JP3018597B2 - マイクロホン装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばビデオカメラ装
置やテープレコーダ等に設けて好適なマイクロホン装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年において、いわゆる８mmビデオカメ
ラ装置等の小型携帯用ビデオカメラ装置が普及しつつあ
る。このような小型携帯用ビデオカメラ装置には、通常
はモノラルタイプのマイクロホン装置が設けられるが、
近年におけるユーザのＡＶ（オーディオビジュアル）指
向の高まりから徐々にステレオタイプのマイクロホン装
置が設けられるようになってきた。従来、上記小型携帯
用ビデオカメラ装置等に設けられるステレオマイクロホ
ン装置としては、２つの有指向性（例えば、単一指向
性）マイクロホンユニットが用いられる。この２つの有
指向性マイクロホンユニットは、例えば一方を右方向の
音声を主として集音するような右チャンネル用とし、他
方を左方向の音声を主として集音する左チャンネル用と
し、それぞれ適当な角度で配置される。同時に、上記有
指向性マイクロホンユニットは、風や振動等に影響され
易いため、該マイクロホンユニットを覆う風防や振動を
吸収するサスペンション等も一緒に設けられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記有指向性
マイクロホンユニットを用いたステレオタイプのマイク
ロホン装置は、上記風防やサスペンション等とともに設
けなければならないため、設置面積等が大きくなり、近
年における機器の小型化に対応することは困難であっ
た。上記有指向性マイクロホンユニットを用いたステレ
オタイプのマイクロホン装置としては、中高域で指向性
を持ち、低域では無指向性に近い特性を示すようなもの
もあるが、これを本体のビデオカメラ装置等に設置する
際の組立工程が複雑になるうえ、部品精度にも限界があ
るため、上記特性を制御するのが困難であり特性に大き
なバラツキを生じていた。

【０００４】本発明は上述の課題に鑑みてなされたもの
であり、風や振動等に影響され難い２個の無指向性マイ
クロホンユニットを用いて有指向性マイクロホンユニッ
トと同様の特性を得ることができるようなマイクロホン
装置の提供を目的とする。また、本発明は、２個の無指
向性マイクロホンユニットを用いて有指向性マイクロホ
ンユニットと同様の特性を得ることができるうえ、ステ
レオとすることができるようなマイクロホン装置の提供
を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、互いに近接し
て設けられた第１及び第２の無指向性マイクロホンユニ
ットと、上記第１のマイクロホンユニットからの出力及
び上記第２のマイクロホンユニットからの出力を加算処
理する第１の加算手段と、上記第１の加算手段からの出
力が供給されるローパスフィルタと、上記第２の無指向
性マイクロホンユニットからの出力が供給される移相手
段と、上記第１のマイクロホンユニットからの出力から
上記移相手段からの出力を減算処理する減算手段と、上
記ローパスフィルタからの出力及び上記減算手段からの
減算出力を加算処理する第２の加算手段とを有し、上記
第２の加算手段からの加算出力を音声信号として出力す
ることを特徴として上述の課題を解決する。また、本発
明は、互いに近接して設けられた第１及び第２の無指向
性マイクロホンユニットと、上記第１の無指向性マイク
ロホンユニットからの出力及び上記第２の無指向性マイ
クロホンユニットからの出力を加算処理する第１の加算
手段と、上記第１の加算手段からの加算出力が供給され
るローパスフィルタと、上記第２の無指向性マイクロホ
ンユニットからの出力が供給される第１の移相手段と、
上記第１のマイクロホンユニットの出力から上記第１の
移相手段の出力を減算処理する第１の減算手段と、上記
ローパスフィルタからの出力及び上記第１の減算手段か
らの減算出力を加算処理する第２の加算手段と、上記第
１の無指向性マイクロホンユニットからの出力が供給さ
れる第２の移相手段と、上記第２の無指向性マイクロホ
ンユニットの出力から上記第２の移相手段の出力を減算
処理する第２の減算手段と、上記第２の減算手段からの
減算出力及び上記ローパスフィルタからの出力を加算処
理する第３の加算手段とを有し、上記第２の加算手段か
らの加算出力を第１の音声信号とし、上記第３の加算手
段からの加算出力を第２の音声信号として出力すること
を特徴として上述の課題を解決する。

【０００６】

【作用】本発明に係るマイクロホン装置は、第１の無指
向性マイクロホンユニット及び第２の無指向性マイクロ
ホンユニットを近接して設け、上記第１のマイクロホン
ユニットからの出力及び上記第２のマイクロホンユニッ
トからの出力を第１の加算手段で加算処理し、この加算
出力をローパスフィルタを介して第２の加算手段に供給
するとともに、上記第２の無指向性マイクロホンユニッ
トからの出力を移相手段を介して減算手段に供給し、該
減算手段で上記第１のマイクロホンユニットの出力から
上記移相手段の出力を減算処理し、該減算手段からの減
算出力を上記第２の加算手段に供給し、該第２の加算手
段で上記ローパスフィルタからの出力及び上記減算手段
からの出力を加算処理し、この第２の加算手段からの加
算出力を音声信号として出力する構成をとることによ
り、無指向性マイクロホンユニットを用いて有指向性マ
イクロホンユニットの特性を有する音声信号を得る。ま
た、本発明は、第１の無指向性マイクロホンユニット及
び第２の無指向性マイクロホンユニットを近接して設
け、上記第１のマイクロホンユニットからの出力及び上
記第２のマイクロホンユニットからの出力を第１の加算
手段で加算し、この加算出力をローパスフィルタを介し
て第２の加算手段及び第３の加算手段に供給し、上記第
２の無指向性マイクロホンユニットからの出力を第１の
移相手段を介して第１の減算手段に供給し、該第１の減
算手段で上記第１のマイクロホンユニットの出力から上
記第１の移相手段の出力を減算処理し上記第２の加算手
段に供給し、該第２の加算手段で上記ローパスフィルタ
からの出力と上記第１の減算手段からの減算出力とを加
算処理して第１の音声信号として出力するとともに、上
記第１の無指向性マイクロホンユニットからの出力を第
２の移相手段を介して第２の減算手段に供給し、この第
２の減算手段で上記第２の無指向性マイクロホンユニッ
トの出力から上記第２の移相手段の出力を減算処理し、
この第２の減算手段の減算出力を第３の加算手段に供給
し、上記第３の加算手段において上記第２の減算手段か
らの減算出力と上記ローパスフィルタからの出力とを加
算処理して第２の音声信号として出力する構成をとるこ
とにより、ステレオとする。

【０００７】

【実施例】以下、本発明に係るマイクロホン装置の実施
例について図面を参照しながら説明する。本発明に係る
マイクロホン装置は、図１に示すように第１の無指向性
マイクロホンユニット１と、第２の無指向性マイクロホ
ンユニット２と、第１の加算手段である第１の加算器３
と、ローパスフィルタ６と、移相手段である移相回路４
と、減算手段である減算器５と、第２の加算手段である
第２の加算器８等とからなっている。

【０００８】上記第１の無指向性マイクロホンユニット
１及び上記第２の無指向性マイクロホンユニット２は、
例えば図２（ａ），（ｂ）に示すような互いに特性の揃
った円柱状のエレクトレットコンデンサーマイクロホン
が用いられる。このエレクトレットコンデンサーマイク
ロホンは、例えば全長が数ｍｍ〜１０ｍｍ程度であり、
例えば図２（ａ）に示すようにそれぞれ互いに同軸上に
振動板１ａ及び振動板２ａが相対向するように近接して
配置されるとともに、結合子１０により音声入射口１０
ａ，１０ｂが設けられる。上記第１及び第２の無指向性
マイクロホンユニット１，２間の距離ｄは、該マイクロ
ホンユニット間に適当な位相差を生ずるように、例えば
１０ｍｍ程度に設定される。なお、上記結合子１０とし
て、例えば円柱状のものでなくとも球状のものを用いて
もよいし、上記マイクロホンユニット間の設定距離は任
意で良く、また、上記マイクロホンユニットの設置の仕
方としては、図２（ｂ）に示すように同軸上に互いの振
動板１ａ及び２ａを外向きにして設置するようにしても
良い。

【０００９】次に動作説明をする。図１において、上記
第１の無指向性マイクロホンユニット１で集音された音
声は、電気信号に変換され音声信号として上記第１の加
算器３及び減算器５に供給される。一方、上記第２の無
指向性マイクロホンユニット２で集音された音声は、電
気信号に変換され音声信号として上記第１の加算器３及
び移相回路４に供給される。

【００１０】上記第１の加算器３は、供給される上記第
１の無指向性マイクロホンユニット１からの音声信号と
上記第２の無指向性マイクロホンユニット２からの音声
信号とを加算処理する。

【００１１】ここで、振動雑音は、マイクロホンユニッ
トを加振したとき、その動きに振動板が追従できないこ
とにより発生する。従って、振動雑音の発生レベルには
方向性がある。例えば図３（ａ）に示すように第１の無
指向性マイクロホンユニット１をその振動板１ａに対し
て平行方向（図中、矢印ｙ方向）に加振した場合には、
振動板１ａはほとんど振動しない。これに対して、図３
（ｂ）に示すように、第１の無指向性マイクロホンユニ
ット１をその振動板１ａに対して垂直方向（図中、矢印
ｘ方向）に加振した場合には、上記振動板１ａが大きく
振動する。すなわち、上記振動板１ａに対して垂直方向
とのなす角度をθとすれば、発電に寄与する速度成分は
Ｖｃｏｓθとなるので、振動雑音レベルの振動方向の指
向性は、８字形となる。このことから、上記振動板１ａ
に対して垂直な方向の振動成分を除去できれば振動雑音
を低減することができる。この実施例では、結合子１０
により上記第１及び第２の無指向性マイクロホンユニッ
ト１，２の各振動板１ａ及び２ａが相対向するように結
合されている。このため、図４（ａ）に示すように、矢
印ｘ方向にマイクロホンユニット全体が加振された場
合、上記第１の無指向性マイクロホンユニット１の振動
板１ａと、第２の無指向性マイクロホンユニット２の振
動板２ａとが同一方向の振動を生じ、各マイクロホンユ
ニットの出力は互いに逆相となる。すなわち、上記第１
の無指向性マイクロホンユニット１の振動板１ａが、例
えば背極に近づく方向に動くと、同様の速度で上記第２
の無指向性マイクロホンユニット２の振動板２ａが背極
から離れる方向に動く。

【００１２】これに対して、上記音声入射口１０ａ，１
０ｂを介して音波が入射されたときには、上記第１及び
第２の無指向性マイクロホンユニット１，２及び結合子
１０で囲まれた空間は、音波の波長より十分小さいと考
えられるので、図４（ｂ）に示すように上記振動板１ａ
及び振動板２ａが逆方向に振動し、該第１の無指向性マ
イクロホンユニット１の出力と、第２の無指向性マイク
ロホンユニット２の出力とが同相になる。

【００１３】このように、上記第１及び第２の無指向性
マイクロホンユニット１，２を互いの振動板１ａ及び振
動板２ａが相対向するように近接して配置し上記結合子
１０で固定することにより、振動雑音成分による第１の
無指向性マイクロホンユニット１と第２の無指向性マイ
クロホンユニット２の出力は互いに逆相となり、音声に
対する該第１の無指向性マイクロホンユニット１と第２
の無指向性マイクロホンユニット２の出力は互いに同相
となる。従って、上記第１の加算器３で上記第１の無指
向性マイクロホンユニット１の出力と、第２の無指向性
マイクロホンユニット２の出力とを加算処理すれば振動
雑音成分がキャンセルされ、音声に対する出力が互いに
加算されて２倍となる。この振動雑音成分がキャンセル
された音声信号は、ローパスフィルタ６に供給される。

【００１４】上記加算処理により振動雑音成分がキャン
セルされた音声信号の周波数特性を図５に示す。なお、
両マイクロホンユニットの間は、１ｃｍとした。この図
５に示す周波数特性では１７ＫHzにディップがあるが、
これは、音波の波長の関係で両ユニット出力が逆相にな
って生じたものである。この図５から分かるように、波
長に比べてマイクロホンユニット間の距離が十分小さい
ような周波数では無指向性となっている。

【００１５】上記ローパスフィルタ６は、供給される上
記音声信号から低域成分のみを抽出し、これを低域音声
信号として上記第２の加算器８に供給する。なお、この
低域音声信号は、上記第１及び第２の無指向性マイクロ
ホンユニット１，２が無指向性のため、当然に無指向性
となる。

【００１６】上記移相回路４は、供給される上記第２の
無指向性マイクロホンユニット２からの音声信号に、以
下に説明する特性を付加することにより位相をづらし、
これを上記減算器５に供給する。上記減算器５は、供給
される上記第１の無指向性マイクロホンユニット１の音
声信号から、上記移相回路４を介した第２の無指向性マ
イクロホンユニット２からの音声信号を減算処理する。
これにより、高域の音声信号が抽出される。この高域音
声信号は、上記ハイパスフィルタ７を介して上記第２の
加算器８に供給される。

【００１７】ここで、人間が定位を感じるのは、約１Ｋ
Hz以下の低域では左右両耳の位相差が主であり、該約１
ＫHz以上の高域ではレベル差が主である。しかし、取付
け面積の削減を図るために上記第１，第２の無指向性マ
イクロホンユニット１，２として小型のものを用い、マ
イクロホンユニット間隔を小さくすると、上記低域で位
相差をつけるのは困難となる。このため、上述のように
上記第１の無指向性マイクロホンユニット１の音声信号
から低域成分を抽出して無指向性の低域音声信号とし上
記第２の加算器８に供給するとともに、上記移相回路４
で所定の特性を付加することにより上記第２の無指向性
マイクロホンユニット２の音声信号の位相をづらし上記
第１の無指向性マイクロホンユニット１の音声信号から
減算処理することにより、指向性を持たせた高域音声信
号を生成し、これを上記ハイパスフィルタ７を介して上
記第２の加算器８に供給する。

【００１８】上記第２の加算器８は、供給される上記無
指向性の低域音声信号と上記有指向性の高域音声信号と
を加算処理する。これにより、低域は無指向性で高域は
有指向性の合成音声信号を得ることができる。この合成
音声信号は、出力端子９を介して図示しない音声信号処
理回路等に供給される。

【００１９】次に上記移相回路４の特性の説明をする。
まず、図６に示すようにマイクロホンユニット間隔を
ｄ、音声の入射角をθ、該第１の無指向性マイクロホン
ユニット１から出力される音声信号をＰ₀ （以下、Ｐ₀
出力と言う。）、上記第２の無指向性マイクロホンユニ
ット２から出力される音声信号をＰ₁ （以下、Ｐ₁ 出力
と言う。）、各周波数をω、音速をｃとすると、上記第
１，第２の無指向性マイクロホンユニット１，２の出力
は、以下の数１の式に示すような関係で表される。

【数 １】

【００２０】また、指向性をＤ（θ，ｊω）とすると、
以下の数２に示す式で表される。

【数 ２】

【００２１】上述のような合成音声信号を得る場合、上
記数２の式に示すＴ（ｊω）を上記ローパスフィルタと
すれば、図７に示すように低域は無指向性で、高域は有
指向性となる。

【００２２】ここで、簡略化した一般的なコンデンサ型
ユニットの音響等価回路を図８に示す。この図８では、
振動板のコンプライアンスをＣ₀ 、質量をｍ₀ 、等価抵
抗をＲ₀ 、背気室のコンプライアンスをＣ₁ 、質量をｍ
₁ 、後部入射口から振動板背面に至るまでの音響抵抗を
Ｒ₁ として表している。なお、この図８に示す音響等価
回路は、上記Ｐ₁ 出力を、音響抵抗Ｒ₁ ，背気室のコン
プライアンスＣ₁ 及び質量ｍ₁ からなるネットワークを
介して振動板背面に導き、上記Ｐ₀ 出力と差動的に合成
することにより指向性を得ている。この指向性を得るた
めには、通常、以下の数３の式に示すような条件が用い
られる。

【数 ３】

【００２３】上記Ｐ₁ 出力側からみて上記ネットワーク
の伝達特性である上記移相回路４の特性をＨ（ｊω）と
すれば、上記減算器５において得られる音声信号は、以
下の数４に示す式で表すことができる。

【数 ４】

【００２４】上記数４に示す式の右辺にθがあるが、上
記Ｈ（ｊω）がθの関数であることは不都合であるため
これを消去する。すなわち、ωｄ／ｃが小さいときに
は、以下の数５に示す式のような近似関係が成り立つ。

【数 ５】

【００２５】この数５に示す式を上記数４に示す式に代
入すると、以下の数６に示す式のようになる。

【数 ６】

【００２６】この数６に示す式は、以下の数７に示す式
に書き換えることができる。

【数 ７】

【００２７】従って、上記Ｈ（ｊω）は、以下の数８に
示す式で表すことができる。

【数 ８】

【００２８】この数８に示す式に上記指向性の条件であ
る数３に示す式を代入すると、上記Ｈ（ｊω）は以下の
数９に示す式で表される。

【数 ９】

【００２９】上記移相回路４を上記数９で示される特性
Ｈ（ｊω）とし、Ｐ₀ 出力で正規化した場合の上記減算
器５からの高域音声信号の計算上の指向周波数特性は図
９に示すようになる。

【００３０】次に上記移相回路４を、上記数９で示され
る特性Ｈ（ｊω）とした場合の上記第２の加算器８から
の加算出力である合成音声信号の計算上の指向周波特性
を図１０に示す。なお、上記計算においては、上記第１
及び第２の無指向性マイクロホンユニット１，２間の距
離を１ｃｍ、上記ローパスフィルタ６の遮断周波数を１
ＫHz，尖鋭度（Ｑuality factor ）を０．９、上記ハイ
パスフィルタ７の遮断周波数を１ＫHz，尖鋭度を１．５
とした。また、上記低域音声信号と高域音声信号とのレ
ベルを揃えるために上記ローパスフィルタ６のゲインを
０．５とした。この図１０における上記合成音声信号
は、１ＫHzまでは無指向性で、１ＫHz〜１０ＫHzまでは
指向性を有していることが分かる。なお、上記１０ＫHz
以上ではほとんど無指向性となっているのは、上記図８
に示した等価回路でも分かるように、上記第２の無指向
性マイクロホンユニット２からのＰ₁ 出力が、上記背気
室のコンプライアンスＣ₁ 、質量ｍ₁ 、後部入射口から
振動板背面に至るまでの音響抵抗Ｒ₁ のネットワークに
より高域ではほとんど作用しないためである。しかし、
上記マイクロホン装置を、例えば小型ビデオカメラ等に
設置すると、該カメラ本体による回折効果により約５Ｋ
Hz以上の高域では自然と指向性をつけることができる。
従って、有指向性として制御しなければならない周波数
帯域は、約１ＫHz〜数ＫHzの間でよいこととなり、上記
特性で十分である。

【００３１】しかし、上記高域における指向性をもう少
しつけたい場合がある。これは、上記図８に示した質量
ｍ₁ に適当な値を持たせ、上記移相回路４の特性を数９
の式で表される特性から、以下の数１０の式で示す特性
とすることにより達成することができる。

【数１０】

【００３２】上記移相回路４の特性を、上記数１０で示
される特性Ｈ（ｊω）とした場合の上記減算器５からの
高域音声信号の計算上の指向周波数特性を図１１に示
す。この図１１に示す指向周波数特性は一例ではある
が、上記質量ｍ₁ に適当な値を持たせることにより、さ
らに高域まで指向性をつけることができる。

【００３３】上記質量ｍ₁ に適当な値を持たせた場合の
上記合成音声信号の特性は図１２に示すようになる。こ
の図１２において、上記図１０に示した合成音声信号の
特性と比較すると、１ＫHz〜１０ＫHzの間の指向性が多
くつくようになった他、１０ＫHz以上の高域における指
向性も改善することができる。

【００３４】なお、上記数９の式で表される特性を有す
る移相回路を挿入するか、上記数１０の式で表される特
性を有する移相回路を挿入するかは、目的及び仕様等に
応じて使い分ければよい。

【００３５】次に、図１３に示すように上記第１，第２
の無指向性マイクロホンユニット１，２の各振動板１
ａ，２ａに同じ方向を向かせ、１ｃｍ間隔となるように
黄銅棒２０を挟んで固定し、また、上記移相回路４の指
向周波数特性を上記数１０の式で表される特性（上記質
量ｍ₁ に適当な値をもたせた特性）としたマイクロホン
装置の実験セットを作り、音源に対する角度を０度，９
０度，１８０度と変化させる実験を試みた。まず、図１
４（ａ）に上記第１の無指向性マイクロホンユニット１
の指向周波数特性を、また、同図（ｂ）に上記第２の無
指向性マイクロホンユニット２の指向周波数特性を示
す。この図１４（ａ），（ｂ）から、上記第１及び第２
の無指向性マイクロホンユニット１，２とも、略々１０
ＫHzまでは無指向性であることが分かる。

【００３６】次に、上記図１３に示すマイクロホン装置
で、音源から出力される音波を実際に集音したときの周
波数特性を計測した。このときの、上記合成音声信号の
周波数特性を図１５に示す。この図１５から分かるよう
に、上記移相回路４を上記数１０の式に示すような特性
とすることにより、計算上得られた結果と略々同様の結
果、すなわち、低域では無指向性で、高域では有指向性
となる周波数特性を有する合成音声信号を得ることがで
きた。

【００３７】このように、２つの無指向性マイクロホン
ユニットである第１及び第２の無指向性マイクロホンユ
ニット１，２を近接して設け、該第１及び第２の無指向
性マイクロホンユニット１，２からの出力を加算処理し
て上記ローパスフィルタ６を介することによりノイズ成
分がキャンセルされた無指向性の低域音声信号を生成し
上記第２の加算器８に供給するとともに、上記第２の無
指向性マイクロホンユニット２からの出力に所定の特性
を付加し上記第１の無指向性マイクロホンユニット１の
出力から減算処理することにより高域音声信号を生成
し、これをハイパスフィルタ７を介して上記第２の加算
器８に供給し、該第２の加算器８において上記低域音声
信号と上記高域音声信号とを加算処理し合成音声信号と
して出力することにより、無指向性のマイクロホンユニ
ットを用いながら、有指向性マイクロホンユニットから
の出力音声信号と同様の特性を有する出力音声信号を得
ることができる。また、無指向性マイクロホンユニット
を用いているため、風雑音の影響を受け難いうえ、振動
雑音をノイズキャンセル構成とすることより防止してい
るため、風防やサスペンション等のノイズ防止手段を設
ける必要がなく、設置面積をとらないため、例えばビデ
オカメラ装置等の機器の小型化に対応することができ、
ローコスト化を図ることができる。また、無指向性マイ
クロホンユニットの周波数特性は、有指向性マイクロホ
ンユニットに比べ感度は同じであるがバラツキが少ない
ため、周波数特性のバラツキの少ない上記合成音声信号
を出力することができる。

【００３８】次に、本発明に係るマイクロホン装置をス
テレオタイプにしたときの実施例の説明をする。本発明
に係るマイクロホン装置をステレオタイプとすると、例
えば図１６に示すブロック図のような構成となる。この
図１６において本発明に係るマイクロホン装置は、第１
の無指向性マイクロホンユニット１１、第２の無指向性
マイクロホンユニット１２、第１の加算手段である第１
の加算器１３、第１の減算手段である第１の減算器１
４、ローパスフィルタ１５、第２の加算手段である第２
の加算器１６、第１の移相手段である第１の移相回路１
８、第２の移相手段である第２の移相回路１９、第２の
減算手段である第２の減算器２０、第２の加算手段であ
る第２の加算器２２等からなっている。なお、上記第１
及び第２の無指向性マイクロホンユニット１，２は、例
えば上記図２に示すように、それぞれ互いに同軸上に振
動板１ａ及び振動板２ａが相対向するように近接して設
けられている。

【００３９】次に動作説明をする。上記図１６におい
て、上記第１の無指向性マイクロホンユニット１１で集
音された音声は、電気信号に変換され音声信号として上
記第１の加算器１３、第１の減算器１４及び第２の移相
回路１９に供給される。一方、上記第２の無指向性マイ
クロホンユニット１２で集音された音声は、電気信号に
変換され音声信号として上記第１の加算器１３、第１の
移相回路１８、第２の減算器２０に供給される。

【００４０】上記第１の加算器１３は、供給される上記
第１の無指向性マイクロホンユニット１からの音声信号
と上記第２の無指向性マイクロホンユニット１２からの
音声信号とを加算処理することにより振動雑音成分をキ
ャンセルし、これを上記ローパスフィルタ１５に供給す
る。上記ローパスフィルタ１５は、上記振動雑音成分の
キャンセルされた音声信号から低域成分のみを抽出し、
これを無指向性の低域音声信号として上記第２の加算器
１６に供給するとともに、上記第３の加算器２２に供給
する。

【００４１】上記第１の移相回路１８は、例えば上述の
数１０の式に示す特性を有しており、供給される上記第
２の無指向性マイクロホンユニット１２からの音声信号
に該特性を付加し、これを上記第１の減算器１４に供給
する。上記第１の減算器１４は、供給される上記第１の
無指向性マイクロホンユニット１１の音声信号から、上
記特性を付加した第２の無指向性マイクロホンユニット
１２の音声信号を減算処理することにより、有指向性と
された高域の音声信号のみを抽出し、これを有指向性の
高域音声信号としてハイパスフィルタ１７を介して上記
第２の加算器１６に供給する。

【００４２】上記第２の加算器１６は、上記ローパスフ
ィルタ１５を介して供給される無指向性の低域音声信号
と、上記ハイパスフィルタ１７を介して供給される有指
向性の高域音声信号とを加算処理し、これを第１の合成
音声信号として第１の合成音声信号出力端子２３を介し
て出力する。この第１の合成音声信号は、例えば図示し
ない音声信号処理装置等に供給される。

【００４３】一方、上記第２の移相回路１９は、上記第
１の移相回路１８と同様に上記数１０の式に示す特性を
有しており、供給される上記第１の無指向性マイクロホ
ンユニット１１からの音声信号に所定の特性を付加し、
これを第２の減算器２０に供給する。上記第２の減算器
２０は、供給される上記第２の無指向性マイクロホンユ
ニット２の音声信号から、上記第２の移相回路１９を介
すことにより上記所定の特性が付加された第１の無指向
性マイクロホンユニット１１の音声信号を減算処理する
ことにより、有指向性とされた高域の音声信号のみを抽
出し、これを有指向性の高域音声信号としてハイパスフ
ィルタ２１を介して上記第３の加算器２２に供給する。

【００４４】上記第３の加算器２２は、上記ローパスフ
ィルタ１５を介して供給される無指向性の低域音声信号
と、上記ハイパスフィルタ２１を介して供給される有指
向性の高域音声信号とを加算処理し、これを第２の合成
音声信号として第２の合成音声信号出力端子２４を介し
て出力する。この第２の合成音声信号も、例えば図示し
ない音声信号処理装置等に供給される。

【００４５】このように、本実施例に係るマイクロホン
装置は、上記第１のマイクロホンユニット１１からの出
力及び上記第２のマイクロホンユニット１２からの出力
を第１の加算器１３で加算することにより振動雑音成分
をキャンセルし、この振動雑音成分をキャンセルされた
音声信号をローパスフィルタ１５を介すことにより低域
音声信号として第２の加算器１６及び第３の加算器２２
に供給し、上記第２の無指向性マイクロホンユニット１
２からの出力を第１の移相回路１９により所定の特性を
付加して第１の減算器１４に供給し、該第１の減算器１
４で上記第１のマイクロホンユニット１１の出力から上
記第１の移相回路１８の出力を減算処理し高域音声信号
として第１のハイパスフィルタ１７を介して上記第２の
加算器１７に供給し、該第２の加算器１７で上記ローパ
スフィルタ１５からの低域音声信号と上記ハイパスフィ
ルタ１７からの高域音声信号とを加算処理して第１の合
成音声信号を生成し出力する。同時に、上記第１の無指
向性マイクロホンユニット１１からの出力を第２の移相
回路１９により所定の特性を付加して第２の減算器２０
に供給し、この第２の減算器２０で上記第２の無指向性
マイクロホンユニット１２の出力から上記第２の移相回
路１９の出力を減算処理し高域音声信号として第２のハ
イパスフィルタ２１を介して上記第３の加算器２２に供
給する。そして、上記第３の加算器２２において上記ハ
イパスフィルタ２１からの高域音声信号と上記ローパス
フィルタ１５からの低域音声信号とを加算処理して第２
の合成音声信号を生成し出力する。このような構成をと
ることにより、ステレオ感を出すことができる。

【００４６】以上の説明から明らかなように、本実施例
に係るマイクロホン装置は、２個の無指向性マイクロホ
ンユニットを用いて、有指向性のマイクロホンユニット
と同様の特性を得ることができる。このため、風雑音の
影響を受け難いうえ、振動雑音をノイズキャンセル構成
とすることにより防止しているため、風防やサスペンシ
ョン等のノイズ防止手段を設ける必要がなく、設置面積
をとらないため、例えばビデオカメラ装置等の機器の小
型化に対応することができ、ローコスト化を図ることが
できる。また、無指向性マイクロホンユニットの周波数
特性は、有指向性マイクロホンユニットに比べ感度は同
じであるが特性のバラツキが少ないため、上記合成音声
信号もバラツキの少ないものを出力することができる。
また、本実施例に係るマイクロホン装置は、低域では無
指向性で高域では有指向性となる第１及び第２の合成音
声信号を出力することができるため、高域でのレベル差
をつけることができ、該２個の無指向性マイクロホンユ
ニットを用いてステレオ感を出すことができる。

【００４７】

【発明の効果】本発明に係るマイクロホン装置は、第１
の無指向性マイクロホンユニット及び第２の無指向性マ
イクロホンユニットを近接して設け、上記第１のマイク
ロホンユニットからの出力及び上記第２のマイクロホン
ユニットからの出力を第１の加算手段で加算処理し、こ
の加算出力をローパスフィルタを介して第２の加算手段
に供給するとともに、上記第２の無指向性マイクロホン
ユニットからの出力を移相手段を介して減算手段に供給
し、該減算手段で上記第１のマイクロホンユニットの出
力から上記移相手段の出力を減算処理し、該減算手段か
らの減算出力を上記第２の加算手段に供給し、該第２の
加算手段で上記ローパスフィルタからの出力及び上記減
算手段からの出力を加算処理し、この第２の加算手段か
らの加算出力を音声信号として出力する構成をとること
により、無指向性マイクロホンユニットを用いて有指向
性マイクロホンユニットの特性を有する音声信号を出力
することができる。また、上記無指向性マイクロホンユ
ニットは、風雑音の影響を受け難いため、風防等のノイ
ズ防止手段を設ける必要がなく、設置面積をとらないた
め、例えばビデオカメラ装置等の機器の小型化に貢献す
ることができ、ローコスト化を図ることができる。ま
た、無指向性マイクロホンユニットの周波数特性は、有
指向性マイクロホンユニットに比べ感度は同じであるが
バラツキが少ないため、上記第２の加算手段からの加算
出力も特性のバラツキの少ないものを出力することがで
きる。また、本発明に係るマイクロホン装置は、第１の
無指向性マイクロホンユニット及び第２の無指向性マイ
クロホンユニットを近接して設け、上記第１のマイクロ
ホンユニットからの出力及び上記第２のマイクロホンユ
ニットからの出力を第１の加算手段で加算し、この加算
出力をローパスフィルタを介して第２の加算手段及び第
３の加算手段に供給し、上記第２の無指向性マイクロホ
ンユニットからの出力を第１の移相手段を介して第１の
減算手段に供給し、該第１の減算手段で上記第１のマイ
クロホンユニットの出力から上記第１の移相手段の出力
を減算処理し上記第２の加算手段に供給し、該第２の加
算手段で上記ローパスフィルタからの出力と上記第１の
減算手段からの減算出力とを加算処理して第１の音声信
号として出力するとともに、上記第１の無指向性マイク
ロホンユニットからの出力を第２の移相手段を介して第
２の減算手段に供給し、この第２の減算手段で上記第２
の無指向性マイクロホンユニットの出力から上記第２の
移相手段の出力を減算処理し、この第２の減算手段の減
算出力を第３の加算手段に供給し、上記第３の加算手段
において上記第２の減算手段からの減算出力と上記ロー
パスフィルタからの出力とを加算処理して第２の音声信
号として出力する構成をとることにより、ステレオとす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図 １】本発明に係るマイクロホン装置のブロック図
である。

【図 ２】本発明に係るマイクロホン装置の取付け状態
の一例を示す概略図である。

【図 ３】本発明に係るマイクロホン装置の振動雑音の
キャンセル動作を説明するための概略図である。

【図 ４】本発明に係るマイクロホン装置の振動雑音の
キャンセル動作を説明するための概略図である。

【図 ５】振動雑音がキャンセルされた音声信号の周波
数特性図である。

【図 ６】本発明に係るマイクロホン装置の移相回路の
周波数特性を説明するためのマイクロホンユニットの設
定状態を示す概略図である。

【図 ７】本発明に係るマイクロホン装置の指向周波数
特性を示す特性図である。

【図 ８】一般的なコンデンサ型ユニットの音響等化回
路図である。

【図 ９】本発明に係るマイクロホン装置に設ける移相
回路を上記数９に示す式の特性としたときの減算器から
出力される高域音声信号の特性を説明するための特性図
である。

【図１０】本発明に係るマイクロホン装置に設ける移相
回路を上記数９に示す式の特性としたときの第２の加算
器から出力される合成音声信号の特性を説明するための
特性図である。

【図１１】本発明に係るマイクロホン装置に設ける移相
回路を上記数１０に示す式の特性としたときの減算器か
ら出力される高域音声信号の特性を説明するための特性
図である。

【図１２】本発明に係るマイクロホン装置に設ける移相
回路を上記数１０に示す式の特性としたときの第２の加
算器から出力される合成音声信号の特性を説明するため
の特性図である。

【図１３】本発明に係るマイクロホン装置の実験セット
を示す概略図である。

【図１４】本発明に係るマイクロホン装置の上記実験セ
ットにおける各マイクロホンユニットから出力される音
声信号の指向周波数特性図である。

【図１５】本発明に係るマイクロホン装置の上記実験セ
ットを用いて実際に計測を行ったときの音声信号の指向
周波数特性図である。

【図１６】本発明に係るマイクロホン装置をステレオタ
イプにしたときの実施例のブロック図である。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに近接して設けられた第１及び第２
   の無指向性マイクロホンユニットと、 上記第１のマイクロホンユニットからの出力及び上記第
   ２のマイクロホンユニットからの出力を加算処理する第
   １の加算手段と、 上記第１の加算手段からの出力が供給されるローパスフ
   ィルタと、 上記第２の無指向性マイクロホンユニットからの出力が
   供給される移相手段と、 上記第１のマイクロホンユニットからの出力から上記移
   相手段からの出力を減算処理する減算手段と、 上記ローパスフィルタからの出力及び上記減算手段から
   の減算出力を加算処理する第２の加算手段とを有し、 上記第２の加算手段からの加算出力を音声信号として出
   力することを特徴とするマイクロホン装置。
2. 【請求項２】 互いに近接して設けられた第１及び第２
   の無指向性マイクロホンユニットと、 上記第１の無指向性マイクロホンユニットからの出力及
   び上記第２の無指向性マイクロホンユニットからの出力
   を加算処理する第１の加算手段と、 上記第１の加算手段からの加算出力が供給されるローパ
   スフィルタと、 上記第２の無指向性マイクロホンユニットからの出力が
   供給される第１の移相手段と、 上記第１のマイクロホンユニットの出力から上記第１の
   移相手段の出力を減算処理する第１の減算手段と、 上記ローパスフィルタからの出力及び上記第１の減算手
   段からの減算出力を加算処理する第２の加算手段と、 上記第１の無指向性マイクロホンユニットからの出力が
   供給される第２の移相手段と、 上記第２の無指向性マイクロホンユニットの出力から上
   記第２の移相手段の出力を減算処理する第２の減算手段
   と、 上記第２の減算手段からの減算出力及び上記ローパスフ
   ィルタからの出力を加算処理する第３の加算手段とを有
   し、 上記第２の加算手段からの加算出力を第１の音声信号と
   し、上記第３の加算手段からの加算出力を第２の音声信
   号として出力することを特徴とするマイクロホン装置。