JP2008085447A - 放収音装置 - Google Patents

Abstract

【課題】単一指向性マイクの指向特性の谷の部分（最も感度が低い部分）に、スピーカからの放音が伝播されるように、単一指向性マイクとスピーカが一体化して保持手段に固定して設置される放収音装置を提供する。
【解決手段】単一指向性マイク２とスピーカ３とを固定して設置するマイク保持フレーム４の上方（上部側壁面）は、筐体１１の開口部側に対して断面略コの字型に形成された上部４２からなる。コの字型の上部４２の開放端は、筐体１１の開口部側と開口部と対向する側では、筐体１１の開口部側の方が短く形成される。この開口部側の壁の先端は、筐体１１の開口部側が開口部と対向する側に折り曲げられ、受部４３が形成される。また、この開口部と対向する側の壁は、平面状の形状に形成された平面部４１からなり、平面部４１の下方は、開口部と対向する方向に向けて、平面部４１に対して略垂直に形成された下部４４からなる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、単一指向性マイクとスピーカを一体化して設けた放収音装置に関するものである。

従来、音声会議装置等に用いる放収音装置は、マイクとスピーカを一体化することで小型化が図られている。しかしながら、マイクとスピーカを一体化すると、マイクとスピーカが近接するため、収音時、スピーカから放音される音がマイクで収音されてハウリングやエコーが発生するという問題があった。

例えば、これを解決する方法として、特許文献１には、筐体の中央にスピーカを配置し、スピーカ周囲に漏斗状の突起を持つ筒型弾性体で覆われたマイクを配置して、筒型弾性体の漏斗状の突起部分の開口を筐体外部に配置することで、筐体内部に伝播するスピーカの放音をマイクで収音しないようにして、スピーカとマイクの間の音響結合度を一定以下にさせた音声会議装置が記載されている。
特開平０８−２９８６９６号公報

しかしながら、特許文献１の音声会議装置では、マイクの振動板の前面以外に開口部がないため、仮に単一指向性マイクを用いたとしても、その指向特性はほぼ無指向性になる。このため、スピーカからの空気伝播音を収音しやすいという問題があった。
したがって、この発明の目的は、単一指向性マイクとスピーカを一体化して設け、単一指向性マイクの指向特性を活用することで、スピーカからマイクへの回り込み音を低減し、ハウリングやエコーの発生を低減させた放収音装置を提供することにある。

請求項１の発明は、単一指向性マイクを備える収音手段と、スピーカを備える放音手段と、前記収音手段と前記放音手段を固定して設置する保持手段を備え、該保持手段により、前記収音手段の単一指向性マイクの指向特性の谷の範囲に前記放音手段のスピーカが配置されるように前記収音手段と前記放音手段が設置されることを特徴とする。

この構成では、単一指向性マイクの指向特性の谷の範囲に、スピーカが配置されるように、単一指向性マイクとスピーカが保持手段に設置される。
これにより、スピーカからの放音が単一指向性マイクの最も感度が低い部分を中心にしてマイクに伝播される。このため、単一指向性マイクはスピーカの放音を極力収音しないので、ハウリングやエコーの発生を低減することができる。

請求項２の発明は、前記保持手段は、上部が閉じる断面略コの字状に形成され、該保持手段の略並行な平面部の短方と上部とに係る箇所には収音手段取付孔が設けられ、該保持手段の略並行な平面部の長方の垂直方向の略中央には放音手段取付孔が設けられ、該収音手段取付孔から見て該放音手段取付孔と対向する方向を収音方向として、該収音手段取付孔に前記収音手段を設置し、該放音手段取付孔から見て該収音手段取付孔の方向を放音方向として、該放音手段取付孔に前記放音手段を設置することを特徴とする。

この構成では、保持手段は、上部の断面が略コの字状に形成された形状で、保持手段の断面が略コの字状に形成された箇所で且つ保持手段の略並行な平面部の短い方にマイク取付孔を形成し、保持手段の略並行な平面部の長い方の垂直方向の略中心部にスピーカ取付孔を形成する。単一指向性マイクは、マイク取付孔から見てスピーカ取付孔と反対方向を収音方向としてマイク取付孔に取り付けられ、スピーカは収音方向と同方向を放音方向としてスピーカ取付孔に取り付けられる。
これにより、単一指向性マイクとスピーカは、保持手段により所定の位置関係で確実に固定されるとともに一体化される。このため、単一指向性マイクとスピーカを備えた放収音装置を小型化することができる。

請求項３の発明は、前記収音手段取付孔の略中央から見て、前記収音手段の収音方向を０度として、前記放音手段取付孔が１３５°〜１５０°，及び，−１３５°〜−１５０°の方向に設けられたことを特徴とする。

この構成では、単一指向性マイクの指向特性の谷の部分（単一指向性マイクから見て週音方向を０度とすると、１３５°〜１５０°，及び，−１３５°〜−１５０°の方向）にスピーカを配置する。
これにより、単一指向性マイクはスピーカの放音を極力収音しないので、確実にハウリングやエコーの発生を低減することができる。

請求項４の発明は、前記収音手段は、前記保持手段の上方から嵌め入れられることを特徴とする。

この構成では、単一指向性マイクは、保持手段の上方から嵌合されるので、単一指向性マイクを固定するための取り付け板等が不要になる。
これにより、単一指向性マイクの上方を含む周辺に空間が形成される。この空間により、単一指向性マイクは、背面への音の回り込みを拾えるので、より指向特性を活かして収音することができる。

以上より、この発明によれば、単一指向性マイクの指向特性の谷の部分（最も感度が低い部分）に、スピーカからの放音が伝播されるように、単一指向性マイクとスピーカが一体化して保持手段に固定して設置される。これにより、単一指向性マイクはスピーカの放音を極力収音しないので、確実にハウリングやエコーの発生を低減することができる。

本発明の実施形態に係る放収音装置１について、図１〜３を参照して説明する。図１は、単一指向性マイク２の指向特性５の説明図である。図２は、放収音装置１の断面図である。図３は、マイク保持フレーム４の説明図である。図３（Ａ）は、マイク保持フレーム４を前面から見た図を示す。図３（Ｂ）は、マイク保持フレーム４を上部側から見た図を示す。図３（Ｃ）は、図３（Ａ），（Ｂ）のＡ−Ａ断面図を示す。図３（Ｄ）は、図３（Ａ），（Ｂ）のＢ−Ｂ断面図を示す。

本発明の実施形態に係る放収音装置１に用いる単一指向性マイク２（以下、マイク２）の指向特性５について、図１を参照して説明する。
図１に示すように、マイク２の指向特性５の谷の部分は、マイク２の前方を０°（マイク２から見てＬ１の方向）として、１３５°（Ｌ２の方向）〜１５０°（Ｌ３の方向），−１３５°（Ｌ４の方向）〜−１５０°（Ｌ５の方向）の方向に生じる。
本発明では、マイク２の指向特性５の谷の部分にスピーカ３を固定して配置することで、スピーカ３からの放音音声はマイク２の最も感度が低い部分を中心にしてマイク２に伝播される。これにより、マイク２はスピーカ３の放音を極力収音しないので、ハウリングやエコーの発生を低減することができる。

具体的には、図２に示すように、本実施形態に係る放収音装置１は、マイク２とスピーカ３がマイク保持フレーム４に配設され、当該マイク保持フレーム４が、断面が略コの字型の形状から構成された筐体１１内に格納された構造からなる。マイク２とスピーカ３は、筐体１１の開口部側を主たる放収音方向として配置される。スピーカ３は筐体１１の開口部における上部側壁面と下部側壁面との略中間点に配置され、マイク２はスピーカ３より上方（上部側壁面）且つ筐体１１の開口部から外方側に配置される。
このように、マイク２とスピーカ３をマイク保持フレーム４に配設することで、スピーカ３は、マイク２の指向特性５の谷の部分に当たる筐体１１の開口部側から１３５°〜１５０°，−１３５°〜−１５０°の箇所に固定して配置される。

また、筐体１１の上部側壁面から開口部にわたり、Ｌ字型のグリル１２が設置される。グリル１２は、パンチメッシュの鋼板で形成されており、マイク２、スピーカ３の放収音が妨げられない。

次に、マイク保持フレーム４の形状について、図２，３を参照して説明する。
マイク保持フレーム４は、筐体１１の開口部側から見て、略矩形の形状で形成される。また、マイク保持フレーム４の上方（上部側壁面）は、筐体１１の開口部側に対して断面略コの字型に形成された上部４２からなる。コの字型の上部４２の開放端は、筐体１１の開口部側と開口部と対向する側では、筐体１１の開口部側の方が短く形成される。この開口部側の壁の先端は、筐体１１の開口部側が開口部と対向する側に折り曲げられ、受部４３が形成される。また、この開口部と対向する側の壁は、平面状の形状に形成された平面部４１からなり、平面部４１の下方は、開口部と対向する方向に向けて、平面部４１に対して略垂直に形成された下部４４からなる。

マイク取付孔４５は、マイク保持フレーム４の上部４２の筐体１１の開口部側に形成される。マイク取付孔４５は、具体的には、筐体１１の開口部側から見て略円形状の開口として、筐体１１の上部側から見て略矩形の開口として形成される。更に、筐体１１の開口部側にあるマイク取付孔４５の両端には、係止部４５１，４５２が設けられる。係止部４５１，４５２は、マイク取付孔４５の両端から中央に向けて突出して設けられる。この係止部４５１，４５２により、マイク２は固定される。

また、スピーカ取付孔４６は、マイク保持フレーム４の平面部４１の垂直方向の略中央部に、スピーカ３の内径と同寸法の孔として形成される。
また、筐体１１の開口部側から見て、スピーカ取付孔４６の左上方と右下方にビス孔４７が形成される。このビス孔４７により、スピーカ３はマイク保持フレーム４に取り付けられる。

また、マイク保持フレーム４の平面部４１には、上方と下方に複数個所のビス孔４８が形成される。このビス孔４８は、マイク保持フレーム４とスピーカキャビネット３１とを固定するために用いる。

次に、マイク２とスピーカ３の取り付け方法について説明する。
マイク２は、中央に切り込みが入った樹脂ブッシュに挟まれる。これにより、マイク保持フレーム４に対するマイク２の固定を容易にし、マイク２を振動から防ぐことができる。
そして、樹脂ブッシュに挟まれたマイク２は、マイク保持フレーム４の上部４２に形成されたマイク取付孔４５に、上部４２の上方から嵌入される。マイク２は、マイク取付孔４５に設けられた係止部４５１，４５２によって係止され、マイク保持フレーム４に固定される。

スピーカ３は、マイク保持フレーム４の平面部４１に形成されたスピーカ取付孔４６に嵌入され、ビス孔４７を用いて固着される。更に、筐体１１の開口部と対向する側から、スピーカキャビネット３１で覆設される。なお、マイク保持フレーム４の平面部４１は、スピーカ３のバッフルの役目を兼ねる。これにより、スピーカ３からの放音をスピーカ３の後方へ回り込むことを防ぐことができる。
マイク２、スピーカ３が固着されたマイク保持フレーム４は、筐体１１に図示せぬビス孔を用いて固着される。

これにより、マイク２とスピーカ３はマイク保持フレーム４に固定して取り付られるので、マイク２とスピーカ３の位置関係を固定することができる。スピーカ３は、マイク２の指向特性５の谷の部分（マイク２の収音方向を０°として、１３５°〜１５０°、及び−１３５°〜−１５０°）に配設される。これにより、スピーカ３からの放音音声は、マイク２の最も感度の低い方向から伝播するので、マイク２はスピーカ３からの放音音声の収音を低減することができる。このため、エコーやハウリングの除去を行うエコーキャンセラ５２（図６参照）は、負荷を低減することができる。

また、マイク２がマイク保持フレーム４のマイク取付孔４５に上方から取り付けられているので、マイク２を固定するための取り付け板等が不要になる。これにより、マイク２の周辺に空間が形成される。この空間により、マイク２は、背面への音の回り込みを拾えるので、マイク２の指向特性５を活かして収音することができる。

なお、本実施形態では、スピーカ３の配置箇所をマイク２の主たる収音方向を０°として、１３５°〜１５０°，−１３５°〜−１５０°の方向としているが、これに限らず、使用する単一指向性マイクの指向特性に応じて、指向特性の谷の箇所にスピーカを配置すればよい。

なお、収音する音の周波数によりマイク２の指向特性５が異なるため、使用用途に応じて、スピーカ３の配置箇所を決定すればよい。
例えば、本実施例の放収音装置１を、音声会議やＴＶ会議等に使用する場合は、人の音声の周波数域に主とする指向特性に応じて、マイク２とスピーカ３を配置すればよい。このように、使用用途に合わせて、マイク２とスピーカ３の配置を決めることで、更にハウリングやエコーの発生を低減することができる。

更に、マイク２とスピーカ３は、マイク保持フレーム４に一体に形成されるので、放収音装置１をコンパクト化することができる。

次に、本実施形態の放収音装置１について、図４〜６を参照して説明する。
図４は、グリル１２を取り外した放収音装置１の外観を示す斜視図である。図５は、グリル１２を取り外した放収音装置１の平面図である。図６は、放収音装置１の機能ブロック図である。

図４〜６に示すように、放収音装置１は、長尺の略直方体形状の筐体１１から構成され、筐体１１の両側面を略三角形状の脚部１３にて支持する構造からなる。また、筐体１１は、上下にパネル１４，１５、前方にグリル１２（図示しない）を有し、側面に入出力コネクタ群１６等が形成される。

上下のパネル１４，１５は、樹脂パネルで形成され、マイク２、スピーカ３を含む内部構造をカバーする。
前方のグリル１２は、パンチメッシュの鋼板で形成されるので、マイク２、スピーカ３の収音、放音を妨げない。
入出力コネクタ群１６は、具体的にはLANインタフェース、アナログオーディオ入力端子、アナログオーディオ出力端子、デジタルオーディオ入出力端子等から構成される。
操作部１７１は、筐体１１とは別体のリモートコントローラ１７内にあり、放収音装置１の起動、停止、及び各種設定ができ、利用者からの操作入力を受けて、操作入力内容を、通信制御部５１へ出力する。

また、この筐体１１内部には、通信制御部５１、エコーキャンセラ５２、収音制御部５３，放音制御部５４，複数のマイク２から構成されたマイクアレイ、複数のスピーカ３から構成されたスピーカアレイ等を備える。

通信制御部５１は、ネットワークを介してＬＡＮインタフェースからプロトコル形式のデータが入力されると、データをデジタル音声信号に変換し、エコーキャンセラ５２を介して、放音制御部５４へ出力する。放音制御部５４は、各スピーカ３に応じた放音指向性の制御をデジタル音声信号に対して行い、Ｄ／Ａ変換部３２に出力する。Ｄ／Ａ変換部３２では、デジタル音声信号をアナログ音声信号に変換し、ＡＭＰ３３へ出力する。ＡＭＰ３３では、アナログ音声信号を増幅し、スピーカアレイへ出力する。
スピーカアレイは、マイク保持フレーム４の長手方向に一列に配置されたスピーカ３より構成される。また、両端のスピーカ３は、他のスピーカ３より筐体１１の開口部側に配置される。

また、マイク２より収音されると、ＡＭＰ２１でアナログ音声信号を増幅し、Ａ／Ｄ変換部２２へ出力する。Ａ／Ｄ変換部２２では、アナログ音声信号をデジタル音声信号に変換し、収音制御部５３へ出力する。収音制御部５３では、各マイク２から収音したデジタル音声信号に対して収音指向性を制御し、エコーキャンセラ５２へ出力する。
エコーキャンセラ５２では、スピーカ３からの放音をマイク２で収音することで発生したエコーを除去し、通信制御部５１へ出力する。通信制御部５１では、デジタル音声信号に送信先の情報を追加してプロトコル形式に変換し、ＬＡＮインタフェースへ出力する。なお、マイク２は、中央が密になり、両端が疎になるように、マイク保持フレーム４の長手方向に一列に配置され、マイクアレイを構成する。

なお、データの入出力は、ＬＡＮインタフェースに限らず、オーディオ端子でもよい。例えば、アナログオーディオ端子よりデータが入力された場合は、通信制御部５１で入力されたアナログデータをデジタルデータに変換し、デジタルデータをアナログデータに変換して出力する。

また、放収音装置１の各マイク２と各スピーカ３は、各スピーカ３からの放音が各マイク２の指向特性の谷の部分に該当するようにマイク保持フレーム４に固着される。これにより、マイクアレイは、スピーカアレイからの放音音声の収音を低減することができ、放収音装置１のエコーキャンセラは、負荷を低減することができる。

単一指向性マイク２の指向特性５の説明図である。 放収音装置１の断面説明図である。 マイク保持フレーム４の説明図である。 グリル１２を取り外した放収音装置１の外観を示す斜視図である。 グリル１２を取り外した放収音装置１の平面図である。 放収音装置１の機能ブロック図である。

符号の説明

１−放収音装置，２−単一指向性マイク，３−スピーカ，４−マイク保持フレーム，５−指向特性，１１−筐体，１２−グリル，１３−脚部，１４−上パネル，１５−下パネル，１６−入出力コネクタ群，１７−リモートコントローラ，２１，３３−ＡＭＰ，２２−Ａ／Ｄ変換部，３１−スピーカキャビネット，３２−Ｄ／Ａ変換部，４１−平面部，４２−上部，４３−受部，４４−下部，４５−マイク取付孔，４６−スピーカ取付孔，４７，４８−ビス孔，５１−通信制御部，５２−エコーキャンセラ，５３−収音制御部，５４−放音制御部，１７１−操作部，４５１，４５２−係止部

Claims (4)

1. 単一指向性マイクを備える収音手段と、
   スピーカを備える放音手段と、
   前記収音手段と前記放音手段を固定して設置する保持手段を備え、
   該保持手段により、前記収音手段の単一指向性マイクの指向特性の谷の範囲に前記放音手段のスピーカが配置されるように前記収音手段と前記放音手段が設置される放収音装置。
2. 前記保持手段は、上部が閉じる断面略コの字状に形成され、
   該保持手段の略並行な平面部の短方と上部とに係る箇所には収音手段取付孔が設けられ、
   該保持手段の略並行な平面部の長方の垂直方向の略中央には放音手段取付孔が設けられ、
   該収音手段取付孔から見て該放音手段取付孔と対向する方向を収音方向として、該収音手段取付孔に前記収音手段を設置し、
   該放音手段取付孔から見て該収音手段取付孔の方向を放音方向として、該放音手段取付孔に前記放音手段を設置する請求項１に記載の放収音装置。
3. 前記収音手段取付孔の略中央から見て、前記収音手段の収音方向を０度として、前記放音手段取付孔が１３５°〜１５０°，及び，−１３５°〜−１５０°の方向に設けられた請求項２に記載の放収音装置。
4. 前記収音手段は、前記保持手段の上方から嵌め入れられる請求項１〜３の何れかに記載の放収音装置。

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