JP2007081859A - 音響装置及び通話装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 エコーの発生を防止することができる音響装置及び通話装置を得ることを目的とする。
【解決手段】 Ｎ極とＳ極が交互にストライプ状に着磁されている永久磁石２，３をそれぞれ振動板１の正面側と背面側に配置するとともに、その永久磁石２，３におけるストライプ状の磁極に沿うように導体回路４を振動板１に配線するように構成する。これにより、エコーの発生を防止することができる効果を奏する。
また、振動板１、永久磁石２，３、導体回路４、スペーサ５、鉄板６，７をバッフル８に収納するようにしている。
【選択図】 図２

Description

この発明は、例えば、携帯電話などの情報通信端末により受信された音声信号にしたがって音声を再生する一方、話者の音声を取り込んで、その音声信号を情報通信端末に出力するハンズフリー機能を有する通話装置と、その通話装置に適用する音響装置とに関するものである。

ハンズフリー機能を有する従来の通話装置は、コーン型のスピーカの上にマイクが配置されている構造であり、コーン型のスピーカから携帯電話により受信された通話相手の音声を出力する。
一方、マイクにより取り込まれたユーザの音声は、携帯電話を介して、通話相手の携帯電話等に送信される。

ただし、コーン型のスピーカに内蔵されている振動板は、平面形状ではなく、お椀形状であるため、スピーカの正面から出力される音声の周波数特性と、そのスピーカの背面から出力される音声の周波数特性とが異なる。
また、スピーカの正面からマイクまでの距離と、そのスピーカの背面からマイクまでの距離も異なる。
このため、コーン型のスピーカの上にマイクが配置されていても、スピーカの正面から出力される音声と、スピーカの背面から出力される音声とが、マイク入力の際に互いに打ち消されることはない。
したがって、携帯電話により受信された通話相手の音声が、通話相手の携帯電話等に返信されるエコーが発生する。

従来の通話装置は、上記のようなエコーの発生を防止するために、マイクにより取り込まれた音声信号を反転する反転回路（エコーキャンセル回路）を内蔵し、その反転回路により反転された音声信号とスピーカから出力された音声信号を合成するようにしている（例えば、特許文献１参照）。

特開平２−２２４４９８号公報（第９頁から第１０頁、図１）

従来の通話装置は以上のように構成されているので、スピーカから出力された音声信号が反転回路により反転された音声信号に打ち消され、エコーの発生を防止することができる。しかし、反転回路における反転処理の時間分だけ、その反転回路から出力される音声信号の位相がスピーカから出力される音声信号の位相より遅れを生じるため、双方の音声信号の位相特性や周波数特性を完全に一致させることができず、エコーの発生を完全に抑制することが困難であるなどの課題があった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、エコーの発生を防止することができる音響装置及び通話装置を得ることを目的とする。

この発明に係る音響装置は、Ｎ極とＳ極が交互にストライプ状に着磁されている磁石板を振動板の正面側と背面側に配置するとともに、その磁石板におけるストライプ状の磁極に沿うように導体回路を振動板に配線するようにしたものである。

この発明によれば、Ｎ極とＳ極が交互にストライプ状に着磁されている磁石板を振動板の正面側と背面側に配置するとともに、その磁石板におけるストライプ状の磁極に沿うように導体回路を振動板に配線するように構成したので、エコーの発生を防止することができる効果がある。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による通話装置を示す斜視図である。
図２はこの発明の実施の形態１による音響装置の要部を示す斜視図であり、図３はこの発明の実施の形態１による音響装置の要部を示す断面図である。
図において、振動板１は上面及び下面のうち、少なくとも一方の面に導体回路４が形成（例えば、プリント配線）されている平板である。
第１の磁石板である永久磁石２は振動板１の正面側（図２及び図３の例では上側）に配置され、Ｎ極とＳ極が交互にストライプ状に着磁されているとともに、複数の穴２ａが施されている。
第２の磁石板である永久磁石３は振動板１の背面側（図３の例では下側）に配置され、永久磁石２と磁極の配置が一致するように、Ｎ極とＳ極が交互にストライプ状に着磁されているとともに、複数の穴３ａが施されている。

導体回路４は振動板１に形成されているプリント配線基板であり、導体回路４は永久磁石２，３におけるストライプ状の磁極に沿うように振動板１に配線されている。
具体的には、導体回路４は永久磁石２，３におけるＮ極とＳ極の境界部分に対応する位置（永久磁石２，３の穴２ａ，３ａに対応する位置）に配線されており、Ｎ極が左側でＳ極が右側に位置する配線の方向と、Ｓ極が左側でＮ極が右側に位置する配線の方向とが逆方向である。
スペーサ５は振動板１と永久磁石２，３が接触しないように、永久磁石２と永久磁石３を支持している。
第１の鉄板６は永久磁石２の正面側（図２及び図３の例では上側）に配置され、複数の穴６ａが施されている。
第２の鉄板７は永久磁石３の（図３の例では下側）に配置され、複数の穴７ａが施されている。
ただし、鉄板６，７は永久磁石２，３と密着するように配置されている。

バッフル８は振動板１、永久磁石２，３、導体回路４、スペーサ５、鉄板６，７を収納しているケースであり、バッフル８には複数の穴８ａが施されている。
マイク９はバッフル８の正面側の表面からの距離とバッフル８の背面側の表面からの距離とが一致する位置に配置されており、図１の例では、マイク９の指向方向が上方向であるため、マイク９がバッフル８の上部に配置されている。例えば、マイク９の指向方向が右方向であれば、マイク９がバッフル８の右側部に配置され、マイク９の指向方向が左方向であれば、マイク９がバッフル８の左側部に配置される。
ただし、振動板１や永久磁石２，３等がバッフル８に収納されていない場合には、鉄板６の表面からの距離と鉄板７の表面からの距離とが一致する位置にマイク９が配置される。

回路部１０はアンプを内蔵しており、そのアンプはマイク９により取り込まれた音声信号を増幅して、その音声信号を携帯電話１１に出力する一方、その携帯電話１１により受信された音声信号を増幅して、その音声信号を導体回路４に出力するなどの処理を実施する。
情報通信端末である携帯電話１１は通話相手の音声信号を受信して、その音声信号を回路部１０のアンプに出力する一方、回路部１０のアンプにより増幅された音声信号を通話相手の携帯電話等に送信する。

次に動作について説明する。
携帯電話１１は、通話相手の携帯電話等から送信された音声信号を受信すると、その音声信号を回路部１０のアンプに出力する。
回路部１０のアンプは、携帯電話１１から通話相手の音声信号を受けると、その音声信号を増幅して、増幅後の音声信号を導体回路４に出力する。
これにより、導体回路４には、例えば、図２及び図３に示すような向きで電流が流れる。

図２及び図３に示すような向きで電流が流れた場合、永久磁石２，３及び鉄板６，７によって磁場が形成されているため、フレミングの左手の法則により、振動板１の上方向に力が作用して、振動板１が上方向に振動する。
一方、図２及び図３に示す向きと逆向きで電流が流れた場合、フレミングの左手の法則により、振動板１の下方向に力が作用して、振動板１が下方向に振動する。
この振動板１の振動現象により、通話相手の音声信号が再生され、永久磁石２、鉄板６及びバッフル８の穴２ａ，６ａ，８ａを通じて、通話相手の音声が出力されると同時に、永久磁石３、鉄板７及びバッフル８の穴３ａ，７ａ，８ａを通じて、通話相手の音声が出力される。

ここで、マイク９は、図１に示すように、バッフル８の正面側の表面からの距離とバッフル８の背面側の表面からの距離とが一致する位置に配置されており、また、振動板１の形状が平面形状であるため、図４に示すように、永久磁石２、鉄板６及びバッフル８の穴２ａ，６ａ，８ａから出力されて、マイク９に入力される音声の音圧周波数特性と、永久磁石３、鉄板７及びバッフル８の穴３ａ，７ａ，８ａから出力されて、マイク９に入力される音声の音圧周波数特性とが一致する。
スピーカがコーン型である場合、図５に示すように、スピーカの表面から出力されて、マイクに入力される音声の音圧周波数特性と、スピーカの裏面から出力されて、マイクに入力される音声の音圧周波数特性とが一致しない。

この実施の形態１では、永久磁石２、鉄板６及びバッフル８の穴２ａ，６ａ，８ａから出力されて、マイク９に入力される音声の音圧周波数特性と、永久磁石３、鉄板７及びバッフル８の穴３ａ，７ａ，８ａから出力されて、マイク９に入力される音声の音圧周波数特性とが一致するため、図６に示すように、マイク９に入力される際に双方の音声信号が相互に打ち消しあうようになる。
よって、通話相手の音声は、スピーカから出力されても、マイク９には入力されず、エコーが発生しない。

一方、ユーザの音声は、マイク９により取り込まれ、回路部１０のアンプがマイク９により取り込まれた音声信号を増幅して、その音声信号を携帯電話１１に出力する。
これにより、携帯電話１１がアンプにより増幅された音声信号を通話相手の携帯電話等に送信するため、ユーザの音声が通話相手に届けられる。

以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、Ｎ極とＳ極が交互にストライプ状に着磁されている永久磁石２，３をそれぞれ振動板１の正面側と背面側に配置するとともに、その永久磁石２，３におけるストライプ状の磁極に沿うように振動板１に配線するように構成したので、エコーの発生を防止することができる効果を奏する。

また、この実施の形態１では、振動板１、永久磁石２，３、導体回路４、スペーサ５、鉄板６，７をバッフル８に収納するようにしているので、鉄板６，７の穴６ａ，７ａから出力される音声の音圧周波数特性の広帯域化を図ることができる効果を奏する。
即ち、振動板１、永久磁石２，３、導体回路４、スペーサ５、鉄板６，７をバッフル８に収納していない場合、図７の点線が示すように、周波数が低い領域では、音声の音圧周波数特性が劣化して、ユーザには金属音的な声が聞こえるようになる。
一方、振動板１、永久磁石２，３、導体回路４、スペーサ５、鉄板６，７をバッフル８に収納している場合、図７の実線が示すように、周波数が低い領域でも、音声の音圧周波数特性が劣化しないため、通話相手の音声が忠実に再現されてユーザに聞こえるようになる。

実施の形態２．
上記実施の形態１では、指向方向が上方向であるマイク９がバッフル８の上部に配置されているものについて示したが、図８に示すように、指向方向が振動板１の平面方向であるマイク９が、その振動板１の中央部に施されている穴１ａに配置されているようにしてもよい。
指向方向が上方向であるマイク９がバッフル８の上部に配置されている場合、例えば、天井の材質や形状、天井までの距離によっては、天井による反響音の影響で、マイク９における音声信号の打ち消し精度が劣化することがある。

しかし、マイク９を振動板１の中央部に施されている穴１ａに配置する場合（図８の例では、バッフル８の振動の影響を軽減するため、緩衝材１２の上にマイク９が配置されている）、振動板１から出力されてマイク９に直接入力される音声の大きさが、天井の反響音に比べて極めて大きくなるため、マイク９における音声信号の打ち消し精度の劣化を防止することができる。
よって、この実施の形態２によれば、上記実施の形態１よりも、エコーの発生の抑圧精度を高めることができる効果を奏する。

なお、図８の例では、マイク９の指向方向が上方向であるものについて示しているが、指向方向が振動板１の平面方向であればよく、例えば、マイク９の指向方向が右方向、左方向、あるいは、下方向でもよい。
また、図８の例では、正面画から見たバッフル８の形状が四角形であるものについて示したが、これに限るものではなく、例えば、円形であってもよい。
また、図８の例では、バッフル８を１つにしているが、バッフル８を複数集め、その中央にマイク９を配置するようにしてもよい。

実施の形態３．
上記実施の形態１，２では、回路部１０のアンプが携帯電話１１と接続されているものについて示したが、これに限るものではなく、例えば、回路部１０のアンプがインターフォンと接続されていてもよい。
この場合、回路部１０のアンプは、マイク９により取り込まれたユーザの音声信号を増幅して、その音声信号をインターフォンに出力する。
これにより、例えば、家の門などに設置されているインターフォンを通じて、ユーザの音声を来客者に届けることができる。
一方、そのインターフォンにより取り込まれた来客者の音声信号を増幅して、その音声信号を導体回路４に出力する。
これにより、上記実施の形態１と同様に、エコーの発生を防止することができる。

この発明の実施の形態１による通話装置を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１による音響装置の要部を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１による音響装置の要部を示す断面図である。 振動板１から出力されてマイクに入力される音声の音圧周波数特性を示す説明図である。 コーン型のスピーカから出力されてマイクに入力される音声の音圧周波数特性を示す説明図である。 エコーキャンセルを示す説明図である。 バッフルに収納されている場合と収納されていない場合の音声の音圧周波数特性を示す説明図である。 この発明の実施の形態２による通話装置を示す斜視図である。

符号の説明

１ 振動板、１ａ 穴、２ 永久磁石（第１の磁石板）、２ａ 穴、３ 永久磁石（第２の磁石板）、３ａ 穴、４ 導体回路、５ スペーサ、６ 鉄板（第１の鉄板）、６ａ 穴、７ 鉄板（第２の鉄板）、７ａ 穴、８ バッフル（ケース）、８ａ 穴、９ マイク、１０ 回路部、１１ 携帯電話（情報通信端末）、１２ 緩衝材。

Claims (8)

1. 振動板の正面側に配置され、Ｎ極とＳ極が交互にストライプ状に着磁されているとともに、複数の穴が施されている第１の磁石板と、上記振動板の背面側に配置され、上記第１の磁石板と磁極の配置が一致するように、Ｎ極とＳ極が交互にストライプ状に着磁されているとともに、複数の穴が施されている第２の磁石板と、上記第１及び第２の磁石板におけるストライプ状の磁極に沿うように上記振動板に配線されている導体回路と、上記第１の磁石板の正面側に配置され、複数の穴が施されている第１の鉄板と、上記第２の磁石板の背面側に配置され、複数の穴が施されている第２の鉄板と、上記第１の鉄板の表面からの距離と上記第２の鉄板の表面からの距離とが一致する位置に配置されているマイクとを備えた音響装置。
2. 導体回路は、第１及び第２の磁石板におけるＮ極とＳ極の境界部分に対応する位置に配線され、Ｎ極が左側でＳ極が右側に位置する配線の方向と、Ｓ極が左側でＮ極が右側に位置する配線の方向とが逆方向であることを特徴とする請求項１記載の音響装置。
3. 振動板、導体回路、第１及び第２の磁石板、第１及び第２の鉄板がケースに収納されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の音響装置。
4. 指向方向が上方向であるマイクがケースの上部に配置されていることを特徴とする請求項３記載の音響装置。
5. 指向方向が振動板の平面方向であるマイクが、その振動板の中央部に施されている穴に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の音響装置。
6. 振動板の平面方向周囲に板状のバッフルを配置したことを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の音響装置。
7. 振動板の正面側に配置され、Ｎ極とＳ極が交互にストライプ状に着磁されているとともに、複数の穴が施されている第１の磁石板と、上記振動板の背面側に配置され、上記第１の磁石板と磁極の配置が一致するように、Ｎ極とＳ極が交互にストライプ状に着磁されているとともに、複数の穴が施されている第２の磁石板と、上記第１及び第２の磁石板におけるストライプ状の磁極に沿うように上記振動板に配線されている導体回路と、上記第１の磁石板の正面側に配置され、複数の穴が施されている第１の鉄板と、上記第２の磁石板の背面側に配置され、複数の穴が施されている第２の鉄板と、上記第１の鉄板の表面からの距離と上記第２の鉄板の表面からの距離とが一致する位置に配置されているマイクとを有する音響装置と、上記マイクにより取り込まれた音声信号を増幅して、その音声信号を情報通信端末に出力する一方、その情報通信端末により受信された音声信号を増幅して、その音声信号を上記導体回路に出力するアンプとを備えた通話装置。
8. 振動板の正面側に配置され、Ｎ極とＳ極が交互にストライプ状に着磁されているとともに、複数の穴が施されている第１の磁石板と、上記振動板の背面側に配置され、上記第１の磁石板と磁極の配置が一致するように、Ｎ極とＳ極が交互にストライプ状に着磁されているとともに、複数の穴が施されている第２の磁石板と、上記第１及び第２の磁石板におけるストライプ状の磁極に沿うように上記振動板に配線されている導体回路と、上記第１の磁石板の正面側に配置され、複数の穴が施されている第１の鉄板と、上記第２の磁石板の背面側に配置され、複数の穴が施されている第２の鉄板と、上記第１の鉄板の表面からの距離と上記第２の鉄板の表面からの距離とが一致する位置に配置されているマイクとを有する音響装置と、上記マイクにより取り込まれた音声信号を増幅して、その音声信号をインターフォンに出力する一方、そのインターフォンにより取り込まれた音声信号を増幅して、その音声信号を上記導体回路に出力するアンプとを備えた通話装置。
   

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