(57)【要約】【課題】骨伝導スピーカー（出力部）からの音漏れの低減を行うことを目的とした骨伝導波生成装置、骨伝導波生成方法、骨伝導波生成装置用のプログラム及び骨伝導波出力機を提供する。【解決手段】本発明の骨伝導波生成装置１０は、骨伝導用の第１出力波ｆ（ｔ）と第２出力波ｇ（ｔ）とを生成する波形生成部１３ａを備え、波形生成部１３ａは、第１出力波ｆ（ｔ）と第２出力波ｇ（ｔ）とが合波されることで可聴できるうなりを有する合成波ｐ（ｔ）となる可聴域外の第１出力波ｆ（ｔ）と可聴域外の第２出力波ｇ（ｔ）とを入力波ｓ（ｔ）に基づいて生成する。【選択図】図２
2018046525.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
骨伝導用の第１出力波と第２出力波とを生成する波形生成部を備え、
前記波形生成部は、前記第１出力波と前記第２出力波とが合波されることで可聴できるうなりを有する合成波となる可聴域外の前記第１出力波と可聴域外の前記第２出力波とを入力波に基づいて生成することを特徴とする骨伝導波生成装置。
【請求項２】
前記波形生成部は、
前記第１出力波を形成する第１基本波又は前記第２出力波を形成する第２基本波のうちの少なくとも一方の基本波を角度変調することを特徴とする請求項１に記載の骨伝導波生成装置。
【請求項３】
前記角度変調が位相変調であることを特徴とする請求項２に記載の骨伝導波生成装置。
【請求項４】
前記第１基本波及び第２基本波として可聴域外の周波数の波形を用いることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の骨伝導波生成装置。
【請求項５】
前記波形生成部は、
前記合成波の包絡線を前記入力波の波形に近似又は同一とするように、前記第１出力波及び前記第２出力波を生成することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の骨伝導波生成装置。
【請求項６】
前記波形生成部は、振幅が一定である第１出力波及び第２出力波を生成することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の骨伝導波生成装置。
【請求項７】
前記波形生成部は、可聴域外の周波数の前記第１出力波及び前記第２出力波を生成することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の骨伝導波生成装置。
【請求項８】
前記波形生成部は、前記第１出力波と前記第２出力波の周波数の差が可聴域である前記第１出力波及び前記第２出力波を生成することを特徴とする請求項１から請求項７に記載の骨伝導波生成装置。
【請求項９】
骨伝導波生成方法であって、
骨伝導用の第１出力波と第２出力波とが合波されることで可聴できるうなりを有する合成波となる可聴域外の前記第１出力波と可聴域外の前記第２出力波とを入力波に基づいて生成することを特徴とする骨伝導波生成方法。
【請求項１０】
骨伝導波生成装置用のプログラムであって、
骨伝導用の第１出力波と第２出力波とを生成する骨伝導波形生成装置に対して、
前記第１出力波と前記第２出力波とが合波されることで可聴できるうなりを有する合成波となる可聴域外の前記第１出力波と可聴域外の前記第２出力波を入力波とに基づいて生成する処理を実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項１１】
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の骨伝導波生成装置が生成した第１出力波及び第２出力波を出力する骨伝導波出力機であって、
少なくとも片方の耳に対応して設けられる前記第１出力波を出力する第１出力部と前記第２出力波を出力する第２出力部を備える出力部を有することを特徴とする骨伝導波出力機。
【請求項１２】
前記第１出力部と前記第２出力部を備える前記出力部が両方の耳に対応するように一対設けられていることを特徴とする請求項１１に記載の骨伝導波出力機。
【請求項１３】
前記骨伝導波生成装置を内蔵することを特徴とする請求項１１又は請求項１２に記載の骨伝導波出力機。
【請求項１４】
前記骨伝導波生成装置が生成した前記第１出力波及び前記第２出力波を受信する受信ポートを有することを特徴とする請求項１１から請求項１３のいずれか１項に記載の骨伝導波出力機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、骨伝導波生成装置、骨伝導波生成方法、骨伝導波生成装置用のプログラム及び骨伝導波出力機に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、一般的なヘッドホンやイヤホンでは、音を出力するスピーカー（出力部）の部分が、耳の穴に対して位置合わせするように装着される。
そして、スピーカーから出力される音波が空気を振動させ、その空気の振動が外耳道を通って、鼓膜を振動（震え）させる。
【０００３】
そうすると、その鼓膜の震えが、鼓膜の奥にある３つの耳小骨（鐙骨・砧骨・槌骨）へと伝わり、耳小骨の奥にある蝸牛へ伝達される。
この蝸牛に届いた振動は、蝸牛の中のリンパ液を震わせて有毛細胞を刺激し、その刺激が有毛細胞によって電気信号に変換されて蝸牛の中にあるらせん神経節細胞に伝達され、さらに、その電気信号が内耳神経を通って大脳へ伝達されることで音が認識される。
【０００４】
しかしながら、この種のヘッドホンやイヤホンでは、耳の穴を塞ぐことになるため、外部の音が聞こえ難くなり、歩いているとき等に使用すると危険な場合がある。
【０００５】
これに対して、耳の穴を塞がないように構成されたいわゆる骨伝導スピーカー（出力部）がある（特許文献１参照）。
具体的には、骨伝導スピーカーは、音の振動が頭蓋骨を通じて直接蝸牛に送られるようにしたものである。
したがって、骨伝導スピーカーは、骨を伝搬させて、蝸牛に直接音波の振動を伝えることができる位置に装着されればよく、耳の穴を塞ぐ必要がない。
【０００６】
このため、外部の音も聞くことが聞けるため、歩行中の使用に対しても安全であるという利点がある。
なお、骨伝導スピーカーは、鼓膜や耳小骨に異常がある難聴者等であっても、蝸牛や聴覚神経が正常であれば、音を聞くことができるという利点もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−１４７７３２号公報
【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、骨伝導スピーカーの場合、音波で骨を振動させるため、一般的な音波で空気を振動させるスピーカーに比べ、音波の出力が大きくなる傾向がある。
この結果、音漏れが一般的なスピーカーよりも大きく、スピーカーから出力されている内容の秘匿性が低いという問題がある。
また、ヘッドホンやイヤホンからの音漏れは、周囲の人に不快感を与えやすく、この点にも問題がある。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、骨伝導スピーカー（出力部）からの音漏れの低減を行う利点を有する骨伝導波生成装置、骨伝導波生成方法、骨伝導波生成装置用のプログラム及び骨伝導波出力機を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、以下の構成により把握される。
（１）本発明の骨伝導波生成装置は、骨伝導用の第１出力波と第２出力波とを生成する波形生成部を備え、前記波形生成部は、前記第１出力波と前記第２出力波とが合波されることで可聴できるうなりを有する合成波となる可聴域外の前記第１出力波と可聴域外の前記第２出力波とを入力波に基づいて生成する。
【００１１】
（２）本発明の骨伝導波生成方法は、骨伝導用の第１出力波と第２出力波とが合波されることで可聴できるうなりを有する合成波となる可聴域外の前記第１出力波と可聴域外の前記第２出力波を入力波に基づいて生成する。
【００１２】
（３）本発明のプログラムは、骨伝導用の第１出力波と第２出力波とを生成する波形生成部に対して、前記第１出力波と前記第２出力波とが合波されることで可聴できるうなりを有する合成波となる可聴域外の前記第１出力波と可聴域外の前記第２出力波とを入力波に基づいて生成する処理を実行させる。
【００１３】
（４）本発明の骨伝導波出力機は、上記（１）の構成を有する骨伝導波生成装置が生成した第１出力波及び第２出力波を出力する骨伝導波出力機であって、少なくとも片方の耳に対応して設けられる前記第１出力波を出力する第１出力部と前記第２出力波を出力する第２出力部を備える出力部を有する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、骨伝導スピーカー（出力部）からの音漏れの低減を行うことが可能な骨伝導波生成装置、骨伝導波生成方法、骨伝導波生成装置用のプログラム及び骨伝導波出力機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る実施形態の骨伝導波出力機を人の頭Ｈに装着した状態を示す平面図である。
【図２】本発明に係る実施形態の骨伝導波出力機のブロック図である。
【図３】本発明に係る実施形態の波形生成部が行う処理の概要を説明するための図であり、（ａ）は第１出力波を示す図であり、（ｂ）は第２出力波を示す図であり、（ｃ）は第１出力波と第２出力波が合波された合成波を示す図である。
【図４】本発明に係る実施形態の波形生成部が行う処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る実施形態の骨伝導波出力機１を説明する。
図１は、骨伝導波出力機１を人の頭Ｈに装着した状態を示す平面図である。
【００１７】
（骨伝導波出力機１）
図１に示すように、本実施形態の骨伝導波出力機１は、いわゆるヘッドホン型の出力機であり、片方の耳に対応して互いに所定の間隔で設けられる第１出力部２ａと第２出力部２ｂを備える出力部２と、図１に示す側と反対側に位置するもう一方の耳に対応して設けられる第１出力部２ａと第２出力部２ｂを備える出力部２と、を備えている。
なお、もう一方の耳に対応して設けられる出力部２も図１に示す構成と同様である。
【００１８】
そして、骨伝導波出力機１は、この両方の耳に対応するように設けられた一対の出力部２の間を繋ぐ接続部３を備えている。
本実施形態では、接続部３としてネックバンドと呼ばれる形態のものを用いているが、例えば、接続部３はヘッドセットやヘッドバンド等と呼ばれるものであってもよい。
【００１９】
この接続部３内には、電池やバッテリ等の電力供給源が内蔵されているとともに、後述する骨伝導波生成装置１０（図２参照）が内蔵されている。
なお、本実施形態では、骨伝導波出力機１が、後述するような骨伝導波生成装置１０を備えた形態になっているが、骨伝導波生成装置１０を内蔵する形態に限定されるものではない。
【００２０】
つまり、骨伝導波出力機１は、骨伝導波生成装置１０を備えず、電池やバッテリ等の電力供給源と出力部２を備え、骨伝導波生成装置１０自体は、外部機器（例えば、スマートフォンやタブレット端末等）が有している形態であってもよい。
【００２１】
この場合、骨伝導波出力機１は、外部機器に設けられた骨伝導波生成装置１０が生成する後述の骨伝導用の第１出力波及び第２出力波若しくはそれらの波形をエンコード等で加工した非可聴帯域の周波数の信号を受信ポートから受信して、必要に応じてデコード等の処理を施して得られた第１出力波及び第２出力波に従った骨伝導波を出力部２の第１出力部２ａ及び第２出力部２ｂから出力することになる。
【００２２】
（骨伝導波生成装置１０）
図２は、骨伝導波出力機１のブロック図である。
図２に示すように、骨伝導波生成装置１０は、外部からのアナログの入力波を増幅するアナログ増幅器１１と、その増幅されたアナログの入力波をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器１２（アナログ／デジタル変換器）と、デジタルに変換された入力波に基づいて、後述する第１出力波及び第２出力波を生成する演算を行う波形生成部１３ａと、を備えている。
外部から入力される、入力波に相当する骨伝導用音信号がデジタル形式であれば、骨伝導波生成装置１０は、アナログ増幅器１１、Ａ／Ｄ変換器１２を備える必要はなく、また入力時の骨伝導用音信号がエンコードされていれば、骨伝導波生成装置１０内にデコード処理を行うデコーダが設けられている。
【００２３】
なお、波形生成部１３ａは、例えば信号の処理を行うＤＳＰ１３（デジタルシグナルプロセッサ）の一部の機能として形成され、ＤＳＰ１３は、波形生成部１３ａとしての機能以外に、骨伝導波生成装置１０の全体的な制御等も行う。
【００２４】
また、骨伝導波生成装置１０は、第１出力波を形成するための第１基本波や第２出力波を形成するための第２基本波を発生させる基本波発生器１４と、その基本波発生器１４で発生させたアナログの基本波をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器１５（アナログ／デジタル変換器）と、波形生成部１３ａで生成したデジタルの第１出力波をアナログの第１出力波に変換するＤ／Ａ変換器１６（デジタル／アナログ変換器）と、波形生成部１３ａで生成したデジタルの第２出力波をアナログの第２出力波に変換するＤ／Ａ変換器１７（デジタル／アナログ変換器）と、を備えている。
基本波発生器１４が発生する基本波がデジタル信号であれば、Ａ／Ｄ変換器１５は不要となる。
【００２５】
さらに、骨伝導波生成装置１０は、Ｄ／Ａ変換器１６から出力されるアナログの第１出力波を第１出力部２ａに送る前に増幅するアナログ増幅器１８と、Ｄ／Ａ変換器１７から出力されるアナログの第２出力波を第２出力部２ｂに送る前に増幅するアナログ増幅器１９と、を備えているとともに、ＤＳＰ１３が実行する各種のプログラムやデータ等を記憶する記憶部２０を備えている。
【００２６】
なお、記憶部２０は、例えば、読み書きが自由に行える記憶部であるＲＡＭや読み取り専用の記憶部であるＲＯＭを備えており、ＲＯＭには、ＤＳＰ１３が実行する各種のプログラムやデータテーブルといったものが記憶されている。
【００２７】
また、ＲＡＭには、ＤＳＰ１３が各種のプログラムを実行する上で必要なデータが記憶されているとともに、一時的に、プログラムを展開したり、入力波を保存したり、ＤＳＰ１３が各種のプログラムを実行する過程で生成したデータ（後述する第１出力波や第２出力波等）を保管する一時記憶領域としても機能する。
ＤＳＰ１３は、高速化のため、記憶部２０のＲＡＭやＲＯＭの一部若しくは全部を内蔵していてもよい。
【００２８】
（波形生成部１３ａの処理の概要）
図３は、波形生成部１３ａが行う処理の概要を説明するための図であり、図３（ａ）は第１出力波を示す図であり、図３（ｂ）は第２出力波を示す図であり、図３（ｃ）は第１出力波と第２出力波が合波された合成波を示す図である。
なお、図３では、横軸に時間軸（位相軸と見てもよい）と縦軸に振幅を示しており、振幅を示す縦軸の補助線はいずれの図においても同じ間隔としている。
【００２９】
第１出力波及び第２出力波の具体的な生成方法については、後ほど後述するが、波形生成部１３ａは、図３（ａ）及び（ｂ）に示すような第１出力波及び第２出力波を生成する。
第１出力波は、例えば、５０ｋＨｚ以上の周波数の波であり、同様に、第２出力波も、例えば、５０ｋＨｚ以上の周波数の波である。
【００３０】
一般に、人が耳で聞き取れる音波の周波数は、２０Ｈｚから２０ｋＨｚと言われており、このため第１出力波及び第２出力波は、人が耳で聴きとることができる可聴域外の波になっている。
【００３１】
一方、第１出力波と第２出力波は、位相が異なっており、このため、これら２つの波が出力部２の第１出力部２ａ及び第２出力部２ｂから出力され、骨伝導を開始すると、合波されることで図３（ｃ）に示す合成波の状態となる。
【００３２】
ここで、例えば、５０ｋＨｚの第１出力波に対して第２出力波も５０ｋＨｚを基準として周波数の幅が２０ｋＨｚ以下となるような角度変調（例えば、位相変調や周波数変調）が行われているとする。
そして、それらの波が合波された結果は、図３（ｃ）に示すように、第１出力波の振幅が第２出力波によって、増幅したり、減少したりする。
【００３３】
なお、以降の説明でも第１出力波を基準に説明するが、図３（ｃ）に示す状態は、第２出力波の振幅が第１出力波によって、増幅したり、減少したりするものとしても捉えることができるので、特段、第１出力波と第２出力波で、どちらが基準波であるかは重要ではない。
【００３４】
このため、図３（ｃ）に示す合成波は、結果として点線で示すような包絡線を有する波形の性質を合わせ持つようなものになっている。
この包絡線は、第１出力波と第２出力波の周波数の差に相当する周波数のうなりを有するものとなり、このうなりの周波数が可聴域にある場合、人の耳は、そのうなりに対応した音を認識する。
具体的には、合成波の包絡線が入力波の波形と近似或いは同一の形状の状態になっていると、その入力波と同様或いは同一の性質の音を人の耳は認識することになる。
【００３５】
つまり、第１出力波と第２出力波が人の可聴域である２０ｋＨｚ以上の波として生成されている場合、第１出力波及び第２出力波自体は、人の耳には、音として認識されないが、波形生成部１３ａが生成する第１出力波と第２出力波の周波数の差が２０ｋＨｚ以下とされ、その合成波のうなりが入力波と同じような音として認識されるものとなっていれば、合成波のうなりを聞いた人は、あたかも入力波が可聴域の音波として出力部２から出力されているかのように認識することになる。
【００３６】
そして、上述のように、５０ｋＨｚの第１出力波に対して第２出力波も５０ｋＨｚを基準として周波数の幅が２０ｋＨｚ以下となるような角度変調（例えば、位相変調や周波数変調）が行われていると、その周波数の差は、２０ｋＨｚ以下となるため、それら第１出力波及び第２出力波の合成によって形成される合成波は、人の耳で聞くことができるうなりを有するものとなる。
なお、第１出力部２ａ及び第２出力部２ｂは、人の頭Ｈに固定されているために聴覚として知覚する部位までの距離が一定であるので、頭Ｈが静止していようと動いていようと常に所望の合成波を認識することができる。
【００３７】
ここで、第１出力波及び第２出力波は、第１出力部２ａ及び第２出力部２ｂから骨伝導波出力機１を装着している人以外の方向にも漏れるが、その場合、骨伝搬ではなく、空気伝搬の状態となるため、波が伝搬しやすい骨内に比べ、大幅に合波され難い。
このため、外部に漏れた第１出力波及び第２出力波は、音として認識され難く、したがって、秘匿性が高く、周囲の人に不快感を与えることが抑制される。
【００３８】
また、周波数が高い波がうまく重なり合う範囲（距離）は、短いため、例えば、５０ｋＨｚ程度の周波数であれば、周囲にいる人が第１出力部２ａ及び第２出力部２ｂに対して数センチや数ミリといったオーダーで移動すると、合波した波のうなりが乱れて可聴域の音として聞くことが困難となる。
特に周囲の環境音の波と合成してしまうと、その乱れはより複雑なものとなる。
【００３９】
現実的には、人は静止している状態にあると感じているときでも、完全な静止状態にはないため、仮に音として聞こえる瞬間があったとしても、内容等を聞き取れるような状態にはならないと考えられる。
【００４０】
さらに、一般的な骨伝導スピーカーでは、骨伝導を行うための骨伝導波を可聴域の波として発生させており、その波を高い出力で出力しているため、骨伝導スピーカーから漏れる音の音圧自体が大きいものとなり、周囲の人は、不快感を受けることになる。
【００４１】
しかしながら、本実施形態の場合、周囲に漏れた第１出力波及び第２出力波が合波されることで形成される合成波（以下、漏れ合成波ともいう）は、上述のように、骨伝導中で起こる合波と異なり、うまく合成され難いため、漏れ合成波自体が有する音圧自体が小さくなり、周囲の人に不快感を与え難い。
なお、骨内で合成された合成波が漏れる場合、皮膚等の波の伝搬が起こり難い部分を伝搬することになるため、減衰が大きく、ほとんど音として認識されることはないと考えられる。
【００４２】
（波形生成部１３ａの処理の具体例）
上述のような第１出力波及び第２出力波を生成する具体的な一例について詳細に説明する。
なお、以下で説明する具体的な例はあくまでも一例であって、後述するように、この具体例に限定されるものではないことに留意されたい。
【００４３】
まず、一般的な波の記述に従い、第１出力波が下記式（１）で示される波形ｆ（ｔ）であり、第２出力波が下記式（２）で示される波形ｇ（ｔ）であるとする。
ｆ（ｔ）＝Ａｆ＊ｃｏｓ（ｗ＊ｔ＋Φｃ）・・・・・・・・・・・・（１）
ｇ（ｔ）＝Ａｇ＊ｃｏｓ（ｗ＊ｔ＋Φｃ＋Φ（ｔ））・・・・・・・（２）
【００４４】
なお、ｗは各周波であり、ｗ＝２＊π＊ｆｃ（ｆｃは周波数）であり、例えば、第２出力波ｇ（ｔ）が第１出力波ｆ（ｔ）に対して最大で２０ｋＨｚ程度ズレた周波数を有していたとしても、視聴域の最も高い周波数である２０ｋＨｚを下回らない波であるように、周波数ｆｃは設定するものとする。
例えば、ｆｃは４０ｋＨｚ以上、より好ましくは、５０ｋＨｚ以上に設定する。
【００４５】
また、Ａｆ及びＡｇは振幅を表し、一定の値（ただし、ＡｆはＡｇに等しくても異なっていてもよい）、つまり、最初に適当に与えられる定数であるとする。
さらに、Φｃは初期の位相であり、ｆ（ｔ）とｇ（ｔ）で同じであるものとする。
【００４６】
上記式（１）及び（２）を見比べるとわかるように、第１出力波ｆ（ｔ）と第２出力波ｇ（ｔ）は、基本的には類似しているが、第２出力波ｇ（ｔ）は位相を変調する関数Φ（ｔ）によって角度変調（本例では位相変調）を受けたものになっている。
なお、以下では、角度変調として位相変調の場合を例に説明を進めるが、周波数変調も位相変調の一種として見ることが可能な変調であり、したがって、必ずしも、第２出力波ｇ（ｔ）が位相変調されたものに限定される必要はなく、周波数変調であってもよい。
【００４７】
そして、外部からの入力波をｓ（ｔ）したときに、生成されるべき第１出力波ｆ（ｔ）と第２出力波ｇ（ｔ）は、上述したように、その合成波ｐ（ｔ）が入力波ｓ（ｔ）の波形と近似又は同一形状の包絡線を有するものになっていればよい。
【００４８】
そこで、目的とする入力波ｓ（ｔ）の波形と近似或いは同一の形状の包絡線を有する合成波ｐ（ｔ）を求め、ｐ（ｔ）＝ｆ（ｔ）＋ｇ（ｔ）となるようにｆ（ｔ）及びｇ（ｔ）を定める。
【００４９】
なお、ｆ（ｔ）及びｇ（ｔ）において、振幅Ａｆ及びＡｇは、後述する一定の条件を満たす定数として初期に与えられるものであり、また、初期の位相Φｃもあらかじめ与えられるものであり、さらに、ｆｃも十分に可聴域外となる周波数があらかじめ選択されるものであるから、所望の包絡線を有する合成波ｐ（ｔ）となるために、入力波ｓ（ｔ）に従って、以下で、実際に求め、調整しなければならないのは、ｇ（ｔ）の位相を変調するための関数Φ（ｔ）だけである。
【００５０】
ここで、目的とする合成波ｐ（ｔ）は、図３（ｃ）に示したような波であり、これは、第１出力波ｆ（ｔ）の振幅Ａｆを入力波ｓ（ｔ）で変調したものとして得ることが可能である。
【００５１】
このため、第１出力波ｆ（ｔ）を、一般的な振幅変調の記述に従って、入力波ｓ（ｔ）で振幅変調したものをｐ（ｔ）とすると、ｐ（ｔ）は下記式（３）のように記述することができる。
ｐ（ｔ）＝Ａｆ＊［１＋ｓ（ｔ）］＊ｃｏｓ（ｗ＊ｔ＋Φｃ）・・・・（３）
【００５２】
なお、ｆ（ｔ）とｇ（ｔ）を合成したときに、このｐ（ｔ）の振幅Ａｆ＊［1＋ｓ（ｔ）］が形成できるようにする必要があるため、ｆ（ｔ）及びｇ（ｔ）の振幅Ａｆ及びＡｇは、Ａｆ＊［1＋ｓ（ｔ）］≦Ａｆ＋Ａｇを満たすように定められる。
【００５３】
そして、上述したように、ｐ（ｔ）＝ｆ（ｔ）＋ｇ（ｔ）となるΦ（ｔ）を求めればよいため、この式に上記式（１）、（２）及び（３）を代入し、右辺と左辺とで同じになる項を消せば、左辺は下記式（４−１）のようになり、右辺は下記式（４−２）のようになる。
左辺＝Ａｆ＊ｓ（ｔ）＊ｃｏｓ（ｗ＊ｔ＋Φｃ）・・・・・・・（４−１）
右辺＝Ａｇ＊ｃｏｓ（ｗ＊ｔ＋Φｃ＋Φ（ｔ））・・・・・・・（４−２）
【００５４】
ここで、ｗ＊ｔ＋Φｃ＝ｚと置くと、ｔはｔ＝［（ｚ−Φｃ）／ｗ］と書き直すことができる。
なお、ｔとの混同を避けるため［（ｚ−Φｃ）／ｗ］をｕという記号で表すようにして、式（４−１）及び式（４−２）に代入すると、以下のような等式（５）を得ることができる。
Ａｆ＊ｓ（ｕ）＊ｃｏｓ（ｚ）＝Ａｇ＊ｃｏｓ（ｚ＋Φ（ｕ））・・・（５）
【００５５】
ここで、ｃｏｓ（ｚ）及びｃｏｓ（ｚ＋Φ（ｕ））はオイラーの公式を用いて、指数関数ｅiz及びｅi(z+Φ(u))で表すことができる。
具体的には、ｃｏｓ（ｚ）は［ｅiz＋ｅ-iz］／２と等価であり、ｃｏｓ（ｚ＋Φ（ｕ））は［ｅi(z+Φ(u))＋ｅ-i(z+Φ(u))］／２と等価である。
なお、「ｉ」は虚数単位（ｉ2＝−１）である。
したがって、この「ｃｏｓ」の項を指数関数で表すようにして式を整理すると、以下の式（６）を得ることができる。
［Ａｆ＊ｓ（ｕ）−Ａｇ＊ｅiΦ(u)］＊ｅiz
＋［Ａｆ＊ｓ（ｕ）−Ａｇ＊ｅ-iΦ(u)］＊ｅ-iz＝０・・・・・（６）
【００５６】
ここで、ｚ＝０とすると、指数関数ｅiz及びｅ-izは、どちらも「ｅ0」となり、「ｅ0」は「１」である。
また、ｕは［（ｚ−Φｃ）／ｗ］をｕという記号で置いたものであったから、ｚ＝０のとき、ｕはｕ＝［（０−Φｃ）／ｗ］＝−［Φｃ／ｗ］となる。
【００５７】
そこで、式（６）に「ｚ＝０」と「ｕ＝−［Φｃ／ｗ］」を代入して同じ項をまとめると、式（７）を得ることができる。
２＊Ａｆ＊ｓ（−Φｃ／ｗ）
−Ａｇ＊［ｅiΦ(-Φc/w)＋ｅ-iΦ(-Φc/w)］＝０・・・・・・・（７）
【００５８】
そして、両辺を２で割ると、式（８）のようになる。
Ａｆ＊ｓ（−Φｃ／ｗ）
−Ａｇ＊｛［ｅiΦ(-Φc/w)＋ｅ-iΦ(-Φc/w)］／２｝＝０・・・（８）
【００５９】
ここで、「ｕ」は単なる「ｔ」の代用であったから、ｚ＝０のとき、ｔもｔ＝−［Φｃ／ｗ］であり、−Φｃ＝ｗ＊ｔであるので、式（８）の-Φｃにｗ＊ｔを代入すると、式（９）が得られる。
Ａｆ＊ｓ（ｔ）−Ａｇ＊｛［ｅiΦ(t)＋ｅ-iΦ(t)］／２｝＝０・・・（９）
【００６０】
そして、式（９）における｛｝の指数関数の項は、再び、オイラーの公式を用いると「ｃｏｓ」の表現に戻すことができるので、「ｃｏｓ」の表現に戻すと、下記式（１０）が得られる。
Ａｆ＊ｓ（ｔ）−Ａｇ＊ｃｏｓ（Φ（ｔ））＝０・・・・・・・・・・（１０）
【００６１】
したがって、式（１０）を変形すると、下記式（１１）に表されるようにΦ（ｔ）が求まる。
Φ（ｔ）＝ａｒｃｃｏｓ［（Ａｆ／Ａｇ）＊ｓ（ｔ）］・・・・・・・（１１）
【００６２】
よって、第１出力波をｆ（ｔ）＝Ａｆ＊ｃｏｓ（ｗ＊ｔ＋Φｃ）とした波形を第１出力部２ａから出力させるとともに、第２出力波をｇ（ｔ）＝Ａｇ＊ｃｏｓ（ｗ＊ｔ＋Φｃ＋Φ（ｔ））として、入力波ｓ（ｔ）で表される式（１１）のΦ（ｔ）で位相変調した波形を第２出力部２ｂから出力するようにすればよい。
【００６３】
なお、上記はあくまでも一例であって、これに限定されるものでないことに留意されたい。
例えば、記憶部２０に入力波ｓ（ｔ）に含まれると考えられる各音に対応した多数の第１出力波及び第２出力波の組み合わせからなるテーブルを準備しておいて、波形生成部１３ａが準備されている第１出力波及び第２出力波のテーブルから、入力波ｓ（ｔ）に基づいて、適切なものを選択するという手法で、第１出力波及び第２出力波を入力波ｓ（ｔ）に基づいて生成するようにしてもよい。
【００６４】
また、上記の説明では、第１出力波ｆ（ｔ）は、何ら変調されることなく、第１出力波ｆ（ｔ）を形成する第１基本波そのものを使用していたが、第１出力波ｆ（ｔ）にも角度変調（位相変調や周波数変調）を施すようにしてもよいし、逆に、第１出力波ｆ（ｔ）を第１基本波を角度変調したものとして、第２出力波ｇ（ｔ）を第２基本波のまま使用するものとしてもよい。
【００６５】
さらに、本実施形態のように、第１出力波ｆ（ｔ）及び第２出力波ｇ（ｔ）を形成する第１基本波及び第２基本波がそれぞれ１つである必要はなく、例えば、周波数ｆｃの異なる複数の基本波を準備しておいて、入力波ｓ（ｔ）に合わせて使用する基本波を変えるようにしてもよい。
このように、上記例はあくまでも一例であることに留意されたい。
【００６６】
次に、図４に示す波形生成部１３ａが行う処理を示すフローチャートを参照しながら、動作について確認する。
外部機器（スマートフォン、タブレット端末や携帯型デジタル音楽プレイヤー等）からの音や音声のアナログ波或いはこのアナログ波をデジタル処理したデジタル波である入力波ｓ（ｔ）が骨伝導波出力機１に入力されると、図４に示すフローチャートの処理が開始される。
【００６７】
フローが開始されると、ステップＳＴ１で、波形生成部１３ａは、基本波発生器１４から第１出力波ｆ（ｔ）及び第２出力波ｇ（ｔ）を形成するための第１基本波及び第２基本波を取得する。
なお、上記例では、第１基本波及び第２基本波は、どちらもｆ（ｔ）であった。
【００６８】
次に、ステップＳＴ２で、波形生成部１３ａは、第１出力波ｆ（ｔ）と第２出力波ｇ（ｔ）が合波されることで可聴できるうなりを有する合成波ｐ（ｔ）となる可聴域外の第１出力波ｆ（ｔ）と可聴域外の第２出力波ｇ（ｔ）を入力波ｓ（ｔ）に基づいて生成する。
【００６９】
具体的には、上記例では、第２出力波ｇ（ｔ）を形成する第２基本波を入力波ｓ（ｔ）に応じて位相変調するための関数Φ（ｔ）を入力波ｓ（ｔ）に基づいて演算し、第１出力波ｆ（ｔ）に第１基本波そのものを採用するとともに、第２出力波ｇ（ｔ）に第２基本波（上記例では第１基本波と同じ波であった）を関数Φ（ｔ）で位相変調したものを採用する。
【００７０】
そして、上述したように、第１出力波ｆ（ｔ）及び第２出力波ｇ（ｔ）は、振幅Ａｆ及びＡｇが一定とされているため、これらを個別に聞いたとしても、うなりのような現象は起きず、一方、第１出力波ｆ（ｔ）及び第２出力波ｇ（ｔ）が合波された合成波ｐ（ｔ）では、合成波ｐ（ｔ）の包絡線が入力波ｓ（ｔ）に近似されるように、第１出力波ｆ（ｔ）及び第２出力波ｇ（ｇ）が生成されている。
【００７１】
また、耳に聞こえる周波数帯（可聴域）の入力波ｓ（ｔ）に基づいて位相変調するための関数Φ（ｔ）が形成されているため、２０ｋＨｚより高い周波数の第１出力波ｆ（ｔ）及び第２出力波ｇ（ｔ）を生成していても、その生成された第１出力波ｆ（ｔ）と第２出力波ｇ（ｔ）の周波数の差は２０ｋＨｚ以下のものとなっており、第１出力波ｆ（ｔ）と第２出力波ｇ（ｔ）は、第１出力波ｆ（ｔ）と第２出力波ｇ（ｔ）が合波されることで可聴できるうなりを有する合成波ｐ（ｔ）となるように生成されている。
【００７２】
そして、ステップＳＴ３では、波形生成部１３ａは、そのように生成した第１出力波ｆ（ｔ）と第２出力波ｇ（ｔ）を第１出力部２ａ及び第２出力部２ｂに送り、第１出力部２ａ及び第２出力部２ｂから骨伝導波として外部に出力し、一連の処理が終了する。
【００７３】
このようにして出力された骨伝導用の第１出力波ｆ（ｔ）と第２出力波ｇ（ｔ）は、ユーザの骨内に入ると合波の状態となり、その合波された合成波ｐ（ｔ）のうなりが、入力波ｓ（ｔ）が音波で伝達されてきたかのように、ユーザに聞き取られることになる。
【００７４】
以上、具体的な実施形態に基づき、本発明の骨伝導波出力機１について説明してきたが、本発明は、上記の具体的な実施形態に限定されるものではない。
例えば、上記実施形態では、図２のブロック図に示したように、波形生成部１３ａには、ＤＳＰ１３の一部が用いられている。
【００７５】
しかしながら、波形生成部１３ａ用にアナログの波形をアナログのまま処理するアナログ変調回路を用いるようにしてもよい。
この場合、図２において、ＤＳＰ１３と記載されている部分にアナログ変調回路を用いて、Ａ／Ｄ変換器１２及びＡ／Ｄ変換器１５と、Ｄ／Ａ変換器１６及びＤ／Ａ変換器１７と、を省略するようにすればよい。
【００７６】
なお、この場合でも、ＤＳＰ１３自体は、骨伝導波生成装置１０の全体的な処理を制御するための制御部として、骨伝導波生成装置１０内に設けられる。
【００７７】
また、先に少し触れたように、記憶部２０に音に対応する第１出力波ｆ（ｔ）及び第２出力波ｇ（ｔ）の組をテーブルとして準備しておき、そのテーブルから入力波ｓ（ｔ）に応じて適切な第１出力波ｆ（ｔ）及び第２出力波ｇ（ｔ）の組を選択することで、入力波ｓ（ｔ）に基づき、第１出力波ｆ（ｔ）及び第２出力波ｇ（ｔ）を生成するようにしてもよい。
【００７８】
具体的には、例えば、入力波ｓ（ｔ）がスマートフォンから骨伝導波出力機１に送られてきた会話の音声の波形であるとすれば、会話の音声に対応した第１出力波ｆ（ｔ）及び第２出力波ｇ（ｔ）を骨伝導波生成装置１０は生成することになる。
【００７９】
そこで、会話で使用される音声に対応して記憶部２０に音「あ」に対応した第１出力波ｆ（ｔ）及び第２出力波ｇ（ｔ）の組や音「い」に対応した第１出力波ｆ（ｔ）及び第２出力波ｇ（ｔ）等を、あらかじめ記憶させておく。
【００８０】
なお、人によって、同じ「あ」を発音する場合でも、低音で「あ」を発音する人もいれば、高音で「あ」を発音する人もいるので「あ」に対応する第１出力波ｆ（ｔ）及び第２出力波ｇ（ｔ）の組は、１つである必要はなく、高音から低音に至るまでの「あ」に対応した第１出力波ｆ（ｔ）及び第２出力波ｇ（ｔ）の組を個別に準備しておくことが好ましい。
【００８１】
そして、音声に対応した入力波ｓ（ｔ）がスマートフォンから骨伝導波出力機１に送られ、骨伝導波生成装置１０に入力されると、骨伝導波生成装置１０は音声解析プログラムに従って、その入力波ｓ（ｔ）の音声解析を行い、その音声解析で求めた音声に対応して記憶部２０に記憶されている第１出力波ｆ（ｔ）及び第２出力波ｇ（ｔ）の組のテーブルから適切なものを選択することで、入力波ｓ（ｔ）に基づく第１出力波ｆ（ｔ）及び第２出力波ｇ（ｔ）を生成するようにする。
【００８２】
また上記実施形態では、骨伝導波出力機１は、一対の第１出力部２ａ及び第２出力部２ｂを左右の両耳用にそれぞれに設けていたが、いずれか一方の耳用のみに一対の第１出力部２ａ及び第２出力部２ｂを設けてもよい。
なお、左右の両耳の場合、入力波ｓ（ｔ）は、左の耳用の入力波ｓｌ（ｔ）及び右の耳用の入力波ｓｒ（ｔ）を含み、左の耳用の入力波ｓｌ（ｔ）及び右の耳用の入力波ｓｒ（ｔ）は互いに異なる波形であっても、また同じ波形であってもよい。左右の一方の耳のみの場合、入力波ｓ（ｔ）は、一方の耳用の入力波のみとなる。
【００８３】
上記実施形態のように入力波ｓ（ｔ）が左右の両耳用の場合、波形生成部１３ａは、左の耳用の入力波ｓｌ（ｔ）に対して第１出力波ｆｌ（ｔ）及び第２出力波ｇｌ（ｔ）を生成し、右の耳用の入力波ｓｒ（ｔ）に対して第１出力波ｆｒ（ｔ）及び第２出力波ｇｒ（ｔ）を生成する。
つまり、上記実施形態では、左の耳用の第１出力波ｆｌ（ｔ）及び右の耳用の第１出力波ｆｒ（ｔ）を総称して第１出力波ｆ（ｔ）とし、左の耳用の第２出力波ｇｌ（ｔ）及び右の耳用の第２出力波ｇｒ（ｔ）を総称して第２出力波ｇ（ｔ）としている。
【００８４】
また、入力波ｓ（ｔ）が一方の耳用の場合、波形生成部１３ａは、一方の耳用のみの第１出力波ｆ（ｔ）及び第２出力波ｇ（ｔ）を生成する。
【００８５】
骨伝導波生成装置１０或いはＤＳＰ１３は、入力波ｓ（ｔ）が、一方の耳のみ用か、両方の耳用かを判断する判断部を備え、判断部の判断に従って、適切な第１出力波ｆ（ｔ）及び第２出力波ｇ（ｔ）を生成するようにしてもよい。
【００８６】
なお、記憶部２０に記憶される第１出力波ｆ（ｔ）及び第２出力波ｇ（ｔ）の組は、音声に対応したものに限られないことは言うまでもなく、例えば、音楽を聴くときのために、楽器の音に対応するための第１出力波ｆ（ｔ）及び第２出力波ｇ（ｔ）の組等も記憶部２０に記憶させておいてよい。
【００８７】
また、第１出力波ｆ（ｔ）及び第２出力波ｇ（ｔ）は、周波数が可聴域外であれば、上述のように可聴域の周波数より高い周波数に限らず、可聴域より低い周波数であってもよいが、入力波ｓ（ｔ）に合わせた速度で出力する場合、可聴域の周波数より高い周波数の方が好ましい。
【００８８】
このように、本発明は、具体的な実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲には、特許請求の範囲に記載された発明に均等な様々な変形や改良等が含まれるものであり、そのことは当業者にとって特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００８９】
以下に、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲に記載した発明を付記する。付記に記載した請求項の項番は、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲のとおりである。
＜請求項１＞
骨伝導用の第１出力波と第２出力波とを生成する波形生成部を備え、
前記波形生成部は、前記第１出力波と前記第２出力波とが合波されることで可聴できるうなりを有する合成波となる可聴域外の前記第１出力波と可聴域外の前記第２出力波とを入力波に基づいて生成することを特徴とする骨伝導波生成装置。
＜請求項２＞
前記波形生成部は、
前記第１出力波を形成する第１基本波又は前記第２出力波を形成する第２基本波のうちの少なくとも一方の基本波を角度変調することを特徴とする請求項１に記載の骨伝導波生成装置。
＜請求項３＞
前記角度変調が位相変調であることを特徴とする請求項２に記載の骨伝導波生成装置。
＜請求項４＞
前記第１基本波及び第２基本波として可聴域外の周波数の波形を用いることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の骨伝導波生成装置。
＜請求項５＞
前記波形生成部は、
前記合成波の包絡線を前記入力波の波形に近似又は同一とするように、前記第１出力波及び前記第２出力波を生成することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の骨伝導波生成装置。
＜請求項６＞
前記波形生成部は、振幅が一定である第１出力波及び第２出力波を生成することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の骨伝導波生成装置。
＜請求項７＞
前記波形生成部は、可聴域外の周波数の前記第１出力波及び前記第２出力波を生成することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の骨伝導波生成装置。
＜請求項８＞
前記波形生成部は、前記第１出力波と前記第２出力波の周波数の差が可聴域である前記第１出力波及び前記第２出力波を生成することを特徴とする請求項１から請求項７に記載の骨伝導波生成装置。
＜請求項９＞
骨伝導波生成方法であって、
骨伝導用の第１出力波と前記第２出力波とが合波されることで可聴できるうなりを有する合成波となる可聴域外の前記第１出力波と可聴域外の前記第２出力波とを入力波に基づいて生成することを特徴とする骨伝導波生成方法。
＜請求項１０＞
骨伝導波生成装置用のプログラムであって、
骨伝導用の第１出力波と第２出力波とを生成する骨伝導波形生成装置に対して、
前記第１出力波と前記第２出力波が合波されることで可聴できるうなりを有する合成波となる可聴域外の前記第１出力波と可聴域外の前記第２出力波を入力波に基づいて生成する処理を実行させることを特徴とするプログラム。
＜請求項１１＞
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の骨伝導波生成装置が生成した第１出力波及び第２出力波を出力する骨伝導波出力機であって、
少なくとも片方の耳に対応して設けられる前記第１出力波を出力する第１出力部と前記第２出力波を出力する第２出力部を備える出力部を有することを特徴とする骨伝導波出力機。
＜請求項１２＞
前記第１出力部と前記第２出力部を備える前記出力部が両方の耳に対応するように一対設けられていることを特徴とする請求項１１に記載の骨伝導波出力機。
＜請求項１３＞
前記骨伝導波生成装置を内蔵することを特徴とする請求項１１又は請求項１２に記載の骨伝導波出力機。
＜請求項１４＞
前記骨伝導波生成装置が生成した前記第１出力波及び前記第２出力波を受信する受信ポートを有することを特徴とする請求項１１から請求項１３のいずれか１項に記載の骨伝導波出力機。
【符号の説明】
【００９０】
１  骨伝導波出力機
２  出力部
２ａ  第１出力部
２ｂ  第２出力部
３  接続部
１０  骨伝導波生成装置
１１，１８，１９  アナログ増幅器
１２，１５  Ａ／Ｄ変換器
１３  ＤＳＰ
１３ａ  波形生成部
１４  基本波発生器
１６，１７  Ｄ／Ａ変換器
２０  記憶部
Ｈ  頭
【図１】
2018046525.tif 000003
【図２】
2018046525.tif 000004
【図３】
2018046525.tif 000005
【図４】
2018046525.tif 000006