JPS6172500A - 電気音響変換装置 - Google Patents

電気音響変換装置

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JPS6172500A
JPS6172500A JP19394584A JP19394584A JPS6172500A JP S6172500 A JPS6172500 A JP S6172500A JP 19394584 A JP19394584 A JP 19394584A JP 19394584 A JP19394584 A JP 19394584A JP S6172500 A JPS6172500 A JP S6172500A
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circumference
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Yutaka Ichinose
一ノ瀬 裕
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    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R3/00Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R3/005Circuits for transducers, loudspeakers or microphones for combining the signals of two or more microphones
    • HELECTRICITY
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    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2201/00Details of transducers, loudspeakers or microphones covered by H04R1/00 but not provided for in any of its subgroups
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    • HELECTRICITY
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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、複数のマイクロホン素子を用い、総合的に特
定方向かつドーナツ状の指向特性を得る電気音響変換装
置に関するものである。
〔従来の技術〕
か\る装置は、大規模な円卓状会議、座談会、または、
通信回線を介する相手側との同様な会議または座談会等
において、各参会者の発声を集音して増幅のうえ、天井
等のスピーカから放声し、あるいは、通信回線を介する
相手側の発声を同様のスピーカから放声すると共に、各
参会者の発声を相手側へ送信する場合等に用いられてお
り、従来は、米国特許第4311874号、および1本
出願人の別途出願による「集音装置」(特願昭58−1
97521 )等の手段が提案されている。
すなわち、前者においては、数10個の無指向性マイク
ロホンを直線状に配列し、水平面内において無指向性、
垂直面内においてはドーナツ状の指向特性を得ており、
後者においては、円の中心に1個のマイクロホン素子を
配置すると共に、円の円周上へ等間隔により4個のマイ
クロホン素子を配置し、中心のマイクロホン素子出力に
対し4の相対的利得を与える一方、円周上の各マイクロ
ホン素子出力に対し1の相対的利得を与えかつ位相反転
を与えたうえ、これらの各出力を加算し、ドーナツ状の
指向特性を得ている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかし、前者においては、マイクロホン数が多く、これ
に応じて増幅器等の周辺機器数も増加し、利得調整等が
面倒になると共に、各マイクロホン、4      に
同等の特性を揃えるのが困難になる等の問題を生じてお
り、後者においては、中心のマイクロホン系と円周上の
マイクロホン系との利得差が4=1となり、中心のマイ
クロホン系の利得変動が大きく影響し、全般的に指向特
性が不安定となる問題を生じている。
本発明は、従来のか\る欠点を根本的に解決する目的を
有し、マイクロホン素子(以下、素子)数が少なく、か
つ、指向特性の安定な電気音響変換装置を提供するもの
である。
〔問題点を解決するための手段〕
このため、本発明はつぎの手段により構成されるものと
なっている。
すなわち、第1発明は、円の中心に配置した1個の素子
と、円の円周上へ等間隔により配置した少くとも3個の
素子と、中心の素子出力に対し1の相対的利得を与える
回路と、円周上の素子数をnとしたときこの各素子出力
に対し1/nの相対的利得を与えかつ相対的位相反転を
与える回路と、これら各回路の各出力を加算する加算器
とにより構成したものでめる。
また、第2発明は、内方円の円周上へ等間隔により配置
した少くとも3個の素子と、内方円と同心円状かつ内方
円よシ大きな直径を有する外方臼の円周上へ等間隔によ
り配置した少くとも3個の素子と、内方円の素子数をm
としたときこれらの各素子出力に対し1/rnの相対的
利得を与える回路と、外方臼の素子数をnとしたときこ
れら各素子出力に対し1/nの相対的利得を与えかつ相
対的位相反転を与える回路と、これら各回路の各出力を
加算する加算器とにより構成したものである。
〔作用〕
したがって、加算器により各素子の出力が各々所定の比
率および位相関係により合成され、円周を含む平面に沿
った方向を主な指向方向とするドーナツ状の指向特性が
得られる。
〔実施例〕
以下、実施例を示す図によって本発明の詳細な説明する
第1図は、第1発明と対応する構成図であり、円の中心
に1個の素子1゜を配置すると共に、点線により示す円
の円周上とn個の素子1□〜1nを互に360/nの相
対角度により等間隔として配置し、素子1゜の出力は増
幅器2゜を介し、素子11〜1t1の各出力は各々増幅
器2□〜2nを介し、加算器3において加算している一
方、円周を含む平面に対し垂直方向かつ素子1゜の上方
にスピーカ5を設けて1)、加算器3の出力が図上省略
した増幅系を介してスピーカ5を駆動するものとなって
いる。
第2図は、第1図の構成による動作原理を一般的に説明
するための図で、1)、素子1゜と素子1□〜1nとの
距離をd、スピーカ5による音源点Sと素子1゜との距
離をro、音源点Sと円周を含む平面との垂直距離をr
工、音源点Sと円周上の素子11との距離をri、円周
を含む平面上における素子1Gと素子1□とを結ぶ直線
と、素子1oと音源点Sの直下とを結ぶ直線との角度を
θ、素子1゜と音源点Sとを結ぶ直線と、円周を含む平
面との角度をφ、素子1□〜1nの数をnとすれば、次
式が得られる。
r4 = rg(1−2−cmφ。
O ■ ・・・・(1) こ\において、増幅器2゜の利得を増幅器2□〜2nに
対し相対的に1とし、これに対し相対的に増幅器2、〜
ハの利得を1/nとし、かつ、入力と出力との間におい
て増幅器2゜に対し相対的に位相反転を行なうものとす
れば、加算器3の合成出力電圧Eと、素子1゜の出力電
圧E。との比は次式により示嘔れる。
たyし、kは音源点Sから放出ぜれる音響波の波長によ
って定まる波長定数である。
また、(d/r6)<1、k−d(1とすれば、次式%
式% であるため、次式が得られる。
したがって、θに無関係となり、円周を含む平面の方向
に対しては無指向性でありながら、この平面と直交する
方向に対しては指向性を有する特性の第3図に示すドー
ナツ状指向特性が得られ、例えば、d=6crn、 r
=1m、 n=3としたとき、音源点Sからの音響周波
数0.5 、1 、2 、3 IQ(Lの各々に応じ、
第4図乃至第7図に示す指向特性を呈する。
なお、第3図乃至第7図において、φは第2図のφと同
一であり、最外側の円がOdB 、これにつぐ内側円が
一10dB、最内側の円が一20dBのピックアップ感
度を各々示している。
たソし、音響周波数が低下すると、0.バーの第4図に
示すとおり、φ=±90方向の感度低下量が相対的に減
少し、これが約13dBとなるが、これの対策としては
、音源点Sからの音響波が各素子1゜、1□〜1nに対
し同位相により入射するものとすればよい。
第8図は、音源点Sと各素子1゜、11〜1tlとの距
離を等しくした場合の側断面図であり、第1図と同様の
関係としたうえ、素子1゜を円周を含む平面から音源点
Sと反対方向へ距離d。だけ離間して・設け、doを do :(ro” + d” )l  rQ   ++
++ (91として定めれば、音源点Sからの音響波が
各素子1g e 11 〜1nへ同位相により入射する
したがって、上述と同様の条件かつd。=1.3鴎とし
たとき、計算によって求めた指向特性は第9図に示すも
のとなシ、φ=+90方向において感度低下量が大きく
、φ=−90方向において感度低下量の少ないや\ハー
ト形のドーナツ状指向特性が得られる。
また、第8図の関係とする代りに第10図のとおり、素
子1゜の出力側へ遅延回路4を挿入し、音速をCとした
ときd0/Cに相当する遅延を与えれば、第11図の指
向特性が得られる。
第12図は、第2発明と対応する構成図であり、点線の
小円により示す内方円の円周上へ、素子数mの素子6□
〜6mを360 /mの相対角度により等間隔として配
置すると共に、これと同心円状かっ内方円より大きな直
径を有する点線の大円により示す外方円の円周上へ、素
子数nの素子11〜1nを同様に配置し、素子1.〜1
nの各出力を増幅器71〜Tnを介して加算器4へ与え
ると共に、素子61〜6mの各中力を増幅器8□〜8m
を介して加算器4へ与えており、増幅器81−一と71
〜7nとの各利得を相対的にl/lと1/1Nとして定
め、かつ、増幅器71−7nにおいては入力に対し出力
の位相を増幅器al−幅に対し相対的に反転するものと
している。
このため、各素子1□〜In + 61〜6mの配置を
同一平面とすれば、第1図と同様の結果が得られ、4 
     ると共に・第”図に比し中心側0素子数が単
一1なく、各素子の特性偏差による影響が軽減てれ、か
つ、m=nとすれば、増幅器11〜1つ、8□〜゛〜1
の利得が等しく、これらに同一のものを使用することか
できるものとなる。
なお、位相反転は、入力または出力の布線極性を反対と
すればよいため、特に増幅器の設計および製作上は格別
の留意を払わすともよいと共に、増幅器2゜または81
〜aIn側において位相反転を行なっても同様でろる。
また、第12図に対し、第8図または第10図と同様の
手法を適用しても同様である。
したがって、各素子の配置平面を会議卓等の卓面と平行
に設定し、φ=±90 の方向へスピーカ5を設ければ
、スピーカ5からの放声が加算器3の出力に現われず、
ハウリングを生ずるおそれが阻止されると共に、周囲方
向からの音声は無指向性により良好にピックアップされ
る。
たソし、各素子の配置平面を発声者の頭部と同一高とす
れば、音声のピックアップ上好適であると共に、卓上面
に生ずる打音等の雑音をピックアップせず、信号対雑音
比が向上する。
なお、これと同等の効果は第9図の指向特性によっても
得ることができると共に、単一指向性の素子を用い、こ
れらを上方へ向けて配置することによっても得られる。
このほか、各素子の出力に対し、所定の利得および位相
反転を与えるには、増幅器の利得および入出力位相を設
定するのみならず、減衰器の挿入または位相反転回路の
挿入を行なってもよく、加算器4の内部へこれらの機能
を一括しても同様であり、中心または内方側の素子出力
と外方側の素子出力とを各個に加算し、各加算出力の各
々へ共通の利得設定回路および位相反転回路を挿入のう
え、更に加算を行なってもよい。
また、円周上の素子数は、各方向からの音声を均等にピ
ックアップする目的上、少くとも3個であればよいと共
に、各菓子としては音響を電気信号へ変換する単独素子
、または、完成品としてのマイクロホン等を用いればよ
く、これらを各個に配置し、あるいは、同−筐体中へ収
容しても同様である等、種々の変形が自在である。
〔発明の効果〕
以上の説明により明らかなとおり本発明によれば、円周
上の素子数が少なく、中心側のマイクロホン系と円周上
のマイクロホン系との利得差が減少すると共に、安定な
ドーナツ状の指向特性が得られるため、特に音声スイッ
チまたはVODA8等を用いることなく、マイクαホン
およびスピーカによる拡声会議または座談会等がハクリ
ングを生ぜずに実現し、か\る用途の集音上顕著な効果
が得られる。  。
【図面の簡単な説明】
図は本発明の実施例を示し、第1図は第1発明と対応す
る構成図、第2図は原理説明用の図、第3図乃至第7図
は指向特性を示す図、第8図は他の実施例を示す側面図
、第9図は第8図による指向特性を示す図、第1O図は
他の実施例を示す構成図、第11図は第1O図による指
向特性を示す図、第12図は第2発明と対応する構成図
である。 i、 + 11〜In、 1.、11i r 21〜2
nl・・・・素子(マイクロホン素子)、28.2□〜
2n+ 71〜7njl、8□〜8n□ ・・・・増幅
器、3・・・・加算器。 第1図 第2図 第3図 第4図 90″ −90” 第5図 90’ 第6図 90e′ 第7図 90゜ 第9図    、。・ 第1O図 第11図 90’ −90゜

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)円の中心に配置した1個のマイクロホン素子と、
    前記円の円周上へ等間隔により配置した少くとも3個の
    マイクロホン素子と、前記中心のマイクロホン素子出力
    に対し1の相対的利得を与える回路と、前記円周上のマ
    イクロホン素子数をnとしたとき該各マイクロホン素子
    出力に対し1/nの相対的利得を与えかつ相対的位相反
    転を与える回路と、これら各回路の各出力を加算する加
    算器とを備えたことを特徴とする電気音響変換装置。
  2. (2)内方円の円周上へ等間隔により配置した少くとも
    3個のマイクロホン素子と、前記内方円と同心円状かつ
    該内方円より大きな直径を有する外方円の円周上へ等間
    隔により配置した少くとも3個のマイクロホン素子と、
    前記内方円のマイクロホン素子数をmとしたとき該各マ
    イクロホン素子出力に対し1/mの相対的利得を与える
    回路と、前記外方円のマイクロホン素子数をnとしたと
    き該各マイクロホン素子出力に対し1/nの相対的利得
    を与えかつ相対的位相反転を与える回路と、これら各回
    路の各出力を加算する加算器とを備えたことを特徴とす
    る電気音響変換装置。
JP19394584A 1984-09-18 1984-09-18 電気音響変換装置 Expired - Lifetime JPH0763199B2 (ja)

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JPS6172500A true JPS6172500A (ja) 1986-04-14
JPH0763199B2 JPH0763199B2 (ja) 1995-07-05

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JP19394584A Expired - Lifetime JPH0763199B2 (ja) 1984-09-18 1984-09-18 電気音響変換装置

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004107805A1 (en) * 2003-05-30 2004-12-09 Flux Research Pty Limited Sound capture apparatus
US9129611B2 (en) 2011-12-28 2015-09-08 Fuji Xerox Co., Ltd. Voice analyzer and voice analysis system
US9153244B2 (en) 2011-12-26 2015-10-06 Fuji Xerox Co., Ltd. Voice analyzer
WO2022078791A1 (en) * 2020-10-13 2022-04-21 Ask Industries Societa' Per Azioni Microphone unit, microphone meta-array and network with microphone meta-array

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