JP2005348098A - 骨伝導マイクロホンの検査装置及び検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
骨伝導マイクロホンの性能を正確に評価することができる骨伝導マイクロホンの検査装置及び検査方法を提供することを目的とする。
【解決手段】
本発明に係る骨伝導マイクロホンの検査装置は、骨伝導マイクロホン１５を検査する検査装置１であって、骨伝導マイクロホン１５に振動を印加する加振機器１２と、当該加振機器１２により振動が印加された骨伝導マイクロホン１５の出力信号を検出し、検出された出力信号に基づいて、骨伝導マイクロホン１５の周波数特性を判定する制御機器１４とを備えたものである。さらに、制御機器１４は、当該骨伝導マイクロホン１５に振動が印加されていない状態の出力信号に基づいて、骨伝導マイクロホン１５の電気的特性を判定することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、骨伝導マイクロホンの検査装置及び検査方法に関する。

近年、携帯電話やモバイル機器等の普及とともに、これら機器利用の多様化が、著しく進んでいる。その一例として、利用者の手を煩わせずに通話することができる小型な耳挿着型の音情報伝達器が活用されつつある（特許文献１参照）。利用者は、携帯電話の通話時に、マイクロホン部、イヤホン部を耳甲介腔部に装着する。従って、利用者は、この耳装着型の音情報伝達器を利用する場合、簡易に装着することができる。耳装着型の音情報伝達器は、周囲騒音の大きい場所等でも利用される。このことから、この耳装着方の音情報伝達器では、周囲騒音の影響が少ない骨伝導方式のマイクロホンが採用されている。

従来、骨伝導マイクロホンの電気的特性や感度等の性能を定量的に検査する装置は、市場で販売されていない。そのため、骨伝導マイクロホンを使った機器の評価は、評価者が実機を耳甲介腔部に装着して行われる。具体的には、評価者は、発声を行い、その骨伝導音声を信号として検出して評価していた。このような方法では、評価者の個人差、発声量のばらつき等が大きく、骨伝導マイクロホンの性能を正確にかつ定量的に評価を行うことはできない。
特開２００３−０３７８８５号公報

このように、従来の骨伝導マイクロホンの検査方法では、評価者が機器を耳部に装着して評価するため、骨伝導マイクロホンの性能を正確に評価することができないという問題点があった。
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、骨伝導マイクロホンの性能を正確に評価することができる骨伝導マイクロホンの検査装置及び検査方法を提供することを目的とする。

本発明に係る骨伝導マイクロホンの検査装置は、骨伝導マイクロホンを検査する検査装置であって、前記骨伝導マイクロホンに振動を印加する加振手段（例えば、発明を実施するための最良の形態における加振機器１２）と、当該加振手段により振動が印加された骨伝導マイクロホンの出力信号を検出する検出手段（例えば、発明を実施するための最良の形態における制御機器１４の検出部２２）と、当該検出手段により検出された出力信号に基づいて、前記骨伝導マイクロホンの性能を判定する制御手段（例えば、発明を実施するための最良の形態における制御機器１４）とを備えたものである。これによって、骨伝導マイクロホンの性能を定量的に判定することができるので、骨伝導マイクロホンを正確に評価することができる。

好適には、前記制御手段は、前記検出した出力信号が所定値の範囲内にあるか否かに応じて、前記骨伝導マイクロホンの周波数特性を判定する。また、前記制御手段は、前記加振手段に対して前記振動の周波数を変化させ、当該変化した周波数に応じて前記周波数特性を判定する。

また、前記制御手段は、前記検出手段による前記出力信号の検出をカウントし、当該カウントした検出が所定の回数を超えるか否かを判定する。これによって、骨伝導マイクロホンの出力の安定性を定量的に判定することができる。従って、骨伝導マイクロホンの性能をより正確に評価することができる。

さらに、本発明に係る骨伝導マイクロホンの検査装置は、前記加振手段が印加した振動を検出する振動検出手段（例えば、発明を実施するための最良の形態における振動センサ機器１３）を備え、前記制御手段は、当該振動検出手段により検出された検出信号に基づいて、前記加振手段を制御する。これによって、加振機器が一定の加振振幅で骨伝導マイクロホンを振動させることができる。

さらにまた、前記検出手段は、前記加振手段が前記骨伝導マイクロホンに振動を印加していない状態で前記骨伝導マイクロホンの出力信号を検出し、前記制御手段は、当該骨伝導マイクロホンに振動が印加されていない状態の出力信号に基づいて、前記骨伝導マイクロホンの電気的特性を判定する。これによって、骨伝導マイクロホンの電気的特性も判定することができるので、より正確に評価することが可能となる。

また、本発明に係る骨伝導マイクロホンの検査装置は、前記骨伝導マイクロホンを設置する設置機構を備え、当該設置機構は、前記骨伝導マイクロホンを固定するマイク設置台と、当該マイク設置台に固定された骨伝導マイクロホンの上方から、前記骨伝導マイクロホンに押し当てられるマイク押さえとを有する。これによって、設置機構が加振機器による影響を受けにくくすることができる。従って、骨伝導マイクロホンの性能をより正確に測定することができる。

好適には、前記マイク押さえは、回転式構造を有し、前記骨伝導マイクロホンを上方から回転しながら押し当てることができる。これによって、骨伝導マイクロホンを上方から簡便かつ確実に固定することができる。

本発明に係る骨伝導マイクロホンの検査方法は、骨伝導マイクロホンを検査する検査方法であって、前記骨伝導マイクロホンに振動を印加するステップと、当該振動が印加された骨伝導マイクロホンの出力信号を検出するステップと、当該検出した出力信号に基づいて、前記骨伝導マイクロホンの性能を判定するステップとを備えたものである。これによって、骨伝導マイクロホンの性能を定量的に判定することができるので、骨伝導マイクロホンを正確に評価することができる。

好適には、前記骨伝導マイクロホンの性能を判定するステップでは、前記検出した出力信号が所定値の範囲内にあるか否かに応じて、前記骨伝導マイクロホンの周波数特性を判定する。また、本発明に係る骨伝導マイクロホンの検査方法は、前記振動の周波数を変化させるステップを備え、前記骨伝導マイクロホンの性能を判定するステップでは、当該変化した周波数に応じて前記周波数特性を判定する。

さらに、本発明に係る骨伝導マイクロホンの検査方法は、前記出力信号の検出をカウントするステップと、当該カウントした検出が所定の回数を超えるか否かを判定するステップとを備えたものである。これによって、骨伝導マイクロホンの出力の安定性を定量的に判定することができる。従って、骨伝導マイクロホンの性能をより正確に評価することができる。

さらにまた、本発明に係る骨伝導マイクロホンの検査方法は、前記骨伝導マイクロホンに印加された振動を検出するステップと、当該検出された検出信号に基づいて、前記印加する振動を制御するステップと備えたものである。これによって、加振機器が一定の加振振幅で骨伝導マイクロホンを振動させることができる。

またさらに、本発明に係る骨伝導マイクロホンの検査方法は、前記骨伝導マイクロホンに振動が印加されていない状態で前記骨伝導マイクロホンの出力信号を検出するステップと、当該骨伝導マイクロホンに振動が印加されていない状態の出力信号に基づいて、前記骨伝導マイクロホンの電気的特性を判定するステップとを備えたものである。これによって、骨伝導マイクロホンの電気的特性も判定することができるので、より正確に評価することが可能となる。

本発明によれば、骨伝導マイクロホンの性能を正確に評価することができる骨伝導マイクロホンの検査装置及び検査方法を提供することができる。

本発明に係る骨伝導マイクロホンの検査装置は、被検査品の骨伝導マイクロホンを加振して骨伝導マイクロホンの微弱信号を検出する。そして、この検査装置は、骨伝導マイクロホンからの出力信号を処理し、骨伝導マイクロホンの性能を定量的に検査する。
以下、発明を実施するための最良の形態について図を参照して説明する。

まず、本発明に係る検査装置の全体構成について説明する。本発明に係る検査装置は、携帯用通話装置及び騒音下における音声検出等に用いられる骨伝導マイクロホンの性能を評価する検査装置である。
図１に、本発明に係る検査装置の全体構成の一例が示されている。図１に示すように、検査装置１は、設置機構１１、加振機器１２、振動センサ機器１３、制御機器１４を備えている。

設置機構１１は、骨伝導マイクロホン１５を設置するための機構である。加振機器１２は、この設置機構１１全体に振動を与える加振手段である。振動センサ機器１３は、加振機器１２により骨伝導マイクロホン１５に印加された振動を検出する振動検出手段である。
制御機器１４は、骨伝導マイクロホン１５の電気的特性や周波数特性を解析したり、骨伝導マイクロホン１５に電圧を印加したりする制御手段である。

続いて、図１を用いて、設置機構１１の具体的構成について詳細に説明する。この設置機構１１は、ベース１１１、支柱１１２，１１３、天板１１４、マイク設置台１１５，１１６、マイク押さえ１１７を有する。
ベース１１１は、骨伝導マイクロホン１５や各種部材を設置するための台である。２本の支柱１１２，１１３は、ベース１１１上に固定され、天板１１４を支持している。また、加振機器１２は、ベース１１１の下方に固定されている。これによって、加振機器１２は、設置機構１１全体を容易に振動させることができる。

１組のマイク設置台１１５，１１６は、骨伝導マイクロホン１５が設置される台である。これらマイク設置台１１５，１１６は、ベース１１１上に着脱可能に取付けられる。また、マイク設置台１１５，１１６は、互いに離間した状態で対向している。また、マイク設置台１１５，１１６は、製造時の作業時間等に対する配慮から、振動に対する影響が発生しない構造で、より簡便に脱着可能な構造であることが好ましい。

マイク設置台１１５，１１６はそれぞれ、ガイド１６１，１６２を有する。ガイド１６１，１６２は、マイク設置台１１５，１１６の外側面に配設されている。具体的には、ガイド１６１，１６２は、マイク設置台１１５，１１６の対向方向に略垂直な方向にガイドするように設けられている。一例として、ガイド１６１，１６２は、同一方向にガイドするように形成されている。これらガイド１６１，１６２は、マイク設置台１１５，１１６上で、骨伝導マイクロホン１５をその両側から挟持する。これによって、骨伝導マイクロホン１５を常に同じ位置に固定することができるので、装着性の向上を得ることができる。

マイク押さえ１１７は、マイク設置台１１５，１１６の上部に可動に取付けられている。マイク押さえ１１７の内部は、ネジ構造になっており、図１でＡ及びＢの方向に回転する回転式の取付機構になっている。
例えば、マイク押さえ１１７は、Ｂの方向に回転することにより下がるとする。マイク押さえ１１７は、検査対象の骨伝導マイクロホン１５に上部から押し当たることによって、この骨伝導マイクロホン１５を固定する。逆に、検査終了後の装脱時には、マイク押さえ１１７は、Ａの方向に回転することにより上がり、骨伝導マイクロホン１５の固定を解除する。また、振動センサ機器１３は、マイク押さえ１１７上部に設けられ、天板１１４に固定されている。

このように、回転式のネジ構造を有するマイク押さえ１１７を骨伝導マイクロホン１５に上部から押し当てることにより、この部分の剛性が上がる。従って、可動部分であるマイク押さえ１１７による共振点が抑えられ、加振機器１２による振動に対する影響が発生するのを防ぐことが可能となる。

図２に、検査装置１の機能ブロックの一例が示されている。検査装置１は、加振部２１、検出部２２、処理部２３、振動検出部２４を有する。
加振部２１は、加振機器１２によって実現される。
検出部２２、処理部２３は、制御機器１４によって実現される。この処理部２３は、加振処理部２３１、信号処理部２３２を有する。加振処理部２３１は加振部２１に接続され、信号処理部２３２は検出部２２に接続されている。処理部２３は、入力された信号の電気特性、周波数特性等を抽出する。その後、処理部２３は、被検査品である骨伝導マイクロホン１５の合否等を判定し、その結果を表示する。
振動検出部２４は、振動センサ機器１３によって実現される。

さらに続いて、本発明に係る検査装置１において検査対象となる骨伝導マイクロホン１５の構成について説明する。
図３の外観図に、骨伝導マイクロホン１５の形状の一例が示されている。図３に示すように、骨伝導マイクロホン１５は、平面視略Ｔ字状の形状を有する。この骨伝導マイクロホン１５の底部１５０に、出力端子１５１、入力端子１５２が設けられている。出力端子１５１は、骨伝導マイクロホンが受けた振動の大きさに対応した電気信号を出力する。入力端子１５２には、動作電圧が印加される。

図４の回路図に、骨伝導マイクロホン１５の回路構成の一例が示されている。図４に示すように、骨伝導マイクロホン１５は、ピエゾ素子３１、電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）３２、抵抗素子３３、電源３４、配線３５，３６を用いて構成することができる。
ピエゾ素子３１は、振動を微弱信号に変換する圧電素子の一例である。電解効果型トランジスタ３２は、インピーダンス変換及び、増幅等の機能を行う。これらピエゾ素子３１、電解効果型トランジスタ３２、抵抗素子３３、電源３４は、配線３３，３４によって端子１５１，１５２に接続されている。

このような骨伝導マイクロホン１５は、利用者の耳介に装着されると、利用者の骨伝導音声を電気信号に変換する。具体的には、利用者が声帯や口咽、耳腔等で発声すると、この音声に起因した振動が顎や頭部の骨や軟骨、肉体等を伝わる。この振動は、骨伝導音声として耳甲介腔部に到達し、骨伝導マイクロホン１５によって検出されて電気信号に変換される。

次に、本発明に係る検査装置１の動作について説明する。ここで、適宜図２を参照しながら説明する。
図５に、検査装置１が行う電気的特性の検査フローが示されている。図５に示すように、処理部２３は、骨伝導マイクロホン１５に所定の電圧を印加して（Ｓ１０１）、所定の時間待機する（Ｓ１０２）。その後、検出部２２は、骨伝導マイクロホン１５からの動作電圧を検出し（Ｓ１０３）、所定の増幅等を加える。処理部２３は、処理Ｓ１０１〜Ｓ１０３を所定回数繰り返し、骨伝導マイクロホン１５の出力の安定性について判定する。

具体的には、信号処理部２３２は、検出部２２により増幅された動作電圧の検出回数をカウントアップする（Ｓ１０４）。検出部２２が骨伝導マイクロホン１５の動作電圧をＮ回（例えば、５回）以上検出したとする（Ｓ１０５）。この場合には、信号処理部２３２は、骨伝導マイクロホン１５の出力が安定していると判定する。また、検出部２１がＮ回未満の動作電圧を検出したとする。この場合には、信号処理部２３２は、再度、骨伝導マイクロホン１５に所定の電圧を印加し直し、骨伝導マイクロホン１５の動作電圧が安定するまで処理Ｓ１０１〜Ｓ１０５の各処理が行われる。

信号処理部２３２は、安定性の判定処理で安定と判定した場合、検出部２２が検出した動作電圧から、骨伝導マイクロホン１５の動作電圧が所定の電圧値以内であるか否かの合否判定を行う（Ｓ１０６）。信号処理部２３２は、骨伝導マイクロホン１５の動作電圧が所定の電圧値以内にあり、これが一定期間変化しないとする（Ｓ１０７）。この場合には、信号処理部２３２は、この電気的特性の合格であると判定し（Ｓ１０８）、この判定結果を表示する（Ｓ１０９）。また、信号処理部２３２は、所定の電圧値外にある場合には（Ｓ１１０）、不合格であると判定し（Ｓ１０８）、その判定結果を表示する（Ｓ１０９）。

本発明に係る検査装置１は、上記のように電気的特性だけでなく、周波数特性の検査も可能である。すなわち、この検査装置１によって、骨伝導マイクロホン１５の感度を検査することができる。
図６のフローチャートに、検査装置１が行う周波数特性の検出フローの一例が示されている。図６に示すように、処理部２３の加振処理部２３１は、加振部２１に対して所定の周波数の動作信号を加え（Ｓ１２１）、所定の時間を待機する（Ｓ１２２）。このときの加振周波数は、予め決めた周波数、例えば、３００Ｈｚ〜３．３ｋＨｚの間の設定した周波数とすることができる。

また、振動検出部２４は、全体が振動する設置機構１１の振動を検出し、検出信号を加振処理部２３２に入力する。加振信号処理部２３２は、この検出信号に基づいて加振部２１に対する制御を行う。これによって、骨伝導マイクロホン１５に対する加振振幅が常に一定になるように、加振を保つことが可能となる。

加振部２１は、加振処理部２３１からの動作信号によって、所定の加振を検査対象の骨伝導マイクロホン１５に印加する。骨伝導マイクロホン１５は、加振部２１からの振動に対応した大きさの信号を検出部２２に出力する。検出部２２は、骨伝導マイクロホン１５からの出力信号を検出し（Ｓ１２３）、この検出信号に所定の増幅等を加える。処理部２３は、処理Ｓ１２１〜Ｓ１２３を所定回数繰り返し、骨伝導マイクロホン１５の出力の安定性について判定する。

具体的には、信号処理部２３２は、増幅された検出信号をカウントアップする（Ｓ１２４）。信号処理部２３２は、骨伝導マイクロホン１５の出力信号をＮ回（例えば、５回）以上検出したとする（Ｓ１２５）。この場合には、骨伝導マイクロホン１５の出力が安定していると判定する。また、信号処理部２３２が、骨伝導マイクロホン１５からＮ回未満の出力信号を検出したとする。この場合には、信号処理部２３２は、加振処理部２３１が加振部２１に加える動作信号の周波数を高く設定し直す（Ｓ１２６）。加振処理部２３１は、新たに設定された周波数の動作信号を加振部２１に加え、骨伝導マイクロホン１５の出力が安定するまでＳ１２１〜Ｓ１２６と同様の処理が行われる。

信号処理部２３２は、安定性の判定処理で安定と判定した場合、骨伝導マイクロホン１５からの出力信号の周波数が所定値内にあるかどうかの合否判定を行う（Ｓ１２７）。信号処理部２３２は、この周波数が所定値内にある場合には（Ｓ１２８）、この周波数特性の合格であると判定し（Ｓ１２９）、その判定結果を表示する（Ｓ１３０）。信号処理部２３２は、出力信号の周波数が所定値外にある場合には（Ｓ１３１）、不合格であると判定し（Ｓ１２９）、その判定結果を表示する（Ｓ１３０）。

以上のように、本発明に係る検査装置１を使用することにより、骨伝導マイクロホン１５を定量的に把握できる。従って、この検査装置１を用いることによって、骨伝導マイクロホン１５の性能、良否を正確に評価することができる。特に、骨伝導マイクロホン１５の製造において、骨伝導マイクロホン１５を簡単に装着することができ、短時間にも関わらず定量的かつ正確に被検査品の良否を評価することができる。

本発明に係る検査装置の全体構成の一例を示す外観図である。 本発明に係る検査装置の内部構成の一例を示すブロック図である。 本発明に係る骨伝導マイクロホンの全体構成を示す外観図である。 本発明に係る骨伝導マイクロホンの回路構成を示す回路図である。 本発明に係る検査装置による電気的特性の検出フローを示すフローチャートである。 本発明に係る検査装置による周波数特性の検出フローを示すフローチャートである。

符号の説明

１…検査装置、１１…設置機構、１２…加振機器、１３…振動センサ機器、
１４…制御機器、１５…骨伝導マイクロホン
１１１…ベース、１１２，１１３…支柱、１１４…天板、
１１５，１１６…マイク設置台、１６１，１６２…ガイド、１１７…マイク押さえ
２１…加振部、２２…検出部、２３…加振処理部、２３１…加振処理部、
２３２…信号処理部、２４…加振検出部
３１…ピエゾ素子、３２…電界効果型トランジスタ、３３…抵抗素子、３４…電源、
３５，３６…配線

Claims (14)

1. 骨伝導マイクロホンを検査する検査装置であって、
   前記骨伝導マイクロホンに振動を印加する加振手段と、
   当該加振手段により振動が印加された骨伝導マイクロホンの出力信号を検出する検出手段と、
   当該検出手段により検出された出力信号に基づいて、前記骨伝導マイクロホンの性能を判定する制御手段とを備えた骨伝導マイクロホンの検査装置。
2. 前記制御手段は、前記検出した出力信号が所定値の範囲内にあるか否かに応じて、前記骨伝導マイクロホンの周波数特性を判定することを特徴とする請求項１記載の骨伝導マイクロホンの検査装置。
3. 前記制御手段は、前記加振手段に対して前記振動の周波数を変化させ、当該変化した周波数に応じて前記周波数特性を判定することを特徴とする請求項２記載の骨伝導マイクロホンの検査装置。
4. 前記制御手段は、前記検出手段による前記出力信号の検出をカウントし、当該カウントした検出が所定の回数を超えるか否かを判定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の骨伝導マイクロホンの検査装置。
5. 前記加振手段が印加した振動を検出する振動検出手段を、さらに備え、
   前記制御手段は、当該振動検出手段により検出された検出信号に基づいて、前記加振手段を制御することを特徴とする請求項１記載の骨伝導マイクロホンの検査装置。
6. 前記検出手段は、前記加振手段が前記骨伝導マイクロホンに振動を印加していない状態で前記骨伝導マイクロホンの出力信号を検出し、
   前記制御手段は、当該骨伝導マイクロホンに振動が印加されていない状態の出力信号に基づいて、前記骨伝導マイクロホンの電気的特性を判定することを特徴とする請求項１記載の骨伝導マイクロホンの検査装置。
7. 前記骨伝導マイクロホンを設置する設置機構を、さらに備え、
   当該設置機構は、前記骨伝導マイクロホンを固定するマイク設置台と、
   当該マイク設置台に固定された骨伝導マイクロホンの上方から、前記骨伝導マイクロホンに押し当てられるマイク押さえとを有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の骨伝導マイクロホンの検査装置。
8. 前記マイク押さえは、回転式構造を有し、前記骨伝導マイクロホンを上方から回転しながら押し当てることを特徴とする請求項７記載の骨伝導マイクロホンの検査装置。
9. 骨伝導マイクロホンを検査する検査方法であって、
   前記骨伝導マイクロホンに振動を印加するステップと、
   当該振動が印加された骨伝導マイクロホンの出力信号を検出するステップと、
   当該検出した出力信号に基づいて、前記骨伝導マイクロホンの性能を判定するステップとを備えた骨伝導マイクロホンの検査方法。
10. 前記骨伝導マイクロホンの性能を判定するステップでは、前記検出した出力信号が所定値の範囲内にあるか否かに応じて、前記骨伝導マイクロホンの周波数特性を判定することを特徴とする請求項９記載の骨伝導マイクロホンの検査方法。
11. 前記振動の周波数を変化させるステップを、さらに備え、
    前記骨伝導マイクロホンの性能を判定するステップでは、当該変化した周波数に応じて前記周波数特性を判定することを特徴とする請求項９記載の骨伝導マイクロホンの検査方法。
12. 前記出力信号の検出をカウントするステップと、
    当該カウントした検出が所定の回数を超えるか否かを判定するステップとを、さらに備えたことを特徴とする請求項９乃至１１のいずれかに記載の骨伝導マイクロホンの検査方法。
13. 前記骨伝導マイクロホンに印加された振動を検出するステップと、
    当該検出された検出信号に基づいて、前記印加する振動を制御するステップと、さらに備えたことを特徴とする請求項９記載の骨伝導マイクロホンの検査方法。
14. 前記骨伝導マイクロホンに振動が印加されていない状態で前記骨伝導マイクロホンの出力信号を検出するステップと、
    当該骨伝導マイクロホンに振動が印加されていない状態の出力信号に基づいて、前記骨伝導マイクロホンの電気的特性を判定するステップとを備えたことを特徴とする請求項９記載の骨伝導マイクロホンの検査方法。

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