(57)【要約】 【課題】  音質的に優れ、変換効率が高く、装着性のよい骨導あるいは軟骨導式のイヤフォンを提供すること。【解決手段】  矩形状の圧電振動体１２と、この圧電振動体１２を支持すると共に耳介の裏側及び側頭部に接触する支持伝達体１３と、耳介の正面に接する耳介接触リング１５と、支持伝達体１３及び耳介接触リング１５を繋ぐと共に装着時には弾性変形して支持伝達体１３及び耳介接触リング１５に耳介を挟む弾性力を加える弾性的連結部１４とを備えるイヤフォンである。また、圧電振動体１２は圧電バイモルフと可撓性物質を複合してなり、長手方向の端部で支持伝達体１３に支持されている。また、支持伝達体１３の本体は木質からなり、その表面は柔軟性を有する高分子材料で被覆されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電振動体と、前記圧電振動体を支持すると共に耳介の裏側及び側頭部に接触する支持伝達体と、装着時には外耳道入口部を閉塞せずに耳介の正面に圧接される耳介接触部と、前記支持伝達体及び耳介接触部を繋ぐと共に装着時には弾性変形して前記支持伝達体及び耳介接触部に耳介を挟む弾性力を加える弾性的連結部とを備えることを特徴とするイヤフォン。
【請求項２】
前記圧電振動体は圧電バイモルフと可撓性物質を複合してなることを特徴とする請求項１に記載のイヤフォン。
【請求項３】
前記圧電振動体は矩形板状であり長手方向端部で前記支持伝達体に支持されたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のイヤフォン。
【請求項４】
前記支持伝達体は木質からなることを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれかに記載のイヤフォン。
【請求項５】
前記支持伝達体は柔軟性を有する高分子材料で被覆されたことを特徴とする請求項４に記載のイヤフォン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人体頭部の骨導及び耳介の軟骨導による音声振動の伝達経路を利用したイヤフォンに関する。
【背景技術】
【０００２】
人体頭部の骨導を利用したスピーカ、イヤフォンあるいはヘッドフォンとしては種々の例が知られている。例えば、装着性に優れた骨導スピーカの例として、特許文献１に開示された技術がある。
【０００３】
骨導式受話器においては、外耳道、鼓膜を介する気導音による一般の受話器と比較して、人体頭部の骨組織を介して、中耳を介することなく、内耳に直接音声振動を伝達するので、気導音のＳ／Ｎ比が低下する状況での使用に適している。初期においては、中耳に障害のある状況での使用あるいは医療機器としての使用が主であったが、現在においては骨導経路の音響特性に着目した受話器の開発が進展している。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−６４４５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の骨導イヤフォンあるいはスピーカにおいては、周波数特性などの音質面、電気信号から音声振動への変換効率あるいは頭部への装着性などの点で、すべてを満たすものはなく、実用面で問題があった。
【０００６】
この状況にあって、本発明は、音質的に優れ、変換効率が高く、装着性のよい骨導あるいは軟骨導式のイヤフォンを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、変換効率に優れる圧電振動体を用いると共に可撓性物質で被覆することにより、周波数特性とＱを改善し、その圧電振動体を直接人体と接触させるのではなく、間に音響インピーダンスの整合をもたらす支持伝達手段を設けることによってなされた。
【０００８】
第１の発明のイヤフォンは、圧電振動体と、前記圧電振動体を支持すると共に耳介の裏側及び側頭部に接触する支持伝達体と、装着時には外耳道入口部を閉塞せずに耳介の正面に圧接される耳介接触部と、前記支持伝達体及び耳介接触部を繋ぐと共に装着時には弾性変形して前記支持伝達体及び耳介接触部に耳介を挟む弾性力を加える弾性的連結部とを備えることを特徴とする。
【０００９】
第２の発明は、前記圧電振動体が圧電バイモルフと可撓性物質を複合してなることを特徴とする、第１の発明のイヤフォンである。
【００１０】
第３の発明は、前記圧電振動体は矩形板状であり長手方向端部で前記支持伝達体に支持されたことを特徴とする、第１又は第２の発明のイヤフォンである。
【００１１】
第４の発明は、前記支持伝達体が木質からなることを特徴とする、第１から第３のいずれかのイヤフォンである。
【００１２】
第５の発明は、前記支持伝達体が柔軟性を有する高分子材料で被覆されたことを特徴とする、第４の発明のイヤフォンである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明では、電気信号から音声振動への変換器として、圧電振動体を用いたので、変換効率すなわち能率が高い。
【００１４】
また、圧電振動体を支持すると共に耳介の裏側及び側頭部に接触する支持伝達体を備えたので、圧電振動体を効率よく駆動でき、発生した音声振動を有効に骨組織及び軟骨組織に伝えることができる。さらに、骨導及び軟骨導の両ルートを利用した結果、快適な聴感が得られる。
【００１５】
また、耳介の正面に接触し外耳道入口部を閉塞しない耳介接触部と、この耳介接触部及び支持伝達体を繋ぐと共に装着時には弾性変形して耳介接触部及び支持伝達体に耳介を挟む弾性力を加える弾性的連結部とを備えたので、装着性がよく、耳閉感がない。
【００１６】
また、圧電バイモルフと可撓性物質を複合して圧電振動体を構成することにより、周波数特性とＱを最適化することができる。
【００１７】
そして、圧電振動体を長手方向の端部で支持することによって、効率のよい駆動ができる。
【００１８】
すなわち、本発明によれば、音質的に優れ、変換効率が高く、装着性のよい骨導あるいは軟骨導式のイヤフォンを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の実施の形態１のイヤフォンが左耳に装着された状態を示す正面図であり、１１は耳介（耳殻）、１２は矩形板状の圧電振動体、１３は支持伝達体、１４は弾性的連結部、１５は耳介接触リングである。図２はこのイヤフォンの斜視図であり、１６は支持部、１７は接続コードを示す。矩形板状の圧電振動体１２は支持伝達体１３の矩形の切り欠きの内側に配置され、長手方向の端部で、支持部１６によって支持されている。この支持部１６を通して、圧電振動体１２で発生された音声振動が伝達され、図１のように、耳介１１の軟骨及びその後の乳様突起部の骨組織に伝わる。ところで、耳介接触リング１５のリング部分は耳介の正面から耳介１１に圧接されるが、外耳道入口部を覆うことはないので、耳閉感はない。
【００２０】
このように本発明の圧電振動体１２は直接に人体に接するのではなく、その支持伝達体１３が耳介の軟骨組織及び側頭部の骨組織に皮膚を通して接するようにした。その結果、接触界面での音響インピーダンスの整合性が改善され、圧電振動体１２には最適の負荷が与えられた。  
【００２１】
その圧電振動体１２の長手方向の断面図を図３（ａ）に、外観斜視図を図３（ｂ）に示す。３２は金属弾性板からなるシム、３３は圧電セラミック板、３４は可撓性物質よりなる被覆層である。図３（ａ）で紙面の左右方向が長手方向となる矩形板状の圧電バイモルフである。片方の圧電セラミック板が長手方向に伸張するとき、他方は長手方向に収縮するように、電圧が印加されて、バイモルフ振動が発生する。
【００２２】
圧電セラミック板３３は主に圧電の横効果を使用して長手方向の変位（図３（ａ）の紙面では左右方向の変位）を発生するものである。圧電セラミック板３３は矩形で厚み方向に分極されており、上下面に印加される電気信号に応じて伸縮の変形を生ずる。また、厚み方向に積層した構成で、一層毎に電極を二つのグループに分けて層毎に分極と電圧印加が出来る構成を取ると駆動電圧を大幅に低減出来る利点がある。なお、電気的な結線類は図から省略してある。
【００２３】
その作製方法を説明する。２枚の圧電セラミック板３３にはＮＥＣトーキン製圧電セラミックス（商品名ネペック１０）を用い、その寸法は、長さ３２ｍｍ、幅８ｍｍ、厚さ０．１５ｍｍである。また、シム３２は厚さ５０μｍの真鍮製であり、その長さと幅は圧電セラミック板３３とほぼ同寸法である。これらをエポキシ系接着剤で貼り合わせ 、圧電セラミック板３３の外側の主面には電極（図示省略）を設け、この電極とシムからリード線を引き出した。
【００２４】
次に、真鍮製の金型を用いて圧電バイモルフの全面に液状ウレタンゴムを流し込み、硬化処理により、厚さ方向の二面には約１．５ｍｍの厚さで被覆層を形成した。この被覆層の厚さによって共振周波数と振動体のＱを調節する。また、このとき、１枚の圧電セラミック板３３を複数層で形成して、それぞれに電極を設けると、その分、駆動電圧を下げることができる。
【００２５】
このようにして得た圧電振動体１２を木製の支持伝達体１３の切り欠きの内側（図２参照）に配設して、長手方向の端部で接合固定し、さらに弾性連結部１４を介して耳介接触リング１５を接続して、本実施の形態のイヤフォンを得た。また支持伝達体１３の表面はウレタンゴムで被覆して、皮膚への装着感を改善した。このとき、その厚さを加減することによって、音質を調整できる。なお、本実施の形態では弾性的連結部１４及び耳介接触リング１５はウレタンゴムで作製したが、内部に金属製の弾性材を用いて、剛性を高めてもよい。
【００２６】
次に、耳介接触リングに代えて他の耳介正面接触部を備えたイヤフォンの実施の形態を図５に基づいて説明する。
【００２７】
図５（ａ）は穴あき楕円板１５１を耳介正面接触部とする実施の形態２のイヤフォンを示す斜視図であり、図５（ｂ）はメッシュ状楕円板１５２を耳介正面接触部とする実施の形態３のイヤフォンを示す斜視図であり、図５（ｃ）は円弧状の耳介正面接触部１５３を持つ実施の形態４のイヤフォンを示す斜視図である。いずれの耳介接触部を用いても、外耳道入口部を閉塞することなく装着することが可能であり、耳閉感のない聴感が得られる。
【００２８】
引き続き、他の実施の形態を説明する。図４は、本発明の実施の形態５の２チャンネル用イヤフォンの斜視図であり、４７は接続コードである。実施の形態１のイヤフォンを２個用い、電気的に結線してなる。これによって立体的な聴感を得ることができる。なお、図５のイヤフォンを用いてもよいことは明らかである。
【００２９】
以上の実施の形態では、圧電振動体としては矩形板状の圧電バイモルフを用いたが、圧電ユニモルフの使用も可能であり、形状も矩形板状に限らず、円形、楕円形状あるいは多角形状の一般の圧電振動体であってよい。さらに、圧電振動体と支持伝達体の連結支持部は、圧電振動体の長手方向端部に限らず、中央部で連結支持することも、また一点で連結することも可能である。
【００３０】
支持伝達体の材質についても、以上の実施の形態では、木製であったが、その全体を高分子材料で構成することもできる。そのときには、音声振動の伝達において損失の小さい材質を用いる必要がある。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明のイヤフォンが左耳に装着された状態を示す正面図。
【図２】本発明の実施の形態１のイヤフォンを示す斜視図。
【図３】本発明の圧電振動体を示し、図３（ａ）はその長手方向の断面図、図３（ｂ）はその外観斜視図。
【図４】本発明の２チャンネル用イヤフォンの斜視図。
【図５】本発明における他の実施の形態のイヤフォンを示し、図５（ａ）は実施の形態２のイヤフォンを示す斜視図、図５（ｂ）は実施の形態３のイヤフォンを示す斜視図、図５（ｃ）は実施の形態４のイヤフォンを示す斜視図。
【符号の説明】
【００３２】
１１    耳介
１２    圧電振動体
１３    支持伝達体
１４    弾性的連結部
１５    耳介接触リング
１６    支持部
１７，４７    接続コード
３２    シム
３３    圧電セラミック板
３４    被覆層
１５１    穴あき楕円板
１５２    メッシュ状楕円板
１５３    円弧状の耳介正面接触部
【図１】
2005328125.tif 000003
【図２】
2005328125.tif 000004
【図３】
2005328125.tif 000005
【図４】
2005328125.tif 000006
【図５】
2005328125.tif 000007