JPH07303135A - 受話装置と送話装置及びこれ等を組合せた騒音制御ヘッドセット - Google Patents

受話装置と送話装置及びこれ等を組合せた騒音制御ヘッドセット

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JPH07303135A
JPH07303135A JP6095124A JP9512494A JPH07303135A JP H07303135 A JPH07303135 A JP H07303135A JP 6095124 A JP6095124 A JP 6095124A JP 9512494 A JP9512494 A JP 9512494A JP H07303135 A JPH07303135 A JP H07303135A
Authority
JP
Japan
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noise
microphone
user
transmitter
ear
Prior art date
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Pending
Application number
JP6095124A
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English (en)
Inventor
Masato Miyoshi
正人 三好
Nobuo Koizumi
宣夫 小泉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Pending legal-status Critical Current

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  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
  • Telephone Set Structure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 騒音環境下においても明瞭度の高い通話を行
なうことができる受話装置と送話装置及びこれらを組合
せた騒音制御ヘッドセットを提供する。 【構成】 スピーカ1A,1Bを具備した受話装置にお
いて、騒音だけを受音する騒音検出マイク6A,6Bを
設け、この騒音検出マイクで検出した騒音成分を受話信
号に加え、スピーカから放音される受話信号に加えて周
囲から耳に直接侵入する騒音を相殺するための逆相の騒
音をスピーカから発生させる。更に騒音検出マイクで検
出した騒音成分を送話信号に加え、送話信号V(n)に
混入した騒音Y3を電気的に相殺する構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、周囲の騒音を利用者
の耳元で低減することができる受話装置と、送話信号に
混入する騒音を低減することができる送話装置を実現
し、これ等受話装置と送話装置とにより交通量の多い路
上等の高騒音環境下に於いても高品質な双方向通話を可
能とする騒音制御ヘッドセットを提供しようとするもで
ある。
【0002】
【従来の技術】利用者の耳元で周囲騒音を低減する技術
には、独ゼンハイザー社やANVT社の採用したフィー
ドバック型技術が知られている。図3にそのフィードバ
ック型の騒音低減ヘッドセットの一例を示す。利用者の
両耳にはそれぞれにスピーカ1A,1Bが配置され、こ
れら2個のスピーカ1A,1Bに受話信号が与えられ
る。利用者の口元には送話マイクロホン2が配置され、
利用者の声が受音されて送話信号として発信される。
【0003】利用者の耳元にはスピーカ1A及び1Bか
ら放音される受話音と、利用者の耳元に混入する騒音Y
1(n),Y2(n)の双方を受音するためにマイクロ
ホン3A,3Bが設けられる。このマイクロホン3Aと
3Bの出力信号は制御手段4A及び4Bを通じて加算手
段5A,5Bに入力され、受話信号に加算される。制御
手段4A及び4Bはマイクロホン3A,3Bで受音した
騒音成分だけを取出す制御を行なう。つまり音声帯域の
中の例えば低域側を騒音域と定め、騒音域と定めた帯域
の信号を騒音成分として取出し、この騒音成分の信号を
極性反転する等してスピーカ1A,1Bに与える。結局
スピーカ1A,1Bから放音される騒音成分と周囲から
利用者の耳元に侵入する騒音とを逆相化して相殺させ、
騒音の低減を行なっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来のフィードバック
型の騒音低減ヘッドセットは音声帯域の一部を騒音帯域
に割当てるため、音声帯域が狭くなり音質が低下する欠
点がある。また騒音帯域からはみ出す周波数の騒音に関
しては低減作用を持たない不都合もある。更にスピーカ
1A,1Bの音を加算手段5A,5Bにフィードバック
する回路構造のため、系の安定性が悪く大レベルの騒音
に対して発振を起す等の不都合もある。
【0005】この発明はこれらの欠点を一掃し、音質が
よく、然も安定に動作する低騒音型の受話装置と送話装
置及びこれらの双方を組合せた騒音制御ヘッドセットを
提供しようとするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項1では
周囲の騒音が利用者の耳元に混入することを低減するこ
とができる騒音低減受話装置を提案するものである。こ
の発明による騒音低減受話装置の特徴とする構成は騒音
検出マイクロホンをスピーカの音場から遮蔽して設ける
ことにより周囲の騒音のみを受音し、この騒音成分を制
御手段を通じて受話信号に加算し、利用者の耳元に設置
したスピーカに与える。スピーカからは受話信号と周囲
の騒音成分が放音される。カピーカから放音された騒音
成分は利用者の耳元に直接侵入する騒音成分と逆位相の
関係となるように制御手段で制御され、この制御により
騒音成分はスピーカと利用者の耳元の間の空間において
音波同士で相殺され、低減される。
【0007】利用者の耳元に騒音低減観測マイクロホン
を設ける。この騒音低減観測マイクロホンで検出した信
号を制御手段に与え、制御手段の状態を制御する。つま
り制御手段ではスピーカから放音される騒音成分と利用
者の耳元に直接混入する騒音とが相殺するようにスピー
カに与える騒音成分の位相及び振幅を制御する。この制
御のアルゴリズムは騒音低減観測マイクロホンから出力
される信号のパワーが最小となる条件を満たすとき達せ
られる。
【0008】一方この発明の請求項2では送話信号に混
入する騒音成分を低減して送出することができる騒音低
減送話装置を提案する。この発明による騒音低減送話装
置の特徴とする構成は請求項1で説明した騒音検出マイ
クロホンで受音した騒音成分を制御手段を通じて送話信
号に加算し、この加算により送話マイクロホンに混入し
た騒音成分を、騒音検出マイクロホンで受音した騒音成
分で相殺して送出する構成とした点である。この構成に
おけるアルゴリズムは送話信号に騒音成分を加算して送
出する送出信号のパワーが最小となる条件を満たすとき
達せられる。
【0009】この発明の請求項3では請求項1と請求項
2で提案した受話装置と送話装置を備えた騒音制御ヘッ
ドセットを提案するものである。この請求項3で提案す
る騒音制御ヘッドセットの構成によれば、高騒音の環境
下にあっても明瞭な受話及び送話を行なうことができ
る。従って例えば工事現場等に利用してその効果は大で
ある。
【0010】
【実施例】図1にこの発明の請求項1で提案する受話装
置の実施例を示す。図1において、図3と対応する部分
には同一符号を付して示す。この発明による受話装置は
利用者の耳元に設置したスピーカ1A,1Bと、制御手
段4A,4Bと、加算手段5A,5Bを具備している点
の構成は図3の説明と同じである。この発明による受話
装置は利用者の耳元に配置するマイクロホン3A,3B
を騒音低減観測マイクロホンとして利用する点と、スピ
ーカ1A,1Bの音場から遮蔽した位置に騒音検出マイ
クロホン6A,6Bを設けた構成を特徴とするものであ
る。
【0011】騒音検出マイクロホン6A,6Bは周囲の
騒音を受音し、その騒音成分X1(n),X2(n)を
制御手段4A,4Bを通じて加算手段5A,5Bに与え
る。加算手段では送られて来た受話信号r1(n)及び
r2(n)に騒音成分X1(n),X2(n)をそれぞ
れ加算する。制御手段4A,4Bの伝達関数がH1
(z),H2(z)であるものとすると、スピーカ1A
と1BにはH1(z)・X1(n)+r1(n)とH2
(z)・X2(n)+r2(n)が与えられる。利用者
がスピーカ1A,1Bと騒音低減観測マイクロホン3
A,3Bを耳元に装着した状態におけるカピーカ1A,
1Bから各騒音低減観測マイクロホン3A,3Bに至る
伝達関数がG1(n),G2(n)で、利用者の耳元に
直接混入する騒音をY1(n),Y2(n)とすると、
各騒音低減観測マイクロホン3A,3Bから出力される
信号のパワーP1,P2は P1=E[ |Y1(n)+H1(z)・G1(z)・X1(n)+G1(z)・r1(n) |2 ] ・・・(1) P2=E[ |Y2(n)+H2(z)・G2(z)・X2(n)+G2(z)・r2(n) |2 ] ・・・(2) となる。
【0012】一般に受話信号r1(n),r2(n)と
騒音成分X1(n),X2(n)とは相関が低く、むし
ろ騒音成分X1(n),X2(n)と騒音Y1(z),
Y2(z)との相関は極めて高い。この結果、(1)
式,(2)式に示したパワーP1とP2を最小化するに
はY1(n)=H1(z)・G1(z)・X1(n)及
びY2(n)=H2(z)・G2(z)・X2(n)と
なる条件であり、この条件を満すとき騒音Y1,Y2を
騒音成分H1(z)・G1(z)・X1(n)及びH2
(z)・G2(z)・X2(n)によって相殺すること
ができる。制御出力4A,4Bは例えばDSPと呼ばれ
ているディジタル演算処理装置を用いることができる。
騒音低減観測マイクロホン3A,3Bの出力信号は
(1)式及び(2)式で示すパワーP1とP2を最小化
するための条件信号として制御手段4A,4Bに与える
から、スピーカ1A,1Bと騒音低減観測マイクロホン
3A,3Bを含んで音声信号の閉ループを構成するもの
でない。よって発振等の発生は皆無で安定に動作する受
話装置を構成することができる。
【0013】図2は図1に示した受話装置の構成に加え
て、騒音低減機能を具備した送話装置を付加した実施例
を示す。この発明による送話装置は利用者の口元に配置
した送話マイクロホン2から出力される送話信号V
(n)に、騒音検出マイクロホン6A,6Bで受音した
騒音成分X1(n),X2(n)を制御手段7A,7B
を通じて加算手段8で加算し、この加算の結果、送話マ
イクロホン2に混入する騒音Y3(n)を除去しようと
するものである。
【0014】制御手段7A,7Bの伝達関数をW1
(z),W2(z)とすると加算手段8から送出される
送話信号のパワーP3は、 P3=E[|V(n)+Y3(n)+W1(z)・ X1(n)+W2(z)・X2(n) |2 ] ・・・(3) となる。パワーP3が最小になる条件はY3(n)=W
1(z)・X1(n)+W2(z)・X2(n)の状態
で満される。制御手段7Aと7Bはこの条件を満す状態
を維持し、加算手段8から送出する送話信号から騒音Y
3(n)を除去する。この結果、通話相手に品質の高い
送話信号を送り届けることができる。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の受話装
置によれば、受話中に利用者の耳に達する騒音は、騒音
検出マイクロホン6A,6Bで受音し、スピーカ1A,
1Bから放音される騒音成分X1(n)及びX2(n)
によって相殺することができる。よって周囲の騒音レベ
ルが高い場所でも、通話相手の音声を明瞭に聴き取るこ
とができる。
【0016】またこの発明の送話装置によれば送話マイ
クロホン2に混入する騒音Y3(n)を騒音検出マイク
ロホン6A,6Bで受音した騒音成分X1(n),X2
(n)で打消す構成としたから、通話相手に明瞭度の高
い送話信号を届けることができる。従って通話相手も明
瞭度の高い通話内容を聴き取ることができる利点が得ら
れる。
【0017】この結果、この発明による受話装置と通話
装置とを組合せることによって明瞭度の高い高品質な双
方向通信が可能な騒音制御ハンドセットを提供すること
ができる。更に、この発明では騒音検出マイクロホン6
A,6Bはスピーカ1A,1Bの音場から遮蔽したか
ら、スピーカ1A,1Bと騒音検出マイクロホン6A,
6Bを含む閉ループは構成されない。また騒音低減観測
マイクロホン3A,3Bの出力信号は制御手段4A,4
Bに条件信号として与えられるから、この系でも閉ルー
プは構成されない。この結果、騒音レベルが大きくても
発振等が発生することがなく安定に動作する。
【0018】またスピーカ1A,1Bに与える受話信号
の帯域を騒音帯域に割当る構成を採らないため、音質の
劣化がなく、高音質の通話を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の請求項1で提案する受話装置の一実
施例を示すブロック図。
【図2】この発明の請求項1で提案した受話装置に請求
項2で提案する送話装置を組合せ、請求項3で提案する
騒音制御ヘッドセットを構成した例を示すブロック図。
【図3】従来の技術を説明するためのブロック図。
【符号の説明】
1A,1B スピーカ 2 送話マイクロホン 3A,3B 騒音低減観測マイクロホン 4A,4B 制御手段 5A,5B 加算手段 6A,6B 騒音検出マイクロホン 7A,7B 制御手段 8 加算手段

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 A.受話信号を利用者の耳元に与えるス
    ピーカと、 B.送話信号を利用者の口元で受音する送話マイクロホ
    ンと、 C.利用者の耳元における上記スピーカの音と、利用者
    の耳元に混入する周囲の騒音を受音する騒音低減観測マ
    イクロホンと、 D.上記スピーカの音場から遮蔽され周囲の騒音のみを
    受音する騒音検出マイクロホンと、 E.この騒音検出マイクロホンで受音した騒音成分を上
    記受話信号に加算する加算手段と、 F.上記加算手段に与える騒音成分の電気的特性を制御
    し、利用者の耳元に混入する騒音を上記スピーカから放
    音する騒音成分によって相殺させる制御を行なう制御手
    段と、によって構成したことを特徴とする受話装置。
  2. 【請求項2】 A.利用者の口元で受音し送話信号を発
    信する送話マイクロホンと、 B.周囲の騒音を受音する騒音検出マイクロホンと、 C.この騒音検出マイクロホンで受音した騒音成分を上
    記送話マイクロホンから発信される送話信号に加算する
    加算手段と、 D.上記加算手段で加算する騒音成分の電気的特性を制
    御し、この加算手段に加算する騒音成分によって上記送
    話マイクロホンから発信される送話信号に混入した騒音
    成分とを相殺する制御を行なう制御手段と、によって構
    成したことを特徴とする送話装置。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の受話装置と請求項2記載
    の送話装置の双方を組合せて構成したことを特徴とする
    騒音制御ヘッドセット。
JP6095124A 1994-05-09 1994-05-09 受話装置と送話装置及びこれ等を組合せた騒音制御ヘッドセット Pending JPH07303135A (ja)

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Cited By (4)

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