(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
特定の肉声データを人の構音器官の共鳴特性に適した次数分、繰り返し線形予測を実行して算出された喉頭原音データを記憶する記憶部と、
利用者の操作に応じて前記喉頭原音データの周期およびピーク値を制御する制御部と、
前記制御部により制御された音データに基づく音を出力させる音出力部と、
筐体の表面に設けられ利用者が操作して前記喉頭原音データのピーク値を指示する音量操作スイッチと、
筐体の表面に設けられ利用者が操作して前記喉頭原音データの周期を指示する感圧センサーと、
前記喉頭原音データを生成する原音生成装置からの喉頭原音データを受信する受信部と、を備え、
前記制御部は、前記受信部で受信した前記喉頭原音データを前記記憶部に記憶させる
ことを特徴とする電気式人工喉頭。
【請求項２】
請求項１に記載の電気式人工喉頭であって、
前記音出力部は、
コイルと振動板が一体化されているボイスコイルモータを有すると共に、人体に接触すると電気式人工喉頭の電源をＯＮとするための信号を前記制御部に供給する電極とを有し、
前記電極は、
前記ボイスコイルモータを保持する筐体の表面に設けられている
ことを特徴とする電気式人工喉頭。
【請求項３】
請求項２に記載の電気式人工喉頭であって、
前記制御部は、
前記喉頭原音データの波形を波高軸方向のプラス方向またはマイナス方向のいずれかにシフトさせ、そのシフトさせたシフトデータに基づく喉頭原音を前記音出力部から出力させる、
ことを特徴とする電気式人工喉頭。
【請求項４】
請求項１に記載の電気式人工喉頭であって、
前記音出力部と一体化され、これらの位置および傾きを調整可能な貫通孔を有する保持部材と、
前記貫通孔に差し込まれる円柱形状のロッドと、
前記ロッドの両端にそれぞれ設けられ、利用者の頸部付近に前記音出力部を固定する固定用パッドと、
前記固定用パッドから延伸し、前記音出力部および前記固定用パッドと利用者の首の表面との密着具合を調整する調整部材を備える
ことを特徴とする電気式人工喉頭。
【請求項５】
請求項４に記載の電気式人工喉頭であって、
前記音出力部を２以上有し、
それぞれの音出力部と一体化された前記貫通孔に前記ロッドが通されており、前記利用者の首の表面にそれぞれの音出力部を密着させることができるように構成されていることを特徴とする電気式人工喉頭。
【請求項６】
請求項５に記載の電気式人工喉頭であって、
前記制御部は、
２以上の前記音出力部へ供給するパルス信号や喉頭原音データの周波数を同一周波数となるように同期させる制御、倍音周波数の関係となる制御、あるいは異なる周波数となる制御のうち、少なくともいずれか１つの制御を行うことを特徴とする電気式人工喉頭。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気式人工喉頭に関する。
【背景技術】
【０００２】
健常者は、自らの呼気が喉頭（声門）を経由する際に声帯を振動させることにより音を発生させ、その音の周波数成分を舌・顎や唇などの調音器官で変えることにより様々な発話を行っている。この声帯の振動により発生される音は、発話の基となる音であることから、「喉頭原音」などと呼ばれる。
【０００３】
これに対し、喉頭を摘出してしまった喉頭摘出者は、通常であれば自らの意思による発声は不可能であるが、調音器官さえ残存していれば、人工的に作り出した音を喉頭原音の代わりに口腔内で発生させ、または、口腔内へ送り込んでやることにより、不完全ながらも発声ができるようになる。
【０００４】
このような喉頭原音の代わりとなる音を人工的に作り出す装置の一つに電気式人工喉頭がある。電気式人工喉頭は、喉頭原音の代わりとなる音を、機械的、または、電気機械的に生成し、その音を頸部の振動などを通じて口腔内に導くことによって、喉頭摘出者自らによる発声を支援する。この種の電気式人工喉頭の中には、振動板と、その振動板を振動させて口腔内に音を発生させる、もしくは音を口腔内に導くためのボイスコイルモータとを搭載し、振動板の振動の周期や強度を変化させることによって、発生する音に変化をつけているものがある。
【０００５】
例えば、特許文献１に開示された電気式人工喉頭では、利用者の呼吸、筋電位等の生体情報に基づいて音響変換機器から出力する代用音源の基本周波数や音量を制御することによって、アクセントやイントネーションを表現したり、声の大きさを変化させたり、歌を歌ったりすることが可能になっている。
【０００６】
また、特許文献２に開示された電気式人工喉頭では、音を発生させるための基本となるパルス信号の波形に、周期または／およびデューティー比の微小変化を与えて得られる一連のパルス信号に応じた駆動をさせることで、声の自然性の向上、または個人性を付与し得るような仕組みを提供することが可能になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平０８−２４６８８号
【特許文献２】特許第４９４０４０８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、健常者の声は、同じ声の大きさや高さで発声し続けるつもりで発せられている間も、その波形の基本周期や音圧は微小に変化している。一方、特許文献１に開示された電気式人工喉頭は、生成する音が決まると、その音に応じて予め設定された一定の強度および周期の打撃音が継続するため、発生する声は人工的で不自然な印象を与えるものになり、誰が利用しても同じような声にしかならないという課題がある。
【０００９】
また、特許文献２に開示された電気式人工喉頭では、パルス信号の周期およびデューティー比を、健常者あるいは喉頭摘出手術前の患者等から録音された音声の音波形を基に取得するようにしているため、受聴者に生理的に受け入れやすい微小変化を与えることができ、人間の声帯から発生する音により近い音を再現することができる。
【００１０】
しかしながら、特許文献２に開示された電気式人工喉頭であっても、出力させる音に、声道による共鳴の影響等については考慮されていないため、利用者等の特定の肉声に近い声を再現することができないという課題がある。
【００１１】
本発明は、このような背景の下に案出されたものであり、利用者等の特定の肉声に近い声を再現することができる電気式人工喉頭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】
本発明に係る電気式人工喉頭は、特定の肉声データを人の構音器官の共鳴特性に適した次数分、繰り返し線形予測を実行して算出された喉頭原音データを記憶する記憶部と、利用者の操作に応じて喉頭原音データの周期およびピーク値を制御する制御部と、制御部により制御された音データに基づく音を出力させる音出力部と、筐体の表面に設けられ利用者が操作して喉頭原音データのピーク値を指示する音量操作スイッチと、筐体の表面に設けられ利用者が操作して喉頭原音データの周期を指示する感圧センサーと、喉頭原音データを生成する原音生成装置からの喉頭原音データを受信する受信部と、を備え、制御部は、受信部で受信した喉頭原音データを記憶部に記憶させることを特徴とする。
【００１４】
また、上述した構成に加えて、音出力部は、コイルと振動板が一体化されているボイスコイルモータを有すると共に、人体に接触すると電気式人工喉頭の電源をＯＮとするための信号を制御部に供給する電極とを有し、電極は、ボイスコイルモータを保持する筐体の表面に設けられるようにしてもよい。
【００１５】
また、上述したいずれかの構成に加えて、制御部は、喉頭原音データの波形を波高軸方向のプラス方向またはマイナス方向のいずれかにシフトさせ、そのシフトさせたシフトデータに基づく喉頭原音を音出力部から出力させるようにしてもよい。
【００１７】
また、上述したいずれかの構成に加えて音出力部と一体化され、これらの位置および傾きを調整可能な貫通孔を有する保持部材と、貫通孔に差し込まれる円柱形状のロッドと、ロッドの両端にそれぞれ設けられ、利用者の頸部付近に音出力部を固定する固定用パッドと、固定用パッドから延伸し、音出力部および固定用パッドと利用者の首の表面との密着具合を調整する調整部材を備えるようにしてもよい。
【００１８】
また、上述した構成に加えて、音出力部を２以上有し、それぞれの音出力部と一体化された貫通孔にロッドが通されており、利用者の首の表面にそれぞれの音出力部を密着させることができるように構成されていることようにしてもよい。
【００１９】
また、上述した構成に加えて、制御部は、２以上の音出力部へ供給するパルス信号や喉頭原音データの周波数を同一周波数となるように同期させる制御、倍音周波数の関係となる制御、あるいは異なる周波数となる制御のうち、少なくともいずれか１つの制御をするようにしてもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によると、利用者等の特定の肉声に近い声を再現することができる電気式人工喉頭を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電気式人工喉頭１０Ａと、利用者等の特定の肉声データに線形予測分析等の所定の処理を実行して得られた声の元となる音データを電気式人工喉頭１０Ａに提供する原音生成装置２０とを含むシステムを説明するための図である。
【図２】喉頭原音データ２０Ａの生成方法の一例を示すフローチャートである。
【図３】音声波形を示す図であり、（Ａ）は、利用者の声の音声波形を示す図と、（Ｂ）は、録音音声データ２２Ａに線形予測分析等の処理をして再現された声の音声波形を示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る電気式人工喉頭１０Ｂの外観を示す図である。
【図５】図４の電気式人工喉頭１０Ｂの使用例を示す図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る電気式人工喉頭１０Ｃの外観を示す図である。
【図７】図６に示す電気式人工喉頭１０Ｃの使用例を示す図である。
【図８】本発明の第４実施形態に係る電気式人工喉頭１０Ｄの外観を示す図である。
【図９】図９に示す電気式人工喉頭１０Ｄの使用例を示す図である。
【図１０】図８に示すボイスコイルモータ３２Ｄの拡大図である。
【図１１】図１０のボイスコイルモータ３２Ｄの他の形態を示す図である。
【図１２】音声波形を示す図であり、（Ａ）は原音データを示し、（Ｂ）は波形シフト後の原音データを示す図である。
【図１３】本発明の第５実施形態に係るハンズフリー音源部５０、５０Ａを示す図である。
【図１４】図１３の（Ｂ）に示すハンズフリー音源部５１Ａ，５１Ｂの装着例を示す図である。
【図１５】図１３の（Ｂ）に示すハンズフリー音源部５１Ａ，５１Ｂと、ハンズフリー音源部５１Ａ，５１Ｂに喉頭原音を供給する専用装置６０とを示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の各実施形態について説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
【００２３】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る電気式人工喉頭１０Ａと、利用者等の特定の肉声データに線形予測分析（ＬＰＣ：Ｌｉｎｅａｒ  Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ  Ｃｏｄｉｎｇ）等の所定の処理を実行して得られた声の元となる音データ（以下、「喉頭原音データ」という。）を電気式人工喉頭１０Ａに提供する原音生成装置２０とを含むシステムを説明するための図である。
【００２４】
図１に示すように、電気式人工喉頭１０Ａは、原音生成装置２０から提供された喉頭原音データ２０Ａに基づく音（以下、「喉頭原音」という。）を、利用者の口腔内で人工的に発生させる、もしくは人工的に発生させた喉頭原音を利用者の口腔内に導くものである。その結果、利用者の舌・顎や唇などの調音器官を通じてその喉頭原音の周波数成分に変化が加えられ、利用者の口から本来の声に非常に近い声が発せられる。
【００２５】
原音生成装置２０は、利用者本人の声を録音した録音音声データ２２Ａから喉頭原音データ２０Ａを生成すると共に、生成した喉頭原音データ２０Ａを電気式人工喉頭１０Ａに供給するものである。原音生成装置２０では、録音音声データ２２Ａに線形予測分析を含む所定の処理を行うことで、声道による共鳴の影響を受ける前の音に近似させている。なお、利用者本人の声が直接使用できない場合には、喉頭を摘出する前の利用者本人の声や、利用者の親兄弟や親戚等の声を録音したものを録音音声データ２２Ａとして用いるようにしてもよい。
【００２６】
電気式人工喉頭１０Ａは、図１に示すように、制御部１１と、増幅回路１２と、音出力部１３と、第１のセンサー部１４と、第２のセンサー部１５、記憶部１６および受信部１７を有している。
【００２７】
制御部１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）などを有する。この制御部１１は、記憶部１６に記憶される喉頭原音データ１６Ａと、第１のセンサー部１４または第２のセンサー部１５で検出された値に応じて増幅回路１２の動作を制御することにより、喉頭原音の周波数や音量を変化させることができる。
【００２８】
増幅回路１２は、制御部１１による制御の下、喉頭原音データ１６Ａの音量、音質をコントロールすると共に、音出力部１３を駆動させる回路である。
【００２９】
音出力部１３は、たとえばスピーカ等で構成され、増幅回路１２で増幅された喉頭原音データ１６Ａに基づく音を出力させる。
【００３０】
第１のセンサー部１４は、喉頭原音データ１６Ａの出力音量を調整するためのセンサーであり、たとえば、感圧センサー、可変抵抗、呼気センサー等で構成される。制御部１１は、第１のセンサー部１４で検出された値（音量データ１４Ａ）に基づいて喉頭原音の音量を調整する。
【００３１】
第２のセンサー部１５は、喉頭原音データ１６Ａの再生周期および／またはピーク値を調整するためのセンサーであり、たとえば、感圧センサー、可変抵抗、呼気センサー等で構成される。制御部１１は、第２のセンサー部１５で検出された値（周波数データ１５Ａ）に基づいて喉頭原音の再生周期および／またはピーク値を調整する。具体的には、喉頭原音データ１６Ａには略同一形状を有する基本波形が所定の周期で繰り返されており、制御部１１が、周波数データ１５Ａに応じて、所定の周期の再生間隔や基本波形の毎の正側あるいは負側のピーク値を調整することができる。
【００３２】
記憶部１６は、たとえば、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory）などのメモリである。記憶部１６には、受信部１７を介して原音生成装置２０から供給された喉頭原音データ２０Ａを喉頭原音データ１６Ａとして格納する。
【００３３】
原音生成装置２０は、図１に示すように、利用者等の特定の肉声を電気信号に変換するマイク２１を有しており、マイク２１によって変換された電気信号を不図示のサンプリング回路にてサンプリングして記録媒体２２に録音音声データ２２Ａが生成される。生成された録音音声データ２２Ａは、内蔵されている記録媒体２２に記憶される。
【００３４】
記録媒体２２に記憶された録音音声データ２２Ａは、利用者等が自然に発話した母音（たとえば、「あ」、「い」、「う」、「え」、「お」）を所定の周期でサンプリングされたものであり、そのサンプリングした録音音声データ２２Ａに対して線形予測分析（ＬＰＣ：Ｌｉｎｅａｒ  Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ  Ｃｏｄｉｎｇ）を含む所定の処理を施すことによって喉頭原音データ２０Ａが生成される。
【００３５】
図２は、喉頭原音データ２０Ａの生成方法の一例を示すフローチャートである。なお、原音生成装置２０では、既に録音音声データ２２Ａが生成されて記録媒体２２に記憶されているものとする。
【００３６】
原音生成装置２０では、喉頭原音データ２０Ａの生成指示があると、以下の処理を開始する（ＳＴＡＲＴ）。なお、録音音声データ２２Ａが記録媒体２２に記録されると喉頭原音データ２０Ａの生成処理が自動的に開始されるようにしてもよい。
【００３７】
原音生成装置２０の不図示の生成処理部は、録音音声データ２２Ａに窓関数をかける処理を実行する（ＳＴＥＰ１）。窓関数は、ある有限区間以外で０となる関数である。すなわち、ある関数や信号（データ）に窓関数が掛け合わせられると、区間外は０になり、有限区間内だけが残るので、数値解析が容易になるという効果がある。
【００３８】
生成処理部は、録音音声データ２２ＡにＳＴＥＰ１の窓関数を掛け合わせて求められた値に基づいて、自己相関関数を求める処理を実行する（ＳＴＥＰ２）。自己相関（Autocorrelation）とは、信号処理において時間領域信号等の関数または数列を解析するためにしばしば用いられるものであり、時間シフトの大きさの関数として表される。自己相関は、信号に含まれる繰り返しパターンを探すのに有用であり、例えば、ノイズに埋もれた周期的信号の存在を判定するために用いられる。
【００３９】
生成処理部は、ＳＴＥＰ２の自己相関関数で求められた周期的信号に基づいて、人間の構音器官の共鳴特性に適した次数分、繰り返し線形予測を実行する（ＳＴＥＰ３)。線形予測とは、ある音声に含まれる周期的な特徴を予測して求めることができる手法であり、声道の共鳴は周期的な特徴を持つため、求められた線形予測値に対して残差を求めることで声道での共鳴の影響を受ける前の音、すなわち喉頭源音に近似した音を得ることができる。
【００４０】
生成処理部は、ＳＴＥＰ３で求められた線形予測結果から録音音声データ２２Ａとの残差信号を算出する（ＳＴＥＰ４）。
【００４１】
そして、生成処理部は、ＳＴＥＰ４で算出した残差信号を積分する（ＳＴＥＰ５）。
【００４２】
生成処理部は、ＳＴＥＰ５で積分して求められた値を増幅させて喉頭原音データ１６Ａを生成して（ＳＴＥＰ６）、本処理を完了する（ＥＮＤ）。
【００４３】
図３は、音声波形を示す図であり、（Ａ）は、利用者の声の音声波形を示す図と、（Ｂ）は、録音音声データ２２Ａに線形予測分析等の処理をして再現された声の音声波形を示す図である。図３の（Ａ）と（Ｂ）の音声波形を比較すると、線形予測分析をして再現された喉頭原音データ１６Ａに基づく音声波形と、利用者の声の音声波形とは近似する波形となっている。
【００４４】
以上の処理によって得られた原音生成装置２０で生成された喉頭原音データ２０Ａは、電気式人工喉頭１０Ａへ供給されると、記憶部１６に喉頭原音データ１６Ａが記憶される。そして、電気式人工喉頭１０Ａの制御部１１は、記憶部１６に記憶されている喉頭原音データ１６Ａを読み出すと共に、音量調整ボタン３５および／または感圧スイッチ３６の出力に応じて出力音量、あるいは基本周波数の調整をする。これにより、利用者等の元の肉声に近い声を再現することができる。また、利用者が音量調整ボタン３５および／または感圧スイッチ３６を操作することにより、制御部１１により喉頭原音データ１６Ａの再生周期および／またはピーク値が変化するので、利用者自らの意思で出力音量、声の高さ等の調整を適宜行うことが可能となっている。
【００４５】
（第２実施形態）
図４は、本発明の第２実施形態に係る電気式人工喉頭１０Ｂの外観を示す図である。電気式人工喉頭１０Ｂは、略円筒形状の筐体３１と、筐体３１と連結されたテーパー形状の音源部３２Ｂとを有している。音源部３２Ｂは、スピーカ３３が内蔵されると共に、音源部３２Ｂの先端にはチューブ３４が接続されている。チューブ３４は、内部が空洞となっており、スピーカ３３から出力される音は、このチューブ３４の内部空間を伝播して利用者の口腔内（不図示）に届くようになっている。
【００４６】
筐体３１は、利用者の掌に収まるサイズの略円筒形状をなしている。筐体３１の表面には、音量調整ボタン３５、感圧スイッチ３６が露出している。音量調整ボタン３５は、スピーカ３３から出力される音の音量を調整する操作子である。感圧スイッチ３６は、スピーカ３３から出力される音の周波数を調整する操作子である。なお、筐体３１には、音量調整ボタン３５あるいは感圧スイッチ３６からの入力を受け付けて、喉頭原音データ１６Ａの音量、あるいは基本周波数を変化させる制御部３７と、動力源となる電源３８とが内蔵されている。なお、制御部３７は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）などで構成され、第1実施形態の制御部１１と同様の機能を有している。電源３８は、例えば、電池であり、制御部３７へ電力を供給する。
【００４７】
なお、図示していないが、電気式人工喉頭１０Ｂは、図１の電気式人工喉頭１０Ａの増幅回路１２、音出力部１３、および記憶部１６に相当する機能も内蔵されている。
【００４８】
図５は、図４の電気式人工喉頭１０Ｂの使用例を示す図である。図５に示すように、利用者は電気式人工喉頭１０Ｂのチューブ３４を咥えながら、声を発生させる。これにより、電気式人工喉頭１０Ｂが人工的に発生させた喉頭原音が利用者の口腔内に届き、利用者の舌・顎や唇などの調音器官を通じてその喉頭原音の周波数成分に変化が加えられ、利用者の口から本来の声に非常に近い声が発せられる。また、利用者が音量調整ボタン３５および／または感圧スイッチ３６を操作することにより、制御部３７により喉頭原音データ１６Ａの再生周期および／またはピーク値が変化するので、利用者自らの意思で出力音量、声の高さ等の調整をすることが可能となっている。
【００４９】
（第３実施形態）
図６は、本発明の第３実施形態に係る電気式人工喉頭１０Ｃの外観を示す図である。図６に示す電気式人工喉頭１０Ｃは、第２実施形態の電気式人工喉頭１０Ｂのようなチューブ３４を用いるタイプではなく、利用者の頸部付近に電気式人工喉頭１０Ｂの音源部３２Ｃを直接当てるタイプのものである。
【００５０】
図７は、図６に示す電気式人工喉頭１０Ｃの使用例を示す図である。図６に示すように、利用者は、電気式人工喉頭１０Ｃの音源部３２Ｃを頸部付近に直接当てながら声を発生させる。これにより、電気式人工喉頭１０Ｃの音源部３２Ｃが人工的に発生させた喉頭原音が利用者の頸部から口腔内に直接伝達されると共に、利用者の舌・顎や唇などの調音器官を通じてその喉頭原音の周波数成分に変化が加えられ、利用者の口から本来の声に非常に近い声が発せられる。また、利用者が音量調整ボタン３５および／または感圧スイッチ３６を操作することにより、制御部３７により喉頭原音データ１６Ａの再生周期および／またはピーク値が変化するので、利用者自らの意思で出力音量、声の高さ等の調整を適宜行うことが可能となっている。
【００５１】
（第４実施形態）
図８は、本発明の第４実施形態に係る電気式人工喉頭１０Ｄの外観を示す図である。図７に示す電気式人工喉頭１０Ｄは、第２実施形態および第３実施形態に係る電気式人工喉頭１０Ｂ，１０Ｃとは異なり、スピーカ３３の代わりにボイスコイルモータ３２Ｄを使用するタイプである。また、ボイスコイルモータ３２Ｄには電源スイッチ用途の電極ＳＷが配置されている。
【００５２】
図９は、図８に示す電気式人工喉頭１０Ｄの使用例を示す図である。利用者は、電気式人工喉頭１０Ｄのボイスコイルモータ３２Ｄを頸部に直接当てながら声を発生させる。これにより、電気式人工喉頭１０Ｃのボイスコイルモータ３２Ｄが人工的に発生させた喉頭原音が利用者の頸部から口腔内に直接伝達されると共に、利用者の舌・顎や唇などの調音器官を通じてその喉頭原音の周波数成分に変化が加えられ、利用者の口から本来の声に非常に近い声が発せられる。また、利用者が音量調整ボタン３５および／または感圧スイッチ３６を操作することにより、制御部３７により喉頭原音データ１６Ａの再生周期および／またはピーク値が変化するので、利用者自らの意思で出力音量、声の高さ等の調整をすることが可能となっている。
【００５３】
図１０は、図８に示すボイスコイルモータ３２Ｄの拡大図である。図１０に示すように、ボイスコイルモータ３２Ｄは、両端がＮ極とＳ極にそれぞれ着磁された円柱形のマグネットＭｇ、そのマグネットＭｇを前方および側方から包囲する円筒形のボビン４５、ボビン４５の外周に巻き回されたコイル４６、およびそれらを後方ならびに側方から包囲するヨーク４７を有する。このヨーク４７は前方が開口しており、その開口する部位を塞ぐように円形ゴム４３が張り渡されている。そして、円形ゴム４３の一部は、ボビン４５と一体となった下振動板４９Ｂに固定されている。なお、円形ゴム４３の両側面には、タッチセンサ４８がとりつけられている。また、円形ゴム４３の中央には、上振動板４９Ａが配置され、下振動板４９Ｂと円形ゴム４３を挟み込むようになっている。尚、上振動板４９Ａおよび下振動板４９Ｂは、幅の薄い円柱状をなしており、ウレタン系の樹脂により形成されている。
【００５４】
このボイスコイルモータ３２Ｄによる上振動板４９Ａおよび下振動板４９Ｂの駆動は、フレミングの法則を利用してなされる。つまり、コイル４６に喉頭原音データの信号が供給されると、ヨーク４７内をスライドするボビン４５に加わる磁気力より上方へ押し出されて上振動板４９Ａおよび下振動板４９Ｂが上下運動するという動作を繰り返し、その結果、上振動板４９Ａおよび下振動板４９Ｂが振動する。
【００５５】
ボイスコイルモータ３２Ｄのボビン４５は、増幅回路１２から供給される喉頭原音データの信号の波形に応じた周期および強度で上振動板４９Ａおよび下振動板４９Ｂを振動させる。よって、利用者が電気式人工喉頭１０Ｄの筐体３１を掌に握り、上振動板４９Ａを自らの頸部付近に押し当てると、上振動板４９Ａおよび下振動板４９Ｂの振動が頸部から口腔内に伝わって音が発生する。利用者は、舌・顎や唇などの調音器官によってその音の周波数成分を変えることにより、所望の音韻を口から発することができる。そして、この口腔内にて発生する音の基本周期は、ボイスコイルモータ３２Ｄのボビン４５が上振動板４９Ａおよび下振動板４９Ｂを振動させる周期に依存し、また、音圧は、ボビン４５が上振動板４９Ａおよび下振動板４９Ｂを振動させる強度に依存する。
【００５６】
図１１は、図１０のボイスコイルモータ３２Ｄの他の形態を示す図である。ボイスコイルモータ３２Ｅでは、タッチセンサ部Ｔ１を設けており、このタッチセンサ部Ｔ１を利用者が触ることで振動するようにしてもよい。また、ボイスコイルモータ３２Ｆでは、ロータリエンコーダ部Ｔ２を設けており、このロータリエンコーダ部Ｔ２を回転させることで、振動または振動周期／強度を変化させるようにしてもよい。また、ボイスコイルモータ３２Ｇでは、感圧センサ部Ｔ３を設けており、この感圧センサ部Ｔ３に利用者が触れることで、振動するようにしてもよい。
【００５７】
図１２は、音声波形を示す図であり、（Ａ）は原音データを示し、（Ｂ）は波形シフト後の原音データを示す図である。図１２に示すように、波高軸方向に一定量をシフトさせることで、ボイスコイルモータ３２Ｄ、Ｅ、Ｆ，Ｇのボビン４５の振動に対して波形のゆらぎが適切に再現されるようになる。なお、ボイスコイルモータの構造によっては、波形全てをプラス方向やマイナス方向にシフトしなくてもよい。たとえば、８割だけプラス方向にシフトするなども考えられる。
【００５８】
（第５実施形態）
図１３は、本発明の第５実施形態に係る電気式人工喉頭を示す図であり、（Ａ）は、ハンズフリー音源部５１を有する電気式人工喉頭５０Ａであり、（Ｂ）はハンズフリー音源部５１Ａ、５１Ｂを有するタイプの電気式人工喉頭５０Ｂを示す図である。図１３の（Ａ）に示すように、電気式人工喉頭５０Ａは、ハンズフリー音源部５１と一体化され、これらの位置および傾きを調整可能な貫通孔を有する保持部材５２と、貫通孔に差し込まれる円柱形状のロッド５３と、ロッド５３の両端にそれぞれ設けられ、利用者の頸部付近にハンズフリー音源部５１を固定する固定用パッド５４と、固定用パッド５４から延伸し、ハンズフリー音源部５１および固定用パッド５４と利用者の首の表面との密着具合を調整する調整ひも５５（調整部材の一例）および留め具５６（調整部材の一例）を備える。なお、図１３の（Ｂ）に示す電気式人工喉頭５０Ｂは、ハンズフリー音源部５１Ａおよびハンズフリー音源部５１Ｂの２つの音源部を有している構成であるが、それ以外は、電気式人工喉頭５０Ａと同様の構成であるため、同一の機能については同一符号を付して説明を省略する。
【００５９】
図１４は、図１３の（Ｂ）に示すハンズフリー音源部５１Ａ，５１Ｂの装着例を示す図である。利用者は自分の頸部付近にハンズフリー音源部５１Ａ，５１Ｂを取り付けている。なお、ハンズフリー音源部５１，５１Ａ，５１Ｂは頸部に取り付ける関係上、小型化する必要があるため、１つの音源では十分な音量を確保できない恐れがある場合には、電気式人工喉頭５０Ｂに示すように、音源部を左右それぞれに１つ配置する構成を採用することが好ましい。
【００６０】
図１５は、図１３の（Ｂ）に示すハンズフリー音源部５１Ａ，５１Ｂに喉頭原音を供給する専用装置６０とを示す図である。専用装置６０には、喉頭原音データ１６Ａを保持している制御部１１Ｅと、ハンズフリー音源部５１Ａ、５１Ｂそれぞれでの再生周波数の同期、あるいは非同期を制御する同期／非同期制御回路１１Ｂおよび２つの増幅回路１２を有している。なお、発明者が騒音計にて３０ｃｍ離れた所からによる測定した結果によると、音源部を１つ有する電気式人工喉頭５０Ａの場合では周波数１００Ｈｚで７４ｄＢであったのに対し、音源部を２つ有する電気式人工喉頭５０Ｂの場合は、８１ｄＢという結果となった。これらの測定結果から両者には７ｄＢの差があるので、２つ音源部を設けると音量も約２倍となるという結果が得られた。
【００６１】
以上のような構成とすることにより、電気式人工喉頭５０Ａ，５０Ｂでは、円柱状のロッド５３上のハンズフリー音源部５１，５１Ａ，５１Ｂを左右に滑らしたり、上下に傾けることが容易になるため、音源部の位置調整が簡単になる。また、左右２対の固定用パッド５４と、固定用パッド５４の固定具合を調整できる調整ひも５５および留め具５６を有しているため、頸部にしっかりと音源部を固定することが可能である。
【００６２】
（他の実施形態）
本発明は、種々の変形実施が可能である。たとえば、上記実施形態においては、制御部１１は、記憶部１６に記憶されている喉頭原音データ１６Ａを読み出すと共に、音量調整ボタン３５および／または感圧スイッチ３６の出力に応じて出力音量、あるいは基本周波数の調整をするようになっている。これに対し、制御部１１は、不図示の風量センサー、振動センサー、筋電センサー、静電センサー、脳波センサー、角度センサー、ロータリエンコーダ、感圧センサー、押しボタンのいずれか１つの出力情報またはこれらから複数の出力情報を組み合わせて喉頭原音データ１６Ａの周期および／またはピーク値を制御させるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６３】
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，５０Ａ，５０Ｂ…電気式人工喉頭、１１，３７…制御部、１３，３３…スピーカ（音出力部の一例）、１６Ａ，２０Ａ…喉頭原音データ、１７…受信部、３２Ｂ，３２Ｃ…音源部、３２Ｄ，Ｅ，Ｇ…ボイスコイルモータ、５１，５１Ａ，５１Ｂ…ハンズフリー音源部（音出力部の一例）、５２…保持部材、５３…ロッド、５４…固定用パッド、５５…調整ひも（調整部材の一例）、５６…留め具（調整部材の一例）
【図１】
0006403448.tif 000002
【図２】
0006403448.tif 000003
【図３】
0006403448.tif 000004
【図４】
0006403448.tif 000005
【図５】
0006403448.tif 000006
【図６】
0006403448.tif 000007
【図７】
0006403448.tif 000008
【図８】
0006403448.tif 000009
【図９】
0006403448.tif 000010
【図１０】
0006403448.tif 000011
【図１１】
0006403448.tif 000012
【図１２】
0006403448.tif 000013
【図１３】
0006403448.tif 000014
【図１４】
0006403448.tif 000015
【図１５】
0006403448.tif 000016