(57)【要約】  筐体と、筐体内に配置された第１および第２の空間的に離れた位置にあるトランスデューサとを備えるポータブル電子装置を提供する。マルチモード音声処理回路は、第１動作モードでは第１トランスデューサからの音を伝達し、第２動作モードでは第１および第２トランスデューサによって受信した音響エネルギから合成音声信号を生成する。関連する移動端末とポータブル電子装置を動作させる方法も提供される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、
前記筐体内において、空間的に離れた位置に配置された第１および第２トランスデューサと、
第１動作モードでは前記第１トランスデューサから音を伝達し、第２動作モードでは前記第１および第２トランスデューサによって受信した音響エネルギから合成音声信号を生成するように構成されたマルチモード音声処理回路と、
を備えることを特徴とするポータブル電子装置。
【請求項２】
前記マルチモード音声処理回路は、前記第１動作モードでは、前記第２トランスデューサによって受信した音響エネルギから音声信号を生成することを特徴とする請求項１に記載のポータブル電子装置。
【請求項３】
前記マルチモード音声処理回路はさらに、前記第２動作モードでは、前記第１および第２トランスデューサによって受信した音響エネルギからそれぞれ作成された第１および第２の音声信号を合成して、雑音が減衰した音声信号を生成することを特徴とする請求項１に記載のポータブル電子装置。
【請求項４】
前記第１動作モードにおいて、前記第１トランスデューサと接続されるオーディオアンプと、
前記第２動作モードにおいて、前記第１トランスデューサと接続されるプリアンプと、
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のポータブル電子装置。
【請求項５】
前記第１トランスデューサに接続され、前記第１および第２動作モードの期間中、前記オーディオアンプの伝送路と前記プリアンプの伝送路とを分離しており、前記第１動作モードでは前記第１トランスデューサと前記オーディオアンプとを接続する第１の位置にあり、前記第２動作モードでは前記第１トランスデューサと前記プリアンプとを接続する第２の位置にあるように構成されたスイッチをさらに備えることを特徴とする請求項４に記載のポータブル電子装置。
【請求項６】
筐体と、
前記筐体内に設けられるマイクロホンと、
前記筐体内において前記マイクロホンから離れた位置に設けられるスピーカと、
前記マイクロホンに結合された第１マイクロホン入力および、前記スピーカに結合された第２マイクロホン入力に対して、ノイズキャンセル処理を行うマルチモード音声処理回路と、
を備えることを特徴とする移動端末。
【請求項７】
前記スピーカはトランスデューサを備え、
前記マルチモード音声処理回路は、前記第１動作モードでは前記トランスデューサから音を伝達し、第２動作モードでは前記マイクロホンと前記トランスデューサとによって受信した音響エネルギから合成音声信号を生成することを特徴とする請求項６に記載の移動端末。
【請求項８】
前記マルチモード音声処理回路は、前記第１動作モードでは前記マイクロホンによって受信した音響エネルギから音声信号を生成することを特徴とする請求項７に記載の移動端末。
【請求項９】
前記マルチモード音声処理回路はさらに、前記第２動作モードでは前記マイクロホンと前記トランスデューサとによって受信した音響エネルギからそれぞれ作成された第１および第２の音声信号を合成して、雑音が減衰した音声信号を生成することを特徴とする請求項７に記載の移動端末。
【請求項１０】
前記第１動作モードにおいて、前記第１トランスデューサと接続されるオーディオアンプと、
前記第２動作モードにおいて、前記第１トランスデューサと接続されるプリアンプと、
をさらに備えることを特徴とする請求項７に記載の移動端末。
【請求項１１】
前記第１トランスデューサに接続され、前記第１および第２動作モードの期間中、前記オーディオアンプの伝送路と前記プリアンプの伝送路とを分離しており、前記第１動作モードでは前記第１トランスデューサと前記オーディオアンプとを接続する第１の位置にあり、前記第２動作モードでは前記第１トランスデューサと前記プリアンプとを接続する第２の位置にあるように構成されたスイッチをさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載の移動端末。
【請求項１２】
トランスデューサと連係して動作するマルチモード音声処理回路を有する移動端末であって、
前記マルチモード音声処理回路は、第１動作モードの期間中は前記トランスデューサをスピーカとして動作させ、第２動作モード期間中は前記トランスデューサをマイクロホンとして動作させることを特徴とする移動端末。
【請求項１３】
前記トランスデューサは、第１トランスデューサを備えており、
前記移動端末はさらに、
前記第１トランスデューサが設けられる筐体と、
前記筐体内において前記第１トランスデューサとは空間的に離れた位置に設けられる第２トランスデューサと、
を有し、
前記マルチモード音声処理回路はさらに、第１動作モードでは前記第１トランスデューサから音を伝達し、第２動作モードでは前記第１および第２トランスデューサによって受信した音響エネルギから合成音声信号を生成する
ことを特徴とする請求項１２に記載の移動端末。
【請求項１４】
前記マルチモード音声処理回路は、前記第１動作モードでは前記第２トランスデューサによって受信した音響エネルギから音声信号を生成することを特徴とする請求項１３に記載の移動端末。
【請求項１５】
前記マルチモード音声処理回路はさらに、前記第２動作モードでは前記第１および第２トランスデューサによって受信した音響エネルギからそれぞれ作成された第１および第２の音声信号を合成して、雑音が減衰した音声信号を生成することを特徴とする請求項１３に記載の移動端末。
【請求項１６】
前記第１動作モードにおいて、前記第１トランスデューサと接続されるオーディオアンプと、
前記第２動作モードにおいて、前記第１トランスデューサと接続されるプリアンプと、
をさらに備えることを特徴とする請求項１３に記載の移動端末。
【請求項１７】
前記第１トランスデューサに接続され、前記第１および第２動作モードの期間中、前記オーディオアンプの伝送路と前記プリアンプの伝送路とを分離しており、前記第１動作モードでは前記第１トランスデューサと前記オーディオアンプとを接続する第１の位置にあり、前記第２動作モードでは前記第１トランスデューサと前記プリアンプとを接続する第２の位置にあるように構成されたスイッチをさらに備えることを特徴とする請求項１６に記載の移動端末。
【請求項１８】
移動端末の制御方法であって、
第１動作モードにおいて、第１トランスデューサから音を伝達するステップと、
第２動作モードにおいて、前記第１および第２トランスデューサによって受信した音響エネルギから合成音声信号を生成するステップと、
を有することを特徴とする移動端末の制御方法。
【請求項１９】
前記移動端末がアイドル状態または呼の待ち状態中は、該移動端末を前記第１動作モードで動作させるステップと、
前記移動端末が通話状態中は、該移動端末を前記第２動作モードで動作させるステップと、
を更に有することを特徴とする請求項１８に記載の移動端末の制御方法。
【請求項２０】
前記移動端末がアイドル状態または呼の待ち状態中は、該移動端末を前記第１動作モードで動作させるステップと、
前記移動端末が通話状態中で、かつ、音声アクティブが検知されなかった時は、該移動端末を前記第１動作モードで動作させるステップと、
前記移動端末が通話状態中で、かつ、音声アクティブが検知された時は、該移動端末を前記第２動作モードで動作させるステップと、
を更に有することを特徴とする請求項１８に記載の移動端末の制御方法。
【請求項２１】
前記第１トランスデューサから音を伝達するステップの前に、基地局からの呼要求を前記移動端末にて受信するステップを更に有し、
前記第１トランスデューサから音を伝達するステップは、前記第１動作モードの期間中は前記トランスデューサをスピーカとして用いることによって前記移動端末のユーザに呼要求を通知するステップを含む
ことを特徴とする請求項１８に記載の移動端末の制御方法。
【請求項２２】
前記呼要求が前記移動端末で受け付けられたかどうかを判断するステップと、
前記呼が前記移動端末で受け付けられた場合、前記移動端末を前記第１動作モードから前記第２動作モードへと切り替えるステップと、
を更に有することを特徴とする請求項２１に記載の移動端末の制御方法。
【請求項２３】
前記合成信号を生成するステップは、
前記第２動作モードでは前記第１および第２トランスデューサによって受信した音響エネルギからそれぞれ作成された第１および第２の音声信号を合成するステップと、
前記第１および第２の音声信号の合成に基づいて雑音が減衰した音声信号を生成するステップと、
を更に含むことを特徴とする請求項２２に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はポータブル電子装置におけるような個人向けの音声システムに関し、より具体的にはポータブル電子装置で使用される音声処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話などのポータブル電子装置の製造業者や設計者は、それらの装置の魅力的な外観を損なわずに装置全体のサイズを小さくすることに努力を払っている。装置を小型化すると、電話に必要な機能の提供に欠かせない部品やその他の機能を提供するための部品の収容スペースが少なくなることは避けられない。ポータブル電子装置のハードウェア部品の収納スペースが減少するにつれ、付加的な機能を備えることはより難しくなる。
【０００３】
従来の携帯電話は一般に、不要な背景雑音を抑制して通話性を高めるためのノイズキャンセル機能を備えている。ノイズキャンセルは例えば、携帯電話の筐体に配置されたマイクロホンより供給される信号に対して高性能なノイズキャンセルアルゴリズムを適用することによって行われる。
【０００４】
ノイズキャンセルアルゴリズムは単一マイクロホンまたは複数マイクロホンを備えるポータブル電子装置において用いられる。単一マイクロホンの電子機器は、全ての方向から等しく音を検出する無指向性マイクロホンを有する。無指向性マイクロホンを用いたノイズキャンセルアルゴリズムでは、望む雑音と望まない雑音とを区別するのが難しい。
【０００５】
単一マイクロホンのポータブル電子装置でも複数マイクロホンのポータブル電子装置でも、背景雑音の抑圧効果を高めるために時間遅延処理法が用いられる。さらに、マイクロホンは、各側面から到来する音を受けるためのポートを備えることで、ある程度の指向性（両指向性または単一指向性）を有するように、すなわち、特定の方向から来る音に対して高感度になるようにすることができる。マルチポートの指向性マイクロホンは、単一ポート無指向性マイクロホンに比べて改良されてはいるが、別の問題、例えば風雑音を受けやすいという問題を持っている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の電子機器にも複数のマイクロホンを有するものがある。これらマイクロホンは或る方向により大きな感度を持つように設計された指向性マイクロホンである。複数のマイクロホンを用いると、ノイズキャンセルアルゴリズムは、マイクロホンの既知の空間特性を利用して、どの音をキャンセルしてどの音を増幅すべきかをより選択的に行うことができる。このように、２つ以上のマイクロホンを用いることにより、ノイズキャンセルアルゴリズムに複数の入力を供給し、ノイズキャンセルアルゴリズムの指向性を増大させることができる。しかしながら、携帯電話にマイクロホンを追加することは、ポータブル電子装置のサイズの制約による問題が発生する。したがってノイズキャンセルについて改良されたデバイスと方法が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の実施例は、筐体と、筐体内に配置された第１および第２の空間的に離れた位置にあるトランスデューサとを備えるポータブル電子装置を提供する。マルチモード音声処理回路は、第１動作モードでは第１トランスデューサから音を伝達し、第２動作モードでは第１および第２トランスデューサによって受けた音響エネルギから合成音声信号を生成する。
【０００８】
本発明の実施例では、マルチモード音声処理回路は、第１動作モードでは、第２トランスデューサによって受けた音響エネルギから音声信号を生成する。マルチモード音声処理回路は更に、第２動作モードでは、第１および第２トランスデューサによって受けた音響エネルギからそれぞれ作られた第１および第２の音声信号を合成して、雑音が減衰した音声信号を生成する。
【０００９】
本発明の更なる実施例では、第１動作モードにおいて、オーディオアンプが第１トランスデューサと接続され、第２動作モードにおいて、プリアンプが第１トランスデューサと接続される。
【００１０】
本発明の更なる実施例においては、第１トランスデューサに接続され、第１および第２動作モードの期間中、オーディオアンプの伝送路とプリアンプの伝送路とを分離しており、第１動作モードでは第１トランスデューサとオーディオアンプとを接続する第１の位置にあり、第２動作モードでは第１トランスデューサとプリアンプとを接続する第２の位置にある構成されたスイッチを更に備える。
【００１１】
本発明のいくつかの実施例は、筐体と、筐体の中に位置したマイクロホンと、筐体の中に位置してマイクロホンから離れた位置に設けられるスピーカとを備える移動端末を提供する。マルチモード音声処理回路は、そのマイクロホンに結合された第１マイクロホン入力および、スピーカに結合された第２のマイクロホン入力に対して、ノイズキャンセル処理を行う。
【００１２】
本発明の更なる実施例は、トランスデューサと連係して動作するマルチモード音声処理回路を有する移動体端末を提供する。マルチモード音声処理回路は、第１動作モードの期間中はトランスデューサをスピーカとして動作させ、第２動作モードの期間中はトランスデューサをマイクロホンとして動作させる。
【００１３】
本発明のいくつかの実施例は、第１動作モードにおいて、第１トランスデューサから音を伝達するステップと、第２動作モードにおいて、第１および第２トランスデューサによって受信した音響エネルギから合成音声信号を生成するステップとを有する移動端末の制御方法を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付の図面を参照して、本発明の実施例を詳しく説明する。図面では、説明のため、領域や特徴の相対的な寸法が誇張して示される場合がある。また、本発明は、多くの別の形態によって実施可能であり、ここに開示する実施例に限定されるべきではない。むしろ、この開示が十分かつ網羅的であり、当業者に本発明の技術的範囲を全て伝えるために、これらの実施例が提供されていると理解すべきである。ここでは、いろいろな要素を記述するときに第１、第２という用語を用いるが、これらの要素はこれらの用語には限定されるものではない。これらの用語は１つの要素を他の要素と区別するために用いているだけである。このように、本発明の技術的範囲から逸脱しない限り、以下に記述する第１の要素は第２の要素と言ってもよいし、同様に、第２の要素は第１の要素と言ってもよい。ここに用いられるように「および／または」という用語は関連する指示された項目の１または２以上の全ての組み合わせを含む意である。
【００１５】
以下、図１から５に示した本発明の実施例に基づき、本発明を説明する。本発明の実施例は、例えば移動端末のようなポータブル電子装置に用いられるマルチモード音声処理回路を提供するものである。マルチモード音声処理回路は、第１動作モードでは第１トランスデューサから音を伝達し、第２動作モードでは第１トランスデューサと第２トランスデューサによって受けた音響エネルギから合成音声信号を生成するように構成されている。すなわち、第１トランスデューサは第１動作モードでは例えば拡声器のようなスピーカとして動作し、第２動作モードではダイナミックマイクロホンのようなマイクロホンとして動作するように構成されている。従って、本発明の実施例によるマルチモード音声プロセッサを含んだポータブル電子装置は、ポータブル電子装置の筐体に実際２つのマイクロホンを備えることなく、２マイクロホンノイズキャンセラや他の音声信号処理アルゴリズムを適用することができる。このように本発明の実施例は他の部品を付け加えることなしにノイズキャンセルや他の音声処理ができる、改良された装置とその方法を提供する。
【００１６】
本発明の実施例によるマルチモード音声処理回路はポータブル電子装置に含まれる。ここで用いられている「ポータブル電子装置（portable electronic device）」という用語は、複数ライン・ディスプレイ（multi-line display）を有するもの、有しないものを含めた、移動端末、セルラ無線電話や、セルラ無線電話とデータ処理，ファクシミリ，およびデータ通信機能とを結合したパーソナル・コミュニケーション・システム（ＰＣＳ）端末、無線電話，ページャ、インターネット／イントラネットアクセス、ウェブ・ブラウザ、オーガナイザ、カレンダーおよび／またはグローバル・ポジショニング・システム（ＧＰＳ）受信機を含む情報携帯端末（ＰＤＡ）、無線電話送受信器を含んだ従来型のラップトップおよび／またはパームトップのポータブルコンピュータを含むものである。
【００１７】
図１に例示した移動端末の概略的なブロック図を参照して、本発明の実施例を説明する。図１は本発明の実施例による無線電話通信システムの例を示すもので、無線通信ネットワーク１２０の無線基地局装置（base station transceiver）２４と通信するように構成された移動端末１００を含む。移動端末１００はポータブル筐体１０１を含み、プロセッサ１５１と通信するキーボード／キーパッド１５０、ディスプレイ１４０，ボコーダ１８５，スピーカ／マイクロホン１８０，マイクロホン１９０，レシーバ１９５，音声アクティビティ検知器１９１，送受信器１３０，メモリ１６０を含む。送受信器１３０は送信回路１３３と受信回路１３６を含む。送信回路１３３は無線周波数信号を無線基地局装置２４へ送信し、受信回路１３６は無線基地局装置２４からアンテナ１１０を介して到来する音声または他の無線周波数信号を受信する。移動端末１００と無線基地局装置２４との間で伝送される無線周波数信号１２０は（例えば入力呼に対するページング信号／メッセージなどの）トラヒック信号と制御信号を含む。これらの信号は他の話者すなわち相手先との通信を確立して維持するために用いられる。
【００１８】
プロセッサ１５１は移動端末１００のさまざまな機能を受け持つ。例えば図１に示したように、プロセッサ１５１は音声／データ処理回路１５５を含む。音声／データ処理回路１５５は、受信回路１３６からの受信音声信号を復号し、復号した音声信号をスピーカ／マイクロホン１８０および／またはレシーバ１９５に供給する。本発明のいくつかの実施例では、スピーカ／マイクロホン１８０は、ポリフォニックスピーカおよび／またはハンズフリースピーカ、例えばプッシュ・トゥ・トーク・スピーカである。本発明のこれらの実施例では、レシーバ１９５がハンドセット音声受信器として移動端末１００の中に含まれていてもよい。本発明のいくつかの実施例は、図１に示したイヤホン（earpiece receiver）１９５を含まないこともある。本発明のこれらの実施例ではスピーカ／マイクロホン１８０がハンドセット音声受信器として用いられてもよい。図１に更に示すように、ポリフォニック信号、アラートおよび／またはユーザ・フィードバック用にＭＩＤＩ（musical instrument digital interface）信号がＭＩＤＩシンセサイザ１７０によってスピーカ／マイクロホン１８０に供給されてもよい。それに代わって他の形式のシンセサイザを備えてもよい。
【００１９】
音声／データ処理回路１５５はプロセッサ１５１の中に設けられている。図１には示されていないが、プロセッサ１５１には、無線通信分野の当業者には容易に理解されるような、データおよび音声通信をサポートする他の機能モジュールも設けられている。音声／データ処理回路１５５は、復調器，復号器，インタリーバ，暗号化器，無線周波数（ＲＦ）処理回路網を含む。プロセッサ１５１は、マイクロプロセッサ，マイクロコントローラ，あるいは同様のデータ処理装置等で構成され、移動端末１００における、ＤＲＡＭ，ＥＥＰＲＯＭなどの記憶素子で構成されるメモリ１６０に格納されたプログラム命令を実行する。
【００２０】
移動端末１００における送受信器１３０、音声／データ処理回路１５５、ならびに他の部品は、各種ハードウェア、ソフトウェアを用いて実現されている。例えば、送受信器１３０および／または音声／データ処理回路１５５は、カスタムＩＣ（ＡＳＩＣ）やゲートアレイのような書き込み可能な論理装置などの専用ハードウェア、および／または、マイクロプロセッサ，マイクロコントローラあるいはディジタル信号処理プロセッサ（ＤＳＰ）といったコンピューティング・デバイス上で動作するソフトウェアもしくはファームウェア、を用いて実現される。図１に示した送受信器１３０その他の回路の機能はシングルＡＳＩＣマイクロプロセッサのような単一デバイスに集積化してもよいし、複数のデバイスに分散させてもよい。これら回路の複数の側面もまとめて、ＡＳＩＣ，ＤＳＰ，マイクロプロセッサあるいはマイクロコントローラのような１または２以上のデバイスにすることもできる。ハードウェア、ソフトウェア、またはハードウェアおよびソフトウェアの組み合わせを用いたこのようないろいろな実現物をここでは一般的に「回路」と呼んでいる。移動端末１００の前記した部品は多くの従来型移動端末に含まれており、その機能に関しては当業者には一般によく知られたものである。
【００２１】
無線基地局装置２４は典型的には、セルラ網における個々のセルを区画し、無線リンク・プロトコルを用いてセル内の移動端末１００と他の移動端末との通信を行う無線送受信装置である。図１には単一の無線基地局装置２４だけが示されているが、例えば、無線通信ネットワークを規定する移動通信交換局あるいは他の装置を介して、多数の無線基地局装置が接続されうる。
【００２２】
本発明は移動端末１００のような通信装置あるいはシステムとして実施されているが、本発明はそのような装置および／またはシステムに限定されるものではない。本発明は、実施例によるマルチモード音声処理回路を用いるあらゆる装置においても実施することができる。
【００２３】
本発明のさまざまな実施例においては、移動端末１００に設けられたマルチモード音声処理回路１５７は、第１動作モードと第２動作モードの間で移動端末１００を切り替えるように構成されている。なお、マルチモード音声処理回路１５７は、本発明の実施例による動作を提供するために、増幅器などの電子回路を含んでいる。マルチモード音声処理回路１５７は、スピーカ／マイクロホン１８０（第１トランスデューサ）から音を送り、すなわちスピーカ／マイクロホン１８０を経てユーザに信号を送り、第１動作モードにあるマイクロホン１９０（第２トランスデューサ）から受けた音響エネルギから音声信号を生成するように構成されている。すなわち、スピーカ／マイクロホン１８０は第１動作モードでは、例えばラウドスピーカとして動作し、マイクロホン１９０は第１動作モードでは例えばエレクトレットマイクロホンとして動作する。移動端末１００がアイドル状態のとき、すなわち呼の待機状態のとき、あるいは基地局２４から呼の要求を受けている場合には移動端末１００は第１動作モードで動作している。第１動作モードでは、スピーカ／マイクロホン１８０はユーザに呼要求を知らせるアラート音を供給するために用いられる。上記したように、例えばポリフォニック・アラート音を供給するためのＭＩＤＩシンセサイザ１７０によってＭＩＤＩ信号がスピーカ／マイクロホン１８０に供給されうる。
【００２４】
呼が確立してアラート音がアクティブでないときには、マルチモード音声処理回路１５７は移動端末を第１動作モードから第２動作モードへと切り替わる。第２動作モードでは、マルチモード音声処理回路１５７は、スピーカ／マイクロホン１８０とマイクロホン１９０とで音響エネルギを受信するように構成されている。すなわち、第１トランスデューサ１８０は、第２動作モードではダイナミックマイクロホンとして動作し、第２トランスデューサ１９０は、第２動作モードでもやはりエレクトレットマイクロホンとして動作する。スピーカ／マイクロホン１８０とマイクロホン１９０は音響エネルギを受け、スピーカ／マイクロホン１８０とマイクロホン１９０で受けた音響エネルギからそれぞれ第１および第２の音声信号が生成される。マルチモード音声処理回路１５７は更に第１と第２の音声信号を合わせて、雑音が減衰した音声信号を生成する。このように、第２動作モードでは、スピーカ／マイクロホン１８０とマイクロホン１９０とで受けた音響エネルギから合成音声信号が生成される。
【００２５】
本発明のいくつかの実施例では、ユーザが呼に応答してプッシュトーク機能を用いているときなどのように、ハンドセットがハンズフリー動作状態にあるときは、スピーカ／マイクロホン１８０はダイナミックスピーカとダイナミックマイクロホンの両方の動作をしている。本発明のこのような実施例は、図１に示したようにポータブル電子装置の筐体内にあるマイクロホン１９０に接続された音声アクティビティ検知器１９１を含むものである。以下、このような実施例について詳細に説明する。
【００２６】
本発明の実施例によるマルチモード音声処理回路１５７を備えたポータブル電子装置は、ポータブル電子装置の筐体に実体として２つのマイクロホンを備えることなく、２マイクロホンノイズキャンセルアルゴリズムを適用できる。実施例では、スピーカ／マイクロホン１８０とマイクロホン１９０とは最大限大きな距離で離れて位置している。スピーカ／マイクロホン１８０とマイクロホン１９０との空間の関係がノイズキャンセルアルゴリズムに利用され、どちらの音をキャンセルしどちらの音を増幅するかについてより選択的になっている。例えば、マイクロホン１９０の方がユーザの声が発する場所により近い、すなわちユーザの口に近いとする。その場合にはユーザの声（音響エネルギ）がマイクロホン１９０とスピーカ／マイクロホン１８０とでは異なった時間に到達し、その振幅も異なる。従って、スピーカ／マイクロホン１８０とマイクロホン１９０が音声信号（音響エネルギ）を受ける時刻の間に時間遅延が生じる。対照的に、背景雑音はスピーカ／マイクロホン１８０とマイクロホン１９０とにほぼ同じ時刻に到着するであろう。このようにしてマルチモード音声処理回路１５７は時間遅延と振幅差及びその他の特性を用いてどの信号を増幅すべきか、どの信号を抑圧すべきかを決め、雑音が減衰した合成音声信号を出力する。
【００２７】
例えば空間的な関係、時間遅延、振幅差、スペクトル特性、人間の声の特性などを用いて、どの信号を増幅すべきか、どの信号を抑圧すべきかを決める方法である２マイクロホン（複数マイクロホン）ノイズキャンセルアルゴリズムは当業者によく知られている。従ってノイズキャンセルアルゴリズムについての詳細はここではこれ以上は議論しない。更に、マイクロホン１９０は当業者にとって公知のいずれのタイプのマイクロホンでもよく、ポータブル電子装置の中に用いることができるものであればよい。例えば、マイクロホン１９０は無指向性マクロホン、多指向性マイクロホン、マルチポートマイクロホン、コンデンサマイクロホン、エレクトレットマイクロホン、リボンマイクロホン、ダイナミックマイクロホン、ピエゾ型マイクロホンなど、本発明の技術的範囲を逸脱しないものであればどれでもよい。
【００２８】
図２の概略ブロック図を参照して、本発明の実施例によるトランスデューサ・アセンブリ１８７を説明する。図２の実施例に示したように、トランスデューサ・アセンブリ１８７は、スピーカ／マイクロホン１８０，スイッチ１８１，オーディオアンプ１８３，プリアンプ１８５を含む。スピーカ／マイクロホン１８０はダイナミックスピーカ／ダイナミックマイクロホンである。ダイナミックスピーカは通常は磁石と振動板のすぐ近くにあるコイルを含む。振動板は例えば紙またはプラスチックである。特に、スピーカ内のコイルを通して流れる電流はスピーカについている磁石の静磁界と相互作用する磁界を作る。この相互作用はコイルとコイルにくっついている振動板を定常磁界に対して相対的に動かすことになる。振動板が上下に動くと周りの空気を圧縮・膨張させ音響エネルギを作る。ダイナミックマイクロホンの機能はダイナミックスピーカと非常に似通っているが、逆向きである。マイクロホンはスピーカと同様に音に敏感な装置であり、会話、背景雑音，音楽などを記憶または増幅システムへ送信（運搬）する。ダイナミックマイクロホンは交番空気圧、すなわち音響エネルギが振動板（紙またはプラスチック）を動かし、それがダイナミックマイクロホンの永久磁石の磁場の中にある線状コイルを動かすものである。磁界中をコイルが動くことによって線状コイルの中に電流が発生するが、これは交番空気圧すなわち音響エネルギを表している。このように本発明の実施例によるスピーカ／マイクロホン１８０は上記したようにスピーカとしてもマイクロホンとしても動作するように構成されている。なお、本発明はここではダイナミックスピーカとダイナミックマイクロホンについて議論したが、本発明の実施例はこの形態に限るものではない。
【００２９】
図２に更に示したように、本発明の実施例によるトランスデューサ・アセンブリ１８７にはスピーカ／マイクロホン１８０が含まれる。図示したように、トランスデューサ・アセンブリはオーディオアンプ１８３，を含んでいる。オーディオアンプ１８３は、第１動作モードの期間中、スピーカ／マイクロホン１８０（すなわちスピーカ）へ信号が伝送される前に信号を増幅するために設けられている。オーディオアンプ１８３は、図示の如くシンセサイザ１７０から、あるいはポータブル電子装置のダウンリンク音声回路から、受信した音響信号を増幅する。トランスデューサ・アセンブリ１８７はまた、プリアンプ１８５を含んでいる。プリアンプ１８５は、第２動作モードの期間中、スピーカ／マイクロホン１８０から受信した音響信号を増幅するために備えられている。第１のプリアンプ１８５は、受信した音響信号をマルチモード音声処理回路１５７の第１マイクロホン入力ＩＮ１へ伝送するように構成されていて、ノイズキャンセルアルゴリズムが適用される。第１のプリアンプ１８５は例えば０．１ｍＶから約２０ｍＶまでの低電圧信号を受信して、その信号を増幅してプロセッサ１５１に伝送するように構成されている。
【００３０】
図２に更に示したように、第２のプリアンプ１８６がマイクロホン１９０に接続されている。第２のプリアンプ１８６は、第２動作モードの期間中、マイクロホン１９０から受信した音響信号を増幅するために備えられている。第２のプリアンプ１８６は受信した音響信号をマルチモード音声処理回路１５７の第２のマイクロホン入力ＩＮ２へ送信するように構成されていて、ノイズキャンセルアルゴリズムが適用される。
【００３１】
スイッチ１８１は、オーディオアンプ１８３への伝送路をプリアンプ１８５への伝送路から分離するために備えられている。スイッチ１８１が第１の位置Ａにあるときは、オーディオアンプ１８３がスピーカ／マイクロホン１８０に接続され、プリアンプ１８５はスピーカ／マイクロホン１８０から切り離される（第１動作モード）。一方、スイッチが第２の位置Ｂにあるときは、プリアンプ１８５がスピーカ／マイクロホン１８０に接続され、オーディオアンプ１８３はスピーカ／マイクロホン１８０から切り離される（第２動作モード）。図２に示したように、スイッチの動作は、図１を用いて上述したようにプロセッサ１５１の中のマルチモード音声処理回路１５７によって制御される。なお、図２に示したトランスデューサ・アセンブリ１８７の実施例は例示的な目的でのみ示したものであり、本発明の実施例はこの構成に限定されるものではない。
【００３２】
つぎに、図３を参照して、本発明の実施例によるマルチモード音声処理回路を含むポータブル電子装置の動作を説明する。この動作はブロック３１０で始まり、第１動作モードの期間中、第１トランスデューサから音を伝達する。第１動作モードの期間中では、第１トランスデューサはスピーカ、例えばダイナミックスピーカとして動作する。トランスデューサはポータブル電子装置，例えば移動端末に設けられている。これらの実施例では、トランスデューサは、移動端末がアイドル状態、すなわち呼の要求を受信していない場合または呼を受信中のときに、第１動作モードにて動作する。
【００３３】
第２動作モードでは、第１トランスデューサと第２トランスデューサで受信した音響エネルギから合成音声信号を生成する（ブロック３２０）。第２動作モードの期間中は、第１および第２トランスデューサはマイクロホンとして動作するように構成されている。移動端末への呼の要求が移動端末のユーザによって受付けられたときに、移動端末は第２動作モードにて動作する。本発明のいくつかの実施例では、マルチモード音声処理回路が第１および第２トランスデューサからの音響エネルギ／音声信号をそれぞれ第１および第２のマイクロホン入力部で受信して、第２動作モードにある第１および第２トランスデューサによって受信した音響エネルギから合成音声信号を生成するように構成されている。このようにして、２マイクロホンノイズキャンセルアルゴリズムを、実体としては１つしかマイクロホンを有していない移動端末に適用できて、これによって移動端末の筐体に追加的な他の機能を導入するためのスペースができる。
【００３４】
つぎに、図４を参照して、本発明の別の実施例によるマルチモード音声処理回路を含むポータブル電子装置の動作を説明する。この動作はブロック４１０で始まり、呼の要求をポータブル電子装置、例えば移動端末で受信したかどうかを決定する。呼の要求を受信していない場合は、呼の要求を移動端末で受信するまで移動端末はアイドル状態のままである。一方、呼の要求を移動端末が受信した場合は、第１動作モードにある第１トランスデューサを用いて呼の要求があることをユーザに通知する（ブロック４２０）。呼の要求を移動端末で受け付けられたかどうかを判断する（ブロック４３０）。呼の要求が受け付けられなかった場合は、この呼が受け付けられるか呼の要求が終了するまで移動端末はユーザへのアラート（ブロック４２０）を継続する。呼の要求が受け付けられた場合には移動端末は第１動作モードから第２動作モードへ切り替えられる（ブロック４４０）。
【００３５】
第２動作モードにおいては、音響エネルギが第１および第２トランスデューサで受信される（ブロック４５０）。トランスデューサの１つは音響エネルギ源、例えばユーザの口のより近くの位置にあるから、第１および第２トランスデューサは、例えば人の声によって作られた音響エネルギを異なった時刻と異なった振幅で受信する。マルチモード音声処理回路は第１および第２トランスデューサからの音響エネルギをそれぞれ第１および第２のマイクロホン入力部で受信して、第２動作モード状態にある第１および第２トランスデューサによって受信した音響エネルギから作られた、それぞれ第１および第２の音声信号を合成する（ブロック４６０）。合成した第１および第２の音声信号に基づいて、単一の、雑音が減衰した音声信号を生成する（ブロック４７０）。
【００３６】
つぎに、図５を参照して、本発明の、さらに別の実施例によるマルチモード音声処理回路を含むポータブル電子装置の動作を説明する。この動作はブロック５１０で始まり、呼の要求をポータブル電子装置、例えば移動端末で受信したかどうかを決定する。呼の要求を受信していない場合は、呼の要求を移動端末で受信するまでは移動端末はアイドル状態のままである。一方、呼の要求を移動端末が受信した場合は、第１動作モードにある第１トランスデューサを用いて呼の要求があることをユーザに通知する（ブロック５２０）。呼の要求を移動端末で受け付けられたかどうかを判断する（ブロック５３０）。呼の要求が受け付けられなかった場合は、この呼が受け付けられるか呼の要求が終了するまで移動端末はユーザへのアラート（ブロック５２０）を継続する。呼の要求が受け付けられた場合には、移動端末は音声アクティブが検知されたかどうか判断する（ブロック５４０）。音声アクティブは例えば図１に示したようにマイクロホン１９０に接続された音声アクティビティ検知器１９１によって検知される。本発明のこれらの実施例では、ユーザがプッシュトーク機能のような移動端末の、例えばハンズフリー操作を用いて呼に出ている場合にはスピーカ／マイクロホンはダイナミックスピーカとしてもダイナミックマイクロホンとしても動作する。
【００３７】
マイクロホンで音声アクティビティが所定の閾値を超えていると検知されると（ブロック５４０）、スピーカ／マイクロホンはマイクロホンとして動作する（ブロック５５０）。第２動作モードにおいては、マイクロホンとスピーカ／マイクロホンで音響エネルギが受信される。トランスデューサの１つが音響エネルギ源、例えば人の口のより近いところに位置するので、マイクロホンとスピーカ／マイクロホン（第１および第２トランスデューサ）は、例えば人の声で作られた音響エネルギを異なった時刻と異なった振幅で受信する。マルチモード音声処理回路は第１および第２トランスデューサからの音響エネルギをそれぞれ第１および第２のマイクロホン入力部で受信して、第２動作モード状態にある第１および第２トランスデューサによって受信した音響エネルギから作られた、それぞれ第１および第２の音声信号を合成する（ブロック５６０）。合成した第１および第２の音声信号に基づいて、単一の、雑音が減衰した音声信号を生成する（ブロック５７０）。一方、音声アクティブがマイクロホンで検知されなかったときには（ブロック５４０）、スピーカ／マイクロホンは第１動作モードのスピーカとして動作し（ブロック５４５）、マイクロホンの伝送路は音声アクティブが検知されるまで切り離されたままになる。
【００３８】
以上、図１から５を用いて説明したように、本発明の実施例によるマルチモード音声処理回路を含むポータブル電子装置は、ポータブル電子装置の筐体内に第２の実体のあるマイクロホンを備えていなくても２マイクロホンノイズキャンセルアルゴリズムを適用することができる。したがって、本発明の実施例によるマルチモード音声処理回路を含む装置は、筐体の全体寸法を増加させずに、改良されたノイズキャンセラを提供することができる。更に、ダイナミックマイクロホンを用いると、例えばアンテナとの干渉がエレクトレットマイクロホンに比べて減少する。
【００３９】
以上、図面および説明により、本発明の典型的な実施例を開示した。専門用語も用いたが、一般的かつ記述的な意味合いでのみ用いたものであり、発明の範囲を限定することを意図したものではない。本発明の技術的範囲は請求の範囲によって定義される。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明のいくつかの実施例による、マルチモード音声処理回路を含む移動端末を示す概略ブロック図である。
【図２】本発明の別の実施例による、マルチモード音声処理回路の動作に関係するトランスデューサ・アセンブリの概略ブロック図である。
【図３】本発明のいくつかの実施例による、マルチモード音声処理回路を含むポータブル電子装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の別の実施例による、マルチモード音声処理回路を含むポータブル電子装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明のさらに別の実施例による、マルチモード音声処理回路を含むポータブル電子装置の動作を示すフローチャートである。
【図１】
2007535219.tif 000002
【図２】
2007535219.tif 000003
【図３】
2007535219.tif 000004
【図４】
2007535219.tif 000005
【図５】
2007535219.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成17年9月2日(2005.9.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、
前記筐体内において、空間的に離れた位置に配置された第１および第２トランスデューサと、
第１動作モードでは前記第１トランスデューサから音をユーザに伝達し、第２動作モードでは前記第１および第２トランスデューサによってユーザから受信した音響エネルギから合成音声信号を生成するように構成されたマルチモード音声処理回路と、
前記第１動作モードにおいて、前記第１トランスデューサと接続されるオーディオアンプと、
前記第２動作モードにおいて、前記第１トランスデューサと接続されるプリアンプと、
を備えることを特徴とするポータブル電子装置。
【請求項２】
前記マルチモード音声処理回路は、前記第１動作モードでは、前記第２トランスデューサによって受信した音響エネルギから音声信号を生成することを特徴とする請求項１に記載のポータブル電子装置。
【請求項３】
前記マルチモード音声処理回路はさらに、前記第２動作モードでは、前記第１および第２トランスデューサによって受信した音響エネルギからそれぞれ作成された第１および第２の音声信号を合成して、雑音が減衰した音声信号を生成することを特徴とする請求項１に記載のポータブル電子装置。
【請求項４】
前記第１トランスデューサに接続され、前記第１および第２動作モードの期間中、前記オーディオアンプの伝送路と前記プリアンプの伝送路とを分離しており、前記第１動作モードでは前記第１トランスデューサと前記オーディオアンプとを接続する第１の位置にあり、前記第２動作モードでは前記第１トランスデューサと前記プリアンプとを接続する第２の位置にあるように構成されたスイッチをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のポータブル電子装置。
【請求項５】
筐体と、
前記筐体内に設けられるマイクロホンと、
前記筐体内において前記マイクロホンから離れた位置に設けられるスピーカと、
前記マイクロホンに結合された第１マイクロホン入力および、前記スピーカに結合された第２マイクロホン入力に対して、ノイズキャンセル処理を行うマルチモード音声処理回路と、
前記第１動作モードにおいて、前記第１トランスデューサと接続されるオーディオアンプと、
前記第２動作モードにおいて、前記第１トランスデューサと接続されるプリアンプと、
を備えることを特徴とする移動端末。
【請求項６】
前記スピーカはトランスデューサを備え、
前記マルチモード音声処理回路は、前記第１動作モードでは前記トランスデューサから音を伝達し、第２動作モードでは前記マイクロホンと前記トランスデューサとによって受信した音響エネルギから合成音声信号を生成することを特徴とする請求項５に記載の移動端末。
【請求項７】
前記マルチモード音声処理回路は、前記第１動作モードでは前記マイクロホンによって受信した音響エネルギから音声信号を生成することを特徴とする請求項６に記載の移動端末。
【請求項８】
前記マルチモード音声処理回路はさらに、前記第２動作モードでは前記マイクロホンと前記トランスデューサとによって受信した音響エネルギからそれぞれ作成された第１および第２の音声信号を合成して、雑音が減衰した音声信号を生成することを特徴とする請求項６に記載の移動端末。
【請求項９】
前記第１トランスデューサに接続され、前記第１および第２動作モードの期間中、前記オーディオアンプの伝送路と前記プリアンプの伝送路とを分離しており、前記第１動作モードでは前記第１トランスデューサと前記オーディオアンプとを接続する第１の位置にあり、前記第２動作モードでは前記第１トランスデューサと前記プリアンプとを接続する第２の位置にあるように構成されたスイッチをさらに備えることを特徴とする請求項５に記載の移動端末。
【請求項１０】
トランスデューサと連係し、第１動作モードの期間中は前記トランスデューサをスピーカとして動作させ、第２動作モード期間中は前記トランスデューサをマイクロホンとして動作させるマルチモード音声処理回路と、
前記第１動作モードにおいて、前記第１トランスデューサと接続されるオーディオアンプと、
前記第２動作モードにおいて、前記第１トランスデューサと接続されるプリアンプと、
ことを特徴とする移動端末。
【請求項１１】
前記トランスデューサは、第１トランスデューサを備えており、
前記移動端末はさらに、
前記第１トランスデューサが設けられる筐体と、
前記筐体内において前記第１トランスデューサとは空間的に離れた位置に設けられる第２トランスデューサと、
を有し、
前記マルチモード音声処理回路はさらに、第１動作モードでは前記第１トランスデューサから音を伝達し、第２動作モードでは前記第１および第２トランスデューサによって受信した音響エネルギから合成音声信号を生成する
ことを特徴とする請求項１０に記載の移動端末。
【請求項１２】
前記マルチモード音声処理回路は、前記第１動作モードでは前記第２トランスデューサによって受信した音響エネルギから音声信号を生成することを特徴とする請求項１１に記載の移動端末。
【請求項１３】
前記マルチモード音声処理回路はさらに、前記第２動作モードでは前記第１および第２トランスデューサによって受信した音響エネルギからそれぞれ作成された第１および第２の音声信号を合成して、雑音が減衰した音声信号を生成することを特徴とする請求項１１に記載の移動端末。
【請求項１４】
前記第１トランスデューサに接続され、前記第１および第２動作モードの期間中、前記オーディオアンプの伝送路と前記プリアンプの伝送路とを分離しており、前記第１動作モードでは前記第１トランスデューサと前記オーディオアンプとを接続する第１の位置にあり、前記第２動作モードでは前記第１トランスデューサと前記プリアンプとを接続する第２の位置にあるように構成されたスイッチをさらに備えることを特徴とする請求項１３に記載の移動端末。
【請求項１５】
移動端末の制御方法であって、
基地局からの呼要求を前記移動端末にて受信するステップと、
第１動作モードにおいて、第１トランスデューサから音を伝達するステップと、
第２動作モードにおいて、前記第１および第２トランスデューサによって受信した音響エネルギから合成音声信号を生成するステップと、
を有し、
前記第１トランスデューサから音を伝達するステップは、前記第１動作モードの期間中は前記トランスデューサをスピーカとして用いることによって前記移動端末のユーザに呼要求を通知するステップを含む
ことを特徴とする移動端末の制御方法。
【請求項１６】
前記移動端末がアイドル状態または呼の待ち状態中は、該移動端末を前記第１動作モードで動作させるステップと、
前記移動端末が通話状態中は、該移動端末を前記第２動作モードで動作させるステップと、
を更に有することを特徴とする請求項１５に記載の移動端末の制御方法。
【請求項１７】
前記移動端末がアイドル状態または呼の待ち状態中は、該移動端末を前記第１動作モードで動作させるステップと、
前記移動端末が通話状態中で、かつ、音声アクティブが検知されなかった時は、該移動端末を前記第１動作モードで動作させるステップと、
前記移動端末が通話状態中で、かつ、音声アクティブが検知された時は、該移動端末を前記第２動作モードで動作させるステップと、
を更に有することを特徴とする請求項１５に記載の移動端末の制御方法。
【請求項１８】
前記呼要求が前記移動端末で受け付けられたかどうかを判断するステップと、
前記呼が前記移動端末で受け付けられた場合、前記移動端末を前記第１動作モードから前記第２動作モードへと切り替えるステップと、
を更に有することを特徴とする請求項１５に記載の移動端末の制御方法。
【請求項１９】
前記合成信号を生成するステップは、
前記第２動作モードでは前記第１および第２トランスデューサによって受信した音響エネルギからそれぞれ作成された第１および第２の音声信号を合成するステップと、
前記第１および第２の音声信号の合成に基づいて雑音が減衰した音声信号を生成するステップと、
を更に含むことを特徴とする請求項１８に記載の移動端末の制御方法。
【国際調査報告】
2007535219.tif 000007
2007535219.tif 000008
2007535219.tif 000009