(57)【要約】【課題】ドアフォンにおけるハウリングを防止する。【解決手段】  親機処理回路１２では、親機のマイクロフォン１４からの音声信号を第１周波数の第１キャリア信号でＦＭ変調する。子機処理回路２２は、子機のマイクロフォンからの音声信号を第２の周波数の第２キャリア信号でＦＭ変調する。親機処理回路１２は、親機と子機を結ぶ伝送ライン４０の第１キャリア周波数の信号をトラップし、第２キャリア周波数の信号を抽出し、これから音声信号をＦＭ復調し、親機スピーカ１６に供給する。子機処理回路は、伝送ライン４０に接続され、第１キャリア周波数の信号をトラップし、第１キャリア周波数の信号を抽出し、これからから親機からの音声信号をＦＭ復調し、子機スピーカ２６に供給する。【選択図】図２
2011176642.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
親機と子機が有線の伝送ラインで接続され、音声信号をやり取りするドアフォンシステムであって、
親機のマイクロフォンからの音声信号を第１周波数の第１キャリア信号でＦＭ変調する親機ＦＭ変調回路と、
子機のマイクロフォンからの音声信号を第２の周波数の第２キャリア信号でＦＭ変調する子機ＦＭ変調回路と、
親機と子機を結ぶ伝送ラインに接続され、第１キャリア周波数の信号をトラップする親機トラップ回路と、
親機と子機を結ぶ伝送ラインに接続され、第２キャリア周波数の信号をトラップする子機トラップ回路と、
親機トラップ回路からの出力から第２キャリア周波数の信号を抽出する親機フィルタ回路と、
子機トラップ回路からの出力から第１キャリア周波数の信号を抽出する子機フィルタ回路と、
親機フィルタ回路からの出力から子機からの音声信号をＦＭ復調し、親機スピーカに供給する親機ＦＭ復調回路と、
子機フィルタ回路からの出力から親機からの音声信号をＦＭ復調し、子機スピーカに供給する子機ＦＭ復調回路と、
を含むドアフォンシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のドアフォンシステムであって、
親機のマイクロフォンからのベースバンド音声信号を前記伝送路に供給するとともに、前記伝送路を介し供給される子機のマイクロフォンからのベースバンド音声信号をスピーカに供給する親機ベースバンド信号処理回路と、
子機のマイクロフォンからのベースバンド音声信号を前記伝送路に供給するとともに、前記伝送路を介し供給される子機のマイクロフォンからのベースバンド音声信号をスピーカに供給する子機ベースバンド信号処理回路と、
をさらに含むドアフォンシステム。
【請求項３】
請求項１に記載のドアフォンシステムであって、
親機のマイクロフォンからのベースバンド音声信号を前記伝送路に供給するとともに、前記伝送路を介し供給される前記子機とは異なる別の子機のマイクロフォンからのベースバンド音声信号をスピーカに供給する親機ベースバンド信号処理回路と
前記別の子機のマイクロフォンからのベースバンド音声信号をそのまま前記伝送路に供給するとともに、前記伝送路を介し供給される前記別の子機のマイクロフォンからのベースバンド音声信号をスピーカに供給する子機ベースバンド信号処理回路と
をさらに含むドアフォンシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、親機と子機が有線の伝送ラインで接続され、音声信号をやり取りするドアフォンシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在主流となっている２線式ＴＶドアフォンでは、２線で子機に対し電源を供給すると共に、図１に示すように、３つの異なる周波数帯域を使用して、音声信号（Baseband Audio：３００Ｈｚ〜３ｋＨｚ）、データ信号（ASK-DATA：３００ｋＨｚ〜１ＭＨｚ）、ビデオ信号（FM-Video：１１．５ＭＨｚ〜１３．５ＭＨｚ）の３つの信号の通信をしている。すなわち、音声信号は音声の周波数をそのまま使用するベースバンド通信を利用し、データ通信にはＡＳＫ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ  ：振幅偏移変調）を利用し、ビデオ信号にはＦＭ変調を利用している。なお、ビデオ信号は子機カメラから親機ディスプレイへの一方向通信である。また、直流電圧（ＤＣ  Ｐｏｗｅｒ）が２線に直接印加されている。
【０００３】
ここで、音声信号の通信においては、２線変換（２線−４線変換）回路を使用して同時通話にも対応している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００１−１５７１９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、親機と子機の同時通話を行った場合、同一ライン上に同一周波数帯で送受信の音声が存在することとなり、２線変換回路を使用したとしても完全に分離はできない。このため、多少なりともそれぞれの送信側（マイク入力側）のスピーカに正帰還することとなりハウリングが発生する原因の一つとなる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、親機と子機が有線の伝送ラインで接続され、音声信号をやり取りするドアフォンシステムであって、親機のマイクロフォンからの音声信号を第１周波数の第１キャリア信号でＦＭ変調する親機ＦＭ変調回路と、子機のマイクロフォンからの音声信号を第２の周波数の第２キャリア信号でＦＭ変調する子機ＦＭ変調回路と、親機と子機を結ぶ伝送ラインに接続され、第１キャリア周波数の信号をトラップする親機トラップ回路と、親機と子機を結ぶ伝送ラインに接続され、第２キャリア周波数の信号をトラップする子機トラップ回路と、親機トラップ回路からの出力から第２キャリア周波数の信号を抽出する親機フィルタ回路と、子機トラップ回路からの出力から第１キャリア周波数の信号を抽出する子機フィルタ回路と、親機フィルタ回路からの出力から子機からの音声信号をＦＭ復調し、親機スピーカに供給する親機ＦＭ復調回路と、子機フィルタ回路からの出力から親機からの音声信号をＦＭ復調し、子機スピーカに供給する子機ＦＭ復調回路と、を含むことを特徴とする。
【０００７】
また、親機のマイクロフォンからのベースバンド音声信号を前記伝送路に供給するとともに、前記伝送路を介し供給される子機のマイクロフォンからのベースバンド音声信号をスピーカに供給する親機ベースバンド信号処理回路と子機のマイクロフォンからのベースバンド音声信号を前記伝送路に供給するとともに、前記伝送路を介し供給される子機のマイクロフォンからのベースバンド音声信号をスピーカに供給する親機ベースバンド信号処理回路とをさらに含むことが好適である。
【０００８】
また、親機のマイクロフォンからのベースバンド音声信号を前記伝送路に供給するとともに、前記伝送路を介し供給される前記子機とは異なる別の子機のマイクロフォンからのベースバンド音声信号をスピーカに供給する親機ベースバンド信号処理回路と、前記別の子機のマイクロフォンからのベースバンド音声信号をそのまま前記伝送路に供給するとともに、前記伝送路を介し供給される前記別の子機のマイクロフォンからのベースバンド音声信号をスピーカに供給する親機ベースバンド信号処理回路と、をさらに含むことが好適である。
【発明の効果】
【０００９】
このように、本発明によれば、親機と子機の音声信号のやり取りに、２つの異なるキャリア周波数のＦＭ変調信号を用いる。従って、ハウリングの発生を効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】複数の信号の使用周波数を示す図である。
【図２】実施形態の概略構成を示す図である。
【図３】実施形態における複数の信号の使用周波数を示す図である。
【図４】送信用の音声信号処理の構成を示す図である。
【図５】受信用の音声信号処理の構成を示すである。
【図６】ＦＭキャリア信号の周波数を安定させるための構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１は、システムの全体構成を示す図である。
【００１３】
親機１０には、親機処理回路１２が設けられ、ここにマイクロフォン１４，スピーカ１６，ディスプレイ１８が接続されている。親機処理回路１２には、２線の伝送ライン４０を介し子機２０の子機処理回路２２が接続されており、子機処理回路２２には、マイクロフォン２４、スピーカ２６、カメラ２８、呼び出しボタン３０が接続されている。親機処理回路１２には、１００Ｖの商用電源が接続されこれが整流されて直流電源となると共に、伝送ライン４０を介し子機処理回路２２に直流電源として供給されている。
【００１４】
子機２０の呼び出しボタン３０を押すことで、その信号が親機１０に伝えられ、スピーカ１６から音声が出ると共に、子機２０のカメラ２８がオンになり、画像が親機１０のディスプレイ１８に映し出される。また、親機１０のマイクロフォン１４から入力された音声は、子機２０のスピーカ２６から出力され、子機２０のマイクロフォン２４から入力された音声は、親機１６のスピーカ１６から出力される。
【００１５】
これらの動作は、親機処理回路１２、子機処理回路２２によって制御されるが、この通信は、図３に示すような周波数を用いて行われる。図１の従来と比べ、ＦＭ−Ａｕｄｉｏ（４．５ＭＨｚ＆６．５ＭＨｚ）が追加されている。すなわち、本実施形態においては、音声信号の通信に、２つの周波数のＦＭ変調を用い、これを子機２０から親機１０への音声信号の伝送と、親機１０から子機２０への音声信号の伝送に利用する。例えば、親機１０で、音声信号を４．５ＭＨｚにＦＭ変調した信号を送り、子機２０で音声信号を６．５ＭＨｚでＦＭ変調した信号送ることで、同一の伝送ライン４０に重畳させ、正帰還によるハウリングを防止しつつ、同時通話を可能とする。
【００１６】
図４により、親機１０の親機処理回路１２および子機２０の子機処理回路２２におけるマイクロフォン１４（２４）から入力される音声信号の送信回路について説明する。
【００１７】
まず、マイクロフォンで電気信号（音声信号）に変換され、この音声信号がバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）４２に入力される。バンドパスフィルタ４２は、音声信号を必要な帯域（例えば、３００Ｈｚ〜３ｋＨｚ）のみ選択し、不要な信号を除去する。
【００１８】
バンドパスフィルタ４２には、オートレベルコントロール回路（ＡＬＣ）４４で、過変調防止の目的で所定以上の振幅の信号を減衰する。
【００１９】
次に、エンファシス（ＥＭＰＨ）回路４６に入力し、信号／ノイズ（Ｓ／Ｎ）比の改善を目的として高域を強調するエンファシス（たとえば７５μｓ）をかける。
【００２０】
そして、ＦＭ変調回路４８において、ＦＭ変調を行う。例えば、図３に示された２つの周波数帯４．５ＭＨｚまたは６．５ＭＨｚのいずれか１つを用いる。従って、親機１０にいて、４．５ＭＨｚを用いた場合には、子機２０において、６．５ＭＨｚを用いる。
【００２１】
そして、ＦＭアンプ５０において信号のインピーダンスを下げて伝送ライン４０に乗せる。なお、伝送ライン４０の入力と出力にはＦＭトランスを使用して無極性化を図り、マッチングをとる。
【００２２】
次に、図５により、親機１０の親機処理回路１２および子機２０の子機処理回路２２における伝送ライン４０から伝送されて来る音声信号の受信回路について説明する。
【００２３】
伝送ライン４０上には親機と子機の両方の音声ＦＭ信号が重畳している。このため、必要な音声ＦＭ信号を取り出す必要がある。例えば、親機１０では、子機２０で変調された６．５ＭＨｚの音声ＦＭ信号を復調する。このため、親機１０で変調した４．５ＭＨｚの音声ＦＭ信号は不要となる。子機２０では、子機２０で変調した６．５ＭＨｚの音声ＦＭ信号が不要となる。
【００２４】
そこで、受信回路では、受信信号をＦＭトラップ回路６２に入力し、ここで不要な周波数の音声ＦＭ信号（６．５ＭＨｚまたは４．５ＭＨｚ）を減衰する。次に、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）６４において、６．５ＭＨｚまたは４．５ＭＨｚの必要な音声ＦＭ信号を選別する。なお、ＦＭトラップ回路６２と、バンドパスフィルタ６４の順は反対でもよい。
【００２５】
これによって、受信側において、必要な音声ＦＭ信号のみを効果的に抽出できる。ここで、伝送ライン４０は、場合により十数ｍから１００ｍ程度と長さが不定なため、減衰の程度がばらつき信号レベルが安定しない。そのため、ＡＧＣアンプ６６にて安定したレベルに増幅する。増幅した信号について、ＦＭ復調回路６８において、音声ＦＭ信号を音声信号に復調する。なお、ＦＭ復調回路６８では、例えばＰＬＬ同期検波などを用いてＦＭ復調を行う。
【００２６】
さらに、デエンファシス回路７０において、送信側において、エンファシスを元に戻し、これをアンプ７２にて、適切な信号レベルの音声信号に増幅し、出力する。これによって、得られた音声信号がスピーカ１６（２６）から音声として出力される。
【００２７】
このように、本実施形態においては、伝送ライン４０にのせる信号について、方向によって異なる周波数を用いた音声ＦＭ信号を用いる。そこで、今まで問題となっていたハウリングを無くすことができる。
【００２８】
このように、本実施形態では、ＦＭ音声信号により、双方向の音声通信を行うことができる。そこで、音声通信をこのＦＭ音声信号のみにした場合、ベースバンド音声通信で使用していた回路（２線変換回路やインピーダンス調整回路等）が不要になる。
【００２９】
一方、ベースバンド信号を利用した音声通信を残すことも好適である。例えば、音声通信の片ｃｈベースバンド音声＋片ｃｈＦＭ音声での通信としてもよい。これによっても、双方向通信に異なる信号を用いるため、ハウリングを防止できる。この場合、ＦＭ音声通信ｃｈの余った一つをデータ通信ｃｈとしても利用も可能である。
【００３０】
さらに、３ｃｈを持っているため、各種のバリエーションも考えられる。例えば、親機にボイススイッチを設け、ボイススイッチを押した場合には、子機との間で、交互片方向の会話をベースバンド通信で行うことも可能であり、また他の子機がある場合には、これとの会話にボイススイッチを利用しベースバンド信号を利用した音声通信を行うことができる。
【００３１】
図６には、ＦＭ変調の際に変動の少ないキャリア信号を提供できる回路の例を示してある。入力信号は入力回路８０を介しＦＭ変調回路に供給される。ここで、入力信号を変調信号として、キャリア信号をＦＭ変調してＦＭ変調信号が得られる。そして、得られたＦＭ変調信号がＦＭアンプで適切な信号レベルに増幅され、出力信号として出力される。
【００３２】
ここで、この出力信号は、カウンタ／分周器８６に入力される。このカウンタ／分周器８６は、出力信号の周波数をカウントすると共に、得られた信号に適切な分周をして出力する。カウンタ／分周器８６の出力は、制御回路／比較器８８に供給される。この制御回路／比較器８８には、基準クロック発振器９０からの基準クロックが供給されている。この基準クロック発振器９０は、別の半導体集積回路（ＩＣ）に設けられている、デジタル処理を行うマイコンなどにおいてシステムクロックとして用いられている正確なものにするのがよい。なお、同一のＩＣ内に基準クロック発振器９０が内蔵されている場合には、それを使用すればよい。
【００３３】
制御回路／比較器８８では、カウンタ／分周器８６の出力と基準クロックを比較し、その比較結果の信号を出力する。カウンタ／分周器８６の出力と基準クロックの出力は、基本的に同一周波数になるように、出力信号の周波数を調整するように、系を構築するのが好ましい。しかし、必ずしも同一周波数でなくても、出力信号の目的周波数と基準クロックの関係が決定されていれば、制御回路／比較器８８において調整することが可能である。
【００３４】
制御回路／比較器８８の出力は、コントロール回路９２によって電圧信号に変換され、キャリア信号発振器９４に供給される。このキャリア信号発振器９４は、電圧制御発振器（ＶＣＯ）で構成されており、コントロール回路９２からの電圧信号に応じて、発振周波数が制御される。
【００３５】
この例では、制御回路／比較器８８が基準クロックを基準として、出力信号の周波数との差を検出し、これに応じてキャリア信号発振器９４の発振周波数が制御されるため、出力信号の周波数は、基準クロックに基づいて決定される。
【００３６】
従って、周囲温度や製造上のばらつきなどによって、キャリア信号の周波数が変動することを防止することができる。
【００３７】
従来は、半導体集積回路（ＩＣ）に内蔵されたＶＣＯ回路を利用して、ＦＭ変調器にキャリア信号を供給していた。内蔵されたＶＣＯ回路は、バンドギャップ基準電圧発生回路を利用した内部基準レギュレータの出力電圧を利用するため、出力電圧の変位やばらつきは非常に小さい。しかし、キャリア周波数に対し、ＦＭデビエーション（変調レベル）周波数偏移が微小であるため、ごくわずかな電位変化でも、ＦＭ変調信号に影響が出てしまう。例えば、キャリア周波数＝６．５ＭＨｚ／デビエーション＝２５ｋＨｚであり、約１％の偏倚が６４７５〜６５２５ｋＨｚとなる。また、ＶＣＯの発振周波数は、抵抗とコンデンサ定数によってほぼ決定されているが、オンチップ素子はウエハー製造工程などである体のばらつき（公差）を有する。さらに、組み立て工程においては、ダイポンドやモールドによる機械的なストレスを受けることで、オンチップ抵抗などの抵抗値が変化する。従って、ＶＣＯの発振周波数が変動することをさけることはできず、ＦＭキャリアの周波数変動が大きくなり、ＦＭ変復調特性が大きく劣化していた。
【００３８】
本例によれば、基準クロックを用いて、ＦＭキャリア周波数を決定することができ、ＦＭキャリアの周波数変動を抑制し、ＦＭ変復調特性を良好に維持することが可能となる。
【符号の説明】
【００３９】
１０  親機、１２  親機処理回路、１４，２４  マイクロフォン、１６、２６  スピーカ、１８  ディスプレイ、２０  子機、２２  子機処理回路、２８  カメラ、３０  呼び出しボタン、４０  伝送ライン、４２，６４  バンドパスフィルタ、４６  エンファシス回路、４８  ＦＭ変調回路、５０  ＦＭアンプ、６２  トラップ回路、６４  バンドパスフィルタ、６６  ＡＧＣアンプ、６８  ＦＭ復調回路、７０  デエンファシス回路、７２  アンプ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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