JP4769804B2

JP4769804B2 - 受音装置

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Publication number: JP4769804B2
Application number: JP2007526757A
Authority: JP
Inventors: 純一渡部
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2005-07-25
Filing date: 2005-07-25
Publication date: 2011-09-07
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Description

本発明は、複数のマイクロホン素子（以下、単に「マイクロホン」と称す。）からなるマイクロホンアレイを有する受音装置に関するものである。

従来より、音声を入力する音声入力装置としては、たとえば特定話者方向に指向性をもたせたマイクロホン装置が提案されている。このようなマイクロホン装置は、たとえばつぎのように構成されている。すなわち、マイクロホン装置は、たとえば３つの無指向性マイクロホンユニットＡ〜Ｃを備え、これらのうちの２つずつの組み合わせで右チャンネル（マイクロホンユニットＡおよびＣの組み合わせ）あるいは左チャンネル（マイクロホンユニットＢおよびＣの組み合わせ）を構成し、右チャンネルについては、マイクロホンユニットＡの出力信号の低周波数成分をハイパスフィルタによって除去し、マイクロホンユニットＣの出力信号の位相を位相器によって遅らせ、ハイパスフィルタの出力信号に位相器の出力信号を逆相加算し、イコライザで周波数特性を補正して出力信号とし、左チャンネルについても同様に処理をおこない、Ｓ／Ｎ比の高い集音をすることができる構成とされている（たとえば、下記特許文献１を参照。）。

また、マイクロホン装置は、２つの無指向性マイクロホンユニットＡ，Ｂを備え、マイクロホンユニットＡの出力信号の低周波数成分をハイパスフィルタによって除去し、無指向性マイクロホンユニットＢの出力信号の位相を移相器によって遅らせ、ハイパスフィルタの出力信号に移相器の出力信号を逆相加算して、イコライザで周波数特性を補正して出力し、Ｓ／Ｎ比の高い集音をすることができる構成とされている（たとえば、下記特許文献２を参照。）。

さらに、マイクロホン装置は、２つの単一指向性マイクロホンを備え、一方のマイクロホンの最大感度方向に、この一方のマイクロホンと容器内に設けられた電気回路部品との間に少なくとも１ｃｍ³の空気層を設け、他方のマイクロホンの最大感度方向に、この他方のマイクロホンと容器内に設けられた電気回路部品との間に少なくとも１ｃｍ³の空気層を設け、全体の構造を小型化することができるとともに指向性の劣化を低減することができる構成とされている（たとえば、下記特許文献３を参照。）。

特許第２７７０５９３号公報特許第２７７０５９４号公報特許第２８８３０８２号公報

しかしながら、上述した従来のマイクロホン装置を、たとえば走行中の車両室内など比較的振動の大きい場所に配置する場合、これらのマイクロホン装置では、０Ｈｚ〜２００Ｈｚ程度の低周波数帯域の走行振動をマイクロホン自体が受信してしまう。このような低周波数帯域の振動によってマイクロホンで発生した雑音信号は、比較的振幅が大きいため、マイクロホン用の増幅器の増幅限界点を超えてしまい、たとえば人物の発話周波数帯域の音声に相当する音声信号が不明瞭になることが知られており、特に音声認識システムにおいてその音声を認識させた場合、認識率が低下してしまうという問題があった。

また、この問題は、たとえばマイクロホン装置の集音方向からの集音効率向上と位相拡散をおこなうために、筐体の開口穴などにマイクロホンを設置するタイプのマイクロホン装置を用いた場合では、開口穴の内周壁が振動板となって発生した振動がマイクロホンに音波として到達してしまうため、その影響がさらに拡大されてしまうという問題があった。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、簡単な構成により音声信号のＳ／Ｎ比向上を図ることができる受音装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる受音装置は、到来してくる音波を受音する複数のマイクロホンと、前記複数のマイクロホンがそれぞれ収容されるとともに前記音波を入射する複数の開口凹部が形成された筐体と、前記複数の開口凹部の内周壁と前記複数のマイクロホンとの間にそれぞれ介在し、当該複数のマイクロホンを前記内周壁に対してそれぞれ非密着状態で支持固定する支持体と、を備え、前記複数のマイクロホンは、前記支持体によって前記開口凹部の容積中心点とは異なる位置にそれぞれ配設されていることを特徴とする。

また、上記発明において、前記複数のマイクロホンは、無指向性のマイクロホンであることとしてもよい。

また、上記発明において、前記複数のマイクロホンは、内部に設けられた振動板の主面が同一平面上に配置されるようそれぞれ配設されていることとしてもよい。

また、上記発明において、前記支持体は、当該支持体と前記マイクロホンの質量との共振周波数が所定の低周波数帯域に含まれない材質の弾性体によってそれぞれ構成されていることとしてもよい。

また、上記発明において、前記弾性体は、スポンジ材、バネ材、プラスチック材およびエラストマーのうち、少なくともいずれか一つからなることとしてもよい。

また、上記発明において、前記複数のマイクロホンから出力された電気信号を入力して、当該電気信号における所定の低周波数帯域に存する周波数成分を除去するとともに、残りの周波数成分からなる電気信号を出力するハイパスフィルタ回路と、前記ハイパスフィルタ回路から出力された電気信号を増幅する増幅器と、前記増幅器によって増幅された電気信号に基づいて、前記複数のマイクロホンに受音された音波を同相化する位相器と、を備えることとしてもよい。

また、上記発明において、前記所定の低周波数帯域は、５０〜１００Ｈｚの周波数帯を含むものであることとしてもよい。

また、上記発明において、前記位相器は、フーリエ変換による周波数−位相スペクトルを用いた位相演算処理をおこなうこととしてもよい。

本発明にかかる受音装置は、簡単な構成により音声信号のＳ／Ｎ比向上を図ることができるという効果を奏する。

図１は、この発明の実施の形態にかかる受音装置を含む音声処理装置を示すブロック図である。図２は、図１に示した受音装置のフィルタにおける周波数特性図である。図３は、図１に示した受音装置の外観を示す斜視図である。図４は、実施例１にかかる受音装置の断面図である。図５は、図４に示した受音装置の一部拡大断面図である。図６は、実施例１にかかる受音装置の他の例を示す断面図である。図７は、実施例２にかかる受音装置の断面図である。図８は、実施例３にかかる受音装置の断面図である。図９は、実施例３にかかる受音装置の他の例を示す断面図である。図１０は、実施例３にかかる受音装置の他の例を示す断面図である。図１１は、実施例４にかかる受音装置の断面図である。図１２は、実施例５にかかる受音装置の断面図である。図１３は、実施例６にかかる受音装置の断面図である。図１４は、実施例７にかかる受音装置の断面図である。図１５は、実施例８にかかる受音装置の断面図である。図１６は、従来の受音装置を含む音声処理装置による周波数振幅および周波数特性の時間変化をあらわす説明図である。図１７は、この発明の実施の形態にかかる受音装置を含む音声処理装置による周波数振幅および周波数特性の時間変化をあらわす説明図である。図１８は、この発明の実施の形態にかかる受音装置の適用例を示す説明図である。図１９は、この発明の実施の形態にかかる受音装置の適用例を示す説明図である。図２０は、この発明の実施の形態にかかる受音装置の適用例を示す説明図である。

符号の説明

１００音声処理装置
１０１受音装置
１０２信号処理部
１０３支持バネ
１０４フィルタ
１０５増幅器
１０６支持スポンジ
１０７支持シリコンゴム
１１０筐体
１１１，１１２マイクロホン
１１３マイクロホンアレイ
１２１位相器
１２２加算回路
１２３音源判定回路
１２４乗算回路
２００前面
２０１，２０２，８０２，９１２開口凹部
２１０背面
２２０電気配線
３０１，３０２，５０２，６０１，７０１，７０２，８１２，９０２内周壁
４１１，４１２セル
５００，６００吸音部材

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる受音装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

（実施の形態）
まず、この発明の実施の形態にかかる受音装置を含む音声処理装置について説明する。図１は、この発明の実施の形態にかかる受音装置を含む音声処理装置を示すブロック図である。図１において、音声処理装置１００は、受音装置１０１と、信号処理部１０２とを備えている。

受音装置１０１は、筐体１１０と、複数（図１では簡略化のため２個）のマイクロホン１１１，１１２からなるマイクロホンアレイ１１３とから構成されている。各マイクロホン１１１，１１２は、無指向性マイクロホンで構成され、マイクロホンアレイ１１３は、所定間隔ｄで配置されている。このマイクロホンアレイ１１３は、外部から到来してくる音波ＳＷを所定の位相差で受音する。すなわち、距離ａ（ａ＝ｄ・ｓｉｎθ）分ずれた時間差τ（τ＝ａ／ｃ、ｃは音速）を有することとなる。

信号処理部１０２は、マイクロホンアレイ１１３から電気配線２２０を通じて出力される出力信号に基づいて、目的音源からの音声を推定するとともに、機械的な振動により発生した電気信号を遮蔽する。具体的には、たとえば、信号処理部１０２は、基本構成として、複数のマイクロホン１１１，１１２に対応した複数のフィルタ１０４と、これら複数のフィルタ１０４の後段に備えられた複数の増幅器１０５と、位相器１２１と、加算回路１２２と、音源判定回路１２３と、乗算回路１２４と、を備えている。

ここで、信号処理部１０２に備えられたフィルタ１０４について簡単に説明する。図２は、図１に示した受音装置１０１のフィルタ１０４における周波数特性図である。フィルタ１０４は、図２に示すように、たとえば２００Ｈｚをカットオフ周波数とする４次バタワース型回路で構成されたハイパスフィルタ（ＨＰＦ）である。ハイパスフィルタについては公知の技術であるため、ここでは説明を省略する。

増幅器１０５は、フィルタ１０４を通じて２００Ｈｚ以下の低周波数成分が除去されたマイクロホンアレイ１１３からの出力信号を所定の範囲で増幅する。このようにマイクロホンアレイ１１３からの出力信号を増幅器１０５によって増幅する前段階で、フィルタ１０４によって低周波数成分を除去することで、振動による低音域信号が増幅器１０５に入力されることによって発生する、いわゆる振り切れ現象を回避することが可能となる。

位相器１２１は、一方のマイクロホン１１２から出力されフィルタ１０４および増幅器１０５によって処理された電気信号を、他方のマイクロホン１１１から出力されフィルタ１０４および増幅器１０５によって処理された電気信号と同相化する。加算回路１２２は、マイクロホン１１１から出力されフィルタ１０４および増幅器１０５によって処理された電気信号と位相器１２１からの出力信号とを加算する。なお、位相器１２１は、たとえばデジタル位相器であるとよく、位相器１２１における位相演算処理は、たとえば電気信号をフーリエ変換して、フーリエ空間での周波数−位相スペクトルを用いた処理で位相演算をおこなうことによって実現される。

音源判定回路１２３は、マイクロホンアレイ１１３から出力されフィルタ１０４および増幅器１０５によって処理された電気信号に基づいて音源を判定し、１ビットの判定結果を出力（「１」の場合は目的音源、「０」の場合は雑音源）する。乗算回路１２４は、加算回路１２２からの出力信号と音源判定回路１２３からの判定結果とを乗算する。

そして、乗算回路１２４によって乗算された信号処理部１０２からの出力信号は、たとえば図示しない音声認識システムへ出力される。なお、信号処理部１０２の後段にスピーカ（図示せず）を配置した場合、このスピーカによって、信号処理部１０２により推定された音声信号、すなわち乗算回路１２４からの出力信号に応じた音声を出力するようにしてもよい。なお、ここでは受音装置１０１と信号処理部１０２とが別体の構成であるとしたが、たとえば信号処理部１０２を受音装置１０１内に設けるようにしてもよい。

つぎに、図１に示した受音装置１０１について説明する。図３は、図１に示した受音装置１０１の外観を示す斜視図である。図３において、受音装置１０１の筐体１１０は、たとえば直方体形状に形成されている。また、この筐体１１０は、たとえばアクリル系樹脂、シリコンゴム、ウレタン、アルミニウムなどから選ばれた吸音部材で形成されている。そして、筐体１１０の前面２００には、マイクロホンアレイ１１３を構成するマイクロホン１１１，１１２の数（図３では２個）に応じた複数（図３では２個）の開口凹部２０１，２０２が形成されている。これら開口凹部２０１，２０２は、たとえば筐体１１０の前面２００における長手方向に沿って、その開口端２１１，２１２が前面２００側に位置する状態で一列となるように形成されている。

また図４に示すように、開口凹部２０１，２０２は、たとえば筐体１１０の背面２１０を貫通しない略パラボラ形状の内周壁３０１，３０２をそれぞれ備えて形成されており、各マイクロホン１１１，１１２は、それぞれ各開口凹部２０１，２０２の焦点（３次元中心点）、すなわち容積中心点とは異なる位置に配設され、支持体としての支持バネ１０３（ここでは一つのマイクロホンに対して複数）によって固定支持されている。これにより、容積中心点にマイクロホン１１１，１１２を配設した場合に発生する、振動により発生する不要な音波の集中効果を避けることができる。なお、支持バネ１０３は、ここでは簡略化して棒状に図示している。また、マイクロホン１１１，１１２を固定支持する支持体（支持バネ１０３）は、一つのマイクロホン１１１，１１２に対して複数でなくてもよい。

この支持バネ１０３を含む支持体の材質としては、アルミニウムなどの金属材、アクリル系やシリコンゴム系などのスポンジ材、ＰＥＴやＰＥＮなどのプラスチック材、あるいはエラストマーなどを用いることができ、支持体として支持バネ１０３を採用した場合には、金属材によって構成されているとよい。このような支持体の材質は、筐体１１０が車両の走行などによって振動することにより発生するマイクロホン１１１，１１２の共振を避けることが可能なように選定されている。

また、各マイクロホン１１１，１１２の各開口凹部２０１，２０２における配設状態は、各開口凹部２０１，２０２の内部において、各開口端２１１，２１２から臨めるとともに各内周壁３０１，３０２と密着しない状態で配設されていればよい。このように、各マイクロホン１１１，１１２を各開口凹部２０１，２０２の内部における容積中心点とは異なる位置に支持バネ１０３を介して配設することにより、振動による音波の集中の回避と、共振による低周波数帯域信号の発生の防止とを機械的に両立して実現することができる。

また、信号処理部１０２において、マイクロホンアレイ１１３からの出力信号の低周波数成分をフィルタ１０４によって除去したのちに増幅器１０５によって増幅して位相処理することにより、機械的な振動により発生した電気信号を遮蔽しつつ柔軟な位相処理をおこなうことができる。したがって、この音声処理装置１００は、簡単な構成でありつつも音声信号の認識率およびＳ／Ｎ比の向上を図ることが可能となる。以下に、この発明の実施の形態にかかる受音装置の実施例１〜７について図４〜図１４を用いて説明する。

まず、実施例１にかかる受音装置について説明する。図４は、実施例１にかかる受音装置の断面図である。また、図５は、図４に示した受音装置の一部拡大断面図である。この図４および図５に示した断面図は、図３に示した受音装置の断面図の一例であり、図３に示した構成と同一構成については同一符号を附し、その説明を省略する。

図４において、各開口凹部２０１，２０２は背面２１０へ貫通しない略球形状で形成されており、筐体１１０の前面２００に形成されている開口端２１１，２１２から音波を入射する構造となっている。なお、これら開口凹部２０１，２０２の形状は、球形状に限らず、たとえばランダムな曲面からなる立体形状や多面体形状であってもよい。外部からの音波は、開口端２１１，２１２からのみ開口凹部２０１，２０２に入射され、それ以外の方向からの音波は、吸音部材で形成されている筐体１１０によって遮蔽されているため開口凹部２０１，２０２に入射されない。この構造によって、マイクロホンアレイ１１３（図１参照）の指向性の向上を図ることができる。

また、各開口凹部２０１，２０２の内部に配設された各マイクロホン１１１，１１２は、それぞれ内周壁３０１，３０２から各マイクロホン１１１，１１２に対して直交する方向に延出する複数の支持バネ１０３によって、各開口凹部２０１，２０２の容積中心点とは異なる位置において筐体１１０に固定支持されている。また、各マイクロホン１１１，１１２は、これらの内部に備えられた振動板１１１ａ，１１２ａの主面が同一平面（図４においては点線Ｆで示す）上に配置される状態で各開口凹部２０１，２０２の内部に配設されている。

このように、振動板１１１ａ，１１２ａの主面が同一平面上に配置されるようにマイクロホン１１１，１１２が開口凹部２０１，２０２内に配設されることで、後段の信号処理部１０２の位相器１２１における位相調整処理が各マイクロホン１１１，１１２で同等となる。また、振動板１１１ａ，１１２ａの主面が同一平面上に配置されるように各マイクロホン１１１，１１２を配設すると、各マイクロホン１１１，１１２ごとに開口凹部２０１，２０２内での細かな配設位置調整をおこなう必要がなくなるため、受音装置１０１の組立作業を簡素化することができる。ここで、開口凹部２０１を例にとってマイクロホン１１１の配設状態について説明する。

図５において、開口凹部２０１の内部に配設されたマイクロホン１１１は、複数の支持バネ１０３によって、開口凹部２０１の内周壁３０１と非密着状態で、かつ開口凹部２０１の容積中心点とは異なる位置において固定支持される。マイクロホン１１１は、その内部の振動板１１１ａの主面が到達する音波（図示せず）を受ける状態となるように配設されている。このような状態のとき、たとえば「筐体１１０の質量≫マイクロホン１１１の質量」の関係が成立する場合、支持バネ１０３とマイクロホン１１１の質量の共振周波数が、たとえば５０Ｈｚ〜１００Ｈｚの周波数帯を含む低周波数帯域にないように支持バネ１０３の材質が決定される。なお、ここでは、一つのマイクロホン１１１，１１２に対して複数の支持バネ１０３によって固定支持をおこなったが、上述したように一つの支持バネ１０３で固定支持するように構成してもよい。

この構成によれば、図４に示すように、各マイクロホン１１１，１１２に直接到達した音波ＳＷａは、所定の位相差でマイクロホン１１１，１１２に直接受音される。一方、開口凹部２０１，２０２の内周壁３０１，３０２に到達する音波ＳＷｂは、開口凹部２０１，２０２の内周壁３０１，３０２を透過し、これら内周壁３０１，３０２によって吸収され、あるいは内周壁３０１，３０２によって反射されて、開口凹部２０１，２０２から出射される。これにより、音波ＳＷｂの受音を抑制することができる。

また、この構成によれば、各マイクロホン１１１，１１２の各開口凹部２０１，２０２内での配設位置が、筐体１１０の振動による各開口凹部２０１，２０２内における音波の集中点とは異なる位置であり、かつ各マイクロホン１１１，１１２が低周波数帯域に共振周波数がないように選定された材質の支持バネ１０３によって内周壁３０１，３０２と非密着状態で固定支持される。このため、筐体１１０が振動することにより発生する各マイクロホン１１１，１１２への機械的な振動およびこの振動により発生する電気信号の両者を遮蔽して、高精度な音波の受音をおこなうことが可能となる。

このように、この実施例１にかかる受音装置１０１によれば、所定方向からのみ到来する音波を受音するとともに、所定方向以外の方向から到来する音波と機械的な振動により発生する音波との受音を効果的に防止することにより、目的音波を精度よく効率的に検出して認識することができ、指向性が高くＳ／Ｎ比を向上させることが可能な受音装置を実現することができるという効果を奏する。

つぎに、図４に示した受音装置１０１の他の例について説明する。図６は、実施例１にかかる受音装置１０１の他の例を示す断面図である。図６において、背面２１０へ貫通しない略球形状の各開口凹部２０１，２０２内に配設されたマイクロホン１１１，１１２は、その振動板１１１ａ，１１２ａの主面が配置される平面が同一平面とはならず、各平面間がたとえば所定の間隔Ｄをもって平行に配置されるような状態で配設されている。

このような構成でも、各マイクロホン１１１，１１２に直接到達した音波ＳＷａは、図１で示したように、所定の位相差でマイクロホン１１１，１１２に直接受音される。ただし、各開口凹部２０１，２０２内におけるマイクロホン１１１，１１２の配設位置が均等ではなく微妙な相違があるため、信号処理部１０２（図１参照）内の位相器１２１での処理がマイクロホン１１１およびマイクロホン１１２からの出力信号ごとに異なるものとなるが、図４に示した受音装置１０１と同様に、目的音波を精度よく効率的に検出して認識することができ、指向性が高くＳ／Ｎ比を向上させることが可能となる。

つぎに、実施例２にかかる受音装置について説明する。実施例２にかかる受音装置は、各開口凹部の内周壁の材質が異なる例である。図７は、実施例２にかかる受音装置の断面図である。この図７に示した断面図は、図３に示した受音装置１０１の断面図の一例である。なお、図３〜図６に示した構成と同一構成には同一符号を附し、その説明を省略する。

図７において、筐体１１０は、各マイクロホン１１１，１１２ごとに硬さが異なる吸音部材からなる複数（図７では２個）のセル４１１，４１２によって構成されている。背面２１０へ貫通しない略球形状の各開口凹部２０１，２０２はセル４１１，４１２ごとに形成されており、開口凹部２０１，２０２ごとにマイクロホン１１１，１１２が収容されている。各セル４１１，４１２の材質は、たとえば上述したアクリル系樹脂、シリコンゴム、ウレタン、アルミニウムなどから選ばれる。具体的には、たとえば一方のセル４１１の材質をアクリル系樹脂、他方のセル４１２の材質をシリコンゴムとすることができる。

この構成によれば、マイクロホン１１１，１１２に直接到達した音波ＳＷａは、図１で示したように、所定の位相差でマイクロホン１１１，１１２に直接受音される。これに対し、セル４１１，４１２の開口凹部２０１，２０２の内周壁３０１，３０２に到達した音波ＳＷｃ（ＳＷｃ１，ＳＷｃ２）は、開口凹部２０１，２０２の内周壁３０１，３０２で反射される。このとき、一方のセル４１１の開口凹部２０１の内周壁３０１で反射された音波ＳＷｃ１は、一方のセル４１１の材質に応じて位相が変化する。

また、他方のセル４１２の開口凹部２０２の内周壁３０２で反射された音波ＳＷｃ２は、他方のセル４１２の材質に応じて位相が変化する。一方のセル４１１と他方のセル４１２とは材質の硬さが異なるため、音波ＳＷｃ１，ＳＷｃ２の位相変化も異なることとなる。したがって、音波ＳＷｃは、音波ＳＷａの位相差とは異なる位相差でマイクロホン１１１，１１２に受音され、図１に示した音源判定回路１２３により雑音と判定される。

さらに、実施例１の受音装置１０１の場合と同様に、マイクロホン１１１，１１２の配設位置が、筐体１１０の振動による音波の集中点とは異なる位置であるとともに、マイクロホン１１１，１１２が低周波数帯域に共振周波数がないような支持バネ１０３によって内周壁３０１，３０２と非密着状態で固定支持されているため、機械的な振動およびこの振動により発生する電気信号の両者を遮蔽し、高精度な音波の受音が可能となる。

このように、この実施例２にかかる受音装置１０１によれば、実施例１と同様の作用効果を奏する。また、簡単な構成により、不要な方向からの音波ＳＷｃの位相差を乱して、目的音源の音声、すなわち音波ＳＷａの音声を高精度に検出するとともに、機械的な振動によって発生する不要な低周波数帯域の音波を遮蔽することができ、指向性がよく高感度でＳ／Ｎ比向上が可能な受音装置を実現することができるという効果を奏する。

つぎに、実施例３にかかる受音装置１０１について説明する。実施例３にかかる受音装置は、各開口凹部の内周壁を構成する筐体や吸音部材の材質が異なる例である。図８は、実施例３にかかる受音装置の断面図である。この図８に示した断面図は、図３に示した受音装置１０１の断面図の一例である。なお、図３〜図７に示した構成と同一構成には同一符号を附し、その説明を省略する。

図８において、背面２１０へ貫通しない略球形状の開口凹部２０２の内周壁５０２は、筐体１１０とは硬さが異なるポーラス状の吸音部材５００で形成されている。筐体１１０および内周壁５０２を構成する吸音部材５００の材質は、たとえば、上述したアクリル系樹脂、シリコンゴム、ウレタン、アルミニウムなどから選ばれる。具体的には、たとえば、筐体１１０の材質をアクリル系樹脂とした場合、内周壁５０２を構成する吸音部材５００の材質はアクリル系樹脂以外の材質、たとえばシリコンゴムとする。

この構成によれば、マイクロホン１１１，１１２に直接到達した音波ＳＷａは、図１で示したように、所定の位相差でマイクロホン１１１，１１２に直接受音される。これに対し、一方の開口凹部２０１の内周壁３０１に到達した音波ＳＷｃ１は、開口凹部２０１の内周壁３０１で反射される。このとき、一方の開口凹部２０１の内周壁３０１で反射された音波ＳＷｃ１は、筐体１１０の材質に応じて位相が変化する。

また、他方の開口凹部２０２の内周壁５０２で反射された音波ＳＷｃ２は、他方の内周壁５０２を構成する吸音部材５００の材質に応じて位相が変化する。一方の開口凹部２０１の内周壁３０１を構成する筐体１１０の材質と、他方の開口凹部２０２の内周壁５０２を構成する吸音部材５００の材質とは硬さが異なるため、音波ＳＷｃ１，ＳＷｃ２の位相変化も異なることとなる。したがって、音波ＳＷｃは、音波ＳＷａの位相差とは異なる位相差でマイクロホン１１１，１１２に受音され、図１に示した音源判定回路１２３により雑音と判定される。

さらに、実施例１および実施例２の受音装置１０１の場合と同様に、マイクロホン１１１，１１２の配設位置が、筐体１１０の振動による音波の集中点とは異なる位置であるとともに、マイクロホン１１１，１１２が低周波数帯域に共振周波数がないような支持バネ１０３によって内周壁３０１，５０２と非密着状態で固定支持されているため、機械的な振動およびこの振動により発生する電気信号の両者を遮蔽し、高精度な音波の受音が可能となる。

つぎに、図８に示した受音装置１０１の他の例について説明する。図９は、実施例３にかかる受音装置１０１の他の例を示す断面図である。図９において、背面２１０へ貫通しない略球形状の各開口凹部２０１，２０２の内周壁６０１，５０２は、互いに異なる吸音部材６００，５００で構成されている。吸音部材６００の材質も、吸音部材５００と同様、たとえば、上述したアクリル系樹脂、シリコンゴム、ウレタン、アルミニウムなどから選ばれる。具体的には、たとえば、内周壁６０１を構成する吸音部材６００の材質をアクリル系樹脂とした場合、内周壁５０２を構成する吸音部材５００の材質はアクリル系樹脂以外の材質、たとえばシリコンゴムとする。

この構成でも、マイクロホン１１１，１１２に直接到達した音波ＳＷａは、図１で示したように、所定の位相差でマイクロホン１１１，１１２に直接受音される。これに対し、一方の開口凹部２０１の内周壁６０１に到達した音波ＳＷｃ１は、一方の開口凹部２０１の内周壁６０１で反射される。このとき、一方の開口凹部２０１の内周壁６０１で反射された音波ＳＷｃ１は、筐体１１０の材質に応じて位相が変化する。

また、他方の開口凹部２０２の内周壁５０２で反射された音波ＳＷｃ２は、内周壁５０２を構成する吸音部材５００の材質に応じて位相が変化する。一方の開口凹部２０１の内周壁６０１を構成する吸音部材６００の材質と、他方の開口凹部２０２の内周壁５０２を構成する吸音部材５００の材質とは硬さが異なるため、音波ＳＷｃ１，ＳＷｃ２の位相変化も異なることとなる。したがって、音波ＳＷｃは、音波ＳＷａの位相差とは異なる位相差でマイクロホン１１１，１１２に受音され、図１に示した音源判定回路１２３により雑音と判定される。

さらに、実施例１および実施例２の受音装置１０１の場合と同様に、マイクロホン１１１，１１２の配設位置が、筐体１１０の振動による音波の集中点とは異なる位置であるとともに、マイクロホン１１１，１１２が低周波数帯域に共振周波数がないような支持バネ１０３によって内周壁６０１，５０２と非密着状態で固定支持されているため、機械的な振動およびこの振動により発生する電気信号の両者を遮蔽し、高精度な音波の受音が可能となる。

つぎに、図８に示した受音装置１０１の別の例について説明する。図１０は、実施例３にかかる受音装置１０１の他の例を示す断面図である。図１０において、背面２１０へ貫通しない略球形状の一方の開口凹部２０１の内周壁７０１は、複数（図１０では２種類）の吸音部材５００，６００から構成されている。また、背面２１０へ貫通しない略球形状の他方の開口凹部２０２の内周壁７０２も複数（図１０では２種類）の吸音部材５００，６００から構成されている。

吸音部材５００，６００の配置は、両開口凹部２０１，２０２で異なっており、各開口凹部２０１，２０２において同一の音波が到達した場合には、互いに異なる吸音部材５００（６００）の表面で反射されることとなる。これにより、両内周壁７０１，７０２において反射される音波ＳＷｃ１，ＳＷｃ２の位相をよりランダムに変化させることができる。したがって、音波ＳＷｃは、音波ＳＷａの位相差とは異なる位相差でマイクロホン１１１，１１２に受音され、図１に示した音源判定回路１２３により雑音と判定される。

このように、この実施例３にかかる受音装置１０１によれば、実施例１および実施例２と同様の作用効果を奏する。また、簡単な構成により、不要な方向からの音波ＳＷｃの位相差を乱して、目的音源の音声、すなわち音波ＳＷａの音声を高精度に検出するとともに、機械的な振動によって発生する不要な低周波数帯域の音波を遮蔽することができ、指向性がよく高感度でＳ／Ｎ比向上が可能な受音装置を実現することができるという効果を奏する。

つぎに、実施例４にかかる受音装置について説明する。実施例４にかかる受音装置は、各開口凹部の形状が異なる例である。図１１は、実施例４にかかる受音装置の断面図である。この図１１に示した断面図は、図３に示した受音装置１０１の断面図の一例である。なお、図３に示した構成と同一構成には同一符号を附し、その説明を省略する。

図１１において、両開口凹部２０１，８０２は、互いに異なる形状で構成されている。図１１では一例として、背面２１０へ貫通しない一方の開口凹部２０１を断面略円形状、すなわち略球形状としており、また、背面２１０へ貫通しない他方の開口凹部８０２を断面略多角形状、すなわち略多面体形状としている。

この構成によれば、マイクロホン１１１，１１２に直接到達した音波ＳＷａは、図１で示したように、所定の位相差でマイクロホン１１１，１１２に直接受音される。これに対し、一方の開口凹部２０１の内周壁３０１に到達した音波ＳＷｃ１は、一方の開口凹部２０１の内周壁３０１で反射されて、マイクロホン１１１に受音される。

また、他方の開口凹部８０２の内周壁８１２に到達した音波ＳＷｃ２は、他方の開口凹部８０２の内周壁８１２で反射されて、マイクロホン１１２に受音される。ここで、筐体１１０における開口凹部２０１，８０２は互いに異なる形状であるため、音波ＳＷｃ１の反射行路長と音波ＳＷｃ２の反射行路長とが異なる行路長となる。したがって、音波ＳＷｃは、音波ＳＷａの位相差とは異なる位相差でマイクロホン１１１，１１２に受音され、図１に示した音源判定回路１２３により雑音と判定される。

さらに、実施例１の受音装置１０１の場合と同様に、マイクロホン１１１，１１２の配設位置が、筐体１１０の振動による音波の集中点とは異なる位置であるとともに、マイクロホン１１１，１１２が低周波数帯域に共振周波数がないような支持バネ１０３によって内周壁３０１，８１２と非密着状態で固定支持されているため、機械的な振動およびこの振動により発生する電気信号の両者を遮蔽し、高精度な音波の受音が可能となる。

このように、この実施例４にかかる受音装置１０１によれば、実施例１と同様の作用効果を奏する。また、簡単な構成により、特に、開口凹部の形状を異ならせるだけで、不要な方向からの音波ＳＷｃの位相差を乱して、目的音源の音声、すなわち音波ＳＷａの音声を高精度に検出するとともに、機械的な振動によって発生する不要な低周波数帯域の音波を遮蔽することができ、指向性がよく高感度でＳ／Ｎ比向上が可能な受音装置を実現することができるという効果を奏する。

つぎに、実施例５にかかる受音装置について説明する。実施例５にかかる受音装置は、各開口凹部の形状が異なる例である。図１２は、実施例５にかかる受音装置の断面図である。この図１２に示した断面図は、図３に示した受音装置１０１の断面図の一例である。なお、図３に示した構成と同一構成には同一符号を附し、その説明を省略する。

図１２において、背面２１０へ貫通しない開口凹部２０１，９１２は、同一形状とされている。図１２では、一例として、両開口凹部２０１，９１２は、同一の断面略円形状、すなわち略球形状とされている。開口凹部２０１の表面となる内周壁３０１が平滑面とされている一方、開口凹部９１２の表面となる内周壁９０２は、ランダムな凹凸（突起）が形成されている。この凹凸の高低差は自由に設定することができるが、音波の振動によって折れない程度の突起にすればよい。実際には、たとえば高低差は２ｍｍ〜４ｍｍで、より具体的には３ｍｍの高低差をもって設定されるのが好ましい。

また、他方の開口凹部９１２の内周壁９０２に到達した音波ＳＷｃ２は、他方の開口凹部９１２の内周壁９０２で反射されて、マイクロホン１１２に受音される。ここで、筐体１１０における開口凹部２０１，９１２は互いに異なる形状であるため、音波ＳＷｃ１の反射行路長と音波ＳＷｃ２の反射行路長とが異なる行路長となる。

これにより、音波ＳＷｃは、音波ＳＷｃ１の反射行路長と音波ＳＷｃ２の反射行路長との行路差に応じた位相差を生じることとなる。したがって、音波ＳＷｃは、音波ＳＷａの位相差とは異なる位相差でマイクロホン１１１，１１２に受音され、図１に示した音源判定回路１２３により雑音と判定される。

さらに、実施例１の受音装置１０１の場合と同様に、マイクロホン１１１，１１２の配設位置が、筐体１１０の振動による音波の集中点とは異なる位置であるとともに、マイクロホン１１１，１１２が低周波数帯域に共振周波数がないような支持バネ１０３によって内周壁３０１，９０２と非密着状態で固定支持されているため、機械的な振動およびこの振動により発生する電気信号の両者を遮蔽し、高精度な音波の受音が可能となる。

このように、この実施例５にかかる受音装置１０１によれば、実施例１と同様の作用効果を奏する。また、この実施例５では、両開口凹部２０１，９１２を同一の金型などを用いて同一形状に成型し、開口凹部９１２の表面にだけ凹凸を施すことにより内周壁３０１とは異なる内周壁９０２を形成することができるので、受音装置１０１をより簡単に作製することができるという効果を奏する。なお、内周壁３０１についても内周壁９０２と同様であり、かつ内周壁９０２とは異なる形状のランダムな凹凸（突起）を形成しても同様の作用効果を奏することができる。

さらに、このような簡単な構成により、特に、開口凹部の表面形状を異ならせるだけで、不要な方向からの音波ＳＷｃの位相差を乱して、目的音源の音声、すなわち音波ＳＷａの音声を高精度に検出するとともに、機械的な振動によって発生する不要な低周波数帯域の音波を遮蔽することができ、指向性がよく高感度でＳ／Ｎ比向上が可能な受音装置を実現することができるという効果を奏する。

つぎに、実施例６にかかる受音装置について説明する。実施例６にかかる受音装置は、各開口凹部内においてマイクロホン１１１，１１２を固定支持する支持体の構成が異なる例である。図１３は、実施例６にかかる受音装置の断面図である。この図１３に示した断面図は、図３に示した受音装置１０１の開口凹部２０１，２０２内の構造を変更した断面図の一例である。なお、図３に示した構成と同一構成には同一符号を附し、その説明を省略する。

図１３において、背面２１０へ貫通しない各開口凹部２０１，２０２は略球形状で形成されており、筐体１１０の前面２００に形成されている開口端２１１，２１２から音波を入射する構造となっている。これらの開口凹部２０１，２０２の内部に配設された各マイクロホン１１１，１１２は、それぞれ上述した支持バネ１０３の代わりに、たとえば内周壁３０１，３０２に対して密着するとともにマイクロホン１１１，１１２の音波到達側の面以外を覆う支持スポンジ１０６によって、各開口凹部２０１，２０２の容積中心点とは異なる位置であり、かつ図示しないそれぞれの振動板の主面が同一平面上に配置される位置において筐体１１０に固定支持されている。

支持スポンジ１０６は、上述したようにアクリル系あるいはシリコンゴム系のスポンジ材からなり、マイクロホン１１１，１１２をそれぞれ開口凹部２０１，２０２の内周壁３０１，３０２とは非密着状態となるように固定支持する。そして、たとえば「筐体１１０の質量≫マイクロホン１１１（１１２）の質量」の関係が成立する場合、支持スポンジ１０６とマイクロホン１１１の質量の共振周波数が、たとえば５０Ｈｚ〜１００Ｈｚの周波数帯を含む低周波数帯域にないように支持スポンジ１０６の材質が決定される。

なお、図示は省略するが、支持スポンジ１０６は、マイクロホン１１１，１１２をそれぞれ内包する状態で開口凹部２０１，２０２の内部空間を閉塞するように配設されていてもよい。また、支持スポンジ１０６と内周壁３０１，３０２とは、たとえば樹脂接着剤などによって接着されていてもよい。

また、マイクロホン１１１，１１２の支持体としては、上述した支持バネ１０３や支持スポンジ１０６を組み合わせて用いたり、弾性を備えた棒状の支持体（図示せず）を用いたりしてもよい。支持バネ１０３および支持スポンジ１０６を組み合わせて用いる場合は、たとえば支持スポンジ１０６をマイクロホン１１１，１１２の音波到達側の面と反対側の面を固定支持するように配置し、支持バネ１０３をマイクロホン１１１，１１２の音波到達方向と直交する方向の面に配置してマイクロホン１１１，１１２を固定支持するようにしてもよい。

この構成によれば、図１３に示すように、各マイクロホン１１１，１１２に直接到達した音波ＳＷａは、所定の位相差でマイクロホン１１１，１１２に直接受音される。一方、開口凹部２０１，２０２の内周壁３０１，３０２に到達する音波ＳＷｂは、開口凹部２０１，２０２の内周壁３０１，３０２を透過し、これら内周壁３０１，３０２によって吸収され、あるいは内周壁３０１，３０２によって反射されて、開口凹部２０１，２０２から出射される。

また、この構成によれば、実施例１の場合と同様に、マイクロホン１１１，１１２の各開口凹部２０１，２０２内での配設位置が、筐体１１０の振動による各開口凹部２０１，２０２内における音波の集中点とは異なる位置であり、かつ各マイクロホン１１１，１１２が低周波数帯域に共振周波数がないように選定された材質の支持スポンジ１０６によって内周壁３０１，３０２と非密着状態で固定支持される。このため、筐体１１０が振動することにより発生する各マイクロホン１１１，１１２への機械的な振動およびこの振動により発生する電気信号の両者を遮蔽して、高精度な音波の受音をおこなうことが可能となる。

さらに、この構成によれば、マイクロホン１１１，１１２を支持スポンジ１０６に配設したのち、支持スポンジ１０６を開口凹部２０１，２０２内に取り付けるという簡単な作業でマイクロホン１１１，１１２を筐体１１０に取り付けることができるので、組立作業を簡素化することが可能となる。

このように、この実施例６にかかる受音装置１０１によれば、所定方向からのみ到来する音波を受音するとともに、所定方向以外の方向から到来する音波と機械的な振動により発生する音波との受音を効果的に防止することにより、目的音波を精度よく効率的に検出することができ、指向性が高くＳ／Ｎ比を向上させることが可能な受音装置を実現することができるという効果を奏する。

つぎに、実施例７にかかる受音装置について説明する。実施例７にかかる受音装置は、各開口凹部の内周壁の材質が異なる例である。図１４は、実施例７にかかる受音装置の断面図である。この図１４に示した断面図は、図３に示した受音装置１０１の開口凹部２０１，２０２内の構造を変更した断面図の一例である。なお、図３および図１３に示した構成と同一構成には同一符号を附し、その説明を省略する。

図１４において、筐体１１０は、各マイクロホン１１１，１１２ごとに硬さが異なる吸音部材からなる複数（図１４では２個）のセル４１１，４１２によって構成されている。背面２１０へ貫通しない略球形状の各開口凹部２０１，２０２はセル４１１，４１２ごとに形成されており、開口凹部２０１，２０２ごとにマイクロホン１１１，１１２が支持スポンジ１０６を介して収容されている。各セル４１１，４１２の材質は、たとえば上述したアクリル系樹脂、シリコンゴム、ウレタン、アルミニウムなどから選ばれる。具体的には、たとえば一方のセル４１１の材質をアクリル系樹脂、他方のセル４１２の材質をシリコンゴムとすることができる。

この構成によれば、実施例６の受音装置１０１の場合と同様に、マイクロホン１１１，１１２の各開口凹部２０１，２０２内での配設位置が、筐体１１０の振動による各開口凹部２０１，２０２内における音波の集中点とは異なる位置であり、かつ各マイクロホン１１１，１１２が低周波数帯域に共振周波数がないように選定された材質の支持スポンジ１０６によって内周壁３０１，３０２と非密着状態で固定支持される。このため、筐体１１０が振動することにより発生する各マイクロホン１１１，１１２への機械的な振動およびこの振動により発生する電気信号の両者を遮蔽して、高精度な音波の受音をおこなうことが可能となる。

また、この構成によれば、マイクロホン１１１，１１２を支持スポンジ１０６に配設したのち、支持スポンジ１０６を開口凹部２０１，２０２内に取り付けるという簡単な作業でマイクロホン１１１，１１２を筐体１１０に取り付けることができるので、組立作業を簡素化することが可能となる。

このように、この実施例７にかかる受音装置１０１によれば、実施例６と同様の作用効果を奏する。また、簡単な構成により、不要な方向からの音波ＳＷｃの位相差を乱して、目的音源の音声、すなわち音波ＳＷａの音声を高精度に検出するとともに、機械的な振動によって発生する不要な低周波数帯域の音波を遮蔽することができ、指向性がよく高感度でＳ／Ｎ比向上が可能な受音装置を実現することができるという効果を奏する。

つぎに、実施例８にかかる受音装置について説明する。実施例８にかかる受音装置は、筐体１１０の背面２１０に貫通しないパラボラ形状の各開口凹部内において、マイクロホン１１１，１１２を固定支持する支持体自身は貫通している構成の例である。図１５は、実施例８にかかる受音装置の断面図である。この図１５に示した断面図は、図３に示した受音装置１０１の開口凹部２０１，２０２内の構造を変更した断面図の一例である。なお、図３に示した構成と同一構成には同一符号を附し、その説明を省略する。

図１５において、背面２１０へ貫通しない各開口凹部２０１，２０２は略球形状で形成されており、各セル４１１，４１２によって構成される筐体１１０の前面２００に形成されている開口端２１１，２１２から音波を入射する構造となっている。これらの開口凹部２０１，２０２の内部に配設された各マイクロホン１１１，１１２は、それぞれ上述した支持バネ１０３の代わりに、たとえば内周壁３０１，３０２に対して密着するとともにマイクロホン１１１，１１２の音波到達側の面以外を覆い、背面２１０に貫通している支持シリコンゴム１０７によって支持されており、各開口凹部２０１，２０２の容積中心点とは異なる位置であり、かつ図示しないそれぞれの振動板の主面が同一平面上に配置される位置において筐体１１０に固定支持されている。

支持シリコンゴム１０７は、マイクロホン１１１，１１２をそれぞれ開口凹部２０１，２０２の内周壁３０１，３０２とは非密着状態となるように固定支持する。そして、たとえば「筐体１１０の質量≫マイクロホン１１１（１１２）の質量」の関係が成立する場合、支持シリコンゴム１０７とマイクロホン１１１の質量の共振周波数が、たとえば５０Ｈｚ〜１００Ｈｚの周波数帯を含む低周波数帯域にないように支持シリコンゴム１０７の材質が決定される。

この構成によれば、図１５に示すように、各マイクロホン１１１，１１２に直接到達した音波ＳＷａは、所定の位相差でマイクロホン１１１，１１２に直接受音される。一方、開口凹部２０１，２０２の内周壁３０１，３０２に到達する音波ＳＷｂは、開口凹部２０１，２０２の内周壁３０１，３０２を透過し、これら内周壁３０１，３０２によって吸収され、あるいは内周壁３０１，３０２によって反射されて、開口凹部２０１，２０２から出射される。

また、この構成によれば、実施例１の場合と同様に、マイクロホン１１１，１１２の各開口凹部２０１，２０２内での配設位置が、筐体１１０の振動による各開口凹部２０１，２０２内における音波の集中点とは異なる位置であり、かつ各マイクロホン１１１，１１２が低周波数帯域に共振周波数がないように選定された材質の支持シリコンゴム１０７によって内周壁３０１，３０２と非密着状態で固定支持される。このため、筐体１１０が振動することにより発生する各マイクロホン１１１，１１２への機械的な振動およびこの振動により発生する電気信号の両者を遮蔽して、高精度な音波の受音をおこなうことが可能となる。

さらに、この構成によれば、マイクロホン１１１，１１２を支持シリコンゴム１０７に配設したのち、支持シリコンゴム１０７を開口凹部２０１，２０２内に取り付けるという簡単な作業でマイクロホン１１１，１１２を筐体１１０に取り付けることができるので、組立作業を簡素化することが可能となる。

このように、この実施例８にかかる受音装置１０１によれば、所定方向からのみ到来する音波を受音するとともに、所定方向以外の方向から到来する音波と機械的な振動により発生する音波との受音を効果的に防止することにより、目的音波を精度よく効率的に検出することができ、指向性が高くＳ／Ｎ比を向上させることが可能な受音装置を実現することができるという効果を奏する。

（周波数振幅および周波数特性の時間変化の比較）
つぎに、従来の受音装置を含む音声処理装置による周波数振幅および周波数特性の時間変化と、この発明の実施の形態にかかる受音装置を含む音声処理装置による周波数振幅および周波数特性の時間変化とについて説明する。図１６は、従来の受音装置を含む音声処理装置による周波数振幅および周波数特性の時間変化をあらわす説明図であり、図１７は、この発明の実施の形態にかかる受音装置を含む音声処理装置による周波数振幅および周波数特性の時間変化をあらわす説明図である。

図１６および図１７に示したグラフ１６０１，１７０１において、縦軸は音声処理装置１００（図１参照）から出力される、たとえば２０Ｈｚ〜２００Ｈｚの低周波数帯域に含まれる車両の走行などによって発生した振幅の大きな電気信号の振幅、横軸は経過時間（Ｔ）であり、これら電気信号の振幅および経過時間を３次元的に描画したものが立体グラフ１６０２，１７０２である。

図１６と図１７に示したグラフ１６０１，１７０１および立体グラフ１６０２，１７０２をそれぞれ比較すると、図１６のグラフ１６０１および立体グラフ１６０２に示した電気信号の波形は、経過時間２Ｔを超えて経過時間４Ｔの手前まで、および経過時間５Ｔを超えたあたりで振り切れて（レンジオーバーして）いる。このため、たとえば人間の音声が含まれる周波数帯域の電気信号も一部が消滅してしまうこととなる。一方、図１７のグラフ１７０１および立体グラフ１７０２に示した電気信号の波形は、上記実施例１〜８で説明した構造と、マイクロホンアレイ１１３からの出力信号をフィルタ１０４、増幅器１０５および位相器１２１の順番で処理する構造とによって、安定した状態を示している。したがって、この発明の実施の形態にかかる受音装置１０１を含む音声処理装置１００では、目的音源からの音波を精度よく受音し、雑音源からの音波を効率よく除去して、音声認識率およびＳ／Ｎ比を向上させることができる。

（受音装置の適用例）
つぎに、この発明の実施の形態にかかる受音装置の適用例について説明する。図１８〜図２０は、この発明の実施の形態にかかる受音装置の適用例を示す説明図である。図１８は、ビデオカメラに適用した例である。受音装置１０１は、ビデオカメラ１８００に内蔵されており、前面２００とスリット板部１８０１とが当接する。また、図１９は、腕時計に適用した例である。

受音装置１０１は、腕時計１９００の時計盤の左右両端に内蔵され、それぞれ前面２００とスリット板部１９０１とが当接する。また、図２０は、携帯電話機に適用した例である。受音装置１０１は、携帯電話機２０００の送話部に内蔵され、前面２００とスリット板部２００１とが当接する。これにより、目的音源からの音波を精度よく受音することができる。

以上説明したように、この発明の実施の形態では、所定方向からのみ到来する音波を受音するとともに、所定方向以外の方向から到来する音波と機械的な振動により発生する音波との受音を効果的に防止することにより、目的音源からの音波を精度よく効率的に検出して認識することができ、マイクロホンアレイの指向性が高く音声認識率の向上を図ることができる受音装置を実現することができるという効果を奏する。また、簡単な構成により、不要な方向からの音波の位相差を乱して、目的音源からの音波を高精度に検出するとともに、機械的な振動によって発生する不要な低周波数帯域の音波を遮蔽することができ、指向性がよく高感度でＳ／Ｎ比向上が可能な受音装置を実現することができるという効果を奏する。

なお、上述した実施の形態においては、マイクロホン１１１，１１２を一列に配置したが、受音装置１０１を適用する環境や装置に応じて２次元的に配置することとしてもよい。また、上述した実施の形態に適用したマイクロホン１１１，１１２は、無指向性のマイクロホンであることが好ましい。これにより、安価な受音装置を提供することができる。さらに、上述した実施の形態においては、マイクロホン１１１，１１２を支持体を介して開口凹部の容積中心点とは異なる位置であり内周壁と非密着状態となる位置に配設する構造と、フィルタ１０４、増幅器１０５および位相器１２１の順番で所定の低周波数帯域の信号成分を除去して位相調整をおこなう構造とを両立させて説明したが、いずれか一方のみを採用しても、指向性がよく高感度でＳ／Ｎ比向上が可能な受音装置を実現することが可能である。

以上のように、本発明にかかる受音装置は、室内や車内など所定の閉空間で用いるマイクロホンアレイに有用であり、特に、テレビ会議、工場内の作業ロボット、ビデオカメラ、腕時計、携帯電話機などに適している。

Claims

到来してくる音波を受音する複数のマイクロホンと、
前記複数のマイクロホンがそれぞれ収容されるとともに、前記音波を入射する略パラボラ形状の複数の開口凹部が形成された筐体と、
前記複数の開口凹部の内周壁と前記複数のマイクロホンとの間にそれぞれ介在し、当該複数のマイクロホンを前記内周壁に対してそれぞれ非密着状態で支持固定する支持体と、を備え、
前記複数のマイクロホンは、前記複数の開口凹部の各開口凹部の焦点とは異なる位置にそれぞれ配設されていることを特徴とする受音装置。
到来してくる音波を受音する複数のマイクロホンと、
前記複数のマイクロホンがそれぞれ収容されるとともに、前記音波を入射する略パラボラ形状の複数の開口凹部が形成された筐体と、
前記複数の開口凹部の内周壁に対して密着するとともに、前記複数のマイクロホンの前記開口凹部の開口側の面以外を覆い、前記筐体の前記開口凹部の開口側とは逆の側に貫通している支持体と、を備え、
前記複数のマイクロホンは、前記支持体によって前記複数の開口凹部の各開口凹部の焦点とは異なる位置にそれぞれ配設されていることを特徴とする受音装置。
前記複数のマイクロホンは、
無指向性のマイクロホンであることを特徴とする請求項１または２に記載の受音装置。
前記複数のマイクロホンは、
内部に設けられた振動板の主面が同一平面上に配置されるようそれぞれ配設されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の受音装置。
前記支持体は、
当該支持体と前記マイクロホンの質量との共振周波数が所定の低周波数帯域に含まれない材質の弾性体によってそれぞれ構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の受音装置。
前記所定の低周波数帯域は、
５０〜１００Ｈｚの周波数帯を含むものであることを特徴とする請求項５に記載の受音装置。
前記弾性体は、
スポンジ材、バネ材、プラスチック材およびエラストマーのうち、少なくともいずれか一つからなることを特徴とする請求項５または６に記載の受音装置。
前記複数のマイクロホンから出力された電気信号を入力して、当該電気信号における所定の低周波数帯域に存する周波数成分を除去するとともに、残りの周波数成分からなる電気信号を出力するハイパスフィルタ回路と、
前記ハイパスフィルタ回路から出力された電気信号を増幅する増幅器と、
前記増幅器によって増幅された電気信号に基づいて、前記複数のマイクロホンに受音された音波を同相化する位相器と、
を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の受音装置。
前記所定の低周波数帯域は、
５０〜１００Ｈｚの周波数帯を含むものであることを特徴とする請求項８に記載の受音装置。
前記位相器は、
フーリエ変換による周波数−位相スペクトルを用いた位相演算処理をおこなうことを特徴とする請求項８または９に記載の受音装置。