JP2000069127A

JP2000069127A - 音響センサー付携帯電話装置

Info

Publication number: JP2000069127A
Application number: JP10249078A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Sato; 均佐藤; Yoshiaki Takagi; 義明高木; Takashi Oguchi; 孝大口
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-08-20
Filing date: 1998-08-20
Publication date: 2000-03-03

Abstract

(57)【要約】【課題】受信した環境に適した対応を自動的に取るこ
とができる携帯電話装置を提供する。【解決手段】音声入力用のマイク33と音声出力用のス
ピーカー31とを具備する携帯電話装置において、周囲雑
音を検出するための音響センサー32を設け、この音響セ
ンサーを、マイクからは遠く離れ、スピーカーとは設置
面を異にし、且つ、電話装置を把持する手では覆われな
い位置に配置する。マイクに入力する音声やスピーカー
から出力される音声の影響を減らして、周囲雑音を検出
することができ、この周囲雑音に基づいて、受話音や呼
出音の音量または周波数帯域を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、携帯電話やＰＨＳ
などの電話装置に関し、特に、使用環境に応じた対応を
自動的に取ることができるようにしたものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の電話装置では、マイクロホンから
侵入し、音声に混じって送信される騒音を減らすための
工夫が種々行なわれている。例えば、特開平８−３２０
１５４号公報には、音声入力用のマイクロホンとは別に
周囲騒音を集音するマイクロホンを設けた携帯型電話装
置が記載されている。この騒音集音用のマイクロホンか
ら入力する周囲騒音信号は、複数の周波数帯に分割さ
れ、各周波数帯の騒音レベルが検出される。そして、音
声入力用マイクロホンから入力する音声信号の周波数成
分の内、騒音レベルが所定値以上に達する周波数成分が
カットされ、この周波数補正処理が行なわれた音声信号
が送信される。

【０００３】また、特開平９−３６７６３号公報には、
音声入力用のマイクロホンとは別にノイズキャンセラ用
のマイクロホンを設けた装置が記載されている。この装
置では、騒音の伝達関数を推定し、この伝達関数を用い
てノイズキャンセラ用マイクロホンからの入力信号を基
に疑似騒音を生成する。そして、音声入力用マイクロホ
ンの入力信号からこの疑似騒音を差し引いたものを出力
する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの電話
装置では、雑音レベルの検出結果を、送話音声の品質向
上のためだけに用いており、受話音の改善には利用して
いない。

【０００５】携帯電話は、どこにいても電話を掛けたり
受けたりすることができる利便性を有しているが、これ
は見方を変えれば、携帯電話の使用環境が非常に多岐に
わたることを意味しており、騒音の中で受信したり、周
囲に迷惑を及ぼすような状況の中で着信したりすること
もしばしば発生する。こうした場合、従来は、騒音で相
手の声が聞き取りにくいときには、通話を続けるために
静かな場所に急いで移動したり、周囲が迷惑する電車な
どに乗るようなときには、前以て使用者が携帯電話のス
イッチを切るように気を付けている。

【０００６】本発明は、こうした使用者の負担を軽減す
るものであり、種々の環境で受信した場合に、その環境
に適した対応を自動的に取ることができる携帯電話装置
を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明の携帯電
話装置では、周囲雑音を感知する専用の音響センサーを
設け、その検出信号から求めた周囲雑音に基づいて、受
話音や呼出音の音量または周波数帯域を調整し、あるい
は、電話装置が置かれた状態を識別して、その状態に応
じて受信動作を行なっている。

【０００８】そのため、携帯電話の使用環境に応じた対
応を自動的に取ることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、音声入力用のマイクと音声出力用のスピーカーとを
具備する携帯電話装置において、周囲雑音を検出するた
めの音響センサーを設け、この音響センサーを、マイク
からは遠く離れ、スピーカーとは設置面を異にし、且
つ、電話装置を把持する手では覆われない位置に配置し
たものであり、マイクに入力する音声やスピーカーから
出力される音声の影響を減らして、周囲雑音を検出する
ことができる。

【００１０】請求項２に記載の発明は、この音響センサ
ーの信号に基づいて周囲雑音のレベルを検出し、周囲雑
音のレベルに応じて受話音の音量レベルを自動調整する
ようにしたものであり、携帯電話の使用者は、騒音の中
でも受話音声を聞き取ることができる。

【００１１】請求項３に記載の発明は、周囲雑音の周波
数特性を検出し、周囲雑音のレベルが低い帯域における
受話音のレベルを高めるように受話音の周波数特性を自
動調整するようにしたものであり、携帯電話の使用者
は、周囲の雑音に紛れることなく受話音声を聞き分ける
ことができる。

【００１２】請求項４に記載の発明は、音響センサーの
信号に基づいて周囲雑音のレベルを検出し、周囲雑音の
レベルに応じて着信時の呼出音の音量レベルを自動調整
するようにしたものであり、静かな場所では静かな音
で、うるさい場所では大きな音で着信を知らせることが
できる。

【００１３】請求項５に記載の発明は、音響センサーの
信号に基づいて周囲雑音の周波数特性を検出し、着信時
の呼出音の周波数を周囲雑音のレベルが低い帯域に自動
調整するようにしたものであり、うるさい場所で、呼出
音の音量を大きくしなくても、呼出音を聞き分けること
ができる。

【００１４】請求項６に記載の発明は、音響センサーに
入力した信号から、マイクに入力された音声の影響及び
スピーカーから出力された音声の影響を除いて周囲雑音
を検出するようにしたものであり、周囲雑音だけを抽出
することができる。

【００１５】請求項７に記載の発明は、音響センサーに
入力した信号からマイクに入力された音声の影響を除
き、得られた信号をマイクに入力された音声信号から相
殺して送信音声信号に含まれる雑音成分を除去するよう
にしたものであり、マイクに入力する雑音を取り除くこ
とができ、送信する音声信号の品質を高めることができ
る。

【００１６】請求項８に記載の発明は、検出された周囲
雑音のデータをデジタル化するデジタル化手段と、参照
データを保持するメモリーと、デジタル化されたデータ
及び参照データを比較して受信動作を制御するＣＰＵと
を設けたものであり、受信時に、周囲雑音に応じた最適
な対応を取ることができる。

【００１７】請求項９に記載の発明は、ＣＰＵが、デジ
タル化されたデータ及び参照データを比較して、受話音
の最適な周波数特性を求め、受話音の音量調整手段を制
御するようにしたものであり、携帯電話の使用者は、周
囲の雑音に紛れることなく受話音声を聞き分けることが
可能になる。

【００１８】請求項１０に記載の発明は、ＣＰＵが、デ
ジタル化されたデータ及び参照データを比較して、呼出
音の最適な音量レベルまたは周波数を求め、着信時の鳴
動手段を制御するようにしたものであり、呼出音が周囲
の人を不快にさせたり、あるいは、呼出音が聞こえなか
ったりする事態を防止できる。

【００１９】請求項１１に記載の発明は、ＣＰＵが、デ
ジタル化されたデータと参照データとを比較して、電話
装置が置かれた状態を識別し、その状態に応じて受信動
作を制御するようにしたものであり、使用環境に応じた
対応を自動的に取ることができる。

【００２０】請求項１２に記載の発明は、メモリーに、
参照データとして、各種の音響モードにおける周囲雑音
の周波数特性を格納したものであり、検出した周囲雑音
の周波数特性をこの参照データと比較することによっ
て、現在の使用環境を識別することができる。

【００２１】請求項１３に記載の発明は、ＣＰＵが、車
両等の中に電話装置が在ると識別した場合に、着信時
に、車両内に居ることを表示するメッセージが音声合成
されて、送信されるようにしたものであり、車両内での
通話によって他の乗客に迷惑が及ぶことを回避できる。

【００２２】請求項１４に記載の発明は、ＣＰＵが、カ
バンの中に電話装置が在ると識別した場合に、着信時
に、呼出音及び振動による着信表示の内、呼出音が選択
されるようにしたものであり、携帯電話が置かれている
環境に適した着信表示を選択することができる。

【００２３】以下、本発明の実施の形態について、図面
を用いて説明する。

【００２４】この実施形態の携帯電話は、図１の斜視図
に示すように、マイク33及びスピーカー31を持つ携帯電
話本体30に雑音検知用の音響センサー32を具備してい
る。この音響センサー32は、マイク33から離れ、スピー
カー31のほぼ裏側に当たる位置に在り、また、携帯電話
本体30が手で掴まれるときの手で覆わるグリップの部分
からは外れて位置している。

【００２５】携帯電話を使用する使用者の声は、音源37
からの音声38としてマイク33に入力し、その一部の音声
39が音響センサー32にも入力する。また、雑音源34から
の雑音36はマイク33に入力し、同じ様に雑音35が音響セ
ンサー32にも入力する。

【００２６】この携帯電話は、図２に示すように、その
内部構成として、音源20からの使用者の音声の他に周囲
雑音24が入力するマイク１と、マイク１の出力信号を増
幅する増幅器２と、周囲雑音21の他にスピーカーからの
カップル音23や音源20からの音響カップル22が入力する
音響センサー７と、音響センサー７の出力信号を増幅す
る増幅器８と、増幅器８から出力された信号のレベルを
調整するレベル調整部９と、レベル調整部９の出力から
音声信号を除去して雑音を取り出す音源信号除去部３
と、雑音信号の位相を調整する位相調整部４と、増幅さ
れた音声信号から雑音を除去する雑音除去部５と、雑音
が除去された音声信号の送信処理を行ない、また、受信
信号の受信処理を行なう送受信装置６と、送受信に兼用
するアンテナ17と、送受信装置６に電力を供給する電池
19と、送信メッセージを音声合成する音声合成部27と、
発呼のためのダイヤル機能18と、受信音声信号を増幅す
る音声増幅器16と、受話音量を調整する音量調整部13
と、スピーカー15から音声を出力する音声出力部14と、
音声増幅器16から出力された音声信号を反転するスピー
カー音位相反転部12と、音源信号除去部３より出力され
た雑音信号からスピーカー音を除去するスピーカー音除
去部10と、雑音信号をデジタル信号に変換する雑音Ａ／
Ｄ変換部11と、各種の周囲雑音パターンなどを記憶する
メモリー26と、デジタル化された雑音信号に基づいて音
量調整部13や音声合成部27など各部を制御するＣＰＵ25
とを備えている。

【００２７】この携帯電話のマイク１（33）は、使用者
を音源20（37）とする音をピックアップするが、同時に
周囲雑音24（36）もピックアップする。音響センサー７
（32）は、使用者の音声が入りにくく、スピーカー15
（31）の影響も少なく、また、電話を手に持ったとき
に、手で覆われない位置、即ち、携帯電話本体30上端
の、スピーカー15（31）と反対の側に配置している。こ
の音響センサー７（32）は、周囲雑音の雑音源34までの
距離が、マイク１（33）の雑音源34までの距離と差が無
いので、マイク１（33）と同じレベルの雑音が入力す
る。また、その他に使用者の音声39（音源37からの音響
カップル22）も多少入るし、スピーカー15（31）からの
カップル音23も多少は入る。なお、音源20（37）または
スピーカー15（31）との音響結合をできるだけ小さくす
るには指向性マイクを使用すると良い。

【００２８】音響センサー７に入力した周囲雑音は、増
幅器８で所定の音量まで増幅され、レベル調整器９で自
動またはマニュアルによりレベルが調整される。音源信
号除去部３は、レベル調整された周囲雑音と、マイク１
から増幅器２に入力して増幅された音源信号とを用い
て、周囲雑音信号に含まれる音源信号を取り除く。

【００２９】これは、例えば、レベル調整された周囲雑
音信号と反転した音源信号とを混合することによって行
なわれる。このとき、増幅器２から入力する音源信号
は、音源20からの信号レベルが高く、雑音に対して高い
Ｓ／Ｎ比を有している。一方、音響センサー23は音源23
から遠く離れているため、レベル調整された音響センサ
ー23の信号は、雑音レベル６に音源信号が若干重畳して
いる状態にある。従って、音源信号は、音響センサー23
の信号レベルと比較して、音源信号のみと見ることがで
きるので、この音源信号を反転させて周囲雑音信号と混
合することにより、音源信号の除去が可能になる。

【００３０】音源信号が取り除かれた周囲雑音信号は、
位相調整部４で位相が調整されて雑音除去部５に入力
し、雑音除去部５は、これを用いて音源信号に含まれる
周囲雑音を取り除く。周囲雑音が取り除かれた音源信号
は送受信装置６で送信信号に変調され、アンテナ17を通
じて無線送信される。こうして、相手方には、雑音を含
まない高品質の音声を送信することができる。

【００３１】また、送受信装置６は、アンテナ17を通じ
て受信した信号を復調し、音声増幅器16に出力する。音
声増幅器16は、この受信信号を増幅して音量調整部13と
スピーカー音位相反転部12とに出力する。音量調整部13
は、ＣＰＵ25の指示に基づいて音声信号のレベルを調整
し、レベル調整された音声信号は、スピーカー15を通じ
て出力される。

【００３２】一方、音源信号除去部３で音源信号が取り
除かれた周囲雑音信号は、スピーカー音除去部10にも入
力し、スピーカー音除去部10は、スピーカー音位相反転
部12から出力される音声出力信号の位相反転信号を用い
て、周囲雑音信号に含まれるスピーカー15の音響カップ
ルを取り除く。こうして純粋の周囲雑音だけにされた信
号は、雑音Ａ／Ｄ部11でデジタル信号に変換され、ＣＰ
Ｕ25に入力する。

【００３３】ＣＰＵ25は、入力する周囲雑音のデジタル
信号から、雑音のレベルまたは雑音の特異性を分析し、
メモリー26に格納されているデータを参照して、音量調
整部13などの制御量を求める。このＣＰＵには、従来よ
り電話装置に組み込まれているＣＰＵを用いてもよい
し、または、上記動作を実施するためのものを単独に設
けてもよい。

【００３４】ＣＰＵ25は、分析の結果、図３（ａ）に示
すように、周囲雑音のレベルが低域の周波数帯において
高い場合には、図３（ｂ）に示すように、音声出力信号
の高域の周波数帯を強調し、また、音声出力信号の中域
のレベル41が周囲雑音のレベル40を上回るように、音量
調整部13のレベル調整を制御する。また、図３（ｃ）に
示すように、周囲雑音のレベルが高域の周波数帯におい
て高い場合には、図３（ｄ）に示すように、音声出力信
号の低域の周波数帯を強調し、また、音声出力信号の中
域のレベル43が周囲雑音のレベル42を上回るように、音
量調整部13のレベル調整を制御する。

【００３５】メモリー26には、例えば、周囲雑音の各値
に対応する受話音量の補正値が関係付けて格納されてお
り、ＣＰＵ25は、メモリー26を参照して受話音量のレベ
ル制御量を読み取る。

【００３６】このように、周囲雑音と競合しないよう
に、音声出力の周波数特性を制御し、また、そのレベル
を制御することによって、使用者は、周囲雑音に紛れる
ことなく、受信音声を聞き取ることができる。

【００３７】また、ＣＰＵ25は、周囲雑音のレベルが低
いと判断したときには、着信時の呼出音のレベルを低く
制御し、また、雑音レベルが高いと判断したときには、
着信時の呼出音のレベルを高く制御し、あるいは、呼出
音の周波数を雑音レベルと競合しない帯域に設定する。

【００３８】このように、周囲雑音に応じて呼出音を制
御することにより、使用環境に適した音響で呼び出しが
行なわれ、携帯電話の使用者や周囲の人が呼出音によっ
て不快感を抱くことを回避できる。

【００３９】また、メモリー26には、電車内の周囲雑音
のパターンや、携帯電話がカバンに収められているとき
の周囲雑音のパターンなど、これまでにＣＰＵ25が分析
した各種の音響モ−ドの周囲雑音パターンが蓄積されて
いる。

【００４０】ＣＰＵ25は、音響センサー７で検出された
周囲雑音のデジタル信号が新たに入力すると、その信号
をメモリー26に蓄積されている音響モードと比較し、携
帯電話の現在の使用環境を識別する。

【００４１】例えば、電車の中に居ると識別している時
に送受信装置６に着信があると、ＣＰＵ25は、送受信装
置６を受信状態に制御し、音声合成部27から「今、電車
内にいます。」と言うメッセージの音声合成信号を出力
させる。このメッセージは、送受信装置６から相手方に
送信される。また、このとき、送受信装置６に、相手方
の電話番号を表示及び記憶させ、電車を降りたときのリ
ダイヤルの準備を行なわせるようにしても良い。

【００４２】また、ＣＰＵ25は、周囲雑音から携帯電話
がカバンに収められていると識別しているときに、送受
信装置６に着信があると、送受信装置６に対して、呼出
音または振動による着信表示の内、呼出音による着信表
示を行なわせる。

【００４３】また、周囲雑音のパターンから携帯電話が
充電器の中に入っている状態を識別し、この状態で着信
があったときの着信表示を呼出音によって行なわせるこ
ともできる。

【００４４】このように、この携帯電話は、周囲雑音か
ら電話装置の使用環境を推定することができ、その推定
に基づいて使用環境に適した対応を取ることができる。

【００４５】なお、音響センサー７は、常時動作状態に
保ち、この音響センサー７からの各種信号に基づいて、
ＣＰＵ25が、着信があったときの携帯電話の対応を事前
に調整するようにしても良い。

【００４６】本発明の携帯電話にはＰＨＳも含まれる。

【００４７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の携帯電話装置は、その使用環境に合った対応を自動的
に取ることができる。

【００４８】そのため、騒音の中で通話する場合でも、
使用者は、騒音に紛れることなく、受信音声を聞き取る
ことができ、また、相手に対して品質の高い音声を送る
ことができる。

【００４９】また、着信の表示を、その携帯電話が置か
れた状況に合った形態で行なうことができ、使用者や周
囲の人に不快感を与えずに、着信を的確に知らせること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態における携帯電話の外観図、

【図２】実施形態の携帯電話の構成を示すブロック図、

【図３】実施形態の携帯電話において周囲雑音（ａ）
（ｃ）に対して制御される受話音声の周波数特性（ｂ）
（ｄ）を示す図である。

【符号の説明】

１マイク２増幅器３音源信号除去部４位相調整部５雑音除去部６送受信装置７音響センサー８増幅部９レベル調整部 10 スピーカー音除去部 11 雑音Ａ／Ｄ部 12 スピーカー音位相反転部 13 音量調整部 14 音声出力部 15 スピーカー 16 音声増幅 17 送受信アンテナ 18 ダイヤル機能 19 電池 20 音源 21、24 周囲雑音 22 音源からの音響カップル 23 スピーカーからのカップル音 25 ＣＰＵ 26 メモリー 27 音声合成部 40、41、42、43 レベル変動

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０４Ｍ 1/19 Ｈ０４Ｂ 7/26 １０３Ｅ５Ｋ０６７ (72)発明者大口孝神奈川県横浜市港北区綱島東四丁目３番１号松下通信工業株式会社内Ｆターム(参考） 5J029 AA06 EA01 FA00 5K011 DA26 GA03 GA06 HA06 HA07 HA08 JA01 KA04 5K023 AA07 BB06 BB09 EE11 5K027 AA11 BB03 DD12 DD14 DD16 DD18 FF03 FF21 FF28 FF29 HH19 5K052 AA01 BB12 DD02 EE12 GG13 GG48 GG57 5K067 AA05 BB04 FF25 FF26 FF28 GG11 GG13 KK13 KK15

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】音声入力用のマイクと音声出力用のスピ
ーカーとを具備する携帯電話装置において、周囲雑音を検出するための音響センサーを備え、前記音
響センサーが、マイクからは遠く離れ、スピーカーとは
設置面を異にし、且つ、電話装置を把持する手では覆わ
れない位置に配置されていることを特徴とする携帯電話
装置。
【請求項２】前記音響センサーの信号に基づいて周囲
雑音のレベルを検出し、前記周囲雑音のレベルに応じて
受話音の音量レベルを自動調整することを特徴とする請
求項１に記載の携帯電話装置。
【請求項３】前記周囲雑音の周波数特性を検出し、前
記周囲雑音のレベルが低い帯域における受話音のレベル
を高めるように前記受話音の周波数特性を自動調整する
ことを特徴とする請求項２に記載の携帯電話装置。
【請求項４】前記音響センサーの信号に基づいて周囲
雑音のレベルを検出し、前記周囲雑音のレベルに応じて
着信時の呼出音の音量レベルを自動調整することを特徴
とする請求項１に記載の携帯電話装置。
【請求項５】前記音響センサーの信号に基づいて周囲
雑音の周波数特性を検出し、着信時の呼出音の周波数を
前記周囲雑音のレベルが低い帯域に自動調整することを
特徴とする請求項１に記載の携帯電話装置。
【請求項６】前記音響センサーに入力した信号から、
前記マイクに入力された音声の影響及び前記スピーカー
から出力された音声の影響を除いて前記周囲雑音を検出
することを特徴とする請求項２、３、４または５に記載
の携帯電話装置。
【請求項７】前記音響センサーに入力した信号から前
記マイクに入力された音声の影響を除き、得られた信号
を前記マイクに入力された音声信号から相殺して送信音
声信号に含まれる雑音成分を除去することを特徴とする
請求項１に記載の携帯電話装置。
【請求項８】検出された前記周囲雑音のデータをデジ
タル化するデジタル化手段と、参照データを保持するメ
モリーと、前記デジタル化されたデータ及び参照データ
を比較して受信動作を制御するＣＰＵとを具備すること
を特徴とする請求項１に記載の携帯電話装置。
【請求項９】前記ＣＰＵが、前記デジタル化されたデ
ータ及び参照データを比較して、受話音の最適な周波数
特性を求め、受話音の音量調整手段を制御することを特
徴とする請求項８に記載の携帯電話装置。
【請求項１０】前記ＣＰＵが、前記デジタル化された
データ及び参照データを比較して、呼出音の最適な音量
レベルまたは周波数を求め、着信時の鳴動手段を制御す
ることを特徴とする請求項８に記載の携帯電話装置。
【請求項１１】前記ＣＰＵが、前記デジタル化された
データと前記参照データとを比較して、電話装置が置か
れた状態を識別し、その状態に応じて受信動作を制御す
ることを特徴とする請求項８に記載の携帯電話装置。
【請求項１２】前記メモリーが、前記参照データとし
て、各種の音響モードにおける周囲雑音の周波数特性を
保持することを特徴とする請求項１１に記載の携帯電話
装置。
【請求項１３】前記ＣＰＵが、車両等の中に電話装置
が在ると識別した場合に、着信時に、車両内に居ること
を表示するメッセージが音声合成されて、送信されるこ
とを特徴とする請求項１１に記載の携帯電話装置。
【請求項１４】前記ＣＰＵが、カバンの中に電話装置
が在ると識別した場合に、着信時に、呼出音及び振動に
よる着信表示の内、呼出音が選択されることを特徴とす
る請求項１１に記載の携帯電話装置。