JPH0750896A - 差動型マイクロフォンに所望の周波数応答を与える方法とその装置 - Google Patents
差動型マイクロフォンに所望の周波数応答を与える方法とその装置Info
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- JPH0750896A JPH0750896A JP4209482A JP20948292A JPH0750896A JP H0750896 A JPH0750896 A JP H0750896A JP 4209482 A JP4209482 A JP 4209482A JP 20948292 A JP20948292 A JP 20948292A JP H0750896 A JPH0750896 A JP H0750896A
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; ELECTRIC HEARING AIDS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
- H04R1/20—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics
- H04R1/32—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only
- H04R1/34—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only by using a single transducer with sound reflecting, diffracting, directing or guiding means
- H04R1/38—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only by using a single transducer with sound reflecting, diffracting, directing or guiding means in which sound waves act upon both sides of a diaphragm and incorporating acoustic phase-shifting means, e.g. pressure-gradient microphone
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; ELECTRIC HEARING AIDS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R3/00—Circuits for transducers
- H04R3/005—Circuits for transducers for combining the signals of two or more microphones
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; ELECTRIC HEARING AIDS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R3/00—Circuits for transducers
- H04R3/04—Circuits for transducers for correcting frequency response
- H04R3/08—Circuits for transducers for correcting frequency response of electromagnetic transducers
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- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 マイクロフォンによって表される高域周波数
に対する利得を補償することができる方法及び装置を提
供する。 【構成】 本発明は、所望の周波数応答を持つｎ次の差
動型マイクロフォンを提供する。所望の周波数応答は可
調整フィルタと組み合わせられているコントローラを操
作することによって得られる。このコントローラはマイ
クロフォンの出力を受信し、出力に基づいて何らかの所
望の周波数応答を与えるためにも必要とされるフィルタ
周波数応答を確定する。コントローラによる確定には、
（絶対出力レベルを含み）周波数応答の完全な定義、即
ち、一定の即ち不動の周波数応答の一つまたは多数の態
様を修正する際に用いられる当のそれらパラメーターが
包含される。フィルタは確定された周波数応答を表し、
その結果、マイクロフォンに所望の周波数応答を与える
ように、コントローラによって調整される。
に対する利得を補償することができる方法及び装置を提
供する。 【構成】 本発明は、所望の周波数応答を持つｎ次の差
動型マイクロフォンを提供する。所望の周波数応答は可
調整フィルタと組み合わせられているコントローラを操
作することによって得られる。このコントローラはマイ
クロフォンの出力を受信し、出力に基づいて何らかの所
望の周波数応答を与えるためにも必要とされるフィルタ
周波数応答を確定する。コントローラによる確定には、
（絶対出力レベルを含み）周波数応答の完全な定義、即
ち、一定の即ち不動の周波数応答の一つまたは多数の態
様を修正する際に用いられる当のそれらパラメーターが
包含される。フィルタは確定された周波数応答を表し、
その結果、マイクロフォンに所望の周波数応答を与える
ように、コントローラによって調整される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、一般的には差動型マ
イクロフォンに関し、特に所望の周波数応答を持つよう
に調整することができる差動型マイクロフォン及びその
所望周波数応答への調整方法に関する。
イクロフォンに関し、特に所望の周波数応答を持つよう
に調整することができる差動型マイクロフォン及びその
所望周波数応答への調整方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】騒々しい環境においては、差動型マイク
ロフォンが無指向性マイクロフォンより適している。無
指向性マイクロフォンと違って、差動型マイクロフォン
は、その特性がその差動型マイクロフォンの基準となる
軸に関して定義付けられ、雑音が発せられている方向に
基づいて、固体伝幡雑音と空気伝幡雑音との双方を識別
することができる。差動型マイクロフォンは、往々、音
圧傾度型マイクロフォンとも呼ばれ、そのマイクロフォ
ンの近辺で発している音と遠方で発している音とを識別
することができる別の利益をもたらす種類の差動型マイ
クロフォンである。遠方で発している音はしばしば雑音
として分類することができるので、音軸から離間した雑
音と遠方の雑音との双方の有害な影響を削減する応用を
持っている。
ロフォンが無指向性マイクロフォンより適している。無
指向性マイクロフォンと違って、差動型マイクロフォン
は、その特性がその差動型マイクロフォンの基準となる
軸に関して定義付けられ、雑音が発せられている方向に
基づいて、固体伝幡雑音と空気伝幡雑音との双方を識別
することができる。差動型マイクロフォンは、往々、音
圧傾度型マイクロフォンとも呼ばれ、そのマイクロフォ
ンの近辺で発している音と遠方で発している音とを識別
することができる別の利益をもたらす種類の差動型マイ
クロフォンである。遠方で発している音はしばしば雑音
として分類することができるので、音軸から離間した雑
音と遠方の雑音との双方の有害な影響を削減する応用を
持っている。
【０００３】差動型マイクロフォンは、測定された二つ
の値の差に比例した信号を出力するマイクロフォンであ
る。この型のマイクロフォンには、圧力差マイクロフォ
ン、速度差マイクロフォン、変位差マイクロフォンを含
む、幾つかの種類のマイクロフォンがある。一例とし
て、圧力差マイクロフォンは音圧を測定する二個のマイ
クロフォン・センサーの出力の差を取ることによって構
成することができる。同様に、速度差マイクロフォン及
び変位差マイクロフォンはそれぞれ粒子速度及び距離を
測定する二個のマイクロフォン・センサーの出力の差を
取ることによって構成することができる。差動型マイク
ロフォンはまた、速度差マイクロフォンと圧力差マイク
ロフォンとの双方の特性を持つカージオイド・マイクロ
フォンで構成することもできる。
の値の差に比例した信号を出力するマイクロフォンであ
る。この型のマイクロフォンには、圧力差マイクロフォ
ン、速度差マイクロフォン、変位差マイクロフォンを含
む、幾つかの種類のマイクロフォンがある。一例とし
て、圧力差マイクロフォンは音圧を測定する二個のマイ
クロフォン・センサーの出力の差を取ることによって構
成することができる。同様に、速度差マイクロフォン及
び変位差マイクロフォンはそれぞれ粒子速度及び距離を
測定する二個のマイクロフォン・センサーの出力の差を
取ることによって構成することができる。差動型マイク
ロフォンはまた、速度差マイクロフォンと圧力差マイク
ロフォンとの双方の特性を持つカージオイド・マイクロ
フォンで構成することもできる。
【０００４】一般的事項として、差動型マイクロフォン
は、マイクロフォンと検知されるべき音源（例えばスピ
ーチ音声）との距離の関数である周波数応答を表す。例
えば、圧力差マイクロフォンが、（音圧と粒子速度との
間に大きな空間勾配と大きな位相偏移とを表す音場の領
域、例えば音源から２ｃｍ未満の領域である）音声源の
近距離場に置かれているとき、その周波数応答は基本的
に或る特定の周波数領域に渡って平坦である。音声源か
ら幾分か遠い距離では、その周波数応答の高域周波数部
分が過度に強調される傾向がある。速度差マイクロフォ
ンが音声源の近距離場にあるときは、その周波数応答の
低域周波数部分が過度に強調される傾向があるものの、
音声源から幾分か大きい距離ではその周波数応答は、或
る特定の周波数領域において基本的に平坦である。
は、マイクロフォンと検知されるべき音源（例えばスピ
ーチ音声）との距離の関数である周波数応答を表す。例
えば、圧力差マイクロフォンが、（音圧と粒子速度との
間に大きな空間勾配と大きな位相偏移とを表す音場の領
域、例えば音源から２ｃｍ未満の領域である）音声源の
近距離場に置かれているとき、その周波数応答は基本的
に或る特定の周波数領域に渡って平坦である。音声源か
ら幾分か遠い距離では、その周波数応答の高域周波数部
分が過度に強調される傾向がある。速度差マイクロフォ
ンが音声源の近距離場にあるときは、その周波数応答の
低域周波数部分が過度に強調される傾向があるものの、
音声源から幾分か大きい距離ではその周波数応答は、或
る特定の周波数領域において基本的に平坦である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】これらのマイクロフォ
ンの周波数応答は距離に応じて変化するので、差動型マ
イクロフォンは理想的には音源から定距離、例えば、マ
イクロフォンの周波数応答が平坦である距離で使用する
のに適している。しかし、実際には圧力差マイクロフォ
ンを使用するとき、しばしばマイクロフォンとユーザー
の口元との距離が時間に関して変わるため、スピーチ音
声中に存在する或る周波数に対するマイクロフォンの利
得に不所望な変動が生じる。圧力差マイクロフォンに関
しては、口元から厳密に一定の距離が維持されていない
限り、スピーチ音声中に存在する高域周波数が強調され
ることになろう。速度差マイクロフォンに関しては、口
元から幾分か遠い距離が維持されていない限り、スピー
チ音声中に存在する低域周波数が強調されることになろ
う。
ンの周波数応答は距離に応じて変化するので、差動型マ
イクロフォンは理想的には音源から定距離、例えば、マ
イクロフォンの周波数応答が平坦である距離で使用する
のに適している。しかし、実際には圧力差マイクロフォ
ンを使用するとき、しばしばマイクロフォンとユーザー
の口元との距離が時間に関して変わるため、スピーチ音
声中に存在する或る周波数に対するマイクロフォンの利
得に不所望な変動が生じる。圧力差マイクロフォンに関
しては、口元から厳密に一定の距離が維持されていない
限り、スピーチ音声中に存在する高域周波数が強調され
ることになろう。速度差マイクロフォンに関しては、口
元から幾分か遠い距離が維持されていない限り、スピー
チ音声中に存在する低域周波数が強調されることになろ
う。
【０００６】
【発明が解決するための手段】本発明は、所望の周波数
応答を持つ任意の次数ｎの差動型マイクロフォンを提供
するための方法及び装置を開示する。所望の周波数応答
は、可調整フィルタと組み合わされているコントローラ
を操作することによって確定される。このコントローラ
はマイクロフォンの出力を受信し、その出力に基づいて
何らかの所望の周波数応答を与えるためにも必要とされ
るフィルタ周波数応答を確定する。例えば、総合的に平
坦な周波数応答を与えるために、フィルタ周波数応答を
マイクロフォンの周波数応答の逆応答に等しいかまたは
近い値に確定する。或いはまた、一例として、電話通信
に最適な周波数応答を与えるようにすることもできる。
コントローラによる確定には、（絶対出力レベルを含
み）周波数応答を完全に確定する際、即ち、一定即ち不
動の周波数応答のうちの一つかまたは多数の態様を修正
する際に用いられる当のそれらパラメータが包含され
る。フィルタは、確定された周波数応答を表し、その結
果、マイクロフォンに所望の周波数応答を与えるよう
に、コントローラによって調整される。
応答を持つ任意の次数ｎの差動型マイクロフォンを提供
するための方法及び装置を開示する。所望の周波数応答
は、可調整フィルタと組み合わされているコントローラ
を操作することによって確定される。このコントローラ
はマイクロフォンの出力を受信し、その出力に基づいて
何らかの所望の周波数応答を与えるためにも必要とされ
るフィルタ周波数応答を確定する。例えば、総合的に平
坦な周波数応答を与えるために、フィルタ周波数応答を
マイクロフォンの周波数応答の逆応答に等しいかまたは
近い値に確定する。或いはまた、一例として、電話通信
に最適な周波数応答を与えるようにすることもできる。
コントローラによる確定には、（絶対出力レベルを含
み）周波数応答を完全に確定する際、即ち、一定即ち不
動の周波数応答のうちの一つかまたは多数の態様を修正
する際に用いられる当のそれらパラメータが包含され
る。フィルタは、確定された周波数応答を表し、その結
果、マイクロフォンに所望の周波数応答を与えるよう
に、コントローラによって調整される。
【０００７】
【作用】圧力差マイクロフォンにおける本発明の一実施
例では、上記コントローラがマイクロフォンと音源との
間の距離（この距離は「動作距離」と称される）を自動
的に測定し、測定された距離またはその近辺に関してマ
イクロフォンによって表される高域周波数に対する利得
を補償するために、ロー・パス・フィルタを調整する。
上記動作距離は、マイクロフォンの使用中に一回かまた
は数回（例えば、周期的に）測定されるようにすること
ができる。自動距離測定は、未知の動作距離で観測され
たマイクロフォン出力を既知の距離での既知のマイクロ
フォン出力と比較することによって達成することができ
る。
例では、上記コントローラがマイクロフォンと音源との
間の距離（この距離は「動作距離」と称される）を自動
的に測定し、測定された距離またはその近辺に関してマ
イクロフォンによって表される高域周波数に対する利得
を補償するために、ロー・パス・フィルタを調整する。
上記動作距離は、マイクロフォンの使用中に一回かまた
は数回（例えば、周期的に）測定されるようにすること
ができる。自動距離測定は、未知の動作距離で観測され
たマイクロフォン出力を既知の距離での既知のマイクロ
フォン出力と比較することによって達成することができ
る。
【０００８】上記の実施例では、ロー・パス・フィルタ
の周波数応答は、圧力差マイクロフォンの周波数応答
に、動作距離及びマイクロフォンの次数との関数として
依存している。圧力差マイクロフォンは、近い動作距離
においては平坦であり、遠い動作距離においては周波数
が二倍になる毎に６ｎｄＢの比で増大する周波数応答を
持つ。なお、ｎは上記圧力差マイクロフォンの次数を示
す整数である。一定の測定された距離において、フィル
タ周波数応答が調整され、この調整には絶対出力レベル
への調整が含まれるようにすることができる。
の周波数応答は、圧力差マイクロフォンの周波数応答
に、動作距離及びマイクロフォンの次数との関数として
依存している。圧力差マイクロフォンは、近い動作距離
においては平坦であり、遠い動作距離においては周波数
が二倍になる毎に６ｎｄＢの比で増大する周波数応答を
持つ。なお、ｎは上記圧力差マイクロフォンの次数を示
す整数である。一定の測定された距離において、フィル
タ周波数応答が調整され、この調整には絶対出力レベル
への調整が含まれるようにすることができる。
【０００９】上記実施例を一次または二次の圧力差マイ
クロフォンに用いる場合、フィルタは、それぞれこの圧
力差マイクロフォンの３ｄＢ利得周波数に調整すること
ができ、動作距離の関数である電力半値周波数を持つ、
一次または二次のバタワース・ロー・パス・フィルタを
構成する。
クロフォンに用いる場合、フィルタは、それぞれこの圧
力差マイクロフォンの３ｄＢ利得周波数に調整すること
ができ、動作距離の関数である電力半値周波数を持つ、
一次または二次のバタワース・ロー・パス・フィルタを
構成する。
【００１０】
【００１１】概論
【００１２】図１は本発明の一実施例を表す。図１にお
いて、次数ｎを持つ差動型マイクロフォン（ＤＭ）１は
フィルタ５に出力３を与える。フィルタ５は、差動型マ
イクロフォン１の使用中に調整（即ち、選択または同
調）することができる。コントローラ６は、フィルタ周
波数応答を調整するために設けられている。このコント
ローラ６は手動入力装置２から与えられる制御入力９に
よって操作される。
いて、次数ｎを持つ差動型マイクロフォン（ＤＭ）１は
フィルタ５に出力３を与える。フィルタ５は、差動型マ
イクロフォン１の使用中に調整（即ち、選択または同
調）することができる。コントローラ６は、フィルタ周
波数応答を調整するために設けられている。このコント
ローラ６は手動入力装置２から与えられる制御入力９に
よって操作される。
【００１３】動作中には、コントローラ６が差動型マイ
クロフォン１から、この差動型マイクロフォン１と音源
Ｓとの間の動作距離を測定するために用いられる出力４
を受ける。動作距離は、一回（例えば、初期化の手続き
として）か、或いは数回（例えば、周期的に）、測定さ
れるようにすることができる。この測定された距離に基
づいてフィルタ５を所望のフィルタ周波数応答に調整す
るために、コントローラ６からフィルタ５に制御信号７
が与えられる。差動型マイクロフォン１の出力３は、濾
波され、フィルタ出力８として次段へ出力される。
クロフォン１から、この差動型マイクロフォン１と音源
Ｓとの間の動作距離を測定するために用いられる出力４
を受ける。動作距離は、一回（例えば、初期化の手続き
として）か、或いは数回（例えば、周期的に）、測定さ
れるようにすることができる。この測定された距離に基
づいてフィルタ５を所望のフィルタ周波数応答に調整す
るために、コントローラ６からフィルタ５に制御信号７
が与えられる。差動型マイクロフォン１の出力３は、濾
波され、フィルタ出力８として次段へ出力される。
【００１４】圧力差マイクロフォンの周波数応答
【００１５】本発明の一実施例は、圧力差マイクロフォ
ンに関わる。一般的にｎ次の圧力差マイクロフォン
（「ＰＤＭ（ｎ）」）の周波数応答は、点音源の音場内
では、動作距離に関して音圧［ｐ ＝ Ｐoｅ-jkr／ｒ］
のｎ次導関数の項で与えられる。ここで、Ｐoは音源の
ピーク振幅であり、ｋは音波数（ｋはｋ ＝ ２π／λで
与えられ、またそのλはλ ＝ ｃ／ｆで与えられる波長
である。なお、ｃは音速であり、ｆはＨｚを単位とする
周波数である）であり、ｒは動作距離である。即ち、次
式１が成立する。
ンに関わる。一般的にｎ次の圧力差マイクロフォン
（「ＰＤＭ（ｎ）」）の周波数応答は、点音源の音場内
では、動作距離に関して音圧［ｐ ＝ Ｐoｅ-jkr／ｒ］
のｎ次導関数の項で与えられる。ここで、Ｐoは音源の
ピーク振幅であり、ｋは音波数（ｋはｋ ＝ ２π／λで
与えられ、またそのλはλ ＝ ｃ／ｆで与えられる波長
である。なお、ｃは音速であり、ｆはＨｚを単位とする
周波数である）であり、ｒは動作距離である。即ち、次
式１が成立する。
【数１】
【００１６】図２は、ｎ＝１から５における、式１の値
をプロットした図を表している。この図は、高域周波数
及び大きな距離即ち大きな値のｋｒにおいて、ｎ＝１か
ら５でのＰＤＭ（ｎ）によって表される利得を表してい
る。
をプロットした図を表している。この図は、高域周波数
及び大きな距離即ち大きな値のｋｒにおいて、ｎ＝１か
ら５でのＰＤＭ（ｎ）によって表される利得を表してい
る。
【００１７】ここでの論考のために、ＰＤＭの周波数応
答をｋｒの関数として考察することが、理解するのに便
宜的である。従って、二つの展開例が以下に用意されて
いる。これらの展開例は、一次と二次のＰＤＭの双方の
周波数応答をｋｒの関数として扱い、fnｐ／ｄｒnに対
する定差近似の項として得られる。式１とその展開に照
らして、この分析は何れの次数のＰＤＭにも簡単な方法
で進展させることができることが、通常の技術者には明
らかであろう。同様にまた、速度差マイクロフォン及び
変位差マイクロフォンの周波数応答が圧力差マイクロフ
ォンの周波数応答のそれぞれ、１／ｊω及び１／（ｊ
ω）2であるので、式１とその展開がカージオイド・マ
イクロフォンのみならず、速度差マイクロフォンや変位
差マイクロフォンを使用しているシステムにも適用可能
であることが通常の技術者に認識されるであろう。
答をｋｒの関数として考察することが、理解するのに便
宜的である。従って、二つの展開例が以下に用意されて
いる。これらの展開例は、一次と二次のＰＤＭの双方の
周波数応答をｋｒの関数として扱い、fnｐ／ｄｒnに対
する定差近似の項として得られる。式１とその展開に照
らして、この分析は何れの次数のＰＤＭにも簡単な方法
で進展させることができることが、通常の技術者には明
らかであろう。同様にまた、速度差マイクロフォン及び
変位差マイクロフォンの周波数応答が圧力差マイクロフ
ォンの周波数応答のそれぞれ、１／ｊω及び１／（ｊ
ω）2であるので、式１とその展開がカージオイド・マ
イクロフォンのみならず、速度差マイクロフォンや変位
差マイクロフォンを使用しているシステムにも適用可能
であることが通常の技術者に認識されるであろう。
【００１８】一次圧力差マイクロフォン
【００１９】一次圧力差マイクロフォンの略図が図３に
示されている。マイクロフォン１０は、代表的には二個
の検知手段、即ち、増大傾向応答（代表的には、増加に
向かう電圧）を生じさせることによって点音源２０から
の入射音圧に応答する第一検知手段１１と、減少傾向応
答（代表的には、減少に向かう電圧）を生じさせること
によって入射音圧に応答する第二検知手段１２とを有す
る。これら第一検知手段１１及び第二検知手段１２に
は、例えば、二個の圧力（即ち、「零」次）マイクロフ
ォンを用いることができる。これら第一検知手段１１と
第二検知手段１２とは、各検知手段がマイクロフォン１
０の有効音響中心点１３から距離ｄの位置に置かれるよ
うに、有効音響距離２ｄだけ離されている。点音源２０
は、マイクロフォン１０の有効音響中心点１３から動作
距離ｒの位置にあるように図示されており、第一検知手
段１１と第二検知手段１２とは点音源２０から、それぞ
れｒ1とｒ2の位置に置かれている。点音源２０からの音
声伝幡方向とマイクロフォン音軸３０との間には角度θ
が存在する。
示されている。マイクロフォン１０は、代表的には二個
の検知手段、即ち、増大傾向応答（代表的には、増加に
向かう電圧）を生じさせることによって点音源２０から
の入射音圧に応答する第一検知手段１１と、減少傾向応
答（代表的には、減少に向かう電圧）を生じさせること
によって入射音圧に応答する第二検知手段１２とを有す
る。これら第一検知手段１１及び第二検知手段１２に
は、例えば、二個の圧力（即ち、「零」次）マイクロフ
ォンを用いることができる。これら第一検知手段１１と
第二検知手段１２とは、各検知手段がマイクロフォン１
０の有効音響中心点１３から距離ｄの位置に置かれるよ
うに、有効音響距離２ｄだけ離されている。点音源２０
は、マイクロフォン１０の有効音響中心点１３から動作
距離ｒの位置にあるように図示されており、第一検知手
段１１と第二検知手段１２とは点音源２０から、それぞ
れｒ1とｒ2の位置に置かれている。点音源２０からの音
声伝幡方向とマイクロフォン音軸３０との間には角度θ
が存在する。
【００２０】マイクロフォン１０の有効音響中心点１３
から動作距離ｒの位置にある点音源２０から発している
球面波については、第一検知手段１１に入射する音圧は
次式２ａによって与えられる。
から動作距離ｒの位置にある点音源２０から発している
球面波については、第一検知手段１１に入射する音圧は
次式２ａによって与えられる。
【数２】 第二検知手段１２に入射する音圧は次式２ｂによって与
えられる。
えられる。
【数３】 距離ｒ1及びｒ2は、それぞれ次式３ａ及び３ｂによって
与えられる。
与えられる。
【数４】
【数５】
【００２１】もし、ｒ ＞＞ ｄ（即ち、このマイクロフ
ォンが点音源２０の近距離場にある場合）であるか、或
いはθ ＝ ０（即ち、点音源２０がマイクロフォン音軸
３０の近辺に位置しているとき）であれば、ｒ1とｒ2と
に関してそれぞれ次式４ａ及び４ｂが成立する。
ォンが点音源２０の近距離場にある場合）であるか、或
いはθ ＝ ０（即ち、点音源２０がマイクロフォン音軸
３０の近辺に位置しているとき）であれば、ｒ1とｒ2と
に関してそれぞれ次式４ａ及び４ｂが成立する。
【数６】
【数７】 このマイクロフォンの応答は、続いて音圧の一次差分Δ
ｐによって近似することができ、Δｐは次式５によって
与えられる。
ｐによって近似することができ、Δｐは次式５によって
与えられる。
【数８】 Δｐの大きさ｜Δｐ｜は次式６で与えられる。
【数９】 ｋｄ ＜＜ １では、それぞれ次式７及び８の関係が成立
する。
する。
【数１０】
【数１１】 従って、Δｐ及び｜Δｐ｜に関して、それぞれ次式９及
び１０の関係が成立する。
び１０の関係が成立する。
【数１２】
【数１３】 近距離場音源、即ち、ｋｒ ＜＜ １では、｜Δｐ｜に関
して、次式１１の関係が成立する。
して、次式１１の関係が成立する。
【数１４】 また、遠距離場音源、即ち、ｋｒ ＞＞ １であり、且つ
ｒ ＞＞ ｄでは、｜Δｐ｜に関して、次式１２の関係が
成立する。
ｒ ＞＞ ｄでは、｜Δｐ｜に関して、次式１２の関係が
成立する。
【数１５】
【００２２】式１１には周波数依存項が含まれていない
ことが注目される。即ち、式１１は音波数ｋ（音波数ｋ
は周波数に比例する。即ち、ｋ ＝ （２π／ｃ）ｆで与
えられる。なお、この式で、ｆはＨｚの単位で表される
周波数であり、ｃは音速である。）に依存しない。この
ように、点音源２０の近距離場にある一次ＰＤＭは、実
質的に平坦な周波数応答を有する。他方、式１２は音波
数ｋに依存する。
ことが注目される。即ち、式１１は音波数ｋ（音波数ｋ
は周波数に比例する。即ち、ｋ ＝ （２π／ｃ）ｆで与
えられる。なお、この式で、ｆはＨｚの単位で表される
周波数であり、ｃは音速である。）に依存しない。この
ように、点音源２０の近距離場にある一次ＰＤＭは、実
質的に平坦な周波数応答を有する。他方、式１２は音波
数ｋに依存する。
【００２３】図４は、０．１から１０までのｋｒの値に
対する一次ＰＤＭの周波数依存性を示している。ｋｒの
値が０．２未満（ｋｒ ＜ ０．２）では、その周波数応
答は実質的に一様即ち平坦である。ｋｒの値が１．０以
上では、その周波数応答はｋｒが二倍になる毎に６ｄＢ
上昇する。（なお、この図４では、ｋｒ ＞＞ １であ
り、且つｒ ＞＞ ｄである。）
対する一次ＰＤＭの周波数依存性を示している。ｋｒの
値が０．２未満（ｋｒ ＜ ０．２）では、その周波数応
答は実質的に一様即ち平坦である。ｋｒの値が１．０以
上では、その周波数応答はｋｒが二倍になる毎に６ｄＢ
上昇する。（なお、この図４では、ｋｒ ＞＞ １であ
り、且つｒ ＞＞ ｄである。）
【００２４】二次圧力差マイクロフォン
【００２５】二次ＰＤＭは、二個の一次ＰＤＭを逆極性
に組み合わせることによって構成される。各一次ＰＤＭ
は、２ｄ1の間隔と音響的中心点６５、６７とを持つよ
うに構成することができる。これら一次ＰＤＭは、図５
に示されるように、一列に並べられ、且つ２ｄ2の距離
を離間するように構成することができる。二次ＰＤＭの
周波数応答は、球面音波放射点音源７０の音場内でマイ
クロフォン３５の音響的中心点６０から動作距離ｒの位
置では、次式１３で表される音圧の二次差分Δ2ｐによ
って近似されるようにすることができる。
に組み合わせることによって構成される。各一次ＰＤＭ
は、２ｄ1の間隔と音響的中心点６５、６７とを持つよ
うに構成することができる。これら一次ＰＤＭは、図５
に示されるように、一列に並べられ、且つ２ｄ2の距離
を離間するように構成することができる。二次ＰＤＭの
周波数応答は、球面音波放射点音源７０の音場内でマイ
クロフォン３５の音響的中心点６０から動作距離ｒの位
置では、次式１３で表される音圧の二次差分Δ2ｐによ
って近似されるようにすることができる。
【数１６】 ここで、ｐiは次式１４で与えられる。
【数１７】 ｒiは、ｉ＝１から４にに対して、それぞれ次式１５、
１６、１７及び１８で与えられる。
１６、１７及び１８で与えられる。
【数１８】
【数１９】
【数２０】
【数２１】
【００２６】もし、ｒ ＞＞ ｄ3で且つｒ ＞＞ ｄ4、即
ちθ ≒ ０゜であれば、ｒiは、それぞれ次式１９、２
０、２１及び２２で与えられる。
ちθ ≒ ０゜であれば、ｒiは、それぞれ次式１９、２
０、２１及び２２で与えられる。
【数２２】
【数２３】
【数２４】
【数２５】 従って、Δ2ｐに関して次式２３が成立する。
【数２６】 ｋｄ4 ＜＜ １では、次式２４及び２５が成立する。
【数２７】
【数２８】
【００２７】ｋｄ3 ＜＜ １であるとき、ｃｏｓ（ｋｄ3
ｃｏｓθ）とｓｉｎ（ｋｄ3ｃｏｓθ）とに関して、式
２４及び２５と同様な式を表すことができる。ｋｄ4 ＜
＜１で且つｋｄ3 ＜＜ １では、Δ2ｐ及び｜Δ2ｐ｜に
関して、それぞれ次式２６及び２７が成立する。
ｃｏｓθ）とｓｉｎ（ｋｄ3ｃｏｓθ）とに関して、式
２４及び２５と同様な式を表すことができる。ｋｄ4 ＜
＜１で且つｋｄ3 ＜＜ １では、Δ2ｐ及び｜Δ2ｐ｜に
関して、それぞれ次式２６及び２７が成立する。
【数２９】
【数３０】 近距離場音源（ｋｒ ＜＜ １）では、｜Δ2ｐ｜に関し
て、次式２８が成立する。
て、次式２８が成立する。
【数３１】 また、遠距離場音源（ｋｒ ＞＞ １；ｒ ＞＞ ｄ3；ｒ
＞＞ ｄ4）では、｜Δ2ｐ｜に関して、次式２９が成立
する。
＞＞ ｄ4）では、｜Δ2ｐ｜に関して、次式２９が成立
する。
【数３２】
【００２８】式１１を伴う場合では、式２８に周波数依
存項が含まれていない。従って、点音源７０の近距離場
内にある二次ＰＤＭは平坦な周波数応答を有する。式１
２と同様に、式２９は周波数に依存している。式２９
は、高域周波数に応答して、式１２によって表される比
の二倍の比に増加していることを表している。
存項が含まれていない。従って、点音源７０の近距離場
内にある二次ＰＤＭは平坦な周波数応答を有する。式１
２と同様に、式２９は周波数に依存している。式２９
は、高域周波数に応答して、式１２によって表される比
の二倍の比に増加していることを表している。
【００２９】図６は、二次ＰＤＭのｋｒ対相対周波数応
答特性を示している。ｋｒ ＜ １では、この相対周波数
応答は実質的に平坦である。ｋｒの値が１以上では、そ
の相対周波数応答は、ｋｒが二倍になる毎に１２ｄＢ上
昇する。（なお、この図６において、遠距離場音源即ち
θ ≒ ０゜では、ｋｄ3 ＜＜ １で且つｋｄ4 ＜＜ １で
あり、ｒ ＞＞ ｄ3で且つｒ ＞＞ ｄ4である。
答特性を示している。ｋｒ ＜ １では、この相対周波数
応答は実質的に平坦である。ｋｒの値が１以上では、そ
の相対周波数応答は、ｋｒが二倍になる毎に１２ｄＢ上
昇する。（なお、この図６において、遠距離場音源即ち
θ ≒ ０゜では、ｋｄ3 ＜＜ １で且つｋｄ4 ＜＜ １で
あり、ｒ ＞＞ ｄ3で且つｒ ＞＞ ｄ4である。
【００３０】自動距離測定
【００３１】本発明の一実施例では、コントローラ６に
よって為される動作距離の自動測定が含まれている。こ
の実施例によって、時間的に連続して、或いは周期的
に、或いは不規則に動作距離の測定を行うことが容易に
なる。
よって為される動作距離の自動測定が含まれている。こ
の実施例によって、時間的に連続して、或いは周期的
に、或いは不規則に動作距離の測定を行うことが容易に
なる。
【００３２】一次ＰＤＭにおいては、コントローラ６は
音源とマイクロフォンとの間の動作距離を判定するため
に、（一次ＰＤＭを構成している）二個の零次ＰＤＭか
らの出力レベルの比を利用することができる。この構成
を達成するための方法には、零次ＰＤＭの出力レベルの
比とそのような比が起きていることが見いだされている
動作距離との間に所定の関連を持たせる方法がある。マ
イクロフォンの動作中の何れかの時点でそのときの最新
の動作距離を測定するために、零次ＰＤＭの出力レベル
の比が既知の距離における所定の比と比較される。
音源とマイクロフォンとの間の動作距離を判定するため
に、（一次ＰＤＭを構成している）二個の零次ＰＤＭか
らの出力レベルの比を利用することができる。この構成
を達成するための方法には、零次ＰＤＭの出力レベルの
比とそのような比が起きていることが見いだされている
動作距離との間に所定の関連を持たせる方法がある。マ
イクロフォンの動作中の何れかの時点でそのときの最新
の動作距離を測定するために、零次ＰＤＭの出力レベル
の比が既知の距離における所定の比と比較される。
【００３３】図７を参照して、図３に図示されている零
次ＰＤＭのＡ１１及びＢ１２を有する一次ＰＤＭ７５を
検討する。零次ＰＤＭのＡ１１及びＢ１２の周波数応答
は、（式２ａ及び２ｂから）、それぞれ次式３０及び３
１のように表すことができる。
次ＰＤＭのＡ１１及びＢ１２を有する一次ＰＤＭ７５を
検討する。零次ＰＤＭのＡ１１及びＢ１２の周波数応答
は、（式２ａ及び２ｂから）、それぞれ次式３０及び３
１のように表すことができる。
【数３３】
【数３４】 式４ａ及び４ｂを用いて、式３０及び３１はそれぞれ次
式３２及び３３のように書き直すことができる。
式３２及び３３のように書き直すことができる。
【数３５】
【数３６】 従って、（ｒ ＞ ｄ｜ｃｏｓθ｜での）零次ＰＤＭのＡ
１１及びＢ１２の周波数応答の大きさは、それぞれ次式
３４及び３５で与えられる。
１１及びＢ１２の周波数応答の大きさは、それぞれ次式
３４及び３５で与えられる。
【数３７】
【数３８】 図７に図示されている構成では、θ ＝ ０゜であり、且
つ、式３４及び３５の比Ａｒが次式３６で与えられる。
つ、式３４及び３５の比Ａｒが次式３６で与えられる。
【数３９】 この比Ａｒは、（音源７３とマイクロフォンの音響的中
心点７８との間の）動作距離ｒと、ＰＤＭレイアウトの
物理的なパラメータであるｄとの関数である。所定の一
次ＰＤＭでは、このパラメータｄは、Ａｒがｒによって
のみ変化するように定められる。
心点７８との間の）動作距離ｒと、ＰＤＭレイアウトの
物理的なパラメータであるｄとの関数である。所定の一
次ＰＤＭでは、このパラメータｄは、Ａｒがｒによって
のみ変化するように定められる。
【００３４】一次ＰＤＭのアレイ構成の二つの例（ｄ＝
１ｃｍ及びｄ＝２ｃｍ）における、Ａｒの値をプロット
したグラフが図８に示されている。この図８は、Ａｒの
変化が、ｒの或る範囲ではかなり大きいことを示してい
る。このデータを理解することによって、測定されたＡ
ｒの値に対する動作距離を測定することが可能となる。
１ｃｍ及びｄ＝２ｃｍ）における、Ａｒの値をプロット
したグラフが図８に示されている。この図８は、Ａｒの
変化が、ｒの或る範囲ではかなり大きいことを示してい
る。このデータを理解することによって、測定されたＡ
ｒの値に対する動作距離を測定することが可能となる。
【００３５】動作距離を測定する際に、図示の実施例の
コントローラによって観測されたマイクロフォンの出力
レベル比が確定される。この比は、Ａｒの観測された値
であるＡ'ｒを表している。式３６を書き直すことによ
って、観測された比Ａ'ｒの関数としてのｒに対する判
定値ｒ'は、次式３７によって表される。
コントローラによって観測されたマイクロフォンの出力
レベル比が確定される。この比は、Ａｒの観測された値
であるＡ'ｒを表している。式３６を書き直すことによ
って、観測された比Ａ'ｒの関数としてのｒに対する判
定値ｒ'は、次式３７によって表される。
【数４０】 式３７は、図示の実施例のコントローラ６によって、ア
ナログ形態かディジタル形態の何れかまたは両方を組み
合わせた形態で履行することができる。例えば、コント
ローラ６は、アナログ形態かまたはディジタル形態のフ
ィルタ５を制御するために、マイクロプロセッサーを用
いて（Ａ'ｒの関数としてのｒの、前もって計算された
値を有する）ルックアップ・テーブルを調べるか、また
は式３７によって特定されている方法で直接計算するこ
とにより、ｒを測定することができる。コントローラ６
による距離測定は、一回か、またはもし希望される場合
にはＰＤＭの動作中に連続的に実行することができる。
ナログ形態かディジタル形態の何れかまたは両方を組み
合わせた形態で履行することができる。例えば、コント
ローラ６は、アナログ形態かまたはディジタル形態のフ
ィルタ５を制御するために、マイクロプロセッサーを用
いて（Ａ'ｒの関数としてのｒの、前もって計算された
値を有する）ルックアップ・テーブルを調べるか、また
は式３７によって特定されている方法で直接計算するこ
とにより、ｒを測定することができる。コントローラ６
による距離測定は、一回か、またはもし希望される場合
にはＰＤＭの動作中に連続的に実行することができる。
【００３６】二次ＰＤＭに対しては、コントローラ６
は、音源とマイクロフォンとの間の動作距離を判断する
ために、（この二次ＰＤＭを構成している）二個の一次
ＰＤＭの間の出力レベル比を用いることができる。も
し、一次ＰＤＭの出力レベルの比とそのような比が起き
ることが見いだされる動作距離との間に所定の関連付け
が為されていれば、一次ＰＤＭの出力レベルの観測され
た比を、そのときの最新の動作距離を測定するために既
知の距離での所定の比と比較することができる。
は、音源とマイクロフォンとの間の動作距離を判断する
ために、（この二次ＰＤＭを構成している）二個の一次
ＰＤＭの間の出力レベル比を用いることができる。も
し、一次ＰＤＭの出力レベルの比とそのような比が起き
ることが見いだされる動作距離との間に所定の関連付け
が為されていれば、一次ＰＤＭの出力レベルの観測され
た比を、そのときの最新の動作距離を測定するために既
知の距離での所定の比と比較することができる。
【００３７】θ ＝ ０゜に設定されている、図９に示さ
れている一次ＰＤＭのＡ８０及びＢ９０を有する二次Ｐ
ＤＭを検討する。一次ＰＤＭのＡ８０及びＢ９０の周波
数応答は、ｋｄ1 ＜＜ １に関して、（式１０から）そ
れぞれ次式３８及び３９のように表すことができる。
れている一次ＰＤＭのＡ８０及びＢ９０を有する二次Ｐ
ＤＭを検討する。一次ＰＤＭのＡ８０及びＢ９０の周波
数応答は、ｋｄ1 ＜＜ １に関して、（式１０から）そ
れぞれ次式３８及び３９のように表すことができる。
【数４１】
【数４２】 但し、ｒA及びｒBは、それぞれ、音源１００から一次Ｐ
ＤＭのＡ８０及びＢ９０の音響的中心点８１及び９１ま
での距離である。もし、一次ＰＤＭのＡ８０及びＢ９０
からの信号が、コントローラ６によって濾波された低域
周波数であれば、ｋｒA ＜＜ １及びｋｒB ＜＜ １であ
り、従って｜ΔｐA｜及び｜ΔｐB｜に関して、それぞれ
次式４０及び４１が成立する。
ＤＭのＡ８０及びＢ９０の音響的中心点８１及び９１ま
での距離である。もし、一次ＰＤＭのＡ８０及びＢ９０
からの信号が、コントローラ６によって濾波された低域
周波数であれば、ｋｒA ＜＜ １及びｋｒB ＜＜ １であ
り、従って｜ΔｐA｜及び｜ΔｐB｜に関して、それぞれ
次式４０及び４１が成立する。
【数４３】
【数４４】 ｒA及びｒBは、それぞれ次式４２及び４３で表されるの
で、従って｜ΔｐA｜及び｜ΔｐB｜は次式４４及び４５
のように書き直すことができる。
で、従って｜ΔｐA｜及び｜ΔｐB｜は次式４４及び４５
のように書き直すことができる。
【数４５】
【数４６】
【数４７】
【数４８】 但し、ｒは音源１００からこの二次ＰＤＭの音響的中心
点９５までの動作距離である。
点９５までの動作距離である。
【００３８】式４４の式４５に対する比Ａｒは、次式４
６で表される。
６で表される。
【数４９】 この比Ａｒは、動作距離ｒとＰＤＭレイアウトの他の物
理的なパラメータとの関数である。所定の二次ＰＤＭで
は、パラメータｄ1及びｄ2は、Ａｒがｒによってのみ変
化するように定められる。
理的なパラメータとの関数である。所定の二次ＰＤＭで
は、パラメータｄ1及びｄ2は、Ａｒがｒによってのみ変
化するように定められる。
【００３９】二次ＰＤＭのアレイ構成の二つの例（ｄ2
＝０．５ｃｍ、ｄ2＝１．０ｃｍ、及びｄ1＝０．５ｃ
ｍ）のＡｒ（式４６参照）の値をプロットしたグラフが
図１０に示されている。この図１０は、Ａｒの変化がｒ
の或る範囲ではかなり大きいことを示している。このデ
ータを理解することによって、動作距離を測定すること
が可能となる。
＝０．５ｃｍ、ｄ2＝１．０ｃｍ、及びｄ1＝０．５ｃ
ｍ）のＡｒ（式４６参照）の値をプロットしたグラフが
図１０に示されている。この図１０は、Ａｒの変化がｒ
の或る範囲ではかなり大きいことを示している。このデ
ータを理解することによって、動作距離を測定すること
が可能となる。
【００４０】動作距離を測定する際に、図示の実施例の
コントローラコントローラ６は（ロー・パス・フィルタ
作用を受けた後で）観測されたマイクロフォンの出力レ
ベル比の確定を行う。この比は、Ａｒの観測された値で
あるＡ'ｒを表している。式４６を書き直すことによっ
て、観測された比Ａ'ｒの関数としてのｒに対する判定
値ｒ'は、次式４７によって表される。
コントローラコントローラ６は（ロー・パス・フィルタ
作用を受けた後で）観測されたマイクロフォンの出力レ
ベル比の確定を行う。この比は、Ａｒの観測された値で
あるＡ'ｒを表している。式４６を書き直すことによっ
て、観測された比Ａ'ｒの関数としてのｒに対する判定
値ｒ'は、次式４７によって表される。
【数５０】 上記の場合での如く、式４７は、図示の実施例のコント
ローラ６によって、アナログ形態かディジタル形態の何
れかまたは両方を組み合わせた形態で履行することがで
きる。再度、コントローラ６による距離測定は、一回
か、またはもし要求される場合にはＰＤＭの動作中にお
いて連続的に実行することができる。
ローラ６によって、アナログ形態かディジタル形態の何
れかまたは両方を組み合わせた形態で履行することがで
きる。再度、コントローラ６による距離測定は、一回
か、またはもし要求される場合にはＰＤＭの動作中にお
いて連続的に実行することができる。
【００４１】実施例が何次のＰＤＭを使用するかに拘ら
ず、コントローラ６は検知されるべき音源が能動状態に
あるときにのみ動作距離を測定することが望ましい。校
正を行うことができる条件設定は、ＰＤＭの出力レベル
が所定のしきい値と同等かまたはそれ以上であるときに
のみ校正することによって達成することができる。この
しきいレベルは、予想される背景雑音のレベルから生じ
るＰＤＭの出力レベルより高いレベルでなければならな
い。
ず、コントローラ６は検知されるべき音源が能動状態に
あるときにのみ動作距離を測定することが望ましい。校
正を行うことができる条件設定は、ＰＤＭの出力レベル
が所定のしきい値と同等かまたはそれ以上であるときに
のみ校正することによって達成することができる。この
しきいレベルは、予想される背景雑音のレベルから生じ
るＰＤＭの出力レベルより高いレベルでなければならな
い。
【００４２】各マイクロフォンの出力に対し、フィルタ
５によって実行されるロー・パス・フィルタ作用によ
り、一般的事項として、マイクロフォンの応答が平坦な
周波数のみが距離の測定のために確実に検討されるよう
になる。このことは、上記展開例中では、ｋｒ ＜＜ １
として表されている。このフィルタ５のカットオフ周波
数は、実際には例えば外方向の動作距離を測定し、次い
でこのマイクロフォンの応答が平坦である周波数より低
い周波数帯について解くことによって確定することがで
きる。従って、図２を参照すると、種々のマイクロフォ
ンの周波数応答が、ほぼ０．５未満のｋｒに対して平坦
となっている。外方向距離をｒOBとすると、カットオフ
周波数は０．５ｃ／２πｒOB（Ｈｚ）未満にしなければ
ならない。
５によって実行されるロー・パス・フィルタ作用によ
り、一般的事項として、マイクロフォンの応答が平坦な
周波数のみが距離の測定のために確実に検討されるよう
になる。このことは、上記展開例中では、ｋｒ ＜＜ １
として表されている。このフィルタ５のカットオフ周波
数は、実際には例えば外方向の動作距離を測定し、次い
でこのマイクロフォンの応答が平坦である周波数より低
い周波数帯について解くことによって確定することがで
きる。従って、図２を参照すると、種々のマイクロフォ
ンの周波数応答が、ほぼ０．５未満のｋｒに対して平坦
となっている。外方向距離をｒOBとすると、カットオフ
周波数は０．５ｃ／２πｒOB（Ｈｚ）未満にしなければ
ならない。
【００４３】フィルタ部
【００４４】一旦、コントローラ６によって距離測定が
実行されると、フィルタ５の特性選択が行われる。上記
で論考したように、フィルタ５はＰＤＭ（ｎ）に所望の
周波数応答を規定する周波数応答を与える。その結果、
例えば、マイクロフォンと選択されたフィルタ５との組
み合わせによって実質的に一様（即ち平坦）な周波数応
答を表すことができる。
実行されると、フィルタ５の特性選択が行われる。上記
で論考したように、フィルタ５はＰＤＭ（ｎ）に所望の
周波数応答を規定する周波数応答を与える。その結果、
例えば、マイクロフォンと選択されたフィルタ５との組
み合わせによって実質的に一様（即ち平坦）な周波数応
答を表すことができる。
【００４５】圧力差マイクロフォンに関する実施例にお
いては、フィルタ５がＰＤＭ（ｎ）の周波数応答の逆応
答（即ち、鏡像）に等しいかまたは近い低域通過特性を
表す。このような濾波特性は、何らかの既知の種類のロ
ー・パス・フィルタによって与えることができる。バタ
ワース・ロー・パス・フィルタが、一次または二次のＰ
ＤＭの周波数応答がバタワースに似た高域通過特性を表
すので、一次ＰＤＭ及び二次ＰＤＭに対して好ましいロ
ー・パス・フィルタである。
いては、フィルタ５がＰＤＭ（ｎ）の周波数応答の逆応
答（即ち、鏡像）に等しいかまたは近い低域通過特性を
表す。このような濾波特性は、何らかの既知の種類のロ
ー・パス・フィルタによって与えることができる。バタ
ワース・ロー・パス・フィルタが、一次または二次のＰ
ＤＭの周波数応答がバタワースに似た高域通過特性を表
すので、一次ＰＤＭ及び二次ＰＤＭに対して好ましいロ
ー・パス・フィルタである。
【００４６】フィルタを選択する際には、電力半値周波
数及び通過周波数帯域のロール・オフ比が確定されなけ
ればならない。実施例では、フィルタ５の電力半値周波
数ｆhpが、ＰＤＭ（ｎ）の周波数特性の３ｄＢ利得点と
一致しなければならない。電力半値周波数ｆhpは、上記
で述べた距離測定手順から得られたｒを用いて、ＰＤＭ
（ｎ）の周波数応答｜Δnｐ｜を得る式から直接的に確
定することができる。例えば、一次ＰＤＭの３ｄＢ利得
点周波数は、式１０を参照し、次式４８について周波数
値を解くことによって確定される。（なお、式１０の右
辺では、（１＋ ｋ2ｒ2）1/2を除く全パラメータが、所
定のマイクロフォン構成に対しては一定であり、従って
周波数依存成分を包含していない。）
数及び通過周波数帯域のロール・オフ比が確定されなけ
ればならない。実施例では、フィルタ５の電力半値周波
数ｆhpが、ＰＤＭ（ｎ）の周波数特性の３ｄＢ利得点と
一致しなければならない。電力半値周波数ｆhpは、上記
で述べた距離測定手順から得られたｒを用いて、ＰＤＭ
（ｎ）の周波数応答｜Δnｐ｜を得る式から直接的に確
定することができる。例えば、一次ＰＤＭの３ｄＢ利得
点周波数は、式１０を参照し、次式４８について周波数
値を解くことによって確定される。（なお、式１０の右
辺では、（１＋ ｋ2ｒ2）1/2を除く全パラメータが、所
定のマイクロフォン構成に対しては一定であり、従って
周波数依存成分を包含していない。）
【数５１】 ｋ＝（２π／ｃ）ｆであるので、フィルタ５の電力半値
周波数（即ち、３ｄＢ利得点周波数）ｆhpを求める式
は、距離の関数として、次式４９で与えられる。
周波数（即ち、３ｄＢ利得点周波数）ｆhpを求める式
は、距離の関数として、次式４９で与えられる。
【数５２】 但し、ｃは音速であり、ｒ'は測定された距離である。
【００４７】二次ＰＤＭにおいては、その３ｄＢ利得点
周波数ｆhpは、式２７を参照し、次式５０について周波
数値を解くことによって確定される。
周波数ｆhpは、式２７を参照し、次式５０について周波
数値を解くことによって確定される。
【数５３】 ｋ＝（２π／ｃ）ｆであるので、フィルタ５の電力半値
周波数ｆhpを求める式は、距離の関数として、次式５１
で与えられる。
周波数ｆhpを求める式は、距離の関数として、次式５１
で与えられる。
【数５４】 但し、ｃは音速であり、ｒ'は測定された距離である。
【００４８】フィルタ５のロール・オフに関しては、Ｐ
ＤＭの高域周波数利得が増加する比と正確に一致する比
が選ばれなければならない。バタワース・ロー・パス・
フィルタを一次ＰＤＭ及び二次ＰＤＭと共に用いている
実施例の場合では、このロール・オフ比は、マイクロフ
ォンの次数と等しい次数のフィルタ（即ち、一次ＰＤＭ
に対しては一次フィルタ、二次ＰＤＭに対しては二次フ
ィルタ）を選ぶことによって達成される。ロール・オフ
比は、フィルタ５に対して固定されるようにするか、ま
たはコントローラ６によって選択されるようにすること
もできる。
ＤＭの高域周波数利得が増加する比と正確に一致する比
が選ばれなければならない。バタワース・ロー・パス・
フィルタを一次ＰＤＭ及び二次ＰＤＭと共に用いている
実施例の場合では、このロール・オフ比は、マイクロフ
ォンの次数と等しい次数のフィルタ（即ち、一次ＰＤＭ
に対しては一次フィルタ、二次ＰＤＭに対しては二次フ
ィルタ）を選ぶことによって達成される。ロール・オフ
比は、フィルタ５に対して固定されるようにするか、ま
たはコントローラ６によって選択されるようにすること
もできる。
【００４９】上記の論考に照らして、フィルタ５にアナ
ログ回路かまたはディジタル回路の何れでも用いること
ができることは当業者には明らかであろう。勿論、もし
ディジタル・フィルタが採用された場合には、更にアナ
ログ・ディジタル・コンバータ回路とディジタル・アナ
ログ・コンバータ回路とが出力３を処理するために必要
とされる。更に、コントローラ６による調整可能なフィ
ルタ５の制御は、コントローラ６から有限インパルス応
答ディジタル・フィルタ若しくは無限インパルス応答デ
ィジタル・フィルタへフィルタ定数を与える幾つかの周
知な技術のうちの何れかによって、或いは可調整フィル
タの構成要素の値を調整する電圧制御デバイスを動作さ
せるためのコントローラ６からの信号を伝達することに
よって、達成することができる。同様に、上記に述べた
機能をコントローラ６とフィルタ５との間で分割するこ
とも、勿論一つの例である。このような機能分割は、例
えば、コントローラ６によって距離ｒを測定し、必要と
される周波数応答をフィルタ５によって確定するよう
に、そのような測定情報がフィルタ５に与えるようにさ
れた分割形態に変更することができる。
ログ回路かまたはディジタル回路の何れでも用いること
ができることは当業者には明らかであろう。勿論、もし
ディジタル・フィルタが採用された場合には、更にアナ
ログ・ディジタル・コンバータ回路とディジタル・アナ
ログ・コンバータ回路とが出力３を処理するために必要
とされる。更に、コントローラ６による調整可能なフィ
ルタ５の制御は、コントローラ６から有限インパルス応
答ディジタル・フィルタ若しくは無限インパルス応答デ
ィジタル・フィルタへフィルタ定数を与える幾つかの周
知な技術のうちの何れかによって、或いは可調整フィル
タの構成要素の値を調整する電圧制御デバイスを動作さ
せるためのコントローラ６からの信号を伝達することに
よって、達成することができる。同様に、上記に述べた
機能をコントローラ６とフィルタ５との間で分割するこ
とも、勿論一つの例である。このような機能分割は、例
えば、コントローラ６によって距離ｒを測定し、必要と
される周波数応答をフィルタ５によって確定するよう
に、そのような測定情報がフィルタ５に与えるようにさ
れた分割形態に変更することができる。
【００５０】相対的な周波数応答と同様に、差動型マイ
クロフォンの絶対出力レベルは、概括的には式１からも
理解することができ、特に、一次ＰＤＭ及び二次ＰＤＭ
に対するそれぞれの式１０及び２７から理解できるよう
に、動作距離ｒに応じて変化する。動作距離ｒの判定値
は、既にこのフィルタの相対周波数応答を調整するため
の本発明の実施例によって得られているので、この動作
距離ｒの情報は絶対出力レベルの変化を補償するために
利得を確定する目的に使用することができる。
クロフォンの絶対出力レベルは、概括的には式１からも
理解することができ、特に、一次ＰＤＭ及び二次ＰＤＭ
に対するそれぞれの式１０及び２７から理解できるよう
に、動作距離ｒに応じて変化する。動作距離ｒの判定値
は、既にこのフィルタの相対周波数応答を調整するため
の本発明の実施例によって得られているので、この動作
距離ｒの情報は絶対出力レベルの変化を補償するために
利得を確定する目的に使用することができる。
【００５１】この利得は、所定の次数を持つ何かの種類
の差動型マイクロフォンに対して得ることができる。先
に論考した実施例においては、一次ＰＤＭ及び二次ＰＤ
Ｍの利得調整が、それぞれ式１０及び２７の周波数非依
存部分の逆数として確定される。例えば、もし音源が軸
上に置かれていれば、θ ＝ ０゜であり、従ってｃｏｓ
θ ＝ １である。この場合、式１０は、一次ＰＤＭに対
してはその利得が次式５２で表される利得Ｇ1に比例す
るように設定される。
の差動型マイクロフォンに対して得ることができる。先
に論考した実施例においては、一次ＰＤＭ及び二次ＰＤ
Ｍの利得調整が、それぞれ式１０及び２７の周波数非依
存部分の逆数として確定される。例えば、もし音源が軸
上に置かれていれば、θ ＝ ０゜であり、従ってｃｏｓ
θ ＝ １である。この場合、式１０は、一次ＰＤＭに対
してはその利得が次式５２で表される利得Ｇ1に比例す
るように設定される。
【数５５】 Ｇ1の判定値Ｇ'1は、式３７から前もって得られている
動作距離の判定値ｒ'と、固定された設計パラメータで
あるｄを使用することによって得ることができる。同様
にして、二次ＰＤＭにおいては、式３７が次式５３で表
される利得Ｇ2に比例する軸上利得を意味する。
動作距離の判定値ｒ'と、固定された設計パラメータで
あるｄを使用することによって得ることができる。同様
にして、二次ＰＤＭにおいては、式３７が次式５３で表
される利得Ｇ2に比例する軸上利得を意味する。
【数５６】 なお、Ｇ2の判定値Ｇ'2は、式４７から得られている動
作距離の判定値ｒ'を使用して得ることができ、且つ、
ｄ3及びｄ4は固定された設計パラメータである。
作距離の判定値ｒ'を使用して得ることができ、且つ、
ｄ3及びｄ4は固定された設計パラメータである。
【００５２】図１１は、図１に表されている本発明の実
施例を圧力差マイクロフォンの場合について更に詳細に
示している。１はＰＤＭであり、例えば零次または一次
ＰＤＭで構成することができる二個の個別マイクロフォ
ン１ａ及び１ｂを有するように図示されている。これら
ＰＤＭの出力がノード１ｃで減算され、この差の出力３
がフィルタ５に与えられる。ＰＤＭの個々の出力４は、
コントローラ６へ与えられ、このコントローラ６におい
てこれらＰＤＭの個々の出力４が以下のように処理され
る。
施例を圧力差マイクロフォンの場合について更に詳細に
示している。１はＰＤＭであり、例えば零次または一次
ＰＤＭで構成することができる二個の個別マイクロフォ
ン１ａ及び１ｂを有するように図示されている。これら
ＰＤＭの出力がノード１ｃで減算され、この差の出力３
がフィルタ５に与えられる。ＰＤＭの個々の出力４は、
コントローラ６へ与えられ、このコントローラ６におい
てこれらＰＤＭの個々の出力４が以下のように処理され
る。
【００５３】各出力４は、上記で示されているように、
ＬＰＦ６ａによってロー・パス・フィルタ濾波作用を受
ける。この濾波作用により、式３８及び３９から式４０
及び４１を得る条件が履行されるが、式３６に周波数成
分が含まれていないので、一次ＰＤＭの場合にはこの濾
波作用は必要とされないことが注目される。
ＬＰＦ６ａによってロー・パス・フィルタ濾波作用を受
ける。この濾波作用により、式３８及び３９から式４０
及び４１を得る条件が履行されるが、式３６に周波数成
分が含まれていないので、一次ＰＤＭの場合にはこの濾
波作用は必要とされないことが注目される。
【００５４】次ぎに、各出力はｒｍｓ検出器６ｂによっ
て確定された二乗平均（ｒｍｓ）値を持つようになる。
これらのｒｍｓ値は、式３６及び４６に使用されている
ように、各マイクロフォンの周波数応答の大きさを表し
ている。式３６及び４６により特定されているように、
これらの大きさの比はアナログ分割回路６ｃによって確
定される（なお、この比はまた、そのような大きさの対
数を取ることによって得ることもできる）。アナログ分
割回路６ｃからの出力、即ち、大きさの観測された比
Ａ'ｒは、パラメータ計算回路６ｅへ与えられる。
て確定された二乗平均（ｒｍｓ）値を持つようになる。
これらのｒｍｓ値は、式３６及び４６に使用されている
ように、各マイクロフォンの周波数応答の大きさを表し
ている。式３６及び４６により特定されているように、
これらの大きさの比はアナログ分割回路６ｃによって確
定される（なお、この比はまた、そのような大きさの対
数を取ることによって得ることもできる）。アナログ分
割回路６ｃからの出力、即ち、大きさの観測された比
Ａ'ｒは、パラメータ計算回路６ｅへ与えられる。
【００５５】パラメータ計算回路６ｅは、Ａ'ｒに基づ
いて式３７及び４９、または式４７及び５１による方法
で、フィルタ５の周波数応答を調整するために使用され
る制御信号７を確定する。利得調整は、式５２または５
３に詳細に表されている動作距離の変更を実行するため
の補償を更に行うために、相対周波数応答の調整と共に
用いることができる。この実施例では、パラメータ計算
回路６ｅは、アナログ・コンパレーター、及び、Ａ'ｒ
の値に基づいてフィルタ５の周波数応答を調整するため
にフィルタ５中の一個または数個のオペレーショナル相
互コンダクタンス増幅器に適切な制御信号７を与える一
個または数個のルックアップ・テーブルを有する。
いて式３７及び４９、または式４７及び５１による方法
で、フィルタ５の周波数応答を調整するために使用され
る制御信号７を確定する。利得調整は、式５２または５
３に詳細に表されている動作距離の変更を実行するため
の補償を更に行うために、相対周波数応答の調整と共に
用いることができる。この実施例では、パラメータ計算
回路６ｅは、アナログ・コンパレーター、及び、Ａ'ｒ
の値に基づいてフィルタ５の周波数応答を調整するため
にフィルタ５中の一個または数個のオペレーショナル相
互コンダクタンス増幅器に適切な制御信号７を与える一
個または数個のルックアップ・テーブルを有する。
【００５６】パラメータ計算回路６ｅは、またその入力
として、しきい値計算回路６ｄから、ＰＤＭの出力レベ
ルが予想される背景雑音のしきいレベルと一致しておら
ず或いは超えてもいないことをこのしきい値計算回路６
ｄが正確に示しているときに、禁止（ＩＮＨ）信号を受
ける。従って、ＩＮＨ信号が「真」であるときには、新
しい制御信号７はフィルタ５へ伝達されない。
として、しきい値計算回路６ｄから、ＰＤＭの出力レベ
ルが予想される背景雑音のしきいレベルと一致しておら
ず或いは超えてもいないことをこのしきい値計算回路６
ｄが正確に示しているときに、禁止（ＩＮＨ）信号を受
ける。従って、ＩＮＨ信号が「真」であるときには、新
しい制御信号７はフィルタ５へ伝達されない。
【００５７】パラメータ計算回路６ｅには、更にユーザ
ーから、単発的（即ち、不規則）な形態かまたは周期的
な形態、或いはまた連続的な形態で、自動距離測定を特
定する制御入力９が与えられる。周期的な距離測定を行
う場合には、パラメータ計算回路６ｅは、制御入力９に
よって設定される周期を持つ時間基準信号を有する。次
いで、この時間基準信号は、上記アナログ・コンパレー
ターへＡ'ｒの値を与えるサンプル・アンド・ホールド
作用を制御する。コントローラ６による周期的な距離測
定は、フィルタ５の周波数応答が動きによるマイクロフ
ォンの周波数応答の変動に正確に追随する周波数で為さ
れなければならない。
ーから、単発的（即ち、不規則）な形態かまたは周期的
な形態、或いはまた連続的な形態で、自動距離測定を特
定する制御入力９が与えられる。周期的な距離測定を行
う場合には、パラメータ計算回路６ｅは、制御入力９に
よって設定される周期を持つ時間基準信号を有する。次
いで、この時間基準信号は、上記アナログ・コンパレー
ターへＡ'ｒの値を与えるサンプル・アンド・ホールド
作用を制御する。コントローラ６による周期的な距離測
定は、フィルタ５の周波数応答が動きによるマイクロフ
ォンの周波数応答の変動に正確に追随する周波数で為さ
れなければならない。
【００５８】図１１において、フィルタ５はパラメータ
計算回路６ｅによって制御される相対応答フィルタ５ａ
及び増幅器５ｂを有するように表されている。制御信号
７ａは相対応答フィルタ５ａを制御する。パラメータ計
算回路６ｅは増幅器５ｂの利得を制御するための制御信
号７を出力する。相対応答フィルタ５ａと増幅器５ｂと
の組み合わせによって、フィルタ５の総合周波数応答が
規定される。
計算回路６ｅによって制御される相対応答フィルタ５ａ
及び増幅器５ｂを有するように表されている。制御信号
７ａは相対応答フィルタ５ａを制御する。パラメータ計
算回路６ｅは増幅器５ｂの利得を制御するための制御信
号７を出力する。相対応答フィルタ５ａと増幅器５ｂと
の組み合わせによって、フィルタ５の総合周波数応答が
規定される。
【００５９】ＰＤＭ１が、実施例の関係においては幾つ
かの構成を有することができることは通常の技術者には
明らかであろう。例えば、既に論考されているＰＤＭに
加えて、ＰＤＭ１は一次ＰＤＭ及び二次ＰＤＭを有する
ことができる。この場合は、二次ＰＤＭを構成する個々
の一次ＰＤＭが、コントローラ６へ距離測定及びフィル
タ調整のために出力を供給するように作用することがで
き、その一方で前記一次ＰＤＭがフィルタ５へ接続され
る。もし、ＰＤＭ１が一個の二次ＰＤＭを有し、この二
次ＰＤＭ自身が二個の一次ＰＤＭを有する場合には、一
個の一次ＰＤＭによってフィルタ５へ出力を供給すると
共に、両方の一次ＰＤＭによってコントローラ６による
距離測定のための出力を供給することができる。勿論、
何れの場合でも、仮に二次のマイクロフォンからの出力
を用いて距離が測定されているとしても、フィルタ５に
より一次のマイクロフォンに対して所望の周波数応答が
与えられる。
かの構成を有することができることは通常の技術者には
明らかであろう。例えば、既に論考されているＰＤＭに
加えて、ＰＤＭ１は一次ＰＤＭ及び二次ＰＤＭを有する
ことができる。この場合は、二次ＰＤＭを構成する個々
の一次ＰＤＭが、コントローラ６へ距離測定及びフィル
タ調整のために出力を供給するように作用することがで
き、その一方で前記一次ＰＤＭがフィルタ５へ接続され
る。もし、ＰＤＭ１が一個の二次ＰＤＭを有し、この二
次ＰＤＭ自身が二個の一次ＰＤＭを有する場合には、一
個の一次ＰＤＭによってフィルタ５へ出力を供給すると
共に、両方の一次ＰＤＭによってコントローラ６による
距離測定のための出力を供給することができる。勿論、
何れの場合でも、仮に二次のマイクロフォンからの出力
を用いて距離が測定されているとしても、フィルタ５に
より一次のマイクロフォンに対して所望の周波数応答が
与えられる。
【００６０】上記以外の構成もまた可能である。例え
ば、もしＰＤＭ１が一次ＰＤＭと二次ＰＤＭとを有する
場合には、二次ＰＤＭの出力がフィルタ作用のために与
えられ、その一方で一次ＰＤＭを構成している零次ＰＤ
Ｍからの出力がコントローラ６による距離測定のために
与えられるようにすることができる。同様に、二次のＰ
ＤＭ１が、四個の零次ＰＤＭ（二次ＰＤＭを構成するよ
うに組み合わされている二個の一次ＰＤＭの各々が、二
個の零次ＰＤＭで構成されている構成）を有することが
でき、この場合、四個の零次ＰＤＭの全ての出力がフィ
ルタ作用を目的として組み合わされ、一方、（一次ＰＤ
Ｍの）二個の出力が距離測定のために使用される。
ば、もしＰＤＭ１が一次ＰＤＭと二次ＰＤＭとを有する
場合には、二次ＰＤＭの出力がフィルタ作用のために与
えられ、その一方で一次ＰＤＭを構成している零次ＰＤ
Ｍからの出力がコントローラ６による距離測定のために
与えられるようにすることができる。同様に、二次のＰ
ＤＭ１が、四個の零次ＰＤＭ（二次ＰＤＭを構成するよ
うに組み合わされている二個の一次ＰＤＭの各々が、二
個の零次ＰＤＭで構成されている構成）を有することが
でき、この場合、四個の零次ＰＤＭの全ての出力がフィ
ルタ作用を目的として組み合わされ、一方、（一次ＰＤ
Ｍの）二個の出力が距離測定のために使用される。
【００６１】上記展開例は点音源に関して為され、また
圧力差マイクロフォンに対して為されたものである。類
似の展開例が、他の様式の音源、及び、速度差マイクロ
フォンや、変位差マイクロフォン及びカージオイド・マ
イクロフォンのような他のマイクロフォン技術に対して
も為すことができることは当業者に明きらかであろう。
一般的な事項として、上記で述べたように、速度差マイ
クロフォン及び変位差マイクロフォンは、圧力差マイク
ロフォンの周波数応答のそれぞれ１／ｊω及び１／（ｊ
ω）2の周波数応答を有する。これらのファクターは圧
力差マイクロフォンの周波数応答特性の時計方向回転に
相当しており、この結果、オクターブ毎にそれぞれ−６
ｄＢ及び−１２ｄＢだけその特性の傾斜が変化してい
る。従って、この周波数応答特性の回転は本発明の実施
例のフィルタに反映されるようにすることができる。
圧力差マイクロフォンに対して為されたものである。類
似の展開例が、他の様式の音源、及び、速度差マイクロ
フォンや、変位差マイクロフォン及びカージオイド・マ
イクロフォンのような他のマイクロフォン技術に対して
も為すことができることは当業者に明きらかであろう。
一般的な事項として、上記で述べたように、速度差マイ
クロフォン及び変位差マイクロフォンは、圧力差マイク
ロフォンの周波数応答のそれぞれ１／ｊω及び１／（ｊ
ω）2の周波数応答を有する。これらのファクターは圧
力差マイクロフォンの周波数応答特性の時計方向回転に
相当しており、この結果、オクターブ毎にそれぞれ−６
ｄＢ及び−１２ｄＢだけその特性の傾斜が変化してい
る。従って、この周波数応答特性の回転は本発明の実施
例のフィルタに反映されるようにすることができる。
【００６２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
マイクロフォンと音源との間の距離を自動的に測定し、
測定された距離またはその近辺でマイクロフォンによっ
て表される高域周波数に対する利得を補償することがで
きるという効果を有する。
マイクロフォンと音源との間の距離を自動的に測定し、
測定された距離またはその近辺でマイクロフォンによっ
て表される高域周波数に対する利得を補償することがで
きるという効果を有する。
【００６３】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示すブロック・ダイヤグラ
ムである。
ムである。
【図２】一次から五次までの圧力差マイクロフォンの相
対周波数応答をｋｒの関数として示すプロット図であ
り、ｋは音波数を表し、ｒは音源の動作距離を表す。
対周波数応答をｋｒの関数として示すプロット図であ
り、ｋは音波数を表し、ｒは音源の動作距離を表す。
【図３】一次圧力差マイクロフォンを点音源について示
す略図である。
す略図である。
【図４】一次圧力差マイクロフォンの相対周波数応答を
ｋｒの関数として示すプロット図である。
ｋｒの関数として示すプロット図である。
【図５】二次圧力差マイクロフォンを点音源について示
す略図である。
す略図である。
【図６】一次圧力差マイクロフォンの相対周波数応答を
ｋｒの関数として示すプロット図である。
ｋｒの関数として示すプロット図である。
【図７】一次圧力差マイクロフォンを軸上にある点音源
について示す略図である。
について示す略図である。
【図８】一次圧力差マイクロフォンを構成する二個の零
次圧力差マイクロフォンの音圧レベル比を示すプロット
図である。
次圧力差マイクロフォンの音圧レベル比を示すプロット
図である。
【図９】二次圧力差マイクロフォンを軸上にある点音源
について示す略図である。
について示す略図である。
【図１０】二次圧力差マイクロフォンを構成する二個の
一次圧力差マイクロフォンの音圧レベル比を示すプロッ
ト図である。
一次圧力差マイクロフォンの音圧レベル比を示すプロッ
ト図である。
【図１１】本発明の一実施例を詳細に示すブロック・ダ
イヤグラムである。
イヤグラムである。
１ 差動型マイクロフォン １ａ 個別マイクロフォン １ｂ 個別マイクロフォン １ｃ ノード ２ 手動入力 ３ 出力 ４ 出力 ５ フィルタ ５ａ 相対応答フィルタ ５ｂ 増幅器 ６ コントローラ ６ａ ＬＰＦ ６ｂ ｒｍｓ検出器 ６ｃ アナログ分割回路 ６ｄ しきい値計算回路 ６ｅ パラメータ計算回路 ７ 制御信号 ７ａ 制御信号 ７ｂ 制御信号 ８ フィルタ出力 ９ 制御入力 １０ マイクロフォン １１ 第一検知手段 １２ 第二検知手段 １３ 有効音響中心点 ２０ 点音源 ３０ マイクロフォン音軸 ３５ マイクロフォン ６０ 音響的中心点 ６５ 音響的中心点 ６７ 音響的中心点 ７０ 点音源 ７３ 音源 ７５ 一次ＰＤＭ ７６ 第一検知手段 ７７ 第二検知手段 ７８ 音響的中心点 ８０ ＰＤＭ ８１ 音響的中心点 ９０ ＰＤＭ ９１ 音響的中心点 ９５ 音響的中心点 １００ 音源 Ｓ 音源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロバ−ト アルバ−ト カブリ アメリカ合衆国 08848 ニュ−ジャ−ジ − ミルフォ−ド、リック ロ−ド 286 (72)発明者 デニス アール．モルガン アメリカ合衆国 07960 ニュージャージ ー モーリスタウン シカモア レーン ４ (72)発明者 ジェームス エドワード ウエスト アメリカ合衆国 07060 ニュージャージ ー プレインフィールド、パークサイド ロード 510
Claims (27)
- 【請求項１】 調整可能な周波数応答を有するフィルタ
と接続された差動型マイクロフォンに所望の周波数応答
を与える方法において、 前記差動型マイクロフォンからその出力信号を受けるス
テップと、 前記差動型マイクロフォンに上記所望の周波数応答を与
えるために、前記受信された出力信号に基づいて、フィ
ルタ周波数応答を確定するステップと、 この確定されたフィルタ周波数応答を表すように前記フ
ィルタを調整するステップとからなることを特徴とする
差動型マイクロフォンに所望の周波数応答を与える方
法。 - 【請求項２】 フィルタ周波数応答を確定するステップ
が、前記差動型マイクロフォンと音源との間の距離を測
定するステップを有することを特徴とする、請求項１に
記載の方法。 - 【請求項３】 距離を測定するステップが、 既知の距離における前記差動型マイクロフォンの出力の
関数の値を確定するステップと、 受信した多数の出力信号に基づいて前記関数の値を観測
するステップと、 この観測された値を多数の確定された値とを、前記距離
を測定するために比較するステップとから成ることを特
徴とする、請求項２に記載の方法。 - 【請求項４】 前記関数が出力比を有することを特徴と
する、請求項３に記載の方法。 - 【請求項５】 前記フィルタ周波数応答を確定する前記
ステップが、更に、測定された距離に基づいて前記フィ
ルタの電力半値周波数を確定するステップを有すること
を特徴とする、請求項２に記載の方法。 - 【請求項６】 距離を測定する前記ステップが、ユーザ
ー・コマンドに応答して実行されることを特徴とする、
請求項２に記載の方法。 - 【請求項７】 距離を測定する前記ステップが、周期的
に実行されることを特徴とする、請求項２に記載の方
法。 - 【請求項８】 フィルタ周波数応答を確定する前記ステ
ップが、前記差動型マイクロフォンの周波数応答の実質
的逆応答を確定するステップを有することを特徴とす
る、請求項１に記載の方法。 - 【請求項９】 前記フィルタがバタワース・フィルタを
有することを特徴とする、請求項１に記載の方法。 - 【請求項１０】 フィルタ周波数応答を確定する前記ス
テップが、前記差動型マイクロフォンによって検出され
るべき能動状態の音源に応答して前記多数の出力信号が
生成されるときのみに、実行されることを特徴とする、
請求項１に記載の方法。 - 【請求項１１】 前記フィルタが、調整可能利得を持つ
増幅器を有し、フィルタ周波数応答を確定する前記ステ
ップが、更に、 所望の出力レベルを持つディジタル・フィルタを供する
ために、受信された前記多数の出力信号に基づいて、増
幅器の利得を確定するステップと、 前記増幅器がこの確定された利得を表すように調整する
ステップとを有することを特徴とする、請求項１に記載
の方法。 - 【請求項１２】 増幅器の利得を確定する前記ステップ
が、前記差動型マイクロフォンと音源との間の距離を測
定するステップを有することを特徴とする、請求項１１
に記載の方法。 - 【請求項１３】 差動型マイクロフォンに所望の周波数
応答を与える装置において、 前記差動型マイクロフォンに結合された調整可能なフィ
ルタと、 前記差動型マイクロフォンから受信された多数の信号に
基づいて、前記差動型マイクロフォンに所望の応答を与
えるように前記フィルタを調整するために、前記差動型
マイクロフォンと前記フィルタとに結合されたコントロ
ーラとを有することを特徴とする差動型マイクロフォン
に所望の周波数応答を与える装置。 - 【請求項１４】 前記コントローラが、 前記差動型マイクロフォンから受信した多数の信号の平
均値を確定するための検出手段と、 平均信号値の比を確定する分割手段とを有することを特
徴とする、請求項１３に記載の装置。 - 【請求項１５】 前記フィルタが、前記差動型マイクロ
フォンの周波数応答の実質的に逆応答である周波数応答
を表すように調整されることを特徴とする、請求項１３
に記載の装置。 - 【請求項１６】 前記フィルタがバタワース・フィルタ
を有することを特徴とする、請求項１３に記載の装置。 - 【請求項１７】 更に、前記差動型マイクロフォンによ
って検出されるべき音源が能動状態にあるときを確定す
るためのしきい手段を有することを特徴とする、請求項
１３に記載の装置。 - 【請求項１８】 前記差動型マイクロフォンが圧力差マ
イクロフォンを有し、且つ、前記フィルタがロー・パス
・フィルタを有することを特徴とする、請求項１３に記
載の装置。 - 【請求項１９】 前記差動型マイクロフォンが速度差マ
イクロフォンを有し、且つ、前記フィルタがハイ・パス
・フィルタを有することを特徴とする、請求項１３に記
載の装置。 - 【請求項２０】 前記差動型マイクロフォンが速度差マ
イクロフォンを有し、且つ、前記フィルタがバンド・パ
ス・フィルタを有することを特徴とする、請求項１３に
記載の装置。 - 【請求項２１】 前記差動型マイクロフォンが変位差マ
イクロフォンを有し、且つ、前記フィルタがハイ・パス
・フィルタを有することを特徴とする、請求項１３に記
載の装置。 - 【請求項２２】 前記差動型マイクロフォンがカージオ
イド・マイクロフォンを有し、且つ、前記フィルタがロ
ー・パス・フィルタを有することを特徴とする、請求項
１３に記載の装置。 - 【請求項２３】 前記フィルタが、前記コントローラに
より前記差動型マイクロフォンから受信した多数の前記
信号に基き調整することができる利得を持つ増幅器を有
することを特徴とする、請求項１３に記載の装置。 - 【請求項２４】 マイクロフォンシステムにおいて、 多数の出力信号を供するための差動型マイクロフォン
と、 前記多数の出力信号を濾波するために、前記差動型マイ
クロフォンに接続され、且つ、調整可能な周波数応答を
持つフィルタと、 前記差動型マイクロフォンからの前記多数の信号に基づ
いて、前記フィルタの周波数応答を、このシステムに所
望の周波数応答を与えるように調整するために、前記差
動型マイクロフォンと前記フィルタとに接続されたコン
トローラとを有することを特徴とするマイクロフォン・
システム。 - 【請求項２５】 前記フィルタが、前記コントローラに
より前記差動型マイクロフォンから受信した前記多数の
信号に基き調整することができる利得を持つ増幅器を有
することを特徴とする請求項２４に記載のマイクロフォ
ンシステム。 - 【請求項２６】 通信装置において、 多数の出力信号を供するための差動型マイクロフォン
と、 前記多数の出力信号を濾波するために、前記差動型マイ
クロフォンに接続され、且つ、調整可能な周波数応答を
持つフィルタと、 前記差動型マイクロフォンからの前記多数の信号に基づ
いて、前記フィルタの周波数応答を、この通信装置に所
望の周波数応答を与えるように調整するために、前記差
動型マイクロフォンと前記フィルタとに接続されたコン
トローラとを有することを特徴とする通信装置。 - 【請求項２７】 前記フィルタが、前記コントローラに
より前記差動型マイクロフォンから受信した前記多数の
信号に基き調整することができる利得を持つ増幅器を有
することを特徴とする、請求項２６に記載の通信装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US73156091A | 1991-07-17 | 1991-07-17 | |
| US731560 | 1991-07-17 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0750896A true JPH0750896A (ja) | 1995-02-21 |
Family
ID=24940035
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4209482A Pending JPH0750896A (ja) | 1991-07-17 | 1992-07-15 | 差動型マイクロフォンに所望の周波数応答を与える方法とその装置 |
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