2-7-3
数種類のNAMマイクロホンの周波数特性 *◎清水奨太，大谷真，平原達也（富山県立大学・工学部）

1

Table 1: List of NAM microphone.

はじめに微弱な乱流雑音源の声道共鳴音の肉導音である非可聴つぶやき声（Non-Audible Murmur:NAM）[1]を検出するためには専用の NAM マイクロホンが必要である。NAM マイクロホンは聴診器型[2]に始まり、これまでに様々な種類が設計、製作されている。しかしながら、これらの NAM マイクロホンの周波数特性や感度は明らかにされていない。本稿では、5 種類の NAMマイクロホンの周波数特性と感度を比較した結果について報告する。

2

SSUE
DUE
SSP1
SSP2

NAM マイクロホン

比較した NAM マイクロホンの一覧と個数を
表 1 に、それらの外観を図 1 に示す。
ソフトシリコン型（SS）は大型で硬いケースに ECM（Electret condenser microphone）を入れ、ECM のダイヤフラムに接するまでソフトシリコンを充填したものである。図 2(a)に SS の X線透視画像を示す。ECM は皮膚との接触面から1 mm の位置に埋め込まれている。
ウレタンエラストマ型（UE）はソフトシリコンの代わりにウレタンエラストマを充填したものである。ウレタンエラストマは粘着性があるため、NAM マイクの装着を容易にする[3]。
ウレタンエラストマ 2 重包埋構造型（DUE）
は、音媒体としてのウレタンエラストマと固定・防音用のウレタンエラストマを分離したものである[4]。図 2(b)に DUE の X 線透視画像を示す。ECM は皮膚との接触面から 2.5mm の位置に埋め込まれている。
ソフトシリコン空気通過型（SSP）は皮膚との接触面はシリコンで覆われているが、シリコンは ECM のダイヤフラムには接しておらず、ダイヤフラムは空気振動を検出している。SSP2は SSP1 を改良したタイプである。

3TypesNAM マイクロホンの周波数特性

NAM マ イ ク ロ ホ ン の 周 波 数 特 性 は 75mmφ×50 mmH のウレタンエラストマの円柱に

MediumSizeSoft-silicon

30 mmφ×20 mmH

Urethane-

20 mmφ×elastomer

10 mmH

Urethane-

17 mmφ×elastomer

8 mmH

Soft-slicon

20 mmφ×+Air

5 mmH

Soft-slicon

20 mmφ×+Air

5 mmHSSUE

DUE

Maker

Number

ミツミ電機

3個

中島 [2]

3個

中島 [3]

1個

ミツミ電機

1個

ミツミ電機

1個

SSP1

SSP2

Fig. 1: Photograph of five types of NAM microphone.
SURFACEECM

5.0 mm
5.0 mm(a) Soft-silicon type.

(b) Urethane-elastomer duplex type.

Fig. 2: X-ray CT scan image.
NAM マイクと加速度ピックアップ（小野測器:NR-3211）を設置して測定した[5]。
図 3 に SS と UE と DUE の周波数特性を示す。
SS と UE の周波数特性を比較すると、1 kHz における感度は異なるが、SS、UE 共に 2 kHz までほぼ等しい周波数特性を持っている。また
UE は 2 kHz でピークを持たない。2 kHz 以上では、SS の感度は約-17 dB/oct.で高域減衰するが、UE の感度はほぼ平坦である。DUE は 1.2 kHz
以下では SS や UE と比べて感度が高い。
1.2 kHz～4 kHz までは SS と、4 kHz 以上では UE とほぼ同じ周波数特性である。
図 4 に SSP1 と SSP2 の周波数特性を示す。

*Frequency characteristics of several types of NAM microphone, by SHIMIZU Shota, OTANI Makotoand HIRAHARA Tatsuya (Toyama Pref. Univ.).

日本音響学会講演論文集- 663 -

2007年9月

-20DUE

Sensitivity [dB]-40

Frequency [kHz]-30
UE-50-60-70-80-90-1000.1

SS0.4

1.0
4.0
Frequency [kHz]208765432
100

0.5 1Fig. 3: Frequency characteristics of SS, UE and DUE.
-20-50Frequency [kHz]Sensitivity [dB]87SSP2-40

65-60-70

432-80
SSP1-900.4

1.0
4.0Frequency [kHz]2010 0Fig. 4: Frequency characteristics of SSP.

SSP2 は 1kHz と 3kHz 付近にピークがあるが、0.4～4.0 kHz までほぼ平坦な周波数特性を持つ。
SSP1 は 700 Hz 以上では高域になるほど感度は低下している。

3.1 NAM マイクロホンの感度
各 NAM マイクロホンの 1 kHz における感度
は、SS は-44 ~ -51 dB、UE は-44 ~ -58 dB、DUEは-41 dB、SSP は-43 ~ -63 dB であった（0 dB=1V/1 Pa）。UE は個体差が大きい。
3.2 NAM のステレオ収録
SS と DUE の 2 種類の NAM マイクロホンを左右の頸部に装着して、同じ NAM 発声をステレオ収録した。サンプリング周波数は 48 kHz、量子化精度は 16 bit である。収録した NAM 信号の音圧波形とスペクトログラムを図 5 に示す。
SS で収録した NAM 信号には 0 ~1 秒に多くの雑音が混入しているが、DUE で収録したNAM 信号にはあまり雑音は混入していない。
また、SS で収録した NAM 信号の帯域は約 3 kHzまであるが、DUE で収録した NAM 信号は 5 ~ 6kHz まで弱いながらも信号が確認できる。これらは図 3 に示す両 NAM マイクロホンの周波数特性を反映している。

40.5 1

1.5 2 2.5 3Time [second]

3.5 4(b) A NAM signal recorded by DUE.
Fig. 5: Sound waveform and spectrogram.

シリコン空気通過型（SSP）以外の NAM マイ
クロホンの周波数特性は大局的には類似していること、感度はウレタンエラストマ 2 重包埋構造型（DUE）が最も高いことがわかった。

謝辞
本研究は総務省 SCOPE-S『発声障害者の音声コミュニケーション手段の研究開発』により実施した。また
マイクロフォーカス X 線 CT システム（SHIMADZU:SMX-225CT）を利用させていただいた千住システムテクノロジー株式会社に感謝する。

参考文献
[1]

中島，“NAM インタフェースコミュニケーション”，奈良先端科学技術大学院大学博士論文，2005.02[2]

中島，“ソフトシリコーン型 NAM マイクロフォンの開発と評価” 信学技報 SP2005-7，7-12，(2005).

[3]

中島 他，“NAM マイクロホンの日常生活に適する装着法”

日本音響学会誌，vol.63，No.6，318-321，(2007).
[4]

中島 他，“ウレタンエラストマー二重包埋構造型
NAM マイクロホン”，音講論集，21-22，(2006.9)．

まとめ

5 種類の NAM マイクロホンの周波数特性と感度を測定し、比較をした。その結果、ソフト

日本音響学会講演論文集

3.5 4(a) A NAM signal recorded by SS.

-30

-100
0.1

1.5 2 2.5 3Time [second][5]- 664 -

清水 他，“非可聴つぶやき声の音響的特徴と NAM
マイクの応答特性”，信学技報 SP2007-38，85-90，(2007).

2007年9月