KR930001076B1 - 어레이 마이크로폰 - Google Patents

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KR930001076B1 KR1019900001298A KR900001298A KR930001076B1 KR 930001076 B1 KR930001076 B1 KR 930001076B1 KR 1019900001298 A KR1019900001298 A KR 1019900001298A KR 900001298 A KR900001298 A KR 900001298A KR 930001076 B1 KR930001076 B1 KR 930001076B1
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히로끼 후루까와
사또르 이바라끼
미찌오 마쯔모도
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마쯔시다덴기산교 가부시기가이샤
다니이 아끼오
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Abstract

내용 없음.

Description

어레이 마이크로폰
제1도는 본 발명의 제1실시예에 관한 어레이마이크로폰을 도시한 개략도.
제2도는 본 발명의 제1실시예에 관한 어레이마이크로폰을 지향특성을 타나내는 다이어그램.
제3도는 본 발명의 제2실시예에 관한 어레이마이크로폰을 도시한 개략도.
제4도는 본 발명의 제2실시예에 관한 어레이마이크로폰의 지향특성을 나타내는 다이어그램.
제5도는 본 발명의 제3실시예에 관한 어레이마이크로폰을 도시한 개략도.
제6도는 본 발명의 제4실시예에 관한 어레이마이크로폰을 도시한 개략도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1,11,21 : 마이크로폰어레이 2 : 애널로그/디지탈변환회로
3 : 2차원필터 1,18 : 디지틀/에널로그변환회로
6 : 팬필터계수변경회로 7 : 샘플링주파수제어회로
12 : 제1애널로그/디지틀변환회로 14 : 제1의 2차 원필터
15 : 제1대역제한필터 16 : 지연회로
17 : 제3가산회로 22 : 제2의 애널로그/디지틀변환회로
23 : 다운샘플링회로 24 : 제2의 2차원필터
25 : 엄샘플링회로 26 : 제2대역제한필터
51∼56,151∼151,251∼255 : 무지향성 마이크로폰유닛
61∼63,161∼165,261∼265 : FIR필터 71,72,73,74 : 가산회로
171 : 1가산회로 172 : 제2가산회로
본 발명은 마이크로폰어레이를 형성하도록 배열된 복수의 마이크로폰유닛을 가지는 어레이마이크로폰에 관한 것이다.
지향특성이 향상된 어레이마이크로폰은, 높은 S/N비를 가지도록 원격의 녹음을 행하고, 또한 음향의 피드백을 억제하거나 확성기시스템에 의해 발생되는 하율효과 (howl effect)를 제거하기 위하여 널리 사용되어 왔다.
이러한 공지의 어레이마이크로폰은, 복수의 마이크로폰유닛을 배열한 마이크로폰어레이와, 각 마이크로폰유닛의 출력신호를 지연시키는 복수의 지연회로와, 각 마이크로폰유닛의 출력을 웨이팅(weighting)하는 복수의 신호증폭기회로와, 증폭기회로의 출력을 합산하는 가산기회로를 구비하고 있다.
종래기술의 어레이마이크로폰에 있어서는, 녹음의 방향이 지연회로에 의해 제어되고, 각 마이크로폰장치의 출력은 대응하는 신호증폭기회로에 의해 웨이팅된다. 이것은 메인로브(lobe)가 소정의 방향으로 되도록 지향특서을 제어하는 공간필터로 작용한다.
이러한 종류의 방향특성은 주파수 의존성을 가진다. 즉, 주파수가 높으면 방향특성이 급준성을 가지게 된다. 따라서, 녹음하는 동안 스피커가 조금만 이동하여도 음질이 크게 변하는 단점이 있다. 스피커가 이동한 상태에서 녹음을 하는 종래의 방법으로서는, 다른 방향으로 배향하고 있는 복수의 라인마이크로폰을 스피커의 이동상태에 따라서 선택적으로 절환하거나, 각 라인마이크로폰의 방향을 기계적으로 제어하였다. 그러나, 이러한 방법은 규모가 크고 복잡한 하아드웨어를 필요로하기 때문에 실용성이 적다. 한편, 종래의 지향성 마이크로폰은 특정한 용도를 위한 소정의 지향특성을 가지도록 조정가능한 고정된 지향특성을 가지고 있기 때문에, 단방향 형태, 양방향 형태등을 포함하는 상이한 형태를 조합해서 사용하여야 한다.
본 발명의 목적은 녹음영역의 범위내에서 스피커가 이동되어도 음질 및 레벨의 변화를 가져오지 않도록, 주파수의 의존성이 없고, 소정의 사용목적에 따라 가변시킬 수 있는 개선된 지향특성을 가지는 어레이마이크로폰을 제공하는데 있다. 상기 지향특성에 있어서, “녹음영역”은 최대 감도를 포함하는 고감도가 얻어지는 특정한 각도의 범위로 형성된다. “사각영역”은 녹음영역에 비해 상대적으로 감도가 낮은 각도의 범위로 형성된다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 관한 어레이마이크로폰은, 복수의 마이크로폰유닛을 배열한 마이크로폰어레이와, 마이크로폰어레이의 출력신호를 공간 및 시간필터링을 동시에 행사는 2차원필터를 결합하여 구비하고 있다. 바람직하게는, 2차원필터는 디지털필터이다. 또한, 본 발명에 관한 어레이마이크로폰은, 2차원필터의 필터계수를 변경시키는 계수변경회로와, 2차원필터의 샘플링 주파수를 변경시키는 샘플링 주파수제어회로를 부가하여 구비하고 있다.
따라서, 마이크로폰어레이의 신호출력의 시간변호에 관계되는 시간축상에서, 그리고 마이크로폰어레이의 신호출력의 공간변화에 관계되는 공간축을 따라서 2차원의 신호처리를 행할 수 있다. 결과적으로, 본 발명에 관한 어레이마이크로폰은 주파수 의존성이 없는 개선된 지향특성을 가지기 때문에, 녹음영역의 범위내에서 스피커가 이동되어도 음질 및 레벨의 변화가 발생하지 않는다. 또한 2차원 필터의 필터계수를 변경시킴으로써 지향특성을 양호한 상태로 변경시킬 수 있다. 또한, 샘플링주파수를 변경시킴으로써 녹음영역을 변경시킬 수 있다. 동작에 관하여 상세하게 이하 설명한다.
마이크로폰어레이의 배열방향이 마이크로폰어레이의 출력에 있어서의 시간 및 공간의 변화에 대해서 시간 주파수(f1)의 축과 공간주파수(f2)의 축이 서로 수직으로 교차하도록 형성하는 2차원의 주파수평면상에서 θ=0°로 가정하면, 마이크로폰어레이에 의해서 검출되는 음파의 주파수 스펙트럼은 다음과 같이 나타낸다.
f2=f1·d·cos(θ)/(T·C) (1)
여기서, T는 샘플링의 사이클주기이고, d는 두 개의 인접한 마이크로폰유닛 사이의 거리이고, C는 음속이다.
2차원필터(예를들면, K. L. Pecock씨에 의해서 IEEE Trans. Accoust., Spe ech ＆ Signal Process., ASSP-30, 1, pp. 52-60 in Feb., 1982에 개시된 “지진데이터처리에 관한 이산속도필터의 실용적인 설계”에 기재되어 있는 팬필터(fan fi lter))는, 다음의 식(2)에 의해 표현되는 통과영역을 가지거나 다음의 식(3) 내지 식(7)로 표현되는 통과영역중 어느하나를 가진다.
│f2│〈 │f1│ (2)
│f2│ 〉│f1│ (3)
│f2│ 〉│f1│ 및 f1×f2 〉0 (4)
│f2│ 〉│f1│ 및 f1×f2 〉0 (5)
│f2│ 〉│f1│ 및 f1×f2 〉0 (6)
│f2│ 〉│f1│ 및 f1×f2 〉0 (7)
다음 식(8) 내지 식(13)으로 표현되는 녹음의 영역은 식(2) 내지 식(7)에 방정식(1)을 각각 적용해서 얻을 수 있다.
90°-cos-1(T·c/d)≤θ≤90°+cos-1(T·c/d)
270°-cos-1(T·c/d)≤θ≤270°+cos-1(T·c/d) (8)
-cos-1(T·c/d)≤θ≤90°+cos-1(T·c/d)
180°-cos-1(T·c/d)≤θ≤180°+cos-1(T·c/d) (9)
-cos-1(T·c/d)≤θ≤90°+cos-1(T·c/d) (10)
180°-cos-1(T·c/d)≤θ≤180°+cos-1(T·c/d) (11)
cos-1(T·c/d)≤θ≤90°
270°≤θ≤360°+cos-1(T·c/d) (12)
90°≤θ≤cos-1(T·c/d)
180°-cos-1(T·c/d)≤θ≤270° (13)
상기 식(8) 내지 식(13)은 주파수에 대응하는 변수를 포함하지 않기 때문에 주파수 의존성이 없는 지향특성이 확립된다. 식(8) 내지 식(13)은 계수변경 회로에 의하여 2차원필터계수를 변경시키므로써 얻을 수 있는 지향특성의 예를 나타낸다. 또한, 샘플링주파수제어회로에 의하여 샘플링주파수 fs(=17/T)를 변경시켜서, 녹음의 영역을 변경시킬 수 있다는 것은 식(8) 내지 식(13)으로부터 자명하다.
본 발명에 따르면, 상술한 바와같이, 복수의 마이크로폰유닛을 배열한 마이크로폰어레이와, 마이크로폰어레이의 출력신호를 공간 및 시간필터링을 동시에 행하는 2차원필터를 결합하여 제공함으로써 주파수 의존성이 없고 녹음영역의 범위내에서 스피커가 이동하여도 음질 및 레벨에 변화가 없는 개선된 지향특성을 얻을수 있다. 바람직하게는, 2차원필터는 디지틀필터이다. 또한, 2차원필터의 필터계수를 변경시키는 계수변경 회로와, 2차원필터에 샘플링주파수를 변경시키는 샘플링주파수제어회로를 부가하므로써, 지향특성을 임의로 변경시킬 수 있다.
이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 제1실시예에 관한 어레이마이크로폰의 구성을 이하 설명한다. 제1도는 제1실시예에 따른 어레이마이크로폰을 나타내고, (51) ∼ (55)는 무지향성 마이크로폰유닛이다. 무지향성 마이크로유닛(51)∼(55)은 직선상으로 배열되어 마이크로폰어레이(1)를 구성한다. (2)는 마이크로폰어레이(1)내의 각 무지향성 마이크로폰유닛(51)∼(55)으로부터의 애널로그신호를 디지틀신호로 변환사는 애널로그/디지틀변환회로이고, 이 애널로그/디지틀변환회로(2)는, 대응하는 마이크로폰유닛의 출력신호로부터 고주파성분을 제거하는 복수의 저역필터(LPF)와, 각각의 LPF의 출력을 디지틀신호로 변환시키는 애널로그/디지틀변화기(A/D)로 구성된다. (6 1)∼ (65)는 FIR필터이고, (71)은 가산회로이다. 2차원필터(3)는, 애널로그/디지틀변환회로 (2)로부터의 출력신호를 수신하는 FIR필터(61)∼(65)와, FIR필터(61)∼( 65)로부터의 출력신호를 가산하여 합성디지틀신호를 얻는 가산기회로(71)로 구성된다. (4)는 2차원필터(3)로부터의 디지틀신호를 애널로그신호로 변환하여 단자(5)로 출력되는 디지틀/애널로그변환회로이다. 또한, 2차원필터(3)의 필터계수를 변경시키는 팬필터계수변경회로(6)와, 애널로그/디지틀변환회로(2), 2차원필터(3) 및 디지틀 /애널로그변환회로 (4)등의 샘플링주파수를 변경하는 샘플링주파수제어회로(7)를 구비하고 있다.
다음, 상기 구성을 가지는 어레이마이크로폰의 동작에 관하여 설명한다. 마이크로폰어레이(1)에 의해서 검출된 음파는 마이크로폰어레이(1)의 무지향성 마이크로폰유닛(51)∼(55)에 의해 전기신호로 변환되어 애널로그/디지틀변환회로(2)로 전송된다.
마이크로폰어레이(1)로부터의 애널로그신호는 애널로그/디지틀변환회로(2)에 의해 디지틀신호로 변환하여 2차원필터(3)에 순차적으로 전송된다. 애널로그/디지틀변환회로(2)로부터의 디지틀신호는 2차원필터에 의해 공간 및 시간필터링을 동시에 행하고, 이 필터링된 디지틀신호는 디지틀/애널로그변환회로(4)에 전송된다. 2차원필터(3)로부터의 디지틀출력은 디지틀/애널로그변환회로(4)에 의해 애널로그신호로 변환된다. 팬필터 계수변경회로(6)는, 2차원필터(3)의 필터계수를 변경하여 어레이마이크로폰의 지향특성을 변경하도록 배치되어 있다. 샘플링주파수제어회로(7)는 애널로그/디지틀변환회로(2), 2차원필터(3) 및 디지틀/애널로그변환회로(4)등의 샘플링주파수를 변경하여 녹음영역의 범위를 변경하도록 배치되어 있다. 제2도는 마이크로폰의 지향특성과, 샘플링주파수제어회로(7)에 의해 변경되는 샘플링주파수와, 팬필터계수변경회로(6)로부터 2차원필터(3)에 공급되는 2차원필터계수의 사용에 의한 2차원필터의 진폭주파수 응답사이의 관계를 도시하고 있다.
실시예의 마이크로폰어레이(1)는 직선상에 등간격으로 배열된 무지향성 마이크로폰유닛으로 구성되어 있지만, 복수의 지향성 마이크로폰유닛으로 구성하여도 된다.
따라서, 마이크로폰유닛을 배열한 마이크로폰어레이와, 이 마이크로폰유닛의 출력신호를 애너로그/디지틀 변환회로를 통해서 입력신호를 수신하여 공간 및 시간 필터링을 동시에 행사는 2차원필터로 구성된 배열을 하므로써, 주파수 의존성이 없고, 스피커가 녹음영역의 범위내에서 이동하여도 음질과 레벨의 변화가 없는 개선된 지향특성을 제공할 수 있다. 바람직하게는, 2차원필터는 디지틀필터이다. 또한, 2차원필터의 필터계수를 변경시키는 팬필터계수변경회로와, 2차원필터의 샘플링주파수를 변경시키는 샘플링주파수제어회로를 부가하여 배열하므로써, 사용목적에 알맞에 지향특성을 변화시킬 수 있다.
이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 제2실시예에 관한 어레이마이크로폰의 구성을 이하 설명한다. 제3도는 제2실시예에 따른 어레이마이크로폰을 나타내고, (51)∼ (55)는 직선상에 등간격으로 배열된 기수개의 무지향성 마이크로폰장치이다. (72)는 2개의 무지향성 마이크로폰유잇(51)∼(55)의 출력을 가산하는 가산회로이다. 마찬가지로, 2개의 무지향성 마이크로폰유닛(52),(55)의 출력을 가산하기 위하여 다른 가산회로(73)가 설치되어 있다. 무지향성 마이크로폰유닛(51)∼(55)과 2개의 가산회로 (72),(73)가 결합해서 마이크로폰어레이(1)를 구성하고, 이 마이크로폰어레이(1)는 가산회로(72),(73) 및 무지향성 마이크로폰장치(53)로부터 각각 출력을 전송한다. 또한 마이크로폰어레이(1)로부터의 애널로그 출력을 디지틀신호로 변환하는 애널로그/디지틀변환회로(2)가 형성되어 있다. 그리고, 2차원필터(3)를 구성하는 FIR필터(61)∼ (63)와 가산회로(7)가 형성되어 있다. 따라서, 애널로그/디지틀변환회로(2)로부터의 디지틀출력이 FIR필터(61)∼(63)에 공급된다. FIR로부터 필터링된 출력은 가산회로 (71)에 의해 가산된다. 다음에, 2차원필터(3)로부터의 디지틀출력은 디지틀/애널로그변환회로(4)에 의해 애널로그신호로 다시 변환되어 단자(5)로부터 출력된다.
이하, 상술한 구성을 가지는 어레이마이크로폰에 대한 동작을 설명한다. 동작 원리는 제1실시예와 동일하고, 제4도(b)에 도시한 바와같은 특정한 지향특성은 제2실시예에 의해서 더욱 간단한 방법으로 얻을 수 있다.
제4도(a)는 제4도(b)의 특성에 대응하는 2차원필터의 진폭주파수 응답의 크기를 나타내고 있다. 그런데, 제1실시에에서 상기 진폭주파수 응답의 크기를 얻기 위해서는 FIR필터(61),(64)는 필터계수가 동일하여야 하고, 또한 FIR필터(62)(64)도 필터계수가 동일하여야 한다. 따라서 애널로그/디티틀변환회로(2), 2차원필터(3) 및 디지틀/애널로그변환회로(4)에 의한 제1실시예와 동일한 처리를 행하기전에, 무지향성 마이크로폰장치(51),(55)로부터의 출력을 가산회로(72)에 의해서 가산하고, 또한 무지향성 마이크로폰장치(52),(54)로부터의 출력을 가산회로(73)에 의해서 가산함으로써, 제2실시예에서 마이크로폰어레이의 지향 특성이 개선될 수 있다.
제2실시예에 따르면, 제1실시예의 마이크로폰어레이(1)는, 직선상으로 배열된 기수 n개의 마이크로폰유닛과, 제i의 마이크로폰유닛의 출력신호와 제(n-i+1)의 출력신호르 입력하여 가산하는 가산회로가 조합한 구성으로 변경되어 있다(단1≤i≤(n-1)/2). 이것은, 전체회로시스템의 사이즈를 출소시킬 수 있고, 주파수 의존성이 없는 개선된 지향특성을 가지고, 녹음영역의 범위내에서 스피커를 이동하여도 음질 및 레벨의 변동이 발생하지 않는다.
본 발명이 제3실시예의 어레이마이크로폰의 구성에 관하여 첨부도면을 참조하면서 설명한다. 제5도는 제3실시예에 따른 어레이마이크로폰을 도시하고 있고, 제2실시예의 마이크로폰어레이(1)에 대한 구성만이 변경되어 있고, 기타 구성은 제2실시예와 마찬가지이다. (51)∼(56)은 직선상에 등간격으로 배열된 우수개의 무지향성 마이크로폰유닛이다. (72)는 2개의 무지향성 마이크로폰유잇(51),(56)의 출력을 가산하는 가산회로이도, 또한 2개의 무지향성 마이크로폰유닛(52)(55), (53)(54)의 출력을 각각 가산하기 위한 한쌍의 가산회로(73),(74)를 구비하고 있다.
무지향성 마이크로폰유닛(51)∼(56)가 가산회로(72),(73),(74)가 결합해서 마이크로폰어레이(1)를 구성하고, 이 마이크로폰어레이(1)는 가산회로(72),(73),(7 4)로부터 각각 출력을 전송한다.
상술한 구성의 어레이마이크로폰에 대한 동작을 설명한다. 마이크로폰어레이 (1)에 있어서, 무지향성 마이크폰유닛(51),(56)의 출력은 가산회로(72)에 의해 가산되고, 무지향성 마이크로폰유닛(52),(55)의 출력은 가산회로(73)에 의해 가산되고, 무지향성 마이크로폰유닛(53),(54)의 출력은 가산회로(74)에 의해 가산된다. 에널로그/디지틀변환회로(2), 2차원필터(3) 및 디지틀애널로그변환회로(4)에 의한 처리는 제1실시예와 동일하게 처리되어 마이크로폰어레이의 동일한 지향특성을 제공한다.
제3실시예에 따르면, 제1실시예의 마이크로폰어레이(1)는, 직선상으로 배열된 기수 n개의 마이크로폰 유닛과, 제i의 마이크로폰유닛의 출력신호와 제(n-i+1)의 마이크로폰유닛의 출력신호를 입력하여 가산하는 복수의 가산회로가 조합한 구성으로 변경되어 있다(단, 1≤i≤(n/2)). 이것은 전체회로시스템의 사이즈를 축소시킬 수 있고, 주파수 의존성이 없는 개선된 지향특성을 가지고, 녹음영역의 범위내에서 스피커를 이동하여도 음질 및 레벨의 변동이 발생하지 않는다.
본 발명의 제4실시예의 어레이마이크로폰의 구성에 관하여 첨부도면을 참조하면서 설명한다. 제6도는 제4실시예에 따른 어레이마이크로폰을 도시하고 있고, (151)∼(155)는 무지향성 마이크로폰유닛을 나타낸다. 무지향성 마이크로폰유닛(151) ∼(155)은 직선사에 등간격으로 배열된 제1마이크로폰어레이(11)를 구성한다. (12)는 애널로그/디지틀변환회로이고, 마이크로폰어레이(11)로 구성되어 있는 각각의 무지향성 마이크로폰유닛(151)∼(155)으로부터의 애널로그 출력을 디지틀신호로 변환시킨다. (161)∼(165)는 FIR 필터이고, (171)은 제1가산회로이다. 제1의 2차원필터( 14)는, 애널로그/디지틀변환회로(12)로부터의 신호출력을 수힌하는 FIR 필터 (161)∼(165)와, FIR 필터(161)∼(165)의 신호출력을 가산하는 제1가산회로(171)로 구성되어, 합성디지틀신호를 출력한다.
또한, 제1의 2차원필터(14)의 제1가산회로(171)로부터 전송된 신호의 소정 주파수대역을 제한하는 고대역필터(HPF)인 제1대역제한필터(15)를 형성하고 있다.
(16)은 제1대역제한필터(15)의 출력을 지연시키는 지연회로이고, (251)∼ (2 55)는 무지향성 마이크로폰유닛으로서 무지향성 마이크로유닛 (151)∼ (155)의 간격에 n배한 간격으로 직선상에 배열된 제2마이크로폰어레이(21)를 구성한다. (22)는 마이크로폰어레이(21)의 무지향성 마이크로폰유닛(251)∼(255)의 애널로그출력을 디지틀신호로 변환시키는 제2애널로그/디지틀변환회로이다. 제2애널로그/디지틀변환회로(22)로부터의 각각의 디지틀출력의 샘플링주파수는 다운샘플링 회로(23)에 의해 1 /n로 분주된다.
또한, (261)∼(265)는 다운샘플링회로(23)로부터의 출력신호를 수신하는 FI R 필터이고, (271)는 FIR 필터(261)∼(265)의 신호출력을 가산하는 제2가산회로이다. FIR 필터(261)∼(265)와 제2가산회로(271)가 결합되어 제2의 2차원 필터(24)를 구성한다. 또한, 제2의 2차원필터(24)의 제2가산회로(271)로부터 유도된 출력의 샘플링주파수를 n배 승산하는 엄샘플링회로(up sampling circuit)(25)를 형성하고 있다. (26)은 업샘플링회로(25)의 출력으로부터 특정한 주파수대역을 제한하는 저대역필터(LPF)인 제2대역제한 필터이다.
또한, 지연회로(16)의 신호출력과 제2대역제한필터(26)의 신호출력을 가산하는 제3가산회로(17)가 형성되어 있다. (18)은 제3가산회로(17)의 추력인 디지틀 신호를 애널로그신호로 변환하는 디지틀/애널로그변환회로이고, (19)는 변환된 애널로그출력신호를 출력하는 단자이다.
상술한 구성의 어레이마이크로폰에 대한 동작을 설명한다. 제1마이크로폰어레이(11)의 출력은 제1애너로그/디지틀변환회로(12)에 의해 디지틀신호로 변환된 다음에 제1의 2차원필터(14)에 의해 공간 및 시간필터링을 동시에 행한다. 제1대역제한필터(15)는 제1의 2차원필터(14)로부터 고주파영역의 신호를 통과시키고, 제1대역제한필터(15)를 통하여 전송된 신호는 지연회로(16)에 의해 지연되어, 후술하는 시간기준 그룹 지연응답에 관계되는 저주파수신호에 대응하도록 한다. 제1, 제2마이크로폰어레이(11),(21)는 서로 평행하고 공동의 중심 관계로 배열되어, 고주파신호와 저주파신호가 공간의 그룹지연응답에 서로 대응하도록 한다. 제2마이크로폰어레이(21)의 출력은 제2애널로그/디지틀변환회로(22)에 의해 디지틀신호로 변환되고, 변환된 디지틀신호의 샘플링주파수는 다운샘플링회로(down sampling circuit)(23)에 의해 1/n로 분주된다. 제2의 2차원필터(24)는, 다운샘플링회로(23)의 출력을 입력신호로 입력하여 공간 및 시간필터링을 동시에 행하기 위하여, 제1의 2차원필터(14)와 동일한 2차원필터 계수를 가지고 있다. 다음에, 제2의 2차원필터(24)로부터의 출력의 샘플링주파수는 업샘플링회로(25)에 의해 n배로 승산하고, 이것의 저대역만이 제2대역제한 필터(26)를 통과하여 저주파수신호를 생성한다. 지연회로(16)의 출력과 제2대역제한필터(26)의 출력은 제3가산회로(17)에 의해 가산되고, 그 출력은 디지틀/애널로그변환회로(18)에 의해 애널로그신호로 변환된다.
제4실시에에 따르면, 복수의 제1마이크로폰유닛을 배열한 제1마이크로폰어레이와, 각각의 마이크로폰유닛의 애널로그 출력을 디지틀신호로 변환하는 애널로그/디지틀변환회로와, 제1애널로그/디지틀변환회로의 출력을 공간 및 시간필터링을 동시에 행사는 제1의 2차원필터와, 제1의 2차원필터로부터의 출력의 소정대역을 제한하는 제1대역제한필터와, 제1대역제한필터의 출력을 지연하는 지연회로와, 제1마이크로폰어레이의 마이크로폰유닛의 간격에 n배한 간격으로 마이크로폰유닛을 배열한 제2마이크로폰어레이와, 제2마이크로폰어레이의 각각의 마이크로폰유닛의 에널로그출력을 디지틀신호로 변환하는 제2애널로그/디지틀 변환회로와, 제2애널로그/디지틀변환회로로부터의 출력의 샘플링주파수를 1/n로 분주하는 다움샘플링 회로와, 다운샘플링회로의 출력을 공간 및 시간필터링을 동시에 행하는 제2의 2차원필터와, 제2의 2차원 필터로부터의 출력의 샘플링주파수를 n매로 승산하는 업샘플링회로와, 업샘플링회로로부터의 출력의 소정대역을 제한하는 제2대역제한필터와, 지연회로의 출력과 제2대역제한필터의 출력을 가산하는 가산회로와, 가산회로의 디지틀출력을 애널로그신호로 변환하는 디지틀/애널로그변환회로를 구비한 개선된 어레이마이크로폰이다. 상기 구성은, 제1실시예와 비교하여 주파수대역을 확장시키고 전체회로시스템의 사이즈를 축소 시킬수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (11)

  1. 복수의 마이크로폰유닛(51)∼(55)을 배열한 마이크로폰어레이(1)와, 상기 마이크로폰어레이의 후단에 형성되고, 상기 복수의 마이크로폰유닛의 각각의 출력신호를 디지틀신호로 변환하는 애널로그/디지틀변환회로(2)와, 상기 애널로그/디지틀변환회로의 후단에 형성되고, 상기 애널로그/디지틀변환회로로부터의 복수의 출력신호를 입력신호로 수신하여 공간 및 시간필터링을 동시에 행하는 2차원필터(3)와, 상기 2차원필터의 후단에 형성되고, 상기 2차원필터로부터의 출력신호를 애널로그신호로 변환하는 디지틀/애널로그변환회로(4)를 구비한 것을 특징으로 하는 어레이마이크로폰.
  2. 제1항에 있어서, 상기 마이크로폰어레이(1)가 직선상으로 배열한 복수의 마이크로유닛(51)∼(55)으로 구성된 것을 특징으로 하는 어레이마이크로폰.
  3. 제1항에 있어서, 상기 마이크로폰어레이(1)가 등간격으로 배열된 봇구의 마이크로폰유닛(51)∼(55)으로 구성된 것을 특징으로 하는 어레이마이크로폰.
  4. 제1항에 있어서, 상기 마이크로폰어레이(1)를 구성하는 복수의 마이크로폰유닛 (51)∼(55)은 모두 무지향성인 것을 특징으로 하는 어레이마이크로폰.
  5. 제1항에 있어서, 상기 마이크로폰어레이(1)를 구성하는 복수의 마이크로폰유닛(51)∼(55)은 모두 지향성을 가지는 것을 특징으로 하는 어레이마이크로폰.
  6. 제1항에 있어서, 상기 마이크로폰어레이(1)는,
    Figure kpo00001
    의 조건하에서, 직선사으로 배열된 우수 n개의 제1 내지 제n의 마이크로폰유닛(51)∼(56)과, 상기 제i의 마이크로폰유닛의 출력신호와 상기 제(n-i+1)의 마이크로유닛의 출력신호를 입력하여 가산하는 제i의 가산회로(72)∼(74)로 구성하고, 상기 마이크로폰어레이의 출력신호가 상기 제1 내지 제n/2의 가산회로의 출력인 것을 특징으로 하는 어레이마이크로폰.
  7. 제1항에 있어서, 상기 마이크로폰어레이(1)는 1
    Figure kpo00002
    i
    Figure kpo00003
    (n-1)/2 의 조건하에서, 직선상으로 배열된 기수 n개의 제1 내지 제n의 마이크로폰유닛(51)∼(55)과, 상기 제i의 마이크로폰유닛의 출력신호와 상기 제(n-i+1)의 마이크로폰유닛의 출력신호를 입력하여 가산하는 제i의 가산회로(72), (73)로 구성하고, 상기 마이크로폰어레이의 출력신호가 상기 제1 내지 제(n-1)/2의 가산회로의 출력과 제(n+1)/2의 마이크로폰유닛의 출력으로 이루어진 것을 특징으로 하는 어레이마이크로폰.
  8. 제1항에 있어서, 상기 2차원필터(3)의 전단에 상기 애널로그 /디지틀변환회로 (2)와는 별도로 형성하고, 상기 2차원필터의 필터계수를 변경하는 계수변경회로(6)를 구비하는 것을 특징으로 하는 어레이마이크로폰.
  9. 제1항에 있어서, 상기 애널로그/디지틀변환회로(2), 상기 2차원필터(3), 디지틀 /애널로그 변환회로(4)의 전단에 형성하고, 상기 애널로그/디지틀변환회로의 샘플링주파수, 상기 2차원필터의 샘플링주파수, 상기 디지틀/애널로그변환회로의 샘플링주파수를 동시에 변경하는 샘플링주파수 변경회로(7)를 구비한 것을 특징으로 하는 어레이마이크로폰.
  10. 제1항에 있어서, 상기 2차원필터(3)는, 상기 애널로그/디지틀변환회로로부터의 출력신호 마다 각각 형성된 복수의 FIR 필터(61)∼(65)와, 상기 복수의 FIR 필터의 후단에 형성된 상기 복수의 FIR 필터로부터의 출력신호를 전부 가산하는 가산회로(71)로 구성된 것을 특징으로 하는 어레이마이크로폰.
  11. 복수의 제1마이크폰유닛을 배열한 제1마이크로폰어레이(11)와, 상기 제1마이크로폰어레이의 출력신호를 디지틀신호로 변환하는 제1애널로그/디지틀변환회로(12)와, 상기 제1애널로그/디지틀변환회로로부터의 출력신호를 입력신호로 입력하고, 이 입력신호에 대하여 공간 및 시간필터링을 동시에 행하는 제1의 2차원필터(14)와, 상기 제1의 2차원필터의 출력의 소정대역을 제한하는 제1대역제한회로(15)와, 제1대역제한필터의 출력을 지연하는 지연회로(16)와, 상기 제1마이크로폰어레이의 제1마이크로폰유닛의 간격에 n배한 간격으로 복수의 제2마이크로폰유닛을 배열한 제2마이크로폰어레이(21)와, 상기 제2마이크로폰어레이의 출력신호를 디지틀신호로 변환하는 제2애널로그/디지틀변환회로(21)와, 상기 제2마이크로폰어레이의 출력신호를 디지틀신호로 변환하는 제2애널로그/디지틀변환회로(22)와, 상기 제2애널로그/디지틀변환회로로부터의 디지틀신호의 샘플링주파수를 1/n로 분주하는 다움샘플링회로(down sampling circuit)(23)와, 상기 다운샘플링회로의 출력을 입력신호로 입력하고, 이 입력신호에 대하여 공간 및 시간필터일을 동시에 행하는 제2의 2차원필터(24)와, 상기 제2의 2차원필터의 출력의 샘플링주파수를 n배로 승산하는 업샘플링회로(up sampling circuit)(25)와, 상기 업샘플링회로의 출력의 소정대역을 제한하는 제2대역제한회로 (26)와, 상기 지연회로의 출력과 상기 제2대역제한필터의 출력을 가산하는 가산회로 (17)와, 상기 가산회로의 출력을 애널로그신호로 변환하는 디지틀/애널로그변환회로 (18)를 구비한 것을 특징으로 하는 어레이마이크로폰.
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