JP6263791B1 - 骨伝導を利用した聴音構造及びその構造を備えた骨伝導を利用した聴音装置 - Google Patents

Abstract

【課題】締め付けによるストレスを感じさせず、かつ、軽量でデザイン性に優れ、装着や取り外しが容易で、快適に安定して装着できる骨伝導を利用した聴音構造及びその構造を備えた骨伝導を利用した聴音装置を提供する。【解決手段】音響電気信号を振動に変換する骨伝導ドライブが格納された筐体と、前記骨伝導ドライブで変換された振動を出力する振動出力構造体と、前記筐体の上方に配設され耳孔の外周縁に突起した対珠の近傍の窪みに引っかけるフックと、前記筐体の下部に開閉可能に配設されたクリップとで前記対珠の近傍を挟んで装着する挟着構造体で構成され、前記振動出力構造体が、対珠の軟骨の近傍に当接して骨伝導によって音の認識を可能にしてなる。【選択図】図１

Description

本発明は、骨に振動に与えることで音を認識させる骨伝導を利用した聴音構造及び同聴音構造による骨伝導を利用した聴音装置に関する。

従来より、音楽やラジオ、テレビ等の音を聴く手段として、あるいは携帯電話や無線での会話の手段として、ヘッドホンやイヤホンのような聴音装置が広く使用されてきている。
例えば、聴音装置で一般的なヘッドホンには、耳孔に装着されるものや、耳全体を覆うものなどがあり、これらは、電気信号として入力された音源を空気振動に変換して鼓膜に伝えて振動させ、該鼓膜の振動が耳の奥の中耳を通って、脳に音の情報が伝達され認識される仕組みを利用している。
ところで、近年は、上記のような空気振動により鼓膜を振動させる仕組みではなく、頭蓋骨に音の振動を与えて骨の振動によって音を認識させる骨伝導を利用した聴音装置が開発されている。この骨伝導を利用した聴音装置は、ヘッドホンやイヤホンのように耳孔に挿入して使用する必要がなく、したがって、耳には周囲の音が遮蔽されることなく入ってくるので、装着していても安全であり、また鼓膜の振動を利用しないことから、難聴の人でも音を認識することができ、補聴器等への利用も進められている。

この骨伝導を利用した聴音装置は、電気信号として入力された音響信号を機械的な振動に変換し、その振動を適切な位置から骨に与えて骨に振動を伝え、その振動により伝わる骨伝導音で音を認識させるものである。
前記適切な位置としては、こめかみ周辺や乳様突起と呼ばれる側頭骨の後下方にある大きな突起周辺が挙げられる。
こめかみ周辺は、すなわち頭蓋骨そのものであり、こめかみ周辺にしっかりと振動部を当接すれば的確に骨に音の振動を与えられることから、骨伝導を利用する聴音装置、特にヘッドホンタイプでは、このこめかみに当接するものが広く採用されている。そして、このタイプの骨伝導を利用した聴音装置では、振動部が的確にこめかみ周辺に当接することが重要であることから、耳の上部に引っかけて使用できるようアーム形状をなしている。
一方、乳様突起に振動を与えるものとしては、たとえば、特許文献１に「骨伝導型音声聴取装置及び方法」として開示されている、ほぼ英文字Ｃの形状を有するハウジング内に、聴取者の乳様突起をほぼ覆うように骨伝導手段のスピーカーが配置される構造のものがある。
上記のような、こめかみ周辺に振動を与える構造のものも、乳様突起に振動を与える構造のものも、いずれも耳を塞ぐことなく装着でき、前述のように耳には周囲の音が遮蔽されることなく入ってくるので、装着していても安全であり、また難聴者でも音を聴くことができるものとなっている。

特開平０２−６２１９９号公報

骨伝導を利用した聴音装置は、上述したとおり、振動部を適切な位置に当接させることで聴音が可能となる。そして、適切な位置に当接させた振動部から骨に振動を伝えるためには、ある程度の当接圧力を加えなければならず、そのため締め付けが必要となる。締め付けが弱く、単に接触している程度では、きちんと振動が伝わらず音を認識しにくくなるからである。
しかし、上述したこめかみ周辺に振動部を当接させる骨伝導聴音装置においては、こめかみ周辺の締め付けは強いストレスとなり、痛みを生じさせることにもなりかねず、また、装着者の動きに伴って、前記振動部が適切な当接位置からずれてしまった場合には、再度適切な位置に振動部が当接するように調整しなければならず、運動時等には使いにくいという問題がある。
また、特許文献１のような乳様突起を覆うように振動部が配置される構造のものは、こめかみ周辺ほどの締め付けはないものの、ほぼ英文字Ｃの形状をなすハウジングが大きく重量があり、人の目を引くとともに、デザイン性に乏しく、また、耳の後方に耳と頭の間に挟んで装着する構造となっているため、耳の大きさに応じて英文字Ｃの形状を調整しなければならず、大きさの異なる多種の装置を製造して用意しておかねばならないという問題があり、コスト高が懸念される。
上述したようにこれまでの骨伝導を利用した聴音装置にはいくつかの問題点がありその普及を妨げてきていた。

ところで、これまでの骨伝導を利用した聴音装置としては、上述のように、こめかみ部周辺や、乳様突起周辺に振動を与える構造のものが広く開発されてきた。
これは、こめかみ部周辺や乳様突起周辺の頭蓋骨に直接振動を与えることが、最も聴覚感度特性が高いとされてきたためである。
しかし、様々な実験の結果、耳孔の外周縁の軟骨部も、頭蓋骨に直接振動を与える場合と同等あるいはそれ以上に高い聴覚感度特性を発揮することがわかってきた。
ところが、耳孔の外周縁の軟骨部は、形状が特殊であり、該軟骨部に振動部を適切に安定して当接する構造のものはなく、これまでの構造では応用できず、到底難しく不可能であった。

そこで、本発明は、上記従来技術の問題を解決するために、こめかみ周辺や乳様突起周辺といった、頭蓋骨に直接音の振動を与えることを目的として振動部を当接する構造とは全く異なる構造により、締め付けによるストレスを感じさせず、かつ、軽量でデザイン性に優れ、装着や取り外しが容易で、スポーツ等の動きのある活動の際にもずれにくく、快適に安定して装着できる骨伝導を利用した聴音装置を提供しようとするものである。

すなわち、上記目的を達成するため、本願発明者は、鋭意研究の結果、耳孔の外周縁の軟骨部周辺に振動部を当接する以下に示すような骨伝導を利用した聴音装置を発明した。

（１） 音響電気信号を振動に変換する骨伝導ドライブが格納された筐体と、
前記骨伝導ドライブで変換された振動を出力する振動出力構造体と、
前記筐体の上方に配設され耳孔の外周縁に突起した対珠の近傍の窪みに引っかけるフックと、
前記筐体の下部に開閉可能に配設されたクリップとで前記対珠の近傍を挟んで装着する挟着構造体で構成され、
前記筐体、前記フック、および前記クリップは、同一の基板上に配設され、
前記筐体は、当該筐体内に格納された骨伝導ドライブで変換された振動を出力する振動出力部の先端部を前記対珠の軟骨の近傍に当接させられるように配設されることを特徴とした骨伝導を利用した聴音装置。
（２） 音響電気信号を振動に変換する骨伝導ドライブが格納された筐体と、
前記骨伝導ドライブで変換された振動を出力する振動出力構造体と、
前記筐体の上方に配設され耳孔の外周縁に突起した対珠の近傍の窪みに引っかけるフックと、前記筐体の下部に開閉可能に配設されたクリップとで前記対珠の近傍を挟んで装着する挟着構造体で構成され、
前記筐体は、格納・固定された骨伝導ドライブに外部から音声電気信号を入力するための信号ケーブルを備え、筐体内に格納・固定された骨伝導ドライブで変換された振動を出力する振動出力部の先端部を前記対珠の軟骨の近傍に当接させられるように基板に配設され、
また、前記挟着構造体のフックは、前記基板の上方に配設され、前記クリップは、前記基板の下方に配設された開閉自在にしてなる腕木と押さえ具で構成されてなることを特徴とした骨伝導を利用した聴音装置。
（３） 前記筐体の前記基板における位置を調節するスライド機構を更に備えることを特徴とした前記（１）又は前記（２）に記載の骨伝導を利用した聴音装置。

なお、本発明は、上記の構成や後述する発明の詳細な説明における構成に限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱することなく種々の変更が可能であることは言うまでもない。

本発明の骨伝導を利用した聴音装置によれば、音響電気信号を振動に変換する骨伝導ドライブが格納された筐体と、前記骨伝導ドライブで変換された振動を出力する振動出力構造体と、前記筐体の上方に配設され耳孔の外周縁に突起した対珠の近傍の窪みに引っかけるフックと、前記筐体の下部に開閉可能の配設されたクリップとで前記対珠の近傍を挟んで装着する挟着構造体で構成されているので、前記振動出力構造体を前記対珠の軟骨の近傍に当接して振動を伝達でき、鮮明に聴音できるとともに、振動部をこめかみ周辺や乳様突起に当接する骨伝導装置のような締め付けによるストレスを与えることなく、装着時に優れた快適性を有する。
また、本発明は、クリップで挟み込む構造なので、装着者の耳垂の厚さに合わせて装着でき、はずれたりずれたりしにくく安定した装着性を有する。
さらに、本発明は、耳孔の外周縁に引っかける構造からなるので、耳孔を封鎖せず、安全性が高く、ヘッドホンマイクや補聴器等、騒音の激しい現場での会話を可能にするヘルメットなど、様々な分野の装置に使用できる。

また、本発明の聴音装置によれば、上記効果に加えて、該聴音装置が、基板により前記筐体と振動出力構造体と、フック及びクリップとからなる狭着構造体とが一体に配設されるので、的確に振動出力構造体を耳孔の外周縁の対珠の軟骨近傍に当接することができ、小型で軽量にでき、基板の形状を変えるだけで多様なデザインに構成できるため、様々な年齢層の趣向や用途に合わせられることから、骨伝導を利用した聴音装置を広く普及させることができる。

本発明に係る聴音構造を実現した聴音装置の実施例の側面図である。 本発明に係る聴音構造を実現した聴音装置の実施例の正面図である。 耳にかかる名称の説明図である。 本発明に係る聴音装置の配置位置の説明図である。 本発明に係る聴音装置におけるフックと挟着構造体の位置関係の説明図である。 本発明に係る聴音装置を耳に取り付けた時の装置各部の位置関係を示す説明図である。 本発明に係る聴音装置を装着した状態の説明図である。

以下、本発明に係る骨伝導を利用した聴音構造及びその構造を備えた骨伝導を利用した聴音装置の実施の形態を実施例の図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明に係る聴音構造を実現した聴音装置の実施例の側面図である。図２は本発明に係る聴音構造を実現した聴音装置の実施例の正面図である。図１及び図２において、１は聴音装置、２は筐体、３はフック、４は挟着構造体、５は基板であり、２１は骨伝導ドライブ、２２は振動出力部である。また、４１はクリップ、４２は押さえ具、４３はバネ、４４は軸部である。

図１に示す本発明にかかる聴音構造を実現した聴音装置１の実施例では、音響電気信号を振動に変換する骨伝導ドライブ２１が筐体２に格納され、基板５に固着されている。
音響電気信号を振動に変換するとは、外部から入力された音響電気信号を機械振動に変換することであり、骨伝導ドライブは、音響電気信号によってダイヤフラム等を振動させ、該音響電気信号を、骨に伝達する機械振動に変換している。なお、本発明においては、前記骨伝導ドライブの振動方式は、特に限定されるものではなく、音響電気信号を機械振動に変換できればよく、圧電式、電磁式、超磁歪など、従来から用いられている方法を採用することができる。
また筐体２には格納・固定された骨伝導ドライブ２１に外部から音声電気信号を入力するための信号ケーブルを備え、そして筐体内に格納・固定された骨伝導ドライブ２１で変換された振動は、該骨伝導ドライブ２１に接続された振動出力部２２の先端から装着者に伝達される。
したがって、振動出力部２２は装着者の皮膚に触れることから、装着時に痛みや不快感を与えない素材で構成される。例えば、合成樹脂や合成ゴム等が挙げられ、これに限られないが、本発明にかかる聴音装置においては、振動出力部２２は耳孔の外周縁の対珠の軟骨の近傍に当接するよう配設されることから、可撓性や柔軟性を有する素材で構成されることが好ましい。

本発明に係る聴音装置は、耳孔の外周縁に突起した対珠の近傍の窪みに引っかけるフック３を有し、該フック３は、前記筐体２の上方に配置され、筐体２に格納された骨伝導ドライブ２１からの振動が伝達される振動出力部２２が、適切な位置である耳孔の外周縁の対珠の軟骨の近傍に当接するように配置される。
したがって、フック３は、振動出力部２２の皮膚と当接する側面に対し、垂直方向に耳孔に向かって形成され、フック３を耳孔の外周縁の対珠の近傍の窪みに引っかけると、必然的に振動出力部２２が適切な位置に配置される。
本実施例においてフック３は、基板５に固着された筐体２の上方で、基板５の上方に配設されている。
なお、本実施例においては、フック３を鉤型で構成しているが、耳孔の外周縁に安定して引っかけることができる形状であればよく、特に形状を限定しているものではない。

または、本発明に係る聴音装置は、耳垂を前記フック３との間に挟み込み、対珠の近傍を挟んで該聴音装置１を装着するために、前記フック３と筐体２の下方に開閉可能に配設されたクリップとで構成される挟着構造体４を有する。本実施例においては、該挟着構造体４は、基板５に固定された軸部４４を回転軸として、先端に押さえ具４２を備えた腕木からなるクリップ４１が開閉可能に配設され、該クリップ４１が閉じた状態において、前記フック３と該クリップ４１の先端の押さえ具４２が耳垂を挟んで対峙するようリング状のバネ４３で調整される。該バネ４３の弾性により、フック３と押さえ具４２とで、耳垂を挟み込むように装着できる構造となっている。
該挟着構造体４は、前記フック３が移動したり、はずれたりせず、安定して耳孔の外周縁に引っかかるように、耳垂の裏側から、フック３を押さえ、聴音装置１全体を、確実に適切な位置に保持する役目を担っている。
したがって、挟着構造体４は、上記役目を果たすことができる狭着構造であればよく、本実施例の形態に限定されず、例えば、クリップは、腕木と押さえ板で構成されるものでなく、全体で押さえる形状のものであってもよく、また、リングバネ以外の、板バネや、ワッシャを介して軸着するクリップ方式や、マグネット式など、耳垂を挟み込んで安定して聴音装置１を装着する目的を達成できる構造であればよい。
なお、聴音装置１の装着時に、挟着力で挟み込んだ個所に痛みが生じないよう挟着力を調整できる構造が好ましい。

このように、本発明に係る聴音装置は、前記フック３とクリップ４１とからなる前記挟着構造体４により、前記振動出力部２２が、耳孔の外周縁の対珠の軟骨近傍に当接するよう構成される。すなわち、本発明に係る聴音装置１は、振動出力部２２を該耳孔の外周縁の対珠の軟骨近傍に当接させ、該軟骨周辺から、脳へ振動を伝達する構造である。
前記耳孔の外周縁の対珠の軟骨の近傍について、図３に示す耳にかかる名称の説明図で説明する。
本発明において、図３（Ａ）は、耳の各部における一般的な名称である。（Ｂ）は、本発明において、使用している名称である。
本発明においては、外耳孔ａから続く耳甲介腔ｂの窪みを含めて「耳孔」と称し、耳珠ｃ下方から珠間切痕ｄ、軟骨の隆起部である対珠ｅ、前記対珠ｅの軟骨の隆起部を下がったやや凹んだ部分から、対輪ｆへ続く部分を「耳孔の外周縁」と称し、該耳孔の外周縁に突起した対珠ｅの近傍の窪みを「対珠の近傍の窪み（Ａ）」と称し、対珠ｅを中心とした周囲の軟骨部を「耳孔の外周縁の対珠の軟骨の近傍（Ｂ）」と称している。
具体的には、図４に示す本発明に係る聴音装置の配置位置の説明図に示すように、耳孔外周縁の対珠の近傍の窪み（Ａ）にフック３の係止位置３１ａが、耳孔外周縁の対珠の軟骨の近傍Ｂ周辺に振動出力部２２の当接位置２２ａが配置される。そして、フック３の係止位置３１ａの耳裏側に挟着構造体４の押さえ具４２の当接位置４２ａが配置される。
フック３と挟着構造体４の位置関係は、図５に示すように、耳孔外周縁の対珠の近傍に引っかけられたフック３の先端が、耳垂の裏側からクリップ４１の先端の押さえ具４２で押さえられる構造となっている。
また、筐体２とフック３及び挟着構造体４の位置関係は、図６に示すように、振動出力部２２が、耳孔外周縁の対珠の軟骨の近傍Ｂに当接し、該振動出力部２２の配置位置を維持するように、フック３が耳孔外周縁の対珠の近傍の窪みＢに引っかけられ、該フック３を安定して保持するよう、耳垂の裏側から、押さえ具４２がフック３と対峙して配置され、クリップ４１とで、耳垂を挟み込むよう構成される。
このような構成とすることで、振動出力部２２を確実に耳孔の外周縁の対珠の軟骨の近傍Ｂに接触させて振動を伝達することができ、安定した装着感とともに、鮮明に聴音できる構造となっている。

本発明にかかる聴音構造は、上記聴音装置１の実施例で説明したように、筐体２と、フック３及び挟着構造体４とからなり、該聴音構造を備えた聴音装置１は、様々な用途に利用できる。
例えば、該聴音装置１にマイクを付加することで、イヤホンマイクを構成でき、集音器を付加することで補聴器を構成できる。
また、筐体２と、フック３及びクリップ４１とで構成される挟着構造体４を基板５に一体に配設し、音響機器等と有線あるいは無線で接続することで、骨伝導を利用したヘッドホンを構成することもできる。
図７は、本発明にかかる聴音構造を備えた骨伝導を利用した聴音装置の使用の状態を示す図である。
図に示すようなヘッドホンを構成する場合に、基板５への各構造の配設は、詳しくは、前記筐体２については、振動出力部２２が耳孔の外周縁の対珠の軟骨近傍Ｂ周辺に当接するように配設され、前記フック３は、前記筐体２の上方であって、振動出力部２２からの振動が直接伝達されない位置に配設され、前記挟着構造体４は、前記筐体２の下方であって、前記フック３との間に耳垂を挟み込み、該フック３が接触する部分の耳垂の裏面から挟着構造体４の押さえ具４２がフック３を押さえる位置に配設される。
また、図７に示す聴音装置でイヤホンマイクを構成する場合には、図示しないが、上記基板５に対し、平行に回動自在にマイクを配設することで、振動出力部２２の当接位置を動かすことなく、会話が可能となる。
なお、本発明に係る聴音装置は、片耳でも両耳でも使用ができるので、両耳で使用する場合には、ネックアームの両端部に本発明にかかる聴音装置を取り付けたり、ケーブルで繋いだりする。
さらに、基板５の形状は任意にデザイン性の高いものに変更することができ、様々な年齢層の、様々な用途に合わせて利用できる。
また、フック３を基板５に配設するにあたって、筐体２の上方に、左右位置が調整できるように配設してもよく、その場合には、耳孔の外周縁の形状に合わせて、フック３の位置の微調整を可能とすることもできる。
さらに、基板５への筐体２の配設にあたっては、該筐体２の位置を上下方向に調節できるよう、スライド機構を備えてもよい。

本発明は、骨伝導を利用する装置を構成することができ、骨伝導ヘッドホンに限るものではなく、補聴器、マイクロホン、騒音の激しい場所での会話用など、さまざまな骨伝導を利用する装置や機器に利用することができる。

１ 聴音装置
２ 筐体
３ フック
４ 挟着構造体
５ 基板
２１ 骨伝導ドライブ
２２ 振動出力部
２２ａ 振動出力部の当接位置
３１ａ フックの係止位置
４１ クリップ部
４２ 押さえ具
４２ａ 押さえ具の当接位置
４３ バネ
４４ 軸部
ａ 外耳孔
ｂ 耳甲介腔
ｃ 耳珠
ｄ 珠間切痕
ｅ 対珠
ｆ 対輪
Ａ 耳孔の外周縁の対珠の近傍の窪み
Ｂ 耳孔の外周縁の対珠の軟骨の近傍

Claims (3)

1. 音響電気信号を振動に変換する骨伝導ドライブが格納された筐体と、
   前記骨伝導ドライブで変換された振動を出力する振動出力構造体と、
   前記筐体の上方に配設され耳孔の外周縁に突起した対珠の近傍の窪みに引っかけるフックと、
   前記筐体の下部に開閉可能に配設されたクリップとで前記対珠の近傍を挟んで装着する挟着構造体で構成され、
   前記筐体、前記フック、および前記クリップは、同一の基板上に配設され、
   前記筐体は、当該筐体内に格納された骨伝導ドライブで変換された振動を出力する振動出力部の先端部を前記対珠の軟骨の近傍に当接させられるように配設されることを特徴とした骨伝導を利用した聴音装置。
2. 音響電気信号を振動に変換する骨伝導ドライブが格納された筐体と、
   前記骨伝導ドライブで変換された振動を出力する振動出力構造体と、
   前記筐体の上方に配設され耳孔の外周縁に突起した対珠の近傍の窪みに引っかけるフックと、前記筐体の下部に開閉可能に配設されたクリップとで前記対珠の近傍を挟んで装着する挟着構造体で構成され、
   前記筐体は、格納・固定された骨伝導ドライブに外部から音声電気信号を入力するための信号ケーブルを備え、筐体内に格納・固定された骨伝導ドライブで変換された振動を出力する振動出力部の先端部を前記対珠の軟骨の近傍に当接させられるように基板に配設され、
   また、前記挟着構造体のフックは、前記基板の上方に配設され、前記クリップは、前記基板の下方に配設された開閉自在にしてなる腕木と押さえ具で構成されてなることを特徴とした骨伝導を利用した聴音装置。
3. 前記筐体の前記基板における位置を調節するスライド機構を更に備えることを特徴とした請求項１または請求項２に記載の聴音装置。

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