(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
前面が開口する箱形の筐体ベースと当該筐体ベースの前面開口を閉塞する筐体パネルとからなる筐体内にスピーカ及び回路基板が収納され、当該回路基板が前記筐体パネルの背面に固定され、前記筐体ベースの側壁と前記筐体パネルと前記回路基板で後気室が前記スピーカの後方に形成され、前記筐体パネルは、前方から前記筐体ベース前面に着脱自在に取り付けられることを特徴とする拡声通話装置。
【請求項２】
前記スピーカの高域共振周波数を補正するためのフィルタが前記回路基板に実装されることを特徴とする請求項１記載の拡声通話装置。
【請求項３】
前記スピーカの低域共振周波数を補正するためのフィルタが前記回路基板に実装されることを特徴とする請求項２記載の拡声通話装置。
【請求項４】
前記スピーカと前記筐体からなるスピーカシステムの最低共振周波数以下の周波数帯域を補正する補正回路が前記回路基板に実装されることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の拡声通話装置。
【請求項５】
信号処理によって欠落した音声信号の高域成分を補完する補完回路が前記回路基板に実装されることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の拡声通話装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インターホンシステムなどに用いられる拡声通話装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スピーカおよびマイクロホンを備えた拡声通話装置では、拡声通話装置の筐体の前方において、所定の音質および音量を確保する必要がある。しかしながら、スピーカの前方への放射音とスピーカの後方への放射音とが逆位相の関係にあるため、双方の放射音がスピーカの周辺で干渉して打ち消される虞がある。そのために一般的な拡声通話装置では、スピーカをねじで筐体に固定することにより、筐体を仕切り箱(エンクロージャ)とし、スピーカの前気室と後気室を分離して放射音が打ち消し合うことを防いでいる。
【０００３】
上記のような構造において、後気室が密閉形で容量が極端に小さい場合、空気のスティフネス分によって振動板の動きが抑えられるため、スピーカ前方への放射音圧が低下する。さらには、スピーカシステム(スピーカ＋筐体)の最低共振周波数focはスピーカの最低共振周波数foよりも高くなり、低音域の再生帯域が制限されることになる。そのために従来の拡声通話装置においては、スピーカの背面に回路基板が配置される場合、十分な容積の後気室を確保するために回路基板に貫通孔が設けられていた(例えば、特許文献１参照)。
【０００４】
しかしながら、エンクロージャ内部において、回路基板の貫通孔によるスピーカ後方の放射音の回折効果により、エンクロージャ内部に音場の乱れが発生する虞がある。さらに、拡声通話装置の筐体の奥行き寸法とスピーカの放射音の波長がほぼ一致してしまうために、スピーカ後方への放射音と筐体後面での１次反射音が合成されて定常波(共鳴・共振現象)が発生し、特定の周波数成分およびその周辺成分が筐体前方に放射されなくなり、拡声通話装置に必要な音質および音量を損ねてしまうという問題があった。
【０００５】
一方、本出願人は、一端が閉塞し他端が開口した音響管を後気室内に設けることにより、後気室の容量が極端に小さくても最低共振周波数focの低下を抑えることができるとともに、筐体内部の音場の乱れや定常波の影響を受け難い、薄型かつ小型の拡声通話装置を提案している(特許文献２参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３９５３３７５号公報
【特許文献２】特許第３９７６０７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１記載の従来例では、後面が開口した箱形の前部筐体に、平板状の絶縁薄板が後方からねじ止めされて筐体が組み立てられるとともに、前部筐体と絶縁薄板を固定するねじによって回路基板が前部筐体に固定されるようになっている。したがって、前部筐体と絶縁薄板が簡単に分離できない構造であるため、配線作業が非常に行い難いという問題があった。
【０００８】
また、特許文献２記載の従来例では、スピーカが専用のハウジングで囲まれているため、ハウジングの厚みが邪魔をしてスピーカの後方に回路基板が設置できない場合がある。そして、スピーカの後方に回路基板が設置できない場合、回路基板を収納するために別のハウジングが必要になったり、スピーカを収納するハウジングを大型化して回路基板を収納しなければならないためにコストアップや大型化を招くという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、低コスト且つ省施工でありながら高音質及び高音量が得られる拡声通話装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の拡声通話装置は、前面が開口する箱形の筐体ベースと当該筐体ベースの前面開口を閉塞する筐体パネルとからなる筐体内にスピーカ及び回路基板が収納され、当該回路基板が前記筐体パネルの背面に固定され、前記筐体ベースの側壁と前記筐体パネルと前記回路基板で後気室が前記スピーカの後方に形成され、前記筐体パネルは、前方から前記筐体ベース前面に着脱自在に取り付けられることを特徴とする。
【００１１】
この拡声通話装置において、前記スピーカの高域共振周波数を補正するためのフィルタが前記回路基板に実装されることが好ましい。
【００１２】
この拡声通話装置において、前記スピーカの低域共振周波数を補正するためのフィルタが前記回路基板に実装されることが好ましい。
【００１３】
この拡声通話装置において、前記スピーカと前記筐体からなるスピーカシステムの最低共振周波数以下の周波数帯域を補正する補正回路が前記回路基板に実装されることが好ましい。
【００１４】
この拡声通話装置において、信号処理によって欠落した音声信号の高域成分を補完する補完回路が前記回路基板に実装されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の拡声通話装置は、低コスト且つ省施工でありながら高音質及び高音量が得られるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態の拡声通話装置を示し、(ａ)は正面図、(ｂ)は同図(ａ)の分解断面図、(ｃ)は同図(ａ)のＡ−Ａ線断面矢視図である。
【図２】同上における筐体パネル及び回路基板の背面図である。
【図３】同上における筐体ベースを示し、(ａ)は正面図、(ｂ)は同図(ａ)のＡ−Ａ線断面矢視図、(ｃ)は背面図である。
【図４】同上の一部省略したブロック図である。
【図５】同上の周波数特性を説明するための説明図である。
【図６】同上におけるフィルタの周波数特性を説明するための説明図である。
【図７】同上の補完された周波数特性を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、集合住宅用インターホンシステムにおいて集合住宅の共用玄関に設置される拡声通話装置(ロビーインターホン)に本発明の技術思想を適用した実施形態について説明する。但し、本発明の技術思想が適用可能な拡声通話装置はロビーインターホンに限定されるものではない。
【００１８】
本実施形態の拡声通話装置は、図１に示すように筐体ベース２と筐体パネル３からなる箱形の筐体１内にスピーカ４やマイクロホン５、液晶ディスプレイ７、回路基板６などが収納されて構成される。
【００１９】
筐体ベース２は、前面が開口する矩形箱形の合成樹脂成形体からなり、図３に示すように前端部分には外側に突出するフランジ部20が全周に渡って形成されている。そして、筐体ベース２は、壁などの造営材に設けられる取付孔(図示せず)に、フランジ部20よりも後方の部位が埋め込まれるようにして設置される。なお、図示は省略するが、筐体ベース２内には回路基板６とは別の回路基板が収納される。この回路基板は、音声信号や制御信号の伝送処理及び信号処理などを行う回路が実装されており、筐体ベース２内に設けられる端子台(図示せず)を介して外部の伝送線や給電線と接続される。
【００２０】
筐体パネル３は、矩形平板状の合成樹脂成形体からなり、前方からフランジ部20に固定されることで筐体ベース２の前面開口を塞ぐものである。すなわち、筐体ベース２が取付孔に埋込設置され、上述した端子台に伝送線や給電線が接続される配線作業が完了した後、筐体ベース２の前面開口が筐体パネル３によって閉塞されるので、特許文献１記載の従来例と比較して配線作業の作業性が向上(省施工化)している。なお、図示は省略するが、筐体パネル３とフランジ部20とはねじ止めや嵌合、係合などの着脱可能な周知の構造で固定される。
【００２１】
筐体パネル３の背面にスピーカ４、マイクロホン５、液晶ディスプレイ７、回路基板６が取り付けられる。回路基板６は、図２に示すように長方形型のプリント配線板に、図４に示す信号処理回路10、D/A変換器11、A/D変換器12、スピーカアンプ13、マイクロホンアンプ14などが実装されて構成されている。また、回路基板６は下側の左右両端にねじ挿通孔(図示せず)が形成されている。一方、筐体パネル３の背面側には左右一対のボス30が突設されており、ねじ挿通孔に挿通された固定ねじ８がボス30に締め付けられることで回路基板６が筐体パネル３の背面側に固定される(図１及び図２参照)。さらに、筐体パネル３背面の上部には鈎形の係止片31が突設されており、回路基板６の上部に係止片31が係止される。
【００２２】
マイクロホン５は筐体パネル３の背面に取り付けられ、回路基板６に実装されているマイクロホンアンプ15と電線(図示せず)で接続されている。なお、筐体パネル３にはマイクロホン５の取付位置に円形のマイク用孔32が設けられている。また、液晶ディスプレイ７も筐体パネル３の背面中央に取り付けられ、回路基板６に実装されている液晶駆動回路(図示せず)とケーブル(図示せず)で接続されている。なお、筐体パネル３の中央部分には矩形の窓孔33が開口しており、液晶ディスプレイ７の前面(表示面)が窓孔33を通して筐体パネル３の前面側に露出する。
【００２３】
スピーカ４は厚みが数ミリメートルの圧電スピーカからなり、筐体パネル３の背面に取り付けられる。スピーカ４の背面には弾性材料からなるスピーカ押さえ９が配置されている。このスピーカ押さえ９は、圧縮された状態でスピーカ４と回路基板６との間に介装されており、その復元力(弾性力)によってスピーカ４を筐体パネル３の背面に押し付けている(図１(ｃ)参照)。なお、筐体パネル３にはスピーカ４の放射音を前方へ放射するための多数のスピーカ用孔34が形成されている(図１(ａ)参照)。
【００２４】
筐体ベース２と筐体パネル３が結合されて筐体１が組み立てられると、図１(ｃ)に示すように筐体ベース２の左右両側の側壁と筐体パネル３と回路基板６で固まれた後気室Ｓがスピーカ４の後方に形成される。ここで、スピーカ４の前面と筐体パネル３の背面との間には、スピーカ押さえ９によってスピーカ４の前面が筐体パネル３の背面と密着しているために殆ど隙間が生じず、後気室Ｓが密閉されることになる。したがって、密閉された後気室Ｓがスピーカ４の後方に形成されているため、スピーカ４の前方への放射音と、当該放射音と逆位相であるスピーカ４の後方への放射音との干渉を抑制することができる。しかも、後気室Ｓを形成する回路基板６には、特許文献１記載の従来例のような貫通孔が設けられていないので、当該貫通孔の回折効果によって後気室Ｓ内の音場に乱れが発生することがない。
【００２５】
また、本実施形態における後気室Ｓは、前後方向の奥行き寸法(図１(ｃ)における左右方向の幅寸法)ｄが10ミリメートル以下である。したがって、スピーカ４から後気室Ｓ内に放射される音波と、回路基板６で１次反射する音波とが合成されて定常波が生じた場合、その定常波の周波数が、一般的な音声の周波数帯域よりも高い周波数(17キロヘルツ以上)となる。故に、特定の周波数成分およびその周辺成分が筐体１の前方に放射されなくなって音質および音量を損ねてしまう虞は無い。さらに、後気室Ｓは奥行き寸法が10ミリメートル以下であるが、縦横の寸法が筐体パネル３と同程度の寸法であるから、拡声通話装置に必要とされる高音質且つ高音量の音声の放射に必要充分な容積が確保できる。
【００２６】
また、後気室Ｓが筐体１と回路基板６のみで形成されるため、特許文献２記載の従来例のように後気室の形成だけを目的とした専用の構造が不要となって低コスト化を図ることができる。
【００２７】
ところで、本実施形態の拡声通話装置では、高音質化を図るためにスピーカ４から放射される通話音声の周波数特性を補正している。ここで、通話音声の低域又は高域の何れか一方のみが強調された場合、人によっては違和感や不快感を感じることがある。したがって、違和感や不快感を感じる人をできるだけ少なくするためには、低域から高域に渡って平坦(フラット)な周波数特性であることが望ましいと考えられる。
【００２８】
図５における実線Ｙは、筐体１とスピーカ４からなるスピーカシステムの周波数特性を示し、同図における実線Ｘは、スピーカ４の高域共振周波数fh及び低域共振周波数(最低共振周波数foc)を信号処理回路10で補正した後の周波数特性を示している。つまり、実線Ｙの周波数特性(補正前の周波数特性)に比べて、実線Ｘの周波数特性(補正後の周波数特性)が平坦化されている。
【００２９】
ここで、信号処理回路10には図６に実線で示す周波数特性を有するフィルタが搭載されている。つまり、相手側の通話装置(例えば、集合住宅の各住戸に設置された住戸機)から伝送されてくる音声(受話音声)が前記フィルタでフィルタリングされることにより、受話音声の周波数特性が図５の実線Ｘで示す周波数特性に補正される。信号処理回路10は、例えば、ディジタル・シグナル・プロセッサ(DSP)からなり、高域共振周波数fh及び最低共振周波数focを各別に含む狭い範囲で信号レベルを僅かに低下させる周波数特性(図６の実線参照)を有したフィルタをIIR型のディジタルフィルタで実現している。このようなディジタルフィルタは、従来周知である２次のバイカッド・フィルタが３個直列に接続された６次のフィルタとして形成可能である。
【００３０】
また、補正後の周波数特性において不足している低域(スピーカシステムの最低共振周波数foc以下の周波数帯域)については、信号処理回路10に搭載される補正回路で補正することが好ましい。本実施形態における補正回路は倍音発生器からなり、スピーカ４の放射音に含まれない低音(例えば、100ヘルツと200ヘルツの音)の倍音(例えば、300ヘルツ、400ヘルツ、500ヘルツなどの音)を生成してスピーカ４から放射させる。つまり、基本周波数(100ヘルツや200ヘルツ)の音(基音)が存在しなくても、その倍音(300ヘルツ、400ヘルツ、500ヘルツなどの音)が聞こえていれば、基音が聞こえていると人が錯覚することを利用して、低域を補正することができる。
【００３１】
ところで、音声信号がディジタル伝送される場合、通常、伝送効率を向上するために音声情報(音声データ)が圧縮されるのであるが、非可逆音声圧縮では人の耳に聞こえ難い高域の音が削除されてしまう。そこで、信号処理(圧縮処理)によって欠落した音声信号の高域成分を補完する補完回路を信号処理回路10に搭載することが好ましい。補完回路は、例えば、受話音声の音声データから欠落した高域成分をリアルタイムに解析し、当該音声データに含まれる中域の倍音成分を複製することで高域成分を生成するとともに、生成した高域成分を滑らかに繋ぐ処理を行う。このように補完回路によって受話音声の高域成分を補完すれば(図７の斜線部分Ｚ参照)、圧縮によって欠落した高音を再現してスピーカ４から放射させることができる。
【符号の説明】
【００３２】
１  筐体
２  筐体ベース
３  筐体パネル
４  スピーカ
６  回路基板
Ｓ  後気室
【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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【図７】
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