JPS5966297A - 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−キ°９利１９″） 本予〒は、〜イク・ホン７レイを用い１こ指向性　　　
　　。 ブイクロホン装置に関する。：″ （従来技術） 鋭ろどい指向特性を有するマイクロホンを構成するのに
、複敬個のマイクロホン素子を所要の配列態ポに配列し
てなるマイク−ポン７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ＶＣ士り、主ローブの方向が自由に変えられろように
した一マイクｏ　７ｊ−、ン装置などについての研究開
発が行なわれろようになり、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たつ名。　　　　　　□第
１図は、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
延を力えろことにより、主０−ブの方向が自由に変：え
られるようにし１こマイクロホン装置の構成例を示す、
プロツクに）であり、第１図において、Ａ、　ｌ　Ａ２
・・・Ａ、ｎはそれぞれマイクロホン素子（マイクロホ
ンユニット）テあって、前記したマイクロボン素子Ａ、
＝Ａｎは、互いに所定の間隔ｄｂ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フレイ毘を構ｒ、
シている。 各マイク０ホン素子Ａ、ＩＡ２・・・Ａｎ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ｔま几は固定接点
ｒとを介して、各マイクロホン素子Ａ、　＋　Ａ２Ａｎ
からの出力信号に対してそれぞれ所定量の時間遅延を与
えろ回路へ与えられろ。 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へ線ノ、１を介して与えらＪしる切換制御信号
によって、すべての切換スイッチＳＷ１〜ＳＷｎにお（
→ろ可動接点ａが、同一の符号の付されている固定接点
ｔＩま１こはｒに一斉に切換えられるようにプ〔されて
いる。 入力端子１を介して与えられ１こ切換制御信号によって
、各切換スイッチＳＷ、〜ＳＷｎにおけろ可動接点ａが
、それぞれの切換スイッチＳ’Ａ７．〜ＳＷｎ　ＶＣｉ
＝・げる固定接点を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Ａ２の出力信号は、遅延回路Ｄ１Ｖｃ
、１．って時間τｉの遅延が与えられ定状態で出力端子
２へ送出され、さらにマイク。ホン素子Ａ３の出力信号
は、遅延回路Ｄ２と遅延回路り、とに工っ、て、時間？
τ１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、、マイク。ボン素子Ａｎ−２から
の出力信号にはＩ　ｎ　−３，、）個の遅延回路にエリ
Ｉｎ、−３）τＩの時間遅延が与えられて出力端子２へ
送出され、ま１こ、マイクロホン素子Ａｎ−１からの出
力信号にはｆｎ７２）個の遅延１ｉｊｊ路により（ｎ−
２）τ１の時間遅延が与えられて・出力端子２に送出さ
れ、さらに、マイクロホン素子Ｍからの出力信号には（
ｎ＝１）個の遅延回路、によりＩｎ−１）τ１の時間遅
延が与えられて出力端子２に送出される。 前記のように、略々−直線上に所定の等間隔ｄｈで鉦装
置されている各マイク、ａホン素子からの出力信号を遅
延させろために用いられている各遅延回路り、　、　Ｄ
２・・・Ｄ（ｎ−１）の個々のものの遅延時間はすべて
同一の値τｉとな、されているが、前記し１こ遅延時間
τ１をＯから次第に増大するように変化させていくと、
マイクロホンアレイ凧の主ローブの向きは−マイクロホ
ン素子Ａ、＝Ａｎが配列されている直１ｘ−ｘにｉｆ交
り、かつ、マイクロホンアレイ凧の前りＩＥ面に向いて
い：ろ状態、（０°の状態）から。 第１図中に参考的に記載してＪ、、１）ＪＥ　、＋ｉ　
、−ブの移動態様を、益す図に衿・ける矢印Ｌπ沿って
左９０ｃ′の方ｊｉｉを向く状態まで次第に変化す石。 なお、前記した各遅延回路り、　、　Ｄ２．）・−１）
　Ｉ　ｎ　７１　）　Ｋ、お（、する遅延ワ間τまは、
マイク０ホンアレイ毘の」ミＯ−ブの方向ＭＬ−＋ｉＬ
（例えば第３図径照）とマイクロホンア１．・イ凧の０
°の方向とのなす角をθとし。 土１こ、マイク・ホン素子相互間の距離なｄｈ、音、、
連をＣとすると、ｒｉ＝ｄｈｓｉｎ１９／ｃ　、、−（
ｉ）前記の（１）式で示されろものである。 次に、切換制御信号によって各切換スイッチＳＷｌ〜−
〇の可動接点ａが固定接点ｒ側に切換えられろと、マイ
クロホンアレイＭｋＶＣおげろ複数のマイク０示／素子
Ａ、〜Ｍの各出力信号が出力端子２に送出されるまでに
各マイクロホン素子Ａ、−Ａｎの出力９号に与えられろ
時間遅延の量プ・工、切換スイッチＳＷ、〜ＳＷｎの可
動接点ａが固定接点を側に切換、えらり、ている状態に
おいてマイクロホンアレイ凧の複数のマイクロホン末子
Ａ　、＝　Ａｎの各出力信号に与えられていム二時間遅
延の量とは異なったものとなる。＋なわち、この場合に
おけろマイクロホン素子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−またーマイク０ホン素子
Ａｎ−１の出力信号は、遅延回路り、によってτ１の時
間遅延が写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’　：ｌ”＋４　＋
　Ａ２　＋　ＡＨの出力信嶋に対して与えられろ時間遅
延量は、２τｉ＝、（ｎ−３）でｌ＋　　（ｎ　　　２
　）τ１ｔ（ｎ−１，）ｙｉとｔ

【る。 そして、各切換スイッチｙ、〜ＳＷｎ　　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１こ各遅延回路Ｄ１〜Ｄ（ｎ”ｌ）め遅延時間τｌ′
をＯから次第に増大するように変化させて行くと、マイ
クｏＨ−ンア１／イ庵の主０−ブの向きは、マイクロホ
ン素子Ａ、〜Ａｎが配列されている直線Ｘ−Ｘに直交し
、かつ、マイクロホンアレイ凧の前方正面に向いている
０°の状態から、第１図中に参考的に記載しである主０
−ブめ移動態様を示す１匹おける矢印Ｒに沿って右９０
°の方向を向く状態まで次第に変化する。 し１こかつて、入力端子を介して９（給される切換制御
信号１τよって、各切換スイッチＳＷ、〜ＳＷｎの可動
接点ａを固定接点ｔａｒの何れか一方へ選択的に切換え
る手段と、各遅延回路Ｄ１〜Ｄ（ｎ−１）の遅延時間τ
ｌを可変する手段とを適用することにより、マイクロホ
ンアレイ凧の主ローブの向きは、マイクロホンアレイ凧
の前方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ろように構成された
遅延回路の構成例を示すブａツク図であって、この第２
図において、Ｄａ＝Ｄｄけそれぞれの遅延時間が図中に
示されているようにτ、２τＩ４τ。 ８Ｔであるように構成されている遅延回路素子であり、
前記の各遅延回路素子Ｄａ　”、、　Ｄｄの入出力端間
には、それぞれ個別のスイッチＳｌ　＋　８２　＋８３
　＋　８７が接続されている。□ 第２図６で示す遅延回路は、各遅延回路素子Ｄａ〜Ｄｄ
の入出力端間に接続されているスイッチＳ、〜Ｓ。 のオン２オフの状態の１６通りの組合わせＫＬって、１
６通りの遅延時間を示す遅延回路となされるのである。 ｌ−なわち、各スイッチＳ、〜Ｓ、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ｔ【され、まＴ
こ、ス□イッチ８１戸けが□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Ｓ２だ
けがオフの状態にお□ｔｈ′ソ、遅延回゛路は遅延時間
が２τとなされろ、というように、スイッチＳ、〜Ｓ４
のオン、オフの組合わせによって５遅延回路の遅延時間
は、０．τ１２τ１３τ１４τ・・１５τ。 の工うに１６段階に変化されうろのである。 そして、前記しγこ４つのスイッチ８１〜Ｓ、のオン。 オフの制御は線ｔ２を介して遅延回晶へ与えられている
４ビツトのデジタル信号による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−路素子を用いて構成されれば、遅
延回路における１切換＆可能な遅延時間の砂が多くなさ
れうろことは当然である。 各遅延回路Ｄ１〜］］ｎ−１）におけろ遅（時間τ１が
前述のように１６段階に変化されろと千ると、それと線
ｔ、を介して入力端子ＩＶｃ与えられＺ）切換制御信号
による左、右の切換動作との組合わせＫよって、マイク
ロホン７レイ碌の主ローブの向きはマイクロホン：の・
前方の１８０°の範囲内て３１の方向へ変えられろこと
になる。 すなわち、線ｔＩを介して切換スイッチＳＷ１〜ＳＷｎ
に与えられ７′）１ビツトの切換制御信号と、線ｔ２を
介して遅延回路Ｄ１〜Ｉ］ｎ−１）Ｉｃ与えられろ４ビ
ツトの遅延量制御信号とは、マイクロホン凧の主ｏ　−
ブなマイクロホン凧の前方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Ｌ１こ切換制御信号と遅延量制御信号とは２制御信
号発生回路Ｃ８Ｇ　において発生されろかりこの制御信
号発生回路Ｃ８Ｇは、それを例えばマイクロホンビっ、
−″りを含んで構成されているものと寸ろと簡単に所要
の制御信号を発生させることができろ。 第１図示の例において、コントａ−ラαは可変抵ＦＣ器
■とアナＱグデジクル変換器に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−イク
・ホンアルレイ凧の主・−ブの向きを設定する。 可変抵抗器■の摺動子には、前記しに摺動子の調節によ
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Ａ／
Ｉ）ＶＣ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７すＱグデジ
タル変換することにより、７す０グテジタル変換器めか
らは可変抵抗器■の摺動子の位置に応じた８ビツトの主
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に与えられる。 今、コントローラＣＲＶｃおける可変抵抗器■の摺動子
の全調節範囲を、マイクロホンフレイ１甑の前面１８０
°の範囲にわたるマイクロホン７レイ碌の主０−プの向
きの変化範囲に対応色せているものとし、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−郵子
の変位に応じて摺動子に現われる電圧値がアナミグデジ
タル変換器めに工って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ＣＳＧ　Ｋ与えられろものとし
、さらＱ（、マイクロホン７レイ碌、にお、ける複敬個
のマイクロホン素子Ａ１〜Ａｎの各出力信号に時間遅延
を４女４）遅延回路Ｄ１〜Ｄ（ｎ−１）が、４ビツトの
切換制御６号ｖｃ工ってそれらの遅延時間τ１が１６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１こ制御信号発生回路Ｃ８Ｇの一例構成を説明
する。 フン）ｏ−ラαの可変抵抗器■の摺動子の調節によって
、操作者がマイクロホン７レイ碌の十〇−プの向きをマ
イクロホン７レイ碌の前方中央（マイクロホン素子Ａ、
〜Ａｎが配列されている直線Ｘ−Ｘと直交し、かつ、マ
イクロホン７レイ碌の正面に主ローブが向く状態・・こ
れを主０−プの向きが００であるとする）に向けよ２と
した場合には。 コントローラαにおけろ可変抵抗器■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
ときのアナａダデジタＩし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Ｉ′ｆｆホン７レイ凧の主ローブの向
きを０°とするのには、各遅延回路り、〜ｐｆｎ−１）
における遅延信号τ】をＯとする必要があるから、コン
トａ−ラＣＲでマイクロホンアレイ鬼の上−一ブの向き
を０６に設定され１こ場合におけ石アナＯグデジタル変
換器ん巾からの出力デジクル信号の示す数値１２８と対
応して、制御信号発生器Ｃ８Ｇでは、各遅延回路り、〜
Ｉ］ｎ−１）の遅延時間τｉをＯの状態にさせうろよう
な４ビツトの遅延量制御信号、すなわち、第２図に示す
４つのスイッチＳ、〜Ｓ、をすべてオノの状態にさせろ
ような遅延量制御信号を発生させる。マイクｎホン７レ
イ鬼の主ローブの向きが０８の場合には、切換スイッチ
ＳＷ１〜ＳＷｎ　　の可動接点ａは、固定接点／Ｌ＋ｒ
の何れに接続されていてもよいので、この場合におけろ
切換制御信号は、可動接点ａが固定接点／−＋　ｒの内
の予め定められた何れか一方に切換えられろ状態のもの
に定めておけばよい。 フントＯ−ラαの可変抵抗器■の摺動子の調節ＩＣｊっ
てマイクコホンアレイ毘の主ローブの向きは、０°の向
き琳から右へ９０°、及びＯｏの向きから□左へ９０℃
各範囲内で設定される。それで、コントローラα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〜ので発生される８ピントの主ローブ方向指示
信号の示すむ値が、１〜１２８の場合にはそれを例えば
左９０°０）向きから０゜の向きまでの範囲と対応させ
、まＴこ、前記した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、それな例えば
００の向きから右９０°の同人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ｙｂからの８ピ
ノ］・の出力デジクル信号″の数１１ｉ′が表わしてい
る主ローブの向きが、例えば左β゛であれ（子Ｊ制御信
号発生回路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
御信号を作って、それを線ｔｌを介して切換スイッチＳ
Ｗ１〜ＳＷｎへ与え、ま１こ、主ローブの向きがｆとな
されるような遅延量制御信号を作って、それをｆｊ！ｔ
２を介して遅延回路り、−Ｄｌｎ−１）へ与え、前記し
たアナａダデジタル変換器Ｎ勺からの８ビットの出力デ
ジタル信号の数値が表わしている主−−ブの向きが、例
虹ば右ばであれば、制御信号発生回路Ｃ８Ｇでは、切換
スイッチＳｗ１〜ＳＷｎの可動接点ａが固定接点ｒ′側
に切換えられる工うな切換□制御信号を作１て、それを
線ｔ１を介して切換−イノチＳＷＩ〜ＳＷｎへ与え゛、
！１′１こ、主ローブの向きがゲとなされろような遅延
量制御信号を□作って、それを線ｔ２を介して遅門回路
Ｄ１〜Ｄ（’ｎ−’１）へ与えることができる工うに、
制御信号発生回路Ｃ８Ｇにおいて、コントローラαから
送出されＬ主ａ−ブ方向指示信号に基づいて、所要の切
換制御信号と所要の遅延量制御信号〉を作って、それ□
らを線□ｔ、　、　ｉ２を介し１　　　、。１．、。７
．７□、’：＋＄　７７　Ｌ’　（ＭＡ（７，１よ。−
７゜〕向キは、操作者がコントローラαの可変抵抗器■
の摺動子の調節ｖｃＸ、って設鍮され１ことおりになさ
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、前記のよしに構成されたマイクロホン装置では、
それの主ローブがコント０−ラαの可変抵抗器■の摺動
子の調節によって、マイクｎホン７レイ凧の前方１８０
°の範囲内妃おけろ所要の角度方向を向くように設定□
されつるのであるが、複委９個のマイクロホン素子を用
いン構成されているマイクｎホン７レイ凧の指向特性粂
おいイ、主ローブが０°の方向ンすなわち、マイクｎホ
ン７レイ凧の正面を向くｔうになされている場合のマイ
クｎホン７レイ凧の指向特性は、マイクｎホン７レイ滝
の構成の１こ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＆に示すような、いわゆる
カーブ馴オ□イドの場合と２例えば第４図のａ”Ｉ’Ｃ
示す工うな、いわゆる／・イバーカーディオイ１−の場
合とに応じて、それぞれ第３図のｂ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ｂとに示されていると
ころから明らかなように、マイクｎホン７レイだおけろ
主ローブ（前劣０−プ）は、マイク−ホン素子における
主ローブ（前方ａ−ブ）よりも鋭るどくなってい“るの
であるがニマイクａホンアレイの前方Ｏ−ブは、マイク
ｎホン７レイを構成するのに用いられろマイクロホン素
子の個数の増加に従；て鋭るど□さが増して行く。 １１１□ しかしながら５マイクロホンフレイ全体と、しての感度
の前後比についてみろと、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・コホノ素子にお（
Ｊろ感度の前後比と同じで、ｆ−ることか判かろ。 ま１こ、前方０−ブの向きが第３図のｂ及び第４図のｂ
に示す０°の方向、すなわち、マイク０ポンアレイ■込
の正面から右（ま１こは左）９０°！での範囲内（００
の方向から暗君１まわり（まｋ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ポンアレイ毘の指向、特性は竺３図のＣ。 ｄ、ｅ及び第４図のＣ＋　ｄ　＋　ｅのような状態へと
変化して行く。 すｌ、（わち、マイク０ポンアレイ毘の主ａ−ブの向き
が、０°の方向、すなわち、マイクロホン７１ノイ凧の
正面から暗唱まわり（または反時計まわり）に角度θだ
け傾けらｔｔ　ｙ、−ときは、線９００−２７００ｔ７
＋ｍつ□ いて鏡面対称の位置に後方。−プが生じるのである。 そして、前記し１こ主Ｃ−ブ（前方ａ−ブ）と後方ａ−
ブとは、マイク０ポ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　−ｃ及び
第４図のｂ　−ｅにおいては点線で示してあイ、）［、
ｌ：って定まる大きさのものとｆ［っている。 前記の工うに、マイクロホンアレイておける１：。 σ−ブ（前方Ｏ−ブ）の向きを５０°の方向から時計ま
わり（あるいは反時計まわり）に９００の範囲内で変え
たときには、マイクロホンアレイにおけろマイクロホン
素子の配列の方向について鏡面対称の位置に後方ローブ
が生じるが、この後方Ｏ−ブによって収音され１こ音と
対応して発生されろ信号もマイクロホンの出力信号中に
含まれることになるので、指向性マイクロホン装置匠お
いて、後方ａ−プが生じろことは望ましいことではなく
、後方ａ−ブを発生しない指向性マイクロホン装置の実
現が要望された。 ｃ問題点を解決するための手段） 本発明は、マイクロホンアレイの主０−ブ（前方クープ
）の向きを、マイク０ポンアレイの前方の所要の範囲内
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Ｏｉｓン７レイの主ａ−ブ（前方ａ
−ブ）、、と鏡面対称の位置に生じるマイクロホンアレ
イの後方ａ−ブが、マイクｏ　ｒｔ　７７レイを構成、
するのに用いられている各単位のマイクロホン素子の指
向、−性におけろ無感度部分に生じるように、２個、の
マイクｏ７＋−ンとＥ’Ｊ変遅延手段と信号合成手段と
からなる各単位のマイクロホン素子におけろ可変、遅延
手段によって後方マイクロホンの出力信号に与えられろ
時間遅延量を可変制御す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
様のブａツク図であって５．この第５図において既述し
Ｔこ第１図示のマイクロボン装置における構成部分とズ
Ｊ応する構成部分には、第１叩中で使用Ｌｆこ図面符号
と同一の図面符号を使用している。 第５図において、庵はマイクロホン７し・ｆであって、
このマイクロホン７レイ凧は、単位のマイクロホン素子
Ａ、　、　Ａ２・・・Ａｎ力量所要の配列態様で配列さ
れることに工って構成されている。マイクａ、１゜ンア
レイ凧、の構成に用いられていイ１各単位のマイクロホ
ンＡＩ−，Ａｎは、それぞれ２個のマイクＵ小／Ａ、ｆ
　＋　Ａ、ｒ、　Ａ２ｆ、、Ａ２ｒ、　、Ａ３ｆ　１Ａ
３ｒ・−Ａｎｆ　＋、Ａｎｒ　　と、制御信号によって
時間遅延量が可変制御されｚ）５］変遅延手段（遅装置
Ｍ　）　ＶＤＣ，、ＶＤＣ２，ＶＤＣ３−ＶＤＣｎと、
信号の合成手段ＳＣ，、ＳＣ２，５Ｃ３−３ＣｈとＶＣ
，ｃって構成されている。 すなわち、単位のマイクロボン素子Ａ、は２前力マイク
ＯホンＡ１ｆと後方マイク０ホノＡ、ｒとの２個のマイ
クロホンと、後方マイク０ホノＡ、ｒの出力年号に所要
の時間遅延を与えろ可変遅延手段（遅延回路）　ＶＤＣ
，と、前方マイク０ポンＡ、ｆがらの。 出力信号と、可変遅延手段（遅′延回路）　ＶＤＣ，に
よって所定の時間遅延が与えられた後方マイクロホンＡ
、ｒの出力信号とを合成する信号の合成手段Ｓ８１とに
よって構成されており、また、単位のマイクロホン青子
Ａ２は、前方マイクロホンＡ２ｆと後方マ冑りＯホンＡ
２−と□の２個のマイクロホンと、可変遅延手段（遅装
置１ｌｌｓ　）　ＶＤＣ２と、信号の合成手段ＳＣ・と
Ｋよ・て構成さ介てゲリ・以下・、同一にして・単位の
′イ、り°ボ／素子仝３は・前方′イ１　’　；ｔ　７
　ＡＪｆ・後シＯ°”′ん”・９変遅１手段ｖ　ＤＣ３
＋　（＝号の合成手段ＳＣ３とによって構成されており
、単位のマイクロホン素子Ａｎは、前方マイクロホンＡ
ｎｆ　＋後方マイクロホンＡｎｒ＋可変遅延以下の記載
において、各単位のマイクロホン素子Ａ１〜Ａｎの個々
のものについて、それぞれのものを区別しないで一般的
に記述するような場合、あるいは各単位のマイクロホン
素子ＡＩ−Ａｎ　（ｚついての共通事項を記述するよう
な場合には、単位のマイクロホン素子Ａ５前方マイクー
ポンＡｆ、後方マイクロホンＡｒ、可変遅延手段（遅延
回路）、　ＶＤＣ１信号の合成手段ＳＣなどのように、
添字１〜ｎを用いない表現方法が使用されろ。 第６図に示す単位のマイクロホン素子Ａにおいて、前方
マイクロホンＡｆと後方マイクロホンＡｒとは、マイク
ロホンアレイ凧におけろ各単位のマイ、： りＯホンＡ、〜Ａｎの配列の方向Ｘ−ＸＫ対して略ｈ［
！　９　ｆ　’６．５１ｉ’ｉｌ　Ｙ　”　Ｙ　Ｑ　Ｆ
ｔ、＄ｖ　ｆ　Ｖａ　”Ｃ’？　６ｅ、１ｆｌｔ　ｉ　
’ｉ、−〇いろものであり、前方マイクロホンＡｆは単
位のマイクロボン素子Ａにおける２個のマイクロホンＡ
ｆ。 Ａｒの内で、マイクロホンアレイ凧の前方１１１］に設
けられているものであり、ま１こ、後方マイクロホンＡ
ｒは前記にに前方マイクロホンＡｆに対して距ＶＩＩｊ
ｄｖだけ後方に配置されているマイクロホンてあって一
可変遅延手段ＶＤＣに工ってＴ１の時間遅延が与えられ
た後方マイクロホンＡｒの出力信号と、前方マイクロホ
ンＡｆの出力信号とが信号の合成手段ＳＣ（例えば減算
器）により合成されて単位のマイクロホン素子Ａの出力
信号として送出されろ。 前記し１こ可変遅延手段ＶＤＣは、それにより単位のマ
イクｏ、ｌ−ン素子Ａにおける後方マイクロホンＡｒの
出力信播に所要の時間遅延Ｔｉを与えること咳よって、
単位のマイクロホン素子ＡＫおけろ無感度の部分を、マ
イクロホン７レイ癌の主ａ−ブと鏡面対称の位置に生じ
させろことができるようにする１こめのものであり一可
変遅延手段ＶＤＣに工って後方マイクロホンＡｒの出力
信号に与えられるべ１□ き時間遅延Ｔｉは、単位のマイクロホン素子Ａにおけろ
前方マイクロホンＡｆと後方マイクロホンＡｒとの距離
なｄｖ、前方マイクロホンＡｆと後方マイクロホンＡｒ
との配列の方向Ｙ−Ｙと、マイクロホン７□　　　　　
　　　　　、 レイＮＩＡの主ａ−ブの方向■／−ＭＬとのなす角をθ
、音速なＣとするときに、次の（２）式で示されるもの
となる。 Ｔｉ　＝　ｄｖｃｏｓθ／Ｃ・・−（２）そして、前記
の（２）式で示されろようなｉ延時間Ｔｉを単位のマイ
クロホン素子Ａにおける後方マイ１□１ り・ポンＡ・の出得帛号に与えろこ、どのできろ可変遅
延手段ＶＤＣが、第２図を参照して既述に１こ遅延回路
と同様な構成原理に従って容易に構成できろことは一既
述した記載内容から容易に類推しうろンころであろう。 第７図は、単位のマイクロホン素子Ａの前方マイクロホ
ンＡｆと後方マイクロホンＡｒとして、図中の点線図示
のようなカーディオイト型の指向特性を有するものが用
いられている場合πおけろ単位のマイクロホン素子Ａの
指向特性が、θの変化ＶＣ対してどのように変わるもの
かを例示しＬ図であって、第７図のａはθ＝０８の場合
、すｔｃわち（テ）式で示される遅延時間Ｔｉが０の場
合の単位のマイクロホン素子Ａの指向特性曲線図であり
、また、第７図のｂはθ＝４５°の場合の単位のマイク
０ホン素子Ａの指向特性曲線図であり、さらに第７図の
Ｃ１：１ はθ＝９０℃場合の単位のマイクロホン素子Ａの指１　
　　　　　　　　′ 面持性曲線図である。 単位の７１りＯホン素子Ａの前方マイクロホンＡｆと後
方マイク０ポンＡｔとしては、それの指向特性がカーデ
ィオイト型のもの、あるいは／−、イパーカーディ寸イ
ト型のものなどのように単一指向性を示でものが用７ら
れ今勇□は望才し１実施の態様であるで：、実施に当−
ではどの工うｆ、ＣａＦｆ　！切符性を有するマイクロ
ホンであっても単位のマイク。 ホン素子におけろ前方マイクロホンＡｆと後方マイク０
ポンと６′こ用いることができる。 第５図中において、マイクロホンアレイ毘の部分に示さ
れているＸ−Ｘ線は、マイクロホンアレイ毘を構成して
いる単位のマイクロホン素子Ａ１〜Ａｎの配列のり向を
示している線であり、また、マイク０．ｌ二ンアレイ凧
の前方の部分に記載されているＯｏの表示は、マイクロ
ホンアレイ毘の前方正面の方向を示しており、さらに、
右９０汲び左９０°の表示は、前記し１こマイクロホン
アレイ毘の前方正面を示すＯｏの方向から、時計まわり
ＩＣ９０汲び反時すまわりＶｃ９０６ｏ）方向を示して
いる。 マイクロホンアレイ毘を構成する各単位のマイクロホン
素子Ａ、’、　Ａ、・・・Ａｎは、同一平面上の一直線
上に各単位のマイクロホン素子が所定の間隔ｄｈを隔て
て配置されるようになされたり、あるいは同一平面上の
円弧上に各単位のマイクロ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、もしくは同一平面上の
折線上に各単位のマイクロホン素子が所定の間隔を隔て
て配置されろようにな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状あるいは折線上に配置され
ろようになされ１こ場合には、マイクロポン７しｒＭＡ
の主０−ブの向きが、；イクニホンアレイ凧の前方１１
面の方向から大きな角度をもつようになされ１こときで
も５高い周波数におけろ指向特住が鋭ろどくなりすぎな
いようにするＴこめに有効である。 各単位のマイクロホン素子の相互の間隔ｄｈは、マイク
ロホンアレイ毘における収音の対象としている周波数範
囲におけろ上限の周汲敬の音波の半波長λ７ｚ’ｖｒ一
対して、ｄｈ＜Ｖ２　　の関係を満足するように定めら
れる。 第５図示の装置におい゛Ｃ１既述のようｌ、【構成を有
する各単位のマイクロボン素子Ａ１〜Ａｎが配列されろ
ことによって構成されているマイクロホンアレイＭＡＫ
おける各単位のマイクロホン素子Ａ、　、　Ａ２・・Ｍ
からの出力信号は、それぞれ対応する切換７、イノチＳ
Ｗ、〜ＳＷｎの可動接点ａに与えられているが、切換ス
イッチＳＷ、＝ＳＷｎの可動接点ａが固定接点を側ある
いは固定接点ｒ側に切換えられるのに伴ｌ、【って、各
単位のマイクロホン素子Ａ４−Ａｎからの出力信号に対
して遅延回路Ｄ１〜Ｄ（ｎ−１）Ｋｊりそれぞれ所定量
の時間遅延が与えられろことにエリ、マイク・□ポン７
レイ凧の空間位置が一定のままで、マイクロホンアレイ
毘の前方ローブの向きは、マイクロホンアレイ毘の前方
の所゛定範囲内で自由に変化されろ。 ところで、−イク・ホンアレイＭＡ’（Ｄ前方・−プの
向きが、マイクロホンアレイ毘の晶方の所定範囲内で自
由に変化され１こ場合には、前方ａ−ブと鏡面対称の位
置に後方０−ブが生じるが、本発明装置においてはマイ
クロホンアレイＷ、の前方ローブと鏡面対称の位置に生
じろ後方ａ−ブが、単位のマイクロホン素子ＡＫよって
収音さ九ることがないように、単位のマイクロホン素子
Ａの無感度の部分をマイクロホンアレイ毘の後方ａ−ブ
の位置と一致させるようにしているのであり、具体的に
は単位のマイクロホン素子Ａにおける可変遅延手段ＶＤ
ＣＫ　、１：って後方マイクロホンＡｒの出力信号に与
えられろ遅延時間Ｔｉを変化させろことに工って単位の
マイクロボン素子Ａの指向特性を可変制御するように、
しているのである。 第５図に示す本発明の一実施態様の指向性マイクロホン
装置において、コントローラα、制御信号発生回路Ｃ８
Ｇ　、遅延回路Ｄ１〜Ｄｆｎ−１）、切換スイッチＳＷ
、〜ＳＷｎ　、線ｔ、　＋　ｔ２１ｚどの構成部分は、
既述しＬ第１図示のマイク０ホノ装置にお（づる構成部
分と同じであり、操作者がコントａ−ラαの可変抵抗器
■の摺動子を調節してマイクロホンアレイ毘の前方ａ−
ブの向きを設定すると、アナ「Ｊグ゛　デジタル変換器
めからは可変抵抗器■の摺動子の位置に応じ１こ罰方Ｏ
−ブ方向指示化号が制御４８号発生回路Ｃ８Ｇ　Ｋ与え
られろ。 制御信号発生回路Ｃ８Ｇでは、第１図示のマイクロポン
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ｍ　ｔ＋を介して切換ス
イッチＳＷ、〜ＳＷｎ、へ与えられ、マＴこ、遅延量制
御信号は線ｔ２を介して遅延回路り、〜Ｄ（ｎ−１）に
与えられる。 既述し１こところから明らかなように、制御信号発生回
路Ｃ８Ｇから発生されん遅延量制御信号は、マイク０７
ｔ、ン７レイ毘の前方Ｏ−ブの向きが、マイクロホシ・
アレイ凧の前方正面ＣＯ°の方面）から時計まわり、ま
ｆこは、反時計まわりＶＣＣ変度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ロホン装置
では、前記の遅延量制御信号かもうているマイクロホン
アレイ滝の前方ａ−ブの角度情報を利用して５単位のマ
イクＱホン素子Ａが所要の指向特性を示すもの、すなわ
ち、前方Ｏ−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工うな状態の指向特性を示す単
位のマイクロホン素子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７レイ鬼の後方ａ−ブけ、１イ
クａホン７レイ凧の前方ａ−ブと鏡面対称の位置に現わ
れることは既述のとおりであるから、遅延量制御ｆ言号
がもっているマイクＣホンアレイ毘の前方０−ブの角度
情報に基づいて、マイクロホンフレイ凧の後方ａ−ブが
生じる位置を予測することは容易であり、まγこ、前記
の後方□−ブが生じろ予測位置に無感度の部分を存する
指向特性を示す単位のマイクロホン素子Ａな実現させろ
のには、単位のマイクＯホレ素子ＡＫおけろ可変遅延手
ｉ　＜ＩＤＣによって、後方マイク０ホンＡｒ（７）出
カイｓ４に交讐口てどれだ１鵡時間遅延Ｔｉを与えれば
よいかも予□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Ｃ８ＧからＩｊ　ｔ２を介して送出さ
れている遅延量制御信号に基づいそ、単位のマイク・ホ
ン素子ＡＶｃおける可変遅延手段？ＶＤＣへ与えるべき
遅延量調節制御信号を作ることは芥易であり、第５図示
の実施例では遅延量調節制御信、。４．、。わ。。、お
い７、鼾、一つ１つ量調節制御信号を発生しこそれを線
ｔ４を介して各単位のマイクロホン素子Ａ、＝　Ａｎに
おけろ可変遅延手段■ＤＣ４〜ＶＤＣｎｉＣ与えるよう
に己ている。 第５図中では出力端子２へ送出されろ出力信号をイクラ
・イサ回路ＥＱｉＣ通すようにしているが、それは、単
位のマイクロホン素子Ａを構成している前方マイクＯホ
ンＡｆと後方□マイク０ホンＡｒとが距離ｄｖだけ隔て
て配置されて□いろことにエリ“、その□２個のマイク
ａホンの出力信号を信号の合成手段ＳＣで減算し１こ場
合におけろ信号の合成手段からの出力４Ｕ号の周汲む特
性は、第８図のａＫ示す工うに低域１／Ｃ１ｉＸｌかっ
てオクターブ６デンベルの割合いでレスポンスが低下し
ているものとなるからであり、出力端子２に送出されろ
出力信号な第８図のＣＫ示すように平坦な周波数特性の
ものとする１こめに、第８図のｂに示すような周波数特
性を有す゛ろイコライザ回路ＥＱを用いていることを示
しているのである。 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フレイ凧の前方ｏ−ブの向
キを、マイクロホンアレイの前方正面（０°方向）から
時計まわり及び反時計まわりにそれぞれ９００の範囲内
で変化させろときに、前方ａ−ブと鏡面対称の位置に生
じる後方ａ−ブの位置に、マイクロボッアレイ滝な構成
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、単位のマイクロポン素子Ａの指向特性を変化
させることにより、マイクロホン７レイＭＡＩＣおける
後方Ｏ−ブが良好に消去されるので、既述し、７：問題
点が解消されろことは明らかて、ｆｈろが、マイクロホ
ン７レイ卑の前方ａ−ブの向、きを、・マイクロホン７
レイ比の前方正・面〔０°の方向）ｌＯＪ）ら時計まわ
りま１こは反時計まわりｖｃ９（１’Ｗ＜土で変え１こ
ときには、マイクロオンアレイ毘の前方１．Ｊ−ブと後
方Ｏ−ブとは重なり合う位置に生じろの・ら２この状態
においても、後方Ｏ−ブが消去されろように、単位のマ
イクロホン素子Ａの指向特性の無感度の部分とマイクａ
ホン７し“イの後方「コープの発生位置とを一致させる
ようにすると、・マイク１ノホン７レイ凧の後方ローブ
とそれに重なっている前方ａ−ブまでが消去されてしま
うこ、とにｌ〔る。 そして、前記のように、マイクロホンアレイＷ。 における前号クープと後方Ｏ−ブとが重なり合って生じ
ている状態におけろ後方Ｏ−ブは前方ｏ　−ブと同じも
のであるから、こめ工うな場合における後方クープは消
去しなくてもよいのである。 それで、マイクロホンアレイＭｋＫおける前方ａ−７，
：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ｖｃ−ｊれぞれ
略々′９０度に近い漬囲に向けら些たときには。 マイクａポンフルイの後方に生じゃ後方ａ−ブが消去さ
れろことがないよう、な遅延量調節制御１３号が遅延量
調節制御信号の発生回路ＤＣＵから発生されろようにす
るのであり、これに、Ｊ：す４、マイクロホンアレイの
前方の１８０度の範囲にわり７．てマイクロホンアレイ
の前方ａ−ブの向きな変化させろことができることにな
る。 （効果） 以」＝、詳ｍＫ説明したところから明らかなように、本
発明の指向性１イク、ａホン装置は、マイクＵ小ソアレ
イの構成に用いられろ単位のマイ、り。 ボン素子として、前後方向に所定の距離ｃｌｖだけ隔て
て配置され１こ前方マイク。ホンと後方マイクロホンと
の２個のマイク０ホンと、前記の後方マーｒりｏホンの
出力信号に対して所要の時間遅延を与える可変遅延手段
と、前方マイク０小ンの出力信号と可変遅延手段からの
出力信号とを合成する信号合成手段／、ｃどを備え１こ
ものを用い、可変遅延手段により後方マイクロホンの出
力、信号に与えろ時間遅延量を変化させろ侶とによって
、単位のマイクロポン素ｆの指向特性を変え、マイクロ
ホン、アレイの前方０−ブの向きがマイ７ａホ／アレイ
の前方の所要範囲にわた。て変えられるのに伴ｔ〔って
、前方ａ−ブと鏡面対称の位置に生じる後方（Ｊ−ブを
、その後方ローブの生じろ位置が単位のマイクロホン素
子におけろ無感度の部分となるように、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って消去させ
ているので、本発明装置によれば既述しムニ従来の問題
点は良好に解消でき、ま１こ、マイクロホン７レイの前
方Ｏ−プの向きがマイクロホンアレイの前方正面（θ°
の方向）から時計まわり、あるい、は反暗君」まわりに
略々９゜度近くとされ１こときには一後方ローブが消去
されないようにして、マイクロホンアレイＭＡＫおげろ
前方Ｏ−ブの向ぎな、マイク□ホンアレイσ？前方１８
０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０ポン装置のズ□ツク図、第２図は遅延
回路の一例構成のもののブ。ツク・図、第３図及び第４
図ならびに第７図は指向特性曲線図、第５し１は本発明
の指向性マイクロホン装置の一実施態様のグｃｌツク図
、第６図は単位のマイクロホン素子のブａツク図、第８
図は周波数特性曲線図である。 Ａ、Ａ、〜Ａｎ・・・単位のマイク０ポン素子、Ａ、ｆ
−Ａｎ’ｆ　＝−前方マイクロホン、Ａ、ｒ−Ａｎｒ　
−＝後方マイクｏ　ホ７、ＶＤＣ、ＶＤＣ，〜ＶＤＣｒ
＋−可変遅延手段。 Ｓ’Ｃ、ＳＣ，＝ＳＣｎ・・・信号の合成手段、ＤＣＵ
・・遅延量調節制御信号の発生回路、Ｃ８Ｇ・・・制御
信号発生回路、ｓｗ、　〜ＳＷｎ−ｍ換スイッチ、Ｄ、
〜Ｄ（ｎ−１）、＝遅延回路、■・・・コントローラ、
ｔ１〜ｔ、・・・線、ＥＱ・・・イコライザ回路 −６４（

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　互いＶＣ所定の距離を隔てて単位のマイクロ、ＩＸ
   ン素子の複数個のものが配列されろことによりて構成さ
   れろマイク−ポンアレイにおけろ個々の単位のマイクロ
   ホン素子として、前記のマイクロホンアレイにおける単
   位のマイクロホン素子のならびの方向に対して略々直交
   する方向に距離ｄｖを隔てて配置された前方マイク０ホ
   ンと後方マイクロホンとの２個のマイク０ホンと、Ｃを
   音速とし、またθを前方マイクロホンと後方々イクａポ
   ンとの配列方向とマイクロホンアレイの主・ｎ−ブの方
   向とのなす角とし１こときに、’Ｎ＝ｄｖｃｏｓθ／Ｃ
   で示される遅延時間Ｔｉを信号に与えろ可変遅延手段と
   、前記した前方マイクロホンからの出力信号と、前記Ｌ
   　ｒｓ可変遅延手段によって時間遅延の与えられ１こ後
   方マイクロホンの出力信号とを合□成する信号合成手段
   とによって構成され友ものを用いるととも：Ｃ１萌配し
   −こ各単位のコ・イクｃｌ　ｌ：　；素イのＩＢ　、ｉ
   ｌ；合成手段から出力されイ）各単位のｖ　（り【）１
   ．ン素子の出刃傷号毎に、それぞれ所定量の１１！ｒ間
   １１Ｙ延か与えろこ七ｔ・ζ工り、マイク０′十ン７レ
   イの空間位置が一焙のままで、−ンイクＵホンノ′しｆ
   ｅこおけろ前方Ｏ−ブの向きを、マ・イクｕ７ｊンシ′
   １／イの前方の所定範囲内で自由に変化てきろよう＆Ｃ
   −ｔ　Ｚ）手段と、前記し１こマイクａ、ｔン７レイの
   前方＋５−ブの向きの変化と対応して、マイクロホンア
   レイの後方に生じる後方ローブの発生位置が、前記した
   １４位のマイクロホン素子におけろ無感度の領域□と□
   なされろように、前記し１こ各単位のマイク−ホン素子
   における可変遅延手段による後方マイクＯホ／の出力信
   号に与える時間遅延量を可変する手段とを備えてなる□
   指向性マイクａホン装置２、互いに所楚の距離を隔てて
   単位のマイク−ホン素子の複数個のものが配列されるこ
   とに、ｌ：うて構成されろマイクロホンアレイに、！、
   −ける個々の単位のマイクロホン素子として、前記のマ
   イク０′十ン７レイにおける単位のマイクロホン素子の
   にらひの方向に対して略々直交する方向に距離ｄ、、４
   ′隔てて配置され１こ前方マイクｏｖｊ−ンと後方マ・
   イ・り冒Ｃコホンとの２個のマでりＣホンと、、０ｇ音
   速、午、シトま１こ０を前方マイクロホンと後方づイタ
   ０ホンとの配列方（１１とマイフ：ｏ７１−、／アレイ
   の主・フープの方向とのなす角とし１こときに、′Ｉ″
   １＝ｄｖｃｏｓＯ／／ｃで示される遅延時間Ｔｉを信号
   に与える可変遅延手段と、前記した前方マイクＯホ／か
   らの出力信号と、前記し１こ可変遅延手段に工っ又時間
   遅延の与えられ１こ後方マイクロボンの出力偉号とを合
   成する信号合成手段とによって構成されたものを用いろ
   とと本に、前記しＴこ各単位・の→イタＯホン素子の信
   号合成手段から出力される各単位のマイクロホン素子の
   出力信号毎に、それぞれ所定量あ時間遅延を与えろこと
   により、４イクＯホンアＬ・イの空間位置が一定のまま
   で、マイクロホンア１、・イにおけろ前方ａ−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
   び反時計まわりにそれぞれ略々９０度の範囲内において
   自由に変化できろようにする手段と、前記し１こマイク
   。ホンアレ・ｒの前方ａ−ブの向きの変化と対応して、
   −１・イク′　０ポジ′７レイの後方に生じろ後方ａ−
   ブの内て、・１ゼイクＯホン７レイの前方Ｏ−ブがマイ
   クロホン７レイの正面の方向から時ｉ′ｌ！ｌ：わり及
   び反時椙ま１わ、りにそれぞれ略々９０度に近い範囲に
   ｌｉ’ｉ１．、”ｌ十られホン素子における無感度の領
   域となされるように、・前記・・ヒ１こ各単位のマイク
   ロホン素子におけろ可変遅延手段による後方マイクロホ
   ンの出力信号に与える時間遅延量を可変する手段とを備
   えてなる指向性マイクロホン装置