JP5185432B1 - 接触式マイクロホン及び接触式マイクロホンを備える送受信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＮＡＭマイクロホンなどの接触式マイクロホンの耐騒音性をさらに改善し、通常音声や非可聴つぶやき音声などのみを明瞭に収音し易くする接触式マイクロホン及び送受信装置を提供すること。
【解決手段】接触式マイクロホンは、振動膜５を有するマイクロホン素子２と、マイクロホン素子２を格納する振動伝達部材７ｂと、振動伝達部材７ｂを格納する制振部材８ｂと、収音開口部１１を有しマイクロホン素子２、振動伝達部材７ｂ及び制振部材８ｂを格納するカバー部材９と、カバー部材９の収音開口部１１を覆って配置される収音当接部材１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄと、を備え、収音当接部材１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄとカバー部材９とは、異なる材料により形成され、かつ、収音当接部材１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄとカバー部材９とは、接着剤により接着されている。また、ヘッドホン（送受信装置）は、上記接触式マイクロホンを備える。
【選択図】図１１

Description

本発明は、騒音環境下でも目的とする通常発話時の音声や人間の耳には聴こえないほどの微弱な物音又は非可聴つぶやき声を明瞭に収音することができる接触式マイクロホン及び接触式マイクロホンを備える送受信装置に関する。

耳介の後下方部であって頭骸骨の乳葉突起直下の皮膚表面にマイクロホンを当接し、非可聴なつぶやき音声（Ｎｏｎ−Ａｕｄｉｂｌｅ Ｍｕｒｍｕｒ、以下「ＮＡＭ」と略す）を始めとする種々の音声や体内伝導音４を伝達振動として採取するための接触式マイクロホン、いわゆるＮＡＭマイクロホンがある（例えば特許文献１）。このようなＮＡＭマイクロホンは、発声内容の秘匿を主な目的とした音声入力・音声認識や無音声電話への応用から始まったが、近年では医学用途として患者の体内伝導音である脈拍や心臓音を常時モニタリングする振動ピックアップ検出器としても注目されている。

図１は、従来の接触式マイクロホンの基本構造を示す側断面図である。

従来の接触式マイクロホンのマイクロホン素子２（各実施例ではエレクトレット・コンデンサ・マイクロホンを用いている、以下「ＥＣＭ」と略す）は、皮膚などの収音対象物３より収音した話者の音声などの体内伝導音４が、後に述べる振動伝達部材１０７を介して振動膜５に伝わると、振動膜５の振動を電気信号に変換し、導線６を介して外部へと伝達する。

振動伝達部材１０７は、マイクロホン素子２と接触又はそれを包み込むように取り付けられ、体内伝導音４の振動をマイクロホン素子２まで損失なく伝達する。この振動伝達部材１０７には、例えば、シリコーンエラストマー（例えば特許文献２）やウレタンエラストマー（例えば特許文献３）などのプラスチック材料が用いられる。そして、その一方がマイクロホン素子２の振動膜５と接触し、もう一方は収音対象物３と広く接している。制振部材１０８は、背景雑音である気導音が接触式マイクロホンの背面から侵入するのを防止するもので、例えば弾性エポキシ樹脂により、マイクロホン素子２の収音開口部１１を除く全体を覆うよう構成されている。カバー部材９は、アルミなどの金属やアクリル、ＡＢＳなどのプラスチックからなり、接触式マイクロホン全体の機械的強度を保持するとともに、製造時には樹脂注入鋳型の役目を果たしている。

このような従来の接触式マイクロホンを用いて、感度良く皮膚などの体内伝導音４を収音するには、収音対象物３と振動伝達部材１０７との界面における振動の反射を低く抑えなければならない。音の反射率は、以下の（式１）に示すスネル則により表される。

ｒ２＝（Ｚ２−Ｚ１）²／（Ｚ２＋Ｚ１）² （式１）
ここで、ｒ２：２種類の異種物質１と２の界面における反射率、Ｚ１：物質１の音響インピーダンス（空気の場合を含む）、Ｚ２：物質２の音響インピーダンスである。

（式１）を見ればわかるように、互いに接する２つの物質の音響インピーダンスが近い値であれば音の反射率は０に近く、減衰の度合いも小さい。逆に、互いに接する２つの物質の音響インピーダンスが離れた値だと音の反射率は大きくなり、減衰の度合いも大きくなる。したがって、振動伝達部材１０７の音響インピーダンスを収音対象物３（皮膚）のそれになるだけ近づければ、収音対象物３と振動伝達部材１０７との境界面における体内伝導音４の反射が小さくなり、体内伝導音４の損失が抑制される。

（表１）は、各種材料の音響インピーダンスの値を示した表である。この（表１）を見れば、振動伝達部材１０７を構成するシリコーンエラストマーやウレタンエラストマーなどのプラスチック材料が、軟質組織（皮膚）の音響インピーダンスと近い値を有していることがわかる。すなわち、プラスチック材料の音響インピーダンスは２４８×１０⁴（ｋｇ／ｍ²・ｓ）程度であり、軟質組織（皮膚）の音響インピーダンス＝１３５×１０⁴（ｋｇ／ｍ²・ｓ）に近い値を有している。なお、マイクロホン素子２の振動膜５も、基本的にはプラスチック材料であり、その点では振動伝達部材１０７と同様である。

このことにより、従来の接触式マイクロホンは、そのマイクロホン素子２における体内伝導音４の感度が向上するとともに、その収音帯域も広くなり（特に２ｋＨｚ付近から上の高周波域の減衰を低減する）、通常発話時や非可聴なつぶやき声を発声する時の生体軟組織（皮膚）の振動を感度よく拾うことができるとされていた。

国際公開第２００４／０２１７３８号 国際公開第２００５／０６７３４０号 特開２００７−０４３５１６号公報

しかしながら実際に上記従来の技術では、発声する人の周囲に存在する背景雑音（騒音）、すなわちいわゆる気導音１０も少なからず収音してしまう。これは、同じく（表１）を見ればわかるように、振動伝達部材１０７として採用している上記シリコーンエラストマーやウレタンエラストマーなどのプラスチック材料の音響インピーダンス＝２４８×１０⁴（ｋｇ／ｍ²・ｓ）が、軟組織（皮膚）だけでなく、空気の音響インピーダンス＝４１５（ｋｇ／ｍ²・ｓ）ともかなり近い値を有しているためである。

この点について、図１を用いてより詳細に述べる。実はほとんどの場合、収音対象物３とカバー部材９の開口端部との間には、わずかな隙間１８が生じている。そして、振動伝達部材１０７は、その隙間１８において外部の空気と接触している。

ここで先ほども述べたように、プラスチック材料からなる振動伝達部材１０７と空気とは、かなり近い音響インピーダンスを有している。したがって、できるだけ収音したくない背景雑音（騒音）、いわゆる気導音１０ａが、このわずかな隙間１８を介して接触式マイクロホンの内部へと侵入し、本来収音したい体内伝導音４に混入して収音される。あるいは、収音対象物３（皮膚）を介して接触式マイクロホンに収音される外部からの気導音１０ｂ（今後、併せて「気導音１０」と表記）も存在する。気導音１０ｃについては、カバー部材９による反射や、その内部にある制振部材１０８による吸収により、マイクロホン素子２への到達を低減することができる。しかしながら、気導音１０ａ及び１０ｂについては、本来収音したい体内伝導音４に混入するので、相手の話す内容が明瞭に聴き取れず、あるいは携帯情報端末機側の音声入力・音声認識のエラーを引き起こしてしまうなどの問題があった。

本発明の目的は、ＮＡＭマイクロホンなどの接触式マイクロホンの耐騒音性をさらに改善し、通常音声や非可聴つぶやき音声などのみを明瞭に収音し易くする接触式マイクロホン及び接触式マイクロホンを備える送受信装置を提供することである。

本発明の接触式マイクロホンは、振動膜を有するコンデンサ型のマイクロホン素子と、前記マイクロホン素子の前記振動膜に接触し、前記振動膜と対向する側より伝達される振動を前記マイクロホン素子へと伝達する振動伝達部材と、開口部を有し前記マイクロホン素子、前記振動伝達部材及び制振部材を格納するカバー部材と、前記カバー部材の開口部を覆って配置されるとともに前記振動伝達部材と接触する、金属またはセラミックスを含む収音当接部材と、を備え、前記振動伝達部材は、前記収音当接部材の略中央に配置され、前記収音当接部材と前記カバー部材とは、異なる材料により形成された、構成を採る。

本発明の送受信装置は、上記接触式マイクロホンを備える構成を採る。

本発明によれば、耐騒音性がさらに改善され、通常音声のみならず話者のつぶやき音などのような非可聴な音声や物音のみを明瞭に皮膚などの収音対象物から収音し易くすることができる。

従来の接触式マイクロホンの基本構造を示す側断面図 （ａ）本発明の実施の形態１の実施例１における接触式マイクロホンの側断面図、（ｂ）本発明の実施例２における接触式マイクロホンの側断面図 本発明の接触式マイクロホンのＳ／Ｎ比を評価する方法を示す図 本発明の実施例３における接触式マイクロホンの側断面図、（ａ）全体側断面図、（ｂ）振動伝達部材先端部の拡大図 本発明の実施例３と対比関係にある比較例における接触式マイクロホンの側断面図（ａ）比較例１における接触式マイクロホンの側断面図、（ｂ）比較例２における接触式マイクロホンの側断面図 本発明の実施例３と対比関係にある比較例における接触式マイクロホンの側断面図（ａ）比較例３における接触式マイクロホンの側断面図、（ｂ）比較例４における接触式マイクロホンの側断面図 本発明の実施例３を用いた接触式マイクロホンの応用例における側断面図 本発明の実施例４における接触式マイクロホンの側断面図、（ａ）全体側断面図、（ｂ）振動伝達部材先端部の拡大図 本発明の実施例４と対比関係にある比較例５における接触式マイクロホンの側断面図 本発明の実施例５における接触式マイクロホンの分解斜視図 本発明の実施例５における接触式マイクロホンの側断面図、（ａ）全体側断面図、（ｂ）振動伝達部材先端部の拡大図 本発明の実施例５における接触式マイクロホンの作製方法の例を示す図 本発明の実施例５における接触式マイクロホンの作製方法の例を示す図 本発明の実施例５における接触式マイクロホンの作製方法の例を示す図 本発明の実施例５における接触式マイクロホンの作製方法の例を示す図 本発明の実施例５における接触式マイクロホンの作製方法の例を示す図 本実施例５における接触式マイクロホンの収音当接部材の構造を説明する斜視図 本実施例５における接触式マイクロホンのアース線を取り付けた場合の全体側断面図 本発明の実施例６における接触式マイクロホンの側断面図 本発明の実施例７における捩れ自由減衰型粘弾性測定データを示す図 本発明の実施例７における弾性接着剤、二液混合形エポキシ系接着剤及びゴム系溶剤形接着剤の試験条件を円形特性チャートにして示す図 本発明の実施例７におけるプラスチック材料への接着性を示す図 本発明の実施例７における二液形弾性接着剤ＰＭ２１０、ＥＰ００１の各特性を対比して示す図 本発明の実施の形態２の接触式マイクロホンを搭載する送受信装置を示す斜視図 本実施の形態２の接触式マイクロホンを搭載する送受信装置を頭部へ装着した場合の側面図 本実施の形態２の接触式マイクロホンを搭載する送受信装置における上記接触式マイクロホンの配置を説明する図

以下、本発明の各実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

（実施の形態１）
[実施例１]
図２（ａ）は、本発明の実施の形態１の実施例１における接触式マイクロホンの側断面図である。ここではまず図２（ａ）を用いて、ＳＵＳ製（２００μ厚）の収音当接部材１２ａを有する接触式マイクロホンについて説明する。従来の接触式マイクロホン（図１参照）と共通又は同様の部材については、同じ符号を用いて説明する。ちなみに収音当接部材１２ａは、従来の接触式マイクロホン（図１参照）には無い部材である。また、後に述べる振動伝達部材７ａ及び制振部材８ａに関しても、従来の接触式マイクロホン（図１参照）が有する振動伝達部材１０７（図１参照）及び制振部材１０８（図１参照）とは若干異なる構成を有している。そしてこれらが、本発明の特徴的な部分となっている。

図２（ａ）における本実施例１の接触式マイクロホン１ａのマイクロホン素子２は、皮膚などの収音対象物３より収音した話者の音声などの体内伝導音４が、収音当接部材１２ａと振動伝達部材７ａとを介して振動膜５に伝わると、振動膜５の振動を電気信号に変換し、導線６を介して外部へと伝達する。

カバー部材９は、従来の接触式マイクロホン（図１参照）と同様に、アルミなどの金属やアクリル、ＡＢＳなどのプラスチックからなり、接触式マイクロホン１ａ全体の機械的強度を保持するとともに、製造時には樹脂注入鋳型の役目を果たしている。

振動伝達部材７ａは、体内伝導音４の振動をマイクロホン素子２まで損失なく伝達するもので、例えばウレタンエラストマーにより構成され、その一方がマイクロホン素子２の振動膜５と接触している点では、従来の接触式マイクロホン（図１参照）と同様である。

しかしながら、振動伝達部材７ａのもう一方は、従来の接触式マイクロホン（図１参照）のように、それ自体が収音対象物３と広く接しているわけではない。本実施例１の振動伝達部材７ａは、従来の接触式マイクロホン（図１参照）にはなかった、収音当接部材１２ａのほぼ中央部付近と接している。収音当接部材１２ａは、例えば２００μｍ厚のＳＵＳ３０４により構成されている。そして、本実施例１の接触式マイクロホン１ａにおいて、振動伝達部材７ａと収音当接部材１２ａとの接触部は、収音当接部材１２ａの略中心に設けられている。また、振動伝達部材７ａと収音当接部材１２ａとの接触部が有する接触面積のうち、収音当接部材１２ａが収音対象物３と接触する面と平行な方向の接触面積は、振動伝達部材７ａの他の部分における平行方向の断面積以下となっている。さらにまた、収音当接部材１２ａが収音対象物３と接触する面と平行な方向において、マイクロホン素子２、振動伝達部材７ａ及び収音当接部材１２ａのそれぞれの中心は、収音当接部材１２ａが収音対象物３と接触する面と垂直な方向において略同一の軸上にある、とも言える。

以上の構成により、本実施例１の接触式マイクロホン１ａは、騒音環境下による周囲の背景雑音の混入を反射・抑制し、目的とする収音対象物の振動のみを効率よく収音することができる。その結果、耐騒音性がさらに改善され、通常音声のみならず話者のつぶやき音などのような非可聴な音声や物音のみを明瞭に皮膚などの収音対象物から収音し易くすることができる。その特徴と効果については、後ほどさらに詳細に説明する。

制振部材８ａは、従来の接触式マイクロホン（図１参照）と同様に、背景雑音である気導音１０が接触式マイクロホン１ａの背面から侵入するのを防止するもので、例えば弾性エポキシ樹脂により、マイクロホン素子２の収音開口部１１を除く全体を覆うよう構成されている。それに加えて本実施例１の制振部材８ａは、従来の接触式マイクロホン（図１参照）とは異なり、収音当接部材１２ａとも接しており、振動伝達部材７ａの周囲を取り囲むように配置されている。そして、マイクロホン素子２の本体と振動伝達部材７ａ及び制振部材８ａは、カバー部材９と収音当接部材１２ａとにより、内部に密閉されている。なお、振動伝達部材７ａは、収音当接部材１２ａの略中央部とマイクロホン素子２の収音開口部１１の略中央部とを結んで配置されている。本実施例１の場合、マイクロホン素子２の収音開口部１１の略中央部は、収音当接部材１２ａの略中央部の直下に配置されおり、その最短距離を結ぶよう、振動伝達部材７ａが設けられている。なお、マイクロホン素子２の振動膜５も、基本的には振動伝達部材１０７（図１参照）と同様のプラスチック材料により形成されている。

なお、収音当接部材１２ａとカバー部材９の材料については、実施例７により後述する。

以上に述べた構成を有する本実施例１の接触式マイクロホン１ａの特徴について、これより述べる。

先ほども述べたように、本実施例１の接触式マイクロホン１ａが有する収音当接部材１２ａは、例えば２００μ厚のＳＵＳ３０４、すなわち金属部材により構成されている。先の（表１）に示すとおり、金属部材の音響インピーダンスは４１６０×１０⁴ｋｇ／ｍ²・ｓで、収音対象物３として想定している皮膚などの軟質組織はもちろん、外部からの気導音１０を伝達する空気や、振動伝達部材７ａを構成するプラスチック部材と大きく異なる。

すなわち、本実施例１の接触式マイクロホン１ａは、このような音響インピーダンスが著しく異なる部材を、収音対象物３からマイクロホン素子２の振動膜５へと至る体内伝導音４の伝達経路に配置していることになる。この場合、従来の常識では、収音当接部材１２ａと収音対象物３又は振動伝達部材７ａとの境界面において、体内伝導音４の反射が大きくなり、マイクロホン素子２の振動膜５へは伝達しにくくなるはずである。

しかしながら、このようなデメリットがあったとしても、できるだけ収音したくない外部からの気導音１０の減衰率が、収音したい体内伝導音４の減衰よりも大きい。つまり、従来の接触式マイクロホン（図１参照）よりも、本実施例１の接触式マイクロホン１ａのほうが、Ｓ／Ｎ比としては高いので、体内伝導音４をより効率的に収音することができる。

その理由については次のように考えられる。図２（ａ）に示す本実施例１の収音当接部材１２ａに体内伝導音４が与えられた場合、その物理的な振動による振幅は、収音当接部材１２ａの中心部において最も大きくなる。そして、その体内伝導音４による物理的な振動が最も大きくなる収音当接部材１２ａの中心部からマイクロホン素子２の振動膜５へと至る経路には、マイクロホン素子２の振動膜５と同様、プラスチック材料により構成された振動伝達部材７ａが配置されている。これにより、体内伝導音４による物理的な振動を効率的にマイクロホン素子２の振動膜５へと伝えることができる。

なおかつ、振動伝達部材７ａの周囲には、制振部材８ａが配置されている。このことは、収音当接部材１２ａの中心部以外の部分から侵入しようとする外部からの気導音１０が制振部材８ａによってくい止められ、マイクロホン素子２の振動膜５にまで達しにくいことを意味する。そして、マイクロホン素子２の本体と振動伝達部材７ａ及び制振部材８ａは、カバー部材９と収音当接部材１２ａとにより、それらの内部に密閉されているため、従来の接触式マイクロホン（図１参照）とは異なり、外部からの気導音１０が侵入する余地は無い。よって、外部からの気導音１０がマイクロホン素子２の振動膜５に到達するためには、収音当接部材１２ａの周辺部から、結果的に距離が遠く、音の伝達効率に優れた振動伝達部材７ａが接触している収音当接部材１２ａの中央部まで廻り込まなければならない。この廻り込みの間に、外部からの気導音１０の減衰は、より大きくなるのである。

以上のように、図２（ａ）に示す本実施例１の接触式マイクロホン１ａは、本来収音したい体内伝導音４にとっては、より収音されやすく、できるだけ収音したくない外部の気導音１０にとっては、より収音されにくい構造を有している。そのため、外部の気導音１０に対する体内伝導音４のＳ／Ｎ比が改善され、体内伝導音４をより効率的に収音することができる。

このような本実施例１の接触式マイクロホン１ａが、従来の接触式マイクロホン（図１参照）に対して、実際にどれくらい性能が上がったかについて、これより示す。性能の良し悪しを判断するために、騒音環境下における接触式マイクロホンのＳ／Ｎ比と明瞭度の評価を行った。

最初に、本実施例１を含む本発明の接触式マイクロホンのＳ／Ｎ比を評価する方法を、以下に示す。

図３は、接触式マイクロホンのＳ／Ｎ比を評価する方法を示す図である。なお、このＳ／Ｎ比の評価方法は、全ての接触式マイクロホンに対して共通に用いられる。まず、半無音響室の中で、展示会場の雑踏を録音した音声ファイル（日本音響学会配布）を背景雑音、すなわち外部の気導音１０として再生装置１３ａにより再生し、アンプ１３ｂを介してスピーカ１３ｃより流す。その状態で、騒音計により１００ｄＢと計測される位置において、接触式マイクロホン（本実施例１においては図２（ａ）に示す接触式マイクロホン１ａ）を咽喉あたりに装着する。そして、日本聴覚医学会にて推奨されている単音節２０語音表の文字を、通常発話（約９０ｄＢ）で各２秒おきに発音して録音を行う。その録音波形を基に、接触式マイクロホン１ａで収音された外部の気導音１０と、話者の発声すなわち体内伝導音４との音圧比を、下記に記す（式２）を用いてｄＢ換算してＳ／Ｎ比とし、評価を行う。

Ｓ／Ｎ比（ｄＢ）＝２０ｌｏｇ（Ｓ／Ｎ） （式２）
さらに、先のＳ／Ｎ比測定時に得られた単音節２０語音表の録音音声ファイルを、任意被験者４名に聴かせ、聞き取った文字を記録してもらう。そして、それぞれの正答率を計算して単音節明瞭度とし、その単音節明瞭度を０．８５で除して文章了解度として評価を行う。ちなみに、文章了解度を算出する際に単音節明瞭度を０．８５で除するのは、一般に「単音節明瞭度の正答率が８５％あれば文章了解度は１００％となる」と言われているためである。

なお、このような評価方法の詳細については、「公害防止管理者等など資格認定講習用 新・公害防止の技術と法規２００９ 騒音・振動編」のｐ１１７にも記載されている。 以上の方法により評価を行った結果、図２（ａ）に示す本実施例１における接触式マイクロホン１ａのＳ／Ｎ比は２０ｄＢであり、１００ｄＢ騒音下における文章了解度は７５％であることがわかった。これに対し、従来の接触式マイクロホン（図１参照）のＳ／Ｎ比は７ｄＢであった。以上のことから、図２（ａ）に示す本実施例１における接触式マイクロホン１ａのＳ／Ｎ比がかなり向上していることが明らかとなった。

このように、性能が改善された本実施例１の接触式マイクロホン１ａは、例えば以下のようなプロセスにより作成できる。まず図２（ａ）において、制振部材８ａがカバー部材９に充填される。この時、マイクロホン素子２や振動伝達部材７ａを格納するための格納部（図示せず）が、例えば２液系弾性エポキシ樹脂のキャスティング法などにより制振部材８ａ内に形成される。次に、制振部材８ａ及びカバー部材９を貫通する貫通孔（図示せず）が形成され、その貫通孔にマイクロホン素子２の導線６が通された後、制振部材８ａ内の格納部の底面にマイクロホン素子２が設置される。その後、マイクロホン素子２の収音開口部１１にウレタンエラストマーが注入・ポッティングされ、８０℃で１時間の加熱により振動伝達部材７ａが形成される。このとき、振動伝達部材７ａは自らの表面張力により先端部が半球状になっている。そして、収音当接部材１２ａ、すなわち厚み２００μのＳＵＳ製の蓋が、同じく制振部材８ａを形成する際に用いた２液系弾性エポキシ樹脂を接着剤として、８０℃で１時間の加熱硬化により接着固定されると、先の図２（ａ）に示す接触式マイクロホン１ａが完成する。

なお、本実施例１において制振部材８ａとして用いた弾性エポキシ樹脂としては、例えばセメダイン社製ＥＰ００１（業務用エポキシ樹脂系弾性接着剤）を変性ポリアミン硬化剤にて等量混合し、８０℃にて硬化させたものが好ましく用いられる。また、本実施例１において振動伝達部材７ａとして用いたウレタンエラストマーとしては、例えば（株）エクシールコーポレーション社製ポリウレタン人肌のゲル原液（Ｃ−１５の主剤と硬化剤を３：１にて混合し、８０℃にて硬化させたもの）が好ましく用いられる。さらに、収音当接部材１２ａ及びカバー部材９については、体内気導音４を伝達する空気（４１５ｋｇ／ｍ²・ｓ）と音響インピーダンスの値がかけ離れた材質を有する鉄、ステンレス、アルミニウムなどの金属（４１６０×１０⁴ｋｇ／ｍ²・ｓ）の他に、ガラスなどのセラミックス（１１２２×１０⁴ｋｇ／ｍ²・ｓ）であっても構わない。さらに、収音当接部材１２ａの露出面、すなわち人肌などの収音対象物との接触面やその側面などが、樹脂などのコーティング部材によりコーティングされてもよい。これは特に、収音当接部材１２ａが金属である場合に効果がある。金属が人肌に直接触れると、気温によっては冷たさを感じたり、汗などが付着し、収音当接部材に錆が発生したりすることがある。コーティング部材は、このような不具合を回避する効果がある。

以上のように、本実施例１の接触式マイクロホンを用いれば、耐騒音性がさらに改善され、騒音環境下で通常音声や非可聴つぶやき音声などが明瞭に収音し易くなる。

以下、本実施例１の接触式マイクロホンと従来の接触式マイクロホンとを対比して説明する。

従来の接触式マイクロホンは、できるだけ静かな雑音のない環境で使用することを前提としている。例えば、患者の体内伝導音である脈拍や心臓音を常時モニタリングする振動ピックアップ検出器などへの適用である。従来の接触式マイクロホンは、Ｓ／Ｎ比のＮ（ノイズ）ができるだけ少ない環境下において、Ｓ（信号成分）の増大を図ろうとする。従来の接触式マイクロホンは、騒音環境下で使用すること、それ自体が想定されていない。騒音環境下は、例えばヘッドホンのようスピーカ部に近接した接触式マイクロホン、狭小な筐体内にスピーカ部に近接して配置される接触式マイクロホンが挙げられる。本発明者によれば、従来の接触式マイクロホンは、上記騒音環境下では、Ｎ（ノイズ）があまりに大きく、実用化レベルにはないことが判明した。

これに対して、本実施例１の接触式マイクロホン１ａは、収音当接部材１２ａが、カバー部材の収音開口部１１を覆うように配置されている。このため、検知しようとする信号成分の減少が懸念された。しかしながら、本発明者の実験等によれば、収音当接部材１２ａが、開口部１１を覆う形でありながら、信号成分減少は実装上問題にならないレベルであることが判明した。収音当接部材１２ａを、振動膜５に対向するその中心に配置したこと、及び収音当接部材１２ａの材質に音響インピーダンスＺが大きく異なる材料を用いたことが奏功したと考えられる。なお、収音当接部材１２ａの厚さも最適化している。

以上の構成により、本実施例１の接触式マイクロホン１ａは、騒音環境下による周囲の背景雑音の混入を反射・抑制し、目的とする収音対象物の振動のみを効率よく収音することができる。その結果、耐騒音性がさらに改善され、通常音声のみならず話者のつぶやき音などのような非可聴な音声や物音のみを明瞭に皮膚などの収音対象物から収音し易くすることができる。ヘッドホンのようなスピーカ部に近接してマイクロホンを配置可能な送受信装置に搭載することが可能である。

[実施例２]
図２（ｂ）は、本発明の実施例２における接触式マイクロホンの側断面図を示す図である。本実施例２の接触式マイクロホン１ｂの構成は、先に述べた実施例１における接触式マイクロホン１ａと共通している部分が多いので、それらについては説明を省略する。先の実施例１と異なるのは、収音当接部材１２ｂ及び制振部材８ｂである。これらを中心に、本実施例２の接触式マイクロホン１ｂについてこれより説明する。

図２（ｂ）における本実施例２の接触式マイクロホン１ｂのマイクロホン素子２は、皮膚などの収音対象物３より収音した話者の音声などの体内伝導音４が、収音当接部材１２ｂと振動伝達部材７ａとを介して振動膜５に伝わると、振動膜５の振動を電気信号に変換し、導線６を介して外部へと伝達する。本実施例２の接触式マイクロホン１ｂにおいても、先の実施例１と同様、振動伝達部材７ａと収音当接部材１２ｂとの接触部は、収音当接部材１２ｂの略中心に設けられている。また、振動伝達部材７ａと収音当接部材１２ｂとの接触部が有する接触面積のうち、収音当接部材１２ｂが収音対象物３と接触する面と平行な方向の接触面積は、振動伝達部材７ａの他の部分における平行方向の断面積以下となっている。さらにまた、収音当接部材１２ｂが収音対象物３と接触する面と平行な方向において、マイクロホン素子２、振動伝達部材７ａ及び収音当接部材１２ｂのそれぞれの中心は、収音当接部材１２ｂが収音対象物３と接触する面と垂直な方向において略同一の軸上にある、とも言える。

以上の構成により、本実施例２の接触式マイクロホン１ｂは、騒音環境下による周囲の背景雑音の混入を反射・抑制し、目的とする収音対象物の振動のみを効率よく収音することができる。その結果、耐騒音性がさらに改善され、通常音声のみならず話者のつぶやき音などのような非可聴な音声や物音のみを明瞭に皮膚などの収音対象物から収音し易くすることができる。

本実施例２の収音当接部材１２ｂは、アルミニウム金属製のキャップ形状１．５ｍｍ厚の当接部材を有しており、カバー部材９との入れ子構造により、嵌合・接着されている。また、制振部材８ｂは、フェニルアミノシランにより表面改質したシリカ粉（アドマテックス社製ＳＣ６２０２−ＳＸＣ）を重量比で５０％分散させた弾性エポキシ樹脂系複合材を用いている。このように、シリカのような無機材料系フィラーを含むことで弾性率が増大し、カバー部材９やマイクロホン素子２の金属部分との密着性が増加する。また、内包したマイクロホン素子２がしっかり固定されるので、マイクロホン素子２の振動膜５のみではなくマイクロホン素子２全体が動くことによる伝達振動の損失を防いでいる。

それに加えて、制振部材８ｂの音響インピーダンスが、カバー部材９やマイクロホン素子２の金属部分の音響インピーダンスにより近い値となるので、これらの金属部分と制振部材８ｂとの界面での反射が抑制され、制振部材８ｂ中の弾性エポキシ樹脂成分による振動の吸収損失に効果がある。この点については、後に述べる実施例４と比較例５との対比において、詳細に述べる。

なお、収音当接部材１２ｂとカバー部材９の材料については、実施例７により後述する。

また、制振部材８ｂに分散される無機材料系フィラーとしては、サブミクロンから１００ミクロンの粒子サイズのものが好ましく用いられる。これは、サブミクロン以下のものは一般的に分散性が悪く、凝集し分布制御の妨げとなり、１００ミクロン以上のものは、分散性が悪いために沈降・偏析しやすく、接触式マイクロホン１ｂの機械的強度を下げてしまうためである。

また、制振部材８ｂに分散される無機材料系フィラーとしては、先に述べたシリカの他に、アルミナ、ジルコニア、シリカ、炭酸カルシウム、カオリン、クレー、コロイダルシリカ、チタニアなどを用いることができる。そしてこれらは単独であってもよく、上記の中から２種類以上選択され混合されたものが用いられても構わない。

次に、制振部材８ｂに分散される無機材料系フィラーの含有率についてであるが、７５％以上だと粘度の上昇により製造プロセスによるハンドリングが困難となると同時に、２液エポキシ樹脂でたびたび問題となる可使時間の短縮につながり、含有率が５％以下だと制振効果が認められないことがわかっている。これらのことから、制振部材８ｂに分散される無機材料系フィラーの含有率は５〜７５％の範囲が好ましい。

さらに、本実施例１、２の接触式マイクロホン１ａ及び１ｂにおける収音当接部材１２ａ及び１２ｂとして採用している金属材料はＳＵＳやアルミ二ウムであるが、これは以下の理由による。

一般に、音響インピーダンスは（式３）に示すように密度ρと材料中の音速ｃによって決定され、材料中の音速ｃは（式４）に示すように密度ρと体積弾性率ｋによって決定される。

Ｚ＝ρ・ｃ （式３）
ｃ＝√（ｋ／ρ） （式４）
したがって、（式３）、（式４）より、音響インピーダンスＺと密度ρと体積弾性率ｋとの関係は以下のように導かれる。

Ｚ＝√（ρ・ｋ） （式５）

ここで（表２）に示す、各種金属の音速ｃを参照すると、鉄系やアルミ系、チタン系金属の音速ｃが、他の金属よりも比較的大きいことがわかる。（式３）より明らかなように、音響インピーダンスＺは音速ｃに比例する。鉄系やアルミ系、チタン系金属などの音響インピーダンスは、他の金属よりも相対的に大きな値となるため、好んで用いられる。

以上のように、本実施例２の接触式マイクロホンを用いれば、耐騒音性がさらに改善され、騒音環境下で通常音声や非可聴つぶやき音声などが明瞭に収音し易くなる。

[実施例３]
図４は、本発明の実施例３における接触式マイクロホンの側断面図である。図４（ａ）は、本実施例３における接触式マイクロホン１ｃの全体側断面図であり、図４（ｂ）は、振動伝達部材７ａの先端部の拡大図である。本実施例３の接触式マイクロホン１ｃの構成は、先に述べた実施例１又は実施例２と共通している部分が多いため、それらについてはその説明をできるだけ省略し、主に、先に述べた実施例１と異なる部分について、これより説明する。

まず、本実施例３の接触式マイクロホン１ｃにおいても、先の実施例１及び２と同様、振動伝達部材７ａと収音当接部材１２ｂとの接触部は、収音当接部材１２ｂの略中心に設けられている。また、振動伝達部材７ａと収音当接部材１２ｂとの接触部が有する接触面積のうち、収音当接部材１２ｂが収音対象物３と接触する面と平行な方向の接触面積は、振動伝達部材７ａの他の部分における平行方向の断面積以下となっている。さらにまた、収音当接部材１２ｂが収音対象物３と接触する面と平行な方向において、マイクロホン素子２、振動伝達部材７ａ及び収音当接部材１２ｂのそれぞれの中心は、収音当接部材１２ｂが収音対象物３と接触する面と垂直な方向において略同一の軸上にある、とも言える。

以上の構成により、本実施例３の接触式マイクロホン１ｃは、騒音環境下による周囲の背景雑音の混入を反射・抑制し、目的とする収音対象物の振動のみを効率よく収音することができる。その結果、耐騒音性がさらに改善され、通常音声のみならず話者のつぶやき音などのような非可聴な音声や物音のみを明瞭に皮膚などの収音対象物から収音し易くすることができる。

<キャップ状の収音当接部材１２ｂ>
制振部材８ｂは、弾性エポキシ樹脂とシリカとの複合材であり、収音当接部材１２ｂはアルミニウム製１．５ｍｍ厚のキャップ状を有する。これらの点においては、先に述べた実施例２と同様である。しかしながら、先の実施例２における収音当接部材１２ｂが、カバー部材９との入れ子構造により、直接的に嵌合・接着されていたのに対し、本実施例３における接触式マイクロホン１ｃでは次のような構造を有している。

すなわちまず、制振部材８ｂの内部には、金属製のワッシャ２２が、マイクロホン素子２の周囲を取り囲むように配置されている。次に、収音当接部材１２ｂ及びカバー部材９は、それぞれ、プラスチック又は金属製の上下連結用チューブ２３との入れ子構造により、嵌合・接着されている。そのため、収音当接部材１２ｂとカバー部材９とは、上下連結用チューブ２３を介して、間接的に接合されていることになる。

<音響ファイバ１９>
さらに、制振部材８ｂ内部にあるマイクロホン素子２と収音当接部材１２ｂとの間には、いわゆる音響ファイバ１９が配置されている。音響ファイバ１９は、実施例１及び実施例２においても用いられている振動伝達部材７ａを、アルミニウム製の円筒１９ａの内部に配置した。すなわち、振動伝達部材７ａが円筒１９ａに格納されることにより音響ファイバ１９が構成され、円筒１９ａの断面は収音当接部材１２ｂの収音対象物３との接触面の裏面及びマイクロホン素子２の収音開口部１１と対向し、円筒１９ａの側面は制振部材８ｂと当接している。この音響ファイバ１９は、収音当接部材１２ｂから振動伝達部材７ａへと伝達される体内伝導音４の振動が、マイクロホン素子２の振動膜５以外の部分へと拡散するのを防いでいる。これにより、収音当接部材１２ｂからの体内伝導音４は、損失がより少なく効率よく、マイクロホン素子２の振動膜へと伝達される。また、音響ファイバ１９は、周囲の空気からいわゆる雑音として制振部材８ｂに伝達される気導音１０の振動が、マイクロホン素子２の振動膜５へと伝達するのを防ぐ役割も有している。

さらに、音響ファイバ１９は、上記、体内伝導音４の振動の拡散防止効果及び、気導音１０の振動の伝達防止効果に加えて、図６（ｂ）及び図７で後述するように、マイクロホン素子２の配置の自由度を向上させることができる効果を有する。

このような、マイクロホン素子２の周囲に配置されたワッシャ２２や、上下連結用チューブ２３による間接的な接合構造を有しているのは、カバー部材９及び収音当接部材１２ｂの略中心にマイクロホン素子２及び音響ファイバ１９を配置するためである。それは、後に述べる本実施例３の接触式マイクロホン１ｃの作成プロセスにおいて、特に効果を有する。

次に、図４（ｂ）に示す振動伝達部材と収音当接部材との接触部位の拡大図について説明する。振動伝達部材７ａは、その硬化前のウレタンエラストマー前駆体の表面張力により、一般的には半球面状の形状を有していて、任意の接触面積により収音当接部材１２ｂと接している。一般に、伝達される振動エネルギー（音圧力）は接触面積に比例する。この接触面積が大きすぎると、収音対象物３（皮膚）との接触面に僅かに存在する隙間１８や、周囲の空気を介して接触式マイクロホンの周辺の空気からその加振力により伝わってきた気導音１０の一部が、本来収音したい体内伝導音４とともに収音される。その結果、気導音１０に対する体内伝導音４のＳ／Ｎ比は低い値となってしまう。そのため、音響ファイバ１９の内径は、少なくともマイクロホン素子２の収音開口部１１の直径に対して０．５〜５倍の範囲が好ましい。

このような、本実施例３における接触式マイクロホン１ｃは、例えば以下のようなプロセスにより作製することができる。

先に示した図４において、まず、マイクロホン素子２の収音開口部１１より、ウレタンエラストマー（例えば（株）エクシールコーポレーション社製ポリウレタン人肌のゲル原液（Ｃ−１５）の主剤と硬化剤を３：１にて混合したもの）を注入し、８０℃で１時間の加熱により振動伝達部材７ａの一部を形成する。

次に、カバー部材９の内側に上下連結用チューブ２３を配置し、マイクロホン素子２の導線６をカバー部材９に貫通させ、カバー部材９の略中心部にマイクロホン素子２を設置する。その状態で、制振部材８ｂの硬化前の前駆体である、例えばシリカを５０ｗｔ％含む２液系弾性エポキシ樹脂を、マイクロホン素子２の高さ近くまで充填する。そして、その制振部材８ｂの硬化前の前駆体であるエポキシ樹脂の上に、マイクロホン素子２の径に合わせて穴が設けてあるアルミニウム（金属）製のワッシャ２２を載せる。このとき、マイクロホン素子２がワッシャ２２の貫通孔の内部の略中心に配置されるよう、ワッシャ２２を設置する。このとき、ワッシャ２２の外径を上下連結用チューブ２３の内径よりもやや小さく設定すると、マイクロホン素子２をカバー部材９の略中心に設置しやすい。その状態で８０℃で１時間の加熱により硬化し、制振部材８ｂの一部が形成される。

さらに、マイクロホン素子２の収音開口部１１の上に円筒１９ａを配置する。このとき、円筒１９ａの中心が収音開口部１１の中心にほぼ合うようにしておく。その円筒１９ａの空洞内部に前述のウレタンエラストマーを注入し、８０℃で１時間の加熱を行う。このようにして、先にマイクロホン素子２の収音開口部１１より注入しておいたウレタンエラストマーと、円筒１９ａに注入したウレタンエラストマーとが一体となって、振動伝達部材７ａが形成される。そして、この振動伝達部材７ａと円筒１９ａとにより、音響ファイバ１９が形成される。なお、音響ファイバ１９の先端部分には、振動伝達部材７ａが、自らの表面張力により凸の半球面又は半楕円球面形状のメニスカスを形成している。

その後さらに、カバー部材９及び上下連結用チューブ２３の残りの空間部分に、制振部材８ｂの硬化前の前駆体であるエポキシ樹脂を適量、追加充填し、厚み１．５ｍｍのアルミ二ウム製のカップ形状の収音当接部材１２ｂを覆い被せ、８０℃にて１時間硬化させると、本実施例３の接触式マイクロホン１ｃが完成する。

このようにして完成した接触式マイクロホン１ｃの収音当接部材１２ｂとカバー部材９とはほぼ同心円筒形状であるので、それらの中心はほぼ一致している。そしてマイクロホン素子２は、先に述べたワッシャ２２によりカバー部材９の略中心に配置されている。したがって、マイクロホン素子２の中心と収音当接部材１２ｂのそれとはほぼ一致していると言える。

このようにワッシャ２２は、マイクロホン素子２を収音当接部材１２ｂの略中心に配置する手助けとなっており、その効果は、先の実施例１に述べたのと同様である。すなわち、収音当接部材１２ｂに体内伝導音４が与えられた場合、その物理的な振動による振幅は、収音当接部材１２ｂの中心部において最も大きくなる。そして、その体内伝導音４による物理的な振動が最も大きくなる収音当接部材１２ｂの中心部からマイクロホン素子２の振動膜５へと至る経路には、マイクロホン素子２の振動膜５と同様、プラスチック材料により構成された振動伝達部材７ａが配置されている。これにより、体内伝導音４による物理的な振動を効率的にマイクロホン素子２の振動膜５へと伝えることができる。

なおかつ、振動伝達部材７ａの周囲には、制振部材８ｂが配置されている。これは、収音当接部材１２ｂの中心部以外の部分から侵入しようとする外部からの気導音１０が制振部材８ｂによってくい止められ、マイクロホン素子２の振動膜５にまで達しにくいことを意味する。

さらに本実施例３の場合、音響ファイバ１９の周囲にある円筒１９ａは、収音当接部材１２ｂから振動伝達部材７ａへと伝達される体内伝導音４の振動が、マイクロホン素子２の振動膜５以外の部分へと拡散するのを防いでいる。これにより、収音当接部材１２ｂからの体内伝導音４は、損失が少なく効率よく、マイクロホン素子２の振動膜へと伝達される。また、音響ファイバ１９は、周囲の空気からいわゆる雑音として制振部材８ｂに伝達される気導音１０の振動が、マイクロホン素子２の振動膜５へと伝達するのを防ぐ役割も有している。

ちなみに上下連結用チューブ２３は、制振部材８ｂの追加充填時に、音響ファイバ１９が倒れないよう補助するとともに、制振部材８ｂが外にこぼれないよう、また、収音当接部材１２ｂとの間に空間が生じないよう、制振部材８ｂを適量格納する役割を担っている。

このように作製された接触式マイクロホン１ｃを、先の実施例１においても用いた単音節２０語音表により評価した結果は以下の通りである。すなわち、本実施例３における接触式マイクロホン１ｃのＳ／Ｎ比は１７ｄＢであり、従来の接触式マイクロホン（図１参照）のＳ／Ｎ比７ｄＢと比較して、騒音環境下のＳ／Ｎ比が向上していることが明らかになった。以下の点については、後に示す比較例により、その重要さについて詳しく述べる。まず第１点は、振動伝達部材７ａと収音当接部材１２ｂとの接触部が、収音当接部材１２ｂの略中心にあることである。第２点は、音響ファイバ１９の内部にある振動伝達部材７ａすなわち音響ファイバ１９の内径が、少なくともマイクロホン素子２の収音開口部１１の直径に対して０．５〜５倍の範囲に収められることが好ましい。そして第３点は、制振部材８ｂと収音当接部材１２ｂとの間には空間を設けず、制振部材８ｂが収音当接部材１２ｂ、上下連結用チューブ２３及びカバー部材９と接してフルに充填されていることである。

以上のように、本実施例３の接触式マイクロホンを用いれば、耐騒音性がさらに改善され、騒音環境下で通常音声や非可聴つぶやき音声などが明瞭に収音し易くなる。

[比較例１]
図５（ａ）は、本発明の実施例３と対比関係にある比較例１における接触式マイクロホンの側断面図である。

本比較例１における接触式マイクロホン１ｄの構成及び作成方法は、先に述べた実施例３における接触式マイクロホン１ｃと共通している部分が多いものの、次の点において異なっている。１つは、振動伝達部材７ａが収音当接部材１２ｂの裏側全体にも塗布・硬化されており、その結果、振動伝達部材７ａと収音当接部材１２ｂとの接触面積が、マイクロホン素子２の収音開口部１１の直径に対して０．５〜５倍の範囲外にあることである。もう一つは、収音当接部材１２ｂの裏側全体に塗布・硬化されている収音当接部材１２ｂと制振部材８ｂとの間に空洞２１が生じていることである。

この比較例１における接触式マイクロホン１ｄのＳ／Ｎ比は１０ｄＢであり、従来の接触式マイクロホン（図１参照）のＳ／Ｎ比７ｄＢと比較して、騒音環境下のＳ／Ｎ比がそれほど向上していないことが明らかとなった。これは、振動伝達部材７ａが収音当接部材１２ｂの裏側全体に塗布・硬化されたことにより、外部周囲の雑音である気導音１０が、収音当接部材１２ｂの周辺部から振動伝達部材７ａを介してマイクロホン素子２へと伝達されやすくなったためであると考えられる。

この比較例１からわかるように、振動伝達部材７ａは、音響ファイバ１９の内径に収まるようにし、収音当接部材１２ｂとの接触を大きくし過ぎないよう、かつその略中心部において接触させることが必要である。そして、その接触面積は、少なくともマイクロホン素子２の収音開口部１１の直径に対して０．５〜５倍の範囲に収めることが好ましい。

[比較例２]
図５（ｂ）は、本発明の実施例３と対比関係にある比較例２における接触式マイクロホンの側断面図である。

本比較例２における接触式マイクロホン１ｅの構成及び作成方法は、先に述べた実施例３における接触式マイクロホン１ｃと共通している部分が多いものの、次の点において異なっている。１つは、制振部材８ｂが、収音当接部材１２ｂの裏側全体に塗布・硬化されており、なおかつ振動伝達部材７ａが収音当接部材１２ｂに接していないことである。もう一つは、制振部材８ｂ内部の収音当接部材１２ｂ近傍に空洞２１が生じていることである。

この比較例２における接触式マイクロホン１ｅのＳ／Ｎ比は５ｄＢであり、従来の接触式マイクロホン（図１参照）のＳ／Ｎ比７ｄＢと比較して、騒音環境下のＳ／Ｎ比がさらに悪化していることが明らかとなった。これは、振動伝達部材７ａが収音当接部材１２ｂの略中心部と接触していないため、外部周囲の雑音である気導音１０のみならず、本来収音したい体内伝導音４まで、その手前にある制振部材８ｂにより吸収損失されてしまったためと考えられる。

この比較例２からわかるように、振動伝達部材７ａは、収音当接部材１２ｂと接触させることが必要である。そしてその接触は、収音当接部材１２ｂの略中心であることが好ましい。

[比較例３]
図６（ａ）は、本発明の実施例３と対比関係にある比較例３における接触式マイクロホンの側断面図である。

本比較例３における接触式マイクロホン１ｆの構成及び作成方法は、先に述べた実施例３における接触式マイクロホン１ｃと共通している部分が多いものの、次の点において異なっている。すなわち、振動伝達部材７ａは、収音当接部材１２ｂと接しているものの、制振部材８ｂと収音当接部材１２ｂとの間に空洞２１が生じていることである。

この比較例３における接触式マイクロホン１ｆのＳ／Ｎ比は１２ｄＢであり、従来の接触式マイクロホン（図１参照）のＳ／Ｎ比７ｄＢと比較して、騒音環境下のＳ／Ｎ比は若干良くなるが、実施例３ほどではないことが明らかとなった。これは、外部周囲の雑音である気導音１０が制振部材８ｂの内部に侵入した後、制振部材８ｂとその内部に生じた空洞２１内にある空気との界面において反射を繰り返したため、結果的に音響ファイバ１９よりマイクロホン素子２へと伝達したためと考えられる。すなわち、制振部材８ｂの内部に生じた空洞２１により、制振部材８ｂによる気導音１０の吸収損失が阻害されている。

この比較例３からわかるように、制振部材８ｂと収音当接部材１２ｂとの間には空洞２１を設けず、制振部材８ｂが収音当接部材１２ｂ、上下連結用チューブ２３及びカバー部材９と接してフルに充填されていることが必要である。

[比較例４]
図６（ｂ）は、本発明の実施例３と対比関係にある比較例４における接触式マイクロホンの側断面図である。

本比較例４における接触式マイクロホン１ｇの構成及び作成方法は、先に述べた実施例３における接触式マイクロホン１ｃと共通している部分が多いものの、次の点において異なっている。すなわち、音響ファイバ１９内部にある振動伝達部材７ａと収音当接部材１２ｂとの接触部が、カバー部材９及び収音当接部材１２ｂの略中心と一致していないということである。本比較例４においては、マイクロホン素子２及び音響ファイバ１９の各中心が収音当接部材１２ｂの中心と円周とを結ぶ直線（半径）の略中間地点となるよう配置されている。

この比較例３における接触式マイクロホン１ｆのＳ／Ｎ比は９ｄＢであり、従来の接触式マイクロホン（図１参照）のＳ／Ｎ比７ｄＢと比較して、騒音環境下のＳ／Ｎ比は若干良くなるが、実施例３ほどではないことが明らかとなった。１つは、振動伝達部材７ａの収音当接部材１２ｂとの接触部から、収音当接部材１２ｂの一方の周辺部までの距離が短く、外部周囲の雑音である気導音１０がマイクロホン素子２へ伝達されやすいためである。もう１つは、音響ファイバ１９内部の収音当接部材１２ｂの略中心において、収音当接部材１２ｂに与えられる体内伝導音４の物理的な振動は最も大きくなるのに、本比較例４における振動伝達部材７ａと収音当接部材１２ｂとの接触部がそこに配置されていないためである。

この比較例４からわかるように、マイクロホン素子２及び音響ファイバ１９（すなわち振動伝達部材７ａの中心は、収音当接部材１２ｂの略中心に配置されることが必要である。

以上の比較例により明確となったように、振動伝達部材７ａと収音当接部材１２ｂとの接触部は、収音当接部材１２ｂの略中心にあることが必要である。また、音響ファイバ１９の内部にある振動伝達部材７ａすなわち音響ファイバ１９の内径は、少なくともマイクロホン素子２の収音開口部１１の直径に対して０．５〜５倍の範囲に収められることが好ましい。そして、制振部材８ｂと収音当接部材１２ｂとの間には空間を設けず、制振部材８ｂが収音当接部材１２ｂ、上下連結用チューブ２３及びカバー部材９と接してフルに充填されていることが必要である。

[実施例３の変形例]
先の実施例３及び比較例４より明らかとなったように、音響ファイバ１９の内部にある振動伝達部材７ａと収音当接部材１２ｂとの接触部は、収音当接部材１２ｂの略中心にあることが必要である。しかしながら、音響ファイバ１９の中心とマイクロホン素子２の中心とを、収音当接部材１２ｂの中心に略一致させて配置する必要は無い。その例について、これより述べる。

図７は、本発明の実施例３の音響ファイバを用いた接触式マイクロホンの応用例における側断面図である。

図７に示す接触式マイクロホン１ｋの音響ファイバ１９ｂは、収音当接部材１２ｃに伝達した振動を、その内部空間に閉じ込め、折り曲げ自在な円筒１９ｃの内壁による反射の繰り返しにより、マイクロホン素子２へと伝達する機能を有する。そのため、図７に示すように、曲線自由形状の円筒１９ｃを用いると、マイクロホン素子２の中心を収音当接部材１２ｃの中心の直下以外に配置することが可能となる。このとき、音響ファイバ１９ｂの内部に配置された振動伝達部材７ａが収音当接部材１２ｃと接している部分の中心が、収音当接部材１２ｃの中心と略一致するようになっていればよい。なぜならば、収音当接部材１２ｃの中心は、そこに与えられる体内伝導音４の物理的な振動が最も大きくなるからである。このように、接触式マイクロホン１ｋの形状に関しては、設計の自由度を増すことができる。

同様の理由により、比較例４で説明した図６（ｂ）のように、振動伝達部材７ａと収音当接部材１２ｂとの接触部が、収音当接部材１２ｂの略中心にない場合（構成上の制約で配置ができない場合など）であっても、図６（ｂ）に示す音響ファイバ１９ａを、図６（ａ）に示すマイクロホン素子２の中心位置まで折り曲げる構成を採ることで、構成上の制約を回避することができる。

上述したように、音響ファイバ１９ｂは、収音当接部材１２ｃに伝達した振動を、その内部空間に閉じ込めてマイクロホン素子２まで伝達する機能により、体内伝導音４の振動が、マイクロホン素子２の振動膜５以外の部分へと拡散するのを防ぐとともに、雑音として制振部材８ｂに伝達される気導音１０の振動が、マイクロホン素子２の振動膜５へと伝達するのを防ぐことができる。これらの効果に加えて、マイクロホン素子２の収音開口部１１に音響ファイバ１９ｂ（導管）を利用することで、マイクロホン素子２の配置の自由度を向上させることができる。

[実施例４]
図８は、本発明の実施例４における接触式マイクロホンの側断面図である。図８（ａ）は、接触式マイクロホン１ｊの全体側断面図であり、図８（ｂ）は、振動伝達部材７ａの先端部の拡大図である。本実施例４の接触式マイクロホン１ｊの構成は、先に述べた実施例３と共通している部分が多いため、それらについてはその説明をできるだけ省略し、主に、先に述べた実施例３と異なる部分について、これより説明する。なお、実施例３に配置されているワッシャ２２が本実施例４においては省略されているが、このワッシャ２２はもちろん、実施例３と同様に配置されていてもよい。

まず、本実施例４の接触式マイクロホン１ｊにおいても、先の実施例１〜３と同様、振動伝達部材７ａと収音当接部材１２ｂとの接触部は、収音当接部材１２ｂの略中心に設けられている。また、振動伝達部材７ａと収音当接部材１２ｂとの接触部が有する接触面積のうち、収音当接部材１２ｂが収音対象物３と接触する面と平行な方向の接触面積は、振動伝達部材７ａの他の部分における平行方向の断面積以下となっている。さらにまた、収音当接部材１２ｂが収音対象物３と接触する面と平行な方向において、マイクロホン素子２、振動伝達部材７ａ及び収音当接部材１２ｂのそれぞれの中心は、収音当接部材１２ｂが収音対象物３と接触する面と垂直な方向において略同一の軸上にある、とも言える。それに加えて、振動伝達部材７ａが円筒１９ａに格納されることにより音響ファイバ１９が構成され、円筒１９ａの断面は収音当接部材１２ｂの収音対象物３との接触面の裏面及びマイクロホン素子２の収音開口部１１と対向し、円筒１９ａの側面は制振部材８ｂと当接している。

以上の構成により、本実施例４の接触式マイクロホン１ｊは、騒音環境下による周囲の背景雑音の混入を反射・抑制し、目的とする収音対象物の振動のみを効率よく収音することができる。その結果、耐騒音性がさらに改善され、通常音声のみならず話者のつぶやき音などのような非可聴な音声や物音のみを明瞭に皮膚などの収音対象物から収音し易くすることができる。

本実施例４の接触式マイクロホン１ｊにおいて、先の実施例３は無い特徴的な部分は、音響ファイバ１９が収音当接部材１２ｂと接触する先端部分において、振動伝達部材７ａの内部に内包・接着されたプラスチック球２０である。すなわち、振動伝達部材７ａの収音当接部材１２ｂとの接触面側に、振動伝達部材７ａよりも硬度の高い部材が設けられている。このプラスチック球２０としては、例えば佐藤鉄工所製のものが用いられる。この他に、ウレタンゴム、ポリアセタール、ポリアミド６６、テフロン（登録商標）、ＡＢＳ、スチレン、アクリル、シリコン樹脂などであれば、いずれであっても構わない。なお、本実施例４においては、振動伝達部材７ａとして採用しているウレタンエラストマーと密着力がよく、繰り返し振動して用いられるという（潤滑性と）信頼性の観点から、ウレタンゴム（硬度８０°及び硬度９５°）をプラスチック球２０として用いることが好ましい。このウレタンゴムは、振動伝達部材７ａよりもその硬度が高い。

また、このようなプラスチック球２０としては、マイクロホン素子２の振動膜５の開口部の直径に相当する２ｍｍφや３／３２ｉｎｃｈ、１／８ｉｎｃｈ、５／３２ｉｎｃｈなどの直径を有するものが一般的に用いられる。

このような、振動伝達部材７ａよりも硬度の高いプラスチック球２０を、音響ファイバ１９が収音当接部材１２ｂと接触する先端部分にある振動伝達部材７ａに内包・接着させることで、収音当接部材１２ｂの略中心部と点接触が可能となる。そしてこれにより、収音対象物３（皮膚など）から収音当接部材１２ｂ全体に伝達される振動が一点に集中される。それとともに、周囲の空気あるいは接触式マイクロホン１ｊの装着時に発生する収音対象物３との隙間１８の空気を介して収音当接部材１２ｂの周辺部から伝達される気導音（騒音）１０が、カットされやすくなる。すなわち、気導音１０にとっては、それが固体振動として伝達される収音当接部材１２ｂの（点接触している）中心部までの距離が、本来収音したい体内伝導音４よりも遠くなる。そして、収音当接部材１２ｂの（点接触している）中心部に至る途中で、収音当接部材１２ｂの下層に位置する制振部材８ｂが気導音１０の一部を吸収損失するため、Ｓ／Ｎ比向上の効果が大きくなる。

このように作製された接触式マイクロホン１ｊを、先の実施例１と同様に単音節２０語音表を用いて評価した結果は以下の通りである。すなわち、本実施例４における接触式マイクロホンのＳ／Ｎ比は２８ｄＢであり、従来の接触式マイクロホン（図１参照）のＳ／Ｎ比７ｄＢと比較して、騒音環境下のＳ／Ｎ比が大幅に向上していることが明らかになった。そして、先の実施例３と比較しても、そのＳ／Ｎ比はさらに向上している。

なお、本実施例４における接触式マイクロホン１ｊを用いた１００ｄＢ騒音下における文章了解度は８５％であった。

以上のように、本実施例４の接触式マイクロホンを用いれば、耐騒音性がさらに改善され、騒音環境下で通常音声や非可聴つぶやき音声などが明瞭に収音し易くなる。

[比較例５]
図９は、本発明の実施例４と対比関係にある比較例５における接触式マイクロホンの側断面図である。

本比較例５における接触式マイクロホン１ｈの構成及び作成方法は、先に述べた実施例４における接触式マイクロホン１ｊと共通している部分が多いものの、次の点において異なっている。すなわち、先の実施例４における制振部材８ｂ（シリカを５０ｗｔ％含む２液系弾性エポキシ樹脂）に代えて、先の実施例１においても用いられた弾性エポキシ樹脂単独で構成された制振部材８ａとしている。

この比較例５における接触式マイクロホン１ｄのＳ／Ｎ比は２０ｄＢであり、先の実施例１や２と比較しても遜色無いが、実施例４と比較した場合は、その性能差が倍以上あることがわかった。これは採用している制振部材の材質の違いによる。この材質相違は損失係数の大小となり、先の（式５）に示すＳ／Ｎ比の式において、雑音を示す分母の項に反映される。

また、弾性エポキシ樹脂がシリカとの複合化によって弾性率と重量がより大きくなり、共振周波数がマイクロホン素子２の振動膜５と大きくずれる方向に変化する。これにより、収音対象物３からの固体振動によってマイクロホン素子２そのものの振動が少なくなり、収音対象物３からの固体振動が振動膜５の振動へと変換される割合が相対的に増える。これは、先の（式５）に示すＳ／Ｎ比の式において、収音したい信号を示す分子の項を大きくする役割を果たす。

以上のことから、採用する制振部材としては、実施例４において採用した弾性エポキシ樹脂とシリカとの複合材による制振部材８ｂのほうが、比較例５において採用した弾性エポキシ樹脂よりも高い収音性能を得られることがわかった。

[実施例５]
図１０は、実施例５における接触式マイクロホンの分解斜視図、図１１は、実施例５における接触式マイクロホンの側断面図を示す図である。図１１（ａ）は、本実施例５における接触式マイクロホン１ｋの全体側断面図であり、図１１（ｂ）は、振動伝達部材７ｂの先端部の拡大図である。本実施例５の接触式マイクロホン１ｋの構成は、先に述べた実施例２と共通している部分が多いため、それらについてはその説明をできるだけ省略し、主に、先に述べた実施例２と異なる部分について、これより説明する。

まず、本実施例５の接触式マイクロホン１ｋにおいても、先の実施例１〜４と同様、振動伝達部材７ｂと収音当接部材１２ｄとの接触部は、収音当接部材１２ｄの略中心に設けられている。また、振動伝達部材７ｂと収音当接部材１２ｄとの接触部が有する接触面積のうち、収音当接部材１２ｄが収音対象物３と接触する面と平行な方向の接触面積は、振動伝達部材７ｂの他の部分における平行方向の断面積以下となっている。さらにまた、収音当接部材１２ｄが収音対象物３と接触する面と平行な方向において、マイクロホン素子２、振動伝達部材７ｂ及び収音当接部材１２ｄのそれぞれの中心は、収音当接部材１２ｄが収音対象物３と接触する面と垂直な方向において略同一の軸上にある、とも言える。それに加えて、振動伝達部材７ｂが円筒１９ｅに格納されることにより音響ファイバ１９ｄが構成され、円筒１９ｅの断面は収音当接部材１２ｄの収音対象物３との接触面の裏面及びマイクロホン素子２の収音開口部１１と対向し、円筒１９ｅの側面は制振部材８ｂと当接している。

以上の構成により、本実施例５の接触式マイクロホン１ｋは、騒音環境下による周囲の背景雑音の混入を反射・抑制し、目的とする収音対象物の振動のみを効率よく収音することができる。その結果、耐騒音性がさらに改善され、通常音声のみならず話者のつぶやき音などのような非可聴な音声や物音のみを明瞭に皮膚などの収音対象物から収音し易くすることができる。

本実施例５に配置されているワッシャ２２が、先の本実施例２においては配置されていないが、これは先にも示したように、マイクロホン素子２を収音当接部材１２ｄの略中心に配置するためのものであり、大きな相違点ではない。このワッシャ２２はもちろん、本実施例５にも同様に配置されていてよい。

また、本実施例５の音響ファイバ１９ｄも、先の実施例２においては配置されておらず、先の実施例３や実施例４に登場したものと似ている。本実施例５における音響ファイバ１９ｄは、円筒１９ｅの空洞内部に振動伝達部材７ｂ（後述）が充填されたものであり、その長さや内部の振動伝達部材７ｂの組成が、先の実施例３や実施例４のそれとは異なる。しかしながら、収音当接部材１２ｄから振動伝達部材７ｂへと伝達される体内伝導音４の振動が、マイクロホン素子２の振動膜５以外の部分へと拡散するのを防ぐ働きを有しているという機能は、先の実施例３や実施例４と同様である。さらに、周囲の空気からいわゆる雑音として制振部材８ｂに伝達される気導音１０の振動が、マイクロホン素子２の振動膜５へと伝達するのを防ぐ役割も有している。その点では、本実施例５の音響ファイバ１９ｄは、先の実施例３や実施例４に示したものと同じ機能を有している。

本実施例５の制振部材８ｂは、弾性エポキシ樹脂（図示せず）とシリカ２７との複合材であり、収音当接部材１２ｄはアルミニウム製１．５ｍｍ厚のキャップ状を有する。これらの点においては、実施例２と同様である。しかしながら、本実施例５の収音当接部材１２ｄの制振部材８ｂ及び振動伝達部材７ｂと接する裏面の略中心には、逆テーパ状の穿孔２４（凹部）が、収音当接部材１２ｄを貫通しない程度に形成されている（本実施例５の場合、６．６ｍｍφのドリルを用いて、孔径が５ｍｍになるよう穿孔２４を形成した）。すなわち、収音当接部材１２ｄが収音対象物３との接触面を有する部分のうち、その中心部における厚さは周辺部よりも薄く構成されている。そして、その逆テーパ状の穿孔２４には、振動伝達部材７ｂが注入されている。

この穿孔２４の径は、気導音１０が伝達してくると考えられる接触式マイクロホン１ｋの外周部からの距離を制御するとともに、体内伝導音４による垂直方向の振動を受ける面積を制御する。また、穿孔２４の深さは、当然のことながら収音当接部材１２ｄの残りの厚み（例えば０．５ｍｍ）を決定し、収音対象物３の固体振動に対する追随性を左右する。このような構造をとることにより、収音対象物３（皮膚など）からの固体振動は、穿孔２４の孔径に相当する面積だけ厚みが薄くなった、収音当接部材１２ｄの略中央部において感度の良い収音を可能とする。それとともに、周囲の空気あるいは接触式マイクロホン１ｋの装着時に発生する収音対象物３との隙間１８の空気を介して、気導音１０（騒音）が収音当接部材１２ｄの周辺部から伝達されたとしても、それが固体振動として伝達される収音当接部材１２ｄの略中央部までの距離は遠いので、Ｓ／Ｎ比向上にも効果がある。

なお、本実施例５において採用した振動伝達部材７ｂとしては、先の実施例１〜実施例３において用いたウレタンエラストマーに無機フィラー（本実施例５においてはシリカ２７）を複合化させ、体積弾性率を傾斜させたものを用いた。この体積弾性率の傾斜は例えば、硬化前にそれらの成分の比重差による自然沈降法を用いることで、収音当接部材１２ｄ側では無機フィラー（シリカ２７）を多く存在させ、マイクロホン素子２の振動膜５側では少なく存在させるようにすれば可能である。このようにすれば、収音当接部材１２ｄとの接触面と、マイクロホン素子２の振動膜５との接触面のそれぞれにおいて、振動伝達部材７ｂの体積弾性率を収音当接部材１２ｄ又は振動膜５に近いものとすることができる。こうして、それぞれの接触面において音響インピーダンスのマッチングが図られ、体内伝導音４による振動の反射減衰が低減される。

次に、収音当接部材１２ｄについて説明する。

図１７は、収音当接部材１２ｄの構造を説明する斜視図である。

<ディンプル>
図１７に示すように、収音当接部材１２ｄは、円筒形のカバー部材９（図１１参照）と入れ子構造となる、有底円筒形状のキャップ形状を有する。収音当接部材１２ｄは、当接部の内側中央、すなわち該有底円筒形状の裏面の略中心に、凹部であるディンプルを備える。このディンプルは、上述したようにドリルにより形成された逆テーパ状の穿孔２４（凹部）である。このディンプルは、カバー部材９の開口部側に向かって拡がり、かつ収音対象物３に接する側の中央の肉厚が薄い形状である。すなわち、このディンプルは、収音対象物３に接する側（上側）の中央が、点状に薄く、カバー部材９の開口部側（下側）が、広く開口している。本実施例５では、このディンプルは、逆テーパ状の穿孔２４であるが、収音対象物３に接する側の中央（振動膜５の直上）が薄く、カバー部材９の開口部側が広い形状であれば、ディンプルの形状はどのようなものでもよく、例えば曲線状の凹部であってもよい。なお、ディンプルの形状を、曲線状の凹部に形成すると、収音当接部材１２ｄと開口部の間の面積が僅かではあるが広くなり、ここに注入される振動伝達部材７ｂの体積も増やすことができる。

上述したように、収音当接部材１２ｄは、収音当接部材１２ｄの当接部の内側中央にディンプルを設けることで、気導音１０（騒音）が固体振動として接触式マイクロホン１ｋの外周部から収音当接部材１２ｄの中央部まで伝達される距離を大きくする（すなわち、音が通過するエリアまでの距離をかせぐ）一方、体内伝導音４による垂直方向の振動を受ける面積は小さくして収音対象物３からの収音は良好に確保する。その結果、収音当接部材１２ｄの当接部の中心部以外は厚いので、接触式マイクロホン１ｋを装着した話者の周辺より混入する雑音を小さくする効果がある。このように、上記ディンプルを設けることで、Ｓ／Ｎ比が向上し、接触式マイクロホン１ｋを装着した話者の会話音声の収音性が高まる効果がある。

<アース線の取付>
図１８は、本実施例５における接触式マイクロホン１ｋのアース線を取り付けた場合の全体側断面図である。図１１（ａ）と同一構成部分には、同一番号を付して重複箇所の説明を省略する。

図１７及び図１８に示すように、接触式マイクロホン１ｋは、収音当接部材１２ｄのキャップ形状の内壁の隅に貫通孔３１が設けられ、貫通孔３１にはアース線３２が通される。

アース線３２の一方の端部は、収音当接部材１２ｄの外部より貫通孔３１を介して内部へと連通し、その端部は、収音当接部材１２ｄの内壁の隅に沿ってリング状に配置され（図１７参照）、図示しない導電性接着剤を塗布して固定される。アース線３２の他方の端部は、マイクロホン素子２の導線６のマイナス側の線と接続される。

このように、収音対象物３（皮膚など）に接触する収音当接部材１２ｄ（ここでは収音当接部材１２ｄの内側）にアース線３２を取り付けることで、皮膚装着時に発生するハム音を低減することができる。また、周辺に存在するディジタル機器より発生される高周波ノイズの混入を低減することができる。

アース線３２は、収音当接部材１２ｄではなく、マイクロホン素子２を格納するカバー部材（図示略）に取り付けられてもある程度の効果はある。しかし、話者の皮膚と直に接する収音当接部材１２ｄに取り付けられた方が効果は高い。

また、アース線３２の一方の端部を、リング状に一周以上配置し固定することで、アース線３２が引っ張られることがあっても、その引っ張り力に抗しうる強度を確保することができる。接触式マイクロホン１ｋ組立時には、その上からさらに制振部材が充填されるので、その強度はさらに高まる。

このような本実施例５における接触式マイクロホン１ｋは、例えば、以下のようなプロセスにより作製することができる。

図１２〜図１６は、本発明の実施例５における接触式マイクロホン１ｋの作製方法の例を示す図である。

まず、図１２（ａ）に示すように、旋盤ドリル２６などにより、収音当接部材１２ｄの裏側中央部に穿孔２４（貫通しない孔）を開ける。次に、図１２（ｂ）に示すように、制振部材８ｂを用いて金属製の円筒１９ｅを収音当接部材１２ｄの裏側中央部に接着し、８０℃で１時間硬化させる。その際、金属製の円筒１９ｅの端部断面が穿孔２４の輪郭を囲むように、金属製の円筒１９ｅを配置する。そして、図１２（ｃ）に示すように、ウレタンエラストマーに無機フィラーを複合化させた振動伝達部材７ｂを、その円筒１９ｅの空洞内部に注入する。この、ウレタンエラストマーに無機フィラーを複合化させた振動伝達部材７ｂは、例えばウレタンエラストマー（例えば（株）エクシールコーポレーション社製ポリウレタン人肌のゲル原液（Ｃ−１５）の主剤と硬化剤）に、あらかじめγ―アミノプロピルトリアルコキシシラン、又はグリシドキシプロピルトリアルコキシシランなどで表面処理したシリカフィラー（粒子径：数十μから数百μ）を２０ｗｔ％分散させた。

さらに、図１３（ａ）に示すように、振動伝達部材７ｂを室温下で５時間、放置した後、８０℃にて１時間硬化させる。このような放置処理により、図１３（ｂ）に示すように、振動伝達部材７ｂに含有されるフィラー（シリカ２７）が、ウレタンエラストマーとの比重の差により自然沈降する。そして、収音当接部材１２ｄ側ではシリカフィラーが多く存在し、マイクロホン素子２の振動膜５側では少なく存在する状態となった音響ファイバ１９ｄが形成される。すなわち、振動伝達部材７ｂは体積弾性率が傾斜し、収音当接部材１２ｄとの接触面と、マイクロホン素子２の振動膜５との接触面のそれぞれにおいて、振動伝達部材７ｂの体積弾性率を収音当接部材１２ｄ又は振動膜５に近いものとすることができる。こうして、それぞれの接触面において音響インピーダンスのマッチングが図られ、体内伝導音４による振動の反射減衰が低減される。その後、図１３（ｃ）に示すように、硬化前の制振部材８ｂを音響ファイバ１９ｄの周辺部分に充填する。

一方、図１４（ａ）に示すように、カバー部材９の略中心部には、導線６と接続されたマイクロホン素子２を配置する。このとき、マイクロホン素子２の導線６は、カバー部材９に設けられた貫通孔（符号は図示せず）に通し、カバー部材９の外部に出しておく。

次に、その状態で、制振部材８ｂの硬化前の前駆体である、例えばシリカを５０ｗｔ％含む２液系弾性エポキシ樹脂を、マイクロホン素子２の高さ近くまで充填する。そして、図１４（ｂ）に示すように、その制振部材８ｂの硬化前の前駆体であるエポキシ樹脂の上に、マイクロホン素子２の径に合わせて穴が設けてあるワッシャ２２を載せる。このとき、マイクロホン素子２がワッシャ２２の貫通孔の内部の略中心に配置されるよう、ワッシャ２２を設置する。その状態で８０℃で１時間の加熱により硬化し、制振部材８ｂの一部が形成される。

さらに、図１４（ｃ）に示すように、マイクロホン素子２の収音開口部１１より、ウレタンエラストマー（例えば（株）エクシールコーポレーション社製ポリウレタン人肌のゲル原液（Ｃ−１５）の主剤と硬化剤を３：１にて混合したもの）７ｃを注入し、８０℃で１時間加熱・硬化させる。このウレタンエラストマー７ｃは、先の振動伝達部材７ｂを作製する過程で無機フィラーを複合化させていないものと同等である。

以上のようにそれぞれ作業を終えた収音当接部材１２ｄ（図１２、図１３参照）とカバー部材９（図１４参照）とを、図１５に示すように、互いに嵌合させる。このとき、図１６（ａ）に示すように、あらかじめ収音当接部材１２ｄに設けられた排出孔２５より、制振部材８ｂの硬化前の前駆体であるエポキシ樹脂の余剰分が排出される。そうすれば、制振部材８ｂの内部などに空洞が生ずることもなく、必要十分な制振部材８ｂが充填される。その後、図１６（ｂ）に示すように、約４００ｇの錘３１を載せた状態にて８０℃で１時間加熱・硬化させれば、本実施例５における接触式マイクロホン１ｋが完成する。

このとき、マイクロホン素子２の内部にある振動膜５側に充填されたウレタンエラストマー７ｃは、もともと、先の振動伝達部材７ｂを作製する過程で無機フィラーを複合化させていないものと同様である。したがって、ウレタンエラストマー７ｃは、音響ファイバ１９ｄの円筒１９ｅ内に充填された振動伝達部材７ｂと一体化し、結果的にはその一体化したものも振動伝達部材７ｂということになる。そして、収音当接部材１２ｄ側ではシリカフィラーが多く存在し、マイクロホン素子２の振動膜５側ではほとんど存在しない状態となった音響ファイバ１９ｄが形成される。すなわち、振動伝達部材７ｂは体積弾性率が傾斜し、収音当接部材１２ｄとの接触面と、マイクロホン素子２の振動膜５との接触面のそれぞれにおいて、振動伝達部材７ｂの体積弾性率を収音当接部材１２ｄ又は振動膜５に近いものとすることができる。こうして、それぞれの接触面において音響インピーダンスのマッチングが図られ、体内伝導音４による振動の反射減衰が低減される。

このように作製された接触式マイクロホン１ｋを、先の実施例１と同様に単音節２０語音表を用いて評価した結果は以下の通りである。すなわち、本実施例３における接触式マイクロホン１ｃのＳ／Ｎ比は２８．５ｄＢであり、従来の接触式マイクロホン（図１参照）のＳ／Ｎ比７ｄＢと比較して、騒音環境下のＳ／Ｎ比が大幅に向上していることが明らかになった。また、振動伝達部材７ｂの一部が収音当接部材１２ｄの略中央部に入り込んだ構造となっており、接触式マイクロホン１ｋ自体の低背化・小型化にも寄与している。

以上のように、本実施例５の接触式マイクロホンを用いれば、耐騒音性がさらに改善され、騒音環境下で通常音声や非可聴つぶやき音声などが明瞭に収音し易くなる。

[実施例６]
図１９は、本発明の実施例６における接触式マイクロホンの側断面図である。図１９（ａ）は、本実施例６における接触式マイクロホン１ｍの全体側断面図であり、図１９（ｂ）は、本実施例６における接触式マイクロホン１ｍを上から見た透視図である。本実施例３の接触式マイクロホン１ｃの構成は、先に述べた実施例１又は実施例２と共通している部分が多いため、それらについてはその説明をできるだけ省略し、主に、先に述べた実施例１と異なる部分について、これより説明する。

まず、本実施例６の接触式マイクロホン１ｍにおいても、先の実施例１〜４と同様、振動伝達部材７ａと収音当接部材１２ｂとの接触部が有する接触面積のうち、収音当接部材１２ｂが収音対象物３と接触する面と平行な方向の接触面積は、振動伝達部材７ａの他の部分における平行方向の断面積以下となっている。それに加えて、振動伝達部材７ａが円筒１９ａに格納されることにより音響ファイバ１９が構成され、円筒１９ａの断面は収音当接部材１２ｂの収音対象物３との接触面の裏面及びマイクロホン素子２の収音開口部１１と対向し、円筒１９ｅの側面は制振部材８ｂと当接している。

以上の構成により、本実施例６の接触式マイクロホン１ｍは、騒音環境下による周囲の背景雑音の混入を反射・抑制し、目的とする収音対象物の振動のみを効率よく収音することができる。その結果、耐騒音性がさらに改善され、通常音声のみならず話者のつぶやき音などのような非可聴な音声や物音のみを明瞭に皮膚などの収音対象物から収音し易くすることができる。

本実施例６に示す接触式マイクロホン１ｍは、先に述べた振動伝達部材７ａ（７ｂ又は７ｅでもよい）を有する音響ファイバ１９（１９ｂ又は１９ｄでもよい）とマイクロホン素子２との対を、複数有している。これらの対を増やすことにより、Ｓ／Ｎ比が改善される。すなわち、先の（式５）の分子項を大きくすることにつながる。

なお、マイクロホン素子２及び振動伝達部材７ａのそれぞれの中心軸は、収音当接部材１２ｂが収音対象物３と接触する面と垂直な方向において略同一の軸上にあり、先に述べた複数の組み合わせの各中心より得られる仮想重心点は、収音当接部材１２ｂの中心と略一致していることが望ましい。ちなみに、マイクロホン素子２の数が増えると、それらが有する導線６の配線に支障をきたすため、例えば少なくとも２個以上のマイクロホン素子２を電気的に直列に接続させても良い。

このように作製された接触式マイクロホン１ｍを、先の実施例１と同様に単音節２０語音表を用いて評価した結果は以下の通りである。本実施例３における接触式マイクロホン１ｃのＳ／Ｎ比は２５ｄＢであり、従来の接触式マイクロホン（図１参照）のＳ／Ｎ比７ｄＢと比較して、騒音環境下のＳ／Ｎ比がやはり向上していることが明らかとなった。すなわち、マイクロホン素子２の数を増やすことは、接触式マイクロホンのＳ／Ｎ比の改善に寄与することにつながる。

以上のように、本実施例６の接触式マイクロホンを用いれば、耐騒音性がさらに改善され、騒音環境下で通常音声や非可聴つぶやき音声などが明瞭に収音し易くなる。

なお、本発明の実施例は上記の実施例１〜実施例６に限らず、これらそれぞれの各部分を組み合わせたものも考えられる。

[実施例７]
次に、収音当接部材１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄとカバー部材９の材料について説明する。

<収音当接部材とカバー部材とが同一材料>
本実施例１で述べたように、収音当接部材１２ａは、音響インピーダンスが空気とかけ離れた材料であり、例えば２００μｍ厚のＳＵＳ３０４である。一方、カバー部材９は、接触式マイクロホン全体の機械的強度保持及び、製造時の樹脂注入鋳型に適した材料であり、例えばアルミやダイカスト用亜鉛合金などの金属やアクリル、ＡＢＳなどのプラスチックである。

したがって、収音当接部材１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄとカバー部材９との材料に、金属材料を選択すれば、両者の材料を同一にすることができる。金属材料の一例としては、上記ＳＵＳ３０４などの鉄系やアルミ系、チタン系金属やダイカスト用亜鉛合金などが挙げられる。

収音当接部材１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄとカバー部材９の材料とを同一材料とすることで、材料系における特性（熱膨張率、共振特性など）が揃い、設計上有利であること、部品コスト削減及び組立て工程の簡略化が期待できる。

<収音当接部材とカバー部材とが異種材料>
収音当接部材１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄとカバー部材９とを、それぞれの機能に合わせ最適な材料を用いることも可能である。

上述したように、収音当接部材１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄは、金属材料が適しているが、そのなかでも音響インピーダンスがかけ離れた金属として、鉄系やアルミ系、チタン系金属、ダイカスト用亜鉛合金などが好適である。これに対して、カバー部材９は、かかる制約はなく、接触式マイクロホン全体の機械的強度等が保持できればよい。したがって、収音当接部材１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄとカバー部材９とを異ならせることができ、このように異なる材料を用いれば、それぞれの機能をより高める効果がある。但し、異なる材料間では、密着性が問題となる。例えば、収音当接部材１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄに金属材料を、カバー部材９にアクリル、ＡＢＳなどのプラスチックを用いた場合、そのままでは密着せず、接着剤が必要となる。本発明者は、接着剤について検討し、以下のような弾性接着剤が適していることを確認した。

図２０乃至図２３は、収音当接部材とカバー部材とを接着する接着剤を説明する図である。

図２０は、捩れ自由減衰型粘弾性測定データを示す図である。

図２０に示すように、弾性接着剤のガラス転移温度（Ｔｇ）は、−６０℃である。また、弾性接着剤の硬化皮膜は、接着剤接合の一般的使用温度範囲より厳しい温度範囲の−６０〜１００℃で柔軟なゴム状弾性体を示し、各種接着特性に良好な結果をもたらす。

上記から、接着剤の硬化物は、ゴム状弾性体が好適である。具体的には下記の理由による。
・外的な振動、衝撃などの応力を吸収する。
・膨張、収縮などの熱歪を吸収するので、ヒートサイクルに強い。
・接着界面に応力が集中しにくい。
・線膨張率の差の大きい異種材料の接着に適している。
・表面強度の弱い基材（石膏ボード、珪酸カルシウム板、ＡＬＣ（autoclaved lightweight aerated concrete：軽量気泡コンクリートなど）との接着に適している。
・高い剥離接着強さを示す。

図２１は、弾性接着剤、二液混合形エポキシ系接着剤及びゴム系溶剤形接着剤の試験条件を円形特性チャートにして示す図である。

図２１に示すように、弾性接着剤は、幅広い環境下で安定した接着性を示す。弾性接着剤は、強靱かつ柔軟な弾性皮膜を持つため、内部応力を分散・吸収する効果がある。安定した接着性を示す弾性接着剤を用いることが好ましい。

図２２は、プラスチック材料への接着性を示す図である。図２２（ａ）は、その汎用プラスチックの引張りせん断接着強さを、図２２（ｂ）は、そのエンジニアリングプラスチックの引張りせん断接着強さを、それぞれ示す。

エポキシ・変成シリコン樹脂系弾性接着剤、ＰＭ１６５、ＰＭ２００、二液形弾性接着剤であるＰＭ２１０、ＥＰ００１は、プラスチック材料に良好な接着性を示す。特に、図２２（ｂ）に示すように、ＥＰ００１は、これまで接着が難しかったエンジニアリングプラスチック材料の接着が可能である。

図２３は、二液形弾性接着剤ＰＭ２１０、ＥＰ００１の各特性を対比して示す図である。

図２３に示すように、ＥＰ００１は、エンジニアリングプラスチック材料に良好な接着性を示す。具体的には、ＥＰ００１は、下記の利点を有する。
・衝撃及び振動、その他の外力で割れやすい材料の接着
大形タイル、壁装ガラス、鏡、薄い石材など
・表面強度の弱い材料の接着
石膏ボード、珪酸カルシウム板、ＡＬＣなど
・熱膨張率の異なる材料の接着
プラスチックや金属と窯業系ボード類の組み合わせなど
・内外装、大形パネルの製造
・凹凸のある下地や表面材への充填接着
・温度変化の著しい箇所の接着
外壁（支持金具併用）、キッチン（トップ、壁面）、浴室など
特に、二液形弾性接着剤ＥＰ００１は、上記熱膨張率の異なる材料の接着、及び凹凸のある下地や表面材への充填接着に優れている。

以上のことから、収音当接部材１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄとカバー部材９の材料とに異種材料を用いる場合、接着性を高めるために弾性接着剤を使用することが好ましく、特に二液形弾性接着剤ＥＰ００１が適している。

以上詳細に説明したように、本実施の形態によれば、本実施例５の接触式マイクロホン１ｋは、振動膜５を有するマイクロホン素子２と、マイクロホン素子２を格納する振動伝達部材７ｂと、振動伝達部材７ｂを格納する制振部材８ｂと、収音開口部１１を有しマイクロホン素子２、振動伝達部材７ｂ及び制振部材８ｂを格納するカバー部材９と、カバー部材９の収音開口部１１を覆って配置されるキャップ状の収音当接部材１２ｄと、を備える。収音当接部材１２ｄは、振動膜５に対向する位置に、振動膜５の直上の肉厚が薄く、カバー部材９の収音開口部１１側が広い形状の穿孔（凹部）２４が形成されている。

この構成により、気導音１０（騒音）が固体振動として接触式マイクロホン１ｋの外周部から収音当接部材１２ｄの中央部まで伝達される距離を大きくするとともに、体内伝導音４による垂直方向の振動を受ける面積は小さくして収音対象物３からの収音は良好に確保することができる。また、収音当接部材１２ｄの当接部の中心部以外は厚いので、接触式マイクロホン１ｋを装着した話者の周辺より混入する雑音を小さくする効果がある。その結果、音が通過するエリアの距離をかせぐことで、Ｓ／Ｎ比を向上させることができ、接触式マイクロホン１ｋを装着した話者の会話音声の収音性を高めることができる。

（実施の形態２）
実施の形態１では、接触式マイクロホン１ａ〜１ｈ、１ｊ〜１ｍについて説明した。

実施の形態２は、接触式マイクロホン１ａ〜１ｈ、１ｊ〜１ｍを備えた送受信装置について説明する。

図２４は、本発明の実施の形態２の接触式マイクロホンを搭載する送受信装置を示す斜視図である。図２５は、上記送受信装置を頭部へ装着した場合の側面図である。図２６は、上記送受信装置における上記接触式マイクロホンの配置を説明する図である。

本実施の形態は、本発明の送受信装置を、スピーカ部とマイクロホンとが近接配置されたヘッドホンに適用した例である。

図２４及び図２５に示すように、ヘッドホン１００は、ヘッドバンドを介して耳殻を覆うように頭部に装着される密閉型ヘッドホンである。

ヘッドホン１００は、左耳覆いヘッドホン１１０と、右耳覆いヘッドホン１２０と、左耳覆いヘッドホン１１０と右耳覆いヘッドホン１２０とを左右連結するカーブ状ヘッドバンド１３０と、を主に備える。

ヘッドバンド１３０は、使用者の頭頂部を介して両側頭部と当接する。

左耳覆いヘッドホン１１０と右耳覆いヘッドホン１２０とは、各部材が頭部において左右対称に配置される。

左耳覆いヘッドホン１１０は、全体の支持基板としての円形のバッフル板１１１と、バッフル板１１１の表面側外周部に取り付けられ、耳殻を覆うイヤパッド１１２と、バッフル板１１１の裏面側外周部に支持リング１１３を介して固定されたハウジング１１４と、を備える。また、図示は省略するが、バッフル板１１１の裏面側中央部には、スピーカユニットが固定されている。バッフル板１１１は、中央部に音孔としての多数の孔が開孔している。

イヤパッド１１２は、耳殻を囲むのに十分な大きさのリング状に形成される。

支持リング１１３及びハウジング１１４は、バッフル板１１１の背面側及びスピーカユニット（図示略）を覆う。

ハウジング１１４は、耳殻より大きく、イヤパッド１１２が耳殻周囲の側頭部に密着し、イヤパッド１１２とスピーカユニットとによって耳殻を完全に覆う。この密閉型は、装着感が良く、外部への音漏れも防ぐことができる。また、低音を豊かに再現することができる。

本実施の形態では、ヘッドホン１００は、スピーカ部に近接してマイクロホンを配置可能にすることを特徴とする。

図２４及び図２５では、左耳覆いヘッドホン１１０は、上記一般的な密閉型ヘッドホンの構成に加えて、スピーカユニットに近接して、接触式マイクロホン１ａを配置したことを特徴とする。また、本発明の送受信装置は、実施例１における接触式マイクロホン１ａを、以下の通りに配置したことが特徴的な部分となっている。

本実施の形態では、接触式マイクロホン１ａを左耳覆いヘッドホン１１０に装着した例であるが、右耳覆いヘッドホン１２０に装着してもよい。接触式マイクロホン１ａは、ヘッドホン１００の、いずれかの片側に配置されれば十分である。但し両方に装着しても構わない。

図２４及び図２５に示すように、ヘッドホン１００は、密閉型ヘッドホン中央部すなわち円形のバッフル板１１１の中央部を中心として、バッフル板１１１を、ヘッドバンド１３０の長手方向の第１基準軸と第１基準軸と直交する第２基準軸とにより４分割し、４分割した部位のうち、ヘッドバンド１３０とは離れた側でかつ前記受話手段よりも使用者の前頭部側に当接する部位に、接触式マイクロホン１ａを配置する。すなわち、図２４及び図２５に示すように、接触式マイクロホン１ａは、４分割した部位をそれぞれ領域Ｉ〜IVで表した場合、前記４分割した領域Ｉ〜IVのうち、使用者の前頭部下側の領域IIIに、接触式マイクロホン１ａを配置する。また、接触式マイクロホン１ａは、４分割した前記前頭部側に当接する部位（図２４及び図２５の領域III）内において、使用者が頭部に装着した場合、使用者の顎の付け根又は頬骨（以下、頬骨近傍という）（図２６○印参照）に最も良く当接する位置に配置される。本発明者の実験等によれば、接触式マイクロホン１ａを、ヘッドホン１００に搭載する場合、頬骨近傍に配置すると検出精度が良くなることが確かめられた。但し、接触式マイクロホン１ａは、頬骨近傍に限らず、４分割した前記前頭部側に当接する部位（図２４及び図２５の領域III）に配置されていればよい。また、接触式マイクロホン１ａは、優れたＳ／Ｎ比を有することから、上記部位（図２４及び図２５の領域III）から外れた、例えば部位（図１及び図２の領域IV）に配置することも可能である。

このように、接触式マイクロホン１ａは、一般的な使用者が、ヘッドホン１００を通常使用した場合に、使用者の頬骨近傍に最も良く当接する位置に配置される。換言すれば、使用者の頬骨近傍に当接する配置位置は、使用者の前頭部下側の領域IIIである。

なお、上記送受信装置は、接触式マイクロホン１ａを備える例で説明したが、接触式マイクロホン１ｂ〜１ｈ、１ｊ〜１ｍを適用してもよい。

以上詳細に説明したように、本実施の形態によれば、接触式マイクロホン１ａ〜１ｈ、１ｊ〜１ｍを搭載する送受信装置として、ヘッドホン１００（図２４及び図２５参照）に適用した。ヘッドホン１００は、スピーカユニットに近接した接触式マイクロホン１ａ〜１ｈ、１ｊ〜１ｍを備える。詳細には、接触式マイクロホン１ａ〜１ｈ、１ｊ〜１ｍは、ヘッドバンド１３０の長手方向の第１基準軸と第１基準軸と直交する第２基準軸とにより４分割し、４分割した部位のうち、ヘッドバンド１３０とは離れた側でかつ受話手段よりも使用者の前頭部側に当接する部位に配置する。

これにより、受話手段からの音波は側頭当接部と同じ側に出力される。受話手段からの音波が直接耳に入るので通常と変わらず聞こえるとともに、上記構成の送話手段であれば受話手段から拾う音波が使用者の発話よりも小さくなるので、ハウリングを起こすことなく、相手との明瞭でストレスの無い会話を実現することができる。

このように、本実施の形態では、極めて優れた耐騒音性を有する接触式マイクロホン１ａ〜１ｈ、１ｊ〜１ｍを、送受信装置に用いることで、スピーカ部とマイクロホンとが近接配置されたヘッドホンを実現することができる。

なお、本実施の形態では、送受信装置をヘッドホンに用いた例について説明したが、へヘッドホンは、片耳式ヘッドホン及びネックバンドタイプ等どのようなヘッドホンであってもよい。

また、接触式マイクロホン１ａ〜１ｈ、１ｊ〜１ｍを備える送受信装置であれば、ヘッドホン以外の携帯端末装置に搭載してもよい。すなわち、送受信機能を備える機器であれば、どのような装置でもよく、例えば携帯電話機等の携帯端末装置に適用してもよい。

一般に、このような携帯端末装置の筐体は、狭小であり、スピーカと接触式マイクロホン１ａ〜１ｈ、１ｊ〜１ｍとは、近接して配置せざるを得ない。また、携帯端末装置は、騒音環境下で使用されることを想定せざるを得ない。このため、従来では、携帯電話機などの携帯端末装置に接触式マイクロホンを搭載する例は無かった。

本実施の形態によれば、耐騒音性を有しかつ通常音声や非可聴つぶやき音声などのみを明瞭に収音することができる接触式マイクロホン１ａ〜１ｈ、１ｊ〜１ｍを、携帯端末装置に搭載することができるので、ハウリングを起こすことなく、従来では、実現困難であった、相手との明瞭でストレスの無い会話を実現することができる。

以上の説明は本発明の好適な実施の形態の例証であり、本発明の範囲はこれに限定されることはない。

また、上記各実施の形態では、接触式マイクロホン及び送受信装置という名称を用いたが、これは説明の便宜上であり、接触式マイクロホンはマイクロホン装置、送受信装置は通信装置等であってもよい。

さらに、上記接触式マイクロホンを構成する各部、例えば収音当接部材等の種類・形状、取付方法などは前述した実施の形態に限られない。

本発明の接触式マイクロホンは、一般的な屋外や工事現場などの騒音環境下において、話者の音声や非可聴なつぶやき音を背景雑音の混入なく、明瞭に採取することが可能になる。また、通常音声通話や音声入力・音声認識・無音声電話へ応用することにより、携帯情報端末機などへのエラーのない音声入力や、内容秘匿通話において非常に明瞭な音声・音質を有するコミュニケーションの実現が可能となる。さらに、本発明における接触式マイクロホンは、作業用や工事用のヘルメットの顎紐や防寒のための耳覆いなどに、組み込むことも可能である。またさらに、プライバシー保護を目的に、周囲の話し声を収音せずに振動検出対象物の振動のみを検出するセンサとして使用することもできる。例えば、一般家庭用の水道流量検出センサである。その他、床へ埋め込むことにより歩行者の歩行紋を検出し侵入者を特定する、などのセキュリティ分野にも応用することができる。

本発明の接触式マイクロホンを備える送受信装置は、スピーカ部に近接して接触式マイクロホンを配置するヘッドホン又は携帯無線装置などの送受信装置に適用することができまた、送受信装置として携帯機器以外の各種電子機器に適用することも可能である。

１ａ〜１ｈ、１ｊ〜１ｍ 接触式マイクロホン
２ マイクロホン素子
３ 収音対象物（皮膚など）
４ 体内伝導音
５ 振動膜
６ 導線
７ａ、７ｂ、１０７ 振動伝達部材
７ｃ ウレタンエラストマー
８ａ、８ｂ、１０８ 制振部材
９ カバー部材
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ 気導音
１１ 収音開口部
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ 収音当接部材
１８ 隙間
１９、１９ｂ、１９ｄ 音響ファイバ（導管）
１９ａ、１９ｃ、１９ｅ 円筒
２０ プラスチック球
２１ 空洞
２２ ワッシャ
２３ 上下連結用チューブ
２４ 穿孔（凹部）
２５ 排出孔
２６ 旋盤ドリル
２７ シリカ
３１ 貫通孔
３２ アース線
１００ ヘッドホン（送受信装置）

Claims (4)

1. 振動膜を有するコンデンサ型のマイクロホン素子と、
   前記マイクロホン素子の前記振動膜に接触し、前記振動膜と対向する側より伝達される振動を前記マイクロホン素子へと伝達する振動伝達部材と、
   開口部を有し前記マイクロホン素子及び前記振動伝達部材を格納するカバー部材と、
   前記カバー部材の開口部を覆って配置されるとともに前記振動伝達部材と接触する、金属またはセラミックスを含む収音当接部材と、を備え、
   前記振動伝達部材は、前記収音当接部材の略中央に配置され、
   前記収音当接部材と前記カバー部材とは、異なる材料により形成された、
   接触式マイクロホン。
2. 前記収音当接部材は、鉄系、アルミ系、チタン系金属、ダイカスト用亜鉛合金を含む金属材料により形成され、
   前記カバー部材は、アクリル、ＡＢＳを含むプラスチック材料により形成された、請求項１記載の接触式マイクロホン。
3. 前記収音当接部材と前記カバー部材とは、接着剤により接着され、
   前記接着剤は、二液形弾性接着剤である、請求項１記載の接触式マイクロホン。
4. 請求項１記載の接触式マイクロホンを備える送受信装置。