JP2005150884A - Electric artificial larynx - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problems of a conventional electric artificial larynx that the voice output from the larynx is monotonous and mechanical and that a vibration sound emitted externally from a vibrator for generating an original sound is large enough to provide a sense of incongruity to surrounding people. <P>SOLUTION: The electric artificial larynx disclosed herein comprises: a vibrator for producing an original sound; a microphone for picking up voice created through a voice buildup operation; a voice processing section for carrying out voice processing to apply voice process to the voice picked up by the microphone; and a loudspeaker for transmitting the voice resulting from the voice process by the voice processing section, the voice process by the voice processing section brings the voice quality to be preferable sound quality by providing naturalness to the voice quality or the like and since the voice processing section can regulate a voice volume, it is not required for the vibrator to produce a large vibrating sound. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、喉頭癌等の理由により喉頭を摘出し、発声不能となった障害者に対し、発声を可能にするための発声補助器具の一つである、電気人工喉頭等に関するものである。   The present invention relates to an electroartificial larynx or the like, which is one of voice assisting devices for enabling speech to a disabled person who has been unable to speak by removing the larynx for reasons such as laryngeal cancer.

喉頭癌等で喉頭摘出術を受けた発声障害者の代用発声法として、手術によって音声を創出する方法、食道発声、笛式人工喉頭、電気人工喉頭などが実用に供されている。このうち電気人工喉頭を使用する人は多いが、健常者のように、発声の内容にあわせて基本周波数や音量を変化させ、これによってアクセントやイントネーションを表現することは困難なため、単調で機械的な音声となっている。また、十分な音量を得るためには、振動体の出力を大きくする必要があり、この振動音が周囲の人に違和感を与える大きな要因となっている。   As a substitute utterance method for a speech impaired person who has undergone laryngectomy due to laryngeal cancer or the like, a method of creating sound by surgery, esophageal utterance, whistle-type artificial larynx, electric artificial larynx and the like are put into practical use. Of these, many people use an electric artificial larynx, but like a healthy person, it is difficult to express the accent and intonation by changing the fundamental frequency and volume according to the content of the utterance, so it is monotonous and mechanical It is a typical voice. Further, in order to obtain a sufficient sound volume, it is necessary to increase the output of the vibrating body, and this vibration sound is a major factor that makes the surrounding people feel uncomfortable.

つまり、人工喉頭の一般的な課題は、健常者のような自然な話声を作り出すことである。そして、不自然な話声の第一の要因は、電気人工喉頭から発せられる音声が単調で機械的であることである。不自然な話声の第二の要因は、原音を作る振動体から外界に放出される振動音が大きく周囲の人に違和感を与えることである。   In other words, the general problem of artificial larynx is to create a natural voice like a healthy person. And the first factor of unnatural speech is that the sound emitted from the electric artificial larynx is monotonous and mechanical. The second factor of unnatural speech is that the vibration sound emitted to the outside from the vibrating body that produces the original sound is large and gives a sense of discomfort to the surrounding people.

第一の従来技術として、音響変換器から発生する音の断続とその基本周波数の可変、あるいは、音響変換器から発生する音の断続とその音量の可変、あるいは、それらの全てを単一の操作で可能とした電気人工喉頭がある(特許文献1参照)。
第二の従来技術として、自然に聞こえる人工的な人間の音声トーンを、口腔内に設置された拡声器スピーカーを含むユニットを音源として提供するように意図された電気人工喉頭がある(特許文献2参照)。
上記不自然な話声の第一の要因である音声が機械的で単調である点について、第一および第二の従来技術が提案された。
特許公開平8−265891(第1頁、図1等) 特許公表平8−501950(第1頁、図1等)
The first conventional technology is the intermittent operation of sound generated from an acoustic transducer and the change of its fundamental frequency, the intermittent operation of sound generated from an acoustic transducer and the change of its volume, or all of them in a single operation. There is an electric artificial larynx made possible by (see Patent Document 1).
As a second prior art, there is an electric artificial larynx intended to provide a natural sounding human voice tone as a sound source with a unit including a loudspeaker speaker installed in the oral cavity (Patent Document 2). reference).
The 1st and 2nd prior art was proposed that the voice which is the 1st factor of the above-mentioned unnatural speech is mechanical and monotonous.
Patent Publication No. 8-2655891 (first page, Fig. 1 etc.) Patent Publication No. 8-501950 (first page, Fig. 1 etc.)

しかしながら、第一および第二の従来技術において、基本周波数や音量の可変を振動体など音源の部分で行う。この方式では、振動という物理的な運動を制御することしかできないので、音声スペクトルを自在に制御して障害者の元来の声質を再現したり、障害者の好みの声質にしたりするなどの細かい調整は困難である。なお、過去のすべての人工喉頭は第一、二の従来技術と同様に、振動体など原音を作成する音源において音声の調整を行う方式をとっている。   However, in the first and second prior arts, the fundamental frequency and volume are varied in the sound source portion such as a vibrating body. Since this method can only control the physical movement of vibration, it is possible to reproduce the original voice quality of the disabled person by freely controlling the voice spectrum, or to make the voice quality of the disabled person preferred. Adjustment is difficult. All the past artificial larynx, like the first and second prior arts, adopts a method of adjusting sound in a sound source that creates an original sound such as a vibrating body.

また、原音を作る振動体から放出される振動音の制御については、会話の相手に話声を伝えるためには一定以上の音量が必要であり、この音量を得るためには、相当大きい振動を必要とする。現在市販されている電気人工喉頭および第一、第二の従来技術における人工喉頭は、振動体等からでる振動エネルギーによって音量を確保しているので、振動音の大きさを小さくすることはできない。   In addition, regarding the control of the vibration sound emitted from the vibrating body that makes the original sound, a volume higher than a certain level is required to convey the voice to the conversation partner, and in order to obtain this volume, a considerably large vibration is required. I need. The electric artificial larynx currently on the market and the artificial larynx in the first and second prior arts ensure the sound volume by the vibration energy generated from the vibrating body or the like, and therefore the magnitude of the vibration sound cannot be reduced.

以上の課題を解決するための第一の発明は、原音を作る振動体と、構音動作をすることによって作り出される話声を集音するマイクロホンと、マイクロホンが集音した話声に音声加工を加える音声処理を行う音声処理部と、音声処理部が音声処理した結果である話声を送出するラウドスピーカーを具備する電気人工喉頭である。   The first invention for solving the above-mentioned problems is that a vibrating body that produces an original sound, a microphone that collects speech produced by performing articulation, and voice processing that is added to the speech collected by the microphone An electric artificial larynx comprising a voice processing unit that performs voice processing and a loudspeaker that sends out a speech that is a result of the voice processing performed by the voice processing unit.

具体的には、本発明における電気人工喉頭では、声帯振動の代わりとなる振動体によって発生させた振動を口腔内に伝え、舌や口、口唇の位置や形を変えることによって構音を行ない、発生した話声をマイクロホンで集音する。次いで、集音された話声は音声処理部で音声スペクトルの変更や、音圧、周波数の調整などの音声加工が施され、ラウドスピーカーに送出される。本発明によれば、構音された後の音声情報を音声処理部で処理するので、音声加工によって好みの声質に変更を行うことが容易で、かつ、話声の音量は振動体部ではなく、音声処理部で大きくされるなど調節されてラウドスピーカーに送られるので、振動体から大きな振動エネルギーを出す必要がない。
なお、上記の電気人工喉頭において、マイクロホンは、外耳道内留置型マイクロホンまたは接触型マイクロホンが好適である。
Specifically, in the electroartificial larynx in the present invention, the vibration generated by the vibrating body instead of the vocal cord vibration is transmitted into the oral cavity, and the composition is performed by changing the position and shape of the tongue, mouth, and lips, The collected voice is collected with a microphone. Next, the collected voice is subjected to voice processing such as changing the voice spectrum, adjusting the sound pressure, and frequency in the voice processing unit, and sent to the loudspeaker. According to the present invention, since the voice information after the composition is processed by the voice processing unit, it is easy to change the voice quality to the desired voice quality by voice processing, and the volume of the voice is not the vibrator part, Since it is adjusted to be enlarged by the audio processing unit and sent to the loudspeaker, it is not necessary to output large vibration energy from the vibrating body.
In the above electric artificial larynx, the microphone is preferably an indwelling microphone or a contact microphone in the ear canal.

また、第二の発明は、第一の発明の電気人工喉頭に対して、振動体が作る原音の音圧を制御する機構、または/および振動体の周波数または/および波形を制御する機構をさらに具備する電気人工喉頭である。振動体が作る原音の音圧を制御する機構を有する電気人工喉頭によれば、外部に振動音を放射してそばにいる人に違和感を与えず、かつ、十分振動が口腔内に伝わる音圧に制御できる電気人工喉頭が実現できる。また、振動体の周波数または/および波形を制御する機構を具備する電気人工喉頭によれば、適宜、使用者に適した原音の周波数や波形に調整できる。   The second invention further includes a mechanism for controlling the sound pressure of the original sound produced by the vibrator, and / or a mechanism for controlling the frequency or / and waveform of the vibrator for the electric artificial larynx of the first invention. It is an electric artificial larynx. According to the electric artificial larynx that has a mechanism to control the sound pressure of the original sound produced by the vibrating body, the sound pressure that radiates vibration sound to the outside and does not give a sense of incongruity to the person nearby, and the vibration is sufficiently transmitted to the oral cavity An electric artificial larynx that can be controlled easily can be realized. Further, according to the electric artificial larynx having a mechanism for controlling the frequency or / and waveform of the vibrating body, the frequency and waveform of the original sound suitable for the user can be appropriately adjusted.

第三の発明は、電気人工喉頭を構成する振動体、マイクロホン、音声処理部、ラウドスピーカーの全部または一部を体内に埋め込んで使用する電気人工喉頭である。かかる電気人工喉頭によれば、より効率的に振動の伝播ができ、またより効率的に口腔内で構音された話声の集音が可能である。また、手で機器を保持する必要がなく、両手が使える。さらに、振動体の振動は使用者がほとんど感じない程度に微少なものとすることができるので、体内で振動体が振動していることの違和感はない。   A third invention is an electric artificial larynx that is used by embedding all or part of a vibrating body, a microphone, a sound processing unit, and a loudspeaker constituting the electric artificial larynx. According to such an electric artificial larynx, vibration can be propagated more efficiently, and voices collected from the oral cavity can be collected more efficiently. Also, there is no need to hold the device by hand, and both hands can be used. Furthermore, since the vibration of the vibrating body can be so small that the user hardly feels it, there is no sense of incongruity that the vibrating body vibrates in the body.

本発明の電気人工喉頭によれば、音声加工が容易なため、自然な音声が生成され、また周囲に大きな振動音を放出することなく音声障害者が音声コミュニケーションをとることができる。   According to the electric artificial larynx of the present invention, since voice processing is easy, a natural voice is generated, and a voice handicapped person can perform voice communication without emitting a loud vibration sound to the surroundings.

以下、本発明の電気人工喉頭の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施の形態の説明において、同じ構成要素には同じ番号を付与し、再度の説明を省く場合がある。   Hereinafter, embodiments of the electric artificial larynx of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of each embodiment, the same number may be assigned to the same component and the description thereof may be omitted.

図1は本発明の実施の形態に係る電気人工喉頭10を含み、かつ、音声の流れの一例を示すブロック図である。電気人工喉頭10は、振動体12、マイクロホン17、音声処理部18、ラウドスピーカー19を有する。なお、皮膚13、口腔14、口唇・皮膚・外耳道16は、話者の体の一部である。
振動体12は、圧電式発音体又は電子式発音体などが使用可能であるが、その他の機構による振動体でもよい。振動体12は、通常、電気人工喉頭のスイッチのオン、オフのボタンを備える。
FIG. 1 is a block diagram including an electric artificial larynx 10 according to an embodiment of the present invention and showing an example of the flow of sound. The electric artificial larynx 10 includes a vibrating body 12, a microphone 17, a sound processing unit 18, and a loudspeaker 19. The skin 13, oral cavity 14, lip / skin / ear canal 16 are part of the speaker's body.
As the vibrating body 12, a piezoelectric sounding body or an electronic sounding body can be used, but a vibrating body by other mechanisms may be used. The vibrating body 12 is usually provided with an on / off button for an electric artificial larynx switch.

マイクロホン17は、外耳道内留置型のマイクロホン、皮膚に接触して使用する接触型マイクロホン(骨伝導マイクロホンとも呼ばれる)、口唇の近傍に指向性マイクロホンなどが使用可能である。ただし、マイクロホン17は、その他の種類のマイクロホンでもよい。     As the microphone 17, a microphone placed in the ear canal, a contact microphone used in contact with the skin (also referred to as a bone conduction microphone), a directional microphone near the lips, and the like can be used. However, the microphone 17 may be another type of microphone.

音声処理部18は、マイクロホン17が集音した話声に音声加工を加える音声処理を行う。具体的には、音声処理部18は、マイクロホン17が集音した話声から構成される音声情報を、デジタル信号処理またはアナログ信号処理によって、音声スペクトルを変更する音声処理を行う。また、音声処理部18は、マイクロホン17が集音した話声から構成される音声情報を、デジタル信号処理またはアナログ信号処理によって、音圧や周波数を調整する音声処理を行っても良い。ここで、音声処理の方法として2種類がある。第一の方法は、図示しないトリマー(または、「調節つまみ」とも言う。)によってリアルタイムに行うもので、第二の方法はその障害者個人の希望に応じてあらかじめ設定された音声処理を行うものである。第一の方法としては、音の断続、音量、音声の周波数(男声、女声、声質の高低)などを調整することが上げられる。ただし、音量や音声の周波数は、必ずしも、その都度トリマーで調節する必要はなく、トリマーを電気人工喉頭の内部に格納されている方式でもよい。音の断続を操作する機構は振動体に付属させ、これを主に用いてもよい。これらの制御をリモートコントロールで行えるような方式でも良い。リモートコントロール装置は振動体12に付属していてもよいし、別になっていてもよい。第二の方法としては、障害者の喉頭摘出前の音声に近似の音声スペクトルが再現されるように音声処理を行ったり、障害者の好みの音声スペクトルになるように音声処理を行ったり等がある。音声処理にはデジタル信号処理技術が使用できる。これら音声のスペクトル変換など、声質変換の技術は公知技術であるので、詳細な説明は省略する。音声処理部18の位置は、マイクロホン17等の位置によって変わってくるが、着衣のポケットの中、専用のホルダーを装用する、振動体の近傍または振動体と一体、マイクロホンやスピーカーの近傍やそれらと一体などが可能である。マイクロホンやスピーカーとは有線や無線、赤外線等で情報の伝達を行うか、または一体となっている必要がある。音声処理部18は、通常、MPUと上記音声処理を行うプログラムが格納されたROM等で実現される。ROMに格納されたプログラムがMPUに読み込まれ、音声処理が行われる。   The voice processing unit 18 performs voice processing that adds voice processing to the voice collected by the microphone 17. Specifically, the voice processing unit 18 performs voice processing for changing the voice spectrum of the voice information composed of the voice collected by the microphone 17 by digital signal processing or analog signal processing. In addition, the audio processing unit 18 may perform audio processing for adjusting sound pressure and frequency on the audio information composed of the voice collected by the microphone 17 by digital signal processing or analog signal processing. Here, there are two types of voice processing methods. The first method is performed in real time by a trimmer (also referred to as “adjustment knob”) (not shown), and the second method performs voice processing that is set in advance according to the desire of the disabled person. It is. As the first method, it is possible to adjust the intermittent sound, the volume, and the frequency of the voice (male voice, female voice, voice quality). However, it is not always necessary to adjust the volume and the frequency of the sound with the trimmer each time, and a system in which the trimmer is stored inside the electric artificial larynx may be used. A mechanism for operating the intermittent sound may be attached to the vibrator and used mainly. A system in which these controls can be performed by remote control may be used. The remote control device may be attached to the vibrator 12 or may be separate. The second method is to perform sound processing so that the sound spectrum approximate to the sound before laryngectomy of the handicapped person is reproduced, or to perform sound processing so that the handicapped person's favorite sound spectrum is obtained. is there. Digital signal processing techniques can be used for audio processing. Since voice quality conversion techniques such as voice spectrum conversion are known techniques, a detailed description thereof will be omitted. The position of the sound processing unit 18 varies depending on the position of the microphone 17 or the like. In the clothing pocket, the dedicated holder is worn, or in the vicinity of the vibrating body or in the vicinity of the vibrating body, in the vicinity of the microphone or the speaker, or with them. Integration is possible. Information must be transmitted to or integrated with a microphone or speaker via wired, wireless, infrared, or the like. The sound processing unit 18 is usually realized by an MPU and a ROM or the like in which a program for performing the sound processing is stored. The program stored in the ROM is read into the MPU and audio processing is performed.

ラウドスピーカー19は、音声処理部18が音声処理した結果である話声を送出する。ラウドスピーカー19の位置は、振動体の近傍、マイクロホンの近傍、音声処理部の近傍や、胸ポケットの中、専用ホルダーの中など種々の場所が可能である。また、障害者の状況等に応じて指向性のスピーカーの使用が望ましい場合もある。   The loudspeaker 19 transmits a speech that is a result of the voice processing performed by the voice processing unit 18. The position of the loudspeaker 19 can be various places such as the vicinity of the vibrating body, the vicinity of the microphone, the vicinity of the sound processing unit, the chest pocket, and the dedicated holder. In some cases, it is desirable to use a directional speaker according to the situation of the disabled person.

以下、本電気人工喉頭10の動作について説明する。まず、振動体12によって振動を発生させる。振動体12で発生させた振動が頸部または顔面等の皮膚13を通り口腔14内に達する。口腔14内に伝わった振動が話者の舌や口の形等によって任意の音声に構音15される。つまり、話者が舌または/および口または/および口唇の位置や形を変える構音動作を行うことにより、話声が構音される。構音された話声は口唇16部から口腔外に伝わったり、外耳道内16や皮膚16に伝わりマイクロホン17によって集音されたりする。集音された音は電気信号に変換され、音声処理部18に無線または有線で送られる。音声処理部18で会話にちょうど良い音量や音質、音声スペクトルに調整され、ラウドスピーカー19に送られ、音声が外界に放出される。   Hereinafter, the operation of the electric artificial larynx 10 will be described. First, vibration is generated by the vibrating body 12. The vibration generated by the vibrating body 12 reaches the oral cavity 14 through the skin 13 such as the neck or the face. The vibration transmitted into the oral cavity 14 is made into an arbitrary sound 15 by the speaker's tongue and mouth shape. That is, the voice is composed by the speaker performing a composition operation that changes the position or shape of the tongue or / and mouth or / and lips. The composed voice is transmitted from the lip 16 part to the outside of the oral cavity, or transmitted to the ear canal 16 and the skin 16 and collected by the microphone 17. The collected sound is converted into an electric signal and sent to the sound processing unit 18 wirelessly or by wire. The sound processing unit 18 adjusts the sound volume, sound quality, and sound spectrum, which are suitable for conversation, and sends the sound to the loudspeaker 19 where the sound is emitted to the outside world.

図2は、電気人工喉頭の使用例を示す図である。図2において、頸部に振動体22、外耳道内にマイクロホン23、胸ポケット内に音声処理部24とラウドスピーカー25を装着している。手で保持された振動体22を頸部に圧着し、振動体22にあるスイッチボタン26を押すと振動が始まる。振動の大きさは外部に振動音が聞こえない程度に小さく調整しておく。振動は口腔内に伝えられ、口唇、舌などの運動(かかる運動を「構音動作」という。)によって話声が構音される。この話声を外耳道内21にあるマイクロホン23で集音する。集音された話声は電気信号に変換され胸ポケットの音声処理部24に無線27で送られる。音声処理部24で話の相手が聞きやすい音量や、障害者の好みの声質、音声スペクトルに調整されて、音声処理部24と一体となっているラウドスピーカー25に送られ、外界に話声が放出される。なお、本例では、マイクロホン23は外耳道内留置型を用い、音声処理部24とラウドスピーカー25は胸ポケットに装着する場合を示したが、マイクロホン23や音声処理部24、スピーカー25の位置は本例に拘束されるものではない。また、マイクロホン23から音声処理部24へ無線27で情報を送っているが有線でもよい。無線通信手段は、赤外線通信手段でもよい。マイクロホン23は通常型マイクロホン、指向性マイクロホン、接触型マイクロホンなどが使用可能で、音声処理部24やラウドスピーカー25の位置は頸部、下顎部などが可能であるが、その他の部位でもよい。   FIG. 2 is a diagram showing an example of use of an electric artificial larynx. In FIG. 2, a vibrating body 22 is mounted on the neck, a microphone 23 is mounted on the ear canal, and a sound processing unit 24 and a loudspeaker 25 are mounted on the chest pocket. When the vibrating body 22 held by hand is crimped to the neck and a switch button 26 on the vibrating body 22 is pressed, vibration starts. The magnitude of the vibration should be adjusted so that it cannot be heard from outside. The vibration is transmitted into the oral cavity, and the voice is composed by movements of the lips and tongue (this movement is called “articulation action”). This voice is collected by a microphone 23 in the ear canal 21. The collected voice is converted into an electrical signal and sent to the voice processing unit 24 in the chest pocket by radio 27. The voice processing unit 24 adjusts the volume so that the other party can easily hear, the voice quality and voice spectrum of the handicapped person, and sends the voice to the loudspeaker 25 integrated with the voice processing unit 24. Released. In this example, the microphone 23 is an indwelling type in the ear canal, and the sound processing unit 24 and the loudspeaker 25 are mounted in the breast pocket. However, the positions of the microphone 23, the sound processing unit 24, and the speaker 25 are the main positions. It is not restricted to examples. In addition, information is transmitted from the microphone 23 to the sound processing unit 24 by wireless 27, but may be wired. The wireless communication means may be an infrared communication means. As the microphone 23, a normal type microphone, a directional microphone, a contact type microphone, or the like can be used, and the position of the audio processing unit 24 or the loudspeaker 25 can be a cervical part, a lower jaw part, or the like, but may be other parts.

図3は、別の電気人工喉頭の使用例を示す図である。ここでは、振動体22は頸部バンド30によって頸部に圧着し、マイクロホン31は接触型マイクロホンを使用して頸部におき、音声処理部24とラウドスピーカー25も頸部にある。マイクロホン31と音声処理部24、ラウドスピーカー25は一体となっており、頸部バンドで固定されている。本例では、振動体22、マイクロホン31、音声処理部24、ラウドスピーカー25を頸部バンド30で固定しているが、振動体22を手で保持しても良いし、マイクロホン31等を手で保持してもよい。いろいろなバリエーションが可能で、その組み合わせは本実施例に拘束されるものではない。   FIG. 3 is a diagram showing an example of use of another electric artificial larynx. Here, the vibrator 22 is crimped to the neck by a neck band 30, the microphone 31 is placed in the neck using a contact microphone, and the sound processing unit 24 and the loudspeaker 25 are also in the neck. The microphone 31, the sound processing unit 24, and the loudspeaker 25 are integrated and fixed with a neck band. In this example, the vibrating body 22, the microphone 31, the sound processing unit 24, and the loudspeaker 25 are fixed by the neck band 30, but the vibrating body 22 may be held by hand, or the microphone 31 or the like may be held by hand. It may be held. Various variations are possible, and the combination is not limited to this embodiment.

図4は、振動体22とマイクロホン41を頸部に埋め込んで使用する場合の使用例である。ここで、振動体22は頸部で振動を最も口腔内に伝えやすい部位に埋め込まれている。また、振動体22に電磁誘導によって電源を供給するための誘導コイル43が胸部に埋め込まれている。振動体22とコイル43を結ぶ電線42も同時に皮下や筋肉下に埋め込まれている。埋め込み用マイクロホン41は口腔内で構音された話声を最も集音できる部位に埋め込まれている。マイクロホン41に電源を供給するための誘導コイル43と電線42も同時に埋め込まれている。埋め込み手術は、喉頭摘出術と同時でもよいし、後日に行っても良い。誘導コイル44は体外にあり、埋め込まれた体内の誘導コイル43と一対をなして、対内部に電源を供給する。なお、体内の誘導コイル43を、適宜、体内側誘導コイルといい、対外の誘導コイル44を、適宜、体外側誘導コイルという。   FIG. 4 is an example of use when the vibrator 22 and the microphone 41 are embedded in the neck. Here, the vibrating body 22 is embedded in a site where the vibration is most easily transmitted to the oral cavity at the neck. An induction coil 43 for supplying power to the vibrating body 22 by electromagnetic induction is embedded in the chest. An electric wire 42 connecting the vibrating body 22 and the coil 43 is also embedded under the skin or under the muscle. The embedding microphone 41 is embedded in a site that can collect the most voiced speech produced in the oral cavity. An induction coil 43 and an electric wire 42 for supplying power to the microphone 41 are also embedded at the same time. The implantation operation may be performed simultaneously with the laryngectomy or may be performed at a later date. The induction coil 44 is outside the body, and forms a pair with the inductive induction coil 43 in the body to supply power to the pair. The induction coil 43 in the body is appropriately referred to as an internal induction coil, and the external induction coil 44 is appropriately referred to as an external induction coil.

音声処理部24とラウドスピーカー25や電池は、胸ポケットなど体外にあり、体外側誘導コイル44と近接して設置される。マイクロホン41で集音された話声の情報は無線27で音声処理部24に送られる。音声障害者はリモートコントローラー45でシステム全体のスイッチや振動体のスイッチ、音声処理部24の機能を操作する。   The sound processing unit 24, the loudspeaker 25, and the battery are outside the body such as a breast pocket, and are installed close to the outside body induction coil 44. Information on the voice collected by the microphone 41 is transmitted to the voice processing unit 24 by radio 27. The voice disabled person operates the switches of the entire system, the switches of the vibrating body, and the functions of the voice processing unit 24 with the remote controller 45.

以上、本実施の形態における電気人工喉頭では、振動体の振動エネルギーによって音量を確保するのではないので、不自然に大きな振動音が出ない。また、振動体を調整することによって声質を変更するのではなく、構音された話声に音声加工を加えるので、よりよい声質が実現できる。
また、図2の使用形態においては、手で保持するのは現在の電気人工喉頭と同じ振動体のみでよく、使用の要領は現状と同じで、障害者に余分の負担を強いることはない。
また、図3の使用形態では、機器を手で保持しないので両手が使える。本発明では、大きな振動エネルギーが口腔内に伝わる必要性がないので、振動体の皮膚への圧着は軽くてよく、頸部バンドで十分に圧着できる。
As described above, in the electric artificial larynx according to the present embodiment, the sound volume is not secured by the vibration energy of the vibrating body, so that an unnatural loud vibration sound is not generated. In addition, the voice quality is not changed by adjusting the vibrating body, but the voice processing is added to the uttered voice, so that a better voice quality can be realized.
In addition, in the usage pattern of FIG. 2, only the same vibrator as the current electric artificial larynx may be held by hand, and the usage procedure is the same as the current situation, and no extra burden is imposed on the handicapped person.
Further, in the usage pattern shown in FIG. 3, since the device is not held by hand, both hands can be used. In the present invention, since it is not necessary to transmit large vibration energy to the oral cavity, the pressure bonding of the vibrating body to the skin may be light and can be sufficiently performed with the neck band.

また、図4の使用形態においては、振動体とマイクロホンが体内に埋め込まれており、より効率的に振動の伝播ができ、またより効率的に口腔内で構音された話声の集音が可能である。また、手で機器を保持する必要がなく、両手が使える。喉頭摘出術を行うときに同時に埋め込めば、ほとんど余分の労力を要さずに施術できる。また、喉頭摘出術を行った後日に埋め込み術を行う場合も、簡単な手術で行え、入院の必要もない。本発明によれば、振動体の振動は使用者がほとんど感じない程度に微少なものとすることができるので、体内で振動体が振動していることの違和感はない。   In the usage mode of FIG. 4, the vibrating body and the microphone are embedded in the body, so that the vibration can be transmitted more efficiently, and the voice collected from the oral cavity can be collected more efficiently. It is. Also, there is no need to hold the device by hand, and both hands can be used. If it is implanted at the same time as laryngectomy, it can be performed with little extra effort. In addition, even if the implantation is performed on the day after the laryngectomy, it can be performed by a simple operation and there is no need for hospitalization. According to the present invention, the vibration of the vibrating body can be so small that the user hardly feels it, so there is no sense of incongruity that the vibrating body vibrates in the body.

なお、本実施の形態における電気人工喉頭は、振動体12が作る原音の音圧を制御する機構を備えることが好適である。かかる音圧制御機構により、外部に大きな振動音を放出して周囲の人に違和感を与えることがない程度に小さい振動音にできる。   The electric artificial larynx in the present embodiment preferably includes a mechanism for controlling the sound pressure of the original sound created by the vibrator 12. With such a sound pressure control mechanism, it is possible to reduce the vibration sound to a level that does not give a sense of discomfort to the surrounding people by emitting a large vibration sound to the outside.

また、本実施の形態における電気人工喉頭は、振動体12の周波数を制御する機構である周波数制御機構を具備することが好適である。かかる周波数制御機構により、原音の使用周波数は、個々の障害者にとって最も話声を構音するのに最適な周波数や波形が選べる。また、使用周波数は複数であってもよい。
なお、近くにいる人に振動音をまったく感じさせることがない小さいレベルの振動を口腔内に伝え、構音された話声をマイクロホンで集音し、スピーカーから音声として聴取できることを実験的に確認している。
In addition, the electric artificial larynx in the present embodiment preferably includes a frequency control mechanism that is a mechanism for controlling the frequency of the vibrating body 12. With such a frequency control mechanism, it is possible to select a frequency and a waveform that are most suitable for composing a voice most for each handicapped person. Also, a plurality of operating frequencies may be used.
Experimentally confirmed that a small level of vibration that does not make a nearby person feel any vibration sound is transmitted to the oral cavity, and the synthesized voice is collected with a microphone and can be heard as sound from a speaker. ing.

また、本実施の形態における電気人工喉頭は、振動体、マイクロホン、音声処理部、ラウドスピーカーの4つのパーツからなっているが、それぞれは小型化が可能であるため、上述したように、体内に埋め込んで使用することができる。   In addition, the electric artificial larynx in this embodiment is composed of four parts: a vibrating body, a microphone, a sound processing unit, and a loudspeaker, but each can be miniaturized. Can be used embedded.

具体的には、電気人工喉頭は、音圧増大などの調整は音声処理部でなされるので、振動エネルギーは小さくてよい。従って、振動体を頸部皮下や筋肉内など体内に埋め込むのに適した小型とすることができる。小型の振動体はすでに実用化されており、公知の技術であるので詳細は省略する。その他のパーツにおいても、公知の技術で体内に埋め込むことが可能な小型化がなされている。すべてのパーツを埋め込んでもよいし、例えば振動体のみ埋め込むなど一部を埋め込んでもよい。埋め込んだパーツに対する電源の供給は電磁誘導で行う。電源の供給方法には、体外にある電気を供給する側から皮膚を通して直接電磁誘導でパーツに電気を供給する方法と、二次電池を同時にパーツ近傍に埋め込み電磁誘導で二次電池に電気を供給する方法がある。直接電磁誘導で電気を供給する場合は、必ずしも振動体など電気を供給しようとする当該パーツと供給元の装置が相対している必要はない。当該パーツに付属の電線を同時に埋め込み、電磁誘導で電気を供給するのに適した位置まで引いてきて、そこで電気の供給をうけることもできる。例えば、振動体と電線、ならびに振動体がついているのと反対側の電線の端に連結された誘導コイルを皮下等に埋め込む。誘導コイルは胸部付近皮下に配置し、電気を供給する側のコイルを相対する位置に設置されたホルダーやポケット等に納めるなどが可能である。埋め込むパーツは人体に悪影響のない材質である必要がある。特に、二次電池を埋め込む場合は、樹脂等で密閉するなどの対策が必要である。これら電源の供給を必要とする体内埋め込み型の医療用具は、心臓ペースメーカー、人工内耳、人工中耳で実用化されており、公知技術であるので詳細な説明は省略する。なお、埋め込まれたパーツの制御は上述した通り、リモートコントローラーで行う。   Specifically, in the electric artificial larynx, adjustment such as increase in sound pressure is made by the sound processing unit, so that vibration energy may be small. Therefore, it is possible to make the vibrator small in size suitable for being embedded in the body, such as under the neck or in muscle. Since the small vibrator has already been put into practical use and is a known technique, the details are omitted. Other parts have also been miniaturized so that they can be implanted in the body using known techniques. All parts may be embedded, or a part such as only a vibrating body may be embedded. Power is supplied to the embedded parts by electromagnetic induction. There are two methods for supplying power: a method of supplying electricity to the part by electromagnetic induction directly through the skin from the side of supplying electricity outside the body, and a secondary battery being simultaneously embedded in the vicinity of the part to supply electricity to the secondary battery by electromagnetic induction. There is a way to do it. When electricity is directly supplied by electromagnetic induction, it is not always necessary that the parts to be supplied with electricity, such as a vibrating body, and the supply source device are opposed to each other. An electric wire attached to the part can be embedded at the same time, and it can be drawn to a position suitable for supplying electricity by electromagnetic induction, and the electricity can be supplied there. For example, an oscillating body, an electric wire, and an induction coil connected to the end of the electric wire on the opposite side of the vibrating body are embedded under the skin. The induction coil can be placed subcutaneously in the vicinity of the chest, and the coil on the power supply side can be placed in a holder or pocket installed at the opposite position. The parts to be embedded must be made of a material that does not adversely affect the human body. In particular, when a secondary battery is embedded, it is necessary to take measures such as sealing with a resin or the like. These implantable medical devices that require the supply of power have been put to practical use in cardiac pacemakers, cochlear implants, and cochlear implants, and are well known in the art, and detailed description thereof is omitted. The embedded parts are controlled by the remote controller as described above.

本発明は、喉頭摘出者など音声によってコミュニケーションが行えない人を対象にしている人工喉頭の性能を飛躍的に発展させることができ、障害者の社会復帰に大いに貢献できる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can dramatically improve the performance of an artificial larynx intended for a person who cannot communicate by voice, such as a laryngectomy person, and can greatly contribute to the rehabilitation of a disabled person.

本発明の実施の形態に係る音声の流れを示したブロック図The block diagram which showed the flow of the audio | voice which concerns on embodiment of this invention 本発明の実施の形態における電気人工喉頭の使用例を示す図The figure which shows the usage example of the electric artificial larynx in embodiment of this invention 本発明の実施の形態における電気人工喉頭の使用例を示す図The figure which shows the usage example of the electric artificial larynx in embodiment of this invention 振動体とマイクロホンを頸部に埋め込んで使用する場合の電気人工喉頭の使用例を示す図The figure which shows the usage example of the electric artificial larynx when using the vibrator and microphone embedded in the neck

符号の説明Explanation of symbols

10 音声入力装置
12、22 振動体
13 皮膚
14 口腔
15 口腔内にて行なわれる構音
16 口唇、皮膚、外耳道内
17 マイクロホン
18、24 音声処理部
19、25 ラウドスピーカー
21 外耳道内
23 外耳道内留置型マイクロホン
26 スイッチ
27 無線
30 頸部バンド
31 接触型マイクロホン
41 埋め込み用マイクロホン
42 電線
43 体内側誘導コイル
44 体外側誘導コイル
45 リモートコントローラー


DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Voice input device 12, 22 Vibrating body 13 Skin 14 Oral cavity 15 Articulation performed in the oral cavity 16 Lip, Skin, In the external auditory canal 17 Microphone 18, 24 Audio processing unit 19, 25 Loudspeaker 21 In the external auditory canal 23 In-ear canal type microphone 26 switch 27 radio 30 cervical band 31 contact type microphone 41 embedded microphone 42 electric wire 43 internal induction coil 44 external external induction coil 45 remote controller


Claims (6)

原音を作る振動体と、構音動作をすることによって作り出される話声を集音するマイクロホンと、前記マイクロホンが集音した話声に音声加工を加える音声処理を行う音声処理部と、前記音声処理部が音声処理した結果である話声を送出するラウドスピーカーを具備する電気人工喉頭。 A vibrating body that creates an original sound, a microphone that collects speech produced by performing articulation, a speech processing unit that performs speech processing that adds speech processing to the speech collected by the microphone, and the speech processing unit An artificial artificial larynx comprising a loudspeaker that sends out speech that is the result of voice processing. 前記振動体が作る原音の音圧を制御する機構、または/および前記振動体の周波数または/および波形を制御する機構をさらに具備する請求項1記載の電気人工喉頭。 2. The electric artificial larynx according to claim 1, further comprising a mechanism for controlling a sound pressure of an original sound produced by the vibrator, and / or a mechanism for controlling a frequency or / and a waveform of the vibrator. 前記マイクロホンは、外耳道内留置型マイクロホンまたは接触型マイクロホンである請求項1または請求項2いずれか記載の電気人工喉頭。 The electric artificial larynx according to claim 1 or 2, wherein the microphone is an indwelling microphone or a contact microphone in the ear canal. 前記音声処理部は、前記マイクロホンが集音した話声から構成される音声情報を、デジタル信号処理またはアナログ信号処理によって、音声スペクトルを変更する音声処理を行う請求項1から請求項3いずれか記載の電気人工喉頭。 4. The audio processing unit according to claim 1, wherein the audio processing unit performs audio processing for changing audio spectrum by using digital signal processing or analog signal processing on audio information composed of speech collected by the microphone. 5. Electric artificial larynx. 前記音声処理部は、前記マイクロホンが集音した話声から構成される音声情報を、デジタル信号処理またはアナログ信号処理によって、音圧や周波数を調整する音声処理を行う請求項1から請求項3いずれか記載の電気人工喉頭。 4. The audio processing unit according to claim 1, wherein the audio processing unit performs audio processing for adjusting sound pressure and frequency by using digital signal processing or analog signal processing on audio information composed of speech collected by the microphone. Or electric artificial larynx. 前記振動体、前記マイクロホン、前記音声処理部、前記ラウドスピーカーの全部または一部を体内に埋め込んで使用する請求項1から請求項5いずれか記載の電気人工喉頭。


The electric artificial larynx according to any one of claims 1 to 5, wherein all or part of the vibrator, the microphone, the sound processing unit, and the loudspeaker are embedded in the body.


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