JPH0761098B2 - 拡声電話ステーション - Google Patents
拡声電話ステーションInfo
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- JPH0761098B2 JPH0761098B2 JP2410104A JP41010490A JPH0761098B2 JP H0761098 B2 JPH0761098 B2 JP H0761098B2 JP 2410104 A JP2410104 A JP 2410104A JP 41010490 A JP41010490 A JP 41010490A JP H0761098 B2 JPH0761098 B2 JP H0761098B2
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Description
に関し、特に指向性マイクロホンの利用に関する。
フリー電話として知られている)は、通常の電話送受器
の外にマイクロホンとラウドスピーカーを互いにやや近
傍に有する電話であり、持続振動発生の機会を与えるも
のでる。鳴音(singing)として知られるこの状態はラウ
ドスピーカーからの信号が関連するマイクロホンと結合
する場合の拡声装置によく見られる状態である。
受信チャネルの両者に増幅器、及び送信チャネルと受信
チャネルを電話回線に接続するハイブリッド回路を有す
る。ハイブリッド回路は送信信号エネルギーの大部分を
電話回線に結合するが、ハイブリッドエコーとして知ら
れる一部を受信チャネルに返送する。同じように、ラウ
ドスピーカーから放散する音響エネルギーの一部は、送
信マイクロホンによりピックアップされるが、これは音
響エコーとして知られるものである。
含むループが作られる。それらは一端ではハイブリッド
エコーにより結合され、他端では音響エコーにより結合
される。このループ周りのネットの利得がある単位(0
dB)を超える場合発振が起こる。この発振問題を回避
するのに使われた恐らく初期の方法は、いわゆるプッシ
ュ・ツウ・トーク方式であった。その通常状態において
は、送信チャネルはディスエイブルされた状態であり、
受信チャネルはイネーブルされた状態である。利用者が
電話を掛けようとする場合、手動スイッチを押して、通
信チャネルをイネーブルにし、同時に受信チャネルをデ
ィスエイブルにする。
してオンにはならないので発振は決して起こるこたはな
い。このプッシュ・ツウ・トーク方式に改革が行われた
のは手動スイッチが次の回路に置き換わったときであ
る。この回路は送信機で音声エネルギーを検出し、その
後送信チャネルをイネーブル状態にし、受信チャネルを
ディスエイブル状態にする音声スイッチとして知られる
回路である。
と受信信号の大きさを比較し、声の大きい送話者を優位
にする回路を入れたことによりなされた。この方法の評
価はともかくとして、伝送方向の逆転時に1もしくは2
シラブルが失われるという問題がある。拡声電話におけ
る全2重動作(即ち両方向同時通話)を望む点から、ラ
ウドスピーカーとマイクロホンの結合を少なくする方法
が求められた。
ア(shure )ST3000テレカンファレンシングシス
テムで用いられるようなマイクロホン動作制御システム
を開示している。このシステムにおいては、3つの一次
グラディエント(FOG)であって、それぞれハート形
(カージオイド)ポーラー感度パターンを有し、ラウド
スピーカーをも含む共用ハウジングに入れられる。各マ
イクロホンは外側に向き最大感度の方向はハウジングの
中心から放射状に拡がっている。
全体パターンが、全ルーム(360゜)カバレージを行
っているが、通常は1つのマイクロホンのみがオンとな
っている。不都合なことに、カージオイドマイクロホン
及びそれを入れる電話ハウジングの中に製造のばらつき
があって、ポーラー感度パターンにサイドロープを作る
結果となっている。
発明の説明上、主ローブ以外を全てサイドローブとして
示すこととする。このような所望しないサイドローブの
指す方向から来る音には感度が増加することとなる。こ
の方向にラウドスピーカーの位置があることが多く、そ
のため持続振動が増加しやすい。拡声電話はまた残響
(エーバレリ効果)を受ける。これは、壁もしくは天井
からの直接通話の反響から来る無方向音声を、マイクロ
ホンがピックアップするものである。
様に反響し、マイクロホンによりピックアップされ遠端
送話者からの反響エコーとなる。米国特許第4,62
9,829号は適応フィルタ(エコーキャンセラ)を用
いて音響結合を少なくする全2重スピーカホンを開示し
ている。エコーキャンセラはエコーの推定値を発生し
て、エコーにより劣化した信号から推定値を減算するこ
とによりエコーを軽減するものである。しかし、エコー
キャンセラは限られた信号範囲にのみ有用であって、マ
イクロホンとラウドスピーカーとの間の音響結合が最小
の場合に最大の効果を与える。
上のばらつきの点から付随マイクロホンのポーラー感度
パターンの、安定した方法で拡声電話ステーションを与
えることが望まれている。
全2重動作のできる拡声電話ステーションを与えること
が求められている。
ションは、共通ハウジング内に少なくとも1つの指向性
マイクロホンとラウドスピーカーとを有する。指向性マ
イクロホンのポーラー感度パターンは主ローブ、1つ以
上のサイドローブ、及びローブのペアの間のヌルを有す
る。ここでヌルは隣接するサイドロープと比較すると、
マイクロホン感度の実質上の減少を表わす。さらに、ラ
ウドスピーカは主ローブと隣接サイドローブのポーラー
感度パターンのヌルに設置され、ラウドスピーカーとマ
イクロホンの間の音響結合を実質上減少する。
キャンセラはラウドスピーカーと、マイクロホンの間の
音響結合をさらに減少するために用いられ、第2エコー
キャンセラはハイブリッド回路間の電気的結合を減少す
るために用いられる。本発明によるラウドスピーカーと
マイクロホンの設置により拡声電話ステーションにおけ
る全2重動作が得られる。
圧を感知することができ、音圧の大きさに対応する電気
的出力の電圧信号を生成する。このようなマイクロホン
は“プレッシャーマイクロホン”として知られており、
図1に示すように通常構成されている。音響ポート10
1は音をマイクロホン100に入れてダイヤフラム10
3の一面と相互作用して電圧を生成する。
で、その体積がダイヤフラムのコンプライアンスに影響
を及ぼす。プレッシャーマイクロホンは、いずれの方向
からでも来る音に等しく応答するので、その感度パター
ンは全方向性である。図5に関連する幾つかの特徴と共
にプレッシャーマイクロホンの全方向性感度パターンを
示す。図5の情報は次のデータを用いてまとめたもので
ある。ノーレス エレクトロニクス社(Knowles Electo
ronics,Inc.,)テクニカル ブレテン(Technical Bull
etin)、TB−21:“EB方向性補聴マイクロホン応
用ノート”である。
ムの反対面の差圧を測って指向性ポーラー感度特性を得
るものである。図2は一次グラディエント(FOG)マ
イクロホン200を示し、これはダイヤフラム203の
対向面に設けた入力音響ポート201と202を有す
る。この音響ポートは距離dだけ離れている。一方の音
響ポート201から、他の音響ポート202に行くには
音波はこの距離だけFOGにわたり移動しなければなら
ない。
ンの出力として電圧に変換される。FOGマイクロホン
の出力電圧の大きさは、ダイヤフラム203の反対側の
音圧差の関数である。距離dが小さくなる程、FOGマ
イクロフォンからの出力電圧もまた小さくなる。空気中
21℃における音速は、毎秒344mであるので、f=
2250Hz可聴信号は約15.24cmの波長を有す
る。
音響ポート201と202間の位相差は十分であるの
で、FOGマイクロホンは図5に示すように、双指向の
ポーラー感度パターンを示す。ここで出力電圧の極性は
移動波面が初めに衝突するダイヤフラムの特定の側によ
り決められる。またFOGマイクロホンはヌルとして知
られるある特定の方向から来る音に応答しない。
る。本発明の使用に適切なFOGマイクロホンエレメン
トとして、松下電気のパナソニック部門により製造され
るWM−55A103がある。ダイヤフラム203の反
対側にある音響ポート間の隔離距離“d”は変えること
ができる。遠距離場において圧力グラディエントΔpは
“d”と次の関係式を有する。
置。 C=伝搬速度 数式1は、kdの小さい値について次式のように単純化
される。
なわち周波数応答[数式1]を示す。
マイクロホン自身を変えることにより変ることが知られ
ている。例えば、音響抵抗RaをFOGマイクロホンの
ダイヤグラム303に向って音響ポートの1つ、302
に導入することができる。このような抵抗は指向性パタ
ーンと周波数応答の両者を変える。さらに一般的に、遠
距離場で動作するFOGマイクロホンに付随する指向性
パターンD(θ)は、kd<1の場合、次の関係式によ
り与える。
イヤフラムの後の音響空洞の体積、及びCaはダイヤフ
ラムと、音響抵抗Ra間の音響コンプライアンス(キャ
パシタンスに類似)である。数式3より、カージオイド
感度はBが1に等しくセットされる場合に得られる。即
ち、時定数RaCaは音波が距離“d”を移動するのに
要する時間にセットされる場合に得られる。図5は、こ
のようなカージオイドパターン、及びこの特定のFOG
マイクロホンの他の特徴を示す。
ドがある。これはBが3の平方根に等しくなるように
d,Ra及びVを調節すると得られる。さらにBの値を
増加して3にすると、ハイパーカージオイドが得られ
る。図5に選んで示した各マイクロホンの配置は、それ
自身の特性の集まりを有する。例えば、(1)ヌルの位
置(角度)、(2)距離係数であって次の乗数、プレッ
シャーマイクロホンが同一の信号対ランダムインシデン
トノイズ比を有するかを示す。(3)前対後感度比等で
ある。
クロホンエレメントが、ハンドフリー電話に時には使用
され市販もされている。このカージオイドマイクロホン
使用の場合の欠点の1つは、プレッシャーマイクロホン
と比べ、低周波数で信号対電気的ノイズ性能の低いこと
である。しかし、カージオイドマイクロホンの指向性
は、次の理由からプレッシャーマイクロホンより、よい
信号対音響ノイズ性能も有する。
する音に対し感度が低いからである。事実、図5でカー
ジオイドマイクロホンは、プレッシャー(全方向性)マ
イクロホンよりランダムインシデントエネルギーで4.
8dB感度の点で低い。図5にはカージオイドマイクロ
ホンの使用の場合の他の欠点が見られる。カージオイド
マイクロホンは、B=1だけ存在するのみの180゜の
位置にヌルを有する。
(数式3参照)、またBの変化によりローブが丁度18
0゜点に形成されるので、このヌル依存は望ましくな
い。再び図5のポーラー感度パターンから次のことが言
える。サイドローブが既に存在する場合、主ローブと隣
接するサイドローブの間にあるヌルの方向は、Bの大き
さが変わってもあまり変わらない(スーパーカージオイ
ドから両指向性への間にヌルの位置の変化に注目のこ
と)。
ばらつきに直面する際に、ラウドスピーカとマイクロホ
ンの間の音響結合を間違いなく減少させるのに、非常に
有用である。図5に示すパターンは、波動の振幅が一定
である遠距離場の挙動について成立つ。近距離場から来
る音の場合は全く同じとは言えないが、定性的に同じ結
果を適用できる。先に述べたように、各種ポーラー感度
パターンが“バック”ローブと呼ばれるローブをも含む
が、ここでは主ローブ以外のローブを全て“サイド”ロ
ーブと呼んでいる。
イクロフォンより、大きい指向性を有し、大きい周囲ノ
イズ阻止の必要のある用途に用いられる(騒がしい部
屋、自動車など)。グラディエントの性質から、SOG
も一般的にはFOGと同様に動作する(指向性は音圧差
に応答することにより得られる)。二次方式は通常2つ
の空間的に別個のFOGから信号を電気的に減算するこ
とにより形成される。この減算は図6により明白に示さ
れる。
200−2は空間距離d1だけ離れており、各FOGマ
イクロホンのその音響ポート間隔は距離dだけ離隔して
いる。時間遅延回路220はそこを通る電気信号にτ秒
遅延を与えるが、その他の点で信号を変えることはな
い。差動増幅器230はマイクロホン200−2の遅延
電気信号を、マイクロホン200−1の電気信号から減
算し出力信号を生成する。時間遅延τがd1/cに等し
いと、図8に示される指向性パターンが形成される。
ン200−2の出力から遅延エレメント220を取外し
て、それをマイクロホン200−1の出力に挿入するこ
とにより逆にできる。また、図6の差動増幅器230に
示された極性は逆にされなければならない。これは接点
K1−K4を動作させること、もしくは等価の動作によ
り実施される。時間遅延τを提供する適切な通信網は周
知である。その1つの通信網は、米国特許第4,74
2,548号の図6に示されているがここでこれを引用
する。
には、SOGマイクロホンの遠距離場の感度の数字的定
義の導入が有用であり、これは次式に比例する。
ともに増加する。不都合なことに、感度の向上にdとd
1を増加させると、SOGマイクロホンのバンド幅は減
少する。感度とバンド幅の相反する関係から、SOGマ
イクロホン装置設計条件によりパラメータdとd1は注
意して選択しなければならない。
kバンド幅を所望する場合、3.3KHzに不等周波数
応答の最大の位置(即ち、τ=d1/cに対し、f0=
c/4d1=3.3KHzとセットする。)とすると好
都合である。本発明の好ましい実施例においては、次の
d、d1及びτの値を使用する。即ち、d=0.029
メートル、d1=0.043メートル、及びτ=d1 /
c=0.000125秒である。
す周波数応答特性と図8に示すポーラー感度特性が達成
される。しかし、d、d1、及びτの値を変えると感度
の増加は、バンド幅の減少となるようにこれらの特性は
変る。
ンド幅は変数であるが、(設計要求にあうように変更さ
れうるが、)、1つの特性、即ち、マイクロホンの主軸
から±90゜にあるヌルの位置は変わらずにそのままで
ある。このことが厳密に真のままであるのは近距離場に
おいては、周波数バンドの一部のみである。本発明でこ
れらはポーラー感度特性の主ローブに隣接するヌルであ
って、数式4において、θ=±90゜と置くことにより
確かめられる。これらのヌルは主ローブの軸と直角であ
るので、ラウドスピーカーをその主ローブと隣接するサ
イドローブの間のヌルに保持したまま感度パターンの方
向を逆にすることが可能である。
システムに生かされ、それぞれ可逆主ローブを有するS
OGマイクロホン3つのみで360゜カバレージがなさ
れる。図9はSOGマイクロホンを構成するのに使われ
るFOGマイクロホン200−1と200−2の配置を
示す図である。
イクロホを囲み、音響信号の波面が移行しなければなら
ない距離は、FOGマイクロホンの一方から他方に行く
のにバフルだけ増加する。この距離d(図6に示す)は
関連するマイクロホンの感度、周波数、及びポーラー感
度特性に影響するパラメータである。FOGマイクロホ
ン200−1と200−2は支持装置215により特定
配置に保持される。
離されており、この距離は前述のように設計条件の特定
の集まりを達成するのに注意して選択される。この特定
の単一指向性二次グラディエントマイクロホンは米国特
許第4,742,548号にさらに詳しく説明されてい
る。図10はFOGマイクロホンエレメント用の偏平形
のハウジング110を示す。
ンの音響ポート間の距離を有効に引き伸ばす。この長方
形ブロック構造体(ハウジング110)は、ゴムまたは
他の適当なコンプライアント材料から成形され、図9に
示す各バフル205−1と205−2に置き変わって用
いられる。ハウジング110は接着剤を使わずに挿入だ
けでマイクロホン装置を格納し、シールコスト的に有効
な手段である。
し、1組のチャネル113と114で接続する(図12
参照)。各チャネルは挿入マイクロホンの1つの音響ポ
ートと、1つの開口部に達する。図11はハウジング1
10の平面図で一般的な形を示し、一方、図12はマイ
クロホン/ハウジングアセンブリの断面図でハウジング
110、FOGマイクロホン200、チャネル113と
114、及び開口部111と112の相関配置を示す。
各種アプリケーションにおいて、SOGマイクロホンは
図10に示すような1組の共線的マイクロホン/ハウジ
ングを用いて構成される。
す。これは、上方に向いたラウドスピーカー131と、
4つのマイクロホンハウジング110−1、110−
2、110−3、110−4を有する。このマイクロホ
ンアレイは、会議電話アプリケーションに非常に有用な
フルフレームカバレージを提供する。通常一時に話すの
は一人だけであるから、一時にマイクロホン1つを活性
化するのみで背景ノイズと残響は最小にされる。
は、ハウジング110−1、110−2、110−3、
110−4における各マイクロホンエレメントからの出
力信号を比較し、どれが一番強いかを決める。このよう
なシステムの1つは米国特許第3,755,625号に
開示されている。それに答えて、そのマイクロホンから
の信号のみの遠端に送信する。
各マイクロホン/ハウジングアセンブリのポーラー感度
パターンのヌルの位置に置かれ、このヌルは主ルーブと
隣接するサイドローブの間にある。この特定のヌルは1
25゜の位置にあって、このテレカンファレンス装置1
30のまわりで特定の位置を占めるマイクロホンであ
る。この動作は図3に示すようなマイクロホンエレメン
トをハウジングに置くことにより達成されるが、これは
スーパーカージオイド・ポーラー感度パターンを形成す
る(図5)参照)。
に関する感度パターンのみを示すが、他の各マイクロホ
ン/ハウジングアセンブリについても感度パターンは同
じである。このハウジングとその中に含まれるマイクロ
ホンが共同で感度パターンの形を決める。この実施例で
は、スーパーカージオイド感度パターンの形成に一次グ
ラディエントマイクロホンが用いられる。
正面図でマイクロホンハウジングの代表例として110
−1の位置を示す。この装置は偏平形にコンパクトにパ
ッケージされていて魅力的である。図15は上述の装置
と類似するが、本発明によるテレカンファレンス装置の
別の実施例を示す。テレカンファレンス装置150は偏
平6角形周辺位置に置かれた3つの二次グラディエント
マイクロホンを有する。
イクロホンと付随するハウジングからなり、例えば図6
のように接続された110−1と110−2である。図
にはポーラー感度パターンの1つのみを示すが、他の2
つも同様である。本発明で用いるヌルの位置(90゜と
180゜)から、これらヌルにラウドスピーカー151
を保持しながら、各種感度パターンの方向を逆転させる
ことは可能である。好都合に、SOGマイクロフォン3
つだけで全360゜カバレージすることができ、指向性
の向上とマイクロホンラウドスピーカーの結合を減少で
きる。図16は図15のテレカンファレンス装置の正面
図である。
0を示したハンドフリー動作を提供する。この一般形の
付属装置は周知であって、これはラウドスピーカー17
1、1個以上のマイクロホン200−1、200−2、
及び他の各種制御を有する。マイクロホン200−1と
200−2は一次グラディエントタイプであって指向性
を示す。
結されて二次グラディエントマイクロホンを形成する
が、これは単一FOGマイクロホンの場合よりビーム幅
がもっと狭い。この連結の自由音場指向性パターンを図
18のスピーカーホン付属装置の平面図の上に重ねて示
す。
イクロホン200−1と200−2のそれぞれ対向面の
間の有効距離“d”を増加させることにより、連結マイ
クロホンの感度を向上させる。図18に見られるよう
に、ポーラー感度パターンのヌルは、主ローブと隣接す
るサイドローブの間であって、本発明においては、ラウ
ドスピーカー171に向いており、そのためマイクロホ
ンとラウドスピーカーとの音響結合を最小とする。
す。ここではマイクロホンハウジング110は、電気ス
テーション190の1つの側面の位置に置かれている。
ハウジング110は図3に示すような一次グラディエン
トマイクロホンを含む。ハウジング110の音響ポート
間の距離は、マイクロホン/ハウジングアセンブリのビ
ーム幅を狭くするように選択され、スーパーカージオイ
ド・ポーラー感度パターンを形成する。図20は図19
の平面図であってヌルの位置を示す。ここで再び、主ロ
ーブと隣接サイドローブとの間にあるヌルの方向は、ラ
ウドスピーカー191に向けられる。
ーカーとマイクロホンとの音響結合の低いことを特徴と
する。この条件を利用して、今まで達成できなかった比
較的高いボリュームレベルにおける全2重動作を達成で
きる。音響結合の比較的少量でも発振を起こす。
なフィールドバックを排除する音声通信網を示すもので
ある。この音声通信網はマイクロホン210と、ラウド
スピーカー217を電話回線に接続するハイブリッド回
路213、受信信号のボリュームを制御する可変利得増
幅器215、及びそれぞれ音響的フィードバックと、電
気的フィードバックを減少するエコーキャンセラ218
と219を有する。
なフィードバックを排除する音声通信網を示すものであ
る。この音声通信網はマイクロホン210と、ラウドス
ピーカー217を電話回線に接続するハイブリッド回路
213、受信信号のボリュームを制御する可変利得増幅
器215、及びそれぞれ音響的フィードバックと、電気
的フィードバックを減少するエコーキャンセラ218と
219を有する。
7により生成され、マイクロホン210によりピックア
ップされる音響フィードバックの推定値を取除く。エコ
ーキャンセラ218と219は適応トランスバーサルフ
ィルタとして実施され、これはエコーパスのインパルス
応答にそれらの係数を自動的に適応するものである。も
し、エコーパスが線形であって、トランスバーサルフィ
ルタがエコーインパルス応答の全期間をカバーするのに
十分なだけ多くのタップを含む場合、トランスバーサル
フィルタにより形成されたエコーレプリカが受信信号か
らエコー信号を完全に取消すことができる。
ータトラフィックを与えるのにベースバンドディジタル
伝送方式に広く使われ、また通信網エコを取除くのに電
話網に広く使われている。エコーキャンセラは汎用ディ
ジタルシグナルプロセッサ(DSP)から構成されてい
る。このDSPの1つにWE DSP16/DSP16
Aディジタルシグナルプロセッサがある。これはAT&
T社から次のアプリケーション・シートと共に市場で入
手できる。このアプリケーション・シートはエコーキャ
ンセラとして単精度及び倍精度動作に対するプログラム
リストを開示する。
ける利点と倍精度エコーキャンセラより小さいメモリス
ペースを占有する。しかし、倍精度エコーキャンセラは
消去の大きさではるかに大きく、16ビット量子化雑音
のみにより制限を受ける。このエコーキャンセラは、フ
ィルタ係数を更新するのに最小2乗平均アルゴリズムを
用いる適応トランスバーサルフィルタに基づくものであ
る。
たが、DSPはディジタルであって、DSPに対しアナ
ログ音声をディジタル信号に変えるのに、アナログ−デ
ィジタル変換器を入力に必要とし、ディジタル−アナロ
グ変換器を出力に必要とする。前記米国特許第4,62
9,829号は、このような変換器の適切な配置を開示
する。
値が伝送される信号から減算され、その結果得られた信
号は電話ハイブリッド213に送られ、これは信号エネ
ルギーの大部分を電話回線に連結する。しかし、信号エ
ネルギーの一部をハイブリッドからこの通信網の受信分
路に送る。ハイブリッドエコーキャンセラ219は、受
信分路にある信号から減算回路214を経て、ハイブリ
ッド結合の推定値を減算する。
的大きさを1未満のレベルに減少するように機能し、そ
れにより望ましくない発振の可能性をなくする。以上の
ことから拡声電話の利用者にとって発新を起こすことな
く、ボリューム制御215を経て、もっと快適なレベル
に受信信号の利得を増加することが可能である。増幅器
216は固定量の利得を与え、ラウドスピーカー217
は電気信号を可聴音に変換するのに用いられる。図21
の拡声電話ステーションにおける構成要素の大部分は従
来技術に周知である一方、関係部分は以上の如く詳述し
た。
もので、この技術分野の当業者であれば、本発明の種々
の変形例、例えばさらにマルチプルプレッシャーマイク
ロホンの使用により等価なポーラー感度特性を得ると
か、ハウジングに示すバフルの使用等であるが、これら
はいずれも本発明の技術的範囲に包含される。尚、特許
請求の範囲に記載した参照番号は、発明の容易なる理解
のためのもので、その技術的範囲を制限するよう解釈さ
れるべきではない。
電話ステーションの製造上のばらつきを少くして、マイ
クロホンのポーラー感度パターンを安定に製造でき、さ
らに残響やルーム雑音のある場所での全2重動作のでき
る拡声電話ステーションを得ることができる。
ーマイクロホンエレメントを示す図である。
トマイクロホンエレメントを示す図である。
ディエントマイクロホンエレメントを示す図である。
である。
連する特性をテーブルにして示す図である。
る二次グラディエントマイクロホンを示す図である。
周波数応答を示す図である。
ポーラー感度特性を示す図である。
ィエントマイクロホンを示す図である。
を格納する、好ましい構造体の斜視図である。
ンを用いるテレカンファレンス装置の平面図である。
図である。
ンを用いるテレカンファレンス装置の平面図である。
図である。
ンを用いるスピーカーホン付属装置の斜視図である。
あって、その関連指向性パターンを示す図である。
ンを用いる拡声電話の斜視図である。
連指向性パターンを示す図である。
ンに対する音声通信網の重要機能コンポーネントをブロ
ックダイアグラムの形で示す図である。
ハウジング 111 開口部 112 開口部 113 チャネル 114 チャネル 130 テレカンファレンス装置 131 ラウドスピーカー 150 テレカンファレンス装置 170 スピーカーホン付属装置 171 ラウドスピーカー 190 電話ステーション 191 ラウドスピーカー 200(200−1、200−2) マイクロホン 201 音響ポート 202 音響ポート 203 ダイアフラム 205(205−1,205−2) バフル 210 マイクロホン 211 コンポーネント 212 減算回路 213 ハイブリッド回路 214 減算回路 215 増幅器(支持装置) 216 増幅器 217 ラウドスピーカー 218 エコーキャンセラ 219 エコーキャンセラ 220 遅延回路 230 増幅器 300 マイクロホン 301 音響ポート 302 音響ポート 303 ダイアフラム
Claims (11)
- 【請求項1】可聴音を電気信号に変換するマイクロホン
装置(210)と、電気信号を可聴音に変換するラウド
スピーカ(217)と、マイクロホン装置とラウドスピ
ーカを電話回線に電気的に接続する音声通信網(211
−219)とからなり、このマイクロホン装置は少なく
とも一方向から放散する音に対し他の方向からのそれよ
りも、高感度であるような指向性ポーラー感度特性を有
するマイクロホン装置である拡声電話ステーションにお
いて、 指向性マイクロホンのポーラー感度特性は、主ローブ、
サイドローブ、及びローブのペア間にあるヌルを有し、 ラウドスピーカーは、主ローブと隣接するサイドローブ
の間にある上記ポーラー感度特性のヌルの位置に配置さ
れることを特徴とする拡声電話ステーション。 - 【請求項2】ラウドスピーカーを第1の方向に向け、マ
イクロホン装置をその主ローブが第2の方向に向くよう
に配置し、この第1と第2の方向がほぼ直交することを
特徴とする請求項1の拡声電話ステーション。 - 【請求項3】マイクロホン装置(210)は、共通ダイ
ヤグラムの対向する面に距離“d”だけ離れた音響ポー
トを有する一次グラディエント(FOG)マイクロホン
を有し、 FOGマイクロホンは式: D(θ)=(1+Bcosθ)/(1+B) B>1 により与えられる自由音場指向性パターンD(θ)を有
することを特徴とする請求項2の拡声電話ステーショ
ン。 - 【請求項4】ラウドスピーカーを電話ステーション(1
30)の中心に配置し、マイクロホン装置(210)
は、電話ステーションの外面周囲の位置に配置された4
つの一次グラディエント(FOG)マイクロホン(11
0−1、110−2、110−3、110−4)を有
し、各FOGマイクロホンは共通ダイヤフラムの対向す
る面に距離“d”だけ離れた音響ポートを有し、 各FOGマイクロホンは式: D(θ)=(1+Bcosθ)/(1+B) B>1 により与えられる自由音場指向性パターンを有すること
を特徴とする請求項2の拡声電話ステーション。 - 【請求項5】ラウドスピーカーを電話ステーション(1
50)の中心に配置し、マイクロホン装置は電話ステー
ションの外面周囲に配置された3つの二次グディエント
(SOG)マイクロホンを有し、各SOGマイクロホン
は1組の共線の一次グラディエントマイクロホン(11
0−1、110−2)からなることを特徴とする請求項
2に記載の拡声電話ステーション。 - 【請求項6】マイクロホン装置は、距離d1だけ離れた
1組の共線の一次グラディエント(FOG)マイクロホ
ン(200−1、200−2)からなり、各FOGマイ
クロホンは減算回路(230)の異なる入力に接続され
る電気信号を生成し、電気信号の1つは時間間隔τだけ
遅延され、それによって二次グラディエントポーラー感
度特性が得られることを特徴とする請求項2の拡声電話
ステーション。 - 【請求項7】時間間隔τ=d1/c、但しcは空気中に
おける音の速さであることを特徴とする請求項6の拡声
電話ステーション。 - 【請求項8】減算回路への入力を逆転する手段(例、K
1、K2、K3、K4)であって、この逆転手段を動作
させることにより、ポーラー感度特性を逆にできる手段
を、さらに有することを特徴とする請求項6の拡声電話
ステーション。 - 【請求項9】FOGマイクロホン(200)をマイクロ
ホンのダイヤフラムと共面のバフル(205−1)に埋
め込み、その周辺を拡張したことを特徴とする請求項3
の拡声電話ステーション。 - 【請求項10】音声通信網は、送信回路を介してマイク
ロホン装置を電話回線に接続し、及び受信回路を介して
ラウドスピーカーを電話回線に接続するハイブリッド回
路(213)と、受信回路における信号に応答してラウ
ドスピーカー(217)とマイクロホン(210)を結
合する音響エコーの推定値を生成する第1エコーキャン
セラ(218)とを有し、 送信回路は、音響エコーの推定値をマイクロホン装置か
らの出力信号と組合わせる減算手段(例、212)を有
し、 それによって、ラウドスピーカーとマイクロホン装置間
の音響エコーを減少させることを特徴とする請求項2の
拡声電話ステーション。 - 【請求項11】音声通信網は、送信回路の信号に応答し
てハイブリッド回路を介して送受信回路を結合する電気
エコーの推定値を生成する第2エコーキャンセラ(21
9)をさらに有し、 受信回路は、電気エコーの推定値をハイブリッド回路か
ら受信する信号と組合わせる減算手段(214)を有
し、 それによって音響エコーと電気エコーを減少させること
を特徴とする請求項10の拡声電話ステーション。
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