図面 (/)

技術 改良された指向性マイクロホン・オーディオ・システム

出願人 シュアインコーポレイテッド
発明者 アンダースン、マシュージー.
出願日 1998年9月15日 (22年3ヶ月経過) 出願番号 1999-518040
公開日 2001年4月17日 (19年8ヶ月経過) 公開番号 2001-505396
状態 未査定
技術分野 可聴帯域変換器用回路 可聴帯域変換器の回路等
主要キーワード 極プロット DCレベル信号 伝達機器 フィルター段階 音響スピーカー 音響スイッチ 前置増幅段 発生角度
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2001年4月17日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (6)

課題・解決手段

方向感応性マイクロフォンを用いた多重マイクロフォン動作制御システムは、話者スピーチがマイクロフォンの前方の特定の「許容可能な角度」内から発せられた場合にのみ、マイクロフォン(72A,74A)をオンにする。さらに、本発明は、どのマイクロフォンが最もよく話者を「聞」くかを自動的に表示し、幾人かの話者のためにいくつかのマイクロフォンを同時にオンにすることを可能にしながら、話者毎に1つのマイクロフォンだけをオンにする。

概要

背景

概要

方向感応性マイクロフォンを用いた多重マイクロフォン動作制御システムは、話者スピーチがマイクロフォンの前方の特定の「許容可能な角度」内から発せられた場合にのみ、マイクロフォン(72A,74A)をオンにする。さらに、本発明は、どのマイクロフォンが最もよく話者を「聞」くかを自動的に表示し、幾人かの話者のためにいくつかのマイクロフォンを同時にオンにすることを可能にしながら、話者毎に1つのマイクロフォンだけをオンにする。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

前部及び後部出力端子にそれぞれ結合された前部及び後部マイクロフォン素子を備え、前記前部マイクロフォン素子及び前記後部マイクロフォン素子で第1の音響信号を受信し、前記前部出力端子で前記前部マイクロフォン素子により検知された音響信号を示す前部電気信号を生成し、前記後部出力端子で前記後部マイクロフォン素子により検知された音響信号を示す後部電気信号を生成するための第1の方向感応性マイクロフォン手段と、前部及び後部出力端子にそれぞれ結合された前部及び後部マイクロフォン素子を備え、前記前部マイクロフォン素子及び前記後部マイクロフォン素子で第2の音響信号を受信し、前記前部出力端子で前記前部マイクロフォン素子により検知された音響信号を示す前部電気信号を生成し、前記後部出力端子で前記後部マイクロフォン素子により検知された音響信号を示す後部電気信号を生成するための第2の方向感応性マイクロフォン手段と、前記第1の方向感応性マイクロフォン手段の前記前部及び後部出力端子に結合されて、前記第1の方向感応性マイクロフォンの前記前部電気信号が前記第1の方向感応性マイクロフォンの前記後部電気信号を所定の量超えた場合に第1の方向感応性マイクロフォン制御信号を生成するための第1のオーディオ信号処理手段と、前記第2の方向感応性マイクロフォン手段の前記前部及び後部出力端子に結合されて、前記第2の方向感応性マイクロフォンの前記前部電気信号が前記第2の方向感応性マイクロフォンの前記後部電気信号を所定の量超えた場合に第2の方向感応性マイクロフォン制御信号を生成するための第2のオーディオ信号処理手段と、前記第1の方向感応性マイクロフォンの前記前部電気信号を受信するために前記第1の方向感応性マイクロフォン手段に結合されるとともに、前記第2の方向感応性マイクロフォンの前記前部電気信号を受信するために前記第2の方向感応性マイクロフォン手段に結合され、前記第1及び第2の方向感応性マイクロフォンの前記前部電気信号のいずれの振幅がより大きいかを決定し、前記第1の方向感応性マイクロフォン及び第2の方向感応性マイクロフォンの前記前部電気信号のより大きな振幅信号に相当する最大信号を生成し、前記第1及び第2のマイクロフォンの前記前部電気信号に対する前記最大信号を比較して、前記第1及び第2のマイクロフォンのいずれが最大振幅前部電気信号を有するかを示すマイクロフォン選択信号を生成するためのオーディオ信号レベル比較手段と、前記マイクロフォン選択信号を受信するために前記オーディオ信号レベル比較手段に結合されるとともに、前記第1及び第2方向感応性マイクロフォン制御信号を受信するために前記第1及び第2のオーディオ信号処理手段に結合され、前記マイクロフォン選択信号並びに前記第1及び第2の方向感応性マイクロフォン制御信号に基づいて前記第1及び第2の方向感応性マイクロフォンの1つにより検知されたより大きな振幅の前部電気信号に相当するオーディオ出力信号を生成するためのゲート手段と、からなるサウンドシステム

請求項2

前記第1及び第2の方向感応性マイクロフォンの少なくとも1つは、カージオイドマイクロフォン素子からなる請求の範囲第1項記載のサウンドシステム。

請求項3

前記第1及び第2の方向感応性マイクロフォンの少なくとも1つは、単一指向性マイクフォンである請求の範囲第1項記載のサウンドシステム。

請求項4

前記第1及び第2の方向感応性マイクロフォンの少なくとも1つは、シュアーブラザーズ社(Shure Brthers Inc.)製AMSマイクロフォンである請求の範囲第1項記載のサウンドシステム。

請求項5

前記第1及び第2の前記第1のオーディオ信号処理手段の少なくとも1つは、オーディオ前置増幅器からなる請求の範囲第1項記載のサウンドシステム。

請求項6

前記第1及び第2の前記第1のオーディオ信号処理手段の少なくとも1つは、利得バンドパス等化ステージからなる請求の範囲第1項記載のサウンドシステム。

請求項7

前記第1及び第2の前記第1のオーディオ信号処理手段の少なくとも1つは、対数整流器及びフィルターステージからなる請求の範囲第1項記載のサウンドシステム。

請求項8

前記第1及び第2の前記第1のオーディオ信号処理手段の少なくとも1つは、半波対数整流器及びフィルターステージからなる請求の範囲第1項記載のサウンドシステム。

請求項9

前記第1及び第2の前記第1のオーディオ信号処理手段の少なくとも1つは、比較器ステージからなる請求の範囲第1項記載のサウンドシステム。

請求項10

前記オーディオ信号レベル比較手段は、バンドパス等化ステージからなる請求の範囲第1項記載のサウンドシステム。

請求項11

前記オーディオ信号レベル比較手段は、整流及びフィルターステージからなる請求の範囲第1項記載のサウンドシステム。

請求項12

前記オーディオ信号レベル比較手段は、センシングダイオード回路からなる請求の範囲第1項記載のサウンドシステム。

請求項13

前記オーディオ信号レベル比較手段は、比較器からなる請求の範囲第1項記載のサウンドシステム。

請求項14

前記ゲート手段は、オーディオスイッチを含む請求の範囲第1項記載のサウンドシステム。

請求項15

前記第1及び第2のオーディオ信号処理手段の少なくとも1つは、デジタル信号プロセッサからなる請求の範囲第1項記載のサウンドシステム。

請求項16

前記第1及び第2のオーディオ信号処理手段の少なくとも1つは、マイクロプロセッサからなる請求の範囲第1項記載のサウンドシステム。

請求項17

前記オーディオ信号レベル比較手段は、デジタル信号プロセッサからなる請求の範囲第1項記載のサウンドシステム。

請求項18

前記オーディオ信号レベル比較手段は、マイクロプロセッサからなる請求の範囲第1項記載のサウンドシステム。

請求項19

前記ゲート手段は、デジタル信号プロセッサからなる請求の範囲第1項記載のサウンドシステム。

請求項20

前記ゲート手段は、マイクロプロセッサからなる請求の範囲第1項記載のサウンドシステム。

請求項21

オーディオ源からの音響信号を検知する複数の方向感応性マイクロフォンからなるオーディオシステムにおいて、単一の方向感応性マイクロフォンからの音響信号を選択的に増幅する方法であって、a)前記複数の方向感応性マイクロフォンにおける前部及び後部マイクロフォン素子で音響信号を検知して、前記複数の方向感応性マイクロフォンのそれぞれの方向感応性マイクロフォンから前部及び後部電気出力信号を生成する段階と、b)前記複数の方向感応性マイクロフォンのそれぞれの方向感応性マイクロフォンからの前記前部及び後部電気出力信号を処理して、後部電気出力信号を所定の量超える前部電気出力信号を有する前記方向感応性マイクロフォンのそれぞれからマイクロフォン出力制御信号を生成する段階と、c)前記複数の方向感応性マイクロフォンの前部電気出力信号を比較して、前記マイクロフォンのいずれが最大振幅の前部電気信号を有するかを示すマイクロフォン選択制御信号を生成する段階と、d)前記マイクロフォン選択信号及び前記方向感応性マイクロフォン制御信号に基づき、前記複数のマイクロフォンの1つの前部電気信号を出力にゲートさせる段階と、からなる方法。

請求項22

前記段階dは、前記マイクロフォン選択信号及び前記方向感応性マイクロフォン制御信号の論理ANDからなる請求の範囲第21項記載の方法。

請求項23

前記複数の方向感応性マイクロフォンのそれぞれの方向感応性マイクロフォンからの前記前部及び後部電気出力信号を処理して、後部電気出力信号を所定の量超える前部電気出力信号を有する前記方向感応性マイクロフォンのそれぞれからマイクロフォン出力制御信号を生成する段階bは、前記前部及び後部電気出力信号を前置増幅する段階を含む請求の範囲第21項記載の方法。

請求項24

前記複数のマイクロフォンの前記前部及び後部電気出力信号をパンドパ等化する段階をさらに含む請求の範囲第23項に記載の方法。

請求項25

前記複数のマイクロフォンの前記前部及び後部電気出力信号を対数的に整流しフィルタリングする段階をさらに含む請求の範囲第24項に記載の方法。

請求項26

前記複数のマイクロフォンの前記前部及び後部電気出力信号を比較して、前記マイクロフォン出力制御信号を生成する段階をさらに含む請求の範囲第25項に記載の方法。

背景技術

0001

本発明は、マイクロホン自動制御システムに関し、特に、”音響で作動され
マイクロホンシステム”のタイトルカールR.アンダーソンらに交付された米
国特許第4,489,442号、及び、遠隔地間会議ステムに適したマイクロホン動作
制御システム”のタイトルでスティーブンD.ジャストロームに交付された米国
特許第4,658,425号に開示された発明を向上させるためのものである。米国特許
第4,489,442号及び第4,658,425号は、いずれも、本願と同一のものにより所有
れている。

0002

米国特許第4,489,442号及び第4,658,425号の内容は、下記に完全に記述された
かのごとく、参照することによりここに導入されている。簡単に参照するために
、米国特許第4,489,442号は、以下単に”アンダーソン特許”と、米国特許第4,6
58,425号は、以下”ジャルソトローム特許”という。

0003

複数の話し手の声を増幅し及び/又は記録する必要がある会議室教室又はス
テージの上などの部屋中の異なる位置に配置された複数のマイクロホンを利用す
ることは、オーディオ技術において一般的なことである。このようなシステムで
は、マイクロホンの出力は普通オーデ
ィオミキサーに加えられ(組み合わされ)、オーディオミキサーの出力は、アン
プ、記録装置又は離れた場所のトランスミッションリンクに供給されるものであ
る。

0004

複数のマイクロホンを使用するのは、各人の声がその人の口から比較的近くに
ある少なくとも一つのマイクロホンによってピックアップできることを保証する
ためであり、これにより、明瞭さを含むオーディオの質が各人に関し十分である
ことの保証に寄与するためである。会議室の中、教室の中、又はステージの上に
おいて、たった一つのマイクロホンを使用することは、常に、話し手の誰かが、
他の者よりマイクロホンから遠くに離れていることを意味する。マイクロホンか
ら遠くにいる話し手の声が、部屋のバックグランドノイズよりよく聞こえるとい
うことはないであろう。複数のマイクロホンを使用すると、各マイクロホンにお
いて、部屋ののノイズ及び反響音に対する話し手の声からの直接の音の比率がよ
り高くなる。しかしながら、所望の話し手の声と同様に不要な周囲のノイズ及び
反響音を全てピックアップするマイクロホンを複数使用することは、いくつかの
他の問題を引き起こす。

0005

アンダーソン特許は、背中合わせにした2つのカーディオイドマイクロホン要
素を用いて、所定のマイクロホンのスイッチを入れるか切るかを決定するための
方法及び装置を教示している。話し手の声がマイクロホンの前より発している場
合には、前方に向けられたマイクロ
ンによって聞こえる信号は、後方に向けられたマイクロホンより大きくなり、マ
クロホンのスイッチが入れられることとなる。

0006

カーディオイドマイクロホン要素出力信号は、極座標プロットすることが
でき、これは、アンダーソン特許の図3に示されたようにハート形状の図となる
。角度シータにおいてカーディオイドマイクロホン要素に生じた音波は、べクト
ル”S”で表される出力レベルを有することになる。図3は、音波の発生角度
関数としてのカーディオイド要素の極座標のプロットである。要素に0度で衝突
する波が、起こりうる最も高い出力を生じさせる;要素の後ろ、すなわち180
度、に衝突する波は、理論では、出力を生じさせない。要素の極応答をアンダー
ソン特許に記載されている回路構成と組み合わせることで、マイクロホンの前方
所定角度内で音が発生した場合にスイッチが入る、方向に敏感なマイクロホン
が得られる。このマイクロホンは、空間選択性を有する。

0007

アンダーソン特許で開示された発明は、マイクロホンの空間選択性を提供する
のに有効であるが、このような空間選択性は、多くの場合、音声源の不要な方向
を避けるのに不十分である。多数のマイクロホンが隣り合って配置された場合に
、1より多いマイクロホンの、音に敏感な空間内で音源が発生すると、マイクロ
ホンの空間選択性は、多数のマイクロホンのスイッチが入力されることを避ける
のに十分ではない。

0008

複数のマイクロホンが、異なる話し手を聞くことができることを要求されるア
プリケーションでは、話し手の声を”聞く”ことが最もよくできるものでないマ
イクロホンを無視できることが望ましいであろう。

0009

ジャルストローム特許では、オーディオ音響システムにおける多数のマイクロ
ホンの出力を比較する、かつ、話し手毎に一つのマイクロホンのみのスイッチを
入力するための回路が開示されているが、ジャルストローム特許では、マイクロ
ホンの空間選択性のためのいかなる方法も提供されていない;話し手は、マイ
ロホンの前にいない場合に、それのスイッチを入力できる。

0010

したがって、話し手一人当たりの、スイッチが入っているマイクロホンの数と
、音源の位置又は方向との双方を識別するオーディオシステムは、従来技術に対
する進歩である。

0011

本発明の目的は、話し手が、マイクロホンとの関係において所定場所内にいる
ことを確認し、かつ、話し手を最もよく聞くことのできるマイクロホンを確認す
るオーディオシステムを提供することである。
発明の概要

0012

複数のマイクロフォンのなかで最も良好に音源を検出するものを認識する改良
されたマルチ−マイクロフォン音響システムが本明細書で提供される。システム
チャンネル当たり単一指向性のマイクロフォンを複数備え、マイクロフォン検
素子法線に対して所定の幾何的
角度の範囲外の音源からの音声信号を受けたマイクロフォンチャンネルを切断す
るように回路が連結されている。付加された信号処理では他のマイクロフォンか
らの出力信号の振幅を評価しいずれのマイクロフォンが瞬間的に出力信号が最大
であるかを検出する。話し手を最も良く”聴いている”マイクロフォンを特定す
るためにマイク前(front-of-microphone)信号強度試験を用いて論理的”AN
D”により最大信号を判断する。

図面の簡単な説明

0013

図1はマルチーマイクロフォン音響システムのブロック線図である。

0014

図2Aは好ましい実施例に用いた単一指向性マイクフォンの簡略化した断面
図である。

0015

図2Bは図2Aで示したマイクロフォン素子のカーディオイド(cardlold)型
相対出力ベル指向性曲線を示すものであり、内蔵されたマイクロファン
子への音声信号の入射角の関数として表示したものである。

0016

図2Cは図2Bに示した2つの指向性曲線を重ねて表示し、前部のカーディ
イド型素子と後部のカーディオイド型素子の出力信号レベル相違を示すもので
ある。

0017

図3Aは本発明の好適実施例の機能的なブロック線図である。

0018

図3Bは本発明の別の実施例であってディジタル信号プロセッサの実施例の機
能的要素を示すものである。

0019

図3Cは本発明の別の実施例であってマイクロプロセ
ッサの実施例の機能的要素を示すものである。
好ましい実施形態の詳細な説明

0020

図1は本明細書で記述する実施例によって実現されるマルチ−マイクロフォン
音響システム(10)を示す。話し手(12)の声は他の配給のために増幅ある
いは放送されることになるが、話し手は一般に3つのマイクロフォン(14,1
6および18)の前方の音響検出領域内に位置している。話し手(12)は少な
くとも1つのマイクロフォン(14,16および18)の近傍にいることが好ま
しいのであるが、実際には全ての3つのマイクロフォンが話し手の声を”聴いて
”いるということは現実に経験することである。

0021

マイクロフォン(14,16および18)からの出力はそれらを加算するマイ
クロフォンミキサー(26)に入力(20,22および24)される。ミキサー
の出力(27)は音響スピーカ(30)を駆動する増幅器(29)に供給される
。各マイクロフォン(14,16および18)が話し手(12)の音を拾うとき
に、1つのマイクロフォンは常に他のマイクロファオンよりも話し手の音を良好
に聴いていることになろう。そのマイクロフォンは話し手の声を検出するために
最良な位置あるいは向きにあり、そのマイクロフォンのみの音声許可し、その
出力のみが音響スピーカー(30)から出力されることが好ましい。ここで開示
される発明は”方向感知型(dlrection-sensitive)”マイクロフォンおよび話
し手
を最も良好に”聴いて”いるマイクロフォンから検出した話し手の音声を選択的
に増幅する音声信号識別回路構成を使用している。

0022

方向感知型マイクロフォンは公知であって、米国特許第4489442号の”
アンダーソン特許”に記載されている。参照のために、図2Aには方向感知型マ
イクロフォンおよびその先行技術の簡略なブロック線図が示されている。

0023

図2Aの実施例およびアンダーソン特許においては、好適実施例では長細いチ
ューブであるハウジング(51)がその中に、第1のカルディオイド型指向性
イクロフォン素子(54)および第2のカルディオイド型指向性マイクロフォン
素子(54)を装備している。

0024

音波が速やかに通過するように長細いチューブ(51)が構成されていること
を理解すべきである。ワイヤーまたはプラスチック製のメッシュまたはスクリ
ンが2つのマイクロファン素子を支持しても良い。好ましい実施例においてはチ
ューブ(51)は、図2Aに示す向きに2つのマイクロフォン素子を保持する円
柱フレーム部材から構成されてもよい。図2Aに示したチューブ(51)の外形
方向性マイクロフォン素子をそこに保持する円柱フレーム部材の配置を表わし
たものである。マイクロフォン素子は図示したマイクロフォン素子の入射面の方
向を維持するように複数の堅いあるいは半ば堅いワイヤによって支持することも
可能である。前部のあるいは第
1のカルディオイド型指向性マイクロフォン素子(54)は前部音声あるいは音
響の入力ポート(54A)と後部音声入力ポート(54B)を備える。後部のあ
るいは第2のカルディオイド型指向性マイクロフォン素子(52)も前部音声あ
るいは音響の入力ポート(52A)と後部音声入力ポート(52B)を備える。

0025

再びアンダーソン特許を参照すると、図3においてカルディオイド型指向性マ
イクロフォン素子からの相対出力レベルがマイクロフォンへの音響信号の入射角
の関数として曲座標で表示されている。図2Bでは、第1カルディオイド型素子
(54)の相対出力強度が参照番号64で示され、第2カルディオイド型素子(
52)の相対出力強度が参照番号66で示されている。さらにアンダーソン特許
を参照すると、カルディオイド型素子(52および54)は、前部音声入力ポー
トの面に対して実質的に垂直な角度で前部音声ポートに音波が入射したときに出
力信号が最大となるような方向性素子と考えることができる。カルディオイド型
素子の応答は公知であって図2Bに図示した曲座標表示もまた先行技術である。

0026

図2Aを参照すると、第1と第2のマイクロホン素子52、54が延長チュー
ブ51内に備えられており、第1カージオイド指向性マイクロホン素子54の前
オーディオ入力ポート54Aがチューブ51の一端に面しているか、または方
向付けされていることが分かる。そして、このチューブの一端はマイクロホン5
0の前面56
であると考えることができる。チューブ51の反対側の一端は指向性高感度マイ
クロホン50の後面と考えられる。

0027

アンダーソン特許で明らかにしたように、マイクロホン50の前面の一端56
に入射するオーディオ信号は、出力端子62における第1のマイクロホン素子5
4からの出力信号を生成し、そして、この出力信号は出力端子60における第2
のマイクロホン素子52から出力される信号の振幅よりも十分に大きいものであ
る。

0028

図2Bには、出力レベルの極プロット64、66を示し、これは、与えられた
音響入射角シータに対して、前面あるいは第1のマイクロホン素子54と後面あ
るいは第2のマイクロホン素子52とによって生成されるものである。ベクトル
65は、前面マイクロホン素子54からの出力レベルを表す長さLfrontを持っ
ている。ベクトル67は、後面マイクロホン素子52からの出力レベルを表す長
さLrearを持っている。図2Cには、プロット64、66の重ね合わせを示し、
角度シータに位置する音源に対して、ベクトル65Lfrontがベクトル67Lrea
rよりも十分に大きいことを図示している。図2Cも前述のアンダーソン特許を
開示しており、従来技術でもある。

0029

アンダーソン特許で明らかにしたように、入射角シータが約150度に等しく
なると、前面マイクロホン素子54の出力レベルは、後面マイクロホン素子52
の出力レ
ベルよりも約9.5デシベル大きくなるであろう。

0030

図2Aで分かるように、第1のマイクロホン素子54と第2のマイクロホン素
子52は両方とも中心軸を当然持った延長ハウジング51内に備えられた指向
性マイクロホン素子である。オーディオ信号の入射角は、マイクロホン素子の中
心軸図2Aにおけるチューブ51の大体の中心軸である)に関して測定される
。別の実施例では、指向性マイクロホン素子52、54は、チューブだけでなく
立方体円錐体のような別の幾何学的な形状のハウジングに備えることができる
。指向性マイクロホン素子は、好ましくは同一直線上にあり、お互いに正確さを
保つようにする。こうすることによって、両方の素子がどのような空間に置かれ
た場合でも、両素子に入射するオーディオ信号の振幅における差を正確に測定す
ることができるようになる。好ましい形状では、二つのマイクロホン素子52、
54の後面オーディオ入力ポートは、延長チューブ51内でお互いに対面するよ
うに方向付けられる。両方のマイクロホン素子52、54の前面オーディオ入力
ポートは、チューブ51の逆の一端、あるいは素子を含んでいる別のハウジング
の逆の一端に向けられる。

0031

図2Aに示す一定方向のマイクロホン装置は、マイクロホンのAMS線におい
て、シュア・ブラザーズ社(Shure Brothers Incorporated)で商業的に利用可
能となっている。

0032

必然的に両方のマイクロホン素子は出力端60、62を有し、そこから電気
号が生成され、その振幅は当たっているオーディオ波の相対的な振幅を表し、そ
れによってマイクロホン素子52、54で検出される。

0033

図2Aに示す実施例では、第1のマイクロホン素子54は参照番号62で示す
出力端子を有している。参照番号60は第2のマイクロホン素子52の出力端子
を示している。好ましい実施例では、これら二組の電気的な出力端子は共通のグ
ランド共有し、そして自分自身出力線で利用可能なそれぞれのマイクロホン
素子からの信号レベルを持っている。従って、マイクロホン50に接続された3
つのワイヤが存在する。

0034

ここに本発明で考えられたマイクロホンの顕著な特徴は、オーディオ信号が前
面指向性高感度マイクロホン素子に60度よりも十分に大きな角度で当たったと
きに、前面マイクロホンからの出力が後面指向性マイクロホン素子からの出力よ
りも大きく、9.5デシベル以下になることである。この9.5デシベル信号差
は、回路構成をその比率に処理する後のオーディオ信号によって決定され、その
比率ではマイクロホンの出力はオフにされる。別に述べたように、9.5dB以
下の前面−後面マイクロホン信号差はオーディオ信号によって生じたもので、シ
ステムによって増幅されたものではない。この説明で分かるように、60度指向
感度は、第1と第2それぞれのマイクロホン素子52、54からのオーディオ
出力
信号を処理する信号によって決定される技術的な選択事項である。そのように、
60度カットオフあらかじめ決められた前面−後面信号差の総計である。

0035

方向性マイクロフォン素子(54、52)からの出力信号は、マイクロフォン
(50)の前及び後出力ターミナル(62、60)と看做し得るところに現れる
。これらの出力ターミナルからの信号は、次に、回路によって処理され、前及び
後マイクロフォン素子(54,52)によって検出された振幅の差が決定される

0036

図3Aは、図1及び図2Aに示した方向感応性(direction-sensitive)マイク
ロフォンからの前及び後出力信号を受け入れ音響信号プロセッサの機能ブロ
ク図を示す。この音響信号プロセッサは、第1すなわち前方向性マイクロフォン
素子によって検出された音響信号レベルが、後すなわち第2マイクロフォン素子
によって検出された音響信号レベルを約9.5デシベル上回っているとき、マイ
クロフォン(50)によって検出された音響信号を出力として生成する。前述し
たように、またAnderson特許に開示されているように、音響信号が60度の角度
でマイクロフォンに入射するとき、前カージオイド素子が、後カージオイドマイ
クロフォン素子の出力レベルより約9.5デシベル大きい出力信号をもつことは
、既に判断されていることである。後マイクロフォン素子に対する前マイクロフ
ォン素子のこの差別化は、図3Aに示した音響信号処理回路(70A)によって
実行される。

0037

カージオイドマイクロフォン、すなわち前マイクロフォン素子(54)と後マ
イクロフォン素子(52)とからの信号出力は、2つの入力(72Aと74A)
において音響信号プロセッサ(70A)に結合(カップリング)される。図3
に示した実施例では、入力(72A)は、出力端子(62)(図3Aには図示せ
ず)を介して前方向性マイクロフォン(54)からの信号を受け入れる。出力端
子(60)からの後方向性マイクロフォン素子(52)からの音響信号は、音響
信号処理回路(70A)の入力(74A)に結合(カップリング)される。

0038

入力(72A及び74A)の両方で受け入れられた信号は、マイクロフォンの
前及び後カージオイド素子から受け入れられた信号レベルを後続回路部に適した
レベルにまで増大させるため、同一量だけ予備増幅(76,78)される。予備
増幅部(76)からの出力は、以下でさらに述べる、さらに行われる信号処理の
ため、利得フェーダ部(gain fader stage)に結合される。

0039

予備増幅部(76,78)からの出力は、利得/バンドパスイコライザー
(82、84)に結合される。82,84は、マイクロフォン素子から得られる
音声帯域周波数を強調し、後続回路部のためにさらに信号増幅する。これらの
イコライズされた信号は、マッチング半波対数整流部(matching half-wave-loga
rithmic-rectifler)とフィルター部(86,88)に供給される。半波対数整流
部、フィルター部(86,88)からの出力
は実質的にDCレベル信号であって、変化しているが、マイクロフォン(50)
の前及び後(54、52)カージオイドマイクロフォン素子からの信号レベル振
幅出力を適正に表しているものである。半波対数整流部とフィルター部(86,
88)からの出力は、比較され(90)、前カージオイド素子(54)における
信号が後カージオイド素子(52)における音響をあらかじめ定められた量、す
なわち好ましい実施態様では9.5デシベル、上回っているか否かが決定され、
方向感応性(direction-sensitive)マイクロフォン制御信号(92)が生成され
る。

0040

設計上の選択の問題ではあるが、半波対数整流部とフィルター部(86,88
)は、利得値の一つを調節されることができる。或いは代わりに、入力(72)
における信号レベル入力が入力(74)への入力を約9.5デシベル上回ってい
るとき、比較器からの出力が真すなわちアクティブとなるように、比較器90が
設計されてもよい。

0041

9.5デシベルの差は設計的な事項であって、音源が前マイクロフォン素子(
54)に対する垂線に対して60度の開度にあるときにカージオイド素子によっ
て検出される信号レベルを反映するものである。Anderson特許で述べられている
ように、この9.5デシベルの差は、カージオイドマイクロフォン素子の応答性
の関数であり、音響信号処理回路(70A)の設計において選択されたトリガー
ポイントである。

0042

基本的に、音響信号処理回路(70A)は、第1すなわち前カージオイドマイ
クロフォン素子(54)からの出力振幅が後すなわち第2カージオイド素子から
の出力を予め定められた量上回るとき、出力として真すなわちアクティブとなる
信号(92)を生成する。望ましい実施態様において、この予め定められた量は
、9.5デシベルとしていた。もちろん他の実施態様において、比較器(90)
の”真”出力を与えるため、より大きい或いは小さい差を考えることもできる。

0043

図3Aはまた、入力(72B、74B)を有する第2音響信号処理回路(70
B)を示している。図1に示したような音響システムにおいては、各々のマイク
ロフォン(14,16,18)は、自身の音響信号処理回路に必然的に接続され
ていることもあろう。図1に示した音響システムでは、第2音響信号処理回路(
70B)が、第2方向感応性マイクロフォンに接続されている。図3Aの波線
において符号70Aで示した機能素子は、符号(70B)で示した信号処理回路
内においても繰り返されている。

0044

上記に記載のように、前置増幅段階(76)の出力も処理され、単式ゲインフ
ェーダ段階(80A)と連結され、その出力レベルはユーザによって変更して図
1に示される音響システムに用いられる異なるマイクロフォンに適用する相対ゲ
インに調節することができる。ゲイン段階(80A)は可変ゲイン段階でありか
くマイクロフ
ォンに適したフェーダーレベル制御を単に提供する。

0045

ゲインフェーダ段階(80A)の出力は、続いてバンドパスイコライゼーショ
ン段階(94)によって処理され、通話バンド周波数の信号を増強して回路構成
部が通話には反応して部屋のノイズには無関係となるようにする。バンドパスイ
コライゼーション段階(94)の出力は整流され、フィルターされて近DC信号
を生成する。この近DC信号はそれからヒステリシスゲイン段階(101A)に
送られる。この段階は、この信号に6dBのゲインを加えて、ONであるマイク
ロフォンのいずれについても6dBのアドバンテージを与える。これにより、同
様のレベルの2つのマイクロフォン間での選択の不確定がなくなる。この回路は
またJulstorom特許に記載される。この段階になった近DC信号は、センシング
ダイオード回路(98)に送られる。ライン(99A及び99B)に現れる整流
及びフィルター段階(96A及び96B)及びヒステリシスゲイン段階(101
A及び1101B)からの出力信号は、フロント、つまり最初に、カーディオイ
ドマイクロフォン素子(54)で検出される音響入力信号処理バージョンであ
る。

0046

音響信号処理回路(70B)に関して、それは、他のマイクロフォンからの信
号を受信し、それらを同一に処理し、信号が他のセンシングダイオード回路(1
00)と連結される対応する信号を出力ライン(99B)に生成している。

0047

センシングダイオード回路(98及び100)は精密整流回路であり、単一ダ
イオードに関連した.3から.7ボルト降下を大きく減少される。これらの回路
の”アノード”は抵抗(106)を通じてグランド(104)と連結される。い
つでも少なくとも1つのセンシングダイオード回路が通じているだろう。いかな
る場合も、最高入力レベルの帯域が、段階になったDCレベル(99A、99B
)によって表されるように、導通する。

0048

出力ライン(99A及び99B)の信号が互いに変化し、両帯域が”ヒアリン
グ”信号であることを示している場合、2つのセンシングダイオード回路(98
)及び(100)の一方のみが前方バイアスされるだろう。他の帯域の信号レベ
ルは、より高い信号によって効果的に”シャドウされ”、そのセンシングダイオ
ード回路は導通しないだろう。前方バイアスされたダイオードとの電圧差コン
レータ段階(102及び104)によってセンスされ、その出力は、受信して
いる音響信号は、他のマイクロホンへの音響信号入力を超えていることを示す。

0049

出力ライン(99A及び99B)上の段階になった信号が他のものより大きい
ときに1つのダイオード回路(98又は100)がオンになる限り、センシング
ダイオード回路(98)及びコンパレータ(102)が提供される回路及びセン
シングダイオード回路(104)及びコンパレータ(104)は、いかなる場合
もどのマイ
クロフォン信号が最大つまり最高であるかを同定する出力を生成する比較回路
して作用っする。

0050

差動アンプリフイヤ又はコンパレータ102の出力に関して、センシングダ
イオード回路(98)が前方バイアスされると、その出力は出力ライン(106
)上で”真”となる。バス110の電圧がライン97A上の音響信号処理回路7
0Aからの電圧より小さいときのみ、センシングダイオード回路(98)は前方
バイアスされるようになるだろう。バス110上の信号は、各方向センシティブ
なマイクロフォンからのフロント電気信号出力のより大きい大きさの信号に対応
する最大信号を考慮され得る。逆に、センシングダイオード回路(100)は、
ライン(97B)上の信号がバス110(以後、”最大バス”)上の電圧レベル
より大きいときのみ、前方バイアスになるだろう。

0051

コンパレータ(102及び104)からの出力は、ANDゲート(122A及
び122B)及びホールドアップ回路(123A及び123B)を介してゲート
音響スイッチ(112及び114)に用いられる。音響信号処理回路(70A)
及び最大バス(110)及びその関連する回路(80A,94A,96A,98
及び102)からの音響信号効果的に作用して、2つの条件が満たされるときの
み音響信号を出力(120)にゲートする:後方エレメントレベルに対する前方
エレメントレベルの割合で示され音響信号処理回路(70A)によって決定
されるように、音響はマイクロフォンの前から発生しなければならない;そして
、同じマイクロフォンからの信号は、アンプリチュード処理回路(80A,94
A,96A及び98及び102)によって決定されるように、すべてのマイクロフォ
ンによって検出される最大音響信号でなければならない。

0052

ライン(77A及び77B)上の音響信号は、帯域フェーダー段階(80A及
び80B)からの出力であるが、実質的にマイクロフォン(50)のフロントカ
ーディオイドマイクロフォン素子で検出される音響信号である。スイッチ(11
2及び114)は、音響信号処理回路(70A及び70B)からの出力それ自体
が真でなければ、ON状態になるのが防止される。出力信号(92A及び92B
)は、比較回路(102及び104)からの出力と論理的に”AND”され(1
22A及び122B)ゲートを提供するか又はホールドアップ回路(123A及
び123B)を通じてスイッチ(112及び114)について信号を可能とする
。”AND”された出力信号(122A及び122B)が非常に瞬間的であるの
で、通話の瞬間的な性質によって、ホールドアップ回路は、2つの理由により、
ライン(122A及び122B)での信号を約5秒に延長する。第1に、ホール
ドアップ回路は通話におけるギャップブリッジしてマイクロフォンをONのま
まにし、第2に、ホールドアップ回路は、多くの通話者が同時に多くのマイクロ
フォンをONにす
るのを許容する。これは、Julstrom特許に議論される。

0053

そのような当業者は、図3Aの装置にみられるシグナル処理デジタルシグナ
ル処理技術を用いて達成されうることを理解できる。

0054

図3Bには、デジタルドメインではあるが、先に述べた処理を実行するデジタ
ルシナルプロセッサー機能的ブロック図が示されている。

0055

図3Bは、デジタルシグナルプロセッサーマイクロコントローラー、マイク
ロプロセッサー、あるいはその他のデジタル技術を用いて実行されうる。

0056

図3Bに関しては、デジタルシグナルプロセッサー(310A)への入力信号
は、入力ポート(72Aおよび74A)で受信される。これらの信号は共に、前
置増幅器およびアナログ−デジタル(A/D)変換器段階(76および78)で
前置増幅されてデジタル信号に変換され、そして後続処理に向けてデジタル信
号プロセッサー(DSP)に入れられる。A/D変換器の出力は、直列あるいは
並列のデータ・ストリームである。

0057

前部マイクロホン素子(54)と後部素子(52)からの信号のデジタル表示
は共に、その後、帯域通過して等化され(82および84)、整流化され、対数
信号に変換され、それからデジタル的に濾波されて(86および88)、二つの
レジスター(301および302)に、どんな時点でも各カーディオイドマイク
ロホン素子から得られるシグナルエンベロープ包絡線)を各々示す
二つの数字を表示する。この二つの数字は、前部素子(54)からの増幅が後部
素子(52)からの値をある見積もり分だけ超えると、サンプルごとに、あるい
はサブーサンプルベースで互いに比較される(90)。この量だけ前部素子(5
4)からの増幅が後部素子(52)からの値より上回るときは、送話者がマイク
ロホンの受信角内にいて、フラグがレジスター(92)にセットされてこの基準
が満たされていることを示すように決定がなされる。

0058

前部マイクロホン素子(54)からの可聴シグナルは、使用者が調節可能な制
御からの入力を基礎とする有効データ振幅を増加または減少させるゲインセッテ
ィングルーチン(80A)によっても処理される。この拡大縮小された信号は、
それから、好ましい実施態様と同様にデジタル的に帯域通過して濾波されて(9
4)、その後整流化されて濾波され(96)、前部マイクロホン素子(54)に
より検知された可聴信号の近DC表示を形成する。この表示は、レジスター(9
7A)に蓄積される。このレジスターは、その後、上記で明らかにしたように、
第1マイクロホン素子、第1あるいは前部方向素子からの出力とその他のマイク
ロホンからの出力とを比べるために、その他のすべてのチャネルのレジスター(
97B)と対照してテストされる。与えられたサンプリングサイクルに対して最
も高いチャネルのレジスターは、最大バス比較を”獲得”し、そして比較フラグ
(307)は、
そのチャネルに正しく合わせるようになっている。比較フラグ(307)とレジ
スター(92)は、それから論理的に”アンド”される(308)。この状態が
真であれば、ゲインルーチン(80A)の出力からの可聴データは加算ステージ
(112)へと進み、その他のチャネルの信号と合算される。ここから、データ
はデジタル−アナログ(D/A)変換器(114)へ送られ、アナログ出力信号
(120)に変換して戻される。先述のルーチンは一つのチャネル(310A)
を表して、これらのルーチンは第2チャネル(310B)用に複製されうる。

0059

図3Cは、ゲート判断をするためにマイクロプロセッサー(212)を用い、
しかしアナログ回路を用いて可聴信号を通過させる本発明の別の実施態様を示し
ている。図3Cにおいて、マイクロホン出力レベルの比較は、マイクロホン前置
増幅器(76および78)後、A/D変換(200および202)を介してマイ
クロプロセッサーにつながっている。前部マイクロホンカートリッジ(54)か
らの信号は、前置増幅器(76)を通って、フェーダステージ(204)に行く
。このフェーダステージからの出力は、最大バスルーチンへのデータを提供する
第3A/Dコンバータ(206)に入る。マイクロプロセッサーは、システムの
オーディオデバイスに続く出力のライン(210)に可聴信号をフィードするオ
ーディオスイッチ(208)に、ゲート制御信号を送る。濾波と判断のためのす
べてのルーチンは、図3Bに示さ
れたようなDSP導入のような類似のやり方で行われる。

0060

方向感応マイクロホンの組合せは、その出力はそれらに受信される可聴信号の
入射角に応じて変化するようになっていて、それらの正面にはない音源からの可
聴信号を捉えることができることを、これらの当業者は認識するであろう。マイ
クロホンが送話者から離れるにつれ、送話者の声は次第に弱い信号を発し、マイ
クロホンは検知できなくなって背景音と区別できなくなる。調整マイクロホン、
すなわち送話者に調整された別の第2マイクロホンは、たとえ強度が弱くても、
その送話者の声をひろうことができるかもしれない。

0061

ここに記載した可聴信号処理回路は、方向感応マイクロホンの出力を分析し、
ある予測分だけマイクロホン前部入力が後部入力を超えているときのみ、その出
力を増幅する。方向性マイクロホン前部入力レベルが実質的に後部入力レベルよ
りも大きいときは、マイクロホンは、マイクロホンの正面の所定角度内で生じて
いる音声を検知する。

0062

そのような可聴信号を有する、あるいは検知しているすべてのマイクロホンの
出力は、続いて、どのマイクロホンが最も強い信号を検知しているかを特定する
ために比較される。最も強い可聴信号を検知しているマイクロホンであって、方
感応性マイクロホンの正面から発生している可聴信号、すなわち前部と後部の
入力値が9.5デシベルよりも大きい信号をもつものは、おそらく
送話者に最も近く、最も大きい出力を捉えているマイクロホンであるに違いない

0063

したがって、この発明により、一つのマイクロホンの出力は、与えられた音源
に対し最も大きな振幅を持つものとして認識される。音源を最もよく聴いている
マイクロホンの出力は、他のオーディオ処理機器、たとえば、拡声器テープ
あるいはその他の音声伝達機器に送られる。

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

  • アルパイン株式会社の「 オーディオ装置」が 公開されました。( 2020/10/29)

    【課題】 ミュート回路による暗電流を抑制しつつミュート回路を迅速に起動することができるオーディオ装置を提供する。【解決手段】 本発明のオーディオ装置は、オーディオ信号を生成するオーディオソースと、... 詳細

  • シャープ株式会社の「 音声処理装置及び音声処理方法」が 公開されました。( 2020/10/29)

    【課題】複数のユーザにより利用される音声処理装置において、発話者の音声を適切に取得すること。【解決手段】音声処理装置は、マイクにより集音される音声を受け付ける音声受付部と、撮像部により撮像される撮像画... 詳細

  • トヨタ紡織株式会社の「 乗物用スピーカ装置」が 公開されました。( 2020/10/29)

    【課題】乗員の状態に同調した音を出力可能な乗物用スピーカ装置を提供すること。複数の乗員に対し個別に音を出力可能な乗物用スピーカ装置を提供すること。【解決手段】自動車1に配される乗物用スピーカ装置4が、... 詳細

この 技術と関連性が強い技術

関連性が強い 技術一覧

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ