CN111759027A

CN111759027A - 口罩

Info

Publication number: CN111759027A
Application number: CN201910485734.6A
Authority: CN
Inventors: 穆可霖
Original assignee: SoundHound Inc
Current assignee: SoundHound Inc
Priority date: 2019-04-02
Filing date: 2019-06-05
Publication date: 2020-10-13
Also published as: US20200315266A1; JP6789342B2; JP2020169407A; US11266184B2

Abstract

本发明涉及口罩。本发明能够抑制佩戴者的声音的可听性的降低，并保护谈话内容的隐私。以较低成本实现这些。本发明提供一种口罩，以覆盖佩戴者的嘴的方式佩戴，包括：口罩主体部，由布状材料制成；麦克风，配置在上述口罩主体部上，并能够对佩戴者的声音进行拾音；电线，与上述麦克风连接；以及支承部，支承上述麦克风，上述支承部接合到上述口罩主体部的周边部，并且所述支承部的刚性高于上述口罩主体部的刚性。

Description

口罩

技术领域

本发明涉及口罩。

背景技术

以往，在口罩上设置麦克风以对佩戴了口罩的佩戴者发出的声音进行拾音。这样的口罩记载在专利文献1至8中。

专利文献9示出使用压电元件来将谈话声音转换成电信号的内容。关于压电元件，非专利文献1以及非专利文献2中有记载。

非专利文献3中记载有将基于呼吸的压力转换成电力的机构。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利申请公开第2002/077838号说明书；

专利文献2：美国专利申请公开第2002/166557号说明书；

专利文献3：美国专利申请公开第2007/127659号说明书；

专利文献4：美国专利申请公开第2008/195390号说明书；

专利文献5：美国专利申请公开第2009/060169号说明书；

专利文献6：美国专利申请公开第2016/057618号说明书；

专利文献7：俄罗斯实用新型注册第166740号公报；

专利文献8：韩国专利申请公开第10-2015-0068743号说明书；

专利文献9：美国专利申请公开第2015/037320号说明书。

非专利文献

非专利文献1：

"Multimaterial piezoelectric fibres"，S.Egusa外9名，2010年7月11日发行，Macmillan Publishers Limited，NATURE MATERIALS VOL 9；

非专利文献2：

"Piezoelectric Microstructured Fibers via Drawing of MultimaterialPreforms"，Xin Lu外2名，2017年6月6日公开，Scientific Reports，因特网＜https://www.nature.com/articles/s41598-017-01738-9＞；

非专利文献3：

"Electromagnetic micro-power generator for energy harvesting frombreathing"，Aidin Delnavaz外1名，2012年10月25日发行，IEEE，IECON 2012-38th AnnualConference on IEEE Industrial Electronics Society。

发明内容

通过口罩上安装麦克风，能够提高佩戴者的声音的可听性。在其他观点中，对于口罩的佩戴者的谈话内容，能够保护隐私。要求抑制成本的增大的同时实现这些。在这方面，现有技术的公开可能不一定是充分的。

本发明的目的在于，能够以较低成本提供能够抑制佩戴者的声音的可听性的降低并保护谈话内容的隐私的口罩。

本发明的一个方式涉及的口罩是一种以覆盖佩戴者的嘴的方式佩戴的口罩，该口罩包括：口罩主体部，由布状材料制成；麦克风，配置在上述口罩主体部上，并能够对佩戴者的声音进行拾音；电线，与上述麦克风连接；以及支承部，支承上述麦克风，上述支承部接合到上述口罩主体部的周边部，并且所述支承部的刚性高于上述口罩主体部的刚性。

本发明的其他方式涉及的口罩包括：由包含压电纤维和线的布状片材制成的口罩主体部；至少两个电极；以及与至少两个上述电极连接的通信模块，各个上述线具有仅与至少两个上述电极中的一个连接的端部，与不同的上述电极连接的多个上述线与上述压电纤维交叉。

根据本发明，能够抑制佩戴者的声音的可听性的降低，并保护谈话内容的隐私。能够以较低成本实现这些。

附图说明

图1是实施方式1涉及的口罩的主视图；

图2是实施方式1涉及的口罩的一部分分解立体图；

图3是示出佩戴者佩戴了实施方式1涉及的口罩的状态的图；

图4是示出实施方式1涉及的口罩中的电线的端部的一个例子的图；

图5是示出实施方式1涉及的口罩中的电线的端部的其他例子的图；

图6是示出图4、图5中示出的端子的结构的示例的图；

图7是示出将图4、图5中示出的端子插入到设备的状态的图；

图8是示出佩戴者佩戴了实施方式1涉及的口罩的变形例的状态的图；

图9是示出佩戴者佩戴了实施方式1涉及的口罩的其他变形例的状态的图；

图10是实施方式2涉及的口罩的主视图；

图11是示出实施方式2涉及的口罩中的传感器区域的结构的图；

图12是示出实施方式2涉及的口罩中的传感器区域的结构的图；

图13是示出与实施方式2涉及的口罩中的通信功能相关的构成的图；

图14是示出实施方式2涉及的口罩中的能量采集器的一个例子的图；

图15是示出佩戴者佩戴了实施方式3涉及的口罩的状态的图；

图16是示出佩戴者佩戴了实施方式4涉及的口罩的状态的图。

具体实施方式

以下，对本发明的实施方式进行说明。此外，有时针对相同或相当的部分标注相同的参照符号，并省略其重复说明。

此外，在以下说明的实施方式中，在提及个数、量等时，除非有特别记载，否则，本发明的范围不一定限于该个数、量等。另外，在以下的实施方式中，除非有特别记载，否则，各个构成要素对于本发明不一定是必需的。另外，当然也可以预想到对不同实施方式的记载事项进行相互组合的情况。

(实施方式1)

图1是实施方式1涉及的口罩的主视图。如图1所示，口罩100包括口罩主体部110、耳带部120以及定型部130。

口罩100可以是仅在单次使用之后废弃的一次性口罩，也可以是适于反复使用的口罩。

图2是口罩100的一部分分解立体图。如图2所示，口罩主体部110具有褶皱部110A。通过褶皱部110A，能够将口罩100向佩戴者的脸的上下方向上展开。

口罩主体部110由布状材料制成。布状材料例如可以是由纸制成的，也可以是包含化学纤维、天然纤维的材料。布状材料可以是无纺织布，也可以是织物、编织物。作为化学纤维，例如能够使用聚烯烃类的合成纤维，也能够使用除此之外的化学纤维。作为天然纤维，例如能够使用棉，也能够使用除此之外的天然纤维。口罩主体部110构成口罩100中的过滤器。由布状部件构成的口罩主体部110也可以是每次使用口罩100时更换的。

也可以由用洗涤剂清洗也不会显著劣化的材料来构成口罩主体部110。在该情况下，容易进行口罩100的反复使用。

耳带部120具有左右的耳带部件121、122。耳带部件121、122形成具有弹性的环。由此，能够将耳带部件121、122挂在佩戴者的左右耳朵上，以使佩戴者佩戴口罩100。

耳带部件121、122可以形成为绳状，也可以形成为带状。绳状的耳带部件121、122例如由橡胶制成，但也可以使用其他材料。带状的耳带部件121、122例如包括聚烯烃类或聚氨酯类的合成纤维，但也可以使用其他材料。

定型部130被插通到形成于口罩主体部110的袋状部111(通道)内。图2所示的定型部130由线状部件构成，但定型部130也可以由平坦的带状部件构成。定型部130例如由聚烯烃类树脂构成，但可以使用除此之外的材料。

在口罩100中，定型部130设置于口罩主体部110的上端部(位于佩戴者的嘴的上侧的端部)。定型部130在佩戴者的脸的左右方向上延伸。可以将定型部130设置在口罩主体部110的下端部(位于佩戴者的嘴的下侧的端部)，也可以将定型部130设置在口罩主体部110的上端部和下端部两者。在定型部130上安装后述的麦克风140。定型部130构成支承部，该支承部支承麦克风140。定型部130与口罩主体部110相比，刚性更高。由此，能够通过定型部130来稳定地支承麦克风140。定型部具有足够的刚性以支承麦克风140。

在本实施方式中，通过不同部件来构成口罩主体部110和定型部130，但本发明的范围不限于此。也可以通过提高构成口罩主体部110的布状材料的一部分刚性来构成定型部130。定型部130不限于直接接合到口罩主体部110的。定型部130也可以是经由其他部件接合到口罩主体部110的。

图3是示出佩戴者佩戴了口罩100的状态的图。如图3所示，口罩100以覆盖佩戴者的嘴的方式佩戴。口罩主体部110的上端部位于佩戴者的鼻子之上。设置于口罩主体部110的上端部的定型部130能够根据佩戴者的鼻子的形状来变形。由此，提高口罩100的向佩戴者的服帖感。定型部130稳定地静止在佩戴者的鼻子之上。

在口罩主体部110的上端部配置有麦克风140。在图3的示例中，麦克风140与定型部130一同被容纳在形成于口罩主体部110的袋状部111(通道)内，但麦克风140的设置方式不一定限于这些。

麦克风140能够对佩戴者的声音进行拾音。作为麦克风140，例如使用不足250克的麦克风，但也可以使用250克以上的麦克风140。

作为麦克风140，具体而言，可以使用CMC-3015-44L100(CUI Inc.公司)。另外，也可以使用Zero-Height SiSonic(注册商标)SPU0410LR5H-QB(Knowles公司)。麦克风140的具体例子不限于这些。

麦克风140有时可以设置为：能够以可再利用的状态以从口罩主体部110拆卸，有时也可以设置为：不能以可再利用的状态以从口罩主体部110拆卸。

麦克风140上连接有电线150。电线150的另一端与设备连接。设备例如为可以发射声音信号的发射器。作为发射器，具体可以例举智能手机等，但发射器的具体例子不限于此。

电线150的一部分与定型部130和麦克风140一同被容纳在形成于口罩主体部110的袋状部111(通道)内，但电线150的设置方式不一定限于此。由麦克风140拾取的声音信号通过电线150被传递到设备。能够从设备通过电线150向麦克风140供应必要的电力。

如图3所示，在口罩主体部110与耳带部120连接的位置的附近，电线150与口罩主体部110连接。由此，电线150可以舒适地悬挂在佩戴者的一只耳朵上。

麦克风140能够设置在距佩戴者的脸的中心线仅偏离了约3/4英寸(约1.9cm)的位置。这样，能够在相当于佩戴者的鼻子与脸颊之间的位置上配置麦克风140。该位置是由佩戴者的脸的运动引起的位移少、并且对拾音的阻力也较小的位置。麦克风140的设置位置不限于这里说明的位置。

图4是示出电线150的另一端的一个例子的图。如图4所示，在电线150的另一端上设置有端子部160。端子部160具有可插入到设置于智能手机等设备的通用插孔中的形状。端子部160包括作为被插入到设备的部分的插入部分161、以及作为不被插入到设备而露出到外部的部分的非插入部分162。在插入部分161中，金属露出。非插入部分162由树脂等绝缘体覆盖。

图5是示出作为端子部160的变形例的端子部160A的图。在端子部160A中，插入部分161A与非插入部分162A垂直地交叉。

图6是示出端子部160的内部结构的图。在图6中，没有图示覆盖非插入部分162的树脂。

如图6所示，插入部分161包括芯片部163、套筒部164以及绝缘部165。芯片部163与套筒部164被绝缘部165绝缘。非插入部分162包括芯片部166、正相部167以及逆相部168。芯片部166以及正相部167与插入部分161的芯片部163连接。逆相部168与插入部分161的套筒部164连接。

传递到正相部167的信号通过芯片部163传递到设备。传递到逆相部168的信号通过套筒部164传递到设备。由此，由麦克风140拾取的声音信号被适当地传递到设备。

图7是示出将电线150的另一端的端子部160(插入部分161)插入到设备170的状态的图。在图7所示的状态中，插入部分161不会完全插入到设备170，插入部分161的一半左右插入到设备170。在图7中，省略非插入部分162的图示。

电线150以及端子部160的形态不限于图4至图7中例示的形态，能够进行各种变更。

图8是示出佩戴者佩戴了口罩100的变形例的状态的图。在图8所示的示例中，在口罩主体部110的下端部(位于佩戴者的嘴的下侧的端部)设置有麦克风140。在该情况下，定型部130也设置于口罩100的下端部。

图9是示出佩戴者佩戴了口罩100的其他变形例的状态的图。在图9所示的示例中，麦克风140设置成位于口罩主体部110的下端部(位于佩戴者的嘴的下侧的端部)且口罩主体部110的侧端部的位置。

麦克风140的位置能够在口罩主体部110上适当变更。在图1、图8、图9的示例中，麦克风140位于口罩主体部110的周边部。

根据本实施方式涉及的口罩100，无需使用复杂结构或极其昂贵的部件而通过麦克风140能够拾取佩戴者说话的声音。通常，当佩戴了口罩时，佩戴者的嘴被口罩主体部的过滤器覆盖，因此有时佩戴者的声音的可听性会降低。另一方面，如果谈话的音量大，则可能不能保护谈话内容的隐私。根据本实施方式涉及的口罩100，能够抑制可听性的降低，并能够保护谈话内容的隐私。能够较低成本实现这些。

(实施方式2)

图10是实施方式2所涉及的口罩的主视图。如图10所示，口罩200包括口罩主体部210、耳带部220以及定型部230。

口罩主体部210设置成覆盖佩戴者的嘴。耳带部220具有挂在佩戴者的左右耳朵上的环状的耳带部件221、222。定型部230设置于口罩主体部210的上端部(位于佩戴者的嘴的上侧的端部)，并在佩戴者的脸的左右方向上延伸。

关于口罩主体部210、耳带部220以及定型部230的细节，能够援用对实施方式1的口罩主体部110、耳带部120以及定型部130的说明。因此，对此不再重复详细说明。

口罩200具有口罩主体部210的中央部的传感器区域B。传感器区域B可以设置在整个口罩主体部210上，也可以设置在从口罩主体部210的中央部偏离的位置。

图11是示出传感器区域B的结构的图。如图11所示，设置于传感器区域B的传感器部240包括PZT纳米纤维241以及铂金丝242。PZT纳米纤维241与铂金丝242在彼此大致正交的方向上交叉。

图12是更详细地示出传感器部240的结构的图。如图12所示，传感器部240还包括电极部243以及硅基板244。PZT纳米纤维241、铂金丝242、电极部243以及硅基板244构成包含压电纤维的布状片材。

铂金丝242的一端仅与两个电极部243中的一个连接。连接到一侧(图中右侧)的电极部243的铂金丝242和连接到另一侧(图中左侧)的电极部243的铂金丝242与PZT纳米纤维241交叉。两个电极部243与后述的通信模块连接。此外，电极部243的数量不限于两个，可以是三个以上。

图13是示出与口罩200中的通信功能相关的构成的图。如图13所示，口罩200包括传感器部240、AC(交流电流)-DC(直流电流)转换器250、模拟-数字转换器260、电容器270、CPU 280、通信模块290以及天线295。

传感器部240将口罩200的佩戴者的谈话的声音检测为压力，并转换成电力。由传感器部240检测的声音信号被发送到通信模块290。通信模块290将声音信号从天线295按照无线通信标准输出。作为无线通信标准的具体例子，能够使用Bluetooth(注册商标)。声音信号的输出不限于无线通信，能够使用有线通信。从口罩200通过无线通信或者有线通信输出的声音信号被其他设备接收。关于其他设备，由于在实施方式1中已说明，因此对此不再重复说明。

由传感器部240检测的声音信号经由模拟-数字转换器260也会被发送到CPU 280。CPU 280能够控制通信模块290以使其仅在检测到口罩200的佩戴者的谈话的声音时才进行声音信号的输出。由此，能够降低基于通信模块290的消耗电力。

作为通信模块290的具体例子，能够使用EZ-BZ WICEDModule(注册商标)CYBT-343026-01(CYPRESS公司)。另外，作为通信模块290的其他具体例子，也能够使用RN4870-71(Microchip Technology Inc.公司)。

可以代替电容器270而设置电池，也可以以对电容器270并联连接的方式增加电池(未图示)。

作为进一步的特征，口罩200具备能量采集器，该能量采集器使用基于佩戴者的呼吸的压力来进行发电。图14所示的能量采集器2000包括固定磁铁2100、管2200、线圈2300以及可动磁铁2400。能量采集器2000是应用了上述非专利文献3(Delnavaz等)中记载的内容的能量采集器。

口罩200以覆盖佩戴者的嘴的方式佩戴。因此，不断地被供应基于佩戴者的呼吸的压力。能量采集器2000使用基于佩戴者的呼吸的压力来发电。发电的电力被蓄积到口罩200内的蓄电部。被蓄积的电力用于输出声音信号。与实施方式1同样地，可以将其他设备的电力供应给口罩200。

如上所述，在口罩200中，仅在检测到基于佩戴者的谈话的声音时进行声音信号的输出。另一方面，当没有检测到基于佩戴者的谈话的声音时，使用基于佩戴者的呼吸的压力来进行发电，所产生的电力用于输出声音信号。因此，可以降低口罩200整体的消耗电力。

如上所述，在本实施方式涉及的口罩200中，使用压电元件来进行声音的检测和基于呼吸的发电。作为包含压电元件的模块的具体例子，可以使用PPA(Mide TechnologyCorp.公司)。作为压电元件中所含的压电纤维的具体例子，可以使用Regular FiberComposite(APC International公司)。

根据本实施方式所涉及的口罩200，无需使用复杂结构或极其昂贵的部件，通过传感器部240就能够收集佩戴者说话的声音。由此，能够以较低成本抑制当佩戴了口罩时的佩戴者的声音的可听性的降低。另外，仅在检测到口罩200的佩戴者的谈话声音时进行声音信号的输出，并且通过能量采集器2000来使用了基于佩戴者的呼吸的压力进行发电，由此能够降低消耗电力。

(实施方式3)

图15是示出佩戴者佩戴了实施方式3所涉及的口罩的状态的图。本实施方式所涉及的口罩300是实施方式1、2所涉及的口罩100、200的变形例，其包括口罩主体部310以及耳带部320。

在口罩300中，口罩主体部310的形状不同于实施方式1、2中的口罩主体部110、210的形状(未使用时为矩形)。口罩主体部310在口罩300的横方向的中央部(佩戴者的脸的中心线上)具有上下方向上长的形状。

关于其他事项，与实施方式1、2相同。因此，不再重复详细说明。

(实施方式4)

图16是佩戴者佩戴了实施方式4所涉及的口罩的状态的图。本实施方式所涉及的口罩400是实施方式1～3所涉及的口罩100、200、300的变形例，其包括口罩主体部410以及耳带部420。

在口罩400中，在口罩主体部410上印刷有图像411(图像或者图案)。图像或者图案不限于图16所示的图像或者图案。

关于其他事项，与实施方式1～3相同。因此，不再重复详细说明。

以上，对实施方式进行了说明，但应当理解的是，这里公开的实施方式在每个方面都是例示性的而非限制性的。本发明的范围由权利要求示出，并且旨在包括与权利要求等同的含义以及范围内的所有变更。

符号说明

100、200、300、400…口罩；110、210、310、410…口罩主体部；111…袋状部；120、220、320、420…耳带部；121、122、221、222…耳带部件；130、230…定型部；140…麦克风；150…电线；160、160A…端子部；161、161A…插入部分；162、162A…非插入部分；163…芯片部；164…套筒部；165…绝缘部；166…芯片部；167…正相部；168…逆相部；170…设备；240…传感器部；241…PZT纳米纤维、242…铂金丝；243…电极部；244…硅基板；250…AC-DC转换器；260…模拟-数字转换器；270…电容器；280…CPU；290…通信模块；295…天线；411…图像；2000…能量采集器；2100…固定磁铁；2200…管；2300…线圈；2400…可动磁铁。

Claims

1.一种口罩，以覆盖佩戴者的嘴的方式佩戴，包括：

口罩主体部，由布状材料制成；

麦克风，配置在所述口罩主体部上，并能够对佩戴者的声音进行拾音；

电线，与所述麦克风连接；以及

支承部，支承所述麦克风，

所述支承部接合到所述口罩主体部的周边部，并且所述支承部的刚性高于所述口罩主体部的刚性。

2.根据权利要求1所述的口罩，其中，

在所述口罩主体部的上端部或者下端部形成通道，所述电线的至少一部分配置在所述通道内。

3.根据权利要求1或2所述的口罩，其中，

所述支承部包括线状部件或带状部件，

在所述口罩主体部的上端部或者下端部形成通道，所述线状部件或带状部件配置在所述通道内。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的口罩，其中，

所述布状材料由纸制成，或者，所述布状材料包括化学纤维或天然纤维。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的口罩，其中，

在所述口罩主体部上印刷有图像或图案。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的口罩，其中，

所述口罩还具备用于挂在所述佩戴者的耳朵上的耳带部，

所述耳带部形成具有弹性的环。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的口罩，其中，

所述口罩还具备用于挂在所述佩戴者的耳朵上的耳带部，

所述布状材料与所述耳带部连接，在所述布状材料与所述耳带部连接的位置的附近，所述电线与所述布状材料连接。