(57)【要約】【課題】  両通信機器間の間で発振現象はもとより、エコー現象が生じることが無く、安定した双方向通信が可能な発振・エコーキャンセラーシステムを提供すること。【解決手段】  開口付き挿入部を有する中空状の本体内に挿入部の開口を経て空気振動として伝わってくる音声信号を取り込む１個のマイクロホンと、１つの放音孔以外は密閉状に形成されて外部送受信機から受信する音声信号を拡声する１個のスピーカとを有する発振・エコーキャンセラーシステムであって、スピーカ１１は、放音孔が挿入部４の開口３を向いて設けられているとともに、該放音孔から開口に向けて同じ長さで同じ内径の放音道１２が２個以上の偶数倍で設けられており、マイクロホン１０は、挿入部の開口に対してスピーカの放音孔より離れた位置に設けられているとともに、開口から集音する集音道１５がスピーカの放音道から直接集音不可能な材質で形成されて設けられている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
耳の穴に適合する大きさに形成された開口付き挿入部を有する中空状の本体を具え、該本体内に挿入部の開口を経て空気振動として伝わってくる音声信号を取り込む１個のマイクロホンと、１つの放音孔以外は密閉状に形成されて外部送受信機から受信する音声信号を拡声する１個のスピーカとを有し、前記挿入部を耳の穴に挿入することにより着脱可能に耳に装着されて、外部送受信機と双方向通信を可能とするシステムであって、
前記スピーカは、放音孔が挿入部の開口を向いて設けられているとともに、該放音孔から開口に向けて同じ長さで同じ内径の放音道が２個以上の偶数倍で設けられており、
前記マイクロホンは、挿入部の開口に対して前記スピーカの放音孔より離れた位置に設けられているとともに、開口から集音する集音道がスピーカの放音道から直接集音不可能な材質で形成されて設けられていることを特徴とする発振・エコーキャンセラーシステム。
【請求項２】
前記スピーカの放音道及びマイクロホンの集音道は、それぞれ挿入部の開口の内径内に収まって、直線状に設けられている請求項１記載の発振・エコーキャンセラーシステム。
【請求項３】
前記マイクロホンの集音道は、その周囲に設けたゴムなど弾性体によって形成されている請求項１又は２記載の発振・エコーキャンセラーシステム。
【請求項４】
前記スピーカの放音道は、その周囲に設けた合成樹脂によって形成されている請求項１ないし３のいずれかに記載の発振・エコーキャンセラーシステム。
【請求項５】
前記スピーカ及びマイクロホンから延びる電気配線は、外部送受信機のイヤホーンジャック穴に挿入するイヤホーンジャックに接続されている請求項１ないし４のいずれかに記載の発振・エコーキャンセラーシステム。
【請求項６】
前記スピーカの出力が７０％以下に、マイクロホンの出力が１０分の１以下になるように出力を低減させる手段を有する請求項１ないし５のいずれかに記載の発振・エコーキャンセラーシステム。
【請求項７】
前記出力低減手段は、電気配線又は本体内に設けられている出力低減回路である請求項６記載の発振・エコーキャンセラーシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、携帯電話又はＰＨＳ等の移動体通信機器をはじめ一般的な電話機、イヤホーンマイク全般、翻訳機、聾唖者や声帯損傷者用拡声器、旅行業者のガイド用通信機、アナウンサー用通信機、電車の車掌用通信機、オペレーター用ヘッドセット等各種の通信機器に用いられて、これら通信機器の発振・エコー防止に効果のある発振・エコーキャンセラーシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、通信機器として例えば携帯電話又はＰＨＳ等の移動体通信に用いられる有線と無線の子機が知られており、この子機から親機、さらにＮＴＴドコモ等の電話用無線電波中継部を含む伝送系を介して相手側の通信機器と双方向通信をする通信システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３０００７４号公報（第２，３頁、図３）
【０００４】
これは一方の通信機器が音声等の信号を送るためのマイクロホン、増幅回路を含む送話部と、音声等の信号を受け取るスピーカ又はイヤホーン、増幅回路を含む受話部とで構成され、他方の通信機器が同様なマイクロホン、増幅回路を含む送話部と、スピーカ又はイヤホーン、増幅回路を含む受話部とで構成され、これら両通信機器が伝送系を介して接続され双方向通信が可能になっている。
【０００５】
ところで、前記双方向通信の場合には、両通信機器の送受話部の空間を伝わる音波等を含めた電気的結合によるループが形成されて発振現象やエコー現象が生じることがある。このとき発振現象は電気的結合のループ利得が１以上の時に生じ、またエコー現象は電気的結合のループ利得が１以下の時に生じるので、送話部と受話部の一体化や同設はもとより、近づけることすらできないのが現状であり、有線、無線のいずれにおいても通信機器のノイズ対策、小型化、軽量化、製造コスト低減等を進める上で大きな問題点となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこでこの発明は、前記のような従来の問題点を解決し、外部送受信機と双方向通信するに際して発振現象はもとより、エコー現象が生じることが無く、安定した双方向通信が可能な発振・エコーキャンセラーシステム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】
【０００７】
前記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、耳の穴に適合する大きさに形成された開口付き挿入部を有する中空状の本体を具え、該本体内に挿入部の開口を経て空気振動として伝わってくる音声信号を取り込む１個のマイクロホンと、１つの放音孔以外は密閉状に形成されて外部送受信機から受信する音声信号を拡声する１個のスピーカとを有し、前記挿入部を耳の穴に挿入することにより着脱可能に耳に装着されて、外部送受信機と双方向通信を可能とする発振・エコーキャンセラーシステムであって、前記スピーカは、放音孔が挿入部の開口を向いて設けられているとともに、該放音孔から開口に向けて同じ長さで同じ内径の放音道が２個以上の偶数倍で設けられており、前記マイクロホンは、挿入部の開口に対して前記スピーカの放音孔より離れた位置に設けられているとともに、開口から集音する集音道がスピーカの放音道から直接集音不可能な材質で形成されて設けられていることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記スピーカの放音道及びマイクロホンの集音道は、それぞれ挿入部の開口の内径内に収まって、直線状に設けられていることを特徴とする。請求項３に記載の発明は、請求項１又は２において、前記マイクロホンの集音道は、その周囲に設けたゴムなど弾性体によって形成されていることを特徴とする。請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかにおいて、前記スピーカの放音道は、その周囲に設けた合成樹脂によって形成されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかにおいて、前記スピーカ及びマイクロホンから延びる電気配線は、外部送受信機のイヤホーンジャック穴に挿入するイヤホーンジャックに接続されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれかにおいて、前記スピーカの出力が７０％以下に、マイクロホンの出力が１０分の１以下になるように出力を低減させる手段を有することを特徴とする。請求項７に記載の発明は、請求項６において、前記出力低減手段は、電気配線又は本体内に設けられている出力低減回路であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
この発明は、前記のような構成からなるので、外部送受信機と双方向通信するに際して発振現象はもとより、エコー現象が生じることが無く、常に外部送受信機と安定した双方向通信を可能とする発振・エコーキャンセラーシステムを提供することができる。また、従来の場合は高価な発振・エコー防止回路を通信機器内に設ける必要がありながら、いずれも完全に除去することは不可能であったが、この発明はその必要がない等、きわめて有用な画期的発明である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
この発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。図１は発振・エコーキャンセラーシステムの一部省略した縦断正面図、図２は図１を左側から見た要部側面図である。１は発振・エコーキャンセラーシステムで、イヤホーンマイク２をその主要構成部材として具えている。イヤホーンマイク２は、耳の穴に適合する大きさに形成された開口３付き挿入部４を有する中空状の本体５を具えている。本体５は合成樹脂製で、側面から見て円形となった略円筒形状を呈し、挿入部４に開口３を有する以外に開口部がなく、内部は密閉状の中空部となっている。挿入部４は本体５の側面中央部から突出状に設けられ、その先端にはゴムなど弾性材料からなり、どのような大きさの耳の穴（外耳道）でも密着するイヤーパッド６が嵌合により装着されている。本体５は、イヤーパッド６側の半部５ａと反対側の半部５ｂとが嵌合され、さらに半部５ｂの外周にはリング部材７が介装されたうえ、後記する電気配線等を収容するチューブ体８の一端拡開部が嵌合により装着され、一体化されている。前記のようにイヤホーンマイク２は、挿入部４を耳の穴に挿入することにより着脱可能に耳に装着されるようになっている。
【００１３】
本体５内には挿入部４の開口３を経て空気振動として伝わってくる音声信号を取り込む１個のマイクロホン１０と、１つの放音孔以外は密閉状に形成されて図示しない外部送受信機から受信する音声信号を拡声する１個のスピーカ１１とが設けられている。スピーカ１１は、図示しない前記放音孔が挿入部４の開口３を向いて設けられているとともに、該放音孔から開口３に向けて同じ長さで同じ内径の放音道１２が２個、放音孔から二股に分岐して設けられている。この放音道１２は本体と一体になった合成樹脂１３でその周囲が形成されている。合成樹脂１３は本体５の挿入部４から開口３と反対側へ外周が円形を呈して延出した形状で設けられている。なお、本実施の形態では放音道１２を２個としたが、ほかに４個…としてもよく、要は２個の偶数倍であれば個数の制限はない。
【００１４】
マイクロホン１０は、挿入部４の開口３に対してスピーカ１１の前記放音孔より離れた位置に設けられているとともに、開口３から集音する集音道１５がスピーカ１１の放音道１２から直接集音不可能な材質、例えばゴムなど弾性体１６によってその周囲が形成されて設けられている。弾性体１６は、中空円筒体となっていて、その中心孔が集音道１５に形成されているとともに、外周面が合成樹脂１３と接した状態になっている。スピーカ１１の放音道１２及びマイクロホン１０の集音道１５は、前記のように合成樹脂１３及び弾性体１６によって形成されているので、スピーカ１１の機械的振動がこれらによって抑制されてマイクロホン１０に直接伝わらず、必ず放音道１２から開口３を経て集音道１５に入る振動音のみ集音することが可能となっている。１７ａ，１７ｂは２つ割りの防音材で、本体５内に密封状に充填されている。防音材１７ａ，１７ｂの対向面、及び他の部材１３，５、機器１０，１１との接触面には図示しないライン部材が配設されているとともに、前記両対向面が所定の圧で押圧された状態に保持されており、これにより外部から伝わる振動や進入音を防止するようになっている。
【００１５】
スピーカ１１の放音道１２及びマイクロホン１０の集音道１５は、それぞれ挿入部４の開口３の内径内に収まって、直線状に設けられている。スピーカ１１及びマイクロホン１０から所定長さ延びる電気配線１８，１９は、前記したようにチューブ体８内に収容され、反対側には前記外部送受信機のイヤホーンジャック穴に挿入するイヤホーンジャック２１が接続されている。イヤホーンジャック２１近傍の電気配線１８，１９には出力低減手段としての出力低減回路２２が設けられている。この出力低減回路２２は、電気配線１８，１９のそれぞれに可変抵抗２３，２４を設け、スピーカ１１側の電気配線１８にはコンデンサ２５を設けて構成されており、可変抵抗２３，２４を調整することにより、一般的にオープン空間で作動させる出力に対して、スピーカ１１の出力が７０％以下に、マイクロホン１０の出力が１０分の１以下になるように出力を低減させることが可能になっている。コンデンサ２５は、音声信号の振らつき防止のために設けられている。
【００１６】
本実施の形態では出力低減回路２２を電気配線１８，１９に設けたが、これは一例であって、ほかに本体５内の適所に設けてもよいし、あるいは前記外部送受信機に設けてもよい。なお、外部送受信機としては例えば携帯電話やＰＨＳなどの移動体通信機器、通信用端末機や各種通信機などに内蔵または外付けされたイヤホーンマイク専用送受信機がある。
【００１７】
前記実施の形態の動作について説明する。送受信に際しては、発振・エコーキャンセラーシステム１のイヤホーンマイク２の挿入部４に装着されたイヤーパッド６を外耳道に挿入して密着させるとともに、イヤホーンジャック２１を前記外部送受信機のイヤホーンジャック穴に挿入する。そして、受信に際しては、外部送受信機から送信された音声信号が、イヤホーンジャック２１、電気配線１８を経てイヤホーンマイク２で受信され、スピーカ１１で拡声されたのち図１の矢印Ａで示すように放音道１２を通して外方向に伝わって外耳道の先にある鼓膜に音声として伝達される。このとき、その音声は放音道１２の周囲からマイクロホン１０の集音道１５に漏れてしまうことが懸念されるが、合成樹脂１３及び弾性体１６によって伝達が抑制され、ほとんど漏れることはない。
【００１８】
一方、送信に際しては、声帯より発生する鼓膜方向からの外耳道内の空気振動として伝わってくる音声信号が、開口３から図１の矢印Ｂで示すように伝わってマイクロホン１０に取り込まれ、電気配線１９、イヤホーンジャック２１を経て外部送受信機に送信され、伝達される。このような音声信号の送受信に際して、エコー現象や発振現象は全く生じない。
【００１９】
すなわち、（１）マイクロホン１０が挿入部４の開口３に対してスピーカ１１の放音孔より離れた位置に設けられ、この位置がスピーカ１１の直接的な音圧が加わらず、低圧なスポットとなっていること、（２）スピーカ１１からの拡声された音声は２個の放音道１２からのみ伝えられ、この放音された音の先は外耳道の先にある鼓膜であって、そのままこの音を減衰させることになるので、エコー成分の発生が抑制され、その音と反対側にあるマイクロホン１０にはエコー成分となる音が届きにくいこと、（３）２個の放音道１２から発せられた外耳道内の音は、反響による増幅がない限り、混ざり合う過程で位相の反転により打ち消し合いが起こり、エコー成分が除去されること、（４）スピーカ１１は、正転音を放音孔から発するが、必ずスピーカの特性として生じるそのときの反転音は、密閉構造のスピーカ内部で吸収され、そこに持っている減衰ホールで消滅してしまうこと、等からエコー成分は完全に除去される。そのため、エコーの原因であるループ利得が１以下で生成されたエコー成分を常に減衰させた状況で保持することができ、エコー現象は生じない。
【００２０】
また、出力低減回路２２によりスピーカ１１は７０％以下に出力を抑え、マイクロホン１０は１０分の１以下になるように出力を低減させるので、発振の原因であるループ利得を１以下に保持することができるので、発振現象も生じない。
【００２１】
尚、前記実施の形態で用いた出力低減回路２２は、スピーカ１１の出力を７０％以下に、マイクロホン１０の出力を１０分の１以下になるように出力を低減させる手段の一例であって、図示した回路以外のものを使ってもよいことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】この発明の一実施の形態として示す発振・エコーキャンセラーシステムの一部省略した縦断正面図である
【図２】図１を左側から見た要部側面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  発振・エコーキャンセラーシステム        ２  イヤホーンマイク
３  開口                                    ４  挿入部
５  本体                                    ６  イヤーパッド
７  リング部材                              ８  チューブ体
１０  マイクロホン                          １１  スピーカ
１２  放音道                                １３  合成樹脂
１５  集音道                                １６  弾性体
１７ａ，１７ｂ  防音材                      １８，１９  電気配線
２１  イヤホーンジャック                    ２２  出力低減回路
【図１】
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【図２】
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