JPH0129356B2 - - Google Patents

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JPH0129356B2
JPH0129356B2 JP15247082A JP15247082A JPH0129356B2 JP H0129356 B2 JPH0129356 B2 JP H0129356B2 JP 15247082 A JP15247082 A JP 15247082A JP 15247082 A JP15247082 A JP 15247082A JP H0129356 B2 JPH0129356 B2 JP H0129356B2
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JP
Japan
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microphone
microphone array
lobe
array
angle
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Application number
JP15247082A
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Japanese (ja)
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JPS5941995A (en
Inventor
Makoto Iwahara
Naotaka Myaji
Atsushi Sakamoto
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Victor Company of Japan Ltd
Original Assignee
Victor Company of Japan Ltd
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Publication date
Application filed by Victor Company of Japan Ltd filed Critical Victor Company of Japan Ltd
Priority to JP15247082A priority Critical patent/JPS5941995A/en
Priority to US06/528,100 priority patent/US4521908A/en
Priority to DE3331440A priority patent/DE3331440A1/en
Priority to AT0314583A priority patent/AT384140B/en
Publication of JPS5941995A publication Critical patent/JPS5941995A/en
Publication of JPH0129356B2 publication Critical patent/JPH0129356B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R3/00Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R3/005Circuits for transducers, loudspeakers or microphones for combining the signals of two or more microphones

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、マイクロホンアレイを用いた指向性
マイクロホン装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a directional microphone device using a microphone array.

(従来技術) 鋭るどい指向特性を有するマイクロホンを構成
するのに、複数個のマイクロホン素子を所要の配
列態様に配列してなるマイクロホンアレイ形式の
マイクロホンや、マイクロホンアレイにおける
個々のマイクロホン素子からの出力信号毎に、そ
れぞれ所定量の時間遅延を与えることにより、主
ローブの方向が自由に変えられるようにしたマイ
クロホン装置などについての研究開発が行なわれ
るようになり、最近になつてそれらの装置の実用
化も試みられるようになつた。
(Prior art) Microphones with sharp directional characteristics are constructed using microphone array-type microphones in which a plurality of microphone elements are arranged in a desired arrangement, and outputs from individual microphone elements in a microphone array. Research and development has begun on microphone devices that allow the direction of the main lobe to be changed freely by giving a predetermined amount of time delay to each signal, and recently these devices have been put into practical use. It also began to be attempted.

第1図は、マイクロホンアレイにおける個々の
マイクロホン素子からの出力信号毎に、それぞれ
所定量の時間遅延を与えることにより、主ローブ
の方向が自由に変えられるようにしたマイクロホ
ン装置の構成例を示すブロツク図であり、第1図
において、A1,A2…Anはそれぞれマイクロホン
素子(マイクロホンユニツト)であつて、前記し
たマイクロホン素子A1〜Anは、互いに所定の間
隔dを隔てて略々一直線上に配列されることによ
りマイクロホンアレイMAを構成している。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a microphone device in which the direction of the main lobe can be freely changed by giving a predetermined amount of time delay to each output signal from each microphone element in a microphone array. In FIG . 1, A 1 , A 2 . The microphone array MA is configured by arranging the microphones in the following manner.

各マイクロホン素子A1,A2…Anからの出力信
号は、それぞれ個別の切換スイツチSW1,SW2
SWnの可動接点aと固定接点lまたは固定接点
rとを介して、各マイクロホン素子A1,A2…An
からの出力信号に対してそれぞれ所定量の時間遅
延を与える回路へ与えられる。
The output signals from each microphone element A 1 , A 2 ...An are transferred to individual changeover switches SW 1 , SW 2 ...
Each microphone element A 1 , A 2 ...An
are applied to circuits that apply a predetermined amount of time delay to the output signals from the respective output signals.

前記した各切換スイツチSW1,SW2…SWnは
連動する切換スイツチであつて、切換制御信号の
入力端子1へ線l1を介して与えられる切換制御信
号によつて、すべての切換スイツチSW1〜SWn
における可動接点aが、同一の符号の付されてい
る固定接点l、またはrに一斉に切換えられるよ
うになされている。
The aforementioned changeover switches SW 1 , SW 2 . ~SWn
The movable contacts a are switched all at once to the fixed contacts l or r labeled with the same reference numerals.

入力端子1を介して与えられた切換制御信号に
よつて、各切換スイツチSW1〜SWnにおける可
動接点aが、それぞれの切換スイツチSW1
SWnにおける固定接点l側に切換えられている
状態において、マイクロホン素子A1の出力信号
はそれに何らの遅延も与えられない状態で出力端
子2へ送出され、また、マイクロホン素子A2
出力信号は、遅延回路D1によつて時間τiの遅延が
与えられた状態で出力端子2へ送出され、さらに
マイクロホン素子A3の出力信号は、遅延回路D2
と遅延回路D1とによつて、時間2τiの遅延が与え
られた状態で出力端子2へ送出される。以下同様
にして、マイクロホン素子An−2からの出力信
号には(n−3)個の遅延回路により(n−3)
τiの時間遅延が与えられて出力端子2へ送出さ
れ、また、マイクロホン素子An−1からの出力
信号には(n−2)個の遅延回路により(n−
2)τiの時間遅延が与えられて出力端子2に送出
され、さらに、マイクロホン素子Anからの出力
信号には(n−1)個の遅延回路により(n−
1)τiの時間遅延が与えられて出力端子2に送出
される。
A switching control signal applied via the input terminal 1 causes the movable contacts a in each of the changeover switches SW 1 to SWn to switch between the respective changeover switches SW 1 to SWn.
When SWn is switched to the fixed contact l side, the output signal of microphone element A 1 is sent to output terminal 2 without any delay, and the output signal of microphone element A 2 is The delay circuit D 1 delays the time τi and sends it to the output terminal 2, and the output signal of the microphone element A 3 is sent to the output terminal 2 by the delay circuit D 2.
and the delay circuit D1 , the signal is sent to the output terminal 2 with a delay of time 2τi applied thereto. Similarly, the output signal from microphone element An-2 is processed by (n-3) delay circuits.
The signal is sent to the output terminal 2 with a time delay of τi, and the output signal from the microphone element An-1 is delayed by (n-2) delay circuits.
2) A time delay of τi is given and sent to the output terminal 2, and the output signal from the microphone element An is further delayed by (n-1) delay circuits.
1) Sent to output terminal 2 with a time delay of τi.

前記のように、略々一直線上に所定の等間隔d
で配置されている各マイクロホン素子からの出力
信号を遅延させるために用いられている各遅延回
路D1,D2…D(n−1)の個々のものの遅延時間
はすべて同一の値τiとなされているが、前記した
遅延時間τiを0から次第に増大するように変化さ
せていくと、マイクロホンアレイMAの主ローブ
の向きは、マイクロホン素子A1〜Anが配列され
ている直線−に直交し、かつ、マイクロホン
アレイMAの前方正面に向いている状態(0゜の状
態)から、第1図中に参考的に記載してある主ロ
ーブの移動態様を示す図における矢印Lに沿つて
左90゜の方向を向く状態までに次第に変化する。
As mentioned above, at predetermined equal intervals d approximately on a straight line
The delay times of each of the delay circuits D1 , D2 ...D(n-1) used to delay the output signal from each microphone element arranged in are all set to the same value τi. However, when the delay time τi described above is gradually increased from 0, the direction of the main lobe of the microphone array MA becomes orthogonal to the straight line on which the microphone elements A 1 to An are arranged, Also, from the state facing the front of the microphone array MA (0° state), move 90° to the left along arrow L in the figure showing the movement mode of the main lobe, which is described for reference in FIG. It gradually changes until it is facing the direction of.

次に、切換制御信号によつて各切換スイツチ
SW1〜SWnの可動接点aが固定接点r側に切換
えられると、マイクロホンアレイMAにおける複
数のマイクロホン素子A1〜Anの各出力信号が出
力端子2に送出されるまでに各マイクロホン素子
A1〜Anの出力信号に与えられる時間遅延の量
が、切換スイツチSW1〜SWnの可動接点aが固
定接点l側に切換えられている状態においてマイ
クロホンアレイMAの複数のマイクロホン素子
A1〜Anの各出力信号に与えられていた時間遅延
の量とは異なつたものとなる。すなわち、この場
合におけるマイクロホン素子Anからの出力信号
は無遅延の状態で出力端子2に送出され、また、
マイクロホン素子An−1の出力信号は、遅延回
路D1によつてτiの時間遅延が与えられた状態で出
力端子2に送出され、以下同様にして各マイクロ
ホン素子An−2…A3,A2,A1の出力信号に対し
て与えられる時間遅延量は、2τi…、(n−3)
τi、(n−2)τi、(n−1)τiとなる。
Next, each changeover switch is controlled by a changeover control signal.
When the movable contacts a of SW 1 to SWn are switched to the fixed contacts r side, each microphone element is
The amount of time delay given to the output signals of A 1 to An is determined by the amount of time delay given to the output signals of the plurality of microphone elements of the microphone array MA when the movable contacts a of the changeover switches SW 1 to SWn are switched to the fixed contacts l side.
This is different from the amount of time delay given to each output signal of A 1 to An. That is, the output signal from the microphone element An in this case is sent to the output terminal 2 without delay, and
The output signal of the microphone element An-1 is sent to the output terminal 2 after being given a time delay of τi by the delay circuit D1, and in the same manner, the output signal of the microphone element An-2... A3 , A2 , A The amount of time delay given to the output signal of 1 is 2τi..., (n-3)
τi, (n-2)τi, and (n-1)τi.

そして、各切換スイツチSW1〜SWnの可動接
点aが固定接点r側に切換えられている状態にお
いて、前記した各遅延回路D1〜D(n−1)の遅
延時間τiを0から次第に増大するように変化させ
て行くと、マイクロホンアレイMAの主ローブの
向きは、マイクロホン素子A1〜Anが配列されて
いる直線−に直交し、かつ、マイクロホンア
レイMAの前方正面に向いている0゜の状態から、
第1図中に参考的に記載してある主ローブの移動
態様を示す図における矢印Rに沿つて右90゜の方
向を向く状態まで次第に変化する。
Then, in a state where the movable contact a of each changeover switch SW 1 to SWn is switched to the fixed contact r side, the delay time τi of each delay circuit D 1 to D(n-1) described above is gradually increased from 0. When the direction of the main lobe of the microphone array MA is changed as shown in FIG. From the condition
The main lobe gradually changes to a state in which it faces 90 degrees to the right along arrow R in the figure showing the movement mode of the main lobe, which is shown for reference in FIG.

したがつて、入力端子を介して供給される切換
制御信号によつて、各切換スイツチSW1〜SWn
の可動接点aを固定接点l、rの何れか一方へ選
択的に切換える手段と、各遅延回路D1〜D(n−
1)の遅延時間τiを可変する手段とを適用するこ
とにより、マイクロホンアレイMAの主ローブの
向きは、マイクロホンアレイMAの前方180゜の範
囲で所要のように変化できるのである。
Therefore, each changeover switch SW 1 to SWn is controlled by the changeover control signal supplied via the input terminal.
means for selectively switching the movable contact a to either the fixed contacts l or r, and each delay circuit D1 to D(n-
By applying 1) the means for varying the delay time τi, the direction of the main lobe of the microphone array MA can be changed as required within a range of 180° in front of the microphone array MA.

第2図は、遅延時間が可変制御されるように構
成された遅延回路の構成例を示すブロツク図ぜあ
つて、この第2図において、Da〜Ddはそれぞれ
の遅延時間が図中に示されているようにτ、2τ、
4τ、8τであるように構成されている遅延回路素子
であり、前記の各遅延回路素子Da〜Ddの入出力
端間にはそれぞれ個別のスイツチS1,S2,S3,S4
が接続されている。
FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of a delay circuit configured such that the delay time is variably controlled. In FIG. 2, Da to Dd indicate respective delay times. τ, 2τ,
4τ and 8τ, and individual switches S 1 , S 2 , S 3 , and S 4 are provided between the input and output terminals of each of the delay circuit elements Da to Dd.
is connected.

第2図に示す遅延回路は、各遅延回路素子Da
〜Ddの入出力端間に接続されているスイツチS1
〜S4のオン、オフの状態の16通りの組合わせによ
つて、16通りの遅延時間を示す遅延回路となされ
るのである。すなわち、各スイツチS1〜S4がすべ
てオンの状態において、遅延回路は遅延時間が0
となされ、また、スイツチS1だけがオフの状態に
おいて、遅延回路は遅延時間がτとなされ、さら
に、スイツチS2だけがオフの状態において、遅延
回路は遅延時間が2τとなされる、というように、
スイツチS1〜S4のオン、オフの組合わせによつ
て、遅延回路の遅延時間は、0、τ、2τ、3τ、4τ
…15τのように16段階に変化されうるのである。
The delay circuit shown in FIG. 2 has each delay circuit element Da
~ Switch S 1 connected between the input and output terminals of Dd
The 16 combinations of on and off states of ~ S4 create a delay circuit that exhibits 16 delay times. In other words, when all switches S 1 to S 4 are on, the delay circuit has a delay time of 0.
In addition, when only switch S 1 is off, the delay circuit has a delay time of τ, and when only switch S 2 is off, the delay circuit has a delay time of 2τ, and so on. To,
Depending on the on/off combination of switches S1 to S4 , the delay time of the delay circuit is 0, τ, 2τ, 3τ, 4τ.
...It can be changed in 16 steps like 15τ.

そして、前記した4つのスイツチS1〜S4のオ
ン、オフの制御は線l2を介して遅延回路へ与えら
れている4ビツトのデジタル信号による遅延量制
御信号によつて容易に行なわれる。遅延回路が第
2図に示す遅延回路よりも多い個数の遅延回路素
子を用いて構成されれば、遅延回路における切換
え可能な遅延時間の数が多くなされうることは当
然である。
The on/off control of the four switches S1 to S4 described above is easily performed by a delay amount control signal in the form of a 4-bit digital signal applied to the delay circuit via the line l2 . Naturally, if the delay circuit is constructed using a larger number of delay circuit elements than the delay circuit shown in FIG. 2, the number of switchable delay times in the delay circuit can be increased.

各遅延回路D1〜D(n−1)における遅延時間
τiが前述のように16段階に変化されるとすると、
それと線l1を介して入力端子1に与えられる切換
制御信号による左、右の切換動作との組合わせに
よつて、マイクロホンアレイMAの主ローブの向
きはマイクロホンの前方の180゜の範囲内で31の方
向へ変えられることになる。
Assuming that the delay time τi in each delay circuit D1 to D(n-1) is changed in 16 steps as described above,
This, in combination with the left and right switching action by the switching control signal applied to input terminal 1 via line l1 , allows the main lobe of microphone array MA to be oriented within 180° in front of the microphones. It will be changed in the direction of 31.

すなわち、線l1を介して切換スイツチSW1
SWnに与えられる1ビツトの切換制御信号と、
線l2を介して遅延回路D1〜D(n−1)に与えら
れる4ビツトの遅延量制御信号とは、マイクロホ
ンMAの主ローブをマイクロホンMAの前方180゜
の範囲内のどのような角度位置に生じさせるのか
を決定しているのである。
i.e. via the line l 1 to the changeover switch SW 1 ~
A 1-bit switching control signal given to SWn,
The 4-bit delay amount control signal given to the delay circuits D1 to D(n-1) via the line l2 is the angle at which the main lobe of the microphone MA is set within a range of 180° in front of the microphone MA. It determines where it will occur.

前記した切換制御信号と遅延量制御信号とは、
制御信号発生回路CSGにおいて発生されるが、
この制御信号発生回路CSGは、それを例えばマ
イクロコンピユータを含んで構成されているもの
とすると簡単に所要の制御信号を発生させること
ができる。
The switching control signal and delay amount control signal described above are
Generated in the control signal generation circuit CSG,
This control signal generation circuit CSG can easily generate a required control signal if it is configured to include, for example, a microcomputer.

第1図示の例において、コントローラCRは可
変抵抗器VRとアナログデジタル変換器A/Dと
によつて構成されており、操作者は可変抵抗器
VRの摺動子を調節してマイクロホンアレイMA
の主ローブの向きを設定する。
In the example shown in the first diagram, the controller CR is composed of a variable resistor VR and an analog-to-digital converter A/D, and the operator
Microphone array MA by adjusting VR slider
Sets the orientation of the main lobe of.

可変抵抗器VRの摺動子には、前記した摺動子
の調節によつて+B電圧と接地電圧との間の電圧
が現われるが、その摺動子で得られた電圧はアナ
ログデジタル変換器A/Dにより、摺動子におけ
る電圧の全変化範囲を適当な数値、例えば256に
対応させるようにアナログデジタル変換すること
により、アナログデジタル変換器A/Dからは可
変抵抗器VRの摺動子の位置に応じた8ビツトの
主ローブ方向指示信号が発生されて、それが前記
した制御信号発生回路CSGに与えられる。
By adjusting the slider described above, a voltage between the +B voltage and the ground voltage appears on the slider of the variable resistor VR, and the voltage obtained at the slider is applied to the analog-to-digital converter A. /D performs analog-to-digital conversion so that the entire range of voltage change in the slider corresponds to an appropriate value, for example 256, and the analog-to-digital converter A/D outputs the voltage of the slider of the variable resistor VR. An 8-bit main lobe direction indicating signal corresponding to the position is generated and applied to the control signal generating circuit CSG described above.

今、コントローラCRにおける可変抵抗器VR
の摺動子の全調節範囲を、マイクロホンアレイ
MAの前面180゜の範囲にわたるマイクロホンアレ
イMAの主ローブの向きの変化範囲に対応あせて
いるものとし、また、前記した可変抵抗器VRの
摺動子の全調節範囲にわたる摺動子の変位に応じ
て摺動子に現われる電圧値がアナログデジタル変
換器A/Dによつて8ビツトの主ローブ方向指示
信号として制御信号発生回路CSGに与えられる
ものとし、さらに、マイクロホンアレイMAにお
ける複数個のマイクロホン素子A1〜Anの各出力
信号に時間遅延を与える遅延回路D1〜D(n−
1)が、4ビツトの切換制御信号によつてそれら
の遅延時間τiが16段階に切換制御されるものとさ
れている場合を例にとつて、前記した制御信号発
生回路CSGの一例構成を説明する。
Now the variable resistor VR in the controller CR
Microphone array
It corresponds to the change range of the direction of the main lobe of the microphone array MA over a range of 180° in front of the MA, and also corresponds to the displacement of the slider of the variable resistor VR over the entire adjustment range. Accordingly, the voltage value appearing on the slider is given to the control signal generation circuit CSG as an 8-bit main lobe direction indication signal by the analog-to-digital converter A/D, and furthermore, the voltage value appearing on the slider is given to the control signal generation circuit CSG as an 8-bit main lobe direction indication signal. Delay circuits D1 to D(n-
An example configuration of the control signal generation circuit CSG described above will be explained by taking as an example a case in which the delay time τi in 1) is controlled to be switched in 16 steps by a 4-bit switching control signal. do.

コントローラCRの可変抵抗器VRの摺動子の
調節によつて、操作者がマイクロホンアレイMA
の主ローブの向きをマイクロホンアレイMAの前
方中央(マイクロホン素子A1〜Anが配列されて
いる直線−を直交し、かつ、マイクロホンア
レイMAの正面に主ローブが向く状態…これを主
ローブの向きが0゜であるとする)に向けようとし
た場合には、コントローラCRにおける可変抵抗
器VRの摺動子の位置は、可変抵抗器VRの摺動
子の変化範囲の中央にあり、このときのアナログ
デジタル変換器A/Dからの出力デジタル信号の
示す数値は128である。
By adjusting the slider of the variable resistor VR of the controller CR, the operator can adjust the microphone array MA.
The direction of the main lobe is perpendicular to the front center of the microphone array MA (the straight line where microphone elements A 1 to An are arranged), and the main lobe is facing in front of the microphone array MA...This is the direction of the main lobe. is 0°), the position of the slider of variable resistor VR in controller CR is at the center of the range of change of the slider of variable resistor VR, and in this case, The numerical value indicated by the output digital signal from the analog-to-digital converter A/D is 128.

ところで、マイクロホンアレイMAの主ローブ
の向きを0゜とするのには、各遅延回路D1〜D(n
−1)における遅延信号τiを0とする必要がある
から、コントローラCRでマイクロホンアレイ
MAの主ローブの向きを0゜に設定された場合にお
けるアナログデジタル変換器A/Dからの出力デ
ジタル信号の示す数値128と対応して、制御信号
発生回路CSGでは、各遅延回路D1〜D(n−1)
の遅延時間τiを0の状態にさせうるような4ビツ
トの遅延量制御信号、すなわち、第2図に示す4
つのスイツチS1〜S4をすべてオンの状態にさせる
ような遅延量制御信号を発生させる。マイクロホ
ンアレイMAの主ローブの向きが0゜の場合には、
切換スイツチSW1〜SWnの可動接点aは、固定
接点l、rの何れに接続されていてもよいので、
この場合における切換制御信号は、可動接点aが
固定接点l、rの内の予め定められた何れか一方
に切換えられる状態のものに定めておけばよい。
By the way, each delay circuit D 1 to D(n
Since it is necessary to set the delay signal τi in -1) to 0, the microphone array is
In the control signal generation circuit CSG, each of the delay circuits D 1 to D (n-1)
A 4-bit delay amount control signal that can bring the delay time τi of
A delay amount control signal is generated to turn on all the switches S1 to S4 . When the main lobe direction of microphone array MA is 0°,
The movable contacts a of the changeover switches SW 1 to SWn may be connected to either the fixed contacts l or r, so
In this case, the switching control signal may be set so that the movable contact a is switched to a predetermined one of the fixed contacts l and r.

コントローラCRの可変抵抗器VRの摺動子の
調節によつてマイクロホンアレイMAの主ローブ
の向きは、0゜の向きから右へ90゜、及び0゜の向きか
ら左へ90゜の各範囲内で設定される。それで、コ
ントローラCRの可変抵抗器VRの摺動子の調節
位置と対応してアナログデジタル変換器A/Dで
発生される8ビツトの主ローブ方向指示信号の示
す数値が、1〜128の場合にはそれぞれ例えば左
90゜の向きから0゜の向きまでの範囲と対応させ、
また、前記した8ビツトの主ローブ方向指示信号
の示す数値が、128〜256の場合には、それを例え
ば0゜の向きから右90゜の向きまでの範囲と対応さ
せておいて、前記のアナログデジタル変換器A/
Dからの8ビツトの出力デジタル信号の数値が表
わしている主ローブの向きが、例えば左θ゜であれ
ば、制御信号発生回路CSGでは、切換スイツチ
SW1〜SWnの可動接点aが固定接点l側に切換
えられるような切換制御信号を作つて、それを線
l1を介して切換スイツチSW1〜SWnへ与え、ま
た、主ローブの向きがθ゜となされるような遅延量
制御信号を作つて、それを線l2を介して遅延回路
D1〜D(n−1)へ与え、前記したアナログデジ
タル変換器A/Dからの8ビツトの出力デジタル
信号の数値が表わしている主ローブの向きが、例
えば右α゜であれば、制御信号発生回路CSGでは切
換スイツチSW1〜SWnの可動接点aが固定接点
r側に切換えられるような切換制御信号を作つ
て、それを線l1を介して切換スイツチSW1〜SWn
へ与え、また、主ローブの向きがα゜となされるよ
うな遅延量制御信号を作つて、それを線l2を介し
て遅延回路D1〜D(n−1)へ与えることができ
るように、制御信号発生回路CSGにおいて、コ
ントローラCRから送出された主ローブ方向指示
信号に基づいて、所要の切換制御信号と所要の遅
延量制御信号とを作つて、それらを線l1,l2を介
して送出すれば、マイクロホンアレイMAの主ロ
ーブの向きは、操作者がコントローラCRの可変
抵抗器VRの摺動子の調節によつて設定されたと
おりになされることは明らかである。
By adjusting the slider of the variable resistor VR of the controller CR, the direction of the main lobe of the microphone array MA can be set within the ranges of 90° to the right from the 0° direction and 90° to the left from the 0° direction. is set. Therefore, if the value indicated by the 8-bit main lobe direction indication signal generated by the analog-to-digital converter A/D corresponding to the adjustment position of the slider of the variable resistor VR of the controller CR is between 1 and 128. For example, on the left
Corresponds to the range from 90° orientation to 0° orientation,
In addition, if the numerical value indicated by the above-mentioned 8-bit main lobe direction indication signal is 128 to 256, it should be made to correspond to the range from, for example, 0° to 90° to the right, and the above-mentioned Analog digital converter A/
If the direction of the main lobe indicated by the numerical value of the 8-bit output digital signal from D is, for example, θ° to the left, the control signal generation circuit CSG selects the changeover switch.
Create a switching control signal that switches the movable contacts a of SW 1 to SWn to the fixed contact l side, and connect it to the wire.
A delay amount control signal is applied to the changeover switches SW1 to SWn via line l1 , and a delay amount control signal is generated so that the direction of the main lobe is θ°, and the signal is sent to the delay circuit via line l2 .
If the direction of the main lobe, which is applied to D 1 to D(n-1) and is represented by the numerical value of the 8-bit output digital signal from the analog-to-digital converter A/D described above, is, for example, right α°, then the control The signal generating circuit CSG generates a switching control signal that switches the movable contacts a of the changeover switches SW 1 to SWn to the fixed contact r side, and sends it to the changeover switches SW 1 to SWn via the line l1.
In addition, a delay amount control signal can be created so that the direction of the main lobe is α°, and can be applied to the delay circuits D1 to D(n-1) via the line l2 . In the control signal generation circuit CSG, a required switching control signal and a required delay amount control signal are generated based on the main lobe direction indication signal sent from the controller CR, and these are connected to the lines l 1 and l 2 . It is clear that the main lobe of the microphone array MA is oriented as set by the operator by adjusting the slider of the variable resistor VR of the controller CR.

(発明の解決しようとする問題点) さて、前記のように構成されたマイクロホン装
置では、それの主ローブがコントローラCRの可
変抵抗器VRの摺動子の調節によつて、マイクロ
ホンアレイMAの前方180゜の範囲内における所要
の角度方向を向くように設定されうるのである
が、複数個のマイクロホン素子を用いて構成され
ているマイクロホンアレイMAの指向特性におい
て、主ローブが0゜の方向、すなわち、マイクロホ
ンアレイMAの正面を向くようになされている場
合のマイクロホンアレイMAの指向特性は、マイ
クロホンアレイMAの構成のために用いられてい
るマイクロホン素子の指向特性が、例えば第3図
のaに示すような、いわゆるカーデイオイドの場
合と、例えば第4図のaに示すような、いわゆる
ハイパーカーデイオイドの場合とに応じて、それ
ぞれ第3図のbや第4図のbに示されるようなも
のとなる。
(Problems to be Solved by the Invention) Now, in the microphone device configured as described above, the main lobe of the microphone device can be set in front of the microphone array MA by adjusting the slider of the variable resistor VR of the controller CR. Although it can be set to point in any desired angular direction within a range of 180°, in the directivity characteristics of the microphone array MA, which is constructed using multiple microphone elements, the main lobe is oriented in the 0° direction, i.e. , the directional characteristics of the microphone array MA when it is configured to face the front of the microphone array MA are as shown in FIG. For example, in the case of a so-called cardioid, as shown in a of FIG. 4, and in the case of a so-called hypercardioid, as shown in a of FIG. becomes.

第3図のaとb及び第4図のaとbとに示され
ているところから明らかなように、マイクロホン
アレイにおける主ローブ(前方ローブ)は、マイ
クロホン素子における主ローブ(前方ローブ)よ
りも鋭るどくなつているのであるが、マイクロホ
ンアレイの前方ローブは、、マイクロホンアレイ
を構成するのに用いられるマイクロホン素子の個
数の増加に従つて鋭るどさが増して行く。
As is clear from FIG. 3 a and b and FIG. 4 a and b, the main lobe (front lobe) in the microphone array is larger than the main lobe (front lobe) in the microphone element. However, the front lobe of a microphone array becomes increasingly sharp as the number of microphone elements used to construct the microphone array increases.

しかしながら、マイクロホンアレイ全体として
の感度の前後比についてみると、それはマイクロ
ホンアレイを構成するのに用いられているマイク
ロホン素子における感度の前後比と同じであるこ
とが判かる。
However, when looking at the front-to-back sensitivity ratio of the microphone array as a whole, it is found that it is the same as the front-to-back sensitivity ratio of the microphone elements used to configure the microphone array.

また、前方ローブの向きが第3図のb及び第4
図のbに示す0゜の方向、すなわち、マイクロホン
アレイMAの正面から右(または左)90゜までの
範囲内{0゜の方向から時計まわり(または反時計
まわり)に90゜までの範囲内}で変えられるのに
従つて、マイクロホンアレイMAの指向特性は第
3図のc,d,e及び第4図のc,d,eのよう
な状態へと変化して行く。
Also, the direction of the front lobe is
The 0° direction shown in figure b, that is, within the range of 90° to the right (or left) from the front of the microphone array MA {within the range of 90° clockwise (or counterclockwise) from the 0° direction }, the directional characteristics of the microphone array MA change to states as shown in c, d, e in FIG. 3 and c, d, e in FIG. 4.

すなわち、マイクロホンアレイMAの主ローブ
の向きが、0゜の方向、すなわち、マイクロホンア
レイMAの正面から時計まわり(または反時計ま
わり)に角度βだけ傾けられたときは、線90゜−
270゜について鏡面対称の位置に後方ローブが生じ
るのである。
In other words, when the direction of the main lobe of the microphone array MA is tilted in the 0° direction, that is, in the clockwise (or counterclockwise) direction from the front of the microphone array MA, the line 90° −
A rear lobe is generated at a mirror-symmetrical position about 270°.

そして、前記した主ローブ(前方ローブ)と後
方ローブとは、マイクロホンアレイMAを構成し
ているマイクロホン素子における指向特性曲線
(第3図のb〜e及び第4図のb〜eにおいては
点線で示してある)によつて定まる大きさのもの
となつているから、主ローブ(前方ローブ)が0゜
の方向から時計まわり(あるいは反時計まわり)
に90゜の範囲内で向きが変えられる場合に、角度
βが大きくなされて行くのにつれて前方ローブと
後方ローブとの大きさの比が小さくなつて行く。
したがつて、マイクロホンアレイの前方ローブ
(主ローブ)の向きを0゜の方向から次第に傾けて
行つたときには、マイクロホンアレイMAの指向
性が実質的に鈍いものとなるということが問題と
なる。
The above-mentioned main lobe (front lobe) and rear lobe are the directional characteristic curves (indicated by dotted lines in b to e in Figure 3 and b to e in Figure 4) of the microphone elements constituting the microphone array MA. The main lobe (front lobe) rotates clockwise (or counterclockwise) from the 0° direction.
When the direction is changed within a range of 90°, as the angle β increases, the ratio of the sizes of the front lobe and the rear lobe decreases.
Therefore, when the direction of the front lobe (main lobe) of the microphone array is gradually tilted from the 0° direction, a problem arises in that the directivity of the microphone array MA becomes substantially dull.

(問題点を解決するための手段) 本発明は、マイクロホンアレイを構成するマイ
クロホン素子として単一指向性を有するものを用
い、そのマイクロホン素子の主軸を含む平面内
で、マイクロホンアレイの正面に向かう直線を基
準の線としたときに、前記の基準の線に対して時
計廻わりの方向に90゜以内の角度θだけ主軸を傾
斜させたマイクロホン素子と、前記の基準の線に
対して反時計廻わりの方向に90゜以内の角度θだ
け主軸を傾斜させたマイクロホン素子とを1対の
マイクロホン素子対とする複数個のマイクロホン
素子対によつてマイクロホンアレイを構成し、マ
イクロホンアレイの主ローブ(前方ローブ)の方
向が前記した基準の線に対して90゜以内で時計廻
わりの方向に向けられるときには、マイクロホン
アレイを構成している各マイクロホン素子対にお
いて、前記した基準の線に対して反時計廻わりの
方向に角度θだけ主軸が傾斜されているマイクロ
ホン素子だけにより構成されるマイクロホンアレ
イが用いられるようにし、また、マイクロホンア
レイの主ローブの方向が、前記した基準の線に対
して90゜以内で反時計廻わりの方向に向けられる
ときには、マイクロホンアレイを構成している各
マイクロホン素子対において、前記した基準の線
に対して時計廻わりの方向に角度θだけ主軸が傾
斜されているマイクロホン素子だけにより構成さ
れるマイクロホンアレイが用いられるようにする
ことによつて、マイクロホンアレイにおける後方
ローブが、マイクロホン素子の指向特性における
無感度部分付近に生じるようにして、マイクロホ
ンアレイにおける後方ローブの消去乃至は大巾な
軽減を実現させたものである。
(Means for Solving the Problems) The present invention uses a microphone element having unidirectionality as a microphone element constituting a microphone array, and uses a straight line toward the front of the microphone array within a plane including the main axis of the microphone element. A microphone element whose main axis is tilted by an angle θ within 90° clockwise with respect to the reference line, and a microphone element whose main axis is tilted by an angle θ within 90° with respect to the reference line, and a microphone element whose main axis is tilted clockwise with respect to the reference line. A microphone array is constituted by a plurality of microphone element pairs, each pair being a microphone element whose main axis is tilted by an angle θ within 90° in the opposite direction. When the direction of the lobe is oriented clockwise within 90 degrees with respect to the above reference line, each microphone element pair making up the microphone array is oriented counterclockwise with respect to the above reference line. A microphone array consisting only of microphone elements whose principal axes are inclined at an angle θ in the circumferential direction is used, and the direction of the main lobe of the microphone array is 90 degrees with respect to the reference line mentioned above. When the main axis of each microphone element pair constituting the microphone array is tilted clockwise by an angle θ with respect to the reference line described above, By using a microphone array consisting only of elements, the rear lobe in the microphone array is generated near the insensitive part of the directivity of the microphone element, and the rear lobe in the microphone array is eliminated or has achieved a significant reduction.

(実施例) 第5図は、本発明の指向性マイクロホン装置の
一実施態様のブロツク図であつて、この第5図に
おいて、既述した第1図示のマイクロホン装置に
おける構成部分と対応する構成部分には第1図中
で使用した図面符号と同一の図面符号を使用して
いる。
(Example) FIG. 5 is a block diagram of an embodiment of the directional microphone device of the present invention, and in FIG. 5, components corresponding to those in the microphone device shown in FIG. The same drawing numerals as those used in FIG. 1 are used.

第5図において、、A1l,A2l,A3l…Anlは、マ
イクロホンアレイMAが、それの主ローブ(前方
ローブ)の向きを、0゜の方向、すなわちマイクロ
ホンアレイの正面の方向から反時計廻わりに90゜
以内の角度範囲で変化させようとするときにマイ
クロホンアレイとして使用される単一指向性を有
するn個のマイクロホン素子であり、また、
A1r,A2r,A3r…Anrは、マイクロホンアレイ
MAが、それの主ローブ(前方ローブ)の向き
を、0゜の方向、すなわちマイクロホンアレイの正
面の方向から時計廻わりに90゜以内の角度範囲で
変化させようとするときにマイクロホンアレイと
して使用される単一指向性を有するn個のマイク
ロホン素子であつて、前記した2n個のマイクロ
ホン素子は、マイクロホン素子A1lとA1rとが1
対のマイクロホン素子対を構成し、また、マイク
ロホン素子A2lとA2rとが1対のマイクロホン素
子対を構成している、というような組合わせの態
様を以つて、全部でn個のマイクロホン素子対を
構成している。
In Fig. 5, A 1 l, A 2 l, A 3 l...Anl indicates that the microphone array MA has its main lobe (front lobe) directed in the 0° direction, that is, in the direction in front of the microphone array. n microphone elements with unidirectionality used as a microphone array when changing the angle within 90 degrees counterclockwise from
A 1 r, A 2 r, A 3 r…Anr is the microphone array
An MA is used as a microphone array when the direction of its main lobe (front lobe) is to be varied within an angular range of 90° clockwise from the 0° direction, i.e. the direction in front of the microphone array. The above-mentioned 2n microphone elements are n microphone elements having unidirectionality, and the microphone elements A 1 l and A 1 r are 1
In such a manner that a pair of microphone elements is configured, and microphone elements A 2 l and A 2 r are configured as a pair of microphone elements, a total of n This constitutes a microphone element pair.

全部で2n個のマイクロホン素子によりn個の
マイクロホン素子対が構成されているマイクロホ
ンアレイMAにおける2n個のマイクロホン素子
A1l,A1r,A2l,A2r…Anl,Anrは、同一平面上
の一直線上に各マイクロホン対が所定の間隔を隔
てて配置されるようになされたり、あるいは第6
図に示すように同一平面上の円弧上に各マイクロ
ホン対が所定の間隔を隔てて配置されるようにな
されたり、もしくは、第7図示のように同一平面
上の折線上に各マイクロホン対が所定の間隔を隔
てて配置されるようになされたりする。第6図及
び第7図示のような配置の態様は、主ローブの向
きが0゜の方向から大きな角度をもつようになされ
た場合においても、い周波数における指向特性
が鋭るどくなりすぎないようにするために有効で
ある。
2n microphone elements in a microphone array MA in which n microphone element pairs are configured by a total of 2n microphone elements.
A 1 l, A 1 r, A 2 l, A 2 r...Anl, Anr are arranged so that each microphone pair is arranged on a straight line on the same plane with a predetermined interval apart, or
As shown in the figure, each microphone pair is arranged on a circular arc on the same plane at a predetermined interval, or as shown in the seventh figure, each microphone pair is arranged on a broken line on the same plane at a predetermined distance. They may be placed at intervals of . The arrangement shown in Figures 6 and 7 prevents the directivity characteristics at high frequencies from becoming too sharp even when the main lobe is oriented at a large angle from the 0° direction. It is effective for

マイクロホンアレイMAを構成するn個のマイ
クロホン素子対は、マイクロホンアレイMAにお
いて収音の対象としている周波数範囲における上
限の周波数の音の半波長よりも短い距離dづつ隔
てて配置されることが必要とされるが、使用され
るマイクロホン素子の大きさによつては、マイク
ロホン素子対を前記した距離dづつ隔てて配置す
ることができない場合も生じる。
The n microphone element pairs constituting the microphone array MA are required to be spaced apart by a distance d that is shorter than a half wavelength of the sound at the upper limit frequency in the frequency range targeted for sound collection in the microphone array MA. However, depending on the size of the microphone elements used, there may be cases where it is not possible to arrange the microphone element pairs at the distance d described above.

そのような場合には、第8図の平面図に示され
ているように、マイクロホン素子A1l,A2l…Anl
とマイクロホン素子A1r,A2r…Anrとをそれぞ
れ別個の列に配列したものを、マイクロホン素子
のならびの方向と直交する方向でずらして配置し
たり、あるいは、、第9図の斜視図で示されてい
るように、それぞれ対をなす各マイクロホン素子
Anr,Anl,A(n−1)r,A(n−1)l,…
A1r,A1lが上下方向に積重ねられているような
配置の態様となされてもよい。
In such a case , as shown in the plan view of FIG.
and microphone elements A 1 r, A 2 r...Anr arranged in separate rows, respectively, may be arranged offset in a direction perpendicular to the direction in which the microphone elements are arranged, or alternatively, the perspective view of Fig. 9 may be arranged. Each pair of microphone elements is shown in
Anr, Anl, A(n-1)r, A(n-1)l,...
The arrangement may be such that A 1 r and A 1 l are stacked vertically.

マイクロホンアレイMAにおける単一指向性を
有する各マイクロホン素子A1l,A2l…Anl,A1r,
A2r…Anrの内でマイクロホン素子A1l,A2l…
Anlは、各マイクロホン素子の主軸を含む平面内
で、マイクロホンアレイの正面に向かう直線(0゜
の方向を示す直線)を基準の線としたときに、時
計廻わりの方向に90゜以内の角度θだけ主軸を傾
斜させた状態で設けられており、また、各マイク
ロホン素子A1r,A2r…Anrは、各マイクロホン
素子の主軸を含む平面内で、マイクロホンアレイ
の正面に向かう直線(0゜の方向を示す直線)を基
準の線としたときに、反時計廻わりの方向に90゜
以内の角度θだけ主軸を傾斜させた状態で設けら
れている。
Each microphone element with unidirectionality in the microphone array MA A 1 l, A 2 l...Anl, A 1 r,
Microphone element A 1 l, A 2 l… within A 2 r…Anr
Anl is an angle within 90° clockwise in a plane that includes the principal axis of each microphone element, with the straight line facing the front of the microphone array (the straight line indicating the 0° direction) as the reference line. The main axis is inclined by θ, and each microphone element A 1 r, A 2 r...Anr is arranged in a straight line (0 The main axis is inclined by an angle θ within 90° in the counterclockwise direction when the reference line is a straight line indicating the direction of 90°.

基準の線に対してマイクロホン素子の主軸の方
向を時計方向あるいは反時計方向に傾斜させる角
度θは、マイクロホンアレイの構成に使用される
単一指向性を有するマイクロホン素子の指向特性
の形状がどうであるのか、マイクロホンアレイ
MAにおいて主ローブの向きをどのような角度範
囲で変化させようとしているのか、などに応じて
定められるべきものであるが、次に、第10図を
参照して上記した角度θの決定の仕方と、前記の
ように角度θだけ主軸を傾斜させたマイクロホン
素子を用いて構成されたマイクロホンアレイMA
の指向特性などについて説明する。
The angle θ at which the main axis of the microphone element is tilted clockwise or counterclockwise with respect to the reference line depends on the shape of the directional characteristics of the microphone element with unidirectionality used in the configuration of the microphone array. Is there a microphone array?
It should be determined depending on the angle range in which the direction of the main lobe is to be changed in MA, etc. Next, how to determine the angle θ described above with reference to Fig. 10. and a microphone array MA configured using microphone elements whose principal axes are tilted by an angle θ as described above.
We will explain the directional characteristics of.

第10図は、マイクロホンアレイMAの構成に
使用されるマイクロホン素子が、第3図のaに示
されているようなカーデイオイドの指向特性を有
するものである場合を例にとり、本発明のマイク
ロホン装置におけるマイクロホンアレイを構成さ
せる際に、マイクロホン素子の主軸をマイクロホ
ンアレイの正面に対してどのような傾斜角θで傾
斜させたらよいのかなどの点について説明するた
めの参考図である。
FIG. 10 shows an example in which the microphone elements used in the configuration of the microphone array MA have a cardioid directivity characteristic as shown in FIG. FIG. 2 is a reference diagram for explaining points such as what angle of inclination θ should the main axis of the microphone element be inclined with respect to the front of the microphone array when configuring the microphone array.

第10図のaに示す図におけるA1r(〜Anr)は
参考のために示したマイクロホン素子であり、ま
た、第10図のbに示す図におけるA1l(〜Anl)
も参考のために示したマイクロホン素子であつ
て、第10図のa及び第10図のbにおいて点線
Kr−Kr及びKl−Klは、それぞれマイクロホン素
子A1r(〜Anr)及びA1l(〜Anl)の主軸であり、
単一指向特性を有するマイクロホン素子A1r〜
Anrは、第10図のa中の想像線Raで示すよう
なカーデイオドの指向特性を有し、また、単一指
向特性を有するマイクロホン素子A1l(〜Anl)
は、第10図のb中の想像線Lbで示すようなカ
ーデイオイドの指向特性を有する。
A 1 r (~Anr) in the diagram shown in Figure 10 a is a microphone element shown for reference, and A 1 l (~Anl) in the diagram shown in Figure 10 b
is also a microphone element shown for reference, and is indicated by dotted lines in a of FIG. 10 and b of FIG. 10.
Kr−Kr and Kl−Kl are the principal axes of the microphone elements A 1 r (~Anr) and A 1 l (~Anl), respectively,
Microphone element A 1 r~ with unidirectional characteristics
Anr has a cardioid directivity characteristic as shown by the imaginary line Ra in a in Fig. 10, and a microphone element A 1 l (~Anl) has a unidirectional directivity characteristic.
has a cardioid directivity characteristic as shown by the imaginary line Lb in FIG. 10b.

第10図のa及び第10図のbにおいて、線
−はマイクロホンアレイMAにおけるマイクロ
ホン素子の配列の方向であり、図中の0゜の方向は
マイクロホンアレイMAの正面の方向を示す。
In FIG. 10a and FIG. 10b, the line - is the direction in which the microphone elements are arranged in the microphone array MA, and the 0° direction in the figures indicates the front direction of the microphone array MA.

第10図のaに示すマイクロホン素子A1r(〜
Anr)は、それの主軸Kr−Krの方向がマイクロ
ホンアレイMAの正面の方向、すなわち0゜の方向
に対して反時計まわりの方向に角度θだけ傾斜さ
れており、また、第10図のbに示すマイクロホ
ン素子A1l(〜Anl)は、それの主軸Kl−Klの方向
がマイクロホンアレイMAの正面の方向、すなわ
ち0゜の方向に対して時計まわりの方向に角度θだ
け傾斜されているから、例えば第10図のaに示
されているマイクロホン素子A1r(〜Anr)のよう
に、それの主軸Kr−Krの方向がマイクロホンア
レイの正面の方向に対して反時計まわりの方向に
θ度だけ傾斜されているマイクロホン素子A1r〜
Anrの配列によつて構成させたマイクロホンアレ
イを用いて、それの主ローブの向きをマイクロホ
ンアレイの前方の180゜の範囲にわたつて変化させ
たときには、マイクロホンアレイの主ローブは、
第10図のaに示されいる曲線Raにおける−
線よりも上方の部分に沿つて大きさが変化する
ものとなり、また、第10図のbに示されている
マイクロホン素子A1l(〜Anl)のように、それの
主軸Kl−Klの方向がマイクロホンアレイの正面
の方向に対して時計まわりの方向にθ度だけ傾斜
されているマイクロホン素子A1l〜Anlの配列に
よつて構成させたマイクロホンアレイを用いて、
それの主ローブの向きをマイクロホンアレイの前
方の180゜の範囲にわたつて変化させたときには、
マイクロホンアレイの主ローブは、第10図のb
に示されている曲線Lbにおける−線よりも
上方の部分に沿つて大きさが変化するものとな
る。
Microphone element A 1 r (~
Anr), the direction of its principal axis Kr−Kr is tilted counterclockwise by an angle θ with respect to the direction in front of the microphone array MA, that is, the 0° direction, and In the microphone element A 1 l (~Anl) shown in , the direction of its principal axis Kl−Kl is tilted clockwise by an angle θ with respect to the direction in front of the microphone array MA, that is, the 0° direction. Therefore, for example, as in the microphone element A 1 r (~Anr) shown in Figure 10a, the direction of its principal axis Kr−Kr is counterclockwise with respect to the front direction of the microphone array. Microphone element A 1 r~ tilted by θ degrees
When using a microphone array configured with an array of Anr and changing the direction of its main lobe over a range of 180° in front of the microphone array, the main lobe of the microphone array becomes
In the curve Ra shown in Figure 10 a -
The size changes along the part above the line, and the direction of its principal axis Kl−Kl, as in the microphone element A 1 l (~Anl) shown in Fig. 10b. Using a microphone array configured by an array of microphone elements A 1 l to Anl, which are tilted by θ degrees in a clockwise direction with respect to the front direction of the microphone array,
When the direction of its main lobe is changed over a range of 180° in front of the microphone array,
The main lobe of the microphone array is b in Figure 10.
The size changes along the portion above the - line in the curve Lb shown in .

ところで、マイクロホンアレイでは−線を
対称軸として、主ローブ(前方ローブ)と鏡面対
称の位置に後方ローブが生じることは、第3図及
び第4図についての説明において既述したとおり
であるが、−線を対称軸として、前方ローブ
に対し鏡面対称の位置に生じる後方ローブが、マ
イクロホン素子における無感度の領域に位置する
ものであると、その後方ローブは実際には現われ
ることがない。
By the way, in the microphone array, the rear lobe is generated at a position mirror-symmetrical to the main lobe (front lobe) with the - line as the axis of symmetry, as already mentioned in the explanation of FIGS. 3 and 4. If a rear lobe that occurs at a position mirror-symmetrical to the front lobe with the - line as the symmetry axis is located in an insensitive region of the microphone element, the rear lobe will not actually appear.

そこで、本発明の指向性マイクロホン装置で
は、−線を対称軸として、前方ローブの移動
範囲内における前方ローブに対し鏡面対称の位置
に生じる後方ローブがマイクロホン素子における
無感度の領域付近に位置するものとなるように、
マイクロホンアレイを構成する複数個のマイクロ
ホン素子を、それの主軸がマイクロホンアレイの
正面の方向(0゜の方向)から所要の角度θだけ傾
斜されているものとすることにより、後方ローブ
が消去乃至は著るしく軽減されるようにしたので
ある。なおマイクロホン素子の配置態様が、第
6,7図示のようなものであつた場合には、マイ
クロホン素子の並びの方向と直交する方向が基準
の方向とされて角度θが定められてもよい。
Therefore, in the directional microphone device of the present invention, the rear lobe, which occurs at a mirror-symmetrical position with respect to the front lobe within the moving range of the front lobe, is located near the insensitive region of the microphone element, with the - line as the axis of symmetry. So that
The rear lobe can be eliminated or This resulted in a significant reduction. Note that when the arrangement of the microphone elements is as shown in FIGS. 6 and 7, the angle θ may be determined with a direction orthogonal to the direction in which the microphone elements are arranged as a reference direction.

すなわち、本発明の指向性マイクロホン装置で
は、前方ローブの向きをマイクロホンアレイの正
面の方向(0゜の方向)から時計まわりの方向に
90゜以内の範囲で変化させるのに用いるマイクロ
ホンアレイ、すなわち、第10図のaに示すよう
に、主軸Kr−Krの方向をマイクロホンアレイの
正面の方向(0゜の方向)から反時計まわりの方向
に所要の角度θだけ傾斜させたマイクロホン素子
A1r〜Anrを用いて構成したマイクロホンアレイ
と、前方ローブの向きをマイクロホンアレイの正
面の方向(0゜の方向)から反時計まわりの方向に
90゜以内の角度の範囲で変化させるのに用いるマ
イクロホンアレイ、すなわち、第10図のbに示
すように、主軸Kl−Klの方向をマイクロホンア
レイの正面の方向(0゜の方向)から時計まわりの
方向に所要の角度θだけ傾斜させたマイクロホン
素子A1l−Anlを用いて構成したマイクロホンア
レイとを用意しておき、前記2つのマイクロホン
アレイがマイクロホンアレイの前方ローブの向き
の前述のような変化範囲と対応して切換え使用さ
れるようにすることにより、後方ローブの消去、
乃至は著るしい軽減を実現させている。
That is, in the directional microphone device of the present invention, the direction of the front lobe is changed clockwise from the direction in front of the microphone array (0° direction).
The microphone array used to change the angle within a range of 90 degrees, that is, the direction of the principal axis Kr-Kr is rotated counterclockwise from the direction in front of the microphone array (0 degree direction), as shown in Figure 10a. Microphone element tilted by the required angle θ in the direction
A 1 A microphone array configured using r~Anr and the direction of the front lobe counterclockwise from the front direction of the microphone array (0° direction).
A microphone array used to change the angle within a range of 90 degrees, that is, the direction of the principal axis Kl-Kl is rotated clockwise from the front direction of the microphone array (0 degree direction), as shown in Figure 10b. A microphone array constructed using microphone elements A 1 l−Anl tilted by a required angle θ in the direction of By switching the usage according to the range of change, the rear lobe can be eliminated,
Or, a significant reduction has been achieved.

マイクロホンアレイの前方ローブの向きを、マ
イクロホンアレイ正面の方向(0゜の方向)を示す
基準の線から、時計のまわりの方向に90゜以内の
角度の範囲で変化させるのに用いられるマイクロ
ホンアレイを構成しているマイクロホン素子A1r
〜Anrは、第10図のaに示されているように、
それの主軸Kr−Krの方向がマイクロホンアレイ
の正面の方向(0゜の方向)を示す基準の線に対し
て反時計まわりの方向に所要の角度θだけ傾斜さ
れていることにより、前記したマイクロホン素子
A1r〜Anrを用いて構成されたマイクロホンアレ
イによつて、前方ローブの向きを基準の線から時
計まわりの方向に90゜以内の角度の範囲で変化さ
せたときのマイクロホンアレイの前方ローブの大
きさは、第10図のaに想像線で示されている曲
線Raの内で直線0−0゜と直線0−90゜との間の曲
線に従つて変化しているものとなり、また、マイ
クロホンアレイの前方ローブの向きを、マイクロ
ホンアレイの正面の方向(0゜の方向)を示す基準
の線から、反時計まわりの方向に90゜以内の角度
の範囲で変化させるのに用いられるマイクロホン
アレイを構成しているマイクロホン素子A1l〜
Anlは、第10図のbに示されているように、そ
れの主軸Kl−Klの方向がマイクロホンアレイの
正面の方向(0゜の方向)を示す基準の線に対して
時計まわりの方向に所要の角度θだけ傾斜されて
いることにより、前記したマイクロホン素子A1l
〜Anlを用いて構成されたマイクロホンアレイに
よつて、前方ローブの向きを基準の線から反時計
まわりの方向に90゜以内の角度の範囲で変化させ
たときのマイクロホンアレイの前方ローブの大き
さは、第10図のbに想像線で示されている曲線
Lbの内で直線0−0゜と直線0−270゜との間の曲線
に従つて変化しているものとなる。
A microphone array used to change the direction of the front lobe of the microphone array within an angular range of 90° clockwise from a reference line indicating the direction in front of the microphone array (0° direction). Configuring microphone element A 1 r
~Anr, as shown in Figure 10 a,
The above-mentioned microphone is element
A 1 For a microphone array configured using r~Anr, the front lobe of the microphone array is calculated when the direction of the front lobe is changed within an angle range of 90° clockwise from the reference line. The size changes according to the curve between the straight line 0-0° and the straight line 0-90° within the curve Ra shown by the imaginary line in Figure 10a, and, A microphone array used to change the direction of the front lobe of a microphone array within an angular range of 90° in a counterclockwise direction from a reference line indicating the direction in front of the microphone array (0° direction). Microphone element A 1 l~
As shown in Figure 10b, Anl has its principal axis Kl-Kl clockwise with respect to the reference line indicating the front direction (0° direction) of the microphone array. By being tilted by the required angle θ, the aforementioned microphone element A 1 l
~The size of the front lobe of a microphone array configured using Anl when the direction of the front lobe is changed within an angle range of 90° counterclockwise from the reference line. is the curve shown as an imaginary line in Figure 10b.
Within Lb, it changes according to the curve between the straight line 0-0° and the straight line 0-270°.

そして、前方ローブが第10図のaに示されて
いる曲線Raにおける直線0−0゜と直線0−90゜と
の間の曲線に従つて大きさが変化されながら、そ
れの向きが変化されているときに、−線を対
称軸として前方ローブと鏡面対称の位置に生じる
べき後方ローブは、直線0−90゜と直線0−180゜
との間のマイクロホン素子A1r〜Anrにおける無
感度の部分では発生することがなく、前方ローブ
の向きが基準の線から時計まわりの方向に90゜に
近い角度となされたときだけに曲線Raに従つた
大きさで生じることになる。
Then, the front lobe is changed in size and direction according to the curve between the straight line 0-0° and the straight line 0-90° in the curve Ra shown in Figure 10a. When the axis of symmetry is the - line, the rear lobe that should occur at a position mirror-symmetrical to the front lobe is the insensitivity of the microphone elements A 1 r to Anr between the straight line 0-90° and the straight line 0-180°. It does not occur in the part of , and only when the forward lobe is oriented at an angle close to 90 degrees clockwise from the reference line, it will occur with a magnitude that follows the curve Ra.

また、前方ローブが第10図のbに示されてい
る曲線Lbにおける直線0−0゜と直線0−270゜との
間の曲線に従つて大きさが変化されながらそれの
向きが変化されているときに、−線を対称軸
として前方ローブと鏡面対称の位置に生じるべき
後方ローブは、直線0−270゜と直線0−180゜との
間のマイクロホン素子A1l〜Anlにおける無感度
の部分では発生することがなく、前方ローブの向
きが基準の線から反時計まわりの方向に90゜に近
い角度となされたときだけに曲線Lbに従つた大
きさで生じることになる。
In addition, the front lobe is changed in size and direction according to the curve between the straight line 0-0° and the straight line 0-270° in the curve Lb shown in Fig. 10b. The rear lobe that should be generated at a position mirror-symmetrical to the front lobe with the - line as the axis of symmetry is the It does not occur in some parts, and only when the forward lobe is oriented at an angle close to 90° counterclockwise from the reference line, it will occur with a magnitude that follows the curve Lb.

第10図のa及び第10図のbに示す例におい
ては、前方ローブが基準の線から90゜に近い角度
の方向に向くようになされたときに、後方ローブ
が生じるようになされているが、これは、マイク
ロホンアレイにおける前方ローブの向きをマイク
ロホンアレイの正面から90゜の角度まで可変でき
るようにするために、−線上においてもマイ
クロホン素子の傾斜角θが定められている場合を
例示したものだからであり、実施に当つて前方ロ
ーブの向きの所定の移動範囲と対応して、後方ロ
ーブが全く生じることがない状態となるように、
マイクロホン素子の傾斜角θが設定されてもよい
ことは勿論である。
In the examples shown in Figures 10a and 10b, the rear lobe is generated when the front lobe is oriented at an angle close to 90 degrees from the reference line. , This is an example of a case where the tilt angle θ of the microphone element is determined even on the - line in order to make it possible to vary the direction of the front lobe in the microphone array up to an angle of 90 degrees from the front of the microphone array. This is why, in implementation, corresponding to a predetermined movement range of the direction of the front lobe, so that a state in which no rear lobe is generated is achieved.
Of course, the inclination angle θ of the microphone element may be set.

第5図に示す本発明の指向性マイクロホン装置
において、マイクロホンアレイMAにおけるマイ
クロホン素子A1l〜Anlは、マイクロホンアレイ
の前方ローブの向きを、マイクロホンアレイの正
面の方向から反時計まわりに90゜以内の角度範囲
で変化させようとするときに使用されるマイクロ
ホンアレイを構成しており、また、マイクロホン
アレイMAにおけるマイクロホン素子A1r〜Anr
は、マイクロホンアレイの前方ローブの向きを、
マイクロホンアレイの正面の方向から時計まわり
に90゜以内の角度範囲で変化させようとするとき
に使用されるマイクロホンアレイを構成している
から、マイクロホンアレイMAの前方ローブ(主
ローブ)の向きをマイクロホンアレイの前方の
180゜の範囲内で変化させるためには、切換スイツ
チSW1〜SWnの可動接点aを固定接点l側と固
定接点r側とに切換えることが必要とされるが、
それは入力端子1に対して線l1を介して供給され
る切換制御信号によつて、既述した第1図示の場
合と同様に行なわれる。
In the directional microphone device of the present invention shown in FIG. 5, the microphone elements A 1 l to Anl in the microphone array MA have the front lobes of the microphone array directed within 90 degrees counterclockwise from the front direction of the microphone array. It constitutes a microphone array used when trying to change the angle in the angular range of A1 r to Anr in the microphone array MA.
is the direction of the front lobe of the microphone array,
The microphone array is used when changing the angle within 90 degrees clockwise from the front direction of the microphone array, so the direction of the front lobe (main lobe) of the microphone array MA is in front of the array
In order to change within the range of 180°, it is necessary to switch the movable contacts a of the changeover switches SW 1 to SWn to the fixed contact l side and the fixed contact r side,
This takes place in the same manner as in the first illustration described above, by means of a switching control signal which is supplied to input terminal 1 via line l1 .

また、前記した切換制御信号と、遅延回路D1
〜D(n−1)に線l2を介して与える遅延量制御
信号とを発生させるための制御信号発生回路
CSGや、可変抵抗器VRとアナログデジタル変換
器A/DとからなるコントローラCRなどの構成
や動作も、第1図について説明したとおりであ
る。
In addition, the switching control signal described above and the delay circuit D 1
A control signal generation circuit for generating a delay amount control signal to be applied to ~D(n-1) via line l2
The configuration and operation of the CSG, the controller CR consisting of the variable resistor VR and the analog-to-digital converter A/D, etc. are also as explained with reference to FIG.

(効果) 以上、詳細に説明したところから明らかなよう
に、本発明の指向性マイクロホン装置は、複数個
の単一指向性を有するマイクロホン素子を配列し
てなるマイクロホンアレイにおける個々のマイク
ロホン素子からの出力信号に対してそれぞれ個別
に与えるべきそれぞれ所定の遅延量を可変して、
マイクロホン自体の空間的な位置を一定としたま
まで、主ローブの向きが自由に変えられるように
した指向性マイクロホン装置において、前方ロー
ブと鏡面対称の位置に生じる後方ローブを消去乃
至は著るしく軽減させるのに、マイクロホンアレ
イの正面の方向から時計まわりの方向に所要の角
度θだけ主軸の方向を傾斜させたマイクロホン素
子によつて構成させたマイクロホンアレイと、マ
イクロホンアレイの正面の方向から反時計まわり
の方向に所要の角度θだけ主軸の方向を傾斜させ
たマイクロホン素子によつて構成させたマイクロ
ホンアレイとを設けておき、マイクロホンアレイ
の前方ローブの方向がマイクロホンアレイの正面
の方向から90゜以内で反時計まわりの方向に向け
られたときには、マイクロホンアレイの正面の方
向から時計まわりの方向に所要の角度θだけ主軸
の方向を傾斜させたマイクロホン素子によつて構
成させたマイクロホンアレイが使用されるように
し、また、マイクロホンアレイの前方ローブの方
向がマイクロホンアレイの正面の方向から90゜以
内で時計まわりの方向に向けられるときには、マ
イクロホンアレイの正面の方向から反時計まわり
の方向に所要の角度θだけ主軸の方向を傾斜させ
たマイクロホン素子によつて構成させたマイクロ
ホンアレイが使用されるようにする、という極め
て簡単な手段の適用によつて実現したものであ
り、この本発明によれば指向特性の優れた指向性
マイクロホン装置を容易に提供することができ
る。
(Effects) As is clear from the detailed explanation above, the directional microphone device of the present invention has the advantage that the directional microphone device of the present invention has the advantage of providing the following effects: By varying the respective predetermined delay amounts to be given to the output signals individually,
In a directional microphone device in which the direction of the main lobe can be freely changed while keeping the spatial position of the microphone itself constant, it is possible to eliminate or significantly eliminate the rear lobe that occurs at a position mirror-symmetrical to the front lobe. In order to reduce the amount of light, a microphone array is constructed using microphone elements whose principal axes are tilted by a required angle θ in a clockwise direction from the front of the microphone array, and a microphone element whose principal axis is tilted by a required angle θ clockwise from the front of the microphone array, and a microphone element whose main axis is tilted by a predetermined angle θ clockwise from the front of the microphone array. A microphone array composed of microphone elements whose principal axes are inclined by a required angle θ in the surrounding direction is provided, and the direction of the front lobe of the microphone array is within 90° from the direction in front of the microphone array. When the microphone is oriented in a counterclockwise direction, a microphone array composed of microphone elements whose principal axes are tilted by a required angle θ clockwise from the direction in front of the microphone array is used. and when the direction of the front lobe of the microphone array is oriented in a clockwise direction within 90° from the direction in front of the microphone array, the required angle θ in the counterclockwise direction from the direction in front of the microphone array. This has been realized by applying an extremely simple means of using a microphone array constituted by microphone elements whose principal axes are inclined by . An excellent directional microphone device can be easily provided.

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

第1図はマイクロホン装置のブロツク図、第2
図は遅延回路の一例構成のもののブロツク図、第
3図及び第4図は指向特性曲線図、第5図は本発
明の指向性マイクロホン装置の一実施態様のブロ
ツク図、第6図乃至第9図はマイクロホン素子の
配列の態様を説明するための図、第10図は本発
明装置におけるマイクロホンアレイを構成するマ
イクロホン素子の傾斜の状態を説明する図であ
る。 MA……マイクロホンアレイ、A1〜An,A1r
〜Anr,A1l〜Anl……マイクロホン素子、SW1
〜SWn……切換スイツチ、D1〜D(n−1)……
遅延回路、CSG……制御信号発生回路、CR……
コントローラ。
Figure 1 is a block diagram of the microphone device, Figure 2
The figure is a block diagram of an example configuration of a delay circuit, FIGS. 3 and 4 are directional characteristic curve diagrams, FIG. 5 is a block diagram of an embodiment of the directional microphone device of the present invention, and FIGS. 6 to 9 The figure is a diagram for explaining the arrangement of microphone elements, and FIG. 10 is a diagram for explaining the state of inclination of the microphone elements constituting the microphone array in the apparatus of the present invention. MA……Microphone array, A 1 ~ An, A 1 r
~Anr, A 1 l~Anl……Microphone element, SW 1
~SWn...Changing switch, D1 ~D(n-1)...
Delay circuit, CSG...control signal generation circuit, CR...
controller.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 複数個の単一指向性を有するマイクロホン素
子を配列してなるマイクロホンアレイにおける
個々のマイクロホン素子からの出力信号に対して
それぞれ個別に与えるべきそれぞれ所定の遅延量
を可変して、マイクロホン自体の空間的な位置を
一定としたままで、主ローブの向きが自由に変え
られるようにした指向性マイクロホン装置におい
てマイクロホンアレイにおける単一指向性を有す
る各マイクロホン素子の主軸を含む平面内で、マ
イクロホンアレイの正面に向かう直線を基準の線
としたときに、前記の基準の線に対して時計まわ
りの方向に90゜以内の角度θだけ主軸を傾斜させ
たマイクロホン素子と、前記の基準の線に対して
反時計まわりの方向に90゜以内の角度θだけ主軸
を傾斜させたマイクロホン素子とを1対のマイク
ロホン素子対とする複数個のマイクロホン素子対
によつてマイクロホンアレイを構成し、マイクロ
ホンアレイの主ローブの方向が前記した基準の線
に対して90゜以内で時計まわりの方向に向けられ
るときには、マイクロホンアレイを構成している
各マイクロホン素子対において、前記した基準の
線に対して反時計まわりの方向に角度θだけ主軸
が傾斜されているマイクロホン素子だけにより構
成されるマイクロホンアレイが用いられるように
し、また、マイクロホンアレイの主ローブの方向
が、前記した基準の線に対して90゜以内で反時計
まわりの方向に向けられるときには、マイクロホ
ンアレイを構成している各マイクロホン素子対に
おいて、前記した基準の線に対して時計まわりの
方向に角度θだけ主軸が傾斜されているマイクロ
ホン素子だけにより構成されるマイクロホンアレ
イが用いられるようにしてなる指向性マイクロホ
ン装置。
1. In a microphone array formed by arranging a plurality of microphone elements having unidirectionality, a predetermined amount of delay to be individually given to the output signal from each microphone element is varied, and the space of the microphone itself is In a directional microphone device in which the direction of the main lobe can be freely changed while the main lobe remains constant, the microphone array is A microphone element whose main axis is inclined by an angle θ within 90° clockwise with respect to the reference line, and a microphone element whose main axis is tilted by an angle θ within 90 degrees with respect to the reference line, with the straight line facing the front as the reference line. A microphone array is constituted by a plurality of pairs of microphone elements, each pair being a microphone element whose main axis is tilted by an angle θ within 90 degrees in the counterclockwise direction, and the main lobe of the microphone array is is oriented in a clockwise direction within 90 degrees with respect to the above-mentioned reference line, in each microphone element pair making up the microphone array, the direction is counterclockwise with respect to the above-mentioned reference line. A microphone array consisting only of microphone elements whose principal axes are inclined by an angle θ is used, and the direction of the main lobe of the microphone array is within 90° counterclockwise with respect to the reference line mentioned above. When facing in the circumferential direction, each microphone element pair constituting the microphone array is composed of only microphone elements whose principal axes are inclined by an angle θ in a clockwise direction with respect to the reference line described above. A directional microphone device using a microphone array.
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