JP2006217088A - Auditory transmission system - Google Patents

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JP2006217088A JP2005025744A JP2005025744A JP2006217088A JP 2006217088 A JP2006217088 A JP 2006217088A JP 2005025744 A JP2005025744 A JP 2005025744A JP 2005025744 A JP2005025744 A JP 2005025744A JP 2006217088 A JP2006217088 A JP 2006217088A
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Hirotoshi Yamamoto
博俊 山本
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compact auditory transmission system that can prolong the life of a battery and make it easier to hear a reproduced sound by modulating a voice entered to a microphone etc., into a digital signal and transmitting it, and reproducing the digital signal by a bone conduction speaker system. <P>SOLUTION: A voice signal entered from the microphone 1 is amplified by a voice signal amplification section 2 and outputted as a signal X. The signal X is converted by a ΔΣ modulation section 1 into a 1-bit signal Y. The output signal Y of the ΔΣ modulation section 1 is power-amplified by a digital amplifier 2 and outputted from an output terminal 5. The 1-bit signal outputted from the output terminal 5 is input to a control circuit section 17 of the bone conduction speaker system to drive a bone conduction speaker 9. The 1-bit signal Y is transmitted with a pulse signal, so deterioration in sound quality accompanying deterioration of the transmitted signal and noise mixture can be avoided and an ultrasonic component included in the bone conduction speaker output enables high-efficiency transmission of the voice to the sense of hearing and can make it easier to hear the reproduced sound, thereby simplifying constitution, specially, on a reception side. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、音源装置と、伝送路と、該伝送路を介し前記音源装置から送信された信号を受信するスピーカ装置からなり、特に前記スピーカ装置に、骨伝導スピーカを用いてなる聴覚伝送システムに関する。 The present invention relates to a sound source device, a transmission line, and a speaker device that receives a signal transmitted from the sound source device via the transmission line, and more particularly to an auditory transmission system that uses a bone conduction speaker for the speaker device. .

従来より、聴覚障害を有する人を補助する補聴器として、骨伝導による補聴器が使用されている。また骨伝導は、聴覚健常者であっても、騒音環境下において音の聞き取りに有効であることが知られている。あるいはマスクやヘルメットを頭からすっぽりかぶった場合など通常の気伝導による音の聞き取りができない場合にも有効である。   Conventionally, bone conduction hearing aids have been used as hearing aids for assisting persons with hearing impairment. Further, it is known that bone conduction is effective for listening to sound in a noisy environment even for a normal hearing person. It is also effective when the sound cannot be heard by normal air conduction, such as when a mask or helmet is worn over the head.

ところで、骨伝導は音が蝸牛以降の聴覚神経に直接伝搬するため、気伝導による音を聞くことができない高度難聴者にも有効であることが特開2001−320799号公報(特許文献1)などに記載されている。   By the way, since bone conduction directly propagates to the auditory nerve after the cochlea, it is also effective for highly deaf people who cannot hear the sound due to air conduction. Japanese Patent Laid-Open No. 2001-320799 (Patent Document 1), etc. It is described in.

上記特許文献1によれば、骨伝導は音声の信号を27kHz程度の超音波の搬送波を用いてDSB(Double Sideband)変調、あるいは平衡変調すると、特に高度の難聴者にも聞き取ることができるとされている。なお、骨伝導に利用される音の帯域は特開2002−199480号公報(特許文献2)、特開平8−195995号公報(特許文献3)などに記載されているように、通常、約5kHz以下が多く使用されている。   According to the above-mentioned patent document 1, bone conduction can be heard even by a highly-impaired hearing person, particularly when a voice signal is subjected to DSB (Double Sideband) modulation or balanced modulation using an ultrasonic carrier wave of about 27 kHz. ing. The band of sound used for bone conduction is usually about 5 kHz as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-199480 (Patent Document 2), Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-195959 (Patent Document 3), and the like. The following are often used:

また、特開2003−32768号公報(特許文献4)によれば、入力信号の約10kHz以上の高域を振動に変換して骨伝導で再生する圧電型変換器を用いたヘッドホンが記載されている。
特開2001−320799号公報 特開2002−199480号公報 特開平8−195995号公報 特開2003−32768号公報
Also, according to Japanese Patent Laid-Open No. 2003-32768 (Patent Document 4), there is described a headphone using a piezoelectric transducer that converts a high frequency of about 10 kHz or more of an input signal into vibration and reproduces it by bone conduction. Yes.
JP 2001-320799 A JP 2002-199480 A Japanese Patent Laid-Open No. 8-195959 JP 2003-32768 A

上記特許文献1に記載された従来技術は、骨伝導音が高度の難聴者にも聞き取ることができる点で有効であるが、アナログの搬送波発生器や変調部を備えなければならず、構成が複雑、大型化し、またアナログ変調であるため特に高周波増幅器で熱損失が発生し効率が悪く電池の寿命が短いという問題がある。   The prior art described in Patent Document 1 is effective in that the bone conduction sound can be heard even by a highly deaf person, but it must include an analog carrier generator and a modulation unit, and the configuration is Due to the complexity, size, and analog modulation, there is a problem that heat loss occurs particularly in a high frequency amplifier, the efficiency is poor, and the battery life is short.

また、DSB変調、あるいは平衡変調すると音声信号のスペクトルが搬送波周波数を中心に側帯波成分として分布することになる。上記特許文献1に記載された従来技術においては、27kHz程度の超音波の搬送波を用いてDSB変調、あるいは平衡変調しており、音声の有効周波数帯域を約5kHz以下に制限する事になり、明瞭度を高く取れない問題がある。   Further, when DSB modulation or balanced modulation is performed, the spectrum of the audio signal is distributed as a sideband component around the carrier frequency. In the prior art described in Patent Document 1, DSB modulation or balanced modulation is performed using an ultrasonic carrier wave of about 27 kHz, and the effective frequency band of sound is limited to about 5 kHz or less. There is a problem that can not be taken high.

また、上記特許文献4に記載された従来技術は、骨伝導音を軽量、小型で増幅器を必要としない点で有効であるが、骨伝導スピーカを駆動する信号を音声帯域の内の一部に過ぎない約10kHz以上の成分としているため、難聴者にとって明瞭な聴覚伝送が行なえないという問題がある。   The prior art described in Patent Document 4 is effective in that the bone conduction sound is light and small and does not require an amplifier. However, the signal for driving the bone conduction speaker is included in a part of the voice band. Since the component is about 10 kHz or higher, there is a problem that clear hearing transmission cannot be performed for the hearing impaired.

また、特に音源装置とスピーカ装置とを伝送路を介して送受信するシステムにおいて、従来のアナログ方式では、伝送によるノイズや減衰による音質の低下をきたし、明瞭な聴覚伝送が行なえないという問題がある。 In particular, in a system in which a sound source device and a speaker device are transmitted and received via a transmission line, the conventional analog method has a problem that noise due to transmission and sound quality are deteriorated due to attenuation, and clear auditory transmission cannot be performed.

そこで、本発明の目的は、音源装置と、伝送路と、該伝送路を介し前記音源装置から送信された信号を受信するスピーカ装置からなる聴覚伝送システムにおいて上記課題を解決する聴覚伝送システムを提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an auditory transmission system that solves the above problems in an auditory transmission system that includes a sound source device, a transmission line, and a speaker device that receives a signal transmitted from the sound source device via the transmission line. There is to do.

本発明の請求項1に係る発明の要旨は、音源装置と、伝送路と、該伝送路を介し前記音源装置から送信された信号を受信するスピーカ装置からなる聴覚伝送システムであって、前記音源装置は、音声、又は音響信号を所定の周期でサンプリングして得られたディジタル信号に応答して2値パルス信号に変調された1ビット信号に基づいた出力をする送信手段を備え、前記スピーカ装置は、前記送信手段の出力信号を受信して得られた、前記1ビット信号に基づいて駆動される骨伝導スピーカを備えてなることを特徴とする聴覚伝送システムに存する。
また、本発明の請求項2に係る発明の要旨は、前記音源装置は、2値パルス変調手段を備え、前記音声、又は音響信号はオーディオ装置の音声出力部から入力されることを特徴とする請求項1に記載の聴覚伝送システムに存する。
また、本発明の請求項3に係る発明の要旨は、前記音源装置は、2値パルス変調手段を備え、前記音声、又は音響信号はマイクから入力されることを特徴とする請求項1に記載の聴覚伝送システムに存する。
また、本発明の請求項4に係る発明の要旨は、前記伝送路は同軸ケーブルまたは光ケーブルの有線伝送路からなることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の聴覚伝送システムに存する。
また、本発明の請求項5に係る発明の要旨は、前記伝送路は電波または光による無線伝送路からなることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の聴覚伝送システムに存する。
また、本発明の請求項6に係る発明の要旨は、前記送信手段は照明装置を介して出力することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の聴覚伝送システムに存する。
また、本発明の請求項7に係る発明の要旨は、前記マイクは骨伝導マイクであることを特徴とする請求項3に記載の聴覚伝送システムに存する。
また、本発明の請求項8に係る発明の要旨は、前記1ビット信号への変調はΔΣ変調信号であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の聴覚伝送システムに存する。
また、本発明の請求項9に係る発明の要旨は、前記1ビット信号への変調はPWM変調信号であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の聴覚伝送システムに存する。
The gist of the invention according to claim 1 of the present invention is an auditory transmission system comprising a sound source device, a transmission line, and a speaker device that receives a signal transmitted from the sound source device via the transmission line, the sound source The apparatus includes transmission means for outputting based on a 1-bit signal modulated into a binary pulse signal in response to a digital signal obtained by sampling a voice or acoustic signal at a predetermined period, and the speaker apparatus Is provided with a bone conduction speaker that is driven based on the 1-bit signal obtained by receiving the output signal of the transmitting means.
The gist of the invention according to claim 2 of the present invention is that the sound source device includes binary pulse modulation means, and the sound or the sound signal is input from a sound output unit of the audio device. An auditory transmission system according to claim 1.
The gist of the invention according to claim 3 of the present invention is that the sound source device includes binary pulse modulation means, and the sound or sound signal is input from a microphone. The auditory transmission system.
The gist of the invention according to claim 4 of the present invention is that the transmission path comprises a coaxial cable or a wired transmission path of an optical cable. 4. The auditory transmission system according to claim 1, Exist.
The gist of the invention according to claim 5 of the present invention is the auditory transmission system according to any one of claims 1 to 3, wherein the transmission path is a radio transmission path using radio waves or light. Exist.
The gist of the invention according to claim 6 of the present invention resides in the auditory transmission system according to any one of claims 1 to 3, wherein the transmitting means outputs via a lighting device.
The gist of the invention according to claim 7 of the present invention resides in the auditory transmission system according to claim 3, wherein the microphone is a bone conduction microphone.
The gist of the invention according to claim 8 of the present invention is the auditory transmission system according to any one of claims 1 to 7, wherein the modulation to the 1-bit signal is a ΔΣ modulation signal. Exist.
The gist of the invention according to claim 9 of the present invention is the auditory transmission system according to any one of claims 1 to 7, wherein the modulation to the 1-bit signal is a PWM modulation signal. Exist.

本発明によれば、骨伝導スピーカを駆動する信号としてパルス振動を発生することで骨伝導音声を高効率に伝達できる。また、音の帯域を約5kHz以下に制限する必要が無く、明瞭度の低下を来たす事がない聴き取りやすい再生をすることができる。   According to the present invention, bone conduction sound can be transmitted with high efficiency by generating pulse vibration as a signal for driving a bone conduction speaker. In addition, it is not necessary to limit the sound band to about 5 kHz or less, and it is possible to perform easy-to-listen reproduction without deteriorating intelligibility.

また、信号がパルス信号となり、ディジタルアンプの動作がオン、オフ動作をするだけでよいので、高効率になる。また、骨伝導スピーカも圧電セラミック型スピーカを使用すれば低消費電力となり、電池を使用する場合、電池が長寿命になるという特徴がある。 Further, since the signal becomes a pulse signal and the digital amplifier only needs to be turned on and off, the efficiency is increased. The bone conduction speaker is also characterized by low power consumption when a piezoelectric ceramic type speaker is used, and when the battery is used, the battery has a long life.

また、本発明の聴覚伝送システムでは、特に伝送によるノイズや減衰による音質の低下を防止出来ると共に、受信側すなわち骨伝導スピーカ装置側の回路構成が簡単になる。受信装置を多数使用する場合に、より好適である。 Moreover, in the auditory transmission system of the present invention, it is possible to prevent deterioration of sound quality due to noise and attenuation due to transmission in particular, and the circuit configuration on the receiving side, that is, the bone conduction speaker device side is simplified. This is more suitable when a large number of receiving apparatuses are used.

本発明によれば、超音波領域にわたる骨伝導音成分を生成し聴覚信号を伝送するシステムにおいて、密度の低い空気を振動させる場合と異なり、より密度の高いヒトの皮膚、筋肉または骨を振動させる場合、周期性のある波動より、パルス振動の方がより伝達されやすいため、パルス振動を発生することで骨伝導音声を高効率に伝達できる。   According to the present invention, in a system that generates a bone conduction sound component over an ultrasonic region and transmits an auditory signal, unlike a case where low-density air is vibrated, a human skin, muscle, or bone having a higher density is vibrated. In this case, since the pulse vibration is more easily transmitted than the periodic wave, the bone conduction sound can be transmitted with high efficiency by generating the pulse vibration.

また、本発明では、2値パルス変調器で生成される1ビット信号は、可聴周波数を越える周波数の処理クロックでオン、オフするパルスとなるので、容易に超音波のパルスを得ることができる。したがって、2値パルス変調器からの1ビット信号を骨伝導スピーカ駆動に利用すれば超音波成分を含んだ変調がなされた音声、あるいは音響信号が得られ、しかもパルス信号で駆動するため骨伝導による音の伝達効率を向上させることができる。   In the present invention, the 1-bit signal generated by the binary pulse modulator is turned on and off by a processing clock having a frequency exceeding the audible frequency, so that an ultrasonic pulse can be easily obtained. Therefore, if a 1-bit signal from a binary pulse modulator is used for driving a bone conduction speaker, a modulated voice or acoustic signal including an ultrasonic component can be obtained, and further, it is driven by a bone conduction because it is driven by a pulse signal. Sound transmission efficiency can be improved.

また、本発明では、所定の周期でサンプリングして得られたディジタル信号に応答して、いわゆる1ビット信号に変調する方式を用いるため、DSB変調、あるいは平衡変調の従来例の様に、27kHz程度の超音波の搬送波を用いてアナログ変調を行なう時の様に、音の帯域を約5kHz以下に制限する必要が無く、明瞭度の低下を来たす事がない聴き取りやすい再生をすることができる。   Further, in the present invention, since a method of modulating a so-called 1-bit signal in response to a digital signal obtained by sampling at a predetermined period is used, about 27 kHz as in the conventional example of DSB modulation or balanced modulation. Unlike the case where analog modulation is performed using an ultrasonic carrier wave, it is not necessary to limit the sound band to about 5 kHz or less, and it is possible to perform easy-to-listen reproduction without causing a decrease in intelligibility.

また、生成される1ビット信号による再生音は、入力された音声、あるいは音響のスペクトル成分そのものも有しており、DSB変調、あるいは平衡変調を利用したものと異なり、聴覚健常者であっても、騒音環境下において音の聞き取りに有効である。   In addition, the reproduced sound generated by the 1-bit signal also includes the input sound or the spectral component of the sound itself, which is different from those using DSB modulation or balanced modulation. It is effective for listening to sound in a noisy environment.

また、アナログ変調部やキャリア発生器(アナログ信号を処理のため回路構成複雑)を特段必要とせず、2値パルスを受け取る、あるいは集積化に適した2値パルス変調器で構成出来る特徴がある。したがって、回路構成が簡単になり、小型、低価格を図ることができる。 In addition, there is a feature that a binary pulse modulator that can receive a binary pulse or that is suitable for integration can be configured without requiring an analog modulator or a carrier generator (complex circuit configuration for processing an analog signal). Therefore, the circuit configuration is simplified, and the size and cost can be reduced.

また、2値パルス変調器で生成される1ビット信号が0、1のパルス信号であるので、特別なアンプが不要か、あるいはアンプの動作点を飽和領域に出来るため素子での発熱ロスがおさえられ高効率を達成することができ、したがって低消費電力化を図ることができるので、電池を使用する場合には寿命を長くすることができる。 Also, since the 1-bit signal generated by the binary pulse modulator is a 0 or 1 pulse signal, a special amplifier is not required, or the operating point of the amplifier can be set in the saturation region, so that the heat loss in the element is suppressed. Therefore, high efficiency can be achieved, and therefore low power consumption can be achieved, so that the life can be extended when using a battery.

また、本発明では、2値パルス変調で生成される1ビット信号を骨伝導音の伝達に利用するもので、2値パルス変調の出力信号である1ビット信号を骨伝導スピーカ装置にディジタル的に伝送し、伝送によるノイズや減衰による音質の低下を防ぐようにしたものである。   In the present invention, a 1-bit signal generated by binary pulse modulation is used for transmission of bone conduction sound, and a 1-bit signal which is an output signal of binary pulse modulation is digitally transmitted to the bone conduction speaker device. Transmission is performed to prevent degradation of sound quality due to noise and attenuation due to transmission.

次に、図2、図3を参照して特許文献1に記載された従来技術と本発明の音の再生の違いを説明する。図2は特許文献1に記載された従来技術による変調方式によるスペクトルであり、図3は本発明によるΔΣ変調で生成される1ビット信号のスペクトルである。   Next, with reference to FIG. 2 and FIG. 3, the difference in the sound reproduction of the prior art described in Patent Document 1 and the present invention will be described. FIG. 2 shows a spectrum obtained by the modulation method according to the prior art described in Patent Document 1, and FIG. 3 shows a spectrum of a 1-bit signal generated by ΔΣ modulation according to the present invention.

上記従来技術は、アナログ振幅変調方式であるDSB変調、あるいは平衡変調を利用したもので、変調されたスペクトルは、図2のように搬送波周波数fcを中心に上下に側帯波を有するスペクトルとなる。   The above prior art uses DSB modulation or balanced modulation, which is an analog amplitude modulation system, and the modulated spectrum is a spectrum having sidebands vertically around the carrier frequency fc as shown in FIG.

これに対しΔΣ変調方式で生成される1ビット信号のスペクトルは、図3から分かるように、右肩上がりの量子化ノイズ成分と、入力された音声のスペクトル成分そのものを有している。量子化ノイズ成分は、超音波成分を多く含んでおり、骨伝導スピーカをΔΣ変調後のパルス形状を保った信号で駆動すると、超音波成分を多く保つことができ、骨伝導による音を効果的に伝えるために利用できる。また、入力された音声のスペクトル成分は、特許文献1に記載された従来技術のようなDSB変調、あるいは平衡変調を利用したものとは異なりそのものを有しているため、聴覚健常者であっても、騒音環境下において再生音の聞き取りに有効なものとして利用できる。   On the other hand, as can be seen from FIG. 3, the spectrum of the 1-bit signal generated by the ΔΣ modulation method has a quantization noise component that rises to the right and the spectrum component of the input speech itself. The quantization noise component contains a lot of ultrasonic components, and when the bone conduction speaker is driven with a signal that maintains the pulse shape after ΔΣ modulation, a large amount of ultrasonic components can be kept, and the sound due to bone conduction is effective. Can be used to tell In addition, since the spectral components of the input voice are different from those using the DSB modulation or the balanced modulation as in the prior art described in Patent Document 1, they are normal auditory persons. Can also be used as an effective means for listening to reproduced sound in a noisy environment.

次に、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照して具体的に説明する。
(第1の実施の形態)
図1は、本発明の第1の実施の形態を示した図である。
音源装置は、マイク1と1ビット信号出力回路16からなり、1ビット信号出力回路16は、マイクから音声を入力して1ビット信号として出力する。1ビット信号出力回路16は、マイク1からのアナログ音声信号を増幅する音声信号増幅部2、音声信号増幅部2からのアナログ信号Xを1ビット信号Yに変調するΔΣ変調部3、ΔΣ変調部3からの1ビット信号Yを増幅して出力端子5から出力するディジタルアンプ4で構成されている。
Next, the best mode for carrying out the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of the present invention.
The sound source device includes a microphone 1 and a 1-bit signal output circuit 16, and the 1-bit signal output circuit 16 inputs sound from the microphone and outputs it as a 1-bit signal. The 1-bit signal output circuit 16 includes an audio signal amplifier 2 that amplifies an analog audio signal from the microphone 1, a ΔΣ modulator 3 that modulates the analog signal X from the audio signal amplifier 2 into a 1-bit signal Y, and a ΔΣ modulator. 3 is a digital amplifier 4 that amplifies the 1-bit signal Y from 3 and outputs it from the output terminal 5.

17は、1ビット信号出力回路16から出力された1ビット信号を受信して骨伝導スピーカ9で音声を再生する骨伝導スピーカ装置の制御回路部である。骨伝導スピーカ装置の制御回路部17は、入力端子6からの信号をパルス成形して元の1ビット信号のパルス信号を得る受信部7、受信部7でパルス成形された1ビット信号を増幅するディジタルアンプ8で構成され、ディジタルアンプ8の出力で骨伝導スピーカ9が駆動される。また、出力端子5と入力端子6は同軸ケーブル、あるいは光ケーブルなどの有線伝送路15で接続されている。   Reference numeral 17 denotes a control circuit unit of the bone conduction speaker device that receives the 1-bit signal output from the 1-bit signal output circuit 16 and reproduces sound by the bone conduction speaker 9. The control circuit unit 17 of the bone conduction speaker device amplifies the 1-bit signal pulse-formed by the receiving unit 7 that obtains the original 1-bit pulse signal by pulse-forming the signal from the input terminal 6. The bone conduction speaker 9 is driven by the output of the digital amplifier 8. The output terminal 5 and the input terminal 6 are connected by a wired transmission line 15 such as a coaxial cable or an optical cable.

このように、図1における音声信号増幅部2からアナログ信号Xは、ΔΣ変調部3によりΔΣ変調され、1ビット信号Yとして出力され、この1ビット信号Yが骨伝導スピーカ装置まで伝送され、骨伝導スピーカ装置の骨伝導スピーカ9を駆動する。   As described above, the analog signal X from the audio signal amplification unit 2 in FIG. 1 is ΔΣ modulated by the ΔΣ modulation unit 3 and output as a 1-bit signal Y, and this 1-bit signal Y is transmitted to the bone conduction speaker device. The bone conduction speaker 9 of the conduction speaker device is driven.

骨伝導スピーカ9は電磁誘導式のスピーカ(ダイナミックスピーカ)を使用することもできるが、圧電セラミック式スピーカなどの電圧駆動型スピーカを使用すれば消費電力を少なく抑えることができる。   As the bone conduction speaker 9, an electromagnetic induction type speaker (dynamic speaker) can be used. However, if a voltage driving type speaker such as a piezoelectric ceramic type speaker is used, power consumption can be reduced.

図4はΔΣ変調部3の原理を説明する図である。図4において、ΔΣ変調部は1次のΔΣ変調部を示している。   FIG. 4 is a diagram for explaining the principle of the ΔΣ modulator 3. In FIG. 4, a ΔΣ modulation unit indicates a first-order ΔΣ modulation unit.

図4において、10は加算器、11は積分器、12は量子化器、13は1サンプル遅延器である。Xはアナログ入力信号、Yは1ビット信号を表す。量子化器12で積分器11のアナログ信号出力を1ビット信号に量子化することにより量子化誤差Nqが付加され、この量子化誤差Nqは伝送帯域に一様に分布する。   In FIG. 4, 10 is an adder, 11 is an integrator, 12 is a quantizer, and 13 is a one-sample delay device. X represents an analog input signal, and Y represents a 1-bit signal. The quantizer 12 quantizes the analog signal output of the integrator 11 into a 1-bit signal, thereby adding a quantization error Nq. The quantization error Nq is uniformly distributed in the transmission band.

図4において、1ビット信号Y、アナログ入力信号X、1サンプル遅延をZ-1、量子化誤差をNqとすれば、1ビット信号Yは、Y=X+Nq(1−Z-1)という式で表される。 In FIG. 4, if 1-bit signal Y, analog input signal X, 1-sample delay is Z −1 , and quantization error is Nq, 1-bit signal Y is expressed by the equation Y = X + Nq (1−Z −1 ). expressed.

ここで、Nq(1−Z-1)はノイズ成分であるが、(1−Z-1)の微分回路のハイパス特性により、伝送帯域に一様に分布する量子化誤差Nqを高周波側にシフトする。これはΔΣ変調部のノイズシェーピング効果として知られている。図3はΔΣ変調部の周波数特性を示したもので、ΔΣ変調部の1ビット信号に含まれる量子化誤差Nqは、ノイズシェーピング効果により図3のように右肩上がりのノイズフロアNq’となる。 Here, although Nq (1-Z −1 ) is a noise component, the quantization error Nq uniformly distributed in the transmission band is shifted to the high frequency side due to the high-pass characteristic of the differentiation circuit of (1-Z −1 ). To do. This is known as the noise shaping effect of the ΔΣ modulator. FIG. 3 shows the frequency characteristics of the ΔΣ modulator, and the quantization error Nq included in the 1-bit signal of the ΔΣ modulator becomes a noise floor Nq ′ that rises to the right as shown in FIG. 3 due to the noise shaping effect. .

図5に、アナログ入力信号X(図5の上側信号)と1ビット信号Y(図5の下側信号)の一例を示す。1サンプリング毎に出力信号である1ビット信号は0又は1のいずれかの値をとる(縦の点線で1サンプリングの区切りを示した)。ΔΣ変調による1ビット信号は、入力信号の振幅が大きくなれば1に符号化される頻度が多くなり、入力信号の振幅が小さくなれば0に符号化される頻度が多くなる。またΔΣ変調による1ビット信号は、ダイナミックレンジを確保するためにサンプリング周波数を高めてオーバーサンプリングされる。   FIG. 5 shows an example of the analog input signal X (upper signal in FIG. 5) and 1-bit signal Y (lower signal in FIG. 5). A 1-bit signal that is an output signal every sampling takes a value of 0 or 1 (the vertical dotted line indicates a 1-sampling break). A 1-bit signal by ΔΣ modulation is frequently encoded as 1 when the amplitude of the input signal is increased, and is frequently encoded as 0 when the amplitude of the input signal is decreased. Further, a 1-bit signal by ΔΣ modulation is oversampled by increasing the sampling frequency in order to ensure a dynamic range.

このように、本発明では、骨伝導スピーカ9を駆動する信号を個々のパルス振動として伝送することで、骨伝導による音の伝達効率を上げて、言語音が骨伝導で効果的に知覚され得るようにできる。すなわち、ΔΣ変調で生成される1ビット信号は電源電圧を波高値とするパルスとなり、骨に音を伝達するときのエネルギーがパルスによる伝達となる。したがって、パルスによるエネルギーを蝸牛以降の聴覚神経に効果的に伝達することができる。   As described above, in the present invention, by transmitting the signals for driving the bone conduction speaker 9 as individual pulse vibrations, the sound transmission efficiency by bone conduction can be improved and the speech sound can be effectively perceived by bone conduction. You can That is, the 1-bit signal generated by the ΔΣ modulation is a pulse having a peak value of the power supply voltage, and energy when transmitting sound to the bone is transmitted by the pulse. Therefore, the energy by the pulse can be effectively transmitted to the auditory nerve after the cochlea.

図6は、ΔΣ変調部の具体的な構成を示したものである。図6において、ΔΣ変調部は2次のΔΣ変調部を示している。   FIG. 6 shows a specific configuration of the ΔΣ modulator. In FIG. 6, the ΔΣ modulation unit indicates a secondary ΔΣ modulation unit.

図6において、20、21、22は加算器、23は量子化器、24、25は1サンプリングだけ遅延する機能を持つ1サンプリング遅延素子である。26、27は係数器である。これらの構成要素で次数が2次のΔΣ変調部を構成している。ΔΣ変調は次数を上げることにより微分回路(1−Z-1)の次数も上がり、図3に、2次ΔΣ変調によるノイズフロアNq”として例示したように、量子化ノイズのノイズシェーピングによる低減効果が増大する。 In FIG. 6, 20, 21, and 22 are adders, 23 is a quantizer, and 24 and 25 are 1 sampling delay elements having a function of delaying by 1 sampling. Reference numerals 26 and 27 denote coefficient units. These constituent elements constitute a second-order ΔΣ modulator. ΔΣ modulation increases the order of the differentiation circuit (1-Z −1 ) by increasing the order, and as illustrated in FIG. 3 as a noise floor Nq ″ by the second-order ΔΣ modulation, an effect of reducing quantization noise by noise shaping. Will increase.

以上のように、本実施の形態では、ΔΣ変調で生成される1ビット信号を利用して、ΔΣ変調の超音波成分で効率よく骨伝導音を伝達することができ、ΔΣ変調で生成される1ビット信号による再生音も、復調する必要がなく音声を再生できる。   As described above, in the present embodiment, a bone conduction sound can be efficiently transmitted using an ultrasonic component of ΔΣ modulation using a 1-bit signal generated by ΔΣ modulation, and generated by ΔΣ modulation. The reproduced sound based on the 1-bit signal can be reproduced without being demodulated.

また、マイク1に入力されたアナログ音声はΔΣ変調されて1ビット信号が生成される。この1ビット信号は0、1のパルス信号であるので、マイク1から骨伝導スピーカ9まで信号を伝送するときにノイズの影響や伝送路による信号の減衰の影響を受けにくく、音質を高品位に保つことができる。また、この1ビット信号は超音波で変調された0、1のパルス信号であることから、骨伝導スピーカ9から蝸牛以降の聴覚神経に骨伝導音を効率よく伝達することができる。   Further, the analog sound input to the microphone 1 is ΔΣ modulated to generate a 1-bit signal. Since this 1-bit signal is a pulse signal of 0 or 1, it is not easily affected by noise or signal attenuation due to the transmission path when transmitting the signal from the microphone 1 to the bone conduction speaker 9, and the sound quality is improved. Can keep. Further, since this 1-bit signal is a pulse signal of 0 or 1 modulated by ultrasonic waves, the bone conduction sound can be efficiently transmitted from the bone conduction speaker 9 to the auditory nerve after the cochlea.

更に、ΔΣ変調で生成される1ビット信号が0、1のパルス信号であるので、ディジタルアンプ4、8などの回路構成が簡単でしかも高効率で動作することができる。骨伝導スピーカ9として、圧電セラミック式スピーカなどの電圧駆動型スピーカを使用すれば更に効率が良くなり、電池を使用する場合は長寿命とすることができる。   Furthermore, since the 1-bit signal generated by ΔΣ modulation is a pulse signal of 0 and 1, the circuit configuration of the digital amplifiers 4 and 8 and the like can be simple and operate with high efficiency. If a voltage-driven speaker such as a piezoelectric ceramic speaker is used as the bone conduction speaker 9, the efficiency is further improved, and when a battery is used, the life can be extended.

また、ΔΣ変調で生成される1ビット信号には高周波のノイズ成分が含まれており、通常はローパスフィルタで減衰させているが、本発明では、この高周波のノイズ成分を骨伝導音を効果的に伝達するために逆に積極的に利用することができる。   In addition, a 1-bit signal generated by ΔΣ modulation contains a high-frequency noise component and is usually attenuated by a low-pass filter. In the present invention, this high-frequency noise component is effectively used for bone conduction sound. Conversely, it can be used actively to communicate to.

(第2の実施の形態)
図7は、第2の実施の形態の音源装置を示した図である。図8は、第2の実施の形態の骨伝導スピーカ装置を示した図である。
(Second Embodiment)
FIG. 7 is a diagram illustrating a sound source device according to the second embodiment. FIG. 8 is a diagram showing a bone conduction speaker device according to the second embodiment.

図7において、31はマイク、32はマイク31からのアナログ音声信号を増幅する音声信号増幅部、33は音声信号増幅部32からのアナログ信号を1ビット信号に変調して出力するΔΣ変調部、34はΔΣ変調部33からの信号を電波として送信するのに適した周波数帯幅の信号に変調して増幅し送信アンテナ35に送り、送信アンテナ35から電波として送信する。   In FIG. 7, 31 is a microphone, 32 is an audio signal amplifier for amplifying an analog audio signal from the microphone 31, 33 is a ΔΣ modulator for modulating the analog signal from the audio signal amplifier 32 into a 1-bit signal, and outputting it. 34 modulates and amplifies the signal from the ΔΣ modulator 33 to a signal having a frequency bandwidth suitable for transmission as a radio wave, sends the signal to the transmission antenna 35, and transmits the signal from the transmission antenna 35 as a radio wave.

図8において、36は受信アンテナであり、送信アンテナ35からの電波を受信する。37は受信部、38は元の1ビット信号に復調する復調部、39はディジタルアンプ、40は骨伝導スピーカである。第1の実施の形態に対し、本実施の形態では1ビット信号を無線により伝送している点が異なっている。   In FIG. 8, reference numeral 36 denotes a reception antenna that receives radio waves from the transmission antenna 35. Reference numeral 37 denotes a receiving unit, 38 denotes a demodulating unit that demodulates the original 1-bit signal, 39 denotes a digital amplifier, and 40 denotes a bone conduction speaker. This embodiment is different from the first embodiment in that a 1-bit signal is transmitted wirelessly.

本実施例によれば、無線により1ビット信号を伝送するので、複数の骨伝導スピーカ装置で同時に骨伝導音を聞くことができる。教室での講義や、講堂での講演を聴講する場合に最適である。しかもこの場合、ΔΣ変調部33は送信側にあり、受信側の骨伝導スピーカ装置は構成が簡単になり、小型化することができる。また、骨伝導スピーカ装置側の電力消費が少なくなり、電池を使用する場合には電池の寿命を長く保つことができる。   According to this embodiment, since a 1-bit signal is transmitted wirelessly, bone conduction sounds can be heard simultaneously by a plurality of bone conduction speaker devices. Ideal for attending classroom lectures or lectures in the auditorium. In addition, in this case, the ΔΣ modulation unit 33 is on the transmission side, and the bone conduction speaker device on the reception side has a simple configuration and can be reduced in size. In addition, the power consumption on the bone conduction speaker device side is reduced, and when the battery is used, the battery life can be kept long.

また、無線で伝送する信号は1ビット信号すなわちディジタル信号であるので、伝送信号の減衰に対し強く、パリティ信号等の付加を行なうことも容易にでき、ノイズ混入に伴う音質劣化が容易に回避できる。   Further, since the signal transmitted wirelessly is a 1-bit signal, that is, a digital signal, it is strong against attenuation of the transmission signal, and it is easy to add a parity signal and the like, and it is possible to easily avoid deterioration of sound quality due to noise mixing. .

(第3の実施の形態)
図9は第3の実施の形態を示したものである。
図9において、音源装置はオーディオ装置50からなる。また、51〜53は骨伝導スピーカ装置の回路部、54〜56は骨伝導スピーカを示している。第1、第2の実施の形態では、マイクから音声を入力してΔΣ変調部で1ビット信号に変調して出力したが、本実施の形態では、オーディオ装置50の音声信号増幅部60からの音声信号をΔΣ変調部61に入力し1ビット信号に変調して出力するようにしている。
(Third embodiment)
FIG. 9 shows a third embodiment.
In FIG. 9, the sound source device includes an audio device 50. Reference numerals 51 to 53 denote circuit portions of the bone conduction speaker device, and 54 to 56 denote bone conduction speakers. In the first and second embodiments, sound is input from the microphone and is modulated and output to a 1-bit signal by the ΔΣ modulator, but in this embodiment, the sound from the sound signal amplifier 60 of the audio device 50 is output. The audio signal is input to the ΔΣ modulation unit 61, modulated into a 1-bit signal, and output.

ΔΣ変調部61の出力は、赤外線発光部62からオーディオ装置の前面に、赤外線66による信号として放射される。63は赤外線受光部であり赤外線発光部62からの信号を受信する。64は受信部であり、受信した信号から元の1ビット信号にパルス成形して出力する。65は受信部64からの信号を増幅して骨伝導スピーカに出力するディジタルアンプである。骨伝導スピーカ54〜56は入力した1ビット信号を基に骨伝導音を再生する。   The output of the ΔΣ modulation unit 61 is radiated from the infrared light emitting unit 62 to the front surface of the audio device as a signal by the infrared light 66. Reference numeral 63 denotes an infrared light receiving unit which receives a signal from the infrared light emitting unit 62. Reference numeral 64 denotes a receiving unit that performs pulse shaping from the received signal into the original 1-bit signal and outputs it. A digital amplifier 65 amplifies the signal from the receiving unit 64 and outputs the amplified signal to the bone conduction speaker. The bone conduction speakers 54 to 56 reproduce bone conduction sound based on the input 1-bit signal.

この実施の形態によれば、骨伝導スピーカ装置を身につけたオーディオ装置の前面にいる複数のリスナーは、同時に音声や音楽などを聴くことができる。また、本実施の形態によれば、難聴者であっても、オーディオ装置からの音声や音楽をΔΣ変調された1ビット信号として骨伝導スピーカ装置により効率よく、しかも高音質で聞くことができる。   According to this embodiment, a plurality of listeners in front of the audio device wearing the bone conduction speaker device can simultaneously listen to voice, music, and the like. Further, according to the present embodiment, even a hearing-impaired person can hear the sound and music from the audio device as a 1-bit signal that is ΔΣ-modulated efficiently and with high sound quality by the bone conduction speaker device.

通常、赤外線発光部62と赤外線受光部63との空間には遮るものが無いことが期待でき、赤外線受光部63の受光の強弱を単に2値化しディジタルアンプを通し骨伝導スピーカを駆動すればよい。伝送信号の減衰、ノイズ混入に伴う音質劣化が回避でき、またディジタル伝送でよく用いられるデータバッファも必要としない簡単な構成とすることができる。さらに1ビット信号は、同じ情報量の多ビット信号での情報に比べ信号の伝達遅延が少ないという特徴があり、音響装置が同時に映像を表示する装置である場合、映像中の人物の口の動きと音声のずれに違和感のない聴覚伝送システムとして好適に使用できる。   Usually, it can be expected that the space between the infrared light emitting unit 62 and the infrared light receiving unit 63 is unobstructed, and the intensity of light received by the infrared light receiving unit 63 is simply binarized and the bone conduction speaker is driven through a digital amplifier. . It is possible to avoid the deterioration of the sound quality due to the attenuation of the transmission signal and the mixing of noise, and a simple configuration that does not require a data buffer often used in digital transmission. Furthermore, a 1-bit signal has a feature that a signal transmission delay is smaller than that of a multi-bit signal having the same amount of information. When the audio device is a device that simultaneously displays an image, the movement of a person's mouth in the image Therefore, it can be suitably used as an auditory transmission system in which there is no sense of incongruity between the voice and the voice.

なお、上記では赤外線66を使ってリスナーに信号を伝送したが、赤外線66に代えて可視光や電波を使用することもできる。 In the above description, the infrared ray 66 is used to transmit a signal to the listener. However, visible light or radio waves may be used instead of the infrared ray 66.

(第4の実施の形態)
図10は、本発明による第4の実施の形態を示した図である。本発明は教室などの照明を利用して1ビット信号を複数の骨伝導スピーカ装置に伝送するものである。
(Fourth embodiment)
FIG. 10 is a diagram showing a fourth embodiment according to the present invention. The present invention transmits a 1-bit signal to a plurality of bone conduction speaker devices using lighting in a classroom or the like.

図10において、1はマイク、2は音声信号増幅部、3はΔΣ変調部、4はディジタルアンプであり、第1の実施の形態に示したものと同等の構成を有する。70は教室の天井79に取り付けられた照明装置で、パルス信号を伝達できるLED照明装置などが使用できる。マイク1に代えてオーディオ装置の音声出力部から音声信号を入力するようにすることもできる。   In FIG. 10, 1 is a microphone, 2 is an audio signal amplifier, 3 is a ΔΣ modulator, 4 is a digital amplifier, and has the same configuration as that shown in the first embodiment. An illumination device 70 is attached to the ceiling 79 of the classroom, and an LED illumination device that can transmit a pulse signal can be used. An audio signal may be input from the audio output unit of the audio device instead of the microphone 1.

71〜72は骨伝導スピーカ装置の回路部、73〜74は骨伝導スピーカである。また、75は光78を受光する受光素子、76は受光素子75からの信号を受信してパルス成形する受信部、77は受信部76の信号を増幅するディジタルアンプである。教室内の生徒は骨伝導スピーカ装置を身につけて骨伝導により聞くことができる。   Reference numerals 71 to 72 denote circuit portions of the bone conduction speaker device, and 73 to 74 denote bone conduction speakers. 75 is a light receiving element that receives the light 78, 76 is a receiving unit that receives a signal from the light receiving element 75 and performs pulse shaping, and 77 is a digital amplifier that amplifies the signal of the receiving unit 76. Students in the classroom can wear a bone conduction speaker device and listen to bone conduction.

照明装置は発光の強弱をΔΣ変調で生成された1ビット信号Yにより制御される。通常、LED照明装置70と受光部75との空間には遮るものが無いことが期待でき、受光部75の受光の強弱を単に2値化しディジタルアンプを通し骨伝導スピーカを駆動すればよい。伝送信号の減衰、ノイズ混入に伴う音質劣化が回避でき、またディジタル伝送でよく用いられるデータバッファも必要としない簡単な構成とすることができる。さらに1ビット信号は、同じ情報量の多ビット信号での情報に比べ信号の伝達遅延が少ないという特徴があり、教室内の教師の口の動きと違和感のない聴覚伝送システムとして好適に使用できる。   The illumination device controls the intensity of light emission by a 1-bit signal Y generated by ΔΣ modulation. Normally, it can be expected that the space between the LED illumination device 70 and the light receiving unit 75 is unobstructed, and the intensity of light received by the light receiving unit 75 is simply binarized and the bone conduction speaker is driven through a digital amplifier. It is possible to avoid the deterioration of the sound quality due to the attenuation of the transmission signal and the mixing of noise, and a simple configuration that does not require a data buffer often used in digital transmission. Furthermore, the 1-bit signal has a feature that the signal transmission delay is smaller than the information of the multi-bit signal having the same information amount, and can be suitably used as an auditory transmission system that does not feel uncomfortable with the movement of the teacher's mouth in the classroom.

発光の強弱を1ビット信号Yそのもので制御しても良いが、1ビット信号Yは図5に示したように、パルス幅、パルス間隔が不均等になるので、1ビット信号Yそのもので発光の強弱を制御すると、パルス幅、パルス間隔の長短により照明のチラツキが生じて違和感を感じる場合もある。 The intensity of light emission may be controlled by the 1-bit signal Y itself. However, as shown in FIG. 5, the 1-bit signal Y has uneven pulse widths and intervals, so that the 1-bit signal Y itself emits light. When the intensity is controlled, there may be a feeling of discomfort due to flickering of illumination due to the length of the pulse width and pulse interval.

図11、図12は照明のチラツキを改善する一例を示したものである。まず、1ビット信号出力回路は、図11に示すように、図10におけるΔΣ変調部3とディジタルアンプ4の間に信号変換回路85を備えている。信号変換回路85は、クロック信号CLKと、このクロック信号CLKをNOT回路87で反転した反転信号を、1ビット信号Yに基づきスイッチ86で切り換え、信号aを得るようになっている。   11 and 12 show an example of improving the flicker of illumination. First, as shown in FIG. 11, the 1-bit signal output circuit includes a signal conversion circuit 85 between the ΔΣ modulator 3 and the digital amplifier 4 in FIG. The signal conversion circuit 85 switches the clock signal CLK and an inverted signal obtained by inverting the clock signal CLK by the NOT circuit 87 by the switch 86 based on the 1-bit signal Y to obtain the signal a.

また、骨伝導スピーカ装置の回路部には、図12に示したように、図10における受信部76とディジタルアンプ77の間に波形復元回路90を備えている。波形復元回路90は受信部76からの信号bを入力して1ビット信号Yを復元した信号eを得る。波形復元回路90を構成するパルス発生器91は、図13に示すように、信号bの立ち上がりから時間3T/4後のb信号が1のときパルス信号cを出力する。また、パルス発生器92は信号bの立ち下がりから時間3T/4後のb信号が0のときパルス信号dを出力する。また、93はパルス信号cが入力されたとき出力Qを1にセットし、パルス信号dが入力されたとき出力Qを0にリセットするDタイプフのリップフロップである。図13における信号eはフリップフロップの出力Qを示している。   Further, as shown in FIG. 12, the circuit unit of the bone conduction speaker device includes a waveform restoration circuit 90 between the receiving unit 76 and the digital amplifier 77 in FIG. The waveform restoration circuit 90 receives the signal b from the receiving unit 76 and obtains a signal e obtained by restoring the 1-bit signal Y. As shown in FIG. 13, the pulse generator 91 constituting the waveform restoration circuit 90 outputs a pulse signal c when the b signal after time 3T / 4 is 1 from the rising edge of the signal b. Further, the pulse generator 92 outputs the pulse signal d when the b signal after time 3T / 4 is 0 after the falling edge of the signal b. Reference numeral 93 denotes a D-type lip flop that sets the output Q to 1 when the pulse signal c is input and resets the output Q to 0 when the pulse signal d is input. A signal e in FIG. 13 indicates the output Q of the flip-flop.

なお、図13から分かるように、信号cは信号bにおけるパルス幅(1の区間)がT/2より広い部分を検出するパルスであり、信号dは信号bにおける0の区間がT/2より広い部分を検出するパルスである。したがってパルス信号c、dを得るタイミングは、信号bの立ち上がり/立下りから時間3T/4後に限定されないで、安定にT/2より広い部分を検出することができれば、信号bの立ち上がり/立下りからT/2〜Tの間の時間であれば良い。   As can be seen from FIG. 13, the signal c is a pulse for detecting a portion where the pulse width (1 interval) in the signal b is wider than T / 2, and the signal d is 0 interval in the signal b from T / 2. This is a pulse for detecting a wide part. Therefore, the timing for obtaining the pulse signals c and d is not limited to the time 3T / 4 after the rise / fall of the signal b, and if the portion wider than T / 2 can be detected stably, the rise / fall of the signal b. Between T / 2 and T / 2 to T.

なお、図13において、Yは1ビット信号Yを示している。また、信号CLKはΔΣ変調のサンプリングタイムの1/2の周期Tを持つクロック信号を示している。信号aは、信号CLKとその反転信号を信号変換回路85のスイッチ86で切換え、1ビット信号Yが1のとき信号CLKを、1ビット信号Yが0のとき信号CLKの反転信号を出力するようにして得られる。   In FIG. 13, Y indicates a 1-bit signal Y. The signal CLK represents a clock signal having a period T that is ½ of the sampling time of ΔΣ modulation. The signal a is switched between the signal CLK and its inverted signal by the switch 86 of the signal conversion circuit 85 so that the signal CLK is output when the 1-bit signal Y is 1 and the inverted signal of the signal CLK is output when the 1-bit signal Y is 0. Is obtained.

このようにして復元した1ビット信号eをディジタルアンプ77で増幅し骨伝導スピーカ73を駆動すれば、ΔΣ変調からの1ビット信号で駆動したものと同じに骨伝導音を再生できる。   If the 1-bit signal e restored in this way is amplified by the digital amplifier 77 and the bone conduction speaker 73 is driven, the bone conduction sound can be reproduced in the same manner as that driven by the 1-bit signal from ΔΣ modulation.

このとき、LED照明装置からの光は信号a、bから分かるように時間T内の平均が同じになり照明のチラツキをなくすことができる。   At this time, the light from the LED illumination device has the same average within the time T as can be seen from the signals a and b, so that flickering of illumination can be eliminated.

以上、実施の形態で具体的に説明したが、上記実施の形態の説明から明らかなように、音源装置と骨伝導スピーカ装置の間の伝送路は、同軸ケーブル、光ケーブル、電波、赤外線、照明光など適宜選択できる。   As described above in the embodiment, the transmission path between the sound source device and the bone conduction speaker device includes a coaxial cable, an optical cable, radio waves, infrared rays, illumination light, as is apparent from the description of the embodiment. Etc. can be appropriately selected.

また、1ビット信号は上記実施形態ではΔΣ変調の例を示したが、ΔΣ変調部の次数も上記実施の形態に限定されない。さらに、1ビット信号は入力音声のスペクトル成分そのものと、高周波成分を含んだ変調であればよく、例えばPWM信号などでも本発明に適用可能である。 In addition, in the above-described embodiment, the 1-bit signal is an example of ΔΣ modulation. Further, the 1-bit signal may be a modulation including the spectral component itself of the input sound and the high frequency component, and for example, a PWM signal can be applied to the present invention.

また、上記実施の形態の説明から明らかなように、2値パルス変調部への入力はマイクからでもオーディオ装置からでもよい。さらに、マイクの場合、音源からマイク1、31への音声伝達については、気伝導、骨伝導のいずれでもよい。骨伝導の場合、マイク1、31は骨伝導マイクを使用すればよい。この場合、伝送される音声の可聴成分のスペクトルが骨伝導にあった成分となるため、聴覚の伝送がより効率よくなる。   As is clear from the description of the above embodiment, the input to the binary pulse modulation unit may be from a microphone or an audio device. Further, in the case of a microphone, the sound transmission from the sound source to the microphones 1 and 31 may be either air conduction or bone conduction. In the case of bone conduction, the microphones 1 and 31 may be bone conduction microphones. In this case, since the spectrum of the audible component of the transmitted voice is a component suitable for bone conduction, auditory transmission is more efficient.

また、上記実施の形態では、マイク1、31、音声信号増幅部2、32、ΔΣ変調部3、33、ディジタルアンプ4、または送信部34が別体になっているが、音声信号増幅部2、32、ΔΣ変調部3、33、ディジタルアンプ4、または送信部34はマイク1、31に内蔵されていても良い。   In the above embodiment, the microphones 1 and 31, the audio signal amplifiers 2 and 32, the ΔΣ modulators 3 and 33, the digital amplifier 4, or the transmitter 34 are separated, but the audio signal amplifier 2 , 32, ΔΣ modulators 3 and 33, digital amplifier 4 or transmitter 34 may be incorporated in microphones 1 and 31.

また、上記実施の形態の説明から明らかなように、音源装置から伝送する骨伝導スピーカ装置の数は、単数であっても良いし、複数であっても良い。 Further, as is clear from the description of the above embodiment, the number of bone conduction speaker devices transmitted from the sound source device may be singular or plural.

また、上記実施の形態では伝送を片方向のみ示したが、双方向の聴覚伝送システムとすることもできる。その場合、伝送路は同じであっても良いし、異なる組合せでもかまわない。 In the above embodiment, transmission is shown only in one direction, but a bidirectional auditory transmission system may be used. In that case, the transmission paths may be the same or different combinations.

また、本発明はこれらに限定されることなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更できることは言うまでもない。   Moreover, it cannot be overemphasized that this invention can be suitably changed in the range which does not change the summary, without being limited to these.

本発明は、難聴を補助する骨伝導補聴器、騒音下でも音声の聞き取りが容易な骨伝導携帯電話、英会話教室などで気伝導と骨伝導を併用して聞く場合の骨伝導スピーカ装置、マスクやヘルメットを頭からすっぽりかぶって気伝導による聞き取りができない状態で使用する骨伝導スピーカ装置、オーディオ装置など、広く利用することができる。   The present invention relates to a bone conduction hearing aid for assisting deafness, a bone conduction mobile phone that can easily hear sound even under noise, a bone conduction speaker device for listening to both air conduction and bone conduction in an English conversation class, a mask, and a helmet It can be used widely, such as a bone conduction speaker device and an audio device that are used in a state where the earphone cannot be heard by air conduction.

本発明による第1の実施の形態の構成を示した図である。It is the figure which showed the structure of 1st Embodiment by this invention. DSB変調、あるいは平衡変調方式で変調された信号のスペクトル特性を説明する図である。It is a figure explaining the spectrum characteristic of the signal modulated by DSB modulation or the balanced modulation system. ΔΣ変調方式による1ビット信号のスペクトル特性を説明する図である。It is a figure explaining the spectrum characteristic of 1 bit signal by a delta-sigma modulation system. ΔΣ変調方式の原理を示した図である。It is the figure which showed the principle of delta-sigma modulation system. ΔΣ変調方式の動作を示した図である。It is the figure which showed the operation | movement of (DELTA) (Sigma) modulation system. 本発明の第1の実施の形態に適用するΔΣ変調部の具体的な構成を示した図である。It is the figure which showed the specific structure of the delta-sigma modulation part applied to the 1st Embodiment of this invention. 本発明による1ビット信号出力回路の第2の実施の形態の構成を示した図である。It is the figure which showed the structure of 2nd Embodiment of the 1-bit signal output circuit by this invention. 本発明による骨伝導スピーカ装置の第2の実施の形態の構成を示した図である。It is the figure which showed the structure of 2nd Embodiment of the bone-conduction speaker apparatus by this invention. 本発明による第3の実施の形態の構成を示した図である。It is the figure which showed the structure of 3rd Embodiment by this invention. 本発明による第4の実施の形態の構成を示した図である。It is the figure which showed the structure of 4th Embodiment by this invention. 本発明による第4の実施の形態の詳細構成を示した図である。It is the figure which showed the detailed structure of 4th Embodiment by this invention. 本発明による第4の実施の形態の詳細構成を示した図である。It is the figure which showed the detailed structure of 4th Embodiment by this invention. 本発明による第4の実施の形態の動作を説明する図である。It is a figure explaining the operation | movement of 4th Embodiment by this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1、31・・・マイク
2、32、60・・・音声信号増幅部
3、33、61・・・ΔΣ変調部
4、8、39、65、77・・・ディジタルアンプ
5・・・出力端子
6・・・入力端子
7、37、64、76、・・・受信部
9、40、54〜56、73、74・・・骨伝導スピーカ
10、20、21、22・・・加算器
11・・・積分器
12、23・・・量子化器
13、24、25・・・サンプリング遅延器
15・・・有線伝送路
16・・・1ビット信号出力回路
17・・・骨伝導スピーカ装置の制御回路部
26、27・・・係数器
34・・・送信部
35・・・送信アンテナ
36・・・受信アンテナ
38・・・復調部
50・・・オーディオ装置
51〜53、71、72・・・骨伝導スピーカ装置の回路部
62・・・赤外線発光部
63・・・赤外線受光部
66・・・赤外線
70・・・LED照明装置
78・・・光束
75・・・受光部
79・・・天井
85・・・信号変換回路
86・・・切換えスイッチ
87・・・NOT回路
90・・・波形復元回路
91、92・・・パルス発生器
93・・・リップフロップ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 31 ... Microphone 2, 32, 60 ... Audio | voice signal amplification part 3, 33, 61 ... ΔΣ modulation part 4, 8, 39, 65, 77 ... Digital amplifier 5 ... Output terminal 6 ... Input terminals 7, 37, 64, 76, ... Receivers 9, 40, 54 to 56, 73, 74 ... Bone conduction speakers 10, 20, 21, 22 ... Adder 11 ..Integrators 12, 23 ... Quantizers 13, 24, 25 ... Sampling delay 15 ... Wired transmission line 16 ... 1-bit signal output circuit 17 ... Control of bone conduction speaker device Circuit unit 26, 27 ... Coefficient unit 34 ... Transmitting unit 35 ... Transmitting antenna 36 ... Receiving antenna 38 ... Demodulating unit 50 ... Audio devices 51-53, 71, 72 ... Bone-conduction speaker device circuit unit 62... Infrared light emitting unit 63. Light part 66 ... Infrared light 70 ... LED illumination device 78 ... Light flux 75 ... Light receiving part 79 ... Ceiling 85 ... Signal conversion circuit 86 ... Changeover switch 87 ... NOT circuit 90 ... Wave restoration circuits 91, 92 ... Pulse generator 93 ... Lip flop

Claims (9)

音源装置と、伝送路と、該伝送路を介し前記音源装置から送信された信号を受信するスピーカ装置からなる聴覚伝送システムであって、
前記音源装置は、音声、又は音響信号を所定の周期でサンプリングして得られたディジタル信号に応答して2値パルス信号に変調された1ビット信号に基づいた出力をする送信手段を備え、
前記スピーカ装置は、前記送信手段の出力信号を受信して得られた、前記1ビット信号に基づいて駆動される骨伝導スピーカを備えてなる
ことを特徴とする聴覚伝送システム。
An auditory transmission system comprising a sound source device, a transmission path, and a speaker device that receives a signal transmitted from the sound source apparatus via the transmission path,
The sound source device includes transmission means for outputting based on a 1-bit signal modulated into a binary pulse signal in response to a digital signal obtained by sampling a sound or an acoustic signal at a predetermined period,
The auditory transmission system, wherein the speaker device includes a bone conduction speaker that is driven based on the 1-bit signal obtained by receiving an output signal of the transmitting means.
前記音源装置は、2値パルス変調手段を備え、
前記音声、又は音響信号はオーディオ装置の音声出力部から入力される
ことを特徴とする請求項1に記載の聴覚伝送システム。
The sound source device includes binary pulse modulation means,
The auditory transmission system according to claim 1, wherein the voice or acoustic signal is input from a voice output unit of an audio device.
前記音源装置は、2値パルス変調手段を備え、
前記音声、又は音響信号はマイクから入力される
ことを特徴とする請求項1に記載の聴覚伝送システム。
The sound source device includes binary pulse modulation means,
The auditory transmission system according to claim 1, wherein the voice or acoustic signal is input from a microphone.
前記伝送路は同軸ケーブルまたは光ケーブルの有線伝送路からなる
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の聴覚伝送システム。
The auditory transmission system according to claim 1, wherein the transmission path is a wired transmission path of a coaxial cable or an optical cable.
前記伝送路は電波または光による無線伝送路からなる
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の聴覚伝送システム。
The auditory transmission system according to claim 1, wherein the transmission path is a radio transmission path using radio waves or light.
前記送信手段は照明装置を介して出力する
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の聴覚伝送システム。
The auditory transmission system according to any one of claims 1 to 3, wherein the transmission means outputs via a lighting device.
前記マイクは骨伝導マイクである
ことを特徴とする請求項3に記載の聴覚伝送システム。
The auditory transmission system according to claim 3, wherein the microphone is a bone conduction microphone.
前記1ビット信号への変調はΔΣ変調信号である
ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の聴覚伝送システム。
The auditory transmission system according to any one of claims 1 to 7, wherein the modulation to the 1-bit signal is a ΔΣ modulation signal.
前記1ビット信号への変調はPWM変調信号である
ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の聴覚伝送システム。
The auditory transmission system according to any one of claims 1 to 7, wherein the modulation to the 1-bit signal is a PWM modulation signal.
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