特許 6951491 骨伝導スピーカー

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6951491

(24)【登録日】2021年9月28日

(45)【発行日】2021年10月20日

(54)【発明の名称】骨伝導スピーカー

(51)【国際特許分類】

   H04R 1/00 20060101AFI20211011BHJP

   H04R 17/00 20060101ALI20211011BHJP

   H04R 1/24 20060101ALI20211011BHJP

   H04R 23/02 20060101ALI20211011BHJP

   H04R 1/22 20060101ALI20211011BHJP

【ＦＩ】

   H04R1/00 317

   H04R17/00

   H04R1/24 Z

   H04R23/02

   H04R1/22 310

【請求項の数】9

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2020-40671(P2020-40671)

(22)【出願日】2020年3月10日

(65)【公開番号】特開2020-150542(P2020-150542A)

(43)【公開日】2020年9月17日

【審査請求日】2020年3月10日

(31)【優先権主張番号】10-2019-0027946

(32)【優先日】2019年3月12日

(33)【優先権主張国】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】513195466

【氏名又は名称】イーエム−テック・カンパニー・リミテッド

【氏名又は名称原語表記】ＥＭ−ＴＥＣＨ．Ｃｏ．，Ｌｔｄ．

(74)【代理人】

【識別番号】110001508

【氏名又は名称】特許業務法人 津国

(72)【発明者】

【氏名】チョンミョン・キム

(72)【発明者】

【氏名】ジェファ・イム

(72)【発明者】

【氏名】ジョンエ・ハ

(72)【発明者】

【氏名】ジヨン・イ

(72)【発明者】

【氏名】ビョンホ・チョン

(72)【発明者】

【氏名】スンジン・ホン

【審査官】 西村 純

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００４−５０７９５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１０−５２７２１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１２６４６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−０１９１８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特許第６１４３３２１（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開２０１８−１８６５７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１５／１９８６８３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１０−１０４８６４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｒ １／００−３１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

平面からなって相対的に剛性が低い下部ハウジングと、側壁及び上面からなって相対的に剛性が高い上部ハウジングとにより、外観形状を形成するハウジング；
前記下部ハウジングの内面に設置されるポールピースと、前記ポールピースの外周に設置される巻線されたコイルとを含む固定子；
前記ポールピース及び前記巻線されたコイルと同心をなす磁気ギャップを有して設置される永久磁石と、前記永久磁石と結合されて振動のための重さを増加させるウェイトと、前記永久磁石及び前記ウェイトに付着されるヨークとを含む振動子；
前記振動子及び前記上部ハウジングの内面間に介在して、前記振動子を弾性支持し、前記振動子の振動を前記上部ハウジングに伝達する弾性部材；
前記下部ハウジング上に設置され、一部は前記ハウジングの外部に延長され、前記巻線されたコイルに信号を伝達するＦ−ＰＣＢ；及び、
前記上部ハウジングの外面に接するように弾性材質で提供される骨伝導パッド；を含み、
前記振動子の振動が前記上部ハウジング及び前記骨伝導パッドを経由して使用者の骨に伝達されることを特徴とする、骨伝導スピーカー。

【請求項2】

前記ポールピース及び前記永久磁石の周囲に磁性流体が塗布され、低域共振時の振動子の変位の大きさが制限されることを特徴とする、請求項１に記載の骨伝導スピーカー。

【請求項3】

前記ハウジングに付着され、高域信号を伝達する圧電素子をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の骨伝導スピーカー。

【請求項4】

前記Ｆ−ＰＣＢは、高周波数帯域における過電流を防止するために、前記圧電素子に信号を伝達する回路にチップ抵抗を含むことを特徴とする、請求項３に記載の骨伝導スピーカー。

【請求項5】

前記ハウジングの外部を囲み、一面が開放された外部構造物をさらに含み、
前記骨伝導パッドは、前記外部構造物の側壁に囲まれることを特徴とする、請求項１に記載の骨伝導スピーカー。

【請求項6】

前記骨伝導パッドは、前記ハウジングに付着されるか、または、前記外部構造物の一面に加圧結合されることを特徴とする、請求項５に記載の骨伝導スピーカー。

【請求項7】

前記外部構造物及び前記ハウジング間に設置される漏洩音防止構造物をさらに含むことを特徴とする、請求項５に記載の骨伝導スピーカー。

【請求項8】

前記外部構造物の側面に音放出孔を形成することで、空気伝導によっても音響を発生させることを特徴とする、請求項５に記載の骨伝導スピーカー。

【請求項9】

前記ハウジングは、円形又は多角形であることを特徴とする、請求項１に記載の骨伝導スピーカー。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、骨伝導スピーカーに関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、人が音を聞く時には、音波が鼓膜及び鼓室小骨を通して内耳に伝達されることにより音を認識するようになる。鼓膜損傷や中耳炎などの疾病や深刻な騷音による音響性外傷や老化などにより聴力が損失する場合、通常の補聴器を使用して聴力損失患者の聴力を補償している。

【0003】

このような補聴器の中には、電気的な信号を振動の信号に変換して音を認識する骨伝導スピーカーを用いて聴力を便利に補償している。前記骨伝導スピーカーは、鼓膜の振動による音声認識ではなく、音の振動を頭蓋骨を通して耳小骨に伝達して、音波が人体の聴神経に伝達されるようにする方式である。

【0004】

図１は、従来技術による骨伝導スピーカーを示す図である。本体１０内にヨーク１１、マグネット１２、ボイスコイル１３、下部振動板１４、振動スプリング１５及び上部振動板１６が下方から上方に順次形成されている。ここで、重さが相対的に重いヨーク１１及びマグネット１２を本体１０の下方に配置し、重さが相対的に軽いボイスコイル１３、下部振動板１４、振動スプリング１５及び上部振動板１６を本体１０の上方に配置する。

【0005】

信号入力部１７に電気信号が入力されると、前記ボイスコイル１３から前記下部振動板１４、前記振動スプリング１５及び上部振動板１６に順次振動が伝達され、前記上部振動板１６の振動が使用者の頭骨を通して人体の聴神経を刺激することによって音を聞くことができる。

【0006】

従来技術の場合、堅い骨を振動させなければならず、骨を通す間に高音成分が相殺されるため、低音及び高音の性能がよくない。また、スピーカーが皮膚に付着されて骨を振動させて音を出すため、着用疲労度が高くて長時間使用し難いという問題があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】大韓民国公開特許１０−２００９−００５２１７１号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明の目的は、使用者の着用疲労度が低減できる骨伝導スピーカーを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は 外観形状を形成するハウジング；前記ハウジングの下面に設置されるポールピースと、前記ポールピースの外周に設置されるボイスコイルとを含む固定子；前記ポールピース及び前記ボイスコイルと同心をなす磁気ギャップを有して設置される永久磁石と、前記永久磁石と結合されて振動のための重さを増加させるウェイトと、前記永久磁石及び前記ウェイトに付着されるヨークとを含む振動子；前記ハウジングの下面上に設置され、一部は前記ハウジングの外部に延長され、前記ボイスコイルに信号を伝達するＦ−ＰＣＢ（フレキシブルプリント回路基板）；及び、前記ハウジングの外面に付着される骨伝導パッド；を含み、前記振動子の振動が前記ハウジング及び前記骨伝導パッドを経由して使用者の骨に伝達されることを特徴とする骨伝導スピーカーを提供する。

【0010】

また、本発明の他の一例として、前記ポールピース及び前記永久磁石の周囲に磁性流体が塗布され、低域共振時の振動子の変位の大きさが制限されることを特徴とする骨伝導スピーカーを提供する。

【0011】

また、本発明の他の一例として、前記ハウジングに付着され、高域信号を伝達する圧電素子をさらに含むことを特徴とする骨伝導スピーカーを提供する。

【0012】

また、本発明の他の一例として、前記Ｆ−ＰＣＢは、高周波数帯域における過電流を防止するために、前記圧電素子に信号を伝達する回路にチップ抵抗を含むことを特徴とする骨伝導スピーカーを提供する。

【0013】

また、本発明の他の一例として、前記ハウジングの外部を囲み、一面が開放された外部構造物をさらに含み、骨伝導パッドは、前記外部構造物の側壁に囲まれることを特徴とする骨伝導スピーカーを提供する。

【0014】

また、本発明の他の一例として、前記骨伝導パッドは、前記ハウジングに付着されるか、または、前記外部構造物の一面に加圧結合されることを特徴とする骨伝導スピーカーを提供する。

【0015】

また、本発明の他の一例として、前記外部構造物及び前記ハウジング間に設置される漏洩音防止構造物をさらに含むことを特徴とする骨伝導スピーカーを提供する。

【0016】

また、本発明の他の一例として、前記外部構造物の側面に音放出孔を形成することで、空気伝導によっても音響を発生させることを特徴とする骨伝導スピーカーを提供する。

【0017】

また、本発明の他の一例として、前記ハウジングは、円形又は多角形であることを特徴とする骨伝導スピーカーを提供する。

【発明の効果】

【0018】

本発明の骨伝導スピーカーは、振動子の振動がハウジング及び弾性部材を経由して伝達されることで、間接的に骨伝導振動を発生させて使用者の着用疲労度が低減できる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】従来技術による骨伝導スピーカーを示す図である。

【図2】本発明の第１の実施例による骨伝導スピーカーを示す分解斜視図である。

【図3】本発明の第１の実施例による骨伝導スピーカーを示す断面図である。

【図4】本発明の第２の実施例による骨伝導スピーカーを示す図である。

【図5】磁性流体をポールピース及び永久磁石の周辺に塗布した時及び塗布しなかった時の周波数による振動加速度を示すグラフである。

【図6】本発明の第３の実施例による骨伝導スピーカーを示す図である。

【図7】圧電素子を具備しない骨伝導スピーカーの周波数による音圧を示すグラフである。

【図8】圧電素子を具備した骨伝導スピーカーの周波数による音圧を示すグラフである。

【図9】圧電素子のためのチップ抵抗がＦ−ＰＣＢに具備される骨伝導スピーカーの回路を概略的に示す図である。

【図10】本発明の第４の実施例による骨伝導スピーカーを示す断面図である。

【図11】本発明の第５の実施例による骨伝導スピーカーを示す断面図である。

【図12】本発明の第６の実施例による骨伝導スピーカーを示す断面図である。

【図13】本発明の第７の実施例による骨伝導スピーカーを示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、図面に基づき、本発明の好適な実施例を詳細に説明する。

【0021】

図２は、本発明の第１の実施例による骨伝導スピーカーを示す分解斜視図、図３は、本発明の第１の実施例による骨伝導スピーカーを示す断面図である。

【0022】

本発明の第１の実施例による骨伝導スピーカーは、下面をなす下部ハウジング１１０と、側面及び上面をなす上部ハウジング１２０とが結合されたハウジング内に部品らが設置される。下部ハウジング１１０の下面には固定子を形成するポールピース(pole pieces)２１０が結合され、ポールピース２１０の外周には巻線されたボイスコイル２２０が結合される。このとき、下部ハウジング１１０の中央には内側、即ち上部に突出される円筒形の結合突起１１２が形成され、ポールピース２１０内に下部ハウジング１１０の結合突起１１２が挿入されて固定できる。

【0023】

固定子２１０、２２０と同じ軸上には、相互電磁気力により上下に振動する振動子が配置される。振動子は、固定子２１０、２２０と磁気ギャップを有して配置されるリング状の永久磁石３１０、永久磁石３１０の外周に結合されるヨーク３２０及び振動子の振動力を付加するためにヨーク３２０の外側に結合されるウェイト３３０を含む。ここで、ウェイト３３０はタングステン材質のものが望ましい。一方、振動子を弾性支持する弾性部材４００が振動子及びハウジング１１０、１２０間に介在し得る。本発明の第１の実施例では、上部ハウジング１２０及び振動子間に弾性部材４００が設置されるものを例としたが、下部ハウジング１１０及び振動子間に弾性部材４００が設置されてもよい。

【0024】

本発明の第１の実施例では、ハウジング１１０、１２０、振動子及び固定子が全部円形になっているため、弾性部材４００も円形からなり、外周は上部ハウジング１２０に固定され、中央は振動子に固定される形状である。しかしながら、ハウジング１１０、１２０、振動子３１０、３２０、３３０及び固定子２１０、２２０を四角形で形成することもでき、このとき、弾性部材４００は２つ以上が具備され、弾性部材４００の形状も変化することができる。

【0025】

一方、ボイスコイル２２０に電気信号が伝達できるＦ−ＰＣＢ(５００)を下部ハウジング１１０の内面にさらに具備できる。Ｆ−ＰＣＢ(５００)の一部はハウジング１１０、１２０の外部に延長され、ハウジング１１０、１２０の外部に露出される部分には外部ターミナルと電気的に連結する端子が具備できる。また、ハウジング１１０、１２０内に位置する部分にはボイスコイル２２０との連結端子が具備される。このとき、振動子の振動によってＦ−ＰＣＢ(５００)に衝撃を加えることで、Ｆ−ＰＣＢ(５００)にクラックが発生し、これを防止するためにクラック防止ダンパー６００が具備できる。また、Ｆ−ＰＣＢ(５００)をハウジングの外部に引き出して外部ターミナルとハンダ付けなどが行われるように案内するパッドプレート５２０が、ハウジング１１０、１２０の一側に設置されることができる。

【0026】

また、側面及び上面をなす上部ハウジング１２０の外面には、弾性材質からなる骨伝導パッド７００が付着される。振動子が直接的に骨伝導振動を発生させる従来の骨伝導スピーカーとは異なり、振動子の振動が弾性部材４００、ハウジング１１０、１２０及び骨伝導パッド７００を経由して伝達されることで、間接的に骨伝導振動を発生させて使用者の着用疲労度が低減できるという長所を有する。

【0027】

また、振動子は、永久磁石３１０、ヨーク３２０及びウェイト３３０からなるので、コイルが振動する従来の骨伝導スピーカーに比べて振動子の重さが重くなって、従来の骨伝導スピーカーよりも低域性能が向上するという長所を有する。

【0028】

一方、骨伝導スピーカーのハウジング１１０、１２０及び振動子が四角形であるものを示したが、円形や他の多角形であってもよい。

【0029】

図４は、本発明の第２の実施例による骨伝導スピーカーを示す図である。本発明の第２の実施例による骨伝導スピーカーは、第１の実施例と構成要素が殆ど同一であるが、ポールピース２１０及び永久磁石３１０の周囲に磁性流体８００が塗布されるという点において異なる。骨伝導スピーカーは、低域共振で出力を増加させる場合、大きい振動加速度が着用者に痒みや痛みを誘発させて、長時間使用し難いため、出力を増加させるのに困難がある。

【0030】

本発明の第２の実施例では、磁性流体８００をポールピース２１０及び永久磁石３１０の周辺に塗布して振動子の変位の大きさを制限することで、共振点の付近において振動加速度を減少させることができる。これにより、共振周波数の周辺の低周波数帯域の出力を増加させて、低域性能の向上を図ることができる。

【0031】

図５は、磁性流体をポールピース及び永久磁石の周辺に塗布した時及び塗布しなかった時の周波数による振動加速度を示すグラフである。赤線で表示した磁性流体を塗布しなかった時よりも、青線で表示した磁性流体を塗布した時の方が、共振周波数の付近において振動加速度が減少するのを確認することができる。

【0032】

図６は、本発明の第３の実施例による骨伝導スピーカーを示す図である。本発明の第３の実施例において、下部ハウジングに振動を発生し得る圧電素子８１０が追加される以外は、第１又は第２の実施例と同様である。

【0033】

圧電素子８１０は高域再生を担当し、圧電素子が具備されない時に比べて高域性能の向上を図ることができる。

【0034】

図７は、圧電素子を具備しない骨伝導スピーカーの周波数による音圧（ＳＰＬ）を示すグラフであり、図８は、圧電素子を具備した骨伝導スピーカーの周波数による音圧を示すグラフである。両グラフを比較すれば、４ｋＨＺ以上の高周波数において、圧電素子を具備した時の出力が非常に高くなるのを確認することができる。

【0035】

図９は、圧電素子のためのチップ抵抗がＦ−ＰＣＢに具備される骨伝導スピーカーの回路を概略的に示す図である。本発明の第３の実施例のように、骨伝導スピーカーが圧電素子を具備する場合、圧電素子が作動する高周波数における過電流を防止するために、圧電素子のための専用アンプを具備することもできるが、Ｆ−ＰＣＢ(５００)上にチップ抵抗５０４を具備することができる。

【0036】

図１０は、本発明の第４の実施例による骨伝導スピーカーを示す断面図である。本発明の第４の実施例による骨伝導スピーカーは、ハウジング１１０、１２０の外部を囲み、一面が開放された外部構造物１１００、１２００をさらに含む。したがって、外部構造物１１００、１２００は、上面１１００及び側壁１２００を具備する。開放面には骨伝導パッド７００が位置するようになる。すなわち、骨伝導パッド７００は、外部構造物１１００、１２００の側壁１２００に囲まれた形態となる。

【0037】

骨伝導スピーカー(Ａ)のハウジング１１０、１２０の中では、平面からなる下部ハウジング１１０よりも、側壁及び上面を備える上部ハウジング１２０の方が、剛性が高くて振動伝達に効果的である。したがって、上部ハウジング１２０と骨伝導パッド７００とが接触するように設置され、上部ハウジング１２０から骨伝導パッド７００に振動が伝達される。このとき、上部ハウジング１２０及び骨伝導パッド７００間は接着物質７２０によって接着される。接着物質７２０はボンドや両面テープなどが用いられる。

【0038】

図１１は、本発明の第５の実施例による骨伝導スピーカーを示す断面図である。第４の実施例の構成要素と殆ど同一であるが、骨伝導パッドを固定する構造において異なる。本発明の第５の実施例では、外部構造物１１００、１２００の側壁１２００に凹溝部１２１０が具備され、骨伝導パッド７００には凹溝部１２１０内に挿入される突起７１０が具備され、突起７１０が凹溝部１２１０内に圧入されることで、骨伝導パッド７００が固定される。

【0039】

図１２は、本発明の第６の実施例による骨伝導スピーカーを示す断面図である。第４の実施例の構成要素と殆ど同一であるが、外部構造物１１００、１２００及び骨伝導スピーカー間に漏洩音が防止できる漏洩音防止構造物１３００をさらに具備する点において異なる。漏洩音防止構造物１３００は、骨伝導パッド７００の反対側である外部構造物１１００、１２００及び下部ハウジング１１０間に設置される。漏洩音防止構造物１３００は、外部構造物１１００、１２００及び骨伝導スピーカー間の振動をよく吸収するように、振動伝達率が小さい弾性体材質で製造されるのが望ましい。

【0040】

図１３は、本発明の第７の実施例による骨伝導スピーカーを示す断面図である。第４の実施例の構成要素と殆ど同一であるが、外部構造物１１００、１２００の側壁１２００に音放出孔１２２０を備える点において異なる。このとき、側壁１２００に音放出孔１２２０を備えることで、骨伝導パッド７００の振動によって発生し得る音を、音放出孔１２２０を通して空気伝導によっても伝達できるという長所がある。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】