JPH0775195A - ビデオカメラ用ステレオマイクロホン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 筐体の反射、回折の影響による指向性の劣化
が無く、筐体に内蔵しながらＭＳ方式のステレオマイク
ロホンと同等の良好な特性を維持することができるビデ
オカメラ用ステレオマイクロホンを提供する。 【構成】 第２のマイクロホンユニット１０の出力に適
当な遅延を与える遅延器１３と、第１のマイクロホンユ
ニット９の出力に対し遅延器の出力を逆相で加算する第
１の加算器１４と、第３のマイクロホンユニット１２の
出力に対し第４のマイクロホンユニット１２の出力を逆
相で加算する第２の加算器１５と、第２の加算器１５の
出力を増幅する増幅器１６と、第１の加算器１４の出力
に対し増幅器１６の出力を同相で加算する第３の加算器
１７と、第１の加算器１４の出力に対し増幅器１６の出
力を逆相で加算する第４の加算器１８を備えた構成とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はＭＳ方式のステレオマイ
クロホンに関し、特にビデオカメラに搭載されるＭＳ方
式のステレオマイクロホンに関する。

【０００２】

【従来の技術】ワンポイントのステレオ収音用マイクロ
ホンには、ペアマイク方式と同軸方式がある。ペアマイ
ク方式は同一特性をもつ２つのマイクロホンを適当な間
隔をおいて、かつ、２つのマイクロホンの主軸の成す開
き角が適当な大きさになるように配置するものであり、
２つのマイクロホン出力のレベル差と位相差を音源の方
向情報として利用することができる。これに対し、同軸
方式は同一特性をもつ２つの指向性マイクロホンを同じ
位置に配置し、２つのマイクロホンの主軸の成す開き角
が９０〜１２０゜程度になるよう向きを定めたものであ
り、２つのマイクロホンの出力のレベル差のみを音源の
方向情報として利用するものである。

【０００３】ペアマイク方式の場合には、２つのマイク
ロホンの設置が最適であれば同軸方式では得難い優れた
ステレオ収音を行うことが可能であるが、２つのマイク
ロホンの間隔や主軸の向きは収音対象とする音源や、録
音現場の音響的な特性に従って細かい調整が必要であ
り、手軽さや再現性の良さという点で同軸方式のマイク
ロホンが用いられる場合が多い。同軸方式ではＭＳ方式
とＸＹ方式の２つが用いられる。

【０００４】図７に従来のＭＳ方式のステレオマイクロ
ホンの構成の一例を示す。図示のように単一指向性のＭ
（ミッド）マイクロホン１と双指向性のＳ（サイド）マ
イクロホン２を、両者の指向軸が互いに直交するように
近接させて配置し、Ｍマイクロホン１とＳマイクロホン
２の出力の和信号と差信号を生成するマイクロホンであ
る。図中の３および４は加算器である。図７のように構
成されたＭＳ方式のマイクロホンのＭマイクロホン１の
主軸方向を０度とした指向性パターンを図８に示す。同
心円の示す１目盛りは１０ｄＢである。図８において、
５はＭマイクロホン１の指向性、６はＳマイクロホン２
の指向性を表し、Ｓマイクロホン２の出力の極性は主軸
（−９０度）側の半球より到来する音波に対しては＋、
反対（９０度）側では−となる。そこでＭマイクロホン
１の極性を＋とすると、Ｍマイクロホン１とＳマイクロ
ホン２の出力を加算した信号の有する指向性は７、Ｍマ
イクロホン１の出力よりＳマイクロホン２の出力を減算
した信号の有する指向性８のようになる。したがって図
７の加算器３の出力より左、加算器４の出力より右のス
テレオ２チャンネルの信号を得ることができる。

【０００５】ＸＹ方式は、図８の５のような指向性をも
つ２つの単一指向性マイクロホンをそれぞれの主軸のな
す角が９０〜１２０゜になるように、かつ、２つのマイ
クロホンを近接して配置する方式である。同軸方式のス
テレオマイクロホンは２つのマイクロホンの出力のレベ
ル差のみを音源の方向に関する情報として利用するマイ
クロホンであるから、２つのマイクロホンを空間内の一
点に配置する必要がある。しかし、ＸＹ方式では、２つ
の単一指向性マイクロホンを用いるため、これらを近接
して配置することは可能であるが、２つのマイクロホン
を完全に一点に配置することは不可能であり、純粋にレ
ベル差のみを取り出すことはできない。一方のＭＳ方式
の場合には、ＭマイクロホンとＳマイクロホンを鉛直方
向に近接して配置し、両者の和信号と差信号を生成する
ことにより、見かけ上、図８の７、８に示すような２つ
のマイクロホンを水平面内の一点に配置したことにな
り、完全にレベル差のみのステレオマイクロホンを構成
することができる。

【０００６】したがって、ＭＳ方式のステレオマイクロ
ホンは、レベル差のみを方向情報として利用するため再
生音像の定位に優れていること、また、Ｓマイクロホン
の感度を調整することにより、指向性パターンと左右の
チャンネルの最大感度の方向の開き角を変化させること
ができるので、録音現場の残響特性や、再生音像の大き
さ、広がりを意識した調整が容易であることなど、ＸＹ
方式と比較して同軸方式のステレオマイクロホンとして
の利点が大きい。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成のＭＳ方式のステレオマイクロホンでは、個
々のマイクロホンユニットの周囲の音場を乱す障害物が
存在する場合には、障害物による音波の反射、回折によ
り各マイクロホンユニットの特性に乱れを生じ、２つの
マイクロホンの出力を合成しても図８のようなＭＳ方式
本来の良好な指向性パターンを得ることができない。し
たがって、従来のＭＳ方式のマイクロホンをビデオカメ
ラに搭載するには、マイクロホンがビデオカメラの筐体
による音波の反射や回折の影響を受けないように筐体か
ら空間的に充分に分離して配置する必要がある。また、
前述のようにＭマイクロホンとＳマイクロホンを鉛直方
向に並べる必要があるため、マイクロホンのために鉛直
方向に要するスペースが大きくなる。以上の理由によ
り、従来のＭＳ方式のマイクロホンを筐体に内蔵した形
ではビデオカメラを小型化することができないという問
題点があった。

【０００８】また、一般にＭＳ方式のマイクロホンは一
次音圧傾度型のマイクロホンであるが、音圧傾度型マイ
クロホンは低周波数域では原理的に主軸方向の音圧感度
が低くなるため、低周波数域まで平坦な周波数特性をも
つ無指向性マイクロホンに比べて風雑音や、振動雑音の
影響を受け易い。したがって、従来のＭＳ方式のマイク
ロホンを小型ビデオカメラに内蔵すると、筐体内部の機
構系が発する振動によって、また、屋外での使用時には
風によって低周波数域での収音ＳＮ比が低下するという
問題点があった。

【０００９】また、ＭＳ方式ではＳマイクロホンの感度
調整により左右のチャンネルの最大感度となる方向の開
き角を変化させることができるが、従来のＭＳ方式の場
合ではこのような感度調整は微調整の範囲で行われてお
り、ビデオカメラの光学系の画角の変化に同期して正面
方向の被写体の発する音声を強調するような音響的ズー
ム効果を実現することができないという問題点があっ
た。

【００１０】本発明のビデオカメラ用マイクロホンは、
上記の問題点を解決し、ビデオカメラ筐体へ内蔵した場
合にもステレオマイクロホンとして良好な特性を維持す
ることができ、機構系の発する振動や風による収音ＳＮ
比の低下が少なく、さらに映像のズーミングに合わせた
音響的ズーム機能を有するＭＳ方式のビデオカメラ用ス
テレオマイクロホンを提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のビデオカメラ用ステレオマイクロホンは、
４つの無指向性マイクロホンユニットを用いて、これら
を正方形の各頂点に位置するように配置し、正方形の一
方の対角線の両端にある一対のユニットを用いてＭマイ
クロホンを、他方の対角線の両端にある一対のユニット
を用いてＳマイクロホンを、それぞれ電気的な信号処理
により形成するものである。

【００１２】また、収音対象とする周波数領域の内、低
周波数域に、最終出力における指向性が無指向性となる
領域を設けるものである。また、Ｓマイクロホンの出力
の利得を光学系のズーム制御信号に応じて０以上２以下
の範囲で可変とするものである。

【００１３】

【作用】上記構成の本発明のビデオカメラ用ステレオマ
イクロホンは、平面的に配置された４つの無指向性マイ
クロホンユニットを用いて受音し、各マイクロホンユニ
ットの出力に電気的な信号処理を施すことにより所望の
指向性を得る方式であるから、４つのマイクロホンユニ
ットをビデオカメラ筐体の天面または底面に配置するこ
とができる。自由音場内に置かれた物体の外形を構成す
る面において、音波の進行方向と平行な面上の場合の
み、音圧分布が物体の反射、回折の影響を受けないた
め、本発明のマイクロホンを筐体の天面または底面に取
り付けることにより、少なくともビデオカメラを含む水
平面内に位置する音源に対しては図８に示したＭＳ方式
本来の指向性を維持することができる。また、４つの無
指向性マイクロホンユニットが正方形の頂点に位置する
ため、電気的な信号処理により形成される左右のチャン
ネル用の見かけ上の２つのマイクロホンを同一水平面内
の一点に配置することができる。

【００１４】また、低周波数領域を無指向性とすること
により低周波数域での音圧感度の低下を防ぐことができ
るため、パワが低い周波数に集中する風雑音や周波数の
低い振動雑音による収音ＳＮ比の低下を減じることがで
きる。

【００１５】また、Ｓマイクロホンの出力の利得を０以
上２以下の範囲で可変とすることにより、ＭＳ方式によ
るステレオマイクロホンの状態から、マイクロホン正面
（ビデオカメラ正面）方向で最大感度となる状態まで連
続的に指向性を変化させることができ、音響的なズーミ
ング効果を実現することができる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例について詳細に説明す
る。図１は本発明のビデオカメラ用ステレオマイクロホ
ンの第１の実施例の構成を示す図である。図１において
９，１０，１１，１２は全て無指向性のマイクロホンユ
ニットであり適当な大きさの正方形の各頂点に位置する
ように配置されている。マイクロホンユニット１０の出
力は遅延器１３に入力される。遅延器１３の遅延時間τ
はマイキロホンユニット９とマイクロホンユニット１０
の間の距離をｄ、音速をｃとすると、τ＝ｄ／ｃで与え
られる。加算器１４によってマイクロホンユニット９の
出力より遅延器１３の出力を差し引く。加算器１４の出
力における指向性パターンは図８の５と同様のパターン
となり、加算器１４の出力が単一指向性のＭマイクロホ
ンの出力に相当する。加算器１５はマイクロホンユニッ
ト１１の出力とマイクロホンマイクロホンユニット１２
の出力の差信号を出力し、この出力における指向性パタ
ーンは図８の６と同様のパターンとなり、加算器１５の
出力が双指向性のＳマイクロホンの出力に相当する。加
算器１５の出力は増幅器１６により増幅する。加算器１
７と加算器１８はそれぞれ増幅器１６の出力と加算器１
４の出力の和信号、差信号を出力する。図１のような構
成のステレオマイクロホンの最終出力においては、増幅
器１６の利得を２とすると図８の７、８に示した指向性
パターンを得ることができる。

【００１７】一次音圧傾度型マイクロホンの中心は、２
つの受音点の中点と見ることができるので、本実施例に
おけるビデオカメラ用ステレオマイクロホンでは、信号
処理によって形成されるＭマイクロホン、Ｓマイクロホ
ンは双方共４つの無指向性マイクロホンユニット９〜１
３が成す正方形の中心に位置することになる。したがっ
て、ＭマイクロホンとＳマイクロホンの出力を合成して
得られる見かけ上の２つのマイクロホン位置も正方形の
中心となり、完全にレベル差のみによるステレオマイク
ロホンを構成することができる。さらに、筐体の反射、
回折の影響による指向性の劣化が無く、筐体に内蔵しな
がらＭＳ方式のステレオマイクロホンとして良好な特性
を維持することが可能となる。

【００１８】図２は本発明のビデオカメラ用マイクロホ
ンの第２の実施例の構成を示す図である。第１の実施例
と異なるのは、第１のマイクロホンユニット１９の出力
の低周波数成分をハイパスフィルタ２３で除去してから
加算器２５に入力する点であり、その他の構成は全て図
１に示した第１の実施例と同様である。図中の２０は第
２のマイクロホンユニット、２１は第３のマイクロホン
ユニット、２２は第４のマイクロホンユニット、２４は
遅延器、２６は加算器、２７は増幅器、２８，２９は加
算器である。

【００１９】このように構成されたマイクロホンの加算
器25の出力における指向性は、ハイパスフィルタ23のカ
ットオフ周波数を境界として低周波数域では無指向性、
高周波数域では単一指向性となる。

【００２０】図３に第１のマイクロホンユニット１９と
第２のマイクロホンユニット２０の間隔、および第３の
マイクロホンユニット２１と第４のマイクロホンユニッ
ト２２の間隔を１０mm、ハイパスフィルタ２３のカット
オフ周波数を２００Ｈｚとしたときの本実施例のマイク
ロホンの最終出力（左チャンネル）の指向性パターンを
示す。同図において３０は周波数が１００Ｈｚの場合、
３１は周波数が2kHzの場合の指向性パターンである。最
終出力では、高周波数域では第１の実施例とほぼ同様に
ＭＳ方式の指向性パターンが得られるが低周波数域では
無指向性となる。

【００２１】したがって、本実施例のマイクロホンで
は、低周波数域での音圧感度の低下が無いため、風雑音
や周波数の低い振動雑音による収音ＳＮ比の低下は無指
向性マイクロホンと同程度であり、従来のＭＳ方式のマ
イクロホンよりも高い収音ＳＮ比を維持することができ
る。

【００２２】図４は本発明のビデオカメラ用ステレオマ
イクロホンの第３の実施例の構成を示す図である。第１
の実施例と異なるのは、加算器３８の出力を増幅する増
幅器３９を利得可変できるようにした点であり、その他
の構成は全て図１に示した第１の実施例と同様である。
図中の３２，３３，３４，３５はマイクロホンユニッ
ト、３６は遅延器、３７，３８，４０，４１は加算器で
ある。

【００２３】前記増幅器３９の利得は光学系のズーム制
御信号に従って決定される。映像の画角が最も広いとき
には利得が２、画角が狭くなるにしたがって利得は小さ
くなり、画角が最も狭いときには利得は０となるように
設定する。図５に本実施例のマイクロホンの最終出力の
指向性パターンを示す。同図において、４２，４３はそ
れぞれ増幅器３９の利得が２（画角が最大）のときの左
チャンネル、右チャンネル指向性パターンであり、４
４，４５は増幅器３９の利得が０（画角が最小）のとき
の左右のチャンネルの指向性パターンである。

【００２４】図５に示すように、本実施例のマイクロホ
ンでは、従来のＭＳ方式のステレオマイクロホンと同様
な指向性パターンから正面方向が最大感度となる単一指
向性のパターンまで、指向性を連続的に変化させること
ができるので、画角が広いときにはＭＳ方式による左右
の分離の優れたステレオ収音を行うとともに、映像のズ
ームングに合わせて狙った被写体の発する音声を強調す
る音響的ズーム効果を実現することができる。

【００２５】図６は本発明のビデオカメラ用ステレオマ
イクロホンの第４の実施例の構成を示す図である。第３
の実施例と異なるのは、マイクロホンユニット４６の出
力の低周波数成分をハイパスフィルタ５０で除去してか
ら加算器５２に入力する点であり、その他の構成は全て
図４に示した第３の実施例と同様である。図中の４７，
４８，４９はマイクロホンユニット、５１は遅延器、５
３，５５，５６は加算器、５４は増幅器である。

【００２６】このように構成されたマイクロホンの最終
出力における指向性は、ハイパスフィルタ５０のカット
オフ周波数を境界として高周波数域では増幅器５４の利
得に応じて図５に示したようなパターンとなり、低周波
数域では増幅器５４の利得に関わらず無指向性となる。

【００２７】したがって、本実施例のマイクロホンで
は、風雑音や周波数の低い振動雑音による収音ＳＮ比の
低下は無指向性マイクロホンと同程度であり、従来のＭ
Ｓ方式のマイクロホンよりも高い収音ＳＮ比を維持する
ことができ、かつ、聴感上指向性の変化を感じやすい周
波数帯域では第３の実施例と同様に音響的ズーム効果を
実現することができる。

【００２８】

【発明の効果】以上の実施例の説明より明らかなよう
に、本発明のビデオカメラ用ステレオマイクロホンにお
いては、ＭマイクロホンとＳマイクロホンの出力を合成
して得られる見かけ上の２つのマイクロホン位置が４つ
のマイクロホンユニットが成す正方形の中心となり、完
全にレベル差のみによるステレオマイクロホンを構成す
ることができる。さらに、筐体の反射、回折の影響によ
る指向性の劣化が無く、筐体に内蔵しながらＭＳ方式と
して良好な特性を維持することができる。

【００２９】また、低周波数域に無指向性の領域を設け
ることにより、風雑音や周波数の低い振動雑音による収
音ＳＮ比の低下を無指向性マイクロホンと同程度とし、
従来のＭＳ方式のマイクロホンよりも高い収音ＳＮ比を
維持することができる。

【００３０】また、Ｓマイクロホンの利得を光学系のズ
ーム制御信号に応じて変化させることにより、従来のＭ
Ｓ方式のステレオマイクロホンと同様な指向性パターン
から正面方向が最大感度となる単一指向性のパターンま
で、指向性を連続的に変化させることができるので、画
角が広いときには左右の分離の優れたステレオ収音を行
うとともに、映像のズームングに合わせて狙った被写体
の発する音声を強調する音響的ズーム効果を実現するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例のビデオカメラ用ステレ
オマイクロホンの構成図

【図２】本発明の第２の実施例のビデオカメラ用ステレ
オマイクロホンの構成図

【図３】本発明の第２の実施例のビデオカメラ用ステレ
オマイクロホン指向性パターン図

【図４】本発明の第３の実施例のビデオカメラ用ステレ
オマイクロホンの構成図

【図５】本発明の第３の実施例のビデオカメラ用ステレ
オマイクロホン指向性パターン図

【図６】本発明の第４の実施例のビデオカメラ用ステレ
オマイクロホンの構成図

【図７】従来のＭＳ方式のステレオマイクロホンの構成
図

【図８】従来のＭＳ方式のステレオマイクロホンの指向
性パターン図

【符号の説明】

９，１０，１１，１２ 無指向性マイクロホンユニ
ット １３ 遅延器 １４，１５，１７，１８ 加算器 １６ 増幅器

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 共に無指向性であり、適当な間隔をおい
   て配置された第１、第２のマイクロホンユニットと、共
   に無指向性であり、前記第１、第２のマイクロホンユニ
   ットを結ぶ線分を一本の対角線とする正方形の他の一本
   の対角線の両端に配置された第３、第４のマイクロホン
   ユニットと、前記第２のマイクロホンユニットの出力に
   適当な遅延を与える遅延器と、前記第１のマイクロホン
   ユニットの出力に対し前記遅延器の出力を逆相で加算す
   る第１の加算器と、前記第３のマイクロホンユニットの
   出力に対し前記第４のマイクロホンユニットの出力を逆
   相で加算する第２の加算器と、前記第２の加算器の出力
   を増幅する増幅器と、前記第１の加算器の出力に対し前
   記増幅器の出力を同相で加算する第３の加算器と、前記
   第１の加算器の出力に対し前記増幅器の出力を逆相で加
   算する第４の加算器を備えたことを特徴とするビデオカ
   メラ用ステレオマイクロホン。
2. 【請求項２】 第１の加算器に入力される第１のマイク
   ロホンユニットの出力の低周波数成分を除去するハイパ
   スフィルタを備えた請求項１記載のビデオカメラ用ステ
   レオマイクロホン。
3. 【請求項３】 第２の加算器の出力を入力とする増幅器
   の利得が０以上２以下の範囲で可変である請求項１記載
   のビデオカメラ用ステレオマイクロホン。
4. 【請求項４】 第２の加算器の出力を入力とする増幅器
   の利得が０以上２以下の範囲で可変である請求項２記載
   のビデオカメラ用ステレオマイクロホン。