(57)【要約】 【課題】  軽量で装着が容易で使用者に負担を与えずに、騒音環境にあっても音声情報が明瞭に聴取できる受話装置を提供することを課題とする。【解決手段】  外耳道に挿入可能な管状部材２３を振動体２１に一体成形してイヤフォンを構成し、管状部材２３を介して、振動体２１の発生する音響振動を気導音と骨導音の両方で外耳道に伝達する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
音響振動を発生する振動体と中空部を有する管状部材とからなる受話装置であって、前記管状部材は、外耳道に挿入可能で且つ外耳道外部から外耳道への音の進入を遮断する形状を有し、前記振動体に固定されてなることを特徴とする受話装置。
【請求項２】
前記管状部材は、前記振動体が発生する前記音響振動を骨導音として外耳道に伝達し、且つ、前記振動体が発生する前記音響振動を前記管状部材の前記中空部を介して気導音として外耳道に伝達することを特徴とする請求項１に記載の受話装置。
【請求項３】
前記振動体を有機材料で被覆するとともに前記有機材料の一部が前記管状部材を形成してなることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の受話装置。
【請求項４】
前記振動体は圧電バイモルフ素子からなることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の受話装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、騒音の激しい環境においても音声信号を明瞭に聴取するのに適した受話装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、騒音の激しい環境で音声信号を聴取するための受話装置が種々開発されている。例えば、耳全体を覆い遮音するイヤーマフと、その内部に実装された電磁型のスピーカとで構成される受話装置等が提案されている。内部にスピーカを配置した一対のイヤーマフをヘッドバンドに取り付けて、さらにマイクロフォンをヘッドバンドに取り付けた装置を携帯電話機に接続することで、騒音下でも容易に携帯電話機による通話が可能なシステムも提案されている。このような受話装置は、特許文献１に開示されている。
【０００３】
また、イヤーマフと、イヤーマフの内部に取り付けられたスピーカと、イヤーマフの外側に配置された指向性マイクロフォンと、制御回路とからなる受話装置も提案されている。これは、前記指向性マイクロフォンが拾う周囲の騒音の状況に応じてフィルタリング制御を行うことで、騒音を減衰させて、使用者が相手と会話をする際に、会話を容易とするものである。このような受話装置は、特許文献２に開示されている。
【０００４】
さらに、例えば、ＭＲＩ装置の中のような高騒音下にいる被検者が、外部にいるオペレータと会話をするための受話装置も提案されている。この受話装置は、イヤーマフの内部に骨伝導スピーカと骨伝導マイクロフォンを実装し、耳を完全に塞いだ状態で気導音ではなく骨導音で会話をする受話装置である。
【０００５】
前記受話装置は、例えば、送話用の圧電素子からなる骨伝導マイクロフォンと、受話用の圧電素子からなる骨伝導スピーカとがヘッドフォン形の遮音用イヤーマフに組み込まれた構造を成す。このうち骨伝導マイクロフォンは、遮音用イヤーマフのイヤーパッドのほぼ中央部分、即ち、一般的な使用者の耳孔に対応する箇所に配置され、使用者が遮音用イヤーマフを装着したときに、骨伝導マイクロフォンの先端部が使用者の耳孔内に挿入され得るように構成されている。また、骨伝導スピーカは、上記イヤーパッドの内部の一般的な使用者の耳介周囲部分に対応する箇所に収められている。
【０００６】
この骨伝導マイクロフォン及び骨伝導スピーカは、遮音用イヤーマフ装着時に、使用者の頭部に直接、又は保護カバーやクッション材等からなる保護部材を介してその各作動面が接触するように組み込まれている。また、その接触の圧力は、遮音用イヤーマフの左右のハウジングを連結するヘッドバンドの材質や構造により設定されている。
【０００７】
前記受話装置に使用される骨伝導スピーカは、円板状の圧電バイモルフ素子の全周囲がエラストマー材で保持されている。圧電バイモルフ素子に電気音響信号を入力すると、撓みによる機械振動が生じる。この振動が伝達部材を介して振動体に伝達され、振動体が振動する構造となっている。エラストマー材は、ケースの内面に固着された支持部材に支持され、圧電バイモルフはケース内に収められ、振動体の表面はケースの外に位置するように配置されている。また、骨伝導マイクロフォンも同様の構成を成し、機械振動を電気音響信号に変換する機能を有している。このような受話装置は特許文献３に開示されている。
【０００８】
【特許文献１】登録実用新案第３０２３１１６号公報
【特許文献２】特願平８−５０９４７２号公報
【特許文献３】特開２００５−２４５５８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前述したように、騒音下において必要な情報のみを送受信する音声情報の伝達システムとして、遮音用イヤーマフとその内部に実装されたスピーカを使用する受話装置が各種提案されている。しかしながら、これらの受話装置には、重厚な遮音壁を有するイヤーマフが使用される。そのため重量が増すという問題点がある。また、この重量にさらにスピーカの重量も加わり、ますます重くなるので、使用者にとって、長時間に渡り装着することは、負担が大きいという問題点がある。
【００１０】
従って、本発明は、上記従来技術の問題点を解決することを課題とする。具体的には、長時間使用しても使用者は負担を感じることのない、音声情報が明瞭に聴取できる、軽量かつ装着が容易な受話装置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】
【００１１】
本発明は、前記従来技術の課題を解決するために、以下の手段を採用した。即ち、本発明による受話装置は、音響振動を発生する振動体と、音響振動を外耳道に導くために外耳道に挿入可能な形状とした管状部材とで構成し、前記管状部材は、耳栓として機能し、すなわち外部音を遮断し、振動体が発生する音響振動を気導音として聴覚神経に送り込む構成とするとともに、前記管状部材の音響振動を通じて外耳道の内壁近傍の軟骨に骨導音としても伝達する構成とすることをその要旨とする。      
【００１２】
本発明によれば、音響振動を発生する振動体と中空部を有する管状部材とからなる受話装置であって、前記管状部材は、外耳道に挿入可能で且つ外耳道外部から外耳道への音の進入を遮断する形状を有し、前記振動体に固定されてなることを特徴とする受話装置が得られる。
【００１３】
本発明による受話装置は、音響振動を発生して振動駆動源となる振動体に、中空部を有する管状部材を固定する。管状部材は、外耳道に挿入可能な形状とし、その外壁が外耳道の内壁に圧接する形状とする。従って、管状部材は外耳道外部から、すなわち使用者の周囲環境から、そこに存在する騒音や雑音等が外耳道へ侵入するのを防ぐ耳栓の機能も有する。振動体が発生した音響振動が管状部材に伝達されるようにするには、振動体と管状部材の間に振動板を設けても良く、振動体に直接管状部材を固定しても良い。固定には接着剤を用いるのが良い。
【００１４】
本発明によれば、前記管状部材は、前記振動体が発生する前記音響振動を骨導音として外耳道に伝達し、且つ、前記振動体が発生する前記音響振動を前記管状部材の前記中空部を介して気導音として外耳道に伝達することを特徴とする受話装置が得られる。
【００１５】
本発明による受話装置は、外見上はイヤフォンに似た形状を成すが、振動体の発生する音響振動が管状部材を介して２つの伝達経路で聴覚神経に伝達される点で大きく異なる。２つの伝達経路とは、すなわち、一つは、振動体の発生する音響振動が管状部材の中空部を経由して外耳道に伝わり聴覚神経に達する気導音であり、もう一つは、振動体の発生する音響振動が管状部材そのものに伝播し管状部材を振動させて外耳道内壁近傍の軟骨に伝搬して聴覚神経に達する骨導音である。
【００１６】
一般的なイヤフォンは耳に差し込む管状部材が耳栓の機能を有し、使用者にとっては負担が少ないが、遮音性が悪く、音声の伝搬経路は気導音のみである。周囲の騒音環境が１００ｄＢに近い状態においては、一般的なイヤフォンの構成では音声情報を聴取するには非常に困難であることが解った。この課題に対して鋭意検討した結果、気導音に適度の骨伝導音を混在させることにより、高騒音下でも音声情報が聞き取りやすいことを見いだし、本発明の構成としたものである。
【００１７】
本発明によれば、前記振動体を有機材料で被覆するとともに前記有機材料の一部が前記管状部材を形成してなることを特徴とする受話装置が得られる。本発明では、前記管状部材をシリコーンゴム、ウレタンゴム、その他の樹脂等の有機材料で形成したものを振動体に固定しても良いが、振動体をシリコーンゴム、ウレタンゴム、その他の樹脂等の有機材料で被覆すると同時に、前記有機材料の一部が前記管状部材を形成し、振動体と管状部材とが一体となるように構成するのが好ましい。
【００１８】
本発明によれば、前記振動体は圧電バイモルフ素子からなることを特徴とする受話装置が得られる。
【００１９】
本発明による受話装置に使用する振動体には、電磁力を利用する電磁スピーカを用いても良いが、消費電力や効率等を考慮すると、弾性板を介して圧電セラミックス板を２枚貼りあわせた構造を持つ圧電バイモルフ素子が適している。また、圧電セラミックス板は１枚の板状でもよいが、積層プロセスにより製造された圧電セラミックス内部に内部電極を有する積層圧電セラミックス板を使用しても良い。
【発明の効果】
【００２０】
前述の如く、本発明によれば、長時間使用しても使用者は負担を感じることのない、音声情報が明瞭に聴取できる、軽量かつ装着が容易な受話装置の提供が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明による受話装置は、音響振動を発生する振動体と、中空部を有する管状部材とで構成し、前記管状部材を外耳道に挿入可能な形状にして前記振動体に直接または間接的に固定する。
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２３】
図１は本発明の基本構成を示す断面図である。本発明によるの基本構成は振動体１１と振動板１２と中空部１４を有する管状部材１３とで構成する。管状部材１３は外耳道に挿入可能で、且つ外耳道と嵌合する形状にする。管状部材１３は振動板１２を介して振動体１１に機械的に結合させる。この結合には接着剤を使用して管状部材１３と振動板１２と振動体１１とを接着固定すれば良い。振動板１２は振動体１１の発生する音響振動を管状部材１３に伝えるとともに、中空部１４の空気を振動させる。
【００２４】
振動体１１が発生した音響振動は、それによって駆動される振動板１２を振動させる。さらに振動板１２が発生する振動は、２つの伝達経路で内耳の聴覚神経に伝達される。２つの伝達経路とは、すなわち、一つは管状部材１３の中空部１４の空気が振動することで気導音として外耳道に伝わり聴覚神経に達する経路であり、もう一つは管状部材１３を成す材料そのものが振動することで骨導音として外耳道内壁近傍の軟骨に伝搬して聴覚神経に達する経路である。
【００２５】
また、前記管状部材１３を外耳道に挿入することにより、前記管状部材１３は耳栓として機能し、外部環境にある騒音の外耳道への侵入を遮断する。
【００２６】
騒音が１００ｄＢに近い状況においては、前述の如く、気導音と適度の骨伝導音が適度に混ざった状態にすることで音が聞き取りやすくなるため、本発明による受話装置は、図１に示す構造とすることで気導音と骨導音の両方が得られる構成としている。また、本発明による受話装置は、従来外部環境にある騒音の進入を防ぐために必要であったイヤーマフの装着が不要となり、使用者にとって長時間使用しても疲れず、重量に対する負担が少ない受話装置としている。
【実施例１】
【００２７】
以下、具体的な例を挙げ、本発明の受話装置についてさらに詳しく説明する。
【００２８】
図２は、実施例による受話装置の斜視図である。図２に示す本実施例による受話装置は、振動体２１と、振動体２１を覆う被覆部２２と、中空部２４を有する管状部材２３とで構成した。
【００２９】
本実施例では、振動体２１には圧電バイモルフ素子を使用した。この圧電バイモルフ素子は、ＮＥＣトーキン株式会社製の圧電セラミックス（Ｎ１０材）を使用し、形状が２５ｍｍ×１０ｍｍ×０．３ｍｍの圧電セラミックス板の両面に銀電極ペーストを印刷し、大気中で４００〜５００℃の条件で２０〜４０分間の焼付けを行い、電極を形成し、前記電極間に室温で６００Ｖの直流を１０分間印加して分極処理を行い圧電セラミックス板とした。
【００３０】
次に、燐青銅板を使用し、形状が、３０ｍｍ×１０ｍｍ×０．２ｍｍの板をシム板として、このシム板の両面に、前記圧電セラミックス板をその分極方向を揃えて熱硬化型のエポキシ系接着剤を用いて加圧しながら接着して圧電バイモルフ素子とした。
【００３１】
さらに、図２に示すように、前記圧電バイモルフ素子をウレタンゴムで被覆し被覆部２２を形成するとともに、中空部２４を設けながら管状部材２３を被覆部２２の上面に形成した。具体的には、予め被覆部２２と管状部材２３の構造が形成できるような金型を作製し、この金型に圧電バイモルフ素子をセットしてウレタンゴムを流し込み、圧電バイモルフ素子を被覆する被覆部２２と管状部材２３を同時に形成した。
【００３２】
図３は、実施例による受話装置の断面図である。管状部材２３は外耳道に挿入できる形状を成し、本実施例では、外径の直径を約１０ｍｍとして端部にＲ部２５を設けて外耳道に挿入しやすい形状にした。圧電バイモルフ素子からなる振動体２１を被覆する被覆部２２の寸法は３２ｍｍ×１６ｍｍ×３ｍｍとした。
【００３３】
本実施例では、圧電バイモルフ素子を被覆する被覆部２２が前述の振動板の機能を兼ねるので、圧電バイモルフ素子からなる振動体２１の発生する振動は被覆部２２を介して管状部材２３に伝搬する。管状部材２３を外耳道に挿入することで、使用者は、管状部材２３に伝搬する振動を骨導音として聴取でき、また、管状部材２３の中空部２４を伝搬する音を気導音として聴取することができる。
【００３４】
図４は、実施例による受話装置の使用状態の説明図である。本実施例による受話装置は前述したように、管状部材２３を図４に示すように耳３１の外耳道に直接挿入して使用する。管状部材２３は、外部の騒音が外耳道へ侵入するのを遮断する耳栓として機能しながら、振動体が発する音響振動を気導音と骨導音の両方で使用者に伝達する。
【００３５】
本実施例による受話装置の圧電バイモルフ素子に５〜３０Ｖｒｍｓの電気音響信号を入力することで骨導音と気導音が適度の配分で音声信号として聴取できることが実際に確認できた。
【００３６】
本実施例において、被覆部２２の電気音響信号による屈曲振動は、管状部材が外耳道の内壁に接する部分からと、被覆部が外耳道入り口近傍の軟骨に接する部分から、それぞれ音響振動が骨導音として聴覚神経に伝搬する。また、被覆部の表面から放射される音響振動は気導音として、管状部材の中空部を介して外耳道から鼓膜に伝搬し、聴覚神経に伝搬するので、気導音と骨導音の両方が聴取可能となった。
【００３７】
尚、本実施例では、振動体として圧電バイモルフ素子を使用したが圧電ユニモルフを使用しても良い。また、本実施例では、圧電バイモルフ素子に単板の圧電セラミックス板を使用したが、積層プロセスによる圧電セラミックス内部に内部電極を有する積層圧電セラミックス板を使用しても良い。積層圧電セラミックス板を使用すると、駆動電圧を低下できるという利点がある。さらに、圧電バイモルフ素子に使用するシム板は燐青銅に限定されるものではなく、弾性を有する金属板や有機材料板等も使用できる。
【００３８】
上記の如く、本発明によれば、軽量で装着が容易で使用者に負担を与えずに騒音環境にあっても音声情報が明瞭に聴取できる受話装置の提供が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明による受話装置は、特に、騒音の激しい環境において音声信号を受信する受話装置として利用できるほか、オーディオ装置や携帯端末機器等の音声の受信に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の基本構成を示す断面図。
【図２】実施例による受話装置の斜視図。
【図３】実施例による受話装置の断面図。
【図４】実施例による受話装置の使用状態の説明図。
【符号の説明】
【００４１】
１１、２１    振動体
１２    振動板
１３、２３    管状部材
１４、２４    中空部
２２    被覆部
２５    Ｒ部
３１    耳
【図１】
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【図２】
2007228508.tif 000004
【図３】
2007228508.tif 000005
【図４】
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