JP7171470B2 - マイクロホンアレイ - Google Patents

Description

本発明は、複数のマイクロホンを備えたマイクロホンアレイに関するものである。

マイクロホンアレイは、被検体から発生する音を複数の異なる場所で同時に測定することが可能であり、製品から発生する音を測定する装置などに用いられる。下記の特許文献１には、２つのマイクロホンアレイを用いた音響計測装置が記載されている。

特開２００６－２１４７４０号公報

上記特許文献１に示すように、従来のマイクロホンアレイでは、棒状の部材を組み合わせて構成されたフレームの上に複数のマイクロホンが固定されている。

他方、複数のマイクロホンを用いて音の計測を行う場合、通常は、マイクロホンの配置を決定する作業が必要となる。例えば、被検体から発生する音を測定する場合、測定を行なうべき空間の範囲や音の周波数に応じて、随時、マイクの配置を変えながら、最適な配置を絞り込んでいかなければならない。

ところが、フレーム上に各マイクロホンが固定された従来のマイクロホンアレイでは、マイクロホンの配置の変更が容易ではない。マイクロホンの配置を変更するには、マイクロホンをフレームから一旦取り外し、別の場所に再度固定しなくてはならず、それを複数のマイクロホンについて行わなければならない。しかも、適切なマイクロホンの配置を決定するには、上記のような配置変更を複数のマイクロホンについて何度も行う必要がある。従って、従来のマイクロホンアレイでは、測定作業に要する時間と労力が非常に大きいという問題がある。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数のマイクロホンの配置を簡単に変更できるマイクロホンアレイを提供することにある。

本発明の一態様に係るマイクロホンアレイは、被検体において発生する音を検出するための複数のマイクロホンと、複数のマイクロホンを保持する複数の棒状部材と、複数の棒状部材に設けられた複数の支持部と、複数の棒状部材が平行になるように、複数の支持部を介して複数の棒状部材を相互に結合する複数の結合部とを有する。各棒状部材は、被検体に面した長手方向の一端においてマイクロホンを保持する。各支持部は、それぞれ結合部に連結された第１支持体及び第２支持体を含む。１つの棒状部材に設けられた第１支持体及び第２支持体は、当該１つの棒状部材の長手方向における互いの間隔を変更可能である。各結合部は、結合する２つの棒状部材の一方に設けられた第１支持体及び第２支持体の間隔と、当該２つの棒状部材の他方に設けられた第１支持体及び第２支持体の間隔と、当該２つの棒状部材の間隔とを連動して変化させる。複数の結合部は、それぞれが結合する２つの棒状部材の間隔を、相互に一定の比を保つように連動して変化させる。

この構成によれば、それぞれ長手方向の一端にマイクロホンを保持する複数の棒状部材が、互いに平行になるように、複数の支持部を介して複数の結合部により相互に結合されている。各棒状部材に設けられた支持部には、棒状部材の長手方向における間隔を変更可能な第１支持体及び第２支持体が含まれている。１つの結合部により結合される２つの棒状部材の一方に設けられた第１支持体及び第２支持体の間隔が変化すると、これに連動して、当該２つの棒状部材の他方に設けられた第１支持体及び第２支持体の間隔が変化するとともに、当該２つの棒状部材の間隔が変化する。複数の結合部により結合された複数の棒状部材のペアにおいては、棒状部材同士の間隔が相互に一定の比を保つように連動して変化する。これにより、複数の棒状部材のペアに対応した複数のマイクロホンのペアにおいて、マイクロホン同士の間隔が相互に一定の比を保つように連動して変化する。

各結合部は、結合する２つの棒状部材の一方に設けられた第１支持体及び第２支持体の間隔と、当該２つの棒状部材の他方に設けられた第１支持体及び第２支持体の間隔とを、互いに等しい間隔に維持してよい。複数の結合部は、それぞれが結合する２つの棒状部材の間隔を、互い等しい間隔に維持してよい。
この構成によれば、複数の結合部における機構部品を共通化することが可能になり、装置の構成が簡易になる。

各結合部は、複数のリンクと、複数のリンクを回動可能に連結する１以上のリンク連結部と、結合する２つの棒状部材に設けられた２つの第１支持体を、それぞれリンクに対して回動可能に連結する２つの第１支持体連結部と、当該２つの棒状部材に設けられた２つの第２支持体を、それぞれリンクに対して回動可能に連結する２つの第２支持体連結部とを含んでよい。同じ結合部に含まれるリンク連結部、第１支持体連結部及び第２支持体連結部は、それぞれの回動軸が互いに平行であるとともに、長手方向と平行な方向に対して垂直であってよい。
この構成によれば、回動可能な複数のリンクを用いる簡易な構造により、平行な棒状部材同士の間隔と、各棒状部材の長手方向における第１支持体及び第２支持体の間隔とを連動して変化させる機構が構成される。

第１支持体は、長手方向において第２支持体よりもマイクロホンに近い場所に設けられていてよい。各結合部は、１つのリンク連結部により連結された２つのリンクを含んでよい。２つのリンクにおける一方のリンクは、結合する２つの棒状部材の一方に設けられた第１支持体と第１支持体連結部により連結されるとともに、当該２つの棒状部材の他方に設けられた第２支持体と第２支持体連結部により連結され、２つのリンクにおける他方のリンクは、当該２つの棒状部材の一方に設けられた第２支持体と第２支持体連結部により連結されるとともに、当該２つの棒状部材の他方に設けられた第１支持体と第１支持体連結部により連結されてよい。各リンクにおいて、リンク連結部の回動軸は、第１支持体連結部の回動軸と第２支持体連結部の回動軸とを結ぶ線分の中点を通ってよい。複数の結合部は、各リンクにおける第１支持体連結部の回動軸と第２支持体連結部の回動軸との距離が等しくてよい。
この構成によれば、リンク連結部において２つのリンクが相対的に回転すると、各リンクに設けられた第１支持体連結部及び第２支持体連結部において、第１支持体とリンクとが相対的に回転するとともに、第２支持体とリンクとが相対的に回転する。これにより、２つのリンクに結合された２つの棒状部材のそれぞれにおいて、第１支持体及び第２支持体の間隔が変化するとともに、当該２つの棒状部材の間隔が変化する。

複数の支持部において、第１支持体及び第２支持体の一方が棒状部材に固定されるか、又は、第１支持体及び第２支持体の一方が棒状部材と一体に形成されてよい。
この構成によれば、第１支持体及び第２支持体の一方において棒状部材と結合部とが固定されるため、棒状部材と結合部との相対的な位置関係が変化することによるマイクロホンと被検体との距離の変化が生じ難くなり、当該位置関係の変化が音の測定に影響を与え難くなる。

複数の結合部は、リンク連結部の回動軸の方向が異なるＮ個のグループに分かれていてよい。同一のグループに属する全ての結合部は、リンク連結部の回動軸の方向が、回転対称なＮ個の基準方向の１つと平行であってよい。
この構成によれば、回転対称なＮ個の方向におけるマイクロホン同士の間隔を簡単に変更することが可能となる。

複数の結合部は、リンク連結部の回動軸の方向が異なるＮ個のグループに分かれていてよい。同一のグループに属する結合部同士は、同一の棒状部材において同一の支持部に連結されてよい。異なるグループに属する結合部は、同一の棒状部材において異なる支持部に連結されてよい。同一の棒状部材に設けられた異なる支持部は、互いに独立して第１支持体及び第２支持体の間隔を変更可能であってよい。
この構成によれば、Ｎ個の方向におけるマイクロホン同士の間隔を独立に変更することが可能となる。

第１支持体及び第２支持体の一方が、同一の棒状部材に設けられた異なる支持部において共有されていてよい。
この構成によれば、支持部を構成する部品の点数が減り、構成が簡易になる。

複数の支持部において、第１支持体及び第２支持体の一方が棒状部材に固定されるか、又は、第１支持体及び第２支持体の一方が棒状部材と一体に形成されていてよく、棒状部材は、マイクロホンを保持する長手方向の一端と、棒状部材に固定若しくは形成された第１支持体及び第２支持体の一方との距離を変更可能であってよい。
この構成によれば、マイクロホンを保持する棒状部材の長手方向の一端と、棒状部材に固定若しくは形成された第１支持体及び第２支持体の一方との距離を変更可能であるため、被検体とマイクロホンとの距離を任意に設定することが可能となる。

棒状部材は、長手方向に伸びた第１筒状部材と、長手方向に伸びており、第１筒状部材の内部を貫通する孔に挿入された第２筒状部材とを含んでよい。第１支持体及び第２支持体は、第１筒状部材に設けられていてよい。第２筒状部材は、被検体に面した長手方向の一端においてマイクロホンを保持してよい。
この構成によれば、第１筒状部材の孔に第２筒状部材を挿入する長さを変更することにより、被検体とマイクロホンとの距離を任意に設定することが可能となる。

本発明によれば、複数のマイクロホンの配置を簡単に変更できるマイクロホンアレイを提供できる。

図１は、第１の実施形態に係るマイクロホンアレイの一例を示す斜視図である。 図２Ａ及び図２Ｂは、図１に示すマイクロホンアレイの正面図である。 図３Ａ及び図３Ｂは、図１に示すマイクロホンアレイの側面図である。 図４は、第２の実施形態に係るマイクロホンアレイの一例を示す斜視図である。 図５Ａ～図５Ｃは、図４に示すマイクロホンアレイの正面図である。 図６Ａ～図６Ｃは、図４に示すマイクロホンアレイの側面図である。 図７は、第３の実施形態に係るマイクロホンアレイの一例を示す斜視図である。 図８Ａ及び図８Ｂは、図７に示すマイクロホンアレイの正面図である。 図９Ａ及び図９Ｂは、図７に示すマイクロホンアレイの側面図である。 図１０は、第４の実施形態に係るマイクロホンアレイの一例を示す斜視図である。 図１１Ａは、図１０に示すマイクロホンアレイの正面図である。図１１Ｂは、図１０に示すマイクロホンアレイの側面図である。 図１２は、図１０に示すマイクロホンアレイにおける棒状部材の分解斜視図である。 図１３は、被検体の表面の近くに各マイクロホンを位置させた状態を説明するための図である。

＜第１の実施形態＞
図１は、第１の実施形態に係るマイクロホンアレイ１の一例を示す斜視図である。図１に示すマイクロホンアレイ１は、被検体において発生する音を検出するための複数のマイクロホン２と、複数のマイクロホン２を保持する複数の棒状部材３と、複数の棒状部材３に設けられた複数の支持部４と、複数の棒状部材３が平行となるように複数の棒状部材３を相互に結合する複数の結合部５Ａ及び５Ｂ（以下、区別せずに「結合部５」と記す場合がある。）とを有する。各結合部５は、各棒状部材３に設けられた支持部４を介して、隣接する棒状部材３同士を結合する。本実施形態に係るマイクロホンアレイ１では、結合部５において棒状部材３の結合間隔を変更可能であり、複数の結合部５において結合間隔が連動して変化する。

本明細書では、図面に表される各要素の相対的な位置関係を説明するため、互いに垂直な３つの方向（Ｘ，Ｙ，Ｚ）が規定される。Ｘ方向は互いに逆を向く２つの方向（Ｘ１，Ｘ２）を含み、Ｙ方向は互いに逆を向く２つの方向（Ｙ１，Ｙ２）を含み、Ｚ方向は互いに逆を向く２つの方向（Ｚ１，Ｚ２）を含む。これらの方向は、説明の便宜上与えられたものに過ぎず、マイクロホンアレイ１の使用の態様を限定するものではない。

図２Ａ及び図２Ｂは、図１に示すマイクロホンアレイ１のＹ２側から見た正面図である。図３Ａ及び図３Ｂは、図１に示すマイクロホンアレイ１のＸ１側から見た側面図である。図２Ａ及び図３Ａは、各結合部５において棒状部材３の結合間隔が広がった状態を示し、図２Ｂ及び図３Ｂは、各結合部５において棒状部材３の結合間隔が狭まった状態を示す。

図３Ａ及び図３Ｂに示すように、各棒状部材３の長手方向はＹ方向に沿っている。Ｙ２側から見た複数の棒状部材３は、図２Ａ及び図２Ｂの例において、３行３列の行列状に並んでいる。各棒状部材３は、被検体に面した長手方向のＹ１側の一端においてマイクロホン２を保持する。棒状部材３は筒状の部材であり、棒状部材３の内部には、Ｙ１側からＹ２側へ貫通する孔が伸びている。マイクロホン２は、音の検出信号を伝送するためのケーブル２３に接続されており、このケーブル２３が棒状部材３の内部を貫通する孔に挿通されている。ケーブル２３は、図３Ａ及び図３Ｂの例において、棒状部材３のＹ２側の端部から引き出されている。

支持部４は、それぞれ結合部５に連結された第１支持体４１及び第２支持体４２を含む。第１支持体４１は、長手方向において第２支持体４２よりもマイクロホン２に近い場所に設けられている。１つの棒状部材３に設けられた第１支持体４１及び第２支持体４２は、当該１つの棒状部材３の長手方向における互いの間隔を変更可能である。第１支持体４１は棒状部材３に固定されており、第２支持体４２は棒状部材３の長手方向において移動可能である。図３Ａ及び図３Ｂに示すように、第２支持体４２が棒状部材３の長手方向に沿って移動することにより、第１支持体４１と第２支持体４２との長手方向における間隔が変化する。

図１の例において、第１支持体４１及び第２支持体４２は、棒状部材３が挿通されるリング状の基部と、基部の外面に設けられた４つの連結用立設部とを有する。基部のＸ方向の側面に設けられた連結用立設部には、結合部５Ａの後述するリンク５０が連結される。基部のＺ方向の側面に設けられた連結用立設部には、結合部５Ｂのリンク５０が連結される。

各結合部５は、結合する２つの棒状部材３の一方に設けられた第１支持体４１及び第２支持体４２の間隔と、当該２つの棒状部材３の他方に設けられた第１支持体４１及び第２支持体４２の間隔と、当該２つの棒状部材３の間隔とを連動して変化させる。また、複数の結合部５は、それぞれが結合する２つの棒状部材３の間隔を、相互に一定の比を保つように連動して変化させる。

特に、本実施形態に係るマイクロホンアレイ１において、各結合部５は、結合する２つの棒状部材３の一方に設けられた第１支持体４１及び第２支持体４２の間隔と、当該２つの棒状部材３の他方に設けられた第１支持体４１及び第２支持体４２の間隔とを、互いに等しい間隔に維持する。また、複数の結合部５は、それぞれが結合する２つの棒状部材３の間隔を、互いに等しい間隔に維持する。

例えば図１に示すように、各結合部５は、２つのリンク５０と、リンク連結部５３と、２つの第１支持体連結部５１と、２つの第２支持体連結部５２とを含む。

リンク連結部５３は、２つのリンク５０を回動可能に連結する。例えばリンク連結部５３は、２つのリンク５０にそれぞれ形成された孔を貫通して軸を構成するリベットやネジなどを含む。

第１支持体連結部５１は、２つの棒状部材３にそれぞれ設けられた第１支持体４１をリンク５０に対して回動可能に連結する。例えば第１支持体連結部５１は、第１支持体４１の連結用突設部に形成された孔とリンク５０に形成された孔とを貫通して軸を構成するリベットやネジなどを含む。

第２支持体連結部５２は、２つの棒状部材３にそれぞれ設けられた第２支持体４２をリンク５０に対して回動可能に連結する。例えば第２支持体連結部５２は、第２支持体４２の連結用突設部に形成された孔とリンク５０に形成された孔とを貫通して軸を構成するリベットやネジなどを含む。

同じ結合部５に含まれるリンク連結部５３、第１支持体連結部５１及び第２支持体連結部５２は、それぞれの回動軸が互いに平行であるとともに、棒状部材３の長手方向と平行な方向（Ｙ方向）に対して垂直である。

結合部５の２つのリンク５０における一方のリンク５０は、結合する２つの棒状部材３の一方に設けられた第１支持体４１と第１支持体連結部５１により連結されるとともに、当該２つの棒状部材３の他方に設けられた第２支持体４２と第２支持体連結部５２により連結される。また、当該２つのリンク５０における他方のリンク５０は、当該２つの棒状部材３の一方に設けられた第２支持体４２と第２支持体連結部５２により連結されるとともに、当該２つの棒状部材３の他方に設けられた第１支持体４１と第２支持体４２により連結される。

各リンク５０において、リンク連結部５３の回動軸は、第１支持体連結部５１の回動軸と第２支持体連結部５２の回動軸とを結ぶ線分の中点を通る。すなわち、リンク連結部５３、第１支持体連結部５１及び第２支持体連結部５２の各回転軸は、同一の直線上に並んでおり、第１支持体連結部５１の回動軸と第２支持体連結部５２の回動軸との中間にリンク連結部５３の回転軸が位置する。

複数の結合部５は、各リンク５０における第１支持体連結部５１の回動軸と第２支持体連結部５２の回動軸との距離が等しい。これにより、複数の棒状部材３において第１支持体４１との第２支持体４２との間隔が等しくなるとともに、複数の結合部５において棒状部材３の結合間隔が等しくなる。

本実施形態に係るマイクロホンアレイ１では、複数の結合部５が２つのグループ（結合部５Ａのグループ、結合部５Ｂのグループ）に分かれている。結合部５Ａのグループでは、リンク連結部５３の回動軸がＺ方向に対して平行であり、結合部５Ｂのグループでは、リンク連結部５３の回動軸がＸ方向に対して平行である。

結合部５Ａは、Ｘ方向において隣接する２つの棒状部材３を結合しており、Ｚ方向に平行な回動軸に周りで２つのリンク５０が回動することにより、結合する２つの棒状部材３のＸ方向における間隔が変化する。結合部５Ｂは、Ｚ方向において隣接する２つの棒状部材３を結合しており、Ｘ方向に平行な回動軸に周りで２つのリンク５０が回動することにより、結合する２つの棒状部材３のＺ方向における間隔が変化する。

以上説明したように、本実施形態に係るマイクロホンアレイ１によれば、それぞれ長手方向の一端にマイクロホン２を保持する複数の棒状部材３が、互いに平行になるように、複数の支持部４を介して複数の結合部５により相互に結合されている。各棒状部材３に設けられた支持部４には、棒状部材３の長手方向における間隔を変更可能な第１支持体４１及び第２支持体４２が含まれている。１つの結合部５により結合される２つの棒状部材３の一方に設けられた第１支持体４１及び第２支持体４２の間隔が変化すると、これに連動して、当該２つの棒状部材３の他方に設けられた第１支持体４１及び第２支持体４２の間隔が変化するとともに、当該２つの棒状部材３の間隔が変化する。複数の結合部５により結合された複数の棒状部材３のペアにおいては、棒状部材３同士の間隔が相互に一定の比を保つように連動して変化する。これにより、複数の棒状部材３のペアに対応した複数のマイクロホン２のペアにおいて、マイクロホン２同士の間隔が相互に一定の比を保つように連動して変化する。従って、マイクロホン２同士の間隔を一定の比に保ちながら、複数のマイクロホン２の配置を簡単に変更することができる。

特に、本実施形態に係るマイクロホンアレイ１では、各結合部５において、結合する２つの棒状部材３の一方に設けられた第１支持体４１及び第２支持体４２の間隔と、当該２つの棒状部材３の他方に設けられた第１支持体４１及び第２支持体４２の間隔とが、互いに等しい間隔に維持されるとともに、複数の結合部５において、それぞれが結合する２つの棒状部材３の間隔が、互い等しい間隔に維持される。従って、マイクロホン２同士の間隔を同一に保ちながら、複数のマイクロホン２の配置を簡単に変更することができる。また、複数の結合部５における機構部品を共通化できるため、装置の構成を簡易化できる。

また、本実施形態に係るマイクロホンアレイ１によれば、各結合部５において、回動可能な２つのリンク５０を用いる簡易な構造により、平行な棒状部材３同士の間隔と、各棒状部材３の長手方向における第１支持体４１及び第２支持体４２の間隔とを連動して変化させる機構が構成される。これにより、装置の構成を更に簡易化できる。

更に、本実施形態に係るマイクロホンアレイ１によれば、支持部４の第１支持体４１と棒状部材３とが固定される。これにより、棒状部材３と結合部５とのＹ方向における相対的な位置関係が変化し難くなり、当該位置関係が変化することによるマイクロホン２と被検体との距離の変化が生じ難くなる。そのため、当該位置関係が変化することによる音の測定への影響を効果的に抑制できる。

また、本実施形態に係るマイクロホンアレイ１によれば、棒状部材３が筒状の形状を持っており、マイクロホン２に接続されるケーブル２３が、棒状部材３の内部を貫通する孔に挿通されている。これにより、ケーブル２３が棒状部材３の内部に収容された状態で、被検体から離れる方向（Ｙ１方向）に導かれるため、マイクロホン２による音の測定にケーブル２３が影響を与え難くなる。また、各ケーブル２３が各棒状部材３の内部に収容されるため、各ケーブル２３が各結合部５において棒状部材３の結合間隔を変更する際の邪魔になり難くなる。

＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態に係るマイクロホンアレイ１Ａについて説明する。図４は、第２の実施形態に係るマイクロホンアレイ１Ａの一例を示す斜視図である。図５Ａ～図５Ｃは、図４に示すマイクロホンアレイ１ＡのＹ２側から見た正面図である。図６Ａ～図６Ｃは、図４に示すマイクロホンアレイ１ＡのＸ１側から見た側面図である。図４に示すマイクロホンアレイ１Ａは、上述した図１に示すマイクロホンアレイ１における支持部４を支持部４Ａ及び４Ｂに置き換えたものであり、他の構成は概ね図１に示すマイクロホンアレイ１と同じである。

図４に示すマイクロホンアレイ１Ａにおいても、図１に示すマイクロホンアレイ１と同様に、複数の結合部５は２つのグループ（結合部５Ａのグループ、結合部５Ｂのグループ）に分かれている。結合部５Ａのグループでは、リンク連結部５３の回動軸がＺ方向に対して平行であり、結合部５Ｂのグループでは、リンク連結部５３の回動軸がＸ方向に対して平行である。

図４に示すマイクロホンアレイ１Ａは、結合部５Ａにおける棒状部材３のＸ方向の結合間隔と、結合部５Ｂにおける棒状部材３のＺ方向の結合間隔とを独立に変化させることできる。図５Ａ及び図６Ａは、結合部５Ａ及び結合部５Ｂにおいて棒状部材３のＸ方向およびＺ方向の結合間隔が共に広がった状態を示す。図５Ｂ及び図６Ｂは、結合部５Ａにおいて棒状部材３のＸ方向の結合間隔が広がっているとともに、結合部５Ｂにおいて棒状部材３のＺ方向の結合間隔が狭まっている状態を示す。図５Ｃ及び図６Ｃは、結合部５Ａ及び結合部５Ｂにおいて棒状部材３のＸ方向およびＺ方向の結合間隔が共に狭まった状態を示す。

図４に示すように、同一のグループに属する結合部５Ａ同士は、同一の棒状部材３において同一の支持部４Ａに連結される。また、同一のグループに属する結合部５Ｂ同士は、同一の棒状部材３において同一の支持部４Ｂに連結される。異なるグループに属する結合部５Ａ及び５Ｂは、同一の棒状部材３において異なる支持部４Ａ及び４Ｂに連結される。

図６Ａ～図６Ｃに示すように、支持部４Ａは第１支持体４１Ｓと第２支持体４２Ａを含み、支持部４Ｂは第１支持体４１Ｓと第２支持体４２Ｂを含む。同一の棒状部材３に設けられた支持部４Ａ及び支持部４Ｂは、１つの第１支持体４１Ｓを共有している。支持部４Ａの第１支持体４１Ｓ及び第２支持体４２Ａは、結合部５Ａの２つのリンク５０に連結され、支持部４Ｂの第１支持体４１Ｓ及び第２支持体４２Ｂは、結合部５Ｂの２つのリンク５０に連結される。第１支持体４１Ｓは、長手方向において第２支持体４２Ａ及び第２支持体４２Ｂよりもマイクロホン２に近い場所に設けられている。また、第２支持体４２Ａは、長手方向において第２支持体４２Ｂよりもマイクロホン２に近い場所に設けられている。

同一の棒状部材３に設けられた支持部４Ａ及び支持部４Ｂは、第１支持体４１Ｓ及び第２支持体４２Ａの間隔と第１支持体４１Ｓ及び第２支持体４２Ｂの間隔とを独立に変更可能である。図６Ａ～図６Ｃの例において、第１支持体４１Ｓは棒状部材３に固定されており、第２支持体４２Ａ及び第２支持体４２Ｂは棒状部材３の長手方向において独立に移動可能となっている。

図４の例において、第１支持体４１Ｓは、棒状部材３に固定される基部と、基部の外面に設けられた４つの連結用立設部とを有する。基部のＸ方向の側面に設けられた連結用立設部には、結合部５Ａのリンク５０が第１支持体連結部５１により連結され、基部のＺ方向の側面に設けられた連結用立設部には、結合部５Ｂのリンク５０が第１支持体連結部５１により連結される。
また、図４及び図６Ａ～図６Ｃの例において、第２支持体４２Ａ及び第２支持体４２Ｂは、棒状部材３が挿通されるリング状の基部と、基部の外面に設けられた２つの連結用立設部とを有する。第２支持体４２Ａにおいて基部のＸ方向の側面に設けられた連結用立設部には、結合部５Ａのリンク５０が第２支持体連結部５２により連結される。第２支持体４２Ｂにおいて基部のＺ方向の側面に設けられた連結用立設部には、結合部５Ｂのリンク５０が第２支持体連結部５２により連結される。

図４に示すマイクロホンアレイ１Ａにおいて棒状部材３の結合間隔を狭める場合には、まず、結合部５Ａにおいて棒状部材３の結合間隔を狭めるように第２支持体４２ＡをＹ１側へ移動させ、その後、結合部５Ｂにおいて棒状部材３の結合間隔を狭めるように第２支持体４２ＢをＹ１側へ移動させる。また、図４に示すマイクロホンアレイ１Ａにおいて棒状部材３の結合間隔を広げる場合には、まず、結合部５Ｂにおいて棒状部材３の結合間隔を広げるように第２支持体４２ＢをＹ２側へ移動させ、その後、結合部５Ａにおいて棒状部材３の結合間隔を広げるように第２支持体４２ＡをＹ２側へ移動させる。

以上説明したように、本実施形態に係るマイクロホンアレイ１Ａによれば、Ｘ方向における隣接するマイクロホン２同士の間隔と、Ｚ方向における隣接するマイクロホン２同士の間隔とを独立に変更することができる。そのため、複数のマイクロホン２の配置を被検体に合わせて柔軟に変更することができる。また、各方向（Ｘ方向、Ｚ方向）においてマイクロホン２同士の間隔が連動して変化するため、複数のマイクロホン２の配置を簡単に変更することができる。

また、本実施形態に係るマイクロホンアレイ１Ａによれば、同一の棒状部材３に設けられた支持部４Ａ及び支持部４Ｂにおいて第１支持体４１Ｓが共有されるため、支持部４Ａ及び支持部４Ｂを構成する部品の点数が減り、装置の構成を簡易化できる。

＜第３の実施形態＞
次に、本発明の第３の実施形態に係るマイクロホンアレイ１Ｂについて説明する。図７は、第３の実施形態に係るマイクロホンアレイ１Ｂの一例を示す斜視図である。図７に示すマイクロホンアレイ１Ｂは、被検体において発生する音を検出するための複数のマイクロホン２と、複数のマイクロホン２を保持する複数の棒状部材３と、複数の棒状部材３に設けられた複数の支持部４Ｈと、複数の棒状部材３が平行となるように複数の棒状部材３を相互に結合する複数の結合部５Ｃ、５Ｄ及び５Ｅ（以下、区別せずに「結合部５」と記す場合がある。）とを有する。

図８Ａ～図８Ｂは、図７に示すマイクロホンアレイ１ＢのＹ２側から見た正面図である。図９Ａ～図９Ｂは、図７に示すマイクロホンアレイ１ＢのＸ１側から見た側面図である。図８Ａ及び図９Ａは、各結合部５において棒状部材３の結合間隔が広がった状態を示し、図８Ｂ及び図９Ｂは、各結合部５において棒状部材３の結合間隔が狭まった状態を示す。図９Ａ及び図９Ｂに示すように、各棒状部材３の長手方向はＹ方向に沿っている。図８Ａ及び図８Ｂに示すように、Ｙ２側から見た複数の棒状部材３は、正六角形の６つ頂点と中心に対応する場所に位置する。

図７に示すマイクロホンアレイ１Ｂにおける各マイクロホン２、各棒状部材３、各結合部５の構成は、上述した図１、図４に示すマイクロホンアレイ１Ａと同様である。ただし、図７に示すマイクロホンアレイ１Ｂでは、複数の結合部５が３つのグループ（結合部５Ｃのグループ、結合部５Ｅのグループ、結合部５Ｄのグループ）に分かれている。この３つのグループの各々におけるリンク連結部５３の回動軸の方向は、回転対称な３つの基準方向Ｃ、Ｄ、Ｅの１つと平行である。すなわち、結合部５Ｃのグループでは、リンク連結部５３の回動軸がＣ方向に対して平行であり、結合部５Ｄのグループでは、リンク連結部５３の回動軸がＤ方向に対して平行であり、結合部５Ｅのグループでは、リンク連結部５３の回動軸がＥ方向に対して平行である。なお、図８Ａ及び図８Ｂの例において、Ｃ方向はＺ方向と同じである。

支持部４Ｈは、それぞれ結合部５に連結された第１支持体４１Ｈ及び第２支持体４２Ｈを含む。第１支持体４１Ｈは、長手方向において第２支持体４２Ｈよりもマイクロホン２に近い場所に設けられている。１つの棒状部材３に設けられた第１支持体４１Ｈ及び第２支持体４２Ｈは、当該１つの棒状部材３の長手方向における互いの間隔を変更可能である。第１支持体４１Ｈは棒状部材３に固定されており、第２支持体４２Ｈは棒状部材３の長手方向において移動可能である。図９Ａ及び図９Ｂに示すように、第２支持体４２Ｈが棒状部材３の長手方向に沿って移動することにより、第１支持体４１Ｈと第２支持体４２Ｈとの長手方向における間隔が変化する。

図７の例において、第１支持体４１Ｈ及び第２支持体４２Ｈは、棒状部材３が挿通されるリング状の基部と、基部の外面に設けられた６つの連結用立設部とを有する。基部のＣ方向と垂直な方向（Ｘ方向）の側面に設けられた連結用立設部には、結合部５Ｃのリンク５０が連結される。基部のＤ方向と垂直な方向の側面に設けられた連結用立設部には、結合部５Ｄのリンク５０が連結される。基部のＥ方向と垂直な方向の側面に設けられた連結用立設部には、結合部５Ｅのリンク５０が連結される。

本実施形態に係るマイクロホンアレイ１Ｂによれば、各結合部５において結合される２つの棒状部材３の間隔を同一にして比較した場合、図１、図４に示すマイクロホンアレイ１Ａに比べてマイクロホン２の配置密度を高めることができる。

＜第４の実施形態＞
次に、本発明の第４の実施形態に係るマイクロホンアレイ１Ｃについて説明する。図１０は、第４の実施形態に係るマイクロホンアレイ１Ｃの一例を示す斜視図である。図１１Ａは、図１０に示すマイクロホンアレイ１ＣのＹ２側から見た正面図である。図１１Ｂは、図１０に示すマイクロホンアレイ１ＣのＸ１側から見た側面図である。図１０に示すマイクロホンアレイ１Ｃは、上述した図７に示すマイクロホンアレイ１Ｂにおける棒状部材３を棒状部材３Ａに置き換えたものであり、他の構成は図７に示すマイクロホンアレイ１Ｂと同じである。

図１２は、図１０に示すマイクロホンアレイ１Ｃにおける棒状部材３Ａの分解斜視図である。棒状部材３Ａは、マイクロホン２を保持する長手方向のＹ２側の一端と、棒状部材３Ａに固定された第１支持体４１との距離を変更可能である。図１２の例において、棒状部材３Ａは、それぞれ長手方向に伸びた第１筒状部材３１及び第２筒状部材３２を有する。第２筒状部材３２は、第１筒状部材３１の内部をＹ方向に貫通する孔にＹ２側から挿入されている。第２筒状部材３２のＹ２側の端部には、マイクロホン保持部材３３を介してマイクロホン２が固定される。マイクロホン保持部材３３は、第２筒状部材３２のＹ２側の開口部を塞いでおり、マイクロホン２をＹ２側へ突き出すように保持する。マイクロホン２のケーブル２３は、第２筒状部材３２の内部を貫通する孔、及び、第１筒状部材３１の内部を貫通する孔に挿通され、第１筒状部材３１のＹ１側の開口部から外側に引き出される。

第１支持体４１Ｈ及び第２支持体４２Ｈは、第１筒状部材３１のＹ２側の外面に設けられている。第１支持体４１Ｈは、第２支持体４２Ｈよりマイクロホン２に近い場所で第１筒状部材３１に固定されており、第２支持体４２Ｈは、第１筒状部材３１の長手方向に沿って移動可能である。

マイクロホン２は、検出対象の音を導入するための音孔２０を有する。音孔２０を被検体の近くに位置させることによって、被検体の近接音を収音することができる。

図１２の例において、マイクロホン２は、第２筒状部材３２を被検体に向かってＹ２方向に移動させた場合に被検体と当接可能な端面２１を有する。端面２１は、マイクロホン２において最もＹ２側（被検体に近い側）に位置する。音孔２０は、端面２１とは異なるマイクロホン２の外面２２に形成されている。図１２に示すマイクロホン２は、概ね直方体状の形状を持っており、その直方体形状における１つの面が端面２１となっている。音孔２０は、端面２１に接した４面のうちの１つに形成されている。

なお、マイクロホン２の形状は図１２に示すような直方体に限定されるものではなく、例えば円筒形でもよい。この場合、円筒形の形状における先端の円形の端面を被検体に当接可能とし、外周面上に音孔を設けてもよい。

図１２の例において、棒状部材３Ａは、第２筒状部材３２を長手方向（Ｙ方向）へ移動自在に支持する軸受３４を有する。軸受３４は、例えば樹脂や金属などで形成された無給油型の滑り軸受であり、図１２の例では、第２筒状部材３２を貫通させる孔を備えた筒状の形状を持つ。軸受３４は、第１筒状部材３１のＹ２側の端部に設けた軸受ホルダ３６によって保持される。

また、図１２の例において、棒状部材３Ａは、第２筒状部材３２の外面と摺動し、第２筒状部材３２の長手方向（Ｙ方向）への移動に対して抵抗を付与する抵抗付与部材３５を有する。抵抗付与部材３５は、例えば樹脂等で形成されたＯリングであり、中心の孔に第２筒状部材３２が挿通される。抵抗付与部材３５は、軸受３４とともに軸受ホルダ３６によって保持される。

軸受ホルダ３６は、筒状の形状を有しており、内部を貫通する孔の内面にリング状の段差３６３が設けられている。軸受３４は、軸受ホルダ３６の段差３６３に対してＹ２側の開口部３６１より挿入される。抵抗付与部材３５は、軸受３４と段差３６３の間に収容される。軸受ホルダ３６の段差３６３に対してＹ１側の開口部３６２には、第１筒状部材３１のＹ２側の端部が挿入される。

軸受ホルダ３６の外面には、３つのねじ３７が取り付けられている。各ねじ３７の先端は、第１筒状部材３１に形成されたねじ孔３１１を貫通し、第２筒状部材３２の外面に当接する。各ねじ３７を第２筒状部材３２に向かって締め付けることにより、第２筒状部材３２が第１筒状部材３１に対して固定される。

図１３は、被検体９の表面の近くにマイクロホンアレイ１Ｃの各マイクロホン２を位置させた状態を示す。各マイクロホン２は、例えば図１３に示すように、被検体９の表面とマイクロホン２の端面２１とが接する位置に配置される。これにより、各マイクロホン２の音孔２０と被検体９の表面との距離が概ね等しくなる。

なお、マイクロホンアレイ１Ｃを用いた他の測定例では、各マイクロホン２の端面２１を被検体９の表面から離して音の測定を行ってもよい。各マイクロホン２の端面２１を被検体９の表面から離間させて音の測定を行う場合は、端面２１に音孔２０を設けてもよい。

以上説明したように、本実施形態に係るマイクロホンアレイ１Ｃによれば、マイクロホン２を保持する棒状部材３Ａの長手方向の一端と、棒状部材３Ａに固定された第１支持体４１Ｈとの距離を変更可能であるため、被検体９とマイクロホン２との距離を任意に設定することが可能となる。

また、本実施形態に係るマイクロホンアレイ１Ｃによれば、第２筒状部材３２を支持する軸受３４を設けることにより、第２筒状部材３２が長手方向へスムーズに移動することを許容しつつ第２筒状部材３２を安定に支持することが可能となる。この場合、抵抗付与部材３５を設けることにより、第２筒状部材３２が長手方向へ移動する際の抵抗の大きさを適切に設定し易くなる。

更に、本実施形態に係るマイクロホンアレイ１Ｃによれば、マイクロホン２の端面２１を被検体９に当接させた状態で、端面２１とは異なる外面２２に形成されたマイクロホン２の音孔２０に検出対象の音が導入される。そのため、各マイクロホン２の端面２１を被検体９に当接させるだけの簡単な操作により、各マイクロホン２の音孔２０と被検体９との距離を所定の長さに設定することが可能となる。従って、マイクロホン２のセッティング作業が簡単となり、測定作業を効率化できる。

以上、本発明の幾つかの実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々のバリエーションを含んでいる。

例えば、上述した各実施形態における結合部５は、１つのリンク連結部５３により回動可能に連結された２つのリンク５０を含んでいるが、本発明の他の実施形態における結合部は、２以上のリンク連結部により回動可能に連結された３以上のリンクを含んでもよい。

また、上述した各実施形態おける支持部４（４Ｈ）では、マイクロホン２に対して近い側に位置する第１支持体４１（４１Ｈ）が棒状部材３（３Ａ）に固定されているが、本発明の他の実施形態における支持部では、マイクロホンに対して遠い側に位置する第２支持体が棒状部材に固定されてもよい。

上述した各実施形態における支持部４（４Ｈ）では、第１支持体４１（４１Ｈ）が棒状部材３（３Ａ）に固定されているが、本発明の他の実施形態における支持部では、第１支持体若しくは第２支持体が棒状部材３と一体に形成されていてもよい。

また、第１支持体及び第２支持体の一方と棒状部材との固定は、接着剤や溶接等によって取り外しできないようにしてもよいし、ネジなどによって取り外しできるように取り外し可能にしてもよい。第１支持体及び第２支持体の一方と棒状部材との固定を解除できるようにすることで、棒状部材に固定される支持体（第１支持体又は第２支持体）と、マイクロホンが保持された棒状部材の一端との距離を任意に調節することが可能となる。

上述した各実施形態では、被検体において発生する音を検出する複数のマイクロホンを有したマイクロホンアレイの例が挙げられているが、本発明はこれらの例に限定されない。本発明は、上述したように音を検出対象としてもよいし、音以外の種々の物理量（例えば振動、熱、磁気、静電容量、光など）を検出対象としてもよい。すなわち本発明は、所定の物理量を検出する複数のセンサを有したセンサアレイにも適用可能である。この場合、上述した実施形態における「マイクロホン」は「センサ」と読み替え、「音」は「センシング対象の物理量」と読み替えてよい。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…マイクロホンアレイ、２…マイクロホン、２０…音孔、２１…端面、２２…外面、２３…ケーブル、３，３Ａ…棒状部材、３１…第１筒状部材、３１１…ねじ孔、３２…第２筒状部材、３３…マイクロホン保持部材、３４…軸受、３５…抵抗付与部材、３６…軸受ホルダ、３６１，３６２…開口部、３６３…段差、３７…ねじ、４，４Ａ，４Ｂ，４Ｈ…支持部、４１，４１Ｓ，４１Ｈ…第１支持体、４２，４２Ａ，４２Ｂ…第２支持体、５，５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ，５Ｅ…結合部、５０…リンク、５１…第１支持体連結部、５２…第２支持体連結部、５３…リンク連結部、９…被検体

Claims (10)

1. 被検体において発生する音を検出するための複数のマイクロホンと、
   前記複数のマイクロホンを保持する複数の棒状部材と、
   前記複数の棒状部材に設けられた複数の支持部と、
   前記複数の棒状部材が平行になるように、前記複数の支持部を介して前記複数の棒状部材を相互に結合する複数の結合部とを有し、
   各前記棒状部材は、前記被検体に面した長手方向の一端において前記マイクロホンを保持し、
   各前記支持部は、それぞれ前記結合部に連結された第１支持体及び第２支持体を含み、
   １つの前記棒状部材に設けられた前記第１支持体及び前記第２支持体は、当該１つの棒状部材の長手方向における互いの間隔を変更可能であり、
   各前記結合部は、結合する２つの前記棒状部材の一方に設けられた前記第１支持体及び前記第２支持体の間隔と、当該２つの棒状部材の他方に設けられた前記第１支持体及び前記第２支持体の間隔と、当該２つの棒状部材の間隔とを連動して変化させ、
   前記複数の結合部は、それぞれが結合する２つの前記棒状部材の間隔を、相互に一定の比を保つように連動して変化させる、
   マイクロホンアレイ。
2. 各前記結合部は、結合する２つの前記棒状部材の一方に設けられた前記第１支持体及び前記第２支持体の間隔と、当該２つの棒状部材の他方に設けられた前記第１支持体及び前記第２支持体の間隔とを、互いに等しい間隔に維持し、
   前記複数の結合部は、それぞれが結合する２つの前記棒状部材の間隔を、互い等しい間隔に維持する、
   請求項１に記載のマイクロホンアレイ。
3. 各前記結合部は、
   複数のリンクと、
   前記複数のリンクを回動可能に連結する１以上のリンク連結部と、
   結合する２つの前記棒状部材に設けられた２つの前記第１支持体を、それぞれ前記リンクに対して回動可能に連結する２つの第１支持体連結部と、
   当該２つの前記棒状部材に設けられた２つの前記第２支持体を、それぞれ前記リンクに対して回動可能に連結する２つの第２支持体連結部とを含み、
   同じ前記結合部に含まれる前記リンク連結部、前記第１支持体連結部及び前記第２支持体連結部は、それぞれの回動軸が互いに平行であるとともに、前記長手方向と平行な方向に対して垂直である、
   請求項１又は２に記載のマイクロホンアレイ。
4. 前記第１支持体は、前記長手方向において前記第２支持体よりも前記マイクロホンに近い場所に設けられており、
   各前記結合部は、１つの前記リンク連結部により連結された２つの前記リンクを含み、
   前記２つのリンクにおける一方の前記リンクは、結合する２つの前記棒状部材の一方に設けられた前記第１支持体と前記第１支持体連結部により連結されるとともに、当該２つの棒状部材の他方に設けられた前記第２支持体と前記第２支持体連結部により連結され、
   前記２つのリンクにおける他方の前記リンクは、当該２つの前記棒状部材の一方に設けられた前記第２支持体と前記第２支持体連結部により連結されるとともに、当該２つの棒状部材の他方に設けられた前記第１支持体と前記第１支持体連結部により連結され、
   各前記リンクにおいて、前記リンク連結部の回動軸は、前記第１支持体連結部の回動軸と前記第２支持体連結部の回動軸とを結ぶ線分の中点を通り、
   前記複数の結合部は、各前記リンクにおける前記第１支持体連結部の回動軸と前記第２支持体連結部の回動軸との距離が等しい、
   請求項３に記載のマイクロホンアレイ。
5. 前記複数の支持部において、前記第１支持体及び前記第２支持体の一方が前記棒状部材に固定されるか、又は、前記第１支持体及び前記第２支持体の一方が前記棒状部材と一体に形成される、
   請求項４に記載のマイクロホンアレイ。
6. 前記複数の結合部は、前記リンク連結部の回動軸の方向が異なるＮ個のグループに分かれており、
   同一の前記グループに属する全ての前記結合部は、前記リンク連結部の回動軸の方向が、回転対称なＮ個の基準方向の１つと平行である、
   請求項４又は請求項５に記載のマイクロホンアレイ。
7. 前記複数の結合部は、前記リンク連結部の回動軸の方向が異なるＮ個のグループに分かれており、
   同一の前記グループに属する前記結合部同士は、同一の前記棒状部材において同一の前記支持部に連結され、
   異なる前記グループに属する前記結合部は、同一の前記棒状部材において異なる前記支持部に連結され、
   同一の前記棒状部材に設けられた前記異なる支持部は、互いに独立して前記第１支持体及び前記第２支持体の間隔を変更可能である、
   請求項４～請求項６のいずれか一項に記載のマイクロホンアレイ。
8. 前記第１支持体及び前記第２支持体の一方が、同一の前記棒状部材に設けられた前記異なる支持部において共有されている、
   請求項７に記載のマイクロホンアレイ。
9. 前記複数の支持部において、前記第１支持体及び前記第２支持体の一方が前記棒状部材に固定されるか、又は、前記第１支持体及び前記第２支持体の一方が前記棒状部材と一体に形成されており
   前記棒状部材は、前記マイクロホンを保持する前記長手方向の一端と、前記棒状部材に固定若しくは形成された前記第１支持体及び前記第２支持体の一方との距離を変更可能である、
   請求項１～請求項８のいずれか一項に記載のマイクロホンアレイ。
10. 前記棒状部材は、
    前記長手方向に伸びた第１筒状部材と、
    前記長手方向に伸びており、前記第１筒状部材の内部を貫通する孔に挿入された第２筒状部材とを含み、
    前記第１支持体及び前記第２支持体は、前記第１筒状部材に設けられており、
    前記第２筒状部材は、前記被検体に面した前記長手方向の一端において前記マイクロホンを保持する、
    請求項９に記載のマイクロホンアレイ。
    

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