JP2009118444A

JP2009118444A - 無線通信方式の骨伝道イヤホン

Info

Publication number: JP2009118444A
Application number: JP2007308010A
Authority: JP
Inventors: Hidenori Fujioka; 秀則藤岡
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-11-01
Filing date: 2007-11-01
Publication date: 2009-05-28

Abstract

【課題】本発明は、無線通信手段とその電源回路と骨伝道スピーカと音響管を搭載した一体型イヤホンであって、イヤホン装着者に骨伝道聴力による骨導音に加えて通常の気道音をも明瞭に聞き取れることができる着脱可能なイヤホンを提供することを目的とする。
【解決手段】本発明のイヤホンは、無線通信手段と無線通信により得られた音声データを加工するデジタル演算処理手段とデジタル・アナログ変換器とアナログ信号の増幅手段と電源回路とスピーカと音響管を備えるイヤホンであって、スピーカによる骨伝道方式の骨道音に加え通常の気道音をも明瞭に聞き取れることを特徴とするものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、骨道音と気道音とを同時に聞き取ることができる無線通信方式のイヤホンに関する。

各種スポーツにおいてその指導者が練習中の選手に対してリアルタイムにフォームの指導をおこなうことは指導される選手の上達にとって大変に有効であるが、実際の現場ではメガホンを利用しても目指す選手までは声が届かないことが多く指導者は怒鳴り声をはり上げ、指導と言うよりはむしろ選手を叱っているように聞こえてしまう状況にある。特に競泳の場合は自身が立てる波しぶきや周囲の選手のキックなどの外乱により指導者の声がかき消され、また広いグラウンドなどで行われるサッカーやスケートや陸上競技などでは選手と指導者までの距離の問題から特定の選手への個別指導が出来ない状況である。

スポーツ指導用のイヤホンとして骨伝道を利用したイヤホンについては特許文献１ならびに特許文献２によって、加えて骨伝音と気道音とを同時に伝えるイヤホンについては特許文献３に提案されており、その機構と機能の現状を説明する。

特許文献１記載のゴーグルについて文献記載の図１を用いて説明する。特許文献１によって提案されているゴーグルは、通信ユニット１にアンテナを含む通信回路部と電源用電池を内蔵し、受信した音声信号はゴーグル６を固定する為のゴムバンド６２とつる部７と支持辺６０に埋設された信号線によって耳栓形状のイヤホン５に接続されている。

特許文献２記載のゴーグルについて文献記載の図１を用いて説明する。特許文献２によって提案されているゴーグルは、通信ユニット３にアンテナを含む通信回路と電源用電池を内蔵し、受信した音声信号はゴーグル１２のレンズ横の端部に一体成型された圧電素子６に接続され圧電素子により骨道音により聴音を可能にする。

特許文献３記載のヘッドホンについて文献記載の図１を用いて説明する。特許文献３によって提案されるヘッドホンは、気体または液体の流体を充填したドーナツ形状のイヤーパッド１と、イヤーパッドに密着して取り付けられた圧電振動子２と、ドーナツ形状の穴に位置する部分に設けられた振動版３とからヘッドホンを構成することで、単一の圧電スピーカにも係わらず骨道音と気道音によりそれぞれの得失を補い高効率で広帯域での聴音を可能にする。

特許文献１と特許文献２はともに無線通信を利用し指導者から選手への円滑な指導や指示を実現することができ、特許文献３は単一のスピーカにより骨道音に加えて気道音の聴音も可能となる。
特開２００３−１０２８９４特開２００７−１２４３５５特開２００７−１９９５７

特許文献１はゴーグルのゴムバンドに通信ユニットを設け耳栓型のイヤホンとの接続のための信号線がゴーグルと一体であるゴムバンドとつる部と支持辺に埋設されておりゴーグルが傷などで見えづらくなるなど、またゴムバンドやつる部や支持辺などの劣化とともにイヤホンの寿命が尽きてしまう可能性がある。

さらにイヤホンの形状は耳栓型であり水流や衝撃によりずれる可能性があり、濡れた状態で良好な音量が得られない恐れがある。

また骨伝道スピーカを用いた構成についても記載されているが密着性を確保するための手段についての記載が無く良好な音量が得られない恐れがある。

特許文献２は通信ユニットと圧電素子を１つのメンテナンスパーツとして取り扱うと記載されているが、消耗品であるゴーグルに圧電素子を一体成型しており、またゴムバンドに通信ユニットを設けゴーグルに内蔵された圧電素子と通信ユニットの間を信号線で接続しているため、ゴーグルが傷などによって劣化することやゴムバンドが劣化することによりイヤホンの寿命が尽きてしまう可能性がある。

また、ゴーグルに一体成型される圧電素子からの骨道音を伝えるために特許文献２に記載される剛性の高いプラスッチック材料で一体成型された場合は圧電スピーカからの音響インピーダンスが高すぎて良好な音量が得られない可能性がある。

また特許文献３はイヤーパッドを耳介周辺に密着させるため周囲の音が聞こえないことや防水構造が作り辛いことなどから運動中の着用は難しい可能性がある。

また、一部の携帯電話やポータブル音楽機器向けのイヤホンが骨伝道を利用して一般に発売されているが、周囲の騒音が大きい場合には骨道音がかき消されてしまうため外耳道を塞がないと明瞭に聞き取れない可能性がある。

本発明は、上記事情に対応すべく考案されたものであり、イヤホン装着者に骨伝道聴力による骨導音に加えて外耳道を塞がずに通常の気道音をも効率よく明瞭に聞き取ることができる着脱可能な無線通信方式のイヤホンの提供を目的とする。

本発明は、主にスポーツなどの指導者の指示を無線通信により送信し選手が装着する本発明のイヤホンを利用して指示を受け取るスポーツ向けのトレーニングシステムであり指導者から送信される無線通信を受信する無線通信手段とそれにより得られた音声データのデジタル演算処理手段とデジタル・アナログ変換手段とアナログ信号の増幅手段と電源回路とスピーカと気道音を伝える音響管により構成される着脱可能な一体型の形状であることを特徴とする。

この構成によれば、骨伝音に加え外耳道を塞がずに気道音も提供することができ良好な音量が得られ確実な指導が可能となる。

またこの構成によれば消耗品である水泳用のゴーグルやゴーグル固定用のゴムバンドが劣化したばあいには着脱が可能であり前述の課題を解決する。

請求項１の発明によると、運動中でも安定した装着性能と効率的な音量が得られ指導者から選手への指導が可能となる。

請求項２の発明によると、本発明のイヤホンの装着時に外耳道を塞ぐことがないため競技中に必要不可欠なその他の情報を聞くことが可能となる。

請求項３の発明によると請求項２に加えて骨道音も聞くことができ外耳道が水などで塞がった場合でもイヤホン装着者への指示が可能となる。

請求項４の発明によるとイヤホンから音響管を通して気道音を外耳道に伝える有効な位置でありイヤホン装着者への効率的な音声の提供が可能となる。

請求項５の発明によると骨伝道により失われる音声帯域を予めデジタル演算処理により削除することにより増幅器によるスピーカの駆動電力が低減され電源回路の省電力化が可能となる。

請求項６の発明によると外乱からの影響が少なく混信に強く、さらに他の無線ネットワークへの悪影響が少ないイヤホンの提供が可能となる。

請求項７の発明によると指導者からの指示が無い状態では無線通信機能と表示装置を除く回路への電源供給は不要となりイヤホンの省電力化が可能となる。

請求項８の発明によるとイヤホン側に受信状態を返信するための送信機能を具備せずに容易に送信した側にてその指示が正しくイヤホン側で受信できたことを確認することが可能となる。

請求項９の発明によるとイヤホン装着者の音声の認識率を高めることが可能となる。

請求項１０の発明によると２本の固定バンドでイヤホンを固定した場合イヤホンの装着位置の維持が強化される。

本発明のイヤホンを実施するための最良の形態について、以下の第１実施形態と第２実施形態におけるイヤホンを参照して詳細に説明する。

本発明の第１実施形態のイヤホンについて図１の斜視図を用いて説明する。本発明の第１実態形状のイヤホンはバンド固定部１、バンド挿入スリット２、通信ユニット部３、電源スイッチ４、表示装置５、スピーカ部６、音響管７により構成され主に水泳競技の選手のゴーグルに装着して使用することを念頭に考案されている。

本発明の第１実施形態のイヤホンについてその回路構成について図３を用いて説明する。本発明の回路はアンテナと高周波増幅回路と検波回路と復調回路とイヤホン固有の認識番号の判定回路と記憶素子を含めた通信回路部３１と記憶素子とデジタル・アナログ変換機とデジタル演算処理回路を含めたデジタル演算処理部３２と増幅回路部３３と電磁結合コイルと充電回路と信号検出回路と２次電池を含む電源回路部３４とスピーカ６と電源スイッチ４と表示装置５により構成され、図１の通信ユニット部３は図３の通信回路部３１とデジタル演算処理部３２増幅回路部３３と電源回路部３４と電源スイッチ４と表示装置５で構成される。

バンド固定部１は装着される頭の曲率に近似した曲面と装着時の上部方向に厚みを増しスピーカ部６の密着度を上げる装着面の形状と後頭部に向かってゴーグル装着用の２本のバンドの間隔を広げられる形状を特徴とし電源回路部３４を収容する。

バンド固定部は選手がゴーグルを容易にとりはずし額より上部に移動することができるよう耳介より前方にはせり出さない形状を特徴とする。

この構成によればゴーグルの着脱も容易でありながらイヤホン装着時の密着度が有意に確保でき良好な骨道音を聞くことが可能である。

バンド挿入スリット部２は水流の抵抗を低減するためにスリット両端側は薄く中央は厚い曲線形状を特長としている。

この構成によればイヤホン装着時にすべての泳法において水流によるイヤホンの密着度が弱まることなく安定した装着が可能である。

通信ユニット部は耳介前部と耳介上部に沿った形状であり電源スイッチと表示装置部分は防水用フィルムで覆われていることを特徴としている。

この構成によれば飛び込みなどの衝撃でのイヤホンの装着ズレや緩みを防止し、防水性能を維持しながら電源スイッチの操作と表示機能を得ることが可能である。

イヤホンの電源を投入した後、通信回路部３１は受信状態で待機し当該イヤホン固有の認識番号が付与された信号を受信するまでは以降のデジタル演算処理部３２と増幅回路部３３への電源供給を止め、イヤホン固有の認識番号が付与された信号を受信したときは音声のデジタルデータのみを通信回路部３１の記憶回路に保持させ、その後に以降のデジタル演算処理部３２と増幅回路部３３への電源供給を行う。

この構成によればイヤホンの電源を投入してもイヤホンへの送信がない場合には消費電力を削減することが可能となる。

デジタル演算処理部３２は骨伝道では伝わりづらい音声信号の低域周波数と広域周波数成分を取り除き、予め複数の可聴周波数を組み合わせた呼び出し音を発生させ音声信号の前に付与することを特徴とする。

この構成によれば無駄な周波数成分について以降の増幅回路部での消費電力を削減し、さらに周囲のノイズによってイヤホンからの音声が聞き取りづらい状況であっても複数の可聴周波数の中のその時点で最も聞き取りやすい周波数の呼び出し音によって音声の始まりを認識することが可能となりその後の音声の認識率の改善が可能となる。

イヤホン固有の認識番号は日本水泳連盟などの選手登録番号と所属チームと所属コースなどの情報を含むことが可能でありセキュリティーの改善や将来的な指導方法の発展へと繋げられる可能性がある。

イヤホンの形状はイヤホン装着時にスピーカ部６が外耳前面の突起部の横に位置し音響管７はスピーカ部背面に位置し前述外耳前面の突起部の下から外耳道までの間のくぼみを目指す方向に防水構造の開口部を向けた形状を特徴とする。

スピーカ部６は図４を用いて説明する。イヤホンの装着面側のスピーカ部外装部品４１に圧電スピーカ４２が取り付けられ圧電スピーカ４２のイヤホン装着面と反対側の外装部品４３は圧電スピーカの音声を導く音響管の形状であり開口部４４には撥水性のフィルム４５と金属メッシュのフィルター４６が取り付けられた構成を特徴とする。

本発明の外装部品はプラスチック材や硬質ゴムなどで構成され勘合部分は耐水性接着剤で接着し密閉された防水構造である。

この構成によれば防水性能を確保しつつスピーカのイヤホン装着面からは骨伝道により骨道音を、さらにその背面からは音響管に導かれた音声をイヤホン装着者へ提供する。これにより十分な音量が得られ安定した指導が可能となる。

本発明の第２実施形態のイヤホンについて図２の斜視図を用いて説明する。本発明の第２実態形状のイヤホンはバンド固定部１、バンド挿入スリット２、通信ユニット部３、電源スイッチ４、表示機能５、スピーカ部６、音響管７により構成され主に陸上にて行われる競技の選手に用いられることを念頭に考案されている。

バンド固定部１は装着される頭の曲率に近似した曲面と装着時の上部方向に厚みを増しスピーカ部６の密着度を上げる装着面の形状を特徴とし電源回路部を収容する。

この構成によればイヤホン装着時の密着度が確保でき特に骨伝道用のスピーカの密着度が有意に確保でき良好な骨道音を聞く事ができる。

バンド挿入スリット部２は実施形態１と比較し厚い材料で幅広のヘアバンドが挿入できるスリットの幅とバンド挿入幅と厚みである。

この構成によれば一般に市販されているスポーツ向けヘアバンドを利用し容易に装着することが可能である。

通信ユニット部は耳介の前部と上部に沿う形状であり電源スイッチと表示装置は防水用フィルムで覆われる構成を特徴としている。

この構成によれば衝撃によるイヤホンの装着ズレや緩みを防止し、防水性能を維持しながら電源スイッチの操作と表示機能を確保することが可能である。

イヤホンの電源を投入した後、通信回路部３１は受信状態で待機し当該イヤホン固有の認識番号が付与された信号を受信するまでは以降のデジタル演算処理部３２と増幅回路部３３への電源供給を止め、当該イヤホン固有の認識番号が付与された信号を受信したときは音声のデジタルデータのみを通信回路部３１の記憶回路に保持させ、その後に以降のデジタル演算処理部３２と増幅回路部３３への電源供給を行う。

この構成によればイヤホンの電源を投入しても当該イヤホンへの送信がない場合には消費電力を削減することが可能となる。

デジタル演算処理部は骨伝道では伝わりづらい音声信号の低域周波数と広域周波数成分を取り除き予め複数の可聴周波数を組み合わせた呼び出し音を発生させ音声信号の前に付与することを特徴とする。

この構成によれば無駄な周波数成分について以降の増幅回路部での消費電力を削減し周囲のノイズによってイヤホンからの音声が聞き取りづらい状況であっても複数の可聴周波数の中のその時点で最も聞き取りやすい周波数の呼び出し音によって音声の始まりを認識することが可能となりその後の音声の認識率の改善が可能となる。

イヤホン固有の認識番号は各種スポーツ連盟などの選手登録番号と所属チームなどの情報を含むことが可能でありセキュリティーの改善や将来的な指導方法の発展へと繋げられる可能性がある。

この構成によれば防水性能を確保しつつスピーカのイヤホン装着面からは骨伝道により骨道音を、さらにその背面からは音響管に導かれた音声をイヤホン装着者へ提供する。これにより十分な音量が得られ確実な指導が可能となる。

本発明の外装はプラスチック材や硬質ゴムなどで構成され勘合部分は耐水性接着剤で接着し密閉された防水構造である。

本発明の構成によればイヤホンの形状が耳介の突出高さ以内に収容されていることからヘルメットやヘッドギアを装着するスポーツであるスキー、ラグビー、アメリカンフットボール、自転車競技、自動車競技、モトクロスなどへの利用が可能である。

本発明の構成によれば騒音の多い工場や建築現場などでの監督者からの保安指示や作業指示が必要とされる場合での利用も可能である。

本発明は前述の実施形態に限定されず、本発明の技術的範囲を逸脱しない限り変更を加えることは可能あり、本発明はその変更による実施形態をも包含するものである。

実施形態１の斜視図実施形態２の斜視図イヤホンの回路説明図スピーカ周辺の構造説明図

符号の説明

１・・・・・バンド固定部
２・・・・・バンド挿入スリット
３・・・・・通信ユニット部
４・・・・・電源スイッチ
５・・・・・表示装置
６・・・・・スピーカ部
７・・・・・音響管
３１・・・・・通信回路部
３２・・・・・演算処理部
３３・・・・・増幅回路部
３４・・・・・電源回路部
４１・・・・・装着面側のスピーカ部外装部品
４２・・・・・圧電スピーカ
４３・・・・・装着面と反対側の外装部品
４４・・・・・音響管の開口部
４５・・・・・撥水性のフィルム
４６・・・・・金属メッシュのフィルター

Claims

無線通信手段とデジタル演算処理手段とデジタル・アナログ変換手段とアナログ信号の増幅手段と電源回路とスピーカとを備え耳介周囲を取り囲む一体型の形状であることを特徴とするイヤホン。
スピーカ部が耳介周辺に固定されスピーカ部に備えられた音響管の開口部が耳介外側から外耳道周辺に向けられる構造を特徴とするイヤホン。
請求項２のイヤホンであって耳介周辺に固定されたスピーカにより骨道音の聴音が可能なことを特徴とするイヤホン。
請求項２と請求項３のイヤホンであってスピーカ部は耳介前面の突起部近傍に位置され音響管を耳たぶの上部から外耳道にむけ音響管開口部を耳介下部のくぼみに向けた形状を特徴とするイヤホン。
請求項１のイヤホンであって、無線通信手段により得られた音声データを骨伝道が不得手とする周波数帯域をデジタル処理により予め取り除くことを特徴とするイヤホン。
請求項１のイヤホンであってイヤホン固有の認識番号をイヤホン側に事前に付与されることにより送信側が利用可能な無線通信帯域幅の中から外乱の少ない単一の無線通信チャンネルを選択し任意の複数もしくは単一のイヤホンへの通信を可能とすることを特徴とするイヤホン。
請求項６のイヤホンであってイヤホン固有の認識番号を受信するまでは不要な回路への電源供給を停止させることを特徴とするイヤホン。
イヤホンの電源表示機能について、電源が入っているが受信していない状態の表示の色から正しく受信した場合には表示の色を変え点滅させることを特徴としたイヤホン。
複数の可聴周波数を組み合わせた呼び出し音を発生させた後に無線通信により得られた音声データを増幅しスピーカを駆動することを特徴としたイヤホン。
請求項１のイヤホンであってバンド固定部の幅が後頭部に向かって広がる形状を特徴とするイヤホン。