(57)【要約】【課題】集音装置のゲインとＳＮ比を向上すること。【解決手段】パラボラ集音板１０によって音波を焦点に集め、焦点位置に全指向性のマイク１１を設置するとともに、焦点以外の位置に全指向性のマイク１２を設置する。このマイク１１とマイク１２で差動マイクを構成することにより、マイク１１とマイク１２に到達する直接音をキャンセルし、パラボラ集音板１０で反射した反射音（目的の方向の遠方から到達した音波）を選択的に集音して、指向性で高ゲインかつ高ＳＮ比のパラボラ集音装置１を実現する。【選択図】        図１
2006108986.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転放物面もしくは回転楕円面を有する集音板と、
前記集音板の焦点位置からの距離が異なる複数のマイクと、
を備えたことを特徴とする集音装置。
【請求項２】
前記複数のマイクは、第１のマイクと、該第１のマイクに逆相接続する第２のマイクと、を有する差動マイクであることを特徴とする請求項１に記載の集音装置。
【請求項３】
前記第１のマイクを前記集音板の焦点に配設し、前記第２のマイクを焦点以外に配設したことを特徴とする請求項２に記載の集音装置。
【請求項４】
前記複数のマイクを前記集音板に対して垂直に配設したことを特徴とする請求項１，２または３に記載の集音装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、集音板を利用して集音する集音装置に関し、特にゲインおよびＳＮ比を向上した集音装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、マイクのゲイン向上を目的とし、集音板の焦点位置にマイクを設置して集音する手法が広く用いられている。このような手法は、集音板が回転放物面を有する場合にパラボラ型集音、集音板が回転楕円面を有する場合にミラー型集音、と呼ばれる。
【０００３】
かかる集音手法では、集音板の開口部面積のマイクの受音部面積に対する倍率分ゲインを高めることができるとともに、指向性の向上によりＳＮ比を改善することかできる。
【０００４】
ここで、マイクには全指向性マイクを用いることが多い。これは全指向性のマイクが集音板からの反射音を漏らさず収集することに適しているからである。ただし、全指向性のマイクを使用すると、集音板からの反射音以外に直接音をも集めてしまうため、集音板を使用する利点であるＳＮ比を損なうこととなる。また、半球全指向のマイクを使用する技術も試みられているものの、十分な半球特性は得られていない。
【０００５】
そこで、近年、反射板を利用した集音時のゲインやＳＮ比をさらに向上すべく、各種の工夫が講じられている。例えば特許文献１は、パラボラ型集音において、マイクの集音位置を集音板の焦点距離以下とすることで、特定の周波数成分を抑制して集音し、全体の音質を向上する技術を開示している。
【０００６】
また、特許文献２は、目的音を周囲の雑音から分離して高ＳＮ比の集音を実現するため、頂点と開口との間の距離が、頂点と焦点との間の距離の１０倍以上である回転放物面の集音板を備えた集音器を開示している。
【０００７】
さらに特許文献３は、超指向性マイクとサブ・カーディオイド特性のマイクとを用いて遠方よりの音源のみを有効的に集音し、側面、背面からの不必要な音を拾わないようにする構成を開示している。
【０００８】
【特許文献１】特開平７−２１０１８０号公報
【特許文献２】特開平７−２３１４９５号公報
【特許文献３】特開平１０−２２４８８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述した従来の技術では、集音装置の大型化や構成の複雑化を招くという問題点があった。また、上述の従来技術であっても、必ずしも十分なゲインやＳＮ比を得られていないという問題点があった。
【００１０】
本発明は、上述した従来技術にかかる問題点を解決するためになされたものであり、小型かつ簡易な構成で、高ゲインと高ＳＮ比を実現可能な集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】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１の発明に係る集音装置は、回転放物面もしくは回転楕円面を有する集音板と、集音板の焦点位置からの距離が異なる複数のマイクと、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
また、請求項２の発明に係る集音装置は、請求項１の発明において、複数のマイクは、第１のマイクと、該第１のマイクに逆相接続する第２のマイクと、を有する差動マイクであることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項３の発明に係る集音装置は、請求項２の発明において、第１のマイクを集音板の焦点に配設し、第２のマイクを焦点以外に配設したことを特徴とする。
【００１４】
また、請求項４の発明に係る集音装置は、請求項１，２または３の発明において、複数のマイクを集音板に対して垂直に配設したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明によれば集音装置は、回転放物面もしくは回転楕円面を有する集音板の焦点位置からの距離が異なる複数のマイクによってそれぞれ受音し、各マイクの出力に基づいてノイズキャンセルを行うので、高ゲインと高ＳＮ比を実現する集音装置を得ることができるという効果を奏する。
【００１６】
また、請求項２の発明によれば集音装置は、第１のマイクと第２のマイクで差動マイクを構成してノイズキャンセルを行うので、小型かつ簡易な構成で高ゲインと高ＳＮ比を実現する集音装置を得ることができるという効果を奏する。
【００１７】
また、請求項３の発明によれば集音装置は、集音板の焦点に第１のマイクを配置し、焦点以外の位置に第２のマイクを配置して差動マイクを形成するので、反射音から直接音をキャンセルして高ゲインと高ＳＮ比を実現する集音装置を得ることができるという効果を奏する。
【００１８】
また、請求項４の発明によれば集音装置は、複数のマイクを集音板に対して垂直に設置し、各マイクの出力に基づいてノイズキャンセルを行なうので、高音域から低音域まで偏りなく高ゲインかつ高ＳＮ比で集音する集音装置を得ることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に添付図面を参照して、この発明に係る集音装置の好適な実施例について説明する。
【実施例】
【００２０】
まず図１および図２を参照し、本発明における集音装置の概要について説明する。図１は、パラボラ型集音装置に本発明を適用した場合の概要構成を示す図である。同図に示すように、パラボラ型集音装置１は、回転放物面を有するパラボラ集音板１０の焦点１３にマイク１１を配置し、焦点１３から外れた位置にマイク１２を設置している。ここで、マイク１１およびマイク１２は、全指向性のマイクを用いることが好適である。
【００２１】
このように構成すると、マイク１１とマイク１２は、ほぼ同じレベルの直接音を受音し、さらにマイク１１は直接音に加えて、パラボラ集音板１０からの反射音を強く受音することとなる。そこで、このマイク１１とマイク１２とを逆相接続して、差動マイク（ノイズキャンセル型マイクロフォン）を形成すると、マイク１１とマイク１２が受音した直接音が相殺され、差分の音である反射音のみを選択的に集音することができる。
【００２２】
同様に、ミラー型集音装置においても本発明を利用可能である。図２は、ミラー型集音装置に本発明を適用した場合の概要構成を示す図である。同図に示すように、ミラー型集音装置２は、回転楕円面を有するミラー集音板２０の焦点２３にマイク２１を配置し、焦点から外れた位置にマイク２２を設置している。
【００２３】
そして、マイク２１とマイク２２とを逆相接続して差動マイクを形成することで、図１に示したパラボラ型集音装置１と同様に、反射音のみを選択的に集音することができる。パラボラ型集音装置１とミラー型集音装置２との差は、パラボラ型集音装置１が平面波を焦点１３に集めるのに対し、ミラー型集音装置２は球面波を焦点２３に集めることである。したがってミラー型集音装置２は、音源までの距離が固定されている場合に使用するこが好適である。
【００２４】
つぎに、パラボラ型集音装置１の具体的な構成例について説明する。図３は、パラボラ型集音装置１の構成例を示す構成図である。同図では、マイク１１およびマイク１２と差分回路１４を接続し、差分回路１４においてマイク１１の出力からマイク１２の出力を減じている。そして、増幅器１５によって差分回路１４の出力を増幅し、オーディオ機器などの入力に供する。
【００２５】
また、図４に示すように、マイク１１の出力を増幅器１６によって、マイク１２の出力を増幅器１７によってそれぞれ増幅した後、差分回路１８によってマイク１１の出力からマイク１２の出力を減じる構成としても良い。
【００２６】
なお、この図３および図４に示した構成は、パラボラ型集音装置１に限らず、ミラー型集音装置２の構成としても適用することができる。また、図３および図４は、構成の一例に過ぎず、各種変形して実施することが可能である。
【００２７】
つぎに、パラボラ型集音装置１の集音能力について説明する。図５−１に示すようにマイクを焦点位置に設置し、焦点から垂直距離１３０ｃｍで水平方向距離０ｃｍ、２５ｃｍ、５０ｃｍ、７５ｃｍ、１００ｃｍ、１５０ｃｍ、２００ｃｍ、２５０ｃｍ、３００ｃｍの位置にそれぞれ音源を設ける。
【００２８】
そして、各音源からピンクノイズ（１／ｆ雑音）を再生し、マイク位置での音圧をプロットした結果が図５−２である。同図に示すように、焦点位置に全指向性のマイクを単独で配置した場合に比して、マイク１１とマイク１２とで差動マイクを構成した場合には、ＳＮ比が約１３ｄＢ改善する。なお、ここではパラボラ型集音装置１のＳＮ比改善について説明したが、ミラー型集音装置２についても同様の効果が得られることは言うまでも無い。
【００２９】
このように、集音板の焦点位置に設置した第１のマイク（マイク１１，マイク２１）と、焦点以外の位置に設置した第２のマイク（マイク１２，マイク２２）とで差動マイクを構成することで、対象音源から離れた集音であっても高ゲインと高ＳＮ比を両立することができる。
【００３０】
また、従来の技術で高ＳＮ比を実現するためには焦点がパラボラ型（もしくはミラー型）集音板の内部に位置するように集音板を深く設計し、集音板内部にマイクを隠すように設置する必要があったが、本発明にかかる集音装置では、集音板の形状に依存することなくＳＮ比を改善することができるので、集音板を浅く設計し、マイク位置が集音板の外部となっても高いＳＮ比を実現することができる。
【００３１】
ところで、本発明では、マイク間（マイク１１とマイク１２、もしくはマイク２１とマイク２２）の距離差によってゲインを高めているのであるが、このマイク間の距離はキャンセル可能な周波数に影響を与える。具体的にはマイク間の距離を広げると高音域のキャンセル能力が低下する。そこで、マイク間の距離、すなわちマイクの設置位置は、ゲインとのバランスを取って設定する。
【００３２】
また、音波は焦点から集音板に向けて高音域から低音域へと順に分布する。そこで、マイク１１とマイク１２（もしくはマイク２１とマイク２２）は、集音板に対して垂直に、かつマイク１２（マイク２２）をマイク１１（マイク２１）の設置位置（すなわち焦点位置）と集音板との間に設置することで、高音域から低音域まで偏りなく集音することが可能となる。
【００３３】
上述してきたように、本実施例にかかるパラボラ型集音装置１およびミラー型集音装置２では、回転放物面もしくは回転楕円面を有する集音板の焦点位置に第１のマイクを設けるとともに、焦点以外の位置に第２のマイクを設け、第１のマイクと第２のマイクで差動マイクを形成することによって、小型かつ簡易な構成で高ゲインと高ＳＮ比を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
以上のように、本発明にかかる集音装置は、集音板を利用して集音する集音装置に有用であり、特に、ゲインおよびＳＮ比の向上に適している。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明を適用したパラボラ型集音装置の概要を説明する説明図である。
【図２】本発明を適用したミラー型集音装置の概要を説明する説明図である。
【図３】本実施例にかかるパラボラ型集音装置の構成例を示す構成図である。（その１）
【図４】本実施例にかかるパラボラ型集音装置の構成例を示す構成図である。（その２）
【図５−１】図１に示したパラボラ型集音装置の集音能力の検証方法を説明する説明図である。
【図５−２】図１に示したパラボラ型集音装置の集音能力について説明する説明図である。
【符号の説明】
【００３６】
１    パラボラ型集音装置
２    ミラー型集音装置
１０    パラボラ集音板
１１，１２，２１，２２  マイク
１４，１８    差分回路
１５，１６，１７    増幅器
２０    ミラー集音板
【図１】
2006108986.tif 000003
【図２】
2006108986.tif 000004
【図３】
2006108986.tif 000005
【図４】
2006108986.tif 000006
【図５−１】
2006108986.tif 000007
【図５−２】
2006108986.tif 000008