(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表裏対称な指向特性を有する平面スピーカ（１５）を音響的に隔離された窓口（１０）等の面（Ｋ１）に配置し、その面の表裏にそれぞれ１個のマイク（１１、１２）を配置し、両マイクの出力の和を増幅して前記平面スピーカを駆動する増幅器（１４）を備えたことを特徴とする拡声型通話装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、本発明は拡声型通話装置に係わり、特に音響的に隔離された窓口等に配置する拡声型通話装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、外部と音響的に隔離する壁を隔てて、部屋内の話者と外部の話者が壁に設けた窓口を介して会話を行う場合、壁面にスピーカとマイクを備えた拡声型通話装置を設け、会話が行われている。この拡声型通話装置は、図４に示すように、部屋Ｒ２を外部と音響的に隔離する壁Ｋ２の外面に設けられる外部装置２９を有し、外部装置２９にはマイク２１及びスピーカ２８が設けられる。マイク２１は部屋Ｒ２内に設けられるマイクアンプ２２、スピーカアンプ２３を介して部屋Ｒ２内の話者Ｈ２２が装着するヘッドセットのレシーバ２４に接続される。また、話者Ｈ２２が装着するヘッドセットのマイク２５はマイクアンプ２６、スピーカアンプ２７を介して外部装置２９のスピーカ２８に接続される。
このような拡声型通話装置において、部屋Ｒ２の話者Ｈ２２の内部話者音声Ｓ２５はマイクアンプ２６で増幅されマイク出力信号Ｓ２６とされて、スピーカアンプ２７からスピーカ２９を駆動するスピーカアンプ出力信号Ｓ２７として出力され、スピーカ２８から音声信号Ｓ２８１が出力される。
【０００３】
一方、壁Ｋ２の外の話者Ｈ２１の外部話者音声Ｓ２１は外部装置２９のマイク２１に入力され、マイクアンプ２２で増幅されマイク出力信号Ｓ２２とされて、スピーカアンプ２３によりレシーバ２４を駆動するスピーカアンプ出力信号Ｓ２３として出力され、レシーバ２４から音声信号が出力される。
【０００４】
ここで、話者Ｈ２１において、話者Ｈ２１の音声が部屋Ｒ２へ向けてスピーカによって拡声されて放音されると、話者Ｈ２１の音声が部屋Ｒ２のマイク２５に拾われることにより自己の音声が外部装置２９のスピーカ２８から放音される、所謂ハウリングが発生してしまう。このハウリングの発生を防止するため、部屋Ｒ２において、マイク２５に外部話者Ｈ２１の音声が拾われないようにスピーカによらず話者Ｈ２２が装着するヘッドセットのレシーバ２４が使用され会話が行われる。
また、このようなヘッドセットを使用せずにハウリングの発生を防止した従来の拡声型通話装置としては、図５に示すように、部屋Ｒ３を外部と音響的に隔離する壁Ｋ３の外面に設けられる外部装置３１と、内面に設けられる内部装置３２とが設けられる。外部装置３１には、マイク３１１、マイクアンプ３１２及びエコーキャンセラ３１３が順次設けられると共に、エコーキャンセラ３１３に接続されるスピーカアンプ３１４、スピーカアンプ３１４に接続されるスピーカ３１５が順次設けられる。また、内部装置３２には、マイク３２１、マイクアンプ３２２及びエコーキャンセラ３２３が順次設けられると共に、エコーキャンセラ３２３に接続されるスピーカアンプ３２４、スピーカアンプ３２４に接続されるスピーカ３２５が順次設けられる。そして、内部装置３２のスピーカアンプ３２４は外部装置３１のエコーキャンセラ３１３に、内部装置３２のエコーキャンセラ３２３は外部装置３１のスピーカアンプ３１４にそれぞれ接続される。
【０００５】
このような拡声型通話装置において、壁Ｋ３の外の話者Ｈ３１の外部話者音声Ｓ３１１は外部装置３１のマイク３１１に入力され、マイクアンプ３１２で増幅されマイクアンプ出力信号Ｓ３１２とされ、エコーキャンセラ３１３から内部スピーカアンプ入力信号Ｓ３２４として出力されると共に、エコーキャンセラ３１３で音圧が検出され、検出された音圧に対応した外部エコー帰還電気量信号Ｓ３１３がスピーカアンプ３１４へ出力される。内部スピーカアンプ入力信号Ｓ３２４はスピーカアンプ３２４を駆動させ、スピーカ３２５から外部話者音声出力Ｓ３２５として出力される。外部話者音声出力Ｓ３２５は内部帰還音声Ｓ３２６として、内部話者音声Ｓ３２１と共にマイク３２１に入力され、マイクアンプ３２２で増幅されマイクアンプ出力信号Ｓ３２２としてエコーキャンセラ３２３へ入力され、スピーカアンプ３１４を駆動する外部スピーカアンプ入力信号Ｓ３１４が出力されるが、ここで、外部スピーカアンプ入力信号Ｓ３１４とエコーキャンセラ３１３からの外部エコー帰還電気量信号Ｓ３１３との差分がスピーカアンプ３１４へ入力され、スピーカ３１５からは外部話者音声Ｓ３１１が除去された内部話者音声のみ出力される。
【０００６】
同様に、部屋Ｒ３内の話者Ｈ３２の内部話者音声Ｓ３２１は内部装置３２のマイク３２１に入力され、マイクアンプ３２２で増幅されマイクアンプ出力信号Ｓ３２２とされ、エコーキャンセラ３２３から外部スピーカアンプ入力信号Ｓ３１４として出力されると共に、エコーキャンセラ３２３で音圧が検出され、検出された音圧に対応した内部エコー帰還電気量信号Ｓ３２３がスピーカアンプ３２４へ出力される。外部スピーカアンプ入力信号Ｓ３１４はスピーカアンプ３１４を駆動させ、スピーカ３１５から内部話者音声出力Ｓ３１５として出力される。内部話者音声出力Ｓ３１５は外部帰還音声Ｓ３１６として、外部話者音声Ｓ３１１と共にマイク３１１に入力され、マイクアンプ３１２で増幅されマイクアンプ出力信号Ｓ３１２としてエコーキャンセラ３１３へ入力され、スピーカアンプ３２４を駆動する内部スピーカアンプ入力信号Ｓ３２４が出力されるが、ここで、外部スピーカアンプ入力信号Ｓ３２４とエコーキャンセラ３２３からの外部エコー帰還電気量信号Ｓ３１３との差分がスピーカアンプ３２４へ入力され、スピーカ３２５からは内部話者音声Ｓ３２１が除去された外部話者音声のみ出力され、良好な拡声音通話が行われていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような拡声型通話装置においては、２組のスピーカと駆動用増幅器を必要とし、利用者に負担のかかるヘッドセットまたは２つのエコーキャンセラが必要であった。また、外部の話者の声が部屋内でどの位の音圧になっているか外部話者には確認できないため、外部話者は必要以上に大きな声で喋る傾向があるという欠点があった。
【０００８】
本発明は上述した難点に鑑みなされたもので、利用者に負担のかかるヘッドセットを使用せず、または２つのエコーキャンセラを不要として簡単な構成によりハウリングの発生を防止し、且つ外部の話者の声が内部でどの位の音圧になっているか話者に確認でき、適正な声で喋ることができる拡声型通話装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の拡声型通話装置は、表裏対称な指向特性を有する平面スピーカを音響的に隔離された窓口等の面に配置し、その面の表裏にそれぞれ１個のマイクを配置し、両マイクの出力の和を増幅して前記平面スピーカを駆動する増幅器を備えたものである。
【００１０】
この拡声型通話装置において、音響的に隔離された窓口に表裏対称な指向特性を有する平面スピーカを設け、平面スピーカのスピーカ面方向、即ち窓口の表裏にマイクを設置することにより、平面スピーカから放射される音波が少ない領域にマイクを設置した上、２つのマイクにそれぞれ入力される平面スピーカから放射される音波は表裏対称であるため、２つのマイクにそれぞれ入力される平面スピーカから放射される音波が加算されることにより消去され、ハウリングの発生を完全に除去することができる。このため、利用者に負担がかかるヘッドセットの装着を強いることがなく、また２つのエコーキャンセラ、スピーカ、増幅器を不要として簡素な構成とすることができる。また、外部の話者は自己の声が平面スピーカから放音されるため、内部でどの程度の音圧になっているか確認できるため、適正な大きさの声で話すことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の拡声型通話装置における好ましい実施の形態例について図面にしたがって説明する。
本発明の拡声型通話装置は、図１に示すように、音響的に隔離された部屋Ｒ１の内部と外部において窓口１０を介して会話を行う拡声型通話装置であって、窓口１０を設けた面である壁Ｋ１に、平面スピーカ１５が設けられ、平面スピーカ１５を設けた壁Ｋ１の表裏にはそれぞれマイク１１、１２が設けられる。更に、マイク１１、１２にはそれぞれマイクプリアンプ１１ａ、１２ａが接続され、マイクプリアンプ１１ａ、１２ａからそれぞれ出力される音声信号Ｓ１１ａ、Ｓ１２ａを混合するミキサー１３、ミキサー１３からの和信号を増幅して平面スピーカ１５に出力する増幅器１４が順次設けられる。
【００１２】
このような拡声型通話装置の平面スピーカ１５は、図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように、磁気筐体１５ａを表筐体１５ｃ、裏筐体１５ｄで形成し、表筐体１５ｃ、裏筐体１５ｄにそれぞれマグネット１５ｅ、１５ｆを装着し、マグネット１５ｅ、１５ｆ間にハウジングフレキシブル基板に形成した平面ボイスコイル１５ｂを挿入して構成されるものである。
【００１３】
平面スピーカ１５はスピーカ面の法線上のみその指向性があり、平面スピーカ１５の前方領域１７で音圧が高く、前方領域１７以外、スピーカ面と平行方向１８には音波の伝播が少ない特性を持つものである。従って、平面スピーカ１５のスピーカ面と平行方向１８に設置したマイク１１、１２は、平面スピーカ１５から伝播される音波が非常に小さい領域にある。
【００１４】
また、図３に示すように、平面スピーカ１５の表裏から放音される音波は等振幅で逆位相となっている。
【００１５】
このような構成の拡声型通話装置の動作を説明する。
【００１６】
壁Ｋ１の外の話者Ｈ１１の外部話者音声Ｓ１１はマイク１１に入力され音響電気変換された後、マイクプリアンプ１１ａによって増幅され、音声信号Ｓ１１ａとしてミキサー１３に入力される。一方、部屋Ｒ１内の話者Ｈ１２の内部話者音声Ｓ１２はマイク１２に入力され音響電気変換された後、マイクプリアンプ１２ａによって増幅され、音声信号Ｓ１２ａとしてミキサー１３に入力される。ミキサー１３において、音声信号Ｓ１２ａと音声信号Ｓ１１ａが加算され和信号Ｓ１３とされる。和信号Ｓ１３は増幅器１４により増幅されてスピーカ駆動信号Ｓ１４として平面スピーカ１５へ出力される。平面スピーカ１５の表裏から相互に等振幅で逆位相の音声出力Ｓ１５１、Ｓ１５２がそれぞれ出力される。このため、平面スピーカ１５からはマイク１１に入力された外部話者音声Ｓ１１と、マイク１２に入力された内部話者音声Ｓ１２の双方の音声信号が音声出力Ｓ１５１、Ｓ１５２となって放音されるため、外部話者Ｈ１１は自己の声の大きさを確認することができ、必要以上に大声で話すことがない。
【００１７】
ここで、平面スピーカ１５から出力される音声出力Ｓ１５１、Ｓ１５２の音波は平面スピーカ１５の特性によって主として前方領域１７に伝播され、平面スピーカ１５のスピーカ面と平行方向１８へは、僅かな音波が伝播されるに留まるため、平面スピーカ１５と同面の壁Ｋ１に取り付けられるマイク１１、１２に到達する音声出力Ｓ１５１、Ｓ１５２量は少なく、僅かな帰還音声Ｓ１５３、Ｓ１５４がそれぞれ壁Ｋ１の表裏マイク１１、１２から入力されても、帰還信号Ｓ１５３、Ｓ１５４は等振幅、逆位相となっており、これらがマイクプリアンプ１１ａ、１２ａを介してミキサー１３に入力され加算されると、完全に消去される。この結果、それぞれの外部話者Ｈ１１、内部話者Ｈ１２においてハウリングのない音声が、平面スピーカ１５から拡声される。
なお、部屋Ｒ１の容積が小さな場合には、平面スピーカ１５から出力される音声信号Ｓ１５２が壁Ｋ１ａに当たって反射し再びマイク１２に入力されてハウリングを生じる虞があるので、壁Ｋ１ａの音声出力Ｓ１５２の反射部分を吸音壁１６とするのが好ましい。
【００１８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の拡声型通話装置によれば、音響的に隔離された窓口に表裏対称な指向特性を有する平面スピーカを設け、平面スピーカのスピーカ面方向、即ち窓口の表裏に設置したマイクを設置することにより、スピーカから放射される音波が少ない領域にマイクを設置した上、平面スピーカから放射される表裏対称である音波をそれぞれ２つのマイクから入力し加算することによりハウリングを完全に消去することができるため、利用者に負担がかかるヘッドセットの装着を強いることがなく、また２つのエコーキャンセラ、スピーカ、増幅器を不要として簡素な構成によってハウリングの発生を完全に排除することができる。また、外部の話者は自己の声が内部でどの程度の音圧になっているか確認できるため、適正な大きさの声で話すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の拡声型通話装置における構成例を示す図。
【図２】（ａ）本発明の拡声型通話装置における平面スピーカの断面図。
（ｂ）本発明の拡声型通話装置における平面スピーカの平面図。
【図３】本発明の拡声型通話装置の動作を説明する図。
【図４】従来例の拡声型通話装置における構成を示す図。
【図５】従来例の拡声型通話装置における構成を示す図。
【符号の説明】
１０……窓口
１１、１２……マイク
１４……増幅器
１５……平面スピーカ
Ｋ１……壁（窓口の面）
【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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