(57)【要約】【課題】小型・軽量で、装着感が極めて良好で、高騒音下においても高い聴取性能を発揮する新規なイヤホンを提供する。【解決手段】このイヤホン１は、シリコーン１２をそのイヤホン使用者の外耳道に注入し固まらせることによって成型された耳栓体２と、耳栓体２に埋設された振動体３と、振動体３を振動させる音響振動発生素子４と、を備えている。耳栓体２は、個々のイヤホン使用者の外耳道に良好にフィットし、外部からの騒音を遮断して外耳道内を静かな環境に保つ。音響振動発生素子４を駆動すると、振動体３の振動が耳栓体２を介して外耳道の内壁に伝わり、皮膚を通して外耳道周囲の骨に伝わる。耳栓体２が外耳道に良好にフィットしているので、振動体３から外耳道周囲の骨への振動の伝達効率が極めて高い。したがって、音響振動発生素子４を音声信号で駆動することにより、骨伝導によって音声を聞き取ることができる。【選択図】図２
2009055202.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
そのイヤホン使用者の外耳道にフィットするように使用者ごとに個別に成型された耳栓体と、
当該耳栓体に埋設された振動体と、
当該振動体を振動させる音響振動発生素子と、
を備えたことを特徴とするイヤホン。
【請求項２】
前記耳栓体は、エラストマ材料をそのイヤホン使用者の外耳道に注入し固まらせることによって成型された物である、請求項１のイヤホン。
【請求項３】
前記耳栓体は、外耳道に沿って貫通する音響孔を有し、
前記振動体は、当該音響孔に気密に挿入されている、請求項１または２のイヤホン。
【請求項４】
前記振動体は、前記音響孔の外側の開口端から内側の開口端の手前まで延在し、
前記音響振動発生素子は、当該振動体の外側端部に連結されている、請求項３のイヤホン。
【請求項５】
前記耳栓体は、前記音響孔となる空洞を有するチューブと当該チューブが気密に貫通しているエラストマ製のバルーンとからなる材料受容ユニットをイヤホン使用者の外耳道内に挿入した状態で当該バルーン内に前記エラストマ材料を注入してなる、請求項３または４のイヤホン。
【請求項６】
前記エラストマ材料がシリコーンである、請求項２、３、４または５のイヤホン。
【請求項７】
前記振動体が金属製の棒、筒または板である、請求項１、２、３、４、５または６のイヤホン。
【請求項８】
前記振動体が金属製の棒とコイルとの連結体または金属製の棒と筒との連結体である、請求項１、２、３、４、５または６のイヤホン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高騒音下での使用に適したイヤホン、特に、個々の使用者の外耳道に良好にフィットするように使用者ごとに個別に作成された耳栓体を有するイヤホンに関する。
【背景技術】
【０００２】
高騒音下で音声を聴き取りやすくするための装置として、スピーカを内蔵したイヤーマフ、周囲の雑音を消音するノイズキャンセル機能を備えたヘッドセットなどが知られている（特許文献１〜６）。
【０００３】
また、外耳道に挿入可能な耳栓を備えた骨伝導スピーカも知られている（特許文献７、８）。
【特許文献１】特開２００６−３３７９３９号公報
【特許文献２】特開平１０−２９４９８９号公報
【特許文献３】特開平９−３７３８０号公報
【特許文献４】特開平８−７０４９３号公報
【特許文献５】特開平７−３０３１３５号公報
【特許文献６】登録実用新案第３０２３１１６号公報
【特許文献７】特開２００２−１６５９３８号公報
【特許文献８】特開２００６−２１１３１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
イヤーマフやヘッドセットは、寸法が大きく重量が重いため、長時間の装着には適さない。
【０００５】
耳栓を備えた骨伝導スピーカは、小型・軽量化が可能であるが、耳栓部分の形状・寸法が画一的であるため、個々の使用者の外耳道に必ずしもフィットするとは限らない。このため、装着感が悪いという問題や、騒音に対する防音効果の不足により、高騒音下では骨伝導音が聞き取り難くなるという問題がある。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、小型・軽量で、装着感が極めて良好であり、高騒音下においても高い聴取性能を発揮する新規なイヤホンを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のイヤホンは、そのイヤホン使用者の外耳道にフィット（適合、ぴったりと嵌合）するように使用者ごとに個別に成型された耳栓体と、当該耳栓体に埋設された振動体と、当該振動体を振動させる音響振動発生素子と、を備え、当該振動体の振動が当該耳栓体を介して外耳道の内壁に伝わるように構成した。「そのイヤホン使用者の外耳道にフィットする」とは、イヤホン装着時にそのイヤホン使用者の体外に露出する部分を除くその外面（ニップル部分の先端部を除く）の全体（ニップル部分のほぼ全体）がイヤホン装着時にそのイヤホン使用者の外耳道の内壁に気密に接した状態になるという意味である。
【０００８】
このイヤホンの耳栓体は、そのイヤホン使用者の外耳道にフィットするように使用者ごとに個別に成型された特製品であるので、個々のイヤホン使用者の外耳道に良好にフィットする。すなわち、耳栓体が外耳道の内壁に気密に接して外耳道を塞ぐ。したがって、この耳栓体を装着することにより、装着者の外耳道内を外部からの騒音を高効率に遮断した静かな環境に保つことができる。
【０００９】
一方、この耳栓体を装着した状態で、振動体を振動させると、すなわち音響振動発生素子を駆動して振動体に音響振動を印加すると、振動体の振動が耳栓体を構成しているエラストマを介して外耳道の内壁に伝わり、その周囲の骨に伝わる。耳栓体が外耳道の内壁に良好にフィットしているので、振動体から外耳道周囲の骨への振動の伝達効率が極めて高い。したがって、音響振動発生素子を音声信号で駆動することにより、音声を骨伝導によって聞き取ることができる。
【００１０】
したがって、このイヤホンによれば、装着者の外耳道内を外部からの騒音を高効率に遮断した静かな環境に保ちつつ、外耳道内にて振動体を振動させてその周囲の骨に音響振動を極めて高効率に伝えることができるので、音声を極めて明瞭に聞き取ることができる。
【００１１】
本発明のイヤホンにおいて、前記耳栓体は、エラストマ材料をそのイヤホン使用者の外耳道に注入し固まらせることによって成型された物であることが望ましい。
【００１２】
前記耳栓体は、外耳道に沿って貫通する音響孔を有し、前記振動体は、当該音響孔に気密に挿入されていることが望ましい。
【００１３】
前記振動体は、前記音響孔の外側の開口端から内側の開口端の手前（内側の開口端の近傍または音響孔の中間部）まで延在し、前記音響振動発生素子は、当該振動体の外側端部に連結されていることが望ましい。
【００１４】
前記耳栓体は、前記音響孔となる空洞を有するチューブと当該チューブが気密に貫通しているエラストマ製（ゴム製）のバルーンとからなる材料受容ユニットをイヤホン使用者の外耳道内に挿入した状態で当該バルーン内に前記エラストマ材料を注入してなることが望ましい。
【００１５】
前記エラストマ材料はシリコーン（ｓｉｌｉｃａ  ｋｅｔｏｎｅ）であることが望ましい。
【００１６】
前記振動体は金属製の棒、筒または板であること、または、金属製の棒とコイルとの連結体または金属製の棒と筒との連結体であることが望ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のイヤホンは、小型・軽量で、装着感が極めて良好であり、高騒音下においても極めて高い聴取性能を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００１９】
図１は本発明にかかるイヤホンの形態例を示す側面図である。図２は図１のイヤホンの断面図である。
【００２０】
イヤホン１は、個々の使用者の外耳道および耳甲介腔に良好にフィットするように使用者ごとに個別に作成される耳道装着型聴覚装置に属するものである。
イヤホン１は、耳栓体２、振動体３、および音響振動発生素子４を少なくとも有している。
【００２１】
耳栓体２は、エラストマ材料をそのイヤホン使用者の外耳道および耳甲介腔に注入して固まらせることによって成型される。エラストマ材料の代表例としてシリコーンを挙げることができる。
耳栓体２は、外耳道内に挿入され嵌合するニップル部分２Ａと耳甲介腔に嵌合するプラットフォーム部分２Ｂとからなる。ニップル部分２Ａの先端は外耳道の奥部（鼓膜の近傍）に達する。このイヤホン１の装着時におけるニップル部分２Ａの先端から鼓膜までの距離は、５ｍｍ〜１５ｍｍ（好ましくは約５ｍｍ）である。
耳栓体２は、音響孔５を有している。音響孔５は、イヤホン使用時にそのイヤホン使用者の外耳道に沿うように耳栓体２を貫通させて形成されている。
【００２２】
より詳細には、耳栓体２は、材料受容ユニット６の先端側（ニップル部分２Ａ）をイヤホン使用者の外耳道内に挿入した状態でその中にエラストマ材料を注入し固まらせることにより作成される。材料受容ユニット６は、ゴム製のバルーン（袋体）７と、そのゴム製のバルーン７を気密に貫通しているプラスチック製の細いチューブ８とからなる。チューブ８の空洞が音響孔５を形成している。チューブ８の両端外周縁部は、バルーン７と気密に結合している。バルーン７のプラットフォーム部分２Ｂには注入口７ａが形成されている。この注入口７ａからバルーン７内にエラストマ材料を注入すると、バルーン７が膨張し、外耳道および耳甲介腔の形に倣って変形した状態になる。この状態で、バルーン７内のエラストマ材料が固まる（エラストマ材料が固化してエラストマ１２になる）ことにより、まさにその外耳道および耳甲介腔の形に完全に適合した形状・寸法の耳栓体２が得られる。エラストマ材料の注入終了後、注入口７ａはシール体９で閉塞される。
【００２３】
振動体３は、耳栓体２に埋設されている。
より詳細には、振動体３は、音響孔５内に気密に挿入されている。
振動体３は、音響孔５の外側の開口端５ｏから内側の開口端５ｉの近傍まで延在している。
振動体３は、金属（たとえば真鍮）の細長い棒である。
振動体３の横断面は円形である。
振動体３の外側端部３ｏはキャップ（ケーシング）１０内に位置している。キャップ１０は、音響孔５の外側の開口端５ｏを覆うようにして耳栓体２のプラットフォーム部分２Ｂの端面部に固定されている。
【００２４】
音響振動発生素子４は、振動体３の外側端部３ｏに連結されている。
音響振動発生素子４は、キャップ１０内に収容されている。
音響振動発生素子４には信号線１１が接続されている。
音響振動発生素子４は、図示しない音声信号発生源から信号線１１を介して送信されてきた音声信号（電気信号）を音響振動に変換する。
音響振動発生素子４の代表例として圧電素子を挙げることができる。この圧電素子には、平板型圧電素子、積層型圧電素子、円筒型圧電素子、等、種々の形態のものが含まれる。
【００２５】
図３〜図５は音響振動発生素子４と振動体３相互の連結態様を例示している。図４の例では、振動体３の外側端部３ｏが振動体３の軸に対して斜めにカットされ、その傾斜した端面に音響振動発生素子４が接合されている。図５の例では、振動体３の外側端部３ｏの側面に音響振動発生素子４が接合されている。
【００２６】
このイヤホン１の耳栓体２は、エラストマ材料をそのイヤホン使用者の外耳道に注入して固まらせることによって成型されるので、個々のイヤホン使用者の外耳道に極めて良好にフィットする。すなわち、耳栓体２が外耳道の内壁に密着する。耳栓体２には外耳道に沿って貫通する音響孔５が形成されているが、その音響孔５は振動体３によって塞がれている。したがって、このイヤホン１を装着することにより、装着者の外耳道内を外部からの騒音を高効率に遮断した静かな環境に保つことができる。
【００２７】
一方、イヤホン１を装着した状態で、音響振動発生素子４を駆動させて振動体３を振動させると、振動体３の振動が耳栓体２を構成しているエラストマ１２を介して外耳道の内壁に伝わり、内壁の皮膚を通して外耳道周囲の骨に伝わる。耳栓体２が外耳道の内壁に良好にフィットしているので、振動体２から骨への振動の伝達効率が極めて高い。
【００２８】
したがって、このイヤホン１によれば、装着者の外耳道内を外部からの騒音を高効率に遮断した静かな環境に保ちつつ、外耳道内にて振動体３を振動させてその周囲の骨に音響振動を極めて高効率に伝えることができるので、極めて明瞭に音声を聞き取ることができる。
また、このイヤホン１は、装着時に耳栓体２のニップル部分２Ａの先端（開口端５ｉ）が外耳道の奥部（鼓膜の近傍）に達し、そのニップル部分２Ａの先端近傍まで振動体３が延在していることにより、音響振動発生素子４の振動が外耳道の奥部（鼓膜の近傍）まで伝わるので、骨伝導による極めて良好な聴取性能を実現できる。
また、このイヤホン１は、装着時に耳栓体２のニップル部分２Ａの先端（開口端５ｉ）が鼓膜に対面した状態になるので、振動体３の振動モードなどを調整することにより、音響振動を鼓膜に伝える方式すなわち気道式のイヤホンとしても機能し得る。
【００２９】
なお、上記の形態例では、振動体３が音響孔５の外側の開口端５ｏから内側の開口端５ｉの近傍まで延在している場合について説明したが、このイヤホン１は、図６に示すように、振動体３が音響孔５の中間部まで達していれば、骨伝導式のイヤホンとして十分機能し得るが、イヤホン１の装着時における耳道口から振動体３の先端までの距離が５ｍｍ以上であることが望ましい。また、ニップル部分２Ａの先端（開口端５ｉ）から振動体３の先端までの距離は２ｍｍ以上であることが望ましい。
【００３０】
また、上記の形態例では、振動体３としてその横断面が円形の棒を使用しているが、振動体３として金属製の筒または横断面が長方形の板状の棒を使用することも可能である。さらにまた、振動体３として、図７に示すような金属製の棒（充実体）３Ｒとコイル３Ｃとの連結体、図８に示すような金属製の棒（充実体）３Ｒと筒（中空体）３Ｔとの連結体、図９に示すような金属製の棒（充実体）３Ｒと板（充実体）３Ｐとの連結体、等、振動特性の異なる部材同士を連結した物を用いてもよい。
【００３１】
図１０〜図１２は、振動体３としてその横断面が長方形の板状の棒を使用した場合の実施形態の一例を示す要部拡大図である。振動体３の外側端部３ｏはキャップ１０の内定部１０ａに固定されている。振動体３の片面には音響振動発生素子４が接着により固定されている。この音響振動発生素子４は、圧電セラミックス素子である。音響振動発生素子４は、ＰＺＴセラミックスからなる板状の圧電素子１３と、圧電素子１３の両面に形成された電極１４ａ、１４ｂとからなる。圧電素子１３は、鉛(Ｐｂ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、チタン(Ｔｉ）と酸素の化合物によって形成された公知の圧電素子である。電極１４ａ、１４ｂには導線１５ａ，１５ｂが接続されている。圧電素子１３は、導線１５ａ，１５ｂを介して両電極１４ａ、１４ｂ間に交流電圧を印加することにより、その厚さ方向に伸縮動作する。音響振動発生素子４の振動体３とは反対側の面には金属（たとえば、鉄、真鍮）の錘１６が接着により固定されている。音響振動発生素子４に錘１６が固定されていることにより、圧電素子１３の伸縮動作に起因する振動を錘１６の慣性力を利用して高効率に振動体３に作用させて、振動体３を振動させることができる。
【００３２】
図１３は、振動体３としてその横断面が長方形の板状の棒を使用した場合の実施形態の別の例を示す要部拡大図である。この図に示すように、振動体３の両面に音響振動発生素子４（４Ａ、４Ｂ）を固定し、両音響振動発生素子４（４Ａ、４Ｂ）を交互に振動させるようにしてもよい。
【００３３】
図１４は、振動体３としてその横断面が長方形の棒を使用した場合の実施形態の更に別の例を示す要部拡大図である。この図に示すように、錘１６を備える代わりに、音響振動発生素子４をキャップ１０の内側壁１０ｂに連結してもよい。音響振動発生素子４とキャップ１０との連結形態は、完全な固定であっても若干の弾力性を持たせたものであってもよい。
【００３４】
また、上記の形態例では、振動体３を音響孔５に挿入することにより耳栓体２内に埋設しているが、音響孔５を省略し、成型後の耳栓体２に穴、スリットなどを形成してそこに振動体３を埋設してもよい。この場合、チューブ８も省略できる。
【００３５】
また、上記の形態例では、音響振動発生素子４の例として圧電素子を挙げたが、ムービングコイルやコンデンサ型振動子などその他の方式の振動発生手段を音響振動発生素子として用いることも可能である。
【００３６】
また、上記の形態例では、音響振動発生素子４が耳栓体２の外部に設けられているが、音響振動発生素子４を耳栓体２内に埋設してもよい。この場合、振動体３も音響振動発生素子４も共に耳栓体２内に埋設されるので、音響振動発生素子４の振動を、振動体３を介して耳栓体２に伝えると同時に、直接耳栓体２に伝えることができる。
【００３７】
また、上記の形態例では、材料受容ユニット６のチューブ８がプラスチック製であるとしたが、チューブ８の材質にエラストマを用いてもよい。チューブ８は、バルーン７内にエラストマ材料を注入した際に容易に潰れない程度の剛性を有していることが望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明のイヤホンは、補聴器に利用できる。すなわち、本発明のイヤホンに、マイクロホン、当該マイクロホンの出力信号に応じて前記音響振動発生素子を駆動する駆動回路（増幅回路、フィルタ回路などを含む）、電池、ボリュームコントローラ（出力音量調節器）、などを付加することにより、小型・軽量で、装着感が極めて良好であり、高騒音下においても極めて高い聴取性能を発揮する補聴器を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明にかかるイヤホンの形態例を示す側面図
【図２】図１のイヤホンの断面図
【図３】音響振動発生素子と振動体相互の連結態様を例示する部分側面図
【図４】音響振動発生素子と振動体相互の連結態様を例示する部分側面図
【図５】音響振動発生素子と振動体相互の連結態様を例示する部分側面図
【図６】本発明にかかるイヤホンの別形態例を示す断面図
【図７】振動体の形態例を示す断面図
【図８】振動体の形態例を示す断面図
【図９】振動体の形態例を示す断面図
【図１０】振動体としてその横断面が長方形の板状の棒を使用した場合の実施形態の一例を示す要部拡大側面図
【図１１】振動体としてその横断面が長方形の板状の棒を使用した場合の実施形態の一例を示す要部拡大平面図
【図１２】音響振動発生素子の構造を例示する側面図
【図１３】振動体としてその横断面が長方形の板状の棒を使用した場合の実施形態の別の例を示す要部拡大側面図
【図１４】振動体としてその横断面が長方形の板状の棒を使用した場合の実施形態の更に別の例を示す要部拡大図
【符号の説明】
【００４０】
１  イヤホン
２  耳栓体
３  振動体
３Ｃ  コイル
３Ｐ  板
３Ｒ  棒
３Ｔ  筒
４  音響振動発生素子
５  音響孔
５ｉ  内側の開口端
５ｏ  外側の開口端
６  材料受容ユニット
７  バルーン
８  チューブ
１２  エラストマ（シリコーン）
【図１】
2009055202.tif 000003
【図２】
2009055202.tif 000004
【図３】
2009055202.tif 000005
【図４】
2009055202.tif 000006
【図５】
2009055202.tif 000007
【図６】
2009055202.tif 000008
【図７】
2009055202.tif 000009
【図８】
2009055202.tif 000010
【図９】
2009055202.tif 000011
【図１０】
2009055202.tif 000012
【図１１】
2009055202.tif 000013
【図１２】
2009055202.tif 000014
【図１３】
2009055202.tif 000015
【図１４】
2009055202.tif 000016