JP2018074551A - 骨伝導マイク、骨伝導マイクセットおよびヘルメット - Google Patents

Abstract

【課題】声帯振動を取得するのに有効な骨伝導マイク等を提供する。【解決手段】骨伝導マイク１は、人体から発せられる声帯振動および声帯振動とは異なるノイズ振動を含む振動を検出する声帯センサ１１と、声帯センサ１１で検出した振動からノイズ振動をキャンセルするために用いられるノイズセンサ２８と、人体に接触して振動を取得し、取得した振動を声帯センサ１１に伝達する振動取得部１０と、振動取得部１０およびノイズセンサ２８のそれぞれを支持する筐体２１とを備える。【選択図】図３

Description

本開示は、人体に接触して声帯振動を取得する骨伝導マイク、この骨伝導マイクを含む骨伝導マイクセットおよびヘルメットに関する。

特許文献１は、自動二輪車走行時において、ヘルメットの顎紐に取り付けられて使用される骨伝導マイクを開示する。この骨伝導マイクでは、走行時の周囲の雑音、エンジン音、風切り音などの混入を低減するため、骨伝導マイクを顎に当て、顎から声帯振動を取得している。

実開昭６０−８９２２９号公報

本開示は、声帯振動を取得するのに有効な骨伝導マイク等を提供する。

本開示における骨伝導マイクは、人体から発せられる声帯振動および前記声帯振動とは異なるノイズ振動を含む振動を検出する声帯センサと、前記ノイズ振動を検出するノイズセンサであって、前記声帯センサで検出した前記振動から前記ノイズ振動をキャンセルするために用いられるノイズセンサと、前記声帯センサを支持し、前記人体に接触して前記振動を取得し、取得した前記振動を前記声帯センサに伝達する振動取得部と、前記振動取得部および前記ノイズセンサのそれぞれを支持する筐体とを備える。

本開示の骨伝導マイクは、声帯振動を取得するのに有効である。

実施の形態１における骨伝導マイクを含むヘルメットを示す斜視図 実施の形態１における骨伝導マイクおよびヘルメットの使用態様を示す図 実施の形態１における骨伝導マイクの断面斜視図 実施の形態１におけるヘルメットの制御構成を示すブロック図 実施の形態２における骨伝導マイクを含むヘルメットを示す斜視図 実施の形態２における骨伝導マイクの断面斜視図 実施の形態２における骨伝導マイクの断面図であり、（ａ）は人体と骨伝導マイクとの接触状態を検出していない場合、（ｂ）は接触状態を検出している場合を示す図 実施の形態２におけるヘルメットの制御構成を示すブロック図 実施の形態２におけるヘルメットの使用方法を示す図

本開示の骨伝導マイクは、騒音環境において無線通信を使って遠隔地にいる相手と通話する場合に用いられる。骨伝導マイクは、骨伝導マイクの一部を顎または喉などに押し当てることで声帯振動を取得する。例えば、自動二輪車走行時などの騒音環境では、エンジンの振動およびロードノイズの振動が、人体を伝って骨伝導マイクに入る場合がある。本開示の骨伝導マイクは、騒音環境においても声帯振動を有効に取得できるように、以下に示す構成を有している。

以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。

なお、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。

（実施の形態１）
以下、図１〜４を用いて、実施の形態１を説明する。

［１−１．骨伝導マイクおよびヘルメットの構成］
図１は、実施の形態１における骨伝導マイク１を含むヘルメット２を示す斜視図である。図２は、骨伝導マイク１およびヘルメット２の使用態様を示す図である。

ヘルメット２は、図１および図２に示すように、骨伝導マイク１とヘルメット本体５０とを備える。ヘルメット本体５０は、制御部５５と、制御部５５に接続される一対のスピーカ５１とを備える。骨伝導マイク１は、マイクケーブル４を介してヘルメット本体５０の制御部５５に接続される。

ヘルメット本体５０には、ヘルメット本体５０を頭部に固定するためのベルト状の顎紐３が設けられている。骨伝導マイク１は、留め金具２６を用いて顎紐３に取り付けられている。顎紐３には、バックル５が取り付けられている。バックル５の挿入金具５ｂとブラケット５ａとを係合することで、ヘルメット本体５０が頭部に固定される。また、挿入金具５ｂとブラケット５ａとを係合することで、骨伝導マイク１の一部である振動取得部１０が顎または喉に接触し、骨伝導マイク１は声帯振動を取得できる状態となる。

図３は、骨伝導マイク１の断面斜視図である。

骨伝導マイク１は、図３に示すように、声帯センサ１１と、ノイズセンサ２８と、筐体２１と、人体に接触して取得した振動を声帯センサ１１に伝達する振動取得部１０とを備える。

まず、声帯センサ１１および振動取得部１０について説明する。

声帯センサ１１は、例えば、厚み振動を行う平板状の圧電素子であり、振動取得部１０から伝達された振動を検出する。声帯センサ１１で検出する振動は、人体から発せられる声帯振動、および、声帯振動とは異なるノイズ振動を含む複合的な振動である。ノイズ振動は、例えば、自動二輪車の走行時におけるエンジンの振動およびロードノイズの振動などである（図２参照）。なお、骨伝導マイク１に入力されたノイズ振動は、声帯センサ１１で検出した振動からノイズセンサ２８の検出結果を用いてキャンセルされる。

振動取得部１０は、人体に接触する接触部材１２と、接触部材１２の下側（Ｚ方向マイナス側）に設けられたプレート部１３とを含む。

接触部材１２は、人体に接触して振動を取得する部材である。接触部材１２は、円筒状であり、側面部１２ｂと、側面部１２ｂの一方端において開口を有する開口部１２ｃと、側面部１２ｂの他方端に設けられ、人体に接触する当接部１２ａとを備える。図３では、当接部１２ａが側面部１２ｂのＺ方向プラス側に設けられ、開口部１２ｃが側面部１２ｂのＺ方向マイナス側に設けられている。前述した声帯センサ１１は、Ｚ方向に撓んで厚み振動を行うことができるように、当接部１２ａの内壁に取り付けられている。側面部１２ｂは、側面部１２ｂの一部が外側に湾曲しており、曲げ変形しやすくなっている。

接触部材１２は、筐体２１よりも柔らかい弾性体であり、例えばシリコンゴムなどの樹脂材料により形成される。柔らかいとは、素材として柔らかいこと、または、構造的に柔らかいこと（例えば、薄く形成したり、波状に形成したりして変形しやすくなっていること）を含む意味である。また、接触部材１２としては、触り心地の良い素材が用いられることが望ましい。

プレート部１３は、平板状であり、接触部材１２の開口部１２ｃを覆うように側面部１２ｂの一方端に配置され、固着されている。プレート部１３は、接触部材１２よりも硬い樹脂材料または金属材料により形成される。プレート部１３の中央の下側（筐体２１側）には、後述する信号処理部２９が設けられている。

次に、筐体２１およびノイズセンサ２８について説明する。

筐体２１は、接触部材１２よりも硬い樹脂材料により形成される。筐体２１は、円筒状であり、筒状の一方端に設けられるベース部２１ａと、ベース部２１ａの外周付近にてベース部２１ａから他方端側に突出する円環状の支柱部２１ｂとを有する。筐体２１は、支柱部２１ｂの端面２１ｃにて、振動取得部１０のプレート部１３を支持している。ベース部２１ａの下側（支柱部２１ｂと反対側）には、前述した留め金具２６が設けられる。

筐体２１の上部には、円筒状のカバー２２が取り付けられる。カバー２２は、接触部材１２よりも大きな開口２２ａを有し、この開口２２ａから接触部材１２の当接部１２ａを突出および露出させた状態で筐体２１のベース部２１ａおよび支柱部２１ｂを覆っている。

筐体２１と振動取得部１０との間、および、筐体２１とカバー２２との間には、円環状の中間部材２４が設けられている。中間部材２４は、筐体２１よりも柔らかい弾性体である。柔らかいとは、素材として柔らかいこと、または、構造的に柔らかいこと（例えば、薄く形成したり、波状に形成したりして変形しやすくなっていること）を含む意味である。具体的には、中間部材２４は、振動を吸収しやすい樹脂材料（例えばスポンジ）により形成されている。この骨伝導マイク１では、筐体２１と振動取得部１０との間に中間部材２４を設けることで、振動取得部１０で取得した声帯振動が、筐体２１を伝ってノイズセンサ２８に入ることを抑制している。

ノイズセンサ２８は、声帯センサ１１で検出した振動からノイズ振動をキャンセルするために用いられる。ノイズセンサ２８は、声帯センサ１１と同じ、厚み振動を行う平板状の圧電素子であり、人体を伝って骨伝導マイク１に入るノイズ振動を検出する。ノイズセンサ２８を厚み方向から見た場合、ノイズセンサ２８は、声帯センサ１１に重なる位置に配置されている。

また、ノイズセンサ２８は、ノイズセンサ２８が検出するノイズ振動の振れ方向が、声帯センサ１１が検出するノイズ振動の振れ方向と平行となるように配置されている。具体的には、ノイズセンサ２８の厚み方向が、声帯センサ１１の厚み方向と同じとなるように、ノイズセンサ２８は筐体２１のベース部２１ａの内壁に設けられている。また、ノイズセンサ２８は、ノイズセンサ２８が検出するノイズ振動の向きが、声帯センサ１１が検出するノイズ振動の向きと１８０°異なるように配置されている。具体的には、ノイズセンサ２８は、声帯センサ１１と上下逆向きの姿勢で配置されている。

声帯センサ１１およびノイズセンサ２８には信号処理部２９が接続される。信号処理部２９は、例えばセンサアンプであり、声帯センサ１１およびノイズセンサ２８から出力された電気信号を演算処理する。声帯センサ１１およびノイズセンサ２８は、互いに１８０°異なる向きで配置され、それぞれの出力信号が逆位相で信号処理部２９に入力されるように配線されている。この信号処理部２９にて、声帯センサ１１およびノイズセンサ２８の出力信号を足し合わせることで、ノイズ振動がキャンセルされる。なお、声帯センサ１１またはノイズセンサ２８の一方の出力信号を増幅して、声帯センサ１１およびノイズセンサ２８の出力信号の振幅を揃えた後、出力信号の演算処理を行ってもよい。

図４は、骨伝導マイク１を含むヘルメット２の制御構成を示すブロック図である。

ヘルメット本体５０は、図４に示すように、制御部５５と、スピーカ５１とを有している。制御部５５は、ＣＰＵ（central processing unit）、ＲＡＭ（random access memory）およびＲＯＭ（read only memory）などにより構成される。スピーカ５１は、例えば、骨伝導スピーカであり、制御部５５に接続されている。骨伝導マイク１の声帯センサ１１およびノイズセンサ２８は信号処理部２９に接続され、信号処理部２９は制御部５５に接続されている。また、制御部５５は、トランシーバ７に接続されている。これら骨伝導マイク１、ヘルメット本体５０およびトランシーバ７によって通話装置９が構成されている。

通話装置９は、トランシーバ７を介して、通信相手が所有する外部機器と無線で通信する。具体的には、骨伝導マイク１から出力された信号は、ヘルメット本体５０を介してトランシーバ７に入力され、さらにトランシーバ７を介して通信相手の外部機器に送信される。一方、外部機器から送信された信号は、トランシーバ７で受信され、ヘルメット本体５０の制御部５５を介してスピーカ５１から出力される。トランシーバ７の通信方式としては、例えば、４２２ＭＨｚ帯または４４０ＭＨｚ帯の周波数帯が用いられる。

なお、骨伝導マイク１から出力された信号は、ヘルメット本体５０の制御部５５を介さずに直接、トランシーバ７に入力されてもよい。骨伝導マイク１、ヘルメット本体５０およびトランシーバ７はそれぞれ有線接続されているが、それに限られず、Bluetooth（登録商標）のような２．４ＧＨｚ帯の周波数帯を用いて無線接続されていてもよい。トランシーバ７はヘルメット２の外に設けられているが、それに限られず、アンテナモジュールを含む通信部をヘルメット本体５０に内蔵させ、ヘルメット本体５０から電波をとばして通信相手の外部機器と通信を行ってもよい。

［１−２．効果等］
以上のように、本実施の形態において、骨伝導マイク１は、人体から発せられる声帯振動および声帯振動とは異なるノイズ振動を含む振動を検出する声帯センサ１１と、ノイズ振動を検出するノイズセンサ２８であって、声帯センサ１１で検出した振動からノイズ振動をキャンセルするために用いられるノイズセンサ２８と、声帯センサ１１を支持し、人体に接触して振動を取得し、取得した振動を声帯センサ１１に伝達する振動取得部１０と、振動取得部１０およびノイズセンサ２８のそれぞれを支持する筐体２１とを備える。

これにより、声帯センサ１１で検出したノイズ振動が、ノイズセンサ２８で検出したノイズ振動を用いてキャンセルされる。そのため、骨伝導マイク１は声帯振動を精度よく取得しやすくなる。

また、本実施の形態において、骨伝導マイク１は、さらに、振動取得部１０と筐体２１との間に位置する中間部材２４を備え、振動取得部１０は、中間部材２４を介して筐体２１に支持され、中間部材２４は、筐体２１よりも柔らかい弾性体であってもよい。

これにより、振動取得部１０と筐体２１との間に柔らかい中間部材２４が存在し、振動取得部１０で取得した声帯振動が、筐体２１を伝ってノイズセンサ２８に入りにくくなる。そのため、声帯センサ１１で検出した声帯振動がノイズセンサ２８でキャンセルされにくくなり、骨伝導マイク１は声帯振動を精度よく取得しやすくなる。

また、本実施の形態において、中間部材２４は、振動を吸収する樹脂材料により形成されていてもよい。

これにより、振動取得部１０と筐体２１との振動を吸収する中間部材２４が存在し、振動取得部１０で取得した声帯振動が、筐体２１を伝ってノイズセンサ２８に入りにくくなる。そのため、声帯センサ１１で検出した声帯振動がノイズセンサ２８でキャンセルされにくくなり、骨伝導マイク１は声帯振動を精度よく取得しやすくなる。

また、本実施の形態において、ノイズセンサ２８は、ノイズセンサ２８が検出するノイズ振動の振れ方向が、声帯センサ１１が検出するノイズ振動の振れ方向と平行となるように配置されていてもよい。

これにより、声帯センサ１１で検出したノイズ振動と同じ振れ方向のノイズ振動がノイズセンサ２８を用いてキャンセルされる。そのため、骨伝導マイク１は声帯振動を精度よく取得しやすくなる。

また、本実施の形態において、ノイズセンサ２８は、ノイズセンサ２８が検出するノイズ振動の向きが、声帯センサ１１が検出するノイズ振動の向きと１８０°異なるように配置されていてもよい。

これにより、例えば、声帯センサ１１で検出したノイズ振動とノイズセンサ２８で検出したノイズ振動とを足し合わせた場合に、ノイズ振動がキャンセルされる。そのため、骨伝導マイク１の構造を簡素化しやすくなる。

また、本実施の形態において、声帯センサ１１およびノイズセンサ２８のそれぞれは、厚み振動を行う平板状の圧電素子であり、声帯センサ１１およびノイズセンサ２８を厚み方向から見た場合、ノイズセンサ２８は、声帯センサ１１に重なる位置に配置されていてもよい。

これにより、厚み方向から見て、声帯センサ１１で検出した位置のノイズ振動と同じ位置のノイズ振動がノイズセンサ２８を用いてキャンセルされる。そのため、骨伝導マイク１は声帯振動を精度よく取得しやすくなる。

また、本実施の形態において、振動取得部１０は、筒状であり、側面部１２ｂと、側面部１２ｂの一方端側に設けられたプレート部１３と、他方端側に設けられた当接部１２ａとを有し、筐体２１は、筒状であり、筒状の一方端側に設けられたベース部２１ａと、ベース部２１ａから他方端側に向けて突出する環状の支柱部２１ｂとを有し、振動取得部１０のプレート部１３は、筐体２１の支柱部２１ｂに支持され、声帯センサ１１は、振動取得部１０の当接部１２ａの内壁に設けられ、ノイズセンサ２８は、筐体２１のベース部２１ａの内壁に設けられていてもよい。

これにより、振動取得部１０の当接部１２ａで検出したノイズ振動が、筐体２１のベース部２１ａで検出したノイズ振動を用いてキャンセルされる。そのため、声帯センサ１１で検出したノイズ振動が、ノイズセンサ２８で検出したノイズ振動を用いてキャンセルされ、骨伝導マイク１は声帯振動を精度よく取得しやすくなる。

また、本実施の形態において、骨伝導マイク１は、さらに、声帯センサ１１およびノイズセンサ２８に接続される信号処理部２９を備え、信号処理部２９は、声帯センサ１１で検出したノイズ振動をノイズセンサ２８で検出したノイズ振動を用いてキャンセルしてもよい。

これにより、骨伝導マイク１の信号処理部２９にてノイズ振動がキャンセルされる。そのため、骨伝導マイク１はノイズ振動のキャンセル処理をしやすくなる。

また、本実施の形態において、ヘルメット２は、ヘルメット本体５０と、ヘルメット本体５０の顎紐３に取り付けられた上記骨伝導マイク１とを備える。

これにより、ヘルメット２は、骨伝導マイク１を用いて声帯振動を取得しやすくなる。

（実施の形態２）
以下、図５〜９を用いて、実施の形態２における骨伝導マイク１Ａおよびヘルメット２Ａを説明する。

［２−１．骨伝導マイクおよびヘルメットの構成］
実施の形態２におけるヘルメットは、ヘルメット装着時における人体と骨伝導マイクとの接触状態の良否を検出し、良否の結果を音または光で通知する。

図５は、実施の形態２における骨伝導マイク１Ａを含むヘルメット２Ａを示す斜視図である。

ヘルメット２Ａは、図５に示すように、骨伝導マイク１Ａとヘルメット本体５０Ａとを備える。ヘルメット本体５０Ａは、制御部５５と、制御部５５に接続される一対のスピーカ５１と、制御部５５に接続される発光ダイオード（ＬＥＤ：light emitting diode）５２とを備える。骨伝導マイク１Ａは、マイクケーブル４を介してヘルメット本体５０Ａの制御部５５に接続される。

ヘルメット本体５０Ａには、ヘルメット本体５０Ａを頭部に固定するためのベルト状の顎紐３が設けられている。顎紐３の長さは、手動によって調整可能である。骨伝導マイク１Ａは、留め金具２６を用いて顎紐３に取り付けられている。

顎紐３には、バックル５が取り付けられている。バックル５の挿入金具５ｂとブラケット５ａとを係合することで、ヘルメット本体５０Ａが頭部に固定される。ブラケット５ａには、挿入金具５ｂとブラケット５ａとの係合有無を検出する装着センサ５７が設けられている。装着センサ５７は、例えばリードスイッチであり、挿入金具５ｂをブラケット５ａに挿入することでオンし、挿入金具５ｂをブラケット５ａから外すことでオフする。また、バックル５の挿入金具５ｂとブラケット５ａとを係合することで、骨伝導マイク１Ａの一部である振動取得部１０が顎または喉に接触し、骨伝導マイク１Ａは声帯振動を取得できる状態となる。

ヘルメット２Ａを装着する際、ヘルメット２Ａの顎紐３の長さが長すぎると、人体と骨伝導マイク１Ａとの接触状態が不十分となり、声帯振動を適切に取得できない場合がある。本開示の骨伝導マイク１Ａは、ヘルメット装着時において声帯振動を有効に取得できるように、以下に示す構成を有している。

図６は、骨伝導マイク１Ａの断面斜視図である。図７は、骨伝導マイク１Ａの断面図であり、（ａ）は人体と骨伝導マイク１Ａとの接触状態を検出していない場合、（ｂ）は接触状態を検出している場合を示す図である。

骨伝導マイク１Ａは、図６および図７に示すように、声帯センサ１１と、ノイズセンサ２８と、筐体２１と、人体に接触して取得した振動を声帯センサ１１に伝達する振動取得部１０と、人体と振動取得部１０との接触状態を検出する接触状態センサ３５とを備える。なお、ノイズセンサ２８は、実施の形態１と同様の構成であり、詳細説明を省略する。

まず、声帯センサ１１および振動取得部１０について説明する。

声帯センサ１１は、例えば、厚み振動を行う平板状の圧電素子であり、振動取得部１０から伝達された振動を検出する。声帯センサ１１で検出する振動は、人体から発せられる声帯振動、および、声帯振動とは異なるノイズ振動を含む複合的な振動である。骨伝導マイク１Ａに入力されるノイズ振動は、ノイズセンサ２８を用いてキャンセルされる。

振動取得部１０は、人体に接触する接触部材１２と、接触部材１２の下側（Ｚ方向マイナス側）に設けられたプレート部１３とを含む。

接触部材１２は、人体に接触して振動を取得する部材である。接触部材１２は、円筒状であり、側面部１２ｂと、側面部１２ｂの一方端において開口を有する開口部１２ｃと、側面部１２ｂの他方端に設けられ、人体に接触する当接部１２ａとを備える。図３では、当接部１２ａが側面部１２ｂのＺ方向プラス側に設けられ、開口部１２ｃが側面部１２ｂのＺ方向マイナス側に設けられている。前述した声帯センサ１１は、Ｚ方向に撓んで厚み振動を行うことができるように、振動取得部１０の当接部１２ａの内壁に取り付けられている。側面部１２ｂは、側面部１２ｂの一部が外側に湾曲しており、曲げ変形しやすくなっている。

接触部材１２は、筐体２１よりも柔らかい弾性体であり、例えばシリコンゴムなどの樹脂材料により形成される。柔らかいとは、素材として柔らかいこと、または、構造的に柔らかいことを含む意味である。また、接触部材１２としては、触り心地の良い素材が用いられることが望ましい。

プレート部１３は、平板状であり、接触部材１２の開口部１２ｃを覆うように側面部１２ｂの一方端に配置され、固着されている。プレート部１３は、接触部材１２よりも硬い樹脂材料または金属材料により形成される。プレート部１３の中央の下側（筐体２１側）には、接触状態センサ３５が配置される。

プレート部１３には、円環状のダイヤフラム３０が設けられる。具体的には、プレート部１３の下面（筐体２１側の面）の外周領域に、ダイヤフラム３０の上面３０ｂの内周領域が固着される。ダイヤフラム３０は、接触部材１２よりも柔らかい弾性体であり、振動ノイズを吸収しやすい。また、ダイヤフラム３０は、接触部材１２よりも撓みやすい。撓みやすいとは、素材として撓みやすいこと、または、構造的に撓みやすいことを含む意味である。例えば、ダイヤフラム３０が撓みやすいように、ダイヤフラム３０を薄板状の樹脂フィルム（例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム）または金属フィルムで形成してもよい。実施の形態２におけるダイヤフラム３０は、実施の形態１で示す中間部材２４としての機能を有している。すなわち、筐体２１と振動取得部１０との間にダイヤフラム３０を設けることで、振動取得部１０で取得した声帯振動が、筐体２１を伝ってノイズセンサ２８に入ることを抑制している。

次に、筐体２１および接触状態センサ３５について説明する。

筐体２１は、接触部材１２よりも硬い樹脂材料により形成される。筐体２１は、円筒状であり、筒状の一方端に設けられるベース部２１ａと、ベース部２１ａの外周付近にてベース部２１ａから他方端側に突出する円環状の支柱部２１ｂとを有する。ベース部２１ａの下側（支柱部２１ｂと反対側）には、留め金具２６が設けられる。

筐体２１の上部には、円筒状のカバー２２が取り付けられる。カバー２２は、接触部材１２よりも大きな開口２２ａを有し、この開口２２ａから接触部材１２の当接部１２ａを突出および露出させた状態で筐体２１のベース部２１ａおよび支柱部２１ｂを覆っている。カバー２２の開口２２ａと接触部材１２の側面部１２ｂとの間には所定の隙間が設けられ、カバー２２と接触部材１２とが互いに接触しにくいようになっている。

筐体２１の支柱部２１ｂの端面２１ｃ上には、前述したダイヤフラム３０および振動取得部１０が配置される。ダイヤフラム３０は、ダイヤフラム３０の下面３０ａの外周領域が支柱部２１ｂの端面２１ｃに重なるように配置される。ダイヤフラム３０の上面３０ｂの外周領域には、合成ゴムからなる円環状のパッキン３３が配置される。ダイヤフラム３０は、筐体２１にカバー２２を取り付ける際に、パッキン３３により支柱部２１ｂ側に押し付けられる。これにより、ダイヤフラム３０の外周領域は、パッキン３３と支柱部２１ｂとにより挟持される。

すなわち、ダイヤフラム３０は、振動取得部１０と筐体２１との間に位置し、振動取得部１０は、ダイヤフラム３０を介して筐体２１に支持されている。また、振動取得部１０は、ダイヤフラム３０が撓むことによって、軸方向（Ｚ方向）に位置変位可能に筐体２１に支持されている。

接触状態センサ３５は、振動取得部１０が位置変位する方向に配置され、具体的には、筐体２１の内部であって、ベース部２１ａから突出したセンサ固定部３６上に設けられる。接触状態センサ３５は、振動取得部１０に当接した状態で人体と振動取得部１０との接触状態を検出する。接触状態センサ３５は、例えば圧力センサであり、図７の（ｂ）に示すように振動取得部１０が位置変位した場合に、振動取得部１０に押し込まれて接触圧力を検出する。接触状態センサ３５にて検出した信号は、制御部５５に出力される。

なお接触状態センサ３５は、圧力センサに限られず、位置変位を検出する光学センサ、リードスイッチ、リミットスイッチ、または、タクタイルスイッチであってもよい。接触状態センサ３５が、タクタイルスイッチである場合、スイッチが切り換わるＺ方向のストロークｓ１を適宜選定し、人体と骨伝導マイク１Ａとの接触状態を検出すればよい。

図８は、骨伝導マイク１Ａを含むヘルメット２Ａの制御構成を示すブロック図である。

ヘルメット本体５０Ａは、図８に示すように、制御部５５と、制御部５５に接続される通知部５３とを有している。制御部５５は、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭなどにより構成される。

通知部５３は、音を用いて接触状態を通知するスピーカ５１と、光を用いて接触状態を通知する発光ダイオード５２とを有している。なお、発光ダイオード５２の代わりに、画像を用いて接触状態を通知する映像ディスプレイを設けてもよい。骨伝導マイク１Ａの声帯センサ１１、ノイズセンサ２８および接触状態センサ３５は、制御部５５に接続されている。バックル５の装着センサ５７は、制御部５５に接続されている。また、制御部５５は、トランシーバ７に接続されている。これら骨伝導マイク１Ａ、ヘルメット本体５０Ａおよびトランシーバ７によって通話装置９Ａが構成されている。

通話装置９Ａは、トランシーバ７を介して、通信相手が所有する外部機器と無線で通信する。具体的には、骨伝導マイク１Ａから出力された信号は、ヘルメット本体５０Ａを介してトランシーバ７に入力され、さらにトランシーバ７を介して通信相手の外部機器に送信される。一方、外部機器から送信された信号は、トランシーバ７で受信され、ヘルメット本体５０Ａの制御部５５を介してスピーカ５１から出力される。トランシーバ７の通信方式としては、例えば、４２２ＭＨｚ帯または４４０ＭＨｚ帯の周波数帯が用いられる。

なお、骨伝導マイク１Ａから出力された信号は、ヘルメット本体５０Ａの制御部５５を介さずに直接、トランシーバ７に入力されてもよい。骨伝導マイク１Ａ、ヘルメット本体５０Ａおよびトランシーバ７はそれぞれ有線接続されているが、それに限られず、Bluetooth（登録商標）のような２．４ＧＨｚ帯の周波数帯を用いて無線接続されていてもよい。トランシーバ７はヘルメット２Ａの外に設けられているが、それに限られず、アンテナモジュールを含む通信部をヘルメット本体５０Ａに内蔵させ、ヘルメット本体５０Ａから電波をとばして通信相手の外部機器と通信を行ってもよい。

［２−２．ヘルメットの使用方法］
図９は、実施の形態２におけるヘルメット２Ａの動作および使用方法を示す図である。

まず、骨伝導マイク１Ａを使用する使用者が、ヘルメット２Ａを装着する。具体的には、顎紐３に取り付けられたバックル５の挿入金具５ｂとブラケット５ａとを係合させ、ヘルメット２Ａを頭部に固定する。

ヘルメット２Ａを装着したか否かは、バックル５に設けられた装着センサ５７がＯＮになった否かで判断する（Ｓ１）。装着センサ５７がＯＮであればヘルメット２Ａが装着され、ＯＮでなければヘルメット２Ａが脱がれた状態にあると判断する。

ヘルメット２Ａの装着により（Ｓ１のＹｅｓ）、骨伝導マイク１Ａの振動取得部１０は、顎などの人体に接触した状態となる。また、振動取得部１０は、人体から押し込まれてＺ方向マイナス側に位置変位し、接触状態センサ３５を押圧する。

このとき制御部５５は、押圧された接触状態センサ３５で検出した値が、所定のしきい値に到達しているか否かを判断する（Ｓ２）。なお、接触状態センサ３５が圧力センサである場合、所定のしきい値は、声帯センサ１１を用いて声帯振動を十分に取得できる圧力値に決定される。

接触状態センサ３５で検出した値がしきい値以上でない場合（Ｓ２のＮｏ）、制御部５５は通知部５３を作動する。具体的には、通知部５３であるスピーカ５１から警告音を出し、または、発光ダイオード５２を点灯させる。これにより、人体と骨伝導マイク１Ａとの接触状態が適切でないことを使用者に通知する（Ｓ３）。

通知を受けた使用者は、ヘルメット２Ａを脱ぐか、または、ヘルメット２Ａを付けたままで顎紐３の長さを調整する。顎紐３の長さが適切に調整され、接触状態センサ３５で検出した値がしきい値以上となった場合に（Ｓ２のＹｅｓ）、通話が開始される（Ｓ４）。これにより、骨伝導マイク１Ａが人体に適切に接触した状態で通話を行うことができる。

なお、本実施の形態では装着センサ５７がＯＮの場合に、接触状態を検出しているが、それに限られない。例えば、装着センサ５７の代わりに、ヘルメット２Ａの電源スイッチを用いて、電源スイッチがＯＮのときに図９のステップＳ２以降を実行してもよい。

また、接触状態がしきい値に到達しているか否かの判断（Ｓ２）は装着センサ５７がＯＮになったか否かの判断（Ｓ１）の直後ではなく、一定時間（例えば数秒など）経過後にしてもよい。これにより、ヘルメット２Ａの装着後に顎紐３の長さを調節するまでの時間で接触状態が適切でないと使用者に通知されてしまうことを防ぐことができる。

［２−３．効果等］
以上のように、本実施の形態において、骨伝導マイク１Ａは、声帯振動を検出する声帯センサ１１と、声帯センサ１１を支持し、人体に接触して声帯振動を取得し、取得した声帯振動を声帯センサ１１に伝達する振動取得部１０と、人体と振動取得部１０とが接触した場合に、人体と振動取得部１０との接触状態を検出する接触状態センサ３５と、振動取得部１０および接触状態センサ３５のそれぞれを支持する筐体２１とを備える。

これにより、骨伝導マイク１Ａの接触状態センサ３５は、人体と振動取得部１０との接触状態を検出する。そのため、骨伝導マイク１Ａは、声帯振動を適切に取得しやすくなる。

また、本実施の形態において、接触状態センサ３５は、圧力センサであり、人体と振動取得部１０との接触圧力を検出することで接触状態を検出してもよい。

これにより、接触状態センサ３５は、人体と振動取得部１０との接触圧力により接触状態を検出する。そのため、骨伝導マイク１Ａは、声帯振動を適切に取得しやすくなる。

また、本実施の形態において、接触状態センサ３５は、光学センサ、リードスイッチ、リミットスイッチまたはタクタイルスイッチであり、振動取得部１０の位置変位を検出することで接触状態を検出してもよい。

これにより、接触状態センサ３５は、振動取得部１０の位置変位により接触状態を検出する。そのため、骨伝導マイク１Ａは、声帯振動を適切に取得しやすくなる。

また、本実施の形態において、振動取得部１０および筐体２１は、それぞれ筒状であり、骨伝導マイク１Ａは、さらに、振動取得部１０と筐体２１との間に位置するダイヤフラム３０を備え、振動取得部１０は、振動取得部１０の軸方向に位置変位可能なように、ダイヤフラム３０を介して筐体２１に支持され、接触状態センサ３５は、筐体２１の内部において振動取得部１０が位置変位する方向に配置され、位置変位した振動取得部１０に当接した状態で接触状態を検出してもよい。

これにより、接触状態センサ３５は、位置変位した振動取得部１０に当接した状態で上記接触状態を検出する。そのため、骨伝導マイク１Ａは声帯振動を適切に取得しやすくなる。

また、本実施の形態において、骨伝導マイクセット８（図８参照）は、上記骨伝導マイク１Ａと、接触状態を通知する通知部５３と、接触状態センサ３５で検出した値が所定のしきい値に到達していない場合に、通知部５３を作動させる制御部５５とを備える。

これにより、骨伝導マイクセット８は、通知部５３を用いて人体と骨伝導マイク１Ａとの接触状態を通知する。接触状態が不十分である場合、この通知をきっかけとして接触状態が調整される。そのため、骨伝導マイクセット８は、骨伝導マイク１Ａで声帯振動を取得しやすくなる。

また、本実施の形態において、骨伝導マイクセット８の通知部５３は、音、光または画像を用いて接触状態を通知してもよい。

これにより、骨伝導マイクセット８は、音、光または画像を用いて人体と骨伝導マイク１Ａとの接触状態を通知する。これらの音、光または画像をきっかけとして接触状態が調整されることで、骨伝導マイクセット８は、骨伝導マイク１Ａで声帯振動を取得しやすくなる。

また、本実施の形態において、骨伝導マイクセット８の通知部５３は、スピーカ、発光ダイオードまたは映像ディスプレイであってもよい。

これにより、骨伝導マイクセット８は、スピーカ、発光ダイオードまたは映像ディスプレイを用いて人体と骨伝導マイク１Ａとの接触状態を通知する。これらのスピーカ、発光ダイオードまたは映像ディスプレイをきっかけとして接触状態が調整されることで、骨伝導マイクセット８は、骨伝導マイク１Ａで声帯振動を取得しやすくなる。

また、本実施の形態において、ヘルメット２Ａは、通知部５３および制御部５５を有するヘルメット本体５０Ａと、ヘルメット本体５０Ａの顎紐３に取り付けられた上記骨伝導マイク１Ａとを備える。

接触状態が不十分である場合、通知部５３による通知をきっかけとしてヘルメット２Ａの顎紐３が調整される。そのため、ヘルメット２Ａは、骨伝導マイク１Ａで声帯振動を取得しやすくなる。

（他の実施の形態）
以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。

したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。

また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。

実施の形態１および２における接触部材１２、筐体２１およびカバー２２は、円筒状に限られず、角筒状であってもよい。

実施の形態１では、骨伝導マイク１の信号処理部２９にてノイズ振動をキャンセルしているが、それに限られない。例えば、声帯センサ１１およびノイズセンサ２８のそれぞれの信号を、信号処理部２９を介さずにヘルメット本体５０の制御部５５に出力し、制御部５５でノイズ振動をキャンセルしてもよい。すなわち、ヘルメット本体５０が、声帯センサ１１およびノイズセンサ２８に接続する制御部５５を有し、制御部５５が、声帯センサ１１で検出したノイズ振動をノイズセンサ２８で検出したノイズ振動を用いてキャンセルしてもよい。

実施の形態１では、声帯センサ１１およびノイズセンサ２８のそれぞれの出力信号を足し合わせて、ノイズ振動をキャンセルしているが、それに限られない。例えば、声帯センサ１１およびノイズセンサ２８のそれぞれの信号が同位相で出力されるように、声帯センサ１１およびノイズセンサ２８を配置または配線し、信号処理部２９にて、声帯センサ１１の出力信号からノイズセンサ２８の出力信号を差し引いて、ノイズ振動をキャンセルしてもよい。

実施の形態２における声帯センサ１１は、圧電素子に限られず、加速度ピックアップ計または差動トランスなどの振動検出素子であればよい。

実施の形態２における通知部５３は、スピーカや発光ダイオードに限られず、振動を用いて接触状態を通知するバイブレータであってもよい。また、接触状態の通知先は、ヘルメット２Ａに限られず、トランシーバ７であってもよいし、通信相手が所有する通信機器であってもよい。

本開示は、人体に接触して声帯振動を取得する骨伝導マイクに適用可能である。また、本開示は、車両用ヘルメット、工事現場用ヘルメットなどを頭部に装着して、通信相手と通話する場合の音声入力器に適用可能である。

１、１Ａ 骨伝導マイク
２、２Ａ ヘルメット
３ 顎紐
４ マイクケーブル
５ バックル
５ａ ブラケット
５ｂ 挿入金具
７ トランシーバ
８ 骨伝導マイクセット
９、９Ａ 通話装置
１０ 振動取得部
１１ 声帯センサ
１２ 接触部材
１２ａ 当接部
１２ｂ 側面部
１２ｃ 開口部
１３ プレート部
２１ 筐体
２１ａ ベース部
２１ｂ 支柱部
２１ｃ 支柱部の端面
２２ カバー
２２ａ カバーの開口
２４ 中間部材
２６ 留め金具
２８ ノイズセンサ
２９ 信号処理部
３０ ダイヤフラム
３０ａ ダイヤフラムの下面
３０ｂ ダイヤフラムの上面
３３ パッキン
３５ 接触状態センサ
３６ センサ固定部
５０、５０Ａ ヘルメット本体
５１ スピーカ
５２ 発光ダイオード
５３ 通知部
５５ 制御部
５７ 装着センサ
ｓ１ ストローク

Claims (17)

1. 人体から発せられる声帯振動および前記声帯振動とは異なるノイズ振動を含む振動を検出する声帯センサと、
   前記ノイズ振動を検出するノイズセンサであって、前記声帯センサで検出した前記振動から前記ノイズ振動をキャンセルするために用いられるノイズセンサと、
   前記声帯センサを支持し、前記人体に接触して前記振動を取得し、取得した前記振動を前記声帯センサに伝達する振動取得部と、
   前記振動取得部および前記ノイズセンサのそれぞれを支持する筐体と
   を備える骨伝導マイク。
2. さらに、前記振動取得部と前記筐体との間に位置する中間部材を備え、
   前記振動取得部は、前記中間部材を介して前記筐体に支持され、
   前記中間部材は、前記筐体よりも柔らかい弾性体である
   請求項１に記載の骨伝導マイク。
3. 前記中間部材は、前記振動を吸収する樹脂材料により形成されている
   請求項２に記載の骨伝導マイク。
4. 前記ノイズセンサは、前記ノイズセンサが検出する前記ノイズ振動の振れ方向が、前記声帯センサが検出する前記ノイズ振動の振れ方向と平行となるように配置されている
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の骨伝導マイク。
5. 前記ノイズセンサは、前記ノイズセンサが検出する前記ノイズ振動の向きが、前記声帯センサが検出する前記ノイズ振動の向きと１８０°異なるように配置されている
   請求項４に記載の骨伝導マイク。
6. 前記声帯センサおよび前記ノイズセンサのそれぞれは、厚み振動を行う平板状の圧電素子であり、
   前記声帯センサおよび前記ノイズセンサを厚み方向から見た場合、前記ノイズセンサは、前記声帯センサに重なる位置に配置されている
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の骨伝導マイク。
7. 前記振動取得部は、筒状であり、側面部と、前記側面部の一方端側に設けられたプレート部と、他方端側に設けられた当接部とを有し、
   前記筐体は、筒状であり、筒状の一方端側に設けられたベース部と、前記ベース部から他方端側に向けて突出する環状の支柱部とを有し、
   前記振動取得部の前記プレート部は、前記筐体の支柱部に支持され、
   前記声帯センサは、前記振動取得部の前記当接部の内壁に設けられ、
   前記ノイズセンサは、前記筐体のベース部の内壁に設けられている
   請求項１〜６のいずれか１項に記載の骨伝導マイク。
8. さらに、前記声帯センサおよび前記ノイズセンサに接続される信号処理部を備え、
   前記信号処理部は、前記声帯センサで検出した前記ノイズ振動を前記ノイズセンサで検出した前記ノイズ振動を用いてキャンセルする
   請求項１〜７のいずれか１項に記載の骨伝導マイク。
9. ヘルメット本体と、
   前記ヘルメット本体の顎紐に取り付けられた請求項１〜８のいずれか１項に記載の骨伝導マイクと
   を備えるヘルメット。
10. さらに、
    前記筐体の内部に設けられ、前記人体と前記振動取得部とが接触した場合に、前記人体と前記振動取得部との接触状態を検出する接触状態センサを備える
    請求項１に記載の骨伝導マイク。
11. 前記接触状態センサは、圧力センサであり、前記人体と前記振動取得部との接触圧力を検出することで前記接触状態を検出する
    請求項１０に記載の骨伝導マイク。
12. 前記接触状態センサは、光学センサ、リードスイッチ、リミットスイッチまたはタクタイルスイッチであり、前記振動取得部の位置変位を検出することで前記接触状態を検出する
    請求項１０に記載の骨伝導マイク。
13. 前記振動取得部および前記筐体は、それぞれ筒状であり、
    さらに、前記振動取得部と前記筐体との間に位置するダイヤフラムを備え、
    前記振動取得部は、前記振動取得部の軸方向に位置変位可能なように、前記ダイヤフラムを介して前記筐体に支持され、
    前記接触状態センサは、前記筐体の内部において前記振動取得部が位置変位する方向に配置され、位置変位した前記振動取得部に当接した状態で前記接触状態を検出する
    請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の骨伝導マイク。
14. 請求項１０〜１３のいずれか１項に記載の骨伝導マイクと、
    前記接触状態を通知する通知部と、
    前記接触状態センサで検出した値が所定のしきい値に到達していない場合に、前記通知部を作動させる制御部と
    を備える骨伝導マイクセット。
15. 前記通知部は、音、光または画像を用いて前記接触状態を通知する
    請求項１４に記載の骨伝導マイクセット。
16. 前記通知部は、スピーカ、発光ダイオードまたは映像ディスプレイである
    請求項１４に記載の骨伝導マイクセット。
17. 前記通知部および前記制御部を有するヘルメット本体と、
    前記ヘルメット本体の顎紐に取り付けられた請求項１０〜１３のいずれか１項に記載の骨伝導マイクと
    を備えるヘルメット。

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