JP2009267740A - 通話装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置本体の形状や大きさに応じた通話設計を行う必要がなく、設計工数、設計コストを削減可能な通話装置を提供する。
【解決手段】通話装置Ａは、音声情報を一面側から出力するスピーカＳＰをモジュール本体Ａ２０に備えて、モジュール本体Ａ２０の内面とスピーカＳＰの他面側とで囲まれた後気室Ｂｒを形成するスピーカモジュールＡ２と、スピーカモジュールＡ２が取り付けられて本装置の外郭を形成する装置本体Ａ１と、装置本体Ａ１の内面に取り付けられるマイクロホンＭ１，Ｍ２とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、インターホン等に用いる通話装置に関するものである。

従来、インターホンシステム等で屋内に設置される通話装置があり、他の場所に設置された通話装置からの音声を出力するスピーカや、他の通話装置へ伝達する音声を入力するマイクロホン等を備えている。（例えば、特許文献１参照）。
特開２００７−２８５４３号公報

屋内で用いられる音声情報伝達装置や戸建住宅向けおよび集合住宅向けのインターホン装置等のように、スピーカやマイクロホンを備えた通話装置は、ユーザの要望、嗜好や、規格に合わせて専用の設計をする必要があった。

しかしながら、通話装置は、スピーカ裏面の後気室の容量によって音響特性が変化するため、後気室の容量に応じた通話設計を行う必要がある。したがって、通話装置の外郭を形成する装置本体の形状や大きさが変われば、後気室の容量も変わるため、この装置本体に応じた通話設計を行わなければならず、設計工数、設計コストがかかっていた。

本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、装置本体の形状や大きさに応じた通話設計を行う必要がなく、設計工数、設計コストを削減可能な通話装置を提供することにある。

請求項１の発明は、音声情報を一面側から出力するスピーカをモジュール本体に備えて、モジュール本体の内面とスピーカの他面側とで囲まれた後気室を形成するスピーカモジュールと、スピーカモジュールが取り付けられて本装置の外郭を形成する装置本体と、装置本体の内面に取り付けられるマイクロホンとを備えることを特徴とする。

この発明によれば、スピーカモジュールによって後気室の容量、形状が予め決められているので、様々な形状や大きさの装置本体にスピーカモジュールを組み込むだけで所望の音響特性を得ることができるので、装置本体の形状や大きさに応じた通話設計を行う必要がなく、設計工数、設計コストを削減することができる。

請求項２の発明は、請求項１において、前記マイクロホンは、第１のマイクロホンと、スピーカに対して第１のマイクロホンより遠い位置に配置された第２のマイクロホンとで構成され、第２のマイクロホンの音声信号から第１のマイクロホンの音声信号を除去して外部へ伝達する音声処理手段を備えることを特徴とする。

この発明によれば、音声処理手段によって第２のマイクロホンが出力する音声信号からスピーカが発した音を低減させる処理を行うことでハウリングを防止できる。

請求項３の発明は、請求項２において、前記第１のマイクロホンの集音面は、前記スピーカの振動板に対向することを特徴とする。

この発明によれば、スピーカが放射する音に指向性を持たせたとしても、スピーカの発する音を確実に集音でき、さらにはスピーカの発する音を位相の正しい状態で容易に集音できるので、音声処理手段によるハウリング防止効果が向上する。また、装置の小型化を図ることもできる。

請求項４の発明は、請求項３において、前記後気室は、モジュール本体の外部、および前記スピーカの振動板の一面側に形成される前気室とは絶縁された空間であることを特徴とする。

この発明によれば、スピーカの裏面から放射される逆位相の音がモジュール本体から漏れ難くなり、逆位相の音の回り込みによるスピーカの放射音圧の低下を防ぐとともに、マイクロホンが逆位相の音を集音することによって音声処理手段のハウリング防止処理へ与える悪影響を抑えることができる。

請求項５の発明は、請求項１乃至４いずれかにおいて、前記装置本体は、前記マイクロホンを収納する凹部を内面に設けることを特徴とする。

この発明によれば、マイクロホンの位置決めを容易に行うことができる。

請求項６の発明は、請求項５において、前記マイクロホンの外周に弾性体を設け、当該マイクロホンを前記凹部内に圧入することを特徴とする。

この発明によれば、マイクロホンを凹部に圧入すれば、弾性体によって凹部内に固定されるので、接着剤等の固定手段を用いることなく、組み立てが容易になる。

請求項７の発明は、請求項５において、前記凹部の少なくとも内面を弾性体で形成し、前記マイクロホンを凹部内に圧入することを特徴とする。

この発明によれば、マイクロホンを凹部に圧入すれば、弾性体によって凹部内に固定されるので、接着剤等の固定手段を用いることなく、組み立てが容易になる。また、マイクロホンに弾性体を設ける必要がない。

請求項８の発明は、請求項５乃至７いずれかにおいて、前記凹部は、前記装置本体の内面に突設した柱体の軸方向の端面に形成され、前記スピーカモジュールのモジュール本体の外面に、柱体が嵌合する凹部を設けることを特徴とする。

この発明によれば、装置本体にスピーカモジュールを組み付ける際に位置決めを容易に行うことができ、組み付け作業をスムーズに行うことができる。

請求項９の発明は、請求項１乃至８いずれかにおいて、前記装置本体の内面に、マイクロホンのリード線を配設経路に沿って収納する溝部が形成されることを特徴とする。

この発明によれば、マイクロホンのリード線とスピーカモジュールとの干渉を防止するとともに、配線経路を確保できる。

以上説明したように、本発明では、装置本体の形状や大きさに応じた通話設計を行う必要がなく、設計工数、設計コストを削減することができるという効果がある。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

（実施形態）
本実施形態の通話装置Ａは図１〜図３に示され、本装置の外郭を形成する装置本体Ａ１と、装置本体Ａ１に取り付けられるスピーカモジュールＡ２、音声処理モジュールＡ３、マイクロホンＭ１（第１のマイクロホン），マイクロホンＭ２（第２のマイクロホン）、各種ボタンスイッチＳＷ１〜ＳＷ３とで構成されており、建物内の適所において埋め込み配設されたボックス９０の前面に取り付けられる。そして、ボックス９０を介して配線された情報線Ｌｓが接続され、部屋間で情報線Ｌｓを介した双方向の通話が可能なインターホン装置として機能する。通話装置Ａの電源は、設置場所の近傍に設けたコンセントから供給されるか、あるいは情報線Ｌｓを介して供給されてもよい。なお、図２において、後述するスピーカＳＰの構成要件の一部（ヨーク２０や永久磁石２２等）は省略している。

装置本体Ａ１は、ＡＢＳ（Acrylonitrile-Butadiene-Styrene resin）またはＰＣ−ＡＢＳ（PolyCarbonate−Acrylonitrile-Butadiene-Styreneresin）を成形して、後面および上下面を開放した略函状に形成され、その側面下部から後方に延設されて外側に係止爪を具備する係止片１０１がボックス９０の図示しない係止突起に係止し、さらに上下端略中央に形成された切欠部１０２を介して、図示しない取付ねじをボックス９０の図示しないねじ孔に螺合させることで、装置本体Ａ１がボックス９０に取り付けられる。そして、装置本体Ａ１は、その上下端に取付孔１０３を設けており、取付孔１０３にねじを挿通させることで壁面等の構造物に固定される。

また、装置本体Ａ１の側面上部から後方へ延設されて内側に係止爪を具備する係止片１０４，１０５によって函状のスピーカモジュールＡ２の後面が係止されることによって、スピーカモジュールＡ２が装置本体Ａ１の内側に取り付けられ、スピーカモジュールＡ２が対向する装置本体Ａ１の前面には、スピーカモジュールＡ２が具備するスピーカＳＰからの音を通過させるための複数の音孔７が設けられている。この音孔７は、装置本体Ａ１の前面上部の略中央に、複数の音孔７が略円状に形成されており、さらにその周囲にはディンプル加工による複数の凹部７ａが形成されている。

また、装置本体Ａ１の側面下部から後方へ延設されて内側に係止爪を具備する係止片１０６によって函状の音声処理モジュールＡ３の後面が係止されることによって、音声処理モジュールＡ３が装置本体Ａ１の内側に取り付けられる。音声処理モジュールＡ３が対向する装置本体Ａ１の前面には開口部１１０，１１１，１１２が設けられており、通話ボタンＳＷ１、警報停止ボタンＳＷ２、室内呼び出しボタンＳＷ３の裏面に各々形成された突起が各開口部１１０，１１１，１１２に前方から挿通し、音声処理モジュールＡ３の前面に取り付けられ、装置本体Ａ１の下部に形成された一対の取付孔１０３が通話ボタンＳＷ１によって覆われる。

また、装置本体Ａ１の上部には、複数の凹部７ａが形成されたプレートＡ４が前方から係止によって取り付けられ、装置本体Ａ１の上部に形成された一対の取付孔１０３がプレートＡ４によって覆われる。

さらに、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように（なお、図４（ｂ）のＺ１−Ｚ１断面が図４（ａ）に示され、図４（ｂ）のＺ２−Ｚ２断面が図４（ｃ）に示される）、スピーカモジュールＡ２が対向する装置本体Ａ１の内面において、略円状に複数形成された音孔７の略中央に１つ目の円柱型のボス７１が突設され、音孔７の側方（音孔７に対向しない箇所）に２つ目の円柱型のボス７２が突設されており、ボス７１の軸方向の端面に形成された円状の凹部７１ａにマイクロホンＭ１が取り付けられ、ボス７２の軸方向の端面に形成された円状の凹部７２ａにマイクロホンＭ２が取り付けられており（図５参照）、マイクロホンＭ１，Ｍ２の位置決めを容易に行うことができる。ここで、マイクロホンＭ１，Ｍ２は円盤状の外郭を有し、その外周面にゴムキャップＧを設けており、マイクロホンＭ１，Ｍ２を凹部７１ａ，７２ａに圧入すれば、ゴムキャップＧの弾性によって凹部７１ａ，７２ａ内に固定されるので、接着剤等の固定手段を用いることなく、組み立てが容易になる。または、凹部７１ａ，７２ａの内側面に弾性を有するエラストマを形成すれば、マイクロホンＭ１，Ｍ２にゴムキャップＧを設ける必要がなく、マイクロホンＭ１，Ｍ２を凹部７１ａ，７２ａ内に容易に固定することができる。さらには、ボス７１，７２全体が弾性を有するエラストマで形成されてもよい。

さらに、マイクロホンＭ１，Ｍ２からは音声信号を出力する一対の配線Ｗ１，Ｗ２を各々導出しており、配線Ｗ１，Ｗ２は、凹部７１ａ，７２ａから下方へ形成された溝部７１ｂ，７２ｂ内に配設されて、音声処理モジュールＭ３に引き込まれており、スピーカモジュールＡ２との干渉を防止するとともに、配線経路を確保している。

また、マイクロホンＭ（マイクロホンＭ１，Ｍ２）は、直径４ｍｍ、厚み１．３〜１．５ｍｍのバックエレクトレット型のエレクトレットコンデンサマイクロホンで構成されており、図６に示すように、プリント基板２００上に配置したリング２０１が真鍮からなる電極２０２を支持し、電極２０２とプリント基板１００との間には真鍮リング２０３が設けられる。さらに、電極２０２に対向してテフロン（登録商標）の振動膜２０４が配置され、振動膜２０４は真鍮リング２０５によって支持されている。電極２０２と振動膜２０４との間に形成されたエアーギャップにはスペーサ２０６が配置されている。そして、プリント基板２００上のケース２０７が上記各部を覆うことによって、エレクトレットコンデンサマイクロホンの外郭が構成され、プリント基板１００上に配置したジャンクションＦＥＴ２０８を介して増幅された音声信号が出力される。

上記構成を有するマイクロホンＭ１，Ｍ２は、電極２０２に近接して平行に振動板２０４が配置されており、電極２０２は、電荷が閉じ込められた（つまり、帯電した状態）エレクトレット膜で構成されている。そして、外部からの音響信号が振動板２０４を振動させることで、振動板２０４と電極２０２との間の距離が変動し、振動板２０４と電極２０２との間の静電容量が音響信号に応じて変化する。したがって、高抵抗を介して振動板２０４と電極２０２との間に直流電圧を印加すると、音響信号を電圧の変動として取り出すことができる。なお、電極２０２は、蒸着等によって金属を貼り付けたプラスチックフィルムや、真鍮等の金属薄膜で形成されて、コロナ放電等によって電荷注入が為され、半永久的に電荷を蓄える特性を有する。

而して、装置本体Ａ１の内面には、スピーカモジュールＡ２、音声処理モジュールＡ３、マイクロホンＭ１，Ｍ２が取り付けられており、ボックス９０内に設けた図示しない電源回路が、外部から供給される商用電源ＡＣを安定した直流電圧からなる内部回路の動作電源に変換して、各部へ供給している。

スピーカモジュールＡ２は、音孔７に対向して装置本体Ａ１の内面に取り付けられており、図７〜図９に示すように、後面に開口を設けて樹脂成形されたボディＡ２１と、ボディＡ２１の開口に覆設する平面状に樹脂成形されたカバーＡ２２とで幅４０ｍｍ×高さ３０ｍｍ×厚さ８ｍｍのモジュール本体Ａ２０を構成し、モジュール本体Ａ２０内にスピーカＳＰを備える。

スピーカＳＰは、図１に示すように、ボディＡ２１の前面に設けた円形の凹部１１の底面に形成された冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ，ＳＰＣＥＮ）、電磁軟鉄（ＳＵＹ）等の厚み０．８ｍｍ程度の鉄系材料で形成された円環状のヨーク２０と、ヨーク２０の外周縁から前方に向かって延設された円筒状の支持体２１とが、ボディＡ２１の凹部１１内に一体形成されている。

ヨーク２０の円環内の開口２０ａにはＮｄＦｅＢで形成された円柱型永久磁石２２（例えば、残留磁束密度１．３９Ｔ〜１．４３Ｔ）を配置し、ドーム型の振動板２３の外周側の縁部が支持体２１の段差面２１ａに接着されている。

振動板２３は、ＰＥＴ（PolyEthyleneTerephthalate）またはＰＥＩ（Polyetherimide）等の熱可塑性プラスチック（例えば、厚み１２μｍ〜５０μｍ）で形成される。振動板２３の背面には筒状のボビン２４が固定されており、このボビン２４の後端にはクラフト紙の紙管にポリウレタン銅線（例えば、φ０．０５ｍｍ）を巻回することによって形成されたボイスコイル２５が設けられている。ボビン２４およびボイスコイル２５は、内側に円柱型永久磁石２２を配置し、ヨーク２０に対向して設けられており、ヨーク２０の近傍を前後方向に自在に移動する。

ボイスコイル２５は、一対のリード線Ｗ３を介して音声信号が入力されており（図７参照）、このリード線Ｗは、ボイスコイル２５に接続される一端側を円状の振動板２３の背面に沿って半径方向に樹脂で固定され、振動板２３と支持体２１の段差面２１ａとの間を通って他端側がモジュール本体Ａ２０外に導出される。

またボディＡ２１の前面において、図７〜図９に示すように、スピーカＳＰを配置した凹部１１の側方に設けた凹部１２の底面には端子板３０が配置され、この端子板３０上に設けた一対の端子部３０ａ，３０ｂに一対のリード線Ｗ３の各他端が半田付けで接続され、音声処理モジュールＡ３からの出力配線も一対の端子部３０ａ，３０ｂに半田付けで接続される。したがって、リード線Ｗ３を音声処理モジュールＡ３からの出力配線に接続する処理や、断線時のメンテナンスを容易に行うことができる。

そして、リード線Ｗ３を介してボイスコイル２５のポリウレタン銅線に音声信号を入力すると、この音声信号の電流と永久磁石２２の磁界とにより、ボイスコイル２５に電磁力が発生するため、ボビン２４が振動板２３を伴なって前後方向に振動させられる。このとき、振動板２３から音声信号に応じた音が発せられる。すなわち、動電型のスピーカＳＰが構成される。

モジュール本体Ａ２０にスピーカＳＰが取り付けられると、モジュール本体Ａ２０の後面内側および側面内側とスピーカＳＰの裏面側（ヨーク２０側）とで囲まれた空間である後気室Ｂｒが形成される。後気室Ｂｒは、スピーカＳＰの振動板２３と支持体２１の段差面２１ａとが密着し、さらにモジュール本体Ａ２０のボディＡ２１とカバーＡ２２とが密着することによって、モジュール本体Ａ２０外と絶縁した空間になる。

さらに、モジュール本体Ａ２０の内面には、図９（ａ）に示すように、スピーカＳＰ裏面の後気室Ｂｒを包囲するボディＡ２１の内壁面に沿って、一端を内壁面から離し、他端を内壁面に連続させた壁部４１が立設されており、この壁部４１の端面５１がカバーＡ２２の裏面に当接することで、この壁部４１とボディＡ２１の内壁面とカバーＡ２２の裏面とで中空の音響管４０が形成され、この音響管４０が小容量の後気室Ｂｒ内に配置されている。音響管４０は、後気室Ｂｒの内壁面に沿って屈曲した矩形の断面形状を有する中空の閉管で、一端を開口し（開口端４０ａ）、他端を閉塞して（閉塞端４０ｂ）形成され、管内は開口端４０ａを介して後気室Ｂｒ内に連通している。音響管とは、閉管の共振周波数（管の全長が略１／４波長の奇数倍に一致する周波数）で入力インピーダンスが極めて小さくなることを利用したもので、共振周波数の音波が入射すると、その反射波は入射波に対して位相が反転した波形となり、入射波と反射波とが互いに打ち消しあうことで、開口端４０ａから外部へ伝播する音波を低減させている。

このような音響管４０は、スピーカＳＰの最低共振周波数を低周波数側に移行させ、さらにはスピーカＳＰの音圧レベルを増加させるために設けられており、音響管４０の全長を、音圧レベルを増大させたい低周波数（本実施形態では７００〜８００Ｈｚ付近）の略１／４波長に設定することで、後気室Ｂｒが小容量であってもスピーカＳＰの音質および効率が向上する。

また、ボディＡ２１の後面において外周を構成する接合面５０の四隅にはリブ５２を突設し（図９（ａ）（ｂ）参照）、カバーＡ２２がボディＡ２１の後面開口に覆設する際には、カバーＡ２２の面取りされた四隅６２（図８参照）がリブ５２の内側に当接する。

このスピーカモジュールＡ２を装置本体Ａ１に取り付けると、図１に示すように、装置本体Ａ１の内面とスピーカＳＰの表面側（振動板２３側）とで囲まれて、後気室Ｂｒとは絶縁された空間である前気室Ｂｆが形成され、装置本体Ａ１裏面のボス７１に取り付けられたマイクロホンＭ１は、その集音面が振動板２３の略中心に対向して前気室Ｂｆ内に配置され、スピーカＳＰからの音声に対して高い指向性を有する。

また、装置本体Ａ１裏面のボス７２は、スピーカモジュールＡ２のボディＡ２１前面に設けた凹部３１内に嵌まり、ボス７２が凹部３１に嵌合することで、スピーカモジュールＡ２を装置本体Ａ１に組み付ける際に位置決めを容易に行うことができ、組み付け作業をスムーズに行うことができる。さらに、ボス７２に取り付けられたマイクロホンＭ２は、その集音面を装置本体Ａ１の前面に穿設された集音孔８を介して外部に連通しているので、集音孔８を介して伝達される、通話装置Ａの前方に位置する話者からの音声に対して高い指向性を有している。

次に、音声処理モジュールＡ３は、図１０に示すように、通信部８１、音声スイッチ部８２，８３、増幅部８４、信号処理部８５を備えたＩＣで構成され、他の部屋等に設置されている通話装置Ａから情報線Ｌｓを介して送信された音声信号は、通信部８１で受信され、音声スイッチ部８２を介して増幅部８４で増幅された後、スピーカＳＰから出力される。また、通話ボタンＳＷ１を操作することで通話可能状態となり、マイクロホンＭ１，マイクロホンＭ２から入力された各音声信号は信号処理部８５で後述する信号処理を施された後、音声スイッチ部８３を通過し、通信部８１から情報線Ｌｓを介して他の部屋等に設置されている通話装置Ａへ送信される。また、警報停止ボタンＳＷ２は他の端末装置から情報線Ｌｓを介して受信した警報信号による発報を停止する際に操作し、室内呼び出しボタンＳＷ３は他の部屋に設置した通話装置Ａを呼び出す際に操作する。

そして、スピーカＳＰの振動板２３の中心から各マイクロホンＭ１，Ｍ２の集音面の中心までの距離をそれぞれＸ１，Ｘ２とすると、Ｘ１＜Ｘ２となり、本実施形態では、スピーカＳＰの音声出力をマイクロホンＭ１，Ｍ２が拾うことで発生するハウリングを防止するために、以下の構成を備えている。

まず、音声処理モジュールＡ３に収納されている信号処理部８５は、図１１に示すように、マイクロホンＭ１の出力を非反転増幅する増幅回路８５ａと、増幅回路３０の出力から音声帯域（４００〜３０００Ｈｚ）以外の周波数のノイズを除去するバンドパスフィルター８５ｂと、バンドパスフィルター８５ｂの出力を遅延させる遅延回路８５ｃと、マイクロホンＭ２の出力を反転増幅する増幅回路８５ｄと、増幅回路８５ｄの出力から音声帯域（４００〜３０００Ｈｚ）以外の周波数のノイズを除去するバンドパスフィルター８５ｅと、遅延回路８５ｃとバンドパスフィルター８５ｅの各出力を加算する加算回路８５ｆとを備える。

図１２〜図１５は、スピーカＳＰからの音声をマイクロホンＭ１，Ｍ２で各々集音した場合における信号処理部８５の各部の音声信号波形を示す。まず、スピーカＳＰの振動板２３の中心から各マイクロホンＭ１，Ｍ２の集音面の中心までの距離をそれぞれＸ１，Ｘ２とすると、Ｘ１＜Ｘ２となる。したがって、スピーカＳＰからの音声をマイクロホンＭ１，Ｍ２で拾った場合、スピーカＳＰとマイクロホンＭ１，Ｍ２との距離、およびマイクロホンＭ１，Ｍ２の感度によってマイクロホンＭ２の出力Ｙ２１のほうがマイクロホンＭ１の出力Ｙ１１よりも振幅が小さく、さらに両マイクロホンＭ１，Ｍ２とスピーカＳＰとの距離の差（Ｘ２−Ｘ１）に相当する音波の遅延時間［Ｔｄ＝（Ｘ２−Ｘ１）／Ｃｖ］（Ｃｖは音速）だけマイクロホンＭ２の出力Ｙ２１の位相が遅れている（図１２（ａ）（ｂ）参照）。

そして、増幅回路８５ａが出力Ｙ１１を非反転増幅した出力Ｙ１２を生成し、増幅回路８５ｄが出力Ｙ２１を反転増幅して位相を１８０°反転させた出力Ｙ２２を生成する。このとき、両マイクロホンＭ１，Ｍ２とスピーカＳＰとの距離の差（Ｘ２−Ｘ１）に相当するレベル調整を行ない、スピーカＳＰからの音声に対する両マイクロホンＭ１，Ｍ２の出力レベルを一致させる（図１３（ａ）（ｂ）参照）。なお、本実施形態では、増幅回路８５ａの増幅率は１未満とし、増幅回路８５ｄの増幅率は略１としており、増幅回路８５ｄは省略してもよい。

そして、バンドパスフィルター８５ｂ，８５ｅは、出力Ｙ１２，Ｙ２２から音声帯域以外の周波数のノイズを除去した出力Ｙ１３，Ｙ２３を生成する（図１４（ａ）（ｂ）参照）。

次に、遅延回路８５ｃは、時間遅延素子またはＣＲ位相遅延回路で構成されており、上記遅延時間ＴｄだけスピーカＳＰに近いほうのマイクロホンＭ１の出力を遅延させることで、遅延回路８５ｃの出力Ｙ１４とバンドパスフィルター８５ｅの出力Ｙ２３との位相を一致させる。

そして、出力Ｙ１４に含まれるスピーカＳＰからの音声成分と、出力Ｙ２３に含まれるスピーカＳＰからの音声成分とは、上記増幅処理，遅延処理によって同一振幅、同一位相となり、加算回路８５ｆは、出力Ｙ１４とＹ２３とを加算することで、スピーカＳＰからの音声に対応する音声信号が打ち消された出力Ｙａが生成される（図１５（ａ）〜（ｃ）参照）。すなわち、出力Ｙａでは、スピーカＳＰからの音声成分が低減しているのである。図１６は、出力ＹａにおけるスピーカＳＰからの音声成分のキャンセル量を示しており、音声帯域（４００〜３０００Ｈｚ）において、２０ｄＢ以上のキャンセル量を実現している。以降、この出力Ｙａをデジタル信号に変換して、音声スイッチ部８３へ伝送する。

また、スピーカＳＰからの音声に対しては、集音面をスピーカＳＰの振動板２３に対向させて配置したマイクロホンＭ１の出力Ｙ１１の振幅が、集音面を話者Ｈに向かって配置したマイクロホンＭ２の出力Ｙ２１の振幅に比べて大きくなり、一方、マイクロホンＭ１，Ｍ２前方の話者Ｈが発する音声に対しては、マイクロホンＭ２の出力Ｙ２１の振幅が、マイクロホンＭ１の出力Ｙ１１の振幅よりも大きくなる。さらに、増幅回路８５ｄの増幅率は増幅回路８５ａの増幅率よりも大きいので、出力Ｙ２３に含まれる話者Ｈからの音声成分は、出力Ｙ１４に含まれる話者Ｈからの音声成分よりさらに大きくなる。すなわち、出力Ｙ１４に含まれる話者Ｈからの音声成分と、出力Ｙ２３に含まれる話者Ｈからの音声成分との振幅差は大きくなり、加算回路８５ｆで上記加算処理を施しても、出力Ｙａには、話者Ｈが発する音声に応じた信号が十分な振幅を維持した状態で残る。

以上のようにして加算回路８５ｆの出力ＹａではスピーカＳＰからの音声成分が低減されて、通話装置Ａ前方の話者Ｈが発した音声成分は残っており、出力Ｙａでは、残したい話者Ｈからの音声成分と、低減したいスピーカＳＰからの音声成分との相対的な差が大きくなる。すなわち、話者Ｈからの音声とスピーカＳＰからの音声とが同時に発生している場合でも、話者Ｈからの音声成分は十分な振幅を維持しながらスピーカＳＰからの音声成分のみが低減されるので、スピーカＳＰの音声出力をマイクロホンＭ１，Ｍ２が拾うことで発生するハウリングを防止することができるのである。

また、マイクロホンＭ１は、その集音面をスピーカＳＰの振動板２３の中心に対向させることで、スピーカＳＰが放射する音に指向性を持たせたとしてもスピーカ音を確実に集音することができ、さらに、マイクロホンＭ１の集音面をスピーカＳＰの振動板２３の中心に対向させることで、マイクロホンＭ１は、スピーカＳＰの発する音を位相の正しい状態で容易に集音できる。したがって、上記信号処理部８５によるハウリング防止効果が向上する。

また、マイクロホンＭ２は集音面を装置本体Ａ１外部に向けるとともに、スピーカＳＰの出力方向とマイクロホンＭ２の指向性とを略同一方向にし、さらにはマイクロホンＭ２を収納した凹部３１は後気室Ｂｒと連通していない分離された空間であるので、スピーカＳＰとマイクロホンＭ２との音響結合は低減し、マイクロホンＭ２はスピーカＳＰの発する音声を集音し難くなって、マイクロホンＭ２をスピーカＳＰの近傍、すなわち前気室Ｂｆの近傍に隣接して配置でき、通話装置Ａのさらなる小型化が可能となる。

また、スピーカＳＰの裏面（振動板２３の裏面）から放射される音は、スピーカＳＰの表面（振動板２３の表面）から放射される音と位相が反転しており、このスピーカＳＰの裏面から放射される逆位相の音が前方に回り込むと、スピーカＳＰの表面から放射される音と互いに打ち消しあって、スピーカＳＰの放射音圧が低下し、前方にいる話者にはスピーカＳＰが発する音声が聞こえ難いものとなる。しかし、スピーカＳＰの裏面が面する後気室Ｂｒはモジュール本体Ａ２０内で密閉されているので、スピーカＳＰの裏面から放射される逆位相の音は、後気室Ｂｒからモジュール本体Ａ２０の外部に漏れ難くなり、上記回り込みによるスピーカＳＰの放射音圧の低下を防いでいる。さらに、マイクロホンＭ１，Ｍ２が逆位相の音を集音することによる上記信号処理部８５のハウリング防止処理への悪影響も抑えることができる。

次に、音声スイッチ部８２，８３（図１０参照）では、以下の処理を行うことでさらなるハウリング防止を図っている。音声スイッチ部８２は受信した信号の伝送線路上に配置され、音声スイッチ部８３は送信する信号の伝送線路上に配置されており、音声スイッチ部８２，８３は互いの入力信号のレベルを比較し、入力信号のレベルが小さいほうの音声スイッチ部は、内部に具備した可変損失手段によって伝送線路上の伝送損失を大きくする。したがって、受信した信号と送信される信号とのうち、いずれかレベルの小さい信号は減衰し、ハウリングマージンがさらに増加するので、一層のハウリング防止が図られている。

このように本実施形態では、スピーカモジュールＡ２が、モジュール本体Ａ２０の内面とスピーカＳＰの裏面側とで囲まれた後気室Ｂｒを形成しており、後気室Ｂｒの容量はスピーカモジュールＡ２で決定されている。したがって、通話装置Ａの外郭を形成する装置本体Ａ１の形状や大きさが変わったとしても、スピーカモジュールＡ２を各装置本体に組み込むことで所望の音響特性を得ることができるので、形状や大きさの異なる装置本体毎に通話設計を行う必要がなく、設計工数、設計コストを削減できる。さらに、後気室Ｂｒが、モジュール本体Ａ２０内で密閉されて、モジュール本体Ａ２０の外部とは絶縁した空間に形成されることで、一層安定した音響特性を得ることができる。

例えば、図１７（ａ）〜（ｅ）に示すように、通話装置Ａの種類として、マンションＨＡシステムのロビー側端末（図１７（ａ））、マンションＨＡシステムの住戸側端末（図１７（ｂ））、戸建住宅向けドアホン装置（図１７（ｃ））、戸建住宅向け宅内埋め込み型インターホン装置（図１７（ｄ））、子供緊急通報システムに用いられる通報装置（図１７（ｅ））等が挙げられるが、互いに装置本体Ａ１の形状や大きさが異なっている。このような各装置本体Ａ１に上記スピーカモジュールＡ２を組み込むことで、装置本体Ａ１の形状や大きさが変わったとしても所望の音響特性を得ることができるのである。

なお、本実施形態では、情報線Ｌｓを介した有線通信方式を用いて、通話装置Ａ間における音声信号の授受を行っているが、通話装置Ａに周知の無線通信手段を設けることで、無線通信方式による音声信号の授受を行ってもよい。

実施形態の通話装置を示す断面図である。 同上の通話装置の一部を示す分解斜視図である。 同上の通話装置をボックスに取り付けた斜視図である。 同上の装置本体の一部拡大した裏面図である。 同上のマイクロホンの配置を示す概略図である。 同上のマイクロホンの構成を示す断面図である。 同上のスピーカモジュールを示す斜視図である。 同上のスピーカモジュールを示す分解斜視図である。 （ａ）（ｂ）同上のボディを示す平面図である。 同上の音声処理モジュールの構成図である。 同上の信号処理部の回路構成図である。 （ａ）（ｂ）同上の信号処理部の信号波形図である。 （ａ）（ｂ）同上の信号処理部の信号波形図である。 （ａ）（ｂ）同上の信号処理部の信号波形図である。 （ａ）〜（ｃ）同上の信号処理部の信号波形図である。 同上の信号処理部によるスピーカ音のキャンセル量を示す図である。 （ａ）〜（ｅ）同上の通話装置の種類を示す図である。

符号の説明

Ａ 通話装置
Ａ１ 装置本体
Ａ２ スピーカモジュール
Ａ２０ モジュール本体
Ａ３ 音声処理モジュール
ＳＰ スピーカ
Ｍ１，Ｍ２ マイクロホン
Ｂｆ 前気室
Ｂｒ 後気室

Claims (9)

1. 音声情報を一面側から出力するスピーカをモジュール本体に備えて、モジュール本体の内面とスピーカの他面側とで囲まれた後気室を形成するスピーカモジュールと、
   スピーカモジュールが取り付けられて本装置の外郭を形成する装置本体と、
   装置本体の内面に取り付けられるマイクロホンと
   を備えることを特徴とする通話装置。
2. 前記マイクロホンは、第１のマイクロホンと、スピーカに対して第１のマイクロホンより遠い位置に配置された第２のマイクロホンとで構成され、第２のマイクロホンの音声信号から第１のマイクロホンの音声信号を除去して外部へ伝達する音声処理手段を備えることを特徴とする請求項１記載の通話装置。
3. 前記第１のマイクロホンの集音面は、前記スピーカの振動板に対向することを特徴とする請求項２記載の通話装置。
4. 前記後気室は、モジュール本体の外部、および前記スピーカの振動板の一面側に形成される前気室とは絶縁された空間であることを特徴とする請求項３記載の通話装置。
5. 前記装置本体は、前記マイクロホンを収納する凹部を内面に設けることを特徴とする請求項１乃至４いずれか記載の通話装置。
6. 前記マイクロホンの外周に弾性体を設け、当該マイクロホンを前記凹部内に圧入することを特徴とする請求項５記載の通話装置。
7. 前記凹部の少なくとも内面を弾性体で形成し、前記マイクロホンを凹部内に圧入することを特徴とする請求項５記載の通話装置。
8. 前記凹部は、前記装置本体の内面に突設した柱体の軸方向の端面に形成され、前記スピーカモジュールのモジュール本体の外面に、柱体が嵌合する凹部を設けることを特徴とする請求項５乃至７いずれか記載の通話装置。
9. 前記装置本体の内面に、マイクロホンのリード線を配設経路に沿って収納する溝部が形成されることを特徴とする請求項１乃至８いずれか記載の通話装置。

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