JPH10107892A - 拡声電話機、マイクロホンケース及びマイクロホンの実装構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 拡声用スピーカと拡声用マイクロホンとの間
の音響結合成分を除去した出力を得ることができる拡声
電話機を提供する。 【解決手段】 拡声用マイクロホン６の近傍に、雑音消
去用マイクロホン２５を設け、この雑音消去用マイクロ
ホン２５からの信号の一部の周波数成分のみを抽出する
バンドパスフィルタアンプ２６と、このバンドパスフィ
ルタアンプ２６により抽出された信号を拡声用マイクロ
ホン６からの信号に逆位相で加算する差動アンプ２７と
を設け、拡声用スピーカ４と拡声用マイクロホン６との
間の音響結合成分が上記加算結果でキャンセルされるよ
うにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ハンドセットを持
たずに相手先との通話が可能な拡声電話機、それに用い
られるマイクロホンケース及びマイクロホンの実装構造
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、筐体に拡声用のスピーカとマイク
ロホンとを内蔵し、ハンドセットを使用せずに相手と通
話が可能な拡声電話機が知られている。一般的に、拡声
電話機では、スピーカとマイクロホンとが同一の筐体内
の比較的近い距離に組み込まれることになるので、これ
らの間の音響結合の防止、即ちスピーカから出力される
通話相手の音声がマイクロホンに回り込む現象を防止す
るため、音声スイッチ回路が内蔵されたものがある。図
１３は音声スイッチ回路が内蔵された拡声電話機の構成
を示すブロック図である。この図に示すように、拡声電
話機は、ハイブリッド回路１、音声スイッチ回路２、拡
声用スピーカアンプ（以下スピーカアンプ）３、拡声用
スピーカ（以下スピーカ）４、拡声用マイクロホンアン
プ（以下マイクロホンアンプ）５及び拡声用マイクロホ
ン（以下マイクロホン）６を有して構成されている。

【０００３】ハイブリッド回路１は電話回路網１０との
接続を行うものであり、受話信号を音声スイッチ回路２
へ出力し、送話信号を電話回路網１０へ出力し、送話信
号が音声スイッチ回路２へ回り込まないようにする。音
声スイッチ回路２は、受話状態のときには送話レベルが
小さくなるようにし、送話状態のときは受話レベルが小
さくなるように調整するものであり、受話抑制回路１
１、送話抑制回路１２及び制御回路１３を有して構成さ
れている。ここに、制御回路１３は送話信号と受話信号
とを比較し、送話中（送話信号＞受話信号）には受話信
号を減衰させるように受話抑制回路１１を制御し、受話
中（受話信号＞送話信号）には送話信号を減衰させるよ
うに送話抑制回路１２を制御する。

【０００４】音声スイッチ回路２により、スピーカ４か
らの音声がマイクロホン６へ回り込むときにも当該マイ
クロホン６の音声出力が低く抑えられるので、スピーカ
４とマイクロホン６との間の音響結合を抑制できる。こ
こで、図１４にスピーカ４からマイクロホン６への音響
的な回り込みを示すブロック図を示す。この図に示すよ
うに、通話相手からの受話信号Ｓｒが自分側のスピーカ
４から音声信号として出力された後、自分側のマイクロ
ホン６に回り込み相手側へ送話信号Ｓｔとして出力され
る。この場合、音声スイッチ回路２が無ければマイクロ
ホン６に回り込む送話信号Ｓｔのレベルが大きなものに
なって、ハウリングや音響エコーが発生する恐れがある
が、音声スイッチ回路２が設けられているのでマイクロ
ホン６に回り込む送話信号Ｓｔのレベルが絞られ、ハウ
リングや音響エコーの発生が抑制される。

【０００５】また、図１３に示すように、スピーカアン
プ３は、音声スイッチ回路２からの受話信号を所定のレ
ベルまで増幅する一方、マイクロホンアンプ５はマイク
ロホン６からの送話信号を所定のレベルまで増幅する。
この場合、適正な通話音響レベルが９４ｄＢＳＰＬであ
るとすると、スピーカ４からの受話音声を９４ｄＢＳＰ
Ｌで聴取するためにスピーカ４からは９４ｄＢよりも大
きな音響出力を出すようにスピーカアンプ３のゲインが
設定される。また、使用者が話したときにはマイクロホ
ン６に９４ｄＢ位の音響レベルが加わるので、その音響
レベルが電話回線の定格音声レベルになるようにマイク
ロホンアンプ５のゲインが設定される。スピーカアンプ
３により増幅された受話信号はスピーカ４に供給され音
が発生され、一方、マイクロホンアンプ５により増幅さ
れた送話信号は音声スイッチ回路２に供給される。

【０００６】図１５は拡声電話機の外観を示す斜視図で
ある。この図に示すように筐体１５の正面左側の中央部
分にスピーカ用の放音孔１６が形成されており、また筐
体１５の前方の側面の右側部分にマイクロホン用の集音
孔１７が形成されている。スピーカ用の放音孔１６が形
成された筐体１５の内部にはスピーカ４が配置されてお
り、マイクロホン用の集音孔１７が形成された筐体１５
の内部にはマイクロホン６が配置されている。

【０００７】図１６は図１５の横断面図であり、図１７
は図１５の要部断面図であり、また、図１８はマイクロ
ホン６が取り付けられた部分の拡大断面図である。これ
らの図において、マイクロホン６はゴムケース２０に収
納された状態で、その音導入面６Ａ（図１７参照）が集
音孔１７に向けられて配置されている。マイクロホン６
の配線６Ｂは回路基板２２に接続されている。ゴムケー
ス２０はスピーカ４から筐体１５の内部に放音された音
を遮断するものであり、マイクロホン６の音導入面６Ａ
以外の全ての部分を覆う形状になっている。なお、通
常、拡声電話機には拡声用のスピーカ４とマイクロホン
６の他にハンドセット１８が設けられており、このハン
ドセット１８による通話が可能になっている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した従
来の拡声電話機にあっては、次のような問題点があっ
た。適正な通話レベルで通話する場合にスピーカ４から
の音声がマイクロホン６側に大きく回り込み、通話相手
側では自分の声が音響エコーのように聞こえることがあ
る。また、電話回線側の交流インピーダンスのばらつき
によってはハイブリッド回路１において、送話信号が受
話信号側に漏れてハイブリッドエコーになることもあ
る。このため、従来は音声スイッチ回路２における音声
抑制量を大きく設定していた。しかしながら、音声抑制
量を大きく設定することによって、スピーカ４の優先状
態からマイクロホン６の優先状態に切り替わる際に若干
の遅れが発生してマイクロホン６から入力される言葉の
最初の部分が途切れ不自然な通話になることがあった。

【０００９】更にスピーカ４から大音量を出力する場
合、スピーカ４の背面から放音された音が拡声電話機の
筐体１５の内部にこもってマイクロホン６との有効な音
響結合経路を形成してしまうことがある。しかしなが
ら、これを打ち消すのは非常に困難であり、ゴムケース
２０でマイクロホン６の背面方向を遮蔽するようにして
も、スピーカ４からの音が筐体１５を構成するカバーや
ベースの他、回路基板などの各機械的構成部品を介して
マイクロホン６に伝わってしまう。この様にカバーやベ
ース及び印刷配線板等の機械的振動がマイクロホン６に
伝わると、送話状態として音声スイッチ回路２が動作
し、最悪の場合には電気的なスイッチが絶えずスピーカ
側に切り替わったままになってしまい、正常な通話がで
きなくなることがあった。

【００１０】この問題点を解決するために、スピーカ４
とマイクロホン６との間の距離をさらに遠ざけたり、ス
ピーカ４の背面を完全に別部品で覆ったり、あるいはマ
イクロホン６を筐体１５の内部から完全に外に出して筐
体１５の内部の音響結合を避けるようにしたり、さらに
は特殊な指向性マイクロホンを使用するなどの方法が考
えられてきたが、いずれにおいても筐体１５が大きくな
ってデザインの自由度が無くなったり、高価な部品を使
用したりして部品点数が必要以上に多くなり、また筐体
１５の内部の実装スペースが無くなるなどの不具合があ
り、決定的な解決にはならなかった。

【００１１】また、音声スイッチ回路２の音声抑制量を
減らすために音響エコーキャンセラを使用する拡声電話
機も考えられているが、音響エコーキャンセラもまた音
響結合量が大きいと十分な性能（スピーカ４からマイク
ロホン６への回り込みを打ち消す性能）が得られない。
また、音響エコーキャンセラを使用する場合にはスピー
カ４とマイクロホン６とを分離する必要があり、電話機
内に組み込むことが難しい。

【００１２】本発明は、上記のような拡声電話機の問題
点を解決せんとしてなされたもので、その目的は、拡声
用スピーカと拡声用マイクロホンとの間の音響結合に対
応して適切な通話特性を得ることができる拡声電話機を
提供することである。また、他の目的は、上記通話特性
の向上のために効果的なマイクロホンケース及びマイク
ロホンの実装構造を提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る拡
声電話機は、受話音信号に基づき放音を行うための拡声
用スピーカと、使用者の音声を入力するための拡声用マ
イクロホンと、前記拡声用マイクロホンに回り込む音響
成分を検出して消去するための入力を得る雑音消去用マ
イクロホンと、この雑音消去用マイクロホンから出力さ
れる信号の一部の周波数成分を抽出する抽出手段と、こ
の抽出手段により抽出された信号を前記拡声用マイクロ
ホンから出力される信号に逆位相で加算する加算手段
と、を備えたことを特徴としている。

【００１４】この構成によれば、雑音消去用マイクロホ
ンによって拡声用スピーカから放音される音声信号が検
出され、この検出された信号の一部の周波数成分が抽出
されて、拡声用マイクロホンからの信号に逆位相で加算
され、拡声電話機から出力される音声入力信号は、拡声
用スピーカから拡声用マイクロホンに回り込む音響結合
成分が除去されたものとなる。そして、雑音消去用マイ
クロホンから出力される信号の一部の周波数成分を抽出
する抽出手段を用いて、上記逆位相の信号の加算のみで
は改善されない音響結合に関する通話特性の改善を図
る。加えて、拡声用マイクロホンを雑音消去用マイクロ
ホンの近傍に設けることにより、拡声用マイクロホンに
回り込む音響結合成分に近い信号を雑音消去用マイクロ
ホンにて捕らえて逆位相の信号の加算による、通話特性
の改善を図る。拡声用マイクロホン及び雑音消去用マイ
クロホンは筐体内部に備えられ、前記拡声用マイクロホ
ンには、前記筐体に開けられた集音孔を通して音声が到
来するように構成され、雑音消去用マイクロホンは筐体
内部に密封されている。これにより、雑音消去用マイク
ロホンについては拡声電話機が設置される場所の音響環
境に関わりなく、回り込みが変化しないことから、常に
安定して音響結合に係る成分を検出でき、これを用いて
適切に通話特性の改善を図る。また、拡声電話機からの
出力については、拡声用スピーカと拡声用マイクロホン
との間の音響結合量が減少した如き状況を呈するので、
拡声用スピーカと拡声用マイクロホンとを同一筐体内部
に組み込んだ状態でも、音響エコーキャセラを用いるこ
とができるようになる。

【００１５】また、拡声電話機からの出力については、
拡声用スピーカと拡声用マイクロホンとの間の音響結合
量が減少したように作用することから、拡声用スピーカ
と拡声用マイクロホンとの間の距離を遠ざけたり、拡声
用スピーカの背面を完全に別部品で覆ったり、あるいは
拡声用マイクロホンを筐体から完全に外に出したり、更
には特殊な指向性マイクロホンを使用しなくとも適度な
通話特性を得ることができるので、筐体が大きくなって
デザインの自由度が無くなったり、高価な部品を使用し
たりして部品点数が必要以上に多くなったり、更には筐
体の内部の実装スペースが無くなるなどの不具合の発生
を防止する。

【００１６】拡声用スピーカからの音は、スピーカの大
きさや形状などの違いにより、出力レベルが周波数によ
って変化する。したがって、抽出手段は、拡声用スピー
カから出力される信号の全周波数帯域のうちの出力レベ
ルの大きい周波数帯域の信号に対応する信号を抽出する
特性を有するものを採用する。これにより、上記逆位相
の信号の加算によっては、改善されない音響結合特性の
改善を図る。拡声用マイクロホンと雑音消去用マイクロ
ホンを一緒に弾性材料ケースで覆うようにしても良い。
これにより、筐体を構成するカバーやベースなどから伝
わる音が拡声用マイクロホンに回り込む率を抑制するこ
とができる。この場合、拡声用マイクロホンは筐体外の
音を取り込む必要があることから、その音を感知する側
の面を筐体に開けられた集音孔に向ける。雑音消去用マ
イクロホンは回り込みに関する音の検出を行う必要上、
主に筐体内部から音を取り込むように、筐体の集音孔の
みならず、隙間の開いていない場所に配置するようにす
る。

【００１７】また、拡声用マイクロホンは弾性材料ケー
スで覆って、雑音消去用マイクロホンは筐体内部の回路
基板の拡声用マイクロホンに最も近い位置に取り付ける
実装構造を採用しても良い。マイクロホンケースは、受
話音信号に基づき放音を行う拡声用スピーカと、使用者
の音声を入力するための拡声用マイクロホンと、前記拡
声用マイクロホンに回り込む音響成分を検出して消去す
るための雑音消去用マイクロホンと、この雑音消去用マ
イクロホンから出力される信号の一部の周波数成分を抽
出する抽出手段と、この抽出手段により抽出された信号
を前記拡声用マイクロホンから出力される信号に逆位相
で加算する加算手段とを備える拡声電話機に用いられ、
前記拡声用マイクロホン及び前記雑音消去用マイクロホ
ンを覆うとともに、前記拡声用マイクロホンの音を感知
する側の面及び前記雑音消去用マイクロホンの音を感知
する側の面の各々に対向する部分に孔が開けられた弾性
材料から構成されることを特徴とする。抽出手段にはバ
ンドパスフィルタアンプが好適であり、加算手段には差
動アンプが好適である。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の拡声電話機、マイクロホンケース及びマイクロホンの
実装構造の実施の形態を説明する。図１は本発明に係る
拡声電話機の実施の形態の構成を示すブロック図であ
り、図２は当該実施の形態の拡声処理系の構成を示すブ
ロック図であり、図３は当該実施の形態に係る拡声電話
機の横断面図を示す。なお、これらの図において、前述
した図１３乃至図１８と共通する部分には同一の符号を
付している。この実施の形態は、図１に示すように、拡
声用マイクロホンアンプ（以下マイクロホンアンプとい
う）５と拡声用マイクロホン（以下メインマイクロホン
という）６とからなる拡声入力系に、雑音消去用マイク
ロホン（以下サブマイクロホンという）２５とバンドパ
スフィルタアンプ（抽出手段）２６とを設けるととも
に、マイクロホンアンプ５の出力とバンドパスフィルタ
アンプ２６の出力との差をとる差動アンプ（加算手段）
２７を設けたものである。この場合、サブマイクロホン
２５はメインマイクロホン６と同等の性能を持ってい
る。

【００１９】メインマイクロホン６とサブマイクロホン
２５は、図３に示すようにマイクロホンケースを構成す
るゴムケース３０の内部に直線的に配置された状態で収
納されており、ゴムケース３０は筐体１５の前方の側面
１５Ａの右側部分に配置されている。ゴムケース３０に
は、メインマイクロホン６とサブマイクロホン２５の取
り付け部分の断面図である図４に示すように、筐体１５
の手前側とその背面の両面に孔３０Ａ及び３０Ｂが形成
されており、その一方の孔３０Ａがメインマイクロホン
６の音導入面（音を感知する側の面）６Ａと対向し、他
方の孔３０Ｂがサブマイクロホン２５の音導入面２５Ａ
と対向している。つまり、マイクロホンケースは、筐体
１５の集音孔１７に臨む第１の部屋と、この第１の部屋
の裏面に隔壁を介して設けられた第２の部屋とを有し、
第１の部屋には集音孔１７に音導入面６Ａが向けられた
メインマイクロホン２５が収容され、第２の部屋には孔
３０Ｂを介して筐体１５の内部に音導入面２５Ａが向け
られたサブマイクロホン２５が収容されている。係る構
成により、使用者の送話音は筐体１５の集音孔１７から
入り、ゴムケース３０の孔３０Ａを通ってメインマイク
ロホン６の音導入面６Ａに達する。他方、スピーカ４の
背面から筐体１５の内部に放音された音はゴムケース３
０の孔３０Ｂを通ってサブマイクロホン２５の音導入面
２５Ａに達する。また、筐体１５を構成するカバーやベ
ースの他、回路基板３１などの各機械的構成部品を伝わ
る音はゴムケース３０を介してメインマイクロホン６及
びサブマイクロホン２５に達する。尚、上記ゴムケース
３０は、ゴム以外の弾性材料、例えば、合成樹脂、スポ
ンジ等により構成することもできる。

【００２０】サブマイクロホン２５の音導入面２５Ａが
筐体１５の内部に向けられて配置され、更に、サブマイ
クロホン２５の音導入面２５Ａを除く周囲部分がゴムケ
ース３０にて覆われていることから、使用者の送話音が
直接に当該サブマクロホン２５に取り込まれる度合いは
少ない。また、サブマイクロホン２５がメインマイクロ
ホン６の近傍に配置されていることで、スピーカ４とメ
インマイクロホン６との間の音響結合の時間とスピーカ
４とサブマイクロホン２５との間の音響結合の時間ずれ
を少なくされており、また、同程度の音響結合が得られ
るようにされており、差動アンプ２７による加算時に音
響結合成分の除去が好適に行われるようにしてある。な
お、メインマイクロホン６の配線６Ｂ及びサブマイクロ
ホン２５の配線２５Ｂは回路基板３１に接続されて、入
力された音声信号が回路基板３１上のマイクロホンアン
プ５及びバンドパスフィルタアンプ２５へ送出される。

【００２１】図５に以上のような構成を有する拡声電話
機における、マイクロホンアンプ５の周波数に対する出
力特性を示す。この図５に明らかなように、３５０〜５
００Ｈｚ付近で出力レベルが最も大きくなっているのが
解る。この出力レベルが最も大きくなる周波数帯域で音
響結合量が最も大きくなり、拡声電話機の音響結合量が
決まることになる。この場合、出力レベルが最も大きく
なる周波数帯域はスピーカ４の大きさや形状などによっ
て異なるが、一般的に拡声電話機には小口径のものが使
用されるので、この図５に示される程度の周波数帯域に
なる。

【００２２】図１に戻り説明を続ける。バンドパスフィ
ルタアンプ２６は、サブマイクロホン２５の出力からほ
ぼ３００〜６００Ｈｚの周波数成分（つまり、音声帯域
の低域の信号）のみを抽出するものである。このバンド
パスフィルタアンプ２６にて抽出された信号は、差動ア
ンプ２７にてマイクロホンアンプ５から出力される信号
に逆位相で加算される。これにより、差動アンプ２７の
出力には、３００〜６００Ｈｚの周波数帯域の音響結合
に係る成分が低減させられた音声信号が現出する。

【００２３】ここで図６に、差動アンプ２７の周波数に
対する出力値を示す。差動アンプ２７の出力値は、前述
の図５に示したマイクロホンアンプ５の出力と比べて３
００〜６００Ｈｚの周波数帯域における出力レベルが低
下しているのが解る。３００〜６００Ｈｚの周波数帯域
における出力レベルが低下することにより、スピーカ４
とメインマイクロホン６との間の音響結合量に相当する
成分も低下することになる。これにより、音声スイッチ
回路２の音声抑制量を大きくすることなく、スピーカ４
とメインマイクロホン６との間の音響結合に相当する成
分を小さくすることが可能になる。

【００２４】なお、バンドパスフィルタアンプ２６が必
要な理由を説明する。サブマイクロホン２５をメインマ
イクロホン６の近傍に配置しても、集音孔１７の有無や
マイクロホン周辺環境が僅かではあるが相違するので、
音声周波数（２００Ｈｚ〜３．３ＫＨｚ）における位相
を完全に一致させることは極めて困難である。そこで、
低い周波数帯域でスピーカ４とメインマイクロホン６と
の間の音響結合に相当する成分を打ち消すように差動ア
ンプ２７を設計しても、高い周波数帯域では上記打ち消
し効果が十分に得られないか、メインマイクロホン６の
出力とサブマイクロホン２５の出力とが全く一致する信
号ではないために、逆相として加算することにより返っ
て大きな値となる可能性がある。

【００２５】そこで、上記のバンドパスフィルタアンプ
２６は、音声周波数（２００Ｈｚ〜３．３ＫＨｚ）にお
ける高い周波数帯域（６００Ｈｚより高い周波数帯域）
において、音響結合に係る成分を抑制する。図７では、
メインマイクロホン６のみを用いた場合（図１２に示す
構成の場合）における音響結合に係る出力値の周波数特
性が破線及びで示され、メインマイクロホン６及びサ
ブマイクロホン２５を用いた場合（バンドパスフィルタ
アンプ２６を用いなかった場合）における音響結合に係
る出力値の周波数特性が一点鎖線及びで示され、メイ
ンマイクロホン６とサブマイクロホン２５及びバンドパ
スフィルタアンプ２６を用いた場合における音響結合に
係る出力値の周波数特性が実線及びで示されている。

【００２６】図７からは、メインマイクロホン６のみの
場合（破線及び）に比べて、サブマイクロホン２５を
用いた場合（一点鎖線及び）の方が２００Ｈｚ〜１Ｋ
Ｈｚ程度の範囲では、音響結合に係る成分を抑制する効
果が認められるが、１ＫＨｚ〜５ＫＨｚの範囲では、メ
インマイクロホン６の出力とサブマイクロホン２５の出
力とが全く一致する信号ではないために、逆相として加
算することにより返って大きな値となっていると認めら
れる。これに対し、更にバンドパスフィルタアンプ２６
を用いることによって（実線及び）、２００Ｈｚ〜１
ＫＨｚの範囲において、音響結合に係る成分を抑制する
効果が認められるばかりでなく、１ＫＨｚ〜５ＫＨｚの
範囲においても出力値が低下し、音響結合に係る成分を
抑制する効果が認められる。この様に、本願発明は、バ
ンドパスフィルタアンプ２６を用いることによって、音
声周波数の全範囲に亘って音響結合に係る成分を抑制す
るようにしたものである。

【００２７】一方、この拡声電話機には、図１に示すよ
うに、ハンドセット３５が設けられており、スイッチ３
６を介して電話機回路２８に接続されている。このハン
ドセット３５はスイッチ３６をオン（閉状態）すること
により使用可能になる。ハンドセット３５とスイッチ３
６との間にはスピーカアンプ３７及びマイクロホンアン
プ３８が設けられている。電話機回路２８はハイブリッ
ド回路１及び音声スイッチ回路２などを有して構成され
ている。

【００２８】更に、実施の形態では、メインマイクロホ
ン６の近傍に、音導入面２５Ａが筐体１５の内部に向け
られて配置され、スピーカ４の背面から放音されて筐体
１５の内部を伝わる音や筐体１５を構成するカバーやベ
ースの他、回路基板３１などの各機械的構成部品を介し
て回り込む音をサブマイクロホン２５にて検出可能とな
っている。このため、使用者の発生した音声が室内で反
射するなどした、スピーカ４とメインマイクロホン６と
の間の音響結合とは無関係な信号が入力されず、当該音
響結合に相当する成分を除去した信号を差動アンプ２７
の出力として得ることができ、その分、音声スイッチ回
路２の音声抑制量を減らすことが可能になる。斯して、
スピーカ４の優先状態からメインマイクロホン６の優先
状態に切り替わる際の遅れが小さくなり、メインマイク
ロホン６への切り替え後の最初の言葉が途切れたりする
ことがなくなって自然な通話が可能になる。

【００２９】また、スピーカ４とメインマイクロホン６
との間の距離を更に遠ざけたり、スピーカ４の背面を完
全に別部品で覆ったり、あるいはメインマイクロホン６
を筐体１５から完全に外に出したり、更には特殊な指向
性マイクロホンを使用する必要がないので、筐体１５が
大きくなってデザインの自由度が無くなったり、高価な
部品を使用したりして部品点数が必要以上に多くなった
り、更には筐体１５の内部の実装スペースが無くなるな
どの不具合が生じない。

【００３０】また、本拡声電話機の出力において、音響
結合量の実質的な減少を図ることができるので、十分な
スピーカ音量を確保しながら音響エコーキャンセラを使
用できるようになり、同時通話性能が向上した拡声電話
機が実現できる。すなわち、本実施の形態においては、
受話中には拡声用マイクロホンからの送話信号を減衰さ
せ、送話中には拡声用スピーカに供給する受話信号を減
衰させる手段として、音声スイッチ回路２を電話機回路
２８内に備えた構成を採用しているが、この音声スイッ
チ回路２に代えて、上記音響エコーキャンセラを、受話
中には拡声用マイクロホンからの送話信号を減衰させ、
送話中には拡声用スピーカに供給する受話信号を減衰さ
せる手段として採用した実施の形態が存在する。なお、
この実施の形態のスピーカ４では、３５０〜５００Ｈｚ
付近での周波数帯域において音響結合量が最も大きくな
るので、３００〜６００Ｈｚ付近の通過帯域を持つバン
ドパスフィルタアンプ２６を用いたが、スピーカの大き
さや形状などによってマイクロホンアンプ５の出力レベ
ルが最も大きくなる周波数帯域が異なるので、使用する
スピーカに合せてバンドパスフィルタアンプの通過帯域
を選択する。

【００３１】図８は本発明に係る拡声電話機の実施の形
態の変形例の横断面図である。この拡声電話機は、図示
のように、メインマイクロホン６とサブマイクロホン２
５とを筐体１５の幅方向に横並びさせて配置させたもの
であり、その回路構成は図１、図２に示した通りであ
る。この変形例の構成においては、メインマイクロホン
６の音導入面６Ａが筐体１５の集音孔１７に向けられて
配置されており、一方、サブマイクロホン２５の音導入
面２５Ａが筐体１５の内部に向けられて配置されてい
る。また、メインマイクロホン６とサブマイクロホン２
５を収納するマイクロホンケースであるゴムケース４０
には、メインマイクロホン６とサブマイクロホン２５を
横並べして配置する第１、第２の部屋が設けられ、各部
屋にメインマイクロホン６とサブマイクロホン２５が収
容される。各部屋には、音導入面６Ａ、２５Ａと対向す
る面に、それぞれ反対方向に開口した孔４０Ａ、４０Ｂ
が形成されている。また、メインマイクロホン６とサブ
マイクロホン２５の配線６Ｂ、２５Ｂは回路基板４１に
おいて、夫々マイクロホンアンプ５及びバンドパスフィ
ルタ２６に接続されている。メインマイクロホン６とサ
ブマイクロホン２５とを筐体１５の幅方向に配置させた
当該変形例にあっても、上記実施の形態と同様の効果が
得られる。

【００３２】図９は本発明に係る拡声電話機の実施の形
態の第２の変形例の横断面図である。この変形例に係る
拡声電話機は、図示のようにメインマイクロホン６のみ
をゴムケース４４に収納し、サブマイクロホン２５を回
路基板４５上においてメインマイクロホン６の近傍に取
り付けたものであり、回路構成は図１、図２に示した通
りである。図１０はメインマイクロホン６とサブマイク
ロホン２５の取り付け部分の拡大図である。この図に示
すように、サブマイクロホン２５は、その音導入面２５
Ａが上側（拡声電話機の表面側）に向けられて回路基板
４５上に取り付けられている。サブマイクロホン２５を
回路基板４５上に直接取り付けることにより、配線２５
Ｂが不要になり、製造工程の簡素化と製造コストの低減
を図ることが可能になる。また、サブマイクロホン２５
が筐体１５には直接接しない構造となっていることか
ら、筐体１５を構成するカバーやベースから回り込む音
が少なくなり、当該サブマイクロホン２５を必ずしもゴ
ムケースで覆う必要はなくなるが、振動による結合を防
止するため、サブマイクロホン２５をメインマイクロホ
ン６と同様に、弾性材料からなるマイクロホンケースに
より被覆する構造、つまり、サブマイクロホン２５を、
筐体１５内部のメインマイクロホン６に最も近い回路基
板４５上に配置するマイクロホンの実装構造の他に、係
る実装構造においてサブマイクロホン２５の音導入面２
５Ａ以外を弾性材料にて被覆した実施の形態も存在す
る。

【００３３】図１１は本発明に係る拡声電話機の実施の
形態の第３の変形例の横断面図である。この変形例に係
る拡声電話機は、上述した第２の変形例におけるサブマ
イクロホン２５の向きを横方向（つまり、筐体１５の側
壁側）に向けたものである。図１２はこの変形例のメイ
ンマイクロホン６とサブマイクロホン２５の取り付け部
分の拡大図であり、この図に示すようにサブマイクロホ
ン２５はその音導入面２５Ａが筐体１５の内部の奥方向
に向けられて回路基板４５に取り付けられている。この
第３の変形例においても、サブマイクロホン２５を回路
基板４５上に直接取り付けることから配線２５Ｂが不要
になり、製造工程の簡素化と製造コストの低減を図るこ
とが可能になる。また、サブマイクロホン２５は筐体１
５には直接接しないことから、筐体１５を構成するカバ
ーやベースから回り込む音が少なくなり、当該サブマイ
クロホン２５を必ずしもゴムケースで覆う必要はない
が、既に述べたように、サブマイクロホン２５を、筐体
１５内部のメインマイクロホン６に最も近い回路基板４
５上に配置する構造の他に、係る実装構造においてサブ
マイクロホン２５の音導入面２５Ａ以外を弾性材料にて
被覆した実施の形態も存在する。

【００３４】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、雑音消去用マ
イクロホンにて拡声用スピーカと拡声用マイクロホンと
の間の音響結合成分を検出し、その一部の周波数成分を
抽出して拡声用マイクロホンからの信号に逆位相で加算
するようにしたので、上記音響結合量が除去された音声
信号を得ることができ、送話中には受話信号を減衰さ
せ、受話中には送話信号を減衰させる作用を行う音声ス
イッチ回路における音声抑制量を減少させることが可能
になり、その分、受話から送話への切り替え遅れが小さ
くなって最初の言葉が途切れたりすることが無くなり、
良好な通話特性を確保することができる。

【００３５】請求項２の発明によれば、拡声用マイクロ
ホンと雑音消去用マイクロホンとが、近傍に配置されて
いるので、拡声用マイクロホンに回り込む音響結合成分
に近い信号を捕らえて逆位相の信号の加算を行うことに
よりができ、上記音響結合成分がより除去された音声信
号を得ることができ、通話特性の改善を図る効果を有す
る。

【００３６】請求項３の発明によれば、抽出手段が拡声
用スピーカから出力される信号の全周波数帯域のうちの
出力レベルの大きい周波数帯域の信号を抽出するので、
出力レベルの大きい周波数帯域の信号部分において拡声
用マイクロホンに回り込む音響結合成分に近い信号を捕
らえて逆位相の信号の加算を行うことによりができ、ま
た、それ以外では、完全に逆相とならない信号の加算結
果を抑圧して全帯域に亘って音響結合成分がより除去さ
れた音声信号を得ることができ、通話特性の改善を図る
効果を有する。

【００３７】請求項４の本発明によれば、バンドパスフ
ィルタアンプにより、出力レベルの大きい周波数帯域の
信号部分において拡声用マイクロホンに回り込む音響結
合成分に近い信号を捕らえて逆位相の信号の加算を行う
ことによりができ、また、それ以外では、完全に逆相と
ならない信号の加算結果を抑圧して全帯域に亘って音響
結合成分がより除去された音声信号を得ることができ、
通話特性の改善を図る効果を有する。

【００３８】請求項５の本発明によれば、拡声用マイク
ロホン及び雑音消去用マイクロホンは筐体内部に備えら
れ、前記拡声用マイクロホンには、前記筐体に開けられ
た集音孔を通して音声が到来するように構成されている
ので、雑音消去用マイクロホンが、拡声電話機が設置さ
れた環境から直接に音声等を取り込むことがなく、適切
に音響結合成分を検出して通話特性の改善を図る効果を
有する。

【００３９】請求項６の本発明によれば、スピーカアン
プにより受話信号を増幅して拡声用スピーカに供給し、
マイクロホンアンプにより拡声用マイクロホンの出力を
増幅することができ、適切な入出力レベルを得ることが
できる。

【００４０】請求項７の本発明によれば、拡声用マイク
ロホン及び雑音消去用マイクロホンを覆うとともに、前
記拡声用マイクロホンの音を感知する側の面及び前記雑
音消去用マイクロホンの音を感知する側の面の各々に対
向する部分に孔が開けられた弾性材料ケースを備えるの
で、必要な方向から音が入り込み、不要な方向からの音
の入り込みを減少させ、適切に音響結合成分を検出して
通話特性の改善を図る効果を有する。

【００４１】請求項８の本発明によれば、雑音消去用マ
イクロホンは、前記拡声用マイクロホンに最も近い筐体
内部の回路基板上に設けられるので、雑音消去用マイク
ロホンから配線と配線を回線基板に別途取り付ける工事
が不要になり、製造工程の簡素化と製造コストの低減を
図ることが可能になる。

【００４２】請求項９の本発明によれば、差動アンプに
より、位相反転した加算を用意に可能とする効果があ
る。

【００４３】請求項１０の本発明によれば、受話中には
拡声用マイクロホンからの送話信号を減衰させ、送話中
には拡声用スピーカに供給する受話信号を減衰させる手
段を備えるので、音響結合成分の除去と共に、送受信号
の適切な減衰によるより適切な通話特性を得ることがで
きる。

【００４４】請求項１１の本発明によれば、必要な方向
から音が入り込み、不要な方向からの音の入り込みを減
少させ、適切に音響結合成分を検出して通話特性の改善
を図る効果を有する拡声電話機に寄与するマイクロホン
ケースを弾性材料ケースにて提供できる。

【００４５】請求項１２の本発明によれば、拡声用マイ
クロホンの音を感知する面を除く部分を被覆するととも
に、音を感知する面を筐体に開けられた集音孔に向け、
雑音消去用マイクロホンを、隔壁を介して前記拡声用マ
イクロホンの背面に配置可能に被覆し、上記雑音消去用
マイクロホンと上記拡声用マイクロホンを近接して一体
に保持するようにできる。

【００４６】請求項１３の本発明によれば、拡声用マイ
クロホンの音を感知する面を除く部分を被覆するととも
に、音を感知する面を筐体に開けられた集音孔に向け、
雑音消去用マイクロホンを、前記集音孔の横に隣接する
位置に隔壁を介して音を感知する面を後部に向けて配置
可能に被覆し、上記雑音消去用マイクロホンと上記拡声
用マイクロホンを近接して一体に保持するようにでき
る。

【００４７】請求項１４の本発明によれば、雑音消去用
マイクロホンを、筐体内部の拡声用マイクロホンに最も
近い回路基板上に配置し、雑音消去用マイクロホンが筐
体内部に閉じ込められて音響環境を不変とし、通話特性
の改善を図る効果を有する拡声電話機に寄与する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る拡声電話機の実施の形態の構成を
示すブロック図である。

【図２】本発明に係る拡声電話機の拡声処理系の構成を
示すブロック図である。

【図３】本発明に係る実施の形態の拡声電話機の横断面
図である。

【図４】本発明に係る実施の形態の拡声電話機の拡声用
マイクロホン及び雑音消去用マイクロホン取り付け部分
の断面図である。

【図５】本発明に係る拡声電話機の拡声用マイクロホン
アンプの周波数に対する出力値を示す図である。

【図６】本発明に係る実施の形態の拡声電話機の差動ア
ンプの周波数に対する出力値を示す図である。

【図７】本発明の実施の形態に係る拡声電話機の効果を
説明する音響結合の周波数特性を示す図である。

【図８】本発明に係る拡声電話機の実施の形態の第１の
変形例の横断面図である。

【図９】本発明に係る拡声電話機の実施の形態第２の変
形例の横断面図である。

【図１０】本発明に係る拡声電話機の第２の変形例の拡
声用マイクロホン及び雑音消去用マイクロホン取り付け
部分の断面図である。

【図１１】本発明に係る拡声電話機の第３の変形例の横
断面図である。

【図１２】本発明に係る拡声電話機の第３の変形例の拡
声用マイクロホン及び雑音消去用マイクロホン取り付け
部分の断面図である。

【図１３】従来の拡声電話機の拡声処理系の構成を示す
ブロック図である。

【図１４】従来の拡声電話機における拡声用スピーカか
ら拡声用マイクロホンへの音響的な回り込みを示すブロ
ック図である。

【図１５】従来の拡声電話機の外観を示す斜視図であ
る。

【図１６】従来の図１４の拡声電話機の横断面図であ
る。

【図１７】従来の図１４の拡声電話機の要部縦断面図で
ある。

【図１８】従来の拡声電話機の拡声用マイクロホンの取
り付け部分の拡大断面図である。

【符号の説明】

２ 音声スイッチ回路 ３ 拡声用スピーカアンプ ４ 拡声用スピーカ ５ 拡声用マイクロホンアンプ ６ 拡声用マイクロホン １５ 筐体 １７ 集音孔 ２５ 雑音消去用マイクロホン ２６ バンドパスフィルタアンプ ２７ 差動アンプ ３０、４０、４４ ゴムケース ３１、４１、４５ 回路基板 ３５ ハンドセット

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 受話音信号に基づく放音を行うための拡
   声用スピーカと、 使用者の音声を入力するための拡声用マイクロホンと、 前記拡声用マイクロホンに回り込む音響結合成分を検出
   して消去するための入力を得る雑音消去用マイクロホン
   と、 この雑音消去用マイクロホンから出力される信号の一部
   の周波数成分を抽出する抽出手段と、 この抽出手段により抽出された信号を前記拡声用マイク
   ロホンから出力される信号に逆位相で加算する加算手段
   と、を備えたことを特徴とする拡声電話機。
2. 【請求項２】 拡声用マイクロホンと雑音消去用マイク
   ロホンとが、近傍に配置されていることを特徴とする請
   求項１に記載の拡声電話機。
3. 【請求項３】 抽出手段は、拡声用スピーカから出力さ
   れる信号の全周波数帯域のうちの出力レベルの大きい周
   波数帯域の信号を抽出することを特徴とする請求項１ま
   たは２に記載の拡声電話機。
4. 【請求項４】 抽出手段は、バンドパスフィルタアンプ
   であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項
   に記載の拡声電話機。
5. 【請求項５】 拡声用マイクロホン及び雑音消去用マイ
   クロホンは筐体内部に備えられ、前記拡声用マイクロホ
   ンには、前記筐体に開けられた集音孔を通して音声が到
   来するように構成されていることを特徴とする請求項１
   乃至４のいずれか１項に記載の拡声電話機。
6. 【請求項６】 受話信号を増幅して拡声用スピーカに供
   給するスピーカアンプと、 拡声用マイクロホンの出力を増幅するマイクロホンアン
   プを具備することを特徴とする請求項１乃至５のいずれ
   か１項に記載の拡声電話機。
7. 【請求項７】 拡声用マイクロホン及び雑音消去用マイ
   クロホンを覆うとともに、前記拡声用マイクロホンの音
   を感知する側の面及び前記雑音消去用マイクロホンの音
   を感知する側の面の各々に対向する部分に孔が開けられ
   た弾性材料ケースを備えたことを特徴とする請求項１乃
   至請求項６のいずれか１項に記載の拡声電話機。
8. 【請求項８】 拡声用マイクロホンは、音を感知する面
   を除く部分が弾性材料ケースで覆われるとともに、音を
   感知する面が前記筐体に開けられた集音孔に向けられて
   筐体内部に設けられており、 雑音消去用マイクロホンは、前記拡声用マイクロホンに
   最も近い筐体内部の回路基板上に設けられていることを
   特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の拡声
   電話機。
9. 【請求項９】 加算手段は、差動アンプであることを特
   徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の拡声電
   話機。
10. 【請求項１０】 受話中には拡声用マイクロホンからの
    送話信号を減衰させ、送話中には拡声用スピーカに供給
    する受話信号を減衰させる手段を備えたことを特徴とす
    る請求項１乃至９のいずれか１項に記載の拡声電話機。
11. 【請求項１１】 受話音信号に基づく放音を行うための
    拡声用スピーカと、使用者の音声を入力するための拡声
    用マイクロホンと、前記拡声用マイクロホンに回り込む
    音響成分を検出して消去するための雑音消去用マイクロ
    ホンと、この雑音消去用マイクロホンから出力される信
    号の一部の周波数成分を抽出する抽出手段と、この抽出
    手段により抽出された信号を前記拡声用マイクロホンか
    ら出力される信号に逆位相で加算する加算手段とを備え
    る拡声電話機に用いられ、 前記拡声用マイクロホン及び前記雑音消去用マイクロホ
    ンを覆うとともに、前記拡声用マイクロホンの音を感知
    する側の面及び前記雑音消去用マイクロホンの音を感知
    する側の面の各々に対向する部分に孔が開けられた弾性
    材料から構成されることを特徴とするマイクロホンケー
    ス。
12. 【請求項１２】 拡声用マイクロホンの音を感知する面
    を除く部分を被覆するとともに、音を感知する面を筐体
    に開けられた集音孔に向け、 雑音消去用マイクロホンを、隔壁を介して前記拡声用マ
    イクロホンの背面に配置可能に被覆することを特徴とす
    る請求項１１に記載のマイクロホンケース。
13. 【請求項１３】 拡声用マイクロホンの音を感知する面
    を除く部分を被覆するとともに、音を感知する面を筐体
    に開けられた集音孔に向け、 雑音消去用マイクロホンを、前記集音孔の横に隣接する
    位置に隔壁を介して音を感知する面を後部に向けて配置
    可能に被覆することを特徴とする請求項１１に記載のマ
    イクロホンケース。
14. 【請求項１４】 受話音信号に基づく放音を行うための
    拡声用スピーカと、使用者の音声を入力するための拡声
    用マイクロホンと、前記拡声用マイクロホンに回り込む
    音響成分を検出して消去するための雑音消去用マイクロ
    ホンと、この雑音消去用マイクロホンから出力される信
    号の一部の周波数成分を抽出する抽出手段と、この抽出
    手段により抽出された信号を前記拡声用マイクロホンか
    ら出力される信号に逆位相で加算する加算手段とを備え
    る拡声電話機にマイクロホンを実装する際に、拡声用マ
    イクロホンの音を感知する面を除く部分を被覆するとと
    もに、音を感知する面を筐体に開けられた集音孔に向
    け、 雑音消去用マイクロホンを、筐体内部の前記拡声用マイ
    クロホンに最も近い回路基板上に配置することを特徴と
    するマイクロホンの実装構造。