JPH0129356B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、マイクロホンアレイを用いた指向性
マイクロホン装置に関する。

（従来技術） 鋭るどい指向特性を有するマイクロホンを構成
するのに、複数個のマイクロホン素子を所要の配
列態様に配列してなるマイクロホンアレイ形式の
マイクロホンや、マイクロホンアレイにおける
個々のマイクロホン素子からの出力信号毎に、そ
れぞれ所定量の時間遅延を与えることにより、主
ローブの方向が自由に変えられるようにしたマイ
クロホン装置などについての研究開発が行なわれ
るようになり、最近になつてそれらの装置の実用
化も試みられるようになつた。

第１図は、マイクロホンアレイにおける個々の
マイクロホン素子からの出力信号毎に、それぞれ
所定量の時間遅延を与えることにより、主ローブ
の方向が自由に変えられるようにしたマイクロホ
ン装置の構成例を示すブロツク図であり、第１図
において、A₁，A₂…Anはそれぞれマイクロホン
素子（マイクロホンユニツト）であつて、前記し
たマイクロホン素子A₁〜Anは、互いに所定の間
隔ｄを隔てて略々一直線上に配列されることによ
りマイクロホンアレイMAを構成している。

各マイクロホン素子A₁，A₂…Anからの出力信
号は、それぞれ個別の切換スイツチSW₁，SW₂…
SWnの可動接点ａと固定接点ｌまたは固定接点
ｒとを介して、各マイクロホン素子A₁，A₂…An
からの出力信号に対してそれぞれ所定量の時間遅
延を与える回路へ与えられる。

前記した各切換スイツチSW₁，SW₂…SWnは
連動する切換スイツチであつて、切換制御信号の
入力端子１へ線l₁を介して与えられる切換制御信
号によつて、すべての切換スイツチSW₁〜SWn
における可動接点ａが、同一の符号の付されてい
る固定接点ｌ、またはｒに一斉に切換えられるよ
うになされている。

入力端子１を介して与えられた切換制御信号に
よつて、各切換スイツチSW₁〜SWnにおける可
動接点ａが、それぞれの切換スイツチSW₁〜
SWnにおける固定接点ｌ側に切換えられている
状態において、マイクロホン素子A₁の出力信号
はそれに何らの遅延も与えられない状態で出力端
子２へ送出され、また、マイクロホン素子A₂の
出力信号は、遅延回路D₁によつて時間τiの遅延が
与えられた状態で出力端子２へ送出され、さらに
マイクロホン素子A₃の出力信号は、遅延回路D₂
と遅延回路D₁とによつて、時間2τiの遅延が与え
られた状態で出力端子２へ送出される。以下同様
にして、マイクロホン素子An−２からの出力信
号には（ｎ−３）個の遅延回路により（ｎ−３）
τiの時間遅延が与えられて出力端子２へ送出さ
れ、また、マイクロホン素子An−１からの出力
信号には（ｎ−２）個の遅延回路により（ｎ−
２）τiの時間遅延が与えられて出力端子２に送出
され、さらに、マイクロホン素子Anからの出力
信号には（ｎ−１）個の遅延回路により（ｎ−
１）τiの時間遅延が与えられて出力端子２に送出
される。

前記のように、略々一直線上に所定の等間隔ｄ
で配置されている各マイクロホン素子からの出力
信号を遅延させるために用いられている各遅延回
路D₁，D₂…Ｄ（ｎ−１）の個々のものの遅延時間
はすべて同一の値τiとなされているが、前記した
遅延時間τiを０から次第に増大するように変化さ
せていくと、マイクロホンアレイMAの主ローブ
の向きは、マイクロホン素子A₁〜Anが配列され
ている直線−に直交し、かつ、マイクロホン
アレイMAの前方正面に向いている状態（0゜の状
態）から、第１図中に参考的に記載してある主ロ
ーブの移動態様を示す図における矢印Ｌに沿つて
左90゜の方向を向く状態までに次第に変化する。

次に、切換制御信号によつて各切換スイツチ
SW₁〜SWnの可動接点ａが固定接点ｒ側に切換
えられると、マイクロホンアレイMAにおける複
数のマイクロホン素子A₁〜Anの各出力信号が出
力端子２に送出されるまでに各マイクロホン素子
A₁〜Anの出力信号に与えられる時間遅延の量
が、切換スイツチSW₁〜SWnの可動接点ａが固
定接点ｌ側に切換えられている状態においてマイ
クロホンアレイMAの複数のマイクロホン素子
A₁〜Anの各出力信号に与えられていた時間遅延
の量とは異なつたものとなる。すなわち、この場
合におけるマイクロホン素子Anからの出力信号
は無遅延の状態で出力端子２に送出され、また、
マイクロホン素子An−１の出力信号は、遅延回
路D₁によつてτiの時間遅延が与えられた状態で出
力端子２に送出され、以下同様にして各マイクロ
ホン素子An−２…A₃，A₂，A₁の出力信号に対し
て与えられる時間遅延量は、2τi…、（ｎ−３）
τi、（ｎ−２）τi、（ｎ−１）τiとなる。

そして、各切換スイツチSW₁〜SWnの可動接
点ａが固定接点ｒ側に切換えられている状態にお
いて、前記した各遅延回路D₁〜Ｄ（ｎ−１）の遅
延時間τiを０から次第に増大するように変化させ
て行くと、マイクロホンアレイMAの主ローブの
向きは、マイクロホン素子A₁〜Anが配列されて
いる直線−に直交し、かつ、マイクロホンア
レイMAの前方正面に向いている0゜の状態から、
第１図中に参考的に記載してある主ローブの移動
態様を示す図における矢印Ｒに沿つて右90゜の方
向を向く状態まで次第に変化する。

したがつて、入力端子を介して供給される切換
制御信号によつて、各切換スイツチSW₁〜SWn
の可動接点ａを固定接点ｌ、ｒの何れか一方へ選
択的に切換える手段と、各遅延回路D₁〜Ｄ（ｎ−
１）の遅延時間τiを可変する手段とを適用するこ
とにより、マイクロホンアレイMAの主ローブの
向きは、マイクロホンアレイMAの前方180゜の範
囲で所要のように変化できるのである。

第２図は、遅延時間が可変制御されるように構
成された遅延回路の構成例を示すブロツク図ぜあ
つて、この第２図において、Da〜Ddはそれぞれ
の遅延時間が図中に示されているようにτ、2τ、
4τ、8τであるように構成されている遅延回路素子
であり、前記の各遅延回路素子Da〜Ddの入出力
端間にはそれぞれ個別のスイツチS₁，S₂，S₃，S₄
が接続されている。

第２図に示す遅延回路は、各遅延回路素子Da
〜Ddの入出力端間に接続されているスイツチS₁
〜S₄のオン、オフの状態の16通りの組合わせによ
つて、16通りの遅延時間を示す遅延回路となされ
るのである。すなわち、各スイツチS₁〜S₄がすべ
てオンの状態において、遅延回路は遅延時間が０
となされ、また、スイツチS₁だけがオフの状態に
おいて、遅延回路は遅延時間がτとなされ、さら
に、スイツチS₂だけがオフの状態において、遅延
回路は遅延時間が2τとなされる、というように、
スイツチS₁〜S₄のオン、オフの組合わせによつ
て、遅延回路の遅延時間は、０、τ、2τ、3τ、4τ
…15τのように16段階に変化されうるのである。

そして、前記した４つのスイツチS₁〜S₄のオ
ン、オフの制御は線l₂を介して遅延回路へ与えら
れている４ビツトのデジタル信号による遅延量制
御信号によつて容易に行なわれる。遅延回路が第
２図に示す遅延回路よりも多い個数の遅延回路素
子を用いて構成されれば、遅延回路における切換
え可能な遅延時間の数が多くなされうることは当
然である。

各遅延回路D₁〜Ｄ（ｎ−１）における遅延時間
τiが前述のように16段階に変化されるとすると、
それと線l₁を介して入力端子１に与えられる切換
制御信号による左、右の切換動作との組合わせに
よつて、マイクロホンアレイMAの主ローブの向
きはマイクロホンの前方の180゜の範囲内で31の方
向へ変えられることになる。

すなわち、線l₁を介して切換スイツチSW₁〜
SWnに与えられる１ビツトの切換制御信号と、
線l₂を介して遅延回路D₁〜Ｄ（ｎ−１）に与えら
れる４ビツトの遅延量制御信号とは、マイクロホ
ンMAの主ローブをマイクロホンMAの前方180゜
の範囲内のどのような角度位置に生じさせるのか
を決定しているのである。

前記した切換制御信号と遅延量制御信号とは、
制御信号発生回路CSGにおいて発生されるが、
この制御信号発生回路CSGは、それを例えばマ
イクロコンピユータを含んで構成されているもの
とすると簡単に所要の制御信号を発生させること
ができる。

第１図示の例において、コントローラCRは可
変抵抗器VRとアナログデジタル変換器Ａ／Ｄと
によつて構成されており、操作者は可変抵抗器
VRの摺動子を調節してマイクロホンアレイMA
の主ローブの向きを設定する。

可変抵抗器VRの摺動子には、前記した摺動子
の調節によつて＋Ｂ電圧と接地電圧との間の電圧
が現われるが、その摺動子で得られた電圧はアナ
ログデジタル変換器Ａ／Ｄにより、摺動子におけ
る電圧の全変化範囲を適当な数値、例えば256に
対応させるようにアナログデジタル変換すること
により、アナログデジタル変換器Ａ／Ｄからは可
変抵抗器VRの摺動子の位置に応じた８ビツトの
主ローブ方向指示信号が発生されて、それが前記
した制御信号発生回路CSGに与えられる。

今、コントローラCRにおける可変抵抗器VR
の摺動子の全調節範囲を、マイクロホンアレイ
MAの前面180゜の範囲にわたるマイクロホンアレ
イMAの主ローブの向きの変化範囲に対応あせて
いるものとし、また、前記した可変抵抗器VRの
摺動子の全調節範囲にわたる摺動子の変位に応じ
て摺動子に現われる電圧値がアナログデジタル変
換器Ａ／Ｄによつて８ビツトの主ローブ方向指示
信号として制御信号発生回路CSGに与えられる
ものとし、さらに、マイクロホンアレイMAにお
ける複数個のマイクロホン素子A₁〜Anの各出力
信号に時間遅延を与える遅延回路D₁〜Ｄ（ｎ−
１）が、４ビツトの切換制御信号によつてそれら
の遅延時間τiが16段階に切換制御されるものとさ
れている場合を例にとつて、前記した制御信号発
生回路CSGの一例構成を説明する。

コントローラCRの可変抵抗器VRの摺動子の
調節によつて、操作者がマイクロホンアレイMA
の主ローブの向きをマイクロホンアレイMAの前
方中央（マイクロホン素子A₁〜Anが配列されて
いる直線−を直交し、かつ、マイクロホンア
レイMAの正面に主ローブが向く状態…これを主
ローブの向きが0゜であるとする）に向けようとし
た場合には、コントローラCRにおける可変抵抗
器VRの摺動子の位置は、可変抵抗器VRの摺動
子の変化範囲の中央にあり、このときのアナログ
デジタル変換器Ａ／Ｄからの出力デジタル信号の
示す数値は128である。

ところで、マイクロホンアレイMAの主ローブ
の向きを0゜とするのには、各遅延回路D₁〜Ｄ（ｎ
−１）における遅延信号τiを０とする必要がある
から、コントローラCRでマイクロホンアレイ
MAの主ローブの向きを0゜に設定された場合にお
けるアナログデジタル変換器Ａ／Ｄからの出力デ
ジタル信号の示す数値128と対応して、制御信号
発生回路CSGでは、各遅延回路D₁〜Ｄ（ｎ−１）
の遅延時間τiを０の状態にさせうるような４ビツ
トの遅延量制御信号、すなわち、第２図に示す４
つのスイツチS₁〜S₄をすべてオンの状態にさせる
ような遅延量制御信号を発生させる。マイクロホ
ンアレイMAの主ローブの向きが0゜の場合には、
切換スイツチSW₁〜SWnの可動接点ａは、固定
接点ｌ、ｒの何れに接続されていてもよいので、
この場合における切換制御信号は、可動接点ａが
固定接点ｌ、ｒの内の予め定められた何れか一方
に切換えられる状態のものに定めておけばよい。

コントローラCRの可変抵抗器VRの摺動子の
調節によつてマイクロホンアレイMAの主ローブ
の向きは、0゜の向きから右へ90゜、及び0゜の向きか
ら左へ90゜の各範囲内で設定される。それで、コ
ントローラCRの可変抵抗器VRの摺動子の調節
位置と対応してアナログデジタル変換器Ａ／Ｄで
発生される８ビツトの主ローブ方向指示信号の示
す数値が、１〜128の場合にはそれぞれ例えば左
90゜の向きから0゜の向きまでの範囲と対応させ、
また、前記した８ビツトの主ローブ方向指示信号
の示す数値が、128〜256の場合には、それを例え
ば0゜の向きから右90゜の向きまでの範囲と対応さ
せておいて、前記のアナログデジタル変換器Ａ／
Ｄからの８ビツトの出力デジタル信号の数値が表
わしている主ローブの向きが、例えば左θ゜であれ
ば、制御信号発生回路CSGでは、切換スイツチ
SW₁〜SWnの可動接点ａが固定接点ｌ側に切換
えられるような切換制御信号を作つて、それを線
l₁を介して切換スイツチSW₁〜SWnへ与え、ま
た、主ローブの向きがθ゜となされるような遅延量
制御信号を作つて、それを線l₂を介して遅延回路
D₁〜Ｄ（ｎ−１）へ与え、前記したアナログデジ
タル変換器Ａ／Ｄからの８ビツトの出力デジタル
信号の数値が表わしている主ローブの向きが、例
えば右α゜であれば、制御信号発生回路CSGでは切
換スイツチSW₁〜SWnの可動接点ａが固定接点
ｒ側に切換えられるような切換制御信号を作つ
て、それを線l₁を介して切換スイツチSW₁〜SWn
へ与え、また、主ローブの向きがα゜となされるよ
うな遅延量制御信号を作つて、それを線l₂を介し
て遅延回路D₁〜Ｄ（ｎ−１）へ与えることができ
るように、制御信号発生回路CSGにおいて、コ
ントローラCRから送出された主ローブ方向指示
信号に基づいて、所要の切換制御信号と所要の遅
延量制御信号とを作つて、それらを線l₁，l₂を介
して送出すれば、マイクロホンアレイMAの主ロ
ーブの向きは、操作者がコントローラCRの可変
抵抗器VRの摺動子の調節によつて設定されたと
おりになされることは明らかである。

（発明の解決しようとする問題点） さて、前記のように構成されたマイクロホン装
置では、それの主ローブがコントローラCRの可
変抵抗器VRの摺動子の調節によつて、マイクロ
ホンアレイMAの前方180゜の範囲内における所要
の角度方向を向くように設定されうるのである
が、複数個のマイクロホン素子を用いて構成され
ているマイクロホンアレイMAの指向特性におい
て、主ローブが0゜の方向、すなわち、マイクロホ
ンアレイMAの正面を向くようになされている場
合のマイクロホンアレイMAの指向特性は、マイ
クロホンアレイMAの構成のために用いられてい
るマイクロホン素子の指向特性が、例えば第３図
のａに示すような、いわゆるカーデイオイドの場
合と、例えば第４図のａに示すような、いわゆる
ハイパーカーデイオイドの場合とに応じて、それ
ぞれ第３図のｂや第４図のｂに示されるようなも
のとなる。

第３図のａとｂ及び第４図のａとｂとに示され
ているところから明らかなように、マイクロホン
アレイにおける主ローブ（前方ローブ）は、マイ
クロホン素子における主ローブ（前方ローブ）よ
りも鋭るどくなつているのであるが、マイクロホ
ンアレイの前方ローブは、、マイクロホンアレイ
を構成するのに用いられるマイクロホン素子の個
数の増加に従つて鋭るどさが増して行く。

しかしながら、マイクロホンアレイ全体として
の感度の前後比についてみると、それはマイクロ
ホンアレイを構成するのに用いられているマイク
ロホン素子における感度の前後比と同じであるこ
とが判かる。

また、前方ローブの向きが第３図のｂ及び第４
図のｂに示す0゜の方向、すなわち、マイクロホン
アレイMAの正面から右（または左）90゜までの
範囲内｛0゜の方向から時計まわり（または反時計
まわり）に90゜までの範囲内｝で変えられるのに
従つて、マイクロホンアレイMAの指向特性は第
３図のｃ，ｄ，ｅ及び第４図のｃ，ｄ，ｅのよう
な状態へと変化して行く。

すなわち、マイクロホンアレイMAの主ローブ
の向きが、0゜の方向、すなわち、マイクロホンア
レイMAの正面から時計まわり（または反時計ま
わり）に角度βだけ傾けられたときは、線90゜−
270゜について鏡面対称の位置に後方ローブが生じ
るのである。

そして、前記した主ローブ（前方ローブ）と後
方ローブとは、マイクロホンアレイMAを構成し
ているマイクロホン素子における指向特性曲線
（第３図のｂ〜ｅ及び第４図のｂ〜ｅにおいては
点線で示してある）によつて定まる大きさのもの
となつているから、主ローブ（前方ローブ）が0゜
の方向から時計まわり（あるいは反時計まわり）
に90゜の範囲内で向きが変えられる場合に、角度
βが大きくなされて行くのにつれて前方ローブと
後方ローブとの大きさの比が小さくなつて行く。
したがつて、マイクロホンアレイの前方ローブ
（主ローブ）の向きを0゜の方向から次第に傾けて
行つたときには、マイクロホンアレイMAの指向
性が実質的に鈍いものとなるということが問題と
なる。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、マイクロホンアレイを構成するマイ
クロホン素子として単一指向性を有するものを用
い、そのマイクロホン素子の主軸を含む平面内
で、マイクロホンアレイの正面に向かう直線を基
準の線としたときに、前記の基準の線に対して時
計廻わりの方向に90゜以内の角度θだけ主軸を傾
斜させたマイクロホン素子と、前記の基準の線に
対して反時計廻わりの方向に90゜以内の角度θだ
け主軸を傾斜させたマイクロホン素子とを１対の
マイクロホン素子対とする複数個のマイクロホン
素子対によつてマイクロホンアレイを構成し、マ
イクロホンアレイの主ローブ（前方ローブ）の方
向が前記した基準の線に対して90゜以内で時計廻
わりの方向に向けられるときには、マイクロホン
アレイを構成している各マイクロホン素子対にお
いて、前記した基準の線に対して反時計廻わりの
方向に角度θだけ主軸が傾斜されているマイクロ
ホン素子だけにより構成されるマイクロホンアレ
イが用いられるようにし、また、マイクロホンア
レイの主ローブの方向が、前記した基準の線に対
して90゜以内で反時計廻わりの方向に向けられる
ときには、マイクロホンアレイを構成している各
マイクロホン素子対において、前記した基準の線
に対して時計廻わりの方向に角度θだけ主軸が傾
斜されているマイクロホン素子だけにより構成さ
れるマイクロホンアレイが用いられるようにする
ことによつて、マイクロホンアレイにおける後方
ローブが、マイクロホン素子の指向特性における
無感度部分付近に生じるようにして、マイクロホ
ンアレイにおける後方ローブの消去乃至は大巾な
軽減を実現させたものである。

（実施例） 第５図は、本発明の指向性マイクロホン装置の
一実施態様のブロツク図であつて、この第５図に
おいて、既述した第１図示のマイクロホン装置に
おける構成部分と対応する構成部分には第１図中
で使用した図面符号と同一の図面符号を使用して
いる。

第５図において、、A₁l，A₂l，A₃l…Anlは、マ
イクロホンアレイMAが、それの主ローブ（前方
ローブ）の向きを、0゜の方向、すなわちマイクロ
ホンアレイの正面の方向から反時計廻わりに90゜
以内の角度範囲で変化させようとするときにマイ
クロホンアレイとして使用される単一指向性を有
するｎ個のマイクロホン素子であり、また、
A₁r，A₂r，A₃r…Anrは、マイクロホンアレイ
MAが、それの主ローブ（前方ローブ）の向き
を、0゜の方向、すなわちマイクロホンアレイの正
面の方向から時計廻わりに90゜以内の角度範囲で
変化させようとするときにマイクロホンアレイと
して使用される単一指向性を有するｎ個のマイク
ロホン素子であつて、前記した2n個のマイクロ
ホン素子は、マイクロホン素子A₁lとA₁rとが１
対のマイクロホン素子対を構成し、また、マイク
ロホン素子A₂lとA₂rとが１対のマイクロホン素
子対を構成している、というような組合わせの態
様を以つて、全部でｎ個のマイクロホン素子対を
構成している。

全部で2n個のマイクロホン素子によりｎ個の
マイクロホン素子対が構成されているマイクロホ
ンアレイMAにおける2n個のマイクロホン素子
A₁l，A₁r，A₂l，A₂r…Anl，Anrは、同一平面上
の一直線上に各マイクロホン対が所定の間隔を隔
てて配置されるようになされたり、あるいは第６
図に示すように同一平面上の円弧上に各マイクロ
ホン対が所定の間隔を隔てて配置されるようにな
されたり、もしくは、第７図示のように同一平面
上の折線上に各マイクロホン対が所定の間隔を隔
てて配置されるようになされたりする。第６図及
び第７図示のような配置の態様は、主ローブの向
きが0゜の方向から大きな角度をもつようになされ
た場合においても、い周波数における指向特性
が鋭るどくなりすぎないようにするために有効で
ある。

マイクロホンアレイMAを構成するｎ個のマイ
クロホン素子対は、マイクロホンアレイMAにお
いて収音の対象としている周波数範囲における上
限の周波数の音の半波長よりも短い距離ｄづつ隔
てて配置されることが必要とされるが、使用され
るマイクロホン素子の大きさによつては、マイク
ロホン素子対を前記した距離ｄづつ隔てて配置す
ることができない場合も生じる。

そのような場合には、第８図の平面図に示され
ているように、マイクロホン素子A₁l，A₂l…Anl
とマイクロホン素子A₁r，A₂r…Anrとをそれぞ
れ別個の列に配列したものを、マイクロホン素子
のならびの方向と直交する方向でずらして配置し
たり、あるいは、、第９図の斜視図で示されてい
るように、それぞれ対をなす各マイクロホン素子
Anr，Anl，Ａ（ｎ−１）ｒ，Ａ（ｎ−１）ｌ，…
A₁r，A₁lが上下方向に積重ねられているような
配置の態様となされてもよい。

マイクロホンアレイMAにおける単一指向性を
有する各マイクロホン素子A₁l，A₂l…Anl，A₁r，
A₂r…Anrの内でマイクロホン素子A₁l，A₂l…
Anlは、各マイクロホン素子の主軸を含む平面内
で、マイクロホンアレイの正面に向かう直線（0゜
の方向を示す直線）を基準の線としたときに、時
計廻わりの方向に90゜以内の角度θだけ主軸を傾
斜させた状態で設けられており、また、各マイク
ロホン素子A₁r，A₂r…Anrは、各マイクロホン
素子の主軸を含む平面内で、マイクロホンアレイ
の正面に向かう直線（0゜の方向を示す直線）を基
準の線としたときに、反時計廻わりの方向に90゜
以内の角度θだけ主軸を傾斜させた状態で設けら
れている。

基準の線に対してマイクロホン素子の主軸の方
向を時計方向あるいは反時計方向に傾斜させる角
度θは、マイクロホンアレイの構成に使用される
単一指向性を有するマイクロホン素子の指向特性
の形状がどうであるのか、マイクロホンアレイ
MAにおいて主ローブの向きをどのような角度範
囲で変化させようとしているのか、などに応じて
定められるべきものであるが、次に、第１０図を
参照して上記した角度θの決定の仕方と、前記の
ように角度θだけ主軸を傾斜させたマイクロホン
素子を用いて構成されたマイクロホンアレイMA
の指向特性などについて説明する。

第１０図は、マイクロホンアレイMAの構成に
使用されるマイクロホン素子が、第３図のａに示
されているようなカーデイオイドの指向特性を有
するものである場合を例にとり、本発明のマイク
ロホン装置におけるマイクロホンアレイを構成さ
せる際に、マイクロホン素子の主軸をマイクロホ
ンアレイの正面に対してどのような傾斜角θで傾
斜させたらよいのかなどの点について説明するた
めの参考図である。

第１０図のａに示す図におけるA₁r（〜Anr）は
参考のために示したマイクロホン素子であり、ま
た、第１０図のｂに示す図におけるA₁l（〜Anl）
も参考のために示したマイクロホン素子であつ
て、第１０図のａ及び第１０図のｂにおいて点線
Kr−Kr及びKl−Klは、それぞれマイクロホン素
子A₁r（〜Anr）及びA₁l（〜Anl）の主軸であり、
単一指向特性を有するマイクロホン素子A₁r〜
Anrは、第１０図のａ中の想像線Raで示すよう
なカーデイオドの指向特性を有し、また、単一指
向特性を有するマイクロホン素子A₁l（〜Anl）
は、第１０図のｂ中の想像線Lbで示すようなカ
ーデイオイドの指向特性を有する。

第１０図のａ及び第１０図のｂにおいて、線
−はマイクロホンアレイMAにおけるマイクロ
ホン素子の配列の方向であり、図中の0゜の方向は
マイクロホンアレイMAの正面の方向を示す。

第１０図のａに示すマイクロホン素子A₁r（〜
Anr）は、それの主軸Kr−Krの方向がマイクロ
ホンアレイMAの正面の方向、すなわち0゜の方向
に対して反時計まわりの方向に角度θだけ傾斜さ
れており、また、第１０図のｂに示すマイクロホ
ン素子A₁l（〜Anl）は、それの主軸Kl−Klの方向
がマイクロホンアレイMAの正面の方向、すなわ
ち0゜の方向に対して時計まわりの方向に角度θだ
け傾斜されているから、例えば第１０図のａに示
されているマイクロホン素子A₁r（〜Anr）のよう
に、それの主軸Kr−Krの方向がマイクロホンア
レイの正面の方向に対して反時計まわりの方向に
θ度だけ傾斜されているマイクロホン素子A₁r〜
Anrの配列によつて構成させたマイクロホンアレ
イを用いて、それの主ローブの向きをマイクロホ
ンアレイの前方の180゜の範囲にわたつて変化させ
たときには、マイクロホンアレイの主ローブは、
第１０図のａに示されいる曲線Raにおける−
線よりも上方の部分に沿つて大きさが変化する
ものとなり、また、第１０図のｂに示されている
マイクロホン素子A₁l（〜Anl）のように、それの
主軸Kl−Klの方向がマイクロホンアレイの正面
の方向に対して時計まわりの方向にθ度だけ傾斜
されているマイクロホン素子A₁l〜Anlの配列に
よつて構成させたマイクロホンアレイを用いて、
それの主ローブの向きをマイクロホンアレイの前
方の180゜の範囲にわたつて変化させたときには、
マイクロホンアレイの主ローブは、第１０図のｂ
に示されている曲線Lbにおける−線よりも
上方の部分に沿つて大きさが変化するものとな
る。

ところで、マイクロホンアレイでは−線を
対称軸として、主ローブ（前方ローブ）と鏡面対
称の位置に後方ローブが生じることは、第３図及
び第４図についての説明において既述したとおり
であるが、−線を対称軸として、前方ローブ
に対し鏡面対称の位置に生じる後方ローブが、マ
イクロホン素子における無感度の領域に位置する
ものであると、その後方ローブは実際には現われ
ることがない。

そこで、本発明の指向性マイクロホン装置で
は、−線を対称軸として、前方ローブの移動
範囲内における前方ローブに対し鏡面対称の位置
に生じる後方ローブがマイクロホン素子における
無感度の領域付近に位置するものとなるように、
マイクロホンアレイを構成する複数個のマイクロ
ホン素子を、それの主軸がマイクロホンアレイの
正面の方向（0゜の方向）から所要の角度θだけ傾
斜されているものとすることにより、後方ローブ
が消去乃至は著るしく軽減されるようにしたので
ある。なおマイクロホン素子の配置態様が、第
６，７図示のようなものであつた場合には、マイ
クロホン素子の並びの方向と直交する方向が基準
の方向とされて角度θが定められてもよい。

すなわち、本発明の指向性マイクロホン装置で
は、前方ローブの向きをマイクロホンアレイの正
面の方向（0゜の方向）から時計まわりの方向に
90゜以内の範囲で変化させるのに用いるマイクロ
ホンアレイ、すなわち、第１０図のａに示すよう
に、主軸Kr−Krの方向をマイクロホンアレイの
正面の方向（0゜の方向）から反時計まわりの方向
に所要の角度θだけ傾斜させたマイクロホン素子
A₁r〜Anrを用いて構成したマイクロホンアレイ
と、前方ローブの向きをマイクロホンアレイの正
面の方向（0゜の方向）から反時計まわりの方向に
90゜以内の角度の範囲で変化させるのに用いるマ
イクロホンアレイ、すなわち、第１０図のｂに示
すように、主軸Kl−Klの方向をマイクロホンア
レイの正面の方向（0゜の方向）から時計まわりの
方向に所要の角度θだけ傾斜させたマイクロホン
素子A₁l−Anlを用いて構成したマイクロホンア
レイとを用意しておき、前記２つのマイクロホン
アレイがマイクロホンアレイの前方ローブの向き
の前述のような変化範囲と対応して切換え使用さ
れるようにすることにより、後方ローブの消去、
乃至は著るしい軽減を実現させている。

マイクロホンアレイの前方ローブの向きを、マ
イクロホンアレイ正面の方向（0゜の方向）を示す
基準の線から、時計のまわりの方向に90゜以内の
角度の範囲で変化させるのに用いられるマイクロ
ホンアレイを構成しているマイクロホン素子A₁r
〜Anrは、第１０図のａに示されているように、
それの主軸Kr−Krの方向がマイクロホンアレイ
の正面の方向（0゜の方向）を示す基準の線に対し
て反時計まわりの方向に所要の角度θだけ傾斜さ
れていることにより、前記したマイクロホン素子
A₁r〜Anrを用いて構成されたマイクロホンアレ
イによつて、前方ローブの向きを基準の線から時
計まわりの方向に90゜以内の角度の範囲で変化さ
せたときのマイクロホンアレイの前方ローブの大
きさは、第１０図のａに想像線で示されている曲
線Raの内で直線０−0゜と直線０−90゜との間の曲
線に従つて変化しているものとなり、また、マイ
クロホンアレイの前方ローブの向きを、マイクロ
ホンアレイの正面の方向（0゜の方向）を示す基準
の線から、反時計まわりの方向に90゜以内の角度
の範囲で変化させるのに用いられるマイクロホン
アレイを構成しているマイクロホン素子A₁l〜
Anlは、第１０図のｂに示されているように、そ
れの主軸Kl−Klの方向がマイクロホンアレイの
正面の方向（0゜の方向）を示す基準の線に対して
時計まわりの方向に所要の角度θだけ傾斜されて
いることにより、前記したマイクロホン素子A₁l
〜Anlを用いて構成されたマイクロホンアレイに
よつて、前方ローブの向きを基準の線から反時計
まわりの方向に90゜以内の角度の範囲で変化させ
たときのマイクロホンアレイの前方ローブの大き
さは、第１０図のｂに想像線で示されている曲線
Lbの内で直線０−0゜と直線０−270゜との間の曲線
に従つて変化しているものとなる。

そして、前方ローブが第１０図のａに示されて
いる曲線Raにおける直線０−0゜と直線０−90゜と
の間の曲線に従つて大きさが変化されながら、そ
れの向きが変化されているときに、−線を対
称軸として前方ローブと鏡面対称の位置に生じる
べき後方ローブは、直線０−90゜と直線０−180゜
との間のマイクロホン素子A₁r〜Anrにおける無
感度の部分では発生することがなく、前方ローブ
の向きが基準の線から時計まわりの方向に90゜に
近い角度となされたときだけに曲線Raに従つた
大きさで生じることになる。

また、前方ローブが第１０図のｂに示されてい
る曲線Lbにおける直線０−0゜と直線０−270゜との
間の曲線に従つて大きさが変化されながらそれの
向きが変化されているときに、−線を対称軸
として前方ローブと鏡面対称の位置に生じるべき
後方ローブは、直線０−270゜と直線０−180゜との
間のマイクロホン素子A₁l〜Anlにおける無感度
の部分では発生することがなく、前方ローブの向
きが基準の線から反時計まわりの方向に90゜に近
い角度となされたときだけに曲線Lbに従つた大
きさで生じることになる。

第１０図のａ及び第１０図のｂに示す例におい
ては、前方ローブが基準の線から90゜に近い角度
の方向に向くようになされたときに、後方ローブ
が生じるようになされているが、これは、マイク
ロホンアレイにおける前方ローブの向きをマイク
ロホンアレイの正面から90゜の角度まで可変でき
るようにするために、−線上においてもマイ
クロホン素子の傾斜角θが定められている場合を
例示したものだからであり、実施に当つて前方ロ
ーブの向きの所定の移動範囲と対応して、後方ロ
ーブが全く生じることがない状態となるように、
マイクロホン素子の傾斜角θが設定されてもよい
ことは勿論である。

第５図に示す本発明の指向性マイクロホン装置
において、マイクロホンアレイMAにおけるマイ
クロホン素子A₁l〜Anlは、マイクロホンアレイ
の前方ローブの向きを、マイクロホンアレイの正
面の方向から反時計まわりに90゜以内の角度範囲
で変化させようとするときに使用されるマイクロ
ホンアレイを構成しており、また、マイクロホン
アレイMAにおけるマイクロホン素子A₁r〜Anr
は、マイクロホンアレイの前方ローブの向きを、
マイクロホンアレイの正面の方向から時計まわり
に90゜以内の角度範囲で変化させようとするとき
に使用されるマイクロホンアレイを構成している
から、マイクロホンアレイMAの前方ローブ（主
ローブ）の向きをマイクロホンアレイの前方の
180゜の範囲内で変化させるためには、切換スイツ
チSW₁〜SWnの可動接点ａを固定接点ｌ側と固
定接点ｒ側とに切換えることが必要とされるが、
それは入力端子１に対して線l₁を介して供給され
る切換制御信号によつて、既述した第１図示の場
合と同様に行なわれる。

また、前記した切換制御信号と、遅延回路D₁
〜Ｄ（ｎ−１）に線l₂を介して与える遅延量制御
信号とを発生させるための制御信号発生回路
CSGや、可変抵抗器VRとアナログデジタル変換
器Ａ／ＤとからなるコントローラCRなどの構成
や動作も、第１図について説明したとおりであ
る。

（効果） 以上、詳細に説明したところから明らかなよう
に、本発明の指向性マイクロホン装置は、複数個
の単一指向性を有するマイクロホン素子を配列し
てなるマイクロホンアレイにおける個々のマイク
ロホン素子からの出力信号に対してそれぞれ個別
に与えるべきそれぞれ所定の遅延量を可変して、
マイクロホン自体の空間的な位置を一定としたま
まで、主ローブの向きが自由に変えられるように
した指向性マイクロホン装置において、前方ロー
ブと鏡面対称の位置に生じる後方ローブを消去乃
至は著るしく軽減させるのに、マイクロホンアレ
イの正面の方向から時計まわりの方向に所要の角
度θだけ主軸の方向を傾斜させたマイクロホン素
子によつて構成させたマイクロホンアレイと、マ
イクロホンアレイの正面の方向から反時計まわり
の方向に所要の角度θだけ主軸の方向を傾斜させ
たマイクロホン素子によつて構成させたマイクロ
ホンアレイとを設けておき、マイクロホンアレイ
の前方ローブの方向がマイクロホンアレイの正面
の方向から90゜以内で反時計まわりの方向に向け
られたときには、マイクロホンアレイの正面の方
向から時計まわりの方向に所要の角度θだけ主軸
の方向を傾斜させたマイクロホン素子によつて構
成させたマイクロホンアレイが使用されるように
し、また、マイクロホンアレイの前方ローブの方
向がマイクロホンアレイの正面の方向から90゜以
内で時計まわりの方向に向けられるときには、マ
イクロホンアレイの正面の方向から反時計まわり
の方向に所要の角度θだけ主軸の方向を傾斜させ
たマイクロホン素子によつて構成させたマイクロ
ホンアレイが使用されるようにする、という極め
て簡単な手段の適用によつて実現したものであ
り、この本発明によれば指向特性の優れた指向性
マイクロホン装置を容易に提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はマイクロホン装置のブロツク図、第２
図は遅延回路の一例構成のもののブロツク図、第
３図及び第４図は指向特性曲線図、第５図は本発
明の指向性マイクロホン装置の一実施態様のブロ
ツク図、第６図乃至第９図はマイクロホン素子の
配列の態様を説明するための図、第１０図は本発
明装置におけるマイクロホンアレイを構成するマ
イクロホン素子の傾斜の状態を説明する図であ
る。 MA……マイクロホンアレイ、A₁〜An，A₁r
〜Anr，A₁l〜Anl……マイクロホン素子、SW₁
〜SWn……切換スイツチ、D₁〜Ｄ（ｎ−１）……
遅延回路、CSG……制御信号発生回路、CR……
コントローラ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数個の単一指向性を有するマイクロホン素
   子を配列してなるマイクロホンアレイにおける
   個々のマイクロホン素子からの出力信号に対して
   それぞれ個別に与えるべきそれぞれ所定の遅延量
   を可変して、マイクロホン自体の空間的な位置を
   一定としたままで、主ローブの向きが自由に変え
   られるようにした指向性マイクロホン装置におい
   てマイクロホンアレイにおける単一指向性を有す
   る各マイクロホン素子の主軸を含む平面内で、マ
   イクロホンアレイの正面に向かう直線を基準の線
   としたときに、前記の基準の線に対して時計まわ
   りの方向に90゜以内の角度θだけ主軸を傾斜させ
   たマイクロホン素子と、前記の基準の線に対して
   反時計まわりの方向に90゜以内の角度θだけ主軸
   を傾斜させたマイクロホン素子とを１対のマイク
   ロホン素子対とする複数個のマイクロホン素子対
   によつてマイクロホンアレイを構成し、マイクロ
   ホンアレイの主ローブの方向が前記した基準の線
   に対して90゜以内で時計まわりの方向に向けられ
   るときには、マイクロホンアレイを構成している
   各マイクロホン素子対において、前記した基準の
   線に対して反時計まわりの方向に角度θだけ主軸
   が傾斜されているマイクロホン素子だけにより構
   成されるマイクロホンアレイが用いられるように
   し、また、マイクロホンアレイの主ローブの方向
   が、前記した基準の線に対して90゜以内で反時計
   まわりの方向に向けられるときには、マイクロホ
   ンアレイを構成している各マイクロホン素子対に
   おいて、前記した基準の線に対して時計まわりの
   方向に角度θだけ主軸が傾斜されているマイクロ
   ホン素子だけにより構成されるマイクロホンアレ
   イが用いられるようにしてなる指向性マイクロホ
   ン装置。