JP2008270879A

JP2008270879A - 受話装置

Info

Publication number: JP2008270879A
Application number: JP2007107120A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Tamura; 光男田村
Original assignee: NEC Tokin Corp
Current assignee: Tokin Corp
Priority date: 2007-04-16
Filing date: 2007-04-16
Publication date: 2008-11-06

Abstract

【課題】外耳道を開放した状態で使用しても十分な低音領域の出力レベルが得られ、かつ、周囲に放出される音声が周囲で聞き取れないほど小さい、小型で軽量な受話装置を提供すること。
【解決手段】外耳道を閉塞せずに外耳道入り口の軟骨部に音響振動を与える音響振動発生部１１と、外耳道を閉塞せずに外耳道入り口近辺に配置された音声信号発生部１２よりなり、音響振動発生部１１と、音声信号発生部１２は一体で構成されている。また、音響振動発生部１１は、対耳輪、対珠、耳珠に囲まれた耳甲介腔を含む窪みに挿入されて頭部に装着可能な固定部１４を有し、固定部１４には外耳道を閉塞しないように貫通孔が設けられている。また、音声信号発生部１２は特定の周波数以上の高域で出力が抑制されている。
【選択図】図１

Description

本発明は骨伝導および外耳道入り口を音響振動させたときに聴取できる気導音を利用した受話装置に関する。

骨伝導を利用して音声を聴取する目的のデバイスとしての骨伝導スピーカの主な構成方式には、電磁型と圧電型がある。電磁型の構成は、特許文献１，２に示されている通り、原理的には従来の電話の受話器の構成において振動板のみを小さくした構造と考えることができる。振動用の鉄片（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大きさの音響振動がスピーカに接触する物体に伝播する。圧電型は圧電バイモルフの発生する振動力を利用するもので、電磁型に比べ軽量化や小型化の点で有利である。圧電型のスピーカは特許文献３，４，５に示されている。

特許第２９６７７７７号公報（電磁）特許第３３５８０８６号公報（電磁）特開昭５９−１４０７９６号公報特開昭５９−１７８８９５号公報特開２００５−１７５９８５号公報

電気音響信号から音響振動を取り出す骨伝導スピーカは、電磁型、圧電型を問わず、その振動系の共振周波数を可聴音域に設計して、振動出力の増大を図っている。共振周波数を低域に取りすぎると、高域部分において高次の共振振動が加わり歪みが増して音質を低下させるなどの悪影響が出てくる。そこで、実用的には共振周波数を１ｋＨｚ近辺に設定することが多い。

共振周波数より下の低音域での駆動は弾性制御領域となるので、音響出力の周波数特性は、低域で出力が小さく、周波数の増大に従って出力が増大し、音響振動発生系の共振周波数で出力がピークとなる特殊な周波数特性を持つ。この結果、骨伝導スピーカは低域で出力が不足することになり、これは多くの骨伝導応用分野で実用上の不満の原因となっている。例えば、骨伝導を音楽鑑賞機器分野で活用しようとする場合には低域で物足りない音楽しか聴けないことになる。

出力レベルの増大と、フィルタ回路による駆動入力信号の周波数特性の調整や、デジタル信号処理を用いた周波数特性の調整も原理的には低域音改善の手段となり得るが駆動源そのものが大型化、それに伴う重量の増大や駆動回路の複雑さを増すことが問題となる。また、外耳道を閉塞すると、骨伝導音の低域は大幅に増大するが、多くの骨伝導応用の目的は外耳道を開放して音声を聴取できることに利点を見いだしており、この方法は改善にならない。

従って、本発明の課題は、外耳道を開放した状態で使用しても十分な低音領域の出力レベルが得られ、かつ、周囲に放出される音声が周囲で聞き取れないほど小さい、小型で軽量な受話装置を提供することである。

上記課題を達成するため、本発明による受話装置は、骨伝導により音声信号を伝えるための音響振動発生部と、空気伝導により音声信号を伝えるための音声信号発生部とを有し、前記音声信号発生部は特定の周波数以上の高域で出力が抑制されていることを特徴とする。前記音響振動発生部は、外耳道を閉塞せずに外耳道入り口の軟骨部に音響振動を与えるように構成され、前記音声信号発生部は、外耳道を閉塞せずに外耳道入り口近辺に配置されても良い。

また、前記音響振動発生部と、前記音声信号発生部は一体で構成されていてもよい。

また、前記音響振動発生部は、対耳輪、対珠、耳珠に囲まれた耳甲介腔を含む窪みに挿入されて頭部に装着可能な固定部を有し、該固定部には外耳道を閉塞しないように一部に切り欠きもしくは貫通孔が設けられていてもよく、さらに前記音声信号発生部から発せられる音声は該音声信号発生部に設けられた空洞もしくはパイプ状のガイドを経て前記固定部に伝送され、該固定部に形成された前記空洞または前記ガイドの開口より音声が放出されてもよい。

本発明は、発明者が上記課題に対して鋭意検討を進めた結果、外耳道入り口の軟骨部に電磁式もしくは圧電式振動体により振動を加えて骨伝導音を聴くと同時に小型の電磁スピーカを外耳道を塞がない位置に配置して気導音声を聴くと、スピーカから発する音声が低音域をカバーして極自然な音声を聴取できることを見いだしたことに基づくものである。特に、上記電磁スピーカの１ｋＨｚ以上の高域部をフィルタで遮断すると、該電磁スピーカの発する音声は周囲には殆ど聞こえず周囲の迷惑にならないことを確認した。

さらに、この音響振動発生部と音声信号発生部は同一固体内に構成することにより、小型化と軽量化さらに装着の容易さが図られることが確認できた。

さらに、特許文献５で示すような発明者らが先に発明した圧電型の音響振動発生体を音響振動発生部としてその一端にリング状の固定部を設け、その固定部の形状を対耳輪、対珠、耳珠に囲まれた耳甲介腔を含む窪みに挿入可能な形状にすると、装着のし易さが加わると共に、このリング状もしくは同類の耳の穴を塞がない形状の固定部から音声が放出されるような溝もしくは穴を形成し、そこに音声ガイドを通じて音声信号発生部からの音声を導くことにより、装着が容易で低音領域の不足を補う受話装置が構成できる。

以上のように、本発明により、外耳道を開放した状態で使用しても十分な低音領域の出力レベルが得られ、かつ、周囲に放出される音声が周囲で聞き取れないほど小さい、小型で軽量な受話装置が得られる。

以下、図面を参照して本発明による受話装置の実施の形態を説明する。

図１は、本発明による受話装置の第一の実施の形態を示す斜視図である。図１において、本実施の形態の受話装置は、外耳道を閉塞せずに外耳道入り口の軟骨部に音響振動を与える音響振動発生部１１と、外耳道を閉塞せずに外耳道入り口近辺に配置された音声信号発生部１２よりなり、音響振動発生部１１と、音声信号発生部１２は一体で構成されている。また、音響振動発生部１１は、対耳輪、対珠、耳珠に囲まれた耳甲介腔を含む窪みに挿入されて頭部に装着可能な固定部１４を有し、固定部１４には外耳道を閉塞しないように貫通孔が設けられている。また、音声信号発生部１２は特定の周波数以上の高域で出力が抑制されている。

次に、本実施の形態の受話装置の具体形状の一例を説明する。音響振動発生部１１は、長さ３０ｍｍ、幅５ｍｍ、厚み０．６ｍｍの圧電バイモルフ二枚を並列接続で結線して、二枚を重ねてウレタンゴムの中に封入して作製することができる。また、音声信号発生部１２は、直径２０ｍｍφ、厚み５ｍｍの電磁型スピーカを用いることができ、これを音響振動発生部１１の端部に固定し、放射面１３より音声を放射する。この電磁型スピーカのリード線は、上記圧電バイモルフ素子のウレタンゴム封入時に同時に音響振動発生部１１の中に封入して、他端より引き出し線１５として圧電バイモルフ素子のリード線と共に取り出している。固定部１４を対耳輪、対珠、耳珠に囲まれた耳甲介腔を含む窪みに挿入することにより本受話装置本体を頭部に固定する。固定部１４は、外耳道を塞がないようにドーナツ状になっているが、この部分の形状はリング状でなくて一部が切り欠かれた形状でも良い。

図２は、本実施の形態の受話装置を頭部に装着した状態を示す模式図である。図２において、引き出し線１５のリード線から内部の圧電バイモルフ素子に音響電気信号を送ると、圧電バイモル素子は音響振動を屈曲モードで発生し、その端部の固定部１４が外耳道入り口の軟骨部に接して音響振動を伝搬させる。このとき、使用者は骨伝導により実用に充分な音量で音声を受信できる。但し、このままでは前述の通り低音域に不足を感じることは避けられない。次に、引き出し線１５の電磁型スピーカに連結するリード線から音響電気信号を送ると、音声信号発生部１２の放射面１３（図１）から音声が発生する。

電磁型スピーカの周波数特性は聴感上では、小型でも低域部は骨伝導のような不足感はなく聞こえるため両者の音声が重畳すると低域音の不足感は大幅に改善される。もちろん、本目的の音声信号発生部１２用のスピーカは小型で、できる限り低域の周波数特性の良好なものを選定すべきである。また、電磁型スピーカに送る音声電気信号については、１ｋＨｚ以上をフィルタでカットすることにより周囲への音漏れは大幅に軽減され、周囲への迷惑をかけない受話装置が提供できる。

図３は、本発明による受話装置の第二の実施の形態を示す斜視図である。図３において、本実施の形態の受話装置は、外耳道を閉塞せずに外耳道入り口の軟骨部に音響振動を与える音響振動発生部３１と、外耳道を閉塞せずに外耳道入り口近辺に配置された音声信号発生部３２よりなり、音響振動発生部３１と、音声信号発生部３２は一体で構成されている。また、音響振動発生部３１は、対耳輪、対珠、耳珠に囲まれた耳甲介腔を含む窪みに挿入されて頭部に装着可能な固定部３４を有している。固定部３４には外耳道を閉塞しないように貫通孔が設けられ、さらに音声信号発生部３２から発せられる音声は音声信号発生部３２に接続されたパイプ状の音声ガイド３５を経て固定部３４に伝送され、固定部３４に形成された音声ガイド３５の開口３３より音声が放出される。また、音声信号発生部３２は特定の周波数以上の高域で出力が抑制されている。

次に、本実施の形態の受話装置の具体形状の一例を説明する。音声信号発生部３２は、直径２０ｍｍφの電磁スピーカで構成され、その放射面は遮蔽され、音声はパイプによる音声ガイド３５でリング形状の固定部３４に送られる。この音声ガイド３５は、図３のようにパイプを用いても良いが、受話装置本体部に溝や空洞を形成しその中で音声を伝えることでも目的は達成できる。固定部３４は、その内部空洞３６が音声ガイド３５のパイプと連結し、さらに固定部３４の内側面に穴状の開口３３が内部空洞３６とつながって形成されている。音響振動発生部３１は、図１と同様な圧電バイモルフ素子を使用している。

この状態で、前述のように固定部３４を外耳道入り口に装着して、圧電バイモルフ素子と高域をカットされた電磁型スピーカの双方を駆動すると電磁型スピーカで発生する音声は、リングの内側から外耳道に伝搬する。同時に、音響振動発生部３１から発生する音響振動は、リング形状の固定部３４から外耳道入り口の軟骨に振動が伝搬し、使用者は周波数特性の違和感のない音声として外耳道を閉塞することなく聴取できる。上記第一の実施形態、第二の実施形態とも頭部の片側に装着する図で説明したが、両耳にそれぞれ装着してステレオ信号で聞く場合に最もその効果を享受することができる。

以上の実施の形態では、音響振動の発生に圧電バイモルフ素子を用い、音声の発生には電磁型スピーカを用いているが、双方ともに電磁型でも、双方ともに圧電型でも可能であることは言うまでもない。

図４は、本発明による受話装置の第三の実施の形態を示す図であり、受話装置をヘッドセットの構成にした場合を示す斜視図である。本実施の形態の受話装置は、外耳道を閉塞せずに外耳道入り口の軟骨部に音響振動を与える音響振動発生部４１と、外耳道を閉塞せずに外耳道入り口近辺に配置された音声信号発生部４２よりなり、音響振動発生部４１と、音声信号発生部４２は一体で構成されている。また、音声信号発生部４２は、特定の周波数以上の高域で出力が抑制されている。また、左右両側の受話装置はヘッドアーム４３により一体として保持されている。

音響振動発生部４１を直接に外耳道入り口に圧接し骨導音を聞くと共に、その下部に固定した音声信号発生部４２の電磁スピーカから低音を主にした音声を発生させる。この低音は、ステレオの場合に、音声振動発生部を一箇所にまとめてモノラルとし、第二の実施の形態のようにパイプで双方の外耳道入り口までその音声を導いて放射することも可能である。

なお、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、目的や用途に応じてその材質、形状、構造などを設計可能であることは言うまでもない。

本発明による受話装置の第一の実施の形態を示す斜視図。第一の実施の形態の受話装置を頭部に装着した状態を示す模式図。本発明による受話装置の第二の実施の形態を示す斜視図。本発明による受話装置の第三の実施の形態を示す図で受話装置をヘッドセットの構成にした場合を示す斜視図。

符号の説明

１１、３１、４１音響振動発生部
１２、３２、４２音声信号発生部
１３放射面
１４、３４固定部
１５引き出し線
３５音声ガイド
３３開口
３６内部空洞
４３ヘッドアーム

Claims

骨伝導により音声信号を伝えるための音響振動発生部と、空気伝導により音声信号を伝えるための音声信号発生部とを有し、前記音声信号発生部は特定の周波数以上の高域で出力が抑制されていることを特徴とする受話装置。
前記音響振動発生部は、外耳道を閉塞せずに外耳道入り口の軟骨部に音響振動を与えるように構成され、前記音声信号発生部は、外耳道を閉塞せずに外耳道入り口近辺に配置されていることを特徴とする請求項１記載の受話装置。
前記音響振動発生部と前記音声信号発生部は一体で構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の受話装置。
前記音響振動発生部は、対耳輪、対珠、耳珠に囲まれた耳甲介腔を含む窪みに挿入されて頭部に装着可能な固定部を有し、該固定部には外耳道を閉塞しないように一部に切り欠きもしくは貫通孔が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の受話装置。
前記音声信号発生部から発せられる音声は該音声信号発生部に設けられた空洞もしくはパイプ状のガイドを経て前記固定部に伝送され、該固定部に形成された前記空洞または前記ガイドの開口より音声が放出されることを特徴とする請求項４記載の受話装置。