JPH06506337A - 遠隔電磁駆動を利用した目だたない通信法 - Google Patents

Abstract

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Description

【発明の詳細な説明】 遠隔電磁駆動を利用した目だたない通信性発明の背景 本発明は、一般に聴力システムに関し、特に人の耳に振動を付与する電磁場を利 用する改良聴カッステムに関する。係るシステムは、通常の聴力を有する大また は聴力障害を有す人の聴力を補強する。

増幅音響駆動出力を利用する聴力システムは、従来技術で既知である。例えば、 講堂やコンサートホールに使用される拡声装置（Ｐｕｂｌｉｃ　Ａｄｄｒｅｓｓ ：　ＰＡ）システムは、音波の形の増幅音響情報の広域での発生により通常の聴 力を有す聴衆に音を提供する。上記のシステムは、他の人々でなく近くの人々に のみ選択的に音響情報を付与することはできない。上記のシステムの増幅度を上 げ、聴力障害を有す個人にも情報を受信することが可能とすると、通常の聴力を 有する人にとってはボリュームが大きすぎる。

音響駆動システムの他のタイプは、一般に利用されている音響補聴器の例がある 。これらの装置は、携帯者の外耳即ち耳道内へ→狙こ装着される、鼓膜に近接し て配置される小型スピーカーによりもたらされる音響出力を利用している。多く の場合は、音響出力の一部は、装置の入力へフィードバックされ、自己発振を起 こす。この利得の大きさに一般に比例した“フィードバック現象”は、携帯者か ｆ’ｌ用できる利得の量を制限する。この結果、多数の聴力障害を有す人は上記 の装置の恩恵を受けない。これは、特に重度の聴力障害者に当てはまり、高音１ り得条件により受容不可能なレベルの音響フィードバックを引き起こす。

従来聴カンステムのいくつかは、中耳構造、即ち鼓膜を振動させるために電磁エ ネルギーを使用している。そのような例は、マニダリア（λｌａｎｉｇｌｉａ） による米国特許Ｎｏ、４，９５７，４７８に見いだされる。マニグリアのシステ ムは、マイクロホンと、増幅器と、電源と、音波を受信し、それを磁場に変換す るために外耳道に装着された電磁コイルとを含む。永久磁石は、障害者の耳小骨 の一部へ外科的に植え込まれる。この磁石は、印加された磁場に応答し、マイク ロホンへの入力信号と同様の周波数及び振幅の振動でもって耳ノド骨の骨を振動 させる。代替の実施例としては、無線周波数（ＲＦ）信号が外部で音響信号によ り変調される。得られた信号は、耳の後方へ装着された外部コイルを通じて乳様 突起詞に植え込まれたコイルへ送信される。乳襟突起洞のコイルは、信号を復号 し、元の信号を得て、この元の信号は、第三のコイルへ供給され、その第三のコ イルは、植え込まれた磁石を撮動させて音の知覚を完了する。上述の場合、また ここで説明していない他の場合も、かなり目たつハードウェアがシステムを動作 させるのに必要となる。また更なる不具合点は、外科的な介入とそれに付随する 種々のリスクである。

従来技術が提案しているシステムの池のタイプ（ラッシュマン（Ｒｕｓｃｈｍａ ｎｎ）、１９５９＋ゲート（Ｇｏｏｄｅ）、ｌ　９７３）は、鼓膜に接着か、ま たは他の方法で取り付けられた小さな磁石を利用している。外耳道の内側が、外 側近傍かに装着されたコイルは、電流により駆動さね、電磁場を発生し、この電 磁場が鼓膜に取り付けられた磁石を振動させる。ラノソユマンのシステムの場合 は、要求電流は、聴力スレシコルトの割には、実用化するには高い。一方、ゲー トのシステムは、消費電力にけいてはある程度改善されているけれとも、依然と して必要電力は実用には高すぎる。コイル及び磁石の設Ｊ１上のＩ＋！１費電力 その他の制限により、これらのシステムでは、コイルを磁石に接近して配置して いる。

従って、本発明の目的は改良聴力システムを提供することにある。

本発明の他の目的は、人の耳道の外側に配置されたコイルにより発生された成木 発明は他の目的は、完全に目たたないように人に情報を伝達することのできる改 良聴力システムを提供することにある。

本発明の更に他の目的は、携帯者に選択的で、周囲音に左右されない方法で人に 聴音情報を伝達することのできる改良聴カンステムを提供することにある。

本発明の更に他の目的は、人に聴音情報を送信するための聴力システムを提供す ることにある。

本発明のその他の目的は以下の説明と添付図面から当業者には明白となろう。

発明の要約 本発明による聴カンステムは、人の鼓膜または耳小骨の骨に直接結合するように 適合した永久磁石を含む。駆動手段は、人に聴音応答を起こすために、オーディ オ周波数での振動を永久磁石へ付与するために電磁場を形成し、変化させる。

この駆動手段は、外径、内径及び軸方向長さを有す空心コイルを含み、外径は、 少なくとも外径と内径の差の１０倍より大きく、かつ少なくともコイルの軸方向 長さの１０倍より大きい。駆動手段は、更に、オーディオ信号に対応したコイル を流れる電流のソースを有す。オーディオ信号は、人の会話、音楽等の実際の音 に対応する。好適な構造では、永久磁石は、後に定義するような接触トランスジ ューサアセンブリの部分を構成する。

図面の簡単な説明 図１は本発明の一実施例による聴力装置のための原型システムを示す；図２は、 身体に装着した聴力システムを示す：図Ａは、従来技術の身体装着の音響補聴器 を示す：図Ｂは、本発明の一実施例による電磁駆動の身体装着補聴器を示す。

図３は、音声知覚の放送システム及び方法を示す１図Ａは、従来の放送システム を示す０図Ｂは、従来技術の音響聴音装着を示す：図Ｃは、本発明による目だた ない電磁駆動聴力システムを示す。

図４は、本発明の目だたない通信システムの一実施例のコイルの構造を示す。

図５は、本発明の目だたない通信システムの第二の実施例のコイルの構造を示す ： 図６は、本発明の目だたない通信システムの第三の実施例のコイルの構造を示す 。

図７は、本発明の目だたない通信システムの一実施例による部屋全体のコイル接 続図を示す； 図８は、本発明の目だたない通信システムの一実施例による部屋全体の代替コイ ルの接続図を示す。

定義 本明細書及び請求の範囲では、技術に関する句及び用語は、ここで使用するにあ たって以下のように明示的に定義される。

ここで用法では、接触トランスジューサアセンブリとは、携帯者の鼓膜に表面接 着により弱くかつ取り外し可能に取り付けられた装置を意味する。接触トランス ジューサアセンブリは、オーディオ情報を含む振動を発生するための、適当なエ ネルギー信号に応答するトランスジューサを含む。トランスジューサは、少なく とも部分的に、トランスジューサを支持するに十分な表面積の生物親和性構造に より、支持され、鼓膜に振動動作により結合している。接触トランスジューサア センブリの携帯者は、各利用の完了毎に、日常の洗浄や保守その他の目的で、便 利な方法で容易に装着及び取り外しができる。接触トランスジユーザアセンブリ の装着及び取り外しは、従来のコンタクトレンズの挿入及び取り外しの方法とよ （似ている。

ここでの用法では、高エネルギー永久磁石は、サマリウム−コバルト、ネオジム −鉄−ポロンまたは他の適当な高エネルギー永久磁石材料といった稀土類永久磁 石を含む。

ここでの用法では、遠隔の、または遠隔に配置されたとは、人の鼓膜上に配置さ れた接触トランスジューサアセンブリと外耳道の外側または人に対して外側に配 置されたコイルとの間の空間関係を記述するのに使用される性質である。

ここでの用法では、支持手段は、グルーといった硬化接着剤の使用の必要性なし に、また鼓膜への挿入、つち骨クリップとの接続、または中耳の骨の上へ、中耳 の骨の間へまたは中耳の骨の周囲への配置といった外科手術に対する必要性もな しに、耳の部分にトランスジューサを組織を冒さない方法で取り付けるための適 当な領域を有す生物親和性構造である。対照的に、支持手段は、苦労なく人によ り容易にｋｌ及び取り外してき、ユーザにより容易に装着、取り外しできる要素 を含む。支持手段は、鼓膜上に電磁トランスジューサを弱いが十分な強度で取り 幻けるための表面接着現象を用いて、鼓膜が振動しても、または人の頭や体が運 動や振動を受けても、変位しないようになっている。

ここでの用法では、トランスジューサは、適切に受信された信号に応答して、振 動動作を鼓膜または身体の他の部分へ伝える磁石またはコイルまたは複数のコイ ル、圧電素子、個別の、集積の、またはハイブリッドの受動または能動電子部品 、または単一の部品または部品の組み合わせか、信号手段を振動に変換するなん らかの他の適当な手段かを含む。

ここでの用法では、送信手段は、音響信号または他の意味のある信号を処理し、 コイル即ちアンテナにより電磁的にその信号を送信するなんらかの電子装置であ る。

発明の詳細な説明 音響エネルギーが電気信号に応答して発生できることは従来技術では既知である 。ラジオ、補聴器、電話等に使用されているスピーカーは、みな電気エネルギー が音響エネルギーに変換されるトランスジューサの例である。更に、駆動電気信 号は、会話や楽音等の意味のあるソース信号に対応する周波数及び振幅の振動を 有す。従って、音響出力は、最終的には、増幅、フィルター処理、圧縮等のある 希望処理効果を取り込んだ元のソース信号を反映したものである。

電磁聴カンステムは、音響エネルギーでなく電磁エネルギーを発生するために電 気信号を利用する。この電磁エネルギーは、駆動電気エネルギーと同し振幅及び 周波数振動特性を有す。次に、これらの電磁場は、鼓膜に取り付けられた磁石に 振動を付与し、もとのソース信号と同し特性の聴音を発生する。

本発明の好適な実施例では、人が装着する磁石は、ここで定義済みて、同時係属 中の米国特許出願番号Ｎｏ、６１０．２７４に示され、説明されている接触トラ ンスジューサアセンブリの部分として、鼓膜上へ配置される。

磁場を発生するコイルは、物理的に近接して配置されず、トランスジューサアセ ンブリと有形の手段により接続されていないという意味で、トランスジューサア センブリからは、特徴的に“遠隔の”範囲にある。トランスジューサアセンブリ は、身体の部分へ装着され、通常耳道内に、代表的には、鼓膜に対して配置され る。トランスジューサアセンブリの撮動動作は、人により音として知覚される。

本発明の聴力システムは、目だつ装置や耳の中や周囲に配置の他の接続ハードウ ェア無して人目につかずに音声認識を可能とする。更に、本発明は、適当な目だ たない装置を携帯した人によってのみ聞くことが可能な音響システムの手動操作 を不要とする操作を可能とする。　一 本発明の開発に行き着いた研究は、初めは、聴力障害を補償するために磁石を十 分に撮動させる目的で、磁石に近接して置かれたコイルからの磁束密度を最大と する目的で着手された。最小の消費電力で最大の振動を得るために、コイルは、 磁石に近接して置かれた。最小の消費電力を実現しようとする関心は、補聴器内 のバッテリーに許されるスペースにたいする制限により高められた。最適な音質 と明瞭度のため上記コイルをどう配置し、どういう形状にするかは複雑な問題で ある。

本発明は、接触トランスジューサアセンブリの磁石を駆動し、十分な音声知覚を 得るための十分な密度の磁場は、磁石から遠隔に配置されたコイルにより発生で きると結論に基づく。この結論は、より限定的な補聴器分野からは容易に思いつ かない、種々のシステム構成及び応用の可能性を開く。

本発明のコイル、信号生成手段、及び磁石またはトランスジューサアセンブリは 、添付図面を参照してより詳しく以下に説明される。全図面を通して、同等の部 品は、同し参照番号が使用される。

ソレノイド形状（下図参照）のコイルにより発生した磁場の密度（Ｂ）は、次式 により示されるように、コイルの中心からの距離（２）の関数として、減少する Ｂ□（０，５）ｕ、ｎ’　ｉ　Ｉ（ｚ＋Ｌ／２）／４（ｒ”＋（ｚ＋Ｌ／２）” ）−（ｚ−Ｌ／２）／Ｊ（ｒ”＋（ｚ−Ｌ／２）”）１ここて、 Ｂは磁束密度 ｕｏは自由空間での透磁率で４π×１Ｑ−１６ヘンリ一／ｍ：ｎ゛は１ｍあたり の巻数。

ｉは電流、アンペア。

Ｚはコイルの長さ： ｒはコイルの半径 説明図１ 上記関係を用い、１ｋＨｚの２ガウスＲＭＳのサイン波磁束密度が鼓膜上の１３ ｍｇの試験磁石を９８ｄＢ　ＳＰＬに等しい力で振動することを実験的に導出し 、実証した。

ＧＥＯＭＦａｒＣｏｉ　Ｉｓ　（ＱｕｉｃｋＢａｓｉｃで書かれている）と呼ば れるコンピュータシミュレーションプログラムが、コイルの形状、コイルに流れ 込む電流量及びコイルの中心からの距離の関数として発生される磁束密度を計算 するのに開発された。このプログラムは、また、ＤＣ抵抗、インダクタンス、周 波数応答及び消費電力も計算する。このプログラムの写しが表１に示されている 。

本発明によるコイルは、小型で、空心て、人の頭の大きさより大きいことを特徴 とする。更に、コイルの軸方向の長さは、最小限であり、内径は、最大限であり 、一般的に外径に近い。上記の特徴により、本発明でのコイルの磁束密度を記述 する式をめられる Ｂ＝μｏ　ｉ　ｒ”　／２　（ｒ”　＋ｚ’　）ｓ″ここで、 Ｂは磁束密度： μ。は自由空間の透磁率で４πｘ　ｌ　Ｑ−１０ヘンリー／ｍ；■は電流、アン ペア。

２は、コイルの中心から磁石の中心までの距離：ｒは、コイルの半径 コンピュータシミュレーションにより、従来に耳道コイルは、本発明のループコ イルと比較された。その結果は、従来技術の近接電磁コイルの振動よりも、大幅 に離れた距離にて適当な磁石の振動が達成できることを示した。これは、以下の プロットに示され、比較の二つのコイルの各側が、予想等価音圧レベル対距離に 関してプロットされている。小型コイルの代表例は、直径５１ＴＩＴｌて電流消 費が最大５ｍＡである。ループコイルは、約２５ｃｍの直径であり、約ＩＡを消 費する。

ループコイルの電流消費は、小型コイルのそれよりかなり大きく、これは、より 大きいバッテリー及び利用可能な他の電源が、耳の外側にある電磁システムで使 用可能と想像できるので、電源の現実的利用の可能性を表している。一方、耳し ベルの電磁聴力システムは、本発明に比して相対的により小さいバッテリーを収 容できるのみである。

この認識により、［Ｎ＋に概略が示されている本発明の目だたない聴力システム の一実施例に実現されている原型システムの開発に行き着いた。図１では、トラ ンスジューサアセンブリＩＯは、人１６の耳道１４内の鼓膜１２て支持されてい る。人１６は、受信器／増幅器ユニット１８を携帯している。本発明の一実施例 では、受信器／増幅器ユニット１８は、６ボルトて動作するハンドベルトＦＭ受 信機である。本発明の代替実施例では、受信器／増幅器ユニット１８は、コイル に接続されたマイクロホン／増幅器である。図１の人１６は、受信器／増幅器ユ ニット１８−＼接続されているコイル２０を携帯している。

動作中は、従来技術で既知のいかなる適当な種類の無線ＦＭ送信機２４からのＦ Ｍ無線周波数信号２２もＦＭ受信器／増輻器ユニット１８で検波される。受信器 ／増幅器ユニット１８は、従来技術で既知のどの適当な種類でよく、既述のオー ディオ信号に対応する磁場２６をコイル２０に送信させる。遠隔のトランスジュ ーサアセンブリＩＯは、磁場２６に対応して振動し、トランスジューサアセン１ １月Ｏが取りけけられている鼓Ｍ１２で振動を起こす。この結果、人１６は、聴 音符号化ＦＭ無線周波数信号２２を聴音として知覚する。

従来技術による身体装着の音響聴カッステムの説明図か図２の図へに示されてい て、本発明による目たたない聴カッステムによる電磁駆動身体携帯聴力システム か図Ｂに示されている。図Ａては、二人の子供が、耳の中に装着されたイヤピー スへ接続されているワイヤ１０４を有す従来の身体装着音響補聴器！０２を携帯 しているのが示されている。図２の図Ｂでは、両方の子供は、外部ワイヤを必要 とせず、コイルは、首かけループに埋め込まれている本発明による電磁駆動補聴 器１０６を携帯しているのが示されている。

図１の本発明の実施例を使用した一つの医療調査では、ループは、巻数５０の３ ０番ワイヤで、直径は、約２５ｃｍである。これは、被検者に頭の周りにコイル を滑らせることもてき、ネックレスのように首にかけることもてきた。コイルの インピーダンスは、１６オームである。

被検者は、高周波領域で軽度聴力低下を示すほかはほぼ正常な聴力であった。

会話は、遠隔位置から、フィルを装着しＦＭ無線受信機を保持する人へ無線ＦＭ マイクロホン送信機を通して送信された。明瞭度のある心地よい音が知覚できた と被検者より報告があった。

１３１の本発明の実施例を使用した第二の医療調査では、巻数６０のループが、 低周波領域で中程度の聴力低下（４ｋＨｚまで５０ｄＢ）をもち、４ｋＨｚより 高い周波数では重度の聴力低下をもつ聴力障害者で試験された。この被検者は、 ＦＭラジオのボリュームがほぼ最大のレベルとなったとき、適度な聴音レベルで あると報告した。また、不都合にも音質は良くないが、非常によく聞き取れると の報告もあった。これは、この後者の例では、高周波ではコイル（インダクタ） のインピーダンスか増加する結果、電流が減少し、帯域幅が１６９７ｋＨｚまで に制限されるという事実によっている。

インダクター抵抗の等画回路の上側遮断周波数（Ｆ、、）は、以下の式により推 定できる。

Ｆｕｐ　（Ｈｚ）＝Ｒ／　（２πＩ） ここで、 Ｒは、コイルの抵抗、オーム、１はインダクタンス、ｍＨ（ミリヘンリー）であ る。

上述の第二例では、Ｒは、１６オームてあり、Ｌは、１．５ｍＨであった。コイ ルの形状を変化させたりやワイヤの選択により、インダクタンスは、低下でき、 従って周波数応答を改良できる。上述の実験で達成されたこれら及び池の医療調 査の結果は、このワイヤレス、無接続、音声知覚法の聴力障害者に対する応用の 実例となった。

前述のプログラムによりシステムを注意して最適化することで、大幅な効率改善 が達成できた。鼓膜の振動を最大とするように電源電圧、電流、最適コイルイン ピーダンス及び形状を与えられると、知覚音圧しベルで各２０ｄＢの増加は、エ ネルギー効率で１０倍の改善に相当する。更に重要なことは、対応して高エネル ギーｆｉｌ　（ＢＨ）　、、、を有す希土類磁石の使用である（ここで、Ｂは磁 束密度、Ｈは磁化力、項（ＢＨ）、、、はメガガウスエルステッド（ＭＧＯｅ） の単位を有し、磁性材料のＢ−８曲線から得られる）。

本発明のシステムで使用される磁石は、どの適当な形であってもよい。しかし、 好ましい磁石の形は、円筒形か全体に円錐形かである。正常な聴力を育す人にと っては、５から２０ｍｇの重量が一般に適切である。聴力障害をもつ人にとって は、しかし、適度な振動のためには、より重い磁石重量、例えば２０から５０ｍ ｇか必要となる。５０ｍｇを越える磁石重量は、一般に周波数応答の劣化をもた らし、従って好ましくない。

本発明のシステムで用いた磁石は、直径対長さ比が大体２からｌである。しかし 、より長い磁石（呼応して直径対長さ比は低下）は、後述の理由により効率を改 善する。二こで説明の種々のパラメタを最適化することにより、７５から１１０ ｄＢの範囲で知覚音圧レベルが達成可能である。５０Ｈｚから４０００ｋＨ２の 範囲の周波数応答が容易に本発明のシステムで達成できる。従来技術による装置 での代表的なコイルのサイズは、２から１０ミリメー１ヘルの長さで、４ミリメ ートルの直径である。本発明のシステムでの代表的コイルのサイズは、一方、２ ０ｃｍまたはそれ以上の直径である。

本発明のシステムでの磁石のサイズに対しての駆動コイルのより大きい直径によ り、磁石は、はぼ一様な電磁場内に大体常時配置される。コイル位置に対しての 磁石の移動は、例えば、磁場の強さのバラツキと磁石の変位との間に相互作用（ 即ち、等価音圧レベル）に大きい影響を及はさない。本発明によるシステムては 、磁石は、谷径での磁束密度（傾き）の差により変位するのでなく、異なった向 きて谷径に働くほぼ一様の磁束密度の結果として変位する。これは、方向性の力 となり、従って回転動作を起こす。磁石の変位は、従って軸方向に沿った線形変 位でなく、揺動運動により近い。この種類の運動では、つち骨の軸に沿って長い 磁石を配置すると、本発明のシステムをより改良することが可能である。

本発明によれば、トランスジューサの携帯者は、磁気信号を知覚するのみなので 、プライベートな目だたない音声知覚が可能になる。外部よりの到来音響信号の 削除または低減を希望する場合は、磁気信号が貫通到達し、プライベートな音声 知覚を起こしている一方で、耳を塞げば可能である。これは、乗り物の中、工場 、建設現場、スポーツスタジアム等の騒音環境下で特に有効である。他の例は、 耳の保護のために、人が音を包み込んだり、遮断したりしなければならないよう な高い環境騒音で見いだされる。人がニュースを聞いたり、指示を受けたり、緊 急指令を受けたり、または単に音楽を聞いたりしたいと思えば、本発明による装 置は、その便宜を提供する。

本発明による目たたない聴力方法は、聴力障害者または音響情報を選択的に聞き たいと忠う正常の聴力を有する人にとり有効である。一応用例として、外国語翻 訳を聞きたいと思う人は、必要な外国語をその個人に提供するための信号生成手 段と接触トランスジューサを一時的に使用できる。他の応用例は、人が他人を排 除して直接の情報を受信したいと希望するようなシステムである。

本発明の重要な一つの特徴は、直接到来する音波と磁場により搬送されてくる信 号とを鼓膜で合成する能力にある。耳道内で何も存在しないと、耳道音響伝達関 数を変更することなく、音が鼓膜を振動させる。更に、電磁場が、また、接触ト ランスジューサにより鼓膜を振動させる。実際、二つの信号が、鼓膜で機械的に 加算される。希望音響信号と鼓膜に直接到来する音響雑音信号の推定逆信号の和 であるような電磁信号を提供することて、雑音信号を打ち消すことができる。

雑音打消技術は、このようにして希望信号対音響雑音比を増加するように使用で きる。例えば、セルラー電話からの信号は、自動車の室内雑音の逆信号へ付加で きる。この合成信号は、電磁的に接触トランスジューサを振動するのに使用でき る。機械振動の重畳の法則によ頃得られた振動は、主にセルラー電話信号を合本 発明の実施例の他の実例は、コンサー１−に参加したいと思う正常な聴力の人が 、隣のコンサート参加者を邪魔せずにスポーツイベントの放送をも聞きたいとい う場合である。本発明による聴カッステムで、人は両方のイベントを同時に聞く 二とが可能である１第一は、直接知覚する音響情報として、第二は、電磁トラン スジューサ手段を通して。後者の他の例としては、公開討論会、二つのラジオま たはテレビ番組の同時放送等がある。

本発明による目たたない聴カッステムの他の実施例では、コイルは人の身体・＼ 装着さ第１ず、椅子、天井、壁等の中に険さオ］て配置される。これにより、人 は、耳の中にあ・って夕）からは見えないトランスジ」−サ以外のいかなる／Ｘ −トウエアを装着することからも完全に免れる。

本発明の一実施例ては、既存の音響補聴器の全ての機ｈヒは、鼓膜のトランスジ ューサ・＼遠隔位置より磁場を送イｈするシステムに備わっている。聴力障害者 のためのそのような聴力補強システムの利点は、多くある。

第一に、老齢や障害等に付随する社会的ネガティブな印象故に耳の中や周囲に補 聴器を装着することを拒む人のために、本発明による首の周りに、衣類の下にＦ 、’％　して装着するコイルを有す身体装着補聴器は、受は入れられる代案であ る。

第二に、本発明による電磁補聴器は、耳の内側でなく外側の身体に装着されるの で、より高度な音声処理技術の利用か期ｉｔてきる。主に利用可能な容積か限定 されているという理由て、耳しベルの補聴器パンケージに最新の開発技術を利用 することは不可能である。

第三に、身体障害や身体上の制限により従来の補聴器の装着が実際にてきない場 合、本発明による電磁補聴器は、また、受は入れられる代案である。

本発明による目だＩこない聴力システムが好都合である多くの他の応用項目があ り、そのいくつかを次に説明する。これら及び既に説明した利用項目は、可能な 利用法の例に過ぎず、包括的であることを意図していす、その他の利用項目も当 業考にとっては明らかである。

本発明による目たｔこない聴力システムは、標準補聴器の到来音を増幅する機能 を宅だすだけてなく、特定のＦＭ、ＡＭ、及びＲＦ倍信号受信、増幅する。現在 、そのようなシステムは、聴力障害者用に特に開発された、劇場や講堂の音響シ ステムに利用されている。従来技術による放送システムか図３八に示されている 。

図３Ａに示される代表的な講堂や劇場の音響システムでは、オーディオソース源 ３０２またはマイクロホン３０４か、オーディオ信号を増幅器３０６へ供給する 。十−ディオソース源３０２は、代わりに、テープ、テレビ放送、映画、コンパ クトレーザディスク等であってもよい。増幅器３０６は、講堂のスピーカー３０ ８を駆動し、増幅された音響信号３１０を出力し、音響信号３１０は、増幅され た音響信号３１０を音として知覚する正常な聴力を有す人によって知覚される。

これに替えて、現在使用されている特別な講堂及び劇場音響システムでは、増幅 器３０６は、送信機３１２を駆動し、送信１１３１２はというと、オーディオ変 調信号３１４を送信する。適当に同調した聴力装置を使用すると、聴力障害者は 、オーディオ変調信号３１４を受信てき、この４ｇ号を再び音として再送信する 。

従来技術の補聴器技術による放送信号を受信するリスナーが図３Ｂ（：概略が示 されている。図Ｂでは、リスナー３２０は、受信機３２６・＼接続手段３２４て 接続された聴音装置３２２を装着している。聴音装置３２２は、更に、ヘットセ ット、ヘッドホン、イヤピース壽を含む。接続手段３２４は、代表的には、ワイ ヤ、ケーブル、またはｅ音装置３２２を受信機３２６へ物理的に接続するための 適当な手段を含む。受信機３２６は、図Ｂの送信機３１２により放送されたオー ディオ変調信号３１４を受信する。受信機３２６は、周波数変調（ＦＭ）　、振 幅変調（ＡＭ）　、赤外線（ＩＲ）信号を受信可能である。受信機３２６は、オ ーディオ変調信号３１４を受信し、復号し、リスナー３２０が、図Ａのマイクロ ホン３０４またはオーディオソース源３０２が発生した音を音響受信機により聞 き取れるようにしている。

図３Ｃは、ｌＮ５Ｂの従来の音響聴力システムの代替となる、本発明による一実 施例を示す。図Ｃては、リスナー３４０は、本発明に一実施例による、耳３４４ の鼓膜上で支持された電磁ｌ−ランスジューサ手段３４２（図下指示）を装着し ている。電磁トランスジューサ３４４は、遠隔ループ３４８て発生した磁場３４ ６に呼応する。遠隔ループ３４８は、ソース手段２５２からの接続手段３５０を 通して流れる３５４て示されるオーディオ変調電流に呼応した磁場３４６を形成 する。ノース手段３５２は、適当な送信機３１２からのＦＭ、ＡＭ、またはＴＲ 信号を受信する従来技術の受１＃機に相当する。

図Ｃに示されている実施例では、耳レベルの補聴器、ヘントセソト、ワイヤーイ ヤピース及び増幅された音響信号を耳に提供する他の方法が削減されている。

更に、本発明によれば、遠隔ループ３４８といった遠隔コイルを指定の椅子、壁 、天井、床等の内部に配置することができる。これにより、聴力障害者は、耳の 中の外からは見えないトランスジューサ以外のハードウェアを装着する必要から 完全に開放される。本発明の異なった実施例の、多数のコイル構造を以下に詳細 に説明する。

聴力システムか設計された利用分野により、本発明の目だたない聴力方法による 磁石またはトランスジューサの感度は、本発明のソース手段またはコイルにより 形成される磁場の強度、勾配及び全体の形状により決定される。例えば、もし磁 場が、小さな領域内のトランスジユーサに影響を及はすように集中すると、トラ ンスジューサを装着の人が一旦その目標領域から離れると、磁場、従って音声知 覚は、セ、連に低減する。

この挿類の集中した局所化した構造は、特定の目１ｊｌｌｉ領域が、同し全体の 近接区域内に多重の刺激を考慮するために必要とされるような応用分野でめられ る。

本発明のそのような実施例の一つは、各オペレータが最小の相互干渉で個人のコ イルシステムで通信するような何人かの電話オペレータの場合に見いだされる。

単一または多重のコイルシステムか、図１及び図４−６にわたって示されている ように希望局所化効果を実現できるように構成することも可能である。

図４は、本発明の目だたない聴力法の一つの実施例による電磁トランスジューサ 手段へのす一ディオ信号を供給するためのソース手段またはコイルの一つの構成 を示している。この図では、従来の眼鏡フレームが、人の頭の周りで連続ループ の部分を構成するように特に適合されている。図４は、前面部４０６としての第 一のワイヤ部４０４．眼鏡の左のつるまたはリーチ４１０に沿った第二のワイヤ 部４０８．眼鏡の右のつるまたはリーチ４１４に沿った第三のワイヤ部４１２゜ 及び第二ワイヤ部４０８ど第三ワイヤ部４１２とに接続された第四ワイヤ部４１ ６を含む眼鏡４０２を示す。第四ワイヤ部４１６は、眼鏡４０２をかけている人 （図工指示）の後頭部に沿って巻かれるに十分なサイズである。本発明の代替の 実施例では、完全なループを含むように複数の上記のワイヤ部が設けられている 。

図４で示されている本発明の実施例では明快にするためにただ一つのワイヤのル ープが示されているが、ループは、実際には、多重の巻線から構成してもよい。

ループでの使用のワイヤのサイズとワイヤの巻数は、各携帯者の聴力要求事項と 、上述の物理要求事項に依存する。

本発明の目だたない聴力法による、人により装着される電磁トランスジューサに オーディオ信号を提供する第二の構成は、図５に概略が示される。図５は、第一 のコイル手段５０４と第二のコイル手段５０６との間に位置するリスナー５０２ を示す。リスナー５０２は、本発明による接触トランスジューサ（図工指示）を 装着している。それぞれワイヤ５０８及び５１０を経由して、第一のコイル手段 ５０４と第二のコイル手段５０６へ供給されている電流は、互いに１８０°位相 がずれている。

図５に示されるようなこのダブル“ブノシュブノじコイルシステムは、本発明に よる集中した磁場のための代替実施例であり、既述の図４に示される実施例の一 つの変形である。本発明の目だたない聴力法の代替実施例では、第一のコイル手 段５０４と第二のコイル手段５０６とが、リスナー５０２の物理的制限及び周囲 の要求事項に従って、個別のワークステーションの区画、ブース壁、標識、旗等 に配置される。

互いに近接した距離にある複数のリスナーにとり有効な本発明の第三の実施例は 、概略が図６に示される。図６で着席の第一のリスナー６０２、第二のリスナー ６０４、第三のリスナー６０６及び第四のリスナー６０８は、それぞれ６１０． ６１２．６１４及び６１６て示される本発明による電磁トランスジューサを装着 している。第一のリスナー６０２へ近接して第一のコイル手段６１８がある：第 二のリスナー６０４に近接して第二のコイル手段６２０が配置されている：第三 のリスナー６０６に近接して第三のコイル手段６２２が配置されている。第四の リスナー６０８に同様に近接して第四のコイル手段６２４が配置されている。

図６のコイル６１８．６２０．６２２及び６２４の最適配置は、以下の要因に依 存する　６０２．６０４．６０６及び６０８の各リスナーが電磁聴力装置を利用 する利用分野、各コイルにより発生するｔｍ場の強度、各リスナーが同時側通信 を聞くぜ・要があるかどうか２コイル配置の環境下の物理的制約等。図６の例は 、この意味で示唆的であるが、本発明による電磁聴力システムの応用分野を限定 はしない。

従来技術による現在のスピーカー電話（スピーカーホン）システムは、受話器ハ ンドルの代わりに電話機の本体−Ｆにマイクロホンとスピーカーを含む。これに より手動操作不要の動作を可能とする。以上のシステムで問題となるのは、受信 音響信号かマイクロホンヘフィートバノクすることによるフィードバック効果で ある。フィートバフＩりを低減、除去するための技術は、スピーカーか発生した 音から到来音を分離する指向特性を有す指向性マイクロホンの使用することを含 む。

最近、最も広範に使用されている技術は、電話通信の双方向“デユーブレックス “モートを抑圧し、片側通信どすることである。これは、到来信号のレベルを感 知し、通信方向を適当に切り替えることにより実現される。

本発明による目だたない聴力法の他の実施例（図に例示されていない）では、ス ピーカーに代えて電話に取り付けられたループまたはコイルが使用されると、本 発明によるマグネ、川〜または電磁トランスジューサを装着している人は、ブラ イヘートに、ワイヤレスの状態で通信できる。この実施例では、コイルは電話機 の本体の部分をなすか、またはこれに代わる実施例では、コイルは、テーブルの 下、壁の内側または表面上等の全体からみて拠屯と思われる位置に配置される。

この代替スピーカーの主たる利点は、フィードバックの問題なしにデユーブレッ クスモートの通信を可能とすることである。

上記のコイルか電話機、インターコム、無線受信機等に取り付けられると、人は 、他の人にきすかれずにブライヘートなメツセージを受信できる。このことは、 例えは、他のビジネス活動に参加しているときに最新の株価を知っておくことが 必要であるといったある種のビジネス１境下に於いては重要となる。

一様で、非集中場は、室内：バス、客車、飛行機室内、船室、スポーツ競技場。

講堂、その他の大きい領域で均等な音声知覚を可能とする。同様に、単一または 多重コイルは、希望強度及び一様性を実現するために使用できる。図７及び図８ は、本発明によるコイル及びソース手段のための二つの更なる実施例である。

図７は、本発明の一実施例による一様場の形状の一形式のためのコイルまたはノ ース手段の概略図である。第−及び第二の個人７１２及び７１４は、増幅器７２ ０により駆動されるコイル手段７１８を備えた部屋７１６に位置する。第一の個 人７１２は、第一の電磁トランスジューサ手段７２２を装着し、第二の個人７１ ４は、同様に、第二の電磁トランスジューサ手段７２４を装着している。図７に 示された本発明による目だたない聴力法の実施例では、コイル７１８は、天井の 周囲に配置されている。コイル手段７１８へ供給された電流は、部屋７１６内に 磁場７２６を発生し、磁場７２６は、それぞれトランスジューサ手段７２２及び ７２４による鼓膜に対する振動て、個人７１２及び７１４により知覚される。

コイル手段７１８に関して、これに替わる構成が考えられる。個人７１２及び７ １４またはｔＦ１１トランスジューサを同様に装着する複数の個人は、部屋７１ ６内で同程度の発生音声のラウドネスを知覚できる。

本発明の第二の実施例による代替の一様場の形状の概略説明図が図８に示される 。図８では、単一ソレノイド８０４を含む複数のループ８０２が、部屋８０６を 完全に取り囲むように配置されている。増幅器８０８は、ソレノイド８０４を駆 動する電流を供給し、磁場８１４を発生している。部屋８０６て電磁トランスジ ューサ８１２を装着しているリスナー８１０は、電磁トランスジューサ８１２が 磁場８１４を受けると、部屋８０６中を通じて一様な音を知覚する。

本発明による目だたない聴力法の他の利用分野は、次のものを含む。報道関係の 人々といった外見が重要な場合で、広い場所で明瞭な音響知覚が必要とされる会 議や大会で、外国語の同時通訳を聞く場合。その他の利用例としては、選手が一 つまたは複数のコイルをヘルメット内や衣類の下に装着するようなスポーツ活動 を含む。サッカー、スキー、ジョギング、自転車、長距離ランニング等が代表的 な例である。耳栓により環境音か低減できる空港や工場といった騒音下では、本 発明による聴カンステムが利用できる。

本発明の以上の開示及び説明は、本発明を例示し、説明していて、サイズ、形状 、材料、構成要素及び例示の構造の詳細と配置方法に於ける種々の変更は、本発 明の精神を逸脱することなく可能であり、これら全ては添付の請求の範囲に定義 される範囲内にあるちととする。更に説明しなくとも、当業者は、以上の説明を 利用して、本発明を最大限に実現できるであろう。

引用文献 以下の文献が本明細嘗て引用されている。全ての引用文献は参考のために、ここ に編入されている。

ｌ　ゲート、Ｒ−Ｌ、電磁誘導による聴力、耳鼻咽喉記録（１９７３）、９８． ２　３−２　６　（Ｇｏｏｄｅ、Ｒ，Ｌ、、Ａｕｄｉｔｉｏｎ　ｖｉａ　Ｅｌｅ ｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ　［ｎｄｕｃｔｉｏｎ、ＡｒｃｈB Ｏｔｏｌａｒｙｎｇｏｌ、（＋９７３）、９８．　２３−２６）２、　ゲート、 Ｒ−Ｌ、植込型電磁補聴器の現状、化アメリカの耳鼻咽喉科クリニック（１９８ ９）２２　（＋）、２０１−２０９　（Ｇｏｏｄｅ、　Ｒ，Ｌ、、　Ｃｕｒｒｅ ｎｔＳｔａｔｕｓ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ　ｔｍｐｌａｎｔａ ｂｅｌ　Ｈｅａｒｉｎｇ　Ａｉｄｓ、Ｏｔｏｌａｒｇｙｎｇｏｌ盾■奄■ Ｃｌｉｎｉｃｓ　ｏｆ　Ｎｏｒｔｈ　Ａｍｅｒｉｃａ　（＋９８９）、　２２（ １）、　２０１−２０９）３、ヒユー、Ｊ、　Ｖ、　Ｄ及びチｈルａ、Ｐ９．米 国特許Ｎｏ、４．７７４．９３３．１９８８年１０月４日、ゾムト＞ｆ　（Ｘｏ ｍｅｄ、　Ｉｎｃ、）へｖＭｆｉ、植込型聴力装置の方法と装ｆｉ！　（！Ｊｅ ｔｈｏｄ　ａｎｄ　Ａｐｐａｒａｔｕｓ　ｆｏｒ　ＩｍｐｌａｎｔｉｎｇＨｅａ ｒｉｎｇ　Ｄｅｖｉｃｅ）４　ラッシュマン、Ｊ　、磁気聴力−鼓膜へ固定の永 久磁石に作動する交流磁場による聴音Ｉ’ｌ＋激、医用電子のＩＲＥ紀要（＋９ ５９）、６．２２−２２２−２３（Ｒｕｊｓｃｈ　Ｊ、、ＩＪａｇｎｅｔｉｃ　 Ａｕｄｉ　ｊｉｏｎ　−Ａｕｄｉｔｏｒｙ　Ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｂｙ　Ｍ ｅａ獅刀@ｏｆ Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ　Ｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｆｉｅｌｄｓ　ｏｎ　ａ　Ｐｅｒ ｍａｎｅｎｔ　Ｍａｇｎｅｔ　Ｆｉｘｅｄ　ｔｏ　ｔｈｅ　dａｒｄｒｕｍ。

ＩＲＥ　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　ｏｎ　Ｍｅｄｉｃａｌ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｉｃｓ　（＋９５９）、６．　２２−２３）’＊　Ｇｅｏｍ−ＦａｒＣｏｉｌｓ ！初期化 ＩＮＰＵＴ　ｏｄ５ 工Ｆ　ｏｄ５　＜＞　””　ＴＨＥＮ　ｏｄ　ｘ　Ｖ入Ｌ（ｏｄ５）　／　１０ ００長さを計算 ＰＲ工ＮＴ　”Ｔｏｔａｌ　ｗｉｒｅ　Ｌｅｎｇｔｈ　ｗ　Ｉｌ；　ＩＪＳＩＮ Ｇ　”ＩＩＬＩＩ−ｔｌ；　：　ＰＲ工ＮＴ”　ｍｅｔｅｒｓ” ＦＩＧ、−３Ａ ＦＩＧ、３Ｃ 平成　年　月　日

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. １．人に知覚できるオーディオ信号を目だたずに発生するための聴力システムで あって、 ａ．人の鼓膜または耳小骨に直接結合するように適合した永久磁石手段と、ｂ． 前記磁石手段から遠隔の位置に配置するのに適合し、オーディオ信号に対応する 振幅及び周波数で変化する電流の通過に応答して前記オーディオ信号に対応する 磁場を形成し、よって前記オーディオ信号に対応した振動を前記永久磁石手段へ 与え、前記人へ聴音応答を与えるためのコイル手段と、前記コイル手段は、空心 と、外径と、内径と、軸方向の長さとを持つ少なくとも一つのコイルを有し、前 記コイルの前記外径は、前記外径と前記内径との差の少なくとも１０倍より大き く、かつ前記コイルの軸方向の長さの少なくとも１０倍より大きく、 ｃ．前記電流を前記コイルへ供給するソース手段とを含むことを特徴とする聴力 システム。
2. ２．前記オーディオ信号を前記ソース手段へ送信するための送信手段を更に含む ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の聴カシステム。
3. ３．前記永久磁石手段は、高エネルギー電磁トランスジューサ手段を更に含むこ とを特徴とする請求の範囲第１項に記載の聴カシステム。
4. ４．前記コイル手段は、人の身体に装着されることを特徴とする請求の範囲第１ 項に記載の聴カシステム。
5. ５．前記コイル手段は、少なくとも部分的に、リスナーによりかけられている眼 鏡のフレームを含むことを特徴とする請求の範囲第４項に記載の聴カシステム。
6. ６．前記コイル手段は、人の首の周囲にかけられたネックループを含むことを特 徴とする請求の範囲第４項に記載の聴カシステム。
7. ７．前記コイル手段は、かぶりものの内部で支持されていることを特徴とする請 求の範囲第４項に記載の聴カシステム。
8. ８．前記コイル手段は、人の身体からは離れて配置されていることを特徴とする 請求の範囲第１項に記載の聴カシステム。
9. ９．前記コイル手段は、家具の一つに配置されていることを特徴とする請求の範 囲第８項に記載の聴カシステム。
10. １０．前記コイル手段は、ビルディングの構造部分により支持されていることを 特徴とする請求の範囲第８項に記載の聴カシステム。
11. １１．前記コイル手段は、車両の構造部分により支持されていることを特徴とす る請求の範囲第８項に記載の聴カシステム。
12. １２．人に知覚できるオーディオ信号を目だたずに発生するための聴力法であっ て：ａ．ソース手段からのオーディオ信号を人から遠隔の位置に配置されている コイル手段へ提供し； ｂ．前記オーディオ信号を特徴付ける磁場を前記コイル手段に発生し；ｃ．電磁 トランスジューサ手段へ前記磁場を送信し；ｄ．前記電磁トランスジューサ手段 を手動で取り外し可能、かつ振動結合可能な方法で人の鼓膜により支持し、 ｅ．前記電磁トランスジューサ手段での前記磁場に応答して前記オーディオ信号 に対応した振動を人の鼓膜に与えるステップを含むことを特徴とする聴力法。
13. １３．オーディオ信号をソース手段からコイル手段へ供給する前記方法は、送信 手段から前記ソース手段へ前記オーディオ信号を送信するステップを更に含むこ とを特徴とする請求の範囲第１２項に記載の人に知覚できるオーディオ信号を目 だたずに発生するための聴カ法。
14. １４．前記コイル手段は、人の身体に配置されることを特徴とする請求の範囲第 １２項に記載の人に知覚できるオーディオ信号を目だたずに発生するための聴力 法。
15. １５．前記コイル手段は、人の身体の外部へ配置されることを特徴とする請求の 範囲第１２項に記載の人に知覚できるオーディオ信号を目だたずに発生するため の聴力法。
16. １６．前記コイル手段は、家具の一つへ配置されることを特徴とする請求の範囲 第１２項に記載の人に知覚できるオーディオ信号を目だたずに発生するための聴 力法。
17. １７．前記コイル手段は、ビルディングの構造部分へ配置されることを特徴とす る請求の範囲第１２項に記載の人に知覚できるオーディオ信号を目だたずに発生 するための聴力法。
18. １８．前記コイル手段は、車両の構造部分へ配置されることを特徴とする請求の 範囲第１２項に記載の人に知覚てきるオーディオ信号を目だたずに発生するため の聴力法。