JP4176685B2 - スケルチレベルの設定方式に特徴を有するワイヤレスマイクシステム - Google Patents

Description

この発明は、ワイヤレスマイク送信装置とワイヤレスマイク受信装置に関し、特にノイズ源から一定のノイズ混信を受ける環境に適したスケルチ技術に関する。

無線通信において雑音を除去するためのスケルチとよばれる技術がよく知られている。たとえば、特開平９−３１２５８０号公報には、受信電波がないときにノイズが出力されることから、受信電波の低下時に（復調信号には音声信号ではなくノイズ成分のみが含まれることになるから）音声出力を停止して雑音をカットするノイズスケルチについて開示されている。また特開平８−４６５４０号公報には、音声信号と音声帯域外のトーン信号からなる信号を送信し、復調信号にトーン信号が検出された場合にのみ音声信号を出力する（復調信号にトーン信号が検出されない場合には音声出力を停止する）トーンスケルチについて開示されている。また特開平９−１６２７６２号公報には、スケルチ機能をオンにする（音声信号を停止する）スケルチレベルを設定する技術について開示されている。
特開平９−３１２５８０号公報 特開平８−４６５４０号公報 特開平９−１６２７６２号公報

一般に、上記従来例に示したスケルチ技術において、ノイズスケルチについては、復調信号に含まれるノイズ成分を検出して音声出力を停止するまでのタイムラグにより、瞬間的にノイズを大きな音で出力してしまうという問題がある。また、トーンスケルチについては、復調されたノイズ成分が広帯域に及ぶ場合には、トーン信号の周波数成分が含まれている確率が高くなり、トーン信号と誤認してしまいスケルチ機能をオンにできない、という問題がある。

ところで、多くの業務用カラオケ装置は、歌詞や映像を表示するプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）や歌唱用の赤外線式ワイヤレスマイクが付帯している。一方ＰＤＰは、特開平１０−３０８７０５号公報にも開示されているように、赤外線装置に対してノイズを発生することが知られている。したがって、赤外線装置（マイクのレシーバー）としてのカラオケ装置は、ＰＤＰ内部から発生する赤外線ノイズの影響を受けることになる。

カラオケ店舗内においては一旦カラオケ装置を設置すれば、ディスプレイなどは頻繁に移動するものではない。通常の使用状態においては、カラオケ装置とＰＤＰとの距離は変わらない。そのため、カラオケ装置のワイヤレスマイク伝送系に対してＰＤＰが与える妨害のレベルは、カラオケ装置とＰＤＰの配置状態によって決まり、ほとんど変化しない。

このような環境下で使用されるワイヤレスマイク伝送系においては、環境の妨害レベルがほぼ一定であるので、その妨害レベルに合わせてスケルチレベルを設定しておけば、通常使用時のスケルチ動作が適切に働き、効き過ぎたり効かなかったりする不適切なスケルチ動作の発生機会を減らすことができる。

この発明の目的は、妨害レベルが使用環境に応じてほぼ一定になる状況を想定し、スケルチレベルの設定を簡単に最適化することができるワイヤレスマイク送信装置とワイヤレスマイク受信装置を提供することにある。

この発明に係るワイヤレスマイクシステムは、つぎの事項（１）〜（21）により特定されるものである。
（１）送信装置と、受信装置を備えたワイヤレスマイクシステムであること
（２）送信装置は、音響電気変換器と、入力スイッチ回路と、変調回路と、送信回路と、初期化スイッチと、送信制御手段を備えること
（３）音響電気変換器は、音響入力を受けて音声信号を出力すること
（４）入力スイッチ回路は、音響電気変換器からの音声信号の変調回路への入力をオンオフすること
（５）変調回路は、音響電気変換器からの音声信号、または、送信制御手段からのスケルチレベルの初期化コマンド信号にて搬送信号を変調して出力すること
（６）送信回路は、変調回路の出力を無線信号に変換して送信すること
（７）初期化スイッチは、利用者の操作により初期化の指令入力が可能であること
（８）送信制御手段は、通常送信モードを行うとともに、初期化スイッチにより初期化の指令入力があった際に通常送信モードから初期化指令モードに切り替えること
（９）通常送信モードは、入力スイッチ回路をオンにし、前記音声信号で変調された無線信号を送信回路より出力させること
（10）初期化指令モードは、入力スイッチ回路をオフにし、前記初期化コマンド信号により変調された無線信号を送信回路より出力させること

（11）受信装置は、受信回路と、復調回路と、出力スイッチ回路と、受信レベル検出回路と、コマンド検出回路と、ノイズレベル検出回路と、メモリと、受信制御手段を備えること
（12）受信回路は、送信回路から出力される無線信号を受信可能とすること
（13）復調回路は、受信回路の出力を復調して音声信号を出力すること
（14）出力スイッチ回路は、復調回路の出力径路をオンオフすること
（15）受信レベル検出回路は、受信回路の受信レベルを検出すること
（16）コマンド検出回路は、受信回路の出力から前記初期化コマンド信号を検出すること
（17）ノイズレベル検出回路は、復調回路の出力のノイズレベルを検出すること
（18）メモリは、スケルチレベルを格納すること
（19）受信制御手段は、通常受信モードを行うとともに、コマンド検出回路が前記初期化コマンド信号を検出した際に通常受信モードから初期化モードに切り替えること
（20）通常受信モードは、受信レベル検出回路が検出する受信レベルがメモリに格納されたスケルチレベルを上回っている場合に出力スイッチ回路をオンにし、そうでない場合にオフにすること
（21）初期化モードは、ノイズレベル検出回路が検出するノイズレベルが規定レベル以上のとき、受信レベル検出回路が検出する受信レベルに対応したスケルチレベルをメモリに格納すること

本発明のワイヤレスマイク送信装置およびワイヤレスマイク受信装置によれば、一定レベルの妨害ノイズの影響を受ける環境において、当該環境に最適なスケルチレベルを的確に設定することができる。そのためたとえ一瞬であっても妨害ノイズを復調してしまうようなことがなく、ワイヤレス受信装置に到達する信号レベルが低下した場合にスピーカから音響出力されるノイズを合理的かつ確実に防止できる。

この発明を適用したワイヤレスマイク送信装置１と受信装置２の構成例を図１に示している。また、図２には送信装置１の動作の制御手順を示し、図３には受信装置２の動作の制御手順を示している。

＝＝＝ワイヤレスマイク送信装置１＝＝＝
ワイヤレスマイク送信装置１は、音響振動を電気振動に変換する音響電気変換器３と、音響電気変換器３からの音声信号の出力径路に介在する入力スイッチ回路４と、入力スイッチ回路４を介して音声信号が入力される変調回路５と、変調回路５の出力信号を赤外線無線信号に変換して放出する赤外線発光器６と、自動復帰型の押ボタンスイッチからなる初期化スイッチ７と、マイコン８とを備えている。

マイコン８は、図２に示す制御手順を実行する。通常の使用状態では初期化スイッチ７を押されない（オフになっている）。この場合、音響電気変換器３からの音声信号で変調された赤外線無線信号が赤外線発光器６から放出される（図２のステップ２０２〜２０３）。

初期化スイッチ７が押されてオンになると、マイコン８はこれを認知し、入力スイッチ回路４をオフにするとともに（ステップ２１０）、変調回路５に初期化コマンド信号を入力する（ステップ２１１）。入力スイッチ回路４がオフになれば、音響電気変換器３からの音声信号が変調回路５に入力されなくなり、これに代わって初期化コマンド信号が変調回路５に入力される。このとき、赤外線発光器６からは、初期化コマンド信号で変調された赤外線信号が放出される（ステップ２１２）。

＝＝＝ワイヤレスマイク受信装置２＝＝＝
ワイヤレスマイク受信装置２は、送信装置１の赤外線発光器６からの無線信号を受信する赤外線受光器９と、赤外線受光器９の受信出力信号を復調する復調回路１０と、復調回路１０の復調出力信号を外部のオーディオ機器に出力する系に介在する出力スイッチ回路１１と、赤外線受光部９の受信出力信号から初期化コマンド信号を検出するコマンド検出回路１２と、赤外線受光部９の受信出力信号のレベルを検出する受信レベル検出回路１３と、復調回路１０の復調出力信号に生じるノイズ成分のレベルを検出するノイズレベル検出回路１４と、スケルチレベルを記憶するメモリ１５と、マイコン１６とを備えている。

なお、復調回路１０とノイズレベル検出回路１４の一方または両方が、前記の初期化コマンド信号に感応しない回路構成となっている。

マイコン１６は、図３に示す制御手順を実行する。マイコン１６は、コマンド検出回路１２の出力を常時監視し（図３のステップ３０１）、初期化コマンド信号を検出していない通常使用状態では、通常モードを実行する。つまり、受信レベル検出回路１３にて検出される受信レベルとメモリ１５に記憶されたスケルチレベルとを常時大小比較し（ステップ３０２）、受信レベルがスケルチレベルを上回っている間は出力スイッチ回路１１をオンにし（ステップ３０３）、受信し復調した音声信号が外部のオーディオ機器に向けて出力される。一方、受信レベルがスケルチレベルを下回ると出力スイッチ回路１１をオフにして（ステップ３０４）ノイズが外部出力されるのを防ぐ。

マイコン１６は、コマンド検出回路１２により初期化コマンド信号を検出した場合に、初期化モードを実行する。初期化モードでは、出力スイッチ回路１１をオフにし（ステップ３１０）、その状態でノイズレベル検出回路１４の出力を監視し、ノイズレベルが規定レベルを超えているか否かを判定する（ステップ３１１）。規定レベルを上回るノイズレベルが検出された場合、受信レベル検出回路１３にて検出される受信レベルとメモリ１５に記憶されたスケルチレベルとを大小比較し（ステップ３１２）、受信レベルの方が大きければメモリ１５の記憶値をそのままとし、受信レベルの方が小さければ当該受信レベルの値をメモリ１５に更新記憶する（ステップ３１３）。以上の動作を、初期化コマンド信号を検出している期間、繰り返す。

＝＝＝初期化モードの利用方法＝＝＝
この発明に係るワイヤレスマイク送信装置１と受信装置２をカラオケ装置に付属させた場合を説明する。このカラオケ装置をＰＤＰなどの機器とともにカラオケボックスに設置してレイアウトを決定する。その後、ワイヤレスマイク送信装置１の初期化スイッチを押し、送信装置１を初期化モードで動作させつつ、送信装置１を少しずつ静かに受信装置２から遠ざけたり、テーブルやソファの影に隠すようにしたりして、送信装置１から放出される赤外線無線信号が受信装置２に少しずつ届きにくくなる状況を作り出す。

このように送信装置１を取り扱うと、受信装置２では、つぎの動作が行われることになる。送信装置１から受信した赤外線無線信号が初期化コマンド信号で変調されていることを検出し、初期化モードが実行される（ステップ３０１→３１０）。送信装置１が受信装置２の近くに存在するときは、送信装置１から放出される赤外線無線信号は充分な強度で受信装置２に届く一方で、ＰＤＰからの妨害レベルは相対的に小さいため、復調回路１０から出力されるノイズレベルは基準値より小さい。したがって、受信装置２は何もせず初期化コマンド信号の検出を続ける（ステップ３１１→３０１）。徐々に送信装置１が受信装置２から遠ざかり受信装置２に届く赤外線無線信号の強度が弱くなってくると、妨害レベルが相対的に大きくなり、復調回路１０から出力されるノイズレベルが大きくなる。このノイズレベルがあらかじめ規定されている基準レベルより大きくなると、そのときの赤外線無線信号の受信レベルをメモリの記憶値と比較する（ステップ３１１→３１２）。これがメモリの値以上ならそのままにして（ステップ３１２→３０１）、メモリの値より小さければメモリを書き替える（ステップ３１３）。以上の処理を初期化モードの間繰り返し、メモリには受信レベルの最小値を記憶する。これにより、スケルチ動作を必要以上に効かせ過ぎることなく、定常的な妨害ノイズの影響を確実に遮断できるスケルチレベルを設定する。

＝＝＝実施に際して考慮すべき技術事項＝＝＝
初期化モード起動時には、あらかじめ規定されたデフォルト値をメモリに設定する。このデフォルト値は、一般的な環境で充分にスケルチ動作を効かせることができる程度の値を設定しておく。そして本発明に係る初期化モードの処理を行うことにより、必要以上にスケルチ動作を効かせないよう、より適切なスケルチレベルを設定する。したがって、前回初期化モードを起動した際に設定・更新されたメモリ値が、デフォルト値より小さい場合に限ってデフォルト値に書き替えるようにしてもよい。

なお、妨害ノイズの強度が一定レベルを中心に若干変動するような場合には、最も悪化する状態での受信レベル、つまり、規定のノイズレベルを検出したときの受信レベルの最大値をメモリに記憶させるようにする（ステップ３１２においてＹｅｓ／Ｎｏの動作を入れ替える）。それにより、若干変動する妨害ノイズを確実に遮断可能なスケルチレベルを設定できる。この場合には、上記実施例とは逆に、初期化モード起動時にはメモリには最小値に設定しておく。

上記実施例において、初期化スイッチは自動復帰型の押ボタンスイッチとして、スイッチを押している間だけ初期化モードになる方式としているが、これに限定されない。一旦初期化スイッチのオンを指示すると、手を離しても所定時間は初期化モードに止めて初期化コマンド信号を送出し続けるようにしてもよい。また、初期化モードで動作している間には初期化スイッチを特定の色で点灯させるなど、所定のシグナルを操作者がわかるように表示させることが望ましい。

なお、初期化スイッチは、一般の利用者にむやみに操作されることを防止するため、カバー内に納めたり、所定時間以上押さないと起動しないようにしたり、所定の複数ボタンを同時にあるいは順番に操作しないと起動しないようにしたりすることが望ましい。

メモリに記憶するスケルチレベルは、受信信号レベル値をそのままスケルチレベルとして記憶してもよいし、受信信号レベル値に基づいて、それより所定幅だけ低い値あるいは高い値を記憶するようにしてもよい。

その他、上記実施例においては、赤外線式のワイヤレスマイクに関するものであるが、赤外線に限るものではない。たとえば、ＦＭ変調方式の電波を用いたワイヤレスマイクであっても、一定レベルのノイズ電波が混入するような環境において、本発明は適用されうる。

本実施例のワイヤレスマイク送信装置とワイヤレスマイク受信装置の機能ブロック図である。 本実施例に係るワイヤレスマイク送信装置における処理フロー図である。 本実施例に係るワイヤレスマイク受信装置における処理フロー図である。

符号の説明

１ ワイヤレスマイク送信装置
２ ワイヤレスマイク受信装置
３ 音響電気変換器
４ 入力スイッチ回路
５ 変調回路
６ 赤外線発光器（送信回路）
７ 初期化スイッチ
８ マイコン（制御手段）
９ 赤外線受光器（受信回路）
１０ 復調回路
１１ 出力スイッチ回路
１２ コマンド検出回路
１３ 受信レベル検出回路
１４ ノイズレベル検出回路（ノイズレベル検出手段）
１５ メモリ
１６ マイコン（制御手段）

Claims (1)

1. つぎの事項（１）〜（21）により特定されるワイヤレスマイクシステム。
   （１）送信装置と、受信装置を備えたワイヤレスマイクシステムであること
   （２）送信装置は、音響電気変換器と、入力スイッチ回路と、変調回路と、送信回路と、初期化スイッチと、送信制御手段を備えること
   （３）音響電気変換器は、音響入力を受けて音声信号を出力すること
   （４）入力スイッチ回路は、音響電気変換器からの音声信号の変調回路への入力をオンオフすること
   （５）変調回路は、音響電気変換器からの音声信号、または、送信制御手段からのスケルチレベルの初期化コマンド信号にて搬送信号を変調して出力すること
   （６）送信回路は、変調回路の出力を無線信号に変換して送信すること
   （７）初期化スイッチは、利用者の操作により初期化の指令入力が可能であること
   （８）送信制御手段は、通常送信モードを行うとともに、初期化スイッチにより初期化の指令入力があった際に通常送信モードから初期化指令モードに切り替えること
   （９）通常送信モードは、入力スイッチ回路をオンにし、前記音声信号で変調された無線信号を送信回路より出力させること
   （10）初期化指令モードは、入力スイッチ回路をオフにし、前記初期化コマンド信号により変調された無線信号を送信回路より出力させること
   （11）受信装置は、受信回路と、復調回路と、出力スイッチ回路と、受信レベル検出回路と、コマンド検出回路と、ノイズレベル検出回路と、メモリと、受信制御手段を備えること
   （12）受信回路は、送信回路から出力される無線信号を受信可能とすること
   （13）復調回路は、受信回路の出力を復調して音声信号を出力すること
   （14）出力スイッチ回路は、復調回路の出力径路をオンオフすること
   （15）受信レベル検出回路は、受信回路の受信レベルを検出すること
   （16）コマンド検出回路は、受信回路の出力から前記初期化コマンド信号を検出すること
   （17）ノイズレベル検出回路は、復調回路の出力のノイズレベルを検出すること
   （18）メモリは、スケルチレベルを格納すること
   （19）受信制御手段は、通常受信モードを行うとともに、コマンド検出回路が前記初期化コマンド信号を検出した際に通常受信モードから初期化モードに切り替えること
   （20）通常受信モードは、受信レベル検出回路が検出する受信レベルがメモリに格納されたスケルチレベルを上回っている場合に出力スイッチ回路をオンにし、そうでない場合にオフにすること
   （21）初期化モードは、ノイズレベル検出回路が検出するノイズレベルが規定レベル以上のとき、受信レベル検出回路が検出する受信レベルに対応したスケルチレベルをメモリに格納すること

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