(57)【要約】【課題】ＮＡＭマイクロホンなどの接触式マイクロホンの耐騒音性をさらに改善し、通常音声や非可聴つぶやき音声などのみを明瞭に収音し易くする接触式マイクロホン及び送受信装置を提供すること。【解決手段】本実施例１の接触式マイクロホン１は、振動膜５を有するマイクロホン素子２と、マイクロホン素子２を格納する振動伝達部材７と、振動伝達部材７を格納する制振部材８と、収音開口部１１を有しマイクロホン素子２、振動伝達部材７及び制振部材８を格納するカバー部材９と、カバー部材９の収音開口部１１を覆って配置される収音当接部材１２と、を備え、収音当接部材１２は、振動伝達部材７が貫通する貫通孔１２ａが形成されている。また、ヘッドホン２００（送受信装置）は、接触式マイクロホン１を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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の前記振動膜に接触し、前記振動膜と対向する側より伝達される振動を前記マイクロホン素子へと伝達する振動伝達部材と、
開口部を有し前記マイクロホン素子及び振動伝達部材を格納するカバー部材と、
前記カバー部材の前記開口部を覆って配置されるとともに前記振動伝達部材と接触する収音当接部材と、を備え、
前記収音当接部材は、
前記振動伝達部材が貫通する貫通孔が形成された、接触式マイクロホン。
【請求項２】
前記振動伝達部材の前記貫通孔露出面を保護するシール材を備える、請求項１記載の接触式マイクロホン。
【請求項３】
前記シール材は、前記振動伝達部材及び収音当接部材の表面の全面を覆う、請求項２記載の接触式マイクロホン。
【請求項４】
前記シール材は、前記振動伝達部材に対向する位置で、収音対象物当接側に突出する凸部を有する、請求項２記載の接触式マイクロホン。
【請求項５】
前記振動伝達部材は、前記収音当接部材の表面より収音対象物当接側に突出する凸部を有する、請求項１記載の接触式マイクロホン。
【請求項６】
前記収音当接部材は、前記貫通孔の外周部に凹部が形成された、請求項１記載の接触式マイクロホン。
【請求項７】
前記収音当接部材に伝達した振動を前記マイクロホン素子へと伝達する導管を備える、請求項１記載の接触式マイクロホン。
【請求項８】
請求項１記載の接触式マイクロホンを備える送受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、騒音環境下でも目的とする通常発話時の音声や人間の耳には聴こえないほどの微弱な物音又は非可聴つぶやき声を明瞭に収音することができる接触式マイクロホン及び接触式マイクロホンを備える送受信装置に関する。
【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接触式マイクロホン、いわゆるＮＡＭマイクロホンがある（例えば特許文献１）。このような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】
図１は、従来の接触式マイクロホンの基本構造を示す側断面図である。
【０００４】
従来の接触式マイクロホン１００のマイクロホン素子２（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「ＥＣＭ」と略す）は、皮膚などの収音対象物３より収音した話者の音声などの体内伝導音４が、後に述べる振動伝達部材１０７を介して振動膜５に伝わると、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。
【０００５】
振動伝達部材１０７は、マイクロホン素子２と接触又はそれを包み込むように取り付けられ、体内伝導音４の振動をマイクロホン素子２まで損失なく伝達する。この振動伝達部材１０７には、例えば、シリコーンエラストマー（例えば特許文献２）やウレタンエラストマー（例えば特許文献３）などのプラスチック材料が用いられる。そして、その一方がマイクロホン素子２の振動膜５と接触し、もう一方は収音対象物３と広く接している。制振部材１０８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もので、例えば弾性エポキシ樹脂により、マイクロホン素子２の収音開口部を除く全体を覆うよう構成されている。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１００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。
【０００６】
このような従来の接触式マイクロホン１００を用いて、感度良く皮膚などの体内伝導音４を収音するには、収音対象物３と振動伝達部材１０７との界面における振動の反射を低く抑えなければならない。音の反射率は、以下の（式１）に示すスネル則により表される。
【０００７】
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、Ｚ１：物質１の音響インピーダンス（空気の場合を含む）、Ｚ２：物質２の音響インピーダンスである。
【０００８】
（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、減衰の度合いも小さい。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、減衰の度合いも大きくなる。したがって、振動伝達部材１０７の音響インピーダンスを収音対象物３（皮膚）のそれになるだけ近づければ、収音対象物３と振動伝達部材１０７との境界面における体内伝導音４の反射が小さくなり、体内伝導音４の損失が抑制される。
【０００９】
【表１】
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（表１）は、各種材料の音響インピーダンスの値を示した表である。この（表１）を見れば、振動伝達部材１０７を構成するシリコーンエラストマーやウレタンエラストマーなどのプラスチック材料が、軟質組織（皮膚）の音響インピーダンスと近い値を有していることがわかる。すなわち、プラスチック材料の音響インピーダンスは２４８×１０4（ｋｇ／ｍ2・ｓ）程度であり、軟質組織（皮膚）の音響インピーダンス＝１３５×１０4（ｋｇ／ｍ2・ｓ）に近い値を有している。なお、マイクロホン素子２の振動膜５も、基本的にはプラスチック材料であり、その点では振動伝達部材１０７と同様である。
【００１０】
このことにより、従来の接触式マイクロホン１００は、そのマイクロホン素子２における体内伝導音４の感度が向上するとともに、その収音帯域も広くなり（特に２ｋＨｚ付近から上の高周波域の減衰を低減する）、通常発話時や非可聴なつぶやき声を発声する時の軟質組織（皮膚）の振動を感度よく拾うことができるとされていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】国際公開第２００４／０２１７３８号
【特許文献２】国際公開第２００５／０６７３４０号
【特許文献３】特開２００７−０４３５１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら実際に上記従来の技術では、発声する人の周囲に存在する背景雑音（騒音）、すなわちいわゆる気導音１０も少なからず収音してしまう。これは、同じく（表１）を見ればわかるように、振動伝達部材１０７として採用している上記シリコーンエラストマーやウレタンエラストマーなどのプラスチック材料の音響インピーダンス＝２４８×１０4（ｋｇ／ｍ2・ｓ）が、軟質組織（皮膚）だけでなく、空気の音響インピーダンス＝４１５（ｋｇ／ｍ2・ｓ）ともかなり近い値を有しているためである。
【００１３】
この点について、図１を用いてより詳細に述べる。実はほとんどの場合、収音対象物３とカバー部材９の開口端部との間には、わずかな隙間１８が生じている。そして、振動伝達部材１０７は、その隙間１８において外部の空気と接触している。
【００１４】
ここで先ほども述べたように、プラスチック材料からなる振動伝達部材１０７と空気とは、かなり近い音響インピーダンスを有している。したがって、できるだけ収音したくない背景雑音（騒音）、いわゆる気導音１０ａが、このわずかな隙間１８を介して接触式マイクロホン１００の内部へと侵入し、本来収音したい体内伝導音４に混入して収音される。あるいは、収音対象物３（皮膚）を介して接触式マイクロホン１００に収音される外部からの気導音１０ｂ（今後、併せて「気導音１０」と表記）も存在する。気導音１０ｃについては、カバー部材９による反射や、その内部にある制振部材１０８による吸収により、マイクロホン素子２への到達を低減することができる。しかしながら、気導音１０ａ及び１０ｂについては、本来収音したい体内伝導音４に混入するので、相手の話す内容が明瞭に聴き取れず、あるいは携帯情報端末機側の音声入力・音声認識のエラーを引き起こしてしまうなどの問題があった。
【００１５】
本発明の目的は、ＮＡＭマイクロホンなどの接触式マイクロホンの耐騒音性をさらに改善し、通常音声や非可聴つぶやき音声などのみを明瞭に収音し易くする接触式マイクロホン及び接触式マイクロホンを備える送受信装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の接触式マイクロホンは、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の前記振動膜に接触し、前記振動膜と対向する側より伝達される振動を前記マイクロホン素子へと伝達する振動伝達部材と、開口部を有し前記マイクロホン素子及び振動伝達部材を格納するカバー部材と、前記カバー部材の前記開口部を覆って配置されるとともに前記振動伝達部材と接触する収音当接部材と、を備え、前記収音当接部材は、前記振動伝達部材が貫通する貫通孔が形成された、構成を採る。
【００１７】
本発明の送受信装置は、上記接触式マイクロホンを備える構成を採る。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、耐騒音性がさらに改善され、通常音声のみならず話者のつぶやき音などのような非可聴な音声や物音のみを明瞭に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。また、声帯等から離れた耳下の近くに設置可能にするなど、装着箇所の適用範囲を飛躍的に拡大することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】従来の接触式マイクロホンの基本構造を示す側断面図
【図２】本発明の実施の形態１の実施例１における接触式マイクロホンの分解斜視図
【図３】（ａ）本実施例１における接触式マイクロホン１の全体側断面図、（ｂ）振動伝達部材の先端部の拡大図
【図４】本発明の実施例１における接触式マイクロホンのＳ／Ｎ比を評価する方法を示す図
【図５】本発明の実施例１における接触式マイクロホンの作製方法の例を示す図
【図６】本発明の実施例１における接触式マイクロホンの作製方法の例を示す図
【図７】本発明の実施例１における接触式マイクロホンの作製方法の例を示す図
【図８】本発明の実施例１における接触式マイクロホンの作製方法の例を示す図
【図９−１】本発明の実施例１における接触式マイクロホンの作製方法の例を示す図
【図９−２】本発明の実施例１における接触式マイクロホンの作製方法の例を示す図
【図１０】各タイプのＮＡＭマイクを耳下に装着して測定した値を表にして示す図
【図１１】（ａ）本実施例２における接触式マイクロホン１ａの側断面図、（ｂ）本実施例２の変形例における接触式マイクロホン１ｂの側断面図
【図１２】（ａ）本実施例３における接触式マイクロホン１ｃの側断面図、（ｂ）本実施例３の変形例における接触式マイクロホン１ｄの側断面図
【図１３】本発明の実施の形態２の接触式マイクロホンを搭載する送受信装置を示す斜視図
【図１４】本実施の形態２の接触式マイクロホンを搭載する送受信装置を頭部へ装着した場合の側面図
【図１５】本実施の形態２の接触式マイクロホンを搭載する送受信装置における上記接触式マイクロホンの配置を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の各実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２１】
（実施の形態１）
[実施例１]
図２は、本発明の実施の形態１の実施例１における接触式マイクロホンの分解斜視図、図３は、本実施例１における接触式マイクロホンの側断面図を示す図である。図３（ａ）は、本実施例１における接触式マイクロホン１の全体側断面図であり、図３（ｂ）は、振動伝達部材７の先端部の拡大図である。
【００２２】
ここではまず図２を用いて、ＳＵＳ製（２００μ厚）の収音当接部材１２を有する接触式マイクロホンについて説明する。従来の接触式マイクロホン１００（図１参照）と共通又は同様の部材については、同じ符号を用いて説明する。ちなみに貫通孔１２ａを有する収音当接部材１２及びシール材３０は、従来の接触式マイクロホン１００（図１参照）には無い部材である。また、後に述べる振動伝達部材７及び制振部材８に関しても、従来の接触式マイクロホン１００（図１参照）が有する振動伝達部材１０７（図１参照）及び制振部材１０８（図１参照）とは若干異なる構成を有している。そしてこれらが、本発明の特徴的な部分となっている。
【００２３】
図３（ａ）における本実施例１の接触式マイクロホン１のマイクロホン素子２は、皮膚などの収音対象物３より収音した話者の音声などの体内伝導音４、すなわち前記マイクロホン素子２の振動膜５と対向する側より伝達される振動が、シール材３０と収音当接部材１２と振動伝達部材７とを介して振動膜５に伝わると、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。
【００２４】
<カバー部材９>
カバー部材９は、従来の接触式マイクロホン１００（図１参照）と同様に、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。カバー部材９は、収音当接部材１２と入れ子構造となる。
【００２５】
<制振部材８>
制振部材８は、従来の接触式マイクロホン１００（図１参照）と同様に、背景雑音である気導音１０が接触式マイクロホン１の背面から侵入するのを防止する。制振部材８は、例えば弾性エポキシ樹脂とシリカ２７との複合材であり、マイクロホン素子２の収音開口部１１を除く全体を覆うよう構成されている。それに加えて本実施例１の制振部材８は、従来の接触式マイクロホン（図１参照）とは異なり、収音当接部材１２とも接しており、振動伝達部材７の周囲を取り囲むように配置されている。そして、マイクロホン素子２の本体と振動伝達部材７及び制振部材８は、カバー部材９と収音当接部材１２とにより、内部に密閉されている。振動伝達部材７は、収音当接部材１２の略中央部とマイクロホン素子２の収音開口部１１の略中央部とを結んで配置されている。本実施例１の場合、マイクロホン素子２の収音開口部１１の略中央部は、収音当接部材１２の略中央部の直下に配置されおり、その最短距離を結ぶよう、振動伝達部材７が設けられている。なお、マイクロホン素子２の振動膜５も、基本的には振動伝達部材１０７（図１参照）と同様のプラスチック材料により形成されている。
【００２６】
制振部材８は、フェニルアミノシランにより表面改質したシリカ粉（アドマテックス社製ＳＣ６２０２−ＳＸＣ）を重量比で５０％分散させた弾性エポキシ樹脂系複合材を用いている。このように、シリカのような無機材料系フィラーを含むことで弾性率が増大し、カバー部材９やマイクロホン素子２の金属部分との密着性が増加する。また、内包したマイクロホン素子２がしっかり固定されるので、マイクロホン素子２の振動膜５のみではなくマイクロホン素子２全体が動くことによる伝達振動の損失を防いでいる。
【００２７】
それに加えて、制振部材８の音響インピーダンスが、カバー部材９やマイクロホン素子２の金属部分の音響インピーダンスにより近い値となるので、これらの金属部分と制振部材８との界面での反射が抑制され、制振部材８中の弾性エポキシ樹脂成分による振動の吸収損失に効果がある。
【００２８】
また、制振部材８に分散される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る。これは、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、分散性が悪いために沈降・偏析しやすく、接触式マイクロホン２の機械的強度を下げてしまうためである。
【００２９】
また、制振部材８に分散される無機材料系フィラーとしては、先に述べたシリカの他に、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、チタニアなどを用いることができる。そしてこれらは単独であってもよく、上記の中から２種類以上選択され混合されたものが用いられても構わない。
【００３０】
次に、制振部材８に分散される無機材料系フィラーの含有率についてであるが、７５％以上だと粘度の上昇により製造プロセスによるハンドリングが困難となると同時に、２液エポキシ樹脂でたびたび問題となる可使時間の短縮につながり、含有率が５％以下だと制振効果が認められないことがわかっている。これらのことから、制振部材８に分散される無機材料系フィラーの含有率は５〜７５％の範囲が好ましい。
【００３１】
<ワッシャ２２>
制振部材８の内部には、金属製のワッシャ２２が、マイクロホン素子２の周囲を取り囲むように配置されている。ワッシャ２２は、マイクロホン素子２を収音当接部材１２の略中心に配置する手助けとなっている。なお、ワッシャ２２は、マイクロホン素子２を収音当接部材１２の略中心に配置するためのものであり、設置を省略することも可能である。
【００３２】
<振動伝達部材７>
振動伝達部材７は、体内伝導音４の振動をマイクロホン素子２まで損失なく伝達する。振動伝達部材７は、例えばウレタンエラストマーにより構成され、その一方がマイクロホン素子２の振動膜５と接触している点では、従来の接触式マイクロホン１００（図１参照）と同様である。しかしながら、振動伝達部材７のもう一方は、従来の接触式マイクロホン１００（図１参照）のように、それ自体がシール材３０を介して収音対象物３と広く接しているわけではない。本実施例１の振動伝達部材７は、従来の接触式マイクロホン１００（図１参照）にはなかった、収音当接部材１２のほぼ中央部付近と接している。また、振動伝達部材７の一部が収音当接部材１２の略中央部に入り込んだ構造となっており、接触式マイクロホン１自体の低背化・小型化にも寄与している。
【００３３】
なお、本実施例１において採用した振動伝達部材７としては、ウレタンエラストマーに無機フィラー（本実施例１においてはシリカ２７）を複合化させ、体積弾性率を傾斜させたものを用いた。この体積弾性率の傾斜は例えば、硬化前にそれらの成分の比重差による自然沈降法を用いることで、収音当接部材１２側では無機フィラー（シリカ２７）を多く存在させ、マイクロホン素子２の振動膜５側では少なく存在させるようにすれば可能である。このようにすれば、収音当接部材１２との接触面と、マイクロホン素子２の振動膜５との接触面のそれぞれにおいて、振動伝達部材７の体積弾性率を収音当接部材１２又は振動膜５に近いものとすることができる。こうして、それぞれの接触面において音響インピーダンスのマッチングが図られ、体内伝導音４による振動の反射減衰が低減される。
【００３４】
<音響ファイバ１９ｂ>
振動伝達部材７は、円筒１９ａに格納され、音響ファイバ１９ｂを構成する。音響ファイバ１９ｂは、円筒１９ａの空洞内部に振動伝達部材７が充填されている。音響ファイバ１９ｂは、収音当接部材１２から振動伝達部材７へと伝達される体内伝導音４の振動が、マイクロホン素子２の振動膜５以外の部分へと拡散するのを防ぐ働きを有する。さらに、音響ファイバ１９ｂは、周囲の空気からいわゆる雑音として制振部材８に伝達される気導音１０の振動が、マイクロホン素子２の振動膜５へと伝達するのを防ぐ役割も有する。円筒１９ａの断面は、収音当接部材１２の収音対象物３との接触面の裏面及びマイクロホン素子２の収音開口部１１と対向し、円筒１９ａの側面は制振部材８と当接している。
【００３５】
<収音当接部材１２>
収音当接部材１２は、例えば２００μ厚のＳＵＳ３０４、すなわち金属部材により構成されている。先の（表１）に示すとおり、金属部材の音響インピーダンスは４１６０×１０4ｋｇ／ｍ2・ｓで、収音対象物３として想定している皮膚などの軟質組織はもちろん、外部からの気導音１０を伝達する空気や、振動伝達部材７を構成するプラスチック部材と大きく異なる。すなわち、本実施例１の接触式マイクロホン１は、このような音響インピーダンスが著しく異なる部材を、収音対象物３からマイクロホン素子２の振動膜５へと至る体内伝導音４の伝達経路に配置していることになる。
【００３６】
本実施例１の収音当接部材１２は、例えばアルミニウム金属製のキャップ形状１．５ｍｍ厚の当接部材を有しており、カバー部材９との入れ子構造により、嵌合・接着されている。
【００３７】
さらに、本実施例１における収音当接部材１２として採用している金属材料はＳＵＳやアルミ二ウムであるが、これは以下の理由による。
【００３８】
一般に、音響インピーダンスは（式３）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４）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。
【００３９】
Ｚ＝ρ・ｃ    （式３）
ｃ＝√（ｋ／ρ）    （式４）
したがって、（式３）、（式４）より、音響インピーダンスＺと密度ρと体積弾性率ｋとの関係は以下のように導かれる。
【００４０】
Ｚ＝√（ρ・ｋ）    （式５）
【００４１】
【表２】
2013207343.tif 000004
ここで（表２）に示す、各種金属の音速ｃを参照すると、鉄系やアルミ系、チタン系金属の音速ｃが、他の金属よりも比較的大きいことがわかる。（式３）より明らかなように、音響インピーダンスＺは音速ｃに比例する。鉄系やアルミ系、チタン系金属などの音響インピーダンスは、他の金属よりも相対的に大きな値となるため、好んで用いられる。
【００４２】
また、振動伝達部材７と収音当接部材１２との接触部は、収音当接部材１２の略中心に設けられている。また、振動伝達部材７と収音当接部材１２との接触部が有する接触面積のうち、収音当接部材１２がシール材３０を介して収音対象物３と接触する面と平行な方向の接触面積は、振動伝達部材７の他の部分における平行方向の断面積以下となっている。さらに、収音当接部材１２がシール材３０を介して収音対象物３と接触する面と平行な方向において、マイクロホン素子２、振動伝達部材７及び収音当接部材１２のそれぞれの中心は、収音当接部材１２がシール材３０を介して収音対象物３と接触する面と垂直な方向において略同一の軸上にある。
【００４３】
収音当接部材１２は、円筒形のカバー部材９と入れ子構造となる、有底円筒形状のキャップ形状を有する。
【００４４】
また、収音当接部材１２の略中心には、貫通孔１２ａが形成され、貫通孔１２ａには振動伝達部材７が充填される。貫通孔１２ａの径は、気導音１０が伝達してくると考えられる接触式マイクロホン１の外周部からの距離を制御する。
【００４５】
ここで、混入する雑音を小さくする効果だけを考慮した場合、収音当接部材１２に開口部（例えば、貫通孔１２ａ）を設けない態様にすると、より高い雑音低減効果があることは言うまでもない。しかしその一方で、収音当接部材１２は、収音対象物３（皮膚など）からの固体振動をも減衰させる影響がある。接触式マイクロホン１が、話者の顎等の近傍に設置される場合は、収音当接部材１２に開口部を設けない態様が好ましい。しかし、触式マイクロホン１が、話者の顎等から離れた、例えば耳の近くに設置される場合、収音対象物３（皮膚など）からの固体振動の減衰は無視できない程度となる。そこで、本実施例１では、収音当接部材１２の略中心に貫通孔１２ａを開口した。貫通孔１２ａの径は、接触式マイクロホン１の使用環境等を考慮して決定される。また、接触式マイクロホン１が、話者の顎等の近傍に設置される場合は、収音当接部材１２に貫通孔１２ａを設けない態様が有効である。
【００４６】
本実施例１においては、収音当接部材１２に貫通孔１２ａを形成し、貫通孔１２ａには振動伝達部材７が充填される。貫通孔１２ａに充填された振動伝達部材７は、収音当接部材１２の端面において露出することになる。収音当接部材１２の端面を封止する目的でシール材３０を設置する。したがって、振動伝達部材７は、貫通孔１２ａを通してシール材３０に達し、シール材３０を介して収音対象物３と接触する。
【００４７】
このような構造をとることにより、収音対象物３（皮膚など）からの固体振動は、シール材３０を介して振動伝達部材７に伝達する一方、気導音１０（騒音）が固体振動として接触式マイクロホン１の外周部から収音当接部材１２の貫通孔１２ａまで伝達される距離を大きくする（すなわち、音が通過するエリアまでの距離をかせぐ）。その結果、接触式マイクロホン１を装着した話者の周辺より混入する雑音を小さくする効果がある。
【００４８】
このように、上記貫通孔１２ａを有する収音当接部材１２を設けることで、Ｓ／Ｎ比が向上し、接触式マイクロホン１を装着した話者の会話音声の収音性が高まる効果がある。さらに、接触式マイクロホン１を、話者の声帯等から離れた、例えば耳下の近くに設置することが可能になる。
【００４９】
<シール材３０>
シール材３０は、収音対象物３と接触する振動伝達部材７の表面を、水・油・塵埃等から保護する封止材料である。シール材３０は、振動伝達部材７の表面の封止を目的とするものであり、シート材であっても接着剤等の塗布のいずれであってもよい。シール材３０は、水・油など耐環境性の観点からは厚い方が良く、振動を振動伝達部材７に伝える観点（感度）からは薄い方が良い。本実施例１では、シール材３０の厚さは、１００μ〜１ｍｍ（好ましくは３００μ〜７００μ）とした。シール材３０は、弾性シリコン樹脂、例えばアクリルシリコン系接着剤であるセメダイン製スーパーＮｏ．Ｘ８００８又はクレハエラストマー製超薄膜ゴムシート等が好ましく用いられる。本実施例１において採用したシール材３０は、収音当接部材１２の全面を覆う被覆面積とした。
【００５０】
ここで、収音当接部材１２の一部を露出して金属の一部を皮膚に当接させる構成であってもよい。収音当接部材１２の一部を皮膚に当接させる構成を採ると、人体からの電磁波によるハム音対策として効果がある。同様の理由で、上記弾性シリコン樹脂に導電性を付与しても構わない。
【００５１】
また、図３（ｂ）に示ように、シール材３０は、振動伝達部材７の上部部分が盛り上がる凸部３０ａを有する構成であってもよい。収音当接部材１２の貫通孔１２ａ内の振動伝達部材７は、環境温度変化を受けて線膨張係数により貫通孔１２ａ内を上に盛り上がったり、凹んだりする。そこで、振動伝達部材７の上部部分をシール材３０を介して、確実に皮膚に当接させるため、シール材３０に５０μ〜１００μほどの凸部３０ａを積極的に設けている。
【００５２】
以上の構成により、本実施例１の接触式マイクロホン１は、騒音環境下による周囲の背景雑音の混入を反射・抑制し、目的とする収音対象物の振動のみを効率よく収音することができる。その結果、耐騒音性がさらに改善され、通常音声のみならず話者のつぶやき音などのような非可聴な音声や物音のみを明瞭に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。その特徴と効果については、後ほどさらに詳細に説明する。
【００５３】
以上に述べた構成を有する本実施例１の接触式マイクロホン１の特徴について、これより述べる。
【００５４】
先ほども述べたように、本実施例１の接触式マイクロホン１が有する収音当接部材１２は、例えば２００μ厚のＳＵＳ３０４、すなわち金属部材により構成されている。先の（表１）に示すとおり、金属部材の音響インピーダンスは４１６０×１０4ｋｇ／ｍ2・ｓで、収音対象物３として想定している皮膚などの軟質組織はもちろん、外部からの気導音１０を伝達する空気や、振動伝達部材７を構成するプラスチック部材と大きく異なる。
【００５５】
すなわち、本実施例１の接触式マイクロホン１は、このような音響インピーダンスが著しく異なる部材を、収音対象物３からマイクロホン素子２の振動膜５へと至る体内伝導音４の伝達経路に配置していることになる。この場合、従来の常識では、収音当接部材１２と収音対象物３又は振動伝達部材７との境界面において、体内伝導音４の反射が大きくなり、マイクロホン素子２の振動膜５へは伝達しにくくなるはずである。
【００５６】
しかしながら、このようなデメリットがあったとしても、できるだけ収音したくない外部からの気導音１０の減衰率が、収音したい体内伝導音４の減衰よりも大きい。つまり、従来の接触式マイクロホン１００（図１参照）よりも、本実施例１の接触式マイクロホン１のほうが、Ｓ／Ｎ比としては高いので、体内伝導音４をより効率的に収音することができる。
【００５７】
その理由については次のように考えられる。図３（ａ）に示す本実施例１の収音当接部材１２に体内伝導音４が与えられた場合、その物理的な振動による振幅は、収音当接部材１２の中心部において最も大きくなる。そして、その体内伝導音４による物理的な振動が最も大きくなる収音当接部材１２の中心部からマイクロホン素子２の振動膜５へと至る経路には、マイクロホン素子２の振動膜５と同様、プラスチック材料により構成された振動伝達部材７が配置されている。これにより、体内伝導音４による物理的な振動を効率的にマイクロホン素子２の振動膜５へと伝えることができる。
【００５８】
なおかつ、振動伝達部材７の周囲には、制振部材８が配置されている。このことは、収音当接部材１２の中心部以外の部分から侵入しようとする外部からの気導音１０が制振部材８によってくい止められ、マイクロホン素子２の振動膜５にまで達しにくいことを意味する。そして、マイクロホン素子２の本体と振動伝達部材７及び制振部材８は、カバー部材９と収音当接部材１２とにより、それらの内部に密閉されているため、従来の接触式マイクロホン１００（図１参照）とは異なり、外部からの気導音１０が侵入する余地は無い。よって、外部からの気導音１０がマイクロホン素子２の振動膜５に到達するためには、収音当接部材１２の周辺部から、結果的に距離が遠く、音の伝達効率に優れた振動伝達部材７が接触している収音当接部材１２の中央部まで廻り込まなければならない。この廻り込みの間に、外部からの気導音１０の減衰は、より大きくなるのである。
【００５９】
以上のように、図２（ａ）に示す本実施例１の接触式マイクロホン１は、本来収音したい体内伝導音４にとっては、より収音されやすく、できるだけ収音したくない外部の気導音１０にとっては、より収音されにくい構造を有している。そのため、外部の気導音１０に対する体内伝導音４のＳ／Ｎ比が改善され、体内伝導音４をより効率的に収音することができる。
【００６０】
このような本実施例１の接触式マイクロホン１が、従来の接触式マイクロホン１００（図１参照）に対して、実際にどれくらい性能が上がったかについて、これより示す。性能の良し悪しを判断するために、騒音環境下における接触式マイクロホンのＳ／Ｎ比と明瞭度の評価を行った。
【００６１】
最初に、本実施例１を含む本発明の接触式マイクロホンのＳ／Ｎ比を評価する方法を、以下に示す。
【００６２】
図４は、接触式マイクロホンのＳ／Ｎ比を評価する方法を示す図である。なお、このＳ／Ｎ比の評価方法は、全ての接触式マイクロホンに対して共通に用いられる。まず、半無音響室１４の中で、展示会場の雑踏を録音した音声ファイル（日本音響学会配布）１９を背景雑音、すなわち外部の気導音１０として再生装置１３ａにより再生し、アンプ１３ｂを介してスピーカ１３ｃより流す。その状態で、騒音計により１００ｄＢと計測される位置において、ユーザ１５が、接触式マイクロホン（本実施例１においては図３（ａ）に示す接触式マイクロホン１）を咽喉あたりに装着する。そして、ユーザ１５が、日本聴覚医学会にて推奨されている単音節２０語音表の文字を、通常発話（約９０ｄＢ）で各２秒おきに発音し、録音機１６にて録音を行う。その録音波形を基に、接触式マイクロホン１で収音された外部の気導音１０と、話者の発声すなわち体内伝導音４との音圧比を、下記に記す（式２）を用いてｄＢ換算してＳ／Ｎ比とし、評価を行う。
【００６３】
Ｓ／Ｎ比（ｄＢ）＝２０ｌｏｇ（Ｓ／Ｎ）    （式２）
さらに、先のＳ／Ｎ比測定時に得られた単音節２０語音表の録音音声ファイルを、任意被験者４名に聴かせ、聞き取った文字を記録してもらう。そして、それぞれの正答率を計算して単音節明瞭度とし、その単音節明瞭度を０．８５で除して文章了解度として評価を行う。ちなみに、文章了解度を算出する際に単音節明瞭度を０．８５で除するのは、一般に「単音節明瞭度の正答率が８５％あれば文章了解度は１００％となる」と言われているためである。
【００６４】
なお、このような評価方法の詳細については、「公害防止管理者等など資格認定講習用  新・公害防止の技術と法規２００９  騒音・振動編」のｐ１１７にも記載されている。
【００６５】
以上の方法により評価を行った結果、図３（ａ）に示す本実施例１における接触式マイクロホン１のＳ／Ｎ比は２０ｄＢであり、１００ｄＢ騒音下における文章了解度は７５％であることがわかった。これに対し、従来の接触式マイクロホン１００（図１参照）のＳ／Ｎ比は７ｄＢであった。以上のことから、図３（ａ）に示す本実施例１における接触式マイクロホン１のＳ／Ｎ比がかなり向上していることが明らかとなった。
【００６６】
このように、性能が改善された本実施例１の接触式マイクロホン１は、例えば以下のようなプロセスにより作成できる。まず図３（ａ）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７を格納するための格納部（図示せず）が、例えば２液系弾性エポキシ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、制振部材８及びカバー部材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内の格納部の底面にマイクロホン素子２が設置される。その後、マイクロホン素子２の収音開口部１１にウレタンエラストマーが注入・ポッティングされ、８０℃で１時間の加熱により振動伝達部材７が形成される。このとき、振動伝達部材７は自らの表面張力により先端部が半球状になっている。そして、収音当接部材１２、すなわち厚み２００μのＳＵＳ製の蓋が、同じく制振部材８を形成する際に用いた２液系弾性エポキシ樹脂を接着剤として、８０℃で１時間の加熱硬化により接着固定されると、先の図３（ａ）に示す接触式マイクロホン１が完成する。
【００６７】
なお、本実施例１において制振部材８として用いた弾性エポキシ樹脂としては、例えばセメダイン社製ＥＰ００１（業務用エポキシ樹脂系弾性接着剤）を変性ポリアミン硬化剤にて等量混合し、８０℃にて硬化させたものが好ましく用いられる。また、本実施例１において振動伝達部材７として用いたウレタンエラストマーとしては、例えば（株）エクシールコーポレーション社製ポリウレタン人肌のゲル原液（Ｃ−１５の主剤と硬化剤を３：１にて混合し、８０℃にて硬化させたもの）が好ましく用いられる。さらに、収音当接部材１２及びカバー部材９については、体内気導音４を伝達する空気（４１５ｋｇ／ｍ2・ｓ）と音響インピーダンスの値がかけ離れた材質を有する鉄、ステンレス、アルミニウムなどの金属（４１６０×１０4ｋｇ／ｍ2・ｓ）の他に、ガラスなどのセラミックス（１１２２×１０4ｋｇ／ｍ2・ｓ）であっても構わない。
【００６８】
以上のように、本実施例１の接触式マイクロホンを用いれば、耐騒音性がさらに改善され、騒音環境下で通常音声や非可聴つぶやき音声などが明瞭に収音し易くなる。
【００６９】
以下、本実施例１の接触式マイクロホンと従来の接触式マイクロホンとを対比して説明する。
【００７０】
従来の接触式マイクロホンは、できるだけ静かな雑音のない環境で使用することを前提としている。例えば、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などへの適用である。従来の接触式マイクロホンは、Ｓ／Ｎ比のＮ（ノイズ）ができるだけ少ない環境下において、Ｓ（信号成分）の増大を図ろうとする。従来の接触式マイクロホンは、騒音環境下で使用すること、それ自体が想定されていない。騒音環境下は、例えばヘッドホンのようスピーカ部に近接した接触式マイクロホン、狭小な筐体内にスピーカ部に近接して配置される接触式マイクロホンが挙げられる。本発明者によれば、従来の接触式マイクロホンは、上記騒音環境下では、Ｎ（ノイズ）があまりに大きく、実用化レベルにはないことが判明した。
【００７１】
これに対して、本実施例１の接触式マイクロホン１は、収音当接部材１２が、カバー部材の開口部１１を覆うように配置されている。このため、検知しようとする信号成分の減少が懸念された。しかしながら、本発明者の実験等によれば、収音当接部材１２が、開口部１１を覆う形でありながら、信号成分減少は実装上問題にならないレベルであることが判明した。収音当接部材１２を、振動膜５に対向するその中心に配置したこと、及び収音当接部材１２の材質に音響インピーダンスＺが大きく異なる材料を用いたことが奏功したと考えられる。なお、収音当接部材１２の厚さも最適化している。
【００７２】
また、本実施例１の接触式マイクロホン１は、収音当接部材１２に貫通孔１２ａを形成し、貫通孔１２ａに振動伝達部材７を充填する。振動伝達部材７の収音当接部材１２端面は、シール材３０により封止され、収音対象物３は、シール材３０を介して収音対象物３振動伝達部材７に接触する。
【００７３】
以上の構成により、本実施例１の接触式マイクロホン１は、騒音環境下による周囲の背景雑音の混入を反射・抑制し、目的とする収音対象物の振動のみを効率よく収音することができる。その結果、耐騒音性がさらに改善され、通常音声のみならず話者のつぶやき音などのような非可聴な音声や物音のみを明瞭に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。ヘッドホンのようなスピーカ部に近接してマイクロホンを配置可能な送受信装置に搭載することが可能である。また、接触式マイクロホン１を、話者の声帯等から離れた、例えば耳下の近くに設置することが可能になる。
【００７４】
このような本実施例１における接触式マイクロホン１は、例えば、以下のようなプロセスにより作製することができる。
【００７５】
図５乃至図９は、本発明の実施例１における接触式マイクロホン１の作製方法の例を示す図である。
【００７６】
まず、図５（ａ）に示すように、まず、旋盤ドリル２６などにより、収音当接部材１２の中央部に貫通孔２４を開ける。収音当接部材１２については、体内気導音４を伝達する空気（４１５ｋｇ／ｍ2・ｓ）と音響インピーダンスの値がかけ離れた材質を有する鉄、ステンレス、アルミニウムなどの金属（４１６０×１０4ｋｇ／ｍ2・ｓ）の他に、ガラスなどのセラミックス（１１２２×１０4ｋｇ／ｍ2・ｓ）であっても構わない。
【００７７】
次に、図５（ｂ）に示すように、貫通孔１２ａを開けた収音当接部材１２を、載置台３５に載置する。そして、制振部材８を用いて金属製の円筒１９ａを収音当接部材１２の裏側中央部に接着し、８０℃で１時間硬化させる。その際、金属製の円筒１９ａの端部断面が貫通孔２４の輪郭を囲むように、金属製の円筒１９ａを配置する。なお、この円筒１９ａについても、先に述べた収音当接部材１２と同様に、体内気導音４を伝達する空気（４１５ｋｇ／ｍ2・ｓ）と音響インピーダンスの値がかけ離れた材質を有する鉄、ステンレス、アルミニウムなどの金属（４１６０×１０4ｋｇ／ｍ2・ｓ）の他に、ガラスなどのセラミックス（１１２２×１０4ｋｇ／ｍ2・ｓ）であっても構わない。
【００７８】
そして、図５（ｃ）に示すように、ウレタンエラストマーに無機フィラーを複合化させた振動伝達部材７を、その円筒１９ａの空洞内部に注入する。振動伝達部材７は、収音当接部材１２の貫通孔１２ａの端部まで充填される。この、ウレタンエラストマーに無機フィラーを複合化させた振動伝達部材７は、例えばウレタンエラストマー（例えば（株）エクシールコーポレーション社製ポリウレタン人肌のゲル原液（Ｃ−１５）の主剤と硬化剤）に、あらかじめγ―アミノプロピルトリアルコキシシラン、又はグリシドキシプロピルトリアルコキシシランなどで表面処理したシリカフィラー（粒子径：数十μから数百μ）を２０ｗｔ％分散させた。
【００７９】
さらに、図６（ａ）に示すように、振動伝達部材７を室温下で５時間、放置した後、８０℃にて１時間硬化させる。このような放置処理により、図６（ｂ）に示すように、振動伝達部材７に含有されるフィラー（シリカ２７）が、ウレタンエラストマーとの比重の差により自然沈降する。そして、収音当接部材１２側ではシリカフィラーが多く存在し、マイクロホン素子２の振動膜５側では少なく存在する状態となった音響ファイバ１９ｂが形成される。すなわち、振動伝達部材７は体積弾性率が傾斜し、収音当接部材１２との接触面と、マイクロホン素子２の振動膜５との接触面のそれぞれにおいて、振動伝達部材７の体積弾性率を収音当接部材１２又は振動膜５に近いものとすることができる。こうして、それぞれの接触面において音響インピーダンスのマッチングが図られ、体内伝導音４による振動の反射減衰が低減される。その後、図６（ｃ）に示すように、硬化前の制振部材８を音響ファイバ１９ｂの周辺部分に充填する。
【００８０】
一方、図７（ａ）に示すように、カバー部材９の略中心部には、導線６と接続されたマイクロホン素子２を配置する。このとき、マイクロホン素子２の導線６は、カバー部材９に設けられた貫通孔（符号は図示せず）に通し、カバー部材９の外部に出しておく。なお、このカバー部材９についても、先に述べた収音当接部材１２と同様に、体内気導音４を伝達する空気（４１５ｋｇ／ｍ2・ｓ）と音響インピーダンスの値がかけ離れた材質を有する鉄、ステンレス、アルミニウムなどの金属（４１６０×１０4ｋｇ／ｍ2・ｓ）の他に、ガラスなどのセラミックス（１１２２×１０4ｋｇ／ｍ2・ｓ）であっても構わない。
【００８１】
次に、その状態で、制振部材８の硬化前の前駆体である、例えばシリカを５０ｗｔ％含む２液系弾性エポキシ樹脂を、マイクロホン素子２の高さ近くまで充填する。そして、図７（ｂ）に示すように、その制振部材８の硬化前の前駆体であるエポキシ樹脂の上に、マイクロホン素子２の径に合わせて穴が設けてあるワッシャ２２を載せる。このとき、マイクロホン素子２がワッシャ２２の貫通孔の内部の略中心に配置されるよう、ワッシャ２２を設置する。すなわち、ワッシャ２２は、マイクロホン素子２をカバー部材９に配置する際の、位置決めを行う役割をも担っている。なお、このワッシャ２２についても、先に述べた収音当接部材１２と同様に、体内気導音４を伝達する空気（４１５ｋｇ／ｍ2・ｓ）と音響インピーダンスの値がかけ離れた材質を有する鉄、ステンレス、アルミニウムなどの金属（４１６０×１０4ｋｇ／ｍ2・ｓ）の他に、ガラスなどのセラミックス（１１２２×１０4ｋｇ／ｍ2・ｓ）であっても構わない。これにより、カバー部材９側よりマイクロホン素子２の収音開口部１１から振動膜５へと侵入しようとするノイズ音を、制振部材８とともに、さらに低減させることができる。その状態で、８０℃で１時間の加熱により硬化し、制振部材８の一部が形成される。
【００８２】
さらに、図７（ｃ）に示すように、マイクロホン素子２の収音開口部１１より、ウレタンエラストマー（例えば（株）エクシールコーポレーション社製ポリウレタン人肌のゲル原液（Ｃ−１５）の主剤と硬化剤を３：１にて混合したもの）７ｃを注入し、８０℃で１時間加熱・硬化させることにより、振動伝達部材７の一部が形成される。このとき、振動伝達部材７は自らの表面張力により先端部が半球状になっている。このウレタンエラストマー７ｃは、先の振動伝達部材７を作製する過程で無機フィラーを複合化させていないものと同等である。
【００８３】
以上のようにそれぞれ作業を終えた収音当接部材１２（図５、図６参照）とカバー部材９（図７参照）とを、図８に示すように、互いに嵌合させる。このとき、図９（ａ）に示すように、あらかじめ収音当接部材１２に設けられた排出孔２５より、制振部材８の硬化前の前駆体であるエポキシ樹脂の余剰分が排出される。そうすれば、制振部材８の内部などに空洞が生ずることもなく、必要十分な制振部材８が充填される。その後、図９（ｂ）に示すように、約４００ｇの錘を載せた状態にて８０℃で１時間加熱・硬化させる。
【００８４】
このとき、マイクロホン素子２の内部にある振動膜５側に充填されたウレタンエラストマー７ｃは、もともと、先の振動伝達部材７を作製する過程で無機フィラーを複合化させていないものと同様である。したがって、ウレタンエラストマー７ｃは、音響ファイバ１９ｂの円筒１９ａ内に充填された振動伝達部材７と一体化し、結果的にはその一体化したものも振動伝達部材７ということになる。そして、収音当接部材１２側では、シリカフィラーが多く存在し、マイクロホン素子２の振動膜５側ではほとんど存在しない状態となった音響ファイバ１９ｂが形成される。すなわち、振動伝達部材７は体積弾性率が傾斜し、収音当接部材１２との接触面と、マイクロホン素子２の振動膜５との接触面のそれぞれにおいて、振動伝達部材７の体積弾性率を収音当接部材１２又は振動膜５に近いものとすることができる。こうして、それぞれの接触面において音響インピーダンスのマッチングが図られ、体内伝導音４による振動の反射減衰が低減される。
【００８５】
そして、図９（ｃ）に示すように、収音当接部材１２の全面に、シール材３０を被覆して、本実施例１における接触式マイクロホン１が完成する。
【００８６】
なお、前記図３（ｂ）に示ように、シール材３０は、振動伝達部材７の上部部分が盛り上がる凸部を有する構成であってもよい。また、収音当接部材１２の一部を露出して金属の一部を皮膚に当接させる構成であってもよい。
【００８７】
以下、本実施例１の接触式マイクロホン１の測定結果について説明する。
【００８８】
図１０は、各タイプのＮＡＭマイクを耳下に装着して測定した値を表にして示す図である。図１０は、各タイプのＮＡＭマイクを、まず収音当接部材１２の有無により分類し、収音当接部材１２を有するものについては、収音当接部材１２の貫通孔１２ａの有無により分類する。そして、収音当接部材１２に貫通孔１２ａを有しないものについては、収音当接部材１２の、振動伝達部材７に対向する面に形成する凹部の有無により分類する。収音当接部材１２に貫通孔１２ａを有するものについては、収音当接部材１２の貫通孔１２ａの孔径により分類する。
【００８９】
図１０中、８０ｄＢ騒音下Ｓ／Ｎ比とは、８０ｄＢの騒音下「本日は、晴天なり」と喋った音圧スペクトルの平均パワーＲＭＳ値より算出したものである。また、相対感度とは、市販の咽喉マイクコメット製ＣＴＭ４８０（感度−４５±２ｄＢ）と同時装着にて静寂下、発話した時の音声ファイルの音圧比より計算により求めた相対感度を示している。また、３ｍｍ〜５ｍｍ孔付きの場合とは、シール材３０の厚み３００μで、シール材３０を収音当接部材１２の全面にコートした場合を示している。
【００９０】
図１０の表に示すように、収音当接部材無しのＮＡＭマイクは、８０ｄＢ騒音下Ｓ／Ｎ比「１５」、相対感度「−３４．７」で、各タイプのＮＡＭマイクの中でＳ／Ｎ比と相対感度が最も低い。なお、収音当接部材無しのＮＡＭマイクは、従来の接触式マイクロホン１００（図１参照）の構成である。
【００９１】
本発明の実施の形態１の接触式マイクロホン、特に本実施例１の接触式マイクロホン１は、「収音当接部材１２有り」の「孔（貫通孔１２ａ）有り」で示される。
【００９２】
図１０の表に示すように、本実施例１を含む「収音当接部材有り」の接触式マイクロホンは、「収音当接部材無し」のＮＡＭマイクに比べ、いずれもＳ／Ｎ比が高い。すなわち、本実施例１を含む「収音当接部材有り」の接触式マイクロホンは、収音当接部材１２が、収音したくない外部からの雑音を、収音したい体内伝導音４の減衰よりも大きく減衰させる。これにより、雑音Ｎを低減してＳ／Ｎ比を高めることで、体内伝導音４をより効率的に収音し、相対感度を高めることができる。
【００９３】
次に、本実施例１の接触式マイクロホン１と、「収音当接部材１２有り」の「孔（貫通孔１２ａ）無し」との相違点について、より詳細に説明する。まず、「収音当接部材１２有り」の「孔（貫通孔１２ａ）無し」において、貫通孔１２ａの代わりに、収音当接部材１２の裏面又は表面の略中心に形成される凹部（ディンプル）について述べる。
【００９４】
この凹部は、例えば、カバー部材９の開口部側に向かって拡がり、かつ収音対象物３に接する側の中央の肉厚が薄い形状である。収音当接部材１２は、凹部を設けることで、気導音１０（騒音）が固体振動として接触式マイクロホン１ｋの外周部から収音当接部材１２ｄの中央部まで伝達される距離を大きくする（すなわち、音が通過するエリアまでの距離をかせぐ）一方、体内伝導音４による垂直方向の振動を受ける面積は小さくして収音対象物３からの収音は良好に確保する。その結果、収音当接部材１２の当接部の中心部以外は厚いので、接触式マイクロホン１を装着した話者の周辺より混入する雑音を小さくする効果がある。
【００９５】
この、接触式マイクロホン１を装着した話者の周辺より混入する雑音を小さくする効果は、「収音当接部材１２有り」「孔（貫通孔１２ａ）無し」の「凹部無し」にも「凹部有り」にも見られる。しかしながら、「凹部無し」の接触式マイクロホンは、「凹部有り」のものと比較して、相対感度が測定出来ないほど低い。すなわち、「凹部無し」のものは、話者の周辺より混入する雑音だけでなく、収音対象物３からの収音をも小さくしてしまっている。
【００９６】
そして、図１０の表に示すように、本発明の実施例１の接触式マイクロホンは、「収音当接部材１２有り」「貫通孔１２ａ無し」の接触式マイクロホンと比較して、８０ｄＢ騒音下Ｓ／Ｎ比については同程度であるが、相対感度は高くなっている。すなわち、本発明の実施例１の接触式マイクロホンは、収音対象物３からの収音がさらに行いやすくなっている。これは、収音当接部材１２の中央部にある貫通孔１２ａから、マイクロホン素子２の振動膜５まで、ほぼ同程度の音響インピーダンスを有する音の通り道が形成されているためである。
【００９７】
同じ接触式マイクロホンであっても、装着箇所によって騒音下のＳ／Ｎ比及び相対感度は、異なる。例えば、収音当接部材１２に凹部が形成された接触式マイクロホンを、喉に装着した場合と耳下に装着した場合のＳ／Ｎ比及び相対感度について述べる。
【００９８】
皮膚の振動は、声帯からの距離に反比例して減衰する傾向にある。このため、耳下の場所により多少の違いはあるものの、喉と耳下では約６〜１５ｄＢの音圧差がある。耳下では、喉と比べ騒音Ｎは等しく混入する一方で、シグナルＳである皮膚振動は低くなるために見かけ上感度Ｓ及び騒音下のＳ／Ｎ比が低くなる方向にある。
【００９９】
収音当接部材１２の貫通孔１２ａの径は、Ｓ／Ｎ比と相対感度の結果から３ｍｍφから６ｍｍφが好ましく用いられる。
【０１００】
また、収音当接部材１２の凹部有りと凹部無しの接触式マイクロホンは、喉装着時にはＳ／Ｎ比がよく、また減衰の少ない喉のため実用上問題ない。しかしながら、耳下装着の場合には、音圧の皮膚伝導による減衰が大きいため、相対感度の値が低くなり、バックグラウンドであるホワイトノイズが課題となってくる。
【０１０１】
そこで、本実施例１の接触式マイクロホン１は、収音当接部材１２に貫通孔１２ａを形成し、少なくとも振動伝達部材７の収音当接部材１２端面をシール材３０により封止した構成を採る。この構成を採ることで、耳下装着の場合のように、話者の声帯等から離れた場所に装着する場合であっても、相対感度を高めることができる。その結果、接触式マイクロホン１を、声帯等から離れた耳下の近くに設置することが可能になる。
【０１０２】
[実施例２]
図１１は、本実施例２における接触式マイクロホンの側断面図を示す図である。図１１（ａ）は、本実施例２における接触式マイクロホン１ａの側断面図、図１１（ｂ）は、本実施例２の変形例における接触式マイクロホン１ｂの側断面図である。本実施例２の接触式マイクロホン１ａ、１ｂの構成は、先に述べた実施例１と共通している部分が多いため、それらについてはその説明をできるだけ省略し、主に、先に述べた実施例１と異なる部分について、これより説明する。
【０１０３】
図１１（ａ）に示すように、本実施例２における接触式マイクロホン１ａは、振動伝達部材７が、収音対象物３側に突出する凸部７ａを有する。振動伝達部材７の凸部７ａは、前記図５（ｃ）の載置台３５に凹部を形成しておくことで容易に形成することができる。
【０１０４】
シール材３０は、凸部７ａを有する振動伝達部材７の表面と収音当接部材１２の全面を覆う。シール材３０は、振動伝達部材７の凸部７ａを覆うことで、シール材３０に凸部が自然に形成される。シール材３０に凸部が形成されることの効果は、前記図３（ｂ）において説明した。なお、ワッシャ２２の設置位置が、本実施例１における接触式マイクロホン１と異なっているが、もともと省略可能なものである。
【０１０５】
図１１（ｂ）に示すように、本実施例２における接触式マイクロホン１ｂは、収音当接部材１２が、収音対象物３側に開口した貫通孔１２ａを有し、かつ振動伝達部材７が、収音当接部材１２の貫通孔１２ａに拡がり収音対象物３側に突出する凸部７ｂを有する。振動伝達部材７の凸部７ｂは、前記図５（ｃ）の載置台３５に凹部を形成しておくことで容易に形成することができる。
【０１０６】
シール材３０は、凸部７ｂを有する振動伝達部材７の表面と貫通孔１２ａを有する収音当接部材１２の全面を覆う。シール材３０は、振動伝達部材７の凸部７ｂを覆うことで、シール材３０に凸部が自然に形成される。
【０１０７】
なお、シール材３０が、振動伝達部材７及び収音当接部材１２の全面を覆う態様に代えて、少なくとも振動伝達部材７の表面を覆う態様でも構わない。また、振動伝達部材７の突出の態様においても、これまで説明してきたものに限られるものではない。例えば、図１１（ａ）に示す振動伝達部材７の凸部７ａの側部が、図１１（ｂ）に示す振動伝達部材７の凸部７ｂのような笠の形状を有してもよい。そして、その笠の形状を有する凸部７ａの側部が、収音当接部材１２の収音対象物３の側に面した表面上（すなわち図１１（ａ）においては収音当接部材１２のシール材３０との接触面の側）に張り出すような形態を取るようにしても構わない。このように構成することで、振動伝達部材７の凸部７ａがさらに構成しやすくなり、凸部７ａを、収音当接部材１２の収音対象物３の側に面した表面よりも確実に、収音対象物３の側へと突出させることができる。
【０１０８】
[実施例３]
図１２は、本実施例３における接触式マイクロホンの側断面図を示す図である。図１２（ａ）は、本実施例３における接触式マイクロホン１ｃの側断面図、図１２（ｂ）は、本実施例３の変形例における接触式マイクロホン１ｄの側断面図である。図１１（ａ）（ｂ）と同一構成部分には同一符号を付して重複箇所の説明を省略する。
【０１０９】
図１２（ａ）に示すように、本実施例３における接触式マイクロホン１ｃは、振動伝達部材７が、収音対象物３側に突出する凸部７ａを有する。但し、接触式マイクロホン１ｃは、シール材を振動伝達部材７及び収音当接部材１２の表面に積層又は塗布しない。すなわち、振動伝達部材７及び収音当接部材１２は、直接、収音対象物３に当接する。接触式マイクロホン１ｃは、シール材を設けないので、コスト低減を図ることができる一方、振動伝達部材７の表面が水・油など環境変化により劣化することが考えられる。しかしながら、凸部７ａを有することで、劣化等が生じたとしても振動伝達部材７の収音対象物３への当接の程度はそれほど劣化するものではない。なお、振動伝達部材７は、少なくとも収音対象物３側の表面が劣化に強い材質であることが好ましい。
【０１１０】
図１２（ｂ）に示すように、本実施例３における接触式マイクロホン１ｄは、収音当接部材１２が、収音対象物３側に開口した凹部１２ａを有し、かつ振動伝達部材７が、収音当接部材１２の貫通孔１２ａに拡がり収音対象物３側に突出する凸部７ｂを有する。但し、接触式マイクロホン１ｄは、図１２（ａ）と同様に、シール材を振動伝達部材７及び収音当接部材１２の表面に積層又は塗布しない。この場合も、接触式マイクロホン１ｄは、振動伝達部材７が、凸部７ｂを有することで、劣化等が生じたとしても振動伝達部材７の収音対象物３への当接の程度はそれほど劣化しないことが確かめられた。
【０１１１】
以上詳細に説明したように、本実施の形態によれば、本実施例１の接触式マイクロホン１は、振動膜５を有するマイクロホン素子２と、マイクロホン素子２を格納する振動伝達部材７と、振動伝達部材７を格納する制振部材８と、収音開口部１１を有しマイクロホン素子２、振動伝達部材７及び制振部材８を格納するカバー部材９と、カバー部材９の収音開口部１１を覆って配置される収音当接部材１２と、を備え、収音当接部材１２は、振動伝達部材７が貫通する貫通孔１２ａが形成されている。
【０１１２】
この構成により、気導音１０（騒音）が固体振動として接触式マイクロホン１の外周部から収音当接部材１２の中央部まで伝達される距離を大きくするとともに、体内伝導音４による垂直方向の振動を受ける面積は小さくして収音対象物３からの収音は良好に確保することができる。また、収音当接部材１２の貫通孔１２ａ以外は厚いので、接触式マイクロホン１を装着した話者の周辺より混入する雑音を小さくする効果がある。その結果、音が通過するエリアの距離をかせぐことで、Ｓ／Ｎ比を向上させることができ、接触式マイクロホン１を装着した話者の会話音声の収音性を高めることができる。
【０１１３】
特に、本実施例１の接触式マイクロホン１は、収音当接部材１２に貫通孔１２ａを形成し、貫通孔１２ａに振動伝達部材７を充填する。振動伝達部材７の収音当接部材１２端面は、シール材３０により封止する。
【０１１４】
この構成により、前記図１０の表に示すように、収音当接部材１２に貫通孔１２ａを形成しない本実施の形態の接触式マイクロホンに比べ、雑音Ｎの遮蔽効果が低減するため８０ｄＢ騒音下Ｓ／Ｎ比は若干低下する。しかしながら、耳下装着の場合のように、話者の声帯等から離れた場所に装着する場合であっても、相対感度を高めることができるという顕著な効果がある。その結果、接触式マイクロホン１を、声帯等から離れた耳下の近くに設置することができる。すなわち、本実施例１の接触式マイクロホン１は、装着箇所の適用範囲を飛躍的に拡大する効果があり、様々な電子機器に汎用的に使用することができる。
【０１１５】
（実施の形態２）
実施の形態１では、接触式マイクロホン１、１ａ〜１ｄについて説明した。
【０１１６】
実施の形態２は、接触式マイクロホン１、１ａ〜１ｄを備えた送受信装置について説明する。
【０１１７】
図１３は、本発明の実施の形態２の接触式マイクロホンを搭載する送受信装置を示す斜視図である。図１４は、上記送受信装置を頭部へ装着した場合の側面図である。図１５は、上記送受信装置における上記接触式マイクロホンの配置を説明する図である。
【０１１８】
本実施の形態は、本発明の送受信装置を、スピーカ部とマイクロホンとが近接配置されたヘッドホンに適用した例である。
【０１１９】
図１３及び図１４に示すように、ヘッドホン２００は、ヘッドバンドを介して耳殻を覆うように頭部に装着される密閉型ヘッドホンである。
【０１２０】
ヘッドホン２００は、左耳覆いヘッドホン２１０と、右耳覆いヘッドホン２２０と、左耳覆いヘッドホン２１０と右耳覆いヘッドホン２２０とを左右連結するカーブ状ヘッドバンド２３０と、を主に備える。
【０１２１】
ヘッドバンド２３０は、使用者の頭頂部を介して両側頭部と当接する。
【０１２２】
左耳覆いヘッドホン２１０と右耳覆いヘッドホン２２０とは、各部材が頭部において左右対称に配置される。
【０１２３】
左耳覆いヘッドホン２１０は、全体の支持基板としての円形のバッフル板２１１と、バッフル板２１１の表面側外周部に取り付けられ、耳殻を覆うイヤパッド２１２と、バッフル板２１１の裏面側外周部に支持リング２１３を介して固定されたハウジング２１４と、を備える。また、図示は省略するが、バッフル板２１１の裏面側中央部には、スピーカユニットが固定されている。バッフル板２１１は、中央部に音孔としての多数の孔が開孔している。
【０１２４】
イヤパッド２１２は、耳殻を囲むのに十分な大きさのリング状に形成される。
【０１２５】
支持リング２１３及びハウジング２１４は、バッフル板２１１の背面側及びスピーカユニット（図示略）を覆う。
【０１２６】
ハウジング２１４は、耳殻より大きく、イヤパッド２１２が耳殻周囲の側頭部に密着し、イヤパッド２１２とスピーカユニットとによって耳殻を完全に覆う。この密閉型は、装着感が良く、外部への音漏れも防ぐことができる。また、低音を豊かに再現することができる。
【０１２７】
本実施の形態では、ヘッドホン２００は、スピーカ部に近接してマイクロホンを配置可能にすることを特徴とする。
【０１２８】
図１３及び図１４では、左耳覆いヘッドホン２１０は、上記一般的な密閉型ヘッドホンの構成に加えて、スピーカユニットに近接して、接触式マイクロホン１を配置したことを特徴とする。また、本発明の送受信装置は、実施例１における接触式マイクロホン１を、以下の通りに配置したことが特徴的な部分となっている。
【０１２９】
本実施の形態では、接触式マイクロホン１を左耳覆いヘッドホン２１０に装着した例であるが、右耳覆いヘッドホン２２０に装着してもよい。接触式マイクロホン１は、ヘッドホン２００の、いずれかの片側に配置されれば十分である。但し両方に装着しても構わない。
【０１３０】
図１３及び図１４に示すように、ヘッドホン２００は、密閉型ヘッドホン中央部すなわち円形のバッフル板２１１の中央部を中心として、バッフル板２１１を、ヘッドバンド１３０の長手方向の第１基準軸と第１基準軸と直交する第２基準軸とにより４分割し、４分割した部位のうち、ヘッドバンド２３０とは離れた側でかつ前記受話手段よりも使用者の前頭部側に当接する部位に、接触式マイクロホン１を配置する。すなわち、図２４及び図２５に示すように、接触式マイクロホン１は、４分割した部位をそれぞれ領域Ｉ〜IVで表した場合、前記４分割した領域Ｉ〜IVのうち、使用者の前頭部下側の領域IIIに、接触式マイクロホン１を配置する。また、接触式マイクロホン１は、４分割した前記前頭部側に当接する部位（図１３及び図１４の領域III）内において、使用者が頭部に装着した場合、使用者の顎の付け根又は頬骨（以下、頬骨近傍という）（図１５○印参照）に最も良く当接する位置に配置される。本発明者の実験等によれば、接触式マイクロホン１を、ヘッドホン２００に搭載する場合、頬骨近傍に配置すると検出精度が良くなることが確かめられた。但し、接触式マイクロホン１は、頬骨近傍に限らず、４分割した前記前頭部側に当接する部位（図１３及び図１４の領域III）に配置されていればよい。また、接触式マイクロホン１は、優れたＳ／Ｎ比を有することから、上記部位（図１３及び図１４の領域III）から外れた、例えば部位（図１３及び図１４の領域IV）に配置することも可能である。
【０１３１】
このように、接触式マイクロホン１は、一般的な使用者が、ヘッドホン２００を通常使用した場合に、使用者の頬骨近傍に最も良く当接する位置に配置される。換言すれば、使用者の頬骨近傍に当接する配置位置は、使用者の前頭部下側の領域IIIである。
【０１３２】
なお、上記送受信装置は、接触式マイクロホン１を備える例で説明したが、接触式マイクロホン１ａ〜１ｄを適用してもよい。
【０１３３】
以上詳細に説明したように、本実施の形態によれば、接触式マイクロホン１、１ａ〜１ｄを搭載する送受信装置として、ヘッドホン２００（図１３及び図１４参照）に適用した。ヘッドホン２００は、スピーカユニットに近接した接触式マイクロホン１、１ａ〜１ｄを備える。詳細には、接触式マイクロホン１、１ａ〜１ｄは、ヘッドバンド２３０の長手方向の第１基準軸と第１基準軸と直交する第２基準軸とにより４分割し、４分割した部位のうち、ヘッドバンド２３０とは離れた側でかつ受話手段よりも使用者の前頭部側に当接する部位に配置する。
【０１３４】
これにより、受話手段からの音波は側頭当接部と同じ側に出力される。受話手段からの音波が直接耳に入るので通常と変わらず聞こえるとともに、上記構成の送話手段であれば受話手段から拾う音波が使用者の発話よりも小さくなるので、ハウリングを起こすことなく、相手との明瞭でストレスの無い会話を実現することができる。
【０１３５】
このように、本実施の形態では、極めて優れた耐騒音性を有する接触式マイクロホン１、１ａ〜１ｄを、送受信装置に用いることで、スピーカ部とマイクロホンとが近接配置されたヘッドホンを実現することができる。
【０１３６】
なお、本実施の形態では、送受信装置をヘッドホンに用いた例について説明したが、へヘッドホンは、片耳式ヘッドホン及びネックバンドタイプ等どのようなヘッドホンであってもよい。
【０１３７】
また、接触式マイクロホン１、１ａ〜１ｄを備える送受信装置であれば、ヘッドホン以外の携帯端末装置に搭載してもよい。すなわち、送受信機能を備える機器であれば、どのような装置でもよく、例えば携帯電話機等の携帯端末装置に適用してもよい。
【０１３８】
一般に、このような携帯端末装置の筐体は、狭小であり、スピーカと接触式マイクロホン１、１ａ〜１ｄとは、近接して配置せざるを得ない。また、携帯端末装置は、騒音環境下で使用されることを想定せざるを得ない。このため、従来では、携帯電話機などの携帯端末装置に接触式マイクロホンを搭載する例は無かった。
【０１３９】
本実施の形態によれば、耐騒音性を有しかつ通常音声や非可聴つぶやき音声などのみを明瞭に収音することができる接触式マイクロホン１、１ａ〜１ｄを、携帯端末装置に搭載することができるので、ハウリングを起こすことなく、従来では、実現困難であった、相手との明瞭でストレスの無い会話を実現することができる。
【０１４０】
以上の説明は本発明の好適な実施の形態の例証であり、本発明の範囲はこれに限定されることはない。
【０１４１】
また、上記各実施の形態では、接触式マイクロホン及び送受信装置という名称を用いたが、これは説明の便宜上であり、接触式マイクロホンはマイクロホン装置、送受信装置は通信装置等であってもよい。
【０１４２】
さらに、上記接触式マイクロホンを構成する各部、例えば収音当接部材、シール材等の種類・形状、取付方法などは前述した実施の形態に限られない。
【産業上の利用可能性】
【０１４３】
本発明の接触式マイクロホンは、一般的な屋外や工事現場などの騒音環境下において、話者の音声や非可聴なつぶやき音を背景雑音の混入なく、明瞭に採取することが可能になる。また、通常音声通話や音声入力・音声認識・無音声電話へ応用することにより、携帯情報端末機などへのエラーのない音声入力や、内容秘匿通話において非常に明瞭な音声・音質を有するコミュニケーションの実現が可能となる。さらに、本発明における接触式マイクロホンは、作業用や工事用のヘルメットの顎紐や防寒のための耳覆いなどに、組み込むことも可能である。またさらに、プライバシー保護を目的に、周囲の話し声を収音せずに振動検出対象物の振動のみを検出するセンサとして使用することもできる。例えば、一般家庭用の水道流量検出センサである。その他、床へ埋め込むことにより歩行者の歩行紋を検出し侵入者を特定する、などのセキュリティ分野にも応用することができる。
【０１４４】
本発明の接触式マイクロホンを備える送受信装置は、スピーカ部に近接して接触式マイクロホンを配置するヘッドホン又は携帯無線装置などの送受信装置に適用することができまた、送受信装置として携帯機器以外の各種電子機器に適用することも可能である。
【符号の説明】
【０１４５】
１、１ａ〜１ｄ  接触式マイクロホン
２  マイクロホン素子
３  収音対象物（皮膚など）
４  体内伝導音
５  振動膜
６  導線
７  振動伝達部材
７ａ、７ｂ  凸部
８  制振部材
９  カバー部材
１０  気導音
１１  収音開口部
１２  収音当接部材
１２ａ  貫通孔
１９ａ  円筒
１９ｂ  音響ファイバ（導管）
３０  シール材
２００  ヘッドホン（送受信装置）
【図１】
2013207343.tif 000005
【図２】
2013207343.tif 000006
【図３】
2013207343.tif 000007
【図４】
2013207343.tif 000008
【図５】
2013207343.tif 000009
【図６】
2013207343.tif 000010
【図７】
2013207343.tif 000011
【図８】
2013207343.tif 000012
【図９−１】
2013207343.tif 000013
【図９−２】
2013207343.tif 000014
【図１０】
2013207343.tif 000015
【図１１】
2013207343.tif 000016
【図１２】
2013207343.tif 000017
【図１３】
2013207343.tif 000018
【図１４】
2013207343.tif 000019
【図１５】
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