JPH0736635B2 - 指向性マイクロフォン - Google Patents
指向性マイクロフォンInfo
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- JPH0736635B2 JPH0736635B2 JP2125637A JP12563790A JPH0736635B2 JP H0736635 B2 JPH0736635 B2 JP H0736635B2 JP 2125637 A JP2125637 A JP 2125637A JP 12563790 A JP12563790 A JP 12563790A JP H0736635 B2 JPH0736635 B2 JP H0736635B2
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- directional
- directional microphone
- axis
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- H04R2499/13—Acoustic transducers and sound field adaptation in vehicles
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- Otolaryngology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
- Obtaining Desirable Characteristics In Audible-Bandwidth Transducers (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Electrostatic, Electromagnetic, Magneto- Strictive, And Variable-Resistance Transducers (AREA)
- Stereophonic Arrangements (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、指向性マイクロフォンと音響センサに関す
る。
る。
（従来技術） 指向性特性を有する音響トランスデューサは、多くの分
野で使用されている。特に、その大きさのわりに非常に
大きな指向性利得を有する単一指向性マイクロフォンが
使用されている。これらのほとんどのマイクロフォン
は、１次勾配型で、その詳細構成に依存しつつ、（ａ＋
cosθ）で表される指向性特性を有している。ここで、
ａは定数（０ａ１）で、θは回転対称軸に関する角
度である。４までの指向性利得は、このシステムで得ら
れる。
野で使用されている。特に、その大きさのわりに非常に
大きな指向性利得を有する単一指向性マイクロフォンが
使用されている。これらのほとんどのマイクロフォン
は、１次勾配型で、その詳細構成に依存しつつ、（ａ＋
cosθ）で表される指向性特性を有している。ここで、
ａは定数（０ａ１）で、θは回転対称軸に関する角
度である。４までの指向性利得は、このシステムで得ら
れる。
この指向性は、２次勾配型マイクロフォンを使用するこ
とにより、改善される。このマイクロフォンは、（ａ＋
cosθ）（ｂ＋cosθ）（ここで、|a|１、|b|１）で
表される指向性パターンを有し、９という最大指向性利
得が得られる。このような２次勾配型マイクロフォンの
利用は、より複雑な設計、および、１次勾配型の設計に
比較してSN比が悪くなることによって妨げられている。
とにより、改善される。このマイクロフォンは、（ａ＋
cosθ）（ｂ＋cosθ）（ここで、|a|１、|b|１）で
表される指向性パターンを有し、９という最大指向性利
得が得られる。このような２次勾配型マイクロフォンの
利用は、より複雑な設計、および、１次勾配型の設計に
比較してSN比が悪くなることによって妨げられている。
２次勾配型マイクロフォンの最近のものは、米国特許第
4,742,548号に開示されている。この開示されたもの
は、従来のものと比較して進んではいるが、これに採用
されている１次指向性要素の配置と感度は、全体的に、
要求が厳しく、特に、そのようなマイクロフォンのアレ
イの中で、複数の２次勾配マイクロフォンがマッチング
されて、一緒に使用される場合に、要求は厳しい。
4,742,548号に開示されている。この開示されたもの
は、従来のものと比較して進んではいるが、これに採用
されている１次指向性要素の配置と感度は、全体的に、
要求が厳しく、特に、そのようなマイクロフォンのアレ
イの中で、複数の２次勾配マイクロフォンがマッチング
されて、一緒に使用される場合に、要求は厳しい。
それゆえ、２次勾配マイクロフォンを構成する簡単な装
置が望まれている。
置が望まれている。
（発明の概要） 本発明によれば、より良い単一指向性マイクロフォンと
センサの問題に対する解決法は、指向性マイクロフォン
や他のセンサ要素の近傍に平面反射要素を使用して、第
２の（対の）指向性センサ要素の存在をシミュレートす
ることである。本発明の装置は、種々のパターン（例え
ば、単一指向性特性、トロイダル指向性特性）を有する
２次勾配型マイクロフォンを形成するものである。
センサの問題に対する解決法は、指向性マイクロフォン
や他のセンサ要素の近傍に平面反射要素を使用して、第
２の（対の）指向性センサ要素の存在をシミュレートす
ることである。本発明の装置は、種々のパターン（例え
ば、単一指向性特性、トロイダル指向性特性）を有する
２次勾配型マイクロフォンを形成するものである。
本発明の第１の特徴によれば、反射要素の幅とその表面
に対するセンサの位置は、他の反射面からの破壊的干渉
を除外するようなものである。
に対するセンサの位置は、他の反射面からの破壊的干渉
を除外するようなものである。
本発明の第２の特徴によれば、１次勾配双指向性マイク
ロフォンと他のセンサ要素は、音響反射壁から所定距離
だけ離れて配置され、この装置の指向性応答を改善し、
部屋内の反響とノイズの影響を抑えるものである。
ロフォンと他のセンサ要素は、音響反射壁から所定距離
だけ離れて配置され、この装置の指向性応答を改善し、
部屋内の反響とノイズの影響を抑えるものである。
本発明の第３の特徴によれば、虚像誘導型（image−der
ived）指向性マイクロフォンは、ハンドフリーの電話機
の問題（例えば、マルチパスひずみ（部屋の反響から
の）、ゲイン切替えによって引き起こされる音声脱落な
ど）を解決するよう、配列される。この配列の指向性特
性は、勾配特性と線形配列特性との積である。
ived）指向性マイクロフォンは、ハンドフリーの電話機
の問題（例えば、マルチパスひずみ（部屋の反響から
の）、ゲイン切替えによって引き起こされる音声脱落な
ど）を解決するよう、配列される。この配列の指向性特
性は、勾配特性と線形配列特性との積である。
本発明の第４の特徴は、独特の指向性パターン（例え
ば、トロイダルパターン）を形成するための虚像誘導型
指向性音響センサの形成に関し、また、指向性パターン
を修正するための全指向性音響センサとの組合せに関す
る。
ば、トロイダルパターン）を形成するための虚像誘導型
指向性音響センサの形成に関し、また、指向性パターン
を修正するための全指向性音響センサとの組合せに関す
る。
（実施例の説明） 全般的説明 従来の技術では、１次勾配双指向性センサ（FOG）は、
互いに小距離離れて配置され、固有の位相と遅延が付加
されて２次勾配（SOG）単一指向性マイクロフォンが形
成され（前記の米国特許参照）、これにより、周波数独
立型の指向性応答と、小型で比較的簡単な設計がえられ
る。これらのシステムは、自由な吊り下げタイプかテー
ブル上に配置されるタイプである。また、それらは、ト
ロイダル極特性か単一指向性極特性を有する。このマイ
クロフォンの極特性は、問題となる周波数範囲にわたる
センサ間の振幅と位相の両方の緊密なマッチングに依存
する。
互いに小距離離れて配置され、固有の位相と遅延が付加
されて２次勾配（SOG）単一指向性マイクロフォンが形
成され（前記の米国特許参照）、これにより、周波数独
立型の指向性応答と、小型で比較的簡単な設計がえられ
る。これらのシステムは、自由な吊り下げタイプかテー
ブル上に配置されるタイプである。また、それらは、ト
ロイダル極特性か単一指向性極特性を有する。このマイ
クロフォンの極特性は、問題となる周波数範囲にわたる
センサ間の振幅と位相の両方の緊密なマッチングに依存
する。
これに対して、本発明の装置は、音響反射壁上に、また
は、壁もしくはその近傍に配置される大きな音響反射面
上に直接配置される、トロイダル特性などの特性のSOG
を形成することが簡単にできる。従来の２次システムの
すべての特徴は、新たなシステムに組み込まれ、さら
に、SN比の改善（これらの新たなセンサでは3dB以上）
が見られる。本発明の装置は、２次勾配などの指向性特
性を達成するのに、１つのセンサだけを必要とする。そ
して、そのイメージは、周波数と位相の両方で真のセン
サに完全にマッチする。反射面近傍に配置された全指向
性または単一指向性センサの効果の限界は、文献に述べ
られているが（米国特許第4,658,425号）、反射体に関
連して１次勾配センサに関する本発明の構成と効果は、
記載されていない。
は、壁もしくはその近傍に配置される大きな音響反射面
上に直接配置される、トロイダル特性などの特性のSOG
を形成することが簡単にできる。従来の２次システムの
すべての特徴は、新たなシステムに組み込まれ、さら
に、SN比の改善（これらの新たなセンサでは3dB以上）
が見られる。本発明の装置は、２次勾配などの指向性特
性を達成するのに、１つのセンサだけを必要とする。そ
して、そのイメージは、周波数と位相の両方で真のセン
サに完全にマッチする。反射面近傍に配置された全指向
性または単一指向性センサの効果の限界は、文献に述べ
られているが（米国特許第4,658,425号）、反射体に関
連して１次勾配センサに関する本発明の構成と効果は、
記載されていない。
［実施例］ 第１図に、指向性マイクロフォン装置11が示され、これ
は、単一の市販の１次勾配（FOG）センサ13（パナソニ
ック WM−55D103型）を有し、これは、バッフル12（直
径3cm×厚さ2.5mm）の中央の開口14に固着されている。
センサ13とバッフル12間はシールされる必要がある。こ
のセンサ13とバッフル12は音響反射面15から所定の距離
だけ離れている。センサ13とバッフル12とで規定される
面は、この反射面15に平行である。センサ13の双指向性
軸は、反射面15に直交する。反射面15からの所定距離z0
は、最高周波数の関数であり、z0＝2.5cmならば、周波
数の上限は3.5kHzである。センサ13の一方の面から他方
の面までの実効的な距離d2（図示せず）は、バッフル12
の大きさにより決定され、実験的に2cmにセットされ
た。幾何学的考察から、センサの出力は、そのものの出
力とその虚像からの出力の和である。この得られたセン
サが２次勾配特性を有することを示す。
は、単一の市販の１次勾配（FOG）センサ13（パナソニ
ック WM−55D103型）を有し、これは、バッフル12（直
径3cm×厚さ2.5mm）の中央の開口14に固着されている。
センサ13とバッフル12間はシールされる必要がある。こ
のセンサ13とバッフル12は音響反射面15から所定の距離
だけ離れている。センサ13とバッフル12とで規定される
面は、この反射面15に平行である。センサ13の双指向性
軸は、反射面15に直交する。反射面15からの所定距離z0
は、最高周波数の関数であり、z0＝2.5cmならば、周波
数の上限は3.5kHzである。センサ13の一方の面から他方
の面までの実効的な距離d2（図示せず）は、バッフル12
の大きさにより決定され、実験的に2cmにセットされ
た。幾何学的考察から、センサの出力は、そのものの出
力とその虚像からの出力の和である。この得られたセン
サが２次勾配特性を有することを示す。
第２図は、２極センサP1、P2のモデル、例えば、反射面
21上に一般角αで配置されたエレクトレットFOGセンサ
の２極要素22、23を示す。以下の解析では、αが０に等
しいことが最適であることを示す。周波数ωの平面波に
対して、場を入射場pi（ｔ）と反射場Pr（ｔ）とに分解
する。
21上に一般角αで配置されたエレクトレットFOGセンサ
の２極要素22、23を示す。以下の解析では、αが０に等
しいことが最適であることを示す。周波数ωの平面波に
対して、場を入射場pi（ｔ）と反射場Pr（ｔ）とに分解
する。
ここで、kx、ky、kzは、波数ベクトル場の成分である。
任意の場所における全圧力ｐΤ（ｔ）は、以下の式で表
せる。
任意の場所における全圧力ｐΤ（ｔ）は、以下の式で表
せる。
第２式は、得られた場は、ｚ方向には定常波を、ｘ方
向、ｙ方向には、伝搬平面波場を有する。球座標では、
kx、ky、kzは、以下のように書き表せる。
向、ｙ方向には、伝搬平面波場を有する。球座標では、
kx、ky、kzは、以下のように書き表せる。
kx＝kcosφsinθ ky＝ksinφsinθ （３） kz＝kcosθ ここで、ｋは音響波数である。勾配センサ出力は、双極
軸の方向の音圧の空間微分係数に比例するので、双極セ
ンサの出力は、以下のように書き表せる。
軸の方向の音圧の空間微分係数に比例するので、双極セ
ンサの出力は、以下のように書き表せる。
kzz≪πと仮定すると、 となり、α＝０の場合、 |Pd（ｚ）||α=02P0zk2cos2θ （６） となる。
第６式は、勾配軸は、反射面に直交して配置されている
と、指向性応答はcos２θであることを示し、これは、
線形４極すなわち２次勾配トランスデューサの指向性で
ある。α＝π/2の場合、 |Pd（ｚ）||α＝π/22P0kcosφsinθ （７） である。これは、１次勾配の指向性応答である。一般的
にkzz≪πと仮定すると、以下のようになる。
と、指向性応答はcos２θであることを示し、これは、
線形４極すなわち２次勾配トランスデューサの指向性で
ある。α＝π/2の場合、 |Pd（ｚ）||α＝π/22P0kcosφsinθ （７） である。これは、１次勾配の指向性応答である。一般的
にkzz≪πと仮定すると、以下のようになる。
|Pd（α,z）｜2P0k［cos2φsin2θsin2α＋(kz)2cos4
θcos2α］1/2 （８） それゆえ、第１図の双極センサ13は、バッフル12と反射
面15に直交して配置される。
θcos2α］1/2 （８） それゆえ、第１図の双極センサ13は、バッフル12と反射
面15に直交して配置される。
壁に載置された指向性マイクロフォンの特定の応用は、
例えば、会議室での利用であり、自動車電話内のハンド
フリー電話である（第10図）。
例えば、会議室での利用であり、自動車電話内のハンド
フリー電話である（第10図）。
自動車101内で、第１図および第２図のマイクロフォン
装置102が、フロントガラス107の内部表面に載置され
る。この装置102は、バッフル内に配置された１次勾配
センサ要素（FOG）103を有し、このバッフル104は、フ
ロントガラス107に平行な面をもって載置され、しか
し、センサの双指向性軸およびその指向性パターンは、
フロントガラス107に直交し、そこからのセンサの間隔
は、z0である（第１図）。間隔と方向は、振動を伝えな
い取付け体105と接着物106により維持され、この２つを
介して、マイクロフォンリードワイヤは、自動車無線装
置（図示せず）に接続される。
装置102が、フロントガラス107の内部表面に載置され
る。この装置102は、バッフル内に配置された１次勾配
センサ要素（FOG）103を有し、このバッフル104は、フ
ロントガラス107に平行な面をもって載置され、しか
し、センサの双指向性軸およびその指向性パターンは、
フロントガラス107に直交し、そこからのセンサの間隔
は、z0である（第１図）。間隔と方向は、振動を伝えな
い取付け体105と接着物106により維持され、この２つを
介して、マイクロフォンリードワイヤは、自動車無線装
置（図示せず）に接続される。
壁取付けトロイダルシステム 壁取付け用トロイダルマイクロフォンは、バッフル内に
２個のFOGを有するよう設計される。第３図は、トラン
スデューサを表す概略図である。上記の解析から、セン
サ31、32の出力は、以下のように書くことができる。
２個のFOGを有するよう設計される。第３図は、トラン
スデューサを表す概略図である。上記の解析から、セン
サ31、32の出力は、以下のように書くことができる。
ここで、α、ｒ、z0は、第３図に示す通りである。トロ
イダルは、これらの２つのセンサの出力を単純に加える
ことにより、得られる。
イダルは、これらの２つのセンサの出力を単純に加える
ことにより、得られる。
（簡潔さのために、引数を省略した。）２つのセンサと
壁のとの間隔が波長に比較して小さいと仮定すると、 となる。ここで、rsinα＝z0cosα＝Ｋとすると、 となる。φ＝０またはφ＝πに対しては、 ｜Ptoroid｜＝4P0k2K （13） となり、φ＝π/2に対しては、 ｜Ptoroid｜＝4P0k2Kcos2θ （14） となる。ｒ＝z0の場合、 cosα＝sinα⇒α＝45℃ （15） または、一般的に、 である。
壁のとの間隔が波長に比較して小さいと仮定すると、 となる。ここで、rsinα＝z0cosα＝Ｋとすると、 となる。φ＝０またはφ＝πに対しては、 ｜Ptoroid｜＝4P0k2K （13） となり、φ＝π/2に対しては、 ｜Ptoroid｜＝4P0k2Kcos2θ （14） となる。ｒ＝z0の場合、 cosα＝sinα⇒α＝45℃ （15） または、一般的に、 である。
実験的に検討した本発明の構成では、トランスデューサ
間の間隔は、反射面からのトランスデューサの高さの２
倍に等しい。それゆえ、双極は、表面の法線に対して、
±45度回転している。このシステムでは、２個のセンサ
と一緒に加算されるべき２個の虚像を生成する。この得
られたトランスデューサを見るうまい直観的な方法は、
トロイダルを、１つのセンサと対向センサの虚像とから
なる２つの直交配列の和と見なすことである。この分解
は、互いに直交する２つの線形４極配列となる。対称性
により、２つの線形４極配列間の交差点は、同位相で加
算され、それにより、トロイダルを形成する。この線形
４極配列は、その主軸に沿って、cos2θである指向性を
有する。線形４極配列は、互いに直交するので、線形４
極配列の主軸上に座標系をとる。こうすることにより、
２個のマイクロフォンの線形結合は、cos2θ＋sin2θ＝
１である。線形４極配列に直交する軸にそっては、応答
は、cos2θのままである。それゆえ、得られたトランス
デューサの応答は、２次トロイダルである。
間の間隔は、反射面からのトランスデューサの高さの２
倍に等しい。それゆえ、双極は、表面の法線に対して、
±45度回転している。このシステムでは、２個のセンサ
と一緒に加算されるべき２個の虚像を生成する。この得
られたトランスデューサを見るうまい直観的な方法は、
トロイダルを、１つのセンサと対向センサの虚像とから
なる２つの直交配列の和と見なすことである。この分解
は、互いに直交する２つの線形４極配列となる。対称性
により、２つの線形４極配列間の交差点は、同位相で加
算され、それにより、トロイダルを形成する。この線形
４極配列は、その主軸に沿って、cos2θである指向性を
有する。線形４極配列は、互いに直交するので、線形４
極配列の主軸上に座標系をとる。こうすることにより、
２個のマイクロフォンの線形結合は、cos2θ＋sin2θ＝
１である。線形４極配列に直交する軸にそっては、応答
は、cos2θのままである。それゆえ、得られたトランス
デューサの応答は、２次トロイダルである。
４個のセンサ（２個の実センサと２個の虚像センサ）の
和の周波数応答は、波入射角の関数である。第４図は、
ｚ軸放光にｒ＝z0＝2.5cmの入射波の理論的周波数応答
のプロット41を示す。ω2依存性が読み取れる。
和の周波数応答は、波入射角の関数である。第４図は、
ｚ軸放光にｒ＝z0＝2.5cmの入射波の理論的周波数応答
のプロット41を示す。ω2依存性が読み取れる。
従来のトロイダルマイクロフォンと異なり、本発明のマ
イクロフォン配列は、２つの勾配トランスデューサのみ
精細なマッチングを必要とする。
イクロフォン配列は、２つの勾配トランスデューサのみ
精細なマッチングを必要とする。
２次単一指向性特性とトロイダル指向性特性を形成する
ために、１個または２個のFOGセンサからなる単一マイ
クロフォンについて、説明をした。当業者であれば、各
センサとその虚像の２次勾配応答ゆえに、線形配列、平
面配列も、FOGセンサを用いて形成でき、また、その配
列も音響反射面近傍に配置でき、配列の指向性利得を増
加できることは明らかである。同様な説明が、非平面反
射面であるトロイダル配列またはカーブした面について
も当てはまる。
ために、１個または２個のFOGセンサからなる単一マイ
クロフォンについて、説明をした。当業者であれば、各
センサとその虚像の２次勾配応答ゆえに、線形配列、平
面配列も、FOGセンサを用いて形成でき、また、その配
列も音響反射面近傍に配置でき、配列の指向性利得を増
加できることは明らかである。同様な説明が、非平面反
射面であるトロイダル配列またはカーブした面について
も当てはまる。
特定の周波数バンドにおいての音響吸収材料または共鳴
体は、反射面に含まれ、それにより、単一マイクロフォ
ンの指向性利得を修正できる。例えば、低周波数でcos2
θ応答を、高周波数でcosθ応答が必要な場合には、低
周波数で反射し、高周波数で吸収する音響吸収材料を用
いる。
体は、反射面に含まれ、それにより、単一マイクロフォ
ンの指向性利得を修正できる。例えば、低周波数でcos2
θ応答を、高周波数でcosθ応答が必要な場合には、低
周波数で反射し、高周波数で吸収する音響吸収材料を用
いる。
会議室の電話の線配列が第11図（右図は側面図、左図は
正面図）に示されている。各１次勾配ユニット111がバ
ッフル112に配置されて、線配列113を形成する。この線
配列は、音響反射壁114から隔離して配置される。線配
列113の垂直方向の配列は、垂直方向に非常に狭いピッ
クアップパターンを提供する。
正面図）に示されている。各１次勾配ユニット111がバ
ッフル112に配置されて、線配列113を形成する。この線
配列は、音響反射壁114から隔離して配置される。線配
列113の垂直方向の配列は、垂直方向に非常に狭いピッ
クアップパターンを提供する。
テーブ上のトロイダルシステム このシステムでは、指向性（音）を受取る位置は、テー
ブルの周囲の話し手の頭の位置に配置され、全指向性セ
ンサ52（第５図）の出力と第２図の有効２次勾配センサ
51（その軸は、テーブル面と直交する）と適切に組み合
わされることにより、形成される。この構成は、第５図
に示されている。前記の展開に続いて、組み合わされた
センサ出力pcは、以下のように書き表すことができる。
ブルの周囲の話し手の頭の位置に配置され、全指向性セ
ンサ52（第５図）の出力と第２図の有効２次勾配センサ
51（その軸は、テーブル面と直交する）と適切に組み合
わされることにより、形成される。この構成は、第５図
に示されている。前記の展開に続いて、組み合わされた
センサ出力pcは、以下のように書き表すことができる。
Pc＝Ｐ全＋Ｐ勾配×Ｈ（ω） （17） ２次勾配センサと全指向性センサとの周波数応答におけ
る差異を補償するために、フィルタ関数Ｈ（ω）を挿入
する。Ｈ（ω）を、 と設定すると、以下のようになる。
る差異を補償するために、フィルタ関数Ｈ（ω）を挿入
する。Ｈ（ω）を、 と設定すると、以下のようになる。
第19式から、フィルタリングされた勾配と全指向性勾配
との組合せは、テーブル面に平行な面に感度を有するト
ロイダルとなることが分る。
との組合せは、テーブル面に平行な面に感度を有するト
ロイダルとなることが分る。
動作 以下の測定は、反射勾配マイクロフォン上で、トロイダ
ルと単一指向性センサとして測定された、指向性特性、
周波数応答、等価ノイズレベルである。
ルと単一指向性センサとして測定された、指向性特性、
周波数応答、等価ノイズレベルである。
ここで、球座標を使用する。φは、ｘ−ｙ平面（反射
面）におけるもので、θは、ｚ軸からの角度である。FO
Gの装置と音響反射面との指向性特性は、第６式で与え
られる。
面）におけるもので、θは、ｚ軸からの角度である。FO
Gの装置と音響反射面との指向性特性は、第６式で与え
られる。
解析結果から判るように、FOGとその虚像とを組み合わ
せることは、２次単一指向性マイクロフォンを形成す
る。種々のz0に対する実験結果は、予想した理論結果に
良く対応するシステムを示す。第６図および第７図は、
θとφ面の両方に対するz0＝2.5cmの結果を示す。ビー
ム幅は、約±35度である。このシステムの正確さは、FO
Gとその虚像間の完全な一致に依存する。このシステム
の周波数応答は、予測されたω2に依存する。修正され
た周波数応答は、第８図に示す。修正されたトロイダル
センサに対するＡ重み付けされたノイズフロアは、第９
図に示す。このセンサノイズのＡ重み付けされた等価音
圧は、200Hz以上で36dBである。
せることは、２次単一指向性マイクロフォンを形成す
る。種々のz0に対する実験結果は、予想した理論結果に
良く対応するシステムを示す。第６図および第７図は、
θとφ面の両方に対するz0＝2.5cmの結果を示す。ビー
ム幅は、約±35度である。このシステムの正確さは、FO
Gとその虚像間の完全な一致に依存する。このシステム
の周波数応答は、予測されたω2に依存する。修正され
た周波数応答は、第８図に示す。修正されたトロイダル
センサに対するＡ重み付けされたノイズフロアは、第９
図に示す。このセンサノイズのＡ重み付けされた等価音
圧は、200Hz以上で36dBである。
上記の説明は、本発明の一実施例に関するもので、この
技術分野の当業者であれば、本発明の種々の変形例が考
え得るが、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含
される。
技術分野の当業者であれば、本発明の種々の変形例が考
え得るが、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含
される。
例えば、第11図の線配列は、水平面のピックアップパタ
ーンを狭めるために、正方形配列で置換できる。
ーンを狭めるために、正方形配列で置換できる。
尚、特許請求の範囲の構成要素の参照番号は、発明の容
易なる理解のためで、その範囲を制限するものと解釈さ
れるべきではない。
易なる理解のためで、その範囲を制限するものと解釈さ
れるべきではない。
第１図は、反射面上に配置されたバッフル（干渉防止）
１次勾配マイクロフォンを有する２次勾配マイクロフォ
ンの図、 第２図は、反射面上に配置された１次勾配センサのダイ
アグラム図、 第３図は、壁に配置されたトロイダルセンサのダイアグ
ラム図、 第４図は、反射面上に離間して配置された干渉防止勾配
壁配置のトロイダルの理論的周波数応答を示す図、 第５図は、テーブ上のトロイダルセンサ配列のダイアグ
ラム図、 第６図は、ｘ軸に整合され、壁配置のトロイダル配列で
φ＝90度の測定されたθ指向性を示す図、 第７図は、ｘ軸に整合され、壁配置のトロイダル配列で
φ＝90度の測定されたφ指向性を示す図、 第８図は、壁配置のトロイダルの測定された（ω2で）
修正された周波数応答を示す図、 第９図は、壁配置の配列の測定された修正されたノイズ
フロアを示す図、 第10図は、移動セル電話の本発明のマイクロフォンの
図、 第11図は、本発明の線形配列の図である。
１次勾配マイクロフォンを有する２次勾配マイクロフォ
ンの図、 第２図は、反射面上に配置された１次勾配センサのダイ
アグラム図、 第３図は、壁に配置されたトロイダルセンサのダイアグ
ラム図、 第４図は、反射面上に離間して配置された干渉防止勾配
壁配置のトロイダルの理論的周波数応答を示す図、 第５図は、テーブ上のトロイダルセンサ配列のダイアグ
ラム図、 第６図は、ｘ軸に整合され、壁配置のトロイダル配列で
φ＝90度の測定されたθ指向性を示す図、 第７図は、ｘ軸に整合され、壁配置のトロイダル配列で
φ＝90度の測定されたφ指向性を示す図、 第８図は、壁配置のトロイダルの測定された（ω2で）
修正された周波数応答を示す図、 第９図は、壁配置の配列の測定された修正されたノイズ
フロアを示す図、 第10図は、移動セル電話の本発明のマイクロフォンの
図、 第11図は、本発明の線形配列の図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェフリー フィリップ マッカティアー アメリカ合衆国，46038 インディアナ フィッシャーズ，アシュトン ドライブ 11827 (72)発明者 ジェームス エドワード ウェスト アメリカ合衆国，07060 ニュージャージ ィ プレインフィールド，パークサイド ドライブ 510 (56)参考文献 特表 昭64−500319（ＪＰ，Ａ)
Claims (9)
- 【請求項１】第１のセンサ（11）と反射面（15）とから
なる指向性マイクロフォンにおいて、 前記第１センサの応答パターンは、相対的に高い感度を
有する第１軸と相対的に低い感度を有する第２軸とを有
する双指向性１次勾配応答パターンであり、 前記反射面は平面であり、前記第１センサと前記反射面
の音響相互作用により前記指向性マイクロフォンの出力
が前記第１センサと前記反射面の間の距離によって定ま
る上限を有する周波数範囲にわたって２次勾配応答パタ
ーンを有するように前記第１センサの近傍に前記反射面
を配置したことを特徴とする指向性マイクロフォン。 - 【請求項２】前記第１センサの応答パターンの第１軸が
前記反射面に垂直になるように前記センサを配置したこ
とを特徴とする請求項１の指向性マイクロフォン。 - 【請求項３】前記第１センサ（31、32、111）を列をな
すように複数有することを特徴とする請求項１の指向性
マイクロフォン。 - 【請求項４】前記指向性マイクロフォンが単一方向の指
向性パターンを有するように、前記センサ（111）の応
答パターンの第１軸が前記反射面（114）に垂直になる
ように前記第１センサを配置したことを特徴とする請求
項３の指向性マイクロフォン。 - 【請求項５】前記指向性マイクロフォンがトロイダル指
向性パターンを有するように、前記第１センサ（31、3
2）の応答パターンの第１軸が前記反射面（33）に対し
て傾斜するように前記第１センサを配置したことを特徴
とする請求項３の指向性マイクロフォン。 - 【請求項６】前記反射面（114）は部屋の壁であること
を特徴とする請求項１または３の指向性マイクロフォ
ン。 - 【請求項７】前記反射面は自動車（101）のフロントガ
ラス（107）であることを特徴とする請求項１または３
の指向性マイクロフォン。 - 【請求項８】前記第１軸と前記反射面（53）の交点に配
置され、全方向応答パターンを有する第２のセンサ（5
2）をさらに有し、前記第１センサおよび前記第２セン
サからの出力信号を組み合わせることにより、前記反射
面に平行な平面内にトロイダル指向性パターンを有する
ことを特徴とする請求項２の指向性マイクロフォン。 - 【請求項９】前記反射面（33、53）は音響反射テーブル
面であることを特徴とする請求項５または８の指向性マ
イクロフォン。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/354,535 US4965775A (en) | 1989-05-19 | 1989-05-19 | Image derived directional microphones |
| US354535 | 1989-05-19 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03101399A JPH03101399A (ja) | 1991-04-26 |
| JPH0736635B2 true JPH0736635B2 (ja) | 1995-04-19 |
Family
ID=23393767
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2125637A Expired - Lifetime JPH0736635B2 (ja) | 1989-05-19 | 1990-05-17 | 指向性マイクロフォン |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4965775A (ja) |
| EP (1) | EP0398595B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0736635B2 (ja) |
| KR (1) | KR0152663B1 (ja) |
| CA (1) | CA2016301C (ja) |
| DE (1) | DE69021770T2 (ja) |
| DK (1) | DK0398595T3 (ja) |
| HK (1) | HK33896A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5289544A (en) * | 1991-12-31 | 1994-02-22 | Audiological Engineering Corporation | Method and apparatus for reducing background noise in communication systems and for enhancing binaural hearing systems for the hearing impaired |
| DE4315000A1 (de) * | 1993-05-06 | 1994-11-10 | Opel Adam Ag | Geräuschkompensierte Freisprechanlage in Kraftfahrzeugen |
| US5561737A (en) * | 1994-05-09 | 1996-10-01 | Lucent Technologies Inc. | Voice actuated switching system |
| US6204796B1 (en) | 1994-07-01 | 2001-03-20 | Gemstar Development Corporation | Apparatus and methods for generating codes for controlling appliances from a remote controller |
| JPH08107683A (ja) * | 1994-10-03 | 1996-04-23 | Mitsubishi Electric Corp | 電動機の運転制御装置及び絶縁型双方向直流電圧変換回路 |
| US5625697A (en) * | 1995-05-08 | 1997-04-29 | Lucent Technologies Inc. | Microphone selection process for use in a multiple microphone voice actuated switching system |
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| US5742693A (en) * | 1995-12-29 | 1998-04-21 | Lucent Technologies Inc. | Image-derived second-order directional microphones with finite baffle |
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| US6122389A (en) * | 1998-01-20 | 2000-09-19 | Shure Incorporated | Flush mounted directional microphone |
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| NO332961B1 (no) * | 2008-12-23 | 2013-02-11 | Cisco Systems Int Sarl | Forhoyet toroidmikrofonapparat |
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| US10028051B2 (en) * | 2015-08-31 | 2018-07-17 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Sound source localization apparatus |
| USD895566S1 (en) | 2019-02-04 | 2020-09-08 | Biamp Systems, LLC | Speaker with amplifier |
| KR20200133632A (ko) * | 2019-05-20 | 2020-11-30 | 삼성전자주식회사 | 지향성 음향 센서 및 이를 이용한 음원 거리 측정방법 |
| US10904657B1 (en) | 2019-10-11 | 2021-01-26 | Plantronics, Inc. | Second-order gradient microphone system with baffles for teleconferencing |
Family Cites Families (8)
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| US2457527A (en) * | 1942-10-02 | 1948-12-28 | Bell Telephone Labor Inc | Acoustic device |
| US3068328A (en) * | 1956-05-10 | 1962-12-11 | Murray M Rosenfeld | Pressure gradient transducers |
| US4742548A (en) * | 1984-12-20 | 1988-05-03 | American Telephone And Telegraph Company | Unidirectional second order gradient microphone |
| US4675906A (en) * | 1984-12-20 | 1987-06-23 | At&T Company, At&T Bell Laboratories | Second order toroidal microphone |
| US4589137A (en) * | 1985-01-03 | 1986-05-13 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Electronic noise-reducing system |
| US4658425A (en) * | 1985-04-19 | 1987-04-14 | Shure Brothers, Inc. | Microphone actuation control system suitable for teleconference systems |
| US4802227A (en) * | 1987-04-03 | 1989-01-31 | American Telephone And Telegraph Company | Noise reduction processing arrangement for microphone arrays |
-
1989
- 1989-05-19 US US07/354,535 patent/US4965775A/en not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-05-08 CA CA002016301A patent/CA2016301C/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-05-11 DK DK90305082.1T patent/DK0398595T3/da active
- 1990-05-11 EP EP90305082A patent/EP0398595B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-05-11 DE DE69021770T patent/DE69021770T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1990-05-16 KR KR1019900006974A patent/KR0152663B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1990-05-17 JP JP2125637A patent/JPH0736635B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1996
- 1996-02-29 HK HK33896A patent/HK33896A/xx not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR0152663B1 (ko) | 1998-11-02 |
| HK33896A (en) | 1996-03-08 |
| EP0398595A2 (en) | 1990-11-22 |
| DE69021770D1 (de) | 1995-09-28 |
| KR900019527A (ko) | 1990-12-24 |
| DK0398595T3 (da) | 1995-10-02 |
| CA2016301C (en) | 1995-04-18 |
| US4965775A (en) | 1990-10-23 |
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| DE69021770T2 (de) | 1996-01-11 |
| CA2016301A1 (en) | 1990-11-19 |
| EP0398595A3 (en) | 1991-11-06 |
| EP0398595B1 (en) | 1995-08-23 |
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