(57)【要約】【課題】  ハウリングを防止するとともに小型化を図ることができる通話装置を提供する。【解決手段】  ハウジングＡ１と、ハウジングＡ１内に配置されて、外部から伝達された音声情報を表面に設けた振動板から出力するスピーカＳＰと、ハウジングＡ１の内面とスピーカＳＰの表面側とで囲まれた前気室Ｂｆと、ハウジングＡ１の内面とスピーカＳＰの裏面側とで囲まれた後気室Ｂｒと、集音面を前気室内に向けて配置して、集音した音声を電気信号に変換した音声信号を出力する第１のマイクロホンＭ１と、集音面をハウジングＡ１外に向けて配置して、集音した音声を電気信号に変換した音声信号を出力する第２のマイクロホンＭ２と、第２のマイクロホンＭ２で集音した音声信号から第１のマイクロホンＭ１で集音した音声信号を除去して外部へ伝達する音声処理部１０とを備える。【選択図】図１
2008109524.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
ハウジング内に配置されて、外部から伝達された音声情報を一方面側から出力するスピーカと、
ハウジングの内面とスピーカの一方面側とで囲まれた前気室と、
ハウジングの内面とスピーカの他方面側とで囲まれた後気室と、
集音面を前気室内に向けて配置して、集音した音声を電気信号に変換した音声信号を出力する第１のマイクロホンと、
集音面をハウジング外に向けて配置して、集音した音声を電気信号に変換した音声信号を出力する第２のマイクロホンと、
第２のマイクロホンで集音した音声信号から第１のマイクロホンで集音した音声信号を除去して外部へ伝達する音声処理部とを備える
ことを特徴とする通話装置。
【請求項２】
前記後気室は、前記ハウジングの内面とスピーカの他方面側とで密閉された空間であることを特徴とする請求項１記載の通話装置。
【請求項３】
前記第１のマイクロホンは、前記スピーカの振動板に対向して配置することを特徴とする請求項１または２記載の通話装置。
【請求項４】
前記第２のマイクロホンは、前記後気室に接することなく、前記スピーカに隣接して配置されることを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載の通話装置。
【請求項５】
前記第１，第２のマイクロホンは、同一基板上にパターン配線されて実装されることを特徴とする請求項１乃至４いずれか記載の通話装置。
【請求項６】
前記第１，第２のマイクロホンが実装された基板は、第１のマイクロホンの集音面が前気室内に向き、第２のマイクロホンの集音面がハウジング外に向くように、ハウジングの外面に取り付けられることを特徴とする請求項５記載の通話装置。
【請求項７】
前記ハウジングは、屋内の天井面、壁面、床面に設置されて電力及び情報信号を伝送する少なくとも１系統の配線に電気的に接続された第１の接続部に電気的に直接接続して電力供給を受け、第１の接続部との間で情報信号を授受するための第２の接続部を備え、前記スピーカは第２の接続部を介して伝達された音声情報を出力し、前記第１，第２のマイクロホンは前記信号処理部及び第２の接続部を介して音声情報を伝達し、第１の接続部の配置及び形状の形態の定型化に対応して第２の接続部の形態を定形としていることを特徴とする請求項１乃至６いずれか記載の通話装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通話装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、インターホンシステム等で屋内に設置される通話装置があり、他の場所に設置された通話装置からの音声を出力するスピーカや、他の通話装置へ伝達する音声を入力するマイクロホン等を備えている。
【０００３】
そして、スピーカから発生した音声がマイクロホンに回り込むとハウリングが生じることになるから、様々なハウリング防止対策が採られている。例えば、第１の従来例として、スピーカとマイクロホンを含むループ回路が通話装置内で形成され、このループゲインが１を越えるとハウリングが発生するから、ループ回路内に設けた可変損失回路での損失量を調節することにより、ループゲインが１以下となるようにしてハウリングを防止するものがある。ここで、送話信号と受話信号とのうち信号レベルが小さいほうは重要ではないとみなし、信号レベルが小さいほうの伝送路に挿入された可変損失回路の伝送損失を大きくするようにしている。
【０００４】
しかし、上記第１の従来例では、マイクロホンとスピーカとの距離が近いと、スピーカからマイクロホンに回り込む受話音声のレベルが大きくなり、受話信号よりも送話信号が大きくなり、スピーカから音声が出ている受話状態であるにもかかわらず制御回路は送話状態に切り換えてしまい、スピーカから出るべき音が出なくなるという状態が発生していた。
【０００５】
そこで、第２の従来例として、一対のマイクロホンと、両マイクロホンとスピーカとの距離の差に相当する音波の遅延時間だけスピーカに近いほうのマイクロホンの出力を遅延させる遅延回路と、両マイクロホンとスピーカとの距離の差に相当するレベル調整を行なってスピーカからの音声に対する両マイクロホンの出力レベルを一致させるレベル調整増幅回路と、遅延回路とレベル調整増幅回路とを通った両マイクロホンの出力を両入力とする差動増幅回路とを設け、差動増幅回路の出力を送話信号とする通話装置が提案された。
【０００６】
この通話装置では、一対のマイクロホンでスピーカからの音声を拾った後、遅延およびレベル調整を行なって両マイクロホンに入力されるスピーカからの音声成分を差動増幅回路で相殺するようにしているから、スピーカからの音声成分のみを除去して受話ブロッキングが生じない状態で送話音声を伝送することができる。（例えば、特許文献１参照）
【特許文献１】特許第２６０７２５７号公報（２頁左欄第１３行〜右欄第３行，４頁右欄第２６行〜第４９行、第１図，第５図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記第２の従来例においても、ハウリング防止のために、スピーカとマイクロホンとの距離をあまり小さくできず、装置のさらなる小型化が望まれていた。
【０００８】
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、ハウリングを防止するとともに小型化を図ることができる通話装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明は、ハウジングと、ハウジング内に配置されて、外部から伝達された音声情報を一方面側から出力するスピーカと、ハウジングの内面とスピーカの一方面側とで囲まれた前気室と、ハウジングの内面とスピーカの他方面側とで囲まれた後気室と、集音面を前気室内に向けて配置して、集音した音声を電気信号に変換した音声信号を出力する第１のマイクロホンと、集音面をハウジング外に向けて配置して、集音した音声を電気信号に変換した音声信号を出力する第２のマイクロホンと、第２のマイクロホンで集音した音声信号から第１のマイクロホンで集音した音声信号を除去して外部へ伝達する音声処理部とを備えることを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、第１のマイクロホンはスピーカが発する音声を確実に集音するので、音声処理部によるハウリング防止処理を確実に行うことができる。さらに第２のマイクロホンは集音面をハウジング外に向けるので、スピーカと第２のマイクロホンとの音響結合は低減し、第２のマイクロホンはスピーカの発する音声を集音し難くなって、第２のマイクロホンをスピーカの近傍に配置でき、通話装置の小型化が可能となる。すなわち、ハウリングを防止するとともに小型化を図ることができる。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１において、前記後気室は、前記ハウジングの内面とスピーカの他方面側とで密閉された空間であることを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、スピーカの他方面側から放射される音はハウジングの外部に漏れ難く、スピーカと第２のマイクロホンとの音響結合をさらに低減させている。また、スピーカの一方面側から放射される音と他方面側から放射される音との干渉を低減し、スピーカの放射音圧の低下を防いでいる。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１または２において、前記第１のマイクロホンは、前記スピーカの振動板に対向して配置することを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、スピーカが発する音声を確実に集音することができる。
【００１５】
請求項４の発明は、請求項１乃至３いずれかにおいて、前記第２のマイクロホンは、前記後気室に接することなく、前記スピーカに隣接して配置されることを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、スピーカが発する音声と話者の発する音声とを第１、第２のマイクロホンで分離して集音でき、且つ小型化を図ることができる。
【００１７】
請求項５の発明は、請求項１乃至４いずれかにおいて、前記第１，第２のマイクロホンは、同一基板上にパターン配線されて実装されることを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、ハウジングの外面に取付可能となるので、ハウジングの音響特性へ影響を与えることなく、配線パターンによる信号線、給電線を効率よく構成できる。
【００１９】
請求項６の発明は、請求項５において、前記第１，第２のマイクロホンが実装された基板は、第１のマイクロホンの集音面が前気室内に向き、第２のマイクロホンの集音面がハウジング外に向くように、ハウジングの外面に取り付けられることを特徴とする。
【００２０】
この発明によれば、第１，第２のマイクロホンが実装された基板をハウジング内に配置すると前気室と後気室との間の空間的な絶縁を維持することが困難であるが、基板をハウジングの外面に取り付けることで、前気室と後気室との間の空間的な絶縁を維持することができる。
【００２１】
請求項７の発明は、請求項１乃至６いずれかにおいて、前記ハウジングは、屋内の天井面、壁面、床面に設置されて電力及び情報信号を伝送する少なくとも１系統の配線に電気的に接続された第１の接続部に電気的に直接接続して電力供給を受け、第１の接続部との間で情報信号を授受するための第２の接続部を備え、前記スピーカは第２の接続部を介して伝達された音声情報を出力し、前記第１，第２のマイクロホンは前記信号処理部及び第２の接続部を介して音声情報を伝達し、第１の接続部の配置及び形状の形態の定型化に対応して第２の接続部の形態を定形としていることを特徴とする。
【００２２】
この発明によれば、通話装置は、第２の接続部を第１の接続部に電気的に接続すれば電力路と情報路とを同時に確保でき、新たに配線工事を行う必要がなく、優れた施工性を得ることができる。
【発明の効果】
【００２３】
以上説明したように、本発明では、ハウリングを防止するとともに小型化を図ることができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２５】
（実施形態１）
本実施形態の通話装置Ａは図１〜図３に示され、後面に開口を形成したボディＡ１０と、ボディＡ１０の開口に覆設したカバーＡ１１とでハウジングＡ１を構成し、ハウジングＡ１内に、スピーカＳＰ、マイクロホン基板ＭＢ１、通話スイッチＳＷ１、音声処理部１０を備える。
【００２６】
音声処理部１０は、図３に示すように、通信部１０ａ、エコーキャンセル部１０ｂ，１０ｃ、増幅部１０ｄ、信号処理部１０ｅを備えたＩＣで構成され、ハウジングＡ１内に配置される。他の部屋等に設置されている通話装置Ａから情報線Ｌｓを介して送信された音声信号は、通信部１０ａで受信され、エコーキャンセル部１０ｂを介して増幅部１０ｄで増幅された後、スピーカＳＰから出力される。また、通話スイッチＳＷ１を操作することで通話可能状態となり、マイクロホン基板ＭＢ１上のマイクロホンＭ１（第１のマイクロホン），マイクロホンＭ２（第２のマイクロホン）から入力された各音声信号は信号処理部１０ｅで後述する信号処理を施された後、エコーキャンセル部１０ｃを通過し、通信部１０ａから情報線Ｌｓを介して他の部屋等に設置されている通話装置Ａへ送信される。すなわち、部屋間で双方向の通話が可能なインターホンとして機能するものである。なお、通話装置Ａの電源は、設置場所の近傍に設けたコンセントから供給されるか、あるいは情報線Ｌｓを介して供給されてもよい。
【００２７】
スピーカＳＰは、図１に示すように、冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ，ＳＰＣＥＮ）、電磁軟鉄（ＳＵＹ）等の厚み０．８ｍｍ程度の鉄系材料で形成されて一端を開口した円筒状のヨーク２０を具備し、ヨーク２０の開口端から外側に向かって円形の支持体２１が延設されている。
【００２８】
ヨーク２０の筒内にはネオジウムで形成された円柱型永久磁石２２（例えば、残留磁束密度１．３９Ｔ〜１．４３Ｔ）を配置し、ドーム型の振動板２３の外周側の縁部が支持体２１の縁端面に固定されている。
【００２９】
振動板２３は、ＰＥＴ（PolyEthyleneTerephthalate）またはＰＥＩ（Polyetherimide）等の熱可塑性プラスチック（例えば、厚み１２μｍ〜５０μｍ）で形成される。振動板２３の背面には筒状のボビン２４が固定されており、このボビン２４の後端にはクラフト紙の紙管にポリウレタン銅線（例えば、φ０．０５ｍｍ）を巻回することによって形成されたボイスコイル２５が設けられている。ボビン２４およびボイスコイル２５は、ボイスコイル２５がヨーク２０の開口端に位置するように設けられており、ヨーク２０の開口端近傍を前後方向に自在に移動する。
【００３０】
ボイスコイル２５のポリウレタン銅線に音声信号を入力すると、この音声信号の電流と永久磁石２２の磁界とにより、ボイスコイル２５に電磁力が発生するため、ボビン２４が振動板２３を伴なって前後方向に振動させられる。このとき、振動板２３から音声信号に応じた音が発せられる。すなわち、動電型のスピーカＳＰが構成される。
【００３１】
そして、スピーカＳＰの振動板２３が対向するハウジングＡ１の前面内側には、リブ１１が形成されており、スピーカＳＰの円形の支持体２１の外周端部から前面側に突出した凸部２１ａの端面がリブ１１に当接し、振動板２３がハウジングＡ１の前面に内側から対向する状態でスピーカＳＰが固定される。
【００３２】
ハウジングＡ１内にスピーカＳＰが固定されると、ハウジングＡ１の前面内側とスピーカＳＰの表面側（振動板２３側）とで囲まれた空間である前気室Ｂｆ、ハウジングＡ１の後面内側および側面内側とスピーカＳＰの裏面側（ヨーク２０側）とで囲まれた空間である後気室Ｂｒが形成される。前気室Ｂｆは、ハウジングＡ１の前面に複数設けた音孔１２を介して外部に連通している。後気室Ｂｒは、スピーカＳＰの支持体２１の端部とハウジングＡ１の内面のリブ１１とが密着することで、前気室Ｂｆとは絶縁した（連通していない）空間となり、さらにカバーＡ１１がボディＡ１０の後面開口に密着することで、外部とも絶縁した密閉された空間となっている。
【００３３】
次に、マイクロホン基板ＭＢ１は、図４に示すように、マイクロホンのベアチップＢＣ１とＩＣＫａ１との対、マイクロホンのベアチップＢＣ２とＩＣＫａ２との対をモジュール基板２の一面２ａに各々実装し、ベアチップＢＣ１、ＩＣＫａ１、モジュール基板２上の配線パターン（図示無し）の各間、およびベアチップＢＣ２、ＩＣＫａ２、モジュール基板２上の配線パターン（図示無し）の各間をワイヤＷで各々接続（ワイヤボンティング）した後、ベアチップＢＣ１とＩＣＫａ１の対を覆うようにシールドケースＳＣ１を実装し、ベアチップＢＣ２とＩＣＫａ２の対を覆うように、シールドケースＳＣ２を実装することで、ベアチップＢＣ１、ＩＣＫａ１、シールドケースＳＣ１で構成されるマイクロホンＭ１、ベアチップＢＣ２、ＩＣＫａ２、シールドケースＳＣ２で構成されるマイクロホンＭ２を備えている。
【００３４】
ベアチップＢＣ（ベアチップＢＣ１またはＢＣ２）は、図５に示すように、シリコン基板１ｂに穿設した孔１ｃを塞ぐようにシリコン基板１ｂの一面側にＳｉ薄膜１ｄが形成され、このＳｉ薄膜１ｄとの間にエアーギャップ１ｅを介して電極１ｆが形成され、さらに音声信号を出力するパッド１ｇが設けられており、コンデンサ型のシリコンマイクロホンを構成している。そして、外部からの音響信号がＳｉ薄膜１ｄを振動させることで、Ｓｉ薄膜１ｄと電極１ｆとの間の静電容量が変化して電荷量が変化し、この電荷量の変化に伴ってパッド１ｇ，１ｇから音響信号に応じた電流が流れる。このベアチップＢＣは、シリコン基板１ｂをモジュール基板２上にダイボンディングし、特にベアチップＢＣ２のＳｉ薄膜１ｄは、モジュール基板２に穿設した音孔Ｆ２に対向している。
【００３５】
そして、マイクロホンＭ１は、音孔Ｆ１を穿設したシールドケースＳＣ１の底面側を集音面とし、マイクロホンＭ２は、音孔Ｆ２を穿設したモジュール基板２への実装面側を集音面として、互いに逆方向となるモジュール基板２の両面方向に集音面を有するものになる。このように構成されたマイクロホン基板ＭＢ１は、モジュール基板２の一面２ａにマイクロホンＭ１，Ｍ２の両方を実装しているので、マイクロホン基板ＭＢ１の厚さを薄くできる。
【００３６】
図６（ａ）は、マイクロホン基板ＭＢ１を、モジュール基板２の一面２ａ側から見た平面図であり、モジュール基板２は、マイクロホン部Ｍ１を配置する矩形部２ｆと、マイクロホン部Ｍ２を配置する矩形部２ｇと、矩形部２ｆ，２ｇ間を連結する連結部２ｈとで構成され、矩形部２ｇは矩形部２ｆより大きく形成される。そして、矩形部２ｇの縁部に沿って、負電源パッドＰ１，正電源パッドＰ２，出力１パッドＰ３，出力２パッドＰ４が設けられている。
【００３７】
そして、図６（ｂ）に示すように、負電源パッドＰ１には外部から供給される電源電圧の負側、正電源パッドＰ２には電源電圧の正側が接続されて、モジュール基板２上の配線パターンを介してマイクロホン部Ｍ１，Ｍ２に電源を供給している。また、出力１パッドＰ３からは、マイクロホン部Ｍ１が集音した音声信号がモジュール基板２上の配線パターンを介して出力され、出力２パッドＰ４からは、マイクロホン部Ｍ２が集音した音声信号がモジュール基板２上の配線パターンを介して出力される。なお、出力パッドＰ３，Ｐ４から出力される音声信号のグランドは、負電源パッドＰ１で兼用される。
【００３８】
このように、マイクロホン部Ｍ１，Ｍ２の電源を共通の負電源パッドＰ１、正電源パッドＰ２から供給し、さらにマイクロホン部Ｍ１，Ｍ２の各出力のグランドを負電源パッドＰ１で兼用することで、パッドの数を減らすことができ、構成が簡単になる。
【００３９】
次に、マイクロホン基板ＭＢ１の動作について説明する。
【００４０】
まず、集音した音響信号に応じてベアチップＢＣ１，ＢＣ２から流れる各電流は、ＩＣＫａ１，Ｋａ２によってインピーダンス変換されるとともに電圧信号に変換され、音声信号として出力１パッドＰ３、出力２パッドＰ４から各々出力される。
【００４１】
ＩＣＫａ（ＩＣＫａ１またはＫａ２）は、図７の回路構成を備えており、電源パッドＰ１，Ｐ２から供給される電源電圧＋Ｖ（例えば５Ｖ）を定電圧Ｖｒ（例えば１２Ｖ）に変換するチップＩＣからなる定電圧回路Ｋｂを備えており、抵抗Ｒ１１とベアチップＢＣとの直列回路に定電圧Ｖｒが印加され、抵抗Ｒ１１とベアチップＢＣとの接続中点はコンデンサＣ１１を介してジャンクション型のＪ−ＦＥＴ素子Ｓ１１のゲート端子に接続される。Ｊ−ＦＥＴ素子Ｓ１１のドレイン端子は動作電源＋Ｖに接続され、ソース端子は抵抗Ｒ１２を介して電源電圧の負側に接続される。ここで、Ｊ−ＦＥＴ素子Ｓ１１は電気インピーダンスの変換用であり、このＪ−ＦＥＴ素子Ｓ１１のソース端子の電圧が音声信号として出力される。なお、ＩＣＫａのインピーダンスの変換回路は、上記構成に限定されるものではなく、例えばオペアンプによるソースフォロワ回路の機能を有する回路であってもよく、または必要に応じてＩＣＫａ内に音声信号の増幅回路を設けてもよい。
【００４２】
そして、マイクロホン基板ＭＢ１は、上記のようにモジュール基板２上の配線パターンを介して信号伝達、給電を行うことで、信号線、給電線を効率よく構成できるとともに、ハウジングＡ１の外面に取付可能となる。本実施形態では、モジュール基板２の一面２ａをハウジングＡ１の前面外側に沿って配置し、マイクロホンＭ１はハウジングＡ１前面の開口１３を挿通して集音面を前気室Ｂｆに向けており、シールドケースＳＣ１の底面に穿設したマイクロホンＭ１の音孔Ｆ１はスピーカＳＰの振動板２３に対向して、音孔Ｆ１を介して伝達されるスピーカＳＰからの音声に対して高い指向性を有するので、スピーカＳＰが発する音声を確実に集音することができる。また、マイクロホンＭ２は、ハウジングＡ１の前面に設けた凹部１４に嵌合し、モジュール基板２に穿設したマイクロホンＭ２の音孔Ｆ２はスピーカＳＰの出力方向に向かってハウジングＡ１の外部（前方）に面しているので、音孔Ｆ２を介して伝達される、通話装置Ａの前方に位置する話者からの音声に対して高い指向性を有している。なお、スピーカＳＰの中心から各マイクロホンＭ１，Ｍ２の中心までの距離をそれぞれＸ１，Ｘ２とすると、Ｘ１＜Ｘ２となる。
【００４３】
また、スピーカＳＰの裏面が面する後気室Ｂｒは、ハウジングＡ１内で密閉されるので、スピーカＳＰの裏面から放射される音声は後気室Ｂｒから漏れ難くなり、スピーカＳＰとマイクロホンＭ２との音響結合を低減させている。さらにスピーカＳＰの裏面（振動板２３の裏面）から放射される音は、スピーカＳＰの表面（振動板２３の表面）から放射される音と位相が反転しており、このスピーカＳＰの裏面から放射される音が前方に回り込むと、スピーカＳＰの表面から放射される音と互いに打ち消しあって、スピーカＳＰの放射音圧が低下し、前方にいる話者にはスピーカＳＰが発する音声が聞こえ難いものとなるが、上記のようにスピーカＳＰの裏面から放射される音はハウジングＡ１の外部に漏れ難いので、上記回り込みによるスピーカＳＰの放射音圧の低下を防いでいる。
【００４４】
また、マイクロホンＭ２を収納した凹部１４は後気室Ｂｒと連通していない分離された空間であるので、マイクロホンＭ２はスピーカＳＰの発する音声をさらに集音し難くなり、スピーカＳＰとマイクロホンＭ２との音響結合をさらに低減させている。すなわち、上記構成によって、スピーカＳＰが発する音声と話者の発する音声とをマイクロホンＭ１，Ｍ２で分離して集音しているのである。
【００４５】
また、マイクロホン基板ＭＢ１をハウジングＡ１内に配置すると前気室Ｂｆと後気室Ｂｒとの間の空間的な絶縁を維持することが困難であるが、本実施形態のようにマイクロホン基板ＭＢ１をハウジングＡ１の外面に取り付けることで、前気室Ｂｆと後気室Ｂｒとの間の空間的な絶縁を維持することができる。
【００４６】
そして、本実施形態では、スピーカＳＰの音声出力をマイクロホンＭ１，Ｍ２が拾うことで発生するハウリングを防止するために、以下の構成を備えている。
【００４７】
まず、音声処理部１０に収納されている信号処理部１０ｅは、図８に示すように、マイクロホンＭ１の出力を非反転増幅する増幅回路３０と、増幅回路３０の出力から音声帯域（３００〜４０００Ｈｚ）以外の周波数のノイズを除去するバンドパスフィルター３１と、バンドパスフィルター３１の出力を遅延させる遅延回路３２と、マイクロホンＭ２の出力を反転増幅する増幅回路３３と、増幅回路３３の出力から音声帯域（３００〜４０００Ｈｚ）以外の周波数のノイズを除去するバンドパスフィルター３４と、遅延回路３２とバンドパスフィルター３４の各出力を加算する加算回路３５とを備える。
【００４８】
図９〜図１２は、スピーカからの音声をマイクロホンＭ１，Ｍ２で各々集音した場合における信号処理部１０の各部の音声信号波形を示す。まず、スピーカＳＰの中心から各マイクロホンＭ１，Ｍ２の中心までの距離をそれぞれＸ１，Ｘ２とすると、Ｘ１＜Ｘ２となる。したがって、スピーカＳＰからの音声をマイクロホンＭ１，Ｍ２で拾った場合、スピーカＳＰとマイクロホンＭ１，Ｍ２との距離、およびマイクロホンＭ１，Ｍ２の指向性によってマイクロホンＭ２の出力Ｙ２１のほうがマイクロホンＭ１の出力Ｙ１１よりも振幅が小さく、さらに両マイクロホンＭ１，Ｍ２とスピーカＳＰとの距離の差（Ｘ２−Ｘ１）に相当する音波の遅延時間［Ｔｄ＝（Ｘ２−Ｘ１）／Ｖｓ］（Ｖｓは音速）だけマイクロホンＭ２の出力Ｙ２１の位相が遅れている（図９（ａ）（ｂ）参照）。
【００４９】
そして、増幅回路３０が出力Ｙ１１を非反転増幅した出力Ｙ１２を生成し、増幅回路３３が出力Ｙ２１を反転増幅して位相を１８０°反転させた出力Ｙ２２を生成する。このとき、両マイクロホンＭ１，Ｍ２とスピーカＳＰとの距離の差（Ｘ２−Ｘ１）に相当するレベル調整を行ない、スピーカＳＰからの音声に対する両マイクロホンＭ１，Ｍ２の出力レベルを一致させる（図１０（ａ）（ｂ）参照）。なお、本実施形態では、増幅回路３０の増幅率は略１としており、増幅回路３０は省略してもよい。
【００５０】
そして、バンドパスフィルター３１，３４は、出力Ｙ１２，Ｙ２２から音声帯域以外の周波数のノイズを除去した出力Ｙ１３，Ｙ２３を生成する（図１１（ａ）（ｂ）参照）。
【００５１】
次に、遅延回路３２は、時間遅延素子またはＣＲ位相遅延回路で構成されており、上記遅延時間ＴｄだけスピーカＳＰに近いほうのマイクロホンＭ１の出力を遅延させることで、遅延回路３２の出力Ｙ１４とバンドパスフィルター３４の出力Ｙ２３との位相を一致させ、伝達する音声信号にのるノイズを低減させる。
【００５２】
そして、出力Ｙ１４に含まれるスピーカＳＰからの音声成分と、出力Ｙ２３に含まれるスピーカＳＰからの音声成分とは、上記増幅処理，遅延処理によって同一振幅、同一位相となり、加算回路３５において出力Ｙ１４とＹ２３とを加算することで、スピーカＳＰからの音声に対応する音声信号が打ち消された出力Ｙａが生成される（図１２（ａ）〜（ｃ）参照）。すなわち、出力Ｙａでは、スピーカＳＰからの音声成分が低減しているのである。
【００５３】
一方、マイクロホンＭ１，Ｍ２前方の話者Ｈが発する音声に対しては、話者Ｈが発する音声に対して高い指向性を有するマイクロホンＭ２の出力Ｙ２１の振幅が、マイクロホンＭ１の出力Ｙ１１の振幅よりも大きくなる。さらに、マイクロホンＭ１からの信号は減衰回路３２で減衰するので、出力Ｙ２３に含まれる話者Ｈからの音声成分は、出力Ｙ１４に含まれる話者Ｈからの音声成分よりさらに大きくなる。すなわち、出力Ｙ１４に含まれる話者Ｈからの音声成分と、出力Ｙ２３に含まれる話者Ｈからの音声成分との振幅差は大きくなり、加算回路３５で上記加算処理を施しても、出力Ｙａには、話者Ｈが発する音声に応じた信号が十分な振幅を維持した状態で残る。
【００５４】
以上のようにして加算回路３５の出力ＹａではスピーカＳＰからの音声成分が低減されて、通話装置Ａ前方の話者Ｈからマイクロホン基板ＭＢ１に向って発した音声成分は残っており、出力Ｙａでは、残したい話者Ｈからの音声成分と、低減したいスピーカＳＰからの音声成分との相対的な差が大きくなる。すなわち、話者Ｈからの音声とスピーカＳＰからの音声とが同時に発生している場合でも、話者Ｈからの音声成分は十分な振幅を維持しながらスピーカＳＰからの音声成分のみが低減されるので、スピーカＳＰの音声出力をマイクロホンＭ１，Ｍ２が拾うことで発生するハウリングを防止することができるのである。
【００５５】
また、マイクロホンＭ１はスピーカＳＰが発する音声を確実に集音するので、上記信号処理部１０ｅによるハウリング防止処理を確実に行うことができる。さらにマイクロホンＭ２は集音面をハウジングＡ１外部に向けるとともに、スピーカＳＰの出力方向とマイクロホンＭ２の指向性とを略同一方向にするので、スピーカＳＰとマイクロホンＭ２との音響結合は低減し、マイクロホンＭ２はスピーカＳＰの発する音声を集音し難くなって、マイクロホンＭ２をスピーカＳＰの近傍、すなわち前気室Ｂｆの近傍に隣接して配置でき、通話装置Ａの小型化が可能となる。
【００５６】
次に、Ｄ／Ａ変換回路３７が出力する音声信号はエコーキャンセル部１０ｃに出力され、エコーキャンセル部１０ｂ，１０ｃ（図３参照）では、以下の処理を行うことでさらなるハウリング防止を図っている。
【００５７】
まず、エコーキャンセル部１０ｃは、エコーキャンセル部１０ｂの出力を参照信号として取り込み、信号処理部１０ｅの出力に対して演算を施すことにより、スピーカＳＰからマイクロホンＭ１，Ｍ２に回り込んだ音声信号をさらにキャンセリングする。一方、エコーキャンセル部１０ｂも、エコーキャンセル部１０ｃの出力を参照信号として取り込み、通信部１０ａの出力に対して演算を施すことにより、通話先の相手側でのスピーカからマイクロホンへの音声信号の回り込みをキャンセリングする。
【００５８】
具体的には、エコーキャンセル部１０ｂ，１０ｃは、スピーカＳＰ−マイクロホンＭ１，Ｍ２−信号処理部１０ｅ−エコーキャンセル部１０ｃ−通信部１０ａ−エコーキャンセル部１０ｂ−増幅部１０ｄ−スピーカＳＰで構成されるループ回路内に設けた可変損失手段（図示無し）での損失量を調節することにより、ループゲインが１以下となるようにしてハウリングを防止するのである。ここで、送話信号と受話信号とのうち信号レベルが小さいほうは重要ではないとみなし、信号レベルが小さいほうの伝送路に挿入された可変損失回路の伝送損失を大きくするようにしている。
【００５９】
（実施形態２）
図１３は、実施形態１の通話装置Ａの信号処理部１０ｅによるスピーカＳＰの音声成分キャンセル量の周波数特性を示し、図１４はスピーカＳＰの前方における放射音圧の周波数特性を示しており、実施形態１と同様にハウジングＡ１内に形成した後気室Ｂｒを密閉した場合と、ハウジングとして理想的なバッフル板を用いた場合との両方の場合について各結果を示す。
【００６０】
理想的なバッフル板とは、図１５に示すように無限大の大きさを有するバッフル板Ｃのことであり、スピーカＳＰおよびマイクロホン基板ＭＢ１をバッフル板Ｃに取り付けた場合のキャンセル量（図１３の特性Ｙ１ａ）は、周波数帯域１００Ｈｚ〜１００００Ｈｚにおいて１０ｄＢ以上を維持し、放射音圧特性（図１４の特性Ｙ２ａ）は、スピーカＳＰの最低共振周波数ｆｏ１＝６００Ｈｚとなり、最低共振周波数はスピーカＳＰ単体での特性と同じ理想的な特性を示している。バッフル板Ｃを用いるとこのように優れた特性を備えるが、これはバッフル板Ｃが無限大の大きさを有して、スピーカＳＰの裏面（振動板２３の裏面）から放射された音がバッフル板Ｃで遮断されて前方に回り込まないとした場合の結果であり、現実的ではない。
【００６１】
次に、実施形態１のハウジングＡ１のように、スピーカＳＰの裏面側の空間である後気室Ｂｒを密閉した場合のキャンセル量（図１３の特性Ｙ１ｂ）も、周波数帯域１００Ｈｚ〜１００００Ｈｚにおいて１０ｄＢ以上を維持しており、バッフル板Ｃを用いた場合と略同様のキャンセル量を得ることができる。しかし、後気室Ｂｒを密閉した場合の放射音圧特性については、後気室Ｂｒの容量が十分に大きければバッフル板Ｃと同様の特性を得ることができるが、後気室Ｂｒの容量が小さいと、後気室Ｂｒの機械等価スティフネスが小さくなり、スピーカＳＰの最低共振周波数は高くなり、放射音圧が低下して、通話音質および効率が悪化する。例えば、実施形態１のハウジングＡ１を用いた場合の放射音圧特性（図１４の特性Ｙ２ｂ）は、スピーカＳＰの最低共振周波数ｆｏ２＝１２００Ｈｚとなり、バッフル板Ｃを用いた場合に比べて最低共振周波数が高周波数側にずれ、さらには８００Ｈｚ以下の周波数帯域でバッフル板Ｃを用いた場合に比べて音圧レベルが５〜２０ｄＢ程度減少しており、スピーカＳＰの音質および効率が悪化している。実施形態１の後気室Ｂｒの容量を３倍にした場合の放射音圧特性（図１４の特性Ｙ２ｃ）は、スピーカＳＰの最低共振周波数ｆｏ３＝８００Ｈｚとなり、実施形態１のハウジングＡ１を用いた場合に比べてスピーカＳＰの音質は改善されている。しかし、後気室Ｂｒの容量を大きくするとハウジングも大型化し、通話装置の小型化が困難になる。
【００６２】
そこで、本実施形態では、後気室Ｂｒの容量が小さいハウジングを用いて、スピーカＳＰの音質および効率を向上させた通話装置Ａについて説明する。
【００６３】
本実施形態の通話装置Ａは、図１６（ａ）〜（ｃ）に示すように、後面に開口を形成したボディＡ２０と、ボディＡ２０の開口に覆設したカバーＡ２１とでハウジングＡ２を構成し（但し、図１６（ｂ）はボディＡ２０のみを示す）、ハウジングＡ２内には、実施形態１と同様にスピーカＳＰ、マイクロホン基板ＭＢ１、通話スイッチＳＷ１、音声処理部１０を備えるとともに、ボディＡ２０に音響管４０を設けており、この音響管４０によって、スピーカＳＰが発する音声の所望の周波数帯域（本実施形態では７００Ｈｚ付近）の音圧レベルを増大させることで、音質および効率の向上を図る。
【００６４】
ハウジングＡ２のスピーカＳＰが配置される空間Ａ２ａは、ハウジングＡ２内の他の空間Ａ２ｂと分離されており、空間Ａ２ａは横３０ｍｍ×縦４０ｍｍ×厚み８ｍｍに形成されている。この空間Ａ２ａ内において、ボディＡ２０の前面内側に等間隔に形成された４箇所の円柱状のボス２１にスピーカＳＰの取付孔（図示無し）を各々載置し、ボス２１の軸方向に形成されたねじ孔２２に取付ねじ（図示無し）を螺合することで、スピーカＳＰがボディ２０の前面内側に固定されると、ハウジングＡ２の前面内側とスピーカＳＰの表面側（振動板２３側）とで囲まれた空間である前気室Ｂｆ、ハウジングＡ１の後面内側および側面内側とスピーカＳＰの裏面側（ヨーク２０側）とで囲まれた空間である後気室Ｂｒが実施形態１（図１）と略同様に形成される。また、ハウジングＡ２の前面には複数の音孔２３が穿設されている。
【００６５】
音響管４０は、スピーカＳＰの裏面の後気室Ｂｒの内側壁に沿って、後気室Ｂｒの周囲を略３／４周に亘って形成された矩形の断面形状を有する管で、一端４０ａを開口、他端４０ｂを閉塞して形成される。この音響管４０の全長Ｌは、音圧レベルを増大させたい周波数ｆの略１／４波長に設定される。詳細には、音響管４０の開口端補正を行うので、音速をＣ、開口端補正値をσ（＝０．８ｄ、但しｄは音響管４０の開口径）とすると、
ｆ＝［Ｃ／｛４（Ｌ＋σ）｝］………（１）
から求められる。本実施形態では、音響管４０の全長Ｌは９５．２ｍｍ、音響管４０の断面積は４．２ｍｍ２（φ２．３相当）である。また、音響管４０を後気室Ｂｒの内側壁に沿って形成することで、音響管４０による後気室Ｂｒの容量低減を抑えることができる。
【００６６】
また音響管４０は、閉管の共振周波数（管の全長が１／４波長の奇数倍に一致する周波数）で入力インピーダンスが極めて小さくなることを利用して、スピーカＳＰの裏面から放射された音波をスピーカＳＰの裏面側に反射することによって、後気室Ｂｒから外部に漏れる音を低減させている。
【００６７】
そして、音響管４０の共振周波数が、音響管４０を備えていないハウジングＡ２を用いた場合の最低共振周波数ｆｏ４（＝１２００Ｈｚ）と、図１４に示す上記バッフル板Ｃを用いた場合の最低共振周波数ｆｏ１（＝６００Ｈｚ）との間に位置するように、音響管４０の全長Ｌを設定することで、音響管４０を備えたハウジングＡ２を用いた場合のスピーカＳＰの最低共振周波数ｆｏ５（＝７００Ｈｚ付近）が、ｆｏ１とｆｏ４との間に設定される。
【００６８】
図１７は、音響管４０を備えた本実施形態の通話装置と、音響管４０を備えていない実施形態１の通話装置との各放射音圧特性を示しており、本実施形態の特性Ｙ３ａは、実施形態１の特性Ｙ３ｂに比べて、８００Ｈｚ以下の周波数帯域で音圧レベルが５〜１０ｄＢ程度増大し、最低共振周波数はｆｏ４＝１２００Ｈｚからｆｏ５＝７００Ｈｚ付近にまで低下しており、スピーカ効率が向上するとともに、音質が向上している。例えば、７００Ｈｚ付近では音圧レベルが１０ｄＢ程度増大しており、この音圧レベルの増大によるスピーカ効率の向上は、スピーカＳＰの入力電流：７０％減、入力電力：９０％減に相当する。このように、スピーカＳＰの最低共振周波数近傍でスピーカＳＰの音圧レベルは増大するので、音響管４０の全長を適宜設定して、スピーカＳＰの最低共振周波数を低周波数側に移行させれば、スピーカＳＰの音質および効率の向上を実現できる。
【００６９】
音響管の別の形態として、図１８の概略図のように、ハウジングＡ３の外部に後気室Ｂｒに連通する音響管４１を設けてもよく、例えばチューブ状の音響管４１を後気室Ｂｒに差し込む形態でもよい。この音響管４１にウレタンチューブ等を用いると、全長Ｌを任意に設定、変更することができる。
【００７０】
また、マイクロホン基板ＭＢ１は、実施形態１と同様に、モジュール基板２の一面２ａをハウジングＡ２またはＡ３の前面外側に沿って配置され、マイクロホンＭ１は、ハウジングＡ２またはＡ３の前面を挿通してスピーカＳＰに面してスピーカＳＰからの音声に対して高い指向性を有し、マイクロホンＭ２は、ハウジングＡ１の外部（前方）に面して前方に位置する話者からの音声に対して高い指向性を有する。
【００７１】
なお、本実施形態の通話装置Ａの回路構成は実施形態１と同様であり、説明は省略する。
【００７２】
（実施形態３）
本発明の通話装置を用いた配線システム例について以下説明する。
【００７３】
まず、図１９に示すように建物内の適所において埋め込み配設している１乃至複数のスイッチボックス８２を設け、各スイッチボックス２間に壁面内に先行配線した電力線Ｌｐと、情報線Ｌｓとを送り配線するとともに、始端のスイッチボックス８２に対しては、配線盤８１内の主幹ブレーカＭＢと分岐ブレーカＢＢとを介して屋内に引き込まれた電力線Ｌｐを導入し、また外部のインターネット網ＮＴにゲートウェイＧＷ（ルータ、ハブ内蔵）を介して接続されている情報線Ｌｓを導入してある。ここでスイッチボックス８２には室内の天井面のようなハイポジションＨＰに設けられるものと、壁スイッチ等で推奨される高さ位置のミドルポジションＭＰに設けられるものと、足元付近のローポジションＬＰに設けられるものとに区分される。
【００７４】
これらのスイッチボックス８２は、例えばＪＩＳで規格化された大角形の１個モジュール寸法の埋め込み型の配線器具が３個取り付けることができる１連の取付枠８４（図２０参照）に対応して規格化されたスイッチボックスからなり、図２１に示すように上部から配線盤８１または他のスイッチボックス８２から送り配線されてくる電力線Ｌｐ及び情報線Ｌｓを導入するとともに、下部からは他のスイッチボックス８２へ送り配線するための電力線Ｌｐ及び情報線Ｌｓを導出している。そして各スイッチボックス８２には基本機能モジュール９０を接続するゲート装置８３のボディを夫々取付枠８４により取り付けてある。
【００７５】
この取付枠８４は図２０に示すように中央に器具取り付け用の窓孔８４ａを設けてあって、この窓孔８４ａに取り付け対象の器具本体の前部を背方から嵌め、左右両側の枠片に設けた係止手段に器具本体の両側に設けた被係止部を係止させて器具本体を固定するようになっている。そして上下枠片に設けた取付孔８４ｂに挿通する取り付けねじ（図示せず）をスイッチボックス８２のねじ孔（図示せず）に締結することで、器具本体ごとスイッチボックス８２に取り付けられる。またスイッチボックス８２を用いず、埋め込み孔を開口した壁パネルに取り付ける場合には所謂挟み金具で壁パネルを挟持させて取り付けたり、木ねじを用いて取り付けることもできるようになっている。
【００７６】
ゲート装置８３は図２１に示すようにボディ背面部に速結端子構造の接続端子部８５ａ，８５ｂ及び送り配線用の接続端子部８５ａ’、８５ｂ’を設け、夫々に対応する電力線Ｌｐ、情報線Ｌｓを接続するようになっている。またボディ前面部には、送られてきた電力線Ｌｐと電気的に接続されている接触部を備えた電力路接続口ＣＮ１Ａと、送られてきた情報線Ｌｓと電気的に接続されている情報路接続口ＣＮ１Ｂとを有しモジュール化した接続口ＣＮ１を図２０に示すように備えている。
【００７７】
これら接続口ＣＮ１Ａ，ＣＮ１Ｂは両者間の間隔及び内部の接触部の配列、開口部の形状等がシステムとして規格化されており、このゲート装置８３のボディ前面部を覆うようにスイッチボックス８２の前面開口側に取り付ける図２２に示す基本機能モジュール９０の背面部に設けたコネクタＣＮ２の被接続部ＣＮ２Ａ、ＣＮ２Ｂが各接続口ＣＮ１Ａ，ＣＮ１Ｂに着脱自在に結合されるようになっている。
【００７８】
基本機能モジュール９０は、後述する拡張機能モジュール９１とで機能装置を構成するもので、機能によって複数の種類の基本機能モジュール９０が準備されており、図２２，図２３（ａ）に示す合成樹脂製（ＡＢＳ等の非結晶性汎用プラスチック）で扁平なモジュール本体９０ａ内に各機能に応じた回路を内蔵し、背面部のコネクタＣＮ２の被接続部ＣＮ２Ａ，ＣＮ２Ｂをゲート装置８３の接続口ＣＮ１Ａ，ＣＮ１Ｂに結合させることで、スイッチボックス８２の前面開口を覆うとともに、周部のフランジをスイッチボックス８２の前面開口周辺の壁面に重ねた状態となり、その状態で上、下部の中央に穿孔している取付孔９０ｂに取り付けねじ（図示せず）を前面部側から挿通させて取付枠８４の上下枠に設けたねじ孔８４ｃに螺入締結することでスイッチボックス２８に取付枠８４を介して取り付けられる。
【００７９】
またモジュール本体９０ａの前面部には、上、下の取付孔９０ｂの開口位置より上または下側位置において、図２３（ａ）に示すようにモジュール本体９０ａの幅方向に幅広溝９３ａと幅狭溝９３ｂとからなる連結用溝部９３を中央の仕切壁９４で左右に二分されるように形成している。
【００８０】
この仕切壁９４の左側または右側の連結用溝部９３には図２３（ｂ）に示す合成樹脂製の連結体１００の片側半分を仕切壁９４に当たる位置まで嵌め込み、この連結体１００の残り半分を図２４に示すように拡張機能モジュール９１側に同様に設けてある連結用溝部９３に嵌め込むことで、基本機能モジュール９０と拡張機能モジュール９１とを機械的に結合できるようになっている。連結体１００は背面に幅広溝９３ａ，幅狭溝９３ｂを仕切る仕切壁９５が嵌る溝１００ａを設け、両溝９３ａ、９３ｂに跨るように挿入される。そして基本機能モジュール９０では前面部側から化粧カバー９０ｃを着脱自在に被着することで、また拡張機能モジュール９１では蓋部９１ａを閉じることで、両者の連結用溝部９３に跨るように嵌め込んである連結体１００が脱落しないように保持して連結状態を維持するようになっている。而して連結体１００と連結用溝部９３とが基本機能モジュール９０と拡張機能モジュール９１との連結手段を構成する。
【００８１】
基本機能モジュール９０のモジュール本体９０ａの両側側面の一方側は雄型の電源用コネクタＣＮ３Ａ、情報用コネクタＣＮ３Ｂを、他方側には雌型の電源用コネクタＣＮ３Ａ’、情報用コネクタＣＮ３Ｂ’を設けている。そして、これら電源用コネクタＣＮ３Ａ，ＣＮ３Ａ’の接触片に被接続部ＣＮ２Ａの接触片を内部で接続することで、左右何れの方向に拡張機能モジュール９１が連結されても商用電源ＡＣを供給することができるようにしている。さらに、情報用コネクタＣＮ３Ｂ，ＣＮ３Ｂ’の接触片に内部回路の入出力を接続することで、左右何れの方向に拡張機能モジュール９１が連結されても情報信号の授受を行えるようにしている。なお、上記電源用コネクタＣＮ３Ａ，ＣＮ３Ａ’は、モジュール本体９０ａの両側側面において一端側に偏倚して配置され、上記情報用コネクタＣＮ３Ｂ，ＣＮ３Ｂ’は、モジュール本体９０ａの両側側面において他端側に偏倚して配置される。
【００８２】
これら電源用コネクタＣＮ３，ＣＮ３Ａ’、情報用コネクタＣＮ３Ｂ，ＣＮ３Ｂ’は、内部の接触部の配列、開口部の形状等がシステムとして規格化され、さらには同一面に配置された電源用コネクタと情報用コネクタとの間隔もシステムとして規格化されており、拡張機能モジュール９１の後述する電源用コネクタＣＮ４Ａ，ＣＮ４Ａ’、情報用コネクタＣＮ４Ｂ，ＣＮ４Ｂ’が着脱自在に結合されるようになっている。
【００８３】
そして、基本機能モジュール９０は、被接続部ＣＮ２Ａを介して供給される商用電源ＡＣを、安定した直流電圧からなる内部回路の動作電源に変換するとともに、電源用コネクタＣＮ３，ＣＮ３Ａ’を介して商用電源ＡＣを供給し、さらに被接続部ＣＮ２Ｂを介して接続される情報線Ｌｓを通じて双方向に伝送される情報信号を送受信するとともに、情報用コネクタＣＮ３Ｂ，ＣＮ３Ｂ’を介して情報信号を送受信可能に構成され、機能によって複数の種類の基本機能モジュール９０が準備されている。
【００８４】
次に、本実施形態の配線システムでは、電力供給を受けて動作する機能によって複数の種類の拡張機能モジュール９１が準備されており、拡張機能モジュール９１は図２５に示すように、電源用コネクタＣＮ４Ａ，ＣＮ４Ａ’と、情報用コネクタＣＮ４Ｂ，ＣＮ４Ｂ’とを備えて、電源用コネクタＣＮ４Ａ，ＣＮ４Ａ’いずれか一方を介して供給される商用電源ＡＣを、安定した直流電圧からなる内部回路の動作電源に変換するとともに、電源用コネクタＣＮ４Ａ，ＣＮ４Ａ’いずれか他方を介して商用電源ＡＣを供給し、さらに情報用コネクタＣＮ４Ｂ，ＣＮ４Ｂ’を介して情報信号を送受信可能に構成される。
【００８５】
そして、拡張機能モジュール９１は、基本的には図２５（ａ）に示すようにモジュール本体９１ａの高さ寸法を基本機能モジュール９０と同じ高さ寸法に規格化され、また横幅寸法も規格化された単位モジュール寸法の整数倍に規格化されている。
【００８６】
また、合成樹脂製（ＡＢＳ等の非結晶性汎用プラスチック）で扁平なモジュール本体９１ａの両側側面の一方側は雄型の電源用コネクタＣＮ４Ａ、情報用コネクタＣＮ４Ｂを、他方側には雌型の電源用コネクタＣＮ４Ａ’、情報用コネクタＣＮ４Ｂ’を設けている。上記電源用コネクタＣＮ４Ａ，ＣＮ４Ａ’は、モジュール本体９１ａの両側側面において一端側に偏倚して配置され、上記情報用コネクタＣＮ４Ｂ，ＣＮ４Ｂ’は、モジュール本体９１ａの両側側面において他端側に偏倚して配置される。これら電源用コネクタＣＮ４Ａ，ＣＮ４Ａ’、情報用コネクタＣＮ４Ｂ，ＣＮ４Ｂ’は、基本機能モジュール９０の電源用コネクタＣＮ３Ａ，ＣＮ３Ａ’、情報用コネクタＣＮ３Ｂ，ＣＮ３Ｂ’と同様に、内部の接触部の配列、開口部の形状等がシステムとして規格化され、さらには同一面に配置された電源用コネクタと情報用コネクタとの間隔もシステムとして規格化されており、基本機能モジュール９０の電源用コネクタＣＮ３Ａ，ＣＮ３Ａ’、情報用コネクタＣＮ３Ｂ，ＣＮ３Ｂ’、あるいは他の拡張機能モジュール９１の電源用コネクタＣＮ４Ａ，ＣＮ４Ａ’、情報用コネクタＣＮ４Ｂ，ＣＮ４Ｂ’が着脱自在に結合されるようになっている。
【００８７】
具体的には、雄型の電源用コネクタＣＮ４Ａ、情報用コネクタＣＮ４Ｂは、基本機能モジュール９０の雌型の電源用コネクタＣＮ３Ａ’、情報用コネクタＣＮ３Ｂ’、あるいは他の拡張機能モジュール９１の雌型の電源用コネクタＣＮ４Ａ’、情報用コネクタＣＮ４Ｂ’に接続し、雌型の電源用コネクタＣＮ４Ａ’、情報用コネクタＣＮ４Ｂ’は、基本機能モジュール９０の雄型の電源用コネクタＣＮ３Ａ、情報用コネクタＣＮ３Ｂ、あるいは他の拡張機能モジュール９１の雄型の電源用コネクタＣＮ４Ａ、情報用コネクタＣＮ４Ｂに接続する。
【００８８】
そして、モジュール本体９１ａ内ではこれら電源用コネクタＣＮ４Ａ，ＣＮ４Ａ’の接触片を互いに接続しており、片側の電源用コネクタが隣接する基本機能モジュール９０または拡張機能モジュール９１の電源用コネクタに嵌合して電力を受け取る側（受電口）となると、他方の電源用コネクタが電力供給側（給電口）となる。
【００８９】
さらに、情報用コネクタ（情報授受口）ＣＮ４Ｂ，ＣＮ４Ｂ’の接触片に内部回路の入出力を接続することで、左右何れの方向に基本機能モジュール９０や、他の拡張機能モジュール９１が連結されても情報信号の授受を行えるようにしており、両側に隣接する基本機能モジュール９０または拡張機能モジュール９１との間で情報信号を授受できるようになっている。
【００９０】
また、拡張機能モジュール９１のモジュール本体９１ａの形状は、背面を図２５（ｂ）、（ｃ）に示すように平坦な面に形成して壁面に沿わせることができるようにしている。そして上下位置には上述の連結体１００を基本機能モジュール９０と同様に挿入するための幅広溝９３ａ、幅狭溝９３ｂからなる連結用溝部９３を設けるとともに、この連結用溝部９３を開閉する蓋部９６を設け、連結体１００を装着する際や外す場合にはこの蓋部９６を開き、連結体１００の装着状態を保持する際には上述したように閉じるようになっている（図２５（ｃ）参照）。
【００９１】
そして、上記基本機能モジュール９０、拡張機能モジュール９１に実施形態１または２の通話装置と同様の構成を設ければ、上記配線システムにおいてハウリングを防止するとともに小型化を図ることができる通話装置を構成できる。
【００９２】
図２６は、実施形態１または２の通話装置と同様にスピーカＳＰ、マイクロホン基板ＭＢ１、前気室Ｂｆ、後気室Ｂｒ等をモジュール本体９０ａに備えた基本機能モジュール９０Ａ（以下、通話装置９０Ａと称す）であり、モジュール本体９０ａの前面には複数の音孔９０ｄが穿設されるとともに、通話スイッチＳＷ１，警報解除スイッチＳＷ２を前面に露出させている。なお、エンドカバー１０１をモジュール本体９０ａの両側部に被着している。
【００９３】
モジュール本体９０ａ内には実施形態１または２と同様に音声処理部１０を備えて、スピーカＳＰの音声出力をマイクロホンが拾うことで発生するハウリングを防止している。また、当該通話装置９０Ａが配置された部屋内に設置されているセンサ機能を有する基本機能モジュール９０あるいは拡張機能モジュール９１、あるいは他の部屋から情報線Ｌｓを介して警報信号が送信された場合、スピーカＳＰから警報音を発するが、警報解除スイッチＳＷ２を操作することで警報音出力を解除することができる。
【００９４】
この通話装置９０Ａは、予め同一に配線されている電力線Ｌｐ、情報線Ｌｓにゲート装置８３を介して接続することで、電力路と情報路とを同時に確保でき、新たに配線工事を行う必要がなく、施工性に優れている。また、他の基本機能モジュール９０、拡張機能モジュール９１と同一の情報線Ｌ２を用いることで、通話装置９０Ａと他の基本機能モジュール９０、拡張機能モジュール９１との間の連動制御を容易に行なうことができ、拡張性に優れたものとなる。
【００９５】
図２７は、実施形態１または２の通話装置と同様にスピーカＳＰ、マイクロホン基板ＭＢ１、前気室Ｂｆ、後気室Ｂｒ等をモジュール本体９１ａに備えた拡張機能モジュール９１Ａ（以下、通話装置９１Ａと称す）であり、モジュール本体９１ａの前面には複数の音孔９１ｄが穿設されるとともに、通話スイッチＳＷ１，警報解除スイッチＳＷ２を前面に露出させている。
【００９６】
そして、例えば、照明器具をオン／オフする壁スイッチＮ４を構成する基本機能モジュール９０をゲート装置８３に接続し、当該基本機能モジュール９０の右側部には、時刻表示部Ｎ６を露出させて時計機能を有する拡張機能モジュール９１を接続し、当該拡張機能モジュール９１の右側部には上記通話装置９１Ａを接続することで、壁スイッチ機能、時計機能等の様々な機能装置にインターホン機能を追加することができる。また、通話装置９１Ａにも新たな拡張機能モジュール９１を接続することができる。
【００９７】
この通話装置９１Ａは、予め同一に配線されている電力線Ｌｐ、情報線Ｌｓにゲート装置８３、基本機能モジュール９０、他の拡張機能モジュール９１を介して接続することで、電力路と情報路とを同時に確保でき、新たに配線工事を行う必要がなく、施工性に優れている。また、基本機能モジュール９０、他の拡張機能モジュール９１と同一の情報線Ｌｓを用いることで、通話装置９１Ａと基本機能モジュール９０、他の拡張機能モジュール９１との間の連動制御を容易に行なうことができ、拡張性に優れたものとなる。
【００９８】
また、上記基本機能モジュール９０、拡張機能モジュール９１は、機能によって複数の種類が準備されており、例えば図１９に示すように建物内の適所において埋め込み配設している１乃至複数のスイッチボックス８２の内、ハイポジションＨＰに設けられたスイッチボックス８２のゲート装置８３には、引掛栓刃接続部Ｎ１を備えた基本機能モジュール９０や、スピーカＮ３のみを備えてＢＧＭ用の機能等を有する基本機能モジュール９０が接続され、さらに基本機能モジュール９０には人感センサＮ２等が設けられた拡張機能モジュール９１等が連結される。
【００９９】
ミドルポジションＭＰに設けられたスイッチボックス８２のゲート装置８３には照明器具をオン／オフする壁スイッチＮ４を構成する基本機能モジュール９０や、モニタ装置Ｎ５を備えた基本機能モジュール９０が接続され、さらに基本機能モジュール９０には時計Ｎ６を有する拡張機能モジュール９１や、インターホン機能を有する拡張機能モジュール９１Ａ（通話装置９１Ａ）が連結される。
【０１００】
さらにローポジションＬＰに設けられたスイッチボックス８２のゲート装置８３には電源コンセント部Ｎ７を備えた基本機能モジュール９０や、スピーカＮ３を備えた基本機能モジュール９０が接続され、さらに基本機能モジュール９０には足元灯Ｎ８を構成する拡張機能モジュール９１が連結される。
【０１０１】
以上のようにして配設施工が終了し、システムが完成した後は、対応する基本機能モジュール９０、拡張機能モジュール９１間で情報信号の授受を行い、通話装置９１Ａであれば他の部屋の通話装置との間でインターホンシステムを構成し、両者間での通話を可能とするとともに、警報報知等を行う。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】実施形態１の通話装置の構成を示す側面断面図である。
【図２】同上の構成を示す斜視図である。
【図３】同上の音声処理部の構成を示す回路図である。
【図４】同上のマイクロホン基板の構成を示す側面断面図である。
【図５】同上のベアチップの構成を示す側面断面図である。
【図６】同上のマイクロホン基板の構成を示す（ａ）簡略化した平面図、（ｂ）簡略化した回路図である。
【図７】同上のインピーダンス変換回路の回路図である。
【図８】同上の信号処理部の回路構成図である。
【図９】（ａ）（ｂ）同上の信号処理部の信号波形図である。
【図１０】（ａ）（ｂ）同上の信号処理部の信号波形図である。
【図１１】（ａ）（ｂ）同上の信号処理部の信号波形図である。
【図１２】（ａ）〜（ｃ）同上の信号処理部の信号波形図である。
【図１３】信号処理部によるキャンセル量を示す図である。
【図１４】スピーカの放射音圧特性を示す図である。
【図１５】理想的なバッフル板を用いた場合の構成を示す一部側面断面図である。
【図１６】（ａ）〜（ｃ）実施形態２のハウジングを示す側面断面図である。
【図１７】同上のハウジングを用いた場合のキャンセル量を示す図である。
【図１８】同上の別のハウジングを示す側面断面図である。
【図１９】実施形態３の通話装置を用いた配線システムの構成図である。
【図２０】同上のゲート装置を取付枠に取り付けた状態の正面図である。
【図２１】同上のゲート装置への配線形態を示す斜視図である。
【図２２】同上の基本機能モジュールをスイッチボックスから外した状態の斜視図である。
【図２３】（ａ）は同上の基本機能モジュールの化粧カバーを外した状態の斜視図、（ｂ）は連結体の斜視図である。
【図２４】同上の基本機能モジュールと拡張モジュールとの連結構成の説明図である。
【図２５】同上の拡張機能モジュールを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は蓋部を開き、連結体を外した状態の側面図である。
【図２６】同上の通話装置（基本機能モジュール）を用いた配線システムの配設状態を示す斜視図である。
【図２７】同上の通話装置（拡張機能モジュール）を用いた配線システムの配設状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【０１０３】
Ａ  通話装置
Ａ１  ハウジング
ＳＰ  スピーカ
ＭＢ１  マイクロホン基板
Ｍ１，Ｍ２  マイクロホン
Ｂｆ  前気室
Ｂｒ  後気室
１０  音声処理部
【図１】
2008109524.tif 000003
【図２】
2008109524.tif 000004
【図３】
2008109524.tif 000005
【図４】
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【図５】
2008109524.tif 000007
【図６】
2008109524.tif 000008
【図７】
2008109524.tif 000009
【図８】
2008109524.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2008109524.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2008109524.tif 000014
【図１３】
2008109524.tif 000015
【図１４】
2008109524.tif 000016
【図１５】
2008109524.tif 000017
【図１６】
2008109524.tif 000018
【図１７】
2008109524.tif 000019
【図１８】
2008109524.tif 000020
【図１９】
2008109524.tif 000021
【図２０】
2008109524.tif 000022
【図２１】
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【図２２】
2008109524.tif 000024
【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【手続補正書】
【提出日】平成18年12月6日(2006.12.6)
【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】
屋内の天井面、壁面、床面に設置されて電力及び情報信号を伝送する少なくとも１系統の配線に電気的に接続された第１の接続部に電気的に直接接続して電力供給を受け、第１の接続部との間で情報信号を授受するための第２の接続部を具備して、当該第２の接続部の形態を第１の接続部の配置及び形状の形態の定形化に対応して定形としたハウジングと、
ハウジング内に配置されて、外部から第２の接続部を介して伝達された音声情報を一方面側から出力するスピーカと、
ハウジングの内面とスピーカの一方面側とで囲まれた前気室と、
ハウジングの内面とスピーカの他方面側とで囲まれた後気室と、
集音面を前気室内に向けて配置して、集音した音声を電気信号に変換した音声信号を出力する第１のマイクロホンと、
集音面をハウジング外に向けて配置して、集音した音声を電気信号に変換した音声信号を出力する第２のマイクロホンと、
第２のマイクロホンで集音した音声信号から第１のマイクロホンで集音した音声信号を除去して第２の接続部を介して外部へ伝達する音声処理部とを備える
ことを特徴とする通話装置。
【請求項２】
前記後気室は、前記ハウジングの内面とスピーカの他方面側とで密閉された空間であることを特徴とする請求項１記載の通話装置。
【請求項３】
前記第１のマイクロホンは、前記スピーカの振動板に対向して配置することを特徴とする請求項１または２記載の通話装置。
【請求項４】
前記第２のマイクロホンは、前記後気室に接することなく、前記スピーカに隣接して配置されることを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載の通話装置。
【請求項５】
前記第１，第２のマイクロホンは、同一基板上にパターン配線されて実装されることを特徴とする請求項１乃至４いずれか記載の通話装置。
【請求項６】
前記第１，第２のマイクロホンが実装された基板は、第１のマイクロホンの集音面が前気室内に向き、第２のマイクロホンの集音面がハウジング外に向くように、ハウジングの外面に取り付けられることを特徴とする請求項５記載の通話装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通話装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、インターホンシステム等で屋内に設置される通話装置があり、他の場所に設置された通話装置からの音声を出力するスピーカや、他の通話装置へ伝達する音声を入力するマイクロホン等を備えている。
【０００３】
そして、スピーカから発生した音声がマイクロホンに回り込むとハウリングが生じることになるから、様々なハウリング防止対策が採られている。例えば、第１の従来例として、スピーカとマイクロホンを含むループ回路が通話装置内で形成され、このループゲインが１を越えるとハウリングが発生するから、ループ回路内に設けた可変損失回路での損失量を調節することにより、ループゲインが１以下となるようにしてハウリングを防止するものがある。ここで、送話信号と受話信号とのうち信号レベルが小さいほうは重要ではないとみなし、信号レベルが小さいほうの伝送路に挿入された可変損失回路の伝送損失を大きくするようにしている。
【０００４】
しかし、上記第１の従来例では、マイクロホンとスピーカとの距離が近いと、スピーカからマイクロホンに回り込む受話音声のレベルが大きくなり、受話信号よりも送話信号が大きくなり、スピーカから音声が出ている受話状態であるにもかかわらず制御回路は送話状態に切り換えてしまい、スピーカから出るべき音が出なくなるという状態が発生していた。
【０００５】
そこで、第２の従来例として、一対のマイクロホンと、両マイクロホンとスピーカとの距離の差に相当する音波の遅延時間だけスピーカに近いほうのマイクロホンの出力を遅延させる遅延回路と、両マイクロホンとスピーカとの距離の差に相当するレベル調整を行なってスピーカからの音声に対する両マイクロホンの出力レベルを一致させるレベル調整増幅回路と、遅延回路とレベル調整増幅回路とを通った両マイクロホンの出力を両入力とする差動増幅回路とを設け、差動増幅回路の出力を送話信号とする通話装置が提案された。
【０００６】
この通話装置では、一対のマイクロホンでスピーカからの音声を拾った後、遅延およびレベル調整を行なって両マイクロホンに入力されるスピーカからの音声成分を差動増幅回路で相殺するようにしているから、スピーカからの音声成分のみを除去して受話ブロッキングが生じない状態で送話音声を伝送することができる。（例えば、特許文献１参照）
【特許文献１】特許第２６０７２５７号公報（２頁左欄第１３行〜右欄第３行，４頁右欄第２６行〜第４９行、第１図，第５図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記第２の従来例においても、ハウリング防止のために、スピーカとマイクロホンとの距離をあまり小さくできず、装置のさらなる小型化が望まれていた。
【０００８】
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、ハウリングを防止するとともに小型化を図ることができる通話装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明は、屋内の天井面、壁面、床面に設置されて電力及び情報信号を伝送する少なくとも１系統の配線に電気的に接続された第１の接続部に電気的に直接接続して電力供給を受け、第１の接続部との間で情報信号を授受するための第２の接続部を具備して、当該第２の接続部の形態を第１の接続部の配置及び形状の形態の定形化に対応して定形としたハウジングと、ハウジング内に配置されて、外部から第２の接続部を介して伝達された音声情報を一方面側から出力するスピーカと、ハウジングの内面とスピーカの一方面側とで囲まれた前気室と、ハウジングの内面とスピーカの他方面側とで囲まれた後気室と、集音面を前気室内に向けて配置して、集音した音声を電気信号に変換した音声信号を出力する第１のマイクロホンと、集音面をハウジング外に向けて配置して、集音した音声を電気信号に変換した音声信号を出力する第２のマイクロホンと、第２のマイクロホンで集音した音声信号から第１のマイクロホンで集音した音声信号を除去して第２の接続部を介して外部へ伝達する音声処理部とを備えることを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、第１のマイクロホンはスピーカが発する音声を確実に集音するので、音声処理部によるハウリング防止処理を確実に行うことができる。さらに第２のマイクロホンは集音面をハウジング外に向けるので、スピーカと第２のマイクロホンとの音響結合は低減し、第２のマイクロホンはスピーカの発する音声を集音し難くなって、第２のマイクロホンをスピーカの近傍に配置でき、通話装置の小型化が可能となる。すなわち、ハウリングを防止するとともに小型化を図ることができる。さらに、通話装置は、第２の接続部を第１の接続部に電気的に接続すれば電力路と情報路とを同時に確保でき、新たに配線工事を行う必要がなく、優れた施工性を得ることができる。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１において、前記後気室は、前記ハウジングの内面とスピーカの他方面側とで密閉された空間であることを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、スピーカの他方面側から放射される音はハウジングの外部に漏れ難く、スピーカと第２のマイクロホンとの音響結合をさらに低減させている。また、スピーカの一方面側から放射される音と他方面側から放射される音との干渉を低減し、スピーカの放射音圧の低下を防いでいる。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１または２において、前記第１のマイクロホンは、前記スピーカの振動板に対向して配置することを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、スピーカが発する音声を確実に集音することができる。
【００１５】
請求項４の発明は、請求項１乃至３いずれかにおいて、前記第２のマイクロホンは、前記後気室に接することなく、前記スピーカに隣接して配置されることを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、スピーカが発する音声と話者の発する音声とを第１、第２のマイクロホンで分離して集音でき、且つ小型化を図ることができる。
【００１７】
請求項５の発明は、請求項１乃至４いずれかにおいて、前記第１，第２のマイクロホンは、同一基板上にパターン配線されて実装されることを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、ハウジングの外面に取付可能となるので、ハウジングの音響特性へ影響を与えることなく、配線パターンによる信号線、給電線を効率よく構成できる。
【００１９】
請求項６の発明は、請求項５において、前記第１，第２のマイクロホンが実装された基板は、第１のマイクロホンの集音面が前気室内に向き、第２のマイクロホンの集音面がハウジング外に向くように、ハウジングの外面に取り付けられることを特徴とする。
【００２０】
この発明によれば、第１，第２のマイクロホンが実装された基板をハウジング内に配置すると前気室と後気室との間の空間的な絶縁を維持することが困難であるが、基板をハウジングの外面に取り付けることで、前気室と後気室との間の空間的な絶縁を維持することができる。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように、本発明では、ハウリングを防止するとともに小型化を図ることができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明するが、まず通話装置の基本構成について説明する。
【００２３】
（基本構成１）
通話装置Ａの基本構成１は図１〜図３に示され、後面に開口を形成したボディＡ１０と、ボディＡ１０の開口に覆設したカバーＡ１１とでハウジングＡ１を構成し、ハウジングＡ１内に、スピーカＳＰ、マイクロホン基板ＭＢ１、通話スイッチＳＷ１、音声処理部１０を備える。
【００２４】
音声処理部１０は、図３に示すように、通信部１０ａ、エコーキャンセル部１０ｂ，１０ｃ、増幅部１０ｄ、信号処理部１０ｅを備えたＩＣで構成され、ハウジングＡ１内に配置される。他の部屋等に設置されている通話装置Ａから情報線Ｌｓを介して送信された音声信号は、通信部１０ａで受信され、エコーキャンセル部１０ｂを介して増幅部１０ｄで増幅された後、スピーカＳＰから出力される。また、通話スイッチＳＷ１を操作することで通話可能状態となり、マイクロホン基板ＭＢ１上のマイクロホンＭ１（第１のマイクロホン），マイクロホンＭ２（第２のマイクロホン）から入力された各音声信号は信号処理部１０ｅで後述する信号処理を施された後、エコーキャンセル部１０ｃを通過し、通信部１０ａから情報線Ｌｓを介して他の部屋等に設置されている通話装置Ａへ送信される。すなわち、部屋間で双方向の通話が可能なインターホンとして機能するものである。なお、通話装置Ａの電源は、設置場所の近傍に設けたコンセントから供給されるか、あるいは情報線Ｌｓを介して供給されてもよい。
【００２５】
スピーカＳＰは、図１に示すように、冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ，ＳＰＣＥＮ）、電磁軟鉄（ＳＵＹ）等の厚み０．８ｍｍ程度の鉄系材料で形成されて一端を開口した円筒状のヨーク２０を具備し、ヨーク２０の開口端から外側に向かって円形の支持体２１が延設されている。
【００２６】
ヨーク２０の筒内にはネオジウムで形成された円柱型永久磁石２２（例えば、残留磁束密度１．３９Ｔ〜１．４３Ｔ）を配置し、ドーム型の振動板２３の外周側の縁部が支持体２１の縁端面に固定されている。
【００２７】
振動板２３は、ＰＥＴ（PolyEthyleneTerephthalate）またはＰＥＩ（Polyetherimide）等の熱可塑性プラスチック（例えば、厚み１２μｍ〜５０μｍ）で形成される。振動板２３の背面には筒状のボビン２４が固定されており、このボビン２４の後端にはクラフト紙の紙管にポリウレタン銅線（例えば、φ０．０５ｍｍ）を巻回することによって形成されたボイスコイル２５が設けられている。ボビン２４およびボイスコイル２５は、ボイスコイル２５がヨーク２０の開口端に位置するように設けられており、ヨーク２０の開口端近傍を前後方向に自在に移動する。
【００２８】
ボイスコイル２５のポリウレタン銅線に音声信号を入力すると、この音声信号の電流と永久磁石２２の磁界とにより、ボイスコイル２５に電磁力が発生するため、ボビン２４が振動板２３を伴なって前後方向に振動させられる。このとき、振動板２３から音声信号に応じた音が発せられる。すなわち、動電型のスピーカＳＰが構成される。
【００２９】
そして、スピーカＳＰの振動板２３が対向するハウジングＡ１の前面内側には、リブ１１が形成されており、スピーカＳＰの円形の支持体２１の外周端部から前面側に突出した凸部２１ａの端面がリブ１１に当接し、振動板２３がハウジングＡ１の前面に内側から対向する状態でスピーカＳＰが固定される。
【００３０】
ハウジングＡ１内にスピーカＳＰが固定されると、ハウジングＡ１の前面内側とスピーカＳＰの表面側（振動板２３側）とで囲まれた空間である前気室Ｂｆ、ハウジングＡ１の後面内側および側面内側とスピーカＳＰの裏面側（ヨーク２０側）とで囲まれた空間である後気室Ｂｒが形成される。前気室Ｂｆは、ハウジングＡ１の前面に複数設けた音孔１２を介して外部に連通している。後気室Ｂｒは、スピーカＳＰの支持体２１の端部とハウジングＡ１の内面のリブ１１とが密着することで、前気室Ｂｆとは絶縁した（連通していない）空間となり、さらにカバーＡ１１がボディＡ１０の後面開口に密着することで、外部とも絶縁した密閉された空間となっている。
【００３１】
次に、マイクロホン基板ＭＢ１は、図４に示すように、マイクロホンのベアチップＢＣ１とＩＣＫａ１との対、マイクロホンのベアチップＢＣ２とＩＣＫａ２との対をモジュール基板２の一面２ａに各々実装し、ベアチップＢＣ１、ＩＣＫａ１、モジュール基板２上の配線パターン（図示無し）の各間、およびベアチップＢＣ２、ＩＣＫａ２、モジュール基板２上の配線パターン（図示無し）の各間をワイヤＷで各々接続（ワイヤボンティング）した後、ベアチップＢＣ１とＩＣＫａ１の対を覆うようにシールドケースＳＣ１を実装し、ベアチップＢＣ２とＩＣＫａ２の対を覆うように、シールドケースＳＣ２を実装することで、ベアチップＢＣ１、ＩＣＫａ１、シールドケースＳＣ１で構成されるマイクロホンＭ１、ベアチップＢＣ２、ＩＣＫａ２、シールドケースＳＣ２で構成されるマイクロホンＭ２を備えている。
【００３２】
ベアチップＢＣ（ベアチップＢＣ１またはＢＣ２）は、図５に示すように、シリコン基板１ｂに穿設した孔１ｃを塞ぐようにシリコン基板１ｂの一面側にＳｉ薄膜１ｄが形成され、このＳｉ薄膜１ｄとの間にエアーギャップ１ｅを介して電極１ｆが形成され、さらに音声信号を出力するパッド１ｇが設けられており、コンデンサ型のシリコンマイクロホンを構成している。そして、外部からの音響信号がＳｉ薄膜１ｄを振動させることで、Ｓｉ薄膜１ｄと電極１ｆとの間の静電容量が変化して電荷量が変化し、この電荷量の変化に伴ってパッド１ｇ，１ｇから音響信号に応じた電流が流れる。このベアチップＢＣは、シリコン基板１ｂをモジュール基板２上にダイボンディングし、特にベアチップＢＣ２のＳｉ薄膜１ｄは、モジュール基板２に穿設した音孔Ｆ２に対向している。
【００３３】
そして、マイクロホンＭ１は、音孔Ｆ１を穿設したシールドケースＳＣ１の底面側を集音面とし、マイクロホンＭ２は、音孔Ｆ２を穿設したモジュール基板２への実装面側を集音面として、互いに逆方向となるモジュール基板２の両面方向に集音面を有するものになる。このように構成されたマイクロホン基板ＭＢ１は、モジュール基板２の一面２ａにマイクロホンＭ１，Ｍ２の両方を実装しているので、マイクロホン基板ＭＢ１の厚さを薄くできる。
【００３４】
図６（ａ）は、マイクロホン基板ＭＢ１を、モジュール基板２の一面２ａ側から見た平面図であり、モジュール基板２は、マイクロホン部Ｍ１を配置する矩形部２ｆと、マイクロホン部Ｍ２を配置する矩形部２ｇと、矩形部２ｆ，２ｇ間を連結する連結部２ｈとで構成され、矩形部２ｇは矩形部２ｆより大きく形成される。そして、矩形部２ｇの縁部に沿って、負電源パッドＰ１，正電源パッドＰ２，出力１パッドＰ３，出力２パッドＰ４が設けられている。
【００３５】
そして、図６（ｂ）に示すように、負電源パッドＰ１には外部から供給される電源電圧の負側、正電源パッドＰ２には電源電圧の正側が接続されて、モジュール基板２上の配線パターンを介してマイクロホン部Ｍ１，Ｍ２に電源を供給している。また、出力１パッドＰ３からは、マイクロホン部Ｍ１が集音した音声信号がモジュール基板２上の配線パターンを介して出力され、出力２パッドＰ４からは、マイクロホン部Ｍ２が集音した音声信号がモジュール基板２上の配線パターンを介して出力される。なお、出力パッドＰ３，Ｐ４から出力される音声信号のグランドは、負電源パッドＰ１で兼用される。
【００３６】
このように、マイクロホン部Ｍ１，Ｍ２の電源を共通の負電源パッドＰ１、正電源パッドＰ２から供給し、さらにマイクロホン部Ｍ１，Ｍ２の各出力のグランドを負電源パッドＰ１で兼用することで、パッドの数を減らすことができ、構成が簡単になる。
【００３７】
次に、マイクロホン基板ＭＢ１の動作について説明する。
【００３８】
まず、集音した音響信号に応じてベアチップＢＣ１，ＢＣ２から流れる各電流は、ＩＣＫａ１，Ｋａ２によってインピーダンス変換されるとともに電圧信号に変換され、音声信号として出力１パッドＰ３、出力２パッドＰ４から各々出力される。
【００３９】
ＩＣＫａ（ＩＣＫａ１またはＫａ２）は、図７の回路構成を備えており、電源パッドＰ１，Ｐ２から供給される電源電圧＋Ｖ（例えば５Ｖ）を定電圧Ｖｒ（例えば１２Ｖ）に変換するチップＩＣからなる定電圧回路Ｋｂを備えており、抵抗Ｒ１１とベアチップＢＣとの直列回路に定電圧Ｖｒが印加され、抵抗Ｒ１１とベアチップＢＣとの接続中点はコンデンサＣ１１を介してジャンクション型のＪ−ＦＥＴ素子Ｓ１１のゲート端子に接続される。Ｊ−ＦＥＴ素子Ｓ１１のドレイン端子は動作電源＋Ｖに接続され、ソース端子は抵抗Ｒ１２を介して電源電圧の負側に接続される。ここで、Ｊ−ＦＥＴ素子Ｓ１１は電気インピーダンスの変換用であり、このＪ−ＦＥＴ素子Ｓ１１のソース端子の電圧が音声信号として出力される。なお、ＩＣＫａのインピーダンスの変換回路は、上記構成に限定されるものではなく、例えばオペアンプによるソースフォロワ回路の機能を有する回路であってもよく、または必要に応じてＩＣＫａ内に音声信号の増幅回路を設けてもよい。
【００４０】
そして、マイクロホン基板ＭＢ１は、上記のようにモジュール基板２上の配線パターンを介して信号伝達、給電を行うことで、信号線、給電線を効率よく構成できるとともに、ハウジングＡ１の外面に取付可能となる。また、モジュール基板２の一面２ａをハウジングＡ１の前面外側に沿って配置し、マイクロホンＭ１はハウジングＡ１前面の開口１３を挿通して集音面を前気室Ｂｆに向けており、シールドケースＳＣ１の底面に穿設したマイクロホンＭ１の音孔Ｆ１はスピーカＳＰの振動板２３に対向して、音孔Ｆ１を介して伝達されるスピーカＳＰからの音声に対して高い指向性を有するので、スピーカＳＰが発する音声を確実に集音することができる。また、マイクロホンＭ２は、ハウジングＡ１の前面に設けた凹部１４に嵌合し、モジュール基板２に穿設したマイクロホンＭ２の音孔Ｆ２はスピーカＳＰの出力方向に向かってハウジングＡ１の外部（前方）に面しているので、音孔Ｆ２を介して伝達される、通話装置Ａの前方に位置する話者からの音声に対して高い指向性を有している。なお、スピーカＳＰの中心から各マイクロホンＭ１，Ｍ２の中心までの距離をそれぞれＸ１，Ｘ２とすると、Ｘ１＜Ｘ２となる。
【００４１】
また、スピーカＳＰの裏面が面する後気室Ｂｒは、ハウジングＡ１内で密閉されるので、スピーカＳＰの裏面から放射される音声は後気室Ｂｒから漏れ難くなり、スピーカＳＰとマイクロホンＭ２との音響結合を低減させている。さらにスピーカＳＰの裏面（振動板２３の裏面）から放射される音は、スピーカＳＰの表面（振動板２３の表面）から放射される音と位相が反転しており、このスピーカＳＰの裏面から放射される音が前方に回り込むと、スピーカＳＰの表面から放射される音と互いに打ち消しあって、スピーカＳＰの放射音圧が低下し、前方にいる話者にはスピーカＳＰが発する音声が聞こえ難いものとなるが、上記のようにスピーカＳＰの裏面から放射される音はハウジングＡ１の外部に漏れ難いので、上記回り込みによるスピーカＳＰの放射音圧の低下を防いでいる。
【００４２】
また、マイクロホンＭ２を収納した凹部１４は後気室Ｂｒと連通していない分離された空間であるので、マイクロホンＭ２はスピーカＳＰの発する音声をさらに集音し難くなり、スピーカＳＰとマイクロホンＭ２との音響結合をさらに低減させている。すなわち、上記構成によって、スピーカＳＰが発する音声と話者の発する音声とをマイクロホンＭ１，Ｍ２で分離して集音しているのである。
【００４３】
また、マイクロホン基板ＭＢ１をハウジングＡ１内に配置すると前気室Ｂｆと後気室Ｂｒとの間の空間的な絶縁を維持することが困難であるが、マイクロホン基板ＭＢ１をハウジングＡ１の外面に取り付けることで、前気室Ｂｆと後気室Ｂｒとの間の空間的な絶縁を維持することができる。
【００４４】
そして、スピーカＳＰの音声出力をマイクロホンＭ１，Ｍ２が拾うことで発生するハウリングを防止するために、以下の構成を備えている。
【００４５】
まず、音声処理部１０に収納されている信号処理部１０ｅは、図８に示すように、マイクロホンＭ１の出力を非反転増幅する増幅回路３０と、増幅回路３０の出力から音声帯域（３００〜４０００Ｈｚ）以外の周波数のノイズを除去するバンドパスフィルター３１と、バンドパスフィルター３１の出力を遅延させる遅延回路３２と、マイクロホンＭ２の出力を反転増幅する増幅回路３３と、増幅回路３３の出力から音声帯域（３００〜４０００Ｈｚ）以外の周波数のノイズを除去するバンドパスフィルター３４と、遅延回路３２とバンドパスフィルター３４の各出力を加算する加算回路３５とを備える。
【００４６】
図９〜図１２は、スピーカからの音声をマイクロホンＭ１，Ｍ２で各々集音した場合における信号処理部１０の各部の音声信号波形を示す。まず、スピーカＳＰの中心から各マイクロホンＭ１，Ｍ２の中心までの距離をそれぞれＸ１，Ｘ２とすると、Ｘ１＜Ｘ２となる。したがって、スピーカＳＰからの音声をマイクロホンＭ１，Ｍ２で拾った場合、スピーカＳＰとマイクロホンＭ１，Ｍ２との距離、およびマイクロホンＭ１，Ｍ２の指向性によってマイクロホンＭ２の出力Ｙ２１のほうがマイクロホンＭ１の出力Ｙ１１よりも振幅が小さく、さらに両マイクロホンＭ１，Ｍ２とスピーカＳＰとの距離の差（Ｘ２−Ｘ１）に相当する音波の遅延時間［Ｔｄ＝（Ｘ２−Ｘ１）／Ｖｓ］（Ｖｓは音速）だけマイクロホンＭ２の出力Ｙ２１の位相が遅れている（図９（ａ）（ｂ）参照）。
【００４７】
そして、増幅回路３０が出力Ｙ１１を非反転増幅した出力Ｙ１２を生成し、増幅回路３３が出力Ｙ２１を反転増幅して位相を１８０°反転させた出力Ｙ２２を生成する。このとき、両マイクロホンＭ１，Ｍ２とスピーカＳＰとの距離の差（Ｘ２−Ｘ１）に相当するレベル調整を行ない、スピーカＳＰからの音声に対する両マイクロホンＭ１，Ｍ２の出力レベルを一致させる（図１０（ａ）（ｂ）参照）。なお、増幅回路３０の増幅率は略１としており、増幅回路３０は省略してもよい。
【００４８】
そして、バンドパスフィルター３１，３４は、出力Ｙ１２，Ｙ２２から音声帯域以外の周波数のノイズを除去した出力Ｙ１３，Ｙ２３を生成する（図１１（ａ）（ｂ）参照）。
【００４９】
次に、遅延回路３２は、時間遅延素子またはＣＲ位相遅延回路で構成されており、上記遅延時間ＴｄだけスピーカＳＰに近いほうのマイクロホンＭ１の出力を遅延させることで、遅延回路３２の出力Ｙ１４とバンドパスフィルター３４の出力Ｙ２３との位相を一致させ、伝達する音声信号にのるノイズを低減させる。
【００５０】
そして、出力Ｙ１４に含まれるスピーカＳＰからの音声成分と、出力Ｙ２３に含まれるスピーカＳＰからの音声成分とは、上記増幅処理，遅延処理によって同一振幅、同一位相となり、加算回路３５において出力Ｙ１４とＹ２３とを加算することで、スピーカＳＰからの音声に対応する音声信号が打ち消された出力Ｙａが生成される（図１２（ａ）〜（ｃ）参照）。すなわち、出力Ｙａでは、スピーカＳＰからの音声成分が低減しているのである。
【００５１】
一方、マイクロホンＭ１，Ｍ２前方の話者Ｈが発する音声に対しては、話者Ｈが発する音声に対して高い指向性を有するマイクロホンＭ２の出力Ｙ２１の振幅が、マイクロホンＭ１の出力Ｙ１１の振幅よりも大きくなる。さらに、増幅回路３３の増幅率は増幅回路３０の増幅率より大きいので、出力Ｙ２３に含まれる話者Ｈからの音声成分は、出力Ｙ１４に含まれる話者Ｈからの音声成分よりさらに大きくなる。すなわち、出力Ｙ１４に含まれる話者Ｈからの音声成分と、出力Ｙ２３に含まれる話者Ｈからの音声成分との振幅差は大きくなり、加算回路３５で上記加算処理を施しても、出力Ｙａには、話者Ｈが発する音声に応じた信号が十分な振幅を維持した状態で残る。
【００５２】
以上のようにして加算回路３５の出力ＹａではスピーカＳＰからの音声成分が低減されて、通話装置Ａ前方の話者Ｈからマイクロホン基板ＭＢ１に向って発した音声成分は残っており、出力Ｙａでは、残したい話者Ｈからの音声成分と、低減したいスピーカＳＰからの音声成分との相対的な差が大きくなる。すなわち、話者Ｈからの音声とスピーカＳＰからの音声とが同時に発生している場合でも、話者Ｈからの音声成分は十分な振幅を維持しながらスピーカＳＰからの音声成分のみが低減されるので、スピーカＳＰの音声出力をマイクロホンＭ１，Ｍ２が拾うことで発生するハウリングを防止することができるのである。
【００５３】
また、マイクロホンＭ１はスピーカＳＰが発する音声を確実に集音するので、上記信号処理部１０ｅによるハウリング防止処理を確実に行うことができる。さらにマイクロホンＭ２は集音面をハウジングＡ１外部に向けるとともに、スピーカＳＰの出力方向とマイクロホンＭ２の指向性とを略同一方向にするので、スピーカＳＰとマイクロホンＭ２との音響結合は低減し、マイクロホンＭ２はスピーカＳＰの発する音声を集音し難くなって、マイクロホンＭ２をスピーカＳＰの近傍、すなわち前気室Ｂｆの近傍に隣接して配置でき、通話装置Ａの小型化が可能となる。
【００５４】
次に、加算回路３５が出力する音声信号はエコーキャンセル部１０ｃに出力され、エコーキャンセル部１０ｂ，１０ｃ（図３参照）では、以下の処理を行うことでさらなるハウリング防止を図っている。
【００５５】
まず、エコーキャンセル部１０ｃは、エコーキャンセル部１０ｂの出力を参照信号として取り込み、信号処理部１０ｅの出力に対して演算を施すことにより、スピーカＳＰからマイクロホンＭ１，Ｍ２に回り込んだ音声信号をさらにキャンセリングする。一方、エコーキャンセル部１０ｂも、エコーキャンセル部１０ｃの出力を参照信号として取り込み、通信部１０ａの出力に対して演算を施すことにより、通話先の相手側でのスピーカからマイクロホンへの音声信号の回り込みをキャンセリングする。
【００５６】
具体的には、エコーキャンセル部１０ｂ，１０ｃは、スピーカＳＰ−マイクロホンＭ１，Ｍ２−信号処理部１０ｅ−エコーキャンセル部１０ｃ−通信部１０ａ−エコーキャンセル部１０ｂ−増幅部１０ｄ−スピーカＳＰで構成されるループ回路内に設けた可変損失手段（図示無し）での損失量を調節することにより、ループゲインが１以下となるようにしてハウリングを防止するのである。ここで、送話信号と受話信号とのうち信号レベルが小さいほうは重要ではないとみなし、信号レベルが小さいほうの伝送路に挿入された可変損失回路の伝送損失を大きくするようにしている。
【００５７】
（基本構成２）
図１３は、上記信号処理部１０ｅによるスピーカＳＰの音声成分キャンセル量の周波数特性を示し、図１４はスピーカＳＰの前方における放射音圧の周波数特性を示しており、基本構成１と同様にハウジングＡ１内に形成した後気室Ｂｒを密閉した場合と、ハウジングとして理想的なバッフル板を用いた場合との両方の場合について各結果を示す。
【００５８】
理想的なバッフル板とは、図１５に示すように無限大の大きさを有するバッフル板Ｃのことであり、スピーカＳＰおよびマイクロホン基板ＭＢ１をバッフル板Ｃに取り付けた場合のキャンセル量（図１３の特性Ｙ１ａ）は、周波数帯域１００Ｈｚ〜１００００Ｈｚにおいて１０ｄＢ以上を維持し、放射音圧特性（図１４の特性Ｙ２ａ）は、スピーカＳＰの最低共振周波数ｆｏ１＝６００Ｈｚとなり、最低共振周波数はスピーカＳＰ単体での特性と同じ理想的な特性を示している。バッフル板Ｃを用いるとこのように優れた特性を備えるが、これはバッフル板Ｃが無限大の大きさを有して、スピーカＳＰの裏面（振動板２３の裏面）から放射された音がバッフル板Ｃで遮断されて前方に回り込まないとした場合の結果であり、現実的ではない。
【００５９】
次に、基本構成１のハウジングＡ１のように、スピーカＳＰの裏面側の空間である後気室Ｂｒを密閉した場合のキャンセル量（図１３の特性Ｙ１ｂ）も、周波数帯域１００Ｈｚ〜１００００Ｈｚにおいて１０ｄＢ以上を維持しており、バッフル板Ｃを用いた場合と略同様のキャンセル量を得ることができる。しかし、後気室Ｂｒを密閉した場合の放射音圧特性については、後気室Ｂｒの容量が十分に大きければバッフル板Ｃと同様の特性を得ることができるが、後気室Ｂｒの容量が小さいと、後気室Ｂｒの機械等価スティフネスが小さくなり、スピーカＳＰの最低共振周波数は高くなり、放射音圧が低下して、通話音質および効率が悪化する。例えば、基本構成１のハウジングＡ１を用いた場合の放射音圧特性（図１４の特性Ｙ２ｂ）は、スピーカＳＰの最低共振周波数ｆｏ２＝１２００Ｈｚとなり、バッフル板Ｃを用いた場合に比べて最低共振周波数が高周波数側にずれ、さらには８００Ｈｚ以下の周波数帯域でバッフル板Ｃを用いた場合に比べて音圧レベルが５〜２０ｄＢ程度減少しており、スピーカＳＰの音質および効率が悪化している。基本構成１の後気室Ｂｒの容量を３倍にした場合の放射音圧特性（図１４の特性Ｙ２ｃ）は、スピーカＳＰの最低共振周波数ｆｏ３＝８００Ｈｚとなり、基本構成１のハウジングＡ１を用いた場合に比べてスピーカＳＰの音質は改善されている。しかし、後気室Ｂｒの容量を大きくするとハウジングも大型化し、通話装置の小型化が困難になる。
【００６０】
そこで、後気室Ｂｒの容量が小さいハウジングを用いて、スピーカＳＰの音質および効率を向上させた通話装置Ａの基本構成２について説明する。
【００６１】
基本構成２の通話装置Ａは、図１６（ａ）〜（ｃ）に示すように、後面に開口を形成したボディＡ２０と、ボディＡ２０の開口に覆設したカバーＡ２１とでハウジングＡ２を構成し（但し、図１６（ｂ）はボディＡ２０のみを示す）、ハウジングＡ２内には、基本構成１と同様にスピーカＳＰ、マイクロホン基板ＭＢ１、通話スイッチＳＷ１、音声処理部１０を備えるとともに、ボディＡ２０に音響管４０を設けており、この音響管４０によって、スピーカＳＰが発する音声の所望の周波数帯域（７００Ｈｚ付近）の音圧レベルを増大させることで、音質および効率の向上を図る。
【００６２】
ハウジングＡ２のスピーカＳＰが配置される空間Ａ２ａは、ハウジングＡ２内の他の空間Ａ２ｂと分離されており、空間Ａ２ａは横３０ｍｍ×縦４０ｍｍ×厚み８ｍｍに形成されている。この空間Ａ２ａ内において、ボディＡ２０の前面内側に等間隔に形成された４箇所の円柱状のボス５１にスピーカＳＰの取付孔（図示無し）を各々載置し、ボス５１の軸方向に形成されたねじ孔５２に取付ねじ（図示無し）を螺合することで、スピーカＳＰがボディＡ２０の前面内側に固定されると、ハウジングＡ２の前面内側とスピーカＳＰの表面側（振動板２３側）とで囲まれた空間である前気室Ｂｆ、ハウジングＡ１の後面内側および側面内側とスピーカＳＰの裏面側（ヨーク２０側）とで囲まれた空間である後気室Ｂｒが基本構成１（図１）と略同様に形成される。また、ハウジングＡ２の前面には複数の音孔５３が穿設されている。
【００６３】
音響管４０は、スピーカＳＰの裏面の後気室Ｂｒの内側壁に沿って、後気室Ｂｒの周囲を略３／４周に亘って形成された矩形の断面形状を有する管で、一端４０ａを開口、他端４０ｂを閉塞して形成される。この音響管４０の全長Ｌは、音圧レベルを増大させたい周波数ｆの略１／４波長に設定される。詳細には、音響管４０の開口端補正を行うので、音速をＣ、開口端補正値をσ（＝０．８ｄ、但しｄは音響管４０の開口径）とすると、
ｆ＝［Ｃ／｛４（Ｌ＋σ）｝］………（１）
から求められる。本構成では、音響管４０の全長Ｌは９５．２ｍｍ、音響管４０の断面積は４．２ｍｍ２（φ２．３相当）である。また、音響管４０を後気室Ｂｒの内側壁に沿って形成することで、音響管４０による後気室Ｂｒの容量低減を抑えることができる。
【００６４】
また音響管４０は、閉管の共振周波数（管の全長が１／４波長の奇数倍に一致する周波数）で入力インピーダンスが極めて小さくなることを利用して、スピーカＳＰの裏面から放射された音波をスピーカＳＰの裏面側に反射することによって、後気室Ｂｒから外部に漏れる音を低減させている。
【００６５】
そして、音響管４０の共振周波数が、音響管４０を備えていないハウジングＡ２を用いた場合の最低共振周波数ｆｏ４（＝１２００Ｈｚ）と、図１４に示す上記バッフル板Ｃを用いた場合の最低共振周波数ｆｏ１（＝６００Ｈｚ）との間に位置するように、音響管４０の全長Ｌを設定することで、音響管４０を備えたハウジングＡ２を用いた場合のスピーカＳＰの最低共振周波数ｆｏ５（＝７００Ｈｚ付近）が、ｆｏ１とｆｏ４との間に設定される。
【００６６】
図１７は、音響管４０を備えた基本構成２の通話装置と、音響管４０を備えていない基本構成２の通話装置との各放射音圧特性を示しており、音響管４０を備えた基本構成２の特性Ｙ３ａは、音響管４０を備えていない基本構成２の特性Ｙ３ｂに比べて、８００Ｈｚ以下の周波数帯域で音圧レベルが５〜１０ｄＢ程度増大し、最低共振周波数はｆｏ４＝１２００Ｈｚからｆｏ５＝７００Ｈｚ付近にまで低下しており、スピーカ効率が向上するとともに、音質が向上している。例えば、７００Ｈｚ付近では音圧レベルが１０ｄＢ程度増大しており、この音圧レベルの増大によるスピーカ効率の向上は、スピーカＳＰの入力電流：７０％減、入力電力：９０％減に相当する。このように、スピーカＳＰの最低共振周波数近傍でスピーカＳＰの音圧レベルは増大するので、音響管４０の全長を適宜設定して、スピーカＳＰの最低共振周波数を低周波数側に移行させれば、スピーカＳＰの音質および効率の向上を実現できる。
【００６７】
音響管の別の形態として、図１８の概略図のように、ハウジングＡ３の外部に後気室Ｂｒに連通する音響管４１を設けてもよく、例えばチューブ状の音響管４１を後気室Ｂｒに差し込む形態でもよい。この音響管４１にウレタンチューブ等を用いると、全長Ｌを任意に設定、変更することができる。
【００６８】
また、マイクロホン基板ＭＢ１は、基本構成１と同様に、モジュール基板２の一面２ａをハウジングＡ２またはＡ３の前面外側に沿って配置され、マイクロホンＭ１は、ハウジングＡ２またはＡ３の前面を挿通してスピーカＳＰに面してスピーカＳＰからの音声に対して高い指向性を有し、マイクロホンＭ２は、ハウジングＡ１の外部（前方）に面して前方に位置する話者からの音声に対して高い指向性を有する。
【００６９】
なお、基本構成２の通話装置Ａの回路構成は基本構成１と同様であり、説明は省略する。
【００７０】
次に、上記通話装置の基本構成１または２を適用した本発明の実施形態を説明する。
【００７１】
（実施形態）
本発明の通話装置を用いた配線システム例について以下説明する。
【００７２】
まず、図１９に示すように建物内の適所において埋め込み配設している１乃至複数のスイッチボックス８２を設け、各スイッチボックス２間に壁面内に先行配線した電力線Ｌｐと、情報線Ｌｓとを送り配線するとともに、始端のスイッチボックス８２に対しては、配線盤８１内の主幹ブレーカＭＢと分岐ブレーカＢＢとを介して屋内に引き込まれた電力線Ｌｐを導入し、また外部のインターネット網ＮＴにゲートウェイＧＷ（ルータ、ハブ内蔵）を介して接続されている情報線Ｌｓを導入してある。ここでスイッチボックス８２には室内の天井面のようなハイポジションＨＰに設けられるものと、壁スイッチ等で推奨される高さ位置のミドルポジションＭＰに設けられるものと、足元付近のローポジションＬＰに設けられるものとに区分される。
【００７３】
これらのスイッチボックス８２は、例えばＪＩＳで規格化された大角形の１個モジュール寸法の埋め込み型の配線器具が３個取り付けることができる１連の取付枠８４（図２０参照）に対応して規格化されたスイッチボックスからなり、図２１に示すように上部から配線盤８１または他のスイッチボックス８２から送り配線されてくる電力線Ｌｐ及び情報線Ｌｓを導入するとともに、下部からは他のスイッチボックス８２へ送り配線するための電力線Ｌｐ及び情報線Ｌｓを導出している。そして各スイッチボックス８２には基本機能モジュール９０を接続するゲート装置８３のボディを夫々取付枠８４により取り付けてある。
【００７４】
この取付枠８４は図２０に示すように中央に器具取り付け用の窓孔８４ａを設けてあって、この窓孔８４ａに取り付け対象の器具本体の前部を背方から嵌め、左右両側の枠片に設けた係止手段に器具本体の両側に設けた被係止部を係止させて器具本体を固定するようになっている。そして上下枠片に設けた取付孔８４ｂに挿通する取り付けねじ（図示せず）をスイッチボックス８２のねじ孔（図示せず）に締結することで、器具本体ごとスイッチボックス８２に取り付けられる。またスイッチボックス８２を用いず、埋め込み孔を開口した壁パネルに取り付ける場合には所謂挟み金具で壁パネルを挟持させて取り付けたり、木ねじを用いて取り付けることもできるようになっている。
【００７５】
ゲート装置８３は図２１に示すようにボディ背面部に速結端子構造の接続端子部８５ａ，８５ｂ及び送り配線用の接続端子部８５ａ’、８５ｂ’を設け、夫々に対応する電力線Ｌｐ、情報線Ｌｓを接続するようになっている。またボディ前面部には、送られてきた電力線Ｌｐと電気的に接続されている接触部を備えた電力路接続口ＣＮ１Ａと、送られてきた情報線Ｌｓと電気的に接続されている情報路接続口ＣＮ１Ｂとを有しモジュール化した接続口ＣＮ１を図２０に示すように備えている。
【００７６】
これら接続口ＣＮ１Ａ，ＣＮ１Ｂは両者間の間隔及び内部の接触部の配列、開口部の形状等がシステムとして規格化されており、このゲート装置８３のボディ前面部を覆うようにスイッチボックス８２の前面開口側に取り付ける図２２に示す基本機能モジュール９０の背面部に設けたコネクタＣＮ２の被接続部ＣＮ２Ａ、ＣＮ２Ｂが各接続口ＣＮ１Ａ，ＣＮ１Ｂに着脱自在に結合されるようになっている。
【００７７】
基本機能モジュール９０は、後述する拡張機能モジュール９１とで機能装置を構成するもので、機能によって複数の種類の基本機能モジュール９０が準備されており、図２２，図２３（ａ）に示す合成樹脂製（ＡＢＳ等の非結晶性汎用プラスチック）で扁平なモジュール本体９０ａ内に各機能に応じた回路を内蔵し、背面部のコネクタＣＮ２の被接続部ＣＮ２Ａ，ＣＮ２Ｂをゲート装置８３の接続口ＣＮ１Ａ，ＣＮ１Ｂに結合させることで、スイッチボックス８２の前面開口を覆うとともに、周部のフランジをスイッチボックス８２の前面開口周辺の壁面に重ねた状態となり、その状態で上、下部の中央に穿孔している取付孔９０ｂに取り付けねじ（図示せず）を前面部側から挿通させて取付枠８４の上下枠に設けたねじ孔８４ｃに螺入締結することでスイッチボックス２８に取付枠８４を介して取り付けられる。
【００７８】
またモジュール本体９０ａの前面部には、上、下の取付孔９０ｂの開口位置より上または下側位置において、図２３（ａ）に示すようにモジュール本体９０ａの幅方向に幅広溝９３ａと幅狭溝９３ｂとからなる連結用溝部９３を中央の仕切壁９４で左右に二分されるように形成している。
【００７９】
この仕切壁９４の左側または右側の連結用溝部９３には図２３（ｂ）に示す合成樹脂製の連結体１００の片側半分を仕切壁９４に当たる位置まで嵌め込み、この連結体１００の残り半分を図２４に示すように拡張機能モジュール９１側に同様に設けてある連結用溝部９３に嵌め込むことで、基本機能モジュール９０と拡張機能モジュール９１とを機械的に結合できるようになっている。連結体１００は背面に幅広溝９３ａ，幅狭溝９３ｂを仕切る仕切壁９５が嵌る溝１００ａを設け、両溝９３ａ、９３ｂに跨るように挿入される。そして基本機能モジュール９０では前面部側から化粧カバー９０ｃを着脱自在に被着することで、また拡張機能モジュール９１では蓋部９６を閉じることで、両者の連結用溝部９３に跨るように嵌め込んである連結体１００が脱落しないように保持して連結状態を維持するようになっている。而して連結体１００と連結用溝部９３とが基本機能モジュール９０と拡張機能モジュール９１との連結手段を構成する。
【００８０】
基本機能モジュール９０のモジュール本体９０ａの両側側面の一方側は雄型の電源用コネクタＣＮ３Ａ、情報用コネクタＣＮ３Ｂを、他方側には雌型の電源用コネクタＣＮ３Ａ’、情報用コネクタＣＮ３Ｂ’を設けている。そして、これら電源用コネクタＣＮ３Ａ，ＣＮ３Ａ’の接触片に被接続部ＣＮ２Ａの接触片を内部で接続することで、左右何れの方向に拡張機能モジュール９１が連結されても商用電源ＡＣを供給することができるようにしている。さらに、情報用コネクタＣＮ３Ｂ，ＣＮ３Ｂ’の接触片に内部回路の入出力を接続することで、左右何れの方向に拡張機能モジュール９１が連結されても情報信号の授受を行えるようにしている。なお、上記電源用コネクタＣＮ３Ａ，ＣＮ３Ａ’は、モジュール本体９０ａの両側側面において一端側に偏倚して配置され、上記情報用コネクタＣＮ３Ｂ，ＣＮ３Ｂ’は、モジュール本体９０ａの両側側面において他端側に偏倚して配置される。
【００８１】
これら電源用コネクタＣＮ３，ＣＮ３Ａ’、情報用コネクタＣＮ３Ｂ，ＣＮ３Ｂ’は、内部の接触部の配列、開口部の形状等がシステムとして規格化され、さらには同一面に配置された電源用コネクタと情報用コネクタとの間隔もシステムとして規格化されており、拡張機能モジュール９１の後述する電源用コネクタＣＮ４Ａ，ＣＮ４Ａ’、情報用コネクタＣＮ４Ｂ，ＣＮ４Ｂ’が着脱自在に結合されるようになっている。
【００８２】
そして、基本機能モジュール９０は、被接続部ＣＮ２Ａを介して供給される商用電源ＡＣを、安定した直流電圧からなる内部回路の動作電源に変換するとともに、電源用コネクタＣＮ３，ＣＮ３Ａ’を介して商用電源ＡＣを供給し、さらに被接続部ＣＮ２Ｂを介して接続される情報線Ｌｓを通じて双方向に伝送される情報信号を送受信するとともに、情報用コネクタＣＮ３Ｂ，ＣＮ３Ｂ’を介して情報信号を送受信可能に構成され、機能によって複数の種類の基本機能モジュール９０が準備されている。
【００８３】
次に、本実施形態の配線システムでは、電力供給を受けて動作する機能によって複数の種類の拡張機能モジュール９１が準備されており、拡張機能モジュール９１は図２５に示すように、電源用コネクタＣＮ４Ａ，ＣＮ４Ａ’と、情報用コネクタＣＮ４Ｂ，ＣＮ４Ｂ’とを備えて、電源用コネクタＣＮ４Ａ，ＣＮ４Ａ’いずれか一方を介して供給される商用電源ＡＣを、安定した直流電圧からなる内部回路の動作電源に変換するとともに、電源用コネクタＣＮ４Ａ，ＣＮ４Ａ’いずれか他方を介して商用電源ＡＣを供給し、さらに情報用コネクタＣＮ４Ｂ，ＣＮ４Ｂ’を介して情報信号を送受信可能に構成される。
【００８４】
そして、拡張機能モジュール９１は、基本的には図２５（ａ）に示すようにモジュール本体９１ａの高さ寸法を基本機能モジュール９０と同じ高さ寸法に規格化され、また横幅寸法も規格化された単位モジュール寸法の整数倍に規格化されている。
【００８５】
また、合成樹脂製（ＡＢＳ等の非結晶性汎用プラスチック）で扁平なモジュール本体９１ａの両側側面の一方側は雄型の電源用コネクタＣＮ４Ａ、情報用コネクタＣＮ４Ｂを、他方側には雌型の電源用コネクタＣＮ４Ａ’、情報用コネクタＣＮ４Ｂ’を設けている。上記電源用コネクタＣＮ４Ａ，ＣＮ４Ａ’は、モジュール本体９１ａの両側側面において一端側に偏倚して配置され、上記情報用コネクタＣＮ４Ｂ，ＣＮ４Ｂ’は、モジュール本体９１ａの両側側面において他端側に偏倚して配置される。これら電源用コネクタＣＮ４Ａ，ＣＮ４Ａ’、情報用コネクタＣＮ４Ｂ，ＣＮ４Ｂ’は、基本機能モジュール９０の電源用コネクタＣＮ３Ａ，ＣＮ３Ａ’、情報用コネクタＣＮ３Ｂ，ＣＮ３Ｂ’と同様に、内部の接触部の配列、開口部の形状等がシステムとして規格化され、さらには同一面に配置された電源用コネクタと情報用コネクタとの間隔もシステムとして規格化されており、基本機能モジュール９０の電源用コネクタＣＮ３Ａ，ＣＮ３Ａ’、情報用コネクタＣＮ３Ｂ，ＣＮ３Ｂ’、あるいは他の拡張機能モジュール９１の電源用コネクタＣＮ４Ａ，ＣＮ４Ａ’、情報用コネクタＣＮ４Ｂ，ＣＮ４Ｂ’が着脱自在に結合されるようになっている。
【００８６】
具体的には、雄型の電源用コネクタＣＮ４Ａ、情報用コネクタＣＮ４Ｂは、基本機能モジュール９０の雌型の電源用コネクタＣＮ３Ａ’、情報用コネクタＣＮ３Ｂ’、あるいは他の拡張機能モジュール９１の雌型の電源用コネクタＣＮ４Ａ’、情報用コネクタＣＮ４Ｂ’に接続し、雌型の電源用コネクタＣＮ４Ａ’、情報用コネクタＣＮ４Ｂ’は、基本機能モジュール９０の雄型の電源用コネクタＣＮ３Ａ、情報用コネクタＣＮ３Ｂ、あるいは他の拡張機能モジュール９１の雄型の電源用コネクタＣＮ４Ａ、情報用コネクタＣＮ４Ｂに接続する。
【００８７】
そして、モジュール本体９１ａ内ではこれら電源用コネクタＣＮ４Ａ，ＣＮ４Ａ’の接触片を互いに接続しており、片側の電源用コネクタが隣接する基本機能モジュール９０または拡張機能モジュール９１の電源用コネクタに嵌合して電力を受け取る側（受電口）となると、他方の電源用コネクタが電力供給側（給電口）となる。
【００８８】
さらに、情報用コネクタ（情報授受口）ＣＮ４Ｂ，ＣＮ４Ｂ’の接触片に内部回路の入出力を接続することで、左右何れの方向に基本機能モジュール９０や、他の拡張機能モジュール９１が連結されても情報信号の授受を行えるようにしており、両側に隣接する基本機能モジュール９０または拡張機能モジュール９１との間で情報信号を授受できるようになっている。
【００８９】
また、拡張機能モジュール９１のモジュール本体９１ａの形状は、背面を図２５（ｂ）、（ｃ）に示すように平坦な面に形成して壁面に沿わせることができるようにしている。そして上下位置には上述の連結体１００を基本機能モジュール９０と同様に挿入するための幅広溝９３ａ、幅狭溝９３ｂからなる連結用溝部９３を設けるとともに、この連結用溝部９３を開閉する蓋部９６を設け、連結体１００を装着する際や外す場合にはこの蓋部９６を開き、連結体１００の装着状態を保持する際には上述したように閉じるようになっている（図２５（ｃ）参照）。
【００９０】
そして、上記基本機能モジュール９０、拡張機能モジュール９１に基本構成１または２の通話装置と同様の構成を設ければ、上記配線システムにおいてハウリングを防止するとともに小型化を図ることができる通話装置を構成できる。
【００９１】
図２６は、基本構成１または２の通話装置と同様にスピーカＳＰ、マイクロホン基板ＭＢ１、前気室Ｂｆ、後気室Ｂｒ等をモジュール本体９０ａに備えた基本機能モジュール９０Ａ（以下、通話装置９０Ａと称す）であり、モジュール本体９０ａの前面には複数の音孔９０ｄが穿設されるとともに、通話スイッチＳＷ１，警報解除スイッチＳＷ２を前面に露出させている。なお、エンドカバー１０１をモジュール本体９０ａの両側部に被着している。
【００９２】
モジュール本体９０ａ内には基本構成１または２と同様に音声処理部１０を備えて、スピーカＳＰの音声出力をマイクロホンが拾うことで発生するハウリングを防止している。また、当該通話装置９０Ａが配置された部屋内に設置されているセンサ機能を有する基本機能モジュール９０あるいは拡張機能モジュール９１、あるいは他の部屋から情報線Ｌｓを介して警報信号が送信された場合、スピーカＳＰから警報音を発するが、警報解除スイッチＳＷ２を操作することで警報音出力を解除することができる。
【００９３】
この通話装置９０Ａは、予め同一に配線されている電力線Ｌｐ、情報線Ｌｓにゲート装置８３を介して接続することで、電力路と情報路とを同時に確保でき、新たに配線工事を行う必要がなく、施工性に優れている。また、他の基本機能モジュール９０、拡張機能モジュール９１と同一の情報線Ｌｓを用いることで、通話装置９０Ａと他の基本機能モジュール９０、拡張機能モジュール９１との間の連動制御を容易に行なうことができ、拡張性に優れたものとなる。
【００９４】
図２７は、基本構成１または２の通話装置と同様にスピーカＳＰ、マイクロホン基板ＭＢ１、前気室Ｂｆ、後気室Ｂｒ等をモジュール本体９１ａに備えた拡張機能モジュール９１Ａ（以下、通話装置９１Ａと称す）であり、モジュール本体９１ａの前面には複数の音孔９１ｄが穿設されるとともに、通話スイッチＳＷ１，警報解除スイッチＳＷ２を前面に露出させている。
【００９５】
そして、例えば、照明器具をオン／オフする壁スイッチＮ４を構成する基本機能モジュール９０をゲート装置８３に接続し、当該基本機能モジュール９０の右側部には、時刻表示部Ｎ６を露出させて時計機能を有する拡張機能モジュール９１を接続し、当該拡張機能モジュール９１の右側部には上記通話装置９１Ａを接続することで、壁スイッチ機能、時計機能等の様々な機能装置にインターホン機能を追加することができる。また、通話装置９１Ａにも新たな拡張機能モジュール９１を接続することができる。
【００９６】
この通話装置９１Ａは、予め同一に配線されている電力線Ｌｐ、情報線Ｌｓにゲート装置８３、基本機能モジュール９０、他の拡張機能モジュール９１を介して接続することで、電力路と情報路とを同時に確保でき、新たに配線工事を行う必要がなく、施工性に優れている。また、基本機能モジュール９０、他の拡張機能モジュール９１と同一の情報線Ｌｓを用いることで、通話装置９１Ａと基本機能モジュール９０、他の拡張機能モジュール９１との間の連動制御を容易に行なうことができ、拡張性に優れたものとなる。
【００９７】
また、上記基本機能モジュール９０、拡張機能モジュール９１は、機能によって複数の種類が準備されており、例えば図１９に示すように建物内の適所において埋め込み配設している１乃至複数のスイッチボックス８２の内、ハイポジションＨＰに設けられたスイッチボックス８２のゲート装置８３には、引掛栓刃接続部Ｎ１を備えた基本機能モジュール９０や、スピーカＮ３のみを備えてＢＧＭ用の機能等を有する基本機能モジュール９０が接続され、さらに基本機能モジュール９０には人感センサＮ２等が設けられた拡張機能モジュール９１等が連結される。
【００９８】
ミドルポジションＭＰに設けられたスイッチボックス８２のゲート装置８３には照明器具をオン／オフする壁スイッチＮ４を構成する基本機能モジュール９０や、モニタ装置Ｎ５を備えた基本機能モジュール９０が接続され、さらに基本機能モジュール９０には時計Ｎ６を有する拡張機能モジュール９１や、インターホン機能を有する拡張機能モジュール９１Ａ（通話装置９１Ａ）が連結される。
【００９９】
さらにローポジションＬＰに設けられたスイッチボックス８２のゲート装置８３には電源コンセント部Ｎ７を備えた基本機能モジュール９０や、スピーカＮ３を備えた基本機能モジュール９０が接続され、さらに基本機能モジュール９０には足元灯Ｎ８を構成する拡張機能モジュール９１が連結される。
【０１００】
以上のようにして配設施工が終了し、システムが完成した後は、対応する基本機能モジュール９０、拡張機能モジュール９１間で情報信号の授受を行い、通話装置９１Ａであれば他の部屋の通話装置との間でインターホンシステムを構成し、両者間での通話を可能とするとともに、警報報知等を行う。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】通話装置の基本構成１を示す側面断面図である。
【図２】同上の構成を示す斜視図である。
【図３】同上の音声処理部の構成を示す回路図である。
【図４】同上のマイクロホン基板の構成を示す側面断面図である。
【図５】同上のベアチップの構成を示す側面断面図である。
【図６】同上のマイクロホン基板の構成を示す（ａ）簡略化した平面図、（ｂ）簡略化した回路図である。
【図７】同上のインピーダンス変換回路の回路図である。
【図８】同上の信号処理部の回路構成図である。
【図９】（ａ）（ｂ）同上の信号処理部の信号波形図である。
【図１０】（ａ）（ｂ）同上の信号処理部の信号波形図である。
【図１１】（ａ）（ｂ）同上の信号処理部の信号波形図である。
【図１２】（ａ）〜（ｃ）同上の信号処理部の信号波形図である。
【図１３】信号処理部によるキャンセル量を示す図である。
【図１４】スピーカの放射音圧特性を示す図である。
【図１５】理想的なバッフル板を用いた場合の構成を示す一部側面断面図である。
【図１６】（ａ）〜（ｃ）基本構成２のハウジングを示す側面断面図である。
【図１７】同上のハウジングを用いた場合のキャンセル量を示す図である。
【図１８】同上の別のハウジングを示す側面断面図である。
【図１９】実施形態の通話装置を用いた配線システムの構成図である。
【図２０】同上のゲート装置を取付枠に取り付けた状態の正面図である。
【図２１】同上のゲート装置への配線形態を示す斜視図である。
【図２２】同上の基本機能モジュールをスイッチボックスから外した状態の斜視図である。
【図２３】（ａ）は同上の基本機能モジュールの化粧カバーを外した状態の斜視図、（ｂ）は連結体の斜視図である。
【図２４】同上の基本機能モジュールと拡張モジュールとの連結構成の説明図である。
【図２５】同上の拡張機能モジュールを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は蓋部を開き、連結体を外した状態の側面図である。
【図２６】同上の通話装置（基本機能モジュール）を用いた配線システムの配設状態を示す斜視図である。
【図２７】同上の通話装置（拡張機能モジュール）を用いた配線システムの配設状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【０１０２】
Ａ  通話装置
Ａ１  ハウジング
ＳＰ  スピーカ
ＭＢ１  マイクロホン基板
Ｍ１，Ｍ２  マイクロホン
Ｂｆ  前気室
Ｂｒ  後気室
１０  音声処理部
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１４】
2008109524.tif 000030
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１６】
2008109524.tif 000031
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１７】
2008109524.tif 000032