WO2014175466A1 - 音響再生機器及び集音型音響再生機器 - Google Patents

音響再生機器及び集音型音響再生機器 Download PDF

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WO2014175466A1
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智裕 稲垣
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京セラ株式会社
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    • H04R25/604—Mounting or interconnection of hearing aid parts, e.g. inside tips, housings or to ossicles of acoustic or vibrational transducers
    • H—ELECTRICITY
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    • H04R25/02—Deaf-aid sets, i.e. electro-acoustic or electro-mechanical hearing aids; Electric tinnitus maskers providing an auditory perception adapted to be supported entirely by ear

Definitions

  • the present invention relates to a sound reproducing device such as a hearing aid and a sound collecting type sound reproducing device.
  • a schematic diagram of a conventional hearing aid 90 is shown in FIG.
  • a conventional hearing aid 90 includes a microphone unit 91, an earphone 92, and a vent 93.
  • the microphone unit 91 collects sound from the sound source, and the earphone 92 lets the user hear the sound collected by the microphone unit 91.
  • the vent 93 is a hole that conducts the inside of the external auditory canal and the outside. Since the external auditory canal is not sealed by the vent 93, the feeling of being obscured when the hearing aid 90 is worn is reduced.
  • the sound emitted from the earphone 92 arrives at the eardrum through the ear canal (path i in FIG. 10).
  • path ii mainly low sounds escape from the vent 93 to the outside (path ii).
  • path iii sound from the sound source arrives directly at the eardrum through the vent 93 (path iii).
  • FIG. 11A shows the acoustic characteristics of the sound near the earphone 92 emitted from the earphone 92.
  • FIG. 11A shows the acoustic characteristics of the sound near the earphone 92 emitted from the earphone 92.
  • FIG. 11B shows the acoustic characteristics of the sound that has arrived at the eardrum through the path i.
  • the sound pressure of the bass is lower than the acoustic characteristics in the vicinity of the earphone 92.
  • FIG. 11 (c) shows the acoustic characteristics of the sound that arrives at the eardrum through the path iii.
  • FIG. 11D shows the synthesis of the sound of the route i and the route iii, that is, the actual acoustic characteristics heard by the user wearing the hearing aid.
  • the sound pressure of the bass is lowered by the amount of the bass that escapes from the vent 93, and the sense of volume is impaired.
  • the diameter of the vent 93 is reduced in order to prevent the bass from escaping, a feeling of stagnation is caused and the comfort at the time of wearing is impaired.
  • an object of the present invention made in view of the above problems is to provide a sound reproducing device and a sound collecting type sound reproducing device capable of suppressing the loss of sound volume and comfort.
  • the sound reproducing device is: A vibrating portion including a piezoelectric element that bends and a panel that is bent and vibrated directly by the piezoelectric element; A holding unit that holds the vibrating unit at a position where the vibrating unit is in contact with a user's ear, The user is allowed to hear a sound.
  • the sound reproducing device is The vibration unit abuts on the user's tragus from the inside of the user's ear and transmits the vibration to the tragus, thereby allowing the user to hear the sound.
  • the sound reproducing device is The vibration unit abuts on the user's antitragus from the inside of the user's ear, and transmits the vibration to the antitragus so that the user can hear the sound.
  • the sound reproducing device is A pressing member that presses the vibration part at a position where the vibration part comes into contact with the user's ear is provided.
  • the sound reproducing device is The pressing member is detachably held with respect to the vibrating portion.
  • the sound reproducing device according to the present invention is The user's ear canal is not sealed by the sound reproducing device.
  • the sound reproducing device is The panel vibrates with the center of the panel as an abdomen and both sides of the abdomen as nodes, The center vicinity of the panel is in contact with the tragus.
  • the sound reproducing device is The panel has the center of the panel as an abdomen and both sides of the abdomen as nodes, The vicinity of the center of the panel is in contact with the tragus.
  • the sound reproducing device is The vibration unit may be in contact with the user's tragus from the outside of the user's ear and transmit the vibration to the tragus so that the user can hear the sound.
  • the vibration unit may be in contact with the user's antitragus from the outside of the user's ear, and transmit the vibration to the antitragus so that the user can hear the sound.
  • the sound collecting type sound reproducing device is:
  • the user's ear is located between the microphone unit and the vibration unit.
  • the sound collecting type sound reproducing device is: An external ear canal radiated sound is generated inside the user's ear by the vibration unit.
  • the sound collecting type sound reproducing device is: The vibrating portion is pressed against the user's ear with a force of 0.1N to 3N.
  • the sound collecting type sound reproducing device is:
  • the piezoelectric element has a plate shape,
  • the panel has an area that is 0.8 to 10 times the area of the main surface of the piezoelectric element.
  • the sound collecting type sound reproducing device is:
  • the holding portion has a predetermined weight, and the weight causes a force in a direction in which the vibration portion comes into contact with a user's ear.
  • the two conflicting feelings of volume and comfort are not greatly impaired.
  • FIG. 1 is a block diagram of a sound reproducing device 1 according to an embodiment of the present invention.
  • the sound reproduction device 1 is, for example, a hearing aid 1 and includes a vibration unit 10, a microphone unit 20, a control unit 30, a volume / sound quality adjustment interface unit 40, and a storage unit 50.
  • the vibration unit 10 includes a piezoelectric element 101 that bends and a panel 102 that is directly bent by the piezoelectric element 101 and vibrates.
  • FIG. 2 schematically shows how the panel 102 is bent by the piezoelectric element 101.
  • the vibration unit 10 allows the user to hear air conduction sound and human body vibration sound due to vibration.
  • the air conduction sound is a sound transmitted to the auditory nerve of the user by the vibration of the air caused by the vibration of the object being transmitted to the eardrum through the ear canal.
  • the human body vibration sound is a sound transmitted to the user's auditory nerve through a part of the user's body (for example, the cartilage of the outer ear) that contacts the vibrating object.
  • the piezoelectric element 101 is an element that expands or contracts or bends (curves) in accordance with an electromechanical coupling coefficient of a constituent material by applying an electric signal (voltage).
  • the piezoelectric element 101 may be a unimorph, bimorph, or multilayer piezoelectric element.
  • the stacked piezoelectric element includes a stacked unimorph element in which unimorphs are stacked (for example, 16 layers or 24 layers), or a stacked bimorph element in which bimorphs are stacked (for example, 16 layers or 24 layers are stacked).
  • the laminated piezoelectric element is composed of a laminated structure of a plurality of dielectric layers made of, for example, PZT (lead zirconate titanate) and electrode layers arranged between the plurality of dielectric layers.
  • PZT lead zirconate titanate
  • a unimorph expands and contracts when an electric signal (voltage) is applied, and a bimorph bends when an electric signal (voltage) is applied.
  • the panel 102 is formed of a synthetic resin such as glass or acrylic, for example.
  • the shape of the panel 102 is preferably a plate shape, and the following description will be made assuming that the shape of the panel 102 is a plate shape.
  • the microphone unit 20 collects sound from a sound source, specifically, sound that has arrived at the user's ear.
  • the control unit 30 performs various controls related to the hearing aid 1.
  • the control unit 30 applies a predetermined electrical signal (voltage corresponding to the sound signal) to the piezoelectric element 101.
  • the analog / digital conversion unit 31 converts the sound signal collected by the microphone unit 20 into a digital signal.
  • the signal processing unit 32 outputs a digital signal for driving the vibration unit 10 based on information related to the volume and sound quality by the volume / sound quality adjustment interface unit 40 and information stored in the storage unit 50.
  • the digital-analog conversion unit 33 converts the digital signal into an analog electric signal, amplifies it by the piezoelectric amplifier 34, and applies the electric signal to the piezoelectric element 101.
  • the voltage applied to the piezoelectric element 101 by the control unit 30 is, for example, ⁇ 15 V, which is higher than ⁇ 5 V, which is an applied voltage of a so-called panel speaker for the purpose of conducting sound by air conduction sound instead of human body vibration sound. It may be. Thereby, sufficient vibration can be generated in the panel 102 and a human body vibration sound can be generated through a part of the user's body. Note that how much applied voltage is used can be appropriately adjusted according to the fixing strength of the panel 102 or the performance of the piezoelectric element 101.
  • the control unit 30 applies an electrical signal to the piezoelectric element 101, the piezoelectric element 101 expands or contracts or bends in the longitudinal direction.
  • the panel 102 to which the piezoelectric element 101 is attached is deformed according to expansion / contraction or bending of the piezoelectric element 101, and the panel 102 vibrates.
  • the panel 102 is bent by expansion / contraction or bending of the piezoelectric element 101.
  • the panel 102 is directly bent by the piezoelectric element 101.
  • “the panel 102 is directly bent by the piezoelectric element 101” means that the inertial force of the piezoelectric actuator configured by arranging the piezoelectric element 101 in the casing as employed in a conventional panel speaker. This is different from the phenomenon in which a specific region of the panel 102 is vibrated and the panel 102 is deformed.
  • the panel 102 is directly bent by the piezoelectric element 101 means that the expansion or contraction or bending (curving) of the piezoelectric element 101 directly bends the panel 102 via the bonding member.
  • the panel 102 Since the panel 102 vibrates as described above, the panel 102 generates air conduction sound and, when the user contacts the tragus, generates human body vibration sound via the tragus.
  • the panel 102 vibrates with the vicinity of both ends of the panel 102 as a node and the center as an antinode, and the vicinity of the center of the panel 102 abuts against the tragus or the antitragus. By doing in this way, the vibration of the panel 102 can be efficiently transmitted to the tragus or the tragus.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing the configuration of the hearing aid 1 according to an embodiment of the present invention.
  • the vibration unit 10 includes a pressing member 11 and a pressing member mounting portion 12.
  • the pressing member 11 is attached to the vibration part 10.
  • the vibration part 10 when the vibration part 10 abuts on the user's tragus, the vibration part 10 is abutted on a part of the external auditory canal facing the tragus, for example, near the tragus. Press to the position where the pearls abut
  • the position where the vibration unit 10 contacts the user's ear may be, for example, tragus, antitragus, concha, or auricle.
  • the position in contact with the user's ear is the tragus (the inner wall of the external ear canal on the tragus side) will be described.
  • the pressing member attaching portion 12 is a member for attaching the pressing member 11 to the vibrating portion 10.
  • the pressing member 11 and the attachment portion 12 are shaped to fit each other.
  • the pressing member 11 has a concave cut portion 111
  • the attachment portion 12 has a convex shape that fits into the cut portion 111.
  • the pressing member 11 can be attached to and detached from the vibrating unit 10 by sliding in the width direction.
  • the vibration part 10 has a thickness (D) of 4 mm and a width (W) of 15 mm or less. If it is within this size range, the gender age is not limited (except for infants and younger), and the vibration unit 10 can be housed in the ear canal of the user's ear.
  • the pressing member 11 has three types of sizes (small size, medium size, and large size), and the pressing member 11, 11b, or 11c is selected and pressed according to the size of the user's ear. It is made to attach to the attachment part 12 of a member.
  • the holding unit 60 includes a support unit 61, an ear hooking unit 62, and a main body unit 63, and holds the vibrating unit 10 at a position where the vibrating unit 10 comes into contact with the user's ear (an inner wall of the ear canal side).
  • the end of the support part 61 is connected to the vibration part 10.
  • the support part 61 has a hollow structure, and lead processing to the vibration part 10 is performed through the hollow structure. Further, the support portion 61 has such a rigidity that the angle of the vibration portion 10 does not change.
  • the other end of the support 61 is connected to the end of the ear hook 62.
  • the ear hook 62 contacts the outside of the user's pinna and wears the hearing aid 1 on the user's ear.
  • the ear hook 62 has a hook shape along the user's pinna so that the hearing aid 1 can be stably attached to the user's ear.
  • the other end of the ear hook 62 is connected to the main body 63.
  • the main body 63 includes a microphone unit 20, a control unit 30, a volume / sound quality adjustment interface unit 40, and a storage unit 50.
  • FIG. 4 is a side view of the vibrating part 10 as seen from the thickness direction.
  • the vibration unit 10 includes the piezoelectric element 101 and the panel 102.
  • the piezoelectric element 101 has a plate shape.
  • the piezoelectric element 101 is joined to the panel 102 by a joining member.
  • the bonding member is provided between the main surface of the piezoelectric element 101 and the main surface of the panel 102.
  • the joining member may be a non-heating type curable adhesive or a double-sided tape.
  • the piezoelectric element 101 is covered with the mold 103 except for the joint surface with the panel 102.
  • a pressing member 11 and a pressing member mounting portion 12 are provided on the upper portion of the mold 103.
  • the main surface of the panel 102 has an area that is 0.8 to 10 times the area of the main surface of the piezoelectric element 101. If the main surface of the panel 102 is in the range of 0.8 to 10 times the main surface of the piezoelectric element 101, the panel 102 can be deformed in accordance with the expansion or contraction or bending of the piezoelectric element 101, and the area of contact with the user's ear is small. Enough can be secured.
  • the area of the piezoelectric element and the panel is more preferably 0.8 times to 5 times, for example.
  • FIG. 5 is a diagram showing a state in which the hearing aid 1 according to one embodiment of the present invention is worn on the user's ear.
  • FIG. 5A is a view of the ear seen from the front
  • FIG. 5B is a view seen from the side of the face.
  • the hearing aid 1 according to the present invention allows the user to hear the sound by bringing the vibration unit 10 into contact with the user's tragus or the antitragus from the inside of the user's ear and transmitting the vibration to the tragus or the antitragus.
  • vibration unit 10 abut on the user's tragus or the antitragus from the inside of the user's ear.
  • vibration unit 10 is embedded in the ear canal of the ear from the vicinity of the entrance to the ear canal. This is to contact the tragus or the tragus.
  • the vibration unit 10 is brought into contact with the user's tragus from the inside of the user's ear.
  • the pressing member 11 is in contact with a part of the ear canal facing the tragus.
  • the vibration unit 10 has the direction of the arrow 601 through the support unit 61 due to the weight of the holding unit 60, that is, the weight of the main body 63 connected to the end of the ear hook 62. Pulled on. As shown in FIG. 5B, the vibrating unit 10 is in contact with the tragus so as to be hooked on the tragus. Therefore, when the vibrating unit 10 is pulled, the direction in which the vibrating unit 10 contacts the user's ear (the direction of the arrow 602). ) Power works. That is, the weight (holding force) in the direction in which the vibration unit 10 abuts the user's ear is generated by the weight of the holding unit 60. As described above, the holding unit 60 generates a pressing force on the vibration unit 10, thereby further reliably transmitting sound due to the vibration of the vibration unit 10.
  • the vibration unit 10 is pressed against the user's ear with a force of 0.1N to 3N.
  • the vibration part 10 is pressed in the range of 0.1N to 3N, the vibration by the vibration part 10 is sufficiently transmitted to the ear. If the pressing force is a small force of less than 3N, even if the hearing aid 1 is worn for a long time, the user feels less tired and can maintain comfort during wearing.
  • the hearing aid 1 of the present invention does not have the ear canal sealed by the vibrating portion 10 and the pressing member 11. For this reason, the hearing aid 1 of the present invention does not cause a feeling of being bulky and can maintain comfort when worn.
  • FIG. 6 is a schematic view showing transmission of sound from the hearing aid 1 according to an embodiment of the present invention.
  • the microphone unit 20 collects sound from the sound source, and the vibration unit 10 lets the user hear the sound collected by the microphone unit 20 by vibration.
  • the sound from the sound source arrives directly at the eardrum through the ear canal from a portion not covered by the vibration unit 10 (path I).
  • the air conduction sound due to the vibration of the vibration unit 10 arrives at the eardrum through the ear canal (path II).
  • at least the inner wall of the ear canal vibrates due to the vibration of the vibration unit 10
  • a sound (a sound emitted from the ear canal) due to the vibration of the ear canal arrives at the eardrum (path III).
  • the vibration of the vibration unit 10 causes the human body vibration sound to arrive directly at the auditory nerve without passing through the eardrum (trans-IV).
  • a part of the air conduction sound generated from the vibration unit 10 escapes to the outside (path V).
  • FIG. 7 shows a schematic diagram of the acoustic characteristics of each route.
  • FIG. 7A shows the acoustic characteristics of the sound along the path I
  • FIG. 7B shows the acoustic characteristics of the sound along the paths II and III.
  • the bass sound escapes through the path V, so that the sound pressure in the bass area is low.
  • FIG. 7C shows the acoustic characteristics of longitude IV.
  • the human body vibration sound is a low-pitched sound, that is, a vibration in a low-frequency region, and thus is not easily attenuated, and is thus more easily transmitted than a high sound. Accordingly, the bass sound is sufficiently transmitted.
  • FIG. 7A shows the acoustic characteristics of the sound along the path I
  • FIG. 7B shows the acoustic characteristics of the sound along the paths II and III.
  • the bass sound escapes through the path V, so that the sound pressure in the bass area is low.
  • FIG. 7C shows the acoustic characteristics of
  • FIG. 7D shows the synthesis of the sound of the path I or IV, that is, the actual acoustic characteristics that the user wearing the hearing aid 1 hears.
  • the low sound pressure escapes to the outside in the path V
  • the low sound pressure particularly the low sound pressure of 1 kHz or less is ensured by the human body vibration sound in this embodiment. This makes it possible to maintain a sense of volume.
  • FIG. 8 shows measured values of frequency characteristics of the hearing aid 1 of the present invention.
  • Air is the frequency characteristic of the sound of path II and path III in FIG. 6, and “vib” is the frequency characteristic of the sound of path IV in FIG.
  • Air + vib is a frequency characteristic of the sound obtained by synthesizing the sound of the route II to the route IV.
  • the “sound from the outside” is the frequency characteristic of the sound of the path I in FIG.
  • FIG. 9 is a diagram showing a relationship between the vibration unit 10 and the microphone unit 20 of the hearing aid 1 according to the embodiment of the present invention. Since the microphone part 20 is provided in the main body part 63 of the holding part 60, it is located outside the auricle.
  • FIG. 9A shows an example in which the vibration unit 10 is brought into contact with the user's tragus from the outside of the user's ear. In this case, since the air conduction sound emitted by the vibration unit 10 is not shielded up to the microphone unit 20, the amount of feedback returning to the microphone unit 20 is large, and howling is facilitated, and the performance of the hearing aid 1 (amplification amount). Can not raise.
  • the vibrating unit 10 is brought into contact with the user's tragus from the inside of the user's ear.
  • the user's ears mainly tragus and earring legs
  • the vibration unit 10 is located between the microphone unit 20 and the vibration unit 10. Therefore, the sound emitted by the vibration unit 10 is reflected by the user's ear, and the amount of sound directly returning to the microphone unit 20 is less than in the case of FIG. Therefore, howling becomes difficult and the performance of the hearing aid 1 can be improved.
  • an outer peripheral portion of the ear such as an annulus, an auricular nodule, an earlobe or the like may be present.
  • a lower leg of the earring, an earring, and the like may be present therebetween.
  • the hearing aid 1 of the present invention since the sound of the user's ear is heard by the vibration of the vibration unit 10, it is possible to secure a low sound pressure by the human body vibration sound and suppress the loss of volume feeling. In addition, since it is not necessary to provide a vent for preventing the bass from escaping, it is possible to suppress impairing comfort during wearing.
  • the sound reproducing device is the hearing aid 1
  • the present invention is not limited to this.
  • the sound reproducing device may be a headphone or an earphone.
  • the microphone unit 20 is not provided.
  • sound based on the music data stored in the internal memory of the sound playback device or sound based on the music data stored in the external server or the like may be played back by the sound playback device via the network. Good.
  • the vibration unit 10 is brought into contact with the user's tragus from the inside of the user's ear, and the vibration is transmitted to the tragus, thereby causing the user to hear the sound. It is not limited to this.
  • the user may hear the sound by causing the vibration unit 10 to contact the user's antitragus from the inside of the user's ear to transmit the vibration to the antitragus.
  • you may let a user hear a sound by contact
  • vibration unit 10 is not embedded in the external auditory canal and is approximately parallel to the cheeks and temples. It means to contact with the tragus.
  • each means, each member, etc. can be rearranged so that there is no logical contradiction, and it is possible to combine or divide a plurality of means, members, etc. into one. .

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Abstract

音量感及び快適性が損なわれることを抑制できる音響再生機器を提供する。 湾曲する圧電素子（１０１）、及び、該圧電素子（１０１）によって直接的に曲げられて振動するパネル（１０２）を備えた振動部（１０）と、振動部（１０）がユーザの耳に当接する位置に当該振動部（１０）を保持する保持部（６０）と、を備え、ユーザに対して音を聞かせることを特徴とする。

Description

音響再生機器及び集音型音響再生機器 関連出願へのクロスリファレンス
　本出願は、日本国特許出願２０１３−９３０３７号（２０１３年４月２５日出願）の優先権を主張するものであり、当該出願の開示全体を、ここに参照のために取り込む。
　本発明は、補聴器等の音響再生機器及び集音型音響再生機器に関する。
　従来のオープンフィッティング型の補聴器等の音響再生機器は、装着時のこもり感を軽減するため、外耳道内と外界を導通するベントが設けられている（例えば特許文献１）。従来の補聴器９０の概略図を図１０に示す。従来の補聴器９０は、マイク部９１と、イヤホン９２と、ベント９３とを備える。マイク部９１は音源からの音を集音し、イヤホン９２はマイク部９１が集音した音をユーザに聞かせる。ベント９３は前述したように外耳道内と外界を導通する孔である。ベント９３により外耳道が密閉されないため、補聴器９０を装着した場合に生じるこもり感が軽減される。
特開２００６−３０４１４７号公報
　従来のオープンフィッティング型の補聴器９０は、イヤホン９２から発せられた音が、外耳道を通って鼓膜に到来する（図１０の経路ｉ）。またイヤホン９２から発せられた音のうち主に低音が、ベント９３から外界へ逃げる（経路ｉｉ）。またイヤホン９２の音の他に、音源からの音がベント９３を通って直接鼓膜に到来する（経路ｉｉｉ）。図１１に、従来の補聴器９０に係る音響特性の概要図を示す。図１１（ａ）は、イヤホン９２が発したイヤホン９２近傍の音の音響特性を示す。図１１（ｂ）は、経路ｉにより鼓膜に到来した音の音響特性を示す。図１１（ｂ）に示す音響特性は、イヤホン９２近傍の音響特性よりも低音の音圧が低下する。図１１（ｃ）は、経路ｉｉｉにより鼓膜に到来した音の音響特性を示す。図１１（ｄ）は経路ｉ及び経路ｉｉｉの音の合成、すなわち補聴器を装着しているユーザが聞く実際の音響特性である。図１１（ｄ）に示す音響特性は、ベント９３から低音が逃げてしまう分、低音の音圧が下がり、音量感が損なわれてしまう。一方で低音が逃げることを防止するためにベント９３の直径を小さくすると、こもり感を引き起こし、装着時の快適性を損なってしまう。
　従って、上記のような問題点に鑑みてなされた本発明の目的は、音量感及び快適性が損なわれることを抑制できる音響再生機器及び集音型音響再生機器を提供することにある。
　上記課題を解決するために本発明に係る音響再生機器は、
　湾曲する圧電素子、及び、該圧電素子によって直接的に曲げられて振動するパネルを備えた振動部と、
　前記振動部がユーザの耳に当接する位置に当該振動部を保持する保持部と、を備え、
　前記ユーザに対して音を聞かせることを特徴とする。
　また本発明に係る音響再生機器は、
　前記振動部が、前記ユーザの耳の内側から、前記ユーザの耳珠に当接して、前記振動を耳珠に伝達させることにより、音をユーザに聞かせることを特徴とする。
　また本発明に係る音響再生機器は、
　前記振動部は、前記ユーザの耳の内側から、前記ユーザの対耳珠に当接して、前記振動を対耳珠に伝達させることにより、音をユーザに聞かせることを特徴とする。
　また本発明に係る音響再生機器は、
　前記振動部が前記ユーザの耳に当接する位置に、当該振動部を押し付ける、押付部材を備えることを特徴とする。
　また本発明に係る音響再生機器は、
　前記押付部材が、前記振動部に対して、着脱可能に保持されることを特徴とする。
　また本発明に係る音響再生機器は、
　当該音響再生機器によって、前記ユーザの外耳道が密閉されないことを特徴とする。
　また本発明に係る音響再生機器は、
　前記パネルは、当該パネルの中央を腹、腹の両側を節として振動し、
　前記パネルの中央近傍が前記耳珠に当接することを特徴とする。
　また本発明に係る音響再生機器は、
　前記パネルは、当該パネルの中央を腹、腹の両側を節としてし、
　前記パネルの中央近傍が前記対耳珠に当接することを特徴とする。
　また本発明に係る音響再生機器は、
　前記振動部は、前記ユーザの耳の外側から、前記ユーザの耳珠に当接して、前記振動を耳珠に伝達させることにより、音をユーザに聞かせることを特徴とする。
　また本発明に係る音響再生機器は、
　前記振動部は、前記ユーザの耳の外側から、前記ユーザの対耳珠に当接して、前記振動を対耳珠に伝達させることにより、音をユーザに聞かせることを特徴とする。
　また本発明に係る集音型音響再生機器は、
　さらにマイク部を備え、
　該マイク部と前記振動部との間に、前記ユーザの耳が位置することを特徴とする。
　また本発明に係る集音型音響再生機器は、
　前記振動部により、前記ユーザの耳の内部で、外耳道放射音を発生させることを特徴とする。
　また本発明に係る集音型音響再生機器は、
　前記振動部は、前記ユーザの耳に、０．１Ｎから３Ｎの力で押圧されていることを特徴とする。
　また本発明に係る集音型音響再生機器は、
　前記圧電素子が、板状をなし、
　前記パネルは、前記圧電素子の主面の面積の、０．８倍から１０倍の面積を有することを特徴とする。
　また本発明に係る集音型音響再生機器は、
　前記保持部は所定の自重を有し、前記自重により前記振動部がユーザの耳に当接する方向の力を生じさせることを特徴とする。
　本発明における音響再生機器及び集音型音響再生機器によれば、音量感及び快適性の、相反する２つを共に大きく損なうことがない。
本発明の一実施形態に係る補聴器を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る補聴器のパネル及び圧電素子の湾曲を示す模式図である。 押付部材を外した場合の補聴器１の状態を示す図である。 振動部の厚さ方向の側面図である。 本発明の一実施形態に係る補聴器をユーザの耳に装着した状態を示す図である。 本発明の一実施形態に係る補聴器からの音の伝達を示す概略図である。 各経路の音響特性の概要を示す図である。 本発明の一実施形態に係る補聴器に係る音響特性の実測値を示す図である。 本発明の一実施形態に係る補聴器の振動部とマイク部の関係図である。 従来の補聴器の概略図である。 従来の補聴器に係る音響特性の概要を示す図である。
　以下、本発明の実施の形態について説明する。
（実施の形態）
　図１は本発明の一実施形態に係る音響再生機器１のブロック図である。音響再生機器１は、例えば補聴器１であって、振動部１０と、マイク部２０と、制御部３０と、音量・音質調整インタフェース部４０と、記憶部５０とを備える。
　振動部１０は、湾曲する圧電素子１０１と該圧電素子１０１によって直接的に曲げられて振動するパネル１０２とを備える。図２に圧電素子１０１によりパネル１０２が湾曲する様子を模式的に示す。振動部１０は、振動による気導音と人体振動音とをユーザに対して聞かせる。気導音とは、物体の振動に起因する空気の振動が外耳道を通って鼓膜に伝わり、鼓膜が振動することによって利用者の聴覚神経に伝わる音である。人体振動音とは、振動する物体に接触する利用者の体の一部（例えば外耳の軟骨）を介して利用者の聴覚神経に伝わる音である。
　圧電素子１０１は、電気信号（電圧）を印加することで、構成材料の電気機械結合係数に従い伸縮または屈曲（湾曲）する素子である。これらの素子は、例えばセラミック製や水晶からなるものが用いられる。圧電素子１０１は、ユニモルフ、バイモルフまたは積層型圧電素子であってよい。積層型圧電素子には、ユニモルフを積層した（たとえば１６層または２４層積層した）積層型ユニモルフ素子、またはバイモルフを積層した（例えば１６層または２４層積層した）積層型バイモルフ素子が含まれる。積層型の圧電素子は、例えばＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）からなる複数の誘電体層と、該複数の誘電体層間に配置された電極層との積層構造体から構成される。ユニモルフは、電気信号（電圧）が印加されると伸縮し、バイモルフは、電気信号（電圧）が印加されると屈曲する。
　パネル１０２は、例えばガラス、またはアクリル等の合成樹脂により形成される。好適にはパネル１０２の形状は板状であり、以下パネル１０２の形状が板状であるものとして説明する。
　マイク部２０は音源からの音、具体的にはユーザの耳に到来した音を集音する。
　制御部３０は、補聴器１に係る各種制御を行う。制御部３０は、圧電素子１０１に所定の電気信号（音信号に応じた電圧）を印加する。具体的には制御部３０において、マイク部２０で集音した音信号を、アナログデジタル変換部３１がデジタル信号に変換する。そして信号処理部３２は、音量・音質調整インタフェース部４０による音量や音質に係る情報及び記憶部５０に格納された情報に基づき、振動部１０を駆動するデジタル信号を出力する。デジタルアナログ変換部３３は当該デジタル信号をアナログの電気信号に変換し、圧電アンプ３４により増幅処理をして電気信号を圧電素子１０１に印加する。制御部３０が圧電素子１０１に対して印加する電圧は、例えば、人体振動音ではなく気導音による音の伝導を目的とした所謂パネルスピーカの印加電圧である±５Ｖよりも高い、±１５Ｖであってよい。これにより、パネル１０２に十分な振動を発生させ、利用者の体の一部を介する人体振動音を発生させることができる。なお、どの程度の印加電圧を用いるかは、パネル１０２の固定強度もしくは圧電素子１０１の性能に応じて適宜調整可能である。制御部３０が圧電素子１０１に電気信号を印加すると、圧電素子１０１は長手方向に伸縮または屈曲する。
　このとき、圧電素子１０１が取り付けられたパネル１０２は、圧電素子１０１の伸縮または屈曲にあわせて変形し、パネル１０２が振動する。パネル１０２は、圧電素子１０１の伸縮または屈曲によって湾曲する。パネル１０２は、圧電素子１０１によって直接的に曲げられる。ここで「パネル１０２が圧電素子１０１によって直接的に曲げられる」とは、従来のパネルスピーカで採用されているような、圧電素子１０１をケーシング内に配設して構成される圧電アクチュエータの慣性力によりパネル１０２の特定の領域が加振されてパネル１０２が変形する現象とは異なる。「パネル１０２が圧電素子１０１によって直接的に曲げられる」とは、圧電素子１０１の伸縮または屈曲（湾曲）が、接合部材を介して直にパネル１０２を曲げることを意味する。
　以上説明したようにパネル１０２が振動するため、パネル１０２は、気導音を発生させるとともに、利用者が耳珠を接触させた場合、耳珠を介する人体振動音を発生させる。好適にはパネル１０２は、当該パネル１０２の両端近傍を節、中央を腹として振動し、パネル１０２の中央近傍が耳珠や対耳珠に当接する。このようにすることで、パネル１０２の振動を効率よく耳珠や対耳珠に伝達することができる。
　図３は、本発明の一実施形態に係る補聴器１の構成を示す概略図である。図３に示すように、振動部１０は、押付部材１１と、押付部材の取付部１２とを備える。押付部材１１は振動部１０取り付けられ、例えば振動部１０がユーザの耳珠に当接する場合、耳珠に対向する外耳道の一部、例えば対耳珠近傍に当接することにより、振動部１０を耳珠の当接する位置に押し付ける。ここで振動部１０がユーザの耳に当接する位置は、例えば耳珠、対耳珠、耳甲介、耳介であってもよい。以下、本実施の形態では、ユーザの耳に当接する位置が耳珠（耳珠側の外耳道内壁）である例について説明する。
　押付部材の取付部１２は、振動部１０に押付部材１１を取り付けるための部材である。押付部材１１と取付部１２は、互いに嵌合する形状である。好適には押付部材１１は凹形状の切込部１１１を有し、取付部１２は、当該切込部１１１と嵌合する凸形状である。押付部材１１は、幅方向にスライドして振動部１０に着脱可能である。好適には振動部１０の大きさは、厚さ（Ｄ）が４ｍｍ、幅（Ｗ）が１５ｍｍ以内である。この大きさの範囲内である場合、性別年齢を限らず（幼児以下は除く）、ユーザの耳の外耳道内に振動部１０を収めることができる。また好適には押付部材１１は、３種類のサイズ（小サイズ、中サイズ、大サイズ）があり、ユーザの耳の大きさに合わせて押付部材１１、１１ｂ、１１ｃのいずれかを選択して押付部材の取付部１２に取り付けるようにする。
　保持部６０は、支持部６１と、耳かけ部６２と、本体部６３とを備え、振動部１０がユーザの耳に当接する位置（耳珠側の外耳道内壁）に振動部１０を保持する。支持部６１の端部は振動部１０に接続される。支持部６１は中空構造であり、振動部１０へのリード処理は当該中空構造を通して行う。また支持部６１は、振動部１０の角度が変わらない程度の剛性を有する。支持部６１の他端は耳かけ部６２の端部に接続される。
　耳かけ部６２は、ユーザの耳介の外側に当接し、補聴器１をユーザの耳に装着する。好適には耳かけ部６２はユーザの耳介に沿うフック形状とし、補聴器１がユーザの耳に安定的に装着されるようにする。耳かけ部６２の他端は本体部６３に接続される。本体部６３は、マイク部２０、制御部３０、音量・音質調整インタフェース部４０、及び記憶部５０を内蔵する。
　図４は、振動部１０を厚さ方向からみた側面図である。上述したように振動部１０は、圧電素子１０１と、パネル１０２とを備える。好適には図４に示すように圧電素子１０１は板状である。
　圧電素子１０１はパネル１０２に、接合部材により接合される。接合部材は、圧電素子１０１の主面とパネル１０２の主面との間に設けられる。接合部材は、非加熱型硬化性の接着材、または両面テープであるとよい。
　また圧電素子１０１のうち、パネル１０２との接合面以外はモールド１０３により覆われる。モールド１０３の上部には、押付部材１１及び押付部材の取付部１２が備えられる。
　好適にはパネル１０２の主面は、圧電素子１０１の主面の面積の０．８倍から１０倍の面積を有する。パネル１０２の主面が圧電素子１０１の主面の０．８倍から１０倍の範囲の面積であれば、圧電素子１０１の伸縮または屈曲にあわせて変形でき、かつユーザの耳への接触面積が十分に確保できる。尚、圧電素子と、パネルの面積は、例えば０．８倍から５倍がより好適である。
　図５は、本発明の一実施形態に係る補聴器１をユーザの耳に装着した状態を示す図である。図５（ａ）は耳を正面から見た図であり、図５（ｂ）は顔側の側面から見た図である。本発明に係る補聴器１は、振動部１０をユーザの耳の内側から、ユーザの耳珠や対耳珠に当接させ、振動を耳珠や対耳珠に伝達させることにより音をユーザに聞かせる。ここで振動部１０を「ユーザの耳の内側から、ユーザの耳珠や対耳珠に当接させ」るとは、耳の外耳道内に振動部１０を埋入させた時に、外耳道入り口付近から耳珠や対耳珠に当接させることをいう。図５に示す例では、振動部１０をユーザの耳の内側からユーザの耳珠に当接させている。またこのとき押付部材１１は、耳珠に対向する外耳道の一部に当接している。
　また図５（ａ）に示すように振動部１０は、保持部６０の自重、すなわち耳かけ部６２の端部に接続された本体部６３の自重により、支持部６１を介して矢印６０１の方向に引っ張られる。図５（ｂ）に示すように、振動部１０は耳珠に引っ掛かるように当接しているため、振動部１０が引っ張られると、振動部１０がユーザの耳に当接する方向（矢印６０２の方向）の力が働く。つまり保持部６０の自重により、振動部１０がユーザの耳に当接する方向の力（押付力）を生じさせる。このように保持部６０は、振動部１０に押付力を生じさせ、振動部１０の振動による音の伝達をより確実にする。
　好適には振動部１０は、ユーザの耳に０．１Ｎから３Ｎの力で押圧される。振動部１０が０．１Ｎから３Ｎの範囲で押圧される場合、振動部１０による振動が耳に十分伝達される。また押圧が３Ｎ未満の小さい力であれば、補聴器１を長時間装着してもユーザの疲労感は少なく、装着時の快適性を維持することができる。
　また図５（ａ）に示すように、本発明の補聴器１は、振動部１０及び押付部材１１により外耳道が密閉されていない。このため本発明の補聴器１は、こもり感が生じず、装着時の快適性を維持することができる。
　続いて本発明の一実施形態に係る補聴器１について、図６から図８を用いて音響特性を説明する。
　図６は、本発明の一実施形態に係る補聴器１からの音の伝達を示す概略図である。図６では補聴器１については振動部１０及びマイク部２０のみを図示している。マイク部２０は、音源からの音を集音し、振動部１０は、マイク部２０が集音した音を、振動によりユーザに聞かせる。
　図６に示すように、音源からの音は、振動部１０により覆われていない部分から外耳道を通って、直接鼓膜に到来する（経路Ｉ）。また振動部１０の振動による気導音が、外耳道を通って鼓膜に到来する（経路ＩＩ）。また振動部１０の振動により少なくとも外耳道内壁が振動し、当該外耳道の振動による音（外耳道放射音）が鼓膜に到来する（経路ＩＩＩ）。さらに振動部１０の振動により人体振動音が、鼓膜を介さずに聴覚神経に直接到来する（経ＩＶ）。なお振動部１０から生じた一部の気導音は、外界へ逃げる（経路Ｖ）。
　図７は、各経路の音響特性の概要図を示す。図７（ａ）は、経路Ｉの音の音響特性であり、図７（ｂ）は、経路ＩＩ及びＩＩＩによる音の音響特性である。経路ＩＩ及びＩＩＩによる音は、経路Ｖにより低音が逃げてしまうため、低音の領域の音圧が低い。図７（ｃ）は経ＩＶの音響特性である。図７（ｃ）に示すように、人体振動音は、低音即ち周波数の低い領域の振動であるため、減衰しにくく、従って、高音に比較して伝達されやすい。従って相対的に、低音が十分に伝達する。図７（ｄ）は、経路ＩかＩＶの音の合成、すなわち補聴器１を装着しているユーザが聞く実際の音響特性である。図７（ｄ）に示すように、経路Ｖで低音の音圧が外界へ逃げてしまうものの、人体振動音により低音の音圧、特に、本実施例においては１ｋＨｚ以下の低音の音圧が確保できるため、音量感を維持することができる。
　図８は、本発明の補聴器１の周波数特性の実測値である。“ａｉｒ”は図６における経路ＩＩ及び経路ＩＩＩの音の周波数特性であり、“ｖｉｂ”は、図６における経路ＩＶの音の周波数特性である。また“ａｉｒ＋ｖｉｂ”は、経路ＩＩから経路ＩＶの音を合成した音の周波数特性である。また“外部からの音”は、図６における経路Ｉの音の周波数特性である。これらの実測値が示すように、低音の音圧が人体振動音により伝達されるため、音量感を損なうことを抑制することができる。
　図９は、本発明の一実施形態に係る補聴器１の振動部１０とマイク部２０の関係を示す図である。マイク部２０は、保持部６０の本体部６３に備えられるため、耳介の外側に位置する。図９（ａ）は振動部１０を、ユーザの耳の外側からユーザの耳珠に当接させている例である。この場合、振動部１０により発せられた気導音は、マイク部２０まで遮蔽するものがないため、マイク部２０に戻る帰還量が多く、ハウリングがしやすくなり、補聴器１の性能（増幅量）を上げることができない。
　これに対して図９（ｂ）は振動部１０を、ユーザの耳の内側からユーザの耳珠に当接させている。この場合、マイク部２０と振動部１０との間に、ユーザの耳（主に耳珠、耳輪脚）が位置することになる。そのため、振動部１０により発せられた音は、ユーザの耳により反射が起こり、マイク部２０に音が直接帰還する量が、図９（ａ）の場合よりも少ない。そのため、ハウリングがしにくくなり、補聴器１の性能を上げることができる。
　ここでマイク部２０と振動部１０との間に、ユーザの耳が位置する好適な例としては、耳輪、耳介結節、耳垂等の耳の外周部が、間に存在していればよい。或いは、外周部の他に、対耳輪下脚、対耳輪等も間に存在していてもよい。
　以上説明したように、本発明の補聴器１によれば、振動部１０の振動によりユーザの耳に音を聞かせるため、低音の音圧が人体振動音により確保でき音量感を損なうことを抑制することができるとともに、低音が逃げることを防止するためのベントを備える必要がないため、装着時の快適性を損なうことを抑制することができる。
　なお、本実施の形態では、音響再生機器が補聴器１である例を示したが、これに限られない。例えば音響再生機器はヘッドホンやイヤホンであってもよく、この場合マイク部２０は備えない。またこの場合、音響再生機器の内部メモリに記憶された音楽データに基づく音や、外部サーバ等に記憶されている音楽データに基づく音がネットワークを介して音響再生機器により再生されるようにしてもよい。
　なお、本実施の形態では、振動部１０をユーザの耳の内側から、前記ユーザの耳珠に当接させ、振動を耳珠に伝達させることにより、音をユーザに聞かせる例を示したがこれに限られない。例えば、振動部１０をユーザの耳の内側から、前記ユーザの対耳珠に当接して振動を対耳珠に伝達させることにより、音をユーザに聞かせてもよい。また振動部１０をユーザの耳の外側から、前記ユーザの耳珠や対耳珠に当接して、振動を耳珠や対耳珠に伝達させることにより、音をユーザに聞かせてもよい。なお「ユーザの耳の外側から、ユーザの耳珠や対耳珠に当接させ」るとは、振動部１０を外耳道内に埋入させることなく、凡そ頬やこめかみと平行にして、耳珠や対耳珠に当接させることをいう。
　本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各手段、各部材等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段や部材等を１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。
　１　音響再生機器（補聴器）
　１０　振動部
　１１　押付部材
　１２　取付部
　２０　マイク部
　３０　制御部
　３１　アナログデジタル変換部
　３２　信号処理部
　３３　デジタルアナログ変換部
　３４　圧電アンプ
　４０　音量・音質調整インタフェース部
　５０　記憶部
　６０　保持部
　６１　支持部
　６２　耳かけ部
　６３　本体部
　９０　補聴器
　９１　マイク部
　９２　イヤホン
　９３　ベント
　１０１　圧電素子
　１０２　パネル
　１０３　モールド
　１１１　切込部

Claims (15)

  1. 　湾曲する圧電素子、及び、該圧電素子によって直接的に曲げられて振動するパネルを備えた振動部と、
    　前記振動部がユーザの耳に当接する位置に当該振動部を保持する保持部と、を備え、
    　前記ユーザに対して音を聞かせる音響再生機器。
  2. 　前記振動部は、前記ユーザの耳の内側から、前記ユーザの耳珠に当接して、前記振動を耳珠に伝達させることにより、音をユーザに聞かせる
    　請求項１に記載の音響再生機器。
  3. 　前記振動部は、前記ユーザの耳の内側から、前記ユーザの対耳珠に当接して、前記振動を対耳珠に伝達させることにより、音をユーザに聞かせる
    　請求項１に記載の音響再生機器。
  4. 　前記振動部が前記ユーザの耳に当接する位置に、当該振動部を押し付ける、押付部材を備える
    　請求項１に記載の音響再生機器。
  5. 　前記押付部材は、前記振動部に対して、着脱可能に保持される
    　請求項４に記載の音響再生機器。
  6. 　当該音響再生機器によって、前記ユーザの外耳道が密閉されない請求項１に記載の音響再生機器。
  7. 　前記パネルは、当該パネルの中央を腹、該腹の両側を節として振動し、
    　前記パネルの中央近傍が前記耳珠に当接する
    　請求項２に記載の音響再生機器。
  8. 　前記パネルは、当該パネルの中央を腹、該腹の両側を節として振動し、
    　前記パネルの中央近傍が前記対耳珠に当接する
    　請求項３に記載の音響再生機器。
  9. 　前記振動部は、前記ユーザの耳の外側から、前記ユーザの耳珠に当接して、前記振動を耳珠に伝達させることにより、音をユーザに聞かせる
    　請求項１に記載の音響再生機器。
  10. 　前記振動部は、前記ユーザの耳の外側から、前記ユーザの対耳珠に当接して、前記振動を対耳珠に伝達させることにより、音をユーザに聞かせる
    　請求項１に記載の音響再生機器。
  11. 　さらにマイク部を備え、
    　該マイク部と前記振動部との間に、前記ユーザの耳が位置する
    　請求項１に記載の集音型音響再生機器。
  12. 　前記振動部により、前記ユーザの耳の内部で、外耳道放射音を発生させる
    　請求項１に記載の集音型音響再生機器。
  13. 　前記振動部は、前記ユーザの耳に、０．１Ｎから３Ｎの力で押圧されている
    　請求項１に記載の集音型音響再生機器。
  14. 　前記圧電素子は、板状をなし、
    　前記パネルは、前記圧電素子の主面の面積の、０．８倍から１０倍の面積を有する
    　請求項１に記載の集音型音響再生機器。
  15. 　前記保持部は所定の自重を有し、前記自重により前記振動部がユーザの耳に当接する方向の力を生じさせる
    　請求項１に記載の集音型音響再生機器。
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