骨伝導マイク・スピーカ通話装置
【課題】周囲の雑音を捉えることなく、骨導音を効率よく捉えて音声データに変換できる骨伝導マイクを有し、これにより別途装置が不要となり、無線機能を付加しても軽量なケーブルレスの通話装置を実現できる骨伝導マイク・スピーカ通話装置を提供せんとする。
【解決手段】耳周辺に当接する左右一対の骨伝導ドライバーからなる骨伝導マイク１１、骨伝導スピーカ１２、リモコン装置９と接続可能な無線ユニット１３、リモコン装置９より受信した音声信号を骨伝導スピーカ１２に出力し、骨伝導マイク１１より受信した音声信号をリモコン装置９に送信する音声処理手段の制御部１４を備えており、骨伝導ドライバーは、凹部が形成された基台と、凹部に収納されるボイスコイルと、凹部内壁を構成する固定部に取り付けられ、ボイスコイルの上側に渡設される振動板と、振動板上面中央に取り付けられたマグネットと、基台上部に取り付けられる蓋体とより構成されている。
【解決手段】耳周辺に当接する左右一対の骨伝導ドライバーからなる骨伝導マイク１１、骨伝導スピーカ１２、リモコン装置９と接続可能な無線ユニット１３、リモコン装置９より受信した音声信号を骨伝導スピーカ１２に出力し、骨伝導マイク１１より受信した音声信号をリモコン装置９に送信する音声処理手段の制御部１４を備えており、骨伝導ドライバーは、凹部が形成された基台と、凹部に収納されるボイスコイルと、凹部内壁を構成する固定部に取り付けられ、ボイスコイルの上側に渡設される振動板と、振動板上面中央に取り付けられたマグネットと、基台上部に取り付けられる蓋体とより構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、使用者の頭部に装着され、通話機本体又はそのリモコン装置側と音声データを送受信する骨伝導マイク・スピーカ通話装置に係わり、より詳しくは、周囲の雑音を捉えることなく、骨導音を効率よく捉えて音声データに変換できる骨伝導マイクを備えた骨伝導マイク・スピーカ通話装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の骨伝導マイク・スピーカ通話装置として、従来、耳周辺に当接するように配置される骨導スピ−カと、頭部の任意の位置に当接するように配置される骨導マイクロホンと、前記骨導スピ−カと骨導マイクロホンとを前記位置に保持する保持手段とを含むことを特徴とし、保持手段は、両側頭部から後頭部にかけて取り巻くサイドベルトと、前記サイドベルトに取り付けられて頭頂部を取り巻くヘッドベルトとから成る骨導ヘッドセットが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
しかし、従来の骨伝導マイク・スピーカ通話装置では、特に骨導マイクロホンとして加速度ピックアップマイクが使用されており、当該マイクは微小な振動を捕らえて変換できるものの、これを増幅するＤＳＰ装置が別途必要となり、更にはこのような加速度ピックアップマイクでは周囲の雑音も明瞭に捉えてしまい、ノイズカットなどの処理も必要となる。
【０００４】
一方、このような骨伝導マイク・スピーカ通話装置は、産業現場、運送業、警察、警護などの特殊職業でこのような携帯型通話機を用いる際、使用者がハンズフリーで通話を行うために、ヘッドセットを使用し、携帯型通話機本体は腰などに固定し、ＰＴＴボタンをヘッドセットと携帯型通話機本体を接続するケーブル上に設けて操作するものが広く用いられているが、このケーブルの存在は、作業の邪魔になったり、ケーブル断線による故障、腕や体に絡まることで作業が危険になるといった問題があり、ケーブルレスが求められている。
【０００５】
しかしながら、従来の骨伝導マイク・スピーカ通話装置では、上述の通りノイズの問題やＤＳＰ装置が別途必要であることなどから、通話装置自体の軽量化を図るためには通話機本体とケーブル接続し、通話装置にできるだけ別途の装置を付加しないことが必要である。したがって、ケーブルレスの通話装置としては、従来、骨伝導スピーカは備えつつ、マイク部は通常のマイクロフォンを備えたものが主流であった。しかし、このような通常のマイクロフォンでは大雨などに対応できる防水、防滴の観点から課題があった。従来から骨伝導スピーカとして使用されている骨伝導ドライバーとして、ヨークの中央磁極にボイスコイルを装着し、ヨークの両側の短尺辺側端部上に前記マグネットを配置し、前記マグネット配置軸上の前記各マグネットの外側に振動板固定部を配置した骨伝導スピーカ（例えば、特許文献２参照。）をマイクとして使用することも考えられるが変換効率が十分でなくマイクとしては使用されておらず、これよりも更に変換効率が良く、小型で軽量なものが必要である。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−２１５５８１号公報
【特許文献２】特開２００６−３３７８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、周囲の雑音を捉えることなく、骨導音を効率よく捉えて音声データに変換できる骨伝導マイクを有し、これにより別途装置が不要となり、無線機能を付加しても軽量なケーブルレスの通話装置を実現できる骨伝導マイク・スピーカ通話装置を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、前述の課題解決のために、使用者の頭部に装着され、通話機本体又はそのリモコン装置側と音声データを送受信する骨伝導マイク・スピーカ通話装置であって、使用者の耳周辺に当接するように配置される一つ又は左右一対の骨伝導ドライバーからなる骨伝導マイク及び骨伝導スピーカと、通話機本体又はそのリモコン装置側との間で音声データを送受信するための近距離無線通信ユニットと、前記通話機本体又はそのリモコン装置側から近距離無線通信ユニットを通じて受信した音声信号を骨伝導スピーカに出力し、骨伝導マイクより受信した音声信号を近距離無線通信ユニットを通じて通話機本体又はそのリモコン装置側に対して送信する音声処理手段とを備え、少なくとも骨伝導マイクとして機能させる骨伝導ドライバーを、略円形の底面を有する凹部が形成された基台と、前記凹部内に収納されるボイスコイルと、前記基台における前記凹部の内壁を構成する固定部に取り付けられ、前記凹部に収納されたボイスコイルの上側に渡設される振動板と、該振動板の上面側の略中央位置に取り付けられたマグネットと、該マグネットの上側に配置される金属製カバーと、該金属製カバーより上側に設けられる蓋体とより構成してなることを特徴とする骨伝導マイク・スピーカ通話装置を構成した。
【０００９】
ここで、前記左右一対の骨伝導ドライバーのうち、一方を骨伝導マイク、他方を骨伝導スピーカとして機能させるとともに、前記骨伝導スピーカとして機能させる他方の骨伝導ドライバーを、骨伝導マイクとして機能させる一方の骨伝導ドライバーと同一構造としたものが好ましい。
【００１０】
また、或いは前記一つの骨伝導ドライバーを、骨伝導マイク／骨伝導スピーカに切り替えて機能させるものも好ましい。
【００１１】
また、骨伝導ドライバーの具体的な構造としては、前記凹部底面の略中央部より上方に突起するポールビスを金属材料を用いて前記基台と一体に設け、該ポールビスの周囲に前記ボイスコイルを配置し、前記凹部の内壁面を収納されるボイスコイルの外周面に略平行な曲面に形成したものが好ましい。
【００１２】
更に、前記凹部を挟み互いに対向する位置に一対の前記固定部を設け、前記振動板の両端部を各固定部の上面にそれぞれ固定したものが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
以上にしてなる本願発明によれば、骨伝導ドライバーとして略円形の底面を有する凹部が形成された基台と、前記凹部内に収納されるボイスコイルと、前記基台における前記凹部の内壁を構成する固定部に取り付けられ、前記凹部に収納されたボイスコイルの上側に渡設される振動板と、該振動板の上面側の略中央位置に取り付けられたマグネットと、該マグネットの上側に配置される金属製カバーと、該金属製カバーより上側に設けられる蓋体とより構成し、骨導音を効率よく捉えて音声データに変換できる構造のものを骨伝導マイクとして用いるので、これにより増幅装置やノイズカット装置などの別途装置が不要となり、無線機能を付加して軽量且つ防水機能を備えたケーブルレスの骨伝導マイク・スピーカ通話装置を得ることができる。特にマグネットを振動板上面の中央位置に取り付けたのでマグネットが直接振動し、その磁束変化がダイレクトにボイスコイルに伝わることとなり、またその上部に金属製カバーを設けたので磁束の漏れもなく基台側へ磁束を導く効率のよい磁束回路を形成することができるため、電気信号／振動の変換効率に極めて優れ、骨伝導スピーカとしては勿論、骨伝導マイクとして十分使用できるものとなっている。
【００１４】
また、左右一対の骨伝導ドライバーのうち、一方を骨伝導マイク、他方を骨伝導スピーカとして機能させるとともに、前記骨伝導スピーカとして機能させる他方の骨伝導ドライバーを、骨伝導マイクとして機能させる一方の骨伝導ドライバーと同一構造とすれば、部品管理や製造コストを大幅に削減できる。
【００１５】
また、一つの骨伝導ドライバーを、骨伝導マイク／骨伝導スピーカに切り替えて機能させたものでは、単信式の通話に十分対応できるとともに、大幅な軽量化、コスト削減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、本発明の実施形態を添付図面に基づき詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明に係る骨伝導マイク・スピーカ通話装置を用いたハンズフリー通話システムＳを示す説明図であり、図１〜１０は第１実施形態、図１１、１２は第２実施形態を示し、図中符号１は骨伝導マイク・スピーカ通話装置、８は携帯型通話機本体、９はＰＴＴリモコン装置をそれぞれ示している。
【００１８】
尚、以下のハンズフリー通話システムＳでは携帯型の通話機本体を用いた例について説明するが、本発明はこれに限らず、設置型の通話機本体、例えば車載無線機等との間で音声データを送受信するものでも勿論よい。また、近距離無線通信に用いるユニットは、搬送波周波数に免許不要の２．４ＧＨｚのＩＳＭ（Industrial Scientific Medical）帯を使用したものとして、低コストなＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）無線ユニットを用いた例を挙げているが、例えば「ＩｒＤＡ」方式の赤外線データ通信モジュールを設けたものなど、使用状況に応じて種々の方式を採用できる。
【００１９】
本実施形態に係るハンズフリー通話システムＳは、図１に示すように、送受信状態を切り換えて通話する単信式の通話機能を有した携帯型通話機本体８と、該携帯型通話機本体８と近距離無線通信可能であり、ＰＴＴボタン９１を押下することで送受信状態を切り換えるＰＴＴ信号を携帯型通話機本体８に送信するＰＴＴリモコン装置９と、該ＰＴＴリモコン装置９とケーブル又は近距離無線通信ユニットを通じて接続される本発明に係る骨伝導マイク・スピーカ通話装置１とを備えている。このハンズフリー通話システムＳは、図９に示すように、携帯型通話機本体８を例えばポケットや鞄の中に仕舞ったままでＰＴＴリモコン装置９を体の適宜な箇所に取り付け、ＰＴＴボタン操作を行なうことでケーブルが邪魔になることなく通話を行うことが可能である。
【００２０】
骨伝導マイク・スピーカ通話装置１は、使用者の頭部に装着され、通話機本体８又はそのリモコン装置９側と音声データを送受信するものであり、図６に示すように、使用者の耳周辺（耳前方の側頭部）に当接するように配置される左右一対の骨伝導ドライバーからなる骨伝導マイク１１、骨伝導スピーカ１２、ＰＴＴリモコン装置９との間で接続可能なＢｌｕｅｔｏｏｔｈ無線ユニット１３、ＰＴＴリモコン装置９よりＢｌｕｅｔｏｏｔｈ無線ユニット１３を介して受信した音声信号を骨伝導スピーカ１２に出力し、骨伝導マイク１１より受信した音声信号をＢｌｕｅｔｏｏｔｈ無線ユニット１３からＰＴＴリモコン装置９に対して送信する音声処理手段としての音声処理部１４ａを有する制御部１４を備えている。骨伝導マイク・スピーカ通話装置１のＢｌｕｅｔｏｏｔｈ無線ユニット１３とＰＴＴリモコン装置９のＢｌｕｅｔｏｏｔｈ無線ユニット９０とは使用前に予めプロファイルによりペアリングされる。
【００２１】
本例では、ヘッドバンド１５の左右両端部にそれぞれ骨伝導マイク１１、骨伝導スピーカ１２を設けたヘッドセットタイプを例示しており、上記Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ無線ユニット１３及び音声処理部１４ａを有する制御部１４がヘッドバンド１５の略中心部に内蔵されている。ただし、これら制御部１４等の位置は何処にあってもよく、また耳掛けタイプ、イヤホンタイプ、ヘルメット内蔵タイプなど種々のタイプのものを採用できる。骨伝導マイク１１及び骨伝導スピーカ１２は、それぞれ同一構造の骨伝導ドライバー１０により構成されており、これによりコスト削減を図っている。ただし、特別な構造が要求されない骨伝導スピーカ１２については、他の構造の骨伝導ドライバーを用いることも勿論よい。
【００２２】
また、図１０に示すように、一つの骨伝導ドライバー１０のみ設けて、骨伝導マイク１１／骨伝導スピーカ１２に切り替えて機能させることも好ましい実施例である。この場合、骨伝導ドライバー１０一つで二機能を兼用できるので、大幅にコスト削減、軽量化等を図ることが可能となる。また、本例では左右の骨伝導マイク１１と骨伝導スピーカ１２を切り替えて使用しているが、左右双方の内蔵骨伝導ドライバー１０を同時に骨伝導マイク１１、骨伝導スピーカ１２として切り替えて使用し、左右同時に骨伝導マイク１１／骨伝導スピーカ１２として切り替えて使用することも可能である。これにより通話をより確実に行うことが可能となる。
【００２３】
骨伝導ドライバー１０の構造は、具体的には、図３〜５に示すように、略円形の底面２０を有する凹部２５が形成された基台２と、凹部２５内に収納されるボイスコイル３と、基台２における前記凹部２５の内壁２３を構成する固定部２２に取り付けられ、凹部２５に収納されたボイスコイル３の上側に渡設される振動板４と、該振動板４の上面側の略中央位置４０に取り付けられたマグネット５と、該マグネット５の上側に配置される非磁性体の金属製カバー６と、該金属製カバー６より上側に設けられる蓋体７とより構成されている。基台２の凹部底面２０の略中央部には、上方に突起するポールビス２１が配置されている。このポールビス２１は、基台２と一体に設けられ、該ポールビス２１の周囲にボイスコイル３が配置される。また、基台２の前記凹部２５を挟んで互いに対向する位置には、一対の固定部２２，２２が設けられており、固定部２２により形成される凹部２５の内壁２３は、ボイスコイル３を安定的に固定及び支持出来るように、ボイスコイル３の外周面に略平行で、該ボイスコイル３よりも少し大きい半径の曲面に形成されている。
【００２４】
振動板４の両端部４４，４４は、各固定部２２の上面にそれぞれ固定されることにより、当該振動板４が前記ポールビス２１を収納した凹部２５の上側に架設される。固定部２２の上面の高さは、ポールビス２１の上面高さより少し高く形成されている。したがって、振動板４が固定部２２，２２間に架設された状態で、振動板４とポールビス２１との間に一定の隙間が形成される。このように、基台２はボイスコイル３などを固定及び支持する役割以外にもヨークの役割をすることによって、いくつかの構成部品を一つに簡略化される効果がある。このようにポールビス２１にヨークの役割を兼用させるとともに、製造工程及び製造費用を最小化するために、ポールビス２１は、金属材料を用いて基台２とともに一体成形されることが望ましい。具体的には、ムクの金属材料を切削加工したり、鋳造加工することにより成形できる。
【００２５】
ボイスコイル３は、基台２のポールビス２１に結合される。ここで、ボイスコイル３の厚さ（高さ）は、ポールビス２１の高さとほぼ同じ寸法に設定されている。したがって、ボイスコイル３及びポールビス２１の上面と振動板４との間に一定の隙間が形成されている。また、ボイスコイル３のコイル線の両端部は、底面２０より基台２の下面にまで延長され、図１に示すように、絶縁体２６が介在されて設置された端子２７に電気的に接続されている。この端子２７を通じてボイスコイル３にサウンド信号が入力される。
【００２６】
振動板４は、略平板状の部材より構成され、凹部底面２０の形状と類似している略円形の振動領域４ａ及び固定部２２の上面形状と類似する形状の固定領域４ｂを有しており、ボイスコイル３の上側に渡設され、該ボイスコイル３の離脱を防止する同時に所定の周波数で振動する。本例では、振動板４の固定領域４ｂに穿設された通孔４２、４２を貫通した取付ネジ４３，４３を、固定部２２，２２の上面に形成された螺孔２４，２４にそれぞれ固定することにより、該固定部２２，２２の上面間に架設されている。
【００２７】
振動板４における振動領域４ａの周縁部、すなわちマグネット５が取り付けられる中央位置４０の周囲には、上下貫通した長穴４１が周方向に沿って複数形成されている。このように振動領域４ａに少なくとも一つの長穴４１が形成されることにより、振動板４の振動効率又は骨伝導効率が向上する。本例では、長穴４１が縦横対称の位置に計４本形成されているが、４本未満又は５本以上でも可能であり、その配列も三角形の各辺の位置、四角の各辺の位置、五角形の各辺の位置、六角形の各辺の位置、円形に沿った位置など、多様な形態が可能である。
【００２８】
マグネット５は、直方体であり、振動板４上面の振動領域４ａの略中央位置４０に固定され、ボイスコイル３と相互作用（引力又は斥力）する。このマグネット５は、長穴４１，・・・で囲まれた内側の振動領域４ａに固定されているが、この位置が振動の効率又は骨伝導の効率面で好適である。また、このマグネット５は前記の振動の効率又は骨伝導の効率を高めるために、ボイスコイル３の中心又はポールビス２１の中心と対応される領域に形成されるのが望ましい。従って、従来はマグネットを多数が具備する必要があったが、本発明では一つだけで足りる。勿論、マグネット５の個数は何ら限定されず、２つ以上を用いることも可能である。また、形状についても、直方体以外に、三角柱、円柱、五角柱、その他の種々なる形状が採用できる。
【００２９】
一方、マグネット５の磁力線がボイスコイル３に向かうことが出来るように、マグネット５の上面から側面の少なくとも一部までを覆う金属製カバー６が設けられている。金属製カバー６は、特に、前記マグネット５の磁力線がボイスコイル３側に集中できるように前記カバー６は磁力線が貫通出来ない金属材質、たとえば非磁性体材料より構成されており、前記マグネット５に被さる被覆部６２と両側方に伸びる固定片６３、６３とより構成されている。蓋体７の内面のマグネット５に対応する位置には、金属製カバー６の被覆部６２をマグネット５とともに受け入れる凹陥部７０が設けられており、前記固定片６３に穿設された通孔６０を貫通した取付ネジ６１を、蓋体７の内面側に形成した螺孔７１に取り付けることにより当該内面側に固定される。
【００３０】
以上の構造を備えた本実施形態に係る骨伝導ドライバー１０は、骨伝導マイク１１として、次のように作動する。使用者が発声すると、頭蓋骨を通じて頭皮に振動が伝達され、骨伝導マイク１１内の骨伝導ドライバー１０の蓋体７に振動が伝わる。この振動が、金属製カバー６及びマグネット５に伝達され、振動板４が振動する。振動板４には多数の長穴４１，・・・が形成されており、マグネット５が大きな幅で上下に振動することとなる。これにより、ボイスコイル３には当該マグネットの振動に応じた比較的明確な電流信号が発生し、音声データとして取り出されることとなる。
【００３１】
また、骨伝導スピーカ１２としては、次のように作動する。先ず、所定の音声信号に該当される電流信号がボイスコイル３へ伝達されると、ボイスコイル３が、マグネット５、ポールビス２１、凹部内壁２３との磁力又は引力によって、所定の周波数で振動する。ボイスコイル３の上部に位置する振動板４は、ボイスコイル３から固定部２２を介して伝わる振動によって共に振動される。この際、振動板４には多数の長穴４１，・・・が形成されているため、ボイスコイル３に比べてより大きな増幅で振動することとなる。この振動板４の振動現象は、その上に装着されたマグネット５及び金属製カバー６に伝達され、蓋体７を介して人体の頭皮に伝達される。それにより、前記人体の頭蓋骨内の鼓膜や耳小骨に異常のある難聴者でも、蝸牛や聴覚神経が正常であれば確実に音を聞くことが出来る。
【００３２】
本例では、骨伝導マイク１１、骨伝導スピーカ１２として骨伝導ドライバー１０がヘッドバンド１５の両端に設けられるケース１１ａ，１２ａ内に、ケース内面に当接した状態で内蔵されているが、後述する図１１に示す第２実施形態と同様に、蓋体７をケース１１ａ，１２ａの筐体として振動板４を直接ケース１１ａ，１２ａ内面に固定するようにしてもよい。
【００３３】
携帯型通話機本体８は、従来から公知のトランシーバーの構成であり、図７に示すように、アンテナ８０、送受信切換スイッチ８１、無線通信回路８２、制御部８３、本体側のＰＴＴスイッチ（ＰＴＴボタン８４）、および本体側のスピーカ／マイク８５を備え、近距離無線通信ユニットとして、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ無線ユニット８６が外部からプラグを介してケーブル接続されるＢｌｕｅｔｏｏｔｈアダプタ８７に設けられている。制御部８３は、メモリに記憶したプログラムで各種処理を行なうマイコンよりなり、ＰＴＴ信号を受けて送受信の切換えを行う送受信切換処理部８３ａと、無線通信回路より受信した音声信号をスピーカ／マイク８５のスピーカに出力し、スピーカ／マイク８５のマイクより受信した音声信号を無線通信回路８２に出力する音声処理部８３ｂとを少なくとも備えている。
【００３４】
携帯型通話機本体８としては、従来から公知のポータブル無線機やトランシーバー以外に、ＰＴＴ機能を備えたものであれば、携帯電話やＰＨＳ（Personal Handyphone System：簡易型携帯電話）、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant：携帯情報端末）、ノートパソコン、ディジタルカメラなど、種々のモバイル端末を利用できる。
【００３５】
ＰＴＴリモコン装置９は、図８に示すように、携帯型通話機本体８との間で接続可能なｂｌｕｅｔｏｏｔｈ無線ユニット９０、携帯型通話機本体８の送受信状態を切り換えるＰＴＴ信号を出力するＰＴＴスイッチ（ＰＴＴボタン９１）および制御部９２を備え、制御部９２は同じくメモリに記憶したプログラムで各種処理を行なうマイコンよりなり、ＰＴＴボタン９１の操作により出力されたＰＴＴ信号をＢｌｕｅｔｏｏｔｈ無線ユニット９０より携帯型通話機本体８に無線送信するＰＴＴ信号送信処理部９２ａと、携帯型通話機本体８との間で、同じくＢｌｕｅｔｏｏｔｈ無線ユニット９０を通じて音声データを送受信する第１の音声処理部９２ｂと、骨伝導マイク・スピーカ通話装置１との間で、音声データを送受信する第２の音声処理部９２ｃとを少なくとも備えている。ＰＴＴリモコン装置９のＢｌｕｅｔｏｏｔｈ無線ユニット９０と携帯型通話機本体８のＢｌｕｅｔｏｏｔｈ無線ユニット８６とは使用前に予めプロファイル又はプロファイルよりも確実なシリアルナンバーによりペアリングされる。
【００３６】
そして、ＰＴＴリモコン装置９でＰＴＴボタン９１を押すと、ＰＴＴ信号送信処理部９２ａによりＰＴＴ信号がＢｌｕｅｔｏｏｔｈ無線ユニット９０から携帯型通話機本体８に送信され、携帯型通話機本体８はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ無線ユニット８６を介してＰＴＴ信号を受け、送受信切換処理部８３ａが送受信切換スイッチ８１の送受信切換えを行う。この状態で使用者が骨伝導マイク・スピーカ通話装置１から話しかけると、ＰＴＴリモコン装置９の第１の音声処理部９２ｂが、第２の音声処理部９２ｃで骨伝導マイク・スピーカ通話装置１から受けた音声データを携帯型通話機本体８に送信し、音声処理部８３ｂが無線通信回路８２に出力した音声が送信側に切り換わっている送受信切換スイッチ８１からアンテナ８０より送信される。
【００３７】
ＰＴＴボタン９１を離した状態では、送受信切換スイッチ８１が受信状態に維持されており、受信のみ可能な状態となっている。他の通話機から音声を受信すると、音声処理部８３ｂは当該音声データをＢｌｕｅｔｏｏｔｈ無線ユニット８６を介してＰＴＴリモコン装置９に送信し、ＰＴＴリモコン装置９の第１の音声処理部９２ｂがこれを受信し、第２の音声処理部９２ｃにより骨伝導マイク・スピーカ通話装置１に向けて当該音声データを送信し、使用者は骨伝導マイク・スピーカ通話装置１から音声を聞くことができる。
【００３８】
以上の本実施形態では、ＰＴＴリモコン装置９に第１の音声処理部９２ｂと第２の音声処理部９２ｃを備えさせ、ＰＴＴリモコン装置９を音声データの中継器として機能させているが、骨伝導マイク・スピーカ通話装置１と携帯型通話機本体８との間で直接、音声データを送受信するように構成することも勿論可能である。
【００３９】
次に、図１１、１２に基づき、骨伝導ドライバー１０の第２実施形態を説明する。
【００４０】
本実施形態の骨伝導ドライバー１０は、振動板４を平面視略十字型に構成し、中心部を挟んで対向する一方の端部４４、４４同士がそれぞれ前記固定部２２の上面に固定され、これに直交する方向の他方の端部４５、４５間に該方向に延びる長溝４６を設けるとともに、該長溝４６内に隙間を介して板部材４７を嵌め込み、当該両端部４５、４５上に固定することにより架設して構成し、該板部材４７上面の中央位置にマグネット５が配置され、マグネット５を間に挟み込んだ状態で前記振動板４の板部材４７が取付ネジ７２、７２により蓋体７下面に固定される。これにより端部４４、４４で両端支持された振動板４が振動すると、中心部で直交する板部材４７が上下に振動し、これが蓋体７に伝達されることとなる。
【００４１】
マグネット５と蓋体７との間には、前記振動板４の一方の端部４４、４４同士の方向に長い磁性体の金属製カバーとして板体５０が更に挟持されており、マグネット５から上方に出る磁気はこの板体５０を通じて端部４４側に導かれ、そこから下方の基台２の固定部２２に導かれる効率のよい磁気回路が形成され、磁気漏れ防止、変換効率の向上に寄与している。また、本例では、蓋体７がケース１１ａ／１２ａを兼ねており、ケース１１ａ，１２ａは取付ネジ７４で連結される分割ケース７２、７３で構成され、分割ケース７３が使用者の側頭部に当接することなる。これにより振動効率を高めることができる。
【００４２】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【実施例】
【００４３】
上記のように構成された本発明の実施例１、２の骨伝導ドライバー１０から発生される磁束と、他の構造の比較例１、２の骨伝導ドライバーからの磁束を測定した結果について、図１３、１４にそれぞれ示す。
【００４４】
図１３（ａ）は、実施例１として、図２〜５に示した第１実施形態の骨伝導ドライバ−、図１３（ｂ）は、実施例２として、図１１、１２に示した第２実施形態の骨伝導ドライバー、図１４（ａ）は、比較例１として、第２実施形態の骨伝導ドライバーから金属製カバーとしての板体５０を省略した骨伝導ドライバー、図１４（ｂ）は、比較例２として、特開２００６−３３７８７号公報に記載の骨伝導ドライバーであり、それぞれの磁気力の露出測定の結果を示している。各測定結果は、図中左側の半円中にドットが少ないほど磁気力が外部へ露出される量が少ないことを示している。また、図中右側の半円に磁力線の様子を示している。
【００４５】
図１３、１４から分かるように、実施例１では外部へ露出される磁気力が他と比べて著しく少なく、磁力線もほぼ収束している。よって、人体に及ぼす影響も減少されることが分かる。比較例１ではマグネット上方向への磁気力の漏れが多く、効率が悪いことが分かる。また、実施例２では板体５０を載せた分だけ漏れ量が減り、下方のヨーク側へ向かうように補完されており、漏れは少々あるが、効率のよい磁気回路が維持されている。比較例２でも外方への漏れがあった。このように、本発明に係る実施例１、２では、金属製カバーの存在により漏れが少なく、磁気が基台側に収束され、効率のよい磁気回路が形成されており、骨伝導マイクとして十分使用できるものであることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１実施形態に係るハンズフリー通話システムを示す説明図。
【図２】同じく第１実施形態の骨伝導ドライバーを示す斜視図。
【図３】同じく骨伝導ドライバーを示す断面図。
【図４】同じく骨伝導ドライバーを示す分解断面図。
【図５】同じく骨伝導ドライバーを示す分解斜視図。
【図６】同じく第１実施形態の骨伝導マイク・スピーカ通話装置の構成を示すブロック図。
【図７】同じく携帯型通話機本体の構成を示すブロック図。
【図８】同じくＰＴＴリモコン装置の構成を示すブロック図。
【図９】同じくハンズフリー通話システムの使用状態を示す説明図。
【図１０】骨伝導マイク・スピーカ通話装置の変形例を示す説明図。
【図１１】第２実施形態の骨伝導ドライバーを示す分解斜視図。
【図１２】（ａ）は同じく振動板の平面図、（ｂ）は断面図。
【図１３】（ａ）は実施例１、（ｂ）は実施例２の磁気力測定結果
【図１４】（ａ）は比較例１、（ｂ）は比較例２の磁気力測定結果
【符号の説明】
【００４７】
１ 骨伝導マイク・スピーカ通話装置 ２ 基台
３ ボイスコイル ４ 振動板
４ａ 振動領域 ４ｂ 固定領域
５ マグネット ６ 金属製カバー
７ 蓋体 ８ 通話機本体
９ リモコン装置 １０ 骨伝導ドライバー
１１ａ，１２ａ ケース １１ 骨伝導マイク
１２ 骨伝導スピーカ １３ 無線ユニット
１４ 制御部 １４ａ 音声処理部
１５ ヘッドバンド ２０ 底面
２１ ポールビス ２２ 固定部
２３ 内壁 ２４ 螺孔
２５ 凹部 ２６ 絶縁体
２７ 端子 ４０ 中央位置
４１ 長穴 ４２ 通孔
４３ 取付ネジ ４４ 端部
４５ 端部 ４６ 長溝
４７ 板部材 ５０ 板体
６０ 通孔 ６１ 取付ネジ
６２ 被覆部 ６３ 固定片
７０ 凹陥部 ７１ 螺孔
７２ 取付ネジ ７２、７３ 分割ケース
７４ 取付ネジ ８０ アンテナ
８１ 送受信切換スイッチ ８２ 無線通信回路
８３ 制御部 ８３ａ 送受信切換処理部
８３ｂ 音声処理部 ８４ ボタン
８５ マイク ８６ 無線ユニット
８７ アダプタ ９０ 無線ユニット
９１ ボタン ９２ 制御部
９２ａ 信号送信処理部 ９２ｂ 音声処理部
９２ｃ 音声処理部 Ｓ ハンズフリー通話システム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、使用者の頭部に装着され、通話機本体又はそのリモコン装置側と音声データを送受信する骨伝導マイク・スピーカ通話装置に係わり、より詳しくは、周囲の雑音を捉えることなく、骨導音を効率よく捉えて音声データに変換できる骨伝導マイクを備えた骨伝導マイク・スピーカ通話装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の骨伝導マイク・スピーカ通話装置として、従来、耳周辺に当接するように配置される骨導スピ−カと、頭部の任意の位置に当接するように配置される骨導マイクロホンと、前記骨導スピ−カと骨導マイクロホンとを前記位置に保持する保持手段とを含むことを特徴とし、保持手段は、両側頭部から後頭部にかけて取り巻くサイドベルトと、前記サイドベルトに取り付けられて頭頂部を取り巻くヘッドベルトとから成る骨導ヘッドセットが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
しかし、従来の骨伝導マイク・スピーカ通話装置では、特に骨導マイクロホンとして加速度ピックアップマイクが使用されており、当該マイクは微小な振動を捕らえて変換できるものの、これを増幅するＤＳＰ装置が別途必要となり、更にはこのような加速度ピックアップマイクでは周囲の雑音も明瞭に捉えてしまい、ノイズカットなどの処理も必要となる。
【０００４】
一方、このような骨伝導マイク・スピーカ通話装置は、産業現場、運送業、警察、警護などの特殊職業でこのような携帯型通話機を用いる際、使用者がハンズフリーで通話を行うために、ヘッドセットを使用し、携帯型通話機本体は腰などに固定し、ＰＴＴボタンをヘッドセットと携帯型通話機本体を接続するケーブル上に設けて操作するものが広く用いられているが、このケーブルの存在は、作業の邪魔になったり、ケーブル断線による故障、腕や体に絡まることで作業が危険になるといった問題があり、ケーブルレスが求められている。
【０００５】
しかしながら、従来の骨伝導マイク・スピーカ通話装置では、上述の通りノイズの問題やＤＳＰ装置が別途必要であることなどから、通話装置自体の軽量化を図るためには通話機本体とケーブル接続し、通話装置にできるだけ別途の装置を付加しないことが必要である。したがって、ケーブルレスの通話装置としては、従来、骨伝導スピーカは備えつつ、マイク部は通常のマイクロフォンを備えたものが主流であった。しかし、このような通常のマイクロフォンでは大雨などに対応できる防水、防滴の観点から課題があった。従来から骨伝導スピーカとして使用されている骨伝導ドライバーとして、ヨークの中央磁極にボイスコイルを装着し、ヨークの両側の短尺辺側端部上に前記マグネットを配置し、前記マグネット配置軸上の前記各マグネットの外側に振動板固定部を配置した骨伝導スピーカ（例えば、特許文献２参照。）をマイクとして使用することも考えられるが変換効率が十分でなくマイクとしては使用されておらず、これよりも更に変換効率が良く、小型で軽量なものが必要である。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−２１５５８１号公報
【特許文献２】特開２００６−３３７８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、周囲の雑音を捉えることなく、骨導音を効率よく捉えて音声データに変換できる骨伝導マイクを有し、これにより別途装置が不要となり、無線機能を付加しても軽量なケーブルレスの通話装置を実現できる骨伝導マイク・スピーカ通話装置を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、前述の課題解決のために、使用者の頭部に装着され、通話機本体又はそのリモコン装置側と音声データを送受信する骨伝導マイク・スピーカ通話装置であって、使用者の耳周辺に当接するように配置される一つ又は左右一対の骨伝導ドライバーからなる骨伝導マイク及び骨伝導スピーカと、通話機本体又はそのリモコン装置側との間で音声データを送受信するための近距離無線通信ユニットと、前記通話機本体又はそのリモコン装置側から近距離無線通信ユニットを通じて受信した音声信号を骨伝導スピーカに出力し、骨伝導マイクより受信した音声信号を近距離無線通信ユニットを通じて通話機本体又はそのリモコン装置側に対して送信する音声処理手段とを備え、少なくとも骨伝導マイクとして機能させる骨伝導ドライバーを、略円形の底面を有する凹部が形成された基台と、前記凹部内に収納されるボイスコイルと、前記基台における前記凹部の内壁を構成する固定部に取り付けられ、前記凹部に収納されたボイスコイルの上側に渡設される振動板と、該振動板の上面側の略中央位置に取り付けられたマグネットと、該マグネットの上側に配置される金属製カバーと、該金属製カバーより上側に設けられる蓋体とより構成してなることを特徴とする骨伝導マイク・スピーカ通話装置を構成した。
【０００９】
ここで、前記左右一対の骨伝導ドライバーのうち、一方を骨伝導マイク、他方を骨伝導スピーカとして機能させるとともに、前記骨伝導スピーカとして機能させる他方の骨伝導ドライバーを、骨伝導マイクとして機能させる一方の骨伝導ドライバーと同一構造としたものが好ましい。
【００１０】
また、或いは前記一つの骨伝導ドライバーを、骨伝導マイク／骨伝導スピーカに切り替えて機能させるものも好ましい。
【００１１】
また、骨伝導ドライバーの具体的な構造としては、前記凹部底面の略中央部より上方に突起するポールビスを金属材料を用いて前記基台と一体に設け、該ポールビスの周囲に前記ボイスコイルを配置し、前記凹部の内壁面を収納されるボイスコイルの外周面に略平行な曲面に形成したものが好ましい。
【００１２】
更に、前記凹部を挟み互いに対向する位置に一対の前記固定部を設け、前記振動板の両端部を各固定部の上面にそれぞれ固定したものが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
以上にしてなる本願発明によれば、骨伝導ドライバーとして略円形の底面を有する凹部が形成された基台と、前記凹部内に収納されるボイスコイルと、前記基台における前記凹部の内壁を構成する固定部に取り付けられ、前記凹部に収納されたボイスコイルの上側に渡設される振動板と、該振動板の上面側の略中央位置に取り付けられたマグネットと、該マグネットの上側に配置される金属製カバーと、該金属製カバーより上側に設けられる蓋体とより構成し、骨導音を効率よく捉えて音声データに変換できる構造のものを骨伝導マイクとして用いるので、これにより増幅装置やノイズカット装置などの別途装置が不要となり、無線機能を付加して軽量且つ防水機能を備えたケーブルレスの骨伝導マイク・スピーカ通話装置を得ることができる。特にマグネットを振動板上面の中央位置に取り付けたのでマグネットが直接振動し、その磁束変化がダイレクトにボイスコイルに伝わることとなり、またその上部に金属製カバーを設けたので磁束の漏れもなく基台側へ磁束を導く効率のよい磁束回路を形成することができるため、電気信号／振動の変換効率に極めて優れ、骨伝導スピーカとしては勿論、骨伝導マイクとして十分使用できるものとなっている。
【００１４】
また、左右一対の骨伝導ドライバーのうち、一方を骨伝導マイク、他方を骨伝導スピーカとして機能させるとともに、前記骨伝導スピーカとして機能させる他方の骨伝導ドライバーを、骨伝導マイクとして機能させる一方の骨伝導ドライバーと同一構造とすれば、部品管理や製造コストを大幅に削減できる。
【００１５】
また、一つの骨伝導ドライバーを、骨伝導マイク／骨伝導スピーカに切り替えて機能させたものでは、単信式の通話に十分対応できるとともに、大幅な軽量化、コスト削減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、本発明の実施形態を添付図面に基づき詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明に係る骨伝導マイク・スピーカ通話装置を用いたハンズフリー通話システムＳを示す説明図であり、図１〜１０は第１実施形態、図１１、１２は第２実施形態を示し、図中符号１は骨伝導マイク・スピーカ通話装置、８は携帯型通話機本体、９はＰＴＴリモコン装置をそれぞれ示している。
【００１８】
尚、以下のハンズフリー通話システムＳでは携帯型の通話機本体を用いた例について説明するが、本発明はこれに限らず、設置型の通話機本体、例えば車載無線機等との間で音声データを送受信するものでも勿論よい。また、近距離無線通信に用いるユニットは、搬送波周波数に免許不要の２．４ＧＨｚのＩＳＭ（Industrial Scientific Medical）帯を使用したものとして、低コストなＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）無線ユニットを用いた例を挙げているが、例えば「ＩｒＤＡ」方式の赤外線データ通信モジュールを設けたものなど、使用状況に応じて種々の方式を採用できる。
【００１９】
本実施形態に係るハンズフリー通話システムＳは、図１に示すように、送受信状態を切り換えて通話する単信式の通話機能を有した携帯型通話機本体８と、該携帯型通話機本体８と近距離無線通信可能であり、ＰＴＴボタン９１を押下することで送受信状態を切り換えるＰＴＴ信号を携帯型通話機本体８に送信するＰＴＴリモコン装置９と、該ＰＴＴリモコン装置９とケーブル又は近距離無線通信ユニットを通じて接続される本発明に係る骨伝導マイク・スピーカ通話装置１とを備えている。このハンズフリー通話システムＳは、図９に示すように、携帯型通話機本体８を例えばポケットや鞄の中に仕舞ったままでＰＴＴリモコン装置９を体の適宜な箇所に取り付け、ＰＴＴボタン操作を行なうことでケーブルが邪魔になることなく通話を行うことが可能である。
【００２０】
骨伝導マイク・スピーカ通話装置１は、使用者の頭部に装着され、通話機本体８又はそのリモコン装置９側と音声データを送受信するものであり、図６に示すように、使用者の耳周辺（耳前方の側頭部）に当接するように配置される左右一対の骨伝導ドライバーからなる骨伝導マイク１１、骨伝導スピーカ１２、ＰＴＴリモコン装置９との間で接続可能なＢｌｕｅｔｏｏｔｈ無線ユニット１３、ＰＴＴリモコン装置９よりＢｌｕｅｔｏｏｔｈ無線ユニット１３を介して受信した音声信号を骨伝導スピーカ１２に出力し、骨伝導マイク１１より受信した音声信号をＢｌｕｅｔｏｏｔｈ無線ユニット１３からＰＴＴリモコン装置９に対して送信する音声処理手段としての音声処理部１４ａを有する制御部１４を備えている。骨伝導マイク・スピーカ通話装置１のＢｌｕｅｔｏｏｔｈ無線ユニット１３とＰＴＴリモコン装置９のＢｌｕｅｔｏｏｔｈ無線ユニット９０とは使用前に予めプロファイルによりペアリングされる。
【００２１】
本例では、ヘッドバンド１５の左右両端部にそれぞれ骨伝導マイク１１、骨伝導スピーカ１２を設けたヘッドセットタイプを例示しており、上記Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ無線ユニット１３及び音声処理部１４ａを有する制御部１４がヘッドバンド１５の略中心部に内蔵されている。ただし、これら制御部１４等の位置は何処にあってもよく、また耳掛けタイプ、イヤホンタイプ、ヘルメット内蔵タイプなど種々のタイプのものを採用できる。骨伝導マイク１１及び骨伝導スピーカ１２は、それぞれ同一構造の骨伝導ドライバー１０により構成されており、これによりコスト削減を図っている。ただし、特別な構造が要求されない骨伝導スピーカ１２については、他の構造の骨伝導ドライバーを用いることも勿論よい。
【００２２】
また、図１０に示すように、一つの骨伝導ドライバー１０のみ設けて、骨伝導マイク１１／骨伝導スピーカ１２に切り替えて機能させることも好ましい実施例である。この場合、骨伝導ドライバー１０一つで二機能を兼用できるので、大幅にコスト削減、軽量化等を図ることが可能となる。また、本例では左右の骨伝導マイク１１と骨伝導スピーカ１２を切り替えて使用しているが、左右双方の内蔵骨伝導ドライバー１０を同時に骨伝導マイク１１、骨伝導スピーカ１２として切り替えて使用し、左右同時に骨伝導マイク１１／骨伝導スピーカ１２として切り替えて使用することも可能である。これにより通話をより確実に行うことが可能となる。
【００２３】
骨伝導ドライバー１０の構造は、具体的には、図３〜５に示すように、略円形の底面２０を有する凹部２５が形成された基台２と、凹部２５内に収納されるボイスコイル３と、基台２における前記凹部２５の内壁２３を構成する固定部２２に取り付けられ、凹部２５に収納されたボイスコイル３の上側に渡設される振動板４と、該振動板４の上面側の略中央位置４０に取り付けられたマグネット５と、該マグネット５の上側に配置される非磁性体の金属製カバー６と、該金属製カバー６より上側に設けられる蓋体７とより構成されている。基台２の凹部底面２０の略中央部には、上方に突起するポールビス２１が配置されている。このポールビス２１は、基台２と一体に設けられ、該ポールビス２１の周囲にボイスコイル３が配置される。また、基台２の前記凹部２５を挟んで互いに対向する位置には、一対の固定部２２，２２が設けられており、固定部２２により形成される凹部２５の内壁２３は、ボイスコイル３を安定的に固定及び支持出来るように、ボイスコイル３の外周面に略平行で、該ボイスコイル３よりも少し大きい半径の曲面に形成されている。
【００２４】
振動板４の両端部４４，４４は、各固定部２２の上面にそれぞれ固定されることにより、当該振動板４が前記ポールビス２１を収納した凹部２５の上側に架設される。固定部２２の上面の高さは、ポールビス２１の上面高さより少し高く形成されている。したがって、振動板４が固定部２２，２２間に架設された状態で、振動板４とポールビス２１との間に一定の隙間が形成される。このように、基台２はボイスコイル３などを固定及び支持する役割以外にもヨークの役割をすることによって、いくつかの構成部品を一つに簡略化される効果がある。このようにポールビス２１にヨークの役割を兼用させるとともに、製造工程及び製造費用を最小化するために、ポールビス２１は、金属材料を用いて基台２とともに一体成形されることが望ましい。具体的には、ムクの金属材料を切削加工したり、鋳造加工することにより成形できる。
【００２５】
ボイスコイル３は、基台２のポールビス２１に結合される。ここで、ボイスコイル３の厚さ（高さ）は、ポールビス２１の高さとほぼ同じ寸法に設定されている。したがって、ボイスコイル３及びポールビス２１の上面と振動板４との間に一定の隙間が形成されている。また、ボイスコイル３のコイル線の両端部は、底面２０より基台２の下面にまで延長され、図１に示すように、絶縁体２６が介在されて設置された端子２７に電気的に接続されている。この端子２７を通じてボイスコイル３にサウンド信号が入力される。
【００２６】
振動板４は、略平板状の部材より構成され、凹部底面２０の形状と類似している略円形の振動領域４ａ及び固定部２２の上面形状と類似する形状の固定領域４ｂを有しており、ボイスコイル３の上側に渡設され、該ボイスコイル３の離脱を防止する同時に所定の周波数で振動する。本例では、振動板４の固定領域４ｂに穿設された通孔４２、４２を貫通した取付ネジ４３，４３を、固定部２２，２２の上面に形成された螺孔２４，２４にそれぞれ固定することにより、該固定部２２，２２の上面間に架設されている。
【００２７】
振動板４における振動領域４ａの周縁部、すなわちマグネット５が取り付けられる中央位置４０の周囲には、上下貫通した長穴４１が周方向に沿って複数形成されている。このように振動領域４ａに少なくとも一つの長穴４１が形成されることにより、振動板４の振動効率又は骨伝導効率が向上する。本例では、長穴４１が縦横対称の位置に計４本形成されているが、４本未満又は５本以上でも可能であり、その配列も三角形の各辺の位置、四角の各辺の位置、五角形の各辺の位置、六角形の各辺の位置、円形に沿った位置など、多様な形態が可能である。
【００２８】
マグネット５は、直方体であり、振動板４上面の振動領域４ａの略中央位置４０に固定され、ボイスコイル３と相互作用（引力又は斥力）する。このマグネット５は、長穴４１，・・・で囲まれた内側の振動領域４ａに固定されているが、この位置が振動の効率又は骨伝導の効率面で好適である。また、このマグネット５は前記の振動の効率又は骨伝導の効率を高めるために、ボイスコイル３の中心又はポールビス２１の中心と対応される領域に形成されるのが望ましい。従って、従来はマグネットを多数が具備する必要があったが、本発明では一つだけで足りる。勿論、マグネット５の個数は何ら限定されず、２つ以上を用いることも可能である。また、形状についても、直方体以外に、三角柱、円柱、五角柱、その他の種々なる形状が採用できる。
【００２９】
一方、マグネット５の磁力線がボイスコイル３に向かうことが出来るように、マグネット５の上面から側面の少なくとも一部までを覆う金属製カバー６が設けられている。金属製カバー６は、特に、前記マグネット５の磁力線がボイスコイル３側に集中できるように前記カバー６は磁力線が貫通出来ない金属材質、たとえば非磁性体材料より構成されており、前記マグネット５に被さる被覆部６２と両側方に伸びる固定片６３、６３とより構成されている。蓋体７の内面のマグネット５に対応する位置には、金属製カバー６の被覆部６２をマグネット５とともに受け入れる凹陥部７０が設けられており、前記固定片６３に穿設された通孔６０を貫通した取付ネジ６１を、蓋体７の内面側に形成した螺孔７１に取り付けることにより当該内面側に固定される。
【００３０】
以上の構造を備えた本実施形態に係る骨伝導ドライバー１０は、骨伝導マイク１１として、次のように作動する。使用者が発声すると、頭蓋骨を通じて頭皮に振動が伝達され、骨伝導マイク１１内の骨伝導ドライバー１０の蓋体７に振動が伝わる。この振動が、金属製カバー６及びマグネット５に伝達され、振動板４が振動する。振動板４には多数の長穴４１，・・・が形成されており、マグネット５が大きな幅で上下に振動することとなる。これにより、ボイスコイル３には当該マグネットの振動に応じた比較的明確な電流信号が発生し、音声データとして取り出されることとなる。
【００３１】
また、骨伝導スピーカ１２としては、次のように作動する。先ず、所定の音声信号に該当される電流信号がボイスコイル３へ伝達されると、ボイスコイル３が、マグネット５、ポールビス２１、凹部内壁２３との磁力又は引力によって、所定の周波数で振動する。ボイスコイル３の上部に位置する振動板４は、ボイスコイル３から固定部２２を介して伝わる振動によって共に振動される。この際、振動板４には多数の長穴４１，・・・が形成されているため、ボイスコイル３に比べてより大きな増幅で振動することとなる。この振動板４の振動現象は、その上に装着されたマグネット５及び金属製カバー６に伝達され、蓋体７を介して人体の頭皮に伝達される。それにより、前記人体の頭蓋骨内の鼓膜や耳小骨に異常のある難聴者でも、蝸牛や聴覚神経が正常であれば確実に音を聞くことが出来る。
【００３２】
本例では、骨伝導マイク１１、骨伝導スピーカ１２として骨伝導ドライバー１０がヘッドバンド１５の両端に設けられるケース１１ａ，１２ａ内に、ケース内面に当接した状態で内蔵されているが、後述する図１１に示す第２実施形態と同様に、蓋体７をケース１１ａ，１２ａの筐体として振動板４を直接ケース１１ａ，１２ａ内面に固定するようにしてもよい。
【００３３】
携帯型通話機本体８は、従来から公知のトランシーバーの構成であり、図７に示すように、アンテナ８０、送受信切換スイッチ８１、無線通信回路８２、制御部８３、本体側のＰＴＴスイッチ（ＰＴＴボタン８４）、および本体側のスピーカ／マイク８５を備え、近距離無線通信ユニットとして、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ無線ユニット８６が外部からプラグを介してケーブル接続されるＢｌｕｅｔｏｏｔｈアダプタ８７に設けられている。制御部８３は、メモリに記憶したプログラムで各種処理を行なうマイコンよりなり、ＰＴＴ信号を受けて送受信の切換えを行う送受信切換処理部８３ａと、無線通信回路より受信した音声信号をスピーカ／マイク８５のスピーカに出力し、スピーカ／マイク８５のマイクより受信した音声信号を無線通信回路８２に出力する音声処理部８３ｂとを少なくとも備えている。
【００３４】
携帯型通話機本体８としては、従来から公知のポータブル無線機やトランシーバー以外に、ＰＴＴ機能を備えたものであれば、携帯電話やＰＨＳ（Personal Handyphone System：簡易型携帯電話）、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant：携帯情報端末）、ノートパソコン、ディジタルカメラなど、種々のモバイル端末を利用できる。
【００３５】
ＰＴＴリモコン装置９は、図８に示すように、携帯型通話機本体８との間で接続可能なｂｌｕｅｔｏｏｔｈ無線ユニット９０、携帯型通話機本体８の送受信状態を切り換えるＰＴＴ信号を出力するＰＴＴスイッチ（ＰＴＴボタン９１）および制御部９２を備え、制御部９２は同じくメモリに記憶したプログラムで各種処理を行なうマイコンよりなり、ＰＴＴボタン９１の操作により出力されたＰＴＴ信号をＢｌｕｅｔｏｏｔｈ無線ユニット９０より携帯型通話機本体８に無線送信するＰＴＴ信号送信処理部９２ａと、携帯型通話機本体８との間で、同じくＢｌｕｅｔｏｏｔｈ無線ユニット９０を通じて音声データを送受信する第１の音声処理部９２ｂと、骨伝導マイク・スピーカ通話装置１との間で、音声データを送受信する第２の音声処理部９２ｃとを少なくとも備えている。ＰＴＴリモコン装置９のＢｌｕｅｔｏｏｔｈ無線ユニット９０と携帯型通話機本体８のＢｌｕｅｔｏｏｔｈ無線ユニット８６とは使用前に予めプロファイル又はプロファイルよりも確実なシリアルナンバーによりペアリングされる。
【００３６】
そして、ＰＴＴリモコン装置９でＰＴＴボタン９１を押すと、ＰＴＴ信号送信処理部９２ａによりＰＴＴ信号がＢｌｕｅｔｏｏｔｈ無線ユニット９０から携帯型通話機本体８に送信され、携帯型通話機本体８はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ無線ユニット８６を介してＰＴＴ信号を受け、送受信切換処理部８３ａが送受信切換スイッチ８１の送受信切換えを行う。この状態で使用者が骨伝導マイク・スピーカ通話装置１から話しかけると、ＰＴＴリモコン装置９の第１の音声処理部９２ｂが、第２の音声処理部９２ｃで骨伝導マイク・スピーカ通話装置１から受けた音声データを携帯型通話機本体８に送信し、音声処理部８３ｂが無線通信回路８２に出力した音声が送信側に切り換わっている送受信切換スイッチ８１からアンテナ８０より送信される。
【００３７】
ＰＴＴボタン９１を離した状態では、送受信切換スイッチ８１が受信状態に維持されており、受信のみ可能な状態となっている。他の通話機から音声を受信すると、音声処理部８３ｂは当該音声データをＢｌｕｅｔｏｏｔｈ無線ユニット８６を介してＰＴＴリモコン装置９に送信し、ＰＴＴリモコン装置９の第１の音声処理部９２ｂがこれを受信し、第２の音声処理部９２ｃにより骨伝導マイク・スピーカ通話装置１に向けて当該音声データを送信し、使用者は骨伝導マイク・スピーカ通話装置１から音声を聞くことができる。
【００３８】
以上の本実施形態では、ＰＴＴリモコン装置９に第１の音声処理部９２ｂと第２の音声処理部９２ｃを備えさせ、ＰＴＴリモコン装置９を音声データの中継器として機能させているが、骨伝導マイク・スピーカ通話装置１と携帯型通話機本体８との間で直接、音声データを送受信するように構成することも勿論可能である。
【００３９】
次に、図１１、１２に基づき、骨伝導ドライバー１０の第２実施形態を説明する。
【００４０】
本実施形態の骨伝導ドライバー１０は、振動板４を平面視略十字型に構成し、中心部を挟んで対向する一方の端部４４、４４同士がそれぞれ前記固定部２２の上面に固定され、これに直交する方向の他方の端部４５、４５間に該方向に延びる長溝４６を設けるとともに、該長溝４６内に隙間を介して板部材４７を嵌め込み、当該両端部４５、４５上に固定することにより架設して構成し、該板部材４７上面の中央位置にマグネット５が配置され、マグネット５を間に挟み込んだ状態で前記振動板４の板部材４７が取付ネジ７２、７２により蓋体７下面に固定される。これにより端部４４、４４で両端支持された振動板４が振動すると、中心部で直交する板部材４７が上下に振動し、これが蓋体７に伝達されることとなる。
【００４１】
マグネット５と蓋体７との間には、前記振動板４の一方の端部４４、４４同士の方向に長い磁性体の金属製カバーとして板体５０が更に挟持されており、マグネット５から上方に出る磁気はこの板体５０を通じて端部４４側に導かれ、そこから下方の基台２の固定部２２に導かれる効率のよい磁気回路が形成され、磁気漏れ防止、変換効率の向上に寄与している。また、本例では、蓋体７がケース１１ａ／１２ａを兼ねており、ケース１１ａ，１２ａは取付ネジ７４で連結される分割ケース７２、７３で構成され、分割ケース７３が使用者の側頭部に当接することなる。これにより振動効率を高めることができる。
【００４２】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【実施例】
【００４３】
上記のように構成された本発明の実施例１、２の骨伝導ドライバー１０から発生される磁束と、他の構造の比較例１、２の骨伝導ドライバーからの磁束を測定した結果について、図１３、１４にそれぞれ示す。
【００４４】
図１３（ａ）は、実施例１として、図２〜５に示した第１実施形態の骨伝導ドライバ−、図１３（ｂ）は、実施例２として、図１１、１２に示した第２実施形態の骨伝導ドライバー、図１４（ａ）は、比較例１として、第２実施形態の骨伝導ドライバーから金属製カバーとしての板体５０を省略した骨伝導ドライバー、図１４（ｂ）は、比較例２として、特開２００６−３３７８７号公報に記載の骨伝導ドライバーであり、それぞれの磁気力の露出測定の結果を示している。各測定結果は、図中左側の半円中にドットが少ないほど磁気力が外部へ露出される量が少ないことを示している。また、図中右側の半円に磁力線の様子を示している。
【００４５】
図１３、１４から分かるように、実施例１では外部へ露出される磁気力が他と比べて著しく少なく、磁力線もほぼ収束している。よって、人体に及ぼす影響も減少されることが分かる。比較例１ではマグネット上方向への磁気力の漏れが多く、効率が悪いことが分かる。また、実施例２では板体５０を載せた分だけ漏れ量が減り、下方のヨーク側へ向かうように補完されており、漏れは少々あるが、効率のよい磁気回路が維持されている。比較例２でも外方への漏れがあった。このように、本発明に係る実施例１、２では、金属製カバーの存在により漏れが少なく、磁気が基台側に収束され、効率のよい磁気回路が形成されており、骨伝導マイクとして十分使用できるものであることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１実施形態に係るハンズフリー通話システムを示す説明図。
【図２】同じく第１実施形態の骨伝導ドライバーを示す斜視図。
【図３】同じく骨伝導ドライバーを示す断面図。
【図４】同じく骨伝導ドライバーを示す分解断面図。
【図５】同じく骨伝導ドライバーを示す分解斜視図。
【図６】同じく第１実施形態の骨伝導マイク・スピーカ通話装置の構成を示すブロック図。
【図７】同じく携帯型通話機本体の構成を示すブロック図。
【図８】同じくＰＴＴリモコン装置の構成を示すブロック図。
【図９】同じくハンズフリー通話システムの使用状態を示す説明図。
【図１０】骨伝導マイク・スピーカ通話装置の変形例を示す説明図。
【図１１】第２実施形態の骨伝導ドライバーを示す分解斜視図。
【図１２】（ａ）は同じく振動板の平面図、（ｂ）は断面図。
【図１３】（ａ）は実施例１、（ｂ）は実施例２の磁気力測定結果
【図１４】（ａ）は比較例１、（ｂ）は比較例２の磁気力測定結果
【符号の説明】
【００４７】
１ 骨伝導マイク・スピーカ通話装置 ２ 基台
３ ボイスコイル ４ 振動板
４ａ 振動領域 ４ｂ 固定領域
５ マグネット ６ 金属製カバー
７ 蓋体 ８ 通話機本体
９ リモコン装置 １０ 骨伝導ドライバー
１１ａ，１２ａ ケース １１ 骨伝導マイク
１２ 骨伝導スピーカ １３ 無線ユニット
１４ 制御部 １４ａ 音声処理部
１５ ヘッドバンド ２０ 底面
２１ ポールビス ２２ 固定部
２３ 内壁 ２４ 螺孔
２５ 凹部 ２６ 絶縁体
２７ 端子 ４０ 中央位置
４１ 長穴 ４２ 通孔
４３ 取付ネジ ４４ 端部
４５ 端部 ４６ 長溝
４７ 板部材 ５０ 板体
６０ 通孔 ６１ 取付ネジ
６２ 被覆部 ６３ 固定片
７０ 凹陥部 ７１ 螺孔
７２ 取付ネジ ７２、７３ 分割ケース
７４ 取付ネジ ８０ アンテナ
８１ 送受信切換スイッチ ８２ 無線通信回路
８３ 制御部 ８３ａ 送受信切換処理部
８３ｂ 音声処理部 ８４ ボタン
８５ マイク ８６ 無線ユニット
８７ アダプタ ９０ 無線ユニット
９１ ボタン ９２ 制御部
９２ａ 信号送信処理部 ９２ｂ 音声処理部
９２ｃ 音声処理部 Ｓ ハンズフリー通話システム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用者の頭部に装着され、通話機本体又はそのリモコン装置側と音声データを送受信する骨伝導マイク・スピーカ通話装置であって、
使用者の耳周辺に当接するように配置される一つ又は左右一対の骨伝導ドライバーからなる骨伝導マイク及び骨伝導スピーカと、通話機本体又はそのリモコン装置側との間で音声データを送受信するための近距離無線通信ユニットと、前記通話機本体又はそのリモコン装置側から近距離無線通信ユニットを通じて受信した音声信号を骨伝導スピーカに出力し、骨伝導マイクより受信した音声信号を近距離無線通信ユニットを通じて通話機本体又はそのリモコン装置側に対して送信する音声処理手段とを備え、
少なくとも前記骨伝導マイクとして機能させる骨伝導ドライバーを、略円形の底面を有する凹部が形成された基台と、前記凹部内に収納されるボイスコイルと、前記基台における前記凹部の内壁を構成する固定部に取り付けられ、前記凹部に収納されたボイスコイルの上側に渡設される振動板と、該振動板の上面側の略中央位置に取り付けられたマグネットと、該マグネットの上側に配置される金属製カバーと、該金属製カバーより上側に設けられる蓋体とより構成してなることを特徴とする骨伝導マイク・スピーカ通話装置。
【請求項２】
前記左右一対の骨伝導ドライバーのうち、一方を骨伝導マイク、他方を骨伝導スピーカとして機能させるとともに、前記骨伝導スピーカとして機能させる他方の骨伝導ドライバーを、骨伝導マイクとして機能させる一方の骨伝導ドライバーと同一構造としてなる請求項１記載の骨伝導マイク・スピーカ通話装置。
【請求項３】
前記一つの骨伝導ドライバーを、骨伝導マイク／骨伝導スピーカに切り替えて機能させてなる請求項１記載の骨伝導マイク・スピーカ通話装置。
【請求項４】
前記凹部底面の略中央部より上方に突起するポールビスを金属材料を用いて前記基台と一体に設け、該ポールビスの周囲に前記ボイスコイルを配置し、前記凹部の内壁面を収納されるボイスコイルの外周面に略平行な曲面に形成してなる請求項１〜３の何れか１項に記載の骨伝導マイク・スピーカ通話装置。
【請求項５】
前記凹部を挟み互いに対向する位置に一対の前記固定部を設け、前記振動板の両端部を各固定部の上面にそれぞれ固定してなる請求項１〜４の何れか１項に記載の骨伝導マイク・スピーカ通話装置。
【請求項１】
使用者の頭部に装着され、通話機本体又はそのリモコン装置側と音声データを送受信する骨伝導マイク・スピーカ通話装置であって、
使用者の耳周辺に当接するように配置される一つ又は左右一対の骨伝導ドライバーからなる骨伝導マイク及び骨伝導スピーカと、通話機本体又はそのリモコン装置側との間で音声データを送受信するための近距離無線通信ユニットと、前記通話機本体又はそのリモコン装置側から近距離無線通信ユニットを通じて受信した音声信号を骨伝導スピーカに出力し、骨伝導マイクより受信した音声信号を近距離無線通信ユニットを通じて通話機本体又はそのリモコン装置側に対して送信する音声処理手段とを備え、
少なくとも前記骨伝導マイクとして機能させる骨伝導ドライバーを、略円形の底面を有する凹部が形成された基台と、前記凹部内に収納されるボイスコイルと、前記基台における前記凹部の内壁を構成する固定部に取り付けられ、前記凹部に収納されたボイスコイルの上側に渡設される振動板と、該振動板の上面側の略中央位置に取り付けられたマグネットと、該マグネットの上側に配置される金属製カバーと、該金属製カバーより上側に設けられる蓋体とより構成してなることを特徴とする骨伝導マイク・スピーカ通話装置。
【請求項２】
前記左右一対の骨伝導ドライバーのうち、一方を骨伝導マイク、他方を骨伝導スピーカとして機能させるとともに、前記骨伝導スピーカとして機能させる他方の骨伝導ドライバーを、骨伝導マイクとして機能させる一方の骨伝導ドライバーと同一構造としてなる請求項１記載の骨伝導マイク・スピーカ通話装置。
【請求項３】
前記一つの骨伝導ドライバーを、骨伝導マイク／骨伝導スピーカに切り替えて機能させてなる請求項１記載の骨伝導マイク・スピーカ通話装置。
【請求項４】
前記凹部底面の略中央部より上方に突起するポールビスを金属材料を用いて前記基台と一体に設け、該ポールビスの周囲に前記ボイスコイルを配置し、前記凹部の内壁面を収納されるボイスコイルの外周面に略平行な曲面に形成してなる請求項１〜３の何れか１項に記載の骨伝導マイク・スピーカ通話装置。
【請求項５】
前記凹部を挟み互いに対向する位置に一対の前記固定部を設け、前記振動板の両端部を各固定部の上面にそれぞれ固定してなる請求項１〜４の何れか１項に記載の骨伝導マイク・スピーカ通話装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１０−１０９４５（Ｐ２０１０−１０９４５Ａ）
【公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１６６３２３（Ｐ２００８−１６６３２３）
【出願日】平成２０年６月２５日（２００８．６．２５）
【出願人】（５０５４０８８５９）コスモギア株式会社 (10)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月２５日（２００８．６．２５）
【出願人】（５０５４０８８５９）コスモギア株式会社 (10)
【Ｆターム（参考）】
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