JP2006339975A - 秘話通話装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 面倒な操作なしに秘話通話を実現する。
【解決手段】 通話装置により受信した通話相手の受話音を出力する複数のスピーカー１１〜１４に対し、各スピーカーから出力する受話音を制御して非通話者２２の両耳を含む領域Ａ２およびＡ３内で通話相手の受話音を消音する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、通話内容が通話者以外の者に聞こえないようにする秘話通話装置に関する。

１台の電話機で拡声通話と秘話通話を可能にした電話機が知られている（例えば、特許文献１参照）。

この出願の発明に関連する先行技術文献としては次のものがある。
特開平０６−１２１０１９号公報

しかしながら、上述した従来の電話機では秘話通話を行うときに受話器を耳に当てて通話しなければならないので、例えば自動車の運転者が利用するのには適さない。

通話装置により受信した通話相手の受話音を出力する複数のスピーカーに対し、各スピーカーから出力する受話音を制御して非通話者の両耳を含む領域内で通話相手の受話音を消音する。

本発明によれば、通話者が面倒な操作を行うことなく秘話通話を行うことができる。

本願発明を自動車の車室内で用いられる電話機に適用した一実施の形態を説明する。なお、説明を理解しやすくするために、乗車定員２名の自動車を例に上げて説明するが、定員３名あるいはそれ以上の定員の自動車にも適用することができる。

図１は一実施の形態の構成を示す図である。また、図２は自動車の車内を上から見た図である。運転席マイクロフォン（以下、マイクという）１および助手席マイク２は接触型／非接触型両用マイクであり、人体に直接、あるいは衣服を介して接触させ、人の発話による体内伝導音を集音して電気信号に変換する接触型マイクとして使用可能であるとともに、人体から離して設置し、人の発話音声の空気伝導音を集音して電気信号に変換する非接触型マイクとしても使用可能である。接触型マイクとしては骨伝導型マイクやＮＡＭ（Non-Audible Murmur）マイクなどが知られており、非接触型マイクとしてはエレクトレットコンデンサマイク（ＥＣＭ）などが知られている。

なお、骨伝導型マイクは、発話による頭蓋骨の振動を集音するとともに、頭蓋骨に振動を与えて聴覚神経に直接、音声を伝えるマイクである。近年、携帯型電話機などに送受話用として実用化されている。

また、ＮＡＭマイクは、人体の皮膚に直接、接触させるか、または比較的薄い衣服を介して皮膚に接触させ、人の発話音声の体内伝導音を集音するマイクである。ＮＡＭマイクは、人間の皮膚と音響インピーダンスがよく似たシリコーンなどの材料でエレクトレット膜をコーティングして形成され、特に１０００Ｈｚ以下の周波数領域におけるＳ／Ｎ特性が一般的な非接触型マイクよりも優れ、人間の非可聴な“つぶやき”や“独り言”を集音することができるという特徴を有している。

運転席マイク１はヘッドセットに組み込まれ、通常はダッシュボードの運転席前のフック（不図示）に係止されており、非接触型マイクすなわち拡声通話用マイクとして用いる。運転者２１が秘話通話を行いたいときにダッシュボードのフックからヘッドセットを外して頭部に装着すると、運転席マイク１が運転者２１の頭部に接触し、接触型マイクすなわち秘話通話用マイクとして秘話送話を行うことができる。なお、非接触型マイクに向かって小さな声で発声して秘話送話を行うことも可能であり、非接触型マイクを秘話通話用マイクとして用いることもできる。

助手席マイク２はヘッドセットに組み込まれ、通常はダッシュボードの助手席前のフック（不図示）に係止されており、非接触型マイクすなわち拡声通話用マイクとして用いる。助手席乗員（以下、単に助手という）２２が秘話通話を行いたいときにダッシュボードのフックからヘッドセットを外して頭部に装着すると、助手席マイク２が助手２２の頭部に接触し、接触型マイクすなわち秘話通話用マイクとして秘話送話を行うことができる。

運転席マイクスイッチ３は、運転席マイク１のヘッドセットがダッシュボードのフックに係止されているか否か、すなわち運転席マイク１を非接触型マイクとして使用して拡声通話を行うか、接触型マイクとして使用して秘話通話を行うのかを検出するスイッチであり、ヘッドセットがダッシュボードのフックから外されるとオンする。助手席マイクスイッチ４は、助手席マイク２のヘッドセットがダッシュボードのフックに係止されているか否か、すなわち助手席マイク２を非接触型マイクとして使用して拡声通話を行うか、接触型マイクとして使用して秘話通話を行うのかを検出するスイッチであり、ヘッドセットがダッシュボードのフックから外されるとオンする。

電話機５は携帯電話機または自動車用電話機であり、無線で電話回線に接続される。テレホンスイッチ６は電話機５により電話がかけられる状態にするためのスイッチであり、ステアリングホイールに設けられる。外部から電話がかかってきたときは、テレホンスイッチ６を押して応答することができる。また、停車中には、テレホンスイッチ６を操作すると車載モニター（不図示）にダイヤル画面が表示され、ダイヤル画面を操作して外部に発信することができる。

コントローラー１０はＣＰＵ１０ａ、ＲＯＭ１０ｂ、ＲＡＭ１０ｃ、Ａ／Ｄコンバーター１０ｄ、Ｄ／Ａコンバーター１０ｅなどを備え、電話機５の拡声電話と秘話通話を制御する。

スピーカー１１、１２は運転席前のダッシュボードに設けられ、スピーカー１３、１４は助手席前のダッシュボードに設けられる。アンプ１５〜１８はそれぞれコントローラー１０からの受和音信号を増幅し、スピーカー１１〜１４から出力する。記憶装置１９は電話機５の受話音を制御するための逆フィルター（詳細後述）を記憶する装置である。

この一実施の形態では、図２に示すように、秘話通話時は４台のスピーカー１１〜１４を用いて運転者２１の頭部を包むように“創音領域”Ａ１を形成するとともに、助手２２の両耳を包むように“消音領域”Ａ２、Ａ３を形成する。ここで、創音領域は受話音が正しく聞こえる領域であり、消音領域は受和音が聞こえない領域である。なお、創音領域は運転者２１の少なくとも片耳を含む領域であればよい。

創音領域Ａ１は、受話音が正しく聞こえるように制御する目標点、すなわち“創音点”Ｃ１の回りに形成され、消音領域Ａ２、Ａ３は、受話音が聞こえないように制御する目標点、すなわち“消音点”Ｃ２、Ｃ３の回りに形成される。創音点と消音点を“音の制御点”といい、音の制御点１個を設けるのに少なくとも１台のスピーカーが必要である。また、創音領域および消音領域を広くするには多くの創音点と消音点を設ける必要があり、そのためには多くのスピーカーを必要とする。

この一実施の形態では、図２に示すように、運転者２１の秘話通話時に４台のスピーカー１１〜１４を用いて運転手２１の頭部中央位置に創音点Ｃ１を、助手２２の左右の耳位置にそれぞれ消音点Ｃ２とＣ３を、すなわち合計３個の音の制御点を設定し、運転者２１の通話相手からの受話音が助手２２に聞こえないように制御する。

なお、運転者２１が秘話通話を行うときは、運転席マイク１のヘッドセットを頭部に装着して送話を行うので、運転者２１が助手２２に聞こえない程度の小さな声で離しても、運転席マイク１が接触型マイクとして機能して運転者の小さな声を確実に集音することができる。

図３は音の制御方法を説明するための図である。図において、Ｃ１は運転者２１の頭部中央位置に設定した創音点であり、Ｃ２およびＣ３は助手２２の耳位置に設定した消音点である。入力Ｘ１は制御点Ｃ１で聞かせたい受話音であり、出力Ｙ１は制御点Ｃ１で聞こえる受和音である。制御点Ｃ１は創音点としたので、この例ではＸ１＝Ｙ１である。

また、入力Ｘ２とＸ３はそれぞれ制御点Ｃ２、Ｃ３で聞かせたい受話音であり、出力Ｙ２とＹ３はそれぞれ制御点Ｃ２、Ｃ３で聞こえる受和音である。しかし、制御点Ｃ２、Ｃ３はともに消音点としたので、この例ではＸ２＝Ｙ２＝０、Ｘ３＝Ｙ３＝０である。

Ｇ１１、Ｇ２１、Ｇ３１はそれぞれスピーカー１１から制御点Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３への音響伝達経路であり、Ｇ１４、Ｇ２４、Ｇ３４はそれぞれスピーカー１４から制御点Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３への音響伝達経路である。なお、スピーカー１２から制御点Ｃ１〜Ｃ３への音響伝達経路Ｇ１２、Ｇ２２、Ｇ３２と、スピーカー１３から制御点Ｃ１〜Ｃ３への音響伝達経路Ｇ１３、Ｇ２３、Ｇ３３については図示を省略する。自動車の車室内では乗員の座席位置が固定されているから、スピーカー１１〜１４と各乗員との位置関係が大きく変動することはなく、上述した音響伝達経路は不変である。

制御点Ｃ１を創音点として創音領域Ａ１内の運転者２１に受話音を聞かせるには、スピーカー１１の出力音を音響伝達経路Ｇ１１を介して伝送するとともに、スピーカー１２の出力音を音響伝達系路Ｇ１２を介して伝送する。

ところが、スピーカー１１と１２の出力音は、音響伝達経路Ｇ２１、Ｇ３１、Ｇ２２、Ｇ３２を介して消音点としたい制御点Ｃ２とＣ３へも伝送されてしまう。そこで、スピーカー１３と１４の出力音を音響伝達系路Ｇ２３、Ｇ３３、Ｇ２４、Ｇ３４を介して制御点Ｃ２とＣ３へ伝送し、スピーカー１１と１２から制御点Ｃ２とＣ３へ到来する音をキャンセルする。

つまり、消音点としたい制御点Ｃ２とＣ３において、スピーカー１１と１２から到来する音と逆相の音をスピーカー１３と１４から発生させ、スピーカー１１と１２から到来する音を消してしまう。

このような音制御を実現するために、音源であるスピーカー１１〜１４と制御点Ｃ１〜Ｃ３の間の各音響伝達経路（Ｇ１１、Ｇ２１、Ｇ３１）、（Ｇ１２、Ｇ２２、Ｇ３２）、（Ｇ１３、Ｇ２３、Ｇ３３）、（Ｇ１４、Ｇ２４、Ｇ３４）の影響をキャンセルするフィルター、すなわち逆フィルター（Ｈ１１、Ｈ２１、Ｈ３１）、（Ｈ１２、Ｈ２２、Ｈ３２）、（Ｈ１３、Ｈ２３、Ｈ３３）、（Ｈ１４、Ｈ２４、Ｈ３４）を記憶装置１９に記憶しておき、これらの逆フィルターを図３に示すように制御点Ｃ１〜Ｃ３で聞かせたい音の入力Ｘ１〜Ｘ３に施す。なお、逆フィルターについては周知であるから説明を省略する。

Ｘ１への入力音に逆フィルターＨ１１を施し、Ｘ２への入力音に逆フィルターＨ１２を施し、さらにＸ３への入力音に逆フィルターＨ１３を施し、それらを加算器Ｓ１で加算してアンプ１５へ出力し、アンプ１５で増幅してスピーカー１１により放送する。なお、図３では加算器Ｓ１とスピーカー１１との間に設置されるアンプ１５（図１参照）を省略している。同様に、他の加算器Ｓ２〜Ｓ４とアンプ１５〜１８との間のスピーカー１２〜１４も省略している。

スピーカー１２〜１４から放送される音についても同様に、Ｘ１〜Ｘ３への入力音に逆フィルター処理を施して加算し、加算した音信号をアンプ１６〜１８で増幅してスピーカー１２〜１４へ入力する。

これにより、制御点Ｃ１では受話音Ｙ１＝Ｘ１となり、運転者２１に受和音Ｘ１を聞かせることができる。一方、制御点Ｃ２とＣ３では受和音Ｙ２（＝Ｘ２＝０）、Ｙ３（＝Ｘ３＝０）となり、秘話通話中の運転者２１への受話音を助手２２に聞こえないようにすることができる。

図４は一実施の形態の通話制御プログラムを示すフローチャートである。このフローチャートにより、一実施の形態の動作を説明する。コントローラー１０はテレホンスイッチ６がオンするとこの通話制御プログラムの実行を開始する。

ステップ１において運転席マイクスイッチ３がオンしているか否かを確認し、オンしているときはステップ２へ進み、運転者の秘話通話制御を行う。すなわち、運転者２１の頭部中央の創音点Ｃ１において通話相手からの受話音が聞こえるようにＸ１に受話音を入力し、助手２２の両耳位置の消音点Ｃ２とＣ３で通話相手からの受話音が聞こえないようにＸ２とＸ３に０を入力する。このとき、運転者マイク１はヘッドセットにより運転者２１の頭部に接触されており、接触型マイクとして運転者２１の送話音を集音し、電話機５を介して通話相手に送信する。

これにより、運転者２１の秘話通話時には、運転者２１の頭部を含む創音領域Ａ１において通話相手からの受話音が正しく聞こえ、助手２２の左右の耳を含む消音領域Ａ２、Ａ３では通話相手からの受話音が聞こえない。なお、創音領域Ａ１、消音領域Ａ２、Ａ３以外の領域では受話音が正しく聞こえず、受話内容を理解することはできない。

ステップ３では運転席マイクスイッチ３がオフしたか否かを確認し、オンしているときはステップ２へ戻り、上述した秘話通話制御を続ける。運転席マイクスイッチ３がオフしたときは運転者２１の秘話通話が終了したと判断し、通話制御を終了する。

一方、テレホンスイッチ６がオンしても運転席マイクスイッチ３がオンしていない場合はステップ４へ進み、運転者２１の拡声通話制御を開始する。すなわち、電話機５からの受話音をアンプ１５〜１８により増幅してスピーカー１１〜１４により放送する。また、このとき運転者マイク１はヘッドセットによりダッシュボードに係止されており、非接触型マイクとして運転者２１の送話音を集音し、電話機５を介して通話相手に送信する。

これにより、運転者２１の拡声通話時には、通話相手からの受話音がすべてのスピーカー１１〜１４から放送される。

このように、一実施の形態によれば、電話機により受信した通話相手の受話音を出力する複数のスピーカーを備え、各スピーカーから出力する受話音を制御して非通話者の両耳を含む領域内で通話相手の受話音を消音するようにしたので、通話者が面倒な操作を行うことなく秘話通話を行うことができる。

また、一実施の形態によれば、通話者の少なくとも片耳を含む領域内で通話相手の受話音が正しく聞こえるように各スピーカーから出力する受話音を制御するようにしたので、上記領域外では通話相手の受話音が正しく聞こえず、秘話性を向上させることができる。

さらに、一実施の形態によれば、通話者から離して用い、通話者の発話音声の空気伝導音を集音するとともに、通話者に接触させて用い、通話者の発話音声の体内伝導音を集音する接触型／非接触型両用マイクを用いるとともに、このマイクが接触型マイクとして使用されているか非接触型マイクとして使用されているかを検出し、マイクが接触型マイクとして使用されているときは、各スピーカーから出力する受話音を制御して非通話者の両耳を含む領域内で通話相手の受話音を消音する消音制御を行い、マイクが非接触型マイクとして使用されているときは、すべてのスピーカーから通話相手の受話音を出力するようにしたので、秘話通話と拡声通話とを簡単に切り換えて通話を行うことができる。

さらにまた、一実施の形態によれば、通話相手の受話音に逆フィルター処理を施して各スピーカーから出力するようにしたので、通話者周辺領域における創音制御と非通話者周辺領域における消音制御とをマイクロコンピューターのソフトウエア形態で容易に実現することができる。

特許請求の範囲の構成要素と一実施の形態の構成要素との対応関係は次の通りである。すなわち、コントローラー１０が音制御手段を、運転席マイクスイッチ３および助手席マイクスイッチ４が使用状態検出手段をそれぞれ構成する。なお、以上の説明はあくまで一例であり、発明を解釈する際、上記の実施の形態の記載事項と特許請求の範囲の記載事項との対応関係になんら限定も拘束もされない。

なお、上述した一実施の形態では、運転者２１が秘話通話を行う場合を例に上げて説明したが、助手２２が秘話通話を行う場合には、助手２２の頭部中央位置に創音点を、運転者２１の左右の耳位置にそれぞれ消音点をそれぞれ設定して受話音を制御し、助手席マイク２のヘッドセットを用いて秘話送話を行えばよい。

また、３名以上が乗車する自動車においても本願発明を適用することができ、音の制御点１点につき少なくとも１台のスピーカーを設置して上述したように音を制御すればよい。

さらに、上述した一実施の形態では本願発明を自動車の車内で用いた例を示したが、本願発明は自動車以外にも適用することができる。

一実施の形態の構成を示す図である。 自動車の車内を上から見た図である。 音の制御方法を説明するための図である。 一実施の形態の通話制御プログラムを示すフローチャートである。

符号の説明

１ 運転席マイク
２ 助手席マイク
３ 運転席マイクスイッチ
４ 助手席マイクスイッチ
５ 電話機
６ テレホンスイッチ
１０ コントローラー
１１〜１４ スピーカー
１５〜１８ アンプ
１９ 記憶装置
Ｃ１ 創音点
Ｃ２、Ｃ３ 消音点
Ａ１ 創音領域
Ａ２、Ａ３ 消音領域
Ｘ１〜Ｘ３ 入力
Ｙ１〜Ｙ３ 出力
Ｈ１１、Ｈ１２、Ｈ１３、Ｈ２１、Ｈ２２、Ｈ２３、Ｈ３１、Ｈ３２、Ｈ３３、Ｈ４１、Ｈ４２、Ｈ４３ 逆フィルター
Ｓ１〜Ｓ４ 加算器

Claims (4)

1. 通話装置により受信した通話相手の受話音を出力する複数のスピーカーと、
   通話者の送話音を集音して前記通話装置から送信するためのマイクロフォン（以下、マイクという）と、
   前記各スピーカーから出力する受話音を制御して、非通話者の両耳を含む領域内で通話相手の受話音を消音する音制御手段とを備えることを特徴とする秘話通話装置。
2. 請求項１に記載の秘話通話装置において、
   前記音制御手段は、通話者の少なくとも片耳を含む領域内で通話相手の受話音が正しく聞こえるように前記各スピーカーから出力する受話音を制御することを特徴とする秘話通話装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の秘話通話装置において、
   前記マイクは、通話者から離して用い、通話者の発話音声の空気伝導音を集音するとともに、通話者に接触させて用い、通話者の発話音声の体内伝導音を集音する接触型／非接触型両用マイクであり、
   前記マイクが接触型マイクとして使用されているか非接触型マイクとして使用されているかを検出する使用状態検出手段を備え、
   前記音制御手段は、前記マイクが接触型マイクとして使用されているときは、前記各スピーカーから出力する受話音を制御して非通話者の両耳を含む領域内で通話相手の受話音を消音する消音制御を行い、前記マイクが非接触型マイクとして使用されているときは、前記すべてのスピーカーから通話相手の受話音を出力することを特徴とする秘話通話装置。
4. 請求項１または請求項２に記載の秘話通話装置において、
   前記音制御手段は、通話相手の受話音に逆フィルター処理を施して前記各スピーカーから出力することを特徴とする秘話通話装置。

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