JP2010124273A - 骨伝導送受話装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 エコーバックを抑制し、指向性マイクロホンの指向性を確保し、騒音環境下でも快適な送受話が行える骨伝導送受話装置を提供する。
【解決手段】 本発明に係る骨伝導送受話装置は、音情報を機械的振動に変換する骨伝導スピーカと、特定方向に対して感度が高い指向性マイクロホン６を備え、指向性マイクロホン６は、内側円筒状リブ１１ｃ、及び外側円筒状リブ１１ｄと、円筒状リブ１２ｂとの嵌合によって、指向性マイクロホン収納空間１７に収納され、指向性マイクロホン収納空間１７とフリップ内空間とが区切られている。更に、指向性マイクロホン６は、指向性マイクロホン収納空間１７内で指向性マイクロホン支持リブ１１ｂを介して部分的に保持され浮くような形に配置される。指向性マイクロホン保持リブ１１ｂ、内側円筒状リブ１１ｃ、外側円筒状リブ１１ｄ、円筒状リブ１２ｂは、フリップ上１１、フリップ下１２と同等以上の剛性を有する材質からなる。
【選択図】 図７

Description

本発明は、音情報を機械的振動に変換する骨伝導スピーカと、特定方向に対して感度の高い指向性マイクロホンを備えた骨伝導送受話装置に関する。

従来から、外耳、内耳の伝音部に障害を持つ人に対しての音情報を伝える手段や、騒音環境下で音情報を明確に伝える手段として、骨伝導スピーカが研究開発されてきた。骨伝導スピーカは、音情報を機械的振動に変換して、その振動を人体頭部に伝える変換装置である。この機械的振動は、人体頭部の骨を介して聴覚器官に伝達し、音として感知される。従来、このような骨伝導スピーカを備えた携帯電話機や送受話装置が考案されている（例えば、特許文献１、２）。また、騒音の多い場所で明瞭な通話を可能にするために、特定方向に対して感度が高い指向性マイクロホンを用いる方法が提案されている（例えば、特許文献３）。

特開２００３−３４８２０８号公報 特開２０００−３４１７７８号公報 特開平１０−２９０４９１号公報

特許文献１、特許文献２に提案されている骨伝導スピーカを備えた携帯電話機や送受話装置を騒音環境下で使用した場合、音情報を明確に聞き取ること（受話）については効果を発揮し、受話を確実なものにする効果がある。しかし、使用者が話した音情報を通話相手に伝えること（送話）については、マイクロホンが周囲の騒音も音情報の一部として一緒に拾ってしまうため、通話相手には大変聞き取り難いものとなっている。

騒音環境下で明瞭な通話を可能にするための、特許文献３に提案されているような指向性マイクロホンは、その指向性により、周囲の雑音を拾い難くなっており、相対的に使用者の音声を強く拾うようになっているので、通話相手は、使用者の音声を聞き取り易くなる。

上述したように、骨伝導送受話装置に指向性マイクロホンを用いれば、少なくとも、通話相手に送信される音声に含まれる周囲の騒音を低減して、快適に送受話を行うことが可能である。しかし、骨伝導送受話装置に、受話用のスピーカとして骨伝導スピーカを使用した場合には、受話用のスピーカとして一般的な気導のスピーカを使用した場合とは異なる不都合が生じる。

骨伝導スピーカは、一般の気導のスピーカと比べて、筐体に伝わる機械的振動が桁違いに大きいため、筐体内部の指向性マイクロホンの周囲の構造体にも機械的振動が伝わり、この機械的振動により音波が発生し、指向性マイクロホンがその機械的振動や音波を拾ってしまうレベルが大きくなる。

このように、指向性マイクロホンが、筐体に伝えられる機械的振動やその振動によって発生する音波を拾ってしまうと、通話相手から送られてきた音情報が、そのまま通話相手のスピーカに戻る現象が発生する。このような現象をエコーバックという。

エコーバックを低減するために、従来から様々な提案がなされている。例えば、指向性マイクロホンとこの指向性マイクロホンを保持する構造体とを、軟質の防振構造材を介し、且つ出来る限り小さな接触面でもって保持することによって、指向性マイクロホンに伝達される機械的振動を低減する構造が考えられている。

しかしながら、上述したように、エコーバックは、指向性マイクロホンに直接伝わる機械的振動だけでなく、その機械的振動が周囲の構造体を振動させて筐体内部に発生する音波によっても生じる。そして、本発明者らの鋭意検討によって、指向性マイクロホンも含む、近年の携帯型の通話装置に多く使用されているコンデンサー型の小さなマイクロホンは、マイクロホンに直接伝わる機械的振動に対する感度よりも、筐体内部に発生する音波に対する感度の方がはるかに大きいことが判明した。前述した軟質の防振構造材を使用し、接触面を小さくした保持構造では、高周波の機械的振動は伝わり難くなるが、マイクロホンの集音部の気密性が高くないため、筐体内部で発生した音波がマイクロホンの集音空間に回り込み、マイクロホンがその音を拾ってしまう。

さらに、マイクロホンが軟質の防振構造材で保持されていると、骨伝導スピーカからの機械的振動が発生した際に、マイクロホンは振動しにくいが、筐体は振動するため、マイクロホンの集音面と、僅かな空間を隔てた筐体の内壁との間隔が、骨伝導スピーカからの機械的振動で相対的に変化するために、マイクロホンの集音面に面する空間で音圧が変化し、音波が発生する。このため、マイクロホンが、骨伝導スピーカからの機械的振動により発生した音波を拾う量が大きくなり、エコーバックが更に大きく発生していた。

また、指向性マイクロホンの支持構造体が影響し、その指向性の性能を劣化させることが多い。これは以下に述べる理由によるものである。指向性マイクロホンは、単体で音波空間に置いた時に、最も理想的な指向性を持つように作られているのが一般的である。マイクロホンの単一機能しか持たない製品においては、比較的容易に音波にとっての障害物が少ない周囲構造で指向性マイクロホン素子を保持することができるため、指向性マイクロホンの指向性が素直に確保できる。しかし、携帯電話などの通信手段の総合機能を持った製品に指向性マイクロホン素子を組み付ける場合には、製品の外観的デザイン、製造の経済性、マイクロホン素子の保護、その他の内部構成要素との空間的な配分など、調整しなければならない条件が多く、指向性マイクロホンの周囲に音波にとっての障害物の無い（伝搬抵抗の小さい）、指向性マイクロホン保持構造を作り難いのが現状である。このため、構造的なバランス等で、指向性マイクロホンの指向性を出来る限り阻害しない工夫が必要となっている。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その技術的課題は、エコーバックを低減し、指向性マイクロホンの指向性を確保し、騒音環境下でも快適な送受話が行える骨伝導送受話装置を提供することにある。

本発明は、音情報を機械的振動に変換する骨伝導スピーカと、前記骨伝導スピーカを収納する本体外装ケースと、両面に集音穴を有する指向性マイクロホンと、前記指向性マイクロホンを収納し前記本体外装ケースに保持されたフリップとを備えた骨伝導送受話装置であって、前記指向性マイクロホンは、前記フリップの内壁に設けられた筒状リブ構造体によって区切られ他のフリップ内空間と空間的な繋がりを持たない収納空間内の略中央に、前記筒状リブ構造体に備えられた保持部材によって部分的に保持された状態で配置され、前記保持部材および筒状リブ構造体は、前記フリップと同等以上の剛性を有する材質からなることを特徴とする骨伝導送受話装置である。

また、本発明は、前記収納空間は、前記フリップの対向する２つの内壁と前記筒状リブ構造体によって形成され、前記指向性マイクロホンの外形よりも全方向に対して大きく、前記収納空間に前記指向性マイクロホンが収納された状態で、前記指向性マイクロホンの各集音面が面する２つの小空間を有し、前記２つの小空間は、前記指向性マイクロホンの保持部材で保持されていない部分の側面に面する空間によって、空間的な繋がりを持つ構造を特徴とする骨伝導送受話装置である。

また、本発明は、前記収納空間を形成する前記フリップの対向する２つの内壁には、前記収納空間と外部とを連通する集音用の貫通穴が少なくとも１つ以上設けられ、前記フリップの各々の内壁における前記貫通穴の総面積は、各々対向する前記指向性マイクロホンの集音穴の総面積よりも大きいことを特徴とする骨伝導受話装置である。

本発明によれば、指向性マイクロホンの収納空間を密閉し、且つ、指向性マイクロホンと筐体や周囲の構造体との相互の位置が相対的に変化し難くすることにより、骨伝導スピーカの機械的振動によって発生するフリップ内部の空気振動の影響を遮断し、更に骨伝導スピーカの機械的振動による指向性マイクロホンの集音空間での音波の発生を軽減でき、エコーバックは小さくなる。また、指向性マイクロホンの前後の小空間と側面空間の構造、フリップに設ける音波取り込み用の貫通穴の総面積をバランスよく設計し、指向性マイクロホンの指向性を確保することによって、騒音環境下でも快適な送受話が行える骨伝導送受話装置を提供することができる。

以下、本発明に係る骨伝導送受話装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る骨伝導送受話装置の構成を示す外観斜視図である。本実施の形態に係る骨伝導送受話装置１は、所定の無線通信の規格に準拠しており、不図示の携帯電話機と無線通信を行いつつ、その携帯電話機の子機として動作するものである。本実施の形態では、骨伝導受話装置１はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）規格に準拠しているものとする。

図１に示すように、本発明の骨伝導送受話装置１は、骨伝導スピーカ２、通話ボタン３、音量切替スイッチ４、発光ダイオード（以下、ＬＥＤと略述する）５、本体ケース８、フリップ９を備えている。

骨伝導スピーカ２は、携帯電話からＢｌｕｅｔｏｏｔｈ通信で送られてきた無線信号を機械的振動に変換する。通話ボタン３は、骨伝導送受話装置１の通話開始や通話終了などの操作入力を行うボタンである。音量切替スイッチ４は、骨伝導スピーカ２の音量を調整するための操作スイッチである。ＬＥＤ５は、例えば、点滅することによって着信等を報知するというような、使用者に装置の状態を報知するために設けられている。

本体ケース８は、骨伝導送受話装置１の筐体である。この本体ケース８に、骨伝導スピーカ２と、通話ボタン３と、音量切換スイッチ４と、ＬＥＤ５とが設置されている。なお、図示しないが、本体ケース８には、無線通信等と制御する回路基板や、使用するマイクロホンを、指向性マイクロホンと無指向性マイクロホンとのいずれかに切り換えるスイッチ類等も収納されている。

フリップ９は、本体ケース８の一部であるヒンジ部１０を介して、本体ケース８と接続された、本体ケース８とは別の筐体である。ヒンジ部１０は、フリップ９を本体ケース８に回動可能に軸支している。骨伝導送受話装置１を使用していないときは、フリップ９は、通話ボタン３やＬＥＤ５が配設された本体ケース８の凹部に収納されているが、使用時には、ヒンジ部１０を中心に回動され、図１に示されるような位置に移動した状態となる。フリップ９には、後述する指向性マイクロホンや、無指向性マイクロホン等が収納されており、指向性マイクロホンの為の音波取り込み用穴１１ａ、無指向性マイクロホンの為の音波取り込み用穴１１ｆが設けられている。

なお、本実施の形態に係る骨伝導送受話装置１は、骨伝導スピーカ２が使用者の耳付近に当設され、フリップ９が使用者の口元付近に位置する状態で使用されるのが一般的である。

次に、フリップ９の内部構造について説明する。図２〜図７には、フリップ９の内部構造が示されている。図２は、本発明に係るフリップの分解斜視図である。図３は本発明に係るフリップ上の内側斜視図である。図４は図３のＡ部拡大図である。図５は本発明に係るフリップ下の内側斜視図である。図６は本発明に係るフリップの構造を示す図で、図６（ａ）は平面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。図７は図６のＣ部拡大図である。

図２に示すように、フリップ９は、筐体としてのフリップ上１１、フリップ下１２とを備えており、これら２つによって、フリップ９が形成される。使用時には、フリップ上１１が使用者側を向くようになり、フリップ下１２がその逆を向くようになる。フリップ上１１とフリップ下１２とで形成されるフリップ９内には、図２、図３に示すように、指向性マイクロホン６と、無指向性マイクロホン７と、２枚の防塵シート１３と、アンテナおよびアンテナ実装基板１４と、フリップストッパ１５とが収納されている。

指向性マイクロホン６および無指向性マイクロホン７は、使用者の音声をピックアップする。図２に示すように、指向性マイクロホン６は円板状であり、両円形面に集音穴が形成され、両面が集音面となっている。なお、図示はしていないが、指向性マイクロホン６には、フリップ上１１側の円形面に直径０．４ｍｍの集音穴が１３個設けられており、フリップ下１２側の円形面に、直径０．６ｍｍの集音穴が２個設けられている。また、フリップ上１１とフリップ下１２には、指向性マイクロホン６の為の音波取り込み用穴１１ａ、１２ａがそれぞれ設けられている。無指向性マイクロホン７も円板状であり、その集音面は、フリップ上１１側の円形面だけに設けられている。

防塵シート１３は、外部から混入する塵等の異物から、指向性マイクロホン６を保護するためのものである。アンテナおよびアンテナ実装基板１４は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信用のアンテナおよび当該アンテナを実装する基板である。フリップストッパ１５は、フリップ９を閉じたときに、本体ケースとの衝突音を緩和するための緩衝材である。

さらに、図３および図４に示すように、フリップ上１１の内壁には、指向性マイクロホンを保持するための構造体として、３箇所の指向性マイクロホン保持リブ１１ｂ、内側円筒状リブ１１ｃ、外側円筒状リブ１１ｄが設けられ、無指向性マイクロホンを保持するための構造体として、無指向性マイクロホン保持用円筒状リブ１１ｇが設けられている。また、図５に示すようにフリップ下１２には円筒状リブ１２ｂが設けられている。

また、フリップ上１１の内側円筒状リブ１１ｃ、外側円筒状リブ１１ｄには、リードワイヤ取り出し用切り欠き１１ｅが設けられ、フリップ下１２の円筒状リブ１２ｂには、リードワイヤ取り出し用切り欠き１２ｃが設けられている。指向性マイクロホン６のリードワイヤは、フリップ上１１およびフリップ下１２に設けられたリードワイヤ取り出し用切り欠き１１ｅ、１２ｃで構成されるリードワイヤ取り出し口から取り出される。

フリップ９を組み立てたときの各部品の配置を図６、図７を用いて説明する。図６、図７に示すように、指向性マイクロホン６は、フリップ上１１に設けられた内側円筒状リブ１１ｃ、外側円筒状リブ１１ｄと、フリップ下１２に設けられた円筒状リブ１２ｂと、フリップ上１１の内壁と、フリップ下１２の内壁とで作られた指向性マイクロホン収納空間１７内に納められる。また、無指向性マイクロホン７は、フリップ上１１に設けられた無指向性マイクロホン保持用円筒状リブ１１ｇと、フリップ上１１の内壁と、フリップ下１２の内壁によって作られた円筒状の無指向性マイクロホン収納空間１８内に納められる。

指向性マイクロホン６は、フリップ上１１と内側円筒状リブ１１ｃの内壁に一体成形された、３個所のＬ字状の指向性マイクロホン保持リブ１１ｂに接合し、この接合部以外の部分は、指向性マイクロホン収納空間１７内に浮くような形に配置されている。指向性マイクロホン６と指向性マイクロホン保持リブ１１ｂとの間は、エポキシ系の接着剤等で剛性の高い結合としている。

図７に示すように、内側円筒状リブ１１ｃ、及び外側円筒状リブ１１ｄと、円筒状リブ１２ｂとの嵌合によって、指向性マイクロホン収納空間１７が形成され、この指向性マイクロホン収納空間１７とフリップ内空間とが区切られている。すなわち、指向性マイクロホン収納空間１７とフリップ内空間との間には、空間的な繋がり無いため、相互の音波の伝搬が遮断されている。従って、骨伝導スピーカの機械的振動がフリップ９に伝わることによってフリップ内空間で発生した音波が、指向性マイクロホン収納空間１７に伝搬し指向性マイクロホン６で拾われることを防止している。

内側円筒状リブ１１ｃ、及び外側円筒状リブ１１ｄと、円筒状リブ１２ｂとの嵌合部１６の、各リブ間の隙間やリードワイヤ取り出し口の周囲の隙間は、接着剤で埋めるのが望ましい。このようにすれば、指向性マイクロホン収納空間１７とフリップ内空間の通気をより効果的に遮断することができるので、フリップ内空間で発生した音波が指向性マイクロホン６の集音面周辺に回り込んでくるのを更に確実に防止することができる。また、嵌合部１６に接着剤を挿入することにより、指向性マイクロホン６の保持構造体全体の剛性を高くすることができる。

内側円筒状リブ１１ｃと外側円筒状リブ１１ｄ、指向性マイクロホン保持リブ１１ｂは、フリップ上１１と一体成形されており、円筒状リブ１２ｂは、フリップ下１２と一体成形されている。また、フリップ上１１とフリップ下１２は同一の材質にて形成されている。従って、これらのリブ（内側円筒状リブ１１ｃ、外側円筒状リブ１１ｄ、指向性マイクロホン保持リブ１１ｂ、円筒状リブ１２ｂ）とフリップ（フリップ上１１、フリップ下１２）は、同等以上の剛性を有する材質を使用することで、剛性の高い保持構造体を形成している。剛性剛性の評価は、フリップやリブ等の構造体に使用する樹脂のヤング率を参考に比較すればよい。

上述したフリップ、及びリブは、軽量で、ヤング率の高い樹脂を用いるのが望ましく、更には、量産に適した射出成形やトランスファ成形等の成形方法に使用される熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂を用いるのが望ましい。例えば、熱可塑性樹脂として、アクリロ二トリルブタジエンスチレン樹脂（ＡＢＳ）、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）、ポリブチレンテレフタレート樹脂（ＰＢＴ）、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、液晶ポリマー樹脂（ＬＣＰ）、ポリスチレン樹脂（ＰＳ）、アクリロ二トリルスチレン樹脂（ＡＳ）等が挙げられ、また熱硬化性樹脂として、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等が挙げられ、これら一種または数種の組み合わせで使用できる。また、本実施の形態のように、製品の外装部品であるフリップと、内部構造体であるリブとを一体成形する場合には、耐薬品性、耐熱性、高機械強度等も考慮し、ＡＢＳ、ＰＣ、ＰＣとＡＢＳのコンポジット材料が特に好ましく使用され、本実施の形態においてはＡＢＳを使用した。

上述したように、指向性マイクロホン６と、フリップ上１１の内側円筒状リブ１１ｃ、外側円筒状リブ１１ｄおよびフリップ下１２の円筒状リブ１２ｂなどで構成される周囲の構造体とは、指向性マイクロホン保持リブ１１ｂを介して、剛性の高い接合によって保持されている。このように、高い剛性の保持構造体で保持すれば、骨伝導スピーカの機械的振動による、指向性マイクロホン６の集音面と、フリップ上１１、フリップ下１２の内壁との間隔の相対的な変動が抑制され、音波が発生し難い。従って、骨伝導スピーカの機械的振動がフリップ上１１、フリップ下１２の内壁に伝えられた場合においても、マイクロホンの、音波に対する感度の方が機械的振動に対する感度よりも高いという特性と相俟って、エコーバックの現象は小さくなる。

また、指向性マイクロホン６が収納されると、指向性マイクロホン収納空間１７内に、指向性マイクロホン６の集音面（前面と後面）が面する２つの小空間が形成される。これら２つの小空間は出来るだけ小さいほど、指向性マイクロホン６の集音面と、フリップ上１１の内壁、フリップ下１２の内壁との間隔の相対的な変動が小さくなるので、骨伝導スピーカ２の機械的振動による、指向性マイクロホン収納空間１７での音波の発生が抑制される。但し、フリップ上１１の内壁やフリップ下１２の内壁が指向性マイクロホン６の集音面に接触して、指向性マイクロホン６の集音穴が塞がれてしまうと、指向性マイクロホン６の指向性が低下してしまうため、指向性マイクロホン６の集音穴が塞がれない構造とする必要がある。

上述したような指向性マイクロホン６の保持構造により、骨伝導スピーカ２の機械的振動に起因してフリップ内空間に発生した音波は、指向性マイクロホン６の集音面まで到達せず、また、指向性マイクロホン収納空間１７内での音波の発生も抑制されるため、エコーバックの発生を防止することが可能となる。

以上、指向性マイクロホンの保持構造について、エコーバックの発生を防止するための構造を説明したが、次に、指向性マイクロホンの指向性を良好に確保するための構造について説明する。

図３、図４に示すように、内側円筒状リブ１１ｃとともに指向性マイクロホン収納空間を形成するフリップ上１１の内壁の略中央部には、複数の貫通穴である音波取り込み用穴１１ａが設けられている。また、フリップ上１１の内壁であって、無指向性マイクロホン保持用円筒状リブ１１ｇが形成された部分の略中央部には、貫通穴である音波取込み用穴１１ｆが設けられている。音波取り込み用穴１１ａは、指向性マイクロホン用の音波取り込み穴であり、音波取り込み用穴１１ｆは、無指向性マイクロホン用の音波取り込み穴である。一方、図５に示すように、円筒状リブ１２ｂとともに指向性マイクロホン収納空間を形成するフリップ下１２の内壁の略中央部には、複数の貫通穴である音波取り込み用穴１２ａが設けられている。この音波取り込み用穴１２ａは、指向性マイクロホン用の音波取り込み穴である。

指向性マイクロホンは、集音面の一方の面（前面）だけではなく、他方の面（後面）でも集音して、この差動で指向特性を得ている。そのため、集音面の前面、後面に面する小空間の構造と、この小空間への音波取り込み量のバランスも要求される。従って、前述したエコーバックの発生を防止する条件を満足し、且つ指向性マイクロホンの指向性を確保する構造にする必要がある。

指向性マイクロホンの指向性を適切に維持するためには、指向性マイクロホンの両集音面に設けられた集音穴に取り込まれる音波のバランスを考慮する必要がある。理想的には、指向性マイクロホンの周囲に音波の受信に障害となる構造体（外壁となるフリップや指向性マイクロホン保持リブ等の保持部材）が存在しないことであるが、外観デザインや構造体の製造コスト面、あるいは外部から加わる圧力、衝撃、更にはいたずらから指向性マイクロホンを保護するためには、外壁及び保持部材を設けざるを得ない。この相反する条件を最適化した結果、以下の指向性マイクロホン保持構造や、指向性マイクロホンの集音面と各フリップが対向する２つの小空間の構造や、指向性マイクロホンの集音穴とフリップに設けられる音波取込み用穴の総面積の関係が採用された。

指向性マイクロホンの両集音面と各フリップとが対向する２つの小空間と、この２つの小空間を繋ぐ指向性マイクロホン側面に面する空間からなる指向性マイクロホン収納空間内で、指向性マイクロホンは、３箇所の指向性マイクロホン保持リブによって部分的に保持される。この構成により、指向性マイクロホンの保持されていない部分の側面空間が、指向性マイクロホンの集音面に面する２つの小空間と空間的に繋がりを持ち、音波の伝播抵抗の少ない状態での指向性マイクロホンの設置が可能となる。

更に、指向性を良くするためには、フリップに設ける音波取込み用穴の総面積は大きい方が良いが、マイクロホン保護のためにはできる限り総面積を小さくする必要がある。従って、指向性を良好に確保する条件として、音波取り込み用穴の総面積は、各々対向する指向性マイクロホンの集音穴の総面積より大きくするのが望ましい。本実施の形態においては、指向性マイクロホンの集音穴の総面積は前面が１．６３平方ｍｍ（直径０．４ｍｍの穴が１３個）、後面が０．５７平方ｍｍ（直径０．６ｍｍの穴が２個）である。それに対して、各々対向したフリップ上、フリップ下の音波取り込み用穴の総面積は、前面に対向するフリップ上の音波取り込み用穴が３．６８平方ｍｍ（直径０．６ｍｍの穴が１３個）、後面に対向するフリップ下の音波取込み用穴が１．４１平方ｍｍ（直径０．６ｍｍの穴が５個）となっていて、充分大きなものとなっている。

上述したように、指向性マイクロホンの周囲構造と、各フリップに設けられる音波取込み用穴の総面積の設計において、現実的に設計可能な条件の中から、指向性マイクロホンの指向性を確保し、且つ、指向性マイクロホンを有効に保護できる最適な条件として、２つの小空間と指向性マイクロホンの側面に面する空間とを音波の伝播抵抗の少ない状態で繋ぎ、２つの小空間を指向性マイクロホンの両集音面上の集音穴を塞がないように出来るだけ小さくし、これら２つ小空間へ外部からの音波を充分に取り込むことができる音波取込み用穴を各フリップに設け、音波取り込み用穴の総面積を、各々対向する指向性マイクロホンの集音穴の総面積より大きくなるように設計した。これらの構造により、指向性マイクロホン単体での指向性に近い良好な指向性を得られるようになる。

以上説明した本発明の骨伝導送受話装置について、エコーバックと指向性の評価を行った。

図８は、エコーバックの評価結果である。エコーバックの評価は以下のように行った。骨伝導スピーカに、ファンクションジェネレータから３００ｍＶｐ−ｐ（ｐｅａｋ ｔｏ ｐｅａｋ）の正弦波を入力し、骨伝導スピーカから発生する機械的振動や筐体に伝搬して発生する音波を、指向性マイクロホンで拾う量をエコーレベルとして測定し周波数解析を行った。このエコーレベルが高いほど、エコーバックが大きいことを表している。エコーレベルの単位は、マイクロホンの測定出力電圧（実効値）を音圧レベル表示したｄＢＶｒで示す。このとき、骨伝導スピーカには、軟質のゴムシート（厚さ２ｍｍのシリコンゴム）を貼り付け、擬似的に人の肌に接触している状態を再現した。

比較例１として、図４、図５に示す内側円筒状リブ１１ｃ、外側円筒状リブ１１ｄ、円筒状リブ１２ｂを設けず、指向性マイクロホン保持リブ１１ｂに指向性マイクロホン６をエポキシ系の接着剤で固定したものを作製した。すなわち、比較例１は、指向性マイクロホン収納空間とフリップ内空間が区切られていない構造とした。

図９は、指向性の評価結果である。指向性の評価は以下のように行った。骨伝導送受話装置に内蔵された指向性マイクロホンから５０ｍｍ離れた位置にスピーカを設置し、このスピーカから、１ｋＨｚの正弦波の音波を７５ｄＢ（Ａ特性）の大きさで出力させた。スピーカの位置を、指向性マイクロホンを中心として３６０度回転させ、各々の角度から発生する音波を、指向性マイクロホンで拾う量をマイク感度レベルとして測定した。マイク感度レベルの単位は、マイクロホンの測定出力電圧（実効値）を音圧レベル表示したｄＢＶｒで示す。

比較例２として、指向性マイクロホン単体での測定も行った。単体の指向性マイクロホンは、マイクロホンの前方面（０°の位置周辺）で感度が良く、マイクロホンの後方面（１８０°の位置周辺）で感度が鈍くなるように設計されている。この単体の指向性マイクロホンの特性に近づけることで、指向性が良好であると判断できる。また、比較例３として、本実施の形態では、指向性マイクロホンが、図４に示すフリップ上１１と内側円筒状リブ１１ｃの内壁に設けられた３個所のＬ字状の指向性マイクロホン保持リブ１１ｂに接合しているのに対し、比較例３では、指向性マイクロホン保持リブを内側円筒状リブ１１ｃの内壁の全周に設け、指向性マイクロホンの全周をエポキシ系の接着剤で固定したものを作製した。すなわち、比較例３は、指向性マイクロホンとフリップとが対向する２つの小空間は有するが、この２つの小空間を繋ぐ指向性マイクロホン側面に面する空間を設けない構造とした。

図８、図９から明らかなように、本発明の指向性マイクロホンの周囲構造を採用することにより、指向性マイクロホンの指向性を良好に確保し、且つエコーバックを抑制する骨伝導送受話装置が得られることが確認できた。

なお、本実施の形態では、指向性マイクロホンを指向性マイクロホン収納空間に密閉して収納することを説明したが、無指向性マイクロホンについても、同様に無指向性収納空間に密閉し収納してもよいのは勿論である。

また、本実施の形態では、骨伝導送受話装置を携帯電話機の子機としたが、本発明はこれに限定されず、骨伝導送受話装置を固定電話の子機としてもよいし、それ自体が携帯電話機、トランシーバ等であってもよい。また、骨伝導送受話装置は、優先で上位装置と接続されていてもよく、固定電話の受話器であってもよい。

また、本実施の形態では、円板状の指向性マイクロホンを採用したため、それを保持する構造体としてのリブを円筒形状としたが、このリブ（構造体）の形状は、指向性マイクロホンの形状によって適宜変更することができるのは勿論である。例えば、指向性マイクロホンが矩形板状であれば、リブの形状も矩形枠状とすればよい。

以上のように、本発明によれば、骨伝導送受話装置に指向性マイクロホンを組み付け
、指向性を良好に確保して騒音環境での送話性能を向上した上、エコーバックも小さくすることができる。すなわち、騒音環境下においても快適な送受話を行える指向性マイクロホンを備えた骨伝導送受話装置を提供することができる。

外耳、内耳の伝音部に障害を持つ人ばかりではなく、工事現場、駅のホームなどの騒音環境下での音声情報通信手段として利用するのに、より効果が大きい。

発明に係る骨伝導送受話装置の構成を示す外観斜視図。 本発明に係るフリップの分解斜視図。 本発明に係るフリップ上の内側斜視図。 図３のＡ部拡大図。 本発明に係るフリップ下の内側斜視図。 本発明に係るフリップの構造を示す図、図６（ａ）は平面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＢ−Ｂ線断面図。 図６のＣ部拡大図。 エコーバックの評価結果。 指向性の評価結果。

符号の説明

１ 骨伝導送受話装置
２ 骨伝導スピーカ
３ 通話ボタン
４ 音量切替スイッチ
５ ＬＥＤ
６ 指向性マイクロホン
７ 無指向性マイクロホン
８ 本体ケース
９ フリップ
１０ ヒンジ部
１１ フリップ上
１２ フリップ下
１１ａ、１１ｆ、１２ａ 音波取り込み用穴
１１ｂ 指向性マイクロホン保持リブ
１１ｃ 内側円筒状リブ
１１ｄ 外側円筒状リブ
１１ｅ、１２ｃ リードワイヤ取り出し用切り欠き
１１ｇ 無指向性マイクロホン保持用円筒状リブ
１２ｂ 円筒状リブ
１３ 防塵シート
１４ アンテナおよびアンテナ実装基板
１５ フリップストッパ
１６ 嵌合部
１７ 指向性マイクロホン収納空間
１８ 無指向性マイクロホン収納空間

Claims (3)

1. 音情報を機械的振動に変換する骨伝導スピーカと、前記骨伝導スピーカを収納する本体外装ケースと、両面に集音穴を有する指向性マイクロホンと、前記指向性マイクロホンを収納し前記本体外装ケースに保持されたフリップとを備えた骨伝導送受話装置であって、前記指向性マイクロホンは、前記フリップの内壁に設けられた筒状リブ構造体によって区切られ他のフリップ内空間と空間的な繋がりを持たない収納空間内の略中央に、前記筒状リブ構造体に備えられた保持部材によって部分的に保持された状態で配置され、前記保持部材および筒状リブ構造体は、前記フリップと同等以上の剛性を有する材質からなることを特徴とする骨伝導送受話装置。
2. 前記収納空間は、前記フリップの対向する２つの内壁と前記筒状リブ構造体によって形成され、前記指向性マイクロホンの外形よりも全方向に対して大きく、前記収納空間に前記指向性マイクロホンが収納された状態で、前記指向性マイクロホンの各集音面が面する２つの小空間を有し、前記２つの小空間は、前記指向性マイクロホンの保持部材で保持されていない部分の側面に面する空間によって、空間的な繋がりを持つ構造を特徴とする請求項１に記載の骨伝導送受話装置。
3. 前記収納空間を形成する前記フリップの対向する２つの内壁には、前記収納空間と外部とを連通する集音用の貫通穴が少なくとも１つ以上設けられ、前記フリップの各々の内壁における前記貫通穴の総面積は、各々対向する前記指向性マイクロホンの集音穴の総面積よりも大きいことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の骨伝導送受話装置。

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