JP4779602B2 - 通話装置 - Google Patents

Description

本発明は、情報と電力とを同時に送ることができる配線システム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。

そして、スピーカから発生した音声がマイクロホンに回り込むとハウリングが生じることになるから、様々なハウリング防止対策が採られている。例えば、第１の従来例として、スピーカとマイクロホンを含むループ回路が通話装置内で形成され、このループゲインが１を越えるとハウリングが発生するから、ループ回路内に設けた可変損失回路での損失量を調節することにより、ループゲインが１以下となるようにしてハウリングを防止するものがある。ここで、送話信号と受話信号とのうち信号レベルが小さいほうは重要ではないとみなし、信号レベルが小さいほうの伝送路に挿入された可変損失回路の伝送損失を大きくするようにしている。

しかし、上記第１の従来例では、マイクロホンとスピーカとの距離が近いと、スピーカからマイクロホンに回り込む受話音声のレベルが大きくなり、受話信号よりも送話信号が大きくなり、スピーカから音声が出ている受話状態であるにもかかわらず制御回路は送話状態に切り換えてしまい、スピーカから出るべき音が出なくなるという状態が発生していた（受話ブロッキング）。

そこで、第２の従来例として、一対のマイクロホンと、両マイクロホンとスピーカとの距離の差に相当する音波の遅延時間だけスピーカに近いほうのマイクロホンの出力を遅延させる遅延回路と、両マイクロホンとスピーカとの距離の差に相当するレベル調整を行なってスピーカからの音声に対する両マイクロホンの出力レベルを一致させるレベル調整増幅回路と、遅延回路とレベル調整増幅回路とを通った両マイクロホンの出力を両入力とする差動増幅回路とを設け、差動増幅回路の出力を送話信号とする通話装置が提案された。

この通話装置では、一対のマイクロホンでスピーカからの音声を拾った後、遅延およびレベル調整を行なって両マイクロホンに入力されるスピーカからの音声成分を差動増幅回路で相殺するようにしているから、スピーカからの音声成分のみを除去して受話ブロッキングが生じない状態で送話音声を伝送することができる。（例えば、特許文献１参照）
特許第２６０７２５７号公報（２頁左欄第１３行〜右欄第３行，４頁右欄第２６行〜第４９行、第１図，第５図）

しかしながら、上記第２の従来例においても、ハウリング防止のために、スピーカとマイクロホンとの距離をあまり小さくできず、装置のさらなる小型化が望まれていた。

特に、屋内の天井面、壁面、床面に設置されるスイッチやコンセント等の機能装置を電力線，情報線に接続して使用する配線システムに上記従来の通話装置を機能装置の一形態として用いた場合、他の機能装置より大きくなり、システムとしての統一感が得られない。さらに、上述の配線システムに用いる場合、施工性、及びシステムとしての拡張性も求められる。

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、ハウリングを防止するとともに小型化を図ることができ、配線システムに機能装置の一形態として用いても、システムとしての統一感を得ることができる通話装置を提供することにある。

請求項１の発明は、配線を介して伝達された音声情報を出力するスピーカと、音声を集音して音声信号を出力する複数のマイクロホンと、前記複数のマイクロホンが出力する各音声信号を信号処理して配線を介して伝達する信号処理部とを収納した本体を備え、前記スピーカは、本体の一内面に振動板が対向するように配置され、前記複数のマイクロホンのうち少なくとも１つは、当該マイクロホンの集音部をスピーカの振動板に対向させた状態でスピーカの振動板と本体の一内面との間に配置されてスピーカからの音声を集音する第１マイクロホンを構成し、他のマイクロホンは、スピーカの振動板に対向しないスピーカの側方で、その集音部が本体の一内面に対向する状態で配置されて、本体外からの通話音声を集音する第２マイクロホンを構成しており、第２マイクロホンはスピーカからの距離が第１マイクロホンより遠い位置に配置され、前記信号処理部は、各マイクロホンとスピーカとの距離の差に相当するレベル調整を行なってスピーカからの音声に対する各マイクロホンの出力レベルを一致させる増幅手段と、各マイクロホンとスピーカとの距離の差に相当する音波の伝達時間に応じて音声信号を遅延させて各マイクロホンの音声信号の位相を一致させる遅延手段と、増幅手段，遅延手段を通過した第１，第２マイクロホンの音声信号の差を出力する差動手段とを具備して、前記遅延手段は、第１マイクロホンの出力と第２マイクロホンの出力とを比較して、両出力の位相差を検出し、該検出した位相差だけ第１マイクロホンの出力の位相を遅延させることを特徴とする。

この発明によれば、スピーカの振動板と本体の一内面との間に第１マイクロホンを配置することで、通話装置自体の小型化が可能となり、配線システムに機能装置の一形態として用いても、システムとしての統一感を得ることができる。

また、スピーカの振動板と本体の一内面との間に配置された第１マイクロホンによってスピーカの発する音を容易に集音でき、信号処理部によって第２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２の発明は、請求項１において、前記信号処理部は、各マイクロホンが出力する音声信号から音声帯域の信号のみを通過させるフィルタ手段を備えることを特徴とする。

この発明によれば、音声帯域以外の周波数のノイズを除去できる。

請求項３の発明は、請求項１または２において、前記信号処理部は、その出力段にアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段を備えることを特徴とする。

この発明によれば、信号処理部の出力を受ける側での処理が容易になる。

請求項４の発明は、請求項１乃至３いずれかにおいて、スピーカに対する第１マイクロホンと第２マイクロホンとの距離の差は、第１マイクロホンの音声信号と第２マイクロホンの音声信号の音声帯域の位相差が０°より大きく、９０°より小さくなるように設定されることを特徴とする。

この発明によれば、第１マイクロホンと第２マイクロホンの音声信号の位相差を把握し易くなり、遅延手段は、各音声信号の位相を容易に一致させることができる。したがって、伝達する音声信号にのるノイズを低減することができる。

請求項５の発明は、請求項１乃至４いずれかにおいて、前記差動手段は、第２マイクロホンの音声信号の反転増幅信号と、前記遅延手段を通過した第１マイクロホンの音声信号あるいは前記遅延手段を通過した第１マイクロホンの音声信号の非反転増幅信号とを加算することを特徴とする。

この発明によれば、差動手段を容易に構成することができる。

請求項６の発明は、請求項１乃至５いずれかにおいて、前記本体は、電力及び情報信号を伝送する少なくとも１系統の配線に電気的に接続された第１の接続部に電気的に直接接続して電力供給を受け、第１の接続部との間で情報信号を授受するための第２の接続部を備え、前記スピーカは第２の接続部を介して伝達された音声情報を出力し、前記複数のマイクロホンは前記信号処理部及び第２の接続部を介して音声情報を伝達し、第１の接続部の配置及び形状の形態の定型化に対応して第２の接続部の形態を定形としていることを特徴とする。

この発明によれば、通話装置は、第２の接続部を第１の接続部に電気的に接続すれば電力路と情報路とを同時に確保でき、新たに配線工事を行う必要がなく、優れた施工性を得ることができる。

以上説明したように、本発明では、ハウリングを防止するとともに小型化を図ることができ、配線システムに機能装置の一形態として用いても、システムとしての統一感を得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１）
本実施形態の通話装置１０ａを用いるシステム構成は、図１３に示すように建物内の適所において埋め込み配設している１乃至複数のスイッチボックス２を設け、各スイッチボックス２間に壁面内に先行配線した電力線Ｌ１と、情報線Ｌ２とを送り配線するとともに、始端のスイッチボックス２に対しては、配線盤１内の主幹ブレーカＭＢと分岐ブレーカＢＢとを介して屋内に引き込まれた電力線Ｌ１を導入し、また外部のインターネット網ＮＴにゲートウェイＧＷ（ルータ、ハブ内蔵）を介して接続されている情報線Ｌ２を導入してある。ここでスイッチボックス２には室内の天井面のようなハイポジションＨＰに設けられるものと、壁スイッチ等で推奨される高さ位置（ミドルポジションＭＰ）に設けられるものと、足元付近（ローポジションＬＰ）に設けられるものとに区分される。

これらのスイッチボックス２は、例えばＪＩＳで規格化された大角形の１個モジュール寸法の埋め込み型の配線器具が３個取り付けることができる１連の取付枠４（図１４参照）に対応して規格化されたスイッチボックスからなり、図２に示すように上部から配線盤１または他のスイッチボックス２から送り配線されてくる電力線Ｌ１及び情報線Ｌ２を導入するとともに、下部からは他のスイッチボックス２へ送り配線するための電力線Ｌ１及び情報線Ｌ２を導出している。そして各スイッチボックス２には基本機能モジュール８を接続するゲート装置３のボディを夫々取付枠４により取り付けてある。

この取付枠４は図１４に示すように中央に器具取り付け用の窓孔４ａを設けてあって、この窓孔４ａに取り付け対象の器具本体の前部を背方から嵌め、左右両側の枠片に設けた係止手段に器具本体の両側に設けた被係止部を係止させて器具本体を固定するようになっている。そして上下枠片に設けた取付孔４ｂに挿通する取り付けねじ（図示せず）をスイッチボックス２のねじ孔（図示せず）に締結することで、器具本体ごとスイッチボックス２に取り付けられる。またスイッチボックス２を用いず、埋め込み孔を開口した壁パネルに取り付ける場合には所謂挟み金具で壁パネルを挟持させて取り付けたり、木ねじを用いて取り付けることもできるようになっている。

ゲート装置３は図１５に示すようにボディ背面部に速結端子構造の接続端子部５ａ，５ｂ及び送り配線用の接続端子部５ａ’、５ｂ’を設け、夫々に対応する電力線Ｌ１、情報線Ｌ２を接続するようになっている。またボディ前面部には、送られてきた電力線Ｌ１と電気的に接続されている接触部を備えた電力路接続口６Ａと、送られてきた情報線Ｌ２と電気的に接続されている情報路接続口６Ｂとを有しモジュール化した接続口６を図１４に示すように備えている。

これら接続口６Ａ，６Ｂは両者間の間隔及び内部の接触部の配列、開口部の形状等がシステムとして規格化されており、このゲート装置３のボディ前面部を覆うようにスイッチボックス２の前面開口側に取り付ける図１６に示す基本機能モジュール８の背面部に設けたコネクタ７の被接続部７Ａ、７Ｂが各接続口６Ａ，６Ｂに着脱自在に結合されるようになっている。

基本機能モジュール８は、後述する拡張機能モジュール１０とで機能装置を構成するもので、図１６，図１７（ａ）に示す合成樹脂製（ＡＢＳ等の非結晶性汎用プラスチック）で扁平なモジュール本体８Ａ内に図１９に示す回路を内蔵しているもので、背面部のコネクタ７の被接続部７Ａ，７Ｂをゲート装置３の接続口６Ａ，６Ｂに結合させることで、スイッチボックス２の前面開口を覆うとともに、周部のフランジをスイッチボックス２の前面開口周辺の壁面に重ねた状態となり、その状態で上、下部の中央に穿孔している取付孔８０に取り付けねじ（図示せず）を前面部側から挿通させて取付枠４の上下枠に設けたねじ孔４ｃに螺入締結することでスイッチボックス２に取付枠４を介して取り付けられる。

またモジュール本体８Ａの前面部には、上、下の取付孔８０の開口位置より上または下側位置において、図１７（ａ）に示すようにモジュール本体８Ａの幅方向に幅広溝８１ａと幅狭溝８１ｂとからなる連結用溝部８１を中央の仕切壁８２で左右に二分されるように形成している。

この仕切壁８２の左側または右側の連結用溝部８１には図１７（ｂ）に示す合成樹脂製の連結体１００の片側半分を仕切壁８２に当たる位置まで嵌め込み、この連結体１００の残り半分を図１８に示すように拡張機能モジュール１０側に同様に設けてある連結用溝部８１に嵌め込むことで、基本機能モジュール８と拡張機能モジュール１０とを機械的に結合できるようになっている。連結体１００は背面に幅広溝８１ａ，幅狭溝８１ｂを仕切る仕切壁８１ｃが嵌る溝１００ａを設け、両溝８１ａ、８１ｂに跨るように挿入される。そして基本機能モジュール８では前面部側から化粧カバー８Ｂを着脱自在に被着することで、また拡張機能モジュール１０では蓋部８３を閉じることで、両者の連結用溝部８１に跨るように嵌め込んである連結体１００が脱落しないように保持して連結状態を維持するようになっている。而して連結体１００と連結用溝部８１とが基本機能モジュール８と拡張機能モジュール１０との連結手段を構成する。

本実施形態の配線システムでは、機能によって複数の種類の基本機能モジュール８が準備されており、基本機能モジュール８は、図１９に示すように、被接続部７Ａを介して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＋Ｖに変換するＡＣ／ＤＣコンバータ２１と、被接続部７Ｂを介して接続される情報線Ｌ２を通じて双方向に伝送される情報信号を送受信する通信伝送部２２と、被接続部７Ａを介して商用電源ＡＣに接続される電源用コネクタ９Ａ，９Ａ’と、通信伝送部２２、被接続部７Ｂを介して情報線Ｌ２に接続される情報用コネクタ９Ｂ，９Ｂ’と、通信伝送部２２で受信される情報信号からデータを取り込んで処理を行うとともに、当該基本機能モジュール８から他の基本機能モジュール８あるいは拡張機能モジュール１０宛、、あるいは情報線Ｌ２を介してデータを送る場合のデータ生成処理を行う演算処理部２３と、Ｉ／Ｏインターフェース２４を介して演算処理部２３との間でデータの授受を行って動作する機能部２５とから構成され、これら各部は動作電源＋Ｖを前記のＡＣ／ＤＣコンバータ２１から供給されるのである。この機能部２５の構成が基本機能モジュール８によって異なるのである。

基本機能モジュール８のモジュール本体８Ａの両側側面の一方側は雄型の電源用コネクタ９Ａ、情報用コネクタ９Ｂを、他方側には雌型の電源用コネクタ９Ａ’、情報用コネクタ９Ｂ’を設けている。そして、これら電源用コネクタ９Ａ，９Ａ’の接触片に被接続部７Ａの接触片を内部で接続することで、左右何れの方向に拡張機能モジュール１０が連結されても商用電源ＡＣを供給することができるようにしている。さらに、情報用コネクタ９Ｂ，９Ｂ’の接触片に通信伝送部２２の入出力を接続することで、左右何れの方向に拡張機能モジュール１０が連結されても情報信号の授受を行えるようにしている。なお、上記電源用コネクタ９Ａ，９Ａ’は、モジュール本体８Ａの両側側面において一端側に偏倚して配置され、上記情報用コネクタ９Ｂ，９Ｂ’は、モジュール本体８Ａの両側側面において他端側に偏倚して配置される。

これら電源用コネクタ９Ａ，９Ａ’、情報用コネクタ９Ｂ，９Ｂ’は、内部の接触部の配列、開口部の形状等がシステムとして規格化され、さらには同一面に配置された電源用コネクタと情報用コネクタとの間隔もシステムとして規格化されており、拡張機能モジュール１０の後述する電源用コネクタ１１Ａ，１１Ａ’、情報用コネクタ１１Ｂ，１１Ｂ’が着脱自在に結合されるようになっている。

次に、本実施形態の配線システムでは、電力供給を受けて動作する機能によって複数の種類の拡張機能モジュール１０が準備されており、拡張機能モジュール１０は図２０に示すように、電源用コネクタ１１Ａ，１１Ａ’と、情報用コネクタ１１Ｂ，１１Ｂ’と、電源用コネクタ１１Ａ，１１Ａ’いずれか一方を介して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＋Ｖに変換するＡＣ／ＤＣコンバータ３１と、情報用コネクタ１１Ｂ，１１Ｂ’を介して双方向に伝送される情報信号を送受信する通信伝送部３２と、通信伝送部３２で受信される情報信号からデータを取り込んで処理を行うとともに、当該拡張機能モジュール１０から基本機能モジュール８あるいは他の拡張機能モジュール１０宛、あるいは情報線Ｌ２を介してデータを送る場合のデータ生成処理を行う演算処理部３３と、Ｉ／Ｏインターフェース３４を介して演算処理部３３との間でデータの授受を行って動作する機能部３５とから構成され、これら各部は動作電源＋Ｖを前記のＡＣ／ＤＣコンバータ３１から供給されるのである。この機能部３５の構成が拡張機能モジュール１０によって異なるのである。

そして、拡張機能モジュール１０は、基本的には図２１（ａ）に示すようにモジュール本体１０Ａの高さ寸法を基本機能モジュール８と同じ高さ寸法に規格化され、また横幅寸法も規格化された単位モジュール寸法の整数倍に規格化されている。

また、合成樹脂製（ＡＢＳ等の非結晶性汎用プラスチック）で扁平なモジュール本体１０Ａの両側側面の一方側は雄型の電源用コネクタ１１Ａ、情報用コネクタ１１Ｂを、他方側には雌型の電源用コネクタ１１Ａ’、情報用コネクタ１１Ｂ’を設けている。上記電源用コネクタ１１Ａ，１１Ａ’は、モジュール本体１０Ａの両側側面において一端側に偏倚して配置され、上記情報用コネクタ１１Ｂ，１１Ｂ’は、モジュール本体１０Ａの両側側面において他端側に偏倚して配置される。これら電源用コネクタ１１Ａ，１１Ａ’、情報用コネクタ１１Ｂ，１１Ｂ’は、基本機能モジュール８の電源用コネクタ９Ａ，９Ａ’、情報用コネクタ９Ｂ，９Ｂ’と同様に、内部の接触部の配列、開口部の形状等がシステムとして規格化され、さらには同一面に配置された電源用コネクタと情報用コネクタとの間隔もシステムとして規格化されており、基本機能モジュール８の電源用コネクタ９Ａ，９Ａ’、情報用コネクタ９Ｂ，９Ｂ’、あるいは他の拡張機能モジュール１０の電源用コネクタ１１Ａ，１１Ａ’、情報用コネクタ１１Ｂ，１１Ｂ’が着脱自在に結合されるようになっている。

具体的には、雄型の電源用コネクタ１１Ａ、情報用コネクタ１１Ｂは、基本機能モジュール８の雌型の電源用コネクタ９Ａ’、情報用コネクタ９Ｂ’、あるいは他の拡張機能モジュール１０の雌型の電源用コネクタ１１Ａ’、情報用コネクタ１１Ｂ’に接続し、雌型の電源用コネクタ１１Ａ’、情報用コネクタ１１Ｂ’は、基本機能モジュール８の雄型の電源用コネクタ９Ａ、情報用コネクタ９Ｂ、あるいは他の拡張機能モジュール１０の雄型の電源用コネクタ１１Ａ、情報用コネクタ１１Ｂに接続する。

そして、モジュール本体１０Ａ内ではこれら電源用コネクタ１１Ａ，１１Ａ’の接触片を互いに接続しており、片側の電源用コネクタが隣接する基本機能モジュール８または拡張機能モジュール１０の電源用コネクタに嵌合して電力を受け取る側（受電口）となると、他方の電源用コネクタが電力供給側（給電口）となる。

さらに、情報用コネクタ（情報授受口）１１Ｂ，１１Ｂ’の接触片に通信伝送部３２の入出力を接続することで、左右何れの方向に基本機能モジュール８や、他の拡張機能モジュール１０が連結されても情報信号の授受を行えるようにしており、両側に隣接する基本機能モジュール８または拡張機能モジュール１０との間で情報信号を授受できるようになっている。

また、拡張機能モジュール１０のモジュール本体１０Ａの形状は、背面を図２１（ｂ）、（ｃ）に示すように平坦な面に形成して壁面に沿わせることができるようにしている。そして上下位置には上述の連結体１００を基本機能モジュール８と同様に挿入するための幅広溝８１ａ、幅狭溝８１ｂからなる連結用溝部８１を設けるとともに、この連結用溝部８１を開閉する蓋部８３を設け、連結体１００を装着する際や外す場合にはこの蓋部８３を開き、連結体１００の装着状態を保持する際には上述したように閉じるようになっている（図２１（ｃ）参照）。

次に、拡張機能モジュール１０の１つの形態である本実施形態の通話装置１０ａについて、以下説明する。図３に示すように、通話装置１０ａは、拡張機能モジュール１０と同様に、ＡＣ／ＤＣコンバータ３１、通信伝送部３２、演算処理部３３、Ｉ／Ｏインターフェース３４、機能部３５がモジュール本体１０Ａ内に収納され、モジュール本体１０Ａの両側側面の一方側は雄型の電源用コネクタ１１Ａ、情報用コネクタ１１Ｂを、他方側には雌型の電源用コネクタ１１Ａ’、情報用コネクタ１１Ｂ’を設けている。

モジュール本体１０Ａ内には図４に示すように、機能部３５として、スピーカＳＰ、マイクロホンＭ１（第１マイクロホン），マイクロホンＭ２（第２マイクロホン）、通話スイッチＳＷ１、警報解除スイッチＳＷ２、増幅部３５ａ、信号処理部３５ｈ、エコーキャンセル部３５ｃ，３５ｄを備える。他の部屋等から情報線Ｌ２を介して送信された音声信号は、エコーキャンセル部３５ｄを介して増幅部３５ａで増幅された後、スピーカＳＰから出力される。また、通話スイッチ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，Ｍ２から入力された各音声信号は信号処理部３５ｈで後述する信号処理を施された後、エコーキャンセル部３５ｃを通過し、情報線Ｌ２を介して他の部屋等へ送信される。すなわち、部屋間で双方向の通話が可能なインターホンとして機能するものである。

また、当該通話装置１０ａが配置された部屋内に設置されているセンサ機能を有する基本機能モジュール８あるいは拡張機能モジュール１０、あるいは他の部屋から情報線Ｌ２を介して警報信号が送信された場合、スピーカＳＰから警報音を発するが、警報解除スイッチＳＷ２を操作することで警報音出力を解除することができる。

以下、スピーカＳＰの構成について説明する。スピーカＳＰは、図１（ａ）（ｂ）に示すように、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て一端を開口した円筒状のヨーク７０を具備し、ヨーク７０の開口端から外側に向かって円形の支持体７２が延設され、支持体７２の外縁部には筒状に形成された支持部７２ａが形成されている。

ヨーク７０の筒内にはネオジウムで形成された円柱型永久磁石７１（例えば、残留磁束密度１．３９Ｔ〜１．４３Ｔ）を配置し、支持部７２ａの端面にはドーム型の振動板７３が設けられている。すなわち、振動板７３の外周側の縁部が支持部７２ａの端面に固定されている。

振動板７３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〜３５μｍ）で形成される。振動板７３の背面には筒状のボビン７４が固定されており、このボビン７４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７５が設けられている。ボビン７４およびボイスコイル７５は、ボイスコイル７５がヨーク７０の開口端に位置するように設けられており、ヨーク７０の開口端近傍を前後方向に自在に移動する。

ボイスコイル７５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７１の磁界とにより、ボイスコイル７５に電磁力が発生するため、ボビン７４が振動板７３を伴なって前後方向に振動させられる。このとき、振動板７３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（例えば、直径２０〜２５ｍｍ，厚さ４．５ｍｍ程度）。

そして、スピーカＳＰの振動板７３が対向するモジュール本体１０Ａの前面内側には、断面Ｌ字のリブ１４が環状に形成されており、スピーカＳＰの円形の支持体７２の外周端部から前面側に突出した凸部７２ｂの端面がリブ１４の載置部１４ａに当接し、凸部７２ｂの外側面がリブ１４の突出部１４ｂの内面に嵌合して、振動板７３がモジュール本体１０Ａの前面に内側から対向する状態でスピーカＳＰが位置決めされる。このとき、スピーカＳＰの振動板７３とモジュール本体１０Ａの前面内側にはマイクロホンＭ１を配置するための空間が形成される。また、支持体７２の外縁部を円形形状とし、リブ１４を環状とすることで、モジュール本体１０ＡへのスピーカＳＰの実装がしやすい構造となっている。

リブ１４によって位置決めされたスピーカＳＰは、図５に示すように、外縁部に等間隔で設けた４つの取付片７６に穿設した挿通孔７６ａに挿通する取り付けねじ（図示せず）をモジュール本体１０Ａの前面内側のねじ孔（図示せず）に締結することで、スピーカＳＰがモジュール本体１０Ａの前面内側に取り付けられる。

次に、マイクロホンＭ１，Ｍ２の構成について説明する。マイクロホンＭ１，Ｍ２はコンデンサ型のシリコンマイクロホンからなり、その音響信号−電気信号変換部は図６（ａ）（ｂ）に示す構成を備える。基板５７上に形成されたシリコン基板からなる下部電極５１と、振動部分５３ｃと、振動部分５３ｃの外周の４箇所に延設された支持部分５３ｂとからなり、ポリシリコン膜によって形成される上部電極５３と、下部電極５１と上部電極５３との間に形成された空洞５４ａと、下部電極５１と上部電極５３との間に配置されたＳｉＮ膜からなる絶縁層５２とから構成されている。なお、絶縁層５２は、上部電極５３の振動部分５３ｃのほぼ直下と、下部電極５１に端子を接続するための領域とに開口を有する以外は、下部電極５１のほぼ全面を被覆している。また、振動部分５３ｃにおいて複数個の小孔５３ａが形成されている。また、周辺部に下部電極５１と接続されたＡｕ／ＴｉＷ膜からなる端子５５と、支持部分５３ｂ上に上部電極５３と接続されたＡｕ／ＴｉＷ膜からなる端子５５が形成されている。上記のように構成されたマイクロホンＭ１，Ｍ２は、パッケージを用いずに直接ＩＣチップを基板５７上に実装したベアチップ構造を有しており、マイクロホンＭ１，Ｍ２の薄型化を図ることができる。

さらに、本実施形態では、図６（ｂ）に示すように、振動部分５３ｃの略中央に対向する下部電極５１、基板５７に挿通孔５６を設けて、空洞５４ａを外部に連通させて、振動部分５３ｃの振動時の排気孔として用いる。

そして、外部から音響に対応する振動が加わると、振動膜である上部電極５３が振動し、下部電極５１との距離が変化する。これにより、両電極５１、５３の静電容量が変化し、電荷量が変化して、この電荷量の変化に伴って両電極５１、５３から電流が流れる。

両電極５１、５３から流れる電流は、チャージポンプ回路、例えば図７に示す回路によって電圧に変換されて音声信号として信号処理部３５ｈに出力される。なお、図７中ではマイクロホンＭ１，Ｍ２の上記音響信号−電気信号変換部を各々Ｃｍ１，Ｃｍ２で示す。マイクロホンＭ２は、ＡＣ／ＤＣコンバータ３１（図４参照）が出力する動作電源＋Ｖ（例えば５Ｖ）を定電圧Ｖｒ（例えば１２Ｖ）に変換するチップＩＣからなる定電圧回路Ｋ１を備えており、マイクロホンＭ１内においては、抵抗Ｒ１１と音響信号−電気信号変換部Ｃｍ１との直列回路に定電圧Ｖｒが印加され、抵抗Ｒ１１と音響信号−電気信号変換部Ｃｍ１との接続中点はコンデンサＣ１１を介してジャンクション型のＪ−ＦＥＴ素子Ｓ１１のゲート端子に接続される。Ｊ−ＦＥＴ素子Ｓ１１のドレイン端子は動作電源＋Ｖに接続され、ソース端子は抵抗Ｒ１２を介してグランドに接続される。ここで、Ｊ−ＦＥＴ素子Ｓ１１は電気インピーダンスの変換用であり、このＪ−ＦＥＴ素子Ｓ１１のソース端子の電圧が音声信号として信号処理部３５ｈに出力される。

マイクロホンＭ２内においても同様に、抵抗Ｒ２１と音響信号−電気信号変換部Ｃｍ２との直列回路に定電圧Ｖｒが印加され、抵抗Ｒ２１と音響信号−電気信号変換部Ｃｍ２との接続中点はコンデンサＣ２１を介してジャンクション型のＪ−ＦＥＴ素子Ｓ２１のゲート端子に接続される。Ｊ−ＦＥＴ素子Ｓ２１のドレイン端子は動作電源＋Ｖに接続され、ソース端子は抵抗Ｒ２２を介してグランドに接続される。ここで、Ｊ−ＦＥＴ素子Ｓ２１は電気インピーダンスの変換用であり、このＪ−ＦＥＴ素子Ｓ２１のソース端子の電圧が音声信号として信号処理部３５ｈに出力される。

上記のように構成されたマイクロホンＭ１は、図１（ａ）（ｂ）に示すように、スピーカＳＰの振動板７３に対向するモジュール本体１０Ａの前面内側に設けた矩形枠状のリブ１５内に配置される。ここで、リブ１５は、ドーム型の振動板７３のセンターキャップ７３ａに対向して形成されており、マイクロホンＭ１は上記振動部分５３ｃ（集音部）が振動板７３のセンターキャップ７３ａに対向した状態に位置決めされており、スピーカＳＰが放射する音に指向性を持たせてもマイクロホンＭ１によってスピーカＳＰの発する音声を確実に集音でき、且つスピーカＳＰが発する音の位相を正しく集音できる。

このように、マイクロホンＭ１を、スピーカＳＰの振動板７３とモジュール本体１０Ａの前面内側との間に配置することで、通話装置１０ａ自体の小型化が可能となり、配線システムに機能装置の一形態として用いても、システムとしての統一感を得ることができる。

また、モジュール本体１０Ａの前面からリブ１５内に配置されたマイクロホンＭ１の前面間での高さＨ１は、モジュール本体１０Ａの前面からリブ１４の載置面１４ａまでの高さＨ２と略同一の高さに形成されており、マイクロホンＭ１とスピーカＳＰの振動板７３とのギャップを最小限に設定でき、マイクロホンＭ１とスピーカＳＰとを組み合わせた構造を小型化できる。

さらに、マイクロホンＭ１は、上記挿通孔５６に対向してモジュール本体１０Ａの前面からリブ１５に亘って設けた例えばφ０．５ｍｍ程度の１つの排気孔１０Ｄ（図１参照）と併せて、振動部分５３ｃの振動時の排気孔として用いている。

また、マイクロホンＭ２は、モジュール本体１０Ａの前面内側において、スピーカＳＰの振動板７３に対向しないスピーカＳＰの側方に設けた函体１６内に配置され、上記振動部分５３ｃ（集音部）がモジュール本体１０Ａの前面内側に対向する状態に矩形枠状のリブ１６ａによって位置決めされる。また、函体１６の内側面から仕切板１６ｂがマイクロホンＭ２の後方にまで形成されており、延設面１７の背面には断面Ｌ字のリブ１６ｃが形成されており、信号処理部３５ｈが内蔵されたＩＣパッケージ３５ｉの前面がリブ１６ａ上に載置され、ＩＣパッケージ３５ｉの背面は函体１６の内面に当接して位置決めされる。したがって、マイクロホンＭ１に信号処理用のＩＣパッケージを設ける必要がなく、マイクロホンＭ１とスピーカＳＰとを組み合わせた構造をさらに小型化、薄型化できる。

そして、スピーカＳＰ、マイクロホンＭ２に対向するモジュール本体１０Ａの前面には複数の音孔１０Ｂや、通話スイッチＳＷ１，警報解除スイッチＳＷ２を前面に露出させる挿通孔１０Ｃ，１０Ｃが穿設されているが、マイクロホンＭ１に対向するモジュール本体１０Ａの前面（すなわち、スピーカＳＰの振動板７３の中心近傍）には音孔は形成されておらず（図３参照）、マイクロホンＭ１はモジュール本体１０Ａの外部からの音を集音し難い構造となっている。なお、マイクロホンＭ１の前面には上記排気孔１０Ｄが１つ形成されているが、φ０．５ｍｍ程度であり、遮音効果には与える影響は小さい。

ここで、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、マイクロホンＭ１は振動板７３の中心に対向してスピーカＳＰを向いて配置され、マイクロホンＭ２はスピーカＳＰの振動板７３に対向しないスピーカＳＰの側方で前方に向かって配置されている。

そして、ＩＣパッケージ３５ｉに収納されている信号処理部３５ｈ（図４参照）は、図８に示すように、マイクロホンＭ１の出力を非反転で増幅する増幅部３５０と、増幅部３５０の出力から音声帯域（３００〜４０００Ｈｚ）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３５１と、バンドパスフィルター３５１の出力を遅延させる遅延回路３５２と、マイクロホンＭ２の出力を反転増幅させる増幅部３５３と、増幅部３５３の出力から音声帯域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３５４と、遅延回路３５２とバンドパスフィルター３５４の各出力を加算する加算回路３５５と、加算回路３５５の出力をアナログ信号からデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路３５６とを備える。

図９〜図１２は、信号処理部３５ｈの各部の音声信号波形を示す。まず、スピーカＳＰの中心から各マイクロホンＭ１，Ｍ２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、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、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）／Ｖｓ］（Ｖｓ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９（ａ）（ｂ）参照）。

そして、増幅部３５０が出力Ｙ１１を非反転増幅した出力Ｙ１２を生成し、増幅部３５３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１０（ａ）（ｂ）参照）。なお、本実施形態では、増幅部３５０の増幅率は略１としており、増幅部３５０は省略してもよい。

そして、バンドパスフィルター３５１，３５４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１１（ａ）（ｂ）参照）。

次に、遅延回路３５２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３５２の出力Ｙ１４とバンドパスフィルター３５４の出力Ｙ２３との位相を一致させ、伝達する音声信号にのるノイズを低減させる。

あるいは、遅延回路３５２は、図１１（ａ）（ｂ）に示すマイクロホンＭ１の出力Ｙ１３とマイクロホンＭ２の出力Ｙ２３を比較しながら、出力Ｙ１，Ｙ２の位相差を検出し、該検出した位相差だけ出力Ｙ１３の位相を遅れさせてもよい。このとき、スピーカＳＰの中心から両マイクロホンＭ１，Ｍ２の中心までの距離Ｘ１，Ｘ２の差（Ｘ２−Ｘ１）は、出力Ｙ１３と出力Ｙ２３との位相差が０°より大きく、９０°より小さくなるように設定されている。したがって、遅延回路３５２は０°〜９０°の範囲で出力Ｙ１３の位相を遅れさせればよいので位相差を容易に把握でき、位相を正確に一致させることができる。

そして、加算回路３５５において出力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１２（ａ）〜（ｃ）参照）。すなわち、加算回路３５５では、増幅回路３５０、バンドパスフィルター３５１、遅延回路３５２を通過したマイクロホンＭ１の音声信号の非反転増幅信号と、増幅回路３５３、バンドパスフィルター３５４を通過したマイクロホンＭ２の音声信号の反転増幅信号との差を出力しているのである。

一方、マイクロホンＭ１，Ｍ２の前方から発生する音声（通話音声）に対するマイクロホンＭ１，Ｍ２での音圧は、上記振動部分５３ｃ（集音部）が音孔１０Ｂを介して前方に向かって配置されたマイクロホンＭ２の方が、振動部分５３ｃ（集音部）がスピーカＳＰに向かって配置されたマイクロホンＭ１よりも大きくなり、マイクロホンＭ２の出力Ｙ２１のレベルは、マイクロホンＭ１の出力Ｙ１１のレベルより大きくなる。さらに、増幅部３５３の増幅率は増幅部３５０の増幅率より大きいので、増幅部３５３の出力Ｙ２２は増幅部３５０の出力Ｙ１２よりさらに大きくなって、加算回路３５５の出力Ｙａには音声に応じた出力が得られる。

以上のようにして加算回路３５５の出力ＹａにはスピーカＳＰからの音声成分は含まれず、通話装置１０ａの前方からマイクロホンＭ１，Ｍ２に向って発した音声成分のみが抽出されるのである。マイクロホンＭ１，Ｍ２の前方からの音声と、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、スピーカＳＰからの音声成分のみが除去されるのである。

したがって、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。また、スピーカＳＰとマイクロホンＭ１，Ｍ２との距離を大きく取る必要もないため、通話装置１０ａの小型化を図ることができ、他の基本機能モジュール８，拡張機能モジュール１０と同様の大きさに形成でき、配線システムに機能装置の一形態として用いても、システムとしての統一感を得ることができる。

そして、Ａ／Ｄ変換回路３５６で、加算回路３５５の出力Ｙａをアナログ信号からデジタル信号に変換して、エコーキャンセル部３５ｃに出力する。エコーキャンセル部３５ｃ，３５ｄでは、Ａ／Ｄ変換回路３５６からのデジタル信号をメモリにストアして、ＣＰＵまたはＤＳＰでデジタル信号処理することで、以下の処理を行う。

まず、エコーキャンセル部３５ｃ（図４参照）は、エコーキャンセル部３５ｄの出力を参照信号として取り込み、信号処理部３５ｈの出力に対して演算を施すことにより、スピーカＳＰからマイクロホンＭ１，Ｍ２に回り込んだ音声信号をキャンセリングする。さらにエコーキャンセル部３５ｄは、エコーキャンセル部３５ｃの出力を参照信号として取り込み、Ｉ／Ｏインターフェース３４の出力に対して演算を施すことにより、通話先の相手側でのスピーカからマイクロホンへの音声信号の回り込みをもキャンセリングするものである。上記処理はデジタル信号で行われるため、アナログ信号で同様の処理を行うのに比べて容易に行うことができる。

具体的には、エコーキャンセル部３５ｃ，３５ｄは、スピーカＳＰ−マイクロホンＭ１，Ｍ２−信号処理部３５ｈ−エコーキャンセル部３５ｃ−Ｉ／Ｏインターフェース３４−エコーキャンセル部３５ｄ−増幅部３５ａ−スピーカＳＰで構成されるループ回路内に設けた可変損失手段（図示無し）での損失量を調節することにより、ループゲインが１以下となるようにしてハウリングを防止するのである。

また、図８では、信号処理部３５ｈの出力段にＡ／Ｄ変換回路３５６を備えて、アナログ信号をデジタル信号に変換して音声信号を出力しているが、バンドパスフィルター３５１，３５４の後段にＡ／Ｄ変換回路（図示無し）を各々設けて、以降の処理をデジタル信号で行えば、遅延回路３５２での遅延処理を容易に行なうことができる。

ここで、上記マイクロホンＭ１とＩＣパッケージ３５ｉとの間は、モジュール本体１０Ａの前面内側に形成した導電パターンＰＴを介して電気的に接続されており（図１（ａ）（ｂ）参照）、導電パターンＰＴの生成方法について以下説明する。

本実施形態ではＭＩＤ（Molded Interconnection Device）成形基板技術を用いて導電パターンＰＴを形成しており、合成樹脂製のモジュール本体１０Ａの前面内側において、導体パターンＰＴを形成する部位を含む領域に導体薄膜からなるメッキ下地電極を形成する。このメッキ下地電極は導体パターンＰＴと一致している必要はなく、導体パターンＰＴを形成する部位の全体を含んでいればよい。

メッキ下地電極はレーザ照射によってパターニングされ、導体パターンＰＴとなる部位と他の部位との間が分離される。つまり、導体パターンＰＴとなる部位の輪郭線に沿ってメッキ下地電極の一部が除去される。次に、導体パターンＰＴとなる部位に電気メッキによる厚み付けを行って導体パターンＰＴを形成し、その後、導体パターンＰＴ以外の部位の導体薄膜をエッチングにより除去する。この手順で、導体パターンＰＴの形状をレーザ照射によるパターニングで決定することができ、導体パターンＰＴの微細な加工が可能になる。つまり、導体パターンＰＴを精密に形成することができる。また、別体の給電線、信号線が不要となり、構造の簡易化を図ることができる。

なお、マイクロホンの数は２つに限定されるものではなく、状況に応じた複数のマイクロホンを配置して上記同様の処理を行えばよい。

そして、例えば図２に示すように、照明器具のオン／オフする壁スイッチを構成する基本機能モジュール８ｂをゲート装置３に接続し、基本機能モジュール８ｂの右側部には時計機能を有する拡張機能モジュール１０ｂを接続し、拡張機能モジュール１０ｂの右側部には上記通話装置１０ａを接続することで、壁スイッチ機能、時計機能等の様々な機能装置にインターホン機能を追加することができる。あるいは、予め設置している通話装置１０ａに新たな拡張機能モジュール１０ｂを接続することができる。

この場合、拡張機能モジュール１０ｂの電源用コネクタ１１Ａ’、情報用コネクタ１１Ｂ’が、屋内の天井面、壁面、床面に設置されて電力及び情報信号を伝送する少なくとも１系統の配線に電気的に接続された第１の接続部に相当し、通話装置１０ａの電源用コネクタ１１Ａ、情報用コネクタ１１Ｂが、第１の接続部から電力供給を受け、第１の接続部との間で情報信号を授受するための第２の接続部に相当する。さらに通話装置１０ａの右側部に所定機能を有する拡張機能モジュール（図示無し）を接続すれば、通話装置１０ａの電源用コネクタ１１Ａ’、情報用コネクタ１１Ｂ’が、拡張機能モジュールに電力を供給し、拡張機能モジュールとの間で情報信号を授受するための第３の接続部に相当する。

したがって、通話装置１０ａは、予め同一に配線されている電力線Ｌ１、情報線Ｌ２にゲート装置３、基本機能モジュール８、他の拡張機能モジュール１０を介して接続することで、電力路と情報路とを同時に確保でき、新たに配線工事を行う必要がなく、施工性に優れている。また、基本機能モジュール８、他の拡張機能モジュール１０と同一の情報線Ｌ２を用いることで、通話装置１０ａと基本機能モジュール８、他の拡張機能モジュール１０との間の連動制御を容易に行なうことができ、拡張性に優れたものとなる。

照明器具をオン／オフする壁スイッチを構成する基本機能モジュール８ｂの機能部２５は、図２２に示すように操作スイッチＳＷ３と、操作スイッチＳＷ３の操作データを生成して演算処理部２３にＩ／Ｏインターフェース２４を介して送るデータ生成機能を有するＣＰＵ部２５ａとで構成され、化粧カバー８Ｂの前面には図２に示すように操作スイッチＳＷ３の操作部を露出させている。

また、時計機能を有する拡張機能モジュール１０ｂの機能部３５は、図２３に示すようにタイマー部３５ｆと、タイマー部３５ｆの時刻データを生成して演算処理部３３にＩ／Ｏインターフェース３４を介して送るデータ生成機能を有するＣＰＵ部３５ｅと、時刻データに基づいて時刻を表示する時刻表示部３５ｇとで構成され、モジュール本体１０Ａの前面には図２に示すように時刻表示部３５ｇを露出させている。

基本機能モジュール８としては上記以外に、コンセント機能を有するものや、モニタ機能を有するものや、スピーカ機能のみを有するもの等がある。

拡張機能モジュール１０としては上記以外に、空調機器の運転操作器や、空調機器の温度設定器や、電力供給を利用した電気カミソリ、電動歯ブラシ、携帯オーディオプレーヤ等の充電器、照明器具や空調機器等のリモコン赤外線を有するもの等がある。また音声情報だけでなく、監視カメラ等で撮像した映像の伝送機能や、映像のモニタ機能を有するインターホンの親機，子機もある。

なお、本発明の機能装置を用いる配線システムの情報信号の伝送方式としては、ベースバンド伝送またはブロードバンド伝送の何れを採用しても良く、またプロトコルも何れでも良いが、音声、映像などを用いるインターホンの親機、子機との間にはＪＴ−Ｈ２３２パケットを基づいて音声・映像を相互に送るようし、また制御系においては操作側からの操作データにより１乃至複数を操作できるような１対１または１対Ｎの対応が可能なユニキャスト、ブロードキャストに対応する経路制御プロトコルを採用すれば良く、特に限定されるものではないので、説明は省略する。またゲート装置３間の使用プロトコルと、ゲート装置３に連なる機能モジュール８，１０での使用プロトコルを異ならせ、例えばゲート装置３でプロトコル変換を行うようにしても良い。

而して機能装置を構成する基本機能モジュール８を使用するに当たっては、まず、ゲート装置３を予め建物の適所の壁面に埋設してあるスイッチボックス２に取付枠４を介して取り付け、先行配線されている電力線Ｌ１，情報線Ｌ２の接続を行う。その後、ゲート装置３の前面部に設けられた電線路接続口６Ａ，６Ｂに対して基本機能モジュール８のコネクタ７の対応する被接続部７Ａ，７Ｂを接続するとともに、基本機能モジュール８をゲート装置３の前面部を覆うように取付枠４に取り付ける。この基本機能モジュール８はこの取り付けた状態において壁面よりも前面部が突出し、両側面が室内側に露出することになる。

そして、拡張機能モジュール１０は基本機能モジュール８の露出した両側側面の一方に片側の側面を面接させてコネクタ接続し、この状態で連結体１００を用いて拡張機能モジュール１０と基本機能モジュール８とを機械的に連結する。これによって基本機能モジュール８と拡張機能モジュール１０とで機能装置が構成されることになる。このとき拡張機能モジュール１０の背面はスイッチボックス２の側方の壁面に沿うことになり、例えば壁面にクロス貼り等が施されている場合、拡張機能モジュール１０の背面の位置が多少のずれていてもそれを吸収して背面を壁部に密接させた状態に配設することができ、拡張機能モジュール１０の前面部から操作力等が加わっても連結部位に加わる荷重を軽減することができる。

さらに先に連結した拡張機能モジュール１０に別の拡張機能モジュール１０を連結する場合には、対向側面を面接させてコネクタ接続した状態で連結体１００により互いに機械的に連結する。このようにして図２に示すように順次拡張機能モジュール１０（１０ａ，１０ｂ．．．）を側方に連結することができる。

なお、基本機能モジュール８は両側に拡張機能モジュール１０を連結することができるため、基本機能モジュール８の両側方向に拡張機能モジュール１０を連結しても良い。このようにして拡張機能モジュール１０を連結した後、両端に位置する拡張機能モジュール１０または基本機能モジュール８の連結部位の側部に着脱自在にエンドカバー１０１を被着することで、拡張機能モジュール１０の連結施工が完了することになる。なお、基本機能モジュール８に拡張機能モジュール９を連結しない状態、つまり未使用のまま置いておく場合にはエンドカバー１０１を基本機能モジュール８の両側部に被着する。

そして、基本機能モジュール８の化粧カバー８Ｂの上辺，下辺、拡張機能モジュール１０（通話装置１０ａ含む）の上辺，下辺に設けた蓋部８３、エンドカバー１０１で構成される枠体は、ＪＩＳで規格化されたワイドハンドル形スイッチプレート（ＪＩＳ８３１６）と略同様の形状を有するもので、既に設置されているワイドハンドル形スイッチ等との見た目の統一感が得られる。なお、この枠体の形状は上記ワイドハンドル形スイッチプレートの形状に限定されるものではなく、ＪＩＳで規格化された大角形連用配線器具に用いるプレートと略同様の形状であれば、既設のコンセント等の埋込形配線器具との見た目の統一感を得ることができる。

また、基本機能モジュール８，拡張機能モジュール１０の横幅方向、高さ方向の寸法は、両側部にエンドカバー１０１を被着した状態で、ＪＩＳで規格化された大角形連用配線器具に用いるプレートと同一寸法となるように形成されており、さらに基本機能モジュール８，拡張機能モジュール１０の厚さ寸法は同一寸法で各々形成されているので、施工後に別の基本機能モジュール８、拡張機能モジュール１０に容易に交換できる。

また、基本機能モジュール８に連結できる拡張機能モジュール１０の数は連結部位に加わる荷重の大きさにより制限があり、また基本機能モジュール８の電力供給能力によっても制限される。

ここで例えば図１３に示すように建物内の適所において埋め込み配設している１乃至複数のスイッチボックス２の内、室内の天井面のようなハイポジションＨＰに設けられたスイッチボックス２のゲート装置３には引掛栓刃接続部６０を備えた基本機能モジュール８が接続され、この基本機能モジュール８には人感センサ６１等が設けられた拡張機能モジュール９などが連結され、あるいは、ゲート装置３にスピーカＳＰのみを備えてＢＧＭ用の機能等を有する基本機能モジュール８ｃが接続される。

壁スイッチ等で推奨される室内の壁面のような高さ位置（ミドルポジションＭＰ）に設けられたスイッチボックス２のゲート装置３には照明器具をオン／オフする壁スイッチを構成する基本機能モジュール８ｂに、時計機能を有する拡張機能モジュール１０ｂや、通話装置１０ａが連結される。あるいはミドルポジションＭＰのスイッチボックス２のゲート装置３にはモニタ装置６４を備えた基本機能モジュール８を接続している。

さらに床面を含む足元付近（ローポジションＬＰ）に設けられたスイッチボックス２のゲート装置３には電源コンセント部６２を備えた基本機能モジュール８が接続され、更に足元灯６３を構成する拡張機能モジュール１０が連結され、あるいは、ゲート装置３にスピーカＳＰのみを備えてＢＧＭ用の機能等を有する基本機能モジュール８ｃが接続されている。

以上のようにして配設施工が終了し、システムが完成した後は、対応する基本機能モジュール８、拡張機能モジュール１０間で情報信号の授受を行い、通話装置１０ａであれば他の部屋の通話装置１０ａとの間でインターホンシステムを構成し、両者間での通話を可能とするとともに、警報報知等を行う。

また、本実施形態では拡張機能モジュール１０や基本機能モジュール８の追加や削除に特別な施工が不要となり、そのため一般ユーザーの好みに合わせて拡張機能モジュール１０を基本機能モジュール８に連結するだけで、拡張性が確保される。

なお、本実施形態に用いるゲート装置３は取付枠４でスイッチボックス２に取り付けているが、スイッチボックス２の奥壁に直接取り付け、基本機能モジュール８をスイッチボックス２に取り付ける構成としても勿論良い。

（実施形態２）
本実施形態は、基本機能モジュール８の機能部２５として、図２４に示すように、スピーカＳＰ、マイクロホンＭ１，Ｍ２、通話スイッチＳＷ１、警報解除スイッチＳＷ２、増幅部３５ａ，信号処理部３５ｈ、エコーキャンセル部３５ｃ，３５ｄを備え、実施形態１の通話装置１０ａと同様の機能を有する通話装置８ａを構成する。なお、実施形態１と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。

通話装置８ａは、モジュール本体８Ａ内には基本機能モジュール８と同様に、ＡＣ／ＤＣコンバータ２１、通信伝送部２２、演算処理部２３、Ｉ／Ｏインターフェース２４、機能部２５が収納されており、その外観を図２５に示す。

そして、本実施形態の通話装置８ａにおいても、図２６に示すように、マイクロホンＭ１は、振動板７３のセンターキャップ７３ａに対向して形成されたリブ１５内に配置されて、上記振動部分５３ｃ（集音部）が振動板７３のセンターキャップ７３ａに対向した状態に位置決めされており、マイクロホンＭ１をスピーカＳＰの振動板７３とモジュール本体８Ａの前面内側との間に配置することで、通話装置８ａ自体の小型化が可能となり、配線システムに機能装置の一形態として用いても、システムとしての統一感を得ることができる。

また、マイクロホンＭ１，Ｍ２は、パッケージを用いずに直接ＩＣチップを基板５７上に実装したベアチップ構造を有しており、マイクロホンＭ１，Ｍ２の薄型化を図ることができる。

また、モジュール本体８Ａの前面からリブ１５内に配置されたマイクロホンＭ１の前面間での高さＨ１は、モジュール本体８Ａの前面からリブ１４の載置面１４ａまでの高さＨ２と略同一の高さに形成されており、マイクロホンＭ１とスピーカＳＰの振動板７３とのギャップを最小限に設定でき、マイクロホンＭ１とスピーカＳＰとを組み合わせた構造を小型化、薄型化できる。

また、支持体７２の外縁部を円形形状とし、リブ１４を環状とすることで、モジュール本体８ＡへのスピーカＳＰの実装がしやすい構造となっている。

また、マイクロホンＭ１は、上記挿通孔５６に対向してモジュール本体８Ａの前面からリブ１５に亘って設けた例えばφ０．５ｍｍ程度の１つの排気孔８Ｅ（図２６参照）と併せて、振動部分５３ｃの振動時の排気孔として用いている。

さらに、スピーカＳＰ、マイクロホンＭ２に対向するモジュール本体８Ａの前面には複数の音孔８Ｃや、通話スイッチＳＷ１，警報解除スイッチＳＷ２を前面に露出させる挿通孔８Ｄ，８Ｄが穿設されているが、マイクロホンＭ１に対向するモジュール本体８Ａの前面には音孔は形成されておらず（図２５参照）、マイクロホンＭ１はモジュール本体８Ａの外部からの音を集音し難い構造となっている。なお、マイクロホンＭ１の前面には上記排気孔８Ｅが１つ形成されているが、φ０．５ｍｍ程度であり、遮音効果には与える影響は小さい。

また、マイクロホンＭ１はスピーカＳＰの振動板７３の中心にスピーカＳＰ側を向いて配置され、マイクロホンＭ２はスピーカＳＰの振動板７３に対向しないスピーカＳＰの側方で前方に向かって配置されており、実施形態１と同様に信号処理部３５ｈでの信号処理によって、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。また、スピーカＳＰとマイクロホンＭ１，Ｍ２との距離を大きく取る必要もないため、通話装置８ａの小型化を図ることができる。

このように、基本機能モジュールとして通話装置８ａ単体で用いることができ、さらには必要に応じて、電源用コネクタ９Ａ，９Ａ’、情報用コネクタ９Ｂ，９Ｂ’を介して側部に拡張機能モジュール１０を連結すればよい。この場合、ゲート装置３の電力路接続口６Ａ、情報路接続口６Ｂからなる接続口６が、屋内の天井面、壁面、床面に設置されて電力及び情報信号を伝送する少なくとも１系統の配線に電気的に接続された第１の接続部に相当し、通話装置８ａの被接続部７Ａ、被接続部７Ｂからなるコネクタ７が、第１の接続部から電力供給を受け、第１の接続部との間で情報信号を授受するための第２の接続部に相当する。さらに通話装置８ａの右側部あるいは左側部に所定機能を有する拡張機能モジュール（図示無し）を接続すれば、通話装置８ａの電源用コネクタ９Ａ，９Ａ’、情報用コネクタ９Ｂ，９Ｂ’が、拡張機能モジュールに電力を供給し、拡張機能モジュールとの間で情報信号を授受するための第３の接続部に相当する。

したがって、通話装置８ａは、予め同一に配線されている電力線Ｌ１、情報線Ｌ２にゲート装置３を介して接続することで、電力路と情報路とを同時に確保でき、新たに配線工事を行う必要がなく、施工性に優れている。また、他の基本機能モジュール８、拡張機能モジュール１０と同一の情報線Ｌ２を用いることで、通話装置８ａと他の基本機能モジュール８、拡張機能モジュール１０との間の連動制御を容易に行なうことができ、拡張性に優れたものとなる。

（実施形態３）
上記実施形態１，２では、ゲート装置３、基本機能モジュール８（通話装置８ａを含む）、拡張機能モジュール１０（通話装置１０ａを含む）の間では、コネクタ接続による電力路、情報路が構築されている。

しかし、本実施形態では、コネクタ接続の代わりに磁気結合による非接触で電力を供給して電力路を構成する。具体的には、ゲート装置３、基本機能モジュール８、拡張機能モジュール１０がコネクタの代わりにコアにコイルを巻回した構成を各々備え、互いのコアが磁気結合することで相手側のコイルに低圧交流電源電圧を誘起させて電源供給を行う。ここで商用周波数よりも周波数が高い交流電源をコイルに印加することで、電磁結合部によるトランス構成の小型化を図ることができる。

さらに、ゲート装置３、基本機能モジュール８、拡張機能モジュール１０において、情報信号をＥ／Ｏ変換を経て送り出し、情報信号をＯ／Ｅ変換を経て取り込むことで、光信号からなる情報信号を発光素子、受光素子を用いて非接触で双方向に伝送することができる情報路が構築されることになる。

（実施形態４）
上記実施形態１乃至３では電力（電源）の送りと、情報信号の受け渡しは別系統で行っているが、本実施形態では、システム全体の情報信号の伝送方式を電力線搬送に行うことで、電力路と情報路との共通化を図ったものである。

つまり各スイッチボックス２での先行配線は電力線Ｌ１のみとし、これに対応してゲート装置３の接続口は図１４に示す接続口の電力路接続口６Ａのみとなり、これに対応する基本機能モジュール８（通話装置８ａを含む）のコネクタ７も電力路接続口６Ａに対応する被接続口７Ａのみとなり、情報用コネクタ９Ｂ，９Ｂ’も省略される。さらに、拡張機能モジュール１０（通話装置１０ａを含む）も、情報用コネクタ１１Ｂ，１１Ｂ’が省略される。

そして、図２７に示すように通話装置１０ａ内では、電力線搬送による情報信号を受信し、また情報信号を送信するためのＰＬＣモデム部３６と、このＰＬＣモデム部３６を介して受信された情報信号のデータ処理を行うとともにＰＬＣモデム部３６を介して電力線搬送によって送信する情報信号のデータ生成を行う演算処理部３３と、機能部３５と、機能部３５と演算処理部３３との間に設けられるＩ／Ｏインターフェース３４とを設けている。この演算処理部３３、Ｉ／Ｏインターフェース３４、機能部３５は実施形態１乃至３におけるものと同じ機能を持つものである。

さらに、上記ＰＬＣモデム部３６と同様の構成をゲート装置３、基本機能モジュール８、拡張機能モジュール１０にも設けておく。

なお、本実施形態で採用する電力線搬送の変調方式としては広帯域スペクトラム拡散方式、マルチキャリア方式、ＯＦＤＭ方式等各種方式の何れでも良いので、ここでは特に説明はしない。

而して本実施形態では、電力路と情報路とが共通であるため、ゲート装置３での接続口が電力路接続口６Ａのみとなり、基本機能モジュール８のコネクタ７も一つの被接続部７Ａのみとなり、拡張機能モジュール１０のコネクタ１１も一つの被接続部１１Ａのみとなるため接続周りの構成のスペースが小さくなる。また基本機能モジュール８や拡張機能モジュール１０の内部回路に通信伝送部や、情報用コネクタの構成が不要となり、そのため薄型のモジュール本体８Ａ，１０Ａ内の配置スペースにゆとりができる。

また照明器具や空調機器にＰＬＣモデム部を内蔵することで、直接情報信号を照明器具、空調機器に送ることができるため、遠隔制御のための赤外線リモコン信号発信機能を備えた機能モジュールを設ける必要がなくなる。

（ａ）（ｂ）実施形態１の通話装置のスピーカ、マイクロホンの取り付け状態を示す断面図である。 同上の通話装置を用いた配線システムの配設状態を示す一部破断せる斜視図である。 同上の通話装置を示す斜視図である。 同上の通話装置の回路構成図である。 同上のスピーカ、マイクロホンの配置を示す平面図である。 （ａ）（ｂ）同上のマイクロホンの音響信号−電気信号変換部の構成図である。 同上のマイクロホンの回路構成図である。 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。 同上の通話装置を用いた配線システムの構成図である。 同上のゲート装置を取付枠に取り付けた状態の正面図である。 同上のゲート装置への配線形態を示す斜視図である。 同上の基本機能モジュールをスイッチボックスから外した状態の斜視図である。 （ａ）は同上の基本機能モジュールの化粧カバーを外した状態の斜視図、（ｂ）は連結体の斜視図である。 同上の基本機能モジュールと拡張モジュールとの連結構成の説明図である。 同上の基本機能モジュールの回路構成図である。 同上の拡張機能モジュールの回路構成図である。 同上の拡張機能モジュールを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は蓋部を開き、連結体を外した状態の側面図である。 同上の壁スイッチを構成する基本機能モジュールの機能部の回路構成図である。 同上の時計機能を有する拡張機能モジュールの機能部の回路構成図である。 実施形態２の通話装置の機能部の回路構成図である。 同上の通話装置を用いた配線システムの配設状態を示す斜視図である。 （ａ）（ｂ）実施形態２の通話装置のスピーカ、マイクロホンの取り付け状態を示す断面図である。 実施形態４の通話装置の回路構成図である。

１０Ａ モジュール本体
３５ｉ ＩＣパッケージ
７３ 振動板
ＳＰ スピーカ
Ｍ１，Ｍ２ マイクロホン

Claims (6)

1. 配線を介して伝達された音声情報を出力するスピーカと、音声を集音して音声信号を出力する複数のマイクロホンと、前記複数のマイクロホンが出力する各音声信号を信号処理して配線を介して伝達する信号処理部とを収納した本体を備え、
   前記スピーカは、本体の一内面に振動板が対向するように配置され、
   前記複数のマイクロホンのうち少なくとも１つは、当該マイクロホンの集音部をスピーカの振動板に対向させた状態でスピーカの振動板と本体の一内面との間に配置されてスピーカからの音声を集音する第１マイクロホンを構成し、他のマイクロホンは、スピーカの振動板に対向しないスピーカの側方で、その集音部が本体の一内面に対向する状態で配置されて、本体外からの通話音声を集音する第２マイクロホンを構成しており、第２マイクロホンはスピーカからの距離が第１マイクロホンより遠い位置に配置され、
   前記信号処理部は、各マイクロホンとスピーカとの距離の差に相当するレベル調整を行なってスピーカからの音声に対する各マイクロホンの出力レベルを一致させる増幅手段と、各マイクロホンとスピーカとの距離の差に相当する音波の伝達時間に応じて音声信号を遅延させて各マイクロホンの音声信号の位相を一致させる遅延手段と、増幅手段，遅延手段を通過した第１，第２マイクロホンの音声信号の差を出力する差動手段とを具備して、
   前記遅延手段は、第１マイクロホンの出力と第２マイクロホンの出力とを比較して、両出力の位相差を検出し、該検出した位相差だけ第１マイクロホンの出力の位相を遅延させる
   ことを特徴とする通話装置。
2. 前記信号処理部は、各マイクロホンが出力する音声信号から音声帯域の信号のみを通過させるフィルタ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. 前記信号処理部は、その出力段にアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段を備えることを特徴とする請求項１または２記載の通話装置。
4. スピーカに対する第１マイクロホンと第２マイクロホンとの距離の差は、第１マイクロホンの音声信号と第２マイクロホンの音声信号の音声帯域の位相差が０°より大きく、９０°より小さくなるように設定されることを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載の通話装置。
5. 前記差動手段は、第２マイクロホンの音声信号の反転増幅信号と、前記遅延手段を通過した第１マイクロホンの音声信号あるいは前記遅延手段を通過した第１マイクロホンの音声信号の非反転増幅信号とを加算す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. 前記本体は、電力及び情報信号を伝送する少なくとも１系統の配線に電気的に接続された第１の接続部に電気的に直接接続して電力供給を受け、第１の接続部との間で情報信号を授受するための第２の接続部を備え、前記スピーカは第２の接続部を介して伝達された音声情報を出力し、前記複数のマイクロホンは前記信号処理部及び第２の接続部を介して音声情報を伝達し、第１の接続部の配置及び形状の形態の定型化に対応して第２の接続部の形態を定形としていることを特徴とする請求項１乃至５いずれか記載の通話装置。

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