(57)【要約】【課題】  マイクロホンとスピーカとを備えた音声入出力装置を用いて双方向音声通信を行う際に、スピーカから発せられた音波の反射波による音響エコーを軽減させる技術を提供する。【解決手段】  マイクロホンと、平面状のスピーカ面を有し入力された音声信号に対応する音声を平面波として出力するスピーカと、前記マイクロホンにより収音された音声を表す音声信号を通信網を介して相手装置へ送信する一方、前記通信網を介して相手装置から受信した音声信号を前記スピーカへと供給しその音声信号に応じた音声を放音させる通信制御部と、前記スピーカを、対向する壁面に対してそのスピーカ面が所定の角度だけ傾けた状態で前記スピーカを保持するとともに、前記スピーカの近傍に前記マイクロホンを保持する本体とを有することを特徴とする音声入出力装置を提供する。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
音声を収音し対応する音声信号を出力する音声入力部と、
平面状のスピーカ面を有し入力された音声信号に対応する音声を平面波として出力する音声出力部と、
前記音声入力部から出力された音声信号を通信網を介して相手装置へ送信する一方、前記通信網を介して相手装置から受信した音声信号を前記音声出力部へと入力しその音声信号に応じた音声を放音させる通信制御部と、
前記音声出力部を、対向する壁面に対してそのスピーカ面を所定の角度だけ傾けた状態で保持するとともに、その近傍に前記音声入力部を保持する本体と、
を有することを特徴とする音声入出力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信網を介して音声通信を行う技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
スピーカとマイクロホンとを有し通信網に接続されている音声入出力装置を用いて、例えば、テレビ会議など、遠隔地間で双方向の音声通信を行うことを可能にする技術が種々提案されている。この種の音声入出力装置においては、一般に、スピーカとマイクロホンとが近接して配置されているため、自装置のスピーカから放音された音声が自装置のマイクロホンによって収音され、ハウリングなどの音響エコーを生じさせてしまう虞がある。このため、上記のような音声入出力装置にて音響エコーの発生を回避するための技術が種々提案されている（例えば、特許文献１や２）。
【特許文献１】特開２００３−８７８８７号公報
【特許文献２】特開平１１−１８１９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、自装置のスピーカから出力された音声が自装置のマイクロホンによって直接収音されてしまうことを回避するために、平面スピーカを用いることも考えられる。ここで、平面スピーカとは、平面状のスピーカ面を有し、入力された音声信号に対応する音波を平面波で出力するスピーカである。平面波は指向性が極めて強いといった特性を有しているため、平面スピーカの設置面とマイクロホンの設置面とが同一面位置になるように平面スピーカおよびマイクロホンを設置するようにすれば、両者が近接して設置された場合であっても、平面スピーカから放音された音声がマイクロホンによって直接収音されることが回避され、音響エコーを軽減することが可能になる。
【０００４】
しかしながら、平面波は、指向性が極めて強いといった特性の他に距離減衰が小さいといった特性を有しているため、図５に示すように、平面スピーカから出力された平面波が対向する壁面によって反射された場合、その平面スピーカから出力された平面波があまり減衰せずに戻ってきてしまう。このような反射波に応じた音声がマイクロホンによって収音されてしまうことは、音響エコーを生じさせる原因となり好ましくない。また、このようにして収音される音声はその音量レベルが高く、エコーキャンセラなどを用いてもその影響を完全に除去することは難しいといった問題点もある。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みて為されたものであり、平面スピーカとマイクロホンとを備えた音声入出力装置を用いて双方向音声通信を行う際に、平面スピーカから出力された音波（平面波）の反射波に起因する音響エコーを軽減させることを可能にする技術を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は、音声を収音し対応する音声信号を出力する音声入力部と、平面状のスピーカ面を有し入力された音声信号に対応する音声を平面波として出力する音声出力部と、前記音声入力部から出力された音声信号を通信網を介して相手装置へ送信する一方、前記通信網を介して相手装置から受信した音声信号を前記音声出力部へと入力しその音声信号に応じた音声を放音させる通信制御部と、前記音声出力部を、対向する壁面に対してそのスピーカ面を所定の角度だけ傾けた状態で保持するとともに、その近傍に前記音声入力部を保持する本体とを有することを特徴とする音声入出力装置、を提供する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、平面スピーカとマイクロホンとを備えた音声入出力装置を用いて双方向音声通信を行う際に、平面スピーカから出力された音波（平面波）の反射波に起因する音響エコーを軽減させることが可能になる、といった効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照しつつ、本発明を実施する際の最良の形態について説明する。
図１は、本発明の１実施形態に係る音声入出力装置１００の電気的な構成を示すブロック図である。図１に示すように、音声入出力装置１００は、音声入力部１１０と、アンプ１２０および１４０と、通信制御部１３０と、音声出力部１５０と、これら各構成要素を収納する本体１６０と、を有している。
【０００９】
音声入力部１１０は、複数のマイクロホンを有してなるマイクロホンアレイであり、ユーザの音声を収音しその音声に応じた音声信号をアンプ１２０へと引渡す。なお、本実施形態では、音声入力部１１０がマイクロホンアレイである場合について説明するが、単一のマイクロホンであっても良いことは勿論である。
図１のアンプ１２０は、音声入力部１１０から引渡された音声信号を増幅し通信制御部１３０へ引渡す。
【００１０】
図１の通信制御部１３０は、音声コーディックやエコーキャンセラ、ＤＳＵ（何れも図示省略）を含んでおり、例えばＩＳＤＮ回線網などの通信網に接続されている。この通信制御部１３０は、アンプ１２０から引渡された音声信号に所定の信号処理（例えば、音響エコーの除去）を施し、さらに、デジタルデータ（以下、音声データ）へ変換して上記通信網を介して相手装置へ送信する一方、上記通信網を介して相手装置から受信した音声データにアナログ変換を施して音声信号に変換し、その音声信号に上記所定の信号処理を施してアンプ１４０へと引渡す。
なお、本実施形態では、通信制御部１３０が、アンプ１２０から引渡された音声信号を音声データへ変換して通信網へ送出する一方、通信網を介して受信した音声データを音声信号に変換してアンプ１４０へ引渡す場合について説明する、音声信号のままで通信網への送出および通信網からの受信を行うとしても良いことは勿論である。
【００１１】
図１のアンプ１４０は、通信制御部１３０から引渡された音声信号を増幅し音声出力部１５０へと引渡す。そして、音声出力部１５０は、前述した平面スピーカであり、アンプ１４０から引渡された音声信号の表す音声に対応する平面波を出力する。
以上が音声入出力装置１００の電気的な構成である。
【００１２】
次いで、音声入出力装置１００の外観について図２を参照しつつ説明する。
図２（ａ）は、音声入出力装置１００のユーザに対向する面（以下、「正面」と呼ぶ）を表す図である。図２に示すように、音声入出力装置１００の本体１６０の正面は略長方形状に形成されており、前述した音声入力部１１０と音声出力部１５０とが鉛直方向に上方から順に並べて配置されている。なお、本体１６０の上記正面とは反対側の面を「背面」と呼ぶ。
図２（ｂ）は、本体１６０の側面を表す図である。
図２（ｂ）に示すように、音声入出力装置１００の本体１６０の側面は、鉛直方向に下方に向かうほど幅が狭くなる台形状に形成されている。なお、本実施形態では、本体１６０の正面と背面とが所定の鋭角αを為すように形成されているものとする。このため、例えば、立方体状の部屋内に音声入出力装置１００を設置する際に、本体１６０の背面を上記部屋の４つの側壁の何れかに密着させて設置すれば、音声出力部１５０は、対向する側壁の壁面に対してそのスピーカ面が上記角度αだけ傾いた状態（すなわち、対向する壁面に対して平行にならない状態）で保持されることになる。
【００１３】
図３は、本実施形態に係る音声入出力装置を含んでいる双方向音声通信システムの一例を示す図である。この双方向音声通信システムには、立方体状の部屋３００Ａの側壁３１０Ａに設置された音声入出力装置１００Ａと、同じく立方体状の部屋３００Ｂの側壁３１０Ｂに設置された音声入出力装置１００Ｂとが含まれており、音声入出力装置１００Ａおよび１００Ｂは、ＩＳＤＮ回線である通信網２００に接続されている。なお、図３では、２台の音声入出力装置が双方向音声通信システムに含まれている場合について説明するが、３台以上の音声入出力装置が含まれているとしても勿論良い。
【００１４】
以下、部屋３００Ａに在室しているユーザＡと部屋３００Ｂに在室しているユーザＢとが、図３に示す双方向音声通信システムを利用して会話を行う場合について説明する。また、以下では、音声入出力装置１００Ａと１００Ｂの各構成要素を各々区別する必要がある場合には、以下のように表記する。例えば、音声入出力装置１００Ａの「音声入力部」については「音声入力部１１０Ａ」と表記し、音声入出力装置１００Ｂの「音声入力部」については「音声入力部１１０Ｂ」と表記する。なお、他の構成要素についても同様に表記する。
【００１５】
図３に示す双方向音声通信システムを用いてユーザＡと会話するために、ユーザＢが音声入力部１１０Ｂに向かって発話すると、その発話音声は音声入力部１１０Ｂによって収音され、その発話音声に対応する音声データが通信制御部１３０Ｂによって通信網２００へ送出される。
このようにして音声入出力装置１００Ｂから出力された音声データは、通信網２００を介して通信制御部１３０Ａによって受信され、その音声データに対応する音波（平面波）が音声出力部１５０Ａから出力される。このようにして音声出力部１５０Ａから出力された音波はユーザＡによって受聴されるとともに、部屋３００Ａ内を伝播し側壁３２０Ａ（すなわち、音声入出力装置１００Ａが設置されている側壁３１０Ａに対向する側壁）の壁面に対して入射角度αで入射し、その壁面によって反射角度αで反射される。
【００１６】
図３においては、側壁３２０Ａの壁面に対する入射波の伝播方向が破線で例示されており、その反射波の伝播方向が一点鎖線で例示されている。図３を参照すれば明らかなように、音声入出力装置１００Ａの設置位置においては、側壁３２０Ａの壁面にて反射された反射波の音圧レベルはかなり小さく、その反射波に対応する音声が音声入力部１１０によって収音されることはない。これにより、音声出力部１５０Ａのスピーカ面に対向する壁面による反射波によって生じる音響エコーを低減させることが可能になる。
また、ユーザＡがその身体を側壁３１０Ａに平行にして音声入出力装置１００Ａに対峙している場合であっても、そのユーザＡの身体による反射波の反射角度も上記αであるため、その反射波が音声入出力装置１００Ａの設置位置へ戻ってくることもない。つまり、音声入出力装置１００を利用するユーザの身体により反射された反射波に起因した音響エコーについても低減させることが可能になる。
【００１７】
以上、本発明の１実施形態について説明したが、係る実施形態を以下に述べるように変形しても良いことは勿論である。
上述した実施形態では、音声入出力装置１００の本体１６０の側面が、鉛直方向に下方に向かうほど幅が狭くなる台形状に形成されている場合について説明したが、図４（ａ）に示すように、鉛直方向に下方に向かうほど幅が広くなる台形状に形成されているとしても勿論良い。
また、上述した実施形態では、音声入出力装置１００が音声出力部を１つだけ有している場合について説明したが、複数の音声出力部を有しているとしても良いことは勿論である。例えば、図４（ｂ）に示すように、１５１および１５２の２つの音声出力部を有しているとしても勿論良い。要は、複数の音声出力部の各々が、対向する壁面に対してそのスピーカ面が所定の角度だけ傾いた状態（すなわち、平行にならない状態）で保持される態様であれば良い。
また、上述した実施形態では、音声出力部１５０のスピーカ面が、対向する壁面に対して鉛直方向に所定の角度を為すように傾けてその音声出力部１５０を本体１６０に保持させる場合について説明したが、水平方向に所定の角度を為すように音声出力部１５０を保持する形状に本体１６０を形成しても勿論良い。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の１実施形態に係る音声入出力装置１００の電気的な構成を表すブロック図である。
【図２】同音声入出力装置１００の外観を表す図である。
【図３】同音声入出力装置１００を含む双方向音声通信システムの一例を示す図である。
【図４】変形例に係る音声入出力装置の一例を示す図である。
【図５】従来の双方向音声通信システムの一例を示す図である。
【符号の説明】
【００１９】
１００，１００Ａ、１００Ｂ…音声入出力装置、１１０…音声入力部、１２０、１４０…アンプ、１３０…通信制御部、１５０…音声出力部、１６０…本体、２００…通信網、３００Ａ，３００Ｂ…部屋、３１０Ａ，３１０Ｂ，３２０Ａ，３２０Ｂ…側壁。
【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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