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技術 音響伝達方式

出願人 国立大学法人千葉大学オムロン株式会社
発明者 中川誠司大塚翔
出願日 2018年2月7日 (2年10ヶ月経過) 出願番号 2018-019933
公開日 2019年8月22日 (1年4ヶ月経過) 公開番号 2019-140447
状態 未査定
技術分野 超音波変換器 補聴器 可聴帯域変換器の細部 I (筐付等)
主要キーワード kHzトーン 複合波 弁別閾 尺骨茎状突起 伝音性難聴 腕橈骨筋 橈骨頭 音響伝達
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重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2019年8月22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 (6)

課題

装用性および美容性の問題を解消する音響伝達方式を提供する。

解決手段

人体の頭部以外に当接して機能する当接部に骨伝導振動子を設けることにより、骨伝導振動子から人体の頭部以外に音響情報を伝達する音響伝達方式である。音響情報は、キャリア信号音信号により振幅変調して生成された振動信号に基づいて得ることができる。

概要

背景

骨伝導による音響伝達方式は、伝音性難聴者にも知覚される、外耳道を塞がない、騒音下でも聞き取り易い、20kHz以上の高周波(超音波)であっても明瞭な音として知覚される等の特徴を有している。特に骨導超音波は、重度感音性難聴者にも知覚可能であり、振幅変調することで音声周波数情報の伝達が可能であることから、この原理を応用した聴覚補助器(骨導超音波補聴器)の開発が従来から進められている。

例えば特許文献1には、マイクロフォンに入力された外部音に基づいて、複数の振動子から超音波信号が伝達されるように構成された外部音知覚装置が開示されている。各振動子は、ジンバル機構によって乳様突起の近傍等に取り付けることができる。

このように、従来の骨伝導補聴器は、人体の頭部の乳様突起などに振動子を押し付けて使用する構成が一般的であるが、頭部に振動子を装着すると、良好な装用感が得られず、痛みを生じるおそれもあった。また、振動子を頭部に確実に取り付けるためヘアバンド等を使用する場合には、美容上の面で問題があり、普及の妨げとなっていた。

概要

装用性および美容性の問題を解消する音響伝達方式を提供する。人体の頭部以外に当接して機能する当接部に骨伝導振動子を設けることにより、骨伝導振動子から人体の頭部以外に音響情報を伝達する音響伝達方式である。音響情報は、キャリア信号音信号により振幅変調して生成された振動信号に基づいて得ることができる。

目的

本発明は、装用性および美容性の問題を解消する音響伝達方式の提供を目的とする

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

人体の頭部以外に当接して機能する当接部に骨伝導振動子を設けることにより、前記骨伝導振動子から人体の頭部以外に音響情報を伝達する音響伝達方式。

請求項2

前記音響情報は、キャリア信号音信号により変調して生成された振動信号に基づいて得られる請求項1に記載の音響伝達方式。

請求項3

前記キャリア信号の周波数を20kHz〜100kHzの範囲に設定する請求項2に記載の音響伝達方式。

技術分野

0001

本発明は、音響伝達方式に関し、より詳しくは、骨伝導による音響伝達方式に関する。

背景技術

0002

骨伝導による音響伝達方式は、伝音性難聴者にも知覚される、外耳道を塞がない、騒音下でも聞き取り易い、20kHz以上の高周波(超音波)であっても明瞭な音として知覚される等の特徴を有している。特に骨導超音波は、重度感音性難聴者にも知覚可能であり、振幅変調することで音声周波数情報の伝達が可能であることから、この原理を応用した聴覚補助器(骨導超音波補聴器)の開発が従来から進められている。

0003

例えば特許文献1には、マイクロフォンに入力された外部音に基づいて、複数の振動子から超音波信号が伝達されるように構成された外部音知覚装置が開示されている。各振動子は、ジンバル機構によって乳様突起の近傍等に取り付けることができる。

0004

このように、従来の骨伝導補聴器は、人体の頭部の乳様突起などに振動子を押し付けて使用する構成が一般的であるが、頭部に振動子を装着すると、良好な装用感が得られず、痛みを生じるおそれもあった。また、振動子を頭部に確実に取り付けるためヘアバンド等を使用する場合には、美容上の面で問題があり、普及の妨げとなっていた。

先行技術

0005

特開2004−343302号公報

発明が解決しようとする課題

0006

そこで、本発明は、装用性および美容性の問題を解消する音響伝達方式の提供を目的とする。

課題を解決するための手段

0007

本発明の前記目的は、人体の頭部以外に当接して機能する当接部に骨伝導振動子を設けることにより、前記骨伝導振動子から人体の頭部以外に音響情報を伝達する音響伝達方式により達成される。

0008

この音響伝達方式において、前記音響情報は、キャリア信号音信号により変調して生成された振動信号に基づいて得ることができる。前記キャリア信号の周波数は、20kHz〜100kHzの範囲に設定することが好ましい。

発明の効果

0009

本発明の音響伝達方式によれば、装用性および美容性の問題を解消することができる。

図面の簡単な説明

0010

本発明の音響伝達方式を行うための音響伝達装置概略構成図である。
図1に示す音響伝達装置のブロック図である。
図1に示す音響伝達装置を用いた実験結果の一例を示す図である。
図1に示す音響伝達装置を用いた実験結果の他の例を示す図である。
聴覚誘発脳磁界の計測結果の一例を示す図である。

実施例

0011

以下、添付図面を参照して本発明を説明する。図1は、本発明が適用される音響伝達装置の概略構成図であり、図2は、そのブロック図である。図1および図2に示すように、音響伝達装置1は、振動信号を生成する振動信号生成部10と、前記振動信号に基づく機械的振動を音響情報として外部に伝達する振動伝達部20とを備えている。

0012

振動信号生成部10は、音信号を発生する音信号発生部12と、キャリア信号を発生するキャリア信号発生部14と、キャリア信号の周波数、波形振幅、タイミング(位相)等を調整可能な入力部16と、音信号発生部12が発生する音信号に基づいてキャリア信号を変調(例えば、振幅変調)することにより振動信号を生成するキャリア信号変調部18とを備えている。

0013

音信号発生部12は、例えば、マイクロホン等から構成され、外部からの音を検出して増幅することにより音信号を生成する。音信号発生部12は、予め録音された音信号を再生するオーディオ機器等であってもよい。音信号としては、100Hz〜10kHzの正弦波矩形波三角波、音声、楽器音環境音等を例示することができる。

0014

入力部16は、周波数、振幅、位相等を連続的に変化させることができるボリュームスイッチや、信号波形切り替えスイッチ等を備えている。キャリア信号発生部14が発生するキャリア信号の周波数は、50Hz〜20kHzの可聴域とすることができ、あるいは、20kHz〜100kHzの超音波とすることができる。また、キャリア信号の波形は、正弦波、矩形波、三角波等とすることができ、あるいは、上記の可聴域または超音波の基本周波数を有する複合波とすることができる。

0015

振動伝達部20は、ケーシング状の当接部21内に収容された骨伝導振動子22と、当接部21に固定された弾性変形可能なゴムバンドからなる装着部24とを備えている。振動伝達部20は、頸部体幹上部、上腕部、前腕部等に当接部21を当接させて装着部24を巻き付け、装着部24の両端部の面ファスナー24a,24b同士を係合させることにより、人体の頭部以外の部分に骨伝導振動子22を固定することができる。

0016

本発明者らは、上記の音響伝達装置1を用いて、被験者の頭部以外の遠位骨導音呈示した場合に、被験者に対して音響情報を伝達可能かを実験により確認した。図3は、キャリア信号を超音波としたときの試験結果の一例であり、胸鎖乳突筋(頸部)、上腕三頭筋上腕筋上腕二頭筋および腕橈骨筋(前腕部)に骨伝導振動子22をそれぞれ固定したときの各呈示位置における相対弁別閾を示している。従来の一般的な骨伝導振動子の装着位置である乳様突起を基準として、呈示位置が遠ざかるにつれて相対弁別閾の値は大きくなっているが、前腕部の腕橈骨筋においても骨導超音波を聴取可能であることが示されている。キャリア信号が超音波の場合には、被験者の周囲への音漏れは全く生じず、音響情報を被験者のみに選択的に伝達可能であった。

0017

図4は、超音波のキャリア信号を種々の変調周波数で振幅変調したときの、変調の有無の検出閾を変調度として測定した結果を示している。骨伝導振動子22の取り付け位置を、乳様突起、胸鎖乳突筋(頸部)、上腕三頭筋、上腕筋、上腕二頭筋および腕橈骨筋(前腕部)としたところ、いずれの呈示位置においても変調度を検出可能であり、変調情報を伝達可能であることを確認した。

0018

本発明の音響伝達方式は、上記の知見に基づくものであり、人体の頭部以外に当接して機能する当接部に骨伝導振動子を設けることにより、骨伝導振動子から人体の頭部以外に音響情報を伝達することを特徴とするものである。

0019

当接部は、使用者が使用する際に固有の機能を有するものであり、その機能を果たす上で人体の頭部以外が必然的に当接するものであれば、特に限定されない。このような音響伝達方式によって、骨伝導振動子を人体の頭部に装着する場合に生じる装用性および美容性の問題を解消して、専用の装着具を必要とすることなく使用者に対して音響情報を容易且つ的確に提供することができる。

0020

例えば、椅子肘掛けまたは背もたれを当接部として、この当接部に骨伝導振動子を設けることにより、当接部が肘掛けまたは背もたれとして機能するときに、骨伝導振動子から使用者のや背中に音響情報を伝達することができる。

0021

また、自動車自転車ハンドル、あるいはマイクロフォンの把持部等のように、使用者が使用時に把持する部分を当接部として、この当接部に骨伝導振動子を設けることにより、当接部が機能するときに骨伝導振動子から使用者の指またはに音響情報を伝達することができる。

0022

その他、本発明の音響伝達方式により、の縁部等に骨伝導振動子を設けて使用者の手首や前腕等に音響情報を伝達すること、ネックレス等の装身具に骨伝導振動子を設けて使用者の頸部や腕部等に音響情報を伝達すること、マットレス等の寝具に骨伝導振動子を設けて使用者の体幹等に音響情報を伝達すること、ヘルメット等に骨伝導振動子を設けて使用者の頸部に音響情報を伝達すること、等が可能であり、広範囲製品設備等に応用することができる。

0023

使用者に伝達する音響情報は、上記の音響伝達装置1と同様の構成により、キャリア信号を音信号により振幅変調して生成された振動信号によって得られるが、このときのキャリア信号を20kHz〜100kHzの超音波領域に設定することで、当接部の使用者のみに音響情報を的確に呈示することができる。

0024

但し、?一般に高周波音距離減衰が激しいため、呈示部位から聴覚受容器が存在する内耳に十分なエネルギーを到達して、遠位からの音響情報伝達の品質向上を図れるように、キャリア信号の周波数は、超音波領域の中では周波数が低い20kHz〜40kHzであることが好ましい。

0025

図5は、骨導超音波刺激を乳様突起に呈示したときの聴覚誘発脳磁界を計測した結果を示す図である。1kHzトーンバーストで変調するキャリア信号の周波数を変化させて、それぞれの誘発脳磁界を計測したところ、各周波数での入力電圧が一定に保たれているにも関わらず、誘発された反応(N1m)の活動強度(ECDモーメント)は変化する。いずれの周波数においても明瞭なN1m反応が観察されるが、特に27kHz付近で最も強い活動が得られている。

0026

この傾向は、人体の頭部以外の部分に音響情報を呈示する場合も同様と推測されることから、本発明の音響伝達方式は、キャリア信号の周波数を20kHz〜40kHzに設定することが好ましく、21kHz〜33kHzに設定することがより好ましく、24kHz〜30kHzに設定することが更に好ましい。

0027

キャリア信号の波形は特に限定されないが、正弦波が特に好ましい。音響情報の呈示部位は、鎖骨肩峰内側上顆外側上顆橈骨頭、顆橈骨茎状突起尺骨茎状突起などの骨性隆起や、頚部の胸鎖乳突筋、胸部大胸筋背部僧帽筋三角筋広背筋、上腕筋群、腕橈骨筋などの大きめ筋肉が良い。

0028

1音響伝達装置
10振動信号生成部
20振動伝達部
21 当接部
22 骨伝導振動子

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