JP3066552B2 - 呼気流センサ - Google Patents
呼気流センサInfo
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- JP3066552B2 JP3066552B2 JP4248402A JP24840292A JP3066552B2 JP 3066552 B2 JP3066552 B2 JP 3066552B2 JP 4248402 A JP4248402 A JP 4248402A JP 24840292 A JP24840292 A JP 24840292A JP 3066552 B2 JP3066552 B2 JP 3066552B2
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- Japan
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- sensor
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- flow sensor
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、発声発語訓練装置に用
いられる呼気流センサに関する。
いられる呼気流センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、発声発語訓練装置に用いられる呼
気流センサにおいて、口元から発生される呼気流の検出
効率の高い、検出感度の安定した呼気流センサの要求が
高まってきている。
気流センサにおいて、口元から発生される呼気流の検出
効率の高い、検出感度の安定した呼気流センサの要求が
高まってきている。
【０００３】以下、従来の呼気流センサについて図８を
参照しながら説明する。図に示すように、受音面３１ａ
を有したケース３１に気室３２を形成し、前記気室３２
内に圧力検出面が露出するように圧力センサ３３を設
け、前記受音面３１ａには口元から発生される呼気流を
前記気室３２内に導入する受音孔３４を設けていた。上
記構成の呼気流センサにおいて動作を説明すると、口元
から発生される呼気流は前記受音面３１ａに設けた受音
孔３４より気室３２内に導びかれ、気室３２内の圧力が
上昇される。
参照しながら説明する。図に示すように、受音面３１ａ
を有したケース３１に気室３２を形成し、前記気室３２
内に圧力検出面が露出するように圧力センサ３３を設
け、前記受音面３１ａには口元から発生される呼気流を
前記気室３２内に導入する受音孔３４を設けていた。上
記構成の呼気流センサにおいて動作を説明すると、口元
から発生される呼気流は前記受音面３１ａに設けた受音
孔３４より気室３２内に導びかれ、気室３２内の圧力が
上昇される。
【０００４】そして、気室３２内に圧力検出面を露出し
た圧力センサ３３により圧力上昇を検出して呼気流の検
出を行っていた。
た圧力センサ３３により圧力上昇を検出して呼気流の検
出を行っていた。
【０００５】また、この種の呼気流センサとして特開平
１−２５５８９８号公報に示されるものが知られてい
る。すなわち、マイクロホンの前部に前気室を設け、こ
の前気室に通気する音孔を湾曲した前面プレートに複数
個配列し、検知用マイクロホン１つで複数個のマイクロ
ホンを設けたときと同様の働きを行わせるようにしよう
とするものである。
１−２５５８９８号公報に示されるものが知られてい
る。すなわち、マイクロホンの前部に前気室を設け、こ
の前気室に通気する音孔を湾曲した前面プレートに複数
個配列し、検知用マイクロホン１つで複数個のマイクロ
ホンを設けたときと同様の働きを行わせるようにしよう
とするものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の呼気
流センサの構成では、口元から発生される呼気流が発生
する音によって上下方向に変化するものであるので、発
生する音によって呼気流センサと口元との相対位置関係
を調整しなければならず、その調整が大変煩わしく、前
者においては受音面３１ａに設けられている受音孔３４
と気室３２の形状の最適化が難しく、呼気流センサとし
ての検出感度がばらつくという問題があった。
流センサの構成では、口元から発生される呼気流が発生
する音によって上下方向に変化するものであるので、発
生する音によって呼気流センサと口元との相対位置関係
を調整しなければならず、その調整が大変煩わしく、前
者においては受音面３１ａに設けられている受音孔３４
と気室３２の形状の最適化が難しく、呼気流センサとし
ての検出感度がばらつくという問題があった。
【０００７】また、後者においても前者同様に前面プレ
ートに設けられている音孔と前気室の最適化が難かしい
ものであった。
ートに設けられている音孔と前気室の最適化が難かしい
ものであった。
【０００８】また、後者の従来例としてエレクトレット
コンデンサマイクロホンを複数個用いることが示されて
いるが、各マイクロホンは気室を設けた状態のユニット
として形成されたものでなく、また、マイクロホンの出
力を加算して出力するものではないので、生産性が悪
く、呼気流を安定した状態で検出するのが難かしいもの
であった。
コンデンサマイクロホンを複数個用いることが示されて
いるが、各マイクロホンは気室を設けた状態のユニット
として形成されたものでなく、また、マイクロホンの出
力を加算して出力するものではないので、生産性が悪
く、呼気流を安定した状態で検出するのが難かしいもの
であった。
【０００９】本発明は上記課題を解決するもので、生産
性を向上し、検出効率が良く、安価で品質の安定した呼
気流センサを提供することを目的とする。
性を向上し、検出効率が良く、安価で品質の安定した呼
気流センサを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の呼気流センサは
上記目的を達成するために、第１の基本的な手段は一端
を開放して受音孔を形成した気室の内側面に検出面が露
出するように係合されたエレクトレットコンデンサマイ
クロホンを有するセンサ素子を設けたセンサユニット
と、このセンサユニットが複数個配置される受音面を有
したケースとを備え、前記の複数個配置されるセンサユ
ニットの各センサ素子の出力を加算する加算手段を設け
た構成とする。
上記目的を達成するために、第１の基本的な手段は一端
を開放して受音孔を形成した気室の内側面に検出面が露
出するように係合されたエレクトレットコンデンサマイ
クロホンを有するセンサ素子を設けたセンサユニット
と、このセンサユニットが複数個配置される受音面を有
したケースとを備え、前記の複数個配置されるセンサユ
ニットの各センサ素子の出力を加算する加算手段を設け
た構成とする。
【００１１】また、第１の手段に加える第２の手段はセ
ンサ素子の出力を加算後、カットオフ周波数を声帯振動
周波数以下としたローパスフィルタを介して出力する構
成とする。
ンサ素子の出力を加算後、カットオフ周波数を声帯振動
周波数以下としたローパスフィルタを介して出力する構
成とする。
【００１２】また、第１の手段に加える第３の手段はセ
ンサユニットの受音孔の開口面積を呼気流の投影面積よ
り小さくした構成とする。
ンサユニットの受音孔の開口面積を呼気流の投影面積よ
り小さくした構成とする。
【００１３】
【作用】本発明は上記した第１手段の基本的な構成によ
り、口元より発せられた呼気流は受音面に到達し、各受
音孔より気室内に流入し、気室内の圧力が上昇する。
り、口元より発せられた呼気流は受音面に到達し、各受
音孔より気室内に流入し、気室内の圧力が上昇する。
【００１４】そして、気室内の圧力上昇がセンサ素子に
よって検出され、各センサ素子の出力を加算手段によっ
て加算し出力するので、呼気流による圧力変化を安定し
て検出することができることとなる。
よって検出され、各センサ素子の出力を加算手段によっ
て加算し出力するので、呼気流による圧力変化を安定し
て検出することができることとなる。
【００１５】また、第１の手段に第２手段の構成を加え
た場合は、呼気流と同時に発せられる音声成分を除去す
るローパスフィルタのカットオフ周波数を声帯振動周波
数以下としているので音声成分を効率良く除去すること
ができ、呼気流による圧力上昇のみを検出できることと
なる。
た場合は、呼気流と同時に発せられる音声成分を除去す
るローパスフィルタのカットオフ周波数を声帯振動周波
数以下としているので音声成分を効率良く除去すること
ができ、呼気流による圧力上昇のみを検出できることと
なる。
【００１６】また、第１の手段に第３手段の構成を加え
た場合は、受音孔の開口面積を呼気流の投影面積より小
さくしているので、全ての呼気流による圧力上昇を効率
良く検出することができることとなる。
た場合は、受音孔の開口面積を呼気流の投影面積より小
さくしているので、全ての呼気流による圧力上昇を効率
良く検出することができることとなる。
【００１７】
【実施例】（実施例１）以下、本発明の第１実施例につ
いて図１ないし図４を参照しながら説明する。
いて図１ないし図４を参照しながら説明する。
【００１８】図に示すように、エレクトレットコンデン
サマイクロホン（ＥＣＭ）よりなるセンサ素子１を一端
を開放して受音孔２を形成したユニットケース３により
形成される気室４に検出面が内側面に露出するように固
定してセンサユニット５を構成する。
サマイクロホン（ＥＣＭ）よりなるセンサ素子１を一端
を開放して受音孔２を形成したユニットケース３により
形成される気室４に検出面が内側面に露出するように固
定してセンサユニット５を構成する。
【００１９】また、前記受音孔２がケース６の受音面６
ａに面するように前記センサユニット５を複数個設け、
複数のセンサ素子１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを配設する。
そして、電気回路は、図３に示すように、複数のセンサ
素子１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの出力を加算する加算手段
となるミキサ７と、増幅器８と、整流回路９と、ピーク
ホールド回路１０とで構成されている。
ａに面するように前記センサユニット５を複数個設け、
複数のセンサ素子１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを配設する。
そして、電気回路は、図３に示すように、複数のセンサ
素子１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの出力を加算する加算手段
となるミキサ７と、増幅器８と、整流回路９と、ピーク
ホールド回路１０とで構成されている。
【００２０】上記構成の呼気流センサについて動作を説
明すると、口元より発せられる呼気流はケース６の受音
面６ａに到達し、各受音孔２より気室４内に流入し、気
室４の圧力を上昇させる。
明すると、口元より発せられる呼気流はケース６の受音
面６ａに到達し、各受音孔２より気室４内に流入し、気
室４の圧力を上昇させる。
【００２１】そして、気室４内の圧力上昇は、各センサ
素子１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄによって検出され、ミキサ
７と増幅器８と整流回路９およびピークホールド回路１
０により加算されて出力されることとなる。
素子１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄによって検出され、ミキサ
７と増幅器８と整流回路９およびピークホールド回路１
０により加算されて出力されることとなる。
【００２２】また、口元から発せられる呼気流の方向は
図４に示すように変化しており、実験によるとこの方向
変化角度は約６０度であった。
図４に示すように変化しており、実験によるとこの方向
変化角度は約６０度であった。
【００２３】そのため、第１実施例においてはケース６
の受音面６ａに複数個のセンサユニット５を設けること
により、方向の変化する呼気流が安定した状態で検出さ
れることとなる。
の受音面６ａに複数個のセンサユニット５を設けること
により、方向の変化する呼気流が安定した状態で検出さ
れることとなる。
【００２４】（実施例２）以下、本発明の第２実施例に
ついて図５と図６を参照しながら説明する。なお、第１
実施例と同一部分については同一符号を付けて詳細な説
明は省略する。
ついて図５と図６を参照しながら説明する。なお、第１
実施例と同一部分については同一符号を付けて詳細な説
明は省略する。
【００２５】図に示すように、センサ素子１ａ、１ｂ、
１ｃ、１ｄの出力を加算するミキサ７と増幅器８を経た
後に呼気流と同時に口元から発せられる音声成分を除去
するローパスフィルタ１１を設け、このローパスフィル
タ１１の後に整流回路９とピークホールド回路１０を設
けた構成とする。
１ｃ、１ｄの出力を加算するミキサ７と増幅器８を経た
後に呼気流と同時に口元から発せられる音声成分を除去
するローパスフィルタ１１を設け、このローパスフィル
タ１１の後に整流回路９とピークホールド回路１０を設
けた構成とする。
【００２６】そして、音声成分は図６に示すように、声
帯振動周波数以上に分布しており、声帯振動周波数は成
人男性が最も低く、１５０Ｈｚ前後といわれている。し
たがって、前記ローパスフィルタ１１のカットオフ周波
数を前記声帯振動周波数以下の７０Ｈｚないし１２０Ｈ
ｚにすることにより音声成分が効率良く除去でき、呼気
流による圧力上昇のみを検出することができることとな
る。
帯振動周波数以上に分布しており、声帯振動周波数は成
人男性が最も低く、１５０Ｈｚ前後といわれている。し
たがって、前記ローパスフィルタ１１のカットオフ周波
数を前記声帯振動周波数以下の７０Ｈｚないし１２０Ｈ
ｚにすることにより音声成分が効率良く除去でき、呼気
流による圧力上昇のみを検出することができることとな
る。
【００２７】（実施例３）以下、本発明の第３実施例に
ついて図７を参照しながら説明する。なお、第１実施例
と同一部分には同一符号を付けて詳細な説明は省略す
る。
ついて図７を参照しながら説明する。なお、第１実施例
と同一部分には同一符号を付けて詳細な説明は省略す
る。
【００２８】図に示すように、センサユニット５に設け
られる受音孔２の開口面積ａ×ｂを呼気流の投影面積よ
り小さくしたものである。
られる受音孔２の開口面積ａ×ｂを呼気流の投影面積よ
り小さくしたものである。
【００２９】すなわち、気室４の圧力を効率良く高める
ためには周知のように受音孔２に加わる圧力が均一であ
る必要がある。また、呼気流は最もビーム状のもので広
がり角度が１５度であるので、全ての呼気流による圧力
上昇を検出するためには、受音孔２の開口面積ａ×ｂ
は、呼気流の投影面積より小さい必要がある。
ためには周知のように受音孔２に加わる圧力が均一であ
る必要がある。また、呼気流は最もビーム状のもので広
がり角度が１５度であるので、全ての呼気流による圧力
上昇を検出するためには、受音孔２の開口面積ａ×ｂ
は、呼気流の投影面積より小さい必要がある。
【００３０】そして、その開口面積ａ×ｂは５平方ｍｍ
ないし３０平方ｍｍが性能、製造上最も効率が良いこと
が判明した。
ないし３０平方ｍｍが性能、製造上最も効率が良いこと
が判明した。
【００３１】
【発明の効果】以上の実施例から明らかなように、本発
明によれば受音孔を形成した気室に面してセンサ素子を
設けたセンサユニットを、ケースの受音面に複数個設
け、各センサ素子の出力を加算手段により加算して出力
する構成としているので、安価で検出感度が安定した呼
気流センサを提供できる。
明によれば受音孔を形成した気室に面してセンサ素子を
設けたセンサユニットを、ケースの受音面に複数個設
け、各センサ素子の出力を加算手段により加算して出力
する構成としているので、安価で検出感度が安定した呼
気流センサを提供できる。
【図１】本発明の第１実施例の呼気流センサの断面図
【図２】同第１実施例の呼気流センサの斜視図
【図３】同第１実施例の呼気流センサの電気回路の構成
を示すブロック図
を示すブロック図
【図４】同第１実施例の口元から発せられた呼気流の方
向の変化の一例を示す概略図
向の変化の一例を示す概略図
【図５】同第２実施例の呼気流センサの電気回路の構成
を示すブロック図
を示すブロック図
【図６】同第２実施例の呼気流センサの受音面で検出さ
れる周波数スペクトルのグラフ
れる周波数スペクトルのグラフ
【図７】（ａ）同第３実施例の呼気流センサのセンサユ
ニットの斜視図 （ｂ）同第３実施例の呼気流センサの斜視図
ニットの斜視図 （ｂ）同第３実施例の呼気流センサの斜視図
【図８】従来の呼気流センサの構成を示す断面図
１ａ〜１ｄ センサ素子 ２ 受音孔 ４ 気室 ５ センサユニット ６ ケース ６ａ 受音面 ７ 加算手段 １１ ローパスフィルタ
Claims (5)
- 【請求項１】一端を開放して受音孔を形成した気室の内
側面に検出面が露出するように係合されたエレクトレッ
トコンデンサマイクロホンを有するセンサ素子を設けた
センサユニットと、このセンサユニットが複数個配置さ
れる受音面を有したケースとを備え、前記の複数個配置
されるセンサユニットの各センサ素子の出力を加算する
加算手段を設けた呼気流センサ。 - 【請求項２】センサ素子の出力を加算後、カットオフ周
波数を声帯振動周波数以下としたローパスフィルタを介
して出力する構成とした請求項１記載の呼気流センサ。 - 【請求項３】センサユニットの受音孔の開口面積を呼気
流の投影面積より小さくした請求項１記載の呼気流セン
サ。 - 【請求項４】ローパスフィルタのカットオフ周波数を７
０Ｈｚないし１２０Ｈｚとした請求項２記載の呼気流セ
ンサ。 - 【請求項５】センサユニットの受音孔の開口面積を５平
方ｍｍないし３０平方ｍｍとした請求項３記載の呼気流
センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4248402A JP3066552B2 (ja) | 1992-09-18 | 1992-09-18 | 呼気流センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4248402A JP3066552B2 (ja) | 1992-09-18 | 1992-09-18 | 呼気流センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06105389A JPH06105389A (ja) | 1994-04-15 |
| JP3066552B2 true JP3066552B2 (ja) | 2000-07-17 |
Family
ID=17177580
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4248402A Expired - Fee Related JP3066552B2 (ja) | 1992-09-18 | 1992-09-18 | 呼気流センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3066552B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1059622C (zh) * | 1992-04-10 | 2000-12-20 | Emag-机械销售服务股份有限公司 | 部件组合式加工中心 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107993656A (zh) * | 2017-12-06 | 2018-05-04 | 海信（山东）空调有限公司 | 语音识别功能唤醒方法和装置 |
| JP7367963B2 (ja) * | 2019-09-05 | 2023-10-24 | 学校法人上智学院 | 音声の検出のための補助装置 |
-
1992
- 1992-09-18 JP JP4248402A patent/JP3066552B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1059622C (zh) * | 1992-04-10 | 2000-12-20 | Emag-机械销售服务股份有限公司 | 部件组合式加工中心 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06105389A (ja) | 1994-04-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |