(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
音声信号を変調し電磁界信号に変換して送信する送信機と、前記電磁界信号から前記音声信号を復調し、復調された音声信号を出力する受信機と、前記電磁界信号を介して前記音声信号を前記送信機から前記受信機に伝送する伝送媒体と、を具備し、前記受信機は、前記電磁界信号及び前記復調された音声信号を通過させるボイスコイルを有する出力手段と、前記ボイスコイルを通過した前記電磁界信号を検出する信号検出回路と、前記信号検出回路による検出後の信号を前記音声信号に復調する復調回路と、前記ボイスコイルの後段に接続されたハイパスフィルタ又はバンドパスフィルタと、を有し、
前記ボイスコイルと前記信号検出回路内のキャパシタとにより、ＬＣ共振回路が形成されており、
前記ボイスコイルのインダクタンスを前記ハイパスフィルタ又は前記バンドパスフィルタの一部とすることを特徴とする音声信号用通信システム。
【請求項２】
音声信号を変調し電磁界信号に変換して送信する送信機と、前記電磁界信号から前記音声信号を復調し、復調された音声信号を出力する受信機と、前記電磁界信号を介して前記音声信号を前記送信機から前記受信機に伝送する伝送媒体と、を具備し、前記受信機は、前記電磁界信号及び前記復調された音声信号を通過させるボイスコイルを有する出力手段と、前記ボイスコイルを通過した前記電磁界信号を検出する信号検出回路と、前記信号検出回路による検出後の信号を前記音声信号に復調する復調回路と、前記ボイスコイルの後段に接続されたハイパスフィルタ又はバンドパスフィルタと、を有し、
前記信号検出回路が少なくとも一つのインダクタとキャパシタとを含み、前記少なくとも一つのインダクタ、前記キャパシタ及び前記ボイスコイルによりＬＣ共振回路が形成されており、
前記ボイスコイルのインダクタンスを前記ハイパスフィルタ又は前記バンドパスフィルタの一部とすることを特徴とする音声信号用通信システム。
【請求項３】
前記受信機は、復調後の音声信号から高周波成分を除去するローパスフィルタ又はバンドパスフィルタを含み、
前記ボイスコイルのインダクタンスを前記ローパスフィルタ又は前記バンドパスフィルタの一部とすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の音声信号用通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人体や空間のような伝送媒体を介して音声信号を送受信して出力する音声信号用通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
音声信号を再生するシステムにおいては、例えば、ＡＭ、ＦＭ、ＦＳＫなどの方法で変調された音声信号が送信機から電磁波信号として送信され、人体や空間などの伝送媒体を介して受信機に伝送され、この受信機で音声信号に復調され、復調された音声信号がスピーカのような出力手段から音声として再生される。このシステムにおいて、受信機は、変調された音声信号を検出する信号検出回路と、検出された音声信号を復調する復調回路と、復調された音声信号を増幅する増幅回路と、音声を出力するスピーカ及びこのスピーカを駆動するボイスコイルとから主に構成されている。
【０００３】
このようなシステムにおいては、ＦＭ検波器として、インダクタＬとコンデンサＣとを組み合わせた共振回路が多く用いられている（特許文献１）。また、人体を介した通信技術を応用して音声信号を伝送する技術も開発されている（特許文献２）。
【特許文献１】特開昭６１−５３８０２号公報
【特許文献２】特開２００６−３０３７３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、ワイヤレスヘッドホン、特に耳に埋め込む小型のヘッドホンをワイヤレスにする場合、少しでも部品点数を少なくかつ、個々の部品のサイズ小さくする必要がある。しかしながら、ＦＭ検波器のインダクタ用のコイルやスピーカのボイスコイルを小さくすると、インダクタンスの値が小さくなり、その結果、検波用コイルでは受信性能が劣化し、ボイスコイルでは音質が劣化してしまう。インダクタンス値の大きい部品は、性能上重要な役割を担っており、体積的にも大きくなるが、性能を落とさないために、やむを得ず使っているのが現状である。このように、ワイヤレスヘッドホンなどに搭載する通信システムを小型化することは難しい。
【０００５】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、受信性能や音質を劣化させることなく、ワイヤレスヘッドホンのような音声信号通信／再生する装置を小型化でき、かつ、部品点数も減らしてコストも削減することができる音声信号用通信システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の音声信号用通信システムは、音声信号を変調して電磁界信号に変換して送信する送信機と、前記電磁界信号から前記音声信号を復調し、復調された音声信号を出力する受信機と、前記電磁界信号を介して前記音声信号を前記送信機から前記受信機に伝送する伝送媒体と、を具備し、前記受信機は、前記電磁界信号及び前記復調された音声信号を通過させるボイスコイルを有する出力手段と、前記ボイスコイルを通過した前記電磁界信号を検出する信号検出回路と、前記信号検出回路による検出後の信号を前記音声信号に復調する復調回路と、前記ボイスコイルの後段に接続されたハイパスフィルタ又はバンドパスフィルタと、を有し、前記ボイスコイルと前記信号検出回路内のキャパシタとにより、ＬＣ共振回路が形成されており、前記ボイスコイルのインダクタンスを前記ハイパスフィルタ又は前記バンドパスフィルタの一部とすることを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、受信機内の信号検出回路におけるインダクタの少なくとも一部をボイスコイルのインダクタンスで補うことができるので、装置の小型化が可能になる。この場合、信号検出回路及びボイスコイルのそれぞれに必要なインダクタンスの値を小さくする必要がないので、性能を落とさずに小型化を実現することができる。また、ボイスコイルと検出回路内のキャパシタとによりＬＣ共振回路が形成されているので、性能を落とすことなく部品点数を減らすことができ、小型化及びコスト削減ができる。また、ボイスコイルの後段に接続されたハイパスフィルタ又はバンドパスフィルタを有するので、復調前の高周波信号と音声信号とを確実に分離することができ、音質などへの影響をより確実に抑えることができる。
【０００８】
本発明の音声信号用通信システムは、音声信号を変調し電磁界信号に変換して送信する送信機と、前記電磁界信号から前記音声信号を復調し、復調された音声信号を出力する受信機と、前記電磁界信号を介して前記音声信号を前記送信機から前記受信機に伝送する伝送媒体と、を具備し、前記受信機は、前記電磁界信号及び前記復調された音声信号を通過させるボイスコイルを有する出力手段と、前記ボイスコイルを通過した前記電磁界信号を検出する信号検出回路と、前記信号検出回路による検出後の信号を前記音声信号に復調する復調回路と、前記ボイスコイルの後段に接続されたハイパスフィルタ又はバンドパスフィルタと、を有し、前記信号検出回路が少なくとも一つのインダクタとキャパシタとを含み、前記少なくとも一つのインダクタ、前記キャパシタ及び前記ボイスコイルによりＬＣ共振回路が形成されており、前記ボイスコイルのインダクタンスを前記ハイパスフィルタ又は前記バンドパスフィルタの一部とすることを特徴とする。この構成によれば、受信機内の信号検出回路におけるインダクタの少なくとも一部をボイスコイルのインダクタンスで補うことができるので、装置の小型化が可能になる。この場合、信号検出回路及びボイスコイルのそれぞれに必要なインダクタンスの値を小さくする必要がないので、性能を落とさずに小型化を実現することができる。また、信号検出回路が少なくとも一つのインダクタとキャパシタとを含み、少なくとも一つのインダクタ、キャパシタ及びボイスコイルによりＬＣ共振回路が形成されているので、性能を落とすことなく部品点数を減らすことができ、小型化及びコスト削減ができる。また、ボイスコイルの後段に接続されたハイパスフィルタ又はバンドパスフィルタを有するので、復調前の高周波信号と音声信号とを確実に分離することができ、音質などへの影響をより確実に抑えることができる。
【０００９】
本発明の音声信号用通信システムにおいては、前記受信機は、復調後の音声信号から高周波成分を除去するローパスフィルタ又はバンドパスフィルタを含み、前記ボイスコイルのインダクタンスを前記ローパスフィルタ又は前記バンドパスフィルタの一部とすることが好ましい。この構成によれば、復調後の高周波信号と音声信号とを確実に分離することができ、音質などへの影響をより確実に抑えることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の音声信号用通信システムは、音声信号を変調し電磁界に変換して送信する送信機と、前記電磁界信号を受信して前記音声信号に復調し、復調された音声信号を出力する受信機と、前記電磁界信号を介して前記音声信号を前記送信機から前記受信機に伝送する伝送媒体と、を具備し、前記受信機は、前記電磁界信号及び前記復調された音声信号を通過させるボイスコイルを有する出力手段と、前記ボイスコイルを通過した電磁界を検出する信号検出回路と、前記信号検出回路による検出後の信号を前記音声信号に復調する復調回路と、を有するので、受信性能や音質を劣化させることなく、ワイヤレスヘッドホンのような音声信号通信／再生する装置を小型化でき、かつ、部品点数も減らしてコストも削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る音声信号用通信システムを示す概略構成図である。図１に示す音声信号用通信システムは、音声信号を変調し、電磁界（電磁波）信号に変換して送信する送信機１と、その電磁界信号を介して音声信号を伝送する人体や空間などの伝送媒体２と、伝送媒体２を介して電磁界信号を検出し、その電磁界信号を音声信号に復調し、復調された音声信号を出力する受信機３とから主に構成されている。
【００１３】
受信機３は、受信した電磁界信号と復調された音声信号を通過させるボイスコイル３３１を有するスピーカ３３（出力手段）と、ボイスコイル３３１を通過した電磁界信号を検出する信号検出回路３４と、信号検出回路３４による検出後の信号を音声信号に復調する復調回路３１と、復調後の音声信号を増幅する音声増幅回路３２とを有する。
【００１４】
図２に示す受信機３においては、アンテナ３５と信号検出回路３４との間にスピーカ３３用のボイスコイル３３１が介在しており、ボイスコイル３３１のインダクタンスを信号検出回路３４のＬＣ共振回路の一部として利用している。また信号検出回路３４は、ＬＣ共振回路の一部をなすキャパシタ３７とインダクタ３３２とを備えており、ボイスコイル３３１、インダクタ３３２とキャパシタ３７とにより、ＬＣ共振回路が構成されている。このような構成においては、受信した電磁界信号の搬送波周波数が１０ＭＨｚの場合、ＬとＣの部品の組み合わせなどから現実的な値として、Ｌは１０μＨ程度が望ましい。一方、ボイスコイル３３１としては、耳に挿入するヘッドホンの場合、概ね５μＨ〜１０μＨ程度である。このため、例えばボイスコイル３３１のインダクタンスが５μＨであった場合は、信号検出回路３４内のインダクタ３３２のインダクタンスを５μＨとする。そうすると、ボイスコイル３３１とインダクタ３３２のインダクタンスの和が１０μＨとなり、ＬＣ共振回路として必要なインダクタンス値（１０μＨ）を達成できる。また、インダクタは、インダクタンスが小さくなればなるほど小型化が可能となるため、インダクタ３３２も従来に比べ小型のものが使用可能となり、受信機３の小型化が可能になる。なお、アンテナ３５は、人体通信用の受信電極としても良い。
【００１５】
上記構成を有する音声信号用通信システムにおいて、通信を行う場合の動作について説明する。ここでは、本通信システムがワイヤレスのヘッドホンシステムである場合について説明する。
【００１６】
まず、音声信号源である送信機１において、例えば音声信号（２０ｋＨｚ以下）を、人体が導電性を示す周波数（数百ｋＨｚ〜数十ＭＨｚ）の搬送波で変調して変調信号を得る。この変調信号は、増幅され、電圧変化に変換されることにより、変調信号に対応する電磁界信号となる。そして、この電磁界信号が伝送媒体２である人体に付与される。なお、送信機１における変調方式については特に制限はない。
【００１７】
人体に付与された電磁界信号は、受信機３のアンテナ３５（もしくは人体通信用の受信電極）で受信される。アンテナ３５に加わった電磁界信号（高周波信号）は、スピーカ３３のボイスコイル３３１を通過する。このとき、ボイスコイル３３１に流れる信号は、図５に示すように、音声増幅回路３２で増幅された音声信号と受信した高周波信号である。ここで、音声信号については、数ｍＡ以上の電流がボイスコイルに流れ、高周波信号については、数μＡ程度の微小な電流が流れる。このとき、高周波信号の通過により流れる電流は、音声信号の通過により流れる電流よりも非常に小さいので、高周波信号はボイスコイル３３１によるスピーカ３３の駆動には殆ど影響を与えない。なお、図５において、縦軸の信号強度は各信号のピークを１００として規格化したものである。
【００１８】
ボイスコイル３３１を流れた電流は、ボイスコイル３３１、インダクタ３３２及びキャパシタ３７よりなるＬＣ共振回路で、高周波信号だけが検出される。そしてこの高周波信号は信号検出回路３４内の増幅回路４０で増幅されて復調回路３１に送られ、復調回路３１において送信機１で使用した搬送波を用いて復調して音声信号が取得される。この音声信号は、音声増幅回路３２で増幅された後に、スピーカ３３のボイスコイル３３１に送られることにより、スピーカ３３が駆動されて音声として出力される。
【００１９】
また、ボイスコイル３３１がＬＣ共振回路として必要なインダクタンス値を持っていた場合は、図３に示すように、ＬＣ並列共振回路のＬとしてボイスコイル３３１を兼用することもできる。すなわち、受信した電磁界信号の搬送波周波数が１０ＭＨｚで、ボイスコイル３３１のインダクタンスが１０μＨだった場合、信号検出回路３４内からＬＣ共振回路用のインダクタを無くし、キャパシタ３７とボイスコイル３３１とでＬＣ並列共振回路を構成することもできる。これにより、より一層の装置の小型化が可能となる。なお、キャパシタ３６はアンテナ３５または電界通信用受信電極とボイスコイルとを高周波的に結合し、ＤＣ的には絶縁するために導入している。
【００２０】
この実施の形態においては、ボイスコイル３３１を流れた電流は、ボイスコイル３３１およびキャパシタ３７よりなるＬＣ共振回路で、高周波信号だけが検出される。そしてこの高周波信号は信号検出回路３４内の増幅回路４０で増幅されて復調回路３１に送られ、復調回路３１において送信機１で使用した搬送波を用いて復調して音声信号が取得される。この音声信号は、音声増幅回路３２で増幅された後に、スピーカ３３のボイスコイル３３１に送られることにより、スピーカ３３が駆動されて音声として出力される。
【００２１】
ここで、ボイスコイル３３１に復調前の電磁界信号（高周波信号）が加えられることによって、音声増幅回路３２に影響を及ぼす可能性がある場合は、図４に示すように、復調回路３１とボイスコイル３３１の間にローパスフィルタ３８又はバンドパスフィルタを設けることが好ましい。これにより、復調前の音声信号から余分な高周波成分を除去することができる。この場合において、ボイスコイル３３１のインダクタンスをフィルタの一部とすることも可能である。これにより、フィルタを構成する際のインダクタを小型化、もしくは無くすことができ、装置を大きくすることなく性能を向上することができる。
【００２２】
また、ボイスコイル３３１に供給される音声信号は、電磁界信号に比べて極めて大きいため、音声信号が信号検出回路３４に悪影響を及ぼす可能性もある。この場合は、図４に示すように、ボイスコイル３３１の後段にハイパスフィルタ３９又はバンドパスフィルタを設けることが好ましい。この場合においても、ボイスコイル３３１のインダクタンスをフィルタの一部とすることも可能である。これにより、フィルタを構成する際のインダクタを小型化、もしくは無くすことができ、装置を大きくすることなく性能を向上することができる。
【００２３】
このように、本発明に係る音声信号用通信システムにおいては、受信機３内の信号検出回路３４におけるインダクタの少なくとも一部をボイスコイル３３１のインダクタンスで補うもしくはインダクタをボイスコイルで兼用することができるので、受信機３の小型化が可能になる。この場合、信号検出回路３４及びボイスコイル３３１のそれぞれに必要なインダクタンスの値を得られるため、性能を落とさずに小型化を実現することができる。
【００２４】
本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態においては、ボイスコイルを通る復調前の信号が人体通信で音声信号が変調された信号である場合について説明しているが、本発明はこれに限定されず、ボイスコイルを通る復調前の信号がラジオ放送やＴＶの音声放送信号などの場合にも適用することができる。上記実施の形態における回路構成、部品点数、数値などは一例であり、本発明はこれに限定されず適宜変更して実施することができる。その他、本発明の範囲を逸脱しないで適宜変更して実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明は、受信機の信号検出回路にインダクタを使う種々の通信システムに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施の形態に係る音声信号用通信システムを示す概略構成図である。
【図２】図１に示す音声信号用通信システムの受信機を示す図である。
【図３】図１に示す音声信号用通信システムの受信機の他の例を示す図である。
【図４】図１に示す音声信号用通信システムの受信機の他の例を示す図である。
【図５】周波数と信号強度との間の関係を示す図である。
【図６】周波数と出力強度との間の関係を示す図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  送信機
２  伝送媒体
３  受信機
３１  復調回路
３２  音声増幅回路
３３  スピーカ
３４  信号検出回路
３５  アンテナ
３６，３７  キャパシタ
３８  ローパスフィルタ
３９  ハイパスフィルタ
４０  増幅回路
【図１】
0004976264.tif 000002
【図２】
0004976264.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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