JPH0516879A - 超音波水中音声通信装置一体型ダイバー用フエイスマスク - Google Patents

超音波水中音声通信装置一体型ダイバー用フエイスマスク

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JPH0516879A
JPH0516879A JP4001473A JP147392A JPH0516879A JP H0516879 A JPH0516879 A JP H0516879A JP 4001473 A JP4001473 A JP 4001473A JP 147392 A JP147392 A JP 147392A JP H0516879 A JPH0516879 A JP H0516879A
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mask
diver
microphone
ultrasonic
voice
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JP4001473A
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English (en)
Inventor
Ivan Gardos
イヴアン・ガードス
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Divecomm Inc
Original Assignee
Divecomm Inc
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63C—LAUNCHING, HAULING-OUT, OR DRY-DOCKING OF VESSELS; LIFE-SAVING IN WATER; EQUIPMENT FOR DWELLING OR WORKING UNDER WATER; MEANS FOR SALVAGING OR SEARCHING FOR UNDERWATER OBJECTS
    • B63C11/00—Equipment for dwelling or working underwater; Means for searching for underwater objects
    • B63C11/02—Divers' equipment
    • B63C11/12—Diving masks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63C—LAUNCHING, HAULING-OUT, OR DRY-DOCKING OF VESSELS; LIFE-SAVING IN WATER; EQUIPMENT FOR DWELLING OR WORKING UNDER WATER; MEANS FOR SALVAGING OR SEARCHING FOR UNDERWATER OBJECTS
    • B63C11/00—Equipment for dwelling or working underwater; Means for searching for underwater objects
    • B63C11/02—Divers' equipment
    • B63C11/26—Communication means, e.g. means for signalling the presence of divers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B11/00—Transmission systems employing sonic, ultrasonic or infrasonic waves
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S367/00—Communications, electrical: acoustic wave systems and devices
    • Y10S367/901—Noise or unwanted signal reduction in nonseismic receiving system

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来の装置の制限を大幅に除去し、システム
使用時のダイバーの労力を最小限に減少させ、外部ケー
ブル等の露出部を全て排除して衝突及び超音波場の干渉
を防止し、音声に無関係なノイズの抑制の程度を改良
し、他のマスクにも適合可能な新規の及び改良型の超音
波水中音声通信装置一体型ダイバー用フェイスマスクを
提供すること。 【構成】 新規の全体的に一体化された潜水フェイスマ
スク及び超音波水中音声通信装置であって、低い輪郭を
有する変換／送信／受信電源エンクロージャと、水中に
おいて任意に選択可能な音声による自動制御及びスイッ
チ押下操作に基づくスイッチ制御と、気泡及び振動ノイ
ズを減少させる事を特徴とするノイズ打消マイクロホン
とを有するもの。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、水中通信システム及び
装置に関するものであり、特に、超音波送受信を用いた
ダイバーの為の水中音声通信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】長年に渡り、技術は、ダイバーの水中相
互通信、又は他の水中場所との相互通信、又は水面との
相互通信に伴う極めて多くの問題と奮闘してきた。ダイ
バーにより搬送される通信装置を単純化し、所望の音声
信号とは無関係の吸入ノイズその他のノイズを抑制し、
超音波（高周波）送受信システム及びその構成部品を改
良するため、多年にわたり多くの提案がなされ、開発が
行われてきた。この装置は、例えば、トランスデューサ
とマイクロホンとヘッドホンとをダイバー用マスク装置
及びその付属部品に組み込んだものである。
【０００３】これらの開発努力は、例えば、先願米国特
許である、3,003,136、3,076,174、3,150,345、3,164,8
00、3,172,076、3,174,129、3,181,115-6、3,230,500、
3,231,852、3,267,414、3,359,535、3,451,039に示され
ている。これらは、電気的又は電子的な部品、接続部及
び／又はトランスデューサ等の為の別体型ハウジングを
扱ったものであり、これらは、ダイバー用マスクの外部
において、ダイバーの身体の様々な部分に取り付けるよ
うに、又は手に持つように適合されたものである。ま
た、3,790,891及び4,154,981は、無関係な吸気ノイズそ
の他のノイズの緩和を扱ったものである。3,789,353
は、水中送信の音声作動に関するものである。3,218,60
7、3,347,230、3,469,231、4,041,441、4,527,657、4,8
39,871、4,885,796は、ダイバー用フェイスマスク（カ
ナダ・バンクーバのオルキャトロン社（Orcatron Compa
ny）から市販されている装置を含む）の外部に又はダイ
バー用フェイスマスクと共に設けられる、別体型のヘッ
ドホンとトランスデューサと及び／又は電子装置とを扱
ったものであり、また、例えば、4,123,622 に関して
は、ダイバー用フェイスマスクの内側に設けられる、上
述の機器を扱ったものである。2,798,902、4,418,404、
4,432,079 は、単側波帯抑圧搬送波改良型超音波送受信
システムに関するものである。又、より一般的な水中電
話通信システムが、3,231,852、3,263,207、3,337,84
1、4,039,999、4,276,624、4,604,737、4,949,072によ
り示されている。
【０００４】上述の及び他の提案の全ては、装置の簡素
化、及び／又は装置が有する性能、使用者の便宜及び容
易さの改良を試みて示された。本発明の以前に、ヘッド
セット式マスクへのトランスデューサ及び他の部品の上
述の取り付けにおいて、見込みのある問題解決への取り
組みが行われてきた。
【０００５】これらの努力にも関わらず、しかしなが
ら、多くの制限及び問題がなお残っており、その中で
も、現場でのバッテリー交換その他の保守作業を容易に
行い得ることを前提としたとしても、ダイバーがフェイ
スマスクに取り付けなければならないという別体型ヘッ
ドホン又はヘッドセットに固有の制限がある。そのよう
な提案は、まず第一に、予め内蔵式のヘッドホンが備え
付けられていないフェイスマスクに対して一般に制限さ
れており、第二に、それらはダイバーがフェイスマスク
を取り付け、次いでそれとは別にヘッドホン通信システ
ムを取り付ける事を必要とする。これは、装置の複雑さ
及び必要とされる時間とを考慮すると全く望ましい事で
は無く、実際に、ダイバーが話さなければならないマイ
クロホンの場所がフェイスマスク内に含まれている場合
でさえ、フェイスマスク及び別体型のヘッドホン通信シ
ステムを相互接続する為に破損し易いケーブルコネクタ
が必要となる。特に、ダイバーに大きなストレスがかか
り、しばしば迅速な作動が必要とされる産業用又は軍事
用の作動にとって、一方がマイクロホン能力を有するフ
ェイスマスクであり、他方が別体型通信システム及び相
互接続手段であるという別体型装置の概念は、望ましい
ことからはほど遠いことは明かである。
【０００６】他の問題解決への取り組みは上述したよう
に、ダイバーにより支持される別体型のハウジングを、
例えばダイバーの身体上に取り付け、及び／又は別体型
のトランスデューサをもそこに支持させ、相互接続ケー
ブルによりフェイスマスクへ再度接続させたものであ
り、これらは全て類似する問題を有するものであり、更
に、後に指摘するように、超音波通信場の有害なボディ
・シャドーイング(bodyShadowing)を被るものである。
【０００７】一方、本発明の基礎となるものは、フェイ
スマスク構造内へ超音波通信システムと構成要素とを全
て上手く一体化することが可能であることの発見、ある
意味では、それは従来のタイプの通信システムにおいて
予め設けられているヘッドホンを有するフェイスマスク
全体の利用を可能にする。この一体型フェイスマスク通
信システムという概念はまた、電子部品及びバッテリー
電源に対するかなり新規で決定的な実装概念を具体化す
るものであり、バッテリー及び交換モジュールの交換を
容易に行う事を可能にするだけでなく、フェイスマスク
の構造からの突出部及び輪郭を最小限に低くすることが
出来る。これは潜水動作において重要なことである。こ
れは、突出部があると海中で他の装置又は器具に衝突す
る可能性を伴い、これによりダイバーが不快になるとい
う理由からだけでなく、超音波放射／受信フィールドパ
ターンにおいて起こり得るシャドーイング又は盲点効果
を最小限にすることを確保するためにも重要である。
【０００８】重要ではあるが、補助的に、本発明の総合
通信システムマスク一体化の概念は、（1)通信システム
の電子装置と、変換システムと、マイクロホン及びイア
ホン・システムとの間におけるケーブルその他の相互接
続部の損傷、破壊、離脱に関するあらゆる可能性を除去
し、（2)潜水動作において本来発生する望ましくない付
随的な吸入、エアホース・レギュレタ、及び他の振動及
び音をより適切に抑制することを介して音声送信を改良
することにある。後者の結果は、この一体型マスク通信
システムに組み込まれた新規のマイクロホンシステムに
より達成され、これにより、気泡音、呼吸音その他の無
関係なノイズの結果としてマスク内に発生する振動から
の干渉を最小限とした音声送信が可能となる。上述のよ
うなノイズは、通常は音声マイクロホンにより送信され
てしまう。そのマスク構造により所望のダイバーの音声
からピックアップされた振動の効果的な弁別を可能にす
るというこの特徴はまた、他のタイプのシステム、更に
は、類似する干渉の抑制が望まれるであろう場所に適用
可能であるという事も自明である。
【０００９】更に、本発明によるマスク通信の一体化の
別の特徴は、今日のマスクのみならず、一体型システム
としてマスク自体内に通信システムを受容する為の空洞
部分を組み込むように特に設計された将来のマスクに対
してもその構造を自由に適用出来る事である。その上、
一体型通信システムの負浮力重量特性を介し、マスクの
比較的高い正浮力によるむしろ有害な効果が幾分改良さ
れるという事が判明した。そのようなマスクの浮力の結
果として頭部を上方へ押し上げる一定の圧力に抗する為
にマスクにウェイトを用いる必要が多くの場合に無くな
る。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の第一
の課題は、従来の提案及び機器の上述の制限全てでは無
いにしてもこれらを大幅に除去する、新規の及び改良型
の一体型フェイスマスク、及び水中音声通信システムを
提供する事にある。
【００１１】さらなる課題は、システムを使用し、維持
する際におけるダイバーの労力を最小限に減少させ、外
部ケーブル、外部接続部、及びそのような露出部を全て
排除し、衝突及び超音波場の干渉を防止するような新規
の装置を提供する事にある。もう一つの課題は、旧型装
置の改装等を含み、フェイスマスクに広く適合可能な新
規の構造を提供することであり、更に、所望の場合に
は、音声に無関係のノイズの抑制の程度を改良すること
であり、なお、この改良は他の用途においても役に立ち
得るものである。
【００１２】他の更なる課題は、これ以降に説明され、
添付クレームにおいて特に詳細に述べられる。
【００１３】
【課題を解決するための手段】しかしながら、手段にお
いて、その観点の一つから、本発明は、超音波水中音声
通信装置一体型ダイバー用フェイスマスクであって、マ
スクの上部に沿って横向きに一体的に接続された一対の
隣接する第一及び第二のエンクロージャを前記マスクと
組み合わせて有し、前記第一のエンクロージャが超音波
周波数送受信電子装置を内包し、前記第二のエンクロー
ジャがバッテリー電源を内包し、前記第一のエンクロー
ジャの前方端部に超音波変換器が設けられ、イアホン手
段が前記マスクの両側部に一体的に接続されてマスクの
内側へ露出し、マイクロホン手段が前記マスクの低部の
近くで前記マスクの内側の一方の側面内に支持され、電
気的接続部が前記マスクの表面に沿って敷設されて、前
記マイクロホン手段が前記第一のエンクロージャ内の送
信電子装置へ相互接続され、前記イアホン手段が前記第
一のエンクロージャ内の受信電子装置へ相互接続され、
前記第一のエンクロージャ内の前記送受信電子装置が前
記第二のエンクロージャ内のバッテリー電源へ相互接続
されることを特徴とするものである。
【００１４】好適な及び最良な状態の具体例及び設計を
これ以降に詳細に説明する。
【００１５】
【実施例】これより、本発明を添付図面に関連させて説
明するが、図面に例示されている装置の説明へと進む前
に、このシステムの設計の根底となる原理を明らかにす
ることが、そのような構成の基礎となる理由の理解の助
けになると思われる。その原理とは、作業現場へ到着し
た際に組み立てる必要がなく、又使用時に複数の手順を
必要としないような、一体化された単体の容易な装置を
提供する事にある。それが商業上の環境においてひどく
不便である限り、軍事的な局面において重大事にもなり
得る。このように、組立作業又は他の付属品の動作を必
要とせず、いつでも使用することが出来る通信システム
の進歩は、このシステムの便利さを大きく高める。通信
システムをフェイスマスクへ一体化することの第二の大
きな利点は、特に海中において、非常に破損し易く、常
に破損という危険性にさらされている自由外部ケーブル
又は接続システムを排除するという事である。通信シス
テムをフェイスマスクへ一体化することのもう一つの重
要な側面は、緊急の場合における安全性という側面であ
る。上述の特許の内のいくつかにより示された、電子装
置又は部品とフェイスマスクとが個別に形成され、ウェ
イトベルト又はその近くに取り付けられているシステム
においては、ウェイトベルトの緊急投棄により、電子装
置の接続が外れてしまい、又はダイバーの顔からフェイ
スマスクが剥ぎ取られるという結果になり、致命的な状
況を生み出すかも知れない。フェイスマスク自体に電子
装置を一体化する事により、この状況及びこれに類似す
る状況は決して発生し得ない。
【００１６】実際に述べられなければならないもう一つ
の重要な側面は、保守の問題、即ち、部品交換、バッテ
リー交換等を最小限の労力で迅速に行い、必要とされる
装置にとって可能な最小スペースを取り出すための能力
である。
【００１７】上述の特許において開示されているものの
いくつかを含む他のシステムにおいては、押しボタン式
会話スイッチ(PTT）が実際に電子装置ユニットに取り付
けられ、又はこの押しボタン式会話スイッチが電子装置
ユニットからリモートケーブルによりぶら下がっている
ものがある。しかしながら、本発明によれば、押しボタ
ン式会話スイッチは、フェイスマスク自体内へ一体化さ
れており、このスイッチがフェイスマスク自体の固定位
置に不変的に取り付けられている為、起動装置の位置の
確実性を更にダイバーに提供することが出来る。
【００１８】他の独特な特徴はスイッチの設計にあり、
このスイッチは、送信を行う為にボタンを押さなければ
ならない押しボタン式会話モードから単に音声のみによ
り送信が起動されるモード(VOX）へと切り換えることが
出来るものである。あるモードから他のモードへ切り換
える能力は、音声制御の正しい起動又は非起動を妨げる
高ノイズエリア内へダイバーが入った場合を含み、様々
な状況において非常に重要になり得る。更に、マイクロ
ホンの設計は、ダイバーの体内及びフェイスマスクの枠
組み及びレギュレタ自体において生成されたノイズを効
果的且つ自動的に排除して会話の明瞭さを確実にするも
のであり、これもまた重要な改良を示すものである。
【００１９】次に、図１の実施例を参照するに、その通
信装置電子パッケージは、イアホン及びマイクロホンの
為の設備を有する現行のフルフェイスマスクへの一体型
アタッチメントとして設計されたものであり、例えば、
カリフォルニア州サンタバーバラにあるダイビング・シ
ステム・インターナショナル（Diving System Inter-na
tional）により製造されたタイプＥＸＬ26がそうであ
る。後により明らかになるように、本発明はまた、航空
用マスクとの一体化、及び装置を受容する為にマスクの
一部として成型又は他の方法により空洞が設けられた将
来のマスクへの最終的な組み込みにも適合する。
【００２０】図１のマスクはＭにおいて示されており、
このマスクは、目視用の透明窓Ｗと、一体的に上方に隣
接して互いに間隔をおいて支持された低い姿勢を有する
小型の円筒形のハウジング・エンクロージャ（以下、シ
リンダと称する）1A及び2Aを有するものである。マスク
Ｍの上側の左の表面上にあるシリンダ1Aは、通信動作の
為に必要な全ての電子装置を内包しており、その前端部
には超音波信号の送受信を行うトランスデューサＴが設
けられている。このトランスデューサＴは、圧電セラミ
ック材料により、例えば、図示するような円筒状の形状
に形成することが可能である。これに隣接する類似した
シリンダ2Aは、図１におけるマスクＭの上部の右側にお
いて平行に配置されたものとして例示されており、この
シリンダ2Aは、電源バッテリーを含むバッテリー用の区
画である。
【００２１】シリンダ1A,2A は、ブラケット3Aによりマ
スクＭの上側フレーム部4Aに取り付けられ、電子装置が
据え付けられるマスクの固有の型により、ねじ止め又は
溶接によりその固定が行われる。図２にはブラケット3A
がボルト及びナットにより合成樹脂製のフレームを介し
て固定されている状態が示されており、これは、合成樹
脂製のフレームに設けられた孔を用い、この孔にボルト
B 及びC を貫通させることにより、基本的に３点取付が
提供されている。
【００２２】上述の押しボタン式会話スイッチSWは、図
１及び図３における下方の左側に取り付けられており、
これはマスクＭ自体と一体化されている。このスイッチ
SWがその初期位置にある場合、システムはいわゆる受信
モードにおいて信号を自動的に受信する。送信したい場
合には、スイッチSWを押すことにより送信が起動され
る。送信を終了する場合には、ダイバーはスイッチSWを
離す。この際、スイッチSWはそのスプリング（図示せ
ず）によりその最初の中央受信位置へ戻される。
【００２３】ダイバーが音声により送信を起動させたい
場合には、従って、ダイバーはスイッチSWを外側へ引っ
張る。この位置において、送信は音声のみにより起動可
能となり、これについては、以降において図６に関連し
てより十分な説明を行う事とする。送信を終了させる場
合には、ダイバーは話しをやめる必要があり、その時点
で送信が切断される。送信が切断された瞬間、ユニット
は、信号がある場合に信号の受信待機状態となる受信モ
ードへと自動的に切り換わる。それにはダイバー側にお
ける動作を必要としない。スイッチが一旦このモードに
なると、物理的な押下動作、即ち、スイッチを動作させ
る為に必要な物理的動作は一切無い。スイッチSWが引き
出された位置にあるまま、後述するように、システムは
切換復帰し、ダイバーの音声に厳密に従って送受信を続
行する。
【００２４】イアホンは、参照番号５により示されたフ
ェイスシールと呼ばれるマスクＭの一部に実際に埋め込
まれている。フェイスシール5 は、水に対するシールを
行い、顔の前頭部分に接触するものである。それは、上
述の引例のマスクとはタイプが異なるものであり、正面
から背面へ完全に頭部を囲むものではないが、顔の正面
にしっかりと位置決めされるものである。これらのタイ
プのシステムは、それが顔の前頭部分の全体を覆うた
め、フルフェイスマスクと呼ばれている。図示するよう
な特定のマスクＭにおいて、二つの成型ポケットがマス
クＭの両側に設けられており、これらの成型ポケット内
に一対の左右のヘッドホン６があり、これらはマスクＭ
の内方へ露出しており、このようにしてマスクＭ自体に
一体化されている。旧型装置を改装した現存するマスク
において、全ての電気的接続配線はまた、マスク自体内
へ、又はマスク自体に沿って及びマスク自体に対して内
包される。そのような配線は、マスクの表面に固着され
るか又はマスクの表面と一体形成される。マスクの外部
に吊るされたりぶら下がったりするものは何も無い。ト
ランスデューサ／送受信機回路及びそれに関係する電子
装置（以降において図６に関連して説明する）からの絶
縁された配線W1は、図１及び図２におけるシリンダ1Aの
後部にあり、ブラケット（点線W1′）の下を通ってバッ
テリーシリンダ2Aへと配線されている。絶縁配線W2,W3
はまたシリンダ1Aの後部を出て、ブラケット3Aの下を通
り、マスクＭの側部表面に隣接して沿って下降させて敷
設され、これにより、押しボタン式会話スイッチSW用の
押しボタン式会話用ポート、及びヘッドホン６、及びマ
スクＭの下方の通信ポートＣ内にあるマイクロホンｍへ
の配線が行われる。但し、マイクロホンｍへの配線は、
レギュレタ調整器RAを備えたレギュレタ部Ｒの左側に対
して行われる。図４に更に詳しく示されているように、
通信ポートＣは合成樹脂製のハウジングであり、このハ
ウジングは、その内部に取り付けられたマイクロホンｍ
と共に、マスクＭのフレームにCNにおいて一体的にねじ
込み式に保持されている。
【００２５】次に、マスクシステム内における振動や無
関係なノイズの殆どを除去する為の、マイクロホンｍ及
びその組み込まれたシステムの詳細を説明する必要があ
る。図４及び図５に示すマイクロホンｍの本体は、並列
圧電セラミック要素システム10,11,12によって構成され
るものであり、要素11は、レギュレタ部Ｒに隣接してマ
スクの内側に面し、ダイバーの音声をピックアップし、
要素12は、マスクの壁面に面し、振動補償要素として機
能する。本発明を実装する実際の装置において、本体内
に取り付けられているような要素の極性は以下に示すと
おりである。即ち、同一方向の振動に従い、それらの信
号の位相がずれ、これにより、それらの振動は以下に説
明するように互いに打ち消し合う。それらの要素自体
は、マイクロホンと同様にポリウレタン13等の成型物に
より覆われ、図５に示すように、両要素11,12 を覆うよ
うにその二つの側面に用いられる。これは、それらの要
素を効果的にシールし、それらを防水とする。これら
は、水中通信システムの非常に重大な特徴である。完全
防水になっていない限り、凝結又は漏洩のいずれによっ
ても、これらのマイクロホンは高い湿気にさらされ、そ
の寿命は非常に短くなる。ポリウレタン等からなる取付
リング14がマイクロホン自体を更に覆い、これが振動の
緩和及び隔離の助けとなる。圧力調整ポートが15におい
て設けられている。これは、マイクロホンの内部空洞16
内の圧力をマスク内の圧力と等しくさせておく為のもの
である。この圧力調整ポートが無ければ、ダイバーによ
り深度が増加するにつれ、大きな圧力がその要素を押し
つぶすことになる。この圧力調整ポートは、マイクロホ
ンの周波数応答の制御を更に提供する。
【００２６】動作時、この構成は、マスクを振動させ
る、気泡、空気、及び呼吸の振動音から音声を弁別する
ことを見事に提供する。第一に、上述したように、取付
リング14は実際にダイバー側の音声から（振動補償要素
として機能する）要素12を隔離する。これは、取付リン
グ14と通信ポートＣとが実際には接触しており、これに
より、外部の振動音に対するシールが行なわれ、マイク
ロホンの後部へと侵入する音声が抑止されるからであ
る。これと同時に、通信ポートＣと物理的な接触状態に
ある取付リング14は次いでマスク自体に物理的に接触す
る。振動の伝搬様態はマスクのフレームを通過するもの
である。このマスクのフレームはノイズが最初に生成さ
れる場所であり、このノイズは次いで通信ポートＣと共
に振動し、取付リング14を通り抜け、マイクロホンへ侵
入する。この振動が侵入した場合、ダイバーの音声をピ
ックアップする要素11と外部の振動をピックアップする
要素12とが同様に振動する。すなわち、両要素11,12 は
殆ど等しい量の励振を受ける。しかし、それらは正反対
の極性を有している為、その振動自体が打ち消される。
このように、マイクロホン自体の正面に有ると思われる
マイクロホン要素11は、上述のようにダイバーの口に面
している。この為、マイクロホン要素11はダイバーの音
声に直接さらされ、その信号は図５における導線Ｌ2 に
沿って送られる。マイクロホンの後部の要素12は、通信
ポートＣと同様に取付又は支持リング14によりダイバー
の音声から隔離されている。一方、通信ポートＣが取り
付けられているマスク本体において生成された振動は、
取付リング14を介してマイクロホンへ侵入し、上述のよ
うに、両要素11,12が同様に励振される。しかし、これ
らの要素からの信号は導線Ｌ1において互いに加えら
れ、両要素11,12が正反対の極性を有していることよ
り、それらは打ち消される。このように導線Ｌ2 におい
ては音声の打消処理は行われないが、マイクロホンに侵
入する物理的な振動の打消処理は行われる。この動作結
果には二つの明確な理由が付け加えられる。第一に、マ
スク内にて重大な振動を生成する吸気及び排気が排除さ
れる事である。第二に、ダイバーが話をしている際には
合成樹脂製のフレームの空洞が物理的に共振し易く、こ
れにより、この共鳴の侵入が減少され、周波数応答にお
いてかなり厳密なピークが形成される。この周波数応答
における厳密なピークにより、そうでない場合よりも音
声をより自然に保つことが可能となる。
【００２７】図６には有用な回路の実施例がブロック図
方式にて示されており、この回路は、スイッチ制御又は
上述のような自動音声制御の下での送受信に関連してダ
イバーが使用可能な様々なオプションの説明に役に立つ
ものである。
【００２８】このシステムは送信モードにおいて以下の
方式にて起動する。左に図示されているマイクロホンｍ
からの信号は、マイクロホン前置増幅器M-PRE1により前
置増幅される。上述のように、ダイバーは、VOX モー
ド、又は押しボタン式会話PTTモードとの何れか一方を
スイッチSWにより選択することが出来る。VOX モードが
選択された場合には、VOX2における検出によりシステム
が送信モード（スイッチ位置Tr）へ切り換わる。送受信
リレーREL(R-Tr位置）の様々な接点はスイッチ群として
破線により図６に概略的に示されている。このVOX モー
ドにおいて、マイクロホン前置増幅器M-PRE1はヘッドホ
ン増幅器RX-AMPへ信号を供給してヘッドホン６への信号
供給を行う。このようにして、ダイバーは自分自身の音
声を聞き、彼が実際に送信を行っている事が知らされ
る。これは、送信を行っているという事実の確認であ
る。同時に、マイクロホン前置増幅器M-PRE1からの信号
はミキサーM1へ供給される。このミキサーM1は、マイク
ロホン信号を第一の発振器OSC1からの信号とミックスす
る。この第一の発振器OSC1からの信号は、例えば、32.5
KHz の超音波搬送波信号である。ミキサーM1においてミ
ックスされた信号は次いでTr接点位置において送受信リ
レーREL を介してミキサーMIX2へ送られ、このミキサー
MIX2により信号に対してヘテロダイン処理が行われて、
例えば455KHzとなり、次いでFILTERと示されているフィ
ルタを通過する。このフィルタは上側波帯を除去して下
側波帯のみを通過させるように調整されている。信号は
次いでフィルタを出て、別のミキサーMIX3へ入る。この
ミキサーMIX3へはもう一つの発振器OSC2からの周波数も
供給され、このミキサーMIX3により、信号が再び元の送
信周波数又は搬送周波数へ下げられる。送信リレーの接
点のTrを介して単側波帯信号がTX-AMPと示されている送
信増幅器へ供給され、それからTr位置において送受信リ
レーの接点を介してトランスデューサＴへと供給され
る。次いで、このトランスデューサＴにより超音波信号
が外部へ送信される。これは基本的な送信プロセスであ
り、好ましくは、音声の振幅変調を用いた送信である。
【００２９】受信を行う際、リレーREL 及びその接点
（R-Tr）は、送信が起動されていない限り、図６に示す
ようにその通常位置である受信(R）位置にある。この状
態において、トランスデューサＴにおいて受信された超
音波は、リレー接点R を介してTRANSD-PA と示されてい
る同調トランスデューサ前置増幅器へ送られる。増幅さ
れて濾波された後、その信号は次いで上述のミキサーMI
X2を通過し、このミキサーMIX2によりヘテロダイン処理
が行われてその信号が元のフィルタFILTERの周波数に上
げられ、ミキサーMIX3 へ供給される。ミキサーMIX3 に
おいて、その信号周波数は、初期周波数範囲を介して下
げられ、これにより下側波帯のみが受信され、その信号
は次いでミキサーMIX3を出て復調器へ入る。復調器にお
いて、その周波数は可聴周波数又は音声に変換され、そ
の信号は位置R において送受信リレーを介してヘッドホ
ン増幅器RX-AMPへと通過し、その結果として、ヘッドホ
ン６から受信内容が聞こえる。
【００３０】海中又は他の水質の水中へと出入りするダ
イバーに自動的起動及び非起動の特徴を提供する為、図
１におけるバッテリーパック接続部等に水分センサスイ
ッチMSを設けても良い。そのようなセンサは、例えば米
国特許4,096,466 に述べられているタイプのもの、又は
他のいかなる適当なタイプのものであっても良い。図１
に点線で示すように、ねじ込み式の端部キャップにより
バッテリー又は交換部品の交換を容易に行う事が出来
る。本発明は、旧型装置を改装した現存するマスクに一
体化するという観点から説明されてきたが、上述のよう
に、マスクは、各部品及び接続部を組み込む為に当初か
ら成型されても構わない。このような場合には、その接
続部はマスクの内側表面に沿って(敷設又は埋設して)設
けられる。
【００３１】
【発明の効果】非常に良好な結果の水中音声通信動作が
図示する装置により達成された。この装置は、上述のよ
うにマスク内に一体化されている標準３路押しボタン式
会話スイッチを用い、ダイバーに固定スイッチ位置を提
供してそのスイッチを作動時に探す必要を無くし、ダイ
バーが水中にいる際にハンド・フリー音声(VOX）動作と
押しボタン式会話(PTT）動作とを切り換える能力を有す
るものである。このマスクは、望ましく超音波場干渉を
起こさない低い流線型の輪郭を描くシリンダが組み込ま
れており、衝突の可能性がある突出部を有さないもので
ある。このマスクは又、全体的に防水のマイクロホンも
包含しており、このマイクロホンは、深度とは無関係に
動作し、気泡ノイズ及び振動ノイズを大幅に減少させる
上述の振動ノイズキャンセルシステムを備えるものであ
る。電源は、水中に入った際に自動的に投入され、水中
から出た際に短い遅延時間の後に遮断され、このように
してバッテリー電源が節約して使用される。充電可能な
ニッケルカドミウムバッテリーが32.5KHz の搬送波（及
びトランスデューサ周波数）における単側波帯動作に用
いられる。914.4ｍ （3000ft）の範囲を越える動作にお
いては、深度76.2ｍ（250ft）まで好結果が得られた。
【００３２】更なる変形例が当業者により実施されるで
あろうが、そのようなものは添付クレームに定める様な
本発明の思想及び範囲内に含まれるものであると思われ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による一体型フェイスマスク−超音波音
声通信システム構造の好適な形態を示す斜視図である。
【図２】マスク取付部の一形態の詳細を示す横断面図で
ある。
【図３】図１の装置の正面図である。
【図４】図３の一体型マイクロホン部の詳細を拡大して
示す一部を断面した側面図である。
【図５】マイクロホン及びノイズ抑制システムの内部構
造を更なる倍率に拡大して示す断面図である。
【図６】通信システムの複合回路を示すブロック図であ
る。
【符号の説明】
６ ヘッドホン 15 圧力調整ポート 10,11,12 並列圧電セラミック要素システム 1A,2A シリンダ Ｍ マスク Ｔ トランスデューサ ｍ マイクロホン W1,W2,W3 絶縁配線 Ｌ1,Ｌ2 導線

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】超音波水中音声通信装置一体型ダイバー用
    フェイスマスクであって、マスクの上部に沿って横向き
    に一体的に接続された一対の隣接する第一及び第二のエ
    ンクロージャを前記マスクと組み合わせて有し、前記第
    一のエンクロージャが超音波周波数送受信電子装置を内
    包し、前記第二のエンクロージャがバッテリー電源を内
    包し、前記第一のエンクロージャの前方端部に超音波変
    換器が設けられ、イアホン手段が前記マスクの両側部に
    一体的に接続されてマスクの内側へ露出し、マイクロホ
    ン手段が前記マスクの低部の近くで前記マスクの内側の
    一方の側面内に支持され、電気的接続部が前記マスクの
    表面に沿って敷設されて、前記マイクロホン手段が前記
    第一のエンクロージャ内の送信電子装置へ相互接続さ
    れ、前記イアホン手段が前記第一のエンクロージャ内の
    受信電子装置へ相互接続され、前記第一のエンクロージ
    ャ内の前記送受信電子装置が前記第二のエンクロージャ
    内のバッテリー電源へ相互接続されることを特徴とする
    もの。
  2. 【請求項２】第一及び第二のエンクロージャが、マスク
    の外部輪郭を最小限にする為に前記マスクの上部近傍に
    密に配設されていることを特徴とする、請求項１記載の
    超音波水中音声通信装置一体型ダイバー用フェイスマス
    ク。
  3. 【請求項３】マスク内のダイバーの音声に応答して、気
    泡、空気のレギュレーション、呼吸音等より生成され
    る、マスクを取り巻く振動をほぼ打ち消す手段がマイク
    ロホン手段に設けられていることを特徴とする、請求項
    １記載の超音波水中音声通信装置一体型ダイバー用フェ
    イスマスク。
  4. 【請求項４】マイクロホン手段が一対の間隔をおいた内
    側及び外側圧電表面からなり、これらが機械的に位相が
    異なるように互いに正反対方向において面し、前記内側
    圧電表面がマスクの内方に面して音声を受信し、前記両
    側圧電表面を受信電子装置へ電気的に接続する手段が設
    けられ、これにより前記内側圧電表面により電気信号に
    変換された音声は前記受信電子装置へ供給されるが、前
    記振動は前記両側圧電表面により正反対のほぼ打ち消さ
    れる電気信号へと変換されるようにしたことを特徴とす
    る、請求項３記載の超音波水中音声通信装置一体型ダイ
    バー用フェイスマスク。
  5. 【請求項５】マイクロホン手段の部分の近傍でマスクの
    外部において操作される手段が設けられ、これにより、
    押しボタン式会話（push-to-talk）スイッチ制御下と、
    音声のみに応答し音声の送信がない場合にのみ受信を行
    う（VOX)自動制御下との何れか一方においてダイバーに
    送信を可能せしめるようにしたことを特徴とする、請求
    項３記載の超音波水中音声通信装置一体型ダイバー用フ
    ェイスマスク。
  6. 【請求項６】音声送信を確認する為に送信されるダイバ
    ーの音声をイアホンにおいて再生する手段が設けられて
    いることを特徴とする、請求項５記載の超音波水中音声
    通信装置一体型ダイバー用フェイスマスク。
  7. 【請求項７】送信電子装置が、側波帯の一方及び搬送波
    の両者を抑止する手段を備える振幅変調搬送波送信器か
    らなることを特徴とする、請求項１記載の超音波水中音
    声通信装置一体型ダイバー用フェイスマスク。
  8. 【請求項８】水中への出入りに基づき自動的に投入と切
    断とを行う手段が設けられていることを特徴とする、請
    求項１記載の超音波水中音声通信装置一体型ダイバー用
    フェイスマスク。
  9. 【請求項９】水中通信装置であって、一対の間隔をおい
    た内側及び外側圧電表面からなり、これらが機械的に位
    相が異なるように互いに正反対方向において面し、前記
    内側圧電表面が内方に面して音声を受信し、前記両側圧
    電表面が気泡、エア・レギュレタ等からの周囲の振動を
    受信する防水のマイクロホン手段と、前記両側圧電表面
    を同相において受信電子装置へ電気的に接続し、前記内
    側圧電表面により電気信号に変換された音声を前記受信
    電子装置へと供給し、振動を前記両側圧電表面により正
    反対のほぼ打ち消される電気信号へと変換する手段とを
    組み合わせて有することを特徴とするもの。
JP4001473A 1991-07-05 1992-01-08 超音波水中音声通信装置一体型ダイバー用フエイスマスク Pending JPH0516879A (ja)

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