JPH0715566A

JPH0715566A - 消音装置並びにこれを備える無騒音電話機及び無騒音電話ボックス

Info

Publication number: JPH0715566A
Application number: JP15381293A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Okashita; 和彦岡下; Masakatsu Arihara; 正勝有原
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1993-06-24
Filing date: 1993-06-24
Publication date: 1995-01-17

Abstract

(57)【要約】【目的】電話機の周りを壁等で囲うだけでは充分には
吸収できない騒音を能動的に消音できるようにする。【構成】オフフック検出部２９は、電話機２４の送受
話器２７が外されると、オフフックを検出してオフフッ
ク検出信号を信号処理部の制御回路に送出する。これよ
り、消音動作が開始される。センサマイク５ａ，５ｂ
は、上記送受話器２７に到来する騒音を検出して騒音信
号ＥＮ１，ＥＮ２に変換する。送話マイク２８は、受話
部３０と共に、送受話器２７を構成して、話者の音声を
入力すると共に、消音スピーカ６ａ，６ｂから放射され
る付加音によって打ち消され、減衰して残留する残留騒
音のレベルを検出して残留騒音信号ＳＮに変換する。信
号処理部は、上記騒音信号ＥＮ１，ＥＮ２及び残留騒音
信号ＳＮに基づいて、送受話器２７に到来した上記騒音
と逆位相となる付加音を放射させるための上記付加音信
号を生成して上記消音スピーカ６ａ，６ｂに供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電話機の設置場所に
到来する騒音を能動的に消音する消音装置並びにこれを
備える無騒音電話機及び無騒音電話ボックスに関する。

【０００２】

【従来の技術】騒音の中に置かれた電話機で会話をする
と、受話器から流れてくる相手の音声が騒音に掻き消さ
れて、相手の話しの内容が聞き取れないという事態がし
ばしば生じる。そればかりか、騒音も送話器を介して相
手の耳元にまで伝送されるので、相手にとってもこちら
の音声を聞き分けるのが困難となる。そこで、街頭等の
公衆電話は、専用のボックスやブースの中に配備され、
少しでも騒音を遮るための配慮がなされている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、高速道
路や電車の高架線路の脇、飛行場のそば等では、家庭の
電話機であろうと公衆電話であろうと、住宅の外壁やボ
ックス等で電話機を囲む従来の受動的な遮音措置だけで
は充分な消音の効果が得られないという不都合があっ
た。

【０００４】この発明は、上述の事情に鑑みてなされた
もので、電話機の周りを壁等で囲うだけでは充分には吸
収できない騒音を能動的に消音することができる消音装
置並びにこれを備える無騒音電話機及び無騒音電話ボッ
クスを提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、電話機に適用される消音装
置であって、電話機の設置場所に到来する騒音を検出し
て騒音信号を出力する騒音検出手段と、入力される付加
音信号に基づいて上記電話機に向けて付加音を放射する
付加音放射手段と、上記電話機の設置場所に到来した上
記騒音が上記付加音放射手段から放射される上記付加音
によって打ち消されて残留する残留騒音を検出して残留
騒音信号を出力する残留騒音検出手段と、上記騒音信号
及び残留騒音信号に基づいて、上記電話機の設置場所に
到来した上記騒音と逆位相となる付加音を放射させるた
めの上記付加音信号を生成して上記付加音放射手段に供
給する消音制御手段とを備えてなることを特徴としてい
る。

【０００６】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の消音装置を備える無騒音電話機であって、上記消音
制御手段が電話機本体に内蔵されていることを特徴とし
ている。

【０００７】また、請求項３記載の発明は、請求項１記
載の消音装置を備える無騒音電話機であって、上記残留
騒音検出手段が送話器、受話器又は送受話器に一体的に
設けられていることを特徴としている。

【０００８】また、請求項４記載の発明は、請求項３記
載の無騒音電話機であって、上記送話器又は上記送受話
器の構成要素である、話者の音声を入力するための音声
入力手段が、上記残留騒音検出手段を兼ねていることを
特徴としている。

【０００９】また、請求項５記載の発明は、請求項２，
３又は４記載の無騒音電話機であって、上記無騒音電話
機がオフフック状態であるか否かを検出し、この検出結
果を上記消音制御手段に知らせるオフフック検出手段が
付加されてなると共に、上記消音制御手段は、該無騒音
電話機がオフフック状態であると認識する間、消音動作
状態を維持する一方、該無騒音電話機がオンフック状態
であると認識する間、消音動作を停止するようになって
いることを特徴とする。

【００１０】さらにまた、請求項６記載の発明は、電話
機が配備された無騒音電話ボックスであって、請求項１
記載の消音装置が備えられていることを特徴としてい
る。

【００１１】

【作用】この発明の構成において、騒音検出手段は、住
宅の外壁や専用のボックス等を通して電話機の設置場所
に侵入しようとする外来騒音を検出して騒音信号を出力
する。また、残留騒音検出手段は、電話機の設置場所に
侵入した外来騒音と上記付加音放射手段から放射される
付加音との干渉による干渉騒音を検出して残留騒音信号
を出力する。これにより、消音制御手段が騒音信号及び
残留騒音信号に基づいて、上記騒音の波形成分と逆位相
となる付加音を放射させる付加音信号を生成して付加音
放射手段に供給する。したがって、上記構成によれば、
電話機の設置場所に侵入した騒音が、付加音放射手段か
ら放射される付加音によって、干渉されて消音される。

【００１２】なお、請求項３記載の構成のように、残留
騒音検出手段を送話器、受話器又は送受話器に一体的に
設けるようにすれば、常に、耳元に到来する騒音を消音
できるので、明確な通話を楽しむことができる。また、
請求項４記載の構成にように、送話器等の音声入力手段
と残留騒音検出手段とを互いに兼用するようにすれば、
音声入力手段の位置と残留騒音検出手段の位置とが完全
に一致するので、騒音の伝送を確実に遮断することがで
きる。それ故、特に、相手にとってこちらの話しの内容
が明確となる。また、独立の残留騒音検出手段を設ける
必要がないので、製作費が安価となる。

【００１３】さらにまた、請求項５記載の構成にすれ
ば、オフフック状態のときのみ消音動作が行われるの
で、消費電力を削減できると共に、騒音の能動制御や適
応制御の動作を自動化できる。

【００１４】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明の実施例につ
いて説明する。 ◇第１実施例図１は、この発明の第１実施例である消音装置の電気的
構成を示すブロック図、図２及び図３は同消音装置に適
用される信号処理部の詳細を示す回路図であると共に、
図２は初期設定動作の説明に供される図、図３は消音動
作の説明に供される図、また、図４は同消音装置を適用
してなる無騒音電話ボックスユニットの構成を示す概念
図である。まず、図４において、符号１は同無騒音電話
ボックスユニット（以下、単に電話ボックスユニットと
いう）を示し、この電話ボックスユニット１は電話利用
者が自由に出入りできる縦長のボックス２と、ボックス
２の内部に設置された電話機３と、消音装置４とから概
略構成されている。

【００１５】上記消音装置４は、ボックス２内部に侵入
する外部騒音を能動的に消音する装置であり、図１に示
すように、センサマイク５ａ，５ｂと、消音スピーカ６
ａ，６ｂと、エラーマイク７と、増幅器（以下、ＡＭＰ
という）８と、ローパスフィルタ（以下、ＬＰＦとい
う）９と、アナログ／デジタル変換器（以下、Ａ／Ｄコ
ンバータという）１０と、信号処理部１１と、デジタル
／アナログ変換器（以下、Ｄ／Ａコンバータという）１
２と、ＬＰＦ１３と、ＡＭＰ１４とから構成されてい
る。ここで、センサマイク５ａ，５ｂと、消音スピーカ
６ａ，６ｂとは同一構成のものがそれぞれ２個用いられ
ている。

【００１６】上記センサマイク５ａ，５ｂは、ボックス
２の外側壁面の上部に取り付けられ、ボックス２内に侵
入する外来騒音のレベルを検出して外来騒音信号ＥＮ
１，ＥＮ２に変換する。消音スピーカ６ａ，６ｂは、ボ
ックス２の天井部に設けられ、外来騒音を打ち消すべき
付加音ＡＮを、仮想された話者の耳元に宛てがわれた電
話機３の送受話器３ａに向けて放射する。この例におい
ては、仮想された話者の耳元からそれぞれの消音スピー
カ６ａ，６ｂまでの距離は互いに概略等しく設定されて
いる。

【００１７】上記エラーマイク７は、送受話器３ａに取
り付けられ、消音スピーカ６ａ，６ｂから放射される付
加音ＡＮ，ＡＮとの干渉によって打ち消され、減衰して
残留する残留騒音のレベルを検出して残留騒音信号ＳＮ
に変換する。上記増幅器８は、センサマイク５ａ，５ｂ
からそれぞれ出力される外来騒音信号ＥＮ１，ＥＮ２を
集約しかつ増幅して騒音集約信号ＳＩとして出力する。
ＬＰＦ９は、ＡＭＰ８の出力信号（騒音集約信号ＳＩ）
及び及びエラーマイク７の出力信号（残留騒音信号Ｓ
Ｎ）の低周波成分を通過させる。Ａ／Ｄコンバータ１０
は、ＬＰＦ９を通過した騒音集約信号ＳＩ及び残留騒音
信号ＳＮの低周波成分をそれぞれデジタルの集約データ
ＳＩＤ及び残留騒音データＳＮＤに変換して信号処理部
１１に供給する。Ｄ／Ａコンバータ１２は、信号処理部
１１から出力されるデジタルの付加音データＡＮＤ等
（後述）をアナログ信号に変換して、アンチエリアシン
グフィルタによって構成されたＬＰＦ１３に供給する。
ＬＰＦ１３は、Ｄ／Ａコンバータ１２の出力信号の低周
波成分を通過させた後、消音スピーカ６ａ，６ｂにそれ
ぞれ供給する。

【００１８】上記信号処理部１１は、電話機本体３ｂに
内蔵されていて、図２に示すように、装置各部を制御す
る制御回路１５、適応フィルタ（以下、ＡＤＦという）
１６、白色雑音発生部１７、減算器１８、補正用フィル
タ１９、及びコントロールフィルタ（以下、ＣＮＦとい
う）２０から構成され、初期設定動作として、消音スピ
ーカ６ａ，６ｂとエラーマイク７との間の伝達関数Ｇの
同定、及び消音動作として、センサマイク５ａ，５ｂと
エラーマイク７との間の伝達関数の逆特性Ｆの常時同定
等を行い、外来騒音を打ち消すべきデジタルの付加音デ
ータＡＮＤを生成して出力する。

【００１９】上記ＡＤＦ１６は、誤差データＥＤや残留
騒音データＳＮＤ等に基づいて、最小２乗平均(Least M
ean Squre; ＬＭＳ)アルゴリズムを駆使して上述の伝達
関数（フィルタ係数）の同定や逆特性の常時同定（適応
化処理）を行う。上記白色雑音発生部１７は、初期設定
動作時、打ち消すべき外来騒音の帯域に制限された白色
雑音データＷＮＤを生成する。減算器１８は、初期設定
動作に用いられ、誤差データを出力してＡＤＦ１６に供
給する。補正用フィルタ１９には、消音スピーカ６ａ，
６ｂとエラーマイク７との間の伝達関数Ｇに対応するフ
ィルタ係数ｈが設定される。ＣＮＦ２０には、センサマ
イク５ａ，５ｂとエラーマイク７との間の伝達関数の逆
特性Ｆに対応するフィルタ係数ｊが設定される。このフ
ィルタ係数ｊは、ＡＤＦ１６によって、サンプリング周
期毎に適応化処理されて更新される。

【００２０】次に、この例の動作について説明する。ま
ず、初期設定動作として、補正用フィルタ１９に設定す
べきフィルタ係数ｈを求める動作について説明する。信
号処理部１１の制御回路１５は、図２に示すように、切
換スイッチＳＷ１を図中上にオンとし、切換スイッチＳ
Ｗ２をオフとし、さらに切換スイッチＳＷ３をオンとす
る。そして、白色雑音発生部１７に、白色雑音データＷ
ＮＤを出力させる。これにより、白色雑音発生部１７か
ら出力された白色雑音データＷＮＤは、Ｄ／Ａコンバー
タ１２においてアナログ信号に変換された後、ＬＰＦ１
３を経てＡＭＰ１４に供給されて増幅され、消音スピー
カ６ａ，６ｂに同時供給される。これによって、消音ス
ピーカ６ａ，６ｂから白色雑音データＷＮＤに対応する
白色雑音（音波）がそれぞれ放射され、これらの合波が
送受話器３ａに取り付けられたエラーマイク７によって
検出されるので、エラーマイク７において、検出された
白色雑音のレベルが騒音信号に変換されて出力される。
なお、送受話器３ａは話者の耳元の位置に置かれてい
る。

【００２１】次に、エラーマイク７から出力された白色
雑音データＷＮＤに対応する騒音信号は、ＬＰＦ９を経
てＡ／Ｄコンバータ１０においてデジタルの騒音データ
に変換され、減算器１８の非反転入力端子に供給され
る。なお、初期設定時においては、エラーマイク７から
の出力値は、残留雑音ではないので、単に騒音データと
いう。以下において、同様である。

【００２２】一方、白色雑音発生部１７から出力された
白色雑音データＷＮＤは、ＡＤＦ１６にも入力され、Ａ
ＤＦ１６で求められた（消音スピーカ６ａ，６ｂとエラ
ーマイク７との間の）伝達関数Ｇに対応するフィルタ係
数ｈで畳み込み演算が行われた後、得られた演算結果が
ＡＤＦ１６から出力されて、減算器１８の反転入力端子
に供給される。減算器１８においては、Ａ／Ｄコンバー
タ１０から出力された騒音データからＡＤＦ１６で処理
された畳み込み演算の結果が減算され、得られた減算結
果が誤差データＥＤとして出力されて、ＡＤＦ１６に供
給される。しかし、フィルタ係数ｈの初期値は０である
ので、最初は、ＡＤＦ１６からは何も出力されない。そ
れ故、Ａ／Ｄコンバータ１０から出力された騒音データ
がそのまま誤差データＥＤとして、減算器１８から出力
されてＡＤＦ１６に供給される。これより、ＡＤＦ１６
において、入力される白色雑音データＷＮＤと誤差デー
タＥＤとに基づいて、誤差データＥＤを最小にすべく、
ＬＭＳアルゴリズム処理が５秒程度実行され、消音スピ
ーカ６ａ，６ｂとエラーマイク７との間の伝達関数Ｇが
求められる。そして、得られた伝達関数Ｇに対応するフ
ィルタ係数ｈが、実際の消音動作時の補正用のフィルタ
係数として補正用フィルタ１９に供給される。

【００２３】以上説明した初期設定が完了すると、消音
動作が実行される。制御回路１５は、図３に示すよう
に、信号処理部１１内の全ての切換スイッチを切り換え
る。すなわち、切換スイッチＳＷ１を図中下にオンと
し、切換スイッチＳＷ２をオンとし、さらに切換スイッ
チＳＷ３をオフとする。そして、白色雑音発生部１７
に、白色雑音データＷＮＤの生成を中止させる。このモ
ードにおいて、ボックス２内に侵入しようとする外来騒
音は、センサマイク５ａ，５ｂによってそのレベルが検
出され、それぞれ外来騒音信号ＥＮ１，ＥＮ２に変換さ
れた後、ＡＭＰ８において集約されかつ増幅され、騒音
集約信号ＳＩとして出力される。ＡＭＰ８から出力され
る騒音集約信号ＳＩは、ＬＰＦ９を経てＡ／Ｄコンバー
タ１０においてデジタルの外来騒音データＳＩＤに変換
されて信号処理部１１に供給される。

【００２４】外来騒音データＳＩＤが信号処理部１１に
供給されると、この外来騒音データＳＩＤに対して、Ｃ
ＮＦ２０において、フィルタ係数ｊで畳み込み演算が行
われて付加音データが生成された後、Ｄ／Ａコンバータ
１２においてアナログ信号に変換され、ＬＰＦ１３を経
てＡＭＰ１４に供給されて増幅され、消音スピーカ６
ａ，６ｂにそれぞれ同時供給される。ただし、フィルタ
係数ｊの初期値は０であるので、消音動作開始直後は、
消音スピーカ６ａ，６ｂからどのような音も放射されな
い。また、補正用フィルタ１９において、外来騒音デー
タＳＩＤに対して、フィルタ係数ｈで畳み込み演算が行
われ、その演算結果がＡＤＦ１６に供給される。

【００２５】一方、エラーマイク７において、残留外来
騒音のレベルが検出され、残留外来騒音信号ＳＮに変換
された後、ＬＰＦ９を経てＤ／Ａコンバータ１０におい
てデジタルの残留外来騒音データＳＮＤに変換される
（ただし、消音動作開始直後は、消音スピーカ６ａ，６
ｂからどのような音も放射されないので、外来騒音の全
てが残留する）。これにより、ＡＤＦ１６において、残
留外来騒音データＳＮＤと補正用フィルタ１９の出力デ
ータとに基づいて、残留外来騒音データＳＮＤを最小に
すべく、ＬＭＳアルゴリズムが駆使されて、センサマイ
ク５ａ，５ｂとエラーマイク７との間の伝達関数の逆特
性Ｆの同定又は適応化処理が実行される。この同定又は
適応化処理は、一定のサンプリング周期毎に行われ、新
しく得られる伝達関数の逆特性Ｆに対応するフィルタ係
数ｊが、新たなフィルタ係数としてＣＮＦ２０に供給さ
れて適応化される。

【００２６】ＣＮＦ２０において、新たに入力された外
来騒音データＳＮＤに対して、新たに供給され適応化さ
れたフィルタ係数ｊで畳み込み演算が行われて新たな付
加音データＡＮＤが生成された後、Ｄ／Ａコンバータ１
２においてアナログ信号に変換され、ＬＰＦ１３を経て
ＡＭＰ１４に供給されて増幅され、消音スピーカ６ａ，
６ｂに供給される。これにより、それぞれの消音スピー
カ６ａ，６ｂから新たな付加音データに対応する新たな
付加音（消音音波）ＡＮ，ＡＮが放射され、これ２つの
付加音ＡＮ，ＡＮの合波がエラーマイク７の検出ポイン
トにおいて外来騒音と同振幅かつ逆位相となって、互い
に干渉して、この結果、外来騒音が弱められ、消音が達
成される。

【００２７】上記構成によれば、住宅の外壁やボックス
等の遮音物を通過してきた外来騒音を話者の耳元におい
て確実に消音できる。したがって、騒音の中でも互いの
話しの内容を確実に聞き取ることができる。加えて、セ
ンサマイク５ａ，５ｂ及び消音スピーカ６ａ，６ｂ、エ
ラーマイク７等の温度変化・湿度変化等に伴い、伝達関
数に変動が生じても、ＡＤＦ１６の動作によって、ＣＮ
Ｆ２０のフィルタ係数ｊが迅速に更新され適応化される
ので、安定した消音を達成することができる。

【００２８】◇第２実施例次に、この発明の第２実施例について説明する。図５
は、この発明の第２実施例である消音装置の電気的構成
を示すブロック図、図６及び図７は、同消音装置に適用
される信号処理部の詳細を示す回路図であると共に、図
６は初期設定動作の説明に供される図、図７は消音動作
の説明に供される図である。これらの図において、図１
乃至図４に示す各部と同一構成部分には同一の符号を付
し、また、必要に応じて同一符号を付した後にａ，ｂ等
の文字を添えて、その説明を省略ないしは簡略化する。
この例の消音装置２１が第１実施例（図１）の消音装置
４と大きく異なるところは、第１実施例の信号処理部１
１（図２）がＡＤＦ１６、減算器１８、補正用フィルタ
１９、及びＣＮＦ２０を各１個備えて構成されているの
に対して、この例の信号処理部２１には、ＡＤＦ１６
ａ，１６ｂ、減算器１８ａ，１８ｂ、補正用フィルタ１
９ａ，１９ｂ、及びＣＮＦ２０ａ，２０ｂを各２個備え
るようにした点である（図６）。このようにすることに
より、第１実施例においては、消音スピーカ６ａとエラ
ーマイク７との間の伝達関数Ｇ₁と、消音スピーカ６ｂ
とエラーマイク７との間の伝達関数Ｇ₂との平均的な意
味合いの伝達関数Ｇが求められるのに対して、第２実施
例においては、消音スピーカ６ａとエラーマイク７との
間の伝達関数Ｇ₁と、消音スピーカ６ｂとエラーマイク
７との間の伝達関数Ｇ₂とをそれぞれ別個に求めること
ができるようにされている。

【００２９】すなわち、図６において、ＡＤＦ１６ａ
は、消音スピーカ６ａとエラーマイク７との間の伝達関
数Ｇ₁の同定を行う共に、伝達関数Ｇ₁で補正されたセン
サマイク５ａ，５ｂとエラーマイク７との間の伝達関数
の逆特性Ｆ₁を求める。一方、ＡＤＦ１６ｂは、消音ス
ピーカ６ｂとエラーマイク７との間の伝達関数Ｇ₂の同
定を行うと共に、伝達関数Ｇ₂で補正されたセンサマイ
ク５ａ，５ｂとエラーマイク７との間の伝達関数の逆特
性Ｆ₂を求める。補正用フィルタ１９ａには、消音スピ
ーカ６ａとエラーマイク７との間の伝達関数Ｇ₁に対応
するフィルタ係数ｈ₁が設定される。一方、補正用フィ
ルタ１９ｂには、消音スピーカ６ｂとエラーマイク７と
の間の伝達関数Ｇ₂に対応するフィルタ係数ｈ₂が設定さ
れる。ＣＮＦ２０ａには、伝達関数Ｇ₁で補正されたセ
ンサマイク５ａ，５ｂとエラーマイク７との間の伝達関
数の逆特性Ｆに対応するフィルタ係数ｊ₁が設定され
る。ＣＮＦ２０ｂには、伝達関数Ｇ₂で補正されたセン
サマイク５ａ，５ｂとエラーマイク７との間の伝達関数
の逆特性Ｆに対応するフィルタ係数ｊ₂が設定される。
これらのフィルタ係数ｊ₁，ｊ₂は、ＡＤＦ１６ａ，１６
ｂによって、サンプリング周期毎に適応化処理されて更
新される。

【００３０】次に、この例の動作について説明する。最
初に、初期設定動作として、補正用フィルタ１９ａに設
定されるフィルタ係数ｈ₁、及び補正用フィルタ１９ｂ
に設定されるフィルタ係数ｈ₂を順次求める動作につい
て説明する。まず、信号処理部２２の制御回路２３は、
図６に実線で示すように、切換スイッチＳＷ１ａを図中
上にオンとし、切換スイッチＳＷ２ａ，ＳＷ２ｂをオフ
とし、切換スイッチＳＷ３ａをオンとし、さらに切換ス
イッチＳＷ３ｂをオフとする（ここで、切換スイッチＳ
Ｗ１ｂはこの設定に関与しないので無視する）。そし
て、白色雑音発生部１７に、白色雑音データＷＮＤを生
成させ、出力端子Ｗ１，Ｗ３から出力させる。これによ
り、出力端子Ｗ１から出力された白色雑音データＷＮＤ
は、Ｄ／Ａコンバータ１２においてアナログ信号に変換
された後、ＬＰＦ１３を経てＡＭＰ１４に供給されて増
幅され、消音スピーカ６ａに供給される。この結果、消
音スピーカ６ａから白色雑音データＷＮＤに対応する白
色雑音（音波）が放射される。放射された白色雑音は、
送受話器３ａに取り付けられたエラーマイク７によって
検出されるので、エラーマイク７において、検出された
白色雑音のレベルが騒音信号に変換されて出力される。
なお、送受話器３ａは話者の耳元の位置に置かれている
（図４参照）。

【００３１】次に、エラーマイク７から出力された白色
雑音データＷＮＤに対応する騒音信号は、ＬＰＦ９を経
てＡ／Ｄコンバータ１０においてデジタルの騒音データ
に変換され、減算器１８ａの非反転入力端子に供給され
る。

【００３２】一方、白色雑音発生部１７の出力端子Ｗ３
から出力された白色雑音データＷＮＤは、ＡＤＦ１６ａ
に入力され、ＡＤＦ１６ａで求められた（消音スピーカ
６ａとエラーマイク７との間の）伝達関数Ｇ₁に対応す
るフィルタ係数ｈ₁で畳み込み演算が行われた後、得ら
れた演算結果がＡＤＦ１６ａから出力されて、減算器１
８ａの反転入力端子に供給される。減算器１８ａにおい
ては、Ａ／Ｄコンバータ１０から出力された騒音データ
からＡＤＦ１６ａで処理された畳み込み演算の結果が減
算され、得られた減算結果が誤差データＥＤ１として出
力されて、ＡＤＦ１６ａに供給される。しかし、フィル
タ係数ｈ₁の初期値は０であるので、最初は、ＡＤＦ１
６ａからは何も出力されない。それ故、Ａ／Ｄコンバー
タ１０から出力された騒音データがそのまま誤差データ
ＥＤ１として、減算器１８ａから出力されてＡＤＦ１６
ａに供給される。これより、ＡＤＦ１６ａにおいて、入
力される白色雑音データＷＮＤと誤差データＥＤ１とに
基づいて、誤差データＥＤ１を最小にすべく、ＬＭＳア
ルゴリズム処理が５秒程度実行され、消音スピーカ６ａ
とエラーマイク７との間の伝達関数Ｇ₁が求められる。
そして、得られた伝達関数Ｇ₁に対応するフィルタ係数
ｈ₁が、実際の消音動作時の補正用のフィルタ係数とし
て補正用フィルタ１９ａに供給される。

【００３３】次に、信号処理部２２の制御回路２３は、
切換スイッチＳＷ１ｂを図６において実線で示すように
図中上にオンとし、切換スイッチＳＷ２ａ，ＳＷ２ｂを
オフとしたままとし、切換スイッチＳＷ３ａを同図にお
いて破線で示すようにオフとし、さらに切換スイッチＳ
Ｗ３ｂを贈図において破線で示すようにオンとする（こ
こで、切換スイッチＳＷ１ａはこの設定に関与しないの
で無視する）。そして、白色雑音発生部１７に、白色雑
音データＷＮＤを今度は出力端子Ｗ２，Ｗ４から出力さ
せるようにする。これにより、出力端子Ｗ２から出力さ
れた白色雑音データＷＮＤは、Ｄ／Ａコンバータ１２に
おいてアナログ信号に変換された後、ＬＰＦ１３を経て
ＡＭＰ１４に供給されて増幅され、消音スピーカ６ｂに
供給される。この結果、消音スピーカ６ｂから白色雑音
データＷＮＤに対応する白色雑音（音波）が放射され
る。放射された白色雑音は、エラーマイク７によって検
出されるので、エラーマイク７において、検出された白
色雑音のレベルが騒音信号に変換されて出力される。

【００３４】次に、エラーマイク７から出力された白色
雑音データＷＮＤに対応する騒音信号は、ＬＰＦ９を経
てＡ／Ｄコンバータ１０においてデジタルの騒音データ
に変換され、減算器１８ｂの非反転入力端子に供給され
る。

【００３５】一方、白色雑音発生部１７の出力端子Ｗ４
から出力された白色雑音データＷＮＤは、ＡＤＦ１６ｂ
に入力され、ＡＤＦ１６ｂで求められた（消音スピーカ
６ｂとエラーマイク７との間の）伝達関数Ｇ₂に対応す
るフィルタ係数ｈ₂で畳み込み演算が行われた後、得ら
れた演算結果がＡＤＦ１６ｂから出力されて、減算器１
８ｂの反転入力端子に供給される。減算器１８ｂにおい
ては、Ａ／Ｄコンバータ１０から出力された騒音データ
からＡＤＦ１６ｂで処理された畳み込み演算の結果が減
算され、得られた減算結果が誤差データＥＤ２として出
力されて、ＡＤＦ１６ｂに供給される。しかし、フィル
タ係数ｈ₂の初期値は０であるので、最初は、ＡＤＦ１
６ｂからは何も出力されない。それ故、Ａ／Ｄコンバー
タ１０から出力された騒音データがそのまま誤差データ
ＥＤ２として、減算器１８ｂから出力されてＡＤＦ１６
ｂに供給される。これより、ＡＤＦ１６ｂにおいて、入
力される白色雑音データＷＮＤと誤差データＥＤ２とに
基づいて、誤差データＥＤ２を最小にすべく、ＬＭＳア
ルゴリズム処理が５秒程度実行され、消音スピーカ６ｂ
とエラーマイク７との間の伝達関数Ｇ₂が求められる。
そして、得られた伝達関数Ｇ₂に対応するフィルタ係数
ｈ₂が、実際の消音動作時の補正用のフィルタ係数とし
て補正用フィルタ１９ｂに供給される。

【００３６】以上説明した初期設定が完了すると、消音
動作が実行される。信号処理部２２において、制御回路
２３は、図７に示すように、切換スイッチＳＷ１ａ，Ｓ
Ｗ１ｂを図中下にオンとし、切換スイッチＳＷ２ａ，Ｓ
Ｗ２ｂをオンとし、さらに切換スイッチＳＷ３ａ，ＳＷ
３ｂをオフとする。そして、白色雑音発生部１７に、白
色雑音データＷＮＤの生成を中止させる。このモードに
おいて、図４に示すボックス２内に侵入しようとする外
来騒音は、センサマイク５ａ，５ｂによってそのレベル
が検出され、それぞれ外来騒音信号ＥＮ１，ＥＮ２に変
換された後、ＡＭＰ８において集約されかつ増幅され、
騒音集約信号ＳＩとして出力される。ＡＭＰ８から出力
される騒音集約信号ＳＩは、ＬＰＦ９を経てＡ／Ｄコン
バータ１０においてデジタルの外来騒音データＳＩＤに
変換されて信号処理部２２に供給される。

【００３７】外来騒音データＳＩＤが信号処理部２２に
供給されると、この外来騒音データＳＩＤに対して、Ｃ
ＮＦ２０ａ，２０ｂにおいて、対応するフィルタ係数ｊ
₁，ｊ₂で畳み込み演算が行われて付加音データＡＮＤ
１，ＡＮＤ２がそれぞれ生成される。ＣＮＦ２０ａにお
いて生成された付加音データＡＮＤ１は、Ｄ／Ａコンバ
ータ１２においてアナログ信号に変換され、ＬＰＦ１３
を経てＡＭＰ１４に供給されて増幅され、消音スピーカ
６ａに供給される。一方、ＣＮＦ２０ｂにおいて生成さ
れた付加音データＡＮＤ２は、Ｄ／Ａコンバータ１２に
おいてアナログ信号に変換され、ＬＰＦ１３を経てＡＭ
Ｐ１４に供給されて増幅され、消音スピーカ６ｂに供給
される。ただし、フィルタ係数ｊ₁，ｊ₂の初期値は０で
あるので、消音動作開始直後は、消音スピーカ６ａ，６
ｂからどのような音も放射されない。また、外来騒音デ
ータＳＩＤに対して、補正用フィルタ１９ａ，１９ｂに
おいて、対応するフィルタ係数ｈ₁，ｈ₂で畳み込み演算
が行われ、補正用フィルタ１９ａでの演算結果がＡＤＦ
１６ａに供給され、一方、補正用フィルタ１９ｂでの演
算結果がＡＤＦ１６ｂに供給される。

【００３８】一方、エラーマイク７において、残留外来
騒音のレベルが検出され、残留外来騒音信号ＳＮに変換
された後、ＬＰＦ９を経てＤ／Ａコンバータ１０におい
てデジタルの残留外来騒音データＳＮＤに変換され、信
号処理部２２に供給される（ただし、消音動作開始直後
は、消音スピーカ６ａ，６ｂからどのような音も放射さ
れないので、外来騒音の全てが残留する）。これによ
り、ＡＤＦ１６ａにおいて、残留外来騒音データＳＮＤ
と補正用フィルタ１９ａの出力データとに基づいて、残
留外来騒音データＳＮＤを最小にすべく、ＬＭＳアルゴ
リズムが駆使されて、伝達関数Ｇ₁で補正されたセンサ
マイク５ａ，５ｂとエラーマイク７との間の伝達関数の
逆特性Ｆの同定又は適応化処理が実行される。一方、Ａ
ＤＦ１６ｂにおいて、残留外来騒音データＳＮＤと補正
用フィルタ１９ｂの出力データとに基づいて、残留外来
騒音データＳＮＤを最小にすべく、ＬＭＳアルゴリズム
が駆使されて、伝達関数Ｇ₂で補正されたセンサマイク
５ａ，５ｂとエラーマイク７との間の伝達関数の逆特性
Ｆの同定又は適応化処理が実行される。この同定又は適
応化処理は、一定のサンプリング周期毎に行われ、新し
く得られる伝達関数の逆特性Ｆに対応するフィルタ係数
ｊ₁，ｊ₂が、新たなフィルタ係数として対応するＣＮＦ
２０ａ，２０ｂに供給されて適応化される。

【００３９】ＣＮＦ２０ａにおいて、新たに入力された
外来騒音データＳＮＤに対して、新たに供給され適応化
されたフィルタ係数ｊ₁で畳み込み演算が行われて新た
な付加音データＡＮＤ１が生成された後、Ｄ／Ａコンバ
ータ１２においてアナログ信号に変換され、ＬＰＦ１３
を経てＡＭＰ１４に供給されて増幅され、消音スピーカ
６ａに供給される。一方、ＣＮＦ２０ｂにおいて、新た
に入力された外来騒音データＳＮＤに対して、新たに供
給され適応化されたフィルタ係数ｊ₂で畳み込み演算が
行われて新たな付加音データＡＮＤ２が生成された後、
Ｄ／Ａコンバータ１２においてアナログ信号に変換さ
れ、ＬＰＦ１３を経てＡＭＰ１４に供給されて増幅さ
れ、消音スピーカ６ｂに供給される。これにより、それ
ぞれの消音スピーカ６ａ，６ｂから新たな付加音データ
に対応する新たな付加音（消音音波）ＡＮ１，ＡＮ２が
放射され、これ２つの付加音ＡＮ１，ＡＮ２の合波がエ
ラーマイク７の検出ポイントにおいて外来騒音と同振幅
かつ逆位相となって、互いに干渉して、この結果、外来
騒音が弱められ、消音が達成される。

【００４０】上記構成によれば、それぞれの消音スピー
カ６ａ，６ｂ毎に、センサマイク５ａ，５ｂとエラーマ
イク７との間の伝達関数の逆特性Ｆが補正されるので、
一段と確実な消音を達成できる。

【００４１】◇第３実施例次に、第３実施例について説明する。図８は、第３実施
例である無騒音電話機（以下、単に電話機という）２４
の電気的構成を示すブロック図、図９は同電話機２４に
適用された消音装置２５の電気的構成を示すブロック
図、また、図１０は同電話機２４が適用されてなる電話
ボックスユニット２６を示す概念図である。この第３実
施例に適用される消音装置２５においては、第１実施例
（図１）のエラーマイク７を廃して、電話機２４の送受
話器２７を構成する送話用マイク２８がエラーマイクを
兼ねるようにされており、さらに、オフフック（通話
中）のときのみ動作状態となるように、オフフック検出
部２９が設けられている。上記特徴点を除けば、図１の
消音装置と略同一構成とされている。

【００４２】すなわち、図８及び図９において、上記送
話用マイク２８は、受話部３０と共に、送受話器２７を
構成して、話者の音声を入力すると共に、消音スピーカ
６ａ，６ｂから放射される付加音ＡＮ，ＡＮによって打
ち消され、減衰して残留する残留騒音のレベルを検出し
て残留騒音信号ＳＮに変換する。アイソレート・トラン
ス３１は、送話用マイク２８と増幅回路３２とをアイソ
レートする。増幅回路３２は、残留騒音信号ＳＮを増幅
して消音装置主要回路部３３に供給する。ここで、消音
装置主要回路部３３は、第１実施例において説明した同
様のＬＰＦ９、Ａ／Ｄコンバータ１０、信号処理部３
４、Ｄ／Ａコンバータ１２、ＬＰＦ１３とから構成され
ている。また、上記オフフック検出部２９は、オフフッ
ク（通話開始）を検出すると、オフフック検出信号ＨＯ
Ｋを信号処理部３４の図示せぬ制御回路に供給する。

【００４３】次に、この例の動作について説明する。上
記構成において、図１０に示す送受話器掛け３５から送
受話器２７が外されると、オフフック検出部２９はオフ
フックされたことを感知してオフフック検出信号ＨＯＫ
を生成して出力する。信号処理部３４の図示せぬ制御回
路は、オフフック検出信号ＨＯＫの供給を受けると、装
置各部へ電源を供給する。これにより、装置各部におい
て、動作が可能となる。まず、初期設定動作として、制
御回路は、第１実施例において説明したと同様の手順に
より、図示せぬ白色雑音発生部に、白色雑音データを出
力させる。白色雑音発生部から出力された白色雑音デー
タは、Ｄ／Ａコンバータ１２においてアナログ信号に変
換された後、ＬＰＦ１３、ＡＭＰ１４を経由して、消音
スピーカ６ａ，６ｂに同時供給される。これによって、
消音スピーカ６ａ，６ｂから白色雑音がそれぞれ放射さ
れ、これらの合波が送受話器２７の送話用マイク２８に
よって検出されるので、送話用マイク２８において、検
出された白色雑音のレベルが騒音信号に変換されて出力
される。

【００４４】次に、送話用マイク２８から出力された白
色雑音データＷＮＤに対応する騒音信号は、アイソレー
ト・トランス３１を経て増幅回路３２において増幅さ
れ、さらに、ＬＰＦ９を経て、Ａ／Ｄコンバータ１０に
おいてデジタルの騒音データに変換され、減算器１８の
非反転入力端子に供給される。この後、図示せぬＡＤＦ
において、第１実施例に示したと同様のＬＭＳアルゴリ
ズム処理等が行われて、消音スピーカ６ａ，６ｂと送話
用マイク２８との間の伝達関数Ｇが求められる。そし
て、得られた伝達関数Ｇに対応するフィルタ係数ｈが、
実際の消音動作時の補正用のフィルタ係数として図示せ
ぬ補正用フィルタに供給される。

【００４５】初期設定が完了すると、消音動作が実行さ
れる。この動作モードにおいて、ボックス２内に侵入し
ようとする外来騒音は、センサマイク５ａ，５ｂによっ
てそのレベルが検出され、それぞれ外来騒音信号ＥＮ
１，ＥＮ２に変換された後、ＡＭＰ８において集約され
かつ増幅され、騒音集約信号ＳＩとして出力される。Ａ
ＭＰ８から出力される騒音集約信号ＳＩは、ＬＰＦ９を
経てＡ／Ｄコンバータ１０においてデジタルの外来騒音
データＳＩＤに変換されて信号処理部３４に供給され
る。

【００４６】外来騒音データＳＩＤが信号処理部３４に
供給されると、この外来騒音データＳＩＤに対して、図
示せぬＣＮＦにおいて、フィルタ係数ｊで畳み込み演算
が行われて付加音データが生成された後、Ｄ／Ａコンバ
ータ１２においてアナログ信号に変換され、ＬＰＦ１３
を経てＡＭＰ１４に供給されて増幅され、消音スピーカ
６ａ，６ｂにそれぞれ同時供給される。また、補正用フ
ィルタにおいて、外来騒音データＳＩＤに対して、フィ
ルタ係数ｈで畳み込み演算が行われ、その演算結果がＡ
ＤＦに供給される。

【００４７】一方、送話用マイク２８において、残留外
来騒音のレベルが検出され、残留外来騒音信号ＳＮに変
換されて出力される。残留外来騒音信号ＳＮは送話用マ
イク２８から出力された後、アイソレート・トランス３
１を経て増幅回路３２において増幅され、さらに、ＬＰ
Ｆ９を経てＤ／Ａコンバータ１０においてデジタルの残
留外来騒音データＳＮＤに変換される。これにより、Ａ
ＤＦにおいて、残留外来騒音データＳＮＤと補正用フィ
ルタの出力データとに基づいて、残留外来騒音データＳ
ＮＤを最小にすべく、ＬＭＳアルゴリズムが駆使され
て、センサマイク５ａ，５ｂと送話用マイク２８との間
の伝達関数の逆特性Ｆの同定又は適応化処理が実行され
る。この同定又は適応化処理は、一定のサンプリング周
期毎に行われ、新しく得られる伝達関数の逆特性Ｆに対
応するフィルタ係数ｊが、新たなフィルタ係数としてＣ
ＮＦに供給されて適応化される。

【００４８】ＣＮＦにおいて、新たに入力された外来騒
音データＳＮＤに対して、新たに供給され適応化された
フィルタ係数ｊで畳み込み演算が行われて新たな付加音
データＡＮＤが生成された後、Ｄ／Ａコンバータ１２に
おいてアナログ信号に変換され、ＬＰＦ１３を経てＡＭ
Ｐ１４に供給されて増幅され、消音スピーカ６ａ，６ｂ
に供給される。これにより、それぞれの消音スピーカ６
ａ，６ｂから新たな付加音データに対応する新たな付加
音（消音音波）ＡＮ，ＡＮが放射され、これ２つの付加
音ＡＮ，ＡＮの合波が送話用マイク２８の位置において
外来騒音と同振幅かつ逆位相となって、互いに干渉し
て、この結果、外来騒音が弱められ、消音が達成され
る。

【００４９】電話機２４による会話が終了して、送受話
器掛け３５に送受話器２７が掛けられると、オフフック
検出部２９はオンフックされたことを感知してオフフッ
ク検出信号ＨＯＫの生成を中断する。信号処理部３４の
制御回路は、オフフック検出信号ＨＯＫの供給が止まる
と、装置各部への電源の供給を中断する。これにより、
装置各部において、動作が不可能となる。

【００５０】上記構成によれば、エラーマイクと送話部
とが互いに兼用され、エラーマイクの検出ポイントと送
話部の検出ポイントが完全に一致するので、騒音の伝送
を確実に遮断することができる。それ故、特に、相手に
とってこちらの話しの内容が明確となる。また、独立の
エラーマイクが不要となるので、製作費が安価となる。
加えて、オフフック状態のときのみ消音動作が行われる
ので、電力の無駄を省くことができる。

【００５１】以上、この発明の実施例を図面により詳述
してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られるもの
ではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変
更等があってもこの発明に含まれる。例えば、上述の信
号処理部はハードウエアに限らず、ソフトウエアで構成
するようにしても良い。また、ソフトウエアとハードウ
エアとの混成で構成しても良い。また、上述の実施例に
おいては、エラーマイクを送受話器に一体的に取り付け
る場合について示したが、これに限らず、ボックスの壁
体又は電話機本体に取り付けるようにしても良い。ま
た、信号処理部等の消音装置の主要回路部は、必ずし
も、電話機本体に内蔵されていなくとも良い。また、電
話機によっては、オンフックボタンをオンとすることに
より、オンフック状態でも通話可能な機種も存在する
が、この種の電話機においては、オンフックボタンが押
された場合にも、消音動作が開始されるようにしても良
い。また、上述の実施例においては、電話ボックスの例
について説明したが、家庭内やオフィス内の電話機にも
この発明を適用できる。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の構成に
よれば、電話機の周りを壁等で囲うだけでは充分には吸
収できない騒音でも、付加音放射手段から放射される付
加音によって干渉させられ打ち消されるので確実に消音
することができる。

【００５３】特に、請求項３記載の構成のように、残留
騒音検出手段を送話器、受話器又は送受話器に一体的に
設けるようにすれば、常に、耳元に到来する騒音を消音
できるので、明確な通話を楽しむことができる。また、
請求項４記載の構成にように、送話器等の音声入力手段
と残留騒音検出手段とを互いに兼用するようにすれば、
音声入力手段の位置と残留騒音検出手段の位置とが完全
に一致するので、騒音の伝送を確実に遮断することがで
きる。それ故、特に、相手にとってこちらの話しの内容
が明確となる。また、独立の残留騒音検出手段を設ける
必要がないので、製作費が安価となる。

【００５４】さらにまた、請求項５記載の構成にすれ
ば、オフフック状態のときのみ消音動作が行われるの
で、消費電力を削減できると共に、騒音の能動制御や適
応制御の動作を自動化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例である消音装置の構成を
示す電気ブロック図である。

【図２】同消音装置に適用される信号処理部の詳細を示
す回路図であると共に、初期設定動作の説明に供される
図である。

【図３】同消音装置に適用される信号処理部の詳細を示
す回路図であると共に、消音動作の説明に供される図で
ある。

【図４】同消音装置を適用してなる無騒音電話ボックス
ユニットの構成を示す概念図である。

【図５】この発明の第２実施例である消音装置の構成を
示す電気ブロック図である。

【図６】同消音装置に適用される信号処理部の詳細を示
す回路図であると共に、初期設定動作の説明に供される
図である。

【図７】同消音装置に適用される信号処理部の詳細を示
す回路図であると共に、消音動作の説明に供される図で
ある。

【図８】第３実施例である電話機の電気的構成を示すブ
ロック図である。

【図９】同電話機に適用された消音装置の電気的構成を
示すブロック図である。

【図１０】同電話機が適用されてなる電話ボックスユニ
ットを示す概念図である。

【符号の説明】

１電話ボックスユニット（無騒音電話ボックス）３，２４電話機（無騒音電話機）３ａ送受話器（送話器、受話器又は送受話器）３ｂ電話機本体４，２１，２５消音装置５ａ，５ｂセンサマイク（騒音検出手段）６ａ，６ｂ消音スピーカ（付加音放射手段）７エラーマイク（残留騒音検出手段）１１，２２，３４信号処理部（消音制御手段）２８送話マイク（音声入力手段、残留騒音検出手
段）２９オフフック検出部（オフフック検出手段）ＥＮ１，ＥＮ２外来騒音信号（騒音信号）ＳＮ残留騒音信号ＡＮＤ，ＡＮＤ１，ＡＮＤ２付加音信号ＡＮ，ＡＮ１，ＡＮ２付加音

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電話機の設置場所に到来する騒音を検出
して騒音信号を出力する騒音検出手段と、入力される付加音信号に基づいて前記電話機に向けて付
加音を放射する付加音放射手段と、前記電話機の設置場所に到来した前記騒音が前記付加音
放射手段から放射される前記付加音によって打ち消され
て残留する残留騒音を検出して残留騒音信号を出力する
残留騒音検出手段と、前記騒音信号及び残留騒音信号に基づいて、前記電話機
の設置場所に到来した前記騒音と逆位相となる付加音を
放射させるための前記付加音信号を生成して前記付加音
放射手段に供給する消音制御手段とを備えてなることを
特徴とする消音装置。
【請求項２】請求項１記載の消音装置を備える電話機
であって、前記消音制御手段は電話機本体に内蔵されて
いることを特徴とする無騒音電話機。
【請求項３】請求項１記載の消音装置を備える電話機
であって、前記残留騒音検出手段は送話器、受話器又は
送受話器に一体的に設けられていることを特徴とする無
騒音電話機。
【請求項４】前記送話器又は前記送受話器の構成要素
である、話者の音声を入力するための音声入力手段が、
前記残留騒音検出手段を兼ねていることを特徴とする請
求項３記載の無騒音電話機。
【請求項５】前記無騒音電話機がオフフック状態であ
るか否かを検出し、この検出結果を前記消音制御手段に
知らせるオフフック検出手段が付加されてなると共に、前記消音制御手段は、該無騒音電話機がオフフック状態
であると認識する間、消音動作状態を維持する一方、該
無騒音電話機がオンフック状態であると認識する間、消
音動作を停止するようになっていることを特徴とする請
求項２，３又は４記載の無騒音電話機。
【請求項６】電話機が配備され、かつ、請求項１記載
の消音装置が備えられていることを特徴とする無騒音電
話ボックス。