JPH05160891A - データ通信用音響結合器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、送話口とカプラ部との音響結合状態
が悪いような場合にも、音響結合の周波数と結合損失と
の関係を密閉の場合と極端に特性を変化させないように
して、多種多様な電話機の音響結合によるデ−タ通信を
可能とする 【構成】スピーカ（６）の前面に空間（１１）と開口部
（４）を設け、音の一部を音響フィルター用スポンジ
（５）とセパレータ用スリットを通してカプラ部（２）
に導くことにより、カプラ部での音響結合における周波
数と結合損失との関係が結合状態により極端に特性変化
しないデータ通信用音響結合器

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、公衆通信網及び電話機
を介して商品の注文を行なえるオ−ダエントリシステム
におけるデータ通信端末に係り、特に多種多様な形状を
した既設の電話機と良好な音響結合を行なえるデータ通
信用音響結合器に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、商品の注文を一般家庭から行うオ
−ダエントリが一般的になってきている。このような一
般家庭からのオ−ダエントリを行う方法として文字認識
技術に支えられたＯＣＲによるオ−ダエントリ方式が知
られている。この従来技術は、オフラインで入力をおこ
ない、ＯＣＲシ−トの回収処理を必要とするため、注文
してから商品が届くまでのタ−ンアラウンドタイムが長
く、急用な注文には不向きなものである。

【０００３】すなわち、その運用は、次のような方法に
より行われる。商品の販売者は、定期的に商品カタロ
グ、及び、ＯＣＲシ−トを利用者に配布し、利用者はＯ
ＣＲシ−トに必要な注文商品、数量等を記入して、商品
の販売者に送付する。商品の販売者は、回収されたＯＣ
Ｒシ−トを、コンピュ−タのＯＣＲ読み取り機を使っ
て、コンピュ−タに注文に応じた処理を行わせる。この
ように、ＯＣＲを使用する従来技術は、オフラインで入
力を行うため、注文を行ってから商品が届くまでのタ−
ンアラウンドタイムが長くなってしまうものである。

【０００４】そこで、一般家庭で受け入れられるよう
な、操作性のよい、リアルタイムで注文を行うことが可
能な（タ−ンアラウンドタイムが短い）、安価でコンパ
クトな注文専用端末として音響結合式ＰＢ信号方式によ
るデータ通信端末が再度受入れられつつある。この背景
には、電話機市場の自由化により多種多様の高性能な電
話機が商品化されてきたため、ＰＢ信号の伝送品質が向
上したことも見逃すことができない。

【０００５】さて、オ−ダエントリのためのデータ通信
用端末に関する従来技術として、例えば、特開昭５５−
１１４０６９号公報に示される技術が挙げられるが、こ
れに記載されている端末の音響結合器では所定形状の送
話器との結合しか考えられておらず、現在のような多種
多様な形状の電話機に対し、音響結合を行う場合につい
ても良好な音響結合特性を得られるようには考慮されて
いなかった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の技術を用いたデ
ータ通信端末の音響結合器では、近年の多種多様な形状
の電話機と組合せて、音響結合での密閉性を得られない
場合には、周波数と結合損失との関係が 本来想定して
いる特性とは大幅に異なってしまい、信号の種類により
送信レベルが安定しないため、ＰＢ信号の伝送品質の劣
化で データ通信不可となる可能性が高いという問題点
があった。

【０００７】本発明の目的は、多種多様な形状の電話機
との音響結合において、結合の密閉性が得られない場合
でも、音響結合の周波数と結合損失との関係を密閉の場
合と極端に特性を変化させない音響構造とすることでデ
−タ通信を可能とする電話機の種類を増やすためになさ
れたものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記目
的は、端末側の音響結合器（スピーカ）の前面構造を２
重にし、スピーカ側から見た音響状態が常に開放となる
ようにすることで、多種多様な電話機との音響結合にお
いて、結合状態の密閉・開放にかかわらず音響結合にお
ける周波数と結合損失との関係が極端に特性変化しない
ようにすることで達成できる。

【０００９】

【作用】端末側の音響結合器のスピーカの前面構造にお
いてスピーカより出力される音の一部をカプラ部に導
き、それ以外の音を開放的に外部に逃がすことでカプラ
部の結合状態の密閉，開放にかかわらず、スピーカ前面
での空気の状態が常に開放時と変わらない様にすること
で、スピーカから発生される音の周波数特性を一定に保
つと共に、結合部が開放状態になった時にも結合部から
出る音の音量があまり変化しないようにして、音響結合
における周波数と結合損失との関係がカプラ部での結合
状態により極端に特性変化しないようにした。

【００１０】

【実施例】以下、本発明によるデータ通信用音響結合器
の実施例を図面により詳細に説明する。図１（ａ）は本
発明の音響結合器の一実施例である音響結合式データ通
信端末の外観図であり、（ｂ）はその音響結合部の断面
図、図３は本発明を用いた音響結合器での結合損失の周
波数特性である。

【００１１】本発明の音響結合器では、図１（ａ）で示
すように、音響結合部として伸縮性材料で構成されるカ
プラ部２とこのカプラ部２の外周に開口部４とを備えて
いる。また図１（ｂ）の断面図にて示すように、スピー
カ６より発生している信号音が、スリット３を通してカ
プラ部２へ導かれると共に、開口部４よりカプラ部以外
へ漏洩するようになっている。

【００１２】そのため、スピーカ前面の空間において
は、カプラ部２での送話器との結合状態に係らず開放時
の状態が保たれるようになっており、図２（ｂ）で示す
ように、カプラ部とマイクロホン（音響結合器としての
通常使用時には送話器に相当）との結合状態を 密閉か
ら開放へと変化させても、図３（ａ）で示すように、信
号音として使用する周波数帯域での結合損失特性が、大
きく変化しないようにしている。

【００１３】更に、カプラ部２へ音が導かれるルート上
に周波数特性のある音響抵抗を持つスポンジ５が設けら
れており、スリット３を通して適当な音がカプラ部に導
かれるようにしている。これにより、図３（ｂ）で示す
ように、信号音として使用する周波数帯域でフラットな
周波数特性を得ている。以上に述べように、従来の音響
結合器では、図２（ａ）に示すような 結合損失特性が
送話器とカプラ部との結合状態により激変する特性しか
得られなかったが、本発明を用いた音響結合器では、図
３（ａ）に示すように カプラ部での結合状態にあまり
左右されないフラットな結合損失特性を得ることができ
る。

【００１４】次に、本発明による音響結合器を用いたデ
ータ通信端末の機能及びオーダエントリシステムの一例
により、カプラ部での結合状態にかかわらずフラットな
結合損失特性が必要になる理由を説明する。図１（ａ）
における、データ通信端末１は、ＣＰＵ、記憶装置、音
響結合器、ディスプレイ、キ−ボ−ドその他周辺機器を
備えており、利用者が注文する商品のコ−ド、数量をキ
−ボ−ド等より入力し、これらを一旦、記憶装置に格納
し、かつ、入力された商品コ−ド、数量等の数字をＰＢ
信号に変換して、スピ−カを介して音響結合器より出力
する。

【００１５】この時、図４に示すように電話機の送話口
を音響結合部の上に乗せるだけで音響結合を行え図５に
示す周波数の音がデータとして電話機で電気信号に変換
され公衆網を介してホストに通信される。すなわち 本
発明を利用したデータ通信端末にて商品等の注文を行う
場合のオーダエントリシステムの処理動作は以下のよう
なものとなる。

【００１６】（１）本発明によるオ−ダエントリシステ
ムの利用者は、キ−ボ−ド等を使用し、端末１に、すで
に配布されている商品のカタログを見ながら、カタログ
コ−ド、注文したい商品の商品コ−ド、数量を入力して
いく。

【００１７】（２）前述の入力が終了すれば、利用者
は、電話機により音声応答装置に対する発呼を行う。 （３）一方、公衆網からの着呼信号を通信制御ユニット
により検出した音声応答装置は、この通信制御ユニット
を使用して着呼動作を行い電話機とのパスを形成する。
このとき、音声応答装置は発呼相手に確認させるため、
「こちらは○○○です。送信して下さい。」と応答音声
を返送する。

【００１８】（４）利用者は、前述により音声応答装置
に対する着信が確認できたならば、端末のカプラ部に電
話機の挿話口をあてて、キ−ボ−ドから送信を指示す
る。端末は記憶装置に格納されている注文デ−タをＰＢ
信号発生部によりＰＢ信号に変換し、音響結合部のスピ
−カへ送出し、電話機を通じて注文デ−タの送信を行
う。

【００１９】（５）一方、音声応答装置は、端末から発
信されたＰＢ信号による音声信号を、ＰＢ受信機を使用
して受信解析し、メモリ−へ記憶格納する。 （６）音声応答装置は、データ通信端末より受信した注
文デ−タを、コンピュ−タインタフェイス装置を介し
て、ホストコンピュ−タへ通知すると共に注文を受け取
った意味のメッセージを応答音声として利用者に返送す
る。

【００２０】（７）利用者は、メッセージを確認して電
話を切る。 （８）以上の処理により、１個の注文の処理が終了す
る。

【００２１】以上の手順で行うオーダエントリシステム
におけるデータ通信端末から発音されるＰＢ信号による
注文デ−タの伝送においては、端末と送話器との音響結
合を容易に行える（カプラ部に送話器を乗せるだけな
ど）必要が求められる。

【００２２】また、伝送の信頼度を向上させるために
は、音響結合における結合損失を周波数的に安定させる
必要がある。次にこのことを音声応答装置側から説明す
る。図６は音声応答装置内のＰＢ信号受信機の原理を説
明する機能ブロック図、図７はＰＢ信号を決定する真理
値を決定する真理値の説明図、図８は使用周波数の値を
示す図、図９はＰＢ信号の周波数特性の説明図である。

【００２３】図６において、３２はロ−パスフィルタ、
３３はハイパスフィルタ、３４はＬ群出力コントロ−
ラ、３５はＨ群出力コントロ−ラ、４１〜４４、５１〜
５５はバンドパスフィルタである。一般に、ＰＢ信号
は、低群に属する４種の周波数と高群に属する４種の周
波数の中の各群から１つの周波数を選択し、これを組み
合わせて構成されている。そして、低群に属する４種の
周波数Ｌ１〜Ｌ１と高群に属する４種の周波数Ｈ１〜Ｈ
４とは、図８に示す周波数に定められており、これらを
組み合わせて構成されるＰＢ信号の真理値は図７に示す
ように定められている。

【００２４】このように構成されるＰＢ信号受信機にお
いて、入力された入力ＰＢ信号３１は、ロ−パスフィル
タ３２により、ＰＢ信号のうち低群の周波数成分が取り
出される。次に、低群の各周波数Ｌ１＝６９７Ｈｚ，Ｌ
２＝７７０Ｈｚ，Ｌ３＝８５２Ｈｚ，Ｌ４＝９４１Ｈｚ
の各バンドパスフィルタ４１〜４４を通して、前記ＰＢ
信号に含まれる１つの低群の周波数信号が識別出力され
る。この出力は、フィルタの出力レベルがあるしきい値
を超えたか否かにより、デジタル出力”１”あるい
は、”０”として、それぞれ出力端子に出力される。

【００２５】同様に、入力ＰＢ信号３１は、ハイパスフ
ィルタ３３を介して、ＰＢ信号のうち高群の周波数成分
が取り出される。さらに、前述と同様に、高群の各周波
数Ｈ１＝１２０９Ｈｚ，Ｈ２＝１３３６Ｈｚ，Ｈ３＝１
４７７Ｈｚ，Ｈ４＝１６３３Ｈｚのそれぞれのバンドパ
スフィルタ５１〜５４を通して、前記ＰＢ信号に含まれ
る１つの高群の周波数信号が識別出力される。この出力
は、フィルタの出力レベルがあるしきい値を超えたか否
かにより、デジタル出力”１”あるいは”０”として、
それぞれ出力端子に出力される。

【００２６】バンドパスフィルタ４１〜４４の出力は、
Ｌ群（低群）出力コントロ−ラ３４に入力されており、
このＬ群出力コントロ−ラは、バンドパスフィルタ４１
〜４４の出力がシステムで定めた規定以上の時間持続し
ているか、あるいは信号と信号の間のｏｆｆ時間が規定
以上あるか否か、高群周波数とのレベル差が一定範囲内
か否か、４出力のうち有効出力が１つのみか否か等のチ
ェックを行っている。

【００２７】高群周波数についても、同様の制御を行う
Ｈ群出力コントロ−ラ３５に入力され、同様のチェック
が行われる。両出力コントロ−ラにおける前記チェック
結果が、ともにＯＫであった場合、ＳＰ信号がＯＮとさ
れ、受信されたＰＢ信号の取り込みが指示されるととも
に、図示ＰＢ信号受信機は、次のＰＢ信号の受信に備え
る。

【００２８】なお、前記Ｌ群出力コントロ−ラ３４、Ｈ
群出力コントロ−ラ３５は、それぞれバンドパスフィル
タの出力レベルの絶対値でなく、低群および高群のバン
ドパスフィルタの出力レベルの相対レベル差が一定範囲
内にあるか否かのチエックを行い、これにより、音声レ
ベルの弱化によりＰＢ信号が検出不可能となることを防
止しているが、一方 Ｌ群及びＨ群の信号のレベル差が
大きすぎる場合には、ＰＢ信号を検出できなくなってし
まうと考えられる。

【００２９】すなわち、データ通信端末より発信された
ＰＢ信号は、本来であれば、図９（ａ）に示すような２
周波信号として音声応答装置へ送信されるなければなら
ないが、音響結合器による結合損失特性がフラットでな
いと図９（ｂ）に示すようにＰＢ信号の低群周波数と高
群周波数とに大きなレベル差が発生し、受信側の音声応
答装置４内のＰＢＲ（ＰＢ信号受信機）では、正確にＰ
Ｂコ−ドを検出することができなくなってしまう。

【００３０】まさに、このために音響結合器での結合損
失特性として図３（ａ）に示すフラットな周波数特性が
求めらている。従来の音響結合器においてもスピ−カと
挿話口がほぼ密閉されておれば、電話機の送話口を信号
音が通過後も低群周波数と高群周波数の信号レベル差は
発生しない。

【００３１】ところが、近年、多種多様な電話機の出現
により、電話機の送話口の形状も様々であり、容易な結
合方法では、密閉構造を維持することは不可能となっ
た。このため、スピ−カと電話機の送話口とが開放にな
るに従い、電話機との音響結合損失の周波数特性が変化
し、例えば図２（ａ）の開放で示す結合損失特性になる
と、図９（ｂ）のようにＰＢ信号の低群周波数のレベル
が落ちて、低群周波数と高群周波数とに大きな信号レベ
ル差が発生してしまう。

【００３２】そこで本実施例明では、図１，１０に示す
ような音響構造にして、カプラ部２の外周に開口部４を
設け、スピーカ６で発生した音の一部をスリット３を通
してカプラ部２に導くことで、カプラ部２での結合状態
の影響がスピーカ前面部に及びにくくするとともに、ス
ピーカ正面部にスポンジ５を設けてカプラ部２へ導かれ
る音量のコントロールと、スポンジの音響フィルター効
果による周波数特性の改善を行い、上記に求められる要
件を満足させる図３（ａ）に示すような結合損失特性を
得ることを可能としている。

【００３３】また、スピーカ前面部とカプラ部２とのセ
パレータ１０において十分な開口面積が得られていない
と、カプラ部に導かれた音がカプラ内の空気の状態の影
響を受けてしまい、図２（ａ）と同じような特性をもつ
ため、セパレータ１０としてスリットを用いている。

【００３４】更に、開口部４の開口面積が効果を得るた
めに十分でないとき、あるいはケース内の容積が十分で
なく周波数特性にピークを持つ場合には、ケースにスリ
ット７，８や音響用スポンジ９を設けることで周波数特
性のピークや高域部の持ち上がりを抑制して、図３
（ｂ）に示すように改善している。

【００３５】また、７００Hz以上での特性を対象にすれ
ば良いのでスピーカ前面と後面のセパレータを設けない
ようにして、構造の簡素化を図っている。

【００３６】更に、図１（ｂ）の１４にて示すように、
本体ケースとカプラ部の伸縮性材料との接続方法とし
て、開口部４を利用した爪をケース側に設けることで、
ケース製造時にスライド処理無しで、挿入による接続を
可能としている。

【００３７】

【発明の効果】本発明によれば、音響結合にて電話回線
を介してデータの送信を行なうオ−ダエントリシステム
におけるデータ通信端末において、多種多様な電話機と
の音響結合を行なう場合に、結合状態が悪いときにも、
音響結合の周波数と結合損失との関係を密閉の場合と極
端に特性を変化させないことが出来るので、一般家庭か
ら様々な形状の電話機を通じてデ−タの送信を行うこと
を必要とするオ−ダエントリシステムを構成するための
データ通信端末を実現できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である音響結合式データ通信
端末の外観図と音響結合部の断面図である

【図２】従来の音響結合器を用いた場合の周波数と結合
損失との特性図と測定方法を示す図である

【図３】本発明の一実施例である音響結合器を用いた場
合の周波数と結合損失との特性図である

【図４】本発明の一実施例である音響結合器と電話機と
の音響結合例を示す図である

【図５】ＰＢ信号のコードと周波数との対応表である

【図６】音声応答装置４内のＰＢ信号受信機の原理を説
明する機能ブロック図である

【図７】ＰＢ信号を決定する真理値図を示す図である

【図８】使用周波数の値を示す図である

【図９】ＰＢ信号の周波数特性を説明する図である

【図１０】本発明の一実施例である音響結合器の断面構
造図である

【符号の説明】

１…データ通信端末、２…カプラ部、３…セパレータ用
スリット、４…開口部、５…音響フィルター用スポン
ジ、６…スピ−カ、７…後方スリット、８…側面スリッ
ト、９…後方スポンジ、１０…スピーカ前面支持部、１
１…空間、１２…密閉特性、１３…開放特性、１４…本
体ケースとカプラ部の結合部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 須藤 芳樹 栃木県下都賀郡大平町大字富田709番地の ２株式会社日立栃木エレクトロニクス内 (72)発明者 小島 邦男 栃木県下都賀郡大平町大字富田709番地の ２株式会社日立栃木エレクトロニクス内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】公衆通信網を使用し商品のオ−ダエントリ
   を行なうデータ通信端末において、注文内容を事前に入
   力，記憶し、それらを既設の電話機の送話口とカプラ部
   との音響結合により電話回線を通じてホストにデータ送
   信する場合に、電話機の形状にかかわらず良好な音響結
   合特性を得る手段を備えたことを特徴とするデータ通信
   用音響結合器。
2. 【請求項２】請求項１において、良好な特性の音響結合
   を行なえる手段がスピーカ前面部とカプラ部との分離を
   行う開口及び、若しくは吸音材であることを特徴とする
   データ通信用音響結合器。
3. 【請求項３】請求項１，２において、スピーカ前面部と
   カプラ部との分離をスリットで行うことにより開口面積
   を増し、カプラ部での音響結合の状態にかかわらず周波
   数と結合損失との関係を安定させたことを特徴とするデ
   ータ通信用音響結合器。
4. 【請求項４】請求項１，２，３において、スピーカ前面
   の構造部にカプラ部以外の開口部を設けることで、スピ
   ーカ前面部の音響状態がカプラ部の結合状態に影響を受
   けにくくしたことを特徴とするデータ通信用音響結合
   器。
5. 【請求項５】請求項１，２，３，４において、スピーカ
   前面とカプラ部との分離部に音響的フィルター特性を持
   ったスポンジ等の吸音材を設けることで、周波数と結合
   損失との関係を信号帯域内でフラットにしたことを特徴
   とするデータ通信用音響結合器。