(57)【要約】  本発明はマイクロホンに関し、音響又は揺動振動を電気信号に変換する変換器（２０）、電気信号を増幅する前置増幅器（２４）、並びに変換器（２０）及び前置増幅器（２４）との間に電気的に配置された制御可能なスイッチ（２５）を含み、スイッチ（２５）は制御信号によって制御されるように適合され、前置増幅器（２４）は変換器（２０）の端子（５６）に直接に接続された入力端子（６０）を含み、マイクロホンは増幅された電気信号を電力および伝送装置（１３）に伝送するように適合されている。本発明は、そのようなマイクロホンをさらに含むマスクにも関する。
2016521081.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロホン（１１）であって、
音響または振動の振動を電気信号に変換する変換器（２０）と、
前記電気信号を増幅する前置増幅器（２４）とを含み、
前記マイクロホン（１１）は前記変換器（２０）及び前記前置増幅器（２４）との間に電気的に配置された制御可能なスイッチ（２５）をさらに含み、前記スイッチ（２５）は制御信号によって制御されるように適合され、前記前置増幅器（２４）は前記変換器（２０）の端子（５６）に直接に接続された入力端子（６０）を含み、前記マイクロホンは前記増幅された電気信号を電力および伝送装置（１３）に伝送するように適合されたことを特徴とするマイクロホン（１１）。
【請求項２】
前記スイッチ（２５）は、前記指令信号によって指令されたときに、前記変換器（２０）を抑制するように適合されたミューティングスイッチである請求項１に記載のマイクロホン（１１）。
【請求項３】
前記スイッチ（２５）が解放位置及び閉鎖位置との間で移動可能であり、前記スイッチ（２５）は前記変換器（２０）に並列に接続され、前記スイッチ（２５）は前記変換器（２０）を抑制するようにその開放位置からその閉鎖位置に指令された請求項１または２に記載のマイクロホン（１１）。
【請求項４】
前記マイクロホン（１１）は、前記増幅された電気信号を伝送する２つだけの端子（１５、１７）を含み、前記マイクロホン（１１）が同じ端子（１５、１７）を介して給電されるように適合された請求項１から３のいずれか一項に記載のマイクロホン（１１）。
【請求項５】
前記スイッチ（２５）は、トランジスタであり、特に電界効果トランジスタであり、ＭＯＳＦＥＴトランジスタなどである請求項１から４のいずれか一項に記載のマイクロホン（１１）。
【請求項６】
酸素マスクなどであり、マイクロホン（１１）を含み、前記マイクロホン（１１）は請求項１から５のいずれか一項に記載されたことを特徴する呼吸マスク（１）。
【請求項７】
前記マスク（１）は、吸気または呼気検出器をさらに含み、前記吸気または呼気検出器は前記スイッチ（２５）の指令信号を生成するように適合された請求項６に記載のマスク（１）。
【請求項８】
前記マスク（１）は、前記マスク（１）の使用者の呼吸のための弁（９）をさらに含み、前記吸気または呼気検出器は前記使用者の吸気に対応する前記弁の開放または前記使用者の呼気に対応する前記弁（９）の閉鎖を検出するように適合された請求項７に記載のマスク（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音響または揺動の振動を電気信号に変換するための変換器及び電気信号を増幅する前置増幅器を含むマイクロホンに関する。
【０００２】
また、本発明は、そのようなマイクロホンを含む酸素マスクなどの呼吸マスクに関する。
【背景技術】
【０００３】
文献の米国特許出願公開第５１５９６４１号は、前述のタイプの呼吸マスクを記載している。呼吸マスクは、マスクの使用者の呼吸のための弁、及び使用者による吸気に対応する弁の開放を検出する吸気検出器を含んでいる。呼吸マスクは２つの電線を有するマイクロホンも含み、すなわち、マイクロホンは使用者の音声に対応した電気信号を伝送する端子を２つだけ含んでいる。
【０００４】
マイクロホンは、使用者の音声に対応する音響振動を電気信号に変換する変換器を含んでいる。マイクロホンは吸気検出器によって制御されたミューティングスイッチをさらに含み、ミューティングスイッチは使用者による吸気ではマイクロホンの電源を遮断するように適合され、使用者による吸気の間のノイズを除去するためであり、このノイズは他の人とのコミュニケーションの間に特に不快である。
【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、そのようなマイクロホンが前置増幅器も含むと、スイッチを変更する間に、特に吸気の開始時と終了時に鋭いノイズを発生する。
【０００６】
本発明の目的は、ミューティングスイッチを切り替えるときに煩わしいノイズを低減することが可能なマイクロホン及び呼吸マスクを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そのために、本発明はマイクロホンに関し、音響又は揺動振動を電気信号に変換する変換器、及び電気信号を増幅する前置増幅器を含み、マイクロホンは変換器及び前置増幅器（２４）との間に電気的に配置された制御可能なスイッチをさらに含み、スイッチは制御信号によって制御されるように適合され、前置増幅器は変換器の端子に直接に接続された入力端子を含み、マイクロホンは増幅された電気信号を電力および伝送装置に伝送するように適合されている。
【０００８】
本発明の他の有利な態様によれば、マイクロホンは以下の特徴の１つ以上を含み、単独で、または技術的な可能な組合せに応じて考慮される。
【０００９】
−スイッチは、指令信号によって指令されたときに変換器を抑制するよう適合されている。
【００１０】
−スイッチは解放位置及び閉鎖位置との間で移動可能であり、スイッチは変換器に並列に接続され、スイッチは変換器を抑制するようにその解放位置からその閉鎖位置に指令される。
【００１１】
−スイッチは解放位置及び閉鎖位置との間で移動可能であり、スイッチは変換器に並列に接続され、スイッチは変換器を抑制するようにその閉鎖位置からその解放位置に指令される。
【００１２】
−マイクロホンは増幅された電気信号の伝送のために端子を２つだけ含み、マイクロホンは同じ端子を介して給電されるように適合されている。
【００１３】
−スイッチはトランジスタであり、特に電界効果トランジスタであり、ＭＯＳＦＥＴトランジスタなどである。
【００１４】
また、本発明は呼吸マスクに関し、酸素マスクなどであり、本発明の１つの実施形態に従うマイクロホンを含んでいる。
【００１５】
本発明の他の有利な態様によれば、呼吸マスクは以下の特徴の１つ以上を含み、単独で、または技術的な可能な組合せに応じて考慮される。
【００１６】
−マスク（１）は吸気または呼気検出器をさらに含み、吸気または呼気検出器はスイッチの指令信号を生成するように適合されている。
【００１７】
−マスクはマスクの使用者の呼吸のための弁をさらに含み、吸気または呼気検出器は使用者の吸気に対応する弁の開放または使用者の呼気に対応する弁（９）の閉鎖を検出するように適合されている。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
本発明の他の特徴及び利益は、非限定的な実施例を図示する図面を参照して行われ、以下の説明から明らかになる。
【図１】図１は、本発明に係るマイクロホンを含む呼吸マスクの概略図である。
【図２】図２は、図１のマイクロホン及びその電源の概略的な電気回路である。
【図３】図３は、図１のマイクロホンの電気回路図である。
【図４】図４は、最新技術のマイクロホンの電気信号の曲線を示し、マイクロホンは本発明によるものであり、呼吸マスクの弁からであってマイクロホンのミューティングを指令するように適合された指令信号を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１において、呼吸マスク１は、バイザー３及びレギュレータ５を含み、レギュレータ５には管７が接続されている。呼吸マスク１によって使用者は管７から来る空気又は酸素などのガスを吸気することができるようになり、その管７内に空気を呼気できるようになる。
【００２０】
呼吸マスク１は弁９及びマイクロホン１１を含み、弁９は使用者による呼吸の間に開閉する。例えば弁９は使用者が吸気すると開き、使用者が呼気すると閉じる。
【００２１】
呼吸マスク１は、土木や軍事分野で多くの用途に使用することができる。例えば、それらは、航空パイロット、ヘリコプターのパイロットなど、又は消防士又は警察官によって使用される。
【００２２】
弁９は、弁９の状態を表す指令信号を生成するように適合された呼気検出器を含んでいる。例えば、指令信号は２つの状態を有するバイナリ信号であり、第１の状態は弁９の開放状態に対応し、第２の状態は弁９の閉鎖状態に対応している。例えば、呼気検出器は弁９に位置する電気接点を含んでいる。あるいは、呼気検知器は圧力センサを含んでいる。
【００２３】
図２は、呼吸マスクの内側に位置するマイクロホン１１並びに電力及び伝送装置１３の電気回路を図式的に示している。例えば、電力及び伝送装置１３は呼吸マスク１から離れて配置され、例えば無線通信装置内又は航空機内でそうである。あるいは、電力および伝送装置１３は、呼吸マスク１に組み込まれている。
【００２４】
マイクロホン１１は２つの電線を有するマイクロホンであり、すなわち、マイクロホンは２つの端子１５、１７を含み、すなわち、第１の端子１５及び第２の端子１７であり、使用者の音声に対応した電気信号を伝送し、これらの２つの端子１５、１７はマイクロホン１１に給電するためにも使用されている。換言すれば、音響信号に対応する電気信号が、マイクロホン１１の電源と同じ電線によって、２つの端子１５、１７を介して伝送される。
【００２５】
マイクロホン１１は、電力及び伝送装置１３に接続する第１のコネクタ１９を含み、第１のコネクタ１９は２つの端子１５、１７を含んでいる。
【００２６】
マイクロホン１１は使用者が話すときに放出された音響または振動の振動を電気信号に変換する変換器２０、及び前記電気信号を増幅する前置増幅器２４を含んでいる。
【００２７】
マイクロホン１１は、変換器２０及び前置増幅器２４との間に電気的に配置された制御可能なスイッチ２５をさらに含み、スイッチ２５は制御信号によって制御されるように適合されている。マイクロホン１１は指令信号を受信する指令端子２６を含み、例えば指令信号は弁９の吸入検出器から入来する。
【００２８】
マイクロホン１１は、追加で、二つの端子１５、１７間に接続された、図３に示すフィルタ３８を含んでいる。フィルタ３８は、例えば、変換器２０及び前置増幅器２４を電磁妨害から、特に過電圧から保護するように適合された電磁適合性（ＥＭＣ）フィルタである。
【００２９】
電力及び伝送装置１３はエネルギー源４０を含み、例えば直流電源４０であり、電圧を提供するように適合され、例えば直流電圧であり、好ましくは８Ｖ及び１６Ｖとの間に含まれる値を有している。直流電源４０は、図２の実施形態の電池を含んでいる。
【００３０】
電力及び伝送装置１３は第１の抵抗４２及びマイクロホン１１の第１の端子１５と相補的な第１の端子４４を含み、第１の抵抗４２は直流電源４０及び第１の追加端子４４との間に接続されている。
【００３１】
電力及び伝送装置１３は、高域フィルタを形成するキャパシタ４６、及び第１の音響出力４８を含み、キャパシタ４６は第１の相補端子４４及び第１の音響出力４８との間に接続されている。
【００３２】
電力及び伝送装置１３は、第２の抵抗５０及び第２の出力５２を含み、第２の抵抗５０は第１の音響出力４８及び第２の出力５２との間に接続されている。第２の抵抗５０は、電気接地５３にも接続されている。第１および第２の出力４８、５２は、例えば、無線伝送システムに、又はマイクロホンの開発段階の間には音響周波数電圧計、レベルレコーダ、および／または歪みアナライザに接続される。
【００３３】
図２に示すように、電力および伝送装置１３は、マイクロホン１１の第２の端子１７に相補的な第２の端子５４、及びマイクロホン１１に接続する第２のコネクタ５５を含み、第２のコネクタ５５は２つの相補的な端子４４、５４を含んでいる。第２のコネクタ５５は、マイクロホン１１と電源及び伝送装置１３との間に、例えば２本の電線を介して、電気的接続を確立させるように、第１のコネクタ１９に接続されるように適合されている。
【００３４】
第１の端子１５は、マイクロホン１１から入来し、ベースバンドで増幅された音響信号に対応する、増幅された電気信号を伝送し、及び変換器２０及びマイクロホンの前置増幅器２４に給電し、例えば直流電流により、電流も送るように適合されている。
【００３５】
第１のコネクタ１９は、例えばレギュレータ５または通信装置に配置されている。
【００３６】
変換器２０は、電源と同じ電線にベースバンド情報に対応する電気信号を伝送するように適合された２本の電線を有する変換器である。変換器２０は、そのあとで２つの端子５６、５８、すなわち第１の端子５６及び第２端子５８を含んでいる。
【００３７】
変換器２０は、例えば、空気を伝送する使用者の音声に対応する音響振動を電気信号に変換するように適合された電気音響トランジスタである。例えば、変換器２０は、静電変換器あり、ダイナミック変換器又はエレクトレット変換器などである。
【００３８】
あるいは、変換器２０は、使用者の声帯からの音響信号の揺動の振動を電気信号に変換するように適合された、骨音変換器とも称される、機械骨励起変換器である。この代替例によれば、マイクロホンの変換器２０は、骨伝導によって、特に頭蓋骨の下顎骨を通って、声帯からの音声信号から電気信号に変換された揺動波を受け取るように適合された加速度計である。
【００３９】
前置増幅器２４は、入力端子６０及び少なくとも１つの出力端子６２を含み、入力端子６０は変換器２０の端子５６、５８の１つに直接に接続されることが好ましく、出力端子６２はマイクロホンの第１の端子１５に前記前置増幅器により増幅された信号の伝送について送られている。
【００４０】
前置増幅器２４は、変換器２０によって生成された電気信号が目的地に、例えば無線通信装置又は電力増幅器に、伝送するために一般的に低すぎるなら、入力端子６０に印加された音響信号を増幅するように適合される。入力端子６０での電圧は、０．５ｍＶ及び５ｍＶ  ＲＭＳの間に含まれることが好ましく、出力端子６２の電圧、１０ｍＶ及び３０ｍＶ  ＲＭＳの間に含まれることが好ましい。
【００４１】
前置増幅器２４は、２つのバイポーラトランジスタＱ２及びＱ３並びに抵抗Ｒ６、Ｒ７及びＲ８を含んでいる。前置増幅器２４は、その入力端子６０に印加された、例えばベースバンド音響信号のような、電気信号を増幅し、及び増幅された電気信号を第１の端子１５に配送するように適合されている。図３の例示的な実施形態では、前置増幅器２４は２段増幅器である。あるいは、他の前記増幅器が使用され、例えば１段または２を超える段である。
【００４２】
制御可能なスイッチ２５は、指令端子２６を介して受け取った指令信号によって指令されたときに、変換器２０を抑制するように適合されたミューティングスイッチである。
【００４３】
制御可能なスイッチ２５は、指令信号、例えば弁９からのものを受け取るように適合された指令電極６４、及び２つの伝導電極６６を含んでいる。スイッチ２５は、伝導電極６６間に電流が流れない開放位置と、電流が伝導電極６６間に流れるように適合された閉鎖位置との間で制御可能である。
【００４４】
図３の例示的な実施形態では、制御可能なスイッチ２５は変換器２０に並列に接続され、その後でスイッチ２５は、変換器２０を抑制するように、その開放位置からその閉鎖位置に指令される。換言すると、スイッチ２５が閉鎖位置にあるときに、変換器２０の分路を形成する。伝導電極６６は、この例では、変換器２０の各端子５６、５８に接続されている。この例によれば、マイクロホン１１は、変換器２０及びスイッチ２５に並列に接続された抵抗Ｒ３を含んでいる。抵抗Ｒ３によって、対応するベース電流を供給し、トランジスタ２５を偏向させることが可能になる。換言すると、トランジスタ２５は、抵抗Ｒ３を介して給電される。
【００４５】
図示されていない代替例では、制御可能なスイッチ２５は、変換器２０に直列に接続され、その後でスイッチ２５は、変換器２０を抑制するように、その閉鎖位置からその開放位置に指令される。換言すると、スイッチ２５が開放位置にあるときに、その後で変換器２０の電源を遮断する。この代替例によれば、スイッチの２つの伝導電極６６の１つのみが変換器のそれぞれの端子５６、５８に接続されている。
【００４６】
スイッチ２５は、例えばトランジスタであり、特に電界効果トランジスタである。図３の例示的な実施形態では、スイッチ２５は金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴトランジスタとも称される）である。制御電極６４は、その後、ゲート電極Ｇであり、伝導電極６６はソースＳ及びドレイン電極Ｄである。
【００４７】
制御端子２６は、弁９からの指令信号をスイッチ２５に伝送するために、例えば抵抗Ｒ５によって、制御電極６４に接続されている。抵抗Ｒ５は、トランジスタ２５のゲート電極Ｇを保護するように適合された電流制限抵抗である。指令信号は、図３に示すように、スイッチ２５が変換器２０に並列に接続されたときに、スイッチ２５の閉鎖を指令するように適合されている。あるいは、指令信号は、スイッチ２５が変換器２０に直列に接続されているときに、スイッチ２５の開放を指令するように適合されている。
【００４８】
以下では、本発明に係るマイクロホン１１の動作について図４を用いて説明し、最新技術のマイクロホンの音響信号の第１の曲線ａ）を示し、マイクロホンのミュートスイッチがマイクロホン及び電源との間に、すなわち前置増幅器と電力及び伝送装置との間に直列に設けられている。
【００４９】
第２の曲線ｂ）は、本発明に係るマイクロホン１１で得られたベースバンドの音響信号を示している。
【００５０】
第３の曲線ｃ）は、マイクロホンをミュートするスイッチ２５を指令するために使用されるコマンド信号を示している。
【００５１】
図４の曲線は、呼吸マスク１でのマイクロホンの使用を説明している。第１の曲線ａ）及び第２の曲線ｂ）は、正規化されている。３つの曲線ａ）、ｂ）およびｃ）は、時間ｔにわたって整列されている。
【００５２】
最新技術のマイクロホン（曲線ａ）では、吸気ノイズはマイクロホンと電力及び伝送装置との間に設けられたスイッチにより遮断されている。スイッチは、２つの状態、すなわち、マスクを使用している人が話している第１の状態及び使用者による呼気に対応する第２の状態を有する指令信号（曲線ｃ）によって制御されている。
【００５３】
呼気の開始に対応する期間は参照７０によって指定され、呼気の終わりに対応するものは参照７２によって指定されている。呼気の開始時に、音響信号が遮断され（期間７０）、呼気の終了時に、ミュートが中断され、音響信号は再び伝送される（期間７２）。
【００５４】
曲線ａ）は最新技術のマイクロホンによるものを明瞭に示し、ミューティングスイッチの状態の変更が信号の消滅時に（期間７０）に大きなノイズ、特に可聴音、を発生させることを示している。同様のノイズは、ミュートの終了時にも生成される（期間７２）。
【００５５】
本発明に係るマイクロホン１１によると、指令信号が第１の状態にあるときに、変換器２０は、受け取った振動を電気信号に変換し、それを端子５６を介して前置増幅器２４の入力端子６０に伝送する。この電気信号は、ベースバンド音響信号に対応している。音響信号は前置増幅器２４によって識別され、第１の端子１５によって電力及び伝送装置１３に伝送される。音響信号は、高域フィルタ又はキャパシタ４６を通過して装置１３の第１の音響出力４８に到達する。
【００５６】
マスク１を使用している人が呼気するときに、指令信号はその第１の状態からその第２の状態に変化する。この場合に、スイッチ２５は、変換器２０を抑制する。直流電流は、その後で前置増幅器２４の入力端子６０に印加される。
【００５７】
図４の曲線ｂ）に示すように、生成されたノイズは、再び、使用者の音声に応じた音響信号を送信するためにマイクロホン１１（期間７０のミュート）、ならびにミュートの除去によって引き起こされる（期間７２）、大幅に低減される。
【００５８】
変換器２０及び前置増幅器２４との間のスイッチ２５の構成は、それによってスイッチ２５の切り替えに対応した音響ノイズを大幅に低減することを可能にする。
【００５９】
他の実施形態では、マイクロホンは、使用者が吸気するとミュートにされる。例えば、酸素または空気が加圧されている場合には、吸気はノイズを生成する。この場合には、呼吸マスクは、吸気検出器に代わって呼気検出器を含む。
【００６０】
このように、本発明に係るマイクロホン１１は、ミュートスイッチ２５の切り替えの間に煩わしいノイズを低減し、高品質のベースバンド音響信号を提供することを可能にする。
【図１】
2016521081.tif 000003
【図２】
2016521081.tif 000004
【図３】
2016521081.tif 000005
【図４】
2016521081.tif 000006
【国際調査報告】
2016521081.tif 000007
2016521081.tif 000008
2016521081.tif 000009
2016521081.tif 000010