JP2009135850A

JP2009135850A - 携帯型情報信号通信システム

Info

Publication number: JP2009135850A
Application number: JP2007311968A
Authority: JP
Inventors: Makoto Endo; 誠遠藤; Masahito Nakamura; 雅仁中村; Shinichi Hirohata; 真一廣幡; Hiroyuki Hebiguchi; 広行蛇口
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2007-12-03
Filing date: 2007-12-03
Publication date: 2009-06-18

Abstract

【課題】安定して情報信号を送受信できる構成を備えた携帯型情報信号通信システムを提供すること。
【解決手段】本発明の携帯型情報信号通信システムは、情報信号を電界信号に変換して送信する携帯型音楽プレイヤ２と、一対のイヤーパッド３１，３２を備えており、人体１を介して前記電界信号を受信して前記情報信号に変換し、変換された情報信号に基づいて可聴音を生成するヘッドフォン３と、を具備し、イヤーパッド３２は、少なくとも前記人体１と接触する側に受信電極３７を有し、イヤーパッド３１は、前記人体１と接触する側と反対側にグランド電極３４を有することを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、人体のような伝送媒体を介して情報信号を送受信する携帯型情報信号通信システムに関する。

従来から、携帯型プレイヤにヘッドフォンを接続してなる携帯型の通信システムが開発されている。初期の携帯型通信システムにおいては、ヘッドフォンと携帯型プレイヤとを接続するケーブルがあるために、動作が制約されたり、ケーブルが邪魔になったりしていた。この問題を解決するために、携帯型プレイヤからヘッドフォンに対して信号を赤外線や無線により送信する技術が開発されている。また、近年では、人体通信により携帯型プレイヤからヘッドフォンに対して信号を送信する技術も開発されている（特許文献１）。
特開２００１−１４４６６２号公報

特許文献１に開示されている人体通信により信号を送信する技術においては、人体と携帯型プレイヤやヘッドフォンとの位置関係が変化することにより、信号の送受信が不安定になることがある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、安定してオーディオ信号等の情報信号を送受信できる構成を備えた携帯型情報信号通信システムを提供することを目的とする。

本発明の携帯型情報信号通信システムは、情報信号を電界信号に変換して送信する送信機と、一対のイヤーパッドを備えており、人体を介して前記電界信号を受信して前記情報信号に変換し、前記変換された情報信号に基づいて可聴音を生成するヘッドフォンと、を具備し、一方のイヤーパッドは、少なくとも前記人体と接触する側に受信電極を有し、他方のイヤーパッドは、前記人体と接触する側と反対側にグランド電極を有することを特徴とする。

この構成によれば、ヘッドフォンのグランド電極と外部グランドとの間の結合容量を大きくすることができるので、情報信号の強度をより高めることができる。これにより、携帯型情報信号通信システムにおいて、安定してオーディオ信号などの情報信号を送受信することができる。

本発明の携帯型情報信号通信システムは、情報信号を電界信号に変換して送信する送信機と、互いに連結部材で連結された一対のイヤーパッドを備えており、人体を介して前記電界信号を受信して前記情報信号に変換し、前記変換された情報信号に基づいて可聴音を生成するヘッドフォンと、を具備し、一方のイヤーパッドは、少なくとも前記人体と接触する側に受信電極を有し、前記連結部材にグランド電極が配設されたことを特徴とする。

この構成によれば、ヘッドフォンのグランド電極と外部グランドとの間の結合容量を大きくすることができるので、より情報信号の強度を高めることができる。これにより、携帯型情報信号通信システムにおいて、安定して情報信号を送受信することができる。この場合においては、連結部材が左右対称の形状であるので、外部グランドとの間の容量結合を安定して強くすることができる。

本発明の携帯型情報信号通信システムは、情報信号を電界に変換して送信する送信機と、一対のイヤーパッドを備えており、人体を介して前記電界信号を受信して前記情報信号に変換し、前記変換された情報信号に基づいて可聴音を生成するヘッドフォンと、を具備し、両イヤーパッドは、前記人体と接触する側に受信電極をそれぞれ有し、前記人体と接触する側と反対側にグランド電極をそれぞれ有し、一方のイヤーパッドの受信電極と他方のイヤーパッドのグランド電極とで２つの電極対を構成し、前記電界信号の受信強度に応じて前記２つの電極対を切り替えることを特徴とする。

この構成によれば、ヘッドフォンのグランド電極と外部グランドとの間の結合容量を大きくすることができるので、情報信号の強度をより高めることができる。これにより、携帯型情報信号通信システムにおいて、安定して情報信号を送受信することができる。この場合においては、２つの電極対を構成して信号強度に応じて電極対を切り替える構成を採るので、一つの電極対のグランド電極と外部グランドとの間の結合が弱くなったり、使用態様により一方の電極対が機能しなくなった場合にも、他方の電極対を用いて情報信号の送受信を行うことができる。これにより、外部環境の変化に順応して安定した情報信号の送受信を行うことができる。

本発明の携帯型情報信号通信システムは、情報信号を電界信号に変換して送信する送信機と、一対の連結部材でそれぞれ連結された一対のイヤーパッドを備えており、人体を介して前記電界信号を受信して前記情報信号に変換し、前記変換された情報信号に基づいて可聴音を生成するスピーカを前記一対のイヤーパッドにそれぞれ有するヘッドフォンと、を具備し、一方のイヤーパッドは、少なくとも前記人体と接触する側に受信電極を有し、他方のイヤーパッドは、前記人体と接触する側と反対側にグランド電極を有しており、一方の連結部材に前記スピーカ用配線が配設され、他方の連結部材に前記受信電極用配線が配設されることを特徴とする。

この構成によれば、ヘッドフォンのグランド電極と外部グランドとの間の結合容量を大きくすることができるので、より情報信号の強度を高めることができる。これにより、携帯型情報信号通信システムにおいて、安定して情報信号を送受信することができる。この場合においては、分割された連結部材の一方の連結部材には、スピーカ用配線が配設されており、他方の連結部材には、受信電極用配線が配設されているので、受信回路と受信電極とを電気的に接続する配線と、スピーカを駆動させるために電気的に接続する配線とを離して配設することができる。これにより、配線同士で余計な容量結合が形成されることを防止して、より安定に情報信号の送受信を行うことができる。

本発明の携帯型情報信号通信システムは、情報信号を電界信号に変換して送信する送信機と、一対のイヤーパッドを備えており、人体を介して前記電界信号を受信して前記情報信号に変換し、前記変換された情報信号に基づいて可聴音を生成するヘッドフォンと、を具備し、一方のイヤーパッドは、少なくとも前記人体と接触する側に受信電極を有し、他方のイヤーパッドは、前記人体と接触する側と反対側にグランド電極を有するので、ヘッドフォンのグランド電極と外部グランドとの間の結合容量を大きくすることができ、安定して情報信号を送信することができる。

図１は、本発明に係る携帯型情報信号通信システムの概略構成を示す図である。図１において、人体１の腰の位置に送信機である携帯型音楽プレイヤ２が装着されている。また、人体１の頭部には、受信機であるヘッドフォン３が装着されている。このヘッドフォン３は、一対のイヤーパッド３１，３２と、両イヤーパッド３１，３２を連結する連結部材３３とを有する。携帯型音楽プレイヤ２は、音楽等のオーディオ信号を含む情報信号を電界信号に変換して人体１を介してヘッドフォン３に送信する。また、ヘッドフォン３は、人体１を介して電界信号を受信して情報信号に変換し、変換された情報信号に基づいて音楽等の可聴音を生成する。

人体通信においては、図１に示すように、送信機である携帯型音楽プレイヤ２から受信機であるヘッドフォン３への信号経路Ｐ₁（人体１を介するパス）の他に、この信号経路Ｐ₁とは別の信号経路Ｐ₂が必要である。この別の信号経路Ｐ₂は、ヘッドフォン３のイヤーパッド３２のグランド電極３４、携帯型音楽プレイヤ２のグランド電極２１、及び外部グランド４のそれぞれの間で形成される。そして、信号経路Ｐ₁と信号経路Ｐ₂でループを形成している。

本発明者らは、人体通信において、信号の安定性を向上させるためには、グランド電極の位置が重要であることに着目し、受信機であるヘッドフォンにおける受信回路のグランド電極と外部グランドとの間の容量結合ができるだけ強くなるように受信回路のグランド電極を配置することにより安定して情報信号を送受信することができることを見出し本発明をするに至った。

すなわち、本発明の骨子は、携帯型音楽プレイヤなどの送信機と、一対のイヤーパッドを備えたヘッドフォンとを有する携帯型情報信号通信システムにおいて、一方のイヤーパッドで、少なくとも人体と接触する側に受信電極を配し、他方のイヤーパッドで、人体と接触する側と反対側にグランド電極を配することにより、ヘッドフォンのグランド電極と外部グランドとの間の結合容量を大きくして安定して情報信号を送信することである。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
（実施の形態１）
図２（ａ）は、本発明の実施の形態１に係る携帯型情報信号通信システムのヘッドフォンの構成を示す図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示すヘッドフォンのイヤーパッド３１を示す拡大図である。なお、送信機である携帯型音楽プレイヤ２については図１に示す構成と同様である。

ヘッドフォン３のイヤーパッド３１は、図２（ｂ）に示すように、その内部に受信回路基板３５が埋設されており、受信回路基板３５の一方の主面にグランド電極３６が設けられている。また、このイヤーパッド３１は、人体と接触する側と反対側にグランド電極３４が配設されており、このグランド電極３４は受信回路基板３５のグランド電極３６と配線により電気的に接続されている。なお、このグランド電極３４は、イヤーパッド３１から露出されていても良く、人体と接触する側と反対側に埋設されていても良い。また、このグランド電極３４は、外部グランド４と相対的に強く容量結合されている。

イヤーパッド３２の人体と接触する側には受信電極３７が配設されている。イヤーパッド３２の受信電極３７とイヤーパッド３１の受信回路基板３５とは、連結部材３３内に通された配線（図示せず）により電気的に接続されている。また、イヤーパッド３１，３２には、それぞれスピーカ（図示せず）が内蔵されており、配線（図示せず）により受信回路基板３５と電気的に接続されている。

このように、実施の形態１における構成においては、グランド電極３４と受信電極３７とをそれぞれのイヤーパッド３１，３２に配設することにより、ヘッドフォン３内で最大限離して配置し、また、受信回路基板３５のグランド電極３６は別に相対的に面積の広いグランド電極３４を設けている。

上記構成を有する携帯型情報信号通信システムにおいて通信を行う場合には、まず、信号源である携帯型音楽プレイヤ２において、音声などのオーディオ信号を人体１が導電性を示す周波数（数百ｋＨｚ〜数十ＭＨｚ）の搬送波で変調して情報信号を得る。この情報信号を増幅し、電圧変化に変換する。そして、携帯型音楽プレイヤ２と人体１とを容量結合させることにより、この電圧変化が電界信号として人体１に付与される。なお、携帯型音楽プレイヤ２における変調方式については特に制限はなく、ＡＭ、ＦＭ、ＡＳＫ、ＦＳＫ、ＰＳＫ変調等であってもよい。

人体１に付与された電界信号は、人体１を介してヘッドフォン３のイヤーパッド３２の受信電極３７で受信され、受信回路基板３５上の受信回路に送られる。そしてこの受信回路において、電界信号が検波、復調されて、元のオーディオ信号が得られる。このオーディオ信号は、受信回路基板３５上の増幅回路（図示せず）で増幅された後に、両イヤーパッド３１，３２に内蔵されたスピーカ（図示せず）に送られることによりオーディオ信号が可聴音として出力される。このようにして、人体１を伝送媒体として情報信号の送受信を行うことができる。

図２に示すヘッドフォンにおいては、グランド電極３４と受信電極３７とをそれぞれのイヤーパッド３１，３２に配設することにより、グランド電極３４と受信電極３７をヘッドフォン３内で可能な限り離して配置しているので、受信回路基板３５のグランド電極３４，３６と受信電極３７との間の結合容量を小さくすることができる。また、受信回路基板３５のグランド電極３６とは別にグランド電極３４を設けているので、受信回路基板３５の面積に制限されることがなくなり、グランド電極３６に対して相対的に面積の広いグランド電極３４を設けることができる。これにより、外部グランド４との間の結合容量を大きくすることができる。この結果、より情報信号の強度を高めることができ、携帯型情報信号通信システムにおいて、安定して情報信号を送受信することができる。

（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２に係る携帯型情報信号通信システムのヘッドフォンの構成を示す図である。図３において、図１及び図２と同じ部分については図１及び図２と同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。

図３に示すヘッドフォンにおいては、イヤーパッド３１に受信回路基板３５を内蔵すると共に、人体１と接触する側に受信電極３７を配し、イヤーパッド３２の人体１と接触する側に受信電極３７を配し、イヤーパッド３１，３２を連結する連結部材３３の上面にグランド電極３４を配設している。なお、受信電極３７は配線（図示せず）により受信回路基板３５に電気的に接続されている。

このように、実施の形態２における構成においても、受信電極３７をそれぞれのイヤーパッド３１，３２に配設し、グランド電極３４を連結部材に配することにより、グランド電極３４と受信電極３７とを最大限離し、また、受信回路基板３５のグランド電極３６は別に相対的に面積の広いグランド電極３４としている。なお、本実施形態ではグランド電極３４を連結部材３３の上面の全面に配しているが、頭頂部近傍にのみ配する構造としてもよい。

本実施の形態の携帯型情報信号通信システムにおいては、実施の形態１と同じようにして人体１を伝送媒体として情報信号の送受信を行うことができる。図３に示すヘッドフォンにおいては、グランド電極３４を連結部材に配し、受信電極３７をそれぞれのイヤーパッド３１，３２に配設して、グランド電極３４と受信電極３７とを可能な限り離しているので、受信回路基板３５のグランド電極３４，３６と受信電極３７との間の結合容量を小さくすることができる。また、受信回路基板３５のグランド電極３６は別に相対的に面積の広いグランド電極３４としているので、グランド電極３４と外部グランド４との間の結合容量を大きくすることができる。これにより、情報信号の強度をより高めることができ、携帯型情報信号通信システムにおいて、安定して情報信号を送受信することができる。この場合においては、連結部材が左右対称の形状であるので、外部グランドとの間の容量結合を安定して強くすることができる。

（実施の形態３）
図４は、本発明の実施の形態３に係る携帯型情報信号通信システムのヘッドフォンの構成を示す図である。図４において、図１及び図２と同じ部分については図１及び図２と同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。

図４に示すヘッドフォンにおいては、両イヤーパッド３１，３２は、人体１と接触する側に受信電極３７ａ，３７ｂをそれぞれ有し、人体１と接触する側と反対側にグランド電極３４ａ，３４ｂをそれぞれ有している。より詳しくは、イヤーパッド３２の受信電極３７ａとイヤーパッド３１のグランド電極３４ａとで第１電極対を構成し、イヤーパッド３１の受信電極３７ｂとイヤーパッド３２のグランド電極３４ｂとで第２電極対を構成する。また、両イヤーパッド３１，３２は、グランド電極３６を有する受信回路基板３５をそれぞれ内蔵している。また、両イヤーパッド３１，３２の人体１と接触する側と反対側に配設されたグランド電極３４ａ，３４ｂは、グランド電極３６に対し相対的に広い面積を有する。そして、受信回路基板３５の少なくとも一方には、電界信号の受信強度に応じて２つの電極対を切り替える制御回路（図示せず）を備えている。この制御回路は、受信した情報信号の強度を常時あるいは定期的に測定し、信号強度が所定のしきい値を下回った場合に２つの電極対を切り替える。すなわち、情報信号の信号強度が高くなるように、外部グランドと容量結合するイヤーパッドのグランド電極を選択するように制御を行う。

本実施の形態の携帯型情報信号通信システムにおいては、実施の形態１と同じようにして人体１を伝送媒体として情報信号の送受信を行うことができる。図４に示すヘッドフォンにおいては、グランド電極３４ａ，３４ｂと受信電極３７ａ，３７ｂとをそれぞれのイヤーパッド３１，３２に配設している。このため、電極対として動作する際は、グランド電極３４ａと受信電極３７ａ、又はグランド電極３４ｂと受信電極３７ｂとがヘッドフォン内で可能な限り離れる配置構造となるので、受信回路基板３５のグランド電極３４ａ，３４ｂ，３６と受信電極３７ａ，３７ｂとの間の結合容量を小さくすることができる。また、受信回路基板３５のグランド電極３６とは別にグランド電極３４ａ，３４ｂを設けているので、受信回路基板３５の面積に制限されることがなくなり、グランド電極３６に対して相対的に面積の広いグランド電極３４を設けることができる。これにより、外部グランド４との間の結合容量を大きくすることができる。この結果、より情報信号の強度を高めることができ、携帯型情報信号通信システムにおいて、安定して情報信号を送受信することができる。また、２つの電極対を構成して信号強度に応じて電極対を切り替える構成を採るので、一つの電極対のグランド電極と外部グランドとの間の結合が弱くなったり、使用態様により一方の電極対が機能しなくなった場合にも、他方の電極対を用いて情報信号の送受信を行うことができる。これにより、外部環境の変化に順応して安定した情報信号の送受信を行うことができる。

（実施の形態４）
図５は、本発明の実施の形態４に係る携帯型情報信号通信システムのヘッドフォンの構成を示す図である。図５において、図１及び図２と同じ部分については図１及び図２と同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。

図５に示すヘッドフォンにおいては、一対の連結部材３３で一対のイヤーパッド３１，３２がそれぞれ連結されている。一方の連結部材３３ａには、スピーカ用配線（スピーカを駆動させるために電気的に接続する配線）３９が配設されており、他方の連結部材３３ｂには、受信電極用配線（受信回路と受信電極とを電気的に接続する配線）４０が配設されている。また、イヤーパッド３２は、人体１と接触する側に受信電極３７を有し、イヤーパッド３１は、人体１と接触する側と反対側にグランド電極３４及び受信回路基板３５を有している。また、それぞれのイヤーパッド３１，３２は、復調された情報信号に基づいて可聴音を生成するスピーカ３８をそれぞれ有する。

図５に示すヘッドフォンにおいては、グランド電極３４と受信電極３７とをヘッドフォンのそれぞれのイヤーパッド３１，３２に配設して可能な限り離しているので、受信回路基板３５のグランド電極３４，３６と受信電極３７との間の結合容量を小さくすることができる。また、受信回路基板３５のグランド電極３６とは別にグランド電極３４を設けているので、受信回路基板３５の面積に制限されることがなくなり、グランド電極３６に対して相対的に面積の広いグランド電極３４を設けることができる。これにより、外部グランド４との間の結合容量を大きくすることができる。この結果、情報信号の強度をより高めることができ、携帯型情報信号通信システムにおいて、安定して情報信号を送受信することができる。また、分割された連結部材の一方の連結部材３３ａには、スピーカ用配線３９が配設されており、他方の連結部材３３ｂには、受信電極用配線４０が配設されているので、受信回路と受信電極とを電気的に接続する配線３９と、スピーカを駆動させるために電気的に接続する配線４０とを離して配設することができる。これにより、配線３９と配線４０との間で余計な容量結合が形成されることを防止して、より安定に情報信号の送受信を行うことができる。

本発明は上記実施の形態１〜４に限定されず、種々変更して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態１〜４における回路構成、部品点数、数値などは一例であり、本発明はこれに限定されず適宜変更して実施することができる。その他、本発明の範囲を逸脱しないで適宜変更して実施することができる。

本発明に係る携帯型情報信号通信システムの概略構成を示す図である。（ａ）は、本発明の実施の形態１に係る携帯型情報信号通信システムのヘッドフォンの構成を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）に示すヘッドフォンのイヤーパッドを示す拡大図である。本発明の実施の形態２に係る携帯型情報信号通信システムのヘッドフォンの構成を示す図である。本発明の実施の形態３に係る携帯型情報信号通信システムのヘッドフォンの構成を示す図である。本発明の実施の形態４に係る携帯型情報信号通信システムのヘッドフォンの構成を示す図である。

符号の説明

１人体
２携帯型音楽プレイヤ
３ヘッドフォン
４外部グランド
３１，３２イヤーパッド
３３，３３ａ，３３ｂ連結部材
３４，３４ａ，３４ｂ，３６グランド電極
３５受信回路基板
３７，３７ａ，３７ｂ受信電極
３８スピーカ
３９スピーカ用配線
４０受信電極用配線

Claims

情報信号を電界信号に変換して送信する送信機と、一対のイヤーパッドを備えており、人体を介して前記電界信号を受信して前記情報信号に変換し、前記変換された情報信号に基づいて可聴音を生成するヘッドフォンと、を具備し、一方のイヤーパッドは、少なくとも前記人体と接触する側に受信電極を有し、他方のイヤーパッドは、前記人体と接触する側と反対側にグランド電極を有することを特徴とする携帯型情報信号通信システム。
情報信号を電界信号に変換して送信する送信機と、互いに連結部材で連結された一対のイヤーパッドを備えており、人体を介して前記電界信号を受信して前記情報信号に変換し、前記変換された情報信号に基づいて可聴音を生成するヘッドフォンと、を具備し、一方のイヤーパッドは、少なくとも前記人体と接触する側に受信電極を有し、前記連結部材にグランド電極が配設されたことを特徴とする携帯型情報信号通信システム。
情報信号を電界信号に変換して送信する送信機と、一対のイヤーパッドを備えており、人体を介して前記電界信号を受信して前記情報信号に変換し、前記変換された情報信号に基づいて可聴音を生成するヘッドフォンと、を具備し、両イヤーパッドは、前記人体と接触する側に受信電極をそれぞれ有し、前記人体と接触する側と反対側にグランド電極をそれぞれ有し、一方のイヤーパッドの受信電極と他方のイヤーパッドのグランド電極とで２つの電極対を構成し、前記電界信号の受信強度に応じて前記２つの電極対を切り替えることを特徴とする携帯型情報信号通信システム。
情報信号を電界信号に変換して送信する送信機と、一対の連結部材でそれぞれ連結された一対のイヤーパッドを備えており、人体を介して前記電界信号を受信して前記情報信号に変換し、前記変換された情報信号に基づいて可聴音を生成するスピーカを前記一対のイヤーパッドにそれぞれ有するヘッドフォンと、を具備し、一方のイヤーパッドは、少なくとも前記人体と接触する側に受信電極を有し、他方のイヤーパッドは、前記人体と接触する側と反対側にグランド電極を有しており、一方の連結部材に前記スピーカ用配線が配設され、他方の連結部材に前記受信電極用配線が配設されることを特徴とする携帯型情報信号通信システム。