(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
取得した電気信号及び振動のいずれか一方を、他方へと変換する耳穴装着型骨伝導装置であって、
弾性体により形成され、外耳道内部に当接することにより当該外耳道との間で前記振動を媒介する、リング状の弾性部と、
柱状の第１の磁歪素子と、
前記第１の磁歪素子に巻き付けられており、前記電気信号を伝導させる第１のコイルとを備え、
前記第１の磁歪素子の両端は、それぞれ前記弾性部の一部である円弧状の第１弾性部の内側と、前記弾性部の一部であり、前記第１弾性部とは異なる円弧状の第２弾性部の内側とに接合されている
耳穴装着型骨伝導装置。
【請求項２】
前記コイルは、ヨークを備え、
前記ヨークは、当該ヨークの両端部に、それぞれ前記磁歪素子へバイアス磁界をかける第１及び第２の磁界発生部を有しており、
前記第１及び第２の磁界発生部は、磁極の向きが一致し、かつ、前記ヨークの長手方向と一致する方向に磁界が発生する向きに配置されている
請求項１に記載の耳穴装着型骨伝導装置。
【請求項３】
さらに、柱状の磁歪素子であって前記第１の磁歪素子とは異なる第２の磁歪素子と、
前記第２の磁歪素子に巻き付けられた第２のコイルとを備え、
前記第２の磁歪素子は、前記第１の磁歪素子と平行となるように、両端がそれぞれ前記第１弾性部の内側と、前記第２弾性部の内側とに接合され、
前記第１のコイルと前記第２のコイルとは、異なる向きの磁界を発生させる
請求項１又は２に記載の耳穴装着型骨伝導装置。
【請求項４】
前記弾性部は、前記第１弾性部と前記第２弾性部との間に切欠きを有する
請求項１に記載の耳穴装着型骨伝導装置。
【請求項５】
前記第１の磁歪素子と平行に位置し、両端がそれぞれ前記第１弾性部の内側と前記第２弾性部の内側とに接合されたヨークを備えている
請求項１に記載の耳穴装着型骨伝導装置。
【請求項６】
前記第１弾性部と前記第２弾性部との内側に接合されたヨークを備え、
前記ヨークは、
前記第１の磁歪素子と平行な梁部分と、
前記梁部分の両端に前記梁部分と一体に形成され、かつ、前記第１弾性部および前記第２弾性部とそれぞれ接合された一組の柱部分とを有し、
前記第１の磁歪素子の両端は、前記柱部分を介して、それぞれ前記第１弾性部の内側と前記第２弾性部の内側とに接合されている
請求項１に記載の耳穴装着型骨伝導装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耳穴装着型骨伝導装置等に関し、特に、取得した電気信号及び振動のいずれか一方を、他方へと変換する耳穴装着型骨伝導装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、騒音の大きな環境においてスピーカを使用するための技術として、骨伝導スピーカが知られている。
【０００３】
通常のスピーカは、空気を媒質とし、外耳道、中耳、内耳と順に伝わる気導音として音を再生する。聴覚神経が気導音をとらえることで、ユーザはスピーカから再生された音を知覚する。
【０００４】
一方、骨伝導スピーカは、頭部周辺の骨等の振動を介して内耳へ直接伝わる骨導音として音を再生する。よって、気導音として伝わる騒音が大きい環境であっても、ユーザは音を聞き取ることができる。
【０００５】
こうした骨伝導スピーカを実現する方式として、（１）磁石とコイルを使用する電磁式、（２）圧電素子を使用する圧電式、（３）超磁歪素子を使用する超磁歪式（特許文献１及び特許文献２を参照）が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−０５７２５１号公報
【特許文献２】特開平１１−２６６４９６号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】ゴールデンダンス株式会社、ＡＵＤＩＯ  ＢＯＮＥ、［oneline］、ゴールデンダンス株式会社、［平成２３年３月１４日検索］、インターネット＜http://www.goldendance.co.jp/product/p_ab01.html＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２に示される骨伝導スピーカは、骨伝導スピーカ自体によって外耳道が塞がれてしまい、ユーザは気導音を聞き取ることが困難になるという課題がある。
【０００９】
騒音が大きな環境であっても、例えば危険を知らせる警告音又は叫び声など、骨導音としては出力されない音を聴く必要性は高い。また、例えばジョギング中にＢＧＭを聴く場合にも、ＢＧＭを聴きながら、周囲の音も聞く必要性は高い。よって、ユーザの安全確保等の目的において、気導音の聞き取りが容易な骨伝導スピーカが望まれる。
【００１０】
従来、非特許文献１のように、ユーザのこめかみ又は耳付近の骨に振動部を押さえつけることで骨導音を伝える骨伝導スピーカも知られているが、振動部を皮膚の上から骨等へ強く押さえつける必要があるため、ユーザへの侵襲性が高く、使用には不快感がともなう。また、骨伝導スピーカが大型化する欠点がある。
【００１１】
そこで、本発明は、低侵襲で、気導音の聞き取りを阻害しない耳穴装着型骨伝導装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のある局面に係る耳穴装着型骨伝導装置は、取得した電気信号及び振動のいずれか一方を、他方へと変換する耳穴装着型骨伝導装置であって、弾性体により形成され、外耳道内部に当接することにより当該外耳道との間で前記振動を媒介する、リング状の弾性部と、柱状の第１の磁歪素子と、前記第１の磁歪素子に巻き付けられており、前記電気信号を伝導させる第１のコイルとを備え、前記第１の磁歪素子の両端は、それぞれ前記弾性部の一部である円弧状の第１弾性部の内側と、前記弾性部の一部であり、前記第１弾性部とは異なる円弧状の第２弾性部の内側とに接合されている。
【００１３】
この構成によると、気導音は、リング形状を有する耳穴装着型骨伝導装置の中央の貫通孔を通過し、内耳へ到達することができる。これによって、ユーザは、耳穴装着型骨伝導装置を装着した状態で、骨導音とともに気導音を聞くことができる。また、耳穴装着型骨伝導装置は外耳道に挿入して使用するため、装着時に頭部付近を外部から圧迫する必要もない。したがって、低侵襲で、気導音の聞き取りを阻害しない耳穴装着型骨伝導装置を提供することができる。
【００１４】
また、前記コイルは、ヨークを備え、前記ヨークは、当該ヨークの両端部に、それぞれ前記磁歪素子へバイアス磁界をかける第１及び第２の磁界発生部を有しており、前記第１及び第２の磁界発生部は、磁極の向きが一致し、かつ、前記ヨークの長手方向と一致する方向に磁界が発生する向きに配置されているとしてもよい。
【００１５】
この構成によると、バイアス磁界により、定常状態において磁歪素子を事前に伸張させておくことで、正負の値に対応させて磁歪素子を変位させることができる。いいかえると、バイアス磁界がない場合には、変位＝０を中心にして、コイルを流れる電流の向きを問わず伸張方向へ変位する磁歪素子の動作点を、変位＝プラス方向にシフトさせることで、正の電流で正の変位を、負の電流で負の変位を発生させることができる。さらに、逆磁歪効果を利用して、骨伝導マイクロホンとして使用することができる。
【００１６】
また、柱状の磁歪素子であって前記第１の磁歪素子とは異なる第２の磁歪素子と、前記第２の磁歪素子に巻き付けられた第２のコイルとを、さらに備え、前記第２の磁歪素子は、前記第１の磁歪素子と平行となるように、両端がそれぞれ前記第１弾性部の内側と、前記第２弾性部の内側とに接合され、前記第１のコイルと前記第２のコイルとは、異なる向きの磁界を発生させるとしてもよい。
【００１７】
この構成によると、２つのコイル間で発生する磁力線により閉回路が構成される。よって、本実施の形態に係る耳穴装着型骨伝導装置は、より小さな電流で効率よく磁歪素子及び磁歪素子を変位させることができる。また、２つの磁歪素子のうち、一方が縮み、他方が伸びるように変位させることで、電気信号を屈曲変位へと変換することができる。
【００１８】
また、前記弾性部は、前記第１弾性部と前記第２弾性部との間に切欠きを有するとしてもよい。
【００１９】
切欠きを設けることで、より小さな力で弾性部を変位させることができる。
【００２０】
さらに、本発明は、このような耳穴装着型骨伝導装置を含む耳穴装着型骨伝導システムとして実現したりできる。
【発明の効果】
【００２１】
以上、本発明によると、低侵襲で、気導音の聞き取りを阻害しない耳穴装着型骨伝導装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、従来技術に係るスピーカを用いて、ユーザが聴覚器で気導音を聞く仕組みを説明する概念図である。
【図２】図２は、実施の形態１〜３に係る耳穴装着型骨伝導装置により、ユーザが聴覚器で骨導音を聞く仕組みを説明する概念図である。
【図３】図３は、実施の形態１に係る耳穴装着型骨伝導装置の外観図である。
【図４】図４は、実施の形態１に係る耳穴装着型骨伝導装置の構成を示す図である。
【図５】図５は、実施の形態１〜３に係る耳穴装着型骨伝導装置を備えた耳穴装着型骨伝導システムの機能構成を示すブロック図である。
【図６】図６は、実施の形態２に係る耳穴装着型骨伝導装置の構成を示す図である。
【図７】図７は、実施の形態３に係る耳穴装着型骨伝導装置の構成を示す図である。
【図８】図８は、実施の形態１〜３に係る耳穴装着型骨伝導装置の第１の変形例を示す外観図である。
【図９】図９は、実施の形態１〜３に係る耳穴装着型骨伝導装置の第２の変形例を示す外観図である。
【図１０】図１０は、実施の形態４にかかる耳穴装着型骨伝導装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明に係る耳穴装着型骨伝導装置の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２４】
図１は、従来技術に係るスピーカを用いて、ユーザが聴覚器９００で気導音を聞く仕組みを説明する概念図である。
【００２５】
図１に示されるように、音源９０２から再生され、空気を介して伝わる音は、外耳道９１１を通り、内耳の蝸牛へ至ることで、音として知覚される。
【００２６】
これに対し、図２は、本実施の形態に係る耳穴装着型骨伝導装置１００により、ユーザが聴覚器９００で骨導音を聞く仕組みを説明する概念図である。
【００２７】
図２に示されるように、本実施の形態に係る耳穴装着型骨伝導装置１００は、ユーザの外耳道９１１内部に挿入されて使用される。
【００２８】
耳穴装着型骨伝導装置１００には、信号生成装置９０４から音声情報を含む電気信号が送信される。信号生成装置９０４は、例えばトランシーバのように、遠隔地から耳穴装着型骨伝導装置１００を装着したユーザへ指示を伝えるための通信機器である。なお、図２では、耳穴装着型骨伝導装置１００と信号生成装置９０４とは無線で接続されているが、有線接続であってもよい。
【００２９】
耳穴装着型骨伝導装置１００は信号生成装置９０４から取得した電気信号に応じて振動する。その結果、外耳道９１１周囲の軟骨等も振動し、電気信号に含まれている音声情報が骨導音として蝸牛へ伝わる。
【００３０】
また、音源９０２（例えば、隣の人の声、又は、大型スピーカから再生される警告音など）から再生された気導音は、外耳道から耳穴装着型骨伝導装置１００をすり抜けて内耳へ至る。これは、後述するように、本発明に係る耳穴装着型骨伝導装置１００には、気導音を通すための隙間が設けられているためである。これによって、ユーザは、耳穴装着型骨伝導装置１００を装着した状態で、骨導音と同時に気導音を聞くことができる。
【００３１】
（実施の形態１）
図３は、本発明の実施の形態１に係る耳穴装着型骨伝導装置１００の外観図である。
【００３２】
図３に示されるように、耳穴装着型骨伝導装置１００は、弾性部１１０と、磁歪素子１３０（本実施の形態において、以後、第１の磁歪素子ともいう）と、コイル１２０（本実施の形態において、以後、第１のコイルともいう）とを備える。
【００３３】
弾性部１１０は、弾性体により形成され、外耳道内部に当接することにより、外耳道と磁歪素子１３０との間で振動を媒介する。弾性部１１０は、外耳道内部にユーザの負担なく当接するよう、リング状の形状を有する。なお、後述するように、弾性部１１０は完全なリング状でなくてもよい。例えば、本実施の形態に係る弾性部１１０は、上下２箇所に切欠きを有し、円弧状の第１弾性部１１２及び第２弾性部１１４から構成される。
【００３４】
弾性体は、例えば、鉄、ステンレス、アルミニウムなどの金属類のほか、樹脂や硬質のゴム等であってもよい。弾性体の材料及び形状を選択することで、共振周波数の調整が可能である。
【００３５】
磁歪素子１３０は、柱状に形成された磁歪材料である。磁歪素子の両端は、それぞれ弾性部１１０の一部である円弧状の第１弾性部の内側と、弾性部の一部であり、第１弾性部とは異なる円弧状の第２弾性部の内側とに接合されている。磁歪素子１３０の長手方向に磁場が加えられると、磁歪素子１３０は伸張する。この伸張に応じて、弾性部１１０は外耳道９１１の内壁へ押しつけられる。一方、磁場が消えると磁歪素子１３０は元の長さに戻る。これを繰り返すことで、弾性部１１０は外耳道９１１付近の軟骨へ振動を伝える。
【００３６】
磁歪素子１３０の材料としては、関連技術に係る骨伝導スピーカにおいて使用される圧電素子、及び、超磁歪素子を使用することも可能であるが、以下の理由から鉄ガリウム合金などの延性の磁歪材料を使用することが好ましい。
【００３７】
圧電素子は脆く、応力の負荷に耐えられずに破損する可能性が高い。また、超磁歪素子（Ｔｂ−Ｄｙ−Ｆｅ合金）も同様に脆く、応力の負荷に耐えられないという欠点がある。
【００３８】
一方、鉄ガリウム合金などの延性の磁歪材料は、加工性に優れ、堅牢であるため破損のおそれが少ない。よって、外耳道に挿入する耳穴装着型骨伝導装置１００には、鉄ガリウム合金などの磁歪材料が適する。
【００３９】
コイル１２０は、磁歪素子１３０に巻き付けられており、電気信号を伝導させる。すなわち、後述するように、耳穴装着型骨伝導装置１００がスピーカとして機能する際には、コイル１２０は、耳穴装着型骨伝導装置１００が取得した電気信号である電流値の変化を磁界の変化へと変換する。一方、耳穴装着型骨伝導装置１００がマイクロホンとして機能する際には、コイル１２０は、振動により生じる磁歪素子１３０の磁束の変化を、コイルに発生する誘導電圧の変化へと変換する。
【００４０】
図４は、本実施の形態に係る耳穴装着型骨伝導装置１００の構成を示す図である。より詳細には、図４の（Ａ）は、本実施の形態に係る耳穴装着型骨伝導装置１００の正面図である。また、図４の（Ｂ）は、本実施の形態に係る耳穴装着型骨伝導装置１００のＡ−Ａ’断面図である。また、図４の（Ｃ）は、本実施の形態に係る耳穴装着型骨伝導装置１００の右側面図である。
【００４１】
図４の（Ａ）を参照して、弾性部１１０のリング形状の直径は、外耳道９１１の大きさに合わせ、１ｃｍ程度である。また、磁歪素子１３０の太さは１ｍｍ程度である。
【００４２】
よって、図４の（Ａ）〜図４の（Ｃ）を参照して、耳穴装着型骨伝導装置１００は、磁歪素子１３０及びコイル１２０の上下方向に大きな隙間を有する。この隙間は、気導音を通過させるのに十分な大きさであるため、ユーザは骨導音と気導音を同時に聞くことができる。
【００４３】
次に、図５に、本実施の形態に係る耳穴装着型骨伝導装置１００を備えた耳穴装着型骨伝導システムの機能構成を示す。ここで、図５の（Ａ）は、本実施の形態に係る耳穴装着型骨伝導装置１００を備えた耳穴装着型骨伝導システム３００の機能構成を示すブロック図である。図５の（Ａ）に示される耳穴装着型骨伝導装置１００は、マイクロホンから入力された音声を骨導音として再生する骨伝導スピーカである。
【００４４】
図５の（Ａ）に示されるように、耳穴装着型骨伝導システム３００は、信号生成部４１０と、耳穴装着型骨伝導装置１００とを備える。
【００４５】
信号生成部４１０は、例えば、図２を参照して、耳穴装着型骨伝導装置１００の外部装置である信号生成装置９０４が備える。信号生成部４１０は、マイクロホン４１４と、アンプ部４１８とを備える。
【００４６】
マイクロホン４１４から入力された音声は、電気信号に変換され、アンプ部４１８で増幅された後に、耳穴装着型骨伝導装置１００へと送信される。信号生成部４１０と耳穴装着型骨伝導装置１００との間の通信方式は、有線、無線を問わずいずれの方式であってもよいが、ユーザの利便性の観点からは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）など、通信モジュールの小型化が可能な無線による通信方式であることが好ましい。また、携帯型音楽プレーヤ等の音を再生する場合等では、直接にアンプ部４１８へ音声信号を入力するような構成とすることもできる。
【００４７】
次に、耳穴装着型骨伝導装置１００が信号生成部４１０から取得した電気信号はコイル１２０へ入力される。コイル１２０に入力された電気信号は、マイクロホン４１４から入力された音声に対応して、電流の強弱を有している。この電流の強弱は、コイル１２０によって、コイル１２０が発生させる磁界の強弱へと変換される。
【００４８】
さらに、この磁界の強弱は、磁歪素子１３０によって振動へと変換され、この振動は弾性部１１０を介して外耳道９１１付近の軟骨へと伝えられる。
【００４９】
以上述べたように、本実施の形態に係る耳穴装着型骨伝導装置１００は、取得した電気信号及び振動のいずれか一方を、他方へと変換する耳穴装着型骨伝導装置であって、弾性体により形成され、外耳道内部に当接することにより当該外耳道との間で前記振動を媒介する、リング状の弾性部１１０と、柱状の第１の磁歪素子１３０と、第１の磁歪素子１３０に巻き付けられており、電気信号を伝導させる第１のコイル１２０とを備え、第１の磁歪素子１３０の両端は、それぞれ弾性部１１０の一部である円弧状の第１弾性部１１２の内側と、弾性部１１０の一部であり、第１弾性部１１２とは異なる円弧状の第２弾性部１１４の内側とに接合されている。
【００５０】
この構成によると、気導音は、リング形状を有する耳穴装着型骨伝導装置１００の中央の貫通孔を通過することができる。これによって、ユーザは、耳穴装着型骨伝導装置１００を装着した状態で、骨導音とともに気導音を聞くことができる。また、耳穴装着型骨伝導装置１００は外耳道９１１に挿入して使用するため、装着時に頭部付近を外部から圧迫する必要もない。したがって、低侵襲で、気導音の聞き取りを阻害しない耳穴装着型骨伝導装置を提供することができる。
【００５１】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２に係る耳穴装着型骨伝導装置１００について説明する。
【００５２】
図６は、本実施の形態に係る耳穴装着型骨伝導装置１００ａの構成を示す図である。より詳細には、図６の（Ａ）は、本発明の実施の形態２に係る耳穴装着型骨伝導装置１００ａの正面図である。また、図６の（Ｂ）は、本発明の実施の形態２に係る耳穴装着型骨伝導装置１００ａのＡ−Ａ’断面図である。また、図６の（Ｃ）は本発明の実施の形態２に係る耳穴装着型骨伝導装置１００ａの右側面図である。なお、図４に示される構成要素と同じ構成要素については、同一の符号を付け、詳細な説明を省略する。
【００５３】
図６の（Ａ）及び図６の（Ｂ）を参照して、本実施の形態に係る耳穴装着型骨伝導装置１００ａは、実施の形態１に係る耳穴装着型骨伝導装置１００と比較して、さらに、サイドヨーク１５０と、バックヨーク１６０と、磁界発生部１７０とを備える。
【００５４】
サイドヨーク１５０及びバックヨーク１６０は、いわゆる継鉄（ヨーク）であり、磁性体で形成される。図６の（Ａ）に示されるように、サイドヨーク１５０はコイル１２０によって生じる磁力線１４０を通す。また、図６の（Ｂ）に示されるように、バックヨーク１６０は磁界発生部１７０によって生じる磁力線１４２を通す。
【００５５】
図６の（Ｂ）を参照して、バックヨーク１６０は、両端に磁界発生部１７０を有する。磁界発生部１７０は、磁歪素子１３０にバイアス磁界をかける。電力消費を抑えるという観点からは、磁界発生部１７０として永久磁石を使用することが好ましいが、電磁石を使用してもよい。本実施の形態においては、磁界発生部１７０として永久磁石を使用するものとして、以後説明する。
【００５６】
磁界発生部１７０は、磁界発生部１７０ａ（以後、第１の磁界発生部ともいう）と磁界発生部１７０ｂ（以後、第２の磁界発生部ともいう）とから構成される。バックヨーク１６０を介して磁歪素子１３０へバイアス磁界をかけるため、磁界発生部１７０ａと磁界発生部１７０ｂとは、それぞれの磁極の向きが一致し、かつ、バックヨーク１６０の長手方向と一致する方向に磁界が発生する向きに配置される。例えば、図６の（Ｂ）においては、磁界発生部１７０ａの磁極が、向かって左はＮ極、向かって右がＳ極である場合、磁界発生部１７０ｂの磁極も、向かって左はＮ極、向かって右がＳ極となる。
【００５７】
図６の（Ｂ）では、バックヨーク１６０の一端にはＳ極が接し、他端にはＮ極が接する向きに磁界発生部１７０が配置されることで、磁力線１４２を生成している。
【００５８】
以上の構成によると、磁歪素子１３０は、磁界発生部１７０が生じさせるバイアス磁界により、常に少しだけ伸張した状態となる。説明のため、この状態を定常状態とよぶ。
【００５９】
定常状態において、コイル１２０によって、磁力線１４２と同じ向きに磁力線１４０が生じた場合には、磁歪素子１３０を貫く磁界の強さはより大きくなるため、磁歪素子１３０はより伸張する。一方、コイル１２０によって磁力線１４２とは逆向きに磁力線１４０が生じた場合（すなわち、逆向きの電流がコイル１２０に流れた場合）には、磁力線１４２と磁力線１４０とは打ち消しあうため、磁歪素子１３０は定常状態よりも縮む。これにより、音声情報を含む電気信号における電流の正負に応じて、磁歪素子１３０を振動させることができる。
【００６０】
より具体的には、例えば、電気信号における電流値が正の場合に、コイル１２０が生じさせる磁力線１４０の向きと、バイアス磁界の磁力線１４２の向きが同じである場合、電流値が正の場合には磁歪素子１３０は伸張し、電流値が負の場合には磁歪素子１３０は縮む。
【００６１】
一般に、マイクロホンから出力される（すなわち、音声信号としての）電気信号は正負の値をとる。しかし、磁歪素子１３０は、そのままでは磁界の向きに関わらず伸張方向にしか変形しない。そこで、磁歪素子１３０を事前に少し伸ばしておくことにより、磁歪素子１３０の変位を正負の電気信号に対応させることができる。
【００６２】
なお、本実施の形態においては、バックヨーク１６０が磁界発生部１７０を有しているが、サイドヨーク１５０が両端に磁界発生部１７０を有していてもよい。
【００６３】
なお、本実施の形態において、バイアス磁界は、バックヨーク１６０に加えて、サイドヨーク１５０も通る。このとき、サイドヨーク１５０とバックヨーク１６０との磁気抵抗が大きく異なっていると、バイアス磁界は磁気抵抗が小さい一方のみを通ってしまう。したがって、サイドヨーク１５０とバックヨーク１６０との磁気抵抗は、バイアス磁界が両ヨークを通るように同程度のものとする必要がある。
【００６４】
また、本実施の形態に係る耳穴装着型骨伝導装置１００ａは、バックヨーク１６０及びサイドヨーク１５０の両方を備えなくてもよい。すなわち、耳穴装着型骨伝導装置１００ａは、バックヨーク１６０及びサイドヨーク１５０の一方であって、両端に磁界発生部１７０を有するヨークを備えていればよい。なお、サイドヨークを備えることで、閉磁路が構成され、単位電流あたりの磁束の発生を増加させることができる。
【００６５】
なお、バックヨーク１６０及びサイドヨーク１５０の両方を備える方が、磁歪素子１３０の内部に生じる単位電流あたりの磁束密度が強まるため、より少ない消費電力で駆動できるという利点が生じる。
【００６６】
また、本実施の形態に係る磁歪素子１３０には、バイアス磁界がかかっているため、逆磁歪効果により、耳穴装着型骨伝導装置１００ａは骨伝導マイクロホンとしても使用できる。
【００６７】
図５を参照して、図５の（Ｂ）は、骨伝導マイクロホンとして使用される場合の、本実施の形態に係る耳穴装着型骨伝導装置１００ａを備えた耳穴装着型骨伝導システム３１０の機能構成を示すブロック図である。図５の（Ｂ）に示される耳穴装着型骨伝導装置１００ａは、外耳道近辺の軟骨等の振動を取得し、外部装置のスピーカへ出力する骨伝導マイクロホンである。
【００６８】
図５の（Ｂ）に示される耳穴装着型骨伝導システム３１０は、耳穴装着型骨伝導装置１００ａと、信号受信部４２０とを備える。
【００６９】
耳穴装着型骨伝導装置１００ａは本実施の形態に係る耳穴装着型骨伝導装置１００ａと同じ構成であるため、詳細な説明は省略する。
【００７０】
まず、ユーザによる発声は、骨導音として外耳道９１１まで伝わるため、外耳道９１１に当接する弾性部１１０を振動させる。その結果、弾性部１１０の振動に応じて、磁歪素子１３０に応力が加わる。
【００７１】
ここで、一般に、磁歪材料に応力が加わると、磁束が変化する（逆磁歪効果）。したがって、弾性部１１０の振動に応じて磁歪素子１３０の磁束が変化する。その結果、磁歪素子１３０の内部の磁束が変化する。この磁束の変化は、コイル１２０によって誘導電圧の変化へと変換される。
【００７２】
こうして、電気信号へと変換された骨導音は、耳穴装着型骨伝導装置１００ａの外部装置である信号受信部４２０が備えるアンプ部４２８へと送信される。アンプ部４２８への送信手段が有線・無線を問わないのは、図５の（Ａ）に示された骨伝導スピーカとしての耳穴装着型骨伝導装置１００と同様である。
【００７３】
アンプ部４２８により増幅された電気信号は、スピーカ４２４によって再生される。
【００７４】
以上述べたように、本実施の形態に係る耳穴装着型骨伝導装置１００ａが備えるコイル１２０はヨークを備え、ヨークは、当該ヨークの両端部に、それぞれ磁歪素子１３０へバイアス磁界をかける第１及び第２の磁界発生部１７０を有しており、第１及び第２の磁界発生部１７０は、磁極の向きが一致し、かつ、ヨークの長手方向と一致する方向に磁界が発生する向きに配置されている。
【００７５】
この構成によると、バイアス磁界により、定常状態において磁歪素子１３０を事前に伸張させておくことで、正負の値に対応させて磁歪素子１３０を変位させることができる。いいかえると、実施の形態１においては、変位＝０を中心にして、コイル１２０を流れる電流の向きを問わず伸張方向へ変位する磁歪素子１３０の動作点を、本実施の形態では変位＝プラス方向にシフトさせることで、正の電流で正の変位を、負の電流で負の変位を発生させることができる。さらに、逆磁歪効果を利用して、骨振動により音声を検知するマイクロホンとして動作することができる。
【００７６】
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３に係る耳穴装着型骨伝導装置１００ｂについて説明する。
【００７７】
図７は、本実施の形態に係る耳穴装着型骨伝導装置１００ｂの構成を示す図である。より詳細には、図７の（Ａ）は、本発明の実施の形態３に係る耳穴装着型骨伝導装置１００ｂの正面図である。また、図７の（Ｂ）は、本発明の実施の形態３に係る耳穴装着型骨伝導装置１００ｂのＡ−Ａ’断面図である。また、図７の（Ｃ）は本発明の実施の形態３に係る耳穴装着型骨伝導装置１００ｂの右側面図である。
【００７８】
図７の（Ａ）を参照して、本実施の形態に係る耳穴装着型骨伝導装置１００ｂは、２本の磁歪素子を備えている点で、実施の形態１及び２に係る耳穴装着型骨伝導装置と異なる。
【００７９】
本実施の形態に係る耳穴装着型骨伝導装置１００ｂは、第１弾性部１１２と、第２弾性部１１４と、磁歪素子１３１（以後、第１の磁歪素子ともいう）と、磁歪素子１３２（以後、第２の磁歪素子ともいう）と、コイル１２１（以後、第１のコイルともいう）と、コイル１２２（以後、第２のコイルともいう）と、バックヨーク１６０と、磁界発生部１７０とを備える。なお、第１弾性部１１２、第２弾性部１１４、バックヨーク１６０、及び磁界発生部１７０は、実施の形態１及び２と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００８０】
磁歪素子１３１及び磁歪素子１３２は、それぞれ実施の形態１に係る磁歪素子１３０と同じ磁歪素子である。本実施の形態においては、磁歪素子１３１及び磁歪素子１３２は、平行となるように、両磁歪素子の両端がそれぞれ第１弾性部１１２の内側、及び第２弾性部１１４の内側に接合されている。すなわち、磁歪素子１３１及び磁歪素子１３２からなる２本の磁歪素子は、第１弾性部１１２及び第２弾性部１１４をつなぐ平行梁構造となる。
【００８１】
コイル１２１及びコイル１２２は、それぞれ実施の形態１に係るコイル１２０と同じコイルである。本実施の形態において、コイル１２１は磁歪素子１３１に巻き付けられている。また、コイル１２２は、磁歪素子１３１に巻き付けられている。
【００８２】
ここで、本実施の形態において、コイル１２１とコイル１２２とは、異なる向きの磁界を発生させる。具体的には、電気的に接続されたコイル１２１とコイル１２２とにおいて、コイル１２１はコイル１２２の逆巻きとすることが考えられる。
【００８３】
その結果、コイル１２１が発生させる磁界、及びコイル１２２が発生させる磁界によって、磁力線１４４によって示されるような閉回路が構成される。これにより、本実施の形態に係る耳穴装着型骨伝導装置１００ｂは、より小さな電流で効率よく磁歪素子１３１及び磁歪素子１３２を変位させることができる。
【００８４】
また、図７の（Ａ）及び図７の（Ｂ）を参照して、ある時刻の電流に対して、コイル１２１が発生させる磁界の向きは、磁界発生部１７０が発生させる磁力線１４２と逆向きであり、コイル１２２が発生させる磁界の向きは、磁界発生部１７０が発生させる磁力線１４２と同じ向きとする。
【００８５】
その結果、コイル１２１及びコイル１２２に電流が流されることにより、磁歪素子１３１は縮み、磁歪素子１３２は伸張する。前述のとおり、磁歪素子１３１及び磁歪素子１３２の両端は、それぞれ第１弾性部１１２及び第２弾性部１１４へ接合されている。したがって、磁歪素子１３１及び磁歪素子１３２は、両端が上へたわむように屈曲変形する。その結果、第１弾性部１１２及び第２弾性部１１４は、上の切欠きの間隔が狭まり、下の切欠きの間隔が広がるように変形する。
【００８６】
また、逆向きの電流がコイル１２１及びコイル１２２に流れた場合、屈曲変形の向きが逆となる。
【００８７】
すなわち、実施の形態１及び２に係る磁歪素子１３０は、電気信号を軸方向の伸縮変位に変換するが、本実施の形態に係る磁歪素子１３０は、電気信号を屈曲変位に変換する。
【００８８】
ここで、伸縮変位では、発生力は大きいが変位が小さい。逆に、屈曲変位では、変位が大きいが発生力は小さい。よって、耳穴装着型骨伝導装置１００ｂの用途に応じて、実施の形態１又は２で示されるように磁歪素子１３０を１本とする実施形態と、本実施の形態で示されるように磁歪素子１３０を２本とする実施形態のいずれかを選択することができる。
【００８９】
例えば、耳穴装着型骨伝導装置を骨伝導マイクロホンとして使用する場合であれば、小さな力で大きな変位を得られる本実施の形態に係る耳穴装着型骨伝導装置ｂが好ましい。また、耳穴装着型骨伝導装置を骨伝導スピーカとして使用する場合であれば、小さな変位で大きな力を得られる実施の形態２に係る耳穴装着型骨伝導装置ａが好ましい。
【００９０】
以上述べたように、本実施の形態に係る耳穴装着型骨伝導装置１００ｂは、柱状の磁歪素子であって第１の磁歪素子１３１とは異なる第２の磁歪素子１３２と、第２の磁歪素子１３２に巻き付けられた第２のコイル１２２とを、さらに備え、第２の磁歪素子１３２は、第１の磁歪素子１３１と平行となるように、両端がそれぞれ第１弾性部１１２の内側と、第２弾性部１１４の内側とに接合され、第１のコイル１２１と第２のコイル１２２とは、異なる向きの磁界を発生させる。
【００９１】
この構成によると、２つのコイル間で発生する磁力線により閉回路が構成される。よって、本実施の形態に係る耳穴装着型骨伝導装置１００ｂは、より小さな電流で効率よく磁歪素子１３１及び磁歪素子１３２を変位させることができる。また、２つの磁歪素子１３０のうち、一方が縮み、他方が伸びるように変位させることで、電気信号を屈曲変位へと変換することができる。
【００９２】
以上、本発明の実施の形態に係る耳穴装着型骨伝導装置について説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。
【００９３】
例えば、実施の形態１及び２に係る耳穴装着型骨伝導装置は、２本以上の複数の磁歪素子を備えてもよい。この場合、全ての磁歪素子の内部に生じる磁界の向きを同一方向に揃えることで、より大きな伸縮変形を生じさせることができる。
【００９４】
また、弾性部１１０は、耳穴と密着するような緩衝材を外周に有してもよい。緩衝材の材料としては、例えばゴム又はシリコン等が考えられる。
【００９５】
なお、実施の形態２においては、磁歪素子１３０の内部に発生させる磁束の強さを調整するための、サイドヨーク１５０の磁気抵抗の調整を、例えばサイドヨーク１５０の形状を変更することで容易にできる。
【００９６】
なお、磁界発生部１７０として電磁石を使用する場合には、磁界発生部１７０に常に一定の電流を流すことで、バイアス磁界を発生させることができる。
【００９７】
なお、実施の形態１〜３に係る耳穴装着型骨伝導装置１００〜耳穴装着型骨伝導装置１００ｂの各々を、複数結合させてもよい。例えば、骨伝導スピーカとしての用途に適した実施の形態２に係る耳穴装着型骨伝導装置１００ａと、骨伝導マイクロホンとしての用途に適した実施の形態３に係る耳穴装着型骨伝導装置１００ｂをリング形状の中心が一致するように並べて結合した形状としてもよい。また、２つの耳穴装着型骨伝導装置を、リング形状の中心が一致し、かつ、リング正面方向から見て磁歪素子１３０が直交するように結合してもよい。
【００９８】
さらに、実施の形態１〜３に係る耳穴装着型骨伝導装置１００〜耳穴装着型骨伝導装置１００ｂが備える弾性部１１０の形状を、図８又は図９に示される形状としてもよい。すなわち、図８に示される変形例のように、弾性部１１０が有するリング形状の一方の外径が他方の外径よりも小さくなるように形成してもよい。先端が細くなった形状とすることで、外耳道９１１への密着性が高まり、また挿入が容易になるという利点がある。
【００９９】
また、図９に示される変形例のように、弾性部１１０は、切欠きを有さなくてもよい。弾性部１１０が切欠きを有さない一体型の場合には、磁歪素子の振動によって生じる弾性部１１０の変位が減少するというデメリットと、弾性部１１０の剛性が向上するというメリットとが生じる。なお、弾性部１１０は、１箇所のみ切欠きを有してもよい。
【０１００】
（実施の形態４）
なお、耳穴装着型骨伝導装置は、１本の磁歪素子１３０と、これと平行に位置するヨークとから形成される平行梁構造を有してもよい。図１０を参照して具体的に説明する。
【０１０１】
図１０は、本発明の実施の形態４にかかる耳穴装着型骨伝導装置の構成を示す。
【０１０２】
図１０に示される様に、本実施の形態に係る耳穴装着型骨伝導装置は、磁歪素子１３０と、磁歪素子１３０に巻かれたコイル１２０と、リング状の弾性部１１０と、ヨーク兼フレーム１５５とを備える。なお、簡単のため、磁界発生部の図示は省略しているが、他の実施の形態と同様に、磁界発生部をさらに備えてもよい。
【０１０３】
ヨーク兼フレーム１５５は、Ｈ型断面を有した磁性体のヨークである。本実施の形態に係る耳穴装着型骨伝導装置には、ヨーク兼フレーム１５５の外輪部に当接するように、弾性部１１０が設けられている。
【０１０４】
また、ヨークにおけるＨ型の横の梁部分と、磁歪素子１３０とが、平行梁構造を形成している。また、ヨークにおけるＨ型の横の梁部分は、ヨーク兼フレーム１５５の中心からズレた地点を通り、Ｈ型の縦の柱部分に接合している。好ましくは、ヨークにおけるＨ型の横の梁部分と、磁歪素子１３０とで形成される平行梁の間に、ヨーク兼フレーム１５５の中心が位置してもよい。
【０１０５】
これにより、磁歪素子１３０の伸縮が振動部１１０を振動させる。具体的には、図１０を参照すると、磁歪素子１３０が伸びたときは、振動部１１０の上側の切欠きの間隔が縮み、下側の切欠きの間隔が広がる。逆に、磁歪素子１３０が縮んだときは、振動部１１０の下側の切欠きの間隔が縮み、上側の切欠きの間隔が広がる。
【０１０６】
このように、ヨークの一部と磁歪素子１３０とで平行梁構造を形成することにより、よりシンプルな構造で耳穴装着型骨伝導装置を実現することができる。
【０１０７】
なお、上記実施の形態１〜４を説明する図面において、耳穴装着型骨伝導装置の構成要素の角部及び辺を直線的に記載しているが、製造上の理由により、角部及び辺が丸みをおびたものも本発明に含まれる。
【０１０８】
また、上記実施の形態１〜４に係る、耳穴装着型骨伝導装置のうち少なくとも一部を組み合わせてもよい。
【０１０９】
さらに、本発明の主旨を逸脱しない限り、本実施の形態に対して当業者が思いつく範囲内の変更を施した各種変形例も本発明に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１１０】
本発明は、耳穴装着型骨伝導装置等に適用でき、特に取得した電気信号及び振動のいずれか一方を、他方へと変換する耳穴装着型骨伝導装置等に適用できる。
【符号の説明】
【０１１１】
１００、１００ａ、１００ｂ  耳穴装着型骨伝導装置
１１０  弾性部
１１２  第１弾性部
１１４  第２弾性部
１２０、１２１、１２２  コイル
１３０、１３１、１３２  磁歪素子
１４０、１４２、１４４  磁力線
１５０  サイドヨーク
１５５  ヨーク兼フレーム
１６０  バックヨーク
１７０、１７０ａ、１７０ｂ  磁界発生部
３００、３１０  耳穴装着型骨伝導システム
４１０  信号生成部
４１４  マイクロホン
４２０  信号受信部
４２４  スピーカ
４１８、４２８  アンプ部
９００  聴覚器
９０２  音源
９０４  信号生成装置
９１１  外耳道
【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】
0005900887.tif 000008
【図８】
0005900887.tif 000009
【図９】
0005900887.tif 000010
【図１０】
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