(57)【要約】【課題】精度の良い埋込み型骨導補聴器を提案する。【解決手段】頭骨４に埋め込んだ体内ユニット３に超磁歪素子でなる振動子３４を設け、体外ユニット２において生成した集音信号により振幅変調してなる可聴音変調伝送信号Ｓ１を、体外送信コイル３１から体内ユニット３に設けた体内受信コイル３２に伝送磁束３３によって伝送すると共に、体内受信コイル３２の誘起起電力によって振動子３４を伸縮駆動させるようにしたことにより、体内ユニット３に電源や復調回路を設けることなく可聴音信号を高い精度で骨導させることができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送波信号をマイクロホンから得た集音信号によって振幅変調してなる可聴音変調伝送信号に基づいて体外送信コイルによって伝送磁束を生成する体外ユニットと、
頭皮下の頭骨内に埋め込まれ、上記体外ユニットから到来する上記伝送磁束と差交する体内受信コイルによって誘起起電力を発生し、上記誘起起電力によって超磁歪素子でなる振動子を伸縮駆動することにより、上記頭骨に上記集音信号に対応する振動を上記頭骨に対して骨導振動として付与する体内ユニットと
を具えることを特徴とする埋込み型骨導補聴器。
【請求項２】
上記振動子は、棒状超磁歪素子を有し、上記振動子に巻装された振動子駆動コイルに上記体内受信コイルから得られる誘起起電力を与えることにより上記棒状超磁歪素子に対して長手方向に励磁磁界を透過させ、その結果上記長手方向に伸縮動作する
ことを特徴とする請求項１に記載の埋込み型骨導補聴器。
【請求項３】
上記棒状超磁歪素子に対して、当該棒状超磁歪素子の上記長手方向の励磁磁界にバイアス磁界を付与する動作点設定子を有する
ことを特徴とする請求項２に記載の埋込み型骨導補聴器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は埋込み型骨導補聴器に関し、特に可聴音振動を感度良く骨導できるようにしたものである。
【背景技術】
【０００２】
骨導補聴器は、狭く複雑な形状をした外耳道を通さずに、可聴音振動を頭骨を介して頭骨内の前庭・蝸牛でなる内耳に伝達するものとして、従来特許文献１ないし４に記載のものが提案されている。
【特許文献１】特願平９−２６１７９７号公報
【特許文献２】特許第３１７４３２４号公報
【特許文献３】特開２００４−２８９２１９公報
【特許文献４】特開２００７−１８４７２２公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
これに対して、この種の骨導補聴器として実用化されているものでは、第１に、頭皮の外部から頭骨に振動を伝音するため、可聴音振動子をヘッドバンドなどによって頭皮を介して頭骨に強く押し付けるものが提案されているが、装用者の負担が過大である問題がある。
【０００４】
また第２に、チタン骨導端子を耳後部に埋め込んで、このチタン骨導端子に外部振動子を装着する構成のものがあるが、耳後部皮膚上にチタン骨導端子が露出するため使用に不便であり、また当該外部振動子の出力が不十分であることにより、最低でも４５〔ｄＢ〕程度の大きな骨導聴力が必要なため、用途が限定される問題がある。
【０００５】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、埋込み型の体内ユニットによって広帯域かつ十分な出力の可聴音振動を骨導できるようにした埋込み型骨導補聴器を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる課題を解決するため本発明においては、搬送波信号Ｓ３をマイクロホン１１から得た集音信号Ｓ２によって振幅変調してなる可聴音変調伝送信号Ｓ１に基づいて体外送信コイル３１によって伝送磁束３３を生成する体外ユニット２と、頭皮４下の頭骨５内に埋め込まれ、体外ユニット２から到来する伝送磁束３３と差交する体内受信コイル３２によって誘起起電力Ｓ１１を発生し、誘起起電力Ｓ１１によって超磁歪素子でなる振動子３４を伸縮駆動することにより、頭骨５に集音信号Ｓ２に対応する振動を頭骨５に対して骨導振動として付与する体内ユニット３とを設けるようにする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、頭骨に埋め込んだ体内ユニットに超磁歪素子でなる振動子を設け、体外ユニットにおいて生成した集音信号により振幅変調してなる可聴音変調伝送信号を、体外送信コイルから体内ユニットに設けた体内受信コイルに伝送磁束によって伝送すると共に、体内受信コイルの誘起起電力によって振動子を伸縮駆動させるようにしたことにより、体内ユニットに電源や復調回路を設けることなく可聴音信号を高い精度で骨導させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
【０００９】
（１）埋込み型骨導補聴器の構成
図１において、１は埋込み型骨導補聴器を示し、体外ユニット２と体内ユニット３とによって構成されている。
【００１０】
体外ユニット２は、頭皮４に覆われている頭骨５に埋め込まれ、体内ユニット３に対向するように頭皮４上に設けられた可聴音変調信号送信部２Ａと、当該可聴音変調信号送信部２Ａに対して可聴音変調伝送信号Ｓ１を与える集音処理部２Ｂとを有する。
【００１１】
集音処理部２Ｂは、図２に示すように、マイクロホンユニット１１から得られる集音信号Ｓ２を、ＡＭ変調回路１２に入力することにより、搬送波発振回路１３から与えられる搬送波信号Ｓ３を集音信号Ｓ２によって振幅変調（ＡＭ変調）することにより、可聴音変調信号Ｓ４を生成する。
【００１２】
この可聴音変調信号Ｓ４は、出力増幅回路１４によって増幅されて可聴音変調伝送信号Ｓ１として可聴音変調信号送信部２Ａに送出される。
【００１３】
集音処理部２Ｂは電源電池１５によって駆動動作する。
【００１４】
体内ユニット３（図１）は装用者の耳介２１に近接した部位（例えば乳突部皮下の側頭骨）に埋め込まれており、これにより体内ユニット３と対向する位置に配設された体外ユニット２を構成する集音処理部２Ｂのマイクロホン１１は、当該埋込み型骨導補聴器１の装用者が本来外耳道２２を通して鼓膜２３に到達することにより聴き取り得る可聴音を集音できる。
【００１５】
従って、装用者が正常に可聴音を可聴できる場合は、鼓膜２３の振動がツチ骨２４、キヌタ骨２５及びアブミ骨２６でなる耳小骨２７を介して前庭・蝸牛２８に伝達されることにより、蝸牛から音情報を脳幹に送出できる。
【００１６】
埋込み型骨導補聴器１はかかる外耳道２２を介する音伝達に代えて、体外ユニット２から頭骨５内に埋め込まれた体内ユニット３の可聴音変調信号受信部３Ａに可聴音変調伝送信号Ｓ１を与えることにより、体内ユニット３において可聴音振動を生成し、当該可聴音振動を頭骨５を介して耳小骨２７に伝達する。
【００１７】
体外ユニット２の可聴音変調信号送信部２Ａは、頭皮４を横切って体内ユニット３の可聴音変調信号受信部３Ａに可聴音変調伝送信号Ｓ１を伝送する手段として、図３に示す体外送信コイル３１を有する。
【００１８】
これに対して体内ユニット３が可聴音変調信号受信部３Ａを構成する体内受信コイル３２を、体外送信コイル３１に対して頭皮４を挟んで対向するように設け、これにより可聴音変調伝送信号Ｓ１が体外送信コイル３１を流れたとき発生する伝送磁束３３が頭皮４を通って体内受信コイル３２と差交することにより体内受信コイル３２の両端端子３２Ａ及び３２Ｂ間に起電力信号Ｓ１１を発生する。
【００１９】
この体内受信コイル３２に生ずる起電力信号Ｓ１１はＡＭ変調回路１２に得られる可聴音変調信号Ｓ４（図２）と同じ変調信号形式を有し、これにより体外ユニット２から体内ユニット３への可聴音情報を含んだ信号の伝達が行われ、当該体内受信コイル３２の両端端子３２Ａ及び３２Ｂ間に得られる起電力信号Ｓ１１が体内ユニット３を構成する加振部３Ｂに与えられる。
【００２０】
加振部３Ｂは棒状の振動子３４と、その周囲に巻き付けられた振動駆動コイル３５とを有し、振動駆動コイル３５に起電力信号Ｓ１１が与えられたとき生ずる磁束が、棒状の振動子３４の長さ方向を透過する。
【００２１】
振動子３４は、その長さ方向に磁束が透過したとき、その磁束量に応じてその長さが可変する超磁歪材料で構成され、これにより棒状の振動子３４が起電力信号Ｓ１１に応じてその長さが可変する。
【００２２】
ここで、起電力信号Ｓ１１は上述のようにＡＭ変調回路１２から得られる可聴音変調信号Ｓ４と同様の信号形式で変化するものであるから、結局振動子３４はマイクロホン１１から集音された集音信号Ｓ２に応じてその長さが矢印ａで示す方向に振動することになり、この振動が埋込み型骨導補聴器１の出力として頭骨５に付与されることになる。
【００２３】
このようにして埋込み型骨導補聴器１は、体外ユニット２において集音した可聴音について、当該集音した可聴音に対応する振動を、体内ユニット３から頭骨５に付与し、この振動が頭骨５内を通って耳小骨２７に伝達し、これが前庭・蝸牛２８から音情報として脳幹に送出されることになる。
【００２４】
（２）実施例
図４は、上述の実施の形態の実施例を示すもので、対応部分に同一符号を付して示すように、体外ユニット２の可聴音変調信号送信部２Ａは、図５（Ａ）に示すように、縦断面が「Ｅ」字状でかつ全体として円筒外観形状を有する磁気ヨーク４１を有し、その円柱状の中心ヨーク部４１Ａに体外送信コイル３１を巻装している。
【００２５】
かくして体外送信コイル３１によって中心ヨーク部４１Ａに生成される伝送磁束３３に対して、中心ヨーク部４１Ａから円板状の端板ヨーク部４１Ｂを介して円筒状の円筒ヨーク部４１Ｃを通る磁路が形成される。
【００２６】
かくして体外送信コイル３１が頭皮４上に装着されたとき、磁気ヨーク４１の中心ヨーク部４１Ａ及び円筒ヨーク部４１Ｃの先端面が頭皮４上に配設される。
【００２７】
これに対して体内ユニット３は磁気ヨーク４１と対向するように、縦断面が「Ｅ」字状でかつ円筒外観形状を有する磁気ヨーク４２を有し、その円柱状の中心ヨーク部４２Ａに体内受信コイル３２を巻装している。
【００２８】
この磁気ヨーク４２の中心ヨーク部４２Ａは体外ユニット２の磁気ヨーク４１の中心ヨーク部４１Ａにおいて発生される伝送磁束３３を受けて円板状の端板ヨーク部４２Ｂ及び円筒状の円筒ヨーク部４２Ｃを通って当該伝送磁束３３を体外ユニット２の磁気ヨーク４１に流すための磁路を形成している。
【００２９】
かくして図６に示すように、体外ユニット２の体外送信コイル３１によって磁気ヨーク４１の中心ヨーク部４１Ａに発生された伝送磁束３３は、頭皮４を通って体内ユニット３の磁気ヨーク４２の中心ヨーク部４２Ａ−端板ヨーク部４２Ｂ−円筒ヨーク部４２Ｃの磁路を通り、さらに頭皮４を横切って体外ユニット２の磁気ヨーク４１の円筒ヨーク部４１Ｃ−端板ヨーク部４１Ｂ−中心ヨーク部４１Ａの磁路を流れる。
【００３０】
かくして体外ユニット２の磁気ヨーク４１において発生された伝送磁束３３が頭皮４を横切って体内受信コイル３２と差交することにより誘起起電力を発生させる。
【００３１】
図７に示すように、磁気ヨーク４２の端板ヨーク部４２Ｂの外表面の中心位置には円板状の加振部取付台４７が外方に突出するように形成され、この加振部取付台４７上に外方に突出するように加振部３Ｂが固着されている。
【００３２】
加振部３Ｂは断面円形の棒状超磁歪素子でなる振動子３４を有し、その両端に円板状の永久磁石でなる一対の動作点設定子４８Ａ及び４８Ｂが固着されている。
【００３３】
振動子３４には振動子駆動コイル３５が巻装され、当該振動子駆動コイル３５の両端端子Ｔ１１及びＴ１２に体内受信コイル３２の両端端子Ｔ１及びＴ２が直接接続される。
【００３４】
かくして振動子駆動コイル３５には体内受信コイル３２が伝送磁束３３と差交することにより得られる可聴音変調伝送信号Ｓ１に対応する励磁電流が流れ、その結果振動子３４が、図８に示す超磁歪素子としての伸縮特性に従って伸縮動作することにより、振動子３４の先端（他端が磁気ヨーク４２に固定されていることにより自由端を形成している）を振動動作させる。
【００３５】
振動子３４を構成する超磁歪素子は、図８において伸縮特性曲線Ｋ１で示すように、励磁界Ｈに対応して、励磁界Ｈが大きくなれば、伸び量が大きくなるような伸縮量の変化を呈するような特性をもっている。
【００３６】
この実施例の場合、当該超磁歪素子でなる振動子３４の両端に一対の永久磁石でなる動作点設定子４８Ａ及び４８Ｂが用いられていることにより、超磁歪素子にはバイアス磁界Ｈ０が与えられており、これにより当該バイアス磁界Ｈ０によって決まる励磁動作点ＨＸを中心として起電力信号Ｓ１１を与えると、振動子３４の伸縮量Ｄ１は励磁動作点ＨＸに対応する伸縮動作点ＤＸを中心として伸縮量Ｄ１が変化する。
【００３７】
この結果振動子３４の先端位置は当該伸縮量Ｄ１の変化に応じて変位することにより、当該振動子３４の先端部に振動が生ずることになる。
【００３８】
図４の実施例の場合、体内受信コイル３２の磁気ヨーク４２は固定ネジ４５によって頭骨５に固定されていると共に、振動子３４の先端には、ドーム形状を有するチタン材料でなる接触子５０が設けられており、当該接触子５０の外表面が頭骨５に接触していることにより、振動子３４の先端が変位したときこれが振動として接触子５０を介して頭骨５に伝達する。
【００３９】
このように、接触子５０としてチタン材料を用いるようにしたことにより、チタン材料の特性により、接触子５０が頭骨に良く付着すると共に、振動の伝達が良くかつ加工がし易い利点を有効に利用できる。
【００４０】
この実施例の場合、接触子５０は円環状の可撓性材料でなる連結環５１によって磁気ヨーク４２の端板ヨーク部４２Ｂに連結され、これにより振動可能状態に支持されている。
【００４１】
図４の実施例の場合、集音処理部２Ｂは図９に示すように、可聴音送信部２Ａを構成する磁気ヨーク４１の端板ヨーク部４１Ｂ上に固着された集音処理部収納筐体５１内に、集音処理部２Ｂの回路要素であるＡＭ変調回路１２、搬送波発振回路１３及び出力増幅回路１４を搭載した集音処理部基板５２を有し、当該集音処理部基板５２にマイクロホン１１と、電池収納空間５３内に収納された電源電池１５とが設けられている。
【００４２】
電池収納空間５３に収納された電源電池１５は、開閉自在の電池蓋５４を必要に応じて開閉することにより、ユーザによって直接に（手術などを必要とすることなく）交換補充することができる。
【００４３】
図４の実施例において、体内ユニット３は埋込み手術によって頭骨５のうち耳介２１の近傍の乳突部皮下の側頭骨に埋め込まれ、固定ネジ４５によって頭骨５に固定される。
【００４４】
当該体内ユニット３を埋込み型骨導補聴器１として用いる場合、装用者は頭皮４のうち体内ユニット３と対向する位置に体外ユニット２を配設する。
【００４５】
このとき体内ユニット２の可聴音送信部２Ａを構成する磁気ヨーク４１の体外送信コイル３１によって発生した伝送磁束３３は、頭皮４を横断して体内ユニット３の磁気ヨーク４２との間に可聴音情報を伝送する磁路を形成する。
【００４６】
これと共に、当該可聴音情報を伝送する磁路には、振動子３４の動作点を設定するために用いられた永久磁石の磁束が重畳して流れ、この磁束により体外ユニット２を体内ユニット３に引き着ける吸引磁力が生ずることにより、体外ユニット２は頭皮４上に安定に装着される。
【００４７】
この状態において、搬送波発振回路１３は搬送波信号Ｓ３として４０〔ｋＨｚ〕のパルス信号をＡＭ変調回路１２に供給することにより、マイクロホン１１から取り込まれた集音信号Ｓ２によって振幅変調してなる可聴音変調信号Ｓ４が得られる。
【００４８】
この可聴音変調信号Ｓ４は体内ユニット３の振動子３４を振動動作させるためのエネルギー源として体外送信コイル３１によって伝送磁束３３に変換され、この伝送磁束３３が体内ユニット３の体内受信コイル３２と差交することにより当該体内受信コイル３２に誘起起電力を発生し、この起電力信号Ｓ１１が加振部３Ｂを構成する振動子駆動コイル３５の両端に与えられ、その結果振動子３４が振動動作をする。
【００４９】
このとき振動子３４は、図８に示す伸縮特性を有する超磁歪素子によって構成されていることにより、当該超磁歪素子自体の振動特性から得られる自己復調機能により、パルス搬送波のＡＭ復調形式を有する起電力信号Ｓ１１から、その振幅変調成分である集音信号Ｓ２に応じた伸縮量Ｄ１を呈するような振動動作をする。
【００５０】
かくして搬送波パルス信号に対する振幅変調成分である集音信号Ｓ２に対応して振動子３４が振動することにより当該可聴音振動が接触子５０を介して頭骨５に付与され、その頭骨５４を通って耳小骨２７に伝達する。
【００５１】
この結果装用者は、例え外耳道２２、鼓膜２３及び耳小骨２７を介して可聴音信号が前庭・蝸牛２８に伝達されないような障害があったとしても、外耳道２２に到達した可聴音を頭骨５を介した骨導動作によって前庭・蝸牛２８に受けることができ、これにより脳幹に対して可聴音情報を送り込むことができる。
【００５２】
以上の構成によれば、体外ユニット２及び体内ユニット３によって頭骨５を介して可聴音振動を骨導できる埋込み型骨導補聴器１を実現できる。
【００５３】
かくするにつき、体内ユニット３の振動子３４として図８に示すような伸縮特性を呈する超磁歪素子を用いるようにしたことにより、当該超磁歪素子の自己復調機能を活用することにより、特別にＡＭ復調回路を設けることなく、鮮明な可聴音振動を前庭・蝸牛２８に骨導することができる。
【００５４】
振動子３４の動作についての実験によれば、図１０（Ａ）に示すように、振動子３４の動作点設定子４８Ａと加振部取付台４７との接合面の変位を表す固定端側変位量検出信号Ｓ２１と、振動子３４の先端面の変位を表す自由端側変位検出信号Ｓ２２とを変位計測装置（ＬＤＶ）によって検出したところ、両者は同相の信号として検出できたところから、棒状超磁歪素子でなる振動子３４の長さ方向への振動が生じていることを確認できた。
【００５５】
また自由端側変化検出信号Ｓ２２の周波数スペクトラムは、図１０（Ｂ）に示すように、４〔ｋＨｚ〕の周波数成分にピークＰ１があると共に、４０〔ｋＨｚ〕の周波数成分にピークＰ２が生じていることを確認できた。
【００５６】
この実験の場合、搬送信号として４０〔ｋＨｚ〕のパルス信号を用いたのに対して、可聴音信号として４〔ｋＨｚ〕の正弦波を用いたもので、４０〔ｋＨｚ〕の周波数成分のピークＰ２と比較して、振幅変調信号である４〔ｋＨｚ〕成分のピークＰ１が極端に大きいところからみて、振動子３４とその両端に設けた一対の動作点設計子４８Ａ及び４８Ｂによって構成される振動子ユニット６１が、図８に示すように、パルス搬送波を可聴音信号によって振幅変調した信号形式の起電力信号Ｓ１１を振動駆動源として、これを振動子駆動コイル３５に与えた結果、振動子３４の伸縮量Ｄ１として、パルス搬送波によって振幅変調した信号形式の可聴音変調伝送信号を自己復調して集音信号に対応する伸縮量を出力している結果になっている。
【００５７】
このようにして、体外ユニット２及び体内ユニット３によれば、マイクロホン１１によって取り込んだ集音信号に高い精度で骨導信号成分に変換し得る埋込み型骨導補聴器１を実現できた。
【００５８】
かくするにつき、体内ユニット３を、埋込み手術をするだけの簡単な手術で済むと共に、体内ユニット３内に動作用の電源を設ける必要がないことにより、体内の電源を補充するための手術などが不要な埋込み型骨導補聴器を得ることができる。
【００５９】
（３）他の実施の形態
（３−１）上述の実施の形態においては、振動子３４として、断面円形の棒状の超磁歪素子を用いたが、その断面形状は必要に応じて四角形、楕円形など種々の形状に選定しても、上述の場合と同様の効果が得られる。
【００６０】
また、振動子３４の両端に永久磁石でなる一対の動作点設定子３８Ａ及び３８Ｂを設けるようにしたが、この動作点設定子４８Ａ及び４８Ｂの挿入の仕方は変更しても良く、要は図８の励磁動作点ＨＸを決めるためのバイアス磁界の設定ができれば良い。
【００６１】
（３−２）上述の実施の形態の体内ユニット３においては、体内受信コイル３２を巻装してなる磁気ヨーク４２に振動子３４の一端を固定側端として固定し、その自由端の変位を骨導振動出力として頭骨５に付与するように構成したが、振動子３４の骨導出力を頭骨５に付与する方法しては、これに限らず、例えば振動子３４を磁気ヨーク４２とは別体に設けるようにしても良い。
【００６２】
（３−３）上述の実施の形態においては、頭皮４への体外ユニット２の装着方法として、体内ユニット３との間の吸引磁力を用いるようにした場合について述べたが、これとは別に又はこれに加えて、別途体外ユニット２を頭皮４上に装着するための装着具を用いるようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は骨導補聴器に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明による埋込み型骨導補聴器の一実施の形態を示す部分的断面図である。
【図２】図１の埋込み型骨導補聴器１の可聴音振動の生成構成を示す略線的電気回路図である。
【図３】可聴音伝送信号の体内への伝達手法の説明に供する略線的斜視図である。
【図４】埋込み型骨導補聴器の実施例の構成を示す縦断面図である。
【図５】可聴音変調伝送信号の体内への信号伝達機構を構成する送信構成及び受信構成を示す斜視図である。
【図６】体外ユニット２の磁気ヨーク４１及び体内ユニット３の磁気ヨーク４２によって構成される磁路の説明に供する略線図である。
【図７】体内ユニット３の加振部３Ｂの詳細構成を示す斜視図である。
【図８】振動子３４を構成する超磁歪素子の伸縮特性を示す特性曲線図である。
【図９】体外ユニット２の集音処理部２Ｂの構成を示す略線的断面図である。
【図１０】（Ａ）は振動子３４の変位量を示す信号波形図、（Ｂ）は自由端側変位検出信号Ｓ２２の周波数スペクトラムを示す特性曲線図である。
【符号の説明】
【００６５】
１……埋込み型骨導補聴器、２……体外ユニット、２Ａ……可聴音変調信号送信部、２Ｂ……集音処理部、３……体内ユニット、３Ａ……可聴音変調信号受信部、３Ｂ……加振部、４……頭皮、５……頭骨、１１……マイクロホン、１２……ＡＭ変調回路、１３……搬送波発振回路、１４……出力増幅回路、１５……電源電池、２１……耳介、２２……外耳道、２３……鼓膜、２４……ツチ骨、２５……キヌタ骨、２６……アブミ骨、２７……耳小骨、２８……前庭・蝸牛、３１……体外送信コイル、３２……体内受信コイル、３３……伝送磁束、３４……振動子、３５……振動駆動コイル、４１、４２……磁気ヨーク、４１Ａ、４２Ａ……中心ヨーク部、４１Ｂ、４２Ｂ……端板ヨーク部、４１Ｃ、４２Ｃ……円筒ヨーク部、４７……加振部取付台、４８Ａ、４８Ｂ……動作点設定子、５１……集音処理部収納筐体、５２……集音処理部基板、５３……電池収納空間、５４……電池蓋、６１……振動子ユニット。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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