JP7725035B1

JP7725035B1 - 音響改善装置

Info

Publication number: JP7725035B1
Application number: JP2024231081A
Authority: JP
Inventors: 博文庵
Original assignee: C Brain
Current assignee: C Brain
Priority date: 2024-12-26
Filing date: 2024-12-26
Publication date: 2025-08-19
Anticipated expiration: 2044-12-26

Abstract

【課題】コンパクトかつ軽量で携帯性に優れ、低コストで製造することができ、既存の携帯端末に装着するだけで、日常会話に使用される周波数帯域全体を共鳴増幅し、音声成分を強調して、難聴者にも聞き取り易い音声を出力することができ、エネルギー供給が不要で、維持管理も容易な音響改善装置を提供する。
【解決手段】携帯端末に着脱可能に装着される本体部１７を有し、本体部１７は、一側がスピーカーの受話口に連通する連通管２０と、複数の音声出力口２１～２３と、一側に連通管２０の他側と連通する音声入力口２４～２６を有し他側が複数の音声出力口２１～２３のそれぞれと接続された複数のファブリ・ペロー共鳴管１３～１５とを備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、スマートフォン及びタブレット等の携帯端末に装着されて使用される難聴者向けの音響改善装置に関する。

従来、難聴者は高音域の音声を聞き取り難いことから、スマートフォン等の携帯端末によるコミュニケーションに困難を伴うことがあった。そこで、補聴器と携帯端末を連携させ、難聴者でも電話音声を聴取できる多くの商品が市場に出回っている。しかし、これらの商品の多くは電子部品を使用しており、電力の消耗が激しいため、バッテリーが１日も持たずに充電が必要となることも多い。このため、使用時間に制約が生じ、ユーザーにとって使い勝手の悪い商品となっている。また、高齢者や技術に詳しくないユーザーにとっては、機器の維持管理及び携帯電話との連携操作の難易度が高く、手順が煩雑であるため、継続的な使用の障壁となっている。加えて、このような電子部品を使用した商品は一般的に高価であるため、経済的な負担も大きい。
これに対し、特許文献１には、ファブリ・ペローの共振現象を用いて音波を増幅させることができる音波メタマテリアル（音響メタマテリアルともいう）が開示されている。

特開２０１７－５０６７６８号公報

特許文献１のように、ファブリ・ペローの共振現象を用いて音波を増幅させる装置は、電子部品を使用しないため、エネルギー供給が不要で、維持管理も容易である。そして、特許文献１には、この音波メタマテリアルが、音波センサー（音響センサー）、音響装置、超音波イメージング、非破壊検査等の音波を用いる全ての分野に適用可能であることが記載されている。しかし、特許文献１には、携帯端末における難聴者向けの音響改善について言及されておらず、特に、携帯端末に装着して使用するための具体的な構成及び構造については記載されていない。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、コンパクトかつ軽量で携帯性に優れ、低コストで製造することができ、既存の携帯端末に装着するだけで、日常会話に使用される周波数帯域全体を共鳴増幅し、音声成分を強調して、難聴者にも聞き取り易い音声を出力することができ、エネルギー供給が不要で、維持管理も容易な音響改善装置を提供することを目的とする。

前記目的に沿う本発明に係る音響改善装置は、携帯端末に装着される音響改善装置であって、
前記携帯端末に着脱可能に装着される本体部を有し、該本体部は、一側が前記携帯端末のスピーカーの受話口に連通する連通管と、複数の音声出力口と、一側に前記連通管の他側と連通する音声入力口を有し他側が複数の前記音声出力口のそれぞれと接続されて前記スピーカーから出力される音声を共鳴増幅させる複数のファブリ・ペロー共鳴管とを備える。

本発明に係る音響改善装置において、前記本体部は、複数の前記ファブリ・ペロー共鳴管を構成する上板及び下板を有し、複数の前記ファブリ・ペロー共鳴管のそれぞれの外形厚みは、４．５ｍｍ以上であることが好ましい。
ここで、ファブリ・ペロー共鳴管の外形厚みは、生産性、取扱性及び携帯性の面から、８ｍｍ以下であることが好ましく、実用性も考慮すると、６ｍｍ以下であることがさらに好ましい。

本発明に係る音響改善装置において、前記本体部は、前記連通管の他側と連通する吸音口を有する共鳴チャンバーを備えてもよい。

本発明に係る音響改善装置は、携帯端末への装着が容易で、スピーカーの受話口から出力される音声を確実にファブリ・ペロー共鳴管に導き、加齢による難聴者が聞き取り難い高音域の音声だけでなく、日常会話に使用される周波数帯域全体を効率的に共鳴増幅させ、難聴者でも明瞭に聞き取ることができるように調整することができ、エネルギーの供給及び複雑な操作を必要とせず、日常生活で安定した継続使用が可能で、取扱性及び高品質性に優れる。

本発明に係る音響改善装置において、本体部が、複数のファブリ・ペロー共鳴管を構成する上板及び下板を有し、複数のファブリ・ペロー共鳴管のそれぞれの外形厚みが、４．５ｍｍ以上である場合、低コストで製造することができ、コンパクトかつ軽量で携帯性に優れ、ファブリ・ペロー共鳴管による共鳴効果を最適化することができる。

本発明に係る音響改善装置において、本体部が、連通管の他側と連通する吸音口を有する共鳴チャンバーを備える場合、ノイズを低減し、音声の明瞭化を図ることができる。

本発明の一実施の形態に係る音響改善装置の平面図である。同音響改善装置の右側面図である。同音響改善装置の左側面図である。図２のＡ－Ａ線矢視断面図である。図２のＢ－Ｂ線矢視断面図である。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１～図５に示す本発明の一実施の形態に係る音響改善装置１０は、スマートフォン（携帯電話）及びタブレット等の携帯端末１１（図５参照）に装着され、難聴者にも聞き取り易い音声を出力するために使用されるものである。
図４及び図５に示すように、音響改善装置１０は、携帯端末１１のスピーカー１２から出力される音声を共鳴増幅させる複数（ここでは３つ）のファブリ・ペロー共鳴管１３～１５を備えている。

具体的な構造としては、図１～図５に示すように、音響改善装置１０は、携帯端末１１に着脱可能に装着される本体部１７を有している。本体部１７には、携帯端末１１の幅及び厚さに対応させてＵ字状の溝１８が形成されており、携帯端末１１をスライドさせて装着することができる。これにより、携帯端末１１を保護するケース（カバー）としての機能も果たすことができる。そして、本体部１７は、一側がスピーカー１２の受話口１９に連通する連通管２０と、複数（ここでは３つ）の音声出力口２１～２３と、一側に連通管２０の他側と連通する音声入力口２４～２６を有し他側が複数の音声出力口２１～２３のそれぞれと接続された複数のファブリ・ペロー共鳴管１３～１５を備えている。また、連通管２０の一側（入口側）の周縁には、スピーカー１２の受話口１９の外周を囲むようにゴムパッキン２７が取付けられている。これにより、受話口１９から出力される音声を漏らすことなく、連通管２０を通してファブリ・ペロー共鳴管１３～１５に確実に導くことができる。ゴムパッキン２７の材質としては、シリコンゴム等の音漏れ防止効果のある素材が好適に用いられる。

ここで、本体部１７は、複数のファブリ・ペロー共鳴管１３～１５を構成する上板２８及び下板２９を有している。また、本体部１７は、連通管２０の他側と連通する吸音口３０を有する共鳴チャンバー３１を備えている。
このように、上板２８と下板２９を所定間隔で対向配置することにより、直方体状（断面四角形）のファブリ・ペロー共鳴管１３～１５及び共鳴チャンバー３１を容易に形成することができ、設計の自由度を増し、効率的な共鳴効果と消音効果を実現することができる。

音響改善装置１０は、複数のファブリ・ペロー共鳴管１３～１５を備えることにより、日常会話で使用される周波数帯域全体（低温域から高音域まで）を共鳴増幅して、通常よりも音声成分を強調することができ、難聴者にも聞き取り易い音声を出力することができる。特に、ファブリ・ペロー共鳴管１３～１５の共振によって生じるエコー及びリバーブ効果で、対象となる音が持続して長く聞こえるようになるため、使用者（難聴者）は、音を認識する時間が増え、聞き取りが容易になる。また、エコー及びリバーブ効果により、音が何度も反射されるため、音声の明瞭さが向上し、特に言葉の認識が容易になる。そして、音声信号が持続することで、難聴者は重要な音声情報を捉え易くなるという効果も得られる。さらに、リバーブ効果によって音が空間的に広がり、音源の位置や音の距離感が明確になるため、使用者（難聴者）は、音の方向を認識し易くなり、音声に対する理解力も向上する。また、音響改善装置１０は、携帯端末１１に取り付けるだけで音声補助効果を発揮し、電子部品を使用しないため、エネルギー供給が不要で、維持管理も容易である。

なお、本実施の形態では、３つのファブリ・ペロー共鳴管１３～１５を並列に配置したが、各ファブリ・ペロー共鳴管の長さとパターン及びファブリ・ペロー共鳴管の数と配置は、本実施の形態に限定されるものではなく、適宜、選択される。また、連通管２０の形状、大きさ及び配置は、本実施の形態に限定されるものではなく、携帯端末１１の受話口１９の形状、大きさ及び配置に応じて、適宜、選択される。
さらに、本実施の形態では、上板２８及び下板２９の厚みを１ｍｍ、上板２８と下板２９で挟まれた空間部の高さを２ｍｍとし、ファブリ・ペロー共鳴管１３～１５の外形厚みを４．５ｍｍとしたが、各部の寸法は、これに限定されるものではなく、上板２８及び下板２９の材質等によって、適宜、選択される。なお、上板２８及び下板２９の材質としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、塩化ビニル樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート等の軽量で耐久性を有する合成樹脂が好適に用いられるが、これらに限定されるものではなく、適宜、選択される。

また、本実施の形態の共鳴チャンバー３１は、ファブリ・ペロー管の末端を終端させたヘルムホルツ型の消音器（共鳴管）で構成されているが、その形状（長さ）、数及び配置等は、本実施の形態に限定されることなく、適宜、選択される。複数の共鳴管を配置して共鳴チャンバー３１を構成する場合、各共鳴管の長さを調整して特定の周波数帯域毎にノイズを低減することも可能であり、ノイズに妨げられない明瞭な音声を出力することができる。
なお、必要に応じて、複数のファブリ・ペロー共鳴管１３～１５及び共鳴チャンバー３１を特定の周波数帯域に対応させて、効率的に共鳴及び消音又は雑音の除去を行うことにより、それぞれの使用者に聞き取り易い音声環境を提供することも可能である。高齢者の加齢性難聴に対応するためには、２ｋＨｚ～４ｋＨｚの周波数帯域を中心にファブリ・ペロー共鳴管１３～１５を設計することが好ましいが、この範囲に限定されるものではなく、適宜、選択される。また、共鳴チャンバー３１は必須の構成ではなく、省略されてもよい。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。

１０：音響改善装置、１１：携帯端末、１２：スピーカー、１３～１５：ファブリ・ペロー共鳴管、１７：本体部、１８：溝、１９：受話口、２０：連通管、２１～２３：音声出力口、２４～２６：音声入力口、２７：ゴムパッキン、２８：上板、２９：下板、３０：吸音口、３１：共鳴チャンバー

Claims

携帯端末に着脱可能に装着される音響改善装置であって、
使用時に、前記携帯端末のスピーカーが設けられた端面側が挿通される溝を備え該携帯端末の背面側に配置される本体部を有し、該本体部は、前記携帯端末に装着された状態で一側が前記スピーカーの受話口に連通する連通管と、複数の音声出力口と、一側に前記連通管の他側と連通する音声入力口を有し他側が複数の前記音声出力口のそれぞれと接続されて前記スピーカーから出力される音声を共鳴増幅させる複数のファブリ・ペロー共鳴管とを備え、前記溝は、前記携帯端末の正面側から見てＵ字状に形成され、前記本体部は、前記携帯端末に対し前記受話口に前記連通管を近付ける方向にスライド可能に装着されることを特徴とする音響改善装置。
前記本体部は、複数の前記ファブリ・ペロー共鳴管を構成する上板及び下板を有し、前記上板は前記携帯端末の背面側に配置され、前記下板は前記携帯端末の厚さ方向に空間部を挟んで前記上板と対向配置され、前記上板及び前記下板のそれぞれの厚みと、該上板と該下板との間隔に相当する前記空間部の高さとを合計して得られる複数の前記ファブリ・ペロー共鳴管のそれぞれの外形厚みは、４．５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１記載の音響改善装置。
前記本体部は、前記連通管の他側と連通する吸音口を有する共鳴チャンバーを備えたことを特徴とする請求項１記載の音響改善装置。