JPH0714181B2 - ハンドフリー型テレビ電話機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、送受話器を持つ必要がなく、通話時にも手の
動作を自由に行なうことができるハンドフリー型テレビ
電話機に関するものである。

従来の技術 近年、テレビ電話は、音声のみによる通信システムでは
伝達しきれない情報を、映像を伴ってやり取りすること
ができる新しいコミュニケーションシステムとして注目
されて来ている。それに伴いテレビ電話機も機能が拡充
され、発達してきた。以下、従来のテレビ電話機の代表
的な例について図面を参照しながら説明する。

第４図と第５図は、従来のテレビ電話機の外観を示すも
のである。第４図は既存の電話機と組み合わせて使用す
るタイプのテレビ電話機であり、第５図は電話機と画像
モニタテレビとを一体化したタイプのテレビ電話機であ
る。これらの双方ともビデオカメラで撮影した映像の送
受信を行いながら、手に送受話器を持って通話を行なう
ハンドセット型のテレビ電話機である。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上述のようなハンドセット型のテレビ電話
機の場合、通話時には送受話器を耳元に固定するために
支えてやる必要があり、特に手の動作に対して大きな制
約を受けることになる。これに対し、電話機本体にスピ
ーカとマイクロホンをもつハンドフリー型のテレビ電話
機の場合は、両手の動作に何等制約を受けることなく自
由に作業を行なうことができる。しかし、ハンドフリー
型テレビ電話機では、スピーカからマイクロホンへの音
の回り込みによってハウリングを生じ易いことと、話者
とマイクロホン間の距離が大きくなるためマイクロホン
が話者音声以外の周囲の雑音を拾ってしまいS/N比が低
下してしまうことにより、通話品質が著しく劣化すると
いう問題点を有していた。

このような通話品質の劣化への有力な対応策として、収
音の際に話者音声の方向のみに鋭い指向性をもつ超指向
性マイクロホンを用いる方法と、マイクロホンより取り
込んだ音声信号から信号処理の技法を用いて話者音声以
外の成分を除去する方法とが考えられる。前者の代表的
な例としてはラインマイクロホンがある。ラインマイク
ロホンは、マイクロホンの振動面に管長の異なる音響管
を並べて結合したものである。第６図にラインマイクロ
ホンの構成を示す。ラインマイクロホンはマイクロホン
の正面軸方向に鋭い指向性をもつが、低周波数域まで同
様の指向性をもたせるためには音響管の管長を大きくす
る必要がある。従ってこれを搭載するテレビ電話機ユニ
ットは奥行き方向に長くなってしまい、実用的にもデザ
イン的にも問題がある。一方、後者の場合には専用の信
号処理回路が必要であり、そのためにコストが高くなる
ことと、テレビ電話機のハードウェア構成が複雑になる
こと、更にテレビ電話機を使用する環境に応じた信号処
理回路の調整が必要であることに問題がある。

以上の理由により、性能，デザイン，コストの面におい
て満足し得るハンドフリー型テレビ電話機はまだ開発さ
れていなかった。本発明は、直線配列型マイクロホンを
用いて、ハウリングがなく、S/N比の良い収音ができ、
奥行き方向に要するスペースの小さいハンドフリー型テ
レビ電話機を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段 上記目的を達成するため、本発明のハンドフリー型テレ
ビ電話機は、画像モニタ上部に水平に配置された直線配
列型マイクロホンと、前記直線配列型マイクロホンの中
央に配置されたビデオカメラとを備えたものである。

また、テレビ電話機の正面に位置する話者の音声を鋭い
指向性で捉えると同時に、話者以外の映像を撮影する目
的のためには、画像モニタ上部に水平に配置された直線
配列型マイクロホンと、水平方向に方向転換をすること
ができるビデオカメラとを備えた構成とする。

また、複数の話者が存在する場合、直線配列型マイクロ
ホンの指向性の正面軸をビデオカメラと同じ方向へ向け
ることによって任意の話者の映像と音声を捉える目的の
ためには、画像モニタ上部に水平に配置された直線配列
型マイクロホンと、水平方向に方向転換をすることがで
きるビデオカメラと、前記直線配列型マイクロホンの各
マイクロホンより取り込んだ音声信号にビデオカメラの
角度に対応した遅延を与えて、前記直線配列型マイクロ
ホンの指向性の正面軸を前記ビデオカメラと同じ方向へ
向けるための遅延回路とを備えた構成とする。

また、複数の話者が存在する場合、前記遅延回路を用い
ずに任意の話者の映像と音声を捉える目的のためには、
画像モニタ上部に水平に配置された、水平方向に方向転
換をすることができる直線配列型マイクロホンと、前記
直線配列型マイクロホンの中央に配置されたビデオカメ
ラとを備えた構成とする。

作用 本発明は、上記の構成によって水平方向に鋭い指向性を
有するマイクロホンを、デザイン上最も取付の制約の少
ない画像モニタ上部に実装することが可能となり、目的
とする音声を良いS/N比で収音することができる。

本発明で用いた直線配列型マイクロホンは、マイクロホ
ンの正面軸方向に対して水平に並べられた複数の単一指
向性マイクロホンと、各マイクロホンからの出力信号を
合成するための加算器とから成る単純な構成であり、奥
行き方向、即ち正面軸方向に要するスペースは小さく、
精密な調整も必要としない。通常、テレビ電話による通
話時には、話者はビデオカメラに対して正面に位置して
おり、他話者などの雑音源は水平方向に位置する。従っ
て、画像モニタ上部に直線配列型マイクロホンを配置
し、その中央部にビデオカメラを配置することにより、
テレビ電話機の正面に位置する話者の音声を鋭い指向性
で捉えることができる。

また、ビデオカメラを水平方向に方向転換させることに
より、テレビ電話機の正面に位置する話者の音声を鋭い
指向性で捉えると同時に、話者以外の映像を撮影するこ
とができる。

また、複数の話者が存在する場合、ビデオカメラを水平
方向に方向転換させると共に、直線配列型マイクロホン
の各マイクロホンより取り込んだ音声信号にビデオカメ
ラの角度に対応した遅延を与え直線配列型マイクロホン
の指向性の正面軸をビデオカメラと同じ方向へ向けるこ
とによって任意の話者の映像と音声を捉えることができ
る。

更に、複数の話者が存在する場合、直線配列型マイクロ
ホンの中央にビデオカメラを配置し、直線配列型マイク
ロホンを水平方向に方向転換させることによって任意の
話者の映像と音声を捉えることができる。

実施例 以下、本発明の一実施例におけるハンドフリー型テレビ
電話機について図面を参照しながら説明する。

本発明の第１の実施例はテレビ電話機の正面に位置する
話者の音声のみを収音することを目的とする。第１図は
第１の実施例におけるテレビ電話機の構成を示したもの
であり、図中１はビデオカメラ、２は直線配列型マイク
ロホン、３は画像モニタ、４はスピーカを示す。まず、
実施例に使用した直線配列型マイクロホンについて図面
を参照しながら説明する。第７図は単一指向性マイクロ
ホンを直線状に等間隔に四つ配したものである。このシ
ステムの出力信号は各マイクロホンからの信号を加算し
たものである。この場合、各マイクロホンの指向特性や
感度が同一であるなら、システムとしては、各マイクロ
ホンに音波が同位相で到達する方向、即ちマイクロホン
の正面軸方向に対して強い感度を持つ。第８図に単一指
向性マイクロホンの水平方向の指向性パターンを示す。
第９図はこれらの合成によって得られる直線配列型マイ
クロホンの水平方向の指向性パターンを示す図であり、
マイクロホンの正面軸方向に鋭い指向性を形成すること
を示すものである。

以上のように本実施例によれば、画像モニタ上部に水平
に配置された直線配列型マイクロホンと、前記直線配列
型マイクロホンの中央に配置されたビデオカメラとを備
えたことにより、テレビ電話機の正面に位置する話者の
音声のみを収音することが可能となり、ハウリングがな
く、S/N比の良い自然なハンドフリー通話を実現するこ
とができる。

本発明の第２の実施例はテレビ電話機の正面に位置する
話者の音声のみを収音すると同時に状況に応じてテレビ
電話機の正面に位置する話者以外の映像も捉えることを
目的とする。第２図は第二の実施例におけるテレビ電話
機の構成を示したものであり、図中１はカメラ、２は直
線配列型マイクロホン、３は画像モニタ、４はスピーカ
を示す。第１図の構成と異なるのは、ビデオカメラを水
平方向に方向転換させることができる点である。

以上のように本実施例によれば、画像モニタ上部に水平
に配置された直線配列型マイクロホンと、水平方向に方
向転換をすることができるビデオカメラとを備えたこと
により、テレビ電話機の正面に位置する話者の音声のみ
を収音することが可能となり、ハウリングがなく、S/N
比の良いハンドフリー通話を実現することができると同
時に話者が自分以外の映像を送信したい場合、容易に目
的の方向へビデオカメラを向けることができる。

本発明の第３の実施例は複数の話者が存在する場合、直
線配列型マイクロホンの指向性の正面軸をビデオカメラ
と同じ方向へ向けることによって任意の話者の映像と音
声を捉えることを目的とする。第３の実施例におけるテ
レビ電話機の外観上の構成は第２図と同様であるが、マ
イクロホン部に第10図に示した遅延回路を組み込み、θ
の値はビデオカメラの角度より検出して決定するもので
ある。この遅延回路をもつマイクロホンシステムについ
て図面を参照しながら説明する。第10図はマイクロホン
の正面軸方向に対してθの角度をもって音波が到達する
場合を想定した図である。音速をｃとし、マイクロホン
間隔をｄとすると、マイクロホン１にはマイクロホン０
に対して（dsinθ）/cだけ早く音波が到達する。同様に
マイクロホン2,マイクロホン３ではマイクロホン１に対
し各々２（dsinθ）/c,3（dsinθ）/cだけ早く音波が到
達する。そこでマイクロホン1,マイクロホン2,マイクロ
ホン３からの出力信号に対して各々τ_１＝（dsinθ）/
c,τ_２＝２（dsinθ）/c,τ_３＝３（dsinθ）/cの遅延
を与えた後、全てのマイクロホンの出力を加算しシステ
ムの出力信号とすれば、正面からθだけ外れた方向が見
かけ上の正面となりこの方向に対する感度を最大とする
ことができる。第11図にこのマイクロホンシステムの水
平方向の指向性パターンを示す。尚、本実施例において
は、ビデオカメラと遅延回路を電気的に連動させるた
め、ビデオカメラの正面軸と画像モニタの正面軸との成
す角度θを読み取り、各マイクロホンに与える遅延時間
を決定するものとした。

以上のように本実施例によれば、画像モニタ上部に水平
に配置された直線配列型マイクロホンと、水平方向に方
向転換をすることができるビデオカメラと、前記直線配
列型マイクロホンを構成する四つのマイクロホンの信号
に前記ビデオカメラの角度に対応した遅延を与え、前記
直線配列型マイクロホンの指向性の正面軸を前記ビデオ
カメラと同じ方向へ向けるための遅延回路とを備えたこ
とにより、複数の話者が存在する場合、ビデオカメラの
画角内に位置する話者の音声のみを収音することが可能
となり、ハウリングがなく、S/N比の良い自然なハンド
フリー通話を実現することができる。

本発明の第４の実施例は複数の話者が存在する場合、直
線配列型マイクロホンとビデオカメラとを一体として水
平方向に方向転換させることによって任意の話者の映像
と音声を捉えることを目的とする。第３図は第４の実施
例におけるテレビ電話機の構成を示したものであり、図
中１はカメラ、２は直線配列型マイクロホン、３は画像
モニタ、４はスピーカを示す。第１図の構成と異なるの
は、直線配列型マイクロホンとビデオカメラを一体とし
て水平方向に方向転換させることができる点である 以上のように本実施例によれば、画像モニタ上部に水平
に配置された、水平方向に方向転換をすることができる
直線配列型マイクロホンと、前記直線配列型マイクロホ
ンの中央に固定され、前記直線配列型マイクロホンと一
体となって水平方向に方向転換することができるビデオ
カメラとを備えたことにより、複数の話者が存在する場
合、ビデオカメラの画角内に位置する話者の音声のみを
収音することが可能となり、ハウリングがなく、S/N比
の良い自然なハンドフリー通話を実現することができ
る。

発明の効果 以上のように本発明は、画像モニタ上部に水平に配置さ
れた直線配列型マイクロホンと、前記直線配列型マイク
ロホンの中央に配置されたビデオカメラとを備えたハン
ドフリー型テレビ電話機により、画角内、即ちテレビ電
話機の正面に位置する話者の音声のみを収音することが
可能となり、ハウリングがなく、S/N比の良い自然な通
話を実現することができる。直線配列型マイクロホンは
直線配列型マイクロホンを構成する複数個のマイクロホ
ンユニットの特性が厳密に均等である必要はなく、使用
に際して特別な調整も必要としない。また、マイクロホ
ンの正面軸方向に要するスペースは小さいためラップト
ップ型パーソナルコンピュータへの搭載も可能である。

また、画像モニタ上部に水平に配置された直線配列型マ
イクロホンと、水平方向に方向転換をすることができる
ビデオカメラとを備えたハンドフリー型テレビ電話機に
より、テレビ電話機の正面に位置する話者の音声のみを
収音することが可能となり、ハウリングがなく、S/N比
の良い通話を行なうことができると共に、テレビ電話機
の正面に位置する話者が通話を行いながら自分以外の方
向へビデオカメラを向け、話者の望む映像を撮影するこ
とができる。

また、画像モニタ上部に水平に配置された直線配列型マ
イクロホンと、水平方向に方向転換をすることができる
ビデオカメラと、直線配列型マイクロホンを構成する各
マイクロホンユニットの信号にビデオカメラの角度に対
応した遅延を与えることにより、直線配列型マイクロホ
ンの指向性の正面軸をビデオカメラと同じ方向へ向ける
ための遅延回路とを備えたハンドフリー型テレビ電話機
により、複数の話者が存在する場合、ビデオカメラの方
向転換をすることで任意の話者に対して画角外の音声を
除去し画角内に位置する話者の音声のみを収音すること
が可能となり、ハウリングがなく、S/N比の良い自然な
通話を実現することができる。

また、画像モニタ上部に水平に配置された、水平方向に
方向転換をすることができる直線配列型マイクロホン
と、前記直線配列型マイクロホンの中央に配置されたビ
デオカメラとを備えたハンドフリー型テレビ電話機によ
り、複数の話者が存在する場合、任意の話者に対して画
角外の音声を除去し画角内に位置する話者の音声のみを
収音することが可能となり、ハウリングがなく、S/N比
の良い自然な通話を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例のハンドフリーテレビ電話機の外観を示
した構成図、第２図は実施例のハンドフリーテレビ電話
機の外観を示した構成図、第３図は実施例のハンドフリ
ーテレビ電話機の外観を示した構成図、第４図は従来の
テレビ電話機のうち既存の電話機と組み合わせて使用す
るタイプの外観を示した構成図、第５図は従来のテレビ
電話機のうち電話機ユニットとモニタテレビを一体化し
たタイプの外観を示した構成図、第６図はラインマイク
ロホンの構成図、第７図は直線配列型マイクロホンの構
成図、第８図は単一指向性マイクロホンの水平方向の指
向性パターンを示した説明図、第９図は直線配列型マイ
クロホンの水平方向の指向性パターンを示した説明図、
第10図は直線配列型マイクロホンに遅延回路を組み込ん
だ場合の構成図、第11図は遅延回路を組み込んだ直線配
列型マイクロホンの水平方向の指向性パターンを示した
説明図である。 １……カメラ、２……配列型マイクロホン、３……画像
モニタ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像モニタ上部に水平に配置された直線配
   列型マイクロホンと、前記直線配列型マイクロホンの中
   央に配置されたビデオカメラとを備えたことを特徴とす
   るハンドフリー型テレビ電話機。
2. 【請求項２】画像モニタ上部に水平に配置された直線配
   列型マイクロホンと、水平方向に方向転換をすることが
   できるビデオカメラとを備えたことを特徴とするハンド
   フリー型テレビ電話機。
3. 【請求項３】画像モニタ上部に水平に配置された直線配
   列型マイクロホンと、水平方向に方向転換をすることが
   できるビデオカメラと、前記直線配列型マイクロホンを
   構成する複数個のマイクロホンユニットの信号に前記ビ
   デオカメラの角度に対応した遅延を与えて、前記直線配
   列型マイクロホンの指向性の正面軸を前記ビデオカメラ
   と同じ方向へ向けるための遅延回路とを備えたことを特
   徴とするハンドフリー型テレビ電話機。
4. 【請求項４】画像モニタ上部に水平に配置された、水平
   方向に方向転換をすることができる直線配列型マイクロ
   ホンと、前記直線配列型マイクロホンの中央に固定さ
   れ、前記直線配列型マイクロホンと一体となって水平方
   向に方向転換することができるビデオカメラとを備えた
   ことを特徴とするハンドフリー型テレビ電話機。