JP2835009B2 - 骨導気導複合型イヤーマイクロホン装置 - Google Patents

骨導気導複合型イヤーマイクロホン装置

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茂明 青木
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、骨導音声と気導音声と
の両検知出力を複合して出力する機能を有する骨導気導
複合型イヤーマイクロホン装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】人が発声すると、声帯振動や口腔鼻腔内
の空気振動が外耳道壁に骨導音声として伝達する。従っ
て、この外耳道壁に振動ピックアップを押し当てておく
と、発声に伴う振動を音声信号として検知することがで
きる。これが骨導マイクロホンである。また、発声に伴
う音響波が口から空気中に放出されるのが気導音声であ
る。従って、耳の近くにマイクロホンを配置すれば気導
音声を音声信号として検知することができる。これを気
導マイクロホンと呼ぶ。ここで、骨導音声は高音成分の
減衰が大きいという特性を有しているために明瞭度は良
くないが、外耳道壁の振動を検知しているために、外部
騒音による影響は低いという長所がある。一方、気導音
声は、高音成分の減衰が小さいという特性を有している
ために明瞭度は良いが、外界の空気振動波を検知してい
るために、外部騒音に影響され易いという欠点がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このような骨導音声と
気導音声との特性を考慮して、骨導出力はローパスフィ
ルタで低域成分のみをとり出して音質の悪い高域成分を
使用しないようにするとともに、気導出力はハイパスフ
ィルタで高域成分のみをとり出して騒音の多い低域成分
を使用しないようにするために、各フィルタ出力を適当
な比率で合成することにより、外部騒音による影響を防
止しつつ良好な明瞭度を確保しようとする提案がなされ
ている(特開平6−30490号参照)。しかしながら
この従来技術においては、単に両出力を合成する構造を
示しているのみで混合比の調整については僅かに気導マ
イクロホンに作用する空気量調整用の調整弁を用いる例
が示されているのみであり、使用中は混合比が固定され
ている。このため、外部騒音の多少に従って、明瞭度が
左右されることとなり、使用時に適正な混合比が維持さ
れている保証は全くない。
【0004】本発明は、使用中の骨導出力成分と気導出
力成分との混合比が外部雑音の変動下においても適正に
維持されるようにした骨導気導複合型イヤーマイクロホ
ン装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明による骨導気導複合型イヤーマイクロホン装
置は、骨導マイクロホンからの骨導出力成分と気導マイ
クロホンからの気導出力成分とを合成する合成制御回路
を備え、該合成制御回路は、外部騒音レベルを測定する
騒音レベル測定手段を有し、かつ、該騒音レベル測定手
段により測定された前記外部騒音レベルが小さいときに
は前記骨導出力成分に対する前記気導出力成分の比率を
大きくし、また測定された前記外部騒音レベルが大きい
ときには前記骨導出力成分に対する前記気導出力成分の
比率を小さくする制御をするように構成されている。前
記の外騒音レベル測定手段は、前記外部騒音レベルを前
記気導出力成分に含まれる騒音成分からとり出すように
構成することができる。さらに、前記合成制御回路は、
測定された前記外部騒音レベルが小さいときには前記骨
導出力成分と前記気導出力成分の各レベルを高い目に
し、また測定された前記外部騒音レベルが大きいときに
は前記骨導出力成分と前記気導出力成分の各レベルを低
い目にするように構成することができる。また、前記騒
音レベル測定手段は、前記骨導出力がなくて前記気導出
力があるときに無発声状態であると判断し該気導出力を
騒音レベルとみなすように動作するとともに前記骨導出
力と前記気導出力のいずれも存在する状態となったとき
には発声状態であると判断して騒音の測定を中止して直
前の騒音測定データを保持するように構成することがで
きる。
【0006】
【原理】本発明の具体例を説明するに際し、まず本発明
の基本的条件(原理)について説明する。本発明の特徴
は、騒音のレベルを逐次測定し、その騒音のレベルに応
じて骨導出力成分と気導出力成分との混合比を適応的に
変化させることにある。混合比の条件は、次の通りであ
る。 騒音レベルが小さいときには、気導出力成分の比率
を大きくし、また、骨導出力と気導出力の各レベルを高
い目にする。これにより、送話の感度が高くなり、小さ
な声で話しても十分な出力が得られ、音質も良好とな
る。 騒音レベルが大きいときには、気導出力成分の比率
を小さくし、また骨導出力と気導出力の各レベルを低い
目にする。従って、騒音に対する感度は、比率の点と出
力レベルの点から、低くなって騒音レベルは低くなる。
しかし、外部騒音レベルが大きい環境では発声レベルは
高くなり、送話の感度が低くても十分な出力が得られ
る。
【0007】騒音を逐次測定するには、例えば、次の条
件による。 骨導出力は外部騒音に対する感度が低く、気導出力
は外部騒音に対する感度が高いことを利用して、骨導出
力がなくて気導出力があるときには、無発声状態である
と判断しそのときの気導出力を騒音レベルであるとみな
して騒音測定モードに入る。 骨導出力と気導出力のいずれも存在する状態になっ
たときには、発声状態であると判断して、騒音の測定を
中止し、直前の騒音測定データを保持する。また、骨導
出力はあるが、気導出力がないときには、耳穴にイヤホ
ーンを挿入している途中などのようにこすれノイズが出
ている時であり、この時も騒音の測定を中止する。 以上のようにして測定された騒音レベルにより、前
記のように予め定められた混合比の変化の条件に従っ
て、骨導成分と気導成分との比率を調整する回路を制御
する。
【0008】
【実施例】図1は、本発明の実施例を示すブロック図で
あって、本発明によるイヤーマイクロホン装置Aは、イ
ヤーマイクロホン本体(電気音響変換部)1と制御回路
2から構成されている。イヤーマイクロホン本体1は、
送話系が骨導マイクロホン11と気導マイクロホン12
とよりなり、受話側には受話用マイクロホン13を備え
ている。制御回路2において、21は骨導マイクロホン
11の出力を増幅する送話アンプ21、22はこの送話
アンプ21の出力におけるこすれノイズなどの過大出力
を検知してロスを挿入したりアンプゲインを低くしたり
して過大出力を防止し、後段のアンプがダイナミックレ
ンジ内の正常な動作を行い得るようにするためのクリッ
プ回路、23はHPF又はLPFによる帯域除去フィル
タ、24は骨導出力のレベルを調整するためのゲイン調
整器である。25は気導マイクロホン12の出力を増幅
するための送話アンプ、26は気導出力の低域に含まれ
ている騒音を減衰させるためのHPF、27は気導出力
のレベルを調整するためのゲイン調整器である。ゲイン
調整器24,27の各出力は、合成器30で合成され
て、送話出力端子31から送出される。受話入力端子3
2に入力された受話入力は、受話用イアホン13に伝達
される。
【0009】28はクリップ回路22の出力と送話アン
プ25の出力とのレベル比較をし、その比較結果に従っ
て騒音レベル推定回路29を制御し、ゲイン調整回路2
4,27によるレベル調整を行わせる。次に、これらの
動作について説明する。レベル比較回路28は、クリッ
プ回路22の出力と送話アンプ25の出力を比較し、送
話アンプ25の出力に得られる気導出力がクリップ回路
22の出力に得られる骨導出力より一定レベル(例えば
図2に示すように20dB)以上高いときには、無発声
状態(騒音)であると判断する比較出力を出す。騒音レ
ベル推定回路29は、レベル比較回路28から比較出力
が出ている期間だけ送話アンプ25の出力を騒音である
と見なしてそのレベルを測定して一定の平均化時定数
(例えば1〜10秒)で平均化する。比較出力が出ない
発声状態には、図3のように、その得られた直前の騒音
レベルを保持する。ゲイン調整器24,27では、騒音
レベル推定回路29からの騒音レベルに従って次の表1
のように動作する。
【0010】
【表1】 騒音レベルとゲイン変化量は定数で調整し決定する。こ
の場合のゲイン調整回路の動作状態は図4に示す通りで
あり、騒音レベルは図5に示す通りである。
【0011】ここで、気導アンプ系の利得を変えるだけ
でなく、図6にし示すようにHPF23のカットオフ周
波数やカットオフスロープの傾きを変えるような制御を
行うようにしてもよい。すなわち、騒音が小さい時に
は、気導成分を多くし音質を良くしておくことができ
る。しかし、騒音が大きい時には、音質の劣化を容認し
て騒音を拾い易い気導成分を少なくし、逆に騒音を拾い
難い骨導成分を大きくする。このような処理により、騒
音の大小によらず総合の送話レベルをほぼ一定にするこ
とができる。さらに、図7に示すように、骨導アンプ系
の利得を逆に上げて同時に気導アンプ系の利得は下げる
ような制御を行うようにすれば、騒音の多い市街地等で
使用する場合でも外部騒音を拾い難い音声周波数特性と
なるので、騒音が大きくても小さな声で通話ができるよ
うにすることができる。
【0012】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、実質上常に現時点の外部騒音レベルを測定しその
測定された外部騒音レベルに適合した混合比とレベルで
骨導音声と気導音声とを合成することができるので、得
られた合成音声は外部騒音による影響を大きく抑制した
明瞭度の高い音声出力となり、外部騒音が大きい場合で
も小さい音声で良好な音声レベルを維持することができ
るので、本発明の実用的効果は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示すブロック図である。
【図2】本発明の動作を説明するための特性図である。
【図3】本発明の動作を説明するための特性図である。
【図4】本発明の動作を説明するための特性図である。
【図5】本発明の動作を説明するための特性図である。
【図6】本発明の動作を説明するための特性図である。
【図7】本発明の動作を説明するための特性図である。
【符号の説明】
1 イヤーマイクロホン本体 2 合成制御回路 11 骨導マイクロホン 12 気導マイクロホン 13 受話用イヤホン 21 送話アンプ 22 クリップ回路 23 HPL/LPF 24 ゲイン調整器 25 送話アンプ 26 HPF 27 ゲイン調整器 28 レベル比較回路 29 騒音レベル推定回路 30 合成器 31 出力端子 32 入力端子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三橋 和正 東京都千代田区内幸町一丁目1番6号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 平5−276587(JP,A) 特開 平7−312634(JP,A) 特開 平8−79868(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H04R 1/00,3/00

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 骨導マイクロホンからの骨導出力成分と
    気導マイクロホンからの気導出力成分とを合成する合成
    制御回路を備え、 該合成制御回路は、外部騒音レベルを測定する騒音レベ
    ル測定手段を有し、かつ、該騒音レベル測定手段により
    測定された前記外部騒音レベルが小さいときには前記骨
    導出力成分に対する前記気導出力成分の比率を大きく
    し、また測定された前記外部騒音レベルが大きいときに
    は前記骨導出力成分に対する前記気導出力成分の比率を
    小さくする制御をするように構成された骨導気導複合型
    イヤーマイクロホン装置。
  2. 【請求項2】 前記外部騒音レベル測定手段は、前記外
    部騒音レベルを前記気導出力成分に含まれる騒音成分か
    らとり出すように構成されたことを特徴とする請求項1
    に記載の骨導気導複合型イヤーマイクロホン装置。
  3. 【請求項3】 前記騒音レベル測定手段は、前記骨導出
    力がなくて前記気導出力があるときに無発声状態である
    と判断し該気導出力を騒音レベルとみなすように動作す
    るとともに前記骨導出力と前記気導出力のいずれも存在
    する状態となったときには発声状態であると判断して騒
    音の測定を中止して直前の騒音測定データを保持するよ
    うに構成されていることを特徴とする請求項1又は2に
    記載の骨導気導複合型イヤーマイクロホン装置。
  4. 【請求項4】 前記合成制御回路は、測定された前記外
    部騒音レベルが小さいときには前記骨導出力成分と前記
    気導出力成分の各レベルを高い目にし、また測定された
    前記外部騒音レベルが大きいときには前記骨導出力成分
    と前記気導出力成分の各レベルを低い目にするように構
    成されたことを特徴とする請求項1,2又は3に記載の
    骨導気導複合型イヤーマイクロホン装置。
  5. 【請求項5】 前記合成制御回路は、前記外部騒音レベ
    ルが大きくなったときに、前記骨導出力成分を抑圧し、
    一方前記気導出力成分のレベルを変えないで低域カット
    オフ周波数を高い方に移動させるように構成されたこと
    を特徴とする請求項1,2又は3に記載の骨導気導複合
    型イヤーマイクロホン装置。
  6. 【請求項6】 前記制御回路、前記外部騒音レベルが大
    きくなったときに、前記骨導出力成分のレベルを上昇
    し、一方気導出力成分のレベルを低下するように構成さ
    れたことを特徴とする請求項1,2又は3に記載の骨導
    気導複合型イヤーマイクロホン装置。
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