(57)【要約】【課題】ダイバーの位置を他のダイバーに知らせる信号を水中に送信する機能を有する水中通話装置を提供すること。【解決手段】水中通話装置１００は、音声通話を行うため音声インターフェイス１０と、送受信部２０と、ビーコン信号生成部３０と、セレクタ４１と、報知部５０とを備える。音声インターフェイス１０は、骨導マイク１１と骨導スピーカ１２とを備える。骨導マイク１１は、ダイバーの声帯振動を、骨を介して感知し、その振動を電気信号（音声信号）に変換し、セレクタ４１に出力する。骨導マイク１１は、装着状態で、ダイバーの頭部や頸部に当接する位置に配設されている。骨導スピーカ１２は、送受信部２０の受信部２２から供給される音声信号を、例えば、圧電素子を使用することにより、振動に変換して外部に出力する。送受信部２０は、他の水中通話装置と超音波を送受信する。【選択図】図１
2013147110.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から送信された音声データを含む超音波を受信して前記音声データに対応する電気信号を出力する受信部と、
前記受信部から出力された電気信号を受信して前記電気信号に対応する振動を生成するスピーカと、
ダイバーの声帯振動を受信して前記声帯振動に対応する電気信号を音声信号として出力するマイクロホンと、
前記ダイバーの位置を他のダイバーに示すための位置信号を生成して出力する信号生成部と、
前記マイクロホンによって出力された前記音声信号および前記信号生成部によって出力された前記位置信号を超音波に変換して外部に送信する送信部と、
前記スピーカおよび前記マイクロホンを前記ダイバーに装着するための装着部と、
を備え、
前記送信部が、前記位置信号の前記超音波を送信するときは、前記音声信号の前記超音波を外部に送信しないことを特徴とする水中通話装置。
【請求項２】
外部から送信された音声データを含む超音波を受信して前記音声データに対応する電気信号を出力する受信部と、
前記受信部から出力された電気信号を受信して前記電気信号に対応する振動を生成するスピーカと、
ダイバーの位置を他のダイバーに示すための位置信号を生成して出力する信号生成部と、
前記信号生成部によって出力された前記位置信号を超音波に変換して外部に送信する送信部と、
前記スピーカを前記ダイバーに装着するための装着部と、
を備え、
前記信号生成部は、位置信号の生成をオン・オフするスイッチを備えることを特徴とする水中通話装置。
【請求項３】
外部から送信された音声データを含む超音波を受信して前記音声データに対応する電気信号を出力しかつ外部から送信された一定周波数の超音波を受信して前記一定周波数の超音波に対応する電気信号を出力する受信部と、
前記受信部によって出力された電気信号を受信して前記電気信号に対応する振動を出力するスピーカと、
ダイバーの声帯振動を受信して前記声帯振動に対応する電気信号を音声信号として出力するマイクロホンと、
前記マイクロホンによって出力された前記音声信号を超音波に変換して外部に送信する送信部と、
前記スピーカおよび前記マイクロホンを前記ダイバーに装着するための装着部と、
前記一定周波数の超音波に対応する前記電気信号の受信強度を表示する受信強度表示部と、
を備えることを特徴とする水中通話装置。
【請求項４】
前記信号生成部が、前記送信部によって送信された前記超音波の送信から一定時間の経過後に、前記位置信号の送信を自動的に停止することを特徴とする請求項１または２に記載の水中通話装置。
【請求項５】
前記送信部および前記受信部の指向性は、それぞれ、変更可能であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の水中通話装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイバーが水中で通話するために用いられる水中通話装置に関し、特にダイバーの位置を他のダイバーに知らせる信号を水中に送信する水中通話装置、およびその信号を受信して、その受信強度を表示する水中通話装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイビングでは、水の透明度が低い場合、５ｍも離れると何も見えなくなることがある。その結果、バディ（二人一組で一緒に行動し、エア切れなどの緊急事態に対処できるようにするチーム）のダイバー同士がはぐれたり、またツアー客とツアーガイドとがはぐれたり、帰り着くべき位置を見失ったりすることがある。
【０００３】
このような問題を解決する一助として、特許文献１に開示されているような水中通話機が使用されている。水中通話機を介して、相手の状況を把握し、互いに指示を出すことができる。たとえば、バディの一方のダイバーが海底の地形に詳しければ、その様子を話すことでナビゲーションして探し出すこともできる。
【０００４】
また、ダイバーが自己の所在を報知するビーコン信号を送信するビーコン装置とビーコン信号を受信するレシーバー（たとえば、ＭＡＲＫ−ＴＲＡＫ  ダイバー用ビーコン＆レシーバー  日本海洋株式会社）も商品化されている。ビーコン装置からビーコン信号を送信し、レシーバーで受信することにより、受信者は送信者のおおよその方向と距離と知ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１１１２０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、水中通話装置を使用しても、不慣れな海底や透明度が低い水中であれば、何かを目安に互いの位置を伝えることもできない。
【０００７】
また、ビーコン装置とレシーバーを使用する場合では、相手の状況が分からず、こちらが捜していることも相手に伝えることもできない。そもそも行方不明者がビーコンを発射してくれるかどうかも分からない。
【０００８】
水中通話装置とビーコン及びレシーバーとを装着して同時に使用することも考えられるが、それぞれ、別個の装置であるから、使い勝手が悪い。
【０００９】
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたもので、通話機能とビーコン又はレシーバー機能を備える装置を提供することを目的とする。
【００１０】
また、本発明は、ダイバー相互の位置確認をより容易にすることを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明に係る水中通話装置は、
外部から送信された音声データを含む超音波を受信して前記音声データに対応する電気信号を出力する受信部と、
前記受信部から出力された電気信号を受信して前記電気信号に対応する振動を生成するスピーカと、
ダイバーの声帯振動を受信して前記声帯振動に対応する電気信号を音声信号として出力するマイクロホンと、
前記ダイバーの位置を他のダイバーに示すための位置信号を生成して出力する信号生成部と、
前記マイクロホンによって出力された前記音声信号および前記信号生成部によって出力された前記位置信号を超音波に変換して外部に送信する送信部と、
前記スピーカおよび前記マイクロホンを前記ダイバーに装着するための装着部と、
を備え、
前記送信部が、前記位置信号の前記超音波を送信するときは、前記音声信号の前記超音波を外部に送信しない。
【発明の効果】
【００１２】
上記のような本発明に係る水中通話装置によれば、バディがはぐれた場合、ダイバー間の音声通話とダイバーの位置を示す信号の送受信とによって、安全かつ確実に相手のダイバーを探し出すことができる。
【００１３】
また、本発明に係る水中通話装置は、ダイバーの位置を他のダイバーに知らせる信号を水中に送信する機能またはその信号を受信して受信強度を表示する機能を付加した構成を有するので、通話機能を有する装置と上記各機能を有する装置とを個別に使用するより使い易いという利点もある。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る水中通話装置の回路構成を示すブロック図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｄ）は、図１に示す水中通話装置のビーコン信号生成部内の信号波形を示すタイミングチャートである。
【図３】図１に示した受信強度表示部の表示を示す図である。
【図４】（Ａ）および（Ｂ）は、図１の水中通話装置の装着構造を示す図、（Ｃ）は、水中通話装置をダイバーが装着した様子を示す図である。
【図５】水中通話装置を用いた通話及びビーコン信号の送受信動作を説明するための図である。
【図６】（Ａ）は、図１の水中通話装置を装着するダイバー（行方不明者）を別の水中通話装置を装着する他のダイバー（探索者）が探索している状況を示す図であり、（Ｂ）は、（Ａ）とは異なる探索状況を示す図である。
【図７】水中通話装置の変形例の構成を示すブロック図である。
【図８】水中通話装置の他の変形例の構成を示すブロック図である。
【図９】超音波の周波数を変更することにより指向性を調整する構成を示すブロック図である。
【図１０】咽喉マイクを用いた水中通話装置の構造の例を示す図である。
【図１１】水中通話装置の構造の他の例を示す図である。
【図１２】音声変換装置を備える水中通話装置の構成を説明するためのブロック図である。
【図１３】ダイバスーツに水中通話装置を配置した構成を示す図である。
【図１４】ダイビング用のフードに水中通話装置を配置した構成を示す図である。
【図１５】ダイビング用のマスクストラップに水中通話装置を配置した構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態に係る水中通話装置について図面を参照して説明する。
【００１６】
（実施形態１）
まず、本実施形態に係る水中通話装置１００の回路構成について説明する。本実施形態に係る水中通話装置１００は、図１に示すように、音声通話を行うため音声インターフェイス１０と、送受信部２０と、ビーコン信号生成部３０と、セレクタ４１と、報知部５０とを備える。
【００１７】
音声インターフェイス１０は、骨導マイク１１と骨導スピーカ１２とを備える。
【００１８】
骨導マイク１１は、ダイバーの声帯振動を、骨を介して感知し、その振動を電気信号（音声信号）に変換し、セレクタ４１に出力する。骨導マイク１１は、装着状態で、ダイバーの頭部や頸部に当接する位置に配設されている。
【００１９】
骨導スピーカ１２は、送受信部２０の後述する受信部２２から供給される音声信号を、例えば、圧電素子を使用することにより、振動に変換して外部に出力する。骨導スピーカ１２は、装着状態で、ダイバーの頭部や頸部に当接する位置に配設されている。
【００２０】
送受信部２０は、他の水中通話装置と超音波を送受信する。水中では電磁波の到達距離は短いため、超音波が採用されている。
【００２１】
送受信部２０は、送信部２１と受信部２２とを備える。
【００２２】
送信部２１は、送信回路２１１と送信アンテナ２１２とを備える。送信回路２１１は、セレクタ４１から供給された音声信号（電気信号）により所定周波数の超音波を変調し、送信アンテナ２１２は、変調された超音波を水中に送信する。送信アンテナ２１２は、ホーン２１３を備える。ホーン２１３の位置、向きなどを調整することにより、送信アンテナ２１２が送信する超音波の向きや、指向性（広がり）を調整可能である。
【００２３】
受信部２２は、受信アンテナ２２１と受信回路２２２とを備える。受信アンテナ２２１は、水中を伝播してくる超音波を受信して、電気信号に変換する。受信回路２２２は、受信アンテナ２２１から出力された電気信号を復調して出力する。なお、通信方式自体は、アナログ方式でもデジタル方式でもかまわない。受信アンテナ２２１は、ホーン２２３を備える。ホーン２２３の位置、向きなどを調整することにより、受信アンテナ２１２が受信する超音波の指向性（広がり）や向きを調整可能である。なお、受信アンテナ２２１と、送信アンテナ２１２とは同一の構成であってもよい。
【００２４】
ビーコン信号生成部３０は、ビーコン信号（位置信号）を生成する回路であり、スイッチ３１と、第１と第２のタイマー３２、３３と、発振器３４とを備える。この実施形態では、ビーコン信号は、断続する１ｋＨの正弦波信号から構成される。
【００２５】
スイッチ３１は、ユーザにより操作され、ビーコン信号を送信するときにオンされ、図２（Ａ）に示すように、オン信号を出力する。
【００２６】
第１タイマー３２は、図２（Ｂ）に示すように、スイッチ３１がオンされると起動し、ビーコン信号の継続出力時間に相当する所定の時間Ｔ１（ここでは、２分とする）を計測し、計測中、ビーコン制御信号をオンする。
【００２７】
第２タイマー３３は、図２（Ｃ）に示すように、ビーコン制御信号のオンにより起動し、第１タイマー３２が計時している第１の時間Ｔ１内で、予め設定された第２の時間Ｔ２（ここでは、３秒）と第３の時間Ｔ３（ここでは１秒）の計測を繰り返す。第２タイマー３３は、図２（Ｃ）に示すように、第２の時間Ｔ２を計測中、発振制御信号をハイレベル（アクティブレベル）とし、第３の時間Ｔ３を計測中、発振制御信号をローレベル（インアクティブレベル）とする。
【００２８】
発振器３４は、第２のタイマー３３が発振制御信号をオンしている間、即ち、第２の時間Ｔ２を計測している間、発振し、所定周波数、例えば、１ｋＨｚの正弦波信号を出力する。従って、発振器３４は、図２（Ｄ）に示すように、スイッチ３１に押操作に応答して、３秒間（＝Ｔ２）継続する１ｋＨｚの正弦波信号、１秒間（＝Ｔ３）のインターバル、３秒間継続する１ｋＨｚの正弦波信号、１秒のインターバル、．．．という構成のビーコン信号を２分間（＝Ｔ１）連続して出力する。
【００２９】
セレクタ４１は、骨導マイク１２の出力する音声信号と発振器３４の出力するビーコン信号とを入力し、第１タイマー３２の出力するビーコン制御信号がローレベル（インアクティブレベル）のとき、骨導マイク１１の出力する音声信号を選択して送信部２１に出力し、ビーコン制御信号がハイレベル（アクティブレベル）のとき、発振器３４の出力するビーコン信号を選択して送信部２１に出力する。
【００３０】
ビーコン報知部５０は、ビーコンデテクタ５１と表示部５２とを備える。
【００３１】
ビーコンデテクタ５１は、受信部２２から骨導スピーカ１２に出力された信号を検波して、ビーコン信号が含まれているか否かを判別し、含めていると判別した場合には、所定周波数（ここでは、１ｋＨｚ）の信号成分の信号強度と基準信号レベルとを比較し、受信強度が基準信号レベルよりも大きい場合に、受信強度を示す強度信号を出力する。
【００３２】
表示部５２は、図３に示すような、距離に応じたＬＥＤ(Light Emitting Diode)５２ａ〜５２ｆを備える。ＬＥＤ５２ａ〜５２ｆは、ビーコンデテクタ５１が検出した受信強度に応じて、強度が強くなるに従って「近い」に近い位置のものが点灯し、強度が弱くなるに従って「遠い」に近いものが点灯する。
【００３３】
次に、上記回路構成を有する水中通話装置１００をダイバーに装着するための構成について、図４（Ａ）〜（Ｃ）を参照して説明する。
【００３４】
なお、図４（Ａ）は、水中通話装置１００の正面外観図、図４（Ｂ）は、水中通話装置１００の本体部の背面図（水中通話装置１００を（Ａ）の矢印Ａ方向からみたときの図）、図４（Ｃ）は、水中通話装置１００をダイバーが装着した状態を示す図である。
【００３５】
図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、水中通話装置１００は、本体部１２１と、紐部１２２と、連結部１２３と、表示部５２とを備える。
【００３６】
本体部１２１は、内部に図１に示した回路構成を収容した防水性の筐体１３１を備え、この筐体１３１を帯状の柔軟性のある被覆部材（クッション）で覆った構成を有する。これにより、本体部１２１は、ダイバーの首部に密着しやすくなっている。
【００３７】
本体部１２１の被覆部材の内面（ダイバーの首に密着する部分）には、骨導マイク１１と骨導スピーカ１２を露出するための開口が形成されている。骨導マイク１１と骨導スピーカ１２は、開口から表面に露出し、装着状態でダイバーの頸骨或いは頭骨近傍に当接するように配置されている。
【００３８】
また、本体部１２１の被覆部材の外面（ダイバーの首に密着する面の反対側の面）には、送信部２１と受信部２２を露出するための開口が形成されている。送信部２１と受信部２２とは、開口から表面に露出している。
【００３９】
紐部１２２は、弾性部材である２本の紐から成り、各紐は、本体部１２１の両端にそれぞれ連結されている。各紐の他端には、一対の連結部１２３を構成する各連結部が接続されている。一対の連結部１２３の連結により、水中通話装置１００は、ダイバーの首部に装着される。紐部１２２の弾性及び本体１２１の被覆部材の弾性により、水中通話装置１００は、ダイバーの首部に密着した状態となる。
【００４０】
表示部５２は、図１に示す表示部５２であり、ビーコン信号の受信信号強度を報知する。
【００４１】
表示部５２は、有線ケーブルにより、本体１２１に収容された筐体１３１内のビーコンデテクタ５１に接続されている。表示部５２は、ダイバーの腕に装着できるように、ベルトを備え、装着状態でダイバーは受信信号強度の表示を容易に見ることができる。
【００４２】
また、表示部５２の側部には、ビーコン信号生成部３０のスイッチ３１が配置されている。
【００４３】
図４（Ｃ）に示すように、水中通話装置１００の本体部１２１は、連結部１２３を連結することにより、首に巻き付けられた状態で、ダイバーに装着される。この状態で、骨導マイク１１と骨導スピーカ１２は、ダイバーの頸骨或いは頭骨近傍に当接し、一方、送信部２１と受信部２２とは、外部に露出する。
【００４４】
このような構造とすることにより、装着状態では、本体部１２１が、ダイバーの口や目の周辺を塞ぐことはない。このため、水中マスクやレギュレータを装着した状態でも、水中通話装置１００Ａを装着することが可能である。
【００４５】
次に、上記構成の水中通話装置１００の動作を説明する。
【００４６】
ここでは、理解を容易にするため、図５に示すように、ダイバーＤＡとダイバーＤＢが水中通話装置１００Ａと１００Ｂにより、通話及びビーコン信号の授受を行う場合を例に説明する。
【００４７】
まず、ダイバーＤＡは水中通話装置１００Ａを、ダイバーＤＢは水中通話装置１００Ｂを、それぞれ、図４（Ｃ）に示すように装着する。また、表示部５２を腕に装着する。このとき、骨導マイク１１及び骨導スピーカ１２が頭骨、頸骨などの近傍に当接する。
【００４８】
ダイバーＤＡがダイバーＤＢに通話する場合、ダイバーＤＡは、スイッチ３１をオンすることなく、ダイバーＤＢに話す。ダイバーＤＡの音声は、骨を介して、骨導マイク１１に伝わり、骨導マイク１１は、振動をピックアップし、電気信号に変換して出力する。
【００４９】
ここで、スイッチ３１がオフであり、第１タイマー３２がオフ状態（計時していない状態）であるとすると、第１タイマー３２の出力するビーコン制御信号はローレベルである。セレクタ４１は、ビーコン制御信号に応答して、骨導マイク１１の出力する音声信号を選択して、送信部２１に出力する。
【００５０】
送信部２１の送信回路２１１は、供給された音声信号により、送信対象の超音波に等しい周波数の搬送波を変調し、送信アンテナ２１２は、変調された搬送波を超音波振動に変換して水中に出力する。ホーン２１３の位置、広がり、向きなどにより、出力された超音波の指向性（広がりの程度）、伝搬の中心方向等が変化する。
【００５１】
ダイバーＤＢが装着する水中通話装置１００Ｂの受信部２２は、水中通話装置１００Ａの送信部２１から送信され、水中を伝播してきた超音波を、受信アンテナ２２１で受信して電気信号に変換し、受信回路２２２で元の音声信号を復調する。ホーン２２３の位置、広がり、向きなどにより、受信可能な超音波の指向性が変化する。
【００５２】
ビーコンデテクタ５１は、受信部２２から出力された信号中の１ｋＨｚの信号成分の信号レベルを求め、基準レベルと比較する。音声信号は多数の周波数成分を含み、１ｋＨｚの成分はそれほど多くない。このため、ビーコンデテクタ５１は、１ｋＨｚの信号成分の信号レベルが基準レベル以下と判別し、表示部５２は、特段何も表示しない。
【００５３】
一方、骨導スピーカ１２は、受信部２２から供給された音声信号を振動に変換して、出力する。出力された振動は、骨を介してダイバーＤＢの耳管に到達し、音声として認識される。
【００５４】
一方、ダイバーＤＢがダイバーＤＡに通話する場合、水中通話装置１００Ｂの骨導マイク１１で音声がピックアップされ、セレクタ４１を介して、送信部２１に供給され、超音波に変調されて、水中に出力される。
【００５５】
ダイバーＤＡが装着する水中通話装置１００Ａの受信部２２は、水中を伝播してきた超音波を受信し、音声信号を復調し、復調した音声信号を出力する。
【００５６】
水中通話装置１００Ａのビーコンデテクタ５１は、受信部２２から出力された音声信号中の１ｋＨｚの信号成分の信号レベルが基準レベル以下であると判別し、表示部５２は、特段何も表示しない。骨導スピーカ１２は、受信部２２から供給された音声信号を振動に変換して出力する。出力された振動は、骨を介してダイバーＤＡの耳管に到達し、音声として認識される。
【００５７】
こうして、ダイバーＤＡとＤＢは、双方向に通話を行うことができる。
【００５８】
次に、ダイバーＤＡがダイバーＤＢにビーコン信号を送信する際の動作を説明する。
ダイバーＤＡは、スイッチ３１をオンする。スイッチ３１のオン操作に応答して、図２（Ｂ）に示すように、第１タイマー３２は２分の計時を開始し、ビーコン制御信号をハイレベルとする。ビーコン制御信号がハイレベルになったことに応答して、第２タイマー３３は、３秒間（＝Ｔ２）と１秒間（＝Ｔ３）とを交互に計測し、図２（Ｂ）に示すように、３秒間（＝Ｔ２）のハイレベルと１秒間（＝Ｔ３）のローレベルを繰り返す発振制御信号を出力する。
【００５９】
発振器３４は、発振制御信号がハイレベルの時に発振し、１ｋＨｚの正弦波信号を出力する。このため、発振器３４は、３秒間（＝Ｔ２）発振し、１秒間（＝Ｔ３）停止するという動作を繰り返す。従ってその出力信号（＝ビーコン信号）は、図２（Ｄ）に示すように、３秒間（＝Ｔ２）１ｋＨｚの正弦波信号が継続し、１秒間（＝Ｔ３）交流成分が０となり、３秒間（＝Ｔ２）１ｋＨｚの正弦波信号が継続し、１秒間（＝Ｔ３）交流成分が０となり、．．．を繰り返す信号となる。
【００６０】
セレクタ４１は、第１タイマー３２が出力するビーコン制御信号がハイレベルの期間、発振器３４の出力信号を選択して送信部２１に出力する。従って、図２（Ｄ）に示すビーコン信号が送信部２１に出力される。なお、仮に、ダイバーＤＡが会話中であった場合、セレクタ４１の選択の切り替えにより、音声信号の通信は途切れることになる。
【００６１】
送信部２１は、供給されたビーコン信号により超音波を変調して、水中に出力する。
【００６２】
ダイバーＤＢが装着する水中通話装置１００Ｂの受信部２２は、水中通話装置１００Ａの送信部２１から送信され水中を伝播してきた超音波を受信し、元のビーコン信号を復調して出力する。
【００６３】
ビーコンデテクタ５１は、受信部２２から出力された信号を検波し、ビーコン信号の有無を検出し、さらに、検出したビーコン信号の信号レベルを基準レベルと比較する。この例では、受信部２２から出力される信号はビーコン信号を含む。このため、ビーコンデテクタ５１は、ビーコン信号を検出したこと、及び、検出したビーコン信号の信号レベルが基準レベル以上と判別する。表示部５２は、ビーコンデテクタ５１の検出に応答し、ＬＥＤ５２ａ〜５２ｆのうち、ビーコンデテクタ５１が検出した受信強度に対応するＬＥＤを点灯する。これにより、ダイバーＤＢは、ダイバーＤＡまでのおおよその距離を把握できる。
【００６４】
また、骨導スピーカ１２は、供給されたビーコン信号を振動に変換し、出力する。この振動は、ダイバーＤＢの骨を介してダイバーＤＢの耳管に到達し、音として認識される。従って、ダイバーＤＢは、例えば、ツー、ツー、ツー．．．というような特定の音高の繰り返し音を聴取する。
【００６５】
ダイバーＤＢは、骨導スピーカ１２からの所定音高の繰り返し音により聴覚で、また、表示部５２の表示により視覚で、ダイバーＤＡがビーコン信号を発していることを知ることができる。さらに、表示部５２の表示から、ダイバーＤＡまでのおおよその距離を知ることができる。
【００６６】
スイッチ３１が操作されてから２分（＝Ｔ１）が経過すると、第１タイマー３２の計時が終了し、ビーコン制御信号はローレベルとなる。このため、第２タイマー３３のカウント動作及び発振器３４の発振動作は終了し、セレクタ４１は、骨導マイク１１からの音声信号を選択して送信部２１に送信する。従って、ダイバーＤＡの通話が可能となる。
【００６７】
なお、ダイバーＤＡがビーコン信号を送信中も、ダイバーＤＢからダイバーＤＡへの一方向の通話は可能である。従って、ダイバーＤＢは、ビーコン信号送信中のダイバーＤＡに指示やアドバイスを伝えることができる。
【００６８】
また、各ダイバーは、通話中でも、ビーコン信号を受信できる。例えば、また、ダイバーＤＡがビーコン信号を送信した際に、ダイバーＤＢがダイバーＤＡ以外のダイバーＤＣと通話中であったとする。この場合、ダイバーＤＢの水中通話装置１００Ｂの受信部２２は、ダイバーＤＡからの超音波信号とダイバーＤＣからの超音波信号を共に受信し、ダイバーＤＡからのビーコン信号とダイバーＤＣからの音声信号の合成信号を復調する。従って、会話を妨げずに、ビーコン信号を受信・再生・報知することができる。
【００６９】
次に、図６（Ａ）を参照して、水中通話装置１００を用いて、ダイバー（以下、探索者）ＤＢがダイバー（以下、行方不明者）ＤＡを、探索する方法の具体例を説明する。
【００７０】
ステップＳ１：探索者ＤＢは、音声通話によって行方不明者ＤＡに捜索することを伝えるとともに、行方不明者ＤＡの水中通話装置１００Ａの送信部２１の送信アンテナ２１２の指向性を低い方に切り替えることを指示する。行方不明者ＤＡは、探索者ＤＢの指示に従って、ホーン２１３をスライドして、送信アンテナ２１２の指向性を低く設定し、音声通話により、探査者ＤＢに伝える。
【００７１】
ステップＳ２：探索者ＤＢは、行方不明者ＤＡが送信アンテナ２１２の指向性を低く設定したことを確認したら、スイッチ３１のオンを音声通話で指示する。行方不明者ＤＡは、探索者ＤＢの指示に従って、スイッチ３１を押操作する。この押操作に応答して、水中通話装置１００Ａは送信部２１から、ビーコン信号を含む超音波信号を発射する。指向性が低く設定されているため、図６（Ａ）に模式的に示すように、超音波ＳＳは同心球状に広い範囲に伝播する。
【００７２】
ステップＳ３：探索者ＤＢは、自己の水中通話装置１００Ｂの受信部２２のホーン２２３を操作して、受信指向性を広い指向性に変更する。次に、表示部５２の表示を見ながら受信アンテナ２２１の向きを色々変えて、超音波の受信強度が最も良い（高い）おおよその方向を探査する。図６（Ａ）の例では、探索者ＤＢは、前方に行方不明者ＤＡがいると判断する。
【００７３】
ステップＳ４：次に、探索者ＤＢは、自己の水中通話装置１００Ｂの受信部２２のホーン２２３を操作して、受信指向性を狭い指向性に変更する。次に、表示部５２の表示を見ながら受信アンテナ２２１の向きを、先に特定したおおよその方向を（前方）を中心に変化させて、超音波の受信強度が最も良い（高い）方向を詳細に探査し、さらに、おおよその距離を判断する。
【００７４】
ステップＳ５：探索者ＤＢは、行方不明者ＤＡに、接近することを伝える。
【００７５】
ステップＳ６：探索者ＤＢは、最も受信強度の高い方向へ透明度のある距離（たとえば、５〜１０ｍ）進む。
【００７６】
ステップＳ７：探索者ＤＢは、上記距離を進んだ後、行方不明者ＤＡを見つけることができないときは、上記ステップＳ１〜Ｓ６を繰り返して、行方不明者ＤＡを探索する。ただし、探索者ＤＢは、探査の途中で危険度が高いと判断したときは、探索を中止し、直ちに緊急浮上を指示する。
【００７７】
なお、水中通話装置１００を装着したダイバーが、帰り着くボートを見失ったような場合には、水中通話装置１００の送信部２１（少なくとも送信アンテナ２１１）をボートから水中に入れて、ビーコン信号を水中に送信（発射）するように、水中通話装置１００を使用すれば、これを受信した水中通話装置１００のダイバーは、そのボートを単独で探索して帰り着くことができる。
【００７８】
また、水中通話装置１００の送信部２１からビーコン信号を送信する代わりに、ボートやそのボートの母船に設けた超音波源（不図示）から上記超音波を水中に送信すれば、水中通話装置１００のダイバーは、そのボートを単独で探索して帰り着くことができる。
【００７９】
以上説明したように、本実施形態に係る水中通話装置１００によれば、ユーザ間で会話することができると共に各ユーザがビーコン信号を送信し、他のユーザがこれを受信して当該ユーザの方向と距離を推定できる。
【００８０】
これにより、例えば、ツアー客とツアーガイドがそれぞれ水中通話装置１００を装着すれば、両者が水中ではぐれた場合でも、ツアーガイドは、ツアー客に対して、明瞭な指示を伝え、またツアー客からの応答を確認できるとともに、ビーコン信号の受信強度を表示部５２の表示により確認しつつ、ツアー客の位置を探索することができる。
【００８１】
また、通話機能とビーコン機能とを一体化しているため、装置がコンパクトで、他の装備と干渉せず、水中マスクやレギュレータを装着した状態でも、水中通話装置１００Ａを装着することが可能である。また、装着状態では、本体部１２１が、ダイバーの口や目の周辺を塞ぐこともない。
【００８２】
なお、この発明は、上記実施の形態に限定されず、種々の変形及び応用が可能である。
例えば、上記実施の形態では、各音声通話装置１００が、ビーコン信号を送信する機能と、ビーコン信号を受信して受信強度を報知する機能を備えたが、図７に示すように、ビーコン信号送信機能のみを備える各音声通話装置１００Ｓと、ビーコン信号を受信して受信強度を報知する機能のみを備えた音声通話装置１００Ｒを構成してもよい。
【００８３】
なお、図７の構成では、ビーコン信号生成部３０に第２タイマー３３が設けられておらず、第１タイマー３２の出力するビーコン制御信号が発振器３４に供給される。従って、発振器３４は、時間Ｔ１、１ｋＨｚの正弦波信号を連続して出力する。
【００８４】
また、図８に示すように、骨導マイク１１を備えていない水中通話装置１００Ｅを構成してもよい。
【００８５】
水中通話装置１００Ｅは、水中通話装置１００Ｂを装着したダイバー（例えば、ツアーガイド）からの音声を水中通話装置１００Ｂから受信し、再生できる。ただし、骨導マイク１１を備えていないため、水中通話装置１００Ｅから水中通話装置１００Ｂを装着したダイバーへの音声送信（通話）はできない。
【００８６】
また、ビーコン信号生成回路３０の第１及び第２タイマー３２，３３が配置されておらず、スイッチ３１の出力が発振器３４に供給されている。このため、例えば、スイッチ３１がオンしている期間、発振器３４が発振し、正弦波信号を出力する。
【００８７】
この場合、例えば、水中通話装置１００Ｂで受信されたダイバー（ツアーガイド）ＤＡの音声指示に対して、水中通話装置１００Ｅを装備したダイバー（ツアー客）は、ビーコン信号生成部３０のスイッチ３１をオン・オフすることによって、サイン波からなる位置信号を水中通話装置１００Ｂに間欠的に送信（発射）し、ＹＥＳまたはＮＯのような応答を行う。
【００８８】
たとえば、ＹＥＳの応答であれば、水中通話装置１００Ｅのダイバーが５秒間の連続送信（連続音）を行い、またＮＯの応答であれば、１秒間隔の断続送信（断続音）を行うとの取り決めをダイバー間であらかじめ設定しておくと、意思の疎通を図ることができる。これにより、本変形例の水中通話装置１００Ｅ、１００Ｂによれば、実施形態１の水中通話装置１００Ａ、１００Ｂを使用する場合と同様に、行方不明者であるツアー客（水中通話装置１００Ｅを装着したダイバー）を確実に探索することができる。
【００８９】
また、上記実施の形態においては、送信部２１は、ホーン２１３の位置を調整することにより、送信する超音波の指向性を変更したが、他の任意の手法で指向性の調整が可能である。
【００９０】
例えば、３０ＫＨｚなど低い周波数の超音波は指向性が小さく、１００ＫＨｚなどの高い周波数の超音波は指向性が高いことが知られているから、使用する超音波の周波数を変更することでも送信する超音波の指向性を変更することができる。
【００９１】
この例の場合、例えば、図９に示す構成を採用できる。この構成では、超音波周波数領域の周波数で発振するＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator）２１５の周波数制御端子に印加する電圧をボリューム２１６或いはスイッチの調整・切り替えに従って適宜変更する。そして、ＶＣＯ２１５の出力信号とセレクタ４１から供給された音声／ビーコン信号とをミクサ２１７により混合し、これを送信アンテナ２１２に配置されたピエゾ素子等に印加することにより、可変周波数の超音波信号を生成する。また、ピエゾ素子等のトランスデューサーに電圧を印加するタイミングを変えることによって、超音波信号の周波数を変えることもできる。この場合、ファームウェアを組み込んだＣＰＵ等を含む構成（図示せず）を採用することができる。この構成では、ファームウェアによって、所定の周波数の正弦波の各値が計算され、それの値をデジタル−アナログ（ＤＡ）変換器に入力して、アナログ信号に変換し、そのアナログ信号を増幅器で増幅して、これをピエゾ素子等に印加して可変周波数の超音波信号を生成する。
【００９２】
また、上記実施の形態においては、送信部２１は、ホーン２１３の位置を調整することにより、送信する超音波の指向性を変更したが、ホーン２１３の位置を調整することなく、指向性を変更しないで使用することもできる。例えば、あらかじめ、ある程度の指向性を有する送信部であれば、指向性を変更する必要はない場合が多い。
【００９３】
また、送信部２１を、行方不明者ＤＡが自身の体で水中通話装置１００Ａの後方を遮蔽することにより、図６（Ｂ）に示すように、行方不明者ＤＡの後方への超音波の送出を抑制することが可能である。
【００９４】
図６（Ｂ）に示す例において、探索者ＤＢが行方不明者ＤＡを探索する方法は、図６（Ａ）に示す上述の具体例と同様であるから、以下に異なる手順のみを説明する。
【００９５】
ステップＳ１において、探索者ＤＢが、音声通話によって行方不明者ＤＡに捜索することを伝える。
【００９６】
次に、ステップＳ２において、探索者ＤＢは、スイッチ３１のオンを音声通話で指示する。行方不明者ＤＡは、探索者ＤＢの指示に従って、スイッチ３１を押操作する。この押操作に応答して、水中通話装置１００Ａは送信部２１から、ビーコン信号を含む超音波信号を発射する。水中通話装置１００Ａの後方を行方不明者ＤＡの体で遮蔽して、行方不明者ＤＡの後方への超音波の送出を抑制すると、図６（Ｂ）に模式的に示すように、超音波ＳＳは一方向に拡散しつつ伝播する。行方不明者ＤＡは自身の方向を自発的にまたは探索者ＤＢの指示に従って変更して水中通話装置１００Ａの送信部２１からの超音波の送出方向を変更する。行方不明者ＤＡは、行方不明者ＤＡ自身の方向を変更したことを、音声通話により、探索者ＤＢに伝える。ステップＳ３以降は、図６（Ａ）に示す上述の具体例と同様である。
【００９７】
上記実施の形態においては、マイクとして骨導マイク１１を使用したが、これに限定されず、水中でダイバーの音声をピックアップできるならば、その構成は任意である。例えば、マイクとして、ダイバーの喉の振動をピックアップする咽喉マイクを使用できる。咽喉マイクを使用する場合、例えば、ダイバーの喉、胸等に当接する位置にマイクが配置される。例えば、図１０に示すように、紐部１２２に咽喉マイク１１Ａを配置してもよい。
【００９８】
なお、骨導マイク１１，骨導スピーカ１２、送信部２１、受信部２２、の少なくとも１つを、本体部１２１から外し分離した状態で（本体部１２１から離隔した状態で）、使用できるようにしてもよい。図１１は、送信部２１と受信部２２を分離して腕時計状とした構成を例示する。この場合、本体部１２１から離隔した部分は、音声信号を伝送するケーブルで筐体１３１内の対応する部分と接続される。また、スイッチ３１は、紐部１２２上に配置されている。
【００９９】
このようにすれば、たとえば、骨導マイク１１，骨導スピーカ１２、送信部２１、受信部２２の装着位置の自由度を高めることができる。また、メンテナンス等も容易になる。さらに、本体部１２１の小型化も可能である。
【０１００】
なお、骨導マイク１１、咽喉マイク１１Ａの出力信号は、高周波の伝播音、低周波の呼吸音など含み、聞きづらいことも多い。また、水中マスクやレギュレータを装着すると、ダイバーの口や鼻の動きが規制され、ダイバーが両唇音などを発音することができず、骨導マイク１１や咽喉マイク１１Ａの出力信号だけでは、聞きづらいこともある。そこで、図１２に示すように、骨導マイク１１（又は、咽喉マイク１１Ａ）とセレクタ４１の入力端との間に、音声変換装置７０を配置してもよい。
【０１０１】
声質変換装置７０は、骨導マイク１１（又は、咽喉マイク１１Ａ）から出力された音声信号を入力し、例えば、音声帯域の周波数成分のみを通過させ、さらに、音素解析処理や音声認識処理を行って、入力した音声信号に基づく音声を認識し、認識した音声を音声合成技術により生成して、明瞭な音声に変換し、変換した音声の音声信号を送信部２１に出力する。
【０１０２】
声質変換装置７０は、不明瞭な音声を明瞭な音声に、音素単位で変換するようにしてもよいし、不明瞭な音声を認識して明瞭な人工音声に変換するようにしてもよい。この場合、不明瞭な音声データと明瞭な音声データとを結びつけるデータベースを用いた声質変換を行ってもよい。また、音声特徴の抽出には、ケプストラムや線形予測法（ＬＰＣ）を用いることができるし、音声認識には、隠れマルコフモデル（ＨＭＭ）を用いることができる。
【０１０３】
音声変換装置７０を配置することにより、水中においても、明瞭な会話が可能となる。
【０１０４】
ＬＥＤ５２ａ〜５２ｆの表示色を適切に配置することにより分かり易い表示が可能である。例えば、ＬＥＤ５２ａと５２ｆを特定の色、例えば、赤色と青色とし、それらの間のＬＥＤ５２ｂ〜５２ｅを、それらの色へのグラデーションにすることができる。ＬＥＤ５２ａ〜５２ｆの表示色にグラデーションを施すことにより、ダイバーは表示色の変化により、受信強度が次第に強く（弱く）なっていると、すなわち、一方のダイバーが他方のダイバーに近づいていること（遠ざかっていること）を容易に認識可能となる。
【０１０５】
また、ビーコン信号の受信強度表示のためにＬＥＤを使用したが、他の任意の表示装置を使用することも可能である。さらに、表示部５２を設けず、ダイバーが受信したサイン波信号の音圧の大小を聞き分けることにより、水中通話装置１００のダイバーを探索することもできる。
【０１０６】
ビーコン信号が一定周波数の正弦波信号が断続する信号から構成される例を主に示したが、ビーコン信号は、音声信号と区別可能ならばその構成は任意である。例えば、図７を参照して前述したように、第２のタイマー３３を取り除き、第１タイマー３２の出力するビーコン制御信号を発振器３４に出力することにより、所定周波数の連続音を出力させることも可能である。また、図８を参照して前述したように、第１、第２タイマー３２，３３を取り除き、スイッチ３１を押操作している間、所定周波数の連続を出力させることも可能である。
【０１０７】
また、ビーコン信号の周波数や波形も任意である。例えば、２ｋＨｚ等でもよい。また、複数の周波数成分の混合信号でもよい。ノコギリ波や矩形波でもよい。
【０１０８】
また、発振器３４を発振・停止させることにより、ビーコン信号を生成したが、例えば、予めビーコン信号をメモリなどに記憶させ、これを再生する方式でビーコン信号を生成してもよい。
【０１０９】
また、セレクタ４１により、音声信号とビーコン信号とを切り替えて送信する例を示したが、セレクタ４１を加算回路に変更し、音声信号とビーコン信号の加算信号を送信部２１から送信するように構成してもよい。この場合、受信者は、通話しながらビーコン信号を聴取できる。
【０１１０】
また、水中通話装置１００をダイバーに装着する構成も任意である。
【０１１１】
例えば、水中通話装置１００，１００Ｓ，１００Ｒ，１００Ｅは、図１３に示すように、ダイバーが装着するダイビングスーツ１５０に取り付けられていてもよい。
【０１１２】
また、水中通話装置１００，１００Ｓ，１００Ｒ，１００Ｅは、図１４に示すように、ダイバーが装着するダイビング用のフード１６０に取り付けられていてもよい。
【０１１３】
さらに、水中通話装置は、図１５に示すように、ダイバーが装着するダイビング用のマスクストラップ１７０に取り付けられていてもよい。要は、水中通話装置は、骨導スピーカの振動が蝸牛管に伝達されるように、骨導マイク１１（又は咽喉マイク１１Ａ）が、声帯の振動を拾えるように、ダイバーの体の一部に当接した状態で、装着されていれば、その機能を果たすことができる。また、受信強度表示部はその表示が見易い位置にあれば、上記ダイビングスーツに取り付けられてもよい。さらに、受信強度表示部と受信部２２との接続は、使用時（ダイバー探索時）にのみ電気的に接続できれば常時接続されている必要はない。
【０１１４】
このように、上記各実施形態に係る水中通話装置１００〜１００Ｅを用いて、ダイバー間での通話およびダイバー探索が可能になれば、他のダイバーに指示を伝達したり、危険を通知したりすることができるので、各ダイバーの安全性を高めることができる。
【０１１５】
これまで、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明には、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲が含まれる。以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
【０１１６】
（付記１）
外部から送信された音声データを含む超音波を受信して前記音声データに対応する電気信号を出力する受信部と、
前記受信部から出力された電気信号を受信して前記電気信号に対応する振動を生成するスピーカと、
ダイバーの声帯振動を受信して前記声帯振動に対応する電気信号を音声信号として出力するマイクロホンと、
前記ダイバーの位置を他のダイバーに示すための位置信号を生成して出力する信号生成部と、
前記マイクロホンによって出力された前記音声信号および前記信号生成部によって出力された前記位置信号を超音波に変換して外部に送信する送信部と、
前記スピーカおよび前記マイクロホンを前記ダイバーに装着するための装着部と、
を備え、
前記送信部が、前記位置信号の前記超音波を送信するときは、前記音声信号の前記超音波を外部に送信しないことを特徴とする水中通話装置。
【０１１７】
（付記２）
外部から送信された音声データを含む超音波を受信して前記音声データに対応する電気信号を出力する受信部と、
前記受信部から出力された電気信号を受信して前記電気信号に対応する振動を生成するスピーカと、
ダイバーの位置を他のダイバーに示すための位置信号を生成して出力する信号生成部と、
前記信号生成部によって出力された前記位置信号を超音波に変換して外部に送信する送信部と、
前記スピーカを前記ダイバーに装着するための装着部と、
を備え、
前記信号生成部は、位置信号の生成をオン・オフするスイッチを備えることを特徴とする水中通話装置。
【０１１８】
（付記３）
外部から送信された音声データを含む超音波を受信して前記音声データに対応する電気信号を出力しかつ外部から送信された一定周波数の超音波を受信して前記一定周波数の超音波に対応する電気信号を出力する受信部と、
前記受信部によって出力された電気信号を受信して前記電気信号に対応する振動を出力するスピーカと、
ダイバーの声帯振動を受信して前記声帯振動に対応する電気信号を音声信号として出力するマイクロホンと、
前記マイクロホンによって出力された前記音声信号を超音波に変換して外部に送信する送信部と、
前記スピーカおよび前記マイクロホンを前記ダイバーに装着するための装着部と、
前記一定周波数の超音波に対応する前記電気信号の受信強度を表示する受信強度表示部と、
を備えることを特徴とする水中通話装置。
【０１１９】
（付記４）
前記信号生成部が、前記送信部によって送信された前記超音波の送信から一定時間の経過後に、前記位置信号の送信を自動的に停止することを特徴とする付記１または２に記載の水中通話装置。
【０１２０】
（付記５）
前記送信部および前記受信部の指向性は、それぞれ、変更可能であることを特徴とする付記１から３のいずれか１つに記載の水中通話装置。
【符号の説明】
【０１２１】
１１…骨導マイク、１２…骨導スピーカ、２１…送信部、２２…受信部、３０…ビーコン信号生成部、４１…セレクタ、５０…報知部
【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】
2013147110.tif 000014
【図１３】
2013147110.tif 000015
【図１４】
2013147110.tif 000016
【図１５】
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