(57)【要約】【課題】接触式マイクロホンの高周波特性をさらに改善し、非可聴つぶやき音声を収音し易くする。【解決手段】収音部に振動膜５を有するマイクロホン素子２とそのマイクロホン素子２を内包またはそれと接する振動伝達部材７を有し、その振動伝達部材７が第一の接触面において振動膜５と接し第二の接触面において収音対象物３と接するものであって、第一の接触面近傍において振動膜５と略同一である第一の音響インピーダンスを有し、第二の接触面近傍において収音対象物３と略同一である第二の音響インピーダンスを有し、第一の接触面と第二の接触面との間において、第一の音響インピーダンスから第二の音響インピーダンスへと連続的または段階的に異なる音響インピーダンスを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
収音部に振動膜を有するマイクロホン素子と、前記マイクロホン素子を内包またはそれと接する振動伝達部材とを有し、前記振動伝達部材は、第一の接触面において前記振動膜と接し第二の接触面において収音対象物と接し、前記第一の接触面近傍において前記振動膜と略同一である第一の音響インピーダンスを有し、前記第二の接触面近傍において収音対象物と略同一である第二の音響インピーダンスを有し、前記第一の接触面と前記第二の接触面との間において、前記第一の音響インピーダンスから前記第二の音響インピーダンスへと連続的または段階的に異なる音響インピーダンスを有することを特徴とする接触式マイクロホン。
【請求項２】
前記振動伝達部材が主成分として分子の末端に（メタ）アクリル基を含有し、主鎖にウレタン結合あるいはシロキサン結合を有するオリゴマーの架橋構造を形成したことを特徴とする請求項１に記載の接触式マイクロホン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人間の耳には聴こえないほどの微弱な物音や非可聴つぶやき音声を収音する接触式マイクロホンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
耳介の後下方部であって頭骸骨の乳葉突起直下の皮膚表面に接触マイクロホンを当接し、非可聴なつぶやき音声（Ｎｏｎ−Ａｕｄｉｂｌｅ  Ｍｕｒｍｕｒ、以下「ＮＡＭ」と略す）を始めとする種々の音声や体内伝導音を伝達振動として採取するためのＮＡＭマイクロホンがある。ＮＡＭマイクロホンは、発声内容の秘匿を主な目的とした＋音声入力・音声認識や無音声電話への応用から始まったが、近年では医学用途として患者の体内伝導音である脈拍や心臓音を常時モニタリングする振動ピックアップ検出器としても注目されている。
【０００３】
このようなＮＡＭマイクロホンを用いて話者の非可聴なつぶやき伝導音を収音対象物（皮膚）より収音すると、特に２ｋＨｚ付近から上の高周波域の振動が減衰する。この減衰を少なくするために、皮膚と音響インピーダンスがマッチングしたシリコーンエラストマー（例えば特許文献１）やウレタンエラストマー（例えば特許文献２）を振動伝達部材として、ＮＡＭマイクロホンのマイクロホン素子の振動膜と皮膚との間に配置することが知られている。このことにより、収音対象物（皮膚）と振動伝達部材との界面における音の反射が低減され、マイクロホン素子における収音帯域が広くなるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００５／０６７３４０号
【特許文献２】特開２００７−４３５１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら上記従来の技術では、高周波域の特性の改善がまだ十分ではない。音の反射や減衰は収音対象物（皮膚）と振動伝達部材との界面以外においても発生する。例えばマイクロホン素子の振動膜と振動伝達部材との界面がそうである。また、振動伝達部材そのものに気泡が含まれていると、気泡中の空気と振動伝達部材とではやはり音響インピーダンスが異なる。その結果、非可聴なつぶやき音などの伝導音が依然としてマイクロホン素子に効率よく収音されず、聴き取りにくいという課題があった。
【０００６】
本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、ＮＡＭマイクロホンなどの接触式マイクロホンの高周波特性をさらに改善し、非可聴つぶやき音声を収音し易くすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記目的を達成するために、収音部に振動膜を有するマイクロホン素子とそのマイクロホン素子を内包またはそれと接する振動伝達部材を有し、その振動伝達部材が第一の接触面においては、振動膜と接し第二の接触面において収音対象物と接し、第一の接触面近傍においては、振動膜と略同一である第一の音響インピーダンスを有し、第二の接触面近傍においては、収音対象物と略同一である第二の音響インピーダンスを有し、第一の接触面と第二の接触面との間において、第一の音響インピーダンスから第二の音響インピーダンスへと連続的または段階的に異なる音響インピーダンスを有する。この構成により、特に２ｋＨｚ付近から上の高周波域において、話者のつぶやき伝導音などのような非可聴な音の反射・減衰を低減することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の接触式マイクロホンによれば、高周波特性がさらに改善され、話者のつぶやき伝導音などのような非可聴な音を皮膚などの収音対象物から収音し易くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１における接触式マイクロホンの基本構造を示す側断面図
【図２】実施例１の接触式マイクロホンのＹ−Ｙ’断面における音響インピーダンスおよび体積弾性率のグラフ
【図３】（ａ）振動伝達部材の元となるポリウレタンシートの構成を示す図、（ｂ）ポリウレタンシートの上面側の球晶構造の拡大図、（ｃ）底面側の球晶構造の拡大図
【図４】図３において形成されたポリウレタンシートを振動伝達部材に加工し接触式マイクロホンを製造するまでの工程図
【図５】実施例２の接触式マイクロホンのＹ−Ｙ’断面における音響インピーダンスと体積弾性率を示すグラフ
【図６】振動伝達部材の元となる複合材シートの概略構成を示す図
【図７】図１に示す接触式マイクロホンのＹ−Ｙ’断面における音響インピーダンスと体積弾性率を示すグラフ
【図８】図１に示す接触式マイクロホンの振動伝達部材の内部に気泡が入った状態を示す図
【図９】図８に示す状態にある接触式マイクロホンのＹ−Ｙ’断面における音響インピーダンスと体積弾性率を示すグラフ
【図１０】光量と体積弾性率との関係を示すグラフ
【図１１】実施例４における接触式マイクロホンの基本構造を示す側断面図
【図１２】図１１に示す接触式マイクロホンのＹ−Ｙ’断面における音響インピーダンスと体積弾性率を示すグラフ
【図１３】実施例４における振動伝達部材の製造工程を示す図
【図１４】実施例４における振動伝達部材の製造工程を示す図
【図１５】実施例４における接触式マイクロホンの基本構造を示す側断面図
【図１６】図１５に示す接触式マイクロホンのＹ−Ｙ’断面における音響インピーダンスと体積弾性率を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の具体的な内容について実施例を用いて説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１は本実施例１における接触式マイクロホンの基本構造を示す側断面図である。マイクロホン素子２（本各実施例ではエレクトレット・コンデンサ・マイクロホンを用いている、以下「マイクロホン素子」と略す）は、皮膚などの収音対象物３より収音した話者の非可聴なつぶやき音などの伝導音４により発生する振動膜５の振動を電気信号に変換し、導線６を介して外部へと伝達する。振動伝達部材７はマイクロホン素子２と接触またはそれを包み込むように取り付けられ、伝導音４の振動をマイクロホン素子２まで損失なく伝達する。制振部材８は背景雑音である気導音が接触式マイクロホンの背面から侵入するのを防止する。カバー部材９はアルミなどの金属やアクリル、ＡＢＳなどのプラスチックからなり、接触式マイクロホン１全体の機械的強度を保持するとともに、製造時には樹脂注入鋳型の役目を果たしている。
【００１２】
図１に示す接触式マイクロホンの振動伝達部材７において、特に高周波域の減衰を防ぐには、異なる２つの材料の界面における音響インピーダンスの差をできるだけ小さくしなければならない。高周波域の減衰は、これら異なる２つの材料の異種材料の界面における音響インピーダンスの差の大きさに従って生じる音の反射の大きさに比例するからである。音の反射率は（式１）に示すスネル則により表される。
【００１３】
ｒ2＝（Ｚ2−Ｚ1）2／（Ｚ2＋Ｚ1）2      （式１）
ここで、ｒ2：２種類の異種物質１と２の界面における反射率
Ｚ2：物質２の音響インピーダンス
Ｚ1：物質１の音響インピーダンス（空気の場合を含む）
（式１）を見ればわかるように、互いに接する２つの物質の音響インピーダンスが近い値であれば音の反射率は０に近く、高周波域の減衰も小さい。逆に、互いに接する２つの物質の音響インピーダンスが離れた値だと音の反射率は大きくなり、高周波域の減衰も大きくなる。
【００１４】
従って、振動伝達部材７の音響インピーダンスＺの値を、収音対象物（皮膚）３およびマイクロホン素子２などの振動膜５（電極として金属を薄く被覆させたＦ含有テフロン（登録商標）系樹脂またはポリエステル系樹脂）のそれぞれになるだけ近づければ、音の反射が小さくなり損失を抑制することに繋がる。
【００１５】
しかしながら（表１）に示すように、実際の生体組織や各種材料の音響インピーダンスはそれぞれ異なっている。例えば、皮膚や肉などの軟部組織の音響インピーダンスが１３５×１０4ｋｇ／ｍ2・ｓであるのに対し、プラスチック類は２４８×１０4ｋｇ／ｍ2・ｓであり、軟部組織の約２倍の値を有している。
【００１６】
【表１】
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【００１７】
このように音響インピーダンスの異なる２つの物質と接している振動伝達部材７を単一の材料かつ均一な組成で形成したのでは、その音響インピーダンスはいずれかの物質の音響インピーダンスとかけ離れたものとなり、その界面で音の反射が起きてしまう。
【００１８】
これを防ぐためには、振動伝達部材７を以下に述べるように構成すればよい。まず振動伝達部材７と収音対象物３（皮膚）との界面およびマイクロホン素子２の振動膜５との界面における音響インピーダンスはそれぞれ、相手方のそれに近い値を有している。そして振動伝達部材７のこれら２つの界面の間の音響インピーダンスは連続的または細かな階段状に変化する。すなわち、図１に示す接触式マイクロホンの断面Ｙ−Ｙ’において、例えば図２に示すように、振動伝達部材７の音響インピーダンスＺが厚み方向に略１次的に増加して傾斜するよう、振動伝達部材７を形成すればよい。そうすれば、それぞれの界面における音の反射や減衰が低減され、非可聴なつぶやき音声が収音し易くなる。
【００１９】
以上のように振動伝達部材７を形成するために、本発明においては振動伝達部材７の密度ρまたは体積弾性率ｋを部位によって連続的または細かな階段状に変化させている。
【００２０】
音響インピーダンスＺは、（式２）に示すように密度ρと材料中の音速ｃによって決定され、材料中の音速ｃは（式３）に示すように密度ρと体積弾性率ｋによって決定される。
【００２１】
Ｚ＝ρ・ｃ            （式２）
ｃ＝√（ｋ／ρ）      （式３）
従って、（式２），（式３）より、
音響インピーダンスＺ＝√（ρ・ｋ）      （式４）
となり、密度ρまたは体積弾性率ｋを変化させれば、振動伝達部材７が同一物質により構成されていても、その音響インピーダンスは部位によって連続的または細かな階段状に変化する。
【００２２】
以上に示すように、音響インピーダンスは密度と体積弾性率の両方によって制御できる。しかしながら収音対象物３が皮膚の場合は、その密度が（表１）に示すように振動膜５（プラスチック材料）とあまり大きな差がないことから、振動伝達部材７の密度に傾きを持たせるのは難しい。ゆえに、本実施例１における振動伝達部材７の音響インピーダンスを制御するパラメータとしては、高分子材料の分子構造である架橋密度（架橋点の数、架橋点間分子量、架橋点間のハードセグメントやソフトセグメントの分子量、反応性官能基当量などによって決定される）によって制御が比較的容易な体積弾性率ｋを選択するのが好ましい。
【００２３】
本実施例１においては、振動伝達部材７の体積弾性率をその厚み方向、すなわちＹ−Ｙ’方向に略１次的に変化させることにより、振動伝達部材７の音響インピーダンスＺをその厚み方向に略１次的に増加して傾斜させている。それを示したものが図２である。
【００２４】
図２は、図１に示す接触式マイクロホンのＹ−Ｙ’断面における音響インピーダンスと体積弾性率を示すグラフである。（表１）によれば、図２に示す振動伝達部材７は、その音響インピーダンスＺが収音対象物（皮膚）３との界面においてＺｓ＝１３５×１０4ｋｇ／ｍ2・ｓであり、マイクロホン素子２の振動膜５との界面においてＺｅ＝２４８×１０4ｋｇ／ｍ2・ｓである。また、皮膚との界面からマイクロホン素子２振動膜５との界面までの振動伝達部材の厚みは１〜１０ｍｍ程度であり、マイクロホンの低背化や振動の伝導損失の観点より５ｍｍ以下が好ましい。従って振動伝達部材７の厚みが５ｍｍであるとすると、収音対象物（皮膚）３との界面と振動膜５との界面の間の音響インピーダンスＺは、例えばＹ−Ｙ’断面方向に２３×１０4ｋｇ／ｍ2・ｓ／ｍｍ程度の直線的な傾きを有して変化させなければならない。
【００２５】
以上に示す音響インピーダンスＺを持った振動伝達部材７を得るために、その体積弾性率を以下に述べる仕様となるよう制御して製造する。すなわち、本実施例１における振動伝達部材７は、その収音対象物（皮膚）３との界面における体積弾性率が１．９×１０9 Ｐａ、マイクロホン素子２の振動膜５との界面における体積弾性率が５．８×１０9 Ｐａであって、それらの界面の間の体積弾性率がＹ−Ｙ’断面方向に直線的な傾きをもって変化するものである。
【００２６】
図３（ａ）は、このようなＹ−Ｙ’断面方向に直線的な傾きをもって変化する体積弾性率を有する振動伝達部材７の元となるポリウレタンシートの構成を示す図である。ポリウレタンシート７００の体積弾性率は、図３（ａ）においてＹ−Ｙ’方向の上面７０１がＺｓ＝１．９×１０9 Ｐａと小さく、底面へ行くほど直線的に大きくなっており、底面７０２においてはＺｅ＝５．８×１０9 Ｐａとなっている。
【００２７】
図３（ｂ）はポリウレタンシート７００の上面７０１側の球晶構造の拡大図であり、図３（ｃ）は底面７０２側の球晶構造の拡大図である。これらはいずれも、いわゆる“ハードセグメント”と呼ばれる芳香族ジイソシアナートなどと脂肪族ポリオールなどからなる結晶性のウレタン樹脂成分の核からなる球晶７０３と、いわゆる“ソフトセグメント”と呼ばれる同じく非晶質のウレタン樹脂成分をマトリクス７０４とする海島構造の相分離構造を有する高分子である。しかしながら図３（ｂ）と図３（ｃ）との相違点は、球晶７０３の結晶サイズおよび結晶数にある。すなわち、上面７０１側ほど球晶７０３の結晶サイズが小さく結晶数も少なく、底面７０２側ほど球晶７０３の結晶サイズが大きくなり結晶数も多くなっており、それらの間は図３（ａ）のＹ−Ｙ’方向に直線的に変化している。結晶性のものは体積弾性率が非晶質成分に比べ相対的に高く、球晶７０３の結晶サイズおよび結晶数が大きくなるほどその空間占有率が増し、ポリウレタンシート７００の体積弾性率は大きくなる。このようにして、先に述べたポリウレタンシート７００の直線的な体積弾性率の変化が実現される。そして、その体積弾性率の変化がポリウレタンシート７００の音響インピーダンスの直線的な変化をもたらすのである。
【００２８】
このようなポリウレタンシート７００の製造方法については、第４回傾斜機能材料シンポジウム予稿集Ａ０１  ｐ８５−８８、および同予稿集Ａ０４  ｐ３６７−３７２に示される方法が応用できる。すなわち、図３（ｂ）および（ｃ）に示すハードセグメントの核からなる球晶７０３とソフトセグメントのマトリクス７０４を高分子鎖の構造として有する高分子の生成過程において成形温度勾配法を用いることにより、ハードセグメントの核からなる球晶７０３の結晶サイズ（または形状）と結晶数を図３（ａ）のＹ−Ｙ’方向に硬化温度を変化させれば、図３に示すポリウレタンシート７００が製造できる。
【００２９】
より具体的には、まずプレポリマー法を用いて平均分子量２０００のポリ（オキシテトラメチレン）グリコールなどと４，４’−ジフェニルメタンジイソシアナート（ハードセグメント）とを配合比［ＮＣＯ］／［水酸基］＝３．３０で混合する。次に、９０℃にて硬化剤として１，４−ブタンジオールとトリメチロールプロパンの（重量比７５／２５）を先の混合物に添加する。そして、そのようにして得られた添加混合物を、それぞれ１５０℃と３０℃に加熱した２枚のアルミ板で挟み込み、１３０℃で１．５時間硬化させる。ちなみに、図３に示すポリウレタンシート７００の上面７０１が３０℃の加熱面であり、底面７０２が１５０℃の加熱面である。
【００３０】
以上のような工程を経て、厚み方向にミクロ相分離、ハードセグメントの凝集体からなる球晶構造が連続的に変化し、架橋点濃度による体積弾性率が傾斜した、図３に示すポリウレタンシート７００が生成される。
【００３１】
図４は、図３において形成されたポリウレタンシート７００を、図１および図２に示す振動伝達部材７に加工し接触式マイクロホン１を製造するまでの工程図である。
【００３２】
図４（ａ）において、ポリウレタンシート７００はトムソン式切削機１４などを用いて個片７ａにカットされる。それとは別の工程として、図４（ｂ）および（ｃ）に示すように接触式マイクロホン１本体の製造が行われる。図４（ｂ）において、制振部材８がカバー部材９に充填される。この時、マイクロホン素子２や振動伝達部材を格納するための格納部８ａが、例えば発泡ポリウレタン樹脂のキャスティング法などにより制振部材８内に形成される。次に、図４（ｃ）において、制振部材８およびカバー部材９を貫通する貫通孔（図示せず）が形成され、その貫通孔にマイクロホン素子２の導線６が通された後、制振部材８内の格納部８ａの底面にマイクロホン素子２が設置される。
【００３３】
次に、体積弾性率がマイクロホン素子２振動膜５に近く、個片７ａおよびポリウレタンシート７００を形成する元となった先の添加混合物と略同一組成の接着剤７ｂが、振動膜５の上から格納部８ａの内側に塗布される。最後に、接着剤７ｂが塗布された格納部８ａに個片７ａを設置させ、接着剤７ｂの球晶生成によりポリウレタンシート７００の底面と体積弾性率を一致させるため前述のポリウレタンシート７００底面の仮硬化時の加熱温度と同じ１５０℃で１時間、加熱硬化させる。そうすると、個片７ａは接着剤７ｂと一体となって振動伝達部材７を形成する。そして、この振動伝達部材７は加熱硬化によりマイクロホン素子２振動膜５と制振部材８に接着固定され、先の図１に示す接触式マイクロホン１が完成する。
【００３４】
以上のように本実施例１によれば、上記の構成により、特に２ｋＨｚ付近から上の高周波域において話者のつぶやき伝導音などのような非可聴な音の反射・減衰が低減され、非可聴な音を皮膚などの収音対象物から収音し易くすることができる。
【実施例２】
【００３５】
本実施例２では、収音対象物がガラスなどのセラミックスで比較的堅い構造物である場合に好適な接触式マイクロホンについて説明する。
【００３６】
本実施例２における接触式マイクロホンの構成は、先の実施例１における図１と基本的に同様である。但し、本実施例２における振動伝達部材および収音対象物は実施例１のそれとは異なるので、先の実施例１における振動伝達部材７および収音対象物３の代わりに、振動伝達部材７１および収音対象物３１を用いる。振動伝達部材７１は、無機フィラーと、主成分として分子の末端に（メタ）アクリル基とを含有し、主鎖にウレタン結合あるいはシロキサン結合を有するオリゴマーとの複合材組成を応用したものである。
【００３７】
図５は、図１に示す本実施例２の接触式マイクロホンのＹ−Ｙ’断面における音響インピーダンスと体積弾性率を示すグラフである。（表１）によれば、図５に示す振動伝達部材７１は、その音響インピーダンスＺが収音対象物（ガラス）３１との界面においてＺｇ＝１１２２×１０4ｋｇ／ｍ2・ｓであり、マイクロホン素子２の振動膜５との界面においてＺｅ＝２４８×１０4ｋｇ／ｍ2・ｓである。また、実施例１と同様に収音対象物（ガラス）３１との界面からマイクロホン素子２振動膜５との界面までの振動伝達部材の厚みは１〜１０ｍｍ程度であり、マイクロホンの低背化や振動の伝導損失の観点より５ｍｍ以下が好ましい。従って振動伝達部材７１の厚みが５ｍｍとすると、収音対象物（皮膚）３１との界面と振動膜５との界面の間の音響インピーダンスＺは、例えばＹ−Ｙ’断面方向に−１７５×１０4ｋｇ／ｍ2・ｓ／ｍｍ程度の直線的な傾きを有して変化させなければならない。
【００３８】
以上に示す音響インピーダンスＺを持った振動伝達部材７１を得るために、その体積弾性率を以下に述べる仕様となるよう制御して製造する。すなわち、本実施例２における振動伝達部材７１は、その収音対象物（ガラス）３１との界面における体積弾性率が５７．２×１０9 Ｐａ、マイクロホン素子２の振動膜５との界面における体積弾性率が５．８×１０9 Ｐａであって、それらの界面の間の体積弾性率がＹ−Ｙ’断面方向に直線的な傾きをもって変化するものである。
【００３９】
このような、Ｙ−Ｙ’断面方向に直線的な傾きをもって変化する体積弾性率を有する複合材組成を応用した振動伝達部材７１を形成するための１つの方法としては、例えば以下に述べる方法が挙げられる。
【００４０】
図６は、図１の振動伝達部材７１の元となる複合材シートの概略構成を示す図である。図６（ａ）に示す複合材シート７１０は、図６（ｂ）および図６（ｃ）に示すように、例えばシリカ粒子などの無機フィラー７１３がマトリクスオリゴマー硬化体７１４の中に分散されたものである。なお、マトリクスオリゴマー硬化体７１４は、先にも述べたように、例えば主成分として分子の末端に（メタ）アクリル基とを含有し、主鎖にウレタン結合あるいはシロキサン結合を有するオリゴマーである。
【００４１】
図６（ｂ）は複合材シート７１０の上面７１１側の拡大図であり、図６（ｃ）は底面７１２側の拡大図である。これらはいずれも、無機フィラー７１３がマトリクスオリゴマー硬化体７１４の中に分散されたものであることに変わりはない。しかしながら図６（ｂ）と図６（ｃ）との相違点は、無機フィラー７１３のサイズと数、すなわち体積含有率にある。すなわち、上面７１１側ほど無機フィラー７１３のサイズが小さく数も少なく体積含有率が小さく、底面７１２側ほど無機フィラー７１３のサイズが大きくなり数も多くなり体積含有率が大きくなっており、それらの間は図６（ａ）のＹ−Ｙ’方向に直線的に変化している。体積弾性率は無機フィラー７１３のサイズや数、体積含有率に比例するため、先に述べた複合材シート７１０の直線的な体積弾性率の変化が実現される。そして、その体積弾性率の変化が複合材シート７１０の音響インピーダンスの直線的な変化をもたらすのである。
【００４２】
このような、図６に示す複合材シート７１０は、例えば以下に述べる方法で製造できる。すなわち、まず遠心沈降法を用いて、硬化前の上記オリゴマーと無機材料系フィラーを含む前駆体を、それらの比重の違いにより沈降する粒子径分布を制御し、厚み方向に体積弾性率を変化させる。沈降途中での硬化も十分行うことができる反応速度が速い紫外線などの光ラジカル硬化反応を利用する生産プロセスが好ましく用いられる。
【００４３】
無機材料系フィラーとしては、サブミクロンから１００ミクロンの粒子サイズのものが好ましく用いられ、アルミナ、ジルコニア、シリカ、炭酸カルシウム、カオリン、クレー、コロイダルシリカ、チタニアなどの無機材料系フィラーが用いられる。これらは、単独であってもよく２種類以上混合して用いられても構わない。サブミクロン以下のものは、一般的に分散性が悪く凝集し分布制御の妨げとなり、１００ミクロン以上のものは、硬化させるための光の透過率を極端に減少させるため硬化反応の妨げとなる。
【００４４】
分散媒中の粒子の遠心力による沈降速度Ｕは、（式５）で示されるストークスの式によって決定され、遠心力（自然沈降の場合は重力加速度ｇ）と粒子と分散媒の密度差と分散媒の粘度の関数として表すことができ、遠心力と前駆体の粘度と温度、使用する無機材料系フィラーの密度と粒子径および粒子径分布（標準偏差と平均粒子径）を制御することにより、厚み方向の粒子の数分布と粒子径の分布の両方により、硬化後の体積弾性率の傾きを決めることができる。
【００４５】
Ｕ＝ｄ2・ｇ・（ρp−ρg）／（１８・η）            （式５）
ここで、Ｕ：粒子の沈降速度、η：分散媒の粘度、ｄ：粒子径、ρp：粒子の密度
ρg：分散媒の密度、ｇ：重力加速度
以上のような工程を経て、厚み方向に無機フィラー７１３のサイズと数が連続的に変化し、体積弾性率が傾斜した、図６に示す複合材シート７１０が生成される。その後は先の実施例１における図４と同様の方法を用いて、振動伝達部材７１が加熱硬化によりマイクロホン素子２振動膜５と制振部材８に接着固定され、図１に示す接触式マイクロホン１が完成する。但し、実施例１における図４のポリウレタンシート７００、個片７ａ、接着剤７ｂは、それぞれ本実施例２における複合材シート７１０、個片７１ａ、接着剤７１ｂとなる。
【００４６】
以上のように本実施例２によれば、上記の構成により特に２ｋＨｚ付近から上の高周波域において話者のつぶやき伝導音などのような非可聴な音の反射・減衰が低減され、非可聴な音を皮膚などの収音対象物から収音し易くすることができる。
【実施例３】
【００４７】
本実施例３の接触式マイクロホンの基本構造は、先の実施例１における図１と基本的に同様である。但し、本実施例３における振動伝達部材は実施例１のそれとは異なるので、先の実施例１における振動伝達部材７の代わりに、振動伝達部材７２を用いる。振動伝達部材７２は以下に述べる構成および製造方法により、音響インピーダンスを厚み方向、すなわちＹ−Ｙ’方向に２次曲線的に傾斜させた構成を有している。それを示したものが図７である。
【００４８】
図７は、図１に示す接触式マイクロホンのＹ−Ｙ’断面における音響インピーダンスと体積弾性率を示すグラフである。（表１）によれば、図７に示す振動伝達部材７２は、その音響インピーダンスＺが収音対象物（皮膚）３との界面においてＺｓ＝１３５×１０4ｋｇ／ｍ2・ｓであり、マイクロホン素子２の振動膜５との界面においてＺｅ＝２４８×１０4ｋｇ／ｍ2・ｓである。また、収音対象物（皮膚）３との界面からマイクロホン素子２の振動膜５との界面までの振動伝達部材の厚みは１〜１０ｍｍ程度であり、マイクロホンの低背化や振動の伝導損失の観点より５ｍｍ以下が好ましい。ここでは振動伝達部材７２の厚みを５ｍｍとする。そして、収音対象物（皮膚）３との界面と振動膜５との界面の間の音響インピーダンスＺは、Ｙ−Ｙ’断面方向に２次曲線的な傾きを有して変化させなければならない。
【００４９】
以上に示す音響インピーダンスＺを持った振動伝達部材７２を得るために、その体積弾性率を以下に述べる仕様となるよう制御して製造する。すなわち、本実施例３における振動伝達部材７２は、その収音対象物（皮膚）３との界面における体積弾性率が１．９×１０9 Ｐａ、マイクロホン素子２の振動膜５との界面における体積弾性率が５．８×１０9 Ｐａであって、それらの界面の間の体積弾性率がＹ−Ｙ’断面方向に２次曲線的な傾きをもって変化するものである。
【００５０】
ここで、振動伝達部材７２の内部には気泡を発生させないようにすることが必須である。その理由についてこれより述べる。
【００５１】
図８は、図１に示す接触式マイクロホンの振動伝達部材の内部に気泡が入った状態を示す図である。振動伝達部材７２の内部には気泡７０が入っており、皮膚などの収音対象物３からの伝導音４は、マイクロホン素子２の振動膜５に至る伝導路上にある気泡７０により反射・減衰する。
【００５２】
図９は、図８に示す状態にある接触式マイクロホンのＹ−Ｙ’断面における音響インピーダンスと体積弾性率を示すグラフである。（表１）によれば皮膚や肉などの軟部組織の音響インピーダンスは１３５×１０4ｋｇ／ｍ2・ｓであり、一般的なプラスチック類は２４８×１０4ｋｇ／ｍ2・ｓである。そして同じく（表１）によれば、空気の音響インピーダンスは４１５ｋｇ／ｍ2・ｓであり、皮膚や肉などの軟部組織や一般的なプラスチック類と比較して４桁も小さい。これらの値を
Ｚ2：軟部組織や一般的なプラスチック類の音響インピーダンス
Ｚ1：空気の音響インピーダンス
として先の（式１）に代入すると、略１００％に近い反射率になる。従って、気泡７０が伝導音４のマイクロホン素子２への伝達路上に存在すると、気泡７０と振動伝達部材７２との界面において伝導音４の反射や減衰が発生し、伝導音４はマイクロホン素子２の振動膜５にはかすかな伝導音４０しか伝わらず、殆ど伝達されないことになる。ゆえに、振動伝達部材７２の内部には気泡７０を発生させないようにすることが必須である。
【００５３】
そのために、本実施例３における図１の振動伝達部材７２は、概ね以下のように形成される。振動伝達部材７２の主成分は、分子の末端に（メタ）アクリル基を含有し、主鎖にいわゆる“ソフトセグメント”と呼ばれるウレタン結合あるいはシロキサン結合を分子内に有する反応性オリゴマーである。このような反応性オリゴマーを（メタ）アクリル基同士の光ラジカル重合反応により、瞬時に架橋構造を形成させる。そうすれば、常温下の紫外線照射などにより硬化させることができるため、振動伝達部材７２の内部における気泡７０の発生が抑えられる。そして、以上のような反応性オリゴマーを前駆体として、その架橋密度を図１のＹ−Ｙ’方向に変化させれば、先の図７に示すように、収音対象物（皮膚）３とマイクロホン素子２の振動膜５との間の体積弾性率がＹ−Ｙ’断面方向に２次曲線的な傾きをもって変化し、かつ気泡７０の発生が抑えられた振動伝達部材７２が得られる。
【００５４】
このような“ソフトセグメント”を分子内に有する反応性オリゴマーは、生体組織である柔らかい皮膚との音響インピーダンスのマッチングを達成するのが容易であり、さらにこれらオリゴマー同士の架橋密度を制御することによってマイクロホン素子２の振動膜５との音響インピーダンスもまたマッチングを図り易い。そしてこの反応性オリゴマーは、収音対象物がガラスなどのセラミックス３０である場合にも、無機フィラーを分散させた硬化前の複合系前駆体とすることが容易であり、形状付与性に優れ、傾斜構造を作成する上で非常に有利である。
【００５５】
また、この反応性オリゴマーは、硬化反応時の体積減少に基づく硬化収縮や加熱・降温時に発生する被着体との線膨張係数差による熱応力が起因する接着面（この場合マイクロホン素子２の振動膜５）の残留応力を自らの分子鎖の緩和によって小さくする特長も有している。
【００５６】
この振動伝達部材７２の生成に用いられる反応性オリゴマー、すなわち硬化前の前駆体は、一般的に主成分（Ａ）＋体積弾性率制御成分（Ｂ）＋粘度調整成分（Ｃ）＋光重合開始剤（Ｄ）＋重合制御剤（Ｅ）という構成になっている。それぞれの構成要素の例をこれより詳細に説明する。
【００５７】
まず、本実施例３の振動伝達部材７２の生成に用いられる反応性オリゴマーの主成分（Ａ）について説明する。主成分（Ａ）としては、分子の末端に（メタ）アクリル基を含有し、主鎖にウレタン結合を有するオリゴマー（以下、ウレタン（メタ）アクリレートオリゴマーと略す）が挙げられる。すなわち、一般式（化１）から（化７）で示されるヒドロキシ基含有（メタ）アクリレートとジイソシアネート化合物を付加させて得られるオリゴマーが例として挙げられる。
【００５８】
【化１】
2012015880.tif 000004
【００５９】
（式中、Ｘは脂肪族残基、脂環族残基、芳香族残基、−Ｏ−、−Ｓ（＝Ｏ）2−、または−ｓ−を表し、Ｒは水素原子またはメチル基を表し、ｎは１〜２１の数を表す）
【００６０】
【化２】
2012015880.tif 000005
【００６１】
（式中、Ｒは水素原子またはメチル基を表し、ｎは１〜２１の数を表す）
【００６２】
【化３】
2012015880.tif 000006
【００６３】
（式中、Ｒ’’は水素原子またはメチル基を表し、ｍは０〜１０の数を表す）
【００６４】
【化４】
2012015880.tif 000007
【００６５】
（式中、Ｒ’’は水素原子またはメチル基を表し、ｌは０〜１０の数を表す）
【００６６】
【化５】
2012015880.tif 000008
【００６７】
（式中、Ｒは水素原子またはメチル基を表す）
【００６８】
【化６】
2012015880.tif 000009
【００６９】
（式中、Ｒは水素原子またはメチル基を表す）
【００７０】
【化７】
2012015880.tif 000010
【００７１】
（式中、Ｒは水素原子またはメチル基を表す）
かかる一般式（化１）で示されるヒドロキシ基含有（メタ）アクリレートとしては、例えば以下のものが挙げられる。
２，２−ビス［４−（３−（メタ）アクリロキシ−２−ヒドロキシプロポキシ）フェニル］プロパン、
ビス［４−（３−（メタ）アクリロキシ−２−ヒドロキシプロポキシ）フェニル］メタン、
ビス［４−（３−（メタ）アクリロキシ−２−ヒドロキシプロポキシ）フェニル］スルホン、
ビス［４−（３−（メタ）アクリロキシ−２−ヒドロキシプロポキシ）フェニル］エーテル、
４，４’−ビス［４−（３−（メタ）アクリロキシ−２−ヒドロキシプロポキシ）フェニル］シクロヘキサン、
９，９−ビス［４−（３−（メタ）アクリロキシ−２−ヒドロキシプロポキシ）フェニル］フルオレン、
９，９−ビス［４−（３−（メタ）アクリロキシ−２−ヒドロキシプロポキシ）フェニル］アントラキノン。
これらの（メタ）アクリレートは単独でもよいし、２種以上を混合して使用してもよい。
【００７２】
また、これと反応させるジイソシアネート化合物は、１分子中に２個のイソシアネート基を有するジイソシアネートであり、例えば以下のものが挙げられる。
テトラメチレンジイソシアネート、
ヘキサメチレンジイソシアネート、
イソホロンジイソシアネート、
２，４−トリレンジイソシアネート、
４，４’−ジフエニルジイソシアネート、
１，５−ナフタレンジイソシアネート、
３，３’−ジメチル−４，４’−ジフェニレンジイソシアネート、
キシリレンジイソシアネート。
【００７３】
これらのジイソシアネートは単独または２種以上を混合して使用することができる。そして、これらのヒドロキシ基含有（メタ）アクリレートとジイソシアネート化合物のウレタン反応から得られる主成分（Ａ）としては、ウレタン（メタ）アクリレートオリゴマーが挙げられる。ジイソシアネートは、一般式（化１）から（化７）で示される（メタ）アクリレート１当量（モル）に対し０．５〜１当量使用して反応させたオリゴマーの方が好ましい。ジイソシアネートが０．５当量未満であると目的のオリゴマーが生成しない。また、１当量を超えるとオリゴマーの末端がＮＣＯ残基となり、これが加水分解することでオリゴマーの保存安定性が低下するので注意が必要である。
【００７４】
主鎖にシロキサン結合を有するオリゴマー（シリコーン（メタ）アクリレートオリゴマーと略す）については、一般式（化８）で示されるシリコーン（メタ）アクリレートオリゴマーまたは一般式（化９）で示される篭型構造のメタクリル基を有するフェニルシルセスキオキサンオリゴマーが挙げられる。
【００７５】
【化８】
2012015880.tif 000011
【００７６】
（式中、Ｒ１は炭素数１〜４のアルキレン基、Ｒ２はメチル基またはフェニル基を表し、Ｒ３は水素原子またはメチル基を表し、ｎは１〜２０の数を表す）
【００７７】
【化９】
2012015880.tif 000012
【００７８】
（式中、Ｐｈはフェニル基を表す）
次に、本実施例３の振動伝達部材７２の生成に用いられる反応性オリゴマーの体積弾性率制御成分（Ｂ）について説明する。体積弾性率制御成分（Ｂ）としては、本発明の振動伝達部材の体積弾性率を制御するために、数平均分子量が１５００以下で１分子中にアクリル基またはメタクリル基を３個以上有する多官能アクリレートを併用することができる。かかる多官能（メタ）アクリレートとしては、例えば以下のものが挙げられる。
ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、
ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、
ジペンタエリスリトール（メタ）テトラアクリレート、
ジペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、
ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、
トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート。
【００７９】
また、これらの多官能（メタ）アクリレートのアルキル変性（メタ）アクリレート、カプロラクトン変性（メタ）アクリレート、エチレンオキサイド変性（メタ）アクリレートまたはプロピレンオキサイド変性（メタ）アクリレートや、上記以外の脂肪族ポリオールの（メタ）アクリレートなども、本実施例３の振動伝達部材７２の生成に用いられる反応性オリゴマーの体積弾性率制御成分（Ｂ）として挙げられる。さらに、トリス（（メタ）アクリロキシエチル）イソシアヌレート、カプロラクトン変性トリス（（メタ）アクリロキシエチル）イソシアヌレートなども、本実施例３の振動伝達部材７２の生成に用いられる反応性オリゴマーの体積弾性率制御成分（Ｂ）として挙げられる。これらの多官能（メタ）アクリレートは単独でもよいし、２種以上を混合して使用してもよい。
【００８０】
さらに、本実施例３の振動伝達部材７２の生成に用いられる反応性オリゴマーの粘度制御成分（Ｃ）について説明する。粘度制御成分（Ｃ）は反応性オリゴマーの粘度を制御するためのもので、他の（メタ）アクリレートを使用することができ反応性希釈剤と呼ばれることもある成分である。かかる（メタ）アクリレートとしては、例えば以下のものが挙げられる。
エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、
１，３−プロピレンジオール（メタ）アクリレート、
１，４−ブタンジオール（メタ）アクリレート、
１，５−ペンタンジオール（メタ）アクリレート、
１，６−ヘキサンジオール（メタ）アクリレート、
Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、
テトラヒドロフルフリール（メタ）アクリレート、
Ｎ−ビニルカプロラクタム。
これらの粘度制御成分（Ｃ）は単独でもよいし２種以上を混合して使用してもよい。
【００８１】
そして、本実施例３の振動伝達部材７２の生成に用いられる反応性オリゴマーの光重合開始剤（Ｄ）については以下の通りである。本実施例３の振動伝達部材７２の生成においては、熱および／または紫外線を照射し光硬化反応を利用し、光重合開始剤（Ｄ）を用いることができる。かかる光重合開始剤としては、例えば以下のものが挙げられる。
２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、
アセトフェノン、ベンゾフェノン、
キサントン、
３−メチルアセトフェノン、
４−クロロベンゾフェノン、
４，４’−ジメトキシベゾフェノン、
Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル−４，４’−ジアミノベンゾフェノン、
ベンゾインプロピルエーテル、
ベンジルジメチルケタール、
１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、
その他チオキサントン系化合物。
【００８２】
またさらに、本実施例３の振動伝達部材７２の生成に用いられる反応性オリゴマーの重合制御剤（Ｅ）については以下の通りとなっている。本実施例３の振動伝達部材７２の生成においては上記の光重合開始剤（Ｄ）とともに各種重合制御剤（Ｅ）を併用してもいい。例えば光重合開始剤（Ｄ）の効率を上げるために、酸素抑制剤や３級アミンなどのいわゆる増感助剤を重合制御剤（Ｅ）として、本実施例３の反応性オリゴマーに加えることができる。増感助剤としての３級アミンとしては脂肪族、芳香族の各種３級アミンが使用可能であり、Ｎ−ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、Ｎ−メチルジエタノールアミン、トリエチルアミン、Ｐ−ジメチルアミノ安息香酸エチルが挙げられる。また、酸素抑制剤としては  ２−エチルヘキシル−Ｐ−ジメチルが例示される。
【００８３】
なお、本発明の制御する体積弾性率の値に応じて、本発明の目的を損なわない限りにおいて、種々の物質や化合物を本実施例３の反応性オリゴマーに添加して硬化させることができる。これらの添加物の一例としては、例えば熱重合防止剤としてのハイドロキノン、Ｐ−メトキシフェノールなどが挙げられる。また着色顔料としては、例えばフタロシアニン銅、フタロシアニングリーン、ジメチルキナクリドン、チタンホワイトなどが挙げられる。さらに増粘剤としては、例えばアルミナ、ジルコニア、シリカ、炭酸カルシウム、カオリン、クレー、コロイダルシリカなどが挙げられる。これら各種の紫外線吸収剤、酸化防止剤などを本実施例３の反応性オリゴマーに添加しても構わない。
【００８４】
以上、本実施例３の反応性オリゴマーについて一通りの説明を終えたところで、これらの反応性オリゴマーを有する前駆体を利用し、架橋密度を変化させることで、図７のグラフに示すような音響インピーダンスＺおよび体積弾性率ｋの特性を有する振動伝達部材７２を作成する方法についてこれより説明する。
【００８５】
第一の方法は以下の通りである。すなわちまず、（手順１−１）光照射により光ラジカル重合反応を行わせ仮硬化を行う。次に、（手順１−２）分子内に少なくとも２官能以上の反応性官能基を有する低分子架橋剤を所定の時間、拡散させる。最後に、（手順１−３）手順１−１に示す光ラジカル重合後、未反応として残存している低分子架橋剤の反応基に対して、光または熱処理により、さらなる橋架け反応を行わせる。
【００８６】
この第一の方法において用いられる低分子架橋剤としては、先の体積弾性率制御成分（Ｂ）の説明においても述べたような、数平均分子量が１５００以下で１分子中にアクリル基またはメタクリル基を３個以上有する多官能アクリレートが挙げられる。または先の粘度制御成分（Ｃ）の説明においても述べた（メタ）アクリレートもこの第一の方法において用いられる低分子架橋剤として使用することができる。傾斜させるための推進力としては拡散律速法を用いる。所定時間拡散させ膨潤させる低分子架橋剤は単独でもよく、２成分以上混合したものでもいい。
【００８７】
また、この第一の方法において用いられる非重合性希釈剤（溶剤）として例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル、メチルセルソルブ、エチルセルソルブ、メチルセルソルブアセテート、エチルセルソルブアセテート、イソプロピルアルコール、トルエン、キシレンなどの溶剤に前記低分子架橋剤を溶解させたものを用いてもいい。
【００８８】
次に、本実施例３の反応性オリゴマーを有する前駆体を利用し、架橋密度を変化させる第二の方法としては、以下のような手順が考えられる。すなわち、（手順２−１）光重合開始剤またはラジカル連鎖移動剤、重合禁止剤、光吸収剤の内少なくとも１つを均一に含んだ前駆体に光を照射して光ラジカル重合反応を行わせる。この時、（手順２−２）ランベルト・ベール則により、前駆体の光照射側にある表面の照射光量が大きくなり、厚み方向に向かうに伴って、光重合開始剤またはラジカル連鎖移動剤、重合禁止剤、光吸収剤による光吸収に基づき、照射光量は小さくなる。ゆえに、自ずと図１および図７の厚み方向、すなわちＹ−Ｙ’方向において光照射量を変化させて硬化させることになる。照射光量と体積弾性率の関係を示すグラフを図１０に示す。
【００８９】
この第二の方法における光重合開始剤としては、前記光重合開始剤（Ｄ）を用いることができる。例えば以下のものが挙げられる。
２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、
アセトフェノン、
ベンゾフェノン、
キサントン、
３−メチルアセトフェノン、
４−クロロベンゾフェノン、
４，４’−ジメトキシベゾフェノン、
Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル−４，４’−ジアミノベンゾフェノン、
ベンゾインプロピルエーテル、
ベンジルジメチルケタール、
１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、
その他チオキサントン系化合物。
【００９０】
また、この第二の方法におけるラジカル連鎖移動剤としてはチオール誘導体、重合禁止剤としてはハイドロキノン誘導体やＰ−メトキシフェノールなどが挙げられ、光吸収剤すなわち紫外線（光）吸収体としてはベンゾトリアゾール誘導体などが挙げられる。これらの添加剤は、濃度的に高い部分の方が、一般的に重合分子量と架橋密度が低下する傾向にあり、体積弾性率が低い部分として硬化物中で制御される。
【００９１】
本実施例３の振動伝達部材７２の生成に用いられる反応性オリゴマーの生成方法については以上に述べる通りであり、このような反応性オリゴマーからなるシートが作成される。その後は先の実施例１における図４と同様の方法を用いて、先に述べた反応性オリゴマーからなるシート７２０を個片化した個片７２ａが加熱硬化によりマイクロホン素子２振動膜５と制振部材８に接着固定され、図１に示す接触式マイクロホン１が完成する。但し、実施例１における図４のポリウレタンシート７００、個片７ａ、接着剤７ｂは、それぞれ本実施例３における反応性オリゴマーからなるシート７２０、個片７２ａ、接着剤７２ｂとなる。
【００９２】
これに加えて、前駆体の架橋密度を変化させるために先に述べた第二の方法をとる場合には、シート７２０の配置に気を付ける必要がある。すなわち、シート７２０の体積弾性率は光照射側のほうが高くなっているので、図４においてはシート７２０の光照射側にあった表面を下にして個片７２ａを生成する。
【００９３】
このようにして、図７または図１０に示すように、振動伝達部材７２の音響インピーダンスの値がその厚み方向に略２次的に増加して傾斜し、収音特性に優れた接触式マイクロホンが得られる。
【００９４】
以上のように本実施例３によれば、上記の構成により特に２ｋＨｚ付近から上の高周波域において話者のつぶやき伝導音などのような非可聴な音の反射・減衰が低減され、非可聴な音を皮膚などの収音対象物から収音し易くすることができる。
【実施例４】
【００９５】
図１１は、本実施例４における接触式マイクロホンの基本構造を示す側断面図である。本実施例４における接触式マイクロホンの構成は、先の実施例１における図１とは振動伝達部材の構成が異なる。すなわち、振動伝達部材７３の音響インピーダンスが接触式マイクロホン１の厚み方向、すなわちＹ−Ｙ’方向に段階的に傾斜した構成を有している。そのため、図１１に示すように、振動伝達部材７３の体積弾性率と密度を階段状に変化させている。その他の構成については、先の実施例１における図１と基本的に同様である。
【００９６】
本実施例４における振動伝達部材７３は、少なくとも２種類以上のモノマーやオリゴマーより成る異なる組成の前駆体を用いて成膜と硬化の繰り返しにより、積層して製造する。そして、振動伝達部材７３の各層の体積弾性率と密度はそれぞれ少しずつ異なっている。
【００９７】
図１２は、図１１に示す接触式マイクロホンのＹ−Ｙ’断面における音響インピーダンスと体積弾性率を示すグラフである。先の実施例１と同様に、（表１）によれば、図１２に示す振動伝達部材７３は、その音響インピーダンスＺが収音対象物（皮膚）３との界面においてＺｓ＝１３５×１０4ｋｇ／ｍ2・ｓであり、マイクロホン素子２の振動膜５との界面においてＺｅ＝２４８×１０4ｋｇ／ｍ2・ｓである。また、収音対象物（皮膚）３との界面からマイクロホン素子２振動膜５との界面までの振動伝達部材の厚みは１〜１０ｍｍ程度であり、マイクロホンの低背化や振動の伝導損失の観点より５ｍｍ以下が好ましい。本実施例４においては、振動伝達部材７３の厚みを５ｍｍとする。そして、収音対象物（皮膚）３との界面と振動膜５との界面の間の音響インピーダンスＺは、Ｙ−Ｙ’断面方向に階段状の傾きを有して変化させなければならない。
【００９８】
以上に示す音響インピーダンスＺを持った振動伝達部材７３を得るために、その体積弾性率を以下に述べる仕様となるよう制御して製造する。すなわち、本実施例４における振動伝達部材７３は、その収音対象物（皮膚）３との界面における体積弾性率が１．９×１０9 Ｐａ、マイクロホン素子２の振動膜５との界面における体積弾性率が５．８×１０9 Ｐａであって、それらの界面の間の体積弾性率がＹ−Ｙ’断面方向に階段状の傾きをもって変化するものである。
【００９９】
当然のことながら、振動伝達部材７３の各層の体積弾性率および密度の差が小さければ小さいほど、それらの段階的な変化が連続的な１次直線や２次曲線上に近似されるため、本実施例４における接触式マイクロホン１の収音特性は好ましい方向に向かう。一般的な湿式コーティングなどによって作成し易い振動伝達部材７３の各層の厚みは、およそ数十μから１ｍｍの間である。先ほども述べたように、振動伝達部材の総厚は１〜１０ｍｍ（望ましくは５ｍｍ以下）であるので、振動伝達部材７３の層数は計算上、２〜１０００層ということになる。
【０１００】
しかしながら製造の容易さやコストを鑑みる時、振動伝達部材７３をあまりにも多くの層を用いて形成することは、製造プロセス上あるいはコスト的に現実的ではない。従って本実施例４においては、振動伝達部材７３の層数を、コスト的に現実的な１０層としている。本実施例４においては、振動伝達部材７３の厚さを５ｍｍとしているので、１つの層の厚さは平均して０．５ｍｍということになる。そして、各層の間の界面における体積弾性率と密度の差の平均は、音響インピーダンスで約１０×１０4ｋｇ／ｍ2・ｓ、体積弾性率で２．３×１０8Ｐａということになる。
【０１０１】
図１３は、本実施例４における振動伝達部材７３の製造工程を示す図である。まず図１３（ａ）において、ロールコーター１１の２つのロール１１ａおよび１１ｂに張力をかけつつ、ロール１１ａに対しては前駆体１５を塗布しながら、ロール・ツー・ロールで離型シート１０を搬送する。ここで離型シート１０は、シリコーン、テフロン（登録商標）、ガラス、鋼製などからなる基板である。また、前駆体１５については、先の実施例３においても述べたように、主成分として分子内に（メタ）アクリル基を含有し、主鎖にいわゆる“ソフトセグメント”と呼ばれるウレタン結合あるいはシロキサン結合を有する反応性オリゴマーである。そしてこの前駆体１５が、後に図１１に示す振動伝達部材７３の一部を構成するものとなる。
【０１０２】
図１３（ａ）の前駆体１５が離型シート１０の両面に均一に転写され、離型シート１０の両面に前駆体層１５ａが形成されると、この前駆体層１５ａに対して、紫外線露光機１２により３６５ｎｍを中心波長とする紫外線を１００ｍｊ／ｃｍ2の光量で５秒間照射することで、光硬化による仮硬化が行われる。
【０１０３】
このような図１３（ａ）に示す工程は、図１１に示す振動伝達部材７３を形成するのに必要な層の回数だけ繰り返される。本実施例４において図１１に示す振動伝達部材７３が１０層なので、図１３（ａ）に示す工程は１０回行われる。その結果、図１３（ｂ）に示すように、１０層の前駆体層からなる多重前駆体層１５ｚが離型シート１０の両面に形成される。
【０１０４】
この時、図１１に示す振動伝達部材７３を構成する各層が段階的に異なる体積弾性率となるようにしたいので、その元となる図１３（ｂ）の多重前駆体層１５ｚの各層も、段階的に異なる組成で形成されなければならない。そのための制御すべきパラメータとしては、実施例１においても述べたように、反応性前駆体としての（メタ）アクリルオリゴマーの架橋密度を制御する因子である架橋点の数や、架橋点間分子量を決定する（メタ）アクリル当量、オリゴマー骨格内のハードセグメントやソフトセグメントの繰り返し分子量が挙げられる。
【０１０５】
以上のようにして形成された図１３（ｂ）の多重前駆体層１５ｚは、図１３（ｃ）に示すように離型シート１０の両面に形成されたままの状態で、ホットプレス機１３の加圧・加熱により本硬化が行われる。本硬化の条件は、温度＝１５０℃前後、圧力＝１ｋｇ／ｃｍ2である。その結果、離型シート１０の両面に形成された多重前駆体層１５ｚはモノリシックな積層体１５ｖとなり、離型シート１０より離型される。
【０１０６】
このホットプレス機１３による本硬化反応を行うことによって、図１３（ｂ）の多重前駆体層１５ｚには未反応オリゴマーの拡散と反応が発生する。その結果、多重前駆体層１５ｚの各層の界面における音響インピーダンスＺおよび体積弾性率ｋの矩形的な変化がよりなだらかになり、例えば先の実施例１における図４に示す１次直線的な変化へと近づけることが可能となる。また、多重前駆体層１５ｚの各層の厚みを一定とはせずに段階的に変えることで、その音響インピーダンスＺおよび体積弾性率ｋを、例えば図７に示す２次曲線的な変化へと近づけることも可能である。
【０１０７】
この後は、図１４に示すように積層体１５ｖより多数の個片７３ａに加工し、その個片７３ａを、マイクロホン素子２の振動膜５および制振部材８に設けられた格納部８ａの内壁に接着剤７３ｂを用いて接着すれば、先の図１１に示す接触式マイクロホン１が完成する。この図１４に示す工程の詳細は、先の実施例１の図４において既に述べたものと同様である。すなわち図４に関する先の実施例１における説明において、振動伝達部材７、個片７ａ、接着剤７ｂ、ポリウレタンシート７００を、それぞれ振動伝達部材７３、個片７３ａ、接着剤７３ｂ、積層体１５ｖに読み替えればよい。
【０１０８】
このようにして、振動伝達部材７３の音響インピーダンスの値がその厚み方向に段階的に傾斜し、収音特性に優れた接触式マイクロホンが得られる。
【０１０９】
以上のように本実施例４によれば、上記の構成により特に２ｋＨｚ付近から上の高周波域において話者のつぶやき伝導音などのような非可聴な音の反射・減衰が低減され、非可聴な音を皮膚などの収音対象物から収音し易くすることができる。
【実施例５】
【０１１０】
本実施例５の接触式マイクロホンの基本構造は図１５に示す通りであり、先の実施例４における図１１と基本的に同様である。但し、本実施例５における振動伝達部材７４は実施例４におけるそれとは異なり、５層の積層ウレタンエラストマーシートからなる。その振動伝達部材７４は、図１６に示すように、音響インピーダンスおよび体積弾性率を厚み方向、すなわちＹ−Ｙ’方向に段階的に傾斜させた構成を有している。そしてそれは、積層ウレタンエラストマーシートの各層のゴム硬度を変化させ体積弾性率を制御し、段階的に音響インピーダンスを傾斜変化させることにより得られる。その製造方法の詳細についてこれより説明する。
【０１１１】
まず、（株）エクシールコーポレーション社製ウレタン系超軟質ゲルシートＦ（品番Ｈ０−１厚さ１ｍｍ、アスカー硬度Ｃ＝０）に対して、それと同じ硬度を有する人肌のゲル原液（品番０−１００）を塗布する。次に、そのゲル原液が塗布されたシートＦと、これらよりも大きな硬度を有する超軟質ゲルシートＧ（品番Ｈ５−５厚さ５．５ｍｍ、アスカー硬度Ｃ＝５）を貼り合わせる。そして、その貼り合わせられた２層の積層シートＦ＋Ｇを乾燥炉に入れて、温度＝１００℃・加圧＝１ｋｇ／ｃｍ2の条件下で１時間、加熱硬化させる。さらに、この２層の積層シートＦ＋Ｇに対して、シートＧと同じ硬度を有する人肌のゲル原液（品番５−１００、アスカー硬度Ｃ＝５）をシートＧ側の露出面に塗布する。そして、これらよりもさらに大きな硬度を有するハイパーゲルシートＨ（品番１５１０、厚さ１ｍｍ、アスカー硬度Ｃ＝１５）を貼り合わせて先ほどと同様に加圧・加熱硬化させる。このようにして３層の積層シートＦ＋Ｇ＋Ｈが形成される。
【０１１２】
以下同様の手順により、人肌のゲル原液を用いて残り２つのシートＫおよびＬが３層の積層シートＦ＋Ｇ＋Ｈに貼り合わせられる。すなわち以下の順である。
【０１１３】
・シートＨと同じ硬度を有するゲル原液（品番１５−１００）の塗布、
・シートＨよりもさらに大きな硬度を有するハイパーゲルシートＫ（品番３０１０、厚さ１ｍｍ、アスカー硬度Ｃ＝３０）の貼り合わせ、シートＫと同じ硬度を有するゲル原液（品番３０−１００）の塗布、
Ｋよりも硬度が大きいハイパーゲルシートＬ（品番５０１０、厚さ１ｍｍ、アスカー硬度Ｃ＝５０）の貼り合わせ。
【０１１４】
このようにして、５層構造の積層ウレタンエラストマーシートＦ＋Ｇ＋Ｈ＋Ｋ＋Ｌが形成される。
【０１１５】
この後の工程については先の実施例１における図４と同様である。すなわち図４に関する先の実施例１における説明において、振動伝達部材７、個片７ａ、接着剤７ｂ、ポリウレタンシート７００を、それぞれ振動伝達部材７４、個片７４ａ、接着剤７４ｂ、５層構造の積層ウレタンエラストマーシートＦ＋Ｇ＋Ｈ＋Ｋ＋Ｌに読み替えればよい。
【０１１６】
以上のように本実施例５によれば、上記の構成により特に２ｋＨｚ付近から上の高周波域において話者のつぶやき伝導音などのような非可聴な音の反射・減衰が低減され、非可聴な音を皮膚などの収音対象物から収音し易くすることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１７】
このようにして周波数特性および感度の向上が図れた接触式マイクロホンは、一般的に抑揚がなく不明瞭でこもった音となりがちな話者の非可聴なつぶやき音を高周波域の損失（第三および第四フォルマントの損失）がなく、採取することが可能になり、音声入力・音声認識や無音声電話へ応用することにより、内容秘匿と同時に非常に明瞭な音声・音質によるコミュニケーションの実現が可能となる。医学用途として患者の体内伝導音である脈拍や心臓音を精度よくモニタリングすることが可能となる。また、床や窓ガラスや壁に設置することで歩行紋や声による話者・顧客認識、予期しない物音の非音声音認識（風の音なのか小動物の音なのかなどの認識）に用いることが可能となる。
【符号の説明】
【０１１８】
１    接触式マイクロホン
２    マイクロホン素子
３    収音対象物（皮膚）
４，４０    伝導音
５    振動膜
６    導線
７，７１，７２，７３，７４    振動伝達部材
７ａ，７１ａ，７２ａ，７３ａ，７４ａ    個片
７ｂ，７１ｂ，７２ｂ，７３ｂ，７４ｂ    接着剤
８    制振部材
８ａ    格納部
９    カバー部材
１０    離型シート
１１    ロールコーター
１２    ＵＶ露光機
１３    ホットプレス機
１４    トムソン式切削機
１５    前駆体
１５ａ    前駆体層
１５ｚ    多重前駆体層
１５ｖ    モノリシックな積層体
３１    収音対象物（皮膚、ガラスなど）
７０    気泡
７００    ポリウレタンシート
７０１    ポリウレタンシートの上面
７０２    ポリウレタンシートの底面
７０３    ハードセグメントの核からなる球晶
７０４    ソフトセグメントのマトリックス
７１０    複合材シート
７１１    複合材シートの上面
７１２    複合材シートの底面
７１３    無機フィラー
７１４    マトリクスオリゴマー硬化体
Ｆ＋Ｇ＋Ｈ＋Ｋ＋Ｌ    ５層構造の積層ウレタンエラストマーシート
【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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【図１５】
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【図１６】
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