JP4966098B2 - Telephone device - Google Patents

Telephone device Download PDF

Info

Publication number
JP4966098B2
JP4966098B2 JP2007144240A JP2007144240A JP4966098B2 JP 4966098 B2 JP4966098 B2 JP 4966098B2 JP 2007144240 A JP2007144240 A JP 2007144240A JP 2007144240 A JP2007144240 A JP 2007144240A JP 4966098 B2 JP4966098 B2 JP 4966098B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
microphone
speaker
sound
microphones
output
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2007144240A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2008301132A (en
Inventor
修 赤坂
耕作 北田
恵一 ▲吉▼田
泰史 有川
進弥 木本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Corp, Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Panasonic Corp
Priority to JP2007144240A priority Critical patent/JP4966098B2/en
Publication of JP2008301132A publication Critical patent/JP2008301132A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4966098B2 publication Critical patent/JP4966098B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

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。   The present invention relates to a call device used for an interphone or the like.

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。   Conventionally, there is a communication device installed indoors with an interphone system or the like, which includes a speaker that outputs sound from a communication device installed in another place, a microphone that inputs sound transmitted to the other communication device, and the like. Yes.

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。   Since howling occurs when the sound generated from the speaker wraps around the microphone, various measures for preventing howling are taken. For example, as a first conventional example, a loop circuit including a speaker and a microphone is formed in a communication device, and howling occurs when the loop gain exceeds 1, so that loss in a variable loss circuit provided in the loop circuit occurs. Some control the amount so that the loop gain is 1 or less to prevent howling. Here, it is assumed that the smaller signal level of the transmission signal and the reception signal is not important, and the transmission loss of the variable loss circuit inserted in the transmission line having the smaller signal level is increased.

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。   However, in the first conventional example, when the distance between the microphone and the speaker is short, the level of the received voice that goes from the speaker to the microphone increases, the transmitted signal becomes larger than the received signal, and the voice comes out from the speaker. In spite of the reception state, the control circuit switches to the transmission state, and there is a state in which no sound to be output from the speaker is generated.

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。   Therefore, as a second conventional example, a pair of microphones, a delay circuit that delays the output of the microphone closer to the speaker by the delay time of the sound wave corresponding to the difference in distance between the two microphones and the speaker, both microphones and the speaker The level adjustment amplifier circuit that adjusts the level corresponding to the difference in distance between the two microphones to match the output level of both microphones with the sound from the speaker, and both microphone outputs that have passed through the delay circuit and level adjustment amplifier circuit There has been proposed a communication device that includes a differential amplifier circuit as described above and uses the output of the differential amplifier circuit as a transmission signal.

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)
In this communication device, after picking up the sound from the speaker with a pair of microphones, the delay and level adjustment is performed so that the sound component from the speaker input to both microphones is canceled by the differential amplifier circuit. The transmitted voice can be transmitted in a state in which only the voice component from the speaker is removed and no reception blocking occurs. (For example, refer to Patent Document 1).
Japanese Patent No. 2607257 (page 2, left column, line 13 to right column, third line, page 4, right column, lines 26 to 49, FIGS. 1 and 5)

従来の通話装置では、マイクロホンとして、図17に示すようなエレクトレットコンデンサマイクロホンMpを用いていた。エレクトレットコンデンサマイクロホンMpは、プリント基板100上に配置したリング101が金属板からなる電極102を支持し、電極102とプリント基板100との間には真鍮リング103が設けられる。さらに、電極102に対向して振動板104が配置され、振動板104は真鍮リング105によって支持されている。電極102と振動板104との間に形成された30μm程度のエアーギャップにはスペーサ106が配置されている。そして、プリント基板100上のケース107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Mpの外郭が構成される。   In a conventional communication device, an electret condenser microphone Mp as shown in FIG. 17 is used as a microphone. In the electret condenser microphone Mp, a ring 101 disposed on a printed board 100 supports an electrode 102 made of a metal plate, and a brass ring 103 is provided between the electrode 102 and the printed board 100. Further, a diaphragm 104 is disposed opposite to the electrode 102, and the diaphragm 104 is supported by a brass ring 105. A spacer 106 is disposed in an air gap of about 30 μm formed between the electrode 102 and the diaphragm 104. Then, the case 107 on the printed circuit board 100 covers the above-described parts, thereby forming the outer shell of the electret condenser microphone Mp.

上記構成を有するエレクトレットコンデンサマイクロホンMpは、電極102に近接して平行に振動板104が配置されており、振動板104は。電荷が閉じ込められた(つまり、帯電した状態)ポリカーボネート、テフロン等の高分子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104を振動させることで、振動板104と電極102との間の距離が変動するので、電極102の帯電状況が変化して、音響信号を電気量の変動として取り出すことができる。なお、振動板104には、コロナ放電等によって電荷注入が為されている。   In the electret condenser microphone Mp having the above-described configuration, the diaphragm 104 is disposed in parallel in the vicinity of the electrode 102. It is composed of a polymer film such as polycarbonate or Teflon in which electric charges are confined (that is, in a charged state). Since the external acoustic signal vibrates the diaphragm 104, the distance between the diaphragm 104 and the electrode 102 fluctuates, so the charging state of the electrode 102 changes, and the acoustic signal varies with the amount of electricity. Can be taken out as. Note that electric charge is injected into the diaphragm 104 by corona discharge or the like.

しかしながら、エレクトレットコンデンサマイクロホンMpは、振動板104を帯電させる必要があるため、熱や経年変化等による振動板104の電荷量低下や、振動による振動板104の電荷量変動によって、感度が劣化してしまう。したがって、特許文献1のように一対のマイクロホンを用いてスピーカ音をキャンセルする構成では、マイクロホンの感度が熱や経年変化、振動によって劣化することで、ハウリングの防止効果が低減してしまう。   However, since the electret condenser microphone Mp needs to charge the diaphragm 104, the sensitivity is deteriorated due to a decrease in the charge amount of the diaphragm 104 due to heat, aging, etc., or a fluctuation in the charge amount of the diaphragm 104 due to vibration. End up. Therefore, in the configuration in which the speaker sound is canceled using a pair of microphones as in Patent Document 1, the sensitivity of the microphones deteriorates due to heat, secular change, and vibration, thereby reducing the howling prevention effect.

さらに、エレクトレットコンデンサマイクロホンMpは、静電気によって破壊しやすいという問題もある。   Further, the electret condenser microphone Mp has a problem that it is easily destroyed by static electricity.

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、熱や経年変化、振動によるマイクロホンの感度劣化を抑制でき、ハウリングの防止効果が低減しない通話装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described reasons, and an object of the present invention is to provide a communication device that can suppress deterioration in sensitivity of a microphone due to heat, secular change, and vibration and does not reduce howling prevention effects.

請求項1の発明は、外部から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第1,第2のマイクロホンと、前記第1,第2のマイクロホンが出力する各音声信号を信号処理して外部へ伝達する音声処理部とを設けたハウジングを備え、前記第1のマイクロホンは、前記第2のマイクロホンより前記スピーカに近い位置に配置されて、前記音声処理部は、前記第1のマイクロホンが出力する音声信号を用いて、前記第2のマイクロホンが出力する音声信号から前記スピーカが発した音を低減させる処理を行い、前記第1,第2のマイクロホンは、シリコン薄膜と電極との間にバイアス電圧を印加するシリコンマイクロホンでそれぞれが構成されて、同一基板上に実装され、前記スピーカは、前記ハウジング内に配置されて、外部から伝達された音声情報を一方面側から出力し、前記スピーカの一方面側と前記ハウジングの内面とで囲まれた前気室を形成し、この前気室を形成する前記ハウジングの外面に沿って前記基板を配置することを特徴とする。 The invention of claim 1 includes a speaker for outputting audio information transmitted from the outside, first outputs a sound signal by collecting a sound, a second microphone, the first, second microphone output a housing provided with a voice processing unit for transmitting to the outside by signal processing of each audio signal, the first microphone is disposed at a position closer to the speaker than the second microphone, the voice processing parts are by using the audio signal the first microphone output, the performs processing to reduce the speaker uttered the sound from the second sound signal by the microphone is output, the first, second microphone , respectively silicon microphone for applying a bias voltage between the silicon thin film and the electrodes are configured, are mounted on the same substrate, the speaker, in the housing The sound information transmitted from the outside is output from one side, a front air chamber surrounded by one side of the speaker and the inner surface of the housing is formed, and the front air chamber is formed. The substrate is disposed along an outer surface of the housing .

この発明によれば、熱や経年変化、振動によるマイクロホンの感度劣化を抑制でき、ハウリングの防止効果が低減しない。また、第1,第2のマイクロホンへの給電や、ハウジング外面への取り付けが容易になる。 According to this invention, the sensitivity deterioration of the microphone due to heat, aging, and vibration can be suppressed, and the howling prevention effect is not reduced. In addition, power supply to the first and second microphones and attachment to the outer surface of the housing are facilitated.

請求項2の発明は、請求項1において、前記第1,第2のマイクロホンは、無指向性であることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the first and second microphones are omnidirectional.

この発明によれば、第1,第2のマイクロホンを小型に構成できる According to the present invention, the first and second microphones can be made compact .

請求項3の発明は、請求項1または2において、前記前気室を形成する前記ハウジングの面には、前記基板上に実装された前記第1のマイクロホンを挿通させる開口を設けることを特徴とする
この発明によれば、第1のマイクロホンをスピーカに向けて取り付けることができる。
The invention according to claim 3, characterized in claim 1 or 2, said on a surface of the housing defining a front air chamber, providing an opening for inserting the first microphone mounted before SL on the substrate According to the present invention, the first microphone can be attached to the speaker.

請求項4の発明は、請求項1乃至3いずれかにおいて、前記前気室を形成する前記ハウジングの面には、前記基板上に実装された前記第2のマイクロホンを収納する凹部を設けることを特徴とする。 A fourth aspect of the present invention, in any one of claims 1 to 3, the surface of the housing forming the front air chamber, the pre-Symbol providing a recess for accommodating the second microphone mounted on a substrate It is characterized by.

この発明によれば、第2のマイクロホンをハウジングに収めることができる。   According to the present invention, the second microphone can be housed in the housing.

請求項5の発明は、請求項1乃至4いずれかにおいて、前記音声処理部は、前記第2のマイクロホンと同一のパッケージ内に収納されることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the sound processing unit is housed in the same package as the second microphone.

この発明によれば、通話装置の小型化および薄型化を図ることができる。   According to the present invention, the communication device can be reduced in size and thickness.

請求項6の発明は、請求項1乃至5いずれかにおいて、前記第1,第2のマイクロホンの感度差は3dB以内であることを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in any one of the first to fifth aspects, the difference in sensitivity between the first and second microphones is within 3 dB.

この発明によれば、音声処理部によるスピーカ音のキャンセル量のバラツキを抑制している。   According to this invention, variation in the amount of cancellation of speaker sound by the sound processing unit is suppressed.

請求項7の発明は、請求項1乃至6いずれかにおいて、前記第1,第2のマイクロホンの各出力は、前記音声処理部で増幅されることを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in any one of the first to sixth aspects, the outputs of the first and second microphones are amplified by the audio processing unit.

この発明によれば、音声処理部でのスピーカ音のキャンセル量が周波数によって変動せず、ハウリング防止効果が広い周波数帯域で安定する。   According to the present invention, the amount of cancellation of speaker sound in the audio processing unit does not vary with frequency, and the howling prevention effect is stabilized in a wide frequency band.

以上説明したように、本発明では、熱や経年変化、振動によるマイクロホンの感度劣化を抑制でき、ハウリングの防止効果が低減しないという効果がある。また、第1,第2のマイクロホンへの給電や、ハウジング外面への取り付けが容易になる。 As described above, according to the present invention, it is possible to suppress deterioration in sensitivity of the microphone due to heat, secular change, and vibration, and the effect of preventing howling is not reduced. In addition, power supply to the first and second microphones and attachment to the outer surface of the housing are facilitated.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(実施形態)
本実施形態の通話装置Aは図1〜図3に示され、音声スイッチSW1を設けた矩形函状の装置本体A2に通話モジュールMJを収納して構成される。なお、装置本体A2は、例えば2つの樹脂成形部材を接合して形成され、通話モジュールMJを収納した後、各接合部材を嵌合手段または接着剤等によって接合する。
(Embodiment)
The communication device A according to the present embodiment is shown in FIGS. 1 to 3, and is configured by accommodating a communication module MJ in a rectangular box-shaped device body A2 provided with a voice switch SW1. The apparatus main body A2 is formed, for example, by joining two resin molded members, and after housing the call module MJ, each joining member is joined by a fitting means or an adhesive.

通話モジュールMJは、前面に開口を形成した函状のベースA11と、ベースA11の開口に覆設した平面状のプレートA10とでハウジングA1を構成し、ハウジングA1に、スピーカSP、マイクロホン基板MB1、音声処理部10を備える。そして、ハウジングA1の後述する音孔12が、装置本体A2の前面に穿設した複数の音孔60に対向するように配置される。   The call module MJ includes a housing A1 including a box-shaped base A11 having an opening on the front surface and a flat plate A10 covering the opening of the base A11. The housing A1 includes a speaker SP, a microphone board MB1, An audio processing unit 10 is provided. And the sound hole 12 mentioned later of housing A1 is arrange | positioned so as to oppose the some sound hole 60 drilled in the front surface of apparatus main body A2.

音声処理部10は、図3に示すように、通信部10a、音声スイッチ部10b,10c、増幅部10d、信号処理部10eを備えたICで構成され、ハウジングA1内に配置される。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10aで受信され、音声スイッチ部10bを介して増幅部10d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、マイクロホン基板MB1上のマイクロホン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)から入力された各音声信号は信号処理部10eで後述する信号処理を施された後、音声スイッチ部10cを通過し、通信部10a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。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。なお、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。   As shown in FIG. 3, the audio processing unit 10 is composed of an IC including a communication unit 10a, audio switch units 10b and 10c, an amplification unit 10d, and a signal processing unit 10e, and is arranged in the housing A1. A voice signal transmitted from the communication device A installed in another room or the like through the information line Ls is received by the communication unit 10a, amplified by the amplification unit 10d through the voice switch unit 10b, and then the speaker. Output from SP. Further, by operating the call switch SW1, a call can be made and each audio signal input from the microphone M1 (first microphone) and the microphone M2 (second microphone) on the microphone board MB1 is received by the signal processing unit 10e. After being subjected to signal processing to be described later, it passes through the voice switch unit 10c, and is transmitted from the communication unit 10a to the communication device A installed in another room or the like via the information line Ls. That is, it functions as an intercom that allows two-way calls between rooms. Note that the power of the communication device A may be supplied from an outlet provided in the vicinity of the installation location or may be supplied via the information line Ls.

スピーカSPは、鉄系材料で形成されて一端を開口した円筒状のヨーク20(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)を具備し、ヨーク20は、その開口端から外側に向かって円形の支持体21が延設されている。ヨーク20の筒内には円柱型永久磁石22(円柱型のネオジウム磁石、残留磁束密度1.39T〜1.43T)を配置し、ドーム型の振動板23(PEN(ポリエチレンナフタレート)またはPEI(ポリエーテルイミド)等の熱可塑性プラスチック(例えば、厚み35μm〜50μm))の外周側の縁部が支持体21の縁端面に固定されている。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の後端にはボイスコイル25(クラフト紙の紙管にポリウレタン銅線を巻回したもの)が設けられている。ボビン24およびボイスコイル25は、ボイスコイル25がヨーク20の開口端に位置するように設けられており、ヨーク20の開口端近傍を前後方向に自在に移動する。そして、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。   The speaker SP includes a cylindrical yoke 20 (iron-based material having a thickness of about 0.8 mm, such as cold rolled steel plate (SPCC, SPKEN), electromagnetic soft iron (SUY)) formed of an iron-based material and having an open end. The yoke 20 is provided with a circular support 21 extending outward from the opening end. A cylindrical permanent magnet 22 (cylindrical neodymium magnet, residual magnetic flux density of 1.39 T to 1.43 T) is disposed in the cylinder of the yoke 20, and a dome-shaped diaphragm 23 (PEN (polyethylene naphthalate) or PEI ( The outer peripheral edge of a thermoplastic plastic (such as polyetherimide) is fixed to the edge surface of the support 21 (for example, a thickness of 35 μm to 50 μm). A cylindrical bobbin 24 is fixed to the rear surface of the diaphragm 23, and a voice coil 25 (a kraft paper tube wound with a polyurethane copper wire) is provided at the rear end of the bobbin 24. . The bobbin 24 and the voice coil 25 are provided so that the voice coil 25 is positioned at the opening end of the yoke 20, and freely move in the front-rear direction in the vicinity of the opening end of the yoke 20. When an audio signal is input to the polyurethane copper wire of the voice coil 25, an electromagnetic force is generated in the voice coil 25 due to the current of the audio signal and the magnetic field of the permanent magnet 22, so the bobbin 24 is accompanied by the diaphragm 23. To vibrate in the front-rear direction. At this time, a sound corresponding to the audio signal is emitted from the diaphragm 23.

そして、スピーカSPの振動板23が対向するプレートA10の前面内側にはリブ11が形成されており、スピーカSPの円形の支持体21の外周端部から前面側に突出した凸部21aの端面およびガスケット26をリブ11上に載置する。そして、スピーカSPの支持体21の四隅に設けた取付孔27が、プレートA10の内面に等間隔に形成された4箇所の図示しないボスに各々載置され、取付孔27を介してねじ留めされると、ガスケット26がボス11に密着し、振動板23がプレートA10の内面に対向する状態でスピーカSPが固定される。また、振動板23に対向するプレートA10の箇所には複数の音孔12が穿設されている。   And rib 11 is formed in the front inner side of plate A10 which diaphragm 23 of speaker SP opposes, and the end surface of convex part 21a which protruded from the outer peripheral end of circular support 21 of speaker SP to the front side, and The gasket 26 is placed on the rib 11. The mounting holes 27 provided at the four corners of the support 21 of the speaker SP are respectively placed on four bosses (not shown) formed at equal intervals on the inner surface of the plate A10, and screwed through the mounting holes 27. Then, the gasket 26 is in close contact with the boss 11, and the speaker SP is fixed in a state where the diaphragm 23 faces the inner surface of the plate A10. In addition, a plurality of sound holes 12 are formed in the place of the plate A10 facing the diaphragm 23.

ハウジングA1内にスピーカSPが固定されると、ハウジングA1の前面内側とスピーカSPの表面側(振動板23側)とで囲まれた空間である前気室Bf、ハウジングA1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。前気室Bfは、プレートA10の前面に複数設けた音孔12を介して外部に連通している。後気室Brは、スピーカSPの支持体21のガスケット26とハウジングA1の内面のリブ11とが密着することで、前気室Bfとは絶縁した(連通していない)空間となる。   When the speaker SP is fixed in the housing A1, the front air chamber Bf which is a space surrounded by the front inner side of the housing A1 and the front surface side (the diaphragm 23 side) of the speaker SP, the rear inner side and the inner side surface of the housing A1. And a rear air chamber Br which is a space surrounded by the back surface side (yoke 20 side) of the speaker SP. The front air chamber Bf communicates with the outside through a plurality of sound holes 12 provided on the front surface of the plate A10. The rear air chamber Br becomes a space that is insulated (not communicated) with the front air chamber Bf because the gasket 26 of the support 21 of the speaker SP and the rib 11 on the inner surface of the housing A1 are in close contact with each other.

さらに、ハウジングA1は、図1、図4に示すように、スピーカSP裏面の後気室Brを包囲するベースA11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の端面がプレートA10の裏面に当接することで、この壁部41とベースA11の内壁面とプレートA10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。   Further, as shown in FIGS. 1 and 4, the housing A <b> 1 has one end separated from the inner wall surface along the inner wall surface of the base A <b> 11 surrounding the rear air chamber Br on the back surface of the speaker SP, and the other end continuous to the inner wall surface. The wall 41 is erected, and the end surface of the wall 41 abuts against the back surface of the plate A10, so that the wall 41, the inner wall surface of the base A11, and the back surface of the plate A10 are hollow acoustic tubes. 40 is formed, and the acoustic tube 40 is disposed in the small-volume rear air chamber Br. The acoustic tube 40 is a hollow closed tube having a rectangular cross-sectional shape bent along the inner wall surface of the rear air chamber Br, and is formed by opening one end (open end 40a) and closing the other end (closed end 40b). The inside of the pipe communicates with the rear air chamber Br through the open end 40a. An acoustic tube uses the fact that the input impedance becomes extremely small at the resonance frequency of the closed tube (the frequency at which the total length of the tube coincides with an odd multiple of a quarter wavelength). The reflected wave has a waveform whose phase is inverted with respect to the incident wave, and the incident wave and the reflected wave cancel each other, thereby reducing the sound wave propagating from the opening end 40a to the outside.

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。   Such an acoustic tube 40 is provided to shift the lowest resonance frequency of the speaker SP to the low frequency side and further increase the sound pressure level of the speaker SP. Is set to approximately a quarter wavelength of a low frequency (in the present embodiment, around 700 to 800 Hz), the sound quality and efficiency of the speaker SP can be improved even if the rear air chamber Br has a small capacity.

また、音響管40を後気室Brの複数の内壁面に亘って連続して形成することで、小容量の後気室Br内に設けられる音響管40を必要に応じて長くすることができ、さらに音響管40を屈曲した形状に形成することで、小容量の後気室Br内に音響管40を配置することができる。   Further, by forming the acoustic tube 40 continuously over a plurality of inner wall surfaces of the rear air chamber Br, the acoustic tube 40 provided in the small air rear chamber Br can be lengthened as necessary. Further, by forming the acoustic tube 40 in a bent shape, the acoustic tube 40 can be disposed in the small-capacity rear air chamber Br.

次に、マイクロホン基板MB1は、図5に示すように、両面2a,2bを有するモジュール基板2を備え、マイクロホンのベアチップBC1とICKa1との対、マイクロホンのベアチップBC2とICKa2との対をモジュール基板2の一面2aに各々実装し、ベアチップBC1、ICKa1、モジュール基板2上の配線パターン(図示無し)の各間、およびベアチップBC2、ICKa2、モジュール基板2上の配線パターン(図示無し)の各間をワイヤWで各々接続(ワイヤボンティング)した後、ベアチップBC1とICKa1の対を覆うようにシールドケースSC1を実装し、ベアチップBC2とICKa2の対を覆うように、シールドケースSC2を実装することで、ベアチップBC1、ICKa1、シールドケースSC1で構成されるマイクロホンM1、ベアチップBC2、ICKa2、シールドケースSC2で構成されるマイクロホンM2を備えている。   Next, as shown in FIG. 5, the microphone substrate MB1 includes a module substrate 2 having both surfaces 2a and 2b. A pair of the microphone bare chip BC1 and ICKa1 and a pair of the microphone bare chip BC2 and ICKa2 are connected to the module substrate 2. And mounted between the bare chips BC1, ICKa1, and the wiring pattern (not shown) on the module substrate 2 and between the bare chips BC2, ICKa2 and the wiring pattern (not shown) on the module substrate 2 respectively. After each connection (wire bonding) with W, the shield case SC1 is mounted so as to cover the pair of bare chips BC1 and ICKa1, and the shield case SC2 is mounted so as to cover the pair of bare chips BC2 and ICKa2. BC1, ICKa1, and shield case SC1 Microphones M1 to be provided with a bare chip BC2, ICKa2, microphone M2 composed of the shield case SC2.

ベアチップBC(ベアチップBC1またはBC2)は、MEMS技術を用いて形成され、図6に示すように、シリコン基板1bに穿設した孔1cを塞ぐようにシリコン基板1bの一面側にシリコン薄膜1dが形成され、このシリコン薄膜1dとの間にエアーギャップ1e(例えば、3μm)を介して電極1fが形成され、さらに音声信号を出力するパッド1gが設けられており、コンデンサ型のシリコンマイクロホンを構成している。そして、シリコン薄膜1d−電極1f間には外部からバイアス電圧が印加されており、外部からの音響信号がシリコン薄膜1dを振動させることで、シリコン薄膜1dと電極1fとの間の静電容量が変化して電荷量が変化し、この電荷量の変化に伴ってパッド1g,1gから音響信号に応じた電流が流れる。このベアチップBCは、シリコン基板1bをモジュール基板2上にダイボンディングし、特にベアチップBC2のシリコン薄膜1dは、モジュール基板2に穿設した音孔F2に対向している。このようなシリコンマイクロホンは、エレクトレットコンデンサマイクロホンと異なり、振動板を帯電させる必要がないため、熱や経年変化、振動による感度劣化が少なく、静電気によっても破壊され難い。   The bare chip BC (bare chip BC1 or BC2) is formed by using the MEMS technology, and as shown in FIG. 6, a silicon thin film 1d is formed on one surface side of the silicon substrate 1b so as to close the hole 1c formed in the silicon substrate 1b. An electrode 1f is formed between the silicon thin film 1d and an air gap 1e (for example, 3 μm), and a pad 1g for outputting an audio signal is provided to constitute a capacitor type silicon microphone. Yes. A bias voltage is applied between the silicon thin film 1d and the electrode 1f from the outside, and an acoustic signal from the outside vibrates the silicon thin film 1d, whereby the capacitance between the silicon thin film 1d and the electrode 1f is increased. The charge amount changes to change, and a current corresponding to the acoustic signal flows from the pads 1g, 1g along with the change in the charge amount. In this bare chip BC, the silicon substrate 1 b is die-bonded on the module substrate 2, and in particular, the silicon thin film 1 d of the bare chip BC 2 faces the sound hole F 2 formed in the module substrate 2. Unlike an electret condenser microphone, such a silicon microphone does not need to be charged with a diaphragm, so that sensitivity deterioration due to heat, aging and vibration is small, and it is difficult to be destroyed by static electricity.

そして、マイクロホンM1は、音孔F1を穿設したシールドケースSC1の底面側を集音面とし、マイクロホンM2は、音孔F2を穿設したモジュール基板2への実装面側を集音面として、互いに逆方向となるモジュール基板2の両面方向に集音面を有するものになる。このように構成されたマイクロホン基板MB1は、モジュール基板2の一面2aにマイクロホンM1,M2の両方を実装しているので、マイクロホン基板MB1の厚さを薄くできる。   The microphone M1 uses the bottom surface side of the shield case SC1 with the sound hole F1 as a sound collecting surface, and the microphone M2 uses the mounting surface side with respect to the module substrate 2 with the sound hole F2 as a sound collecting surface. The sound collecting surfaces are provided on both sides of the module substrate 2 in opposite directions. Since the microphone substrate MB1 configured in this manner has both the microphones M1 and M2 mounted on the one surface 2a of the module substrate 2, the thickness of the microphone substrate MB1 can be reduced.

図7(a)は、マイクロホン基板MB1を、モジュール基板2の一面2a側から見た平面図であり、モジュール基板2は、マイクロホンM1を配置する矩形部2fと、マイクロホンM2を配置する矩形部2gと、矩形部2f,2g間を連結する連結部2hとで構成され、矩形部2gは矩形部2fより大きく形成される。そして、矩形部2gの縁部に沿って、負電源パッドP1,正電源パッドP2,出力1パッドP3,出力2パッドP4が設けられている。   FIG. 7A is a plan view of the microphone board MB1 as viewed from the one surface 2a side of the module board 2. The module board 2 has a rectangular part 2f in which the microphone M1 is arranged and a rectangular part 2g in which the microphone M2 is arranged. And a connecting portion 2h that connects the rectangular portions 2f and 2g, and the rectangular portion 2g is formed larger than the rectangular portion 2f. A negative power supply pad P1, a positive power supply pad P2, an output 1 pad P3, and an output 2 pad P4 are provided along the edge of the rectangular portion 2g.

そして、図7(b)に示すように、負電源パッドP1には外部から供給される電源電圧の負側、正電源パッドP2には電源電圧の正側が接続されて、モジュール基板2上の配線パターンを介してマイクロホンM1,M2に電源電圧を供給している。また、出力1パッドP3からは、マイクロホンM1が集音した音声信号がモジュール基板2上の配線パターンを介して出力され、出力2パッドP4からは、マイクロホンM2が集音した音声信号がモジュール基板2上の配線パターンを介して出力される。なお、出力パッドP3,P4から出力される音声信号のグランドは、負電源パッドP1で兼用される。   As shown in FIG. 7B, the negative power supply pad P1 is connected to the negative side of the power supply voltage supplied from the outside, and the positive power supply pad P2 is connected to the positive side of the power supply voltage. A power supply voltage is supplied to the microphones M1 and M2 through the pattern. Further, an audio signal collected by the microphone M1 is output from the output 1 pad P3 via a wiring pattern on the module substrate 2, and an audio signal collected by the microphone M2 is output from the output 2 pad P4. It is output via the upper wiring pattern. The ground of the audio signal output from the output pads P3 and P4 is shared by the negative power supply pad P1.

このように、マイクロホンM1,M2の電源電圧を共通の負電源パッドP1、正電源パッドP2から供給し、さらにマイクロホンM1,M2の各出力のグランドを負電源パッドP1で兼用することで、パッドの数を減らすことができ、構成が簡単になる。   In this way, the power supply voltages of the microphones M1 and M2 are supplied from the common negative power supply pad P1 and the positive power supply pad P2, and the ground of each output of the microphones M1 and M2 is also used by the negative power supply pad P1, thereby The number can be reduced and the configuration is simplified.

次に、マイクロホン基板MB1の動作について説明する。   Next, the operation of the microphone substrate MB1 will be described.

まず、集音した音響信号に応じてベアチップBC1,BC2から流れる各電流は、ICKa1,Ka2によってインピーダンス変換されるとともに電圧信号に変換され、音声信号として出力1パッドP3、出力2パッドP4から各々出力される。   First, each current flowing from the bare chips BC1 and BC2 according to the collected acoustic signal is impedance-converted by ICKa1 and Ka2 and converted into a voltage signal, and output from the output 1 pad P3 and the output 2 pad P4 as audio signals, respectively. Is done.

ICKa(ICKa1またはICKa2)は、図8の回路構成を備えており、電源パッドP1,P2から供給される電源電圧+V(例えば5V)をバイアス電圧Vr(例えば12V)に変換するチップICからなる定電圧回路Kbを備えており、ベアチップBCのシリコン薄膜1d−電極1f間(図6参照)には抵抗R11を介してバイアス電圧Vrが印加され、抵抗R11とベアチップBC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のドレイン端子は電源電圧+Vに接続され、ソース端子は抵抗R12を介して電源電圧の負側に接続される。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出力される。なお、ICKaのインピーダンスの変換回路は、上記構成に限定されるものではなく、例えばオペアンプによるソースフォロワ回路の機能を有する回路であってもよく、または必要に応じてICKa内に音声信号の増幅回路を設けてもよい。   ICKa (ICKa1 or ICKa2) has the circuit configuration of FIG. 8, and is a constant IC composed of a chip IC that converts a power supply voltage + V (for example, 5V) supplied from power supply pads P1 and P2 into a bias voltage Vr (for example, 12V). A voltage circuit Kb is provided, and a bias voltage Vr is applied between the silicon thin film 1d and the electrode 1f (see FIG. 6) of the bare chip BC via a resistor R11, and a connection midpoint between the resistor R11 and the bare chip BC is a capacitor C11. To the gate terminal of the junction type J-FET element S11. The drain terminal of the J-FET element S11 is connected to the power supply voltage + V, and the source terminal is connected to the negative side of the power supply voltage via the resistor R12. Here, the J-FET element S11 is for electrical impedance conversion, and the voltage at the source terminal of the J-FET element S11 is output as an audio signal. Note that the ICKa impedance conversion circuit is not limited to the above-described configuration, and may be, for example, a circuit having a function of a source follower circuit using an operational amplifier, or an audio signal amplification circuit in the ICKa if necessary. May be provided.

そして、マイクロホン基板MB1は、上記のようにモジュール基板2上の配線パターンを介して信号伝達、給電を行うことで、信号線、給電線を効率よく構成できるとともに、ハウジングA1の外面に取付可能となる。本実施形態では、熱硬化性の接着剤またはホットメルトのような熱可塑性の接着剤によって、モジュール基板2の一面2aをハウジングA1の前面外側に沿って固定する。   The microphone board MB1 can efficiently configure the signal lines and the power supply lines by performing signal transmission and power supply via the wiring pattern on the module board 2 as described above, and can be attached to the outer surface of the housing A1. Become. In the present embodiment, the one surface 2a of the module substrate 2 is fixed along the outer front surface of the housing A1 by a thermosetting adhesive or a thermoplastic adhesive such as hot melt.

マイクロホンM1,M2は無指向性であり、小型に構成されているが、マイクロホンM1はハウジングA1前面の開口13を挿通して集音面を前気室Bfに向けており、シールドケースSC1の底面に穿設したマイクロホンM1の音孔F1はスピーカSPの振動板23の中央に対向して、音孔F1を介して伝達されるスピーカSPからの音声を集音する。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。   The microphones M1 and M2 are non-directional and are small in size, but the microphone M1 is inserted through the opening 13 on the front surface of the housing A1 so that the sound collection surface faces the front air chamber Bf, and the bottom surface of the shield case SC1. The sound hole F1 of the microphone M1 drilled in is opposed to the center of the diaphragm 23 of the speaker SP and collects the sound from the speaker SP transmitted through the sound hole F1. Furthermore, by making the sound collection surface of the microphone M1 face the center of the diaphragm 23 of the speaker SP, the microphone M1 can easily collect the sound emitted by the speaker SP in a correct phase.

また、マイクロホンM2は、ハウジングA1の前面に設けた凹部14に嵌合し、モジュール基板2に穿設したマイクロホンM2の音孔F2はスピーカSPの出力方向に向かってハウジングA1の外部(前方)に面しているので、音孔F2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を集音する。なお、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。   The microphone M2 is fitted into a recess 14 provided in the front surface of the housing A1, and the sound hole F2 of the microphone M2 formed in the module substrate 2 is located outside (frontward) the housing A1 in the output direction of the speaker SP. Therefore, the voice from the speaker located in front of the communication device A, which is transmitted through the sound hole F2, is collected. If the distances from the center of the speaker SP to the centers of the microphones M1 and M2 are X1 and X2, respectively, X1 <X2.

また、スピーカSPの裏面が面する後気室Brは、ハウジングA1内で密閉されるので、スピーカSPの裏面から放射される音声は後気室Brから漏れ難くなり、スピーカSPとマイクロホンM2との音響結合を低減させている。さらにスピーカ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が、上記のようにスピーカSPの裏面から放射される音はハウジングA1の外部に漏れ難いので、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。   Further, the rear air chamber Br facing the back surface of the speaker SP is sealed in the housing A1, so that sound radiated from the back surface of the speaker SP is difficult to leak from the rear air chamber Br, and the speaker SP and the microphone M2 are not connected. Acoustic coupling is reduced. Furthermore, the sound radiated from the back surface of the speaker SP (the back surface of the diaphragm 23) has a phase reversed from that of the sound radiated from the surface of the speaker SP (the surface of the diaphragm 23). When the generated sound circulates forward, the sound radiated from the surface of the speaker SP cancels each other, the radiated sound pressure of the speaker SP decreases, and the speaker in front cannot hear the sound emitted by the speaker SP. However, since the sound radiated from the back surface of the speaker SP is difficult to leak to the outside of the housing A1 as described above, a decrease in the radiated sound pressure of the speaker SP due to the wraparound is prevented.

また、マイクロホンM2を収納した凹部14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、マイクロホンM2はスピーカSPの発する音声をさらに集音し難くなり、スピーカSPとマイクロホンM2との音響結合をさらに低減させている。すなわち、上記構成によって、スピーカSPが発する音声と話者の発する音声とをマイクロホンM1,M2で分離して集音しているのである。   Further, since the concave portion 14 in which the microphone M2 is accommodated is a separated space that does not communicate with the rear air chamber Br, the microphone M2 is more difficult to collect the sound emitted by the speaker SP, and the speaker SP and the microphone M2 are separated. The acoustic coupling is further reduced. That is, with the above configuration, the sound emitted from the speaker SP and the sound emitted from the speaker are separated and collected by the microphones M1 and M2.

また、マイクロホン基板MB1をハウジングA1内に配置すると前気室Bfと後気室Brとの間の空間的な絶縁を維持することが困難であるが、本実施形態のようにマイクロホン基板MB1をハウジングA1の外面に取り付けることで、前気室Bfと後気室Brとの間の空間的な絶縁を維持することができる。   Further, when the microphone substrate MB1 is disposed in the housing A1, it is difficult to maintain the spatial insulation between the front air chamber Bf and the rear air chamber Br, but the microphone substrate MB1 is disposed in the housing as in the present embodiment. By attaching to the outer surface of A1, the spatial insulation between the front air chamber Bf and the rear air chamber Br can be maintained.

そして、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。   And in this embodiment, in order to prevent the howling which generate | occur | produces when the microphones M1 and M2 pick up the audio | voice output of the speaker SP, it has the following structures.

まず、音声処理部10に収納されている信号処理部10eは、図9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30と、増幅回路30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31と、バンドパスフィルター31の出力を遅延させる遅延回路32と、マイクロホンM2の出力を反転増幅する増幅回路33と、増幅回路33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34と、遅延回路32とバンドパスフィルター34の各出力を加算する加算回路35とを備える。   First, as shown in FIG. 9, the signal processing unit 10 e housed in the audio processing unit 10 includes an amplification circuit 30 that non-inverts and amplifies the output of the microphone M <b> 1, and an audio band (300 to 4000 Hz) from the output of the amplification circuit 30. ), A delay circuit 32 that delays the output of the bandpass filter 31, an amplifier circuit 33 that inverts and amplifies the output of the microphone M2, and an audio band from the output of the amplifier circuit 33. A band-pass filter 34 that removes noise at frequencies other than (300 to 4000 Hz), and an adder circuit 35 that adds outputs of the delay circuit 32 and the band-pass filter 34 are provided.

図10〜図13は、スピーカ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10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、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の向き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)/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10(a)(b)参照)。   10 to 13 show the sound signal waveforms of the respective parts of the signal processing unit 10 when the sound from the speakers is collected by the microphones M1 and M2. First, when the distances from the center of the speaker SP to the centers of the microphones M1 and M2 are X1 and X2, respectively, X1 <X2. Therefore, when the sound from the speaker SP is picked up by the microphones M1 and M2, the output Y21 of the microphone M2 is more than the output Y11 of the microphone M1 depending on the distance between the speaker SP and the microphones M1 and M2 and the direction of the microphones M1 and M2. The amplitude of the microphone M2 is small and the sound wave delay time [Td = (X2-X1) / Vs] (Vs is the speed of sound) corresponding to the difference (X2-X1) in the distance between the two microphones M1, M2 and the speaker SP. The phase of the output Y21 is delayed (see FIGS. 10A and 10B).

そして、増幅回路30が出力Y11を非反転増幅した出力Y12を生成し、増幅回路33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11(a)(b)参照)。なお、本実施形態では、増幅回路30の増幅率は略1としており、増幅回路30は省略してもよい。   The amplifier circuit 30 generates an output Y12 obtained by non-inverting amplification of the output Y11, and the amplifier circuit 33 generates an output Y22 obtained by inverting and amplifying the output Y21 and inverting the phase by 180 °. At this time, level adjustment corresponding to the difference (X2−X1) in the distance between the two microphones M1, M2 and the speaker SP is performed to match the output levels of the two microphones M1, M2 with respect to the sound from the speaker SP (FIG. 11 ( a) (b)). In the present embodiment, the amplification factor of the amplifier circuit 30 is approximately 1, and the amplifier circuit 30 may be omitted.

そして、バンドパスフィルター31,34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12(a)(b)参照)。   Then, the band pass filters 31 and 34 generate outputs Y13 and Y23 obtained by removing noise of frequencies other than the audio band from the outputs Y12 and Y22 (see FIGS. 12A and 12B).

次に、遅延回路32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32の出力Y14とバンドパスフィルター34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。   Next, the delay circuit 32 is composed of a time delay element or a CR phase delay circuit, and delays the output of the microphone M1 closer to the speaker SP by the delay time Td, so that the output Y14 of the delay circuit 32 and The phase with the output Y23 of the bandpass filter 34 is matched to reduce noise on the transmitted audio signal.

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35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13(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。   Then, the sound component from the speaker SP included in the output Y14 and the sound component from the speaker SP included in the output Y23 have the same amplitude and the same phase by the amplification process and the delay process. By adding Y23, an output Ya in which the audio signal corresponding to the audio from the speaker SP is canceled is generated (see FIGS. 13A to 13C). That is, in the output Ya, the sound component from the speaker SP is reduced.

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、前方に向かって配置されたマイクロホン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33の増幅率は増幅回路30の増幅率より大きいので、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35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。   On the other hand, for the sound uttered by the speaker H in front of the microphones M1, M2, the amplitude of the output Y21 of the microphone M2 arranged forward is larger than the amplitude of the output Y11 of the microphone M1. Furthermore, since the amplification factor of the amplification circuit 33 is larger than the amplification factor of the amplification circuit 30, the speech component from the speaker H included in the output Y23 is further larger than the speech component from the speaker H included in the output Y14. That is, the amplitude difference between the speech component from the speaker H included in the output Y14 and the speech component from the speaker H included in the output Y23 becomes large, and even if the addition process is performed by the addition circuit 35, the output Ya Therefore, the signal corresponding to the voice uttered by the speaker H remains in a state where the amplitude is maintained sufficiently.

以上のようにして加算回路35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からマイクロホン基板MB1に向って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。   As described above, the sound component from the speaker SP is reduced at the output Ya of the adder circuit 35, and the sound component emitted from the speaker H in front of the communication device A toward the microphone board MB1 remains, and at the output Ya The relative difference between the speech component from the speaker H to be retained and the speech component from the speaker SP to be reduced increases. That is, even when the sound from the speaker H and the sound from the speaker SP are generated at the same time, only the sound component from the speaker SP is reduced while maintaining a sufficient amplitude for the sound component from the speaker H. Therefore, howling that occurs when the microphones M1 and M2 pick up the sound output of the speaker SP can be prevented.

このように、信号処理部10eは、マイクロホンM1,M2が集音した各スピーカ音の位相、振幅を互いに一致させてからキャンセルしてハウリングを防止しているが、本実施形態では、マイクロホンM1,M2として、振動板を帯電させる必要がない上述のシリコンマイクロホン(図6参照)を用いることで、熱や経年変化、振動によるマイクロホンの感度劣化を抑制し、ハウリングの防止効果が低減しないようにしている。また、静電気によるマイクロホンM1,M2の破壊が生じ難く、信頼性にも優れている。   As described above, the signal processing unit 10e prevents howling by canceling after the phases and amplitudes of the speaker sounds collected by the microphones M1 and M2 coincide with each other. By using the above-described silicon microphone (see FIG. 6) that does not require the diaphragm to be charged as M2, the sensitivity deterioration of the microphone due to heat, aging and vibration is suppressed, and the effect of preventing howling is not reduced. Yes. In addition, the microphones M1 and M2 are less likely to be damaged by static electricity, and the reliability is excellent.

また、人間の可聴音圧レベルは、0dB〜140dB(音圧:0.00002〜200Pa)であり、人間は約6dB(1/2倍あるいは2倍)より大きい音の変化でないと明確に音の大きさの違いを認識できない。図14は、マイクロホンM1,M2の感度差(マイクロホンM1の感度―マイクロホンM2の感度)に対するスピーカ音のキャンセル量を示しており、マイクロホンM1,M2の感度差が3db以内であれば(図14中の範囲Z1)、信号処理部10eによるスピーカ音のキャンセル量が6dB以上となり、人間が明確にスピーカ音のキャンセル量の違いを認識可能になる。   In addition, the human audible sound pressure level is 0 dB to 140 dB (sound pressure: 0.00002 to 200 Pa), and humans clearly have no sound change unless the sound changes more than about 6 dB (1/2 or 2 times). Cannot recognize the difference in size. FIG. 14 shows the amount of cancellation of speaker sound with respect to the sensitivity difference between microphones M1 and M2 (sensitivity of microphone M1−sensitivity of microphone M2). If the sensitivity difference between microphones M1 and M2 is within 3 db (in FIG. 14). Range Z1), the amount of cancellation of the speaker sound by the signal processing unit 10e is 6 dB or more, and a human can clearly recognize the difference in the amount of cancellation of the speaker sound.

そこで、本実施形態では、マイクロホンM1,M2の感度差を3dB以内に維持している。したがって、スピーカ音のキャンセル量が6dB以下に低減することなく、当該キャンセル量のばらつきを抑制できる。   Therefore, in this embodiment, the sensitivity difference between the microphones M1 and M2 is maintained within 3 dB. Therefore, the variation in the cancellation amount can be suppressed without reducing the cancellation amount of the speaker sound to 6 dB or less.

さらに、図15に示すように、プリアンプ内蔵マイクロホンの出力特性Ybは、周波数に応じて利得および位相が変化するため、信号処理部10eでのスピーカ音のキャンセル量が周波数によってばらつき、ハウリング防止効果が低下してしまう。一方、プリアンプを内蔵していないマイクロホンの出力特性Yaは、利得および位相が周波数に対して略一定になるため、信号処理部10eでのスピーカ音のキャンセル量が周波数によって変動せず、ハウリング防止効果が広い周波数帯域で安定している。そこで、本実施形態では、マイクロホンM1,M2自体には、集音した音声信号を増幅するためのプリアンプを内蔵せず、信号処理部10eに設けた増幅回路30,33によって音声信号の増幅を行っている。   Further, as shown in FIG. 15, the output characteristic Yb of the microphone with a built-in preamplifier changes in gain and phase according to the frequency, so that the amount of cancellation of the speaker sound in the signal processing unit 10e varies depending on the frequency, and the howling prevention effect is obtained. It will decline. On the other hand, since the output characteristic Ya of the microphone not including the preamplifier has a gain and a phase that are substantially constant with respect to the frequency, the amount of cancellation of the speaker sound in the signal processing unit 10e does not vary depending on the frequency, and the howling prevention effect Is stable in a wide frequency band. Therefore, in the present embodiment, the microphones M1 and M2 themselves do not include a preamplifier for amplifying the collected sound signal, and the sound signals are amplified by the amplifier circuits 30 and 33 provided in the signal processing unit 10e. ing.

さらに、音声処理部10では、音声スイッチ部10bが受信した信号の伝送線路上に配置され、音声スイッチ部10cが送信する信号の伝送線路上に配置されており(図3参照)、音声スイッチ部10b,10c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に損失量(例えば、48dBの損失量)を付与する。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(例えば、48dBの増加)、一層のハウリング防止が図られている。   Furthermore, in the audio processing unit 10, the audio switch unit 10b is arranged on the transmission line of the signal received, and the audio switch unit 10c is arranged on the transmission line of the signal transmitted (see FIG. 3). 10b and 10c compare the levels of the input signals with each other, and the voice switch unit with the smaller input signal level has a loss amount (for example, a loss amount of 48 dB) on the transmission line by the variable loss means provided inside. Give. Therefore, a signal having a lower level of the received signal and the transmitted signal is attenuated and the howling margin is further increased (for example, an increase of 48 dB), so that further howling prevention is achieved.

また、上記音声処理部10は、ハウジングA1内に配置しているが(図1参照)、図16に示すように、マイロホン基板MB1上で、マイクロホンM2のシールドケースSC2内に実装してもよく、さらに通話装置Aの小型化、薄型化を図ることができる。   Further, although the sound processing unit 10 is disposed in the housing A1 (see FIG. 1), as shown in FIG. 16, it may be mounted in the shield case SC2 of the microphone M2 on the microphone board MB1. Further, the communication device A can be reduced in size and thickness.

また、スピーカSPからの音声に対するマイクロホンM1,M2の各出力の位相差、振幅差は周波数依存性を有するが、信号処理部10eは、マイクロホンM1,M2の各出力を複数の周波数帯域に分離し、周波数帯域毎にスピーカ音をキャンセルする構成でもよい。なお、マイクロホンM1,M2の各出力を複数の周波数帯域に分離する手段としては、複数のバンドパスフィルタを用いる構成や、ある周波数帯域の信号から他の周波数帯域の信号を推測する構成等がある。   Further, although the phase difference and amplitude difference of the outputs of the microphones M1 and M2 with respect to the sound from the speaker SP have frequency dependence, the signal processing unit 10e separates the outputs of the microphones M1 and M2 into a plurality of frequency bands. A configuration may be adopted in which speaker sound is canceled for each frequency band. As means for separating the outputs of the microphones M1 and M2 into a plurality of frequency bands, there are a configuration using a plurality of bandpass filters, a configuration for estimating a signal in another frequency band from a signal in a certain frequency band, and the like. .

また、信号処理部10eは、遅延回路32によって、スピーカ音に対するマイクロホンM1,M2の各出力の位相を一致させているが、マイクロホンM1,M2の各出力に設けたA/D変換手段のA/D変換タイミングを上記遅延時間Tdだけずらすことによって、マイクロホンM1,M2の各出力の位相を一致させる構成にしてもよい。   Further, the signal processing unit 10e uses the delay circuit 32 to match the phases of the outputs of the microphones M1 and M2 with respect to the speaker sound, but the A / D conversion means A / D conversion means provided at the outputs of the microphones M1 and M2 The D conversion timing may be shifted by the delay time Td to match the phases of the outputs of the microphones M1 and M2.

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。   In the present embodiment, voice signals are exchanged between the call devices A using a wired communication system via the information line Ls. However, by providing the call devices A with known wireless communication means, Voice signals may be exchanged using a communication method.

実施形態の構成を示す側面断面図である。It is side surface sectional drawing which shows the structure of embodiment. (a)(b)同上の斜視図である。(A) (b) It is a perspective view same as the above. 同上の回路構成図である。It is a circuit block diagram same as the above. 同上の通話モジュールの一部分解斜視図である。It is a partially exploded perspective view of the call module same as the above. 同上のマイクロホン基板の構成を示す側面断面図である。It is side surface sectional drawing which shows the structure of a microphone substrate same as the above. 同上のベアチップの構成を示す側面断面図である。It is side surface sectional drawing which shows the structure of a bare chip same as the above. 同上のマイクロホン基板の構成を示す(a)簡略化した平面図、(b)簡略化した回路図である。It is the (a) simplified top view and (b) simplified circuit diagram which show the structure of a microphone substrate same as the above. 同上のインピーダンス変換回路の回路図である。It is a circuit diagram of an impedance conversion circuit same as the above. 同上の信号処理部の回路構成図である。It is a circuit block diagram of a signal processing part same as the above. (a)(b)同上の信号処理部の信号波形図である。(A) (b) It is a signal waveform diagram of a signal processing part same as the above. (a)(b)同上の信号処理部の信号波形図である。(A) (b) It is a signal waveform diagram of a signal processing part same as the above. (a)(b)同上の信号処理部の信号波形図である。(A) (b) It is a signal waveform diagram of a signal processing part same as the above. (a)〜(c)同上の信号処理部の信号波形図である。(A)-(c) It is a signal waveform diagram of the signal processing part same as the above. 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。It is a figure which shows the cancellation amount of the speaker sound by a signal processing part same as the above. 同上のマイクロホンの出力特性を示す図である。It is a figure which shows the output characteristic of a microphone same as the above. 同上のマイクロホン基板の別の構成を示す側面断面図である。It is side surface sectional drawing which shows another structure of a microphone substrate same as the above. 従来のエレクトレットコンデンサマイクロホンの概略構成を示す側面断面図である。It is side surface sectional drawing which shows schematic structure of the conventional electret condenser microphone.

A 通話装置
MJ 通話モジュール
A1 ハウジング
SP スピーカ
M1,M2 マイクロホン
10 音声処理部
A Calling device MJ Calling module A1 Housing SP Speaker M1, M2 Microphone 10 Audio processing unit

Claims (7)

外部から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第1,第2のマイクロホンと、前記第1,第2のマイクロホンが出力する各音声信号を信号処理して外部へ伝達する音声処理部とを設けたハウジングを備え、
前記第1のマイクロホンは、前記第2のマイクロホンより前記スピーカに近い位置に配置されて、前記音声処理部は、前記第1のマイクロホンが出力する音声信号を用いて、前記第2のマイクロホンが出力する音声信号から前記スピーカが発した音を低減させる処理を行い、
前記第1,第2のマイクロホンは、シリコン薄膜と電極との間にバイアス電圧を印加するシリコンマイクロホンでそれぞれが構成されて、同一基板上に実装され、
前記スピーカは、前記ハウジング内に配置されて、外部から伝達された音声情報を一方面側から出力し、前記スピーカの一方面側と前記ハウジングの内面とで囲まれた前気室を形成し、
この前気室を形成する前記ハウジングの外面に沿って前記基板を配置する
ことを特徴とする通話装置。
A speaker for outputting audio information transmitted from the outside, first, the second microphone, the first, each audio signal a second microphone output signal processing for outputting a sound signal by collecting a sound And a housing provided with a voice processing unit that transmits to the outside,
The first microphone, the are located closer to the speaker than the second microphone, the audio processing unit uses the audio signal the first microphone output and the second microphone output from the audio signal to perform processing for reducing the sound speaker uttered,
It said first, second microphones, respectively silicon microphone for applying a bias voltage between the silicon thin film and the electrodes are configured, are mounted on the same substrate,
The speaker is disposed in the housing, outputs audio information transmitted from the outside from one surface side, and forms a front air chamber surrounded by the one surface side of the speaker and the inner surface of the housing,
A communication device, wherein the substrate is disposed along an outer surface of the housing forming the front air chamber .
前記第1,第2のマイクロホンは、無指向性であることを特徴とする請求項1記載の通話装置。   The call device according to claim 1, wherein the first and second microphones are non-directional. 前記前気室を形成する前記ハウジングの面には、前記基板上に実装された前記第1のマイクロホンを挿通させる開口を設けることを特徴とする請求項1または2記載の通話装置。3. The communication device according to claim 1, wherein an opening through which the first microphone mounted on the substrate is inserted is provided on a surface of the housing forming the front air chamber. 前記前気室を形成する前記ハウジングの面には、前記基板上に実装された前記第2のマイクロホンを収納する凹部を設け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。4. The communication device according to claim 1, wherein a concave portion for accommodating the second microphone mounted on the substrate is provided on a surface of the housing forming the front air chamber. 5. 前記音声処理部は、前記第2のマイクロホンと同一のパッケージ内に収納され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。The call device according to any one of claims 1 to 4, wherein the voice processing unit is housed in the same package as the second microphone. 前記第1,第2のマイクロホンの感度差は3dB以内であ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。6. The communication device according to claim 1, wherein a sensitivity difference between the first and second microphones is within 3 dB. 前記第1,第2のマイクロホンの各出力は、前記音声処理部で増幅されることを特徴とする請求項1乃至6いずれか記載の通話装置。7. The communication device according to claim 1, wherein outputs of the first and second microphones are amplified by the voice processing unit.
JP2007144240A 2007-05-30 2007-05-30 Telephone device Expired - Fee Related JP4966098B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007144240A JP4966098B2 (en) 2007-05-30 2007-05-30 Telephone device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007144240A JP4966098B2 (en) 2007-05-30 2007-05-30 Telephone device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008301132A JP2008301132A (en) 2008-12-11
JP4966098B2 true JP4966098B2 (en) 2012-07-04

Family

ID=40174234

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007144240A Expired - Fee Related JP4966098B2 (en) 2007-05-30 2007-05-30 Telephone device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4966098B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015046743A (en) * 2013-08-28 2015-03-12 アイホン株式会社 Intercom system

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3226121B2 (en) * 1992-10-30 2001-11-05 ソニー株式会社 Intercom equipment
JPH08288998A (en) * 1995-02-15 1996-11-01 Matsushita Electric Works Ltd Hand-free talking device
JP3953375B2 (en) * 2002-07-08 2007-08-08 日本インターフォーン株式会社 Intercom device
JP4468280B2 (en) * 2005-10-07 2010-05-26 パナソニック株式会社 Microphone device
JP2007124306A (en) * 2005-10-28 2007-05-17 Sanyo Electric Co Ltd Information display device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2008301132A (en) 2008-12-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102934464B (en) Microphone unit and be provided with the acoustic input dephonoprojectoscope of this microphone unit
WO2010013602A1 (en) Differential microphone
JP6379239B2 (en) Speaker module for listening device and listening device
JP2008135864A (en) Speech communication device
JP4793207B2 (en) Microphone device and acoustic device
JP4966098B2 (en) Telephone device
JP2008301129A (en) Intercommunication device
JP3976079B1 (en) Telephone device
JP4853382B2 (en) Telephone device
JP4862611B2 (en) Telephone device
JP4976921B2 (en) Telephone device
JP4989372B2 (en) Telephone device
JP2009055483A (en) Intercom device
JP5511458B2 (en) Secondary sound pressure gradient close-talking microphone
JP3976075B2 (en) Intercom device
JP3976076B1 (en) Telephone device
JP2008301133A (en) Intercommunication device
JP3976078B1 (en) Telephone device
JP2008295000A (en) Talking device
JP4893644B2 (en) Telephone device
JP3976077B1 (en) Telephone device
JP2008135860A (en) Speech communication device
JP2008294995A (en) Talking device
JP2008294997A (en) Talking device
JP2008294999A (en) Speech unit

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20100125

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20101019

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110922

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20111004

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20111128

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20120112

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120306

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120330

R150 Certificate of patent (=grant) or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150406

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees