JPH04318797A - マイクロホン装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数のマイクロホンを
同時に用いる遠隔収音のためのマイクロホン装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】以下図面を参照しながら、上述した従来
のマイクロホン装置の一例について説明する。（図２）
は従来のマイクロホン装置を示すものである。（図２）
において、１０ないし１４はそれぞれ第１ないし第５の
マイクロホンユニットである。７０はマイクロホンアレ
イで、直線状に配列された第１のマイクロホンユニット
１０ないし第５のマイクロホンユニット１４によって構
成される。４０はファンフィルタで、マイクロホンアレ
イ７０からの出力信号を入力とし、多入力１出力のフィ
ルタリングを行う。５０はサンプリング周波数制御手段
でファンフィルタ４０のサンプリング周波数を変化させ
る。６０は出力端子である。

【０００３】以上のように構成された従来のマイクロホ
ン装置について、以下その動作について説明する。

【０００４】まず、マイクロホンアレイ７０に到来した
音波は第１のマイクロホンユニット１０ないし第５のマ
イクロホンユニット１４によって受音される。マイクロ
ホンアレイ７０の出力信号はファンフィルタ４０で２次
元ディジタルフィルタリングされる。観測された音波の
信号を、ファンフィルタ４０内での時間方向のサンプリ
ングとマイクロホンユニット１０ないし１４の配列によ
る空間方向のサンプリングとの２次元データとして考え
ると、音波のスペクトルは時間周波数ｆ１と空間周波数
ｆ２で表される２次元周波数平面上で、マイクロホンア
レイ７０の長手軸方向を０゜として入射角をθ、マイク
ロホンユニット間隔をｄ、サンプリング周波数をｆｓ、
音速をｃとして、次式を満たす直線上に現れる。

【０００５】

【数１】

【０００６】一方、ファンフィルタ４０の振幅周波数特
性は次式で表されるものを用いる。

【０００７】

【数２】

【０００８】このときファンフィルタ４０の振幅周波数
特性が（数２）で表される十分に急峻な遮断特性を持つ
理想的なものであれば、マイクロホン装置の指向特性Ｄ
（θ）は（数２）の　｜Ｈ（ｆ１，ｆ２）｜のパラメー
タｆ１とｆ２を（数１）の関係に従ってθに変換した次
式で与えられる収音範囲で、感度一定の周波数に対して
一様な指向特性が得られる。

【０００９】

【数３】

【００１０】サンプリング周波数制御手段５０はファン
フィルタ４０のサンプリング周波数ｆｓをｃ／ｄ＜ｆｓ
の範囲で変化させる。その結果（数３）で示される収音
範囲を狭角度から広角度に変化させることができる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、従来のマイクロホン装置を複数個同時に
使用する収音システムを構築する場合、非常に高価なデ
ィジタル信号処理装置となるファンフィルタ４０が複数
個必要となり、収音システムのコストが高くなりすぎる
という問題点を有していた。

【００１２】本発明は上記問題点に鑑み、複数のマイク
ロホンアレイ部に対してファンフィルタ４０を共有する
ことで、コストを削減したマイクロホン装置を提供する
ものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明のマイクロホン装置は、直線状に配列された
Ｎ個のマイクロホンユニットから構成される第１のマイ
クロホンアレイと、前記第１のマイクロホンアレイと同
様の第２のマイクロホンアレイと、前記第１のマイクロ
ホンアレイと前記第２のマイクロホンアレイのそれぞれ
第ｍ番目どうしのマイクロホンユニット出力を加算し出
力する信号合成手段と、前記信号合成手段の出力を２次
元ディジタルフィルタリングするファンフィルタと、前
記ファンフィルタのサンプリング周波数を変化させるサ
ンプリング周波数制御手段によって構成されるものであ
る。

【００１４】

【作用】本発明は上記した構成によって、第１のマイク
ロホンアレイと第２のマイクロホンアレイの出力が加算
された後にファンフィルタが掛けられる。第１のマイク
ロホンアレイにおいて、ｍをマイクロホンの空間的配列
による空間サンプル、ｎを時間サンプルとして出力信号
を　ｘ１（ｍ，ｎ）の２次元データとして表現し、同様
に第２のマイクロホンアレイの出力信号を　ｘ２（ｍ，
ｎ）とし、ファンフィルタを仮にＦＩＲ型２次元フィル
タで構成するとして、フィルタ係数をａ（ｋ，ｌ）とし
たとき、出力信号ｙ（ｎ）は、次式となる。

【００１５】

【数４】

【００１６】加法定理によって、上式は次式のように第
１項と第２項に分けられる。

【００１７】

【数５】

【００１８】（数５）は、第１のマイクロホンアレイに
ファンフィルタを掛け、また第２のマイクロホンアレイ
にファンフィルタを掛けてから、加算する構成と同様の
結果となることを示すので、同時に複数の従来のマイク
ロホンを必要とするとき、マイクロホンアレイの出力を
先に加算してからファンフィルタを掛けることで、複数
の従来のマイクロホンを設けることと同様の特性を一つ
のファンフィルタで実現できるようになる。

【００１９】

【実施例】以下本発明の第１の実施例のマイクロホン装
置について、図面を参照しながら説明する。（図１）は
本発明の第１の実施例におけるマイクロホン装置を示す
ものである。

【００２０】（図１）において、１０ないし１４は第１
から第５のマイクロホンユニット、１５は第１のマイク
ロホンアレイで第１のマイクロホンユニット１０ないし
第５のマイクロホンユニット１４を等間隔で直線状に配
列することで構成される。２０ないし２４は第６ないし
第１０のマイクロホンユニット、２５は第２のマイクロ
ホンアレイで第６のマイクロホンユニット２０ないし第
１０のマイクロホンユニット２４を等間隔で直線状に配
列することで構成される。

【００２１】３０は第１の加算手段で、第１のマイクロ
ホンユニット１０と第６のマイクロホンユニット２０か
らの信号を加算する。３１は第２の加算手段で、第２の
マイクロホンユニット１１と第７のマイクロホンユニッ
ト２１からの信号を加算する。３２は第３の加算手段で
、第３のマイクロホンユニット１２と第８のマイクロホ
ンユニット２２からの信号を加算する。３３は第４の加
算手段で、第４のマイクロホンユニット１３と第９のマ
イクロホンユニット２３からの信号を加算する。３４は
第５の加算手段で、第５のマイクロホンユニット１４と
第１０のマイクロホンユニット２４からの信号を加算す
る。３５は信号合成手段で、第１の加算手段３０ないし
第５の加算手段３４から構成される。４０はファンフィ
ルタで、信号合成手段３５からの信号にファンフィルタ
をかける。５０はサンプリング周波数変更手段で、ファ
ンフィルタ４０のサンプリング周波数を変更する。６０
は出力端子である。

【００２２】以上のように構成されたマイクロホン装置
について、以下その動作を説明する。

【００２３】（図１）は第１の実施例の構成を示すもの
であって、第１のマイクロホンアレイ１５と第２のマイ
クロホンアレイ２５からの出力信号は、信号合成手段３
５で対応するマイクロホンユニット毎に加算され、ファ
ンフィルタ４０でフィルタリングされる。上記内容を数
式で表現すれば（数４）となる。ここで、ｘ１（ｍ，ｎ
）　は第１のマイクロホンアレイ１５からの出力信号、
ｘ２（ｍ，ｎ）　は第２のマイクロホンアレイ２５から
の出力信号、ａ（ｋ，ｌ）はファンフィルタ４０のフィ
ルタ係数、ｍは空間サンプルパラメータ、ｎは時間サン
プルパラメータである。

【００２４】（数４）は（数５）のように書き直すこと
ができる。（数５）において、第１項と第２項はそれぞ
れ１つのマイクロホンアレイについて１つのファンフィ
ルタを有する従来例の構成によるマイクロホン装置の出
力を示すので、本実施例では従来例のマイクロホン装置
の出力を加算して出力した場合と同様の効果が得られる
。

【００２５】以上のように本実施例によれば、直線状に
配列されたＮ個のマイクロホンユニットから構成される
第１のマイクロホンアレイと、前記第１のマイクロホン
アレイと同様の第２のマイクロホンアレイと、前記第１
のマイクロホンアレイと前記第２のマイクロホンアレイ
のそれぞれ第ｍ番目どうしのマイクロホンユニット出力
を加算し出力する信号合成手段と、前記信号合成手段の
出力を２次元ディジタルフィルタリングするファンフィ
ルタと、前記ファンフィルタのサンプリング周波数を変
化させるサンプリング周波数制御手段を設けることによ
り、収音範囲可変で周波数依存性の無い指向特性を持つ
マイクロホンを１個のファンフィルタで複数個実現する
ことができ、回路規模の削減をすることができる。

【００２６】

【発明の効果】以上のように本発明は、直線状に配列さ
れたＮ個のマイクロホンユニットから構成される第１の
マイクロホンアレイと、前記第１のマイクロホンアレイ
と同様の第２のマイクロホンアレイと、前記第１のマイ
クロホンアレイと前記第２のマイクロホンアレイのそれ
ぞれ第ｍ番目どうしのマイクロホンユニット出力を加算
し出力する信号合成手段と、前記信号合成手段の出力を
２次元ディジタルフィルタリングするファンフィルタと
、前記ファンフィルタのサンプリング周波数を変化させ
るサンプリング周波数制御手段を設けることにより、収
音範囲可変で周波数依存性の無い指向特性を持つマイク
ロホンを１個のファンフィルタで複数個実現することが
でき、回路規模の削減をすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のマイクロホン装置である。

【図２】従来のマイクロホン装置の構成図である。

【符号の説明】

１０　　第１のマイクロホンユニット １１　　第２のマイクロホンユニット １２　　第３のマイクロホンユニット １３　　第４のマイクロホンユニット １４　　第５のマイクロホンユニット １５　　第１のマイクロホンアレイ ２０　　第６のマイクロホンユニット ２１　　第７のマイクロホンユニット ２２　　第８のマイクロホンユニット ２３　　第９のマイクロホンユニット ２４　　第１０のマイクロホンユニット２５　　第２の
マイクロホンアレイ ３０　　第１の加算手段 ３１　　第２の　　〃 ３２　　第３の　　〃 ３３　　第４の　　〃 ３４　　第５の　　〃 ３５　　信号合成手段 ４０　　ファンフィルタ ５０　　サンプリング周波数変更手段 ６０　　出力端子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　直線状に配列されたＮ個のマイクロホ
   ンユニットから構成される第１のマイクロホンアレイお
   よび第２のマイクロホンアレイと、前記第１のマイクロ
   ホンアレイと前記第２のマイクロホンアレイのそれぞれ
   第ｍ番目どうしのマイクロホンユニットの出力を加算し
   出力する信号合成手段と、前記信号合成手段の出力を２
   次元ディジタルフィルタリングするファンフィルタと、
   前記ファンフィルタのサンプリング周波数を変化させる
   サンプリング周波数制御手段によって構成されることを
   特徴とするマイクロホン装置。