JPS63299434A - 通話切換制御方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は車輌例えば自動車等に取付けた電話機において
、走行中の運転者が安全に通話することを可能とするた
めの、ハンドセット通話とハンドフリー通話の切換えに
好適な制御方式に関する。

〔従来の技術〕

自動車電話は、その利便性からアメリカ、ヨーロッパお
よび日本等で実用化されている。そして自動車電話用の
電話機として押ボタンダイヤルと送受話器が一体にハン
ドセットになっているものが既に実用に供されている。

このような自動車電話用電話機では通話する時には送受
話器すなわちハンドセットを手に持って行なわなければ
ならない。このことは運転手が予め安全な場所に停車中
ならば何ら問題はないが、運転中に電話がかかってきて
応答する時、問題となる。つまり、運転手は必ずしも常
にかつただちに安全な場所に停車できるとは限らなく、
停車せずにハンドセットを持って片手運転で応答する場
合がありうる。このような状態は非常に危険なため、応
答できない場合もある。

この問題を解決するのが拡声通話あるいはハンドフリー
通話技術と言われるものである。これは送話器としての
マイクロホンを使用者の口近傍の適宜場所に設置し、受
話器としてのスピーカを使用者が受聴できる適宜場所に
設置して通話を可能ならしめるもので、使用者はハンド
セットを手に持たずに通話できるため、先の片手運転な
どをせずに応答できる。

このような装置としては、日本電信電話公社電気通信研
究所研究実用化報告第２８巻第３号（１９７９）ｒＳ−
ＩＰ形拡声電話機」に記載されたものがある。また自動
車電話用としては特開昭５５−１４１８３８号公報に記
載されたものがある。

これは一般に音声スイッチ回路方式と呼ばれるもので、
スピーカとマイクロホンの音響結合によるハウリングを
防止するために、音声入力でその挿入が制御される損失
回路をもつ。当方が音声を発している時は、受話系つま
りスピーカへの信号経路に前記損失回路を挿入し、スピ
ーカからの音声を低下させ、これがマイクロホンに入力
されハウリングを起すのを防止する。逆の場合、つまり
相手が音声を発している時は、送話系つまりマイクロホ
ンからの信号経路に前記損失回路を挿入し、ハウリング
を防止するものである。

しかし、上記装置は基本的に半二重通話（当方が話して
いる時、相手の音声は受聴できない）であり、騒音レベ
ルの高い所では、騒音によって、常に送話状態となり、
相手からの音声を受聴できない状態（送話ブロッキング
）が起りうる。

自動車内は一般に走行中は高騒音であり、交通量の多い
ところでは、車窓を開けて走行すると車内騒音レベルは
８５ｄＢ（Ａ）にも達する。普通人が話すレベルは、マ
イクロホンの位置にも関係するが口から１０印程度で８
０〜９０ｄＢ（Ａ）である。

つまり、自動車内では、騒音による送話ブロッキングが
起き易い状態にある。このような使用環境に耐うる音声
スイッチの設計は、音声レベルと騒音レベルがよく似て
おり、かつ自動車騒音レベルが刻々変化し予想できない
ため困難であり、ある程度は送話ブロッキングを起し１
通話不能になる時間が存在する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は、拡声通話への移行は手動操作によって
おり、さらにブロッキング状態の使用者への通知あるい
は解除方法あるいは他の通話手段へのすみやかな移行な
どの点について配慮がされておらず、使用者はブロッキ
ング状態のため通話不能になっているにも係わらず話し
続け、いたずらに時間および通話料金を空費するという
問題、あるいは運転中の場合、何故通話不能になったか
わからず、さらにはどうしたら良いのか途方にくれ、ス
トレスを高め精神不安定になり、これが事故につながる
という問題、あるいは通話不能のまま、電話を切らざる
を得なくなり、相手に非常な不快感を与えるなどの問題
があった。

本発明の目的は上述の欠点を除去し、走行中の運転者が
安全に通話することを可能とする通話切換制御方式を提
供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、ハンドセット通話手段および拡声通話手段
と、該２つの通話手段を切換える切換手段と、通話状態
検出手段と、音声出力手段をもうけ、 （１）拡声通話手段で通話中１通話状態検出手段が、高
騒音のため、拡声通話がブロッキング状態の起る恐れが
あること、あるいはブロッキング状態になったことを検
出した場合、切換手段を制御し、ハンドセット通話手段
による通話に移行するとともに、音声出力手段を用いて
、その旨を使用者に知らせること、以後通話状態検出手
段が、ブロッキング状態の恐れがなくなったこと、ある
いはブロッキング状態が解除されたことを検出した場合
、同様に切換手段を制御し、拡声通話手段による通話に
移行するとともに、音声出力手段を用いて、その旨を使
用者に知らせることにより達成される。

（２）前記において、拡声通話からハンドセット通話へ
移行する時、使用者がハンドセットを取り上げるまでの
間、通話状態を維持し、この時、音声出力手段を用い、
相手にその旨を知らせる音声を出力し、ハンドセットが
取り上げられた時点で前記音声出力を停止させるととも
に、ハンドセット通話手段による通話を可能とすること
により達成される。

（３）前記において、ハンドセット通話から拡声通話に
移行する時、使用者がハンドセットを置くまでの間、通
話状態を維持し、この時音声出力手段を用い、相手にそ
の旨を知らせる音声を出力し、ハンドセットが置かれた
時点で前記音声出力を停止させるとともに、拡声通話手
段による通話を可能とすることにより達成される。

〔作用〕

ハンドセット通話手段は公知のごとく手に持って、受話
器を耳にあて送話器を口近く位置させ通話を可能とする
もので、このために受話器送話器間の音響結合は少なく
、ハウリング対策が不要で前記ブロッキング状態を起さ
ない。拡声通話手段は送話器としてのマイクロホンを使
用者の口近傍の適宜場所に設置し、受話器としてのスピ
ーカを使用者が受聴できる適宜場所に設置し、ハウリン
グを防止するための音声スイッチ回路を持ち、ハンドフ
リーの状態で通話を可能とするものである。

切換手段は前記２つの通話手段の切換動作をする。

通話状態検出手段はマイクロホン等で集音した車内音レ
ベルを検出し、このレベルが音声スイッチ回路の設計で
定めた送話状態のしきい値を超える状態が、通常の通話
発生単語の時間長より長く継続した場合あるいは通常の
通話発生頻度より頻度高く起る場合にはブロッキング状
態あるいはその恐れがあることを検出する。

音声出力手段は、音声合成器などよりなり、あらかじめ
決められた音声信号たとえば通話手段の切換えを知らせ
る言葉などをスピーカあるいは送話信号経路に送出する
。

拡声通話手段による通話中、通話状態検出手段が、車内
騒音が高くなり、ブロッキング状態あるいはその恐れが
あることを検出したら、切換手段は自動的にブロッキン
グ状態を解除あるいは回避するために通話手段をハンド
セット通話手段に切換える。このとき音声出力手段は、
この移行を使用者にスピーカで知らせる。使用者はこの
音声を受聴して、車を安全な所に停車するなどして、ハ
ンドセットにより通話を継続する。この拡声通話からハ
ンドセットを取り上げるまでの時間、通話相手にはその
旨を音声出力手段を用いて送話経路に送出して知らせる
。以後通話状態検出手段がブロッキング状態あるいはそ
の恐れがなくなったことを検出し、通話が継続している
場合は切換手段は再度通話手段を拡声通話手段に切換え
る。このとき音声出力手段は、この移行を使用者にハン
ドセット受話器あるいはスピーカで知らせる。使用者は
この音声を受聴して、マイクロホン、スピーカを用いて
この拡声通話を継続する。使用者がハンドセットを所定
の場所に置くまでの時間、通話相手にはその旨を音声出
力手段を用いて送話経路に送出して知らせる。

このような動作により、使用者はブロッキング状態によ
る通話不能を回避でき安全に自動車を走行させながらス
ムーズな通話を行うことが可能となるとともに通話相手
に対しても不快感を与えることはない。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。第１
図において、１は基地局と信号のやりとりを行うための
無線アンテナ、２は基地局と無線で電話通信を行うため
に制御信号、音声信号を送受する移動機、３は受話信号
経路、４は送話信号経路、５は受話器６と送話器７が同
−国体に設置されるハンドセット通話手段、８は音声ス
イッチ回路９、拡声スピーカ１０、マイクロホン１１か
らなる拡声通話手段、１２は受話信号経路３と送話信号
経路４をハンドセット通話手段５あるいは拡声通話手段
８に接続する切換手段、１３は音声データに基づき音声
を合成する音声合成回路１４、音声データを記憶するＲ
ＯＭ１５、選択スイッチからなる音声出力手段、１６は
、マイクロホン１１に入力される音のレベルを検出する
レベル検出回路１７、音声スイッチ回路９が送話状態と
なるレベルしきい値を保持するしきい値回路１８、レベ
ル検出回路１７の出力レベルとしきい値回路１８の出力
を比較する比較回路１９、比較回路１９の出力時間を計
測する時間計測回路２０からなる通話状態検出手段、２
１はハンドセット通話手段５が手に持ち取り上げられた
状態か否かを検出するフックスイッチ回路、２２，２３
．２４は音声出力手段１３の音声信号を各々送話信号経
路４、受話器６、拡声スピーカ１０に既在の信号と混合
して出力するための混合器、２５は各手段の制御を行う
マイクロプロセッサ等で構成される制御回路である。

第２図は第１図実施例における音声スイッチ回路９の一
実施例である。第２図において、２６は受話信号にハウ
リングを防止するため一定量の損失を与える受話損失回
路、２７は同様に送話信号に一定量の損失を与える送話
損失回路、２８は受話信号と送話信号のレベルを比較し
、どちらの損失回路を有効とするかを判断し制御する送
受話比較回路、２９〜３２は増幅回路である。

次に第１図の動作を説明する。あらかじめ拡声通話手段
８で通話が行われているとする。使用者（運転者）は拡
声スピーカ１０より通話相手の話を聞き、マイクロホン
１１に向かって音声を入力して通話する。このとき切換
手段１２は受話信号経路３、送話信号経路４を音声スイ
ッチ回路９に接続している。この通話は前述したように
半二重、比 通話である。使用者が発生すると音声スイッチ回路９内
の送受話比較回路２８で、この発声信号レベルと受話信
号経路３の信号レベルが比較され、この場合通話相手が
話していないとすれば、受話損失回路２６で受話信号に
大きな損失が与えられ、拡声スピーカ１０の音量が抑圧
される。この時送話損失回路２７は発声信号に損失を与
えない。もし損失が与えられなければ発声音声信号は地
上の交換機のハイブリッド回路（図示せず）で反響され
て拡声スピーカ１０から放出され、再度マイクロホン１
１に入力される。この−巡の利得が１を越えれば発振状
態つまりハウリングを起す。

逆に通話相手が話しをしている場合、音声スイッチ回路
９内の受話損失回路２６は、受話信号に損失を与えずに
通話相手の音声は拡声スピーカ１０から放声される。一
方送話損失回路２７は送話信号つまりマイクロホン１１
の集音した信号に損失を与えるため、放声された音声が
再びマイクロホンに入力され、前述と同様に一巡の利得
が１を越えハウリングを起すことはない。

、１２゜ こうして、半二重ではあるがスムーズに通話が行われる
。

しかし、交通量の多い所で窓を開けた状態では様々な交
通騒音がマイクロホン１１に入力される。

つまり通話のための音声信号以外の交通騒音により、送
話状態となる。ひどい時には常に送話状態となりっばな
しになる。この時は前述の音声スイッチ回路９の動作説
明で述べたように、受話損失が挿入されたままとなり、
通話相手の話をまったく受聴できない状態、送話ブロッ
キングとなる。

通話状態検出手段１６はこの送話ブロッキングの状態を
検出するものである。マイクロホン１１に入力される音
声信号としては通話相手の音声すなわち受話信号と使用
者の通話音声と交通騒音である。レベル検出回路１７は
マイクロホン１１に入力される前記の信号のうち受話信
号を除く使用者の通話音声と交通騒音のレベルを検出す
るものである。

拡声スピーカ１０から放声される信号すなわち受話信号
は、スピーカ駆動信号を位相反転し、マイクロホン入力
信号に加算することにより除去できる。しきい値回路１
８は音声スイッチ回路９内の送受話比較回路２８が送話
状態と判断するしきい値レベルを記憶している。比較回
路１９はレベル検出回路１７としきい値回路１８の出力
を比較し、送話信号がしきい値レベル以上のとき論理値
ｔｔ　Ｉ　ＩＩを出力する。時間計測回路２０はこの時
間を計測し制御回路２５に送る。

通常の会話における１人の発声時間率は、会話相手の存
在、間をとる無音圧間、捉音などの無音圧間のため３０
％程度と予想される。また５秒以上続けて発声すること
はまれである。こうした会話の性質を利用すれば送話ブ
ロッキング状態あるいはその恐れが存在することを判断
できる。制御回路２５は時間計測回路２０の時間をもと
に発声時間率を計算し、あるしきい値を越えれば、騒音
によりひんばんに送話状態となっていると判断し、この
状態が一定時間経過すれば、送話ブロッキング状態の恐
れがあると判断して制御を行う。また時間計測回路の時
間があるしきい値たとえば５秒を超過すれば送話ブロッ
キング状態と判断し制御を行う。

今、車内騒音が大となり、送話ブロッキング状態の恐れ
があると制御部２５が判断したら、音声出力手段１３を
制御し、その旨を使用者に知らせる。

音声出力手段１３は、ＲＯＭ１５にあらかじめ記憶され
ている音声データを音声合成回路１４に入力して音声を
合成し混合器２４に出力し、拡声スピーカ１ｏから放声
する。たとえばこの音声として「騒音が多く、通話がで
きなくなる恐れがあります。」等である。使用者はこの
音声を受聴して、車窓が開いていれば窓を閉める等の動
作を行う。使用者の動作により、車内騒音がさがれば、
そのまま拡声通話が続行される。この時、使用者がハン
ドセット通話を望めば、使用者がハンドセット通話手段
５を持ち上げたことをフックスイッチ回路２１で検出し
て制御回路２５が切換手段１２を制御して、ハンドセッ
ト通話に移行することもできる。

、１５゜ 車内騒音がさらに大となり、制御回路２５が送話ブロッ
キング状態と判断した時、制御回路２５は前記と同様に
音声出力手段１３を用いて、拡声スピーカ１０よりその
旨を使用者に知らせる。たとえばこの音声として「騒音
が多く、通話できません。ハンドセットで通話願います
。」を放声する。それと同時に切換手段１２を制御して
受送話信号経路をハンドセット通話手段５に接続する。

この時、使用者はまだハンドセット通話手段を取り上げ
られる状態とは限らないため、通常のハンドセット通話
におけるオン／オフフック（フックスイッチ回路２１の
状態検出）による通信回線の開閉を行うと、切換えた時
点で通信回線閉つまり通話終了となる。そのため、この
場合には制御回路２５はフックスイッチ回路２１の状態
にかかわらず通信回線間を保留するように移動機２を制
御する。

使用者は先の音声を受聴し、車を停止、徐行、騒音の少
ない安全な場所などへの移動を行い、ハンドセットを取
り上げ通話を行う。この使用者が、１６　。

ハンドセットを取り上げるまでの時間、通話相手に対し
て、制御回路２５は、音声出力手段１３を用い、送話信
号経路４に混合器２２を通してその旨を知らせる。たと
えばこの音声として「しばらくお待ち下さい」を送出す
る。この音声出力は、フックスイッチ回路２１の出力を
制御回路２５が監視し、ハンドセット通話手段５が取り
上げられた時点で停止する。使用者はハンドセット通話
手段５で通話を継続する。通話状態検出手段１６は常に
マイクロホン入力を監視している。

使用者の動作により騒音が少なくなり、制御回路２５が
送話ブロッキング状態が解除されたと判断した時は、制
御回路２５は再び切換手段１２を制御し、通話手段を拡
声通話手段８に切換える。

この時制御回路２５は音声出力手段１３を用いて、この
旨を混合器２３を通して受話器６で、あるいは混合器２
４を通して拡声スピーカ１０で放声して知らせる。たと
えばこの音声として「拡声通話が可能です」を放声する
。

使用者がハンドセット通話手段５で通話中の場合は、受
話器６で知らせる。まだ使用者がハンドセット通話手段
５を取り上げていない場合は、拡声スピーカ１０で知ら
せる。

また、ハンドセット通話手段で通話中の場合には、ハン
ドセットを置くまでの時間に、音声出力手段１３を用い
て通話相手に「しばらくお待ち下さい」等の音声を送出
してもよい。

以上の動作説明で明らかなように、使用者はブロッキン
グ状態による通話不能を自動的にハンドセット通話手段
と拡声通話手段を切換えることで回避でき、安全に自動
車を走行させながらスムーズな通話を継続することが可
能で、通話相手に対しても不快感を与えることはない。

なお、音声出力手段１３はカセットテープなどの磁気記
録再生を用いてもよい。また音声でなく電子的な可聴音
でもよい。

第３図は本発明の他の一実施例である。第１図と同一符
号は同一物を示す。これは音声スイッチ回路９内の送受
話比較回路２７の出力すなわち送話状態（信号線３３）
の時間を直接時間計測回路２０で計測するようにしたも
のである。こうすることにより通話状態検出手段１６の
規模を小さくでき経済的である。動作は第１図と同様で
ある。

第４図に代表的な音声信号と交通騒音のスペクトルを示
す。交通騒音はエネルギーの大部分が３００Ｈｚ以下に
集中しているのに対し、音声は３０〇七〜４ＫＨｚにエ
ネルギーの大部分が集中している。これはマイクロホン
１１に入力される信号の低域周波数成分たとえば６０Ｈ
ｚ〜３００Ｈｚの成分のみを抜き出せば精度よく騒音を
検出できることを示している。

第５図に本発明の他の一実施例を示す。第５図において
第１図と同一符号は同一物を示す。３４はマイクロホン
１１に入力される信号から低域周波数成分を抜き出す帯
域通過回路である。低周波では騒音と音声のエネルギー
比が十分に大きいため、帯域通過回路３４を介すことに
よりレベル検出回路１７、しきい値開路１８、比較回路
１９を用いて精度よく騒音のみを抽出でき、これを時間
計測回路２０で計測し、制御回路２５はより正確、１９
　。

に騒音による送話ブロッキング状態を捕捉できる。

第５図の動作は第１図と同様である。

第６図に本発明の他の一実施例を示す。第６図において
第１図と同一符号は同一物を示す。３５はマイクロホン
１１とは別の適宜場所に設置され、主に車内騒音集音す
るマイクロホン、３６はレベル検出回路、３７はしきい
値開路、３８は比較回路であり、前述したレベル検出回
路１７、しきい値開路１８、比較回路１９と同一の働き
をする。

３９は比較回路１９．３８の論理出力の積をとる論理積
回路である。

第１図においては、送話ブロッキング状態の検出をマイ
クロホン１１への入力をもとに行っているが、マイクロ
ホン１１へは騒音と使用者の通話音声が同時に入力され
ているため、両者を分離し、騒音による送話ブロッキン
グ状態を明確に検出できない。第６図は２つのマイクロ
ホン１１．３５を使用して騒音と使用者の音声を分離し
て検出し、騒音によるブロッキング状態を正確につかむ
ものである。

・２０　・ マイクロホン１１は使用者の口近くに配置され、騒音と
使用者の音声の双方が入力される。一方、マイクロホン
３５はマイクロホン１１とは別の車内の一場所に配置さ
れ、主に騒音のみが入力される。各々のマイクの出力は
レベル検出器１７゜３８でそのレベルを検出され、しき
い値開路１８゜３９のしきい値と比較回路１９．４０で
比較される。

第７図に通話状態検出手段１６の概略動作タイミングを
示す。しきい値開路１８．３７には音声スイッチ回路９
が送話状態となる値が設定されている。マイクロホン１
１と３５に入力される騒音はその源が十分遠方とすれば
同一レベルと考えられる。比較回路１９は音声と騒音が
しきい値開路１８のあるしきい値以上で“１”を出力す
る。比較回路３８は騒音がしきい値開路３７のあるしき
い値以上でｔｔ　１　ｔ′を出力する。論理積回路３９
は上記各々の出力の論理積をとり、第７図に示すように
、騒音があるしきい値以上をとる時にのみ“１”を出力
する。この動作は要約すればパワーレベルの相関をとっ
ていることになる。

時間計測回路２０はこの出力の時間を計測する。

すなわち、上記説明のごとく、本実施例では、騒音が音
声スイッチ回路９を送話状態にするのを正確に計測する
ことができる。他の動作は第１図と同様である。

第８図に本発明の他の一実施例を示す。第８図において
第１図と同一符号は同一物を示す。４０はマイクロホン
１１と３５の入力信号の相関をとる相関回路、４１は相
関回路の相関値レベルを検出する相関レベル検出回路で
ある。第６図と同様にマイクロホン１１は使用者の口近
くに配置され、騒音と使用者の音声が入力される。マイ
クロホン３５は主に騒音を集音するよう、マイクロホン
１１とは異なる場所に配置されている。

第９図に相関回路４０の出力例を示す。騒音源は十分遠
方にあるとすれば、マイクロホン１１と３５にはほぼ同
一距離伝搬して入力され、マイクロホン１１と３５の到
達時間に差はない。一方、使用者の音声はマイクロホン
１１で集音するためマイクロホン１１と３５への到達時
間に差がある。

したがって双方の相関をとれば、第９図に示すように、
時間遅れ零近傍では騒音の相関値、ある時間遅れの位置
で音声信号の相関値が観測される。

したがって１時間遅れ零の相関値を相関レベル検出回路
４１で検出し、これがあるしきい値（送話状態になるし
きい値）を越える時間を計測すれば騒音による送話ブロ
ッキング状態を検出することができる。

以上の説明では、拡声通話手段８を音声スイッチ回路９
により構成した場合で述べたが、近年のディジタル信号
処理によるエコーキャンセル形の拡声通話手段でもよい
ことは明らかである。

エコーキャンセル形の場合には一般に送話ブロッキング
とは言わないが、高騒音時には通話不能となり、本発明
の高騒音下でのハンドセット通話手段への自動的な移行
は有効である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、高騒音に因る通話不能状態をハンドセ
ット通話手段と拡声通話手段を自動的に切換えることに
より回避でき、安全に走行させながらスムーズな通話を
可能とする効果がある。また通話相手に対しても移行に
伴う不快感を与えないという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成図、第２図は音声スイ
ッチ回路の一実施例の説明図、第３図は本発明の他の実
施例の構成図、第４図は交通騒音と音声のスペクトルを
示す線図、第５、第６、第８図は本発明の他の実施例の
構成図、第７図は本発明における入出力状態の説明図、
第９図は性能を示す説明図である。 ５・・・ハンドセット通話手段、８・・・拡声通話手段
、１２・・・切換手段、１３・・・音声出力手段、１６
・・・通話状態検出手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、少なくともハンドセット通話手段と、拡声通話手段
   と、該２つの通話手段を切換える切換え手段と、騒音の
   大きさを検出する通話状態検出手段を設け、該通話状態
   検出手段の出力により該切換え手段で該２つの通話手段
   を切換えることを特徴とする通話切換制御方式。