JP2008017399A - 骨伝導レシーバ - Google Patents

Abstract

【課題】健常者等の利用者と同様に補聴器の利用者も利用することができる骨伝導レシーバを提供することを目的とする。
【解決手段】本発明に係る骨伝導レシーバは、音情報を振動に変換する骨伝導スピーカ１０を備え、コイルを有する補聴器とともに使用可能な骨伝導レシーバ１であって、変換された振動に応じて磁束を発生させ、当該磁発生させた束によって補聴器のコイルと磁気結合することにより、補聴器のコイルと通信する通信コイル１７を備えたものである。
【選択図】 図３

Description

本発明は、骨伝導スピーカを利用した骨伝導レシーバに関する。

従来から、骨伝導レシーバは骨伝導の助聴器として開発されている。近年、骨伝導レシーバは、携帯電話端末等の情報機器に接続され、音声や音楽等の音情報の入出力装置として活用されるマンマシンインターフェース機器として応用されている（例えば、特許文献１参照）。そのため、情報機器用インターフェースとして利用される骨伝導レシーバには、携帯電話等の情報機器からの音情報をその利用者に正確に伝えることが求められている。さらに、骨伝導レシーバには、利用者音声や操作情報を確実に情報機器に伝えること、携帯情報機器に接続する機器としてポータビリティに富むこと等が求められている。

このような要求を満たすものとして、骨伝導スピーカを使った骨伝導レシーバが提案されている。骨伝導スピーカは、人体頭部に振動を与えて、この振動が聴覚器官に伝わることにより音情報を利用者に伝達するものである。このような骨伝導レシーバでは、空気振動により音情報を伝える方式の気導スピーカに比較し、外耳、内耳の伝音部に障害を持つ人に対して音情報を正確に伝えることができる。さらに、気導スピーカを利用しないため、周囲ヘ音漏れがなく、秘話性が高い。さらにまた、耳介を開放状態で利用することができ、外部音声・警報音等が聴こえるので、人混みや騒音中での利用時、安全性を得易い等の特長がある。
このような特長から、骨伝導レシーバに骨伝導スピーカを利用することが望ましい。この骨伝導レシーバは、音情報を正確に伝え、ポータビリティが優れ、健常者や一部の難聴者のような多くの利用者が良好に活用することができる。そのため、骨伝導スピーカを利用した骨伝導レシーバは、音声信号等の入出力装置に適し、健常者および難聴者に利用されつつある。

近年、誰もが携帯電話機等の音情報等を正確に聞き取れ、かつ、ポータビリティに優れた骨伝導レシーバ用の骨伝導スピーカとして圧電セラミック材料から構成された骨伝導スピーカが提案されている。この骨伝導スピーカには積層型柱状圧電素子が使用され、積層型柱状圧電素子の長さ方向の変位はテコの原理を利用した構造によって増幅され、その振動出力部を大きく振動させる。それとともに、積層型柱状圧電素子は板状の弾性部材を介して固定部につながり、骨伝導スピーカの構造は、十分大きな質量を配置した振動変位が極力抑えられた構造である。
特に、この骨伝導スピーカを骨伝導レシーバに採用することにより、取付け部して機能する固定部の振動を小さく抑えることができ、骨伝導レシーバの音漏れ性能を簡素な構造によって低減することができる。さらに、この圧電セラミック材料から構成する骨伝導スピーカは、消費電力が小さく、同じ電池でより長時間活用でき、ポータビリティに富んでいる。

この積層型柱状圧電素子を動力源に使用し、変位増幅構造によって駆動すると、その出力端には所定量拡大された変位を得ることができる。これによって、その利用者の知覚に十分な音情報を伝達することができるが、利用姿勢によっては音情報を十分に伝達できないことがある。また、この積層型柱状圧電素子の変位を増幅する構造の場合には、小型化や軽量対応が十分でない。
このような積層型柱状圧電素子を動力源とした骨伝導レシーバでは、テコの原理を利用した構造によって、その出力端には所定の変位を得ることができる。これによって、健常者や軽い難聴者等、その利用者の知覚部に音情報が確実に伝達し、気軽に活用できる。一般に、骨伝導レシーバを補聴器と併用して利用する場合には、骨伝導レシーバと補聴器とが近い位置で利用されるため、補聴器の機能を十分活用することができないことがある。そのため、補聴器の利用者は、音量を最大に設定し、周囲に気兼ねしつつ利用することになる。
特開２００６−８６５８１号公報

このように、従来の骨伝導レシーバでは、補聴器の利用者に対する機能がないため、補聴器の利用者は利用することができないという問題があった。
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、健常者等の利用者と同様に補聴器の利用者も利用することができる骨伝導レシーバを提供することを目的とする。

本発明に係る骨伝導レシーバは、音情報を振動に変換する骨伝導スピーカを備え、コイルを有する補聴器とともに使用可能な骨伝導レシーバであって、前記変換された振動に応じて磁束を発生させ、当該磁発生させた束によって前記補聴器のコイルと磁気結合することにより、前記補聴器のコイルと通信する通信コイルを備えたものである。このような構成により、補聴器は、骨伝導レシーバと通信し、骨伝導レシーバの出力振動に応じて音情報を受信することができる。それ故、健常者等の利用者と同様に補聴器の利用者も利用することができる。

さらに、前記通信コイルは、前記骨伝導スピーカの周囲に配設される。

さらにまた、前記通信コイルは、前記骨伝導スピーカの周囲を囲繞する。

また、前記補聴器は、人体耳部に取付けられ、前記通信コイルは、当該骨伝導レシーバが人体耳部に当接した状態で、前記人体耳部に取付けられた補聴器の周辺に配置される。

またさらに、前記骨伝導スピーカは、前記音情報に応じて振動を発生させる振動発生手段と、当該振動発生手段を取付けるためのフレームとを有し、当該フレームは、磁性材料から構成され、前記通信コイルが発生させる磁束の磁路の一部を構成する。これにより、通信コイルが発生させる磁界の強度を高めることができ、骨伝導レシーバと補聴器との通信性能を向上させることができる。

好適には、前記振動発生手段は、積層型柱状圧電素子であり、前記フレームは、前記積層柱状圧電素子の長手方向の変動を増幅させる。

他方、本発明に係る骨伝導レシーバは、音情報を振動に変換する骨伝導スピーカを備え、コイルを有する補聴器が人体耳部に取付けられた状態で使用可能な骨伝導レシーバであって、前記骨伝導スピーカの周囲に配設され、前記補聴器のコイルと通信するための通信コイルを備え、当該通信コイルは、当該骨伝導レシーバが前記人体耳部に当接した状態で、前記人体耳部に取付けられた補聴器のコイルの周辺に配置され、前記変換された振動に応じて磁束を発生させ、当該発生させた磁束によって前記補聴器のコイルと磁気結合することにより、前記音情報を前記補聴器のコイルに送信する。このような構成により、補聴器は、骨伝導レシーバと通信し、骨伝導レシーバの出力振動に応じて音情報を受信することができる。それ故、健常者等の利用者と同様に補聴器の利用者も利用することができる。

本発明によれば、健常者等の利用者と同様に補聴器の利用者も利用することができる骨伝導レシーバを提供することができる。

本発明に係る骨伝導レシーバは、音声や音楽等の音情報を振動に変換する骨伝導スピーカを利用した構造を有する。骨伝導スピーカは、音情報を変換した振動を人体頭部の一部に伝え、この振動を聴覚器官に伝達することにより、音情報を認識させる。
具体的には、本発明に係る骨伝導レシーバは、補聴器機能を十分活用するための機能が付加されたものである。詳細には、骨伝導レシーバにおいて、骨伝導スピーカの周囲に、補聴器のＴコイルに対応する通信コイルが設けられている。これら補聴器のＴコイルと骨伝導レシーバの通信コイルが磁気結合し、補聴器のＴコイルと骨伝導レシーバの通信コイルの間で音情報の送信・受信が行われる。受信した音情報は補聴器によって再生され、補聴器の出力部（スピーカ）から利用者の外耳道に音情報（空気振動）として出力する。これによって、補聴器の機能が十分活用される。
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

まず、図１を用いて、本発明に係る骨伝導レシーバの全体構成について説明する。図１は、本発明に係る骨伝導レシーバの構成を示す斜視図である。
図１に示すように、本発明の骨伝導レシーバ１は、骨伝導スピーカ１０、通話ボタン２１、音量切替スイッチ２２、ＬＥＤ２３、マイク３１、本体ケース２、フリップ３、接続ケーブル４を備えている。

骨伝導スピーカ１０は、携帯電話から接続ケーブル４を介して送られる電気信号を機械的な振動に変換する。通話ボタン２１は、骨伝導レシーバ１の通話の開始や通話の終了を制御する。音量切替スイッチ２２は、骨伝導スピーカ１０の音量を調整する。ＬＥＤ２３は、点灯等することによって着信等を報知する。マイク３１は、利用者の音声をピックアップする。
本体ケース２は、当該骨伝導レシーバ１の骨伝導スピーカ１０、通話ボタン２１、音量切替えスイッチ２２、ＬＥＤ２３等を収納している。フリップ３は、マイク３１を収納している。ヒンジ２４は、フリップ３を本体ケース２に回動可能に軸着させている。接続ケーブル４は、専用プラグ４ａを携帯電話機（図示せず）に接続することによって、この携帯電話機と骨伝導レシーバ１とを接続する。

続いて、図２を用いて、本発明の骨伝導レシーバ１の最も基本である骨伝導スピーカ１０の構造について説明する。図２は、この骨伝導スピーカ１０を示す断面模式図である。
図２に示すように、骨伝導スピーカ１０は断面略コ字状の形状を有するフレーム１１を中心に組み立てられている。フレーム１１は、振動出力部１１ａ、弾性部１１ｂ、フレーム固定部１１ｃの３部分によって形成されたフレーム構造を有する。また、フレーム１１は、金属の板部材をプレス加工等により、断面略コ字状に形成される。
詳細には、振動を出力するための振動出力部１１ａは、コ字形状のフレーム１１の一辺に配置され、その質量はできる限り軽減されている。この振動出力部１１ａの両側端には、振動出力部１１ａの剛性を向上させるための立ち曲げ三角状リブが下方に向けて設けられている。平板状の弾性部１１ｂは、振動出力部１１ａを支持するとともに、その下部をフレーム固定部１１ｃによって支持されている。フレーム固定部１１ｃは、振動出力部１１ａに対向したコ字形状のフレーム１１の他辺に配置されている。このフレーム固定部１１ｃの両側端には、フレーム固定部１１ｃの剛性向上のための立ち曲げ三角状リブ１１ｃｃが下方に向けて設けられている。

積層型柱状圧電素子１２は、その長手方向に変位する特性を有し、振動出力部１１ａとフレーム固定部１１ｃとの対向する二面の間に配置されている。積層型柱状圧電素子１２の上端は、フレーム１１の振動出力部１１ａに当接し、接着剤（図示なし）によって位置防止のために柔軟に固着されている。この図示しない接着剤は、フレーム１１および積層型柱状圧電素子１２より低いヤング率の低い材料から構成されている。
積層型柱状圧電素子１２の下端は与圧ねじ１５の端面と当接し、与圧ねじ１５はフレーム固定部１１ｃに設けられたねじ穴に螺着されている。積層型柱状圧電素子１２の下端における四側面は、位置決め板１８の孔によって規制され、それとともに与圧作業後、接着剤（図示なし）によって固定されている。また、積層型柱状圧電素子１２の入力線は、弾性部１１ｂの下部を通り、骨伝導レシーバ１の本体ケース内に収納された駆動回路基板（図示せず）に結線している。

コ字形状のフレーム１１構造の内側空間にはベース錘１３が設けられている。ベース錘１３は、フレーム固定部１１ｃとの間で位置決め板１８を挟み込み、この状態でフレーム固定部１１ｃに対してねじ１４により固定されている。これらフレーム固定部１１ｃ、位置決め板１８、ベース錘１３、ねじ１４により固定部が構成されている。この固定部の合計質量は、振動出力部１１ａおよびパッド１６の合計質量に比較して、最低２倍以上、理想的には１０倍以上に設定するとよい。また、ベース錘１３と位置決め板１８は一体にした部品構成でもよい。

上記した基本構造において、振動出力部１１ａ上にパット１６が設けられ、パット１６は、振動出力部１１ａを介して、積層型柱状圧電素子１２が発生させた振動を伝達する。振動出力部１１ａは、できる限り小質量で、高剛性を有する構造であることが理想である。この振動出力部１１ａは、振動出力部１１ａと弾性部１１ｂの交点近傍に生じる振動出力部１１ａの回動中心を基準に回動振動する。従って、弾性部１１ｂは、振動出力部１１ａを回動可能に支持するヒンジの機能を有する。さらに、弾性部１１ｂは、積層型柱状圧電素子１２に与圧を付与する力を発生する機能を有し、これらの機能に加えて、振動体のばねとしての機能を有する。また、フレーム固定部１１ｃは、ベース錘１３と位置決め板１８等とともに全体の固定支持部として、より大きい質量を得ることにより、固定部の振動を抑制することができる。

振動出力部１１ａは、骨伝導レシーバ１の利用時、耳介付近の顔面に接触し、その振動動作によって接触している顔面を振動させる機能を負っている。従って、振動出力部１１ａは、弾性部１１ｂの特長に対して、顔面との接触性の良さを必要とする。
そこで、振動出力部１１ａの上面にはパッド１６が設けられ、このパッド１６は、熱伝導率が低く比重が小さく、かつ高剛性の材質から構成されている。パッド１６は、位置決めのための穴とボスの嵌合により、位置決め後、高い剛性を持った状態で固定されている。
ここで、パット１６に熱伝導率が低い材質を使用する理由は、冬季の早朝など振動出力部１１ａの金属部が冷え、顔面に直接当たったときの「冷たさ」を軽減するためである。また、比重が小さくかつ剛性が高い材質にする理由は、振動部質量の低減により振幅の増大を図り、また、高い剛性により振動出力部１１ａ内の副次振動発生の防止を図るものである。

さらに続いて、図３を用いて、本発明に係る骨伝導レシーバ１の骨伝導スピーカ１０について詳細に説明する。図３は、本発明に係る骨伝導レシーバ１における骨伝導スピーカを示す断面図である。
図３に示すように、骨伝導スピーカ１０の周囲には、通信コイル１７が固定され、この通信コイル１７は、骨伝導スピーカ１０のベース錘１３に装着されている。これら通信コイル１７および骨伝導スピーカ１０は、本体ケース２のリブ２ａ，２ｂ，２ｃ等によって、支持部材２５ａ，２５ｂを介して本体ケース２に固定している。これら支持部材２５ａ，２５ｂは、骨伝導スピーカ１０の固定部の振動を減衰させるため、粘弾性体材料からなる材料を用いて構成されている。

通信コイル１７は、プラスチック等の非磁性材によって構成されたボビン１７ａに、エナメル線等の導電線を所定数だけ巻くことによって形成される。この通信コイル１７は、本体ケース２の内部に収納された回路基板（図示せず）に接続されている。音情報が骨伝導レシーバ１に接続された携帯電話から伝えられた場合には、本体ケース２内部の回路基板（図示せず）を介して、音情報に対応した電圧が通信コイル１７に印加される。これによって、入力電圧に比例した磁界が通信コイル１７で発生する。

図４に、通信コイル１７で発生する磁束の一例が示されている。図４に示すように、通信コイル１７で発生した磁束の磁路は、例えば、通信コイル１７の中心部からパット１６を通り、パット１６から空間Ａ、空間Ｂ、空間Ｃを通り、この空間Ｃから本体ケース２下面（パット１６の配設面に対向した面）を通って通信コイル１７内部を通る。また、通信コイル１７で発生した磁束の磁路は、その逆の経路として、通信コイル１７内部から本体ケース２下面を通り、この下面から空間Ｃ、空間Ｂ、空間Ａを通り、この空間Ａからパット１６を通って通信コイル１７の中心部を通る。このように、通信コイル１７で発生した磁束の磁路は、どちらの方向についても閉じている。
この通信コイル１７の磁気回路においては、磁気抵抗が低いほど入力信号を小さくすることができ、消費電力が抑えることができる。また、骨伝導スピーカ１０のフレーム１１、ねじ１４、ベース錘１３を磁性材によって構成することができる。この場合には、上記した通信コイル１７の磁路内に磁性材の構造部材が配設されるので、通信コイル１７の磁気回路における磁気抵抗を減少することが可能となる。

最後に、図６を用いて、本発明に係る骨伝導レシーバ１の利用について説明する。図６は、本発明に係る骨伝導レシーバ１の利用状態を示す模式図である。ここで、骨伝導レシーバ１の各部の動作が分かり易いように、骨伝導スピーカ１０と通信コイル１７が同時に動作するモードについて説明する。また、適宜図１を参照しながら説明する。

まず、本発明に係る骨伝導レシーバ１における骨伝導スピーカ１０の動作について説明する。
利用者は、骨伝導レシーバ１の利用に際して、予め骨伝導スピーカ１０と通信コイル１７が同時に動作するモードに設定し、接続ケーブル４の専用プラグ４ａを携帯電話機（図示せず）に接続する。この状態で、例えば、この携帯電話機が他の電話機から通話の着信した場合には、利用者は、フリップ３を開けて通話ボタン２１を押す。すると、骨伝導レシーバ１に接続される携帯電話機（図示せず）から通話音声等の音情報の電気信号が接続ケーブル４を介して、骨伝導レシーバ１の本体ケース２内の回路基板に伝わる。この電気信号は、この回路基板から入力線を介して、図２に示された積層型柱状圧電素子１２に交流信号として印加される。この積層型柱状圧電素子１２は、この電気信号により、その長手軸方向に対して信号に対応した伸縮変動（変位）を行う。

フレーム１１の振動出力部１１ａとフレーム固定部１１ｃは、この積層型柱状圧電素子１２の伸縮変動により、弾性部１１ｂの湾曲変形にともなって相互に変位を継続する。図２に示すように、本発明に係る骨伝導スピーカ１０には、テコの原理を利用した構造が取入れられている。そのため、積層型柱状圧電素子１２の伸縮は所定値拡大され、振動出力部１１ａに固定されたパット１６の凸状当接面１６ａから利用者の知覚部に十分な振動が伝えられる。従って、例えば、利用者が耳珠の顔面前方顔面やこめかみ等に本発明に係る骨伝導レシーバ１を軽く押し当てるだけで、パット１６の振動が、顔面から頭部（頭蓋骨）に伝わり、さらに利用者の聴覚部に伝わる。

次に、本発明に係る骨伝導レシーバ１における通信コイル１７の動作について説明する。
骨伝導スピーカ１０と通信コイル１７が同時動作モードの状態で、図示しない携帯電話機が他の電話機等から通話の着信をした場合、上記の動作と同様に、利用者は、フリップ３を開けて通話ボタンを押す。すると、携帯電話機（図示せず）から通話音声等の電気信号が接続ケーブル４を介して、骨伝導レシーバ１の本体ケース２内の回路基板に伝わる。この電気信号は、この回路基板から入力線を介し、図２に示す積層型柱状圧電素子１２に伝わる。それと同時に、回路基板（図示せず）からの電気信号は、通信コイル１７にも伝わる。通信コイル１７は、この電気信号が伝わると、この電気信号に対応した磁束を発生させる。この通信コイル１７が発生させる磁束の磁路は、図４に示すように、" 通信コイル１７の中央部→パット１６→Ａ→Ｂ→Ｃ→本体ケース２（下面）→通信コイル１７中央部"のルート、または、その逆ルートにおいて閉じている。

図５に、通信コイル１７と補聴器のＴコイルにおける磁束の一例が示されている。図５に示すように、利用者は、例えば、通信コイル１７によって磁束が発生した状態で、骨伝導レシーバ１の通信コイル１７が発生する磁路付近に、補聴器５０のＴコイル５１を配置させる。すると、通信コイル１７の磁束５５は、補聴器５０のＴコイル５１を貫通する。このとき、補聴器５０のＴコイル５１が通信コイル１７の磁束を捕らえ、その端子に通信コイル１７の磁界強度に対応した電圧が生じる。この端子間の電圧は、補聴器５０の出力スピーカから利用者の外耳道に音波として発せられ、利用者は通話音声等として利用することができる。それ故、図６に示すように、利用者は、骨伝導レシーバ１を補聴器５０の上にかざすだけで、日頃使い慣れた補聴器５０を活用しながら、普通の通話姿勢のまま通話を行うことができる。

以上のように、本発明によれば、骨伝導レシーバ１に通信コイル１７を内蔵することにより、補聴器の１機能である磁気結合機能を活用することができる。従来であれば、補聴器５０の利用者は、時として音量を最大限に設定し携帯電話機を使っていた。これに対して、この利用者は、通信コイル１７が内蔵された本発明に係る骨伝導レシーバ１を使うことにより、周囲に気兼ねなく通話等を利用することができる。
なお、本実施形態では、補聴器５０のコイルがＴコイルである場合について説明したが、Ｔコイルに限らず、骨伝導レシーバ１の通信コイルが発生させる磁界によって励磁する誘導コイルであればよい。

本発明に係る骨伝導レシーバの外観斜視図である。 本発明に係る骨伝導レシーバにおける骨伝導スピーカの断面模式図である。 本発明に係る骨伝導レシーバにおける骨伝導スピーカと通信コイルの取付け状態を示す断面模式図である。 本発明に係る骨伝導レシーバにおける骨伝導スピーカの通信コイルが発生させる磁束を示す模式図である。 本発明に係る骨伝導レシーバにおける骨伝導スピーカの通信コイルと補聴器におけるＴコイルが発生させる磁束を示す模式図である。 本発明に係る骨伝導レシーバの利用姿勢を示す模式図である。

符号の説明

１…骨伝導レシーバ、２…本体ケース、２ａ，２ｂ，２ｃ…リブ、３…フリップ、
４…接続ケーブル、４ａ…専用プラグ、１０…骨伝導スピーカ、１１…フレーム、
１１ａ…振動出力部、１１ｂ…弾性部、１１ｃ…フレーム固定部、
１１ｃｃ…立ち曲げ三角状リブ、
１２…積層型柱状圧電素子、１３…ベース錘、１４…ねじ、１５…与圧ねじ、
１６…パット、１６ａ…凸状当接面、１７…通信コイル、１７ａ…ボビン、
１８…位置決め板、２１…通話ボタン、２２…音量切替スイッチ、２３…ＬＥＤ、
２４…ヒンジ、２５ａ，２５ｂ…支持部材、３１…マイク
５０…補聴器、５１…Ｔコイル、５５…磁束

Claims (7)

1. 音情報を振動に変換する骨伝導スピーカを備え、コイルを有する補聴器とともに使用可能な骨伝導レシーバであって、
   前記変換された振動に応じて磁束を発生させ、当該磁発生させた束によって前記補聴器のコイルと磁気結合することにより、前記補聴器のコイルと通信する通信コイルを備えた骨伝導レシーバ。
2. 前記通信コイルは、前記骨伝導スピーカの周囲に配設されることを特徴とする請求項１に記載の骨伝導レシーバ。
3. 前記通信コイルは、前記骨伝導スピーカの周囲を囲繞することを特徴とする請求項２に記載の骨伝導レシーバ。
4. 前記補聴器は、人体耳部に取付けられ、
   前記通信コイルは、当該骨伝導レシーバが人体耳部に当接した状態で、前記人体耳部に取付けられた補聴器の周辺に配置されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の骨伝導レシーバ。
5. 前記骨伝導スピーカは、
   前記音情報に応じて振動を発生させる振動発生手段と、
   当該振動発生手段を取付けるためのフレームとを有し、
   当該フレームは、磁性材料から構成され、前記通信コイルが発生させる磁束の磁路の一部を構成することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の骨伝導レシーバ。
6. 前記振動発生手段は、積層型柱状圧電素子であり、
   前記フレームは、前記積層柱状圧電素子の長手方向の変動を増幅させる請求項５に記載の骨伝導スピーカ。
7. 音情報を振動に変換する骨伝導スピーカを備え、コイルを有する補聴器が人体耳部に取付けられた状態で使用可能な骨伝導レシーバであって、
   前記骨伝導スピーカの周囲に配設され、前記補聴器のコイルと通信するための通信コイルを備え、
   当該通信コイルは、
   当該骨伝導レシーバが前記人体耳部に当接した状態で、前記人体耳部に取付けられた補聴器のコイルの周辺に配置され、
   前記変換された振動に応じて磁束を発生させ、当該発生させた磁束によって前記補聴器のコイルと磁気結合することにより、前記音情報を前記補聴器のコイルに送信する骨伝導レシーバ。

Images