JP3740313B2 - 拡声通話装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、拡声通話装置に関し、特に、反響を生じずに良好な音質での拡声音声通信を実現することが可能な技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術としては、例えば、特願平１−２５２０７３号公報に記載されるように、拡声通話用の２個の無指向性マイクロホンと、この２個の無指向性マイクロホンのそれぞれの出力信号の差を出力する差動演算回路と、拡声通話用のスピーカと、電話機筐体とを有し、この電話機筐体に前記スピーカを設け、このスピーカの音孔の音響中心から等距離（Ｌ１＝Ｌ２）の位置に、前記２個の無指向性マイクロホンを設置したものである。このように構成することにより、前記差動演算回路からは、前記２個の無指向性マイクロホンの出力信号の差が送話信号として出力されるので、前記スピーカからの回り込みによる出力信号は、互いに打ち消し合うので、音声スイッチやエコーキャンセラ等を簡単化しても、ハウリングを防止する拡声通話機が挙げられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来技術では、２個のマイクロホンを結ぶ線の中点を通る面方向にマイクロホン感度に死角が生じる。例えば、話者の方向がマイクロホン感度の死角になるときに話者による音声を良好に収録できないという問題があった。
【０００４】
本発明の目的は、反響を生じずに良好な音質での拡声音通信を実現することが可能な技術を提供することにある。
【０００５】
本発明の他の目的は、話者があらゆる方向にいても音声を良好に収録すると同時に、受講音声を再び収録・送話することによって生ずる反響を抑制することが可能な技術を提供することにある。
【０００６】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろう。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【０００８】
通信回線を用いて遠隔地から伝送された音声を再生する拡声手段と、自分の周囲の音声を収録するＮ個（Ｎは３以上の整数）の収音手段と、前記各収音手段によって収録された音声信号の位相を変化させる移相手段と、前記各移相手段で位相が変化した音声信号を加算する加算手段と、前記加算手段で加算された音声信号を前記遠隔地へ伝送するための通信回線へ出力する手段とを具備する拡声通話装置であって、
前記各収音手段は、前記拡声手段を中心とする円周上に等角度間隔で配置され、前記各移相手段における移相量は、あらゆる周波数にわたり一定であり、前記隣接各移相手段間における移相量が配置順に３６０／Ｎ度ずつ異なることを特徴とする。
【００１０】
以下、本発明について、図面を参照して実施の形態（実施例）とともに詳細に説明する。
【００１１】
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明による一実施例の拡声通話装置の概要構成を示すブロック図である。
本実施例の拡声通話装置は、図１に示すように、通信回線１を用いて遠隔地から伝送された音声を再生するスピーカ（拡声手段）２と、自分の周囲の音声を収録する４個のマイクロホン３〜６（３個以上の収音手段）と、前記各マイクロホン３〜６によって収録された音声信号の位相を変化させる２個の移相器（移相手段）７Ａ，７Ｂと、位相反転器８Ａ，８Ｂと、前記移相器７Ａ，７Ｂ及び位相反転器８Ａ，８Ｂで位相が変化した音声信号を加算する加算器（加算手段）９と、前記加算器９で加算された音声信号を前記遠隔地へ伝送するための通信回線１へ出力する手段とを具備している。
【００１３】
前記各マイクロホン３〜６は、前記スピーカ２を中心とする円周上に等角度間隔で配置され、前記各移相器７Ａ，７Ｂ及び位相反転器８Ａ，８Ｂにおける移相量は、あらゆる周波数にわたり一定であり、前記隣接する各移相器７Ａ，７Ｂ及び位相反転器８Ａ，８Ｂ間における移相量が配置順に３６０／Ｎ度（Ｎは３以上の整数）ずつ異なる。
【００１４】
このように構成することにより、受話信号は各マイクロホン３〜６で同時に収録され、各々３６０／Ｎ度（Ｎは３以上の整数）移相される。スピーカ２と各マイクロホン３〜６との距離は等しいので、スピーカ２から出力される音は、同レベル、同位相で収音される。従って、移相された信号が加算されると互いに相殺される。
【００１５】
一方、発話者による音声は、以下に示す（１）もしくは（２）の状態でマイクロホンに収音される。
（１）ある一本のマイクロホンに最も高いレベルで収音される。
（２）ある隣接した二本のマイクロホンに同相、同レベルで収音される。
【００１６】
前記（１）の場合は、ある一本のマイクロホンの前から発話したときに起こる現象であり、（２）の場合は、隣接したマイクロホンから等距離で話した場合である。
【００１７】
前記（１）に関しては、最も高いレベルで収音した音が支配的となり、移相されてからの信号とたし合わされても相殺されることなく、相手への送話信号となる。
【００１８】
前記（２）に関しては、隣接したマイクロホンに同相、同レベルで収音された音をそれぞれＡとＢとする。説明を簡単にするため収音された音がｓｉｎ波とすると、隣接した各マイクロホン出力のＡ、Ｂは、数１の式で表わされる。
【００１９】
【数１】
Ａ＝ｓｉｎ（ωt）
Ｂ＝ｓｉｎ（ωt）
マイクロホンの個数ＮをＮ＝４とすると、前記各マイクロホンに対する各移相の出力信号Ａ’、Ｂ’は数２の式で表わされる。
【００２０】
【数２】
Ａ’＝ｓｉｎ（ωt＋π／２）
Ｂ’＝ｓｉｎ（ωt＋π）
相手への送話信号は、前記隣接した各マイクロホシに対応した各移相器からの出力信号の和が支配的となる。相手への送出信号Ｃは、数３の式のようになり、送出信号Ｃは０にならない。
【００２１】
【数３】
Ｃ＝Ａ’＋Ｂ’
＝ｓｉｎ（ωｔ＋π／２）＋ｓｉｎ（ωｔ＋π）
＝ｓｉｎ（ωｔ）ｃｏｓ（π／２）＋ｃｏｓ（ωｔ）ｓｉｎ（π／２）
＋ｓｉｎ（ωｔ）ｃｏｓ（π）＋ｃｏｓ（ωｔ）ｓｉｎ（π）
＝ｃｏｓ（ωｔ）−ｓｉｎ（ωｔ）
≠０
例えば、Ｎ＝４の場合、各チャネルでの移相量を各々配置順（時計廻り）に０度、９０度、１８０度、２７０度に設定する。
【００２２】
図２及び図３は、本実施例の拡声通話装置における角度による相手への主通話の大きさ５００Ｈｚ、１０００Ｈｚ、２０００Ｈｚ、３０００Ｈｚについての計算機シミュレーションを示す図である。図２は、図４に示す従来の構成を用いた場合の計算機シミュレーションを示す図、図３は、図１に示す本実施例の構成を用いた場合の計算機シミュレーションを示す図である。
【００２３】
図２において、０度、９０度、１８０度、２７０度からの音声の入射に対する出力は０度になっている。
【００２４】
これに対して、図３においては、各角度からの入射が０になることはなく、各周波数での零点が重なっておらず、主通話音声品質が改善されていることが分かる。特に、５００Ｈｚ、１０００Ｈｚの低い周波数での改善が得られている。
【００２５】
以上、本発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、受話音声を相殺し、話者による音声を残して送話するので、反響を生じずに良好な音質での拡声音声通信を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による一実施例の拡声通話装置の概要構成を示すブロック図である。
【図２】移相器を用いない場合の図４に示す従来の拡声通話装置における角度による相手への主通話の大きさ５００Ｈｚ、１０００Ｈｚ、２０００Ｈｚ、３０００Ｈｚについての計算機シミュレーションを示す図である。
【図３】本実施例の移相器を用いた場合の拡声通話装置における角度による相手への主通話の大きさ５００Ｈｚ、１０００Ｈｚ、２０００Ｈｚ、３０００Ｈｚについての計算機シミュレーションを示す図である。
【図４】従来の拡声通話装置の概要構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１…通信回線、２…スピーカ、３〜６…マイクロホン、７Ａ，７Ｂ…移相器、８Ａ，８Ｂ…位相反転器、９…加算器。

Claims (1)

1. 通信回線を用いて遠隔地から伝送された音声を再生する拡声手段と、自分の周囲の音声を収録するＮ個（Ｎは３以上の整数）の収音手段と、前記各収音手段によって収録された音声信号の位相を変化させる移相手段と、前記各移相手段で位相が変化した音声信号を加算する加算手段と、前記加算手段で加算された音声信号を前記遠隔地へ伝送するための通信回線へ出力する手段とを具備する拡声通話装置であって、
   前記各収音手段は、前記拡声手段を中心とする円周上に等角度間隔で配置され、前記各移相手段における移相量は、あらゆる周波数にわたり一定であり、前記隣接各移相手段間における移相量が配置順に３６０／Ｎ度（Ｎは３以上の整数）ずつ異なることを特徴とする拡声通話装置。

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