JP2007043516A - Microphone for picking up body propagation of articulatory expiration sounds - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は調音呼気音の体内伝導を採取するマイクロフォンに関し、特にたとえば、非可聴つぶやき(NAM:Non-Audible Murmur)を利用した音声入力インタフェースに利用されるマイクロフォンに関する。 The present invention relates to a microphone that collects in-vivo conduction of articulatory exhalation sounds, and more particularly to a microphone that is used for an audio input interface using non-audible murmur (NAM), for example.
非特許文献1および特許文献1、さらに非特許文献2において、発明者等は、NAMを用いた音声入力インタフェースを提案した。 In Non-Patent Document 1, Patent Document 1, and Non-Patent Document 2, the inventors proposed a voice input interface using NAM.
ただし、「非可聴つぶやき(NAM)」の語は、周囲の人が内容を聴取することが困難な、口の中で自己処理的に行う発話行動を指す、発明者等が提唱した造語である。これを音響学的にいえば、声帯振動を伴わない無声呼気音が発話器官の運動による音響的フィルタ特性変化により調音されて、人体頭部の主に軟部組織を伝導したもの、と定義できる。したがって、一般的に表現すれば、この発明は、声帯の振動を伴わない調音呼気音の体内伝導を収集するためのマイクロフォンということができる。このようなマイクロフォンのことをNAMマイクロフォンと言うこともある。 However, the term “non-audible tweet” (NAM) is a coined word proposed by the inventors, etc., that refers to speech behavior that is self-processing in the mouth and is difficult for the surrounding people to hear the content. . Speaking acoustically, it can be defined that a silent exhalation sound not accompanied by vocal cord vibration is tuned by a change in acoustic filter characteristics due to the movement of the speech organ, and is conducted mainly through the soft tissue of the human head. Therefore, in general terms, the present invention can be said to be a microphone for collecting in-vivo conduction of articulatory exhalation sounds that are not accompanied by vocal cord vibrations. Such a microphone is sometimes referred to as a NAM microphone.
非特許文献1および特許文献1では、聴診器型マイクロフォン、つまり、合成樹脂からなる吸盤を振動板の表面に装着したマイクロフォンを提案している。このような聴診器型NAMマイクロフォンでは帯域が狭いのでNAMを明瞭に採取し難いという問題がある。 Non-Patent Document 1 and Patent Document 1 propose a stethoscope-type microphone, that is, a microphone in which a suction cup made of synthetic resin is mounted on the surface of a diaphragm. Such a stethoscope-type NAM microphone has a problem that it is difficult to clearly collect NAM because the band is narrow.
非特許文献2ではソフトシリコーン型NAMマイクロフォンを提案している。 Non-Patent Document 2 proposes a soft silicone type NAM microphone.
このソフトシリコーン型NAMマイクロフォンは、ソフトシリコーンの中にOECM(Open Electret Condenser Micorophone)を埋め込んだマイクロフォンである。なお、コンデンサマイクロフォン(ECM:Electret Condendser Microphone)は、元来、気道音を採取するために設計されているので、ECM表面に開けた小孔を通じて後期の振動を振動電極板に伝える構造となっているが、この小孔の開いた表面金属を削り取り、振動電極を完全に露出した形態のECMを作成し、それをOECMと命名し、このOECMをソフトシリコーン(たとえば、歯科技工用のもの。たとえば、松風株式会社製の歯科複模型用シリコーン印象剤「デュプリコーン(DUPLICONE: vinyl polysiloxane)」)で完全に包埋してしまうようにした。
非特許文献2の従来技術では、非特許文献1や特許文献1の聴診器型のマイクロフォンに比べて、効率的にNAMを採取できるようになった。 Compared with the stethoscope-type microphones of Non-Patent Document 1 and Patent Document 1, the conventional technology of Non-Patent Document 2 can efficiently collect NAM.
しかしながら、NAM音声入力インタフェースの利用を一層活発にするためには、このようなNAMマイクロフォンの性能のさらなる改善が求められるところである。 However, in order to make the use of the NAM voice input interface more active, further improvement of the performance of such a NAM microphone is required.
それゆえに、この発明の主たる目的は、性能がさらに改善された、調音呼気音の体内伝導を採取するマイクロフォンを提供することである。 Therefore, the main object of the present invention is to provide a microphone that collects the body conduction of articulatory exhaled sounds with further improved performance.
請求項1の発明は、皮膚に接触するように人体に装着され、声帯の振動を伴わない調音呼気音の体内伝導を収集するためのマイクロフォンであって、機械‐電気変換マイクロフォン、およびウレタンエラストマからなり、機械‐電気変換マイクロフォンを包み込む接触部を備え、接触部の表面が皮膚への接触面となる、マイクロフォンである。 The invention of claim 1 is a microphone for collecting in-vivo conduction of articulatory exhalation sound that is attached to a human body so as to be in contact with the skin and is not accompanied by vibration of the vocal cords. It is a microphone provided with the contact part which wraps around the mechanical-electrical conversion microphone, and the surface of a contact part becomes a contact surface to skin.
請求項1の発明では、たとえばコンデンサマイク(22:実施例において相当する部分を示す参照符号。以下、同じ。)のような機械‐電気変換マイクロフォンが設けられ、その機械‐電気変換マイクロフォンを包み込む(包埋する)ようにウレタンエラストマが成形される。このウレタンエラストマからなる接触部(26)の表面(20)が人体皮膚との接触面となる。そして、接触面から入力した、声帯の振動を伴わない調音呼気音の体内伝導(NAM)は、接触部を伝播し、機械‐電気変換マイクロフォンから電気信号として取り出される。 In the invention of claim 1, for example, a mechanical-electrical conversion microphone such as a condenser microphone (22: reference numeral indicating a corresponding part in the embodiment; the same applies hereinafter) is provided, and the mechanical-electrical conversion microphone is wrapped ( Urethane elastomer is molded to embed. The surface (20) of the contact portion (26) made of this urethane elastomer is a contact surface with the human skin. Then, the body conduction (NAM) of the articulation exhalation sound without the vocal cord vibration input from the contact surface propagates through the contact portion and is taken out as an electrical signal from the mechanical-electrical conversion microphone.
請求項1の発明では、人体皮膚との接触部にウレタンエラストマを使用するため、その接触部の音響インピーダンスを人体皮膚の音響インピーダンスと非常によく近似させることができるので、従来のソフトシリコーンを接触部に用いていたものに比べて、広帯域化が可能となる。しかも、ウレタンエラストマの接触部は人体皮膚との密着性能が従来のソフトシリコーンのものに比べて格段によいので、必要な帯域において接触部と皮膚とで生じる摩擦音の混入が少ない。したがって、全体の音響性能は従来のものに比べて、改善されている。 In the invention of claim 1, since urethane elastomer is used for the contact portion with the human skin, the acoustic impedance of the contact portion can be very close to the acoustic impedance of the human skin. Compared with what was used for the part, the broadband becomes possible. In addition, since the contact portion of the urethane elastomer has a much better adhesion performance with human skin than that of conventional soft silicone, there is little mixing of frictional noise generated between the contact portion and the skin in the necessary band. Therefore, the overall acoustic performance is improved compared to the conventional one.
請求項2の発明は、反射面となる湾曲した内面を有する金属板をさらに備え、機械‐電気変換マイクロフォンは、金属板の内面で規定される空間に配置され、内面内にウレタンエラストマが充填される、請求項1記載のマイクロフォンである。 The invention of claim 2 further includes a metal plate having a curved inner surface serving as a reflecting surface, the mechanical-electrical conversion microphone is disposed in a space defined by the inner surface of the metal plate, and the inner surface is filled with a urethane elastomer. The microphone according to claim 1.
請求項2の発明では、金属板(14)が設けられ、その金属板の内面(16)は、上方または外方に向かうにつれて大きくなる逆円錐形状にされる。そして、機械‐電気変換マイクロフォン(20)はそのような湾曲内面(14)内に配置される。したがって、接触部(24)を伝播したNAMは、直接に、または金属板内面(16)で反射されて間接に機械‐電気変換マイクロフォンに到着する。したがって、機械‐電気変換マイクロフォンが効率よくNAMを受けることができる。 In the invention of claim 2, the metal plate (14) is provided, and the inner surface (16) of the metal plate is formed into an inverted conical shape that becomes larger upward or outward. The mechanical-electrical conversion microphone (20) is then placed in such a curved inner surface (14). Therefore, the NAM that has propagated through the contact portion (24) reaches the mechanical-electrical conversion microphone directly or reflected by the metal plate inner surface (16). Therefore, the mechanical-electrical conversion microphone can receive NAM efficiently.
請求項3の発明は、金属板の外面に付着された振動抑制部材をさらに備える、請求項2記載のマイクロフォンである。 The invention according to claim 3 is the microphone according to claim 2, further comprising a vibration suppressing member attached to the outer surface of the metal plate.
請求項3の発明では、金属板(14)の外面に、たとえばハードシリコーンのような振動抑制部材(振動ダンパ)が設けられるので、NAM以外の不要な振動成分が機械‐電気変換マイクロフォンに入力されるのを防止できる。もし、上述のハードシリコーンがケース(12)に入れられると、このケースもまた振動抑制部材として機能する。 In the invention of claim 3, since a vibration suppressing member (vibration damper) such as hard silicone is provided on the outer surface of the metal plate (14), unnecessary vibration components other than NAM are input to the mechanical-electrical conversion microphone. Can be prevented. If the above-mentioned hard silicone is put in the case (12), this case also functions as a vibration suppressing member.
請求項4の発明は、金属板の内面はパラボラ形状に湾曲されていて、機械‐電気変換マイクロフォンはパラボラ形状の焦点に相当する位置に配置される、請求項1ないし3のいずれかに記載のマイクロフォンである。 According to a fourth aspect of the present invention, the inner surface of the metal plate is curved in a parabolic shape, and the mechanical-electrical conversion microphone is disposed at a position corresponding to the focal point of the parabolic shape. It is a microphone.
請求項4の発明では、機械‐電気変換マイクロフォンをパラボラ形状内面の焦点相当位置に配置するので、金属板内面(16)で反射されたNAMが効率的に機械‐電気変換マイクロフォンに到達する。 According to the fourth aspect of the present invention, since the mechanical-electrical conversion microphone is disposed at the focal point corresponding position of the parabolic inner surface, the NAM reflected by the inner surface (16) of the metal plate efficiently reaches the mechanical-electrical conversion microphone.
請求項5の発明は、機械‐電気変換マイクロフォン、およびウレタンエラストマからなり、機械‐電気変換マイクロフォンを被覆する接触部を備え、接触部の表面が接触面となり、その接触面から音響振動が入力される、マイクロフォンである。 The invention of claim 5 comprises a mechanical-electrical conversion microphone and a urethane elastomer, and includes a contact part that covers the mechanical-electrical conversion microphone. The surface of the contact part becomes a contact surface, and acoustic vibration is input from the contact surface. It is a microphone.
請求項5の発明のマイクロフォンは、人体のNAMだけでなく、他の音響の検出用途にも利用できる。 The microphone of the invention of claim 5 can be used not only for human NAM but also for other acoustic detection applications.
この発明によれば、接触部をウレタンエラストマとしたことで、その接触部の音響インピーダンスを人体皮膚の音響インピーダンスと非常によく近似させることができるので、従来のソフトシリコーンを接触部に用いていたものに比べて、マイクロフォンから取り出す音声信号の広帯域化が可能となる。しかも、ウレタンエラストマからなる接触部は人体皮膚との密着性能が非常によいので、摩擦性雑音の混入が少ない。したがって、全体の音響性能は従来のものに比べて、改善されている。 According to this invention, since the contact portion is made of urethane elastomer, the acoustic impedance of the contact portion can be approximated very well with the acoustic impedance of human skin, so conventional soft silicone is used for the contact portion. Compared to those, it is possible to widen the audio signal taken out from the microphone. In addition, since the contact portion made of urethane elastomer has very good adhesion performance with human skin, there is little mixing of frictional noise. Therefore, the overall acoustic performance is improved compared to the conventional one.
さらに、接触部に使用されるウレタンエラストマにはそれ自体に粘着性があるので、人間の皮膚、金属、プラスチックのどれとも粘着し、この発明のマイクロフォンをいわゆるNAMマイクロフォンだけではなく、別の用途、たとえば微小音響を取り出すためのマイクロフォンなどとしても利用可能である。さらに、そのような粘着力は、一旦外してもなお無くなることがないので、対象物または対象部位に再度そのまま付着させることができる。しかも、粘着力が落ちても、たとえば水で洗うなどの処置をすれば、粘着力を回復できる。したがって、マイクロフォンの使用可能期間を長期化することができる。 Furthermore, since the urethane elastomer used for the contact portion itself has adhesiveness, it adheres to any of human skin, metal, and plastic, and the microphone of the present invention is not limited to the so-called NAM microphone, but has other uses, For example, it can also be used as a microphone for taking out micro-acoustics. Furthermore, since such an adhesive force does not disappear even if it is once removed, it can be directly adhered to the object or the object part. Moreover, even if the adhesive strength is reduced, the adhesive strength can be recovered by taking a measure such as washing with water. Therefore, the usable period of the microphone can be extended.
この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。 The above object, other objects, features, and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of embodiments with reference to the drawings.
図1に示すこの発明の一実施例のNAMマイクロフォン10は、たとえばたとえばアクリル樹脂(歯科用重合レジン)などからなる、上部開口でかつ有底円筒状のケース12を含む。このケース12の上端縁にその周縁が位置するように椀形状またはディッシュ(皿)形状の金属板14が、接着される。この金属板14は、パラボラ形状に湾曲する内面16を有する。この金属板14の材料は、実施例では錫であったが、他の金属材料が用いられてもよい。金属板14の底部には、ごく小さい貫通孔18が形成される。 A NAM microphone 10 according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 1 includes a case 12 having a top opening and a bottomed cylindrical shape made of, for example, an acrylic resin (dental polymerization resin). A bowl-shaped or dish (dish) -shaped metal plate 14 is bonded so that the periphery of the case 12 is positioned at the upper edge. The metal plate 14 has an inner surface 16 that curves in a parabolic shape. The material of the metal plate 14 is tin in the embodiment, but other metal materials may be used. A very small through hole 18 is formed at the bottom of the metal plate 14.
金属板14のパラボラ形状内面16で形成される空間には、人体の皮膚(図示せず)との接触面20から入力される、調音呼気音の体内伝導(以下、「NAM」ということもある。)を電気信号に変換するための機械‐電気変換マイクロフォンとしての、コンデンサマイク22が配置される。コンデンサマイク22は、2つの電極22aおよび22bを含み、伝播されるNAMによる機械振動に応じて静電容量変化を生じ、その静電容量変化を電気信号として電極22aおよび22bすなわちそれらに接続されたリード線24aおよび24bから取り出す。 In the space formed by the parabola-shaped inner surface 16 of the metal plate 14, there is a case where the body conduction (hereinafter referred to as “NAM”) of the articulation exhalation sound input from the contact surface 20 with the human skin (not shown). .)) Is disposed as a mechanical-electrical conversion microphone for converting an electrical signal into an electrical signal. Capacitor microphone 22 includes two electrodes 22a and 22b, and generates a change in capacitance in response to mechanical vibration caused by the propagated NAM. The change in capacitance is connected to electrodes 22a and 22b, that is, the electrodes 22a and 22b. The lead wires 24a and 24b are taken out.
なお、リード線24aおよび24bは、金属板14の底部貫通孔18から外部に引き出される。このリード線24aおよび24bは、たとえば、上記電気信号を増幅するための増幅器(図示せず)に接続される。 The lead wires 24 a and 24 b are drawn out from the bottom through hole 18 of the metal plate 14. The lead wires 24a and 24b are connected to an amplifier (not shown) for amplifying the electric signal, for example.
たとえばこのリード線24aおよび24bによって、コンデンサマイク22は、金属板14の内面または底面18から間隔を隔てて、保持される。ただし、金属板14の内面16の形状は上述のようにパラボラ状であり、かつこの金属板14の内面16がNAMの反射鏡の機能を果たすことを考慮して、コンデンサマイク22は、パラボラ反射鏡の焦点の位置に相当する位置に配置または保持される。それによって、金属板14の内面16が反射したNAMが効率よくコンデンサマイク22に入力される。 For example, the capacitor microphone 22 is held by the lead wires 24 a and 24 b at a distance from the inner surface or the bottom surface 18 of the metal plate 14. However, considering that the shape of the inner surface 16 of the metal plate 14 is parabolic as described above, and the inner surface 16 of the metal plate 14 functions as a NAM reflector, the condenser microphone 22 has a parabolic reflection. It is arranged or held at a position corresponding to the focus position of the mirror. Thereby, the NAM reflected by the inner surface 16 of the metal plate 14 is efficiently input to the capacitor microphone 22.
金属板14のパラボラ形状の内面16で規定される空間には上述のようにその焦点の位置にコンデンサマイク22が保持されるが、この空間には、ウレタンエラストマが充填され、このウレタンエラストマが音媒体ないし接触部26となる。音媒体とは、コンデンサマイク22へ音波振動を伝播するための媒体のことである。上述のようにコンデンサマイク22は内面16から間隔を隔てて保持されるので、ウレタンエラストマは、コンデンサマイク22の全周に回り込む。つまり、コンデンサマイク22は、金属板14の内面16内で、ウレタンエラストマに包み込まれる(包埋される)。 In the space defined by the parabolic inner surface 16 of the metal plate 14, the condenser microphone 22 is held at the focal point as described above. This space is filled with urethane elastomer, and the urethane elastomer is sounded. It becomes a medium or contact portion 26. The sound medium is a medium for propagating sound wave vibration to the condenser microphone 22. Since the condenser microphone 22 is held at a distance from the inner surface 16 as described above, the urethane elastomer goes around the entire circumference of the condenser microphone 22. That is, the capacitor microphone 22 is wrapped (embedded) in the urethane elastomer within the inner surface 16 of the metal plate 14.
なお、ウレタンとは、主鎖にウレタン結合−NHCOO−を持つ合成高分子であるポリウレタンのことであり、芳香族や多価アルコールなどによって橋かけ構造処理を施すことにより、ゴム状弾性を呈するようになる。これがウレタンエラストマである。なお、エラストマとは、弾性が顕著な高分子物質のことである。 Note that urethane is a polyurethane that is a synthetic polymer having a urethane bond —NHCOO— in the main chain, and exhibits rubber-like elasticity when subjected to a cross-linking structure treatment with an aromatic or polyhydric alcohol. become. This is a urethane elastomer. Elastomer is a high-molecular substance with remarkable elasticity.
実験においては、色々な形状や硬度などを試すために原液を入手する必要があった。そこで、発明者等は、一例として、株式会社エクシールコーポレーションのウェブサイト(URL:http://www.exseal.co.jp)から、ウレタンゲル(主剤および硬化剤)として、原液を入手した。実験では、同社の「人肌のゲル硬度15(かため)」という名称の商品を使用した。 In the experiment, it was necessary to obtain a stock solution to test various shapes and hardnesses. Therefore, the inventors obtained a stock solution as a urethane gel (main agent and curing agent) as an example from the website of Exeal Corporation, Inc. (URL: http://www.exeal.co.jp). In the experiment, a product called “Human Skin Gel Hardness 15” was used.
上述のように、金属板14の内面16はパラボラ形状になっているため、そこに充填されたウレタンエラストマからなる接触部26は、コンデンサマイク22の位置から上方に向かうにつれて徐々に大径となる、図1で示すと逆円錐形状となり、その上端最表面が前述の接触面20となる。この接触面20の外周にはたとえばにトリルゴムからなるゴムリング28が装着される。このゴムリング28はたとえばエポキシのような接着剤30によって、ケース12の上端縁に接着される。このゴムリング28はウレタンエラストマからなる接触部26を成型するときに必要なもので、場合によれば、成型後除去されてもよく、あるいは使用しなくてもよい。 As described above, since the inner surface 16 of the metal plate 14 has a parabolic shape, the contact portion 26 made of urethane elastomer filled therein gradually increases in diameter from the position of the condenser microphone 22 toward the upper side. 1 shows an inverted conical shape, and the uppermost outermost surface is the contact surface 20 described above. A rubber ring 28 made of, for example, tolyl rubber is attached to the outer periphery of the contact surface 20. The rubber ring 28 is bonded to the upper edge of the case 12 by an adhesive 30 such as epoxy. This rubber ring 28 is necessary when the contact portion 26 made of urethane elastomer is molded, and may be removed after molding or may not be used depending on the case.
さらに、ケース12と金属板14の外面(内面16とは反対の面)32に、たとえばハードシリコーン(ソフトシリコーンに対する)のような合成樹脂材料からなる振動抑制部材34が付着される。この振動抑制部材34は、金属板14の外面側から不要な音波振動などの雑音成分がコンデンサマイク22に回り込まないようにするための、振動ダンパとして機能する。ケース12もそのような振動の回り込みを防ぐのに効果があるので、同様に、振動抑制部材として機能する。 Further, a vibration suppressing member 34 made of a synthetic resin material such as hard silicone (relative to soft silicone) is attached to the outer surface (surface opposite to the inner surface 16) 32 of the case 12 and the metal plate 14. The vibration suppressing member 34 functions as a vibration damper for preventing noise components such as unnecessary sound wave vibration from entering the condenser microphone 22 from the outer surface side of the metal plate 14. Since the case 12 is also effective in preventing such vibration wraparound, it similarly functions as a vibration suppressing member.
先の非特許文献2に開示した従来のソフトシリコーン型のNAMマイクロフォンの場合、実施例の接触部26に相当する部分をソフトシリコーンで形成した。ソフトシリコーン型のマイクロフォンの場合には、ソフトシリコーンそれ自体には粘着力はなく、したがって、たとえば接触面(実施例での接触面20に相当する)を人体皮膚に装着する方法に大きな壁があった。その理由は、ソフトシリコーンの接触部からは常に、離型剤として利用されることのあるシリコーンオイルが滲み出すので、両面テープや一般の粘着剤では皮膚に接着することができないこと、さらには、平滑なシリコーンの接触面を細かい凹凸のある皮膚に空気を挟まず密着させるには軽い圧力が必要であることにも起因している。したがって、発明者等の実験では、従来は、たとえばカチューシャ様のもの(カチューシャとは、全体としてC字状に成型されたプラスチックで、女児が頭部に装着し、頭髪を抑えたり、飾ったりするもの)を用いて所定部位に装用するようにしていたかが、そのような方法では、首を動かすだけで接触面がずれて皮膚との間での摩擦音が雑音として混入してしまうので、この方法での日常装用は困難であった。 In the case of the conventional soft silicone type NAM microphone disclosed in the previous Non-Patent Document 2, a portion corresponding to the contact portion 26 of the example was formed of soft silicone. In the case of a soft silicone type microphone, the soft silicone itself has no adhesive force, and therefore there is a large wall in the method of attaching the contact surface (corresponding to the contact surface 20 in the embodiment) to the human skin, for example. It was. The reason is that the silicone oil that can be used as a release agent always oozes out from the contact area of the soft silicone, so that it cannot be adhered to the skin with a double-sided tape or general adhesive, This is also due to the fact that a light pressure is required to bring the smooth silicone contact surface into close contact with fine uneven skin without air. Therefore, in the experiments by the inventors, conventionally, for example, a headband-like thing (a headband is a plastic molded into a C shape as a whole, which a girl wears on the head and suppresses or decorates the hair. In such a method, the contact surface is displaced just by moving the neck, and frictional noise between the skin and the skin is mixed as noise. Daily wearing was difficult.
接触面の感音部分以外の部分を両面テープで固定する方法も考えたが、やはり、接触面と皮膚との摩擦はなくならないので雑音がなくならないし、装用の都度新しい両面テープで細工しなければならず、非常に煩瑣である。したがって、この方法でも日常装用は困難であった。 I thought about fixing the parts other than the sound sensitive part of the contact surface with double-sided tape, but again the friction between the contact surface and the skin will not disappear, so noise will not disappear, and you will have to craft with new double-sided tape each time you wear it. It must be very cumbersome. Therefore, daily wear is difficult even with this method.
これに対して、実施例のマイクロフォン10においては、接触部26に使用されるウレタンエラストマそれ自体に粘着性があるので、接触部26の接触面20が何らの補助手段を用いなくても、人体皮膚に密着する。したがって、このマイクロフォン10の場合には、被験者への日常装用が可能となった。しかも、そのようなウレタンエラストマの粘着力は、一旦外してもなお無くなることがないので、皮膚に再度そのまま付着させることができる。仮に粘着力が落ちても、たとえば水で洗うなどの処置をすれば、粘着力を回復できる。したがって、接触部26をウレタンエラストマで形成したマイクロフォン10であれば、非常に長期間安定して、しかも簡便に、皮膚に装着できる。つまり、マイクロフォン10の使用可能期間を長期化することができる。 On the other hand, in the microphone 10 of the embodiment, since the urethane elastomer itself used for the contact portion 26 is adhesive, the human body can be used even if the contact surface 20 of the contact portion 26 does not use any auxiliary means. Close contact with the skin. Therefore, in the case of the microphone 10, daily wear on the subject is possible. Moreover, since the adhesive strength of such urethane elastomer does not disappear even if it is once removed, it can be reattached to the skin as it is. Even if the adhesive strength falls, the adhesive strength can be recovered by taking a measure such as washing with water. Therefore, the microphone 10 in which the contact portion 26 is made of urethane elastomer can be attached to the skin stably and easily for a very long time. That is, the usable period of the microphone 10 can be extended.
そして、人体の特定部位、たとえば頭蓋底の耳孔のすぐ後ろに乳様突起と呼ばれる骨の突起にコンデンサマイク22の電極が一部かかる、そのような部位の皮膚(図示せず)に接触面20を粘着させると、その皮膚の下にある軟部組織からNAMが伝達され、接触面20から接触部26内に伝播される。接触面20から入ったNAMは接触部26内を直進して直接コンデンサマイク22に到達し、さらには、金属板14の内面16で反射されてコンデンサマイク22に到達する。したがって、コンデンサマイク22を金属板14の内面16のパラボラ形状の焦点の位置に配置することは、NAMの反射成分を効率よく利用できるという点で有利である。 Then, a part of the electrode of the capacitor microphone 22 is applied to a specific part of the human body, for example, a bone protrusion called a mastoid immediately behind the ear hole of the skull base, and the contact surface 20 is applied to the skin (not shown) of such part. Is adhered, NAM is transmitted from the soft tissue under the skin and propagated from the contact surface 20 into the contact portion 26. The NAM that has entered from the contact surface 20 travels straight through the contact portion 26 and directly reaches the condenser microphone 22, and further, is reflected by the inner surface 16 of the metal plate 14 and reaches the condenser microphone 22. Therefore, disposing the condenser microphone 22 at the position of the parabolic focus on the inner surface 16 of the metal plate 14 is advantageous in that the reflection component of the NAM can be used efficiently.
そして、発明者等の実験では、接触部26をウレタンエラストマで形成した実施例のマイクロフォン10と、比較例としての、従来のソフトシリコーン型マイクロフォンの音響性能を実際に測定した。ただし、比較例では、接触部をソフトシリコーンで形成した以外は実施例のマイクロフォン10と同じ形状構造とした。 In the experiments conducted by the inventors, the acoustic performance of the microphone 10 of the example in which the contact portion 26 is formed of urethane elastomer and the conventional soft silicone type microphone as a comparative example were actually measured. However, in the comparative example, it was set as the same shape structure as the microphone 10 of an Example except that the contact part was formed with soft silicone.
具体的には、ソフトシリコーン型マイクロフォンを右側に、実施例のマイクロフォン10を左側に装着し、NAM発話した音をステレオで同時に同じアンプで同期収録した。当然左右の増幅率は同じである。 Specifically, a soft silicone microphone was mounted on the right side and the microphone 10 of the example was mounted on the left side, and the NAM uttered sound was simultaneously recorded in stereo with the same amplifier. Of course, the left and right amplification factors are the same.
また、コンデンサマイクは、ソフトシリコーン型マイクロフォンでも、実施例のマイクロフォン10でも、同じ会社の同じ型番のコンデンサマイクを使用した。つまり、実施例と比較例とでは、同じ構造で音媒体(接触部26)だけ違え、前者はウレタンエラストマとし、後者はソフトシリコーンとした。ただし、ソフトシリコーン型マイクロフォンのソフトシリコーンはゴム系糊使用の両面テープ(強力)で皮膚に固定した。このとき、主に周囲のゴムリング28が粘着された。音媒体としてウレタンエラストマを用いた実施例のマイクロフォン10では、ウレタンエラストマ自身が持つ粘着力で皮膚に接着された。 Moreover, the condenser microphone of the same model of the same company was used whether it was a soft silicone type microphone or the microphone 10 of the example. That is, the example and the comparative example differ in the sound structure (contact portion 26) with the same structure, the former being urethane elastomer and the latter being soft silicone. However, the soft silicone of the soft silicone microphone was fixed to the skin with a double-sided tape (strong) using rubber glue. At this time, the surrounding rubber ring 28 was mainly adhered. In the microphone 10 of the example using a urethane elastomer as a sound medium, it was adhered to the skin with the adhesive strength of the urethane elastomer itself.
テスト用発話の内容は「あらゆる現実をすべて自分の方へねじ曲げたのだ」とNAM発話で読み上げた。 The contents of the test utterances were read in the NAM utterance that “every reality was twisted towards me”.
図2が比較例の測定結果を示し、図3が実施例のマイクロフォン10の測定結果を示す。いずれも、上がNAM音声信号波形を示し、下がスペクトラムを示す。 FIG. 2 shows the measurement result of the comparative example, and FIG. 3 shows the measurement result of the microphone 10 of the example. In both cases, the top shows the NAM audio signal waveform, and the bottom shows the spectrum.
図2および図3の上の測定結果どうしを比較すると、図2の場合には、振幅の最大値が「14684」で最小値が「−29201」であるのに対し、図3の場合には、最大値が「32767」で最小値が「−32768」であった。この信号波形の振幅の比較から、図2の場合、すなわち従来のソフトシリコーン型マイクロフォンに比べて、図3の場合、すなわち実施例のマイクロフォン10の方が、感度がよくなっているのがわかる。同様に、図2の下と図3の下のスペクトラムを比べると、図3の場合の方が広帯域であることがわかる。つまり、この実施例のマイクロフォン10では、接触部26をウレタンエラストマで形成することによって、感度も、帯域も、従来のソフトシリコーン型マイクロフォンに比べて改善できた。理由は、実施例で用いたウレタンエラストマの音響インピーダンスが、ソフトシリコーンの音響インピーダンスに比べて、より人体(皮膚)の音響インピーダンスによく近似できたので、人体からコンデンサマイク22に至る伝播経路上でのロスが最小に抑えられたからである。 2 and 3 are compared with each other. In the case of FIG. 2, the maximum value of the amplitude is “14684” and the minimum value is “−29201”, whereas in the case of FIG. The maximum value was “32767” and the minimum value was “−32768”. From the comparison of the amplitudes of the signal waveforms, it can be seen that the sensitivity in the case of FIG. 3, that is, the microphone 10 of the embodiment is better than that in the case of FIG. 2, that is, the conventional soft silicone type microphone. Similarly, comparing the lower spectrum of FIG. 2 with the lower spectrum of FIG. 3, it can be seen that the case of FIG. 3 has a wider bandwidth. In other words, in the microphone 10 of this embodiment, the sensitivity and the band can be improved by forming the contact portion 26 with urethane elastomer as compared with the conventional soft silicone type microphone. The reason is that the acoustic impedance of the urethane elastomer used in the example can be more closely approximated to the acoustic impedance of the human body (skin) than the acoustic impedance of soft silicone, so on the propagation path from the human body to the condenser microphone 22 This is because the loss of is minimized.
また、図4および図5は、比較例(ソフトシリコーン型マイクロフォン)と実施例のマイクロフォン10の摩擦性雑音の混入の度合いを測定した結果を示す。ただし、比較例も実施例も同じように、最適位置に装着し、首を前後左右に運動させた状態で、同じ増幅器を使用して測定した。 4 and 5 show the results of measuring the degree of mixing of frictional noise between the comparative example (soft silicone type microphone) and the microphone 10 of the example. However, in the same manner as in the comparative example and the example, measurement was performed using the same amplifier with the neck mounted in the optimum position and the neck moved back and forth and left and right.
図4からわるように、比較例の場合、首の運動に伴う摩擦によって広い帯域で摩擦性雑音が混入した。これに対して、実施例場合には、粗大な基線の揺れはあるものの、必要な周波数帯(1kHz−4kHz)では摩擦性雑音の混入は見られなかった。これは、上述のように、ウレタンエラストマの粘着力がよく、ソフトシリコーン型マイクロフォンに比べて、実施例のマイクロフォン10の方が皮膚に安定して密着できたからである。 As shown in FIG. 4, in the case of the comparative example, frictional noise was mixed in a wide band due to friction caused by neck motion. On the other hand, in the case of the example, although there was a coarse baseline fluctuation, no frictional noise was found in the required frequency band (1 kHz-4 kHz). This is because, as described above, the adhesive strength of the urethane elastomer is good, and the microphone 10 of the example can stably adhere to the skin as compared with the soft silicone type microphone.
このように、実施例では、接触部26をウレタンエラストマで形成することによって、ソフトシリコーン型マイクロフォンに比べて、音響性能の改善と密着性能の改善とを同時に達成することができた。 As described above, in the example, by forming the contact portion 26 with urethane elastomer, it was possible to simultaneously improve the acoustic performance and the adhesion performance as compared with the soft silicone type microphone.
なお、上述のように、接触部26に使用されるウレタンエラストマにはそれ自体に粘着性があるので、人間の皮膚、金属、プラスチックのどれとも粘着する。したがって、実施例のマイクロフォン10は、いわゆるNAMマイクロフォンとしてだけではなく、別の用途のマイクロフォン、たとえば微小音響や微小振動を取り出すためのマイクロフォンなどとしても利用可能である。 Note that, as described above, the urethane elastomer used for the contact portion 26 has adhesiveness to itself, and thus adheres to any of human skin, metal, and plastic. Therefore, the microphone 10 according to the embodiment can be used not only as a so-called NAM microphone, but also as a microphone for another use, for example, a microphone for extracting minute sound or minute vibration.
実施例のマイクロフォン10を製造するには様々な方法が考えられるが、発明者等が行った実験では、以下の手順に依った。 Various methods are conceivable for manufacturing the microphone 10 of the embodiment, but in the experiment conducted by the inventors, the following procedure was used.
第1段階として、図6に示すように、金属板14にコンデンサマイク22を、リード線24aおよび24bで内面16より浮かせて(間隔を隔てて)、内面16内の空間に、好ましくは内面パラボラ形状の焦点位置に、保持する。その金属板14の外面32に、ハードシリコーンを塗布して、振動抑制部材34を形成した。このとき、コンデンサマイク22のリード線24aおよび24bは、振動抑制部材34で固定され、そこから引き出される。 As a first stage, as shown in FIG. 6, a capacitor microphone 22 is floated on the metal plate 14 by lead wires 24a and 24b from the inner surface 16 (at a distance), and preferably in a space in the inner surface 16, preferably an inner surface parabola. Hold at the focal position of the shape. Hard silicone was applied to the outer surface 32 of the metal plate 14 to form a vibration suppressing member 34. At this time, the lead wires 24a and 24b of the capacitor microphone 22 are fixed by the vibration suppressing member 34 and pulled out therefrom.
他方、ケース12の外形形状および寸法に相当する内面形状および寸法を有する外型36を準備し、その外型36内に軟化状態の重合レジン12aと硬化剤(図示せず)とを入れる。そして、先に説明したように内面16の空間にコンデンサマイク22を保持し、外面32に振動抑制部材34を付着した金属板14を、図6に矢印で示すように、外型36の中央に押し込む。そうすると、振動抑制部材34によって重合レジン12aが排除され、その重合レジン12aが、振動抑制部材34の周囲に付着してケース12の形状となる。その状態で硬化させ、外型36を外した状態が図7に示される。 On the other hand, an outer mold 36 having an inner surface shape and dimensions corresponding to the outer shape and dimensions of the case 12 is prepared, and a softened polymerization resin 12a and a curing agent (not shown) are placed in the outer mold 36. Then, as described above, the metal plate 14 holding the condenser microphone 22 in the space of the inner surface 16 and having the vibration suppressing member 34 attached to the outer surface 32 is placed in the center of the outer mold 36 as shown by an arrow in FIG. Push in. Then, the polymerization resin 12 a is eliminated by the vibration suppressing member 34, and the polymerization resin 12 a adheres to the periphery of the vibration suppressing member 34 and becomes the shape of the case 12. FIG. 7 shows a state in which the outer mold 36 is removed after curing in this state.
ついで、図8に示すように、ケース12の上端縁に、接着剤30を塗布して、ゴムリング28を接着する。 Next, as shown in FIG. 8, an adhesive 30 is applied to the upper edge of the case 12 to bond the rubber ring 28.
その後、金属板14の内面16で規定される空間にウレタンゲル(主剤および硬化剤)をポッティングする。やがてウレタンゲルが硬化し、それがウレタンエラストマの接触部26となる。 Thereafter, urethane gel (main agent and curing agent) is potted in a space defined by the inner surface 16 of the metal plate 14. Eventually, the urethane gel hardens, and this becomes the contact portion 26 of the urethane elastomer.
ただし、このような製造方法は適宜変更可能である。 However, such a manufacturing method can be changed as appropriate.
10 …マイクロフォン
12 …ケース
14 …金属板
16 …内面
20 …接触面
22 …コンデンサマイク
26 …接触部
34 …振動抑制部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Microphone 12 ... Case 14 ... Metal plate 16 ... Inner surface 20 ... Contact surface 22 ... Condenser microphone 26 ... Contact part 34 ... Vibration suppression member
Claims (5)
機械‐電気変換マイクロフォン、および
ウレタンエラストマからなり、前記機械‐電気変換マイクロフォンを包み込む接触部を備え、
前記接触部の表面が前記皮膚への接触面となる、マイクロフォン。 A microphone that is attached to a human body so as to come into contact with the skin and collects the body conduction of articulatory exhalation sounds without vibration of the vocal cords,
A mechanical-electrical conversion microphone and a urethane elastomer, comprising a contact portion for enclosing the mechanical-electrical conversion microphone;
A microphone in which a surface of the contact portion is a contact surface to the skin.
前記機械‐電気変換マイクロフォンは、前記金属板の前記内面で規定される空間に配置され、
前記内面内に前記ウレタンエラストマが充填される、請求項1記載のマイクロフォン。 A metal plate having a curved inner surface that serves as a reflective surface;
The mechanical-electrical conversion microphone is disposed in a space defined by the inner surface of the metal plate,
The microphone according to claim 1, wherein the urethane elastomer is filled in the inner surface.
ウレタンエラストマからなり、前記機械‐電気変換マイクロフォンを被覆する接触部を備え、
前記接触部の表面が接触面となり、その接触面から音響振動が入力される、マイクロフォン。 A mechanical-electrical conversion microphone, and a urethane elastomer, comprising a contact portion that covers the mechanical-electrical conversion microphone,
The microphone in which the surface of the contact portion becomes a contact surface, and acoustic vibration is input from the contact surface.
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- 2005-08-04 JP JP2005226211A patent/JP2007043516A/en active Pending
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