特開 2023-163189 音出力装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023163189

(43)【公開日】2023-11-10

(54)【発明の名称】音出力装置

(51)【国際特許分類】

   G10L 21/0224 20130101AFI20231102BHJP

   G10L 21/0208 20130101ALI20231102BHJP

【ＦＩ】

G10L21/0224

G10L21/0208 100B

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022073918

(22)【出願日】2022-04-28

(71)【出願人】

【識別番号】000005049

【氏名又は名称】シャープ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100147304

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 知哉

(74)【代理人】

【識別番号】100148493

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 浩二

(72)【発明者】

【氏名】尾村 洋

(57)【要約】

【課題】出力される音が聞き取り難くなることを抑制しながら、操作部の操作音に起因して発話者の音声に混入する可聴雑音を低減することができる音出力装置を提供する。
【解決手段】音出力装置は、操作部と、音を音信号に変換するマイク部と、前記音信号が入力される制御部と、を備え、前記制御部は、前記操作部の操作が検出された場合に、前記操作部の操作音が前記マイク部で変換された雑音信号に対応する可聴雑音を低減させるように、前記音信号に対して雑音低減処理を実行し、前記雑音低減処理が実行された処理済信号を出力する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

操作部と、
音を音信号に変換するマイク部と、
前記音信号が入力される制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記操作部の操作が検出された場合に、前記操作部の操作音が前記マイク部で変換された雑音信号に対応する可聴雑音を低減させるように、前記音信号に対して雑音低減処理を実行し、
前記雑音低減処理が実行された処理済信号を出力する、
音出力装置。

【請求項2】

前記制御部は、
前記雑音信号のレベルを低下させる雑音低減信号を記憶する記憶部と、
前記雑音低減処理において、前記音信号と前記雑音低減信号とを合成する合成部と、を含む、
請求項１に記載の音出力装置。

【請求項3】

モード設定操作部をさらに備え、
前記制御部は、前記モード設定操作部が操作されると、前記雑音低減信号を前記記憶部に記憶させる書込モード、または、前記音信号と前記雑音低減信号とを合成する読出モードに設定される、
請求項２に記載の音出力装置。

【請求項4】

前記音の大きさが閾値よりも小さいか否かを判定する音量判定部をさらに備え、
前記制御部は、
前記音の大きさが前記閾値よりも小さい場合に、前記雑音信号を前記記憶部に記憶させる書込モードに設定され、かつ、
前記音の大きさが前記閾値以上である場合に、前記音信号と前記雑音低減信号とを合成する読出モードに設定される、
請求項２に記載の音出力装置。

【請求項5】

前記制御部は、前記雑音低減処理において、特定の周波数の範囲内の前記雑音信号のレベルを低下させるフィルタを含む、
請求項１に記載の音出力装置。

【請求項6】

前記制御部は、前記雑音低減処理において、前記雑音信号を可聴周波数帯域よりも高い周波数を有する高周波信号へ置換する高周波化部を含む、
請求項１に記載の音出力装置。

【請求項7】

前記制御部は、
前記音信号を出力する第１状態または前記処理済信号を出力する第２状態に切り替えられる状態スイッチング素子を含み、
前記第１状態と前記第２状態との間の切替えが前記音信号または前記処理済信号の出力に間に合うように、前記音信号または前記処理済信号を遅延させる遅延素子を含む、
請求項１に記載の音出力装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、音出力装置に関する。

【背景技術】

【0002】

下記の特許文献１に開示されているように、音出力装置は、操作部と、音を音信号に変換するマイク部と、音信号が入力される制御部と、を備えている。このような音出力装置においては、操作部の操作音がマイク部で変換されることに起因して、操作音に対応する雑音信号が音信号に重ね合わされてしまう。そのため、雑音信号に基づいた可聴雑音を含む音が音出力装置から出力されてしまう。この可聴雑音を除去するために、特許文献１に開示されている技術によれば、ユーザーが音声を発していないサイレンス状態において操作部の操作が検出された場合、アクティブ状態へ移行することを禁止する。それにより、音出力装置は、音信号に対応する音が所定時間だけ出力されないように、音信号の入力を前述の所定時間だけ無効化する。そのため、サイレンス状態において操作部の操作音が出力されることが防止される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１３－２３５０３２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記した特許文献１に開示された技術によれば、操作音の入力が無効化されているサイレンス状態においては、音声または音楽等の音が音出力装置から全く出力されない。そのため、音出力装置から出力される音声または音楽等の音は、途切れてしまうため、聞き取り難くなる。

【0005】

一方、上記した特許文献１に開示された技術によれば、ユーザーが音声を発しているアクティブ状態において操作部が操作された場合には、音出力装置は、ユーザーの音声が途切れることを防止するために、アクティブ状態からサイレンス状態へ移行しない。つまり、音出力装置は、操作音に起因した雑音信号を含む音信号の入力の無効化を行わない。そのため、その操作音に対応する可聴雑音が音出力装置から出力されるユーザーの音声に混入する。その結果、ユーザーの音声が聞き取り難くなる。

【0006】

本開示は、上述の問題に鑑みなされたものである。本開示の目的は、出力音が途切れることを抑制しながら、操作部の操作音に起因して出力音に混入した可聴雑音を低減することができる音出力装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の音出力装置は、操作部と、音を音信号に変換するマイク部と、前記音信号が入力される制御部と、を備え、前記制御部は、前記操作部の操作が検出された場合に、前記操作部の操作音が前記マイク部で変換された雑音信号に対応する可聴雑音を低減させるように、前記音信号に対して雑音低減処理を実行し、前記雑音低減処理が実行された処理済信号を出力する。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施の形態１の音出力装置が使用されている状況の一例を示す図である。

【図2】実施の形態１の音出力装置の斜視図である。

【図3】実施の形態１の音出力装置の機能ブロック図である。

【図4】実施の形態１の音出力装置の制御部において伝送される各信号のタイミングチャートである。

【図5】実施の形態２の音出力装置の機能ブロック図である。

【図6】実施の形態２の音出力装置の制御部において伝送される各信号のタイミングチャートである。

【図7】実施の形態３の音出力装置の機能ブロック図である。

【図8】実施の形態３の音出力装置の制御部において伝送される各信号のタイミングチャートである。

【図9】実施の形態４の音出力装置の機能ブロック図である。

【図10】実施の形態４の音出力装置の制御部において伝送される各信号のタイミングチャートである。

【図11】実施の形態４の音出力装置の制御部のフィルタが可聴雑音を低減することを説明するための図である。

【図12】実施の形態５の音出力装置の機能ブロック図である。

【図13】実施の形態５の音出力装置の制御部において伝送される各信号のタイミングチャートである。

【図14】実施の形態５の音出力装置の高周波化を説明するための図である。

【図15】実施の形態６の音出力装置の機能ブロック図である。

【図16】実施の形態６の音出力装置の制御部において伝送される各信号のタイミングチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本開示の実施の形態の音出力装置を、図面を参照しながら説明する。なお、図面については、同一又は同等の要素には、同一の符号を付し、同一の符号が付された要素の構成および機能についての重複する説明は繰り返さない。

【0010】

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１の音出力装置１が使用されている状況の一例を示す図である。

【0011】

図１に示される状況から分かるように、音出力装置１は、人Ｈ１と人Ｈ２とが透明なアクリル板ＡＰを互いの間に挟んで会話をするときに用いられる。より具体的には、アクリル板ＡＰの一方側の話し手（たとえば、Ｈ１）の音声をアクリル板ＡＰの他方側の聞き手（たとえば、Ｈ２）に伝達し易くするために用いられる。人Ｈ１と人Ｈ２とは、アクリル板ＡＰが互いの間に存在するため、互いの音声、すなわち、空気中を伝播するアナログ音を聞き取り難い状態にある。そのため、人Ｈ１と人Ｈ２とは、音出力装置１を利用して会話を行う。なお、本実施の形態の音出力装置１は、図１に示されるように、設置面上に置く形式のものであるが、肩掛け式等の音出力装置など、人が身に着けることができるウェアラブル装置であってもよい。この場合、遠隔に存在する複数の人がウェアラブル装置である音出力装置１を身に着けた状態で、通信回線を経由して、会話をすることができる。

【0012】

図２は、実施の形態１の音出力装置１の斜視図である。

【0013】

図２に示されるように、音出力装置１は、その正面に、マイク部１－ａおよび操作部１－ｃを備えている。操作部１－ｃは、音出力装置１の側面にも設けられている。２つの音出力装置１同士は、互いに電気配線ＥＷで接続されている。一方の音出力装置１のマイク部１－ａが受け取った音声が電気信号に変換される。一方の音出力装置１によって変換された電気信号は、電気配線ＥＷを経由して、他方の音出力装置１へ伝達される。それにより、他方の音出力装置１の正面側の筐体の内部に設けられたスピーカー部（図に符号を付さず）から電気信号に対応する音声が発せられる。

【0014】

図３は、実施の形態１の音出力装置１の機能ブロック図である。

【0015】

図３に示されるように、音出力装置１は、マイク部１－ａ、Ａ／Ｄ変換部１－ｂ、操作部１－ｃ、および制御部１－ｈを備えている。制御部１－ｈは、記憶部１－ｄ、合成／非合成スイッチング素子１－ｅ、合成部１－ｆ、および操作検出部１－ｇを備えている。

【0016】

マイク部１－ａは、音を音信号に変換する。具体的には、マイク部１－ａは、電子回路を含み、その電子回路が発話者の音声および楽器等のアナログ音をアナログ波形の電気信号へ変換する。マイク部１－ａは、変換されたアナログ波形の電気信号をＡ／Ｄ変換部へ送信する。

【0017】

Ａ／Ｄ変換部１－ｂは、マイク部１－ａから送信されてきたアナログ波形の電気信号を受信する。Ａ／Ｄ変換部１－ｂは、電子回路を含み、その電子回路がアナログ波形の電気信号を前述のアナログ音に対応するデジタルの音信号へ変換する。Ａ／Ｄ変換部１－ｂは、デジタルの音信号を制御部１－ｈにおける合成部１－ｆへ送信する。なお、操作部１－ｃの操作音に対応する雑音信号が音声に対応する音信号に含まれている場合、雑音信号を含む音信号が合成部１－ｆへ送信される。

【0018】

制御部１－ｈは、プロセッサにより構成されている。プロセッサは、プログラムを記憶している。制御部１－ｈは、プログラムにしたがって、記憶部１－ｄ、合成／非合成スイッチング素子１－ｅ、合成部１－ｆ、および操作検出部１－ｇを制御する。

【0019】

操作部１－ｃは、音出力装置１のユーザーにより操作される。操作部１－ｃは、たとえば、電源スイッチまたは音量調節スイッチ等の各種のスイッチを含んでいる。操作部１－ｃは、ユーザーの発話により、ユーザーの音声がマイク部１－ａによってその音声に対応するアナログ波形の電気信号に変換されているときに操作され得るものである。したがって、マイク部１－ａは、ユーザーの発話の音声だけでなく、操作部１－ｃの操作音も、アナログ波形の電気信号へ変換する。

【0020】

記憶部１－ｄは、予め作成されたデジタル値の雑音低減信号を記憶している。雑音低減信号は、操作部１－ｃの操作音に対応する雑音信号のレベルを低下させるために用いられる。本実施の形態においては、デジタル値の雑音低減信号に対応するアナログ波形と、操作部１－ｃの操作音に対応するデジタル値の雑音信号に対応するアナログ波形とは、互いに極性が逆である。

【0021】

操作検出部１－ｇは、操作部１－ｃの押下および解放のそれぞれの操作を検出する。具体的には、操作部１－ｃが押下されてから解放されるまでの間、操作部波形が操作部１－ｃから操作検出部１－ｇへ送信される。

【0022】

合成／非合成スイッチング素子１－ｅは、通常、オフ「Ｈ」になっているが、操作部１－ｃの押下された後の所定期間および操作部１－ｃが解放された後の所定期間だけ、オン「Ｌ」される。それにより、これらの所定期間のそれぞれにおいて、記憶部１－ｄに記憶されたデジタル値の雑音低減信号が合成部１－ｆへ送信される。それにより、操作検出部１－ｇは、操作部１－ｃが押下された後の所定期間および操作部１－ｃが解放された後の所定時間のそれぞれにおいて、パルス波形のデジタル信号を出力する。それにより、合成部１－ｆにおいて、パルス波形のデジタル信号のパルス幅に対応する期間だけ、雑音低減処理が実行される。

【0023】

合成部１－ｆは、操作部１－ｃの操作音に対応する雑音信号が音信号に含まれていない場合、Ａ／Ｄ変換部１－ｂから送信された音信号のデジタル値を出力する。しかしながら、マイク部１－ａで変換された操作部１－ｃの操作音に対応する雑音信号を含む音信号が合成部１－ｆへ送信される場合がある。この場合、合成部１－ｆにおいて、雑音低減処理が実行される。雑音低減処理では、合成部１－ｆは、Ａ／Ｄ変換部１－ｂから送信された雑音信号を含む音信号と記憶部１－ｄから送信された雑音低減信号とが合成される。具体的には、記憶部１－ｄから送信された雑音低減信号のデジタル値がＡ／Ｄ変換部１－ｂから送信された雑音信号を含む音信号のデジタル値から減算される。それにより、合成部１－ｆは、音信号に混入している雑音信号が雑音低減信号の分だけ低減された処理済信号を出力する。

【0024】

本実施の形態においては、雑音信号と雑音低減信号とは、互いに極性が逆であるため、打ち消し合う。そのため、雑音信号と雑音低減信号との合成によって、理論上、本来の音声または楽器等の音に対応する音信号に全く悪影響を与えることなく、雑音信号を完全に除去することができる。したがって、音出力装置１から出力される音が聞き難くなることを抑制しながら、可聴雑音を低減することができる。

【0025】

図４は、本実施の形態の音出力装置１の制御部１－ｈにおいて伝送される各信号のタイミングチャートである。図４を用いて、発話の音声に混入した操作部１－ｃの操作音を聞こえ難くするための方法の詳細を説明する。以下、本明細書においては、「Ｈ」は、閾値以上よりも高い状態の「ハイ」を意味し、「Ｌ」は、前述の閾値以下である「ロー」を意味するものとする。

【0026】

図４の２－ａに示されるように、操作部１－ｃが操作されていない期間においては、操作部１－ｃから操作検出部１－ｇへ出力される操作部波形は、「Ｈ」に設定されている。この状態で、操作部１－ｃが、押下された後、解放される。それにより、操作部１－ｃが押下されてから解除されるまでの期間において、操作部１－ｃから操作検出部１－ｇへ出力される操作部波形は、「Ｌ」に設定される。

【0027】

図４の２－ｂに示されるように、操作部１－ｃが操作されていない期間においては、操作検出部１－ｇから出力される操作検出部出力は、「Ｈ」に設定されている。この状態で、操作検出部１－ｇは、操作部１－ｃの押下および解放のそれぞれから所定期間だけ、操作部１－ｃの押下および解放のそれぞれに対応するパルス波形を出力する。つまり、操作部波形が「Ｈ」から「Ｌ」へ変化してから所定期間、および、操作部波形が「Ｌ」から「Ｈ」へ変化してから所定期間においてのみ、操作検出部出力は、「Ｌ」に設定される。合成／非合成スイッチング素子１－ｅは、通常、オフ「Ｈ」に設定されているが、操作検出部１－ｇからパルス波形が出力されている所定期間のみ、オン「Ｌ」に設定される。

【0028】

図４の２－ｃから分かるように、前述の所定期間にのみ、音信号に含まれる雑音信号２－ｃ１，２－ｃ２（実線）を低減するように、記憶部１－ｄから雑音低減信号２－ｃ１ｘ，２－ｃ２ｘ（破線）が合成／非合成スイッチング素子１－ｅへ送信される。

【0029】

なお、記憶部１－ｄは、操作音に対応する雑音信号２－ｃ１，２－ｃ２（実線）を低減するための雑音低減信号２－ｃ１ｘ，２－ｃ２ｘ（破線）を予め記憶している。本実施の形態においては、雑音信号２－ｃ１（実線）と雑音低減信号２－ｃ１ｘ（破線）とは、互いに極性が逆の波形であり、雑音信号２－ｃ２（実線）と雑音低減信号２－ｃ２ｘ（破線）とは、互いに極性が逆の波形である。

【0030】

ただし、実際には、雑音信号２－ｃ１，２－ｃ２（実線）、および、雑音低減信号２－ｃ１ｘ，２－ｃ２ｘ（破線）は、いずれも、デジタル値である。雑音信号２－ｃ１（実線）と雑音低減信号２－ｃ１ｘ（破線）とは、正負の符号が逆の異なるデータ列である。また、雑音信号２－ｃ２（実線）と雑音低減信号２－ｃ２ｘ（破線）とは、正負の符号が逆の異なるデータ列である。

【0031】

図４の２－ｄで示されるように、ユーザーが音声等の音を発すると、その音声がマイク部１－ａによってアナログ波形の音信号に変換される。

【0032】

図４の２－ｅに示されるように、ユーザーが音声等の音を発している期間に、操作部１－ｃが操作されると、操作部１－ｃの操作音もマイク部１－ａによって音信号に変換されてしまう。この場合、音信号に雑音信号２－ｅ１および２－ｅ２が混入する。そのため、操作音混入音声に対応する雑音信号を含む音信号が合成部１－ｆへ送信される。

【0033】

雑音信号２－ｅ１，２－ｅ２が音信号に混入している期間においては、記憶部１－ｄから図４の２－ｃに示される雑音低減信号２－ｃ１ｘ，２－ｃ２ｘが合成部１－ｆへ送信される。その結果、合成部１－ｆでは、図４の２－ｅに示される操作音混入音声に対応する雑音信号を含む音信号と雑音低減信号２－ｃ１ｘ，２－ｃ２ｘとが合成される。

【0034】

具体的には、図４の２－ｅに示される雑音信号２－ｅ１，２－ｅ２を含む音信号のデジタル値から雑音低減信号２－ｃ１ｘ，２－ｃ２ｘのデジタル値が減算される。それにより、図２－ｆに示されるように、雑音信号２－ｅ１，２－ｅ２を含む音信号から雑音信号２－ｅ１，２－ｅ２が除去された処理済信号が合成部１－ｆから出力される。

【0035】

以上の方法により、音出力装置１から出力される音が途切れることを抑制しながら、操作部１－ｃの操作音に起因して発話者の音声に混入した可聴雑音を低減することができる。

【0036】

（実施の形態２）
図５および図６を用いて、実施の形態２の音出力装置１を説明する。なお、下記において実施の形態１の音出力装置１と同様である点についての説明は繰り返さない。本実施の形態の音出力装置１は、以下の点で、実施の形態１の音出力装置１と異なる。

【0037】

図５は、本実施の形態の音出力装置１の機能ブロック図である。

【0038】

図５に示されるように、音出力装置１は、モード設定操作部２１－ｃを備えている。モード設定操作部２１－ｃがユーザーに操作されると、制御部１－ｈは、雑音低減信号を記憶部１－ｄに記憶させる書込モード、または、雑音信号を含む音信号と雑音低減信号とを合成する読出モードのいずれかに設定される。

【0039】

書込モードにおいては、スイッチング素子２１－ｂが「Ｈ」に設定される。それにより、スイッチング素子２１－ａは、スイッチング素子２１－ｂの出力値にしたがって開閉する。音出力装置１の周辺で音が発生していない状態で、操作部１－ｃの押下および解放のそれぞれの操作がなされる。それにより、操作部１－ｃの操作音に対応するアナログ波形の雑音信号２－ｃ１，２－ｃ２が、マイク部１－ａおよびＡ／Ｄ変換部１－ｂによって、デジタル値の雑音信号２－ｃ１，２－ｃ２に変換される。また、スイッチング素子２１－ａがオン「Ｌ」の期間、記憶部１－ｄは、デジタル値の雑音信号２－ｃ１，２－ｃ２を雑音低減信号２－ｃ１ｘ，２－ｃ２ｘとして記憶する。

【0040】

一方、読出モードにおいては、スイッチング素子２１－ｂが「Ｌ」に設定される。それにより、スイッチング素子２１－ａもオフ「Ｈ」に設定される。この状態で、操作部１－ｃの操作を操作検出部１－ｇが検出した場合、所定期間だけ、合成／非合成スイッチング素子１－ｅがオン「Ｌ」に設定される。それにより、記憶部１－ｄに記憶されている雑音低減信号が合成部１－ｆへ送信される。このときに、音声等の音がマイク部１－ａで音信号に変換され、音信号が合成部１－ｆへ送信されると、合成部１－ｆにおいて、音信号と雑音低減信号とが合成される。それにより、制御部１－ｈから合成部１－ｆで生成された処理済信号が出力される。

【0041】

このような構成は、多数の音出力装置１の工場での製造工程で、それぞれの操作部１－ｃの操作音をそれぞれの音出力装置１の記憶部１－ｄに個別に記憶させる場合に有用である。

【0042】

たとえば、多数の音出力装置１のそれぞれごとの操作部１－ｃの操作音の音量のばらつき、または、多数の音出力装置１のそれぞれごとの筐体の組立精度のばらつきに起因して、マイク部１－ａに入力される操作音のレベル／波形に差がある場合がある。この場合、音出力装置１のそれぞれごとに操作部１－ｃの操作音に起因して音信号に混入した雑音信号を低減することが好ましい。

【0043】

したがって、音出力装置１の製造時にモード設定操作部２１－ｃを書込モードに設定する一方で、音出力装置１の使用時にモード設定操作部２１－ｃを読出モードに設定する。

【0044】

図６は、本実施の形態の音出力装置１の制御部１－ｈにおいて伝送される各信号のタイミングチャートである。

【0045】

図６の２－ａ、２－ｂ、２－ｃ、２－ｅ、および２－ｆは、それぞれ、図４の２－ａ、２－ｂ、２－ｃ、２－ｅ、および２－ｆと同一であるが、操作部１－ｃの押下および解放が繰り返されている点において異なる。

【0046】

書込モードにおいては、操作部１－ｃの操作音を記憶部１－ｄに記憶させるために、モード設定操作部２１－ｃが書込モードに設定される。このとき、図６の２２－ａに示されるように、モード設定操作部２１－ｃから出力されるモード設定信号が「Ｈ」に設定されている。そのため、スイッチング素子２１－ｂがオン「Ｌ」になっている。

【0047】

この状態で、図６の２－ａに示されるように、操作部１－ｃが、押下された後、解放されると、図６の２－ｂに示されるように、操作検出部１－ｇがパルス波形を出力する。それにより、図６の２－ｃに示されるように、操作部１－ｃの押下および解放の操作音に対応する雑音信号２－ｃ１，２－ｃ２が記憶部１－ｄへ順次送信される。

【0048】

それにより、記憶部１－ｄは、押下時記憶部保持音として、図６の２２－ｂに示される雑音信号２－ｃ１を記憶し、その後、解放時記憶部保持音として、図６の２２－ｂに示される雑音信号２－ｃ２を記憶する。雑音信号２－ｃ１および雑音信号２－ｃ２は、それぞれ、記憶部１－ｄに記憶された後においては、図６の２２－ｃに示されるように、雑音低減信号２－ｃ１ｘ，２－ｃ２ｘとして機能する。

【0049】

一方、図６の２２－ａに示されるように、読出モードにおいては、音出力装置１のユーザーが音声を発している期間に、モード設定操作部２１－ｃから出力されるモード設定信号が「Ｌ」に設定される。このとき、スイッチング素子２１－ａはオフ「Ｈ」されている。

【0050】

この状態で、操作部１－ｃの操作とともに、音声等の音が発せられると、図６の２－ｅに示されるように、マイク部１－ａおよびＡ／Ｄ変換部１－ｂは、操作音に対応する雑音信号２－ｅ１，２－ｅ２が混入した音信号を合成部１－ｆへ送信する。

【0051】

このとき、操作部１－ｃの押下および解放が操作検出部１－ｇで検出されると、操作検出部１－ｇからの操作検出部出力により合成／非合成スイッチング素子１－ｅがオン「Ｌ」に変化する。それにより、記憶部１－ｄから雑音低減信号２－ｃ１ｘ，２－ｃ２ｘ（図４の２－ｃ参照）が合成部１－ｆへ送信される。それにより、合成部１－ｆにおいては、雑音信号が混入した音信号と雑音低減信号とが合成される。その結果、図６の２－ｆに示されるように、合成部１－ｆから出力される処理済信号においては、発話者の音声等の音から操作部１－ｃの操作音に起因した雑音が除去されている。

【0052】

上記したように、本実施の形態においては、モード設定操作部２１－ｃを有することにより、記憶部１－ｄに記憶される雑音低減信号を音出力装置１ごとの操作部１－ｃの操作音に応じて異ならせることができる。そのため、音出力装置１ごとに操作部１－ｃの操作音にバラツキがある場合であっても、個々の音出力装置１の操作部１－ｃの操作音を正確に除去することができる。

【0053】

（実施の形態３）
図７および図８を用いて、実施の形態３の音出力装置１を説明する。なお、下記において実施の形態２の音出力装置１と同様である点についての説明は繰り返さない。本実施の形態の音出力装置１は、以下の点で、実施の形態２の音出力装置１と異なる。

【0054】

図７は、本実施の形態の音出力装置１の機能ブロック図である。

【0055】

図７に示されるように、本実施の形態の音出力装置１は、音の大きさが閾値よりも小さいか否かを判定する音量判定部３１－ａを備えている。制御部１－ｈは、音の大きさが閾値よりも小さい場合に、雑音信号を記憶部１－ｄに記憶させる書込モードに設定される。また、制御部１－ｈは、音の大きさが閾値以上である場合に、雑音信号を含む音信号と雑音低減信号とを合成する読出モードに設定される。本実施の形態の音出力装置１の構成は、モード設定操作部２１－ｃの代わりに、音量判定部３１－ａを備えている点以外においては、実施の形態２の音出力装置の構成と同一である。

【0056】

前述の実施の形態２の音出力装置１は、工場で製造される過程において、操作部１－ｃの操作音を記憶部１－ｄに記憶させる。しかしながら、本実施の形態の音出力装置１は、ユーザーが音出力装置１を利用しているときに、操作部１－ｃの操作音を記憶部１－ｄに自動的に記憶させる。そのため、本実施の形態の音出力装置１は、操作部１－ｃの操作音を記憶部１－ｄに記憶させるときに、音量判定部３１－ａがマイク部１－ａで変換された音声等の音量を判定する。

【0057】

本実施の形態の音出力装置１は、音量判定部３１－ａが音の大きさが閾値よりも小さいと判定した場合に、その音が操作音であると認識し、その操作音に対応する雑音信号のデジタル値を雑音低減信号として記憶部１－ｄに自動的に記憶させる。言い換えると、音量判定部３１－ａは、ユーザーが音出力装置１を使用している期間に、発話があるか否かを判定し、発話がない状態で、操作部１－ｃの操作音が発せられたと判定した場合のみ、制御部１－ｈは、その操作音を記憶部１－ｄに記憶させる。また、音量判定部３１－ａは、ユーザーが音出力装置１を使用している期間に、発話がある状態で、操作部１－ｃの操作音が発せられたと判定した場合のみ、制御部１－ｈは、記憶部１－ｄから合成部１－ｆへ雑音低減信号２－ｃ１ｘ，２－ｃ２ｘを送信する。

【0058】

図８は、本実施の形態の音出力装置１の制御部１－ｈにおいて伝送される各信号のタイミングチャートである。図８の２－ａ、２－ｂ、２－ｃ、２－ｅ、および２－ｆは、それぞれ、図４の２－ａ、２－ｂ、２－ｃ、２－ｅ、および２－ｆとほぼ同様であるが、操作部１－ｃの押下および解放のそれぞれが繰り返されている点において異なる。

【0059】

図８の３２－ａに示されるように、音量判定部３１－ａは、マイク部１－ａにより音信号へ変換された音の音量が閾値よりも小さい場合に「Ｈ」を出力する。それにより、音出力装置１は、書込モードに設定される。一方、音量判定部３１－ａは、マイク部１－ａにより音信号へ変換された音の音量が閾値以上である場合に「Ｌ」を出力する。それにより、音出力装置１は、読出モードに設定される。これ以外の点については、本実施の形態の音出力装置１の動作は、この点以外においては、実施の形態２の音出力装置１の動作と同一である。

【0060】

本実施の形態の音出力装置１によれば、実施の形態２の音出力装置１と同様に、音出力装置１ごとの操作部１－ｃの操作音の音量ばらつき、または、音出力装置1の筐体の組立精度のばらつきに応じて異なる雑音低減信号を記憶部１－ｄに記憶させることができる。また、記憶部１－ｄに記憶されている操作音に対応する雑音低減信号は、各音出力装置１が使用されている時点での各音出力装置１に固有の波形である。その結果、音出力装置１の経年変化があっても、雑音を正確に除去することができる。

【0061】

（実施の形態４）
図９～図１１を用いて、実施の形態４の音出力装置を説明する。なお、下記において実施の形態１の音出力装置１と同様である点についての説明は繰り返さない。本実施の形態の音出力装置は、以下の点で、実施の形態１の音出力装置と異なる。

【0062】

図９は、本実施の形態の音出力装置１の機能ブロック図である。

【0063】

本実施の形態の制御部１－ｈは、実施の形態１の記憶部１－ｄおよび合成部１－ｆの代わりに、フィルタ４１－ａおよびフィルタスイッチング素子４１－ｂを含んでいる。フィルタ４１－ａは、雑音低減処理において、特定の周波数の範囲内の雑音信号のレベルを低下させる。より具体的には、フィルタ４１－ａは、Ａ／Ｄ変換部１－ｂで変換された音信号のデジタル値に混入した雑音信号のデジタル値を低下させる。フィルタスイッチング素子４１－ｂは、フィルタ４１－ａを通過した処理済信号のデジタル値を制御部１－ｈから出力させるのか、それとも、Ａ／Ｄ変換部１－ｂで変換された音信号のデジタル値を制御部１－ｈから出力させるのかを切り替える。

【0064】

本実施の形態の音出力装置１は、実施の形態１の音出力装置１と異なり、記憶部１－ｄ、合成／非合成スイッチング素子１－ｅ、および合成部１－ｆを有していない。そのため、本実施の形態の音出力装置１は、操作音に対応する雑音信号から記憶部１－ｄに記憶された雑音低減信号を減算するのではない。本実施の形態の音出力装置１は、常時動作する操作部１－ｃの操作音の周波数成分を除去するフィルタ４１－ａを有し、操作部１－ｃが操作された期間のみにおいて、スイッチング素子４１－ｂによって音声信号がフィルタ４１－ａを通過するのか否かを切り替える。この場合、操作音に起因した雑音が混入した音声等の音から操作部１－ｃの雑音を完全に除去することは困難であるかもしれないが、音声等の音を途切れさせることなく、音声等の音に混入した雑音の低減を図ることは可能である。

【0065】

図１０は、本実施の形態の音出力装置１の制御部１－ｈにおいて伝送される各信号のタイミングチャートである。図１０の２－ａ、２－ｂ、および２－ｅは、それぞれ、図４の２－ａ、２－ｂ、および２－ｅと同一の波形である。

【0066】

フィルタ４１－ａは、マイク部１－ａで変換された音信号に混入した操作音に対応する雑音信号２－ｅ１，２－ｅ２の大部分を除去する。フィルタスイッチング素子４１－ｂは、操作検出部１－ｇから出力された操作検出部出力が「Ｈ」のときに、フィルタ４１－ａを通過することなく、Ａ／Ｄ変換部１－ｂから送信されてきた音信号を出力する状態になっている。一方、フィルタスイッチング素子４１－ｂは、操作検出部１－ｇから出力された操作検出部出力が「Ｌ」のときに、フィルタ４１－ａを通過した雑音信号を含む音信号の雑音信号が低減された処理済信号を出力する状態になっている。

【0067】

図１０の４２－ａに示されるように、フィルタ４１－ａを通過したフィルタ通過音の波形は、音信号に含まれる雑音信号２－ｅ１，２－ｅ２が低減された波形になっている。その後、図１０の４２－ｂに示されるフィルタ４１－ａを通過した処理済信号がスイッチ４１―ｂを経由して外部へ通過する。このとき、パルス波形が「Ｈ」の期間における図１０の２－ｅの雑音信号を含む音信号の波形とパルス波形が「Ｌ」の期間における図１０の４２－ａのフィルタ通過音の波形とが組み合わせられる。それにより、図１０の４２－ｂの処理済信号の波形が形成される。そのため、処理後音声（処理済信号）は、操作部１－ｃの操作音のレベルが低減されているため、聞き取り易い音になっている。

【0068】

図１１は、実施の形態４の音出力装置１の制御部のフィルタ４１－ａが可聴雑音を低減することを説明するための図である。

【0069】

図１１の４３－ａに示されるように、フィルタ４１－ａを通過する雑音信号、すなわち、操作音は、一般に、所定の周波数帯の音のスペクトルで表現される。フィルタ４１－ａは、図１１の４３－ｂに示されるように、所定の周波数帯の音のスペクトルに対応する音信号の通過を制限する。その結果、フィルタ４１－ａを通過した音信号は、図１１の４３－ｃに示されるように、フィルタ４１－ａによって、雑音信号が低減された処理済信号に変換される。

【0070】

（実施の形態５）
図１２～図１４を用いて、実施の形態５の音出力装置１を説明する。なお、下記において実施の形態１の音出力装置１と同様である点についての説明は繰り返さない。本実施の形態の音出力装置１は、以下の点で、実施の形態１の音出力装置１と異なる。

【0071】

図１２は、本実施の形態の音出力装置１の機能ブロック図である。

【0072】

図１２に示されるように、本実施の形態の制御部１－ｈは、実施の形態１の記憶部１－ｄおよび合成部１－ｆの代わりに、高周波化部５１－ａおよびスイッチング素子５１－ｂを含んでいる。高周波化部５１－ａは、雑音低減処理において、雑音信号を可聴周波数帯域よりも高い周波数を有する高周波信号へ置換する。

【0073】

より具体的には、高周波化部５１－ａは、Ａ／Ｄ変換部１－ｂで変換された音信号のデジタル値に混入した雑音信号２－ｅ１，２－ｅ２のデジタル値の周波数を人が聞き取れない程度の周波数まで高める。スイッチング素子５１－ｂは、高周波化部５１－ａを通過した処理済信号のデジタル値を制御部１－ｈから出力させるのか、それとも、Ａ／Ｄ変換部１－ｂで変換された音信号のデジタル値を制御部１－ｈから出力させるのかを切り替える。

【0074】

人間の耳が聞きとれる音は、つまり、可聴周波数の音であり、例えば、２０Ｈｚから２０，０００Ｈｚまでの範囲の周波数の音であると言われている。可聴周波数よりも低い周波数の音、つまり周波数が２０Ｈｚ以下の音を人は聞き取ることができない。そのような音は、低周波と呼ばれている。また、２０,０００Ｈｚ以上の高い周波数の音を人は聞き取ることができない。このような音は、超音波と呼ばれている。

【0075】

本実施の形態の音出力装置１は、実施の形態１に記載のように、記憶部１－ｄに記憶された雑音低減信号を用いて操作音に対応する雑音を除去したり、実施の形態４に記載のように、フィルタによって雑音を低減させたりするのではない。本実施の形態においては、制御部１－ｈは、操作部１－ｃが押下された期間および操作部１－ｃが解放された期間のみ、マイク部１－ａによって変換された雑音信号２－ｅ１，２－ｅ２を含む音信号を高周波数（２０ｋＨｚ以上）の高周波信号に変換する。この場合の高周波は、人が聞き取ることが出来ない程度のものであれば、いかなるものであってもよい。つまり、本実施の形態の制御部１－ｈは、操作音に対応する雑音信号が音信号に混入している期間のみの、雑音がスピーカーによって再生されないように、雑音を高周波化する。

【0076】

本実施の形態の音出力装置１は、実施の形態４のフィルタ４１－ａの代わりに、高周波化部５１－ａを備えている。高周波化部５１－ａは、マイク部１－ａから入力された音信号に対して、高周波化処理を行う。それにより、高周波化部５１－ａは、図５２－ａに示されるように、音声等のアナログ音に対応する音信号を人が聞き取ることができない高周波数の音に対応する高周波信号に変換する。また、アナログ音に対応する音信号に操作部１－ｃの操作音に対応する雑音信号が混入している期間だけ、音信号と高周波信号とを置換する。その結果、音出力装置１から出力される処理済信号は、操作音に対応する雑音信号は高周波に変換されている。したがって、制御部１－ｈから出力される処理済信号に対応する音が図示しないスピーカーから出力される時点では、途切れることなく、人が聞き取り易くなっている。

【0077】

図１３は、本実施の形態の音出力装置１の制御部１－ｈにおいて伝送される各信号のタイミングチャートである。図１３の２－ａ、２－ｂ、および２－ｅは、それぞれ、図４の２－ａ、２－ｂ、および２－ｅと同一の波形である。

【0078】

本実施の形態においては、高周波化部５１－ａを通過した雑音信号２－ｅ１，２－ｅ２を含む音信号は、図１３の５２－ａに示されるように高周波化されている。図１３の２－ａに示される操作部１－ｃの押下および解放のそれぞれの後の所定期間においては、図２－ｂに示される操作検出部１－ｇが「Ｌ」のパルス波形を出力している。この所定期間において、図１３の５２－ｂに示されるように、雑音信号２－ｅ１，２－ｅ２を含む音信号と高周波信号とが置換される。それにより、制御部１－ｈは、人が聞き取ることができる音に対応する音信号として、図２－ｇに示される処理済信号を出力する。

【0079】

図１４は、本実施の形態の音出力装置１の高周波化を説明するための図である。図１４に示されるように、高周波化部５１－ａが実行する高周波化処理としては、次のような方法が考えられる。

【0080】

たとえば、まず、図５２－ｃに示される操作音波形から１サンプルおきに、サンプルを抽出する。次に、図１４の５２－ｄに示されるように、４８ｋｈｚの周期でサンプリングされた音信号５２－ｄ１，５２－ｄ２，５２－ｄ３，５２－ｄ４を、１サンプルおきにサンプルの符号の正負を反転させる。それにより、図１４の５２－ｅに示されるように、高周波化された高周波波形が生成される。具体的には、２４ｋｈｚ周期の反転波形が得られる。

【0081】

（実施の形態６）
図１５および図１６を用いて、実施の形態６の音出力装置１を説明する。なお、下記において実施の形態４の音出力装置１と同様である点についての説明は繰り返さない。本実施の形態の音出力装置１は、以下の点で、実施の形態４の音出力装置１と異なる。

【0082】

図１５は、本実施の形態の音出力装置１の機能ブロック図である。

【0083】

本実施の形態の制御部１－ｈは、実施の形態４の制御部１－ｈの構成に加えて、遅延素子６１－ａ１および６１－ａ２ならびに状態スイッチング素子６１－ｂを含んでいる。図１５の２－ｅに示さる波形に混入する雑音成分２－ｅ１および２－ｅ２が、操作部１－ｄが生成するＬパルス期間よりも時間的に先行する場合がある。この場合でも、遅延素子６１－ａ１または６１－ａ２は、第１状態と第２状態との間の切替えが音信号または処理済信号の出力に間に合うように、音信号または処理済信号を遅延させる。第１状態においては、制御部１－ｈは、音信号を出力する。第２の状態においては、制御部１－ｈは、処理済信号を出力する。

【0084】

遅延素子６１－ａ１は、状態スイッチング素子６１－ｂの第２状態から第１状態への切替えが音信号の雑音部分の切り替えに間に合うように、音信号を遅延させる。また、遅延素子６１－ａ２は、状態スイッチング素子６１－ｂの第１状態から第２状態への切替えが処理済信号の出力に間に合うように、処理済信号を遅延させる。

【0085】

なお、遅延素子６１－ａ１および６１－ａ２のそれぞれは、音信号または処理済信号を、何等かの手段で再現できる形式で、一定の規則にしたがって変換するエンコーダであってもよいし、単なる遅延素子でもよい。状態スイッチング素子６１－ｂは、制御部１－ｈを、音信号を出力する第１状態または処理済信号を出力する第２状態のいずれかに切り替える。

【0086】

言い換えると、遅延素子６１－ａ１，６１－ａ２によって、エンコード処理が行われると、音信号または処理済信号の伝送は遅延する。この音信号または処理済信号の遅延時間が利用されることにより、状態スイッチング素子６１－ｂの切替タイミングが音信号または処理済信号の雑音部分の切り替えタイミングに間に合うようになる。

【0087】

本実施の形態の音出力装置１は、操作部１－ｃの操作音の周波数成分を除去するフィルタ４１－ａを有する点においては、実施の形態４の音出力装置１と同様である。しかしながら、本実施の形態の音出力装置１は、操作部１－ｃが押下または解放された後、マイク部１－ａに操作音が到達するまでの時間が極めて短い場合がある。この場合、状態スイッチング素子６１－ｂによる切替えが、音信号および処理済信号のいずれかの出力のタイミングに、間に合わないおそれがある。

【0088】

そのため、信号伝送経路における状態スイッチング素子６１－ｂの上流側に遅延素子６１－ａ１が設けられている。遅延素子６１－ａ１は、音信号または処理済信号が状態スイッチング素子６１－ｂに到達する時間を遅延させる。それにより、状態スイッチング素子６１－ｂが音信号を出力させる第１状態と状態スイッチング素子６１－ｂが処理済信号を出力させる第２状態との切り替えが、音信号または処理済信号の適切な出力タイミングに間に合わなくなることを防止することができる。

【0089】

本実施の形態の音出力装置１によっても、音声等の音に混入した操作音を完全に除去することは困難であるかもしれないが、音声等の音を途切れさせることなく、操作音の低減を図ることが可能である。

【0090】

図１６は、本実施の形態の音出力装置１の制御部１－ｈにおいて伝送される各信号のタイミングチャートである。図１６の２－ａ、２－ｂ、および２－ｅは、それぞれ、図１０の２－ａ、２－ｂ、および２－ｅと同一の波形である。図１６の４１－ａおよび４２－ｂは、それぞれ、図１０の４１－ａおよび４２－ｂと同一の波形である。

【0091】

実施の形態４の音出力装置１では、図１６の２－ｂと図１６の２－ｅとを対比すれば分かるように、操作音混入音声の波形のうちの雑音信号２－ｅ１，２－ｅ２の波形が、操作検出部出力のパルス波形よりも早く状態スイッチング素子６１－ｂに到達する場合がある。言い換えると、操作検出部出力のパルス波形が、操作音混入音声の雑音信号２－ｅ１，２－ｅ２の波形よりも遅く状態スイッチング素子６１－ｂに到達する場合がある。これらの場合、図１６の４２－ａに示されるように、操作検出部出力のパルス波形が、フィルタ通過音の雑音信号４２－ａ１，４２－ａ２の波形に対して遅れて状態スイッチング素子６１－ｂに到達する。その結果、操作音混入音声としての音信号に含まれる雑音信号２－ｅ１，２－ｅ２の除去に状態スイッチング素子６１－ｂの切り替えが間に合わない。

【0092】

しかしながら、本実施の形態の音出力装置１においては、図１６の６２－ａに示されるように、遅延素子６１－ａ１が、雑音信号６２－ａ１，６２－ａ２を含む音信号を遅延させる。そのため、状態スイッチング素子６１－ｂは、音信号の出力に間に合うように、「Ｈ」に切り替えられる。また、図１６の６２－ｂに示されるように、遅延素子６１－ａ２が、雑音信号６２－ｂ１，６２－ｂ２を含む処理済信号を遅延させる。そのため、状態スイッチング素子６１－ｂは、雑音信号６２－ｂ１，６２－ｂ２が除去された処理済信号の出力に間に合うように、「Ｌ」に切り替えられる。その結果、操作音混入音声としての音信号に含まれる雑音信号２－ｅ１，２－ｅ２の除去に状態スイッチング素子６１－ｂの切り替えが間に合う。

【0093】

上記のような本実施の形態の音出力装置１によっても、実施の形態４の音出力装置１と同様に、音声等の音に混入した操作音のレベルが低減されることにより、聞き取り易い音が音出力装置１から出力される。加えて、状態スイッチング素子６１－ｂの切り替えが制御部１－ｈからの音信号または処理済信号の出力に間に合わないという事態の発生を抑制することができる。

【符号の説明】

【0094】

１ 音出力装置
１－ａ マイク部
１－ｃ 操作部
１－ｄ 記憶部
１－ｆ 合成部
１－ｈ 制御部
２１－ｃ モード設定操作部
３１－ａ 音量判定部
４１－ａ フィルタ
５１－ａ 高周波化部
６１－ａ１，６１－ａ２ 遅延素子
６１－ｂ 状態スイッチング素子

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】