JP6513839B2 - 骨伝導を利用した聴音装置 - Google Patents

Description

本発明は、骨に振動を与えることで音を認識させる骨伝導を利用した聴音装置に関し、特に装着時に装着位置を意識することなく、確実に聴音できるよう装着できる聴音装置に関する。

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耳に装着して、音や音楽を聴くための装置（以下、聴音装置という。）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。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、こめかみ周辺ではなく、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（図９参照）。
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断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。
そのため、上述したこめかみ周辺に振動部を当接させる骨伝導を利用した聴音装置においては、構造的にこめかみ周辺にピンポイントで、振動部がしっかりと圧力をかけて当接するように設計され、装着時には、該振動部がこめかみ周辺の適切な位置に配置されるよう注意が必要である。
また、不安定な装着により振動部が適切な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接するように調整しなければならない。
一方、図９は、従来技術の説明用図面であり、特許文献１の乳様突起を覆うように振動部が配置される構造の装置を示しているが、これはほぼ英文字Ｃの形状をなすハウジングａの中に配設された骨伝導スピーカｂが、乳様突起周辺にしっかり圧力をかけて装着できるように設計されているので、装着時には該スピーカｂが、乳様突起周辺の適切な位置にピンポイントに配置されるよう注意が必要である。
したがって、乳様突起の位置は、画一的ではないため、振動部が配置され接触する位置を調整する必要があり、装着者の身体的特徴に合わせて、いくつもの大きさの異なる多種の装置を製造して用意しておかなければならず、使用用途によってはオーダーで作らなければならないという問題もあり、骨伝導を利用した音認識装置の普及を妨げている。

ところで従来は、骨伝導を利用した聴音装置は、難聴者、特に鼓膜に問題を抱え、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ることが難しい人が、難聴を補うために利用するものとされていた。
ところが近年は、骨伝導を利用した聴音装置は、耳孔を塞がないので周囲からの音を遮断せず安全性が高いことから、注目を浴びるようになり、携帯電話に組み込まれたりして、聴覚が健康な者の利用が増大してきた。
しかし、聴覚が健康な者の場合、骨伝導からの音が伝達される際に、同時に耳孔から入る音が鼓膜に伝わってしまうので、周囲に雑音があると、耳孔から入る雑音と骨伝導からの音とが混在してしまい、骨伝導による音がマスキングされ、かえって聞きにくくなるという問題が生じる。
このような問題に対応するためには、耳栓をしたり、指で耳孔を塞いだりしなければならず、骨伝導を利用する意義を喪失させてしまっている。
そこで、本発明は、上記の各問題を解決するために、難聴者はもちろん、聴覚が健康な者も、容易に手軽に装着でき、かつ骨伝導による音を十分に聞き取れる骨伝導を利用した聴音装置を提供する。

上記目的を達成するための第１の発明は、音響電気信号を振動に変換する骨伝導ドライブと、前記骨伝導ドライブを格納する筐体と、前記筐体に設けられ、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、前記筐体に設けられた耳掛部材と、を備え、形状が異なる複数の前記振動出力構造体の１つが前記筐体に設けられ、少なくとも１つの前記振動出力構造体が、耳介の後部に沿うように弓状に湾曲して形成されており、かつ、その水平断面が略三角形に形成されていることを特徴とする骨伝導を利用した聴音装置である。
第２の発明は、音響電気信号を振動に変換する骨伝導ドライブと、前記骨伝導ドライブを格納する筐体と、前記筐体に設けられ、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、前記筐体に設けられた耳掛部材と、を備え、形状が異なる複数の前記振動出力構造体の１つが前記筐体に設けられ、少なくとも１つの前記振動出力構造体が、耳介の後部に沿うように弓状に湾曲して形成されており、かつ、その一部に耳介の後部に向かって凸部が形成されていることを特徴とする骨伝導を利用した聴音装置である。

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と、前記骨伝導ドライブを格納する筐体と、前記筐体に設けられ、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、前記筐体に設けられた耳掛部材と、を備え、形状が異なる複数の前記振動出力構造体の１つが前記筐体に設けられるので、装着者の身体的特徴や、聴覚が健康な人、難聴の人を問わず、誰でも装着時に装着位置を意識することなく、手軽に装着でき確実に聴音できる。特に、年齢、性別、頭の形、耳の形等を考慮して、適宜、振動出力構造体を選択して筐体に取り付けることができる。

本発明に係る聴音装置の実施例の外観説明図である。 本発明に係る聴音装置の実施例の一部断面説明図である。 本発明に係る聴音装置の実施例の装着状態の詳細説明図である。 本発明に係る聴音装置の実施例の装着位置の説明図である。 本発明に係る聴音装置の実施例の装着例の説明図である。 本発明に係る聴音装置の実施例の振動出力構造体の他の例を示す図である。 本発明に係る聴音装置の実施例の筐体の他の例を示す図である。 本発明に係る聴音装置の他の実施例の外観説明図である。 従来技術の説明図である。

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の実施例の外観説明図であり、図２は本発明に係る聴音装置の実施例の一部断面説明図である。図中、１は聴音装置、２は骨伝導ドライブ、３は振動出力構造体、４は耳掛部材、２０は筐体である。

図１及び図２に示す本発明にかかる聴音装置の実施例において、聴音装置１は、骨伝導ドライブ２と、振動出力構造体３及び耳掛部材４とで構成される。
前記骨伝導ドライブ２は、音響電気信号を振動に変換し、振動出力構造体３は、前記骨伝導ドライブ２で変換され伝達された振動を出力する。
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２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２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。
そして、前記骨伝導ドライブ２は、筐体２０に格納され、前記筐体２０の上方に耳掛部材４が配設される。

前記筐体２０には、骨伝導ドライブ２が格納・固定され、該骨伝導ドライブ２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が備えられ、該筐体２０内に格納・固定された骨伝導ドライブ２で変換された振動が、該骨伝導ドライブ２に接続された振動出力構造体３全体を振動させ装着者に伝達される。
そして、本発明における前記振動出力構造体３は、耳介の後部と側頭部の間に配設され、前記耳介の後部の上方から下方に至る範囲に当接する長さを備えて構成される。
このように構成することで、下記の理由により、聴音装置１から明瞭に音を聞き取ることができるものとなっている、と考えられる。
すなわち、前記振動出力構造体３は、骨伝導ドライブ２からの振動を耳介の後部から耳介全体に、側頭部からは頭蓋骨に伝達する。これにより、装着者は、耳介の後部と側頭部の頭蓋骨からの二側面で広範囲に振動を受け、聴音できる構成となっている。
そして、前記側頭部からの振動は、頭蓋骨に音の振動を与え骨の振動によって音を伝える一方で、耳介の後部からの振動は、耳介全体に伝わりその振動の一部が耳孔の皮膚組織を振動させ、該耳孔周辺の空気にその振動が伝達し、該空気に伝達した振動が鼓膜に達し音を伝える。
そのため、聴音時に、骨伝導からの音と耳孔から空気振動で鼓膜に伝わる音とが同時に聴音できるので、耳孔から入る雑音と骨伝導からの音とが混在することがなく、骨伝導による音が耳孔から入る雑音にマスキングされるようなことがなく、明瞭に音を聞き取ることができるものとなっている、と考えられる。
なお、振動出力構造体３は、装着者の皮膚に直接触れるので、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、耳介の後部と側頭部の間に配設され、前記耳介の後部の上方から下方に至る範囲に当接するものであるため、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。

また、前記耳掛部材４は、前記振動出力構造体３を耳介の後部と側頭部との間に配設されるよう耳介の上方に掛止するよう形成される。耳掛部材４は、聴音装置１の装着時に、振動出力構造体３を適切な位置に配置できるものであればよく、特にその形状や素材を限定するものではない。本発明にかかる聴音装置１においては、特に乳様突起周辺やこめかみ周辺という特定の箇所に振動を与える必要がないので、前記適切な位置とは、耳介の後と側頭部の間であり、該位置に聴音装置１を配置できれば、図１及び２に示すような、耳介の上方に掛止する鉤型形状の耳掛部材４に限らず、図は省略するが、一般的なヘッドホンに使用されているようなネックバンドやヘッドバンドの両端部に、前記筐体２０を配設する形態であってもよい。
さらに、耳掛部材４を筐体２０と取着可能に形成し、耳の形状に合わせて最適な大きさの耳掛部材４に変更できる構成とすることもできる。
なお、本発明に係る聴音装置１は、片耳に装着して使用することはもちろん、両耳に装着して使用することもできることは言うまでもない。
また、本発明に係る聴音装置１にマイクを取り付けて、マイクロホンにしたり、集音器を取り付けて補聴器としたりして利用することもでき、骨伝導を利用する様々な装置や機器に利用することができるものとなっている。

本発明に係る聴音装置１の装着、特に振動出力構造体３の配置位置について図に基づいて説明する。図３は、本発明に係る聴音装置の実施例の装着状態の詳細説明図、図４は本発明に係る聴音装置の実施例の装着位置の説明図、図５は本発明に係る聴音装置の実施例の装着例の説明図である。
図３（ａ）は、装着者の頭部の背面図であり、両耳に本発明の聴音装置１を装着している状態を示している。図に示すように、聴音装置１は、耳介の後部と側頭部の間に配設されていて、振動出力構造体３は耳介の後部の上方から下方に至る範囲（矢印）にわたって、耳介の後部と側頭部に当接するように配置されている。
なお、本発明における耳介の後部の上方から下方に至る範囲は、厳密なものではなく、振動出力構造体３は、耳介の後部が側頭部と繋がる部分の範囲で広く当接できる程度の長さで形成される。また、振動出力構造体３の幅は、耳介の後部と側頭部の間に配設した際に、圧迫感を与えることのない程度の大きさで、かつ耳介の後部と側頭部に振動を与えることができる程度に接触する程度の大きさで構成される。
図３（ｂ）は、装着者の頭部の平面図であり、振動出力構造体３を備えた聴音装置１が耳介の後部と側頭部の間に挟まれ、該振動出力構造体３は耳介の後部と側頭部（の頭蓋骨）に当接している。
このように、本発明に係る聴音装置１は、振動出力構造体３が耳介の後部と側頭部の間に配設され、耳介の後部の上方から下方に至る範囲に当接する長さを備えていることが特徴である。これにより、振動出力構造体３は、耳介の後部から耳介全体に、側頭部から頭蓋骨に対し、耳介の上方から下方に至る広い範囲で、振動を伝達することができる構造となっている。

図４は、聴音装置１の装着時に振動出力構造体３を配設する位置を示した図であり、耳介の後部と側頭部の間で、耳介の上方から下方に至る範囲が、振動出力構造体３を配置する位置αである。該位置αに振動出力構造体３を配置することにより、振動出力構造体３の側面が自ずと耳介の後部と側頭部に当接する構成となっている。
図５は、前記位置αに振動出力構造体３が配置された状態の装着例である。図に示すように、聴音装置１は、耳介の後部に装着され、該聴音装置１の振動出力構造体３が耳介の後部と、側頭部に当接するように装着される。その際、振動出力構造体３が広範囲に当接する構造なので、特に耳介の後部や側頭部のどこという特定の位置を意識することなく、装着者は特段の注意を払うことなく、耳介に耳掛部材４を掛けて、筐体２０を耳介の後部に配置するだけで聴音ができるものとなっている。

このように、本発明に係る聴音装置１は、耳介の上方から下方に至る範囲において、振動出力構造体３から振動が伝えられる上記構成からなるため、振動出力構造体３は、骨伝導ドライブから伝えられる振動により、その全体が振動するように構成される。
すなわち、振動を伝達するために振動するのは、振動出力構造体３であり、骨伝導ドライブ２を格納・固定した筐体２０は振動しないように振動出力構造体３が筐体に取り付けられている。
例えば、図６に示すように、骨伝導ドライブ２からの振動を振動出力構造体３の一部に伝達し、該伝達された振動で振動出力構造体３全体を振動させる構造などが挙げられる。
なお、本発明の聴音装置１においては、振動出力構造体３全体に、骨伝導ドライブ２からの振動を伝達できる構造であればよく、骨伝導ドライブ２の大きさや形状に合わせ、振動出力構造体３に的確に振動を伝達できるよう適宜取付方法を選択することができ、また、形状によっては、筐体２０を振動させないように振動出力構造体３との間に振動を吸収する緩衝部材を配置する構造なども考えられる。
そして、骨伝導ドライブ２は、振動出力構造体３全体を振動できるだけの出力を備えたものが選択される。

さらに、振動出力構造体３は、耳介の後部と側頭部の間で、耳介の上方から下方に至る範囲に当接するように配置できる形状であればよく、図６に示したような形状の振動出力構造体３ａに限らず、耳介の後部と側頭部の間に嵌まりやすくするために、断面を略三角形とした振動出力構造体３ｂ、一部凸部を設けた振動出力構造体３ｃ等、任意の形状を採用することができる。

一方、図７の本発明に係る聴音装置の実施例の筐体の他の例を示す図に示すように、筐体２０については、骨伝導ドライブ２を格納・固定でき、振動出力構造体３を支持し振動を安定して確実に伝達できればよく、全体のデザインを考慮して、振動出力構造体３と同程度の大きさにしても、図７に示すような小型形状の筐体２０ａとしてもよい。

また、本発明に係る聴音装置１は、図８の本発明に係る聴音装置の他の実施例の外観説明図に示すように、該聴音装置１に耳垂等への係止手段を備えてもよい。
聴音装置１に係止手段を備えることで、該聴音装置１をしっかりと安定して装着でき、前記振動出力構造体３の確実な装着を可能とする。
図に示す係止手段は、磁石タイプであるが、クリップタイプなど、装着者が簡単に取り付けられるものであればよく、係止位置は、耳垂だけでなく、耳介の上端部や横側端部、耳孔端部など任意の位置であってよく、係止手段は係止位置に合わせて、簡単に取着できるものであれば特に限定されるものではない。

本発明は、骨伝導を利用する聴音装置にかかり、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ものである。

１ 聴音装置
２ 骨伝導ドライブ
３、３ａ、３ｂ、３ｃ 振動出力構造体
４ 耳掛部材
５ 係止部材
２０、２０ａ 筐体
２１ 振動子

Claims (3)

1. 音響電気信号を振動に変換する骨伝導ドライブと、
   前記骨伝導ドライブを格納する筐体と、
   前記筐体に設けられ、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、
   前記筐体に設けられた耳掛部材と、を備え、
   形状が異なる複数の前記振動出力構造体の１つが前記筐体に設けられ、
   少なくとも１つの前記振動出力構造体が、耳介の後部に沿うように弓状に湾曲して形成されており、かつ、その水平断面が略三角形に形成されていることを特徴とする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と、
   前記骨伝導ドライブを格納する筐体と、
   前記筐体に設けられ、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、
   前記筐体に設けられた耳掛部材と、を備え、
   形状が異なる複数の前記振動出力構造体の１つが前記筐体に設けられ、
   少なくとも１つの前記振動出力構造体が、耳介の後部に沿うように弓状に湾曲して形成されており、かつ、その一部に耳介の後部に向かって凸部が形成されていることを特徴とする骨伝導を利用した聴音装置。
3. 前記振動出力構造体の一部には、振動出力構造体の形状に依らない共通形状の凸部が形成されており、該凸部が前記筐体に挿入可能となっていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の骨伝導を利用した聴音装置。

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