JP2006135869A - マイクロホン - Google Patents

Abstract

【課題】 マイクロホンから話者までの距離を、マイクロホンを使用するのに適正な距離に容易に設定できるようにする。
【解決手段】 マイクロホン１は、距離センサ５０の出力部５０Ａから超音波を発射し、マイクロホン１を使用している話者で反射した超音波を入力部５０Ｂにて検知する。またマイクロホン１は、出力部５０Ａが超音波を発射してから入力部５０Ｂが超音波を検知するまでの時間を計時し、計時した時間からマイクユニット２０から話者までの距離を求める。マイクユニット２０から話者までの距離が、マイクロホン１を使用するのに適正な距離範囲内にある場合、マイクロホン１はＬＥＤ６２を点灯させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、マイクロホンの位置決めをする技術に関する。

マイクロホンの能力が最大限発揮されるようにするためには、話者に対するマイクロホンの位置を適正な位置に設定する必要がある。この作業は煩雑なものであり、例えば会議場やホール等の場所において使用されるハンドタイプのマイクロホンの場合、話者は音声を発すると共に、設置されたスピーカから出力される音声を確認し、明瞭な音声が聞き取れるようにマイクロホンの位置を調整していくという作業を行わなければならなかった。

そこで、このように話者に煩雑な作業を行わせることなく、マイクロホンを適正に設定する技術が特許文献１に開示されている。特許文献１に開示されているマイクロホンは、音声信号から音源の方向を特定し、所定の距離内にいる話者がいる場合には、音源の方向を追従するようになっている。このマイクロホンによれば、話者の位置に応じてマイクロホンが自動的に音源の方向を追従するため、話者を煩わせることなくマイクロホンが適正な向きに設定されることとなる。
特開平５−１６１１９０号公報

ところで、音のゲインは距離の二乗に反比例して小さくなるため、マイクと話者との距離が離れると、取得する音声のゲインが小さくなりＳ／Ｎ比が低下してしまうという問題が生じる。また、話者とマイクロホンとの距離が近づきすぎると低域の音圧が高くなる現象である近接効果が顕著になり、音質が変化して明瞭度が悪化するという問題が生じてしまう。そこで、マイクロホンの能力を最大限に発揮するためには、マイクロホンの向きだけでなく、マイクロホンから話者までの距離も適正な距離に設定する必要があるが、特許文献１に開示されている技術は、マイクロホンの向きを設定するに止まり、上述した問題を解決することはできていない。

本発明は、上述した背景の下になされたものであり、その目的は、マイクロホンから話者までの距離を、マイクロホンを使用するのに適正な距離に容易に設定できるようにすることにある。

上述した課題を解決するために本発明は、音を電気信号に変換するマイクユニットと、前記マイクユニットに入力される音の音源までの距離を測定する測定手段と、前記測定手段により測定された距離が予め定められた距離範囲内にある場合、前記マイクユニットから前記音源までの距離が前記距離範囲内にあることを報知する報知手段とを有するマイクロホンを提供する。
本発明によれば、マイクユニットから音源までの距離が、マイクユニットが音を電気信号に変換するのに適正な予め定められた距離範囲内にある場合、この距離範囲内にあることが報知される。このため、マイクロホンの使用者は、マイクロホンから音源までの距離をマイクロホンを使用するのに適正な距離に設定することができる。

本発明の好ましい態様においては、前記報知手段は、所定の距離範囲毎に対応付けされた複数の発光体を有し、前記測定手段により測定された距離が属する距離範囲に対応する発光体を点灯させる。また、他の好ましい態様においては、前記報知手段は振動体を有し、前記測定手段により測定された距離に応じた振動態様で前記振動体を振動させる。また、他の好ましい態様においては、前記測定手段は、少なくとも超音波、レーザ、赤外線のうちのいずれかを前記音源に送出し、これが前記音源によって反射して戻るまで時間を計測する。また、他の好ましい態様においては、前記マイクユニットは指向性を有し、前記測定手段は、前記マイクユニットの指向性方向にある音源から前記マイクユニットまでの距離を測定する。

本発明によれば、マイクロホンから話者までの距離を、マイクロホンを使用するのに適正な距離に設定することができる。

［構成］
図１は、本発明の実施形態に係るマイクロホン１の外観図である。このマイクロホン１は、例えば拡声用に使用されるハンドマイクであり、図１中矢印Ａ方向の音を拾う指向特性（単一指向性）を有している。グリル１０の内部には、マイクユニット２０が設けられており、このマイクユニット２０により音声が電気信号に変換されて出力される。

筐体３０は、電池が挿入される電池ボックス（図示略）や、マイクロホン１の各部を制御する制御部１００（図示略）を内部に備えている。また、筐体３０の表面には、電池ボックスに挿入された電池から、マイクロホン１の各部に電力を供給するための電源スイッチ４０や、距離センサ５０およびＬＥＤ６０〜ＬＥＤ６４が配設されている。

筐体３０の表面に配設された距離センサ５０は、マイクロホン１の使用者までの距離を測定するためのセンサであり、超音波を発射する出力部５０Ａと、出力部から発射され被測定物にて反射した超音波を検知する入力部５０Ｂとを有している。距離センサ５０は、制御部１００の制御の下、出力部５０Ａから超音波を発射する。そして、マイクロホン１の使用者にて反射した超音波を入力部５０Ｂにて検知すると、超音波を検知したことを示す検知信号を制御部１００へ出力する。

ＬＥＤ６０〜ＬＥＤ６４は、発光ダイオードであり制御部１００の制御の下、点灯／消灯する。なお、本実施形態においては、マイクロホン１の下端方向から順番に、赤色の光を発するＬＥＤ６０，６１、青色の光を発するＬＥＤ６２、黄色の光を発するＬＥＤ６３，６４が配設されている。

次に、図２を用いてマイクロホン１の制御部１００について説明する。制御部１００は、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、および図３に示したフォーマットのＬＥＤ点灯テーブルを記憶した不揮発性メモリ１０４を備えている。また制御部１００には、距離センサ５０とＬＥＤ６０〜ＬＥＤ６４とが接続されている。ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２に記憶されている制御プログラムに基づいて、距離センサ５０を制御する。そして、マイクユニット２０から話者までの距離を測定し、測定した距離とマイクロホン１を使用するのに適正な距離とのずれをＬＥＤ６０〜ＬＥＤ６４により報知する。

［動作］
次にマイクロホン１の動作について説明する。なお、以下の説明においては、マイクロホン１を使用する際のマイクユニット２０から話者までの適正な距離は、ｂ［ｃｍ］以上且つｃ「ｃｍ」未満の距離範囲である場合を想定して動作の説明を行う。マイクロホン１を手にした話者がグリル１０を口元へ近づけた後、電源スイッチ４０をＯＮにすると、制御部１００は出力指示信号を距離センサ５０へ出力する。制御部１００から出力された出力指示信号が距離センサ５０に入力されると、出力部５０Ａから超音波が発射される（ステップＳＡ１）。そして、制御部１００は、出力指示信号を出力してから経過した時間の計時を開始し（ステップＳＡ２）、検知信号が入力されるのを待つ。

ここで、一定時間の間に検知信号が制御部１００に入力されなかった場合（ステップＳＡ３；ＮＯ、ステップＳＡ４；ＹＥＳ）、制御部１００は、ＬＥＤ６０〜ＬＥＤ６４を全て消灯させ（ステップＳＡ５）、これにより、マイクユニット２０から話者までの距離が正しく測定できていないことを報知する。

出力部５０Ａから出力された超音波が話者（音源）の顔面で反射し、反射した超音波が入力部５０Ｂにて検知されると、超音波を検知したことを示す検知信号が入力部５０Ｂから出力されて制御部１００に入力される。制御部１００は検知信号が入力されると（ステップＳＡ３；ＹＥＳ）、ステップＳＡ２で開始した時間の計時を終了し（ステップＳＡ６）、計時した時間、即ち、出力信号を出力してから検知信号が入力されるまでに経過した時間と、超音波の速度とから、距離センサ５０から話者までの距離を求める。そして、この求めた距離から、予め記憶している距離センサ５０からマイクユニット２０までの距離を減算することにより、マイクユニット２０から話者までの距離を求める（ステップＳＡ７）。

制御部１００は、ステップＳＡ７の処理が終了すると、不揮発性メモリ１０４に記憶されているＬＥＤ点灯テーブル（図３）を参照し、ステップＳＡ７で算出した距離に対応するレコードを検索する。そして、検索したレコードに格納されているデータにより、点灯させるＬＥＤを決定する（ステップＳＡ８）。ここで、測定した距離が例えばａ［ｃｍ］以下であった場合、点灯させるＬＥＤはＬＥＤ６４となる。制御部１００は、ＬＥＤ６４を点灯させるＬＥＤとすると、黄色の光を発するＬＥＤ６４のみを点灯させ、他のＬＥＤ６０〜ＬＥＤ６３を消灯させる（ステップＳＡ９）。話者はマイクロホン１を見て、自身に近い側のＬＥＤ６４が点灯したことによりマイクロホン１が自身に近づきすぎていることを認識すると、マイクロホン１を自身から遠ざける。

制御部１００は、ステップＳＡ９の処理が終了すると、ステップＳＡ１に戻り、上述した処理を繰り返す。ここで、ステップＳＡ１〜ステップＳＡ７までの処理により求められた距離がｄ［ｃｍ］以上であった場合、点灯させるＬＥＤはＬＥＤ６０となる。制御部１００は、ＬＥＤ６０を点灯させるＬＥＤとすると、赤色の光を発するＬＥＤ６０のみを点灯させ、他のＬＥＤ６１〜ＬＥＤ６４を消灯させる。話者はマイクロホン１を見て、自身から遠い位置のＬＥＤ６０が点灯したことにより、今度はマイクロホン１が離れすぎていることを認識し、マイクロホン１を自身に近づける。

そして制御部１００は、上述した処理を繰り返し、測定した距離がｂ［ｃｍ］以上且つｃ［ｃｍ］未満の範囲にある場合、即ち、マイクユニット２０から話者までの距離がマイクロホン１を使用するのに適正な距離になった場合、ＬＥＤ６２を点灯させるＬＥＤとする。そして制御部１００は、青色の光を発するＬＥＤ６２のみを点灯させ、他のＬＥＤ６０，６１，６３，６４を消灯させる。話者はマイクロホン１を見て、青色のＬＥＤ６２が点灯したことにより、マイクロホン１と話者との距離が適正な距離になったことを認識する。

以上説明したように本実施形態によれば、マイクユニット２０から話者までの距離が適正な距離になると、その旨が発光ダイオードにより話者に報知されるため、話者はマイクロホン１から話者までの距離を、マイクロホン１を使用するのに適した距離に設定することができる。なお、上述した動作例においては、人間がマイクロホン１を持つ場合の例を説明したが、固定された音源の音を集音する場合、マイクスタンドにマイクロホン１を固定し、ＬＥＤを見ながらマイクスタンドの位置を調整し、マイクロホン１から音源までの距離を調整するようにしてもよい。

［変形例］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、他の様々な形態で実施可能である。例えば、上述の実施形態を以下のように変形して本発明を実施してもよい。

（変形例１）
上述した実施形態においては、マイクロホン１と話者との間の適正な距離とのずれをＬＥＤにより報知しているが、７セグメントＬＥＤや、液晶ディスプレイなどにより、測定した位置から適正な位置までの距離を数値により表示するようにしてもよい。また、距離に応じて異なる種類の音をスピーカから放音し、適正な距離にあるのか、近すぎるのか遠すぎるのかを報知するようにしてもよいし、振動モータ等によりモータを振動させ、振動のパターンにより適正な距離にあるのか、近すぎるのか遠すぎるのかを報知するようにしてもよい。また、測定した距離に応じて、音声で「もう少し近づいて下さい」、「その距離が最適です。」、「もう少し離れて下さい」というように案内をするようにしてもよいし、音声で案内する内容を、液晶ディスプレイにより文字や画像で案内するようにしてもよい。なお、音や音声により報知を行う場合には、制御部１００は、マイクユニット２０から出力される電気信号を監視し、マイクユニット２０に音が入力されていない時に報知を行うようにしてもよい。また、音や音声により報知を行う場合、スピーカから出力される音がマイクユニット２０に回り込まないように、マイクユニット２０の指向性の方向とは異なる方向へ放音して報知するようにしてもよい。このように音や振動により報知すれば、視覚障害者であってもマイクロホン１から話者までの距離を適正な距離に保つことができる。また、ＬＥＤを一つだけ配設し、適正な距離になった時にのみＬＥＤを点灯させるようにしてもよいし、距離に応じてＬＥＤの照度を異ならせ、照度により適正な距離になったことを知らせるようにしてもよい。

（変形例２）
上述した実施形態においては、マイクユニット２０から話者までの距離を測定するために超音波を用いた距離センサを採用しているが、距離センサは、被測定物までの距離を測定できるのであれば赤外線やレーザを用いたものなど他の方式であってもよい。

（変形例３）
マイクロホン１が無指向性である場合、グリル１０の頭頂部を話者の口の方へ向けなくとも音声を集音できるため、距離センサ５０を、図５に例示したように筐体３０に配設するようにしてもよい。

（変形例４）
また、筐体３０にカメラを配設して顔の画像を取得し、画像中の口の位置により、マイクロホン１の適正な向きとのずれを認識し、適正な向きとなった場合にＬＥＤを点灯させて報知するようにしてもよい。

（変形例５）
制御部１００は、距離センサ５０により測定した距離と、マイクユニット２０から出力される電気信号を解析して求めた音圧とから、音源における音の音圧を求め、この求めた音圧に基づいて、音源からの音を集音するのに適した距離を報知するようにしてもよい。

（変形例６）
図６に示したように、話者の声量によって切り替えるスイッチ４１を設け、スイッチの操作子の位置によって制御部１００は異なるＬＥＤ点灯テーブルを使用するようにしてもよい。例えば、スイッチ４１の操作子の位置が「大」である場合には、図７に示したＬＥＤ点灯テーブルＴ１を使用し、操作子の位置が「小」である場合には、図７に示したＬＥＤ点灯テーブルＴ２を使用するようにする。
声の小さい話者がマイクロホン１を使用する場合、音声の音圧レベルが低くなるのでマイクロホン１を話者に近づける必要がある。ここで、話者がスイッチ４１の操作子を「小」の位置にすると、制御部１００はＬＥＤ点灯テーブルＴ２を使用し、話者とマイクユニット２０との間の距離がｂ［ｃｍ］以上且つｃ［ｃｍ］未満の範囲にある場合、青色の光を発するＬＥＤ６２のみを点灯させ、他のＬＥＤ６０，６１，６３，６４を消灯させる。話者はマイクロホン１を見て、青色のＬＥＤ６２が点灯したことにより、マイクロホン１と話者との距離が適正な距離になったことを認識する。
一方、声の大きい話者がマイクロホン１を使用する場合、音声の音圧レベルが高くなるのでマイクロホン１を話者から遠ざける必要がある。ここで、話者がスイッチ４１の操作子を「大」の位置にすると、制御部１００はＬＥＤ点灯テーブルＴ１を使用し、話者とマイクユニット２０との間の距離がｃ［ｃｍ］以上且つｄ［ｃｍ］未満の範囲にある場合（即ち、マイクロホン１が、声の小さい話者にとっての適切な距離であるｂ［ｃｍ］以上且つｃ［ｃｍ］未満の距離より、話者から見て遠くにある場合）、青色の光を発するＬＥＤ６２のみを点灯させ、他のＬＥＤ６０，６１，６３，６４を消灯させる。話者はマイクロホン１を見て、青色のＬＥＤ６２が点灯したことにより、マイクロホン１と話者との距離が適正な距離になったことを認識する。
このような態様によれば、話者の声量に応じて、マイクロホン１を適切な距離に設定することができる。

（変形例７）
マイクユニット２０から出力される電気信号から、マイクユニット２０に入力される音声の音圧レベルの平均値を求め、音圧レベルの高低を判定し、音圧レベルが高いと判定した場合には、変形例６で述べたＬＥＤ点灯テーブルＴ１を使用してＬＥＤの点灯・消灯を制御し、音圧レベルが低いと判定した場合には、変形例６で述べたＬＥＤ点灯テーブルＴ２を使用してＬＥＤの点灯・消灯を制御するようにしてもよい。

本発明の実施形態に係るマイクロホン１の外観図である。 同マイクロホン１のハードウェア構成を示した図である。 ＬＥＤ点灯テーブルのフォーマットを例示した図である。 制御部１００が行う処理の流れを示したフローチャートである。 本発明の変形例に係るマイクロホン１の外観図である。 本発明の変形例に係るマイクロホン１の外観図である。 本発明の変形例に係るＬＥＤ点灯テーブルを例示した図である。

符号の説明

１・・・マイクロホン、１０・・・グリル、２０・・・マイクユニット、３０・・・筐体、４０・・・電源スイッチ、５０・・・距離センサ、５０Ａ・・・出力部、５０Ｂ・・・入力部、６０〜６４・・・ＬＥＤ、１００・・・制御部、１０１・・・ＣＰＵ、１０２・・・ＲＯＭ、１０３・・・ＲＡＭ、１０４・・・不揮発性メモリ。

Claims (5)

1. 音を電気信号に変換するマイクユニットと、
   前記マイクユニットに入力される音を発音している音源から前記マイクユニットまでの距離を測定する測定手段と、
   前記測定手段により測定された距離が予め定められた距離範囲内にある場合、当該距離が前記距離範囲内にあることを報知する報知手段と
   を有するマイクロホン。
2. 前記報知手段は、所定の距離範囲毎に対応付けされた複数の発光体を有し、前記測定手段により測定された距離が属する距離範囲に対応する発光体を点灯させることを特徴とする請求項１に記載のマイクロホン。
3. 前記報知手段は振動体を有し、前記測定手段により測定された距離に応じた振動態様で前記振動体を振動させることを特徴とする請求項１に記載のマイクロホン。
4. 前記測定手段は、少なくとも超音波、レーザ、赤外線のうちのいずれかを前記音源に送出し、これが前記音源によって反射して戻るまで時間を計測することにより距離を測定することを特徴とする請求項１に記載のマイクロホン。
5. 前記マイクユニットは指向性を有し、
   前記測定手段は、前記マイクユニットの指向性方向にある音源から前記マイクユニットまでの距離を測定することを特徴とする請求項１に記載のマイクロホン。

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