(57)【要約】【課題】  赤外線を利用するワイヤレス送受信器を用いて極めて鮮明な音声を補聴システム使用者に提供することができる赤外線補聴システムの提供。【解決手段】  ＤＳＢ波を生成し送信する送信器と該送信器から送信されるＤＳＢ波を受信する受信器とからなる赤外線補聴システムであって、前記送信器が、生成するＤＳＢ波を半波整流する半波整流手段を有し、前記受信器が、前記送信器から送信されたＤＳＢ波を受信する受信手段と、前記受信手段において受信された半波整流されたＤＳＢ波を振幅反転させる振幅反転手段と、前記振幅反転手段において振幅反転させた半波整流されたＤＳＢ波を搬送波信号の半周期分移相させる移相手段と、前記移相手段において移相されたＤＳＢ波と、前記受信手段において受信された半波整流されたＤＳＢ波を混合する混合手段を有することを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＤＳＢ波を生成し送信する送信器と該送信器から送信されるＤＳＢ波を受信する受信器とからなる赤外線補聴システムであって、
前記送信器が、
生成するＤＳＢ波を半波整流する半波整流手段を有し、
前記受信器が、
前記送信器から送信されたＤＳＢ波を受信する受信手段と、
前記受信手段において受信された半波整流されたＤＳＢ波を振幅反転させる振幅反転手段と、
前記振幅反転手段において振幅反転させた半波整流されたＤＳＢ波を搬送波信号の半周期分移相させる移相手段と、
前記移相手段において移相されたＤＳＢ波と、前記受信手段において受信された半波整流されたＤＳＢ波を混合する混合手段を
有することを特徴とする赤外線補聴システム。
【請求項２】
前記送信器及び前記受信器が、一のユニット内に設けられていることを特徴とする請求項１記載の赤外線補聴システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤外線を利用するワイヤレス送受信器を用いて不要な雑音が生じることなく極めて鮮明な音声を補聴システム使用者に提供することができる赤外線補聴システムに関し、より詳しくは、複数会話に対応できるようにＤＳＢ通信方式を用いる補聴システムの送信器の消費電力量を極めて小さくすることができる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
高齢化社会の発達に伴って難聴に苦しむ高齢者が増加の一途を辿っている。このため、補聴器を使用する使用者も増加の一途を辿っている。このような状況から、補聴器や補聴装置（補聴システム）に関する発明や考案が多数創出されている。
しかしながら、従来の補聴器は、近くの不要な雑音が大きく聞こえてしまい、肝心の相手の声が聞こえ難いという欠陥を有していた。
このような問題を解決するために、電波を利用して送受信を行うワイヤレス補聴器が創出されている。
しかしながら、特に近年において、携帯電話等の移動端末の急速な発達と利用者の増加により、高齢者等のワイヤレス補聴システム使用者は、至る所で電波の発生する環境下に曝されており、補聴システムが誤作動したり、これら電波による雑音を音声化したりして、使用者にとって煩わしく使い勝手の悪いものとなっていた。また、医療電子機器の発達に伴って、ワイヤレス補聴器の使用する電波が医療電子機器の機能を妨害することがあり、病院・老人施設等では使用できないという不便さを有していた。
このため、電波の影響を受けることの少ない赤外線を利用する補聴システムの発明が創出されている（例えば、特許文献１又は２参照）。
これらの発明は、赤外線に搬送波の高周波を載せて利用することによって、電波の影響を受けることなく使用することができる。
しかしながら、これらの赤外線ワイヤレス補聴器は、確かに上記する問題点を解決することができるが、一つのワイヤレス補聴器では、難聴者１人に対して健常者１人としか会話することができないという問題点を有していた。このため、難聴者のいる家庭では、一家団らんのような複数の健常者と１人の難聴者が会話することのできるワイヤレス補聴器の出現が要求されていた。
上記の如く複数者間の会話を実現するために、振幅変調（ＡＭ）の搬送波を除いたＤＳＢ（搬送波抑圧型両側帯波変調方式）通信が有効であるとされており、このＤＳＢ通信に赤外線を利用する方法が創出されている。
赤外線は負の信号を送信することができないので、ＤＳＢ信号をそのまま送ることはできない。このため、ＤＳＢ信号に直流信号を重畳させ、正の信号にして送信する方法が採用されている。
しかしながら、この方法で行う送信方法は、送信器が消費する消費電力が大きくなり、大容量の電力を必要とすることが欠陥であり、補聴システムを長時間使用することができない問題点を有し実用化に供されていなかった。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１４１８１３号公報
【特許文献２】特開２００１−８２９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたもので、電波の使用できない病院等の環境下において赤外線のワイヤレス送受信を用いて不要な雑音が生じることなく極めて鮮明な音声を補聴システム使用者に提供すると同時に、ＤＳＢ通信を利用して複数の健常者との会話を可能にする補聴システムの送信器の消費電力量を極めて小さくする技術に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の発明は、ＤＳＢ波を生成し送信する送信器と該送信器から送信されるＤＳＢ波を受信する受信器とからなる赤外線補聴システムであって、前記送信器が、生成するＤＳＢ波を半波整流する半波整流手段を有し、前記受信器が、前記送信器から送信されたＤＳＢ波を受信する受信手段と、前記受信手段において受信された半波整流されたＤＳＢ波を振幅反転させる振幅反転手段と、前記振幅反転手段において振幅反転させた半波整流されたＤＳＢ波を搬送波信号の半周期分移相させる移相手段と、前記移相手段において移相されたＤＳＢ波と、前記受信手段において受信された半波整流されたＤＳＢ波を混合する混合手段を有することを特徴とする赤外線補聴システムを提供する。
【０００６】
請求項２記載の発明は、前記送信器及び前記受信器が、一のユニット内に設けられていることを特徴とする請求項１記載の赤外線補聴システムを提供する。
これらの発明を提供することによって、上記課題を悉く解決する。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１記載の発明によって、補聴システムは、従来のようにＤＣ（直流電圧）を重畳する必要がないので、通常使用される送信器よりも音声信号を送信する際に、消費電力量を極めて小さくすることができる。
このため、本発明の補聴システムは送信器を長時間利用することができるので、これまで補聴システムの普及の障害になっていた電力消費量の問題点を解決することができ、極めて実用性の高い補聴システムを提供することができる。
又更に、ＤＳＢ通信方式を用いた複数会話型ワイヤレス補聴システム（補聴器）を病院、老人施設や、心臓のペースメーカ等を使用している人が近くにいる環境等の電波の使用が限定されている又は電波の使用が許可されない場所であっても、全く問題なく使用することができる。
【０００８】
請求項２記載の発明は、送信器と受信器を一の補聴システムであるユニット内に設けることによって、難聴者は自らの周りの会話を全て取得することが可能となるので、一度に大勢の人間とコミュニケーションを楽しむことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明を実施するための最良の形態を説明する。
図１は本発明に係る補聴システムの概略構成図を示す。
尚、本発明の補聴システムは、赤外線を発する送信器とこの赤外線を受信する受信器から構成されており、音声信号と搬送波発振信号を、平衡変調回路等を用いてＤＳＢ波（Double Side Band波）を生成し、ＤＳＢ波を半波整流した光で伝送し、受信器で受光後、ＤＳＢ波に復元して復調する手段が採用されている。
図１（ａ）では、複数の健常者がそれぞれ送信器を使用して受信器を使用する難聴者と会話を行っている様子を示し、図１（ｂ）は、複数の健常者がそれぞれの補聴システムを使用し、複数の難聴者と健常者が会話を行っている様子を示す。尚、この図１（ｂ）で示される補聴システムは、後述する送信器及び受信器が一の補聴システムに具備されることによって達成することができる。
【００１０】
図１（ａ）に示すような本発明に係る補聴システム（１）の構成について説明する。
本補聴システム（１）は、送信器（２）と受信器（３）とから構成されている。図２は本発明に係る補聴システムの送信器の構成を示すブロック線図である。
この補聴システム（１）の送信器（２）は、話し手の音声を収集し、受信器（３）へと伝送する装置であり、音声信号で変調したＤＳＢ半波を赤外線の半波にて受信器（３）へ伝送する。
この送信器（２）は、図２で示す如く、音声入力手段（２５）、局部発振（搬送波発振）手段（２１）、ＤＳＢ波生成手段（２２）、半波整流手段（２３）及び発光手段（２４）を有している。
【００１１】
局部発振（搬送波発振）（２１）は、音声信号で振幅変調される。この局部発振（搬送波発振）手段（２１）が発振する搬送周波数は、補聴システム（１）提供者が適宜設定することができる。この局部発振（搬送波発振）手段（２１）は、任意で一定の周波数の搬送波を発振する発振回路を採用することができる。
【００１２】
ＤＳＢ波生成手段（２２）は、局部発振（搬送波発振）手段（２１）からの搬送波と後述する音声入力手段（２５）からの音声信号をミキシングする。ＤＳＢ波生成手段（２２）は、搬送波と音声信号を混合し、搬送波を抑圧してＤＳＢ波が生成できる平衡変調回路を採用することができる。
尚、搬送波信号と音声信号が混合され搬送波を抑圧除去して得られた変調信号をＤＳＢ波と称する。
【００１３】
半波整流手段（２３）は、ＤＳＢ波生成手段（２２）において生成されたＤＳＢ波を半波整流する。この半波整流手段（２３）が行う半波整流は、ＤＳＢ波の波形の位相のプラス側（＋側）のみを取り出す（位相のマイナス側（−側）を取り除く）。
図３は、ＤＳＢ波の波形を示す図であり、（ａ）は半波整流手段を通過する前、（ｂ）は半波整流手段を通過した後の波形を示す。
【００１４】
発光手段（２４）は、ＤＳＢ波信号を半波整流して得た信号を赤外線信号に変換して赤外線信号を送信する。この発光手段（２４）がＤＳＢ波の半波整流信号を赤外線信号に変換する方法は、特に限定されるものではなく、当業者の理解する方法を採用することができるが、例えば、ＤＳＢ波半波整流信号に応じて、発光手段（２４）の有する赤外線発光素子の輝度を変調する方法が採用される。
この発光手段（２４）から発光される赤外線が後述する受信器（３）へとＤＳＢ波半波整流信号を伝搬することになる。
尚、発光手段（２４）は、複数の赤外線発光素子を具備し、これら赤外線発光素子は放射線状に拡散される強度の強い赤外線を発光する。
【００１５】
この発光手段（２４）が発光する赤外線信号の波形は、ＤＳＢ波が半波整流されているので、半波整流された半波（図３（ｂ））の形状である。
このように発光手段（２４）によって伝搬される赤外線信号が半波であることから、通常使用されるＤＳＢ全波信号に直流信号を重畳させて正の信号にして赤外線信号を電力増幅するために大きな消費電力が必要となるが、半波のみで伝送することにより消費電力を大幅に低減させることができる。
したがって、消費電力の低減を促進させることができるので、送信器（２）の消費電力の減少量を小さくすることができ、補聴システム（１）を長時間使用することができる。
【００１６】
音声入力手段（２５）は、話し手の音声を音声信号に変換して上述したＤＳＢ波生成手段（２２）へ送る。この音声入力手段（２６）は、コンデンサマイク等（図示せず）を有しており、話し手の音声を音声信号に変換することができる。
尚、この音声入力手段（２６）のコンデンサマイク等によって音声信号に変換される音声信号は、ＤＳＢ波生成手段（２２）へ送る前に、音声信号を増幅させる増幅器（図示せず）を設けても構わない。
【００１７】
次に、本発明に係る補聴システム（１）の受信器（３）を説明する。
図４は本発明に係る補聴システムの受信器の構成を示すブロック線図である。
本発明に係る補聴システム（１）の受信器（３）は、受光手段（３１）、高周波増幅手段（３２）、振幅反転手段（３３）、移相手段（３４）、第１混合手段（３５）、第２混合手段（３６）、第１局部発振手段（３７）、混合増幅手段（３８）、第３混合手段（３９）、第２局部発振手段（４０）、中間周波増幅手段（４１）、検波手段（４２）、低周波増幅手段（４３）及び出力手段（４４）を有している。
【００１８】
受光手段（３１）は、送信器（２）から発光される半波整流波形の赤外線（赤外線信号）を受信し、電気信号に変換する。この受光手段（３１）は、上記する赤外線信号の輝度の変調を検出することができる受光機能を有しており、例えば、赤外線信号を検出することができる赤外線フォトダイオード等の赤外線受光素子を採用することができる。
この受光手段（３１）は、受光した赤外線信号を電気信号に変換するが、この変換を行う受光回路（変換回路）としては、赤外線受光素子に流れる電流を負荷抵抗にかけ電圧として出力する回路を採用することができる。
尚、この受光手段（３２）において送信器（２）から送信されるＤＳＢ半波整流信号は電圧波として検出されることになる。
【００１９】
高周波増幅手段（３２）は、受光手段（３１）において検出されたＤＳＢ半波整流信号を増幅する。
【００２０】
振幅反転手段（３３）は、高周波増幅手段（３２）において増幅されたＤＳＢ半波整流信号を振幅反転させる（図５(b)参照）。
本発明の送信器（２）が送信する赤外線光信号はプラスの振幅のみのＤＳＢ半波整流信号であるので、この振幅反転手段（３３）には、ＤＳＢ半波整流信号をマイナス側（−側）に出力する回路を採用する。
尚、振幅反転手段（３３）でＤＳＢ半波整流信号を反転して得た信号をＤＳＢ半波整流振幅反転信号と称する（図５（ｂ）参照）。
【００２１】
移相手段（３４）は、振幅反転手段（３３）において振幅反転されたＤＳＢ半波整流振幅反転信号を移相させる。この移相手段（３４）が行うＤＳＢ半波整流振幅反転信号の移相は、移相手段（３４）において移相されるＤＳＢ半波整流振幅反転信号の半周期分遅延させる。
このようにＤＳＢ半波整流信号を振幅反転して半周期分だけ遅延させるように移相させることによって、振幅反転手段（３３）において振幅反転させたＤＳＢ半波整流振幅反転信号を、受光手段（３１）において検出され高周波増幅手段（３２）後に増幅されたＤＳＢ半波整流信号と後述する第１混合手段（３５）において混合した際に、両側波を有するＤＳＢ波となる。
【００２２】
第１混合手段（３５）は、受光手段（３１）において検出したＤＳＢ半波整流信号と、移相手段（３４）において移相されたＤＳＢ半波整流振幅反転信号を混合（ミキシング）する。
この第１混合手段（３５）において半波の（＋）側（６図（Ａ波）参照）と（−）側（６図（Ｂ波）参照）に分かれていたＤＳＢ半波整流信号とＤＳＢ半波整流振幅反転信号が半周期移相した信号と第１混合手段（３５）で半波同士が全波となるように混合されることになる（図６参照）。
この第１混合手段（３５）は、混合回路を採用することができる。
尚、図４では、高周波増幅手段（３２）から直接第１混合手段（３５）へ送られる波をＡ波、振幅反転手段（３３）と移相手段（３４）を介して第１混合手段（３５）へ送られる波をＢ波とし、図６（ａ）の上段の波形がＡ波を示し、下段の波形がＢ波を示している。
このようにＤＳＢの半波から全波を復元するので、音声信号波に含まれるノイズを従来よりも極めて少なくして伝搬することができるととともに、復元する場合においても効率良く復元することができる。
【００２３】
第２混合手段（３６）は、第１混合手段（３５）で得られたＤＳＢ信号と第１局部発振手段（３７）から発振される発生信号を混合する回路で、第１局部発振手段（３７）から発振される信号は、送信器の局部発振（搬送波発振）手段（２１）と同等の周波数を混合することにより搬送波をもったＡＭ波が生じる。
尚、この第３混合手段（３６）から出力手段（４３）の構成は、ＡＭ波を復元する従来技術であるスーパーヘテロダイン方式（特に、図４はスーパーへテロダイン方式を利用する）であるので詳細な説明は省略する。また、送信器側の局部発振（搬送波発振）手段（２１）や受信器の第１局部発振手段（３７）で扱う周波数により、図４点線内の（第３混合手段（３９）、第２局部発振手段（４０）、中間周波増幅手段（４１））が回路構成上、除外することができスーパーへテロダイン方式の形態を要しない場合もある。
また、搬送波周波数を上げることにより、図４点線内に示すスーパーヘテロダイン方式の構成を受信器（３）内に複数存在させることもできる。
【００２４】
混合増幅手段（３８）は、第２混合手段（３６）において第１局部発振段（３７）から発振される発生信号と第１混合段（３５）で出力されるＤＳＢ波と混合させ、得られた出力のＡＭ波を出力させる。
第３混合手段（３９）は、第２局部発振手段（４０）からの発振される発生信号を混合して周波数変換を行い、中間周波数を出力する。
中間周波増幅手段（４１）は、第３混合手段（３９）において出力される中間周波数を増幅する。
このように間周波増幅手段（４１）を介することによって、一定の中間周波数に設定し、検波手段（４２）と低周波増幅手段（４３）を通過することによって、音声として出力手段（４４）であるイヤホン、スピーカ等で出力される。また出力手段（４４）は骨伝導、ループシステム等の出力形態を採用することが可能であり、これらを採用するための回路の追加を行うこともできる。
尚、第３混合手段（３９）は、第２局部発振手段（４０）から任意の発振周波数を入力信号として混合することができ、中間周波数を得ることができる。
出力手段（４４）は、使用者の仕様形態によって適宜変更することが可能であるが、使用上の便宜からイヤホン等のスピーカであることが好ましい。
尚、図４ではスーパーヘテロダイン回路を利用する場合を説明したが、受光手段（３１）から混合増幅手段（３８）までを備える回路を構築すれば、スーパーへテロダイン方式に限定されることなく、この混合増幅手段（３８）から出力される音声信号波（電圧波）を通常のＡＭ波として処理することによって、全ての無線通信回路を使用することができる。
以上が本発明に係る補聴システム（１）の構成である。
【００２５】
本発明の補聴システム（１）を利用する他の実施形態を説明する。
上記する補聴システム（１）は、送信器（２）と受信器（３）が分離型として構成されている場合を説明したが、図１（ｂ）で示す如く、本補聴システム（１）の送信器（２）及び受信器（３）は一の補聴システム（１）内に設けられることもできる。
この場合、補聴システム（１）が送信器（２）及び受信器（３）を有しているので、難聴者のみがこの補聴システム（１）を携帯することになる。このように補聴システム（１）内に送信器（２）及び受信器（３）を具備させることによって、複数の難聴者と健常者が同時に会話を行っても、補聴システム（１）の送信器（２）の音声入力手段（２５）に伝わる会話（音声）を、受信器（３）側へ伝えることが可能となり、複数の健常者及び難聴者の会話全てを聞くことができる。
尚、この補聴システム（１）は、難聴者と健常者との会話において利用することができるとともに、難聴者同士の会話に利用することもでき、更には健常者同士の会話に利用することもできる。
【００２６】
本発明に係る補聴システム（１）の動作について説明する。
話し手は、送信器（２）へと話し掛ける。
音声入力手段（２５）によって音声が音声信号に変換される。
音声入力手段（２５）で変換された音声信号は、局部発振（搬送波発振）手段（２１）の搬送波とＤＳＢ波生成手段（２２）で混合とともに、平衡変調され搬送波を抑圧したＤＳＢ波を生成する。尚、ＤＳＢ波生成手段（２２）と半波整流手段（２３）の間にＤＳＢ波生成手段（２２）からの出力波のＤＳＢ波を増幅する「高周波増幅手段」を設けて波生成手段（２２）からの出力を増幅した後、半波整流手段（２３）へ出力させることもできる。
半波整流手段（２３）において、ＤＳＢ信号のプラス側の信号のみが取り出される（半波整流される）（図３(b)参照）。
半波整流されたＤＳＢ半波整流信号は、発光手段（２４）により赤外線信号として伝搬される。
【００２７】
送信器（２）によって伝搬された赤外線信号は、受信器（３）の受光手段（３１）において受光され、ＤＳＢ半波整流信号（電圧波）が検出され、高周波増幅手段（３２）において高周波が増幅される。
高周波増幅手段（３２）において高周波が増幅されたＤＳＢ半波整流信号は、振幅反転手段（３３）において振幅が反転される（図５参照）。
このとき、送信器（２）から伝搬されるＤＳＢ半波整流信号がプラスの振幅をもつ半波であるので、この振幅反転手段（３３）において振幅が反転されるＤＳＢ半波整流振幅反転信号は、マイナス位相を有する波形となる。
振幅反転手段（３３）において振幅が反転されたＤＳＢ半波整流振幅反転信号は、移相手段（３４）において、半周期分だけ遅延される（図６（ａ）［Ｂ波］参照）。
高周波増幅手段（３２）において高周波が増幅されたＤＳＢ半波整流信号と、移相手段（３４）において半周期分だけ遅延されたＤＳＢ半波整流振幅位相遅延信号は、第１混合手段（３５）で混合（ミキシング）され、ＤＳＢ波にされる（図６（ｂ）参照）。
このとき、高周波増幅手段（３２）において高周波が増幅されたＤＳＢ半波整流信号と、移相手段（３４）において半周期分だけ遅延されたＤＳＢ半波整流振幅位相遅延信号を混合させることによって、半波同士を全波とすることができる。このようにしてＤＳＢ半波整流信号をＤＳＢ波に復元することになる。
尚、移相手段（３４）でＤＳＢ半波整流振幅反転信号の搬送波半周期分だけ遅延させた波形を図６（ａ）［Ｂ波］に示す。
尚、図６（ａ）で示される間隔ｄが半周期分である。
【００２８】
全波の形状を有するＤＳＢ波に復元した後は、第２混合手段（３６）において第１局部発振手段（３７）から送信器（２）の局部発振（搬送波発振）手段（２１）と等しい発振周波数を発生信号として混合させ、ＡＭ波が出力される。出力されたＡＭ波は混合増幅手段（３８）において増幅される。
増幅されたＡＭ波の出力は、第３混合手段（３９）において第２局部発振手段（４０）からの発生信号と混合され、中間周波数が出力され、中間周波増幅手段（４１）にて増幅される。
増幅された中間周波数の出力は、検波手段（４２）と低周波増幅手段（４３）を夫々通過して、音声信号波から音声が抽出される。
抽出された音声は、出力手段（４４）であるイヤホン等で出力される。
使用者は、出力手段（４４）であるイヤホンから音声を聞くことができる。
【００２９】
本発明の補聴システムで使用される伝送方式と従来の伝送方式による消費電力の比較を行った。
（表１）に示される如く、本発明で使用される伝送方式の消費電力は、従来の伝送方式の消費電力と比較すると約１／１０の消費電力であることが解る。
尚、（表１）は送信器と受信器を５ｍの距離を有して配置し、５分間の伝送を３回実施した結果を示す。消費電力は平均送信所要電力（ｍＷ）を示している。
【００３０】
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る補聴システムの概略構成図を示し、（ａ）は複数の健常者がそれぞれ送信器を持ち、受信器をもつ一人の難聴者の相互会話としている様子を示し、（ｂ）は、複数の健常者がそれぞれ送信器を持ちと複数の難聴者がそれぞれ送・受信器をもって相互会話をしている様子を示す。
【図２】本発明に係る補聴システムの送信器の構成を示すブロック線図である。
【図３】ＤＳＢ波の波形を示す図であり、（ａ）は半波整流手段を通過する前、（ｂ）は半波整流手段を通過した後の波形を示す。
【図４】本発明に係る補聴システムの受信器の構成を示すブロック線図である。
【図５】振幅反転手段によって振幅反転させるＤＳＢ半波整流振幅反転信号波を示し、（ａ）は振幅反転させる前の波形を示し、（ｂ）は振幅反転させた後の波形を示す。
【図６】ＤＳＢ半波整流の混合を示す図であり、（ａ）は混合される前の２つの半波を示し、（ｂ）は混合された後の１の全波を示す。
【符号の説明】
【００３２】
１・・・・補聴システム
２・・・・送信器
２１・・・半波整流手段
３・・・・受信器
３１・・・受信手段（受光手段）
３３・・・振幅反転手段
３４・・・移相手段
３５・・・第２混合手段
【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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