JP4874029B2 - Acoustic device and communication device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、例えば、携帯電話などの情報通信端末により受信された音声信号にしたがって音声を再生する一方、話者の音声を取り込んで、その音声信号を情報通信端末に出力するハンズフリー機能を有する通話装置と、その通話装置に適用する音響装置とに関するものである。 The present invention has, for example, a hands-free function of playing back a voice according to a voice signal received by an information communication terminal such as a mobile phone, and taking in the voice of the speaker and outputting the voice signal to the information communication terminal. The present invention relates to a communication device and an audio device applied to the communication device.
ハンズフリー機能を有する従来の通話装置は、コーン型のスピーカの上にマイクが配置されている構造であり、コーン型のスピーカから携帯電話により受信された通話相手の音声を出力する。
一方、マイクにより取り込まれたユーザの音声は、携帯電話を介して、通話相手の携帯電話等に送信される。
A conventional communication device having a hands-free function has a structure in which a microphone is disposed on a cone-type speaker, and outputs a voice of a communication partner received by a mobile phone from the cone-type speaker.
On the other hand, the user's voice captured by the microphone is transmitted to the other party's mobile phone or the like via the mobile phone.
ただし、コーン型のスピーカに内蔵されている振動板は、平面形状ではなく、お椀形状であるため、スピーカの正面から出力される音声の周波数特性と、そのスピーカの背面から出力される音声の周波数特性とが異なる。
また、スピーカの正面からマイクまでの距離と、そのスピーカの背面からマイクまでの距離も異なる。
このため、コーン型のスピーカの上にマイクが配置されていても、スピーカの正面から出力される音声と、スピーカの背面から出力される音声とが、マイク入力の際に互いに打ち消されることはない。
したがって、携帯電話により受信された通話相手の音声が、通話相手の携帯電話等に返信されるエコーが発生する。
However, since the diaphragm built in the cone-shaped speaker is not a flat shape but a bowl shape, the frequency characteristics of the sound output from the front of the speaker and the frequency of the sound output from the back of the speaker The characteristics are different.
Also, the distance from the front of the speaker to the microphone and the distance from the back of the speaker to the microphone are different.
For this reason, even if a microphone is arranged on a cone-type speaker, the sound output from the front of the speaker and the sound output from the back of the speaker are not canceled out at the time of microphone input. .
Therefore, an echo is generated in which the voice of the call partner received by the mobile phone is returned to the mobile phone of the call partner.
従来の通話装置は、上記のようなエコーの発生を防止するために、マイクにより取り込まれた音声信号を反転する反転回路(エコーキャンセル回路)を内蔵し、その反転回路により反転された音声信号とスピーカから出力された音声信号を合成するようにしている(例えば、特許文献1参照)。 In order to prevent the occurrence of the echo as described above, the conventional communication device includes an inverting circuit (echo cancellation circuit) that inverts the audio signal captured by the microphone, and the audio signal inverted by the inverting circuit An audio signal output from a speaker is synthesized (for example, see Patent Document 1).
従来の通話装置は以上のように構成されているので、スピーカから出力された音声信号が反転回路により反転された音声信号に打ち消され、エコーの発生を防止することができる。しかし、反転回路における反転処理の時間分だけ、その反転回路から出力される音声信号の位相がスピーカから出力される音声信号の位相より遅れを生じるため、双方の音声信号の位相特性や周波数特性を完全に一致させることができず、エコーの発生を完全に抑制することが困難であるなどの課題があった。 Since the conventional communication device is configured as described above, the audio signal output from the speaker is canceled by the audio signal inverted by the inverting circuit, and the occurrence of echo can be prevented. However, since the phase of the audio signal output from the inverting circuit is delayed from the phase of the audio signal output from the speaker by the time of the inverting process in the inverting circuit, the phase characteristics and frequency characteristics of both audio signals are reduced. There was a problem that it was not possible to completely match and it was difficult to completely suppress the occurrence of echo.
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、エコーの発生を防止することができる音響装置及び通話装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to obtain an audio device and a communication device that can prevent the occurrence of echoes.
この発明に係る音響装置は、N極とS極が交互にストライプ状に着磁されている磁石板を振動板の正面側と背面側に配置するとともに、その磁石板におけるストライプ状の磁極に沿うように導体回路を振動板に配線するようにしたものである。
また、第1の鉄板の表面からの距離と第2の鉄板の表面からの距離とが一致する位置にマイクを配置し、音声を入力するマイクの開口部を第1の鉄板の表面からの距離と第2の鉄板の表面からの距離とが一致する位置に直線状に施すようにしたものである。
In the acoustic device according to the present invention, magnet plates in which N poles and S poles are alternately magnetized in a stripe shape are arranged on the front side and the back side of the diaphragm, and along the striped magnetic poles in the magnet plate. Thus, the conductor circuit is wired to the diaphragm.
Further, a microphone is disposed at a position where the distance from the surface of the first iron plate and the distance from the surface of the second iron plate coincide with each other, and the opening of the microphone for inputting sound is a distance from the surface of the first iron plate. And the distance from the surface of the second iron plate are linearly applied.
この発明によれば、N極とS極が交互にストライプ状に着磁されている磁石板を振動板の正面側と背面側に配置するとともに、その磁石板におけるストライプ状の磁極に沿うように導体回路を振動板に配線ように構成したので、エコーの発生を防止することができる効果がある。
また、第1の鉄板の表面からの距離と第2の鉄板の表面からの距離とが一致する位置にマイクを配置し、音声を入力するマイクの開口部を第1の鉄板の表面からの距離と第2の鉄板の表面からの距離とが一致する位置に直線状に施すように構成したので、エコーのキャンセル精度の劣化を招くことなく、音声の入力レベルを高めることができる効果がある。
According to the present invention, the magnet plates in which the N poles and the S poles are alternately magnetized in the stripe shape are arranged on the front side and the back side of the diaphragm, and along the stripe-like magnetic poles in the magnet plate. Since the conductor circuit is configured to be wired on the diaphragm, there is an effect that the occurrence of echoes can be prevented.
Further, a microphone is disposed at a position where the distance from the surface of the first iron plate and the distance from the surface of the second iron plate coincide with each other, and the opening of the microphone for inputting sound is a distance from the surface of the first iron plate. And the distance from the surface of the second iron plate are linearly applied, so that there is an effect that the voice input level can be increased without deteriorating the echo cancellation accuracy.
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1による通話装置を示す斜視図である。
図2はこの発明の実施の形態1による音響装置の要部を示す斜視図であり、図3はこの発明の実施の形態1による音響装置の要部を示す断面図である。
また、図4はこの発明の実施の形態1による音響装置のマイクを示す斜視図とマイクの表面を示す平面図である。
図において、振動板1は上面及び下面のうち、少なくとも一方の面に導体回路4が形成(例えば、プリント配線)されている平板である。
第1の磁石板である永久磁石2は振動板1の正面側(図2及び図3の例では上側)に配置され、N極とS極が交互にストライプ状に着磁されているとともに、複数の穴2aが施されている。
第2の磁石板である永久磁石3は振動板1の背面側(図3の例では下側)に配置され、永久磁石2と磁極の配置が一致するように、N極とS極が交互にストライプ状に着磁されているとともに、複数の穴3aが施されている。
1 is a perspective view showing a communication apparatus according to
2 is a perspective view showing the main part of the acoustic device according to
FIG. 4 is a perspective view showing the microphone of the acoustic device according to
In the figure, the
The
The
導体回路4は振動板1に形成されているプリント配線基板であり、導体回路4は永久磁石2,3におけるストライプ状の磁極に沿うように振動板1に配線されている。
具体的には、導体回路4は永久磁石2,3におけるN極とS極の境界部分に対応する位置(永久磁石2,3の穴2a,3aに対応する位置)に配線されており、N極が左側でS極が右側に位置する配線の方向と、S極が左側でN極が右側に位置する配線の方向とが逆方向である。
スペーサ5は振動板1と永久磁石2,3が接触しないように、永久磁石2と永久磁石3を支持している。
第1の鉄板6は永久磁石2の正面側(図2及び図3の例では上側)に配置され、複数の穴6aが施されている。
第2の鉄板7は永久磁石3の(図3の例では下側)に配置され、複数の穴7aが施されている。
ただし、鉄板6,7は永久磁石2,3と密着するように配置されている。
The
Specifically, the
The
The
The
However, the
バッフル8は振動板1、永久磁石2,3、導体回路4、スペーサ5、鉄板6,7を収納しているケースであり、バッフル8には複数の穴8a(図1(a)を参照)又は開口部8b(図1(b)を参照)が施されている。
マイク9はバッフル8の正面側の表面からの距離とバッフル8の背面側の表面からの距離とが一致する位置に配置され、かつ、音声を入力する開口部9aがバッフル8の正面側の表面からの距離とバッフル8の背面側の表面からの距離とが一致する位置に直線状に施されている(図4(c)(d)を参照)。
図1の例では、マイク9の指向方向が上方向であるため、マイク9がバッフル8の上部に配置されている。例えば、マイク9の指向方向が右方向であれば、マイク9がバッフル8の右側部に配置され、マイク9の指向方向が左方向であれば、マイク9がバッフル8の左側部に配置される。
ただし、振動板1や永久磁石2,3等がバッフル8に収納されていない場合には、鉄板6の表面からの距離と鉄板7の表面からの距離とが一致する位置にマイク9が配置される。
The
The
In the example of FIG. 1, the
However, when the
回路部10はアンプを内蔵しており、そのアンプはマイク9により取り込まれた音声信号を増幅して、その音声信号を携帯電話11に出力する一方、その携帯電話11により受信された音声信号を増幅して、その音声信号を導体回路4に出力するなどの処理を実施する。
情報通信端末である携帯電話11は通話相手の音声信号を受信して、その音声信号を回路部10のアンプに出力する一方、回路部10のアンプにより増幅された音声信号を通話相手の携帯電話等に送信する。
The
The
次に動作について説明する。
携帯電話11は、通話相手の携帯電話等から送信された音声信号を受信すると、その音声信号を回路部10のアンプに出力する。
回路部10のアンプは、携帯電話11から通話相手の音声信号を受けると、その音声信号を増幅して、増幅後の音声信号を導体回路4に出力する。
これにより、導体回路4には、例えば、図2及び図3に示すような向きで電流が流れる。
Next, the operation will be described.
When the
When the amplifier of the
Thereby, a current flows through the
図2及び図3に示すような向きで電流が流れた場合、永久磁石2,3及び鉄板6,7によって磁場が形成されているため、フレミングの左手の法則により、振動板1の上方向に力が作用して、振動板1が上方向に振動する。
一方、図2及び図3に示す向きと逆向きで電流が流れた場合、フレミングの左手の法則により、振動板1の下方向に力が作用して、振動板1が下方向に振動する。
この振動板1の振動現象により、通話相手の音声信号が再生され、永久磁石2、鉄板6及びバッフル8の穴2a,6a,8a(または開口部8b)を通じて、通話相手の音声が出力されると同時に、永久磁石3、鉄板7及びバッフル8の穴3a,7a,8a(または開口部8b)を通じて、通話相手の音声が出力される。
When current flows in the direction as shown in FIGS. 2 and 3, a magnetic field is formed by the
On the other hand, when a current flows in a direction opposite to the direction shown in FIGS. 2 and 3, a force acts downward of the
Due to the vibration phenomenon of the
ここで、マイク9は、図1に示すように、バッフル8の正面側の表面からの距離とバッフル8の背面側の表面からの距離とが一致する位置に配置されており、また、振動板1の形状が平面形状であるため、図5に示すように、永久磁石2、鉄板6及びバッフル8の穴2a,6a,8a(または開口部8b)から出力されて、マイク9の開口部9aに入力される音声の音圧周波数特性と、永久磁石3、鉄板7及びバッフル8の穴3a,7a,8a(または開口部8b)から出力されて、マイク9の開口部9aに入力される音声の音圧周波数特性とが一致する。
Here, as shown in FIG. 1, the
ただし、マイク9の開口部9aが図4(c)(d)のように施されている場合には、音声の音圧周波数特性が一致するが、図4(a)のように施されている場合には、音声の音圧周波数特性が一致しない。
その理由は、以下の通りである。
一般的なコンデンサマイクでは、図4(a)に示すように、マイク9の表面に多数の開口部が施されている。このように多数の開口部が施されている場合、バッフル8の正面側の表面からの距離とバッフル8の背面側の表面からの距離とが異なる位置に施されている開口部が存在する。
例えば、正面端部に施されている開口部では、バッフル8の正面側の表面からの距離が、バッフル8の背面側の表面からの距離より短くなる。
バッフル8の正面側の表面からの距離とバッフル8の背面側の表面からの距離とが異なる位置に施されている開口部においては、永久磁石2、鉄板6及びバッフル8の穴2a,6a,8a(または開口部8b)からの音声の音圧周波数特性と、永久磁石3、鉄板7及びバッフル8の穴3a,7a,8a(または開口部8b)からの音声の音圧周波数特性とが不一致になる。
However, when the
The reason is as follows.
In a general condenser microphone, as shown in FIG. 4A, a large number of openings are provided on the surface of the
For example, in the opening provided at the front end, the distance from the front surface of the
In the opening provided at a position where the distance from the front surface of the
一方、図4(b)に示すように、マイク9の中心部に開口部が1つだけ施されている場合、当該開口部では、永久磁石2、鉄板6及びバッフル8の穴2a,6a,8a(または開口部8b)からの音声の音圧周波数特性と、永久磁石3、鉄板7及びバッフル8の穴3a,7a,8a(または開口部8b)からの音声の音圧周波数特性とが一致するが、開口面積が狭いため、ユーザの音声を十分に取り込めず、音声の入力レベルが小さくなることがある。
On the other hand, as shown in FIG. 4B, when only one opening is provided at the center of the
そこで、この実施の形態1では、図4(c)に示すように、バッフル8の正面側の表面からの距離とバッフル8の背面側の表面からの距離とが一致する位置に、複数の入力孔が直線状に配列されている開口部9aをマイク9の表面に施すようにしている。これにより、エコーのキャンセル精度の劣化を招くことなく、音声の入力レベルを高めることができる。
あるいは、図4(d)に示すように、バッフル8の正面側の表面からの距離とバッフル8の背面側の表面からの距離とが一致する位置に、スリット形状の開口部9aをマイク9の表面に施すようにしても、エコーのキャンセル精度の劣化を招くことなく、音声の入力レベルを高めることができる。
Therefore, in the first embodiment, as shown in FIG. 4C, a plurality of inputs are provided at positions where the distance from the front surface of the
Alternatively, as shown in FIG. 4 (d), the slit-shaped
スピーカがコーン型である場合、図6に示すように、スピーカの表面から出力されて、マイクに入力される音声の音圧周波数特性と、スピーカの裏面から出力されて、マイクに入力される音声の音圧周波数特性とが一致しないが、この実施の形態1では、上記の通り、永久磁石2、鉄板6及びバッフル8の穴2a,6a,8aから出力されて、マイク9に入力される音声の音圧周波数特性と、永久磁石3、鉄板7及びバッフル8の穴3a,7a,8aから出力されて、マイク9に入力される音声の音圧周波数特性とが一致するため、図7に示すように、マイク9に入力される際に双方の音声信号が相互に打ち消しあうようになる。
よって、通話相手の音声は、スピーカから出力されても、マイク9には入力されず、エコーが発生しない。
When the speaker is a cone type, as shown in FIG. 6, the sound pressure frequency characteristics of the sound output from the front surface of the speaker and input to the microphone, and the sound output from the rear surface of the speaker and input to the microphone However, in the first embodiment, the sound output from the
Therefore, even if the voice of the other party is output from the speaker, it is not input to the
一方、ユーザの音声は、マイク9により取り込まれ、回路部10のアンプがマイク9により取り込まれた音声信号を増幅して、その音声信号を携帯電話11に出力する。
これにより、携帯電話11がアンプにより増幅された音声信号を通話相手の携帯電話等に送信するため、ユーザの音声が通話相手に届けられる。
On the other hand, the user's voice is captured by the
Thereby, since the
以上で明らかなように、この実施の形態1によれば、N極とS極が交互にストライプ状に着磁されている永久磁石2,3をそれぞれ振動板1の正面側と背面側に配置するとともに、その永久磁石2,3におけるストライプ状の磁極に沿うように振動板1に配線するように構成したので、エコーの発生を防止することができる効果を奏する。
また、この実施の形態1によれば、バッフル8の正面側の表面からの距離とバッフル8の背面側の表面からの距離とが一致する位置にマイク9を配置し、音声を入力するマイク9の開口部9aをバッフル8の正面側の表面からの距離とバッフル8の背面側の表面からの距離とが一致する位置に直線状に施すように構成したので、エコーのキャンセル精度の劣化を招くことなく、音声の入力レベルを高めることができる効果を奏する。
As apparent from the above, according to the first embodiment, the
Further, according to the first embodiment, the
また、この実施の形態1では、振動板1、永久磁石2,3、導体回路4、スペーサ5、鉄板6,7をバッフル8に収納するようにしているので、鉄板6,7の穴6a,7aから出力される音声の音圧周波数特性の広帯域化を図ることができる効果を奏する。
即ち、振動板1、永久磁石2,3、導体回路4、スペーサ5、鉄板6,7をバッフル8に収納していない場合、図8の点線が示すように、周波数が低い領域では、音声の音圧周波数特性が劣化して、ユーザには金属音的な声が聞こえるようになる。
一方、振動板1、永久磁石2,3、導体回路4、スペーサ5、鉄板6,7をバッフル8に収納している場合、図8の実線が示すように、周波数が低い領域でも、音声の音圧周波数特性が劣化しないため、通話相手の音声が忠実に再現されてユーザに聞こえるようになる。
Moreover, in this
That is, when the
On the other hand, when the
実施の形態2.
上記実施の形態1では、指向方向が上方向であるマイク9がバッフル8の上部に配置されているものについて示したが、図9に示すように、指向方向が振動板1の平面方向であるマイク9が、その振動板1の中央部に施されている穴1aに配置されているようにしてもよい。
指向方向が上方向であるマイク9がバッフル8の上部に配置されている場合、例えば、天井の材質や形状、天井までの距離によっては、天井による反響音の影響で、マイク9における音声信号の打ち消し精度が劣化することがある。
In the first embodiment, the
When the
しかし、マイク9を振動板1の中央部に施されている穴1aに配置する場合(図9の例では、バッフル8の振動の影響を軽減するため、緩衝材12の上にマイク9が配置されている)、振動板1から出力されてマイク9に直接入力される音声の大きさが、天井の反響音に比べて極めて大きくなるため、マイク9における音声信号の打ち消し精度の劣化を防止することができる。
よって、この実施の形態2によれば、上記実施の形態1よりも、エコーの発生の抑圧精度を高めることができる効果を奏する。
However, when the
Therefore, according to the second embodiment, it is possible to improve the accuracy of suppressing the occurrence of echoes as compared with the first embodiment.
なお、図9の例では、マイク9の指向方向が上方向であるものについて示しているが、指向方向が振動板1の平面方向であればよく、例えば、マイク9の指向方向が右方向、左方向、あるいは、下方向でもよい。
また、図9の例では、正面側から見たバッフル8の形状が四角形であるものについて示したが、これに限るものではなく、例えば、円形であってもよい。
また、図9の例では、バッフル8を1つにしているが、バッフル8を複数集め、その中央にマイク9を配置するようにしてもよい。
In the example of FIG. 9, the
In the example of FIG. 9, the
In the example of FIG. 9, the number of the
図9の例では、マイク9を振動板1の中央部に施されている穴1aに配置するものについて示したが、指向方向が振動板1の平面方向であるマイク9を振動板1に配置するようにしてもよい。
また、図9の例では、マイク9を振動板1の中央部に施されている穴1aに配置するものについて示したが、図10に示すように、振動板1、永久磁石2,3、導体回路4、スペーサ5及び鉄板6,7をバッフル8の中央部に収納するとともに、バッフル8に切欠部8cを設けて、マイク9をバッフル8の切欠部8cに配置するようにしてもよい。
なお、図11に示すように、バッフル8の切欠部8cをラッパ状に広げると、マイク9における音声の入力レベルを高めることができる。
In the example of FIG. 9, the
In the example of FIG. 9, the
As shown in FIG. 11, when the
上記実施の形態1,2では、バッフル8が回路部10の上に直接載っているものについて示したが、例えば、図12及び図13に示すように、バッフル8がポール13を介して回路部10の上に載っていてもよい。
In the first and second embodiments, the
実施の形態3.
上記実施の形態1,2では、マイク9の表面に開口部9aが施されているものについて示したが、音声を入力する開口部9aが直線状に施されているマイクカバーが、表面に多数の開口部が施されているマイク9の本体に被されているようにしてもよい。
この場合も、エコーのキャンセル精度の劣化を招くことなく、音声の入力レベルを高めることができる効果を奏する。また、例えば、マイク9の設置後に音圧周波数特性の不一致が認められれば、マイク9の本体に対するマイクカバーの位置を合わせることにより、音圧周波数特性を一致させる微調整を行うことが可能になる効果を奏する。
In the first and second embodiments, the surface of the
Also in this case, there is an effect that the voice input level can be increased without deteriorating the echo cancellation accuracy. For example, if a mismatch in sound pressure frequency characteristics is recognized after the
実施の形態4.
上記実施の形態1〜3では、回路部10のアンプが携帯電話11と接続されているものについて示したが、これに限るものではなく、例えば、回路部10のアンプがインターフォンと接続されていてもよい。
この場合、回路部10のアンプは、マイク9により取り込まれたユーザの音声信号を増幅して、その音声信号をインターフォンに出力する。
これにより、例えば、家の門などに設置されているインターフォンを通じて、ユーザの音声を来客者に届けることができる。
一方、そのインターフォンにより取り込まれた来客者の音声信号を増幅して、その音声信号を導体回路4に出力する。
これにより、上記実施の形態1〜3と同様に、エコーの発生を防止することができる。
In the first to third embodiments, the amplifier of the
In this case, the amplifier of the
Thereby, a user's audio | voice can be delivered to a visitor through the interphone installed, for example in the gate of a house.
On the other hand, the voice signal of the visitor captured by the interphone is amplified and the voice signal is output to the
Thereby, the occurrence of echoes can be prevented as in the first to third embodiments.
1 振動板、1a 穴、2 永久磁石(第1の磁石板)、2a 穴、3 永久磁石(第2の磁石板)、3a 穴、4 導体回路、5 スペーサ、6 鉄板(第1の鉄板)、6a 穴、7 鉄板(第2の鉄板)、7a 穴、8 バッフル(ケース)、8a 穴、8b 開口部、8c 切欠部、9 マイク、9a 開口部、10 回路部、11 携帯電話(情報通信端末)、12 緩衝材、13 ポール。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
Arranged on the front side of the diaphragm, N poles and S poles are alternately magnetized in a stripe shape, and are arranged on the back side of the diaphragm with a plurality of holes. A second magnet plate having a plurality of holes and N poles and S poles alternately magnetized in a stripe shape so that the arrangement of the magnetic poles and the first magnet plate coincides with each other. The conductor circuit wired to the diaphragm along the stripe-shaped magnetic poles in the first and second magnet plates and the front side of the first magnet plate are provided with a plurality of holes. The first iron plate, the second iron plate disposed on the back side of the second magnet plate and provided with a plurality of holes, the distance from the surface of the first iron plate, and the second The first iron plate is arranged at a position where the distance from the surface of the iron plate coincides, and the opening for inputting sound is the first iron plate An audio device having a microphone linearly provided at a position where the distance from the surface and the distance from the surface of the second iron plate coincide with each other, and amplifies the audio signal captured by the microphone; A communication device comprising: an amplifier that outputs an audio signal to an interphone, amplifies the audio signal captured by the interphone, and outputs the audio signal to the conductor circuit.
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