JP2001119798A - 通信用ヘルメット - Google Patents

通信用ヘルメット

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JP2001119798A
JP2001119798A JP29422099A JP29422099A JP2001119798A JP 2001119798 A JP2001119798 A JP 2001119798A JP 29422099 A JP29422099 A JP 29422099A JP 29422099 A JP29422099 A JP 29422099A JP 2001119798 A JP2001119798 A JP 2001119798A
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microphone
diaphragm
helmet
optical microphone
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Kazuo Takahashi
和男 高橋
Okihiro Kobayashi
興弘 小林
Alexander Paritzky
パリツキー アレキサンダー
Alexander Kots
コッツ アレキサンダー
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Kenwood Engineering Corp
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Kenwood KK
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/08Mouthpieces; Microphones; Attachments therefor
    • H04R1/083Special constructions of mouthpieces
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/10Earpieces; Attachments therefor ; Earphones; Monophonic headphones
    • H04R1/1083Reduction of ambient noise

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Electrostatic, Electromagnetic, Magneto- Strictive, And Variable-Resistance Transducers (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)
  • Helmets And Other Head Coverings (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 騒音低減効果を向上させた通信用ヘルメット
を提供する。 【解決手段】 話者の口の近傍に位置するように内部に
マイクロフォンを取付けた通信用ヘルメットにおいて、
マイクロフォンとして、音圧による振動する振動板31
と、この振動板31を収納し、振動板31に対向し互い
に対称位置に開口する第1開口部38と第2開口部39
とを有する収納容器40と、振動板31に光ビームを照
射する光源32と、振動板31に照射された光ビームの
反射光を受光し、振動板31の振動に対応する信号を出
力する光検出器35とを備え、到来音波が第1開口部3
8と第2開口部39とに均等に入射するよう所定の角度
で傾けて取付台に取付けた光マイクロフォンを用い、取
付台を第1開口部38と第2開口部39とに外来音波が
均等に入射するように空間を持たせてヘルメット内に取
付ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は通信用ヘルメットに
係り、特に光マイクロフォンを内蔵した通信用ヘルメッ
トに関する。
【0002】
【従来の技術】車用のヘルメットを着用した状態で通信
を行うためには、ヘルメットの内部に通信用のマイクロ
フォンを装着し、このマイクロフォンを使って通信を行
う必要がある。この種の通信用マイクロフォンとしては
接話型のマイクロフォンおよび骨伝導型マイクロフォン
などが知られており、いずれにしても外部騒音を極力低
減することのできるマイクロフォンが必要とされてい
る。
【0003】図9は従来の通信用マイクロフォンの装着
状態を説明するための図で、ヘルメットの断面構造を示
すものである。ヘルメット60の内部は、右側チンライ
ナ61と左側チンライナ62とにより頭部65がしっか
りと固定されるように形成されている。また口の周辺に
は空間(キャビティ)64が形成されており、このキャ
ビティ64は布63により仕切られている。そして接話
型マイクロフォン71を用いる場合、口に対向する正面
位置にしっかりと固定し、キャビティ64から話者の声
のみがマイクロフォン71に届くように装着する。また
骨伝導型マイクロフォン72を用いる場合には右側チン
ライナ61もしくは左側チンライナ62の一部で頭部6
5にしっかりと密着するような位置にこれを取付けて、
骨伝導により伝わる音声をマイクロフォン72に伝達す
るように装着していた。
【0004】このように従来のマイクロフォン内蔵型の
ヘルメットでは、極力口元に近い位置に接話型のマイク
ロフォンを固定し、周囲の騒音の影響を受けないように
してS/Nを向上させるか、あるいは骨伝導型マイクロ
フォンのように骨伝導により伝搬される音波のみをピッ
クアップするようにして周囲の騒音をピックアップしな
いようにしていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来のマイクロフォンでは騒音の低減は基本的にはマイク
ロフォンの装着状態に頼るしかなく、その騒音低減効果
には限界があり、図10に示すような従来の通信用ヘル
メットでは騒音低減レベルは6〜7dBが限界であっ
た。本発明はこのような従来の通信用ヘルメットの欠点
を改善し、騒音低減レベルを大幅に引上げ、周囲の騒音
レベルが著しく高い場合でもその使用環境に左右されな
い高感度かつ広帯域で使用できるマイクロフォンを内蔵
した通信用ヘルメットを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の通信用ヘルメッ
トは、話者の口の近傍に位置するように内部にマイクロ
フォンを取付けた通信用ヘルメットにおいて、前記マイ
クロフォンとして、音圧による振動する振動板と、この
振動板を収納し、前記振動板に対向し互いに対称位置に
開口する第1開口部と第2開口部とを有する収納容器
と、前記振動板に光ビームを照射する光源と、前記振動
板に照射された前記光ビームの反射光を受光し、前記振
動板の振動に対応する信号を出力する光検出器とを備
え、到来音波が前記第1開口部と前記第2開口部とに均
等に入射するよう所定の角度で傾けて取付台に取付けた
光マイクロフォンを用い、前記取付台を前記第1開口部
と前記第2開口部とに外来音波が均等に入射するように
空間を持たせて前記ヘルメット内に取付けたことを特徴
とする。また、本発明の通信用ヘルメットにおいて、前
記光マイクロフォンと前記取付台との取付け角度を可変
する角度調整手段を設けることが出来る。さらに本発明
の通信用ヘルメットにおいて、前記取付台を口と前記光
マイクロフォンとの位置関係が平行となるよう取付ける
ことが出来る。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明における通信用ヘルメット
に装着されるマイクロフォンは後述する光マイクロフォ
ンであって、接話型マイクロフォンである。従って、こ
の光マイクロフォンを話者の口の近傍に位置するように
装着する必要がある。図1は本発明の通信用ヘルメット
の断面構成を示す図で本発明においては後述する光マイ
クロフォン200を取付台250に取付けた状態で右ま
たは左のチンライナ61,62が正面方向に延在する部
分と布5との間に空間(キャビティ)を形成し、ここに
取付けるようにしたものである。次に図3〜図7を用い
て本発明に用いられる光マイクロフォンについて説明す
る。
【0008】図3は本発明に用いる光マイクロフォン2
00のヘッド部の構造を示す図である。本発明に用いる
光マイクロフォンでは音波37によって振動する振動板
31を収納容器40のほぼ中心部分に張設する。そして
収納容器の両側に振動板31に対して互いに対称位置と
なるように第1開口部38及び第2開口部39を設け
る。このように構成することにより音波はいずれの開口
部からも収納容器40内に進入し振動板31を振動させ
る。
【0009】振動板31の面31aとは反対側の面31
bに位置するヘッド40の内部には振動板31の面31
bに斜めから光ビームを照射するLED等の光源32と
この光源32からの光ビームを所定のビーム径とするた
めのレンズ33と、ビーム光が面31bで反射された反
射光を受光する光検出器35と、振動板31の振動に伴
う反射光の光路の変位を拡大するためのレンズ34とが
設けられている。このようにして、振動板31の面31
a,31bに音波が当たって振動板31が振動すると光
検出器35に入射される反射光の受光面35aへの受光
位置が変化する。光検出器35をポジションセンサとし
て構成しておけば、反射光の照射位置から振動板31の
振動に応じた電気信号が取り出される。
【0010】このように図3に示す光マイクロフォンに
おいては、第1開口部38から進入する音波と第2開口
部39から進入する音波のそれぞれの音圧が等しい場
合、これらの2つの音波は振動板31の両面31a,3
1bにおいて互いに打ち消しあって振動板31を振動さ
せることはない。2つの受波感度の等しいマイクロフォ
ン素子を近接して配置し、遠距離で発生した音波を受波
した場合、2つのマイクロフォン素子は到来音波を等し
く検出することが知られている。
【0011】図7は音源からの距離対音響強度の特性曲
線を示す図である。図に示すように音波はマイクロフォ
ン素子から近距離だけ離れた人の口から発生する。すな
わち音波はこのマイクロフォン素子から近距離のところ
で発生する。
【0012】この近距離の人の音声は円形曲線により示
されるように球形場特性を有している。これに対して遠
距離で発生する例えば騒音音響による音波は平面場の特
性を有している。したがって球状波の音響強度はその球
面または包絡線に沿ってほぼ同一であってその球の半径
に沿って変化するが平面波の場合には音響強度は平面の
すべての点でほぼ同一となる。
【0013】したがって図3に示すような光マイクロフ
ォンは2つのマイクロフォンを結合したものと考えるこ
とができるため、これが遠距離場に置かれた場合には第
一開口部38と第2開口部39からほぼ同一の強度と位
相特性を持った音波が振動板31に到来することにな
り、前述したように互いに打ち消しあってその影響は低
減される。一方、近距離場からの音波は第一開口部38
又は第2開口部39から不均等に入射するため振動板3
1を振動させ、光検出器35から信号として取り出され
る。
【0014】図6は図3に示す光マイクロフォンの感度
の指向性パターンを示したもので第1開口部38に向か
う前面方向と第2開口部39に向かう背面方向の指向性
パターンが8の字状の対称パターンを有している。この
ように図3に示すような光マイクロフォンを用いた場
合、周囲雑音等の騒音は図7に示すように遠距離場から
の音響とみなされ、第1開口部38と第2開口部からそ
れぞれ均等に入射し振動板31で互いに打ち消しあって
消滅するため振動板31を振動させることはない。
【0015】これに対して話者から発生する音声は近距
離場からの音響とみなされるため、図7に示すように2
つのマイクロフォン素子M1,M2における受波感度が
異なる。すなわち第1開口部38から入射する音響と第
2開口部39から入射する音響とはその強度が異なり振
動板31を振動させる。このようにして騒音の影響を低
減した光マイクロフォンが実現できる。
【0016】図4は図3に示す光マイクロフォン200
を搭載した光マイクロフォン装置の要部構成を示す外観
図である。(A)はその表面図を(B)は側面図を
(C)は背面図をそれぞれ示している。また図5は内部
構造を示す分解図である。次に図4及び図5を参照して
光マイクロフォンを用いた光マイクロフォン装置の構成
を説明する。プリント基板50のほぼ中央部分に図3に
示すような光マイクロフォン200を搭載する。この場
合、第1開口部38が上方に第2開口部39が下方に向
かうようにプリント基板50に搭載し、これにより図6
に示すような上下で等しい感度の指向性パターンが得ら
れるようになる。
【0017】この光マイクロフォン200を駆動するた
めの周辺回路51はプリント基板50の上面及び下面に
光マイクロフォン200を取り囲むように配置されて搭
載される。基板50にはマイクロフォン出力や電源供給
のためのケーブル52が接続される。このようにプリン
ト基板50に搭載された状態で上下に対称にスポンジ5
3a,53bを介してネット状のカバー54a,54b
を被せ、これを固定することにより光マイクロフォン装
置とする。このように構成された光マイクロフォン装置
が遠距離場におかれた場合には音波はネットカバー54
a,54bを介して均等に振動板に到達する。また近距
離場に置かれた場合には不均等に入射するため振動板が
振動し増幅出力が得られる。
【0018】図8は本発明に用いる光マイクロフォン2
00を取付台250に取付けた状態を示す斜視図であ
る。光マイクロフォン200は取付台250に図に示す
ように角度θをもって取付けられる。この角度θは前述
したように到来音波が第1開口部と第2開口部とから均
等に入射するように設定する。別途この角度を可変でき
るような角度調整手段を設けてヘルメットに取付けた後
に外来騒音が有効に低減されるように角度を調整しても
よい。
【0019】図2は話者の口と光マイクロフォンとの位
置関係を示す図で、話者の口と光マイクロフォンとが平
行となるように取付ける。このように取付けることによ
って、話者の声は光マイクロフォンの第1開口部と第2
開口部から不均等に入射するため振動板は振動し有効に
増幅して出力されるが、騒音は遠距離場の音響であるた
め光マイクロフォンの第1開口部と第2開口部とから均
等に入射され振動板でお互いに打ち消されて振動板を振
動させることはない。従って外来雑音の影響を低減させ
ることができる。
【0020】このように光マイクロフォン200をヘル
メット内に装着するに際しては所定の角度θを持たせる
ことにより外来雑音が第1開口部と第2開口部とに均等
に入射するように光マイクロフォン200の周囲に空間
(キャビティ)を形成することが重要である。このよう
に構成した本発明の通信用ヘルメットで測定を行ったと
ころ、騒音低減レベルが従来の6〜7dBに比べ15〜
20dBまで引上げられることが判明した。さらに周囲
騒音レベルが120dBの環境下でも十分に話者の声を
明瞭にピックアップできることが判明した。
【0021】
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明の通信
用ヘルメットでは光マイクロフォンの特徴を生かし、更
にヘルメット内部の構造をチンライナ型にし、光マイク
ロフォンの取付けられる周辺部にキャビティを構成した
ため、正面方向の騒音と背面方向の騒音とが効果的に打
ち消されて騒音レベルの高い環境下でも騒音低減レベル
が大幅に向上する。これにより口元からの音声の了解度
が向上し良好な通信が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の通信用ヘルメットの断面構造を示す
図。
【図2】本発明に用いられる光マイクロフォンと話者と
の位置関係を示す図。
【図3】本発明に用いられる光マイクロフォンの構造を
示す図。
【図4】本発明に用いられる光マイクロフォン装置の外
観図。
【図5】本発明に用いられる光マイクロフォン装置の内
部構造を示す分解図。
【図6】光マイクロフォンの感度の指向性パターン図。
【図7】近距離場及び遠距離場におかれたマイクロフォ
ンの音響強度を説明するための図。
【図8】本発明に用いられる光マイクロフォンの取付台
への取付けを示す斜視図。
【図9】従来の通信用ヘルメットの構造を説明するため
のヘルメットの断面図。
【符号の説明】
31 振動板 32 光源 35 光検出器 38 第1開口部 39 第2開口部 40 収納容器 50 基板 54 カバー 200 光マイクロフォン 250 取付台
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 興弘 東京都渋谷区道玄坂1丁目14番6号 株式 会社ケンウッド内 (72)発明者 アレキサンダー パリツキー イスラエル オア−イーダ 60252 ピー. オー.ボックス323 フォーン−オーアー ル リミテッド内 (72)発明者 アレキサンダー コッツ イスラエル オア−イーダ 60252 ピー. オー.ボックス323 フォーン−オーアー ル リミテッド内 Fターム(参考) 3B107 CA02 EA06 5D021 DD04

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 話者の口の近傍に位置するように内部に
    マイクロフォンを取付けた通信用ヘルメットにおいて、 前記マイクロフォンとして、 音圧による振動する振動板と、この振動板を収納し、前
    記振動板に対向し互いに対称位置に開口する第1開口部
    と第2開口部とを有する収納容器と、 前記振動板に光ビームを照射する光源と、前記振動板に
    照射された前記光ビームの反射光を受光し、前記振動板
    の振動に対応する信号を出力する光検出器とを備え、到
    来音波が前記第1開口部と前記第2開口部とに均等に入
    射するよう所定の角度で傾けて取付台に取付けた光マイ
    クロフォンを用い、前記取付台を前記第1開口部と前記
    第2開口部とに外来音波が均等に入射するように空間を
    持たせて前記ヘルメット内に取付けたことを特徴とする
    通信用ヘルメット。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の通信用ヘルメットにお
    いて、 前記光マイクロフォンと前記取付台との取付け角度を可
    変する角度調整手段を設けたことを特徴とする通信用ヘ
    ルメット。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2に記載の通信用ヘルメッ
    トにおいて、 前記取付台を口と前記光マイクロフォンとの位置関係が
    平行となるよう取付けたことを特徴とする通信用ヘルメ
    ット。
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