JP3235846B2

JP3235846B2 - 送話器

Info

Publication number: JP3235846B2
Application number: JP17006291A
Authority: JP
Inventors: 敏和好美
Original assignee: Pioneer Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 1991-07-10
Filing date: 1991-07-10
Publication date: 2001-12-04
Anticipated expiration: 2016-12-04
Also published as: JPH0522784A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、送話器に係り、特に、
自動車レース場や工事現場等の騒音レベルの極めて高い
環境下において用いられる無線送受信器の送信マイクと
して好適な送話器に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車レースにおいては、走行中にドラ
イバとピットマンあるいはディレクタとの間で会話交信
を行うためにトランシーバ等が用いられる。この場合、
ドライバは頭部保護のために着用されるヘルメット内に
予め取付けられた小型スピーカ、ヘッドホンあるいは耳
介内に装着するイヤーホン等によりピットからの送信内
容を聞き、かつ、ヘルメット内に取付けられた送信マイ
クにより自己の状況等を伝えることになる。しかしなが
ら、走行中のレーシングカーが発声する騒音は想像以上
に高く、およそ１００〜１２０ｄＢに達する。ヘルメッ
トは頭部および顔の全体を覆うことになるので遮音効果
がありそうであるが、この程度の騒音レベルになるとそ
の効果はあまり期待できない。また、一般に、マイクは
その種類に拘らず、低騒音下での使用を前提とした構成
であり、空気振動を電気振動に変換する構造であるた
め、高騒音下では送信内容が外部騒音にマスクされて本
来の伝えるべき送信内容が消失してしまう。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来のマ
イクは、専ら音波を収集する構造を有しているため、レ
ーシングカー等における高騒音下での話者の音声を明瞭
に収集することができないという不具合があった。

【０００４】以上の事情は、自動車のレース場のみなら
ず、騒音レベルの高い工事現場、船舶内のエンジンルー
ム等においても同様である。本発明の目的は、高騒音下
において確実かつ明瞭に話者の音声を収集しうる送話器
を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載の発明は、人体の頭部に装着される
装着具と、前記装着具に配設され前記頭部の頬部におけ
る機械的振動を電気信号に変換可能な振動ピックアップ
とを備え、前記振動ピックアップの前記頬部における採
取位置は、上下方向では頬骨の下から顎角部の上にかけ
ての範囲であり、横方向では口唇交点からオトガイ骨が
顔の表面に接近している部位の手前にかけての範囲であ
ることを特徴とする。請求項２に記載の発明は、人体の
頭部に装着される装身具と、前記装身具に配設され前記
頭部の頬部における機械的振動を電気信号に変換可能な
振動ピックアップと、前記振動ピックアップへ頬部の振
動を伝導させる振動板と、を備える送話器において、前
記振動板は緩衝材を介して前記装身具に固定されるとと
もに、前記振動ピックアップの前記頬部における採取位
置は、上下方向では頬骨の下から顎角部の上にかけての
範囲であり、横方向では口唇交点からオトガイ骨が顔の
表面に接近している部位の手前にかけての範囲であるこ
とを特徴とする。請求項３に記載の発明は、請求項１に
記載の発明において、前記振動ピックアップは、重量が
略５ｇ以下であることを特徴とする。請求項４に記載の
発明は、請求項１に記載の発明において、前記振動ピッ
クアップは、接触面積が略１cm ² から５cm ² の範囲内であ
ることを特徴とする。

【０００６】

【作用】本発明によれば、装着具が人体の頭部に装着さ
れたとき、この装着具に配設された振動ピックアップ
は、話者の口唇から発せられた音声振動のうち、頬部に
伝達された固体振動を電気信号に変換して出力する。こ
のように、振動ピックアップは、話者の口唇から発声ら
れた音声振動を、空気振動による音波で収集するのでは
なく、頭部を伝播する固体振動（弾性振動）を収集し、
しかも頭部の骨伝導分ではなく頬部の筋肉伝導分を採取
する。その結果、周囲環境に存在する騒音（空気振動）
を排し、しかも、適正な採取位置において確実かつ明瞭
に音声のみを収集することができる。音声採取位置とし
ての頬部は、生化学的に筋肉部であり、話者の発声音
（単なる声音ではなく、言語が識別できる音）の発声源
である口唇に近い部分である。したがって、頬部は、口
唇で生成された発声音の固体振動成分のエネルギ（また
は振幅）が比較的高いこと、および周波数特性が良く高
域周波数成分を採取できるので発声を明瞭に把えること
ができることから、最も音声採取位置として適正である
といいうる。

【０００７】

【実施例】次に、本発明に係る好適な実施例を図面に基
づいて説明する。（ｉ）第１実施例図１に本発明の第１実施例を示す。図１に示すように、
人体の頭部４に装着されるヘッドセット１には頬部５に
相当する部分に向けて支持アーム２が延在されている。
支持アーム２の内側面、すなわち頬部５の表面に対向す
る面には、振動ピックアップ３が取付けられ、支持アー
ム２の押圧力によって振動ピックアップ３が頬部５に適
度な押圧力を伴って接触するようになっている。

【０００８】したがって、使用に際して、話者がヘッド
セット１を頭部４に図１の如く装着することにより、振
動ピックアップ３の音声振動の採取位置が頬部５の位置
に自動的に位置決めされる。振動ピックアップ３は、頬
部５に伝達される音声振動（空気振動ではなく、固体振
動もしくは弾性振動）を採取し、電気信号に変換する。
変換された電気信号は、無線送信機の入力段等に送られ
る。なお、ヘッドセットの耳の部分には受話器を設けて
もよく、外部騒音の侵入を許すことなく固体振動を採取
するようにした受話器として、例えば本発明者による
「イヤースピーカ（特願平３−１３１４３６）」を用い
ることが可能である。

【０００９】振動ピックアップ３の採取位置は、上述の
ように、頬部５が最適なのであるが、さらに具体的な特
定すると、図２に示す如くである。すなわち、振動ピッ
クアップ３の採取位置の範囲は、上下方向ではおよそ頬
骨ａの下と結ぶ線分ａ−ａから顎角部ｂを結ぶ線分ｂ−
ｂの上部で囲まれる範囲であり、横方向（または頭部４
でいう前後方向）では、口唇交点ｃからオトガイ骨が顔
の表面に接近している部位（いわゆる、エラの部分）ｄ
の手前の位置で囲まれる範囲が適当である。

【００１０】振動ピックアップ３の採取位置として頬部
５が良いとする理由は次の通りである。すなわち、第１
の理由としては、話者の発声音の振動レベルが他の部位
に比べて比較的に高く、しかも周波数スペクトルの帯域
が話者の発する言葉の明瞭度において充分確保されるこ
とが挙げられる。第２の理由としては、頬部５は生体学
的に筋肉部であり、振動ピックアップ３が接触しある程
度高い押圧力が加わった状態が長時間維持されても、い
たみや異和感等の感覚的な不快感が極めて少ないことが
挙げられる。

【００１１】ここで、第１の理由をさらに詳しく説明す
ると、次の通りである。人間の発声の源はのど部７にあ
る声帯であり、その声帯の振動が音声振動となるのであ
るが、言葉として生成されるには、舌および口唇の動き
を経てからでなければならない。したがって、のど部７
の位置を採取位置とすると図３（ａ）に示すように、声
帯で生じた音声振動の振動レベルは高いが、口唇から遠
いため、音声（言葉）の明瞭度が悪く、明瞭度の基準と
なる約８００Ｈｚ以上の周波数スペクトルが急激に低下
するという特性になる。このため、のど部７を採取位置
とした場合、いわゆるこもったような「モゴモゴ」の音
声となり、言葉が不明瞭になる欠点がある。また、頭
頂部８を採取位置とした場合、周波数スペクトルの点で
は、図３（ｂ）に示すように、約２〔ＫＨｚ〕付近まで
のびているため、明瞭度に寄与する高域成分が採取でき
る。しかし、その反面、振動レベルが低く、振動ピック
アップ３の内部雑音を考慮した場合のＳ／Ｎ比が悪いた
め、採取位置として適していない。頭蓋骨をマクロ的に
観察した場合、いわゆる半球状をなすシエルであり、そ
の密度Ｐ＝１．７ｇ／cm³、音響インピーダンスＰｖ＝
６．０ｇ／cm²／Ｓである。これに対し、筋肉は密度Ｐ
＝１．０７ｇ／cm³、音響インピーダンスＰｖ＝１．７
ｇ／cm²／Ｓという値をもつ。両値を比較してわかるよ
うに、頭蓋骨は筋肉に比べて硬く、かつ重い。このこと
は、振動源である声帯等の発声部からみて、頭蓋骨は振
動させにくい特性をもっていることを意味する。よっ
て、振動レベルが低くなるのである。なお、他の骨伝導
を利用する採取位置として、前額部、乳様突起部、鼻骨
部等が考えられるが、周波数スペクトルおよび振動レベ
ルに関してはいずれも図３（ｂ）の如き特性となるた
め、採用できない。

【００１２】以上ののど部７、頭頂部８に対して、頬部
５の筋肉部位上では、音声からの発声エネルギを言葉に
変調するための舌や口唇に最も近いため、図３（ｃ）に
示すように、その表面に現れる振動レベルが高く、か
つ、明瞭度確保のために必要な１〔ＫＨｚ〕程度のスペ
クトルも充分に高いため、最も採取に適した位置といえ
るのである。さらに、外乱雑音に関し、頬部５は適度な
内部損失をもち、骨に比べて共振周波数が低いため、外
乱の影響を受けることが少ない。加えて、頬部５は柔い
ため、振動ピックアップ３との密着性が良く、骨よりも
採取面積を広くとることが可能となる点においても有利
である。

【００１３】次に、第２の理由について詳しく説明す
る。ある特定の部位に振動ピックアップ３を当接する
際、振動ピックアップ３の被振動面全面が部位に接触し
ていることが、効率良く振動を採取するうえで重要であ
る。そこで、振動ピックアップ３は、ある程度の圧力
（例えば指で持つて軽く押しつける程度）で、部位に押
しつけて用いる。その場合顔の表皮部の直下に骨が存在
する部位では長時間の使用は、いたみや異和感が生じる
ため、実用上装用者にきらわれることが多い。また、頭
頂部位や前額部等では当接部位に頭髪が有るため、これ
を介在させたまま振動ピックアップを当接すると、それ
によるエネルギーの損失が生じ、振動レベルが低下し、
特に５００Ｈｚ以上のスペクトルが低下する欠点が有
る。これに対し頬部５は、他の部位に比べて厚みの有る
筋肉によって構成されており、圧力をある程度大きくし
ても、いたみや異和感を感じることが少ない。さらに、
装着具としての例えばヘルメット内部のクッション材か
らなるインナーパッドの形状はヘルメット自身にかかる
横Ｇによる位置ズレや振動を防ぐため、装用者の頬部に
圧接して支持する構造であるため、この意味でも頬部５
は振動ピックアップ３を当接することには好適な部位で
ある。以上、頬部５が音声振動の採取位置として適切で
ある理由について述べた。

【００１４】振動ピックアップ３は機械的振動（固体振
動もしくは弾性振動）を電気信号に変換する変換器であ
り、例えば圧電変換素子などが適している。その他の振
動ピックアップ３の例としては、ダイナミック型、マグ
ネチック型のものが使用に適している。そして、音声に
よる頬部５の振動を妨げることのないよう、５ｇ程度も
しくはそれ以下の重量とし、接触面積は１〜５cm²程度
とするのが実用的である。

【００１５】以上、本実施例によれば、ヘッドフォンと
一体構造にて、振動ピックアップ３を頬部５に対応する
適正な採取位置に自動的に位置決めすることが可能な送
話器を提供しうる。そして、送話器は頬部５に伝える音
声振動を外乱騒音の侵入を排して明瞭かつ確実に収集す
ることができる。

【００１６】（ii）第２実施例本発明に係る第２実施例を図４、図５に示す。この実施
例では、比較的簡単な構造のヘッドセット送話器の例を
開示する。

【００１７】図４、図５に示すように、頭部４の耳介１
３の耳介の付け根部分のくぼみに係合可能なハンガ１０
が設けられている。このハンガ１０は耳介に沿うように
湾曲して形成され、装着時の顔の前方側に位置する端部
に支持アーム１１が取付けられている。支持アーム１１
は適度な可撓性を有する材料からなり、その可撓性の程
度は人間が指で形状を変えられる程度とし、かつ変形後
の形状がそのまま保持される性質とするのが好ましい。
なお、支持アーム１１を中空パイプ状とし、その内部に
信号取出しのためのリード線１２を挿通させてもよい。
このような支持アーム１１の具体例としては、例えば、
直径２〜３mm程度の鉛棒を芯材とし、これに軟質ビニー
ルチューブ等の被覆材をかぶせる等の外装処理を施した
ものが挙げられる。支持アーム１１の先端には振動ピッ
クアップ３が取付けられている。振動ピックアップ３は
第１実施例で述べた構造を同じであってよい。

【００１８】使用に際しては、図５に示すように、ハン
ガ１０を耳介１３に係合し、支持アーム１１を適当に曲
げて振動ピックアップ３が頬部５に位置し、かつ振動ピ
ックアップ３が頬部５の表面に適度な押圧力で接触する
よう調節する。この状態で話者が喋ると、その音声振動
が振動ピックアップ３により電気信号に変換され、電気
信号はリード線１２を通じて送出される。

【００１９】以上、本実施例によれば、比較的簡単な構
造で話者の音声振動を外乱的騒音を混入することなく、
確実かつ明瞭に採取することができる。 (iii) 第３実施例図６、図７に本発明の第３実施例を示す。この実施例
は、装着具としてのフェースマスク２０〜２２およびヘ
ルメットの使用を前提とした例を開示する。

【００２０】一般に、レーシングドライバは、頭部を火
等の高熱から保護するため、防燃頭巾としてのフェース
マスクを使用するのが普通である。フェースマスクは、
種々のタイプのものがあり、例えば図６（ａ）に示すよ
うに目を片方ずつ露出可能としたフェースマスク２０、
図６（ｂ）に示すように両目を一体に露出可能としたフ
ェースマスク２１、あるいは図６（ｃ）に示すように顔
面を露出可能にしたフェースマスク２２などがある。こ
れらのフェースマスクは、ナイロン系のアラミド繊維等
の防燃材料から成る。

【００２１】さて、本実施例において、図７に示すよう
に、フェースマスク２０の内側面には、頭部４の頬部５
に相当する位置に、振動ピックアップ３がマジックテー
プ２５を介して着脱可能に取付けられている。なお、当
該フェースマスク２０が反復的に使用されるものである
場合、そのドライバの頬部５の位置は変らないので、振
動ピックアップ３を直接フェースマスク２０の該当位置
に固定してもよい。

【００２２】このように、フェースマスク２０の内側面
には、予め頬部５の相当位置に振動ピックアップ３が取
付けられているので、使用に際してドライバがフェース
マスク２０をかぶった段階で頬部５に対する振動ピック
アップ３の位置が自動的に決まり、次いでヘルメットを
装着することにより振動ピックアップ３はヘルメットシ
エル２３の内側にあるインナーパッド２４より押圧さ
れ、頬部５に圧接することとなる。

【００２３】以上、本実施例によれば、ヘルメットとフ
ェースマスク２０を併用する場合に、話者であるドライ
バの音声振動を外部騒音を混在させることなく、確実か
つ明瞭に収集することができる。

【００２４】（iv）第４実施例図８、図９に本発明に係る第４実施例を示す。この実施
例は、装着具としてのヘルメットシエル２３に振動ピッ
クアップ３を組合せた例を開示する。

【００２５】ヘルメットシエル２３の内側にはインナー
パッド２４が設けられており、そのインナーパッド２４
の内側面の頬部５の相当部分には振動ピックアップ３が
取付けられている。振動ピックアップ３はインナーパッ
ド２４に対し固定してもよいし、必要に応じて着脱可能
としてもよい。着脱可能とする手段としては第３実施例
と同様にベルクロ・マジックテープ等を用いることがで
きる。

【００２６】このように、インナーパッド２４の内側面
の頬部５の相当部分に振動ピックアップ３を取付けたの
で、ヘルメットシエル２３の着用とともに自動的に適正
な採取位置に振動ピックアップ３を位置決めすることが
でき、自動車レース等の騒音下でドライバの伝達内容を
確実かつ明瞭に伝達することが可能となる。

【００２７】（ｖ）第５実施例図１０に本発明に係る第５実施例を示す。この実施例
は、振動ピックアップ３から出力される電気信号のＳ／
Ｎを向上させる例を開示する。

【００２８】すなわち、インナーパッド２４の内側面に
貼付された基板２７と、頬部５の表面に接触すべき振動
板２９とが緩衝材２８を介して連結され、その内部空間
内の振動板２９に振動ピックアップ３が取付けられてい
る。基板２７はインナーパッド２４を通じて振動ピック
アップ３に侵入する不要振動を遮断するためのものであ
り、例えば鉛等の金属が適当である。緩衝材２８は内部
損失が大きく音響インピーダンスの大きな材料、例えば
ブチルゴム等のクッション材を用いるのが好ましい。こ
のような構造とすることにより、インナーパッド２４か
ら入る外乱振動の振動ピックアップ３への伝達遮断する
ことができ、振動ピックアップ３は頬部５の音声振動を
明確に採取することができる。

【００２９】

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、振動ピッ
クアップは空気振動たる音波を収集するのではなく、頬
部に伝わる固体振動を収集するものであるから、音波で
存在する周囲騒音の影響を受けることなく、確実かつ明
瞭に話者の発声音を採取することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す側面図である。

【図２】頭部における発声音採取位置の説明図である。

【図３】頭部各部における周波数特性を示す説明図であ
る。

【図４】本発明の第１実施例を示す側面図である。

【図５】送話器の装着状態を示す側面図である。

【図６】本発明の第３実施例におけるフェースマスクの
態様を示す図である。

【図７】本発明の第３実施例における振動ピックアップ
の取付状態を示す部分拡大断面図である。

【図８】本発明の第４実施例における振動ピックアップ
の取付位置を示す側面図である。

【図９】本発明の第４実施例における振動ピックアップ
の取付状態を示す部分拡大断面図である。

【図１０】本発明の第５実施例を示す部分拡大断面図で
ある。

【符号の説明】

１…ヘッドセット２…支持アーム３…振動ピックアップ４…頭部５…頬部６…口唇部７…のど部８…頭頂部１０…ハンガ１１…支持アーム１２…リード線１３…耳介２０〜２２…フェースマスク２３…ヘルメットシエル２４…インナーパッド２５…マジックテープ２７…基板２８…緩衝材２９…振動板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04R 1/00 327

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】人体の頭部に装着される装着具と、前記
装着具に配設され前記頭部の頬部における機械的振動を
電気信号に変換可能な振動ピックアップとを備え、前記振動ピックアップの前記頬部における採取位置は、
上下方向では頬骨の下から顎角部の上にかけての範囲で
あり、横方向では口唇交点からオトガイ骨が顔の表面に
接近している部位の手前にかけての範囲であることを特
徴とする送話器。
【請求項２】人体の頭部に装着される装身具と、前記
装身具に配設され前記頭部の頬部における機械的振動を
電気信号に変換可能な振動ピックアップと、前記振動ピ
ックアップへ頬部の振動を伝導させる振動板と、を備え
る送話器において、前記振動板は緩衝材を介して前記装
身具に固定されるとともに、前記振動ピックアップの前
記頬部における採取位置は、上下方向では頬骨の下から
顎角部の上にかけての範囲であり、横方向では口唇交点
からオトガイ骨が顔の表面に接近している部位の手前に
かけての範囲であることを特徴とする送話器。
【請求項３】前記振動ピックアップは、重量が略５ｇ
以下であることを特徴とする請求項１に記載の送話器。
【請求項４】前記振動ピックアップは、接触面積が略
１cm ² から５cm ² の範囲内であることを特徴とする請求項
１に記載の送話器。