JP2012249097A - 音声出力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】使用時の利用者への耳にかかる負担をより低減できる音声出力装置を提供することにある。
【解決手段】利用者の眼前に配置される正面部と、正面部の一方の端部に配置され、利用者の一方の耳の近傍に延在する第１側面部と、正面部の他方の端部に配置され、利用者の他方の耳の近傍に延在する第２側面部と、第１側面部および第２側面部の少なくとも一方に配置され、当該第１側面部および当該第２側面部の少なくとも一方の利用者と接する一部である特定部分を振動させることで、利用者に音声を伝達する圧電スピーカと、を備えることで、上記課題を解決する。
【選択図】図４

Description

本発明は、利用者の頭部に装着可能で、音声を出力する眼鏡形状の音声出力装置（ヘッドセット）に関する。

従来から、無線を用いた眼鏡形状の音声ヘッドセットが報告されている（特許文献１等）。この音声ヘッドセットの構造は、ダイナミックスピーカを使用したイヤホンを取り付けるものである。

特表２００５−５３４２６９号公報

しかしながら、従来の音声ヘッドセット（特許文献１等）では、利用者はイヤホンを耳に挿入するため、利用者の耳に負担がかかるという問題点を有していた。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、使用時の利用者への耳にかかる負担をより低減できる音声出力装置を提供することを目的とする。

このような目的を達成するため、本発明の音声出力装置は、利用者の眼前に配置される正面部と、前記正面部の一方の端部に配置され、前記利用者の一方の耳の近傍に延在する第１側面部と、前記正面部の他方の端部に配置され、前記利用者の他方の耳の近傍に延在する第２側面部と、前記第１側面部および前記第２側面部の少なくとも一方に配置され、当該第１側面部および当該第２側面部の少なくとも一方の前記利用者と接する一部である特定部分を振動させることで、前記利用者に音声を伝達する圧電スピーカと、を備えることを特徴とする。

また、本発明の音声出力装置は、上記記載の音声出力装置において、前記第１側面部および前記第２側面部の少なくとも一方に配置され、前記圧電スピーカに供給する音声信号を生成する音声信号生成部、をさらに備えることを特徴とする。

また、本発明の音声出力装置は、上記記載の音声出力装置において、前記圧電スピーカは、棒状の形状であり、長手方向が前記第１側面部および前記第２側面部の少なくとも一方の延在方向と重なる向きに配置されることを特徴とする。

また、本発明の音声出力装置は、上記記載の音声出力装置において、前記特定部分を前記利用者へ近づく方向と当該利用者から離れる方向とに交互に移動させることで前記特定部分を振動させることを特徴とする。

また、本発明の音声出力装置は、上記記載の音声出力装置において、前記第１側面部および前記第２側面部の少なくとも一方は、前記正面部から遠い側の端部が前記耳よりも前の位置で２つに分岐した形状であり、分岐した一方の端部に前記圧電スピーカが配置され、分岐した他方の端部に前記耳で支持される部分が配置されていることを特徴とする。

また、本発明の音声出力装置は、上記記載の音声出力装置において、前記特定部分は、前記耳の外耳道周辺の軟骨と接する領域であり、前記圧電スピーカは、前記特定部分を振動させて、当該振動を前記耳の外耳道周辺の軟骨に伝達し、軟骨伝導により前記利用者に前記音声を伝達することを特徴とする。

また、本発明の音声出力装置は、上記記載の音声出力装置において、前記第１側面部および前記第２側面部の少なくとも一方は、前記圧電スピーカが配置される部分を含む第１部と、前記正面部と連結される端部を含む第２部と、当該第１部と当該第２部との間に配置された緩衝部材と、を備えることを特徴とする。

また、本発明の音声出力装置は、上記記載の音声出力装置において、前記緩衝部材は、前記第１部の振動が前記第２部に伝達することを抑制する機構であることを特徴とする。

また、本発明の音声出力装置は、上記記載の音声出力装置において、前記第１側面部および前記第２側面部の少なくとも一方の前記正面部側の端部に、前記利用者とは反対側に向けて配置されるマイク、をさらに備えることを特徴とする。

また、本発明の音声出力装置は、上記記載の音声出力装置において、前記マイクで取得した音声と逆位相の音声信号を前記圧電スピーカに供給するノイズキャンセル処理を行うノイズキャンセル制御部、をさらに備えることを特徴とする。

また、本発明の音声出力装置は、上記記載の音声出力装置において、前記正面部に配置され、前記利用者が視認できる画像を表示する表示部と、前記第１側面部および前記第２側面部の少なくとも一方に配置され、画像信号を生成する信号生成部と、前記正面部に配置され、前記信号生成部から供給された信号に基づいて前記表示部による画像の表示を制御する表示制御部と、をさらに備えることを特徴とする。

また、本発明の音声出力装置は、上記記載の音声出力装置において、前記表示部は、前記正面部に配置されるスクリーンに画像を表示させることを特徴とする。

また、本発明の音声出力装置は、上記記載の音声出力装置において、前記正面部は、半透明または透明な部材で形成されていることを特徴とする。

また、本発明の音声出力装置は、上記記載の音声出力装置において、前記圧電スピーカに接続された回路の一部は、前記第１側面部および前記第２側面部の少なくとも一方の内部に配置されることを特徴とする。

この発明によれば、使用時の利用者への耳にかかる負担をより低減することができるという効果を奏する。

図１は、音声出力装置を備える画像音声出力システムの一実施形態の概略構成を示す斜視図である。 図２は、図１に示す音声出力装置を利用者が装着した状態を側面から示す説明図である。 図３Ａは、図１に示す音声出力装置を利用者が装着した状態を上面から示す説明図である。 図３Ｂは、図３Ａに示す音声出力装置の側面部の内部に配置された圧電スピーカの振動方向を説明するための、当該側面部の透視図である。 図４は、図１に示す画像音声出力システムの機能の概略構成を示すブロック図である。 図５は、利用者の耳の外耳道周辺の軟骨伝導に良好な範囲を示す説明図である。 図６は、他の実施形態に係る音声出力装置を利用者が装着した状態を側面から示す説明図である。 図７は、他の実施形態に係る音声出力装置を利用者が装着した状態を側面から示す説明図である。 図８は、他の実施形態に係る音声出力装置を利用者が装着した状態を側面から示す説明図である。 図９は、他の実施形態に係る音声出力装置を利用者が装着した状態を側面から示す説明図である。 図１０は、他の実施形態に係る音声出力装置の一実施形態の概略構成を示す斜視図である。 図１１は、他の実施形態に係る音声出力装置の一実施形態の概略構成を示す斜視図である。 図１２は、他の実施形態に係る音声出力装置の側面部に配置された緩衝部材の位置を説明するための、当該側面部の断面図である。 図１３Ａは、図１０に示す音声出力装置を利用者が装着した状態を側面から示す説明図である。 図１３Ｂは、図１３Ａに示す音声出力装置の側面部に配置された緩衝部材の位置を説明するための、当該側面部の透視図である。

以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の説明により本発明が限定されるものではない。また、以下の説明における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。

図１は、音声出力装置を備える画像音声出力システム１の一実施形態の概略構成を示す斜視図である。図２は、図１に示す音声出力装置１１を利用者Ｈが装着した状態を側面から示す説明図である。図１に示す画像音声出力システム１は、音声出力装置１１と制御装置４０とを有する。なお、本実施形態の画像音声出力システム１は、利用者に音声に加え画像（映像、動画、静止画）を提供するヘッドマウントディスプレイを音声出力装置１１に用いる場合の例である。つまり、本実施形態の音声出力装置１１は、装着した利用者に向けて音声を出力しつつ、画像を表示させる。

画像音声出力システム１は、音声出力装置１１と制御装置４０との間で無線または有線による通信を行い、制御装置４０から音声出力装置１１に出力させる音声の情報を供給する。画像音声出力システム１は、音声出力装置１１が制御装置４０から供給される音声情報を処理し、音声を出力させることで利用者に向けて音声を出力する。また、画像音声出力システム１は、音声出力装置１１と制御装置４０との間で無線または有線による通信を行い、制御装置４０から音声出力装置１１に表示させる画像の情報を供給する。画像音声出力システム１は、音声出力装置１１が制御装置４０から供給される画像情報を処理し、画像を表示させることで利用者に向けて画像を表示する。

音声出力装置１１は、図１に示すように、眼鏡形状（ゴーグル形状）であり、正面部１２と側面部１３と側面部１５とを有する。利用者Ｈに装着された音声出力装置１１は、図２に示すように正面部１２が利用者Ｈの眼前に配置され、側面部１３、１５が利用者Ｈの側頭部に沿って配置される。

正面部１２は、上述したように利用者Ｈに装着された場合、利用者Ｈの眼前に配置される部分である。正面部１２は、中央部の一方の端部に装着時に利用者Ｈの鼻と接する正面支持部３０が形成されている。正面支持部３０は、利用者Ｈの鼻に沿って凹んだ形状である。正面部１２は、正面支持部３０が鼻により支持されることで、図２中下方向（頭部の下方向）に対して音声出力装置１１が落ちないように支持される。正面部１２は、略全域に画像を表示する表示部２０が配置されている。また、正面部１２は、表示部２０に画像を表示させる指示となる信号を生成する表示制御部２１が配置されている。なお、本実施形態の表示制御部２１は、正面部１２の中央部の正面支持部３０とは反対側の端部に配置されている。

側面部１３は、上述したように利用者Ｈに装着された場合、利用者Ｈの側頭部に沿って配置される部分（眼鏡の弦の部分）であり、一方の端部が正面部１２の一方の端部と連結している。ここで、正面部１２と連結される側面部１３の端部（眼鏡の弦の根元部分）には、利用者Ｈの使用感に合わせるための、圧力調整用のバネや角度を変更するアジャスタが配置されている。また、側面部１３は、装着時に利用者Ｈの耳の上側の部分と接する側面支持部３２が形成されている。なお、本実施形態の側面支持部３２は、利用者Ｈの側頭部と接する部分である。側面部１３は、側面支持部３２が耳により支持されることで、図２中下方向（頭部の下方向）に対して音声出力装置１１が落ちないように支持される。また、側面支持部３２は、側面支持部３２が耳により支持されることで、図２中左右方向（頭部の前後方向）に対して音声出力装置１１が移動しないように支持される。

また、側面部１３は、制御部２２、圧電スピーカ２６およびマイク２７を備える。制御部２２は、側面部１３の内部に配置されている。制御部２２については後述する。圧電スピーカ２６は、圧電セラミックスの持つ機械的固有共振現象を利用したスピーカであり、側面部１３の内部の側面支持部３２の近傍に配置されている。本実施形態において、圧電スピーカ２６は、側面部１３の利用者Ｈと接する一部を振動させることで、利用者Ｈに音声を伝達する音声出力手段である。つまり、圧電スピーカ２６は、軟骨伝導にて人体に音声を伝えることで、利用者Ｈに音声や音楽を聴取させる。具体的には、圧電スピーカ２６は、当該圧電スピーカ２６が配置される側面部１３の一部を耳の近くの軟骨に触れさせることで、振動が鼓膜に伝わり、利用者Ｈに音声を認識させる。また、圧電スピーカ２６は、棒状（例えば、幅３ｍｍ、長さ２５ｍｍ、厚み０．５ｍｍ）である。当該棒状の圧電スピーカ２６は、長手方向が側面部１３の延在方向に沿う向き（つまり振動子の長手方向と側面部１３の延在方向とが略同一方向となる向き）で配置される。このように、圧電スピーカ２６は、細くて薄い棒状であるため、眼鏡形状の音声出力装置１１の側面部１３（眼鏡の弦の部分）の実装に適している。

マイク２７は、利用者Ｈの声や周囲の音を収音する収音マイクであり、側面部１３の正面部１２側の端部に配置され、利用者Ｈとは反対側（利用者Ｈの耳の外耳道と同方向）に向けて配置されている。マイク２７は、圧電スピーカ２６が配置されている位置（耳の近傍）から遠い位置である側面部１３の正面部１２側の端部に配置されることで、圧電スピーカ２６の影響を受けにくくすることができる。

側面部１５は、上述したように利用者Ｈに装着された場合、利用者Ｈの側頭部に沿って配置される部分（眼鏡の弦の部分）であり、一方の端部が正面部１２の他方の端部と連結している。つまり側面部１５は、正面部１２を介して側面部１３と対向する位置に配置されている。ここで、側面部１３と同様に、正面部１２と連結される側面部１５の端部（眼鏡の弦の根元部分）には、圧力調整用のバネや角度を変更するアジャスタが配置されている。また、側面部１５は、装着時に利用者Ｈの耳の上側の部分と接する側面支持部３４が形成されている。なお、本実施形態の側面支持部３４は、利用者Ｈの側頭部と接する部分である。側面部１５は、側面支持部３４が耳により支持されることで、頭部の下方向に対して音声出力装置１１が落ちないように支持される。また、側面支持部３４は、側面支持部３４が耳により支持されることで、頭部の前後方向に対して音声出力装置１１が移動しないように支持される。

また、側面部１５は、電源部２４、圧電スピーカ２８およびマイク２９を備える。電源部２４は、側面部１５の内部に配置されている。電源部２４については後述する。圧電スピーカ２８は、圧電セラミックスの持つ機械的固有共振現象を利用したスピーカであり、側面部１５の内部の側面支持部３４の近傍に配置されている。マイク２９は、利用者Ｈの声や周囲の音を収音する収音マイクであり、側面部１５の正面部１２側の端部に配置され、利用者Ｈとは反対側（利用者Ｈの耳の外耳道と同方向）に向けて配置されている。なお、圧電スピーカ２８とマイク２９は、配置位置が異なるのみで基本的な構成は圧電スピーカ２６およびマイク２７と同様であるので説明を省略する。また、本実施形態において、画像音声出力システム１は、制御装置４０が携帯電話である場合、マイク２９で収音した音声を、後述する通信部２２ｅを介して制御装置４０へ送信し、他の携帯電話と通信可能である。この場合、音声出力装置１１は、携帯電話等の通話のオンオフを制御する通知スイッチを任意の位置に備えている。なお、図示しないが、電源部２４に接続された電源部２４駆動用の回路（基板）の一部は、側面部１５の内部（眼鏡の弦の内部）に配置されている。電源部２４の機能の詳細については、図４を参照して後述する。

ここで、図３Ａおよび図３Ｂを参照し、一例として、音声出力装置１１の側面部１３に配置される圧電スピーカ２６の振動方向について説明する。図３Ａは、図１に示す音声出力装置１１を利用者Ｈが装着した状態を上面から示す説明図である。図３Ｂは、図３Ａに示す音声出力装置１の側面部１３の内部に配置された圧電スピーカ２６の振動方向を説明するための、当該側面部１３の透視図である。なお、以下では圧電スピーカ２６について説明するが圧電スピーカ２８についても同様である。

図３Ａに示すように、音声出力装置１１を利用者Ｈが装着した場合、利用者Ｈの側頭部と、音声出力装置１１の側面部１３、１５の一部（図３Ａにおいて、側面支持部３２、３４周辺に圧電スピーカ２６、２８が配置された側面部１３、１５の一部）が接する状態となる。一例として、図３Ａの（ｉ）の部分を拡大した図３Ｂに示すように、圧電スピーカ２６は、利用者Ｈと接する側面部１３の一部（側面部１５側の面の一部、特定部分）を、利用者Ｈへ近づく方向（側面部１５に近づく方向）と利用者Ｈから離れる方向（側面部１５から遠ざかる方向）とに交互に移動させ、当該側面部１３の一部（特定部分）を利用者と接触している領域の表面に直交する方向に振動させる。ここで、図３Ａに示した側面部１３の一部を透視した図３Ｂに示すように、圧電スピーカ２６は、振動子２６−１と、当該振動子２６−１を固定する固定子となりかつ圧電により振動を制御する電極部２６−２を備える。なお、図示しないが、圧電スピーカ２６に接続された圧電スピーカ２６駆動用の回路（基板）の一部（例えば、後述する音声信号生成部２２ｃ）は、側面部１３の内部（眼鏡の弦の内部）に配置されている。なお、本実施形態において、圧電スピーカ２６は、振動が効率よく伝達可能な固定方法により実装されている。このように、圧電スピーカ２６は、図３Ｂの（ｉｉ）が示す方向（利用者Ｈへ近づく方向または利用者Ｈから離れる方向）へ振動子２６−１を移動させ、図３Ｂの（ｉｉｉ）が示す方向（利用者Ｈへ近づく方向または利用者Ｈから離れる方向）へ、利用者Ｈと接する側面部１３の一部を振動させることで、利用者Ｈに音声を伝達する。

次に、図４を用いて、画像音声出力システム１の機能について説明する。図４は、図１に示す画像音声出力システムの機能の概略構成を示すブロック図である。画像音声出力システム１は、上述したように音声出力装置１１と制御装置４０とを有する。音声出力装置１１は、表示部２０と、表示制御部２１と、制御部２２と、電源部２４と、圧電スピーカ２６、２８と、マイク２７、２９と、を有する。なお、表示部２０と表示制御部２１とは、正面部１２に配置されており、制御部２２と圧電スピーカ２６とマイク２７とは、側面部１３に配置されており、電源部２４と圧電スピーカ２８とマイク２９とは、側面部１５に配置されている。

表示部２０は、表示制御部２１による制御に基づいて映像や画像を表示させる表示パネルである。表示部２０としては、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）や、有機ＥＬ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）パネルなどで構成された表示パネルを用いることができる。ここで、表示部２０は、表示パネルを半透明または透明の板状部材で作製することが好ましい。表示部２０の表示パネルを半透明または透明の板状部材で作製することで、利用者Ｈが表示部２０で塞いでいる領域の外側の景色を見ることができる。これにより、音声出力装置１１を装着している場合でも周囲の状況を把握することができる。

なお、表示部２０は、利用者Ｈが視認できる画像を表示させることができれば、つまり利用者Ｈに画像を見せることができればよく、種々の構成を用いることができる。例えば、表示部２０としては、プロジェクタのように表示パネル（スクリーン）に画像を投影する構成としてもよい。なお、画像を投影させる場合、レーザ光を走査させて画像を投影する構成としてもよいし、液晶パネルに光を透過させて画像を投影する構成としてもよい。また、表示部２０から利用者Ｈに向けて直接レーザ光を照射することで利用者Ｈに対して画像を表示させる構成としてもよい。

表示制御部２１は、制御部２２から供給される画像信号に基づいて表示部２０の動作を制御する。例えば、表示部２０が液晶ディスプレイの場合、印加する電圧を制御し各液晶素子のオンとオフの切り替えを制御する。

制御部２２は、信号生成部２２ａと主制御部２２ｂと音声信号生成部２２ｃとノイズキャンセル制御部２２ｄと通信部２２ｅとを有する。信号生成部２２ａは、表示制御部２１に供給する信号を生成する演算処理部である。信号生成部２２ａは、表示部２０に表示する画像、動画のデータを取得した場合、取得したデータを表示制御部２１で処理可能な信号に変換し、変換した信号を表示制御部２１に送る。

主制御部２２ｂは、例えば、マイクロプロセッサユニット（ＭＰＵ：Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）で構成され、ソフトウェアで指示された手順にしたがって上述した音声出力装置１１の各種の処理を実行する。すなわち、主制御部２２ｂは、オペレーティングシステムプログラムやアプリケーションプログラム等から命令コードを順次読み込んで処理を実行する。このように、主制御部２２ｂは、各部の動作を制御し、各部に必要なデータ、例えば信号生成部２２ａに画像データを送り、音声信号生成部２２ｃに音声信号を送る。

ここで、制御部２２は、これら各種プログラムを記憶する記憶部を備えている。記憶部は、例えば、不揮発性の記憶デバイス（ＲＯＭ：Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ等の不揮発性半導体メモリ、ハードディスク装置等）や、読み書き可能な記憶デバイス（例えば、ＳＲＡＭ：Ｓｔａｔｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ、ＤＲＡＭ：Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等で構成される。

音声信号生成部２２ｃは、圧電スピーカ２６、２８から出力させる音声信号の処理を実行する。すなわち、音声信号生成部２２ｃは、主制御部２２ｂから送られる音声データに対して復号化、ＤＡ変換（Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｎａｌｏｇ変換）、増幅等の処理を施してアナログの音声信号に変換してから、圧電スピーカ２６、２８へ出力する。

ノイズキャンセル制御部２２ｄは、マイク２７、２９より取得される音声と逆位相の音声信号を圧電スピーカ２６，２８に供給することによるノイズキャンセルを制御する。つまり、マイク２７、２９に接続されたノイズキャンセル制御部２２ｄは、圧電スピーカ２６、２８を制御する音声信号生成部２２ｃと連動してノイズキャンセル機能を実現する。ノイズキャンセル制御部２２ｄは、マイク２７、２９から取得される周囲雑音の逆位相を再生音にプラスして圧電スピーカ２６、２８に入力することで、周囲雑音を低減することができる。つまり、ノイズキャンセル制御部２２ｄは、マイク２７、２９で収音した騒音と逆位相の音波を圧電スピーカ２６、２８で放射することで周囲騒音を打ち消すまたは低減する。ノイズキャンセル制御部２２ｄは、ノイズキャンセルを行う場合、人の声などの音声の周波数についてはノイズキャンセルしないよう調整することもできる。ノイズキャンセル制御部２２ｄは、例えば、周囲雑音を一律にノイズキャンセルするモードや、特定の周波数についての減衰率を調整するモードなどを選択可能であり、実行するモードに応じてマイク２７、２９で収音した音に基づいてマイク２７、２９から出力させる音を調整する。

通信部２２ｅは、制御装置４０の後述する通信部４４と無線または有線で通信を行う。通信部２２ｅは、制御装置４０と通信を行うことで各種情報を送受信する。ここで、無線接続の場合は、例えば、Ｗｉｆｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の方式を採用してもよい。また、無線接続を行う場合に用いるアンテナや充電端子は、音声出力装置１１は任意の位置にあってもよい。また、有線接続の場合は、例えば、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）を用いた伝送、ＨＤＭＩ（Ｈｉｇｈ−Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）端子を用いた伝送およびイヤホンジャックを用いた伝送などの規格を採用してもよい。また、有線接続を行う場合は、電源の供給をワイヤから可能としてもよい。この場合、当該ワイヤは、音声出力装置１１の任意の位置にあってもよい。

なお、通信部２２ｅは、制御装置４０以外の通信端末とも通信可能としてもよい。通信部２２ｅは、例えば基地局によって割り当てられるチャネルを介し、基地局との間でＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式などによる無線信号回線を確立し、基地局との間で電話通信及び情報通信を行ってもよい。

電源部２４は、電力を供給する供給源であり、制御部２２を含む音声出力装置１１の各機能部へ電力を供給する。なお、電源部２４は、充電可能な蓄電池（バッテリ）や交換可能で使い捨て可能な乾電池を供給源としても用いる。また、本実施形態において、電源部２４として太陽電池や燃料電池等を眼鏡のフレームや弦の部分（音声出力装置１１の正面部１２、側面部１３、１５等）に搭載してもよい。例えば、太陽電池を搭載した場合は、音声出力装置１１が常に頭部に装着されるため、日光を効率よく取得することができる。また、燃料電池を搭載した場合は、外気を効率よく取り込むことができ、また、発生する水蒸気も効率よく排出することができる。また、音声出力装置１１は、電源部２４による電力供給のオンオフを制御する電源スイッチを任意の位置に備えていてもよい。

圧電スピーカ２６、２８は、音声信号生成部２２ｃから供給されるアナログの音声信号に基づいて音声を出力する音声出力部である。具体的には、圧電スピーカ２６、２８は、上述した図３Ａおよび図３Ｂに示すように、音声信号生成部２２ｃから供給されるアナログの音声信号に基づいて、利用者Ｈと接する側面部１３、１５の一部を振動させることで、利用者Ｈに音声を伝達する。より具体的には、圧電スピーカ２６、２８は、利用者Ｈと接する側面部１３の一部（側面部１３、１５の正面部１２とは反対側の端部）を、利用者Ｈへ近づく方向（正面部１２を介して側面部１３、１５が互いに対向する方向）または利用者Ｈから離れる方向（利用者Ｈの耳の外耳道と同方向）へ振動させる。また、音声出力装置１１は、圧電スピーカ２６、２８により出力される音声の音量を調整する音量調節スイッチを任意の位置に備えていてもよい。

制御装置４０は、制御部４２と、通信部４４と、を有する。制御部４２は、例えば、マイクロプロセッサユニット（ＭＰＵ：Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）で構成され、ソフトウェアで指示された手順にしたがって各種の処理を実行する。すなわち、制御部４２は、オペレーティングシステムプログラムやアプリケーションプログラム等から命令コードを順次読み込んで処理を実行する。このように、制御部４２は、各部の動作を制御し、各部に必要なデータ、例えば通信部４４に、音声出力装置１１に送る映像のデータ、動画のデータ、各種制御指示の情報等を送る。

通信部４４は、音声出力装置１１の通信部２２ｅと無線または有線で通信を行う。通信部４４は、音声出力装置１１と通信を行うことで各種情報を送受信する。なお、通信部４４は、通信部２２ｅと同様に音声出力装置１１以外の通信端末とも通信可能としてもよい。

このように、本実施形態の画像音声出力システム１によれば、制御装置４０から音声出力装置１１に出力する音声データや映像データ等を送り、音声出力装置１１で処理することで、音声出力装置１１を装着する利用者Ｈに音声と画像を提供することができる。つまり利用者Ｈに音声を聞かせ、画像を見せることができる。具体的には、音声出力装置１１は、通信部２２ｅと制御装置４０の通信部４４との通信により音声データや映像データ等を取得した場合、主制御部２２ｂにより処理し、音声データを音声信号生成部２２ｃに送り、画像データを信号生成部２２ａに送る。そして、音声信号生成部２２ｃは、音声データに対して処理を行い生成した信号を圧電スピーカ２６、２８に送る。そして、圧電スピーカ２６、２８は、供給された信号に基づいて音声を出力する。これにより、本実施形態の画像音声出力システム１は、音声を利用者Ｈに向けて出力することができる。また、信号生成部２２ａは、主制御部２２ｂから送られた画像データに基づいて表示制御部２１で処理可能な信号を生成し、生成した信号を表示制御部２１に送る。そして、表示制御部２１は、当該信号に基づいて表示部２０の動作を制御する。これにより、本実施形態の画像音声出力システム１は、画像データの画像を表示部２０により利用者Ｈに向けて表示することができる。

また、本実施形態の画像音声出力システム１および音声出力装置１１は、棒状の圧電スピーカ２６、２８を側面部１３、１５に配置して軟骨伝導にて音声を伝達することで、使用時の利用者Ｈへの耳にかかる負担をより低減することができる。つまり、本実施形態の画像音声出力システム１および音声出力装置１１は、利用者Ｈの耳にイヤホン等の突起部を入れないので、装着感がなく快適に使用することができ、また、デザイン性の向上、着脱容易性の向上、音質の向上を実現することができる。

また、実施形態の画像音声出力システム１および音声出力装置１１は、圧電スピーカ２６、２８で利用者Ｈの軟骨に音声を伝達することで好適に音声を伝達することができる。実施形態の画像音声出力システム１および音声出力装置１１は、側面支持部３２、３４で側面部１３、１５を支持しかつ圧電スピーカ２６、２８で音声を伝達することで、耳の穴を塞ぐことなく、耳で支持された状態としかつ音声を伝達することができる。これにより、利用者Ｈは、外部の音声が聞こえる状態で音声出力装置１１を使用することができる。

また、本実施形態の画像音声出力システム１および音声出力装置１１は、マイク２７、２９を側面部１３、１５に配置し、当該マイク２７、２９により取得した音声と逆位相の音声信号を圧電スピーカ２６、２８に供給することでノイズキャンセル機能を実現するので、利用者Ｈの耳外道を塞がない状態で、周囲騒音の低減を実現することができる。

なお、画像音声出力システム１および音声出力装置１１は、上記各種構成に加え、画像音声出力システム１および音声出力装置１１に通常用いる各種構成を備えていることが好ましい。画像音声出力システム１および音声出力装置１１は、例えば利用者Ｈが操作を入力する操作部を備えていることが好ましい。操作部は、音声出力装置１１に設けても、別体として設けてもよい。操作部を別体として設ける場合は、通信部２２ｅ、通信部４４との通信により操作を入力すればよい。

また、本実施形態の音声出力装置１１は、ヘッドマウントディスプレイとして正面部１２に表示部２０を設け、画像を表示させたがこれに限定されない。音声出力装置１１は、眼鏡形状であればよく、正面部１２に眼鏡のレンズやサングラスのレンズを配置してもよい。

また、本実施形態の音声出力装置１１は、２つの側面部１３、１５のうち、制御部２２が配置されていない側面部１５に電源部２４を配置したがこれに限定されない。電源部２４は、側面部１３、１５の両方に配置してもよい。また、音声出力装置１１は、制御部２２の一部を側面部１５に配置してもよい。なお、音声出力装置１１は、側面部１３、１５の重量が均等になるように制御部２２、電源部２４を配置することが好ましい。重量を均等にすることで、使用時の利用者Ｈへの負荷をより低減することができる。また、本実施形態において、圧電スピーカ２６、２８駆動用の回路（基板）の一部（例えば、後述する音声信号生成部２２ｃ）は、側面部１３、１５の内部（眼鏡の弦の内部）に配置したがこれに限定されない。当該回路は、側面部１３、１５とは別の筐体内に搭載され、有線で接続されてもよい。また、本実施形態において、側面部１３、１５は、音声出力装置１１を最軽量にて設計するために、正面部１２に対して着脱可能な単体のユニットとして構成されていてもよい。また、側面支持部３２、３４は、利用者Ｈの耳に沿って凹んだ形状であってもよい。

なお、上記実施形態では、音声出力装置１１がヘッドマウントディスプレイとして構成される一例を説明したが、正面部１２に液晶ディスプレイ等の表示部２０を備えなくともよい。例えば、音声出力装置１１は、正面部１２に眼鏡のレンズやサングラスのレンズを配置し、ノイズキャンセル機能を実装した眼鏡型の補聴器として構成されていてもよい。

なお、上記実施形態において、音声出力装置１１は、図１に示すようなデザイン性を重視した最もシンプルな形態の側面部１３、１５を一例として設けたが、側面部１３、１５の形態はこれに限定されない。

以下、軟骨伝導により利用者Ｈに音声をより良好に伝達するのに適した側面部１３、１５の形態の一例について、図５〜図１０を参照して説明する。

図５は、利用者Ｈの耳Ａの外耳道Ｂ周辺の軟骨伝導に良好な範囲（ｉｖ）を示す説明図である。図６〜９は、他の実施形態に係る音声出力装置１１を利用者Ｈが装着した状態を側面から示す説明図である。図１０は、他の実施形態に係る音声出力装置１１の一実施形態の概略構成を示す斜視図である。

図５に示す領域（ｉｖ）は、圧電スピーカ２６、２８を配置した側面部１３、１５の一部が、利用者の耳Ａの外耳道Ｂ周辺の軟骨と接する領域を示す。図５の（ｉｖ）の領域に、圧電スピーカ２６、２８を配置した側面部１３、１５の一部を当てると、音圧や周波数特性が改善される。つまり、図５の（ｉｖ）の領域に、当該側面部１３、１５の一部を当てると聞こえがよくなる。

図６に示す音声出力装置５１は、眼鏡形状であり、正面部５２と正面部５２の一方の端部と連結した側面部５３とを有する。さらに、側面部５３は、耳Ａで支持される部分よりも前の位置にて正面部５２から離れる方向へ分岐し（つまり、正面部５２から遠い側の端部が耳Ａよりも前の位置で２つに分岐した形状であり）、分岐した一方の端部５３−１に圧電スピーカ５６が配置され、分岐した他方の端部５３−２に側面支持部が設けられている。つまり側面部５３は、他方の端部５３−２が耳Ａで支持される。ここで、一方の端部５３−１は、利用者Ｈの耳Ａの外耳道Ｂ周辺の軟骨伝導に良好な範囲（図５の（ｉｖ）の領域）に広く接するよう丸い形状となっている。これにより、一方の端部５３−１に配置される圧電スピーカ５６は、より良好に軟骨伝導により利用者Ｈに音声を伝達することができる。なお、図６では省略したが、音声出力装置５１は、側面部５３に対向する位置、つまり、正面部５２の他方の端部と連結する側面部も備え、側面部５３に対向する側面部も同様の構造である。また、側面部５３には、内部に制御部等が配置されている。

図７に示す音声出力装置６１は、眼鏡形状であり、正面部６２と正面部６２の一方の端部と連結した側面部６３とを有する。さらに、側面部６３は、耳Ａで支持される部分よりも前の位置にて正面部６２から離れる方向へ分岐し、分岐した一方の端部６３−１に圧電スピーカ６６が配置され、分岐した他方の端部６３−２は耳Ａで支持される。ここで、一方の端部６３−１は、利用者Ｈの耳Ａの外耳道Ｂ周辺の軟骨伝導に良好な範囲（図５の（ｉｖ）の領域）に接するよう分岐した形状となっている。これにより、一方の端部６３−１に配置される圧電スピーカ６６は、より良好に軟骨伝導により利用者Ｈに音声を伝達することができる。なお、図７では省略したが、音声出力装置６１は、側面部６３に対向する位置、つまり、正面部６２の他方の端部と連結する側面部も備え、側面部６３に対向する側面部も同様の構造である。また、側面部６３には、内部に制御部等が配置されている。

図８に示す音声出力装置７１は、眼鏡形状であり、正面部７２と正面部７２の一方の端部と連結した側面部７３とを有する。さらに、側面部７３は、耳Ａよりも前の位置にて正面部７２から離れる方向へ分岐し、分岐した一方の端部７３−１に圧電スピーカ７６が配置され、分岐した他方の端部７３−２は耳Ａの近傍に延在する。音声出力装置７１は、分岐した一方の端部７３−１と分岐した他方の端部７３−２の両方で、頭部の下方向に対して音声出力装置７１が落ちないように支持される。なお、本実施形態において、正面部７２と連結される側面部７３の端部には、圧力調整用のバネや角度を変更するアジャスタが配置されている。また、一方の端部７３−１は、利用者Ｈの耳Ａの外耳道Ｂ周辺の軟骨伝導に良好な範囲（図５の（ｉｖ）の領域）に接するよう分岐した形状となっている。これにより、一方の端部７３−１に配置される圧電スピーカ７６は、より良好に軟骨伝導により利用者Ｈに音声を伝達することができる。なお、図８では省略したが、音声出力装置７１は、側面部７３に対向する位置、つまり、正面部７２の他方の端部と連結する側面部も備え、側面部７３に対向する側面部も同様の構造である。また、側面部７３には、内部に制御部等が配置されている。

図９に示す音声出力装置８１は、眼鏡形状であり、正面部８２と正面部８２の一方の端部と連結した側面部８３とを有する。さらに、側面部８３の正面部８２と連結している端部とは反対側の端部は、利用者Ｈの耳Ａの外耳道Ｂ周辺の軟骨伝導に良好な範囲（図５の（ｉｖ）の領域）へ向かって曲がった形状となっている。圧電スピーカ８６は、この側面部８３の端部に配置される。音声出力装置８１は、側面部８３と利用者Ｈの側頭部とが接する部分（耳Ａの前、目に近い位置で突出している部分）にて、頭部の下方向に対して音声出力装置８１が落ちないように支持される。なお、本実施形態において、正面部８２と連結される側面部８３の端部には、圧力調整用のバネや角度を変更するアジャスタが配置されている。また、上述した側面部８３の端部は、利用者Ｈの耳Ａの外耳道Ｂ周辺の軟骨伝導に良好な範囲（図５の（ｉｖ）の領域）へ向かって曲がった形状となっているため、この端部に配置される圧電スピーカ８６は、より良好に軟骨伝導により利用者Ｈに音声を伝達することができる。なお、図９では省略したが、音声出力装置８１は、側面部８３に対向する位置、つまり、正面部８２の他方の端部と連結する側面部も備え、側面部８３に対向する側面部も同様の構造である。また、側面部８３には、内部に制御部等が配置されている。

図１０に示す音声出力装置９１は、眼鏡形状であり、正面部９２と正面部９２の両方の端部とそれぞれ連結した側面部９３、９５とを有する。さらに、側面部９３、９５はそれぞれ、耳Ａで支持される部分よりも前の位置にて正面部９２から離れる方向へ分岐し、分岐した一方の端部９３−１、９５−１にそれぞれ圧電スピーカ９６、９８が配置され、分岐した他方の端部９３−２、９５−２はそれぞれ耳Ａで支持される。具体的には、側面部９３、９５はそれぞれ、上述した図８の側面部７３と同様に耳Ａより前の位置にて分岐した形状となってなる。さらに、側面部９３、９５はそれぞれ、他方の端部９３−２、９５−２が耳Ａで支持されるよう、上述した図８の側面部７３と比べて図１０の側面部９３、９５がより長い構造となっている。ここで、図１０において、利用者Ｈは省略したが、一方の端部９３−１、９５−１はそれぞれ、利用者Ｈの耳Ａの外耳道Ｂ周辺の軟骨伝導に良好な範囲（図５の（ｉｖ）の領域）に接するよう分岐した形状となっている。これにより、一方の端部９３−１、９５−１にそれぞれ配置される圧電スピーカ９６、９８は、より良好に軟骨伝導により利用者Ｈに音声を伝達することができる。また、側面部９３、９５には、内部に制御部等が配置されている。

なお、眼鏡形状の音声出力装置１１は、圧電スピーカ２６、２８（軟骨伝導レシーバ）の力学的な振動が大きいために、眼鏡のフレーム全体に振動が伝わり、当該フレーム全体が振動して音となることで周囲への音漏れが大きくなる傾向がある。これに対しては、圧電スピーカ２６、２８と、眼鏡のフレームとをゴム等の軟質部材である緩衝部材（ダンパー）で繋ぐことで、振動の大きい部分を小さくするよう音声出力装置１１の構造を設計することが好ましい。

以下、図１１および図１２を参照し、本実施形態の音声出力装置１１の側面部１３、１５に緩衝部材１７、１９を配置した一例について説明する。図１１は、他の実施形態に係る音声出力装置１１の一実施形態の概略構成を示す斜視図である。図１２は、他の実施形態に係る音声出力装置１１の側面部１３に配置された緩衝部材１７の位置を説明するための、当該側面部１３の断面図である。

図１１に示す音声出力装置１１は、眼鏡形状であり、正面部１２と正面部１２の両方の端部とそれぞれ連結した側面部１３、１５とを有する。側面部１３、１５はそれぞれ、圧電スピーカ２６、２８が配置される一方の第１部１３−１、１５−１と、他方の第２部１３−２、１５−２と構成される。また、第１部１３−１、１５−１と第２部１３−２、１５−２との間には、緩衝部材１７、１９が配置される。これにより、緩衝部材１７、１９は、第１部１３−１、１５−１の振動に伴う第２部１３−２、１５−２の振動を低減することができる。つまり、音声出力装置１１は、眼鏡のフレームの間に緩衝部材１７、１９（ダンパー）を入れることで振動する部分を限定することができる。したがって、音声出力装置１１は、圧電スピーカ２６、２８により眼鏡のフレーム全体が振動して音となることによる周囲への音漏れを防ぐことができる。

また、図１２に示すように、音声出力装置１１の側面部１３は、利用者Ｈの側頭部と接する一方の第１部１３−１と、第２部１３−２との間に、緩衝部材１７を配置してもよい。ここで、第１部１３−１は、例えば振動伝達用のゴム等であり、圧電スピーカ２６（振動子２６−１と電極部２６−２を含む）が配置される。また、第１部１３−１に配置される圧電スピーカ２６は、配線材を介して第２部１３−２の内部に配置された回路（例えば、制御部２２）の一部と接続されている。なお、利用者Ｈの音の聞こえ具合には個人差があるため、本実施形態において、利用者Ｈの側頭部と接する一方の第１部１３−１を、アタッチメントとして交換式にすることで、高さや硬さを調整可能とする。

ここで、図１３Ａおよび図１３Ｂを参照し、本実施形態の音声出力装置９１の側面部９３に緩衝部材９７を配置した一例について説明する。図１３Ａは、図１０に示す音声出力装置９１を利用者Ｈが装着した状態を側面から示す説明図である。図１３Ｂは、図１３Ａに示す音声出力装置９１の側面部９３に配置された緩衝部材９７の位置を説明するための、当該側面部９３の透視図である。

図１３Ａに示す音声出力装置９１は、軟骨伝導に良好な範囲に第１部９３−１が重なるよう設計された上述の図１０に示す音声出力装置９１の側面部９３に、さらに緩衝部材９７を配置した一例である。具体的には、図１３Ａの（ｖ）が示す領域を拡大した図１３Ｂに示すように、側面部９３と圧電スピーカ９６が配置された第１部９３−１の間に緩衝部材９７が配置される。なお、図１３Ａおよび図１３Ｂに図示しないが、利用者Ｈの軟骨の位置の個人差に対応できるよう、利用者Ｈの側頭部と接する第１部９３−１を、アタッチメントとして交換式にすることで、高さや硬さを調整してもよい。

このように、本発明によれば、他者には単に眼鏡を掛けているように見えるので、例えば音楽や番組等を聴いている、周囲の騒音をカットしている事が周囲に意識されないなどの利点がある。例えば、音楽、音声の聴取については、圧電スピーカによる軟骨伝導を用いるので外耳道が開放され、今までのインナーイヤホン、カナル型イヤホン、大型のヘッドホンで感じた違和感を軽減できる。具体的には、耳の穴の異物感やヘッドホンの圧迫感、発汗の違和感を防止できる。また、外耳道が開放されているので、危険な音や他者の呼び掛けに対して対応可能となる。また、他者から見た時にイヤホンをしている事が判りにくいので、話し掛け易い状態になる。また、軟骨伝導を使う事で周囲への音漏れを軽減できる。なお、従来の技術（特許文献１等）では外耳道を塞ぐ（周囲と外耳道を遮断する）ことが基本となっていたので、外耳道を塞ぐことで周囲雑音を軽減していた。一方、本発明では外耳道が開放されているが、より積極的に鼓膜が騒音によって振動することを防止することで、外耳道が開放されている状態であっても、周囲雑音を軽減させることができる。

また、本発明によれば、ノイズキャンセル機能により、例えば高校野球やプロ野球などのスポーツでスタジアムの大音響を軽減でき、また、監督、コーチ、他の選手の指示が明確に聞こえるなどの利点がある。また、無線を使用して監督からの指示を選手に送ることも可能となる。また、オフィスや試験会場等では周囲の雑音に気を取られず集中可能な状況を提供できる。また、飛行機や列車等の乗り物では騒音を低減することで、利用者が寛げる快適な状況を提供できる。

また、本発明によれば、眼鏡形状であるため、近視、遠視等矯正の眼鏡やサングラスなどと組み合わせることができるという利点がある。

また、本発明によれば、外耳道が開放されている為に通常のイヤホンも同時に使用することができるという利点がある。この場合、ノイズキャンセルを軟骨伝導で行うので、イヤホンは通常の製品でノイズキャンセルの効果を得られ、周囲雑音が大きい為に音量を上げすぎて難聴になるなどのリスクを軽減できる。

また、本発明によれば、携帯電話等の通話に用いる場合、マイクを受話マイクに切り替える事で口に近い位置で音声を拾うことができ、また、デザイン性も良好な製品を提供できるという利点がある。また、周囲雑音のみをカットして相手に送話することも可能となり周囲騒音の大きい環境でも利点がある。

１ 画像音声出力システム
１１ 音声出力装置
１２ 正面部
１３、１５ 側面部
２０ 表示部
２１ 表示制御部
２２、４２ 制御部
２２ａ 信号生成部
２２ｂ 主制御部
２２ｃ 音声信号生成部
２２ｄ ノイズキャンセル制御部
２２ｅ、４４ 通信部
２４ 電源部
２６、２８ 圧電スピーカ
２７、２９ マイク
３０ 正面支持部
３２、３４ 側面支持部
４０ 制御装置

Claims (14)

1. 利用者の眼前に配置される正面部と、
   前記正面部の一方の端部に配置され、前記利用者の一方の耳の近傍に延在する第１側面部と、
   前記正面部の他方の端部に配置され、前記利用者の他方の耳の近傍に延在する第２側面部と、
   前記第１側面部および前記第２側面部の少なくとも一方に配置され、当該第１側面部および当該第２側面部の少なくとも一方の前記利用者と接する一部である特定部分を振動させることで、前記利用者に音声を伝達する圧電スピーカと、を備えることを特徴とする音声出力装置。
2. 前記第１側面部および前記第２側面部の少なくとも一方に配置され、前記圧電スピーカに供給する音声信号を生成する音声信号生成部、をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の音声出力装置。
3. 前記圧電スピーカは、棒状の形状であり、長手方向が前記第１側面部および前記第２側面部の少なくとも一方の延在方向と重なる向きに配置されることを特徴とする請求項１または２に記載の音声出力装置。
4. 前記圧電スピーカは、前記特定部分を前記利用者へ近づく方向と当該利用者から離れる方向とに交互に移動させることで前記特定部分を振動させることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の音声出力装置。
5. 前記第１側面部および前記第２側面部の少なくとも一方は、前記正面部から遠い側の端部が前記耳よりも前の位置で２つに分岐した形状であり、分岐した一方の端部に前記圧電スピーカが配置され、分岐した他方の端部に前記耳で支持される部分が配置されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の音声出力装置。
6. 前記特定部分は、前記耳の外耳道周辺の軟骨と接する領域であり、
   前記圧電スピーカは、前記特定部分を振動させて、当該振動を前記耳の外耳道周辺の軟骨に伝達し、軟骨伝導により前記利用者に前記音声を伝達することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の音声出力装置。
7. 前記第１側面部および前記第２側面部の少なくとも一方は、前記圧電スピーカが配置される部分を含む第１部と、前記正面部と連結される端部を含む第２部と、当該第１部と当該第２部との間に配置された緩衝部材と、を備えることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の音声出力装置。
8. 前記緩衝部材は、前記第１部の振動が前記第２部に伝達することを抑制する機構であることを特徴とする請求項７に記載の音声出力装置。
9. 前記第１側面部および前記第２側面部の少なくとも一方の前記正面部側の端部に、前記利用者とは反対側に向けて配置されるマイク、をさらに備えることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の音声出力装置。
10. 前記マイクで取得した音声と逆位相の音声信号を前記圧電スピーカに供給するノイズキャンセル処理を行うノイズキャンセル制御部、をさらに備えることを特徴とする請求項９に記載の音声出力装置。
11. 前記正面部に配置され、前記利用者が視認できる画像を表示する表示部と、
    前記第１側面部および前記第２側面部の少なくとも一方に配置され、画像信号を生成する信号生成部と、
    前記正面部に配置され、前記信号生成部から供給された信号に基づいて前記表示部による画像の表示を制御する表示制御部と、をさらに備えることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の音声出力装置。
12. 前記表示部は、前記正面部に配置されるスクリーンに画像を表示させることを特徴とする請求項１１に記載の音声出力装置。
13. 前記正面部は、半透明または透明な部材で形成されていることを特徴とする請求項１１または１２に記載の音声出力装置。
14. 前記圧電スピーカに接続された回路の一部は、前記第１側面部および前記第２側面部の少なくとも一方の内部に配置されることを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載の音声出力装置。

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