した際に、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。
【００５６】
図５は、本発明の他の使用例を説明する図で、図５（ａ）は音響振動発生源を側面に配置した受話装置、図５（ｂ）は音響振動発生源を中央部に配置した受話装置ある。図５(ａ）は実施例１の受話装置の使用例で、図５(ｂ)は実施例２の使用例で、このように、実施例１、実施例２の受話装置は、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を配置して装着できる。実施例１、実施例２の受話装置は、共に、全体が軽量であるのでこのような装着が可能となった。なお、このような装着を行う場合は、使用時の音響振動発生源２の圧迫感が問題とならないので、音量バランス、重量バランスの面で実施例２のように、アーム部１の中央部に配置するほうが望ましい。
【００５７】
（実施例３）
実施例１と同様の材料および製造方法により、図２に示したようなアーム部１の両端から等距離の位置に音響振動発生源２を２個配置した受話装置を得て、実施例１、実施例２と同様に人体に装着、使用したところ、同様の効果が得られた。
【００５８】
なお、実施例３の受話装置を用い、図３〜５と同様の変形を施し、装着したところ、音響振動発生源１個分の重量は増加したものの、全体として１１ｇと軽量であり、実施例１、２と同様の効果を確認した。
【００５９】
また、人体に装着した際、左右均等に荷重がかかるため、より安定した、良好な装着感が得られた。
【００６０】
（実施例４、５、６）
図６は、本発明による他の受話装置の構成を示す正面図で、図６（ａ）は音響振動発生源を側面に配置した受話装置、図６（ｂ）は音響振動発生源を中央部に配置した受話装置、図６（ｃ）は音響振動発生源を左右両側面に配置した受話装置である。
【００６１】
(実施例４）
図６（ａ）のように、音響振動発生源がアーム部の側面部に１つ設けられた受話装置である。アーム部１はアクリル樹脂製で、アーム部１の厚さは最小１ｍｍから最大３ｍｍのテーパー状で幅は８ｍｍに成形した。アーム部１の中央部付近は、長さが３５０ｍｍの弧状とし、隣接する両端に、厚さが５ｍｍ、長さが５０ｍｍの平坦な部分を形成した。
【００６２】
また、平坦な部分の中央部近傍に、実施例１で用いた圧電セラミック板からなる圧電バイモルフ素子を音響振動発生源として封入し、埋設した。なお、圧電バイモルフ素子の動きを拘束しすぎずに駆動力を確保するために、圧電バイモルフ素子の周囲に柔らかいゴム層を圧電素子被覆層として１ｍｍ厚程度に形成した。圧電バイモルフ素子と圧電素子被覆層は、アーム部１を樹脂成型する過程で封入した。
【００６３】
アーム部１の両先端は、耳珠に接触し易い形状に一体成型した。本実施例による受話装置の重量は９ｇであった。
【００６４】
（実施例５）
図６（ｂ）のように、音響振動発生源がアーム部の中央部に１つ設けられた受話装置である。実施例４と平坦な部分の位置のみが異なるアーム部１を形成する。アーム部１はアクリル樹脂製で、アーム部１の厚さは最小１ｍｍから最大３ｍｍのテーパー状で幅は８ｍｍに成形し、アーム部１は、長さが３５０ｍｍの弧状とし、中央部に厚さが５ｍｍ、長さが５０ｍｍの平坦な部分を形成した。
【００６５】
平坦な部分の中央部近傍に、実施例４と同様に実施例１で用いたものと同じ構造の圧電バイモルフ素子を音響振動発生源２として用い、ゴム層を圧電素子被覆層５として形成し、圧電バイモルフ素子と圧電素子被覆層を、アーム部１を樹脂成型する過程で封入した。
【００６６】
アーム部１の両先端は、実施例４と同様に耳珠に接触し易い形状に一体成型した。本実施例による受話装置の重量は９ｇであった。
【００６７】
（実施例６）
図６（ｃ）のように、音響振動発生源がアーム部の左右の側面部に２つ設けられた受話装置である。実施例４と同様のアーム部１を形成し、実施例４と同様の材料および製造方法によりアーム部１の両方の側面の平坦部に、圧電バイモルフ素子と圧電素子被覆層を、アーム部１を樹脂成型する過程で封入した。実施例６の受話装置は、音響振動発生源２が２つ、左右対称に設けられている。
【００６８】
アーム部１の両先端は、実施例４と同様に耳珠に接触し易い形状に一体成型した。本実施例による受話装置は実施例４、５よりも音響振動発生源１個分の重量は増加したものの、重量は全体として１０ｇであった。
【００６９】
これら実施例４，５、６の受話装置を、図３〜５に示した、各使用例に倣って変形し、実施例１、２、３の受話装置と同様にアーム部１の先端部を双方の耳珠にあてがい音響性能を検証したところ、実施例１、２、３と同様に、明瞭な音声を聴取することができた。また、全体として軽量で装着感も良好であった。また、実施例６の受話装置は、若干実施例４、５の受話装置より重いが、人体に装着した際、左右均等に荷重がかかるため、より安定した、良好な装着感が得られた。
【００７０】
また、このように、圧電素子被覆相で保護するように構成したことで、圧電バイモルフ素子の音響的振動を十分確保すると同時に、小型かつ重量増大にならないように圧電バイモルフ素子を外力から保護することが可能となった。
【００７１】
実施例１、２、４、５の受話装置は、音響振動発生源は一つであるので、モノラル音声であったが、実施例３と実施例６の受話装置は、音響振動発生源を二つにしているので、相互の干渉を避けるための防音処置を施すことにより、ステレオ音声を発生させることができた。
【００７２】
二つの音響振動発生源を一定の距離だけ離して配置することにより、防音処置を境界部に設けることなく一般的なステレオ音声を発生させることも可能である。
【００７３】
（実施例７）
図７は、本発明による他の受話装置の構成を示す正面図である。図８は、音響振動発生源の付設状態を説明する図で、図７の点線で囲った部分を拡大したものである。
【００７４】
アーム部１は、直径４ｍｍのアルミニウム棒状体を弧状に形成し、図８に示すように弧のほぼ中央部に切り欠きを形成して、積層型圧電アクチュエータよりなる音響振動発生源２を圧入した。
【００７５】
切り欠きは、音響振動発生源２の少なくとも一部が埋め込まれる程度の深さを有する窪みで、アーム部１の表面に近い部分に爪部を形成して、音響振動発生源２をアーム部１に仮止めできるように構成している。
【００７６】
切り欠きに嵌め込まれた音響振動発生源２の両端部は、脱落を防止するためにエポキシ系接着剤で固定した。
【００７７】
なお、音響振動発生源２として、長さ方向に一層５０μｍの層が１６０層重ねられ、相互の電極間に電圧が印加される構成で圧電ユニモルフとして機能する、２ｍｍ×２ｍｍ×１０ｍｍの大きさのＮＥＣトーキン株式会社製積層型圧電アクチュエータ素子を使用した。
【００７８】
このように構成することで、音響振動発生源２である、積層型圧電アクチュエータ素子の伸縮振動が、アーム部１の中央部の屈曲振動に変換されて拡大された変位で、アーム部１の両方の端部を、図６の矢印Ａのように振動させる。
【００７９】
さらに、アーム部１と積層型圧電アクチュエータ素子を組み合わせた全体で、一つの振動系を構成し、この振動系の共振周波数が可聴音域に入るために、可聴音域の入力信号に対してより大きな振動および振幅が得られる。
【００８０】
５〜７Ｖｒｍｓの音響信号に比例した交流電圧を印加し、音響振動発生源２を振動させた状態で、アーム部１の両方の先端部を、アーム部１の弾性を利用して人体の外耳道入り口の耳珠近傍に圧接させたところ、明瞭な音声を聴取する事が可能であることを確認した。
【００８１】
なお、上述の受話装置の重量は７ｇであり、音質を損なうことなく、大幅に軽量化された受話装置が得られた。
【００８２】
実施例７の受話装置を、図３〜５に示した、各使用例に倣って変形し、実施例１〜６の受話装置と同様にアーム部１の先端部を双方の耳珠にあてがい音響性能を検証したところ、他の実施例１〜６と同様に、明瞭な音声を聴取することができた。また、全体として軽量で装着感もより良好であった。なお、実施例７の受話装置では音響振動発生源２をアーム部１の中央部に設けた例のみを示したが、音響振動発生源２をアーム部の側面部に１個、もしくは左右対称となるように２個設けた場合も、軽量化の効果が得られることは明らかである。
【００８３】
なお、図１〜８は、受話装置の要部のみを示したもので、結線等の一般的な受話装置に付属する部分は省略している。
【００８４】
以上のように、本発明により使用者の装着時の負担が少ない小型で軽く堅牢な骨伝導式の受話装置が得られた。
【００８５】
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、アーム部先端が、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。
【００８６】
また、前述のように、アーム部を構成する弾性体は、特に金属材料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。
【００８７】
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。
【００８８】
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同様の作用効果を奏することを確認した。また、従来の電磁型のものであっても本発明の構成を採用することにより、従来の受話装置よりは装着時の負担が少ないことを確認した。
【符号の説明】
【００８９】
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
５ 圧電素子被覆層
【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前記両先端を除く部分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】
前記音響振動発生源は、前記弾性体の前記両先端からの距離が等しい位置に対称配置されてなることを特徴とする請求項１記載の受話装置。
【請求項３】
前記音響振動発生源は、前記弾性体の中央部に配置されてなることを特徴とする請求項１記載の受話装置。
【請求項４】
前記音響振動発生源は、前記弾性体の中央部を除く位置に配置されてなることを特徴とする請求項１記載の受話装置。
【請求項５】
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ないし４のいずれか１項に記載の受話装置。
【請求項６】
前記音響振動発生源は、前記弾性体に圧電バイモルフもしくは圧電ユニモルフもしくは圧電アクチュエータを付設または埋設してなることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の受話装置。
【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前記両先端を除く部分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】
前記音響振動発生源は、前記弾性体の前記両先端からの距離が等しい位置に対称配置されてなることを特徴とする請求項１記載の受話装置。
【請求項３】
前記音響振動発生源は、前記弾性体の中央部に配置されてなることを特徴とする請求項１記載の受話装置。
【請求項４】
前記音響振動発生源は、前記弾性体の中央部を除く位置に配置されてなることを特徴とする請求項１記載の受話装置。
【請求項５】
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ないし４のいずれか１項に記載の受話装置。
【請求項６】
前記音響振動発生源は、前記弾性体に圧電バイモルフもしくは圧電ユニモルフもしくは圧電アクチュエータを付設または埋設してなることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の受話装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−２４６９５４（Ｐ２００９−２４６９５４Ａ）
【公開日】平成２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−３３８８０（Ｐ２００９−３３８８０）
【出願日】平成２１年２月１７日（２００９．２．１７）
【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２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月１７日（２００９．２．１７）
【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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