JP3787981B2 - 発話検出装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、外耳道の変動を検出することにより、装用者の発話を検出する発話検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、建設現場等では、作業員間の連絡にトランシーバ等の無線器を用いている場合が多い。しかし、無線器で連絡する場合、片手にトランシーバ本体やマイクを持つと両手を自由に使えなくなることから、作業員に対する安全面での問題が指摘されていた。
【０００３】
そこで、最近では、人が発話すると外耳道に振動が生じることに着目し、この外耳道の振動から発話を検出する発話検出装置が提案されている。図１０は、従来の発話検出装置の側面図であり、図１１は図１０におけるＥ−Ｅ断面図である。従来の発話検出装置は、シリコン等の弾性体で装用者の外耳道に挿入するアダプタ部４１を形成している。アダプタ部４１の先端部は図示するような傘状であった。また、アダプタ部４１は、筐体４２に固定されている。なお、装用時、アダプタ部４１は外耳道内に位置するが、筐体４２は装用者の耳外に位置する。アダプタ部４１の略中心には、筐体４２に設けられたレシーバ４５から放出された空気振動を通過させて装用者の外耳道に放出する導音孔４６が形成されている。また、アダプタ部４１の傘状に形成された部分の裏側に、アダプタ部４１の変動を検出する歪みセンサ４７を設けていた。なお、レシーバ４５および歪みセンサ４７は図示していない信号処理回路と接続されている。
【０００４】
装用者は、この発話検出装置を外耳道に挿入する。このとき、アダプタ部４１の傘状に形成された部分の外周面と装用者の外耳道内壁の周面とが接触する。すなわち、歪みセンサ４７がアダプタ部４１の傘状の部分を介して外耳道内壁に載置された状態となる。この状態で装用者が発話すると、装用者の外耳道の変動にともなって、アダプタ部４１の傘状に形成された部分が変動する。そして、このアダプタ部４１の変動を歪みセンサ４７で検出するというものであった。なお、歪みセンサ４７の検出出力は図示していない信号処理回路で処理される。ここで、信号処理回路で処理された信号をトランシーバ等の無線機に音声信号として入力すれば、マイク等を持つことなく連絡が行えるようになる。したがって、この発話検出装置を利用することにより、建設現場等の作業員は他の作業員と連絡するときにも、両手を自由に使うことができ、作業員の安全を確保できる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、歪みセンサ４７は、アダプタ部４１の一部分（歪みセンサ４７が取り付けられている部分）の変動しか検出していない。すなわち、歪みセンサ４７は外耳道の一部分の変動しか検出していなかった。したがって、装用者がアダプタ部４１を外耳道に挿入する向きによって歪みセンサ４７で変動を検出する外耳道の検出位置が変化する。このため、歪みセンサ４７の検出精度が不安定であるという問題があった。
【０００６】
また、歪みセンサ４７はアダプタ部４１の傘状に形成された先端部の内側周面に露出した状態で置かれていたため、外来音等による外的影響を受けやすいとともに、耳垢の付着や人体に触れる等して汚れて検出精度（感度）が劣化しやすいという問題もあった。
【０００７】
この発明の目的は、外耳道に挿入したときに、外耳道壁面に当接する弾性体の内部に形成した空間に封入した空気等の歪み伝播媒体の変動を検出することによって、外的影響を受けることなく高精度で装用者の発話を検出することができ、信頼性を向上させた発話検出装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載した発明は、弾性体により形成されたアダプタ部を装用者の外耳道に挿入し、外耳道の変動を検出することによって装用者の発話を検出する自己発話検出装置において、
前記アダプタ部は、その先端部外周面が外耳道内壁に当接する形状で、該先端部の内部に、気体、流動性媒体、または、弾性力を有する弾性媒体のいずれかを変動伝播媒体として封入したリング状の内部空間が前記外周面に沿って形成されるとともに、
前記内部空間の変動にともなう前記変動伝播媒体の圧力変化を検出するセンサを備えたことを特徴とする。
【０００９】
この構成では、その先端部外周面が外耳道内壁に当接する形状で、装用者の外耳道に挿入されるアダプタ部に、空気等の気体、水等の流動性媒体、または、スポンジやゴム等の弾性力を有する弾性媒体のいずれかを変動伝播媒体として封入したリング状の内部空間がアダプタ部の先端部外周面に沿って形成されている。装用者がアダプタ部を外耳道に挿入して発話すると、発話による外耳道の変動によってアダプタ部が変動する。ここで、アダプタ部が変動すると、前記内部空間も変動し、それにともない内部空間に封入した変動伝播媒体の圧力が変化する。したがって、外耳道の変動によって、内部空間に封入された変動伝播媒体の圧力が変化する。センサはこの変動伝播媒体の圧力変化を装用者の外耳道の変動として検出する。
【００１０】
ここで、外耳道に挿入されたアダプタ部の周面が外耳道周面に当接するように、装用者の外耳道内径にあったサイズで適度な弾性力を有するものが使用される。このため、アダプタ部の内部空間の変動は、アダプタ部を外耳道に挿入した向き等によってほとんど変化しない。したがって、内部空間に封入されている変動伝播媒体の変動もアダプタ部を外耳道に挿入した向きによってほとんど変化しない。よって、アダプタ部を外耳道に挿入した向きの影響を受けることなく、精度よく装用者の外耳道の変動を検出することができる。また、内部空間に封入した変動伝搬媒体の圧力変化を検出するようにしているため、外来音等による外的影響を受けることなく装用者の発話（外耳道の変動）を検出することができる。さらに、センサをアダプタ部に露出した状態で設けないようにすれば、センサに耳垢等が付着して検出精度を劣化させてしまうという問題も生じない。
【００１１】
請求項２に記載した発明は、音声信号を空気振動に変換して出力するレシーバを備えたことを特徴とする。
【００１２】
これにより、装用者にレシーバから放出される他人の音声や自己発話音声を聞かせながら、発話させることができる（同時通話が可能になる。）。
【００１３】
請求項３に記載した発明は、前記アダプタ部に、前記内部空間と外部とをつなぐ開口部を設けたことを特徴とする。
【００１４】
この構成では、前記内部空間と外部とをつなぐ開口部を形成している。ここで、開口部は、内部空間に封入されている変動伝搬媒体が一時的な変動時には、ほとんど抜け出すことがなく、また、定常的に圧力を受けているときには、変動伝搬媒体が徐々に抜け出していく微小な大きさに形成している。すなわち、内部空間は、発話等による外耳道の一時的な変動に対しては密閉された空間として機能し、定常的に圧力を受けているときには開かれた空間として機能する。
【００１５】
装用者がアダプタ部を外耳道に挿入すると、内部空間には定常的に圧力が加わり、センサの検出出力にオフセットが生じる。しかし、この開口部から変動伝播媒体が徐々に抜け出し、アダプタ部の挿入により生じたセンサの検出出力のオフセットが解消される（内部空間の圧力が外耳道への挿入前の大きさになる。）。よって、装用者の発話をより精度良く検出できる。
請求項４に記載した発明は、前記アダプタ部に接続された筐体部を備え、
前記センサは、前記筐体部に設置され、歪み伝播孔を介して前記内部空間と接続されることを特徴とする。
この構成では、アダプタ部の先端部に形成された内部空間にセンサを設けても、センサが直接人体に触れたりすることがないので、汚れにより装用者の発話検出精度を劣化させるという問題が生じることはない。また、センサは内部空間内の変動を検出するため、アダプタ部を外耳道に挿入した向きの影響を受けることがなく、精度よく装用者の発話を検出することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の実施形態である発話検出装置の外観を示す側面図である。図２は、図１におけるＡ−Ａ部の断面図である。この実施形態の発話検出装置は、装用者の外耳道に挿入するアダプタ部１と、前記アダプタ部１を取り付けた筐体部２からなる。アダプタ部１は、装用者の外耳道に挿入されることを考慮し、かぶれ等のアレルギー反応を起こさないシリコンやゴム等の弾性体で形成している。アダプタ部１の先端部分は、図示するように断面を略円形状とし、外耳道に挿入されたときに装用者の外耳道内壁の周面と先端部の周面とが接触するようにしている。アダプタ部１の先端部の内部には、図２に示すようにリング状の内部空間１１を形成している。ここでは、この内部空間１１にこの発明で言う変動伝播媒体として空気を封入している。なお、この内部空間１１の形状は、球状等リング状以外の形状にすることもできる。また、内部空間１１に変動伝播媒体として空気以外の気体、水等の流動性媒体、または、スポンジやゴム等の弾性力を有する弾性媒体を封入するようにしてもよい。
【００１７】
筐体部２には、内部空間１１内の変動を検出する歪みセンサ２１と、音響信号を空気振動に変換して出力するレシーバ２２を設けている。歪みセンサ２１は、該内部空間１１内の変動を検出できるように、この内部空間１１と歪み伝播孔１５を介して接続されている。また、アダプタ部１にはレシーバ２２から放出された空気振動を装用者の外耳道に放出させるための導音孔１６が形成されている。なお、歪みセンサ２１の出力は、図示していない信号処理回路に入力され、装用者の発話した音声信号として処理される。また、レシーバ２２は、図示していない信号処理回路から音声信号が入力される。
【００１８】
以下、この実施形態の発話検出装置の動作について説明する。図３は、この発明の実施形態である発話検出装置のアダプタ部１が装用者の外耳道に挿入された状態を示す図である。装用者の外耳道に挿入されたとき、アダプタ部１の先端部の外周面が外耳道内壁（外耳壁）の周面に当接するサイズで適度な弾性力を持つものを使用する。このとき、筐体部２は耳外に位置する。この状態で、装用者が発話すると、装用者の外耳壁に接触しているアダプタ部１の先端部は、外耳道の変動にともなって変動する。また、アダプタ部１の先端部が変動すると、内部空間１１もこれにともなって変動するため、内部空間１１内の圧力が変化する。ここで、歪みセンサ２１は、歪み伝播孔１５を介してこの内部空間１１と接続されている。したがって、歪みセンサ２１の出力は内部空間１１内の圧力変化に対応したものであり、装用者の外耳道の変動に対応した信号である。
【００１９】
ここで、装用者の外耳道に挿入されたアダプタ部１の先端部周面は装用者の外耳道周面に当接しているので、内部空間１１には当接している外耳道周面の変動にともなう変動があらわれる。したがって、歪みセンサ２１ではアダプタ部１の周面が当接している外耳道周面の変動を検出することができる。このように、歪みセンサ２１で、外耳道の一部の変動ではなく外耳道周面の変動を検出しているため、アダプタ部１を外耳道に挿入した向きによって検出精度が変動するという問題が生じない。また、内部空間１１に封入されている変動伝搬媒体の変動を検出する構成であるため、外来音等による外的影響を受けることもなく装用者の発話を精度よく検出できる。また、歪みセンサ２１は筐体部２内に収納されているため（露出した状態でないため）、歪みセンサ２１に耳垢が付着したり、人体に直接触れることにより汚れて検出精度を劣化させてしまうという問題も生じない。
【００２０】
また、レシーバ２２は導音孔１６を介して装用者の外耳道に入力された音声信号を空気振動に変換して放出する。ここで、導音孔１６は、アダプタ部１の先端部に設けられている内部空間１１にかかることなく形成しているため、レシーバ２２から放出された空気振動によって内部空間１１に変動を生じることはない。したがって、歪みセンサ２１は、レシーバ２２から放出された空気振動等による影響を受けることがなく、装用者の外耳道の変動を正確に検出することができる。すなわち、装用者にレシーバから放出された他人の音声や自己発話音声を聞かせながら、発話させることができる（同時通話が可能になる。）。
【００２１】
このように、この実施形態の発話検出装置では、装用者の発話を精度良く検出することができる。
【００２２】
図４はこの発明の別の実施形態にかかる自己発話検出装置の側面図であり、図５は図４におけるＢ−Ｂ部の断面図である。この実施形態の自己発話検出装置は、上記した実施形態の自己発話検出装置の構成に加えて、アダプタ部１の先端部に空気の封入された内部空間１１と外側とがつながる通気孔３１を形成している点である。この通気孔３１がこの発明で言う開口部に相当する。その他の構成については上記した実施形態と同様である。なお、図中上記した実施形態と同様の構成については同一の符号を付している。通気孔３１の直径は、１００〜２００μｍ程度の微小な大きさである。
【００２３】
自己発話検出装置は、図３に示すようにアダプタ部１を外耳道に挿入すると外耳壁と先端部とが接触した状態となり、内部空間１１は定常的に圧力を受けつづけることになる。したがって、歪みセンサ２１の検出出力にオフセットが存在することになる。そこで、この実施形態では、内部空間１１と外側とがつながる通気孔３１を形成した。内部空間１１が定常的に圧力を受けつづけると、内部空間１１に封入されている空気がこの通気孔３１から徐々に抜けていく。そして、最終的には、前記内部空間１１内の圧力はアダプタ部１が外耳道に挿入される以前の状態と同等となる。すなわち、アダプタ部１の挿入により生じた歪みセンサ２１のオフセットを解消することができる。また、上記したように、この通気孔３１の直径を１００〜２００μｍ程度の微小な大きさにしているため、装用者の発話等によって、瞬間的に圧力が加わったときには、内部空間１１に封入されている空気がこの通気孔３１からほとんど抜けることはない。すなわち、内部空間１１は、装用者の発話等により瞬間的に圧力が加わるときには、密閉された空間として働く。
【００２４】
このように、この実施形態の発話検出装置は、アダプタ部１を外耳道に挿入することにより生じる歪みセンサ２１の検出出力のオフセットを解消することができる。したがって、外耳道の変動をより正確に検出することができる。よって、発話検出装置の信頼性をより一層向上させることができる。なお、この実施形態の発話検出装置は、上記した実施形態のものと同様の効果も奏する。
【００２５】
また、上記した実施形態では、通気孔３１を設ける構成としたが、アダプタ部１の先端部の形状を図６および図７に示すような形状としてもよい。図６は側面図であり、図７は図６におけるＣ−Ｃ部の断面図である。ここでは、アダプタ部１の先端の端部をえりまきのように指示体３の周面に巻き付けた形状にしている。指示体３の周面とえりまき状に形成されたアダプタ部１の先端の端部とは接触しておらず、１００μｍ程度の隙間３２があいている。また、この隙間３２を介してアダプタ部１に形成されている内部空間１１が外側とつながっている。したがって、この隙間３２が上記した実施形態における通気孔３１と同様の働きをし、外耳道にアダプタ部１を挿入したときに生じる歪みセンサ２１の検出出力のオフセットを解消する。
【００２６】
さらに、この発明の別の実施形態について説明する。図８はこの実施形態にかかる自己発話検出装置の側面図であり、図９は図８におけるＤ−Ｄ部の断面図である。この実施形態の自己発話検出装置と図１に示した自己発話検出装置とが異なる点は、アダプタ部１の先端部に形成された空気の封入されている内部空間１１内にリング状の歪みセンサ２１を設けている点、筐体部２内部には歪みセンサ２１の出力信号を処理する歪みセンサ処理回路３３を設けている点および、歪み伝播孔１５を利用して歪みセンサ２１と歪みセンサ処理回路３３とをケーブル３４で電気的に接続している点である。このように、アダプタ部１の先端部に形成された内部空間に歪みセンサ２１を設けても、歪みセンサ２１が直接人体に触れたりすることがないので、汚れにより装用者の発話検出精度を劣化させるという問題が生じることはない。また、歪みセンサ２１は内部空間１１内の変動を検出するため、アダプタ部１を外耳道に挿入した向きの影響を受けることがなく、精度よく装用者の発話を検出することができる。
【００２７】
このように、この発明の実施形態にかかる自己発話検出装置は、遮断された内部空間１１の変位を検出するようにしたため、装用者の発話による外耳道の振動を精度良く検出することができ、信頼性を向上できる。
【００２８】
なお、上記した実施形態では、内部空間１１の変動を歪みセンサ２１で検出するとしたが、加速度センサ、振動センサ等の他の種類センサを用いるようにしてもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、アダプタ部の内部空間の変動は、アダプタ部を外耳道に挿入した向き等によってほとんど変化しない。したがって、内部空間に封入されている変動伝播媒体の圧力もアダプタ部を外耳道に挿入した向きによってほとんど変化しない。よって、アダプタ部を外耳道に挿入した向き等によって、装用者の発話検出精度が変化することがない。また、内部空間に封入した変動伝搬媒体の圧力変化を検出するようにしているため、外来音等による外的影響を受けることなく装用者の発話を検出することができる。さらに、センサをアダプタ部に露出した状態で設けないようにすれば、センサに耳垢等が付着して検出精度を劣化させるという問題も生じない。
【００３０】
また、音声信号を空気振動に変換して出力するレシーバを設けることにより、装用者にレシーバから放出された他人の音声や自己発話音声を聞かせながら、発話させることができる（同時通話が可能になる。）。
【００３１】
さらに、前記内部空間と外部とをつなぐ開口部を形成している。ここで、開口部は、発話等による外耳道の一時的な変動に対しては変動伝播媒体が抜け出すことがなく内部空間が密閉された空間として働き、内部空間が定常的に圧力を受けているときに空気等の変動伝播媒体が徐々に抜け出すような微小な大きさである。そして、アダプタ部を外耳道に挿入すると、内部空間には定常的に圧力が加わり、センサの検出出力にオフセットが生じる。しかし、この開口部から変動伝播媒体が徐々に抜け出し、アダプタ部の挿入により生じたセンサの検出出力のオフセットを解消できる。
また、アダプタ部の先端部に形成された内部空間にセンサを設けても、センサが直接人体に触れたりすることがないので、汚れにより装用者の発話検出精度を劣化させるという問題が生じることはない。また、センサは内部空間内の変動を検出するため、アダプタ部を外耳道に挿入した向きの影響を受けることがなく、精度よく装用者の発話を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態である自己発話検出装置の側面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ部の断面図である。
【図３】この実施形態の自己発話検出装置が装用者の外耳道に挿入された状態を示す図である。
【図４】この発明の他の実施形態にかかる自己発話検出装置の側面図である。
【図５】図４におけるＢ−Ｂ部の断面図である。
【図６】この発明の他の実施形態にかかる自己発話検出装置の側面図である。
【図７】図６におけるＣ−Ｃ部の断面図である。
【図８】この発明の他の実施形態にかかる自己発話検出装置の側面図である。
【図９】図８におけるＤ−Ｄ部の断面図である。
【図１０】従来の自己発話検出装置の側面図である。
【図１１】図１０におけるＥ−Ｅ部の断面図である。
【符号の説明】
１−アダプタ部
２−筐体部
１１−内部空間
１５−歪み伝播孔
１６−導音孔
２１−歪みセンサ
２２−レシーバ
３１−通気孔
３２−隙間

Claims (4)

1. 弾性体により形成されたアダプタ部を装用者の外耳道に挿入し、外耳道の変動を検出することによって装用者の発話を検出する自己発話検出装置において、
   前記アダプタ部は、その先端部外周面が外耳道内壁に当接する形状で、該先端部の内部に、気体、流動性媒体、または、弾性力を有する弾性媒体のいずれかを変動伝播媒体として封入したリング状の内部空間が前記外周面に沿って形成されるとともに、
   前記内部空間の変動にともなう前記変動伝播媒体の圧力変化を検出するセンサを備えたことを特徴とする発話検出装置。
2. 音声信号を空気振動に変換して出力するレシーバを備えたことを特徴とする請求項１に記載の発話検出装置。
3. 前記アダプタ部に、前記内部空間と外部とをつなぐ開口部を設けたことを特徴とする請求項１、または、２に記載の発話検出装置。
4. 前記アダプタ部に接続された筐体部を備え、
   前記センサは、前記筐体部に設置され、歪み伝播孔を介して前記内部空間と接続されることを特徴とする請求項１に記載の発話検出装置。

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