(57)【要約】【課題】外部騒音があっても、騒音を除去して聞き易い音声を得ることができるようにした音声信号再生装置を、簡単な構成で実現する。【解決手段】ユーザの耳に装着される装着部に、電気音響変換素子と、音響電気変換素子とを設ける。電気音響変換素子に供給する音声信号を出力すると共に、音響電気変換素子で収音された音声の音声信号を受信して処理する信号処理装置部を備える。信号処理装置部は、音響電気変換素子により収音された音声の音声信号から、ユーザの耳の近傍の外部騒音と音響合成することで外部騒音をキャンセルするようにするキャンセル音声信号を生成する手段と、生成したキャンセル音声信号を、電気音響変換素子に供給する音声信号に加算する加算手段と、音響電気変換素子により収音された音声の音声信号のうち、ユーザの発声音声についての処理を行う処理手段とを有する。【選択図】図１
2010130415.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザの耳に装着される装着部に設けられ、音声信号を音響再生した音波を前記ユーザの耳穴方向に放射する電気音響変換素子と、
前記装着部に取り付けられ、前記ユーザの耳の近傍の外部騒音および前記ユーザの発声音声を収音するための音響電気変換素子と、
前記電気音響変換素子に供給する音声信号を出力すると共に、前記音響電気変換素子で収音された音声の音声信号を受信して処理する信号処理装置部と
を備え、
前記信号処理装置部は、
前記受信した前記音響電気変換素子により収音された音声の音声信号から、前記ユーザの耳の近傍の外部騒音と音響合成することで前記外部騒音をキャンセルするようにするためのキャンセル音声信号を生成する手段と、
前記生成したキャンセル音声信号を、前記電気音響変換素子に供給する音声信号に加算する加算手段と、
前記受信した前記音響電気変換素子により収音された音声の音声信号のうち、前記ユーザの発声音声についての処理を行う処理手段と、
を備える音声信号再生装置。
【請求項２】
請求項１に記載の音声信号再生装置において、
前記電気音響変換素子および前記音響電気変換素子が設けられている装着部と、前記信号処理装置部とは別体とされ、前記信号処理装置部に設けられるコネクタ部に対して、ケーブルを介して前記装着部が接続される
音声信号再生装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の音声信号再生装置において、
前記信号処理装置部は、通信路を通じて相手方との間で通話音声信号をやり取りする機能を備え、前記加算手段において前記キャンセル音声信号と加算する音声信号は、前記相手方から受信した受話音声信号とし、前記音響電気変換素子により収音された前記ユーザの発声音声の音声信号は、前記相手方に送信する送話音声信号とする
音声信号再生装置。
【請求項４】
請求項３に記載の音声信号再生装置において、
前記電気音響変換素子と前記音響電気変換素子とが設けられる前記装着部は、ユーザの左および右の耳のそれぞれに対して装着され、
前記相手方に送信する送話音声信号は、ユーザの左または右の前記装着部に装着されている前記音響電気変換素子からの音声信号を用いる
音声信号再生装置。
【請求項５】
請求項３に記載の音声信号再生装置において、
前記電気音響変換素子と前記音響電気変換素子とが設けられる前記装着部は、ユーザの左および右の耳のそれぞれに対して装着され、
前記相手方に送信する送話音声信号は、ユーザの左および右の前記装着部に装着されている前記音響電気変換素子からの音声信号を合成したものを用いる
音声信号再生装置。
【請求項６】
請求項３に記載の音声信号再生装置において、
前記加算手段において前記キャンセル音声信号と加算する音声信号は、前記相手方から受信した受話音声信号と、音楽信号とを切り替える切替回路の出力音声信号とされ、
前記切替回路は、操作スイッチのユーザ操作に応じて切り替えられる
音声信号再生装置。
【請求項７】
請求項３〜６のいずれかに記載の携帯電話端末からなる音声信号再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば携帯電話端末に適用して好適な音声信号再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話端末を通話を行う場合には、ユーザは、通常は、手で持った携帯電話端末のスピーカユニット（電気音響変換素子）位置を耳に当て、かつ、携帯電話端末のマイクロホン（音響電気変換素子）位置を口に近い位置にするようにする。しかし、ユーザの両手が他の用途でふさがっている場合には、携帯電話端末を手で把持することができない。
【０００３】
そこで、従来から、手で持たなくても通話をすることができるハンズフリー機能を有する携帯電話端末が提案されている（例えば、特許文献１（特開２００４−２３１８５）参照）。
【０００４】
すなわち、携帯電話端末には、ハンズフリー用のイヤーセット（またはヘッドセット。以下同様）を接続するためのコネクタジャックを設ける。
【０００５】
ハンズフリー用のイヤーセットは、ユーザの耳に装着する装着部にスピーカユニットを備える。そして、イヤーセットは、前記装着部に接続されるコードの先端にコネクタプラグが接続され、このコード（接続ケーブル）の途中に、ハンズフリーマイクロホンを備える。
【０００６】
イヤーセットは、そのコネクタプラグが携帯電話端末のコネクタジャックに挿入されて接続される。そして、ハンズフリー通話時には、ユーザの送話音声がイヤーセットのハンズフリーマイクロホンで収音されて携帯電話端末を通じて相手方に送られ、また、相手方から送られてくる受話音声が携帯電話端末を通じてイヤーセットのスピーカユニットに送られる。
【０００７】
上記の特許文献は、次の通りである。
【特許文献１】特開２００４−２３１８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、携帯電話端末は、屋外で使用されることが多い。このため、ハンズフリー用のイヤーセットを用いてハンズフリー通話を行う場合に、外部騒音が大きいと通話音声が聞きづらくなると言う問題がある。
【０００９】
この発明は、外部騒音があっても、騒音を除去して聞き易い音声を得ることができるようにした音声信号再生装置を、簡単な構成で実現するようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、この発明は、
ユーザの耳に装着される装着部に設けられ、音声信号を音響再生した音波を前記ユーザの耳穴方向に放射する電気音響変換素子と、
前記装着部に取り付けられ、前記ユーザの耳の近傍の外部騒音および前記ユーザの発声音声を収音するための音響電気変換素子と、
前記電気音響変換素子に供給する音声信号を出力すると共に、前記音響電気変換素子で収音された音声の音声信号を受信して処理する信号処理装置部と
を備え、
前記信号処理装置部は、
前記受信した前記音響電気変換素子により収音された音声の音声信号から、前記ユーザの耳の近傍の外部騒音と音響合成することで前記外部騒音をキャンセルするようにするためのキャンセル音声信号を生成する手段と、
前記生成したキャンセル音声信号を、前記電気音響変換素子に供給する音声信号に加算する加算手段と、
前記受信した前記音響電気変換素子により収音された音声の音声信号のうち、前記ユーザの発声音声についての処理を行う処理手段と、
を備える音声信号再生装置を提供する。
【００１１】
上述の構成のこの発明によれば、耳の近傍に設けられた音響電気変換素子（マイクロホン）で収音された外部騒音の音声信号は、信号処理装置部に送られる。信号処理装置部では、この外部騒音の音声信号から、当該外部騒音と音響合成することで当該外部騒音をキャンセルするようにするキャンセル音声信号が生成される。
【００１２】
生成されたキャンセル音声信号は、信号処理装置部で、ハンズフリーの受話音声信号などと加算され、その加算信号が、信号処理装置部から電気音響変換素子（スピーカユニット）に供給される。
【００１３】
電気音響変換素子は、耳の近傍でキャンセル音声信号を含む加算音声信号を音響再生する。したがって、ユーザの耳の近傍においては、キャンセル音声信号の音響再生音と外部騒音とが音響合成されて、外部騒音がキャンセルされる。キャンセル音声以外の音声、例えばハンズフリーの受話音声は、そのままユーザの耳に届き、ユーザは、外部騒音がキャンセルあるいは低減された当該音声を聴取することができる。
【００１４】
そして、ユーザの送話音声などの発声音声は、耳の近傍に設けられた音響電気変換素子（マイクロホン）で収音され、信号処理装置部に送られる。信号処理装置部の処理手段では、例えば、送話音声信号としてハンズフリー通話の相手方に送るなど、ユーザの発声音声についての処理を行う。
【００１５】
上述の構成のこの発明によれば、音響電気変換素子は、外部騒音をキャンセルするために外部騒音を収音すると共に、例えばハンズフリー通話など用のユーザの発声音声を収音する。つまり、この発明では、音響電気変換素子は、外部騒音を収音する目的の音響電気変換素子と、例えばハンズフリー通話など用のユーザの発声音声を収音する目的の音響電気変換素子とを兼用している。
【００１６】
したがって、外部騒音のキャンセル機能付きであって、ユーザの発声音声を収音して処理する機能を備える音声信号再生装置を、簡単な構成で実現することができる。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、外部騒音のキャンセル機能付きであって、ユーザの発声音声を収音して処理する機能を備える音声信号再生装置を、簡単な構成で実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、この発明による音声信号再生装置の実施形態を、ハンズフリー機能を備える携帯電話端末に適用した場合について説明する。
【００１９】
図１は、この実施形態の全体構成の概観を示す図である。図１に示すように、この実施形態の音声信号再生装置は、携帯電話端末１０と、イヤーセット２０とからなる。この実施形態では、携帯電話端末１０が、信号処理装置部を構成するものである。
【００２０】
この実施形態の携帯電話端末１０は、イヤーセット２０でハンズフリー通話ができるように構成されている。
【００２１】
また、この実施形態では、携帯電話端末１０は、２チャンネルの音楽信号の再生機能を有し、リスナは、再生した２チャンネルの音楽信号を、イヤーセット２０で聴取することができるように構成されている。
【００２２】
そして、イヤーセット２０を携帯電話端末１０に装着してイヤーセット２０で、ハンズフリー通話や２チャンネル音楽信号の再生音の聴取をする際には、外部騒音を低減あるいはキャンセルするノイズキャンセル機能を、この実施形態の携帯電話端末１０は備える。
【００２３】
［イヤーセット２０の構成例］
イヤーセット２０は、この例では、左右の耳殻内の耳穴部分に一部が挿入されることで、耳に装着される装着部２１Ｌ，２１Ｒと、これら装着部２１Ｌ，２１Ｒから導出されるリード線を収納するコード部２２とからなる。コード部２２の先端には、携帯電話端末１０のコネクタジャック１１に挿入して、イヤーセット２０を携帯電話端末１０に接続するためのコネクタプラグ２３が設けられる。
【００２４】
図２は、この実施形態のイヤーセット２０の接続構成例を示すものである。図２に示すように、イヤーセット２０の装着部２１Ｌ，２１Ｒには、それぞれスピーカユニット（イヤホンドライバユニット）２４Ｌ，２４Ｒおよびマイクロホン２５Ｌ，２５Ｒが設けられている。
【００２５】
スピーカユニット２４Ｌ，２４Ｒは、イヤーセット２０の装着部２１Ｌ，２１Ｒ内に収納されている。そして、ユーザがイヤーセット２０を装着した状態において、スピーカユニット２４Ｌ，２４Ｒで音響再生された音波がユーザの耳穴方向に放射されるように構成されている。
【００２６】
また、マイクロホン２５Ｌ，２５Ｒは、ユーザが、イヤーセット２０の装着状態において、ユーザの耳の近傍の外部騒音を収音できるように、当該マイクロホン２５Ｌ，２５Ｒの振動板が外部に露呈される状態で、装着部２１Ｌ，２１Ｒに取り付けられている。すなわち、マイクロホン２５Ｌ，２５Ｒは、、当該装着部２１Ｌ，２１Ｒがユーザに装着されたときに、装着部２１Ｌ，２１Ｒの筐体の外部に露呈している部分において、その近傍の外部騒音を収音するように設けられる。
【００２７】
イヤーセット２０の装着部２１Ｌ，２１Ｒの筐体に対して、このような位置に取り付けられたマイクロホン２５Ｌ，２５Ｒは、ユーザがイヤーセット２０を装着した状態においては、ユーザの発声音声を収音可能となる。
【００２８】
すなわち、マイクロホン２５Ｌ，２５Ｒは、この実施形態では、外部騒音をノイズキャンセルする際の外部騒音を収音するためと、ハンズフリー通話時におけるユーザの送話音声を収音するためとで兼用される。
【００２９】
この場合に、ハンズフリー通話時のユーザの送話音声の収音用として、２個のマイクロホン２５Ｌ，２５Ｒの両方を用いても良いが、簡単のため、この実施形態では、マイクロホン２５Ｌのみをハンズフリー通話時のユーザの送話音声の収音用としている。
【００３０】
イヤーセット２０のコネクタプラグ２３は、この実施形態では、５個の端子部２３ＥＬ，２３ＥＲ，２３ＭＬ，２３ＭＲ，２３ＧＮＤを備える構成とされている。そして、端子部２３ＥＬは、左スピーカユニット２４Ｌの正極端子に接続され、端子部２３ＥＲは、右スピーカユニット２４Ｒの正極端子に接続される。また、端子部２３ＭＬは、左マイクロホン２５Ｌの正極端子に接続され、端子部２３ＭＲは、右マイクロホン２５Ｒの正極端子に接続される。
【００３１】
そして、左スピーカユニット２４Ｌと左マイクロホン２５Ｌとは共通に接続されて、接地用端子部２３ＧＮＤに接続される。同様に、右スピーカユニット２４Ｒと右マイクロホン２５Ｒとは共通に接続されて、接地用端子部２３ＧＮＤに接続される。
【００３２】
また、この実施形態では、ハンズフリーモード用の操作スイッチ２６ＳＷが、端子部２３ＭＬと接地用端子部２３ＧＮＤとの間に設けられる。この実施形態では、携帯電話端末１０は、操作スイッチ２６ＳＷが押下されて、端子部２３ＭＬと接地用端子部２３ＧＮＤとの間が短絡されたことを検出することで、ユーザによりハンズフリーモードへの切替操作があったと検出するようにする。
【００３３】
操作スイッチ２６ＳＷは、この例では、図１に示すように、コード部２２の、装着部２１Ｌ，２１Ｒとコネクタプラグ２３との間の途中の位置に設けられる操作部２６内に設けられる。そして、この実施形態では、端子部２３ＭＬと操作スイッチ２６ＳＷとの接続点と、マイクロホン２５Ｌの正極端子との間に可変抵抗器２７Ｌが接続される。また、端子部２３ＭＲとマイクロホン２５Ｒの正極端子との間に可変抵抗器２７Ｒが接続される。これら可変抵抗器２７Ｌ，２７Ｒは、装着部２１Ｌ，２１Ｒ内に設けられる。
【００３４】
［携帯電話端末１０の構成例］
図３に、この実施形態の携帯電話端末１０の詳細構成例のブロック図を示す。
【００３５】
図１にも示すように、携帯電話端末１０は、イヤーセット２０のコネクタプラグ２１が挿入させるコネクタジャック１１を備える。
【００３６】
コネクタジャック１１は、コネクタプラグ２３の５個の端子部２３ＥＬ，２３ＥＲ，２３ＭＬ，２３ＭＲ，２３ＧＮＤにそれぞれ接続される５個の端子部１１ＥＬ，１１ＥＲ，１１ＭＬ，１１ＭＲ，１１ＧＮＤを備える。そして、コネクタプラグ２３がコネクタジャック１１に挿入されると、端子部２３ＥＬと１１ＥＬとが、端子部２３ＥＲと１１ＥＲとが、端子部２３ＭＬと１１ＭＬとが、端子部２３ＭＬと１１ＭＬとが、端子部２３ＧＮＤと１１ＧＮＤとが、それぞれ接続される。
【００３７】
図３に示すように、この実施形態の携帯電話端末１０は、電話通信回路部１２と、イヤーセット用処理回路部１３と、キー操作部１４と、例えばＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）からなる表示部１５と、制御部１００とを備える。また、この実施形態の携帯電話端末１０は、イヤーセット２０で、音楽再生をすることができるようにするために、その音楽ソースを提供するための音楽プレーヤ部１６を備える。
【００３８】
キー操作部１４は、オンフックおよびオフフックのフックスイッチ、電話番号入力用などのテンキー、上下左右キーなどを備える。表示部１５の表示画面には、待ち受け画面や発呼時に入力された電話番号の表示などが表示されると共に、キー操作部１４を通じたユーザ操作に応じて、機能一覧メニューが表示される。
【００３９】
また、表示部１５の表示画面上で、機能一覧メニューから、キー操作部１４の上下左右キーが用いられて、音楽再生機能などが選択されるできるようにされている。
【００４０】
音楽プレーヤ部１６は、この実施形態では、再生する音楽コンテンツを記憶する記憶部（図示は省略）を備える。そして、ユーザのキー操作部１４を通じた選択操作に基づく制御部１００からの選択制御により、音楽プレーヤ部１６は、音楽コンテンツを記憶部から読み出して再生デコードして出力する。
【００４１】
電話通信回路部１２は、送受信アンテナ３１が接続される無線通信回路３２と、コーデック部３３と、送話音声収音用のマイクロホン３４と、受話音声再生用のスピーカユニット３５と、アンプ３６，３７と、スイッチ回路３８，３９とからなる。
【００４２】
無線通信回路３２およびコーデック部３３は、制御部１００に接続されており、制御部１００によって、これら無線通信回路３２およびコーデック部３３が制御されることにより、携帯電話通信が実行される。
【００４３】
スイッチ回路３８は、マイクロホン３４とマイクアンプ３６との間に設けられ、また、スイッチ回路３９は、スピーカユニット３５とスピーカアンプ３７との間に設けられ、それぞれ、切替選択される端子ＮＬおよび端子ＨＦを備える。
【００４４】
スイッチ回路３８，３９は、携帯電話端末１０に内蔵のマイク３４およびスピーカユニット３５での通常電話通信モード時には、端子ＮＬ側に、ハンズフリーモード時には端子ＨＦ側に、それぞれ、制御部１００からの切替制御信号により切り替えられる。すなわち、スイッチ回路３８，３９は、ハンズフリーモード時には端子ＨＦ側に切り替えられ、ハンズフリーモード以外では、端子ＮＬ側に切り替えられる。
【００４５】
したがって、通常電話通信モード時には、マイクロホン３４で収音されたユーザの送話音声の音声信号が、スイッチ回路３８の端子ＮＬ側を通じてマイクアンプ３６に供給される。そして、このマイクアンプ３６で増幅された送話音声信号が、コーデック部３３でコーディングされた後、無線通信回路３２からアンテナ３１を通じて無線送信される。
【００４６】
また、通常電話通信モード時には、アンテナ３１を通じて受信された相手方からの受話音声信号は、無線通信回路３２を通じてコーデック部３３に供給されて、デコードされ、アナログ音声信号とされてアンプ３７に供給される。そして、アンプ３７で増幅された受話音声信号は、スイッチ回路３９の端子ＮＬ側を通じてスピーカユニット３５に供給されて、相手方からの受話音声が音響再生される。
【００４７】
一方、ハンズフリーモード時においては、スイッチ回路３８が端子ＨＦ側に切り替えられ、マイクロホン３４からの音声信号は、マイクアンプ３６に供給されず、マイクアンプ３６の入力端が接地される。また、スイッチ回路３９が端子ＨＦ側に切り替えられ、スピーカアンプ３７からの音声信号は、スピーカユニット３５には供給されずに、ダミー抵抗を介して接地される。
【００４８】
そして、このハンズフリーモード時においては、コーデック部３３からの相手方からの受話音声信号は、イヤーセット用処理回路部１３およびコネクタジャック１１を通じてイヤーセット２０のスピーカユニット２４Ｌおよび２４Ｒに供給される。
【００４９】
また、イヤーセット２０の２個のマイクロホンのうちの、この実施形態では、一方のマイクロホンで収音されたユーザの発声音声の音声信号が、送話音声信号として、コネクタジャック１１を通じてイヤーセット用処理回路部１３に送られてくる。
【００５０】
イヤーセット用処理回路部１３は、イヤーセット２０から送られてくる送話音声信号をコーデック部３３に供給する。コーデック部３３は、この送話音声信号をコーディングし、無線通信回路３２を通じ、アンテナ３１を通じて送信する。
【００５１】
イヤーセット用処理回路部１３は、この実施形態では、上述したハンズフリーモード時の音声信号をコーデック部３３に対してやり取りする機能のみではなく、音楽プレーヤ部１６からの再生音声信号を、イヤーセット２０に供給する機能を備える。
【００５２】
さらに、イヤーセット用処理回路部１３は、この実施形態では、ユーザがスピーカユニット２４Ｌ，２４Ｒからの放音音声を聴取する際の外部騒音を低減するようにするノイズキャンセル機能を備える。すなわち、この実施形態では、イヤーセット用処理回路部１３は、図３に示すように、左右のスピーカユニット２４Ｌ，２４Ｒに供給する音声信号に対して、それぞれ、ノイズキャンセル回路（以下、ＮＣ回路と記載）４０Ｌ，４０Ｒを備える。
【００５３】
ＮＣ回路４０Ｌおよび４０Ｒには、それぞれ端子部１１ＭＬおよび１１ＭＲを通じたマイクロホン２５Ｌおよび２５Ｒの収音音声信号が供給される。ＮＣ回路４０Ｌおよび４０Ｒは、このマイクロホン２５Ｌおよび２５Ｒの収音音声信号に基づいて、当該収音音声信号に含まれる外部騒音をキャンセルするためのノイズキャンセル用信号を生成する。そして、ＮＣ回路４０Ｌおよび４０Ｒで生成されたノイズキャンセル用信号は、端子部１１ＥＬおよび１１ＥＲを通じてイヤーセット２０のスピーカユニット２４Ｌおよび２４Ｒに供給されて、ノイズキャンセルが行なわれるようにされる。
【００５４】
この実施形態では、ＮＣ回路４０Ｌおよび４０Ｒは、ハンズフリーモードのハンズフリー通話時と、音楽プレーヤ部１６からの音楽コンテンツの再生時とのいずれの場合にも、有効に働くように、イヤーセット用処理回路部１３は構成されている。
【００５５】
このため、ＮＣ回路４０Ｌおよび４０Ｒに供給される音声信号ＳＬおよびＳＲを、ハンズフリーモード時と、音楽プレーヤ部１６からの音楽コンテンツの再生時とで切り替えられるスイッチ回路４１が、ＮＣ回路４０Ｌおよび４０Ｒの音声信号の入力側に設けられる。
【００５６】
スイッチ回路４１は、左右２チャンネルの音声信号についての選択を行うスイッチ回路である。このスイッチ回路４１の左チャンネルの音声入力としては、入力端ＭＳに音楽プレーヤ部１６からの左チャンネルの音声信号ＡｕＬがアンプ４３Ｌを通じて供給され、入力端ＨＦにコーデック部３３からの受話音声信号Ｖｏがアンプ４２を通じて供給される。
【００５７】
また、このスイッチ回路４１の右チャンネルの音声入力としては、入力端ＭＳに音楽プレーヤ部１６からの右チャンネルの音声信号ＡｕＲがアンプ４３Ｒを通じて供給され、入力端ＨＦにコーデック部３３からの受話音声信号Ｖｏがアンプ４２を通じて供給される。
【００５８】
そして、スイッチ回路４１は、制御部１００からの切替制御信号により、ハンズフリーモード時には、入力端ＨＦ側に切り替えられ、ハンズフリーモード以外では、入力端ＭＳ側に切り替えられる。したがって、音楽プレーヤ部１６からの音楽コンテンツの再生時には、スイッチ回路４１は、入力端ＭＳ側に切り替えられる。
【００５９】
このスイッチ回路４１からの左右２チャンネルの音声信号ＳＬおよびＳＲは、それぞれＮＣ回路４０Ｌおよび４０Ｒに供給される。
【００６０】
後述もするように、ＮＣ回路４０Ｌおよび４０Ｒにより、この実施形態では、ユーザは、音楽プレーヤ部１６からの再生音楽信号およびハンズフリー通話時の受話音声信号を、イヤーセット２０で、ノイズ低減した状態で聴取することができる。
【００６１】
ＮＣ回路システムについての参考文献としては、特許文献２（特開２００８−１２２７２９号公報）が挙げられるが、このＮＣ回路には、フィードバック方式とフィードフォワード方式とがある。この実施形態では、このＮＣ回路４０Ｌ，４０Ｒは、フィードフォワード方式のＮＣ回路の構成とされている。
【００６２】
［フィードフォワード方式のＮＣ回路］
図４は、フィードフォワード方式のＮＣ回路を説明するためのブロック図である。この図４は、右耳用のＮＣ回路４０Ｒの構成例を示したものであるが、左耳用のＮＣ回路４０Ｌも、同様の構成となる。
【００６３】
ＮＣ回路４０Ｒにおいては、マイクロホン２５Ｒで収音したノイズの逆相成分を、ノイズキャンセル用音声信号生成部で、ノイズキャンセル用音声信号として生成する。そして、その生成したノイズキャンセル用音声信号をスピーカユニット２４Ｒに供給して音響再生することで、外部からヘッドホン筐体２内に入ってきたノイズを低減させる。
【００６４】
この図４に示すように、ＮＣ回路４０Ｒは、マイクアンプ５１と、ノイズ低減用のフィルタ回路５２と、加算回路５３と、パワーアンプ５４とからなる。マイクアンプ５１は、音響電気変換手段としての右耳用のマイクロホン２５Ｒからの音声信号を、コネクタジャック１１の端子部１１ＭＲを通じて受けて増幅し、増幅した音声信号をフィルタ回路５２に供給する。
【００６５】
フィルタ回路５２は、リスナ６１の右耳の近傍の外部騒音６２をキャンセルするためのキャンセル用音声信号ＣｎＲを生成する。加算回路５３は、スピーカユニット２４Ｒでリスナが聴取する右チャンネルの音声信号ＳＲと、キャンセル用音声信号ＣｎＲとを加算する。パワーアンプ５４は、加算回路５３からの出力音声信号を増幅し、コネクタジャック１１の端子部１１ＥＲを通じて、イヤーセット２０のスピーカユニット２４Ｒに供給するためのものである。
【００６６】
図４の例では、イヤーセット２０の装着部２１Ｒの外のノイズ源６２から、装着部２１Ｒ内のリスナ６１の音聴取位置に入り込むノイズをフィードフォワード方式で低減して、スピーカユニット２４Ｒの音響再生音を良好な環境で聴取することができるようにする。
【００６７】
フィードフォワード方式のＮＣ回路４０Ｒにおいては、基本的には、外部騒音の収音用のマイクロホン２５Ｒは、装着部２１Ｒの筐体の外部のノイズ６２を収音するように装着部２１Ｒに設けられている。
【００６８】
そして、このＮＣ回路４０Ｒでは、このマイクロホン２５Ｒで、収音したノイズ６２に対して適切なフィルタリング処理をしてノイズキャンセル用音声信号ＣｎＲを生成する。そして、この生成したノイズキャンセル用音声信号ＣｎＲを、イヤーセット２０の装着部２１Ｒの内部のスピーカユニット２４Ｒにて音響再生し、リスナ６１の右耳に飛び込むノイズ６２の成分６２´をキャンセルするようにする。
【００６９】
マイクロホン２５Ｒで収音されるノイズ６２と、リスナ６１の右耳に到達するノイズ６２´とは、両者の空間的位置の違いに応じた異なる特性となる。したがって、フィードフォワード方式では、マイクロホン２５Ｒで収音したノイズ源６２からのノイズと、ノイズキャンセルポイントＰｃにおけるノイズ６２´との空間伝達関数の違いを見込んで、ノイズキャンセル用音声信号を生成するようにする。
【００７０】
この実施形態では、フィードフォワード方式のノイズキャンセル用音声信号生成部として、デジタルフィルタ回路５２を用いる。この実施形態では、フィードフォワード方式でノイズキャンセル用音声信号を生成するので、デジタルフィルタ回路５２は、以下、ＦＦフィルタ回路５２と称することとする。
【００７１】
ＦＦフィルタ回路５２は、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）５２２と、その前段に設けられるＡ／Ｄ変換回路５２１と、その後段に設けられるＤ／Ａ変換回路５２３とで構成される。
【００７２】
そして、図４に示すように、マイクロホン２５Ｒで収音された得られたアナログ音声信号は、マイクアンプ５１を通じてＦＦフィルタ回路５２に供給され、Ａ／Ｄ変換回路５２１によりデジタル音声信号に変換される。そして、そのデジタル音声信号がＤＳＰ５２２に供給される。
【００７３】
ＤＳＰ５２２には、フィードフォワード方式のデジタルノイズキャンセル用音声信号を生成するためのデジタルフィルタが構成される。このデジタルフィルタは、これに入力されるデジタル音声信号から、これに設定されるパラメータとしてのフィルタ係数に応じた特性の前記デジタルノイズキャンセル用音声信号を生成する。
【００７４】
ＤＳＰ５２２のデジタルフィルタに設定されるフィルタ係数としては、ノイズ６２をキャンセルすることができるように、予め、設計された所定のフィルタ係数とされる。
【００７５】
しかし、例えば、実際的な複数種の再生音響環境に応じたフィルタ係数をメモリに記憶しておき、ユーザが、そのときの再生音響環境に応じてメモリから選択して、デジタルフィルタに設定するようにしてもよい。
【００７６】
そして、ＤＳＰ５２２で生成されたデジタルＮＣ用音声信号は、Ｄ／Ａ変換回路５２３においてアナログＮＣ用音声信号に変換される。そして、このアナログＮＣ用音声信号が、ＦＦフィルタ回路５２の出力信号として加算回路５３に供給される。
【００７７】
この加算回路５３には、イヤーセット２０の右チャンネルとして、スイッチ回路４１からの右チャンネルの音声信号ＳＲが供給される。
【００７８】
加算回路５３の加算結果の音声信号は、パワーアンプ５４を通じて、イヤーセット２０のスピーカユニット２４Ｒに供給されて、音響再生される。この音響再生されてスピーカユニット２４Ｒにより放音される音声には、ＦＦフィルタ５２において生成されたノイズキャンセル用音声信号による音響再生成分が含まれる。このスピーカユニット２４Ｒで音響再生されて放音された音声のうちの、ノイズキャンセル用音声信号による音響再生成分とノイズ６２´とが、音響合成されることにより、ノイズキャンセルポイントＰｃでは、ノイズ６２´が低減（キャンセル）される。
【００７９】
次に、以上のフィードバック方式のＮＣ回路４０Ｒのノイズキャンセリング動作について、伝達関数を用いて、図５を参照しながら説明する。図５は、図４に示したブロック図に対応して、各部をその伝達関数を用いて表したブロック図である。
【００８０】
この図５において、Ａはパワーアンプ５４の伝達関数、Ｄはスピーカユニット２４Ｒの伝達関数、Ｍはマイクロホン２５Ｒおよびマイクアンプ５１の部分に対応する伝達関数、−αはフィードフォワードのために設計されたフィルタの伝達関数である。また、Ｈはスピーカユニット２４ＲからキャンセルポイントＰｃまでの空間の伝達関数、Ｅは聴取目的の音声信号Ｓにかけられるイコライザの伝達関数である。そして、Ｆは、外部のノイズ源６２のノイズＮの位置からリスナの耳のキャンセルポイントＰｃの位置に至るまでの伝達関数である。
【００８１】
この図５のように表したとき、図４のブロックは、図６の（式１）で表現することができる。なお、Ｆ´は、ノイズ源からマイク位置までの伝達関数を表す。上記の各伝達関数は複素表現されているものとする。
【００８２】
ここで、理想的な状態を考えると、伝達関数Ｆが図６の（式２）のように表せるとすると、図６の（式１）は、図６の（式３）で表すことができ、ノイズはキャンセルされ、音楽信号（または聴取する目的とする音楽信号等）Ｓだけが残る。これにより、図４のＮＣ回路によって、通常のヘッドホン動作と同様の音を聴取することができることが分かる。このときの音圧Ｐは、図６の（式３）のように表される。
【００８３】
なお、図６の（式２）は、数式を見れば自明であるが、ノイズ源から耳位置までの伝達関数を、デジタルフィルタの伝達関数αを含めた電気回路にて模倣することを意味している。
【００８４】
なお、上述の説明では、ＦＦフィルタ回路５２は、デジタル処理回路の構成としたが、これは、アナログ処理回路の構成とすることもできる。
【００８５】
上述の説明は、ＮＣ回路４０Ｒについてであったが、ＮＣ回路４０Ｌについても、全く同様の構成とされるものである。
【００８６】
次に、この実施形態では、前述したように、ハンズフリー通話時には、マイクロホン２５Ｌがユーザの送話音声の収音用とされる。このマイクロホン２５Ｌからの音声信号は、端子部１１ＭＬを通じてＮＣ回路４０Ｌに供給されると共に、スイッチ回路４４を通じ、アンプ４５を通じてハンズフリー音声処理部４６に供給される。
【００８７】
ハンズフリー音声処理部４６は、この例では、その入力音声信号のうち、人声音声の周波数帯域、例えば１００Ｈｚ〜１０００Ｈｚの周波数帯域の音声信号を抽出するバンドパスフィルタを備えて構成されている。
【００８８】
そして、このハンズフリー音声処理部４６からの人声音声の周波数帯域の音声信号は、コーデック部３３に供給されてコーディングされ、送話音声情報として、無線通信回路３２およびアンテナ３１を通じて、相手方に送信される。
【００８９】
なお、ハンズフリー音声処理部４６は設けなくても良い。
【００９０】
ハンズフリー検出部４７は、イヤーセット２０が携帯電話端末１０に接続されている状態において、携帯電話端末１０に着信があったときに、ユーザが操作スイッチ２６ＳＷを押下操作したことを、ハンズフリーモードへの切替指示として検出する。
【００９１】
すなわち、ハンズフリー検出部４７は、端子部１１ＭＬと端子部ＧＮＤとの間に設けられる。イヤーセット２０が携帯電話端末１０に接続されている状態において、ユーザが操作スイッチ２６Ｓを押下操作すると、端子部１１ＭＬと端子部ＧＮＤとの間が、操作スイッチ２６Ｓを介して短絡されるが、ハンズフリー着信検出部４７は、この短絡を検出する。そして、ハンズフリー検出部４７は、その短絡の検出出力を制御部１００に供給する。
【００９２】
制御部１００は、ハンズフリー検出部４７からの短絡の検出出力を受けると、ユーザから、ハンズフリーモードへの切替指示があったと判断し、携帯電話端末１０をハンズフリーモードとする。すなわち、制御部１００は、スイッチ回路３８，３９および４１を、全て端子ＨＦ側に切り替えると共に、スイッチ回路４４をオンとする。
【００９３】
ハンズフリー検出部４７から、短絡の検出出力が出力されていないときには、制御部１００は、スイッチ回路３８，３９を端子ＮＬ側に切り替え、また、スイッチ回路４１を端子ＭＳ側に切り替え、さらに、スイッチ回路４４をオフとする。これにより、携帯電話端末１０では、内蔵するマイク３４およびスピーカユニット３５で、通話をすることができ、また、イヤーセット２０では、音楽プレーヤ部１６からの再生音楽信号が音響再生される状態となる。
【００９４】
［イヤーセット２０を接続した携帯電話端末１０の動作説明］
＜ハンズフリー通話＞
先ず、発呼からのハンズフリー通話の場合について説明する。
【００９５】
発呼操作は、携帯電話端末１０のキー操作部１４を通じて、従来と同様にして行う。そして、ユーザは、ハンズフリーモードとするため、発呼操作前、あるいは、発呼操作後、操作スイッチ２６ＳＷを押下する。
【００９６】
すると、操作スイッチ２６ＳＷの押下による端子部１１ＬＭＬと端子部１１ＧＮＤとの短絡が、ハンズフリー検出部４７で検出され、その検出出力が制御部１００に供給される。制御部１００は、このハンズフリー検出部４７からの検出出力を受けて、スイッチ回路３８，３９および４１を、端子ＨＦ側に切り替え、また、スイッチ回路４４を、オンに制御する。
【００９７】
したがって、相手方が発呼に対して応答して、通話路が形成され、通話が開始されると、相手方からの音声信号（受話音声信号）は、スイッチ回路４１を通じて、ＮＣ回路４０Ｌおよび４０Ｒに供給される。そして、このＮＣ回路４０Ｌおよび４０Ｒで、イヤーセット２０のマイクロホン２５Ｌおよび２５Ｒで収音された外部騒音から生成されたキャンセル用音声信号と、スイッチ回路４１からの相手方からの受話音声信号とが加算されて出力される。
【００９８】
このＮＣ回路４０Ｌおよび４０Ｒからの加算出力音声信号は、それぞれ端子部１１ＥＬおよび１１ＥＲを通じて、イヤーセット２０のスピーカユニット２４Ｌおよび２４Ｒに供給される。そして、ＮＣ回路４０Ｌおよび４０Ｒからの加算出力音声信号に含まれるキャンセル用音声信号が、外部騒音と音響合成されることにより、当該外部騒音が低減あるいはキャンセルされる。
【００９９】
そして、外部騒音が低減あるいはキャンセルされた聴取環境において、イヤーセット２０のスピーカユニット２４Ｌおよび２４Ｒにより、通話の相手方からの受話音声信号が音響再生される。したがって、ユーザは、相手方からの受話音声を、外部騒音が大きい環境でも騒音を低減させた状態で聴取することができる。
【０１００】
また、ユーザの送話音声は、イヤーセット２０のマイクロホン２５Ｌで収音され、このマイクロホン２５Ｌからの音声信号が、端子部１１ＭＬを通じて携帯電話端末１０に入力される。携帯電話端末１０では、マイクロホン２５Ｌからの送話音声信号は、スイッチ回路４４を通じ、アンプ４５を通じてハンズフリー音声処理部４６に供給される。
【０１０１】
そして、ハンズフリー音声処理部４６からの送話音声信号は、コーデック部３３に供給され、コーディングされた後、無線通信回路３２およびアンテナ３１を通じて相手方に送信される。
【０１０２】
こうして、この実施形態では、ノイズキャンセル用のマイクロホン２５Ｌが、ハンズフリー用のマイクロホンとしても用いられて、ハンズフリー通話がなされる。
【０１０３】
相手方とのハンズフリー通話が終了すると、制御部１００は、通話路を切断した後、スイッチ回路３８，３９は、端子ＮＬ側に切り替え、スイッチ回路４１は端子ＭＳ側に切り替え、また、スイッチ回路４４はオフに制御する。
【０１０４】
次に、着信があった場合のハンズフリー通話について説明する。
【０１０５】
携帯電話端末１０に着信があると、制御部１００は、それを検知して、携帯電話端末１０において、着信音や着信メロディーの送出や、バイブレーションなどにより、ユーザに着信通知をする。この着信通知により、着信があったことを認めたユーザは、操作スイッチ２６ＳＷを押下する。
【０１０６】
すると、前述したように、操作スイッチ２６ＳＷの押下による端子部１１ＬＭＬと端子部１１ＧＮＤとの短絡が、ハンズフリー検出部４７で検出され、その検出出力が制御部１００に供給される。制御部１００は、このとき、着信があったことを検知しているので、受けている着信に対して応答し、相手方との通話路を生成する。そして、制御部１００は、ハンズフリー検出部４７からの検出出力に基づいて、操作スイッチ回路３８，３９および４１を、端子ＨＦ側に切り替え、スイッチ回路４４を、オンに制御する。
【０１０７】
したがって、上述した発呼に基づくハンズフリー通話時と同様にして、発呼してきた相手方とのハンズフリー通話がなされる。そして、相手方とのハンズフリー通話が終了すると、制御部１００は、通話路を切断した後、スイッチ回路３８，３９は、端子ＮＬ側に切り替え、スイッチ回路４１は端子ＭＳ側に切り替え、また、スイッチ回路４４はオフに制御する。
【０１０８】
＜音楽プレーヤ部からの音楽再生＞
上述したように、通常は、スイッチ回路３８，３９は、端子ＮＬ側に切り替えられ、スイッチ回路４１は端子ＭＳ側に切り替えられ、また、スイッチ回路４４はオフとされている。
【０１０９】
この状態で、ユーザは、キー操作部１４を用いて、例えば表示部１５の機能一覧メニューから音楽再生モードを選択し、また、再生する音楽コンテンツを指定するようにする。すると、制御部１００は、音楽プレーヤ部１６を制御して、指定された音楽コンテンツを再生デコードして出力させるようにする。
【０１１０】
したがって、音楽プレーヤ部１６からの左右２チャンネルの音楽音声信号が、アンプ４３Ｌ，４３Ｒを通じ、スイッチ回路４１を通じてＮＣ回路４０Ｌ、４０Ｒに供給される。
【０１１１】
ＮＣ回路４０Ｌおよび４０Ｒでは、イヤーセット２０のマイクロホン２５Ｌおよび２５Ｒで収音された外部騒音から生成されたキャンセル用音声信号と、スイッチ回路４１からの左右２チャンネルの音楽音声信号とがそれぞれ加算されて出力される。
【０１１２】
このＮＣ回路４０Ｌおよび４０Ｒからの加算出力音声信号は、それぞれ端子部１１ＥＬおよび１１ＥＲを通じて、イヤーセット２０のスピーカユニット２４Ｌおよび２４Ｒに供給される。そして、ＮＣ回路４０Ｌおよび４０Ｒからの加算出力音声信号に含まれるキャンセル用音声信号が、外部騒音と音響合成されることにより、当該外部騒音が低減あるいはキャンセルされる。
【０１１３】
そして、外部騒音が低減あるいはキャンセルされた聴取環境において、イヤーセット２０のスピーカユニット２４Ｌおよび２４Ｒにより、音楽プレーヤ部１６で再生された音楽コンテンツが音響再生される。したがって、ユーザは、音楽プレーヤ部１６で再生された音楽コンテンツを、外部騒音が大きい環境でも騒音を低減させた状態で聴取することができる。
【０１１４】
そして、音楽プレーヤ部１６からの音楽コンテンツの再生音をイヤーセット２０で楽しんでいるときに、携帯電話端末１０に着信があったときには、上述したように、操作スイッチ２６ＳＷを押下する。すると、前述したようにして、携帯電話端末１０は、音楽再生モードから、ハンズフリーモードに切り替えられて、発呼してきた相手方とのハンズフリー通話ができる。
【０１１５】
［上述の実施形態の変形例］
上述の実施形態では、ハンズフリー通話における送話音声の収音用のマイクロホンとしては、左耳用の装着部２１Ｌに設けられるマイクロホン２４Ｌを用いるようにしたが、右耳用の装着部２１Ｒに設けられるマイクロホン２４Ｒを用いるようにしても勿論よい。
【０１１６】
また、２個のマイクロホン２１Ｌおよび２１Ｒの両方をハンズフリー通話における送話音声の収音用のマイクロホンとしてもよい。その場合には、２個のマイクロホン２１Ｌおよび２１Ｒからの音声信号を加算したものを、送話音声信号とするようにすると良い。すなわち、加算することで、雑音成分がキャンセルされるので、送話音声信号のＳ／Ｎの向上が期待できる。
【０１１７】
また、上述の実施形態では、２チャンネルの音楽コンテンツの再生を行うことを想定したので、左右の耳用の装着部を備えるイヤーセットの構成としたが、モノーラル音声用であれば、左右いずれか一方の耳用の装着部を備えるイヤーセットの構成としても良い。
【０１１８】
また、上述の実施形態では、ユーザの耳内に装着するイヤーセットを用いる構成としたが、ユーザの耳殻に引っ掛けて装着するタイプや、ヘッドホンタイプのものを用いるようにしても良い。いずれの場合も、マイクロホンは、外部騒音を収音する位置に設けられるのは、上述の実施形態と同様である。
【０１１９】
［他の実施形態および他の変形例］
上述の実施形態は、音声信号再生装置が携帯電話端末の場合であったが、この発明の音声信号再生装置は、携帯電話端末のみを対象としているわけではない。
【０１２０】
例えば、電話通信機能付きであって、イヤーセットやヘッドホンなどを接続することができるパーソナルコンピュータにも、この発明は、適用可能である。その他、ハンズフリー通話を行う機器の全てに適用可能である。
【０１２１】
また、上述の実施形態は、ノイズキャンセルを行うために用いるマイクロホンを、ハンズフリー通話の送話音声の収音用としたが、前記マイクロホンでの収音音声は、ハンズフリー通話の用途のみに限られるわけではない。
【０１２２】
例えば、ノイズキャンセルを行うために用いるマイクロホンで収音されるユーザの発声音声を、音声認識回路の入力信号とするように構成しても良い。その場合には、例えば上述の実施形態におけるハンズフリーモードへの変更を指示する操作スイッチ２６ＳＷを押下している間だけ、例えばマイクロホン２５Ｌおよび／または２５Ｒからの音声信号を、音声認識回路に供給する構成とすると良い。
【０１２３】
そして、この場合に、音声認識回路で認識されたユーザの発声音声を、例えば制御コマンドとするようにしても良い。
【０１２４】
いわゆる対戦型ゲームを複数のユーザが行う場合において、複数人のユーザ間で、コミュニケーションをとる場合にも適用できる。すなわち、各ユーザは、イヤーセットやヘッドホン（ヘッドセット）により、ゲーム音声をＮＣ回路によりノイズキャンセルされた状態で聴取する。そして、例えばマイクロホン２５Ｌおよび／または２５Ｒで収音したユーザの音声信号を、ゲーム音声に重ねて他のユーザに送信するようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２５】
【図１】この発明による音声信号再生装置の実施形態の構成例の概要を説明するための図である。
【図２】この発明による音声信号再生装置の実施形態で用いるイヤーセットの構成例を説明するための図である。
【図３】この発明による音声信号再生装置の実施形態で用いる信号処理装置部の例としての携帯電話端末の構成例を説明するための図である。
【図４】この発明による音声信号再生装置の実施形態で用いるノイズキャンセル回路を説明するための図である。
【図５】この発明による音声信号再生装置の実施形態で用いるノイズキャンセル回路を説明するための図である。
【図６】この発明による音声信号再生装置の実施形態で用いるノイズキャンセル回路を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１２６】
１０…携帯電話端末、２０…イヤーセット、２１Ｌ，２１Ｒ…装着部、２２…コード、２３…コネクタプラグ、２４Ｌ，２４Ｒ…スピーカユニット、２５Ｌ，２５Ｒ…マイクロホン、２６ＳＷ…操作スイッチ、４０Ｌ，４０Ｒ…ノイズキャンセル回路、４７…ハンズフリー検出部、１００…制御部
【図１】
2010130415.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2010130415.tif 000007
【図６】
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