JPH02292999A - マイクロホン装置、スピーカー装置、及び拡声通話装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利川分野コ 本発明は、空間内の特定の目一点Ｖ１外からク）周辺雑
音低減効果を持つマイクロホン装百、空間内の特定の目
標点近傍以外ｌ＼の音饗漏洩低下効果を持つスピーカー
装置、それら２装置をＩＩＩスーハウリング防止の効果
を持つ拡声通話装置、及びそれらの装置の目標点を空間
内で移動するための装置に関する． ［　ｆｊ来の技術］ 拡がｊ電話やインタホン等のように、ハンＩ′セントを
使用せず、送話用マイク１７ポンと受話川スピーカーを
持つ拡声通コ、５装置においては、一般にハウリングの
問題が存在する． ずなわち、ｊＭ　ｊ＋％川マイクロホンと受話川スピー
カーが同時に作動する状態において、マイク１″＋ポン
どスピーカーの間のｒｆ饗結今によりループ回路が形成
され、ループゲインが１を越える周波数でハウリングを
生じるので，ちる。

｛，′Ｃ来、こうした通話装置では、一方の送話系が動
作中は他方の送話系を殖１１Ｊｉするかまたはその伝送
ゲインを低下させる、いわゆるプッシュブル１・−ク方
式（またはハウリングサブレノサ方式）が知られている
． ［発明が解決しようとする課題コ しかし、この方式では双方向の同時拡声ｊｆｆｉ話は本
質的に不可能であり、ｊｆｆｌ話の円滑性を欠く可能性
があるなどの不都合な点があった． また、このいわゆるプノシュブルトーク方式を含む従来
の拡声通話装置においては、一般に、ハンドセソトを有
する通常の電話ｌｌｌ！等に比べて　マイクロホン及び
スピーカーと、使用者グ）口及び耳との距離が大きいた
め、次の（イ）（口）の問題点らあった。

（イ）マイクロホンの感度を上げる・ビ・要が生じるた
めに、マイクロホンは周囲の准音を拾いやすくなる。

（口）スピーカーの音量を上げる・ビ・要が生じ、その
音は使用者以外の周囲に対して騒音となる恐れが！》る
９　まな、通話内容分池に聞かれやすい。

これらのために、拡声通話装刀をオフィス等のように使
用者以外の入ｍ１の多い所や、周囲の騒音の大きい所で
使用するのは難しがった．本発明は、これらの問題に鑑
み、マイクロホシにおいては空間内の目標点（主に使用
者の頭部）からの音声に対する感度のみを相対的に増大
することによって上記（イ）の課題を解決し、また、ス
ピーカーにおいては目標点における音圧のみを相対的に
増大することによって上記（口）の課題を解決し、また
これら両者によってハウリングをも防止することを目的
とする。また、この発明が機能するためには、上記の目
標点を常に使用者の頭部に合わせておかねばならない．
したがって、本発明は、さらに必饗に応じて目標点を使
用者の意志によって空間内で自在に移動させることをも
目的とする． ［課題を解決するための手段コ 本発明の特性から、本発明の装置１白で複数の使用者が
それぞれ別個の回線を使用して通話することが可能とな
る．以下、この回線及び使用者の数をｍ（ｍ≧１）とす
る． まず、上記（イ）の課題を解決する手段を説明する． 第２図は、本発明を横成する装置のうち、マイクロホン
装置の構成を示すブロック図である．１−１，　　ｌ−
２，・・・，１−ｎのｎ個（ｎ≧２）のマイクロホンユ
ニットは、空間内に一定の配置で設置されている．マイ
クロホンユニット１−ｉ（１≦ｉ≦０）にはｍｌｌｌｌ
の遅延ＷＳ２ｉ−１．２＋−２，　−，　　２−ｉ−ｍ
が接続されている．空間内のｍ個の目標点を４−１．　
　４−２，　　・・．４ｍとする．音波は、各マイクロ
ホンユニットＩＳ＜１≦ｉ≦ｎ）で電気信号に変換され
る．次に、この信号は各遅延器２−ｉ−Ｊで時間シ１，
たけ遅延させられる．ただし、Ｌｌｊ＝ＴｍａｘＪ−Ｔ
．Ｊとし、ＴＩＪは音波が目標点４−Ｊがらマイクロホ
ンユニット１−ｉまで到達するのに要する時間であり、
Ｔｍａｘ４はＴ，，，Ｔ２，，　　・．，Ｔｎｊのうち
の全て、あるいは殆どより長い、ある一定の長さの時間
である．ただし、Ｔ＠ａｘＩ＜Ｔｔ．＋ならばｔＩＪ＝
Ｑ：ｌとする．Ｔ．ｊ〜ＴｎＪ、したがってｔｌ，〜ｔ
，，Ｊは、目標点４ｊ及びマイクロホンユニットｌ．−
１．１−２１−ｎの空間内での位置、及びその池の音響
環境によって定まる．遅延８２−１−．ｊ＋　　２−２
一ｊ，・・・．２−ｎ−ｊを出た信号は、加算器３ｊに
よって加算され、１つの信号にされた後に出力される． 次に、上記（口）の問題点を解決する手段を説明する． 第３図は、本発明を楕成する装置のうち、スピーカー装
置の構成を示すブロック図である．空間内のｍ個の目標
点を９−１．　　９−２．　　・．９−ｍとする． ８−１．　８−２，　　・，８−ｎのｎ個（ｎ≧２）の
スピーカーユニソトは、空間内に一定の配置で設置され
ている．ｍ個の入力端子５−１．　　５−２．５　−　
ｍのうち、入力端子’５−ｊ（１≦ｊ≦ｍ）に入力され
た入力信号は、ｎ個の信号に分けられて、『一個の遅延
器６−１−ｊ．　　６−２−Ｊ６−ｎ−ｊに入る．′ｎ
延器６−ｉ−ｊ（１≦ｉ≦ｎ）に入った信号は、時間ｔ
ｉｊだけ遅延させられる．ただし　ｊＩ３＝Ｔａａｘｉ
　　Ｔｔｊ．　Ｔｉｊは音波がスピーカーユニノト８−
１から目標点９−ｊまて゛到達するのに要する時間、Ｔ
　ｍａｘＪはそれらＴ，，，Ｔ２，．・・，ＴｎＪのう
ちの全てあるいは殆どより艮い、ある一定の長さの時間
である．ただし、もしＴ園ａｘ；＜ＴＨ４ならばｔｌｊ
＝■とする．これらは、マイクロホンユニットがスピー
カーユニ・ノトにかわり，音波の進む方向が逆になった
だけで、上記マイクロホン装置におけるし，，、ＴＩ，
、Ｔ　ｍａｘ４と同主旨であるので、同じ記号を使用す
る。したがって、マイクロホン装置と同様に、Ｔ１，〜
Ｔ　Ｉ１４、したがってｔｌＪ〜ｔｎｊは、目４点９−
」及びスピーカーユニノト８−１．８〜２，，８　　ｎ
の空１ｍ内での位置、及びその他のｆｆ　ｅ　）Ｍ境に
よって定まる．遅延器６−ｉ　ｊ（１≦１≦１１）を出
た｛３号は、加算器７〜ｌに印加される。７−ｉには、
》５巴延２６６−ｉ−１．６−ｉ−２．，６〜ｉ−ｍか
らの信号が印加され、加算されて、スビ一カユニットＦ
３−Ｌに出力され、そこで音波に変換される． 以上において、マイクロホンユニットの数とスピーカー
ユニットの数をどちらもｎとしたが、これは各々の装置
においてユニットが一定涸数ずつあることを示すもので
あって、両者を結合して１・タ用するとき、必ずしも両
行の数が一致すべきことを示すものではない．むしろ、
両ＩＡＷにおけるユニットの個数のＲＩＭ値は一最には
異なるものであって、それぞれの個数を最適にすること
が望ましい．（ｉ＆適値は、それぞれの装置に対して要
求される性能とコストその他の関係によって決定される
であろう．） 次に、上記のマイクロホン装置及びスピーカー装置にお
ける各遅延器の遅延時間の組（ｔ；ｊ）を決定する手段
について述べる． ｔ１，｝、ぼって各回線ごとの目標点は、らちるん予め
決定して固定しておくこともできる。使用者があまり移
動しないと葭定できる場合、あるいはある位置に居る者
のみを使用者に原定する場合には、そうすればよい．ま
た、複数の目標点の組に対して，予め遅延時間の組　（
ｔＨｄｋを各ｋに対して求めておき、必要に応じてｊご
とに一つのｋをＩ茸んでＩｔｚ）ｈ　を遅延時間とする
ことによって、目標点を切り替えて使用することらでき
る．さらに進んで、使用中に目櫟点を自由に移動させる
ことも、遅延時間を変化させることによって可能となる
．例えば、マイクロブロセソサ等で計算して変化させる
ことができる．ここで、目標点を変化？せる場合に、使
用者の吉志をこの遅延時間の組にいかにして変換するか
という問題が生じる。以下に、その問題の解決手段を述
べる． 上記の関１系ｔ　ｌＪ＝　ＴｍａｘＪ−　Ｔ■４より、
ｔＩＪｆ！：決定するにはＴＩＪを決定すればよい。　
また、Ｔｉａｘ４の仔息性から、実際にはＴ＋Ｊの各ユ
ニット間に於ける差がわかればよい，Ｔｉ，は、音波が
目漂点と各ユニノトの間を伝播するのに要する時間であ
るから、リアルタイムで空間内を移動する目標点に関し
てＴｉＪを求めるには、ときどき実際に音波を１云播さ
せて時間を測定すればよい， 本発明は、目標点から発せられる音信号が各ユニットに
”ＩＩ達するのに要する時間またはその時間の各ユニノ
ト間に方令（する相対的な鎮を、目標ノ−４と各ユニッ
トの間に音信号を実際に伝播させて　音信号中に現れる
特定のＮ間的特徴に注目することによって測定し、これ
から遅延時間を決定する。

ここでいう音｛８号中の瞬間的特徴とは、１８号の時系
列上、その点より過去の部分からの情報のみから他の部
分と区別できる瞬間のことである。具体例を挙げれば、
インパルスは号、パルス信号の立ち上がり、Ｊ）る音素
を認識するとインパルス信号を出す音声認識装置がイン
パルスを出す瞬間の部分，等を傘げることができる．ま
た、より一最に、リアルタイムで動作する、音信号を入
力とする装置で、入力信号列の特定の部分が入力された
ｖＲ間にインパルス信号を出力し、またその「特定の部
分」が同じ信号列については一意的に決まっていろよう
な装置がインパルス信号を出すｔｌｆｔ’ｊｌの部分は
、みなここでいう瞬間的特徴ということができる。

音（Ｓ号を目標へと各ユニノ１−の間に伝播させるには
２つグ）向きがあり、また　各ユニノト別々にするか全
ユニット一度に測定するかのどちらも考えられる． 以下では、音波を目標点からユニットへ向かう向きに伝
購させ、全ユニノトの遅延時間分一度に決定する装置に
ついて説明する． 第４［２は、遅延時間決定器のブロック図である．１０
　−　１　．　　１０−２．　　・・．　　１０　−　
ｎは，遅延時ロを決定しようとする装万の各ユニット（
マイクロホンユニット支び／またはスピーカーユニット
）の近傍にそれぞれ設置されたマイクロホンユニｙ　＋
・である．これらは、普通の可聴周波数用のマイクロホ
ンに限らず、超音波用マイクロホン等　一最に音波を電
気信号に′Ｒ換する素子念表し、上記マイクロホン装置
のマイクロホンユニットと区別するために、以下では受
波ユニットと呼ぶ．遅延時間を決定しようとする装置の
各ユニノトと、その近隋に設置する受波ユニノトとの位
置関１系は、全てのユニットの組について等しくするこ
とが望ましい。

ｍｌｌｌの目標点を＋６−１．　　１６−２．　　−，
　　１６−ｍとする．目標点１６−ｊからは、特定のＰ
ｌ間的特徴１３ｊを含む音波信号が放射されているとす
る．ｗ４間的特ｔｎｌ３−ｊは、ｊごとに異なるものと
する．受波ユニノｌｌｏ−ｉには、信号識別器１１−１
が接続される．（３号識別３１１−ｉは、信号中に特定
の瞬間的特徴＋３−ｊ（１≦ｊ≦ｍ）を識別すると、制
…信号＋４−Ｌ−ｊを計時器１２に出力する．計時器１
２は、制御信号＋４−ｉ　−　ｊの入った時刻から、あ
る時刻、ただし、その時刻には［４−ＩＪ，　　＋４−
２−Ｊ，　　−．　　１４−ｎ−ｊ　ｌのうち全てある
いは殆どのものが入っている時刻までの時間を測定し、
その時間を表す遅延時間制｛１信号１５−ｉ−ｊを出力
する． この遅延時間決定器を上記マイクロホン装置に装ｔｎす
るには、各受渡ユニットｔｏ　−　ｉをマイクロホンユ
ニットｌ−ｉの近傍にそれぞれ設置し、計時２：ｌ２の
遅延時間制御信号＋５　−　ｉ　−　Ｊを遅延２；２１
−ノに送り、その遅延器の遅延時間をその信号にしたが
って変えるようにする。スピーカー装置に用いる場合も
同櫟である．第１図は、ｍ＝１の場なの、本発明による
通話装置のブロノク図である。ｍ＝１なので、回線の番
号は省略してある。

（例えば２−１は２−ｉ−］を芭味する。）本発明では
音声信号の位相の操作《遅延）のみに言及しているが、
その池の信号操１ヤ（振幅の増幅等）を妨げるものでは
ない．ｒ＠えば、１・ランスバーサルフィルタ（ＦＩＲ
フィルタ等）を本発明の遅延器に代えて用い　より細か
い信号娼理をすることもできるが，目標点と各ユニノト
の間のインパルス応答の主要部に注目すれは、このよう
な操ＩＰをする装置は木質的に本発明の横成を含んでい
ることをここに特に指摘しておく． ［作用］ マイクロホン装置の作用を説明ずる。目け屯．工」（】
≦ｊ≦ｒロ）と出た￥ｔ波は、時間’Ｆｉｊ分かけてマ
イクロホンユニットｌ−ｉ（１≦１≦「１）にｆ１１達
し　遅延器２　　＋　　ｊで時間しｉ　ｊ　”−「ｌｉ
ｌＸ，Ｔ　ｉ　ｉだけ遅延された後、加ｉ器３−」に入
る。

よって、（電気信号の伝達時間及び回路の動作時間を無
視すれば）目標点−１−」を出た１．４号は、時Ｉｎ　
Ｔ　；　Ｊ＋　ｔ　市＝Ｔ　ｍａｘＮ！ｔ、すなわち１
に｛Ｉｚらず一定の時間陵に加算２：３ｊにｊｌ達する
。そのため加算器に入る信号の位相はすべて揃っている
ので・、４−Ｊからの信号は、振幅が各入力のヱ均のｒ
ｌ　ｆ：１になって加＊　＞％から出力される．一方　
−１−」以外の点から出た信号が各マイクロホンユニッ
ト及び／ｊ！延器を通って加算器３−」に到達するのに
要する時間は、一最に経路によって違うので、各経路か
らの信号が加′Ｒ．器で互いに弱め会う傾向が強くなる
。よって、この加算２３　３　−　ｊの出力は、目｛票
点４−」にｔ．ｌする感度が、他の点に対する感度に比
べて強められる．この効果は０が大きいほどＬ￥１著に
なる． つぎに、スピーカー装置の作用について説明する。入力
５−ｊ　（１≦ｊ≦ｍ）に入った信号は、それに接続さ
れたｎ個の遅延器６−ｉ−ｊ（ｉ＝１．　　２，　　−
．　　ｒ−）に分けられて入力され，遅延器６ｊｊで時
間Ｊ３−Ｔｍａｘ４−ＴＨｉだけ遅延される。遅延器６
−ｉ−Ｊを出た信号は、加算器７１でｊの違う系からの
信号と重ね合わされ、スピーカーユニット８−ｉで音波
に変換され、時間ＴＩＪの後に目標点９−ｊに到達する
。よって，入力端子５−Ｊに入った信号は、どのスピー
カー３通ったかによらず入力されてから時間Ｔ　ｉ４　
＋ｊ　ｉｊ＝ＴａａｘＪの後に目標点９−ｊに到達する
．つまりこの点では入力端子５−ｊに由来する信号の位
相は揃っている．したがって、その信号の振幅は干渉に
よって各スピーカーユニｌトからの信号の振幅の平均の
ｎ　Ｉｉｌｉになる。一方、目標点９−ｊ以外の点では
、各スピーカーからの信号の位相が多少ともずれている
ので，干渉によって、入力端子５」に山来する信号の音
江は相対的に弱められる５つまり、目標点９−ｊに於け
るこの信号の振幅は池の点に比べて相対的に大きくなる
。この効東もｎが大きいほど閉著になる．系全体が線形
であるので、以上の説明は、Ｊについての重ね合わせに
よって各」について成り立つ． また、このマイクロホン装置とスピーカー装置を用いて
（上記目標ａ４−ｊ及び９−」をｊ番目の使用者の頭部
として）拡声通話装置を購成すれば、上に説明した両装
置の特徴により、スピーカー装置から出た音声に対する
マイクロホン装置の感度が小さいため、従来のマイクロ
ホン及びスピーカーを用いた場合に比べて、ハウリング
マージンが向上する． 次に、上に説明した遅延時間決定器を上記マイクロホン
装置及び／またはスピーカー装置に装備したときの作用
について説明する．目標点１６−ｊ（１≦ｊ≦ｎ）から
、上記の特定の瞬間的持ｆｆｌｌ３−ｊが時刻ＰＪに発
せられたとする．すると、時刻　ＰＪ＋Ｔ．Ｊに信号識
別器１１−ｉが瞬間的持ｍｌ３ｊを識別し、制御信号１
４　−　ｉ　−　ｊを計時器ｌ２に送る．時刻　ＰＪ＋
ＴｍａｘＪまでにはＩ　１４−１　−　ｊ＋４−２−」
．　　・・．　　１４−ローノ｝のうち全て、あるいは
殆どが計時器ｌ２に入っている．ただし、ここでＴ　Ｉ
Ｉａｘｉはｔ　Ｔ　＋ｊ＋　　Ｔ　２１，Ｔ　ｎｊ　ｌ
のうちの全てあるいは殆どより艮い、ある一定の長さの
時問である．計時器１２は、各制レ１信号＋４−ｉ−ｊ
の入った時刻（Ｐｊ＋Ｔ＋ｊ）から，時刻　Ｐｉ＋Ｔ＋
ａａｘＪまでの時間（Ｐ　ｓ＋　Ｔ　ｍａｘｊ）一（Ｐ
　ｊ　＋　Ｔ　＋ｊ）＝　Ｔ　ｍａｘｊＴ．を測定し，
その時間を表す遅延時間制御信号１５−ｉ−ｊをマイク
ロホン装置及び／またはスピーカー装置の遅延器（２−
ｉ−ｊ及び／または６１−」）に送る．すると、１５　
−　ｉ−ノの表す時間は、そのｒ：Ｊ標点（４〜ノ及び
／′または９〜Ｊ）を遅延時間決定器の目標点（＋６−
ｊ）とした場合に使われるべき、マイクロホン装置及び
／またはスピーカー装置のための遅延時間し，』となる
。したがって、瞬間的特徴１３−」が受信される度に、
マイクロホン装置及び／またはスピーカー装置のｊ番目
の回線の目漂点が１６−ｊになるように修正される． ［実施例］ 以下、本発明のいくつかの実施例について説明する．各
実施例の構成要素のうち、ここまでの説明中に対応する
構成要素のあるものについては，同じ符号を使用した． （実施例１》 第５１１は、本発明の拡声通話装置の一実施例のブロッ
ク図である．本実施例は、遅延時間決定２；の受波ユニ
ット１０−ｉをマイクロホンユニット１１と共用し、会
話音声中の特定の音素に注目して遅延時間を決定するこ
と３特徴とし、全体をデジタル信号処理装置で横成した
．また、回線及び使用者の数ｍは１である．よって、回
線の区別をする番号は省略する．（例疋ば２−ｉは２−
ｉ１を、Ｔ五はＴｌｌを意味する．） マイクロホンユニットｌ−ｉとスピーカーユニット８　
　ｉ　　（ｉ＝１．．　　２，　　−，　　ｒ＋）は、
１−ｉと８〜ｌの位置関係がｉに依らず同じになるよう
に配置する。例えば、各スピーカーユニット８−ｉをマ
イクロホンユニット１−ｉの１０ｃ　ｍ上方にそれぞれ
設置するようにすれば、以下に説明するようにマイクロ
ホン及びスピーカーの両ＳＡテは同じノｔ１延”Ｉ？ｍ
ｌ　＊陸うため、平行移動に関する明らかな不変性から
、近似的にスピーカー装置の目標点はマイクロホン装置
の目標点のｌＯｃｍ上方になる．これは、人間の口と耳
の位置関係からして、例えば上下が逆の場合よりも拡声
通話装πに適する配置であろう． マイクロホン装置及び遅延時間決定ｔから説明する．使
用者の音声は、］−１．　　１−２　　・　１ｎのマイ
クロホンユニットに到達すると、電気信号に変えられる
．マイクロホンユニット１の出力信号は、ついでＡ　，
／　Ｄ変ＩＡ器１７−ｉでＡ／Ｄ２換され、２つに分け
られて遅延器２−１及び信号識別器１１−ｉに送られる
． 信号識別器ｌｌ　　ｉは、入力信号中に、ある特定の（
１に依らず一定の）音素を探す音声認識装置である．音
素は、例えば、か行の音によまれる「ｋ」の音や、さ行
の音に含まれる「Ｓ」の盲のように、会話中に連続的で
なく、しかし十分多く現れるしのを選ぶ．これらは、音
声認′Ａ装置で八別することができる．通常の会話中に
は、これらの音素はＩＩ／１えば０．１秒以下の間隔で
現れることはほとんどない．そこで、音素の間隔の下■
をＴａと仮定する．信号識別）ｉｌｌ−ｉは、その音素
を；な別した瞬間に制御信号１４−１をカウンター１８
−１に送る．　１８−１．　　１８−２，　　・・・，
　　ｌ　８　　ｒ＋は時間の計１定をすることのできる
カウンターで，ｆ工号Ａ５別器からの入力のほかに、カ
ウンター制…装置１つに対して制閃信号の入力と出力を
持っている。カウンター＋ａ−ｔの状態は受信状態と待
機状態に分かれる．はじめ受信状態にあるとする。受信
状態で信号二１別器から制ｉ！Ｉ信号１４−ｉを受け取
ると、カウンター１８−ｉは、制御信号２０−１をカウ
ンター制ｔｌ１装置１９に送ると同時に、時間のカウン
トを開始する．カウンターｉ１ＸＩ　ｌｊｌ装置１９は
、カウンターの同れかから制御信号２０−１の最初のも
のを受け取ると時間のカウントを開始し、ある時Ｉｎ　
′ｒ　ｂの経過の後にカウンターＩＩＩ　　１．　　１
８　−　２，　−．　　１８　−　ｎの全てにカウント
終了信号を送る．各カウンター１８−１は、カウント終
了信号を受け取るとカウントを終了しカウンｌ−　Ｍ、
すなわち制ｌｌ′ｌｌ信号１４−ｉ５Ｊ３の時点からカ
ウント終了信号受信の時点までの時間を表す遅延時間制
田信号１５−ｉを、遅延器２−ｉ及び６−ｉに送り、同
時に待機状信に入る．カウント終了信号を受け取る時点
までに制御信号１４−１を受け取っていないカウンター
＋８−１は、遅延器２鳥及び６−ｉに、無限大の遅延分
表す遅延時問制御信号、すなわち遮断信月を送る．遮断
信号を受けた遅延装置は、有限の時間を表す遅延時間制
御信号が入るまで出力を４１１１ｉする，カウンター制
ｍ装置ｌ９は、カウント終了信号を送った後再び時間の
カウントを開始し、時間Ｔｃの経過後にｎ個のカウンタ
ー全てにリセ／ト信号を送る．待機状態のカウンター１
８−１は、信号識別器１１−ｉからの信号１４−１を無
視し，カウンター制御装置ｌ９からのリセノト信号によ
って受信状聾に腹局する９この実施例て゛は、カウンタ
ー＋８−１．　　１８−２．１８−ｎにカウンター制御
装１１９を合わせた部分が、上記［課題を解決するため
の千段〕の項で説明した計峙器１２に相当する．受信時
間を限り、その後一定時間信号を蝉視するのは、何らか
の原因によりｆ！信号がすべての受渡ユニノトに到達し
ない場合を考｛８して，ある時点で信号受１エを締め切
り、遅延すべき時間を決定、出力し、それ以後に受渡ユ
ニノトに到達した信号を無視するので夕》る．そのため
に、Ｔａ，Ｔｂ、及びＴｃは、Ｔｂは目標点から出た音
波がほとんどの受渡ユニットにｆ’ｌ達するのに十分な
だけ長く、Ｔｂト′「ｃはＴａより可いようにする．ｒ
ｆＡＬば、ユニノトと目標点の距離が数メートルならば
、Ｔｂは０．０１秒程度とすることができるから、この
関係は十分実現可能である。

一方、２−１はデジタル遅延器で、遅延時間制御信号１
５−ｉに従ってＡ／Ｄ′Ｒ換器ｌ７　−　ｉからの信号
を遅延させ、加算器３に出力する．遅延器２１．　　２
　　２．　−．　　２−ｎからの信号は加算器３で加算
された１礎、Ｄ／Ａ変喚器２１でアナログ行声１３号に
変Ｌられ、本機の出力として通話の相手方へ送られる．
このとき使用者の声は、どのマイクロポンユニノトを通
ったかに関わらず同時に加算；一３にシ１達するため、
各経路からの信号が干渉して互いに強め合い、結果とし
てこのマイクロホン９ｉ置の使用ｎの声に対する感度は
、池の点からのａ声に対する感度より良くなる。

つぎに、スピーカー装置について説明する。人力信号、
すなわち通話の相手方からの音声信づは、入力５から入
ると、Ａ　／　Ｄ　′ＲＰＡ器２２でデジタル化され、
ｎ個の信号に分けられて６−１．　　６−２．６−［一
の遅延器に入る．遅延器６−ｉ（ｉ＝１．　　２．　−
．　　ｎ）はデジタル遅延器で、遅延時間制一信号１５
−１に従ってデジタル音声信号を遅延させた後に、それ
をＤ／Ａ変ＩＡ器２３−ｌに送る．信号はＤ／Ａ変換器
２３−ｉでアナログ信号とされ、スピーカーユニット８
−１から音声となって出力される．スピーカーユニ／｝
８−１．　　８−２，８−１１から出力された音波は、
ある時間をかけて快川者の頭部にダリ達ずるが　｛エ号
が入力５に入ってからそこに到達するまでの時間は、通
ってきたスピーカーユニットによらず一定である．よっ
て、干渉により、使用者の頭部付近でのｒｆ圧は、同じ
信号が多少とし異なる時刻に到達する池のへよりも相対
的に太き・くなる。

（実施例２） 上に説明した実施例１は、近くで使用者以外の人の声が
すると目標点をそちらにしてしまうという誤動作３起こ
す恐れが！）るため、あまり周囲に人の多い部屋では使
うことができない．例えばオフィスのような、他の人の
たくさんいる部屋で本発明の通話装置を使用するために
は、装置に、誰が使用者であるかの情報を与疋なけれは
ならない。

実施例１でも、信号識別器１１−　ｉが、単に４？〕る
音素を識別するだけでなく、特定の涸大の声を３別でき
るようにすれば、その人の声の発せられるところを目標
点とすることがて゛き、オフィス等でも陵用が可能にな
る． 一方また、次のような方法もある． 以下、本発明の実施例２として、使用者が超音波発信器
を持ち、それから発せられる信号によって目標点を決め
る方式のものを説明する．本実施例の音声信号系、つま
りスピーカーユニット８−ｉ、マイクロホンユニット１
−ｉ．遅延器２−１及び５−ｉ、加算器３、Ａ／Ｄまた
はＤ／Ａ変換２利１７−１、２３−１、２１、及び２２
は、みな実施例１と同じであるので重複説明を省略する
．また、以下の説明に現れる各４の時間、時刻も、上記
の説明と同じ意味を持つものである．実施例１との主な
違いは、遅延時間決定器を超音波を使う方式にした点に
ある．本実施例の通話装置を決うときには、使用者は、
適当に符号化された超音波信号を一定の時間間隔で出す
発信器２４を持つ．現在では，このような発信器は非常
に小さく作ることが可能であるので、バッジ状にして衣
服に止めるなどして、使用者の頭部付近にこの発信器２
４を設置する。本体の側は、スピーカーユニノト８ｌ及
び／またはマイクロホンユニット１−１と、受渡ユニッ
ト１０−ｌが、各１ごとに同じ位置関係になるように配
置する．この位置関係をうまく設定することによって、
発信器の位置を必ずしも目標点と同一にしないで済む．
例えば、発信器２４を使用者の胸につけるようにするの
ならば、受渡ユニットのみを同じｊのスピーカーユニッ
ト及び／またはマイクロホンユニットより数１０ｃ　ｍ
下に配置するようにする．すると、通話装置の目標点は
近県的に発信器の数１０ｃｍ上方．すなわち使用者の頭
部付近となる． 本実緒例の計時器ｌ２の状態は、大きく受信状態と待機
状態に分顛される．受信状態の動作から説明する．以下
、第１図をｔｑしながら読まれたい．発信器から出た音
波が最初にＩＩ＋達する受渡ユニノト、すなわち発信器
に最も近い受渡ユニットを１０ｋ（１≦ｋ≦ｎ）とし、
瞬間的ｎ徴すなわち上記の超音波信号が時刻Ｐに発信器
から発せられたとする．すると、時刻Ｐ＋Ｔ，に信号識
別器１１ｋが最初にその部分を諏別し，制０１信号１４
−　ｋ＝計時器ｌ２に送る．ここで、Ｔ；（ｉ＝１．２
ｎ》は、音波が目標点から受波ユニット１０−ｉにダリ
達するのに要する時間である．計時器１２は、制１．１
信号１４−ｋを受け取ると計時を開始する．その後、各
１（１≦ｉ≦ロ）について、時刻Ｐ＋Ｔｉに１３号シ，
洩別２Ｓｌ１　　ｉが超音波信号ご識別し、υ１ｍ信号
１４−ｉを計時器ｌ２に送る．計時器１２は、各制ｌ３
ｆ信号１４　−　ｉ　ｆ受け取った１ｌ間から、最υノ
の信号１４−ｋを受けてから一定の時間Ｔｂｆ＆の時刻
（Ｐ＋Ｔｋ會Ｔｂ）　ｉでの時間（　ｐ　＋Ｔｋ＋Ｔｂ
）　−　（　Ｐ十Ｔｉ）＝Ｔｋ＋Ｔｂ−Ｔｉｔｆ計測し
、この時間を表す信号１５−ｉ’ｒ、直ちにマイクロホ
ン装π及び／またはスピーカー装置の遅延器２−１及び
／または６−１に送る．この時点までに制御信号１４を
受け取っていないｌについては、遅延器に、無限大の遅
延を表す遅延時間制■信号，すなわち遮断信号を送る．
遮断信号を受けた遅延装置は、有限の時間を衣す遅延時
間制御信号が入るまで出力を遮断する．遅延時間制一信
号を出力した後、計峙２：１２は直ちに待磯状懇に入り
、一定時閉Ｔｃのあいだ入力信号を無視する。その後に
計時器１２は？び受信状態に戻る，　　ＴＩＩａｘ＝Ｔ
ｋ−１−Ｔｂと考えれば、各１５−１のｋす時間Ｔ　ｋ
十Ｔ　ｂ　　Ｔ　ｉ　は、時刻Ｐ＋Ｔｋ→Ｔｂまでに＃
＃間的特徴が受波ユニノｌ■Ｉｏｌにｔｌ＋達しなかっ
た少数のｉｔ！−除いて、まさに陛用斉の頭部をげ標点
とした場合に使われるべきマイクロホン装万及び／また
はスピーカー装：ｎのための遅延時間ｔ１となり、マイ
クロホン装置及びスピーカー装置の目標点が修正される
，このような計時２；１２は、デジタル回詫で容易に横
成することができる。また、マイクロプロセッサを用い
て、上に説明した動１ヤをプログラムすることもて・き
る． 本例では、受波ユニソト１０−　ｉ　ｔ！−超音波マイ
クロホンとし、発信器２４から発せられるＬｉΔ波信号
を各１０−ｉで受信することによって遅延時間を決定す
るため、信号識別器１１−ｉは比較的節単な信号受信回
路でよく、低コスト１ヒと、より確実な動雫が期待され
る．また、池の人の多い部屋でも１吏用できる． 《実施四３） 本発明では、複数のマイクロホンまたはスピーカーユニ
ソト、遅延器、信号識別器等を使用するが、本発明の特
徴とするところの周辺ｆｉ音低減、周囲への音響漏洩低
下、及びハウリング防止の効果は、ユニノトの数ロが多
いはど屈著となる．つまり、ある程度の性能を達成する
ためには多数のユニツ１・と遅延器、信号識別器等が必
要である．しかし、多数のそれらを使用すると、それだ
けコストがかかる．遅延器や信号識別器、計時器のよう
な電子回Ｉ＆は、集積化等によってコストを下げること
も比較的容易であるが、マイクロホン、スピーカーユニ
ノトはそれが比較的困難である．また、オフィス等同一
室内で多数の本発明の通話装置を使用する時には、マイ
クロホン、スピーカーユニットの数が多数になると、場
所をとって不便である． 本発明では、同一室内で多数の回線を使うときには、以
上の説明に用いた回線数ｍを増やすだけで、複数の回線
について、それぞれ独立に通話することができる．言葉
を代えれば、複数のｍ＝１装置を使うに際し、マイクロ
ホン、スピーカー及び受波のユニｙトを共用できるとい
うことである．これは、システムの線形性を利用した本
発明の優れた特性である． 以下、実施ｒｓ３について説明する． 実施例２の通見装置のｍを大きくして、ユニットを部屋
の天井全面にわたって配置する。在室者で通話をする可
能性のある者は、発信器を例えば衣服につけていて、通
話の必要が生じたら発信器のスイッチを入れる．発信器
ごとに符号化の仕方は異なるようにしておき、通話装置
はこれら発信２一から発せられる特定の符号１ヒをされ
た超音践信号によって起動し、異なる符号毎に回線を割
り当てる．こうすることにより、複数の使用者がそれぞ
れ室内を移動しながらそれぞれ別個の回線で通話をする
ことができる．また、同一の室内にいる者どうしで会話
することも可能である。

［発明の効果］ 以上のような構成により、本発明は以下のような効果を
奏する． ａ）　マイクロホン装置は、複数のマイクロホンユニッ
トで音声を受信し、空間内の特定の目標点からの信号の
位相が揃うようにユニット毎に遅延してから加算するこ
とにより、目標点に対する感度を池の点に対する感度よ
り相対的に良くすることができる． ｂ）　スピーカー装置は、空間内の特定の目じ点で信号
の位相が揃うように複数のスピーカーユニットへの信号
をユニット毎に遅延することにより、目標点に於ける音
圧を他の点に於ける音江より相対的に大きくすることが
できる． Ｃ）　これらのマイクロホン及びスピーカー装五を装備
した拡声通話装置は、上記した各装置の性質により，周
囲の惟音を拾いに《く、周囲に対して騒音となりにくく
、また，通話内容を池に聞かれにくい．また、スピーカ
ー装置から出た信号に対するマイクロホン装置の感度が
小さいため、従来のマイクロホン及びスピーカーを用い
た場合に比べて、ハウリングマージンが向上する．ｄ）
　　ｉ！！延時間決定器で、目標点と各ユニノ１・との
［ｍを音波が伝播するのに要する時間、またはその時間
の各ユニノト間に於ける差を、目け点と各ユニソト近１
力との間に実際に（云播ナる音１言号によって測定し、
これから遅延時間を決定することにより、マイクロホン
装置またはスピーカー装置または拡声通話装置の目標改
をリアルタイムで移動させることが可能である． ｅ》　特に音声認識装宜をｆ・ξ用した遅延時間ｔと定
２；により、常に目標点を便用者の頭部に合わせること
ができる． ｆ）　音声信号系の線形性より、ｆｆｌ≧２とすること
により、複数の峡用者が、室内を移動しながらそれぞれ
別涸に通話をすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１（２ｌは、本発明の通話装置で、ｄ延時間決定器を
装備し、ｍ＝１であるものの構成を示すプロ・／ク図．
第２［２Ｉ、第３図、第４図は、それぞれ本発明のマイ
クロホン装置、スピーカー装置、遅延時間決定器の楕成
を示すブロック図．第５Ｉ２ｌは、本発明の一実施例の
ブロノク図である。 ］−１．　　１−２．・・・，１一　　マイクロホンユ
ニット，　　２−ｉ，　　２−ｉ−ｊ　　（ｉ＝１．　
　２ｒ＋；　ｊ　＝１．　　２，　　−，　　ｍ）　　
遅延器．　　３．　　３−１．３−２．　−．　　３−
ｍ：加算器．　　５．　　５−１．　　５２，・，５−
１ｎ：入力端子，６−ｉｔ　　６−ｉ−ｊ（ｉ＝１，　
　２，　　−，　　ｎ；　　ｊ＝１．　　２，　　−，
　　ｍ）遅延器。７−１．　　７−２，　　・・・，７
−ｏ・加算器．８−！．　　８−２，　　−．　　８−
ｎ　　スピーカーユニット。１０−１．　　１０−２．
　　・・・・，　１０−　　　受波ユニ７ト．１１　−
　１．　　１１　−　２．　　−．　　ＩＩ　−　ｎ　
：信号工別器．　　１２計時：；。１４−ｉ，　　１４
−ｉ−ｊ　（ｉ＝１．　　２，・・ｎ：　　ｊ＝１．２
，−．ｍ）：　制御信号．１５−ｉ１５−ｉ−ｊ　　（
ｉ＝１．　　２，　　　　，　　ｎ　１　ｊ＝１．　　
２ｍ）　遅延時間制御信号。１７−　１．　　１７−　
２１７−ｎ：Ａ／Ｄ変換器．　１８−１，　ＩＬ−２．
１８−ｎ　　カウンター．１９　　カウンター制御装置
．２０−　１　．　　２０−　２，　　・・，２〇一　
　制御信号。２１Ｄ／Ａ変換２ル。２２，Ａ／Ｄ変換器
．　２３−　１．　２３−　２．２３　’−　ｎ　：　
　Ｄ　／　Ａ　ｇ：換器．′Ｐ１訂出願人　石川　博 齋１ｇ

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. （１）空間内に配置されたｎ個（ｎ≧２）のマイクロホ
   ンユニット（１−１，１−２，・・・，１−ｎ）と、ｎ
   個の入力を持つｍ個（ｍ≧１）の加算器（３−１，３−
   ２，・・・，３−ｍ）と、上記ｎ個のマイクロホンユニ
   ットの１つ（１−ｉ）から入力信号を供給され、信号を
   特定の時間遅延させ、上記ｍ個の加算器の１つ（３−ｊ
   ）へ出力を印加する、計ｎｍ個の遅延器（２−ｉ−ｊ；
   ｉ＝１，２，・・・，ｎ；Ｊ＝１，２，・・・，ｍ）と
   を備えたマイクロホン装置。
2. （２）空間内に配置された、ｎ個（ｎ≧２）のスピーカ
   ーユニット（８−１，８−２，・・・，８−ｎ）と、そ
   れらｎ個のスピーカーユニットに１つずつ接続され、ｍ
   個（ｍ≧１）の入力を持ち、その接続されたスピーカー
   ユニットに出力を印加するｎ個の加算器（７−１，７−
   ２，・・・，７−ｎ）と、ｍ個の入力端子（５−１，５
   −２，・・・，５−ｍ）と、それらｍ個の入力端子の１
   つ（５−ｊ）から入力信号を供給され、信号を特定時間
   遅延させ、上記ｎ個の加算器の１つ（７−ｉ）へ出力信
   号を供給する、計ｎｍ個の遅延器（６−ｉ−ｊ；ｉ＝１
   ，２，・・・，ｎ；ｊ＝１，２，・・・，ｍ）とを備え
   たスピーカー装置。
3. （３）請求項１記載のマイクロホン装置と、請求項２記
   載のスピーカー装置とを備えた拡声通話装置。
4. （４）請求項１記載のマイクロホン装置または請求項２
   記載のスピーカー装置または請求項３記載の拡声通話装
   置のための遅延時間決定器で、目標点と各ユニットとの
   間を音波が伝播するのに要する時間、またはその時間の
   各ユニット間に於ける差を、目標点と各ユニット近傍と
   の間に実際に伝播する音信号によって測定し、これから
   遅延時間を決定することを特徴とする遅延時間決定器。
5. （５）請求項４記載の遅延時間決定器を備えた、請求項
   １記載のマイクロホン装置または請求項２記載のスピー
   カー装置または請求項３記載の拡声通話装置。
6. （６）遅延時間を決定されるべき装置の各ユニットの近
   傍にそれぞれ設置されたマイクロホンユニット（１０−
   １，１０−２，・・・，１０−ｎ）と、それらマイクロ
   ホンユニットそれぞれに接続された信号識別器（１１−
   １，１１−２，・・・，１１−ｎ）と、それら信号識別
   器からの信号に関連した各種の時間を測定する計時器（
   １２）とを備え、目標点から発せられる音信号をそれら
   各マイクロホンユニットで受信し、音波が目標点から各
   ユニットに到達するのに要する時間の各ユニット間に於
   ける差を測定し、これから遅延時間を決定することを特
   徴とする請求項４記載の遅延時間決定器。
7. （７）請求項６記載の遅延時間決定器を備えた請求項１
   記載のマイクロホン装置または請求項２記載のスピーカ
   ー装置または請求項３記載の拡声通話装置。
8. （８）信号識別器として特に音声認識器を使用した請求
   項６記載の遅延時間決定器。
9. （９）請求項８記載の遅延時間決定器を備えた請求項１
   記載のマイクロホン装置または請求項２記載のスピーカ
   ー装置または請求項３記載の拡声通話装置。
10. （１０）マイクロホンユニットとして特に超音波マイク
    ロホンを使用し、目標点近傍に超音波発信器を配置した
    請求項６記載の遅延時間決定器。
11. （１１）請求項１０記載の遅延時間決定器を備えた請求
    項１記載のマイクロホン装置または請求項２記載のスピ
    ーカー装置または請求項３記載の拡声通話装置。