JPH1118186A - 一次圧力傾度マイク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 四方から騒音が発せられる環境下において、
特定方向の目的音源からの音を良好なＳ／Ｎをもって取
得できる一次圧力傾度マイクを提供する 【解決手段】 第１及び第２の無指向性マイクロフォン
ユニット（Ｍ１，Ｍ２）を離隔配置し、第２の無指向性
マイクロフォンユニットの出力の遅延信号と第１の無指
向性マイクロフォンユニットの出力との差分を第１の加
算手段（３）で形成し、第２の無指向性マイクロフォン
ユニットの出力と前記第１の無指向性マイクロフォンユ
ニットの出力の遅延信号との差分を第２の加算手段
（４）で形成する。第１及び第２の加算手段の出力は相
反する方向に指向特性を有し、目的音源に臨む一方の指
向特性により目的音と騒音を拾い、他方の指向特性によ
り騒音を拾い、両者の差分を採る事により、騒音成分を
キャンセルできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数個の無指向性
マイクロフォンユニットを用いて２種類の単一指向特性
を有する一次圧力傾度マイクに係り、ノイズ成分の低減
能力に優れ、当該マイクの小型化に寄与する技術に関
し、例えば、車載用の一次圧力傾度マイクに適用して有
効な技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】本出願人による先の出願（実願昭６２−
１４７４７６号、実開昭６４−５２３９３号）には、実
質的に性能が等しい２個の無指向性マイクロフォンユニ
ットを用いて単一指向性を得る一次圧力傾度マイクが開
示されている。この一次圧力傾度マイクは原理的には図
２の構成と実質的に同じであり、２個の無指向性マイク
ロフォンユニットＭ１，Ｍ２を距離ｄの間隔で配置し、
前記マイクロフォンユニットＭ２の出力を遅延回路２で
τ２（τ２：距離に換算した遅延量）だけ遅延させ、遅
延された出力ｅｄ２と前記マイクロフォンユニットＭ１
の出力ｅ１との差分を取り出すように構成される。

【０００３】このように構成されたマイクにおいて２個
のマイクロフォンユニットＭ１，Ｍ２の軸方向に対して
角度θの方向から音が来るとすると、当該マイクの出力
Ｖｍは、 Ｖｍ（ｋ，θ）＝ｅ１−ｅｄ２ ＝２・ｅ１・ｓｉｎ｛ｋ（τ２＋ｄ・ｃｏｓθ）／２｝ で与えられる。但し、ｋ＝２π／λ（λ：音の波長）で
あり、マイクロフォンユニットに到来する音は正弦音波
（正弦波形の音波）とする。上式より、τ２をｄより適
当に小さく設定することにより、図３に示されるような
指向特性が得られる。

【０００４】ここで、理解を容易化するために上記一次
圧力傾度マイクの原理を図６を参照しながら定性的に説
明する。τ２＝ｄ、θ＝０の場合を一例とする。Ｓａ方
向から到来する音に対するマイクロフォンユニットＭ１
による出力ｅ１(a)に応ずる観測点はＰｅ１(a)であり、
マイクロフォンユニットＭ２側の遅延出力eｄ２(a)に応
ずる観測点は見かけ上Ｐｅｄ２(a)である。これとは逆
方向Ｓｂから到来する音に対するマイクロフォンユニッ
トＭ１による出力ｅ１(b)に応ずる観測点はＰｅ１(b)で
あり、マイクロフォンユニットＭ２側の遅延出力ｅｄ２
(b)応ずる観測点は見かけ上Ｐｅｄ２(b)である。図から
明らかのように観測点Ｐｅ１(b)とＰｅｄ２(b)は同じ位
置であるから、ｅ１(b)＝ｅｄ２(b)になる。よって、前
記マイクの出力Ｖｍは、 Ｖｍ（ｋ，θ）＝ｅ１(a)＋ｅ１(b)−ｅｄ２(a)−ｅｄ
２(b) =e1(a)−ｅｄ２(a) となる。これにより一方向指向性を得ることが容易に理
解されるであろう。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記一
次圧力傾度マイクは正面側に対する単なる単一指向特性
を有するに過ぎない。したがって、走行中の車両室内や
工場又は飛行場などのように、全方向（四方）から騒音
（ノイズ）が発せられる環境（騒音源を特定の方向に固
定できない環境）下においては、特定方向の目的音源か
らの音だけを入力しようとしても、騒音の入力を阻むこ
とはできない。

【０００６】そこで、本発明者は、公知ではないが、図
１３に例示されるように、２個の前記一次圧力傾度マイ
ク１０-1，１０-2を、互いに逆方向に向けて、２種類の
指向性を有するように構成したマイクを検討した。第１
のマイク１０-1は特定の目的音源に向けられ、その単一
指向特性により当該目的音源の音と周りの騒音を拾うこ
とになる。第１のマイク１０-1とは逆方向に向けられた
第２のマイク１０-2はその単一指向特性により専ら騒音
を拾うことになる。第１のマイク１０-1の出力と第２の
マイク１０-2の出力との差分を採ることにより、四方か
ら来る騒音を低減して目的音を得ることができる。

【０００７】本発明者は、上記技術を更に検討した結
果、以下の点を明らかにした。第1に、前記２個の一次
圧力傾度マイクを同一の位置に配置することは物理的に
不可能であり、図１４に例示されるような指向特性故
に、騒音成分の除去に論理的な誤差を生じ、高精度なノ
イズキャンセルを期待し難いことが本発明者によって明
らかにされた。第2に、小型化の要請に応ずるには、４
個よりも数の少ない無指向性マイクロフォンユニットを
用いて2種類の指向特性を有する一次圧力傾度マイクを
実現しなければならないことが明らかにされた。

【０００８】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、ノイズキャンセル効果に優れ４個
以下の無指向性マイクロフォンユニットを用いて２種類
の指向性を得ることができる一次圧力傾度マイクを提供
することにある。

【０００９】本発明の別の目的は、四方から騒音が発せ
られる環境下において、特定方向の目的音源からの音を
良好なＳ／Ｎをもって取得できる一次圧力傾度マイクを
提供することにある。

【００１０】本発明の前記並びにその他の目的と新規な
特徴は本明細書の記述及び添付図面から明らかになるで
あろう。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本願発明による最良の一
次圧力傾度マイクは、図1に例示されるように、２個の
無指向性マイクロフォンユニットを用いて２種類の指向
特性を実現するものであり、所定の間隔を置いて配置さ
れた第１及び第２の無指向性マイクロフォンユニット
（Ｍ１，Ｍ２）と、前記第１の無指向性マイクロフォン
ユニットの出力を遅延させる第１の遅延手段（１）と、
前記第２の無指向性マイクロフォンユニットの出力を遅
延させる第２の遅延手段（２）と、前記第１の無指向性
マイクロフォンユニットの出力と前記第２の遅延手段の
出力との差分を出力する第１の加算手段（３）と、前記
第２の無指向性マイクロフォンユニットの出力と前記第
１の遅延手段の出力との差分を出力する第２の加算手段
（４）とを含ん成る。

【００１２】前記第１の無指向性マイクロフォンユニッ
ト（Ｍ１）をマイクの正面とすると、前記第１の加算手
段（３）の出力を得るための信号系統は前記２個のマク
ロフォンユニット（Ｍ１，Ｍ２）によって正面側に指向
特性を有する主マイク（図２及び図３参照）として機能
され、また、前記第２の加算手段（４）の出力を得るた
めの信号系統は前記２個のマクロフォンユニット（Ｍ
１，Ｍ２）によって背面側に指向特性を有する参照マイ
ク（図４及び図５参照）として機能される。四方から騒
音が発せられ騒音源を特定できない環境下において、目
的音源に臨む前記主マイクは専ら目的音と騒音を拾い、
参照マイクは専ら騒音を拾う。主マイクの出力信号成分
と参照マイクの出力信号成分との差分を求める事によ
り、騒音成分をキャンセルできる。このとき、主マイク
と参照マイクは相互に同一のマイクロフォンユニット
（Ｍ１，Ｍ２）を用いて構成されるから、双方のマイク
は物理的に同一位置に配置されていると見なすことがで
きる。換言すれば、双方のマイクが拾う騒音成分は実質
的に同じと見なすことができる。したがって、目的音成
分だけを高いＳ／Ｎを持って取得することができる。

【００１３】無指向性マイクロフォンユニットを３個用
いても上記と実質的に同じ機能を実現できる。すなわ
ち、図8に例示されるように、第２の無指向性マイクロ
フォンユニットに第３の無指向性マイクロフォンユニッ
ト（Ｍ３）を近接配置し、主マイクは前記同様とし、参
照マイクは第１の遅延手段（１）の出力と第３のマイク
ロフォンユニットの出力との差分を第２の加算手段で取
得するように構成する。これによれば、３個の無指向性
マイクロフォンユニットによって２種類の指向特性を有
する一次圧力傾度マイクを実現することができる。主マ
イクと参照マイクの配置は完全同一とは見なせないが、
第２のマイクロフォンユニットと第３のマイクロフォン
ユニットとの間に距離を置かずに近接配置できるから、
良好なノイズキャンセル効果を得ることができる。

【００１４】無指向性マイクロフォンユニットを４個用
いても上記と実質的に同じ機能を実現できる。すなわ
ち、図9に例示されるように、前記第１及び第２の無指
向性マイクロフォンユニットの配置方向に対して交差方
向に所定の距離を置いて第３及び第４の無指向性マイク
ロフォンユニット（Ｍ３，Ｍ４）を配置し、前記第２の
無指向性マイクロフォンユニットの出力を遅延させる遅
延手段の出力と前記第１の無指向性マイクロフォンユニ
ットの出力との差分を第１の加算手段で形成し、前記第
３の無指向性マイクロフォンユニットの出力と前記第４
の無指向性マイクロフォンユニットの出力との差分を第
２の加算手段で形成する。マイクロフォンユニットの数
は４個であるが、主マイクと参照マイクは、放射状に配
置された４個のマイクロフォンユニットの中心に位置さ
れているものと論理的に見なすことができ、優れたノイ
ズキャンセル効果を実現できる。

【００１５】更に、4個の無指向性マイクロフォンユニ
ットを用いる場合には、図12に例示されるように、2個
の無指向性マイクロフォンユニットによって構成した前
記主マイクと参照マイクとを各々別々の無指向性マイク
ロフォンユニット（M１〜M４）によって構成する。すな
わち、第1及び第2の無指向性マイクロフォンユニット
（Ｍ１，Ｍ２）を用いて主マイクを構成し、第３及び第
４の無指向性マイクロフォンユニット（Ｍ３，Ｍ４）を
用いて参照マイクを構成する。主マイクは正面側に指向
特性を有し、参照マイクは背面側に指向特性を有する。
このとき、第３及び第４の無指向性マイクロフォンユニ
ットの配列は、第１及び第２の無指向性マイクロフォン
ユニットの配列と同一であり、第１及び第２の無指向性
マイクロフォンユニットは第３及び第４の無指向性マイ
クロフォンユニットに隣接配置されている。したがっ
て、主マイクが拾うノイズと参照マイクが拾うノイズと
の音場の相違は最小限とされ、比較的良好なＳ／Ｎをも
って目的音を取得することができる。

【００１６】前記第１及び第２の加算手段の出力を用い
てノイズをキャンセルする処理はアナログ的な手法によ
って行う事も可能であるが、ディジタル的な手法を採用
する場合には、前記第１の加算手段の出力をディジタル
信号に変換する第１のＡ／Ｄ変換手段（５）と、前記第
２の加算手段の出力をディジタル信号に変換する第２の
Ａ／Ｄ変換手段（６）と、前記第１のＡ／Ｄ変換手段の
出力と第２のＡ／Ｄ変換手段の出力との双方に含まれる
ノイズ成分を相殺するディジタル信号処理手段とを更に
含むことができる。

【００１７】前記ディジタル信号処理手段は、前記第２
のＡ／Ｄ変換手段（６）の出力を受ける適応フィルタ手
段（７）と、前記適応フィルタ手段の出力と前記第１の
Ａ／Ｄ変換手段の出力との差分を演算するディジタル加
算手段（８）とによって構成することができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１には本発明に係る一次圧力傾
度マイクの一例が示される。同図に示されるマイクは、
実質的に性能が等しい２個の無指向性マイクロフォンユ
ニットＭ１，Ｍ２を距離ｄの間隔で配置し、前記マイク
ロフォンユニットＭ１の出力ｅ１を遅延回路１でτ１
（τ１：距離に換算した遅延量）だけ遅延させ、また、
前記マイクロフォンユニットＭ２の出力ｅ２を遅延回路
２でτ２（τ２：距離に換算した遅延量）だけ遅延させ
る。そして、前記マイクロフォンユニットＭ１の出力ｅ
１と前記遅延回路２の出力ｅｄ２との差分を演算する反
転加算回路３と、前記マイクロフォンユニットＭ２の出
力ｅ２と前記遅延回路１の出力ｅｄ１との差分を演算す
る反転加算回路４を設ける。反転加算回路３，４は例え
ばオペアンプ、帰還抵抗及び入力抵抗によって構成する
ことができ、非反転入力（＋）はｅ１，ｅ２とされ、反
転入力（−）はｅｄ２，ｅｄ１とされる。

【００１９】前記マイクは、マイクロフォンユニットＭ
１が正面に配置されるように、図示を省略するケーシン
グに格納されている。前記マイクロフォンユニットＭ
１，Ｍ２にはセラミック型又はエレクトレット型のマイ
クロフォンユニット等を採用すればよい。

【００２０】このとき、前記マイクは、前記反転加算回
路３から主信号Ｖｍを得るための信号経路を有する図２
の主マイクと、反転加算回路４から参照信号Ｖｒを得る
ための信号経路を有する図４の参照マイクとの２種類の
一次圧力傾度マイクとして把握することができる。

【００２１】前記主マイクは正面側に指向特性を有し、
正面側からの目的音と騒音を拾う指向特性を有すること
になる。前記主信号Ｖｍは、 Ｖｍ（ｋ，θ）＝ｅ１−ｅｄ２ ＝２・ｅ１・ｓｉｎ｛ｋ（τ２＋ｄ・ｃｏｓθ）／２｝ で与えられる。

【００２２】図２のように把握することができる主マイ
クは、正面側に対する指向特性を有し、図３に例示され
た指向特性を有する。そのような指向特性が得られるこ
とは、図６に基づいて既に定性的に説明した内容からも
理解できるであろう。

【００２３】前記参照マイクは背面側に指向特性を有
し、正面側からの目的音と騒音を拾わず、背面側からの
騒音を拾う指向特性を有することになる。前記参照信号
Ｖｒは、 Ｖｒ（ｋ，θ）＝ｅ２−ｅｄ１ ＝−２・ｅ１・ｓｉｎ｛ｋ（τ１＋ｄ・ｃｏｓθ）／
２｝ で与えられる。但し、上記２式において、ｋ＝２π／λ
（λ：音の波長）であり、２個の無指向性マイクロフォ
ンユニットＭ１、Ｍ２の特性は実質的に同じであって、
到来する音波を正弦音波とする。

【００２４】図４に示される前記参照マイクは、図５に
例示されるように背面側に対する指向特性を有する。そ
のような指向特性が得られることを、図７に基づいて定
性的に説明する。すなわち、図７では理解を容易化する
為に、τ１＝ｄ、θ＝０の場合を一例とする。Ｓａ方向
から到来する音に対するマイクロフォンユニットＭ１側
の遅延出力ｅｄ１(a)に応ずる観測点は見かけ上Ｐｅｄ
１(a)であり、マイクロフォンユニットＭ２の出力e２
(a)に応ずる観測点はＰｅ２(a)である。これとは逆方向
Ｓｂから到来する音に対するマイクロフォンユニットＭ
１の遅延出力ｅｄ１(b)に応ずる観測点は見かけ上Ｐｅ
ｄ１(b)であり、マイクロフォンユニットＭ２の出力ｅ
２(b)応ずる観測点はＰｅ２(b)である。図から明らかの
ように観測点Ｐｅｄ１(a)とＰｅ２(a)は同じ位置である
から、ｅｄ１(a)＝ｅ２(a)になる。よって、前記参照マ
イクの出力Ｖｒは、 Ｅ（ｋ，θ）＝ｅ２(b)＋ｅ２(a)−ｅｄ１(a)−ｅｄ１
(b) ＝ｅ２(b)−ｅｄ１(b) となり、背面側に一方向指向性を得ることができる。

【００２５】このように、２個の無指向性マイクロフォ
ンユニットＭ１，Ｍ２を共通に用いて夫々指向特性の異
なる主マイクと参照マイクを実現しているから、当該指
向特性の異なる主マイクと参照マイクは物理的に同じ位
置に配置されているのと等価である。したがって図１の
マイクは、同じ音場の異なる成分の音を拾うことにな
る。一方、図１３に例示されるように主マイクと参照マ
イクを各々別々に２個の無指向性マイクロフォンユニッ
トを用いて構成した場合には、図１４に示されるよう
に、双方のマイクは物理的に異なる位置に配置される。
したがって、双方のマイクは、一定距離だけ離れた異な
る音場の異なる成分の音を拾うことになる。図１３の構
成では、四方から騒音が発せられる環境下において相互
に離間配置されたマイク１０-1，１０-2が拾う音の成分
には無視し得ない相違がある。図１の場合には主マイク
と参照マイクは完全同一音場にあるから、四方から騒音
が発せられる環境下においても双方のマイクが拾う騒音
成分は実質的に同じと見なすことができる。

【００２６】図１０には前記主マイクと参照マイクの各
々の指向特性を合成して得た指向特性を表すポーラーパ
ターンの例が示される。この例において、τ２＝ｄ／
３、τ１＝ｄとする。このポーラーパターンからも明ら
かなように、前記主マイクと参照マイクから成る一次圧
力傾度マイクは、２個のマイクロフォンユニットＭ１，
Ｍ２によって正面側と背面側の２種類の指向特性を実現
している。

【００２７】前記反転加算回路３の出力ＶｍはＡ／Ｄコ
ンバータ５でディジタル信号Ｄｍに変換され、また、前
記反転加算回路４の出力ＶｒはＡ／Ｄコンバータ６でデ
ィジタル信号Ｄｒに変換される。前記Ａ／Ｄコンバータ
６から出力される主信号データＤｒはトランスバーサル
フィルタなどの適応フィルタ７に供給され、適応フィル
タ７のフィルタ出力と前記Ａ／Ｄコンバータ５から出力
される主信号データＤｍとの差分がディジタル加算器８
で演算される。

【００２８】前記適応フィルタ７は入力信号の経時的な
変化に対してその特性を適応的に変化させるフィルタで
ある。すなわち、入力信号Ｄｒをタップ係数に乗じ、そ
の値を複数タップ単位で加算してフィルタ出力を得る為
の出力演算と、そのフィルタ出力を応答させるべき対象
系からの信号と前記フィルタ出力との差分として得られ
る誤差信号に基づいて前記タップ係数を更新するタップ
係数更新演算とを行い、その更新演算によってタップ係
数を逐次書き替えることにより、そのフィルタ特性をリ
アルタイムに変化させる。前記誤差信号は、フィルタ応
答特性を決定するようなトレーニングシーケンスタイミ
ング時における前記ディジタル加算器８の出力とされ
る。トレーニングシーケンスタイミングは、マイクロフ
ォンユニットＭ１，Ｍ２が目的音声を拾わないタイミン
グとされる。したがって、トレーニングシーケンスタイ
ミングにおいて、前記主信号データＤｍと参照信号デー
タＤｒとに夫々含まれる騒音成分を相殺するように、適
応フィルタ７のフィルタ応答特性が決定される。トレー
ニングシーケンスは、音場の騒音発生状況が刻一刻と変
化される状態に追従する為、適宜のタイミングで逐次行
われる。

【００２９】このように、適応フィルタ７の応答特性が
逐次決定されることにより、前記ディジタル加算器８に
よる減算により、前記主信号Ｖｍに含まれる騒音成分が
前記参照信号Ｖｒに含まれる騒音成分によってキャンセ
ルされる。ディジタル加算器８の出力はＤ／Ａコンバー
タ９でアナログ信号に変換される。Ｄ／Ａコンバータ９
から、目的音声成分を主体とする信号を取得することが
できる。図１０の指向特性を有する図１の回路を試作し
てテストを行った結果、２個の無指向性マイクロフォン
ユニットによって単一の指向性を得るようにした従来の
一次圧力傾度マイクと比較すると、約１０ｄＢ程度Ｓ／
Ｎを改善できた。

【００３０】尚、前記適応フィルタ７及びディジタル加
算器８などをディジタル・シグナル・プロセッサ（Digi
tal Signal Processor）ＤＳＰによって構成することが
できる。また、前記Ａ／Ｄコンバータ５，６の前段には
高域成分を除去するローパスフィルタを配置することが
できる。

【００３１】図８には無指向性マイクロフォンユニット
を３個用いて上記と同等の一次圧力傾度マイクを構成す
る場合の例が示される。すなわち、無指向性マイクロフ
ォンユニットＭ２に第３の無指向性マイクロフォンユニ
ットＭ３を近接配置する。図８において参照信号Ｖｒ
は、第３のマイクロフォンユニットＭ３の出力と前記遅
延回路１の出力との差分を反転加算回路４で得ることに
よって生成する。主信号Ｖｍは図１と同様に生成され
る。この例の場合には図１に比べて、無指向性マイクロ
フォンユニットＭ３が１個余計に必要とされる。また、
主マイクと参照マイクは物理的に完全同一位置に配置さ
れなくなる。しかしながら、マイクロフォンユニットＭ
２とＭ３を近接配置できるから、図１３に例示されるよ
うに指向特性を逆にして２組の一次圧力傾度マイクを離
間配置する構成よりも優れたノイズキャンセル効果を持
ち、マイクロフォンユニットの数も１個少なくて済む。

【００３２】図９には無指向性マイクロフォンユニット
を４個用いて上記と同等のマイクを構成する場合の例が
示される。すなわち、４個の無指向性マイクロフォンユ
ニットＭ１〜Ｍ４を９０°間隔で同一円周上に放射状に
配置する。主信号Ｖｍは図１の主マイクの構成と同じで
ある。参照信号Ｖｒを形成する参照マイクは、マイクロ
フォンユニットＭ３とＭ４の差分を反転加算器４で取得
するように構成される。参照マイクを構成するマイクロ
フォンユニットＭ３とＭ４の軸線は、主マイクを構成す
るマイクロフォンユニットＭ１とＭ２の軸線に対して直
角になっている。したがって、その指向特性は図１１に
示されるようになり、参照マイクは正面からの目的音波
に対する指向特性を持たない。よって、図１とほぼ同様
の２種類の指向特性を有するマイクが実現される。この
例の場合には図１に比べて、無指向性マイクロフォンユ
ニットＭ３、Ｍ４が２個余計に必要とされる。しかしな
がら、マイクロフォンユニットＭ１〜Ｍ４は同一円周上
に９０°間隔で放射状に配置されているから、主マイク
と参照マイクは物理的に同一位置に配置されていると見
なすことができる。図１３の一次圧力傾度マイクを２組
用いて離間配置する構成よりも、ノイズキャンセル効果
という点で優れている。

【００３３】更に、4個の無指向性マイクロフォンユニ
ットを用いる場合には、図12に例示されるように、2個
の無指向性マイクロフォンユニットによって構成した前
記主マイクと参照マイクとを各々別々の無指向性マイク
ロフォンユニットM１〜M４によって構成することができ
る。主マイクは、無指向性マイクロフォンユニットＭ
１，Ｍ２、遅延回路２及び反転加算回路３によって構成
される。参照マイクは、無指向性マイクロフォンユニッ
トＭ３，Ｍ４、遅延回路１及び反転加算回路４によって
構成される。主マイクは図３に例示されるように正面側
に指向特性を有し、参照マイクは図５に例示されるよう
に背面側に指向特性を有する。図１２に示される一次圧
力傾度マイクは１個のケーシングに収容されている。

【００３４】参照マイクを構成する無指向性マイクロフ
ォンユニットＭ３，Ｍ４の配列は、主マイクを構成する
無指向性マイクロフォンユニットＭ１，Ｍ２の配列と同
一であり、マイクロフォンユニットＭ１，Ｍ２はマイク
ロフォンユニットＭ３，Ｍ４に隣接配置されている。す
なわち、図１３におけるマイクロフォンユニットＭ１，
Ｍ２の軸線と、マイクロフォンユニットＭ３，Ｍ４の軸
線との距離Ｌｓは図１３の構成に比べて格段に小さくさ
れている。この点において、図１２のマイクは、図１３
の様に各々別体の２個の一次圧力傾度マイク１０-1，１
０-2を互いに逆向きに配置した構成と相違することは明
らかである。したがって、主マイクが拾うノイズと参照
マイクが拾うノイズとの音場の相違は最小限とされ、図
１３のマイクに比べ、比較的良好なＳ／Ｎをもって目的
音を取得することができる。

【００３５】以上本発明者によってなされた発明を実施
形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限
定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲にお
いて種々変更可能であることは言うまでもない。例えば
本発明に係る一次圧力傾度マイクは反転加算回路のよう
な加算手段までの構成として把握することも可能であ
る。また、τ１、τ２、ｄの関係は図１０に限定されず
適宜変更可能である。

【００３６】本発明は、ハンズフリー電話機やカー・ナ
ビゲーション・システムの音声入力マイクなどの様に、
四方から騒音が到来する環境下におけるの入力音波に対
するノイズキャンセルに適用して有効な機器に広く適用
することができる。

【００３７】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記
の通りである。

【００３８】すなわち、２種類の指向特性を有する一次
圧力傾度マイクを２個又は３個の無指向性マイクロフォ
ンユニットによって実現することができる。したがっ
て、一次圧力傾度マイクのコストを低減でき、マイクを
小型化する事が可能になる。

【００３９】２個の無指向性マイクロフォンユニットを
用い、或いは４個の無指向性マイクロフォンユニットを
放射状に配置して、一次圧力傾度マイクを構成すること
により、指向特性の異なる２個のマイク（主マイク、参
照マイク）を物理的に同一位置に配置した構成と見なす
ことができるので、換言すれば、指向特性の異なる２個
のマイク（主マイク、参照マイク）を同一音場に配置で
きるので、優れたノイズキャンセル効果を得ることがで
きる。

【００４０】３個の無指向性マイクロフォンユニットを
用いた場合には、厳密な意味では、指向特性の異なる２
個のマイク（主マイク、参照マイク）を物理的に同一位
置に配置した構成と見なすことはできないが、第２のマ
イクロフォンユニットと第３のマイクロフォンユニット
とを間隔を空けずに近接配置できるので、従来よりも優
れたノイズキャンセル効果を得る事ができ、しかも、無
指向性マイクロフォンユニットの数を１個減らすことが
できる。

【００４１】また、指向特性が異なる2個のマイク（主
マイク、参照マイク）を夫々別々の無指向性マイクロフ
ォンユニットで構成する場合にも、主マイクを構成する
無指向性マイクロフォンユニットと参照マイクを構成す
る無指向性マイクロフォンユニットとを隣接配置するこ
とにより、比較的優れたノイズキャンセル効果を得るこ
とができる。

【００４２】以上により、四方から騒音が発せられる環
境下において、特定方向の目的音源からの音を良好なＳ
／Ｎをもって取得できる一次圧力傾度マイクを実現する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】２個の無指向性マイクロフォンユニットを用い
て２種類の指向特性を実現した本発明に係る一次圧力傾
度マイクの回路図である。

【図２】主マイクの構成説明図である。

【図３】主マイクの指向特性を示す説明図である。

【図４】参照マイクの構成説明図である。

【図５】参照マイクの指向特性を示す説明図である。

【図６】主マイクによる指向性を定性的に理解する為の
説明図である。

【図７】参照マイクによる指向性を定性的に理解する為
の説明図である。

【図８】３個の無指向性マイクロフォンユニットを用い
た一次圧力傾度マイクの回路図である。

【図９】４個の無指向性マイクロフォンユニットを用い
た一次圧力傾度マイクの回路図である。

【図１０】図１の一次圧力傾度マイクの全体的な指向特
性を示した説明図である。

【図１１】図９の一次圧力傾度マイクの指向特性を示し
た説明図である。

【図１２】4個の無指向性マイクロフォンユニットを用
いた別の一次圧力傾度マイクの回路図である。

【図１３】各々ケーシングに内蔵された2組の一次圧力
傾度マイクを離間配置して２種類の指向特性を実現した
マイクの概略説明図である。

【図１４】図１３の一次圧力傾度マイクの指向特性を示
す説明図である。

【符号の説明】

Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４ 無指向性マイクロフォンユニ
ット １，２ 遅延回路 ３，４ 反転加算回路 ５，６ Ａ／Ｄコンバータ ７ 適応フィルタ ８ ディジタル加算器 ９ Ｄ／Ａコンバータ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の間隔を置いて配置された第１及び
   第２の無指向性マイクロフォンユニットと、前記第１の
   無指向性マイクロフォンユニットの出力を遅延させる第
   １の遅延手段と、前記第２の無指向性マイクロフォンユ
   ニットの出力を遅延させる第２の遅延手段と、前記第１
   の無指向性マイクロフォンユニットの出力と前記第２の
   遅延手段の出力との差分を出力する第１の加算手段と、
   前記第２の無指向性マイクロフォンユニットの出力と前
   記第１の遅延手段の出力との差分を出力する第２の加算
   手段と、を含んでるものであることを特徴とする一次圧
   力傾度マイク。
2. 【請求項２】 所定の間隔を置いて配置された第１及び
   第２の無指向性マイクロフォンユニットと、前記第２の
   マイクロフォンユニットに近接配置された第３のマイク
   ロフォンユニットと、前記第１の無指向性マイクロフォ
   ンユニットの出力を遅延させる第１の遅延手段と、前記
   第２の無指向性マイクロフォンユニットの出力を遅延さ
   せる第２の遅延手段と、前記第１の無指向性マイクロフ
   ォンユニットの出力と前記第２の遅延手段の出力との差
   分を出力する第１の加算手段と、前記第３の無指向性マ
   イクロフォンユニットの出力と前記第１の遅延手段の出
   力との差分を出力する第２の加算手段と、を含んでるも
   のであることを特徴とする一次圧力傾度マイク。
3. 【請求項３】 所定の間隔を置いて配置された第１及び
   第２の無指向性マイクロフォンユニットと、前記第１及
   び第２の無指向性マイクロフォンユニットの配置方向に
   対して交差方向に所定の距離を置いて配置された第３及
   び第４の無指向性マイクロフォンユニットと、前記第２
   の無指向性マイクロフォンユニットの出力を遅延させる
   遅延手段と、前記第１の無指向性マイクロフォンユニッ
   トの出力と前記遅延手段の出力との差分を出力する第１
   の加算手段と、前記第３の無指向性マイクロフォンユニ
   ットの出力と前記第４の無指向性マイクロフォンユニッ
   トの出力との差分を出力する第２の加算手段と、を含ん
   でるものであることを特徴とする一次圧力傾度マイク。
4. 【請求項４】 所定の間隔で配置された第１及び第２の
   無指向性マイクロフォンユニットと、前記第1及び第2の
   無指向性マイクロフォンユニットと同一配列でそれらに
   隣接配置された第3及び第4の無指向性マイクロフォンユ
   ニットと、前記第２の無指向性マイクロフォンユニット
   の出力を遅延させる第２の遅延手段と、前記第３の無指
   向性マイクロフォンユニットの出力を遅延させる第１の
   遅延手段と、前記第１の無指向性マイクロフォンユニッ
   トの出力と前記第２の遅延手段の出力との差分を出力す
   る第１の加算手段と、前記第４の無指向性マイクロフォ
   ンユニットの出力と前記第１の遅延手段の出力との差分
   を出力する第２の加算手段と、を含んでるものであるこ
   とを特徴とする一次圧力傾度マイク。
5. 【請求項５】 前記第１の加算手段の出力をディジタル
   信号に変換する第１のＡ／Ｄ変換手段と、前記第２の加
   算手段の出力をディジタル信号に変換する第２のＡ／Ｄ
   変換手段と、前記第１のＡ／Ｄ変換手段の出力と第２の
   Ａ／Ｄ変換手段の出力との双方に含まれるノイズ成分を
   相殺するディジタル信号処理手段と、を更に含んで成る
   ものであることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１
   項に記載の一次圧力傾度マイク。
6. 【請求項６】 前記ディジタル信号処理手段は、前記第
   ２のＡ／Ｄ変換手段の出力を受ける適応フィルタ手段
   と、前記適応フィルタ手段の出力と前記第１のＡ／Ｄ変
   換手段の出力との差分を演算するディジタル加算手段
   と、を含んで成るものであることを特徴とする請求項５
   に記載の一次圧力傾度マイク。