(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電素子を振動自在に支持した状態で収納するハウジングと、前記圧電素子の検出信号を設定増幅率で増幅する増幅手段とが設けられた音声ピックアップ装置であって、
前記圧電素子の状態を検出する音声検出状態検出手段を備え、
前記音声検出状態検出手段は、前記圧電素子の状態が人体に当接した前記ハウジングに伝わる骨伝導音声を検出する骨伝導音声検出状態であるか又は空気を介して前記ハウジングに伝わる気導音声を検出する気導音声検出状態であるかを検出し、
前記増幅手段は、前記音声検出状態検出手段の検出情報に基づいて、前記骨伝導音声検出状態と前記気導音声検出状態とで、前記設定増幅率を異ならせるように構成されている音声ピックアップ装置。
【請求項２】
前記ハウジングと前記ハウジングを保持する筐体との間で機械的振動を伝達する状態と機械的振動の伝達を抑制する状態とに切換え自在に構成されている請求項１記載の音声ピックアップ装置。
【請求項３】
前記圧電素子が前記気導音声検出状態の場合に、前記ハウジングと前記筐体との間で機械的振動を伝達する状態とし、
前記圧電素子が前記骨伝導音声検出状態の場合に、前記ハウジングと前記筐体との間で機械的振動の伝達を抑制する状態とする請求項２に記載の音声ピックアップ装置。
【請求項４】
前記ハウジングは、前記筐体と当接して前記伝達する状態となる位置と、前記筐体から離間して前記伝達を抑制する状態となる位置とに変位自在で、且つ、前記筐体と当接する位置側に復帰付勢されるように弾性部材によって支持され、
前記ハウジングが、人の体の一部に押圧される力によって、前記筐体と当接する位置から前記筐体から離間する位置に変位するように構成されている請求項２に記載の音声ピックアップ装置。
【請求項５】
前記弾性部材が粘弾性を有するように構成されている請求項４記載の音声ピックアップ装置。
【請求項６】
前記音声検出状態検出手段は、突出側に復帰付勢された被操作片が、前記筐体と当接する位置から前記筐体から離間する位置に変位する前記ハウジングに押し操作されて引退側に移動するに伴って、入り切りが変化するスイッチにて構成されている請求項４又は５に記載の音声ピックアップ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電素子を振動自在に支持した状態で収納するハウジングと、前記圧電素子の検出信号を設定増幅率で増幅する増幅手段とが設けられた音声ピックアップ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
かかる音声ピックアップ装置は、音声に起因する機械的振動がハウジングに伝わり、その振動によってハウジング内の圧電素子が振動して、機械的振動を電気信号に変換することで音声を検出する装置であり、携帯電話やトランシーバの通信機等における音声検出に利用される。
従来、この種の音声ピックアップ装置は、圧電素子を支持するハウジングを人の耳部やその付近に当接させて、人の声帯の振動により頭部の骨が振動して音声が伝わるいわゆる骨伝導音声の検出に用いられるのが一般的であった。又、このような機械的振動は一般に微弱であるので、圧電素子の検出信号は、増幅手段にて増幅される。
このように骨伝導音声を検出することで、周囲の騒音の影響を充分に抑制した状態で音声を検出することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来構成では、一般に骨伝導音声の検出のために条件設定されているので、周囲の音声が情報として一定の価値を有して、空気により伝導される音声を検出したい場合であっても、的確に検出できにくいものとなっていた。
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、骨伝導音声のみならず、空気により伝導される音声をも的確に検出できる音声ピックアップ装置を提供する点にある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記請求項１記載の構成を備えることにより、圧電素子の状態を検出する音声検出状態検出手段は、前記圧電素子の状態が、人体に当接したハウジングに伝わる骨伝導音声を検出する骨伝導音声検出状態であるか又は空気を介して前記ハウジングに伝わる気導音声を検出する気導音声検出状態であるかを検出し、その検出情報に基づいて、圧電素子の検出信号を設定増幅率で増幅する増幅手段は、前記骨伝導音声検出状態と前記気導音声検出状態とで設定増幅率を異ならせる。つまり、前記骨伝導音声検出状態と気導音声検出状態とでは、圧電素子の信号検出レベルが異なり、そのまま共通の設定増幅率で増幅して出力したのでは、少なくとも一方の状態において、実用に供するレベルの信号が得られないものとなる虞れがあるが、上記のように前記骨伝導音声検出状態と前記気導音声検出状態とで設定増幅率を異ならせることで、設定増幅率を夫々の状態に適したものに設定しておくことができ、前記骨伝導音声検出状態であっても、又、前記気導音声検出状態であっても、圧電素子にて検出した信号を適正な信号レベルで出力することができる。もって、骨伝導音声のみならず、空気により伝導される音声をも的確に検出できる音声ピックアップ装置を提供できるに至った。
【０００５】
又、上記請求項２記載の構成を備えることにより、圧電素子を支持するハウジングとそのハウジングを保持する筐体との間で機械的振動を伝達する状態と、機械的振動の伝達を抑制する状態とに切換えられる。従って、人体に当接したハウジングに伝わる骨伝導音声を検出しようとする前記骨伝導音声検出状態では、機械的振動の伝達を抑制する状態として、周囲の騒音により筐体が振動しても、その振動が圧電素子に検出されて雑音となるのを抑制でき、その一方、前記気導音声検出状態では、機械的振動を伝達する状態として、周囲の音声により筐体が振動すると、その振動がハウジングに伝わり、更に圧電素子に伝わって圧電素子を振動させるようにし、空気により伝導される音声で直接ハウジングが振動する成分のみならずハウジングを保持する筐体の振動をも圧電素子にて検出して、周囲の音声を効率良く検出することができる。
【０００６】
又、上記請求項４記載の構成を備えることにより、圧電素子を支持するハウジングが人の骨伝導音声を検出するべく人の体の一部に押し付けられると、その押圧される力によって、そのハウジングが、筐体と当接して機械的振動を伝達する位置から、筐体から離間して機械的振動の伝達を抑制する位置に変位する。そして、ハウジングが人の体から離されると、そのハウジングが、弾性部材による復帰付勢力によって、筐体と当接して機械的振動を伝達する位置に復帰し、空気により伝達される音声を検出するのに適した位置となる。つまり、通常は空気により伝達される音声を検出するのに適した状態としておき、人の骨伝導音声を検出するときは、そのための操作力を利用して、骨伝導音声を検出するのに適した状態として、もって、簡単な操作によって空気による伝導される音声及び骨伝導音声の両方を的確に検出することができる。
【０００７】
又、上記請求項５記載の構成を備えることにより、圧電素子を支持するハウジングを、筐体と当接する位置側に復帰付勢する弾性部材は、粘弾性を有する。従って、弾性部材を通じてハウジングに伝わる機械的振動を効果的に吸収でき、ハウジングが筐体から離間する位置にあるときに、圧電素子が雑音を検出するのを可及的に抑制できる。
【０００８】
又、上記請求項６記載の構成を備えることにより、圧電素子を支持するハウジングが人の骨伝導音声を検出するべく人の体の一部に押し付けられると、その押圧される力によって、そのハウジングが、筐体と当接して機械的振動を伝達する位置から、筐体から離間して機械的振動の伝達を抑制する位置に変位するのを利用して、前記骨伝導音声検出状態にあるか、又は、前記気導音声検出状態にあるかを検出する。すなわち、突出側に復帰付勢された被操作片を備えたスイッチを、筐体から離間する位置への前記ハウジングの変位によって、その被操作片が引退側に押し操作されるように配置しておくのである。従って、前記骨伝導音声検出状態にあるか、又は、前記気導音声検出状態にあるかの検出を、人の骨伝導音声を検出するときの操作力を利用することで、スイッチを備えるだけの簡素な構成で行えるものとしている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の音声ピックアップ装置を携帯電話機に備えた場合の実施の形態を図面に基づいて説明している。
音声ピックアップ装置ＶＰは、図１及び図２に示すように、略棒状の圧電素子１と、圧電素子１を振動自在に支持した状態で収納するハウジング２と、圧電素子１の検出信号を設定増幅率で増幅する増幅手段ＡＰとを主要部として構成され、図３に示すように、ハウジング２は、それの表面が露出する状態で、携帯電話機ＰＰの筐体３に保持されている。
【００１０】
ハウジング２内における圧電素子１の支持構成並びに圧電素子１の信号処理回路等について詳細に説明する。
圧電素子１は、金属板を二つの圧電セラミック素子でサンドイッチ状に挟んで張り合わせたいわゆるバイモルフ型のものを使用して、検出感度の向上等を図っている。
この圧電素子１は、それの長手方向一端側が回路基板４上に半田付けにより強固に固定保持され、その回路基板４には、圧電素子１の検出信号が入力されて主にインピーダンス変換を行うＦＥＴ５やその他コンデンサ等が配置されている。回路基板４は、ハウジング２の内壁に固着されているシールドケース６の底面に固着され、ハウジング２の機械的振動が的確に圧電素子１に伝達され、効率良く圧電素子１を振動させるようにしている。尚、シールドケース６は、回路基板４全体を覆い、電磁的にシールドするものであり、圧電素子１の検出信号のＳ／Ｎ比の向上に寄与するものである。又、ハウジング２は、圧電素子１等に対する保護ケースとしても機能している。
【００１１】
ＦＥＴ５にてインピーダンス変換等された後の圧電素子１の検出信号は、図示を省略する電気配線にて図２に示す増幅手段ＡＰに入力され、設定増幅率にて増幅される。
この増幅手段ＡＰには、増幅率の異なる二つのアンプ７ａ，７ｂが備えられ、二つのアンプ７ａ，７ｂの出力は切換回路８に入力される。
切換回路８は、後述するスイッチ９の入り切りの状態に基づいて、二つのアンプ７ａ，７ｂの出力信号の何れか一方を選択的に出力する回路である。
切換回路８の出力信号は、過大な入力信号を設定範囲内の信号レベルに抑制する出力抑制回路１０に入力され、その出力抑制回路１０の出力信号が携帯電話機ＰＰの信号処理回路に入力される。
【００１２】
次に、ハウジング２を筐体３に保持させる構成について説明する。
ハウジング２は、図１に示すように、それの表面が筐体３に形成された開口から突出し、且つ、筐体３に対して固定されているベース板１１と粘弾性部材１２とによって、ハウジング２のフランジ部２ａが、筐体３の内壁に押圧される状態で、筐体３に保持されている。尚、粘弾性部材１２は、ゴム材や塩化ビニル等の粘弾性を有する部材であり、ハウジング２を筐体３外方側へ復帰付勢すると共に、ハウジング２に伝わる機械的振動を吸収する。
従って、ハウジング２は、弾性部材ＳＰとして機能する粘弾性部材１２によって筐体３、具体的には筐体３の内壁と当接する位置に復帰付勢され、そして、後述するように人の体の一部に押圧される力によってハウジング２が筐体３の内方側に押圧されると、図１（ロ）に示すように、ハウジング２が筐体３から離間する位置に変位する。
ハウジング２が、筐体３の内壁と当接する位置に位置しているときに、ハウジング２と筐体３とが機械的振動を伝達する状態となり、ハウジング２が、筐体３から離間する位置に位置しているときに、ハウジング２と筐体３とが機械的振動の伝達を抑制する状態となり、もって、ハウジング２と、そのハウジング２を保持する筐体３とが、機械的振動を伝達する状態と伝達を抑制する状態とに切換え自在となっている。
【００１３】
粘弾性部材１２を支持するベース板１１には、粘弾性部材１２に隣接する状態で、ハウジング２が筐体３と当接する位置に位置しているか、あるいは、筐体３から離間する位置に位置しているかを検出するスイッチ９が設けられている。スイッチ９には、突出側に復帰付勢された被操作片９ａが備えられ、この被操作片９ａの出退方向がハウジング２の変位方向と一致するように、スイッチ９が配置されている。
ハウジング２が筐体３の内壁から筐体内方側へ離間する位置に変位するに伴って、ハウジング２の底面側が被操作片９ａを押し操作し引退側に移動させる。この被操作片９ａの引退側への移動によってスイッチ９の入り切りが変化する。
従って、このスイッチ９は、圧電素子１が、人の骨伝導音声を検出する骨伝導音声検出状態であるか、又は、空気により伝導される音声を検出する気導音声検出状態であるかを検出する音声検出状態検出手段ＶＳとして機能し、ハウジング２が筐体３と当接する位置に位置している状態を気導音声検出状態として検出し、筐体３から離間する位置に位置している状態を骨伝導音声検出状態として検出する。
【００１４】
次に、上記構成の音声ピックアップ装置ＶＰを備えた携帯電話機ＰＰの動作について、通話の相手方に電話をかける場合を例示して概略的に説明する。
携帯電話機ＰＰの使用者が通話の相手方に電話をかけるときは、筐体３に取り付けられた揺動操作式の開閉蓋１４を開いた状態で、図示を省略する電話番号入力ボタン等を操作した後に通話状態に移行する。通話状態では、必要に応じて開閉蓋１４を閉じた状態で、携帯電話機ＰＰのスピーカ１５を耳に当てて相手方と会話を行う。
このとき、使用者は、筐体３に保持されるハウジング２を、人の人体の一部としての耳近くの顔面に押し当てる。この操作により生じる押圧力によってハウジング２が筐体３の内方側へ変位して、前記骨伝導音声検出状態となる。
【００１５】
この骨伝導音声検出状態では、上述のように、ハウジング２が筐体３から離間し、筐体３の機械的振動がハウジングに伝わるのが抑制され、使用者の耳近くへ伝わる骨伝導音声を圧電素子１にて電気信号に変換して的確に検出できるので、周囲の騒音の影響の少ない良好な会話を行える。
又、この骨伝導音声検出状態であることをスイッチ９が検出すると、この検出情報が図２に示す切換回路８に入力され、切換回路８は、圧電素子１の検出信号を増幅する二つのアンプ７ａ，７ｂのうちの一方のアンプ７ａの出力を選択して出力抑制回路１０に出力し、他の処理回路を経て通話の相手方に送信される。尚、アンプ７ａの増幅率は、骨伝導音声の検出に適した値に設定されている。
【００１６】
一方、携帯電話機ＰＰの使用者が、使用者の発する音声のみならず周囲の音声をも積極的に通話の相手方に伝えたい場合、あるいは、周囲の騒音が十分に小さい場合は、携帯電話機ＰＰのスピーカ１５を耳に当て且つ圧電素子１を収納するハウジング２が顔面に当たらないようにして会話を行う。このようにすることで、ハウジング２は筐体３の内壁の当接する状態を維持し、使用者の音声を含む周囲の音声が空気により伝導されて筐体３を振動させると、その振動がハウジング２に伝わる。つまり、ハウジング２は、直接的に使用者の音声等によって振動するのみならず、筐体３から伝えられる機械的振動によっても振動し、両者が圧電素子１の振動に寄与する。従って、筐体３全体が音声の検出に寄与することになる。
【００１７】
この空気により伝達される音声を検出する気導音声検出状態であることをスイッチ９が検出すると、この検出情報が図２に示す切換回路８に入力され、二つのアンプ７ａ，７ｂのうちのアンプ７ｂの出力を選択して出力抑制回路１０に出力し、他の処理回路を経て通話の相手方に送信される。尚、アンプ７ｂの増幅率は、上記のように空気により伝導される音声の検出に適した値に設定されており、他方のアンプ７ａの設定増幅率との大小関係は、筐体３の大きさ等との関係で変化することになる。
【００１８】
〔別実施形態〕
以下、別実施形態を列記する。
▲１▼  上記実施の形態では、本発明の音声ピックアップ装置ＶＰを携帯電話機ＰＰに備えた場合を例示しているが、トランシーバ等の各種の通信機器の他、種々の録音装置等にも用いることができる。
▲２▼  上記実施の形態では、圧電素子１を支持するハウジング２、そのハウジング２を保持する筐体３とが、機械的振動を伝達する状態と伝達を抑制する状態とに切換え自在に構成されているが、常時何れか一方の状態にあるように、つまり、例えばハウジング２を筐体３と一体形成する等して、常時筐体３の機械的振動がハウジング２に伝わるようにするか、あるいは、例えば筐体３に取り付けた粘弾性部材にハウジング２を支持させる等して、常時筐体３の機械的振動がハウジングに伝わるのを抑制するようにしても良い。
【００１９】
▲３▼  上記実施の形態では、増幅手段ＡＰは、設定増幅率の異なる二つのアンプ７ａ，７ｂを備え、何れのアンプの信号を出力するかを選択的に切換えることで、前記骨伝導音声検出状態と前記気導音声検出状態とで、設定増幅率を異ならせているが、増幅率を設定変更可能なアンプを一つ備えて、スイッチ９の出力信号に応じて増幅率を設定変更する等、設定増幅率を異ならせるための構成は種々変更可能である。
▲４▼  上記実施の形態では、ハウジング２を筐体３と当接する位置側へ復帰付勢する弾性部材ＳＰを、素材として粘弾性を有する粘弾性部材１２にて形成しているが、弾性部材ＳＰとしてコイルバネ等を用いても良く、ハウジング２を復帰付勢するための具体構成は種々変更可能である。
【００２０】
▲５▼  上記実施の形態では、前記骨伝導音声検出状態であるか、又は、前記気導音声検出状態であるかを検出する音声検出状態検出手段ＶＳをスイッチ９を備えさせて構成しているが、例えば、筐体３の内壁におけるハウジング２のフランジ部２ａとの当接箇所に一対の電極を備え、ハウジング２のフランジ２ａにその一対の電極を短絡させるための電極を備えて、ハウジング２が筐体３と当接して、その一対の電極が短絡している状態を前記気導音声検出状態と検出し、ハウジング２が筐体３から離間して、その一対の電極が電気的に絶縁されている状態を前記骨伝導音声検出状態として検出するように構成しても良く、音声検出状態検出手段ＶＳの具体構成は種々変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかる要部断面図
【図２】本発明の実施の形態にかかるブロック構成図
【図３】本発明の実施の形態にかかる携帯電話機の外観斜視図
【符号の説明】
１    圧電素子
２    ハウジング
３    筐体
９    スイッチ
９ａ  被操作片
ＡＰ  増幅手段
ＳＰ  弾性部材
ＶＳ  音声検出状態検出手段
【図１】
0003876061.tif 000002
【図２】
0003876061.tif 000003
【図３】
0003876061.tif 000004