JP2005269598A

JP2005269598A - 発振・エコー防止回路及びマイクスピーカ

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Publication number: JP2005269598A
Application number: JP2004254841A
Authority: JP
Inventors: Yasutoshi Taniguchi; 泰敏谷口
Original assignee: Fukuoka Institute of Technology
Current assignee: Fukuoka Institute of Technology
Priority date: 2004-02-18
Filing date: 2004-09-01
Publication date: 2005-09-29
Anticipated expiration: 2024-09-01
Also published as: JP4290623B2

Abstract

【課題】双方向通信機器や一方向通信機器で生ずる発振現象はもとより、エコー現象を効果的に抑制して、安定した通話を可能とする発振・エコー防止回路を提供すること。
【解決手段】携帯電話等の双方向通信機器あるいは補聴器等の一方向通信機器に用いるものであって、マイクスピーカ１２と、受話信号電圧相殺回路１３とを具え、前記マイクスピーカは、本体に少なくとも２つ以上のマイクロフォンＭＩＣ１，ＭＩＣ２が第１の内部空間と外部空間、及び第１の内部空間と第２の内部空間を遮断して配置されているとともに、スピーカＳＰ１又はイヤーフォンが第１の内部空間と外部空間を遮断して配置され、前記受話信号電圧相殺回路は、前記マイクロフォンからのそれぞれ受話信号電圧の出力を相殺して最も小さくなるようにし、発振・エコー現象を十分に抑えることができる。
【選択図】図１

Description

この発明は、携帯電話等の双方向通信機器あるいは補聴器等の一方向通信機器に用いられる発振・エコー防止回路及びマイクスピーカに関し、その利用可能な技術分野は携帯電話又はＰＨＳ等の移動体通信、一般的な電話機、イヤーフォンマイク全般、翻訳機、聾唖者や声帯損傷者用拡声器、旅行業者のガイド用通信機、アナウンサー用通信機、電車の車掌用通信機、オペレーター用ヘッドセット、補聴器等各種の通信機器分野である。

従来、通信機器として例えば携帯電話又はＰＨＳ等の移動体通信に用いられる有線と無線の子機が知られており、この子機から親機、さらにＮＴＴドコモ等の電話用無線電波中継部を含む伝送系を介して相手側の通信機器と双方向通信が可能な機器が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００２−３０００７４号公報（第２，３頁、図３）

これは一方の通信機器が音声等の信号を送るためのマイクロフォン、増幅回路を含む送話部と、音声等の信号を受け取るスピーカ又はイヤーフォン、増幅回路を含む受話部とで構成され、他方の通信機器が同様なマイクロフォン、増幅回路を含む送話部と、スピーカ又はイヤーフォン、増幅回路を含む受話部とで構成され、これら両通信機器が伝送系を介して接続され双方向通信が可能になっている。

ところで、前記双方向通信の場合には、両通信機器の送受話部の空間を伝わる音波等を含めた電気的結合によるループが形成されて発振現象やエコー現象が生じることがある。このとき発振現象は電気的結合のループ利得が１以上の時に生じ、またエコー現象は電気的結合のループ利得が１以下の時に生じるので、送話部と受話部の一体化や同設はもとより、近づけることすらできないのが現状であり、有線、無線のいずれにおいても通信機器のノイズ対策、小型化、軽量化、製造コスト低減等を進める上で大きな問題点となる。

そこでこの発明は、前記のような従来の問題点を解決し、双方向通信機器や一方向通信機器で生ずる発振現象はもとより、エコー現象を効果的に抑制して、安定した通話を可能とする発振・エコー防止回路及びマイクスピーカを提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、請求項１に記載の発振・エコー防止回路の発明は、携帯電話等の双方向通信機器あるいは補聴器等の一方向通信機器に用いるものであって、マイクスピーカと、受話信号電圧相殺回路とを具え、前記マイクスピーカは、空気等の流体が充満した内部空間を少なくとも２つ以上有する本体を有し、この本体に少なくとも２つ以上のマイクロフォンが第１の内部空間と外部空間、及び第１の内部空間と第２の内部空間を遮断して配置されているとともに、スピーカ又はイヤーフォンが第１の内部空間と外部空間を遮断して配置され、前記マイクロフォンは、第１の内部空間内の受話信号などによる流体の振動と外部空間からの音声などの送話信号による流体の振動を同時に集音可能になっており、前記スピーカ又はイヤーフォンは、第１の内部空間と外部空間に同時に放音可能となっており、前記受話信号電圧相殺回路は、前記マイクロフォンからのそれぞれ受音信号電圧の出力を相殺して最も小さくなるようになっていることを特徴とする。

請求項２に記載の発振・エコー防止回路の発明は、請求項１において、第１の内部空間及び第２の内部空間は、空気等の流体が充満した密閉空間であることを特徴とする。請求項３に記載の発振・エコー防止回路の発明は、請求項１又は２において、受話信号電圧相殺回路は、マイクロフォンが第１の内部空間内の受話信号などによる流体の振動を集音したときに生ずる受音信号電圧の総和が最も小さくなるように加算する加算回路であることを特徴とする。請求項４に記載の発振・エコー防止回路の発明は、請求項１又は２において、受話信号電圧相殺回路は、マイクロフォンが第１の内部空間外の外部空間から音声などの送話信号成分による流体の振動を集音したとき受音信号電圧の総和が外部空間から音声などの送話信号成分のみが十分に残るように加算する加算回路であることを特徴とする。

請求項５に記載の発振・エコー防止回路の発明は、請求項１又は２において、受話信号電圧相殺回路は、マイクロフォンが第１の内部空間内の受話信号などによる流体の振動を集音したときに生ずる受音信号電圧の総和が最も小さくなるように加算し、かつマイクロフォンが第１の内部空間外の外部空間から音声などの送話信号による空気等の流体の振動を集音したとき受音信号電圧の総和は外部空間からの送話信号成分のみが十分に残るように加算する加算回路であることを特徴とする。

請求項６に記載の発振・エコー防止回路の発明は、請求項１ないし５のいずれかにおいて、マイクロフォンからのそれぞれ受音信号の電圧の配分を行う電圧可変回路が設置されているとともに、受話信号電圧相殺回路に用いた回路部品が温度の変化や経年変化による影響や使用環境などの変化で第１の内部空間内の受話信号などによる空気等の流体の振動を集音したとき受音信号電圧の総和が十分に小さくならない場合に自動的に十分に小さくなるように前記電圧可変回路を制御する制御回路が設置されていることを特徴とする。

請求項７に記載の発振・エコー防止回路の発明は、請求項６において、制御回路は、加算回路からの送話信号の一部を取り入れ可能に接続され加算された受話信号電圧を脈流に変換する整流回路と、該整流回路に接続され直流信号電圧を得る積分回路と、該積分回路に接続され直流信号電圧を送話信号がなく受話信号があるときのみ保存するメモリ回路と、該メモリ回路に接続されメモリ回路の出力電圧と基準電圧を比較する比較回路と、該比較回路に接続され比較回路で比較された直流信号電圧をマイクロフォンの一方の出力が大きいとき他方の出力が小さく、一方の出力が小さいとき他方の出力が大きくなるように電圧可変手段に制御信号を出力する反転増幅回路とを有する制御回路であることを特徴とする。

請求項８に記載のマイクスピーカの発明は、携帯電話等の双方向通信機器あるいは補聴器等の一方向通信機器の、前記発振・エコー防止回路に用いるものであって、空気等の流体が充満した内部空間を少なくとも２つ以上有する本体を有し、この本体に少なくとも２つ以上のマイクロフォンが第１の内部空間と外部空間、及び第１の内部空間と第２の内部空間を遮断して配置されているとともに、スピーカ又はイヤーフォンが第１の内部空間と外部空間を遮断して配置され、前記マイクロフォンは、第１の内部空間内の受話信号などによる流体の振動と外部空間からの音声などの送話信号による流体の振動を同時に集音可能になっており、前記スピーカ又はイヤーフォンは、第１の内部空間と外部空間に同時に放音可能となっていることを特徴とする。請求項９に記載のマイクスピーカの発明は、請求項８において、第１の内部空間は、第２の内部空間より大きくなっていることを特徴とする。

請求項１０に記載のスピーカ又はイヤーフォンの発明は、携帯電話等の双方向通信機器あるいは補聴器等の一方向通信機器の、前記発振・エコー防止回路用マイクスピーカを構成するものであって、空気等の流体が充満した内部空間を少なくとも２つ以上有する本体の、第１の内部空間と外部空間を遮断して配置され、第１の内部空間と外部空間に同時に放音可能となっていることを特徴とする。

請求項１１に記載のマイクロフォンの発明は、携帯電話等の双方向通信機器あるいは補聴器等の一方向通信機器の、前記発振・エコー防止回路用マイクスピーカを構成するものであって、空気等の流体が充満した内部空間を少なくとも２つ以上有する本体の、第１の内部空間と外部空間、及び第１の内部空間と第２の内部空間を遮断して少なくとも２つ以上配置され、第１の内部空間内の受話信号などによる空気等の流体の振動と外部空間からの音声などの送話信号による流体の振動を同時に集音可能になっていることを特徴とする。

請求項１ないし７に記載した発振・エコー防止の発明は、前記のような構成からなるので、双方向通信機器や一方向通信機器で生ずる発振現象やエコー現象を効果的に抑制することができる。また、発振現象やエコー現象の抑制が可能なので、双方向通信機器に設置した場合には送話部と受話部を同じ場所に設けたり（同設）あるいは至近に設置することができる。しかも発振やエコー防止のために送話部と受話部を切り離したり、エコー防止のためのコンピュータ処理等の複雑なディジタル操作等を行う必要も無く、通話品質が低下することが無い安定した通話を可能とすることができるという画期的なものである。また、構成が簡素であるため製作コストも比較的安価に抑えることができるのに加えて、小型化と軽量化も図ることができるという優れた効果が期待できる。請求項８，９に記載したマイクスピーカの発明は、複数のマイクロフォンとスピーカ又はイヤーフォンをコンパクトに一体化することができ、発振・エコー防止回路に簡単に組み込むことができる。請求項１０に記載したスピーカ又はイヤーフォンの発明は、マイクスピーカに効果的に組み込むことができる。請求項１１に記載したマイクロフォンの発明は、マイクスピーカに効果的に組み込むことができる。

この発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。

（実施の形態１）
実施の形態１は双方向通信が可能な無線通信機器（例えば携帯電話）に実施したものである。図１は発振・エコー防止回路を携帯電話に組み込んだ回路ブロック図であり、この図面では回路の動作を行わせるための電池等説明に必要が無いものは省略している。

通信機器１の送話部１１はマイクスピーカ１２を構成するマイクロフォンＭＩＣ１，ＭＩＣ２、受話信号電圧相殺回路としての加算回路１３、増幅回路Ａ１から構成されている。受話部１５は増幅回路Ａ２、マイクスピーカ１２を構成するスピーカＳＰ１から構成されている。また、通信機器２の送話部２１はマイクスピーカ２２を構成するマイクロフォンＭＩＣ３，ＭＩＣ４、受話信号電圧相殺回路としての加算回路２３、増幅回路Ａ３から構成されている。受話部２５は増幅回路Ａ４、マイクスピーカ２２を構成するスピーカＳＰ２から構成されている。３０は両通信機器１，２を接続する伝送系を示す。

マイクスピーカ１２，２２は同じ構成からなるので、ここではその一方のマイクスピーカ１２について、図２，３によって説明する。マイクスピーカ１２は合成樹脂製の中空箱型本体４１を有し、この本体には大小２個の内部空間４２，４３が密閉状に形成され、各空間には空気等の流体が充満された状態で収容されている。本体４１にはマイクロフォンＭＩＣ１が第１の内部空間４２と外部空間４４を遮断して配置されているとともに、マイクロフォンＭＩＣ２が第１の内部空間４２と第２の内部空間４３を遮断して配置され、これらマイクロフォンＭＩＣ１，ＭＩＣ２で第１の内部空間４２内のスピーカＳＰ１から出力される受話信号などによる流体の振動と外部空間４４からの音声などの送話信号による流体の振動を同時に集音可能になっている。また本体４１にはスピーカＳＰ１が第１の内部空間４２と外部空間４４を遮断して配置され、第１の内部空間４２と外部空間４４に同時に放音可能となっている。

前記マイクスピーカ１２において、マイクロフォンＭＩＣ１，ＭＩＣ２及びスピーカＳＰ１の配置、これらの形状や大きさ、さらに内部空間４２，４３の大きさ等は一例を示したにすぎず、例示した以外の構成としてもよいことは勿論であり、図４以降にその変形例を示す。すなわち、図４ではマイクロフォンＭＩＣ１をスピーカＳＰ１と同じ向きで配置し、図５ではマイクロフォンＭＩＣ１をスピーカＳＰ１と相対向して配置し、図６，７ではマイクロフォンＭＩＣ２もマイクロフォンＭＩＣ１及びスピーカＳＰ１と同じ向きに配置し、さらに図７と図６ではマイクロフォンＭＩＣ１とスピーカＳＰ１の配置を逆にしている。これらいずれのタイプのマイクスピーカを用いてもよい。

加算回路１３，２３は同じ構成からなるので、ここではその一方の加算回路１３について説明する。加算回路１３は図８に示すように抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３等から構成され、マイクロフォンＭＩＣ１，ＭＩＣ２の出力の極性を変えて加算することで相殺する。すなわち、マイクロフォンＭＩＣ１，ＭＩＣ２が第１の内部空間４２内のスピーカＳＰ１から出力される受話信号などによる空気等の流体の振動を集音したときに生ずる受音信号電圧の総和が最も小さくなるように加算するとともに、マイクロフォンＭＩＣ１，ＭＩＣ２が第１の内部空間４２外の外部空間４４から音声などの送話信号による流体の振動を集音したとき受音信号電圧の総和が外部空間からの送話信号成分のみが十分に残るように加算するように予め調整され設定されている。マイクロフォンＭＩＣ１，ＭＩＣ２の出力のばらつきは抵抗Ｒ１，Ｒ２の値を調整して加算回路１３の出力電圧が最も小さくなるようにする。

通信機器２から伝送系３０を通じて通信機器１に送られてくる受話信号は増幅回路Ａ２で増幅され、マイクスピーカ１２のスピーカＳＰ１から外部空間４４と第１の内部空間４２に出力される。出力された受話信号はマイクスピーカ１２のマイクロフォンＭＩＣ１，ＭＩＣ２によって取り出される。加算回路１３はこの２つのマイクロフォンＭＩＣ１，ＭＩＣ２からの受話信号電圧の和が相殺して最も小さくなるように前記のように予め調整しているので、受話信号が取り出されることはない。

受話信号は取り出されないので送話部１１に設けられている増幅回路Ａ１によって増幅され、伝送系３０を通して通信機器２に送話されるが、受話信号が伝わることはない。

スピーカＳＰ１に出力された受話信号は外部空間４４にも放音されるので、信号として聞くことができる。

また、通信機器１から伝送系３０を通じて通信機器２に送る音声等の送話信号はマイクスピーカ１２の外部空間４４にも開放されているマイクロフォンＭＩＣ１によって集音する。このとき、マイクロフォンＭＩＣ２では集音することができないので、２つのマイクロフォンＭＩＣ１，ＭＩＣ２から取り出される受音信号電圧を加算回路１３で相殺しても音声等の送話信号は無くなることはない。

この送話信号は増幅回路Ａ１によって増幅され、伝送系３０を通じて通信機器２に送話され、伝えることができる。

前記において受話された音声等の受話信号はマイクスピーカ１２内の第１の内部空間４２で外界の影響を少なく抑えて位相差なく集音し、加算回路１３で相殺して、相手方の通信機器２に送られるので、両通信機器１，２間の送受話部では発振現象はもとよりエコー現象も生じることがない。この発振防止、エコー防止は通信機器２でも同様な機能を果たすため、両通信機器１，２に組み込めば、より効果が発揮される。

実施の形態１では加算回路１３，２３を用いて受話信号電圧の相殺を行ったが、これはあくまでも好ましい一例であって、ほかに同様な動作を行う回路で構成してもよい。

（実施の形態２）
図９，１０は実施の形態２を示す。実施の形態１では予めマイクスピーカ１２，２２でスピーカＳＰ１からの出力を２つのマイクロフォンＭＩＣ１，ＭＩＣ２で集音し、２つの信号電圧を加算回路１３，２３で相殺して最小となるように調整しておく必要があったが、マイクスピーカ１２，２２に用いたスピーカＳＰ１及びマイクロフォンＭＩＣ１，ＭＩＣ２の使用環境や使用部品特性の温度や経年変化によって変動し、当該スピーカからの２つのマイクロフォンＭＩＣ１，ＭＩＣ２で集音しても加算回路１３，２３で相殺したとき十分に相殺できない場合が生じることがある。この場合はその変動分を自動的に調整し直す制御回路を設けてもよく、図９，１０はその例を示している。

すなわち、この実施の形態２では加算回路１３，２３と２つのマイクロフォンＭＩＣ１，ＭＩＣ２の間に２つの電界効果トランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２からなる電子的に信号電圧の配分を行う電圧配分回路５１，６１を設け、この電圧配分回路を制御する制御回路５２，６２を、加算回路１３，２３の出力側と電圧配分回路５１，６１との間に設けている。

制御回路５２，６２は同様な構成からなっている。そのうちの一方の制御回路５２は図１０に示するように、加算回路１３からの受話信号の一部を取り入れ可能に接続され、加算された受音信号電圧を脈流に変換する整流回路５３と、該整流回路に接続され、直流信号電圧を得る積分回路５４と、該積分回路に接続され、直流信号電圧を受話信号があるときのみ保存するメモリ回路５５と、該メモリ回路に接続され、メモリ回路の出力電圧と基準電圧５６を比較する比較回路５７と、該比較回路に接続され、比較回路で比較された直流信号電圧をマイクロフォンの一方の出力が大きいとき他方の出力が小さく、一方の出力が小さいとき他方の出力が大きくなるように電圧可変回路５１に制御信号を出力する反転増幅回路５８，５９とを有している。

この実施の形態２においても実施の形態１と同様な作用が期待できるのに加え、前記したようにマイクスピーカ１２，２２の構成部材であるスピーカＳＰ１及びマイクロフォンＭＩＣ１，ＭＩＣ２の使用環境や使用部品特性の温度や経年変化による変動によって、受話信号電圧の大きさが、最も小さくならないときは電圧配分回路５１，６１及び制御回路５２，６２による制御によってその変動分が自動的に修正される。

図２ないし７に示すマイクスピーカ１２，２２は１個のスピーカＳＰ１と２個のマイクロフォンＭＩＣ１，ＭＩＣ２を本体４１内に密閉状に組み込んだ模式図である。この図面では動作を行わせるための基本的な配置構造について示したもので、第１の内部空間４２のようにスピーカＳＰ１やマイクロフォンＭＩＣ１で外部空間４４と遮断された空間と、第２の内部空間４３のようにマイクロフォンＭＩＣ２で遮断された空間とをもった構造であれば、どのような構造であってもよい。

また、マイクスピーカ１２，２２では内部空間４２，４３を密閉空間として、各々の空間での空気等の流体の移動をなくすようにしたが、音声等の信号によってスピーカＳＰ１の振動膜の振動が複数のマイクロフォンＭＩＣ１，ＭＩＣ２の振動膜に十分に伝わり該マイクロフォンの出力を加算回路１３，２３で加算したときに十分に小さく無視できる程度であれば厳密に密閉空間でなくともかまわない。また、第１の内部空間４２及び第２の内部空間４３は空気等の流体を用いたが、同様な効果が得られれば他の流体、例えば窒素や炭酸ガス等でもよい。また、電圧可変回路５１，６１では電界効果トランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２を用いて信号電圧の大きさを調整したが、信号電圧の大きさを調整できるものであれば、どのような構成であってもよい。

（実施の形態３）
実施の形態３は一方向通信が可能な通信機器（例えば補聴器）に実施したものである。図１１は発振・エコー防止回路を補聴器に組み込んだ回路ブロック図であり、この図面では回路の動作を行わせるための電池等説明に必要がないものは省略している。

補聴器はマイクスピーカ７０を構成するマイクロフォンＭＩＣ１，ＭＩＣ２、スピーカＳＰ１、及びスピーカＳＰ１からの受話信号を取り去る受話信号電圧相殺回路としての加算回路７１、増幅回路Ａ１、帯域フイルタＢＰＦ、増幅回路Ａ２から構成されている。

補聴器のマイクスピーカ７０の構成の一例を図１２に示す。マイクスピーカ７０は合成樹脂製の中空箱型本体７２を有し、この本体にはスピーカＳＰ１側に耳穴に挿入可能な小円筒部７３が一体に取り付けられている。本体７２には大小の２つの内部空間７４，７５が密閉状に形成され、各空間には空気等の流体が充満された状態で収容されている。本体７２にはマイクロフォンＭＩＣ１が第１の内部空間７４と外部空間７６を遮断して配置されているとともに、マイクロフォンＭＩＣ２が第１の内部空間７４と第２の内部空間７５を遮断して配置され、これらマイクロフォンＭＩＣ１，ＭＩＣ２で第１の内部空間７４内のスピーカＳＰ１から出力される受話信号などによる流体の振動と外部空間７６からの音声などの送話信号による流体の振動を同時に集音可能になっている。また本体７２にはスピーカＳＰ１が第１の内部空間７４と外部空間７６を遮断して配置され、第１の内部空間７４と外部空間７６（ここでは耳の中）に同時に放音可能となっている。

マイクスピーカ７０については段落００２０に記載のマイクスピーカ１２と同様に、マイクロフォンＭＩＣ１，ＭＩＣ２及びスピーカＳＰ１の配置、これらの形状や大きさ、さらに内部空間７４，７５の大きさ等は任意であり、例示した以外の構成としてもよい。また、段落００３４に記載のマイクスピーカ１２と同様に、同様な効果があれば内部空間７４，７５は他の流体を用いてよく、密閉空間である必要もない。加算回路７１についても段落００２１に記載の加算回路１３のように構成され、かつ機能する点は同様である。

帯域フイルタＢＰＦは発振・エコー防止回路の動作を安定にさせるために設けられている。帯域フイルタＢＰＦの使用に際しては必要に応じて通話周波数帯域の範囲で決めればよい。また、帯域フイルタＢＰＦは必ず使用しなければならないというものでもなく、補聴器としての動作が安定していれば使う必要はない。

前記のように構成された補聴器においては、外部空間７６よりの送話信号はマイクロフォンＭＩＣ１で取り込まれ、加算回路７１、帯域フイルタＢＰＦ、増幅回路Ａ２を通して増幅され、スピーカＳＰ１で外部空間７６である耳の中と第１の内部空間７４に放音される。第１の内部空間７４に放音された音はマイクロフォンＭＩＣ１，ＭＩＣ２によって集音されるが、加算回路７１で相殺され十分に小さくされるので、発振現象やエコー現象の発生や成長を効果的に抑えることができる。

（実施の形態４）
実施の形態４は補聴器兼双方向通信が可能な無線通信機器（例えば携帯電話）に実施したものである。図１３は発振エコー防止回路とマイクスピーカを補聴器兼携帯電話に組み込んだ回路ブロック図であり、この図面では回路の動作を行わせるための電池等説明に必要がないものは省略している。

補聴器兼携帯電話はマイクスピーカ８０を構成するマイクロフォンＭＩＣ１，ＭＩＣ２、ＭＩＣ３、スピーカＳＰ１、及びスピーカＳＰ１からの受話信号を取り去る受話信号電圧相殺回路としての加算回路８１、帯域フイルタＢＰＦ、増幅回路Ａ１、補聴器と携帯電話の切換スイッチ８２，８３，８４、増幅回路Ａ２から構成されている。そして切換スイッチ８４と増幅回路Ａ２とスピーカＳＰ１が通信機器１である携帯電話の受話部１５を構成し、それ以外が送話部１１を構成する。

補聴器兼携帯電話のマイクスピーカ８０の構成の一例を図１４に示す。マイクスピーカ８０は合成樹脂製の中空箱型本体８６を有し、この本体にはマイクロフォンＭＩＣ１側に耳穴に挿入可能な小円筒部８７が一体に取り付けられている。本体８６には大小の２つの内部空間８８，８９が密閉状に形成され、各空間には空気等の流体が充満された状態で収容されている。本体８６にはマイクロフォンＭＩＣ１が第１の内部空間８８と外部空間９０（ここでは耳側）を遮断して配置され、マイクロフォンＭＩＣ３が第１の内部空間８８と外部空間９０を遮断して配置されているとともに、マイクロフォンＭＩＣ２が第１の内部空間８８と第２の内部空間８９を遮断して配置され、これらマイクロフォンＭＩＣ１，ＭＩＣ２、ＭＩＣ３で第１の内部空間８８内のスピーカＳＰ１から出力される受話信号などによる流体の振動と外部空間９０からの音声などの送話信号による流体の振動を同時に集音可能になっている。また本体８６にはスピーカＳＰ１が第１の内部空間８８と外部空間９０を遮断して配置され、第１の内部空間８８と外部空間９０に同時に放音可能となっている。

マイクスピーカ８０についても段落００２０に記載のマイクスピーカ１２と同様に、マイクロフォンＭＩＣ１，ＭＩＣ２、ＭＩＣ３及びスピーカＳＰ１の配置、これらの形状や大きさ、さらに内部空間８８，８９の大きさ等は任意であり、例示した以外の構成としてもよい。また、段落００３４に記載のマイクスピーカ１２と同様に、同様な効果があれば内部空間８８，８９は他の流体を用いてよく、密閉空間である必要もない。

加算回路８１は図１５に示すように抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３等から構成され、マイクロフォンＭＩＣ１，ＭＩＣ２又はマイクロフォンＭＩＣ２、ＭＩＣ３の出力の極性を変えて換えて加算することで相殺する。すなわちマイクロフォンＭＩＣ１，ＭＩＣ２又はマイクロフォンＭＩＣ２、ＭＩＣ３が第1の内部空間８８内にスピーカＳＰ１から出力される受話信号などによる空気等の流体の振動を集音したときに生ずる受音信号電圧の総和が最も小さくなるように加算するとともに、マイクロフォンＭＩＣ１，ＭＩＣ２又はマイクロフォンＭＩＣ２、ＭＩＣ３が第１の内部空間８８外の外部空間９０から音声などの受話信号による振動を集音したとき受音信号電圧の総和は外部空間９０からの受話信号成分のみが十分に残るように加算するように予め調整され設定されている。マイクロフォンＭＩＣ１，ＭＩＣ２又はマイクロフォンＭＩＣ２、ＭＩＣ３の出力のばらつきは、マイクロフォンＭＩＣ１，ＭＩＣ３の特性を揃えたり、マイクロフォンＭＩＣ１，ＭＩＣ３に並列に抵抗（図示せず）を接続したり、抵抗Ｒ１、Ｒ２の値を調整したり、して加算回路の出力の電圧が最も小さくなるようにする。

前記のように構成された補聴器兼携帯電話においては、補聴器と携帯電話の切換は切換スイッチ８２，８３，８４で行う。図１３において切換スイッチ８２，８３，８４をａ側に切り換えると補聴器が動作可能となり、ｂ側に切り換えると携帯電話が動作可能となる。

補聴器兼携帯電話を補聴器として用いる場合は、切換スイッチ８２，８３，８４をａ側にする。これによりマイクスピーカ８０のマイクロフォンＭＩＣ３が加算回路８１に接続され、マイクロフォンＭＩＣ２、ＭＩＣ３で補聴器動作を行う。すなわち、外部空間９０からの音声等の送話信号はマイクロフォンＭＩＣ３によって受音する。受音された受音信号は加算回路８１を通して帯域フイルタＢＰＦで不要な周波数成分を除去して増幅回路Ａ１，Ａ４で増幅してスピーカＳＰ１で拡声され耳で聞くことができる。このスピーカＳＰ１からの受話信号はマイクロフォンＭＩＣ２、ＭＩＣ３に同時に入力されるが、加算回路８１で十分に相殺されるので、発振・エコー現象が効果的に抑制される。

補聴器兼携帯電話を携帯電話として用いる場合は、切換スイッチ８２，８３，８４をｂ側にする。これによりマイクスピーカ８０のマイクロフォンＭＩＣ１が加算回路８１に接続され、マイクロフォンＭＩＣ１、ＭＩＣ２で携帯電話動作を行う。すなわち、伝送系３０よりの通話相手側からの受話信号は増幅回路Ａ２を通してスピーカＳＰ１を通して聞きとる。この受話信号はマイクロフォンＭＩＣ１、ＭＩＣ２に同時に入力されるが、加算回路８１で十分に相殺され、通話相手側に伝わることはないし、発振・エコー現象を十分に抑えることができる。音声等の送話信号はマイクロフォンＭＩＣ１により受音されるが、この信号はマイクロフォンＭＩＣ２には受音されないので加算回路８１で相殺されても送話信号はそのまま通過する。帯域フイルタＢＰＦで不要な周波数成分を除去して増幅回路Ａ１で増幅され、伝送系３０を通じて相手側に伝えられる。

尚、前記各実施の形態では受話部１５，２５にスピーカＳＰ１，ＳＰ２を設けた例を示したが、ほかにこれに代えてイヤーフォンを設けてもよく、この発明はその実施に際しては特許請求の範囲に記載した範囲において種々の設計変更が可能である。

この発明の実施の形態１として示す双方向通信が可能な無線通信機器に組み込んだ発振・エコー防止回路の回路ブロック図である。同上の発振・エコー防止回路に用いられるマイクスピーカの断面図である。同上のマイクスピーカの別の角度から見た断面図で、（Ａ）は図２の線Ａ−Ａに沿った断面図、（Ｂ）は図２の線Ｂ−Ｂに沿った断面図、（Ｃ）は図２の線Ｃ−Ｃに沿った断面図、（Ｄ）は図２の線Ｄ−Ｄに沿った断面図である。マイクスピーカの変形例を示す断面図である。マイクスピーカの変形例を示す断面図である。マイクスピーカの変形例を示す断面図である。マイクスピーカの変形例を示す断面図である。同上の加算回路を示す図面である。実施の形態２として示すエコー防止回路の回路ブロック図である。同上の電圧可変回路と制御回路の回路ブロック図である。実施の形態３として示す一方向通信が可能な無線通信機器に組み込んだ発振・エコー防止回路の回路ブロック図である。同上の発振・エコー防止回路に用いられるマイクスピーカの断面図である。実施の形態４として示す補聴器兼双方向通信が可能な無線通信機器に組み込んだ発振・エコー防止回路の回路ブロック図である。同上の発振・エコー防止回路に用いられるマイクスピーカの断面図である。同上の発振・エコー防止回路に用いられる加算回路を示す図面である。

符号の説明

１，２通信機器
１１，２１送話部
１２，２２，７０，８０マイクスピーカ
１３，２３，７１，８１加算回路（受話信号電圧相殺回路）
１５，２５受話部
３０伝送系
５１，６１電圧可変回路
５２，６２制御回路

Claims

携帯電話等の双方向通信機器あるいは補聴器等の一方向通信機器に用いるものであって、
マイクスピーカと、受話信号電圧相殺回路とを具え、前記マイクスピーカは、空気等の流体が充満した内部空間を少なくとも２つ以上有する本体を有し、この本体に少なくとも２つ以上のマイクロフォンが第１の内部空間と外部空間、及び第１の内部空間と第２の内部空間を遮断して配置されているとともに、スピーカ又はイヤーフォンが第１の内部空間と外部空間を遮断して配置され、前記マイクロフォンは、第１の内部空間内の受話信号などによる流体の振動と外部空間からの音声などの送話信号による流体の振動を同時に集音可能になっており、前記スピーカ又はイヤーフォンは、第１の内部空間と外部空間に同時に放音可能となっており、前記受話信号電圧相殺回路は、前記マイクロフォンからのそれぞれ受話信号電圧の出力を相殺して最も小さくなるようになっていることを特徴とする発振・エコー防止回路。
第１の内部空間及び第２の内部空間は、空気等の流体が充満した密閉空間である請求項１記載の発振・エコー防止回路。
受話信号電圧相殺回路は、マイクロフォンが第１の内部空間内の受話信号などによる流体の振動を集音したときに生ずる受音信号電圧の総和が最も小さくなるように加算する加算回路である請求項１又は２記載の発振・エコー防止回路。
受話信号電圧相殺回路は、マイクロフォンが第１の内部空間外の外部空間から音声などの送話信号による流体の振動を集音したとき受音信号電圧の総和が外部空間から音声などの送話信号成分のみが十分に残るように加算する加算回路である請求項１又は２記載の発振・エコー防止回路。
受話信号電圧相殺回路は、マイクロフォンが第１の内部空間内の受話信号などによる流体の振動を集音したときに生ずる受音信号電圧の総和が最も小さくなるように加算し、かつマイクロフォンが第１の内部空間外の外部空間から音声などの送話信号による空気等の流体の振動を集音したとき受音信号電圧の総和は外部空間からの送話信号成分のみが十分に残るように加算する加算回路である請求項１又は２記載の発振・エコー防止回路。
マイクロフォンからのそれぞれ受音信号の電圧の配分を行う電圧可変回路が設置されているとともに、受話信号電圧相殺回路に用いた回路部品が温度の変化や経年変化による影響や使用環境などの変化で第１の内部空間内の受話信号などによる空気等の流体の振動を集音したとき受音信号電圧の総和が十分に小さくならない場合に自動的に十分に小さくなるように前記電圧可変回路を制御する制御回路が設置されている請求項１ないし５のいずれかに記載の発振・エコー防止回路。
制御回路は、加算回路からの受話信号の一部を取り入れ可能に接続され加算された受音信号電圧を脈流に変換する整流回路と、該整流回路に接続され直流信号電圧を得る積分回路と、該積分回路に接続され直流信号電圧を送話信号がなく受話信号があるときのみ保存するメモリ回路と、該メモリ回路に接続されメモリ回路の出力電圧と基準電圧を比較する比較回路と、該比較回路に接続され比較回路で比較された直流信号電圧をマイクロフォンの一方の出力が大きいとき他方の出力が小さく、一方の出力が小さいとき他方の出力が大きくなるように電圧可変手段に制御信号を出力する反転増幅回路とを有する制御回路である請求項６記載の発振・エコー防止回路。
携帯電話等の双方向通信機器あるいは補聴器等の一方向通信機器の、前記発振・エコー防止回路に用いるものであって、
空気等の流体が充満した内部空間を少なくとも２つ以上有する本体を有し、この本体に少なくとも２つ以上のマイクロフォンが第１の内部空間と外部空間、及び第１の内部空間と第２の内部空間を遮断して配置されているとともに、スピーカ又はイヤーフォンが第１の内部空間と外部空間を遮断して配置され、前記マイクロフォンは、第１の内部空間内の受話信号などによる流体の振動と外部空間からの音声などの送話信号による流体の振動を同時に集音可能になっており、前記スピーカ又はイヤーフォンは、第１の内部空間と外部空間に同時に放音可能となっていることを特徴とするマイクスピーカ。
第１の内部空間は、第２の内部空間より大きくなっている請求項８記載のマイクスピーカ。
携帯電話等の双方向通信機器あるいは補聴器等の一方向通信機器の、前記発振・エコー防止回路用マイクスピーカを構成するものであって、
空気等の流体が充満した内部空間を少なくとも２つ以上有する本体の、第１の内部空間と外部空間を遮断して配置され、第１の内部空間と外部空間に同時に放音可能となっていることを特徴とするスピーカ又はイヤーフォン。
携帯電話等の双方向通信機器あるいは補聴器等の一方向通信機器の、前記発振・エコー防止回路用マイクスピーカを構成するものであって、
空気等の流体が充満した内部空間を少なくとも２つ以上有する本体の、第１の内部空間と外部空間、及び第１の内部空間と第２の内部空間を遮断して少なくとも２つ以上配置され、第１の内部空間内の受話信号などによる空気等の流体の振動と外部空間からの音声などの送話信号による流体の振動を同時に集音可能になっていることを特徴とするマイクロフォン。