JP2006337939A - 騒音制御装置、騒音制御装置付き携帯電話及び騒音制御装置付きヘッドセット - Google Patents

Abstract

【課題】 周囲に騒音がある環境の特定の局所空間における騒音を消去する。
【解決手段】 リファレンス入力用マイクロホン１１で検出した周囲の騒音を含む音響は、第１の入力インタフェース１２でディジタル信号に変換され、第１の騒音検出部１３によって騒音信号を抽出する。騒音消去用信号生成部４により騒音信号の位相を反転し、騒音消去用信号を生成する。これを、出力インタフェース５でＤ／Ａ変換した後、騒音消去音としてスピーカ１６から放音する。周囲の音響と騒音消去音は互いに打ち消し合い、騒音がなくなる。更に、消音後の残留騒音をエラー入力用マイクロホン１７で検出し、第２の入力インタフェース８でディジタル信号に変換して、第２の騒音検出部１９で残留騒音信号を抽出する。騒音消去用信号生成部１４は、騒音信号と残留騒音信号から周囲の騒音をより適切に消去するように適応制御を行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、周囲に騒音がある環境の特定の局所空間における騒音を消去する騒音制御装置、騒音制御装置を備える携帯電話及びヘッドセットに関する。

携帯電話は、通話エリア内であれば誰とでも通話することができるという便利さがあるが、周囲の騒音が大きい場合には、受話部において通話相手の音声と周囲の騒音が混ざり合い、相手の話し声が聞き取り難くなることがある。また、周囲の騒音が送話器を通して相手に伝わり、相手も同様にこちらの話し声を聞き取り難いことがある。このように、携帯電話では通話が周囲の騒音に影響されるという課題がある。

従来、この課題に対して、通話中における騒音を制御する機能を備えた携帯電話の例が開示されている。図６に携帯電話の構成を示す。同図において、集音マイクロホン４０で検出した携帯電話の周囲の騒音を入力インタフェース４２を介して騒音検出器４４に送り、騒音レベルを検出する。ＡＴＴ制御回路４６は、検出した騒音レベルに基づいてＡＴＴ（可変減衰器）１２を制御する。これにより、携帯電話の周囲の騒音が大きいときは、大きな音声信号出力が変調されて出力され、一方、周囲の騒音が小さいときは、小さい音声信号出力が変調されて出力される（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、上記従来の携帯電話にあっては、受話部において相手の騒音は明瞭に聞くことができるものの、相手には周囲の騒音が送話器を通して送信され、音声が聞き取り難いことに変わりはない。また、レベル制御によって受話部における音声を明瞭にすることは、非常に大きな騒音に対してはあまり効果的でないと考えられる。
特開２００１―２９８３９４号公報（第５頁、図１）

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、周囲に騒音がある環境の特定の局所空間における騒音を消去することのできる騒音制御装置を提供することを目的とする。また、受話及び送話共に騒音を消去して、明瞭な通話を行うことのできる騒音制御装置付き携帯電話を提供することを目的とする。さらに、特定の局所空間における騒音を消去することのできる騒音制御装置付きヘッドセットを提供することを目的とする。

本発明の騒音制御装置は、周囲に騒音がある環境の特定の局所空間における騒音を消去する騒音制御装置であって、騒音を含む音響を検出する第１のマイクロホンと、該検出した音響から騒音を検出して騒音信号を出力する騒音検出回路と、該騒音信号の位相を反転して所定の処理を行うことにより騒音消去用信号を生成する騒音消去用信号生成回路と、該騒音消去用信号を騒音消去音に変換して放音するスピーカと、前記特定の局所空間近傍に設置し、前記音響と前記騒音消去音が打ち消し合った後に残る残留騒音を検出する第２のマイクロホンと、該残留騒音を検出する残留騒音検出回路と、を備え、前記騒音消去用信号生成回路は、前記騒音信号と前記残留騒音信号に考慮に入れて適応処理を行い、前記騒音消去用信号を生成するものである。

この構成により、周囲に騒音がある環境において、特定の局所空間における騒音を消去することができる。

また、本発明の一態様として、上記の騒音制御装置において、前記第１のマイクロホン及び前記スピーカは、相互に、かつ前記特定の局所空間に対して、距離及び向きを可変する可動部にそれぞれ取り付けられているものも含まれる。

この構成により、第１のマイクロホン及びスピーカを騒音制御に最適な位置に調整して、特定の局所空間における騒音を効果的に消去することができる。

本発明の携帯電話は、送話部と受話部を備え、無線信号を介して通話を行う携帯電話であって、上記に記載の騒音制御装置を備えている。

この構成により、周囲に騒音がある場所での携帯電話の通話に際し、送話及び受話共に騒音を消去して、相手と明瞭に通話することができる。

また、本発明の一態様として、上記の携帯電話において、前記特定の局所空間は、前記送話部の近傍であるものも含まれる。

この構成により、周囲に騒音がある場所での携帯電話の通話に際し、送話音声に騒音が含まれなくなるので、相手に明瞭な音声を伝えることができる。

また、本発明の一態様として、上記の携帯電話において、前記特定の局所空間は、前記受話部の近傍であるものも含まれる。

この構成により、周囲に騒音がある場所での携帯電話の通話に際し、受話部における騒音をなくし、通話相手の話し声を明瞭に聴くことができる。

また、本発明の一態様として、上記の携帯電話において、前記可動部は、前記携帯電話の筐体に対して、伸縮かつ傾倒自在の柄であるものも含まれる。

この構成により、第１のマイクロホン及びスピーカを騒音制御に最適な位置に調整して、特定の局所空間における騒音をより効果的に消去することができる。

本発明のヘッドセットは、上記の騒音制御装置を備えている。

この構成により、周囲に騒音がある場所でのヘッドセットの利用に際し、特定の局所空間における騒音を抑制することができる。

また、本発明の一態様として、上記のヘッドセットにおいて、前記特定の局所空間は、使用者の耳近傍であるものも含まれる。

この構成により、周囲に騒音がある場所での携帯電話による通話や音楽等の聴取に際して騒音をなくし、所望の音声を明瞭に聴くことができる。

また、本発明の一態様として、上記のヘッドセットにおいて、前記可動部は、前記携帯電話の筐体に対して、伸縮かつ傾倒自在の柄であるものも含まれる。

この構成により、第１のマイクロホン及びスピーカを騒音制御に最適な位置に調整して、特定の局所空間における騒音をより効果的に消去することができる。

本発明によれば、周囲に騒音がある環境の特定の局所空間における騒音を消去することのできる騒音制御装置を提供できる。また、受話及び送話共に騒音を消去して、明瞭な通話を行うことのできる騒音制御装置付き携帯電話を提供できる。さらに、特定の局所空間における騒音を消去することのできる騒音制御装置付きヘッドセットを提供できる。

以下、本発明に係る騒音制御装置、騒音制御装置付き携帯電話及び騒音制御装置付きヘッドセットの実施形態について、図面を用いて説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る騒音制御装置の概略構成を示す図である。図１において、騒音制御装置１は、周囲の騒音を含む音響を検出するリファレンス入力用マイクロホン１１、検出した音響をディジタル信号に変換する第１の入力インタフェース１２、変換されたディジタル信号から騒音を抽出して騒音信号を出力する第１の騒音検出部１３、騒音信号から逆位相、同振幅の騒音消去用信号を生成する騒音消去用信号生成部１４、騒音消去用信号をアナログ信号に変換して増幅する出力インタフェース１５、増幅された騒音消去用信号で鳴動されて騒音消去音を放音するスピーカ１６を有する構成である。

さらに、騒音を含む音響と騒音消去音が打ち消し合った後に残る残留騒音を検出するエラー入力用マイクロホン１７、検出した残留騒音をディジタル信号に変換する第２の入力インタフェース１８、残留騒音のディジタル信号から騒音を抽出して残留騒音信号を出力する第２の騒音検出部１９を備えている。

次に、以上のように構成された騒音制御装置の動作について説明する。

リファレンス入力用マイクロホン１１で検出された周囲の騒音を含む音響は、第１の入力インタフェース１２によってディジタル信号に変換され、第１の騒音検出部１３で騒音か音声かの区別がなされて、騒音と考えられる部分の信号が騒音信号として抽出される。

抽出された騒音信号は、騒音消去用信号生成部１４において位相が反転され、騒音信号と同振幅の騒音消去用信号が生成される。この騒音消去用信号は、出力インタフェース１５でアナログ信号に変換されるとともに、電力増幅されてスピーカ１６を鳴動させて騒音消去音を放音する。

スピーカ１６から放音された騒音消去音は、周囲の音響に含まれる騒音と打ち消し合い、これによって騒音が消去される。しかしながら、騒音は刻々と変化し続けるものなので、完全に消去することは困難であり、多少の騒音が残留する。

消音後の騒音すなわち残留騒音は、エラー入力用マイクロホン１７で検出される。検出された残留騒音は、第２の入力インタフェース１８でディジタル信号に変換され、第２の騒音検出部１９によって騒音か音声かの区別が行われて、騒音と考えられる部分の信号が残留騒音信号として抽出される。

残留騒音から抽出され残留騒音信号と周囲の騒音を含む音響から抽出された騒音信号は、騒音消去用信号生成部１４において観察され、周囲の騒音をより適切に消去するような制御が行われ、騒音消去用信号として出力インタフェース１５に出力される。以後、このような手順を繰返し、変化する騒音に対して適応的な騒音制御が行われる。

以上説明したように、このような本発明の第１の実施形態に係る騒音制御装置によれば、リファレンス入力用マイクロホン１１で周囲の騒音を含む音響から騒音信号を抽出し、騒音消去用信号生成部１４によって位相を反転させた騒音消去用信号を生成してスピーカ１６から騒音消去音を放音し、音響に含まれた騒音を相殺して消去する。さらに、消音後の残留騒音をエラー入力用マイクロホン１７で検出して残留騒音信号を抽出し、騒音消去用信号生成部１４により周囲の音響から抽出した騒音信号と併せて適応的な制御を行う。これにより、騒音の消音が良好に保たれる。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態は、本発明に係る騒音制御装置を携帯電話に適用した例である。図２は、本発明の第２の実施形態に係る携帯電話の概略構成を示す外観図である。なお、図１に示した第１の実施形態と同一の構成要素については、同じ符号を付して機能及び動作の説明を省略する。

図２において、携帯電話２の筐体上部には、任意の角度で傾倒可能かつ伸縮自在な２本の柄２１、２２が設けられ、それぞれの先端にリファレンス入力用マイクロホン１１及びスピーカ１６が取り付けられている。また、携帯電話２の図示しない受話部近傍の筐体外部には、エラー入力用マイクロホン１７が設置されている。さらに、第１の実施形態に係る騒音制御装置の回路部分は、携帯電話２の筐体内部に収容され、柄２１、２２の内部を挿通して設けられた導線を介して、リファレンス入力用マイクロホン１１及びスピーカ１６と接続されている。

柄２１、２２は、携帯電話２の使用に際して、図２（ａ）に示すように延伸させるとともに、リファレンス入力用マイクロホン１１及びスピーカ１６の位置が騒音の消去にとって最も効果的となるように向きが調整される。また、携帯電話２を使用しない場合は、図２（ｂ）に示すように、筐体内部に収納して持ち運びに便利な形態にする。

図３は、使用者が本実施形態の携帯電話２を使用して通話を行う場合の状態を示す図である。同図に示すように、使用者は柄２１、２２を筐体から延伸するとともに、それぞれの先端に設けられたリファレンス入力用マイクロホン１１及びスピーカ１６が騒音の消去に最適な位置になるように傾けて調整する。これにより、使用者の頭部近傍の騒音がなくなり、携帯電話２の受話音声を明瞭に聞くことができるようになる。更に、使用者の送話音声にも騒音が含まれなくなるので、相手に明瞭な音声を伝えることができる。

以上説明したように、このような本発明の第２の実施形態に係る携帯電話によれば、筐体上部に設けた伸縮、傾倒自在の２本の柄２１、２２先端にそれぞれリファレンス入力用マイクロホン１１及びスピーカ１６を取り付けるとともに、筐体外部の受話部近傍にエラー入力用マイクロホン１７を設置する。そして、使用に際し、柄２１、２２を延伸すると共に、その向きを調整することにより、使用者の頭部付近における騒音を消去でき、送話及び受話共に明瞭な通話を行うことが可能となる。

（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態は、本発明に係る騒音制御装置をヘッドセットに適用した例である。図４は、本発明の第３の実施形態に係るヘッドセットの概略構成を示す外観図である。なお、図１に示した第１の実施形態と同一の構成要素については、同じ符号を付して機能及び動作の説明を省略する。

図４において、ヘッドセット３のヘッドバンド３３上部には、回路部分を収納した騒音制御装置１が設けられるとともに、図２において示した第２の実施形態と同様の、任意角度で傾倒可能、かつ伸縮自在な２本の柄３１、３２の先端にそれぞれリファレンス入力用マイクロホン１１及びスピーカ１６が取り付けられている。また、ヘッドバンド３３の一端には、エラー入力用マイクロホン１７が設置されている。

図５は、使用者が本実施形態のヘッドセット３を装着しながら携帯電話で通話を行う場合の状態を示す図である。同図に示すように、使用者は、柄３１、３２の先端にそれぞれ設けられたリファレンス入力用マイクロホン１１及びスピーカ１６が騒音の消去に最適な位置になるように傾けて調整する。これにより、使用者の頭部近傍の騒音がなくなり、携帯電話の受話音声を明瞭に聞くことができるようになる。更に、使用者の送話音声にも騒音が含まれなくなるので、相手に明瞭な音声を伝えることができる。

また、本実施形態のヘッドセット３にイヤホンを組み込んで音楽プレーヤのヘッドホンとして使用することができる。これによると、使用者の頭部近傍の騒音がなくなるので、音楽を明瞭な音響で聴取することができる。

以上説明したように、このような本発明の第３の実施形態に係るヘッドセットによれば、ヘッドバンド３３上部に騒音制御装置１を設けるとともに、伸縮、傾倒自在の２本の柄３１、３２先端にそれぞれリファレンス入力用マイクロホン１１及びスピーカ１６を取り付け、さらにヘッドバンド３３の一端にエラー入力用マイクロホン１７を設置する。そして、使用時に柄３１、３２の距離及び向きを調整することにより、使用者の頭部付近における騒音を消去でき、携帯電話で通話を行う等の場合に、送話及び受話共に明瞭な通話を行うことが可能となる。

以上、本発明の各種実施形態を説明したが、本発明は前記実施形態において示された事項に限定されず、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者がその変更・応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。

本発明の騒音制御装置は、周囲に騒音がある環境の特定の局所空間における騒音を消去することができる効果を有し、携帯電話やヘッドセット等に有用である。

本発明の第１の実施形態に係る騒音制御装置の概略構成を示す図 （ａ）本発明の第２の実施形態に係る騒音制御装置付き携帯電話の使用時における概略構成を示す図 （ｂ）本発明の第２の実施形態に係る騒音制御装置付き携帯電話の不使用時における概略構成を示す図 本発明の第２の実施形態に係る騒音制御装置付き携帯電話の通話状態を示す図 本発明の第３の実施形態に係る騒音制御装置付きヘッドセットの概略構成を示す図 本発明の第３の実施形態に係る騒音制御装置付きヘッドセットを用いて携帯電話で通話を行う場合の状態を示す図 通話中における騒音を制御する機能を備えた携帯電話の構成を示す図

符号の説明

１ 騒音制御装置
２ 騒音制御装置付き携帯電話
３ 騒音制御装置付きヘッドセット
１１ 第１のマイクロホン
１２ 第１の入力インタフェース
１３ 第１の騒音検出部
１４ 騒音消去用信号生成部
１５ 出力インタフェース
１６ スピーカ
１７ 第２のマイクロホン
１８ 第２の入力インタフェース
１９ 第２の騒音検出部
２１、２２、３１、３２ 柄
３３ ヘッドバンド

Claims (10)

1. 周囲に騒音がある環境の特定の局所空間における騒音を消去する騒音制御装置であって、
   騒音を含む音響を検出する第１のマイクロホンと、
   該検出した音響から騒音を検出して騒音信号を出力する騒音検出回路と、
   該騒音信号の位相を反転して所定の処理を行うことにより騒音消去用信号を生成する騒音消去用信号生成回路と、
   該騒音消去用信号を騒音消去音に変換して放音するスピーカと、
   前記特定の局所空間近傍に設置し、前記音響と前記騒音消去音が打ち消し合った後に残る残留騒音を検出する第２のマイクロホンと、
   該残留騒音を検出する残留騒音検出回路と、を備え、
   前記騒音消去用信号生成回路は、前記騒音信号と前記残留騒音信号に考慮に入れて適応処理を行い、前記騒音消去用信号を生成する騒音制御装置。
2. 請求項１に記載の騒音制御装置であって、
   前記第１のマイクロホン及び前記スピーカは、相互に、かつ前記特定の局所空間に対して、距離及び向きを可変する可動部にそれぞれ取り付けられている騒音制御装置。
3. 送話部と受話部を備え、無線信号を介して通話を行う携帯電話であって、
   請求項１又は２に記載の騒音制御装置を備える携帯電話。
4. 請求項３に記載の携帯電話であって、
   前記特定の局所空間は、前記送話部の近傍である携帯電話。
5. 請求項３に記載の携帯電話であって、
   前記特定の局所空間は、前記受話部の近傍である携帯電話。
6. 請求項３ないし５のいずれか１項に記載の携帯電話であって、
   前記可動部は、前記携帯電話の筐体に対して、伸縮かつ傾倒自在の柄である携帯電話。
7. 請求項１又は２に記載の騒音制御装置を備えるヘッドセット。
8. 請求項７に記載のヘッドセットであって、
   前記特定の局所空間は、使用者の耳近傍であるヘッドセット。
9. 請求項７又は８に記載のヘッドセットであって、
   前記騒音制御装置は、前記ヘッドセットのヘッドバンドに取り付けられているヘッドセット。
10. 請求項９に記載のヘッドセットであって、
    前記可動部は、前記騒音制御装置に対して、伸縮かつ傾倒自在の柄であるヘッドセット。

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