CN114902820A - 颈挂型装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的课题是提供一种颈挂型装置，其将电池等电子零件配置于适当位置。本发明的解决方案是一种佩戴于佩戴者的颈部的颈挂型装置，其主体部30具备：电池90；电路基板85，其装配有从此电池90接收电力的供给而驱动的电子零件；以及主体部壳体32，其收纳电池90及电路基板85。电路基板85以在佩戴时会位于电池90与佩戴者的颈部之间的方式配置于主体部壳体内32。本发明的效果是从电池90产生的热变得不易传给佩戴者，因此提升颈挂型装置的佩戴感。

Description

颈挂型装置
技术领域
本发明涉及一种佩戴于用户的颈部的颈挂型装置。
背景技术
近年来，可佩戴于用户的身体的任意处且感测用户的状态及其周围的环境状态的可穿戴设备备受瞩目。作为可穿戴设备，已知例如有能佩戴于用户的腕部、眼部、耳部、颈部或用户所穿着的衣服等的类型等各种形态。通过将这种可穿戴设备所收集的用户的信息进行解析，可取得对佩戴者或其他人有用的信息。
并且，作为可穿戴设备的一种，已知有可佩戴于用户的颈部并将佩戴者或其对话者发出的声音录音的装置(专利文献1)。此专利文献1中公开了一种声音处理系统，其具备佩戴于用户的佩戴部，此佩戴部具有至少三个声音取得部(麦克风)，所述声音取得部取得用于波束成形的声音数据。并且，专利文献1所记载的系统中具备摄像部，且构成为能在被用户佩戴的状态下拍摄前方。并且，专利文献1中也提案了通过由摄像部所拍摄的拍摄图像的图像识别结果来确定其他说话者的存在及位置，或推断用户的脸的朝向，并依照其位置或朝向来控制声音取得部的指向性的朝向。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2019-134441号公报
发明内容
发明所欲解决的课题
另外，在可穿戴设备的设计中，为了长时间确保能连续佩戴的时间而优选尽可能提升电池的容量，但从装置的小型化或佩戴性的观点而言，电池的尺寸或形状有所限制。关于此点，在专利文献1所记载的系统中，由于佩戴单元本身可具有弯曲的形状，因此电池也被期望为曲面状的曲面电池。
并且，由于锂离子电池等容量大的蓄电池会产生不少热量，因此在与人体接触的可穿戴设备中，也必须留意配置电池之处。特别是颈挂型的可穿戴设备，由于是佩戴于对温度变化敏感的颈部，因此在装配有大容量的电池的情形下若从电池产生的热未有效率地进行散热，则会对佩戴者带来不适感，而有变得难以长时间连续持续佩戴的疑虑。
并且，如专利文献1所记载的系统，在弯曲形状的单元中装配局面电池的情形下，要求制造适合所述单元的形状的特殊形状的电池，并无法使用一般流通的通用形状的电池。此情形下，由于电池的成本会变贵，因此也有系统的贩卖价格变高的问题。
于是，本发明的主要目的在于提供一种颈挂型装置，其将电池等电子零件配置于适当位置。
解决课题的技术方案
本发明的发明人针对达成上述目的的技术方案进行深入研究的结果，获得下述见解：基本上通过使装配有电子零件的电路基板介于颈挂型装置的电池与佩戴者的颈部之间，从电池产生的热会变得不易传给佩戴者。然后，本案发明人想到可根据上述见解来达成上述目的而完成本发明。若具体说明，本发明具有以下的构成。
本发明涉及一种佩戴于用户的颈部的颈挂型装置。本发明的颈挂型装置具备：电池；电路基板(印刷电路基板)，其装配有从该电池接收电力的供给而驱动的电子零件；以及壳体，其收纳该电池及该电路基板。然后，电路基板以在佩戴时会位于电池与佩戴者的颈部之间的方式配置于壳体内。此外，装配于电路基板的电子零件为控制装置、存储装置、通信装置及传感装置中的一种或两种以上，也可为全部。
如上述构成般，由于通过将电路基板配置于佩戴者的颈部与电池之间，从电池产生的热变得不易传给佩戴者，因此变得易于长时间使用颈挂型装置。并且，即便在万一发生电池的热失控等异常状况的情形下，由于电路基板也能成为保护佩戴者的颈部的屏障，因此可使颈挂型装置的安全性提升。
在本发明的颈挂型装置中，壳体具有：第一臂部及第二臂部，其能配置于夹着佩戴者的颈部的位置；以及主体部，其在与佩戴者的颈后相应的位置将这些第一臂部与第二臂部连结。并且，此主体部中内置有控制系统电路。在此所谓的控制系统电路中包括有：电池；电子零件，其从此电池接收电力的供给而驱动；以及电路基板，其装配有此电子零件。而且，主体部构成为包括下垂部，所述下垂部比第一臂部及第二臂部更向下方延伸。此下垂部具有用于内置控制系统电路的空间。此外，如前述般，在主体部的下垂部内，电路基板以在佩戴时会位于电池与佩戴者的颈部之间的方式配置。此外，在本发明中，只要电池与电路基板内置于主体部内即可，而不必其整体内置于主体部之中的下垂部所构成的空间。并且，也能在下垂部中内置电池与电路基板以外的控制系统电路。
如上述构成般，通过在主体部设置下垂部，可充分确保用于内置包括电池、电子零件及电路基板的控制系统电路的空间。其结果，能将这些控制系统电路集中并装配于主体部。并且，通过将因控制系统电路汇集而重量变大的主体部配置于佩戴者的颈后，而提升佩戴时的稳定性。再者，通过将在颈后的位置重量大的主体部配置于靠近佩戴者的躯干的位置，可减轻装置整体的重量对佩戴者造成的负担。
在本发明的颈挂型装置中，主体部优选为平坦。此外，平坦的主体部是指只要具有能收纳平面状(非曲面状)的电池与电路基板的程度的平坦性即可，配合佩戴者的颈后的形状而成为平缓的曲面的情形也包括于此处所谓的“平坦”。如此，通过将较平坦的主体部设置于第一臂部与第二臂部之间，而能装配一般流通的通用的平面状的电池作为颈挂型装置的电源。由此，不必使用曲面电池等特殊的形状的电池，因此可抑制装置的制造成本。
本发明的颈挂型装置进一步优选为在与佩戴者的颈后相应的位置进一步具备接近传感器。如此，通过将接近传感器设置于与佩戴者的颈后相应的位置，可有效率地判断是否佩戴着颈挂型装置。例如，只要在通过接近传感器感测到物体接近时，将颈挂型装置或装配于其中的电子零件的电源开启即可。
本发明的颈挂型装置进一步优选为具备集音部，所述集音部在第一臂部及第二臂部的各个上设有一处以上(优选为两处以上)。如此，通过在第一臂部及第二臂部分别设置集音部，可有效地收集佩戴者所发出的声音。
本发明的颈挂型装置进一步优选为在与佩戴者的颈后相应的位置具备放音部。此外，放音部可为以空气作为媒介而将音波(空气振动)传递至佩戴者的一般的扬声器，也可为通过骨振动而将声音传递至佩戴者的骨传导扬声器。并且，从放音部输出的声音可朝向佩戴者的后方往大致水平方向放出，也可往大致铅直上方向(或下方向)放出。假设放音部为一般的扬声器的情形下，通过将放音部设置于与佩戴者的颈后相应的位置，从此放音部输出的声音会变得不易传至存在于佩戴者的正前方的对话者。由此，可防止如对话者将佩戴者自身所发出的声音与从颈挂型装置的放音部发出的声音混淆般的状况。并且，在将集音部设置于颈挂型装置的第一臂部和/或第二臂部的方式中，通过预先将放音部设置于与佩戴者的颈后相应的位置，可最大限度地隔开放音部与集音部的物理距离。亦即，在以集音部收集佩戴者或对话者的声音的状态下，若从放音部输出声音，则有来自放音部的声音混入所收录的佩戴者等的声音的情形。如此在来自放音部的声音混入佩戴者等的声音的情形下，难以通过回声消除处理等将其完全去除。因此，为了尽可能地避免来自放音部的声音混入佩戴者等的声音，如同上述优选为将放音部设置于与佩戴者的颈后相应的位置，以隔开与集音部的物理距离。
并且，放音部优选为设置于偏向左右任一边的位置，而不设置于与佩戴者的颈后方的中央相应的位置。如此，通过将放音部配置于偏向左右任一边的位置而不配置于主体部30的大致中央，即使在降低输出音的音量的情形下，佩戴者也可利用左右任一耳清楚听到输出音。并且，若输出音的音量变小，则此输出音不易传至对话者，因此对话者也能避免将佩戴者的声音与放音部的输出音混淆。
本发明的颈挂型装置进一步优选为进一步具备摄像部及非接触型的传感部的两者或任一者，所述摄像部设置于第一臂部，所述非接触型的传感部设置于第二臂部。通过将摄像部设置于第一臂部，可有效地摄影佩戴者的前方。并且，通过将非接触型的传感部设置于第二臂部，而变得易于操作例如摄像部或其他电子零件的开/关。
发明效果
根据本发明，可提供一种颈挂型装置，其将电池等电子零件配置于适当位置。
附图说明
图1是表示颈挂型装置的实施方式的立体图；
图2是示意性地表示佩戴颈挂型装置的状态的侧视图；
图3是示意性地表示设有集音部的位置的剖面图；
图4示意性地表示收纳于主体部内的电池、电路基板及各种电子零件的位置关系的剖面图；
图5是表示颈挂型装置的功能构成例的方框图；
图6是示意性地表示取得佩戴者与对话者的声音的波束成形处理。
具体实施方式
以下使用附图说明本发明的具体实施方式。本发明并不限定于以下说明的方式，也包括在本领域技术人员显而易知的范围内从以下方式进行适当变更而成的方式。
图1是表示本发明的颈挂型装置100的一实施方式。并且，图2表示佩戴颈挂型装置100的状态。如图1所示，构成颈挂型装置100的壳体具备左臂部10、右臂部20及主体部30。左臂部10与右臂部20分别从主体部30的左端与右端朝向前方延伸，在俯视时，颈挂型装置100成为装置整体大致呈U字的构造。在佩戴颈挂型装置100时，如图2所示，只要使主体部30接触佩戴者的颈后，并使左臂部10与右臂部20从佩戴者的颈侧朝向胸部侧垂下，将整个装置挂在颈部即可。在颈挂型装置100的壳体内容纳有各种电子零件。
在左臂部10与右臂部20分别设有多个集音部(麦克风)41～45。集音部41～45主要是以取得佩戴者及其对话者的声音为目的而配置。如图1所示，优选为在左臂部10设置第一集音部41与第二集音部42，且在右臂部20设置第三集音部43与第四集音部44。并且，也可在左臂部10与右臂部20追加设置一个或多个集音部作为任意要素。在图1所示的例子中，在左臂部10上，除了上述第一集音部41及第二集音部42，还设有第五集音部45。由这些集音部41～45所取得的声音信号被传递至设置于主体部30内的控制部80(参照图5)并进行预定的解析处理。此外，如同后述，在主体部30中内置有包括此种控制部80的电子电路或电池等的控制系统电路。
集音部41～45分别设置于左臂部10与右臂部20的前方(佩戴者的胸部侧)。具体而言，假设将颈挂型装置100佩戴于一般成人男性(颈围35～37cm)的颈部的情形下，优选设计成至少第一集音部41至第四集音部44位于比佩戴者的颈部更前方(胸部侧)。颈挂型装置100为假设会同时收集佩戴者及对话者的声音的装置，且通过将各集音部41～44配置于佩戴者的颈部的前方侧，不仅可取得佩戴者的声音，还可适当取得其对话者的声音。并且，若将各集音部41～44配置于佩戴者的颈部的前方侧，则站在佩戴者的背部侧的人的声音会被佩戴者的身体所阻挡，变得不易直接传至集音部41～44。由于推测站在佩戴者的背部侧的人不是正在与佩戴者对话的人，因此通过将此种人的声音阻挡，则可利用集音部41～44的物理配置来抑制杂音。
并且，第一集音部41至第四集音部44以呈左右对称的方式分别配置于左臂部10与右臂部20。亦即，由连接第一集音部41与第二集音部42的线段、连接第三集音部43与第四集音部44的线段、连接第一集音部41与第三集音部43的线段及连接第二集音部42与第四集音部44的线段所形成的四角形呈线对称形。具体而言，在本实施方式中呈梯形，所述梯形中连接第一集音部41与第三集音部43的线段为短边。但是，上述四角形并不限于梯形，也能以呈长方形或正方形的方式配置各集音部41～44。
在左臂部10进一步设有摄像部60。具体而言，在左臂部10的前端面12设有摄像部60，可通过此摄像部60摄影佩戴者的正面侧的静止图像或动态图像。由摄像部60所取得的图像被传递至主体部30内的控制部80，并存储作为图像数据。并且，也可利用互联网将由摄像部60所取得的图像传送至服务器装置。并且，详细内容如同后述，也能从摄像部60所取得的图像确定对话者的嘴部的位置，并进行强调从其嘴部发出的声音的处理(波束成形处理)。
在右臂部20上进一步设有非接触型的传感部70。传感部70主要以感测在颈挂型装置100的正面侧的佩戴者的手部动作为目的，且配置于右臂部20的前端面22。传感部70的感测信息主要被利用于摄像部60的启动、摄影的开始、停止等摄像部60的控制。例如，传感部70可感测佩戴者的手等物体接近其传感部70而控制摄像部60，或者也可在传感部70的感测范围内感测佩戴者做出预定的手势而控制摄像部60。此外，在本实施方式中，虽然将摄像部60配置于左臂部10的前端面12，并将传感部70配置于右臂部20的前端面22，但也能将摄像部60与传感部70的位置进行交换。
并且，也能将传感部70中的感测信息利用于启动摄像部60、集音部41～45和/或控制部80(主要CPU)。例如，可在传感部70、集音部41～45及控制部80常时启动而摄像部60停止中的状态下，在以传感部70感测出特定的手势时启动摄像部60(条件1)。此外，在此条件1中，也能在集音部41～45检测出特定的声音时启动摄像部60。或者也可在传感部70及集音部41～45常时启动而控制部80及摄像部60停止中的状态下，在以传感部70感测出特定的手势时启动控制部80与摄像部60之中的任意一者(条件2)。在此条件2中，也能在集音部41～45检测出特定的声音时启动控制部80及摄像部60。或者也可在仅传感部70常时启动而集音部41～45、控制部80及摄像部60停止中的状态下，在以传感部70感测出特定的手势时启动集音部41～45、控制部80、摄像部60之中的任意一者(条件3)。上述条件1～条件3可以说消耗电力的削减效果大小按照条件3>条件2>条件1的顺序。
如图2的侧视图所示，在本实施方式中，以佩戴时左臂部10的前端面12(及右臂部20的前端面22)呈铅直为目标而设计颈挂型装置100的壳体。亦即，颈挂型装置100是以左臂部10与右臂部20从颈后朝向胸部的锁骨前方附近稍微下垂的方式佩戴，左臂部10与右臂部20的前端面12、22位于其锁骨前方附近。此时，优选为前端面12、22相对于铅直方向呈大致平行(±10度以内)。
并且，如上述般为了铅直地立起前端面12、22，各臂部10、20的前端面12、22成为相对于各自的下缘13、23倾斜的面。图2中，以符号θ1表示前端面12、22与下缘13、23所形成的角(前端面的倾斜角)。此外，在图2中，直线S表示与前端面12、22平行的直线，符号L表示各臂部10、20的下缘13、23的延长线。在此，前端面12、22的倾斜角θ1为锐角，优选为例如40～85度，特别优选为50～80度或60～80度。如此，通过使前端面12、22相对于各臂部10、20的下缘13、23倾斜，则在佩戴时，前端面12、22容易呈铅直。因此，可通过设置于各前端面12、22的摄像部60与传感部70，而高效率地摄影或感测佩戴者的正面侧的区域。
并且，在图2中，直线A表示摄像部60的光轴。光轴(主轴)是通过摄像部60的镜头的中心的对称轴。如图2所示，假设在佩戴时左臂部10的前端面12呈铅直的情形下，摄像部60的光轴A优选会呈大致水平(±10度)。如此一来，由于在佩戴颈挂型装置100的状态下摄像部60的光轴A呈大致水平，摄像部60的光轴A与佩戴者朝向正面时的视线呈大致平行，因此由摄像部60所拍摄的图像会成为接近佩戴者实际上看见的景色。若更具体说明，图2中以符号θ2表示左臂部的前端面12与摄像部60的光轴A所形成的角。此光轴A的倾斜角θ2优选为75～115度或80～100度，特别优选为85～95度或90度。
并且，在图2中，直线A′表示了摄像部60的光轴的另一例。如图2所示，假设在佩戴时左臂部10的前端面12呈铅直的情形下，摄像部60的光轴A′优选为相对于水平(相当于图2中的直线A)向上倾斜。如前所述，虽然在佩戴时各臂部10、20的前端面12、22会成为位于佩戴者的锁骨前方附近，但通过使摄像部60的光轴A′向上，而变得容易摄影对话者的脸及嘴部。并且，通过预先使摄像部的光轴A′相对于水平向上倾斜，佩戴者不必勉强采取不合理的姿势即可摄影垂直方向上侧的空间。若更具体说明，在图2中，以符号θ3表示左臂部的前端面12与摄像部60的光轴A′所形成的角(光轴的倾斜角)。为了在佩戴时向上，此光轴A′的倾斜角θ3优选为30～85度，特别优选为40～80度或50～80度。
并且，如图2所示，各臂部10、20其下缘13、23与上缘14、24的延长线皆向下而指向地面方向。因此，与佩戴者相对的对话者变得不易产生正在被设置于左臂部10的前端面12的摄像部60摄影自身的脸的印象。如此，即使在通过摄像部60摄影对话者的脸或嘴部的情形下，也不易给对话者带来不适感。另一方面，如同前述，本实施方式中设计成在佩戴时左臂部10的前端面12大致铅直地立起，配置于此前端面12的摄像部60的光轴成为向上。因此，虽然对话者不易产生自身的脸正在被摄影的印象，但实际上可通过摄像部60有效地摄影其对话者的脸或嘴部。
图3是示意性地表示设有集音部41～45的部位中的左臂部10与右臂部20的剖面形状的图。如图3所示，在优选的实施方式中，左臂部10与右臂部20其设有集音部41～45的部位的剖面形状呈大致菱形。左臂部10与右臂部20分别具有面朝向佩戴者的头部(更具体而言为佩戴者的嘴)的倾斜面10a、20a。亦即，垂直于各倾斜面10a、20a的垂线会朝向佩戴者的头部的方向。然后，各集音部41～45设置于此左臂部10与右臂部20的倾斜面10a、20a。如此通过将集音部41～45配置于倾斜面10a、20a，从佩戴者的嘴发出的声音变得容易直线地到达各集音部41～45。并且，如图3所示，由于例如在佩戴者的周围产生的风噪音等变得不易直接进入各集音部41～45，因此可物理性抑制此种杂音。此外，在图3所示的例子中，虽然将左臂部10与右臂部20的剖面形状做成菱形状，但并不限定于此，也能做成三角形状、五角形状或其他多角形状等具有面向佩戴者的头部的倾斜面10a、20a的形状。
上述的左臂部10与右臂部是由设置在抵接于佩戴者的颈后的位置的主体部30所连结。此主体部30中内置有控制系统电路。控制系统电路中包括有：电池；多个电子零件，其从此电池接收电力的供给而驱动；以及电路基板，其装配有这些电子零件。并且，电子零件为控制装置(处理器等)、存储装置、通信装置及传感装置中的一种或两种以上，也可为全部。如图1所示，构成主体部30的壳体呈大致平坦的形状，且可容纳平面状(板状)的电路基板及电池。
并且，主体部30具有比左臂部10及右臂部20更向下方延伸的下垂部31。下垂部31具有用于内置控制系统电路的空间。如此，通过在主体部30中设置下垂部31，来确保用于内置控制系统电路的空间。并且，在具有下垂部31的主体部30中，集中装配控制系统电路。因此，在将颈挂型装置100的总重量设为100％的情形下，主体部30的重量占40～80％或50％～70％。通过将此种重量大的主体部30配置于佩戴者的颈后，来提升在佩戴时的稳定性。并且，通过将重量大的主体部30配置于靠近佩戴者的躯干的位置，可减轻装置整体的重量对佩戴者所造成的负担。
图4是主体部30的纵向剖面图，且示意性地表示容纳于主体部30内的控制系统电路的位置关系。图4中的左侧是与佩戴者的颈部接触的颈挂型装置100的内侧，图4中的右侧是不与佩戴者的颈部直接接触的颈挂型装置100的外侧。如图4所示，在构成主体部30的壳体(主体部壳体32)内至少容纳有平面状的电路基板85及平面状的电池90。电路基板85上装配有各种电子零件，所述各种电子零件接收来自电池90的电力供给而驱动。装配于电路基板85的电子零件的一例为图4所示的接近传感器83及放音部34(扬声器)。此外，其他可将CPU等控制装置、存储器或存储单元等存储装置、通信装置、各种传感装置电连接于电路基板85。
如图4所示，在本实施方式中，电池90配置于比电路基板85更外侧。亦即，在佩戴颈挂型装置100的状态下，电路基板85会介于佩戴者的颈后与电池90之间。电路基板85(印刷电路基板)是在由树脂或玻璃、特氟龙(Teflon，注册商标)等绝缘体所构成的基板的表层或其内部形成有导电性配线的构件，通过其配线将装配于绝缘基板上的各种电子零件电连接。电路基板85可为无柔软性的刚性基板、有柔软性的柔性基板或将这些复合而成的基板中的任一种。并且，电路基板85可为仅在单面形成有配线图案的单面基板、在双面形成有配线图案的双面基板，或将绝缘基板多层层积的各层进行电连接而成的多层基板中的任一种。作为电路基板85，可采用其他公知的构成。虽然由锂离子电池等所构成的电池90会产生不少热量，但通过预先将电路基板85配置于佩戴者的颈后与电池90之间，从电池90所产生的热变得不易传给佩戴者，而可预期颈挂型装置100的佩戴感提升。
并且，在主体部30的内侧(佩戴者侧)设有接近传感器83。接近传感器83只要预先装配于例如电路基板85的内侧的面即可。接近传感器83是用于检测物体的接近的构件，若颈挂型装置100被佩戴于佩戴者的颈部，则会检测出其颈部的接近。因此，在接近传感器83检测出物体的接近的状态时，将各集音部41～45、摄像部60及传感部70等设备开启(驱动状态)，在接近传感器83未检测出物体的接近的状态时，只要将这些设备关闭(休眠状态)、或设成无法启动的状态即可。借此，可有效率地抑制电池90的电力消耗。并且，在接近传感器83未检测出物体的接近的状态时，通过使摄像部60与集音部41～45无法启动，也可期待在不佩戴时防止蓄意或非蓄意地记录数据的效果。此外，作为接近传感器90，可使用公知的传感器，但在使用光学式传感器的情形下，为了使接近传感器90的检测光穿透，可在主体部壳体32设置使检测光穿透的穿透部32a。
并且，在主体部30的外侧(佩戴者的相反侧)设有放音部84(扬声器)。放音部84只要预先装配于例如电路基板85的外侧的面即可。如图4所示，在本实施方式中，放音部84配置成朝向主体部30的外侧输出声音。亦即，在主体部壳体32的外侧的面形成有格栅32b(孔部)，成为从放音部84输出的声音(音波)会通过此格栅32b往主体部壳体32的外部放出。如此，通过从佩戴者的颈后朝向正后方放出声音，从此放音部84输出的声音变得不易直接传至存在于佩戴者的正面前方的对话者。借此，可防止对话者将佩戴者自身所发出的声音与从颈挂型装置的放音部发出的声音混淆的状况。并且，在本实施方式中，在左臂部10与右臂部20设有集音部41～45，但通过预先将放音部84设置于与佩戴者的颈后相应的位置，可最大限度地隔开放音部84与集音部41～45的物理距离。亦即，在以各集音部41～45收集佩戴者或对话者的声音的状态下，若从放音部84输出某些声音，则会有来自放音部84的声音(自我输出音)混入所收录的佩戴者等的声音的情形。若自我输出音混入收录声音，则会妨碍声音识别，因此必须通过回声消除处理等来将此自我输出音去除。然而，实际上受到壳体振动等的影响，即使进行了回声消除处理，也难以完全去除自我输出音。因此，为了将混入佩戴者等的声音中的自我输出音的音量最小化，如同上述，优选将放音部84设置于与佩戴者的颈后相应的位置，而隔开与集音部的物理距离。此外，也可采用下述构成：在主体部壳体32的内侧的面设置格栅32b，并预先将放音部84设置在电路基板85的内侧，而朝向主体部30的内侧放出声音。但是，此情形下，预料从放音部84放出的声音会被佩戴者的颈部阻挡，而导致声音听不清楚。
并且，放音部84优选设置于偏向左右任一边的位置，而不设置于与佩戴者的颈后方的中央相应的位置。其理由是因为相较于位于颈后中央的情形，放音部84变得更靠近左右任一耳。如此，通过将放音部84配置于偏向左右任一边的位置而非主体部30的大致中央，即使在降低输出音的音量的情形下，佩戴者也可利用左右任一耳清楚听到输出音。并且，若输出音的音量变小，则此输出音不易传至对话者，因此对话者也可避免将佩戴者的声音与放音部84的输出音混淆。
此外，格栅32b不仅使从放音部84输出的声音通过，还发挥将从电池90产生的热排放至大气中的功能。由于通过预先将格栅32b形成于主体部壳体32的外侧的面，通过格栅32b而排出的热变得不易直接传至佩戴者，因此不会对佩戴者带来不适感而可有效率地散热。
并且，作为颈挂型装置100的构造特征，左臂部10与右臂部20在与主体部30的连结部位的附近具有柔性部11、21。柔性部11、21是由橡胶或硅树脂等可挠性材料所形成。因此，在佩戴颈挂型装置100时，左臂部10及右臂部20变得容易贴合于佩戴者的颈部或肩上。此外，柔性部11、21中也插通有将各集音部41～45与操作部50连接于控制部80的配线。
图5是表示颈挂型装置100的功能构成的方框图。如图5所示，颈挂型装置100具有第一集音部41至第五集音部45、操作部50、摄像部60、传感部70、控制部80、存储部81、通信部82、接近传感器83、放音部84及电池90。在左臂部10配置有第一集音部41、第二集音部42、第五集音部45、操作部50及摄像部60，在右臂部20配置有第三集音部43、第四集音部44及传感部70，在主体部30配置有控制部80、存储部81、通信部82、接近传感器83、放音部84及电池90。此外，颈挂型装置100除了图5所示的功能构成，还可适当装配陀螺仪传感器、加速度传感器、地磁传感器或GPS传感器等传感类等的装配于一般便携型信息终端的模块设备。
作为各集音部41～45，只要采用动态麦克风、电容式麦克风、MEMS(Micro-Electrical-Mechanical Systems，微机电系统)麦克风等公知的麦克风即可。集音部41～45将声音转换成电信号，通过放大电路来增强其电信号后，通过A/D转换电路转换成数字信息并输出至控制部80。本发明的颈挂型装置100的目的之一在于不仅取得佩戴者的声音，还取得存在于其周围的一名或多名对话者的声音。因此，为了可广泛收集在佩戴者周围所产生的声音，作为各集音部41～45，优选采用全指向性(无指向性)的麦克风。
操作部50接收由佩戴者所进行的操作的输入。作为操作部50，可采用公知的开关电路或触控面板等。操作部50例如接收下述操作：指示声音输入的开始或停止的操作、指示装置电源的开或关的操作、指示扬声器的音量的提高降低的操作，或其他实现颈挂型装置100的功能所需的操作。通过操作部50而输入的信息被传递至控制部80。
摄像部60取得静止图像或动态图像的图像数据。作为摄像部60，只要采用一般的数字摄影机即可。摄像部60例如由下述所构成：摄影镜头、机械快门、快门驱动器、电荷耦合器件图像传感单元等光电转换元件、从光电转换元件读取电荷量并生成图像数据的数字信号处理器(DSP)，以及IC存储器。并且，摄像部60优选为具备：自动聚焦传感器(AF传感器)，其测量从摄影镜头至被摄体的距离；以及调整机构，其用于根据此AF传感器所检测出的距离来调整摄影镜头的焦点距离。AF传感器的种类并无特别限定，只要使用相位差传感器或对比传感器之类的公知的被动式的传感器即可。并且，作为AF传感器，也可使用主动式的传感器，所述主动式的传感器将红外线或超音波朝向被摄体并接收其反射光或反射波。由摄像部60所取得的图像数据被供给至控制部80并存储于存储部81，进行预定的图像解析处理或通过通信部82经由互联网传送至服务器装置。
并且，摄像部60优选具备所谓的广角镜头。具体而言，摄像部60的垂直方向视角优选为100～180度，特别优选为110～160度或120～150度。如此，通过将摄像部60的垂直方向视角设成广角，可广泛摄影至少从对话者的头部至胸部，视情形也能摄影对话者的全身。并且，虽然摄像部60的水平方向视角并无特别限制，但优选为采用100～160度左右的广角。
并且，摄像部60由于一般消耗电力较大，因此优选仅在需要的情形下启动，此外的情形则成为休眠状态。具体而言，虽然基于传感部70或接近传感器83的感测信息来控制摄像部60的启动以及摄影的开始或停止，但只要在摄影停止后经过一定时间的情形下，将摄像部60设成再次进入休眠状态即可。
传感部70是用于感测佩戴者的手指等物体的动作的非接触型的感测装置。传感部70的例子为接近传感器或手势传感器。接近传感器例如感测佩戴者的手指接近至预定范围。作为接近传感器，可采用光学式、超音波式、磁式、静电容式或温感式等公知的传感器。手势传感器例如感测佩戴者的手指的动作或形状。手势传感器的例子为光学式传感器，从红外发光LED朝向对象物照射光，通过以受光元件捕捉其反射光的变化，来检测对象物的动作或形状。在本发明中，作为传感部70，特别优选采用非接触型的手势传感器。由传感部70所得的感测信息被传递至控制部80，主要利用于控制摄像部60。并且，也能基于由传感部70所得的感测信息来进行各集音部41～45的控制。由于传感部70一般消耗电力较小，因此优选在颈挂型装置100的电源开启期间常时启动。并且，也可在通过接近传感器83检测出佩戴颈挂型装置100时启动传感部70。
并且，摄像部60的摄影范围与传感部70的感测范围皆为佩戴者的正面侧，这些摄影范围与感测范围优选为至少部分重叠。特别是在佩戴者的正前方(例如胸前、左臂与右臂之间)，摄像部60的摄影范围与传感部70的感测范围可重叠。如此，通过摄影范围与感测范围在佩戴者的正面侧重叠，佩戴者能通过传感部70直观地进行对摄影部60的操作。并且，例如可在佩戴者以手指进行如表示摄影范围般的手势(如称为“手指框”般的手势)时，通过传感部70(手势传感器)来确定其手指框的形状。此情形下，控制摄像部60以摄影其手指框的范围，并且针对由摄像部所摄影的图像，还通过图像解析等来确定其手指框的形状，由此能提高由手指框的手势进行摄像部60的控制的精确度。如此，通过采用可使摄影部60的摄像范围与传感器70的感测范围重叠的结构特征，而可通过改良软件来将各种功能安装于颈挂型装置。
控制部80进行控制颈挂型装置100所具备的其他要素的运算处理。作为控制部80，可利用CPU等处理器。控制部80基本上是读取存储于存储部81的程序，遵循此程序来执行预定的运算处理。并且，控制部80可将遵循程序而得的运算结果适当写入存储部81或从存储部81读取。详细内容后述，但控制部80主要具有用于进行摄像部60的控制处理或波束成形处理的声音解析部80a、声音处理部80b、输入解析部80c、摄像控制部80d及图像解析部80e。这些要素80a～80e基本上以软件上的功能来实现。但是，这些要素也能以硬件的电路来实现。
存储部81是用于存储控制部80中的运算处理等所使用的信息及其运算结果的要素。若具体说明，存储部81存储使通用的便携型的信息通信终端发挥作为本发明的声音输入装置的功能的程序。若根据来自用户的指示而启动此程序，则通过控制部80来执行遵循程序的处理。存储部81的存储单元功能可通过例如HDD及SDD之类的非挥发性存储器来实现。并且，存储部81也可具有作为存储器的功能，所述存储器用于写入或读取控制部80所进行的运算处理的中间过程等。存储部81的存储器功能可通过RAM或DRAM之类的挥发性存储器来实现。并且，也可在存储部81存储拥有其的用户的固有的ID信息。并且，也可在存储部81存储IP地址，所述IP地址是颈挂型装置100在网路上的识别信息。
并且，也可在存储部81存储控制部80所进行的波束成形处理中利用的习得模型。习得模型例如是通过在云端上的服务器装置中进行深度学习或强化学习等机械学习而得到的推论模型。若具体说明，在波束成形处理中，将由多个集音部所取得的声音数据进行解析，来确定产生所述声音的音源的位置或方向。此时，例如，将服务器装置所具有的音源的位置信息与以多个集音部取得从该音源产生的声音的数据的数据组(教师数据)大量累积，实施使用这些教师数据的机械学习而预先建立习得模型。然后，在个别的颈挂型装置100通过多个集音部取得声音数据时，可通过参照此习得模型而高效率地确定音源的位置或方向。并且，颈挂型装置100也可通过与服务器装置通信而随时更新此习得模型。
通信部82是用于与云端上的服务器装置或其他颈挂型装置进行无线通信的要素。为了通过互联网与服务器装置或其他颈挂型装置进行通信，通信部82例如只要采用以3G(W-CDMA)、4G(LTE/LTE-Advanced)、5G之类的公知的移动通信规格或Wi-Fi(注册商标)等无线LAN方式进行无线通信的通信模块即可。并且，为了与其他颈挂型装置直接进行通信，通信部82也可采用Bluetooth(注册商标)或NFC等方式的近距离无线通信用的通信模块。
接近传感器83主要用于感测颈挂型装置100(特别是主体部30)与佩戴者的接近。作为接近传感器83，如前述可采用光学式、超音波式、磁式、静电容式或温感式等公知的传感器。接近传感器83被配置于主体部30的内侧，检测佩戴者的颈部已接近预定范围内。在通过接近传感器83检测出佩戴者的颈部接近时，可启动各集音部41～45、摄像部60、传感部70和/或放音部84。
放音部84是将电信号转换成物理性振动(亦即声音)的音响装置。放音部84的例子为通过空气振动将声音传递至佩戴者的一般扬声器。此情形下，如前述般，优选构成为：将放音部84设置于主体部30的外侧(佩戴者的相反侧)，朝向远离佩戴者的颈后的方向(水平方向后方)或沿着颈后的方向(铅直方向上方或铅直方向下方)放出声音。并且，作为放音部84，也可为通过使佩戴者的骨骼振动而将声音传递至佩戴者的骨传导扬声器。此情形下，只要构成为下述即可：将放音部84设置于主体部30的内侧(佩戴者侧)，使骨传导扬声器接触佩戴者的颈后的骨骼(颈椎)。
电池90是对颈挂型装置100所包括的各种电子零件供给电力的电池。作为电池90，可使用能充电的蓄电池。电池90只要采用锂离子电池、锂聚合物电池、碱性蓄电池、镍镉电池、镍氢电池或铅蓄电池等公知的电池即可。如同前述，电池90配置成在主体部壳体32内，使电路基板85介于电池90与佩戴者的颈后之间。
接着，参照图6具体说明波束成形处理。当用户佩戴图1所示的实施方式的颈挂型装置100时，如图6(a)及图6(b)所示，至少四个集音部41～44会位于佩戴者的颈部的胸部侧。此外，由于第五集音部45是辅助进行集音，而并非必要的要素，因此此处的说明中省略。在本实施方式中，第一集音部41至第四集音部44皆为全指向性的麦克风，且常时主要收集从佩戴者的嘴发出的声音，并收集其他的佩戴者周围的环境音。此外，为了减少消耗电力，可使各集音部41～44及控制部80预先停止，而在以传感部70感测出特定的手势等时，启动这些集音部41～44及控制部80。环境音包括位于佩戴者的周围的对话者的声音。若佩戴者和/或对话者发出声音，则通过各集音部41～44取得声音数据。各集音部41～44将各自的声音数据输出至控制部80。
控制部80的声音解析部80a进行解析各集音部41～44所取得的声音数据的处理。具体而言，声音解析部80a基于各集音部41～44的声音数据，来确定发出所述声音的音源在空间上的位置或方向。例如，在有将完成机械学习的习得模型安装于颈挂型装置100的情形下，声音解析部80a可参照其习得模型，从各集音部41～44的声音数据来确定音源的位置或方向。或者，由于各集音部41间的距离为已知，因此声音解析部80a也可基于声音到达各集音部41～44的时间差，求出从各集音部41～44至音源的距离，并通过三角测量法从其距离来确定音源的空间位置或方向。
并且，声音解析部80a判断通过上述处理而确定的音源的位置或方向与被推测为佩戴者的嘴或对话者的嘴的位置或方向是否一致。例如，由于颈挂型装置100与佩戴者的嘴的位置关系或颈挂型装置100与对话者的嘴的位置关系能预料，因此在音源位于其预料范围内的情形下，只要将所述音源判断为佩戴者或对话者的嘴即可。并且，在音源相对于颈挂型装置100明显位于下方、上方或后方的情形下，可判断所述音源并非佩戴者或对话者的嘴。
接着，控制部80的声音处理部80b基于声音解析部80a所确定的音源的位置或方向，进行强调或抑制声音数据所包括的声音成分的处理。具体而言，在音源的位置或方向与被推定为佩戴者或对话者嘴的位置或方向一致的情形下，强调从所述音源发出的声音成分。另一方面，在音源的位置或方向与佩戴者或对话者的嘴不一致的情形下，只要将从所述音源发出的声音成分视为杂音，而抑制其声音成分即可。如此，在本发明中，使用多个全指向性的麦克风来取得全方位的声音数据，并进行波束成形处理，所述波束成形处理是通过控制部80的软件上的声音处理而强调或抑制成特定的声音成分。由此，能同时取得佩戴者的声音与对话者的声音，并根据所需来强调其声音的声音成分。
并且，如图6(b)所示，优选为在取得对话者的声音的情形启动摄像部60并摄影对话者。若具体说明，佩戴者在非接触型的传感部70的感测范围内通过自身的手指进行预定的手势。手势包括以手指进行预定的动作或以手指做出预定的形状。若传感部70感测出手指的动作，则控制部80的输入解析部80c将传感部70的感测信息进行解析，判断佩戴者的手指的手势是否与预先设定的手势一致。例如，由于预先设定用于启动摄像部60的手势、用于通过摄像部60开始摄影的手势、用于停止摄影的手势等关于控制摄像部60的预定的手势，因此输入解析部80c会基于传感部70的感测信息，来判断佩戴者的手势是否与上述的预定的手势一致。
接着，控制部80的摄像控制部80d基于输入解析部80c的解析结果来控制摄像部60。例如，在输入解析部80c判断佩戴者的手势与启动摄像部60用的手势一致的情形下，摄像控制部80d使摄像部60启动。并且，启动摄像部60后，在输入解析部80c判断佩戴者的手势与开始摄影用的手势一致的情况下，摄像控制部80d控制摄像部60以开始摄影图像。再者，开始摄影后，在输入解析部80c判断佩戴者的手势与停止摄影用的手势一致的情形下，摄像控制部80d控制摄像部60以停止摄影图像。此外，摄像控制部80d也可在摄影停止后经过一定时间的段阶将摄像部60设成再次进入休眠状态。
控制部80的图像解析部80e将由摄像部60所取得的静止图像或动态图像的图像数据进行解析。例如，图像解析部80e可通过将图像数据进行解析，来确定从颈挂型装置100至对话者的嘴的距离或两者的位置关系。并且，图像解析部80e基于图像数据来解析对话者的嘴是否打开或对话者的嘴是否开阖，由此也能确定是否对话者正在发声。由图像解析部80e所得的解析结果可用于上述的波束成形处理。具体而言，除了由各集音部41～44所收集的声音数据的解析结果以外，若还利用由摄像部60所得的图像数据的解析结果，则可提高确定对话者的嘴在空间上的位置或方向的处理的精确度。并且，将图像数据所包括的对话者的嘴的动作进行解析来确定所述对话者正在发声，由此可提高强调从所述对话者的嘴发出的声音的处理的精确度。
以声音处理部80b处理后的声音数据与由摄像部60所取得的图像数据被存储于存储部81。并且，控制部80也可将处理后的声音数据与图像数据通过通信部82而传送至云端上的服务器装置或其他颈挂型装置100。服务器装置也可基于从颈挂型装置100接收的声音数据，来进行声音的文本化处理、翻译处理、统计处理、其他任意的语言处理。并且，也可利用由摄像部60所取得的图像数据来提高上述语言处理的精确度。并且，服务器装置也能将从颈挂型装置100接收的声音数据与图像数据利用作为机械学习用的教师数据，而使习得模型的精确度提升。并且，也可通过在颈挂型装置100间互相收发声音数据而在佩戴者间进行远距通话。此时，可在颈挂型装置100彼此间通过近距离无线通信直接收发声音数据，也可通过服务器装置经由互联网在颈挂型装置100彼此间收发声音数据。
在本申请案说明书中，主要说明了颈挂型装置100具备声音解析部80a、声音处理部80b及图像解析部80e作为功能构成，且在本地执行波束成形处理的实施方式。但是，也可使以互联网连接至颈挂型装置100的云端上的服务器装置分担声音解析部80a、声音处理部80b及图像解析部80e中的任一者或全部的功能。此情形下，例如，颈挂型装置100可将各集音部41～45所取得的声音数据传送至服务器装置，服务器装置确定音源的位置或方向，或进行强调佩戴者或对话者的声音并抑制其以外的杂音的声音处理。并且，也可将摄像部60所取得的图像数据从颈挂型装置100传送至服务器装置，在服务器装置进行该图像数据的解析处理。此情形下，会由颈挂型装置100与服务器装置构成声音处理系统。
以上，在本申请案说明书中，为了表现本发明的内容，一边参照附图一边进行本发明的实施方式的说明。但是，本发明并不限定于上述实施方式，而包括本领域技术人员基于本申请案说明书所记载的事项而显而易见的变更方式或改良方式。
并且，也能基于传感部70所得的感测信息来控制由摄像部60所进行的摄影方法。具体而言，作为摄像部60的摄影方法，可举例如：静止图的摄影、视频的摄影、慢动作摄影、全景摄影、缩时摄影、定时摄影等。若传感部70感测出手指的动作，则控制部80的输入解析部80c将传感部70的感测信息进行解析，判断佩戴者的手指的手势是否与预先设定的手势一致。例如，对摄像部60的摄影方法分别设定有固有的手势，输入解析部80c会基于传感部70的感测信息来判断佩戴者的手势是否与预先设定的手势一致。摄像控制部80d基于输入解析部80c的解析结果来控制由摄像部60所进行的摄影方法。例如，在输入解析部80c判断佩戴者的手势与摄影静止图用的手势一致的情形下，摄像控制部80d控制摄像部60来进行静止图的摄影。或者在输入解析部80c判断佩戴者的手势与摄影视频用的手势一致的情形下，摄像控制部80d控制摄像部60来进行视频的摄影。如此，可根据佩戴者的手势指定由摄像部60所进行的摄影方法。
并且，在上述的实施方式中，虽然主要基于由传感部70所得的感测信息来控制摄像部60，但也能基于由传感部70所得的感测信息来控制各集音部41～45。例如，预先设定与开始或停止由集音部41～45进行的集音相关的固有的手势，输入解析部80c基于传感部70的感测信息来判断佩戴者的手势是否与预先设定的手势一致。然后，在检测出与开始或停止集音相关的手势的情形下，只要根据该手势的感测信息而开始或停止通过各集音部41～45集音即可。
并且，在前述的实施方式中，虽然主要基于由传感部70所得的感测信息来控制摄像部60，但也能基于输入至各集音部41～45的声音信息来控制摄像部60。具体而言，声音解析部80a将集音部41～45所取得的声音进行解析。亦即，进行佩戴者或对话者的声音识别，判断其声音是否与摄像部60的控制相关。其后，摄像控制部80d基于其声音的解析结果来控制摄像部60。例如，在与开始摄影相关的预定的声音输入集音部41～45的情形下，摄像控制部80d启动摄像部60而开始摄影。并且，在指定由摄像部60所进行的摄影方法的预定的声音被输入集音部41～45的情形下，摄像控制部80d控制摄像部60来执行所指定的摄影方法。并且，也能在基于由传感部70所得的感测信息而启动集音部41～45后，基于输入至集音部41～45的声音信息来控制摄像部60。
并且，也能根据由摄像部60所拍摄到的图像，而使基于传感部70的输入信息的控制命令的内容变化。若具体说明，首先，图像解析部80e将由摄像部60所取得的图像进行解析。例如，基于图像中所包括的特征点，图像解析部80a确定其是拍到人物的图像吗、拍到特定的被摄体(人工物或自然物等)的图像吗，或所述图像被拍摄到的状况(摄影场所或摄影时间、气候等)。此外，针对图像中所包括的人物，可将其性别或年龄进行分类，也可特定个人。
接着，根据图像的种类(人物、被摄体、状况的类别)，将基于由人的手指所做出的手势的控制命令的图案存储于存储部81。此时，即使是相同的手势，也可根据图像的种类而使控制命令不同。具体而言，即使是某个同样的手势，在图像中拍到人物的情形下，则成为聚焦所述人物的脸的控制命令，而在图像中拍到特征性自然物的情形下，则成为全景摄影该自然物的周围的控制命令。并且，也可从图像检测出图像中拍到的人物的性别或年龄、被摄体为人工物或自然物、或是图像的摄影场所、时间、气候等，而使手势的定义内容不同。然后，输入解析部80c参照图像解析部80e的图像解析结果，针对由传感部70所检测出的手势，确定与所述图像解析结果对应的定义内容，并生成输入颈挂型装置100的控制命令。如此，通过根据图像的内容而使手势的定义内容变化，能根据图像的摄影状况或目的，而通过手势将各种变化的控制命令输入装置。
附图标记说明
10：左臂部
11：柔性部
12：前端面
13：下表面
14：上表面
20：右臂部
21：柔性部
22：前端面
23：下表面
24：上表面
30：主体部
31：下垂部
32：主体部壳体
32a：穿透部
32b：格栅
41：第一集音部
42：第二集音部
43：第三集音部
44：第四集音部
45：第五集音部
50：操作部
60：摄像部
70：传感部
80：控制部
80a：声音解析部
80b：声音处理部
80c：输入解析部
80d：摄像控制部
80e：图像解析部
81：存储部
82：通信部
83：接近传感器
84：放音部
85：电路基板
90：电池
100：颈挂型装置

Claims (6)

1.一种颈挂型装置，佩戴于佩戴者的颈部，其特征在于，所述颈挂型装置具备：
第一臂部及第二臂部，其能配置于夹着颈部的位置；以及
主体部，其在与所述佩戴者的颈后相应的位置将所述第一臂部及所述第二臂部连结，且内置有控制系统电路，
所述主体部构成为包括下垂部，所述下垂部比所述第一臂部及所述第二臂部更向下方延伸，且具有用于内置所述控制系统电路的空间，
所述控制系统电路中包括有：电池；以及电路基板，其装配有从所述电池接收电力的供给而驱动的电子零件，
所述电路基板以在佩戴时会位于所述电池与所述佩戴者的颈部之间的方式配置于所述壳体内。
2.根据权利要求1所述的颈挂型装置，其特征在于，装配于所述电路基板的所述电子零件为控制装置、存储装置、通信装置及传感装置中的一种或两种以上。
3.根据权利要求1所述的颈挂型装置，其特征在于，在与所述佩戴者的颈后相应的位置进一步具备接近传感器。
4.根据权利要求1所述的颈挂型装置，其特征在于，进一步具备集音部，
所述集音部在所述第一臂部及所述第二臂部的各个上设有一处以上。
5.根据权利要求1所述的颈挂型装置，其特征在于，在与所述佩戴者的颈后相应的位置进一步具备放音部，
所述放音部不设置于与佩戴者的颈后方的中央相应的位置，而设置于偏向左右任一边的位置。
6.根据权利要求1所述的颈挂型装置，其特征在于，进一步具备摄像部及非接触型的传感部的两者或任一者，所述摄像部设置于所述第一臂部，所述非接触型的传感部设置于所述第二臂部。
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