JPH05284199A - 防騒音電話機 - Google Patents

防騒音電話機

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JPH05284199A
JPH05284199A JP4013589A JP1358992A JPH05284199A JP H05284199 A JPH05284199 A JP H05284199A JP 4013589 A JP4013589 A JP 4013589A JP 1358992 A JP1358992 A JP 1358992A JP H05284199 A JPH05284199 A JP H05284199A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
noise
circuit
signal
input
telephone
Prior art date
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Pending
Application number
JP4013589A
Other languages
English (en)
Inventor
Yutaka Yamagami
裕 山上
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NEC IC Microcomputer Systems Co Ltd
Original Assignee
NEC IC Microcomputer Systems Co Ltd
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Publication date
Application filed by NEC IC Microcomputer Systems Co Ltd filed Critical NEC IC Microcomputer Systems Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】電話通話において、周囲からの騒音が直接通話
者の耳に入ることによる受話音の妨害を軽減する手段と
して、受話器を利用した能動騒音制御による騒音抑圧を
行ない、良好な通話を可能にする。 【構成】受話器近傍に設置されたマイクロホン1が受音
した騒音信号は、信号処理回路7で帯域制限および位相
等化処理された後、増幅回路2の反転入力となる、増幅
回路2は、信号処理回路7の出力と、受話音声信号4と
を混合・増幅して、受話器3を駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は防騒音電話機に関し、特
に能動騒音制御による防騒音電話機に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の電話機は、受話音声信号に送話音
声信号が混入することを抑制するために、図5に示すよ
うな防側音回路を備えている(例えば、電子情報通信ハ
ンドブック第2分冊、電子情報通信学会、1988)。
【0003】図5において、送話器51が出力する送話
器音声電流は、ハイブリッド・トランス53を通って、
電話回線端子55に向かう電流と、直流阻止容量を介し
て平衡回線網54に向かう電流に分かれる。送話器51
から電話回線端子55に向かう音声電流と、送話器51
から平衡回路網54に向かう音声電流とはハイブリッド
・トランス53の中で互いに反対方向に流れるので、ハ
イブリッド・トランス53の磁心に発生する磁界は互い
に相殺する。その結果、受話器52の入力となる送話音
声信号が抑圧される。
【0004】これとは逆に、電話回線端子55からハイ
ブリッド・トランス53を通って平衡回線網54に流れ
込む受話音声電流は、ハイブリッド・トランス53の中
で一定方向に流れるので相殺することはなく、受話音声
信号が受話器52に効率よく供給される。このようにし
て受話器に混入する送話音声信号だけが抑圧されるの
で、送話器が騒音を受音しても受話信号が妨害されにく
い。
【0005】また近年、増幅回路と抵抗ブリッジ回路に
よって構成される防側音回路が実用化しているが、これ
は送話器の出力音声信号が受話器へ混入することを抑制
するという本質的な機能において、ハイブリッド・トラ
ンスを用いた防側音回路との相違は無い。
【0006】このほか、特に著しい騒音環境下で使用さ
れる場合の騒音対策として、図6に示すように、ハンド
セット64の前面開口部62の他に、背面に開口部63
を有する送話器が採用されている(例えば、電子通信ハ
ンドブック、電子通信学会、1979)。
【0007】図6の送話器において、遠方に音源のある
騒音は前面開口部62と背面開口部63とを通って振動
板61に達し、振動板61の前面と背面にほぼ等しい音
圧を生じるため騒音に対する送話器の感度が低く、逆に
前面開口部62の近傍に音源のある通話音声は、振動板
61の前面だけに強い音圧を生じるため、通話音声に対
する感度が高い。
【0008】この種の送話器を用いた防騒音電話機は、
騒音環境下での通話において、良好な通話音質を保つと
同時に、防側音との相乗効果によって良好な受話音質を
保つ効果がある。
【0009】他方、騒音を抑圧しようとする点(以下、
騒音制御点と称す)に、騒音とは逆位相の音場を能動的
に生成することによって、局所的に騒音の少ない空間を
作る能動騒音制御技術がある(例えば、日本音響学会誌
Vol.46,No.1、日本音響学会、1990)。
【0010】図7にその能動騒音制御の例を示す。図7
において、騒音制御点72における騒音を能動的に抑圧
するものであり、騒音源71から放出された騒音は騒音
制御点75に達するが、一方で騒音の一部はマイクロホ
ン73が受音し、騒音制御回路74によって処理された
後、付加音源75から放出される。騒音制御回路74は
騒音源71から放出される騒音と付加音源75から放出
される付加音とが、騒音制御点72において相殺するよ
うな付加音を生成する。これによって騒音制御点72の
付近では局所的に無騒音の空間ができる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】防側音および防騒音機
能を有する電話機は、送話器が受音する騒音が受話信号
に混入することによる受話音質低下を防止する効果はあ
るが、受話器と耳との隙間から直接耳に入る騒音を除去
することはできないので、著しい騒音環境下では通話が
困難であった。
【0012】また、能動騒音制御によって通話者の耳の
周辺に無騒音の空間を作ることは可能であるが、無騒音
の空間は局所的であるので通話者の位置を制限しなけれ
ばならず、しかも多数の騒音源に対応でき、且つ通話の
妨害を除去するに十分な周波数帯域の無騒音空間を作る
ためには、マイクロホンおよび付加音源を多数設けなけ
ればならず、大規模な設備が必要であった。
【0013】本発明の目的は、前記欠点を解決し、電話
機外部に特別の設備を必要とせずに、通話の妨害を除去
するに十分な周波数帯域の無騒音空間を、常に受話器前
面近傍に作ることによって、著しい騒音環境下において
も良好な通話を可能にする電話機を提供することにあ
る。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明の防騒音電話機の
第1の構成は、電気信号を音声に変換するための受話器
と、前記受話器の近傍に設置したマイクロホンと、2つ
の入力を有し第1の入力信号から第2の入力信号を減算
し増幅する増幅回路とを備え、前記増幅回路の第1の入
力が電話回線から入力する受話音声信号であり、第2の
入力が前記マイクロホンからの出力であり、前記増幅回
路の出力が前記受話器を駆動することを特徴とする。
【0015】本発明の第2の防騒音電話機の構成は、電
気信号を音声に変換するための受話器と、この受話器の
近傍に設置したマイクロホンと、このマイクロホンの出
力を入力する信号処理回路と、2つの入力を有し第1の
入力信号から第2の入力信号を減算し増幅する増幅回路
とを備え、前記信号処理回路は高域遮断および位相等化
処理をおこない、前記増幅回路の第1の入力が電話回線
から入力する受話音声信号であり、第2の入力が前記信
号処理回路の出力であり、出力が前記受話器を駆動する
ことを特徴とする。
【0016】
【実施例】図1は本発明の一実施例の防騒音電話機のブ
ロック図、図2は本発明の一実施例の防騒音電話機の受
話器の断面図である。図1,図2において、本実施例
は、受話器3に到達した騒音は、受話器近傍3に設置さ
れたマイクロホン1によって受音され、増幅回路2に入
力する。増幅回路2は受話音声信号4からマイクロホン
1の出力を減算・増幅した後、受話器3を駆動する。増
幅回路2の出力は、騒音の逆位相信号と受話音声信号と
が混合されているので、受話器3の前面付近の空間で騒
音だけが打ち消され、受話音声が残る。
【0017】本実施例では、図8に示すように、騒音源
81,マイクロホン83,ハンドセット85内の受話器
振動板84,騒音制御点82が、距離D1,D2,D3
の関係のときに、たとえばD1−D2−D3=3cmと
すると、図11のような騒音抑圧特性を示す。
【0018】図3は本発明の他の実施例の防騒音電話機
のブロック図である。図3において、本実施例では、マ
イクロホン1が受音した騒音信号が、信号処理回路7に
入力する。この信号処理回路7では、高域遮断処理をお
こない、出力は増幅回路2に入力する。増幅回路2は受
話音声信号4から信号処理回路7の出力を減算・増幅し
た後、受話器3を駆動する。増幅回路2の出力は、騒音
の逆位相信号の高域を除去した成分と受話音声信号とが
混合されているので、受話器3の前面付近の空間で騒音
だけが打ち消され、しかも高域における騒音増強が抑制
される。
【0019】この例では、たとえばD1−D2−D3=
3cmとすると、図12のような騒音抑圧特性を示す。
図12において、縦軸は音圧減衰度(デシベル,d
B)、横軸は周波数(Hz)となっている。
【0020】また本実施例において、信号処理回路7が
位相等化処理を伴う高域遮断処理をおこなう場合には、
図13に示すように、より広い帯域で騒音抑圧効果を示
す。
【0021】図4は本発明のさらに別の実施例の防騒音
電話機の構成図である。
【0022】図4において、本実施例では、マイクロホ
ン1が受音した騒音信号は、AD変換器9でディジタル
信号に変換された後、ディジタル信号処理回路10の入
力となる。ディジタル信号処理回路10は、高域除去お
よび位相等化処理をおこない、DA変換器11で再びア
ナログ信号に戻された後、増幅回路2の入力となる。以
下の処理は前例と同様である。
【0023】なお、ここで説明した例は増幅回路2にお
いて騒音信号の位相反転をおこなっているが、位相反転
処理はマイクロホン1から受話器3までの経路の中のど
の過程でおこなっても本発明の効果は保たれる。また適
当な高域除去特性を有するマイクロホンおよび受話器を
用いることによって、信号処理回路による高域遮断処理
を補う効果が有ること、または信号処理回路そのものを
省略できることは明らかである。
【0024】以上述べたように、本発明によれば、受話
器に到達した騒音を受話器近傍に設置されたマイクロホ
ンオンご受音し、位相反転の後、電話回線から入力する
受話音声信号と混合して受話器から送出すると、受話器
前面付近の空間で騒音音波と重なり合うことによって、
騒音成分が相殺されて受話音声のみが残る。
【0025】しかし、騒音源の方向および、マイクロホ
ン、受話器、通話者の耳の3点間の相互の位置関係によ
っては、直接耳に入る騒音と受話器が発する騒音消去用
の付加音とが完全に逆位相とはならず、場合によっては
位相が一致して騒音を増強することがある。このような
不具合は、一定の波長の短い音に対して現れる。
【0026】たとえば図8において、騒音源81から騒
音制御点82までの距離をD1、騒音源81からマイク
ロホン83までの距離をD2、受話器振動板84から騒
音制御点82までの距離をD1、騒音源81からマイク
ロホン83までの距離をD2、受話器振動板84から騒
音制御点82までの距離をD3、音速をvとし、回路の
遅延が無いものと仮定すると、騒音制御点82における
周波数fの騒音に対する位相のずれΔθは、次式で表さ
れる。
【0027】 Δθ=2πf(D1−D2−D3)/v (rad) この式において、Δθ=π/3なる周波数f0より高い
周波数f、即ちf>f0=v/{6(D1−D2−D
3)}の騒音は、かえって増強されてしまう。このよう
な一定の波長以下の帯域にみられる騒音増強は、マイク
ロホンが受音した騒音信号の高い周波数域を除去するフ
ィルタ回路を用いることによって低減することができ
る。
【0028】また、たとえば図9に示す減衰特性を有す
る−12dB/octの高域遮断フィルタを用いた場
合、図10に示すように位相が回転する。図10の縦軸
は、度(deg)である。このようなフィルタを用いた
場合、f0以下の周波数であっても騒音と騒音抑制用付
加音の位相が一致して増強されることがある。
【0029】このようなf0以下の周波数における騒音
増強は、フィルタ回路による位相回転を補正する位相等
化回路を付加することによって改善され、広い周波数帯
域で効率良く騒音を抑圧することが可能となる。
【0030】なお、高精度のフィルタ回路および位相等
化回路は、ディジタル回路によって容易に実現すること
ができる。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、受話信
号に混入する騒音信号を抑圧するのではなく、受話器前
面付近の空間の騒音を抑圧するので、著しい騒音環境下
においても良好な通話が可能となり、しかも電話機外部
に特別な設備を必要としないので、設備が安価であり、
また設置場所に対する制限がないという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の防騒音電話機のブロック図
である。
【図2】本発明の一実施例の防騒音電話機の受話器の断
面図である。
【図3】本発明の別の実施例のブロック図である。
【図4】本発明のさらに別の実施例のブロック図であ
る。
【図5】従来の電話機に用いられている防側音回路の一
例の回路図である。
【図6】従来の防騒音電話機の送話器の断面図である。
【図7】従来の能動騒音制御装置のブロック図である。
【図8】本発明の防騒音電話機と騒音源との位置関係を
示す図である。
【図9】高域遮断フィルタ回路の減衰特性の例を示す特
性図である。
【図10】図9に示した高域遮断フィルタの位相特性の
例を示す特性図である。
【図11】図1に示した実施例の騒音減衰を示す特性図
であう。
【図12】図3に示した実施例において、信号処理回路
が高域遮断フィルタ回路である場合の騒音減衰を示す特
性図である。
【図13】図3に示した実施例において、信号処理回路
が高域遮断フィルタ回路および位相等化回路である場合
の騒音減衰を示す特性図である。
【符号の説明】
1 騒音を受音するためのマイクロホン 2 増幅回路 3,52 受話器 4 受話音声信号 5 電話回線端子 6 電話機回路網 7 信号処理回路 8,64,85 ハンドセット 9 AD変換器 10 ディジタル信号処理回路 11 DA変換器 51 送話器 53 ハイブリッド・トランス 54 平衡回路網 55 電話回線端子 56 直流阻止容量 61 送話器振動板 62 送話器前面開口部 63 送話器背面開口部 71,81 騒音源 72 騒音制御点 73,83 マイクロホン 74 騒音制御回路 75 付加音源 82 騒音制御点 84 受話器振動板

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電気信号を音声に変換するための受話器
    と、前記受話器の近傍に設置したマイクロホンと、2つ
    の入力を有し第1の入力信号から第2の入力信号を減算
    し増幅する増幅回路とを備え、前記増幅回路の第1の入
    力が電話回線から入力する受話音声信号であり、第2の
    入力が前記マイクロホンからの出力であり、前記増幅回
    路の出力が前記受話器を駆動することを特徴とする防騒
    音電話機。
  2. 【請求項2】 電気信号を音声に変換するための受話器
    と、前記受話器の近傍に設置したマイクロホンと、前記
    マイクロホンの出力を入力する信号処理回路と、2つの
    入力を有し第1の入力信号から第2の入力信号を減算し
    増幅する増幅回路とを備え、前記増幅回路の第1の入力
    が電話回線から入力する受話音声信号であり、第2の入
    力が前記信号処理回路の出力であり、前記増幅回路の出
    力が前記受話器を駆動することを特徴とする防騒音電話
    機であって、前記信号処理回路がフィルタ回路であるこ
    とを特徴とする防騒音電話機。
  3. 【請求項3】 前記信号処理回路がフィルタ回路と位相
    等化回路とによって構成されることを特徴とする請求項
    2記載の防騒音電話機。
  4. 【請求項4】 前記信号処理回路がアナログ・ディジタ
    ル変換器、ディジタル・アナログ変換器およびディジタ
    ル信号処理回路によって構成されることを特徴とする請
    求項2または請求項3記載の防騒音電話機。
JP4013589A 1992-01-29 1992-01-29 防騒音電話機 Pending JPH05284199A (ja)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05110650A (ja) * 1991-10-14 1993-04-30 Tokyo Cosmos Electric Co Ltd 通話装置
JP4135053B2 (ja) * 2000-06-30 2008-08-20 Dic株式会社 電飾用記録材

Patent Citations (2)

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Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19971111