JPS5966296A - 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） 某発明は二マイクＯホンアレイを用いた指向性マイクロ
ボン装置に関する。

（従来抜性） 鋭ろどい指向特性を有するマイクロボンを構成するのに
、ａ数個のマイクロホン素子を所要の配列態様に配列し
てなるマイクロホンアレイ形式のマイクロホンや、マイ
クロホンアレイにおける個々のマイクロホン素子からの
出力信号毎に、それぞれ所定量の時間遅延を与えること
ＫＬす、主ローブの方向が自由に変えられるようにした
マイクロホノ装置などについての研究開発が行なわれろ
ようｖｃなり一最近になってそれらの装置の実用化も試
みられろようになった。

第１図は５脣イクａボ、ンアレイにおけイ）個々のマイ
クロ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・工り、主Ｏ−ブの方向が自由に
変えられるようにしたマイクロホン装置の構成例を示す
ブａツク図であり、第１図において、Ａ４．Δ、・・・
Ａｎはそれぞれマイクロホン素子（マイクａホンユニッ
ト）であって、前記したマイクロボン素子Ａ、〜Ａｎは
、互いに所定の間隔ｄを隔てて略々−直線上に配列され
ることにエリマイクａホ／アレイ１屯を構成している。

各マイクロホン素子ＡＩＩＡ９・・・Ｍからの出力信号
は、それぞれ個別の切換スイッチｓｗ、、　、　ｓＷ２
・・・ＳＷｎの可動接点ａと固定接点ｚｔたけ固定接点
ｒとを介１．て、各マイクロホン素子Ａ、　、　Ａ、・
・・Ａｎからの出力清寂１ｃ対してそれぞれ所定量の時
間遅延を与える回路へ与えられる。

前記した各切換スイッチｓｗ、　、　ｓＷ２・・・ＳＷ
ｎ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へ線ｔ、を介して与えられる切換制御信置によ
って、すべての切換スイッチＳＷ、＝ＳＷｎにおける可
動接点ａが、同一の符号の付されている固定接点１．！
ｌ：たはｒに一斉に切換えられる工うになされてｂる。

入力端子ｌを介して与えられた切換制御信号に工って５
各切換スイツチＳＷ１〜ＳＷｎにおける６Ｉ動接点ａが
、それぞれの切換スイッチＳＷ＋〜ＳＷｎにおける固寓
接点を側に切換えられている状態において、マイク０ホ
ン素子虱の出力清寂けそれに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、マイクロホン素子
Ａ、の出力信号は、遅延回路り、によって時間τｉ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
イクロホン素子Ａ３の出力装置は、遅延回路Ｄ２と遅延
回路り、とＶＣ，Ｊ：って、時間２τ１の遅延が与えら
れた状態で出力端子２へ送出されろ。以下同様にして、
マイ□りａホン素子Ａｎ−２からの出力信置に１．４　
（ｎ’　−’３　）個の遅延回路により（ｎ−３’）τ
１の時間遅１延が与えられて出力端子２へ送出され、ま
た、マイク。ボン素子Ａｎ−］からσ）出力化上には（
ｎ”’２’）個の遅延回路により（ｎ−’２）ｒｉの時
間遅延がｉえられて出力端子２に送出され、さらに、マ
イクロホン素子Ａｎからの出力償Ｊｉ４ＶＣは（ｎ−１
’）個の遅延回路にエリ（ｎ−１）τ１の時間遅延が与
□えられて出力端子２に送出されろ。

前記のように、略々−直線上に所定の等間隔ｄで配置さ
れている各マイク０ホン素子からの出力信器を遅延させ
るために用いられている各遅延回路り、、Ｄ、・Ｄ（ｎ
’ｌ）の個々のものの遅延時間はすべて同一の値τｌと
ｔ、ｃ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・ポ□ン
７レイＭＡ　Ｆ）電ローブの向キは、マイク−ホン素子
層〜Ａｎが配列されている直線Ｘ−Ｘに直交し、かつ、
マイクロホン７レイ勘の前方正面に向けている状態（０
′□の□状＠）から。

第１図中（て参考的に記載１しである主１・−ブの移動
態様を示す図にお□けも矢印しに治って左９０°の方面
を向く状態まで次第に変化する。

次に、切換制御信号によって各切換ス□イノチＳＷ１〜
ＳＷｎの可動接点□・ａが固定接点ｒ側に切換え鳴れろ
と、マイク−ホンアレイＭＡＫお・ける複機のマイクロ
ホン素子Ａ、〜Ａｎの各出力信置が出力端子・２に送出
されるまでに各マイクロボン素子Ａ、〜Ａｎσ〕出力信
号に与えられろ時□間遅延の量がり切換スイッチＳＷ１
〜ＳＷｎの可動接点ａが固定接点り側に切換えられてい
為状態においてマイク０ホンアレイＭＡ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
時間遅延の量とは異なったもの□と′１．（ろ。すなわ
ち、この場合責おけるマイク０ホノ素子Ａｎからめ出力
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０ホン素子Ａｎ−１の出力化上は、遅延回路り、に
工ってτＩの時間遅延が与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・・・＋　’４　＋　Ａ、、Ｌ＋λｌの出力信器に対
して与えられる時間遅延量は、２τｉ−−＋　（ｎ−３
）ｒｉ＋　（ｎ−２）ｒｉ、　（ｎ−１）ｒｉとなる。

そして、各切換スイッチＳＷ、　”ｓＶｎの可動接点ａ
が固定接点ｒ側に切換えられている状−において、前記
（−た各遅延□回路ＤＩ”　Ｄ’（ｎ　−”ｉ　）の遅
延時間τｉを０から次第に増大するように変化させて行
限と、マイクロボッ７レイＭＡの主′０−ブの向きは、
マイクロホン素子Ａ、＝Ａｎが配列されてい□ろ直線祝
−Ｘに直交し、かつ、マイク０ホンアレイＭＡの前方正
面に向いているｏすの状態から、第１図中に参考□的に
記載（−である主ローブの移動態様を示す図ニおける矢
印Ｒに沿ゲＣ右９ｏ０の方向□を向く状態ｊで次第に変
化する。

したがって、入力端子を介１て供給される切換制御信Ｊ
４Ｖｃよっ−Ｃ１各切換スイッチｓｗ、〜ＳＷｎの可動
接点ａを固定接点１．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（’ｎ−１）σ）遅延時
間τｔ　ｔｒ町可変る手段とを璃用することにエリ、マ
イクロボッ７レイＭＡの主ローブの向キは、マイクＯホ
ンアレイＭＡｆｌ前方１８０°の範囲で所要のように変
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ｏツク図で反らて、この第
２図において、Ｄａ＝ＤＪはそれぞｈσ）遅延時間が図
中に示されているようにｉ、２τ、４τ。

８τであるように構成されている遅延回路素子でｉ）す
□、前：記の各遅延回路素子Ｄａ−’Ｉ）ａの入出力端
間ｅこは、それぞれ個別のスイッチＳ＋　＋　Ｓ、＋　
’　８＊、’　Ｓ４が接続されている。

第２図に示す遅延回路□は、各遅延回路素子Ｄａ〜Ｄｊ
の入出力端間に接続されているスイッチ亀〜Ｓ−のオ゛
／、オフの状態の１６通りの組合わせｖｃ、Ｊ：って、
１６通りの□遅延時間′が示す遅延回路となされるので
ある。すなわち−各スイガチＳ、〜Ｓ４がすべてオンの
状態において、遅延回晶は遅延時間が０となされＪま１
こ、スイッチＳｌだけがオフの状態において□、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ｙというように、スイッチＳ、−Ｓ、のメン。

オフの組合わすによって、遅延回路の遅延時間は、０．
１τ、２τ、　３７　、４τ・司５τのよう［１６段階
に変化されうろのである。

そ［２て、前記した４つの、スイッチＳ、〜Ｓ４のオン
。

オフの制御は紛ｔ、を介して遅延回、路へ与えられてい
イ）４ビットのデジタル信、号に工ろ遅延量制御信号に
よって容易に行なわれろ。遅延回路が第２図に示す遅延
回路よりも多い個数の遅延回路素子を用いて構成されれ
ば、遅延回路におけろ切換え可能ｔ（遅延時間の数が多
くなされうろことは当然である。

各遅延回路り、＝　Ｄ（ｎ−１）Ｋおけろ稗延時間τｌ
が前述のように１６段階に変化され、ろとすると、それ
と線ｔ１を介して入力端子１．　Ｋ・与えられる切換制
御化］にぶる左、右の切換動作との組合ゎぜＫよって〜
マイクＯホンアレイＭＡの主０−ブの向きはマイクロホ
ンの前方の１８０°σ）範囲内で３１の方向へ変えられ
ることになる。

すなわち、線ｔ１・を介して切換スイッチｓｗ、〜ＳＷ
ｎに与えられろｌビットの切換制御清寂と一線ｔ２を介
して遅、延回、ｕ　ＤＩ　ニア　Ｄ　（ｎ−１）　、に
与えられろ４ビツトの臂延量制御信扇とは、マ・イクａ
ポンＭＡの」：、　。

−ブなマイクロホンＭＡの前方１８０°の範囲内（７）
どのような角度位置に生りさせ；ｌ）０″ｌかを決定し
ていイ）のである。

前記した切換制御信器と遅延量制御信号とは、制御信号
発生回路Ｃ３Ｇ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コンピュータを
含んで構成されているものとすると簡単に所要の制御信
月を発生さぜろことかできる。

第１図示の例ＶＣおいて、コンｌ−Ｏ−ラＣＲは可変抵
抗器■と７すａグデジタル変換器Ｎ勺とによって構成さ
れており、操作者は可変抵抗器ＶＲの摺動子を調節りて
マイク０ポン７レイ凧の主ローブの向きを設定する。

可変抵抗器■の摺動子には、前記し１こ摺動子の調節に
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ミグデジタル変換器
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に対応させろようにアナログデジタル
変換することにより、アナミグデジタル変換器Ｍ’Ｄか
らは可変抵抗器■の摺動子の位置に応Ｌ：た。、８ビツ
トの主ａ−ブ方向指示佃月が発生されて、それが前記し
た制御信号発生回路Ｃ８Ｇ　ｖｃ与えられる。

今、コント０−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ＭＡの前面１８０
°の範囲にわ１こるマイクロホン７レイＭＡの主ローブ
の向きの変化範囲に対応点、せているものとし、また、
前記した可変抵抗善事の摺動子の全、調節範囲にわ１こ
ろ摺動子の変位に応じて摺動子に現われろ電圧値が７す
ａグデジタル変換器Ａ／Ｄｖｃ工って８ビットの主ａ−
ブ方向指、示信岩として制御信号発生回路Ｃ８Ｇに与え
られるものとし、さらに、マイクロホンアレイＭＡｖｃ
おける複敬個のマイク、Ｏポン素子Ａ、〜Ａｎの各出力
信−Ｆ！に時間遅延を与える遅延５回荀り、〜Ｄ（ｎ−
Ｊ−）が、４ビツトの切換制御信局によってそれらの遅
延時間τｌが１６段階に切換制御されろものとされてい
る場合を例にとって、前記し１こ制御信号発生回路Ｃ３
Ｇの一例構成を説明する。

フン）ｏ−ラＣＲの可変抵抗器■の摺動子の調節によっ
て、操作者がマイクＯボンアレイＭＡｖ主Ｏ−プの向き
をマイクロホンアレイＭＡの前方中央（マイクロホン素
子Ａ、〜Ａｎが配列されていＺ）直線Ｘ−Ｘと直交し、
かつ、マイクロホンアレイνＩＡの正面に主ａ−ブが向
く状態・・・これを主ローブの向きが０°でやるとする
）に向けようとした場合には、コントＯ−ラＣＲｖｃお
ける可変抵抗器■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７すＱグデジ
タル変換器ん勺からの出力デジタル信号の示す数値は１
２８である。

ところで、マイクロホンアレイＭＡσ）主ローブの向き
を０８とするのには、各遅延回路り、−Ｄ（ｎ−１，）
１−−１における遅延信号τ１を０とする必要があるか
ら、フットＯ−ラαでマイクロホンアレイＭＡの主ロー
ブの向きをθ°に設定された場合におけろアナミグデジ
タル変換器めからの出力デジタル信号の示す数値１２８
と対応して、制御信月発生人をＯの状態にさせうるよう
な４ビツトの遅延量制御信号、すｔｃわち、第２図に示
す４つｐスイッチ′Ｓ、〜Ｓ４をすべてオ／の状態にさ
せろような遅延量制御信号を発生させろ。マイクａホン
７レイＭ人の土ローブの１ｉ１きが０°の場合には、切
換スイッチＳＷ。

〜ＳＷｎの可動接点ａは、固定接点１．ｒの回れに接続
されていてもよいので、こめ場合におけろ切換制御他芸
は、可動接点ａが固定接点１　＋　ｒの内の予め緘定め
られた何れか一方に切換えられる状態のものに定めてお
けば工い。　　　□コン１・ａ−ラＣＲｎ可変抵抗器■
の摺動子の調節によってマイクロホン７レイＭＡの主ロ
ーブσ）向きは、０°の向きから右へ９０°、及び０°
の向きから左へ９０°の各範囲内で設定される。それで
、コン）Ｏ−ラασ）可変抵抗器城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に勺で発″生される
８ビツトの主ローブ方向指示化上の示す数値が、１〜１
２８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Ｔこ８ビツト
の主ローブ方向指示信号の示すＶ値が、１２８〜２５６
の場合には、それを例えば０°の向きから右９００の向
きまでの範囲と対応させておいて、前記θ）アナログデ
ジタル変換器ん巾からの８ビツトの出Ｃ８Ｇでは、切換
スイッチＳＷ１〜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刊を作って−それを線ｔ
１を介して切換スイッチＳＷ１〜ＳＷｎへ与え、また、
主ローブの向きが００とｌ（されるような遅・処置制御
信号を作って、それを線ｔ。

を介して遅延回路Ｄ１〜Ｄ（ｎ−１）へ与え、前記し１
こ一７ナログデジタル変換器めからの８ビットの出カデ
ジタル装置の数値が表わしている主ローブの向きが、例
えば右ばてあれば、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ｒ側に
切換えられるような切換制御信号な作って、それを線ｔ
、を介して切換スイッチＳＷ１〜ＳＷｎへ与え、ま１こ
、主ローブの向きがｄとなされろニゲな遅延量制御信号
を作って、それをｍ　／−２を介して遅延回路り、〜Ｄ
（ｎ、−１）へ与えることができろように、制御信号発
生回路Ｃ３Ｇにおいて、コ／１・ａ−ラＣＲから送出さ
れた主−−ブ方向、指示信Ｊｉ４ＶＣ基づいて、所要力
切換制御信号と所、要り遅延量制御信号とを作って、そ
れらを線２．，９．１．を介して送出すれば、マイクロ
ホンアレイＭＡの主ローブの向ぎは、操作者がコントｏ
−ラ訊の可変抵抗器ＶＲの摺動子の調節によって設定さ
れたとおりになされる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ポン装置では、
それの主ローブが：！／トローラαの可箒抵抗器■の摺
動子の一節によって、マイクΩホン、／）／イ滝の前方
１８０°の範四内腎おける所要の角度方向を向くように
設定されうるのであるが、複数個のマイク（コポン素子
を用いて構成されているマイクロホン７レイＭＡの指向
特性において、主ローブが０゛′の方向−すなわう、マ
イク０ポン７レイ島の正面を向くようにな、、されてい
る場合ＣマイクロホンアレイＭＡの指向特性は、マイク
。ホノアレイ凧の構成のＬめに用いられているマイクロ
ホン素子の指向特性が、例えば第３図のｌＬに示すよう
プ〔、いわゆるカーディオイドの場合と、例えば第４図
のａＶｃ示すような、いわゆるハイパーカーディ詞イド
の場合とに応じて、それぞれ第３図の１）や第４図のｂ
に示されろようなものとなる。

第３図のａとｂ及び第４図のａと１〕とに示されている
ところから明らかなように、マイクロホンアレイにおけ
ろ主０−ブ（前方ａ−ブ）は、マイクロポン素子におけ
る主ローブ（前方ローブ）、Ｊ：りも鋭ろどくなってい
るのであるが、マイクａポン７レイノＡｉｌ方ｏ−りは
、マイク０ポン７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ろどさが増して行く
。

しかしながら、マイクａホノア１／イ全体としての感度
の前後比についてみると、・それはマイクロホン７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
ろ感度の前後比と同じであることが判かろ。

ま１こ、前方０−ブの向きが第３図のｂ及び第４し１の
ｂに示す０゛′の方向２すなわち、マイクロホンフレイ
ＭＡのＩＥ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り（または反時計まわり）に
９０′１での範囲内）で変えられるのに従って、マイク
０ポンアレイＭＡの指向％性は第３図のＣ５ｄ、ｅ及び
第４　ｖ＋のＣ＋ｄ＋６のような状態へと変化して行く
。

すなわち、マイクロホンアレイＭＡの主ローブの向きが
、０°の方向、すなわち、マイクロホンアレイＭＡの正
面から時計ま」Ｄす（または反時剖まわり）に角度βだ
げ傾けられたと診は□、線９０’−２７０°について鏡
面対称の位置に後方ローブが生じるのである。

そして、前記した。ＩＥ＝−ブ（前方ａ−ブ）と後方Ｏ
−ブとは、マイクＣボンア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）によって
定まる大きさのものとｔｃっている。

前記のように、マイクロホンアレイにおける宅ρ−フ：
（前方ａ−ブ）の向きを、θ０の方（躯から時計まわり
（あるいは反時計まわりンに９０度の範囲内で変えたと
きには、マイクロホン７レイにおけるマイクＣホン素子
の配列の方向につして鏡面対称の位置に後方Ｏ−ブが生
じるが、この後方Ｕ−ブに、よって収音された音と対応
して発生されろ信号もマイクロホンの出力信号中咳含ま
れろことになるので、指向性マイクロホン装置において
、後方ａ−ブが生じることは望ましいことでは〕（り、
後方Ｏ−ブを発生しない指向性マイクロホン装置の実現
が要望さｈた。

（問題点を解決するための手段） 本発明は−マイクＣホン７レイの主ロープ（前方ａ−ブ
）の向きを、マイク０ホン７レイのＡｉｌ方σ）所要の
範囲内で変化させうろように構成した指向性マイクロホ
ン装置において、マイクロホンアレイの主ローブ（前方
Ｏ−ブ）と鏡面ｚ＝１称σ）位置に生じろマイクロホン
アレイの後方ｏ　−フが、マイクＣホン７レイを構成す
るのに用いられているマイクＣ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、１個の第１の単一指向
性マイクロホンと１個の第２の単一指向性マイクロホン
と？二それらσ）主ローブの向きが互いに正反対とな７
、ように組合わせて構成されたマイク０ホン素子におけ
ろ指向特性を、マイクロホンアレイの主ローブ（前方ａ
−ブ）の向きめ変化匠応じて変化させろようにして、マ
イクＣホン７レイにおける後方ａ−ブが消去されるよう
にし１こものである。

（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帖
様のブロック図であって、この第５図において既述した
第１図示のマイクジポン装置における構成部分と対応す
る構Ｆｉ部分匠は、第１図中で使用した図面符号と同一
の図面符号を使用している。

第５因において、凧はマイクロホンアレイであって、こ
のマイクロホンアレイｙｘＡ＋４、単位のマイクＣホン
素子Ａ、　、　Ａ、・・・Ａｎが所要の配列態様で配列
されることＫよって構成されて因る。マイクロホンアレ
イＭＡの構成に用いられている各岑位のマイクロホンＡ
、〜Ａｎは、それぞれ１個の第１の単一指向性マイクロ
ホン（第５図中で添字ｒが（Ｊさｈ−ＣいるＡｌｆ　ｔ
　４　ｆ・・Ａｎｆの各１個のものが個々（７）Ｊｌう
位σ）マイクＣホン素子Ａ１〜Ａｎで用いｃ−、；ｌ’
ｔている１個σ）第１の単一指向性マイクロホンである
が、以下θ）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、第１の単一指向性マイ
クロホンＡｆσ）ように記載されろ）と、それぞ１１１
個の第２の単一指向性マイクロホン（第５図中で、添字
ｒが付されているＡ＋　ｒ　＋　Ａ？、　ｒ・・・Ａｎ
ｒの各１個σ）ものが、個々θ）単位のマイクロホン素
子Ａ、＝Ａｎで用いられている１個の第２の単一指向性
マイクロホンであるが、以下の記載において、各単位σ
）マイクロホン素子に共通な事項を説明する際には、第
暑の信月レベルを可変調節する信号レベルめ可変調節手
段（ＶＬ、ｆ　、ＶＬ、ｆ−ＶＬｎｆの各１個のものが
、個々の単位のマイクＣホン素子Ａ１〜Ａｌ′Ｉにおけ
ろ第１の単一指向性マイクロホンからの出力信号の信号
レベルＱ）可変調節手段であるが、以下の記載にお−て
５各車位のマイクロホン素子に共通ｆ、【事項を説明す
る際には５信長レベルの可変−節手□段ｖＬｆのように
記載される）と、第２の単一指向性マイクロホンからの
出力信置の位置レベルを可変調節する信妥レベルの調節
手段（ＶＬ、ｒ、ＶＩ４ｒ・・・ＶＬｎｒの各１個のも
のが、個々の単位のマイクロホン素子Ａ、＝Ａｎにおけ
ろ第２の単一指向性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ｖＬｒのように記載さ１
１る）と、位置の合成手段（ＳＣ，、ＳＣ，・・・ＳＣ
ｎの各１個のものが、個々の単位のマイクロホン素子Ａ
、−ＡｎｉＣおける信号の合成手段であるが、以下の記
載において、各単位のマイクロホン素子に共通ｔｘ事項
を説明する際には、信号の合成手段ＳＣのように記載さ
れる）などに工っ□て構成されている。なお、以下の説
明において、各単位のマイクロホン素子Ａ１〜ＡｎＫ共
通な事項の記述に肖っては、単位のマイクロホン素：Ｆ
′Ａのような記載の□仕方が採用されている。

第５図中πおいて、マイクＣホンフルレイＭ八〇部分に
示されているｘ　−’　ｘ　＠は、マイクａホン／″１
／イ癲を構成している単位のマイクロホン素子Ａ１〜′
Ａｎの□配列の方向を示してい木線であり、また、−ン
イク′Ｏホソ７−イＭＡ＾前方の部分に記載されている
０６の□表示は、マイクロホンアレイＭＡの前方正面の
方向を示しており、さらに、右９００及び左９０°の表
示は、□前記したマイクロホンア・レイＭＡめ前方正面
を示す０°の方向から、時計まわりに９０°＆び反時言
１まわ１リニ９０°の方向を示している。

第５図（（おいて、単位のマイク０ボツ素子Ａπお（＋
る第１の単一指向性マイクロホンＡｆと５第２の単一指
向性マイクロホンＡｒとは一図中のＸ−Ｘ線方向に並べ
られているようなものとして図示されでいろが−マイク
０ホンアレイ凧における前方Ｏ−ブの向きを、マイクロ
ホンアレイＭＡの前方の所要の角度範囲で変化させうる
ようにしている指向性マイクロホン装置において、第］
ｌ、第２の単一指向性マイクロホンＡｆ　＋Ａｒとが、
第５図示の工うに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、指向性マイクロホン装置で取扱
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、第１１Ｍ２の単一指向性マイクロホ
ンＡ　ｆ　＋　Ａ　ｒとにおける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、各単位のマイクロボン素子ＡＫおける第
１の単一指向性マイククｙｔｚ７Ａｆト第２の単一指向
性マイクロホンＡｒとは７図中のＸ−Ｘ線方向の特定な
位置において、紙面に垂直な方向で積重ねられているよ
□うな配置の態様とされることが必要とされろ。

そしぞ、マイクロホン７レイＭＡを構成する各単位のマ
イクロホン素子Ａ、〜Ａｎは、同一平面上の一直線上に
、各単位のマイク。ホ□ン素子が所定の間隔な隔てて配
置されるよう碇ブｆされたり−あるいは同一平面上の円
弧上に各単位のマイク。ホン素子が所定の間隔を隔てて
配置されるようになされたり、もしくは１ｆｆｉｌ一平
面上め折線」二に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にプｆされたりするのである
が、各単位のマイクロホン素子が円弧上、あるいは折線
上に配置される工う（／ｃなされた場合には、マイクロ
ホン７レイＭＡの主ローブの向きが、マイクロホン７レ
イＭＡの前方正面の方向から大きな角度をもつ↓うＶＣ
なされた。ときでも、高い周波Ｖにおける指向特性が鋭
るどくなりすぎないようにするためπ有効でｋ。

ＭＡにおける収音の対象としている周波数範囲における
上限の周波数の音波の半波長λ、／２　Ｋ対して−ｄ〈
、し′２の関係な満足するように定められろ。

マイクロホン７レイＭＡを構成しているｈ個の単位のマ
イクロホン素子Ａ、〜Ａｎはそれらのすべてのものが同
一の構成のも奄のとされているから、個々の単位のマイ
クロホン素子Ａ１〜Ａｎ［ついて、それらの個々のもの
を区別することなく、既述した表現法、すなわち、単位
のマイクロ素子素子Ａ５′信月レヘルの可変調節手段Ｖ
Ｌｆ　＋　ＶＬｒ　＝信号の合成手段ＳＣ５という工う
な表現法を用いて５単位のマイクロホン素子の構成や、
動作、などについて説明。

すｚｌと次のとお・りである。

単位のマイクロホン素、子Ａに用いられている第１の単
一指向性マイク０ホンＡｆと第２：σ）単一指向性マイ
クロホンＡｒとは、ともに単一指向性を有するものであ
るが５具下の実施例においては、第１゜第２の単一指向
性マイクロホンは、第６図のａ及びｂに示されているよ
うな、いわゆるカーディオイ１．型の単一指向性な有す
るものとして説明さノｔている。

第１の単一指向はマイクロホンＡｆの指向特性を示す第
６図のａｖｃ示されている指向特性曲線と〜第２σ）単
−指向惰マイクロホンＡｒの指向、′臀性を示す第６図
のｂに示され、ている指向特性曲線とは。

主ローブの向きを正反対、すなわち、主ローブｑ）向き
を互いニ１８０度異ならせて描いたものに相当している
が、これは、同一の単一指向特性を有する第１．第２の
単一指向性マイクＣホンＡｆ　、Ａｒが、それらの主軸
の向きを互いに正反対のものとし千組合わされて、各単
位のマイクロホン素子Ａに用いられていることを示して
いる。ものてあり、この点は、、竺、、５図中における
各単位の一ンイクＵホン素了Ａ、〜Ａｎにおける第１．
第２の単−指向件マイクＩｆｆホンＡ、　ｆ　！　Ａ４
　ｒ　＋　、Ａ２　ｆ−Ａｎ、ｒについての図示の仕方
Ｉ／ｃ′Ｉ＝゛いても明瞭に表現されている。

ところで、単位のマイクロホン素子Ａの構成Ｖこ用いら
れている第１．第２の単一指向１つマイクロホンＡｆ＋
Ａｒの内で、第Ｊの単−指１２ｉｌ性−マイクＵホンＡ
ｆの出力信号は、信号し〆ルの可変調節手段■ゴに↓り
位置レベルが調節されてから信号の合成手段ＳＣへ馬え
られ、また、第２の単一指向性マイクロホンＡｒの出力
信号は、信号！ノベルの可変調節手段■Ｌｒによって信
号レベルが制御されてから信ぺの合成手段ＳＣへ与えら
れているから、単位σ）マイクロホン素子Ａ、の指向特
性は、信号し勺しの可変調節手段ＶＬ！　４Ｖ！、ｒ　
Ｋよる信号のレベルの調節がどのように行なわれるのを
・に応じて変化する。

すなわち−信侶の合成手段ＳＣとして減算器な用い、第
１の単一指向性マイクａポ／Ａｆσ）出力信号の化上し
ベルを可変調節する倍旧し−、ルσ）可変調節手段ＶＬ
ｆからの出カイ３七を破減数装置として減算器ＳＣに９
１、給（−１ま１こ、第２の単一指向性マイク０ホンΔ
ｒの出力位置の信号レールを可変調節する仁暑１／−ニ
ルの可変調節手段ＶＬｒからの出力化上を減θ個冊とし
て減・算器ＳＣＫ供給した場合に、例えば、第１．第２
の単一指向性マイク。ポア　Ａｆ　＋Ａｒからの出力信
号が１対１の割合いで減算器ＳＣＫ与えられろと、単位
の一イク・ボン素、、子介の指向特性は、第６図のｃｖ
ｃ示されろような８の字・型の双指向性となり、また、
例えば、第１の単一指向性マイク０ホ７Ａｆの出力信号
の何代しベルに、比べて、第２の単−指向付マイク０ｊ
ｙ１−ンＡｒの出カ清寂の信号レベルを次第に低下・さ
せて行くと、単位のマイクロホン素子Ａの指向特性は、
第６図のｄ、＋ｅ［示・す工うなものに変化し”Ｃ行き
、第２の単一指向性マイクロホンＡｒの出力信号を０に
した場合には、単位のマイクロホン素子Ａの指向特性は
一第６図のａＫ示すものとなる。

第６図のａ＋ｃ＝ｅｌｃ示されている単位のマイクロホ
ン素子Ａの指向特性曲線をみると２マイクＯホン素子Ａ
の指向特性におけろ無感度の部分り）角、度位置は、第
６図のＣにおける９０ｃ′−２７０°σ）ノｊ　１ｉｉ
ｌから、第６図のａＫおける１８０°の方向まで５ｔｐ
位（７’ｌマイクａホン素子Ａの指向特性の変化ｋｃつ
ハて変化している。

そこで一本発明の指向性マイクロホン装置では、マイク
Ｏポ／７レイを構成している単位の一マイクａホン素子
Ａ１〜Ａｎからの出カイ１月句にそれぞれ所定量の時間
遅延を力えることＫＪ：す、マイク・１ホンアレイ￥Ａ
の空間位置が一定力ままで５マイクＯホン７レイｊＶ［
Ａ、における酌方ａ−ブσ）向きを、−フィクロポンフ
レイ島の前方の所定範囲内で自由に変化させＴこ際に、
的方ローブと鏡面対称の位１ｉ１ＺＫ生じる後方０−ブ
が１．指向−件曲線におけろ無感度の部分と対応してい
る状態となされる工うに、単位のマイクロボン素子Ａ、
〜劾σ）指向特性を変化させて、後方ローブが消去され
るようにしているσ）であり、単位のマイク、ロ、＋１
７素子Ａにおけるイき・目しベルσ）可変調節手段ＶＬ
ｆ　、ＶＬｒ　ＶＣ、ｃろ第１の弔−指向性マイクロホ
ンＡｆの出力信号の位置レベルと第２の午−指茜件７斗
り０ホンＡｒＭ出力信暑Ｃ・偏平し−、ルとル）可変調
節プパ、マイクロホンアレイＭＡの前方ａ−ブの向きと
対応して行を仁われるようになされていイ）。

第５図に示す本発明σ）一実施態様σ）指向性マイクロ
ホン装置において、コンＪ−ｏ−ラα、制御信号発生回
路Ｃ８Ｇ、遅延回路り、〜Ｄ（ｎ−１）、切換スイッチ
ＳＷ、〜ＳＷｎ、紳右、ｔ２などの構成部分は、既述し
た第１図示のマイク−ポン装置における構成部分と同じ
であり、操作者がコントａ〜うＣＲの可変抵抗器■の摺
動子を調節・してマイクコホンアレイ凧σ）主−−ブの
向きを設畑すると、アナｂグデジタル変換器ル巾からは
可変抵抗器■の摺動子の位置に応じた主−−ブ方向指示
信号が制御信号発生回路Ｃ８Ｇに与えられる。□ 制御信号発生回路Ｃ８Ｇでけ、第１図示Ｌマイクｒ＋＋
、、；ノ装置の場合と同様にして、切換制御信号と遅延
量制御信号とを発生し、切換制御信号は線ｔ１を介して
切換スイッチＳＷｉ〜ＳＷｎへ鳥えられ、また−述雉量
制御倍旧は紳１２を介して遅延回路り、〜Ｄ（ｎ−１，
）Ｇ′で与えらｆｌ−る。

既述したきころから明らかなようＩに２制御佛芸発生回
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ＭＡの前方Ｏ−ブのｒｈＪきが、マイクロホ
ンアレイＭＡの前方１Ｅ面（ｒ）０の方向）から時計ま
わり、または、反時計まわり九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σ）指向性マイクＯホ
ン装置では、前記の遅延量制御信号がもっているマイク
Ｉ：Ｉ示ン７レイＭＡσ）前方ローブの角度情報を利用
して、単位のマイクロホン素子Ａが所宅の指向特性を示
すもの、すなわち、前方σ−ブと鏡面対称の位置に生じ
る後方ａ−ブが無感度の部分て位置するような状態の指
向特性を示す単位のマイクロ、Ｉ、ン素子Ａが構成され
ろようにするＴこめの信号を得るようにしている。

すなわち、マイクロホンアレイＭＡの後方Ｏ−ブは、マ
イクコホンアレイＮｉＡの前方ローブと鏡面対称の位置
に現われることは既述σ（とおりであるから、遅延量制
御信号がもっているマイクロホンアレイＭＡの前方ロー
ブσ）角度情報に基づいて、ヤイクＯ小ン７レイＭＡの
後方ａ−ブが生じろ位置を予σｉｌｌすることは容易で
あり、また、前記の後方。−ブが生どろ予ｉ１＋１１位
置に無感度の部分がある指向特性′Ｉ７示す単位σ）マ
イクロホン素子Ａを構成させるのには、第１の単一指向
性マイク−ホンＡｆの出力信置と第２σ）単−指向付マ
イクａホンＡｒの出方信号とが５それぞれどのような信
号レベルの・ｂのとサレテイ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Ｃ３Ｇから
線ｔ２を介して送出されている遅延量制御信号に基づい
て、嚇位σ）マイクロホン素子Ａにおけろ可変調節手段
ｖｉ、ｒ　、ＶＬｒへ与えろ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図示の実施例では信号レ
ベルの調節制御信号の発生回路口において、前記した化
上レベルの調節制御信号を発生し、それを線１４．１．
を介して各単位のマイクロホン素子Ａ１〜Ａｎにおけ７
−１可変調節手段ＶＬ、ｆ−ＶＬｎｆ、　ＶＬ、ｒ−Ｖ
Ｌｎｒに与えるようＶこして因る。

前記し１コ町変調節手段ＶＬ、ｆ＝ＶＬｎｆ、■Ｌ、　
ｒ　〜ＶＬｎ　ｒとしては、所要のビット数のデジタル
信号形態の傷損レベル１７′１調節制御信云が入力され
ることに工り、信号レベルが可変調節されろ工うに半導
体素子πよって構成され１こいわゆろ電子、１スリユー
！、を使用することができ、ま１こ、信号の合成手段Ｓ
Ｃとしては減算器夷を使用する。

本発明の指向性マイクＯホン装置は、コントａ−ラＣＲ
の操作に、よってマイクロホンアレイＭＡの前方ａ−ブ
の向きを、マイクロホンアレイの萌方１］＝面（０°方
向）から時計まわり及び反時帽まわりにそれぞれ９０°
の範囲内で変化させるときに５前方Ｏ−ブと鏡面ズ」称
の位置に生じろ後方ローブの位置に、マイクコホンアレ
イＭＡを構成するために用いられている単位のマイクロ
ホン素子Ａの指向特性における無感度の部分が対応して
いる状態となるように、単位のマイクロホン素子の指向
特性を変化させることにより、マイクｏ　、−＋＜ン／
１／イＭＡにおけろ後方ａ−ブが良好に消去されるので
、既述し１こ問題点が解消されろことは明らかであるが
、マイクロホンアレイＭＡの前方Ｏ−ブの向きを−マイ
クロホンアレイＭＡの前方ｉＥ面（０°の方向）から時
計まわりまたは反時計まわりに９０てくまで変えたとき
には、マイクロホンアレイＭＡの前方ローブと後方０−
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ａ・−ブが消去されろように、単位のマイクロ
ホン素子の指向特性の無感度ｌ）部分とマイクロホンア
レイの後方ｏ７７ブの発生位置とを一致させるようにす
ると、マイクロホン７レイＭＡの後方ｎ−プとそれに重
なっている前方Ｏ−７までが消去されてしまうことにな
る。

そして、前記のように、マイク−千イアレイへ仏におけ
る前方ｎ−ブと後方Ｏ〒ブとが重なり合って生じている
状態における後方−−プは前方ローブと同じものである
ρ・ら、このｘ、うな場合におげろ後方０−ブは消去し
なくてもよいのである。

それで、マイク０ホンアレイＭＡにおける前方ｎ−ブの
向きが、マイクロホン７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ローブが消去されろことがないよう
な信号レベルの調節制御信列が調節制御信署の発生１．
可路巽から発生され、るようにするのであり５．９れに
エリ、マイクロホン７レイの前方の１８０度の範囲にわ
Ｔこって一マイクａホ／７し・イの前方ｎ−ブσ）向ぎ
を変化さぜろことができることになる。

（効果） 以上、詳細ＶＣ説明しんところから明らかなように、本
発明の指向性マイク９ホン装置は、マイクロホンアレイ
の構ｆｆ、に用いられる単位のマイクロホン素子として
、第、１の単一指向性マイクロホンと第２の嫌単−指向
性マイクロポンとの出力信−居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るような構成のもの
を用い、マイクＯ′ホン７レイの前方ｎ−フの向きがマ
イクロホン７レイの前方の所要範囲にわたって変えられ
るぴ）に伴なって１、前方ｎ−ブと鏡面対称の位置に牛
しろ後方ｎ−ブを、その後方ｎ−ブの生じる位置が１９
位のマイクロホン素子における無感度の部分へムＣるよ
うに、単位のマイクロホン素子の指向特性を変化させる
ことに工って消去させているので、本発明装置ＶｃＬれ
ば既述した従来の問題点は良好に解消でと、また、マイ
クルホンアレイの前方ｏ　−ブの向六がマイクロホン７
レイぬ前方正面（Ｏの方向）から時創ｆわり、あるいは
反時計まわりに銘々９０度近くとされたときには、後方
ｎ−ブが消去されないようにして、マイ久０ホンアレイ
ＭＡにおげろ前方ロー゛ブの向きを、マイク０ホン７レ
イ力前方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。　　″ ４図面の簡単な説明　　　　　　□ 第１図はマイクロホン装置のブーツク図、第２図は遅延
回路の一例構成のもののブロック図、第３図及び第４図
プ工らびに第６図は指向特性曲線図、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へブａンク図で
ある。

Ａ１〜Ａｎ・・単位のマイクロホン素子、Ａ、ｆ　＝Ａ
ｎ　ｆ・・・第１の単一指向性マイクロホン、Ａ、ｒ”
Ａｎｒ・・第２の単一指向性マイクｏ　ホ７、ＶＬ、”
ｆ−ＶＬｎ　ｆ　＋　ＶＬ、　ｒ　＋ＶＬｎｒ−−信４
レベルの可変調節手段、Ｓｃ１〜５ｃｎ０．。

信号の合成手段、■・・信号レベルの調節制御化上の発
生回路、Ｃ８Ｇ　　制御化上発生回路、ＳＷ、〜ＳＷｎ
・・・切換スイッチ、Ｄ１〜Ｄ（ｎ＝−１）・・遅延回
路、ＣＲ、−、コントａ−ラ、ｔ１〜ｔ、・・・線、特
許出願人　日本ビクター株式会社 −１−Ｉ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １１個の第１の単一指向性マイクロホンと、１個の第２
   の単一指向性マイクロホンとを、前記第１．第２の単一
   指向性マイクロホンにおけろ主ａ−ブの向きが互いに正
   反対となるように組谷ゎせて構成した単位のマイクロホ
   ン素子を、所要の配列態様に複数個配列してなるマイク
   。ホン７レイにおける各単位のマイクロボン素子毎に、
   単位のマイクコホン素子ＶＣ卦ける第工め単一指向性マ
   イク０ホンからの出力信号と、単位のヤイクａポン素子
   における第２の単一指向性マイク−ポンからの出力信号
   とを、前記それぞれの出力信置の信会１ノベルを、それ
   ぞれ個別に所定のように変化させるととができるように
   なされている清寂レベルの可変調節手段を介してから合
   成して、単位のマイクロホン素子の出力信号を得るよう
   にする手段と、前記した各単位のマイクロホン素子から
   め出力信碧毎に、それぞれ所定量の時間遅延を与えるこ
   とにより、１イ、りａ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。 −ブの向きを、マイクロホンアレイの・前方θ）所定範
   囲□内で自由に変化できるようにする手段と５前記しデ
   ・マイクロホンアレイの前方ａ−ブの向きの変化と対応
   して、マイクロホンアレイの後方Ｖこ生じる後方ｄ−ブ
   の発生位置が一前記した単位のマイクロホン素子におけ
   ろ無感度の領域となされるように、前記した信号レベル
   □の可変調節手段によって、第１の単一指向性マイクロ
   ホンの出力信号ノ信号レベルと、第２の単一指向性マイ
   クロホンめ出力信号の信碧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個の第１の単一指向性マイクロホンと、１個の第
   ２の単一指向性マイク。ホンとを、前記第１．第２の単
   一指向性マイクロホンにおける主ａ」プの向きが互いＶ
   ｃ遵正正反対なるように組合わせて構成した単位のマイ
   クロホン素子を、所要の配列態様に複ｖ個配列してなる
   々イクσポン７位の□フィン・ａホ／素１：Ｆ・ｋ赴け
   る第１４単ニー向性マイク・・ポ、ンからの中力信号、
   と２．単一のマイク−ボン素子における第２の単一指向
   性マイクロホンからの出力化刊とを５前記それ□ぞれの
   出力信号の信号レベルを、それぞれ個□別ｄ所定のよう
   に変化させろことができろようになされている信号レベ
   ルの可変調節手段は介してから合成して、□単位の−・
   イク・７ｆＺン素子の出力値４糾得るようにする手段と
   、前記した各単位の一′７慴クロポン素子からの１出力
   信号毎妃、それぞれ所定量の時間遅延を与えろことＩ／
   Ｃ，ｊ：す、−イク・ホレレレイの空間位置が一定のま
   まで、シ、イクロホン７．レイにおける一方ｏ　−フの
   向きを、マイク□夾ンアレイの正面の方向から時削まわ
   り及び反時計まわりにそれぞ、れ略々９０度の範囲内に
   おいて自由に変化できるようにする手段と、前記したマ
   イク。ボン７レイの前方ａ−ブ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ろ後方０−プの内で
   、マイクロホンアレイの前方０−ブがマイクロホンアレ
   イの□正面の方向がら時ｉ′ｌまわり及び反ｒ埼計まゎ
   りに頓そ、れ′□キ、：れ１紹・４９０度に近す範囲Ｉ
   ＩＩ：　ｌｉｊ］けられたときに１．マイクロホンでレ
   イの後方に生じろ後方ｒノーズを除く後方。−，７・。 発生位置、１、ｇ＋＋言、しぇ４位のマイクロホン素子
   におけろ無感度の領域とｔｃされるように、前記した信
   ・局レベルの可変調節手段によって、第１の単一指向性
   マイクロホンθ）出力信号の信号レベルと、第２のＬ−
   ｍ　向性マイクロホンの出力信号の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
   。ボン装置