JP3106500B2 - 傾斜指向性マイクロホン・システムとその方法 - Google Patents
傾斜指向性マイクロホン・システムとその方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、一般に指向性マイクロホン・システムに関
し、さらに詳しくは、傾斜指向性マイクロホン・システ
ムとその方法とに関する。
し、さらに詳しくは、傾斜指向性マイクロホン・システ
ムとその方法とに関する。
発明の背景 指向性マイクロホン・システムは、指向性パターンを
有するマイクロホン・システムである。指向性パターン
は、異なる方向から来る音圧に対する指向性マイクロホ
ン・システムの感度を表す。指向性マイクロホン・シス
テムの目的は、音声など望ましい音源から発する音圧を
受信して、雑音など望ましくない音源から発する音圧を
減衰することである。指向性マイクロホン・システム
は、通常、車内や公共の場所などの騒がしい環境で用い
られる。指向性マイクロホン・システムの利点は、指向
性マイクロホン・システムの指向性パターンを、個別マ
イクロホンを用いて得られる場合よりも特定することが
できることである。
有するマイクロホン・システムである。指向性パターン
は、異なる方向から来る音圧に対する指向性マイクロホ
ン・システムの感度を表す。指向性マイクロホン・シス
テムの目的は、音声など望ましい音源から発する音圧を
受信して、雑音など望ましくない音源から発する音圧を
減衰することである。指向性マイクロホン・システム
は、通常、車内や公共の場所などの騒がしい環境で用い
られる。指向性マイクロホン・システムの利点は、指向
性マイクロホン・システムの指向性パターンを、個別マ
イクロホンを用いて得られる場合よりも特定することが
できることである。
指向性マイクロホン・システムは、一般に、それぞれ
がある指向性パターンを特徴とする複数の個別のマイク
ロホンと、指向性パターンを生成するためのプロセッサ
とを有する。各個別マイクロホンは、望ましい音源と望
ましくない音源の両方から発せられる音圧に応答する電
気信号を生成する。プロセッサは、各マイクロホンから
の電気信号を処理して、指向性マイクロホン・システム
の指向性パターンを有する出力信号を生成する。
がある指向性パターンを特徴とする複数の個別のマイク
ロホンと、指向性パターンを生成するためのプロセッサ
とを有する。各個別マイクロホンは、望ましい音源と望
ましくない音源の両方から発せられる音圧に応答する電
気信号を生成する。プロセッサは、各マイクロホンから
の電気信号を処理して、指向性マイクロホン・システム
の指向性パターンを有する出力信号を生成する。
指向性マイクロホン・システムの一種が、傾斜指向性
マイクロホン・システムである。傾斜指向性マイクロホ
ン・システムは、指向性マイクロホン・システムと似て
いるが、傾斜指向性マイクロホン・システムの指向性パ
ターンは、２つの個別マイクロホン間の音圧の差に応答
する点が異なる。傾斜指向性マイクロホン・システム
は、２つの個別マイクロホン間の音圧の差に応答するの
で、一般に、これらの個別マイクロホンは、所望の音源
と共通の軸上に位置する。さもないと、各個別マイクロ
ホンの音圧は、同時に到達することになる。傾斜指向性
マイクロホン・システムは、特定の用途に関しては空間
と処理の複雑さによって、個別マイクロホンの数が制限
される場合に使用すると有利である。
マイクロホン・システムである。傾斜指向性マイクロホ
ン・システムは、指向性マイクロホン・システムと似て
いるが、傾斜指向性マイクロホン・システムの指向性パ
ターンは、２つの個別マイクロホン間の音圧の差に応答
する点が異なる。傾斜指向性マイクロホン・システム
は、２つの個別マイクロホン間の音圧の差に応答するの
で、一般に、これらの個別マイクロホンは、所望の音源
と共通の軸上に位置する。さもないと、各個別マイクロ
ホンの音圧は、同時に到達することになる。傾斜指向性
マイクロホン・システムは、特定の用途に関しては空間
と処理の複雑さによって、個別マイクロホンの数が制限
される場合に使用すると有利である。
傾斜指向性マイクロホン・システムは、システムの指
向性パターンを定義する傾斜次数（gradient order）に
よって特徴付けられる。傾斜指向性マイクロホン・シス
テムの傾斜次数は、システムの指向性の度合を定義す
る。一般にシステムの傾斜次数が高ければ高いほど、傾
斜指向性マイクロホン・システムの指向性は大きいこと
になる。たとえば、ゼロの傾斜次数を有する傾斜指向性
マイクロホン・システムは、円形の指向性パターンを有
する全方向システムを意味する。たとえば、１の傾斜次
数を有する傾斜指向性マイクロホン・システムは、８の
字パターンと心臓形パターンとの間のいずれかの指向性
パターンを生成することができる。たとえば、２の傾斜
次数を有する傾斜指向性マイクロホン・システムは、２
個の一次傾斜からの指向性パターンの積として表すこと
ができる。
向性パターンを定義する傾斜次数（gradient order）に
よって特徴付けられる。傾斜指向性マイクロホン・シス
テムの傾斜次数は、システムの指向性の度合を定義す
る。一般にシステムの傾斜次数が高ければ高いほど、傾
斜指向性マイクロホン・システムの指向性は大きいこと
になる。たとえば、ゼロの傾斜次数を有する傾斜指向性
マイクロホン・システムは、円形の指向性パターンを有
する全方向システムを意味する。たとえば、１の傾斜次
数を有する傾斜指向性マイクロホン・システムは、８の
字パターンと心臓形パターンとの間のいずれかの指向性
パターンを生成することができる。たとえば、２の傾斜
次数を有する傾斜指向性マイクロホン・システムは、２
個の一次傾斜からの指向性パターンの積として表すこと
ができる。
傾斜指向性マイクロホン・システムの問題点は、シス
テムの傾斜次数が大きくなるにつれて、システムの寸法
と複雑性、そしてそのためにコストが増大することであ
る。寸法が大きくなるのは、追加の個別マイクロホンが
必要とされるためである。複雑性が増大するのは、プロ
セッサが追加の個別マイクロホンからの電気信号を処理
するためである。傾斜指向性マイクロホン・システムの
傾斜次数が２以上になると、この問題が起こって来るの
が普通である。
テムの傾斜次数が大きくなるにつれて、システムの寸法
と複雑性、そしてそのためにコストが増大することであ
る。寸法が大きくなるのは、追加の個別マイクロホンが
必要とされるためである。複雑性が増大するのは、プロ
セッサが追加の個別マイクロホンからの電気信号を処理
するためである。傾斜指向性マイクロホン・システムの
傾斜次数が２以上になると、この問題が起こって来るの
が普通である。
従来の技術においては、２次傾斜を有する傾斜指向性
マイクロホン・システムは、４個ものマイクロホン・ポ
ートにより構成される。ある実施例においては、４個の
マイクロホン・ポートは個別マイクロホンがそれぞれゼ
ロ次の傾斜を有する４個の個別マイクロホンを用いて構
築される。４個のマイクロホンを用いる際の欠点は、各
個別マイクロホンに必要とされる空間と、隣接する個別
マイクロホン間に必要とされる距離である。
マイクロホン・システムは、４個ものマイクロホン・ポ
ートにより構成される。ある実施例においては、４個の
マイクロホン・ポートは個別マイクロホンがそれぞれゼ
ロ次の傾斜を有する４個の個別マイクロホンを用いて構
築される。４個のマイクロホンを用いる際の欠点は、各
個別マイクロホンに必要とされる空間と、隣接する個別
マイクロホン間に必要とされる距離である。
別の実施例においては、４個のマイクロホン・ポート
は、各個別マイクロホンが１次傾斜を有し、二重マイク
ロホン・ポートをもつ２個の個別マイクロホンを用いて
構築される。バッフルを二重マイクロホン・ポートの間
において、二重マイクロホン・ポートを分離することも
できる。バッフルが用いられないと、２個の個別マイク
ロホン間の距離は、バッフルがある場合に必要な距離よ
りも大きくしなければならない。２個の個別マイクロホ
ンを用いて構築された４個のマイクロホン・ポートを用
いる場合の欠点は、バッフルに空間を取られることと、
個別マイクロホン間の距離が大きくなることである。
は、各個別マイクロホンが１次傾斜を有し、二重マイク
ロホン・ポートをもつ２個の個別マイクロホンを用いて
構築される。バッフルを二重マイクロホン・ポートの間
において、二重マイクロホン・ポートを分離することも
できる。バッフルが用いられないと、２個の個別マイク
ロホン間の距離は、バッフルがある場合に必要な距離よ
りも大きくしなければならない。２個の個別マイクロホ
ンを用いて構築された４個のマイクロホン・ポートを用
いる場合の欠点は、バッフルに空間を取られることと、
個別マイクロホン間の距離が大きくなることである。
いずれの従来技術による実施例においても、プロセッ
サは４個のマイクロホン・ポートから受信した信号を処
理するために必要な複雑性を要する。
サは４個のマイクロホン・ポートから受信した信号を処
理するために必要な複雑性を要する。
従って、より小型で、複雑でない傾斜指向性マイクロ
ホン・システムが必要になる。
ホン・システムが必要になる。
図面の簡単な説明 第１図は、本発明による傾斜指向性マイクロホン・シ
ステムのブロック図である。
ステムのブロック図である。
第２図は、本発明による第１図の傾斜指向性マイクロ
ホン・システムで用いられるプロセッサの中間的な音響
処理のブロック図である。
ホン・システムで用いられるプロセッサの中間的な音響
処理のブロック図である。
第３図は、本発明による第１図の傾斜指向性マイクロ
ホン・システムで用いられるプロセッサ内の個々のマイ
クロホン信号の電気信号処理のブロック図である。
ホン・システムで用いられるプロセッサ内の個々のマイ
クロホン信号の電気信号処理のブロック図である。
第４図は、本発明による第１図の傾斜指向性マイクロ
ホン・システムで用いられるプロセッサの経済的な実行
例のブロック図である。
ホン・システムで用いられるプロセッサの経済的な実行
例のブロック図である。
第５図は、本発明による第１図の傾斜指向性マイクロ
ホン・システムを有する通信システムである。
ホン・システムを有する通信システムである。
好適な実施例の詳細説明 本発明により、傾斜指向性マイクロホン・システムお
よびその方法によって上記の必要性は実質的に満足され
る。本発明のある実施例により、傾斜指向性マイクロホ
ン・システムには３個のマイクロホンとプロセッサとが
含まれる。３個のマイクロホンのそれぞれは、実質的に
同じ傾斜次数と周波数応答とを有する。各マイクロホン
は、各マイクロホンにおける音圧に応答する電気信号を
生成する。プロセッサは、各マイクロホンからの電気信
号を受信するように結合され、３個のマイクロホンのそ
れぞれの傾斜次数よりも少なくとも２傾斜次数だけ高い
傾斜次数を有する傾斜指向性マイクロホン・システムの
ための出力信号を生成するように動作する。本発明の用
いると、傾斜指向性マイクロホン・システムの寸法と複
雑性は、従来の技術に比較して実質的に軽減される。
よびその方法によって上記の必要性は実質的に満足され
る。本発明のある実施例により、傾斜指向性マイクロホ
ン・システムには３個のマイクロホンとプロセッサとが
含まれる。３個のマイクロホンのそれぞれは、実質的に
同じ傾斜次数と周波数応答とを有する。各マイクロホン
は、各マイクロホンにおける音圧に応答する電気信号を
生成する。プロセッサは、各マイクロホンからの電気信
号を受信するように結合され、３個のマイクロホンのそ
れぞれの傾斜次数よりも少なくとも２傾斜次数だけ高い
傾斜次数を有する傾斜指向性マイクロホン・システムの
ための出力信号を生成するように動作する。本発明の用
いると、傾斜指向性マイクロホン・システムの寸法と複
雑性は、従来の技術に比較して実質的に軽減される。
本発明の好適な実施例の詳細説明は、第１図ないし第
５図に示される添付の図面を参照して読むとさらに良く
理解することができる。
５図に示される添付の図面を参照して読むとさらに良く
理解することができる。
第１図は、本発明による傾斜指向性マイクロホン・シ
ステム100を示す。本発明の傾斜指向性マイクロホン・
システム100は、一般に、第１マイクロホン101,第２マ
イクロホン103および第３マイクロホン105と、プロセッ
サ107とを有する。本発明により、この３つのマイクロ
ホン101,103,105は、それぞれ３つのマイクロホンに関
して実質的に同じ傾斜次数と周波数応答とを有する。
ステム100を示す。本発明の傾斜指向性マイクロホン・
システム100は、一般に、第１マイクロホン101,第２マ
イクロホン103および第３マイクロホン105と、プロセッ
サ107とを有する。本発明により、この３つのマイクロ
ホン101,103,105は、それぞれ３つのマイクロホンに関
して実質的に同じ傾斜次数と周波数応答とを有する。
第１マイクロホン101,第２マイクロホン103および第
３マイクロホン105は、各マイクロホンにおける音圧に
応答して、それぞれ第１電気信号109,第２電気信号111
および第３電気信号113を生成する。矢印115により示さ
れるように、音圧は所望の音圧源117により少なくとも
部分的に生成される。３個のマイクロホン101,103,105
は、所望の音圧源107と共通の軸125上に位置する。第１
マイクロホン101,第２マイクロホン103および第３マイ
クロホン105における音圧は、それぞれ矢印119,121,123
によって表される。マイクロホンが離れて位置している
ので、各マイクロホンの音圧は実質的に同じレベルを持
つが、所望の音圧源117により発生される音圧115に関し
て時間的に遅延する。
３マイクロホン105は、各マイクロホンにおける音圧に
応答して、それぞれ第１電気信号109,第２電気信号111
および第３電気信号113を生成する。矢印115により示さ
れるように、音圧は所望の音圧源117により少なくとも
部分的に生成される。３個のマイクロホン101,103,105
は、所望の音圧源107と共通の軸125上に位置する。第１
マイクロホン101,第２マイクロホン103および第３マイ
クロホン105における音圧は、それぞれ矢印119,121,123
によって表される。マイクロホンが離れて位置している
ので、各マイクロホンの音圧は実質的に同じレベルを持
つが、所望の音圧源117により発生される音圧115に関し
て時間的に遅延する。
本発明により、プロセッサ107は、それぞれのマイク
ロホン101,103,105から電気信号109,111,113を受信する
ように結合され、３個のマイクロホンのそれぞれの傾斜
次数よりも少なくとも２傾斜次数だけ高い傾斜次数141
を有する傾斜指向性マイクロホン・システムのための出
力信号を線131において生成するように動作する。
ロホン101,103,105から電気信号109,111,113を受信する
ように結合され、３個のマイクロホンのそれぞれの傾斜
次数よりも少なくとも２傾斜次数だけ高い傾斜次数141
を有する傾斜指向性マイクロホン・システムのための出
力信号を線131において生成するように動作する。
本発明の好適な実施例により、３個のマイクロホン10
1,103,105は、それぞれ、ゼロの傾斜次数を持ち、これ
は各マイクロホンの隣に図示される指向性パターン135,
137,139によって表される。各マイクロホンの指向性パ
ターンは、すべての入射角133に関して等しい感度を有
する。傾斜指向性マイクロホン・システム100によって
実現される傾斜次数は、指向性パターン141によって表
される。指向性パターン141は、次の等式によって表さ
れる： ただし、ｙは出力,1/sは積分,kは音速をマイクロホン間
の間隔で割ったものに比例する倍率を示し、m1,m2,m3は
３個のマイクロホンからの電気信号109,111,113であ
る。信号m2,m3は、m1に関して次の式で書くことができ
る： m2＝m1e-st ［２］ m3＝m1e-s2t ［３］ ただし、θは入射角133である。最終出力ｙは、以下の
式で導かれる： 指向性パターン141は、普通は単方向である。これは、
傾斜指向性マイクロホン・システム100が音圧源117の方
向から受信された音圧115に感度を持ち、他のすべての
方向から受信された音圧には実質的に感度を持たないた
めである。
1,103,105は、それぞれ、ゼロの傾斜次数を持ち、これ
は各マイクロホンの隣に図示される指向性パターン135,
137,139によって表される。各マイクロホンの指向性パ
ターンは、すべての入射角133に関して等しい感度を有
する。傾斜指向性マイクロホン・システム100によって
実現される傾斜次数は、指向性パターン141によって表
される。指向性パターン141は、次の等式によって表さ
れる： ただし、ｙは出力,1/sは積分,kは音速をマイクロホン間
の間隔で割ったものに比例する倍率を示し、m1,m2,m3は
３個のマイクロホンからの電気信号109,111,113であ
る。信号m2,m3は、m1に関して次の式で書くことができ
る： m2＝m1e-st ［２］ m3＝m1e-s2t ［３］ ただし、θは入射角133である。最終出力ｙは、以下の
式で導かれる： 指向性パターン141は、普通は単方向である。これは、
傾斜指向性マイクロホン・システム100が音圧源117の方
向から受信された音圧115に感度を持ち、他のすべての
方向から受信された音圧には実質的に感度を持たないた
めである。
傾斜指向性マイクロホン・システム100の利点は、２
次傾斜指向性パターン141を有する出力信号131を生成す
るために３個のゼロ次傾斜マイクロホン101,103,105し
か用いられないことである。これに対して、従来の技術
では、２次傾斜指向性パターンを有する出力信号を生成
するためには、４個のゼロ次傾斜マイクロホンが必要で
あった。そのため、本発明では、１つの少ないゼロ次傾
斜マイクロホンを用いることで、傾斜指向性マイクロホ
ン・システム100の寸法が実質的に小さくなっている。
本発明により、新規のプロセッサ107を用いて寸法の削
減という利点が得られる。
次傾斜指向性パターン141を有する出力信号131を生成す
るために３個のゼロ次傾斜マイクロホン101,103,105し
か用いられないことである。これに対して、従来の技術
では、２次傾斜指向性パターンを有する出力信号を生成
するためには、４個のゼロ次傾斜マイクロホンが必要で
あった。そのため、本発明では、１つの少ないゼロ次傾
斜マイクロホンを用いることで、傾斜指向性マイクロホ
ン・システム100の寸法が実質的に小さくなっている。
本発明により、新規のプロセッサ107を用いて寸法の削
減という利点が得られる。
本発明の好適な実施例においては、隣接するマイクロ
ホン間の距離127,129は約25ミリメートルである。その
ため、これは約60ミリメートルのパッケージ全長に相当
する。
ホン間の距離127,129は約25ミリメートルである。その
ため、これは約60ミリメートルのパッケージ全長に相当
する。
本発明の好適な実施例においては、定数ｋは、音速を
マイクロホン間の距離で割ったものに等しい。この定数
ｋを変更することにより代替の出力指向性パターンを得
ることができる。傾斜指向性マイクロホン・システムの
出力における狭い双方向パターンは、定数ｋを変更する
ことによって形成される代替の指向性パターンの一例で
ある。
マイクロホン間の距離で割ったものに等しい。この定数
ｋを変更することにより代替の出力指向性パターンを得
ることができる。傾斜指向性マイクロホン・システムの
出力における狭い双方向パターンは、定数ｋを変更する
ことによって形成される代替の指向性パターンの一例で
ある。
本発明の好適な実施例においては、最終的な積分段
（図示せず）を任意でプロセッサ107の出力に加えて、
出力信号131を積分することができる。最終積分段は、
大きな部屋や野外で用いるための傾斜指向性マイクロホ
ン・システムに有利である。しかし傾斜指向性マイクロ
ホン・システムが、たとえば小さい部屋や車内で用いら
れる場合には、低周波音の盛りあがりが積分と同等の効
果を生じさせる。
（図示せず）を任意でプロセッサ107の出力に加えて、
出力信号131を積分することができる。最終積分段は、
大きな部屋や野外で用いるための傾斜指向性マイクロホ
ン・システムに有利である。しかし傾斜指向性マイクロ
ホン・システムが、たとえば小さい部屋や車内で用いら
れる場合には、低周波音の盛りあがりが積分と同等の効
果を生じさせる。
本発明の傾斜指向性マイクロホン・システム100は、
４個以上のマイクロホンを有して、３個のマイクロホン
により得られるより高い傾斜次数を得る別の傾斜指向性
マイクロホン・システムの一部として用いても有利であ
る。
４個以上のマイクロホンを有して、３個のマイクロホン
により得られるより高い傾斜次数を得る別の傾斜指向性
マイクロホン・システムの一部として用いても有利であ
る。
第２図ないし第４図は、第１図のプロセッサ107の代
替のブロック図である。各ブロック図により実行される
機能は同じである。第２図は、音響的見地から見たプロ
セッサのブロック図である。第３図は、電気的見地から
見たプロセッサのブロック図である。第４図は、経済的
実行例の見地からみたプロセッサのブロック図である。
替のブロック図である。各ブロック図により実行される
機能は同じである。第２図は、音響的見地から見たプロ
セッサのブロック図である。第３図は、電気的見地から
見たプロセッサのブロック図である。第４図は、経済的
実行例の見地からみたプロセッサのブロック図である。
第２図は、本発明により第１図の傾斜指向性マイクロ
ホン・システム100で用いられるプロセッサ107の中間的
な音響処理のブロック図である。プロセッサ107は、一
般に、第１傾斜決定子（gradient determiner）201,第
２傾斜決定子203および第３傾斜決定子205を有する。第
１傾斜決定子201は、第１電気信号109および第２電気信
号111を受信するように結合され、線207において第１傾
斜信号を生成するように動作する。第２傾斜決定子203
は、それぞれ線111,113で第２電気信号および第３電気
信号を受信するように結合され、線209で第２傾斜信号
を生成するように動作する。第３傾斜決定子205は、線2
07,209で第１および第２傾斜信号を受信するように結合
され、線131で出力信号を生成するように動作する。
ホン・システム100で用いられるプロセッサ107の中間的
な音響処理のブロック図である。プロセッサ107は、一
般に、第１傾斜決定子（gradient determiner）201,第
２傾斜決定子203および第３傾斜決定子205を有する。第
１傾斜決定子201は、第１電気信号109および第２電気信
号111を受信するように結合され、線207において第１傾
斜信号を生成するように動作する。第２傾斜決定子203
は、それぞれ線111,113で第２電気信号および第３電気
信号を受信するように結合され、線209で第２傾斜信号
を生成するように動作する。第３傾斜決定子205は、線2
07,209で第１および第２傾斜信号を受信するように結合
され、線131で出力信号を生成するように動作する。
線207,209の第１および第２傾斜信号は、指向性パタ
ーン233によって表される１次傾斜を有する。好ましく
は、指向性パターン233は心臓形パターンであるが、他
の用途では指向性パターン233は１次傾斜を表す他のパ
ターンでもよい。１次傾斜指向性マイクロホン・システ
ムのための他の指向性パターンとしては、８の字形など
の双方向指向性パターンがある。
ーン233によって表される１次傾斜を有する。好ましく
は、指向性パターン233は心臓形パターンであるが、他
の用途では指向性パターン233は１次傾斜を表す他のパ
ターンでもよい。１次傾斜指向性マイクロホン・システ
ムのための他の指向性パターンとしては、８の字形など
の双方向指向性パターンがある。
本発明の好適な実施例により、第１傾斜決定子には、
一般に、平均化装置213,減算器211,増幅器215,積分器21
7および加算器219が含まれる。平均化装置213,減算器21
1,増幅器215,積分器217および加算器219は、当技術では
それぞれ周知のものであるので、本発明の理解を助ける
ため以外には詳しい説明は行わない。
一般に、平均化装置213,減算器211,増幅器215,積分器21
7および加算器219が含まれる。平均化装置213,減算器21
1,増幅器215,積分器217および加算器219は、当技術では
それぞれ周知のものであるので、本発明の理解を助ける
ため以外には詳しい説明は行わない。
減算器211は、第１電気信号109から第２電気信号111
を減じて、線221に被減算信号を生成する。平均化装置2
13は、それぞれ線109,111の第１および第２電気信号を
平均化し、線223に平均信号を生成する。増幅器215は、
線221の被減算信号を増幅して、線225に被増幅信号を生
成する。積分器217は、線225の被増幅信号を積分して、
線227に被積分信号を生成する。加算器219は、線227の
被積分信号と線223の被平均化信号を加算して、第１傾
斜信号207を生成する。
を減じて、線221に被減算信号を生成する。平均化装置2
13は、それぞれ線109,111の第１および第２電気信号を
平均化し、線223に平均信号を生成する。増幅器215は、
線221の被減算信号を増幅して、線225に被増幅信号を生
成する。積分器217は、線225の被増幅信号を積分して、
線227に被積分信号を生成する。加算器219は、線227の
被積分信号と線223の被平均化信号を加算して、第１傾
斜信号207を生成する。
本発明の好適な実施例においては、傾斜指向性マイク
ロホン・システムのための線221の被減算信号は、指向
性パターン231によって表される１次傾斜を有する。指
向性パターン231は、好ましくは、釣合のとれた８の字
形で表される双方向の感度を有する。
ロホン・システムのための線221の被減算信号は、指向
性パターン231によって表される１次傾斜を有する。指
向性パターン231は、好ましくは、釣合のとれた８の字
形で表される双方向の感度を有する。
第２傾斜決定子203は、同じ構造を持ち、線111と113
でそれぞれ第２および第３電気信号に関して同様の機能
を実行し、線209で第２傾斜信号を生成する。
でそれぞれ第２および第３電気信号に関して同様の機能
を実行し、線209で第２傾斜信号を生成する。
第３傾斜決定子には、一般に、線209の第２傾斜信号
を線207の第１傾斜信号から減じる減算器229が含まれ、
線131に傾斜指向性マイクロホン・システムのための出
力信号を生成する。
を線207の第１傾斜信号から減じる減算器229が含まれ、
線131に傾斜指向性マイクロホン・システムのための出
力信号を生成する。
第３図は、本発明による第１図の傾斜指向性マイクロ
ホン・システム100で用いられるプロセッサ107内の個々
のマイクロホン信号109,111,113の電気信号処理のブロ
ック図である。プロセッサ107は、一般に、第１増幅器3
01,第２増幅器303,第３増幅器305,第４増幅器307,第５
増幅器309および第６増幅器311と、第１積分器313,第２
積分器315および第３積分器317と、加算器319とを有す
る。第３図に図示されるプロセッサ107内に表される各
要素は、それぞれ、当技術では周知のものであるので、
本発明の理解を助けるため以外には詳細に説明を行わな
い。
ホン・システム100で用いられるプロセッサ107内の個々
のマイクロホン信号109,111,113の電気信号処理のブロ
ック図である。プロセッサ107は、一般に、第１増幅器3
01,第２増幅器303,第３増幅器305,第４増幅器307,第５
増幅器309および第６増幅器311と、第１積分器313,第２
積分器315および第３積分器317と、加算器319とを有す
る。第３図に図示されるプロセッサ107内に表される各
要素は、それぞれ、当技術では周知のものであるので、
本発明の理解を助けるため以外には詳細に説明を行わな
い。
第１増幅器301,第２増幅器303および第３増幅器305
は、それぞれ第１電気信号109,第２電気信号111および
第３電気信号113を第１定数K1だけ増幅して、線321,32
3,325にそれぞれ第1,第２および第３被増幅信号を生成
する。第１定数K1は、音速の隣接するマイクロホン間の
距離に対する比に比例する。第１積分器313は、線321の
第１被増幅信号を積分して、線327に第１被積分信号を
生成する。第２積分器は、線323の第２被増幅信号を積
分して、線329に第２被積分信号を生成する。第３積分
器317は、線325の第３被増幅信号を積分して、線331に
第３被積分信号を生成する。第４増幅器307は、線109の
第１電気信号を定数K2だけ増幅して、線333に第４被増
幅信号を生成する。第５増幅器309は、線113の第３電気
信号を、第２定数K2とは逆の符号をもつ定数K3だけ増幅
して、線335に第５被増幅信号を生成する。第６増幅器3
11は、線329の第２被積分信号を増幅して、線337に第６
被増幅信号を生成する。加算器319は、線327の第１被積
分信号と、線333の第４被増幅信号と、線337の第６被増
幅信号と、線331の第３被積分信号と、線335の第５被増
幅信号とを加算して、プロセッサ107の線131に出力信号
を生成する。
は、それぞれ第１電気信号109,第２電気信号111および
第３電気信号113を第１定数K1だけ増幅して、線321,32
3,325にそれぞれ第1,第２および第３被増幅信号を生成
する。第１定数K1は、音速の隣接するマイクロホン間の
距離に対する比に比例する。第１積分器313は、線321の
第１被増幅信号を積分して、線327に第１被積分信号を
生成する。第２積分器は、線323の第２被増幅信号を積
分して、線329に第２被積分信号を生成する。第３積分
器317は、線325の第３被増幅信号を積分して、線331に
第３被積分信号を生成する。第４増幅器307は、線109の
第１電気信号を定数K2だけ増幅して、線333に第４被増
幅信号を生成する。第５増幅器309は、線113の第３電気
信号を、第２定数K2とは逆の符号をもつ定数K3だけ増幅
して、線335に第５被増幅信号を生成する。第６増幅器3
11は、線329の第２被積分信号を増幅して、線337に第６
被増幅信号を生成する。加算器319は、線327の第１被積
分信号と、線333の第４被増幅信号と、線337の第６被増
幅信号と、線331の第３被積分信号と、線335の第５被増
幅信号とを加算して、プロセッサ107の線131に出力信号
を生成する。
第４図は、本発明により第１図の傾斜指向性マイクロ
ホン・システム100で用いられるプロセッサ107の経済的
な実行例のブロック図である。第４図の傾斜指向性マイ
クロホン・システムには、一般に、第１反転増幅器401,
第１加算器403,減衰器405,反転減衰器407,増幅器409,積
分器411および第２加算器413が含まれる。第３図に表さ
れるプロセッサ107の各要素は、それぞれ当技術では周
知のものであるので、本発明の理解を助けるため以外に
は詳しい説明は行わない。
ホン・システム100で用いられるプロセッサ107の経済的
な実行例のブロック図である。第４図の傾斜指向性マイ
クロホン・システムには、一般に、第１反転増幅器401,
第１加算器403,減衰器405,反転減衰器407,増幅器409,積
分器411および第２加算器413が含まれる。第３図に表さ
れるプロセッサ107の各要素は、それぞれ当技術では周
知のものであるので、本発明の理解を助けるため以外に
は詳しい説明は行わない。
第１反転増幅器401は、線111の第２電気信号の強度
を、それぞれ線109および113の第１および第３電気信号
の強度に比例して反転させて、線111の第２電気信号を
増幅し、線415に被反転増幅信号を生成する。第１加算
器は、線109の第１電気信号と、線113の第３電気信号と
線415の第１被反転増幅信号とを加算して、線417の第１
被加算信号を生成する。減衰器405は、線109の第１電気
信号を減衰して、線419に被減衰信号を生成する。反転
減衰器407は、線113の第３電気信号を減衰し、線113の
第３電気信号の強度を、線109の第１電気信号の強度に
比例して反転させて、線421に被反転減衰信号を生成す
る。増幅器409は、線417の第１被加算信号を定数Ｋだけ
増幅して、線420に被増幅信号を生成する。定数Ｋは、
音速と隣接するマイクロホン間の距離との比に比例する
増幅器409の利得を表す。積分器411は、線420の被増幅
信号を積分して、線423に被積分信号を生成する。加算
器413は、線419の被減衰信号と、線421の被反転減衰信
号と、線423の被積分信号とを加算して、線131に傾斜指
向性マイクロホン・システムのための出力信号を生成す
る。
を、それぞれ線109および113の第１および第３電気信号
の強度に比例して反転させて、線111の第２電気信号を
増幅し、線415に被反転増幅信号を生成する。第１加算
器は、線109の第１電気信号と、線113の第３電気信号と
線415の第１被反転増幅信号とを加算して、線417の第１
被加算信号を生成する。減衰器405は、線109の第１電気
信号を減衰して、線419に被減衰信号を生成する。反転
減衰器407は、線113の第３電気信号を減衰し、線113の
第３電気信号の強度を、線109の第１電気信号の強度に
比例して反転させて、線421に被反転減衰信号を生成す
る。増幅器409は、線417の第１被加算信号を定数Ｋだけ
増幅して、線420に被増幅信号を生成する。定数Ｋは、
音速と隣接するマイクロホン間の距離との比に比例する
増幅器409の利得を表す。積分器411は、線420の被増幅
信号を積分して、線423に被積分信号を生成する。加算
器413は、線419の被減衰信号と、線421の被反転減衰信
号と、線423の被積分信号とを加算して、線131に傾斜指
向性マイクロホン・システムのための出力信号を生成す
る。
第３図に示されるプロセッサ107のブロック図の利点
は、プロセッサ107が第２図，第３図および従来の技術
によるプロセッサ107と比較して複雑性が削減されてい
ることである。
は、プロセッサ107が第２図，第３図および従来の技術
によるプロセッサ107と比較して複雑性が削減されてい
ることである。
第５図は、本発明による第１図の傾斜指向性マイクロ
ホン・システム100を用いる通信システム500である。通
信システム500には、一般に、送信機501に結合された第
１図の傾斜指向性マイクロホン・システム100が含まれ
る。音圧源117は、傾斜指向性マイクロホン・システム1
00の方向に音圧115を発生する。詳しく述べると、音圧1
15は、指向性パターン141により示されるように０度の
入射角133で傾斜指向性マイクロホン・システム100に向
かう。傾斜指向性マイクロホン・システム100は、第１
マイクロホン101,第２マイクロホン103および第３マイ
クロホン105でそれぞれ音圧115を受信する第１入力ポー
ト503,第２入力ポート505および第３入力ポート507を有
する。傾斜指向性マイクロホン・システム100は、プロ
セッサ107を用いて３個のポート503,505,507から来た入
力を処理して、出力信号131を生成する。出力信号131
は、送信機501に結合され、送信機は線509で出力信号13
1を送信する。
ホン・システム100を用いる通信システム500である。通
信システム500には、一般に、送信機501に結合された第
１図の傾斜指向性マイクロホン・システム100が含まれ
る。音圧源117は、傾斜指向性マイクロホン・システム1
00の方向に音圧115を発生する。詳しく述べると、音圧1
15は、指向性パターン141により示されるように０度の
入射角133で傾斜指向性マイクロホン・システム100に向
かう。傾斜指向性マイクロホン・システム100は、第１
マイクロホン101,第２マイクロホン103および第３マイ
クロホン105でそれぞれ音圧115を受信する第１入力ポー
ト503,第２入力ポート505および第３入力ポート507を有
する。傾斜指向性マイクロホン・システム100は、プロ
セッサ107を用いて３個のポート503,505,507から来た入
力を処理して、出力信号131を生成する。出力信号131
は、送信機501に結合され、送信機は線509で出力信号13
1を送信する。
好適な実施例においては、通信システム500は、傾斜
指向性マイクロホン・システム100がハンドフリー・マ
イクロホンを代表し、送信機501が無線電話の回路構成
の一部を代表する無線電話システムである。あるいは、
通信システム500は、傾斜指向性マイクロホン・システ
ム100がデスクトップ・マイクロホンを代表し、送信機5
01が地上回線電話網に結合されたコントローラを代表す
るディスパッチ通信システムでもよい。あるいは、通信
システム500は、傾斜指向性マイクロホン・システム100
がユーザから離れた特定の方向からの音を受信し、送信
機501がこの音を処理してユーザの耳に入力する聴覚補
助装置でもよい。
指向性マイクロホン・システム100がハンドフリー・マ
イクロホンを代表し、送信機501が無線電話の回路構成
の一部を代表する無線電話システムである。あるいは、
通信システム500は、傾斜指向性マイクロホン・システ
ム100がデスクトップ・マイクロホンを代表し、送信機5
01が地上回線電話網に結合されたコントローラを代表す
るディスパッチ通信システムでもよい。あるいは、通信
システム500は、傾斜指向性マイクロホン・システム100
がユーザから離れた特定の方向からの音を受信し、送信
機501がこの音を処理してユーザの耳に入力する聴覚補
助装置でもよい。
以上、本発明は傾斜指向性マイクロホン・システムと
その方法とを提供する。本発明を用いると、傾斜指向性
マイクロホン・システムの寸法と複雑性とが、従来の技
術に比較して実質的に軽減される。これらの利点は、一
般に、その信号が独自の方法で処理される３個のマイク
ロホンを有する傾斜指向性マイクロホン・システムによ
り提供される。本発明により、従来の技術による傾斜指
向性マイクロホン・システムの大きな寸法と高度な複雑
性とが実質的に解決される。
その方法とを提供する。本発明を用いると、傾斜指向性
マイクロホン・システムの寸法と複雑性とが、従来の技
術に比較して実質的に軽減される。これらの利点は、一
般に、その信号が独自の方法で処理される３個のマイク
ロホンを有する傾斜指向性マイクロホン・システムによ
り提供される。本発明により、従来の技術による傾斜指
向性マイクロホン・システムの大きな寸法と高度な複雑
性とが実質的に解決される。
本発明は、それを説明する実施例に関して解説された
が、本発明をこれらの特定の実施例に制限する意図はな
い。添付の請求項に提示された本発明の精神と範囲から
逸脱せずに変形および改良が可能であることが当業者に
は理解頂けよう。
が、本発明をこれらの特定の実施例に制限する意図はな
い。添付の請求項に提示された本発明の精神と範囲から
逸脱せずに変形および改良が可能であることが当業者に
は理解頂けよう。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04R 3/00 320
Claims (7)
- 【請求項１】傾斜指向性マイクロホン・システムにおい
て： ３個以下のマイクロホンであって、前記マイクロホンの
それぞれが３個の前記マイクロホンに対し実質的に同じ
傾斜次数と周波数応答とを有し、各マイクロホンが各マ
イクロホンにおける音圧に応答する電気信号を生成し、
前記電気信号は第1,第２および第３マイクロホンに対応
する第1,第２および第３電気信号を有する、３個のマイ
クロホン；および 各マイクロホンから前記電気信号を受信するように結合
され、３個の前記マイクロホンの各々の前記傾斜次数よ
りも少なくとも２傾斜次数だけ高い傾斜次数を有する前
記傾斜指向性マイクロホン・システムのための出力信号
を生成するように動作するプロセッサであって、前記プ
ロセッサは： 前記第１および第２電気信号を受信するように結合さ
れ、第１傾斜信号を生成するように動作する第１傾斜決
定子； 前記第２および第３電気信号を受信するように結合さ
れ、第２傾斜信号を生成するように動作する第２傾斜決
定子；および 前記第１および第２電気信号を受信するように結合さ
れ、前記出力信号を生成するように動作する第３傾斜決
定子； によって構成される傾斜指向性マイクロホン・システ
ム。 - 【請求項２】前記第１傾斜決定子が： 前記第２電気信号を前記第１電気信号から減じて、被減
算信号を生成する減算器； 前記第１および第２電気信号を平均化して、被平均化信
号を生成する平均化装置； 前記被減算信号を増幅して、被増幅信号を生成する増幅
器； 前記被増幅信号を積分して、被積分信号を生成する積分
器；および 前記被積分信号と前記被平均化信号とを加算して、前記
第１傾斜信号を生成する加算器； によってさらに構成される請求項１記載の傾斜指向性マ
イクロホン・システム。 - 【請求項３】前記第２傾斜決定子が： 前記第３電気信号を前記第２電気信号から減じて、被減
算信号を生成する減算器； 前記第２および第３電気信号を平均化して、被平均化信
号を生成する平均化装置； 前記被減算信号を増幅して、被増幅信号を生成する増幅
器； 前記被増幅信号を積分して、被積分信号を生成する積分
器；および 前記被積分信号と前記被平均化信号とを加算して、前記
第２傾斜信号を生成する加算器； によってさらに構成される請求項１記載の傾斜指向性マ
イクロホン・システム。 - 【請求項４】前記第３傾斜決定子が前記第２電気信号を
前記第１電気信号から減じて、前記傾斜指向性マイクロ
ホン・システムの前記出力信号を生成する減算器によっ
てさらに構成される請求項１記載の傾斜指向性マイクロ
ホン・システム。 - 【請求項５】前記マイクロホンのそれぞれによって生成
される前記電気信号が、第1,第２および第３マイクロホ
ンに対応する第1,第２および第３電気信号を含む、前記
プロセッサは： 前記第１および第３電気信号の強度に関して前記第２電
気信号の強度を反転し、前記第２電気信号を増幅して被
反転増幅信号を生成する第１反転増幅器； 前記第１電気信号と、前記第３電気信号と、前記第１被
反転増幅信号とを加算して、第１被加算信号を生成する
第１加算器； 前記第１電気信号を減衰して被減衰信号を生成する減衰
器； 前記第１電気信号の強度に関して前記第３電気信号の強
度を反転し、前記第３電気信号を減衰して被反転減衰信
号を生成する反転減衰器； 音速と、隣接するマイクロホン間の距離との比に比例す
る利得を有し、前記第１被加算信号を増幅して被増幅信
号を生成する増幅器； 前記被増幅信号を積分して被積分信号を生成する積分
器；および 前記被減衰信号と、前記被反転減衰信号と、前記被積分
信号とを加算して、前記傾斜指向性マイクロホン・シス
テムのための前記出力信号を生成する第２加算器； によってさらに構成される請求項１記載の傾斜指向性マ
イクロホン・システム。 - 【請求項６】前記マイクロホンのそれぞれによって生成
された電気信号が第1,第２および第３マイクロホンに対
応する第1,第２および第３電気信号を有する、前記プロ
セッサは： 前記第1,第２および第３電気信号を、音速と隣接するマ
イクロホン間の距離との比に比例する第１定数により、
それぞれ増幅して、第1,第２および第３被増幅信号をそ
れぞれ生成する第1,第２および第３増幅器； 前記第1,第２および第３被増幅信号のそれぞれを、それ
ぞれ積分して第1,第２および第３被積分信号をそれぞれ
生成する第1,第２および第３積分器； 前記第１電気信号を第２定数により増幅して第４被増幅
信号を生成する第４増幅器； 前記第３電気信号を、前記第２定数と逆の符号を持つ第
３定数により増幅して、第５被増幅信号を生成する第５
増幅器； 前記第２被積分信号を第４定数により増幅して第６被増
幅信号を生成する第６増幅器；および 前記第１および第３被積分信号と、前記第4,第５および
第６被増幅信号とを加算して、前記傾斜指向性マイクロ
ホン・システムの前記出力信号を生成する加算器； によってさらに構成される請求項１記載の傾斜指向性マ
イクロホン・システム。 - 【請求項７】各マイクロホンが実質的に同じ傾斜次数と
周波数応答を有する３個以下のマイクロホンを含む傾斜
指向性マイクロホン・システムを操作する方法におい
て、前記方法は： 第１マイクロホンから第１電気信号を生成する段階； 第２マイクロホンから第２電気信号を生成する段階； 第３マイクロホンから第３電気信号を生成する段階；お
よび 前記第１、第２および第３電気信号を処理して３個の前
記マイクロホンの各々の前記傾斜次数より少なくとも２
傾斜次数だけ高い傾斜次数を有する出力を生成する段階
であって、前記処理する段階は： 第２電気信号の強度を、前記第１および第３電気信号の
強度に関して反転して、前記第２電気信号を増幅して被
反転増幅信号を生成する段階； 前記第１電気信号，前記第３電気信号および前記第１被
反転増幅信号を加算して、第１被加算信号を生成する段
階； 前記第１電気信号を減衰して、被減衰信号を生成する段
階； 前記第３電気信号の強度を、前記第１電気信号の強度に
関して反転して、前記第３電気信号を減衰して、被反転
減衰信号を生成する段階； 前記第１被加算信号を、音速と隣接するマイクロホン間
の距離との比に比例する利得により増幅して、被増幅信
号を生成する段階； 前記被増幅信号を積分して、被積分信号を生成する段
階；および 前記被減衰信号と、前記被反転減衰信号と、前記被積分
信号とを加算して、前記傾斜指向性マイクロホン・シス
テムのための前記出力信号を生成する段階； によって構成される傾斜指向性マイクロホン・システム
を操作する方法。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/143,609 | 1993-11-01 | ||
| US08/143,609 US5463694A (en) | 1993-11-01 | 1993-11-01 | Gradient directional microphone system and method therefor |
| US143,609 | 1993-11-01 | ||
| PCT/US1994/010951 WO1995012961A1 (en) | 1993-11-01 | 1994-09-29 | Gradient directional microphone system and method therefor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08505514A JPH08505514A (ja) | 1996-06-11 |
| JP3106500B2 true JP3106500B2 (ja) | 2000-11-06 |
Family
ID=22504811
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07513208A Expired - Fee Related JP3106500B2 (ja) | 1993-11-01 | 1994-09-29 | 傾斜指向性マイクロホン・システムとその方法 |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5463694A (ja) |
| JP (1) | JP3106500B2 (ja) |
| KR (1) | KR0148650B1 (ja) |
| CN (1) | CN1116036A (ja) |
| AU (1) | AU7959794A (ja) |
| BR (1) | BR9405742A (ja) |
| CA (1) | CA2150819C (ja) |
| DE (2) | DE4498516C2 (ja) |
| FR (1) | FR2712132B1 (ja) |
| GB (1) | GB2289597B (ja) |
| IT (1) | IT1274971B (ja) |
| TW (1) | TW263648B (ja) |
| WO (1) | WO1995012961A1 (ja) |
Families Citing this family (45)
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