JP2014072675A - Sound input device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sound input device capable of obtaining excellent speech quality even in a noisy environment by preventing masking of sound caused by picking up low-frequency vibration.SOLUTION: An output signal S2 of a low-pass filter 1 to which a DC signal S1 having certain impedance is inputted is supplied to one end of a resistor 5, and an electret type condenser microphone 14 operative upon supply of a signal obtained from the other end of the resistor 5 is supplied to a skin vibration detector 2 provided with a sensor to detect the vibration of a body surface. A signal S3 derived by superposing the output signal of the skin vibration detector 2 on the signal obtained from the other end of the resistor 5 is inputted to an impedance conversion element 4. Then, an output signal S4 of a high-pass filter 3 is superposed on the DC signal S1 by the impedance conversion element 4.

Description

本発明は、声帯の振動が人体組織を伝播して皮膚表面に現れる振動を検出することにより、音声を入力する音声入力装置に関するものである。   The present invention relates to a voice input device that inputs a voice by detecting a vibration of a vocal cord propagating through a human body tissue and appearing on a skin surface.

従来、工場や工事現場などの騒音の多い場所で、無線または有線による放送装置や通信装置に音声を入力する手段として、声帯の振動が骨組織に伝播し、その骨に伝わった振動を皮膚表面に密着させた圧電素子やエレクトレット型コンデンサーマイクロホンなどのセンサーを用いて音を拾う骨伝導マイクロホンが使われている(例えば特許文献1参照)。   Conventionally, as a means of inputting sound into a wireless or wired broadcast or communication device in a noisy place such as a factory or construction site, the vibration of the vocal cords propagates to the bone tissue, and the vibration transmitted to the bone is transmitted to the skin surface. A bone conduction microphone that picks up sound using a sensor such as a piezoelectric element and an electret condenser microphone that are in close contact with each other is used (for example, see Patent Document 1).

また、電話のコールセンターなどでは、オペレーターの音声を明瞭に伝えるために、咽喉マイクロホンが使われている。咽喉マイクロホンは、図6に示すようにマイクロホン20の集音部分20aを顎の下の首部分21に接触させ、発音による声帯の振動が顎の下の首部分21に伝わってきた皮膚表面の振動を拾うものである(例えば特許文献2参照)。   In a telephone call center or the like, a throat microphone is used to clearly convey an operator's voice. As shown in FIG. 6, the throat microphone brings the sound collection portion 20 a of the microphone 20 into contact with the neck portion 21 under the chin, and the vibration of the vocal cords due to the sound is transmitted to the neck portion 21 under the chin. (See, for example, Patent Document 2).

上記咽喉マイクロホンでは、振動を拾うセンサーとして、一般的には図7に示すようにエレクトレット型コンデンサーマイクロホン22が使われており、電話や無線装置などのマイク入力部23に音声を入力している。   In the throat microphone, as shown in FIG. 7, an electret condenser microphone 22 is generally used as a sensor for picking up vibration, and a voice is input to a microphone input unit 23 such as a telephone or a wireless device.

エレクトレット型コンデンサーマイクロホン22の振動膜22aは、インピーダンス変換素子26とともに筐体25に収容されており、この筐体25の振動膜22aに対応する位置に設けられた音孔25aを介して皮膚表面の振動を拾うようになっている。   The vibrating membrane 22a of the electret condenser microphone 22 is housed in the housing 25 together with the impedance conversion element 26, and the skin surface is formed through a sound hole 25a provided at a position corresponding to the vibrating membrane 22a of the housing 25. The vibration is picked up.

また、マイク入力部23には、上記コンデンサーマイクロホン22に電源を与えるための直流電源27と、この直流電源27の電圧を入力端子24eに印加するバイアス用の抵抗器28と、一方の電極が上記入力端子24eに接続されたコンデンサ29と、入力端が上記コンデンサ29の他方の電極に接続された電圧増幅素子30とが設けられている。上記直流電源27の負極は、接地(GND)端子24fに接続される。   The microphone input unit 23 includes a DC power source 27 for supplying power to the condenser microphone 22, a bias resistor 28 for applying the voltage of the DC power source 27 to the input terminal 24e, and one electrode described above. A capacitor 29 connected to the input terminal 24e and a voltage amplifying element 30 whose input terminal is connected to the other electrode of the capacitor 29 are provided. The negative electrode of the DC power supply 27 is connected to a ground (GND) terminal 24f.

上記インピーダンス変換素子26の出力端子24cと上記マイク入力部23の入力端子24e、及び上記コンデンサーマイクロホン22とインピーダンス変換素子26が接続された接地端子24dと上記マイク入力部23側の接地端子24fとの接続には、信号線と電源線を共有した電源線24aとグランド線24bによる2線式が用いられる。そして、電源線24aは、バイアス用の抵抗器28のインピーダンスとインピーダンス変換素子26のインピーダンスによる分圧比によって電源線24aに音声信号を重畳させて出力する。   An output terminal 24c of the impedance conversion element 26, an input terminal 24e of the microphone input section 23, a ground terminal 24d to which the condenser microphone 22 and the impedance conversion element 26 are connected, and a ground terminal 24f on the microphone input section 23 side. For the connection, a two-wire system using a power line 24a sharing a signal line and a power line and a ground line 24b is used. Then, the power line 24a superimposes an audio signal on the power line 24a according to a voltage division ratio based on the impedance of the bias resistor 28 and the impedance of the impedance conversion element 26, and outputs it.

特許第3488749号Patent No. 34888749 特公平8−34643号公報Japanese Patent Publication No. 8-34643

しかしながら、生体組織を伝播する信号の音響特性として、高域成分が減衰するという周波数特性が知られている。このため、図7に示したようにエレクトレット型コンデンサーマイクロホンをセンサーとして用い、皮膚表面に密着させて使用する場合における皮膚伝播感度の周波数特性は、例えば図8に示すようになる。   However, a frequency characteristic in which a high frequency component attenuates is known as an acoustic characteristic of a signal propagating through a living tissue. For this reason, as shown in FIG. 7, the frequency characteristic of the skin propagation sensitivity when using an electret condenser microphone as a sensor and in close contact with the skin surface is as shown in FIG. 8, for example.

すなわち、周波数が100Hz〜300Hzでは100dB以上の十分なゲインが得られるのに対し、周波数が高くなるにしたがってゲインが低下していき、周波数が3KHzを超えるとゲインは50dB以下にまで低下してしまう。   That is, while a sufficient gain of 100 dB or more can be obtained at a frequency of 100 Hz to 300 Hz, the gain decreases as the frequency increases, and when the frequency exceeds 3 KHz, the gain decreases to 50 dB or less. .

このような周波数特性では、音声を発音することで声帯が振動して発生する振動以外に、エレクトレット型コンデンサーマイクロホンが体表面を滑る際に発生する300Hz以下の低い周波数の振動や、体を動かした際に発生する300Hz以下の低い周波数の振動なども拾ってしまい、本来必要とする300Hz以上の音声による振動の周波数帯域の情報がマスキングされてしまうことになる。   In such frequency characteristics, in addition to the vibrations that occur when the vocal cords vibrate by generating sound, vibrations with a low frequency of 300 Hz or less that occur when the electret condenser microphone slides on the body surface, or the body is moved. Also, vibrations with a low frequency of 300 Hz or less that occur at the time are picked up, and information on the frequency band of vibrations by voice of 300 Hz or more that is originally required is masked.

このため、エレクトレット型コンデンサーマイクロホンを皮膚表面に密着させて振動を拾うと、通信装置などへの音声入力装置に使用した場合、音声が明瞭に伝わらない、という課題がある。   For this reason, when an electret condenser microphone is brought into close contact with the skin surface and vibration is picked up, there is a problem that the sound is not clearly transmitted when used for a voice input device to a communication device or the like.

この課題を解決するために、皮膚表面の振動を検出するセンサーからの信号を、ハイパスフィルターを通して低域成分を減衰させることが考えられるが、この方法ではエレクトレット型コンデンサーマイクロホンに与える電源とは別の電源でハイパスフィルターを駆動する必要がある。このため、ハイパスフィルター用の電源を別に用意しなければならず、携帯性が重要である無線機器などで使用する場合、携帯性が悪くなる。   In order to solve this problem, it is conceivable to attenuate the low-frequency component of the signal from the sensor that detects the vibration of the skin surface through a high-pass filter, but this method is different from the power supply to the electret condenser microphone. It is necessary to drive the high pass filter with the power supply. For this reason, a power source for a high-pass filter must be prepared separately, and the portability deteriorates when used in a wireless device where portability is important.

また、無線機器などの装置内で低域成分を減衰させるフィルタ処理を行って対応することも考えられるが、装置内に入力された信号の低域成分が減衰するため、空気伝播による通常の音声入力用のエレクトレット型コンデンサーマイクロホンと共用できなくなる。   In addition, it is conceivable that a low-frequency component is attenuated in a device such as a wireless device. However, since the low-frequency component of the signal input to the device is attenuated, normal sound caused by air propagation is attenuated. It cannot be shared with the electret condenser microphone for input.

本発明は上記のことに鑑み提案されたもので、その目的とするところは、皮膚表面の振動を検出するセンサーからの信号の低域成分を減衰させることができ、低い周波数の振動による音声のマスキングを防いで騒音下においても良好な通話品質が得られる音声入力装置を提供することにある。   The present invention has been proposed in view of the above, and an object of the present invention is to attenuate a low frequency component of a signal from a sensor that detects vibration of the skin surface, and to reduce sound generated by low frequency vibration. An object of the present invention is to provide a voice input device which can prevent masking and obtain a good call quality even under noise.

上記課題を解決するために、請求項1に係る本発明の音声入力装置は、一定のインピーダンスを持った直流信号S1が入力されるローパスフィルター1と、このローパスフィルター1の出力信号S2が一端に供給される抵抗器5と、前記抵抗器5の他端から得られた信号が供給されて動作するエレクトレット型コンデンサーマイクロホン14を体表面の振動を検出するセンサーとして備える皮膚振動検出装置2と、前記皮膚振動検出装置2の出力信号を前記抵抗器5の他端から得られた信号に重畳させた信号S3が入力され、前記皮膚振動検出装置2の出力信号から低域成分を減衰させた出力信号S4を得るハイパスフィルター3と、前記ハイパスフィルター3の出力信号S4が入力され、このハイパスフィルター3の出力信号S4のレベルにより出力インピーダンスが変化するインピーダンス変換素子4とを具備し、前記直流信号S1の直流電圧を、当該直流信号S1のインピーダンスと前記ハイパスフィルター3の出力信号S4により変動するインピーダンス変換素子4のインピーダンスとの比で分圧し、前記直流信号S1に前記ハイパスフィルター3の出力信号S4を重畳させることを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, the audio input device according to the first aspect of the present invention includes a low-pass filter 1 to which a DC signal S1 having a constant impedance is input and an output signal S2 of the low-pass filter 1 at one end. A skin vibration detector 2 provided with a resistor 5 to be supplied, and an electret condenser microphone 14 that operates by being supplied with a signal obtained from the other end of the resistor 5 as a sensor for detecting vibration of the body surface; A signal S3 obtained by superimposing an output signal of the skin vibration detection device 2 on a signal obtained from the other end of the resistor 5 is input, and an output signal obtained by attenuating a low frequency component from the output signal of the skin vibration detection device 2 The high-pass filter 3 for obtaining S4 and the output signal S4 of the high-pass filter 3 are input, and the level of the output signal S4 of the high-pass filter 3 An impedance conversion element 4 whose output impedance changes more, and the direct-current voltage of the direct-current signal S1 is changed between the impedance of the direct-current signal S1 and the impedance of the impedance conversion element 4 that varies depending on the output signal S4 of the high-pass filter 3. The voltage is divided by the ratio, and the output signal S4 of the high-pass filter 3 is superimposed on the DC signal S1.

請求項2に係る発明は、請求項1に記載の音声入力装置において、前記ハイパスフィルター3は、前記ローパスフィルター1の出力信号S2が電源として与えられ、低域成分を遮断し、高域成分を増幅することを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the voice input device according to the first aspect, the high-pass filter 3 is supplied with the output signal S2 of the low-pass filter 1 as a power source, cuts off a low-frequency component, and removes a high-frequency component. Amplifying.

請求項3に係る発明は、請求項1または2に記載の音声入力装置において、前記インピーダンス変換素子4は、エミッタ接地回路またはソース接地回路であることを特徴とする。   The invention according to claim 3 is the voice input device according to claim 1 or 2, wherein the impedance conversion element 4 is a grounded emitter circuit or a grounded source circuit.

請求項4に係る発明は、請求項1乃至3いずれか1項に記載の音声入力装置において、前記ローパスフィルター1は1次のローパスフィルターで構成され、前記ハイパスフィルター3は1次のハイパスフィルターで構成されることを特徴とする音声入力装置。   According to a fourth aspect of the present invention, in the audio input device according to any one of the first to third aspects, the low-pass filter 1 includes a first-order low-pass filter, and the high-pass filter 3 includes a first-order high-pass filter. A voice input device characterized by comprising.

本発明の音声入力装置では、エレクトレット型コンデンサーマイクロホンによる皮膚振動検出装置の出力信号をハイパスフィルターに入力して低域成分を減衰させることで、センサーを皮膚表面に密着させて振動を検出する際の音響特性を補整することができる。このように、低域を減衰させるフィルタ処理を行うことで、低域の振動による音声のマスキングを防いで騒音下においても良好な通話品質が得られる。   In the voice input device according to the present invention, the output signal of the skin vibration detection device using the electret condenser microphone is input to the high-pass filter to attenuate the low frequency component, so that the sensor is brought into close contact with the skin surface to detect vibration. The acoustic characteristics can be compensated. In this way, by performing the filter processing for attenuating the low frequency, it is possible to prevent voice masking due to low frequency vibration and to obtain a good call quality even under noise.

また、ローパスフィルターの出力を電源としてハイパスフィルターを駆動することにより、ハイパスフィルターの駆動用電源を設置する必要がない。更に、無線機器などの装置内で低域成分を減衰させるフィルタ処理を行う必要がないので、これに接続する無線機器等は空気伝播による音声を拾うマイクロホンと同じ接続方法で使用出来る。   Further, by driving the high pass filter using the output of the low pass filter as a power source, it is not necessary to install a power source for driving the high pass filter. Furthermore, since it is not necessary to perform a filtering process for attenuating low-frequency components in a device such as a wireless device, a wireless device connected to the device can be used in the same connection method as a microphone that picks up sound due to air propagation.

本発明の実施形態に係る音声入力装置の原理図である。It is a principle figure of the audio | voice input apparatus which concerns on embodiment of this invention. 図1に示した皮膚振動検出装置の出力信号の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the output signal of the skin vibration detection apparatus shown in FIG. 図1に示したハイパスフィルターの周波数特性図である。FIG. 2 is a frequency characteristic diagram of the high-pass filter shown in FIG. 1. 本発明の実施例に係る音声入力装置を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the audio | voice input apparatus based on the Example of this invention. 本発明の実施例に係る音声入力装置における皮膚伝播感度の周波数特性を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the frequency characteristic of the skin propagation sensitivity in the audio | voice input apparatus which concerns on the Example of this invention. 咽喉マイクロホンの使用方法の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the usage method of a throat microphone. エレクトレット型コンデンサーマイクロホンの電話や無線装置などのマイク入力部への接続例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the example of connection to microphone input parts, such as a telephone and a radio | wireless apparatus, of an electret type | mold condenser microphone. エレクトレット型コンデンサーマイクロホンをセンサーとして用い、皮膚表面に密着させて使用する場合における皮膚伝播感度の周波数特性を示す図である。It is a figure which shows the frequency characteristic of the skin propagation sensitivity in the case of using an electret type | mold condenser microphone as a sensor and making it contact | adhere to the skin surface.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

まず、本実施形態に係る音声入力装置の原理を図1乃至図3により説明し、その具体的な実施例について図4及び図5により述べる。   First, the principle of the voice input device according to this embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 3, and specific examples will be described with reference to FIGS.

図1に示す如く、音声入力装置は、ローパスフィルター(LPF)1、皮膚振動検出装置2、ハイパスフィルター(HPF)3、インピーダンス変換素子4及びバイアス用抵抗器5などを備えている。上記皮膚振動検出装置2には、皮膚表面の振動を検出するセンサーとしてエレクトレット型コンデンサーマイクロホン14を用いている。この音声入力装置は、図7と同様に、第1、第2端子15、16に例えば電話や無線装置などのマイク入力部を接続して音声を入力するものである。   As shown in FIG. 1, the voice input device includes a low-pass filter (LPF) 1, a skin vibration detection device 2, a high-pass filter (HPF) 3, an impedance conversion element 4, a bias resistor 5, and the like. In the skin vibration detection device 2, an electret condenser microphone 14 is used as a sensor for detecting the vibration of the skin surface. Similar to FIG. 7, this voice input device is configured to input a voice by connecting a microphone input unit such as a telephone or a radio device to the first and second terminals 15 and 16.

上記のような構成において、一定(数百Ωから数kΩ)のインピーダンスを持つ直流信号S1をローパスフィルター1に入力し、インピーダンスの低い出力信号(直流信号)S2を得る。この直流信号S2は、バイアス用抵抗器5を介して皮膚振動検出装置2に内蔵されたエレクトレット型コンデンサーマイクロホン14に供給される。これによって、コンデンサーマイクロホン14に電源が供給されて動作する。そして、皮膚表面の振動を拾うことで出力信号を得る。   In the above configuration, a DC signal S1 having a constant (several hundred Ω to several kΩ) impedance is input to the low-pass filter 1 to obtain an output signal (DC signal) S2 having a low impedance. This DC signal S2 is supplied to the electret condenser microphone 14 incorporated in the skin vibration detection device 2 via the bias resistor 5. As a result, power is supplied to the condenser microphone 14 to operate. Then, an output signal is obtained by picking up vibrations on the skin surface.

上記エレクトレット型コンデンサーマイクロホン14の出力信号は、図2に示すようにバイアス用抵抗器5により直流信号に重畳されて出力される。この出力信号S3を、図3に示すような特性のハイパスフィルター3に入力することで低域成分が減衰した出力信号S4を得る。   The output signal of the electret condenser microphone 14 is superimposed on the DC signal by the biasing resistor 5 as shown in FIG. By inputting this output signal S3 to the high-pass filter 3 having the characteristics as shown in FIG. 3, an output signal S4 having a low-frequency component attenuated is obtained.

このようにして得られた出力信号S4を、インピーダンス変換素子4に入力することで、このインピーダンス変換素子4の出力インピーダンスが出力信号S4に連動して変化し、インピーダンス変換素子4の出力端に供給された直流信号S1は、この直流信号S1のインピーダンスとインピーダンス変換素子4の出力インピーダンスとの比で分圧される。これによって、図2に示したように直流信号S1に出力信号S4の音声信号成分を重畳させることができる。   By inputting the output signal S4 thus obtained to the impedance conversion element 4, the output impedance of the impedance conversion element 4 changes in conjunction with the output signal S4 and is supplied to the output terminal of the impedance conversion element 4. The direct current signal S1 is divided by the ratio between the impedance of the direct current signal S1 and the output impedance of the impedance conversion element 4. Thereby, as shown in FIG. 2, the audio signal component of the output signal S4 can be superimposed on the DC signal S1.

次に、上記図1の原理図を基に具体化した実施例の回路について図4により説明する。この実施例では、上記ローパスフィルター1を抵抗器6とコンデンサ10により構成し、上記ハイパスフィルター3を抵抗器7、8、コンデンサ11及びトランジスタ(NPN型バイポーラトランジスタ)12により構成している。よって、ローパスフィルター1とハイパスフィルター3は共に1次のフィルタ構成である。また、上記インピーダンス変換素子4は抵抗器9とトランジスタ(NPN型バイポーラトランジスタ)13で構成している。   Next, the circuit of the embodiment embodied based on the principle diagram of FIG. 1 will be described with reference to FIG. In this embodiment, the low-pass filter 1 is composed of a resistor 6 and a capacitor 10, and the high-pass filter 3 is composed of resistors 7 and 8, a capacitor 11 and a transistor (NPN type bipolar transistor) 12. Therefore, both the low-pass filter 1 and the high-pass filter 3 have a primary filter configuration. The impedance conversion element 4 includes a resistor 9 and a transistor (NPN type bipolar transistor) 13.

すなわち、直流信号S1が供給される第1端子15には、抵抗器6の一端とトランジスタ13のコレクタが接続される。上記抵抗器6の他端には、抵抗器5、7の一端とコンデンサ10の一方の電極が接続される。上記コンデンサ10の他方の電極には、第2端子(GND)16が接続されている。   That is, one end of the resistor 6 and the collector of the transistor 13 are connected to the first terminal 15 to which the DC signal S1 is supplied. One end of resistors 5 and 7 and one electrode of capacitor 10 are connected to the other end of resistor 6. A second terminal (GND) 16 is connected to the other electrode of the capacitor 10.

また、上記抵抗器5の他端には、皮膚振動検出装置2に内蔵されたエレクトレット型コンデンサーマイクロホン14の一端とコンデンサ11の一方の電極が接続されている。上記コンデンサーマイクロホン14の他端には、上記第2端子16が接続されている。   The other end of the resistor 5 is connected to one end of an electret condenser microphone 14 built in the skin vibration detection device 2 and one electrode of the capacitor 11. The second terminal 16 is connected to the other end of the condenser microphone 14.

上記コンデンサ11の他方の電極には、抵抗器8の一端とトランジスタ12のベースが接続されている。このトランジスタ12のコレクタは上記抵抗器7、8の他端及びトランジスタ13のベースに接続され、エミッタは上記第2端子16に接続される。   One end of the resistor 8 and the base of the transistor 12 are connected to the other electrode of the capacitor 11. The collector of the transistor 12 is connected to the other ends of the resistors 7 and 8 and the base of the transistor 13, and the emitter is connected to the second terminal 16.

更に、上記トランジスタ13のエミッタは抵抗器9の一端に接続され、この抵抗器9の他端は上記第2端子16に接続されている。ここでは、トランジスタにバイポーラトランジスタを用いたエミッタ接地回路を例に示しているが、電界効果トランジスタを用いることもでき、この場合にはソース接地回路にすればよい。   Further, the emitter of the transistor 13 is connected to one end of the resistor 9, and the other end of the resistor 9 is connected to the second terminal 16. Here, a grounded emitter circuit using a bipolar transistor as an example is shown, but a field effect transistor can also be used. In this case, a grounded source circuit may be used.

次に、上記のような構成において図4に示した実施例回路の動作を説明する。   Next, the operation of the embodiment circuit shown in FIG. 4 in the above configuration will be described.

一定のインピーダンスを持った直流信号S1を抵抗器6とコンデンサ10により構成されるローパスフィルター1に入力すると、低インピーダンス化された直流信号S2が得られる。この直流信号S2を抵抗器5の一端に入力して得られた信号を皮膚振動検出装置2に内蔵されるエレクトレット型コンデンサーマイクロホン14に供給し、皮膚振動検出装置2を動作させる。   When a DC signal S1 having a constant impedance is input to a low-pass filter 1 composed of a resistor 6 and a capacitor 10, a DC signal S2 having a reduced impedance is obtained. A signal obtained by inputting the DC signal S2 to one end of the resistor 5 is supplied to the electret condenser microphone 14 built in the skin vibration detection device 2, and the skin vibration detection device 2 is operated.

上記皮膚振動検出装置2の出力信号は、直流電圧に重畳して出力信号S3として出力される。この出力信号S3から低域成分を減衰させるために抵抗器7、8、コンデンサ11及びトランジスタ12により構成されるハイパスフィルター3に入力し、得られた出力信号S4をトランジスタ13のベースに入力することで、トランジスタ13のコレクタ電流が出力信号S4と連動して変化する。   The output signal of the skin vibration detection device 2 is superimposed on a DC voltage and output as an output signal S3. In order to attenuate the low-frequency component from the output signal S3, it is input to the high-pass filter 3 composed of the resistors 7, 8, the capacitor 11 and the transistor 12, and the obtained output signal S4 is input to the base of the transistor 13. Thus, the collector current of the transistor 13 changes in conjunction with the output signal S4.

出力信号S4が大きくなると13のコレクタ電流は増加するので、トランジスタ13のコレクタ(第1端子15)からグランド(第2端子16)に対するインピーダンスは小さくなる。また、出力信号S4が小さくなるとトランジスタ13のコレクタ電流は減少するので、トランジスタ13のコレクタからグランドに対するインピーダンスは大きくなる。   When the output signal S4 increases, the collector current of 13 increases, so that the impedance from the collector (first terminal 15) to the ground (second terminal 16) of the transistor 13 decreases. Further, when the output signal S4 becomes small, the collector current of the transistor 13 decreases, so that the impedance from the collector of the transistor 13 to the ground increases.

このように、一定のインピーダンスを持つ直流信号S1をトランジスタ13のコレクタに印加することで、上記作用により信号S1の直流電圧を、この信号S1のインピーダンスとトランジスタ13のコレクタからグランドに対するインピーダンスの比で分圧することになる。   In this way, by applying the DC signal S1 having a constant impedance to the collector of the transistor 13, the DC voltage of the signal S1 can be obtained by the above-described operation by the ratio of the impedance of the signal S1 to the impedance of the transistor 13 from the collector to the ground. The pressure will be divided.

また、トランジスタ13のコレクタからグランドに対するインピーダンスは出力信号S4に連動して変化するので、信号S1の直流電圧は信号S4に連動して分圧されることになり、皮膚表面の振動として検出された音声信号は信号S1に重畳されて出力される。   Further, since the impedance from the collector of the transistor 13 to the ground changes in conjunction with the output signal S4, the DC voltage of the signal S1 is divided in conjunction with the signal S4, and is detected as vibration of the skin surface. The audio signal is output by being superimposed on the signal S1.

図5は、本発明の実施例に係る音声入力装置における出力信号の周波数特性を示す図である。破線f1はエレクトレット型コンデンサーマイクロホンより得られた皮膚伝播感度の周波数特性、実線f2は本実施例での皮膚伝播感度の周波数特性を表している。ここで、横軸は周波数、縦軸はゲインである。破線f1と実線f2を比較すると、本実施例では音声入力に不要な低域成分が減衰し、高域成分が増幅されていることが確認できる。   FIG. 5 is a diagram illustrating frequency characteristics of an output signal in the voice input device according to the embodiment of the present invention. A broken line f1 represents a frequency characteristic of skin propagation sensitivity obtained from an electret condenser microphone, and a solid line f2 represents a frequency characteristic of skin propagation sensitivity in this embodiment. Here, the horizontal axis represents frequency and the vertical axis represents gain. When the broken line f1 and the solid line f2 are compared, it can be confirmed that the low frequency component unnecessary for voice input is attenuated and the high frequency component is amplified in this embodiment.

上述したように、声帯から発音された音声による振動が皮膚表面に伝わり、その皮膚表面の振動をエレクトレット型コンデンサーマイクロホンにて拾うことで音声を入力する音声入力装置において、接続する機器に特別な変更を加えることなく、低域成分を減衰させ、使用時の発生する低域ノイズを軽減させることで明瞭な音声を得ることができ、騒音下においても良好な通話品質が得られる。   As mentioned above, the voice input sound that is generated from the vocal cords is transmitted to the skin surface and picked up by the electret condenser microphone. Without adding a low frequency component, the low frequency component is attenuated and low frequency noise generated during use can be reduced, so that clear voice can be obtained, and good call quality can be obtained even under noise.

なお、本発明は上述した実施形態や実施例に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することが可能である。例えば、ローパスフィルターやハイパスフィルター、インピーダンス変換素子などは図4に示した構成例に限定されるものではなく、様々な構成のものを適用できるのはもちろんである。   The present invention is not limited to the above-described embodiments and examples, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. For example, the low-pass filter, the high-pass filter, the impedance conversion element, and the like are not limited to the configuration example shown in FIG. 4 and can be applied to various configurations.

1 ローパスフィルター
2 皮膚振動検出装置
3 ハイパスフィルター
4 インピーダンス変換素子
5〜9、28 抵抗器
10、11、29 コンデンサ
12、13 トランジスタ
14、22 エレクトレット型コンデンサーマイクロホン
15 第1端子
16 第2端子
20 咽喉マイクロホン
20a 集音部分
21 首部分
22a 振動膜
23 マイク入力部
24a 電源線
24b グランド線
24c 出力端子
24d、24f 接地端子
24e 入力端子
25 筐体
25a 音孔
26 インピーダンス変換素子
27 直流電源
30 電圧増幅素子
S1 直流信号
S2 出力信号(直流信号)
S3、S4 出力信号
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Low pass filter 2 Skin vibration detection apparatus 3 High pass filter 4 Impedance conversion elements 5-9, 28 Resistor 10, 11, 29 Capacitor 12, 13 Transistor 14, 22 Electret type condenser microphone 15 1st terminal 16 2nd terminal 20 Throat microphone 20a Sound collection part 21 Neck part 22a Vibration film 23 Microphone input part 24a Power line 24b Ground line 24c Output terminal 24d, 24f Ground terminal 24e Input terminal 25 Case 25a Sound hole 26 Impedance conversion element 27 DC power supply 30 Voltage amplification element S1 DC Signal S2 Output signal (DC signal)
S3, S4 output signal

Claims (4)

一定のインピーダンスを持った直流信号(S1)が入力されるローパスフィルター(1)と、
このローパスフィルター(1)の出力信号(S2)が一端に供給される抵抗器(5)と、
前記抵抗器(5)の他端から得られた信号が供給されて動作するエレクトレット型コンデンサーマイクロホン(14)を体表面の振動を検出するセンサーとして備える皮膚振動検出装置(2)と、
前記皮膚振動検出装置(2)の出力信号を前記抵抗器(5)の他端から得られた信号に重畳させた信号(S3)が入力され、前記皮膚振動検出装置(2)の出力信号から低域成分を減衰させた出力信号(S4)を得るハイパスフィルター(3)と、
前記ハイパスフィルター(3)の出力信号(S4)が入力され、このハイパスフィルター(3)の出力信号(S4)のレベルにより出力インピーダンスが変化するインピーダンス変換素子(4)とを具備し、
前記直流信号(S1)の直流電圧を、当該直流信号(S1)のインピーダンスと前記ハイパスフィルター(3)の出力信号(S4)により変動するインピーダンス変換素子(4)のインピーダンスとの比で分圧し、前記直流信号(S1)に前記ハイパスフィルター(3)の出力信号(S4)を重畳させることを特徴とする音声入力装置。
A low-pass filter (1) to which a DC signal (S1) having a constant impedance is input;
A resistor (5) to which an output signal (S2) of the low-pass filter (1) is supplied to one end;
A skin vibration detection device (2) provided with an electret condenser microphone (14) that operates by being supplied with a signal obtained from the other end of the resistor (5) as a sensor for detecting vibration of the body surface;
A signal (S3) obtained by superimposing an output signal of the skin vibration detection device (2) on a signal obtained from the other end of the resistor (5) is input, and an output signal of the skin vibration detection device (2) is obtained. A high-pass filter (3) for obtaining an output signal (S4) in which a low-frequency component is attenuated;
An output signal (S4) of the high-pass filter (3) is input, and an impedance conversion element (4) whose output impedance changes according to the level of the output signal (S4) of the high-pass filter (3),
The DC voltage of the DC signal (S1) is divided by the ratio between the impedance of the DC signal (S1) and the impedance of the impedance conversion element (4) that varies depending on the output signal (S4) of the high-pass filter (3). An audio input device, wherein the output signal (S4) of the high-pass filter (3) is superimposed on the DC signal (S1).
前記請求項1に記載の音声入力装置において、前記ハイパスフィルター(3)は、前記ローパスフィルター(1)の出力信号(S2)が電源として与えられ、低域成分を遮断し、高域成分を増幅することを特徴とする音声入力装置。   2. The voice input device according to claim 1, wherein the high-pass filter (3) is supplied with the output signal (S2) of the low-pass filter (1) as a power source, cuts off a low-frequency component, and amplifies a high-frequency component. A voice input device. 前記請求項1または2に記載の音声入力装置において、前記インピーダンス変換素子(4)は、エミッタ接地回路またはソース接地回路であることを特徴とする音声入力装置。   The voice input device according to claim 1 or 2, wherein the impedance conversion element (4) is a grounded emitter circuit or a grounded source circuit. 前記請求項1乃至3いずれか1項に記載の音声入力装置において、前記ローパスフィルター(1)は1次のローパスフィルターで構成され、前記ハイパスフィルター(3)は1次のハイパスフィルターで構成されることを特徴とする音声入力装置。
The audio input device according to any one of claims 1 to 3, wherein the low-pass filter (1) is configured by a first-order low-pass filter, and the high-pass filter (3) is configured by a first-order high-pass filter. A voice input device characterized by that.
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