「みみ太郎」の生立ち

　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　開発者　　　掛川清明
　このたびは、貴会奥平レポーター様の目にとまり、遠聴支援機“みみ太郎”の開発に関して紹介の機会を頂き
ました。誠にありがとうございます。私は“みみ太郎”の開発を担当させて頂きましたシマダ製作所技術部の掛川
と申します。得意分野は音響工学ですが、聴く・聴こえるという最終点に関し、また大脳および聴覚系との関連に
おいて音響心理学を座右に“聴こえる”という事についての研究を行っております。以下“みみ太郎”についての
考え方や、人間の耳の不思議な能力等についてお話させて頂きたいと思います。

補聴器は昔と比べますと、技術の進歩にともない小型化して高性能になりましたが、周りの音をマイクで集め、
その音を聞きやすく加工し、聞こえる所まで大きくして聞かせる、という基本的な原理は変わっておりません。
けれども私たちは、例え聴きやすくするためではあっても音声を加工すると、加工された分だけ音声を聞き分け
るのに脳が疲れるのではないかと考えており、長時間使っていると疲労するのも此処に原因はあると考えており
ます。

健常者の場合、四六時中音に囲まれて生活をしている訳ですが、特別な場合を除いては音によって頭が痛く
なったり耳が疲れたりというようなことはありません。その秘密の裏には大変優れた耳の能力があるのです。
人間の耳は左右に２つあり二つの鼓膜があります。そして左右の耳の不思議な形は、耳穴を中心として前後
方向で違い上下方向でも違っています。ここが非常に大事で、左右の鼓膜から音が入ることによって、その音が
どの辺りで発生したかがわかるのです。例えば雷の音が上空のあの辺りで鳴ったとか、水がこの下で流れている
とか、上も下も右も左も前も後ろも音の発生源を聞き分けられるのです。

この様に、私達に音の来る方向が理解できるのは、左右の耳に到着する音の、大きさと到着時間差、位相差と
いう三つの情報をもとに左右方向が判断され、前後方向・上下方向にそれぞれ違う形を持った左右の耳によって、
来た音声はそれぞれその方向ごとに僅かに違った音色を帯び、この音色を来た方向の情報としながら左右の
鼓膜に達し、大脳聴覚系において前後方向と上下方向が判断されるという訳です。

人の言葉を大勢の中で聞き分ける時、必ず聞こうとする音の方向に対して、無意識の内に注意が向いています。
注意を向けるというこの作業が、夜空に輝く一番星を見るように、プラネタリュウムのような三次元空間の一点に、
音が明確に位置して識別されなければ、いかに優れた脳聴覚系ではあっても、音の洪水の中で特定の音に対して
焦点を合わせることは出来ないのです。

“みみ太郎”を開発するにあたって最も苦労した点がこの三次元再生なのです。何しろこの時点では、従来両耳
効果として説明されてきた一次元の情報、つまり左右方向の情報しか誰にも分かっていなかったのです。みみ
太郎を完成させるには、残る前後方向と上下方向の情報がどのような形の物理的な変化でどの時点で発生し、
どのようにすれば検出できるのか。またどの様にすれば聴覚の支援に応用できるのかという、新たな発見が開発
の鍵だった訳ですから・・・。

すこし戻りますが、人間が音の発生源を理解するためには、物理的な変化がないと脳が判断できません。いろ
いろと調べている内にあの不思議な格好をしている耳の形に行き付きました。耳穴を中心として前後方向にも形が
違い上下方向にも形が違っています。この様な形の耳で集められた音は、更に外耳道を通って左右の鼓膜を振動
させ、これを脳が判断する仕組みとなっています。耳の形が方向によって違うことから、音がどの方向から来るか
によってその影響の受け方が違い、外耳道入口に集音された段階で、来た音はそれぞれ来た方向ごとに違う
音色を帯びます。
この音色の変化が、外耳道に入る時にどの方向から来たかという情報となり、鼓膜に到達して鼓膜振動となった
時、音色の相違という、この物理的変化の履歴が、前後方向および上下方向の情報として内耳の聴神経により
大脳に伝えられる仕組みとなっている訳です。

これは家でも簡単に実験できます。ＦＭ放送を受信出来るできるだけ小さなラジオで、放送のない所にチューニン
グを合わせると、ザーッという音がします。このザーッという音は低い音から高い音まで含んでいますから、ラジオ
を耳のそばで静かに上下させてみて、音色がどう変わるかを聞き分けてみて下さい。

横にある時ザーッといっていた音が、上に行くとシーッという高い音に変わって行きます。また下に行くとその高音
が消えて、ゴーッという滝壺のような音に変わって行きます。この時目をつむって聞こえる音の方向に注意すると、
上下方向に移動するラジオの位置がよく分かります。前後方向も同様です。この様に、音の発生場所の識別を
上下方向と前後方向について可能にしているのが、あの不思議な耳の形であった訳です。人間のもつ聴覚の
すばらしい能力はそれだけではありません。いま１００人ほど入る会場の一番前で、私がこの話をしているとします。
そのとき前で聞いている人も、後ろの方で聞いている人も私の声の大きさをほとんど大差なく感じながら聞いて
おられるでしょう。

しかし、実際に聞こえている声は、後列の方では前列の八分の一位の強さでしか伝わっていない筈です。これは
カラオケのマイクで試すとよく分かりますが、マイクを口元から数十センチ離すと音を拾わなくなります。距離が
離れれば離れるほど音はどんどん小さくなって行くのに、この様な場所ではそれほど変わらないように聞こえます。
何故なのでしょうか。

実は耳が無意識のうちに感度を調節しているからです。遠くの音、小さな音に関しては感度を上げて聞いたり、
近くの音、大きな音に関しては適度に感度を下げて聞いたり。近くの音に対して感度を下げながら、同時に遠くの
音に対しては感度を上げながら聞くという様な離れ業を、人間の聴覚は平気でやってのけるのです。

さらに驚くべき能力を耳はもっています。みなさんは自分の家の騒音が日頃どのくらい在るかご存じでしょうか。
騒音計をもってみて驚くのは、深夜２時３時という真夜中でほとんど何も聞こえない様な山村であっても、騒音計
の針は２〜３０デシベルから下には決して下がりません。風の音、木の葉の擦れ合う音、遠い川の流れ、虫の声、
時計の秒針、子供の寝息、果ては自分の呼吸から心臓の鼓動まで。潜在雑音とも言うべきこれらの騒音が、
休みなく聞こえていたのでは私たちの神経が参ってしまう所です。

私達が日常的に生活している時の音量は大体５０〜６０デシベル程度あります。そしてその音量が４０デシベルに
なれば４０デシベルの音量に下がって聞こえ、さらに３０デシベルに下がれば３０デシベル相当の音量に下がって
聞こえます。では音量が２０デシベルに下がった場合は２０デシベル相当の音が聞こえ、１０デシベルでは１０デシ
ベル相当の音が聞こえれば何の不思議もないのですが、どんな耳のいい人でも２０〜３０デシベル辺りから下は、
まるでスイッチを切ったように聞こえなくなってしまうのです。

このように、人間の聴覚は必要のない騒音レベルの音を聞こえない様にカットして、心身の静寂が得られる様に
しています。実験によれば、何も聞こえないと感じられる此の静寂の中でも、音を遮る物体が気付かれること無く
左右の耳を覆った場合には、これを気配として感じとりますから、感知されているけれども音として知覚されない
状態という言い方のほうが正しいのかも知れません。そしてこのレベルを超える音声が来た時、はじめて聴覚系
のスイッチが入り聞こえる様になるわけです。

更にもうひとつ、人間の聴覚で重要なものがあります。カクテルパーティー効果と呼ばれるものです。カクテルパー
ティーをご存じでしょうか、立食でグラスを片手に一杯やるあのパーティーの事ですが、あっちでもこっちでも皆が
さまざまな話をしますから、会場が非常にざわついています。

このような騒音の中でも、私たちは隣の人と話ができますし、注意して聞くとひそひそ話まで聞こえたりします。
この現象がカクテルパーティー効果と呼ばれるもので聴覚系がもつ不思議な能力としてこのように名付けられ
一般に知らされています。ちなみにこれをテープレコーダーなどの機械で録音してみると、再生時、ざわめきばか
り、騒音ばかりが多くて、誰が何をしゃべっているのか分からないので驚きます。

いろいろお話させて頂きましたので、この辺りでまとめさせて頂きますと、生物の器官はどれをとっても大変よく
出来ていて、いかに技術が進歩しても、これらの能力を１００パーセント機械に置き換えることは当分の間出来
ないでしょう。とりわけ人間の聴覚は、大脳の働きと相俟っていかなる技術も到底及ばないほどの、優れた分析
力と判別の能力をもっています。そしてこれらの能力は聞こえると聞こえないとにかかわらず聴覚系の中に置か
れて、実際の鼓膜振動中に来る情報によって発揮されます。

聴覚の支援に当たっては“実際の鼓動振動”に出来るだけ近いものを再現させる事によって、大脳および聴覚系
が持つそれらの機能を最大限度発揮させる方向で、行われるべきと考えております。例えばテレビを見ている
お年寄りにとっては、音質調整で高音側だけを上げるのではなく、ボリューム調整で全体の音量を上げた方が
自然でよく聞こえ、疲労も少なくなる様です。また片耳だけが悪い場合など特別な場合を除いての支援は、両耳に
対して行われる方が自然です。両耳で聞くと片耳で聞く時の約四分の一の出力音圧で同じ音量感が得られるの
です。この間耳を休ませることが出来るのです。

今回ご紹介いただきました遠聴支援機“みみ太郎”は、これらを実現するため、到来した音声を忠実に増幅する
以外一切音に操作を加えておりません。これは使用になられる方の、聴覚系の機能を最大限度発揮して頂く為
で決して手を抜いている訳ではありません。出来得る限り実際と同じ鼓膜振動が得られるようにし、聴力の度合
いに応じて当初行う音量調整以外、すべて聴覚系の働きによって自然に調整されるように、構成されています。
もし聴力が適合すれば、きっと皆様が驚かれる様な懐かしい体験をなさるかも知れません。映画や、芝居や、
音楽鑑賞、旅行などにお供させて見て下さい。

また現在の“みみ太郎”には、大きい、重い、イヤホンが煩わしい、という様な問題もありますがまず大きさに関し
ていえば、人間の耳は左右にあってこの間に幅があります。この幅は脳に読み取られていて、左右の耳に到達
す音の到達時間差などが、到来方向を見極めるときの物差しにもなっております。“みみ太郎”の横幅はこれに
よって決められております。

また高さと厚さについても同様で、人工耳介の高さ厚さによって現在の形が決められて来る訳です。このとき中央
部にかなり広い空間が確保されますので、ここに十分な容量の充電電池を装備し、維持費が出来るだけかから
ないように配慮した結果が現在の形となっております。またイヤホンの煩わしさについても現在検討中で、本機
ともに、朗報があればその都度紹介させて頂きたいと考えております。なお、お気付きの点などございましたら、
お気軽に当社までご連絡下さい。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　


＜人の聞こえとは興味深く、又複雑なものですね。上記メッセージとは別に“みみ太郎”誕生にまつわる
　お話をお願いしたところ、お忙しい中、次のコメントをお寄せ頂きましたので以下に掲載致します。＞


　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　“みみ太郎”試作にいたる経緯
　今から十数年前の事です。当時イヤホンはステレオ装置の付属品のような位置付けで軽く考えられておりま
した。しかし、私達が最終的に聞くということは左右の鼓膜動を脳が理解することなのです。脳が左右の鼓膜振動
を理解するのであれば、出来える限り正確な鼓膜振動を発生させてやらなければなりません。出来える限り正確
な鼓膜振動を発生させるのであれば、出来える限り鼓膜に近い所で音を発生させた方が有利です。つまり理想的
なステレオ再生を行おうとする場合には、離れて用いるスピーカーよりも耳介に直接装着したイヤホンの方が断然
有利なのです。

このころ世の中にはウオークマンという呼び名で携帯用のイヤホン専用ステレオが登場しました。ごく小型であり
ながら、その性能は家庭用の標準機と比べても決して見劣りしないほどの優れた性能でした。しかし、当時も今も
あまり変わりませんが音楽テープなどのステレオソースが、スピーカーステレオ用のものしか市場に無く、ウオーク
マンから聞こえてくる再生音は、音楽テープの左右の分離が良ければ良いほど、右の音は右耳の所、左の音は
左耳の所からしか聞こえず、中央の音は頭の中心からうなじの辺りからしか聞こえなかったのです。

何故かというと、従来のテープの場合、右の音は右のスピーカー、左の音は左のスピーカーを鳴らす様に録音
されているからです。そして左右のスピーカー間に再生された音は、聞く人の2つの耳によってその位置が聞き
分けられ、再生音はこの2つのスピーカー間に定位して聞こえて来た訳です。ところがイヤホンでこれを聞くと、
右の音は右のイヤホンだけから聞こえ、左の音も左のイヤホンだけから聞こえます。この様に片方の耳だけから
音が聞こえると、脳はこの状態を、どちらかの耳で電話を受けている時と同じ状態と判断し、イヤホンの再生音を
夫々の耳元と判断し、定位させてしまう訳です。

この様に、従来のステレオテープなどでは、イヤホンを用いて実際と同じステレオ再生(理想再生)を行う事は
理論上出来ないのです。しかし、最も理想再生に向いているのもイヤホンです。

この段階でみみ太郎の前身である立体集音のマイクを試作して見ることにしました。耳形効果を確認する為で、
内部には初期の人工の耳介が内臓されていました。
“掛川たかぎ３歳です・いま左にいます・左から聞こえますか”１・２・３・４・５歩。
“掛川たかぎ３歳です・いま前にいます・前から聞こえますか”１・２・３・４・５歩。
“掛川たかぎ３歳です・いま右にいます・右から聞こえますか”１・２・３・４・５歩。
“掛川たかぎ３歳です・いま後にいます・後から聞こえますか”１・２・３・４・５歩。
“掛川たかぎ３歳です・今２階にいます・上から聞こえますか”
などと、もっぱら此の音源をつとめた当時３才の私の息子も近く大学を卒業します。

この試験中に雷鳴を録音する機会に恵まれました。遠雷から至近雷まで十分な録音ができましたが、雷は音が
大きいので録音レベルを相当に絞らなければ声が割れてしまいます。十分に絞った録音レベルは、近くの人声で
もメーターの針は動くか動かないか分からない程度―２０デシベル程度となりました。録音は出来ても人声はヒス
ノイズというテープ特有の雑音の中に当然埋もれてしまうという悪条件下と思われました。

しかし、これを再生してみてビックリしました。装置が壊れたのかと思う程の大音響で、これまで聞いた事もない
雷鳴が天空を走り抜けました。思わず首がすくみました。この再生装置にこんな大出力は無いのです。実際の
雷に間違いないと思ってイヤホンを外して空を見上げました。再生音でした。録音機のレベルメーターも通常です。
この時始めて分かりました。同じ大きさの音でも遠くから来た音声はこんなに大きく聞こえるのかこと言うこと。

またヒスノイズの中に埋もれている筈の人声も、通常の大きさで、本当に隣にいるかの様に聞こえてきました。
更に不思議な事にはこの時ヒスノイズまでが聞こえなくなっていたのです。ドルビー等何の対策もありません
でした。まさに立体集音マイクの再生音が大脳まで届き、大脳・聴覚系のもてる機能が十分に発揮されたの
だと、つくづくと感じました。

これで大脳に連結する集音マイクの在り方と、イヤホンステレオに供給すべき音楽テープやＣＤの在り方が明ら
かになって来ました。しかし、人体の大脳聴覚系が耳形の効果によって垂直方向を判別するという理論は始めて
世に出るものです。一気に浮上したのでは問題が大きすぎます。まずは音の集音から再生までを同時に行う
補聴器類によって効果を世に問う事に致しました。楽しみと救済、まずは救済が先、という信念によったものです。
また楽しみの方は難聴健常に区別なく聞こえるテープＣＤ等で後年提供を考えております。



●社員の方より
“みみ太郎”誕生の頃の秘話で、 みみ太郎の誕生を身近で見守った同社社員の方の一言です。

　第一号のみみ太郎君試作品は音を聴くだけのものでしたが・・・　四角い箱から長〜い棒が２つニョキと出ていて
（まるでカタツムリの角みたいな）その先に人間のグロテスクな耳がついていました・・・ 思わずビックリ！！
　(￣□￣;)!!　　かたつむりの怪獣かと思いました。

そんなことから始まった試作でしたが、なんどもなんども試作・音出し・集音・ ・・ 　が繰り返され当時社長が口癖
にしていたのは「う〜ん。難産だぁ」でしたね。 なかなか産声をあげないみみ太郎でした。 事務所内では、期待と
不安と楽しみとイライラでいっぱいでした。

でも出来上がった集音力にはまたまたビックリで、開発者も触れていますが、雷の音・花火の音などはものすごい
迫力でした。ある実験で、みみ太郎を置きその周りを歩きます。但し、イヤホンは延長コー ドで長くして隣の部屋で
その音を聞きます。音というより気配ですね。 まるで今、自分の周りを誰かが歩いているような感覚になるのです。
はっきりいって怖かったのを覚えています。 　

営業の中には自分の犬に「みみ太郎」と名前を付けた人もいましたね。＾＾ 　 　



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