(57)【要約】【課題】  マイクなどに入力された音声をディジタル信号に変調し伝送すると共に、骨伝導スピーカ装置で再生し、小型で電池の長寿命化を図り再生音の聴き取り易さを向上できる聴覚伝送システムを提供する。【解決手段】  マイク１から入力された音声信号は音声信号増幅部２で増幅されて信号Ｘとして出力される。信号ＸはΔΣ変調部１で１ビット信号Ｙに変換される。ΔΣ変調部１の出力信号Ｙはディジタルアンプ２で電力増幅され、出力端子５から出力される。出力端子５から出力された１ビット信号は骨伝導スピーカ装置の制御回路部１７に入力され骨伝導スピーカ９を駆動する。上記１ビット信号Ｙはパルス信号で伝送されるので、伝送信号の減衰、ノイズ混入に伴う音質劣化が回避でき、さらに骨伝導スピーカ出力に含まれる超音波成分により音声を聴覚に高効率に伝達できると共に再生音の聴き取り易さを向上でき、特に受信側の構成が簡単化できる。【選択図】図１
2006217088.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音源装置と、伝送路と、該伝送路を介し前記音源装置から送信された信号を受信するスピーカ装置からなる聴覚伝送システムであって、
前記音源装置は、音声、又は音響信号を所定の周期でサンプリングして得られたディジタル信号に応答して２値パルス信号に変調された１ビット信号に基づいた出力をする送信手段を備え、
前記スピーカ装置は、前記送信手段の出力信号を受信して得られた、前記１ビット信号に基づいて駆動される骨伝導スピーカを備えてなる
ことを特徴とする聴覚伝送システム。
【請求項２】
前記音源装置は、２値パルス変調手段を備え、
前記音声、又は音響信号はオーディオ装置の音声出力部から入力される
ことを特徴とする請求項１に記載の聴覚伝送システム。
【請求項３】
前記音源装置は、２値パルス変調手段を備え、
前記音声、又は音響信号はマイクから入力される
ことを特徴とする請求項１に記載の聴覚伝送システム。
【請求項４】
前記伝送路は同軸ケーブルまたは光ケーブルの有線伝送路からなる
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の聴覚伝送システム。
【請求項５】
前記伝送路は電波または光による無線伝送路からなる
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の聴覚伝送システム。
【請求項６】
前記送信手段は照明装置を介して出力する
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の聴覚伝送システム。
【請求項７】
前記マイクは骨伝導マイクである
ことを特徴とする請求項３に記載の聴覚伝送システム。
【請求項８】
前記１ビット信号への変調はΔΣ変調信号である
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の聴覚伝送システム。
【請求項９】
前記１ビット信号への変調はＰＷＭ変調信号である
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の聴覚伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音源装置と、伝送路と、該伝送路を介し前記音源装置から送信された信号を受信するスピーカ装置からなり、特に前記スピーカ装置に、骨伝導スピーカを用いてなる聴覚伝送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、聴覚障害を有する人を補助する補聴器として、骨伝導による補聴器が使用されている。また骨伝導は、聴覚健常者であっても、騒音環境下において音の聞き取りに有効であることが知られている。あるいはマスクやヘルメットを頭からすっぽりかぶった場合など通常の気伝導による音の聞き取りができない場合にも有効である。
【０００３】
ところで、骨伝導は音が蝸牛以降の聴覚神経に直接伝搬するため、気伝導による音を聞くことができない高度難聴者にも有効であることが特開２００１−３２０７９９号公報（特許文献１）などに記載されている。
【０００４】
上記特許文献１によれば、骨伝導は音声の信号を２７ｋＨｚ程度の超音波の搬送波を用いてＤＳＢ（Double Sideband）変調、あるいは平衡変調すると、特に高度の難聴者にも聞き取ることができるとされている。なお、骨伝導に利用される音の帯域は特開２００２−１９９４８０号公報（特許文献２）、特開平８−１９５９９５号公報（特許文献３）などに記載されているように、通常、約５ｋＨｚ以下が多く使用されている。
【０００５】
また、特開２００３−３２７６８号公報（特許文献４）によれば、入力信号の約１０ｋＨｚ以上の高域を振動に変換して骨伝導で再生する圧電型変換器を用いたヘッドホンが記載されている。
【特許文献１】特開２００１−３２０７９９号公報
【特許文献２】特開２００２−１９９４８０号公報
【特許文献３】特開平８−１９５９９５号公報
【特許文献４】特開２００３−３２７６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１に記載された従来技術は、骨伝導音が高度の難聴者にも聞き取ることができる点で有効であるが、アナログの搬送波発生器や変調部を備えなければならず、構成が複雑、大型化し、またアナログ変調であるため特に高周波増幅器で熱損失が発生し効率が悪く電池の寿命が短いという問題がある。
【０００７】
また、ＤＳＢ変調、あるいは平衡変調すると音声信号のスペクトルが搬送波周波数を中心に側帯波成分として分布することになる。上記特許文献１に記載された従来技術においては、２７ｋＨｚ程度の超音波の搬送波を用いてＤＳＢ変調、あるいは平衡変調しており、音声の有効周波数帯域を約５ｋＨｚ以下に制限する事になり、明瞭度を高く取れない問題がある。
【０００８】
また、上記特許文献４に記載された従来技術は、骨伝導音を軽量、小型で増幅器を必要としない点で有効であるが、骨伝導スピーカを駆動する信号を音声帯域の内の一部に過ぎない約１０ｋＨｚ以上の成分としているため、難聴者にとって明瞭な聴覚伝送が行なえないという問題がある。
【０００９】
また、特に音源装置とスピーカ装置とを伝送路を介して送受信するシステムにおいて、従来のアナログ方式では、伝送によるノイズや減衰による音質の低下をきたし、明瞭な聴覚伝送が行なえないという問題がある。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、音源装置と、伝送路と、該伝送路を介し前記音源装置から送信された信号を受信するスピーカ装置からなる聴覚伝送システムにおいて上記課題を解決する聴覚伝送システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の請求項１に係る発明の要旨は、音源装置と、伝送路と、該伝送路を介し前記音源装置から送信された信号を受信するスピーカ装置からなる聴覚伝送システムであって、前記音源装置は、音声、又は音響信号を所定の周期でサンプリングして得られたディジタル信号に応答して２値パルス信号に変調された１ビット信号に基づいた出力をする送信手段を備え、前記スピーカ装置は、前記送信手段の出力信号を受信して得られた、前記１ビット信号に基づいて駆動される骨伝導スピーカを備えてなることを特徴とする聴覚伝送システムに存する。
また、本発明の請求項２に係る発明の要旨は、前記音源装置は、２値パルス変調手段を備え、前記音声、又は音響信号はオーディオ装置の音声出力部から入力されることを特徴とする請求項１に記載の聴覚伝送システムに存する。
また、本発明の請求項３に係る発明の要旨は、前記音源装置は、２値パルス変調手段を備え、前記音声、又は音響信号はマイクから入力されることを特徴とする請求項１に記載の聴覚伝送システムに存する。
また、本発明の請求項４に係る発明の要旨は、前記伝送路は同軸ケーブルまたは光ケーブルの有線伝送路からなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の聴覚伝送システムに存する。
また、本発明の請求項５に係る発明の要旨は、前記伝送路は電波または光による無線伝送路からなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の聴覚伝送システムに存する。
また、本発明の請求項６に係る発明の要旨は、前記送信手段は照明装置を介して出力することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の聴覚伝送システムに存する。
また、本発明の請求項７に係る発明の要旨は、前記マイクは骨伝導マイクであることを特徴とする請求項３に記載の聴覚伝送システムに存する。
また、本発明の請求項８に係る発明の要旨は、前記１ビット信号への変調はΔΣ変調信号であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の聴覚伝送システムに存する。
また、本発明の請求項９に係る発明の要旨は、前記１ビット信号への変調はＰＷＭ変調信号であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の聴覚伝送システムに存する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、骨伝導スピーカを駆動する信号としてパルス振動を発生することで骨伝導音声を高効率に伝達できる。また、音の帯域を約５ｋＨｚ以下に制限する必要が無く、明瞭度の低下を来たす事がない聴き取りやすい再生をすることができる。
【００１３】
また、信号がパルス信号となり、ディジタルアンプの動作がオン、オフ動作をするだけでよいので、高効率になる。また、骨伝導スピーカも圧電セラミック型スピーカを使用すれば低消費電力となり、電池を使用する場合、電池が長寿命になるという特徴がある。
【００１４】
また、本発明の聴覚伝送システムでは、特に伝送によるノイズや減衰による音質の低下を防止出来ると共に、受信側すなわち骨伝導スピーカ装置側の回路構成が簡単になる。受信装置を多数使用する場合に、より好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明によれば、超音波領域にわたる骨伝導音成分を生成し聴覚信号を伝送するシステムにおいて、密度の低い空気を振動させる場合と異なり、より密度の高いヒトの皮膚、筋肉または骨を振動させる場合、周期性のある波動より、パルス振動の方がより伝達されやすいため、パルス振動を発生することで骨伝導音声を高効率に伝達できる。
【００１６】
また、本発明では、２値パルス変調器で生成される１ビット信号は、可聴周波数を越える周波数の処理クロックでオン、オフするパルスとなるので、容易に超音波のパルスを得ることができる。したがって、２値パルス変調器からの１ビット信号を骨伝導スピーカ駆動に利用すれば超音波成分を含んだ変調がなされた音声、あるいは音響信号が得られ、しかもパルス信号で駆動するため骨伝導による音の伝達効率を向上させることができる。
【００１７】
また、本発明では、所定の周期でサンプリングして得られたディジタル信号に応答して、いわゆる１ビット信号に変調する方式を用いるため、ＤＳＢ変調、あるいは平衡変調の従来例の様に、２７ｋＨｚ程度の超音波の搬送波を用いてアナログ変調を行なう時の様に、音の帯域を約５ｋＨｚ以下に制限する必要が無く、明瞭度の低下を来たす事がない聴き取りやすい再生をすることができる。
【００１８】
また、生成される１ビット信号による再生音は、入力された音声、あるいは音響のスペクトル成分そのものも有しており、ＤＳＢ変調、あるいは平衡変調を利用したものと異なり、聴覚健常者であっても、騒音環境下において音の聞き取りに有効である。
【００１９】
また、アナログ変調部やキャリア発生器（アナログ信号を処理のため回路構成複雑）を特段必要とせず、２値パルスを受け取る、あるいは集積化に適した２値パルス変調器で構成出来る特徴がある。したがって、回路構成が簡単になり、小型、低価格を図ることができる。
【００２０】
また、２値パルス変調器で生成される１ビット信号が０、１のパルス信号であるので、特別なアンプが不要か、あるいはアンプの動作点を飽和領域に出来るため素子での発熱ロスがおさえられ高効率を達成することができ、したがって低消費電力化を図ることができるので、電池を使用する場合には寿命を長くすることができる。
【００２１】
また、本発明では、２値パルス変調で生成される１ビット信号を骨伝導音の伝達に利用するもので、２値パルス変調の出力信号である１ビット信号を骨伝導スピーカ装置にディジタル的に伝送し、伝送によるノイズや減衰による音質の低下を防ぐようにしたものである。
【００２２】
次に、図２、図３を参照して特許文献１に記載された従来技術と本発明の音の再生の違いを説明する。図２は特許文献１に記載された従来技術による変調方式によるスペクトルであり、図３は本発明によるΔΣ変調で生成される１ビット信号のスペクトルである。
【００２３】
上記従来技術は、アナログ振幅変調方式であるＤＳＢ変調、あるいは平衡変調を利用したもので、変調されたスペクトルは、図２のように搬送波周波数ｆｃを中心に上下に側帯波を有するスペクトルとなる。
【００２４】
これに対しΔΣ変調方式で生成される１ビット信号のスペクトルは、図３から分かるように、右肩上がりの量子化ノイズ成分と、入力された音声のスペクトル成分そのものを有している。量子化ノイズ成分は、超音波成分を多く含んでおり、骨伝導スピーカをΔΣ変調後のパルス形状を保った信号で駆動すると、超音波成分を多く保つことができ、骨伝導による音を効果的に伝えるために利用できる。また、入力された音声のスペクトル成分は、特許文献１に記載された従来技術のようなＤＳＢ変調、あるいは平衡変調を利用したものとは異なりそのものを有しているため、聴覚健常者であっても、騒音環境下において再生音の聞き取りに有効なものとして利用できる。
【００２５】
次に、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照して具体的に説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態を示した図である。
音源装置は、マイク１と１ビット信号出力回路１６からなり、１ビット信号出力回路１６は、マイクから音声を入力して１ビット信号として出力する。１ビット信号出力回路１６は、マイク１からのアナログ音声信号を増幅する音声信号増幅部２、音声信号増幅部２からのアナログ信号Ｘを１ビット信号Ｙに変調するΔΣ変調部３、ΔΣ変調部３からの１ビット信号Ｙを増幅して出力端子５から出力するディジタルアンプ４で構成されている。
【００２６】
１７は、１ビット信号出力回路１６から出力された１ビット信号を受信して骨伝導スピーカ９で音声を再生する骨伝導スピーカ装置の制御回路部である。骨伝導スピーカ装置の制御回路部１７は、入力端子６からの信号をパルス成形して元の１ビット信号のパルス信号を得る受信部７、受信部７でパルス成形された１ビット信号を増幅するディジタルアンプ８で構成され、ディジタルアンプ８の出力で骨伝導スピーカ９が駆動される。また、出力端子５と入力端子６は同軸ケーブル、あるいは光ケーブルなどの有線伝送路１５で接続されている。
【００２７】
このように、図１における音声信号増幅部２からアナログ信号Ｘは、ΔΣ変調部３によりΔΣ変調され、１ビット信号Ｙとして出力され、この１ビット信号Ｙが骨伝導スピーカ装置まで伝送され、骨伝導スピーカ装置の骨伝導スピーカ９を駆動する。
【００２８】
骨伝導スピーカ９は電磁誘導式のスピーカ（ダイナミックスピーカ）を使用することもできるが、圧電セラミック式スピーカなどの電圧駆動型スピーカを使用すれば消費電力を少なく抑えることができる。
【００２９】
図４はΔΣ変調部３の原理を説明する図である。図４において、ΔΣ変調部は１次のΔΣ変調部を示している。
【００３０】
図４において、１０は加算器、１１は積分器、１２は量子化器、１３は１サンプル遅延器である。Ｘはアナログ入力信号、Ｙは１ビット信号を表す。量子化器１２で積分器１１のアナログ信号出力を１ビット信号に量子化することにより量子化誤差Ｎｑが付加され、この量子化誤差Ｎｑは伝送帯域に一様に分布する。
【００３１】
図４において、１ビット信号Ｙ、アナログ入力信号Ｘ、１サンプル遅延をＺ-1、量子化誤差をＮｑとすれば、１ビット信号Ｙは、Ｙ＝Ｘ＋Ｎｑ（１−Ｚ-1）という式で表される。
【００３２】
ここで、Ｎｑ（１−Ｚ-1）はノイズ成分であるが、（１−Ｚ-1）の微分回路のハイパス特性により、伝送帯域に一様に分布する量子化誤差Ｎｑを高周波側にシフトする。これはΔΣ変調部のノイズシェーピング効果として知られている。図３はΔΣ変調部の周波数特性を示したもので、ΔΣ変調部の１ビット信号に含まれる量子化誤差Ｎｑは、ノイズシェーピング効果により図３のように右肩上がりのノイズフロアＮｑ’となる。
【００３３】
図５に、アナログ入力信号Ｘ（図５の上側信号）と１ビット信号Ｙ（図５の下側信号）の一例を示す。１サンプリング毎に出力信号である１ビット信号は０又は１のいずれかの値をとる（縦の点線で１サンプリングの区切りを示した）。ΔΣ変調による１ビット信号は、入力信号の振幅が大きくなれば１に符号化される頻度が多くなり、入力信号の振幅が小さくなれば０に符号化される頻度が多くなる。またΔΣ変調による１ビット信号は、ダイナミックレンジを確保するためにサンプリング周波数を高めてオーバーサンプリングされる。
【００３４】
このように、本発明では、骨伝導スピーカ９を駆動する信号を個々のパルス振動として伝送することで、骨伝導による音の伝達効率を上げて、言語音が骨伝導で効果的に知覚され得るようにできる。すなわち、ΔΣ変調で生成される１ビット信号は電源電圧を波高値とするパルスとなり、骨に音を伝達するときのエネルギーがパルスによる伝達となる。したがって、パルスによるエネルギーを蝸牛以降の聴覚神経に効果的に伝達することができる。
【００３５】
図６は、ΔΣ変調部の具体的な構成を示したものである。図６において、ΔΣ変調部は２次のΔΣ変調部を示している。
【００３６】
図６において、２０、２１、２２は加算器、２３は量子化器、２４、２５は１サンプリングだけ遅延する機能を持つ１サンプリング遅延素子である。２６、２７は係数器である。これらの構成要素で次数が２次のΔΣ変調部を構成している。ΔΣ変調は次数を上げることにより微分回路（１−Ｚ-1）の次数も上がり、図３に、２次ΔΣ変調によるノイズフロアＮｑ”として例示したように、量子化ノイズのノイズシェーピングによる低減効果が増大する。
【００３７】
以上のように、本実施の形態では、ΔΣ変調で生成される１ビット信号を利用して、ΔΣ変調の超音波成分で効率よく骨伝導音を伝達することができ、ΔΣ変調で生成される１ビット信号による再生音も、復調する必要がなく音声を再生できる。
【００３８】
また、マイク１に入力されたアナログ音声はΔΣ変調されて１ビット信号が生成される。この１ビット信号は０、１のパルス信号であるので、マイク１から骨伝導スピーカ９まで信号を伝送するときにノイズの影響や伝送路による信号の減衰の影響を受けにくく、音質を高品位に保つことができる。また、この１ビット信号は超音波で変調された０、１のパルス信号であることから、骨伝導スピーカ９から蝸牛以降の聴覚神経に骨伝導音を効率よく伝達することができる。
【００３９】
更に、ΔΣ変調で生成される１ビット信号が０、１のパルス信号であるので、ディジタルアンプ４、８などの回路構成が簡単でしかも高効率で動作することができる。骨伝導スピーカ９として、圧電セラミック式スピーカなどの電圧駆動型スピーカを使用すれば更に効率が良くなり、電池を使用する場合は長寿命とすることができる。
【００４０】
また、ΔΣ変調で生成される１ビット信号には高周波のノイズ成分が含まれており、通常はローパスフィルタで減衰させているが、本発明では、この高周波のノイズ成分を骨伝導音を効果的に伝達するために逆に積極的に利用することができる。
【００４１】
（第２の実施の形態）
図７は、第２の実施の形態の音源装置を示した図である。図８は、第２の実施の形態の骨伝導スピーカ装置を示した図である。
【００４２】
図７において、３１はマイク、３２はマイク３１からのアナログ音声信号を増幅する音声信号増幅部、３３は音声信号増幅部３２からのアナログ信号を１ビット信号に変調して出力するΔΣ変調部、３４はΔΣ変調部３３からの信号を電波として送信するのに適した周波数帯幅の信号に変調して増幅し送信アンテナ３５に送り、送信アンテナ３５から電波として送信する。
【００４３】
図８において、３６は受信アンテナであり、送信アンテナ３５からの電波を受信する。３７は受信部、３８は元の１ビット信号に復調する復調部、３９はディジタルアンプ、４０は骨伝導スピーカである。第１の実施の形態に対し、本実施の形態では１ビット信号を無線により伝送している点が異なっている。
【００４４】
本実施例によれば、無線により１ビット信号を伝送するので、複数の骨伝導スピーカ装置で同時に骨伝導音を聞くことができる。教室での講義や、講堂での講演を聴講する場合に最適である。しかもこの場合、ΔΣ変調部３３は送信側にあり、受信側の骨伝導スピーカ装置は構成が簡単になり、小型化することができる。また、骨伝導スピーカ装置側の電力消費が少なくなり、電池を使用する場合には電池の寿命を長く保つことができる。
【００４５】
また、無線で伝送する信号は１ビット信号すなわちディジタル信号であるので、伝送信号の減衰に対し強く、パリティ信号等の付加を行なうことも容易にでき、ノイズ混入に伴う音質劣化が容易に回避できる。
【００４６】
（第３の実施の形態）
図９は第３の実施の形態を示したものである。
図９において、音源装置はオーディオ装置５０からなる。また、５１〜５３は骨伝導スピーカ装置の回路部、５４〜５６は骨伝導スピーカを示している。第１、第２の実施の形態では、マイクから音声を入力してΔΣ変調部で１ビット信号に変調して出力したが、本実施の形態では、オーディオ装置５０の音声信号増幅部６０からの音声信号をΔΣ変調部６１に入力し１ビット信号に変調して出力するようにしている。
【００４７】
ΔΣ変調部６１の出力は、赤外線発光部６２からオーディオ装置の前面に、赤外線６６による信号として放射される。６３は赤外線受光部であり赤外線発光部６２からの信号を受信する。６４は受信部であり、受信した信号から元の１ビット信号にパルス成形して出力する。６５は受信部６４からの信号を増幅して骨伝導スピーカに出力するディジタルアンプである。骨伝導スピーカ５４〜５６は入力した１ビット信号を基に骨伝導音を再生する。
【００４８】
この実施の形態によれば、骨伝導スピーカ装置を身につけたオーディオ装置の前面にいる複数のリスナーは、同時に音声や音楽などを聴くことができる。また、本実施の形態によれば、難聴者であっても、オーディオ装置からの音声や音楽をΔΣ変調された１ビット信号として骨伝導スピーカ装置により効率よく、しかも高音質で聞くことができる。
【００４９】
通常、赤外線発光部６２と赤外線受光部６３との空間には遮るものが無いことが期待でき、赤外線受光部６３の受光の強弱を単に２値化しディジタルアンプを通し骨伝導スピーカを駆動すればよい。伝送信号の減衰、ノイズ混入に伴う音質劣化が回避でき、またディジタル伝送でよく用いられるデータバッファも必要としない簡単な構成とすることができる。さらに１ビット信号は、同じ情報量の多ビット信号での情報に比べ信号の伝達遅延が少ないという特徴があり、音響装置が同時に映像を表示する装置である場合、映像中の人物の口の動きと音声のずれに違和感のない聴覚伝送システムとして好適に使用できる。
【００５０】
なお、上記では赤外線６６を使ってリスナーに信号を伝送したが、赤外線６６に代えて可視光や電波を使用することもできる。
【００５１】
（第４の実施の形態）
図１０は、本発明による第４の実施の形態を示した図である。本発明は教室などの照明を利用して１ビット信号を複数の骨伝導スピーカ装置に伝送するものである。
【００５２】
図１０において、１はマイク、２は音声信号増幅部、３はΔΣ変調部、４はディジタルアンプであり、第１の実施の形態に示したものと同等の構成を有する。７０は教室の天井７９に取り付けられた照明装置で、パルス信号を伝達できるＬＥＤ照明装置などが使用できる。マイク１に代えてオーディオ装置の音声出力部から音声信号を入力するようにすることもできる。
【００５３】
７１〜７２は骨伝導スピーカ装置の回路部、７３〜７４は骨伝導スピーカである。また、７５は光７８を受光する受光素子、７６は受光素子７５からの信号を受信してパルス成形する受信部、７７は受信部７６の信号を増幅するディジタルアンプである。教室内の生徒は骨伝導スピーカ装置を身につけて骨伝導により聞くことができる。
【００５４】
照明装置は発光の強弱をΔΣ変調で生成された１ビット信号Ｙにより制御される。通常、ＬＥＤ照明装置７０と受光部７５との空間には遮るものが無いことが期待でき、受光部７５の受光の強弱を単に２値化しディジタルアンプを通し骨伝導スピーカを駆動すればよい。伝送信号の減衰、ノイズ混入に伴う音質劣化が回避でき、またディジタル伝送でよく用いられるデータバッファも必要としない簡単な構成とすることができる。さらに１ビット信号は、同じ情報量の多ビット信号での情報に比べ信号の伝達遅延が少ないという特徴があり、教室内の教師の口の動きと違和感のない聴覚伝送システムとして好適に使用できる。
【００５５】
発光の強弱を１ビット信号Ｙそのもので制御しても良いが、１ビット信号Ｙは図５に示したように、パルス幅、パルス間隔が不均等になるので、１ビット信号Ｙそのもので発光の強弱を制御すると、パルス幅、パルス間隔の長短により照明のチラツキが生じて違和感を感じる場合もある。
【００５６】
図１１、図１２は照明のチラツキを改善する一例を示したものである。まず、１ビット信号出力回路は、図１１に示すように、図１０におけるΔΣ変調部３とディジタルアンプ４の間に信号変換回路８５を備えている。信号変換回路８５は、クロック信号ＣＬＫと、このクロック信号ＣＬＫをＮＯＴ回路８７で反転した反転信号を、１ビット信号Ｙに基づきスイッチ８６で切り換え、信号ａを得るようになっている。
【００５７】
また、骨伝導スピーカ装置の回路部には、図１２に示したように、図１０における受信部７６とディジタルアンプ７７の間に波形復元回路９０を備えている。波形復元回路９０は受信部７６からの信号ｂを入力して１ビット信号Ｙを復元した信号ｅを得る。波形復元回路９０を構成するパルス発生器９１は、図１３に示すように、信号ｂの立ち上がりから時間３Ｔ／４後のｂ信号が１のときパルス信号ｃを出力する。また、パルス発生器９２は信号ｂの立ち下がりから時間３Ｔ／４後のｂ信号が０のときパルス信号ｄを出力する。また、９３はパルス信号ｃが入力されたとき出力Ｑを１にセットし、パルス信号ｄが入力されたとき出力Ｑを０にリセットするＤタイプフのリップフロップである。図１３における信号ｅはフリップフロップの出力Ｑを示している。
【００５８】
なお、図１３から分かるように、信号ｃは信号ｂにおけるパルス幅（１の区間）がＴ／２より広い部分を検出するパルスであり、信号ｄは信号ｂにおける０の区間がＴ／２より広い部分を検出するパルスである。したがってパルス信号ｃ、ｄを得るタイミングは、信号ｂの立ち上がり／立下りから時間３Ｔ／４後に限定されないで、安定にＴ／２より広い部分を検出することができれば、信号ｂの立ち上がり／立下りからＴ／２〜Ｔの間の時間であれば良い。
【００５９】
なお、図１３において、Ｙは１ビット信号Ｙを示している。また、信号ＣＬＫはΔΣ変調のサンプリングタイムの１／２の周期Ｔを持つクロック信号を示している。信号ａは、信号ＣＬＫとその反転信号を信号変換回路８５のスイッチ８６で切換え、１ビット信号Ｙが１のとき信号ＣＬＫを、１ビット信号Ｙが０のとき信号ＣＬＫの反転信号を出力するようにして得られる。
【００６０】
このようにして復元した１ビット信号ｅをディジタルアンプ７７で増幅し骨伝導スピーカ７３を駆動すれば、ΔΣ変調からの１ビット信号で駆動したものと同じに骨伝導音を再生できる。
【００６１】
このとき、ＬＥＤ照明装置からの光は信号ａ、ｂから分かるように時間Ｔ内の平均が同じになり照明のチラツキをなくすことができる。
【００６２】
以上、実施の形態で具体的に説明したが、上記実施の形態の説明から明らかなように、音源装置と骨伝導スピーカ装置の間の伝送路は、同軸ケーブル、光ケーブル、電波、赤外線、照明光など適宜選択できる。
【００６３】
また、１ビット信号は上記実施形態ではΔΣ変調の例を示したが、ΔΣ変調部の次数も上記実施の形態に限定されない。さらに、１ビット信号は入力音声のスペクトル成分そのものと、高周波成分を含んだ変調であればよく、例えばＰＷＭ信号などでも本発明に適用可能である。
【００６４】
また、上記実施の形態の説明から明らかなように、２値パルス変調部への入力はマイクからでもオーディオ装置からでもよい。さらに、マイクの場合、音源からマイク１、３１への音声伝達については、気伝導、骨伝導のいずれでもよい。骨伝導の場合、マイク１、３１は骨伝導マイクを使用すればよい。この場合、伝送される音声の可聴成分のスペクトルが骨伝導にあった成分となるため、聴覚の伝送がより効率よくなる。
【００６５】
また、上記実施の形態では、マイク１、３１、音声信号増幅部２、３２、ΔΣ変調部３、３３、ディジタルアンプ４、または送信部３４が別体になっているが、音声信号増幅部２、３２、ΔΣ変調部３、３３、ディジタルアンプ４、または送信部３４はマイク１、３１に内蔵されていても良い。
【００６６】
また、上記実施の形態の説明から明らかなように、音源装置から伝送する骨伝導スピーカ装置の数は、単数であっても良いし、複数であっても良い。
【００６７】
また、上記実施の形態では伝送を片方向のみ示したが、双方向の聴覚伝送システムとすることもできる。その場合、伝送路は同じであっても良いし、異なる組合せでもかまわない。
【００６８】
また、本発明はこれらに限定されることなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更できることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明は、難聴を補助する骨伝導補聴器、騒音下でも音声の聞き取りが容易な骨伝導携帯電話、英会話教室などで気伝導と骨伝導を併用して聞く場合の骨伝導スピーカ装置、マスクやヘルメットを頭からすっぽりかぶって気伝導による聞き取りができない状態で使用する骨伝導スピーカ装置、オーディオ装置など、広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明による第１の実施の形態の構成を示した図である。
【図２】ＤＳＢ変調、あるいは平衡変調方式で変調された信号のスペクトル特性を説明する図である。
【図３】ΔΣ変調方式による１ビット信号のスペクトル特性を説明する図である。
【図４】ΔΣ変調方式の原理を示した図である。
【図５】ΔΣ変調方式の動作を示した図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態に適用するΔΣ変調部の具体的な構成を示した図である。
【図７】本発明による１ビット信号出力回路の第２の実施の形態の構成を示した図である。
【図８】本発明による骨伝導スピーカ装置の第２の実施の形態の構成を示した図である。
【図９】本発明による第３の実施の形態の構成を示した図である。
【図１０】本発明による第４の実施の形態の構成を示した図である。
【図１１】本発明による第４の実施の形態の詳細構成を示した図である。
【図１２】本発明による第４の実施の形態の詳細構成を示した図である。
【図１３】本発明による第４の実施の形態の動作を説明する図である。
【符号の説明】
【００７１】
１、３１・・・マイク
２、３２、６０・・・音声信号増幅部
３、３３、６１・・・ΔΣ変調部
４、８、３９、６５、７７・・・ディジタルアンプ
５・・・出力端子
６・・・入力端子
７、３７、６４、７６、・・・受信部
９、４０、５４〜５６、７３、７４・・・骨伝導スピーカ
１０、２０、２１、２２・・・加算器
１１・・・積分器
１２、２３・・・量子化器
１３、２４、２５・・・サンプリング遅延器
１５・・・有線伝送路
１６・・・１ビット信号出力回路
１７・・・骨伝導スピーカ装置の制御回路部
２６、２７・・・係数器
３４・・・送信部
３５・・・送信アンテナ
３６・・・受信アンテナ
３８・・・復調部
５０・・・オーディオ装置
５１〜５３、７１、７２・・・骨伝導スピーカ装置の回路部
６２・・・赤外線発光部
６３・・・赤外線受光部
６６・・・赤外線
７０・・・ＬＥＤ照明装置
７８・・・光束
７５・・・受光部
７９・・・天井
８５・・・信号変換回路
８６・・・切換えスイッチ
８７・・・ＮＯＴ回路
９０・・・波形復元回路
９１、９２・・・パルス発生器
９３・・・リップフロップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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