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技術 超聴覚補助装置

出願人 兼古悟
発明者 兼古悟
出願日 2002年8月20日 (16年3ヶ月経過) 出願番号 2002-239050
公開日 2004年3月11日 (14年9ヶ月経過) 公開番号 2004-080475
状態 未査定
技術分野 眼耳の治療、感覚置換 可聴帯域変換器の細部 I (筐付等) 補聴器
主要キーワード 非言語音 刺激素子 装着場所 非可聴音 入園者 周波数成分情報 集音用マイク 側面周囲
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2004年3月11日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (4)

目的

機器管理者作業員動物生態研究者動物園入園者などに機器や動物の発する非可聴音域の作動音言語音を伝達し、機器の管理や動物研究を容易にする。また、聴覚補助機器が無効な高度難聴者会話音と生活周囲音を伝達する。いずれの場合も、日常生活・動作に支障を与えずに、音の性質と音原位置情報を保ったまま常時伝達する。

構成

両側外耳道に機器本体を装着することで、日常動作への支障を来すことなく音の性質と音源位置情報を伝達することが可能となった。また、感覚鋭敏な外耳道への装着により、増幅回路が簡略化され、機器の小型化も可能となった。機器の外側面に取り付けられた集音用マイクから入力された音情報は、内部の回路周波数分析され、機器の外耳道内側面周囲らせん状に取り付けられた振動子各周波数成分に対応させて駆動する。装置には外側面から内側に向かう孔(音道)が貫通しており、装着後も通常の音情報が鼓膜に到達出来る。

概要

背景

様々な分野で使用されている多くの機器は、特有作動音を持っている。これらの作動音は、機器に異常が生じた際、通常とは異なる異音となって認識される。このような場合、ヒト可聴域での異常音の発生に先行して、非可聴域での異常音が発生していることが多い。例えば原子力発電史上最悪の事故とされるチェノブイリ発電所事故の場合でも、機器の異常が顕在化する前に、超低周波の異常音の発生があったものと推測されている。
この様な非可聴域の音波を検出する装置はすでに存在しているが、携帯性よりも分析機能重視しているため、日常の作業に支障を与えずに常時携帯して使用することは事実上不可能である。したがって、非可聴域の異常音を伴ったごく軽微な異常が発生していても、それらを日常的な作業中に検知することが出来ないために、重大な事故を招くことが起こり得る。
また、象の発する低周波音声や、コウモリイルカの発する超音波など、動物の発する音声には、ヒト非可聴域の周波数のものも多く含まれており、これらの音声の認識は、動物の生態研究や動物とのコミュニケーションをより発展させる上で、大変重要であると考えられている。しかし、機器の異常音の場合と同様、非可聴域の音声を検出するには、そのような検出機器の設置が必要で、設置場所という要因が研究の行動範囲制約を及ぼしている。
さらにまた、補聴器などの聴覚補助装置が全く無効な、いわゆる高度難聴者にとっては、会話だけではなく、会話以外の音を知覚出来ないために、日常生活を送るうえで大きな障害感じていることが問題となっている。たとえば、乳児泣き声クラクションや非常ベルなどの様々な警告音であるが、これらの音は、その性質上、本人が注意を向けていない時に注意喚起のために発せられるものであり、それらを感知出来ない高度難聴者は、最悪の場合身の危険にさらされることさえある。このため、高度難聴者にとっては、これら非言語音の感知が、場合によっては会話の成立と並ぶ程の切実な要求の一つとなっている。他にも、乳児の喃語(なんご)のように、親子にとっては重要なコミュニケーション手段が難聴によって失われるため、親にとっては大きなストレスを感じることが多い。
このような高度難聴者のためには、音情報を皮膚への振動刺激に変化させて認知させる様々な機器が開発されている。これらの中で、言語音を対象としている機器は、言語音を認識するために音の周波数情報を細かく識別せねばならず、したがって皮膚刺激に対する弁別能の高い部位に装着せざるを得ないという理由から、指を装着場所としている。この結果、日常生活に支障無く常時使用することが事実上不可能で、突発的に発生する警告音を適切に伝えることが出来なくなるという欠点を持っている。また、言語の認識が可能となるまでには、多大な訓練を必要とし、多くの人が途中で使用を諦めてしまっている。これとは逆に、非言語音を対象とし、常時装着することを目的として開発されている機器は、日常生活に支障が出ないよう指以外の体表部に装着するよう設計されているが、指と比べると弁別能の低下は避けられず、音の周波数情報の伝達能が不足してしまう。このため、緊急性を持った警告音であるかどうかをとっさに判断することが極めて困難という欠点を持っている。また、言語音の認識は当然不可能である。

概要

機器管理者作業員、動物生態研究者動物園入園者などに機器や動物の発する非可聴音域の作動音・言語音を伝達し、機器の管理や動物研究を容易にする。また、聴覚補助機器が無効な高度難聴者に会話音と生活周囲音を伝達する。いずれの場合も、日常生活・動作に支障を与えずに、音の性質と音原位置情報を保ったまま常時伝達する。両側外耳道に機器本体を装着することで、日常動作への支障を来すことなく音の性質と音源位置情報を伝達することが可能となった。また、感覚鋭敏な外耳道への装着により、増幅回路が簡略化され、機器の小型化も可能となった。機器の外側面に取り付けられた集音用マイクから入力された音情報は、内部の回路周波数分析され、機器の外耳道内側面周囲らせん状に取り付けられた振動子各周波数成分に対応させて駆動する。装置には外側面から内側に向かう孔(音道)が貫通しており、装着後も通常の音情報が鼓膜に到達出来る。 

目的

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
1件

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請求項1

ヒト可聴域および非可聴域の周囲音情報を、分割した周波数帯域に対応した刺激素子によって伝達する装置を外耳道に装着することで、機器の小型化と常時装着、および、あらゆる音に関する周波数成分情報音源位置情報を保持した高度の音情報が常時伝達可能となる。

技術分野

0001

本発明は、ヒトの非可聴域も含めた、周囲のあらゆる音情報を両側外耳道への皮膚刺激として伝達する常時装着型の装置である。

背景技術

0002

様々な分野で使用されている多くの機器は、特有作動音を持っている。これらの作動音は、機器に異常が生じた際、通常とは異なる異音となって認識される。このような場合、ヒト可聴域での異常音の発生に先行して、非可聴域での異常音が発生していることが多い。例えば原子力発電史上最悪の事故とされるチェノブイリ発電所事故の場合でも、機器の異常が顕在化する前に、超低周波の異常音の発生があったものと推測されている。
この様な非可聴域の音波を検出する装置はすでに存在しているが、携帯性よりも分析機能重視しているため、日常の作業に支障を与えずに常時携帯して使用することは事実上不可能である。したがって、非可聴域の異常音を伴ったごく軽微な異常が発生していても、それらを日常的な作業中に検知することが出来ないために、重大な事故を招くことが起こり得る。
また、象の発する低周波音声や、コウモリイルカの発する超音波など、動物の発する音声には、ヒト非可聴域の周波数のものも多く含まれており、これらの音声の認識は、動物の生態研究や動物とのコミュニケーションをより発展させる上で、大変重要であると考えられている。しかし、機器の異常音の場合と同様、非可聴域の音声を検出するには、そのような検出機器の設置が必要で、設置場所という要因が研究の行動範囲制約を及ぼしている。
さらにまた、補聴器などの聴覚補助装置が全く無効な、いわゆる高度難聴者にとっては、会話だけではなく、会話以外の音を知覚出来ないために、日常生活を送るうえで大きな障害感じていることが問題となっている。たとえば、乳児泣き声クラクションや非常ベルなどの様々な警告音であるが、これらの音は、その性質上、本人が注意を向けていない時に注意喚起のために発せられるものであり、それらを感知出来ない高度難聴者は、最悪の場合身の危険にさらされることさえある。このため、高度難聴者にとっては、これら非言語音の感知が、場合によっては会話の成立と並ぶ程の切実な要求の一つとなっている。他にも、乳児の喃語(なんご)のように、親子にとっては重要なコミュニケーション手段が難聴によって失われるため、親にとっては大きなストレスを感じることが多い。
このような高度難聴者のためには、音情報を皮膚への振動刺激に変化させて認知させる様々な機器が開発されている。これらの中で、言語音を対象としている機器は、言語音を認識するために音の周波数情報を細かく識別せねばならず、したがって皮膚刺激に対する弁別能の高い部位に装着せざるを得ないという理由から、指を装着場所としている。この結果、日常生活に支障無く常時使用することが事実上不可能で、突発的に発生する警告音を適切に伝えることが出来なくなるという欠点を持っている。また、言語の認識が可能となるまでには、多大な訓練を必要とし、多くの人が途中で使用を諦めてしまっている。これとは逆に、非言語音を対象とし、常時装着することを目的として開発されている機器は、日常生活に支障が出ないよう指以外の体表部に装着するよう設計されているが、指と比べると弁別能の低下は避けられず、音の周波数情報の伝達能が不足してしまう。このため、緊急性を持った警告音であるかどうかをとっさに判断することが極めて困難という欠点を持っている。また、言語音の認識は当然不可能である。

発明が解決しようとする課題

0003

ヒト非可聴域の異常音を常時・容易に検出する手段がないため、機器の異常を軽微な段階で認知することが出来ず、異常が大きくなって顕在化するまで対策が取れない。異常音の発生場所や機器の状態を推定するための周波数情報や音原位置情報を簡単に得ることが出来ないため、迅速な対応が出来ない。
動物の発するヒト非可聴域の言語音を常時・容易に検出する手段がないため、動物の生態研究や動物とのコミュニケーションに制約が生じている。
高度難聴者に対し、会話を含む周囲の可聴域音情報のすべてを、常時・容易に、しかも高品質に伝達する方法が確立していないため、日常生活において多くの不便、時には危険が発生している。
高度難聴者に対し皮膚刺激で会話音を伝達しようとする場合、多大な訓練を必要とし、これが大きな負担となるため、殆どの人が途中で使用を諦めてしまい、実用的でない。

課題を解決するための手段

0004

周囲の特定周波数の音情報を皮膚への刺激として伝達することで、ヒト非可聴域の音情報をも認識させることが可能となった。
機器の装着場所を外耳道とし、この部位に皮膚刺激を加えることで、日常生活・作業にまったく影響を与えずに音情報を伝達することが可能となった。
また、装置には、通常の音をそのままで認識させるため、装置の外側から内側に貫通する音道(符号8)を設け、装置の装着によって本来の音情報を妨げないよう設計した。
外耳道は指先よりも刺激に対して遥かに鋭敏なため、非常に小さな刺激でも直接感知することが可能であり、刺激を増幅する装置が簡略化・省電力化された結果、外耳道に装着出来るほどの機器の小型化が実現できた。

発明を実施するための最良の形態

0005

図2に示した様に、基本回路は従来の機器と同様、マイクで集音した音情報を各周波数帯に分割し、それぞれの周波数帯に対応した各刺激素子を駆動させることにより、音の性質を皮膚刺激として使用者に伝えるものである。
機器の外観は、図3に示した如く、外耳道の形状に合わせ、装着の度に長軸方向の角度が変化しないようにした。
図1に示したように、機器の外側に面する部分にはマイクが取り付けられており、外部の音を集音する。マイクの位置が音波の通常の経路上に存在するため、音源の位置情報をより正確に伝達することが可能となった。
また、機器の周囲には外耳道に対する刺激素子が取り付けられており、周波数情報をより確実に捉える目的で、刺激素子をらせん状に配置した。
装置の外側から内側に貫通する音道(符号8)を設け、装置の装着によって本来の音情報を妨げないようにした。

図面の簡単な説明

0006

本発明品は、他の動作にまったく影響を与えずに常時装着・使用することが可能であり、しかも対象音域をヒト可聴域だけではなく、非可聴域にも広げたため、以下の様な応用が新たに可能となった。
機器の管理者や機器の検査をする者が、本装置を常時装着することにより、これまで検出不可能であったごく初期の軽微な異常を発見することが出来るようになる。本装置は異常音の周波数情報や音原位置情報を伝達する能力を持つため、異常の発生している位置や原因を推定することがより容易になる。これにより、装置の重大な事故発生が激減することが期待される。
動物生態の研究者が、本装置を常時装着することにより、動物の群れの中に自由に入り、研究をすることが可能となる。
動物園水族館入園者に本装置を装着してもらうことで、これまで知らずにいた動物たちの会話を楽しむことが出来るようになる。
補聴器や人工内耳が無効な高度難聴者にとっては、日常生活に支障なく本装置を使用することが可能なので、誰かが近付いてくるなど、ごくありふれた音情報をも認識可能となり、生活の質の向上が得られる。また、音源の位置情報や周波数情報を含んでいるため、突発的に発生する種々の警告音の種類と位置を判別し、素早い反応が可能となる。非言語音情報の認識には特別な訓練が不要なため、装着した瞬間から毎日の使用が可能であり、この結果、周囲の会話音についての訓練が自然に行われ、これまでの様に負担の大きい訓練をせずに会話音を理解出来るようになることが期待される。

図1
本装置の外観図である(右耳用)。
図2
本装置の基本的な回路構成である。
図3
本装置の外耳道装着の模式図である(右耳)。
【符号の説明】
1      マイク
2      増幅器
3      バンドパスフィルター
4      平滑回路
5      調節器
6      刺激素子
7      発振回路
8 音道(空洞)

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