JPS6116742A - ポータブル式電気触覚形ボコーダ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電気触覚形ボコーダ装置に関する。本発明に５
：る装置は、雛聴者用の電気触覚形ボコーダとして用い
られる。

〔従来技術、および発明が解決しようとする問題点〕

幾つかの研究により、難聴患者に対して話し言葉（スピ
ーチ）を皮膚刺激のノくターンとして与えることによ多
、該患者に対する情報交信（コミエ。

ニケーション）の助けとすることができることが判明し
ている。

話し言葉のリズム、語勢（ストレス）、および継続時間
のパターンを表現するのに単一チャンネル装置が特に有
用であることが見出された。これについて例えば、Ｅｒ
ｂｅｒ、Ｎ　Ｐ、１９７８−インターナショナル・ジャ
ーナル・オプ・リノービリテーション・リサーチ第１巻
筒２７−３７頁２題名「難聴児の振動を用いた知覚」；
　Ｐｌａｎｔ、Ｇ、Ｌ。

１９７９−オーストラリアン・ジャーナル・オシ・オー
ディオロジー第１巻第７６−８２頁１題名「一時的難聴
者のリハビリテーションにおける触覚用補助具の使用−
事例研究Ｊ　、’　Ｐｒｏｃｔｏｒ、Ａ。

１９８２−７’ロシーデインダス・オシ・デ・セコンド
・ナショナル・チャイルド・ディベロップメント・コン
ファレンス・メルボルン・オーガスト・１９８２題名「
触覚補助具のことば以前の強度難聴児の言語理解に及ぼ
す影響Ｊ　：　Ｐｌａｎｔ、Ｇ、Ｌ、＆Ｒ１ｓｂｅｒｇ
、Ａ、１９８３−スピーチ・トランスミッション・ラデ
ラト、リーズ・クオ・−タリー・プログレス・レポート
第２−３巻第６１〜８４頁題目「単一チャネルの振動式
触感による補助具による基本的変化の伝送」を参照され
たい。

多重チャンネル装置は、特に母音、子音および単語（ワ
ード）を識別する上で重要な情報を伝達することが可能
であった。とれについては例えば、Ｆ’１ｃｋｅｔｔ、
ＪｏＭ、＆Ｐｉｃｋｅｔｔ、Ｂ、Ｈ０１９６３−ジャー
ナル・オシ・スピーチ・アンド・ヒヤリング・リサーチ
第６号、第２０７−２２２頁題目［触覚ボコーダを用い
た話声音による通信Ｊ　；　５ａｕｎｄｅｒｓ。

Ｆ、Ａ、１９７３−ゾロシーデインダス・イン・ザ・フ
ォース・マニュアル・ミーティング・オシ・ザ・バイオ
メディカル・エンジニアリング・メサイエテイ・ロサン
ゼルス・カルフォルニア題目［身体障害者用の電気触覚
形センサを用いた補助装置」；Ｋｉｒｍａｎ、Ｊ、Ｈ，
１９７４−ジャーナル・オシ・ジ・アコースティック・
ソサエティ・オシ・アメリカ第５５号笛１６３−１６９
頁題目［コンピュータの触診的知覚力から導出された有
声音からのフォルマント聴覚障害Ｊ　：　Ｅｎｇｅｌｍ
ａｎｎ、Ｓ、＆　Ｒｏｓｏｖ。

ＲｏＪ、１９７５−ジャーナル・オシ・エクセプショナ
ル・チルドレン、第４１号第２４５−２５３頁題目「難
聴者に対する触覚による聴取実験と聴力対象Ｊ　；　５
ｐｅｎｓ、に、Ｅ、１９８０−スピーチ・トランスミッ
ション・ラゲラトリーズ・クオータリ・プログレス・レ
ポート第４号笛２３−３９頁題目「難聴者用の触覚的話
声音交信用補助装置」；５ｐａｒｋｓ、Ｄ、Ｗ、、Ｋｕ
ｈｌ、Ｐ、に、、Ｅｄｒｎｏｎｄａ、Ａ、Ｅ、　＆Ｇｒ
ａｙ、Ｇ、Ｐ、１９７８−ジャーナル・オシ・ジ・アコ
ースティック・メサイエティ・オシ・アメリカ第６３号
笛２４６−２５７頁題目「メサを調査して（電気式触覚
による話声音補助方式：話声音・セグメント図形の伝送
）　Ｊ　：　Ｒｅｅｄ、Ｃ，Ｍ、、Ｄｕｒｌａｅｈ。

Ｎ、Ｉ、＆　Ｂｒａｉｄａ、Ｌ、Ｄ、、　１９７８−ア
メリカン・スピーチ・アンドヒアリングーアソシエーシ
ミン・モノグラフ第２０号題目「通信と話声音に関する
研究：概説ｊ　；　Ｔｒａｕｎｍｕｌｌｅｒ、Ｈ，１９
８０−ジャーナル・オシ・コミユニケージ目ン・ディス
オーダース第１３号、第１８３−１９３頁題目「センテ
ィホン：触覚形話声音交信補助装置」を参照されたい。

大部分の触覚形ボコーダは前腕や指先のような身体の場
所における機械的振動により皮膚に刺激を与えるもので
あった。これは、ソレノイド、その他の電磁式動作装置
或は圧電装置などを使用して実施されたものである。電
気式触診刺激は、電流を皮膚のレセプターと神経端末部
即ち、もともと腹部のまわりのみならず前烏や指先など
にも電流を送ることによって実施されてきた。

実験室では数多くの探究が行われてきたが、該探究は研
究ベースで行われるものであり、実験台設備の使用を必
要とした。これ以上進歩するには現場における研究を可
能にし、大部分の時間患者がその使用法を学習するとと
ができるような携帯用の装置を必要とすることが確認さ
れた。この目標は単一チャンネル振動装置（前出Ｐｌａ
ｎｔ、Ｇ、Ｌ、）によって達成されたが、尚振動のみの
、もしくは電気触覚形多重チャンネル皮膚刺激装置に対
しては不可能であった。機械的振動子は形が大きく電力
消費量も大きくて多数の電池を必要とするものである。

表面アレイ電極を用いた電気触覚形刺激装置は電力を僅
かしか必要とせず、軽量でコンパクトである。しかしな
がら、皮膚のレセプタ（受信部）と神経の末端の電気刺
激に関する問題点は、電流の動的範囲が小さく、心地よ
い感覚機能でなく、屡々ちくちくと刺すようだと説明さ
れている。

本出願人の指導する研究により単純な単一チャンネル振
動装置の値打が確証された。また電気的刺激に対して、
移動パターンが検知可能であり、この移動パターンは適
轟な装置が話し言葉を理解するのに役立ち得ることを提
示する子音の周波数遷移に対し同様の時間コースをもつ
ものである。

結果として５ａｕｎｄｅｒｓ　Ｆ、Ａ、の使用した電気
的原理を用いて電気式触覚の刺激によって話し言葉を表
現する刺激装置が設計された。更に８×８個の電極のマ
トリクスをもつ２個の電極アレイが開発された。このシ
ステムは難聴患者に関し評価されるべき種々の話し言葉
処理戦略を許容し得るものである。精神物理学的検査に
より、しきい値と苦痛との間の小さな動的範囲を確認し
、被実験者の中には動作範囲内の不快なちくちく刺すよ
うな感覚を経験する者もあることが証明された。

本発明の目的とする所は上記問題点の少くとも改良され
た電気触覚形ボコーダ用刺激装置を提供することにある
。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の基本形態においては、 スピーチ（話し言葉）信号に応答する入力信号を発生す
る手段、該入力信号を制御信号に変換する手段、予め設
定された強度と幅をもつ電流パルスを発生する手段、を
備え、前記電流パルスは前記制御信号に従って使用者の
皮膚に接触する複数の電極に加えられる電気触覚形ボコ
ーダにおいて、前記電流パルスが使用者の指の神径によ
り検知される如く前記電極を配置する手段を具備するボ
コーダ、 が提供される。

また本発明の他の形態においては、 電気触覚形ボコーダであって、受信したスピーチ信号に
応答する入力信号の発生手段、前記スピーチ信号の基本
有声音成分の周波数を評価する手段、前記スピーチ信号
の少くとも１個のフォルマント成分の振幅と周波数とを
評価する手段、使用時に前記電気的刺激を選択された電
極に加えるようにさせる命令データを発生するプログラ
ム可能な手段であって、該プログラム可能な手段は、夫
夫の電極と前記評価済フォルマント成分周波数の選定さ
′れた領域との間に、予め設定された関係を定めるデー
タでプログラムされ、該予め設定された関係に基づいて
前記電極の選択を行わせるようにしてなるプログラム可
能な手段、とを具備し、該プログラム可能な手段は、各
電極による刺激に対し使用者の感度に関する設定された
データに関すると同様に、前記少々くとも１個のフォル
マント成分の少くとも前記評価された振幅に基づいて、
各選択された電極により刺激の程度を決定するデータを
発生する如く更に７’ｏグラムされるものであり、前記
電極は、前記電流刺激が使用者の指の神経により検知さ
れる如く配置されてなる電気触覚形ピコ−・ダ、が提供
される。

本発明の更に他の形態においては、 使用者の皮膚に接触している電極に電気的刺激を与える
電気触覚形ボコーダであって、受信したスピーチ信号に
応答する入力信号を発生する手段、前記スピーチ信号の
振幅を評価する手段、前記スピーチ信号の基本有声音成
分の周波数を評価する手段、前記スピーチ信号の少くと
も１個のフォルマント成分の周波数を評価する手段、使
用時に前記電気的刺激を選択された電極に加えるように
させる命令データを発生するプログラム可能な手段、を
具備し、前記プログラム可能な手段は、夫々の電極と前
記評価済のフォルマント成分の周波数の選択された領域
との間で、予め設定された関係を定めるデータを用いて
プログラムされ、かつ前記設定された関係に基づいて前
記電極の選択を行わせるものであり、前記プログラムデ
ータに従って、２相電流パルスを選択された電極に印加
する手段であって、該電流パルスは、前記基本有声音成
分の前記評価筒用波数に直線的に関係する周波数におい
て印加され、該電流パルスの幅は前記スピーチ信号の評
価済振幅の圧縮関数であり、前記電極は前記電流パルス
が前記使用者の指の神径により検知されるように前記使
用者に設置されてなる電気触覚形ボコーダ。

が提供される。

本発明による装置においては電気触覚形ボコーダ用の刺
激ユニットが設けられ、該刺激ユニットは、電流パルス
を使用者の皮膚に送達する多種多様の電極を具備し、そ
れによりパルスが指の神経により検知可能である。

好１しくけ、各相の片側において指関節に近接して電極
が使用者の手の指と接触状態に保持されるように用いら
れる。共通電極は使用者の手首関節へ、もしくは何等か
の他の適嶋な位置において取付けられることが好ましい
。

電流パルスは、スピーチ処理装置の受信するスピーチ信
号に基づいて予め設定されたスピーチ符号化戦略に従っ
て印加された低レベル２相電流パルスであることが好ま
しい。

上記の結果として、スぎ一チを触覚に基づく刺激として
提供する問題に新しい手法が採）入れられてきだ。指の
神経の上に横たわる電極に印加された電荷平衡型２相パ
ルスは、より大きい動的領域を有し、かつ患者の表現に
よれば皮膚のレセプタと神経末端の電気触覚による刺激
よシははるかに快適彦ものとして説明されている感覚を
生ずることが発見された。精神物理学的研究によりｔだ
パルス繰返し数と電極位置の識別上良好な特性が示され
た。

実施例 最初に図面の第１図を参照すれば、本発明の実施例を示
す触覚形ボコーダは、耳にかけて使用者が対面方向から
到来する音により判別する指向性マイクロフォン１、マ
イク０７オンカラのスピーチ信号を処理し、そのスピー
チ信号を刺激が加えられるべき場所と継続期間を示すバ
ーストパルスに変換する音声プロセッサ２、および手首
内面に接触する共通電極３と、電極導線４により、共通
電極３を適所に維持するナイロン時計バンドＷ上に取付
けられたコネクタ５、それからスピーチプロセッサ２に
夫々接続される８個の指電極Ｅ１ないしＥ８とを含む刺
激電極を具備することが観取される。

電極ＥｌないしＥ８は、微細型ステンレス鋼金網から製
作され、それぞれ大略０．５　ｃｍ２の寸法であシ手の
ひらと第１指関節の間の指の各々の側面上に一つ宛配設
されている。電極Ｅ１ないしＥ８は指の自由な独立した
運動が可能である可撓性プラスチック３ＪＲにより適所
に保持され、一方電極Ｅ１ないしＥ８と指との間で電気
的接触を維持している。この配置によりミ極シェリーを
添加することなく、指と電極間に適当な電気的接触が得
られることが見出された。共通電極３は同様にステンレ
ス鋼金網から形成され、その寸法はほぼ１０ｃｒｎ２（
例えば５　ｃｍ　Ｘ　２　ｃｍ　）であり、手首の外側
の通常毛の生えている部分を避けるために手首の内側に
接触されでいる。

スピーチプロセッサ２は次の文献等に記載された形式の
多重チャンネルスピーチグロセッサである、即ち米国特
許第４，４４１，２０２号Ｔｏｎｇ他；Ｃｒｏｓｂｙ、
Ｐ、Ａ、、Ｃ１ａｒｋ、Ｇ、Ｍ、　、Ｄｏｗｅｌｌ　、
Ｒ，Ｃ，。

Ｋｕｚｍａ、Ｊ、Ａ、、Ｍｏｎｅｙ、Ｄ、に、　、Ｐａ
ｔｒｉｃｋ、Ｊ、Ｆ、　。

Ｓａ　１　ｉ　ｇｍａｎ　、Ｐ　、Ｍ、　、およびＴｏ
ｎｇ、Ｙ、Ｃ，−ジャーナル・オグ・アコースティック
・ソサイエテイ・オグ・アメリカ第７４号笛１９１１−
１９１３頁題名「１チヤンネル内耳禍牛殻に埋設した聴
力用人工容管による予備的交信Ｊ　；　Ｔｏｎｇ、Ｙ、
Ｃ，、Ｂｌａｍｅｙ。

Ｐ、Ｊ、、Ｄｏｗｅｌｌ、Ｒ，Ｃ，＆　Ｃ１ａｒｋ、Ｇ
ｌＭ、−ジャーナル・オグ・アコースティック・ソサイ
エティ・オプ・アメリカ第７４号笛７３−８０頁題名「
多重チャンネル禍牛殻埋込用のスピーチ処理戦術の実行
可能性を評価する精神物理学的状況」；型番ＷＳＰＩの
オーストラリア・ニューサウス・ウエルス・２０６６　
、ユープ街、ウッドコックブレイス１所在の二−−クレ
アス社の製品で、図面の第２図を参照して更に以下に説
明されている附加的刺激装置回路構成部２Ａを有する製
品。この米国特許第４．４４１，２０２号の主題は本文
中の参考文献を具体化したものである。上記米国特許か
ら注意すべきことは、スピーチ・プロセッサ２は本実施
例で必要としないスピーチ信号パラメータを評価してい
ることである。例えばスピーチ信号の基本的有声音成分
の振幅も、即ちスピーチ信号が有声音であるかもしくは
無声音であるかを決定する手段は本件の場合は必要では
ない。

刺激装置の回路構成部２人は、選択された電極Ｅ１ない
しＥ８と、共通電極３に接続された出力部との間に定電
流（はぼ１．５ｍＡ）２相刺激パルスを発生する。二つ
の電流パルスの位相は、電流の流れない１００μｓ（マ
イクロ秒）の一定間隔だけ分離される。この期間が取除
かれれば、各位相に対し一層大きなパルス幅が同じ感覚
レベルに達するのに必要であることが見出された。回路
構成部はスピーチ・プロセッサ２の出力から、電極数と
１μｓと２０μｓの間の刺激パルス幅を決定する。

この実施例においては、各パルスの幅は、スピーチ・プ
ロセッサ２から引出されるようにスピーチ信号の第２の
フォルマント成分の推定の振幅の圧縮関数である。しか
しながら本発明の将来の見解においてはパルス幅をスピ
ーチ信号の推定振幅に基づかせることが好ましいことで
あろう。振幅領域の圧縮は、スピーチ・プロセッサによ
り刺激を与えられた振幅の全領域が各電極に対してしき
い値と快適レベルの間の全領域に対応するように、パル
ス幅の対数を振幅の対数に関係づける線型関数の使用と
、スピーチ・プロセッサ２において合体する自動利得制
御とによって達成される。

さて図面の第２図を参照すれば、刺激装置の回路構成部
は、スピーチ・プロセッサ２からの出力信号を結合させ
、かつスピーチ・プロセッサとマイクロフォンからの電
気的分離を与える入力変成器ＴＩを具備することが知ら
れ、これは身体と接触可能でアシ、然らずんば刺激電流
に対し望ましくない通路を形成することになろう。スピ
ーチ・プロセッサ２からの情報は高振幅の２．５　ＭＨ
ｚのバーストパルス群と、抵抗器Ｒ１＋　Ｒ２とダイオ
ードＤ、とＤ２において符号化され、入力変成器Ｔ１の
位相合わせは、インバータＵｌａに印加された振幅を制
限するように選択され、かつ第１のパルスは歪まないこ
とを確証するものである。インバータＵｌａは信号を変
換し矩形の形状に保持する。信号はこの点において図面
の第５図に示す「データ」信号である。このデータ信号
はカウンタＢと２個の単安定パルス検出器ＭｌとＭ２と
に加えられる。

単安定パルス検出器Ｍ１とＭ２とは、ダイオードＤ３と
コンデンサＣ１−およびダイオードＤ４とコンデンサＣ
２とを夫々備えている。データ信号パルスが高い場合、
ダイオードＤ３とＤ４とはコンデンサＣ１と０２を充電
する。パルスとパルスの間で、コンデンサＣ１と０２と
はそれから抵抗Ｒ３とＲ４を介して放電する。Ｒ３とＣ
１の時常数は、インバータＵｌｂが状態を変えるために
バーストパルスの間のギャップの間に０１が十分に放電
しないように選ばれる。同様ＫＲ４とＣ２の時常数はＮ
Ｃ２がこの期間の間に、しかしパルス間のギャップの間
中を除いて放電されるように選択される。このようにし
てインバータＵｌｂの出力はバーストパルスの完全なグ
ループ（即チ単一の刺激）の間中低く、インバータＵｌ
ｃの出力は各バーストパルスの間中低く、時にはパルス
間で高くなる。Ｕｌｃの出力が高くなる度毎にカウンタ
ーＡはクロック出力を出しその２進出力は復号器Ｕ３に
よりそれから復号されて、３個の制御信号φ１゜φ２．
とイネーブル信号をカウンターＢに対し発生する。φ１
とφ２とは出力パルスの２個の位相を発生するように用
いられる。本実施例においては、第２図に示す構成部品
の値にょシ夫々約８μＳと６０μｓの時常数が得られる
。しかしながら、長い方の時常数が短い方の時常数の約
３倍もしくは４倍であり、長い方の時常数が約１００μ
ｓを超えないと仮定すれば、８μｓと６０μｓ以外の値
でも以下に説明する音声プロセッサのグログラミングに
依存して有効となるであろう。

動作時にはＭＣＩは最初は放電され、インバータＵｌｂ
の出力は高く、カウンタＡとＢをリセット状態に保持す
る。バースト群の第１のバーストの第１のパルスが到達
すると、ＣＩ　とＣ２とは共に充電され、カウンターＡ
とＢとはもはやリセットできなくなシ、カウンターＢは
、カウンターＡと、したがって復号器Ｕ３とが尚Ｏの状
態にある時に、計数を禁止される。

パルス群の第１のバーストの終に、Ｃ２は放電し、Ｕｌ
ｃの出力は高くなり、カウンタＡをクロック発振して状
態１にさせる。Ｕ３により復号化されて、状態１の出力
は低くなシ、インバータＵｌｄを介してカウンタＢを使
用可能にする。第２のパルスバーストが到来すると、パ
ルスは、カウンターＢにより計数され、第２バーストの
終了時にカウンターＡＦｉ状態２までクロックされ、し
たがってＵ３の出力の状態１は高くなシ、その出力時に
第２のバーストにおけるパルスの計数を２進数として残
している間はカウンターＢは使用禁止にされる。この数
は刺激されることが可能である電極を固定し、復号器Ｕ
４により復号化されて８個の電極選択信号Ｅ１ないしＵ
８を発生する、この回路は上に説明した様にパルスの到
来バーストを処理し続け、したがって第３のバーストの
後に、復号器Ｕ３の状態３の出力は低ぐなって、第５の
バーストの後に位相１（Φ１）信号と位相２（Φ２）信
号を発生する。

第４と第６バーストにおけるパルス数を変更し、かつ第
４と第６バーストの間のギヤングを第５のバーストにお
けるパルス数により変更することにより、音声プロセッ
サ２は位相のパルス幅を制御する。最後にバースト群の
終了に達すると・もはやバーストは到来しない。Ｃ１は
放電しカウンタ一群は再びリセットされる。

復号器Ｕ４からの電極選択信号と、復号器Ｕ３からの位
相選択信号とは、図面の第３図に示す形式のハイブリッ
ドとして実施される高電圧スイッチング回路ＵＳないし
Ｕ８に接続される。位相信号Φ１とΦ２の両方が高い場
合に、ノ・イブリッド上のＡＮＤダートは出力トランジ
スタをオフに維持し、電極Ｅ１ないしＵ８のすべてと３
とは開放された回路でおる。位相信号Φ１が低くなシ、
かつハイブリッドＵ５．Ｕ６もしくはＵ７のうち一つへ
の電極選択線路の一つがまた低い場合には、そのハイブ
リッドからの対応する出力は共通部もしくは接地に接続
されることになる。同時に、共通のハイグリッドＵ８へ
の位相入力が逆にされるので、その出力は＋１００ｖに
接続されることになる。したがって指電極はＯＶに接続
され、共通電極３は、ダイオードＤ６．Ｄ９　、Ｄｌｏ
およびＵ８とコンデンサＣ３を介して＋１００ｖに接続
される。ダイオードＤ９とＩ）ｔｏとは電流調整器用ダ
イオードでアシ、コンデンサＣ３は故障時分離機能を与
える。同様に、第２の位相信号Φが低ければ、指電極は
＋１００ｖに接続され、共通電極３は同じ回路構成部を
介してＯＶに接続される。これによって高皮膚抵抗に対
処するために２００■の全ピーク・ピーク振幅（スイン
グ）が得られる。

刺激装置の回路構成部は、集積回路の電圧調整器ＵＩＯ
により調整される＋５ｖ電源が得られる再充電可能な電
池によりミ力を付与される。＋１００■刺激装置電源は
並列給電のコツククロフト・ウオルトン型電圧逓倍器Ｖ
から得られる。電圧逓倍器ｖｍは位相の１８０°離れだ
二つの出力を発生する矩形波発振器Ｕ９から駆動される
。動作周波数と構成部品値が、保持された負荷が事故に
よるように出力に印加されれば高電圧が減衰するように
、動作周波数と構成部品値とが選択される。この事故は
然らずんばデバイスを使用する人に危険を与える可能性
があるものである。

ビコーダを使用し得る前に、スピーチ・プロセッサ２の
プログラム可能な固定記憶装置（ＦＲＯＭ）における「
マツプ」は、指の刺激に適合し、かつ各使用者に適合す
るように刺激レベルを変更するよう修正されねばならな
い。刺激パターンの精神物理学的研究は一人の患者から
他の患者へおよび、各患者の一つの指から他の指へとし
きい値と動的範囲のめ広範な変化を示している。しきい
値と動的範囲とは日々変化するが、しかしスピーチ・パ
ターンの表示用に動作可能な制限内で変化する。

パルス幅変化とパルス繰返し数置化の判別をよくするこ
とは殆んど或は全熱訓練をしなくても達成された。刺激
された電極の完全な認識も又直ちに可能である。

適轟な方法でスピーチ・プロセッサにインタフェース接
続されたマイクロコンピュータを用いて、スピーチ・ゾ
ロセッサ２用の準備手続は実行される。第１の段階とし
て各電極に対する刺激のしきい値と快適なレベルとは、
−貫したしきい値と快適なレベルに達するまで各電極に
加えられる短いパルス列の間パルス幅を上昇、低下する
テスタを用いて相互作用的に測定さえしる。電極にまた
がって快適なレベルがマツチしておυ、それによりミ極
における変化が、到来するスピーチ信号の太きさ、すな
わち強度における変化と混同されないことは重要なこと
である。一つの電極に及ぼす刺激が別の電極に及ぼす刺
激と整合される手続は整合を検査するのに使用される。

スピーチ・情報に対する多くの相異なる符号化計画の実
施はこれ丑で測定された精神物理学的性質に基づいて可
能と思われるけれども、ニュークレアス社のスピーチ・
プロセッサの使用と、多重チャンネル堝牛殻挿入の場合
に成功した人に対する精神物理学的結果の類似性とは、
現在のケースにおける同じ話し言葉処理戦略の使用を実
用化した。したがって、刺激されるべき各電極は、８０
０Ｈｚと４，０ＯＯＨｚの間のスピーチ・スペクトラム
の最も顕著なピークの周波数に基づいて、即ち、母音の
音に対する第２フォルマント周波数に基づいて選択され
る。パルス繰返し数は話者の声の基本周波数の一次関数
であるように選択され、またパルス幅は刺激を与えられ
る電極のしきい値と動的範囲に合致するよう適合調整さ
れたスピーチ振幅エンベローノの圧縮関数である。

一つの適切な方策（ストラテジイ）において、第２フオ
ルマントの周波数スペクトラムは例えば次の基礎、すな
わち、 Ｅｌ　：０−９００Ｈｚ　、Ｅ２：９００−１１００Ｈ
ｚ　。

Ｅ３：１１００−１３００Ｈｚ　、Ｅ４：１３００−１
５００Ｈｚ、−Ｅ５　：１５００−１７００Ｈｚ　、Ｅ
６　：１７００−２４００Ｈｚ、Ｅ７：２４００−３３
００ＨｚおよびＥ８：　３３００−４０００Ｈｚ。

に基づいて８個の指電極の間で分割される。

上の周波数値と選択されたしきい値および快適なレベル
とはプログラムされて一時的マツブを形成し、この−次
的マツプはマツプが連続的な話し言葉を用いて使用する
のに適していることを確認するためにスピーチプロセッ
サによりアクセス可能である。確認に引続いて、マツプ
の最後の見解がプログラムされてスピーチ・プロセッサ
２のＦＲＯＭ　（プログラム可能な固定記憶装置）に入
れられ、ボコーダはその時使用準備完了となる。電極位
置のいずれかが不十分な感度であることが見出されれば
、その電極に対する刺激は除外されて、第２フォルマン
ト周波数領域が残余の電極の間で分割され得る。

本発明の実施例としての装置から発生する感覚は振動物
体が指の側面に対して設置された場合に経験される感覚
と類似している。電気的パルス幅が増加するにつれ、感
覚は益々強くなシ指の先端に向かって拡大する。普通の
刺激摂生法に対して共通電極３においてはいかなる感覚
も感じられない。高いパルス繰返し数と大きなパルス幅
を使用すれば共通電極においては刺すような感覚として
感じられる。この感覚は、不適当な表面面積の電極が皮
膚に接触している場合により低いパルス繰返し数とより
短いパルス幅において発生する。しかしながら電極の位
置を調整することによりこの問題点を回避することも可
能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例としての触覚形ボコーダの概略
図を示すものである； 第２Ａ　、２Ｂ　、２Ｃ図は夫々第１図のボコーダに関
連する信号処理回路構成部の回路図；第３図は第２Ａ−
２Ｃ図の回路において使用されるハイブリッド回路の回
路図； 第４図は第３図に用いられる回路要素の上面図；第５図
は第２Ａ−２Ｃ図および第３図に示された各点に現われ
るパルス波形を示すものである。 １・・・指向性マイクロホン、２・・・スピーチ・プロ
セッサ、２Ａ・・・刺激装置回路構成部、３・・共通電
極、４・・・電極リード、■・・・コネクタ、Ｅ１〜Ｅ
８・・・電極、百１〜百８・・・電極選択信号、Ｍｌ　
、Ｍ２・・・単安定パルス検出器、Ｒ・・・可撓性グラ
スチック環、Ｕ　１　ａ　−Ｕ　１　ｄ　・・・インパ
ーク、Ｕ２−ＵＩＯ・・・復号器、Ｗ・・・ナイロン時
計バンド。 以Ｔ６ミ白

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、スピーチ信号に応答する入力信号を発生する手段、
   該入力信号を制御信号に変換する手段、予め設定された
   強度と幅をもつ電流パルスを発生する手段、を備え、前
   記電流パルスは前記制御信号に従って使用者の皮膚に接
   触する複数の電極に加えられる電気触覚形ボコーダ装置
   において、前記電流パルスが使用者の指の神径により検
   知される如く前記電極を配置する手段を具備する、ボコ
   ーダ装置。 ２、前記電極は、てのひらと夫々の指の第１の指関節と
   の間で使用者の手の指に接触された状態にある、特許請
   求の範囲第１項記載のボコーダ装置。 ３、前記電極の一つが各指のいずれかの側に接触され、
   かつ共通電極が使用者の手首に接触されてなる特許請求
   の範囲第２項記載のボコーダ装置。 ４、前記電流パルスは、隣接する位相間で零電流の設定
   期間を有する低レベル２相電流パルスである特許請求の
   範囲第１項記載のボコーダ装置。 ５、電気的刺激を使用者の皮膚に接触する電極に加える
   電気触覚形ボコーダ装置であって、受信したスピーチ信
   号に応答する入力信号の発生手段、 前記スピーチ信号の基本有声音成分の周波数を評価する
   手段、 前記スピーチ信号の少くとも１個のフォルマント成分の
   振幅と周波数とを評価する手段、 使用時に前記電気的刺激を選択された電極に加えるよう
   にさせる命令データを発生するプログラム可能な手段で
   あって、該プログラム可能な手段は、夫々の電極と前記
   評価済フォルマント成分周波数の選定された領域との間
   に、予め設定された関係を定めるデータでプログラムさ
   れ、該予め設定された関係に基づいて前記電極の選択を
   行わせるようにしてなるプログラム可能な手段、 とを具備し、 該プログラム可能な手段は、各電極による刺激に対し使
   用者の感度に関する設定されたデータに関すると同様に
   、前記少くとも１個のフォルマント成分の少くとも前記
   評価された振幅に基づいて、各選択された電極により刺
   激の程度を決定するデータを発生する如く更にプログラ
   ムされるものであり、 前記電極は、前記電流刺激が使用者の指の神経により検
   知される如く配置されてなる電気触覚形ボコーダ装置。 ６、手のひらと夫々の指の第１の指関節との間で、使用
   者の手の夫々のいずれかの側と前記電極が接触状態に保
   持されてなる特許請求の範囲第５項記載の電気触覚形ボ
   コーダ装置。 ７、前記少くとも１個のフォルマント成分は前記スピー
   チ信号の第２のフォルマント成分である特許請求の範囲
   第５項記載の電気触覚形ボコーダ装置。 ８、使用者の皮膚に接触している電極に電気的刺激を与
   える電気触覚形ボコーダ装置であって、受信したスピー
   チ信号に応答する入力信号を発生する手段、 前記スピーチ信号の振幅を評価する手段、 前記スピーチ信号の基本有声音成分の周波数を評価する
   手段、 前記スピーチ信号の少くとも１個のフォルマント成分の
   周波数を評価する手段、 使用時に前記電気的刺激を選択された電極に加えるよう
   にさせる命令データを発生するプログラム可能な手段、 を具備し、 前記プログラム可能な手段は、夫々の電極と前記評価済
   のフォルマント成分の周波数の選択された領域との間で
   、予め設定された関係を定めるデータを用いてプログラ
   ムされ、かつ、前記設定された関係に基づいて前記電極
   の選択を行わせるものであり、 前記プログラムデータに従って、２相電流パルスを選択
   された電極に印加する手段であって、該電流パルスは、
   前記基本有声音成分の前記評価済周波数に直線的に関係
   する周波数において印加され、該電流パルスの幅は前記
   スピーチ信号の評価済振幅の圧縮関数であり、 前記電極は、前記電流パルスが前記使用者の指の神経に
   より検知されるように前記使用者に設置されてなる電気
   触覚形ボコーダ装置。 ９、前記予め設定された関係は夫々の電極と、次の表； 電極１　指標指　０−９００Ｈｚ； 電極２　指標指　９００−１，１００Ｈｚ；電極３　第
   ２の指　１，１００−１，３００Ｈｚ；電極４　第２の
   指　１，３００−１，５００Ｈｚ；電極５　第３の指　
   １，５００−１；７００Ｈｚ；電極６　第３の指　１，
   ７００−２，４００Ｈｚ；電極７　第４の指　２，４０
   ０−３，３００Ｈｚ；および電極８　第４の指　３，３
   ００−４，０００Ｈｚ。 に従って前記スピーチ信号の第２のフォルマント成分を
   もつ評価済周波数の選択された領域との間にある特許請
   求の範囲第８項記載の電気触覚形ボコーダ装置。