JP3736786B2

JP3736786B2 - 通話装置

Info

Publication number: JP3736786B2
Application number: JP35619399A
Authority: JP
Inventors: 茂明青木; 豊金田
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1999-12-15
Filing date: 1999-12-15
Publication date: 2006-01-18
Anticipated expiration: 2019-12-15
Also published as: JP2001177633A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、送話器としてマイクロホンを用い、受話器を具備する通話装置で通信するときに、高騒音の環境においても音声（音響信号）を送信する場合に、ハウリングの発生を防止する通話装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の送受話装置において、周囲騒音のレベルが高いときに、受話音量を上げることによって、通話が容易になる。しかし、受話音量を上げると、マイクロホンと受話器との音響結合が強くなり、これによってハウリングが発生するという欠点が生じる。
【０００３】
そこで、音声スイッチを設け、この音声スイッチにおける挿入損失量を大きくし、その挿入損失量を固定することによって、ハウリングの発生を抑制することができる。ここで、音声スイッチとは、送話信号のレベルと受話信号のレベルとを比較し、送話信号と受話信号とに対して、相反して挿入損失量を制御する手段である。なお、相反して制御するとは、送話信号への挿入損失量を増加するときに、受話信号への挿入損失量を不変または低減する制御であり、また、受話信号への挿入損失量を増加するときに、送話信号への挿入損失量を不変または低減する制御である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来例においては、周囲騒音のレベルが低いときには、受話音量を上げないので、マイクロホンとイヤホンとの音響結合が少なく、ハウリングが生じないが、この場合でも、上記のように、挿入損失量が大きい状態で、挿入損失量を固定するので、送話信号または受話信号の切断感が非常に目立ち、品質が劣化するという問題がある。
【０００５】
すなわち、従来の技術は、周囲騒音のレベルに関わらず、音声スイッチの損失量を固定としているので、周囲騒音レベルに対応して最適に制御することができないという問題がある。
【０００６】
本発明は、マイクロホンと受話器とを有する通話装置において、ハウリングせずに送信することができ、しかも、周囲騒音のレベルが変化したときに、周囲騒音レベルに対応して最適に制御することができる通話装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
本発明は、マイクロホンと受話器とを有する通話装置において、送話信号に、送話信号用挿入損失を付加する送話信号用挿入損失付加手段と、回線から受けた受話信号に、受話信号用挿入損失を付加する受話信号用挿入損失付加手段と、上記送話信号のレベルと上記受話信号のレベルとを比較し、この比較結果に応じて、上記送話信号用挿入損失と、上記受話信号用挿入損失とが相反するように制御する第１の挿入損失制御手段と、周囲の騒音レベルに基づいて、上記送話信号用挿入損失と、上記受話信号用挿入損失とを制御する第２の挿入損失制御手段とを有し、上記第２の挿入損失制御手段は、上記周囲の騒音レベルが低いときに、話頭切断感を軽減するために、上記送話信号用挿入損失と上記受話信号用挿入損失とをともに、小さくし、一方、周囲騒音レベルが高いときに、ハウリングの発生を抑制するために、上記送話信号用挿入損失と上記受話信号用挿入損失とをともに、大きくする手段である通話装置である。
【０００８】
【発明の実施の形態および実施例】
図１は、本発明の第１の実施例である通話装置ＣＳ１を示すブロック図である。
【０００９】
通話装置ＣＳ１は、マイクロホン１と、マイクロホン用アンプ２と、音声スイッチ３と、騒音レベル付与装置４と、回線用回路への出力端子５と、回線用回路からの入力端子６と、受話器用アンプ７と、受話器８とを有する。
【００１０】
騒音レベル付与装置４は、騒音レベルを複数段階に分け、この複数段階の騒音レベルのうちから、所定のレベルをスイッチ等で予め選択し、この選択された騒音レベルを、騒音レベル付与装置４の外に付与する装置である。
【００１１】
音声スイッチ３は、騒音レベル付与装置４が出力する騒音レベルに基づいて、挿入損失を制御し、送話信号または受話信号に挿入損失を付加する音声スイッチであり、挿入損失制御手段３１と、送話信号用挿入損失付加手段３２と、受話信号用挿入損失付加手段３３とを有する。
【００１２】
送話信号用挿入損失付加手段３２は、送話信号に、送話信号用挿入損失を付加する手段である。
【００１３】
受話信号用挿入損失付加手段３３は、回線から受けた受話信号に、受話信号用挿入損失を付加する手段である。
【００１４】
挿入損失制御手段３１は、送話信号のレベルと受話信号のレベルとを比較し、この比較結果に応じて、送話信号用挿入損失と、受話信号用挿入損失とが相反するように制御する第１の挿入損失制御手段の例であり、また、周囲の騒音レベルに基づいて、送話信号用挿入損失と、受話信号用挿入損失とを制御する第２の挿入損失制御手段の例である。
【００１５】
つまり、上記第１の挿入損失制御手段は、上記送話信号のレベルが上記受話信号のレベルよりも高いときに、上記送話信号用挿入損失を、上記受話信号用挿入損失よりも小さくし、一方、上記送話信号のレベルが上記受話信号のレベルよりも低いときに、上記送話信号用挿入損失を、上記受話信号用挿入損失よりも大きくする手段である。
【００１６】
なお、相反して挿入損失を制御するとは、送話信号に挿入損失を付加するときに、受話信号における挿入損失を低減し、逆に、受話信号に挿入損失を付加するときに、送話信号における挿入損失を低減する制御である。
【００１７】
また、上記第２の挿入損失制御手段は、上記周囲の騒音レベルが低いときに、話頭切断感を軽減するために、上記送話信号用挿入損失と上記受話信号用挿入損失とをともに、小さくし、一方、周囲騒音レベルが高いときに、ハウリングの発生を抑制するために、上記送話信号用挿入損失と上記受話信号用挿入損失とをともに、大きくする手段である。
【００１８】
次に、上記実施例の動作について説明する。
【００１９】
まず、マイクロホン１で収音された音声（音響）信号は、マイクロホン用アンプ２で増幅される。
【００２０】
そして、音声スイッチ３は、送話信号のレベルが受話信号のレベルよりも高いときに、送話信号用挿入損失を、受話信号用挿入損失よりも小さくし、一方、送話信号のレベルが受話信号のレベルよりも低いときに、送話信号用挿入損失を、受話信号用挿入損失よりも大きくする。このようにすることによって、ハウリングの発生を抑制することができる。
【００２１】
また、音声スイッチ３は、周囲の騒音レベルが低いときに、送話信号用挿入損失と受話信号用挿入損失とをともに、小さくし、これによって、話頭切断感を軽減することができ、一方、周囲騒音レベルが高いときに、送話信号用挿入損失と受話信号用挿入損失とをともに大きくし、これによって、ハウリングの発生を抑制することができる。
【００２２】
図２は、騒音レベルと、挿入損失との関係を示す図である。
【００２３】
挿入損失量の設定は、調整の範囲内で任意に設定することができる。図２中の最大挿入損失は、一般的に３ｄＢ〜２０ｄＢ程度であり、２０ｄＢを超える値を設定する場合もある。
【００２４】
また、マイクロホン１として振動ピックアップと気導マイクロホンとを使用した場合には、受話器１１と上記振動ピックアップとの音響結合によって、ハウリングが生じる。そして、このハウリングの原因になる振動ピックアップと受話器１１との音響結合の程度は、主に振動ピックアップの収音信号の混合比によって決まる。周囲騒音のレベルが高くなり、しかも、耐騒音性をより重視する極端な場合には、振動ピックアップの収音信号の混合比を積極的に高くする必要がある。このためには、図２中の左上寄りの特性を用いることが好ましい。逆に、音質をより重視する極端な場合には、振動ピックアップの収音信号の混合比を低くする必要があり、このためには、右下寄りの特性を用いることが好ましい。設計時において、耐騒音性または音質をどの程度重視するかによって、両特性の間の特性を適宜、選べばよい。
【００２５】
図３は、本発明の第２の実施例である通話装置ＣＳ２を示すブロック図である。
【００２６】
通話装置ＣＳ２は、基本的には、通話装置ＣＳ１と同じであるが、周囲騒音レベル入力装置９が付加されている点のみが、通話装置ＣＳ１とは異なる。
【００２７】
周囲騒音レベル入力装置９は、騒音計等が出力する周囲の騒音レベルを入力する装置であり、この入力した騒音レベルを、騒音レベル付与装置４を介して、音声スイッチ３に送る。つまり、通話装置ＣＳ２における騒音レベル付与装置４は、騒音レベルに対応する信号がそのまま通過する装置であってもよい。また、時定数の付与、リサンプル等の処理を付加するようにしてもよい。いずれの場合も、通話装置ＣＳ２において、周囲騒音レベル入力装置９と騒音レベル付与装置４とを一体化した装置を構成することができ、この場合、上記一体化した装置は、周囲騒音レベル入力装置９と同じものである。
【００２８】
図４は、本発明の第３の実施例である通話装置ＣＳ３を示すブロック図である。
【００２９】
通話装置ＣＳ３は、基本的には、通話装置ＣＳ１と同じであるが、騒音レベル付与装置４の代わりに、周囲騒音推定装置１０が付加されている点のみが、通話装置ＣＳ１とは異なる。
【００３０】
周囲騒音推定装置１０は、マイクロホン１が出力する音に基づいて、周囲の騒音レベルを推定する装置である。周囲騒音推定装置１０は、周囲騒音を推定し、音声スイッチ３に付与する。
【００３１】
通話装置ＣＳ３は、音声収音用のマイクロホンで周囲騒音を収音することも兼ねる構成になっているが、周囲騒音収音用のマイクロホンを、マイクロホン１とは別に設けるようにしてもよく、この場合にも、通話装置ＣＳ３における効果と同様の効果を奏する。
【００３２】
図５は、本発明の第４の実施例である通話装置ＣＳ４を示すブロック図である。
【００３３】
通話装置ＣＳ４は、基本的には、通話装置ＣＳ１と同じであるが、騒音レベル付与装置４の代わりに、周囲騒音推定装置１０と周囲騒音判定装置１１とが付加されている点のみが、通話装置ＣＳ１とは異なる。
【００３４】
周囲騒音判定装置１１は、マイクロホン１の音が周囲騒音であることを判定する装置であり、マイクロホン１の音が周囲騒音であることを判定した情報を、周囲騒音推定装置１０に送る。周囲騒音推定装置１０は、周囲騒音を推定し、音声スイッチ３に付与する。
【００３５】
たとえば、マイクロホン１で収音した信号について、音声特有のピッチ、周波数帯域等の情報を分析することによって、マイクロホン１で収音された信号が、音声であるかまたは騒音であるかを判定することができる。これが第１の騒音判定法である。
【００３６】
また、受話信号の収音信号のレベルを観察することにも利点がある。受話信号のレベルが一定値以上であると、通話装置の使用者は、相手の話を聞いている受話状態であり、送話状態ではなく、したがって、このときにマイクロホン１で収音された信号は、周囲騒音であると判定することができる。これが第２の騒音判定法である。
【００３７】
上記第１の騒音判定方法、上記第２の騒音判定方法の少なくとも一方を実行する装置が、周囲騒音判定装置１１であり、この周囲騒音判定装置１１が騒音の発生を判定したときに、周囲騒音推定装置１０が周囲騒音を推定する動作に移る。
【００３８】
なお、上記第１、第２の２つの判定法を併用すれば、騒音判定の精度が一層向上する。
【００３９】
なお、マイクロホン１の音を周囲騒音推定装置１０に、直接的に送る他に、図５に示すように、周囲騒音判定装置１１を経由して、周囲騒音推定装置１０に音を間接的に送るようにしてもよい。また、周囲騒音推定装置１０と周囲騒音判定装置１１とを一体として構成するようにしてもよい。
【００４０】
また、上記実施例は、音声収音用のマイクロホン１で周囲騒音を収音することも兼ねる構成になっているが、周囲騒音収音用のマイクロホンを別途設けるようにしてもよい。
【００４１】
さらに、上記実施例では、信号の全周波数帯域で一括して処理を行っているが、周波数帯域を分割して制御するようにしてもよく、このようにすることによって、より細かく制御することができ、品質を向上させることができる。
【００４２】
図６は、本発明の第５の実施例である通話装置ＣＳ５を示すブロック図である。
【００４３】
通話装置ＣＳ５は、基本的には、通話装置ＣＳ１と同じであるが、イコライジング装置１２が付加されている点のみが、通話装置ＣＳ１とは異なる。
【００４４】
イコライジング装置１２は、マイクロホン１を用いて収音した信号をイコライジングする装置である。また、イコライジング装置１２は、騒音レベル付与装置４から騒音レベル情報を得ることによって、騒音レベルに対応してイコライジングすることができる。
【００４５】
音声スイッチ３の挿入損失は、周囲騒音レベルによって変化するので、周波数特性に歪が生じ、この歪をイコライジング装置１２によって補正するので、送話品質を一層向上することができる。
【００４６】
なお、通話装置ＣＳ５において、イコライジング装置１２と音声スイッチ３との接続順を、図６に示す順序と逆にしてもよい。
【００４７】
図７は、本発明の第６の実施例である通話装置ＣＳ６を示すブロック図である。
【００４８】
通話装置ＣＳ６は、基本的には、通話装置ＣＳ１と同じであるが、受話器用アンプ７の代わりに、受話器用アンプ７ａが設けられ、騒音レベル付与装置４が、受話器用アンプ７ａに騒音レベルを付与する点のみが、通話装置ＣＳ１とは異なる。
【００４９】
受話器用アンプ７ａは、騒音レベル付与装置４から騒音レベル情報を得ることによって、騒音レベルに対応して受話音量を制御できる受話器用アンプである。つまり、周囲騒音レベルが高いときには、周囲騒音レベルが低いときと比べて、受話音量を上げるように制御する。このようにすることによって、騒音が大きいときでも、受話音を確実に聞くことができる。この機能は、ハウリング防止の観点のみならず、実使用上、便利である。
【００５０】
図８は、本発明の第７の実施例である通話装置ＣＳ７を示すブロック図である。
【００５１】
通話装置ＣＳ７は、上記各実施例において、各信号を無線送受信するものであり、上記各実施例に、マイクロホン用送信部１３と、マイクロホン用受信部１４と、イヤホン用送信部１６と、イヤホン用受信部１５とが付加されたものである。
【００５２】
マイクロホン１で収音された音声（音響）信号を、マイクロホン用送信部１３が無線送信し、マイクロホン用受信部１４が受信し、マイクロホン用アンプ２が増幅する。受話器用アンプ７で増幅された受話信号は、イヤホン用送信部１６が無線送信し、イヤホン用受信部１５が受信し、イヤホンが再生する。
【００５３】
各送信部、受信部の具体的な構成は、使用の形態によって異なる。電磁波を用いる方式として、たとえば、ループ状のアンテナを用いて無線送信し、内蔵したコイルで受信する方式が考えられ、この場合、受信する側の装置を小形化することができる等の利点がある。また、赤外線を用いる方式も考えられ、この場合、伝搬経路に直線性があることから、秘話性能に優れている等の利点がある。これらの各方式の利点と実際に使用する状況とを考慮し、各送信部、受信部の具体的な構成を行う。
【００５４】
上記のように、マイクロホン１、またはイヤホンをワイヤレス化することによって、コードがあることの煩わしさを解消することができ、利便性が高まる。
【００５５】
上記各実施例によれば、マイクロホンと受話器とを用いて通話するときに、その使用環境において良好な音声（音響信号）を、ハウリングせずに、送信することができる。周囲騒音レベル情報に基づいて、音声スイッチ３の挿入損失を挿入することによって、周囲騒音の質・量を正確に反映し、送話中、受話中に関わらず、通話することができる。周囲騒音レベルが高いときは、周囲騒音レベルが低いときと比べて受話音量を上げるように制御することによって、一層、通話も容易になる。
【００５６】
また、受話装置としてイヤホンを用いることによって秘話性を高め、さらにマイクロホン１、イヤホンのうちの少なくとも１つをワイヤレス化することによって利便性を高めることができる。
【００５７】
ここでは、小型送受話装置について説明したが、一般の電話用送受話においても、使用時の周囲騒音の環境・状態において、最適な音質になるように、マイクロホン１を用いることによって、送話信号を生成し、ハウリングが生じることなく通話することができる。
【００５８】
周囲騒音レベルの情報を得る場合、上記のように、送話器として用いるマイクロホン１の収音信号レベルに基づいて、周囲騒音を推定するようにしてもよく、また、外部機器とのＩ／Ｏによって、外部の騒音計等の測定値を読み込むようにしてもよい。
【００５９】
また、マイクロホン１には、通話装置の使用者の音声と周囲騒音が混在しているので、マイクロホンで収音した信号をそのまま用いて周囲騒音のレベルを推定すると、誤差を含みやすい。したがって、マイクロホン１で収音した信号について、音声特有のピッチ、周波数帯域、等の情報を分析し、この分析によって、音声か騒音かを正確に判別することができる。
【００６０】
【発明の効果】
本発明によれば、マイクロホンと受話器とを有する通話装置において、ハウリングせずに送信することができ、しかも、周囲騒音のレベルが変化したときに、周囲騒音レベルに対応して最適に制御することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例である通話装置ＣＳ１を示すブロック図である。
【図２】騒音レベルと、挿入損失との関係を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施例である通話装置ＣＳ２を示すブロック図である。
【図４】本発明の第３の実施例である通話装置ＣＳ３を示すブロック図である。
【図５】本発明の第４の実施例である通話装置ＣＳ４を示すブロック図である。
【図６】本発明の第５の実施例である通話装置ＣＳ５を示すブロック図である。
【図７】本発明の第６の実施例である通話装置ＣＳ６を示すブロック図である。
【図８】本発明の第７の実施例である通話装置ＣＳ７を示すブロック図である。
【符号の説明】
１…マイクロホン、
２…マイクロホン用アンプ、
３…音声スイッチ、
４…騒音レベル付与装置、
５…回線用回路への出力端子、
６…回線用回路からの入力端子、
７…受話器用アンプ、
７ａ…受話音量が可変な受話器用アンプ、
８…受話器、
９…周囲騒音レベル入力装置
１０…周囲騒音推定装置、
１１…周囲騒音判定装置、
１２…イコライジング装置、
１３…マイクロホン用送信部、
１４…マイクロホン用受信部、
１５…イヤホン用受信部、
１６…イヤホン用送信部、
３１…挿入損失制御手段、
３２…送話信号用挿入損失付加手段、
３３…受話信号用挿入損失付加手段。

Claims

マイクロホンと受話器とを有する通話装置において、
送話信号に、送話信号用挿入損失を付加する送話信号用挿入損失付加手段と ;
回線から受けた受話信号に、受話信号用挿入損失を付加する受話信号用挿入損失付加手段と ;
上記送話信号のレベルと上記受話信号のレベルとを比較し、この比較結果に応じて、上記送話信号用挿入損失と、上記受話信号用挿入損失とが相反するように制御する第１の挿入損失制御手段と；
周囲の騒音レベルに基づいて、上記送話信号用挿入損失と、上記受話信号用挿入損失とを制御する第２の挿入損失制御手段と ;
を有し、上記第２の挿入損失制御手段は、上記周囲の騒音レベルが低いときに、話頭切断感を軽減するために、上記送話信号用挿入損失と上記受話信号用挿入損失とをともに、小さくし、一方、周囲騒音レベルが高いときに、ハウリングの発生を抑制するために、上記送話信号用挿入損失と上記受話信号用挿入損失とをともに、大きくする手段であることを特徴とする通話装置。
請求項１において、
上記周囲の騒音レベルを推定する周囲騒音レベル推定手段を有することを特徴とする通話装置。
請求項２において、
上記周囲騒音レベル推定手段は、上記マイクロホンで収音した信号、または、受話信号を分析することによって、上記周囲の騒音レベルを推定する手段であることを特徴とする通話装置。
請求項１〜請求項３のうちのいずれか１項において、
上記送話信号用挿入損失と、上記受話信号用挿入損失とを、周波数帯域別に制御する手段を有することを特徴とする通話装置。
請求項１〜請求項４のうちのいずれか１項において、
上記送話信号の周波数特性の歪を補正する手段を有することを特徴とする通話装置。
請求項１〜請求項５のうちのいずれか１項において、
周囲の騒音レベルに応じて、受話音量を可変にする手段を有することを特徴とする通話装置。
請求項１〜請求項６のうちのいずれか１項において、
受話装置として、イヤホンを用いることを特徴とする通話装置。
請求項１〜請求項７のうちのいずれか１項において、
上記マイクロホン、上記受話装置としてのイヤホンのうちの少なくとも一方が、ワイヤレスで接続されていることを特徴とする通話装置。