(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インターホン装置を提供する。【解決手段】  インターホン装置Ａは、本体Ａ１０内に、情報線Ｌ２を介して伝達された音声情報を出力するスピーカＳＰと、音声を集音して音声信号を出力するマイクロホンＭ１，Ｍ２とを収納し、マイクロホンＭ１は、集音部をスピーカＳＰの振動板に対向させて本体Ａ１０に配置され、マイクロホンＭ２は、集音部を本体Ａ１０の前方に向けて本体Ａ１０に配置されて、本体Ａ１０内の信号処理部は、第１のマイクロホンＭ１が出力する音声信号から、スピーカＳＰから発せられて第２のマイクロホンＭ２に集音された音に近似した信号を生成し、第２のマイクロホンＭ２が出力する音声信号と近似信号との差を出力する。【選択図】図１
2008294576.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から伝達された音声情報を出力するスピーカと、音声を集音して音声信号を出力する第１，第２のマイクロホンと、第１，第２のマイクロホンが出力する各音声信号を信号処理して外部へ伝達する信号処理部とを収納した本体を備え、
第１のマイクロホンは、集音部をスピーカの振動板に対向させて本体に配置され、第２のマイクロホンは、集音部を本体外に向けて本体に配置され、
信号処理部は、第１のマイクロホンが出力する音声信号から、スピーカから発せられて第２のマイクロホンに集音された音に近似した信号を生成する適応フィルタ部と、第２のマイクロホンが出力する音声信号と適応フィルタ部が生成した近似信号との差を出力する演算部とを備えることを特徴とするインターホン装置。
【請求項２】
前記信号処理部は、第１，第２のマイクロホンが出力するアナログの音声信号を各々サンプルホールドする第１，第２のサンプルホールド回路と、第１，第２のサンプルホールド回路で各々サンプルホールドしたアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路とを備えて、第１，第２のマイクロホンとスピーカとの各距離の差に相当する音波の伝達時間を遅延時間とし、第１のサンプルホールド回路は、第２のサンプルホールド回路が第２のマイクロホンからの音声信号をサンプルホールドするタイミングから前記遅延時間ずれたタイミングで第１のマイクロホンからの音声信号をサンプルホールドすることを特徴とする請求項１記載のインターホン装置。
【請求項３】
前記第１，第２のマイクロホンの各出力を増幅するマイクロホンアンプを備え、当該マイクロホンアンプが、スピーカからの音声に対する第１，第２のマイクロホンの各出力レベルを一致させることを特徴とする請求項１または２記載のインターホン装置。
【請求項４】
前記適応フィルタ部は、前記近似信号の生成時に用いるフィルタ係数の更新動作を行い、
ダブルトーク状態を検出したときにフィルタ係数の更新動作を停止させるダブルトーク検出手段を備えることを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載のインターホン装置。
【請求項５】
前記適応フィルタ部は、前記近似信号の生成時に用いるフィルタ係数の更新動作を行い、
フィルタ係数が発散状態にあるか否かを検出するとともに発散状態にあることを検出した場合にフィルタ係数を初期化する発散検出処理手段を備えることを特徴とする請求項１乃至４いずれか記載のインターホン装置。
【請求項６】
前記適応フィルタ部は、前記近似信号の生成時に用いるフィルタ係数の更新動作を行い、
第１，第２のマイクロホンが出力する各音声信号の瞬時パワーの比に基づいて適応フィルタ部のステップゲインを切り替えるステップゲイン切替手段を備えることを特徴とする請求項１乃至５いずれか記載のインターホン装置。
【請求項７】
前記適応フィルタ部は、前記近似信号の生成時に用いるフィルタ係数の更新動作を行い、
ダブルトーク状態を検出したときにフィルタ係数の更新動作を停止させるダブルトーク検出手段と、フィルタ係数が発散状態にあるか否かを検出するとともに発散状態にあることを検出した場合にフィルタ係数を初期化する発散検出処理手段と、第１，第２のマイクロホンが出力する各音声信号の瞬時パワーの比に基づいて適応フィルタ部のステップゲインを切り替えるステップゲイン切替手段と、配線を介して伝達された単一周波数のトーン信号を検出したときに、フィルタ係数の更新動作を停止させ、ダブルトーク検出手段および発散検出処理手段の動作を初期化し、ステップゲインを固定するシングルトーン検出手段とを備えることを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載のインターホン装置。
【請求項８】
第２のマイクロホンの出力に設けられたハイシェルフフィルタと、前記演算部の出力に設けられたローシェルフフィルタとを備えることを特徴とする請求項１乃至７いずれか記載のインターホン装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インターホン装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、屋内に設置されるインターホン装置があり、他の場所に設置されたインターホン装置からの音声を出力するスピーカや、他のインターホン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。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んだエコー成分によってハウリングが生じることになるから、スピーカとマイクロホンとの距離を離すことで、スピーカから発せられた音をマイクロホンが拾わないようにしてハウリングを避けていた。
【０００３】
しかし、スピーカとマイクロホンとの距離を離すと装置自体が大きくなり、小型化しにくいという問題があった。そこで、装置の小型化とハウリング対策とを両立させるために、例えば、スピーカの振動板の中心に１つのマイクロホンを配置し、スピーカの振動板の表面から発生する音響信号と振動板の裏面から発生する音響信号とがマイクロホンの前面で互いに相殺することで、スピーカの振動板が発した音に対するマイクロホンの実質的な感度を低減させて、ハウリングを防止するものがある。（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、一対のマイクロホンを設けて、スピーカから一方のマイクロホンに回り込んだ音に近似した信号を生成する適応フィルタ部を他方のマイクロホンの出力に備えて、一方のマイクロホンの出力と適応フィルタ部の出力との差をとることで、ハウリング防止を図ったインターホン装置もある。（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００４−３２０３９９号公報
【特許文献２】特許第３２２６１２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１の装置では、スピーカの振動板の表面から発生する音響信号と振動板の裏面から発生する音響信号との位相差がマイクロホンの前面で１８０°になることはなく、マイクロホンの前面で互いの音響信号を相殺することは困難であり、ハウリングを完全には防止できないものであった。さらに、マイクロホンをスピーカの中に組み込むため、スピーカの小型化、薄型化が困難であり、装置自体も小型化、薄型化が困難となっていた。
【０００６】
また、上記特許文献２の装置では、スピーカの側方に一対のマイクロホンを並設しており、装置本体の外面にはスピーカおよび一対のマイクロホンを配置するためのスペースが必要となって、装置自体の小型化が困難となっていた。
【０００７】
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インターホン装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明は、  外部から伝達された音声情報を出力するスピーカと、音声を集音して音声信号を出力する第１，第２のマイクロホンと、第１，第２のマイクロホンが出力する各音声信号を信号処理して外部へ伝達する信号処理部とを収納した本体を備え、
第１のマイクロホンは、集音部をスピーカの振動板に対向させて本体に配置され、第２のマイクロホンは、集音部を本体外に向けて本体に配置され、
信号処理部は、第１のマイクロホンが出力する音声信号から、スピーカから発せられて第２のマイクロホンに集音された音に近似した信号を生成する適応フィルタ部と、第２のマイクロホンが出力する音声信号と適応フィルタ部が生成した近似信号との差を出力する演算部とを備えることを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、集音部をスピーカの振動板に対向させて本体に配置した第１のマイクロホンによって、スピーカが放射する音に指向性を持たせたとしても、スピーカの発する音を容易に集音できるので、信号処理部でのハウリング防止効果が向上する。したがって、第２のマイクロホンをスピーカに近付けて配置してもハウリングを防止することができ、第１のマイクロホンの集音部をスピーカの振動板に対向させることと併せて、装置の小型化を図ることができる。また、本体周辺の音響的障害物による反射の影響や、第１，第２のマイクロホンの感度のバラツキによるキャンセル量の劣化を抑えることができ、さらには通話開始直後であってもハウリングが防止されるので、通話の高品質化を図ることができる。また、適応フィルタ部は、第１，第２のマイクロホン間の短距離の応答のみを近似すればよく、タップ長が短くでき、エコーキャンセルの演算処理量が少ないものになり、さらには製造工程での第１，第２のマイクロホンの感度バラツキ補正が不要となるので、低コスト化を図ることができる。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１において、前記信号処理部は、第１，第２のマイクロホンが出力するアナログの音声信号を各々サンプルホールドする第１，第２のサンプルホールド回路と、第１，第２のサンプルホールド回路で各々サンプルホールドしたアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路とを備えて、第１，第２のマイクロホンとスピーカとの各距離の差に相当する音波の伝達時間を遅延時間とし、第１のサンプルホールド回路は、第２のサンプルホールド回路が第２のマイクロホンからの音声信号をサンプルホールドするタイミングから前記遅延時間ずれたタイミングで第１のマイクロホンからの音声信号をサンプルホールドすることを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、低速でサンプリングした場合でも、スピーカが発する音声に対する第１、第２のマイクロホンの各音声信号間の遅延時間を精度よく補償することができ、また、Ａ／Ｄ変換回路に高速処理が可能なものは必要ないので、低コスト化を図ることができる。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１または２において、前記第１，第２のマイクロホンの各出力を増幅するマイクロホンアンプを備え、当該マイクロホンアンプが、スピーカからの音声に対する第１，第２のマイクロホンの各出力レベルを一致させることを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、マイクロホンアンプを、第１，第２のマイクロホンの出力レベル一致手段に兼用することで、低コスト化を図ることができる。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項１乃至３いずれかにおいて、前記適応フィルタ部は、前記近似信号の生成時に用いるフィルタ係数の更新動作を行い、ダブルトーク状態を検出したときにフィルタ係数の更新動作を停止させるダブルトーク検出手段を備えることを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、通話の高品質化を図ることができる。
【００１６】
請求項５の発明は、請求項１乃至４いずれかにおいて、前記適応フィルタ部は、前記近似信号の生成時に用いるフィルタ係数の更新動作を行い、フィルタ係数が発散状態にあるか否かを検出するとともに発散状態にあることを検出した場合にフィルタ係数を初期化する発散検出処理手段を備えることを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、通話の高品質化を図ることができる。
【００１８】
請求項６の発明は、請求項１乃至５いずれかにおいて、前記適応フィルタ部は、前記近似信号の生成時に用いるフィルタ係数の更新動作を行い、第１，第２のマイクロホンが出力する各音声信号の瞬時パワーの比に基づいて適応フィルタ部のステップゲインを切り替えるステップゲイン切替手段を備えることを特徴とする。
【００１９】
この発明によれば、通話の高品質化を図ることができる。
【００２０】
請求項７の発明は、請求項１乃至３いずれかにおいて、前記適応フィルタ部は、前記近似信号の生成時に用いるフィルタ係数の更新動作を行い、ダブルトーク状態を検出したときにフィルタ係数の更新動作を停止させるダブルトーク検出手段と、フィルタ係数が発散状態にあるか否かを検出するとともに発散状態にあることを検出した場合にフィルタ係数を初期化する発散検出処理手段と、第１，第２のマイクロホンが出力する各音声信号の瞬時パワーの比に基づいて適応フィルタ部のステップゲインを切り替えるステップゲイン切替手段と、配線を介して伝達された単一周波数のトーン信号を検出したときに、フィルタ係数の更新動作を停止させ、ダブルトーク検出手段および発散検出処理手段の動作を初期化し、ステップゲインを固定するシングルトーン検出手段とを備えることを特徴とする。
【００２１】
この発明によれば、通話の高品質化を図ることができる。
【００２２】
請求項８の発明は、請求項１乃至７いずれかにおいて、第２のマイクロホンの出力に設けられたハイシェルフフィルタと、前記演算部の出力に設けられたローシェルフフィルタとを備えることを特徴とする。
【００２３】
この発明によれば、通話の高品質化を図ることができる。
【発明の効果】
【００２４】
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】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２６】
（実施形態１）
本実施形態のインターホン装置Ａについて、その外観斜視図を図１に示し、内部の回路構成を図２に示す。インターホン装置Ａは、建物内の適所において埋め込み配設されたボックス２の前面に取り付けられ、ボックス２を介して配線された電力線Ｌ１、情報線Ｌ２が接続される。インターホン装置Ａの本体Ａ１０内には、電力線Ｌ１から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＋Ｖに変換するＡＣ／ＤＣコンバータ１１と、情報線Ｌ２を通じて双方向に伝送される情報信号を送受信する通信伝送部１２と、通信伝送部１２で受信される情報信号からデータを取り込んで処理を行うとともに、情報線Ｌ２を介してデータを送る場合のデータ生成処理を行う演算処理部１３と、Ｉ／Ｏインターフェース１４を介して演算処理部１３との間で音声データの授受を行って動作する機能部１５とが収納されており、これら各部は動作電源＋ＶをＡＣ／ＤＣコンバータ１１から供給される。
【００２７】
そして、機能部１５は、スピーカＳＰ、マイクロホンＭ１，Ｍ２、通話スイッチＳＷ１、増幅部１５ａ、Ｄ／Ａ変換部１５ｂ、音声スイッチ部１５ｃ，１５ｄ、信号処理部１５ｅを備える。他の部屋等から情報線Ｌ２を介して送信された音声信号は、音声スイッチ部１５ｃを介した後にＤ／Ａ変換部１５ｂでデジタル信号からアナログ信号に変換され、さらに増幅部１５ａ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Ｍ１，Ｍ２から入力された各音声信号は信号処理部１５ｅで後述する信号処理を施された後、音声スイッチ部１５ｄを通過し、情報線Ｌ２を介して他の部屋等へ送信される。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。
【００２８】
以下、スピーカＳＰの構成について説明する。スピーカＳＰは、図３（ａ）（ｂ）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２２が延設され、支持体２２の外縁部には筒状に形成された支持部２２ａが形成されている。
【００２９】
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２１（例えば、残留磁束密度１．３９Ｔ〜１．４３Ｔ）を配置し、支持部２２ａの端面にはドーム型の振動板２３が設けられている。すなわち、振動板２３の外周側の縁部が支持部２２ａの端面に固定されている。
【００３０】
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〜３５μｍ）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。
【００３１】
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２１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（例えば、直径２０〜２５ｍｍ，厚さ４．５ｍｍ程度）。
【００３２】
そして、スピーカＳＰの振動板２３が対向する本体Ａ１０の前面内側には、断面Ｌ字のリブ３０が環状に形成されており、スピーカＳＰの円形の支持体２２の外周端部から前面側に突出した凸部２２ｂの端面がリブ３０の載置部３０ａに当接し、凸部２２ｂの外側面がリブ３０の突出部３０ｂの内面に嵌合して、振動板２３が本体Ａ１０の前面に内側から対向する状態でスピーカＳＰが位置決めされる。このとき、スピーカＳＰの振動板２３と本体Ａ１０の前面内側にはマイクロホンＭ１を配置するための空間が形成される。また、支持体２２の外縁部を円形形状とし、リブ３０を環状とすることで、本体Ａ１０へのスピーカＳＰの実装がしやすい構造となっている。
【００３３】
リブ３０によって位置決めされたスピーカＳＰは、図４に示すように、外縁部に等間隔で設けた４つの取付片２６に穿設した挿通孔２６ａに挿通する取り付けねじ（図示せず）を本体Ａ１０の前面内側のねじ孔（図示せず）に締結することで、スピーカＳＰが本体Ａ１０の前面内側に取り付けられる。
【００３４】
次に、マイクロホンＭ１，Ｍ２の構成について説明する。マイクロホンＭ１，Ｍ２はコンデンサ型のシリコンマイクロホンからなり、その音響信号−電気信号変換部は図５（ａ）（ｂ）に示す構成を備える。基板５７上に形成されたシリコン基板からなる下部電極５１と、振動部分５３ｃと、振動部分５３ｃの外周の４箇所に延設された支持部分５３ｂとからなり、ポリシリコン膜によって形成される上部電極５３と、下部電極５１と上部電極５３との間に形成された空洞５４ａと、下部電極５１と上部電極５３との間に配置されたＳｉＮ膜からなる絶縁層５２とから構成されている。なお、絶縁層５２は、上部電極５３の振動部分５３ｃのほぼ直下と、下部電極５１に端子を接続するための領域とに開口を有する以外は、下部電極５１のほぼ全面を被覆している。また、振動部分５３ｃにおいて複数個の小孔５３ａが形成されている。また、周辺部に下部電極５１と接続されたＡｕ／ＴｉＷ膜からなる端子５５と、支持部分５３ｂ上に上部電極５３と接続されたＡｕ／ＴｉＷ膜からなる端子５５が形成されている。上記のように構成されたマイクロホンＭ１，Ｍ２は、パッケージを用いずに直接ＩＣチップを基板５７上に実装したベアチップ構造を有する。
【００３５】
さらに、本実施形態では、図５（ｂ）に示すように、振動部分５３ｃの略中央に対向する下部電極５１、基板５７に挿通孔５６を設けて、空洞５４ａを外部に連通させて、振動部分５３ｃの振動時の排気孔として用いる。
【００３６】
そして、外部から音響に対応する振動が加わると、振動膜である上部電極５３が振動し、下部電極５１との距離が変化する。これにより、両電極５１、５３の静電容量が変化し、電荷量が変化して、この電荷量の変化に伴って両電極５１、５３から電流が流れる。
【００３７】
両電極５１、５３から流れる電流は、図６に示す回路によって電圧に変換されて音声信号として信号処理部１５ｅに出力される。なお、図６中ではマイクロホンＭ１，Ｍ２の上記音響信号−電気信号変換部を各々Ｃｍ１，Ｃｍ２で示す。マイクロホンＭ２は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１（図２参照）が出力する動作電源＋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Ｋ１を備えており、マイクロホンＭ１内においては、抵抗Ｒ１１と音響信号−電気信号変換部Ｃｍ１との直列回路に定電圧Ｖｒが印加され、抵抗Ｒ１１と音響信号−電気信号変換部Ｃｍ１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を介してグランドに接続される。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信号処理部１５ｅに出力される。
【００３８】
マイクロホンＭ２内においても同様に、抵抗Ｒ２１と音響信号−電気信号変換部Ｃｍ２との直列回路に定電圧Ｖｒが印加され、抵抗Ｒ２１と音響信号−電気信号変換部Ｃｍ２との接続中点はコンデンサＣ２１を介してジャンクション型のＪ−ＦＥＴ素子Ｓ２１のゲート端子に接続される。Ｊ−ＦＥＴ素子Ｓ２１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Ｒ２２を介してグランドに接続される。ここで、Ｊ−ＦＥＴ素子Ｓ２１は電気インピーダンスの変換用であり、このＪ−ＦＥＴ素子Ｓ２１のソース端子の電圧が音声信号として信号処理部１５ｅに出力される。
【００３９】
上記のように構成されたマイクロホンＭ１は、図３（ａ）（ｂ）に示すように、スピーカＳＰの振動板２３に対向する本体Ａ１０の前面内側に設けた矩形枠状のリブ３１内に配置される。ここで、リブ３１は、ドーム型の振動板２３のセンターキャップ２３ａに対向して形成されており、マイクロホンＭ１は上記振動部分５３ｃ（集音部）が振動板２３のセンターキャップ２３ａに対向した状態に位置決めされており、スピーカＳＰが放射する音に指向性を持たせてもマイクロホンＭ１によってスピーカＳＰの発する音声を確実に集音でき、且つスピーカＳＰが発する音の位相を正しく集音できる。
【００４０】
このように、マイクロホンＭ１を、スピーカＳＰの振動板２３と本体Ａ１０の前面内側との間に配置することで、上述の背景技術のようにマイクロホンをスピーカの中に組み込むよりも、スピーカＳＰ自体の構造を小型化、薄型化でき、インターホン装置Ａ自体も小型化、薄型化が可能となる。
【００４１】
また、本体Ａ１０の前面からリブ３１内に配置されたマイクロホンＭ１の前面までの高さＤ１は、本体Ａ１０の前面からリブ３０の載置面３０ａまでの高さＤ２と略同一の高さに形成されており、マイクロホンＭ１とスピーカＳＰの振動板２３とのギャップを最小限に設定でき、マイクロホンＭ１とスピーカＳＰとを組み合わせた構造を小型化、薄型化できる。
【００４２】
さらに、マイクロホンＭ１は、上記挿通孔５６に対向して本体Ａ１０の前面からリブ３１に亘って設けた例えばφ０．５ｍｍ程度の１つの排気孔３２（図３参照）と併せて、振動部分５３ｃの振動時の排気孔として用いている。
【００４３】
また、マイクロホンＭ２は、本体Ａ１０の前面内側において、スピーカＳＰの振動板２３に対向しないスピーカＳＰの側方に設けた函体３３内に配置され、上記振動部分５３ｃ（集音部）が本体Ａ１０の前面内側に対向する状態に矩形枠状のリブ３４によって位置決めされる。また、函体３３の内側面から仕切板３５がマイクロホンＭ２の後方にまで形成されており、仕切板３５の背面には断面Ｌ字のリブ３６が形成されており、信号処理部１５ｅが内蔵されたＩＣパッケージ３７の前面がリブ３６上に載置され、ＩＣパッケージ３７の背面は函体３３の内面に当接して位置決めされる。したがって、マイクロホンＭ１に信号処理用のＩＣパッケージを設ける必要がなく、マイクロホンＭ１とスピーカＳＰとを組み合わせた構造を小型化、薄型化できる。
【００４４】
そして、スピーカＳＰ、マイクロホンＭ２に対向する本体Ａ１０の前面には複数の音孔３８が穿設されているが、マイクロホンＭ１に対向する本体Ａ１０の前面（すなわち、スピーカＳＰの振動板２３の中心近傍）には音孔は形成されておらず（図１参照）、マイクロホンＭ１は本体Ａ１０の外部からの音を集音し難い構造となっている。
【００４５】
ここで、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。まず、マイクロホンＭ１は振動板２３の中心に対向してスピーカＳＰを向いて配置され、マイクロホンＭ２はスピーカＳＰの振動板２３に対向しないスピーカＳＰの側方で前方に向かって配置されている。
【００４６】
そして、ＩＣパッケージ３７に収納されている信号処理部１５ｅ（図２参照）は、図７に示すように、マイクロホンＭ１のアナログ出力を増幅するマイクロホンアンプ１５０と、マイクロホンアンプ１５０の出力をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路１５１と、Ａ／Ｄ変換回路１５１の出力を減衰させる減衰回路１５２と、減衰回路１５２の出力を遅延させる遅延回路１５３と、遅延回路１５３の出力に接続した適応フィルタ部１５４と、マイクロホンＭ２のアナログ出力を増幅するマイクロホンアンプ１５５と、マイクロホンアンプ１５５の出力をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路１５６と、Ａ／Ｄ変換回路１５６の出力から適応フィルタ部１５４の出力を減算する演算部１５７とを備え、適応フィルタ部１５４と演算部１５７とで適応フィルタブロックＢを構成している。
【００４７】
また、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、この両マイクロホンＭ１，Ｍ２とスピーカＳＰとの距離の差（Ｘ２−Ｘ１）や、マイクロホンＭ１，Ｍ２の集音方向の違いによる感度差によって、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、マイクロホンＭ２の出力のほうがマイクロホンＭ１の出力よりも振幅が小さくなる。そこで、減衰回路１５２は、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ために、両マイクロホンＭ１，Ｍ２とスピーカＳＰとの距離の差（Ｘ２−Ｘ１）や、マイクロホンＭ１，Ｍ２の感度差に相当するレベル調整を行ない、スピーカＳＰに近いマイクロホンＭ１の出力レベルを減衰させている。
【００４８】
さらに、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、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の出力の位相が遅れている。そこで、遅延回路１５３は、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１５３の出力とＡ／Ｄ変換回路１５６の出力との位相（両マイクロホンＭ１，Ｍ２の各位相）を一致させている。
【００４９】
そして、適応フィルタ部１５４は、スピーカＳＰ−マイクロホンＭ２間の音響結合により形成される音響エコー経路Ｈａｃのインパルス応答を適応的に同定し、スピーカ音用のマイクロホンＭ１で集音してマイクロホンアンプ１５０、Ａ／Ｄ変換回路１５１、減衰回路１５２、遅延回路１５３を介した音声信号（受話信号ｙ（ｊ））から、スピーカＳＰから発せられて主音声用のマイクロホンＭ２に集音された音に近似した信号（エコー成分ｇ（ｊ））を推定し、演算部１５７が、マイクロホンＭ２で集音してマイクロホンアンプ１５５、Ａ／Ｄ変換回路１５６を介した音声信号（送話信号ｓ（ｊ））からエコー成分ｇ（ｊ）を減算することで、マイクロホンＭ２が集音した音声信号からスピーカ音を相殺して抑圧した減算出力ｅ（ｊ）を得ており（［数１］参照）、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が生成される。
【００５０】
【数１】
2008294576.tif 000003
【００５１】
この適応フィルタブロックＢは、デジタル・シグナル・プロセッサ（ＤＳＰ）を用いてエコーキャンセル処理を行っており、具体的には、適応フィルタ部１５４、演算部１５７の機能を実現するエコーキャンセル処理用プログラムをＤＳＰで実行しており、適応フィルタ部１５４は可変の係数（フィルタ係数）を有するＦＩＲフィルタと係数を随時決定していくアルゴリズムからなる従来周知のものであって、演算部１５７が出力する減算出力ｅ（ｊ）の自乗平均値を最小化するアルゴリズム、例えば、ＬＭＳ（Least-Mean-Square）アルゴリズムにより可変のフィルタ係数を適応更新することによってエコー成分ｇ（ｊ）（音響エコー経路Ｈａｃを介した受話信号の回り込み成分）を推定する。そして、適応フィルタ部１５４で推定されたエコー成分ｇ（ｊ）を演算部１５７において送話信号ｓ（ｊ）から減算することにより、送話信号ｓ（ｊ）に含まれるエコー成分のみを相殺し、マイクロホンＭ２で集音されたエコー以外の成分（マイクロホンＭ２に対して通話者から発せられた音声や周囲の騒音）に対しては損失を与えないものである。
【００５２】
さらに適応フィルタブロックＢの動作を詳しく説明すると、ＬＭＳアルゴリズムにおいては［数２］によってフィルタ係数（「タップ重み」ともいう）Ｈ＾（ｊ）を再帰的に更新していく。ただし、ｊはサンプル時間、ｋは毎回の繰り返しにおける補正量の大きさ（すなわち、収束の速さ）を制御するための定数であるステップゲイン（あるいは「ステップサイズパラメータ」ともいう）を表す。なお、ここでのｅ（ｊ）は、遠端側からの送話による受話信号ｙ（ｊ）のみが存在し、近端側では送話が行われていない、いわゆるシングルトークの状態である場合に、サンプル時間ｊにおいて推定されたエコー成分ｇ（ｊ）の推定誤差（瞬時誤差）を表している。
【００５３】
【数２】
2008294576.tif 000004
【００５４】
また、エコー成分ｇ（ｊ）は、上記フィルタ係数Ｈ＾（ｊ）と受話信号ｙ（ｊ）とから［数３］によって求められる。ただし、Ｎはタップ長（空間近似のための応答時間長）を示し、ｉはタップ番号を示す。
【００５５】
【数３】
2008294576.tif 000005
【００５６】
そして、フィルタ係数Ｈ＾（ｊ）を再帰的に更新することで上記減算出力ｅ（ｊ）の平均自乗誤差を最小とする最適解に到達する（収束する）と、その最適解のフィルタ係数Ｈ＾（ｊ）から推定されるエコー成分ｇ（ｊ）を送話信号ｓ（ｊ）から減算することでエコー成分を相殺した減算出力ｅ（ｊ）が得られることになる。
【００５７】
而して、適応フィルタブロックＢにより音響エコー経路Ｈａｃのエコー成分を相殺して閉ループを断ち切るため、不快なエコーを抑制することができる。また、マイクロホンＭ２の出力に含まれるエコー以外の成分、すなわち、インターホン装置Ａに対して通話者が発声した音声信号およびインターホン装置Ａの周囲の騒音については全く損失を与えずに伝送することができる。
【００５８】
このように、本実施形態では、適応フィルタ部１５４に入力される参照信号として、スピーカ音を集音するために設けられたマイクロホンＭ１の出力を利得調整、遅延調整した受話信号ｙ（ｊ）を用いている。このような構成では、適応フィルタ部１５４の音響エコー経路Ｈ＾は両マイクロホンＭ１，Ｍ２間の短距離の応答のみを近似すればよく、タップ長が短くでき、エコーキャンセルの演算処理量が少ないものになり、製造工程での両マイクロホンＭ１，Ｍ２の感度バラツキ補正が不要となり、低コスト化を図ることができる。
【００５９】
さらに、音響エコー経路Ｈａｃの変動（エコーパス変動）による影響を受け難く、スピーカＳＰの前面に存在するユーザ等の音響的障害物に音声が反射することによるマイクロホンＭ１，Ｍ２の応答への影響や、マイクロホンＭ１，Ｍ２の感度バラツキによるキャンセル量の劣化を抑えることができ、設置後に両マイクロホンＭ１，Ｍ２の感度バラツキ補正が不要となる。また、通話開始直後から減算出力ｅは収束してスピーカ音がキャンセルされるので、通話開始直後であってもハウリングが防止される。したがって、通話の高品質化を図ることができる。
【００６０】
一方、マイクロホンＭ１，Ｍ２の前方から発生する音声（通話音声）に対するマイクロホンＭ１，Ｍ２での音圧は、上記振動部分５３ｃ（集音部）が音孔３８を介して前方に向かって配置されたマイクロホンＭ２の方が、振動部分５３ｃ（集音部）がスピーカＳＰに向かって配置されたマイクロホンＭ１よりも大きくなり、マイクロホンＭ２の出力レベルは、マイクロホンＭ１の出力レベルより大きくなる。さらに、マイクロホンＭ１の出力は、減衰回路１５２によって減衰するので、マイクロホンＭ２の出力レベルは、マイクロホンＭ１の出力レベルよりさらに大きくなって、演算部１５７の出力には通話音声に応じた出力が得られる。
【００６１】
以上のようにして演算部１５７の出力にはスピーカＳＰからの音声成分は含まれず、インターホン装置Ａの前方からマイクロホンＭ１，Ｍ２に向って発した音声成分のみが抽出されるのである。
【００６２】
したがって、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ことができる。また、スピーカＳＰとマイクロホンＭ１，Ｍ２との距離を大きく取る必要もないため、インターホン装置Ａの小型化を図ることができる。
【００６３】
従来、マイクロホンを１つのみ設けて（図７のマイクロホンＭ１を削除）、スピーカＳＰへの入力信号ｙ’（ｊ）を適応フィルタ部１５４の参照信号として用いる構成があるが、この場合、スピーカＳＰの複雑な放射特性を考慮して適応フィルタ部１５４の音響エコー経路を近似しなければならず、さらにエコーパス変動に伴ってスピーカＳＰの放射特性が大きく変動するため、エコーキャンセルの処理量が多いものになっていた。また、通話開始直後の減算出力ｅは未収束状態となりやすく、ハウリングが発生しやすいものであった。
【００６４】
また、図７から適応フィルタ部１５４を削除して、減衰回路１５２、遅延回路１５３を介したマイクロホンＭ１の出力を、マイクロホンＭ２の出力から減算する構成では、スピーカＳＰの前面に存在するユーザに音声が反射することによるマイクロホンＭ１，Ｍ２の応答への影響や、両マイクロホンＭ１，Ｍ２の感度のバラツキ（例えば、±６ｄＢ）によって、キャンセル量が劣化する。そのため、インターホン装置Ａの個体差や、設置環境等によって、減衰回路１５２、遅延回路１５３のパラメータを調整する必要があった。
【００６５】
次に、音声スイッチ部１５ｃは受信した信号の伝送線路上に配置され、音声スイッチ１５ｄは送信する信号の伝送線路上に配置されており（図２参照）、音声スイッチ部１５ｃ，１５ｄは互いの入力信号のレベルを比較し、入力信号のレベルが小さいほうの音声スイッチ部は、内部に具備した可変損失手段によって伝送線路上に損失量（例えば、４８ｄＢの損失量）を付与する。したがって、受信した信号と送信される信号とのうち、いずれかレベルの小さい信号は減衰し、ハウリングマージンがさらに増加するので（例えば、４８ｄＢの増加）、一層のハウリング防止が図られている。
【００６６】
ここで、上記マイクロホンＭ１とＩＣパッケージ３７との間は、本体Ａ１０の前面内側に形成した導電パターンＰＴを介して電気的に接続されており（図３（ａ）（ｂ）参照）、導電パターンＰＴの生成方法について以下説明する。
【００６７】
本実施形態ではＭＩＤ（Molded Interconnection Device）成形基板技術を用いて導電パターンＰＴを形成しており、合成樹脂製の本体Ａ１０の前面内側において、導体パターンＰＴを形成する部位を含む領域に導体薄膜からなるメッキ下地電極を形成する。このメッキ下地電極は導体パターンＰＴと一致している必要はなく、導体パターンＰＴを形成する部位の全体を含んでいればよい。
【００６８】
メッキ下地電極はレーザ照射によってパターニングされ、導体パターンＰＴとなる部位と他の部位との間が分離される。つまり、導体パターンＰＴとなる部位の輪郭線に沿ってメッキ下地電極の一部が除去される。次に、導体パターンＰＴとなる部位に電気メッキによる厚み付けを行って導体パターンＰＴを形成し、その後、導体パターンＰＴ以外の部位の導体薄膜をエッチングにより除去する。この手順で、導体パターンＰＴの形状をレーザ照射によるパターニングで決定することができ、導体パターンＰＴの微細な加工が可能になる。つまり、導体パターンＰＴを精密に形成することができる。また、別体の給電線、信号線が不要となり、構造の簡易化を図ることができる。
【００６９】
なお、マイクロホンＭ１，Ｍ２の数は各々１個づつに限定されるものではなく、状況に応じた複数のマイクロホンを配置して上記同様の処理を行えばよい。
【００７０】
また、本実施形態では、情報線Ｌ２を介した有線通信方式を用いて、通話装置Ａ間における音声信号の授受を行っているが、通話装置Ａに周知の無線通信手段を設けることで、無線通信方式による音声信号の授受を行ってもよい。
【００７１】
（実施形態２）
本実施形態のインターホン装置Ａは、実施形態１と同様に図１、図２に示され、信号処理部１５ｅ（図２参照）の構成が実施形態１と異なるものである。
【００７２】
信号処理部１５ｅは、図８に示すように、実施形態１の適応フィルタ部１５４および演算部１５７を備える他に、サンプルホールド回路１６０，１６１と、マルチプレクサ回路１６２と、Ａ／Ｄ変換回路１６３と、マルチプレクサ回路１６４と、バンドパスフィルタ１６５，１６６と、減衰回路１６７と、タイミング制御部１６８とで構成される。サンプルホールド回路１６０，１６１、マルチプレクサ回路１６２、Ａ／Ｄ変換回路１６３、マルチプレクサ回路１６４の各動作は、タイミング制御部１６８によって制御されており、以下、各回路の動作について説明する。
【００７３】
まず、サンプルホールド回路１６０，１６１は、マイクロホンＭ１，Ｍ２のアナログの音声信号をサンプルホールドする。このサンプルホールド動作は、タイミング制御部３９がサンプルホールド回路３０，３１へ出力する各クロック信号Ｓｉ１，Ｓｉ２の立ち上がりに同期して行われ、クロック信号Ｓｉ１，Ｓｉ２の周波数は、音声の周波数帯域が０．６〜３．４ＫＨｚ程度であることから、音声の最大周波数を４ＫＨｚとして、４ＫＨｚ×２＝８ＫＨｚに設定し、サンプルホールド周期＝１２５μｓｅｃとした。さらに、マイクロホンＭ１の音声信号に比べてマイクロホンＭ２の音声信号の位相が遅延時間Ｔｄだけ遅れていることから、クロック信号Ｓｉ２をクロック信号Ｓｉ１に対して遅延時間Ｔｄ遅れて発生させるようにタイミング制御部１６８の動作を予め設定しておくことで、マイクロホンＭ１，Ｍ２が出力する各音声信号の同一位相となる箇所をサンプルホールドしている。すなわち、サンプルホールド回路１６０は、サンプルホールド回路１６１がマイクロホンＭ２からの音声信号をサンプルホールドするタイミングから遅延時間Ｔｄ前のタイミングでマイクロホンＭ１からの音声信号をサンプルホールドしている。
【００７４】
次に、Ａ／Ｄ変換回路１６３で、上記サンプリング値をデジタル信号に変換するのであるが、本実施形態ではマイクロホンＭ１，Ｍ２の２つの出力に対して１つのＡ／Ｄ変換回路１６３を用いるので、Ａ／Ｄ変換回路１６３の入力を、サンプルホールド回路１６０，１６１の各出力に切替可能に接続する接続切替手段であるマルチプレクサ１６２を備えている。
【００７５】
マルチプレクサ１６２は、タイミング制御部１６８が出力するクロック信号Ｓｉ３に同期して接続切替を行い、クロック信号Ｓｉ３がＨレベルのときはサンプルホールド回路１６０側に接続し、クロック信号Ｓｉ３がＬレベルのときはサンプルホールド回路１６１側に接続する。したがって、クロック信号Ｓｉ３は、クロック信号Ｓｉ１が立ち上がってサンプルホールド回路１６０が新しいデータをサンプルホールドするとＨレベル、次にクロック信号Ｓｉ２が立ち上がってサンプルホールド回路１６１が新しいデータをサンプルホールドするとＬレベルとなるように、８ＫＨｚの周波数で生成される。このように、マルチプレクサ１６２を用いることで、マイクロホンＭ１，Ｍ２の各音声信号を１つのＡ／Ｄ変換回路１６３でデジタル信号に変換することができるので、マイクロホンＭ１，Ｍ２に各々Ａ／Ｄ変換回路を接続する構成に比べて、コストを低減できるとともに回路の簡略化も実現できる。
【００７６】
次に、Ａ／Ｄ変換回路１６３は、タイミング制御部１６８が出力する割り込み信号Ｓｉ４に同期してＡ／Ｄ変換を開始する。割り込み信号Ｓｉ４は、クロック信号Ｓｉ１が立ち上がってサンプルホールド回路１６０が新しいデータをサンプルホールドし、且つクロック信号Ｓｉ３がＨレベルでサンプルホールド回路１６０の出力がＡ／Ｄ変換回路１６３に接続されているとき、およびクロック信号Ｓｉ２が立ち上がってサンプルホールド回路１６１が新しいデータをサンプルホールドし、且つクロック信号Ｓｉ３がＬレベルでサンプルホールド回路１６１の出力がＡ／Ｄ変換回路１６３に接続されているときに発生する周波数１６ＫＨｚの信号である。すなわち、マイクロホンＭ１のアナログのサンプリング値、およびマイクロホンＭ２のアナログのサンプリング値は、周波数１６ＫＨｚの割り込み信号Ｓｉ４のタイミングで交互にデジタル信号に変換される。したがって、本実施形態のＡ／Ｄ変換回路１６３は、高速処理機能（例えば１ＭＨｚ）を備える必要がなく、低コスト化を図ることができる。なお分解能は、１６ｂｉｔ，１４ｂｉｔ，１２ｂｉｔのいずれかを用いる。
【００７７】
そして、Ａ／Ｄ変換回路１６３から出力されるデジタルのサンプリング値は、マルチプレクサ１６４によって、マイクロホンＭ１のサンプリング値とマイクロホンＭ２のサンプリング値とに交互に振り分けられて２つの系統に出力される。
【００７８】
以降の処理は、マイクロホンＭ１，Ｍ２の各音声信号のサンプリング値をメモリに格納してデジタル処理されるのであるが、本実施形態では、サンプルホールド回路１６０、サンプルホールド回路１６１を互いに上記遅延時間Ｔｄずらして動作させ、マイクロホンＭ１，Ｍ２が出力する各音声信号の同一位相となる箇所をサンプルホールドしており、本実施形態のように音声信号を低速（８ＫＨｚ）でサンプリングした場合でも、スピーカＳＰが発する音声に対するマイクロホンＭ１，Ｍ２の各音声信号間の上記遅延時間Ｔｄは精度よく補償され、マイクロホンＭ１，Ｍ２の各音声信号は互いに同位相で処理される。
【００７９】
マルチプレクサ１６４によって２つの系統に振り分けられた各音声信号は、バンドパスフィルタ１６５，１６６によって０．１〜３．４ＫＨｚの周波数帯域のみが通過することで、直流成分の除去、ノイズ除去が行われる。なお、バンドパスフィルタ１６５，１６６は、マイクロホンＭ１，Ｍ２とサンプルホールド回路１６０，１６１との間（サンプルホールド回路１６０，１６１より前段）に接続してもよい。
【００８０】
減衰回路１６７は、バンドパスフィルタ１６５を通過したマイクロホンＭ１の音声信号を減衰させて、両マイクロホンＭ１，Ｍ２とスピーカＳＰとの距離の差（Ｘ２−Ｘ１）や、マイクロホンＭ１，Ｍ２の感度差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。
【００８１】
そして、適応フィルタ部１５４は、スピーカＳＰ−マイクロホンＭ２間の音響結合により形成される音響エコー経路Ｈａｃのインパルス応答を適応的に同定し、スピーカ音用のマイクロホンＭ１で集音してマイクロホンアンプ１５０、Ａ／Ｄ変換回路１５１、減衰回路１５２、遅延回路１５３を介した音声信号（受話信号ｙ（ｊ））から、スピーカＳＰから発せられて主音声用のマイクロホンＭ２に集音された音に近似した信号（エコー成分ｇ（ｊ））を推定し、演算部１５７が、マイクロホンＭ２で集音してマイクロホンアンプ１５５、Ａ／Ｄ変換回路１５６を介した音声信号（送話信号ｓ（ｊ））からエコー成分ｇ（ｊ）を減算することで、マイクロホンＭ２が集音した音声信号からスピーカ音を相殺して抑圧した減算出力ｅ（ｊ）を得ており（［数１］参照）、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が生成される。
【００８２】
一方、マイクロホンＭ１，Ｍ２の前方から発生する音声（通話音声）に対するマイクロホンＭ１，Ｍ２での音圧は、集音部が前方に向かって配置されたマイクロホンＭ２の方が、集音部がスピーカＳＰに向かって配置されたマイクロホンＭ１よりも大きくなり、マイクロホンＭ２の出力レベルは、マイクロホンＭ１の出力レベルより大きくなる。さらに、マイクロホンＭ１の出力は、減衰回路１６７によって減衰するので、マイクロホンＭ２の出力レベルは、マイクロホンＭ１の出力レベルよりさらに大きくなって、演算部１５７の出力には音声に応じた出力が得られる。
【００８３】
以上のようにして演算部１５７の出力にはスピーカＳＰからの音声成分は含まれず、インターホン装置Ａの前方からマイクロホンＭ１，Ｍ２に向って発した音声成分のみが抽出されるのである。
【００８４】
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ことができるとともに、実施形態１のような遅延回路１５３は必要なく、またＡ／Ｄ変換回路も１つでよいので、低コスト化を図ることができる。
【００８５】
（実施形態３）
本実施形態のインターホン装置Ａは、その信号処理部１５ｅを図９に示す。図９の信号処理部１５ｅは、実施形態２の信号処理部１５ｅ（図８参照）から減衰回路１６７を削除し、マイクロホンＭ１，Ｍ２のマイクロホンアンプ１７０，１７１を用いるものである。
【００８６】
そして、マイクロホンアンプ１７１の利得をマイクロホンアンプ１７０の利得より大きくすることで、両マイクロホンＭ１，Ｍ２とスピーカＳＰとの距離の差（Ｘ２−Ｘ１）や、マイクロホンＭ１，Ｍ２の感度差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。
【００８７】
マイクロホンアンプ１７０，１７１は、本来、マイクロホンＭ１，Ｍ２の出力を十分なレベルまで増幅するものであるが、本実施形態では、このマイクロホンアンプ１７０，１７１が、第１，第２のマイクロホンＭ１，Ｍ２の出力レベル一致手段（実施形態２の減衰回路１６７）を兼用することで、低コスト化を図っている。
【００８８】
（実施形態４）
実施形態１乃至３のインターホン装置Ａにおいて、近端側のインターホン装置と遠端側のインターホン装置とで同時に発声が行われる、いわゆるダブルトークの状態で適応フィルタブロックＢの適応フィルタ部１５４がフィルタ係数Ｈ＾（ｊ）の更新を継続すると、フィルタ係数Ｈ＾（ｊ）が収束せずに発散してしまう虞がある。例えば、マイクロホンＭ２から入力されたダブルトーク成分が存在する場合、フィルタ係数Ｈ＾（ｊ）を再帰的に更新することで減算出力ｅ（ｊ）の自乗平均値を最小とする最適解を求めようとすると、参照信号（受話信号ｙ（ｊ））と相関のないダブルトーク成分が減算出力ｅ（ｊ）に含まれているためにフィルタ係数Ｈ＾（ｊ）が収束せず、逆に発散する虞がある。すなわち、ダブルトーク成分は適応フィルタブロックＢの動作においては外乱成分となる。
【００８９】
図１０は、本実施形態の適応フィルタブロックＢの構成を示す。なお、他の構成は実施形態１乃至３いずれかと同一であり、共通の構成要素には同一の符合を付して説明を省略する。
【００９０】
本実施形態の適応フィルタブロックＢは、適応フィルタ部１５４および演算部１５７の他に、発散およびダブルトークを検出する発散／ダブルトーク検出部１８０と、近端側の信号である送話信号ｓ（ｊ）の瞬時パワーを推定する近端信号パワー推定部１８１と、遠端側の信号である受話信号ｙ（ｊ）の瞬時パワーを推定する遠端信号パワー推定部１８２と、近端信号パワー推定部１８１および遠端信号パワー推定部１８２の各推定値Ｅｓ（ｊ），Ｅｙ（ｊ）に基づいて、適応フィルタ部１５４におけるステップゲインｋを設定するステップゲイン切替部１８３と、スピーカＳＰへの入力から単一周波数のトーン信号（シングルトーン）を検出するシングルトーン検出部１８４と、入力の高域を持ち上げるハイシェルフフィルタ１８５と、入力の低域を持ち上げるローシェルフフィルタ１８６とを備えた点に特徴がある。
【００９１】
発散／ダブルトーク検出部１８０は、図１１のフローチャートに示すように発散判定処理、ダブルトーク判定処理を行うものであり、発散回数のカウント結果を格納するアルゴリズム変数としてカウント値divcntを用いる（ステップＳ１）。
【００９２】
そして、発散／ダブルトーク検出部１８０は、信号Ｒ（ｊ）の瞬時パワー推定値ＥＲ（ｊ）を［数４］に基づいて求め、信号ｙ（ｊ），ｓ（ｊ），ｇ（ｊ），ｅ（ｊ）の瞬時パワー推定値Ｅｙ（ｊ）、Ｅｓ（ｊ）、Ｅｇ（ｊ）、Ｅｅ（ｊ）を［数５］〜［数８］に基づいて求めて、以下の処理を行う。ただし、ＳＰＡＮは絶対値加算周期を示し、ρ、γｏ、Ｅｙ＿sliceは正の定数を各々示す。
【００９３】
【数４】
2008294576.tif 000006
【００９４】
【数５】
2008294576.tif 000007
【００９５】
【数６】
2008294576.tif 000008
【００９６】
【数７】
2008294576.tif 000009
【００９７】
【数８】
2008294576.tif 000010
【００９８】
まず、瞬時パワー推定値ＥＲ（ｊ）を、予め設定された定数DIVRATEと比較し、さらに瞬時パワー推定値Ｅｓ（ｊ）を、瞬時パワー推定値Ｅｇ（ｊ）と予め設定された定数EGRATEとの積と比較する（ステップＳ２）。そして、瞬時パワー推定値ＥＲ（ｊ）が定数DIVRATEより大きく、且つ瞬時パワー推定値Ｅｓ（ｊ）が上記積［EGRATE・Ｅｇ（ｊ）］より小さければ、ステップＳ４で発散判定処理を行う。瞬時パワー推定値ＥＲ（ｊ）が定数DIVRATE以下、あるいは瞬時パワー推定値Ｅｓ（ｊ）が上記積［EGRATE・Ｅｇ（ｊ）］以上であれば、カウント値divcnt＝DIVCNT（ただし、DIVCNT＝divcnt＋１）としてカウント値divcntをインクリメントした後（ステップＳ３）、ステップＳ４で発散判定処理を行う。
【００９９】
そして、発散判定処理では、カウント値divcntを発散判定閾値と比較し（ステップＳ４）、カウント値divcntが発散判定閾値を越えていれば発散状態であると判定して、カウント値divcntを「０」に初期化した後、発散検出フラグdivflagを「１」に設定して、フィルタ係数Ｈ＾（ｊ）を初期化してフィルタ係数Ｈ＾（ｊ）の更新処理を最初からやり直す（ステップＳ５）。
【０１００】
発散判定処理においてカウント値divcntが発散判定閾値を越えていなければ発散状態ではないと判定して、次にフィルタ係数Ｈ＾（ｊ）の更新処理が初期収束したか否かを、アルゴリズム変数dtthroughに格納される計時時間によって判別し（ステップＳ６）、計時時間が所定時間を超えていない場合に初期収束していないと判定して、瞬時パワー推定値Ｅｅ（ｊ）を、瞬時パワー推定値Ｅｇ（ｊ）と予め設定された定数CONVERGEとの積と比較する（ステップＳ７）。そして、瞬時パワー推定値Ｅｅ（ｊ）が上記積［Ｅｇ（ｊ）・CONVERGE］より小さければ、アルゴリズム変数dtthroughでの計時動作を継続し（ステップＳ８）、瞬時パワー推定値Ｅｅ（ｊ）が上記積［Ｅｇ（ｊ）・CONVERGE］以上であれば、アルゴリズム変数dtthroughに格納された計時時間を「０」に初期化する（ステップＳ９）。
【０１０１】
ステップＳ６において計時時間が所定時間を超えている場合に初期収束していると判定し、瞬時パワー推定値ＥＲ（ｊ）を、予め設定された定数DTRATEと比較し（ステップＳ１０）、瞬時パワー推定値ＥＲ（ｊ）が定数DTRATE以上であれば、ダブルトークではないと判定してダブルトーク検出フラグdtflagは「０」を維持して、フィルタ係数Ｈ＾（ｊ）の更新処理を行う（ステップＳ１１）。瞬時パワー推定値ＥＲ（ｊ）が定数DTRATEより小さければ、ダブルトークであると判定してダブルトーク検出フラグdtflagは「１」に設定され、フィルタ係数Ｈ＾（ｊ）の更新処理を停止する（ステップＳ１２）。
【０１０２】
そして、フィルタ係数Ｈ＾（ｊ）を更新する場合はステップゲイン切替部１８３において、適応フィルタ部１５４のステップゲインｋを切り替えるステップゲイン切替処理が実行される。なお、フィルタ係数Ｈ＾（ｊ）の更新を停止する場合は前回のフィルタ係数Ｈ＾（ｊ）を用いてエコー成分ｇ（ｊ＋１）の演算処理が行われる。
【０１０３】
上記ステップゲイン切替部１８３でのステップゲイン切替処理は、以下のように行われる。まず、ステップゲイン切替部１８３は、近端信号パワー推定部１８１が推定した送話信号ｓ（ｊ）の瞬時パワー推定値Ｅｓ（ｊ）、および遠端信号パワー推定部１８２が推定した受話信号ｙ（ｊ）の瞬時パワー推定値Ｅｙ（ｊ）に基づいて、瞬時パワー推定値Ｅｙ（ｊ）に対する瞬時パワー推定値Ｅｓ（ｊ）の比（＝Ｅｓ（ｊ）／Ｅｙ（ｊ））を求め、この推定値の比が所定のしきい値γ１よりも大きいか否かを判定する。そして、適応フィルタ部１５４のステップゲインｋの初期値は最大値ｋ（ｍａｘ）に設定されており、ステップゲインｋ＝ｋ（ｍａｘ）の場合に上記比がしきい値γ１よりも大きいと判定した場合、ステップゲイン切替部１８３は、適応フィルタ部１５４におけるステップゲインｋを最小値ｋ（ｍｉｎ）に切り替えて、適応フィルタ部１５４におけるフィルタ係数Ｈ＾（ｊ）の収束を相対的に遅くする。反対に上記比がしきい値γ１よりも大きくないと判定した場合、ステップゲイン切替部１８３はステップゲインｋを最大値ｋ（ｍａｘ）に維持して、適応フィルタ部１５４におけるフィルタ係数Ｈ＾（ｊ）の収束を相対的に速くしておく。なお、ｋ（ｍａｘ）＞ｋ（ｍｉｎ）である。
【０１０４】
また、ステップゲインｋ＝ｋ（ｍｉｎ）の場合は、上記比をしきい値γ２と比較し（γ２＜γ１）、上記比がしきい値γ２よりも小さいと判定した場合、ステップゲイン切替部１８３は、適応フィルタ部１５４におけるステップゲインｋを最大値ｋ（ｍａｘ）に切り替えて、適応フィルタ部１５４におけるフィルタ係数Ｈ＾（ｊ）の収束を相対的に速くする。反対に上記比がしきい値γ２よりも小さくないと判定した場合、ステップゲイン切替部１８３はステップゲインｋを最小値ｋ（ｍｉｎ）に維持して、適応フィルタ部１５４におけるフィルタ係数Ｈ＾（ｊ）の収束を相対的に遅くしておく。
【０１０５】
而して、上述のように瞬時パワー推定値の比（Ｅｓ（ｊ）／Ｅｙ（ｊ））がしきい値γ１またはγ２よりも大きい場合に適応フィルタ部１５４におけるフィルタ係数Ｈ＾（ｊ）の収束の速さを相対的に遅くすれば、発散／ダブルトーク検出部１８０でダブルトークが検出される前にフィルタ係数Ｈ＾（ｊ）が発散する可能性が低くなり、発散を未然に防止して抑制することができる。また、瞬時パワー推定値の比（Ｅｓ（ｊ）／Ｅｙ（ｊ））がしきい値γ１またはγ２よりも大きくない場合には、適応フィルタ部１５４におけるフィルタ係数Ｈ＾（ｊ）の収束の速さを相対的に速くすることで応答の遅れを防止することができる。
【０１０６】
次に、シングルトーン検出部１８４による処理について説明する。シングルトーン検出部１８４は、遠端側のインターホン装置から情報線Ｌ２を介して伝達された信号が単一周波数のトーン信号（シングルトーン）か否かを検出し、シングルトーン検出時は、適応フィルタ部１５４におけるフィルタ係数Ｈ＾（ｊ）の更新処理を停止し、発散検出フラグdivflagおよびダブルトーク検出フラグdtflagを強制的に「０」に設定して発散／ダブルトーク検出部１８０の動作を初期化し、適応フィルタ部１５４におけるステップゲインｋを固定する。
【０１０７】
次に、ハイシェルフフィルタ１８５、ローシェルフフィルタ１８６による処理について説明する。ハイシェルフフィルタ１８５は、主音声用のマイクロホンＭ２の出力（送話信号ｓ（ｊ））に対して高域を強調する処理を施し（図１２中の特性ＹＨＳ）、ローシェルフフィルタ１８６は、演算部１５７の出力（減算出力ｅ（ｊ））に対してハイシェルフフィルタ１８５の逆処理となる低域を強調する処理を施す（図１２中の特性ＹＬＳ）。これは、参照信号となる受話信号ｙ（ｊ）のパワースペクトルは低域（１．５ＫＨｚ以下）に集中しており、ハイシェルフフィルタ１８５、ローシェルフフィルタ１８６による上記処理を施さなければ、高域でのエコー抑圧量が少なくなり、高域でのハウリングを生じやすくなることから行われる。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】実施形態１のインターホン装置を示す斜視図である。
【図２】同上のインターホン装置の回路構成図である。
【図３】（ａ）（ｂ）同上のスピーカ、マイクロホンの取り付け状態を示す断面図である。
【図４】同上のスピーカ、マイクロホンの配置を示す平面図である。
【図５】（ａ）（ｂ）同上のマイクロホンの音響信号−電気信号変換部の構成図である。
【図６】同上のマイクロホンの回路構成図である。
【図７】同上の信号処理部の回路構成図である。
【図８】実施形態２の信号処理部の回路構成図である。
【図９】実施形態３の信号処理部の回路構成図である。
【図１０】実施形態４の適応フィルタブロックの構成図である。
【図１１】同上のダブルトーク、発散検出のフローチャート図である。
【図１２】同上のハイシェルフフィルタ、ローシェルフフィルタの特性図である。
【符号の説明】
【０１０９】
Ａ  インターホン装置
ＳＰ  スピーカ
Ｍ１，Ｍ２  マイクロホン
Ｌ１  電力線
Ｌ２  情報線
【図１】
2008294576.tif 000011
【図２】
2008294576.tif 000012
【図３】
2008294576.tif 000013
【図４】
2008294576.tif 000014
【図５】
2008294576.tif 000015
【図６】
2008294576.tif 000016
【図７】
2008294576.tif 000017
【図８】
2008294576.tif 000018
【図９】
2008294576.tif 000019
【図１０】
2008294576.tif 000020
【図１１】
2008294576.tif 000021
【図１２】
2008294576.tif 000022