(57)【要約】【課題】スピーカや装置内の温度上昇防止とハウリング防止とを両立可能な通話装置を提供する。【解決手段】通話モジュールＭＪのハウジングＡ１に取り付けられて、一方面側からハウジング外へ音声情報を出力するスピーカＳＰと、ハウジングＡ１内でスピーカＳＰの他方面側に形成された空間である後気室Ｂｒと、マイクロホンＭ１と、スピーカＳＰに対してマイクロホンＭ１より遠い位置に配置されたマイクロホンＭ２と、マイクロホンＭ２の音声信号からマイクロホンＭ１の音声信号を除去して外部へ伝達する音声処理部１０と、ハウジングＡ１内の後気室ＢｒとハウジングＡ１の外部とを連続させる排気筒部７とを備え、排気筒部７は、排気筒部７内の空気と後気室Ｂｒ内の空気との共振周波数を、通話に用いる周波数帯域の下限周波数より低く設定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方面側から外部へ音声情報を出力するスピーカと、
スピーカの他方面側に形成された空間である後気室と、
音声を集音して音声信号を出力する第１のマイクロホンと、
スピーカに対して第１のマイクロホンより遠い位置に配置され、音声を集音して音声信号を出力する第２のマイクロホンと、
第２のマイクロホンの音声信号から第１のマイクロホンの音声信号を除去して外部へ伝達する音声処理部と、
後気室を外部に連続させる排気筒部とを備え、
排気筒部は、排気筒部内の空気と後気室内の空気との共振周波数を、通話に用いる周波数帯域の下限周波数より低く設定した
ことを特徴とする通話装置。
【請求項２】
前記排気筒部を複数備えることを特徴とする請求項１記載の通話装置。
【請求項３】
前記排気筒部は、金属、または金属メッキした部材で形成されることを特徴とする請求項１または２記載の通話装置。
【請求項４】
前記排気筒部は、可とう性を有する部材で形成されることを特徴とする請求項１または２記載の通話装置。
【請求項５】
前記排気筒部を配線が挿通することを特徴とする請求項１乃至４いずれか記載の通話装置。
【請求項６】
外部に露出した前記排気筒部の開口端は、前記スピーカの振動板と第２のマイクロホンの中心との最短距離を半径として第２のマイクロホンを中心とする円の外側に設けられることを特徴とする請求項１乃至５いずれか記載の通話装置。
【請求項７】
前記排気筒部に吸音材を配置したことを特徴とする請求項１乃至６いずれか記載の通話装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通話装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、インターホンシステム等で屋内に設置される通話装置があり、他の場所に設置された通話装置からの音声を出力するスピーカや、他の通話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むとハウリングが生じることになるから、様々なハウリング防止対策が採られている。
【０００３】
例えば、第１の従来例として、スピーカとマイクロホンを含むループ回路が通話装置内で形成され、このループゲインが１を越えるとハウリングが発生するから、ループ回路内に設けた可変損失回路での損失量を調節することにより、ループゲインが１以下となるようにしてハウリングを防止するものがある。ここで、送話信号と受話信号とのうち信号レベルが小さいほうは重要ではないとみなし、信号レベルが小さいほうの伝送路に挿入された可変損失回路の伝送損失を大きくするようにしている。
【０００４】
しかし、上記第１の従来例では、マイクロホンとスピーカとの距離が近いと、スピーカからマイクロホンに回り込む受話音声のレベルが大きくなり、受話信号よりも送話信号が大きくなり、スピーカから音声が出ている受話状態であるにもかかわらず制御回路は送話状態に切り換えてしまい、スピーカから出るべき音が出なくなるという状態が発生していた。
【０００５】
そこで、第２の従来例として、一対のマイクロホンと、両マイクロホンとスピーカとの距離の差に相当する音波の遅延時間だけスピーカに近いほうのマイクロホンの出力を遅延させる遅延回路と、両マイクロホンとスピーカとの距離の差に相当するレベル調整を行なってスピーカからの音声に対する両マイクロホンの出力レベルを一致させるレベル調整増幅回路と、遅延回路とレベル調整増幅回路とを通った両マイクロホンの出力を両入力とする差動増幅回路とを設け、差動増幅回路の出力を送話信号とする通話装置がある。
【０００６】
この通話装置では、一対のマイクロホンでスピーカからの音声を拾った後、遅延およびレベル調整を行なって両マイクロホンに入力されるスピーカ音を差動増幅回路で相殺するようにしているから、スピーカ音のみをキャンセルしてハウリングを防止し、さらには受話ブロッキングが生じない状態で送話音声を伝送することができる。（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第２６０７２５７号公報（２頁左欄第１３行〜右欄第３行，４頁右欄第２６行〜第４９行、第１図，第５図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
通話装置のスピーカおよびマイクロホンはハウジングに取り付けられており、密閉型のハウジングを用いた場合、スピーカへの入力レベルの増加や長時間の使用によって、スピーカや装置内の温度が上昇する。そして、この温度上昇によって、スピーカの振動板の変形、装置内の空気のスティフネスの増大などが生じて、振動板の振幅運動に影響を与え、スピーカ出力の音圧不足や歪みの増加を招いてしまう。
【０００８】
そこで、装置に排気筒部を設け、この排気筒部を介して装置内の空気と外気との間で熱交換を行うことによって、装置内の温度上昇を防止する通話装置が提案された。
【０００９】
しかし、装置内から排気筒部を通ってスピーカ音が放射されるため、上記特許文献１のように、一対のマイクロホンでスピーカからの音声を拾った後、両マイクロホンに入力されるスピーカ音を差動増幅回路で相殺し、スピーカ音のみをキャンセルしてハウリングを防止する構成では、排気筒部から放射される音によってスピーカ音のキャンセル量が低減し、ハウリング防止効果に悪影響を与えてしまう。
【００１０】
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、スピーカや装置内の温度上昇防止とハウリング防止とを両立可能な通話装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１の発明は、一方面側から外部へ音声情報を出力するスピーカと、スピーカの他方面側に形成された空間である後気室と、音声を集音して音声信号を出力する第１のマイクロホンと、スピーカに対して第１のマイクロホンより遠い位置に配置され、音声を集音して音声信号を出力する第２のマイクロホンと、第２のマイクロホンの音声信号から第１のマイクロホンの音声信号を除去して外部へ伝達する音声処理部と、後気室を外部に連続させる排気筒部とを備え、排気筒部は、排気筒部内の空気と後気室内の空気との共振周波数を、通話に用いる周波数帯域の下限周波数より低く設定したことを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、排気筒孔によってスピーカや装置内の温度上昇を防止でき、さらに排気筒部内の空気と後気室内の空気との共振周波数を、通話に用いる周波数帯域の下限周波数より低く設定することによって、排気筒孔から放射されるスピーカ音がハウリング防止処理へ与える悪影響を抑制できる。すなわち、スピーカや装置内の温度上昇防止とハウリング防止とを両立できる。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１において、前記排気筒部を複数備えることを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、熱交換量が増加し、スピーカや装置内の温度上昇を一層抑えることができる。
【００１５】
請求項３の発明は、請求項１または２において、前記排気筒部は、金属、または金属メッキした部材で形成されることを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、熱交換量が増加し、スピーカや装置内の温度上昇を一層抑えることができる。
【００１７】
請求項４の発明は、請求項１または２において、前記排気筒部は、可とう性を有する部材で形成されることを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、排気筒部の取り回しが容易となり、通話装置として小型化を図ることができる。
【００１９】
請求項５の発明は、請求項１乃至４いずれかにおいて、前記排気筒部を配線が挿通することを特徴とする。
【００２０】
この発明によれば、配線用の挿通孔を別途設けた場合には、配線を通した後に当該挿通孔を樹脂等で封止しなければならないが、排気筒部を配線用の挿通孔として用いることで、配線用の挿通孔や樹脂による封止処理が不要となり、コスト低減となる。
【００２１】
請求項６の発明は、請求項１乃至５いずれかにおいて、外部に露出した前記排気筒部の開口端は、前記スピーカの振動板と第２のマイクロホンの中心との最短距離を半径として第２のマイクロホンを中心とする円の外側に設けられることを特徴とする。
【００２２】
この発明によれば、第２のマイクロホンは、排気筒部から一定距離以上離れて、排気筒部から放射されるスピーカ音が第２のマイクロホンに達し難くなる。したがって、音声処理部によるスピーカ音のキャンセル処理は、排気筒部から放射されるスピーカ音の影響を受け難くなり、スピーカ音のキャンセル量を安定して確保できる。
【００２３】
請求項７の発明は、請求項１乃至６いずれかにおいて、前記排気筒部に吸音材を配置したことを特徴とする。
【００２４】
この発明によれば、排気筒部から放射されるスピーカ音のエネルギーが吸音材によって減衰するため、音声処理部によるスピーカ音のキャンセル処理は、排気筒部から放射されるスピーカ音の影響を受け難くなり、スピーカ音のキャンセル量を安定して確保できる。
【発明の効果】
【００２５】
以上説明したように、本発明では、スピーカや装置内の温度上昇防止とハウリング防止とを両立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】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２７】
（実施形態１）
本実施形態の通話装置Ａは図１〜図３に示され、通話スイッチＳＷ１、音声処理部１０を配置した矩形函状の装置本体Ａ２に通話モジュールＭＪを収納して構成される。なお、装置本体Ａ２は、例えば２つの樹脂成形部材を接合して形成され、通話スイッチＳＷ１、音声処理部１０、通話モジュールＭＪを収納した後、各接合部材を嵌合手段または接着剤等によって接合する。
【００２８】
通話モジュールＭＪは、後面に開口を形成したボディＡ１０と、ボディＡ１０の開口に覆設した平面状のカバーＡ１１とで幅４０ｍｍ×高さ３０ｍｍ×厚さ８ｍｍのハウジングＡ１を構成し、ハウジングＡ１に、スピーカＳＰ、マイクロホン基板ＭＢ１を備える。そして、スピーカＳＰの後述する振動板２３は、ハウジングＡ１の前面に穿設した複数の音孔１２、装置本体Ａ２の前面に穿設した複数の音孔６０に対向するように配置される。に対向するように配置される。
【００２９】
音声処理部１０は、図３に示すように、通信部１０ａ、音声スイッチ部１０ｂ，１０ｃ、増幅部１０ｄ、信号処理部１０ｅを備えたＩＣで構成され、ハウジングＡ１内に配置される。他の部屋等に設置されている通話装置Ａから情報線Ｌｓを介して送信された音声信号は、通信部１０ａで受信され、音声スイッチ部１０ｂを介して増幅部１０ｄ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、マイクロホン基板ＭＢ１上のマイクロホンＭ１（第１のマイクロホン），マイクロホンＭ２（第２のマイクロホン）から入力された各音声信号は信号処理部１０ｅで後述する信号処理を施された後、音声スイッチ部１０ｃを通過し、通信部１０ａから情報線Ｌｓを介して他の部屋等に設置されている通話装置Ａ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。なお、通話装置Ａの電源は、設置場所の近傍に設けたコンセントから供給されるか、あるいは情報線Ｌｓを介して供給されてもよい。
【００３０】
スピーカＳＰは、図１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２１が延設されている。
【００３１】
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２２（例えば、残留磁束密度１．３９Ｔ〜１．４３Ｔ）を配置し、ドーム型の振動板２３の外周側の縁部が支持体２１の縁端面に固定されている。
【００３２】
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〜５０μｍ）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。
【００３３】
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２２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。
【００３４】
そして、スピーカＳＰの円形の支持体２１の外周端部が、振動板２３が対向するハウジングＡ１の前面内側に当接し、振動板２３がハウジングＡ１の前面に内側から対向する状態でスピーカＳＰが固定される。
【００３５】
ハウジングＡ１内にスピーカＳＰが固定されると、ハウジングＡ１の前面内側とスピーカＳＰの表面側（振動板２３側）とで囲まれた空間である前気室Ｂｆ、ハウジングＡ１の後面内側および側面内側とスピーカＳＰの裏面側（ヨーク２０側）とで囲まれた空間である後気室Ｂｒが形成され、前気室Ｂｆは、ハウジングＡ１の音孔１２および装置本体Ａ２の音孔６０を介して外部に連通している。後気室Ｂｒは、スピーカＳＰの支持体２１の端部とハウジングＡ１の内面とが密着することで、前気室Ｂｆとは絶縁した（連通していない）空間となる。
【００３６】
さらに、ハウジングＡ１の側面から後気室Ｂｒ内に向かって円筒部４１が突設されている。円筒部４１の両端には、ハウジングＡ１内の後気室Ｂｒに露出した開口４１ａ、ハウジングＡ１外に露出した開口４１ｂが各々形成され、開口４１ｂは、装置本体Ａ２の側面に穿設した開口６２に連通しており、円筒部４１と開口６２とで円筒状の排気筒部７が構成され、後気室Ｂｒは、排気筒部７を通って通話装置Ａの外部（外気）に連続している。
【００３７】
次に、マイクロホン基板ＭＢ１は、コンデンサ型のシリコンマイクロホンからなるマイクロホンＭ１およびマイクロホンＭ２をモジュール基板２の一面に各々実装し、ハウジングＡ１の外面に取付可能に構成される。本実施形態では、モジュール基板２の一面をハウジングＡ１の前面外側に沿って配置し、マイクロホンＭ１はハウジングＡ１前面の開口１３を挿通する。そして、マイクロホンＭ１の集音面は、前気室Ｂｆに向かってスピーカＳＰの振動板２３に対向しており、スピーカＳＰからの音声を確実に集音することができる。また、マイクロホンＭ２は、ハウジングＡ１の前面に設けた凹部１４に嵌合し、マイクロホンＭ２の集音面は、モジュール基板２に穿設した集音孔２ａ、装置本体Ａ２の前面に穿設した音孔６１を介して通話装置Ａの外部（前方）に面しているので、通話装置Ａの前方に位置する話者からの音声を確実に集音することができる。さらに、マイクロホンＭ２を収納した凹部１４は後気室Ｂｒと連通していない分離された空間であるので、マイクロホンＭ２はスピーカＳＰの発する音声を集音し難くなり、スピーカＳＰとマイクロホンＭ２との音響結合をさらに低減させている。すなわち、上記構成によってスピーカＳＰが発する音声と話者の発する音声とをマイクロホンＭ１，Ｍ２で分離して集音しているのである。また、モジュール基板２の一面２ａにマイクロホンＭ１，Ｍ２の両方を実装しているので、マイクロホン基板ＭＢ１の厚さを薄くできる。
【００３８】
マイクロホン基板ＭＢ１をハウジングＡ１内に配置すると前気室Ｂｆと後気室Ｂｒとの間の空間的な絶縁を維持することが困難であるが、本実施形態のようにマイクロホン基板ＭＢ１をハウジングＡ１の外面に取り付けることで、前気室Ｂｆと後気室Ｂｒとの間の空間的な絶縁を維持することができる。
【００３９】
そして、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となり、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。
【００４０】
まず、音声処理部１０に収納されている信号処理部１０ｅは、図４に示すように、マイクロホンＭ１の出力を非反転増幅する増幅回路３０と、増幅回路３０の出力から音声帯域（４００〜３０００Ｈｚ）以外の周波数のノイズを除去するバンドパスフィルター３１と、バンドパスフィルター３１の出力を遅延させる遅延回路３２と、マイクロホンＭ２の出力を反転増幅する増幅回路３３と、増幅回路３３の出力から音声帯域（４００〜３０００Ｈｚ）以外の周波数のノイズを除去するバンドパスフィルター３４と、遅延回路３２とバンドパスフィルター３４の各出力を加算する加算回路３５とを備える。
【００４１】
図５〜図８は、スピーカからの音声をマイクロホンＭ１，Ｍ２で各々集音した場合における信号処理部１０の各部の音声信号波形を示す。まず、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、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、スピーカＳＰとマイクロホンＭ１，Ｍ２との距離、およびマイクロホンＭ１，Ｍ２の感度によってマイクロホンＭ２の出力Ｙ２１のほうがマイクロホンＭ１の出力Ｙ１１よりも振幅が小さく、さらに両マイクロホン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）／Ｃｖ］（Ｃｖは音速）だけマイクロホンＭ２の出力Ｙ２１の位相が遅れている（図５（ａ）（ｂ）参照）。
【００４２】
そして、増幅回路３０が出力Ｙ１１を非反転増幅した出力Ｙ１２を生成し、増幅回路３３が出力Ｙ２１を反転増幅して位相を１８０°反転させた出力Ｙ２２を生成する。このとき、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（図６（ａ）（ｂ）参照）。なお、本実施形態では、増幅回路３０の増幅率は１未満とし、増幅回路３３の増幅率は略１としており、増幅回路３３は省略してもよい。
【００４３】
そして、バンドパスフィルター３１，３４は、出力Ｙ１２，Ｙ２２から音声帯域以外の周波数のノイズを除去した出力Ｙ１３，Ｙ２３を生成する（図７（ａ）（ｂ）参照）。
【００４４】
次に、遅延回路３２は、時間遅延素子またはＣＲ位相遅延回路で構成されており、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３２の出力Ｙ１４とバンドパスフィルター３４の出力Ｙ２３との位相を一致させ、伝達する音声信号にのるノイズを低減させる。
【００４５】
そして、出力Ｙ１４に含まれるスピーカＳＰからの音声成分と、出力Ｙ２３に含まれるスピーカＳＰからの音声成分とは、上記増幅処理，遅延処理によって同一振幅、同一位相となり、加算回路３５において出力Ｙ１４とＹ２３とを加算することで、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Ｙａが生成される（図８（ａ）〜（ｃ）参照）。すなわち、出力Ｙａでは、スピーカＳＰからの音声成分が低減しているのである。
【００４６】
一方、マイクロホンＭ１，Ｍ２前方の話者Ｈが発する音声に対しては、集音面を話者Ｈに向かって配置したマイクロホンＭ２の音声信号Ｙ２１の振幅が、マイクロホンＭ１の出力Ｙ１１の振幅よりも大きくなる。さらに、増幅回路３３の増幅率は増幅回路３０の増幅率よりも大きいので、出力Ｙ２３に含まれる話者Ｈからの音声成分は、出力Ｙ１４に含まれる話者Ｈからの音声成分よりさらに大きくなる。すなわち、出力Ｙ１４に含まれる話者Ｈからの音声成分と、出力Ｙ２３に含まれる話者Ｈからの音声成分との振幅差は大きくなり、加算回路３５で上記加算処理を施しても、出力Ｙａには、話者Ｈが発する音声に応じた信号が十分な振幅を維持した状態で残る。
【００４７】
以上のようにして加算回路３５の出力ＹａではスピーカＳＰからの音声成分が低減されて、通話装置Ａ前方の話者Ｈからマイクロホン基板ＭＢ１に向って発した音声成分は残っており、出力Ｙａでは、残したい話者Ｈからの音声成分と、低減したいスピーカＳＰからの音声成分との相対的な差が大きくなる。すなわち、話者Ｈからの音声とスピーカＳＰからの音声とが同時に発生している場合でも、話者Ｈからの音声成分は十分な振幅を維持しながらスピーカＳＰからの音声成分のみが低減されるので、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のである。
【００４８】
また、マイクロホンＭ１はスピーカＳＰが発する音声を確実に集音するので、上記信号処理部１０ｅによるハウリング防止処理を確実に行うことができる。さらにマイクロホンＭ２は集音面とスピーカＳＰの振動板とが同一方向に向いているので、スピーカＳＰとマイクロホンＭ２との音響結合は低減し、マイクロホンＭ２はスピーカＳＰの発する音声を集音し難くなって、マイクロホンＭ２をスピーカＳＰの近傍、すなわち前気室Ｂｆの近傍に隣接して配置でき、通話装置Ａの小型化が可能となる。
【００４９】
次に、信号処理部１０ｅが出力する音声信号は音声スイッチ部１０ｃに出力され、音声スイッチ部１０ｂ，１０ｃ（図３参照）では、以下の処理を行うことでさらなるハウリング防止を図っている。
【００５０】
まず、音声スイッチ部１０ｃは、音声スイッチ部１０ｂの出力を参照信号として取り込み、信号処理部１０ｅの出力に対して演算を施すことにより、スピーカＳＰからマイクロホンＭ１，Ｍ２に回り込んだ音声信号をさらにキャンセリングする。一方、音声スイッチ部１０ｂも、音声スイッチ部１０ｃの出力を参照信号として取り込み、通信部１０ａの出力に対して演算を施すことにより、通話先の相手側でのスピーカからマイクロホンへの音声信号の回り込みをキャンセリングする。
【００５１】
具体的には、音声スイッチ部１０ｂ，１０ｃは、スピーカＳＰ−マイクロホンＭ１，Ｍ２−信号処理部１０ｅ−音声スイッチ部１０ｃ−通信部１０ａ−音声スイッチ部１０ｂ−増幅部１０ｄ−スピーカＳＰで構成されるループ回路内に設けた可変損失手段（図示無し）での損失量を調節することにより、ループゲインが１以下となるようにしてハウリングを防止するのである。ここで、送話信号と受話信号とのうち信号レベルが小さいほうは重要ではないとみなし、信号レベルが小さいほうの伝送路に挿入された可変損失回路の伝送損失を大きくするようにしている。
【００５２】
また、本実施形態の通話装置Ａは、ハウジングＡ１に上記排気筒部７を設けることで、この排気筒部７を介して後気室Ｂｒ内の空気と外気との間で熱交換を行い、スピーカＳＰへの入力レベルの増加や長時間の使用によるスピーカＳＰやハウジングＡ１内の温度上昇を抑制している。さらに、排気筒部７を金属で形成したり、排気筒部７の表面に金属メッキ処理を施すことで、排気筒部７自体の熱伝導率が高くなって熱交換量が増加し、スピーカＳＰやハウジングＡ１内の温度上昇を一層抑えることができる。
【００５３】
しかし、スピーカＳＰの後面から後気室Ｂｒ内に出力された音は、排気筒部７から装置本体Ａ２外へ放射され、マイクロホンＭ１，Ｍ２は、スピーカＳＰの前面から放射されるスピーカ音だけでなく、排気筒部７から放射されるスピーカ音も集音してしまう。本実施形態では、一対のマイクロホンＭ１，Ｍ２を用いて、信号処理部１０ｅが送話信号からスピーカ音を低減してハウリングを防止している。そして、スピーカＳＰに対向して設けられたマイクロホンＭ１の出力では、排気筒部７からの放射音はスピーカＳＰ前面からの放射音に比べて小さくなり、排気筒部７からの放射音の影響は小さい。一方、スピーカＳＰの側方で前方に向かって設けられたマイクロホンＭ２の出力では、排気筒部７からの放射音がスピーカＳＰ前面からの放射音と略同レベルになり、排気筒部７からの放射音の影響が大きくなる。そして、上記信号処理部１０ｅによるスピーカ音の低減処理は、スピーカＳＰ前面からの放射音に対して増幅回路３０，３３、遅延回路３２の動作を設定しているため、加算回路３５の出力Ｙａには排気筒部７を介して放射されたスピーカ音が残ってしまう。
【００５４】
したがって、排気筒部７を介して放射されたスピーカ音を両マイクロホンＭ１，Ｍ２が集音すると、加算回路３５の出力Ｙａには排気筒部７を介して放射されたスピーカ音が残るため、スピーカ音のキャンセル量が低下し、ハウリング防止効果に悪影響を与える恐れがある。
【００５５】
そこで、本発明では、排気筒部７から放射されるスピーカ音が、信号処理部１０ｅによるスピーカ音のキャンセル量に与える悪影響を低減させるために、排気筒部７を以下のように構成する。
【００５６】
まず、排気筒部７と後気室Ｂｒとはヘルムホルツ共鳴器を構成しており、このヘルムホルツ共鳴器は［数１］に示す共振周波数ｆｒを有しており、排気筒部７内の空気と後気室Ｂｒ内の空気とがこの共振周波数ｆｒで共振する。なお、Ｃｖ：音速、Ｓ：排気筒部７の断面積、Ｖ：後気室Ｂｒの体積、Ｌｐ：排気筒部７の全長、ΔＬ：開口端補正である。
【００５７】
【数１】
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【００５８】
本実施形態では、幅４０ｍｍ×高さ３０ｍｍ×厚さ８ｍｍのハウジングＡ１を用い、後気室Ｂｒの容量を３８００ｍｍ３に設定している。そして、図９は、スピーカＳＰの前方における放射音圧の周波数特性を示しており、特性Ｙ１ａはスピーカＳＰの振動板２３の前面から放射される音、特性Ｙ１ｂはスピーカＳＰの振動板２３の後面から排気筒部７を介して放射される音、特性Ｙ１は、特性Ｙ１ａと特性Ｙ１ｂとを合わせた本通話装置Ａの前面に放射される音を示している。まず、スピーカＳＰ前面からの放射音（特性Ｙ１ａ）は、共振周波数ｆｒで音圧レベルが落ち込み、排気筒部７からの放射音（特性Ｙ１ｂ）は共振周波数ｆｒで音圧レベルが最大となる。そして、本通話装置Ａの前面に放射される音（特性Ｙ１）は、スピーカＳＰと排気筒部７からの両放射音を合わせたものとなる。
【００５９】
すなわち、共振周波数ｆｒでは、スピーカＳＰ前面から放射されるスピーカ音が小さく、排気筒部７から放射されるスピーカ音が大きくなることから、共振周波数ｆｒ近傍では信号処理部１０ｅでのスピーカ音のキャンセル処理が難しくなる。しかし、本発明はインターホン等の通話装置に関するものであり、通話に用いる音声帯域（４００〜３０００Ｈｚ）以外の成分は、信号処理部１０ｅのバンドパスフィルター３１，３４によって除去される。したがって、共振周波数ｆｒを、通話に用いる周波数帯域（音声帯域）の下限周波数ｆ１（＝４００Ｈｚ）より低く設定すれば、音声帯域では、スピーカＳＰ前面からのスピーカ音が大きく、排気筒部７からのスピーカ音が小さくなり、信号処理部１０ｅにおけるスピーカ音のキャンセル量を十分確保でき、さらには排気筒部７からのスピーカ音が最大となる共振周波数ｆｒ近傍の成分はバンドパスフィルター３１，３４によって除去されるので、ハウリングの発生が防止される。
【００６０】
図９では、共振周波数ｆｒを、通話装置Ａが扱う音声帯域の下限周波数ｆ１よりも低い１８０Ｈｚ近傍に設定しており、音声帯域の下限周波数ｆ１での音圧差ΔＤ［スピーカＳＰ前面から放射されるスピーカ音−排気筒部７から放射されるスピーカ音］を十分確保することで、信号処理部１０ｅにおけるハウリング防止効果が確保されている。
【００６１】
また、本実施形態で用いるハウジングＡ１の後気室Ｂｒの容量は３８００ｍｍ３であり、例えば、排気筒部７を全長Ｌｐ＝３０ｍｍ、φ２ｍｍ、または全長Ｌｐ＝５ｍｍ、φ０．４ｍｍに設定することによって、共振周波数ｆｒを３００Ｈｚより低くすることができる。一方、板厚２ｍｍの樹脂成形品にφ２ｍｍの孔を穿設し、当該孔を排気筒部７とした場合、共振周波数ｆｒは、音声帯域の下限周波数ｆ１より高い約１ＫＨｚとなって、信号処理部１０ｅのハウリング防止効果は期待できない。
【００６２】
次に、排気筒部７の配置について説明する。本実施形態の排気筒部７の開口端４１ｂは、スピーカＳＰの振動板２３とマイクロホンＭ２の中心との最短距離Ｘ１１を半径としてマイクロホンＭ２を中心とする円の外側に設けている。排気筒部７の開口端４１ｂとマイクロホンＭ２の中心とが距離Ｘ１１以上離れることによって、マイクロホンＭ２は、排気筒部７よりもスピーカＳＰに近くなるとともに、排気筒部７から放射されるスピーカ音がマイクロホンＭ２に達し難くなる。したがって、信号処理部１０ｅによるスピーカ音のキャンセル処理は、排気筒部７から放射されるスピーカ音の影響を受け難くなり、スピーカ音のキャンセル量を安定して確保できるのである。
【００６３】
さらに、図１に破線で示すように、排気筒部７内に不織布等の吸音材８を配設すれば、排気筒部７から放射されるスピーカ音のエネルギーが吸音材８によって減衰するため、信号処理部１０ｅによるスピーカ音のキャンセル処理は、排気筒部７から放射されるスピーカ音の影響を受け難くなり、スピーカ音のキャンセル量を安定して確保できる。吸音材８は、排気筒部７の断面を全部または一部を塞いでおり、上記［数１］に用いる排気筒部７の断面積Ｓは吸音材８の量やその空気層に依存する。
【００６４】
また、図１０に示すように、通話モジュールＭＪの円筒部４１を設けた側面と装置本体Ａ２の内面との間に空間を設けて、円筒部４１のみで排気筒孔７を構成し、排気筒部７を介して後気室Ｂｒ内の空気と装置本体Ａ２内の空気との間で熱交換を行ってもよい。そして、スピーカＳＰに接続される一対の出力配線Ｗを排気筒部７に挿通させて通話モジュールＭＪ外へ導出させ、装置本体Ａ２内の音声処理部１０に接続すれば、通話モジュールＭＪに配線用の挿通孔を別途設ける必要がなくなる。通話モジュールＭＪに配線用の挿通孔を別途設ける場合は、当該挿通孔から放射されるスピーカ音による悪影響を防止するために、配線Ｗを通した後に当該挿通孔を樹脂等で封止しなければならないが、上記のように排気筒部７を配線用の挿通孔として用いることで、配線用の挿通孔や樹脂による封止処理が不要となり、コスト低減となる。なお、出力配線Ｗを排気筒部７に挿通させた場合は、図１１に示すように、上記［数１］に用いる排気筒部７の断面積Ｓが出力配線Ｗの断面積の分だけ減少することを考慮して、共振周波数ｆｒを算出する。
【００６５】
また、通話モジュールＭＪが備える排気筒部７は１つに限定されず、排気筒部７を複数備えることによって熱交換量が増加し、スピーカＳＰやハウジングＡ１内の温度上昇を一層抑えることができる。
【００６６】
なお、本実施形態では、情報線Ｌｓ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。
【００６７】
（実施形態２）
本実施形態の通話装置Ａは図１２に示され、排気筒部７の構成が実施形態１とは異なるものである。
【００６８】
まず、ハウジングＡ１の側面から外側に向かって円筒部４２が突設されている。円筒部４２の両端には、ハウジングＡ１内の後気室Ｂｒに露出した開口４２ａ、ハウジングＡ１外に露出した開口４２ｂが各々形成され、円筒部４２は、装置本体Ａ２の側面に穿設した開口６３を挿通している。この円筒部４２が排気筒部７を構成しており、後気室Ｂｒは、排気筒部７を通って通話装置Ａの外部（外気）に連続している。
【００６９】
また、図１３に示すように、円筒部４２の開口４２ｂ側に可とう性を有するウレタン等の部材で形成されたチューブ４３を接続し、円筒部４２とチューブ４３とで排気筒部７を構成してもよい。この場合、排気筒部７の取り回しが容易となり、通話装置Ａとして小型化を図ることができる。
【００７０】
そして、本実施形態においても、排気筒部７を介して後気室Ｂｒ内の空気と外気との間で熱交換を行い、スピーカＳＰへの入力レベルの増加や長時間の使用によるスピーカＳＰやハウジングＡ１内の温度上昇を抑制している。
【００７１】
さらに、排気筒部７内の空気と後気室Ｂｒ内の空気との共振周波数ｆｒを、通話に用いる音声帯域の下限周波数ｆ１（＝４００Ｈｚ）より低く設定することによって、排気筒部７から放射されるスピーカ音が、信号処理部１０ｅによるスピーカ音のキャンセル量に与える悪影響を低減させている。
【００７２】
また、図１４に示すように、通話モジュールＭＪの排気筒部７と装置本体Ａ２の内面との間に空間を設け、排気筒部７を介して後気室Ｂｒ内の空気と装置本体Ａ２内の空気との間で熱交換を行ってもよい。そして、スピーカＳＰに接続される一対の出力配線Ｗを排気筒部７に挿通させて通話モジュールＭＪ外へ導出させ、装置本体Ａ２内の音声処理部１０に接続すれば、通話モジュールＭＪに配線用の挿通孔を別途設ける必要がなくなる。通話モジュールＭＪに配線用の挿通孔を別途設ける場合は、当該挿通孔から放射されるスピーカ音による悪影響を防止するために、配線Ｗを通した後に当該挿通孔を樹脂等で封止しなければならないが、上記のように排気筒部７を配線用の挿通孔として用いることで、樹脂による封止処理が不要となる。
【００７３】
なお、他の構成は実施形態１と同様であり、説明は省略する。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】実施形態１の通話装置の構成を示す側面断面図である。
【図２】（ａ）（ｂ）同上の構成を示す斜視図である。
【図３】同上の音声処理部の構成を示す回路図である。
【図４】同上の信号処理部の回路構成図である。
【図５】（ａ）（ｂ）同上の信号処理部の信号波形図である。
【図６】（ａ）（ｂ）同上の信号処理部の信号波形図である。
【図７】（ａ）（ｂ）同上の信号処理部の信号波形図である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）同上の信号処理部の信号波形図である。
【図９】スピーカの前方における放射音圧の周波数特性を示す図である。
【図１０】通話装置の別の構成を示す側面断面図である。
【図１１】排気筒部を示す断面図である。
【図１２】実施形態２の通話装置の構成を示す側面断面図である。
【図１３】排気筒部の別の構成を示す側面断面図である。
【図１４】通話装置の別の構成を示す側面断面図である。
【符号の説明】
【００７５】
Ａ  通話装置
ＭＪ  通話モジュール
Ａ１  ハウジング
ＳＰ  スピーカ
ＭＢ１  マイクロホン基板
Ｍ１，Ｍ２  マイクロホン
Ｂｆ  前気室
Ｂｒ  後気室
４１  円筒部
７  排気筒部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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