JPH01137900A - マイクロホンシステム - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、特定の場所にある目的音だけを感度良く収音
するマイクロホンシステムの小形化に関する。

〔従来の技術〕

カメラ一体形ＶＴＲのマイクロホンシステムでは一般に
撮映内容に無関係に収音している。すなわち、ズームで
遠方の映像を記録している場合に、内容と無関係な近傍
の雑音が収音される。そこで、特定の場所にある目的音
だけを感度良く収音するマイクロホンシステムが必要と
されている。これを実現する公知技術としては、特開昭
６０−１０３９００号が挙げられる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は、複数の指向性マイクロホンを目的音に
向けて配置し、夫々の出力信号を時間軸遅延線で目的音
だけ位相を一致させ加算合成する事により目的音は感度
良く収音し、目的音以外の音は位相差に応じた減衰量を
与えるものである。

従って、目的音以外の音に対して十分な減衰量を確保す
る為には、マイクロホンの設置間隔を大きくし、音源に
よる位相差を大きくする必要がある。

すなわち、上記従来技術は小形化の点についての配慮が
なされていない。例えば、可聴帯域で効果を期待するに
は、マイクロホンの設置間隔を１ｍ程度以上必要となる
ように、カメラ一体形ＶＴＲに適用するには非実用的で
ある。

本発明の目的は、従来技術と同等以上の効果で、より小
形のマイクロホンシステムを提供する事にある。

Ｃ問題点を解決するための手段〕　、 上記目的は、複数のマイクロホンを夫々、目的音に向か
って一定速度で移動させることにより達成される。ある
いは、マイクロホンを目的音に対して円弧上を運動させ
る事によって達成される。

〔作　用〕

マイクロホンを目的音に向かって一定速度で動かす事で
、ドツプラー効果によって目的音は高域に周波数シフト
する。同一遅延時間では、高周波数になるほど位相差は
大きくなるので、同じ大きさでは、目的音以外の抑圧効
果は増大し、反対に、目的音以外に対して同じ抑圧効果
を、従来技術よりも小形のマイクロホンシステムで実現
できる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について説明する。第１図は１本
発明の一実施例を説明するブロック図である。図中１が
音源、２〜４がマイクロホンで。

音源１の方向に速度しで移動している。５〜７はマイク
ロホン２〜４の出力を増幅するアンプ、８はアンプ５〜
７の出力信号を夫々１：２：１の比率で加算合成する加
算器である。

本実施例では、音源１の目的音が選択的に出方端子９に
出力され、それ以外の場所にある音は抑圧される。その
動作原理を第２図を用いて説明する。

マイクロホン２及びマイクロホン３は音源１に対して等
距離Ωに角度０で配置されている。例えば、音源１に周
波数ωｓ　（ｒａｄ　／　５ｅｅ）　、無限遠に周波数
ωＳ′の音源がある場合のマイクロホン２及びマイクロ
ホン３の出力Ｐ２．Ｐ３を夫々算出すると、ドツプラー
効果によって以下のようになる。

塾ＣＯＳ　θ Ｐ２＝Ａｓｉｎ（（１＋−ωｓｔ＋φ）＋Ｂｓ１ｎ（（
１＋−（１１ｓ′ｔ＋φ′））０　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　俵Ｏト◎　　　　　　　　　　
　　　　　　　　汲◎（φ″＝φ′＋２πｄ・ωｓ′／
し。）上式に示すように音源１の信号は、マイクロホン
２では（１＋−）ωｓ、（ｔｂ。：音速）マイクロホン
３では（１＋−）（、）Ｓとして収音され、無限遠の信
号音源１の信号は、マイクロホン２及びマイクロホン３
に同位相で収音され、無限遠の音源の信号は＝（ｌ−ｃ
Ｏ３θ）□＋□ １＋、ｏ　　　　　　　　　　し０ ＝（（１−ｃｏｓ　θ）ｒｔ＋２πｄ）　　−Ｏ シロ で収音される。無限遠の音が抑圧されるのは１位相差Ａ
φ＝πの時であるので、マイクロホンの移動速度済を大
きくすれば、逆にマイクロホンシステムの大きさＯを小
さくする事ができ、小形化が実現できる。

ｔ−＝Ｏすなわちマイクロホンを固定で用いている場合
１位相差はΔφ、＝　２　πＱ　（１−ｃｏｓθ）□と
なりＡφ＝πとなる最小のθが定まり、マイクロホンシ
ステムの大きさが決定される。例えば、周波数１ｋｌ（
ｚ近傍に着目すると（１２＝１ｍ）マイクロホン２，３
の間隔ωは１ｍ近くの大きさとなる。

しかし、マイクロホンを速度Ｖで移動させると、θを小
さくしても位相差／φを大きくする事ができ、少なくと
もマイクロホン２，３の間隔ωを半分以下にする事が可
能である。

では、次に具体的にどのようにマイクロホンを移動させ
るかについての実施例を第３図を行いて説明する。第３
図は、マイクロホンを移動させるかわりに、多数のマイ
クロホンを音源に対して一直線上に並べ、順次切替えて
走査し、マイクロホンを移動することと同様の効果を説
明するブロック図である。図中、１１〜１６がマイクロ
ホン。

１７〜２２がマイクロホンの出力を増幅するアンプ、２
３がアンプ１７〜２２の出力を順次切替えて出力端子２
４に出力するスイッチである。

マイクロホン１１〜１６を並べる間隔は、音声信号の波
長に対して十分小さく、例えば１ｃｍ程度にするが望ま
しい。また、マイクロホンの個数は。

３個以上が必要である。

本実施例では、マイクロホンアンプ１７〜２２を、スイ
ッチ２３の前段に配置しているが、マイクロホンアンプ
をスイッチの後段に配する構成でも構わない。この場合
マイクロホンアンプは１個でよく他のアンプは省略でき
る。

マイクロホンを移動する事によって、小形化の効果を期
待するには、少なくとも数十Ｂ／ｓｅｄと高速でマイク
ロホンを動かさなくてはならず実現は難しい。しかしな
がら本実施例に示すように、マイクロホンを多数並べ、
順次切替えて走査する方法では、マイクロホンを高速で
移動させるのと同様の効果を容易に実現可能である。

これまで説明した実施例では、ドツプラー効果を利用し
ている為、目的音を感度良く収音することができる反面
、実際よりも高い周波数に変換される。そこで、本発明
のマイクロホンシステムで収音された音声を実際の周波
数へ変換する実施例について第４図、及び第５図を用い
て説明する。

図中、３１が収音された音声信号をディジタル信号に変
換するＡ／Ｄ変換器、３２は例えばＲＡＭのようなメモ
リ、３３はディジタル信号をアナログ信号に変換するＤ
／Ａ変換器、３４がメモリ制御回路、３５がドツプラー
効果を利用したマイクロホンシステム、３６が入力信号
の周波数変換器、である。

この周波数変換器３６の動作を第５図タイミグチャート
を用いて説明する。

５ａが音源から発生された信号とすると、速度ンで移動
しているマイクロホンでは（あるいは多数のマイクロホ
ンを順次切替えた場合）収音される音は５ｂに示すよう
に高周波に変換されている。

例えばマイクロホンを音の速度で音源に向けて移動した
場合、収音される周波数は音源の２倍となる。マイクロ
ホンの移動距離は限りがあるので、実際には、マイクロ
ホンと目的音とを結ぶ直線上を往復運動することになる
。図中Ｂの期間速度ツで音源に向かって移動し、Ｃの期
間に音の速度で音源から離れる方向に移動する。すなわ
ち、Ａの期間でＢ　Ｘ　ｔＰ（＝　ｃ　Ｘ　＋ｙ０）の
距離を往復することになり、マイクロホンシステム３５
から出力される信号は５ｂの如くなる。５ｂの信号はＡ
／Ｄ変換器３１に入力されディジタル信号に変換される
。この時、コントローラ３４から音声信号に対して十分
高い周波数のクロック信号ｆｗが入力される。ディジタ
ル信号に変換された音声信号はメモリ３２に周波数ｆｗ
でＢの期間書き込まれる。

メモリ３２に書込まれたディジタル信号はＡの期間ｆｗ
Ｘ−の周波数で読み出されＤ／Ａ変換器３３によりアナ
ログ信号５ｄに変換され出力端子９に出力される。従っ
て９周波数変換器３６からは音源と同じ周波数に復元さ
れて出力される。本実施例に示すようにドツプラー効果
を利用したマイクロホンで収音した結果を周波数変換器
３６で元の周波数に復元する事によって、音源の周波数
に忠実に、目的音だけを感度良く収音するという効果を
可能とするものである。また、本実施例では周波数変換
器３６をディジタルメモリ３２を用いて構成したが本発
明はこの限りでなく、例えばＣＣＤのようなアナログメ
モリを用いても構わない。

これまでマイクロホンを目的音に向けて移動させる実施
例について説明してきたが次にマイクロホンをマイクロ
ホンと音源とを結ぶ線に対して′９０度を成す方向に移
動する実施例について第６図を用いて説明する。

第６図に示すようにマイクロホン２及びマイクロホン４
を速度して音源１と９０度を成す方向へ、マイクロホン
３に向かって移動させる。第２図と同様の計算を行なう
と、マイクロホン２の出力Ｐ２及びマイクロホン３の出
力Ｐ、は、夫々ｂｓｉｎ　θ Ｐ２＝Ａｓｉｎ　（（１１ｓｔ＋φ）＋Ｂｓ１ｎ（（１
＋−）（１１ｓ”を十φ′）ｔｙ。

Ｐ、　＝Ａｓｉｎ　（（１１ｓｔ＋φ）＋Ｂｓ１ｎ（ω
ｓ”ｔ＋φ〃）φ〃＝φ／＋２πｄωＳ′／？。

従って、音源１の信号は同位相で、無限遠の音源の信号
は、位相差 ＝ｓｉｎθ（ｕＪｔ、＋２ｉＱｔａｎθ）□で収音され
る。

第２図の場合と同様に速度しを大きくする事により、マ
イクロホンシステムの大きさθを小さくする事が可能と
なる。

また、本実施例の特徴は、目的音に対してはドツプラー
効果が作用しない為、目的音が周波数変換されず、第４
図に示すような周波数変換器３６を必要とせずに簡単な
構成で実現可能な点である。

また、第８図実施例に示すようにマイクロホンを動かす
かわりに多数のマイクロホン４３．４４を目的音を中心
とする円弧上に配列し、スイッチ４１．４３によってマ
イクロホンを順次切替える事によっても同様の効果が達
成できる。

これまで説明した実施例では、マイクロホンを目的音の
音源に対して同心円上に配置していたが、次にそれ以外
の実施例について説明する。

第９図において５１は遅延線である。目的音まクロホン
２とマイクロホン３とでは目的音源まで工の行路差が生
じる。そこで遅延線５１を用いて、行路差入ｃ”＝相当
する遅延時間τ（τ＝−Ｌ）を与えてから加算器８で加
算合成するよう構成する。その結果、目的音は加算器８
で同位相で加算され、第１図、第２図で示したマイクロ
ホンを目的音から等距離Ωに配置した場合とまったく同
等の効果が期待できる。ここで遅延線５１は例えばＣＣ
Ｄのようなりロックを用いる形式の場合、クロック周波
数を可変にする事で遅延時間を変化させる事ができる。

すなわち遅延時間τを変化させる事で目的音までの距離
Ｑが変化し、任意の位置の音源に焦点を合わせる事がで
きる。

同様の効果をマイクロホンを多数配置して実施する場合
を第１０図を用いて説明する。図中５２が、複数のマイ
クロホン、５３が増幅器、５４がマイクロホン５２の出
力信号を夫々遅延させる遅延線、５５が複数のマイクロ
ホンを順次切替えるスイッチである。複数のマイクロホ
ン５２を配置するような場合でも、目的音までの行路差
に応じて夫々遅延線５１．５４で遅延時間を与えれば、
任意の場所の目的音に対して焦点を合わせる事ができる
。

〔発明の効果〕

本発明によれば、マイクロホンを移動、あるいは複数の
マイクロホンを順次切替える事により、目的音以外の音
源に対して生じるマイクロホン間で位相を拡大する事が
可能となるため、マイクロホンの設置間隔を小さくする
事ができる。その結果、小形のマイクロホンシステムで
、目的音だけを感度良く収音し目的音以外の場所にある
音は抑圧するという目的を達成する事が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を説明するブロック図、第２
図は動作原理説明図、第３図はマイクロホン配置の説明
図、第４図、第５図は動作説明図、第６〜第１０図は本
発明の他の実施例の説明図である。 ２．３．４・・・マイクロホン、８・・・加算器、２３
第　ｌ　図 ３；フイ７０τ＋’７　　６：を曽＋晶ネ１　９：　土
　Ｑ１品乎第２図 第　３　図 第　４　図 第　５　図 第　６　図 第　７　図 第　　ｇ　　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、複数のマイクロホンの出力を加算合成し、特定の場
   所にある目的音だけ感度良く収音するよう構成されるマ
   イクロホンシステムにおいて、各マイクロホンを目的音
   に向けて一定速度で移動するよう構成する事を特徴とす
   るマイクロホンシステム。