(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
人間の頭部に装着して用いる聴力模擬装置において、
人間の左耳に装着され、左耳を周囲環境音から実質的に遮断し、その外部に周囲環境音を拾うための左マイクロホンを備え、その内部に左スピーカを備えた左耳装着体と、
人間の右耳に装着され、右耳を周囲環境音から実質的に遮断し、その外部に周囲環境音を拾うための右マイクロホンを備え、その内部に右スピーカを備えた右耳装着体と、
前記左マイクロホンが出力する左音響信号に対して特定の聴力特性を摸擬した信号処理を施す左信号処理手段と、
前記左信号処理手段によって信号処理を施された音響信号によって前記左スピーカから音を発生させる左アンプ手段と、
前記右マイクロホンが出力する右音響信号に対して特定の聴力特性を摸擬した信号処理を施す右信号処理手段と、
前記右信号処理手段によって信号処理を施された音響信号によって前記右スピーカから音を発生させる右アンプ手段と、
を備えたことを特徴とする聴力摸擬装置。
【請求項２】
前記左信号処理手段及び前記右信号処理手段の各々は、フィルタ回路から成ることを特徴とする請求項１に記載の聴力模擬装置。
【請求項３】
前記左耳装着体と前記右耳装着体とを連結するとともに人間の頭部に装着可能な連結手段を有することを特徴とする請求項１に記載の聴力摸擬装置。
【請求項４】
前記左耳装着体及び前記右耳装着体の各々は、耳を収容して覆う形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の聴力模擬装置。
【請求項５】
前記左信号処理手段及び前記右信号処理手段の各々は、環境騒音を摸擬したノイズ信号を発生してそれぞれ前記左音響信号及び前記右音響信号に混合するためのノイズ発生手段をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の聴力摸擬装置。
【請求項６】
前記左音響信号に対して前記左耳装着体の遮音特性を打ち消すような補正で信号処理を施す左補正特性手段と、
前記右音響信号に対して前記右耳装着体の遮音特性を打ち消すような補正で信号処理を施す右補正特性手段と、
前記左音響信号及び前記右音響信号を、それぞれ、前記左信号処理手段及び前記右信号処理手段と、前記左補正特性手段及び前記右補正特性手段との間で、切り替えて供給する切換え手段と、
をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の聴力摸擬装置。
【請求項７】
前記フィルタ回路を、前記聴力模擬装置に着脱可能にしてあることを特徴とする請求項２記載の聴力摸擬装置。
【請求項８】
前記特定の聴力特性は、高齢者の耳の聴力特性であることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項記載の聴力摸擬装置。
【請求項９】
前記特定の聴力特性は、特定の年代の高齢者の聴力特性であることを特徴とする請求項８に記載の聴力模擬装置。
【請求項１０】
前記フィルタ回路は、ディジタル信号プロセッサ及びメモリを有するディジタルフィルタで構成されており、前記聴力特性を、前記聴力摸擬装置に接続した情報処理装置によって調整可能にしてあることを特徴とする請求項１に記載の聴力摸擬装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、聴力摸擬装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
加齢に伴う身体の変化、例えば、視力の低下や脚力の低下を擬似的に体験して、福祉や介護又はその他のサービス産業に役立てるようなシステムがある。このような体験を「インスタントシニア」という。公共の施設等の中には、このインスタントシニアのための器具や装置を提供しているところがある。このような施設では、視力低下のインスタントシニアとして、視野を規制しためがねを着用させたり、白内障等の視力障害の影響を体験するために色付きのめがねを着用させている。また、脚力低下のインスタントシニアとして、ばね入りのサポータを膝に着用したり身体に錘を付けることで、関節の動き規制させている。このような用具や器具を着用して駅や道路を歩くことによって、高齢者の身体の状態を体験することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のインスタントシニアでは、加齢に伴う聴力の低下を適切に体験できるようなシステムはなかった。特に、ウエラブルな状態（身に付けて移動可能な状態）で駅や道路を歩くことで、高齢者や障害者が音声情報を知覚し、聴力低下による問題点がどこにあるかを模擬的に体験できるような器具や装置はなかった。
【０００４】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、聴力模擬装置を頭部に装着した状態で駅や道路を歩くことで、高齢者や障害者が音声情報を知覚し、聴力低下による問題点がどこにあるかを模擬的に体験できるような聴力摸擬装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の聴力摸擬装置は、上記目的を達成するため、人間の頭部に装着して用いる聴力模擬装置において、人間の左耳に装着され、左耳を周囲環境音から実質的に遮断し、その外部に周囲環境音を拾うための左マイクロホンを備え、その内部に左スピーカを備えた左耳装着体と、人間の右耳に装着され、右耳を周囲環境音から実質的に遮断し、その外部に周囲環境音を拾うための右マイクロホンを備え、その内部に右スピーカを備えた右耳装着体と、前記左マイクロホンが出力する左音響信号に対して特定の聴力特性を摸擬した信号処理を施す左信号処理手段と、前記左信号処理手段によって信号処理を施された音響信号によって前記左スピーカから音を発生させる左アンプ手段と、前記右マイクロホンが出力する右音響信号に対して特定の聴力特性を摸擬した信号処理を施す右信号処理手段と、前記右信号処理手段によって信号処理を施された音響信号によって前記右スピーカから音を発生させる右アンプ手段とを備えたことを特徴とする。
【０００６】
また、本発明は、前記左信号処理手段及び前記右信号処理手段の各々が、フィルタ回路から成ることを特徴とする。
また、本発明は、前記左耳装着体と前記右耳装着体とを連結するとともに人間の頭部に装着可能な連結手段を有することを特徴とする。
また、本発明は、前記左耳装着体及び前記右耳装着体の各々が、耳を収容して覆う形状に形成されていることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明は、前記左信号処理手段及び前記右信号処理手段の各々が、環境騒音を摸擬したノイズ信号を発生してそれぞれ前記左音響信号及び前記右音響信号に混合するためのノイズ発生手段をさらに有することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、前記左音響信号に対して前記左耳装着体の遮音特性を打ち消すような補正で信号処理を施す左補正特性手段と、前記右音響信号に対して前記右耳装着体の遮音特性を打ち消すような補正で信号処理を施す右補正特性手段と、前記左音響信号及び前記右音響信号を、それぞれ、前記左信号処理手段及び前記右信号処理手段と、前記左補正特性手段及び前記右補正特性手段との間で、切り替えて供給する切換え手段とをさらに有することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、前記フィルタ回路を、前記聴力模擬装置に着脱可能にしてあることを特徴とする。
また、本発明は、前記特定の聴力特性が、高齢者の耳の聴力特性であることを特徴とする。
また、本発明は、前記特定の聴力特性が、特定の年代の高齢者の聴力特性であることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、前記フィルタ回路が、ディジタル信号プロセッサ及びメモリを有するディジタルフィルタで構成されており、前記聴力特性を前記聴力摸擬装置に接続した情報処理装置によって調整可能にしてあることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による実施の形態１〜実施の形態５を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、各実施の形態に共通する聴力摸擬装置１００の概略的な構造を示す断面図である。図１に示す聴力摸擬装置１００は、耳を周囲騒音から実質的に遮断するように構成された左耳用と右耳用の２つの耳装着体１０１と、それら２つの耳装着体１０１を連結する連結部１０２（連結手段）とで構成されている。連結部１０２は、向かい合った２つの耳装着体１０１同士を接近させる方向にばね力を有する構造になっている。また、図には示していないが、各耳装着体１０１の内側には柔らかいゴムや発泡性樹脂等からなる弾性部材が設けられている。すなわち、この聴力摸擬装置１００は、人間の頭部に装着して両方の耳を耳装着体１０１に収容可能なウエラブルな構造であり、オーディオ試聴に使用するヘッドフォン型の構造になっている。もっとも、聴力摸擬装置１００の構造はヘッドフォン型に限定するものではなく、各耳装着体１０１が耳を覆える形状であればよく、例えばイアマフ形状でもよい。
【００１２】
各耳装着体１０１の下部付近には聴力摸擬回路部１が設けられ、各耳装着体１０１の内部にはスピーカ２が設けられている（従って、左耳装着体の内部には左スピーカが設けられており、右耳装着体の内部には右スピーカが設けられている）。また、連結部１０２の上部には、乾電池又は充電電池等からなる電池３を収容できるようになっている。また、各耳装着体１０１の外部の、各聴力摸擬回路部１の外側には、周囲環境音を拾うためのマイクロホン（以下、マイクと略称する）１１が設けられている（従って、左耳装着体の外部には左マイクロホンが設けられており、右耳装着体の外部には右マイクロホンが設けられている）。
なお、図には示していないが、各耳装着体１０１における聴力摸擬回路部１とスピーカ２とは電気的に接続され、収容された電池３から２つの聴力摸擬回路部１に電源を供給する電源ラインが設けられている。
【００１３】
図２は、図１の聴力摸擬装置１００を人間の頭部に装着した状態での耳装着体１０１の拡大した断面図である。耳装着体１０１の遮音特性は高いほど好都合であるが、高齢者の聴力検査の実測結果によれば、インスタントシニア用としては、５００Ｈｚで２０ｄＢ程度の遮音特性が得られる材料であれば十分である。例えば、アルミ等からなる軽金属、プラスティック等からなる樹脂、石膏等の遮音材が利用できる。さらに、耳装着体１０１の内側には、フェルト等の布、アルミ繊維の焼成集結材、スポンジ等の多孔質材からなる吸音材１０３が設けられ、５００Ｈｚで２０ｄＢ程度の遮音特性を確保するとともに、スピーカ２の不要な反射音等が耳１０４に聞こえないように吸音する。
【００１４】
この吸音材１０３の効果を含む耳装着体１０１の遮音性能は、概略、１オクターブあたり５ｄＢ上昇する右肩上がりの直線状の特性を示す。ただし、吸音材１０３の吸音特性が多孔質材の特徴である右肩上がりとならない場合は異なる傾向となる。仮に吸音材１０３の効果を含めて５００Ｈｚで２０ｄＢの遮音特性の耳装着体１０１を使用する場合には、１ｋＨｚでは２５ｄＢ、２ｋＨｚでは３０ｄＢ、４ｋＨｚでは３５ｄＢに吸音材１０３の効果を加えた遮音特性を期待することができる。この場合の耳装着体１０１の材料としては、２．５ｍｍのアルミ、０．５ｍｍの鉛、１０ｍｍの石膏、３ｍｍのガラス等からなる単一素材、又は各種の素材の複合で構成される。
なお、この場合の耳装着体１０１の構造は、遮音特性を確保する観点からは密閉型が好ましいが、高齢者の聴力検査の実測結果に則した構造であれば、オープンエア型でもよい。また、耳へ挿入することにより、十分な遮蔽効果が得られる場合には、挿入するタイプとしても良い。
【００１５】
実施の形態１．
図３は、実施の形態１において、図１の各耳装着体１０１に設けられた聴力摸擬回路部１の構成を示すブロック図である。マイク１１はフィルタ回路（イコライザともいう）１２（信号処理手段）に接続され、フィルタ回路１２はアンプ１３に接続され、アンプ１３はスピーカ２に接続されている。フィルタ回路１２の周波数特性は、高齢者の聴力特性を摸擬した特性になっている。すなわち、吸音材１０３を含めた耳装着体１０１の遮音特性とフィルタ回路１２の周波数特性とを調整して、高齢者の聴力検査の実測結果に則したインスタントシニア用の聴力摸擬特性を実現する。
【００１６】
図４は、オクターブバンド中心周波数［Ｈｚ］に対する高齢者の聴力レベル［ｄＢ］の実測平均値の一例を表す図である。このため、吸音材１０３を含めた耳装着体１０１の遮音特性とフィルタ回路１２の周波数特性とによって、聴力摸擬装置１００全体の聴力特性を図４の特性に摸擬する。ただし、左耳用の聴力摸擬装置１００における聴力摸擬特性と右耳用の聴力摸擬装置１００における聴力摸擬特性とは必ずしも同一の特性ではない。
図５は、オクターブバンド中心周波数［Ｈｚ］に対する高齢者の聴力レベルの左右差［ｄＢ］の実測例を表す図である。この図から明らかなように、高齢者の左右の聴力特性は同じではない場合が少なくない。このため、フィルタ回路１２の周波数特性も左用と右用とでは独立した特性で構成される。
【００１７】
アンプ１３は、この場合固定の増幅率に固定されている。インスタントシニア用としては、高齢者の聴力レベルの低下も重要な要素になるからである。高齢者は通常の健常者と比べて約２５ｄＢ程度小さな音を聞いていることになるので、ボリューム操作でアンプ１３の増幅率を変化させた場合には、このような高齢者の聴力レベルを体験できないからである。
【００１８】
図３において、マイク１１は、周囲環境音を拾って、即ち、周囲環境音の音圧を電気信号である音響信号に変換して、フィルタ回路１２に入力する。フィルタ回路１２は、この音響信号に対して周波数特性（すなわち、高齢者の聴力特性を摸擬した特定の聴力特性）に応じた信号処理を施して、アンプ１３に入力する。アンプ１３は、入力された音響信号を設定された増幅率で増幅するとともに、スピーカ２の入力インピーダンスとの整合をとるために所定の信号処理（インピーダンス変換）を行って、スピーカ２に供給する。したがって、スピーカ２は、あたかも周囲環境音を高齢者が聞いたかのような音を発生する。
【００１９】
以上のように、この実施の形態１によれば、周囲環境音に応じた音響信号に対して特定の聴力特性を摸擬した信号処理をフィルタ回路１２により施して、人間の左右の各耳を収容して周囲環境音から実質的に遮断する構造の各耳装着体１０１に保持された各スピーカ２から発音させるので、聴力模擬装置を頭部に装着した状態で駅や道路を歩くことで、高齢者や障害者が音声情報を知覚する上で、聴力低下による問題点がどこにあるかを模擬的に体験することができる。
【００２０】
実施の形態２．
図６は、実施の形態２において、図１の各耳装着体１０１に設けられた聴力摸擬回路部１の構成を示すブロック図である。図６において、フィルタ回路１２にはノイズジェネレータ１４（ノイズ発生手段）が接続されている。他の構成については、実施の形態１の構成とほぼ同じである。ただし、この場合には、ノイズジェネレータ１４で発生されるノイズ信号のみに対してフィルタ回路１２による信号処理を施し、マイク１１からの音響信号については、そのままアンプ１３に入力する。実際には、マイク１１からの音響信号に対して吸音材１０３を含めた耳装着体１０１の遮音特性を打ち消すような信号処理を行う。
【００２１】
以上のように、この実施の形態２によれば、聴力摸擬回路部１は、環境騒音を摸擬したノイズ信号を発生してフィルタ回路１２によって信号処理して音響信号に混合するためのノイズジェネレータ１４をさらに有するので、ノイズジェネレータ１４からのノイズ信号のみに対してフィルタ処理を施して外部からの音に応じた音響信号に加えることにより、聴力模擬装置を頭部に装着した状態で駅や道路を歩くことで、高齢者や障害者が環境騒音をどのように知覚するかを模擬的に体験できる。
【００２２】
実施の形態３．
図７は、実施の形態３において、図１の各耳装着体１０１に設けられた聴力摸擬回路部１の構成を示すブロック図である。図７には、図３における聴力摸擬回路部１にフィルタ回路１５（補正特性手段）及びスイッチ１６（切替手段）が追加されている。このフィルタ回路１５は、吸音材１０３を含めた耳装着体１０１の遮音特性とは逆特性の周波数特性、すなわち吸音材１０３を含めた耳装着体１０１の遮音特性を打ち消すように補正するための周波数特性をもっている。そして、スイッチ１６の切り替えによって、マイク１１からの音響信号がフィルタ回路１２又はフィルタ回路１５のいずれか一方に入力される。このスイッチ１６は、図１の聴力摸擬装置１００において容易に操作できる位置に取り付けられている。
【００２３】
いま、スイッチ１６を操作してマイク１１をフィルタ回路１２に接続した場合には、図３の聴力摸擬回路部１と同じ回路構成になり、実施の形態１と同様に、周囲環境音に応じたマイク１１からの音響信号に対して、特定の聴力特性を摸擬した信号処理をフィルタ回路１２により施して、人間の耳を収容可能し周囲環境音を遮断する構造の耳装着体１０１に保持されたスピーカ２から発音させる。
【００２４】
一方、スイッチ１６を操作してマイク１１をフィルタ回路１５に接続した場合には、マイク１１からの音響信号は、フィルタ回路１５で信号処理され、アンプ１３で増幅され、スピーカ２で発音されるが、フィルタ回路１５の周波数特性が吸音材１０３を含めた耳装着体１０１の遮音特性を打ち消す逆特性の周波数特性をもっているので、結局、スピーカ２からの音は周囲環境音と同じになる。すなわち、スイッチ１６を操作してマイク１１をフィルタ回路１５に接続した場合には、聴力摸擬装置１００を装着しているにもかかわらず、あたかも装着していなかのように、直接周囲環境音を聞くのと同じ状態が得られる。
【００２５】
以上のように、この実施の形態３によれば、マイク１１から入力される音響信号をスイッチ１６の操作に応じて、フィルタ回路１２又はフィルタ回路１５のいずれか一方に切り替えて供給するので、聴力模擬装置を頭部に装着した状態で駅や道路を歩くことで、高齢者や障害者が音声情報を知覚する場合と、通常の健常者が同じ音声情報を知覚する場合とを比較して模擬的に体験することができる。
【００２６】
実施の形態４．
図８は、実施の形態４において、図１の各耳装着体１０１に設けられた聴力摸擬回路部１の構成を示すブロック図である。実施の形態４の聴力摸擬装置１００に用いるフィルタ回路１７は、装置内に着脱可能に装着される。このため、図８に示すように、２つのコネクタ１８，１９が聴力摸擬回路部１に設けられている。他の構成については、実施の形態３における図３の構成と同じである。
【００２７】
以上のように、この実施の形態４によれば、高齢者や障害者が音声情報を知覚するための摸擬特性をもつフィルタ回路１２を着脱可能にしたので、例えば、高齢者の年代別、又は障害者の障害の程度に応じて、様々な摸擬特性をもつフィルタ回路１２を装着することにより、幅広いインスタントシニアの体験をすることができる。
【００２８】
実施の形態５．
図９は、実施の形態５において、図１の各耳装着体１０１に設けられた聴力摸擬回路部１の構成を示すブロック図である。この実施の形態５における聴力摸擬回路部１には、図７に示した実施の形態３の構成に、スイッチ２０及び外部と接続するコネクタ２１，２２が追加されている。フィルタ回路２０は、操作に応じてフィルタ回路１２からの音響信号又はフィルタ回路１５からの音響信号のいずれか一方をアンプ１３に入力する。他の構成については図７の構成とほぼ同じであるが、スイッチ１６及びスイッチ２０は、２系統の接点回路を有する単一のスイッチで構成されている。すなわち、スイッチ１６及びスイッチ２０の切り替えに応じて、マイク１１からの音響信号は、フィルタ回路１２又はフィルタ回路１５のいずれか一方で信号処理されて、アンプ１３に入力される。この点に関しては、図７に示した実施の形態３の動作と全く同じである。
【００２９】
ただし、実施の形態５においては、スイッチ１６及びスイッチ２０をフィルタ回路１５側に接続した状態では、フィルタ回路１２が聴力摸擬回路部１から電気的に切り離される。なお、実際には、スイッチ１６，２０に連動して電源を切り替えるための３系統の接点回路を有する単一のスイッチや電源と接続するためのコネクタがあるが、説明を簡便にするために省略する。また、フィルタ回路１２はディジタルフィルタで構成され、その内部にはプログラムによって信号処理を行う簡単なＤＳＰ（ディジタル信号プロセッサ）や、そのプログラムを記憶する書き換え可能なＲＯＭ等のメモリを有するが、このようなディジタルフィルタは周知であるので、詳細な説明は省略する。
【００３０】
フィルタ回路１２が聴力摸擬回路部１から電気的に切り離された状態においては、フィルタ回路１２に外部の装置を接続することが可能になる。
図１０は、図９の構成のフィルタ回路１２を備えた聴力摸擬装置１００を、インタフェース２００を介してパソコン３００（情報処理装置）の本体３０１に接続したシステムを示している。上記したように、フィルタ回路１２はＤＳＰ及びメモリを有するディジタルフィルタで構成されているので、パソコン３００のキーボードやマウス３０２の操作によって、フィルタ１２の周波数特性を調整することができる。例えば、図４に示した高齢者の聴力レベルの特性をディスプレイ３０３に表示して所望の特性に変更し、その変更した特性をフィルタ回路１２のメモリに書き込んで、聴力摸擬装置１００の摸擬特性を調整することができる。しかもこの場合、聴力摸擬装置１００の左右の摸擬特性を独立に調整することができる。
【００３１】
以上のように、この実施の形態５によれば、聴力摸擬装置１００とパソコン３００とを接続することにより、フィルタ回路１２の摸擬特性を調整することができる。
【００３２】
なお、上記各実施の形態においては、インスタントシニアを体験するような聴力摸擬装置について説明したが、騒音が高い空間で仕事をする作業者の難聴に対する保護と会話による意思疎通を同時に図るためにも、本発明による聴力摸擬装置を活用することができる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、聴力模擬装置を頭部に装着した状態で駅や道路を歩くことで、高齢者や障害者が音声情報を知覚し、聴力低下による問題点がどこにあるかを模擬的に体験できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による聴力摸擬装置の実施の形態における概略的な構造を示す断面図である。
【図２】  図１における耳装着体を拡大した断面図である。
【図３】  本発明の実施の形態１における聴力摸擬回路部の構成を示すブロック図である。
【図４】  高齢者の聴力レベルの実測平均値の一例を示す図である。
【図５】  高齢者の聴力レベルの左右差の実測値の例を示す図である。
【図６】  本発明の実施の形態２における聴力摸擬回路部の構成を示すブロック図である。
【図７】  本発明の実施の形態３における聴力摸擬回路部の構成を示すブロック図である。
【図８】  本発明の実施の形態４における聴力摸擬回路部の構成を示すブロック図である。
【図９】  本発明の実施の形態５における聴力摸擬回路部の構成を示すブロック図である。
【図１０】  本発明の実施の形態５における聴力摸擬装置の調整方法のシステムを示す図である。
【符号の説明】
１  聴力摸擬回路部
２  スピーカ
１１  マイクロホン
１２，１５，１７  フィルタ回路
１３  アンプ
１００  聴力摸擬装置
１０１  耳装着体
【図１】
0004104051.tif 000002
【図２】
0004104051.tif 000003
【図３】
0004104051.tif 000004
【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】
0004104051.tif 000010
【図１０】
0004104051.tif 000011