JP3317984B2 - マイクロフォン - Google Patents
マイクロフォンInfo
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- JP3317984B2 JP3317984B2 JP29621191A JP29621191A JP3317984B2 JP 3317984 B2 JP3317984 B2 JP 3317984B2 JP 29621191 A JP29621191 A JP 29621191A JP 29621191 A JP29621191 A JP 29621191A JP 3317984 B2 JP3317984 B2 JP 3317984B2
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Description
【０００１】
【技術分野】本発明は、マイクロフォンなどの集音装置
に関する。
に関する。
【０００２】
【従来技術】音響信号を収集するためにマイクロフォン
が使われる。一般に、マイクロフォンの周波数特性は平
坦で、ありのままの音を収録できるのが良いとされてい
る。しかし、必ずしもこのような理想的な特性は得られ
るものではなく、必要に応じて特性を変化させて補正す
る。マイクロフォンの特性を変化させるためには、図１
１に示すようにマイクロフォン３１の後段にアンプ３２
を介してフィルタ３３等の電気回路を挿入して、フィル
タがマイクロフォンの特性を補正するように作られてい
ることが一般的であった。マイクロフォンの特性だけを
補正すれば良い場合は、該マイクロフォンに合せてフィ
ルタの特性を固定すれば良いが、測定環境を含めた補正
ではこの特性を自由に変えられねばならない。しかし、
アナログ信号では、フィルタの特性を任意に変えるため
に、コンデンサやコイルの定数を変える必要が有り、厄
介なことであったし、複雑な特性を欲しても、簡単には
それを設計することができなかった。
が使われる。一般に、マイクロフォンの周波数特性は平
坦で、ありのままの音を収録できるのが良いとされてい
る。しかし、必ずしもこのような理想的な特性は得られ
るものではなく、必要に応じて特性を変化させて補正す
る。マイクロフォンの特性を変化させるためには、図１
１に示すようにマイクロフォン３１の後段にアンプ３２
を介してフィルタ３３等の電気回路を挿入して、フィル
タがマイクロフォンの特性を補正するように作られてい
ることが一般的であった。マイクロフォンの特性だけを
補正すれば良い場合は、該マイクロフォンに合せてフィ
ルタの特性を固定すれば良いが、測定環境を含めた補正
ではこの特性を自由に変えられねばならない。しかし、
アナログ信号では、フィルタの特性を任意に変えるため
に、コンデンサやコイルの定数を変える必要が有り、厄
介なことであったし、複雑な特性を欲しても、簡単には
それを設計することができなかった。
【０００３】特に、このような製品の一般ユーザが低音
を出したり、高音を出したり、自由に調整するのは難し
かった。また、これを簡単にするために、イコライザの
ような装置がある。しかし、いくつかのフィルタの集合
であるため大掛かりになってしまう。例えば、ハンディ
タイプの録音装置を使って野外で録音をするような場
合、マイクロフォンの後段にイコライザを付けることを
考えれば、大掛かりであることがわかろう。
を出したり、高音を出したり、自由に調整するのは難し
かった。また、これを簡単にするために、イコライザの
ような装置がある。しかし、いくつかのフィルタの集合
であるため大掛かりになってしまう。例えば、ハンディ
タイプの録音装置を使って野外で録音をするような場
合、マイクロフォンの後段にイコライザを付けることを
考えれば、大掛かりであることがわかろう。
【０００４】同じことを、デジタル信号で処理すれば、
アナログ信号に比べて簡単に所望の特性変換をすること
ができることが知られている。図１２に示すようにマイ
クロフォン４１の出力をアンプ４２を介してＡ／Ｄ変換
器４３で離散信号に変換し、デジタル・シグナル・プロ
セッサ（ＤＳＰ）４４などでデジタルフィルタの演算を
したり、または、任意のインパルス応答波形と畳み込み
の演算をすれば、任意のフィルタの特性を得ることは大
して難して問題ではない。しかしながら、帯域周波数が
広くなったり、フィルタの数が増えたり、あるいは、マ
イクロフォンの素子が増えるとＡ／Ｄ変換が間に合わな
くなったり、ＤＳＰが複数必要になることがある。この
結果、マイクロフォンの周辺装置は大掛かりになり、そ
の結果、コストも非常に高くなってしまうという欠点が
有った。しかも、どのような音響機器にでも使えるよう
にするためには、デジタル信号で演算した結果をもう一
度アナログ信号にもどさねばならないと言う問題もあっ
た。
アナログ信号に比べて簡単に所望の特性変換をすること
ができることが知られている。図１２に示すようにマイ
クロフォン４１の出力をアンプ４２を介してＡ／Ｄ変換
器４３で離散信号に変換し、デジタル・シグナル・プロ
セッサ（ＤＳＰ）４４などでデジタルフィルタの演算を
したり、または、任意のインパルス応答波形と畳み込み
の演算をすれば、任意のフィルタの特性を得ることは大
して難して問題ではない。しかしながら、帯域周波数が
広くなったり、フィルタの数が増えたり、あるいは、マ
イクロフォンの素子が増えるとＡ／Ｄ変換が間に合わな
くなったり、ＤＳＰが複数必要になることがある。この
結果、マイクロフォンの周辺装置は大掛かりになり、そ
の結果、コストも非常に高くなってしまうという欠点が
有った。しかも、どのような音響機器にでも使えるよう
にするためには、デジタル信号で演算した結果をもう一
度アナログ信号にもどさねばならないと言う問題もあっ
た。
【０００５】
【目的】本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされた
もので、マイクロフォンの出力信号をアナログのまま
で、しかも簡単な演算で自由な特性に変換すること、ま
た、デジタルの信号でも特別の部品を使うことなく、自
由な特性に変換するようにしたマイクロフォンを提供す
ることを目的としてなされたものである。
もので、マイクロフォンの出力信号をアナログのまま
で、しかも簡単な演算で自由な特性に変換すること、ま
た、デジタルの信号でも特別の部品を使うことなく、自
由な特性に変換するようにしたマイクロフォンを提供す
ることを目的としてなされたものである。
【０００６】
【構成】本発明は、上記目的を達成するために、（１）
複数の受音素子を一列に並べ、その長さ方向の正面に位
置する音源の音を集音するマイクロフォンであって、該
受音素子の各々の出力に、畳み込み積分を行うための定
められた定数を掛け合わせる乗算部と、該乗算部の各々
の出力を積算する積算部とから成り、該積算部段の出力
から、アナログ／デジタルおよびデジタル／アナログ変
換器を用いることなく、デジタル信号処理をしたと同等
の畳み込み積分の効果が得られるようにしたこと、更に
は、（２）前記定数をかける動作を増幅器によって行う
こと、更には、（３）前記定数が外部から異ならしめう
ること、更には、（４）前記（２）において、前記増幅
器の増幅率が外部から異ならしめうること、更には、
（５）前記（１）又は（２）において、前記受音素子の
各素子に掛ける定数または増幅率が、望むシステムのイ
ンパルス応答波形の一部であること、更には、（６）前
記（１）において、何種類かの定数の組みを保持する部
分と、その中の１つを選択する部分とを有し、選択され
た１組が定数として各受音素子の出力に掛け合わされて
合計されること、或いは、（７）一列に配列された複数
個の受音素子と、該受音素子の各々の出力に予め決めら
れた定数を掛け合わせる乗算部と、該乗算部の各々の出
力を積算する積算部と、マイクから入力された波形を一
定量記憶しておく記憶部と、該記憶部の一部に設けられ
たフーリエ変換の演算部とから成り、前記記憶部に記憶
されたデータにフーリエ変換を含む演算をなし、その結
果を前記定数決定に使用すること、更には、（８）前記
（７）において、周波数特性を入力する入力部と、該入
力部に入力された周波数特性をフーリエ変換するフーリ
エ変換部とから成り、該フーリエ変換部の変換結果得ら
れた数値をもとに前記それぞれの定数を決定するように
したこと、或いは、（９）複数の受音素子を一列に並
べ、その長さ方向の正面に位置する音源の音を集音する
マイクロフォンであって、該受音素子の各々の出力に、
畳み込み積分を行うための定められ定数を掛け合わせる
乗算部と、該乗算部の各々の出力を積算する積算部と、
マイクから入力された波形を記憶しておく第１の記憶部
と、予め設定された波形を記憶する第２の記憶部と、第
１の記憶部に格納されている波形をフーリエ変換する演
算部とから成り、前記第２の記憶部に記憶されている波
形を用いて演算した結果を前記係数に使うことによっ
て、アナログ／デジタルおよびデジタル／アナログ変換
器を用いることなく、デジタル信号処理をしたと同等の
畳み込み積分の効果が得られるようにしたこと、更に
は、（１０）前記（９）において、前記受音素子の数
を、２のｎ乗（ｎは整数）となるように定めたこと、或
いは、（１１）複数の受音素子を一列に並べ、その長さ
方向の正面に位置する音源の音を集音するマイクロフォ
ンであって、該受音素子の各々の出力に、畳み込み積分
を行うための定数を掛け合わせる乗算部と、該乗算部の
各々の出力を積算する積算部と、マイクから入力された
波形を記憶しておく記憶部と、周波数特性を入力する入
力部と、該入力部に入力された周波数特性をフーリエ変
換するフーリエ変換演算部とから成り、記憶部に格納さ
れている波形をフーリエ変換し、入力された特性をフー
リエ変換して得られる波形を用いて演算した結果を前記
係数に使うことを特徴としたものである。以下、本発明
の実施例に基づいて説明する。
複数の受音素子を一列に並べ、その長さ方向の正面に位
置する音源の音を集音するマイクロフォンであって、該
受音素子の各々の出力に、畳み込み積分を行うための定
められた定数を掛け合わせる乗算部と、該乗算部の各々
の出力を積算する積算部とから成り、該積算部段の出力
から、アナログ／デジタルおよびデジタル／アナログ変
換器を用いることなく、デジタル信号処理をしたと同等
の畳み込み積分の効果が得られるようにしたこと、更に
は、（２）前記定数をかける動作を増幅器によって行う
こと、更には、（３）前記定数が外部から異ならしめう
ること、更には、（４）前記（２）において、前記増幅
器の増幅率が外部から異ならしめうること、更には、
（５）前記（１）又は（２）において、前記受音素子の
各素子に掛ける定数または増幅率が、望むシステムのイ
ンパルス応答波形の一部であること、更には、（６）前
記（１）において、何種類かの定数の組みを保持する部
分と、その中の１つを選択する部分とを有し、選択され
た１組が定数として各受音素子の出力に掛け合わされて
合計されること、或いは、（７）一列に配列された複数
個の受音素子と、該受音素子の各々の出力に予め決めら
れた定数を掛け合わせる乗算部と、該乗算部の各々の出
力を積算する積算部と、マイクから入力された波形を一
定量記憶しておく記憶部と、該記憶部の一部に設けられ
たフーリエ変換の演算部とから成り、前記記憶部に記憶
されたデータにフーリエ変換を含む演算をなし、その結
果を前記定数決定に使用すること、更には、（８）前記
（７）において、周波数特性を入力する入力部と、該入
力部に入力された周波数特性をフーリエ変換するフーリ
エ変換部とから成り、該フーリエ変換部の変換結果得ら
れた数値をもとに前記それぞれの定数を決定するように
したこと、或いは、（９）複数の受音素子を一列に並
べ、その長さ方向の正面に位置する音源の音を集音する
マイクロフォンであって、該受音素子の各々の出力に、
畳み込み積分を行うための定められ定数を掛け合わせる
乗算部と、該乗算部の各々の出力を積算する積算部と、
マイクから入力された波形を記憶しておく第１の記憶部
と、予め設定された波形を記憶する第２の記憶部と、第
１の記憶部に格納されている波形をフーリエ変換する演
算部とから成り、前記第２の記憶部に記憶されている波
形を用いて演算した結果を前記係数に使うことによっ
て、アナログ／デジタルおよびデジタル／アナログ変換
器を用いることなく、デジタル信号処理をしたと同等の
畳み込み積分の効果が得られるようにしたこと、更に
は、（１０）前記（９）において、前記受音素子の数
を、２のｎ乗（ｎは整数）となるように定めたこと、或
いは、（１１）複数の受音素子を一列に並べ、その長さ
方向の正面に位置する音源の音を集音するマイクロフォ
ンであって、該受音素子の各々の出力に、畳み込み積分
を行うための定数を掛け合わせる乗算部と、該乗算部の
各々の出力を積算する積算部と、マイクから入力された
波形を記憶しておく記憶部と、周波数特性を入力する入
力部と、該入力部に入力された周波数特性をフーリエ変
換するフーリエ変換演算部とから成り、記憶部に格納さ
れている波形をフーリエ変換し、入力された特性をフー
リエ変換して得られる波形を用いて演算した結果を前記
係数に使うことを特徴としたものである。以下、本発明
の実施例に基づいて説明する。
【０００７】図１は、本発明によるマイクロフォンの一
実施例を説明するための構成図で、図中、１1〜１nは乗
算器、ｍ1〜ｍnはマイクロフォン、ａ1〜ａnは定数、２
は積算器である。複数個の受音素子を一列に配列し、そ
れぞれの素子の出力に決められた定数をかけて加え合せ
たものをマイクロフォンの出力となすようにした。ま
ず、ｎ個の受音素子ｍ1，ｍ2，…，ｍnを一列になら
べ、それぞれの間隔をｄとする。音速をｃとすると、正
面からの音波は各素子間でｄ／ｃの時間遅れで伝播され
ることになる。このマイク列の正面から入力される波形
をｆ（ｔ）とすると、各マイクが受ける波形はｆ（ｔ−
（ｉ−１）ｄ／ｃ）である。ただし、ｉ＝１，２，…，
ａnをａ（ｉ）と表わすと、最終的にこのマイクから得
られる信号ｇ（ｔ）は、
実施例を説明するための構成図で、図中、１1〜１nは乗
算器、ｍ1〜ｍnはマイクロフォン、ａ1〜ａnは定数、２
は積算器である。複数個の受音素子を一列に配列し、そ
れぞれの素子の出力に決められた定数をかけて加え合せ
たものをマイクロフォンの出力となすようにした。ま
ず、ｎ個の受音素子ｍ1，ｍ2，…，ｍnを一列になら
べ、それぞれの間隔をｄとする。音速をｃとすると、正
面からの音波は各素子間でｄ／ｃの時間遅れで伝播され
ることになる。このマイク列の正面から入力される波形
をｆ（ｔ）とすると、各マイクが受ける波形はｆ（ｔ−
（ｉ−１）ｄ／ｃ）である。ただし、ｉ＝１，２，…，
ａnをａ（ｉ）と表わすと、最終的にこのマイクから得
られる信号ｇ（ｔ）は、
【０００８】
【数１】
【０００９】となって、これは離散データの畳み込み積
分になっていることがわかる。したがって、ａ（ｉ）の
設定の仕方によって、音波をデジタル信号に変換するこ
となく特性を変化させることができることになる。とこ
ろで、本発明と同様に、受音素子を一列に並べてマイク
ロフォンとなすことは既に知られている。しかし、それ
らのすべてがマイクロフォンの指向特性を鋭くすること
を目的としており、ここで述べるような、音響特性を変
化させる目的のものは皆無である。本発明と構成が類似
のものに、例えば、特開昭５９−７００９７号公報があ
る。これは図２に示すようなもので、１列に並べられた
受音素子のそれぞれに遅延素子Ｄ1，Ｄ2，…の時間遅延
を与えてからそれぞれの出力を合計するものである。こ
のとき遅延素子Ｄ1，Ｄ2，…は、それぞれの素子から、
音源から一番離れた素子までの音波の伝播時間である。
これによって、すべての信号は、音源から一番離れた素
子と同位相で合計されるようになり、マイクの正面の指
向性が強くなる。これからも明らかなように、ここで述
べる発明とは、構成、目的共に異なるものである。
分になっていることがわかる。したがって、ａ（ｉ）の
設定の仕方によって、音波をデジタル信号に変換するこ
となく特性を変化させることができることになる。とこ
ろで、本発明と同様に、受音素子を一列に並べてマイク
ロフォンとなすことは既に知られている。しかし、それ
らのすべてがマイクロフォンの指向特性を鋭くすること
を目的としており、ここで述べるような、音響特性を変
化させる目的のものは皆無である。本発明と構成が類似
のものに、例えば、特開昭５９−７００９７号公報があ
る。これは図２に示すようなもので、１列に並べられた
受音素子のそれぞれに遅延素子Ｄ1，Ｄ2，…の時間遅延
を与えてからそれぞれの出力を合計するものである。こ
のとき遅延素子Ｄ1，Ｄ2，…は、それぞれの素子から、
音源から一番離れた素子までの音波の伝播時間である。
これによって、すべての信号は、音源から一番離れた素
子と同位相で合計されるようになり、マイクの正面の指
向性が強くなる。これからも明らかなように、ここで述
べる発明とは、構成、目的共に異なるものである。
【００１０】図３は、本発明によるマイクロフォンの他
の実施例（請求項２）を示す図である。掛け算と同じ作
用を、増幅器を使ってできるようにすることができる。
マイクの出力はそれぞれ増幅器に入力され、この増幅器
のゲインを図１のａと同じように設定しておく。この
時、得られる結果は式（１）と等しくなることは明らか
である。これは受音素子間の時間遅れがデジタル信号処
理におけるｚの-1乗に相当するため、例えば、素子を２
個使ってａ1＝１.０，ａ2＝−０.９５程度を設定する
と、平面波に対する高域強調型のマイクロフォンができ
ることになる。式（１）から明らかなように、ａ（ｉ）
がシステムのインパルス応答であったとき、伝播して来
た音波にそのシステムの特性を加えることができる。そ
こで、本発明のマイクロフォンにおいて、各素子におけ
る定数または増幅率が、望むシステムのインパルス応答
波形の一部であるようにした。次に、図１、図３に示し
た実施例において、係数にインパルス応答波形を割当て
た時の計算結果を示す。この例は環境騒音の影響を受け
にくい特性のマイクを得るものである。通常、環境騒音
は５００Ｈｚ以下の音が多い。そこで５００Ｈｚ以下を
少なくするような特性のマイクを考える。図４は、５０
０Ｈｚ以下を少なくするようなシステムのインパルス応
答波形である。この始めの部分３２ポイントをサンプリ
ングして、各受音素子の係数とした。このようなマイク
で集音した結果の周波数特性が図５である。これは３２
個の受音素子を１.７ｃｍ間隔で配置して、ａの係数は
表１に示すものを使って得たものである。ただし、各素
子の周波数特性は平坦であるとしている。予想通り低域
の感度が下がっており、この方法の有効性が示されてい
る。
の実施例（請求項２）を示す図である。掛け算と同じ作
用を、増幅器を使ってできるようにすることができる。
マイクの出力はそれぞれ増幅器に入力され、この増幅器
のゲインを図１のａと同じように設定しておく。この
時、得られる結果は式（１）と等しくなることは明らか
である。これは受音素子間の時間遅れがデジタル信号処
理におけるｚの-1乗に相当するため、例えば、素子を２
個使ってａ1＝１.０，ａ2＝−０.９５程度を設定する
と、平面波に対する高域強調型のマイクロフォンができ
ることになる。式（１）から明らかなように、ａ（ｉ）
がシステムのインパルス応答であったとき、伝播して来
た音波にそのシステムの特性を加えることができる。そ
こで、本発明のマイクロフォンにおいて、各素子におけ
る定数または増幅率が、望むシステムのインパルス応答
波形の一部であるようにした。次に、図１、図３に示し
た実施例において、係数にインパルス応答波形を割当て
た時の計算結果を示す。この例は環境騒音の影響を受け
にくい特性のマイクを得るものである。通常、環境騒音
は５００Ｈｚ以下の音が多い。そこで５００Ｈｚ以下を
少なくするような特性のマイクを考える。図４は、５０
０Ｈｚ以下を少なくするようなシステムのインパルス応
答波形である。この始めの部分３２ポイントをサンプリ
ングして、各受音素子の係数とした。このようなマイク
で集音した結果の周波数特性が図５である。これは３２
個の受音素子を１.７ｃｍ間隔で配置して、ａの係数は
表１に示すものを使って得たものである。ただし、各素
子の周波数特性は平坦であるとしている。予想通り低域
の感度が下がっており、この方法の有効性が示されてい
る。
【００１１】
【表１】
【００１２】次に、利用者が簡単にマイクの特性を設定
できるようにするため、低域強調型、高域強調型などい
くつかの種類のインパルス応答波形を記憶しておき、そ
のなかのどれかを選択するようにした。しかし、与えら
れた中から選ぶのではなく、使用者が各定数を自由に設
定できるようにできたならば、どのような特性でも得ら
れるだけでなく、色々な特性で収録して見るといった遊
び的効果を狙うこともできる。
できるようにするため、低域強調型、高域強調型などい
くつかの種類のインパルス応答波形を記憶しておき、そ
のなかのどれかを選択するようにした。しかし、与えら
れた中から選ぶのではなく、使用者が各定数を自由に設
定できるようにできたならば、どのような特性でも得ら
れるだけでなく、色々な特性で収録して見るといった遊
び的効果を狙うこともできる。
【００１３】図６は、本発明によるマイクロフォンの更
に他の実施例（請求項４）を示す図である。増幅率が外
部から異ならしめうるようにした。図３に示した構成
で、係数設定器５を付け、外部からボリウム等で各アン
プルの増幅率を変化させられるようにしてある。使用者
が、それぞれのつまみをまわして、インパルス応答波形
を設定すれば、マイクはそれに従った特性を持つように
なる。視覚的効果を狙うならば、ボリウムはスライド式
の方が良い。
に他の実施例（請求項４）を示す図である。増幅率が外
部から異ならしめうるようにした。図３に示した構成
で、係数設定器５を付け、外部からボリウム等で各アン
プルの増幅率を変化させられるようにしてある。使用者
が、それぞれのつまみをまわして、インパルス応答波形
を設定すれば、マイクはそれに従った特性を持つように
なる。視覚的効果を狙うならば、ボリウムはスライド式
の方が良い。
【００１４】以上はアナログ信号をもとに説明をしてき
たが、デジタル信号によっても同様な効果を期待できる
ことは言うまでもない。さらに、例えば、ある部屋の音
響特性を補正して音響収録をする必要がある時には、ま
ず、部屋の特性を求め、その逆特性のインパルス応答を
計算してから、定数としてこのマイクロフォンに与えな
ければならない。このような面倒を避けるために、マイ
クロフォンにインパルス応答を保持するための波形格納
部と、フーリエ変換の演算部を有するようにした。
たが、デジタル信号によっても同様な効果を期待できる
ことは言うまでもない。さらに、例えば、ある部屋の音
響特性を補正して音響収録をする必要がある時には、ま
ず、部屋の特性を求め、その逆特性のインパルス応答を
計算してから、定数としてこのマイクロフォンに与えな
ければならない。このような面倒を避けるために、マイ
クロフォンにインパルス応答を保持するための波形格納
部と、フーリエ変換の演算部を有するようにした。
【００１５】図７は、本発明によるマイクロフォンの更
に他の実施例（請求項７）を示す図で、図中、７はメモ
リー、８はフーリエ変換演算部、９はｃｐｕである。ま
ず、室内の音源がある所でパルス性の音響を発生させ、
それを受音位置においたマイクロフォンの先頭の受音素
子で集音する。これは特に先頭である必要はないが、す
べての素子を使うのではなく、ひとつの素子の出力で十
分である。それをメモリー７にとりこみ、インパルス応
答波形の先頭から６４ポイント程度を取り出し、フーリ
エ変換演算部８でフーリエ変換してその逆特性を求め
る。これを更にフーリエ逆変換してインパルス応答波形
にもどし、得られたデータを先頭から順に、ａ1，ａ2，
…の順に係数として与えていく。この結果、部屋の特性
を補正した理想的な特性の集音器として使うことができ
る。
に他の実施例（請求項７）を示す図で、図中、７はメモ
リー、８はフーリエ変換演算部、９はｃｐｕである。ま
ず、室内の音源がある所でパルス性の音響を発生させ、
それを受音位置においたマイクロフォンの先頭の受音素
子で集音する。これは特に先頭である必要はないが、す
べての素子を使うのではなく、ひとつの素子の出力で十
分である。それをメモリー７にとりこみ、インパルス応
答波形の先頭から６４ポイント程度を取り出し、フーリ
エ変換演算部８でフーリエ変換してその逆特性を求め
る。これを更にフーリエ逆変換してインパルス応答波形
にもどし、得られたデータを先頭から順に、ａ1，ａ2，
…の順に係数として与えていく。この結果、部屋の特性
を補正した理想的な特性の集音器として使うことができ
る。
【００１６】また、図７に示した実施例において、逆特
性を求めた時、この特性とさらに別の、例えばコンサー
ト・ホールや教会などで音響収録したかのような効果を
得ることができる。図８は、本発明によるマイクロフォ
ンの更に他の実施例（請求項９）を示す図で、図中、１
０は乗算器、１１は第２のメモリーである。図７と異な
る部分を説明する。第２メモリー１１には、前記ホール
や教会その他の周波数特性が格納されている。先に述べ
たように、フーリエ変換して得られた部屋の逆特性に第
２メモリー１１の中から１つ選んでその特性を乗算器１
０により掛け算し、新しい特性を得る。これをフーリエ
変換演算部８へ戻し、逆変換してインパルス応答波形を
求める。その後の各受音素子の係数としての与え方は図
７に示したものと同じである。この実施例では、第２の
メモリー１１は周波数特性を格納するようなものを示し
たが、ここにインパルス応答波形を格納しておいても、
周波数特性への変換も簡単にできる。
性を求めた時、この特性とさらに別の、例えばコンサー
ト・ホールや教会などで音響収録したかのような効果を
得ることができる。図８は、本発明によるマイクロフォ
ンの更に他の実施例（請求項９）を示す図で、図中、１
０は乗算器、１１は第２のメモリーである。図７と異な
る部分を説明する。第２メモリー１１には、前記ホール
や教会その他の周波数特性が格納されている。先に述べ
たように、フーリエ変換して得られた部屋の逆特性に第
２メモリー１１の中から１つ選んでその特性を乗算器１
０により掛け算し、新しい特性を得る。これをフーリエ
変換演算部８へ戻し、逆変換してインパルス応答波形を
求める。その後の各受音素子の係数としての与え方は図
７に示したものと同じである。この実施例では、第２の
メモリー１１は周波数特性を格納するようなものを示し
たが、ここにインパルス応答波形を格納しておいても、
周波数特性への変換も簡単にできる。
【００１７】先に述べたように、あらかじめ与えられた
定数の中から利用者が選択する方法だと、作れる特性に
限界があり、利用者によっては任意の特性を得る必要が
あることがあるわけであるが、各素子の定数としてイン
パルス応答の形で設定する必要があるため、誰にでも定
数を決められるわけではない。そこで、マイクロフォン
であって、複数の受音素子を一列に配してなり、それぞ
れの素子の出力に決められた定数をかけて加え合わせる
ようになし、望む周波数特性を入力する手段とフーリエ
変換の結果得られた数値をもとに前記のそれぞれの定数
を決定するようにした。
定数の中から利用者が選択する方法だと、作れる特性に
限界があり、利用者によっては任意の特性を得る必要が
あることがあるわけであるが、各素子の定数としてイン
パルス応答の形で設定する必要があるため、誰にでも定
数を決められるわけではない。そこで、マイクロフォン
であって、複数の受音素子を一列に配してなり、それぞ
れの素子の出力に決められた定数をかけて加え合わせる
ようになし、望む周波数特性を入力する手段とフーリエ
変換の結果得られた数値をもとに前記のそれぞれの定数
を決定するようにした。
【００１８】図９は、本発明によるマイクロフォンの更
に他の実施例（請求項８）を示す図で、図中、１２は特
性入力器、１３はフーリエ変換部である。利用者は特性
入力器１２のスライド式ボリウムを動かし、自分が望む
周波数特性を作る。しかるのちフーリエ変換部１３にお
いてこの周波数特性を得るためのインパルス応答波形を
計算し、各素子の係数とする。こうして利用者は余分な
知識を必要とされずにマイクロフォンを指定した特性に
変えることができる。しかし、マイクの特性は変えるこ
とができるが、集音する部屋が狭かったり、反射が大き
い場合、部屋の特性の影響が大きく表われて、マイクが
望む特性にならないことがある。そこで、音響信号検出
用のマイクロフォンであって、複数の受音素子を一列に
配してなり、それぞれの素子の出力に決められた定数を
かけて加え合わせるようになし、マイクから入力された
波形を記憶しておく記憶部分と、周波数特性を入力する
手段とフーリエ変換する機能とを有し、記憶部に格納さ
れている波形をフーリエ変換し、入力された特性をフー
リエ変換して得られる波形を用いて演算した結果を前記
係数に使うようにした。
に他の実施例（請求項８）を示す図で、図中、１２は特
性入力器、１３はフーリエ変換部である。利用者は特性
入力器１２のスライド式ボリウムを動かし、自分が望む
周波数特性を作る。しかるのちフーリエ変換部１３にお
いてこの周波数特性を得るためのインパルス応答波形を
計算し、各素子の係数とする。こうして利用者は余分な
知識を必要とされずにマイクロフォンを指定した特性に
変えることができる。しかし、マイクの特性は変えるこ
とができるが、集音する部屋が狭かったり、反射が大き
い場合、部屋の特性の影響が大きく表われて、マイクが
望む特性にならないことがある。そこで、音響信号検出
用のマイクロフォンであって、複数の受音素子を一列に
配してなり、それぞれの素子の出力に決められた定数を
かけて加え合わせるようになし、マイクから入力された
波形を記憶しておく記憶部分と、周波数特性を入力する
手段とフーリエ変換する機能とを有し、記憶部に格納さ
れている波形をフーリエ変換し、入力された特性をフー
リエ変換して得られる波形を用いて演算した結果を前記
係数に使うようにした。
【００１９】図１０は、本発明によるマイクロフォンの
更に他の実施例（請求項１１）を示す図である。図８に
示した例で、第２メモリー１１の代りに図９に示した特
性入力器１２を付けたもので、その作用は図８と同じで
ある。つまり、望む特性と、部屋の逆特性が掛け算さ
れ、その結果からインパルス応答を求めるので、部屋の
特性をも補正して望ましいマイクを実現できることにな
る。通常フーリエ変換は、ＦＦＴ（Fast Fourier Trans
forom）で求めるのが計算量が少なく効果的であるため
に一般に広くも使われる。この方法の特徴は、データの
数を２のｎ乗（ｎは整数）となるようにしておかねばな
らないことである。また、この方法で計算した結果も、
２のｎ乗個のデータとなるため、受音素子の数もこれに
合せておかないと、データの過不足ができてしまう恐れ
がある。そこで、本発明のマイクロフォンにおいて、受
音素子の数を２のｎ乗（ｎは整数）となるように定め
た。この結果、ＦＦＴを使った計算結果が無駄なく、逆
に言えば計算量も少なくすることができる。
更に他の実施例（請求項１１）を示す図である。図８に
示した例で、第２メモリー１１の代りに図９に示した特
性入力器１２を付けたもので、その作用は図８と同じで
ある。つまり、望む特性と、部屋の逆特性が掛け算さ
れ、その結果からインパルス応答を求めるので、部屋の
特性をも補正して望ましいマイクを実現できることにな
る。通常フーリエ変換は、ＦＦＴ（Fast Fourier Trans
forom）で求めるのが計算量が少なく効果的であるため
に一般に広くも使われる。この方法の特徴は、データの
数を２のｎ乗（ｎは整数）となるようにしておかねばな
らないことである。また、この方法で計算した結果も、
２のｎ乗個のデータとなるため、受音素子の数もこれに
合せておかないと、データの過不足ができてしまう恐れ
がある。そこで、本発明のマイクロフォンにおいて、受
音素子の数を２のｎ乗（ｎは整数）となるように定め
た。この結果、ＦＦＴを使った計算結果が無駄なく、逆
に言えば計算量も少なくすることができる。
【００２０】
【効果】以上の説明から明らかなように、本発明による
と、マイクロフォンだけでその周波数特性を変化させる
ことができ、しかも、大きな部品や、値段も高くなるこ
とのない集音装置が実現できる。
と、マイクロフォンだけでその周波数特性を変化させる
ことができ、しかも、大きな部品や、値段も高くなるこ
とのない集音装置が実現できる。
【図１】 本発明によるマイクロフォンの一実施例を説
明するための構成図である。
明するための構成図である。
【図２】 従来の方法で指向性を向上させるために知ら
れているもののブロック図である。
れているもののブロック図である。
【図３】 請求項２の実施例を示す図である。
【図４】 低域の感度をおとすためのインパルス応答波
形を示す図である。
形を示す図である。
【図５】 本発明のマイクロフォンを使って得られた周
波数特性図を示す図である。
波数特性図を示す図である。
【図６】 請求項４の実施例を示す図である。
【図７】 請求項７の実施例を示す図である。
【図８】 請求項９の実施例を示す図である。
【図９】 請求項８の実施例を示す図である。
【図１０】 請求項１１の実施例を示す図である。
【図１１】 従来のマイクの特性を変化させる方法のブ
ロック図である。
ロック図である。
【図１２】 従来のデジタルデータでマイク特性を変化
させる方法のブロック図である。
させる方法のブロック図である。
１1〜１n…乗算器、ｍ1〜ｍn…マイクロフォン、ａ1〜
ａn…定数、２…積算器。
ａn…定数、２…積算器。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04R 1/40 320 H04R 3/00 320
Claims (11)
- 【請求項１】 複数の受音素子を一列に並べ、その長さ
方向の正面に位置する音源の音を集音するマイクロフォ
ンであって、該受音素子の各々の出力に、畳み込み積分
を行うための定められた定数を掛け合わせる乗算部と、
該乗算部の各々の出力を積算する積算部とから成り、該
積算部段の出力から、アナログ／デジタルおよびデジタ
ル／アナログ変換器を用いることなく、デジタル信号処
理をしたと同等の畳み込み積分の効果が得られるように
したことを特徴とするマイクロフォン。 - 【請求項２】 前記定数をかける動作を増幅器によって
行うことを特徴とする請求項１記載のマイクロフォン。 - 【請求項３】 前記定数が外部から異ならしめうること
を特徴とする請求項１記載のマイクロフォン。 - 【請求項４】 前記増幅器の増幅率が外部から異ならし
めうることを特徴とする請求項２記載のマイクロフォ
ン。 - 【請求項５】 前記受音素子の各素子に掛ける定数また
は増幅率が、望むシステムのインパルス応答波形の一部
であることを特徴とする請求項１又は２記載のマイクロ
フォン。 - 【請求項６】 何種類かの定数の組みを保持する部分
と、その中の１つを選択する部分とを有し、選択された
１組が定数として各受音素子の出力に掛け合わされて合
計されることを特徴とする請求項１記載のマイクロフォ
ン。 - 【請求項７】 一列に配列された複数個の受音素子と、
該受音素子の各々の出力に予め決められた定数を掛け合
わせる乗算部と、該乗算部の各々の出力を積算する積算
部と、マイクから入力された波形を一定量記憶しておく
記憶部と、該記憶部の一部に設けられたフーリエ変換の
演算部とから成り、前記記憶部に記憶されたデータにフ
ーリエ変換を含む演算をなし、その結果を前記定数決定
に使用することを特徴とするマイクロフォン。 - 【請求項８】 周波数特性を入力する入力部と、該入力
部に入力された周波数特性をフーリエ変換するフーリエ
変換部とから成り、該フーリエ変換部の変換結果得られ
た数値をもとに前記それぞれの定数を決定するようにし
たことを特徴とする請求項７記載のマイクロフォン。 - 【請求項９】 複数の受音素子を一列に並べ、その長さ
方向の正面に位置する音源の音を集音するマイクロフォ
ンであって、該受音素子の各々の出力に、畳み込み積分
を行うための定められ定数を掛け合わせる乗算部と、該
乗算部の各々の出力を積算する積算部と、マイクから入
力された波形を記憶しておく第１の記憶部と、予め設定
された波形を記憶する第２の記憶部と、第１の記憶部に
格納されている波形をフーリエ変換する演算部とから成
り、前記第２の記憶部に記憶されている波形を用いて演
算した結果を前記係数に使うことによって、アナログ／
デジタルおよびデジタル／アナログ変換器を用いること
なく、デジタル信号処理をしたと同等の畳み込み積分の
効果が得られるようにしたことを特徴とするマイクロフ
ォン。 - 【請求項１０】 前記受音素子の数を２のｎ乗（ｎは整
数）となるように定めたことを特徴とする請求項９記載
のマイクロフォン。 - 【請求項１１】 複数の受音素子を一列に並べ、その長
さ方向の正面に位置する音源の音を集音するマイクロフ
ォンであって、該受音素子の各々の出力に、畳み込み積
分を行うための定数を掛け合わせる乗算部と、該乗算部
の各々の出力を積算する積算部と、マイクから入力され
た波形を記憶しておく記憶部と、周波数特性を入力する
入力部と、該入力部に入力された周波数特性をフーリエ
変換するフーリエ変換演算部とから成り、記憶部に格納
されている波形をフーリエ変換し、入力された特性をフ
ーリエ変換して得られる波形を用いて演算した結果を前
記係数に使うことを特徴とするマイクロフォン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29621191A JP3317984B2 (ja) | 1991-10-15 | 1991-10-15 | マイクロフォン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29621191A JP3317984B2 (ja) | 1991-10-15 | 1991-10-15 | マイクロフォン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05111091A JPH05111091A (ja) | 1993-04-30 |
| JP3317984B2 true JP3317984B2 (ja) | 2002-08-26 |
Family
ID=17830617
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29621191A Expired - Fee Related JP3317984B2 (ja) | 1991-10-15 | 1991-10-15 | マイクロフォン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3317984B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4787727B2 (ja) * | 2006-12-04 | 2011-10-05 | 日本電信電話株式会社 | 音声収音装置、その方法、そのプログラム、およびその記録媒体 |
| JP7271862B2 (ja) * | 2018-03-16 | 2023-05-12 | ヤマハ株式会社 | 音声処理装置 |
-
1991
- 1991-10-15 JP JP29621191A patent/JP3317984B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05111091A (ja) | 1993-04-30 |
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