(57)【要約】【課題】全方向からの音を収音可能としつつ、水平方向の音をより高い分解能で収音することを可能とする収音装置を提供する。【解決手段】収音装置において、ほぼ球体の基部と、前記基部に備えられる所定の制約を有する数の複数のマイクロホンとを有し、前記複数のマイクロホンは、水平方向の分解能を向上させるために、前記ほぼ球体の中心を含む水平方向の面を基準として、垂直方向に交互に配置される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ほぼ球体の基部と、
前記基部に備えられる所定の制約を有する数の複数のマイクロホンとを有し、
前記複数のマイクロホンは、水平方向の分解能を向上させるために、前記ほぼ球体の中心を含む水平方向の面を基準として、垂直方向に交互に配置される
ことを特徴とする収音装置。
【請求項２】
前記水平方向の面で分割される２つの空間のうちの一方の空間で隣接する２つのマイクロホンを結ぶ直線の中間地点を含む当該直線に垂直な面上で、かつ、前記２つの空間のうちの他方の空間にマイクロホンが配置される
請求項１に記載の収音装置。
【請求項３】
マイクロホンと前記水平方向の面との間の距離は、前記複数のマイクロホンの全てにおいて同一である
請求項１又は２に記載の収音装置。
【請求項４】
前記基部には、前記水平方向の面と前記ほぼ球体とが交わってできる円の外周部分を含むように溝が設けられている
請求項１ないし３のうちいずれか１項に記載の収音装置。
【請求項５】
前記基部には、音源とマイクロホンとの間の伝達特性の違いをマイクロホン間で大きくするための遮蔽構造が各マイクロホンに対して設けられている
請求項１ないし４のうちいずれか１項に記載の収音装置。
【請求項６】
前記遮蔽構造は、前記基部の表面から内部にかけて形成された凹部であり、当該凹部の底にマイクロホンが備えられる
請求項５に記載の収音装置。
【請求項７】
前記基部の表面における前記凹部の形状は、前記基部の中心から表面への法線と当該表面とが交わる点について点対称な形状であり、
前記法線を含む平面で前記凹部を切った形状は、前記法線について線対称な形状であり、当該形状は、多項式により近似的に表わされる
請求項６に記載の収音装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、収音技術に関し、特に複数の方向から到来する音を収音する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の方向から到来する音を収音する技術の例として、特許文献１に開示された技術がある。特許文献１には、複数のマイクロホンで構成された音響アレイ装置（収音装置）を用い、線形フィルタリングによって任意の目標音源に関する情報（目標音源信号や位置）を推定・抽出する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−８２４１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の収音装置で全方位の音を精度良く収音させようとすると多くのマイクロホンが必要となる。例えば、球に内接する正十二面体の全頂点にマイクロホンを設置することなどが考えられるが、その場合、必要なマイクロホン数は２０になってしまい、コストが高くなり、好ましくない。
【０００５】
また、全方位の音ではなく、所定の方向から到来する音のみを高い分解能で収音したいという要求もある。例えば、人間が発する音声であれば、地面を基準とした人間の平均的な身長の高さから水平方向で到来する音の分解能を高く保ちたい、かつ、人間の身長のばらつき等を考慮し、当該平均的な身長の高さよりも所定の幅だけ高い位置から到来する音や所定の幅だけ低い位置から到来する音の分解能を低下させたくないという要求がある。
【０００６】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、全方向からの音を収音可能としつつ、水平方向の音をより高い分解能で収音することを可能とする収音装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
開示の技術によれば、ほぼ球体の基部と、
前記基部に備えられる所定の制約を有する数の複数のマイクロホンとを有し、
前記複数のマイクロホンは、水平方向の分解能を向上させるために、前記ほぼ球体の中心を含む水平方向の面を基準として、垂直方向に交互に配置される
ことを特徴とする収音装置が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
開示の技術によれば、全方向からの音を収音可能としつつ、水平方向の音をより高い分解能で収音することを可能とする収音装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】収音装置１０の基本構造を説明するための図である。
【図２】収音装置１０の上面図である。
【図３】収音装置２０の上面図である。
【図４】収音装置２０のマイクロホンの配置を説明するための図である。
【図５】収音装置２０のマイクロホンの配置概念を説明するための図である。
【図６】収音装置２０のマイクロホンの配置概念を説明するための図である。
【図７】収音装置２０におけるマイクロホンの位置を示す図である。
【図８】収音装置２０の正面図である。
【図９】収音装置２０の背面図である。
【図１０】収音装置２０の上面図である。
【図１１】収音装置２０の底面図である。
【図１２】収音装置２０に溝が設けられる構造を示す図である。。
【図１３】マイクロホンが設置される凹部の形状の例を示す図である。
【図１４】収音装置３０の凹部の形状の例を示す図である、
【図１５】収音装置３０の斜視図である。
【図１６】立方体頂点配置の指向特性の評価結果を示す図である。
【図１７】収音装置２０の指向特性の評価結果を示す図である。
【図１８】赤道配置の指向特性の評価結果を示す図である。
【図１９】収音装置３０の水平方向の指向特性の評価結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。以下で説明する実施の形態は一例に過ぎず、本発明が適用される実施の形態は、以下の実施の形態に限られるわけではない。以下、第１の実施の形態と第２の実施の形態を説明する。第２の実施の形態については主に第１の実施の形態と異なる点を説明している。
【００１１】
［第１の実施の形態］
図１に、第１の実施の形態における収音装置１０の基本構造例を示す。図１に示すように、収音装置１０は、球体の基部１１の面上に複数のマイクロホン（１１−１〜１１−４）が備えられた構成を有する。なお、第１及び第２の実施の形態において収音装置を表す各図面は、収音装置の構成要素の配置及び大きさを正確に表しているわけではない。図１に示す収音装置１０は、４つのマイクロホンを備えているが、これは一例であり、マイクロホンの個数は２個以上であれば特に限定はない。ただし、マイクロホンの個数は所定の制約を有し、例えば、正十二面体の全頂点の数である２０よりは少ないことを想定している。ただし、２０は例に過ぎない。
【００１２】
以下、基部１１を構成する球体に関する事項を分かり易く説明するために、便宜上、球体を地球と見なして、赤道、北極点、南極点、緯度、経度等の用語を適宜使用する。ここでの「赤道」とは、球体の中心を含む水平面で球を切ったときにできる円板の周囲の線（円）である。北極点と南極点は、球体の中心をとおる直線が球体の表面と交わる２点であり、人間が見て上にある点を北極点、下にある点を南極点と呼ぶ。なお、本明細書及び特許請求の範囲における「水平」とは、厳密な水平である必要はなく、厳密な水平（重力方向と垂直な面の方向）から、所定の閾値の範囲内で傾いた方向であってもよい。また、「水平」は、人間が水平であると感じる程度の水平さであると定義されてもよい。
【００１３】
収音装置１０（後述する収音装置２０、３０も同様）は、例えば、人間の平均的な身長の高さの位置（あるいは立った人間の平均的な口の高さの位置）に、赤道１２の面が水平になるように設置される。ただし、赤道１２の面が水平になるように収音装置を設置することは例であり、赤道１２の面が水平でないように設置される場合もある。
【００１４】
＜基部について＞
基部１１の形状は球体である。ただし、本明細書及び特許請求の範囲において、「球体」は完全な球である必要はない。例えば、球体に凹部、溝、遮蔽物等が設けられた形状も「球体」に含まれる。また、「球体」の外形は厳密な球である必要はない。例えば、厳密な球からある閾値の範囲でゆがんだ形状であっても「球体」に含まれる。また、人間が見て、ほぼ球体のように見える形も「球体」に含まれる。これらの「球体」を「ほぼ球体」、「略球体」などと称してもよい。
【００１５】
基部１１の材質も特に限定はなく、例えば、木材、プラスチック、金属、あるいはこれらを組み合わせた材で基部１１を作成することができる。また、基部１１の内部について、球の中味が詰まったものであってもよいし、球の表面からある深さの肉厚を有する球殻の構造であってもよいし、その他の構造であってもよい。
【００１６】
また、基部１１の大きさも特に限定はないが、例えば、直径を８０ｍｍとすることができる。８０ｍｍ程度の直径とすることによって、持ち運びに便利、かつ、水平方向の分解能の高い収音装置となる。また、８０ｍｍ程度の直径とすることによって、一般的に用いられる３６０度カメラと組合せた際に、カメラの死角に入る大きさとなる。
【００１７】
上記の基部１１に関する事項は、後述する基部２１、３１に関しても同様である。
【００１８】
＜マイクロホンの配置＞
上述したように、基部１１にマイクロホン（１１−１〜１１−４）が備えられる。具体的には、基部１１を構成する球体の表面上にマイクロホンが張り付けられるような構造であってもよいし、基部１１を構成する球体の表面から内部にかけて凹部を設け、凹部の底にマイクロホンをセットする構造であってもよいし、その他の構造であってもよい。凹部を設ける場合の構造の詳細は後述する。
【００１９】
なお、第１の実施の形態では、凹部の底にマイクロホンをセットする構造の場合でも、凹部の深さは球体の直径に比べて浅いので、以下のマイクロホンの配置の説明は、球体の表面上にマイクロホンが張り付けられるような構造と、凹部の底にマイクロホンをセットする構造の両方に同様に適用される。
【００２０】
図１に示す収音装置１０においては、基部１１を構成する球体を、北極点と南極点を結ぶ半円１１ａ〜１１ｄで４つに等分割し、各半円（のライン）上に１つずつマイクロホンが設置される。４つに等分割することは一例であり、より一般的にはＭ（Ｍ≧２）個の半円で球体をＭ個に等分割し、それぞれの半円のライン上のいずれかのポイントにマイクロホンを設置する。なお、「等分割」とは厳密に等分割である必要はない。ある閾値の範囲で、等分からはずれていても「等分割」と見なしてよい。
【００２１】
図２は、収音装置１０を上から見た上面図であり、これにより、半円１１ａ〜１１ｄで４つに等分割されている様子がわかる。
【００２２】
図１に示す収音装置１０では、赤道１２を含む平面である赤道面に対し、マイクロホンが交互に設置されている。すなわち、マイクロホン１１−１は赤道面の下にあり、それに隣接するマイクロホン１１−２は赤道面の上にあり、それに隣接するマイクロホン１１−３は赤道面の下にあり、それに隣接するマイクロホン１１−４は赤道面の上にある。このように、赤道面に基準に、マイクロホンが交互に設置されている。なお、赤道１２の面に接しないようにマイクロホンを配置してもよい。また、後述する凹部とマイクロホンとの両方が赤道１２の面に接しないように配置されてもよい。
【００２３】
また、収音装置１０において、マイクロホン１１−１〜１１−４の赤道面からの距離は同一である。ただし、同一であることは必須ではなく、マイクロホン１１−１〜１１−４のそれぞれが赤道面から任意の距離に設置されていてもよい。なお、「同一」とは、厳密に同一である必要はなく、例えば、ある閾値の範囲内で相違があっても「同一」に含まれる。
【００２４】
図３は、球体の基部２１に８個のマイクロホンを設置した収音装置２０を上から見た平面図である。収音装置２０においては、８個の半円で球体を８個に等分割し、それぞれの半円のライン上にマイクロホンが設置されている。また、赤道２２を含む水平面である赤道面に対し、マイクロホンが交互に設置され、マイクロホン２１−１〜２１−８の赤道面からの距離は同一である。
【００２５】
また、赤道面の上側及び下側のそれぞれにおいて、隣接するマイクロホン間の距離は等しい。すなわち、赤道面の上側において、マイクロホン２１−１とマイクロホン２１−３との間の距離、マイクロホン２１−３とマイクロホン２１−５との間の距離、マイクロホン２１−５とマイクロホン２１−７との間の距離、及びマイクロホン２１−７とマイクロホン２１−１との間の距離は等しい。赤道面の下側において、マイクロホン２１−２とマイクロホン２１−４との間の距離、マイクロホン２１−４とマイクロホン２１−６との間の距離、マイクロホン２１−６とマイクロホン２１−８との間の距離、及びマイクロホン２１−８とマイクロホン２１−２との間の距離は等しい。更に、例えばマイクロホン２１−１とマイクロホン２１−２との間の距離、マイクロホン２１−２とマイクロホン２１−３との間の距離が等しいように、水平面を上からみたときに隣接するマイクロホン間の距離も等しい。
【００２６】
図３において、マイクロホン２１−１〜２１−８を結んでできる円を赤道面に対して垂直方向に動かしてできる円筒を平面に展開した場合の様子を図４に示す。図４に示すように、赤道面２２に対してマイクロホンが交互に設置され、かつ、赤道面からの距離（ｈ１〜ｈ８）が等しいことがわかる。
【００２７】
なお、赤道面から上に設置されるマイクロホンの数と赤道面から下に設置されるマイクロホンの数とは同じでなくてもよい。
【００２８】
＜詳細構造例＞
図５、図６は、収音装置２０における８個のマイクロホンの配置方法の具体例を説明するための図である。
【００２９】
図５に示すように、基部２１を構成する球体に内接する正六面体（立方体）を考え、当該正六面体を球体の赤道面で２分割（図５の破線）する。そして、２分割したうちの上部の直方体あるいは下部の直方体を、北極点と南極点を結ぶ線を軸にして４５度回転させる。
【００３０】
図６は、上部の直方体を４５度回転させた後の頂点の配置を示しており、これら８つの頂点にマイクロホン２１−１〜２１−８を設置することで収音装置２０を構成する。
【００３１】
図５、図６を参照して説明したマイクロホンの配置方法により、前述したマイクロホンの交互配置、及び、各マイクロホンが赤道面から等距離に配置されるという性質が実現されている。
【００３２】
また、図５に対し、図６に示すように立方体の半分の直方体を４５度ずらすことで、マイクロホンの数を増やすことなく水平方向のマイクロホンの間隔を狭くすることができ、コストを増加させずに水平方向の分解能を向上させることができる。また、球体上にマイクロホンを設置することから、全方向の音を収集できるという性能も保持できる。
【００３３】
図７は、基部２１を構成する球体を、北極点、南極点、マイクロホン２１−１及び２１−５を含む面で切った断面を示す図である。なお、この断面は、基部２１の内部構造を示すものではなく、マイクロホン２１−１及び２１−５の位置を説明するためのものである。
【００３４】
図７に示すように、中心とマイクロホン２１−１／２１−５を結ぶ線と、赤道面とのなす角（これを仰角と呼ぶ）は３０度になる。赤道面の下に設置されるマイクロホンについての角度（俯角と呼ぶ）も同様に３０度になる。
【００３５】
前述したように、収音装置２０を、人間の平均的な身長の高さの位置（あるいは立った人間の口の高さの位置）に、赤道面が水平になるように設置することを想定した場合、仰角及び俯角をそれぞれ３０度程度とすることで、極端に身長の高い人／低い人は別として、ほとんどの人の音声を良好に収音できるという利点がある。
【００３６】
なお、仰角／俯角を３０度とすることが必須であるわけではない。例えば、仰角をＡ、予め定めた正の数である閾値をＳ１、Ｓ２とした場合、（３０−Ｓ１）度≦Ａ度≦（３０＋Ｓ２）度であればよい。Ｓ１とＳ２は同じであってもよいし、異なっていてもよい。また、俯角をＢ、予め定めた正の数である閾値をＴ１、Ｔ２とした場合、（３０−Ｔ１）度≦Ｂ度≦（３０＋Ｔ２）度であればよい。Ｔ１とＴ２は同じであってもよいし、異なっていてもよい。また、ＡとＢは等しくてもよいし、異なっていてもよい。
【００３７】
水平面を基準とした分解能のみをマイクロホン数を増やさずに最大化するのであれば、水平面にマイクロホン間の間隔が均等になるようマイクロホンを配置すればよい。しかしながら、人間の身長は個人毎に異なり多様であるため、上記配置では水平面と異なる高さから発せられた音声の分解能は相対的に低くなる。
【００３８】
そこで、このような多様性に対応するために、本実施の形態では、水平面を上から目視した時にマイクロホン間の間隔がほぼ均等になるように、かつ、水平面を基準として上下に均等にマイクロホンを配置することで、水平面の分解能に加え、人間の身長の分布に応じた高さからの分解能を水平面程ではないものの、人間の音声が通常到来しないと想定される方向の分解能と比較して、高い分解能を確保することを目的としており、その目的を達成している。
【００３９】
＜支持部材を持つ例＞
収音装置２０を例えば人間の平均身長程度の高さで保持するために、収音装置２０が支持部材２３を備えてもよい。例えば、支持部材２３は棒状の部材であり、基部２１の北極点及び南極点を通って貫通した状態で基部２１に固定される。
【００４０】
図８は、支持部材２３を備える収音装置２０の正面図（赤道面と平行な方向から見た図）である。図９は、収音装置２０を正面（図８）の反対側から見た背面図である。図１０は、収音装置２０を上から見た上面図である。図１１は、収音装置２０を下から見た底面図である。
【００４１】
図８〜１１に示すように、支持部材２３が基部２１を貫通していることが示されている。支持部材２３の下側を適度な長さにして、支持部材２３の下端が地面に置かれることで、収音装置２０が保持されてもよいし、支持部材２３を人間が手で持つことで収音装置２０が保持されてもよい。
【００４２】
図８〜１１に示すように、棒状の支持部材２３を基部２１の北極点及び南極点を通って貫通した状態で備えることにより、収音への影響を最小限にして収音装置２０を保持することができる。
【００４３】
図１２は、保持に関する他の構造例を示す図であり、収音装置２０の正面図である。図１２の例では、収音装置２０は、基部２１の赤道に溝２４を有する。この溝は、いずれのマイクロホンとも干渉しない幅を有する。この溝には、例えば、収音装置２０を挟むようにして保持する部材が嵌るようになっている。
【００４４】
＜凹部の例＞
前述したように、収音装置２０における各マイクロホンは、例えば、基部２１の表面に設けられた凹部の底に備えることができる。
【００４５】
図１３は、各マイクロホンが備えられる凹部の形状の例を示す図である。凹部はマイクロホン毎に設けられ、図１３では、ｉ番目のマイクロホンの凹部２３１−ｉ（ただし、ｉ＝１，…，Ｎ、ここではＮ＝８）を示している。なお、ｉ＝１，…，Ｎにおいて凹部２３１−ｉの形状は同じである。ただし、ｉ＝１，…，Ｎのうちの一部の凹部が、他の凹部と異なっていてもよい。
【００４６】
図１３（ａ）は、凹部２３１−ｉを上から見た上面図であり、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）のＡ−Ｂ断面図である。図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に例示するように、凹部２３１−ｉは、皿状の内壁面形状を持ったくぼみである。すなわち、凹部２３１−ｉの開放端側（表面側）の縁部２３１ａ−ｉの形状は円形であり、凹部２３１−ｉの内底面２３１ｂ−ｉ（凹部２３１−ｉの内部の底面）は円形の平面（内底面２３１ｂ−ｉの縁部２３１ｃ−ｉが円形の平面）である。ただし、ここでの「円形」とは厳密な円形である必要はなく、円形に近い形状を含む。また、ここでの「平面」とは厳密な平面である必要はなく、平面に近い形状を含む。
【００４７】
内底面２３１ｂ−ｉの縁部２３１ｃ−ｉの径（例えば、直径）Ｄｉｎは、凹部２３１−ｉの開放端側の縁部２３１ａ−ｉの径（例えば、直径）Ｄｏｕｔ以下であり、例えば、ＤｉｎはＤｏｕｔ未満である。縁部２３１ａ−ｉと縁部２３１ｃ−ｉとの間の領域は凹部２３１−ｉの内壁面である。
【００４８】
図１３（ａ）及び図１３Ｂの例では、ＤｉｎはＤｏｕｔ未満であり、縁部２３１ａ−ｉと縁部２３１ｃ−ｉとの間の内壁面はスロープ状に形成され、内底面２３１ｂ−ｉに滑らかにつながっている。凹部２３１−ｉの深さｄは、特に限定はないが、例えば、凹部２３１−ｉの開放端の縁部２３１ａ−ｉの径（例えば、直径）Ｄｏｕｔの半分未満である。
【００４９】
Ｄｏｕｔ及びＤｉｎは、マイクロホン２１−ｉの集音部２２１−ｉの径（例えば、直径）よりも大きい。なお、集音部２２１−ｉは、音の空気振動を電気信号に変換する機構（例えば、振動板や金属箔）を含む部位である。集音部２２１−ｉは、例えばマイクロホン２１−ｉの一端側に設けられている。基部２１の直径を８０ｍｍ程度とした場合、ｄの一例は２ｍｍである。ただし、２ｍｍは一例に過ぎない。
【００５０】
［第２の実施の形態］
次に、第２の実施の形態に係る収音装置３０について説明する。第２の実施の形態に係る収音装置３０では、第１の実施の形態で説明した凹部をより深い凹部とすることで、各マイクロホンが収集する音の伝達特性の差異を大きくし、音の分解能を向上させることとしている。この凹部の形状を除いて、第２の実施の形態は第１の実施の形態と同じである。
【００５１】
また、第２の実施の形態の収音装置３０の形状は、第１の実施の形態の凹部（遮蔽物）を深くしたもの（パターン１）としてもよいし、第２の実施の形態の収音装置３０の形状は、第１の実施の形態の基部２１を構成する球体を、その半径が、中心からマイクロホンの集音部までの距離（収音装置３０での距離）になるように小さくし、その小さくした球体のマイクロホンの位置に、凹部に相当する遮蔽物を備えたもの（パターン２）であってもよい。その遮蔽物を設けた後の形状が、第１の実施の形態の基部２１の大きさ（直径８０ｍｍ程度）と同程度の大きさの球体になる。以下では、パターン１、パターン２のいずれも場合も遮蔽物は凹部と呼ぶことにする。
【００５２】
第２の実施の形態に係る収音装置３０には、収音装置２０（図６）と同様の配置方法で、球体に８つのマイクロホンが設置されている。より詳細には、図６に示した８箇所の頂点のそれぞれの位置に凹部が備えられ、その凹部の底の部分にマイクロホンが備えられる。上記パターン２で考えれば、当該８つのマイクロホンは図６に示したとおりに球体の面上に配置されていることになる。なお、これまでに説明したとおり、マイクロホンの数を８個とすることは一例に過ぎない。また、全ての凹部は同一の形状であってもよいし、一部の凹部が他の凹部と異なる形状であってもよい。
【００５３】
図１４は、収音装置３０の基部（球体）に設けられた８つの凹部のうちの１つの凹部３２に着目した図である。
【００５４】
図１４（ａ）は、凹部３２を上から見た上面図である。図１４（ａ）に示すように、凹部３２は円３２ａの形状を有し、その中心にマイクロホン３１が備えられる。図１４（ｂ）は、凹部３２の円３２ａの中心と、基部の中心とを含む面で基部を切ることで得られる凹部３２の断面である。図１５は、第２の実施の形態における収音装置３０の斜視図である。
【００５５】
図１４において、凹部３２の縁部である円３２ａを含む平面と、マイクロホン３１の上面（つまり、凹部３２の底）との距離（深さ）であるｄｅｐｔｈは、第１の実施の形態で説明した凹部の深さ（ｄ）よりも大きい。
【００５６】
円３２ａの直径Ｄと、深さｄｅｐｔｈを決定するにあたっては、まず、凹部が互いに干渉しないように決定する。例えば、Ｄが大きすぎれば、隣接する凹部同士に重なりができてしまい、所望の形状を形成できなくなる可能性があるので、干渉しないようにする。また、例えば、深さｄｅｐｔｈは球体の半径ｒよりも小さくする。なお、収音装置３０に設けられる複数の凹部の形状及び大きさを全て略同じとしてもよいし、収音装置３０に設けられる複数の凹部の形状及び大きさを、所定の範囲で互いに異なるようにしてもよい。
【００５７】
また、凹部３２の形状は、例えば、曲線３２ｂを、円３２ａの中心と基部の中心とを結ぶ直線を軸にして回転させた形状である。ただし、凹部３２の形状は回転体の形状に限られるわけではない。
【００５８】
例えば、円３２ａが、円３２ａの中心を原点とするｘｙ平面上にあるとし、凹部３２の表面（曲面）における当該平面からの各点の距離をｚとすると、凹部３２の形状（曲面の形状）は、ある関数ｆを用いて、ｚ＝ｆ（ｘ，ｙ）と表すことができる。ｆ（ｘ，ｙ）は、例えば、円３２ａの直径Ｄと、凹部３２の深さｄｅｐｔｈとをパラメータとする多項式で近似的に表わされる。これらパラメータは、例えば、多項式における１つ又は複数の項における係数として使用される。
【００５９】
上述した凹部３２の形状は一例に過ぎない。例えば、収音装置３０の基部の表面（球体の表面）における凹部の形状は、当該基部の中心から基部の表面への法線と当該表面とが交わる点について点対称な形状であればよい。また、例えば、上記法線を含む平面で凹部を切った形状は、当該法線について線対称な形状であり、当該形状は、多項式により近似的に表わされることとしてもよい。また、当該多項式は、基部の表面における凹部の形状の大きさと、当該凹部の深さとをパラメータとする多項式であってもよい。
【００６０】
上記の多項式の具体的な内容は、例えば、様々な多項式を用いて形成された収音装置３０を用いて、音の分解能を評価するシミュレーションを行うことによって決定する。
【００６１】
（効果について）
実施の形態で説明した収音装置２０、収音装置３０を用いて、音源から出力される音を収音するシミュレーションを行うことで、指向特性を評価した。比較のために、立方体頂点配置の収音装置（図５）、及び赤道頂点配置の収音装置も用いた。
【００６２】
図１６は、立方体頂点配置の収音装置（図５）の指向特性を示し、図１７は、第１の実施の形態で説明した収音装置２０（図６）の指向特性を示す。なお、図１６、図１７及び図１８、図１９に示す指向特性は、周波数帯域毎に水平面上の各方向のマイクロホン感度をプロットしたものであり、０度が目的方向を示す。
【００６３】
図１６、図１７に示すように、立方体頂点配置の収音装置と比較し、収音装置２０は、目的方向以外の感度を効果的に抑えることができていることがわかる。また、図６に示したようなマイクロホン配置を採用したことで、見かけ上のマイクロホン間隔を小さくできたので、より広帯域で良い指向特性を実現できている。
【００６４】
図１８は、マイクロホンを赤道部分のみに配置した収音装置の指向特性を示す。図１７と図１８を比較してわかるように、第１の実施の形態の収音装置２０は、赤道配置の収音装置と同等の水平方向の指向特性が得られることが確認できる。
【００６５】
図１９は、第２の実施の形態における収音装置３０の指向特性を示す。図１９と図１７を比較してわかるように、マイクロホン配置のみを工夫した収音装置２０の指向特性（図１７）と比べて、マイクロホン配置と凹部の形状を工夫した収音装置３０により、８ｋＨｚの指向性劣化が改善され、ターゲットとした全周波数帯域で安定した指向特性を実現できている。
【００６６】
すなわち、マイクロホン数を増加させることなく、全方向からの音を収音可能としつつ、水平方向の音をより高い分解能で収音することを可能とする収音装置が実現される。
【００６７】
なお、実施の形態で説明した収音装置は、例えば、収音装置本体を動かさずに信号処理側でリアルタイムで３６０度全てに指向性の方向を変えるような収音に利用できる。また、当該収音装置を用いて録音をしておくことで、編集時に聞きたいポイントの方向音の抽出を行うことも可能である。より具体的には、音の録り逃しのないスポーツ中継やライブ収録、あとから聴きたい音に補正できるホームビデオ撮影、全天球カメラと組み合わせた３６０度コンテンツ制作等に実施の形態で説明した収音装置を利用することが可能である。
【００６８】
（実施の形態のまとめ）
本明細書には、少なくとも下記の事項が開示されている。
（第１項）
ほぼ球体の基部と、
前記基部に備えられる所定の制約を有する数の複数のマイクロホンとを有し、
前記複数のマイクロホンは、水平方向の分解能を向上させるために、前記ほぼ球体の中心を含む水平方向の面を基準として、垂直方向に交互に配置される
ことを特徴とする収音装置。
（第２項）
前記水平方向の面で分割される２つの空間のうちの一方の空間で隣接する２つのマイクロホンを結ぶ直線の中間地点を含む当該直線に垂直な面上で、かつ、前記２つの空間のうちの他方の空間にマイクロホンが配置される
第１項に記載の収音装置。
（第３項）
マイクロホンと前記水平方向の面との間の距離は、前記複数のマイクロホンの全てにおいて同一である
第１項又は第２項に記載の収音装置。
（第４項）
前記基部には、前記水平方向の面と前記ほぼ球体とが交わってできる円の外周部分を含むように溝が設けられている
第１項ないし第３項のうちいずれか１項に記載の収音装置。
（第５項）
前記基部には、音源とマイクロホンとの間の伝達特性の違いをマイクロホン間で大きくするための遮蔽構造が各マイクロホンに対して設けられている
第１項ないし第４項のうちいずれか１項に記載の収音装置。
（第６項）
前記遮蔽構造は、前記基部の表面から内部にかけて形成された凹部であり、当該凹部の底にマイクロホンが備えられる
第５項に記載の収音装置。
（第７項）
前記基部の表面における前記凹部の形状は、前記基部の中心から表面への法線と当該表面とが交わる点について点対称な形状であり、
前記法線を含む平面で前記凹部を切った形状は、前記法線について線対称な形状であり、当該形状は、多項式により近似的に表わされる
第６項に記載の収音装置。
【００６９】
以上、本実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００７０】
１０、２０、３０  収音装置
１１、２１  基部
１２  赤道
２３  支持部材
２４  溝
３１  マイクロホン
３２  凹部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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