JP2007150631A - Speech unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、情報と電力とを同時に送ることができる配線システムに用いる通話装置に関するものである。 The present invention relates to a communication device used in a wiring system capable of sending information and power simultaneously.
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。(例えば、特許文献1参照)
しかしながら、従来の通話装置では、テフロン(登録商標)等の高分子材料の半永久帯電現象を利用したエレクトレットコンデンサマイクロホンを用いたとしてもマイクロホンのサイズが大きくなり、通話装置自体の小型化、薄型化が困難となっていた。 However, in the conventional communication device, even if an electret condenser microphone using a semi-permanent charging phenomenon of a polymer material such as Teflon (registered trademark) is used, the size of the microphone is increased, and the communication device itself is reduced in size and thickness. It was difficult.
また、屋内の天井面、壁面、床面に設置されるスイッチやコンセント等の機能装置を電力線,情報線に接続して使用する配線システムにこの通話装置を機能装置の一形態として用いた場合、他の機能装置より大きくなり、システムとしての統一感が得られるものではなかった。さらに、上述の配線システムに用いる場合、施工性、及びシステムとしての拡張性も求められる。 In addition, when this telephone is used as a form of a functional device in a wiring system that is used by connecting functional devices such as switches and outlets installed on the ceiling surface, wall surface, floor surface, etc., to power lines and information lines, It became larger than other functional devices, and it did not give a sense of unity as a system. Furthermore, when using for the above-mentioned wiring system, workability and expandability as a system are also required.
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、小型化、薄型化を図ることができ、配線システムに機能装置の一形態として用いても、システムとしての統一感を得ることができる通話装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described reasons, and the object thereof is to achieve downsizing and thinning, and to obtain a sense of unity as a system even when used as a functional device in a wiring system. An object of the present invention is to provide a communication device that can be used.
請求項1の発明は、配線を介して伝達された音声情報を出力するスピーカと、音響信号を電気信号に変換し配線を介して伝達する1乃至複数のマイクロホンとを収納した本体を備え、前記マイクロホンは、半導体基板材料からなる音響信号−電気信号変換部と、音響信号−電気信号変換部にバイアス電圧を印加するバイアス駆動回路と、マイクロホンの出力の電気インピーダンスを変換するインピーダンス変換回路とを電磁シールド機能を備えた筐体に収めたことを特徴とする。
The invention of
この発明によれば、半導体基板材料からなる音響信号−電気信号変換部を備えることで、エレクトレットコンデンサマイクロホンに比べてマイクロホンを小型に構成できるので、通話装置自体も小型化、薄型化が可能となり、配線システムに機能装置の一形態として用いても、システムとしての統一感を得ることができる。 According to the present invention, since the microphone can be made smaller than the electret condenser microphone by providing the acoustic signal-electric signal converter made of a semiconductor substrate material, the communication device itself can be made smaller and thinner. Even if it is used as a form of a functional device in a wiring system, a sense of unity as a system can be obtained.
請求項2の発明は、請求項1において、前記マイクロホンは、可聴域の音響信号を検知することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the microphone detects an acoustic signal in an audible range.
この発明によれば、音声等の可聴域音の検知手段を構成することができる。 According to the present invention, it is possible to constitute an audible range sound detecting means such as a voice.
請求項3の発明は、請求項1または2において、前記マイクロホンは、超音波域の音響信号を検知することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the microphone detects an acoustic signal in an ultrasonic region.
この発明によれば、超音波リモコンの受信手段を構成することができる。 According to the present invention, the receiving means of the ultrasonic remote controller can be configured.
請求項4の発明は、請求項1乃至3いずれかにおいて、前記インピーダンス変換回路の出力をデジタル信号に変換するA/D変換回路を前記電磁シールド機能を備えた筐体に収めることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, an A / D conversion circuit that converts an output of the impedance conversion circuit into a digital signal is housed in a casing having the electromagnetic shielding function. .
この発明によれば、電磁シールド機能を備えた筐体内でデジタル信号に変換するので、ノイズを抑制したデジタル信号を出力することができる。 According to this invention, since it converts into a digital signal within the housing | casing provided with the electromagnetic shielding function, the digital signal which suppressed noise can be output.
請求項5の発明は、請求項1乃至4いずれかにおいて、前記バイアス駆動回路、インピーダンス変換回路、A/D変換回路のうち少なくとも2つ以上の回路を1つの半導体集積回路で構成することを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, at least two of the bias drive circuit, the impedance conversion circuit, and the A / D conversion circuit are configured by a single semiconductor integrated circuit. And
この発明によれば、さらなる小型化、薄型化が可能となる。 According to the present invention, it is possible to further reduce the size and thickness.
請求項6の発明は、請求項1乃至5いずれかにおいて、2つ以上の前記マイクロホンを並設し、各マイクロホンが出力する電気信号に基づいて、並設されたマイクロホンの検知範囲に指向性を持たせる手段を備えることを特徴とする。
The invention of
この発明によれば、特定の方向からの音響信号のみを高感度に検知することで、スピーカからの不要な音声の回り込みを抑制して、ハウリングを防止できる。 According to the present invention, by detecting only an acoustic signal from a specific direction with high sensitivity, unnecessary sound wraparound from a speaker can be suppressed and howling can be prevented.
請求項7の発明は、請求項1乃至5いずれかにおいて、前記マイクロホンの筐体内に2つ以上の前記音響信号−電気信号変換部を並設し、前記マイクロホンは、各音響信号−電気信号変換部の出力に基づいて、並設された音響信号−電気信号変換部の検知範囲に指向性を持たせる手段を備えることを特徴とする。 A seventh aspect of the present invention provides the microphone according to any one of the first to fifth aspects, wherein two or more acoustic signal-electric signal converters are arranged in parallel in the housing of the microphone, and the microphone has each acoustic signal-electric signal converter. Based on the output of the unit, there is provided means for imparting directivity to the detection range of the acoustic signal-electric signal conversion unit provided in parallel.
この発明によれば、特定の方向からの音響信号のみを高感度に検知することで、スピーカからの不要な音声の回り込みを抑制して、ハウリングを防止できる。 According to the present invention, by detecting only an acoustic signal from a specific direction with high sensitivity, unnecessary sound wraparound from a speaker can be suppressed and howling can be prevented.
請求項8の発明は、請求項1乃至7いずれかにおいて、前記本体は合成樹脂で形成されており、前記マイクロホンは、前記本体に立体配線を施した立体回路基板に形成されることを特徴とする。 According to an eighth aspect of the present invention, in any one of the first to seventh aspects, the main body is formed of a synthetic resin, and the microphone is formed on a three-dimensional circuit board having a three-dimensional wiring on the main body. To do.
この発明によれば、マイクロホンの小型集積化を図ることができる。 According to the present invention, the microphone can be miniaturized and integrated.
請求項9の発明は、請求項1乃至7いずれかにおいて、前記マイクロホンは、回路収容層に絶縁樹脂を介在させて、1組の外側配線パターン形成基板で挟んで接合させた回路部品内蔵モジュールで構成されることを特徴とする。 A ninth aspect of the present invention is the module according to any one of the first to seventh aspects, wherein the microphone is a circuit component built-in module in which an insulating resin is interposed in a circuit accommodating layer and sandwiched between a pair of outer wiring pattern forming substrates. It is characterized by being configured.
この発明によれば、マイクロホンの薄型化を図ることができる。 According to the present invention, the microphone can be thinned.
請求項10の発明は、請求項1乃至9いずれかにおいて、前記本体は、屋内の天井面、壁面、床面に設置されて電力及び情報信号を伝送する少なくとも1系統の配線に電気的に接続された第1の接続部に電気的に直接接続して電力供給を受け、第1の接続部との間で情報信号を授受するための第2の接続部を備え、前記スピーカは第2の接続部を介して伝達された音声情報を出力し、前記マイクロホンは第2の接続部を介して情報信号を伝達し、第1の接続部の配置及び形状の形態の定型化に対応して第2の接続部の形態を定形としていることを特徴とする。 A tenth aspect of the present invention is the electronic device according to any one of the first to ninth aspects, wherein the main body is installed on an indoor ceiling surface, wall surface, or floor surface and is electrically connected to at least one system wiring for transmitting power and information signals. A second connection part for electrically connecting to the first connection part, receiving power supply, and transmitting / receiving an information signal to / from the first connection part; The voice information transmitted through the connecting portion is output, and the microphone transmits an information signal through the second connecting portion, and the microphone is adapted to the stylization of the arrangement and shape of the first connecting portion. The shape of the two connection portions is fixed.
この発明によれば、通話装置は、第2の接続部を第1の接続部に電気的に接続すれば電力路と情報路とを同時に確保でき、新たに配線工事を行う必要がなく、優れた施工性を得ることができる。 According to this invention, if the second connection unit is electrically connected to the first connection unit, it is possible to secure a power path and an information path at the same time, and it is not necessary to newly perform wiring work. Workability can be obtained.
以上説明したように、本発明では、小型化、薄型化を図ることができ、配線システムに機能装置の一形態として用いても、システムとしての統一感を得ることができるという効果がある。 As described above, according to the present invention, it is possible to achieve a reduction in size and thickness, and it is possible to obtain a sense of unity as a system even if the wiring system is used as one form of a functional device.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施形態1)
本実施形態の通話装置10aを用いるシステム構成は、図10に示すように建物内の適所において埋め込み配設している1乃至複数のスイッチボックス2を設け、各スイッチボックス2間に壁面内に先行配線した電力線L1と、情報線L2とを送り配線するとともに、始端のスイッチボックス2に対しては、配線盤1内の主幹ブレーカMBと分岐ブレーカBBとを介して屋内に引き込まれた電力線L1を導入し、また外部のインターネット網NTにゲートウェイGW(ルータ、ハブ内蔵)を介して接続されている情報線L2を導入してある。ここでスイッチボックス2には室内の天井面のようなハイポジションHPに設けられるものと、壁スイッチ等で推奨される高さ位置(ミドルポジションMP)に設けられるものと、足元付近(ローポジションLP)に設けられるものとに区分される。
(Embodiment 1)
In the system configuration using the
これらのスイッチボックス2は、例えばJISで規格化された大角形の1個モジュール寸法の埋め込み型の配線器具が3個取り付けることができる1連の取付枠4(図11参照)に対応して規格化されたスイッチボックスからなり、図2に示すように上部から配線盤1または他のスイッチボックス2から送り配線されてくる電力線L1及び情報線L2を導入するとともに、下部からは他のスイッチボックス2へ送り配線するための電力線L1及び情報線L2を導出している。そして各スイッチボックス2には基本機能モジュール8を接続するゲート装置3のボディを夫々取付枠4により取り付けてある。
These
この取付枠4は図11に示すように中央に器具取り付け用の窓孔4aを設けてあって、この窓孔4aに取り付け対象の器具本体の前部を背方から嵌め、左右両側の枠片に設けた係止手段に器具本体の両側に設けた被係止部を係止させて器具本体を固定するようになっている。そして上下枠片に設けた取付孔4bに挿通する取り付けねじ(図示せず)をスイッチボックス2のねじ孔(図示せず)に締結することで、器具本体ごとスイッチボックス2に取り付けられる。またスイッチボックス2を用いず、埋め込み孔を開口した壁パネルに取り付ける場合には所謂挟み金具で壁パネルを挟持させて取り付けたり、木ねじを用いて取り付けることもできるようになっている。
As shown in FIG. 11, the
ゲート装置3は図12に示すようにボディ背面部に速結端子構造の接続端子部5a,5b及び送り配線用の接続端子部5a’、5b’を設け、夫々に対応する電力線L1、情報線L2を接続するようになっている。またボディ前面部には、送られてきた電力線L1と電気的に接続されている接触部を備えた電力路接続口6Aと、送られてきた情報線L2と電気的に接続されている情報路接続口6Bとを有しモジュール化した接続口6を図11に示すように備えている。
As shown in FIG. 12, the
これら接続口6A,6Bは両者間の間隔及び内部の接触部の配列、開口部の形状等がシステムとして規格化されており、このゲート装置3のボディ前面部を覆うようにスイッチボックス2の前面開口側に取り付ける図13に示す基本機能モジュール8の背面部に設けたコネクタ7の被接続部7A、7Bが各接続口6A,6Bに着脱自在に結合されるようになっている。
These
基本機能モジュール8は、後述する拡張機能モジュール10とで機能装置を構成するもので、図13,図14(a)に示す合成樹脂製(ABS等の非結晶性汎用プラスチック)で扁平なモジュール本体8A内に図16に示す回路を内蔵しているもので、背面部のコネクタ7の被接続部7A,7Bをゲート装置3の接続口6A,6Bに結合させることで、スイッチボックス2の前面開口を覆うとともに、周部のフランジをスイッチボックス2の前面開口周辺の壁面に重ねた状態となり、その状態で上、下部の中央に穿孔している取付孔80に取り付けねじ(図示せず)を前面部側から挿通させて取付枠4の上下枠に設けたねじ孔4cに螺入締結することでスイッチボックス2に取付枠4を介して取り付けられる。
The
またモジュール本体8Aの前面部には、上、下の取付孔80の開口位置より上または下側位置において、図14(a)に示すようにモジュール本体8Aの幅方向に幅広溝81aと幅狭溝81bとからなる連結用溝部81を中央の仕切壁82で左右に二分されるように形成している。
Further, on the front surface of the module
この仕切壁82の左側または右側の連結用溝部81には図14(b)に示す合成樹脂製の連結体100の片側半分を仕切壁82に当たる位置まで嵌め込み、この連結体100の残り半分を図15に示すように拡張機能モジュール10側に同様に設けてある連結用溝部81に嵌め込むことで、基本機能モジュール8と拡張機能モジュール10とを機械的に結合できるようになっている。連結体100は背面に幅広溝81a,幅狭溝81bを仕切る仕切壁81cが嵌る溝100aを設け、両溝81a、81bに跨るように挿入される。そして基本機能モジュール8では前面部側から化粧カバー8Bを着脱自在に被着することで、また拡張機能モジュール10では蓋部83を閉じることで、両者の連結用溝部81に跨るように嵌め込んである連結体100が脱落しないように保持して連結状態を維持するようになっている。而して連結体100と連結用溝部81とが基本機能モジュール8と拡張機能モジュール10との連結手段を構成する。
A half of one side of the synthetic
本実施形態の配線システムでは、機能によって複数の種類の基本機能モジュール8が準備されており、基本機能モジュール8は、図16に示すように、被接続部7Aを介して供給される商用電源ACを、安定した直流電圧からなる内部回路の動作電源+Vに変換するAC/DCコンバータ21と、被接続部7Bを介して接続される情報線L2を通じて双方向に伝送される情報信号を送受信する通信伝送部22と、被接続部7Aを介して商用電源ACに接続される電源用コネクタ9A,9A’と、通信伝送部22、被接続部7Bを介して情報線L2に接続される情報用コネクタ9B,9B’と、通信伝送部22で受信される情報信号からデータを取り込んで処理を行うとともに、当該基本機能モジュール8から他の基本機能モジュール8あるいは拡張機能モジュール10宛、、あるいは情報線L2を介してデータを送る場合のデータ生成処理を行う演算処理部23と、I/Oインターフェース24を介して演算処理部23との間でデータの授受を行って動作する機能部25とから構成され、これら各部は動作電源+Vを前記のAC/DCコンバータ21から供給されるのである。この機能部25の構成が基本機能モジュール8によって異なるのである。
In the wiring system of the present embodiment, a plurality of types of
基本機能モジュール8のモジュール本体8Aの両側側面の一方側は雄型の電源用コネクタ9A、情報用コネクタ9Bを、他方側には雌型の電源用コネクタ9A’、情報用コネクタ9B’を設けている。そして、これら電源用コネクタ9A,9A’の接触片に被接続部7Aの接触片を内部で接続することで、左右何れの方向に拡張機能モジュール10が連結されても商用電源ACを供給することができるようにしている。さらに、情報用コネクタ9B,9B’の接触片に通信伝送部22の入出力を接続することで、左右何れの方向に拡張機能モジュール10が連結されても情報信号の授受を行えるようにしている。なお、上記電源用コネクタ9A,9A’は、モジュール本体8Aの両側側面において一端側に偏倚して配置され、上記情報用コネクタ9B,9B’は、モジュール本体8Aの両側側面において他端側に偏倚して配置される。
A
これら電源用コネクタ9A,9A’、情報用コネクタ9B,9B’は、内部の接触部の配列、開口部の形状等がシステムとして規格化され、さらには同一面に配置された電源用コネクタと情報用コネクタとの間隔もシステムとして規格化されており、拡張機能モジュール10の後述する電源用コネクタ11A,11A’、情報用コネクタ11B,11B’が着脱自在に結合されるようになっている。
The
次に、本実施形態の配線システムでは、電力供給を受けて動作する機能によって複数の種類の拡張機能モジュール10が準備されており、拡張機能モジュール10は図17に示すように、電源用コネクタ11A,11A’と、情報用コネクタ11B,11B’と、電源用コネクタ11A,11A’いずれか一方を介して供給される商用電源ACを、安定した直流電圧からなる内部回路の動作電源+Vに変換するAC/DCコンバータ31と、情報用コネクタ11B,11B’を介して双方向に伝送される情報信号を送受信する通信伝送部32と、通信伝送部32で受信される情報信号からデータを取り込んで処理を行うとともに、当該拡張機能モジュール10から基本機能モジュール8あるいは他の拡張機能モジュール10宛、あるいは情報線L2を介してデータを送る場合のデータ生成処理を行う演算処理部33と、I/Oインターフェース34を介して演算処理部33との間でデータの授受を行って動作する機能部35とから構成され、これら各部は動作電源+Vを前記のAC/DCコンバータ31から供給されるのである。この機能部35の構成が拡張機能モジュール10によって異なるのである。
Next, in the wiring system according to the present embodiment, a plurality of types of
そして、拡張機能モジュール10は、基本的には図18(a)に示すようにモジュール本体10Aの高さ寸法を基本機能モジュール8と同じ高さ寸法に規格化され、また横幅寸法も規格化された単位モジュール寸法の整数倍に規格化されている。
In the
また、合成樹脂製(ABS等の非結晶性汎用プラスチック)で扁平なモジュール本体10Aの両側側面の一方側は雄型の電源用コネクタ11A、情報用コネクタ11Bを、他方側には雌型の電源用コネクタ11A’、情報用コネクタ11B’を設けている。上記電源用コネクタ11A,11A’は、モジュール本体10Aの両側側面において一端側に偏倚して配置され、上記情報用コネクタ11B,11B’は、モジュール本体10Aの両側側面において他端側に偏倚して配置される。これら電源用コネクタ11A,11A’、情報用コネクタ11B,11B’は、基本機能モジュール8の電源用コネクタ9A,9A’、情報用コネクタ9B,9B’と同様に、内部の接触部の配列、開口部の形状等がシステムとして規格化され、さらには同一面に配置された電源用コネクタと情報用コネクタとの間隔もシステムとして規格化されており、基本機能モジュール8の電源用コネクタ9A,9A’、情報用コネクタ9B,9B’、あるいは他の拡張機能モジュール10の電源用コネクタ11A,11A’、情報用コネクタ11B,11B’が着脱自在に結合されるようになっている。
Also, a
具体的には、雄型の電源用コネクタ11A、情報用コネクタ11Bは、基本機能モジュール8の雌型の電源用コネクタ9A’、情報用コネクタ9B’、あるいは他の拡張機能モジュール10の雌型の電源用コネクタ11A’、情報用コネクタ11B’に接続し、雌型の電源用コネクタ11A’、情報用コネクタ11B’は、基本機能モジュール8の雄型の電源用コネクタ9A、情報用コネクタ9B、あるいは他の拡張機能モジュール10の雄型の電源用コネクタ11A、情報用コネクタ11Bに接続する。
Specifically, the
そして、モジュール本体10A内ではこれら電源用コネクタ11A,11A’の接触片を互いに接続しており、片側の電源用コネクタが隣接する基本機能モジュール8または拡張機能モジュール10の電源用コネクタに嵌合して電力を受け取る側(受電口)となると、他方の電源用コネクタが電力供給側(給電口)となる。
In the
さらに、情報用コネクタ(情報授受口)11B,11B’の接触片に通信伝送部32の入出力を接続することで、左右何れの方向に基本機能モジュール8や、他の拡張機能モジュール10が連結されても情報信号の授受を行えるようにしており、両側に隣接する基本機能モジュール8または拡張機能モジュール10との間で情報信号を授受できるようになっている。
Further, by connecting the input / output of the
また、拡張機能モジュール10のモジュール本体10Aの形状は、背面を図18(b)、(c)に示すように平坦な面に形成して壁面に沿わせることができるようにしている。そして上下位置には上述の連結体100を基本機能モジュール8と同様に挿入するための幅広溝81a、幅狭溝81bからなる連結用溝部81を設けるとともに、この連結用溝部81を開閉する蓋部83を設け、連結体100を装着する際や外す場合にはこの蓋部83を開き、連結体100の装着状態を保持する際には上述したように閉じるようになっている(図18(c)参照)。
Further, the shape of the module
次に、拡張機能モジュール10の1つの形態である本実施形態の通話装置10aについて、以下説明する。図3に示すように、通話装置10aは、拡張機能モジュール10と同様に、AC/DCコンバータ31、通信伝送部32、演算処理部33、I/Oインターフェース34、機能部35がモジュール本体10A内に収納され、モジュール本体10Aの両側側面の一方側は雄型の電源用コネクタ11A、情報用コネクタ11Bを、他方側には雌型の電源用コネクタ11A’、情報用コネクタ11B’を設けている。
Next, the
モジュール本体10A内には図4に示すように、機能部35として、スピーカSP、マイクロホンM1、通話スイッチSW1、警報解除スイッチSW2、増幅部35a、エコーキャンセル部35c,35dを備える。他の部屋等から情報線L2を介して送信された音声信号は、エコーキャンセル部35dを介して増幅部35a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M1から出力された音声信号はエコーキャンセル部35cを通過し、情報線L2を介して他の部屋等へ送信される。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。
As shown in FIG. 4, the module
また、当該通話装置10aが配置された部屋内に設置されているセンサ機能を有する基本機能モジュール8あるいは拡張機能モジュール10、あるいは他の部屋から情報線L2を介して警報信号が送信された場合、スピーカSPから警報音を発するが、警報解除スイッチSW2を操作することで警報音出力を解除することができる。
Further, when an alarm signal is transmitted from the
以下、スピーカSPの構成について説明する。スピーカSPは、図1(a)(b)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70を具備し、ヨーク70の開口端から外側に向かって円形の支持体72が延設され、支持体72の外縁部には筒状に形成された支持部72aが形成されている。
Hereinafter, the configuration of the speaker SP will be described. As shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), the speaker SP is formed of an iron-based material having a thickness of about 0.8 mm, such as cold-rolled steel plate (SPCC, SPKEN), electromagnetic soft iron (SUY), and has one end opened. The
ヨーク70の筒内にはネオジウムで形成された円柱型永久磁石71(例えば、残留磁束密度1.39T〜1.43T)を配置し、支持部72aの端面にはドーム型の振動板73が設けられている。すなわち、振動板73の外周側の縁部が支持部72aの端面に固定されている。
A cylindrical permanent magnet 71 (for example, residual magnetic flux density of 1.39T to 1.43T) formed of neodymium is disposed in the cylinder of the
振動板73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〜35μm)で形成される。振動板73の背面には筒状のボビン74が固定されており、このボビン74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75が設けられている。ボビン74およびボイスコイル75は、ボイスコイル75がヨーク70の開口端に位置するように設けられており、ヨーク70の開口端近傍を前後方向に自在に移動する。
The
ボイスコイル75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71の磁界とにより、ボイスコイル75に電磁力が発生するため、ボビン74が振動板73を伴なって前後方向に振動させられる。このとき、振動板73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(例えば、直径20〜25mm,厚さ4.5mm程度)。
When an audio signal is input to the polyurethane copper wire of the
そして、スピーカSPの振動板73が対向するモジュール本体10Aの前面内側には、断面L字のリブ14が環状に形成されており、スピーカSPの円形の支持体72の外周端部から前面側に突出した凸部72bの端面がリブ14の載置部14aに当接し、凸部72bの外側面がリブ14の突出部14bの内面に嵌合して、振動板73がモジュール本体10Aの前面に内側から対向する状態でスピーカSPが位置決めされる。また、支持体72の外縁部を円形形状とし、リブ14を環状とすることで、モジュール本体10AへのスピーカSPの実装がしやすい構造となっている。
A
リブ14によって位置決めされたスピーカSPは、図5に示すように、外縁部に等間隔で設けた4つの取付片76に穿設した挿通孔76aに挿通する取り付けねじ(図示せず)をモジュール本体10Aの前面内側のねじ孔(図示せず)に締結することで、スピーカSPがモジュール本体10Aの前面内側に取り付けられる。
As shown in FIG. 5, the speaker SP positioned by the
次に、マイクロホンM1の構成について説明する。マイクロホンM1はコンデンサ型のシリコンマイクロホンからなり、その音響信号−電気信号変換部Cm1は図6(a)(b)に示すように半導体基板材料からなる構成を備えて、可聴域の音響信号を検知するものである。基板57上に形成されたシリコン基板からなる下部電極51と、振動部分53cと、振動部分53cの外周の4箇所に延設された支持部分53bとからなり、ポリシリコン膜によって形成される上部電極53と、下部電極51と上部電極53との間に形成された空洞54aと、下部電極51と上部電極53との間に配置されたSiN膜からなる絶縁層52とから構成されている。なお、絶縁層52は、上部電極53の振動部分53cのほぼ直下と、下部電極51に端子を接続するための領域とに開口を有する以外は、下部電極51のほぼ全面を被覆している。また、振動部分53cにおいて複数個の小孔53aが形成されている。また、周辺部に下部電極51と接続されたAu/TiW膜からなる端子55と、支持部分53b上に上部電極53と接続されたAu/TiW膜からなる端子55が形成されている。
Next, the configuration of the microphone M1 will be described. The microphone M1 is composed of a condenser type silicon microphone, and the acoustic signal-electric signal converter Cm1 has a configuration composed of a semiconductor substrate material as shown in FIGS. 6A and 6B, and detects acoustic signals in the audible range. To do. An upper electrode formed of a polysilicon film, which includes a
さらに、本実施形態では、図6(b)に示すように、振動部分53cの略中央に対向する下部電極51、基板57に挿通孔56を設けて、空洞54aを外部に連通させて、振動部分53cの振動時の排気孔として用いる。
Furthermore, in the present embodiment, as shown in FIG. 6B, an
そして、外部から音響に対応する振動が加わると、振動膜である上部電極53が振動し、下部電極51との距離が変化する。これにより、両電極51、53の静電容量が変化し、電荷量が変化して、この電荷量の変化に伴って両電極51、53から電流が流れる。両電極51、53から流れる電流は、図7に示す回路によってデジタル信号に変換されてエコーキャンセル部35cに入力される。
When vibration corresponding to sound is applied from the outside, the
マイクロホンM1は、図7に示すように、AC/DCコンバータ31(図4参照)が出力する動作電源+V(例えば5V)を定電圧Vr(例えば12V)に変換するチップICからなる定電圧回路K1を備えており、マイクロホンM1内においては、抵抗R11と音響信号−電気信号変換部Cm1との直列回路に定電圧Vrが印加され、音響信号−電気信号変換部Cm1にバイアス電圧が印加される。すなわち、上記定電圧回路K1と抵抗R11とでバイアス駆動回路K2を構成している。 As shown in FIG. 7, the microphone M1 includes a constant voltage circuit K1 including a chip IC that converts the operating power source + V (for example, 5V) output from the AC / DC converter 31 (see FIG. 4) into a constant voltage Vr (for example, 12V). In the microphone M1, a constant voltage Vr is applied to the series circuit of the resistor R11 and the acoustic signal-electric signal converter Cm1, and a bias voltage is applied to the acoustic signal-electric signal converter Cm1. That is, the constant voltage circuit K1 and the resistor R11 constitute a bias drive circuit K2.
そして、抵抗R11と音響信号−電気信号変換部Cm1との接続中点はコンデンサC11を介してジャンクション型のJ−FET素子S11のゲート端子に接続され、J−FET素子S11のドレイン端子は動作電源+Vに接続され、ソース端子は抵抗R12を介してグランドに接続される。J−FET素子S11はマイクロホンM1の出力の電気インピーダンスの変換用であり、このJ−FET素子S11のソース端子の電圧はA/D変換回路K4でデジタル信号に変換された後、音声信号としてエコーキャンセル部35cに出力される。なお、上記コンデンサC11とJ−FET素子S11とでインピーダンス変換回路K3を構成している。
The midpoint of connection between the resistor R11 and the acoustic signal-electric signal converter Cm1 is connected to the gate terminal of the junction type J-FET element S11 via the capacitor C11, and the drain terminal of the J-FET element S11 is the operating power supply. The source terminal is connected to the ground via a resistor R12. The J-FET element S11 is for converting the electrical impedance of the output of the microphone M1, and the voltage at the source terminal of the J-FET element S11 is converted into a digital signal by the A / D conversion circuit K4 and then echoed as an audio signal. The data is output to the cancel
図8は、マイクロホンM1の側面断面図であり、一面を開口したケース59aと、ケース59aの開口に覆設するカバー59bとで構成される函状の筐体59内に、音響信号−電気信号変換部Cm1,バイアス駆動回路K2,インピーダンス変換回路K3、A/D変換回路K4を収めている。また、音響信号−電気信号変換部Cm1の振動部分53c(集音部)に対向する筐体59の一面には音孔59cが形成されている。
FIG. 8 is a side cross-sectional view of the microphone M1, and an acoustic signal-electrical signal is provided in a box-shaped
上記筐体59は電磁シールド機能を備えるものであり、例えば、金属筐体、または表面にシールドパターンを施したセラミック筐体等で形成される。さらに筐体59を接地する構成でもよい。特に筐体59内にA/D変換回路K4を収めることで、電磁シールド機能を備えた筐体59内でデジタル信号に変換するので、ノイズを抑制したデジタル信号を出力することができる。
The
このように、マイクロホンM1は、電磁シールド機能を有する筐体59に、音響信号−電気信号変換部Cm1,バイアス駆動回路K2,インピーダンス変換回路K3,A/D変換回路K4を収めて構成されており、音響信号−電気信号変換部Cm1(例えば、一辺が2mm、厚さが2.5mm)を半導体基板材料からなるコンデンサ型のシリコンマイクロホンで構成することで、エレクトレットコンデンサマイクロホンを用いる場合に比べてマイクロホンM1の小型化、薄型化を図ることができる。したがって、通話装置10a自体も小型化、薄型化が可能となり、配線システムに機能装置の一形態として用いても、システムとしての統一感を得ることができる。
As described above, the microphone M1 is configured by housing the acoustic signal-electric signal conversion unit Cm1, the bias drive circuit K2, the impedance conversion circuit K3, and the A / D conversion circuit K4 in the
また、図9に示すように、バイアス駆動回路K2,インピーダンス変換回路K3、A/D変換回路K4を1つの半導体集積回路K5で構成すれば、通話装置のさらなる小型化、薄型化が可能となる。あるいは、バイアス駆動回路K2,インピーダンス変換回路K3、A/D変換回路K4のうちいずれか2つの回路を1つの半導体集積回路で構成しても同様の効果を得ることができる。 Further, as shown in FIG. 9, if the bias drive circuit K2, the impedance conversion circuit K3, and the A / D conversion circuit K4 are configured by one semiconductor integrated circuit K5, the communication device can be further reduced in size and thickness. . Alternatively, the same effect can be obtained even if any two of the bias drive circuit K2, the impedance conversion circuit K3, and the A / D conversion circuit K4 are configured by one semiconductor integrated circuit.
上記のように構成されたマイクロホンM1は、モジュール本体10Aの前面内側において、スピーカSPの振動板73に対向しないスピーカSPの側方に設けた函体16内に配置され、上記振動部分53c(集音部)がモジュール本体10Aの前面内側に対向する状態に矩形枠状のリブ16aによって位置決めされる。また、函体16の内側面から仕切板16bがマイクロホンM1の後方にまで形成されており、延設面17の背面には断面L字のリブ16cが形成されており、増幅部35a、エコーキャンセル部35c,35dが内蔵されたICパッケージ35iの前面がリブ16a上に載置され、ICパッケージ35iの背面は函体16の内面に当接して位置決めされる。
The microphone M1 configured as described above is disposed in the
そして、スピーカSP、マイクロホンM1に対向するモジュール本体10Aの前面には複数の音孔10Bや、通話スイッチSW1,警報解除スイッチSW2を前面に露出させる挿通孔10C,10Cが穿設されている。
A plurality of
そして、マイクロホンM1が出力するデジタル信号は、エコーキャンセル部35cに入力され、エコーキャンセル部35c,35dでは、マイクロホンM1からのデジタル信号をメモリにストアして、CPUまたはDSPでデジタル信号処理することで、以下の処理を行う。
The digital signal output from the microphone M1 is input to the
まず、エコーキャンセル部35c(図4参照)は、エコーキャンセル部35dの出力を参照信号として取り込み、マイクロホンM1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に回り込んだ音声信号をキャンセリングする。さらにエコーキャンセル部35dは、エコーキャンセル部35cの出力を参照信号として取り込み、I/Oインターフェース34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もキャンセリングするものである。
First, the
具体的には、エコーキャンセル部35c,35dは、スピーカSP−マイクロホンM1−エコーキャンセル部35c−I/Oインターフェース34−エコーキャンセル部35d−増幅部35a−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。
Specifically, the
ここで、上記マイクロホンM1とICパッケージ35iとの間は、モジュール本体10Aの内面に形成した導電パターンPTを介して電気的に接続されており(図1(a)(b)参照)、導電パターンPTの生成方法について以下説明する。
Here, the microphone M1 and the
本実施形態ではMID(Molded Interconnection Device)成形基板技術を用いて導電パターンPTを形成しており、合成樹脂製のモジュール本体10Aの前面内側において、導体パターンPTを形成する部位を含む領域に導体薄膜からなるメッキ下地電極を形成する。このメッキ下地電極は導体パターンPTと一致している必要はなく、導体パターンPTを形成する部位の全体を含んでいればよい。
In the present embodiment, the conductive pattern PT is formed using a MID (Molded Interconnection Device) molding substrate technique, and a conductive thin film is formed in a region including a portion where the conductive pattern PT is formed inside the front surface of the
メッキ下地電極はレーザ照射によってパターニングされ、導体パターンPTとなる部位と他の部位との間が分離される。つまり、導体パターンPTとなる部位の輪郭線に沿ってメッキ下地電極の一部が除去される。次に、導体パターンPTとなる部位に電気メッキによる厚み付けを行って導体パターンPTを形成し、その後、導体パターンPT以外の部位の導体薄膜をエッチングにより除去する。この手順で、導体パターンPTの形状をレーザ照射によるパターニングで決定することができ、導体パターンPTの微細な加工が可能になる。つまり、導体パターンPTを精密に形成することができる。また、別体の給電線、信号線が不要となり、構造の簡易化を図ることができる。 The plating base electrode is patterned by laser irradiation, so that the portion that becomes the conductor pattern PT and the other portion are separated. That is, a part of the plating base electrode is removed along the contour line of the portion that becomes the conductor pattern PT. Next, thickening is performed by electroplating on the portion to be the conductor pattern PT to form the conductor pattern PT, and then the conductor thin film at portions other than the conductor pattern PT is removed by etching. By this procedure, the shape of the conductor pattern PT can be determined by patterning by laser irradiation, and the conductor pattern PT can be finely processed. That is, the conductor pattern PT can be formed precisely. Further, separate power supply lines and signal lines are not required, and the structure can be simplified.
また、上記MID成形基板技術を用いて、モジュール本体10Aの内面に立体配線を施した立体回路基板にマイクロホンM1を形成すれば、マイクロホンM1の小型集積化を図ることができる。
Further, if the microphone M1 is formed on the three-dimensional circuit board in which the three-dimensional wiring is provided on the inner surface of the module
なお、マイクロホンの数は1つに限定されるものではなく、状況に応じた複数のマイクロホンを配置して上記同様の処理を行えばよい。 Note that the number of microphones is not limited to one, and a plurality of microphones corresponding to the situation may be arranged to perform the same processing as described above.
そして、例えば図2に示すように、照明器具のオン/オフする壁スイッチを構成する基本機能モジュール8bをゲート装置3に接続し、基本機能モジュール8bの右側部には時計機能を有する拡張機能モジュール10bを接続し、拡張機能モジュール10bの右側部には上記通話装置10aを接続することで、壁スイッチ機能、時計機能等の様々な機能装置にインターホン機能を追加することができる。あるいは、予め設置している通話装置10aに新たな拡張機能モジュール10bを接続することができる。
For example, as shown in FIG. 2, a
この場合、拡張機能モジュール10bの電源用コネクタ11A’、情報用コネクタ11B’が、屋内の天井面、壁面、床面に設置されて電力及び情報信号を伝送する少なくとも1系統の配線に電気的に接続された第1の接続部に相当し、通話装置10aの電源用コネクタ11A、情報用コネクタ11Bが、第1の接続部から電力供給を受け、第1の接続部との間で情報信号を授受するための第2の接続部に相当する。さらに通話装置10aの右側部に所定機能を有する拡張機能モジュール(図示無し)を接続すれば、通話装置10aの電源用コネクタ11A’、情報用コネクタ11B’が、拡張機能モジュールに電力を供給し、拡張機能モジュールとの間で情報信号を授受するための第3の接続部に相当する。
In this case, the
したがって、通話装置10aは、予め同一に配線されている電力線L1、情報線L2にゲート装置3、基本機能モジュール8、他の拡張機能モジュール10を介して接続することで、電力路と情報路とを同時に確保でき、新たに配線工事を行う必要がなく、施工性に優れている。また、基本機能モジュール8、他の拡張機能モジュール10と同一の情報線L2を用いることで、通話装置10aと基本機能モジュール8、他の拡張機能モジュール10との間の連動制御を容易に行なうことができ、拡張性に優れたものとなる。
Therefore, the
照明器具をオン/オフする壁スイッチを構成する基本機能モジュール8bの機能部25は、図19に示すように操作スイッチSW3と、操作スイッチSW3の操作データを生成して演算処理部23にI/Oインターフェース24を介して送るデータ生成機能を有するCPU部25aとで構成され、化粧カバー8Bの前面には図2に示すように操作スイッチSW3の操作部を露出させている。
The
また、時計機能を有する拡張機能モジュール10bの機能部35は、図20に示すようにタイマー部35fと、タイマー部35fの時刻データを生成して演算処理部33にI/Oインターフェース34を介して送るデータ生成機能を有するCPU部35eと、時刻データに基づいて時刻を表示する時刻表示部35gとで構成され、モジュール本体10Aの前面には図2に示すように時刻表示部35gを露出させている。
Further, as shown in FIG. 20, the
基本機能モジュール8としては上記以外に、コンセント機能を有するものや、モニタ機能を有するものや、スピーカ機能のみを有するもの等がある。
In addition to the above, the
拡張機能モジュール10としては上記以外に、空調機器の運転操作器や、空調機器の温度設定器や、電力供給を利用した電気カミソリ、電動歯ブラシ、携帯オーディオプレーヤ等の充電器、照明器具や空調機器等のリモコン赤外線を有するもの等がある。また音声情報だけでなく、監視カメラ等で撮像した映像の伝送機能や、映像のモニタ機能を有するインターホンの親機,子機もある。
In addition to the above, the
なお、本発明の機能装置を用いる配線システムの情報信号の伝送方式としては、ベースバンド伝送またはブロードバンド伝送の何れを採用しても良く、またプロトコルも何れでも良いが、音声、映像などを用いるインターホンの親機、子機との間にはJT−H232パケットを基づいて音声・映像を相互に送るようし、また制御系においては操作側からの操作データにより1乃至複数を操作できるような1対1または1対Nの対応が可能なユニキャスト、ブロードキャストに対応する経路制御プロトコルを採用すれば良く、特に限定されるものではないので、説明は省略する。またゲート装置3間の使用プロトコルと、ゲート装置3に連なる機能モジュール8,10での使用プロトコルを異ならせ、例えばゲート装置3でプロトコル変換を行うようにしても良い。
In addition, as a transmission system of the information signal of the wiring system using the functional device of the present invention, either baseband transmission or broadband transmission may be adopted and any protocol may be used. A pair of audio and video is sent to and from the master unit and slave unit based on JT-H232 packets, and one or more can be operated by operation data from the operation side in the control system. A route control protocol corresponding to unicast and broadcast capable of one-to-one or one-to-N correspondence may be employed, and is not particularly limited, and thus description thereof is omitted. Further, the protocol used between the
而して機能装置を構成する基本機能モジュール8を使用するに当たっては、まず、ゲート装置3を予め建物の適所の壁面に埋設してあるスイッチボックス2に取付枠4を介して取り付け、先行配線されている電力線L1,情報線L2の接続を行う。その後、ゲート装置3の前面部に設けられた電線路接続口6A,6Bに対して基本機能モジュール8のコネクタ7の対応する被接続部7A,7Bを接続するとともに、基本機能モジュール8をゲート装置3の前面部を覆うように取付枠4に取り付ける。この基本機能モジュール8はこの取り付けた状態において壁面よりも前面部が突出し、両側面が室内側に露出することになる。
Thus, in using the
そして、拡張機能モジュール10は基本機能モジュール8の露出した両側側面の一方に片側の側面を面接させてコネクタ接続し、この状態で連結体100を用いて拡張機能モジュール10と基本機能モジュール8とを機械的に連結する。これによって基本機能モジュール8と拡張機能モジュール10とで機能装置が構成されることになる。このとき拡張機能モジュール10の背面はスイッチボックス2の側方の壁面に沿うことになり、例えば壁面にクロス貼り等が施されている場合、拡張機能モジュール10の背面の位置が多少のずれていてもそれを吸収して背面を壁部に密接させた状態に配設することができ、拡張機能モジュール10の前面部から操作力等が加わっても連結部位に加わる荷重を軽減することができる。
Then, the
さらに先に連結した拡張機能モジュール10に別の拡張機能モジュール10を連結する場合には、対向側面を面接させてコネクタ接続した状態で連結体100により互いに機械的に連結する。このようにして図2に示すように順次拡張機能モジュール10(10a,10b...)を側方に連結することができる。
Further, when another
なお、基本機能モジュール8は両側に拡張機能モジュール10を連結することができるため、基本機能モジュール8の両側方向に拡張機能モジュール10を連結しても良い。このようにして拡張機能モジュール10を連結した後、両端に位置する拡張機能モジュール10または基本機能モジュール8の連結部位の側部に着脱自在にエンドカバー101を被着することで、拡張機能モジュール10の連結施工が完了することになる。なお、基本機能モジュール8に拡張機能モジュール9を連結しない状態、つまり未使用のまま置いておく場合にはエンドカバー101を基本機能モジュール8の両側部に被着する。
Since the
そして、基本機能モジュール8の化粧カバー8Bの上辺,下辺、拡張機能モジュール10(通話装置10a含む)の上辺,下辺に設けた蓋部83、エンドカバー101で構成される枠体は、JISで規格化されたワイドハンドル形スイッチプレート(JIS8316)と略同様の形状を有するもので、既に設置されているワイドハンドル形スイッチ等との見た目の統一感が得られる。なお、この枠体の形状は上記ワイドハンドル形スイッチプレートの形状に限定されるものではなく、JISで規格化された大角形連用配線器具に用いるプレートと略同様の形状であれば、既設のコンセント等の埋込形配線器具との見た目の統一感を得ることができる。
The frame composed of the upper and lower sides of the
また、基本機能モジュール8,拡張機能モジュール10の横幅方向、高さ方向の寸法は、両側部にエンドカバー101を被着した状態で、JISで規格化された大角形連用配線器具に用いるプレートと同一寸法となるように形成されており、さらに基本機能モジュール8,拡張機能モジュール10の厚さ寸法は同一寸法で各々形成されているので、施工後に別の基本機能モジュール8、拡張機能モジュール10に容易に交換できる。
Further, the dimensions of the
また、基本機能モジュール8に連結できる拡張機能モジュール10の数は連結部位に加わる荷重の大きさにより制限があり、また基本機能モジュール8の電力供給能力によっても制限される。
In addition, the number of
ここで例えば図10に示すように建物内の適所において埋め込み配設している1乃至複数のスイッチボックス2の内、室内の天井面のようなハイポジションHPに設けられたスイッチボックス2のゲート装置3には引掛栓刃接続部60を備えた基本機能モジュール8が接続され、この基本機能モジュール8には人感センサ61等が設けられた拡張機能モジュール9などが連結され、あるいは、ゲート装置3にスピーカSPのみを備えてBGM用の機能等を有する基本機能モジュール8cが接続される。
Here, for example, as shown in FIG. 10, the gate device of the
壁スイッチ等で推奨される室内の壁面のような高さ位置(ミドルポジションMP)に設けられたスイッチボックス2のゲート装置3には照明器具をオン/オフする壁スイッチを構成する基本機能モジュール8bに、時計機能を有する拡張機能モジュール10bや、通話装置10aが連結される。あるいはミドルポジションMPのスイッチボックス2のゲート装置3にはモニタ装置64を備えた基本機能モジュール8を接続している。
A
さらに床面を含む足元付近(ローポジションLP)に設けられたスイッチボックス2のゲート装置3には電源コンセント部62を備えた基本機能モジュール8が接続され、更に足元灯63を構成する拡張機能モジュール10が連結され、あるいは、ゲート装置3にスピーカSPのみを備えてBGM用の機能等を有する基本機能モジュール8cが接続されている。
Furthermore, a
以上のようにして配設施工が終了し、システムが完成した後は、対応する基本機能モジュール8、拡張機能モジュール10間で情報信号の授受を行い、通話装置10aであれば他の部屋の通話装置10aとの間でインターホンシステムを構成し、両者間での通話を可能とするとともに、警報報知等を行う。
After the installation work is completed and the system is completed as described above, information signals are exchanged between the corresponding
また、本実施形態では拡張機能モジュール10や基本機能モジュール8の追加や削除に特別な施工が不要となり、そのため一般ユーザーの好みに合わせて拡張機能モジュール10を基本機能モジュール8に連結するだけで、拡張性が確保される。
Further, in this embodiment, no special construction is required for the addition or deletion of the
なお、本実施形態に用いるゲート装置3は取付枠4でスイッチボックス2に取り付けているが、スイッチボックス2の奥壁に直接取り付け、基本機能モジュール8をスイッチボックス2に取り付ける構成としても勿論良い。
Although the
(実施形態2)
本実施形態は、基本機能モジュール8の機能部25として、図21に示すように、スピーカSP、マイクロホンM1、通話スイッチSW1、警報解除スイッチSW2、増幅部35a,エコーキャンセル部35c,35dを備え、実施形態1の通話装置10aと同様の機能を有する通話装置8aを構成する。なお、実施形態1と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。
(Embodiment 2)
As shown in FIG. 21, the present embodiment includes a speaker SP, a microphone M1, a call switch SW1, an alarm release switch SW2, an
通話装置8aは、モジュール本体8A内には基本機能モジュール8と同様に、AC/DCコンバータ21、通信伝送部22、演算処理部23、I/Oインターフェース24、機能部25が収納されており、その外観を図22に示す。
As with the
そして、本実施形態の通話装置8aにおいても、図23に示すように、モジュール本体8Aの前面内側において、スピーカSPの振動板73に対向しないスピーカSPの側方に配置され、上記振動部分53c(集音部)がモジュール本体10Aの前面内側に対向する状態に矩形枠状のリブ16aによって位置決めされる。また、函体16の内側面から仕切板16bがマイクロホンM1の後方にまで形成されており、延設面17の背面には断面L字のリブ16cが形成されており、増幅部35a、エコーキャンセル部35c,35dが内蔵されたICパッケージ35iの前面がリブ16a上に載置され、ICパッケージ35iの背面は函体16の内面に当接して位置決めされる。
Also in the
そして、スピーカSP、マイクロホンM1に対向するモジュール本体8Aの前面には複数の音孔8Cや、通話スイッチSW1,警報解除スイッチSW2を前面に露出させる挿通孔8D,8Dが穿設されている。
A plurality of
さらに、マイクロホンM1は、図6〜図8に示す実施形態1と同様の構成を備えており、マイクロホンM1は、電磁シールド機能を有する筐体59に、音響信号−電気信号変換部Cm1,バイアス駆動回路K2,インピーダンス変換回路K3,A/D変換回路K4を収め、音響信号−電気信号変換部Cm1を半導体基板材料からなるコンデンサ型のシリコンマイクロホンで構成することで、エレクトレットコンデンサマイクロホンを用いる場合に比べてマイクロホンM1の小型化、薄型化を図ることができる。したがって、通話装置8a自体も小型化、薄型化が可能となり、配線システムに機能装置の一形態として用いても、システムとしての統一感を得ることができる。
Furthermore, the microphone M1 has the same configuration as that of the first embodiment shown in FIGS. 6 to 8, and the microphone M1 is connected to a
また、基本機能モジュールとして通話装置8a単体で用いることができ、さらには必要に応じて、電源用コネクタ9A,9A’、情報用コネクタ9B,9B’を介して側部に拡張機能モジュール10を連結すればよい。この場合、ゲート装置3の電力路接続口6A、情報路接続口6Bからなる接続口6が、屋内の天井面、壁面、床面に設置されて電力及び情報信号を伝送する少なくとも1系統の配線に電気的に接続された第1の接続部に相当し、通話装置8aの被接続部7A、被接続部7Bからなるコネクタ7が、第1の接続部から電力供給を受け、第1の接続部との間で情報信号を授受するための第2の接続部に相当する。さらに通話装置8aの右側部あるいは左側部に所定機能を有する拡張機能モジュール(図示無し)を接続すれば、通話装置8aの電源用コネクタ9A,9A’、情報用コネクタ9B,9B’が、拡張機能モジュールに電力を供給し、拡張機能モジュールとの間で情報信号を授受するための第3の接続部に相当する。
Further, the
したがって、通話装置8aは、予め同一に配線されている電力線L1、情報線L2にゲート装置3を介して接続することで、電力路と情報路とを同時に確保でき、新たに配線工事を行う必要がなく、施工性に優れている。また、他の基本機能モジュール8、拡張機能モジュール10と同一の情報線L2を用いることで、通話装置8aと他の基本機能モジュール8、拡張機能モジュール10との間の連動制御を容易に行なうことができ、拡張性に優れたものとなる。
Therefore, the
(実施形態3)
本実施形態は、マイクロホンM1を2つ備える点が実施形態1,2と異なるものであり、図24に示すようにモジュール本体10Aの前面内側に設けた函体16内に2つのマイクロホンM1,M1を並設し、図25に示すように2つのマイクロホンM1,M1の各デジタル出力を、指向性設定部35kを介してエコーキャンセル部35cに入力する。
(Embodiment 3)
This embodiment is different from the first and second embodiments in that two microphones M1 are provided. As shown in FIG. 24, two microphones M1 and M1 are provided in a
指向性設定部35kでは、2つのマイクロホンM1,M1の各デジタル出力を所定のアルゴリズムに基づいて処理することで、2つのマイクロホンM1,M1による指向性を前方に限定した単一指向性に設定する。したがって、前方からの音響信号のみを高感度に検知することで、スピーカSPからマイクロホンM1への不要な音声の回り込みを抑制して、ハウリングを防止できる。
In the
なお、マイクロホンM1の数は2つに限定されるものではなく、複数であれば上記同様に所定のアルゴリズムに基づいて処理することで、指向性を設定することができる。また、他の構成は実施形態1,2と同様であり、説明は省略する。 Note that the number of microphones M1 is not limited to two. If there are a plurality of microphones M1, directivity can be set by processing based on a predetermined algorithm as described above. Other configurations are the same as those in the first and second embodiments, and a description thereof will be omitted.
(実施形態4)
本実施形態は、図26に示すように、マイクロホンM1は筐体59内に音響信号−電気信号変換部Cm1を4つ備える点が実施形態1,2と異なるものであり、各音響信号−電気信号変換部Cm1の出力は、半導体集積回路K5を介して、エコーキャンセル部35cに入力される。
(Embodiment 4)
As shown in FIG. 26, the present embodiment is different from the first and second embodiments in that the microphone M1 includes four acoustic signal-electric signal converters Cm1 in the
半導体集積回路K5は、バイアス駆動回路K2,インピーダンス変換回路K3、A/D変換回路K4以外に、実施形態3の指向性設定部35kと同様の機能を有しており、各音響信号−電気信号変換部Cm1の出力を所定のアルゴリズムに基づいて処理することで、4つの音響信号−電気信号変換部Cm1による指向性を前方に限定した単一指向性に設定する。したがって、前方からの音響信号のみを高感度に検知することで、スピーカSPからマイクロホンM1への不要な音声の回り込みを抑制して、ハウリングを防止できる。
The semiconductor integrated circuit K5 has the same function as the
なお、音響信号−電気信号変換部Cm1の数は4つに限定されるものではなく、複数であれば上記同様に所定のアルゴリズムに基づいて処理することで、指向性を設定することができる。また、他の構成は実施形態1,2と同様であり、説明は省略する。 Note that the number of acoustic signal-electrical signal conversion units Cm1 is not limited to four, and if there are a plurality of acoustic signal-electrical signal conversion units Cm1, directivity can be set by processing based on a predetermined algorithm as described above. Other configurations are the same as those in the first and second embodiments, and a description thereof will be omitted.
(実施形態5)
本実施形態は、図27に示す回路部品内蔵モジュールでマイクロホンM1を構成した点が実施形態1,2と異なる。
(Embodiment 5)
This embodiment is different from
マイクロホンM1は、回路収容層90と、この回路収容層90を上下で一組とした外側配線パターン形成基板91,91で加圧接合した構造体に構成されている。
The microphone M <b> 1 is configured as a structure in which a
ここに、回路収容層90は、バイアス駆動回路K2,インピーダンス変換回路K3、A/D変換回路K4を構成する半導体集積回路K5,周辺部品K6と、Cu(銅)の直方体柱で成る複数のビア(インナービア)92とを、例えばPETフィルムをベースにフィラー高充填エポキシ樹脂層を形成した有機グリーンシート(OGS)93に埋め込み収容している。また、半導体集積回路K5,周辺部品K6は、それらの表、裏面に電極部を設けて、電極部を露出させている。また、ビア92を用いれば、有機グリーンシート93に貫通配線を形成する工程が省略できる。また、外側配線パターン形成基板91の各々は、厚さが100μmのFR−4コア材による絶縁基板の表裏の両面に、Cu(銅)による配線パターンが形成されており、半導体集積回路K5,周辺部品K6の表、裏面に設けた電極部に電気的に接続している。
Here, the
さらに、一方の外側配線パターン形成基板91の回路収容層90に接していない面にも、有機グリーンシート93を接合しており、この有機グリーンシート93の表面にはグランド層94が形成されている。また、この有機グリーンシート93には凹部95が形成されており、凹部95内に音響信号−電気信号変換部Cm1が配置される。
Furthermore, an organic
このように、マイクロホンM1を上記回路部品内蔵モジュールで構成することで、マイクロホンM1の薄型化を図ることができる。また、他の構成は実施形態1,2と同様であり、説明は省略する。 Thus, the microphone M1 can be made thin by configuring the microphone M1 with the circuit component built-in module. Other configurations are the same as those in the first and second embodiments, and a description thereof will be omitted.
(実施形態6)
実施形態1〜5においてマイクロホンM1は可聴域の音響信号を検知するものであるが、本実施形態ではマイクロホンM1が可聴域の音響信号だけでなく、超音波域の音響信号も検知することで、超音波リモコンの受信手段を構成することができる点が実施形態1〜5とは異なる。
(Embodiment 6)
In the first to fifth embodiments, the microphone M1 detects an acoustic signal in the audible range, but in the present embodiment, the microphone M1 detects not only an acoustic signal in the audible range but also an acoustic signal in the ultrasonic range. The point which can comprise the receiving means of an ultrasonic remote control differs from Embodiment 1-5.
マイクロホンM1の音響信号−電気信号変換部Cm1の振動部分53c(図6(a)(b)参照)を一様な厚さbの円形に形成し、振動部分53cの半径をaとした場合、振動部分53cが法線方向に振動する時の基本共振周波数foは次式で表される。但し、Eは振動部分53cのヤング率、ρはポアソン比を示す。
fo=0.467b×√{E/ρ(1−ρ2)}/a2
コンデンサマイクロホンの感度特性は、通常はこの基本共振周波数foより低い周波数帯域で一様、つまりフラットな感度を得ることが必要となる。
When the
fo = 0.467b × √ {E / ρ (1−ρ 2 )} / a 2
The sensitivity characteristic of the condenser microphone is usually required to be uniform, that is, flat in a frequency band lower than the basic resonance frequency fo.
ここで、マイクロホンM1が可聴域の音響信号を検知する場合は、人が聞くことのできる50Hz〜16kHz程度の帯域でフラット且つ十分な感度が得られればよい。 Here, when the microphone M1 detects an acoustic signal in the audible range, it is only necessary to obtain a flat and sufficient sensitivity in a band of about 50 Hz to 16 kHz that can be heard by a person.
一方、マイクロホンM1が超音波域の音響信号を検知する場合、より高周波域でフラット且つ十分な感度を得るためには、上式より振動部分53cの半径aを小さくすればよい。例えば、振動部分53cの半径aを、代表寸法a1に対してa1×4/5,a1×3/5,a1×2/5と小さくした場合の、相対感度の変化を簡易的にシミュレーションした結果を図28に示す。図28中の特性Y1は半径a=a1、特性Y2は半径a=a1×4/5、特性Y3は半径a=a1×3/5、特性Y4は半径a=a1×2/5時の各感度特性である。このように、振動部分53cの半径aが小さくなるにしたがって、より高周波数帯域にまでフラット且つ十分な感度を得ることができるようになる。
On the other hand, when the microphone M1 detects an acoustic signal in the ultrasonic range, in order to obtain a flat and sufficient sensitivity in a higher frequency range, the radius a of the vibrating
但し、振動部分53cの半径aを小さくすることによって、振動部分53cの剛性は増大し、振動し難くなるため、感度は低下する傾向にある。この感度低下を防止するために、音響信号−電気信号変換部Cm1に印加するバイアス電圧を上げる方法や、振動部分53cの基本共振周波数foが低下しない範囲で振動部分53cの厚さbを薄くする方法や、振動部分53cと下部電極51とのギャップを調整する方法等がある。あるいは、下部電極51に空気を通す微細な複数の孔(図示無し)を設けた場合、この微細孔による音響抵抗を制御する方法でも、音響特性は調整可能である。
However, by reducing the radius a of the
そして、超音波リモコンが発する超音波域の音響信号をマイクロホンM1が検知すると、演算処理部33で照明器具や空調機器等の制御信号が生成され、該制御信号が情報線L2を介して照明器具や空調機器等に伝達されて、照明器具や空調機器等のオン・オフ制御、調光制御、室温制御等の制御を行う。なお、他の構成は実施形態1〜6と同様であり、説明は省略する。
When the microphone M1 detects an acoustic signal in the ultrasonic range emitted by the ultrasonic remote controller, the
また、超音波域の音響信号のみを検知可能にマイクロホンM1を構成すれば、超音波リモコンの受信機能を有する機能装置となる。 Further, if the microphone M1 is configured so as to be able to detect only an acoustic signal in the ultrasonic range, a functional device having a reception function of the ultrasonic remote controller is obtained.
(実施形態7)
上記実施形態1〜6では、ゲート装置3、基本機能モジュール8(通話装置8aを含む)、拡張機能モジュール10(通話装置10aを含む)の間では、コネクタ接続による電力路、情報路が構築されている。
(Embodiment 7)
In the first to sixth embodiments, a power path and an information path are established by connector connection between the
しかし、本実施形態では、コネクタ接続の代わりに磁気結合による非接触で電力を供給して電力路を構成する。具体的には、ゲート装置3、基本機能モジュール8、拡張機能モジュール10がコネクタの代わりにコアにコイルを巻回した構成を各々備え、互いのコアが磁気結合することで相手側のコイルに低圧交流電源電圧を誘起させて電源供給を行う。ここで商用周波数よりも周波数が高い交流電源をコイルに印加することで、電磁結合部によるトランス構成の小型化を図ることができる。
However, in this embodiment, the power path is configured by supplying electric power in a non-contact manner by magnetic coupling instead of connector connection. Specifically, the
さらに、ゲート装置3、基本機能モジュール8、拡張機能モジュール10において、情報信号をE/O変換を経て送り出し、情報信号をO/E変換を経て取り込むことで、光信号からなる情報信号を発光素子、受光素子を用いて非接触で双方向に伝送することができる情報路が構築されることになる。
Further, in the
(実施形態8)
上記実施形態1〜7では電力(電源)の送りと、情報信号の受け渡しは別系統で行っているが、本実施形態では、システム全体の情報信号の伝送方式を電力線搬送に行うことで、電力路と情報路との共通化を図ったものである。
(Embodiment 8)
In the first to seventh embodiments, the transmission of power (power supply) and the delivery of information signals are performed in separate systems. However, in this embodiment, the transmission system of the information signals of the entire system is performed on the power line carrier, thereby The road and information path are shared.
つまり各スイッチボックス2での先行配線は電力線L1のみとし、これに対応してゲート装置3の接続口は図11に示す接続口の電力路接続口6Aのみとなり、これに対応する基本機能モジュール8(通話装置8aを含む)のコネクタ7も電力路接続口6Aに対応する被接続口7Aのみとなり、情報用コネクタ9B,9B’も省略される。さらに、拡張機能モジュール10(通話装置10aを含む)も、情報用コネクタ11B,11B’が省略される。
That is, the preceding wiring in each
そして、図29に示すように通話装置10a内では、電力線搬送による情報信号を受信し、また情報信号を送信するためのPLCモデム部36と、このPLCモデム部36を介して受信された情報信号のデータ処理を行うとともにPLCモデム部36を介して電力線搬送によって送信する情報信号のデータ生成を行う演算処理部33と、機能部35と、機能部35と演算処理部33との間に設けられるI/Oインターフェース34とを設けている。この演算処理部33、I/Oインターフェース34、機能部35は実施形態1乃至3におけるものと同じ機能を持つものである。
As shown in FIG. 29, in the
さらに、上記PLCモデム部36と同様の構成をゲート装置3、基本機能モジュール8、拡張機能モジュール10にも設けておく。
Further, the same configuration as the
なお、本実施形態で採用する電力線搬送の変調方式としては広帯域スペクトラム拡散方式、マルチキャリア方式、OFDM方式等各種方式の何れでも良いので、ここでは特に説明はしない。 The power line carrier modulation scheme employed in this embodiment may be any of various schemes such as a broadband spread spectrum scheme, a multi-carrier scheme, and an OFDM scheme, and is not particularly described here.
而して本実施形態では、電力路と情報路とが共通であるため、ゲート装置3での接続口が電力路接続口6Aのみとなり、基本機能モジュール8のコネクタ7も一つの被接続部7Aのみとなり、拡張機能モジュール10のコネクタ11も一つの被接続部11Aのみとなるため接続周りの構成のスペースが小さくなる。また基本機能モジュール8や拡張機能モジュール10の内部回路に通信伝送部や、情報用コネクタの構成が不要となり、そのため薄型のモジュール本体8A,10A内の配置スペースにゆとりができる。
Thus, in this embodiment, since the power path and the information path are common, the connection port in the
また照明器具や空調機器にPLCモデム部を内蔵することで、直接情報信号を照明器具、空調機器に送ることができるため、遠隔制御のための赤外線リモコン信号発信機能を備えた機能モジュールを設ける必要がなくなる。 In addition, since a PLC modem part is built in the lighting equipment and air conditioning equipment, it is possible to send information signals directly to the lighting equipment and air conditioning equipment, so it is necessary to provide a function module with an infrared remote control signal transmission function for remote control. Disappears.
10A モジュール本体
35i ICパッケージ
SP スピーカ
M1 マイクロホン
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