JP4149458B2 - 出力スイッチ制御に特徴を有するワイヤレスマイク受信装置 - Google Patents

Description

この発明は、ワイヤレスマイク受信装置におけるハウリング防止技術に関し、とくに、ワイヤレスマイクとスピーカーとの距離に着目した新規な技術に関する。

拡声装置におけるハウリング防止技術は種々知られている。たとえば特開平８−１３０７９２号公報には、音の周波数特性を測定することによりハウリングを生じる周波数帯域を予測して抑止する技術が開示されている。また、特許第２７７３６５６号公報には、ハウリングを生じた周波数帯域を検出し、当該帯域のゲインのみを減衰させるノッチフィルタを用いてハウリングを防止する技術が開示されている。
特開平８−１３０７９２号公報 特許第２７７３６５６号公報

従来のいずれのハウリング防止技術によっても、マイクロホンをスピーカーに極端に近づけると、スピーカーからの音響振動がマイクに大きく入力されてしまうため、ハウリングの発生を防ぐことは難しかった。

典型的なワイヤレスマイクは、マイクロ波などの電磁波あるいは赤外線を搬送波とする信号を送信する。前者のタイプでは、マイクロ波アンテナが無線信号補足器となり、後者のタイプでは赤外線センサが無線信号補足器となる。いずれのタイプにおいても、送信信号を発するワイヤレスマイクが無線信号補足器（アンテナや赤外線センサであるが、代表してアンテナとする）に近づくほど、アンテナによる受信強度が大きくなる。つまり、アンテナとワイヤレスマイクの距離が小さくなるほど、アンテナによる受信強度が大きくなる。
この出願の発明者は、上記の事実に着目し、スピーカーの側にワイヤレスマイク受信装置のアンテナを設置しておくと、スピーカーとワイヤレスマイクの距離が小さくなるほど、アンテナによる受信強度が大きくなることに思いいたった。この着想を発展させて本発明を創作した。

この発明に係るワイヤレスマイク受信装置は、ワイヤレスマイクからの無線信号を捕捉する無線信号捕捉器と、捕捉された無線信号を復調して音声信号を出力する受信回路と、受信回路の出力系路に介在する出力スイッチと無線信号捕捉器により捕捉した無線信号の受信強度を検出する受信強度検出回路と、大レベル基準値を記憶する不揮発性メモリと、大レベル基準値を可変設定する手段と、検出された受信強度が大レベル基準値を上回った際に出力スイッチをオフにする出力スイッチ制御回路と、ハウリング検出回路と、初期化スイッチと、動作モード制御手段とを備えたものであって、次の事項（１）〜（５）を備えるものである。
（１）ハウリング検出回路は、受信回路の音声信号を分析してハウリングの発生を検出すること
（２）初期化スイッチは、初期化モードの指定入力が可能であること
（３）動作モード制御手段は、初期化モードの指定入力時には初期化モードを行い、そうでない場合は通常モードを行うこと
（４）初期化モードは、ハウリング検出回路がハウリング発生を検出した際、受信強度検出回路が検出する受信強度データを不揮発性メモリに書き込むこと
（５）通常モードは、受信強度検出回路に検出された受信強度が不揮発性メモリに記憶された受信強度データを上回った際に出力スイッチをオフにすること

この発明において、スイッチ制御回路は、検出された受信強度が小レベル基準値を下回った際に出力スイッチをオフにすることとしてもよい。

以上の発明において、無線信号捕捉器はマイクロ波アンテナであり、アンテナケーブルを介して装置本体に結線される構成としてもよい。

本発明のワイヤレスマイク受信装置の無線信号捕捉器にワイヤレスマイクを大接近させると、受信強度検出回路が検出した受信強度が大レベル基準値を上回るので、出力スイッチがオフになる。したがって、無線信号捕捉器をスピーカーの近くに配置しておけば、効果的にハウリングの発生を防止できる。

また、ワイヤレスマイクを遠ざけていき、受信強度検出回路が検出した受信強度が小レベル基準値を下回った際に出力スイッチをオフにするようにした場合に、スケルチ機能が効果的に働いてノイズをカットすることができる。

＝＝＝第１実施例＝＝＝
この発明の一実施例に係るワイヤレスマイクの外観を図１に示し、その電気的システム構成を図２に示している。この実施例の装置は、ワイヤレスマイク１が発するマイクロ波の無線信号を受信するものであり、２つのアンテナ２によりダイバシティ受信を行うものである。図１に示すように、受信装置の本体３０はほぼ直方体のケースにより構成されており、２つのアンテナ２は、それぞれ細いケーブル３１により本体３０に接続され、ケーブル３１の長さの範囲で、本体３０の設置位置とは異なる位置に設置することが可能である。本体３０からは、商用電源コンセントに接続される電源プラグ３２がケーブルで引き出されているとともに、ワイヤレスマイク１の受信信号から復調した音声信号を外部機器に導くための音声信号出力プラグ３３がケーブルで引き出されている。

本体３０には、図２に示すダイバシティ受信回路３と、出力スイッチ４と、信号レベル検出回路５と、初期化スイッチ７と、ハウリング検出回路８と、ノイズレベル検出回路９と、マイコン６などが内蔵されている。

ダイバシティ受信回路３には、２つのアンテナ２が接続され、受信状態が良い方（受信強度が大きい方）のアンテナ受信信号を選択して復調する。出力スイッチ４は、ダイバシティ受信回路３の音声信号出力端子と音声信号出力プラグ３３の接続端子との間に介在し、マイコン６によってオンオフ制御される。信号レベル検出回路５は、２つのアンテナ２による受信強度をそれぞれ検出し、それら検出信号をマイコン６に入力する。

ハウリング検出回路８は、後述する初期化モードにおいて、逐次音声信号の周波数を分析してハウリング発生の有無を監視し、ハウリングの発生を検出するとマイコン６に入力する。ノイズレベル検出回路９は、初期化モードにおいて、音声信号のノイズレベルを検出してマイコン６に入力する。初期化スイッチ７は、初期化モードの起動を指示する制御信号をマイコン６に入力する。

マイコン６は、受信強度データを受け取ると、大きい方の受信強度データを選択し、メモリに記憶されている大レベル基準値および小レベル基準値と比較する。受信強度データが大レベル基準値を上回っている場合には、マイコン６は出力スイッチ４をオフにする。受信強度データが小レベル基準値を下回っていた場合にも、出力スイッチ４をオフにする制御信号を出力する。受信強度データが小レベル基準値と大レベル基準値の間であれば、出力スイッチ４をオンにする。

＝＝＝カラオケ装置での使用＝＝＝
図１・図２に示した第１実施例装置をカラオケ装置に使用した例を図３に示している。カラオケ装置はよく知られた構成で、メインコンピュータ１１・ハードディスク装置１２・操作／表示パネル部１３・ビデオメモリ１４・表示処理部１５・表示装置１６・通信制御部１７・演奏処理部１８・ミキシングアンプ１９・無線ポート２３・携帯コンピュータ２４・ステレオシステムの２台のスピーカー１０などを備えている。

２台のスピーカー１０は互いに離れた位置に設置され、カラオケ装置本体に含まれるミキシングアンプ１９のステレオ音声出力端子に接続される。上述した第１実施例に係るワイヤレスマイク受信装置の本体３０は、カラオケ装置本体の側に設置され、音声信号出力プラグ３３をカラオケ装置本体のマイク入力端子に接続する。２つのアンテナ２は、受信装置本体３０からそれぞれケーブル３１で引き出し、２台のスピーカー１０の正面近くに配置する。

＝＝＝カラオケ拡声装置としての動作＝＝＝
図３に示したカラオケ装置での使用形態において、利用者が歌唱中にワイヤレスマイク１を手に持ったままスピーカー１０に近づいてワイヤレスマイク１とスピーカー１０が接近すると、その近傍に設置されたアンテナ２が受信するワイヤレスマイク１の搬送波の強度が増大する。信号レベル検出回路５が検出する受信強度のいずれかが、適宜な不揮発性メモリに記憶されている所定の大レベル基準値（後述）を上回ると、マイコン６は受信強度が過大と判定し、出力スイッチ４をオフに切り替えさせる。したがって、ミキシングアンプ１９への出力が停止され、スピーカー１０からの放音が停止される。

このようにしていずれかのアンテナ２からの受信強度が過大になると、ミキシングアンプ１９への出力を停止するので、スピーカー１０からの音声出力を停止させて、ハウリングの発生を確実に防止できる。

その後、当該アンテナ２で受信するすべての受信強度が当該大レベル基準値以下になれば、オフにされていた出力スイッチ４を再度オンに切り替えて、ミキシングアンプ１９への出力を再開させる。

さらに、ワイヤレスマイク受信装置のメモリには、この環境下での妨害レベルに則したスケルチレベル（小レベル基準値）も設定記憶されている。ワイヤレスマイク１からの受信強度が小さくなると相対的にノイズレベルが大きくなるので、もっとも強い受信強度でもこのスケルチレベル以下になった場合には、スケルチ動作を効かせてノイズを遮断させる。利用者がワイヤレスマイク１を遠ざけたりしてワイヤレスマイク１からの受信強度がスケルチレベルを下回った場合に、出力スイッチ４をオフにして、ノイズが出力されるのを防止する。したがって、スケルチ動作が効き過ぎることなく適切に働き、環境ノイズを効果的にカットすることができる。

＝＝＝初期化モード＝＝＝
アンテナ２からの受信強度を過大とする上記大レベル基準値の設定方法は、さまざまに可能である。本実施例では、動作モードを上述の通常モードの他に初期化モードに切り替え可能であって、初期化モードにおいて上記大レベル基準値を決定し、適宜な不揮発性メモリに記憶するように構成されている。ワイヤレスマイク受信装置に初期化モードを指示するための初期化スイッチ７が配設されている。カラオケ装置の管理者などにより初期化モードが指定入力された場合に、マイコン６は、以下のような初期化モードの処理によって大レベル基準値を決定してメモリに設定する。

初期化モードにおいては、ハウリング検出回路８が逐次音声信号の周波数を分析し、ハウリング発生の有無を監視する。初期化スイッチ７を指定入力した管理者は、ワイヤレスマイク１を徐々にスピーカー１０に近づけていく。ハウリング検出回路８がハウリング発生を検出すると、その際に信号レベル検出回路５が検出した受信強度をメモリに記憶させる。所定の初期化モード終了の指定入力がされるまで、以上の動作が繰り返される。複数回ハウリングが発生した場合には、受信強度の最小値をメモリに記憶させるようにする。つまり、検出した受信強度がメモリに記憶されている値より小さい場合に、更新記憶させる。

このようにして決定する大レベル基準値は、スピーカー１０が複数台設置されている場合には、全スピーカー１０に共通の値としてもよいし、各スピーカー１０に個別に設定するようにしてもよい。適宜にスピーカー１０の識別情報に対応づけて各設定値をメモリに記憶すればよい。個別に大レベル基準値を設定した場合には、通常のモードにおいても、スピーカー１０ごとに異なった大レベル基準値に基づいて受信強度が過大か否かを判定する。

なお、ハウリング発生時の受信強度よりやや小さい値をメモリに記憶するようにしておけば、より確実にハウリング発生を防止できる。

スケルチレベルの設定方法についても、上記大レベル基準値の設定と同様に、初期化モードで設定可能である。ダイバシティ受信回路３で復調した音声信号のノイズレベルを検出するノイズレベル検出回路９を備えておき、初期化モードにおいて、利用者がワイヤレスマイク１を遠ざけたりして、検出されたワイヤレスマイク１からの音声信号のノイズレベルを検出する。検出したノイズレベルが規定値を上回った場合に、そのときの受信強度をスケルチレベルとしてメモリに記憶させる。

＝＝＝他の技術事項＝＝＝
出力スイッチ４は、複数のスピーカー１０のそれぞれに対応して複数とすることも可能である。たとえば各スピーカー１０のそれぞれに対応する複数のアンテナ２を設置し、各アンテナ２において個別に検出された受信強度に基づいて、各スピーカー１０用の出力スイッチ４をオンオフする。

初期化モード起動時には、あらかじめ規定のデフォルト値をメモリに記憶させておく。一般的な環境下でハウリングを防止可能な大レベル基準値と、充分にスケルチ動作を効かせることができるスケルチレベルとを（過小にならないように）設定しておく。前回初期化モードを起動した際に設定・更新されたメモリ値が、デフォルト値より小さい場合に限ってデフォルト値に書き替えるようにしてもよい。

初期化モード終了の指定入力方法としては、例えば、再度初期化スイッチ７を押下するようにしておけばよい。あるいはワイヤレスマイク１に配設された自動復帰型の初期化スイッチ７を指で押すと初期化モードの指示入力、指を離すと初期化モード終了の指示入力とみなすようにしてもよい。

大レベル基準値を決定する別の方式として、ワイヤレスマイク１の音量調整の設定値に連動して基準値が可変設定されるようにしてもよい。つまり、利用者によりワイヤレスマイク受信装置でワイヤレスマイク１の音量調整が可能に構成され、そのマイク音量が大きく設定されている場合には、スピーカー１０に近づくとハウリングが発生しやすいため、大レベル基準値が小さめに設定されるようにする。逆に、音量が小さく設定されている場合には、スピーカー１０に近づいてもハウリングは発生しにくいため、当該大レベル基準値が反比例的に大きく設定されるようにすることが可能である。

また、本発明に係るワイヤレスマイク受信装置は、カラオケ装置に接続する形態に限るものではない。ワイヤレスマイク受信装置をアンプを経由して１台あるいは多数のスピーカー１０に接続する形態にて本発明を適用可能であることはもちろんのことである。たとえば、多数のスピーカー１０を設置した会議室などで、各スピーカー１０の近傍に本発明に係るワイヤレスマイク受信装置のアンテナ２を設置することにより、ワイヤレスマイク１を持った人が歩き回る場合などにハウリングを効果的に防止可能である。

＝＝＝第２実施例＝＝＝
この発明の第２実施例に係る受信装置の外観を図４に示している。この実施例は、赤外線方式のワイヤレスマイク受信装置であり、装置本体３０の正面に、ワイヤレスマイクから発せられる赤外線の無線信号を補足する赤外線センサの受光ドーム４１が一体的に配置されている。この実施例は無線信号捕捉器が１つなので、ダイバシティ受信方式の第１実施例とは異なるが、本発明の要旨となる回路構成・機能は第１実施例と同様なので説明を割愛する。第２実施例の装置の場合、カラオケ装置などのパワーアンプと受信装置本体３０との間を充分に長いケーブルで接続し、装置本体３０をスピーカー１０の近傍に配置するようにすれば、上記実施例と同様の効果を奏する。

なお、赤外線センサの受光ドームの部分だけをユニット化して充分に長いケーブルで引き出すこともできる。そうすれば、ワイヤレスマイクから発せられる赤外線の無線信号を補足する赤外線センサだけをスピーカー１０の近傍に配置でき、ダイバシティ受信方式などの構成も含め、第１実施例と同様の回路構成・機能を赤外線方式にすることができ、第１実施例と全く同様の効果を奏する。

第１実施例に係るワイヤレスマイク受信装置の外観斜視図である。 同上装置の機能ブロック図である。 同上装置を用いたカラオケ装置の機能ブロック図である。 第２実施例に係るワイヤレスマイク受信装置の外観斜視図である。

符号の説明

１ ワイヤレスマイク
２ アンテナ
３ ダイバシティ受信回路
４ 出力スイッチ回路
５ 信号レベル検出回路
６ マイコン
７ 初期化スイッチ
８ ハウリング検出回路
９ ノイズレベル検出回路
１０ スピーカー
１９ ミキシングアンプ
３１ アンテナケーブル
４１ 赤外線センサ

Claims (1)

1. ワイヤレスマイクからの無線信号を捕捉する無線信号捕捉器と、捕捉された無線信号を復調して音声信号を出力する受信回路と、受信回路の出力系路に介在する出力スイッチと無線信号捕捉器により捕捉した無線信号の受信強度を検出する受信強度検出回路と、大レベル基準値を記憶する不揮発性メモリと、大レベル基準値を可変設定する手段と、検出された受信強度が大レベル基準値を上回った際に出力スイッチをオフにする出力スイッチ制御回路と、ハウリング検出回路と、初期化スイッチと、動作モード制御手段とを備えたワイヤレスマイク受信装置であって、
   ハウリング検出回路は、受信回路の音声信号を分析してハウリングの発生を検出し、
   初期化スイッチは、初期化モードの指定入力が可能であり、
   動作モード制御手段は、初期化モードの指定入力時には初期化モードを行い、そうでない場合は通常モードを行い、
   初期化モードは、ハウリング検出回路がハウリング発生を検出した際、受信強度検出回路が検出する受信強度データを不揮発性メモリに書き込み、
   通常モードは、受信強度検出回路に検出された受信強度が不揮発性メモリに記憶された受信強度データを上回った際に出力スイッチをオフにする
   ワイヤレスマイク受信装置。

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