(57)【要約】【課題】  生体伝導アクチュエータにおいて，音漏洩の低減及ぴ伝達特性の向上かつ内外部の振動伝達経路の制御を可能とる最適構造を提供する。【解決手段】  生体伝導アクチュエータ１０は、操作者の手首，手，手掌背面部，指，あるいは爪先に接触して通信信号の伝達を行う通信信号伝達部１と，音声入力部２とを備えて構成される。【選択図】        図１
2006212635.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作者の手首，手，手掌背面部，指，あるいは爪先に接触して通信信号の伝達を行う通信信号伝達部と，音声入力部とを備えて構成されることを特徴とする生体伝導アクチュエータ。
【請求項２】
請求項１記載の生体伝導アクチュエータにおいて、外部に支持されるための２本のばね性を持ったワイヤーを備えていることを特徴とする生体伝導アクチュエータ。
【請求項３】
請求項２記載の生体伝導アクチュエータにおいて、前記２本のばね性を持つたワイヤーを支持する部分に粘弾性体を設け、余計な共振を発生しないように構成したことを特徴とする生体伝導アクチュエータ。
【請求項４】
請求項１乃至３の内のいずれか一つに記載の生体伝導アクチュエータにおいて、前記通信信号伝達部の生体伝達面を，樹脂状で構成することにより、せん断方向の摩擦の低減を可能としたことを特徴とする生体伝導アクチュエータ。
【請求項５】
請求項１記載の生体伝導アクチュエータにおいて、伝達する生体以外との機械的干渉を避けるため，前記音声入力部の構造において，干渉しないギャップを備えていることを特徴とする生体伝導アクチュエータ。
【請求項６】
請求項１記載の生体伝導アクチュエータにおいて、前記音声入力部を前記通信信号伝達部上部から側面に配置することにより音声入力ノイズを削減したことを特徴とする生体伝導アクチュエータ。
【請求項７】
請求項１記載の生体伝導アクチュエータにおいて、前記音声入力部は、前記通信信号伝達部からの音声入力ノイズを削減するために，外部に防振材が付加されていることを特徴とする生体伝導アクチュエータ。
【請求項８】
請求項１記載の生体伝導アクチュエータにおいて、前記通信信号伝達部以外の生体接触部分において，防振効果をもつ材料を使用することにより、生体から戻る振動の減衰と，かつ生体との密着性を向上する構造としたことを特徴とする生体伝導アクチュエータ。
【請求項９】
請求項１記載の生体伝導アクチュエータにおいて、前記通信信号伝達部を収容する金属製の外部カバーを備え、当該金属製の外部カバーによって前記通信信号伝達部の機械的負荷によるノイズを抑制したことを特徴とする生体伝導アクチュエータ。
【請求項１０】
請求項１記載の生体伝導アクチュエータにおいて、外表面の媒体によるノイズ伝播を低減するため，本体重量を数十ｇにしていることを特徴とする生体伝導アクチュエータ。
【請求項１１】
請求項１記載の生体伝導アクチュエータにおいて、表面の媒体によるノイズ伝播を低減するため，外部カバーのコーナー部に面取りを施し、振動伝達有効面積の削減を図った構造を有することを特徴とする生体伝導アクチュエータ。
【請求項１２】
請求項１記載の生体伝導アクチュエータにおいて、外表面の媒体によるノイズ伝播を低減するため，前記通信信号伝達部の振動系を２共振構造としたことを特徴とする生体伝導アクチュエータ。
【請求項１３】
請求項１２記載の生体伝導アクチュエータにおいて、前記通信信号伝達部における２共振系構造の接合部分にポアソン比の大きい材料を設けることにより，振動伝達方向の振動エネルギーを垂直方向に分散し，螺旋ばねとヨーク，マグネットとプレートで構成される磁気回路をマスとして構成される第１振動系の第２モードの振動エネルギーを緩和することを可能としたことを特徴とする生体伝導アクチュエータ。
【請求項１４】
請求項１記載の生体伝導アクチュエータにおいて、前記通信信号伝達部の一端及び前記音声入力部近傍の構成部品により振動系を生み、振動ノイズを発生しないように、接合部分において弾性接着を使用した振動の方向性を分散する構造を有することを特徴とする生体伝導アクチュエータ。
【請求項１５】
請求項１記載の生体伝導アクチュエータにおいて、前記通信信号伝達部の第１振動系のばねを螺旋体でかつその面に垂直方向に螺旋腕を伸ばす構造をとることにより振動伝達を向上したことを特徴とする生体伝導アクチュエータ。
【請求項１６】
請求項１記載の生体伝導アクチュエータにおいて、前記音声入力部及び前記通信信号伝達部を覆う外部のカバーを金属製とすることで、内部回路に対する機械的負荷を抑えたことを特徴とする生体伝導アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，振動媒体として生体に音声信号等の通信信号の伝達を行う部分と，音声入力部により構成される生体伝導チュエータに関し、詳しくは、携帯電話等の呼び出し信号や音声信号等の通信信号の送受信のための入出力等に用いられる生体伝導アクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯電話等の呼び出し信号の受信や通信信号の送受信に用いられるものとして、図８に示されたものが知られている。図８（ａ）は従来技術による生体伝導アクチュエータを示す正面図、図８（ｂ）は図８（ａ）生体伝導アクチュエータ平面図、図８（ｃ）は図８（ｂ）の生体伝導アクチュエータのＣ−Ｃ線断面図、図８（ｄ）は図８（ｂ）の生体伝導アクチュエータのＤ−Ｄ線断面図である。
【０００３】
図８（ａ）乃至（ｄ）を参照すると、生体伝導アクチュエータ１００は、２本の支持用のワイヤ３が貫通した外部カバー７内に受信した音声信号等の通信信号を伝達する通信信号伝達部１０１と、音声入力部１０２とを軸方向に重ね合わされた構造で一体に備えている。通信信号伝達部１０１は、外部カバー７の一端部に開口するように設けられた生体接触信号伝達部１８と、これを支持するベース２１を生体接触振動伝達部カバー２２内に備えている。生体接触信号伝達部１８は、樹脂状のプレート１１にカップ状のヨーク１９ａ、永久磁石１９ｂ及び固定部材１９ｃを重ね合わせた磁気回路１９が重ね合わされ、さらに、螺旋ばね８を重ねあわせて、固定部材２５を貫通させることによって一体に形成されている。この螺旋ばね８はベース２１を介して生体接触振動伝達部カバー２２に固定されている。また、磁気回路１９とベース２１の間にはコイル２４が装着されている。
【０００４】
一方、音声入力部１０２は、外部カバー７の他端面側に露出するように設けられた防振材６と、防振材６内に挿入されたマイク１６と、マイク１６の他面に貼り合わされ基板１７とを備えている。基板１７のマイク１６とは反対側の面には、内部回路２３が設けられ、この内部回路２３は、生体接触振動伝達部カバー２２の外側面に装着されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述した従来の生体伝導アクチュエータの中で，外表面がゴムにより形成された音声入力部１０２と、通信信号伝達部１０１とを軸方向に重なるような構造、即ち、縦構造の場合では，音漏洩低減，振動伝達，音声入力のノイズ、内部構成部品に対する外部機械的負荷からの影響があった。
【０００６】
そこで、本発明の技術的課題は、生体伝導アクチュエータにおいて、外表面の媒体によるノイズ伝播（以下、音漏洩と呼ぶ）の削減及び伝達特性の向上内外部の振動伝達経路の制御を可能とする最適構造を備えた生体伝導アクチュエータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、本発明では、操作者の手首，手，手掌背面部，指，あるいは爪先に接触して通信信号伝達を行う部分（通信信号伝達部）と，音声入力部とにより構成されるアクチュエータで構成する。外部カバーは，コーナー部の面取りを行いかつ本体重量を数ｇの金属製とし，かつ音声入力部側の構造生体との干渉しないギャップを設け，その支持部は２本のばね性を持つワイヤーとその外周を粘弾性体で構成する。
【０００８】
通信信号部は２共振系であり，第１振動系のばねを螺旋体でかつその面に垂直方向に螺旋腕を伸す構造とする。第２振動系は，接合部分において，ポアソン比の大きい材料を使用する。通信信号伝達部以外の生体接触部分においては，防振効果をもつ材料を使用する。音声入力部を通信信号伝達部上部から側面に配置し．外部に防振材を付加する。通信信号伝達部の上部及び音声入力部近傍の構成部品の接合部分においては弾性接着材を使用する。
【０００９】
即ち、本発明によれば、操作者の手首，手，手掌背面部，指，あるいは爪先に接触して通信信号の伝達を行う通信信号伝達部と，音声入力部とを備えて構成されることを特徴とする生体伝導アクチュエータが得られる。
【００１０】
また、本発明によれば、前記生体伝導アクチュエータにおいて、外部に支持されるための２本のばね性を持ったワイヤーを備えていることを特徴とする生体伝導アクチュエータが得られる。
【００１１】
また、本発明によれば、前記生体伝導アクチュエータにおいて、前記２本のばね性を持つたワイヤーを支持する部分に粘弾性体を設け、余計な共振を発生しないように構成したことを特徴とする生体伝導アクチュエータが得られる。
【００１２】
また、本発明によれば、前記いずれか一つの生体伝導アクチュエータにおいて、前記通信信号伝達部の生体伝達面を，樹脂状で構成することにより、せん断方向の摩擦の低減を可能としたことを特徴とする生体伝導アクチュエータが得られる。
【００１３】
また、本発明によれば、前記生体伝導アクチュエータにおいて、伝達する生体以外との機械的干渉を避けるため，前記音声入力部の構造において，干渉しないギャップを備えていることを特徴とする生体伝導アクチュエータが得られる。
【００１４】
また、本発明によれば、前記生体伝導アクチュエータにおいて、前記音声入力部を前記通信信号伝達部上部から側面に配置することにより音声入力ノイズを削減したことを特徴とする生体伝導アクチュエータが得られる。
【００１５】
また、本発明によれば、前記生体伝導アクチュエータにおいて、前記音声入力部は、前記通信信号伝達部からの音声入力ノイズを削減するために，外部に防振材が付加されていることを特徴とする生体伝導アクチュエータが得られる。
【００１６】
また、本発明によれば、前記生体伝導アクチュエータにおいて、前記通信信号伝達部以外の生体接触部分において，防振効果をもつ材料を使用することにより、生体から戻る振動の減衰と，かつ生体との密着性を向上する構造としたことを特徴とする生体伝導アクチュエータが得られる。
【００１７】
また、本発明によれば、前記生体伝導アクチュエータにおいて、前記通信信号伝達部を収容する金属製の外部カバーを備え、当該金属製の外部カバーによって前記通信信号伝達部の機械的負荷によるノイズを抑制したことを特徴とする生体伝導アクチュエータが得られる。
【００１８】
また、本発明によれば、前記生体伝導アクチュエータにおいて、外表面の媒体によるノイズ伝播を低減するため，本体重量を数十ｇにしていることを特徴とする生体伝導アクチュエータが得られる。
【００１９】
また、本発明によれば、前記生体伝導アクチュエータにおいて、表面の媒体によるノイズ伝播を低減するため，外部カバーのコーナー部に面取りを施し、振動伝達有効面積の削減を図った構造を有することを特徴とする生体伝導アクチュエータが得られる。
【００２０】
また、本発明によれば、前記生体伝導アクチュエータにおいて、外表面の媒体によるノイズ伝播を低減するため，前記通信信号伝達部の振動系を２共振構造としたことを特徴とする生体伝導アクチュエータが得られる。
【００２１】
また、本発明によれば、前記生体伝導アクチュエータにおいて、前記通信信号伝達部における２共振系構造の接合部分にポアソン比の大きい材料を設けることにより，振動伝達方向の振動エネルギーを垂直方向に分散し，螺旋ばねとヨーク，マグネットとプレートで構成される磁気回路をマスとして構成される第１振動系の第２モードの振動エネルギーを緩和することを可能としたことを特徴とする生体伝導アクチュエータが得られる。
【００２２】
また、本発明によれば、前記生体伝導アクチュエータにおいて、前記通信信号伝達部の一端及び前記音声入力部近傍の構成部品により振動系を生み、振動ノイズを発生しないように、接合部分において弾性接着を使用した振動の方向性を分散する構造を有することを特徴とする生体伝導アクチュエータが得られる。
【００２３】
また、本発明によれば、前記生体伝導アクチュエータにおいて、前記通信信号伝達部の第１振動系のばねを螺旋体でかつその面に垂直方向に螺旋腕を伸ばす構造をとることにより振動伝達を向上したことを特徴とする生体伝導アクチュエータが得られる。
【００２４】
また、本発明によれば、前記生体伝導アクチュエータにおいて、前記音声入力部及び前記通信信号伝達部を覆う外部のカバーを金属製とすることで、内部回路に対する機械的負荷を抑えたことを特徴とする生体伝導アクチュエータが得られる。
【発明の効果】
【００２５】
以上説明したように、本発明によれば、生体伝導アクチュエータにおいて，音漏洩の低減及び伝達特性の向上かつ内外部の振動伝達経路の制御を可能とする最適構造を可能とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の第１の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２７】
図１は本発明の第１の実施の形態による生体伝導アクチュエータを示す図である。
【００２８】
図１に示すように、生体伝導アクチュエータ１０は、受信した音声信号や呼び出し信号を接触することによって伝達する通信信号伝達部１と，音声入力部２とにより構成されている。
【００２９】
通信信号伝達部１は、生体接触振動伝達部１８と、生体接触振動伝達部１８を覆う生体接触振動伝達部カバー２２の外側面に設けられた内部回路２３とを備え、これらは外部カバー７によって覆われている。
【００３０】
生体接触振動伝達部１８は、樹脂状のプレート１１の一面に設けられた磁気回路１９と、磁気回路１９を支持する螺旋ばね８と、これを支持するベース２１を備えている。螺旋ばね８の周囲のベース２１と、磁気回路１９との間には、コイル２４が挿入されている。ベース２１は樹脂状のばね９と、ポアソン比の大きい材料１３を介して、生体接触振動伝達部カバー２２の内側面に支持されている。このように、通信信号伝達部１の生体接触部分においては，樹脂状のプレート１１を使用し，それにより、操作者の使用時における違和感防止とせん断方向の摩擦の低減を可能としている。
【００３１】
磁気回路１９は、キャップ状のヨーク１９ａと、円盤状の永久磁石１９ｂと、これを支持する固定部材１９ｃとを備え、螺旋ばね８とともに、この順で固定部材２５によって一体に固定されている。
【００３２】
また、音声入力部２は、外部カバー７内の通信信号入力部１に隣接して設けられ、防振材６内に収容されたマイクロホン１６と、これを一面で支持する基板１７と、基板１７を支持する支持部材３１を備え、これらは、弾性接着材１５を介して外部カバー７内に収容されているとともに、外部カバー７の下側には、ギャップ５が設けられている。このギャップ５は、操作者の手首等での使用時に、曲げによる生体形状の変化の機械的な干渉を避けるために設けられている。
【００３３】
生体伝導アクチュエータ１０の本体は、２本のワイヤー３，３により支持されている。このワイヤー３の外周部は粘弾性体４でガイドされ、余計な共振の発生を抑える構造を備えている。
【００３４】
ここで、本発明の実施の形態において、生体伝導アクチュエータ１０の本体とは、２本のワイヤー３，３と固定部材３２を含まない部分で、外部カバー７とこの外部カバー７によって覆われた部分を呼ぶ。
【００３５】
図２は、音声入力部の配置による入力ノイズ低減状態の説明に供せられる写真であり、図２（ａ）は従来の縦構造配置による入力ノイズ、図２（ｂ）は本発明の構造の配置による入力ノイズを夫々示している。
【００３６】
図２に示す本発明の構造のように、音声入力部２の配置を通信信号伝達部上部から側面部に移動することで、音声入力ノイズ削減可能である。また音声入力部２におけるマイク１６及び基板１７周りに防振材６を付加し外部カバー７経由の音声入力ノイズを削減している。
【００３７】
通信信号伝達部1以外の生体接触部分において，防振効果をもつ材料１２を使用することにより、生体、例えば、操作者の手首、手、手掌背面部、指、あるいは爪先等に伝達した振動がまた外部カバー７に戻らないように振動の絶縁と，かつ生体との密着向上を行っている。
【００３８】
また、外部カバー７を金属製とすることで，通信信号伝達部1の内部回路２３に対して手で押しつぶす等の機械的負荷によるノイズを抑えることができる。その他，外部カバー７を金属製とすることで，内部回路２３に対して手で押しつぶす等の機械的負荷による破損を抑えることを可能とする。
【００３９】
図３は外部カバーの重量変化による音漏洩の解析推定値を示す図である。図は外部カバーの重量変化による音漏洩の実測値を示す図である。
【００４０】
外表面の媒体によるノイズ伝播を低減するために（音漏洩低減），生体伝導アクチュエータ１０の本体重量を数十ｇと従来の２．５倍程度にすることで，運動エネルギーにおいて重量によるロスを増加させ，外部カバー7側の振動変位を削減している。
【００４１】
図３に示すように、このときの生体接触振動伝達部１８の変位は重量変化前と変化がないことを解析により推定している。図４に示すように、実験結果においても、明らかに低減効果が大きいことが判る。
【００４２】
本発明においては、構造的な音漏洩低減としては，外部カバーのコーナー部の面取りを行い，振動伝達有効面積の削減を行っている。さらに、通信信号伝達部１の振動系を２共振構造とすることにより音漏洩低減を行っている。
【００４３】
具体的に、図１を参照すると、第１振動系は，螺旋ばね８と磁気回路１９をマスとして構成され，第２振動系は樹脂状のばね９とコイル２４と、ベース２１で構成されるマスで構成される。
【００４４】
第１振動系は，共振周波数が２００Ｈｚ近傍にあり，第２振動系は共振周波数が１０ｋＨｚ以上にある。後者の理由は、受話音声の高域側のカットオフの都合による。
【００４５】
図５は２共振構造の音漏洩の実験結果を示す図である。図５に示すように、本発明の２共振構造においては、２００〜８０００Ｈｚの領域において音漏洩低減が図られていることがわかる。
【００４６】
図６は接合部材の変更による高周波音漏洩の実験結果を示す図である。図６に示すように、この第１振動系と第２振動系の接合部分または，第２振動系と生体接触振動伝達部カバー２２の接合部，またはその両者において，両面テープ等のポアソン比（０．５近傍）の大きい材料１３を使用することで，振動伝達方向の振動エネルギーを垂直方向に分散し，第１振動系の第２モード（螺旋ばねの腕のｚ方向共振）の振動エネルギーを緩和することを可能とし，高周波の音漏洩低減に寄与するものである。
【００４７】
また、本発明においては、通信信号伝達部の上部及び音声入力部近傍の基板１７や配線１４等の構成部品により振動系を生み，よけいな振動ノイズを発生しないように、接合部分において弾性接着材１５を使用し振動の向性を分散する構造をとる。また、振動伝達の面では，通信信号伝達部１の第１振動系のばねを螺旋体でかつその面に垂直方向に螺旋腕をばす構造をとることにより，実験結果としては伝達向上している。理論的には，生体に初期の負荷を与えることで，生体の外表面の不安定な部分（時間的にみて非線形に伸びる領域）より内部に入り込む（線形に近い領域）。
【００４８】
以上述べた本発明の実施の形態においては、外部カバーの形状を略たまご型としたが、図７（ａ）乃至（ｄ）に夫々示されるように、ひょうたん型のアクチュエータ２０、角に丸みをつけた四角形のアクチュエータ３０、長円形のアクチュエータ４０、三角形のアクチュエータ５０としても、本発明の実施の形態と同様な効果が得られ、また、アクチュエータとワイヤーの位置は縦でも横でも良い。また、図７（ａ）乃至（ｄ）には示されていないが、底面側において、図１（ｃ）に示しものと同様に、樹脂状のプレート１１を露出した円形の窪みと、マイク１６に対応する金属ケース３３と、カバーから一段窪んだギャップ５が設けられている。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１の実施の形態による生体伝導アクチュエータを示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は底面図、（ｄ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図２】音声入力部の配置による入カノイズ低減を示す図で、（ａ）は従来の構造、（ｂ）は本発明の構造である。
【図３】本発明の実施の形態による生体伝導アクチュエータの外部カバーの重量変化による音漏洩ＳＰＬの解析推定値を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態による生体伝導アクチュエータの外部カバーの重量変化による音漏洩ＳＰＬ実験結果を示す図である。
【図５】２共振構造の音漏洩ＳＰＬ実験結果を示す図である。
【図６】接合部材変更による高周波音漏洩ＳＰＬ実験結果を示す図である。
【図７】（ａ）〜（ｄ）は本発明の実施の形態による生体伝導アクチュエータの構造の変形例を夫々示す図である。
【図８】従来技術による縦構造生体伝導アクチーエータを示す図で、（ａ）は正面図，（ｂ）は平面半断面図，（ｃ）は（ｂ）のＣ−Ｃ線断面図、（ｄ）は（ｂ）のＤ−Ｄ線断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１    通信信号伝達部
２    音声入力部
３    ワイヤー
４    粘弾性体
５    ギャップ
６    防振材
７    外部カバー
８    螺旋ばね
９    樹脂状のばね
１０，２０，３０，４０，５０    生体伝導アクチュエータ
１１    樹脂状のプレート
１２    防振効果をもつ材料
１３    ポアソン比の大きい材料
１４    配線
１５    弾性接着材
１６    マイク
１７    基板
１８    生体接触振動伝達部
１９    磁気回路
１９ａ    ヨーク
１９ｂ    マグネット（永久磁石）
１９ｃ    固定部材
２１    ベース
２２    生体接触振動伝達部カバー
２３    内部回路
２４    コイル
２５    固定部材
３１    支持部材
３２    固定部材
３３    金属ケース
１００    生体伝導アクチュエータ
１０１    通信信号伝達部
１０２    音声入力部
【図１】
2006212635.tif 000003
【図３】
2006212635.tif 000004
【図４】
2006212635.tif 000005
【図５】
2006212635.tif 000006
【図６】
2006212635.tif 000007
【図７】
2006212635.tif 000008
【図８】
2006212635.tif 000009
【図２】
2006212635.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成18年4月20日(2006.4.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作者の手首、手、手掌背面部、指、あるいは爪先に接触して通信信号の伝達を行う通信信号伝達部と、
音声入力部と、
外部に支持されるための２本のばね性を持ったワイヤーとを具備し、
前記通信信号伝達部以外の生体接触部分において、防振効果をもつ材料を使用することを特徴とする生体伝導アクチュエータ。
【請求項２】
外部カバーと、
操作者の手首、手、手掌背面部、指、あるいは爪先に接触して通信信号の伝達を行うように構成されており、前記外部カバーによって覆われている通信信号伝達部と、
前記外部カバー内の前記通信信号伝達部に隣接して設けられている音声入力部と、
前記生体伝導アクチュエータの本体を支持するばね性を持った２本のワイヤーとを備えていることを特徴とする生体伝導アクチュエータ。
【請求項３】
前記通信信号伝達部以外の生体接触部分において、防振効果をもつ材料をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の生体伝導アクチュエータ。
【請求項４】
外部カバーと、
操作者の手首、手、手掌背面部、指、あるいは爪先に接触して通信信号の伝達を行うように構成されており、前記外部カバーによって覆われている通信信号伝達部と、
前記外部カバー内の前記通信信号伝達部に隣接して設けられている音声入力部と、
前記通信信号伝達部以外の生体接触部分において、防振効果をもつ材料とを備えることを特徴とする生体伝導アクチュエータ。
【請求項５】
前記生体伝導アクチュエータの本体を支持するばね性を持った２本のワイヤーとを備えていることを特徴とする請求項４に記載の生体伝導アクチュエータ。