JPH11220796A - 指向性受信方式 - Google Patents
指向性受信方式Info
- Publication number
- JPH11220796A JPH11220796A JP5260998A JP5260998A JPH11220796A JP H11220796 A JPH11220796 A JP H11220796A JP 5260998 A JP5260998 A JP 5260998A JP 5260998 A JP5260998 A JP 5260998A JP H11220796 A JPH11220796 A JP H11220796A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- output
- outputs
- sin
- microphone
- adder
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】補聴器の明瞭度を劣化させる外来雑音を、マイ
クロホンの指向特性によって除去しようとする場合に、
尖鋭な指向特性を得る。 【解決手段】２組の２次音圧傾度マイクロホン７，８
を、それぞれ、目鏡型装着具の左右支持梁上に対称に配
置し、これら出力の和および差を加算器９、減算器１０
により求める。さらに、その片方が９０度移相器１２に
より移相し、他方との加算および減算出力を加算器１
４、減算器１３により求める。これら出力の内、振幅の
小さい方をスイッチによって選択して受信出力とし、増
幅器の入力とする。この選択スイッチ２０は、加算およ
び減算出力の検波出力を入力とする振幅比較器１９の出
力によって動作する。
クロホンの指向特性によって除去しようとする場合に、
尖鋭な指向特性を得る。 【解決手段】２組の２次音圧傾度マイクロホン７，８
を、それぞれ、目鏡型装着具の左右支持梁上に対称に配
置し、これら出力の和および差を加算器９、減算器１０
により求める。さらに、その片方が９０度移相器１２に
より移相し、他方との加算および減算出力を加算器１
４、減算器１３により求める。これら出力の内、振幅の
小さい方をスイッチによって選択して受信出力とし、増
幅器の入力とする。この選択スイッチ２０は、加算およ
び減算出力の検波出力を入力とする振幅比較器１９の出
力によって動作する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は主として補聴器に関する
ものである。
ものである。
【０００２】
【従来の技術】補聴器の明瞭度を低下させる要因の一つ
として外来雑音があるが、従来の補聴器では、難聴耳の
入出力特性および周波数特性を補聴器の特性によって補
償し、信号対雑音比の更なる劣化を防ごうとするものが
主流となっている。例えば特開平８−７９８９７号公報
に記載のように、補聴器利用者の居る場所における環境
音を入力する一対の無指向性マイクと、前記一対のマイ
クに入力した環境音を処理する環境音処理手段と、会話
相手の音者を入力する所定の指向性マイクと、前記マイ
クに入力する音声を処理する音声処理手段と、前記環境
音処理手段または音声処理手段の少なくとも一方の出力
を増幅する手段と、前記増幅手段の出力を再生する再生
手段とを備え、重要な環境音および会話相手の音声を快
適かつ明瞭に聞けるようにした聴音補助装置が提案され
ている。しかし、指向性を得るためにはマイクの形態が
大きく携帯性に乏しい。加えて、増幅器を周波数帯域に
よって分割し、雑音帯域の増幅度を制御することによっ
て雑音を抑圧しているものもあるが、信号帯域と重なる
場合は問題となる。この場合、マイクロホンの指向性に
よって、雑音を低減することができるが、波長に比して
装置の規模に制限があるため、指向特性の尖鋭度に関し
ては充分ではない。
として外来雑音があるが、従来の補聴器では、難聴耳の
入出力特性および周波数特性を補聴器の特性によって補
償し、信号対雑音比の更なる劣化を防ごうとするものが
主流となっている。例えば特開平８−７９８９７号公報
に記載のように、補聴器利用者の居る場所における環境
音を入力する一対の無指向性マイクと、前記一対のマイ
クに入力した環境音を処理する環境音処理手段と、会話
相手の音者を入力する所定の指向性マイクと、前記マイ
クに入力する音声を処理する音声処理手段と、前記環境
音処理手段または音声処理手段の少なくとも一方の出力
を増幅する手段と、前記増幅手段の出力を再生する再生
手段とを備え、重要な環境音および会話相手の音声を快
適かつ明瞭に聞けるようにした聴音補助装置が提案され
ている。しかし、指向性を得るためにはマイクの形態が
大きく携帯性に乏しい。加えて、増幅器を周波数帯域に
よって分割し、雑音帯域の増幅度を制御することによっ
て雑音を抑圧しているものもあるが、信号帯域と重なる
場合は問題となる。この場合、マイクロホンの指向性に
よって、雑音を低減することができるが、波長に比して
装置の規模に制限があるため、指向特性の尖鋭度に関し
ては充分ではない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】補聴器の明瞭度を劣化
させる外来雑音を、マイクロホンの指向特性によって除
去しようとする場合、マイクロホンアレイの大きさに対
する制限から、従来の方法では尖鋭な指向特性が得られ
ない。本発明は、この指向特性を大幅に改善するもので
ある。
させる外来雑音を、マイクロホンの指向特性によって除
去しようとする場合、マイクロホンアレイの大きさに対
する制限から、従来の方法では尖鋭な指向特性が得られ
ない。本発明は、この指向特性を大幅に改善するもので
ある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】２組の２次音圧傾度マイ
クロホンを、それぞれ、目鏡型装着具の左右支持梁上に
対称に配置し、これら出力のベクトル和およびベクトル
差を求める。さらに、その片方を９０度移相し、他方と
の加算および減算出力を求める。次に、これら出力の
内、振幅の小さい方をスイッチによって選択して受信出
力とし、従来の増幅器の入力とする。この選択スイッチ
は、加算出力の検波出力と減算出力の検波出力を入力す
ると振幅比較器の出力によって動作する。
クロホンを、それぞれ、目鏡型装着具の左右支持梁上に
対称に配置し、これら出力のベクトル和およびベクトル
差を求める。さらに、その片方を９０度移相し、他方と
の加算および減算出力を求める。次に、これら出力の
内、振幅の小さい方をスイッチによって選択して受信出
力とし、従来の増幅器の入力とする。この選択スイッチ
は、加算出力の検波出力と減算出力の検波出力を入力す
ると振幅比較器の出力によって動作する。
【０００５】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施例を示す系統
図である。１の形態ＭＲ１および２のＭＲ２は、それぞ
れ単一指向性マイクロホンで、ｄなる距離で配置され、
５の減算器とともに７の２次音圧傾度マイクロホンＭＲ
を構成し、目鏡型装着具の右側支持梁に取付けられる。
同様にして、３のＭＬ１および４のＭＬ２は６の減算器
とともに８の２次音圧傾度マイクロホンＭＬを構成し、
左側支持梁に取付けられる。
図である。１の形態ＭＲ１および２のＭＲ２は、それぞ
れ単一指向性マイクロホンで、ｄなる距離で配置され、
５の減算器とともに７の２次音圧傾度マイクロホンＭＲ
を構成し、目鏡型装着具の右側支持梁に取付けられる。
同様にして、３のＭＬ１および４のＭＬ２は６の減算器
とともに８の２次音圧傾度マイクロホンＭＬを構成し、
左側支持梁に取付けられる。
【０００６】９は加算器、１０は減算器、１１は増幅度
Ｋなる増幅器、１２は９０移相器である。たとえば１１
と１２を積分器で構成すればＫは周波数特性をもつ。１
３は減算器、１４は加算器、１５および１６は検波器で
ある。１７は差動増幅器、１８はヒステリシスを有する
整形増幅器でたとえばシュミット回路である。１７およ
び１８で比較器１９を構成する。２０は比較器１９の出
力で駆動される選択スイッチで、たとえばアナログスイ
ッチである。２１は２０のスイッチングによる過波形を
除去するローパスフィルタである。ＶＲ１は１の出力、
ＶＲ２は２の出力で、ＶＲはＶＲ１およびＶＲ２の差出
力である。ＶＬ１、ＶＬ２およびＶＬについても同様で
ある。
Ｋなる増幅器、１２は９０移相器である。たとえば１１
と１２を積分器で構成すればＫは周波数特性をもつ。１
３は減算器、１４は加算器、１５および１６は検波器で
ある。１７は差動増幅器、１８はヒステリシスを有する
整形増幅器でたとえばシュミット回路である。１７およ
び１８で比較器１９を構成する。２０は比較器１９の出
力で駆動される選択スイッチで、たとえばアナログスイ
ッチである。２１は２０のスイッチングによる過波形を
除去するローパスフィルタである。ＶＲ１は１の出力、
ＶＲ２は２の出力で、ＶＲはＶＲ１およびＶＲ２の差出
力である。ＶＬ１、ＶＬ２およびＶＬについても同様で
ある。
【０００７】ＶａとＶｂはそれぞれＶＲとＶＬの加算お
よび減算出力である。ＶｃはＶｂをＫ倍して９０度移相
した出力で、ＶｄとＶｅはそれぞれＶａとＶｃの減算お
よび加算出力である。ＶｄとＶｅはそれぞれＶｄとＶｅ
の検波出力である。２０の出力Ｖｆは、ＶｄとＶｅの
内、振幅が小さい方を選択した出力である。ＶｇはＶｆ
の中のスイッチングによる過波形を除去した出力で、補
聴器の増幅器入力となる。２次音圧傾度マイクロホンお
よび８の間隔をｌ、音波到来方向を正面０度より測って
θとする。音波を正弦波とし、各周波数をω、波長を
λ、時間をｔとすると、単一指向性マイクの指向性関数
が（１＋ｃｏｓθ）／２であることも併せて、ＶＲ１、
ＶＲ２、ＶＬ１およびＶＬ２を（１）、（２）、（３）
および（４）式のように書くことができる。
よび減算出力である。ＶｃはＶｂをＫ倍して９０度移相
した出力で、ＶｄとＶｅはそれぞれＶａとＶｃの減算お
よび加算出力である。ＶｄとＶｅはそれぞれＶｄとＶｅ
の検波出力である。２０の出力Ｖｆは、ＶｄとＶｅの
内、振幅が小さい方を選択した出力である。ＶｇはＶｆ
の中のスイッチングによる過波形を除去した出力で、補
聴器の増幅器入力となる。２次音圧傾度マイクロホンお
よび８の間隔をｌ、音波到来方向を正面０度より測って
θとする。音波を正弦波とし、各周波数をω、波長を
λ、時間をｔとすると、単一指向性マイクの指向性関数
が（１＋ｃｏｓθ）／２であることも併せて、ＶＲ１、
ＶＲ２、ＶＬ１およびＶＬ２を（１）、（２）、（３）
および（４）式のように書くことができる。
【０００８】 ＶＲ１＝ｅｘｐ（ｊωｔ）・ｅｘｐ（ｊπｄｃｏｓθ／λ） ・ｅｘｐ（ｊπｌｓｉｎθ／λ）・（１＋ｃｏｓθ）／２‥‥‥（１） ＶＲ２＝ｅｘｐ（ｊωｔ）・ｅｘｐ（−ｊπｄｃｏｓθ／λ） ・ｅｘｐ（ｊπｌｓｉｎθ／λ）・（１＋ｃｏｓθ）／２‥‥‥（２） ＶＬ１＝ｅｘｐ（ｊωｔ）・ｅｘｐ（ｊπｄｃｏｓθ／λ） ・ｅｘｐ（−ｊπｌｓｉｎθ／λ）・（１＋ｃｏｓθ）／２‥‥（３） ＶＬ２＝ｅｘｐ（ｊωｔ）・ｅｘｐ（−ｊπｄｃｏｓθ／λ） ・ｅｘｐ（−ｊπｌｓｉｎθ／λ）・（１＋ｃｏｓθ）／２‥‥（４） （１）−（２）および（３）−（４）より、ＶＲ、ＶＬ
は（５），（６）式となる。 ＶＲ＝２ｊｅｘｐ（ｊωｔ）・ｓｉｎ（πｄｃｏｓθ／λ） ・ｅｘｐ（ｊπｌｓｉｎθ／λ）・（１＋ｃｏｓθ）／２‥‥‥‥（５） ＶＬ＝２ｊｅｘｐ（ｊωｔ）・ｓｉｎ（πｄｃｏｓθ／λ） ・ｅｘｐ（−ｊπｌｓｉｎθ／λ）・（１＋ｃｏｓθ）／２‥‥‥（６） （５）、（６）式より、２次音圧傾度マイクロホンの指
向性関数ＤＭ（θ）は（７）式となる。 ＤＭ（θ）＝｛（１＋ｃｏｓ）／２｝ｓｉｎ（πｄｃｏｓθ／λ） ／ｓｉｎ（πｄ／λ）‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥（７） （５）＋（６）および（５）−（６）より、Ｖａ、Ｖｂ
は（８）、（９）式となる。 Ｖａ＝４ｊｅｘｐ（ｊωｔ）・ｃｏｓ（πｌｓｉｎθ／λ） ・ＤＭ（θ）・ｓｉｎ（πｄ／λ）‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥（８） Ｖｂ＝−４ｅｘｐ（ｊωｔ）・ｓｉｎ（πｌｓｉｎθ／λ） ・ＤＭ（θ）・ｓｉｎ（πｄ／λ）‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥（９） したがって、Ｖｃは（１０）式となる。 Ｖｃ＝４ｊｋｅｘｐ（ｊωｔ）・ｓｉｎ（πｌｓｉｎθ／λ） ・ＤＭ（θ）・ｓｉｎ（πｄ／λ）‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥（１０） （８）−（１０）および（８）＋（１０）より、Ｖｄ、
Ｖｅは（１１）、（１２）式となる。
は（５），（６）式となる。 ＶＲ＝２ｊｅｘｐ（ｊωｔ）・ｓｉｎ（πｄｃｏｓθ／λ） ・ｅｘｐ（ｊπｌｓｉｎθ／λ）・（１＋ｃｏｓθ）／２‥‥‥‥（５） ＶＬ＝２ｊｅｘｐ（ｊωｔ）・ｓｉｎ（πｄｃｏｓθ／λ） ・ｅｘｐ（−ｊπｌｓｉｎθ／λ）・（１＋ｃｏｓθ）／２‥‥‥（６） （５）、（６）式より、２次音圧傾度マイクロホンの指
向性関数ＤＭ（θ）は（７）式となる。 ＤＭ（θ）＝｛（１＋ｃｏｓ）／２｝ｓｉｎ（πｄｃｏｓθ／λ） ／ｓｉｎ（πｄ／λ）‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥（７） （５）＋（６）および（５）−（６）より、Ｖａ、Ｖｂ
は（８）、（９）式となる。 Ｖａ＝４ｊｅｘｐ（ｊωｔ）・ｃｏｓ（πｌｓｉｎθ／λ） ・ＤＭ（θ）・ｓｉｎ（πｄ／λ）‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥（８） Ｖｂ＝−４ｅｘｐ（ｊωｔ）・ｓｉｎ（πｌｓｉｎθ／λ） ・ＤＭ（θ）・ｓｉｎ（πｄ／λ）‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥（９） したがって、Ｖｃは（１０）式となる。 Ｖｃ＝４ｊｋｅｘｐ（ｊωｔ）・ｓｉｎ（πｌｓｉｎθ／λ） ・ＤＭ（θ）・ｓｉｎ（πｄ／λ）‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥（１０） （８）−（１０）および（８）＋（１０）より、Ｖｄ、
Ｖｅは（１１）、（１２）式となる。
【０００９】 Ｖｄ＝４ｊｋｅｘｐ（ｊωｔ） ・｛ｃｏｓ（πｌｓｉｎθ／λ−ｋｓｉｎ（πｌｓｉｎθ／λ）｝ ・ＤＭ（θ）ｓｉｎ（πｄ／λ）‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥（１１） Ｖｅ＝４ｊｋｅｘｐ（ｊωｔ） ・｛ｃｏｓ（πｌｓｉｎθ／λ＋ｋｓｉｎ（πｌｓｉｎθ／λ）｝ ・ＤＭ（θ）ｓｉｎ（πｄ／λ）‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥（１２） １９の比較器および２０の選択スイッチによって、Ｖｆ
は０＜ｌｓｉｎθ／λ＜０．５または１＜ｌｓｉｎθ＜
１．５のとき（１３）式となり、０．５＜ｌｓｉｎθ／
λ＜１または１．５＜ｌｓｉｎθ／λ＜２のとき（１
４）式となる。等号のときはいずれかとなる。 Ｖｆ＝Ｖｄ‥‥‥‥（１３）， Ｖｆ＝Ｖｅ‥‥‥‥（１４） したがってＶｆの指向性関数Ｄ（θ）は（１５）式とな
る。Ｋの値は切替可能。 Ｄ（θ）＝ＤＭ（θ）・｜｜ｃｏｓ（πｌｓｉｎθ／λ）｜−ｋ｜ｓｉｎ（πｌ ｓｉｎθ／λ）｜｜／ｋ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥（１５） 必要に応じて、出力の場所を切替えることにより、指向
性関数を（８）式のｃｏｓ（πｌｓｉｎθ／λ）・ＤＭ
（θ）、ＤＭ（θ）、（１＋ｃｏｓθ）／２および無指
向性に切替可能である。
は０＜ｌｓｉｎθ／λ＜０．５または１＜ｌｓｉｎθ＜
１．５のとき（１３）式となり、０．５＜ｌｓｉｎθ／
λ＜１または１．５＜ｌｓｉｎθ／λ＜２のとき（１
４）式となる。等号のときはいずれかとなる。 Ｖｆ＝Ｖｄ‥‥‥‥（１３）， Ｖｆ＝Ｖｅ‥‥‥‥（１４） したがってＶｆの指向性関数Ｄ（θ）は（１５）式とな
る。Ｋの値は切替可能。 Ｄ（θ）＝ＤＭ（θ）・｜｜ｃｏｓ（πｌｓｉｎθ／λ）｜−ｋ｜ｓｉｎ（πｌ ｓｉｎθ／λ）｜｜／ｋ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥（１５） 必要に応じて、出力の場所を切替えることにより、指向
性関数を（８）式のｃｏｓ（πｌｓｉｎθ／λ）・ＤＭ
（θ）、ＤＭ（θ）、（１＋ｃｏｓθ）／２および無指
向性に切替可能である。
【００１０】
【発明の効果】周波数１ＫＨｚ、λ＝３４ｃｍ、ｄ＝５
ｃｍ、ｌ＝１５ｃｍ、Ｋ＝１として、（７）式で与えら
れる２次音圧傾度マイクロホンの指向性関数ＤＭ（θ）
および（１５）式で与えられる本発明の実施例の指向性
関数Ｄ（θ）を、それぞれ図２および図３に示す。２次
音圧傾度マイクロホンのみの−３ｄＢ指向幅は約７７度
であるが、本発明の実施例では約２１度であり、外来雑
音の除去性能が大幅に改善されている。補聴器以外の用
途であれば、さらに２組のマイクロホンを垂直方向に配
列して、垂直方向についても（１５）式の指向性をもた
せることができる。
ｃｍ、ｌ＝１５ｃｍ、Ｋ＝１として、（７）式で与えら
れる２次音圧傾度マイクロホンの指向性関数ＤＭ（θ）
および（１５）式で与えられる本発明の実施例の指向性
関数Ｄ（θ）を、それぞれ図２および図３に示す。２次
音圧傾度マイクロホンのみの−３ｄＢ指向幅は約７７度
であるが、本発明の実施例では約２１度であり、外来雑
音の除去性能が大幅に改善されている。補聴器以外の用
途であれば、さらに２組のマイクロホンを垂直方向に配
列して、垂直方向についても（１５）式の指向性をもた
せることができる。
【図１】本発明の実施例の系統図。
【図２】２次音圧傾度マイクロホンのみの指向特性図。
【図３】本案実施例の指向特性図。
１，２，３，４…単一指向性マイクロホン ５，６…減算器 ７，８…２次音圧傾度マイクロホン ９…加算器 １０…減算器 １１…増幅器 １２…９０度移相器 １３…減算器 １４…加算器 １５，１６…検波器 １７…差動増幅器 １８…整形増幅器 １９…比較器 ２０…選択スイッチ ２１…ローパスフィルタ
Claims (1)
- 【請求項１】２組のマイクロホン出力の和および差を求
め、その片方を９０度移相して他方と加算および減算す
る機能、ならびに、加算および減算出力の内、振幅の小
さい方を選択する機能を有する指向性受信方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5260998A JPH11220796A (ja) | 1998-01-29 | 1998-01-29 | 指向性受信方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5260998A JPH11220796A (ja) | 1998-01-29 | 1998-01-29 | 指向性受信方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11220796A true JPH11220796A (ja) | 1999-08-10 |
Family
ID=12919549
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5260998A Pending JPH11220796A (ja) | 1998-01-29 | 1998-01-29 | 指向性受信方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11220796A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001072085A3 (en) * | 2000-03-20 | 2003-01-09 | Audia Technology Inc | Directional processing for multi-microphone system |
| US7155019B2 (en) | 2000-03-14 | 2006-12-26 | Apherma Corporation | Adaptive microphone matching in multi-microphone directional system |
| US7242781B2 (en) | 2000-02-17 | 2007-07-10 | Apherma, Llc | Null adaptation in multi-microphone directional system |
-
1998
- 1998-01-29 JP JP5260998A patent/JPH11220796A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7242781B2 (en) | 2000-02-17 | 2007-07-10 | Apherma, Llc | Null adaptation in multi-microphone directional system |
| US7155019B2 (en) | 2000-03-14 | 2006-12-26 | Apherma Corporation | Adaptive microphone matching in multi-microphone directional system |
| WO2001072085A3 (en) * | 2000-03-20 | 2003-01-09 | Audia Technology Inc | Directional processing for multi-microphone system |
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