JP2016025514A

JP2016025514A - 集音装置

Info

Publication number: JP2016025514A
Application number: JP2014148845A
Authority: JP
Inventors: 朋代白木; Tomoyo Shiraki; 中谷　政次; Masaji Nakatani; 政次中谷
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2014-07-22
Filing date: 2014-07-22
Publication date: 2016-02-08

Abstract

【課題】周波数特性を維持した状態で振動ノイズを高精度に除去することで、よりクリアな音声信号を生成することができる集音装置を提供する。【解決手段】集音装置１００は、音孔１０７と第１のマイク６０とを有する第１の筐体１０５を含む。第１のマイク６０は、音孔１０７を通過した音波の空気振動と機械的振動とを受ける第１の振動板６２と第１の振動板６２の振動に応じた第１の音声信号を出力する第１のマイクユニット６４とを含む。集音装置１００は、音孔１０７より開口面積が小さい気圧調整孔１０９と第２のマイク７０とを有する第２の筐体１０６を含む。第２のマイク７０は、気圧調整孔１０９を通過した音波の空気振動と機械的振動とを受ける第２の振動板７２と第２の振動板７２の振動に応じた第２の音声信号を出力する第２のマイクユニット７４とを含む。集音装置１００は、第１の音声信号から第２の音声信号を減算する。【選択図】図２

Description

本開示は、集音装置の制御に関し、特に、複数のマイクを有する集音装置の制御に関する。

従来、音声データや音声データを含んだ画像データを生成することが可能な様々な集音装置が開発されている。このような集音装置の例として、ビデオカメラ、レコーダー、車載用の電子機器、ロボットなどが挙げられる。これらの集音装置は、内蔵されているマイクロフォン（マイク）によって音声データを生成する。このとき、マイクロフォン自体が振動することによって、振動ノイズが音声データに含まれてしまう場合がある。たとえば、ビデオカメラにおいては、ズームレンズの駆動による振動や他の物体との接触時の振動がマイクに伝わることによって、振動ノイズが生じる。ロボットにおいては、走行時に生じる機械的振動がマイクに伝わり、振動ノイズが生じる。近年では、このような振動ノイズを低減するための技術が開発されている。

たとえば、特許文献１は、内部のモーターなどの振動ノイズを音声信号から除去することができる小型化されたマイクアンプ回路を開示している。特許文献２は、周波数特性を維持しつつ、振動雑音を低減するマイクロフォン装置を開示している。特許文献３は、マイクロフォンが原理的に収拾する振動成分を除去することで、よりクリアな音質を出力するマイクロフォンを開示している。

特開２００９−２３２２０１号公報特開２００８−１０９６９号公報特開２０１０−１１４８７８号公報

特許文献１に開示されるマイクアンプ回路は、圧電効果により起電圧を生じるコンデンサを用いて、機械的振動に応じた振動検出信号を生成する。このマイクアンプ回路は、マイクロフォンから入力される音声検出信号から、生成した振動検出信号を差し引くことにより、機械的振動により生じたノイズ成分を音声検出信号から相殺する。このとき、マイクアンプ回路は、音声信号を生成するマイクロフォンの電圧の周波数特性を補正することでノイズ成分を相殺する。元の音声信号の周波数特性が補正されると、元の音声信号に雑音が加わってしまう可能性がある。このため、周波数特性を維持した状態で、機械的振動による雑音（以下、「振動ノイズ」ともいう。）を低減するための技術が必要とされている。

特許文献２に開示されるマイクロフォン装置は、第１の振動板と、第１の振動板に空気振動を伝達するための集音部とを有し、第１の振動板の振動に応じた電気信号を出力する第１のマイクロフォンユニットを含む。このマイクロフォン装置は、さらに、第２の振動板と、第２の振動板への空気振動の伝達を遮断する密閉構造とを有し、第２の振動板の振動に応じた電気信号を出力する第２のマイクロフォンユニットを含む。マイクロフォン装置は、第１のマイクロフォンユニットから出力される電気信号から、第２のマイクロフォンユニットから出力される電気信号を減算することにより振動ノイズを除去する。

ここで、第２のマイクロフォンユニットおよび第２の振動板は、密閉空間に収納されているため、第２の振動板が振動するときに受ける空気抵抗が、第１の振動板が受ける空気抵抗よりも大きくなる。この結果、第１の振動板と第２の振動板とは、振幅と位相とが異なるように振動する。したがって、第２マイクロフォンユニットによって検出された振動ノイズを減算したとしても、振動ノイズを完全には除去することができない。

特許文献３に開示されるマイクロフォンは、一つの筐体が障壁を介して分離された２つの室Ａと室Ｂとを有する。室Ａには、第１のダイヤフラム（振動板）が設けられており、音波を入射させる音孔が設けられている。室Ｂには、第２のダイヤフラム（振動板）が設けられている。室Ｂは、密閉状態であるため、室Ｂには外部から音波が入射しない。マイクロフォンは、第１のダイヤフラムの電気振動から、第２のダイヤフラムの電気振動を減算することにより振動ノイズを低減する。しかしながら、特許文献３に開示されるマイクロフォンは、特許文献２に開示されるマイクロフォン装置と同様に、室Ｂが密閉状態であるため、振動ノイズを完全には除去することができない。

本開示は上述のような問題点を解決するためになされたものであって、ある局面における目的は、周波数特性を維持した状態で振動ノイズを高精度に除去することで、よりクリアな音声信号を生成することができる集音装置を提供することである。

一実施の形態に従うと、集音装置は、第１の孔が設けられており、第１のマイクを収納するための第１の筐体を備える。第１のマイクは、第１の孔を通過した音波による空気振動と集音装置の振動とを受けるための第１の振動板と、第１の振動板の振動に応じた第１の音声信号を出力するための第１の出力部とを含む。集音装置は、第１の筐体に隣接するように設けられており、第１の孔よりも開口面積が小さい第２の孔が設けられており、第２のマイクを収納するための第２の筐体を備える。第２のマイクは、第２の孔を通過した音波による空気振動と集音装置の振動とを受けるための第２の振動板と、第２の振動板の振動に応じた第２の音声信号を出力するための第２の出力部とを含む。集音装置は、第１の音声信号から第２の音声信号を減算するための演算部を備える。

好ましくは、第１の筐体と第２の筐体とは、一体の筐体として形成されている。
好ましくは、第１の筐体には、第１の孔よりも開口面積が小さい第３の孔がさらに設けられている。第３の孔から第１の振動板までの距離と、第２の孔から第２の振動板までの距離とは等しい。

好ましくは、第２の孔の開口面積と、第３の孔の開口面積とは等しい。
好ましくは、第２の孔および第３の孔の一部は、多数の細孔を有する物質で構成されている。

好ましくは、第１の筐体に設けられている第１の孔と第３の孔とは、一体の孔として形成されている。

ある局面において、周波数特性を維持した状態で振動ノイズを高精度に除去することで、よりクリアな音声信号を生成することができる。

本発明の上記および他の目的、特徴、局面および利点は、添付の図面と関連して理解される本発明に関する次の詳細な説明から明らかとなるであろう。

関連技術に従う集音装置の内部の機械構造を示す断面図である。第１の実施の形態に従う集音装置の主要な構成を模式的に示した図である。第１の実施の形態に従う集音装置の外観の一例を示した斜視図である。第１の実施の形態に従う集音装置の内部の機械構造を示す断面図である。第１の実施の形態に従う集音装置の各機器から出力される音声信号のフローを概略的に示した概念図である。第２の実施の形態に従う集音装置の内部の機械構造を示す断面図である。第３の実施の形態に従う集音装置の内部の機械構造を示す断面図である。第４の実施の形態に従う集音装置の内部の機械構造を示す断面図である。

以下、図面を参照しつつ、本実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、これらについての詳細な説明は繰り返さない。また、以下で説明される各実施の形態は、適宜選択的に組み合わされてもよい。

＜関連技術＞
まず、本発明に係る実施の形態についての理解を深めるために、図１を参照して、関連技術に従う集音装置５０について説明する。図１は、集音装置５０の内部の機械構造を示す断面図である。図１に示されるように、集音装置５０は、第１のマイク２０と、第２のマイク３０とを含む。

第１のマイク２０は、第１の集音部１１と、第１の振動板１２と、第１のマイクユニット１３とを有する。第１の集音部１１は、外部からの音波による空気振動を第１の振動板１２に伝達する。第１の振動板１２は、伝達された空気振動により振動する。また、第１の振動板１２は、外部から集音装置５０に加えられる力によって生じる振動や、集音装置５０に内蔵される機械の動作により生じる振動などの機械的振動によっても振動する。第１のマイクユニット１３は、第１の振動板１２でとらえた振動を音声信号に変換するための装置で、固定電極および抵抗などからなる。

第２のマイク３０は、第１のマイク２０と同じ種類のマイクであり、同じ性能を有する。また、第２のマイク３０は、空気振動を遮断する密閉空間１７内に収納される。第２のマイク３０は、第２の集音部１４と、第２の振動板１５と、第２のマイクユニット１６とを有する。第２の振動板１５は、第１の振動板１２と平行になるように配置される。第２の集音部１４は、密閉空間１７内に収納されるため、外部からの音声を受けることはない。このため、外部からの音波による空気振動が、第２の集音部１４から第２の振動板１５に伝達されることはない。したがって、第２の振動板１５は、機械的振動によってのみ振動する。第２のマイクユニット１６は、第２の振動板１５の振動に応じた音声信号を出力する。

集音装置５０は、第１のマイク２０によって出力される音声信号から、第２のマイク３０によって出力される音声信号を減算する。これにより、集音装置５０は、第１のマイク２０によって出力される音声信号から機械的振動によって生じた振動ノイズのみを除去することができる。

しかしながら、第２のマイク３０が密閉空間１７に収納されているため、第２の振動板１５が振動するときに受ける空気抵抗は、第１の振動板１２が受ける空気抵抗よりも大きくなる。この結果、第１の振動板１２と第２の振動板１５とは、振幅と位相とが異なるように振動し、互いに異なる振動ノイズを出力する。このため、集音装置５０は、第１のマイク２０から出力される音声信号から、第２のマイク３０から出力される音声信号を減算したとしても、振動ノイズを完全には除去できない。

これに対して、以下で説明する各実施の形態に従う集音装置は、第１の振動板１２が受ける空気抵抗と、第２の振動板１５が受ける空気抵抗とを等しくすることにより、第１のマイク６０から出力される振動ノイズと第２のマイク７０から出力される振動ノイズとを等しくすることができ、第１のマイク２０によって出力される音声信号から振動ノイズをより完全に除去することができる。

＜第１の実施の形態＞
［概要］
図２を参照して、第１の実施の形態に従う集音装置１００の概要について説明する。図２は、集音装置１００の主要な構成を模式的に示した図である。集音装置１００は、たとえば、音響機器や、機械的振動が発生するその他の電子機器に組み込まれる。図２に示されるように、集音装置１００は、第１の筐体１０５と、第１の筐体１０５に隣接するように設けられている第２の筐体１０６と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１３０とを含む。

第１の筐体１０５には、外部からの音波を通過させるための音孔１０７（第１の孔）が設けられている。また、第１の筐体１０５には、第１のマイク６０が収納されている。第１のマイク６０は、第１の振動板６２と、第１のマイクユニット６４（第１の出力部）とを含む。第１の振動板６２は、音孔１０７を通過した音波による空気振動と、集音装置１００の機械的振動とを受ける。第１のマイクユニット６４は、第１の振動板６２の振動に応じた音声信号を出力する。すなわち、第１のマイクユニット６４は、第１の振動板６２でとらえた振動を信号に変換するための装置で、固定電極および抵抗などからなる。

第２の筐体１０６には、音孔１０７よりも開口面積が小さい気圧調整孔１０９（第２の孔）が設けられている。また、第２の筐体１０６には、第２のマイク７０が収納されている。第２のマイク７０は、第１のマイク６０と同じ種類のマイクであり、同じ性能を有する。第２のマイク７０は、第２の振動板７２と、第２のマイクユニット７４（第２の出力部）とを含む。第２の振動板７２は、気圧調整孔１０９を通過した音波による空気振動と、集音装置１００の機械的振動とを受ける。第２のマイクユニット７４は、第２の振動板７２の振動に応じた第２の音声信号を出力する。すなわち、第２のマイクユニット７４は、第２の振動板７２でとらえた振動を信号に変換するための装置で、固定電極および抵抗などからなる。

気圧調整孔１０９が第２の筐体１０６に設けられることにより、空気が気圧調整孔１０９を通過できるようになる。このため、第２の筐体１０６の内部と外部とで気圧が等しくなる。これにより、第２の筐体１０６が密室に構成される場合に比べて、第２の振動板７２が振動時に受ける空気抵抗は小さくなる。この結果、機械的振動の第２の振動板７２は、第１の振動板６２の振幅および位相と等しくなる。

また、気圧調整孔１０９は、音孔１０７よりも開口面積が小さいため、外部からの音波は、音孔１０７と比べて、気圧調整孔１０９を通過しにくくなる。もしくは、外部からの音声は、気圧調整孔１０９をほとんど通過しない。このため、外部からの音声による第２の振動板７２の振幅は、第１の振動板６２の振幅に比べて小さくなる。

ＣＰＵ１３０に含まれる演算部１３２は、第１のマイクユニット６４から出力される音声信号から、第２のマイクユニット７４から出力される音声信号を減算する。機械的振動によって生じる第１の振動板６２の振動と第２の振動板７２の振動とは等しいため、集音装置１００は、演算部１３２の減算処理により、機械的振動により生じる振動ノイズを打ち消すことができる。また、外部音声による空気振動によって生じる第１の振動板６２の振動は、第２の振動板７２の振動よりも大きくなるため、外部音声は、演算部１３２の減算処理によって完全に打ち消されない。すなわち、集音装置１００は、第１のマイク６０によって出力される音声信号から振動ノイズのみを除去することができる。また、集音装置１００は、振動ノイズの除去時に減算処理を実行するだけであるので、各マイク出力の周波数特性を維持した状態で振動ノイズを除去することができる。

なお、図２においては、ＣＰＵ１３０が、第１の筐体１０５および第２の筐体１０６の外部に配置されている例が示されているが、ＣＰＵ１３０は、第１の筐体１０５または第２の筐体１０６内に配置されてもよい。

［機械構造］
図３および図４を参照して、第１の実施の形態に従う集音装置１００の機械構造について説明する。図３は、集音装置１００の外観の一例を示した斜視図である。図４は、図３に示される集音装置１００の内部の機械構造を示す断面図である。

図３に示されるように、集音装置１００は、たとえば、円筒形の形状を有する。集音装置１００は、第１の筐体１０５と、第２の筐体１０６とを含む。第１の筐体１０５と第２の筐体１０６とは、一体の筐体１１１として形成されてもよいし、別々の筐体として形成されてもよい。第１の筐体１０５には、音波を通過させるための音孔１０７と、音孔１０７よりも開口面積が小さい気圧調整孔１０８（第３の孔）とが設けられている。第２の筐体１０６には、第２の筐体１０６の内部と外部とで気圧を等しくするための気圧調整孔１０９が設けられている。なお、上述の図２の例では、気圧調整孔１０８が設けられていない第１の筐体１０５について説明を行なったが、後述の理由により、第１の筐体１０５には気圧調整孔１０８が設けられる方が望ましい。

図４を参照して、集音装置１００の内部の機械構造について説明する。仕切り１１０は、筐体１１１を、第１の筐体１０５と第２の筐体１０６とに空間的に分離する。これにより、第１の筐体１０５および第２の筐体１０６間で空気が流れることがなくなり、空気振動は、第１の筐体１０５から第２の筐体１０６に伝わらなくなる。

第１の筐体１０５は、その内部に、第１のマイク６０を収納する。第１のマイク６０は、第１の振動板６２と、第１のマイクユニット６４とを含む。第１の筐体１０５には、第１の振動板６２の上部に音孔１０７が設けられている。音孔１０７を通過した音波を効率よく第１の振動板６２でとらえるためには、音孔１０７の開口面積は、第１の振動板６２の面積よりも小さいことが望ましい。第１の振動板６２および音孔１０７が円形に形成されている場合には、音孔１０７の開口径は、第１の振動板６２の径よりも小さいことが望ましい。

第２の筐体１０６は、その内部に、第２のマイク７０を収納する。第２のマイク７０は、第２の振動板７２と、第２のマイクユニット７４とを含む。音孔１０７を通過した音波による第１の筐体１０５内での反響音の発生を抑えるためには、第１の筐体１０５は、その平面積が、第１のマイクユニット６４の設置面積に近くなるように形成されることが望ましい。

第１の振動板６２と、第１のマイクユニット６４と、第２の振動板７２と、第２のマイクユニット７４とは、互いに平行になるように配置されている。好ましくは、筐体１１１および仕切り１１０は、筐体１１１および仕切り１１０の剛性を高くするために、金属または弾性率の高い樹脂などで形成される。これにより、機械的振動による第１の振動板６２の振動と、機械的振動による第２の振動板７２の振動とは、振幅および位相が等しくなる。

第１の筐体１０５には気圧調整孔１０８が設けられ、第２の筐体１０６には気圧調整孔１０９が設けられている。好ましくは、外部からの音波が気圧調整孔１０８から第１の振動板６２に到達するまでの経路長と、外部からの音波が気圧調整孔１０９から第２の振動板７２まで到達するまでの経路長とが等しくなる位置に、気圧調整孔１０８および気圧調整孔１０９が配置される。この結果、気圧調整孔１０８を通過した音波による第１の振動板６２の振動と、気圧調整孔１０９から第２の振動板７２を通過した音波による第２の振動板７２の振動とは、振幅および位相が等しくなる。

気圧調整孔１０８，１０９は、それらの開口面積が音孔１０７よりも小さくなるように形成される。気圧調整孔１０８，１０９を通過する音波の音圧をなるべく小さくするためには、気圧調整孔１０８，１０９は、外部から音波が入射される方向とは異なる方向に設けられていることが望ましい。

好ましくは、気圧調整孔１０８，１０９は、それらの開口面積が等しくなるように形成される。これにより、集音装置１００は、気圧調整孔１０８，１０９を通過した音波による空気振動の振幅および位相を等しく、もしくは、極力等しくすることができる。

なお、気圧調整孔１０８，１０９の一部は、多数の細孔を有する物質（多孔性物質）で構成されてもよい。多孔性物質は、たとえば、グラスウール、ウレタンフォームなどである。気圧調整孔１０８，１０９の一部が多孔性物質で構成されることにより、集音装置１００は、気圧調整孔１０８，１０９から音波の通過を少なくした状態で空気を通過させることができる。

第１のマイク６０および第２のマイク７０は、それらの出力信号の感度、Ｓ／Ｎ（Signal／Noise）比、および周波数特性などの特性や、第１のマイク６０および第２のマイク７０の構造などが互いに等しくなるように構成される。

［音声処理］
図４を引き続き参照して、集音装置１００の音声処理について説明する。第１の振動板６２は、音孔１０７を通過した音波を受けて振動する。これにより、音声信号Ｖ（１ｓｌ）が第１のマイクから出力されたとする。一方、第１の筐体１０５と第２の筐体１０６との間には、仕切り１１０により空気が流れないため、音孔１０７からの音波が、第２の振動板７２に伝わることはない。このため、音孔１０７を通過した音波によって第２のマイク７０が出力する音声信号Ｖ（２ｓｌ）は、以下の式（１）に示されるようにゼロとなる。

Ｖ（２ｓｌ）＝０・・・（１）
音波は、音孔１０７の他にも、気圧調整孔１０８も通過する。このため、第１の振動板６２は、気圧調整孔１０８を通過した音波によっても振動する。この音波により、第１のマイク６０は、信号Ｖ（１ｓｓ）を出力する。また、音波は、気圧調整孔１０９も通過する。この音波により、第２のマイク７０は、信号Ｖ（２ｓｓ）を出力する。

ここで、気圧調整孔１０８と気圧調整孔１０９との間の距離、または、第１の振動板６２と第２の振動板７２との間の距離よりも、外部音源から集音装置１００までの距離の方が充分に長い場合には、気圧調整孔１０８から第１の振動板６２までの距離と、気圧調整孔１０９から第２の振動板７２までの距離とを等しくすることで、信号Ｖ（１ｓｓ）と信号Ｖ（２ｓｓ）とは、それらの振幅および位相が等しくなる（式（２）参照）。

Ｖ（１ｓｓ）＝Ｖ（２ｓｓ）・・・（２）
第１のマイク６０と第２のマイク７０とは、外部からの音波による空気振動の影響を受ける他にも、外部からの衝撃などの機械的振動の影響も受ける。機械的振動が集音装置１００に与えられた場合には、その機械的振動により、第１の振動板６２と第２の振動板７２とが振動する。このとき、空気が気圧調整孔１０９を介して第２の筐体１０６の内外を流れるため、第２の筐体１０６の内部と外部とで、気圧がほぼ等しくなる。これにより、第２の振動板７２は第２の筐体１０６が密室に構成される場合よりも空気抵抗を受けない。

一方、第１の筐体１０５についても、空気が音孔１０７および気圧調整孔１０８を介して第１の筐体１０５の内外を流れるため、第１の筐体１０５の内部と外部とで、気圧がほぼ等しくなる。そのため、第１の振動板６２が受ける空気抵抗と、第２の振動板７２が受ける空気抵抗とが等しくなる。この結果、第１の振動板６２と第２の振動板７２とは、振幅および位相に差がない状態で機械的振動をとらえることができる。好ましくは、第１の振動板６２と第２の振動板７２とを互いに同期して振動させるために、筐体１１１および仕切り１１０は、それらの剛性が高くなるように形成される。

さらに、第１のマイク６０と第２のマイク７０とは、それらの周波数特性が等しいことから、全周波数帯域において、同じ入力因子に対して、振幅および位相が等しい信号を出力する。したがって、以下の式（３）に示されるように、外部からの機械的振動を受けて第１のマイク６０が出力する信号Ｖ（１ｖ）と、外部からの機械的振動を受けて第２のマイク７０が出力する信号Ｖ（２ｖ）とは等しくなる。

Ｖ（１ｖ）＝Ｖ（２ｖ）・・・（３）
以上から、集音装置１００が、音波による空気振動と、外部からの衝撃などの機械的振動との両方を受けた場合には、第１のマイク６０からの出力信号Ｖ１_ｏｕｔは、以下の式（４）に示されるようになり、第２のマイク７０からの出力信号Ｖ２_ｏｕｔは、以下の式（５）に示されるようになる。

Ｖ１_ｏｕｔ＝Ｖ（１ｓｌ）＋Ｖ（１ｓｓ）＋Ｖ（１ｖ）・・・（４）
Ｖ２_ｏｕｔ＝Ｖ（２ｓｌ）＋Ｖ（２ｓｓ）＋Ｖ（２ｖ）・・・（５）
ここで、第１のマイク６０の出力信号Ｖ１_ｏｕｔから第２のマイク７０の出力信号Ｖ２_ｏｕｔを減算すると、式（１）から式（５）の関係から以下の式（６）が成り立つ。

Ｖ１_ｏｕｔ−Ｖ２_ｏｕｔ＝Ｖ（１ｓｌ）・・・（６）
すなわち、集音装置１００は、外部からの音波による出力信号Ｖ（１ｓｌ）のみを抽出することができ、機械的振動による雑音信号を除去した良質な音声データを取得することができる。

［音声信号のフロー］
図５を参照して、音声信号のフローについて説明する。図５は、集音装置１００の各機器から出力される音声信号のフローを概略的に示した概念図である。

図５に示されるように、第１のマイク６０は、第１のマイクユニット６４と、第１のゲイン調整器６６とを含む。第１のゲイン調整器６６は、第１のマイクユニット６４からの出力信号Ｖ１_ｏｕｔのゲインを調整する。第２のマイク７０は、第２のマイクユニット７４と、第２のゲイン調整器７６とを含む。第２のゲイン調整器７６は、第２のマイクユニット７４からの出力信号Ｖ１_ｏｕｔのゲインを調整する。

ＣＰＵ１３０の演算部１３２（信号演算器）は、ゲイン調整後のＶ１_ｏｕｔからゲイン調整後のＶ２_ｏｕｔを除去するように減算処理を行なう。これにより、演算部１３２は、上述の式（６）のように、第１のマイクユニット６４の外部音波による出力信号Ｖ（１ｓｌ）のみを抽出することができる。

［まとめ］
以上のようにして、本実施の形態に従う集音装置１００は、周波数特性を保持した状態で外部からの機械的振動による雑音を高精度に除去することができ、より良質の音声データを得ることができる。

＜第２の実施の形態＞
図６を参照して、第２の実施の形態に従う集音装置１００Ａの概要について説明する。図６は、集音装置１００Ａの内部の機械構造を示す断面図である。第１の実施の形態に従う集音装置１００においては、第１の筐体１０５と第２の筐体１０６とが鉛直方向に配置されていた。これに対して、第２の実施の形態に従う集音装置１００Ａにおいては、第１の筐体１０５と第２の筐体１０６とが水平方向に配置されている。音声処理の方法などその他の点については第１の実施の形態に従う集音装置１００と同じであるので、それらの説明は繰り返さない。

図６に示されるように、集音装置１００Ａは、水平方向に隣接するように配置されている第１の筐体１０５と第２の筐体１０６とを含む。第１の筐体１０５は、その内部に、第１のマイク６０を収納する。第１のマイク６０は、第１の振動板６２と、第１のマイクユニット６４とを含む。第１の筐体１０５には、第１の振動板６２の上部に位置する場所に音孔１０７が設けられている。さらに、第１の筐体１０５には、気圧調整孔１０８が設けられている。

第２の筐体は、仕切り１１０によって第１の筐体１０５とは空間的に分離されている。第２のマイク７０は、第２の振動板７２と、第２のマイクユニット７４とを有する。第２の筐体１０６には、内部と外部とで気圧を等しくするための気圧調整孔１０９が設けられている。

以上のようにして、本実施の形態に従う集音装置１００Ａは、第１の筐体１０５および第２の筐体１０６が水平方向に配置されるように構成される。また、第１の実施の形態に従う集音装置１００のように、第１の筐体１０５および第２の筐体１０６を鉛直方向に配置することも可能であるので、集音装置１００Ａの製造者は、集音装置を組み込む装置の形状に合わせて各筐体の配置を決定することができる。

＜第３の実施の形態＞
図７を参照して、第３の実施の形態に従う集音装置１００Ｂの概要について説明する。図７は、集音装置１００Ｂの内部の機械構造を示す断面図である。第１の実施の形態に従う集音装置１００は、２つの筐体（第１の筐体１０５および第２の筐体１０６）で構成されていた。これに対して、第３の実施の形態に従う集音装置１００Ｂは、３つの筐体で構成されている。音声処理の方法などのその他の点については第１の実施の形態に従う集音装置１００と同じであるので、それらの説明は繰り返さない。

図７に示されるように、集音装置１００Ｂは、互いに隣接するように配置されている第１の筐体１０５と、第２の筐体１０６と、第３の筐体２０５とを含む。第１の筐体１０５は、その内部に、第１のマイク６０を収納する。第１のマイク６０は、第１の振動板６２と、第１のマイクユニット６４とを含む。第１の筐体１０５には、第１の振動板６２の上部に位置する場所に音孔１０７が設けられている。さらに、第１の筐体１０５には、気圧調整孔１０８が設けられている。

第２の筐体１０６は、仕切り１１０によって、第１の筐体１０５と空間的に分離されている。第２のマイク７０は、第２の振動板７２と、第２のマイクユニット７４とを有する。第２の筐体１０６には、内部と外部とで気圧を等しくするための気圧調整孔１０９が設けられている。

第３の筐体２０５は、仕切り２１０によって、第２の筐体１０６と空間的に分離されている。第３の筐体２０５は、その内部に、第３のマイク８０を収納する。第３のマイク８０は、第３の振動板８２と、第３のマイクユニット８４とを含む。第３の筐体２０５には、第３の振動板８２の上部に位置する場所に音孔２０７が設けられている。さらに、第３の筐体２０５には、気圧調整孔２０８が設けられている。

以上のように、本実施の形態に従う集音装置１００Ｂは、振動ノイズを除去するための第２のマイク７０の他に、外部からの音波を受けて音声信号を生成するための２つのマイク（すなわち、第１のマイク６０および第３のマイク８０）を有する。集音装置１００Ｂは、各マイクから出力される音声信号を演算回路（図２の演算部１３２）によって合成することで、音声データの集音指向性を高めることができる。

なお、上記では、集音装置１００Ｂが３つの筐体を有する例について説明を行なったが、集音装置１００Ｂは、４つ以上の筐体を有してもよい。

＜第４の実施の形態＞
図８を参照して、第４の実施の形態に従う集音装置１００Ｃの概要について説明する。図８は、集音装置１００Ｃの内部の機械構造を示す断面図である。第１の実施の形態に従う集音装置１００においては、音孔１０７と気圧調整孔１０８とのそれぞれが別々の孔として構成されていた。これに対して、第４の実施の形態に従う集音装置１００Ｃにおいては、音孔１０７と気圧調整孔１０８とが一体の孔として形成されている。音声処理の方法などのその他の点については第１の実施の形態に従う集音装置１００と同じであるので、それらの説明は繰り返さない。

図８に示されるように、集音装置１００Ｃは、第１の筐体１０５と第２の筐体１０６とを含む。第１の筐体１０５は、その内部に、第１のマイク６０を収納する。第１のマイク６０は、第１の振動板６２と、第１のマイクユニット６４とを含む。第１の筐体１０５には、第１の振動板６２の上部に位置する場所に孔１４０が設けられている。孔１４０は、上述の音孔１０７と気圧調整孔１０８とを一体にしたものである。すなわち、孔１４０は、音波を通過させる機能の他に、第１の筐体１０５の内部と外部との気圧を等しくする機能も備える。このため、集音装置１００Ｃの製造者は、第１の筐体１０５に１つの孔を設けるだけでよいので、製造工程を削減することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１１第１の集音部、１２，６２第１の振動板、１３，６４第１のマイクユニット、１４第２の集音部、１５，７２第２の振動板、１６，７４第２のマイクユニット、１７密閉空間、２０，６０第１のマイク、３０，７０第２のマイク、５０，１００，１００Ａ〜１００Ｃ集音装置、６６第１のゲイン調整器、７６第２のゲイン調整器、８０第３のマイク、８２第３の振動板、８４第３のマイクユニット、１０５第１の筐体、１０６第２の筐体、１０７，２０７音孔、１０８，１０９，２０８気圧調整孔、１１０，２１０仕切り、１１１筐体、１３０ＣＰＵ、１４０孔、１３２演算部、２０５第３の筐体。

Claims

集音装置であって、
第１の孔が設けられており、第１のマイクを収納するための第１の筐体を備え、
前記第１のマイクは、
前記第１の孔を通過した音波による空気振動と前記集音装置の振動とを受けるための第１の振動板と、
前記第１の振動板の振動に応じた第１の音声信号を出力するための第１の出力部とを含み、
前記第１の筐体に隣接するように設けられており、前記第１の孔よりも開口面積が小さい第２の孔が設けられており、第２のマイクを収納するための第２の筐体を備え、
前記第２のマイクは、
前記第２の孔を通過した音波による空気振動と前記集音装置の振動とを受けるための第２の振動板と、
前記第２の振動板の振動に応じた第２の音声信号を出力するための第２の出力部とを含み、
前記第１の音声信号から前記第２の音声信号を減算するための演算部を備える、集音装置。
前記第１の筐体と前記第２の筐体とは、一体の筐体として形成されている、請求項１に記載の集音装置。
前記第１の筐体には、前記第１の孔よりも開口面積が小さい第３の孔がさらに設けられており、
前記第３の孔から前記第１の振動板までの距離と、前記第２の孔から前記第２の振動板までの距離とは等しい、請求項１または２に記載の集音装置。
前記第２の孔の開口面積と、前記第３の孔の開口面積とは等しい、請求項３に記載の集音装置。
前記第２の孔および前記第３の孔の一部は、多数の細孔を有する物質で構成されている、請求項３または４に記載の集音装置。
前記第１の筐体に設けられている前記第１の孔と前記第３の孔とは、一体の孔として形成されている、請求項３〜５のいずれか１項に記載の集音装置。