JPH10500540A - アダプティブ電話インターフェース - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、信号増幅手段を含む電話端末器２と、オーディオインプット／アウトプットデバイス４、１０とからなる電話装置１に用いるアダプティブ電話インタフェース５に関する。電話インタフェース５は、前記端末器２とオーディオインプット／アウトプットデバイス１０との間に取外し自在に配置され、かつテスト信号を発生するとともに多数の異なる増幅度で端末器２に送信するためのプロセッサ手段２０からなる。前記プロセッサ手段２０は更に、前記テスト信号が少なくともある部分のクリップでテスト信号増幅度と同値となるように、サイドカップリング手段によって前記端末器２から帰還した信号をモニタリングし、結果的にオーディオインプットデバイス１０からの受信信号のインタフェース５による増幅２２を調整した後、電話装置１に用いる端末器信号増幅手段によって実質的にクリップを避けるように、前記端末器２に信号を送るために構成され配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】 アダプティブ電話インターフェース 技術分野 本発明はアダプティブ電話インターフェースに関し、専用ではないが、特に電 話端末器とヘッドセットなどのオーディオインプット／アウトプットデバイス間 のインターフェースに適している。ここで使用する電話端末器は、数字や文字と 数字のキーパッドつきの、一般にマイクロホン並びにイヤホンラウドスピーカを 内蔵した電話ハンドセットに接続されたユニットである。従来ユーザーはハンド セットを上げてから端末器に数字を打つ。 背景技術 ハンドセット及び／又はヘッドセットとこれらが接続する電話端末器間に融通 性並びに互換性を増すことは、伝達手段においてますます共通した要求であり、 例えばイヤホン／マイクロホンのコンビネーションあるいはヘッドセットユニッ トを別の電話端末器に接続することが可能である。電話端末器を経てヘッドセッ トから（別の電話ユニットになる）目的物に適宜増幅度の信号を確実に送るため に、電話端末器とヘッドセットとの間の増幅あるいは減衰の必要程度が決定され ねばならない。送られる信号が低増幅度でありすぎると、目的物で容易に聞き取 るには弱すぎることになるが、送られる信号の増幅度が高すぎると目的物で歪み が起きることになる。電話端末器からの信号の増幅度を最適にするとヘッドセッ トに送られる信号が端末器のオーバードライブによる信号のクリッピングや歪み なしに目的物ではっきり聞き取られる。クリッピングは電話端末器のアンプまで のマイクロホン出力回路の飽和によって生じる。 本発明の目的は前述の欠点の１つもしくはそれ以上を回避又は減少することに ある。 本発明はまた、ヘッドセットと、インターフェースを持たない、さらに特別の ヘッドセット／電話端末器コンビネーション用に用意された予め設定した感度を 持たない電話端末器コンビネーションとに、改良された性能を与えるところの電 話インターフェースを提供することである。 本発明の第２の目的は、ヘッドセットとアダプティブインターフェース技術を 持たない電話端末器に改良された性能を提供することである。 本発明の第３の目的は手動感度調整不要な改良型送信用信号を適応できる装置 を提供することである。 総じて（一般に）本発明はヘッドセットから電話端末器に送る信号の増幅調整 手段を提供して、電話端末器から目的物まで信号のクリッピングなしに、高増幅 信号を確実に送る。 この特許の目的のために、高増幅信号が信号のクリッピングをせず送られると きに、最適な信号送信が生じる。クリッピング発生以前に信号が持つことの出来 る最大ｒｍｓ（ルートミーンスクエア）値を決定するために、波高率が使用され る。波高率は信号のｒｍｓ（ルートミーンスクエア）値に対する信号のピーク値 の比率である。一般に典型的波高率は約５である。この波高率値とクリッピング を起こす信号増幅値（本発明手段によって得られる）を用いて、クリッピングを まさに避けるｒｍｓ信号値が決定できる。これにより前記ｒｍｓ信号を発生する 感度や増幅の必然値がセットできる。 本発明の主旨は、電話端末器までの、ハンドセットなどのオーディオインプッ ト／アウトプットデバイスのマイクロホン入力に変動増幅テスト信号を駆動する 回路を使用することである。電話端末器での側音（サイドトーン）カップリング は結果的に、通常オーディオインプット／アウトプットデバイスのスピーカ出力 を駆動する電話端末器の出力上で、減衰型の帰還テスト信号となる。このサイド トーンはプロセッサにより分析され、テスト信号のどの増幅度でサイドトーンが クリップされるか決定する。クリッピングが始まるテスト信号の増幅度が一旦記 録されると、インターフェース内の増幅器や減衰器の感度が調整されて、ヘッド セットやイヤホンの声は通常会話に対応した音量レベルでクリッピングが起きて いるレベルより下げられる。 発明の開示 （ここはクレーム１が活かせますが、多少表現が異なります） このように本発明は、信号増幅手段を含む電話端末器と、前記端末器用のオー ディオインプット／アウトプットデバイスとからなる電話装置に用いるアダプテ ィブ電話インタフェースを提供し、該電話インタフェースは、使用時に前記端末 器とオーディオインプット／アウトプットデバイスとの間に取外し自在に配置さ れ、かつテスト信号を発生するとともに多数の異なる増幅度で端末器に信号を送 信するために構成、配置されたプロセッサ手段を含み；前記プロセッサ手段は更 に、前記テスト信号の少なくともある部分のクリップ位置でテスト信号増幅度を 検出するために、前記異なる増幅度に応じてサイドカップリング手段によって前 記端末器から帰還される前記テスト信号の減衰形の増幅度をモニターするよう構 成され配置し；前記プロセッサ手段は更にオーディオインプットデバイスからの 受信信号のインタフェースによる増幅を調整した後、電話装置に用いる端末器信 号増幅手段によって実質的にクリップを避けるように、前記端末器に信号を送る ために構成され配置されている。 本発明はまた、テスト信号を発生してこれを電話端末器に送信する手段と、電 話端末器からのサイドトーンカップルされた信号を受ける手段と、電話端末器か ら受信したサイドトーンカップルされた信号を分析する手段と、さらにサイドト ーンカップルされた信号の分析に応答して電話インターフェースの感度を調整す る手段とからなる、最適信号送信を確実に起こす電話インターフェースの感度調 整手段を提供する。 別の目的において、本発明は信号増幅手段を含む電話端末器と端末器用オーデ ィオインプット／アウトプットデバイスとからなる電話装置を提供し、該装置は 本発明によるアダプティブ電話インタフフェースを備えている。 以上の発明をさらに理解し、いかに発明効果がなされるかを示すために、実施 例を用いて、普遍性を失うことなく、添付図面に符号を付して説明する。 図面の簡単な説明 図１は本発明の適応電話インターフェースに電話装置を装備した説明図；さら に図２はインターフェースの基本的構成を示した図１の装置の回路図である。 発明を実施するための最良の形態 図１はダイアルキーパッド３とハンドセット４とを備えた電話端末器２からな る電話装置１を示す。適応自在電話インターフェース５を端末器２のハンドセッ トソケット７に接続して（６）電源８を備え、ハンドセット４を今度はインター フェース５に接続する（９）。（端末器がすでに予めヘッドセットソケットを備 えている場合は、ハンドセットをその場に単に置いてインターフェース５をヘッ ドセットソケットに接続する）。装着自在コネクタ１３を経て、ユーザ装着可能 にして操作可能なコントロールユニット１１を備えたヘッドセット１０をインタ ーフェースに接続する（１２）。電話端末器２と電源ユニット８が通常の方法で 電話システムとメインの電源（共に図示省略）に接続される（１４、１５）。 図２に示す様に、インターフェース５はスイッチ手段１６を有し、前記スイッ チ手段を用いてハンドセット４と同伴インターフェース回路つきのヘッドセット １０とを端末器２に選択接続する。インターフェース回路は分離装置１７を介し てスイッチ手段１６に接続される。 ヘッドセット１０のマイクロホン（入力装置）をＡＤＣ１９（アナログ・デジ タル変換器）に接続して（１８）、アナログオーディオスピーチ信号をマイクロ プロセッサ２０のプロセスに適応可能なデジタル式に変換して、さらにＰＧＡ（ プログラマブル感度増幅器）２２と端末器２への送信用の操作自在増幅器あるい は電力増幅器２３が要求する増幅になるよう、ＤＡＣ（デジタル・アナログ変換 器）２１によりアナログ式にコンバートバックする。入ってくる声の信号と、サ イドトーンカップリングによる減衰形の端末器２から帰還した出ていくオーディ オスピーチ信号とは、ＰＧＡ２４（固定増幅もしくは感度レベルを有してもよい ）、ＡＤＣ２５を介して同様にプロセスされ、これらをプロセッサ２０処理用の デジタル式にして、ヘッドセット１０のスピーカもしくはイヤホン（出力装置） へのトランスミッション２７用にＤＡＣ２６でアナログ式に再変換する。プロセ ッサ２０も要求されるプログラムと関連データ蓄積用に持久記憶装置２８と、通 常方式のランダムアクセスメモリ２９とを備えている。インターフェース５も電 源回路３０を含んでおり、インターフェース５とヘッドセット１０との前述の構 成とそのコントロールユニット１に電力を提供する。 インターフェースの使用にあたっては、テスト信号をプロセッサ２０で発生す る。一例として、この信号は正弦波である。本発明の実施例において、テスト信 号は６４サイクルの５００Ｈｚ正弦波のセット式であり、その増幅度は６４サイ クル信号毎に増幅される。プロセッサ２０は電話端末器２にこのテスト信号を送 る。電話端末器２でのサイドトーンカップリングの結果、電話端末器２からプロ セッサ２０へ帰還される減衰形テスト信号になる。さらにプロセッサ２０はこの 減衰形テスト信号を分析する。分析はデジタルフィルターを使用して行われ（又 は高速フーリエ変換などのＦＦＴ）、信号の基本周波数（５００Ｈｚ）とその周 波数の様々な調波（例えば１０００Ｈｚ、第２並びに１５００Ｈｚ、第３調波） を選択する。プロセッサ２０はテスト信号の基本周波数の増幅度と調波の比較的 低い増幅度とを比較する。テスト信号の増幅度が充分増幅すると、設定ポイント でテスト信号がクリップされる。さらに、（クリップした）基本周波数の増幅度 に対する（クリップされない）調波の増幅度の割合は急激に上昇する。このポイ ントを使用して、インターフェース５のＰＧＡ２２に対する感度敵値を決定する 。調波の増幅度が基本周波数の増幅度の一定フラクションに到達すると、プロセ ッサがテスト信号増幅度の現実の値を用いて最適信号送信に要求される感度や減 衰（低下）を設定する。要求される感度もしくは減衰（正もしくは負の増幅）は ここでは便宜上ＰＧＡプログラマブル感度増幅器もしくは減衰器２０を使用して 設定されるが、信号サンプル値のデジタル計測などの別の適宜手段によっても効 果を出すことが出来る。 プロセッサ２０は減衰形テスト信号をモニタして、減衰テスト信号がクリップ されたかどうかを決定する。減衰テスト信号がクリップされていないと、さらに プロセッサが減衰テスト信号のモニタを継続する。減衰テスト信号がクリップさ れていると、信号のクリップを起こしたテスト信号増幅値を使用して、ＰＧＡ２ ０の感度を設定する。 クリップ開始増幅レベルが決定されると、テストルーチンを設定するＰＧＡ感 度がプログラムされて自己終了し再びランしない。何等かの理由で”再較正（校 正）”を許す場合は、例えば新しいヘッドセット用になど必要に応じて感度設定 に調整を許し、さらにリセットボタンや、便宜上電話システム上に送信される適 宜制御コマンドなどによりテストルーチンを再起動する。 テスト信号発生ルーチンは多様な方法で初期に起動できる（例えばまずＰＧＡ 感度値を設定するなど）。本発明の１実施例において、信号はデバイスに通電さ れた時に発生する。別の実施例では、電話端末器のレシーバが上がると信号発生 がトリガされる。別の実施例はインターフェース５上に備えたスイッチ５ａの押 圧に反応して発生される信号を有する。どの場合も端末器は電話システムにオン ラインで設置される必要があり結果としてダイアリングトーンを得て、又は、ハ ンドセットは上げられても受け手がサイレントであるなど別の端末器まで接続し て、ハイブリッド４−ライン電話システム接続１４を介してサイドトーンカップ リングを得る。ちなみに好ましくは、ダイアリングトーンは５００Ｈｚ領域の周 波数を有し、これにより作動することが望ましく、さらにテスト信号は２００あ るいは８００Ｈｚの事実上異なる周波数を有するべきである。 好ましくは前述の実施例には本発明範囲から離れて多様な変更がなされる。こ れは例えばプロセッサ１で受ける全体のテスト信号を高速フーリエ変換などの技 術を使いて周波数領域にコンバートできる。しかし、フィルターを使う利点は、 要求される処理電力が減少されることである。フィルタリングはハードロジック や制御プロセッサとしてステートマシンを使用することで同様に達成される。 本発明の別の実施例ではテスト信号がクリップしているかどうかを決定するの に別の方法を使ってもよい。これらの方法のひとつは、調波ではなくまさに基本 周波数をモニタすることを含んでおり、例えば端末器の増幅による増幅形のクリ ップのために、テスト信号の増幅度増加に伴い、帰還減衰形が増加を停止するな ど基本周波数飽和時点を決定する。別の方法はサイドトーンの増幅度とテスト信 号の増幅度との比較をモニタすることを含んでおり、サイドトーンのクリップの ためにこの割合が急激に増加し始めるポイントを決定する。 無論様々な別のテスト信号周波数及び／または増幅を使用できて、増幅度は送 信毎にロースタートして増加するよりむしろ、送信毎のハイスタートと減少が可 能である。さらに好ましくは通常は、ＰＧＡ感度レベルを一旦計測するテストル ーチンの開始にだけプロセッサが必要とされることである。前記プロセスは、継 続中のＰＣＴ／ＧＢ９５／００６０２号出願に開示したノイズ削減を提供する等 一般の日常利用でも様々な別の目的にも使用される。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 信号増幅手段を含む電話端末器と、前記端末器のオーディオインプット ／アウトプットデバイスとからなる電話装置に用いるアダプティブ電話インタフ ェースであって、 該インタフェースは、使用時に前記端末器とオーディオインプット／アウトプ ットデバイスとの間に取外し自在に配置され、かつテスト信号を発生するととも に多数の異なる増幅度で端末器に送信するために構成、配置されたプロセッサ手 段を含み； 前記プロセッサ手段は更に、前記テスト信号が少なくともある部分のクリップ でテスト信号増幅度と同値となるように、サイドカップリング手段によって前記 端末器から帰還した信号をモニタリングするために構成され配置され； 前記プロセッサ手段は結果的にオーディオインプットデバイスからの受信信号 のインタフェースによる増幅を調整した後、電話装置に用いる端末器信号増幅手 段によって実質的にクリップを避けるように、前記端末器に信号を送るために構 成され配置されているインタフェース。 ２． 前記プロセッサは、多数の異なる増幅度のテスト信号を発生させるため に構成され配置されている請求項１に記載のインタフェース。 ３． 前記プロセッサは、予め高く設定された増幅レベルでテスト信号を発生 し、かつ多数の異なる増幅度で端末器に送信するインタフェースによって前記信 号に多数の異なる増幅レベルを引き渡すために構成され配置されている請求項１ に記載のインタフェース。 ４． 前記プロセッサは、端末器に送信したテスト信号の相対増幅度とテスト信 号の帰還減衰形とを比較し、テスト信号の帰還減衰形の少なくともある部分のク リッピングから得られたそれらの相対比の変化を検出するために構成され配置さ れている請求項１ないし３のいずれか１つに記載のインタフェース。 ５． 前記プロセッサは、端末器に送信したテスト信号の基本周波数の帰還減 衰形の相対増幅度と、テスト信号の少なくとも１つの調波とを比較し、かつ前記 基本周波数の帰還減衰のクリップによって得られる、少なくとも１つの調波の帰 還減衰形に対する基本周波数の帰還減衰形の増幅比の減少を検出するために構成 され配置されている請求項１ないし３のいずれか１つに記載のインタフェース。 ６． 前記プロセッサは、基本周波数と、それらの増幅度の相対比の測定に先 立ちテスト信号の帰還減衰形からの少なくとも１つの調波とを分離するように構 成され配置されている請求項５に記載のインタフェース。 ７． 前記プロセッサは、端末器に送信したテスト信号の相対増幅度とテスト 信号の基本周波数の帰還減衰形とを比較し、かつ後者のクリッピングからえられ た基本周波数の帰還減衰形についてテスト信号の増幅比の増加を検出するために 構成され配置されている請求項１ないし３のいずれか１つに記載のインタフェー ス。 ８． 前記プロセッサは、次第に増加する増幅度で端末器にテスト信号を送信 し、かつ続いて起こるテスト信号の相対比を少なくとも１つの進行するテスト信 号と比較するように構成され配置されている請求項１ないし７のいずれか１つに 記載のインタフェース。 ９． 信号増幅手段を含む電話端末器と端末器用オーディオインプット／アウ トプットデバイスとからなり、前記端末器とオーディオインプット／アウトプッ トデバイスとの間に請求項１ないし８のいずれか１つに記載のアダプティブ電話 インタフフェースを備えている電話装置。 10． 電話ヘッドセットからなるオーディオインプット／アウトプットデバイ スを用いる請求項９に記載の電話装置。 11． 電話ハンドセットからなるオーディオインプット／アウトプットデバイ スを用いる請求項９または１０に記載の電話装置。