JP7112489B2 - sound acquisition device - Google Patents

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Description

本発明は、音取得装置に関する。 The present invention relates to a sound acquisition device.

電子聴診器等、対象からの音を電気的に取得する装置においては、対象以外からのノイズ音の低減が求められる。 A device that electrically acquires sound from a target, such as an electronic stethoscope, is required to reduce noise from sources other than the target.

特許文献１には、環境雑音を含む生体音を取得するマイクロホンと、環境雑音を取得するマイクロホンとをチェストピース内に設け、それらのマイクロホンからの信号を処理して環境雑音を低減させた生体音信号を得ることが記載されている。 In Patent Document 1, a microphone that acquires body sounds including environmental noise and a microphone that acquires environmental noise are provided in a chestpiece, and signals from these microphones are processed to reduce the environmental noise. Obtaining a signal is described.

特開２０１６－６７８５７号公報JP 2016-67857 A

しかし、特許文献１の技術では、環境雑音の低減のために高次なアルゴリズム処理が必要であった。その結果、処理に時間と電力を要していた。 However, the technique of Patent Document 1 requires high-order algorithm processing to reduce environmental noise. As a result, processing takes time and power.

本発明が解決しようとする課題としては、時間遅延およびエネルギー消費を抑えつつ、ノイズを低減可能な音取得装置を提供することが一例として挙げられる。 One example of the problem to be solved by the present invention is to provide a sound acquisition device capable of reducing noise while suppressing time delay and energy consumption.

請求項１に記載の発明は、
音取得装置であって、
一以上のセンサ素子を含み、複数の検出軸を有する振動検出部と、
前記振動検出部を支持する支持部材と、
前記振動検出部からの出力を処理することにより、音データを生成する処理部とを備え、
前記複数の検出軸は、互いに非平行であり、対象部に対向する第１面に対して斜めであり、
前記複数の検出軸は、第１の検出軸と第２の検出軸を含み、
前記処理部は、前記第１の検出軸の検出信号と前記第２の検出軸の検出信号との逆位相成分を用いて、前記第１の検出軸の検出信号と前記第２の検出軸の検出信号との同位相成分を処理することにより、前記音データを生成し、
前記支持部材はベース部を備え、前記ベース部の外周は当該音取得装置の筐体に物理的に接続されており、
前記処理部は、第１の伝達関数、第２の伝達関数、および前記振動検出部からの出力を用いて前記音データを生成し、
前記第１の伝達関数は、当該音取得装置の外部の音を入力とし、前記振動検出部における前記第１面に平行な方向の音成分を出力としたときの伝達関数であり、
前記第２の伝達関数は、当該音取得装置の外部の音を入力とし、前記振動検出部における前記第１面に垂直な方向の音成分を出力としたときの伝達関数である
音取得装置である。

The invention according to claim 1,
A sound acquisition device,
a vibration detection unit including one or more sensor elements and having a plurality of detection axes;
a support member that supports the vibration detection unit;
a processing unit that generates sound data by processing the output from the vibration detection unit;
the plurality of detection axes are non-parallel to each other and oblique to the first surface facing the target portion;
the plurality of detection axes includes a first detection axis and a second detection axis;
The processing unit uses opposite phase components of the detection signal of the first detection axis and the detection signal of the second detection axis to detect the difference between the detection signal of the first detection axis and the detection signal of the second detection axis. generating the sound data by processing the in-phase component with the detection signal;
the support member comprises a base portion, the perimeter of the base portion being physically connected to a housing of the sound acquisition device;
The processing unit generates the sound data using a first transfer function, a second transfer function, and an output from the vibration detection unit,
The first transfer function is a transfer function when an external sound of the sound acquisition device is input and a sound component in the vibration detection unit in a direction parallel to the first surface is output,
In the sound acquisition device, the second transfer function is a transfer function when the external sound of the sound acquisition device is input and the sound component in the vibration detection unit in the direction perpendicular to the first surface is output. be.

上述した目的、およびその他の目的、特徴および利点は、以下に述べる好適な実施の形態、およびそれに付随する以下の図面によってさらに明らかになる。 The above objectives, as well as other objectives, features and advantages, will become further apparent from the preferred embodiments described below and the accompanying drawings below.

実施形態に係る音取得装置の構成を模式的に例示する図である。1 is a diagram schematically illustrating the configuration of a sound acquisition device according to an embodiment; FIG. 対象部からの音の検出について説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining detection of sound from a target portion; 外部音の検出について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the detection of an external sound. 実施例１に係る音取得装置の機能構成を例示するブロック図である。2 is a block diagram illustrating the functional configuration of the sound acquisition device according to Example 1; FIG. 実施例１に係る音取得装置の構造を例示する図である。1 is a diagram illustrating the structure of a sound acquisition device according to Example 1; FIG. 音取得装置の支持部材および振動検出部近傍を拡大して例示する断面図である。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view illustrating the vicinity of a support member and a vibration detection unit of the sound acquisition device; センサ素子の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the operation|movement of a sensor element. （ａ）および（ｂ）は、θと振動検出部の指向性との関係を例示する図である。(a) and (b) are diagrams illustrating the relationship between θ and the directivity of a vibration detection unit. 実施例２に係る処理部の処理方法を説明するための模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram for explaining a processing method of a processing unit according to Example 2; 実施例３に係る音取得装置の構造を例示する断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating the structure of a sound acquisition device according to Example 3; 音取得装置の構造と吸収成分の検出感度との関係について説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining the relationship between the structure of a sound acquisition device and the detection sensitivity of an absorption component; 音取得装置の支持部材および圧力センサの変形例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a modification of the support member and pressure sensor of the sound acquisition device; （ａ）から（ｃ）は、実施例４に係る複数の検出軸を例示する図である。(a) to (c) are diagrams illustrating a plurality of detection axes according to Example 4. FIG.

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, in all the drawings, the same constituent elements are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted as appropriate.

以下に示す説明において、音取得装置１０の処理部１１０は、ハードウエア単位の構成ではなく、機能単位のブロックを示している。音取得装置１０の処理部１１０は、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、メモリにロードされたプログラム、そのプログラムを格納するフラッシュメモリなどの記憶デバイス、ネットワーク接続用インタフェースを中心にハードウエアとソフトウエアの任意の組合せによって実現される。そして、その実現方法、装置には様々な変形例がある。 In the following description, the processing unit 110 of the sound acquisition device 10 does not represent a hardware configuration, but a functional block. The processing unit 110 of the sound acquisition device 10 includes hardware and software such as a CPU of an arbitrary computer, a memory, a program loaded in the memory, a storage device such as a flash memory for storing the program, and an interface for network connection. Realized by any combination. There are various modifications of the implementation method and device.

図１は、実施形態に係る音取得装置１０の構成を模式的に例示する図である。本実施形態に係る音取得装置１０は、振動検出部１２０および支持部材１４０を備える。振動検出部１２０は、一以上のセンサ素子１２２を含み、複数の検出軸１２３を有する。支持部材１４０は、振動検出部１２０を支持する。複数の検出軸１２３は、互いに非平行であり、対象部９０に対向する第１面１０１に対して斜めである。以下に詳しく説明する。 FIG. 1 is a diagram schematically illustrating the configuration of a sound acquisition device 10 according to an embodiment. The sound acquisition device 10 according to this embodiment includes a vibration detection section 120 and a support member 140 . The vibration detection unit 120 includes one or more sensor elements 122 and has multiple detection axes 123 . Support member 140 supports vibration detection unit 120 . The plurality of detection axes 123 are non-parallel to each other and oblique to the first surface 101 facing the target portion 90 . A detailed description is given below.

本実施形態に係る音取得装置１０は、第１面１０１を対象部９０に押し当てることにより、対象部９０からの音を選択的に取得しようとする装置である。対象部９０からの音は第１面１０１を介して支持部材１４０に伝達され、振動検出部１２０で検出される。一方、音取得装置１０の筐体１３０には対象部９０以外の外部からの音が伝わる。この外部音もまた、ノイズとして振動検出部１２０で検出されうる。外部音としてはたとえば、設備動作音、話し声、足音等の周辺環境音、および、操作音、利用者の生体音等の利用者由来音がある。周辺環境音は主に空気中を伝搬して筐体１３０に至る。一方、利用者由来音は、筐体１３０を握ったりこすったりすることにより、直接筐体１３０の表面で生じる。 The sound acquisition device 10 according to the present embodiment is a device that selectively acquires sound from a target portion 90 by pressing the first surface 101 against the target portion 90 . Sound from the target portion 90 is transmitted to the support member 140 via the first surface 101 and detected by the vibration detection portion 120 . On the other hand, external sounds other than the target unit 90 are transmitted to the housing 130 of the sound acquisition device 10 . This external sound can also be detected by the vibration detection unit 120 as noise. External sounds include, for example, ambient environmental sounds such as equipment operation sounds, voices and footsteps, and user-derived sounds such as operation sounds and body sounds of the user. Surrounding environmental sounds mainly propagate through the air and reach the housing 130 . On the other hand, the user-generated sound is generated directly on the surface of housing 130 by gripping or rubbing housing 130 .

ここで、振動検出部１２０には複数のセンサ素子１２２としてセンサ素子１２２ａおよびセンサ素子１２２ｂが含まれる。そして、センサ素子１２２ａの検出軸１２３ａとセンサ素子１２２ｂの検出軸１２３ｂとが互いに非平行であり、かつ第１面１０１に対して斜めとなるように構成されている。こうすることで、以下に説明する様に、対象部９０からの対象音と外部音とが機械的に切り分けられ、簡単な信号処理でノイズの低減が可能となる。 Here, the vibration detection unit 120 includes a sensor element 122a and a sensor element 122b as the plurality of sensor elements 122. As shown in FIG. The detection axis 123 a of the sensor element 122 a and the detection axis 123 b of the sensor element 122 b are non-parallel to each other and oblique to the first surface 101 . By doing so, as described below, the target sound from the target unit 90 and the external sound can be mechanically separated, and noise can be reduced by simple signal processing.

図２は、対象部９０からの音の検出について説明するための図であり、図３は、外部音の検出について説明するための図である。 FIG. 2 is a diagram for explaining detection of sound from the target section 90, and FIG. 3 is a diagram for explaining detection of external sound.

対象部９０からの対象音の振動方向は、図２中、白矢印で示すように第１面１０１に対して垂直である。そして、第１面１０１に対して垂直な方向の振動は、本図中ａ，ｂの波形で示すように、検出軸１２３ａの検出信号と検出軸１２３ｂの検出信号とにおいて、同位相で現れる。 The vibration direction of the target sound from the target part 90 is perpendicular to the first surface 101 as indicated by the white arrow in FIG. Vibration in the direction perpendicular to the first surface 101 appears in the same phase in the detection signal of the detection axis 123a and the detection signal of the detection axis 123b, as shown by waveforms a and b in the figure.

一方、外部音の一部は、筐体１３０に吸収され、図３中黒矢印で示すように筐体１３０を伝搬し、支持部材１４０の外周から内側に向かって伝わる。その結果、筐体１３０に吸収された外部音は、本図中白矢印で示すように、支持部材１４０において第１面１０１に平行な方向の振動となる。そして、第１面１０１に対して水平な方向の振動は、本図中ａ，ｂの波形で示すように、検出軸１２３ａの検出信号と検出軸１２３ｂの検出信号とにおいて、逆位相で現れる。 On the other hand, part of the external sound is absorbed by the housing 130, propagates through the housing 130 as indicated by the black arrows in FIG. As a result, the external sound absorbed by the housing 130 becomes vibration in the support member 140 in the direction parallel to the first surface 101 as indicated by the white arrows in the figure. Vibrations in the horizontal direction with respect to the first surface 101 appear in opposite phases in the detection signal of the detection axis 123a and the detection signal of the detection axis 123b, as shown by waveforms a and b in the figure.

以上より、たとえば検出軸１２３ａの検出信号と検出軸１２３ｂの検出信号とを足し合わせることにより、対象音の成分は増幅され、外部音の成分は減衰される。すなわち、対象音成分を外部音成分で割って得られるＳ／Ｎ比が、向上する。 As described above, for example, by adding the detection signal of the detection axis 123a and the detection signal of the detection axis 123b, the component of the target sound is amplified and the component of the external sound is attenuated. That is, the S/N ratio obtained by dividing the target sound component by the external sound component is improved.

以上、本実施形態によれば、複数の検出軸１２３が、互いに非平行であり、対象部９０に対向する第１面１０１に対して斜めである。したがって、検出信号の簡単な処理により、時間遅延およびエネルギー消費を抑えつつ、ノイズを低減できる。 As described above, according to the present embodiment, the plurality of detection axes 123 are non-parallel to each other and oblique to the first surface 101 facing the target portion 90 . Therefore, simple processing of the detected signal can reduce noise while reducing time delay and energy consumption.

（実施例１）
図４は、実施例１に係る音取得装置１０の機能構成を例示するブロック図である。本実施例に係る音取得装置１０は、実施形態に係る音取得装置１０と同様の構成を有する。(Example 1)
FIG. 4 is a block diagram illustrating the functional configuration of the sound acquisition device 10 according to the first embodiment. The sound acquisition device 10 according to this example has the same configuration as the sound acquisition device 10 according to the embodiment.

本実施例に係る音取得装置１０は振動検出部１２０からの出力を処理することにより、音データを生成する処理部１１０をさらに備える。 The sound acquisition device 10 according to this embodiment further includes a processing unit 110 that generates sound data by processing the output from the vibration detection unit 120 .

また、音取得装置１０はたとえば電子聴診器であり、処理部１１０で生成された音データに基づいた音を、出力する出力部１９２をさらに備える。 The sound acquisition device 10 is, for example, an electronic stethoscope, and further includes an output section 192 that outputs sounds based on the sound data generated by the processing section 110 .

ただし、音取得装置１０は振動検出部１２０で取得された信号を音取得装置１０の外部に有線または無線で出力する装置であっても良い。また、音取得装置１０の処理部１１０で、または音取得装置１０の外部で生成された音データは、音として出力されるに限らず、解析に用いられたり、波形としてディスプレイに表示されたりしても良い。音取得装置１０では、取得した音を一度電気信号に変換し、たとえばさらにＡＤ変換することでデータ化し、記録することが可能である。 However, the sound acquisition device 10 may be a device that outputs the signal acquired by the vibration detection unit 120 to the outside of the sound acquisition device 10 by wire or wirelessly. Further, sound data generated by the processing unit 110 of the sound acquisition device 10 or outside the sound acquisition device 10 is not limited to being output as sound, but is used for analysis or displayed on a display as a waveform. can be In the sound acquisition device 10, the acquired sound is once converted into an electric signal, and then converted into data by, for example, AD conversion, and can be recorded.

たとえばこのように取得したデータに特定の演算処理を施すことで、生体や構造物に関する高精度な診断の可能性が見いだせる。ここで、解析においては取得したデータが全てであり、そのデータが正しいデータであるか否かは判断が困難である。そのため、ノイズを含んだデータの解析では、診断精度が損なわれる虞もある。したがって、電気的な処理によってノイズを低減しておく必要性が特に高いといえる。 For example, by subjecting the data obtained in this way to specific arithmetic processing, the possibility of highly accurate diagnosis of living organisms and structures can be found. Here, in the analysis, the acquired data is all, and it is difficult to judge whether or not the data is correct data. Therefore, analysis of data containing noise may impair diagnostic accuracy. Therefore, it can be said that there is a particularly high need to reduce noise by electrical processing.

対象部９０は特に限定されないが、橋、建物、トンネル等の構造物や、機械、生体等の一部であり得る。 The target part 90 is not particularly limited, but may be a part of a structure such as a bridge, building, or tunnel, a machine, a living body, or the like.

図５は、実施例１に係る音取得装置１０の構造を例示する図である。本図において、グリップ部１００は断面を示している。また、図６は、音取得装置１０の支持部材１４０および振動検出部１２０近傍を拡大して例示する断面図である。本図において、検出軸１２３ａおよび検出軸１２３ｂが破線で示されている。 FIG. 5 is a diagram illustrating the structure of the sound acquisition device 10 according to the first embodiment. In this figure, the grip part 100 shows a cross section. FIG. 6 is a cross-sectional view showing an enlarged example of the vicinity of the support member 140 and the vibration detection unit 120 of the sound acquisition device 10. As shown in FIG. In this figure, the detection axis 123a and the detection axis 123b are indicated by dashed lines.

音取得装置１０は、グリップ部１００、イヤホン部１９０、およびケーブル１８０を含む。音取得装置１０が電子聴診器である場合、グリップ部１００はチェストピースである。イヤホン部１９０には出力部１９２が設けられている。出力部１９２はスピーカーである。そして、ケーブル１８０は、グリップ部１００とイヤホン部１９０とを物理的、および電気的に接続している。ただし、音取得装置１０はケーブル１８０を含まず、グリップ部１００と出力部１９２とが無線通信によって接続されていても良い。 The sound acquisition device 10 includes a grip portion 100 , an earphone portion 190 and a cable 180 . If the sound acquisition device 10 is an electronic stethoscope, the grip portion 100 is a chestpiece. An output section 192 is provided in the earphone section 190 . The output section 192 is a speaker. Cable 180 physically and electrically connects grip portion 100 and earphone portion 190 . However, the sound acquisition device 10 may not include the cable 180, and the grip section 100 and the output section 192 may be connected by wireless communication.

音取得装置１０の利用者は、イヤホン部１９０を装着し、グリップ部１００を握って第１面１０１を対象部９０に押し当てる。するとグリップ部１００では、振動検出部１２０で音が振動として検出され、振動検出部１２０の出力が処理部１１０で処理されて音データが生成される。音データはケーブル１８０を介してイヤホン部１９０に入力され、出力部１９２から音データに基づく音が出力される。こうして、利用者は、対象部９０からの音を聞くことができる。 A user of the sound acquisition device 10 wears the earphone section 190 , grips the grip section 100 and presses the first surface 101 against the target section 90 . Then, in the grip section 100, the vibration detection section 120 detects sound as vibration, and the processing section 110 processes the output of the vibration detection section 120 to generate sound data. Sound data is input to earphone section 190 via cable 180, and sound based on the sound data is output from output section 192. FIG. Thus, the user can hear the sound from the target section 90 .

グリップ部１００の外殻は主に筐体１３０で構成されている。筐体１３０には対象部９０からの対象音を取り込むための開口が設けられている。この開口はダイヤフラム１５０で覆われている。また、筐体１３０にはスイッチ１１２を配置するための開口が設けられている。 The outer shell of the grip part 100 is mainly composed of the housing 130 . The housing 130 is provided with an opening for taking in the target sound from the target section 90 . This opening is covered with diaphragm 150 . Further, the housing 130 is provided with an opening for arranging the switch 112 .

筐体１３０とダイヤフラム１５０で構成されたグリップ部１００の内部空間には、振動検出部１２０、支持部材１４０、電池１１１、および回路基板１１３が配置されている。回路基板１１３はセンサ素子１２２の駆動や信号処理が可能な回路を含む。回路基板１１３は電池１１１から供給される電力によって駆動され、処理部１１０として機能する。スイッチ１１２は処理部１１０等の動作を制御する。 Vibration detector 120 , support member 140 , battery 111 , and circuit board 113 are arranged in the internal space of grip 100 composed of housing 130 and diaphragm 150 . The circuit board 113 includes circuits capable of driving the sensor elements 122 and processing signals. The circuit board 113 is driven by power supplied from the battery 111 and functions as the processing section 110 . A switch 112 controls the operation of the processing unit 110 and the like.

電池１１１、スイッチ１１２、および回路基板１１３は筐体１３０に固定されている。また、回路基板１１３には各センサ素子１２２が、センサ素子１２２の振動を妨げない状態で電気的に接続されている。そして、回路基板１１３には各センサ素子１２２の出力信号が入力される。また、回路基板１１３からの出力信号がイヤホン部１９０に入力される。回路基板１１３からの出力信号は、音データ、または音データに基づく音信号を含む。 Battery 111 , switch 112 and circuit board 113 are fixed to housing 130 . Further, each sensor element 122 is electrically connected to the circuit board 113 in such a manner that the vibration of the sensor element 122 is not hindered. Output signals of the sensor elements 122 are input to the circuit board 113 . Also, an output signal from the circuit board 113 is input to the earphone section 190 . The output signal from circuit board 113 includes sound data or a sound signal based on sound data.

処理部１１０はたとえばデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）またはセントラルプロセッシングユニット（ＣＰＵ）により実現される。ＤＳＰを用いることで、高速な処理が可能である。処理部１１０は、たとえば、後述する対を構成する二つの検出軸１２３についての検出信号を足し合わせることにより、音データを生成する。このように処理部１１０は、簡単な処理で音データを生成することができる。したがって、対象部９０における音の取得から、短い遅延時間で出力部１９２における出力を行える。特に音取得装置１０が電子聴診器である場合、遅延が大きいことは使用に際して違和感の一因となるため、短い遅延時間の実現は重要である。また、処理が簡単であることは、信号の誤処理の抑制にも寄与する。さらに、処理が簡単であることからＤＳＰのエネルギー消費を低く抑えることができ、装置の低消費電力化にも寄与する。 Processing unit 110 is realized by, for example, a digital signal processor (DSP) or a central processing unit (CPU). High-speed processing is possible by using a DSP. The processing unit 110 generates sound data by, for example, adding together detection signals about two detection axes 123 forming a pair described later. Thus, the processing unit 110 can generate sound data with simple processing. Therefore, the sound can be output from the output unit 192 with a short delay time from the acquisition of the sound by the target unit 90 . In particular, when the sound acquisition device 10 is an electronic stethoscope, a large delay causes a sense of discomfort during use, so it is important to realize a short delay time. In addition, simple processing contributes to suppression of erroneous processing of signals. Furthermore, since the processing is simple, the energy consumption of the DSP can be kept low, which contributes to the low power consumption of the device.

なお、処理部１１０ではさらに、デジタルアナログ変換、アナログデジタル変換、フィルタリング、増幅等の処理が適宜行われてもよい。たとえば処理部１１０は、聴診周波数帯域を切り替え可能なフィルタ機能や、センサ素子１２２の個体性能バラツキを補正する補正機能を有してもよい。 Note that the processing unit 110 may further perform processing such as digital-to-analog conversion, analog-to-digital conversion, filtering, and amplification as appropriate. For example, the processing unit 110 may have a filter function capable of switching the auscultation frequency band and a correction function of correcting variations in individual performance of the sensor elements 122 .

スイッチ１１２は、音取得装置１０の起動のための電源スイッチや、音取得装置１０の聴診周波数モード切替のスイッチ等である。 The switch 112 is a power switch for activating the sound acquisition device 10, a switch for switching the auscultation frequency mode of the sound acquisition device 10, or the like.

イヤホン部１９０には、必要に応じてデジタルアナログ変換回路、フィルタ、増幅器等がさらに含まれても良い。イヤホン部１９０に入力された、回路基板１１３からの出力信号に基づいて、出力部１９２から音が出力される。 The earphone unit 190 may further include a digital-to-analog conversion circuit, filter, amplifier, etc., as required. A sound is output from the output section 192 based on the output signal from the circuit board 113 input to the earphone section 190 .

筐体１３０は、金属または樹脂である。筐体１３０が金属である場合、剛性が高く、遮音性が高いためノイズ低減に好適である。一方、対象部９０が生体の一部である場合、筐体１３０は特に樹脂であることが好ましい。生体に対して用いる場合、静電気の発生を避ける必要があるが、筐体１３０が樹脂であれば元々静電気が発生しにくい。したがって静電気への対策を特に要しない。また、本実施例によれば、処理部１１０によりノイズの低減が可能であるため、筐体１３０に特別高い剛性や遮音性を要しない。よって、樹脂の筐体１３０を好適に用いることができる。 The housing 130 is metal or resin. If the housing 130 is made of metal, it is suitable for noise reduction because it has high rigidity and high sound insulation. On the other hand, if the target part 90 is a part of a living body, the housing 130 is preferably made of resin. When used on a living body, it is necessary to avoid the generation of static electricity. Therefore, no special measures against static electricity are required. Further, according to this embodiment, noise can be reduced by the processing unit 110, so that the housing 130 does not require particularly high rigidity and sound insulation. Therefore, the housing 130 made of resin can be preferably used.

ダイヤフラム１５０はキャップ状であり、筐体１３０に対して固定されて、筐体１３０の対象音を取り込むための開口を覆っている。第１面１０１は音取得装置１０の外面の一部であり、本実施例において第１面１０１はダイヤフラム１５０の対象部９０に対向する面である。 The diaphragm 150 has a cap shape, is fixed to the housing 130, and covers the opening of the housing 130 for taking in the target sound. The first surface 101 is a part of the outer surface of the sound acquisition device 10 , and in this embodiment the first surface 101 is the surface of the diaphragm 150 facing the target portion 90 .

音の取得時には、ダイヤフラム１５０を対象部９０に接触または接近させる。ダイヤフラム１５０は、音取得装置１０の外部に露出しており、対象音に起因する振動を支持部材１４０および振動検出部１２０に伝達するための振動体である。対象部９０が生体の一部である場合、ダイヤフラム１５０は生体適合性を有する材料からなることが好ましい。生体適合性を有する材料としては、たとえばシリコーン（ｓｉｌｉｃｏｎｅ）が挙げられる。なお、ダイヤフラム１５０は保護膜等を含む多層構造を有していても良い。 When acquiring sound, the diaphragm 150 is brought into contact with or close to the target portion 90 . The diaphragm 150 is exposed to the outside of the sound acquisition device 10 and is a vibrating body for transmitting vibration caused by the target sound to the support member 140 and the vibration detection section 120 . If the target part 90 is a part of a living body, the diaphragm 150 is preferably made of biocompatible material. Examples of biocompatible materials include silicone. Incidentally, the diaphragm 150 may have a multilayer structure including a protective film and the like.

なお、第１面１０１を対象部９０に押し当てるとは、第１面１０１を対象部９０に接触または接近させることをいう。たとえば、音の取得時に第１面１０１と対象部９０との間には服などが介在していても良い。ただし、音の取得時に、ダイヤフラム１５０は対象音が支持部材１４０へ伝達されるように、支持部材１４０に向けて押しつけられる。また、ダイヤフラム１５０は、支持部材１４０と一体であってもよい。 Pressing the first surface 101 against the target portion 90 means bringing the first surface 101 into contact with or close to the target portion 90 . For example, clothing or the like may be interposed between the first surface 101 and the target portion 90 when sound is acquired. However, during sound acquisition, diaphragm 150 is forced toward support member 140 such that the sound of interest is transmitted to support member 140 . Also, the diaphragm 150 may be integrated with the support member 140 .

支持部材１４０は、振動検出部１２０を支持する部材である。図６の例において、振動検出部１２０は、複数のセンサ素子１２２を含む。また、支持部材１４０には、複数のセンサ素子１２２のそれぞれを支持する支持面１４５が設けられている。そして複数の支持面１４５は、第１面１０１に対して斜めであり、互いに異なる方向を向いている。ここで、支持面１４５に支持されるセンサ素子１２２の検出軸１２３は支持面１４５に垂直または平行でありえる。図６は、検出軸１２３が支持面１４５に垂直な例を示している。 The support member 140 is a member that supports the vibration detection section 120 . In the example of FIG. 6, the vibration detector 120 includes multiple sensor elements 122 . Further, the support member 140 is provided with a support surface 145 that supports each of the plurality of sensor elements 122 . The plurality of support surfaces 145 are oblique to the first surface 101 and face different directions. Here, the detection axis 123 of the sensor element 122 supported by the support surface 145 can be perpendicular or parallel to the support surface 145 . FIG. 6 shows an example in which the detection axis 123 is perpendicular to the support surface 145. FIG.

さらに詳しくは、支持部材１４０はベース部１４２とベース部１４２から第１面１０１側とは反対側に突出した凸部１４４を有する。そして、凸部１４４の側面に支持面１４５が設けられている。また、ベース部１４２の外周部は、利用者が触れるグリップ部１００の筐体１３０に物理的に接続されている。支持部材１４０はたとえば樹脂部材である。 More specifically, the support member 140 has a base portion 142 and a convex portion 144 projecting from the base portion 142 to the side opposite to the first surface 101 side. A support surface 145 is provided on the side surface of the projection 144 . Further, the outer peripheral portion of the base portion 142 is physically connected to the housing 130 of the grip portion 100 that is touched by the user. Support member 140 is, for example, a resin member.

図６の例において、ベース部１４２の外縁部のダイヤフラム１５０側の面には、凹部が設けられている。そして、筐体１３０の支持部材１４０と接続される部分にはその凹部に嵌め込まれる凸部が設けられている。この凹部と凸部の接合により、筐体１３０と支持部材１４０が接続される。このような構造により、筐体１３０からの横振動が支持部材１４０に伝わる。なお、筐体１３０に凹部が設けられ、支持部材１４０にその凹部に嵌め込まれる凸部が設けられても良い。また、支持部材１４０と筐体１３０とはネジで接続されてもよいし、支持部材１４０と筐体１３０は一体化された部材であっても良い。 In the example of FIG. 6, a concave portion is provided on the diaphragm 150 side surface of the outer edge of the base portion 142 . A portion of the housing 130 connected to the support member 140 is provided with a convex portion that is fitted into the concave portion. The housing 130 and the support member 140 are connected by joining the concave portion and the convex portion. With such a structure, lateral vibration from housing 130 is transmitted to support member 140 . Note that the housing 130 may be provided with a recess, and the support member 140 may be provided with a protrusion fitted into the recess. Further, the support member 140 and the housing 130 may be connected by screws, or the support member 140 and the housing 130 may be an integrated member.

図６の例において、ベース部１４２は厚さが非一様な円板状である。ベース部１４２には、センサ素子１２２の一部を配置する凹部が設けられている。また、凸部１４４は直角二等辺三角形を底面とする三角柱の一側面がベース部１４２と接合した形状により構成されている。そして、この三角柱の互いに直交する二側面が、第１面１０１とは反対側に向いて支持面１４５として機能する。また、支持部材１４０は面対称の構造を有する。ここで、対称面は第１面１０１に垂直であり、センサ素子１２２ａとセンサ素子１２２ｂとの間を通る。また、センサ素子１２２ａおよびセンサ素子１２２ｂもこの対称面に対して対称に配置される。 In the example of FIG. 6, the base portion 142 is disc-shaped with a non-uniform thickness. The base portion 142 is provided with a recess in which a portion of the sensor element 122 is arranged. Further, the convex portion 144 is formed in a shape in which one side surface of a triangular prism whose bottom surface is an isosceles right triangle is joined to the base portion 142 . Two side surfaces of the triangular prism that are orthogonal to each other face the opposite side of the first surface 101 and function as support surfaces 145 . Moreover, the support member 140 has a plane-symmetrical structure. Here, the plane of symmetry is perpendicular to the first plane 101 and passes between the sensor elements 122a and 122b. Sensor element 122a and sensor element 122b are also arranged symmetrically with respect to this plane of symmetry.

本図の例において、音取得装置１０は、ダイヤフラム１５０と支持部材１４０との間に、ダイヤフラム１５０への対象部９０からの圧力を検知する圧力センサ１５２をさらに備える。そして、処理部１１０は圧力センサ１５２の出力を用いて音データの生成タイミングを制御する。 In the example of this figure, the sound acquisition device 10 further includes a pressure sensor 152 between the diaphragm 150 and the support member 140 for detecting pressure from the target portion 90 onto the diaphragm 150 . Then, the processing unit 110 uses the output of the pressure sensor 152 to control the generation timing of the sound data.

本図の例において、支持部材１４０のダイヤフラム１５０側の面は圧力センサ１５２に密着し、圧力センサ１５２の支持部材１４０とは反対側の面はダイヤフラム１５０に密着している。そして、支持部材１４０と圧力センサ１５２との間には全体に圧力センサ１５２が設けられており、支持部材１４０とダイヤフラム１５０とは直接は接していない。 In the example of this figure, the surface of the support member 140 on the side of the diaphragm 150 is in close contact with the pressure sensor 152 , and the surface of the pressure sensor 152 opposite to the support member 140 is in close contact with the diaphragm 150 . A pressure sensor 152 is provided entirely between the support member 140 and the pressure sensor 152, and the support member 140 and the diaphragm 150 are not in direct contact.

圧力センサ１５２はたとえば接触センサである。圧力センサ１５２によりダイヤフラム１５０の対象部９０への間接、または直接の接触を検知することができる。圧力センサ１５２が予め定められた基準以上の圧力を検知しているとき、処理部１１０は、グリップ部１００が対象部９０に押し当てられていると判断することができる。基準を示す情報は、音取得装置１０の回路基板１１３に設けられた記憶部１１５に保持されており、処理部１１０がそれを読み出して用いることができる。なお、圧力センサ１５２は圧力値を示す信号を出力する代わりに、圧力の有無を示す信号を出力してもよい。その場合、処理部１１０は、圧力センサ１５２から圧力有りの信号が出力されているとき、グリップ部１００が対象部９０に押し当てられていると判断することができる。 Pressure sensor 152 is, for example, a contact sensor. Indirect or direct contact of the diaphragm 150 with the target portion 90 can be detected by the pressure sensor 152 . When the pressure sensor 152 detects a pressure equal to or greater than a predetermined reference, the processing section 110 can determine that the grip section 100 is pressed against the target section 90 . Information indicating the reference is held in the storage unit 115 provided on the circuit board 113 of the sound acquisition device 10, and can be read out and used by the processing unit 110. FIG. Note that the pressure sensor 152 may output a signal indicating presence or absence of pressure instead of outputting a signal indicating a pressure value. In this case, the processing section 110 can determine that the grip section 100 is pressed against the target section 90 when the pressure sensor 152 outputs a signal indicating that there is pressure.

たとえば処理部１１０は、グリップ部１００が対象部９０に押し当てられている間、音データを生成し、グリップ部１００が対象部９０に押し当てられていない間、音データの生成を停止する。こうすることで、電池１１１の電力の消耗を抑制することができる。なお、グリップ部１００が対象部９０から離された後も、予め定められた時間（たとえば数秒間）、音データの生成を継続するようにしてもよい。 For example, the processing unit 110 generates sound data while the grip unit 100 is pressed against the target unit 90 and stops generating sound data while the grip unit 100 is not pressed against the target unit 90 . By doing so, power consumption of the battery 111 can be suppressed. Note that the generation of sound data may be continued for a predetermined time (for example, several seconds) even after the grip part 100 is separated from the target part 90 .

支持部材１４０についてさらに詳しく説明する。各センサ素子１２２は、支持部材１４０に対して固定されている一方、筐体１３０には直接固定されていない。したがって、支持部材１４０の振動がセンサ素子１２２によって検出される。 The support member 140 will be described in more detail. Each sensor element 122 is fixed to the support member 140 but not directly to the housing 130 . Therefore, vibrations of the support member 140 are detected by the sensor element 122 .

上記した通り、第１面１０１が対象部９０に押し当てられることにより、ダイヤフラム１５０が支持部材１４０のダイヤフラム１５０側の面に向かって押しつけられ、対象部９０からの音（振動）は支持部材１４０に伝達される。実施形態で説明した通り、対象部９０からの対象音は支持部材１４０において、第１面１０１に垂直な方向の振動である。 As described above, when the first surface 101 is pressed against the target portion 90 , the diaphragm 150 is pressed toward the diaphragm 150 side surface of the support member 140 , and the sound (vibration) from the target portion 90 is transmitted to the support member 140 . is transmitted to As described in the embodiment, the target sound from the target portion 90 is vibration of the support member 140 in the direction perpendicular to the first surface 101 .

一方、ベース部１４２の外周部は、利用者が触れるグリップ部１００の筐体１３０に物理的に接続されている。したがって、筐体１３０からの音（振動）は、支持部材１４０において第１面１０１に平行な方向の振動である。音取得装置１０では筐体１３０および支持部材１４０を通じて外部音が取得されるため、外部音取得用のマイクや音取り込み穴を別途設ける必要がない。ひいては、グリップ部１００の密閉性が保たれ耐久性が高まるとともに、グリップ部１００の清掃が容易であり清潔さが保たれる。 On the other hand, the outer peripheral portion of the base portion 142 is physically connected to the housing 130 of the grip portion 100 that is touched by the user. Therefore, the sound (vibration) from the housing 130 is vibration in the direction parallel to the first surface 101 in the support member 140 . Since the sound acquisition device 10 acquires external sounds through the housing 130 and the support member 140, there is no need to separately provide a microphone for acquiring external sounds or a sound intake hole. Consequently, the sealability of the grip portion 100 is maintained, the durability is enhanced, and the grip portion 100 is easily cleaned and kept clean.

センサ素子１２２は、たとえば加速度センサである。すなわち、センサ素子１２２全体が揺さぶられた場合に、その揺れが振動として検出される。センサ素子１２２の検出軸１２３は、センサ素子１２２で原理上主に検出される軸であり、最も感度が大きい軸である。検出軸１２３は各センサ素子１２２において、予め定められている。 Sensor element 122 is, for example, an acceleration sensor. That is, when the sensor element 122 as a whole is shaken, the shake is detected as vibration. The detection axis 123 of the sensor element 122 is the axis that is principally detected in principle by the sensor element 122 and is the axis with the highest sensitivity. A detection axis 123 is predetermined for each sensor element 122 .

図７は、センサ素子１２２の動作を説明するための図である。本図では、センサ素子１２２の断面模式図と、センサ素子１２２の移動に対する出力波形の関係を示している。センサ素子１２２の内部には振動板１２４が設けられている。振動板１２４の一端または両端はセンサ素子１２２の筐体に対して固定されており、センサ素子１２２の振動に応じて振動板１２４が軸方向に撓む。この撓み量がたとえば静電容量や圧電等により電気信号に変換される。その結果、センサ素子１２２からは、センサ素子１２２の振動（加速度）に応じた信号が出力される。なお、センサ素子１２２の出力の極性は、検出軸１２３を基準とした加速度の方向に対応している。本図の例において、検出軸１２３は振動板１２４の撓み方向に平行である。 7A and 7B are diagrams for explaining the operation of the sensor element 122. FIG. This figure shows a schematic cross-sectional view of the sensor element 122 and the relationship between the movement of the sensor element 122 and the output waveform. A diaphragm 124 is provided inside the sensor element 122 . One end or both ends of the diaphragm 124 are fixed to the housing of the sensor element 122 , and the diaphragm 124 bends in the axial direction according to the vibration of the sensor element 122 . This bending amount is converted into an electrical signal by, for example, electrostatic capacitance or piezoelectricity. As a result, the sensor element 122 outputs a signal corresponding to the vibration (acceleration) of the sensor element 122 . The polarity of the output of sensor element 122 corresponds to the direction of acceleration with reference to detection axis 123 . In the example of this figure, the detection axis 123 is parallel to the bending direction of the diaphragm 124 .

各センサ素子１２２は、内部の構造によって、一または二以上の検出軸１２３を有することができる。各センサ素子１２２が一の検出軸１２３を有する場合、振動検出部１２０は複数のセンサ素子１２２を用いて実現される。この場合特に、複数の検出軸１２３の方向を自由に設定して音取得装置１０を構成することができる。図５および図６は、このように各センサ素子１２２が一の検出軸１２３を有する例を示している。 Each sensor element 122 can have one or more detection axes 123 depending on the internal structure. If each sensor element 122 has one detection axis 123, the vibration detector 120 is implemented using a plurality of sensor elements 122. FIG. Especially in this case, the sound acquisition device 10 can be configured by freely setting the directions of the plurality of detection axes 123 . 5 and 6 show examples in which each sensor element 122 thus has one detection axis 123. FIG.

一方、二以上の検出軸１２３を有するセンサ素子１２２を用いる場合、振動検出部１２０は一つのセンサ素子１２２により構成されてもよい。この場合、センサ素子１２２はたとえば２軸センサ、または３軸センサであり、検出軸１２３は互いに直交する。そして、複数の検出軸１２３がいずれも第１面１０１に対して斜めとなるように、支持部材１４０がセンサ素子１２２を支持すればよい。 On the other hand, when the sensor element 122 having two or more detection axes 123 is used, the vibration detection section 120 may be configured with one sensor element 122 . In this case, sensor element 122 is, for example, a two-axis sensor or a three-axis sensor, and detection axes 123 are orthogonal to each other. The support member 140 may support the sensor element 122 so that all of the plurality of detection axes 123 are oblique to the first surface 101 .

振動検出部１２０の複数の検出軸１２３と、処理部１１０の処理について、以下に詳しく説明する。上記した通り、複数の検出軸１２３は、互いに非平行であり、第１面１０１に対して斜めである。すなわち検出軸１２３は第１面１０１の法線に対して斜めである。 The multiple detection axes 123 of the vibration detection unit 120 and the processing of the processing unit 110 will be described in detail below. As described above, the multiple detection axes 123 are non-parallel to each other and oblique to the first surface 101 . That is, the detection axis 123 is oblique to the normal line of the first surface 101 .

ここで、複数の検出軸１２３は、第１面１０１への投影が互いに平行である二つの検出軸１２３からなる対を含むことが好ましい。また、対を構成する二つの検出軸１２３の、第１面１０１に対する角度は互いに等しいことが好ましい。このような対では、第１面１０１に平行な方向の振動成分が逆位相かつ同じ強さの振動成分としてセンサ素子１２２に作用する。したがって、二つの検出軸１２３についての検出信号を足し合わせるだけで、第１面１０１に平行な方向の振動成分、すなわち、外部音の成分を効果的に低減できる。 Here, the plurality of detection axes 123 preferably includes a pair of two detection axes 123 whose projections onto the first surface 101 are parallel to each other. Also, it is preferable that the angles of the two detection axes 123 forming a pair with respect to the first surface 101 are equal to each other. In such a pair, the vibration components in the direction parallel to the first surface 101 act on the sensor element 122 as vibration components having opposite phases and the same strength. Therefore, by simply adding the detection signals for the two detection axes 123, the vibration component in the direction parallel to the first surface 101, that is, the external sound component can be effectively reduced.

なお、対を構成する二つの検出軸１２３の方向、すなわち検出の極性は、第１面１０１への投影において、互いに逆向きである。また、対を構成する二つの検出軸１２３の第１面１０１への投影は、同一直線上にあることが好ましいが、必ずしも同一直線上に無くても良い。 The directions of the two detection axes 123 forming a pair, that is, the polarities of detection, are opposite to each other when projected onto the first surface 101 . Moreover, the projection of the two detection axes 123 forming a pair onto the first surface 101 is preferably on the same straight line, but it is not necessarily on the same straight line.

複数の検出軸１２３が一以上の対からなる場合、振動検出部１２０は偶数個の検出軸１２３を有する。 When the plurality of detection axes 123 are composed of one or more pairs, the vibration detection section 120 has an even number of detection axes 123 .

図６は、検出軸１２３ａと検出軸１２３ｂとが、対を構成する二つの検出軸１２３であり、第１面１０１に対する角度が互いに等しい例を示している。 FIG. 6 shows an example in which a detection axis 123a and a detection axis 123b are two detection axes 123 forming a pair, and the angles with respect to the first surface 101 are equal to each other.

対を構成する二つの検出軸１２３の成す角θは特に限定されないが、対象音に対する感度と指向性とのバランスの観点から、６０°以上１２０°以下であることが好ましく、７５°以上１０５°以下であることがより好ましく、８５°以上９５°以下であることがさらに好ましい。 Although the angle θ formed by the two detection axes 123 forming a pair is not particularly limited, it is preferably 60° or more and 120° or less, and preferably 75° or more and 105° from the viewpoint of the balance between sensitivity and directivity to the target sound. or less, and more preferably 85° or more and 95° or less.

図８（ａ）および図８（ｂ）は、θと振動検出部１２０の指向性との関係を例示する図である。図８（ａ）の例では図８（ｂ）の例よりもθが大きい。これらの図で示すように、θが大きいほど、より指向性が高い。すなわち、限られた角度範囲からの音を取得できる。このように、振動検出部１２０の指向性はセンサ素子１２２自体の指向性と、θの設定によって調整できる。一方、θが小さいほど、対象部９０からの対象音、すなわち第１面１０１に垂直な振動成分を、高い感度で取得することができる。 FIGS. 8A and 8B are diagrams illustrating the relationship between θ and the directivity of vibration detection section 120. FIG. In the example of FIG. 8(a), θ is larger than in the example of FIG. 8(b). As shown in these figures, the greater the θ, the higher the directivity. That is, sounds can be acquired from a limited angular range. Thus, the directivity of the vibration detection unit 120 can be adjusted by setting the directivity of the sensor element 122 itself and θ. On the other hand, as θ is smaller, the target sound from the target portion 90, that is, the vibration component perpendicular to the first surface 101 can be acquired with higher sensitivity.

なお、処理部１１０は、対を構成する二つの検出軸１２３についての検出信号を足し合わせるほか、必要な処理をさらに行ってもよい。たとえば、処理部１１０は、センサ素子１２２の感度や周波数特性等の特性ばらつきを補正する処理を行うことができる。また、センサ素子１２２間の距離および周波数に応じた位相ずれ、すなわち時間的なずれを補正する処理を行うことができる。ただし、これらの処理も動的な信号処理ではなく、固定パラメータを利用した処理であり、処理は過度に複雑化することはない。 Note that the processing unit 110 may add the detection signals of the two detection axes 123 forming a pair, and may further perform necessary processing. For example, the processing unit 110 can perform processing for correcting variations in characteristics such as sensitivity and frequency characteristics of the sensor element 122 . Further, it is possible to perform a process of correcting a phase shift according to the distance and frequency between the sensor elements 122, that is, a time shift. However, these processes are also not dynamic signal processing but processes using fixed parameters, and the processing does not become excessively complicated.

複数のセンサ素子１２２の距離は短いことが好ましい。検出信号の加算によるノイズキャンセルでは、複数の１２２の検出信号間の位相差を小さくすることで、得られる音データにおける残留誤差を小さくすることができるからである。たとえば、生体音など比較的周波数が低い成分（たとえば３ｋＨｚ以下）に対する効果を想定すると、センサ素子１２２ａの中心とセンサ素子１２２ｂの中心との距離は１０ｍｍ以下であることが好ましい。 It is preferable that the distance between the plurality of sensor elements 122 is short. This is because noise cancellation by addition of detection signals can reduce the residual error in the obtained sound data by reducing the phase difference between the plurality of 122 detection signals. For example, considering the effect on relatively low-frequency components (for example, 3 kHz or less) such as body sounds, the distance between the center of sensor element 122a and the center of sensor element 122b is preferably 10 mm or less.

以上、本実施例によれば、実施形態と同様、複数の検出軸１２３が、互いに非平行であり、対象部９０に対向する第１面１０１に対して斜めである。したがって、検出信号の簡単な処理により、時間遅延およびエネルギー消費を抑えつつ、ノイズを低減できる。 As described above, according to the present example, the plurality of detection axes 123 are non-parallel to each other and oblique to the first surface 101 facing the target portion 90 as in the embodiment. Therefore, simple processing of the detected signal can reduce noise while reducing time delay and energy consumption.

（実施例２）
図９は、実施例２に係る処理部１１０の処理方法を説明するための模式図である。本実施例に係る音取得装置１０は、処理部１１０が行う処理内容を除いて実施例１に係る音取得装置１０と同じである。(Example 2)
FIG. 9 is a schematic diagram for explaining the processing method of the processing unit 110 according to the second embodiment. The sound acquisition device 10 according to the present embodiment is the same as the sound acquisition device 10 according to the first embodiment except for the processing performed by the processing unit 110 .

本実施例において、処理部１１０は、第１の伝達関数Ｇ１、第２の伝達関数Ｇ２、および振動検出部１２０からの出力を用いて音データを生成する。第１の伝達関数Ｇ１は、音取得装置１０の外部の音ＳＮを入力とし、振動検出部１２０における第１面１０１に平行な方向の音成分ＳｐＮを出力としたときの伝達関数である。そして、第２の伝達関数Ｇ２は、音取得装置１０の外部の音ＳＮを入力とし、振動検出部１２０における第１面１０１に垂直な方向の音成分ＳｖＮを出力としたときの伝達関数である。In this embodiment, the processing unit 110 uses the first transfer function G 1 , the second transfer function G 2 , and the output from the vibration detection unit 120 to generate sound data. The first transfer function G1 is a transfer function when the external sound SN of the sound acquisition device 10 is input and the sound component SpN in the direction parallel to the first surface 101 in the vibration detection unit 120 is output. be. The second transfer function G2 is the transfer function when the external sound SN of the sound acquisition device 10 is input and the sound component SvN in the vibration detection unit 120 in the direction perpendicular to the first surface 101 is output. is a function.

なお、第１面１０１に平行な方向の音成分とは、振動検出部１２０において第１面１０１に平行な振動成分として検出される音であり、すなわち、第１の検出軸１２３ａの検出信号と第２の検出軸１２３ｂの検出信号との逆位相成分として検出される音である。また、第１面１０１に垂直な方向の音成分とは、振動検出部１２０において第１面１０１に垂直な振動成分として検出される音であり、すなわち、第１の検出軸１２３ａの検出信号と第２の検出軸１２３ｂの検出信号との同位相成分として検出される音である。 Note that the sound component in the direction parallel to the first surface 101 is the sound detected as the vibration component parallel to the first surface 101 by the vibration detection unit 120, that is, the detection signal of the first detection axis 123a. This is the sound detected as the opposite phase component to the detection signal of the second detection axis 123b. Further, the sound component in the direction perpendicular to the first surface 101 is the sound detected as the vibration component perpendicular to the first surface 101 by the vibration detection unit 120, that is, the detection signal of the first detection axis 123a. This is the sound detected as a component in phase with the detection signal of the second detection axis 123b.

音取得装置１０の外部から振動検出部１２０へ伝わる外部音８０の成分としては、筐体１３０へ吸収され支持部材１４０を介して振動検出部１２０へ伝わる吸収成分８１と、筐体１３０を透過して直接振動検出部１２０へ伝わる透過成分８２とがある。 Components of the external sound 80 transmitted from the outside of the sound acquisition device 10 to the vibration detection unit 120 include an absorption component 81 absorbed by the housing 130 and transmitted to the vibration detection unit 120 via the support member 140, and an absorption component 81 transmitted through the housing 130. There is a transmission component 82 that is directly transmitted to the vibration detection unit 120 .

吸収成分８１は、実施形態および実施例１で説明した通り、支持部材１４０において第１面１０１に平行な方向の音成分Ｓｐ１となり、検出軸１２３ａの検出信号と検出軸１２３ｂの検出信号を足し合わせることにより打ち消される。一方、透過成分８２は、第１面１０１に垂直な方向の音成分Ｓｖ２と第１面１０１に平行な方向の音成分Ｓｐ２との足し合わせである。振動検出部１２０に至った透過成分８２のうち、第１面１０１に平行な方向の音成分Ｓｐ２は検出軸１２３ａの検出信号と検出軸１２３ｂの検出信号を足し合わせにより、音成分Ｓｐ１と同様に打ち消される。一方、第１面１０１に垂直な方向の音成分Ｓｖ２は、単なる信号の足し合わせでは除去することができない。As described in the embodiment and Example 1, the absorption component 81 becomes the sound component Sp1 in the direction parallel to the first surface 101 in the support member 140, and the detection signal of the detection axis 123a and the detection signal of the detection axis 123b are added. Canceled by matching. On the other hand, the transmission component 82 is the sum of the sound component S v2 in the direction perpendicular to the first surface 101 and the sound component Sp2 in the direction parallel to the first surface 101 . Of the transmission component 82 reaching the vibration detection unit 120, the sound component Sp2 in the direction parallel to the first surface 101 is obtained by adding the detection signal of the detection axis 123a and the detection signal of the detection axis 123b , and similarly canceled. On the other hand, the sound component Sv2 in the direction perpendicular to the first surface 101 cannot be removed by simply adding signals.

ここで、吸収成分８１と透過成分８２の音源は、いずれも外部音８０で共通である。そして、吸収成分８１は「音源」×「筐体１３０の振動の伝達関数」で表され、透過成分８２は「音源」×「筐体１３０の透過の伝達関数」で表される。したがって、「筐体１３０の振動の伝達関数」が既知であれば、逆算して「音源」を特定することができる。さらに、特定した「音源」に対し、「筐体１３０の透過の伝達関数」を掛け合わされることで、透過成分８２を特定することができる。以下に、さらに詳しく説明する。 Here, the sound sources of the absorption component 81 and the transmission component 82 are common to the external sound 80 . The absorption component 81 is expressed by "sound source"×"vibration transfer function of housing 130", and the transmission component 82 is expressed by "sound source"×"transmission transfer function of housing 130". Therefore, if the "transfer function of the vibration of the housing 130" is known, the "sound source" can be identified by back calculation. Further, by multiplying the specified "sound source" by the "transmission transfer function of the housing 130", the transmission component 82 can be specified. Further details are given below.

上記した各伝達関数の定義から、ＳｐＮ＝ＳＮ×Ｇ１およびＳｖＮ＝ＳＮ×Ｇ２が成り立つ。したがって、ＳｖＮ＝（Ｇ２／Ｇ１）×ＳｐＮの関係が得られる。なお上記した通り、吸収成分８１はＳｐＮにしか含まれないことから、ＳｐＮ＝Ｓｐ１＋Ｓｐ２およびＳｖＮ＝Ｓｖ２である。From the definition of each transfer function above, S pN =S N ×G 1 and S vN =S N ×G 2 hold. Therefore, we obtain the relationship S vN =(G 2 /G 1 )×S pN . As described above, since the absorbing component 81 is contained only in SpN , SpN = Sp1 + Sp2 and S vN = S v2 .

対象部９０からの音の取得において、振動検出部１２０では、第１面１０１に平行な方向の音成分Ｓｐと、第１面１０１に垂直な方向の音成分Ｓｖとが別々に検出できる。すなわち、音成分Ｓｐは第１の検出軸１２３ａの検出信号と第２の検出軸１２３ｂの検出信号との逆位相成分から得られ、音成分Ｓｖは第１の検出軸１２３ａの検出信号と第２の検出軸１２３ｂの検出信号との同位相成分から得られる。より具体的には、音成分Ｓｐは第１の検出軸１２３ａの検出信号と第２の検出軸１２３ｂの検出信号の差として得られ、音成分Ｓｖは第１の検出軸１２３ａの検出信号と第２の検出軸１２３ｂの検出信号との和として得られる。In obtaining sound from the target part 90, the vibration detection part 120 can separately detect the sound component Sp in the direction parallel to the first surface 101 and the sound component Sv in the direction perpendicular to the first surface 101. . That is, the sound component Sp is obtained from the opposite phase component of the detection signal of the first detection axis 123a and the detection signal of the second detection axis 123b, and the sound component Sv is obtained from the detection signal of the first detection axis 123a. It is obtained from the in-phase component with the detection signal of the second detection axis 123b. More specifically, the sound component Sp is obtained as the difference between the detection signal of the first detection axis 123a and the detection signal of the second detection axis 123b, and the sound component Sv is the detection signal of the first detection axis 123a. and the detection signal of the second detection axis 123b.

ここで、対象音Ｓｏは音成分Ｓｖにしか含まれないことから、Ｓｐ＝ＳｐＮおよびＳｖ＝ＳｖＮ＋Ｓｏである。よって、Ｓｏ＝Ｓｖ－ＳｖＮ＝Ｓｖ－（Ｇ２／Ｇ１）×Ｓｐが成り立つ。Here, since the target sound So is included only in the sound component Sv, Sp = SpN and Sv = SvN + So. Therefore, So=S v −S vN =S v −(G 2 /G 1 )×S p holds.

以上の通り、伝達関数Ｇ１および伝達関数Ｇ２が既知であれば、取得された音成分Ｓｖおよび音成分Ｓｐを用いて、対象音Ｓｏを抽出することができる。具体的には、音成分Ｓｖから、音成分ＳｐにＧ２／Ｇ１を乗じた成分を差し引くことにより、透過成分８２によるノイズを低減した音データを生成することができる。As described above, if the transfer function G1 and the transfer function G2 are known, the target sound So can be extracted using the acquired sound component Sv and sound component Sp . Specifically, by subtracting a component obtained by multiplying the sound component Sp by G2 /G1 from the sound component Sv , it is possible to generate sound data in which noise due to the transmission component 82 is reduced.

伝達関数Ｇ１および伝達関数Ｇ２はそれぞれ筐体１３０の材質や形状に依存する。伝達関数Ｇ１および伝達関数Ｇ２は以下の様にして予め得ることができる。まず、音取得装置１０の外部、具体的にはグリップ部１００の筐体１３０の外部に音源を配置する。そして、その音源から既知の音を発生させ、振動検出部１２０で検出する。このとき、第１面１０１を静止した剛体に押し当てるなどすることにより、第１面１０１からは音の入力が無い状態とする。また、振動検出部１２０の検出結果としては、上記したように、第１面１０１に平行な方向の音成分Ｓｐと、第１面１０１に平行な方向の音成分Ｓｖとをそれぞれ導出する。Transfer function G1 and transfer function G2 depend on the material and shape of housing 130 , respectively . Transfer function G1 and transfer function G2 can be obtained in advance as follows. First, a sound source is arranged outside the sound acquisition device 10 , specifically outside the housing 130 of the grip unit 100 . A known sound is generated from the sound source and detected by the vibration detection unit 120 . At this time, no sound is input from the first surface 101 by pressing the first surface 101 against a stationary rigid body or the like. As the detection result of the vibration detection unit 120, as described above, the sound component Sp in the direction parallel to the first surface 101 and the sound component Sv in the direction parallel to the first surface 101 are derived. .

音源からの既知の音と音成分Ｓｐとの関係から伝達関数Ｇ１が得られる。また、音源からの既知の音と音成分Ｓｖとの関係から伝達関数Ｇ２が得られる。得られた伝達関数Ｇ１および伝達関数Ｇ２は記憶部１１５に保持させておき、処理部１１０がそれらを読み出して処理に用いることができる。 A transfer function G1 is obtained from the relationship between the known sound from the sound source and the sound component Sp . Also, the transfer function G2 is obtained from the relationship between the known sound from the sound source and the sound component Sv . The obtained transfer function G1 and transfer function G2 can be stored in the storage unit 115, and the processing unit 110 can read them out and use them for processing.

上記した本実施例に係る処理部１１０の処理は、以下の様に表現することもできる。複数の検出軸１２３は、第１の検出軸１２３ａと第２の検出軸１２３ｂを含む。そして、処理部１１０は、第１の検出軸１２３ａの検出信号と第２の検出軸１２３ｂの検出信号との逆位相成分を用いて、第１の検出軸１２３ａの検出信号と第２の検出軸１２３ｂの検出信号との同位相成分を処理することにより、音データを生成する。 The processing of the processing unit 110 according to the present embodiment described above can also be expressed as follows. The multiple detection axes 123 include a first detection axis 123a and a second detection axis 123b. Then, the processing unit 110 uses the opposite phase component of the detection signal of the first detection axis 123a and the detection signal of the second detection axis 123b to detect the detection signal of the first detection axis 123a and the detection signal of the second detection axis 123b. Sound data is generated by processing the in-phase component with the detection signal of 123b.

以上、本実施例によれば、実施形態と同様、複数の検出軸１２３が、互いに非平行であり、対象部９０に対向する第１面１０１に対して斜めである。したがって、検出信号の簡単な処理により、時間遅延およびエネルギー消費を抑えつつ、ノイズを低減できる。 As described above, according to the present example, the plurality of detection axes 123 are non-parallel to each other and oblique to the first surface 101 facing the target portion 90 as in the embodiment. Therefore, simple processing of the detected signal can reduce noise while reducing time delay and energy consumption.

くわえて、本実施例によれば、処理部１１０が、第１の伝達関数Ｇ１、第２の伝達関数Ｇ２、および振動検出部１２０からの出力を用いて音データを生成する。したがって、筐体１３０を透過した音成分によるノイズを低減でき、よりノイズ成分の少ない音データを生成することができる。Additionally, according to this embodiment, the processing unit 110 generates sound data using the first transfer function G 1 , the second transfer function G 2 , and the output from the vibration detection unit 120 . Therefore, it is possible to reduce noise due to sound components transmitted through the housing 130, and to generate sound data with less noise components.

（実施例３）
図１０は、実施例３に係る音取得装置１０の構造を例示する断面図である。本図は、実施例１の図６に対応する。本実施例に係る音取得装置１０は、支持部材１４０の筐体１３０に対する複数の連結部を通る平面１４６が、複数のセンサ素子１２２の中心の近傍を通る点を除いて実施例１および実施例２の少なくともいずれかに係る音取得装置１０と同じである。以下に詳しく説明する。(Example 3)
FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating the structure of the sound acquisition device 10 according to the third embodiment. This figure corresponds to FIG. 6 of the first embodiment. The sound acquisition device 10 according to this embodiment is similar to that of Embodiments 1 and 1 except that the plane 146 passing through the plurality of connecting portions of the support member 140 to the housing 130 passes near the centers of the plurality of sensor elements 122 . 2 is the same as the sound acquisition device 10 according to at least one of 2. A detailed description is given below.

本実施例において、支持部材１４０のベース部１４２のダイヤフラム１５０とは反対側の面には、第１面１０１に垂直な方向から見て中心部に凹部が設けられている。そして凸部１４４は、凹部の底から立ち上がっている。また、ベース部１４２の凹部の外側において、支持部材１４０は筐体１３０に接続されている。その結果、支持部材１４０の筐体１３０に対する複数の連結部を通る平面１４６が、複数のセンサ素子１２２の中心（本図中の点線の交点）の近傍を通ることとなる。そうすることで、二つの検出軸１２３のなす角θに左右されず、ノイズ低減効果の損失を最小限に抑えることができる。 In this embodiment, the surface of the base portion 142 of the support member 140 on the side opposite to the diaphragm 150 is provided with a recess in the center when viewed from the direction perpendicular to the first surface 101 . The convex portion 144 rises from the bottom of the concave portion. Further, the support member 140 is connected to the housing 130 outside the concave portion of the base portion 142 . As a result, a plane 146 passing through a plurality of connecting portions of the support member 140 to the housing 130 passes near the centers of the plurality of sensor elements 122 (intersection points of dotted lines in this figure). By doing so, the loss of the noise reduction effect can be minimized regardless of the angle θ formed by the two detection axes 123 .

図１１は、音取得装置１０の構造と吸収成分８１の検出感度との関係について説明するための図である。本図では、音取得装置１０の筐体１３０、支持部材１４０、センサ素子１２２ａおよびセンサ素子１２２ｂの関係を示している。ノイズの吸収成分８１は、筐体１３０と支持部材１４０との連結部から伝達され、振動検出部１２０に向けて伝搬するが、その伝搬は放射状である。このとき、吸収成分８１はセンサ素子１２２ａとセンサ素子１２２ｂの各感度軸（検出軸１２３）方向にベクトル分解され、センサ素子１２２の各感度軸で検出される。その結果、検出レベルに差異が生じる。 11A and 11B are diagrams for explaining the relationship between the structure of the sound acquisition device 10 and the detection sensitivity of the absorption component 81. FIG. This figure shows the relationship between the housing 130, the support member 140, the sensor element 122a, and the sensor element 122b of the sound acquisition device 10. As shown in FIG. The noise absorption component 81 is transmitted from the connecting portion between the housing 130 and the support member 140 and propagates toward the vibration detecting section 120, but the propagation is radial. At this time, the absorption component 81 is vector-decomposed in the direction of each sensitivity axis (detection axis 123) of the sensor element 122a and the sensor element 122b and detected by each sensitivity axis of the sensor element 122a. As a result, differences in detection levels occur.

より詳しくは、以下に説明するαとβとの差が、センサ素子１２２ａとセンサ素子１２２ｂの吸収成分８１に対する検出感度の差となって現れる。αは直線１２５と直線１２７とのなす角であり、βは直線１２６と直線１２７との成す角である。ここで、直線１２５は、センサ素子１２２ａの中心およびセンサ素子１２２ｂの中心を通り第１面１０１に垂直な断面において、連結部と、その連結部から最も遠いセンサ素子１２２であるセンサ素子１２２ａの中心とを結ぶ直線である。なお、本実施例において、以下、「センサ素子１２２ａの中心およびセンサ素子１２２ｂの中心を通り第１面１０１に垂直な断面」を単に「第１面１０１に垂直な断面」と呼ぶ。直線１２６は、第１面１０１に垂直な断面において、連結部とその連結部から最も近いセンサ素子１２２であるセンサ素子１２２ｂの中心とを結ぶ直線である。そして、直線１２７は、第１面１０１に垂直な断面において、センサ素子１２２ａの中心とセンサ素子１２２ｂの中心とを結ぶ直線である。なお、本図の例において、連結部は、第１面１０１に垂直な断面において、支持部材１４０と筐体１３０とが嵌め合うための凸部の中心である。 More specifically, the difference between α and β, which will be described below, appears as the difference in detection sensitivity for the absorbing component 81 between the sensor elements 122a and 122b. α is the angle between the straight lines 125 and 127 and β is the angle between the straight lines 126 and 127 . Here, the straight line 125 passes through the center of the sensor element 122a and the center of the sensor element 122b, and in the cross section perpendicular to the first surface 101, the connecting portion and the center of the sensor element 122a, which is the sensor element 122 furthest from the connecting portion. is a straight line connecting In this embodiment, hereinafter, "the cross section passing through the center of the sensor element 122a and the center of the sensor element 122b and perpendicular to the first surface 101" is simply referred to as "the cross section perpendicular to the first surface 101". A straight line 126 is a straight line that connects the connecting portion and the center of the sensor element 122b, which is the sensor element 122 closest to the connecting portion, in a cross section perpendicular to the first surface 101 . A straight line 127 is a straight line that connects the center of the sensor element 122a and the center of the sensor element 122b in the cross section perpendicular to the first surface 101 . In addition, in the example of this figure, the connecting portion is the center of the convex portion for fitting the support member 140 and the housing 130 in the cross section perpendicular to the first surface 101 .

ここで、第１面１０１に垂直な断面において、支持部材１４０の両端の連結部間の距離をＡ、平面１４６と直線１２７との距離をＨ、センサ素子１２２ａの中心とセンサ素子１２２ｂの中心との距離をＬとする。すると、α＝ｔａｎ-1（Ｈ／（Ａ／２＋Ｌ／２））×１８０／πが成り立ち、β＝ｔａｎ-1（Ｈ／（Ａ／２－Ｌ／２））×１８０／πが成り立つ。Here, in a cross section perpendicular to the first surface 101, A is the distance between the connecting portions at both ends of the support member 140, H is the distance between the plane 146 and the straight line 127, and H is the distance between the center of the sensor element 122a and the center of the sensor element 122b. Let L be the distance between Then, α=tan −1 (H/(A/2+L/2))×180/π and β=tan −1 (H/(A/2−L/2))×180/π are established.

αおよびβの関係について、特に限定されないが、上記の観点から｜α－β｜＜１が成り立つことが好ましい。 Although the relationship between α and β is not particularly limited, it is preferable that |α−β|<1 holds from the above viewpoint.

図１２は、音取得装置１０の支持部材１４０および圧力センサ１５２の変形例を示す図である。図１０では、支持部材１４０のダイヤフラム１５０に対向する面とダイヤフラム１５０との間の全体に圧力センサ１５２が設けられている例を示したが、本図の例において、圧力センサ１５２は支持部材１４０のダイヤフラム１５０に対向する面とダイヤフラム１５０との間の一部の領域にのみ設けられている。そして、支持部材１４０はダイヤフラム１５０側の面の一部の領域において、ダイヤフラム１５０と直接密着している。なお、実施例１で説明した図６の構造において、この様な圧力センサ１５２の配置を採用してもよい。 12A and 12B are diagrams showing modifications of the support member 140 and the pressure sensor 152 of the sound acquisition device 10. FIG. 10 shows an example in which the pressure sensor 152 is provided entirely between the surface of the support member 140 facing the diaphragm 150 and the diaphragm 150, but in the example of this figure, the pressure sensor 152 is provided only in a partial region between the surface of the diaphragm 150 facing the diaphragm 150 and the diaphragm 150 . Support member 140 is in direct contact with diaphragm 150 in a partial area of the diaphragm 150 side surface. It should be noted that such an arrangement of the pressure sensor 152 may be employed in the structure of FIG. 6 described in the first embodiment.

以上、本実施例によれば、実施形態と同様、複数の検出軸１２３が、互いに非平行であり、対象部９０に対向する第１面１０１に対して斜めである。したがって、検出信号の簡単な処理により、時間遅延およびエネルギー消費を抑えつつ、ノイズを低減できる。 As described above, according to the present example, the plurality of detection axes 123 are non-parallel to each other and oblique to the first surface 101 facing the target portion 90 as in the embodiment. Therefore, simple processing of the detected signal can reduce noise while reducing time delay and energy consumption.

くわえて、本実施例によれば、支持部材１４０の筐体１３０に対する複数の固定端を通る平面１４６が、複数のセンサ素子１２２の中心の近傍を通る。したがって、処理部１１０の処理によって、より効果的にノイズを低減できる。 In addition, according to this embodiment, a plane 146 passing through a plurality of fixed ends of the support member 140 with respect to the housing 130 passes near the centers of the plurality of sensor elements 122 . Therefore, the processing of the processing unit 110 can reduce noise more effectively.

（実施例４）
図１３（ａ）から図１３（ｃ）は、実施例４に係る複数の検出軸１２３を例示する図である。これらの図は、複数の検出軸１２３を第１面１０１に垂直な方向から見た状態を示している。本実施例に係る音取得装置１０は、複数の検出軸１２３が複数の対を含む点を除いて実施例１から実施例３の少なくともいずれかに係る音取得装置１０と同じである。以下に詳しく説明する。(Example 4)
FIGS. 13A to 13C are diagrams illustrating a plurality of detection axes 123 according to Example 4. FIG. These figures show a state in which the plurality of detection axes 123 are viewed from a direction perpendicular to the first surface 101. FIG. The sound acquisition device 10 according to the present embodiment is the same as the sound acquisition device 10 according to at least one of the first to third embodiments, except that the multiple detection axes 123 include multiple pairs. A detailed description is given below.

本実施例において、複数の対のそれぞれは、実施例１で説明した様に第１面１０１への投影が互いに平行である二つの検出軸１２３からなる対である。 In this embodiment, each of the plurality of pairs is a pair of two detection axes 123 whose projections onto the first plane 101 are parallel to each other as described in the first embodiment.

図１３（ａ）は、複数の検出軸１２３が２つの対からなる例を示している。本図の例において、振動検出部１２０は向きが９０°ずつ異なる４つの検出軸１２３を有する。本図の例の場合、凸部１４４はたとえば四角錐形状であり得る。 FIG. 13(a) shows an example in which the plurality of detection axes 123 are made up of two pairs. In the example of this figure, the vibration detection unit 120 has four detection axes 123 whose directions are different by 90°. In the case of the example shown in this figure, the convex portion 144 may have, for example, a quadrangular pyramid shape.

図１３（ｂ）は、複数の検出軸１２３が３つの対からなる例を示している。本図の例において、振動検出部１２０は向きが６０°ずつ異なる６つの検出軸１２３を有する。本図の例の場合、凸部１４４はたとえば六角錐形状であり得る。 FIG. 13(b) shows an example in which the plurality of detection axes 123 consist of three pairs. In the example of this figure, the vibration detection unit 120 has six detection axes 123 whose orientations are different by 60°. In the case of the example shown in this figure, the convex portion 144 may have, for example, a hexagonal pyramid shape.

図１３（ｃ）は、複数の検出軸１２３が４つの対からなる例を示している。本図の例において、振動検出部１２０は向きが４５°ずつ異なる８つの検出軸１２３を有する。本図の例の場合、凸部１４４はたとえば八角錐形状であり得る。 FIG. 13(c) shows an example in which the multiple detection axes 123 consist of four pairs. In the example of this figure, the vibration detection unit 120 has eight detection axes 123 whose directions are different by 45 degrees. In the case of the example of this figure, the convex portion 144 may have, for example, an octagonal pyramid shape.

本実施例において、処理部１１０は、各対について、実施例１または実施例２で説明した処理を行い、対ごとのデータを得る。そして、得られた複数の対のデータを足し合わせることで、音データを得る。こうすることで、対ごとにノイズを低減させたデータが得られ、さらにそれらの足し合わせにより対象音を増大させることができる。結果的に、Ｓ／Ｎ比をより向上させた音データが得られる。 In this embodiment, the processing unit 110 performs the processing described in the first or second embodiment for each pair to obtain data for each pair. Then, sound data is obtained by summing up the obtained plural pairs of data. By doing so, it is possible to obtain data in which noise is reduced for each pair, and to increase the target sound by adding them together. As a result, sound data with an improved S/N ratio can be obtained.

なお、複数の検出軸１２３の位置関係は図１３（ａ）～図１３（ｃ）の例に限定されない。また、複数の検出軸１２３は、５つ以上の対を含んでも良い。 Note that the positional relationship of the plurality of detection axes 123 is not limited to the examples shown in FIGS. 13(a) to 13(c). Also, the plurality of detection axes 123 may include five or more pairs.

以上、本実施例によれば、実施形態と同様、複数の検出軸１２３が、互いに非平行であり、対象部９０に対向する第１面１０１に対して斜めである。したがって、検出信号の簡単な処理により、時間遅延およびエネルギー消費を抑えつつ、ノイズを低減できる。 As described above, according to the present example, the plurality of detection axes 123 are non-parallel to each other and oblique to the first surface 101 facing the target portion 90 as in the embodiment. Therefore, simple processing of the detected signals can reduce noise while reducing time delay and energy consumption.

くわえて、本実施例によれば、複数の検出軸１２３が複数の対を含む。したがって、４つ以上の検出軸１２３の検出結果に基づきＳ／Ｎ比をさらに向上させた音データが得られる。 Additionally, according to this embodiment, the plurality of detection axes 123 includes a plurality of pairs. Therefore, sound data with a further improved S/N ratio can be obtained based on the detection results of four or more detection axes 123 .

以上、図面を参照して実施形態及び実施例について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
以下、参考形態の例を付記する。
１． 一以上のセンサ素子を含み、複数の検出軸を有する振動検出部と、
前記振動検出部を支持する支持部材とを備え、
前記複数の検出軸は、互いに非平行であり、対象部に対向する第１面に対して斜めである音取得装置。
２． １．に記載の音取得装置において、
前記振動検出部からの出力を処理することにより、音データを生成する処理部をさらに備える音取得装置。
３． ２．に記載の音取得装置において、
前記複数の検出軸は、前記第１面への投影が互いに平行である二つの前記検出軸からなる対を含む音取得装置。
４． ３．に記載の音取得装置において、
前記対を構成する前記二つの検出軸の、前記第１面に対する角度は互いに等しい音取得装置。
５． ４．に記載の音取得装置において、
前記処理部は、前記対を構成する前記二つの検出軸についての検出信号を足し合わせることにより、前記音データを生成する音取得装置。
６． ３．～５．のいずれか一つに記載の音取得装置において、
前記対を構成する前記二つの検出軸の成す角は、６０°以上１２０°以下である音取得装置。
７． ３．～６．のいずれか一つに記載の音取得装置において、
前記複数の検出軸は、複数の前記対を含む音取得装置。
８． ２．～７．のいずれか一つに記載の音取得装置において、
前記振動検出部は、複数の前記センサ素子を含み、
前記支持部材には、前記複数のセンサ素子のそれぞれを支持する支持面が設けられており、
前記複数の支持面は、前記第１面に対して斜めであり、互いに異なる方向を向いている音取得装置。
９． ８．に記載の音取得装置において、
前記支持部材はベース部と前記ベース部から前記第１面側とは反対側に突出した凸部を有し、
前記凸部の側面に前記支持面が設けられている音取得装置。
１０． ９．に記載の音取得装置において、
前記ベース部の外周部は、利用者が触れるグリップ部の筐体に物理的に接続されている音取得装置。
１１． １０．に記載の音取得装置において、
前記処理部は、第１の伝達関数、第２の伝達関数、および前記振動検出部からの出力を用いて前記音データを生成し、
前記第１の伝達関数は、当該音取得装置の外部の音を入力とし、前記振動検出部における前記第１面に平行な方向の音成分を出力としたときの伝達関数であり、
前記第２の伝達関数は、当該音取得装置の外部の音を入力とし、前記振動検出部における前記第１面に垂直な方向の音成分を出力としたときの伝達関数である音取得装置。
１２． １０．に記載の音取得装置において、
前記複数の検出軸は、第１の検出軸と第２の検出軸を含み、
前記処理部は、前記第１の検出軸の検出信号と前記第２の検出軸の検出信号との逆位相成分を用いて、前記第１の検出軸の検出信号と前記第２の検出軸の検出信号との同位相成分を処理することにより、前記音データを生成する音取得装置。
１３． ８．～１２．のいずれか一つに記載の音取得装置において、
前記センサ素子は、加速度センサである音取得装置。
１４． ２．～１３．のいずれか一つに記載の音取得装置において、
前記対象部に接触または接近させるダイヤフラムをさらに備え、
前記第１面は、前記ダイヤフラムの前記対象部に対向する面である音取得装置。
１５． １４．に記載の音取得装置において、
前記ダイヤフラムと前記支持部材との間に、前記ダイヤフラムへの前記対象部からの圧力を検知する圧力センサをさらに備え、
前記処理部は前記圧力センサの出力を用いて前記音データの生成タイミングを制御する音取得装置。
１６． ２．～１５．のいずれか一つに記載の音取得装置において、
当該音取得装置は、電子聴診器であり、
前記音データに基づいた音を出力する出力部をさらに備える音取得装置。
１７． １．～１６．のいずれか一つに記載の音取得装置において、
前記対象部は生体の一部である音取得装置。
Although the embodiments and examples have been described above with reference to the drawings, these are examples of the present invention, and various configurations other than those described above can be adopted.
Examples of reference forms are added below.
1. a vibration detection unit including one or more sensor elements and having a plurality of detection axes;
a support member that supports the vibration detection unit;
The sound acquisition device, wherein the plurality of detection axes are non-parallel to each other and oblique to the first surface facing the target part.
2. 1. In the sound acquisition device according to
A sound acquisition device further comprising a processing unit that generates sound data by processing an output from the vibration detection unit.
3. 2. In the sound acquisition device according to
The sound acquisition device, wherein the plurality of detection axes includes pairs of two detection axes whose projections onto the first plane are parallel to each other.
4. 3. In the sound acquisition device according to
The sound acquisition device, wherein the angles of the two detection axes forming the pair with respect to the first plane are equal to each other.
5. 4. In the sound acquisition device according to
The sound acquisition device, wherein the processing unit generates the sound data by adding detection signals for the two detection axes forming the pair.
6. 3. ~ 5. In the sound acquisition device according to any one of
The sound acquisition device, wherein the two detection axes forming the pair form an angle of 60° or more and 120° or less.
7. 3. ~6. In the sound acquisition device according to any one of
The sound acquisition device, wherein the plurality of detection axes includes a plurality of the pairs.
8. 2. ~7. In the sound acquisition device according to any one of
The vibration detection unit includes a plurality of the sensor elements,
The support member is provided with a support surface that supports each of the plurality of sensor elements,
The sound acquisition device, wherein the plurality of support surfaces are oblique to the first surface and face in different directions.
9. 8. In the sound acquisition device according to
The support member has a base portion and a convex portion protruding from the base portion to the side opposite to the first surface side,
The sound acquisition device, wherein the supporting surface is provided on a side surface of the convex portion.
10. 9. In the sound acquisition device according to
A sound acquisition device in which an outer peripheral portion of the base portion is physically connected to a housing of a grip portion that is touched by a user.
11. 10. In the sound acquisition device according to
The processing unit generates the sound data using a first transfer function, a second transfer function, and an output from the vibration detection unit,
The first transfer function is a transfer function when an external sound of the sound acquisition device is input and a sound component in the vibration detection unit in a direction parallel to the first surface is output,
The sound acquisition device, wherein the second transfer function is a transfer function when an external sound of the sound acquisition device is input and a sound component of the vibration detection unit in a direction perpendicular to the first surface is output.
12. 10. In the sound acquisition device according to
the plurality of detection axes includes a first detection axis and a second detection axis;
The processing unit uses opposite phase components of the detection signal of the first detection axis and the detection signal of the second detection axis to detect the difference between the detection signal of the first detection axis and the detection signal of the second detection axis. A sound acquisition device that generates the sound data by processing an in-phase component with a detection signal.
13. 8. ~12. In the sound acquisition device according to any one of
The sound acquisition device, wherein the sensor element is an acceleration sensor.
14. 2. ~ 13. In the sound acquisition device according to any one of
Further comprising a diaphragm that contacts or approaches the target part,
The sound acquisition device, wherein the first surface is a surface of the diaphragm facing the target portion.
15. 14. In the sound acquisition device according to
Further comprising a pressure sensor between the diaphragm and the support member for detecting pressure from the target portion to the diaphragm,
The sound acquisition device, wherein the processing unit controls the generation timing of the sound data using the output of the pressure sensor.
16. 2. ~15. In the sound acquisition device according to any one of
the sound acquisition device is an electronic stethoscope,
A sound acquisition device further comprising an output unit that outputs a sound based on the sound data.
17. 1. ~16. In the sound acquisition device according to any one of
The sound acquisition device, wherein the target part is a part of a living body.

この出願は、２０１８年６月１５日に出願された日本出願特願２０１８－１１４２１３号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。 This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2018-114213 filed on June 15, 2018, and the entire disclosure thereof is incorporated herein.

Claims (14)

音取得装置であって、
一以上のセンサ素子を含み、複数の検出軸を有する振動検出部と、
前記振動検出部を支持する支持部材と、
前記振動検出部からの出力を処理することにより、音データを生成する処理部とを備え、
前記複数の検出軸は、互いに非平行であり、対象部に対向する第１面に対して斜めであり、
前記複数の検出軸は、第１の検出軸と第２の検出軸を含み、
前記処理部は、前記第１の検出軸の検出信号と前記第２の検出軸の検出信号との逆位相成分を用いて、前記第１の検出軸の検出信号と前記第２の検出軸の検出信号との同位相成分を処理することにより、前記音データを生成し、
前記支持部材はベース部を備え、前記ベース部の外周は当該音取得装置の筐体に物理的に接続されており、
前記処理部は、第１の伝達関数、第２の伝達関数、および前記振動検出部からの出力を用いて前記音データを生成し、
前記第１の伝達関数は、当該音取得装置の外部の音を入力とし、前記振動検出部における前記第１面に平行な方向の音成分を出力としたときの伝達関数であり、
前記第２の伝達関数は、当該音取得装置の外部の音を入力とし、前記振動検出部における前記第１面に垂直な方向の音成分を出力としたときの伝達関数である
音取得装置。 A sound acquisition device,
a vibration detection unit including one or more sensor elements and having a plurality of detection axes;
a support member that supports the vibration detection unit;
a processing unit that generates sound data by processing the output from the vibration detection unit;
the plurality of detection axes are non-parallel to each other and oblique to the first surface facing the target portion;
the plurality of detection axes includes a first detection axis and a second detection axis;
The processing unit uses opposite phase components of the detection signal of the first detection axis and the detection signal of the second detection axis to detect the difference between the detection signal of the first detection axis and the detection signal of the second detection axis. generating the sound data by processing the in-phase component with the detection signal;
the support member comprises a base portion, the perimeter of the base portion being physically connected to a housing of the sound acquisition device;
The processing unit generates the sound data using a first transfer function, a second transfer function, and an output from the vibration detection unit,
The first transfer function is a transfer function when an external sound of the sound acquisition device is input and a sound component in the vibration detection unit in a direction parallel to the first surface is output,
The sound acquisition device, wherein the second transfer function is a transfer function when an external sound of the sound acquisition device is input and a sound component of the vibration detection unit in a direction perpendicular to the first surface is output. 請求項１に記載の音取得装置において、
前記複数の検出軸は、前記第１面への投影が互いに平行である二つの前記検出軸からなる対を含む音取得装置。 A sound acquisition device according to claim 1, wherein
The sound acquisition device, wherein the plurality of detection axes includes pairs of two detection axes whose projections onto the first plane are parallel to each other. 請求項２に記載の音取得装置において、
前記対を構成する前記二つの検出軸の、前記第１面に対する角度は互いに等しい音取得装置。 The sound acquisition device according to claim 2,
The sound acquisition device, wherein the angles of the two detection axes forming the pair with respect to the first plane are equal to each other. 請求項３に記載の音取得装置において、
前記処理部は、前記対を構成する前記二つの検出軸についての検出信号を足し合わせることにより、前記音データを生成する音取得装置。 The sound acquisition device according to claim 3,
The sound acquisition device, wherein the processing unit generates the sound data by adding detection signals for the two detection axes forming the pair. 請求項２～４のいずれか一項に記載の音取得装置において、
前記対を構成する前記二つの検出軸の成す角は、６０°以上１２０°以下である音取得装置。 In the sound acquisition device according to any one of claims 2 to 4,
The sound acquisition device, wherein the two detection axes forming the pair form an angle of 60° or more and 120° or less. 請求項２～５のいずれか一項に記載の音取得装置において、
前記複数の検出軸は、複数の前記対を含む音取得装置。 In the sound acquisition device according to any one of claims 2 to 5,
The sound acquisition device, wherein the plurality of detection axes includes a plurality of the pairs. 請求項１～６のいずれか一項に記載の音取得装置において、
前記ベース部の外周部が物理的に接続されている前記筐体は、利用者が触れるグリップ部の筐体である音取得装置。 The sound acquisition device according to any one of claims 1 to 6,
The sound acquisition device, wherein the casing to which the outer peripheral portion of the base portion is physically connected is the casing of the grip portion touched by the user. 請求項１～７のいずれか一項に記載の音取得装置において、
前記支持部材は前記ベース部から前記第１面側とは反対側に突出した凸部を有し、
前記凸部において前記一以上のセンサ素子が支持されている音取得装置。 The sound acquisition device according to any one of claims 1 to 7,
The support member has a convex portion projecting from the base portion to the side opposite to the first surface side,
A sound acquisition device, wherein the one or more sensor elements are supported on the convex portion. 請求項８に記載の音取得装置において、
前記振動検出部は、複数の前記センサ素子を含み、
前記凸部の側面には、前記複数のセンサ素子のそれぞれを支持する支持面が設けられており、
前記複数の支持面は、前記第１面に対して斜めであり、互いに異なる方向を向いている音取得装置。 The sound acquisition device according to claim 8,
The vibration detection unit includes a plurality of the sensor elements,
a support surface for supporting each of the plurality of sensor elements is provided on a side surface of the convex portion;
The sound acquisition device, wherein the plurality of support surfaces are oblique to the first surface and face in different directions. 請求項１～９のいずれか一項に記載の音取得装置において、
前記センサ素子は、加速度センサである音取得装置。 The sound acquisition device according to any one of claims 1 to 9,
The sound acquisition device, wherein the sensor element is an acceleration sensor. 請求項１～１０のいずれか一項に記載の音取得装置において、
前記対象部に接触または接近させるダイヤフラムをさらに備え、
前記第１面は、前記ダイヤフラムの前記対象部に対向する面である音取得装置。 In the sound acquisition device according to any one of claims 1 to 10,
Further comprising a diaphragm that contacts or approaches the target part,
The sound acquisition device, wherein the first surface is a surface of the diaphragm facing the target portion. 請求項１１に記載の音取得装置において、
前記ダイヤフラムと前記支持部材との間に、前記ダイヤフラムへの前記対象部からの圧力を検知する圧力センサをさらに備え、
前記処理部は前記圧力センサの出力を用いて前記音データの生成タイミングを制御する音取得装置。 A sound acquisition device according to claim 11, wherein
Further comprising a pressure sensor between the diaphragm and the support member for detecting pressure from the target portion to the diaphragm,
The sound acquisition device, wherein the processing unit controls the generation timing of the sound data using the output of the pressure sensor. 請求項１～１２のいずれか一項に記載の音取得装置において、
当該音取得装置は、電子聴診器であり、
前記音データに基づいた音を出力する出力部をさらに備える音取得装置。 In the sound acquisition device according to any one of claims 1 to 12,
the sound acquisition device is an electronic stethoscope,
A sound acquisition device further comprising an output unit that outputs a sound based on the sound data. 請求項１～１３のいずれか一項に記載の音取得装置において、
前記対象部は生体の一部である音取得装置。 The sound acquisition device according to any one of claims 1 to 13,
The sound acquisition device, wherein the target part is a part of a living body.
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