JP4146585B2 - ハンズフリー装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はハンズフリー装置に関し、更に詳しくは着脱自在に接続可能な携帯電話機からの受話経路信号をスピーカにより拡声出力すると共に、その受送話信号経路間にエコーキャンセラ素子を備えるハンズフリー装置に関する。
【０００２】
近年の携帯電話機の普及に伴い、車内でハンズフリー装置を使用する利用者が多くなっている。携帯電話機をハンズフリー装置に接続すれば、ハンズフリー装置のスピーカとマイクを介して手放しで通話を行えるため、安全運転も確保できる。しかし、通話時以外にもスピーカから雑音が聞こえる場合があり、この様な雑音の抑圧が望まれている。
【０００３】
【従来の技術】
図４は従来技術を説明する図で、従来のハンズフリーシステムの構成を示している。図において、７０は遠隔の固定電話機、１００は公衆網（移動網を含む）、６０は基地局（ＢＳ）、１０は通話及びデータ通信可能な通常の携帯電話機、３０は車等に搭載される双方向同時通話型のハンズフリー装置である。
【０００４】
携帯電話機１０において、１１はＴＤＭＡ方式等による通信制御部、１２は送信部、１３は送／受分波スイッチ（Ｔ／Ｒ）、１４はアンテナ、１５は受信部、１６は周波数シンセサイザ（ＳＹＮ）、１７は音声の符号データとＰＣＭデータ間の符号変換を行うコーデック（ＣＤＣ）、１８はＰＣＭデータと音声信号間の変換を行うベースバンド処理部（ＢＢＣ）、１９は音声信号経路を切り替えるアナログスイッチ（ＡＳＷ）、２０はマイク（ＭＩＣ）、２１ａはレシーバ（ＲＣＶ）、２１ｂはブザー（ＢＺ）等の発音体、２２は携帯電話機１０の主制御（呼制御，機器内構成の制御，ハンズフリー装置との間の通信制御等）を行うＣＰＵ，２３はＣＰＵ２２が実行するアプリケーションプログラムや各種データ（留守録音声データ等を含む）を記憶するメモリ（ＭＥＭ）、２４は液晶表示部やダイヤルキー等を備えるコンソール部（ＣＳＬ）、２５はディジタル信号のシリアルインタフェース部（ＳＩＦ）、２６はＣＰＵ２２の共通バス、２７は１６芯の外部接続コネクタ（ＣＮＮ）、ＴＡ，ＲＡは送受話音声のアナログ信号端子、ＵＤ，ＤＤは上り下りシリアルデータのディジタル信号端子である。
【０００５】
この様な携帯電話機１０を単独で使用する場合は、通話時の送話音声はマイク２０から入力され、また通話時の受話音声及び留守録の再生音声はレシーバ２１ａから出力される。一方、着信時の呼出音（リンギング），発呼操作時のキー確認音，機能設定操作時の設定エラー音等はブザー２１ｂから出力される。これらの信号源はパターン化されたＰＣＭデータとして予めメモリ２３に記憶されており、使用時にはベースバンド処理部１８で対応する可聴音信号に変換され、ブザー２１ｂより出力される。
【０００６】
ハンズフリー装置３０において、３２はエコーキャンセラＬＳＩ（ＥＣＬＳＩ）、３４は可聴音信号帯域を通過させるフィルタ（ＦＩＬ）、３５は出力音声のミュート回路（ＭＵＴ）、３６は音量レベルをマニュアル調整可能なボリューム回路、３７は出力段のアンプ回路（ＡＭＰ）、３８はスピーカ（ＳＰＫ）、３９はマイク（ＭＩＣ）、４０はプリアンプ回路（ＡＭＰ）、４１は入力音声のミュート回路（ＭＵＴ）、４２はハンズフリー装置３０の主制御（機器内構成の制御，携帯電話機との通信制御等）を行うＣＰＵ，４３はＣＰＵ４２が実行するアプリケーションプログラムや各種データを記憶するメモリ（ＭＥＭ）、４４はディジタル信号のシリアルインタフェース部（ＳＩＦ）、４５はＣＰＵ４２の共通バス、そして、４６は携帯電話機１０を着脱自在に接続可能なコネクタ（ＣＮＮ）である。
【０００７】
一般にハンズフリー装置３０ではスピーカ３８の出力音声の車内における反響音（エコー）をキャンセルするためにエコーキャンセラ３２を備える。エコーキャンセラ３２は入力の音声信号Ａr からエコー経路特性の推定に従って擬似エコー信号Ａe ´を生成すると共に、これを実際のエコー信号Ａe から差し引くことでエコー信号成分をキャンセルする。このエコー経路特性の推定方法には幾つかあるが、一般にはハードウエア構成が簡単でかつ収束性が保証されると言う理由から、各サンプル時点で未知変数である係数ベクトル（エコー経路のインパルス応答）を逐次的に推定するところの所謂学習同定法が多く用いられている。
【０００８】
図はこの場合のエコーキャンセラＬＳＩ３２の概略構成を示している。入力の音声信号Ａr は内部でＡ／Ｄ変換及びＤ／Ａ変換されてフィルタ回路３４に出力される。トランスバーサルフィルタを利用した適応型フィルタ（ＡＤＦ）５３は、入力の音声データ系列Ａr と推定された係数ベクトルＨとの畳み込み演算により擬似エコーデータＡe ´を生成すると共に、これを減算器５２でエコーデータＡe から差し引き、その残差データＥr の自乗平均値が「０」となる方向に上記係数ベクトルＨを逐次更新する。従来より、この種（学習同定法）のエコーキャンセラ３２は白色ガウス性の信号に対して良好な性能（収束速度，最終エコー打ち消し量等）を示すことが知られており、このため、市販のエコーキャンセラＬＳＩ３２は内部にホワイトノイズ発生器（ＷＮＧ）５４を備え、かつ適応型フィルタ５３の事前学習のために加算器５１を介してホワイトノイズＷn を加えることが行われている。
【０００９】
係る構成の下で、携帯電話機１０は、例えば最寄りの基地局６０に位置登録しており、待ち受け状態となっている。使用者は乗車時にはこの様な携帯電話機１０をハンズフリー装置３０に接続し、これによりＣＰＵ２２とＣＰＵ４２間ではＳＩＦ２５，４４を介してコマンドやデータのやり取りが可能となる。ＣＰＵ２２は、ハンズフリー装置３０への接続を検知すると、ＣＰＵ４２にハンズフリーＯＮコマンドを送信する。これを受けたＣＰＵ４２はミュート回路３５，４２を夫々アンミュート（即ち、送受話信号経路をＯＮ）状態にする。またＣＰＵ２２はＡＳＷ１９の接続をそれまでのマイク２０，レシーバ２１ａ，ブザー２１ｂの経路からハンズフリー装置３０の経路へと切り替える。これにより、通話時の送話音声はマイク３９から入力され、また通話時の受話音声、非通話時における留守録の再生音声、並びに着信時の呼出音（リンギング），発呼操作時のキー確認音，機能設定操作時の設定エラー音等はまとめてスピーカ３８から出力される関係となる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、上記従来方式では携帯電話機１０の接続後はハンズフリー装置３０の音声信号経路が常時働いているため、携帯電話機１０の待ち受け状態でもスピーカ３８からホワイトノイズ等が聞こえる問題があった。通話中のノイズは背景音としての効果もあり、気にはならないが、待ち受け状態（無音時）のノイズは使用者に不快感を与える。また、待ち受け状態のみならず、使用者が発呼操作、各種機能設定操作又は留守録再生操作を行った時に発生するキー確認音，設定エラー音，留守録再生音等にも同様のノイズが混入するため、これらの音が聞き取り難いものとなっていた。
【００１１】
本発明は上記従来技術の問題点に鑑みなされたもので、その目的とする所は、携帯電話機の非通話時にスピーカから聞こえる雑音を十分に抑圧できるハンズフリー装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は例えば図１（Ａ）の構成により解決される。即ち、本発明（１）のハンズフリー装置は、着脱自在に接続可能な携帯電話機からの受話経路信号をスピーカにより拡声出力すると共に、その受送話信号経路間にエコーキャンセラ素子を備えるハンズフリー装置において、エコーキャンセラ素子３２が介在する第１の受話信号経路と、エコーキャンセラ素子３２が介在する前の受話信号経路から分岐された第２の受話信号経路と、前記第１，第２の受話信号経路を選択するスイッチ回路３３と、携帯電話機の制御下で動作するスイッチ制御部１であって、該携帯電話機の通話時以外は第２の受話信号経路を選択するもの、とを備えるものである。
【００１３】
本発明（１）においては、エコーキャンセラ素子３２が介在する前の受話信号経路から分岐された第２の受話信号経路を備える構成により、該第２の受話信号経路には雑音信号が混入されない。また携帯電話機の通話時以外は第２の受話信号経路を選択する構成により、携帯電話機の待ち受け状態ではスピーカ３８の出力を無音にでき、使用者に不快感を与えない。またこの時、同時にエコーキャンセラ素子３２に事前学習させておくことが可能であり、よって通話に切替時の最初からエコーキャンセラ素子３２を正常に機能させることが可能である。
【００１４】
なお、上記携帯電話機の通話時以外（広義の待ち受け状態等）には、携帯電話機の発呼操作、機能設定操作、留守録メッセージの再生操作等も行われ得るが、本発明（１）によれば、その際に発生されるキー確認音、設定エラー音、留守録再生音等の各信号にも雑音信号が混入されないため、これらの音や再生音声を鮮明に聞き取ることが可能となる。
【００１５】
好ましくは、本発明（２）においては、上記本発明（１）において、第２の受話信号経路は増幅回路３１を備える。
【００１６】
本発明（２）においては、第２の受話信号経路に必要ならエコーキャンセラ素子３２におけるものと同等の利得を与えることが可能となり、よって通話時における受話音声と非通話時における各種信号音や留守録再生音声とを同じ音量で聴くことが可能となる。
【００１７】
また上記の課題は例えば図１（Ｂ）の構成により解決される。即ち、本発明（３）のハンズフリー装置は、着脱自在に接続可能な携帯電話機からの受話経路信号をスピーカにより拡声出力すると共に、その受送話信号経路間にエコーキャンセラ素子を備えるハンズフリー装置において、エコーキャンセラ素子３２が介在する第１の受話信号経路と、エコーキャンセラ素子３２が介在した後の前記第１の受話信号経路から分岐接続されて音声信号帯域を抑圧するハイパスフィルタ４７を備える第２の受話信号経路と、前記第１，第２の受話信号経路を選択するスイッチ回路３３と、携帯電話機の制御下で動作するスイッチ制御部１であって、該携帯電話機の通話時又は留守録再生時以外は第２の受話信号経路を選択するもの、とを備えるものである。
【００１８】
本発明（３）においては、第２の受話信号経路に音声信号帯域を抑圧するハイパスフィルタ４７を備える構成により、音声信号帯域に混入する様な雑音信号成分を十分に抑圧できる。また携帯電話機の通話時又は留守録再生時以外は第２の受話信号経路を選択する構成により、携帯電話機の待ち受け状態（無音時）ではスピーカ３８からの雑音出力を十分に抑圧できると共に、携帯電話機の発呼操作、機能設定操作に伴って発生されるキー確認音、設定エラー音等については、これらの信号が音声信号帯域を越える可聴信号帯域にあるため、これらの音を鮮明に聞き取ることが可能となる。またこの時、同時にエコーキャンセラ素子３２に事前学習させておくことが可能であり、よって通話に切替時の最初からエコーキャンセラ素子３２を正常に機能させることが可能である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に従って本発明に好適なる複数の実施の形態を詳細に説明する。なお、全図を通して同一符号は同一又は相当部分を示すものとする。
【００２０】
図２は第１の実施の形態によるハンズフリー装置を説明する図で、エコーキャンセラ素子が介在する第１の受話信号経路と、エコーキャンセラ素子が介在する前の受話信号経路から分岐された第２の受話信号経路とを備える場合を示している。図において、３０は第１の実施の形態によるハンズフリー装置、３１は受話経路信号を増幅するアンプ回路（ＡＭＰ）、３３は機械式（リレー等）又は半導体回路により構成されるスイッチ回路である。ここで、アンプ回路３１はエコーキャンセラＬＳＩ３２におけるものと同じ利得を持たせるために設けられている。その他の構成については上記図４で述べたものと同様で良い。
【００２１】
係る構成の下で、ＣＰＵ４２は、ハンズフリー装置３０の電源投入当初はスイッチ回路３３を端子ａ側に接続する。またミュート回路３５，４２を夫々ミュート（即ち、送受話信号経路をＯＦＦ）状態にする。
【００２２】
一方、携帯電話機１０は、例えば最寄りの基地局６０に位置登録しており、待ち受け状態となっている。使用者は乗車時にはこの様な携帯電話機１０をハンズフリー装置３０に接続する。これによりＣＰＵ２２とＣＰＵ４２間ではＳＩＦ２５，４４を介してコマンドやデータのやり取りが可能となる。ＣＰＵ２２は、ハンズフリー装置３０ヘの接続を検知すると、ＣＰＵ４２に対してハンズフリーＯＮコマンドを送信する。これを受けたＣＰＵ４２はミュート回路３５，４２を夫々アンミュート（即ち、送受話信号経路をＯＮ）状態にする。またＣＰＵ２２はＡＳＷ１９の接続をそれまでのマイク２０，レシーバ２１ａ，ブザー２１ｂの経路からハンズフリー装置３０の経路へと切り替える。これにより、通話時の送話音声はマイク３９から入力され、また通話時の受話音声、非通話時における留守録の再生音声、並びに着信時の呼出音（リンギング），発呼操作時のキー確認音、発呼時の呼出中音（リングバックトーン）、機能設定操作時の設定エラー音等はスピーカ３８から出力される関係となる。
【００２３】
この状態では、携帯電話機１０の非通話時（待ち受け状態等）における受話経路信号はアンプ３１を介してスピーカ３８に出力されるため、エコーキャンセラＬＳＩ３２によるノイズ信号の混入はない。従って、携帯電話機１０の待ち受け状態ではスピーカ３８の出力を無音にでき、使用者に不快感を与えない。また使用者は携帯電話機１０の待ち受け状態から発呼操作、着信受け付け操作、各種機能の設定操作、留守録メッセージの再生操作等を行うことが可能であり、その際に発生されるダイヤルキーの確認音、通話相手を呼出中の呼出中音（リングバックトーン）、着信時の呼出音（リンギング）、機能設定操作時の設定エラー音、留守録再生時の再生音等の各信号にも雑音信号が混入されないため、これらの音や再生音声を鮮明に聞き取れる。
【００２４】
またＣＰＵ２２は、発／着信操作を経て通話中になると、ＣＰＵ４２に通話中コマンドを送信する。これを受けたＣＰＵ４２はスイッチ回路３３を端子ｂ側に接続する。これにより通話中における受話信号はエコーキャンセラＬＳＩ３２が介在する経路でスピーカ３８に出力されると共に、マイク３９から入力されるエコー成分はエコーキャンセラＬＳＩ３２によってキャンセルされる。その際には、上記非通話中における任意の時点でエコーキャンセラＬＳＩ３２に事前学習をさせておくことが可能であり、よって通話中に切替時の最初の時点からエコーキャンセラＬＳＩ３２を正常に（収束状態で）機能させることが可能である。またＣＰＵ２２は、通話終了（呼切断）になると、ＣＰＵ４２に通話終了コマンドを送信する。これを受けたＣＰＵ４２はスイッチ回路３３を端子ａ側に接続する。
【００２５】
図３は第２の実施の形態によるハンズフリー装置を説明する図で、エコーキャンセラ素子が介在する第１の受話信号経路と、エコーキャンセラ素子が介在した後の前記第１の受話信号経路から分岐接続されて音声信号帯域を抑圧するためのハイパスフィルタを備える第２の受話信号経路とを備える場合を示している。図において、３０は第２の実施の形態によるハンズフリー装置、４７は音声信号帯域（０〜２ＫＨｚ程度）を抑圧するハイパスフィルタ（ＨＰＦ）である。その他の構成については上記図２で述べたものと同様で良い。
【００２６】
ＣＰＵ４２は、ハンズフリー装置３０の電源投入当初はスイッチ回路３３を端子ａ側に接続する。またミュート回路３５，４２を夫々ミュート状態にする。一方、ＣＰＵ２２は、ハンズフリー装置３０ヘの接続を検知すると、ＣＰＵ４２に対してハンズフリーＯＮコマンドを送信する。これを受けたＣＰＵ４２はミュート回路３５，４２を夫々アンミュート状態にする。またＣＰＵ２２はＡＳＷ１９の接続をそれまでのマイク２０，レシーバ２１ａ，ブザー２１ｂの経路からハンズフリー装置３０の経路へと切り替える。
【００２７】
この状態では、携帯電話機１０の非通話時（待ち受け状態等）における受話経路信号はエコーキャンセラＬＳＩ３２を通して入力されるため、内部の適応フィルタ５３の事前学習によりホワイトノイズ信号が混入される場合があるが、その内の音声帯域に係る雑音成分はハイパスフィルタ４７で除去されるため、スピーカ３８から出力される雑音は非常に小さい。従って、使用者に不快感を与えない。一方、ダイヤルキーの確認音、通話相手を呼出中の呼出中音（リングバックトーン）、着信時の呼出音（リンギング）、機能設定操作時の設定エラー音等の各信号は可聴周波数帯域でも高い周波数（例えば２．８ＫＨｚの発信音）を使用しているため、その主要信号成分はハイパスフィルタ４７及びフィルタ回路３４を通過してスピーカ３８から出力される。この場合も、混入雑音の大部分がハイパスフィルタ４７でカットされるため、使用者はこれらの信号音を鮮明に聞き取れる。
【００２８】
またＣＰＵ２２は、待ち受け状態等における留守録再生中、又は発／着信操作を経て通話中になると、ＣＰＵ４２に留守録再生中又は通話中のコマンドを送信する。これを受けたＣＰＵ４２はスイッチ回路３３を端子ｂ側に接続する。これにより留守録再生中又は通話中における受話信号はハイパスフィルタ４７が介在しない経路でスピーカ３８に出力されると共に、マイク３９から入力されるエコー成分はエコーキャンセラＬＳＩ３２によってキャンセルされる。その際には、上記非通話中における任意の時点でエコーキャンセラＬＳＩ３２に事前学習をさせておくことが可能であり、よって通話中に切替時の最初の時点からエコーキャンセラＬＳＩ３２を正常に（収束状態で）機能させることが可能である。なお、留守録再生中は通話相手がいないので、エコーキャンセラＬＳＩ３２を機能させる必要は無いが、機能していても問題は無い。また留守録再生音にノイズが混入する場合も有るが、留守録再生中のノイズは背景音としての効果もあり、あまり気にはならない。またＣＰＵ２２は、留守録再生終了又は通話終了（呼切断）になると、ＣＰＵ４２に留守録再生終了又は通話終了コマンドを送信する。これを受けたＣＰＵ４２はスイッチ回路３３を端子ａ側に接続する。
【００２９】
なお、上記各実施の形態ではエコーキャンセラＬＳＩ３２を備える場合を述べたが、エコーキャンセラＬＳＩ３２と同様の機能を行う他の回路（残響音遮断回路等）が使用された場合も、本発明を同様に適用できる。
【００３０】
また、外部接続の携帯電話機１０についてはその通信方式（ＴＤＭＡ，ＣＤＭＡ等）を問わないことは言うまでも無い。
【００３１】
また、市販のエコーキャンセラＬＳＩ３２の中には、内部にコーデック回路を備えるものがあり、この場合は音声信号への変換経路で残留ノイズが発生する場合がある。本発明はこのようなＬＳＩの使用時にも残留ノイズを除去できる効果がある。
【００３２】
また、上記本発明に好適なる複数の実施の形態を述べたが、本発明思想を逸脱しない範囲内で各部の構成、制御及びこれらの組合せの様々な変更が行えることは言うまでも無い。
【００３３】
【発明の効果】
以上述べた如く本発明によれば、携帯電話機の非通話時（待ち受け時等）にはエコーキャンセラＬＳＩにおける混入雑音等をスピーカから出力させない構成により、待ち受け状態での雑音出力を十分に抑圧できると共に、キー確認音、設定エラー音、録音再生音等については鮮明に聞き取れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理を説明する図である。
【図２】第１の実施の形態によるハンズフリー装置を説明する図である。
【図３】第２の実施の形態によるハンズフリー装置を説明する図である。
【図４】従来技術を説明する図である。
【符号の説明】
１０ 携帯電話機
３０ ハンズフリー装置
３１ アンプ回路（ＡＭＰ）
３２ エコーキャンセラＬＳＩ（ＥＣＬＳＩ）
３３ スイッチ回路
３４ フィルタ（ＦＩＬ）
３５，４１ ミュート回路（ＭＵＴ）
３６ ボリューム回路
３７ アンプ回路（ＡＭＰ）
３８ スピーカ（ＳＰＫ）
３９ マイク（ＭＩＣ）
４０ プリアンプ回路（ＡＭＰ）
４２ ＣＰＵ
４３ メモリ（ＭＥＭ）
４４ シリアルインタフェース部（ＳＩＦ）
４５ 共通バス
４６ コネクタ（ＣＮＮ）
４７ ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）
６０ 基地局（ＢＳ）
７０ 固定電話機
１００ 公衆網（移動網を含む）
【発明の属する技術分野】
本発明はハンズフリー装置に関し、更に詳しくは着脱自在に接続可能な携帯電話機からの受話経路信号をスピーカにより拡声出力すると共に、その受送話信号経路間にエコーキャンセラ素子を備えるハンズフリー装置に関する。
【０００２】
近年の携帯電話機の普及に伴い、車内でハンズフリー装置を使用する利用者が多くなっている。携帯電話機をハンズフリー装置に接続すれば、ハンズフリー装置のスピーカとマイクを介して手放しで通話を行えるため、安全運転も確保できる。しかし、通話時以外にもスピーカから雑音が聞こえる場合があり、この様な雑音の抑圧が望まれている。
【０００３】
【従来の技術】
図４は従来技術を説明する図で、従来のハンズフリーシステムの構成を示している。図において、７０は遠隔の固定電話機、１００は公衆網（移動網を含む）、６０は基地局（ＢＳ）、１０は通話及びデータ通信可能な通常の携帯電話機、３０は車等に搭載される双方向同時通話型のハンズフリー装置である。
【０００４】
携帯電話機１０において、１１はＴＤＭＡ方式等による通信制御部、１２は送信部、１３は送／受分波スイッチ（Ｔ／Ｒ）、１４はアンテナ、１５は受信部、１６は周波数シンセサイザ（ＳＹＮ）、１７は音声の符号データとＰＣＭデータ間の符号変換を行うコーデック（ＣＤＣ）、１８はＰＣＭデータと音声信号間の変換を行うベースバンド処理部（ＢＢＣ）、１９は音声信号経路を切り替えるアナログスイッチ（ＡＳＷ）、２０はマイク（ＭＩＣ）、２１ａはレシーバ（ＲＣＶ）、２１ｂはブザー（ＢＺ）等の発音体、２２は携帯電話機１０の主制御（呼制御，機器内構成の制御，ハンズフリー装置との間の通信制御等）を行うＣＰＵ，２３はＣＰＵ２２が実行するアプリケーションプログラムや各種データ（留守録音声データ等を含む）を記憶するメモリ（ＭＥＭ）、２４は液晶表示部やダイヤルキー等を備えるコンソール部（ＣＳＬ）、２５はディジタル信号のシリアルインタフェース部（ＳＩＦ）、２６はＣＰＵ２２の共通バス、２７は１６芯の外部接続コネクタ（ＣＮＮ）、ＴＡ，ＲＡは送受話音声のアナログ信号端子、ＵＤ，ＤＤは上り下りシリアルデータのディジタル信号端子である。
【０００５】
この様な携帯電話機１０を単独で使用する場合は、通話時の送話音声はマイク２０から入力され、また通話時の受話音声及び留守録の再生音声はレシーバ２１ａから出力される。一方、着信時の呼出音（リンギング），発呼操作時のキー確認音，機能設定操作時の設定エラー音等はブザー２１ｂから出力される。これらの信号源はパターン化されたＰＣＭデータとして予めメモリ２３に記憶されており、使用時にはベースバンド処理部１８で対応する可聴音信号に変換され、ブザー２１ｂより出力される。
【０００６】
ハンズフリー装置３０において、３２はエコーキャンセラＬＳＩ（ＥＣＬＳＩ）、３４は可聴音信号帯域を通過させるフィルタ（ＦＩＬ）、３５は出力音声のミュート回路（ＭＵＴ）、３６は音量レベルをマニュアル調整可能なボリューム回路、３７は出力段のアンプ回路（ＡＭＰ）、３８はスピーカ（ＳＰＫ）、３９はマイク（ＭＩＣ）、４０はプリアンプ回路（ＡＭＰ）、４１は入力音声のミュート回路（ＭＵＴ）、４２はハンズフリー装置３０の主制御（機器内構成の制御，携帯電話機との通信制御等）を行うＣＰＵ，４３はＣＰＵ４２が実行するアプリケーションプログラムや各種データを記憶するメモリ（ＭＥＭ）、４４はディジタル信号のシリアルインタフェース部（ＳＩＦ）、４５はＣＰＵ４２の共通バス、そして、４６は携帯電話機１０を着脱自在に接続可能なコネクタ（ＣＮＮ）である。
【０００７】
一般にハンズフリー装置３０ではスピーカ３８の出力音声の車内における反響音（エコー）をキャンセルするためにエコーキャンセラ３２を備える。エコーキャンセラ３２は入力の音声信号Ａr からエコー経路特性の推定に従って擬似エコー信号Ａe ´を生成すると共に、これを実際のエコー信号Ａe から差し引くことでエコー信号成分をキャンセルする。このエコー経路特性の推定方法には幾つかあるが、一般にはハードウエア構成が簡単でかつ収束性が保証されると言う理由から、各サンプル時点で未知変数である係数ベクトル（エコー経路のインパルス応答）を逐次的に推定するところの所謂学習同定法が多く用いられている。
【０００８】
図はこの場合のエコーキャンセラＬＳＩ３２の概略構成を示している。入力の音声信号Ａr は内部でＡ／Ｄ変換及びＤ／Ａ変換されてフィルタ回路３４に出力される。トランスバーサルフィルタを利用した適応型フィルタ（ＡＤＦ）５３は、入力の音声データ系列Ａr と推定された係数ベクトルＨとの畳み込み演算により擬似エコーデータＡe ´を生成すると共に、これを減算器５２でエコーデータＡe から差し引き、その残差データＥr の自乗平均値が「０」となる方向に上記係数ベクトルＨを逐次更新する。従来より、この種（学習同定法）のエコーキャンセラ３２は白色ガウス性の信号に対して良好な性能（収束速度，最終エコー打ち消し量等）を示すことが知られており、このため、市販のエコーキャンセラＬＳＩ３２は内部にホワイトノイズ発生器（ＷＮＧ）５４を備え、かつ適応型フィルタ５３の事前学習のために加算器５１を介してホワイトノイズＷn を加えることが行われている。
【０００９】
係る構成の下で、携帯電話機１０は、例えば最寄りの基地局６０に位置登録しており、待ち受け状態となっている。使用者は乗車時にはこの様な携帯電話機１０をハンズフリー装置３０に接続し、これによりＣＰＵ２２とＣＰＵ４２間ではＳＩＦ２５，４４を介してコマンドやデータのやり取りが可能となる。ＣＰＵ２２は、ハンズフリー装置３０への接続を検知すると、ＣＰＵ４２にハンズフリーＯＮコマンドを送信する。これを受けたＣＰＵ４２はミュート回路３５，４２を夫々アンミュート（即ち、送受話信号経路をＯＮ）状態にする。またＣＰＵ２２はＡＳＷ１９の接続をそれまでのマイク２０，レシーバ２１ａ，ブザー２１ｂの経路からハンズフリー装置３０の経路へと切り替える。これにより、通話時の送話音声はマイク３９から入力され、また通話時の受話音声、非通話時における留守録の再生音声、並びに着信時の呼出音（リンギング），発呼操作時のキー確認音，機能設定操作時の設定エラー音等はまとめてスピーカ３８から出力される関係となる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、上記従来方式では携帯電話機１０の接続後はハンズフリー装置３０の音声信号経路が常時働いているため、携帯電話機１０の待ち受け状態でもスピーカ３８からホワイトノイズ等が聞こえる問題があった。通話中のノイズは背景音としての効果もあり、気にはならないが、待ち受け状態（無音時）のノイズは使用者に不快感を与える。また、待ち受け状態のみならず、使用者が発呼操作、各種機能設定操作又は留守録再生操作を行った時に発生するキー確認音，設定エラー音，留守録再生音等にも同様のノイズが混入するため、これらの音が聞き取り難いものとなっていた。
【００１１】
本発明は上記従来技術の問題点に鑑みなされたもので、その目的とする所は、携帯電話機の非通話時にスピーカから聞こえる雑音を十分に抑圧できるハンズフリー装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は例えば図１（Ａ）の構成により解決される。即ち、本発明（１）のハンズフリー装置は、着脱自在に接続可能な携帯電話機からの受話経路信号をスピーカにより拡声出力すると共に、その受送話信号経路間にエコーキャンセラ素子を備えるハンズフリー装置において、エコーキャンセラ素子３２が介在する第１の受話信号経路と、エコーキャンセラ素子３２が介在する前の受話信号経路から分岐された第２の受話信号経路と、前記第１，第２の受話信号経路を選択するスイッチ回路３３と、携帯電話機の制御下で動作するスイッチ制御部１であって、該携帯電話機の通話時以外は第２の受話信号経路を選択するもの、とを備えるものである。
【００１３】
本発明（１）においては、エコーキャンセラ素子３２が介在する前の受話信号経路から分岐された第２の受話信号経路を備える構成により、該第２の受話信号経路には雑音信号が混入されない。また携帯電話機の通話時以外は第２の受話信号経路を選択する構成により、携帯電話機の待ち受け状態ではスピーカ３８の出力を無音にでき、使用者に不快感を与えない。またこの時、同時にエコーキャンセラ素子３２に事前学習させておくことが可能であり、よって通話に切替時の最初からエコーキャンセラ素子３２を正常に機能させることが可能である。
【００１４】
なお、上記携帯電話機の通話時以外（広義の待ち受け状態等）には、携帯電話機の発呼操作、機能設定操作、留守録メッセージの再生操作等も行われ得るが、本発明（１）によれば、その際に発生されるキー確認音、設定エラー音、留守録再生音等の各信号にも雑音信号が混入されないため、これらの音や再生音声を鮮明に聞き取ることが可能となる。
【００１５】
好ましくは、本発明（２）においては、上記本発明（１）において、第２の受話信号経路は増幅回路３１を備える。
【００１６】
本発明（２）においては、第２の受話信号経路に必要ならエコーキャンセラ素子３２におけるものと同等の利得を与えることが可能となり、よって通話時における受話音声と非通話時における各種信号音や留守録再生音声とを同じ音量で聴くことが可能となる。
【００１７】
また上記の課題は例えば図１（Ｂ）の構成により解決される。即ち、本発明（３）のハンズフリー装置は、着脱自在に接続可能な携帯電話機からの受話経路信号をスピーカにより拡声出力すると共に、その受送話信号経路間にエコーキャンセラ素子を備えるハンズフリー装置において、エコーキャンセラ素子３２が介在する第１の受話信号経路と、エコーキャンセラ素子３２が介在した後の前記第１の受話信号経路から分岐接続されて音声信号帯域を抑圧するハイパスフィルタ４７を備える第２の受話信号経路と、前記第１，第２の受話信号経路を選択するスイッチ回路３３と、携帯電話機の制御下で動作するスイッチ制御部１であって、該携帯電話機の通話時又は留守録再生時以外は第２の受話信号経路を選択するもの、とを備えるものである。
【００１８】
本発明（３）においては、第２の受話信号経路に音声信号帯域を抑圧するハイパスフィルタ４７を備える構成により、音声信号帯域に混入する様な雑音信号成分を十分に抑圧できる。また携帯電話機の通話時又は留守録再生時以外は第２の受話信号経路を選択する構成により、携帯電話機の待ち受け状態（無音時）ではスピーカ３８からの雑音出力を十分に抑圧できると共に、携帯電話機の発呼操作、機能設定操作に伴って発生されるキー確認音、設定エラー音等については、これらの信号が音声信号帯域を越える可聴信号帯域にあるため、これらの音を鮮明に聞き取ることが可能となる。またこの時、同時にエコーキャンセラ素子３２に事前学習させておくことが可能であり、よって通話に切替時の最初からエコーキャンセラ素子３２を正常に機能させることが可能である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に従って本発明に好適なる複数の実施の形態を詳細に説明する。なお、全図を通して同一符号は同一又は相当部分を示すものとする。
【００２０】
図２は第１の実施の形態によるハンズフリー装置を説明する図で、エコーキャンセラ素子が介在する第１の受話信号経路と、エコーキャンセラ素子が介在する前の受話信号経路から分岐された第２の受話信号経路とを備える場合を示している。図において、３０は第１の実施の形態によるハンズフリー装置、３１は受話経路信号を増幅するアンプ回路（ＡＭＰ）、３３は機械式（リレー等）又は半導体回路により構成されるスイッチ回路である。ここで、アンプ回路３１はエコーキャンセラＬＳＩ３２におけるものと同じ利得を持たせるために設けられている。その他の構成については上記図４で述べたものと同様で良い。
【００２１】
係る構成の下で、ＣＰＵ４２は、ハンズフリー装置３０の電源投入当初はスイッチ回路３３を端子ａ側に接続する。またミュート回路３５，４２を夫々ミュート（即ち、送受話信号経路をＯＦＦ）状態にする。
【００２２】
一方、携帯電話機１０は、例えば最寄りの基地局６０に位置登録しており、待ち受け状態となっている。使用者は乗車時にはこの様な携帯電話機１０をハンズフリー装置３０に接続する。これによりＣＰＵ２２とＣＰＵ４２間ではＳＩＦ２５，４４を介してコマンドやデータのやり取りが可能となる。ＣＰＵ２２は、ハンズフリー装置３０ヘの接続を検知すると、ＣＰＵ４２に対してハンズフリーＯＮコマンドを送信する。これを受けたＣＰＵ４２はミュート回路３５，４２を夫々アンミュート（即ち、送受話信号経路をＯＮ）状態にする。またＣＰＵ２２はＡＳＷ１９の接続をそれまでのマイク２０，レシーバ２１ａ，ブザー２１ｂの経路からハンズフリー装置３０の経路へと切り替える。これにより、通話時の送話音声はマイク３９から入力され、また通話時の受話音声、非通話時における留守録の再生音声、並びに着信時の呼出音（リンギング），発呼操作時のキー確認音、発呼時の呼出中音（リングバックトーン）、機能設定操作時の設定エラー音等はスピーカ３８から出力される関係となる。
【００２３】
この状態では、携帯電話機１０の非通話時（待ち受け状態等）における受話経路信号はアンプ３１を介してスピーカ３８に出力されるため、エコーキャンセラＬＳＩ３２によるノイズ信号の混入はない。従って、携帯電話機１０の待ち受け状態ではスピーカ３８の出力を無音にでき、使用者に不快感を与えない。また使用者は携帯電話機１０の待ち受け状態から発呼操作、着信受け付け操作、各種機能の設定操作、留守録メッセージの再生操作等を行うことが可能であり、その際に発生されるダイヤルキーの確認音、通話相手を呼出中の呼出中音（リングバックトーン）、着信時の呼出音（リンギング）、機能設定操作時の設定エラー音、留守録再生時の再生音等の各信号にも雑音信号が混入されないため、これらの音や再生音声を鮮明に聞き取れる。
【００２４】
またＣＰＵ２２は、発／着信操作を経て通話中になると、ＣＰＵ４２に通話中コマンドを送信する。これを受けたＣＰＵ４２はスイッチ回路３３を端子ｂ側に接続する。これにより通話中における受話信号はエコーキャンセラＬＳＩ３２が介在する経路でスピーカ３８に出力されると共に、マイク３９から入力されるエコー成分はエコーキャンセラＬＳＩ３２によってキャンセルされる。その際には、上記非通話中における任意の時点でエコーキャンセラＬＳＩ３２に事前学習をさせておくことが可能であり、よって通話中に切替時の最初の時点からエコーキャンセラＬＳＩ３２を正常に（収束状態で）機能させることが可能である。またＣＰＵ２２は、通話終了（呼切断）になると、ＣＰＵ４２に通話終了コマンドを送信する。これを受けたＣＰＵ４２はスイッチ回路３３を端子ａ側に接続する。
【００２５】
図３は第２の実施の形態によるハンズフリー装置を説明する図で、エコーキャンセラ素子が介在する第１の受話信号経路と、エコーキャンセラ素子が介在した後の前記第１の受話信号経路から分岐接続されて音声信号帯域を抑圧するためのハイパスフィルタを備える第２の受話信号経路とを備える場合を示している。図において、３０は第２の実施の形態によるハンズフリー装置、４７は音声信号帯域（０〜２ＫＨｚ程度）を抑圧するハイパスフィルタ（ＨＰＦ）である。その他の構成については上記図２で述べたものと同様で良い。
【００２６】
ＣＰＵ４２は、ハンズフリー装置３０の電源投入当初はスイッチ回路３３を端子ａ側に接続する。またミュート回路３５，４２を夫々ミュート状態にする。一方、ＣＰＵ２２は、ハンズフリー装置３０ヘの接続を検知すると、ＣＰＵ４２に対してハンズフリーＯＮコマンドを送信する。これを受けたＣＰＵ４２はミュート回路３５，４２を夫々アンミュート状態にする。またＣＰＵ２２はＡＳＷ１９の接続をそれまでのマイク２０，レシーバ２１ａ，ブザー２１ｂの経路からハンズフリー装置３０の経路へと切り替える。
【００２７】
この状態では、携帯電話機１０の非通話時（待ち受け状態等）における受話経路信号はエコーキャンセラＬＳＩ３２を通して入力されるため、内部の適応フィルタ５３の事前学習によりホワイトノイズ信号が混入される場合があるが、その内の音声帯域に係る雑音成分はハイパスフィルタ４７で除去されるため、スピーカ３８から出力される雑音は非常に小さい。従って、使用者に不快感を与えない。一方、ダイヤルキーの確認音、通話相手を呼出中の呼出中音（リングバックトーン）、着信時の呼出音（リンギング）、機能設定操作時の設定エラー音等の各信号は可聴周波数帯域でも高い周波数（例えば２．８ＫＨｚの発信音）を使用しているため、その主要信号成分はハイパスフィルタ４７及びフィルタ回路３４を通過してスピーカ３８から出力される。この場合も、混入雑音の大部分がハイパスフィルタ４７でカットされるため、使用者はこれらの信号音を鮮明に聞き取れる。
【００２８】
またＣＰＵ２２は、待ち受け状態等における留守録再生中、又は発／着信操作を経て通話中になると、ＣＰＵ４２に留守録再生中又は通話中のコマンドを送信する。これを受けたＣＰＵ４２はスイッチ回路３３を端子ｂ側に接続する。これにより留守録再生中又は通話中における受話信号はハイパスフィルタ４７が介在しない経路でスピーカ３８に出力されると共に、マイク３９から入力されるエコー成分はエコーキャンセラＬＳＩ３２によってキャンセルされる。その際には、上記非通話中における任意の時点でエコーキャンセラＬＳＩ３２に事前学習をさせておくことが可能であり、よって通話中に切替時の最初の時点からエコーキャンセラＬＳＩ３２を正常に（収束状態で）機能させることが可能である。なお、留守録再生中は通話相手がいないので、エコーキャンセラＬＳＩ３２を機能させる必要は無いが、機能していても問題は無い。また留守録再生音にノイズが混入する場合も有るが、留守録再生中のノイズは背景音としての効果もあり、あまり気にはならない。またＣＰＵ２２は、留守録再生終了又は通話終了（呼切断）になると、ＣＰＵ４２に留守録再生終了又は通話終了コマンドを送信する。これを受けたＣＰＵ４２はスイッチ回路３３を端子ａ側に接続する。
【００２９】
なお、上記各実施の形態ではエコーキャンセラＬＳＩ３２を備える場合を述べたが、エコーキャンセラＬＳＩ３２と同様の機能を行う他の回路（残響音遮断回路等）が使用された場合も、本発明を同様に適用できる。
【００３０】
また、外部接続の携帯電話機１０についてはその通信方式（ＴＤＭＡ，ＣＤＭＡ等）を問わないことは言うまでも無い。
【００３１】
また、市販のエコーキャンセラＬＳＩ３２の中には、内部にコーデック回路を備えるものがあり、この場合は音声信号への変換経路で残留ノイズが発生する場合がある。本発明はこのようなＬＳＩの使用時にも残留ノイズを除去できる効果がある。
【００３２】
また、上記本発明に好適なる複数の実施の形態を述べたが、本発明思想を逸脱しない範囲内で各部の構成、制御及びこれらの組合せの様々な変更が行えることは言うまでも無い。
【００３３】
【発明の効果】
以上述べた如く本発明によれば、携帯電話機の非通話時（待ち受け時等）にはエコーキャンセラＬＳＩにおける混入雑音等をスピーカから出力させない構成により、待ち受け状態での雑音出力を十分に抑圧できると共に、キー確認音、設定エラー音、録音再生音等については鮮明に聞き取れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理を説明する図である。
【図２】第１の実施の形態によるハンズフリー装置を説明する図である。
【図３】第２の実施の形態によるハンズフリー装置を説明する図である。
【図４】従来技術を説明する図である。
【符号の説明】
１０ 携帯電話機
３０ ハンズフリー装置
３１ アンプ回路（ＡＭＰ）
３２ エコーキャンセラＬＳＩ（ＥＣＬＳＩ）
３３ スイッチ回路
３４ フィルタ（ＦＩＬ）
３５，４１ ミュート回路（ＭＵＴ）
３６ ボリューム回路
３７ アンプ回路（ＡＭＰ）
３８ スピーカ（ＳＰＫ）
３９ マイク（ＭＩＣ）
４０ プリアンプ回路（ＡＭＰ）
４２ ＣＰＵ
４３ メモリ（ＭＥＭ）
４４ シリアルインタフェース部（ＳＩＦ）
４５ 共通バス
４６ コネクタ（ＣＮＮ）
４７ ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）
６０ 基地局（ＢＳ）
７０ 固定電話機
１００ 公衆網（移動網を含む）
Claims (3)
- 着脱自在に接続可能な携帯電話機からの受話経路信号をスピーカにより拡声出力すると共に、その受送話信号経路間にエコーキャンセラ素子を備えるハンズフリー装置において、
エコーキャンセラ素子が介在する第１の受話信号経路と、
エコーキャンセラ素子が介在する前の受話信号経路から分岐された第２の受話信号経路と、
前記第１，第２の受話信号経路を選択するスイッチ回路と、
携帯電話機の制御下で動作するスイッチ制御部であって、該携帯電話機の通話時以外は第２の受話信号経路を選択するもの、とを備えることを特徴とするハンズフリー装置。 - 第２の受話信号経路は増幅回路を備えることを特徴とする請求項１に記載のハンズフリー装置。
- 着脱自在に接続可能な携帯電話機からの受話経路信号をスピーカにより拡声出力すると共に、その受送話信号経路間にエコーキャンセラ素子を備えるハンズフリー装置において、
エコーキャンセラ素子が介在する第１の受話信号経路と、
エコーキャンセラ素子が介在した後の前記第１の受話信号経路から分岐接続されて音声信号帯域を抑圧するハイパスフィルタを備える第２の受話信号経路と、
前記第１，第２の受話信号経路を選択するスイッチ回路と、
携帯電話機の制御下で動作するスイッチ制御部であって、該携帯電話機の通話時又は留守録再生時以外は第２の受話信号経路を選択するもの、とを備えることを特徴とするハンズフリー装置。
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