(57)【要約】    【課題】  頭部の皮膚表面から骨までの厚さが薄い箇所をピンポイントかつ容易に見つけることで、結果として、骨伝導携帯電話や骨伝導ヘッドホン、歯科用切削音対策骨伝導スピーカーなど、骨伝導スピーカーを有する電子機器の聴き取り効果やノイズ抑圧効果の絶対的な向上を図ることを目的とする。    【解決手段】  被検査体（人体）の内部に向かって超音波パルスを送出し、界面からの反射波をプローブ１１によって検出することで、その被検査体（人体）の表面から前記界面までの厚さを検査する超音波検査方法において、プローブ１１を生体の頭部（例えば顎，こめかみ，耳部後方）に当接し、皮膚表面から骨までの厚さが薄いところを検査することを特徴とする。【選択図】          図１
2006025904.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査体の内部に向かって超音波パルスを送出し、界面からの反射波をプローブによって検出することで、前記被検査体の表面から前記界面までの厚さを検査する超音波検査方法において、
前記プローブを生体の頭部に当接し、皮膚表面から骨までの厚さが薄いところを検査することを特徴とする超音波検査方法。
【請求項２】
前記プローブを生体の顎、こめかみ、額、又は耳部後方のいずれかに当接することを特徴とする請求項１記載の超音波検査方法。
【請求項３】
前記プローブを生体の頭部に当接し、皮膚表面から骨までの厚さが薄いところを検査する際に、前記超音波パルスの音速を略４０００ｍ／ｓに設定することを特徴とする請求項１又は２記載の超音波検査方法。
【請求項４】
被検査体の内部に向かって超音波パルスを送出し、界面からの反射波をプローブによって検出することで、前記被検査体の表面から前記界面までの厚さを検査する超音波検査装置であって、
前記プローブに圧力センサを備えることを特徴とする超音波検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波を用いて被検査体の厚さを検査する超音波検査方法及び超音波検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、被検査体の厚さを検査する装置として超音波厚さ計がある。この超音波厚さ計は、被検査体の表面に、一対の超音波探触子（プローブ）先端部を当接させて（機械油，グリセリン，水，ココアバターといった接触媒質を介して当接させて）、一方のプローブから超音波パルスを送出し、被検査体内部の界面で反射した反射パルスを他方のプローブで受波・検出した後、一方のプローブから送出された超音波パルスが他方のプローブで受波されるまでの時間を計測し、その計測時間に基づいて非破壊的に被検査体の厚さを検査する、というものである。
【０００３】
例えば、特許文献１に開示されているように、塗膜などのコーティングを表面に施した金属材料などの厚さを超音波で計測するものがある。また、特許文献２に開示されているように、超音波パルスを人体の所定部位（例えばわき腹や太もも）に送出し、脂肪層と筋肉組織との境界面からの反射エコーを受信して、送受信の時間間隔を計測することで皮下脂肪厚を算出するものがある。
【０００４】
ところで、近年、骨伝導（スピーカー）携帯電話の研究開発や実用化が盛んになりつつある。例えば、特許文献３に記載された骨伝導スピーカー付きモバイル通信装置は、通信装置本体からスピーカーをなくし、代わりに耳を使わずに受信音声を聞くための骨伝導スピーカーを指先に装着して使用するものであって、発信時又は着信時には、この骨伝導スピーカーを額，こめかみ，頬骨，眉間などに接触させることによって、受信音を聴き取ることが可能になる。また、騒音の中でも聴きたい音を選択的に聴くことができる、例えばイヤホンを長時間使用した場合に生じる疼痛がない、といったメリットがある。
【０００５】
また、近年になって、骨伝導スピーカーを用いたノイズ抑圧技術の研究も行われている。例えば、特許文献４に記載されたノイズ抑圧方法は、ノイズ抑圧装置を備えるヘルメットをかぶって、ミュージカルノイズと呼ばれる耳障りな雑音を抑圧するものであって（特許文献４の図４〜６を参照）、このヘルメットを被った際には、骨伝導スピーカーが頭部に密着するようになっている（特許文献４の図１参照）。
【０００６】
ここで、骨伝導（スピーカー）携帯電話の聴き取り効果やノイズの抑圧効果を向上させるためには、頭部の皮膚表面から骨までの厚さがより薄い箇所（聴覚に関与している骨に近い箇所）に骨伝導スピーカーを接触（配置）させることが求められる。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−２８６４３８（段落番号［０００２］）
【特許文献２】特開２００３−７９６２２（段落番号［０００２］）
【特許文献３】特開２０００−３４９８７９（段落番号［０００１］，［０００９］、図１）
【特許文献４】特開２００４−３２３３９（段落番号［００１２］，［００３０］，［００３１］、図４〜図６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、実際のところ、骨伝導携帯電話のユーザは、例えば顎（下顎底）やこめかみなど、皮膚表面から骨までの厚さが薄い箇所（個人差は大きい）について凡その見当をつけ、その厚さが薄いであろうと「想定される箇所」に骨伝導スピーカーを接触（設置）させることで、骨伝導（スピーカー）携帯電話の聴き取り効果の向上を図っているのが実情である。
【０００９】
すなわち、骨伝導（スピーカー）携帯電話のユーザは、例えば顎やこめかみのうち、皮膚表面から骨までの厚さが最も薄いのはどの部分か、をピンポイントかつ簡易に知ることができないため、骨伝導携帯電話の聴き取り効果の「絶対的な」向上を図るのは困難である。
【００１０】
また、上述した特許文献４に記載されたノイズ抑圧方法においても、ヘルメットに取り付けられた骨伝導スピーカーの位置は、側頭部のうち、皮膚表面から骨までの厚さが薄い箇所について凡その見当をつけ、その厚さが薄いであろうと「想定される箇所」になっていると考えられる。すなわち、上述した特許文献４に記載されたノイズ抑圧方法においても、ノイズの抑圧効果の「絶対的な」向上を図るのは困難である。
【００１１】
一方で、上述した特許文献１及び特許文献２に開示された技術的思想は、金属材料の厚さや皮下脂肪厚などの媒質が一様かつ均質なものを計測することに主眼を置いており、脂肪層や筋肉組織といった異なる媒質を通過してきた骨からの反射エコーを受信することに着眼するものではない。また、特許文献２に開示された技術的思想は、皮下脂肪の厚さを計測するものであって、表皮から骨までの厚さを計測するものとは根本的に異なる。
【００１２】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、その目的は、頭部の皮膚表面から骨までの厚さが薄い箇所をピンポイントかつ容易に見つけることで、結果として、骨伝導（スピーカー）携帯電話や骨伝導スピーカー付きヘルメット、歯科用切削音対策骨伝導スピーカーなど、骨伝導スピーカーを有する電子機器の聴き取り効果やノイズ抑圧効果の絶対的な向上を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
以上のような課題を解決するために、本発明は、以下のものを提供する。
【００１４】
（１）  被検査体の内部に向かって超音波パルスを送出し、界面からの反射波をプローブによって検出することで、前記被検査体の表面から前記界面までの厚さを検査する超音波検査方法において、前記プローブを生体の頭部に当接し、皮膚表面から骨までの厚さが薄いところを検査することを特徴とする超音波検査方法。
【００１５】
本発明によれば、被検査体の内部に向かって超音波パルスを送出し、界面（物質が変化する境界面）からの反射波をプローブによって検出することで、被検査体の表面から界面までの厚さを検査する超音波検査方法において、そのプローブを生体の頭部に当接し（機械油，グリセリン，水，ココアバターといった接触媒質を介して当接し）、皮膚表面から骨までの厚さが薄いところ（１０ｍｍ程度）を検査することとしたから、頭部の皮膚→脂肪層→筋肉組織→骨という順で頭部の骨に到達した超音波パルスは、筋肉組織と骨の界面（境界面）で反射し、頭部の骨→筋肉組織→脂肪層→頭部の皮膚という順で戻ってきた反射波を適切に検出することができる。
【００１６】
従って、超音波パルスの送信時と反射波の受信時の時間間隔を計測することで、頭部の皮膚表面から骨までの厚さが薄い箇所をピンポイントかつ容易に見つけることができ、ひいては骨伝導スピーカーを有する電子機器の聴き取り効果やノイズ抑圧効果の絶対的な向上を図ることができる。
【００１７】
例えば、歯の治療の際（切削時、回転数４０万回転以上で使用の際）に生ずる高周波のノイズを骨伝導スピーカーによって抑圧しようとする場合（ノイズを抑圧するのみならず、加えて骨伝導スピーカーによって不快感の少ない音を患者に聴かせる場合を含む）においても、頭部の皮膚表面から骨までの厚さが薄い箇所をピンポイントかつ容易に見つけることができることから、ノイズ抑圧効果の絶対的な向上を図ることができる。すなわち、かかる場合において、空気伝達によるノイズキャンセルの方法では、ノイズ抑圧効果をそれほど期待できないのに対し、本発明によれば、骨伝導携帯，骨伝導スピーカーによって切削器具からの騒音を低減（抑圧）或いは変音することができる。
【００１８】
また、頭部の皮膚表面から骨までの厚さが薄い部分の印象を採得し、模型にし、各個人ピンポイントに骨伝導スピーカーを配置したものを作成することも可能である。
【００１９】
（２）  前記プローブを生体の顎、こめかみ、額、又は耳部後方のいずれかに当接することを特徴とする（１）記載の超音波検査方法。
【００２０】
本発明によれば、上述したプローブを、生体の顎（下顎、特に下顎底）、こめかみ、額、又は耳部後方のいずれか（解剖学的に皮膚の薄い部位）に当接することとしたから、もともと皮膚表面から骨までの厚さが薄い箇所のうち、最も薄い箇所をピンポイントに見つけることができ、ひいては骨伝導スピーカーを有する電子機器の聴き取り効果やノイズ抑圧効果の絶対的な向上を図ることができる。
【００２１】
（３）  前記プローブを生体の頭部に当接し、皮膚表面から骨までの厚さが薄いところを検査する際に、前記超音波パルスの音速を略４０００ｍ／ｓに設定することを特徴とする（１）又は（２）記載の超音波検査方法。
【００２２】
上述したプローブを生体の頭部に当接し、皮膚表面から骨までの厚さが薄いところを検査する際に、超音波パルスの音速を、およそ４０００ｍ／ｓ（幅として３０００〜５０００ｍ／ｓ）を設定することとしたから、頭部の皮膚→脂肪層→筋肉組織→骨の厚さが約１０ｍｍにおける薄い箇所を適切に見つけることができ、ひいては骨伝導スピーカーを有する電子機器の聴き取り効果やノイズ抑圧効果の絶対的な向上を図ることができる。
【００２３】
（４）  被検査体の内部に向かって超音波パルスを送出し、界面からの反射波をプローブによって検出することで、前記被検査体の表面から前記界面までの厚さを検査する超音波検査装置であって、前記プローブに圧力センサを備えることを特徴とする超音波検査装置。
【００２４】
本発明によれば、被検査体の内部に向かって超音波パルスを送出し、界面からの反射波をプローブによって検出することで、被検査体の表面から界面までの厚さを検査する超音波検査装置であって、そのプローブ（の先端）に圧力センサを備える超音波検査装置を提供することとしたから、骨伝導スピーカーを接触させたのと同じ状態（最小の圧力の場合，最大の圧力の場合の両者を含む）で、頭部の皮膚表面から骨までの厚さが薄い箇所を見つけることができ（皮膚には弾力があるので、一定の圧力で測定することができ）、ひいては骨伝導スピーカーを有する電子機器の聴き取り効果やノイズ抑圧効果の絶対的な向上を図ることができる。例えば、圧力が１ｇ／ｍ２となるように生体の頭部に対するプローブの押圧を調整しつつ、被検査体の表面から界面までの厚さを検査するようにしてもよい。
【００２５】
ここで、「圧力センサ」の一例として、一定の加重が加わると超音波パルスを送出し、受信器が自動的に作動するものを採用することもできる。
【発明の効果】
【００２６】
以上説明したように、本発明は、超音波検査装置のプローブを生体の頭部に当接し、皮膚表面から骨までの厚さが薄いところを検査するものなので、骨伝導スピーカーを有する電子機器の聴き取り効果やノイズ抑圧効果を絶対的に向上させるような箇所をピンポイントかつ容易に見つけることができる。また、本発明を発展的に適用することで、骨伝導スピーカーの最適な形状を定めることも可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
【００２８】
図１は、本発明の実施の形態に係る超音波検査方法の使用状態を示す図である。
【００２９】
図１（ａ）において、本発明の実施の形態に係る超音波検査方法は、超音波検査装置１０のスイッチを入れ、超音波検査装置１０のプローブ１１をこめかみに当接させ（機械油，グリセリン，水，ココアバターといった接触媒質を介して当接させ）、皮膚表面から骨までの厚さを計測する。このとき、当該厚さが真値であるかどうかは問題でない。プローブ１１を当接部から上下左右に移動させ、当該厚さが最も薄くなる箇所（小さい値を表示する）を検査する。これにより、皮膚表面から骨までの厚さが薄い箇所をピンポイントかつ容易に見つけることができる。
【００３０】
なお、図１（ｂ）は、超音波検査装置１０のプローブ１１を顎（下顎底）に当接させ、皮膚表面から骨までの厚さを計測する様子を示している。また、図１（ｃ）は、超音波検査装置１０のプローブ１１を耳部後方に当接させ、皮膚表面から骨までの厚さを計測する様子を示している。また、図１に示す超音波検査装置は、超音波厚さ計や探傷計など、超音波を用いて厚さを計測しうる装置であれば何でもよい。
【００３１】
図２は、本発明の実施の形態に係る超音波検査方法を使用する際に用いる超音波厚さ計の外観図及びの電気的構成を示すブロック図である。
【００３２】
図２（ａ）に示す超音波厚さ計１０は、幅と高さが数ｃｍから十数ｃｍ程度の携帯型のものであり、本体の前面には操作部１０１や表示部１０２が設けられ、本体の上面にはケーブルが着脱自在に接続され、そのケーブルの先端には分割型探触子（プローブ）１１が装着されている。
【００３３】
このプローブ１１は、被検査体の内部に向かって超音波パルスを送出するとともに、界面からの反射波（超音波エコー）を検出するものである。なお、図２では分割型プローブ１１を用いているが、本発明はこれに限られず、例えば送受信一体型プローブを用いることとしてもよい。
【００３４】
図２（ｂ）において、超音波検査装置１０は、各部の総合的な制御を司るとともに、超音波パルス伝搬時間に基づき被検査体の厚さを演算・測定する主制御部１００と、主制御部１００に測定開始信号等を送信する操作部１０１と、主制御部１００からの測定結果を液晶パネル等に表示する表示部１０２と、電気的なパルス信号をプローブ１１に送信する送信部１０３と、プローブ１１から電気信号を受信する受信部１０４と、計数値格納領域，音速格納領域等のワーキングエリアとして機能するＲＡＭ１０５と、初期化ルーチン，計数値入力ルーチン，厚さ計測ルーチン，表示制御ルーチン，音速設定ルーチンといった各種プログラム（プログラムコード）を格納する１０６と、動作電力を各部へ供給する電源１０７と、から構成される。
【００３５】
なお、音速初期値はＲＯＭ１０６に記憶されているが、これと異なる音速値を設定することも可能である。例えば、超音波検査装置１０にディップスイッチ等を設け、このディップスイッチに音速値をセットしておくことで、音速初期値に代えてディップスイッチの音速値が音速格納領域に書き込まれることになる。音速設定値としては、約４０００ｍ／ｓを採用することができる。これにより、頭部の皮膚表面から骨までの厚さが薄い箇所（こめかみ、顎、耳部後方など）のうち、最も薄い箇所をピンポイントに見つけることができ、ひいては骨伝導スピーカーを有する電子機器の聴き取り効果の絶対的な向上を図ることができる。
【００３６】
主制御部１００は、送信部１０３に対し、電気的パルス信号をプローブ１１に送信するよう指示する。送信部１０３からプローブ１１に送信された電気的パルス信号は、プローブ１１によって超音波パルスに変換され、被検査体の内部に向かって送出される。そして、被検査体の特定の界面において反射した波（超音波エコー）は、プローブ１１によって検出され、電気的信号に変換された後、受信部１０４に送られる。
【００３７】
ここで、主制御部１００では、受信部１０４に送られてきた電気的信号に基づき、超音波パルスの伝搬時間を計測するためのカウント処理が実行される。より具体的には、主制御部１００は、カウント処理に必要なプログラムをＲＯＭ１０６から読み出し、クロックパルス発生回路（図示せず）から受けたクロックパルスを、超音波パルスの送出時から反射波の検出時までの間だけ計数する。これにより、被検査体の表面から特定の界面までの厚さを計測（検査）することができる。なお、必要に応じて、所定幅のウインドウパルスを主制御部１００に送出する手段、超音波の伝搬に伴う減衰を補填するための利得制御手段等を設けることもできる。主制御部１００において計測された厚さ情報は、表示部１０２に自動的に送られて、超音波検査装置１０の前面に表示される。
【００３８】
図３は、本発明の実施の形態に係る超音波検査法の流れを示すフローチャートである。
【００３９】
図３において、まず、超音波検査装置１０の電源スイッチをＯＮにする（ステップＳ１）。これにより、例えば乾電池等の電源１０７から装置各部に電力が供給される。
【００４０】
次いで、プローブを生体の頭部に当接する（ステップＳ２）。このとき、効率的な検査を行うべく、例えばこめかみ，顎，耳部後方など、生体の頭部のうち比較的薄い箇所にプローブを当接するのが好ましい。また、機械油，グリセリン，水，ココアバターといった接触媒質を介して当接してもよい。
【００４１】
次いで、測定が行われる（ステップＳ３）。より具体的には、超音波検査装置１０の主制御部１００は、送信部１０３及びプローブ１１を介して頭部に超音波パルスを送出し、頭部の骨において反射した波（超音波エコー）をプローブ１１によって検出する。そして、この反射波はプローブ１１において電気的信号に変換され、受信部１０４に送られる。このとき、上述したカウント処理が行われ、クロックパルスを計数することによって、超音波パルスの伝搬時間が測定される。
【００４２】
次いで、周辺測定が行われる（ステップＳ４）。より具体的には、ステップＳ３で測定を行った箇所から上下左右に少しずらした位置において、ステップＳ３と同様の測定を行う。その後、何箇所か周辺測定を行って比較することで、最も薄い箇所が特定されることになる（ステップＳ５）。
【００４３】
このように、超音波パルスの送信時と反射波の受信時の時間間隔を計測し（ステップＳ３）、周辺測定を何度が行うことで（ステップＳ４）、頭部の皮膚表面から骨までの厚さが薄い箇所をピンポイントかつ容易に見つけることができ（ステップＳ５）、ひいては骨伝導スピーカーを有する電子機器の聴き取り効果の絶対的な向上を図ることができる。
【００４４】
［変形例］
図４は、本発明の他の実施の形態に係る超音波検査装置１０のプローブ１１の先端に圧力センサを取り付けたときの様子を示す図である。
【００４５】
図４において、本発明の他の実施の形態に係る超音波検査装置１０は、プローブ１１の先端に環状の圧力センサ１２が備えられている。この圧力センサ１２は、例えば厚さ約１ｍｍの薄型フィルム状のセンサシートを環の底面に有している。
【００４６】
なお、図４においては、説明の便宜上、環状のセンサシートを有する圧力センサ１２を採用したが、本発明はこれに限られず、プローブ１１の超音波パルス送出機能を害さない限り、如何なる形状であってもよい。また、圧力を受けて変形する部品の種類に基づき、ブルドン管式センサ，ベローズ式センサ，ダイヤフラム式センサ，静電容量型センサなど、様々な種類のセンサがあるが、本発明は、これらの種類の如何を問わない。また、ばねばかりといったバネ式センサなど、機械式センサを用いることとしてもよい。
【００４７】
圧力センサ１２が備えられた超音波検査装置１０を用いた超音波検査方法は、まず、例えば圧力センサ１２の圧力を１ｇ／ｍ２と設定した上で、プローブ１１を頭部に当接する。そして、圧力が設定値（ここでは１ｇ／ｍ２）になるまでプローブ１１を頭部に押し付けて、設定値にあったところで頭部の皮膚表面から骨までの厚さを測定する。このようにすれば、骨伝導スピーカーが頭部に当接したのと同じ状態において、皮膚表面から骨までの厚さが薄い箇所を見つけることができることから、その骨伝導スピーカーを有する電子機器の聴き取り効果の絶対的な向上をより正確に図ることができる。また、皮膚に一定の加重が加わった時の皮膚の厚さを測定することができる。
【実施例】
【００４８】
図５は、本発明の実施例に係る超音波検査方法を使用して行った実験結果を示す図である。横軸はＣＴスキャナーで測定した厚さ（ｍｍ）、縦軸は超音波厚さ計で測定した厚さ（ｍｍ）を示している。また、超音波パルスの音速パラメータを２０００，３０００，４０００，５０００，６０００ｍ／ｓと変化させて実験を繰り返している。
【００４９】
図５において、本発明の実施例に係る超音波検査方法を使用して行った実験結果によれば、ＣＴスキャナーで測定した真の厚さ１０ｍｍの箇所において、音速パラメータが２０００ｍ／ｓであるときの測定厚さは約６ｍｍとなっており、音速パラメータが３０００ｍ／ｓであるときの測定厚さは約８ｍｍとなっており、音速パラメータが４０００ｍ／ｓであるときの測定厚さは約１０．５ｍｍとなっており、音速パラメータが５０００ｍ／ｓであるときの測定厚さは約１３ｍｍとなっており、音速パラメータが６０００ｍ／ｓであるときの測定厚さは約１４．５ｍｍとなっている。すなわち、音速を４０００ｍ／ｓに設定することで、皮膚表面から骨までの厚さが１０ｍｍの箇所をより的確に計測できることが分かる。また、音速パラメータが６０００ｍ／ｓであるときの直線の傾きが大きくなっていることから、皮膚表面から骨までの厚さの真値を測定するのではなく、皮膚表面から骨までの厚さがより薄い箇所を見つけるにあたっては、音速パラメータを大きくする（例えば６０００ｍ／ｓ）ことが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明に係る超音波検査方法及び超音波検査装置は、超音波検査装置のプローブを生体の頭部に当接し、皮膚表面から骨までの厚さが薄いところを検査するものなので、骨伝導スピーカーを有する電子機器の聴き取り効果やノイズ抑圧効果を絶対的に向上させることができるものとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施の形態に係る超音波検査方法の使用状態を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る超音波検査方法を使用する際に用いる超音波厚さ計の外観図及びの電気的構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る超音波検査法の流れを示すフローチャートである。
【図４】本発明の他の実施の形態に係る超音波検査装置のプローブの先端に圧力センサを取り付けたときの様子を示す図である。
【図５】本発明の実施例に係る超音波検査方法を使用して行った実験結果を示す図である。
【符号の説明】
【００５２】
１０  超音波検査装置
１１  プローブ
１２  圧力センサ
１００  主制御部
１０１  操作部
１０２  表示部
１０３  送信部
１０４  受信部
１０５  ＲＡＭ
１０６  ＲＯＭ
１０７  電源
【図１】
2006025904.tif 000003
【図２】
2006025904.tif 000004
【図３】
2006025904.tif 000005
【図４】
2006025904.tif 000006
【図５】
2006025904.tif 000007