(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送受信機に取り付けられる送受話器であって、
使用者の耳に装着される受話器と、
前記受話器と所定距離離間し、使用者の音声および周囲の音を送話器信号として抽出する送話器と、
入力された送話器信号の位相を反転して出力する位相反転器と、
前記送話器より抽出された送話器信号をそのまま出力するか、前記位相反転器により位相反転された送話器信号を出力するか、を切り換える切り換えスイッチと、
前記送受信機から出力された受話信号と、前記切り換えスイッチから出力された送話器信号と、を合成し合成信号として出力する合成器と、を備え、
前記送話器より抽出された送話器信号を前記送受信機に対して送話信号として供給すると共に、前記合成器から出力された合成信号を前記受話器に供給することを特徴とする送受話器。
【請求項２】
前記送話器信号の音声帯域及び雑音帯域を通過させるバンドパスフィルタを備え、
前記位相反転器は、前記バンドパスフィルタを通過した送話器信号の位相を反転し、
前記切り換えスイッチは、前記バンドパスフィルタを通過し、かつ、前記位相反転器により位相反転された送話器信号と、前記バンドパスフィルタを通過した送話器信号との何れかを切り換え出力可能であることを特徴とする請求項１に記載の送受話器。
【請求項３】
前記送話器信号の音声帯域及び雑音帯域を通過させるバンドパスフィルタを備え、
前記バンドパスフィルタを通過した送話器信号を前記送受信機に対して送話信号として供給することを特徴とする請求項１に記載の送受話器。
【請求項４】
前記合成器から出力された合成信号を増幅し、増幅信号として出力する増幅器を備え、
前記増幅器から出力された増幅信号を前記受話器に供給することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の送受話器。
【請求項５】
前記送受信機から出力された受話信号を検出する検出器を備え、
前記検出器は、前記受話信号を検出した場合には、前記切り換えスイッチに対し設定信号を与え、
前記切り換えスイッチは、前記設定信号に対応して前記位相反転器により位相反転された送話器信号を出力する設定にすることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の送受話器。
【請求項６】
送受信機に取り付けられる送受話器であって、
使用者の耳に装着される受話器と、
前記受話器と所定距離離間し、使用者の音声および周囲の音を送話器信号として抽出する送話器と、
前記送話器より抽出された送話器信号の位相を反転する位相反転器と、
前記送受信機から出力された受話信号と、前記位相反転器により位相反転された送話器信号と、を合成し合成信号として出力する合成器と、を備え、
前記合成器から出力された合成信号を前記受話器に供給することを特徴とする送受話器。
【請求項７】
前記送話器より抽出された送話器信号の音声帯域及び雑音帯域を通過させるバンドパスフィルタを備え、
前記位相反転器は、前記バンドパスフィルタを通過した送話器信号の位相を反転し、
前記合成器は、前記送受信機から出力された受話信号と、前記バンドパスフィルタを通過し、かつ、前記位相反転器により位相反転された送話器信号と、を合成し合成信号として前記受話器に出力することを特徴とする請求項６に記載の送受話器。
【請求項８】
前記送受信機は、携帯電話であることを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載の送受話器。
【請求項９】
前記受話器は、イヤホンであることを特徴とする請求項１乃至８の何れかに記載の送受話器。
【請求項１０】
前記受話器は、ヘッドホンであることを特徴とする請求項１乃至８の何れかに記載の送受話器。
【請求項１１】
送受信機に取り付けられる送受話器であって、
使用者の耳に装着される受話器と、
前記受話器と所定距離離間し、使用者の音声および周囲の音を送話器信号として抽出する送話器と、
前記送受信機から出力された受話信号と、前記送話器より抽出された送話器信号と、を合成し合成信号として出力する合成器と、を備え、
前記合成器から出力された合成信号を前記受話器に供給することにより補聴器として使用可能なことを特徴とする送受話器。
【請求項１２】
前記送話器より抽出された送話器信号の音声帯域及び雑音帯域を通過させるバンドパスフィルタを備え、
前記合成器は、前記送受信機から出力された受話信号と、前記バンドパスフィルタを通過した送話器信号と、を合成し合成信号として前記受話器に出力することを特徴とする請求項１１に記載の送受話器。
【請求項１３】
前記合成器から出力された合成信号を増幅し、増幅信号として出力する増幅器を備え、
前記増幅器から出力された増幅信号を前記受話器に供給することを特徴とする請求項１１または１２に記載の送受話器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
携帯型音響再生装置などに使用されるノイズリダクション機能付イヤホン或いはヘッドホンなどの技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、携帯型音響再生装置（カセットテープ、ＣＤ、ＭＤに記録された音を再生する装置）などに使用されるイヤホン或いはヘッドホンとして、ノイズリダクション機能付イヤホン或いはヘッドホンが知られている。
【０００３】
これは、例えば、ヘッドホン内部にマイクが設置されており、そのマイクで使用者の耳の周囲の騒音を集音し、位相を反転してヘッドホンに出力する。これにより、耳へ直接伝わる周囲の騒音は、ヘッドホンから出力された音（使用者の耳の周囲の騒音の位相を反転した音）により、音響的にキャンセルされる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなイヤホン或いはヘッドホンは、携帯型音響再生装置にて、騒音下で音楽を聞き取り易くする目的で使用されるため、単方向の情報伝達手段にすぎず、その他の目的に使用することはできない。
【０００５】
そこで、本発明は以上の点に鑑みてなされたものであり、多種の目的に使用することが可能な送受話器を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、送受信機に取り付けられる送受話器であって、使用者の耳に装着される受話器と、前記受話器と所定距離離間し、使用者の音声および周囲の音を送話器信号として抽出する送話器と、入力された送話器信号の位相を反転して出力する位相反転器と、  前記送話器より抽出された送話器信号をそのまま出力するか、前記位相反転器により位相反転された送話器信号を出力するか、を切り換える切り換えスイッチと、前記送受信機から出力された受話信号と、前記切り換えスイッチから出力された送話器信号と、を合成し合成信号として出力する合成器と、を備え、前記送話器より抽出された送話器信号を前記送受信機に対して送話信号として供給すると共に、前記合成器から出力された合成信号を前記受話器に供給するように構成する。
【０００７】
このように構成された発明によれば、送話器により使用者の音声および周囲の音が送話器信号として抽出され、位相反転器および切り換えスイッチに出力される。また、送話器により抽出された音声は、送受信機に供給される。位相変換器に入力された送話器信号は、そこで位相が反転され切り換えスイッチに出力される。そして、送話器からの送話器信号（位相反転無し）と、位相変換器にて位相反転された送話器信号の何れかの信号が、切り換えスイッチの設定状態により、切り換えスイッチを介して合成器に出力される。一方、送受信機から合成器に受話信号が出力される。合成器に入力された送話器信号と受話信号は、そこで合成され、合成信号として受話器に供給される。従って、切り換えスイッチが、その設定により、位相反転された送話器信号を出力した場合には、使用者の周囲の音（騒音）が打ち消され、送受信機からの受話信号を明瞭に聞くことができ、位相反転されない送話器信号を出力した場合には、使用者の周囲の音を大きくして聞くことができる。よって、用途に合せて、適宜、送受話器を使い分けることができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の送受話器において、前記送話器信号の音声帯域及び雑音帯域を通過させるバンドパスフィルタを備え、前記位相反転器は、前記バンドパスフィルタを通過した送話器信号の位相を反転し、前記切り換えスイッチは、前記バンドパスフィルタを通過し、かつ、前記位相反転器により位相反転された送話器信号と、前記バンドパスフィルタを通過した送話器信号との何れかを切り換え出力可能であるように構成する。従って、バンドパスフィルタにより、請求項１の発明における送信器信号から、所定の帯域（例えば、音声帯域、雑音帯域）を通過することができる。よって、切り換えスイッチが、その設定により、位相反転された送話器信号を出力した場合には、周囲の音（雑音）を打ち消す効果を増すことができ、位相反転されない送話器信号を出力した場合には、使用者の周囲の音を明瞭に聞くことができる。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の送受話器において、前記送話器信号の音声帯域及び雑音帯域を通過させるバンドパスフィルタを備え、前記バンドパスフィルタを通過した送話器信号を前記送受信機に対して送話信号として供給するように構成する。従って、送受信機を介して通話する通話相手に明瞭な音声を送ることができる。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れかに記載の送受話器において、前記合成器から出力された合成信号を増幅し、増幅信号として出力する増幅器を備え、前記増幅器から出力された増幅信号を前記受話器に供給するように構成する。従って、切り換えスイッチが、その設定により、位相反転されない送話器信号を出力した場合には、使用者の周囲の音をさらに大きくして聞くことができる。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の何れかに記載の送受話器において、前記送受信機から出力された受話信号を検出する検出器を備え、前記検出器は、前記受話信号を検出した場合には、前記切り換えスイッチに対し設定信号を与え、前記切り換えスイッチは、前記設定信号に対応して前記位相反転器により位相反転された送話器信号を出力する設定にするように構成する。従って、使用者の手を煩わせることなく、自動的に、使用者の周囲の音（騒音）を打ち消すモードに切り換えることができる。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、送受信機に取り付けられる送受話器であって、使用者の耳に装着される受話器と、前記受話器と所定距離離間し、使用者の音声および周囲の音を送話器信号として抽出する送話器と、前記送話器より抽出された送話器信号の位相を反転する位相反転器と、前記送受信機から出力された受話信号と、前記位相反転器により位相反転された送話器信号と、を合成し合成信号として出力する合成器と、を備え、前記合成器から出力された合成信号を前記受話器に供給するように構成する。従って、使用者の周囲の騒音が打ち消され、送受信機からの受話信号を明瞭に聞くことができる。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の送受話器において、前記送話器より抽出された送話器信号の所定の周波数帯域を通過させるバンドパスフィルタを備え、前記位相反転器は、前記バンドパスフィルタを通過した送話器信号の位相を反転し、前記合成器は、前記送受信機から出力された受話信号と、前記バンドパスフィルタを通過し、かつ、前記位相反転器により位相反転された送話器信号と、を合成し合成信号として出力するように構成する。従って、周囲の音（雑音）を打ち消す効果を増すことができる。
【００１４】
請求項８に記載の発明は、請求項１乃至７の何れかに記載の送受話器において、前記送受信機は、携帯電話であるように構成する。従って、携帯電話機に接続し明瞭な音声にて通話することができる。
【００１５】
請求項９に記載の発明は、請求項１乃至８の何れかに記載の送受話器において、前記受話器は、イヤホンであるように構成する。
【００１６】
請求項１０に記載の発明は、請求項１乃至８の何れかに記載の送受話器において、前記受話器は、ヘッドホンであるように構成する。
【００１７】
請求項１１に記載の発明は、送受信機に取り付けられる送受話器であって、使用者の耳に装着される受話器と、前記受話器と所定距離離間し、使用者の音声および周囲の音を送話器信号として抽出する送話器と、前記送受信機から出力された受話信号と、前記送話器より抽出された送話器信号と、を合成し合成信号として出力する合成器と、を備え、前記合成器から出力された合成信号を前記受話器に供給することにより補聴器として使用可能なように構成する。
【００１８】
請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載の送受話器において、前記送話器より抽出された送話器信号の音声帯域及び雑音帯域を通過させるバンドパスフィルタを備え、前記合成器は、前記送受信機から出力された受話信号と、前記バンドパスフィルタを通過した送話器信号と、を合成し合成信号として前記受話器に出力するように構成する。
【００１９】
請求項１３に記載の発明は、請求項１１または１２に記載の送受話器において、前記合成器から出力された合成信号を増幅し、増幅信号として出力する増幅器を備え、前記増幅器から出力された増幅信号を前記受話器に供給するように構成する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００２１】
図１に、本発明の実施形態にかかる送受話器１００の概略的構成を示す。図１に示すように、送受話器１００は、大別して、音声信号処理回路１と、受話器２と、送話器３と、から構成されている。また、受話器２と送話器３は、ケーブル５ａを介して、音声信号処理回路１に接続される。送受話器１００は、ケーブル５ｂを介して、送受信機４の音声信号入力端子と、音声信号出力端子に着脱自在に接続される。ここで、本実施形態において、送受話機４は、携帯電話機として説明する。送受信機４にて受信された受話信号（音声信号）は、音声信号出力端子、ケーブル５ｂ、音声信号処理回路１、ケーブル５ａを介して、受話器２に出力される。また、送話器３により抽出された周囲の音は、送話器信号として、ケーブル５ａ、音声信号処理回路１、ケーブル５ｂ、音声信号出力端子を介して、送受話機４に出力される。
【００２２】
受話器２と送話器３とは、所定距離離間しており、例えば、受話器２は、使用者の耳に装着され、送話器３は、使用者自身が手に持ったり、洋服の襟などに装着される。受話器２には、スピーカ２が内臓され、かかるスピーカ２より、音声が出力される。また、受話器２には、イヤホン、ヘッドホンなどが含まれる。送話器３は、使用者の周囲にいる人の声や、周囲の騒音（雑音）を、抽出（集音）することが可能なマイクロフォン（マイク）である。さらに、送話器３は、受話器２と所定距離離間させることにより、使用者自身の声を抽出することを可能としている。
【００２３】
音声信号処理回路１は、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１０と、位相反転器１１と、切り換えスイッチ１２と、合成器１３と、増幅器（ＡＭＰ）１４とを備えており、各構成要素は所定のボックス内に一体的に収容されている。ＢＰＦ１０は、送話器３にて抽出された送話器信号のうち、音声帯域、雑音帯域の信号を通過させる。位相反転器１１は、ＢＰＦ１０を通過した送話器信号の位相を反転させて出力する。切り換えスイッチ１２は、位相反転器１１により位相が反転され出力された送話器信号と、位相反転器１１を通過しない送話器信号（ＢＰＦ１０を通過した直後の送話器信号）との何れかを設定により切り換え出力可能である。即ち、切り換えスイッチ１２の可動接点ｃが接点ａと接続される（以下「ａｃ接点導通」と呼ぶ）場合には、位相が反転された送話器信号が出力され、切り換えスイッチ１２の可動接点ｃが接点ｂと接続される（以下「ｂｃ接点導通」と呼ぶ）場合には、位相が反転されていない送話器信号が出力される。ａｃ接点導通の状態と、ｂｃ接点導通の状態との切り換えは、音声信号処理回路１を収納したボックス表面に設けられた図示しないボタンにより、使用者が、その用途に合せて任意に行なうことができる。また、切り換えスイッチ１２には、使用者が手で切り換える機械式のスイッチの他にも、所定の信号、例えば、送受信機４からの信号を受けて自動的に切り換わる電磁式のスイッチ、トランジスタ若しくはＦＥＴを利用したスイッチ、サイリスタを利用したスイッチなども含まれる。合成器１３は、切り換えスイッチ１２から出力された送話器信号と、送受信機４から出力された受話信号とを合成し、合成された信号を合成信号として出力する。アンプ（ＡＭＰ）１４は、合成器１３から出力された合成信号を増幅して出力する。そして、かかる合成信号は、受話器２に出力される。一方、ＢＰＦ１０を通過した送話器信号は、図１の符号１８部に示すルートで、送受信機４にも出力される。なお、ＢＰＦ１０の位置には、音声帯域の信号を通過させるＢＰＦと、雑音帯域の信号を通過させるＢＰＦとに分けて、それらを並列に設けても構わない。また、ＢＰＦ１０およびＡＭＰ１４を設けずに構成しても構わない。
【００２４】
以上の構成において、送受話器１００は、切り換えスイッチ１２の切り換えにより、送受信機４に接続して騒音下においても明瞭な通話音声を得るための使用と、補聴器として周囲の人の声を増幅して聞くための使用との両方の用途に適用することができる。なお、送受信機４としての携帯電話機に関する技術は、本発明と直接の関係がないのでここでの詳しい説明は行なわない。
【００２５】
図２は、送受信機４に接続して騒音下においても明瞭な通話音声を得るために使用する場合の信号の流れを示したものである。以下に、図２を参照して、この場合の送受話器１００の動作について説明する。
【００２６】
先ず、使用者は、受話器２を耳に装着し、送話器３を手に持って口に近接するか、或いは、送話器３を、これに備えるクリップなどにより襟に装着して口に近接させる。次に、使用者が音声信号処理回路１を収納するボックス表面に設けられた図示しないボタンを通話用に設定すると、切り換えスイッチ１２は、これに合せて、ａｃ接点導通の状態となる。そして、使用者は、送受信機４の所定の操作により、通話相手と通話を開始する。
【００２７】
通話が開始され、使用者が声を発すると、使用者の音声および周囲の騒音は、送話器３により音声信号２３及び騒音信号２１として抽出される。音声信号２３および騒音信号２１は、ケーブル５ａを介して、ＢＰＦ１０に入力される。ＢＰＦ１０は、入力された音声信号２３および騒音信号２１の音声帯域および雑音帯域を通過させる。そして、ＢＰＦ１０を通過した音声信号２３および騒音信号２１は送話信号として、音声信号処理回路１内の符号１８部のルートを通り、ケーブル５ｂを介して、送受信機４に入力される。送受信機４は、入力された音声信号２３および騒音信号２１のうち、騒音信号２１をフィルタ等により除去し、音声信号２３を通話相手の送受信機に送信する。なお、音声信号処理回路１内の符号１８部のルートに音声帯域のみを通過させるＢＰＦを設け、そこで、騒音信号２１を除去して音声信号２３のみを送受信機４に出力するように構成してもよい。
【００２８】
一方、通話相手が発した声の信号は、送受信機４にて受信される。受信された信号は、受話信号２０として出力され、ケーブル５ｂを介して合成器１３に入力される。一方、使用者の周囲の騒音は、送話器３により騒音信号２１として抽出され、ケーブル５ａを介して、ＢＰＦ１０に入力される。ＢＰＦ１０は、入力された騒音信号２１の雑音帯域を通過させる。そして、ＢＰＦ１０を通過した騒音信号２１は、位相反転器１１に入力され、そこで、位相が反転され出力される。位相が反転した騒音信号２２は、切り換えスイッチ１２を介して、合成器１３に入力される。合成器１３では、入力された受話信号２０と、位相が反転した騒音信号２２とを合成して、合成信号２４として出力する。合成器１３から出力された合成信号２４は、ＡＭＰ１４により増幅され、ケーブル５ａを介して、受話器２に入力される。受話器２に入力された合成信号２４は、スピーカ１５により、音として出力される。これにより、騒音信号２１の基になった騒音は、スピーカ１５から使用者の耳の鼓膜の間で、スピーカ１５から出力された音のうち位相が反転した騒音信号２２による音によって、打ち消される。従って、使用者は、騒音下において、受信機４により通話する場合にも、通話相手の明瞭な音声を聞くことができる。なお、図２によれば、位相が反転した騒音信号２２ばかりでなく、位相反転器１１により位相が反転した使用者の音声信号と、入力された受話信号２０とが合成器１３にて合成されうるが、通常、通話相手と自分とは交互に話すものであり、一般電話機においても自分の声は様々な位相で伝わり耳に入るものであり、位相が反転した使用者の音声信号と入力された受話信号２０とが合成器１３にて合成される図２の回路構成であっても問題がなく、通話相手の明瞭な音声を聞くことができる。
【００２９】
図３は、補聴器として周囲の人の声を増幅して聞くために使用する場合の信号の流れを示したものである。以下に、図３を参照して、この場合の送受話器１００の動作について説明する。
【００３０】
先ず、使用者は、受話器２を耳に装着し、送話器３を、これに備えるクリップなどにより受話器２、または、襟などに装着して耳に近接させる。次に、使用者が音声信号処理回路１を収納するボックス表面に設けられたボタンを補聴器用に設定すると、切り換えスイッチ１２は、これに合せて、ｂｃ接点導通の状態となる。そして、使用者の周囲の音、例えば、使用者の周囲にいる人が発した音声は、送話器３により音声信号２５として抽出される。音声信号２５は、ケーブル５ａを介して、ＢＰＦ１０に入力される。ＢＰＦ１０は、入力された音声信号２５の音声帯域を通過させる。そして、ＢＰＦ１０を通過した音声信号２５は、切り換えスイッチ１２、合成器１３を介して、ＡＭＰ１４に入力される。ＡＭＰ１４は、入力された音声信号２５を増幅し、増幅音声信号２６として出力する。増幅音声信号２６は、ケーブル５ａを介して、受話器２に入力される。受話器２に入力された増幅音声信号２６は、スピーカ１５により、音として出力される。これにより、使用者の周囲の音は増幅され、大きな音となって使用者の耳に入ってくることとなる。また、送受信機４が通話状態になっている場合にも、使用者は、周囲の増幅された音を聞きながら、通話することができる。
【００３１】
図４は、図１に示す構成から検出器５０を追加した構成を示す図である。図４においては、送受信機４から受話信号が出力された場合に、検出器５０は、これを検出する。次に、検出器５０は、切り換えスイッチ１２に対し、ａｃ接点導通の状態に設定する信号を与える。切り換えスイッチ１２は、かかる信号に対応して、ａｃ接点導通の状態に設定する。これにより、切り換えスイッチ１２が、ｂｃ接点導通の状態であって、使用者が、送受話器１００を補聴器として使用していた場合にも、使用者の手を煩わせることなく、自動的に図２で説明した明瞭な通話音声を得るために使用するモードに切り換えることができる。また、図４に示す例において、検出器５０内にタイマーを設け、一定時間、送受信機４からの受話信号を検出しない場合には、切り換えスイッチ１２に対して、ｂｃ接点導通の状態に設定する信号を出力するように構成しても構わない。これにより、使用者による通信相手との通信が終了した後、自動的に補聴器として使用するモードに切り換えることができる。
【００３２】
なお、本実施形態においては、送受話器１００を携帯電話機に接続して使用する例について説明したが、携帯型音響再生装置に接続して、音楽を聞くことに使用することも勿論可能である。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、送受話器を携帯型音響再生装置に接続して、騒音下においても明瞭な音楽を聞くために使用することができるばかりでなく、送受話器を送受信機に接続して、騒音下においても通話相手の明瞭な音声を聞き、かつ、通話相手へ音声を送るための使用と、補聴器として周囲の人の声を増幅して聞くための使用との両方の用途に、適宜、切り換えて使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態にかかる送受話器の概略構成を示す図である。
【図２】送受信機に接続して騒音下においても明瞭な通話音声を得るために使用する場合の信号の流れを示した図である。
【図３】補聴器として周囲の人の声を増幅して聞くために使用する場合の信号の流れを示した図である。
【図４】図１に示す構成から検出器を追加した構成を示す図である。
【符号の説明】
１…音声信号処理回路
２…受話器
３…送話器
４…送受信機
５ａ、５ｂ…ケーブル
１０…ＢＰＦ
１１…位相反転器
１２…切り換えスイッチ
１３…合成器
１４…ＡＭＰ
１５…スピーカ
５０…検出器
１００…送受話器
【図１】
0004027009.tif 000002
【図２】
0004027009.tif 000003
【図３】
0004027009.tif 000004
【図４】
0004027009.tif 000005