(57)【要約】【課題】  体に装着しても違和感がないイヤホン装置に、脈拍計や体温計を実装し、運動を妨げることなく、体調管理を行うことができるイヤホン装置を提供する。【解決手段】  イヤホン装置は、音響信号を拡声出力する音響スピーカ（３３）と、赤外線方式により人体の体温を検出する体温検出手段（３２）と、人体の血管を流れる血液の脈動を光学的に検出する脈拍検出手段（３１）との少なくとも二つをケース（２９）に収めて一体化したことを特徴とする。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
音響信号を拡声出力する音響スピーカと、赤外線方式により人体の体温を検出する体温検出手段と、人体の血管を流れる血液の脈動を光学的に検出する脈拍検出手段との少なくとも二つをケースに収めて一体化したことを特徴とするイヤホン装置。
【請求項２】
音響信号を振動に変換して出力する骨伝導スピーカと、赤外線方式により人体の体温を検出する体温検出手段と、人体の血管を流れる血液の脈動を光学的に検出する脈拍検出手段との少なくとも二つをケースに収めて一体化したことを特徴とするイヤホン装置。
【請求項３】
音響信号を拡声出力する音響スピーカと、赤外線方式により人体の体温を検出する体温検出手段と、人体の血管を流れる血液の脈動を光学的に検出する脈拍検出手段との少なくとも二つをワイヤーフレーム上に滑動可能に取り付けて一体化したことを特徴とするイヤホン装置。
【請求項４】
音響信号を振動に変換して出力する骨伝導スピーカと、赤外線方式により人体の体温を検出する体温検出手段と、人体の血管を流れる血液の脈動を光学的に検出する脈拍検出手段との少なくとも二つをワイヤーフレーム上に滑動可能に取り付けて一体化したことを特徴とするイヤホン装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イヤホン装置に関し、詳しくは、音声や音楽等の音源を聞くことができるとともに、体調管理にも資することができるイヤホン装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
周囲の雑音に影響されることなく、音声や音楽等の音源を聞くことができるイヤホン装置は、携帯型の音響装置やラジオ受信機などに多用されているが、それ以外にも、たとえば、補聴器、無線受信機、ゲーム機などの様々な機器にも使用されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
他方、近年、健康増進等の観点からスポーツジム等で汗を流す機会も増えつつあり、運動をしながら、脈拍（心拍ともいう。以下、脈拍で代表する。）や体温の変化をリアルタイムに管理したいという要求がある。この要求に応えるためには、脈拍計や体温計といった単体の計測具を体に取り付けなければならず、運動の妨げになるという不都合がある。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、体に装着しても違和感がないイヤホン装置に、脈拍計や体温計を実装し、運動を妨げることなく、体調管理を行うことができるイヤホン装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の発明は、音響信号を拡声出力する音響スピーカと、赤外線方式により人体の体温を検出する体温検出手段と、人体の血管を流れる血液の脈動を光学的に検出する脈拍検出手段との少なくとも二つをケースに収めて一体化したことを特徴とするイヤホン装置である。
請求項２記載の発明は、音響信号を振動に変換して出力する骨伝導スピーカと、赤外線方式により人体の体温を検出する体温検出手段と、人体の血管を流れる血液の脈動を光学的に検出する脈拍検出手段との少なくとも二つをケースに収めて一体化したことを特徴とするイヤホン装置である。
請求項３記載の発明は、音響信号を拡声出力する音響スピーカと、赤外線方式により人体の体温を検出する体温検出手段と、人体の血管を流れる血液の脈動を光学的に検出する脈拍検出手段との少なくとも二つをワイヤーフレーム上に滑動可能に取り付けて一体化したことを特徴とするイヤホン装置である。
請求項４記載の発明は、音響信号を振動に変換して出力する骨伝導スピーカと、赤外線方式により人体の体温を検出する体温検出手段と、人体の血管を流れる血液の脈動を光学的に検出する脈拍検出手段との少なくとも二つをワイヤーフレーム上に滑動可能に取り付けて一体化したことを特徴とするイヤホン装置である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明では、音響信号を拡声出力する音響スピーカ（または、音響信号を振動に変換して出力する骨伝導スピーカ）と、赤外線方式により人体の体温を検出する体温検出手段と、人体の血管を流れる血液の脈動を光学的に検出する脈拍検出手段との少なくとも二つを一体化したので、たとえば、スピーカと体温検出手段の二つ、又は、スピーカと脈拍検出手段の二つ、若しくは、スピーカと体温検出手段と脈拍検出手段の三つを一体化すれば、スピーカによって音声等を聞くことができるだけでなく、体温や脈拍といった体調管理も同時に行うことができる効果が得られ、たとえば、スポーツジム等における運動管理に用いてきわめて好適なものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明における様々な細部の特定ないし実例および数値や文字列その他の記号の例示は、本発明の思想を明瞭にするための、あくまでも参考であって、それらのすべてまたは一部によって本発明の思想が限定されないことは明らかである。また、周知の手法、周知の手順、周知のアーキテクチャおよび周知の回路構成等（以下「周知事項」）についてはその細部にわたる説明を避けるが、これも説明を簡潔にするためであって、これら周知事項のすべてまたは一部を意図的に排除するものではない。かかる周知事項は本発明の出願時点で当業者の知り得るところであるので、以下の説明に当然含まれている。
【０００８】
図１は、人体の耳部断面図である。この図において、人体の耳部は、外界から頭内部に向かって、外耳１、中耳２、内耳３及び聴神経４に分けられる。外耳１は耳たぶ５と耳穴６及び外耳道７を含み、中耳３は外耳道７の最深部の鼓膜８と耳小骨９を含む。また、内耳３は蝸牛１０を含み、聴神経４は蝸牛神経１１を含む。また、これらの外耳１、中耳２、内耳３及び聴神経４は、頭蓋骨１２、１３によって保護されており、それらの頭蓋骨１２、１３は皮膚１４、１５で覆われている。
【０００９】
このような構造の人体の耳部において、外界からの音は、耳穴６から外耳道７を通って鼓膜８に到達し、鼓膜８を振動させる。鼓膜８の振動は蝸牛１０で増幅され、この蝸牛１０につながる蝸牛神経１１を介して図示しない脳に伝達されることにより、音として知覚される。
【００１０】
本発明のイヤホン装置は、かかる構造の人体の耳部に適用されるものであり、以下、その詳細を説明する。
【００１１】
図２は、本発明に係るイヤホン装置の全体外観図である。イヤホン装置２０は、耳穴６に装着されるイヤホン部２１と、このイヤホン部２１にケーブル２２で接続される本体部２３とからなる。本体部２３は、特にそれに限定されないが、たとえば、携帯に適した形状のケース２４の一側面に電源スイッチ２５を配すると共に、その表面に体温表示部２６、脈拍表示部２７及びマイク部２８を配して構成されている。なお、この本体部２３には、必要に応じて、ケース２４の一側面に設けられた外部信号入力端子２４ａを介して、任意の外部音源からの外部信号を入力できるようになっている。
【００１２】
図３は、イヤホン部の一例の構成図である。この図において、イヤホン部２１は、主部２９と筒部３０とを、たとえば、プラスチック素材等で一体成形して構成されており、主部２９の内部に脈拍センサ３１、体温センサ３２、音響スピーカ３３及び信号分配部３４を実装している。
【００１３】
具体的には、脈拍センサ３１は、発光部３１ａと受光部３１ｂとを主部２９の人体の皮膚に接する部分に実装して構成されており、発光部３１ａからの光Ｐａを人体の皮膚に照射し、その皮膚からの反射光Ｐｂを受光部３１ｂで受光することにより、光学的に皮膚直下の血脈を検出して、その検出信号を信号線３１ｃを介して信号分配部３４に出力する。なお、信号分配部３４から発光部３１ａにつながる信号線３１ｄは、発光部３１ａを発光させるための駆動信号線である。
【００１４】
体温センサ３２は、筒部３０に形成された一端開放の中空孔３０ａの他端側（図面の右側）に装着されており、人体の外耳道７奥の鼓膜８の放射温度（赤外線Ｐｃによって放射される温度）を計測し、その検出信号を信号線３２ａを介して信号分配部３４に出力する。ここで、本実施形態における体温センサ３２は、いわゆる「赤外線式」の体温センサである。つまり、あらゆる物体（正確には−２７３度の絶対零度以上の物体）は、その表面から電磁波の一種の波長１μｍ〜１０００μｍの熱エネルギー波（赤外線）を放射しており、赤外線式の体温センサは、人体から放射される熱エネルギー波を、サーモバイル等のセンサで検出して体温を測定するというものである。ちなみに、鼓膜８の温度を測定する理由は、鼓膜８の温度は脇の下等の体表面温度に比べて、体深部（脳幹等）の温度に近く、しかも安定しているからである。
【００１５】
音響スピーカ３３は、筒部３０に形成された中空孔３０ａの分岐部３０ｂの奥に装着されており、信号線３３ａを介して信号分配部３４から送られてきた音響信号を拡声し、その拡声音波Ｐｄを分岐部３０ｂ及び中空孔３０ａを通して鼓膜８に届けるものである。
【００１６】
図４は、イヤホン部２１と本体部２３のブロック図である。この図において、本体部２３は、信号分配部３５、体温測定部３６、体温表示部２６、脈拍測定部３７、脈拍表示部２７、音響信号増幅部３８及びマイク部２８を備える。なお、これら各部（及びイヤホン部２１の各部）に電源を供給する電源部も備えるが、図面では省略している。
【００１７】
体温測定部３６は、イヤホン部２１で測定された体温信号（体温センサ３２からの信号）をケーブル２２及び信号分配部３５を介して取り込み、所要の温度体系（摂氏又は華氏）の値に変換して、温度表示部２６に出力する。脈拍測定部３７は、イヤホン部２１で測定された脈拍信号（脈拍センサ３１からの信号）をケーブル２２及び信号分配部３５を介して取り込み、所要の単位系（毎分当たりの心拍数）の値に変換して、脈拍表示部２７に出力する。
【００１８】
音響信号増幅部３８は、マイク２８で拾った音をそのまま増幅し、又は、雑音を除去してから増幅し、その増幅信号を、信号分配部３５及びケーブル２２を介して、イヤホン部２１に出力する。また、この音響信号増幅部３８には、必要に応じて外部音源からの信号も入力できるようになっており、外部音源からの信号が入力された場合、音響信号増幅部３８は、マイク２８からの信号の代わりに、外部音源からの信号を増幅してイヤホン部２１に出力するようになっている。したがって、このイヤホン装置２０は、マイク２８を使用することにより、いわゆる「補聴器」として利用できるばかりでなく、マイク２８の代わりに外部音源を使用することにより、たとえば、携帯型音響装置等のイヤホンとして、あるいは、スポーツジム等におけるインストラクターの指示音声の伝達用途などとしても幅広く利用することができる。
【００１９】
以上のとおり、本実施形態におけるイヤホン装置２０は、イヤホン部２１に脈拍センサ３１、体温センサ３２及び音響スピーカ３３を実装しているので、音声等を聞くことができるだけでなく、体温や脈拍といった体調管理も同時に行うことができる利点があり、たとえば、スポーツジム等における運動管理に用いてきわめて好適なものとすることができる。
【００２０】
なお、本発明は、以上の実施形態に限定されることなく、その技術思想の範囲において様々な変形例や発展例を包含することはもちろんであり、たとえば、以下のようにしてもよい。
【００２１】
図５は、他の実施形態を示す図である。この図において、先の実施形態と同一の構成要素には同じ符号を付してある。つまり、この図におけるイヤホン部２０も、脈拍センサ３１と体温センサ３２を備える点で先の実施形態と共通するが、音響スピーカ３３の代わりに骨伝導スピーカ３９を備えている点で相違する。
【００２２】
骨伝導スピーカ３３は、信号線３９ａを介して信号分配部３４から供給される音響信号に従って振動し、その振動Ｐｅを人体頭部の骨（図１の頭蓋骨１２又は１３参照）に伝えることにより、人間の脳に直接、音を知覚させるものである。
【００２３】
このように、音響スピーカ３３の代わりに骨伝導スピーカ３９を備えるようにしてもよい。骨伝導スピーカ３９は、音響スピーカ３３に比べて周囲の雑音の影響を受けにくいので、とりわけ、騒音の激しい場所での使用に好ましいものとすることができる。
【００２４】
また、以上の各実施形態では、一体型のイヤホン部２０の例を示したが、たとえば、以下のような別体型の構成であってもよい。
【００２５】
図６は、別体型のイヤホン部を示す図である。このイヤホン部４０は、耳たぶ４１に掛け渡されるワイヤーフレーム４２と、そのワイヤーフレーム４２の要所要所に移動可能に取り付けられた骨伝導スピーカ４３、体温センサ４４及び脈拍センサ４５を備える。
【００２６】
図７は、体温センサ４４の取り付け構造図である。なお、この図は、人体の頭部を上から見下ろした俯瞰図である。この図において、体温センサ４４は、先の実施形態と同様に「赤外線式」のものであり、外耳道７に差し込まれて用いられ、鼓膜８から放射される赤外線Ｐｃの強度（つまり、温度）を検出するものである。この体温センサ４４は、止め具４４ａ、４４ｂによってワイヤーフレーム４２の上を滑動できるようになっており、各人ごとの耳穴に合わせて体温センサ４４の位置を自在に調節できるようになっている。
【００２７】
図８は、脈拍センサ４５の取り付け構造図である。なお、この図は、人体の耳たぶ４１を厚み方向から見た図である。この図において、脈拍センサ４５は、先の実施形態と同様に、発光部４５ａと受光部４５ｂとからなり、発光部４５ａからの光Ｐａを耳たぶ４１に照射し、その透過光を受光部４５ｂで受光することにより、光学的に耳たぶ４１の内部の血脈を検出するというものである。上記の体温センサ４４と同様に、これらの発光部４５ａと受光部４５ｂも、止め具４５ｃ、４５ｄ、４５ｅ、４５ｆによってワイヤーフレーム４２の上を滑動できるようになっており、各人ごとの耳たぶ４１の形に合わせて、発光部４５ａと受光部４５ｂの位置を自在に調節できるようになっている。また、発光部４５ａと受光部４５ｂは、弾性部材４５ｇで互いに連結されており、この弾性部材４５ｇの弾性力によって適当な圧力で耳たぶ４１を挟み込むようになっている。なお、弾性部材４５ｇは、長さ又はその弾性力を調節できるようになっていることが望ましい。耳たぶ４１の厚みに個人差があるからである。
【００２８】
図９は、骨伝導スピーカ４３の取り付け構造図である。なお、この図も、人体の頭部を上から見下ろした俯瞰図である。この図において、骨伝導スピーカ４３は、先の実施形態と同様に、音響信号に従って振動し、その振動Ｐｅを人体頭部の骨（図１の頭蓋骨１２又は１３参照）に伝えることにより、人間の脳に直接、音を知覚させるものである。
【００２９】
骨伝導スピーカ４３には、この骨伝導スピーカ４３を頭部に押しつけるための弾性部材（たとえば、プラスチック製のアーム状部材又はバネ部材若しくはその他の弾性部材）４３ｃが取り付けられている。そして、この弾性部材４３ｃが、止め具４３ａ、４３ｂによってワイヤーフレーム４２の上を滑動できるようになっており、上記の体温センサ４４や脈拍センサ４５と同様に、各人ごとの耳たぶ４１の形に合わせて骨伝導スピーカ４３の位置を自在に調節できるようになっている。
【００３０】
なお、ワイヤーフレーム４２は、フレキシブルな素材で形成され、且つ、内部が中空になっており、その中空部分に骨伝導スピーカ４３、体温センサ４４及び脈拍センサ４５への信号線が収納されている。
【００３１】
このような別体型のイヤホン部４０であっても、そのイヤホン部４０に、脈拍センサ４５、体温センサ４４及び骨伝導スピーカ４３を実装することができるので、音声等を聞くことができるだけでなく、体温や脈拍といった体調管理も同時に行うことができるという利点が得られるから、たとえば、スポーツジム等における運動管理に用いてきわめて好適なものとすることができる。
【００３２】
また、ワイヤーフレーム４２の要所要所に、脈拍センサ４５、体温センサ４４及び骨伝導スピーカ４３を移動可能に取り付けられるので、個人差を吸収して、脈拍センサ４５、体温センサ４４及び骨伝導スピーカ４３の位置を調整することができる。なお、骨伝導スピーカ４３の代わりに音響スピーカを取り付けてもよい。この場合、音響スピーカの取り付け位置を耳穴付近とすべきことはもちろんである。
【００３３】
また、別体型のイヤホン部４０は、前記“一体型”のイヤホン部２０に比べて、脈拍センサ４５、体温センサ４４及び骨伝導スピーカ４３の大きさの影響を受けにくく、実装が容易で製品化しやすいというメリットもある。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】人体の耳部断面図である。
【図２】本発明に係るイヤホン装置（一体型）の全体外観図である。
【図３】一体型のイヤホン部の一例の構成図である。
【図４】一体型のイヤホン部２１と本体部２３のブロック図である。
【図５】一体型のイヤホン部の他の実施形態を示す図である。
【図６】別体型のイヤホン部を示す図である。
【図７】別体型の体温センサ４４の取り付け構造図である。
【図８】別体型の脈拍センサ４５の取り付け構造図である。
【図９】別体型の骨伝導スピーカ４３の取り付け構造図である。
【符号の説明】
【００３５】
２０  イヤホン装置
２９  主部（ケース）
３１  脈拍センサ（脈拍検出手段）
３２  体温センサ（体温検出手段）
３３  音響スピーカ
３９  骨伝導スピーカ
４２  ワイヤーフレーム
４３  骨伝導スピーカ
４４  体温センサ（体温検出手段）
４５  脈拍センサ（脈拍検出手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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