JPH1023114A - 電話器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】都市騒音のなかで、自然と大きくなる電話の話
し声を 自然な話し声に引き戻す機能を持った電話器を
提供する。 【解決手段】送話器 または 送話器とは別の騒音検出
用マイクロホン から送話者の話し声の強度や騒音の強
度に対応するところの平均強度を検出し、その平均強度
信号によって 送話者側の送話器から送話者側の受話器
に伝達するところの 送話者の話し声の信号の伝達の大
きさを制御する。送話者自身の話し声が 送話者の耳に
充分に聴こえさえすれば 騒音の影響を大きく受けずに
話ができる。このことは人体の適応現象であり、理論的
な裏付けはないものの、多くの実験結果がこの方法の合
理性を裏付けている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は騒音の中で話しやすい電話器に関
する。騒音の中では 送話者の受話器から聴こえる 送
話者側の声が 周囲の騒音にマスクされて聴こえにくく
なる。かなり騒音が大きい環境下でも送話器が検出する
音響信号は 送話器と口との距離が短いことから 話し
声のほうが騒音信号よりも強い。

【０００２】又、多くの場合、受話器は接話型特性を持
っていて、環境騒音などの比較的遠い場所から入る音に
対しては 検出感度が低くなるよう工夫されている。従
って、送話者の送話器が検出する騒音成分は 送話者の
受話器から送話者の耳へ直接届く騒音 よりもかなり小
さい。この点からも送話器が検出する信号のＳ／Ｎ比
は送話者が両方の耳で聴くよりも大きいのである。

【０００３】本発明は これらの点に着目して 送話器
から受話器へ伝達する送話者自身の声の信号を騒音に依
存して大きくすることによって この問題を改善しよう
とするものである。

【０００４】

【発明の属する技術分野】騒音環境下で電話器を使いや
すくするための電子回路応用技術。

【０００５】

【従来の技術】環境騒音の影響が小さくなるよう工夫さ
れた送話器を選択する手法は従来からあるが、送話器か
ら受話器への信号伝達の大きさを制御する手法はなかっ
た。騒音の中での電話の使用は心地のよいものではな
く、心理的にも緊張を生むのが現状である。

【０００６】

【本発明が解決しようとしている課題】環境騒音が大き
くなると、自然に話し声が大きくなることは、人体の適
応現象であり、やむをえないことである。騒音の中での
電話は大声が継続しがちで喉が痛むことさえある。その
一方で、公共の場所での緊張した電話の声は 周囲に迷
惑であることも事実である。携帯電話などの場合、受信
者の居場所にかかわらずアクセスされるから、場所を選
択できないケースも少なくない。

【０００７】騒音の中でも 声が大きくならないよう
話し声が緊張しないように 訓練すればできないことは
ないが、送話者自身の話し声が常に送話者の耳に届いて
いることは 心理的にも安定して話をしやすいことの条
件の一つであることは 経験的にも知られていることで
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】送話器 または 送話器
とは別の騒音検出用マイクロホンから 話し声の強度や
騒音の強度に対応するところの平均強度を検出し、その
平均強度信号によって送話者側の送話器から送話者側の
受話器に伝達するところの 送話者の話し声の信号の大
きさを制御する。送話者自身の話し声が 送話者の耳に
充分に聴こえさえすれば 騒音の影響を大きく受けずに
話ができる。このことは人体の適応現象であり、理論的
な裏付けはないものの、多くの実験結果がこの方法の合
理性を裏付けている。

【０００９】

【発明の実施の形態】携帯電話などの送受話器一体型の
電話器の音声アナログ回路部への組み込み。携帯電話な
どの送受話器一体型の電話器のディジタル音声信号処理
部へのプログラムとして組み込み。送受話器への騒音検
出マイクロホンの組み込み。公衆電話器一般電話器など
の音声回路への組み込み。公衆電話器一般電話器などの
ディジタル音声信号処理部へのプログラムとして組み込
み。

【００１０】

【作用】騒音が大きくなると、送話者の受話器から聴こ
える 送話者の話し声 が自動的に強くなり、大声をだ
さなくても 送話者が送話者自身の話し声を確認でき
る。その結果、送話者は安定して話ができる。

【００１１】

【実施例】電話器の内部の基本構成は公知であることか
ら説明を省略する。本発明を構成するところの 音響信
号増幅機能、音響信号の平均強度検出機能、可変係数機
能、騒音強度検出機能等、一般的な電子回路技術やこれ
らの機能に対応したディジタル信号処理技術は 既に公
知のものであることから詳細説明を省略する。本発明は
これらの公知の回路技術や音響信号処理技術を組み合
わせたものである。

【００１２】図の説明中 同記号は同一機能である。図
の説明中 Ｎ は騒音源を示す。図の説明中 Ｍ は送
話者の口を示す。図の説明中 Ｙ は送話者の耳を示
す。図の説明中 Ｐ は送話器を示す。図の説明中 Ｑ
は騒音検出用マイクロホンを示す。図の説明中 Ｒ
は受話器を示す。

【００１３】図の説明中 ＡP は送話器の出力信号の
増幅器を示す。図の説明中 ＡQ は騒音検出マイクロ
ホンの出力信号の増幅器を示す。図の説明中 ＡR は
受話器を動作させる増幅器を示す。図の説明中 Ｃ は
音響信号の平均強度を検出する 平均強度検出機能であ
る。図の説明中 Ｋ は音響信号の大きさを可変する係
数器である。図の説明中 Ｓ は音響信号の加算器であ
る。図の説明中 Ｆ は話し声と騒音と混ざった信号か
ら 騒音の強度を検出するところの騒音強度検出機能で
ある。

【００１４】図の説明中 ＭP は送話者の声の 送話
器付近の声信号である。図の説明中 ＭY は送話者の
声の 送話者の耳の付近の信号である。図の説明中 Ｍ
Q は送話者の声の 騒音検出マイクロホン付近の信号
である。図の説明中 ＮP は送話器付近の騒音信号で
ある。図の説明中 ＮY は送話者の耳の付近の 騒音
信号である 図の説明中 ＮQ は騒音検出マイクロホンの付近の騒
音信号である。図の説明中 ＶP は送話器の増幅器の
出力信号である。図の説明中 ＶPK は係数器の出力信
号である。図の説明中 ＶX は電話の相手側からの信
号である。図の説明中 ＶS は加算器の出力信号であ
る。図の説明中 ＶR は受話器の増幅器の出力信号で
ある。図の説明中 ＲY は送話者の耳の付近の受話器
からの信号である。

【００１５】図の説明中 ＶPC は平均強度検出機能の
出力信号である。図の説明中 ＶF は騒音強度検出機
能の出力信号である。図の説明中 ＶFC は騒音強度検
出機能の出力信号から算出された平均強度検出機能の出
力信号である。図の説明中 ＶQCは騒音検出マイクロホ
ンが検出した信号を増幅した信号から算出された平均強
度検出機能の出力信号である。図の説明中 ＶPKX は
送話信号 ＶP と 相手信号 ＶX の加算信号である。

【００１６】送話者側の環境騒音は送話器にも入るし、
送話者の耳にも入る。説明を簡略化するために片側の耳
で説明する。

【００１７】

【図１】本発明の一実施例のブロック図である。送話者
の耳に直接届く騒音 ＮY が大きくなって、送話者の受
話器から送話者の耳に届く 送話者の声 がマスキング
されるようになると、送話者の声は自然に大きくなり、
相手に送る送話者の信号ＶP が大きくなる。

【００１８】図１の実施例はこの点に着目して、送話者
の声が大きくなると受話器の音量をそれ以上に大きくす
るよう構成したものである。騒音がなくても声の大きな
人にとっては 受話器から聴こえる自分の声がより一層
大きくなるという側面もあるがそれはそれで実用上、必
ずしも不具合であるというわけではない。送話器 Ｐ
は 声 ＭP と騒音 ＮP の合成音を検出し、 増幅
器 ＡP で増幅する。増幅器 ＡP の出力は 相手側に
送られる一方、音響信号の平均強度検出機能 Ｃ で
その強度が平均化され 平均強度信号 ＶPC が出力され
る。

【００１９】平均強度については 極大値を検出する方
法、単純な整流平滑による方法、自乗平均の方法、その
他ディジタル信号処理など 多くの手法が考えられる
が、この平均強度の算出方法については 本発明の本質
とするところではない。

【００２０】平均強度検出機能の出力 ＶFC で係数器
の係数を制御する。係数器の入力はＶP である。ＶP
の強度が大きくなれば 係数器の出力 ＶPK はます
ます大きくなる。ＶPK は相手側の声 ＶX と加算器
Ｓ で加算される。加算器の出力 ＶSは受話器用の
増幅器 ＡR で増幅される。 受話器用増幅器の出力
ＶR は受話器 Ｒ の入力である。ＶR の成分は送
話者側の信号成分 ＶPX と 相手側の信号成分 ＶX
が加算されたものである。従って、耳に聴こえる音は
騒音ＮY と 送話者の直接の声 ＭY と 受話器から
の音 ＲY であり、受話器からの音は 相手の話し声
と送話者の話し声 との合成音である。この内、送話者
の話し声がおおきくなることによってそれ以上に受話器
から聴こえる送話者の声は大きくなる。本来ならば 騒
音に依存して動作させるべきところを この実施例では
送話器の検出信号で代用していて、構成が簡単である
ことが特徴である。

【００２１】

【図２】本発明の一実施例を示すブロック図であり、図
１の方式の類似形である。図１と同記号のブロックは同
機能である。図２の実施例の図１と異なる点は 図１の
場合は 送話者の声の大きさによって 送話者の声が
送話者側の受話器 に伝達される比率が変化するのであ
るが、図２では 送話者の信号と相手側の信号の両方の
比率が変化するところにある。

【００２２】

【図３】図１と図２の実施例の動作の様子を表したグラ
フである。横軸 ＶP は送話者側の送話器が検出した信
号の増幅信号の大きさである。縦軸 Ｇ はグラフに示
す信号の大きさである。ＶPC は平均強度検出機能の出
力であり、この値が係数器の係数を制御することから、
係数器の出力は 送話者の話し声が強くなると、ますま
す右上がりに強くなる。騒音に依存して 送話者の声の
調子が強くなる場合は 図１、図２の方式は有効であ
る。ＶPC と 係数器の係数との 厳密な数式的な関係
については本発明の本質とするところではないので説明
を省略する。

【００２３】

【図４】本発明の一実施例を示すブロック図である。図
１の実施例では 送話器が検出した信号で係数器を制御
しているが、図２の実施例では 送話器が検出した信号
から騒音成分の強度を取りだして、その信号から得た平
均強度で係数器を制御している。係数器の係数を騒音の
強度に連動させるものである。図４中、図１と同記号は
同機能である。Ｆ は話し声と騒音とが混ざった信号か
ら騒音成分の強度を算出する騒音強度検出機能である。
一般的に、騒音と話し声は 信号のスペクトル成分の範
囲や規則性に 明かな違いがあり、信号そのものの分離
は難しいが、騒音の強度を抽出することは容易である。
この騒音強度検出部の 構造とその精度 については本
発明の本質とするところではないので説明を省略する。
この実施例では 送話器の信号から騒音強度を検出する
機能にコストを要するが、ディジタル信号処理による電
話器であれば この機能をディジタル信号処理に組み込
むことによってコストアップを押さえることができる。

【００２４】

【図５】本発明の一実施例を示すブロック図であり、図
４の方式の類似形である。図４と同記号のブロックは同
機能である。図５の実施例の図４と異なる点は 図４は
検出された騒音強度によって 送話者の声が 送話者側
の受話器 に伝達される比率が変化する点が、図５では
送話者の信号と相手側の信号 の両方の比率が変化す
るところにある。

【００２５】

【図６】図４と図５の実施例の動作の様子を表したグラ
フである。横軸 ＶF は送話者側の騒音信号の大きさで
ある。縦軸 Ｇ はグラフに示す信号の大きさである。
ＶP は送話者側の話者信号の強度であり、この強度を一
定とした場合の動作例のグラフである。ＶFC は抽出さ
れた平均騒音強度であり、この値が係数器の係数を制御
することから 係数器の出力は騒音が強くなるとその出
力を大きくする。ＶPK は図４の、ＶPKX は 図５の、
それぞれの係数器の出力である。騒音がある程度以上
大きくなれば本発明の機能が働き、送話者の話し声の
送話者側の受話器への伝達量は 耳に聴こえる騒音より
も大きくなる。ＶFC と 係数器の係数との 厳密な数
式的な関係については本発明の本質とするところではな
いので説明を省略する。

【００２６】

【図７】本発明の一実施例を示すブロック図である。図
１の実施例では 送話器が検出した信号で係数器を制御
しているが、図７の実施例では 送話器とは別に設けた
騒音検出用マイクロホンが検出した信号を増幅して、そ
の信号から得た騒音の平均強度で係数器を制御してい
る。係数器の係数を騒音の強度に連動させるものであ
る。図７中、図１と同記号は同機能である。Ｑ は騒音
検出用マイクロホンである。ＮQ は騒音検出マイクロ
ホンに届く騒音信号である。ＭQ は騒音検出用マイク
ロホンに届く送話者の話し声である。ＡQ は検出され
た騒音の増幅器である。ＶQ はその出力信号である。
Ｃ は平均強度検出機能である。ＶQC はその出力であ
る。通常は騒音検出用マイクロホンは 送話者の話し声
の検出感度が低くなるような場所に取り付けるので、話
し声の検出感度は送話器側に比べてかなり低い。従って
送話器から受話器へ伝達する送話者の話し声の騒音依存
の特性は図１に比べ 良好である。

【００２７】

【図８】本発明の一実施例を示すブロック図であり、図
７の方式の類似形である。図７と同記号のブロックは同
機能である。図８の実施例の図７と異なる点は 図７は
騒音の大きさによって 送話者側の声が 送話者側の受
話器 に伝達される比率が変化する点が、図８では 送
話者の信号と相手側の信号 の両方の信号の比率が変化
するところにある。

【００２８】

【図９】図７と図８の実施例の動作の様子を表したグラ
フである。横軸 ＶQ は送話者側の騒音信号の大きさで
ある。縦軸 Ｇ はグラフに示す信号の大きさである。
ＶP は送話者側の話者信号の強度であり、この強度を一
定とした場合の動作例のグラフである。ＶQC は抽出さ
れた平均騒音強度であり、この値が係数器の係数を制御
することから 係数器の出力は騒音が強くなるとその出
力を大きくする。ＶPK は図７の、ＶPKX は図８の、
それぞれの係数器の出力である。騒音がある程度以上大
きくなれば本発明の機能が働き、送話者の話し声の送話
者側の受話器への伝達量は耳に聴こえる騒音よりも大き
くなる。

【００２９】

【発明の効果】

［効果１］騒音が大きくなると、送話者の受話器 から
聴こえる 送話者の話し声 が自動的に強くなり大声を
ださなくても 送話者自身の話し声を確認でき、その結
果、送話者は騒音の中でも安定して話ができる。

【００３０】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のブロック図である。

【図２】本発明の一実施例のブロック図である。

【図３】本発明の一実施例の特性図である。

【図４】本発明の一実施例のブロック図である。

【図５】本発明の一実施例のブロック図である。

【図６】本発明の一実施例の特性図である。

【図７】本発明の一実施例のブロック図である。

【図８】本発明の一実施例のブロック図である。

【図９】本発明の一実施例の特性図である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】送話者側の送話器の検出信号を 送話者側
   の受話器で再生し モニターできる電話器において、上
   記送話器が検出する信号の 平均的大きさを検出すると
   ころの入力強度検出機能を有することを第１の特徴と
   し、上記送話器が検出する信号を上記受話器へ伝達する
   経路の 部分的周波数帯域または全帯域の 伝達の係数
   を制御するところの可変係数機能を有することを第２の
   特徴とし、上記入力強度検出機能が検出するところの入
   力強度が 大きくなると 上記可変係数機能の係数を大
   きくするよう制御することによって、上記送話器が検出
   する信号強度が大きくなると 上記送話器から上記受話
   器への 送話者信号の伝達比を大きくするところの 伝
   達比制御機能を有することを第３の特徴とした電話器。
2. 【請求項２】送話者側の送話器の検出信号を 送話者側
   の受話器で再生し モニターできる電話器において、上
   記送話器が検出する信号から 周囲の騒音の平均的大き
   さを検出するところの 騒音強度検出機能を有すること
   を第１の特徴とし、上記送話器が検出する信号を上記受
   話器へ伝達する経路の 部分的周波数帯域または全帯域
   の伝達の係数を制御するところの可変係数機能を有する
   ことを第２の特徴とし、上記騒音強度検出機能が検出す
   るところの騒音強度が大きくなると 上記可変係数機能
   の係数を大きくなるよう制御することによって、上記送
   話器が検出する騒音強度が大きくなると 上記送話器か
   ら上記受話器への送話者信号の伝達比を大きくするとこ
   ろの 伝達比制御機能を有することを第３の特徴とした
   電話器。
3. 【請求項３】送話者側の送話器の検出信号を 送話者側
   の受話器で再生し モニターできる電話器において、上
   記送話器とは別に 騒音を検出する騒音検出マイクロホ
   ンを有することを第１の特徴とし、上記騒音検出マイク
   ロホンによって検出された騒音の平均的大きさを検出す
   るところの 騒音強度検出機能を有することを第２の特
   徴とし、上記送話器が検出する信号を上記受話器へ伝達
   する経路の 部分的周波数帯域または全帯域の伝達の係
   数を制御するところの可変係数機能を有することを第３
   の特徴とし、上記騒音強度検出機能が検出するところの
   騒音強度が大きくなると 上記可変係数機能の係数を
   大きくなるよう制御することによって、上記送話器が検
   出する騒音強度が大きくなると 上記送話器から上記受
   話器への送話者信号の強度の伝達比を大きくするところ
   の 伝達比制御機能を有することを第４の特徴とした電
   話器。