(57)【要約】【課題】情報伝達装置において、神経障害検査等に用いるに好適な、振動面にピンを有していない構造で、パネル状部材としての振動板とピンとの間の機械的強度を十分に確保できるようにする。【解決手段】情報伝達装置１は、形状記憶合金２（ＳＭＡ）が配置された基板３と、基板３に浮動状態で保持され、形状記憶合金２の振動を受けて振動する振動板４と、を備える。基板３は、装置筐体に取り付けられる。振動板４は、装置筐体の外側に臨んで生体に接触し得る状態で配置され、基板３に設けられた孔３１に挿入される振動ピン４１を有し、振動ピン４１に形状記憶合金２が架け渡されている。振動板４全体が振動されるので、振動面にピンを有していない構造で、振動板４と振動ピン４１との間の機械的強度を十分に確保することが可能になる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
形状記憶合金に通電することにより発生する該合金の振動を生体に与えることで信号の伝達を行う情報伝達装置において、
形状記憶合金が配置された基板と、
前記基板に浮動状態で保持され、前記形状記憶合金の振動を受けて振動する振動板と、を備え、
前記基板は、装置筐体に取り付けられ、
前記振動板は、装置筐体の外側に臨んで生体に接触し得る状態で配置され、前記基板に設けられた孔に挿入される振動ピンを有し、前記振動ピンに前記形状記憶合金が架け渡されている、ことを特徴とする情報伝達装置。
【請求項２】
前記振動板は、前記振動ピンを少なくとも２本有し、さらにこの振動ピンの他に、前記基板に設けられた上記とは別の孔に挿入され該振動板の振動移動を案内するガイドピンを有し、
前記振動ピンは前記ガイドピンを挟んで両側に配置されている、ことを特徴とする請求項１に記載の情報伝達装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の情報伝達装置と、
前記形状記憶合金に指数関数で減衰し、又は増幅し、若しくは所定周波数を持続するパルス電圧を印加する信号発生回路と、を備え、
前記振動板を人体の踝に押し当てて、前記信号発生回路により前記形状記憶合金にパルス電圧を印加し、そのときの人が振動を感じる時間、又は位置を基に神経障害の検査に供する、ことを特徴とする神経障害検査装置。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載の情報伝達装置の複数個が、人体の足指の付け根に沿うように列状に配置され、
前記複数個の情報伝達装置の各形状記憶合金にパルス電圧を印加する信号発生回路を備え、
前記信号発生回路は、形状記憶合金の振動が順次移動するように各形状記憶合金にパルス電圧を印加し、
前記振動板を人体の足指の付け根に押し当てて、前記信号発生回路により前記形状記憶合金にパルス電圧を印加し、そのときに人が振動の移動を感じるか否かを基に末梢神経麻痺の検査に供する、ことを特徴とする神経障害検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、形状記憶合金を振動源とした振動を生体に与えることで信号の伝達を行う情報伝達装置及びそれを用いた神経障害検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の情報伝達装置は、通電による形状記憶合金の微細な伸縮振動を振動源とし、この微振動をピンの上下振動に換えてピンに接触する生体に信号を伝達・呈示する振動子を備える。かかる振動子は、アレイ状に配置されたものが一般に知られている（例えば特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２１５３６６号公報
【特許文献２】特開２０１７−４１８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような振動子を用いた装置が、糖尿病検査など神経障害検査等に用いられることがあるが、形状記憶合金の振動自体が微弱であるため、その振動をピンに伝達することで振動を増幅することが知られている。ところが、この構成においては、ピンが強く押されると、形状記憶合金を破壊することがあり、製作デザイン上も振動面にピンを有していない構造が求められていた。
【０００５】
また、パネル状部材にピンを立て、そのピンを振動させることでパネル状部材を振動させる構成もあるが、その構成にあっては、パネル状部材が振動し易いように、パネル状部材の振動する部分とピンとの間の材の肉厚を薄くし、又は溝を設けるなどして、パネル状部材の振動部とピンとの間を隔離する必要があった。そのため、パネル状部材とピンとの間の機械的強度を持たせることが難しかった。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するものであり、神経障害検査等に用いるに好適な、振動面にピンを有していない構造で、パネル状部材としての振動板とピンとの間の機械的強度を十分に確保できる、情報伝達装置及びそれを用いた神経障害検査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】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明の情報伝達装置は、形状記憶合金に通電することにより発生する該合金の振動を生体に与えることで信号の伝達を行う情報伝達装置において、形状記憶合金が配置された基板と、基板に浮動状態で保持され、形状記憶合金の振動を受けて振動する振動板と、を備え、基板は、装置筐体に取り付けられ、振動板は、装置筐体の外側に臨んで生体に接触し得る状態で配置され、基板に設けられた孔に挿入される振動ピンを有し、振動ピンに形状記憶合金が架け渡されている、ものである。
【０００８】
本発明の情報伝達装置において、振動板は、振動ピンを少なくとも２本有し、さらにこの振動ピンの他に、基板に設けられた上記とは別の孔に挿入され該振動板の振動移動を案内するガイドピンを有し、振動ピンはガイドピンを挟んで両側に配置されている、ことが好ましい。
【０００９】
また、本発明の神経障害検査装置は、情報伝達装置と、形状記憶合金に指数関数で減衰し、又は増幅し、若しくは所定周波数を持続するパルス電圧を印加する信号発生回路と、を備え、振動板を人体の踝に押し当てて、信号発生回路により形状記憶合金にパルス電圧を印加し、そのときの人が振動を感じる時間、又は位置を基に神経障害の検査に供する、ものである。
【００１０】
また、本発明の神経障害検査装置は、情報伝達装置の複数個が、人体の足指の付け根に沿うように列状に配置され、複数個の情報伝達装置の各形状記憶合金にパルス電圧を印加する信号発生回路を備え、信号発生回路は、形状記憶合金の振動が順次移動するように各形状記憶合金にパルス電圧を印加し、振動板を人体の足指の付け根に押し当てて、信号発生回路により形状記憶合金にパルス電圧を印加し、そのときに人が振動の移動を感じるか否かを基に末梢神経麻痺の検査に供する、ものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、振動板が基板にピンを介在して浮動状態で保持され、振動板全体が振動されるので、振動面にピンを有していない構造で、振動板とピンとの間の機械的強度を十分に確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る情報伝達装置の斜視図。
【図２】同装置の下方から見た斜視図。
【図３】同装置の断面斜視図。
【図４】同装置の変形例の斜視図。
【図５】同装置の電気的ブロック構成図。
【図６】同装置におけるパルス電圧のパターンの例を示す図。
【図７】同装置のパルス電圧のパターンを作成する方法を示す図。
【図８】（ａ）（ｂ）は同装置の実施例に係る神経障害検査装置の斜視図及び下方から見た斜視図。
【図９】（ａ）（ｂ）は従来の神経障害検査装置としての音叉の平面図及び斜視図。
【図１０】情報伝達装置の他の実施例に係る神経障害検査装置の斜視図。
【図１１】（ａ）（ｂ）は同神経障害検査装置の断面図、及び同装置の振動板を押し下げた状態の断面図。
【図１２】（ａ）（ｂ）は同神経障害検査装置の使用状態を示す斜視図、及び同神経障害検査装置を上方から見た透視図。
【図１３】同神経障害検査装置における情報伝達装置の変形例の斜視図。
【図１４】同装置の振動板の斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態に係る情報伝達装置及び神経障害検査装置について図面を参照して説明する。図１乃至図３において、情報伝達装置１は、形状記憶合金２（ＳＭＡ）が配置された基板３と、基板３に浮動状態で保持され、形状記憶合金２の振動を受けて振動する振動板４と、を備え、振動板４の振動を生体に与えることで信号の伝達・呈示を行う。形状記憶合金２は、パルス電圧が与えられることにより伸縮振動する。基板３は、装置筐体（不図示）に取り付けられる。振動板４は、装置筐体の外側に臨んで生体に接触し得る状態で配置され、基板３に設けられた孔３１に挿入される振動ピン４１を有し、振動ピン４１に形状記憶合金２が架け渡されている。振動板４は、例えば人の手指、足指などに接触される。
【００１４】
振動板４は、本実施形態では、振動ピン４１を少なくとも２本有し、さらにこの振動ピン４１の他に、基板３に設けられた孔３１とは別の孔３２に挿入され振動板４の振動移動を案内するガイドピン４２を有し、振動ピン４１はガイドピン４２を挟んで両側に配置されている。形状記憶合金２は、基板３の一面に、基板３の孔３１に橋渡しするように取付けられている。形状記憶合金２の両端は、カシメ３９によって基板３に固定されており、パルス電圧を加えるためのリード線が接続される。振動板４の振動ピン４１の先端部４１ａは、形状記憶合金２に当接され、振動板４の平板部４３は、基板３の他面（形状記憶合金２のある側とは反対側の面）に対向して設けられている。平板部４３の表面が生体へ接触される。平板部４３の表面は、本実施形態では、平らに形成されている。形状記憶合金２の太さは、３０〜１００μｍ程度であり、振動ピン４１の直径は、１ｍｍ程度である。振動ピン４１の先端部４１ａには、幅０．３ｍｍ、深さ１．０ｍｍ程度のＶ字状の溝４１ｂが形成されており、形状記憶合金２は、溝４１ｂ内に挿入されている。振動板４の振動ピン４１は、形状記憶合金２で吊り上げられて、振動板４の平板部４３は、基板３から数ｍｍ程度浮いた状態になっている。ガイドピン４２には、振動板４を逆さにした場合に落下しないように、抜け防止（不図示）が取付けられる。
【００１５】
振動板４は、振動ピン４１によるカンチレバー構造を採用している。すなわち、形状記憶合金２は、振動ピン４１の先端部４１ａが当接されて、適度な張力が掛かった状態になっており、振動ピン４１の先端部４１ａを中心としてＶ字状になっている。形状記憶合金２が振動することで、それに伴い振動ピン４１が振動する。カンチレバー構造を採用しているので、形状記憶合金２の伸縮が振動ピン４１の上下変位に変換され、形状記憶合金２の振動が増幅されて、振動ピン４１には形状記憶合金２の振動の数倍の振動が得られる。
【００１６】
このような構成の情報伝達装置１において、形状記憶合金２に通電してパルス電圧を与えると、形状記憶合金２が振動し、振動ピン４１が振動し、さらには振動板４全体が振動する。形状記憶合金２に与えるパルス電圧は、周期１Ｈｚ〜１ｋＨｚ、電圧１．５Ｖ〜２．５Ｖ程度が好ましい。また、複数の形状記憶合金２を同時駆動することにより、強い振動が得られる。情報伝達装置１は、形状記憶合金２にパルス電圧を与えることにより発生する形状記憶合金２の振動を振動板４を介して生体に与えることで信号の伝達を行い、振動板４の平板部４３に例えば人の手指、足指などの生体が接触することにより、生体に信号を伝達する。情報伝達装置１は、例えば、スマートフォンやウェアラブル端末などにおいて信号の受信を知らせる用途、自動車においてスイッチやハンドルなどの部品を判別する用途、ゲーム等に利用する用途、医療において指先、足裏、踝などの麻痺度を測定する用途などに利用される。
【００１７】
本実施形態の情報伝達装置１によれば、振動板４が基板３に振動ピン４１を介在して浮動状態で保持され、振動板４全体が振動されるので、振動面に振動ピン４１を有していない構造で、振動板４と振動ピン４１との間の機械的強度を十分に確保することができる。また、振動板４は、振動ピン４１によるカンチレバー構造を採用しており、振動ピン４１の先端部４１ａが形状記憶合金２に当接されて、形状記憶合金２に適度な張力が掛かった状態になっているので、振動ピン４１には形状記憶合金２の振動の数倍の振動が得られる。従って、形状記憶合金２に与えるパルス電圧のレベルが同じであっても、振動ピン４１をより強く振動させることができて、平板部４３に接触する生体により強い振動を与えることができる。また、振動ピン４１の先端部４１ａに溝４１ｂがあるので、容易に振動ピン４１の先端部４１ａを形状記憶合金２に当接させることができ、また、振動ピン４１の先端部４１ａが形状記憶合金２に当接された状態を維持することができる。
【００１８】
しかも、従来のピンだけのものと較べ、振動板４全体の広い面積を駆動でき、人体に接触する面が圧倒的に大きく、触感が大きく違い、強く感じる。実験では、振動板４は、金属製がより強く感ずるという結果が得られた。実際に樹脂とチタンで比較した結果、チタンが良好であった。また、必要に応じて複数本の形状記憶合金２を同時駆動することにより、強い振動を得ることができる。また、振動板４と基板３との間にバネや衝突防止機構設置することで、形状記憶合金２破損の保護が容易にできる。また、情報伝達装置１の製作における振動ピン４１を基板３の孔３１に通して形状記憶合金２に当接させる作業も、振動板４が大きく、１つの振動板４に振動ピン４１が複数本あるため、従来のピン一本一本が独立しているものに較べ、格段に容易である。また、振動板４を複数並べることにより、それぞれの振動板４を順次駆動して振動の移動感を出したり、各振動板４で違った振動を呈示することができ、多様な振動感覚が得られる。
【００１９】
図４は、情報伝達装置１の変形例を示す。この情報伝達装置１は、複数個の振動板４を備えている。振動板４は、本実施形態では、例えば、８個設けられており、２×４のアレイ状に配置されている。各振動板４の構成は、上記実施形態と同様である。複数個の振動板４は、１つの基板３に、上記実施形態と同様に浮動状態で保持されている。すなわち、複数個の振動板４に対応して、基板３の孔３１、３２及び形状記憶合金２が設けられており、各振動板４は、上記実施形態と同様に、振動ピン４１及びガイドピン４２が基板３の孔３１及び孔３２に挿入され、振動ピン４１の先端部４１ａの溝４１ｂ内に形状記憶合金２が挿入され、平板部４３が基板３から数ｍｍ程度浮いた状態になっている。複数個の平板部４３の全体が生体に接触される。本実施形態では、振動板４は８個あり、各振動板４は２本の振動ピン４１を有するので、形状記憶合金２は合計１６個ある。
【００２０】
図５は、この情報伝達装置１の電気的ブロック構成を示す。情報伝達装置１は、上記構成に加え、形状記憶合金２に与えるパルス電圧を生成する信号発生回路６をさらに備える。信号発生回路６は、生成されるパルスにＡＭ変調及びＦＭ変調を掛ける回路を備えている。この回路は、本実施形態では、マイクロコンピュータ（マイコン）７と、ＳＭＡ駆動基板８とから構成される。ＳＭＡ駆動基板８は、マイコン７により制御され、複数チャンネルの形状記憶合金２を定電流ドライブするオペアンプを有する。マイコン７は、そのＤ／Ａコンバータ出力のアナログ出力によりＡＭ変調を実現し、プログラムによりタイミングパルス出力を制御することでＦＭ変調を実現する。ＳＭＡ駆動基板８は、マイコン７のＤ／Ａコンバータ出力と、タイミングパルス出力とを合成し、ＡＭ変調及びＦＭ変調が掛けられたパルスを出力する。マイコン７は、形状記憶合金２のチャンネルを切り替え制御する信号も出力する。マイコン７には、マンインターフェース用に液晶タイプの表示装置９が接続され、操作押しボタンなどが配され、スタンドアロンで振動板４に接触する生体の神経系障害の検査などに使用できるように構成されている。さらに、マイコン７は、ＬＡＮ、ＵＳＢを備えており、マイコン７を上位コンピュータ（パソコン）１０に接続して、パソコン１０で複雑な振動パターンを作成したり統計処理することができるように構成されている。パソコン１０には、表示器１１が接続される。
【００２１】
図６は、形状記憶合金２に与えるパルス電圧のパターンの例を示す。図６の上側のグラフは、パルス電圧の波形の例であり、一つ一つのパルスＰの高さがパルス電圧を表し、パルスＰの間隔がパルス周期を表している。時間の経過に連れてパルスＰごとにパルス電圧とパルス周期が変化しており、パルス電圧がＡＭ変調及びＦＭ変調されている。このグラフは、パルス周期を１Ｈｚ〜１ｋＨｚの範囲で徐々に増減変化（ＦＭ変調）させ、かつパルス電圧を１．５Ｖ〜２．５Ｖの範囲で徐々に増減変化（ＡＭ変調）させた例である。
【００２２】
図６の下側のタイムチャートは、各形状記憶合金２（各チャンネル）にパルス電圧を与えるタイミングの例である。このタイムチャートは、チャンネルＣｈ１〜Ｃｈ１６の計１６チャンネル（計１６個の形状記憶合金２）を有する場合の例である。Ｔ６、Ｔ７、・・・、Ｔ１６は、各々、チャンネルＣｈ６、Ｃｈ７、・・・、Ｃｈ１６にパルス電圧を与える期間を表している（この例ではチャンネルＣｈ１〜Ｃｈ５にはパルス電圧を与えていない）。各チャンネルには、パルス電圧を与える期間に、その期間に生成されたパルス電圧が与えられる。この例では、時間の経過に連れて、パルス電圧の与えられるチャンネルが次々に移動していき、振動する形状記憶合金２が次々に移動していく。これにより、複数個の平板部４３全体の振動部位が移動していき、複数個の平板部４３全体に触れている人の手指、足指などに伝わる振動が次々に移動して感じられる。パルス電圧を与える期間が複数のチャンネルで重なっている場合は、複数のチャンネルに同時にパルス電圧が与えられ、複数のチャンネルの真ん中で振動が感じられる。パルス電圧のパターン、すなわちパルス電圧及びパルス周期は、パソコン１０を操作して設定される。また、パルス電圧を与えるチャンネルの選択、パルス電圧を与える期間も、パソコン１０を操作して設定される。
【００２３】
従来のように一定周期で一定電圧のパルス電圧を形状記憶合金２に与えた場合、形状記憶合金２は一定間隔で定振幅の振動となり、直線運動しかできないので、せいぜい渦巻きの振動呈示ができる程度である。これに対し、ＡＭ変調したパルス電圧を形状記憶合金２に与えると、振動の移動中に強度が変わるので、波が押し寄せた感じや、盛り上がり感を表現したり、アタック感、ソフトタッチ感等を表現できる。また、ＦＭ変調したパルス電圧を形状記憶合金２に与えると、スピード感が加わる。例えば、移動しながらゆっくりした振動からパルス周期を段々早くするようにＦＭ変調すると、逃げていく感じが表現でき、逆にすると、迫ってくる感じが表現できる。また、パルス周期により触感が大きく変わる。例えば、周期がゆっくりであれば、チクチクした感じを表現でき、周期が早ければ、撫でられているような感じを表現できる。ＡＭ変調とＦＭ変調を混在させると、振動で表現できる空間が大きく広がり、従来を直線の１次元とすれば、正に３次元のような表現が可能になる。例えば、振動を遅い動きから早い動きにしたり、固い、柔らかい感じ、ガツンとくる、ソフトにする感じ、波打つ、渦巻く感じ、迫ってくる、遠のいて行く感じ、つるつる、ザラザラ、チクチクした感じ、突き刺さる、突き抜けるような感じ等、自由自在で、表現の方法が従来の１次元から３次元に代わるほどの効果が得られた。
【００２４】
図７は、形状記憶合金２に与えるパルス電圧の作成方法を示す。マイコン７にパルス電圧の電圧値、パルス周期、パルス幅分の時間を設定、保持し、マイコン７からＤ／Ａコンバータ出力とタイミングパルス出力とを出力する。Ｄ／Ａコンバータ出力は、パルス電圧の電圧値に対応する出力であり、ＡＭ変調のための出力である。タイミングパルス出力は、パルス周期及びパルス幅分の時間に対応する出力であり、ＦＭ変調のための出力である。マイコン７のＤ／Ａコンバータ出力とタイミングパルス出力とをＳＭＡ駆動基板８のオペアンプで合成し、ＡＭ変調及びＦＭ変調が掛けられたパルス電圧を出力する。このパルス電圧は、１パルスごとにＡＭ変調及びＦＭ変調が掛けられて、強度変化が付けられている。パルス電圧の電圧値、パルス周期、パルス幅分の時間は、パソコン１０を操作して設定される。なお、パルス電圧をＡＭ変調及びＦＭ変調する方法は、マイコン５のＤ／Ａコンバータ出力とタイミングパルス出力とを合成する方法に限られず、任意の方法を採用し得る。また、ＡＭ変調で振幅を与える信号として、マイコン５のＤ／Ａコンバータ出力に限られず、例えば、何らかのセンサーからの信号、情報伝達装置１の制御系の出力やフィードバック出力、形状記憶合金２自身の入力機能を用いた信号など、いろいろな方法を採用し得る。また、形状記憶合金２に与えるパルス電圧のパターン及び各形状記憶合金２にパルス電圧を与える期間は、図６に示す例に限られず、任意であってよい。パルス電圧のパターン及びパルス電圧を与える期間を任意に調整することにより、種々多様な振動呈示が可能である。
【００２５】
このような構成によれば、形状記憶合金２に与えるパルス電圧のパルス１個１個に対し、ＡＭ変調及びＦＭ変調を掛けることができ、信号呈示の移動速度を連続的に自由に変え、または１パルスごとに強度変化を付けることが可能で、振動呈示の表現をより自由かつ広げることができる。しかも、信号発生回路６は、マイコン７のＤ／Ａコンバータ出力とタイミングパルス出力とを合成してＡＭ変調及びＦＭ変調を掛けるので、ＡＭ変調及びＦＭ変調を自由に調整するためのソフト、ハードの回路が簡素である。また、振動板４をアレイ状に配置しているので、縦、横、斜め、回転など、振動呈示の表現の自由度をより高めることができる。
【００２６】
図８（ａ）（ｂ）は、情報伝達装置１を用いた神経障害検査装置６０の構成を示す。神経障害検査装置６０は、情報伝達装置１と、形状記憶合金２に指数関数で減衰し、又は増幅し、若しくは所定周波数を持続するパルス電圧を印加する信号発生回路（不図示）と、を備える。この神経障害検査装置６０は、振動板４を人体の踝に押し当てて、信号発生回路により形状記憶合金２にパルス電圧を印加し、そのときの人が振動を感じる時間、又は位置を基に神経障害の検査に供するものである。
【００２７】
従来、医療機関で糖尿病による神経障害の検査方法としては、図９（ａ）（ｂ）に示すような音叉９０が用いられてきた。具体的には、１２８Ｈｚで振動する音叉９０を用い、音叉９０を加振し、音叉９０の基部９１を人体の内側の踝に当てて、１０秒後の振動が感じられるか否かで障害の有無を判定している。この検査方法は、足の麻痺度を計る従来から医療で認められた方法であるが、最初の音叉９０の加振具合によって１０秒後の音叉９０の振動具合が変動してしまうため、定性的で再現性もなく信頼性が薄い。
【００２８】
神経障害検査装置６０は、このような音叉９０を用いた検査に代えて、形状記憶合金２を利用した微振動を応用して、人体の踝での神経障害の検査を行うものである。図８（ａ）（ｂ）に示すように、神経障害検査装置６０の備える情報伝達装置１において、基板３は、装置筐体５の内側に取り付けられており、振動板４は、装置筐体５の外側に臨んで生体に接触し得る状態で配置されている。これに持ち手の付いた蓋（不図示）を付ける。振動板４は、本実施形態では、振動ピン４１を３本有し、振動ピン４１はガイドピン４２の周囲に等間隔に配置されている。振動板４の平板部４３は、音叉９０の検査面（基部９１）と同じようにするため、直径２０ｍｍ、厚さ２ｍｍ程度の円板形状としている。平板部４３が人体の踝に当てられる。振動ピン４１は、直径１〜３ｍｍ、長さ５〜１０ｍｍ程度であり、ガイドピン４２は、平板部４３の真ん中に設けられている。装置筐体５は、直径３０ｍｍ、厚さ２ｍｍ程度の鍋状の容器であり、底に振動ピン４１用の孔、及びガイドピン４２用の孔が開けられており、外から振動ピン４１及びガイドピン４２が差し込まれている。振動ピン４１及びガイドピン４２は、装置筐体５の内側において、基板３の孔３１及び孔３２に挿入されている。情報伝達装置１の他の構成については、上記実施形態と同様である。但し、振動板４の平板部４３と基板３との間に装置筐体５の底が存在するため、振動板４の平板部４３は、装置筐体５の底から数ｍｍ程度浮いた状態とされている。
【００２９】
信号発生回路（不図示）は、形状記憶合金２に周期１００〜５ｍｓ、電圧１．５〜３Ｖ、パルス幅１〜２０ｍｓのパルス電圧を与える。形状記憶合金２にパルス電圧が与えられると、形状記憶合金２が振動し、振動ピン４１が振動し、さらには振動板４全体が振動する。振動板４の平板部４３を人体の内側の踝に当てて、振動が感じられるか否かで障害の有無を判定する。３本の形状記憶合金２に同時にパルス電圧を与えたり、１個１個の形状記憶合金２に与えたり、電圧やパルス幅を変えることにより、希望の振動強度が得られる。これらのファクタを利用して、所望の振動を実現する。すなわち、音叉９０との整合性をとった検査を行う場合には、音叉９０の振動は指数関数で減衰するので、形状記憶合金２に指数関数で減衰するパルス電圧を印加する。また、音叉９０の振動は１２８Ｈｚ＝５．５６ｍｓの振動であるから、音叉９０と整合性をとるために、形状記憶合金２に５．５６ｍｓのパルス周期のパルス電圧を与える。また、音叉９０では実現できない振動を利用して検査を行う場合には、音叉９０では実現できないその付近の振動を持続的に出すようにパルス電圧を印加して細かい検査をしたり、振動を弱い方から強い方に変化させるようにパルス電圧を印加して検査したりする。なお、人体の感じ方としては、パルス周期が５．５６ｍｓよりも、２０ｍｓ前後が感じやすいので、これで代用してもよい。振動板４は、堅い方が効率よく振動を伝えることができるので、金属で作成されればよい。
【００３０】
本実施形態の神経障害検査装置６０によれば、定量的で再現性もあり信頼性の高い検査を行うことが可能である。また、振動強度の確認、再現試験等、思うような試験が自由にできる利点もある。その時の振動強度は数値化でき、定量的な判断が可能になる。実際に、２０人ほどの人に、音叉９０と神経障害検査装置６０とを踝に当てて比較検査した。音叉９０は、滑らかな振動を感じ、神経障害検査装置６０は、少し引っ掛かるような感じがあるが、ほぼ同等の感触が得られた。肝心の振動強度については、神経障害検査装置６０は、自由度が大きいので、音叉９０の振動域を十分カバーできる。神経障害検査装置６０の振動は、振動強度の再現性があるので、振動強度の数値を管理をすることで定量化も可能である。形状記憶合金２に与えるパルス電圧の周波数、強度（電圧）を変えることで、様々な触感が得られ、音叉９０で得られなかった微妙な検査も可能になる。
【００３１】
図１０及び図１１（ａ）（ｂ）は、情報伝達装置１を用いた別の神経障害検査装置８０の構成を示し、図１２（ａ）（ｂ）は、神経障害検査装置８０の使用状態を示す。神経障害検査装置８０は、情報伝達装置１の複数個が、人体の足指の付け根に沿うように列状に配置され、複数個の情報伝達装置１の各形状記憶合金２にパルス電圧を印加する信号発生回路（不図示）を備え、信号発生回路は、形状記憶合金２の振動が順次移動するように各形状記憶合金２にパルス電圧を印加する。この神経障害検査装置８０は、情報伝達装置１の振動板４を人体の足指の付け根に押し当てて、信号発生回路により形状記憶合金２にパルス電圧を印加し、そのときに人が振動の移動を感じるか否かを基に末梢神経麻痺の検査に供するものである。
【００３２】
従来、手の指に微振動を与えて末梢神経の麻痺度を検査する方法が知られているが、糖尿病などによる末梢神経の麻痺は、足の方が深刻である。麻痺を自覚しないまま、靴擦れなどの痛みを感じず、傷口が大きくなり、そこから感染病で足を切断せざるを得なくなった例が数多くある。また、足による末梢神経麻痺度検査方法しては、音叉による踝での検査方法がある。この方法は、定性的でかつ熟練を要する。また、実際には足先から麻痺が始まるが、それを測定するものは存在しない。実際は踝での検査は骨膜伝導、足先での検査ではパチニー小体などの受容体の伝導で明らかに伝導形式が異なる。踝以外の骨膜伝導での検査は不可能である。しかし、血流など障害は足先から起こり、踝による検査より足先での検査の方がはるかに感度が高いと推察される。足先データは踝でのデータと相関を取る必要がある。現状、足のどの場所に、どの程度の振動を与えるのが適切であるのか明らかでない。また、足での検査は体重を考慮しなければならず装置を破損から保護する構造が必要である。
【００３３】
神経障害検査装置８０は、形状記憶合金２を利用した微振動を応用して、人体の足先での神経障害の検査を行うものである。図１０、図１１（ａ）（ｂ）に示すように、神経障害検査装置８０の備える各情報伝達装置１において、基板３は、装置筐体５の内側に取り付けられており、振動板４は、装置筐体５の外側に臨んで生体に接触し得る状態で配置されている。振動板４は、本実施形態では、振動ピン４１を３本有し、振動ピン４１はガイドピン４２の周囲に等間隔で配置されている。振動板４の平板部４３は、１８ｍｍ×１０ｍｍ程度である。平板部４３が人体の足指に当てられる。平板部４３は、足指に当てるだけの広い面積が必要なので、この寸法とされている。装置筐体５は、２０×３０ｍｍ程度の箱型の容器であり、装置筐体５の天板部５０に、振動ピン４１用の孔５１、及びガイドピン４２用の孔５２が開けられており、外から振動ピン４１及びガイドピン４２が差し込まれている。振動ピン４１及びガイドピン４２は、装置筐体５の内側において、基板３の孔３１及び孔３２に挿入されている。情報伝達装置１の他の構成については、上記実施形態と同様である。但し、振動板４の平板部４３と基板３との間に装置筐体５の天板部５０が存在するため、振動板４の平板部４３は、装置筐体５の天板部５０から数ｍｍ程度浮いた状態とされている。
【００３４】
各情報伝達装置１は、複数個の外函８１の各々に昇降自在に設けられて、振動板４の平板部４３が外函８１の外側に臨んでいる。複数個の外函８１は、架台８２に取付けられている。装置筐体５と外函８１との間はばね８３で結合されており、足指を振動板４に接触させたときに、形状記憶合金２に過負荷にならないよう一定の圧力を保つとともに、振動板４を足指の裏にフィットできるようになっている。本実施形態では、外函８１を４つ並べ、神経障害検査装置８０の全長を８０ｍｍ程度とした。また、４つの外函８１は、振動板４の間を振動が移動する感覚を呈示できるように近接して設置した。また、各外函８１は、スライドできるように架台８２に取付けられており、足指の付け根がアーチ型になっているので、それに沿わせるように外函８１をアーチ状に配置調整できるようになっている。
【００３５】
信号発生回路（不図示）は、複数個の情報伝達装置１の各形状記憶合金２を駆動（各形状記憶合金２にパルス電圧を印加）するドライバを有し、そのドライバーに駆動波形などを収納できるマイコンが搭載され、マンインターフェースできるよう表示器が取り付けられている。さらに、高度な振動呈示ができるようＬＡＮ、ＵＳＢなどでパソコンに接続して、パソコンにてより高度なパターンを開発し、ダウンロードすることで振動を呈示できるように構成されている。こうすることにより、より強い振動が得られ、且つ、振動が各振動板４を移動するよう順次駆動するなど、診断の信頼性を飛躍的に大きくすることが可能である。
【００３６】
足の指に微振動を与えて末梢神経の麻痺度を検査する方法では、どの程度の振動を必要とするか調べてみた結果、足の触覚は以外に感度が高く、手の指の半分以上あることが判明した。実際の患者では手より足の方が感覚の低下が大きいので、従来の手の指に微振動を与える場合の数倍の振動強度が必要である。神経障害検査装置８０を用いることにより、この目的を達することができる。図１２（ａ）（ｂ）に示すように、神経障害検査装置８０の各情報伝達装置１の振動板４を足の指の付け根に接触させ、順序駆動法などを用い、振動板４の振動を移動させることにより、その移動感を検査項目に入れることで検査の信頼度を上げることができる。足の指の付け根は骨に近く、検査に最適である。足の指等足裏の形状の個人差は非常に大きい。特に指の差異は大きく、かつ、手の様には自由に動かない。そこで比較的計測しやすい足の指の付け根を計測の対象にした。ここは近くに骨があり、神経が表面に近くなっていて振動の計測に適している。
【００３７】
本実施形態の神経障害検査装置８０によれば、足の指に微振動を与えて末梢神経の麻痺度を検査することができる。実際に、神経障害検査装置８０を用い、足の指の付け根に４つの振動板４を押し当て、各形状記憶合金２を駆動することで、数十人の健常者の足の指の付け根に十分振動を感じることができた。また、４つの振動板４を順次駆動して移動感を感ずる実験では、全ての人が感ずることができた。糖尿病などで末梢神経に麻痺がある人の足先は、かなり鈍感になっているので、この神経障害検査装置８０で健常であると十分判別することができた。特に、単なる振動を感じるか否かで判断するより、移動方向をも検査対象にした方が明確に判断できる。
【００３８】
また、装置筐体５と外函８１との間にばね８３が配置されているので、足指を振動板４に接触させたときに、振動板４を足指に適切にフィットさせることができ、適切に振動板４の振動を足の指に与えて診断することができる。また、形状記憶合金２に過負荷が掛からず、形状記憶合金２の破損を防ぐことができる。また、各外函８１は、スライドできるように架台８２に取付けられているので、各外函８１の位置を足指の並びに沿わせるように調整して、各振動板４を足指に適切にフィットさせることができ、適切に各振動板４の振動を足の指に与えて診断することができる。
【００３９】
図１３は、神経障害検査装置８０における情報伝達装置１の変形例を示し、図１４は、その振動板４の構成を示す。この変形例では、情報伝達装置１の振動板４は、上記実施形態の構成に加え、平板部４３にドーム状の凸部４５を有する。他の構成については、上記実施形態と同様である。振動板４の振動は、形状記憶合金２にテンションが掛かるほど、強くなる。このため、振動板４を抑える場所が異なると、複数の形状記憶合金２に掛かるテンションが異なり、振動板４の振動の強さが異なる虞がある。例えば、３本の形状記憶合金２に均等にテンションが掛かっていない状態では、３本の形状記憶合金２を同時駆動しても、振動板４の振動の強さは３倍にならない。ドーム状の凸部４５を有することにより、足指により振動板４に加えられた力が複数の振動ピン４１に均等に垂直に伝わり、複数の形状記憶合金２に均一にテンションが掛かり、振動板４の振動をより強く感じることができる。なお、凸部４５を有する構成に代えて、形状記憶合金２を取り付ける基板３をバネでフロートすれば、振動板４と基板３が一体になり、３本の形状記憶合金２に上手くテンションが加わり、同様の効果が得られる。また、凸部４５を有する構成に代えて、足指に接触する接触板を設けて、平板部４３と接触板の間を球を介して受けてやれば、足指から接触板に加えられる力が球に集中して、平板部４３を垂直に押すことになり、３本の形状記憶合金２に均等にテンションが加わり、同様の効果が得られる。
【００４０】
なお、本発明は、上記実施形態の構成に限られず、種々の変形が可能である。例えば、振動板４は、振動ピン４１を１本だけ有していてもよく、また、振動ピン４１を３本以上有していてもよい。また、振動板４は、ガイドピン４２を有してなくてもよい。また、基板３は、装置筐体５の一部を兼ねていてもよい。また、形状記憶合金２に与えるパルス電圧のパターン及び各形状記憶合金２にパルス電圧を与える期間は、任意であってよい。パルス電圧のパターン及びパルス電圧を与える期間を任意に調整することにより、種々多様な振動呈示が可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１    情報伝達装置
２    形状記憶合金（ＳＭＡ）
３    基板
４    振動板
５    装置筐体
６    信号発生回路
７    マイクロコンピュータ（マイコン）
８    ＳＭＡ駆動基板
９    表示装置
１０    上位コンピュータ（パソコン）
１１    表示器
３１、３２    孔
３９    カシメ
４１    振動ピン
４１ａ    先端部
４１ｂ    溝
４２    ガイドピン
４３    平板部
４５    凸部
６０、８０    神経障害検査装置
８１    外函
８２    架台
８３    ばね
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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