JPH08500236A - 無線ヘッドセットを含む無線電話機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 無線電話機（１００）は、２つの異なるモードで動作する多機能へッドセット（１１０）を含む。第１モードにおいては、へッドセット（１１０）は無線電話機本体（１２０）上に取付けられ、そこでそれは無線電話機（１００）のためのスピーカ（１４０）およびマイクロホン（１５０）として働く。また、へッドセット（１１０）は、ポータブル無線電話機（１００）の本体（１２０）から分離され、使用者の頭にも配置されうる。この動作モードにおいては、へッドセット（１１０）は、通話中に無線電話機本体（１２０）からの信号を受信し、またそれへの信号を送信し、それによってハンドフリー動作を行う。へッドセット（１１０）は、イヤクリップ（１６０）により使用者の頭に取付けられうる。へッドセット（１１０）および本体（１２０）は、低電力ＲＦトランシーバ（２０７）を含みうる。へッドセット（１１０）は、内部電池（２４０）からの電力消費を最小化するための電力節約回路（２４５）を含みうる。電池（２４０）は、へッドセット（１１０）が無線電話機（１００）に固定されている時には必ず再充電されうる。

Description

【発明の詳細な説明】 無線へッドセットを含む無線電話機 背景 本発明は、無線へッドセットを含む無線電話機に関する。特に、本発明は、無 線電話機から分離可能な、多機能、無線、ハンドフリー・へッドセットに関する 。 近年、ハンドヘルド、ポータブル無線電話機の使用が劇的に増加した。そのよ うなポータブル無線電話機の使用に伴って増加したのは、これらの装置の容易か つ便利な動作に対する願望である。特に、移動セルラ無線電話機の製造業者は、 効果的なハンドフリー動作の提供を長い間探究してきた。例えば、自動車におい ては、運転者の安全および便宜のために、ハンドフリー電話機を備えることが望 ましい。ハンドフリー動作によれば、自動車の運転者は両手を自動車の制御のた めに用いうる。 ハンドフリー動作の１つの方法は、電話機のマイクロホンおよびスピーカの利 得を単に増大させて、使用者が装置からある距離離れた所から話したり、聞いた りしうるようにすることによって達成できる。このような電話機は、通常スピー カホン（ｓｐｅａｋｅｒｐｈｏｎｅ）と呼ばれる。しかし、このようにして構成 されたシステムには、いくつかの問題が付随する。例えば、帰還および周囲雑音 からの妨害が、しばしば使用者の言葉を明瞭に理解することを困難にする。周囲 雑音による問題を補償するためには、無線電話機の本体に電線を経て接続された 外部マイクロホンを使用者の口の近くに置くことにより、マイクロホンの利得を 減少させればよい。それでも、電話機のスピーカはなお高音量で動作し、それに よって、受けた通話のプライバシーを損なう。 もう１つの解決法は、第１図に示されているようなマイクロホンとイヤホンと を有するへッドセットを用いることである。ケーブルが、このへッドセットを主 電話機に接続する。パフォーマンスとプライバシーとは改善されるが、へッドセ ットは依然として無線電話装置に電線によって接続されなくてはならない。電線 接続は、ポータブル無線電話機に用いると、不便なことが多い。 要約 従来の無線電話装置の欠点を克服するために、本発明は、へッドセットとポー タブル無線電話装置との間の通信のために無線手段を用いる。さらに、へッドセ ットは、２つのモードで動作する。第１モードにおいては、へッドセットは無線 電話機上に取付けられ、その場所においてスピーカおよびマイクロホンとして働 く。また、ヘッドセットを、無線電話機の本体から分離して、使用者の頭に配置 することもできる。このモードの動作においては、へッドセットは、通話中に通 信信号を無線電話機本体から受信し、また無線電話機本体へ送信することにより 、ハンドフリー動作を行う。 本発明の１実施例においては、無線電話機は、無線電話ネットワークと通信す る手段を有する本体と、該本体から分離可能なへッドセットと、を含む。へッド セットと本体とは、電気的に、または無線的に通信するためのそれぞれの手段を 含む。へッドセットが本体に取付けられている時は、へッドセットと本体とは電 気的に通信する。へッドセットが本体から取外されている時は、へッドセットは 前記通信手段と無線的に通信する。へッドセットの少なくとも一部分は、へッド セットが本体に取付けられる時、本体内に取付けられうる。 このへッドセットは、本体内の通信手段からの変調された搬送波信号を受信す る手段、該変調された搬送波信号から可聴周波信号を回復する手段、該可聴周波 信号を増幅する手段、および該可聴周波信号を音声信号に変換する手段、のよう なさまざまな構成要素を含む。いくつかの形式の変調が、可聴周波信号の通信に おいて用いられうる。例えば、周波数変調またはパルス幅変調を用いることが可 能である。 また、前記本体は、前記へッドセットの増幅手段の利得を制御する手段を含み うる。前記変換手段は、ダイナミックスピーカまたは圧電トランスジューサであ りうる。へッドセットは、通常は使用者の耳の後部に装着されるイヤクリップに より、使用者の頭に着脱自在に取付けられうる。ヘッドセットはさらに、トラン シーバ手段および増幅手段へ電力を供給するための、再充電可能な電池を含みう る。該再充電可能な電池は、へッドセットが無線電話機本体に取付けられた時、 無線電話機本体により再充電されうる。 本発明により、ポータブル無線電話機のハンドフリー動作の改善されたパフォ ーマンスを含め、いくつかの利点が実現される。例えば、ハンドフリー動作のプ ライバシーおよび便利性が増大せしめられうる。 図面の簡単な説明 次に、本発明を、単なる例として与えられており、かつ添付図面に示されてい る実施例に関して詳細に説明する。添付図面において、 第１図は、従来システムの無線電話機を示し、 第２ａ図から第２ｃ図までは、本発明の無線電話機の側面図および正面図であ り、 第３ａ図から第３ｃ図までは、本発明による、無線電話機本体へのへッドセッ トの取付けを示し、 第４ａ図、第４ｂ図は、本発明のへッドセットの回路を示し、 第５図は、可変変調インデックスを有するＦＭ信号を得るための回路の例を示 し、 第６図は、本発明の無線電話機本体の例を示し、 第７図は、本発明の無線電話機のもう１つの例を示す。 詳細な説明 以下の説明は、ポータブルまたは移動無線電話機および／またはパーソナル通 信ネットワークを含むセルラ通信システムに関連するものであるが、本技術分野 に習熟した者ならば、本発明が他の通信へも適用されうることを理解しうるはず である。 第２ａ図は、本発明のポータブル電話装置１００の側面図を示し、第２ｂ図、 第２ｃ図は、その正面図を示す。二重目的へッドセット１１０は、第２ｃ図に示 されているように、無線電話機の本体１２０から分離可能である。へッドセット １１０は、柱１３４上の接点を経て本体１２０に電気的に接続されているか、ま たは、該へッドセットは、該へッドセットが本体に取付けられている時でも、本 体と無線通信状態にありうる。へッドセットが本体から取外されている時は、そ れは本体との無線通信状態にある。へッドセットと本体との間の無線通信は、無 線周波信号、超音波信号、および赤外信号によるものを含めて、さまざまな方法 で行われうる。本体上のアンテナ１７０は、無線電話ネットワークとの通信のた めに備えられている。 本発明においては、へッドセット１１０が無線電話機本体１２０に取付けられ ている時には、スピーカ１４０およびマイクロホン１５０は、無線電話機１００ のためにそれぞれの機能を行う。スピーカ１４０およびマイクロホン１５０はま た、へッドセットが本体１２０から取外されている時にも、これらの機能を行う 。 第３ａ図から第３ｃ図までに示されているように、へッドセット１１０は、着 脱自在のクラスプ（ｃｌａｓｐ）１３０により無線電話機本体１２０に便利に取 付けられる。第３ｂ図、第３ｃ図におけるへッドセット１１０の陰影表示は、第 ３ａ図のＡ−Ａ線における断面を表す。これらの図からわかるように、それぞれ のクラスプ１３０は、ほぼＴ字形をなす柱１３４と係合するための溝孔１３２を 有利に含む。第３ｂ図において、これらの柱は該溝孔の広い部分内へ、水平な矢 印の方向に押し込まれ、次にへッドセットと本体とは、Ｔ字形の柱が溝孔の狭い 部分内に配置されるように、へッドセットを垂直な矢印の方向に下方へ滑らせる ことにより係合せしめられる。第３ｃ図においては、へッドセットと本体とは係 合状態で示されている。上述のように、前記柱と溝孔とは、へッドセットを本体 に電気的に接続するための接点１３６を含みうる。接点１３６は、通信信号の経 路を与えるほかに、へッドセット１１０内の電池を再充電するためにも用いられ うる。へッドセットと本体とが係合／係合解除される時に得られるワイプ作用は 、接点１３６の表面を清浄に保つことを助ける。 第２ｂ図、第２ｃ図からわかるように、へッドセット１１０はまた、使用者の 耳の後部に装着されてへッドセットを使用者の頭にしっかり保持する簡単なワイ ヤループのような、適切なイヤクリップ１６０を含みうる。イヤクリップ１６０ は、個々の使用者に快適に適応するように限られた範囲内で回転しうる。使用者 は、へッドセット１１０のイヤクリップ１６０の部分を単に耳の上方へ持ち上げ ることにより、へッドセット１１０を頭から容易に取外しうる。クリップ１６０ により使用者の耳の所に保持する代わりに、使用者は、通常の電話送受器の場合 に行うようにして、へッドセットを耳の所に保持することもできることを認識す べきである。 第４ａ図を参照すると、へッドセット１１０は送信機２０５および受信機２１ ０を含み、これらは無線電話機本体１２０との二重通信を可能ならしめる。妨害 および使用者の秘密暴露を最小化するために、送信機２０５から発射されるＲＦ 電力レベルは極めて低く、例えば数十マイクロワットの程度に、なされうる。従 って、へッドセットは、例えば数メートルという、短距離を経てのみ無線電話機 本体と通信しうる。本体１２０は、第４ａ図と共通点のある回路を含むことを認 識すべきである。 へッドセット１１０はまた、無線電話機本体１２０に対する信号の送信および 受信のためのアンテナ２１５を含む。ＲＦ信号のためには、アンテナは、へッド セットのボデー内に配置された小さいコイルまたは電線でありえ、あるいはそれ はイヤクリップ１６０内にも配置されうる。受信機２１０は、アンテナ２１５か らの信号を検出し、復調して、可聴周波信号を発生する。周波数変調（ＦＭ）、 パルス幅変調（ＰＷＭ）、振幅変調（ＡＭ）、単側波帯ＡＭ、直角位相偏移キー イング（ＱＰＳＫ）、などを含め、いくつかの形式の変調が用いられうる。後述 されるように、現在では、ＲＦ信号のＦＭが好ましい。無線電話機本体１２０と へッドセット１１０との間では、ＲＦ信号ではなく、超音波信号または赤外信号 が交換されうる。その場合には、アンテナ、送信機、および受信機は、それに応 じて変更されることになろう。 受信機２１０が発生した可聴周波信号は、可聴周波増幅器２２０へ、さらにス ピーカ１４０へ、送られる。へッドセット１１０の音量を制御する、現在好まし い方法は、本体からへッドセットへ送られるＦＭ信号の変調インデックスを単に 増大させることを含む。増大せしめられた変調インデックス（すなわち、公称中 心周波数からの増大せしめられた周波数偏差）は、より大きい可聴音量に対応す る。第５図は、可変変調インデックスを有するそのようなＦＭ信号を得るための 回路の例を示す。 一般に、他の点では通常のものである位相ロックループ（「ＰＬＬ」）６００ は、帰還ループに対して変調電圧を加えることにより、周波数変調される。この ＰＬＬにおいては、ループの出力信号６８０の一部がループの加算増幅器６２０ へ帰還され、そこでそれは、基準発振器６１０が発生した基準信号と比較される 。 増幅器６２０が発生した出力、または誤差信号は、ループフィルタ６３０により スペクトル的に整形され、通常のＰＬＬにおいては、その結果は電圧制御発振器 （「ＶＣＯ」）６５０に印加される。前記誤差信号は、ループ出力６８０（すな わちＶＣＯ６５０が発生する出力信号）の周波数を、基準発振器６１０の周波数 に向かって駆動することを認識すべきである。前記ＶＣＯが発生する出力信号は 、その時、通常の無線技術によって周波数偏移せしめられ、送信されうる。 前記ループを周波数変調するためには、可聴周波入力信号６６０を、差動増幅 器６４０により前記誤差信号に対して便利に加算する。もしループフィルタ６３ ０の帯域幅が、可聴周波入力信号の周波数がループダイナミックスの外部にある ようなものであれば、ＶＣＯ６５０の瞬時周波数は可聴周波入力信号の振幅に比 例する。ループを基準発振器６１０に対してロック状態に保てば、周波数が固定 基準周波数の近くに偏移することが保証される。出力信号６８０の変調インデッ クスは、単に可聴周波入力信号の振幅を、例えば分圧器６７０を用いて増大させ ることにより、増大せしめられうる。分圧器６７０は、好ましくは、本体１２０ 上の適切なキーの操作に応答して、マイクロプロセッサ（図示されていない）に より制御される。 以上の音量制御機構の利点は、受信端、すなわちへッドセットにおいて、特殊 な回路その他のハードウェアを必要としないことである。また、簡単な通常のＦ Ｍ弁別器回路が、振幅および周波数において変調可聴周波入力信号に比例する可 聴周波出力信号を自動的に発生する。もし固定利得増幅器２２０を通過すれば、 スピーカ音量はそれに応じて変化する。このようにして、へッドセットは、電池 電力の使用が少ない通常の経済的な回路を用いうる。 第４ｂ図に示されているへッドセット１１０のさらに複雑な別の実施例におい ては、無線電話機本体１２０が送ったバーストＰＳＫデータシーケンスが、利得 制御回路２２５をして、増幅器２２０の利得を増大または減少せしめる。メッセ ージバースト中においては、可聴周波信号は短時間の間無音化されうる。ドッテ ィングシーケンス（ｄｏｔｔｉｎｇ ｓｅｑｕｅｎｃｅ）、または特殊トーンが 、この無音化動作を開始させる音量制御指令に対するプリアンブルとして送られ うる。このようにして、スピーカ１４０の可聴周波音量は、回路２２５により、 好 都合には無線電話機本体１２０上に配置されたキーに応答して、制御される。第 ４ｂ図においては、送信機２０５および受信機２１０は、トランシーバ２０７に よって表されている。 増幅器２２０が発生する増幅された可聴周波信号は、その後スピーカ１４０に 印加され、スピーカ１４０はそれを音声に変換する。通常のダイナミックスピー カは、音質が良く、かつ電力要求が比較的に適度であるために好ましいが、もっ と小形の圧電スピーカもまた用いられうる。 第４ａ図に示されている実施例においては、マイクロホン１５０は、へッドセ ット１１０の使用者が発声した通話を電気信号に変換し、この信号は、無関係な 雑音を減少させるための帯域フィルタ２３０へ供給される。フィルタ２３０の出 力は適切な増幅器２３５によって増幅され、増幅器２３５の出力は送信機２０５ へ供給される。第４ｂ図に示されている実施例においては、マイクロホン１５０ の出力はトランシーバ２０７へ供給され、トランシーバ２０７は該出力によりＲ Ｆ搬送波を変調する。トランシーバ２０７もまた、適切な可聴周波信号調整部品 を含みうることを認識すべきである。いずれの実施例においても、変調された搬 送波はアンテナ２１５に結合せしめられ、アンテナ２１５は無線電話機の本体１ ２０に対して放射する。 へッドセット１１０内の諸部品は、小形の再充電可能電池２４０から有利に電 力を受けうる。電池２４０は、へッドセットが無線電話機本体１２０に取付けら れた時、該電池を再充電するための接点１３６に接続されうる。あるいは、無線 電話機本体１２０内に、電池に対してエネルギーを誘導的に結合せしめる手段が 備えられうる。そのような誘導結合装置は公知であり、直接的な電気的接触をな くすために、多くの再充電可能な製品に用いられている。誘導結合装置は、接点 の機械的な、または環境汚染による、故障の可能性を避けうる点で望ましい。あ るいは、へッドセットに、無線電話機本体１２０から送信されるＲＦエネルギー によって電力を供給し、電池を省略することもできる。 へッドセット１１０が格納されている時、すなわち本体１２０に取付けられて いる時は、へッドセット１１０は、本体１２０から接点１３６を経て電力を受け 、電池２４０をバイパスすることができる。電池２４０は、へッドセットが無線 電 話機本体１２０に取付けられている時、再充電されうる。へッドセット１１０が 格納されていなければ、再充電接点１３６は、非動作状態にされうる。 また、へッドセット１１０は、再充電可能電池２４０の寿命を延ばすための電 力節約回路２４５を含みうる。本体１２０からの信号がない場合は、へッドセッ ト内の可聴周波増幅器または送信機回路に電力を供給する必要がなく、受信機回 路のみに供給すればよいことを認識すべきである。無線電話機本体１２０からの ＲＦ電力がない場合は、電力節約回路２４５は全ての非本質的な回路を動作停止 せしめ、それによって電池の消耗を減少させる。受信機回路が本体１２０からＲ Ｆ信号を受けると、受信機（またはトランシーバ）は、第４ａ図に示されている ようにスイッチを含む電力節約回路２４５をして、電力を他の諸部品へ供給せし める。 受信機は、受信した信号強度表示器（「ＲＳＳＩ」）における増大に基づいて 、回路２４５に対する制御信号を発生しうる。ＲＳＳＩと、ＲＳＳＩに関連する 部品を含む受信機との、そのような使用法は公知である。電力節約回路２４５は 、モノリシックデバイスの部分として実現され、該モノリシックデバイスはへッ ドセットの他の電子部品を含みうる。 上述され、かつ第６図に示されているように、へッドセット１１０内のものと 同様なアンテナ２５０および低電力トランシーバまたは送信機および受信機２５ ５が、無線電話機の本体１２０内に備えられている。本体の部品２５５は、無線 電話ネットワークと通信するための適切なトランシーバ２６０または他の手段へ の信号を供給し、またそれからの信号を受ける。また、セルラネットワークと通 信するために無線電話装置１００により用いられる（第２ａ図から第２ｃ図まで に示されている）アンテナ１７０は、へッドセット１１０と無線電話機本体１２ ０との間の２方向無線通信のために用いられうる。実際に、本体の部品２５５お よび／または２６０は、無線電話ネットワークとの通信の機能、およびへッドセ ットとの通信の機能を行うことができ、また同様の通信信号が用いられうること を認識すべきである。 第７図には、本発明のもう１つの実施例が示されており、そこには、無線電話 機本体１２０の同じ形状の空洞内に格納されたへッドセット１１０が示されてい る。該空洞は、好ましくは、へッドセット１１０と本体１２０とが小形装置を形 成するように作られる。 以上においては、本発明の特定の実施例が説明され、また図示されたが、本発 明はそれに制限されるものではないことを理解すべきである。本願は、以下の請 求の範囲によって定められる本発明の精神および範囲内に含まれる任意の、また 全ての改変を予想している。

───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】 る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．無線電話ネットワークと通信する第１手段を含む本体と、 該本体に選択的に取付け可能であり、かつ該本体と通信する第２手段を含む、 ヘッドセットと、を含み、 前記本体が前記ヘッドセットと通信する第３手段を含み、該ヘッドセットが該 本体に取付けられている時は、該ヘッドセットが該本体との電気的通信および無 線通信の一方の状態にあり、該ヘッドセットが該本体から取外されている時は、 該ヘッドセットが該本体との無線通信状態にある、無線電話機。 ２．前記第２通信手段が、 前記第３通信手段からの変調された搬送波信号を受信する手段と、 該変調された搬送波信号から可聴周波信号を回復する手段と、を含み、前記ヘ ッドセットがさらに、 前記回復手段によって回復された前記可聴周波信号を増幅する手段と、 該可聴周波信号を音声信号に変換する手段と、を含む、請求項第１項記載の無 線電話機。 ３．前記本体がさらに、前記増幅手段の利得を調節する手段を含む、請求項第 ２項記載の無線電話機。 ４．前記変換手段が、ダイナミックスピーカおよび圧電トランスジューサの一 方である、請求項第２項記載の無線電話機。 ５．前記ヘッドセットが音声信号をリターン可聴周波信号に変換する手段をさ らに含み、前記第２通信手段が該リターン可聴周波信号によってリターン搬送波 信号を変調し、かつ該変調されたリターン搬送波信号を前記第３通信手段へ送信 する、請求項第２項記載の無線電話機。 ６．前記ヘッドセットがさらに、該ヘッドセットを使用者の頭に着脱自在に取 付ける手段を含む、請求項第２項記載の無線電話機。 ７．前記取付け手段が使用者の耳たぶの後部に装着されるイヤクリップである 、請求項第６項記載の無線電話機。 ８．前記受信手段が、前記取付け手段内に配置されたアンテナである、請求項 第６項記載の無線電話機。 ９．前記へッドセットがさらに、前記第２通信手段と前記増幅手段とへ電力を 供給するための電池を含む、請求項第２項記載の無線電話機。 １０．前記へッドセットおよび本体がさらに着脱自在のクラスプを含み、それ ぞれの着脱自在のクラスプが前記電池に接続された接点を含み、前記本体がさら に、前記へッドセットが該本体に取付けられた時に前記電池を再充電するための 、接点に接続された手段を含む、請求項第９項記載の無線電話機。 １１．前記本体が前記電池を再充電する手段をさらに含み、該再充電手段が、 前記へッドセットが前記本体に取付けられた時に前記電池に誘導結合せしめられ る、請求項第９項記載の無線電話機。 １２．前記へッドセットが、前記受信手段が変調された搬送波信号を受信して いない時に、前記電池からの電力消費を減少させる手段をさらに含む、請求項第 ９項記載の無線電話機。 １３．前記変調された搬送波信号が、周波数変調された信号およびパルス幅変 調された信号の一方である、請求項第２項記載の無線電話機。 １４．前記本体が、前記へッドセットに電力を供給するためのＲＦエネルギー を送信する手段をさらに含む、請求項第１項記載の無線電話機。 １５．前記へッドセットが前記本体に取付けられた時、該へッドセットの少な くとも一部が該本体の空洞内に格納される、請求項第１項記載の無線電話機。 １６．無線電話機本体と、 該無線電話機本体から分離可能なへッドセットと、を含み、 該無線電話機本体が無線電話ネットワークと通信し、かつ該へッドセットと２ 方向無線通信をする手段を含む、無線電話機。