JPH03117148A - 拡声電話機 - 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】 〔概要〕 スピーカとマイクロホンとを備えた拡声電話機に関し、 スピーカとマイクロホンとの間の音響結合量を低減する
ことを目的とし、 拡声通話用の２個の無指向性マイクロホンと、該２個の
マイクロホンのそれぞれの出力信号の差を出力する差動
演算回路と、拡声通話用のスピーカと、電話機筺体とを
有し、該電話機筺体に前記スピーカを設け、該スピーカ
の発音孔の音響中心から等距離の位置に前記２個のマイ
クロホンを配置して構成した。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、スピーカとマイクロホンとを備えた拡声電話
機に関するものである。

ハンズフリー通話を可能とした拡声電話機が、一般加入
者用及びｌ５ＤＮ端末用として普及されている。このよ
うな拡声電話機に於いては、ハウリングが通話品質の劣
化の原因となるから、これを改善する為に、音声スイッ
チやエコーキャンセラ等が設けられている。しかし、回
路規模が大きくなり、コストアップとなる欠点がある。

そこで、廉価な構成で通話品質を改善できる構成が要望
されている。

〔従来の技術〕

従来例の拡声電話機は、例えば、第１２図に示す構成を
有するもので、４１は拡声通話用のマイクロホン、４２
はスピーカ、４３はコード、４４はハンドセット、４５
はペースセット、４６はダイヤルキー、４７はファンク
ションキー、４８は表示部である。

ファンクションキー４７は、オンフッタ発信。

保留、拡声通話等を指定するキーを含み、又ダイヤルキ
ー４６は通常のテンキーの構成であり、通常はハンドセ
ット４４を用いて通話が行われるものであるが、拡声通
話を指定することにより、マイクロホン４１とスピーカ
４２とを用いて、ハンズフリーで通話を行うことができ
る。

このスピーカ４２からの音声が、空間及びベースセット
４５内を伝播してマイクロホン４１に回り込むと、ハウ
リングが生じることになる。このハウリングを防止する
為に、音声スイッチやエコーキャンセラが設けられてい
る。音声スイッチは、例えば、マイクロホン４１の出力
レベルと、受信信号レベルとを比較して、マイクロホン
４１の出力レベルが大きい時は、マイクロホン４１の出
力信号を送話信号として送出すると共に、受話信号又は
それに基づくスピーカ４２への入力信号を遮断し、反対
にマイクロホン４１の出力レベルが小さい時は、スピー
カ４２へ受話信号を加えて音声を再生すると共に、マイ
クロホン４１の出力信号を遮断するように、切替制御す
るものである。

又スピーカ４２からの音声の回り込みを防止する為に、
スピーカ４２を配置した方向の感度を低下させた単一指
向性のマイクロホンを用いる構成も知られている。

又２個のマイクロホンを設けて、それぞれの出力信号の
差分を送話信号とする構成も知られている。その場合は
、周囲雑音等を打ち消すことを目的とする場合が一般的
である。

（発明が解決しようとする問題点〕 従来例の拡声電話機に於いては、スピーカ４２からマイ
クロホン４１への回り込みによるハウリングを、音声ス
イッチやエコーキャンセラ等により防止する構成が一般
的であり、音声スイッチやエコーキャンセラ等の構成が
複雑となり、拡声電話機が高価となる欠点があった。

又単一指向性のマイクロホンを用いて、スピーカとマイ
クロホンとの間の音響結合量を低減することにより、ハ
ウリングを防止する従来例に於いては、無指向性のマイ
クロホンに比較して単一指向性のマイクロホンが高価で
ある欠点がある。

又２個のマイクロホンを用いた従来例に於いて１は、ス
ピーカとの関係を考慮した配置構成でないことにより、
スピーカからの回り込みを充分に抑圧することができな
いものであった。

本発明は、スピーカとマイクロホンとの間の音響結合量
を低減することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の拡声電話機は、２個の無指向性マイクロホンと
スピーカとの配置を、音響結合量が最も小さくなるよう
に選定したものであり、第１図を参照して説明する。

拡声通話用の２個の無指向性マイクロホンｌ。

２と、このマイクロホン１．２のそれぞれの出力信号の
差を出力する差動演算回路３と、拡声通話用のスピーカ
４と、電話機筺体５とを有し、この電話機筺体５にスピ
ーカ４を設け、このスピーカ４の発音孔の音響中心から
等距離（ＬＬ＝Ｌ２）の位置に、２個のマイクロホン１
．２を配置したものである。

又電話機筺体５を構成するハンドセラ）５ａとペースセ
ット５ｂとの何れか一方にスピーカ４を設け、他方に２
個のマイクロホン１．２を設けることもできる。

〔作用〕

差動演算回路３からは、２個の無指向性マイクロホン１
，２の出力信号の差が送話信号として出力されるもので
あり、スピーカ４の発音孔の音響中心からマイクロホン
１までの距離Ｌ１と、マイクロホン２までの叱ＪＬ２と
を等しくしたもので、スピーカ４からの音声による各マ
イクロホン１゜２の出力信号レベル及び位相は理想状態
では同一となる。

従って、差動演算回路３により差を求めることにより、
スピーカ４からの回り込みによる出力信号は互いに打ち
消し合うので、音声スイッチやエコーキャンセラ等を簡
単化しても、ハウリングを防止することができる。又通
話者とマイクロホン１．２との間の距離が相違すること
になるから、差動演算回路３から通話者の発音に従った
送話信号が出力される。

又ハンドセット５ａとペースセット５ｂとに、スピーカ
４とマイクロホン１２とをそれぞれ設けることにより、
筐体５を介したマイクロホン１２とスピーカ４との間の
音響結合量を更に低減することができる。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明の実施例について詳細に説明
する。

第２図は本発明の第１の実施例の説明図であり、１１．
１２は無指向性マイクロホン、１３は差動演算回路、１
４はスピーカ、１５ａはハンドセット、１５ｂはペース
セットである。拡声通話用の無指向性のマイクロホン１
１１２は、ハンドセット１５ａに距離ｄをおいて配置し
、拡声通話用のスピーカ１４をマイクロホン１１．１２
から等距離の位置のベースセラ）１５ｂに配置し、ペー
スセット１５ｂ内に設けた差動演算回路１３により、２
個のマイクロホン１１．１２の出力信号の差を求めて送
話信号とするものである。

無指向性マイクロホン１１．１２は、例えば、小型で廉
価な無指向性ニレクレット・コンデンサ・マイクロホン
を用いることができる。このマイクロホン単体の周波数
特性は、第３図のａに示すものであるが、ハンドセット
１５ａに設けた場合は、その形状による影響によって、
マイクロホン間１は曲線ｂ、マイクロホン１２は曲線Ｃ
に示すものとなる。

２個の無指向性マイクロホン１１．１２を第４図に示す
ように距離ｄをおいて配置し、それらのマイクロホン１
１．１２の出力信号を差動演算回路１３に加えて差信号
を求めると、曲線１６に示すように、双指向性の特性と
なる。従って、２個のマイクロホン１１．１２から等距
離の位置を示す線１７上にスピーカエ４或いは１４′を
配置することにより、マイクロホン１１．１２とスピー
カ１４．１４’との間の音響結合量を零に近づけること
ができる。又差動演算回路１３は、差動増幅器やアナロ
グ減算回路等により構成することができるものである。

第５図はマイクロホン間に於けるスピーカの位置がずれ
て配置された場合の説明図であり、距離ｄをおいて配置
したマイクロホン１１．１２の背面側に、距離りを於い
て線状のスピーカ１４″を配置し、スピーカ１４″の発
音孔の音響中心が、そのスピーカ１４″の開口半径ａだ
けマイクロホン１１．１２から等距離の位置よりずれた
場合を示し、二点差動受音時のレスポンスを、シンプソ
ンの公式を用いて、次式を数値積分することにより求め
た。

ｊｋｆｈ　　＋ｄ２−ｘ 但し、ｑは音源の体積速度である。

第６図は、前述の数値積分により求めた場合の周波数特
性曲線図であり、ｄ＝１５２ｍｍ、ｈ＝２９．２ｍｍと
した時に、スピーカ１４″を、２ａ＝３１．７ｍｍ（実
線曲線Ａ）、及び２　ａ　＝　６３．４ｍｍ（点線曲線
Ｂ）とした場合について示すものである。即ち、距離ｄ
で配置した２個のマイクロホン１１．１２の中心位置か
ら、スピーカ１４″の発音孔の音響中心位置が１５．８
５ｍｍずれた場合（実線曲線Ａ）と、３１．７ｍｍずれ
た場合（点線曲線Ｂ）とを示すもので、ずれが大きくな
るに０ 従って相対感度が大きくなり、スピーカ１４″とマイク
ロホン１１．１２との間の音響結合量が大きくなること
を示す。即ち、差動演算回路１３によってマイクロホン
１１．１２の出力信号の差を求めても、スピーカ１４′
′からの回り込みを抑圧できないものである。しかし、
２個のマイクロホン１１．１２から等距離の位置にスピ
ーカ１４″の発音孔の音響中心が存在すると、音響結合
量は理論的には零となり、スピーカ１４″がらの回り込
みを抑圧することができる。

第７図及び第８図は、第２図に示す実施例に於いて、２
個の無指向性のマイクロホン１１．１２間の距離ｄを１
５２ｍｍ、及び１１４ｍｍとした場合のスピーカからの
音に対する周波数特性を測定した結果を示し、第７図に
於いて、曲線Ａ１はマイクロホン１１の周波数特性、曲
線Ｂｌはマイクロホン１２の周波数特性、曲線Ｃ１は二
点差動受音周波数特性を示す。又第８図に於いて、曲線
Ａ２はマイクロホン１１の周波数特性、曲線Ｂ２はマイ
クロホン１２の周波数特性、曲線Ｃ２は二１ 点差動受音周波数特性を示す。何れの場合も、スピーカ
からの音に対する周波数特性で、二点差動受音により、
５〜７ｄＢ程度の減衰量を得ることができた。

又第９図はスピーカの位置がずれた場合と適正な場合と
の周波数特性曲線図を示し、２個の無指向性マイクロホ
ン１１．１２間の距離ｄを１５２ｍｍとした時の二点差
動受音時の周波数特性曲線ＣＩに対して、スピーカの音
響中心を３２ｍｍずらした時の周波数特性曲線はＤｌと
なった。即ち、スピーカを適正な位置とした場合（曲線
ＣＩ）に比較して、その適正位置からずらした場合（曲
線ＤＩ）には、全体的に減衰量を充分にとれないことが
判る。

なお、通話者の発声に対する差動演算回路１３からの出
力である二点差動受音特性は、通話者とマイクロホン１
１．１２との間の距離が相違することにより、スピーカ
からの音の場合と比較して減衰量は僅かなものとなる。

第１０図は本発明の第２の実施例の斜視図であ２ す、２１．２２はマイクロホン、２３はコード、２４は
スピーカ、２５ａはハンドセット、２５ｂはペースセッ
ト、２６はダイヤルキー、２７はファンクションキー、
２８は表示部である。

この実施例は、ハンドセット２５ａに、無指向性ニレク
レット・コンデンサ・マイクロホン等の２個の無指向性
のマイクロホン２１．２２を設け、マイクロホン２１．
２２間を結ぶ直線から離れると共に、各マイクロホン２
１．２２から等距離となるペースセット２５ｂの位置に
、スピーカ２４の発音孔の音響中心が位置するように、
スピーカ２４を設けたものである。

第１１図は本発明の第３の実施例の斜視図であり、３１
．３２はマイクロホン、３３はコード、３４はスピーカ
、３５ａはハンドセット、３５ｂはペースセット、３６
はダイヤルキー、３７はファンクションキー、３８は表
示部である。

この実施例は、第２の実施例に対して、スピーカとマイ
クロホンとの位置を反対にしたものであり、ペースセッ
ト３５ｂに設けた２個の無指向性３ のマイクロホン３１．３２から等距離となるハンドセッ
ト３５ａの位置にスピーカ３４を設けたものである。

スピーカと２個のマイクロホンとの間の電話機筺体の形
状は、反射や回折が少なくなり、且つスピーカから各マ
イクロホンに対する音響的関係が同一となるように、表
面の凹凸を少なくすることが望ましいものである。即ち
、ペースセットの表面形状は、平面状或いは曲率半径の
大きい曲面とし、余分な突起等が生じない構成であるこ
とが望ましいものである。又スピーカは第１図、第１０
図、第１１図に示すように発音孔をスピーカの前面と平
行に形成したハンドセット或いはペースセットの内部に
配置されるものであるが、網目状或いは点状の発音孔と
する場合もあり、音響中心は、発音孔全体のパターンの
重心として位置を選定するものである。

又本発明は、第１図に示すように、ペースセット５ｂに
スピーカ４と２個の無指向性マイクロホン１，２とを設
けるか、或いは第９図及び第１０４ 図に示すように、ハンドセットとベースセラ］・との何
れか一方に２個の無指向性マイクロホンを設け、他方に
スビー／−’　、！：設けることができるものである。

又差動演算回路は、２個のマイクロホンをハンドセット
に設けた場合に、そのハンドセット内に配置することも
可能である。又第１図に示す１うに、ベースセットにス
ピーカと２個の無指向性マイクロホンとを設けた構成の
場合は、ハンドセットを省略して拡声通話専用の構成と
することも可能である。

Ｃ発明の効果〕 以上説明したように、本発明は、２個の無指向性マイク
ロホン１．２から等距離の位置に、スピーカ４の発音孔
の音響中心が位置するように配置し、マイクロホン１．
２の出力信号の差を差動演算回路３により求めて送話信
号とするものであり、スピーカ４からマイクロホン１．
　２に回り込むことによる出力信号は打ち消されるから
、廉価な無指向性のマイクロホンを用いても、ハウリン
グを防止することができる。又音声スイッチやエコー５ キャンセラ等を設けたとしても、簡単な構成で済むから
、拡声電話機のコストダウンを図ることができる。

又ハンドセット５ａとベースセット５ｂとの何れか一方
に２個のマイクロホン１，２、他方にスピーカ４を設け
たことにより、分離した筐体にマイクロホン１．２とス
ピーカ４とを設けた構成となるから、スピーカ４から筺
体５を伝播してマイクロホン１．２への入力となる成分
を少なくすると共に、マイクロホン１，２とスピーカ４
との間の距離を大きくできるから、マイクロホン１，２
とスピーカ４との間の音響結合量を一層小さくして、ハ
ウリングを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図、第２図は本発明の第１の
実施例の説明図、第３図はマイクロホンの特性曲線図、
第４図は二点受音時の指向性説明図、第５図はマイクロ
ホン間に於けるスピーカの位置がずれて配置された場合
の説明図、第６図は第５図の配置構成の周波数特性曲線
図、第７図及６ び第８図は二点受音時の周波数特性曲線図、第９図はス
ピーカの位置がずれた場合と適正な場合との周波数特性
曲線図、第１０図及び第１１図は本発明の第２及び第３
の実施例の斜視図、第１２図は従来例の斜視図である。 １．２は無指向性のマイクロホン、３は差動演算回路、
４はスピーカ、５は電話機筺体、５ａはハンドセット、
５ｂはベースセット、ＬＩ　　Ｌ２はスピーカの発音孔
の音響中心とマイクロホン１゜２との間の距離を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、拡声通話用の２個の無指向性マイクロホン（１、２
   ）と、 該２個のマイクロホン（１、２）のそれぞれの出力信号
   の差を出力する差動演算回路（３）と、拡声通話用のス
   ピーカ（４）と、 電話機筺体（５）とを有し、 該電話機筺体（５）に前記スピーカ（４）を設け、該ス
   ピーカ（４）の発音孔の音響中心から等距離の位置に前
   記２個のマイクロホン（１、２）を配置した ことを特徴とする拡声電話機。 ２、前記電話機筐体（５）を構成するハンドセット（５
   ａ）とベースセット（５ｂ）との何れか一方に前記スピ
   ーカ（４）を設け、他方に前記２個のマイクロホン（１
   、２）を設けたことを特徴とする請求項１記載の拡声電
   話機。