JP4683635B2 - 受話装置 - Google Patents

Description

本発明は、骨伝導スピーカを用いた受話装置に関するものである。

音情報を人の聴覚器官である内耳に伝達する受話装置には、音発生部（スピーカ）を成す振動体の相違により気導式と骨導式がある。気導式による受話器は、外耳道の入り口部にスピーカを当てて、外耳道、鼓膜を含む中耳伝音系を介して気導経由で音声情報を内耳へ伝達するように設計されている。

骨導式による受話器は、耳介近傍、下顎骨らの骨組織上の皮膚に振動子を圧着することにより骨組織を介して中耳伝音系を介さずに直接的に音声情報を内耳へ伝達するように設計されている。このような骨伝導受話装置が使用される目的は、主に中耳の機能が低下した場合の難聴者向けの補聴であるが、近年では健聴者に対しても騒音下で聴き取りやすい受話手段として活用され初めている。

気導式による受話器は汎用的に多く使用されているが、骨伝導式による受話器に関連する周知技術としては、例えば骨伝導スピーカを外耳道の入り口部以外の場所に置き、外耳道を開放したままで骨導音による音声情報の聴取ができる構造のものや骨伝導スピーカの振動面が耳介に当接するように形成された構造等が提案されている。このような受話装置は特許文献１或いは特許文献２に開示されている。

特開２００３−１８６８３公報 特開２００１−３２０７９０公報

しかし、従来の骨伝導受話器においては、形状が大きく、重さも１０ｇ以上と重く、また、周波数特性などの音質面、電気信号から音声振動への変換効率あるいは頭部への装着性などの点で、すべてを満たすものは無く、実用面で問題があった。

本発明は、このような問題点を解決すべく、音質的に優れ、変換効率が高く、装着性の良い低価格な骨導あるいは軟骨導式の受話装置を提供することを課題とする。

本発明は、前記課題を解決するために、以下の手段を採用した。即ち、種々の実験を通じて骨伝導の振動入力部として耳珠近傍が最も敏感に音声を伝達できることを確認した上で、この耳珠部分に振動伝達部を当接する際に使用者にとって負担や圧迫感が少ないこと、さらに気導を閉鎖しないで聴取できること、低価格で供給できることをその要旨とする。

本発明によれば、圧電素子と前記圧電素子を覆う被覆部とからなり、音響振動を発生する、棒状の骨伝導スピーカ部と、前記骨伝導スピーカ部の長手方向の一端部に機械的に結合され、前記音響振動を伝達する、１以上の貫通孔を有する環状もしくは環状の一部が欠截した形状の振動伝達部とからなる受話装置であって、前記振動伝達部は、耳甲介腔の窪みに納まり耳珠と対珠に当接して、前記耳珠または前記耳珠の近傍に、前記音響振動を伝達するとともに、前記骨伝導スピーカ部は、前記耳珠または前記耳珠の近傍に当接して、前記耳珠または前記耳珠の近傍に、前記音響振動を伝達するよう構成されたことを特徴とする受話装置が得られる。

本発明による受話装置は、骨伝導スピーカから突出し、且つ結合している振動伝達部を耳珠近傍の顔面に当接できるように構成し、耳珠の軟骨を介して内耳へ音声情報を伝達するための軟骨導経由による音伝達経路を利用できるので優れた音質が得られる。

本発明による受話装置は、耳甲介腔を含む窪みに納まり、環形状若しくは環状の一部が欠截した形状とし、外耳道を塞がない耳介接触部を備えたので、装着性がよく、また、音声情報を発生して内耳へ伝達するための音発生部として、係る軟骨伝導経由による音伝達経路と共に、外耳道、中耳を介して内耳へ音声情報を伝達するための気導経由による音伝達経路との両方を利用する双経路伝達機能をもつ構成とすることができる。

そのため、一層明瞭度の良い自然な音質で音声聴取でき、従来に無く骨伝導式の基本機能についても充分に活かしきれるようになる。これは使用者にとって、従来の気導方式のイヤフォンと同じ感覚で使用できると同時に、外耳道は完全に解放されており周囲の音声を遮断されることがないので既存の受話装置にはなかった全く新しい機能の受話装置が実現できる。

本発明による受話装置は、骨伝導スピーカ部を長手方向の端部で支持することによって、効率の良い駆動ができる。

さらに本発明によれば、前記被覆部は可撓性物質からなることを特徴とする上記の受話装置が得られる。

本発明では、電気信号から音声振動への変換器として、圧電振動体を用いたので、変換効率すなわち能率が高いこと、さらに圧電素子の採用によってきわめて軽量でシンプルな構成が実現できる。

また、骨伝導スピーカ部は、圧電素子と可撓性物質とを複合した圧電振動体で構成することにより、人体の音響インピーダンスに近づけることが可能で、振動体の共振の鋭さＱを低下させ周波数特性を平坦化することができる。

加えて本発明によれば、前記骨伝導スピーカ部の被覆部と前記振動伝達部は可撓性物質にて一体成形して成ることを特徴とする受話装置が得られる。

さらに、骨伝導スピーカの被覆部材と、耳介接触部および支持部は全て同じ可撓性の物質で構成でき、一つの金型で一体成形できることにより、部品点数の削減、製作工数の削減につながり、この結果低価格の骨伝導受話装置が実現できる。

上記の如く、本発明によれば、音質的に優れ、変換効率が高く、装着性のよい低価格な骨導あるいは軟骨導式の受話装置の提供が可能となる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は実施例１による受話装置の斜視図である。本実施例１による受話装置は、棒状の骨伝導スピーカ部１１の長手方向の一端に振動伝達部１２が支持部１３によって結合し突出する構成とした。振動伝達部１２は外形が耳甲介腔部に納まる形状とし、直径が１５ｍｍで突出寸法を５ｍｍとし、中央部に直径５ｍｍの貫通孔１６を有する環状とした。この振動伝達部１２は耳甲介腔部に納まり耳珠と対珠に当接すれば良いので、前記寸法に限定されることなく、直径は５〜２０ｍｍで突出寸法も３〜１０ｍｍ程度の範囲で使用者に合わせて設定することが望ましい。さらに貫通孔１６或いは振動伝達部１２の形状は図１に示す様な形状に限定されず、より装着性が良く圧迫感を与えない丸みを持つ形状等でも良い。骨伝導スピーカ部１１は支持部１３に形成される矩形の切り欠き部１７の内側に固定されている。

図２は、実施例１による受話装置を左耳に装着した状態を示す図である。本実施例１による受話装置は図２に示す様に振動伝達部１２が耳甲介腔の窪みに納まり、耳珠１４と対珠１８とに圧接し装着される。骨伝導スピーカ部１１は、耳珠もしくはその近傍に当接して発生した音声振動を耳珠もしくはその近傍に直接伝達するとともに、さらに骨伝導スピーカ部１１の発生した音声振動は振動伝達部１２を介して耳珠１４近傍の軟骨及び顔面の骨組織に伝達される構造となっている。このとき、振動伝達部１２は中央部に貫通孔１６を有するので外耳道を覆うことなく、気導音も聴取可能となり、且つ閉塞感も無い。

図３は、実施例１による骨伝導スピーカ部の断面図である。本実施例１に使用した骨伝導スピーカ部１１は、金属弾性板からなる金属シム２１を上下から挟むように配置された２枚の圧電セラミック板２２からなる、図３において紙面の左右方向が長手方向となる矩形板状の圧電バイモルフ素子２４を可撓性物質よりなる被覆層２３で覆った構造を成す。該圧電バイモルフ素子２４は、一方の圧電セラミック板２２が長手方向に伸び、他方が長手方向に縮むように、電圧を印加することで振動する。

本実施例１に使用した圧電バイモルフ素子２４は、主に圧電の横効果を利用して長手方向の変位を発生する圧電セラミック板２２で構成し、該圧電セラミック板２２は矩形とし、厚み方向に分極して、上下面に印加される電気信号に応じて伸縮の変形を生じるようにした。また、厚み方向に積層した構成とし、一層毎に電極を二つのグループに分けて層毎に分極と電圧印加ができる構成をとり、駆動電圧を大幅に低減させた。尚、電気的な結線類は図示しない。

ここで、前記圧電バイモルフ素子２４の製造方法を示す。２枚の圧電セラミック板２２にはＮＥＣトーキン（株）製の圧電セラミックス（商品名ネペック１０）を用い、その寸法は、長さ３０ｍｍ、幅３ｍｍ、厚さ０．２ｍｍとする。また、シムは厚さ５０μｍの真鍮製であり、その長さと幅は圧電セラミック板とほぼ同寸法である。これらをエポキシ系接着剤で貼り合わせ、圧電セラミック板の外側の主面には電極を設け、この電極とシムからリード線を引き出す構造とする。ここで圧電セラミックは厚み方向に積層した構成で、一層毎に電極を二つのグループに分けて層毎に分極と電圧印加ができる構成をとると駆動電圧を大幅に低減できる利点がある。本実施例１では、５０μｍの層を４層に積層した一体焼成構造の圧電セラミック板を用いており、二枚の圧電セラミック板は並列に電気接続されたものを用いた。

次に、前記圧電バイモルフ素子２４を用いて、骨伝導スピーカ部１１と成すために、真鍮製の金型を用いて圧電バイモルフ素子２４の全面に液状ウレタンゴムを流し込み、硬化処理により、厚さ方向の二面には２ｍｍの厚さで被覆層を形成した。この被覆層の厚さによって共振周波数と振動体のＱを調節することができる。

このようにして得た骨伝導スピーカ部１１を、図１に示すように、アクリル製の支持部１３の切り欠き部１７の内側にエポキシ系接着剤を用いて長手方向の端部で接合固定し、さらに支持部１３とアクリル製の振動伝達部１２を接合固定し、本実施例１の形態の受話装置を得た。

本実施例１の受話装置に７Ｖｒｍｓ程度の音声信号を接続コード１５を通じて入力して、骨伝導スピーカ部１１が発生する振動を耳珠１４近傍にて受けると、明瞭で十分な音量感で音楽や音声情報を聴き取ることが可能であることを確認できた。また、本実施例１で得られた骨伝導受話装置は重量が僅かに３ｇであり使用者への負担が軽いことも確認できた。

本実施例１では、骨伝導スピーカに矩形板状の圧電バイモルフを用いたが、圧電ユニモルフの使用も可能であり、形状も矩形板状に限らず、円形、楕円形状あるいは多角形状の一般の圧電振動体であってよい。さらに、圧電バイモルフを複数段重ね、それぞれ同方向に駆動するように結線することにより、より大きな音量が得られる。

図４は、実施例２による受話装置の斜視図である。本実施例２による受話装置は、棒状の骨伝導スピーカ部１１の長手方向の一端に振動伝達部１２が直接接合する構成とした。骨伝導スピーカ部１１には実施例１と同様の圧電バイモルフ素子を使用した。また振動伝達部１２の形状は環形状の一部に欠截部１９を有する形状とした。

さらに、本実施例２は、耳甲介腔部に納まる形状とした振動伝達部１２が成型される部分を設けた金型に圧電バイモルフ素子を配置して、液状ウレタンゴムを流し込み、硬化処理により、骨伝導スピーカ部１１と振動伝達部１２とを一体で成形し受話装置とした。この様に骨伝導スピーカ部１１と振動伝達部１２とを一体で成形することで量産性に富み、低コストな受話装置の提供が可能となる。

本実施例２についても７Ｖｒｍｓ程度の音声信号を接続コード１５を通じて入力して、骨伝導スピーカ部１１が発生する振動を耳珠１４近傍にて受けると、実施例１同様に明瞭で十分な音量感で音楽や音声情報を聴き取ることが可能であることを確認でき、軽量で使用者への負担が軽いことも確認できた。

上記の如く、本発明によれば、音質的に優れ、変換効率が高く、装着性のよい低価格な骨導あるいは軟骨導式の受話装置の提供が可能となる。

本発明は、各種音響機器をはじめ、携帯電話機携帯端末機器や携帯端末機器等の受話装置として利用できる他に音響発生装置等にも利用できる。

実施例１による受話装置の斜視図。 実施例１による受話装置を左耳に装着した状態を示す図。 実施例１による骨伝導スピーカ部の断面図。 実施例２による受話装置の斜視図。

符号の説明

１１ 骨伝導スピーカ部
１２ 振動伝達部
１３ 支持部
１４ 耳珠
１５ 接続コード
１６ 貫通孔
１７ 切り欠き部
１８ 対珠
１９ 欠截部
２１ 金属シム
２２ 圧電セラミック板
２３ 被覆層
２４ 圧電バイモルフ素子

Claims (3)

1. 圧電素子と前記圧電素子を覆う被覆部とからなり、音響振動を発生する、棒状の骨伝導スピーカ部と、前記骨伝導スピーカ部の長手方向の一端部に機械的に結合され、前記音響振動を伝達する、１以上の貫通孔を有する環状もしくは環状の一部が欠截した形状の振動伝達部とからなる受話装置であって、前記振動伝達部は、耳甲介腔の窪みに納まり耳珠と対珠に当接して、前記耳珠または前記耳珠の近傍に、前記音響振動を伝達するとともに、前記骨伝導スピーカ部は、前記耳珠または前記耳珠の近傍に当接して、前記耳珠または前記耳珠の近傍に、前記音響振動を伝達するよう構成されたことを特徴とする受話装置。
2. 前記被覆部は可撓性物質からなることを特徴とする請求項１に記載の受話装置。
3. 前記骨伝導スピーカ部の被覆部と前記振動伝達部は可撓性物質にて一体成形して成ることを特徴とする請求項１または２に記載の受話装置。

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