JPS5966295A - 指向性マイクロホン装置 - 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】

（産業上の利用分野） 本発明は、マイクロホンアレイを用い１こ指向性マイク
ルホン装置に関する。 （従来・技術〉 鋭るどい指向特性を有するマイクロホンを構成するのに
、複数個のマイクＣホン素子を所要の配列態様に配列し
てなる々イクｐ′ホン７レイ形式、０１〜イク・ホンや
、′Ｌ不り・□ホン７レイにおける個々のマイクＣホン
素子からの函力信号毎ＶＣ’−それぞれ所だ量の時間遅
延を与えることにより、主ａ−）の方向が自由に変えら
れるように、シタ、マイクロホン辣置などについての研
匹、開発が行なわれるようになり、最近になってそれら
の装置の実用化も試みられるようになっ友。 第１図は、マイクロホンＹレイにおける個々のマイクＣ
ホン素子からの出力信号毎に、それぞれ所定量の時間遅
延を与えろどとにより、主ａ−プの方向が自由に変えら
れる：ようにした〜イク・ホン装置の構成例を示すブロ
ック図であり、第１図において、Ａ、　、　Ａ２・・・
Ａｎはそれぞ孔マイクロホン素子（マイクロボンゴニッ
ト）であって、前記したマイクＣホン素子’　Ａ、””
Ａｎ’＆’！’、互いに所定内間隔ｄを隔てて略々−直
線上に配列□されることによりマイクロホン７１／イ鬼
を構成している。 各マイクＣホン素子Ａ、′ｌＡ２・・・Ａｎからの出力
信号は、それぞれ個別の切換スイッチｓｗ、’、ｓ嶌・
・・ＳＷｎの可動接点ａと固定接点ｔま辷（ま固薙□接
点ｒとを介しく、各マイクｏ芥□ン素子Ａ、’、Ａ２・
・・Ｍからの出力信月産対してそれぞれ扉定″量の時間
□遅延を与え２）回路へ与えられろ。 前記１−た各切換ス本ソチｓｗ、　、　ＳＷ、、・・Ｓ
Ｗｎは連動する切換スイッチであって、切換制御信号の
入力端子１へ紗ｌ、を介して与えられる切換□制御信妄
によって、すべての切１スイッチＳＷ１〜ＳＷ’ｒｆお
ける可動接点ａが、同一の符号の付′きｉている固定接
点り、またはｒに一斉に切換えられろようになされてい
る。 入力端子１を介して与えられた切換制御信号によって、
各切換スイッチＳＷ１〜ＳＷｎにおけろ可動接点ａが、
それぞれの切換スイッチＳＷ、〜ＳＷｎにおける固定接
点り側に切換えられている状態において、マイクロホン
素子Ａ１の出力信号はそれ

【何らの遅延も与えられない
状態で出力端子２へ送出され、また、マイクＣホン素子
Ａ２の出力信号は、遅延回路り、によって時間τｌの遅
延が与えられた状態で出力端子２へ送出され、さらにマ
イク−ポン素子Ａ３の出力信号は□、遅延回路Ｄ２と遅
延回路Ｄ１とによって一時間２τｌ・の遅延が与え□ら
れた状態で出力端子２へ送出される。以下同様にして、
マイクＣホン素子Ａｎ　　’２からの出力信号には（ｎ
　−３）個の遅延回路ＶＣ，Ｊ：す（ｎ−３）τＩお時
間遅延が与えへれて出力端子２へ送出され、またーマイ
クＣホン素子Ａｎ〜１からの出力信号には（ｎ−２）個
め遅延　　　　　□回蕗Ｖｃより（ｎ”−２）τｉの時
間遅延が与えられて出力端子２に送出され、さらに、マ
イク０ポン素子Ｍからの出力信芸妃ｉま（ｎ−ｋ）個の
遅延回路によ’）（ｎ−１）で■の時間□遅延が与えら
れ光出力端子２に送出される。 前口すのように、略々−直線上に所定め等間＠ｄで配置
されている各マイク。ホン素子からの出力信号を遅延さ
せるために用いられている各遅延回路り、　、　Ｄ２・
・・Ｄ＜ｎ−１，）の個々のものの遅延詩画はすべて同
一の値τｉとなされているが、前記した遅延時間τｉを
０から次第に増大するように変化させていくと、マイク
０ホンアレイ凧の主ロープの商きは、マイクロホン素子
Ａ、〜Ｍが配列されている直線Ｘ−ＸＫ直交し、かつ、
マイク。ボン７レイ■仄の前方正面に向いている状態（
ｏｏの状態）から、＠１図中に参考的に記載しである主
ローズの移動態様を示す図における矢ｑｊＬに沿って左
９ｏ０の方向を向く状態まで次第に変化する。 次に、切換制御信号に工って各切換スイッチｓｗ。 〜ＳＷｎの可動接点ａが□固定接点ｒ側に切換えられる
と、マイク０ホンアレイ凧における複数のマイクロホン
素子Ａ１〜Ａｎの各出カ信蕃が出力端子２に送出されそ
）までに各マイクロホシ素子□Ａ１芝λｎの出力信号に
与えられる時間３！延め量か、切換スイッチＳＷ１〜Ｓ
Ｗｎの可動接点ａが固定接点を側に切換えられている状
態においてマイクＣホンアレイ凧の複数のマイクロホン
素子Ａ、〜Ａｎの各出力信号に与えられていた時間遅延
の鼠とは異なったものとなる。すなわち、この場合にお
けるマイクロホン素子Ａｎからの出力信号は無遅延の状
態で出力端子２に送出され、また、マイクロホン素子Ａ
ｎ−１の出力信号は、遅延回路り、によってτｉの時間
遅延が焉えられた状態で出力端子２に送出され、以下同
様にして各マイクロホン素子Ａｎ−２・・・＋　Ａ３　
＋　Ａ２　＋　４の出力信号に対して与□えられる時間
遅延量は、２τｉ・、　（ｎ−３）ｒｉ＋　（ｎ−２）
ｒｉ＋　（ｎ−１’）τｉとなる。 そして、各切換スイッチＳＷ、〜ＳＷ’ｎの可動接点ａ
が固定接点ｒ側に切換えられている状態において、前記
した各遅′延回路り、　寸（ｎ−’１’　）の遅延時晶
τｉを０から次第に増大するように変化さ□せて行くと
□、４イクロホン７レイ胤の主ローズの向きは、マイク
ロホン素子Δ、〜Ａｎが配列されている直線Ｘ−Ｘに直
交し、かつ、マイク０ホンアレイ凧σ」前方正面に向い
ている０°の状態から２．第１図中に参考・的に記載し
である主ａ−ブの移動態、様を示す口における矢印Ｒｉ
ＣＩって右９０″′０）方向を向く状態まで次第ＶＣ変
化する。 したがって、入力端子を介して供給される切換制御信置
によって、各切換スイッチＳＷ、〒ＳＷｎの可動接点ａ
を固定接点ｔ、ｒの何れか一方へ選択的に切換える手段
と、各・遅延回路り、〜Ｄ’Ｉ　ｎ−１）の遅延時間τ
ｉな可変する手段とを適用することにより、マイクロホ
ンアレイ毘の主ロープの向きは、マイク０ホンアレイ凧
の前方・１８０°の範囲で所要の【うに変化できるので
ある。 第２図は、遅延時間が可変制御されるように構成された
遅延回路の構成例を示すブロック□□□であって、この
第２図において、　Ｄａ＝Ｄｄはそれぞれの遅延時間が
図中に示されているようにτ、２τ１４τ。 ８Ｔであるように構成されている遅延回路素子であり一
前記の各遅延回路素子Ｉ）ａ’−Ｄｄの入出力端間には
、それぞれ個別のスイッチＳ１　＋　Ｓ２　＋　Ｓ１’
＋　Ｓｌが接続されている。 第２図（−こ示す遅延回路は、各遅延回路素子Ｄａ〜Ｄ
ｄの入出力端間１・で接続されているス・イッグーＳ、
〜Ｓ。 のオン、オフの状態の１６通りの組合わせＩＩＣよって
−１６通りの遅延時間を示す遅延回路とださｈ石のであ
る。すなわち、各スイッチ８１〜Ｓ４がすべてオンの状
態において、遅延回路は遅延時間がＯとなされ、また、
スイッチＳｌだけがオフの状態において二遅延回路は遅
延時間がτとなされ、さら・に−スイッチ・Ｓ、だけが
オフの、状態において、遅延□回路は遅延時間が２τと
なされる、というよう・に。 スイッチＳ１〜Ｓ４のオン、オフの組合わせＫＪ、って
、遅延回路の遅延時間は、０．τ１２τ、３τ、４τ・
・・１５τのよう［１６段階に変化されうるのである。 そして２前記した４つのスイグチＳ、〜Ｓ４のオン。 オフの制御は線ｔ２を介して遅延回路へ与えられている
４ビツトのデジタル清寂による遅延量制御信置によって
容易に行なわれる。遅延回路が第２（２）に示す遅延回
路Ｊりも多い・個数の遅延回路素子を用因て構成されれ
ば、遅延回路におけろ切換えβ■能ｌ［遅延時間のむが
多くなされうろことは当然であイ）、。 各遅延回路Ｄ１〜Ｄ（ｎ＝１）Ｉｃおける遅延時間τｉ
が前述のように１６段階に変化されろとすると２．それ
とａｔ＋を介して入力端子１に与えられる切換制御信号
に、１：ろ左、右の切換動作との組金抄せに工って、マ
イク０ホンフ娑イ凧の主−一ブの向きはマイクロホンの
Ａｉｌ方の１８０°の範囲内で３１の方向へ変えられる
ことになる。 すなわち、線４に介し、て切換スイッチＳＷ、〜ＳＷｎ
に与えられろ１ビツトの切換制御信号と、線ｔ２を介し
て遅延回路り、〜Ｄ（ｎ−＝、１．）に与えられる４ビ
ツトの濃延量制御信号とは５マイクロホンＭＡの主。 −ブをマイク０ポン毘の前方１８０°の範囲内のどのよ
うな角度位置に生じさせるのかを決定しているのである
。 前記した切換制御信号と遅延量制御化上とは。 制御信号発生回路Ｃ８Ｇにおいて発生されるが、この制
御信号発生回路Ｃ８Ｇは、それを例えばマイクＯコ／、
ビっ一夕を含んで構成さ、れていイ）ものとすると簡単
に所要の制御信号を発生させろこ２ができイ）。 第１図示の例において〜コントｃ＋−ラαは可変□ 抵炸器■と７すρグデジタル変換器ル巾とによって構成
されており、操作者は可変抵抗器■の摺動子を調節して
マイクロホンアレイ凧の主ａ−ノの向きを設定する。 可変抵抗器■の摺動子には、前記した摺動子の調節によ
って十Ｂ電圧と接地電圧との間の電圧が現われるが、そ
の摺動子で得られた電圧はアナログデジタル変換器めに
より、摺動子における電圧の全変化範囲を適当な数値、
例えば２５６に対応　　　　　：させる工うにアナＯグ
デジタル変換することにより、アナログデジタル変換器
に巾からは可変抵抗・器■の摺動子の位置に応じた８ピ
ントの主ローブ方向指示信号が発生されて、それが前記
した制御信号発生回路Ｃ８Ｇ　ｖｃ与えられる。 今、マントローラＣＲにおける可変抵抗器■の摺動子の
全調節範囲を、マイクロホンアレイ凧の前面１８０°の
範囲にわたるマイクロホンプレイ碌の主ロープの向きの
変化範囲に対応あせているものとし、また、前記した可
変抵抗器■の摺動子の全・調節範囲にわたる摺動子の変
位に応じて摺動子に現われる電圧値が７すＯ・グデジタ
ル変換器カによって８ビツトの主ローブ方向指示・信号
として制御信号発生回路Ｃ８Ｇに与え、られる□ものと
じ５さらに、マイクロホンアレイＭＡＩＣ’おける複数
個のマイクロホン素子Ａ、〜Ｍの各出力信号に時間遅延
を与える遅延□回路り、〜Ｄ（ｎ−１）が、４ピツ・□
トの切換制御信号によってそれらの遅延・時間τｌが１
６段階に切換制御さ・れるものとされている場合を例に
と・って。 前記した制御信号発生回路Ｃ８Ｇの一例構成を説明する
。 コン）・ρ−ラＣＲの可変抵抗器■の摺動子の調節ｖＬ
よって、操作者がマイクロ・ポンアレイ凧の主Ｏ−７゛
の向きをマイクロホンアレイ凧の前方中央（マイクロホ
ン素子Ａ１〜Ａｎが配列されている直線Ｘ−Ｘと直交（
−５かつ、マイクロホンアレイｂｕの正面に：３二〇−
ｊが、向く状態・・・これを主ａ〒グの向きが０°であ
るとする）に向けようとした場合には、コントｐ、、−
ラＣＲＫおける可変抵抗器ＶＲの摺動子の位置□は、可
変抵抗器■の摺動子の変化範囲の中央にあり、このとき
のアナログデジタル変換器めからの出力デジタル信号の
示す数値は１２８である。 ところで、マイクロホンアレイ凧の主Ｏ−ノの向きを０
０とするのには、各遅延回路り、〜Ｄ（ｎ−１）におけ
る遅延何列τｉをθ′・とする必要があるから、クント
ローラＣＲでマイクロホンプレイ！航の主′μ−７′の
向きを０°に設定された場合におけるアナ１コグ。 させうろ工うな４ビツトの遅延量制御信置５すな・わち
、第２図へ示す４つめスイッチＳ、〜Ｓ４なすべてオン
のせ態にさせるようだ遅延量制御信号な発生させる。マ
イク−ポンアレイ凧σ】主ｐ−グの向ぎが０′）の場合
には５切換スイツチＳＷ１〜ＳＷｎ’の可動接点ａは、
固定接点ｔ　＋　’ｒの何れに接続されていても工いの
で２この場合における切換制御信号は、・可動接点ａが
固定接点り、ｒの□内の予袷定められた何れか一方に切
換えられる状態のもめに定めておけばよい。 コア１・ａ−ラαの可変抵抗器城の摺動子の調節によっ
てマイクロホンアレイ凧の主ｏ−４の向きは、０°の向
ぎから右へ９０°、及びＯｏの向きから左へ９０゛υ）
各範囲内で設定される。それで、□コント屹−ラＣＩ化
の可変抵抗器■の摺動子の調節位置と対応してアナログ
デジタル変換器めで発生されろ８ビツトの主ローン方商
指示信号の示す数値が、１〜１２８の場合にはそれを例
えば左９０°の向きから００の向きまでの範囲と対応さ
せ、また、前記した８ビツトの主０−グ方向指示信号の
示す数値が、１２８〜２５６の場合には、それを例えば
０９の商きから右９０°の向きまでの範囲と対応させて
おいて、前記のアナログデジタル変換器めからの８ビツ
トの出カデジ〃ル信号の数値嬢表わしている主ローフ′
の向きが、例えば左θ０であれば、制御□信号発生回路
Ｃ８Ｇでは、切換スイッチＳＷ、〜ＳＷｎの可動接点ａ
が固定接点を側に切換えられるような切換制御信号な作
って、それを紳ｔ１を介して切換スイッチＳＷ。 〜ＳＷｎへ与え、また、主ｏ−７゛の向きがθ０となさ
れる・ような遅延・量制御信号を作って、それをｍｔ２
を介して遅延回路り、　−Ｄ（ｎ−１１）へ与え、前記
したアナログデジタル変換器めからの８ビツトの出力デ
ジタル信得メ紗値が表わしている主ローフの向ぎが、例
え□ば右♂であれば、制御信号発生回路Ｃ８Ｇは、切換
スイッチＳＷ、−８Ｗ（＋の可動接点ａが固定接点ｒ側
に切換えられるような切換制御信号を作って、それを線
り、を介して切換スイッチＳＷ１〜ＳＷｎへ与え、また
、主Ｏ−７゛の向きが♂となされるような遅延量制御信
号を作って、それを線ｔ２を介して遅延量１８Ｄ、〜Ｄ
（ｎ−１）へ与えることができるよ□うに、制御信号発
生回路ｃｓｃ　ｖｃおいて、コントａ−ラ１から送出さ
れた主−一グ方向指示信号に基づいて、所要の切換制御
信置と所要の遅延量制御信号とを作って、それらを線Ｌ
１．ｔ２を介して送出すれば、マイクロホンアレイ凧の
主ローフの向きは、操作者がコントローラαの可変抵抗
器■の摺動子の調節によって設定されたとおりになされ
ろことは明らかである。 （発明の解決しようとする問題点）・ さて、前記のように構成されたマイクロホン装置では、
それの主ａ−ノがコントローラαの可変抵抗器ＶＲめ摺
動子の調節によって、マイクロホンアレイ凧の前方１８
０°の範囲内におげろ所要の角度方向を゛向くように設
定されうムのであるが、複数個のマイクロホン素子を用
いて構成されているマイクロホンアレイ凧の指向特性に
・・おいてＪ主ローフが０°の方向、す７ｃわ□ち５．
マイクロホンアレイ凧の正面を向くように・な：されて
い：る場□合のマイク−ポン７レイ鬼の指向特□・性は
、マイクσ示ン７レイ凧の構成のために用いられでいる
・々イクａホン素子の指向特性が、例えば第３図のａに
示す工うな、いわゆるカーディオイドの場合と、□・例
・えば第４図のａに示すような、いわゆるハイパ」カー
ブ・イオイドの場合とに応じて、それぞれ第３図のｂや
第４・図の′１ｏｖｃ示される工うなものとなる。 第３図のａとｂ及び第４図のａと・ｂとに示されている
ところから明らかなように、マ・イクＯホンアレイにお
ける主ｏ　−；／　（前方ｏ　−，７’　）は、マイク
ロホン素子における主０　＝　％　（前方ローノ〉工り
も鋭るどくなっているのであるが、マイクロホンアレイ
の前方Ｏ−）は、マイクロホンアレイを構成するのに用
いられるマイクロホン素子の個数の増加に従って鋭るど
さが増して行く。 し・かじながら、マイクロホンアレイ全体としての感度
の前後、地唄、ついてみると、それはマイクロホンアレ
イを構成するのに用いられているマイクロホン素子にお
ける感度の前後比と同じであることが判かる。　　　　
　　　　□　　　□ま、た、前方ローノの、向きが第３
．図のｂ及び第４図のす、に示すＯｏの方向、すなわち
、マイクロホンアレイ凧の正面から右（または左）９０
°までの範囲内（０°の・方向から時計まわ、す（また
は反時言４まわり）に９０°までの範囲内）で変え、ら
れるのに従って、マイクＣホンアレイ庫の指向特性は第
３図のＣ１ｄ・１．、ｅ及び第、４図のｃ、ｄ、ｅのよ
うな状態・＼と変化して行く。１ すなわち１．マイクロホンアレイ毘の主Ｑ−グの向きが
、０°の方向・、すなわち、ライク０ホ／アレイ界の正
面から時計まわり（または反時ｉｉまわり）に角度βだ
げ傾けられたときは−・、・線、９０°−２７０°につ
いて鏡面対称の位置に後方ローズが生じるのであろｄ そ１２て、前記した上口、−ノ（前方ｏ　−７°）と後
方Ｏ−７゛とは、マイクロホン７レイ凧を構成している
マイクロホン素子における指向特性曲線（第３図のｂ　
−ｅ及び第４図のｂ　−ｅ　においては点線で示しであ
る）に工って定まる大きさのものとなっている。 前記のように、マイクロホンアレイに勢ける主ｃｘ　−
７’　（前方ａ−））の向きを、０°の方向から時計ま
わり（あるいは反時計まわり）に９０゛の範囲内で変え
たときには、マイクロホンアレイにおけるマイクロホン
素子の配列の方向について鏡面対称の位置に後方ａ−ノ
々工生じるが〜この後方−一ノによって収音された音と
対応して発生される信号もマイクロホンの出力信号中に
含まれることになるので、指向性マイクロホン装置にお
いて、後方ｏ−７１が生じろことは望よ、シめ・ことで
はなく、後方ａ、−ノを発生しない指向＠：々イク。ボ
ン装置の実現が要望された。 （問題点を解決するた・めの手段） 本発明−は、マイク、０ホ／アレイの主ｏ　−７’　（
前方ローフ゛）の向きを、マイクロホンアレイの前方の
所要の範囲内で変化させ、う令ように構成した指向性マ
イクロホン装置において、マイク。ホンアレイの主ロー
プ（前方ρ−７゛）と鏡面対称の位置に生じろマイクロ
ホンアレイの後方ｎ−ノが、マイクロホンアレイを構成
するのに用いられているマイクロホン素子の指向特性に
おける無感度部分に、生じるよう、に、それぞれ１個の
圧力型マイクロホンと１個の速度型マイクロホンとの対
によって構成されたマイ、りａホン素子における指向特
性を、マイクロホンアレイの主ｎ−ｊ（前方ｏ　−，７
’　）の向きの変化に応じて変化させるようにして、マ
イクロホン７レイにおける後方ｎ−グが消去されるよう
にしたものである。 （実施例） 第５図は、本発明の指向性マイクロホン装置の一実施態
様の７１２２図であって、この第５図において既述した
第１・図示のマ・イクロホン装置における構成部分と対
応する構成部分には、第１図中で使用した図面符号と同
一の図面符碧を使用している。 第５図において、鬼はマイクロボ・ンアレイであって、
このマイクロホン７レイ滝ば単位カマイクロホン素子Ａ
；　、　Ａｉ・・・Ａｎが所要の配列態様で配列される
ことｖｃよって構成されている。マイクロホン７レイ滝
の構成に用いられている各単位□の□マイクロホン素子
、Ａ；　、　ｐ、２・・・Ａｎは、それぞれ、１個の圧
力型マイクロホン（図中で添字Ｐが付されているＡＩｐ
＋Ａ２’ｐ’・・Ａｎｐ　　の各１個のものが、個々の
単□位のマイクロホン素子Ａ、ＩＡ、、・・Ｍで用いら
れている１個σ５圧力型マイク０ポンであるが□、以下
の記載において、各単位のマイクロホン素子Ｉ共通な事
項を説明する際には、圧力型マイクロホンＡｐのように
記載されろ）と、それぞれ、１個の速度型マイクロホン
（図中で添字■が付されているＡ、ｖ　＋　Ａ２ｖ・・
・Ａｎｖの各１個のものが、個々の単位のマイクロホン
素子Ａ、　、　Ａ２・・・Ａｎで用いられている１個の
速度型マイクロホンであるが、以下の記載において、各
単位の１イクロホン素子に共通な事項を説明する際には
、速度型マイクロホンＡｖのように記載されろ）と、圧
力型マイクロホンからの出力信号の信月レベルを可・変
調節する信号レベルの可変調節手段（ＶＬ、ｐ　、　Ｖ
Ｌ２　ｐ＝−ＶＬｎｐ′）各１個のものが、個ｋ（ｒ）
単位のマイクロホン素子Ａ、ｌＡ２・・・Ａｎにおける
圧力型マイ・クロホンからの出力（ｍ−４の信号レベル
の可変調節手段であるが、以下の記載において、各単位
のマイクロホン素子に共通な事項を説明する際には、信
号レベルの可変調節手段ＶＬ口のように記載される）と
、速度型マイクロホンからの出力信号の信号レベルを可
変調節する信号レベルの可変調Ｓ手段（’Ｖ’Ｌ、ｖ　
＋ＶＬ、ｖ・−・ＶＬｎｖの各１個のものが、個々の単
、位のマイクロホン素子Ａ、　、　Ａ２・・・Ａｎにお
ける速度型マイクロホンからの出力信号の信号レベルの
可変・調節手段であるが、以下め記載において、各単位
のマイクロホン素子に共通な事項を説明する際には、信
号レー・、ルの□可変調節手段ｖＬｖ内Ｊ：′うに記載
ａ：ｈろ）と、（ｊ　４　（”　合成手段”（ＳＣ＋’
　＋　ＳＣ２’　−１ｓｃ’ｎｆ１１、カフ、イ、６９
，１２１．２ｏ単位。フイ）□。１７−１下の記載にお
いて各単格の一イク・ｉ・ノ素子に共通７ｃ事項を説明
する際には、橘芸σ・合成手段Ｓｃのように記載されろ
）などＶＣよって構成されている。 ４、お、ＪＪ、７ａ＞１１．おいそ、６エヤ夙７６５ン
素子Ａ、、　、　Ａ２・・・Ａ０ｄ通ん事漏の記述に当
□っては、単位のマイクロホン素子Ａの工うな記載の仕
夷が１１ 第５図中において、マ斗り・ホン多しイ凧の部分に示さ
れてｖｉＸＬＸ線は、マイクｏ１−、ンアレイ滝を構成
している面位のマイク・ボン素子Ａ１゜Ａ、・・・Ｍの
配列の方向を示している線であり、また２１用い る０°の表示は、マイクロホン７レイ凧の前方正面の方
向を示しそおり、さ′鷹に右９ｏ・及び左９０”ｆ１表
１は、前、ｅｌ−えシイ多。オ、ア、イＭＡｎ前方正ヵ
を示す０°の方向；・ら□、時計まわりに９００及び反
時計＊　ｈ’５に９０°の方向を示して□いろ。 、１ｉ′５′図において電位Ｊ）−イク・、１、シ′素
子へにお（￥る圧力型マイク厄ホンＡｐと、速度型マ・
イクｒｊホンＡＶとは、必中のＸ−Ｘ線方向に並べらｔ
ｌ、　’（ｔ、ｈろようんものとして図示されているか
、〜イク・−・ｊ・ンアレイ凧に罫げる前方・−ブの向
きを、マイクロホンアレイ凧の前方の所要の角度範囲で
変化させうろようにしている掩向性マイクロホン装置に
おいて、圧力型マイクロホンＡｐと速度型マイク０ホレ
Ａ・とが第５−示のようにＸ−Ｘ線方向に並ぶような配
置の態様となされてもよいのは、指向性マイクロホレ套
置で取扱いの対象としている周波数範囲における最高周
波数の音の波長に比べて、′圧□力壓マイ多・ホンＡｐ
と速度型マイク・ポンＡｖとにおけろＸ−Ｘ線方向の寸
法が無視できる位に小さい場合だけであり、前記の場合
以外の場合には、各単位の一イク、オ、素子Ａｋおけ賦
圧カ型、イ□りａホンＡｐと速度型マイクロホンＡｖと
は、゛図中σ龜Ｘ−Ｘ線方向訂一定□な位置において、
紙面に垂直な方向で積重ねられているｔうな配置の態様
と憩れることか必要とされる、 そして、〜イク・ポ□し７し活甑を構成する各単位のマ
イク・ボン素子ＡＩ　＋λ２末□Ａｎは、同一平面上の
一直線上に、各単位のマイクｏ昆ン素子必；所定の間隔
な―て忙装置されるようｖｃｆｘさ値たり、あるいは同
一平面上の円−筆記各単位めマイクＯ鼠ン素子が所缶ア
間隔を隔ソソ装置きれるｊになされたり、もしくは同一
平面上の折線上ｖｃ各単位のマイクロホン素子が所定の
間隔を隔てて配置されるようｖｃｔｘされたり手るめで
あるが、各単位のマイク・ホン素子が円″猟上あ本いは
折線上に西装置されろようＶＣｌｘ、Δれパ場合に畝４
イクーホンアウィＭＡい主。−７・。向き７５工５アイ
ク。□オ、アウィ庵の前方正面の方向糸ら太きな角度を
もつよう贋なされたときでも、高い周波面における一向
特性が鋭るどくなりすぎないようにするために有効であ
る。 各単位のマイク・ホレ氷子Ａ、　：Ａ２・・・Ｍの相分
の間隔ｄは、マイクロホンアレイ凧において収音の対象
としている周波数ｉ囲における上限の周波数の音波の半
波長ｖ２に対して、ｄ〈λ／２の関係を満足するように
定められる。 マイククホンアレイＭＡヲ構成しているｎ個の単位のマ
イクｏ　ホン素子Ａ１〜Ａｎは、それらのすべてのもの
が同一の構成のも力とＱｆｃされているから、個々の単
位のマ斗りＯホン素子Ａ、〜Ａｎの区別をすることなく
、既述した表挑法、すｒｃわちＪ単位のマイクロホン素
子Ａ、圧力型マイクロホンＡｐ、速度型マイクロホンＡ
ｖ＝”信月レベルの可変調節手段’Ｖｌ、ｐ　、ＶＬｖ
、信号の合成手段ＳＣ１というよう侮表現法を用いて、
単位のマイクロホン素子の構成や動作などにつぼで説明
すると次のとおりである。 単位のマイクロホン素子Ａの構成に用いられ七いる圧力
型々イクＯホンＡｐと速度型マイクロホンＡＱとにおい
で２圧力型マイクσホンＡｐは、第６図のａに示すよう
な全推向性（無指向性）の指向特性を有しており、また
速度型マイ久ＯホンＡｖは１６図のｅに示すような−い
わゆる８の字型の双指向性の指向特性を有している。 そして、単位のマイクロホン素子Ａにおいて。 圧力型マイクロホンＡｐの出力隼号は、信号レベルの可
変調節手段ＶＬｐによってイ竺月レベルが調節されてか
ら（ｇ冊の合成手段ＳＣへ与えられ、また、速度型マイ
クロホンＡｖの出力信号は、信号レベルの可変調節手段
ＶＬｖ　ＶＣよっ、不装置レベル空調節され′Ｃａ−ら
信”０合成手段ＳＣ″′与えられて℃る”ら・単位のマ
イクロホン轡子Ａの声向特性は、信号レベルの町ｆ調節
手段ＶＬｐ、ＶＬｖによる圧力型マイク。 ＯホンＡｐの出力信号の信号レベルの調節と、速度型マ
イクロホンＡｖの出力信顆の信号レベ・しの調節とがど
のように行なわれるのかに応じ等変化する。 例えば、信・局レベルの可変調節手段ＶＬｐ　、ＶＬｖ
の調節に、、ｃって、圧力型マイクａ、ホンＡｐの出力
信号は、それがそのまま信号の合成手段ＳＣ［与えられ
るようにするとともに、速度型マイクロ−５ンＡｖの出
力信号は、それが信芸の合成手段８９に与えられないよ
うにされた場合−は、単位のマイクロホン素子Ａの指向
特性は、第６図のａに示すような全指向性となり、また
例えば、前述の場合とは逆に、信号レベルの可変調節手
段ＶＬｐ　、ＶＬｖの調節に工って、圧力型マイク０ホ
イＡｐの出力信男は、そ些が信号の合成男段〒Ｃ瞥力え
られないようにすりと艷に、速度型マイクロホンＡｖの
出カイ言芸シτれがそ′）まり号０合成手段、ＳＣＫ与
えられ４゛１うになされた場合には、単位のマイクロ二
１７素子Ａの指向特性は第６！のｅに示す工うな８の号
の双指向性となり、さらに例えば２．信号レテＩしの可
変調節手段ＶＬｐ　、Ｖｌｖ　（ｎ調節によ・て５．圧
力型マごクロホンＡｐの出力化−！す型マイクロホンＡ
ｖト□の出力９異とを１：１で合成すると、単位σ）マ
イク・ホン素子Ａの指向特性は一６図のｂに示すような
カー、ディオイド型の単一指向性へなる、とやうように
、単位のマイクロホン↑子Ａの指向特性は、信号レベル
の可変調節手段ＶＬｐ、　、ＶＬｖに工ろ男力型−イク
・ホンＡｐの出カイ言号の信号レベ・・の−節と＝速度
積マイクロホンＡｖの出力信号の信号レベ宵の調節と力
ｊどのように行なわれるのＯ・に卯じ、て、第６図のａ
のような全指向性から第６図のｂのようなカーディオ、
イト型の単一指向性を経て、第６図のｅのような８の字
型の双指向性ま刃変化する。 第６図のａ　”−ｅは前記の工うにして生じる単位のマ
イクＯ；Ｃ７素子ＡｖＣおける指向特性の変化の聾様ｆ
／図示説明したものである。 ８Ｆ、６図のａ□”−ｅに示されている単位のマイクー
ホノ素子Ａσ？指向特性曲線をみると、第６図のａに示
されている全指向性の指向特性の場合には、当然のこと
ながら無感度領域は存在しないが、第６図のｂ　＝　ｅ
　ＶＣ示されている指向特性曲線をみれば′ｒｌｊかる
↓うに第６図のす、におけ７）１８０°の方向から、第
６図のｅｖｃおける９０°−２７０°の方向まで、単位
のマイ、り□ポン素子Ａの無感度の部分の角度位置が、
単位のマイクロホン素子への指向特性の変化につれて変
化している。 そこで、本発明の指向性マイク。ホン装置では、マイク
ロボ／アレイを構成している単位のマイクロボン素子Ａ
、−荊力、・らの出力信号・毎にそれぞれ所定量の時間
遅延を与える。ことにより、マイク。ホン７レイの空間
位置が、一定のままで、マイクロホノアレイにおける前
方Ｏ−ブの向きを、マイクロホンアレ、イの前方の所定
範囲内で自由、、ニ変化させた際に、前方Ｏ−ブと鏡面
ズ１竺の位置に生じ介後万Ｏ−ブが、指向特性曲線にお
けろ無感度の部分と対応している状態となされろように
５単位の一ンイクーホン素子Ａ、＝Ａｎの指向特性を変
化させ−Ｃ５！方Ｏ−ブが消去されるようにしているの
で、あり５単位のマイクロホ／素１子Ａｖｃおける信号
レベルσ）可変調節手段ＶＬｐ　、ｓ＄！ＶＬｖ　Ｋよ
る圧力型マイクロホンＡｐの出力信、号の信置レベル、
と速度型マイク、０゜ホンＡｖの出力、信号省信喝１／
ベルとの可変調節が、゛６′ニホ７７′イＭＡ（７’）
前方ｏ　、　７７’　ｆ７７＋　１向きと同役して行な
われる工うになされて秒ろ。 第５図に示す本発明の一実施態様の指向性マイクロボン
装置において５コンｌ−ａ−ラＣＲ，制御装置発生回路
Ｃ８Ｇ、、遅延回路り、〜Ｉ）（ｎ７１　）−切換ルイ
ッチＳＷ、〜ＳＷｎ、線、、ｚ、　、　ｔ２などの構成
部分は、既述した。第１図示のマイクーホン竺置におけ
る構成部分と同じであり、操作者がコントａ−ラαの可
変抵抗器ＶＲメ摺動子を調節してマイクＯホン７レイＭ
Ａ″′主ｏ−７’、（７”！向きを設定すると・アナ°
で、、、デ。 ジタル変換器にのからは可変抵抗器■の摺動子の位置に
応じた主、ａ−プ方向指示信、芸が１制御信号発生回路
Ｃ８Ｇに与えられる。　　　□、　　　　　′制御位置
発生回路Ｃ８Ｇでは５．第、１図示のマ・イクロホン装
置の場合と同様にして、切横制御（ｓ碧と遅延量制御位
置とを発生し、切換制御、信号は線ｔ１を介して切換ス
イッチＳＷ１〜ＳＷｎへ与えられ、また、遅延量制御信
号は線４を介して遅延回路Ｄ１〜Ｄ（ｎ−１）に与えら
れる。 既述したところから明らかなように、制御信号発生回路
Ｃ８Ｇから発生された遅延量制御信号は、マイクロホン
アレイ凧の前方ローブの向きが、マイク−小／アレイＷ
、の前方正面（θ°の方向）、から亀時計まわり、また
は反時計まわりに何度の角度であるのかの情報を含んで
いるので、第５図示の指向性マイクａポン装置では、前
記の遅延量制御信号がもっているマイクロホンフレイの
前方０−ブの角度情報を利用して、単位のマイクルホン
素子Ａが所要の指向特性を示すもの、すなわち、前方ａ
−ブと鏡面対称の位置に生じる後方ａ−ブが無感度の部
分に位置するような状態の指向特性な示す単位のマイク
Ｕ・ホン素子Ａが構成されるようにするための信、号を
得ろように・している。 すなわち・、マイクロホンアレイ凧の後方ａ−ブは、マ
イクρホン７レイΔ仏の前□方Ｏ−ブと鏡面対称の位置
に現われろことは既述のとおりであるから、遅延量制御
位置がもっているマイクロホンアレイ凧の前方Ｏ−ブの
角度情報に基づいて、マイク、Ｏホンアレイ凪の後方Ｏ
−ブが生じる位置を予測すること、は容易であり、また
、前記の後方ローブが生じる予測位置に無感度の部分が
ある指向性・性を示す単位のマイクルホン素子Ａを構成
させる・のには、圧力型マイクロホンＡＴＩの出力信号
と速度型マイクＣホンＡｖの出力信号とが、それぞれど
のような信号レベルのものとされているべきかも予め知
られていることであるから、前記の制御信号発生回路Ｃ
８Ｇから線ムを介して送出されている遅延量制御信号に
基づいて、単位のマイクロホン素１：：：□子ＡＫおけ
る可変調節手段ＶＬｐ　、ＶＬｖへ与える信号レベルの
調節制御信号を作ることは容易であり、第５図示の実施
例では倍長レベルの調節制御信号・の発生回路側におい
て、前記した信号しベルの調節制御信号を発生し、それ
を線１４．１５を介して各単位のマイクルホン素子Ａ１
〜Ａｎにおける可変調節手段ＶＬ、ｐ〜ＶＩ、ｎｐ−Ｖ
Ｌ、ｖ〜ＶＬｎｖに与えるようにしている。 前記［、た可変調節手段ＶＬ、　ｐ＝ＶＬｎ　ｐ−ＶＬ
、ｖ−ＶＬｎ　ｖトシては、所要のビット？のデジタル
信号形態の１ 信器レベルの調節制御信号が入力されることにより、信
号レベルが可変調節されるように半導体素子によって構
成されたいわゆる電子ボリュウムを使用することができ
、ｔｈ′た、信号の合成手段ＳＣとしては、加算器また
は減算器を使用する。 信号の合成手段ＳＣとして、加算器を用いろか、あるい
は減算器を使用するかは、圧力型マイクＬ７ポンＡｐの
出力（Ｓ号と速度型マイク−ポンＡｖの出力信号とが同
相であるのか、あるいは逆相であるのかによってきまる
。 □ 本発明の指向性マイクロホン装置は、コンｌ−Ｄ−ラＣ
Ｒの操作によってマイクロホンアレイ凧の前方ａ−ブの
向きを、マイクＯホ／アレイの前方１■面（０°の方向
）から時計まわり及び反時計まわりにそれぞれ９０°の
範囲内で変化させるとき□に□、前方Ｏ−ブと鏡面対称
の位置に生じる後方ａ−ブ渥位置に、マイクＵホンアレ
イ凧な構成するために用いられている単位のマイクルホ
ン素子Ａお指向特性における無感度の部分が苅応してい
る状態とブ〔るように、即位のマイクルホン素子の指向
□特性を変化させることにより、マイクロホンアレイ凧
における後方□ａ−ブが良好に消去されるσ）で、既述
した問題点が解消されることは明らかであるが、マイク
ロホンアレイ凧の前方ａ−ブの向きを、マイクロホンア
レイ凧の前方正面（０°の方向）から時制まわりまたは
反時計まわりに９０■＜まで変えたときには、々イクａ
ホンアしイ庵の前方ａ−ブと後方ローブとは重なり合う
位置に生じるから、この状態においても後方Ｏ−ブが消
去されろようｔＬ一単位のマイクルホン素子の指向特性
の無感度の部分とマイクＯホン７レイの後方σ−ブの発
生位置とを一致させろようにすると、マイクロホンアレ
イ凧の後方ａ−ブとそれに重なっている前方ローブまで
が消・去され・てしまうことｉｃなろ。 そして、前記のように、々イクロホノアレイ陽。 におけるｍ１方ａ−ブと後方ローブとが重なり合って生
じている状態における後方ローブは前方□」ブと同じも
のであるから、このような場合における後方Ｑ−ブは消
去しなくてもよいので、ある。 それで、マイクロホン７レイＭｋＶＣおける前方ａ−ブ
の向ぎが、マイクロホンアレイの前方正面（０°の方向
）から時計まわり及び反時計まわりにそれぞれ略々９０
度に近い範囲に向けられたときには、マイクロホン７レ
イの後方に生じる後方ａ−ブが消去されろことがないよ
うな信号レベルの調節制ａａ４＠号が調節制御信号の発
生回路印から発生されるようにするのであり、これによ
り、マイクロホン７レイの前方の１８０度の範囲にわた
ってマイク０ボン７レイの前方。−ブの向きを変化さ罵
せることができることになる。 （効果） 以上、詳細に説明したところから明らかなように、本発
明の指向性マイクロホン装置は、マイク０ボン７レイの
構成に用いられる単位のマイク０ポン素子として、圧力
型マイクロホンと速度型マイクロホンとの出カイ８刊の
混合割合いが可変されることにエリ、指向特性が可変さ
れろようｔ（構成のも・のを用い、マイ□りＯポンアレ
イの前方ｏ　’−）の向きがマイクロホンアレイの前方
の所要範囲にわたって変えられるのに伴なって、前方０
−ブと鏡面対称の位置に生じ、る後方ａ−ブな、その後
方ローブの生じる位置が単位のマイクロボン素子におけ
る無感度の部分となるように、単位のマイクロボン素子
の指向特性を変化させることによって消去させているの
で、本発明装置によれば既述した従来の問題点は１好に
解消でき、また、マイク：ａホン７レイの前方ａ−ブの
向きがマイクロホンアレイの前方正面（０°の方向）か
ら時計まわり５あるいは反時計まわりに略々９０度近く
とされた・ときには、後方ａ−ブが消去されないように
して、マイク０ボン７レイ凧における前方ａ−ブの向き
を、マイクロホンアレイの前方１８０度の範囲にわたっ
て変化させることができるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図はマイクロホン装置のブ□ツク、図５第２図は遅
延回路の一例構成のもののズ□ツク（９）、第３図及び
第４図ならびに第６図は指向特、性曲線図５第５図は本
発明の指向性マイクａポ／装装置の一実施態様のブロッ
ク図である。 Ａ、〜Ａｎ・・単位のマイクロボン素子＝　Ａ、ｐ−Ａ
ｎｐ・・・圧力型マイクロホン、Ａ、ｖ〜Ａｎｖ・・・
速度型マイク・ａホン、ＶＬ、ｐ　〜ＶＬｎｐ　＋ＶＬ
１ｖ　〜ＶＬｎｖ　７−・信碧ジベルの可変調節手段、
ｓＣ１〜ＳＣｎ・・・信号の合成手段、■・・・信号レ
ベルの調節制御信号の発生回路、　Ｃ８Ｇ・・・制御信
号発生回路、ｓｗ、〜ＳＷｎ・・・切換スイッチ、Ｄ１
〜Ｄ（ｎ　７１）・・・遅延回路、ＣＲ・・・コントａ
−ラ、ｔ、〜Ｌ、・・線５ 特許出願人　日本ビクター株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．１個の圧力型マイクロホンと１個の速度型マイク０
   ホンとを対嶺にして構成させ１こ単位のマイクｎホン素
   子を、所要の配列態様に複数個配列してなるマイクロホ
   ンアレイにおける各単位のマイクロボン素子毎に、単位
   のマイクロホン素子を構成している１個の圧力型マイク
   ルポンからの出力信号と、１個の速度型マイクロホンか
   らの出力信号とを、前記それぞれの出力信、号の信号レ
   ベルを、それぞれ砥個別に所定のように変化させろこと
   ができるようになされている信号レベルの可変調節手段
   を介してから合成して、単位のマイクロボン素子の出力
   信号を得るようにする手段と２前記し１こ各単位のマイ
   クｎホン素子からの出力信号毎に、それぞれ所定量の時
   間遅延を与えること、により、マイクロホンアレイの空
   間位置が一定のままで、マイクロホンアレイにおける前
   方ロープの向きを、マイクロホンアレイの前方σ）所定
   範囲内で自由に変化できるようにする手段と、前記し１
   こマイクロホンアレイの前方Ｃ−ノの向きの変化と対応
   して、マイクロホンアレイの後方に生じ、る後方Ｏ−ノ
   の発生位装置が、前記し夕単位のマイクｎホン素子にお
   ける無感変力領域となされろように、前記し１こ信号レ
   ベルの可変調節手段によって５圧力型マイクρホンの出
   力信号省、信号レベルと、速度型マイクロホンの出力信
   号つ信号レベルとが可変調節されるようにする手段とを
   備えてなる指向性マイクロホン装置　　。 ２、１イｍの圧、刃型マイクａホンと１個の速度型マイ
   ク０ホンとを対に、して構成させた単位の１イクロホン
   素、子、を、所、要、の配列態様に複数個配列してなる
   マイクロホンアレイにおける各単位のマイクロボン素子
   毎に、−位のマイクロホン素子を構成している１個の圧
   、、刃型マイクａホンからの出力信彌と、１個の速度型
   マイクルポンからの出力信号とを１．ツ１記それぞれの
   出力信号の信号レベルを、それぞれ個別にそれぞれ所、
   定のように変化させることができるようになされている
   信号レベルの可変調節手段′□を芥しｑから合成して、
   単位の４イク・ポン素子の、出力′信・−衛１得るよう
   にす・る手段と、。 前記した各単位のマイクＣホン素子からの出力信′　　
   　　　　　　　　　　　　　　１−　　　　　　　　　
   　′号毎に−それぞれ所今量の時間遅延を与えることに
   より、マイクロポンアレイ５め空間的位置が一定１　　
   　　　□　　　　　１ のｔｔで、マイク１ホンアレイにおける前方ｏ　−ブの
   向きを、マイクロホンアレイの正面の方向から時計まわ
   り及び反時計まわり°にＪそ□れぞれ略々９０度の範囲
   内においで自画量変化できるように□１１′、。 する手段と、前記したマイク１ホンアレイの前方ロー□
   プ０）向きの変□化と対敵しで、マイクロホンア１　　
   　　　　　　　　　　□　　　１ルイの後方に生じ、る
   後方ローフ’の内で、マイクρ１ ホン７レイの前方ｐ−プが、１り０′ホンアレイの１五
   面の方向から時計まわり尽び反時計まわりにそれぞれ略
   々９０度、ｖｃ近い範囲叫向ｉすられ、（ときに、マイ
   ク−ホンアレイの後方に生じろ後方Ｏ−ブな除く後方ρ
   −ブの発生位置が、前記し１こ単位のマイクＣホン素子
   における無感度の領域となされるように一前記した信号
   レベルの可変調節手段によって、圧力型マイクロホンの
   出力信号の信芸・ルベルと、速度壓マイクロホンの出力
   信只の信号、レベ、・・ル：と、、が・、Ｗ客調節され
   るようにする手段とを備えてなる指向性マイクルホン装
   置