JPS6324584B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、送受話器を手で持たないでも通話の
できる所謂ハンドフリー電話機の送受信線路制御
方式に関する。

電話機本体と送受話器がコードで接続されてい
る通常の電話機にしても、電話機本体（親機）と
送受話器（子機）とを無線周波で連絡した所謂ワ
イヤレス電話器にしても、送受話器は手で持つて
通話するのが普通である。これは、通話相手の話
の内容が現に送受話器を耳に当てている通話者に
しか判からず、それ故、秘密が守られて電話の一
つの特徴が生かされるという利点も有するが、こ
れがまた欠点となる場合もある。

例えば相手の話のメモを取るにしても片手が塞
がつているから取りにくいし、並行して他の仕事
をする等はかなり難しい。また却つて、相手方の
話を同時に複数の人が聞いて、各人、相手方に自
由に発言できた方が合理的な場合もある。

そこで、従来からも、送受話器乃至子機を適当
な所に置いたまま、離れて通話のできる所謂ハン
ドフリー方式が提案されてはいる。然し、この方
式の場合、従来の受話器（スピーカ）の音響出力
を上げて受信音声の到達距離を稼ぎ、送話器（マ
イク）の受信感度を上げて受信可能距離を稼ごう
とすると、スピーカから放射された音がマイクで
拾われ、電話機内又は電話回線以降のクロストー
ク路を介して閉ループを構成し、正帰還となつ
て、いとも簡単にハウリングするという問題を生
じてしまう。

これに対して、静的な回路構成の工夫で動的な
クロストーク路をそもそも生じさせないようにす
ることができれば、これが最も根本的な対策とな
るが、実際にはこうした回路構成は不可能であ
る。というのも、周知のように、電話機内の送受
信線路は電話回線（ライン）とハイブリツド回路
で接続されているが、電話機側から見たライン−
インピーダンスは大きく変動し、従つてこのハイ
ブリツド回路を介しての送信線路から受信線路へ
のクロストーク分、所謂側音を皆無にすることは
できないし、逆に、通常はこうした側音成分をあ
えて持たせるように設計されているからである。
また、ライン以降に接続される総ての回路がこう
した閉ループを構成しないという保障は到底、得
られない。

従つて、二次的な対策を採るしかないが、従来
のハウリング防止策は、大別するとマイク、スピ
ーカの入出力部自体に工夫を施す方法と、受信、
送信線路を場合に応じて開閉する方法の二つに分
けられる。

前者の方法は、具体的にはマイクに指向性を持
たせ、スピーカをマイクの低感度方向に配置する
ものであるが、電話機の設置される室内の音響特
性は千差万別であり、スピーカからの放射音がそ
れ程減衰せずにマイクの指向特性の高感度領域内
に反射してくることは充分に考えられ、また、マ
イクの指向特性に応じて送話者の位置（方向）が
制限を受け、いづれにしろ実用的ではない。

後者の方法は積極的に閉ループを排除するとい
うことから、考える姿勢としては正しく、これに
従う方式として、所謂音声スイツチを使い、送話
者が発声すると、マイクがその送話音を把えてこ
の信号を送る送信線路を閉じ、受信線路の方は開
く方式がある。この方法は、原理的には勝れてい
るものの、従来はこの方式に付帯する各種の工夫
に乏しく、ラインからの受話信号がスピーカから
の音響出力として放射された時にその一部がマイ
クに帰還し、送話者が話していないのに送話信号
があつたと看做し、音声スイツチが作動して受信
線路を遮断する、という誤動作を起こしていた。
それを避けるためにスピーカ出力レベルとマイク
入力感度を個別に調整するにしても、設置場所が
変わればその度にバランスを取り直さねばなら
ず、また、周囲雑音によるマイクを介しての音声
スイツチの誤動作を避ける工夫も、単にマイク感
度の等価的な低下を図つていたのみであるため、
雑音余裕は少かつた。

特に、受信線路に受話信号検出器を設け、受話
信号があつた時に、この“検出点以降”に設けた
常開スイツチを閉じる方式を採つた従来例では、
送話信号が受信線路に周り込んで受話信号と誤認
されたり、先述の如くライン−インピーダンスが
大きく変動して受話信号レベルが検出レベル以下
まで小さくなると、常開スイツチが閉じず、受信
線路が切断されたままとなつて情報が伝達されな
い等の欠点を持つていた。

本発明は以上に鑑てなされたもので、上述した
従来例の欠点を悉く払拭し、ハウリングマージン
が大きく、諸特性を損うことのない合理的なハン
ドフリー電話機を提供するため、音声スイツチ方
式の送受信線路制御方式に改良を加えるものであ
る。

以下、添付の図面に即し、本発明実施例を説明
する。

本実施例は、第１図示のように、電話機本体乃
至親機１と送受話器乃至子機２とが子機から見て
の送信周波数t、受信周波数r（一般にt≠r）
で連結されたワイヤレス電話機に適用したもの
で、子機２をハンドフリー型とするものである。

先づ、本発明の動作を除き、一般的な信号の流
れを述べると、電話回線３と親機１とは通常のハ
イブリツド回路４で公知手法により接続され、回
線乃至ライン３からの信号は、先づ、親機内で増
巾器５により適当に増幅された後、送信系６で適
宜変調されてアンテナ７ａから受話信号送信周波
数rで送り出される。これが子機２のアンテナ７
ｂで把えられ、受信系８で復調されて終段電力増
巾を介し、スピーカ９から受話音響信号S_rとして
放射され、通話者１０に至る。

通話者１０の発声した送話音響信号S_tは、マイ
ク１１にて把えられ、子機内送信系１２で適宜変
調されて送話信号送信周波数tにてアンテナ１３
ａから放射され、親機内の受信アンテナ１３ｂに
送られる。親機内ではこの受信した送話信号を受
信系１４で適宜復調して採り出し、増巾器１５、
ハイブリツド回路４を介してライン３に送り出
す。

以上において、ハイブリツド回路４からスピー
カ９に至る信号線路を一括して受信線路L_r、マイ
ク１１からハイブリツド回路４に至るそれを送話
線路L_tと表すことにする。従つて、この実施例で
は、各線路L_r，L_t中には、夫々、無線周波r，t
による空中線路も含まれることになるが、本発明
は通常の電話機、即ち親機が機構的に子機を含む
ハンドフリー型のものにも適用でき、その場合に
は親機の送信系６以降、及び受信系１４以前が省
略されて、適宜電力増巾器、ヘツドアンプに替え
られ、これに夫々スピーカ、マイクが接続される
だけであつて、以下の本発明構成の説明には何の
差障りもない。

本発明では、先づ、送、受信線路L_t，L_rに、
夫々、これ等線路を選択的に開閉することのでき
るスイツチ回路１６，１７を設ける。スイツチ回
路は、制御入力１６ａ，１７ａを持つていて、こ
の入力に第一，第二レベルの電気量を選択的に受
けることにより、開閉状態を転換できるものであ
れば、例えば電気−機械的なリレーのようなもの
であつても良いが、この実施例では第一、第二電
圧レベルにより開閉状態を制御される電子スイツ
チを用いている。

そして、線路を開閉する実質的なスイツチ部分
１６ｂ，１７ｂは両スイツチ回路とも、同じもの
を用いて良いが、同じ第一レベル、又は同じ第二
レベルで両スイツチ回路が逆方向に動作するよう
に、この場合、受信線路スイツチ回路１７はその
実質的なスイツチ部分１７ｂにインバータ１８を
介して制御入力を与えている。具体的にこの実施
例に就いて言えば、第一レベルが低レベルであつ
て、この第一レベルを両入力１６ａ，１７ａが受
けた時には、送信線路スイツチ回路１６は送信線
路を開き、受信線路スイツチ回路１７は該線路を
閉じるようになつている。勿論、逆に高レベルと
しての第二レベルを受けた時には逆に作動する。
第１図中では、両スイツチ回路に低レベルが与え
られた前者の場合を示している。

次に、検出点P_tを送信線路スイツチ回路１６の
前段に持つレベル検出器１９があつて、送話信号
S_tに応じた電気量出力、この場合直流電圧出力E_t
を発するようになつている。同様に、受話信号レ
ベルに応じた直流電圧出力E_rを発する受話信号レ
ベル検出器２０も備えられるが、その検出点P_rは
受信線路スイツチ回路１７の後段にある。検出点
P_rが該スイツチの後段にあるということは、後述
するように本発明の一つの特徴となる。尚、前
段、後段とは、通常の定義と全く同様に、信号の
流れてくる方向に向かつて前か後かという意味で
ある。

上記の検出器１９，２０の各出力は、比較器２
１に接続されるが、この場合、比較器２１は二つ
の入力２１ａ，２１ｂの電圧の大小を比較し、逆
相入力（第一入力）２１ａが正相入力（第二入
力）２１ｂよりも電圧において等しいか大きい時
には出力２１ｃに第一レベルとしての低レベル
を、小さい時には第二レベルとしての高レベルを
発するものであつて、この出力２１ｃは先に述べ
た送信、送信線路スイツチ回路１６，１７の制御
入力端子１６ａ，１７ａに接続されている。

そして、受話信号、送話信号が共にない状態で
は、両レベル検出器１９，２０の直流出力電位
E_t，E_rは或る一定の値で等しいように、或いは簡
単のため、両者が零となるようにしてあり、従つ
て比較器出力は低レベルである第一レベルとなつ
て、送信線路スイツチ回路１６は該線路を開き、
一方、受信線路スイツチ回路１７は該線路を閉じ
た状態に維持される。

特にこの実施例の場合は、このように、受話信
号、送話信号が共にない状態、つまり電話機が待
期している状態（以下、定常状態）において、比
較器２１の出力２１ｃが確実に低レベルとなるよ
うに、比較器を制御する回路が組み込まれてい
る。もつとも、この制御回路は、後述のように、
本来は雑音余裕を増すために挿入したものであつ
て、その付帯的な効果として定常状態における比
較器出力の低レベル維持という機能が出て来たの
であるが、とにかくも説明すると、この実施例の
制御回路はそれ自体は図示していないが、第一，
第二バイアス電位E_br，E_btを発生するものとして
構成され、E_br＞E_btであつて、該バイアス電位
E_brは比較器の第一入力乃至逆相入力２１ａに、
バイアス電位E_btは第二入力乃至正相入力２１ｂ
に加算されているのである。

従つて、当然に、定常状態では比較器出力２１
ｃの低レベル状態を維持でき、この定常状態を基
準に考えると送信線路L_tに挿入されるスイツチ１
６は常開、受信線路L_r中のそれは常閉となつてい
ると言うことができる。

以上のような回路構成による本実施例の動作を
第２図のタイムチヤート的に示した説明図を参照
し乍ら説明する。尚、比較器入力E_ioa，E_iobは、
上述の関係から、E_ioa＝E_r＋Eb_r，E_iob＝E_t＋Eb_t、
である。また、第１図中の遅延回路２２は後述に
回し、この段階では考えなくて良い。

第２図において、時間ｔの経過に関する時間領
域Ｓは先に述べた定常状態を示し、Ｒは受話信号
のある受信領域、Ｔは送話信号のある送信領域で
あつて、Ｉは、受信している最中に通話者１０が
相槌を打つたり返答したり等、所謂割り込みを想
定した領域である。また、最下段の動作図は、送
信線路スイツチ１６の開閉と共に比較器出力レベ
ルの高低も模式的に示している。

定常状態Ｓ： 既述の通り、受信線路スイツチ１７が、E_ioa＝
E_br＞E_bt＝E_iobにより閉じられている。

受信領域Ｒ： 上記より、受話信号はいつでも受信線路L_r中
を通ることができる。即ち、本発明では受信線路
L_rに定常状態における信号伝送の優先権が持たさ
れている結果となり、それ故、この線路中のスイ
ツチ１７を常閉と呼んだのである。

受話信号があると、そのレベル検出器２０は対
応した出力レベルE_rを発し、従つてE_ioa＝E_br＋E_r
となる。ここで便宜的に、領域ＲでのE_rをE_r（Ｒ）
等、括弧内に領域名を付して表し、以下同様と約
束すると、E_ioa（Ｒ）＝E_br＋E_r（Ｒ）である。

受話信号は、スピーカ９より音響出力S_rとして
放射され、この一部がマイク１１にて把えられた
とする。すると、この信号は、結局送話信号と同
じであると回路では看做すから、送話信号レベル
検出器もこの信号レベルに応じた直流出力E_t（Ｒ）
を生ずることになる。そこで、増巾器５、送信系
６、受信系８、送信系１２、受信系１４の利得配
分を適当に按配すれば、第２図示のように、例え
送信線路L_tに受話信号の洩れ乃至帰還が入つて
も、E_ioa＝E_br＋E_r（Ｒ）＞E_bt＋E_t（Ｒ）＝E_iobの関係
を満足させることができる。もつとも、一般的に
これは回路設計技術に入る事項であつて、E_t（Ｒ）
＜E_r（Ｒ）＋（E_br−E_bt）は容易に満足し得る。従
つて、受話信号により比較器が反転することはな
く、各スイツチ１６，１７も定常状態と実質的に
同じ状態に留まる。これは、受話信号レベルE_r
（Ｒ）が大きく変動してもE_t（Ｒ）が同じ方向に変
動するため、影響を受けることはない。

このために、受話信号の一部が受信線路中に戻
ることはなく、送信線路中の開いているスイツチ
１６で断ち切られるため、ハウリングは絶対に生
じない。

更にまた、本発明では、受信線路L_rが受話信号
を最初に受ける時にも既に閉じているため、ライ
ン３の損失が非常に大きく、信号レベルが小さい
場合でも、それなりの音量ではあるが確実にスピ
ーカ９からこの信号情報を放射することができ
る。

送信領域Ｔ： 通話者１０のみが発声したとすると、その音響
信号出力S_tはマイク１１にて捕捉され、送話信号
レベル検出器１９にてレベル検出されて、対応し
た出力電位E_t（Ｔ）を生ずる。この場合、ライン
からの受話信号はないため、E_r（Ｔ）＝０となり、
E_iob（Ｔ）＝E_bt＋E_t（Ｔ）＞E_br＝E_ioa（Ｔ）となる。
従つて第２図示のように、比較器出力２１ｃが高
レベルの第二レベルとなり、各スイツチ１６，１
７は状態を反転する。

これにより、送話信号は閉じた送信線路L_tから
ハイブリツド回路４を介し、ライン３に送り出さ
れていく。而して、先にも述べたように、この送
話信号の受信線路L_rへの側音を防ぐことは実際上
は不可能であつて、従来のように、受話信号を検
出してから受話信号を閉じるものだと、この側音
成分を受話信号と誤認し、場合によつては送信線
路を誤つて開いてしまうのに対し、本発明では、
送話信号の発生により開いたスイツチ１７の“後
段”にレベル検出器２０の検出点P_rがあるため、
側音信号がこの検出器にて検出されることは決し
てなく（E_r（Ｔ）が状態を反転させる有為の値と
なることはなく）、閉じている送信線路スイツチ
をチヤタリングさせる等の誤動作を起こすことも
ない。尚、チヤタリングは、送話信号としての会
話を不自然に中断させるので望ましくないこと言
う迄もない。

割り込み領域Ｉ： 受話信号を聞いていて、口を挾みたくなること
は良くある。本発明は、原則として半二重通信で
あること顕らかであるが、この割り込みも自然に
行えることが望ましく、また行えるようになつて
いる。第２図中の領域Ｉの最初の受信領域Ｒは、
先に述べた受信領域と全く同様であるため、E_ioa
（Ｒ）＝E_br＋E_r（Ｒ）＞E_bt＋E_t（Ｒ）＝E_iob（Ｒ）と
な
つている。

この状態で、通話者が発声すると、その当初の
検出レベルは、それ迄の側音レベルE_t（Ｒ）と、
発声によるレベルE_t（Ｔ）の和、即ちE_t（Ｒ）＋E_t
（Ｔ）＝E_t（Ｒ＋Ｔ）となる。従つて、Ｉ領域中の
Ｔ領域の最初に示すように、その時の比較器正相
入力E_iob（Ｒ＋Ｔ）は他方の入力のE_ioa（Ｒ）を越
え、スイツチ状態を反転させる。

スイツチが反転して、一旦、送信線路が閉じれ
ば、受話線路が開くため、引き続く時間中では先
に説明した送信領域Ｔと同じ結果になり、送話者
は割り込みを続け得るし、送話者が割り込みを止
めて再び受話信号のみになれば、後続の受信領域
Ｒへの転換が既述の説明の通りに速かに行なわれ
る。

以上で、本発明の基本構成及び基本動作に就き
説明したが、以下には更に、この実施例に現れて
いる望ましい配慮に就き述べる。

従来の音声スイツチ方式では、徒らに送信線路
利得を上げると、マイク周辺の雑音により音声ス
イツチが誤動作を起こし易い。これに対して、先
のように、比較器入力にE_br，E_bt，E_br＞E_btなる
バイアスを与えておくと、第２図の最初の定常状
態Ｓに例記したように、マイク１１が周囲雑音を
拾つて検出器１９がE_oなる出力電位を生じたと
しても、これが両バイアスの差、E_br−E_btよりも
小さければ、比較器が状態反転を起こすことがな
い。

即ち、E_br−E_btは雑音余裕となり、これは各線
路利得以外のバイアス電位の選択により或る程
度、所望の雑音余裕を得られることを示してい
る。

次に、第１図示実施例中では、送信線路L_tにあ
つて、検出点P_tとスイツチ回路１６との間に遅延
回路２２が設けられていることの利点を説明す
る。

一般に、音声スイツチでは、会話語頭の切断を
生じ易い。即ち、送話信号を検出してからスイツ
チ１６を閉じるのが間に合わなくなるのである。

これを避けるためには、比較器や電子スイツチ
に充分に高速動作が可能なものを選択すれば良い
が、このようにすると、会話の中途や語尾が不自
然に細かく途切れ易い。というのも、一般には子
音等は比較的低レベルであり、音声信号自体のダ
イナミツク・レンヂもかなり広いため、その上限
の通過を許すように設計すると低レベル部分はか
なりな低レベルとなつて検出閾値以下となり、そ
の度に高速で働く比較器が素直に追従してしま
い、結局、スイツチ１６をチヤタリングさせるか
らである。

従つて、寧ろ、比較器には時定数を設けて、あ
えて動作速度を遅らせてやらねばならないのであ
る。

このような実情を鑑ると、遅延回路２２の挿入
は有効である。

即ち、検出点P_tにて送話信号が検出され、比較
的低速の比較器２１が応答してスイツチ１６が閉
じる頃、当該遅延された送話信号がこのスイツチ
に入つてくるため、会話の語頭切断を有効に防止
できるのである。

更にまた、送話信号は、通話者の発声末尾の時
刻をtoとし、遅延回路の遅延時間をτ_dとすると、
ライン３に至る送話信号終了時刻ｔはｔ＝to＋τ_d
となり、この送話信号を聞いたライン側の通話者
が直ぐに発声し返したとしても、比較器の正相入
力はこの時よりもτ_dだけ以前に反転しているた
め、比較的低速の比較器が再反転して受信線路ス
イツチ１７の方を再び閉じる迄の時間は充分に稼
げ、結局、受話信号の語頭も切断されることな
く、両通話者間の会話の自然性を保ち得る。

以上詳記のように、本発明によれば、ハンドフ
リー電話機のハウリングや音声スイツチの誤動作
を周囲環境や設置方向の如何に係らず確実に防止
でき、効果が大きい割には構造が簡単であるとい
う極めて大きな利点を生むことができる。尚、上
記した実施例におけるスイツチは、等価的に開閉
と同じ意味を持つ程、制御入力レベルの如何によ
り減衰量を大きく変えることのできるアツテネー
タをも含むものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例の回路の要部概略構成
図、第２図はその動作説明図、である。 図中、１は親機、２は子機、３は電話回線、４
はハイブリツド回路、９はスピーカ、１１はマイ
ク、１６，１７はスイツチ回路、１６ａ，１７ａ
はその制御入力、１９，２０はレベル検出器、２
１は比較器、２２は遅延回路、である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電話回線に接続したハイブリツド回路からス
   ピーカに至る受信信号の受信線路と、マイクから
   上記ハイブリツド回路に至る送信信号の送信線路
   とを有するハンドフリー電話機において； 制御入力に第一レベルの電気量を受けることに
   より上記送信線路を開き、第二レベルの電気量を
   受けることにより該送信線路を閉じる送信線路ス
   イツチ回路と； 制御入力に第一レベルの電気量を受けることに
   より上記受信線路を閉じ、第二レベルの電気量を
   受けることにより該受信線路を開く受信線路スイ
   ツチ回路と； 上記送信線路中において、上記送信線路スイツ
   チ回路の前段に送話信号検出点を持ち、該信号の
   レベルに応じた出力を生ずる送話信号レベル検出
   回路と； 上記受信線路中において、上記受信線路スイツ
   チ回路の後段に受話信号検出点を持ち、該信号の
   レベルに応じた出力を生ずる受話信号レベル検出
   回路と； 第一入力を上記受話信号レベル検出回路出力
   に、第二入力を上記送話信号レベル検出回路出力
   にそれぞれ接続し、出力を上記両スイツチ回路の
   制御入力に接続すると共に、上記第一入力のレベ
   ルが上記第二入力以上の時に該出力に上記第一レ
   ベルの電気量を、第二入力レベルが上記第一入力
   より大きい時に該出力に上記第二レベルの電気量
   を生ずる比較器と； 該比較器の上記第一入力に対し、第二入力より
   も定常状態において常に大きなバイアスを与える
   制御回路と； を有して成るハンドフリー電話機の送受信線路
   制御方式。 ２ 電話回線に接続したハイブリツド回路からス
   ピーカに至る受信信号の受信線路と、マイクから
   上記ハイブリツド回路に至る送信信号の送信線路
   とを有するハンドフリー電話機において； 制御入力に第一レベルの電気量を受けることに
   より上記送信線路を開き、第二レベルの電気量を
   受けることにより該送信線路を閉じる送信線路ス
   イツチ回路と； 制御入力に第一レベルの電気量を受けることに
   より上記受信線路を閉じ、第二レベルの電気量を
   受けることにより該受信線路を開く受信線路スイ
   ツチ回路と； 上記送信線路中において、上記送信線路スイツ
   チ回路の前段に送話信号検出点を持ち、該信号の
   レベルに応じた出力を生ずる送話信号レベル検出
   回路と； 上記受信線路中において、上記受信線路スイツ
   チ回路の後段に受話信号検出点を持ち、該信号の
   レベルに応じた出力を生ずる受話信号レベル検出
   回路と； 第一入力を上記受話信号レベル検出回路出力
   に、第二入力を上記送話信号レベル検出回路出力
   にそれぞれ接続し、出力を上記両スイツチ回路の
   制御入力に接続すると共に、上記第一入力のレベ
   ルが上記第二入力以上の時に該出力に上記第一レ
   ベルの電気量を、第二入力レベルが上記第一入力
   より大きい時に該出力に上記第二レベルの電気量
   を生ずる比較器と； 該比較器の上記第一入力に対し、第二入力より
   も定常状態において常に大きなバイアスを与える
   制御回路と； 上記送信線路中において、上記送話信号レベル
   検出点と上記送信線路スイツチ回路との間に設け
   られ、上記送話信号に遅延を掛ける遅延回路と； を有して成るハンドフリー電話機の送受信線路
   制御方式。