JP2006332923A - マイクロホン装置及びマイクロホン装置を備えた無線通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】 使用者の耳に装着するような小型の通信機器の場合、大きなバッテリーを備えることはできないため、特に電力消費の大きな送信装置は搭載が困難となる。そこで送信装置を省略しながら、使用者の音声を入力するためには、ＰＣ側にマイクロホンを備える必要がある。
【解決手段】 このマイクロホン装置１は、本体３と、本体３の上面側に取り付けられたカバー５と、本体３の下面側に取り付けられた下ケース７と、本体３を回転自在に支持する支持部９と、支持部９に設けられＰＣ等の外部機器に接続するためのＵＳＢ端子１１と、により構成されている。また、カバー５の表面には、音孔１３が設けられている。
【選択図】 図４

Description

本願発明は、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）等に接続され使用される無線通信機能を有するマイクロホン装置及びそのマイクロホン装置を備えた無線通信システムに関するものである。

近年、テレビ電話システムやテレビ会議システム等の通信機器を利用したシステムにおいては、使用者がヘッドホンやマイクロホンなどの音声入出力デバイスを有する通信機器を身につけて使用することが多くなってきている。また、使用者が身につけた通信機器から無線によりディスプレイやＰＣ等を有する通信機器管理システム本体側との通信を行いシステム化されている。

このような通信機器を利用したシステムの場合、通信機器側に音声情報をＰＣ側に送信する送信ユニットが必要となる。音声信号を送信する場合、電波や赤外線などで送信を行うことが一般的である。このようなシステムを利用したものとしては、例えば「特許文献１」に記載されているように、通信機器として携帯電話を用い、ＰＣとの情報をやり取りするものが一例としてあげられる。

特開２００１−１２７８４７号公報

しかしながら、通信機器として携帯電話機を利用すると使用者が身につけて使用する機器が大きくなってしまい長時間の会議などで使用する場合は不向きなものであった。また、市場ニーズとしても小型で軽量な通信機器が求められており、テレビ電話システムやテレビ会議システム等の利用目的に特化した通信機器が求められている。そこで、使用者に装着される通信機器として、相手側の音声情報等を無線にて受信する装置と、その音声情報を出力するレシーバとを備えるイヤホンを用意し、またＰＣ側の装置としては、相手側の音声情報を送信する通信装置と使用者の音声を収集するマイクロホンとを備えるシステムが考えられる。

このようなシステムによれば、ＰＣ側にマイクロホンを備えることができるため、通信機器をレシーバ機能に特化でき、小型・軽量化が可能となる。

しかしながら、このような構成のシステムにおいては、ＰＣ側と通信機器との間での無線通信において、他の通信機器と無線干渉の問題等を考慮する必要がある。また、テレビ会議システムなど複数の使用者が複数の通信機器を使用する場合は、特に無線干渉の問題が顕著になるため、注意が必要であった。この対策として、ＰＣ側と通信機器との間での無線通信の指向性を高めまた、出力を弱めることで対応することができるが、微弱な出力と指向性によりＰＣ側と通信機器との間で通信不能状態となったり、あるいは誤受信が発生するなどと言った問題もあった。さらに、マイクロホンが使用者から離れて設置されているため、使用者以外の音声や周囲の雑音をノイズとして拾ってしまうといった問題もあった。

本願発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、使用者の耳に装着するような小型の通信機器と通信を行うことができるＰＣ等に装着されるマイクロホン装置及びそのマイクロホン装置を備えた無線通信システムを提供することを目的とするものである。

すなわち、本願発明に係るマイクロホン装置は、外部機器に接続され、使用者が身につけて使用する外部通信機器と通信を行うことが可能なマイクロホン装置において、音孔を介して外部の音を集音するためのマイクロホンと、データ通信部を有し上記外部通信機器との通信を行うための無線通信手段と、少なくとも上記マイクロホン及び上記無線通信手段とを保持する筐体と、上記マイクロホン及び上記無線通信手段と外部機器とを電気的に接続するためのコネクタ部と、を備え、上記筐体には、該筐体を上記コネクタ部へ回動自在に取りつけるためのヒンジ部が備えられるとともに、上記データ通信部を内包する通信面および該通信面上に設けられる上記音孔が形成されていることを特徴とするものである。

また、上記無線通信手段は電波通信手段であり、上記筺体の通信面は電波透過樹脂で形成されていることを特徴とするものである。

さらに、 上記コネクタ部は、ＵＳＢ端子を有することを特徴とするものである。

また、上記外部通信機器は、少なくともイヤホン及び無線通信手段を備え、上記外部機器は、ＵＳＢ端子を備えた電子機器であることを特徴とするものである。

上記構成に示すように、本願発明に係るマイクロホン装置は、筺体がコネクタ部と筐体を回動自在に取り付けるためのヒンジ部を介して接続されるとともに、音孔が形成され、また、データ通信部が内包された通信面を有することを特徴としている。これにより、使用者が自在に音孔を使用者の方に向けることが可能になる上、使用者の方向に音孔を向けるだけで、同時に通信面を使用者に向けることができ、使用者が無意識に通信方向を調整することが可能となる。また、通信方向を外部通信機器の方向に向けて使用することで、外部通信機器と無線通信を行う際に、微弱な無線信号を使用することができるため、外部通信機器の消費電力を抑えることが可能になり、さらに、他の通信機器との干渉を防ぐことが可能になる。

さらに、筺体の通信面を電波透過樹脂により形成することで、通信機能を損なうことなく通信面を覆うことができ、デザイン性を向上させることが可能になる。

また、コネクタ部としてＵＳＢ端子を設けることにより、様々のＰＣに対応することが可能となる。

さらに、上記構成に示すように、少なくともイヤホン及び無線通信手段を備えた外部通信機器と、ＵＳＢ端子を備えた電子機器による外部機器と、マイクロホン装置とにより、マイクロホン装置を備えた無線通信システムを構成することで、既存のＰＣを利用できる安価なシステムが構成できる。さらに、マイクロホン装置をＰＣ等の外部機器に接続し、使用者側にはイヤホンと無線通信手段を構成することにより、使用者側の外部通信機器を小型、軽量に構成できる無線通信システムを構築することが可能となる。

以下、図面を用いて、本願発明の実施の形態について説明する。

図１は、本願発明の一実施形態に係るマイクロホン装置１を示す斜視図であり、図２は、図１のカバー５を取り外した状態で回路基板１５への実装を示す斜視図である。また、図３は、無線通信システム１００の電気的接続を示すブロック図である。

これらの図に示すように、このマイクロホン装置１は、本体３と、本体３の上面側に取り付けられたカバー５と、本体３の下面側に取り付けられた下ケース７と、本体３を回転自在に支持する支持部９と、支持部９に設けられＰＣ等の外部機器に接続するためのＵＳＢ端子１１と、により構成されている。また、カバー５の表面には、音孔１３が設けられている。

このマイクロホン装置１には、図２に示すように、カバー５の内側に回路基板１５が収容されており、この回路基板１５には、マイクロホンユニット１７と、電波送信アンテナ１９と、音響データ入出力回路２１と、信号変換送信回路２３等が実装されている。

本体３は、支持部９に対して回転自在に支持され、その表面側に配置された回路基板１５の表面側にはマイクロホンユニット１７及び電波送信アンテナ１９が実装されている。さらに、マイクロホンユニット１７の集音孔に対応するようにカバー５には音孔１３が設けられており、音孔１３と電波送信アンテナ１９が同一表面側に構成されるように通信面３ａが設けられている。

カバー５は、電磁波を透過させる樹脂で形成された断面凹状のカバー部材であり、その表面には、通信面３ａが形成されている。この通信面３ａの内面側には、回路基板１５に実装された電波送信アンテナ１９やマイクロホンユニット１７が配置される。

下ケース７は、電磁波を遮蔽するように金属メッキや金属材料による遮蔽部材（不図示）を有する樹脂で形成されたカバー部材であり、回路基板１５及び回路基板１５に実装されている各種電子部品へのノイズの進入を防ぐものである。

支持部９は、本体３を回動自在に支持するための支持部材であり、本体３を回転結合部２５を介して支持している。また、支持部９は、後述するＰＣ３１等の外部機器と接続するためのＵＳＢ端子１１を備えており、ＵＳＢ端子１１を介してＰＣ３１から本体３へ電力を給電したりあるいは、ＰＣ３１と本体３との信号の送受信の経路となっている。

ＵＳＢ端子１１は、マイクロホン装置１と外部機器とを結ぶ端子部材でありＵＳＢ（Universal Serial Bus）規格のオス端子である。このＵＳＢ端子１１により、外部機器からマイクロホン装置１へ電力の供給や信号の送受信が可能である。

音孔１３は、カバー５のマイクロホンユニット１７上面に設けられた直径１ｍｍ程度の孔である。なお、音孔１３とマイクロホンユニット１７の集音孔の間は円筒状のガスケットなどにより連結し、横方向からの音の進入を防ぐように、覆っておくと良い。

回路基板１５は、マイクロホンユニット１７や電波送信アンテナ１９等の電子部品を実装する実装基板であり、その表面には、マイクロホンユニット１７と、電波送信アンテナ１９と、音響データ入出力回路２１と、信号変換送信回路２３が実装されている。また、回路基板１５上には、不図示の回路パターンが形成されており、ＵＳＢ端子１１からの信号線や電力線が形成されている。さらに、マイクロホンユニット１７や音響データ入出力回路２１、信号変換送信回路２３、電波送信アンテナ１９等を接続するための信号線も形成されている。

マイクロホンユニット１７は、前面（音孔側）に指向性を有するマイクロホンであり、使用者の声などを集音するためのものである。マイクロホンユニット１７は、半田等により回路基板１５に接続固定されている。このような前面指向性のマイクロホンユニット１７を設置することにより、音孔１３の正面方向（垂直方向）の音声のみを集音することができる。

電波送信アンテナ１９は、使用者が耳に装着する外部通信機器であるワイヤレスイヤホン３３へ音声などの信号を電波により送信する送信チップである。電波送信アンテナ１９は、回路基板１５に設置され、その上面は電波を透過するカバー５により覆われている。また、電波送信アンテナ１９は、音孔１３が形成された通信面３ａ側に設置されている。また電波送信アンテナ１９は、指向性の高い例えば、超小型のパッチアンテナ等を使用し電波を送信することにより、他の電子機器との電波干渉や、送信目的としない他のワイヤレスイヤホン３３等の使用者以外が使用している外部通信機器への誤送信を防止することができる。

音響データ入出力回路２１は、マイクロホンユニット１７からの音声信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するＡ−Ｄ変換回路を含む回路である。また、ＰＣ３１からの音声データをデジタル信号からアナログ信号に変換するＤ−Ａ変換回路を含む回路である。音響データ入出力回路２１から出力されるデジタル信号は、信号変換送信回路２３に出力される。また、音響データ入出力回路２１は、ＰＣ３１へマイクロホンユニット１７からの音声信号を出力することも可能である。

信号変換送信回路２３は、音響データ入出力回路２１から出力される信号を、無線通信化するための変換回路である。信号変換送信回路２３は、音響データ入出力回路２１から出力される信号をもとに電波送信アンテナ１９を駆動し、電波による無線通信を行う。

図４は、本体３を可動させた状態を示す斜視図である。図４に示すように、回転結合部２５は、本体３を支持部９に対して回転可動に支持するヒンジ部であり支持部９の回転軸心は前面１ａ方向に偏心した位置で本体３を支持している。回転結合部２５は、本体３を本体３の上面と支持部９の上面とが略平面状となるような図１の状態から図４に示すように通信面３ａを前面に傾斜させた状態を経て、さらに支持部９の上面と本体３の上面（通信面３ａ）とが直交する位置まで可動することができる。

図５は、本願発明の一実施形態に係るマイクロホン装置１を備えた無線通信システム１００を示す斜視図である。
ＰＣ３１は、図５に示すようにＵＳＢコネクタ３５を備えたノート型のパーソナルコンピュータであり、液晶ディスプレイやキーボード及び不図示のネットワーク端子を備えている。ＰＣ３１は、マイクロホン装置１に電力の供給及びデータの入出力を行うことが可能である。なおＰＣ３１は、通常のデスクトップ型のコンピュータ等ＵＳＢコネクタを備えた制御機器であれば良い。

ワイヤレスイヤホン３３は、使用者が耳に装着して使用する無線通信機能を備えた外部通信機器であり、レシーバ３３７を備えている。また、図３に示すように、ワイヤレスイヤホン３３には、電波受信アンテナ３３１、電池３３３、信号変換音響出力回路３３５等が備えられている。さらにワイヤレスイヤホン３３は、使用者が耳に装着した際に装着性を良くするため及びレシーバ３３７と使用者の外耳を密閉するためのクッション部を備えている。

電波受信アンテナ３３１は、ワイヤレスイヤホン３３の先端部３３ａに設けられており、電波送信アンテナ１９からの送信信号を受信するための受信ユニットである。この電波受信アンテナ３３１の表面は、マイクロホン装置１と同様に電波を透過するカバーにより覆われている。また、電波受信アンテナ３３１は、ワイヤレスイヤホン３３の先端部３３ａつまり、使用者の口方向に向かって設けられているため、使用者がマイクロホン装置１に向かって声を発する場合など、マイクロホン装置１を使用した場合に、マイクロホン装置１と通信も可能になるものである。

電池３３３は、信号変換音響出力回路３３５、レシーバ３３７を駆動するためのボタン電池である。この他、マイクロホン装置１の送信部を赤外線形式に変更し、また電波受信アンテナ３３１も赤外線受信アンテナに変更した上で、赤外線受信アンテナにより電池３３３を充電するようにしても良い。

信号変換音響出力回路３３５は、電波受信アンテナ３３１にて受信した信号を、レシーバ３３７を駆動する信号に変換する回路である。

レシーバ３３７は、小型の動電型レシーバユニットであり、信号変換音響出力回路３３５により駆動され、使用者に音を伝えるものである。なおレシーバ３３７として、ＢＡ型（Ｂａｌａｎｃｅｄ Ａｒｍａｔｕｒｅ型）のレシーバを使用することも可能である。

以上のように、本実施形態に係るマイクロホン装置１及び無線通信システム１００によれば、マイクロホン装置１は、本体３が支持部９と本体３を回動自在に取り付けるための回転結合部２５を介して接続されるとともに、音孔１３が形成され、かつ、電波送信アンテナ１９が内包された通信面３ａを有することを特徴としている。これにより、使用者の方向に音孔１３を向けるだけで、同時に通信面３ａを使用者に向けることができ、使用者が無意識に通信方向を調整することが可能となる。また、通信方向をワイヤレスイヤホン３３の方向に向けて使用することで、マイクロホン装置１とワイヤレスイヤホン３３とが無線通信を行う際に、微弱な電波を使用することができるため、ワイヤレスイヤホン３３の消費電力を抑えることが可能になり、さらに、他の通信機器との干渉を防ぐことが可能になる。

また、本体３の通信面３ａを電波透過樹脂により形成することで、電波送信アンテナ１９を電波送信可能な状態で覆うことができ、機能性を有した上でデザイン性を向上させることが可能になる。

さらに、コネクタ部としてＵＳＢ端子１１を設けることにより、様々の外部機器に対応することが可能となる。

また、上記構成に示すように、少なくともイヤホン及び無線通信手段を備えたワイヤレスイヤホン３３と、ＵＳＢコネクタ３５を備えた電子機器によるＰＣ３１と、マイクロホン装置１とにより、マイクロホン装置を備えた無線通信システムを構成することで、既存のＰＣを利用できる安価なシステムが構成できる。さらに、マイクロホン装置１をＰＣ３１に接続し、使用者側はワイヤレスイヤホン３３を使用することにより、使用者側のワイヤレスイヤホン３３は消費電力を抑えられ、そして、電池３３３も小型化できるため、ワイヤレスイヤホン３３も小型、軽量に構成できる無線通信システム１００を構築することが可能となる。

次に本願発明の他の実施形態について説明する。

図６は、本願発明の他の実施形態に係るマイクロホン装置１０１を示す斜視図である。なお、前述の図１から図５と同様の構成については、同様の符号を使って示し詳細な説明については割愛する。

図６に示すように、このマイクロホン装置１０１は、本体３と、本体３の上面側に取り付けられたカバー５と、本体３の下面側に取り付けられた下ケース７と、本体３を回転自在に支持する支持部９と、支持部９に設けられＰＣ等の外部機器に接続するためのＵＳＢ端子１１と、により構成されている。また、カバー５の表面には、音孔１３が設けられている。さらにマイクロホン装置１０１は、本体３を前面１ａ方向に回転させるための回転結合部２５と、本体３の電波送信アンテナ１９が搭載された先端１ｂを上下方向に回転させるため第２回転結合部２７を備えている。なお、マイクロホン装置１０１においては、回転結合部２５及び第２回転結合部２７とも図１に示すような支持部９と本体３とが略平面状となるような状態から両方向１５０度程度回転させることが可能である。

本願発明の他の実施形態に係るマイクロホン装置１０１によれば、本体３を様々な角度に向けることができ、これにより、通信面３ａも様々な角度に向けることができる。従って、音孔１３及び電波送信アンテナ１９を同時に様々な使用者の方向に向け設定することが可能となる。

なお、本願発明においては、無線通信手段として電波送信アンテナ１９と電波受信アンテナ３３１とによる電波通信手段を用いたがこれに限定されるものではなく、赤外線により無線通信手段を形成しても良い。また、電波送信アンテナ１９の代わりに赤外線送信部を形成した場合は、赤外線を透過させるアクリル等の樹脂によるカバー部材をカバー５として用いるとよい。また、赤外線通信手段により無線通信手段を構成することで、ワイヤレスイヤホン３３の消費電力を抑えることが可能になり、さらに、他の通信機器との干渉を防ぐことも可能になる。

さらに、コネクタ部として、ＵＳＢ端子１１を用いたがこれに限定されるものではなく、ＩＥＥＥ１３９４端子等電源供給が可能な汎用的な端子であればよい。

本願発明の一実施形態に係るマイクロホン装置１の斜視図 図１のカバー５を取り外した状態で回路基板１５への実装を示す斜視図 無線通信システム１００の電気的接続を示すブロック図 本体３を可動させた状態を示す斜視図 本願発明の一実施形態に係るマイクロホン装置１を備えた無線通信システム１００を示す斜視図 本願発明の他の実施形態に係るマイクロホン装置１０１を示す斜視図

符号の説明

１ マイクロホン装置
１ａ 前面
１ｂ 先端
３ 本体
３ａ 通信面
５ カバー
７ 下ケース
９ 支持部
１１ ＵＳＢ端子
１３ 音孔
１５ 回路基板
１７ マイクロホンユニット
１９ 電波送信アンテナ
２１ 音響データ入出力回路
２３ 信号変換送信回路
２５ 回転結合部
２７ 第２回転結合部
３１ ＰＣ
３３ ワイヤレスイヤホン
３３ａ 先端部
３５ ＵＳＢコネクタ
１００ 無線通信システム
１０１ マイクロホン装置
３３１ 電波受信アンテナ
３３３ 電池
３３５ 信号変換音響出力回路
３３７ レシーバ

Claims (4)

1. 外部機器に接続され、使用者が身につけて使用する外部通信機器と通信を行うことが可能なマイクロホン装置において、
   音孔を介して外部の音を集音するためのマイクロホンと、
   データ通信部を有し上記外部通信機器との通信を行うための無線通信手段と、
   少なくとも上記マイクロホン及び上記無線通信手段とを保持する筐体と、
   上記マイクロホン及び上記無線通信手段と外部機器とを電気的に接続するためのコネクタ部と、を備え、
   上記筐体には、該筐体を上記コネクタ部へ回動自在に取りつけるためのヒンジ部が備えられるとともに、
   上記データ通信部を内包する通信面および該通信面上に設けられる上記音孔が形成されていることを特徴とするマイクロホン装置。
   
2. 上記無線通信手段は、電波通信手段であり、
   上記筺体の通信面は、電波透過樹脂で形成されていることを特徴とする請求項１記載のマイクロホン装置。
   
3. 上記コネクタ部は、ＵＳＢ端子を有することを特徴とする請求項１〜請求項２の何れかに記載のマイクロホン装置。
   
4. 上記外部通信機器は、少なくともイヤホン及び無線通信手段を備え、
   上記外部機器は、ＵＳＢ端子を備えた電子機器であることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れかに記載のマイクロホン装置を備えた無線通信システム。
   

Images