JP3146804B2 - Array microphone and its sensitivity correction device - Google Patents

Array microphone and its sensitivity correction device

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JP3146804B2
JP3146804B2 JP27640593A JP27640593A JP3146804B2 JP 3146804 B2 JP3146804 B2 JP 3146804B2 JP 27640593 A JP27640593 A JP 27640593A JP 27640593 A JP27640593 A JP 27640593A JP 3146804 B2 JP3146804 B2 JP 3146804B2
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潤一 田川
博基 古川
丈郎 金森
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、指向性マイクロホンの
一つとして用いられているアレイマイクロホン及び該ア
レイマイクロホンに用いる感度補正装置に関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an array microphone used as one of directional microphones and a sensitivity correction device used for the array microphone.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、アレイマイクロホンはその指向性
が極めて鋭いことから、遠隔収音における高S/N収音
や拡声装置のハウリング防止などに用いられるようにな
ってきた。
2. Description of the Related Art In recent years, array microphones have been used for high S / N sound pickup in remote sound pickup and howling prevention of loudspeakers because of their extremely sharp directivity.

【0003】以下、図面を参照しながら、上述したアレ
イマイクロホンの一例について説明する。
Hereinafter, an example of the above-described array microphone will be described with reference to the drawings.

【0004】図6(a)は従来のアレイマイクロホンの
構成を示すものである。図6において、61は第1のマ
イクロホンユニット、62は第2のマイクロホンユニッ
ト、63は第Nのマイクロホンユニットである。64は
マイクロホンアレイで、第1のマイクロホンユニット6
1から第Nのマイクロホンユニット63まで、同一の特
性をもつN個のユニットの1次元配列により構成され
る。65は指向性形成手段で、66は出力端子である。
FIG. 6A shows a configuration of a conventional array microphone. In FIG. 6, 61 is a first microphone unit, 62 is a second microphone unit, and 63 is an Nth microphone unit. Reference numeral 64 denotes a microphone array, and the first microphone unit 6
The first to N-th microphone units 63 are configured by a one-dimensional array of N units having the same characteristics. 65 is a directivity forming means, and 66 is an output terminal.

【0005】以上のように構成されたアレイマイクロホ
ンについて、以下その動作を説明する。まず、第1のマ
イクロホンユニット61から第Nのマイクロホンユニッ
ト63は到来音波を受信し、それぞれ指向性形成手段6
5に出力する。指向性形成手段65はマイクロホンアレ
イ64に平面波が入射したときの入射角度による各マイ
クロホンユニット出力信号の位相差の変化を利用して所
望の指向性を形成する。以下図面を参照しながら、指向
性形成手段65の例について説明する。
The operation of the array microphone configured as described above will be described below. First, the first microphone unit 61 to the Nth microphone unit 63 receive incoming sound waves,
5 is output. The directivity forming unit 65 forms a desired directivity by using a change in the phase difference between the output signals of the microphone units according to the incident angle when the plane wave is incident on the microphone array 64. Hereinafter, an example of the directivity forming unit 65 will be described with reference to the drawings.

【0006】例えば、図6(b)に示す指向性形成手段
では、第1の信号入力端子67〜第Nの信号入力端子6
9へ入力された各マイクロホンユニットの出力信号に、
信号増幅器610から612によってチェビシェフ等の
重みづけが行われ、それぞれの信号を加算器613で加
算することにより指向性形成が行われる。その結果、信
号出力端子614においては、マイクロホンアレイのユ
ニットの配列方向に対して90°方向が最大感度(正面
方向)である指向特性を得る。
For example, in the directivity forming means shown in FIG. 6B, the first signal input terminal 67 to the Nth signal input terminal 6
9 to the output signal of each microphone unit input to
Weighting such as Chebyshev is performed by the signal amplifiers 610 to 612, and the directivity is formed by adding the respective signals by the adder 613. As a result, at the signal output terminal 614, a directional characteristic is obtained in which the maximum sensitivity (front direction) is at 90 ° with respect to the arrangement direction of the microphone array units.

【0007】また、特開平2−205200号公報に記
載されたアレイマイクロホンでは、図6(c)のよう
に、各ユニットの後段に設けられかつマイクロホンユニ
ットの個数と同数のタップ数をもつディジタルフィルタ
615〜617と、各ディジタルフィルタの出力を加算
する加算器613により構成されるファンフィルタ[例
えば、ケー.エル.ピーコック:“オン ザ プラクテ
ィカル デザイン オブディスクリート ベロシテイ
フィルターズ フォー サイズミック データプロセッ
シング”,アイ・イー・イー・イー ティー・アール・
エー・エヌ・エス.エー・シー・オー・ユー・エス・テ
ィー・,エス・ピー・イー・イー・シー・エッチ アン
ド エス・アイ・ジー・エヌ・エー・エル ピー・アー
ル・オー・シー・イー・エス・エス.,エー・エス・エ
ス・ピー−30,1,ピー・ピー.52−60(エフ・イー・
ビー.1982).{K.L.Peacock:On the practical desig
n of discrete velocity filters for seismic data pr
ocessing ",IEEE Trans.Acoust.,Speech & Signal Proc
ess.,ASSP-30,1,pp.52-60 (Feb.1982).}を参照]を指向
性形成手段として用いている。その結果、信号出力端子
614の出力は、図6(c)に示す指向性形成手段より
も死角領域と収音領域の境界面が急峻な遮断特性をも
ち、かつ収音すべき方向についてはどの角度についても
一様な音圧周波数特性を得ることができる。
In the array microphone described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-205200, as shown in FIG. 6C, a digital filter provided at the subsequent stage of each unit and having the same number of taps as the number of microphone units is provided. 615-617, and a fan filter [e.g. El. Peacock: “On the Practical Design of Discrete Velocity
Filters for Seismic Data Processing, ”
ANS. A.C.A.U.S.T.S., S.P.E.E.C.E.H. and S.I.A.N.E.N.P.R.E.R.O.C.E.S.S.S. , AS SP-30, 1, PP. 52-60 (FE
Bee. 1982). {KLPeacock: On the practical desig
n of discrete velocity filters for seismic data pr
ocessing ", IEEE Trans.Acoust., Speech & Signal Proc
ess., ASSP-30, 1, pp. 52-60 (Feb. 1982).}] is used as the directivity forming means. As a result, the output of the signal output terminal 614 has a sharper cut-off characteristic at the boundary between the blind spot area and the sound pickup area than the directivity forming means shown in FIG. A uniform sound pressure frequency characteristic can be obtained for the angle.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、通常、
アレイマイクロホンの指向性形成手段は入力信号のレベ
ルがすべて等しいという前提のもとに設計されているた
め、アレイマイクロホンを構成する各マイクロホンユニ
ットの感度や、それに付随するマイクロホンアンプ等の
回路の感度(以下、これらをまとめて単にマイクロホン
ユニットの感度と呼ぶ)が経時変化や製造上の理由等で
同一でない場合には、指向性形成手段の入力部において
各ユニットの信号レベルにばらつきが生じ、指向特性が
劣化するという問題点を有していた。また製法上、まっ
たく特性が同一のマイクロホンユニットや回路を多数個
そろえるのは困難であり、感度が多少ばらついていても
所望の指向特性が得られるアレイマイクロホンが望まし
い。
However, usually,
Since the directivity forming means of the array microphone is designed on the assumption that all the input signal levels are equal, the sensitivity of each microphone unit constituting the array microphone and the sensitivity of a circuit such as a microphone amplifier attached thereto ( In the following, when these are collectively referred to simply as the sensitivity of the microphone unit), the signal level of each unit varies at the input part of the directivity forming unit, and the directional characteristics are not uniform. Had a problem of deterioration. In addition, it is difficult to prepare a large number of microphone units and circuits having completely the same characteristics due to the manufacturing method, and an array microphone that can obtain desired directional characteristics even if the sensitivity slightly varies is desirable.

【0009】本発明は上記問題点を鑑み、アレイマイク
ロホンを構成する各マイクロホンユニットの感度を自動
的に同一特性に補正する機能を有するアレイマイクロホ
ンと、感度を自動的に補正する感度補正装置を提供する
ことを目的としたものである。
In view of the above problems, the present invention provides an array microphone having a function of automatically correcting the sensitivity of each microphone unit constituting an array microphone to have the same characteristics, and a sensitivity correction device for automatically correcting the sensitivity. It is intended to do so.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のアレイマイクロホンは、少なくとも2個以
上配列された第1から第Nのマイクロホンユニットより
構成されるマイクロホンアレイと、前記第1から第(N
−1)のマイクロホンユニットそれぞれの後段に設けら
れた第1から第(N−1)の感度補正装置と、前記第1
から第(N−1)の感度補正装置の出力信号と前記第N
のマイクロホンユニットの出力信号を入力とする指向性
形成手段とを具備し、前記第1の感度補正装置から第
(N−1)の感度補正装置は、前記第Nのマイクロホン
ユニットの出力信号を参照信号として入力し、第1の感
度補正装置から第(N−1)の感度補正装置の各出力信
号のレベルが前記第Nのマイクロホンユニットからの信
号レベルと等しくなるように、各マイクロホンユニット
の感度補正を行なうことを特徴とするものである。
In order to solve the above-mentioned problems, an array microphone according to the present invention comprises: a microphone array comprising at least two or more first to Nth microphone units; To (N
-1) first to (N-1) th sensitivity correction devices provided at the subsequent stage of each of the microphone units;
To the (N-1) th sensitivity correction device and the Nth
And a directivity forming unit that receives an output signal of the microphone unit of (a) as an input. The first to (N−1) th sensitivity correcting units refer to the output signal of the Nth microphone unit. The sensitivity of each microphone unit so that the level of each output signal from the first sensitivity correction device to the (N-1) th sensitivity correction device is equal to the signal level from the Nth microphone unit. The correction is performed.

【0011】[0011]

【作用】本発明は上記した構成によって、基準となるマ
イクロホンユニットの出力を、基準となるマイクロホン
ユニット以外の各マイクロホンユニットの後段に設けら
れた感度補正装置の参照入力とすることにより、マイク
ロホンアレイを形成する各マイクロホンユニットの感度
特性をあわせることにより、アレイマイクロホンの指向
特性の劣化を抑制する。
According to the present invention, the microphone array is used as a reference input to a sensitivity correction device provided at the subsequent stage of each microphone unit other than the reference microphone unit. By matching the sensitivity characteristics of each microphone unit to be formed, deterioration of the directional characteristics of the array microphone is suppressed.

【0012】[0012]

【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を参
照しながら説明する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0013】図1は、本発明の一実施例におけるアレイ
マイクロホンのブロック図である。図1において、11
は第1のマイクロホンユニット、12は第2のマイクロ
ホンユニット、13は第(N−1)のマイクロホンユニ
ット、14は第Nのマイクロホンユニットである。15
はマイクロホンアレイで、第1のマイクロホンユニット
11から第Nのマイクロホンユニット14を直線状に配
列したものである。16は第1の感度補正装置であっ
て、第1のマイクロホンユニット11の後段に設けられ
る。感度補正装置の実施例については後述する。同様
に、17、18はそれぞれ第2、第(N−1)の感度補
正装置であって、それぞれ第2マイクロホンユニット1
2、第(N−1)のマイクロホンユニット13の後段に
設けられる。さらに、第1の感度補正装置16から第
(N−1)の感度補正装置18の各感度補正装置は、第
Nのマイクロホンユニット14の出力信号を参照信号と
して用いる。19は指向性形成手段で、110は信号出
力端子である。
FIG. 1 is a block diagram of an array microphone according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, 11
Is a first microphone unit, 12 is a second microphone unit, 13 is an (N-1) th microphone unit, and 14 is an Nth microphone unit. Fifteen
Is a microphone array in which first to Nth microphone units 11 to 14 are linearly arranged. Reference numeral 16 denotes a first sensitivity correction device, which is provided after the first microphone unit 11. An embodiment of the sensitivity correction device will be described later. Similarly, reference numerals 17 and 18 denote second and (N-1) th sensitivity correction devices, respectively, which are the second microphone unit 1 respectively.
2. It is provided at the subsequent stage of the (N-1) -th microphone unit 13. Further, each of the sensitivity correction devices from the first sensitivity correction device 16 to the (N-1) th sensitivity correction device 18 uses the output signal of the Nth microphone unit 14 as a reference signal. 19 is a directivity forming means, and 110 is a signal output terminal.

【0014】以上のように構成されたアレイマイクロホ
ンについて、以下その動作を説明する。
The operation of the array microphone configured as described above will be described below.

【0015】マイクロホンアレイ15で収音された音波
は、第1のマイクロホンユニット11〜第Nのマイクロ
ホンユニット14を介して後段に出力される。第1の感
度補正装置16から第(N−1)の感度補正装置18は
第Nのマイクロホンユニット14の出力信号を参照信号
として入力し、各出力信号のレベルが第Nのマイクロホ
ンユニット14からの信号レベルと等しくなるように、
各マイクロホンユニットの感度補正を行なう。その結
果、マイクロホンユニットの感度にばらつきがある場合
でも、指向性形成手段19への入力信号のレベルは等し
くなり、指向性形成手段19における指向特性の劣化を
抑制ことができる。
The sound waves picked up by the microphone array 15 are output to the subsequent stage via the first to Nth microphone units 11 to 14. From the first sensitivity correction device 16 to the (N-1) th sensitivity correction device 18, the output signal of the Nth microphone unit 14 is input as a reference signal, and the level of each output signal is output from the Nth microphone unit 14. So that it is equal to the signal level
The sensitivity of each microphone unit is corrected. As a result, even when the sensitivity of the microphone unit varies, the level of the input signal to the directivity forming means 19 becomes equal, and the deterioration of the directivity characteristics in the directivity forming means 19 can be suppressed.

【0016】本実施例によるアレイマイクロホンの 250
Hz、500Hz、1kHz における指向特性を図5(a)に、同じ
く従来例のアレイマイクロホンにおける指向特性を図5
(b)に示している。両図から明らかなように、本実施
例によるアレイマイクロホンは、特に側面から背面にか
けての感度の減衰量が従来例のアレイマイクロホンに比
べて大きく得られ、指向特性の改善が行われている。
The array microphone 250 according to the present embodiment
FIG. 5 (a) shows the directional characteristics at Hz, 500Hz and 1kHz, and FIG.
This is shown in FIG. As is clear from both figures, the array microphone according to the present embodiment can obtain a larger attenuation of sensitivity particularly from the side to the back than the conventional array microphone, and the directional characteristics are improved.

【0017】以上のように本実施例によれば、少なくと
も2個以上配列された第1から第Nのマイクロホンユニ
ットと、第1から第(N−1)のマイクロホンユニット
それぞれの後段に設けられた第1から第(N−1)の感
度補正装置と、第1から第(N−1)の感度補正装置の
出力信号と第Nのマイクロホンユニットの出力信号とを
入力とする指向性形成手段を設けることにより、各マイ
クロホンユニットの感度のばらつきによる指向特性の劣
化を抑制することができる。
As described above, according to the present embodiment, at least two of the first to Nth microphone units and the first to (N-1) th microphone units are provided at the subsequent stages. A first to (N-1) th sensitivity correction device; and a directivity forming unit that receives an output signal of the first to (N-1) th sensitivity correction device and an output signal of the Nth microphone unit as inputs. With this arrangement, it is possible to suppress the deterioration of the directivity characteristics due to the variation in the sensitivity of each microphone unit.

【0018】以下、本発明に係る感度補正装置の一実施
例について、図面を参照しながら説明する。
An embodiment of the sensitivity correction device according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0019】図2は、本発明に係る感度補正装置の一実
施例のブロック図である。図2において、21は信号入
力端子、22は参照信号入力端子、23と24はそれぞ
れ信号の絶対値を算出する第1及び第2の絶対値演算手
段、25は2つの信号の減算を行なう減算手段、26は
信号の符号を検出する符号検出手段、27は信号を定数
倍する乗算手段、28は乗算手段27の出力信号に応じ
て入力信号を増幅または減衰する可変信号増幅手段、2
9は信号出力端子である。
FIG. 2 is a block diagram of one embodiment of the sensitivity correction device according to the present invention. In FIG. 2, 21 is a signal input terminal, 22 is a reference signal input terminal, 23 and 24 are first and second absolute value calculation means for calculating the absolute value of the signal, and 25 is a subtraction for subtracting two signals. Means, 26 is a code detecting means for detecting the sign of the signal, 27 is a multiplying means for multiplying the signal by a constant, 28 is a variable signal amplifying means for amplifying or attenuating the input signal according to the output signal of the multiplying means 27,
9 is a signal output terminal.

【0020】以上のように構成された感度補正装置につ
いて、以下その動作を説明する。信号入力端子21へ入
力された第1〜第(N−1)のマイクロホンユニット1
1〜13からの信号は、可変信号増幅手段28により、
乗算手段27からの制御信号の正負に応じて増幅又は減
衰され、その増幅量及び減衰量は該制御信号の大小によ
り決定される。可変信号増幅手段28によって増幅また
は減衰された信号は信号出力端子29より出力される。
また、可変信号増幅手段28の出力信号は絶対値演算手
段23へも出力され、絶対値演算手段23によりその絶
対値が算出される。
The operation of the sensitivity correction device configured as described above will be described below. The first to (N-1) th microphone units 1 input to the signal input terminal 21
The signals from 1 to 13 are output by the variable signal amplifying means 28.
The control signal from the multiplying means 27 is amplified or attenuated in accordance with the sign of the control signal, and the amount of amplification and attenuation is determined by the magnitude of the control signal. The signal amplified or attenuated by the variable signal amplifier 28 is output from a signal output terminal 29.
The output signal of the variable signal amplifying means 28 is also output to the absolute value calculating means 23, and the absolute value calculating means 23 calculates the absolute value.

【0021】一方、参照信号入力端子22から入力され
た参照信号は、絶対値演算手段24によりその絶対値が
算出される。減算手段25は、絶対値演算手段24の出
力信号から絶対値演算手段23の出力信号を減算する。
減算手段25の出力は符号検出手段26によりその符
号、すなわち減算手段25の出力が正の場合は+1、負
の場合は−1が出力される。符号検出手段26の出力は
乗算手段27により定数倍され、可変増幅手段28への
制御信号を更新する。
On the other hand, the absolute value of the reference signal input from the reference signal input terminal 22 is calculated by the absolute value calculating means 24. The subtraction means 25 subtracts the output signal of the absolute value calculation means 23 from the output signal of the absolute value calculation means 24.
The sign of the output of the subtracting means 25 is output by the sign detecting means 26, that is, +1 when the output of the subtracting means 25 is positive and -1 when the output of the subtracting means 25 is negative. The output of the sign detecting means 26 is multiplied by a constant by the multiplying means 27, and the control signal to the variable amplifying means 28 is updated.

【0022】具体的には、もし参照信号の絶対値のほう
が可変増幅手段28により補正された信号の絶対値より
も大きい場合、減算手段25の出力は正となり符号検出
手段は+1を出力するため、制御信号は増加する。逆
に、参照信号の絶対値のほうが可変増幅手段28により
補正された信号の絶対値よりも小さい場合は、符号検出
手段は−1を出力するので、制御信号は減少する。制御
信号の更新幅は乗算手段27の定数により決まる。
More specifically, if the absolute value of the reference signal is larger than the absolute value of the signal corrected by the variable amplifying means 28, the output of the subtracting means 25 becomes positive and the sign detecting means outputs +1. , The control signal increases. Conversely, if the absolute value of the reference signal is smaller than the absolute value of the signal corrected by the variable amplifying means 28, the sign detection means outputs -1 and the control signal decreases. The update width of the control signal is determined by the constant of the multiplication means 27.

【0023】このように、参照信号と可変信号増幅手段
28の出力信号との大小に応じて可変信号増幅手段28
の増幅率を決める制御信号を更新するため、この動作を
くり返し行なうと可変信号増幅手段28の出力信号と参
照信号とのレベル差が最小になるように可変増幅手段の
増幅率は収束する。この動作をくりかえし行なうことに
より、参照信号と同じレベルの信号を信号出力端子より
得ることができる。
As described above, according to the magnitude of the reference signal and the output signal of the variable signal amplifying means 28, the variable signal amplifying means 28
When this operation is repeated to update the control signal for determining the amplification factor, the amplification factor of the variable amplification unit converges so that the level difference between the output signal of the variable signal amplification unit 28 and the reference signal is minimized. By repeating this operation, a signal having the same level as the reference signal can be obtained from the signal output terminal.

【0024】以上のように本実施例によれば、補正の対
象となる信号が入力される信号入力端子と、基準となる
信号が入力される参照信号入力端子と、信号の絶対値を
算出する第1及び第2の絶対値演算手段と、2つの信号
の減算を行なう減算手段と、信号の符号を検出する符号
検出手段と、信号を定数倍する乗算手段と、制御信号に
応じて信号を増幅または減衰する可変信号増幅手段と、
可変信号増幅手段により増幅または減衰された信号を出
力する信号出力端子とを備え、前記信号入力端子は前記
可変信号増幅手段の入力部へ接続され、前記可変信号増
幅手段の出力は前記信号出力端子と第1の絶対値演算手
段の入力へ接続され、また前記参照信号入力端子は第2
の絶対値演算手段の入力へ接続され、第1の絶対値演算
手段及び第2の絶対値演算手段の出力は前記減算手段の
入力へ接続され、前記減算手段により第2の絶対値演算
手段の出力信号から第1の絶対値演算手段の出力信号が
減算され、前記減算手段の出力は前記乗算手段の入力へ
接続され、前記乗算手段は前記可変信号増幅手段へ制御
信号を出力することにより、入力信号と参照信号のレベ
ルをあわせることができる。
As described above, according to this embodiment, the signal input terminal to which the signal to be corrected is input, the reference signal input terminal to which the reference signal is input, and the absolute value of the signal are calculated. First and second absolute value calculating means, subtracting means for subtracting two signals, sign detecting means for detecting the sign of the signal, multiplying means for multiplying the signal by a constant, and converting the signal according to the control signal Variable signal amplification means for amplifying or attenuating,
A signal output terminal for outputting a signal amplified or attenuated by the variable signal amplifying means, wherein the signal input terminal is connected to an input section of the variable signal amplifying means, and an output of the variable signal amplifying means is the signal output terminal. And the input of the first absolute value calculating means, and the reference signal input terminal is connected to the second absolute value calculating means.
Are connected to the inputs of the absolute value calculating means, and the outputs of the first absolute value calculating means and the second absolute value calculating means are connected to the inputs of the subtracting means. An output signal of the first absolute value calculation means is subtracted from the output signal, an output of the subtraction means is connected to an input of the multiplication means, and the multiplication means outputs a control signal to the variable signal amplification means, The levels of the input signal and the reference signal can be matched.

【0025】以下、本発明に係る感度補正装置の他の実
施例について図面を参照しながら説明する。
Hereinafter, another embodiment of the sensitivity correction apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.

【0026】図3は、本発明に係る感度補正装置の第2
の実施例のブロック図である。図3に示す構成は基本的
には図2に示したものと同様であり、図2と同一の機能
を有するものには同一の符号を付してその説明を省略す
る。図3の構成と図2の構成との差異は、第1及び第2
の絶対値演算手段23、24の前段にそれぞれオフセッ
ト除去手段33、34を設けたことである。
FIG. 3 shows a second example of the sensitivity correction device according to the present invention.
FIG. 4 is a block diagram of an embodiment of FIG. The configuration shown in FIG. 3 is basically the same as that shown in FIG. 2, and components having the same functions as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. The difference between the configuration of FIG. 3 and the configuration of FIG.
Are provided before the absolute value calculating means 23 and 24, respectively.

【0027】マイクロホンユニット11〜13の出力信
号にオフセット電圧が加わっている場合に、上記第1の
実施例の感度補正装置では、そのオフセット電圧も含め
て感度の補正を行なうため、実際の入力信号のレベルと
しては正しく感度が補正されない場合がある。そこで、
本実施例の感度補正装置はオフセット除去装置を設け、
入力信号及び参照信号に含まれるオフセット成分を除去
することにより、オフセット成分が感度補正量に与える
悪影響を抑制することができる。
In the case where an offset voltage is applied to the output signals of the microphone units 11 to 13, the sensitivity correction device of the first embodiment corrects the sensitivity including the offset voltage. In some cases, the sensitivity may not be corrected correctly. Therefore,
The sensitivity correction device of the present embodiment is provided with an offset removal device,
By removing the offset component included in the input signal and the reference signal, it is possible to suppress the adverse effect of the offset component on the sensitivity correction amount.

【0028】以上のように本実施例によれば、感度補正
装置の第1の絶対値演算手段及び第2の絶対値演算手段
のそれぞれの前段にオフセット除去手段を設けることに
より、マイクロホンユニットから発生するオフセット電
圧が感度補正量に与える影響を抑制することができる。
As described above, according to the present embodiment, the offset correction means is provided before each of the first absolute value calculation means and the second absolute value calculation means of the sensitivity correction device, so that the output from the microphone unit is obtained. The influence of the offset voltage on the sensitivity correction amount can be suppressed.

【0029】以下、本発明に係る感度補正装置の他の実
施例について、図面を参照しながら説明する。
Hereinafter, another embodiment of the sensitivity correction apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.

【0030】図4は、本発明に係る感度補正装置の第3
の実施例のブロック図である。図4に示す構成は基本的
には図2に示したものと同様であり、図2と同一の機能
を有するものには同一の符号を付してその説明を省略す
る。図4の構成と図2の構成との差異は、第1及び第2
の絶対値演算手段23、24の前段にそれぞれ帯域通過
フィルタ43、44を設けたことである。
FIG. 4 shows a third example of the sensitivity correction device according to the present invention.
FIG. 4 is a block diagram of an embodiment of FIG. The configuration shown in FIG. 4 is basically the same as that shown in FIG. 2. Components having the same functions as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. The difference between the configuration of FIG. 4 and the configuration of FIG.
Are provided with bandpass filters 43 and 44 in front of the absolute value calculating means 23 and 24, respectively.

【0031】到来音波の波長が、マイクロホンアレイを
構成する筐体等ハードウエアの寸法に対して十分短い場
合、音波の回折現象により各マイクロホンユニットで収
音される音圧にばらつきが生じる場合がある。このよう
な場合において感度補正を行なうと、本来のマイクロホ
ンユニットの感度のばらつきを補正する動作が疎外され
る。そこで、本実施例の感度補正装置では帯域通過フィ
ルタを設け、回折現象が起こる周波数帯の信号を、感度
補正時に入力信号及び参照信号から除去することによ
り、回折現象が感度補正量に与える影響を抑制すること
ができる。
When the wavelength of an incoming sound wave is sufficiently short with respect to the size of hardware such as a housing constituting a microphone array, the sound pressure collected by each microphone unit may vary due to the sound wave diffraction phenomenon. . When sensitivity correction is performed in such a case, the operation of correcting the original variation in sensitivity of the microphone unit is alienated. Therefore, in the sensitivity correction device of the present embodiment, a band-pass filter is provided, and a signal in a frequency band where a diffraction phenomenon occurs is removed from an input signal and a reference signal at the time of sensitivity correction, so that the effect of the diffraction phenomenon on the sensitivity correction amount is reduced. Can be suppressed.

【0032】以上のように本実施例によれば、第1の絶
対値演算手段及び第2の絶対値演算手段のそれぞれの前
段に帯域通過フィルタを設けることにより、到来音波の
回折現象が感度補正量に与える影響を除去することがで
きる。
As described above, according to this embodiment, the diffraction phenomenon of the arriving sound wave is corrected for sensitivity by providing the band-pass filters in front of each of the first absolute value calculating means and the second absolute value calculating means. The effect on the quantity can be eliminated.

【0033】なお、本発明のアレイマイクロホンは上記
した実施例のみに限定されるものではなく、例えば、上
述した感度補正装置の第2と第3の実施例を組み合わせ
て、第1及び第2の絶対値演算手段23、24の前段に
オフセット除去手段と帯域通過フィルターを設けて構成
することも可能である。
Note that the array microphone of the present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, the first and second embodiments of the sensitivity correcting apparatus described above are combined with each other to combine the first and second embodiments. It is also possible to provide an offset removing means and a band-pass filter before the absolute value calculating means 23 and 24.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上のように、本発明のアレイマイクロ
ホンは、第1〜第(N−1)の各マイクロホンユニット
の後段に第1〜第(N−1)の感度補正装置を設け、第
Nのマイクロホンユニットの出力信号を第1の感度補正
装置から第(N−1)の感度補正装置の参照信号として
入力し、第1の感度補正装置から第(N−1)の感度補
正装置の各出力信号のレベルが第Nのマイクロホンユニ
ットからの信号レベルと等しくなるように、各マイクロ
ホンユニットの感度補正を行なうことにより、マイクロ
ホンユニットの感度がばらつきによる指向特性の劣化を
抑制することができる優れたアレイマイクロホン、およ
びそのアレイマイクロホンに用いる感度補正装置を実現
するものである。
As described above, in the array microphone of the present invention, the first to (N-1) th sensitivity correction devices are provided after the first to (N-1) th microphone units. The output signal of the N microphone units is input from the first sensitivity correction device as a reference signal of the (N-1) th sensitivity correction device, and the output signal of the (N-1) th sensitivity correction device is input from the first sensitivity correction device. By correcting the sensitivity of each microphone unit so that the level of each output signal becomes equal to the signal level from the Nth microphone unit, it is possible to suppress deterioration of the directivity due to variations in the sensitivity of the microphone units. And a sensitivity correction device used for the array microphone.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例におけるアレイマイクロホン
のブロック図
FIG. 1 is a block diagram of an array microphone according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明に係る感度補正装置の第1の実施例のブ
ロック図
FIG. 2 is a block diagram of a first embodiment of a sensitivity correction device according to the present invention.

【図3】本発明に係る感度補正装置の第2の実施例のブ
ロック図
FIG. 3 is a block diagram of a second embodiment of the sensitivity correction device according to the present invention;

【図4】本発明に係る感度補正装置の第3の実施例のブ
ロック図
FIG. 4 is a block diagram of a third embodiment of the sensitivity correction device according to the present invention.

【図5】(a)は本発明の実施例のアレイマイクロホン
における指向性特性図 (b)は従来例のアレイマイクロホンにおける指向性特
性図
5A is a diagram showing directivity characteristics of an array microphone according to an embodiment of the present invention; FIG. 5B is a diagram showing directivity characteristics of an array microphone according to a conventional example;

【図6】(a)は従来のアレイマイクロホンのブロック
図 (b)は従来の指向性形成手段の一例を示すブロック図 (c)は従来の指向性形成手段の他の例を示すブロック
6A is a block diagram of a conventional array microphone. FIG. 6B is a block diagram showing an example of a conventional directivity forming unit. FIG. 6C is a block diagram showing another example of a conventional directivity forming unit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 第1のマイクロホンユニット 12 第2のマイクロホンユニット 13 第(N−1)のマイクロホンユニット 14 第Nのマイクロホンユニット 15 マイクロホンアレイ 16 第1の感度補正装置 17 第2の感度補正装置 18 第(N−1)の感度補正装置 19 指向性形成手段 21 信号入力端子 22 参照信号入力端子 23 第1の絶対値演算手段 24 第2の絶対値演算手段 25 減算手段 26 符号検出手段 27 乗算手段 28 可変信号増幅手段 29 出力信号端子 33 第1のオフセット除去手段 34 第2のオフセット除去手段 43 第1の帯域通過フィルタ 44 第2の帯域通過フィルタ 110 信号出力端子 Reference Signs List 11 first microphone unit 12 second microphone unit 13 (N-1) th microphone unit 14 Nth microphone unit 15 microphone array 16 first sensitivity correction device 17 second sensitivity correction device 18th (N− 1) Sensitivity correction device 19 Directivity forming means 21 Signal input terminal 22 Reference signal input terminal 23 First absolute value calculation means 24 Second absolute value calculation means 25 Subtraction means 26 Sign detection means 27 Multiplication means 28 Variable signal amplification Means 29 Output signal terminal 33 First offset removing means 34 Second offset removing means 43 First bandpass filter 44 Second bandpass filter 110 Signal output terminal

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 茨木 悟 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平5−227589(JP,A) 特開 昭59−70097(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04R 3/00 320 H04R 1/40 320 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (72) Inventor Satoru Ibaraki 1006 Kazuma Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (56) References JP-A-5-227589 (JP, A) JP-A-59- 70097 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H04R 3/00 320 H04R 1/40 320

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】少なくとも2個以上配列された第1から第
Nのマイクロホンユニットより構成されるマイクロホン
アレイと、前記第1から第(N−1)のマイクロホンユ
ニットそれぞれの後段に設けられた第1から第(N−
1)の感度補正装置と、前記第1から第(N−1)の感
度補正装置の出力信号と前記第Nのマイクロホンユニッ
トの出力信号を入力とする指向性形成手段とを具備し、
前記第1の感度補正装置から第(N−1)の感度補正装
置は、前記第Nのマイクロホンユニットの出力信号を参
照信号として入力し、第1の感度補正装置から第(N−
1)の感度補正装置の各出力信号のレベルが前記第Nの
マイクロホンユニットからの信号レベルと等しくなるよ
うに、各マイクロホンユニットの感度補正を行なうこと
を特徴とするアレイマイクロホン。
1. A microphone array comprising at least two or more first to Nth microphone units, and a first to a (N-1) th microphone unit provided at a subsequent stage of each of the first to (N-1) th microphone units. To (N-
1) a sensitivity correction device, and directivity forming means for inputting output signals of the first to (N-1) th sensitivity correction devices and an output signal of the Nth microphone unit,
The (N-1) th sensitivity correction device to the (N-1) th sensitivity correction device input the output signal of the Nth microphone unit as a reference signal, and receive the (N-
An array microphone wherein the sensitivity of each microphone unit is corrected so that the level of each output signal of the sensitivity correction device of 1) is equal to the signal level from the Nth microphone unit.
【請求項2】感度補正装置は、マイクロホンユニットか
ら出力される信号が入力される信号入力端子と、基準と
なる信号が入力される参照信号入力端子と、信号の絶対
値を算出する第1及び第2の絶対値演算手段と、2つの
信号の減算を行なう減算手段と、信号の符号を検出する
符号検出手段と、信号を定数倍する乗算手段と、制御信
号に応じて信号を増幅または減衰する可変信号増幅手段
と、前記可変信号増幅手段により増幅または減衰された
信号を指向性形成手段へ出力するための信号出力端子と
を具備し、前記信号入力端子は前記可変信号増幅手段の
入力へ接続され、前記可変信号増幅手段の出力は前記信
号出力端子と前記第1の絶対値演算手段の入力へ接続さ
れ、前記参照信号入力端子は前記第2の絶対値演算手段
の入力へ接続され、前記第1の絶対値演算手段及び前記
第2の絶対値演算手段の出力は前記減算手段の入力へ接
続され、前記減算手段により前記第2の絶対値演算手段
の出力信号から前記第1の絶対値演算手段の出力信号が
減算され、前記減算手段の出力は前記乗算手段の入力へ
接続され、前記乗算手段は前記可変信号増幅手段へ制御
信号を出力することを特徴とする請求項1記載のアレイ
マイクロホン。
2. A sensitivity correction device comprising: a signal input terminal to which a signal output from a microphone unit is input; a reference signal input terminal to which a reference signal is input; and first and second signals for calculating an absolute value of the signal. Second absolute value calculating means, subtracting means for subtracting two signals, sign detecting means for detecting the sign of the signal, multiplying means for multiplying the signal by a constant, and amplifying or attenuating the signal according to the control signal Variable signal amplifying means, and a signal output terminal for outputting a signal amplified or attenuated by the variable signal amplifying means to the directivity forming means, wherein the signal input terminal is connected to an input of the variable signal amplifying means. Connected, the output of the variable signal amplifying means is connected to the signal output terminal and the input of the first absolute value calculating means, and the reference signal input terminal is connected to the input of the second absolute value calculating means. Outputs of the first absolute value calculating means and the second absolute value calculating means are connected to an input of the subtracting means, and the subtracting means calculates the first absolute value from an output signal of the second absolute value calculating means. The output signal of the value calculation means is subtracted, an output of the subtraction means is connected to an input of the multiplication means, and the multiplication means outputs a control signal to the variable signal amplification means. Array microphone.
【請求項3】第1の絶対値演算手段及び第2の絶対値演
算手段のそれぞれの前段にオフセット除去手段を設けた
ことを特徴とする請求項2記載のアレイマイクロホン。
3. The array microphone according to claim 2, wherein offset removing means is provided at a stage preceding each of said first absolute value calculating means and said second absolute value calculating means.
【請求項4】第1の絶対値演算手段及び第2の絶対値演
算手段のそれぞれの前段に帯域通過フィルタを設けたこ
とを特徴とする請求項2記載のアレイマイクロホン。
4. The array microphone according to claim 2, wherein a band-pass filter is provided before each of said first absolute value calculating means and said second absolute value calculating means.
【請求項5】補正の対象となる信号が入力される信号入
力端子と、基準となる信号が入力される参照信号入力端
子と、信号の絶対値を算出する第1及び第2の絶対値演
算手段と、2つの信号の減算を行なう減算手段と、信号
の符号を検出する符号検出手段と、信号を定数倍する乗
算手段と、制御信号に応じて信号を増幅または減衰する
可変信号増幅手段と、前記可変信号増幅手段により増幅
または減衰された信号を出力する信号出力端子とを具備
し、前記信号入力端子は前記可変信号増幅手段の入力へ
接続され、前記可変信号増幅手段の出力は前記信号出力
端子と前記第1の絶対値演算手段の入力へ接続され、前
記参照信号入力端子は前記第2の絶対値演算手段の入力
へ接続され、前記第1の絶対値演算手段及び前記第2の
絶対値演算手段の出力は前記減算手段の入力へ接続さ
れ、前記減算手段により前記第2の絶対値演算手段の出
力信号から前記第1の絶対値演算手段の出力信号が減算
され、前記減算手段の出力は前記乗算手段の入力へ接続
され、前記乗算手段は前記可変信号増幅手段へ制御信号
を出力することを特徴とする感度補正装置。
5. A signal input terminal for inputting a signal to be corrected, a reference signal input terminal for inputting a reference signal, and first and second absolute value calculation for calculating an absolute value of the signal. Means, subtraction means for subtracting the two signals, sign detection means for detecting the sign of the signal, multiplication means for multiplying the signal by a constant, and variable signal amplification means for amplifying or attenuating the signal according to the control signal. A signal output terminal for outputting a signal amplified or attenuated by the variable signal amplifying means, wherein the signal input terminal is connected to an input of the variable signal amplifying means, and an output of the variable signal amplifying means is the signal An output terminal is connected to an input of the first absolute value calculating means, and the reference signal input terminal is connected to an input of the second absolute value calculating means, and the first absolute value calculating means and the second absolute value calculating means are connected to each other. Absolute value calculation means The force is connected to the input of the subtraction means, and the output signal of the first absolute value calculation means is subtracted from the output signal of the second absolute value calculation means by the subtraction means, and the output of the subtraction means is multiplied by the multiplication. The sensitivity correction device is connected to an input of a means, and the multiplying means outputs a control signal to the variable signal amplifying means.
【請求項6】第1の絶対値演算手段及び第2の絶対値演
算手段のそれぞれの前段にオフセット除去手段を設けた
ことを特徴とする請求項2記載の感度補正装置。
6. The sensitivity correction device according to claim 2, wherein offset removing means is provided at a stage preceding each of said first absolute value calculating means and said second absolute value calculating means.
【請求項7】第1の絶対値演算手段及び第2の絶対値演
算手段のそれぞれの前段に帯域通過フィルタを設けたこ
とを特徴とする請求項2記載の感度補正装置。
7. The sensitivity correction device according to claim 2, wherein a band-pass filter is provided before each of said first absolute value calculating means and said second absolute value calculating means.
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