(57)【要約】【課題】  マイクロホンが近接する場合にも、音響的に立体感のあるマルチチャネル信号を生成することができる収音装置を提供する。【解決手段】  信号処理部ＳＰＬは、入力される受音信号ＸA（ｆ）、ＸB（ｆ）の低周波数域の増幅を行ない、ＸA（ｆ）が増幅された信号からＸB（ｆ）が増幅された信号を減算して、減算された指向性を有する信号を左チャネル信号ＹＬとして出力する。信号処理部ＳＰＲは、入力される受音信号ＸA（ｆ）、ＸB（ｆ）の低周波数域の増幅を行ない、ＸB（ｆ）が増幅された信号からＸA（ｆ）が増幅された信号を減算して、減算された指向性を有する信号を右チャネル信号ＹＲとして出力する。【選択図】        図４
2006033501.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる指向性を有する複数個の信号を生成する収音装置であって、
少なくとも２つの受音素子と、
Ｎ個（Ｎ≧２）の信号処理回路とを備え、
第ｋ（ｋ＝１〜Ｎ）番目の信号処理回路は、前記受音素子、および前記受音素子を複数個組合わせて仮想的に得られる受音素子の中のいずれか２つの受音素子を通して得られる受音信号Ｘ1k（ｆ）および受音信号Ｘ2k（ｆ）とを受けて、以下の式（１）〜（１０）に従う、指向性信号Ｙk（ｆ）を生成し、
任意の異なるｋ′（１≦ｋ′≦Ｎ）およびｋ″（１≦ｋ″≦Ｎ）について、Ｘ1k′（ｆ）＝Ｘ1k″（ｆ）かつＸ2k′（ｆ）＝Ｘ2k″（ｆ）ではない、収音装置。
Ｙk（ｆ）＝Ｈ1k（ｆ）Ｘ1k（ｆ）−Ｈ2k（ｆ）Ｘ2k（ｆ）  …（１）
Ｈ1k（ｆ）＝Ｈk（ｆ）ｅｘｐ（−２πｉｆτk＋πｉｆＤkαk／ｃ）  …（２）
Ｈ2k（ｆ）＝Ｈk（ｆ）ｅｘｐ（−２πｉｆτk−πｉｆＤkαk／ｃ）  …（３）
Ｅ１k＝∫Ｗk（ｆ）｛Ａ１k｜Ｐk（ｆ）Ｈk（ｆ）｜−１｝2ｄｆ  …（４）
Ｅ２k＝∫Ｗk（ｆ）｛Ａ２k｜Ｐk（ｆ）｜−１｝2ｄｆ  …（５）
Ａ１k＝∫Ｗk（ｆ）｜Ｐk（ｆ）Ｈk（ｆ）｜ｄｆ／∫Ｗk（ｆ）｜Ｐk（ｆ）Ｈk（ｆ）｜2ｄｆ  …（６）
Ａ２k＝∫Ｗk（ｆ）｜Ｐk（ｆ）｜ｄｆ／∫Ｗk（ｆ）｜Ｐk（ｆ）｜2ｄｆ  …（７）
Ｐk（ｆ）＝２ｓｉｎ（πｆＤk（αk＋１）／ｃ）  …（８）
Ｗk（ｆ）≧０  …（９）
Ｅ１k＜Ｅ２k  …（１０）
ただし、ｆは周波数であり、Ｗk（ｆ）は、周波数ｆに依存する、予め定められた重み関数であり、Ｄkは受音信号Ｘ1k（ｆ）を出力した受音素子と、受音信号Ｘ2k（ｆ）を出力した受音素子との間隔を表す定数であり、τkは所定の遅延時間を表す定数であり、αkは定数であり、iは虚数単位であり、πは円周率であり、ｃは音速であり、ｅｘｐ（）は自然対数の底を底とした指数関数であり、ｓｉｎ（）は正弦関数であり、‖は絶対値を求める演算であり、式（４）、（５）、（６）および（７）の積分の範囲は、Ｗ（ｆ）＞０となる周波数ｆの範囲である。
【請求項２】
前記Ｗk（ｆ）は、以下の式（１１）および（１２）に従う、請求項１記載の収音装置。
Ｗk（ｆ）＝０  （ｆ＜３００（Ｈｚ）、または３４００（Ｈｚ）＜ｆ）  …（１１）
Ｗk（ｆ）＝１  （３００（Ｈｚ）≦ｆ≦３４００（Ｈｚ））  …（１２）
【請求項３】
前記Ｗk（ｆ）は、以下の式（１３）および（１４）に従う、請求項１記載の収音装置。
Ｗk（ｆ）＝０  （ｆ＜２０（Ｈｚ）、または２００００（Ｈｚ）＜ｆ）  …（１３）
Ｗk（ｆ）＝１  （２０（Ｈｚ）≦ｆ≦２００００（Ｈｚ））  …（１４）
【請求項４】
前記Ｗk（ｆ）は、前記受音信号Ｘ1k（ｆ）およびＸ2k（ｆ）がサンプリング周波数Ｆｓ（Ｈｚ）でサンプリングされたデジタル信号であり、Ｆｓが４００００（Ｈｚ）以下の場合に、以下の式（１５）および（１６）に従う、請求項１記載の収音装置。
Ｗk（ｆ）＝０  （ｆ＜２０（Ｈｚ）、またはＦｓ／２（Ｈｚ）＜ｆ）  …（１５）
Ｗk（ｆ）＝１  （２０（Ｈｚ）≦ｆ≦Ｆｓ／２（Ｈｚ））  …（１６）
【請求項５】
人間の聴覚的な感度の高い周波数ほどＷk（ｆ）は大きく、聴覚的な感度が所定のレベル以下の周波数ではＷk（ｆ）＝０である、請求項１記載の収音装置。
【請求項６】
前記第k番目の信号処理回路は、
前記Ｈ1k（ｆ）に応じた第１のフィルタ係数を有し、前記受音信号Ｘ1k（ｆ）を受けて、信号Ｈ1k（ｆ）Ｘ1k（ｆ）を出力する第１のフィルタ回路と、
前記Ｈ2k（ｆ）に応じた第２のフィルタ係数を有し、前記受音信号Ｘ2k（ｆ）を受けて、信号Ｈ2k（ｆ）Ｘ2k（ｆ）を出力する第２のフィルタ回路と、
前記第１のフィルタ回路の出力と前記第２のフィルタ回路の出力とを合成して、前記指向性信号Ｙk（ｆ）を出力する合成部とを含む、請求項１記載の収音装置。
【請求項７】
前記第ｋ番目の信号処理回路は、αk≧０の場合に、
前記受音信号Ｘ2k（ｆ）を｜Ｄkαk／ｃ｜の時間だけ遅延させる遅延回路と、
前記遅延回路の出力と前記受音信号Ｘ1k（ｆ）とを合成する合成部と、
前記Ｈ1k（ｆ）に応じたフィルタ係数を有し、前記合成部で合成された信号を受けて、前記指向性信号Ｙk（ｆ）を出力するフィルタ回路とを含み、
前記ｋ番目の信号処理回路は、αk＜０の場合に、
前記受音信号Ｘ1k（ｆ）を｜Ｄkαk／ｃ｜の時間だけ遅延させる遅延回路と、
前記遅延回路の出力と前記受音信号Ｘ2k（ｆ）とを合成する合成部と、
前記Ｈ2k（ｆ）に応じたフィルタ係数を有し、前記合成部で合成された信号を受けて、前記指向性信号Ｙk（ｆ）を出力するフィルタ回路とを含む、請求項１記載の収音装置。
【請求項８】
前記Ｈk（ｆ）は、前記Ｗk（ｆ）＞０となるｆの範囲で、以下の式（１７）に従う、または式（１７）で近似される、請求項１から７のいずれか１項に記載の収音装置。
Ｈk（ｆ）＝βk／｛２ｉ×ｓｉｎ（πｆＤk（αk＋１）／ｃ）｝  …（１７）
ただし、βkは定数であり、ｉは虚数単位である。
【請求項９】
前記Ｈk（ｆ）は、前記Ｗk（ｆ）＞０となるｆの範囲で、以下の式（１８）に従う、または式（１８）で近似される、請求項１から７のいずれか１項に記載の収音装置。
Ｈk（ｆ）＝βk／｛２ｉ（πｆＤk（αk＋１）／ｃ）｝  …（１８）
ただし、βkは定数であり、ｉは虚数単位である。
【請求項１０】
前記Ｈk（ｆ）は、前記Ｗk（ｆ）＞０となるｆの範囲で、以下の式（１９）に従う、または式（１９）で近似される、請求項１から７のいずれか１項に記載の収音装置。
｜Ｈk（ｆ）｜＝｜βk／｛２ｓｉｎ（πｆＤk（αk＋１）／ｃ）｝｜  …（１９）
ただし、βkは定数である。
【請求項１１】
前記Ｈk（ｆ）は、前記Ｗk（ｆ）＞０となるｆの範囲で、以下の式（２０）に従う、または式（２０）で近似される、請求項１から７のいずれか１項に記載の収音装置。
｜Ｈk（ｆ）｜＝｜βk／｛２（πｆＤk（αk＋１）／ｃ）｝｜  …（２０）
ただし、βkは定数である。
【請求項１２】
前記収音装置は、さらに、
前記Ｎ個の信号処理回路で生成されたＮ個の指向性信号Ｙk（ｆ）（ｋ＝１〜Ｎ）のうちの、ｍ個（２≦ｍ≦Ｎ）の指向性信号を合成する合成部を備える請求項１記載の収音装置。
【請求項１３】
前記収音装置は、
第１の受音素子と、第２の受音素子とを含み、
正面方向に対して前記第１の受音素子と前記第２の受音素子とを結ぶ直線が垂直であり、正面方向に向かって前記第１の受音素子は左側に配置され、前記第２の受音素子は右側に配置され、
α1≧０のときに、前記第１の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ11（ｆ）として第１の入力端子で受け、前記第２の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ21（ｆ）として第２の入力端子で受けて、前記式（１）〜（１０）に従う第１のチャネル用の指向性信号Ｙ1（ｆ）を生成する第１番目の信号処理回路と、
α2≧０のときに、前記第２の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ12（ｆ）として第１の入力端子で受け、前記第１の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ22（ｆ）として第２の入力端子で受けて、前記式（１）〜（１０）に従う第２のチャネル用の指向性信号Ｙ2（ｆ）を生成する第２番目の信号処理回路とを含み、
ｋ＝１またはｋ＝２のそれぞれの場合について、αk＜０のときに、前記第ｋ番目の信号処理回路において、前記第１の入力端子で受ける受音信号と前記第２の入力端子で受ける受音信号とが入れ替わる、請求項１記載の収音装置。
【請求項１４】
前記収音装置は、
第１の受音素子と、第２の受音素子と、第３の受音素子とを含み、
正面方向に対して前記第１の受音素子と前記第２の受音素子とを結ぶ直線が垂直であり、正面方向に向かって前記第１の受音素子は左側に配置され、前記第２の受音素子は右側に配置され、
前記第３の受音素子は、前記第１の受音素子と前記第２の受音素子とを結ぶ直線より正面側であって、前記第１の受音素子と前記第３の受音素子との間隔と、前記第２の受音素子と前記第３の受音素子との間隔とが等しくなる位置に配置され、
α1≧０のときに、前記第３の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ11（ｆ）として第１の入力端子で受け、前記第２の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ21（ｆ）として第２の入力端子で受けて、前記式（１）〜（１０）に従う第１のチャネル用の指向性信号Ｙ1（ｆ）を生成する第１番目の信号処理回路と、
α2≧０のときに、前記第３の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ12（ｆ）として第１の入力端子で受け、前記第１の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ22（ｆ）として第２の入力端子で受けて、前記式（１）〜（１０）に従う第２のチャネル用の指向性信号Ｙ2（ｆ）を生成する第２番目の信号処理回路とを含み、
ｋ＝１またはｋ＝２のそれぞれの場合について、αk＜０のときに、前記第ｋ番目の信号処理回路において、前記第１の入力端子で受ける受音信号と前記第２の入力端子で受ける受音信号とが入れ替わる、請求項１記載の収音装置。
【請求項１５】
前記収音装置は、さらに、
α3≧０のときに、前記第１の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ13（ｆ）として第１の入力端子で受け、前記第３の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ23（ｆ）として第２の入力端子で受けて、前記式（１）〜（１０）に従う第３のチャネル用の指向性信号Ｙ3（ｆ）を生成する第３番目の信号処理回路と、
α4≧０のときに、前記第２の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ14（ｆ）として第１の入力端子で受け、前記第３の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ24（ｆ）として第２の入力端子で受けて、前記式（１）〜（１０）に従う第４のチャネル用の指向性信号Ｙ4（ｆ）を生成する第４番目の信号処理回路と、
前記第１の受音素子を通して得られる受音信号と、前記第２の受音素子を通して得られる受音信号とを加算平均して、前記第１の受音素子と前記第２の受音素子とを結ぶ線分の中点に置かれた仮想的な受音素子を通して得られる受音信号を生成する加算平均回路と、
α5≧０のときに、前記第３の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ15（ｆ）として第１の入力端子で受け、前記仮想的な受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ25（ｆ）として第２の入力端子で受けて、前記式（１）〜（１０）に従う第５のチャネル用の指向性信号Ｙ5（ｆ）を生成する第５番目の信号処理回路とを含み、
ｋ＝３またはｋ＝４またはｋ＝５のそれぞれの場合について、αk＜０のときに、前記第ｋ番目の信号処理回路において、前記第１の入力端子で受ける受音信号と前記第２の入力端子で受ける受音信号とが入れ替わる、請求項１４記載の収音装置。
【請求項１６】
前記収音装置は、さらに、
α3≧０のときに、前記第１の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ13（ｆ）として第１の入力端子で受け、前記第３の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ23（ｆ）として第２の入力端子で受けて、前記式（１）〜（１０）に従う第３のチャネル用の指向性信号Ｙ3（ｆ）を生成する第３番目の信号処理回路と、
α4≧０のときに、前記第２の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ14（ｆ）として第１の入力端子で受け、前記第３の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ24（ｆ）として第２の入力端子で受けて、前記式（１）〜（１０）に従う第４のチャネル用の指向性信号Ｙ4（ｆ）を生成する第４番目の信号処理回路と、
前記第１のチャネル用の指向性信号Ｙ1（ｆ）と、前記第２のチャネル用の指向性信号Ｙ2（ｆ）とを加算平均して、第５のチャネル用の指向性信号Ｙ5（ｆ）を生成する加算平均回路とを含み、
ｋ＝３またはｋ＝４のそれぞれの場合について、αk＜０のときに、前記第ｋ番目の信号処理回路において、前記第１の入力端子で受ける受音信号と前記第２の入力端子で受ける受音信号とが入れ替わる、請求項１４記載の収音装置。
【請求項１７】
前記収音装置は、
第１の受音素子と、第２の受音素子と、第３の受音素子とを含み、
正面方向に対して前記第１の受音素子と前記第２の受音素子とを結ぶ直線が垂直であり、正面方向に向かって前記第１の受音素子は左側に配置され、前記第２の受音素子は右側に配置され、
前記第３の受音素子は、前記第１の受音素子と前記第２の受音素子とを結ぶ直線より正面と反対側であって、前記第１の受音素子と前記第３の受音素子との間隔と、前記第２の受音素子と前記第３の受音素子との間隔とが等しくなる位置に配置され、
α1≧０のときに、前記第１の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ11（ｆ）として第１の入力端子で受け、前記第３の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ21（ｆ）として第２の入力端子で受けて、前記式（１）〜（１０）に従う第１のチャネル用の指向性信号Ｙ1（ｆ）を生成する第１番目の信号処理回路と、
α2≧０のときに、前記第２の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ12（ｆ）として第１の入力端子で受け、前記第３の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ22（ｆ）として第２の入力端子で受けて、前記式（１）〜（１０）に従う第２のチャネル用の指向性信号Ｙ2（ｆ）を生成する第２番目の信号処理回路とを含み、
ｋ＝１またはｋ＝２のそれぞれの場合について、αk＜０のときに、前記第ｋ番目の信号処理回路において、前記第１の入力端子で受ける受音信号と前記第２の入力端子で受ける受音信号とが入れ替わる、請求項１記載の収音装置。
【請求項１８】
前記収音装置は、さらに、
α3≧０のときに、前記第３の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ13（ｆ）として第１の入力端子で受け、前記第２の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ23（ｆ）として第２の入力端子で受けて、前記式（１）〜（１０）に従う第３のチャネル用の指向性信号Ｙ3（ｆ）を生成する第３番目の信号処理回路と、
α4≧０のときに、前記第３の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ14（ｆ）として第１の入力端子で受け、前記第１の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ24（ｆ）として第２の入力端子で受けて、前記式（１）〜（１０）に従う第４のチャネル用の指向性信号Ｙ4（ｆ）を生成する第４番目の信号処理回路と、
前記第１の受音素子を通して得られる受音信号と、前記第２の受音素子を通して得られる受音信号とを加算平均して、前記第１の受音素子と前記第２の受音素子とを結ぶ線分の中点に置かれた仮想的な受音素子を通して得られる受音信号を生成する加算平均回路と、
α5≧０のときに、前記仮想的な受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ15（ｆ）として第１の入力端子で受け、前記第３の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ25（ｆ）として第２の入力端子で受けて、前記式（１）〜（１０）に従う第５のチャネル用の指向性信号Ｙ5（ｆ）を生成する第５番目の信号処理回路とを含み、
ｋ＝３またはｋ＝４またはｋ＝５のそれぞれの場合について、αk＜０のときに、前記第ｋ番目の信号処理回路において、前記第１の入力端子で受ける受音信号と前記第２の入力端子で受ける受音信号とが入れ替わる、請求項１７記載の収音装置。
【請求項１９】
前記収音装置は、さらに、
α3≧０のときに、前記第３の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ13（ｆ）として第１の入力端子で受け、前記第２の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ23（ｆ）として第２の入力端子で受けて、前記式（１）〜（１０）に従う第３のチャネル用の指向性信号Ｙ3（ｆ）を生成する第３番目の信号処理回路と、
α4≧０のときに、前記第３の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ14（ｆ）として第１の入力端子で受け、前記第１の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ24（ｆ）として第２の入力端子で受けて、前記式（１）〜（１０）に従う第４のチャネル用の指向性信号Ｙ4（ｆ）を生成する第４番目の信号処理回路と、
前記第１のチャネル用の指向性信号Ｙ1（ｆ）と、前記第２のチャネル用の指向性信号Ｙ2（ｆ）とを加算平均して、第５のチャネル用の指向性信号Ｙ5（ｆ）を生成する加算平均回路とを含み、
ｋ＝３またはｋ＝４のそれぞれの場合について、αk＜０のときに、前記第ｋ番目の信号処理回路において、前記第１の入力端子で受ける受音信号と前記第２の入力端子で受ける受音信号とが入れ替わる、請求項１７記載の収音装置。
【請求項２０】
前記収音装置は、
第１の受音素子と、第２の受音素子と、第３の受音素子とを含み、
正面方向に対して前記第１の受音素子と前記第３の受音素子とを結ぶ直線が平行であり、正面側に前記第１の受音素子が配置され、正面と反対側に前記第３の受音素子が配置され、
前記第２の受音素子は、前記第１の受音素子と前記第３の受音素子とを結ぶ直線より正面に向かって右側であって、前記第１の受音素子と前記第２の受音素子との間隔と、前記第３の受音素子と前記第２の受音素子との間隔とが等しくなる位置に配置され、
α1≧０のときに、前記第１の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ11（ｆ）として第１の入力端子で受け、前記第２の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ21（ｆ）として第２の入力端子で受けて、前記式（１）〜（１０）に従う第１のチャネル用の指向性信号Ｙ1（ｆ）を生成する第１番目の信号処理回路と、
α2≧０のときに、前記第２の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ12（ｆ）として第１の入力端子で受け、前記第３の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ22（ｆ）として第２の入力端子で受けて、前記式（１）〜（１０）に従う第２のチャネル用の指向性信号Ｙ2（ｆ）を生成する第２番目の信号処理回路とを含み、
ｋ＝１またはｋ＝２のそれぞれの場合について、αk＜０のときに、前記第ｋ番目の信号処理回路において、前記第１の入力端子で受ける受音信号と前記第２の入力端子で受ける受音信号とが入れ替わる、請求項１記載の収音装置。
【請求項２１】
前記収音装置は、さらに、
α3≧０のときに、前記第１の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ13（ｆ）として第１の入力端子で受け、前記第３の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ23（ｆ）として第２の入力端子で受けて、前記式（１）〜（１０）に従う第３のチャネル用の指向性信号Ｙ3（ｆ）を生成する第３番目の信号処理回路と、
α4≧０のときに、前記第３の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ14（ｆ）として第１の入力端子で受け、前記第２の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ24（ｆ）として第２の入力端子で受けて、前記式（１）〜（１０）に従う第４のチャネル用の指向性信号Ｙ4（ｆ）を生成する第４番目の信号処理回路と、
α5≧０のときに、前記第２の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ15（ｆ）として第１の入力端子で受け、前記第１の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ25（ｆ）として第２の入力端子で受けて、前記式（１）〜（１０）に従う第５のチャネル用の指向性信号Ｙ5（ｆ）を生成する第５番目の信号処理回路とを含み、
ｋ＝３またはｋ＝４またはｋ＝５のそれぞれの場合について、αk＜０のときに、前記第ｋ番目の信号処理回路において、前記第１の入力端子で受ける受音信号と前記第２の入力端子で受ける受音信号とが入れ替わる、請求項２０記載の収音装置。
【請求項２２】
前記収音装置は、
第１の受音素子と、第２の受音素子と、第３の受音素子とを含み、
正面方向に対して前記第１の受音素子と前記第３の受音素子とを結ぶ直線が平行であり、正面側に前記第１の受音素子が配置され、正面と反対側に前記第３の受音素子が配置され、
前記第２の受音素子は、前記第１の受音素子と前記第３の受音素子とを結ぶ直線より正面に向かって左側であって、前記第１の受音素子と前記第２の受音素子との間隔と、前記第３の受音素子と前記第２の受音素子との間隔とが等しくなる位置に配置され、
α1≧０のときに、前記第２の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ11（ｆ）として第１の入力端子で受け、前記第３の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ21（ｆ）として第２の入力端子で受けて、前記式（１）〜（１０）に従う第１のチャネル用の指向性信号Ｙ1（ｆ）を生成する第１番目の信号処理回路と、
α2≧０のときに、前記第１の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ12（ｆ）として第１の入力端子で受け、前記第２の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ22（ｆ）として第２の入力端子で受けて、前記式（１）〜（１０）に従う第２のチャネル用の指向性信号Ｙ2（ｆ）を生成する第２番目の信号処理回路とを含み、
ｋ＝１またはｋ＝２のそれぞれの場合について、αk＜０のときに、前記第ｋ番目の信号処理回路において、前記第１の入力端子で受ける受音信号と前記第２の入力端子で受ける受音信号とが入れ替わる、請求項１記載の収音装置。
【請求項２３】
前記収音装置は、さらに、
α3≧０のときに、前記第１の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ13（ｆ）として第１の入力端子で受け、前記第３の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ23（ｆ）として第２の入力端子で受けて、前記式（１）〜（１０）に従う第３のチャネル用の指向性信号Ｙ3（ｆ）を生成する第３番目の信号処理回路と、
α4≧０のときに、前記第２の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ14（ｆ）として第１の入力端子で受け、前記第１の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ24（ｆ）として第２の入力端子で受けて、前記式（１）〜（１０）に従う第４のチャネル用の指向性信号Ｙ4（ｆ）を生成する第４番目の信号処理回路と、
α5≧０のときに、前記第３の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ15（ｆ）として第１の入力端子で受け、前記第２の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ25（ｆ）として第２の入力端子で受けて、前記式（１）〜（１０）に従う第５のチャネル用の指向性信号Ｙ5（ｆ）を生成する第５番目の信号処理回路とを含み、
ｋ＝３またはｋ＝４またはｋ＝５のそれぞれの場合について、αk＜０のときに、前記第ｋ番目の信号処理回路において、前記第１の入力端子で受ける受音信号と前記第２の入力端子で受ける受音信号とが入れ替わる、請求項２２記載の収音装置。
【請求項２４】
前記収音装置は、
第１の受音素子と、第２の受音素子と、第３の受音素子と、第４の受音素子とを含み、
正面方向に対して前記第１の受音素子と前記第２の受音素子とを結ぶ直線が垂直であり、正面方向に向かって前記第１の受音素子は左側に配置され、前記第２の受音素子は右側に配置され、
前記第３の受音素子は、前記第１の受音素子と前記第２の受音素子とを結ぶ直線より正面側であって、前記第１の受音素子と前記第３の受音素子との間隔と、前記第２の受音素子と前記第３の受音素子との間隔とが等しくなる位置に配置され、
前記第４の受音素子は、前記第３の受音素子と前記第４の受音素子とを結ぶ直線が、正面方向に対して平行で、かつ前記第３の受音素子より正面と反対側になる位置に配置され、
α1≧０のときに、前記第３の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ11（ｆ）として第１の入力端子で受け、前記第２の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ21（ｆ）として第２の入力端子で受けて、前記式（１）〜（１０）に従う第１のチャネル用の指向性信号Ｙ1（ｆ）を生成する第１番目の信号処理回路と、
α2≧０のときに、前記第３の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ12（ｆ）として第１の入力端子で受け、前記第１の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ22（ｆ）として第２の入力端子で受けて、前記式（１）〜（１０）に従う第２のチャネル用の指向性信号Ｙ2（ｆ）を生成する第２番目の信号処理回路と、
α3≧０のときに、前記第３の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ13（ｆ）として第１の入力端子で受け、前記第４の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ23（ｆ）として第２の入力端子で受けて、前記式（１）〜（１０）に従う第３のチャネル用の指向性信号Ｙ3（ｆ）を生成する第３番目の信号処理回路と、
α4≧０のときに、前記第１の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ14（ｆ）として第１の入力端子で受け、前記第３の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ24（ｆ）として第２の入力端子で受けて、前記式（１）〜（１０）に従う第４のチャネル用の指向性信号Ｙ4（ｆ）を生成する第４番目の信号処理回路と、
α5≧０のときに、前記第２の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ15（ｆ）として第１の入力端子で受け、前記第３の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ25（ｆ）として第２の入力端子で受けて、前記式（１）〜（１０）に従う第５のチャネル用の指向性信号Ｙ5（ｆ）を生成する第５番目の信号処理回路とを含み、
ｋ＝１またはｋ＝２またはｋ＝３またはｋ＝４またはｋ＝５のそれぞれの場合について、αk＜０のときに、前記第ｋ番目の信号処理回路において、前記第１の入力端子で受ける受音信号と前記第２の入力端子で受ける受音信号とが入れ替わる、請求項１記載の収音装置。
【請求項２５】
前記収音装置は、
第１の受音素子と、第２の受音素子と、第３の受音素子と、第４の受音素子とを含み、
正面方向に対して前記第１の受音素子と前記第２の受音素子とを結ぶ直線が垂直であり、正面方向に向かって前記第１の受音素子は左側に配置され、前記第２の受音素子は右側に配置され、
前記第４の受音素子は、前記第１の受音素子と前記第２の受音素子とを結ぶ直線より正面と反対側であって、前記第１の受音素子と前記第４の受音素子との間隔と、前記第２の受音素子と前記第４の受音素子との間隔とが等しくなる位置に配置され、
前記第３の受音素子は、前記第３の受音素子と前記第４の受音素子とを結ぶ直線が、正面方向に対して平行で、前記第４の受音素子より正面側になる位置に配置され、
α1≧０のときに、前記第１の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ11（ｆ）として第１の入力端子で受け、前記第４の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ21（ｆ）として第２の入力端子で受けて、前記式（１）〜（１０）に従う第１のチャネル用の指向性信号Ｙ1（ｆ）を生成する第１番目の信号処理回路と、
α2≧０のときに、前記第２の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ12（ｆ）として第１の入力端子で受け、前記第４の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ22（ｆ）として第２の入力端子で受けて、前記式（１）〜（１０）に従う第２のチャネル用の指向性信号Ｙ2（ｆ）を生成する第２番目の信号処理回路と、
α3≧０のときに、前記第３の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ13（ｆ）として第１の入力端子で受け、前記第４の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ23（ｆ）として第２の入力端子で受けて、前記式（１）〜（１０）に従う第３のチャネル用の指向性信号Ｙ3（ｆ）を生成する第３番目の信号処理回路と、
α4≧０のときに、前記第４の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ14（ｆ）として第１の入力端子で受け、前記第２の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ24（ｆ）として第２の入力端子で受けて、前記式（１）〜（１０）に従う第４のチャネル用の指向性信号Ｙ4（ｆ）を生成する第４番目の信号処理回路と、
α5≧０のときに、前記第４の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ15（ｆ）として第１の入力端子で受け、前記第１の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ25（ｆ）として第２の入力端子で受けて、前記式（１）〜（１０）に従う第５のチャネル用の指向性信号Ｙ5（ｆ）を生成する第５番目の信号処理回路とを含み、
ｋ＝１またはｋ＝２またはｋ＝３またはｋ＝４またはｋ＝５のそれぞれの場合について、αk＜０のときに、前記第ｋ番目の信号処理回路において、前記第１の入力端子で受ける受音信号と前記第２の入力端子で受ける受音信号とが入れ替わる、請求項１記載の収音装置。
【請求項２６】
前記収音装置は、
第１の受音素子と、第２の受音素子と、第３の受音素子と、第４の受音素子とを含み、
正面方向に対して前記第１の受音素子と前記第２の受音素子とを結ぶ直線が垂直であり、正面方向に向かって前記第１の受音素子は左側に配置され、前記第２の受音素子は右側に配置され、
前記第３の受音素子は、前記第１の受音素子と前記第２の受音素子とを結ぶ直線より正面側であって、前記第１の受音素子と前記第３の受音素子との間隔と、前記第２の受音素子と前記第３の受音素子との間隔とが等しくなる位置に配置され、
前記第４の受音素子は、前記第１の受音素子と前記第２の受音素子とを結ぶ直線より正面と反対側であって、前記第１の受音素子と前記第４の受音素子との間隔と、前記第２の受音素子と前記第４の受音素子との間隔とが等しくなる位置に配置され、
α1≧０のときに、前記第３の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ11（ｆ）として第１の入力端子で受け、前記第２の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ21（ｆ）として第２の入力端子で受けて、前記式（１）〜（１０）に従う第１のチャネル用の指向性信号Ｙ1（ｆ）を生成する第１番目の信号処理回路と、
α2≧０のときに、前記第３の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ12（ｆ）として第１の入力端子で受け、前記第１の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ22（ｆ）として第２の入力端子で受けて、前記式（１）〜（１０）に従う第２のチャネル用の指向性信号Ｙ2（ｆ）を生成する第２番目の信号処理回路と、
α3≧０のときに、前記第３の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ13（ｆ）として第１の入力端子で受け、前記第４の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ23（ｆ）として第２の入力端子で受けて、前記式（１）〜（１０）に従う第３のチャネル用の指向性信号Ｙ3（ｆ）を生成する第３番目の信号処理回路と、
α4≧０のときに、前記第４の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ14（ｆ）として第１の入力端子で受け、前記第２の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ24（ｆ）として第２の入力端子で受けて、前記式（１）〜（１０）に従う第４のチャネル用の指向性信号Ｙ4（ｆ）を生成する第４番目の信号処理回路と、
α5≧０のときに、前記第４の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ15（ｆ）として第１の入力端子で受け、前記第１の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ25（ｆ）として第２の入力端子で受けて、前記式（１）〜（１０）に従う第５のチャネル用の指向性信号Ｙ5（ｆ）を生成する第５番目の信号処理回路とを含み、
ｋ＝１またはｋ＝２またはｋ＝３またはｋ＝４またはｋ＝５のそれぞれの場合について、αk＜０のときに、前記第ｋ番目の信号処理回路において、前記第１の入力端子で受ける受音信号と前記第２の入力端子で受ける受音信号とが入れ替わる、請求項１記載の収音装置。
【請求項２７】
前記収音装置は、
第１の受音素子と、第２の受音素子と、第３の受音素子と、第４の受音素子とを含み、
正面方向に対して前記第１の受音素子と前記第２の受音素子とを結ぶ直線が垂直であり、正面方向に向かって前記第１の受音素子は左側に配置され、前記第２の受音素子は右側に配置され、
前記第３の受音素子は、前記第１の受音素子と前記第２の受音素子とを結ぶ直線より正面側であって、前記第１の受音素子と前記第３の受音素子との間隔と、前記第２の受音素子と前記第３の受音素子との間隔とが等しくなる位置に配置され、
前記第４の受音素子は、前記第１の受音素子と前記第２の受音素子とを結ぶ直線より正面と反対側であって、前記第１の受音素子と前記第４の受音素子との間隔と、前記第２の受音素子と前記第４の受音素子との間隔とが等しくなる位置に配置され、
α1≧０のときに、前記第１の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ11（ｆ）として第１の入力端子で受け、前記第４の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ21（ｆ）として第２の入力端子で受けて、前記式（１）〜（１０）に従う第１のチャネル用の指向性信号Ｙ1（ｆ）を生成する第１番目の信号処理回路と、
α2≧０のときに、前記第２の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ12（ｆ）として第１の入力端子で受け、前記第４の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ22（ｆ）として第２の入力端子で受けて、前記式（１）〜（１０）に従う第２のチャネル用の指向性信号Ｙ2（ｆ）を生成する第２番目の信号処理回路と、
α3≧０のときに、前記第３の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ13（ｆ）として第１の入力端子で受け、前記第４の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ23（ｆ）として第２の入力端子で受けて、前記式（１）〜（１０）に従う第３のチャネル用の指向性信号Ｙ3（ｆ）を生成する第３番目の信号処理回路と、
α4≧０のときに、前記第１の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ14（ｆ）として第１の入力端子で受け、前記第３の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ24（ｆ）として第２の入力端子で受けて、前記式（１）〜（１０）に従う第４のチャネル用の指向性信号Ｙ4（ｆ）を生成する第４番目の信号処理回路と、
α5≧０のときに、前記第２の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ15（ｆ）として第１の入力端子で受け、前記第３の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ25（ｆ）として第２の入力端子で受けて、前記式（１）〜（１０）に従う第５のチャネル用の指向性信号Ｙ5（ｆ）を生成する第５番目の信号処理回路とを含み、
ｋ＝１またはｋ＝２またはｋ＝３またはｋ＝４またはｋ＝５のそれぞれの場合について、αk＜０のときに、前記第ｋ番目の信号処理回路において、前記第１の入力端子で受ける受音信号と前記第２の入力端子で受ける受音信号とが入れ替わる、請求項１記載の収音装置。
【請求項２８】
前記収音装置は、
第１の受音素子と、第２の受音素子と、第３の受音素子と、第４の受音素子とを含み、
正面方向に対して前記第１の受音素子と前記第２の受音素子とを結ぶ直線が垂直であり、正面方向に向かって前記第１の受音素子は右側に配置され、前記第２の受音素子は左側に配置され、
前記第１の受音素子と前記第４の受音素子とを結ぶ直線が、正面方向に対して平行で、前記第４の受音素子は、前記第１の受音素子より正面と反対側に配置され、
前記第１の受音素子、前記第２の受音素子、前記第３の受音素子、および前記第４の受音素子は、長方形を形成する位置に配置され、
α1≧０のときに、前記第２の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ11（ｆ）として第１の入力端子で受け、前記第４の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ21（ｆ）として第２の入力端子で受けて、前記式（１）〜（１０）に従う第１のチャネル用の指向性信号Ｙ1（ｆ）を生成する第１番目の信号処理回路と、
α2≧０のときに、前記第１の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ12（ｆ）として第１の入力端子で受け、前記第３の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ22（ｆ）として第２の入力端子で受けて、前記式（１）〜（１０）に従う第２のチャネル用の指向性信号Ｙ2（ｆ）を生成する第２番目の信号処理回路と、
α3≧０のときに、前記第２の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ13（ｆ）として第１の入力端子で受け、前記第３の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ23（ｆ）として第２の入力端子で受けて、前記式（１）〜（１０）に従う第３のチャネル用の指向性信号Ｙ3（ｆ）を生成する第３番目の信号処理回路と、
α4≧０のときに、前記第３の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ14（ｆ）として第１の入力端子で受け、前記第１の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ24（ｆ）として第２の入力端子で受けて、前記式（１）〜（１０）に従う第４のチャネル用の指向性信号Ｙ4（ｆ）を生成する第４番目の信号処理回路と、
α5≧０のときに、前記第４の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ15（ｆ）として第１の入力端子で受け、前記第２の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ25（ｆ）として第２の入力端子で受けて、前記式（１）〜（１０）に従う第５のチャネル用の指向性信号Ｙ5（ｆ）を生成する第５番目の信号処理回路とを含み、
ｋ＝１またはｋ＝２またはｋ＝３またはｋ＝４またはｋ＝５のそれぞれの場合について、αk＜０のときに、前記第ｋ番目の信号処理回路において、前記第１の入力端子で受ける受音信号と前記第２の入力端子で受ける受音信号とが入れ替わる、請求項１記載の収音装置。
【請求項２９】
前記収音装置は、
第１の受音素子と、第２の受音素子と、第３の受音素子と、第４の受音素子とを含み、
正面方向に対して前記第１の受音素子と前記第２の受音素子とを結ぶ直線が垂直であり、正面方向に向かって前記第１の受音素子は右側に配置され、前記第２の受音素子は左側に配置され、
前記第４の受音素子は、前記第１の受音素子と前記第４の受音素子とを結ぶ直線が、正面方向に対して平行で、かつ前記第１の受音素子より正面と反対側になる位置に配置され、
前記第１の受音素子、前記第２の受音素子、前記第３の受音素子、および前記第４の受音素子は、長方形を形成する位置に配置され、
α1≧０のときに、前記第２の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ11（ｆ）として第１の入力端子で受け、前記第４の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ21（ｆ）として第２の入力端子で受けて、前記式（１）〜（１０）に従う第１のチャネル用の指向性信号Ｙ1（ｆ）を生成する第１番目の信号処理回路と、
α2≧０のときに、前記第１の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ12（ｆ）として第１の入力端子で受け、前記第３の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ22（ｆ）として第２の入力端子で受けて、前記式（１）〜（１０）に従う第２のチャネル用の指向性信号Ｙ2（ｆ）を生成する第２番目の信号処理回路と、
α3≧０のときに、前記第１の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ13（ｆ）として第１の入力端子で受け、前記第４の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ23（ｆ）として第２の入力端子で受けて、前記式（１）〜（１０）に従う第３のチャネル用の指向性信号Ｙ3（ｆ）を生成する第３番目の信号処理回路と、
α4≧０のときに、前記第３の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ14（ｆ）として第１の入力端子で受け、前記第１の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ24（ｆ）として第２の入力端子で受けて、前記式（１）〜（１０）に従う第４のチャネル用の指向性信号Ｙ4（ｆ）を生成する第４番目の信号処理回路と、
α5≧０のときに、前記第４の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ15（ｆ）として第１の入力端子で受け、前記第２の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ25（ｆ）として第２の入力端子で受けて、前記式（１）〜（１０）に従う第５のチャネル用の指向性信号Ｙ5（ｆ）を生成する第５番目の信号処理回路とを含み、
ｋ＝１またはｋ＝２またはｋ＝３またはｋ＝４またはｋ＝５のそれぞれの場合について、αk＜０のときに、前記第ｋ番目の信号処理回路において、前記第１の入力端子で受ける受音信号と前記第２の入力端子で受ける受音信号とが入れ替わる、請求項１記載の収音装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、マイクロホンアレーを備えた収音装置に関し、特に、音声の歪みが少ない指向性信号を複数個生成することが可能な収音装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
様々な音が発せられている状況下で特定の音声を抽出する技術として、空間上に複数個のマイクロホンを設置し、各々のマイクロホンから得られた音声信号を用いて空間的に指向性を形成して、目的の音声を分離する技術（マイクロホンアレー技術）が提案されている。
【０００３】
マイクロホンアレーは音声信号を受信する機器に広く用いられる。マイクロホンアレーの利用される機器の例として、たとえば、携帯電話、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、ボイスレコーダ、会議収音システムなどがある。
【０００４】
マイクロホンアレーの利用例について具体的に説明する。ボイスレコーダの場合、マイクロホンアレーは話者方向から到達する音声のみを強調して周辺雑音の受信を抑制する雑音抑圧機能を実現する。別の例として、携帯電話の場合、マイクロホンアレーは話者が携帯電話から少し離れた位置から発話する場合に周辺雑音の受信を抑制するハンズフリー通話機能を実現する。さらに別の例として、ビデオカメラの場合、マイクロホンアレーは、左右それぞれの方向に指向性を持った信号を生成し、それらをステレオ信号として用いることで、立体感のある音声を録音するステレオ化機能を実現する。
【０００５】
マイクロホンアレーを構成するマイクロホンには、たとえば、ＥＣＭ（Ｅｌｅｃｔｒｅｔ  Ｃｏｎｄｅｎｓｅｒ  Ｍｉｃｒｏｐｈｏｎｅ）が用いられる。ＥＣＭは、音を電気信号に変換して出力する電子部品であり、１対の電極板で構成されたコンデンサと、そのコンデンサに接続された電子回路を備えている。上述のコンデンサは、電極板の一方が音を受けて振動する構造となっており、振動に伴って電極板間の距離が変化するので、容量が変化する。また、電極板にはエレクトレット（永続的に電荷が保持されるようにした物質）が用いられており、電極板間には電圧が生じているので、容量変化に伴って電圧変化や電流変化が生じて音が電気信号に変換される。上述の電子回路は、得られた電気信号の増幅やインピーダンスの調整を行なって信号の出力を行なう回路であり、トランジスタ、コンデンサ、抵抗などで構成される。また、ＥＣＭの種類によってはＡ／Ｄ変換器を内蔵し、電気信号をデジタル化して出力するものもある。
【０００６】
マイクロホンアレーを用いて指向性を形成する技術として、遅延和型アレーまたは減算型アレーがある。
【０００７】
遅延和型アレーを用いて指向性処理を行なう例として、たとえば、特許文献１では、それぞれ異なる周波数帯域に狭指向性を示す複数のマイクロホンを配置し、それぞれの受音信号を加算し、広い周波数帯域においても鋭い指向性を得ることが可能なマイクロホン装置の例が開示される。
【０００８】
また、減算型アレーを用いて指向性処理を行なう例として、たとえば、特許文献２では、指向性処理を行なうマイクロホンアレーを２つ設け、これら２つのマイクロホンアレーを交差して配置することで、音響的に立体感のある音声信号を得ることが可能な信号処理装置の例が開示される。以下では、遅延和型アレーと減算型アレーによって指向性を形成する方法を説明する。
【０００９】
（遅延和型アレー）
図４８は、遅延和型アレーに含まれるマイクロホンアレーのマイクロホンの配置を示す図である。同図を参照して、Ｘ軸上にマイクロホンＭＣ１，ＭＣ２が配置される。マイクロホンＭＣ１とマイクロホンＭＣ２との間隔をＤとする。マイクロホンＭＣ１とマイクロホンＭＣ２の各々から原点までの間隔はいずれも０．５Ｄである。
【００１０】
図４９は、遅延和型アレーの構成を示すブロック図である。同図を参照して、マイクロホンＭＣ１，ＭＣ２は、たとえば、ＥＣＭで構成されており、音圧をアナログの電気信号に変換して、アナログ受音信号として出力する。
【００１１】
ＡＤ変換部ＡＤ１０１，ＡＤ１０２は、マイクロホンＭＣ１，ＭＣ２から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換して出力する。Ａ／Ｄ変換部ＡＤ１０ｎ（ｎ＝１か２のいずれかである）から出力されるデジタルの受音信号を周波数領域で表現したものをＸn（ｆ）（ｆは周波数である）と示すことにする。
【００１２】
遅延部ＤＬ１０１は、入力される受音信号Ｘ1（ｆ）を遅延時間τ＝Ｄ／ｃだけ遅延させる。ただしここでｃは音速である。遅延τを加える処理は、周波数領域においてｅｘｐ（−２πｉｆτ）を乗ずることに等しい。ここでｉは虚数単位である。遅延部ＤＬ１０１から出力される信号は、以下の式（Ａ１）のように表わされる。
【００１３】
Ｘ1（ｆ）ｅｘｐ（−２πiｆＤ／ｃ）…（Ａ１）
Ａ／Ｄ変換部ＡＤ１０２および遅延部ＤＬ１０１から出力される信号は加算化されて平均化される。なお、以後の説明の便宜のため、図４９のように受音信号Ｘ1（ｆ），Ｘ2（ｆ）を合成して指向性信号Ｙ（ｆ）を生成するための遅延部ＤＬ１０１を含めた部分を信号処理回路ＳＰ１００と示すことにする。指向性信号Ｙ（ｆ）は以下の式（Ａ２）のように表わされる。
【００１４】
Ｙ（ｆ）＝１／２｛Ｘ1（ｆ）ｅｘｐ（−２πiｆＤ／ｃ）＋Ｘ2（ｆ）｝…（Ａ２）
図４８に示すように、音波ＳＷが平面波として進行し、Ｘ軸に対し、音波ＳＷが到来角Φで到達したとする。ここで、到来角Φは、音波ＳＷが到来する方向（つまり、音源の方向）の角度をいう。また、原点にマイクロホンが設置されていると仮定した場合に原点上のマイクロホンで得られる信号をＸ（ｆ）とする。このとき、ある波面が原点に到達した時刻を基準にすると、その波面はマイクロホンＭＣｎ（ｎは１か２のいずれかである）に時間をτ１nだけ遅延して到達する。時間τ１nは、次の式（Ａ３）のように表わされる。
【００１５】
τ１n＝(ｎ−１−０．５)×ＤｃｏｓΦ／ｃ  …（Ａ３）
ここで、時間τ１nが負の場合は、原点よりもマイクロホンＭＣｎに音波が早く到達することを示す。
【００１６】
よって、マイクロホンＭＣｎ（ｎは１か２のいずれかである）で得られる受音信号Ｘn（ｆ）は、Ｘ（ｆ）に対し時間τ１nだけ遅延する。受音信号Ｘ（ｆ）を時間τ１nだけ遅延させた受音信号Ｘn（ｆ）は以下の式（Ａ４）のように表わされる。
【００１７】
Ｘn（ｆ）＝Ｘ（ｆ）ｅｘｐ（−２πiｆ×(ｎ−１−０．５)×ＤｃｏｓΦ／ｃ）  …（Ａ４）
式（Ａ４）を式（Ａ２）に代入すると、指向性信号Ｙ（ｆ）は、以下の式（Ａ５）のように表わされる。
【００１８】
Ｙ（ｆ）＝（１／２）｛Ｘ（ｆ）ｅｘｐ（πｉｆＤｃｏｓΦ／ｃ）ｅｘｐ（−２πｉｆＤ）＋Ｘ（ｆ）ｅｘｐ（−πｉｆＤｃｏｓΦ／ｃ）｝
＝（１／２）Ｘ（ｆ）｛ｅｘｐ（πｉｆＤｃｏｓΦ／ｃ）ｅｘｐ（−πｉｆＤ／ｃ）＋ｅｘｐ（−πｉｆＤｃｏｓΦ／ｃ）ｅｘｐ（πｉｆＤ／ｃ）｝ｅｘｐ（−πｉｆＤ／ｃ）
＝（１／２）Ｘ（ｆ）｛ｅｘｐ（πｉｆＤ（ｃｏｓΦ−1）／ｃ）＋ｅｘｐ（−πｉｆＤ（ｃｏｓΦ−１）／ｃ）｝ｅｘｐ（−πｉｆＤ／ｃ）
＝Ｘ（ｆ）ｃｏｓ（πｆＤ（ｃｏｓΦ−１）／ｃ）ｅｘｐ（−πiｆＤ／ｃ）  …（Ａ５）
さて、受音信号Ｘ（ｆ）に対する指向性信号Ｙ（ｆ）の振幅特性比Ｇ（ｆ）は以下に示す式（Ａ６）のように定義される。
【００１９】
Ｇ（ｆ）＝｜Ｙ（ｆ）／Ｘ（ｆ）｜  …（Ａ６）
式（Ａ６）は、式（Ａ５）を用いると、以下の式（Ａ７）のように順次変形される。
【００２０】
Ｇ（ｆ）＝｜Ｘ（ｆ）ｃｏｓ（πｆＤ（ｃｏｓΦ−1）／ｃ）ｅｘｐ（−πifＤ／ｃ）／Ｘ（ｆ）｜
＝｜ｃｏｓ（πｆＤ（ｃｏｓΦ−１）／ｃ）｜｜ｅｘｐ（−πifＤ／ｃ）｜
＝｜ｃｏｓ（πｆＤ（ｃｏｓΦ−１）／ｃ）｜  …（Ａ７）
式（Ａ７）において、Φ＝０°（ｃｏｓΦ＝１）のとき、振幅特性比Ｇ（ｆ）は最大値となる。また、間隔Ｄが充分小さい場合（｜πｆＤ（ｃｏｓΦ−１）／ｃ｜＜π／２の場合）には、Φ＝±１８０°（ｃｏｓΦ＝−１）のとき、振幅特性比Ｇ（ｆ）は最小値となる。よって遅延和型アレー１００は、到来角Φ＝０°の方向に指向性を形成する。
【００２１】
図５０は、遅延和型アレー１００の指向性パターンを示す図である。同図において、周波数ｆが２０００Ｈｚであり、マイクロホンＭＣ１とマイクロホンＭＣ２との間隔Ｄが０．０２ｍ（２ｃｍ）であるときの遅延和型アレーの指向性パターンが示される。なお、図５０では、説明の便宜上、Ｘ軸の正方向を到来角Φ＝０°の方向とする。
【００２２】
図５０に示されるように、到来角Φ＝０°付近の音波に対して大きな振幅が得られており、それ以外の方向では振幅が小さく抑えられている。したがって、図５０のグラフからも、遅延和型アレーによって、到来角Φ＝０°の方向に指向性が形成されることが示される。
【００２３】
（減算型アレー）
図５１は、減算型アレーの構成を示すブロック図である。同図を参照して、マイクロホンＭＣｎ（ｎは、１または２である）は、たとえば、ＥＣＭで構成されており、音圧をアナログの電気信号に変換して、アナログ受音信号として出力する。マイクロホンＭＣｎの配置は、図４８に従うものとする。
【００２４】
ＡＤ変換部ＡＤ１０ｎ（ｎは、１または２のいずれかの整数である）は、マイクロホンＭＣｎから出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換して出力する。Ａ／Ｄ変換部ＡＤ１０ｎから出力されるデジタルの受音信号を周波数領域で表現したものをＸn（ｆ）と示すことにする。
【００２５】
遅延部ＤＬ１０２は、入力される受音信号Ｘ2（ｆ）を時間τ＝αＤ／ｃ（但し、ｃは音速，αは定数）だけ遅延させる。遅延τを加える処理は、周波数領域においてｅｘｐ（−２πiｆτ）を乗ずることに等しい。ここで、ｉは虚数単位である。したがって、遅延部ＤＬ１０１から出力される信号は、以下の式（Ａ８）のように表わされる。
【００２６】
Ｘ2（ｆ）ｅｘｐ（−２πｉｆαＤ／ｃ）…（Ａ８）
減算部ＳＢ１は、Ａ／Ｄ変換部ＡＤ１０１から出力される受音信号Ｘ1（ｆ）から遅延部ＤＬ１０２の出力信号を減算処理し、結果を指向性信号Ｙ（ｆ）として出力する。指向性信号Ｙ（ｆ）は以下の式（Ａ９）のように表わされる。
【００２７】
Ｙ（ｆ）＝Ｘ1（ｆ）−Ｘ2（ｆ）ｅｘｐ（−２πｉｆαＤ／ｃ）  …（Ａ９）
なお、図５１に示すように、遅延部ＤＬ１０１と減算部ＳＢ１とを含む部分を信号処理回路ＳＰ１０１と示すことにする。
【００２８】
図４８に示すように、音波ＳＷが平面波として進行し、マイクロホンＭＣ１とＭＣ２とを結ぶＸ軸に対し、音波ＳＷが到来角Φで到達したとする。マイクロホンＭＣ１とマイクロホンＭＣ２の中点が原点とし、原点にマイクロホンが設置されていると仮定した場合に原点上のマイクロホンで得られる信号をＸ（ｆ）とする。このとき、ある波面が原点に到達した時刻を基準にすると、その波面はマイクロホンＭＣｎ（ｎは１または２である）に時間をτ１nだけ遅延して到達する。時間τ１nは、次の式（Ａ１０）のように表わされる。
【００２９】
τ１n＝(ｎ−１−０．５)×ＤｃｏｓΦ／ｃ  …（Ａ１０）
ここで、時間τ１nが負の場合は、原点よりもマイクロホンＭＣｎに音波が早く到達することを示す。
【００３０】
よって、マイクロホンＭＣｎ（ｎは１または２）で得られる受音信号Ｘn（ｆ）は、Ｘ（ｆ）に対し時間τ１nだけ遅延する。受音信号Ｘ（ｆ）を時間τ１nだけ遅延させた受音信号Ｘn（ｆ）は以下の式（Ａ１１）のように表わされる。
【００３１】
Ｘn（ｆ）＝Ｘ（ｆ）ｅｘｐ（−２πiｆ×(ｎ−１−０．５)ＤｃｏｓΦ／ｃ）  …（Ａ１１）
式（Ａ９）を式（Ａ１１）を用いて変形すると、以下の式（Ａ１２）が得られる。
【００３２】
Ｙ（ｆ）＝Ｘ（ｆ）ｅｘｐ（πｉｆＤｃｏｓΦ／ｃ）−Ｘ（ｆ）ｅｘｐ（−πｉｆＤｃｏｓΦ／ｃ）ｅｘｐ（−２πｉｆαＤ／ｃ）
＝Ｘ（ｆ）{ｅｘｐ（πｉｆＤｃｏｓΦ／ｃ＋πｉｆαＤ／ｃ）−ｅｘｐ（−πｉｆＤｃｏｓΦ／ｃ−πｉｆαＤ／ｃ）}ｅｘｐ（−πｉｆαＤ／ｃ）
＝Ｘ（ｆ）{ｅｘｐ（πｉｆＤ（ｃｏｓΦ＋α）／ｃ）−ｅｘｐ（−πｉｆＤ（ｃｏｓΦ＋α）／ｃ）}ｅｘｐ（−πｉｆαＤ／ｃ）
＝Ｘ（ｆ）｛２ｉ×ｓｉｎ（πfＤ（ｃｏｓΦ＋α）／ｃ）｝ｅｘｐ（−πｉｆαＤ／ｃ）
＝２ｉ×ｓｉｎ（πｆＤ（ｃｏｓΦ＋α）／ｃ）ｅｘｐ（−πｉｆαＤ／ｃ）Ｘ（ｆ）  …（Ａ１２）
さて、式（Ａ６）で定義される振幅特性比Ｇ（ｆ）は、式（Ａ１２）を用いると、以下の式（Ａ１３）のように表わされる。
【００３３】
Ｇ（ｆ）＝｜２ｉ×ｓｉｎ（πfＤ（ｃｏｓΦ＋α）／ｃ）ｅｘｐ（−πｉｆαＤ／ｃ）Ｘ（ｆ）／Ｘ（ｆ）｜
＝｜２ｉ×ｓｉｎ（πfＤ（ｃｏｓΦ＋α）／ｃ）ｅｘｐ（−πｉｆαＤ／ｃ）｜
＝｜２ｓｉｎ（πｆＤ（ｃｏｓΦ＋α）／ｃ）｜  …（Ａ１３）
さて、α＝１／２のときには、振幅特性比Ｇ（ｆ）は、式（Ａ１４）で表わされる。
【００３４】
Ｇ（ｆ）＝｜２ｓｉｎ（πｆＤ（ｃｏｓΦ＋１／２）／ｃ）｜  …（Ａ１４）
α＝１／２のときには、Φ＝１２０°（ｃｏｓΦ＝−１／２）ではＧ（ｆ）＝０となる。Ｇ（ｆ）が０になるような到来角Φを以後、死角と称する。
【００３５】
また、マイクロホンＭＣ１，ＭＣ２が近接して間隔Ｄが十分小さい場合には、｜πｆＤ（ｃｏｓΦ＋１／２）／ｃ|＜π／２となり、到来角Φが０°、つまりｃｏｓΦが１のとき、振幅特性比Ｇ（ｆ）は最大値になる。つまり、減算型アレーでは、到来角Φ＝０°の方向に指向性が形成される。
【００３６】
図５２は、減算型アレー１０１の指向性パターンを示す図である。同図において、周波数ｆが２０００Ｈｚであり、マイクロホンＭＣ１とマイクロホンＭＣ２との間隔Ｄが０．０２ｍ（２ｃｍ）であり、α＝１／２のときの減算型アレー１０１の指向性パターンが示される。なお、図５２では、図５０と同様に、説明の便宜上、Ｘ軸の正方向を到来角Φ＝０°の方向とする。図５２に示されるように、到来角Φ＝０°付近の音波に対して大きな振幅が得られており、それ以外の方向では振幅が小さく抑えられている。したがって、図５２のグラフからも、減算型アレー１０１によって、到来角Φ＝０°の方向に指向性が形成されることが示される。
【００３７】
さて、このような遅延和型アレーまたは減算型アレーを複数個用いて、複数個の指向性信号をマルチチャネル信号として生成する収音装置が、たとえば、特許文献３に記載されている。特許文献３では、指向性を持たない３つの無指向性マイクロホンから得られる信号のうちいずれか２つを各々合成する合成手段を備えることでマルチチャネル用信号を生成する収音装置の例が開示される。
【００３８】
以下では、マルチチャネル信号を生成する従来の４タイプの収音装置について説明する。
【００３９】
（２個のマイクロホンを有し、遅延和型アレーを用いる従来の収音装置）
図５３は、マルチチャネル信号を生成する従来の収音装置の構成の一例を示すブロック図である。同図を参照して、この収音装置１０２は、２個のマイクロホンを有し、遅延和型アレーを用いる収音装置であって、音波ＳＷを受信する受信回路ＤＴ１，ＤＴ２と、受信回路ＤＴ１，ＤＴ２から出力される受音信号ＸA（ｆ），ＸB（ｆ）を受けて指向性を有する指向性信号ＹＬ，ＹＲを出力するマルチチャネル信号生成部ＳＴ１００とを含む。
【００４０】
受信回路ＤＴ１は、音波ＳＷをアナログの電気信号に変換して、アナログ受音信号として出力するマイクロホンＭＣＡと、マイクロホンＭＣＡから出力されるアナログ受音信号をデジタル信号に変換して出力するＡ／Ｄ変換部ＡＤ１とを含む。Ａ／Ｄ変換部ＡＤ１からは受音信号ＸA（ｆ）が出力される。
【００４１】
受信回路ＤＴ２の構成は、受信回路ＤＴ１の構成と同様であり、マイクロホンＭＣＢと、Ａ／Ｄ変換部ＡＤ２とを含む。Ａ／Ｄ変換部ＡＤ２からはＸB（ｆ）が出力される。
【００４２】
次に、マイクロホンの配置について説明する。マイクロホンＭＣＡは、図４８のマイクロホンＭＣ２に対応する。マイクロホンＭＣＢは、図４８のマイクロホンＭＣ１に対応する。つまり、正面方向（Ｙ軸の正方向）に向かってマイクロホンＭＣＡは左側に、マイクロホンＭＣＢは右側に配置されている。また、マイクロホンＭＣＡとマイクロホンＭＣＢとの間隔はＤである。
【００４３】
マルチチャネル信号生成部ＳＴ１００は、受音信号ＸA（f）と受音信号ＸB（f）とを合成して指向性信号ＹＬを出力する信号処理回路ＳＰＬＡと、受音信号ＸA（f）と受音信号ＸB（f）とを合成して指向性信号ＹＲを出力する信号処理回路ＳＰＲＡとを含む。
【００４４】
信号処理回路ＳＰＬＡは、図４９の信号処理回路ＳＰ１００と同じ構成であり、受音信号Ｘ1（f）に対応する入力として受音信号ＸA（f）を受け、受音信号Ｘ2（f）に対応する入力として受音信号ＸB（f）を用いて処理を行ない、生成される指向性信号Ｙ（ｆ）を指向性信号ＹＬとして出力する。
【００４５】
信号処理回路ＳＰＲＡも、図４９の信号処理回路ＳＰ１００と同じ構成であり、受音信号Ｘ1（f）に対応する入力として受音信号ＸB（f）を、受音信号Ｘ2（f）に対応する入力として受音信号ＸA（f）を用いて処理を行ない、生成される指向性信号Ｙ（ｆ）を指向性信号ＹＲとして出力する。
【００４６】
以上のようにしてマルチチャネル信号生成部ＳＴ１００で生成された指向性信号ＹＬを左チャネルの信号、指向性信号ＹＲを右チャネルの信号として用いることで、マルチチャネル信号が生成される。
【００４７】
次に、収音装置１０２を用いて得られる効果について説明する。
【００４８】
信号処理回路ＳＰＬＡは、図４９のマイクロホンＭＣ１の代わりに図５３のマイクロホンＭＣＡを用い、図４９のマイクロホンＭＣ２の代わりに図５３のマイクロホンＭＣＢを用いた場合の遅延和型アレー１００の処理に相当する処理を行なう。したがって、指向性信号ＹＬは到来角Φ＝１８０°の方向に指向性を形成する信号となる。
【００４９】
信号処理回路ＳＰＲＡは、図４９のマイクロホンＭＣ１の代わりに図５３のマイクロホンＭＣＢを用い、図４９のマイクロホンＭＣ２の代わりに図５３のマイクロホンＭＣＡを用いた場合の遅延和型アレー１００の処理に相当する処理を行なう。したがって、指向性信号ＹＲはΦ＝０°の方向に指向性を形成する信号となる。
【００５０】
図５４は、遅延和型アレーを用いた収音装置１０２の各チャネルの信号の指向性パターンを示す図である。同図を参照して、グラフＧＲ０２は指向性信号ＹＬの指向性パターンを示し、グラフＧＲ０３は指向性信号ＹＲの指向性パターンを示す。ここで、周波数ｆは２０００Ｈｚであり、マイクロホンＭＣＡとマイクロホンＭＣＢとの間隔Ｄは０．０２ｍ（２ｃｍ）である。
【００５１】
図５４を参照すると、収音装置１０２は、正面に対して左側から到来する音を主に含む左チャネルの信号と、右側から到来する音を主に含む右チャネルの信号を生成することができ、その結果、立体感のある音声信号を生成することができることが示される。
【００５２】
（２個のマイクロホンを有し、減算型アレーを用いる従来の収音装置）
次に、２個のマイクロホンを用いて、マルチチャネル信号を生成する、減算型アレーを用いた収音装置の従来例について説明する。
【００５３】
この収音装置の構成については、図５３に示される収音装置１０２の構成と同様である。ただし、信号処理回路ＳＰＬＡ，ＳＰＲＡの構成は、図５１の信号処理回路ＳＰ１０１と同様の構成である。
【００５４】
信号処理回路ＳＰＬＡは、受音信号Ｘ1（f）に対応する入力として受音信号ＸA（f）を受け、受音信号Ｘ2（f）に対応する入力として受音信号ＸB（f）を用いて処理を行ない、生成される指向性信号Ｙ（ｆ）を指向性信号ＹＬとして出力する。
【００５５】
信号処理回路ＳＰＲＡは、受音信号Ｘ1（f）に対応する入力として受音信号ＸB（f）を、受音信号Ｘ2（f）に対応する入力として受音信号ＸA（f）を用いて処理を行ない、生成される指向性信号Ｙ（ｆ）を指向性信号ＹＲとして出力する。
【００５６】
以上のようにしてマルチチャネル信号生成部で生成された指向性信号ＹＬを左チャネルの信号、指向性信号ＹＲを右チャネルの信号として用いることで、マルチチャネル信号が生成される。
【００５７】
次に、このような収音装置を用いて得られる効果について説明する。
【００５８】
信号処理回路ＳＰＬＡは、図５１のマイクロホンＭＣ１の代わりに図５３のマイクロホンＭＣＡを用い、図５１のマイクロホンＭＣ２の代わりに図５３のマイクロホンＭＣＢを用いた場合の減算型アレー１０１の処理に相当する処理を行なう。したがって、α≧０のときに、指向性信号ＹＬは、Φ＝１８０°の方向に指向性を形成する信号となる。
【００５９】
信号処理回路ＳＰＲＡは、図５１のマイクロホンＭＣ１の代わりに図５３のマイクロホンＭＣＢを用い、図５１のマイクロホンＭＣ２の代わりに図５３のマイクロホンＭＣＡを用いた場合の減算型アレー１０１の処理に相当する処理を行なう。したがって、α≧０のときに、指向性信号ＹＲは、Φ＝０°の方向に指向性を形成する信号となる。
【００６０】
図５５は、減算型アレーを用いた収音装置の各チャネルの信号の指向性パターンを示す図である。同図を参照して、グラフＧＲ００は指向性信号ＹＬの指向性パターンを示し、グラフＧＲ０１は指向性信号ＹＲの指向性パターンを示す。ここで、周波数ｆは２０００Ｈｚであり、マイクロホンＭＣＡとマイクロホンＭＣＢとの間隔Ｄは０．０２ｍ（２ｃｍ）である。また、α＝１／２である。
【００６１】
図５５を参照すると、この収音装置は、正面に対して左側から到来する音を主に含む左チャネルの信号と、右側から到来する音を主に含む右チャネルの信号を生成することができ、その結果、立体感のある音声信号を生成することができることが示される。
【００６２】
（３個のマイクロホンを有し、遅延和型アレーを用いる従来の収音装置）
図５６は、従来の収音装置に含まれる３個のマイクロホンの配置を示す図である。同図を参照して、マイクロホンＭＣＡ，ＭＣＢ，ＭＣＣの３つのマイクロホンが配置される。Ｙ軸方向を正面方向として、マイクロホンＭＣＡは左側（座標Ａ）に配置される。また、マイクロホンＭＣＢは右側（座標Ｂ）に配置され、マイクロホンＭＣＣはマイクロホンＭＣＡとＭＣＢを結ぶ線分の中点の正面方向、すなわちＹ軸上の正の側（座標Ｃ）に配置される。
【００６３】
マイクロホンＭＣＡとマイクロホンＭＣＢとの間隔はＤ０であり、マイクロホンＭＣＡとマイクロホンＭＣＣとの間隔、およびマイクロホンＭＣＢとマイクロホンＭＣＣとの間隔はＤ１である。
【００６４】
図５７は、マルチチャネル信号を生成する従来の収音装置の構成の別の例を示すブロック図である。同図を参照して、この収音装置１０３は、３個のマイクロホンを有し、遅延和型アレーを用いる収音装置であって、音波ＳＷを受信する受信回路ＤＴＡ〜ＤＴＣと、受信回路ＤＴＡ〜ＤＴＣから出力される受音信号を受けて指向性信号ＹＬ，ＹＲ，ＹＳＬ，ＹＳＲ，ＹＣを出力するマルチチャネル信号生成部ＳＴ１０２とを含む。
【００６５】
受信回路ＤＴＡ〜ＤＴＣの構成は、図５３の受信回路ＤＴ１の構成と各々同様である。よって以後の説明は繰り返さない。Ａ／Ｄ変換部ＡＤＡから出力されるデジタルの受音信号を周波数領域で表現したものをＸA（ｆ）とし、同様にＡ／Ｄ変換部ＡＤＢから出力されるデジタルの受音信号を周波数領域で表現したものをＸB（ｆ）とし、Ａ／Ｄ変換部ＡＤＣから出力されるデジタルの受音信号を周波数領域で表現したものをＸc（ｆ）とする。
【００６６】
マルチチャネル信号生成部ＳＴ１０２は、信号処理回路ＳＰＳＲＡ、信号処理回路ＳＰＬＡ、信号処理回路ＳＰＲＡ、信号処理回路ＳＰＳＬＡとを含む。
【００６７】
信号処理回路ＳＰＳＲＡは、図４９の信号処理回路ＳＰ１００と同じ構成であり、受音信号Ｘ1(f)に対応する入力として受音信号ＸB(f)を、受音信号Ｘ2(f)に対応する入力として受音信号ＸC(f)を用いて処理を行ない、生成される指向性信号Ｙ（ｆ）を指向性信号ＹＳＲとして出力する。ただし、ここではＤ＝Ｄ1である。
【００６８】
信号処理回路ＳＰＬＡは、図４９の信号処理回路ＳＰ１００と同じ構成であり、受音信号Ｘ1(f)に対応する入力として受音信号ＸC(f)を、受音信号Ｘ2(f)に対応する入力として受音信号ＸB(f)を用いて処理を行ない、生成される指向性信号Ｙ（ｆ）を指向性信号ＹＬとして出力する。ただし、ここではＤ＝Ｄ1である。
【００６９】
信号処理回路ＳＰＲＡは、図４９の信号処理回路ＳＰ１００と同じ構成であり、受音信号Ｘ1(f)に対応する入力として受音信号ＸC(f)を、受音信号Ｘ2(f)に対応する入力として受音信号ＸA(f)を用いて処理を行ない、生成される指向性信号Ｙ（ｆ）を指向性信号ＹＲとして出力する。ただし、ここではＤ＝Ｄ1である。
【００７０】
信号処理回路ＳＰＳＬＡは、図４９の信号処理回路ＳＰ１００と同じ構成であり、受音信号Ｘ1(f)に対応する入力として受音信号ＸA(f)を、受音信号Ｘ2(f)に対応する入力として受音信号ＸC(f)を用いて処理を行ない、生成される指向性信号Ｙ（ｆ）を指向性信号ＹＳＬとして出力する。ただし、ここではＤ＝Ｄ1である。
【００７１】
マルチチャネル信号生成部ＳＴ１０２は、さらに、指向性信号ＹＬと指向性信号ＹＲとを加算平均して指向性信号ＹＣを出力する合成部ＡＤＤＲとを含む。
【００７２】
以上のようにしてマルチチャネル信号生成部ＳＴ１０２で生成された指向性信号ＹＬを左チャネルの信号、指向性信号ＹＲを右チャネルの信号、指向性信号ＹＳＬを左サラウンドチャネルの信号、指向性信号ＹＳＲを右サラウンドチャネルの信号、指向性信号ＹＣをセンターチャネルの信号として用いることで、マルチチャネル信号を生成することができる。
【００７３】
次に、収音装置１０３を用いて得られる効果について説明する。
【００７４】
信号処理回路ＳＰＳＲＡは、図４９のマイクロホンＭＣ１の代わりに図５７のマイクロホンＭＣＢを用い、図４９のマイクロホンＭＣ２の代わりに図５７のマイクロホンＭＣＣを用いた場合の遅延和型アレー１００の処理に相当する処理を行なう。したがって、指向性信号ＹＳＲは、マイクロホンＭＣＣとマイクロホンＭＣＢを結ぶ直線のマイクロホンＭＣＢの向きに指向性を形成する信号となる。
【００７５】
信号処理回路ＳＰＬＡは、図４９のマイクロホンＭＣ１の代わりに図５７のマイクロホンＭＣＣを用い、図４９のマイクロホンＭＣ２の代わりに図５７のマイクロホンＭＣＢを用いた場合の遅延和型アレー１００の処理に相当する処理を行なう。したがって、指向性信号ＹＬは、マイクロホンＭＣＣとマイクロホンＭＣＢを結ぶ直線のマイクロホンＭＣＣの向きに指向性を形成する信号となる。
【００７６】
信号処理回路ＳＰＲＡは、図４９のマイクロホンＭＣ１の代わりに図５７のマイクロホンＭＣＣを用い、図４９のマイクロホンＭＣ２の代わりに図５７のマイクロホンＭＣＡを用いた場合の遅延和型アレーの処理に相当する処理を行なう。したがって、指向性信号ＹＲは、マイクロホンＭＣＣとマイクロホンＭＣＡを結ぶ直線のマイクロホンＭＣＣの向きに指向性を形成する信号となる。
【００７７】
信号処理回路ＳＰＳＬＡは、図４９のマイクロホンＭＣ１の代わりに図５７のマイクロホンＭＣＡを用い、図４９のマイクロホンＭＣ２の代わりに図５７のマイクロホンＭＣＣを用いた場合の遅延和型アレーの処理に相当する処理を行なう。したがって、指向性信号ＹＳＬは、マイクロホンＭＣＣとマイクロホンＭＣＡを結ぶ直線のマイクロホンＭＣＡの向きに指向性を形成する信号となる。
【００７８】
指向性信号ＹＣは、指向性信号ＹＬと指向性信号ＹＲを加算平均して求められる信号である。指向性信号ＹＬと指向性信号ＹＲは、それぞれ、マイクロホンＭＣＣとマイクロホンＭＣＢを結ぶ直線のマイクロホンＭＣＣの向きと、マイクロホンＭＣＣとマイクロホンＭＣＡを結ぶ直線のマイクロホンＭＣＣの向きに指向性を形成する信号なので、両者を加算することによって、正面方向の指向性が形成される。したがって、指向性信号ＹＣは正面方向への指向性を形成する信号である。
【００７９】
図５８は、遅延和型アレーを用いた収音装置１０３で得られる各チャネルの信号の指向性パターンを示す図である。同図を参照して、グラフＧＲ１１〜ＧＲ１５は、図５７の収音装置１０３で得られる各々の信号の指向性パターンを示す。なお、グラフではＹ軸の正方向を正面方向とする。
【００８０】
図５８を参照すると、収音装置１０３は、正面に対して左前方から到来する音を主に含む左チャネルの信号と、右前方から到来する音を主に含む右チャネルの信号と、左後方から到来する音を主に含む左サラウンドチャネルの信号と、右後方から到来する音を主に含む右サラウンドチャネルの信号と、正面から到来する音を主に含むセンターチャネルの信号を生成することができ、その結果、立体感のある音声信号を生成することができることが示される。
【００８１】
（３個のマイクロホンを有し、減算型アレーを用いる従来の収音装置）
次に、マイクロホン３個を用いて、マルチチャネル信号を生成する、減算型アレーを用いた収音装置の従来例について説明する。
【００８２】
マイクロホンの配置は、図５６に示される配置に従うものとする。つまり、正面方向に向かってマイクロホンＭＣＡは左側に、マイクロホンＭＣＢは右側に、マイクロホンＭＣＣはマイクロホンＭＣＡ，ＭＣＢを結ぶ線分の中点の前方に配置されている。また、マイクロホンＭＣＡとマイクロホンＭＣＢとの間隔はＤ0であり、マイクロホンＭＣＡとマイクロホンＭＣＣとの間隔、およびマイクロホンＭＣＢとマイクロホンＭＣＣとの間隔はＤ1である。
【００８３】
また、この収音装置の構成については、図５７に示される収音装置１０３の構成と同様である。だたし、図５７において信号処理回路ＳＰＳＬＡ，ＳＰＲＡ，ＳＰＬＡ，ＳＰＳＲＡの構成は、図５１の信号処理回路ＳＰ１０１と同様の構成である。
【００８４】
以下、信号処理回路ＳＰＳＬＡ，ＳＰＲＡ，ＳＰＬＡ，ＳＰＳＲＡ、合成部ＡＤＤＲについて詳細に説明する。
【００８５】
信号処理回路ＳＰＳＲＡは、図５１の信号処理回路ＳＰ１０１と同じ構成であり、受音信号Ｘ1（ｆ）に対応する入力として受音信号ＸB（ｆ）を、受音信号Ｘ2（ｆ）に対応する入力として受音信号ＸC（ｆ）を用いて処理を行ない、生成される指向性信号Ｙ（ｆ）を指向性信号ＹＳＲとして出力する。ただし、ここではＤ＝Ｄ1である。
【００８６】
信号処理回路ＳＰＬＡは、図５１の信号処理回路ＳＰ１０１と同じ構成であり、受音信号Ｘ1（ｆ）に対応する入力として受音信号ＸC（ｆ）を、受音信号Ｘ2（ｆ）に対応する入力として受音信号ＸB（ｆ）を用いて処理を行ない、生成される指向性信号Ｙ（ｆ）を指向性信号ＹＬとして出力する。ただし、ここではＤ＝Ｄ1である。
【００８７】
信号処理回路ＳＰＲＡは、図５１の信号処理回路ＳＰ１０１と同じ構成であり、受音信号Ｘ1（ｆ）に対応する入力として受音信号ＸC（ｆ）を、受音信号Ｘ2（ｆ）に対応する入力として受音信号ＸA（ｆ）を用いて処理を行ない、生成される指向性信号Ｙ（ｆ）を指向性信号ＹＲとして出力する。ただし、ここではＤ＝Ｄ1である。
【００８８】
信号処理回路ＳＰＳＬＡは、図５１の信号処理回路ＳＰ１０１と同じ構成であり、受音信号Ｘ1（ｆ）に対応する入力として受音信号ＸA（ｆ）を、受音信号Ｘ2（ｆ）に対応する入力として受音信号ＸC（ｆ）を用いて処理を行ない、生成される指向性信号Ｙ（ｆ）を指向性信号ＹＳＬとして出力する。ただし、ここではＤ＝Ｄ1である。
【００８９】
合成部ＡＤＤＲは、さらに、指向性信号ＹＬと指向性信号ＹＲとを加算平均して指向性信号ＹＣを出力する。
【００９０】
以上のようにしてマルチチャネル信号生成部で生成された指向性信号ＹＬを左チャネルの信号、指向性信号ＹＲを右チャネルの信号、指向性信号ＹＳＬを左サラウンドチャネルの信号、指向性信号ＹＳＲを右サラウンドチャネルの信号、指向性信号ＹＣをセンターチャネルの信号として用いることで、マルチチャネル信号を生成することができる。
【００９１】
次に、この収音装置を用いて得られる効果について説明する。
【００９２】
信号処理回路ＳＰＳＲＡは、図５１のマイクロホンＭＣ１の代わりに図５７のマイクロホンＭＣＢを用い、図５１のマイクロホンＭＣ２の代わりに図５７のマイクロホンＭＣＣを用いた場合の減算型アレー１０１の処理に相当する処理を行なう。したがって、α≧０のときに、指向性信号ＹＳＲは、マイクロホンＭＣＣとマイクロホンＭＣＢを結ぶ直線のマイクロホンＭＣＢの向きに指向性を形成する信号となる。
【００９３】
信号処理回路ＳＰＬＡは、図５１のマイクロホンＭＣ１の代わりに図５７のマイクロホンＭＣＣを用い、図５１のマイクロホンＭＣ２の代わりに図５７のマイクロホンＭＣＢを用いた場合の減算型アレー１０１の処理に相当する処理を行なう。したがって、α≧０のときに、指向性信号ＹＬは、マイクロホンＭＣＣとマイクロホンＭＣＢを結ぶ直線のマイクロホンＭＣＣの向きに指向性を形成する信号となる。
【００９４】
信号処理回路ＳＰＲＡは、図５１のマイクロホンＭＣ１の代わりに図５７のマイクロホンＭＣＣを用い、図５１のマイクロホンＭＣ２の代わりに図５７のマイクロホンＭＣＡを用いた場合の減算型アレー１０１の処理に相当する処理を行なう。したがって、α≧０のときに、指向性信号ＹＲは、マイクロホンＭＣＣとマイクロホンＭＣＡを結ぶ直線のマイクロホンＭＣＣの向きに指向性を形成する信号となる。
【００９５】
信号処理回路ＳＰＳＬＡは、図５１のマイクロホンＭＣ１の代わりに図５７のマイクロホンＭＣＡを用い、図５１のマイクロホンＭＣ２の代わりに図５７のマイクロホンＭＣＣを用いた場合の減算型アレー１０１の処理に相当する処理を行なう。したがって、α≧０のときに、指向性信号ＹＳＬは、マイクロホンＭＣＣとマイクロホンＭＣＡを結ぶ直線のマイクロホンＭＣＡの向きに指向性を形成する信号となる。
【００９６】
指向性信号ＹＣは、指向性信号ＹＬと指向性信号ＹＲを加算平均して求めた信号である。指向性信号ＹＬと指向性信号ＹＲは、それぞれ、α≧０のときに、マイクロホンＭＣＣとマイクロホンＭＣＢを結ぶ直線のマイクロホンＭＣＣの向きと、マイクロホンＭＣＣとマイクロホンＭＣＡを結ぶ直線のマイクロホンＭＣＣの向きに指向性を形成する信号なので、両者を加算することによって、正面方向の指向性が形成される。したがって、α≧０のときに、指向性信号ＹＣは、正面方向への指向性を形成する信号となる。
【００９７】
図５９は、減算型アレーを用いた収音装置で得られる各チャネルの信号の指向性パターンを示す図である。同図を参照して、グラフＧＲ１〜ＧＲ５は、収音装置で得られる各々の信号の指向性パターンを示す。なお、グラフではＹ軸の正方向を正面方向とする。
【００９８】
図５９を参照して、この収音装置は、正面に対して左前方から到来する音を主に含む左チャネルの信号と、右前方から到来する音を主に含む右チャネルの信号と、左後方から到来する音を主に含む左サラウンドチャネルの信号と、右後方から到来する音を主に含む右サラウンドチャネルの信号と、正面から到来する音を主に含むセンターチャネルの信号を生成することができ、その結果、立体感のある音声信号が生成できることが示される。
【特許文献１】特開２０００−３５４２９０号公報
【特許文献２】特開２０００−２８７２９５号公報
【特許文献３】特開２００２−２３２９８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００９９】
しかしながら、従来のような方法によって指向性信号を生成する場合、特に、マイクロホンアレーにおいてマイクロホンが近接して配置させると良好な指向特性が得られにくく、その結果、音声の歪みが少なく、かつ立体感のあるマルチチャネル信号は容易に生成できないという課題がある。
【０１００】
図６０は、マイクロホンを近接した場合の図４８、図４９に示した遅延和型アレーの振幅特性比Ｇ（ｆ）を示すグラフである。同図において、振幅特性比Ｇ（ｆ）の単位はｄＢである。グラフは、音波ＳＷの到来角Φおよび周波数ｆに対する振幅特性比Ｇ（ｆ）を示す。マイクロホンの間隔Ｄは０．００２ｍ（２ｍｍ）である。周波数の低い帯域（たとえば周波数が０Ｈｚ〜４０００Ｈｚの範囲）では、どの方向からの音も振幅特性比Ｇ（ｆ）が大きく指向性が形成できていない。
【０１０１】
遅延和型アレーの場合に周波数の低い帯域で指向性が形成されない理由は、周波数の低い帯域では、どの方向からの音であっても、マイクロホン間で位相差があまり生じず、加算平均によって強められてしまうためである。
【０１０２】
このような場合、低周波数成分を多く含む雑音を充分に抑圧することができない問題や、指向方向以外から到来する音は低域のみが強調されて歪んだ音となるという問題が生じる。
また、さらに、低周波数域では、チャネルごとに異なる指向性が形成されず、どのチャネルもほぼ同じ信号になってしまうので、立体感のある信号が得られない問題が生じる。特に、マイクロホンの間隔が狭くなるほど、マイクロホン間の位相差が小さくなるため、これらの問題は生じやすくなる。
【０１０３】
図６１は、マイクロホンを近接した場合の図４８、図５１に示した減算型アレーの振幅特性比Ｇ（ｆ）を示すグラフである。同図において、振幅特性比Ｇ（ｆ）の単位はｄＢである。グラフは、音波ＳＷの到来角Φおよび周波数ｆに対する振幅特性比Ｇ（ｆ）を示す。マイクロホンの間隔Ｄは、０．００２ｍ（２ｍｍ）である。また、αは１／２（＝−ｃｏｓ１２０°）である。周波数の低い帯域（たとえば周波数が０Ｈｚ〜４０００Ｈｚの範囲）での振幅特性比Ｇ（ｆ）は、周波数が１２０００Ｈｚ〜２００００Ｈｚの範囲の振幅特性比Ｇ（ｆ）よりも低い。また、周波数の低い帯域では、どの方向からの音も振幅特性比Ｇ（ｆ）が小さく、指向性が形成できていない。
【０１０４】
減算型アレーの場合に周波数の低い帯域で振幅特性比Ｇ（ｆ）が小さく、指向性が形成できていない理由は、周波数の低い帯域では、どの方向からの音であっても、マイクロホン間で位相差があまり生じないため、減算によって信号が弱められてしまうためである。
【０１０５】
このような場合、低周波数成分を多く含む目的音声を充分に捉えることができない問題や、目的音声は高域のみが強調されて歪んだ音となるという問題が生じる。また、さらに、低周波数域では、チャネルごとに異なる指向性が形成されず、どのチャネルもほぼ同じ信号になってしまうので、立体感のある信号が得られない問題が生じる。特に、マイクロホンの間隔が狭くなるほど、マイクロホン間の位相差が小さくなるため、これらの問題は生じやすくなる。
【０１０６】
ビデオカメラ等の機器が小型化されるにつれ、搭載されるマイクロホンアレーも小型化が要求されているが、マイクロホンの間隔が狭くなるほど、このような問題は生じやすい。しかしながら、上述の特許文献１〜特許文献３には、このようにマイクロホンが近接した場合に生じる問題に対する解決方法は開示されていない。
【０１０７】
それゆえに、本発明の目的は、マイクロホンが近接する場合にも、音響的に立体感のあるマルチチャネル信号を生成することができる収音装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０１０８】
上記課題を解決するために、本発明のある局面に係る収音装置は、異なる指向性を有する複数個の信号を生成する収音装置であって、少なくとも２つの受音素子と、Ｎ個（Ｎ≧２）の信号処理回路とを備え、第ｋ（ｋ＝１〜Ｎ）番目の信号処理回路は、受音素子、および受音素子を複数個組合わせて仮想的に得られる受音素子の中のいずれか２つの受音素子を通して得られる受音信号Ｘ1k（ｆ）および受音信号Ｘ2k（ｆ）とを受けて、以下の式（Ｂ１）〜（Ｂ１０）に従う、指向性信号Ｙk（ｆ）を生成し、任意の異なるｋ′（１≦ｋ′≦Ｎ）およびｋ″（１≦ｋ″≦Ｎ）について、Ｘ1k′（ｆ）＝Ｘ1k″（ｆ）かつＸ2k′（ｆ）＝Ｘ2k″（ｆ）ではない。
【０１０９】
Ｙk（ｆ）＝Ｈ1k（ｆ）Ｘ1k（ｆ）−Ｈ2k（ｆ）Ｘ2k（ｆ）  …（Ｂ１）
Ｈ1k（ｆ）＝Ｈk（ｆ）ｅｘｐ（−２πｉｆτk＋πｉｆＤkαk／ｃ）  …（Ｂ２）
Ｈ2k（ｆ）＝Ｈk（ｆ）ｅｘｐ（−２πｉｆτk−πｉｆＤkαk／ｃ）  …（Ｂ３）
Ｅ１k＝∫Ｗk（ｆ）｛Ａ１k｜Ｐk（ｆ）Ｈk（ｆ）｜−１｝2ｄｆ  …（Ｂ４）
Ｅ２k＝∫Ｗk（ｆ）｛Ａ２k｜Ｐk（ｆ）｜−１｝2ｄｆ  …（Ｂ５）
Ａ１k＝∫Ｗk（ｆ）｜Ｐk（ｆ）Ｈk（ｆ）｜ｄｆ／∫Ｗk（ｆ）｜Ｐk（ｆ）Ｈk（ｆ）｜2ｄｆ  …（Ｂ６）
Ａ２k＝∫Ｗk（ｆ）｜Ｐk（ｆ）｜ｄｆ／∫Ｗk（ｆ）｜Ｐk（ｆ）｜2ｄｆ  …（Ｂ７）
Ｐk（ｆ）＝２ｓｉｎ（πｆＤk（αk＋１）／ｃ）  …（Ｂ８）
Ｗk（ｆ）≧０  …（Ｂ９）
Ｅ１k＜Ｅ２k  …（Ｂ１０）
ただし、ｆは周波数であり、Ｗk（ｆ）は、周波数ｆに依存する、予め定められた重み関数であり、Ｄkは受音信号Ｘ1k（ｆ）を出力した受音素子と、受音信号Ｘ2k（ｆ）を出力した受音素子との間隔を表す定数であり、τkは所定の遅延時間を表す定数であり、αkは定数であり、iは虚数単位であり、πは円周率であり、ｃは音速であり、ｅｘｐ（）は自然対数の底を底とした指数関数であり、ｓｉｎ（）は正弦関数であり、‖は絶対値を求める演算であり、式（Ｂ４）、（Ｂ５）、（Ｂ６）および（Ｂ７）の積分の範囲は、Ｗk（ｆ）＞０となる周波数ｆの範囲である。
【０１１０】
好ましくは、Ｗk（ｆ）は、以下の式（Ｂ１１）および（Ｂ１２）に従う。
【０１１１】
Ｗk（ｆ）＝０  （ｆ＜３００（Ｈｚ）、または３４００（Ｈｚ）＜ｆ）  ・・・（Ｂ１１）
Ｗk（ｆ）＝１  （３００（Ｈｚ）≦ｆ≦３４００（Ｈｚ））  ・・・（Ｂ１２）
好ましくは、Ｗk（ｆ）は、以下の式（Ｂ１３）および（Ｂ１４）に従う。
【０１１２】
Ｗk（ｆ）＝０  （ｆ＜２０（Ｈｚ）、または２００００（Ｈｚ）＜ｆ）  ・・・（Ｂ１３）
Ｗk（ｆ）＝１  （２０（Ｈｚ）≦ｆ≦２００００（Ｈｚ））  …（Ｂ１４）
好ましくは、Ｗk（ｆ）は、受音信号Ｘ1k（ｆ）およびＸ2k（ｆ）がサンプリング周波数Ｆｓ（Ｈｚ）でサンプリングされたデジタル信号であり、Ｆｓが４００００（Ｈｚ）以下の場合に、以下の式（Ｂ１５）および（Ｂ１６）に従う。
【０１１３】
Ｗk（ｆ）＝０  （ｆ＜２０（Ｈｚ）、またはＦｓ／２（Ｈｚ）＜ｆ）  …（Ｂ１５）
Ｗk（ｆ）＝１  （２０（Ｈｚ）≦ｆ≦Ｆｓ／２（Ｈｚ））  …（Ｂ１６）
好ましくは、人間の聴覚的な感度の高い周波数ほどＷk（ｆ）は大きく、聴覚的な感度が所定のレベル以下の周波数ではＷk（ｆ）＝０である。
【０１１４】
好ましくは、第k番目の信号処理回路は、Ｈ1k（ｆ）に応じた第１のフィルタ係数を有し、受音信号Ｘ1k（ｆ）を受けて、信号Ｈ1k（ｆ）Ｘ1k（ｆ）を出力する第１のフィルタ回路と、Ｈ2k（ｆ）に応じた第２のフィルタ係数を有し、受音信号Ｘ2k（ｆ）を受けて、信号Ｈ2k（ｆ）Ｘ2k（ｆ）を出力する第２のフィルタ回路と、第１のフィルタ回路の出力と第２のフィルタ回路の出力とを合成して、指向性信号Ｙk（ｆ）を出力する合成部とを含む。
【０１１５】
好ましくは、第ｋ番目の信号処理回路は、αk≧０の場合に、受音信号Ｘ2k（ｆ）を｜Ｄkαk／ｃ｜の時間だけ遅延させる遅延回路と、遅延回路の出力と受音信号Ｘ1k（ｆ）とを合成する合成部と、Ｈ1k（ｆ）に応じたフィルタ係数を有し、合成部で合成された信号を受けて、指向性信号Ｙk（ｆ）を出力するフィルタ回路とを含み、ｋ番目の信号処理回路は、αk＜０の場合に、受音信号Ｘ1k（ｆ）を｜Ｄkαk／ｃ｜の時間だけ遅延させる遅延回路と、遅延回路の出力と受音信号Ｘ2k（ｆ）とを合成する合成部と、Ｈ2k（ｆ）に応じたフィルタ係数を有し、合成部で合成された信号を受けて、指向性信号Ｙk（ｆ）を出力するフィルタ回路とを含む。
【０１１６】
好ましくは、Ｈk（ｆ）は、Ｗk（ｆ）＞０となるｆの範囲で、以下の式（Ｂ１７）に従う、または式（Ｂ１７）で近似される。
【０１１７】
Ｈk（ｆ）＝βk／｛２ｉ×ｓｉｎ（πｆＤk（αk＋１）／ｃ）｝  …（Ｂ１７）
ただし、βkは定数であり、ｉは虚数単位である。
【０１１８】
好ましくは、Ｈk（ｆ）は、Ｗk（ｆ）＞０となるｆの範囲で、以下の式（Ｂ１８）に従う、または式（Ｂ１８）で近似される。
【０１１９】
Ｈk（ｆ）＝βk／｛２ｉ（πｆＤk（αk＋１）／ｃ）｝  …（Ｂ１８）
ただし、βkは定数であり、ｉは虚数単位である。
【０１２０】
好ましくは、Ｈk（ｆ）は、Ｗk（ｆ）＞０となるｆの範囲で、以下の式（Ｂ１９）に従う、または式（Ｂ１９）で近似される。
【０１２１】
｜Ｈk（ｆ）｜＝｜βk／｛２ｓｉｎ（πｆＤk（αk＋１）／ｃ）｝｜  …（Ｂ１９）
ただし、βkは定数である。
【０１２２】
好ましくは、Ｈk（ｆ）は、Ｗk（ｆ）＞０となるｆの範囲で、以下の式（Ｂ２０）に従う、または式（Ｂ２０）で近似される。
【０１２３】
｜Ｈk（ｆ）｜＝｜βk／｛２（πｆＤk（αk＋１）／ｃ）｝｜  …（Ｂ２０）
ただし、βkは定数である。
【０１２４】
好ましくは、収音装置は、さらに、Ｎ個の信号処理回路で生成されたＮ個の指向性信号Ｙk（ｆ）（ｋ＝１〜Ｎ）のうちの、ｍ個（２≦ｍ≦Ｎ）の指向性信号を合成する合成部とを備える。
【０１２５】
好ましくは、収音装置は、第１の受音素子と、第２の受音素子とを含み、
正面方向に対して第１の受音素子と第２の受音素子とを結ぶ直線が垂直であり、正面方向に向かって第１の受音素子は左側に配置され、第２の受音素子は右側に配置され、α1≧０のときに、第１の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ11（ｆ）として第１の入力端子で受け、第２の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ21（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｂ１）〜（Ｂ１０）に従う第１のチャネル用の指向性信号Ｙ1（ｆ）を生成する第１番目の信号処理回路と、α2≧０のときに、第２の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ12（ｆ）として第１の入力端子で受け、第１の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ22（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｂ１）〜（Ｂ１０）に従う第２のチャネル用の指向性信号Ｙ2（ｆ）を生成する第２番目の信号処理回路とを含み、ｋ＝１またはｋ＝２のそれぞれの場合について、αk＜０のときに、前記第ｋ番目の信号処理回路において、第１の入力端子で受ける受音信号と第２の入力端子で受ける受音信号とが入れ替わる。
【０１２６】
好ましくは、収音装置は、第１の受音素子と、第２の受音素子と、第３の受音素子とを含み、正面方向に対して第１の受音素子と第２の受音素子とを結ぶ直線が垂直であり、正面方向に向かって第１の受音素子は左側に配置され、第２の受音素子は右側に配置され、第３の受音素子は、第１の受音素子と第２の受音素子とを結ぶ直線より正面側であって、第１の受音素子と第３の受音素子との間隔と、第２の受音素子と第３の受音素子との間隔とが等しくなる位置に配置され、α1≧０のときに、第３の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ11（ｆ）として第１の入力端子で受け、第２の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ21（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｂ１）〜（Ｂ１０）に従う第１のチャネル用の指向性信号Ｙ1（ｆ）を生成する第１番目の信号処理回路と、α2≧０のときに、第３の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ12（ｆ）として第１の入力端子で受け、第１の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ22（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｂ１）〜（Ｂ１０）に従う第２のチャネル用の指向性信号Ｙ2（ｆ）を生成する第２番目の信号処理回路とを含み、ｋ＝１またはｋ＝２のそれぞれの場合について、αk＜０のときに、前記第ｋ番目の信号処理回路において、第１の入力端子で受ける受音信号と第２の入力端子で受ける受音信号とが入れ替わる。
【０１２７】
より好ましくは、収音装置は、さらに、α3≧０のときに、第１の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ13（ｆ）として第１の入力端子で受け、第３の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ23（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｂ１）〜（Ｂ１０）に従う第３のチャネル用の指向性信号Ｙ3（ｆ）を生成する第３番目の信号処理回路と、α4≧０のときに、第２の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ14（ｆ）として第１の入力端子で受け、第３の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ24（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｂ１）〜（Ｂ１０）に従う第４のチャネル用の指向性信号Ｙ4（ｆ）を生成する第４番目の信号処理回路と、第１の受音素子を通して得られる受音信号と、第２の受音素子を通して得られる受音信号とを加算平均して、第１の受音素子と第２の受音素子とを結ぶ線分の中点に置かれた仮想的な受音素子を通して得られる受音信号を生成する加算平均回路と、α5≧０のときに、第３の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ15（ｆ）として第１の入力端子で受け、仮想的な受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ25（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｂ１）〜（Ｂ１０）に従う第５のチャネル用の指向性信号Ｙ5（ｆ）を生成する第５番目の信号処理回路とを含み、ｋ＝３またはｋ＝４またはｋ＝５のそれぞれの場合について、αk＜０のときに、前記第ｋ番目の信号処理回路において、第１の入力端子で受ける受音信号と第２の入力端子で受ける受音信号とが入れ替わる。
【０１２８】
より好ましくは、収音装置は、さらに、α3≧０のときに、第１の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ13（ｆ）として第１の入力端子で受け、第３の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ23（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｂ１）〜（Ｂ１０）に従う第３のチャネル用の指向性信号Ｙ3（ｆ）を生成する第３番目の信号処理回路と、α4≧０のときに、第２の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ14（ｆ）として第１の入力端子で受け、第３の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ24（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｂ１）〜（Ｂ１０）に従う第４のチャネル用の指向性信号Ｙ4（ｆ）を生成する第４番目の信号処理回路と、第１のチャネル用の指向性信号Ｙ1（ｆ）と、第２のチャネル用の指向性信号Ｙ2（ｆ）とを加算平均して、第５のチャネル用の指向性信号Ｙ5（ｆ）を生成する加算平均回路とを含み、ｋ＝３またはｋ＝４のそれぞれの場合について、αk＜０のときに、前記第ｋ番目の信号処理回路において、第１の入力端子で受ける受音信号と第２の入力端子で受ける受音信号とが入れ替わる。
【０１２９】
好ましくは、収音装置は、第１の受音素子と、第２の受音素子と、第３の受音素子とを含み、正面方向に対して第１の受音素子と第２の受音素子とを結ぶ直線が垂直であり、正面方向に向かって第１の受音素子は左側に配置され、第２の受音素子は右側に配置され、第３の受音素子は、第１の受音素子と第２の受音素子とを結ぶ直線より正面と反対側であって、第１の受音素子と第３の受音素子との間隔と、第２の受音素子と第３の受音素子との間隔とが等しくなる位置に配置され、α1≧０のときに、第１の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ11（ｆ）として第１の入力端子で受け、第３の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ21（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｂ１）〜（Ｂ１０）に従う第１のチャネル用の指向性信号Ｙ1（ｆ）を生成する第１番目の信号処理回路と、α2≧０のときに、第２の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ12（ｆ）として第１の入力端子で受け、第３の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ22（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｂ１）〜（Ｂ１０）に従う第２のチャネル用の指向性信号Ｙ2（ｆ）を生成する第２番目の信号処理回路とを含み、ｋ＝１またはｋ＝２のそれぞれの場合について、αk＜０のときに、前記第ｋ番目の信号処理回路において、第１の入力端子で受ける受音信号と第２の入力端子で受ける受音信号とが入れ替わる。
【０１３０】
より好ましくは、収音装置は、さらに、α3≧０のときに、第３の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ13（ｆ）として第１の入力端子で受け、第２の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ23（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｂ１）〜（Ｂ１０）に従う第３のチャネル用の指向性信号Ｙ3（ｆ）を生成する第３番目の信号処理回路と、α4≧０のときに、第３の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ14（ｆ）として第１の入力端子で受け、第１の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ24（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｂ１）〜（Ｂ１０）に従う第４のチャネル用の指向性信号Ｙ4（ｆ）を生成する第４番目の信号処理回路と、第１の受音素子を通して得られる受音信号と、第２の受音素子を通して得られる受音信号とを加算平均して、第１の受音素子と第２の受音素子とを結ぶ線分の中点に置かれた仮想的な受音素子を通して得られる受音信号を生成する加算平均回路と、α5≧０のときに、仮想的な受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ15（ｆ）として第１の入力端子で受け、第３の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ25（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｂ１）〜（Ｂ１０）に従う第５のチャネル用の指向性信号Ｙ5（ｆ）を生成する第５番目の信号処理回路とを含み、ｋ＝３またはｋ＝４またはｋ＝５のそれぞれの場合について、αk＜０のときに、前記第ｋ番目の信号処理回路において、第１の入力端子で受ける受音信号と第２の入力端子で受ける受音信号とが入れ替わる。
【０１３１】
より好ましくは、収音装置は、さらに、α3≧０のときに、第３の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ13（ｆ）として第１の入力端子で受け、第２の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ23（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｂ１）〜（Ｂ１０）に従う第３のチャネル用の指向性信号Ｙ3（ｆ）を生成する第３番目の信号処理回路と、α4≧０のときに、第３の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ14（ｆ）として第１の入力端子で受け、第１の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ24（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｂ１）〜（Ｂ１０）に従う第４のチャネル用の指向性信号Ｙ4（ｆ）を生成する第４番目の信号処理回路と、第１のチャネル用の指向性信号Ｙ1（ｆ）と、第２のチャネル用の指向性信号Ｙ2（ｆ）とを加算平均して、第５のチャネル用の指向性信号Ｙ5（ｆ）を生成する加算平均回路とを含み、ｋ＝３またはｋ＝４のそれぞれの場合について、αk＜０のときに、前記第ｋ番目の信号処理回路において、第１の入力端子で受ける受音信号と第２の入力端子で受ける受音信号とが入れ替わる。
【０１３２】
好ましくは、収音装置は、第１の受音素子と、第２の受音素子と、第３の受音素子とを含み、正面方向に対して第１の受音素子と第３の受音素子とを結ぶ直線が平行であり、正面側に第１の受音素子が配置され、正面と反対側に第３の受音素子が配置され、第２の受音素子は、第１の受音素子と第３の受音素子とを結ぶ直線より正面に向かって右側であって、第１の受音素子と第２の受音素子との間隔と、第３の受音素子と第２の受音素子との間隔とが等しくなる位置に配置され、α1≧０のときに、第１の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ11（ｆ）として第１の入力端子で受け、第２の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ21（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｂ１）〜（Ｂ１０）に従う第１のチャネル用の指向性信号Ｙ1（ｆ）を生成する第１番目の信号処理回路と、α2≧０のときに、第２の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ12（ｆ）として第１の入力端子で受け、第３の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ22（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｂ１）〜（Ｂ１０）に従う第２のチャネル用の指向性信号Ｙ2（ｆ）を生成する第２番目の信号処理回路とを含み、ｋ＝１またはｋ＝２のそれぞれの場合について、αk＜０のときに、前記第ｋ番目の信号処理回路において、第１の入力端子で受ける受音信号と第２の入力端子で受ける受音信号とが入れ替わる。
【０１３３】
より好ましくは、収音装置は、さらに、α3≧０のときに、第１の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ13（ｆ）として第１の入力端子で受け、第３の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ23（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｂ１）〜（Ｂ１０）に従う第３のチャネル用の指向性信号Ｙ3（ｆ）を生成する第３番目の信号処理回路と、α4≧０のときに、第３の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ14（ｆ）として第１の入力端子で受け、第２の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ24（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｂ１）〜（Ｂ１０）に従う第４のチャネル用の指向性信号Ｙ4（ｆ）を生成する第４番目の信号処理回路と、α5≧０のときに、第２の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ15（ｆ）として第１の入力端子で受け、第１の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ25（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｂ１）〜（Ｂ１０）に従う第５のチャネル用の指向性信号Ｙ5（ｆ）を生成する第５番目の信号処理回路とを含み、ｋ＝３またはｋ＝４またはｋ＝５のそれぞれの場合について、αk＜０のときに、前記第ｋ番目の信号処理回路において、第１の入力端子で受ける受音信号と第２の入力端子で受ける受音信号とが入れ替わる。
【０１３４】
好ましくは、収音装置は、第１の受音素子と、第２の受音素子と、第３の受音素子とを含み、正面方向に対して第１の受音素子と第３の受音素子とを結ぶ直線が平行であり、正面側に第１の受音素子が配置され、正面と反対側に第３の受音素子が配置され、第２の受音素子は、第１の受音素子と第３の受音素子とを結ぶ直線より正面に向かって左側であって、第１の受音素子と第２の受音素子との間隔と、第３の受音素子と第２の受音素子との間隔とが等しくなる位置に配置され、α1≧０のときに、第２の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ11（ｆ）として第１の入力端子で受け、第３の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ21（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｂ１）〜（Ｂ１０）に従う第１のチャネル用の指向性信号Ｙ1（ｆ）を生成する第１番目の信号処理回路と、α2≧０のときに、第１の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ12（ｆ）として第１の入力端子で受け、第２の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ22（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｂ１）〜（Ｂ１０）に従う第２のチャネル用の指向性信号Ｙ2（ｆ）を生成する第２番目の信号処理回路とを含み、ｋ＝１またはｋ＝２のそれぞれの場合について、αk＜０のときに、前記第ｋ番目の信号処理回路において、第１の入力端子で受ける受音信号と第２の入力端子で受ける受音信号とが入れ替わる。
【０１３５】
より好ましくは、収音装置は、さらに、α3≧０のときに、第１の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ13（ｆ）として第１の入力端子で受け、第３の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ23（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｂ１）〜（Ｂ１０）に従う第３のチャネル用の指向性信号Ｙ3（ｆ）を生成する第３番目の信号処理回路と、α4≧０のときに、第２の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ14（ｆ）として第１の入力端子で受け、第１の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ24（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｂ１）〜（Ｂ１０）に従う第４のチャネル用の指向性信号Ｙ4（ｆ）を生成する第４番目の信号処理回路と、α5≧０のときに、第３の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ15（ｆ）として第１の入力端子で受け、第２の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ25（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｂ１）〜（Ｂ１０）に従う第５のチャネル用の指向性信号Ｙ5（ｆ）を生成する第５番目の信号処理回路とを含み、ｋ＝３またはｋ＝４またはｋ＝５のそれぞれの場合について、αk＜０のときに、前記第ｋ番目の信号処理回路において、第１の入力端子で受ける受音信号と第２の入力端子で受ける受音信号とが入れ替わる。
【０１３６】
好ましくは、収音装置は、  第１の受音素子と、第２の受音素子と、第３の受音素子と、第４の受音素子とを含み、正面方向に対して第１の受音素子と第２の受音素子とを結ぶ直線が垂直であり、正面方向に向かって第１の受音素子は左側に配置され、第２の受音素子は右側に配置され、第３の受音素子は、第１の受音素子と第２の受音素子とを結ぶ直線より正面側であって、第１の受音素子と第３の受音素子との間隔と、第２の受音素子と第３の受音素子との間隔とが等しくなる位置に配置され、第４の受音素子は、第３の受音素子と第４の受音素子とを結ぶ直線が、正面方向に対して平行で、かつ第３の受音素子より正面と反対側になる位置に配置され、α1≧０のときに、第３の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ11（ｆ）として第１の入力端子で受け、第２の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ21（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｂ１）〜（Ｂ１０）に従う第１のチャネル用の指向性信号Ｙ1（ｆ）を生成する第１番目の信号処理回路と、α2≧０のときに、第３の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ12（ｆ）として第１の入力端子で受け、第１の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ22（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｂ１）〜（Ｂ１０）に従う第２のチャネル用の指向性信号Ｙ2（ｆ）を生成する第２番目の信号処理回路と、α3≧０のときに、第３の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ13（ｆ）として第１の入力端子で受け、第４の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ23（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｂ１）〜（Ｂ１０）に従う第３のチャネル用の指向性信号Ｙ3（ｆ）を生成する第３番目の信号処理回路と、α4≧０のときに、第１の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ14（ｆ）として第１の入力端子で受け、第３の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ24（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｂ１）〜（Ｂ１０）に従う第４のチャネル用の指向性信号Ｙ4（ｆ）を生成する第４番目の信号処理回路と、α5≧０のときに、第２の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ15（ｆ）として第１の入力端子で受け、第３の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ25（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｂ１）〜（Ｂ１０）に従う第５のチャネル用の指向性信号Ｙ5（ｆ）を生成する第５番目の信号処理回路とを含み、ｋ＝１またはｋ＝２またはｋ＝３またはｋ＝４またはｋ＝５のそれぞれの場合について、αk＜０のときに、前記第ｋ番目の信号処理回路において、第１の入力端子で受ける受音信号と第２の入力端子で受ける受音信号とが入れ替わる。
【０１３７】
好ましくは、収音装置は、第１の受音素子と、第２の受音素子と、第３の受音素子と、第４の受音素子とを含み、正面方向に対して第１の受音素子と第２の受音素子とを結ぶ直線が垂直であり、正面方向に向かって第１の受音素子は左側に配置され、第２の受音素子は右側に配置され、第４の受音素子は、第１の受音素子と第２の受音素子とを結ぶ直線より正面と反対側であって、第１の受音素子と第４の受音素子との間隔と、第２の受音素子と第４の受音素子との間隔とが等しくなる位置に配置され、第３の受音素子は、第３の受音素子と第４の受音素子とを結ぶ直線が、正面方向に対して平行で、第４の受音素子より正面側になる位置に配置され、α1≧０のときに、第１の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ11（ｆ）として第１の入力端子で受け、第４の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ21（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｂ１）〜（Ｂ１０）に従う第１のチャネル用の指向性信号Ｙ1（ｆ）を生成する第１番目の信号処理回路と、α2≧０のときに、第２の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ12（ｆ）として第１の入力端子で受け、第４の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ22（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｂ１）〜（Ｂ１０）に従う第２のチャネル用の指向性信号Ｙ2（ｆ）を生成する第２番目の信号処理回路と、α3≧０のときに、第３の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ13（ｆ）として第１の入力端子で受け、第４の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ23（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｂ１）〜（Ｂ１０）に従う第３のチャネル用の指向性信号Ｙ3（ｆ）を生成する第３番目の信号処理回路と、α4≧０のときに、第４の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ14（ｆ）として第１の入力端子で受け、第２の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ24（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｂ１）〜（Ｂ１０）に従う第４のチャネル用の指向性信号Ｙ4（ｆ）を生成する第４番目の信号処理回路と、α5≧０のときに、第４の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ15（ｆ）として第１の入力端子で受け、第１の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ25（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｂ１）〜（Ｂ１０）に従う第５のチャネル用の指向性信号Ｙ5（ｆ）を生成する第５番目の信号処理回路とを含み、ｋ＝１またはｋ＝２またはｋ＝３またはｋ＝４またはｋ＝５のそれぞれの場合について、αk＜０のときに、前記第ｋ番目の信号処理回路において、第１の入力端子で受ける受音信号と第２の入力端子で受ける受音信号とが入れ替わる。
【０１３８】
好ましくは、収音装置は、第１の受音素子と、第２の受音素子と、第３の受音素子と、第４の受音素子とを含み、正面方向に対して第１の受音素子と第２の受音素子とを結ぶ直線が垂直であり、正面方向に向かって第１の受音素子は左側に配置され、第２の受音素子は右側に配置され、第３の受音素子は、第１の受音素子と第２の受音素子とを結ぶ直線より正面側であって、第１の受音素子と第３の受音素子との間隔と、第２の受音素子と第３の受音素子との間隔とが等しくなる位置に配置され、第４の受音素子は、第１の受音素子と第２の受音素子とを結ぶ直線より正面と反対側であって、第１の受音素子と第４の受音素子との間隔と、第２の受音素子と第４の受音素子との間隔とが等しくなる位置に配置され、α1≧０のときに、第３の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ11（ｆ）として第１の入力端子で受け、第２の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ21（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｂ１）〜（Ｂ１０）に従う第１のチャネル用の指向性信号Ｙ1（ｆ）を生成する第１番目の信号処理回路と、α2≧０のときに、第３の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ12（ｆ）として第１の入力端子で受け、第１の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ22（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｂ１）〜（Ｂ１０）に従う第２のチャネル用の指向性信号Ｙ2（ｆ）を生成する第２番目の信号処理回路と、α3≧０のときに、第３の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ13（ｆ）として第１の入力端子で受け、第４の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ23（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｂ１）〜（Ｂ１０）に従う第３のチャネル用の指向性信号Ｙ3（ｆ）を生成する第３番目の信号処理回路と、α4≧０のときに、第４の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ14（ｆ）として第１の入力端子で受け、第２の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ24（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｂ１）〜（Ｂ１０）に従う第４のチャネル用の指向性信号Ｙ4（ｆ）を生成する第４番目の信号処理回路と、α5≧０のときに、第４の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ15（ｆ）として第１の入力端子で受け、第１の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ25（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｂ１）〜（Ｂ１０）に従う第５のチャネル用の指向性信号Ｙ5（ｆ）を生成する第５番目の信号処理回路とを含み、ｋ＝１またはｋ＝２またはｋ＝３またはｋ＝４またはｋ＝５のそれぞれの場合について、αk＜０のときに、前記第ｋ番目の信号処理回路において、第１の入力端子で受ける受音信号と第２の入力端子で受ける受音信号とが入れ替わる。
【０１３９】
好ましくは、収音装置は、第１の受音素子と、第２の受音素子と、第３の受音素子と、第４の受音素子とを含み、正面方向に対して第１の受音素子と第２の受音素子とを結ぶ直線が垂直であり、正面方向に向かって第１の受音素子は左側に配置され、第２の受音素子は右側に配置され、第３の受音素子は、第１の受音素子と第２の受音素子とを結ぶ直線より正面側であって、第１の受音素子と第３の受音素子との間隔と、第２の受音素子と第３の受音素子との間隔とが等しくなる位置に配置され、第４の受音素子は、第１の受音素子と第２の受音素子とを結ぶ直線より正面と反対側であって、第１の受音素子と第４の受音素子との間隔と、第２の受音素子と第４の受音素子との間隔とが等しくなる位置に配置され、α1≧０のときに、第１の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ11（ｆ）として第１の入力端子で受け、第４の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ21（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｂ１）〜（Ｂ１０）に従う第１のチャネル用の指向性信号Ｙ1（ｆ）を生成する第１番目の信号処理回路と、α2≧０のときに、第２の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ12（ｆ）として第１の入力端子で受け、第４の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ22（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｂ１）〜（Ｂ１０）に従う第２のチャネル用の指向性信号Ｙ2（ｆ）を生成する第２番目の信号処理回路と、α3≧０のときに、第３の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ13（ｆ）として第１の入力端子で受け、第４の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ23（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｂ１）〜（Ｂ１０）に従う第３のチャネル用の指向性信号Ｙ3（ｆ）を生成する第３番目の信号処理回路と、α4≧０のときに、第１の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ14（ｆ）として第１の入力端子で受け、第３の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ24（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｂ１）〜（Ｂ１０）に従う第４のチャネル用の指向性信号Ｙ4（ｆ）を生成する第４番目の信号処理回路と、α5≧０のときに、第２の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ15（ｆ）として第１の入力端子で受け、第３の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ25（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｂ１）〜（Ｂ１０）に従う第５のチャネル用の指向性信号Ｙ5（ｆ）を生成する第５番目の信号処理回路とを含み、ｋ＝１またはｋ＝２またはｋ＝３またはｋ＝４またはｋ＝５のそれぞれの場合について、αk＜０のときに、前記第ｋ番目の信号処理回路において、第１の入力端子で受ける受音信号と第２の入力端子で受ける受音信号とが入れ替わる。
【０１４０】
好ましくは、収音装置は、第１の受音素子と、第２の受音素子と、第３の受音素子と、第４の受音素子とを含み、正面方向に対して第１の受音素子と第２の受音素子とを結ぶ直線が垂直であり、正面方向に向かって第１の受音素子は右側に配置され、第２の受音素子は左側に配置され、第１の受音素子と第４の受音素子とを結ぶ直線が、正面方向に対して平行で、第４の受音素子は、第１の受音素子より正面と反対側に配置され、第１の受音素子、第２の受音素子、第３の受音素子、および第４の受音素子は、長方形を形成する位置に配置され、α1≧０のときに、第２の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ11（ｆ）として第１の入力端子で受け、第４の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ21（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｂ１）〜（Ｂ１０）に従う第１のチャネル用の指向性信号Ｙ1（ｆ）を生成する第１番目の信号処理回路と、α2≧０のときに、第１の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ12（ｆ）として第１の入力端子で受け、第３の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ22（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｂ１）〜（Ｂ１０）に従う第２のチャネル用の指向性信号Ｙ2（ｆ）を生成する第２番目の信号処理回路と、α3≧０のときに、第２の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ13（ｆ）として第１の入力端子で受け、第３の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ23（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｂ１）〜（Ｂ１０）に従う第３のチャネル用の指向性信号Ｙ3（ｆ）を生成する第３番目の信号処理回路と、α4≧０のときに、第３の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ14（ｆ）として第１の入力端子で受け、第１の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ24（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｂ１）〜（Ｂ１０）に従う第４のチャネル用の指向性信号Ｙ4（ｆ）を生成する第４番目の信号処理回路と、α5≧０のときに、第４の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ15（ｆ）として第１の入力端子で受け、第２の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ25（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｂ１）〜（Ｂ１０）に従う第５のチャネル用の指向性信号Ｙ5（ｆ）を生成する第５番目の信号処理回路とを含み、ｋ＝１またはｋ＝２またはｋ＝３またはｋ＝４またはｋ＝５のそれぞれの場合について、αk＜０のときに、前記第ｋ番目の信号処理回路において、第１の入力端子で受ける受音信号と第２の入力端子で受ける受音信号とが入れ替わる。
【０１４１】
好ましくは、収音装置は、第１の受音素子と、第２の受音素子と、第３の受音素子と、第４の受音素子とを含み、正面方向に対して第１の受音素子と第２の受音素子とを結ぶ直線が垂直であり、正面方向に向かって第１の受音素子は右側に配置され、第２の受音素子は左側に配置され、第４の受音素子は、第１の受音素子と第４の受音素子とを結ぶ直線が、正面方向に対して平行で、かつ第１の受音素子より正面と反対側になる位置に配置され、第１の受音素子、第２の受音素子、第３の受音素子、および第４の受音素子は、長方形を形成する位置に配置され、α1≧０のときに、第２の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ11（ｆ）として第１の入力端子で受け、第４の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ21（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｂ１）〜（Ｂ１０）に従う第１のチャネル用の指向性信号Ｙ1（ｆ）を生成する第１番目の信号処理回路と、α2≧０のときに、第１の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ12（ｆ）として第１の入力端子で受け、第３の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ22（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｂ１）〜（Ｂ１０）に従う第２のチャネル用の指向性信号Ｙ2（ｆ）を生成する第２番目の信号処理回路と、α3≧０のときに、第１の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ13（ｆ）として第１の入力端子で受け、第４の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ23（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｂ１）〜（Ｂ１０）に従う第３のチャネル用の指向性信号Ｙ3（ｆ）を生成する第３番目の信号処理回路と、α4≧０のときに、第３の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ14（ｆ）として第１の入力端子で受け、第１の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ24（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｂ１）〜（Ｂ１０）に従う第４のチャネル用の指向性信号Ｙ4（ｆ）を生成する第４番目の信号処理回路と、α5≧０のときに、第４の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ15（ｆ）として第１の入力端子で受け、第２の受音素子を通して得られる受音信号を受音信号Ｘ25（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｂ１）〜（Ｂ１０）に従う第５のチャネル用の指向性信号Ｙ5（ｆ）を生成する第５番目の信号処理回路とを含み、ｋ＝１またはｋ＝２またはｋ＝３またはｋ＝４またはｋ＝５のそれぞれの場合について、αk＜０のときに、前記第ｋ番目の信号処理回路において、第１の入力端子で受ける受音信号と第２の入力端子で受ける受音信号とが入れ替わる。
【発明の効果】
【０１４２】
本発明の収音装置によれば、マイクロホンが近接する場合にも、音響的に立体感のあるマルチチャネル信号を生成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０１４３】
以下において、本発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
【０１４４】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の収音装置の適用例を示したブロック図である。図１を参照して、収音装置２０１は音波ＳＷを受けて、指向性を有する左チャネル信号および右チャネル信号からなるマルチチャネル信号を生成する。
【０１４５】
収音装置２０１から出力される信号は、記録媒体２０２へ信号の記録を行なう録音装置２０３に出力される。記録媒体２０２の例は、ビデオテープ、フラッシュメモリ、またはハードディスクなどである。なお、収音装置２０１から出力される信号がデジタル信号で、記録媒体２０２がアナログ信号の媒体であれば、録音装置２０３はデジタル−アナログ変換を行ない、収音装置２０１から出力される信号がアナログ信号で、記録媒体２０２がデジタル信号の媒体であれば、録音装置２０３はアナログ−デジタル変換を行なって、信号の記録を行なう。
【０１４６】
収音装置２０１からの信号が記録された記録媒体２０２は、録音装置２０３から取り外され、再生装置２０４に接続される。
【０１４７】
再生装置２０４は、記録媒体２０２から信号を読出し、アンプＡＭＰに出力する。
【０１４８】
アンプＡＭＰから出力されたマルチチャネル信号は音声として再生する複数のスピーカからなるスピーカユニットＳＰＫに入力される。たとえば２個のチャネル信号の場合には、スピーカユニットＳＰＫは、左チャネル信号を再生するスピーカと右チャネル信号を再生するスピーカから構成される。また、５個のチャネル信号の場合には、スピーカユニットＳＰＫは正面、左、右、左後方、右後方の各々の方向の信号に対応して再生を行なうスピーカから構成される。
【０１４９】
なお、収音装置２０１の出力先は、記録媒体への記録を行なう記録装置に限定されず、携帯電話網やインターネットなどの通信媒体へ信号を出力するように設定されてもよい。
【０１５０】
次に、第１の実施形態において、各指向性信号を生成するために用いる装置について説明する。以下では、説明の便宜上、この装置を「収音ユニット」と称することにする。収音装置２０１には、この収音ユニットが複数個含まれている。ただし、ある収音ユニットに含まれる受信回路は、他の収音ユニットにおいても共通に用いられることがある。
【０１５１】
図２は、収音ユニットの構成を示すブロック図である。同図を参照して、収音ユニット１０Ａは、受信した音波ＳＷを電気信号に変換して出力する受信回路ＤＴ１，ＤＴ２と、各々の受信回路から出力される受音信号Ｘ1（ｆ）、Ｘ2（ｆ）を受けて指向性を有する指向性信号Ｙ（ｆ）を生成する信号処理回路ＳＰ１とを備える。なお、ｆは周波数を示す。
【０１５２】
受信回路ＤＴ１は、音波ＳＷを受けて、アナログ形式の電気信号を出力するマイクロホンＭＣ１と、マイクロホンＭＣ１の出力をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部ＡＤ１とを含む。マイクロホンＭＣ１は、たとえばＥＣＭによって構成される。Ａ／Ｄ変換部ＡＤ１は、マイクロホンＭＣ１から出力されるアナログ信号に特定の周波数帯域の信号のみ通過させる帯域制限処理や離散化、量子化を行ない、デジタル信号を出力する。
【０１５３】
受信回路ＤＴ２は、マイクロホンＭＣ２とＡ／Ｄ変換部ＡＤ２とを含む。受信回路ＤＴ２の構成は、受信回路ＤＴ１の構成と同様である。よって、受信回路ＤＴ２の構成についての説明は繰り返さない。また、Ａ／Ｄ変換部ＡＤ１，ＡＤ２は、同一のサンプリング周波数（離散化が行なわれる周波数）で動作する。
【０１５４】
以下では、Ａ／Ｄ変換部ＡＤ１，ＡＤ２から出力されるデジタルの受音信号を周波数領域で表現したものをＸ1（ｆ）、Ｘ2（ｆ）と示すことにする。
【０１５５】
信号処理回路ＳＰ１は、受音信号Ｘ1（ｆ）を第１の入力端子で受け、受音信号Ｘ2（ｆ）を第２の入力端子で受けて、以下の式（Ｃ１）〜（Ｃ３）に示される指向性信号Ｙ（ｆ）を生成する。
【０１５６】
Ｙ（ｆ）＝Ｈ1（ｆ）Ｘ1（ｆ）−Ｈ2（ｆ）Ｘ2（ｆ）  …（Ｃ１）
Ｈ1（ｆ）＝Ｈ（ｆ）ｅｘｐ（−２πiｆτ＋πｉｆＤα／ｃ）  …（Ｃ２）
Ｈ2（ｆ）＝Ｈ（ｆ）ｅｘｐ（−２πiｆτ−πｉｆＤα／ｃ）  …（Ｃ３）
ここで、ｆは音声信号の周波数である。また、ｉは虚数単位であり、τは原点に音声信号が到達した時間を起点として経過した任意の時間であり、ＤはマイクロホンＭＣ１，ＭＣ２の間隔である。さらに、αは定数であり、ｃは音速であり、ｅｘｐ（）は自然対数の底を底とした指数関数である。Ｈ（ｆ）については、後述する。
【０１５７】
以下、信号処理回路ＳＰ１の処理について詳細に説明する。
【０１５８】
マイクロホンＭＣ１，ＭＣ２に到達する音波ＳＷの到来角をΦとする。なお、マイクロホンＭＣ１，ＭＣ２の配置は、図４８におけるマイクロホンＭＣ１，ＭＣ２と同様である。原点にマイクロホンがあると仮定し、マイクロホンから出力される信号をＸ（ｆ）とすると受音信号Ｘn（ｆ）（ｎは１か２かのいずれかの整数である）はＸ（ｆ）ｅｘｐ（−２πiｆ×(ｎ−１−０．５)ＤｃｏｓΦ／ｃ）と表わされる。
【０１５９】
式（Ｃ１）を順次変形すると、指向性信号Ｙ（ｆ）は、以下の式（Ｃ４）のように表わされる。
【０１６０】
Ｙ（ｆ）＝Ｈ1（ｆ）Ｘ1（ｆ）−Ｈ2（ｆ）Ｘ2（ｆ）
＝Ｈ（ｆ）ｅｘｐ（−２πｉｆτ＋πｉｆＤα／ｃ）Ｘ（ｆ）ｅｘｐ（πｉｆＤｃｏｓΦ／ｃ）−Ｈ（ｆ）ｅｘｐ（−２πｉｆτ−πｉｆＤα／ｃ）Ｘ（ｆ）ｅｘｐ（−πｉｆＤｃｏｓΦ／ｃ）
＝Ｈ（ｆ）Ｘ（ｆ）{ｅｘｐ（πｉｆＤα／ｃ＋πｉｆＤｃｏｓΦ／ｃ）−ｅｘｐ（−πｉｆＤα／ｃ−πｉｆＤｃｏｓΦ／ｃ）｝ｅｘｐ（−２πｉｆτ）
＝Ｈ（ｆ）Ｘ（ｆ）{ｅｘｐ（πｉｆＤ（α＋ｃｏｓΦ）／ｃ）−ｅｘｐ（−πｉｆＤ（α＋ｃｏｓΦ）／ｃ）}ｅｘｐ（−２πｉｆτ）
＝Ｈ（ｆ）Ｘ（ｆ）｛２ｉ×ｓｉｎ（πfＤ（α＋ｃｏｓΦ）／ｃ）｝ｅｘｐ（−２πｉｆτ）
＝２ｉ×ｓｉｎ（πｆＤ（α＋ｃｏｓΦ）／ｃ）ｅｘｐ（−２πｉｆτ）×Ｈ（ｆ）Ｘ（ｆ）  …（Ｃ４）
式（Ｃ４）を用いて振幅特性比Ｇ（ｆ）（＝｜Ｙ（ｆ）／Ｘ（ｆ）｜）は、以下の式（Ｃ５）のように順次変形される。
【０１６１】
Ｇ（ｆ）＝｜２ｉ×ｓｉｎ（πfＤ（α＋ｃｏｓΦ）／ｃ）ｅｘｐ（−２πｉｆτ）Ｈ（ｆ）Ｘ（ｆ）／Ｘ（ｆ）｜
＝｜２ｉ×ｓｉｎ（πfＤ（α＋ｃｏｓΦ）／ｃ）ｅｘｐ（−２πｉｆτ）Ｈ（ｆ）｜
＝|２ｓｉｎ（πｆＤ（α＋ｃｏｓΦ）／ｃ）｜｜Ｈ（ｆ）｜  …（Ｃ５）
さらに振幅特性比Ｇ（ｆ）を式（Ｃ５）から変形する。間隔Ｄは十分小さく、πｆＤ（α＋ｃｏｓΦ）／ｃの絶対値が十分小さいとする。｜ｘ｜が十分小さい範囲ではｓｉｎ（ｘ）はｘに近似されるので、振幅特性比Ｇ（ｆ）は、式（Ｃ５）から近似されて以下の式（Ｃ６）のように変形される。
【０１６２】
Ｇ（ｆ）≒｜２πfＤ（α＋ｃｏｓΦ）／ｃ｜｜Ｈ（ｆ）｜
＝２πＤ／ｃ｜ｆ｜｜α＋ｃｏｓΦ｜｜Ｈ（ｆ）｜  …（Ｃ６）
式（Ｃ６）を用いて周波数fと振幅特性比Ｇ（ｆ）の関係について説明する。まず、振幅特性比Ｇ（ｆ）は｜ｆ｜｜Ｈ（ｆ）｜に比例する。関数｜ｆ｜｜Ｈ（ｆ）｜の性質は到来角Φには依存せず、どの方向からの音であっても同じ形状の周波数特性を有する。
【０１６３】
また、振幅特性比Ｇ（ｆ）は関数|α＋ｃｏｓΦ|に比例する。関数|α＋ｃｏｓΦ|の性質は周波数ｆには依存せず、どの周波数であっても同じ形状の指向特性を有する。
【０１６４】
関数|α＋ｃｏｓΦ|の値は定数αの値に応じて変化する。まず、定数αが−１未満（α＜−１）であれば、ｃｏｓΦが−１から１まで増加するにつれて、関数|α＋ｃｏｓΦ|は単調減少し、ｃｏｓΦ＝１（Φ＝０°）で最小値、ｃｏｓΦ＝−１（Φ＝１８０°）で最大値となる。よって、Φ＝１８０°に単一のピークを持つ指向特性を有する。またαが−１のときには、関数|α＋ｃｏｓΦ|はｃｏｓΦが−1から1まで増加する間に、単調に減少し、ｃｏｓΦ＝１（Φ＝０°）で関数|α＋ｃｏｓΦ|は０となる。つまりαが−１の場合、Φ＝１８０°に単一のピークを持ち、Φ＝０°に死角を持った指向特性となる。
【０１６５】
また、関数|α＋ｃｏｓΦ|は、αが−１より大きく０未満（−１＜α＜０）であればｃｏｓΦが−１から−αまで変化する間は単調減少し、ｃｏｓΦが−αから１まで変化する間は単調増加する。また、関数|α＋ｃｏｓΦ|はｃｏｓΦ＝−αのときに最小値である０となり、ｃｏｓΦ＝−１（Φ＝１８０°）で最大値となる。よって、Φ＝０°に小さなピーク、Φ＝１８０°に大きなピークを持ち、ｃｏｓΦ＝−αを満たすΦの方向に死角を持った指向特性となる。
【０１６６】
また、α＝０のとき、関数|α＋ｃｏｓΦ|は、ｃｏｓΦが−１から０まで増加する間に、単調に減少し、ｃｏｓΦが０から１まで増加する間に、単調に増加し、ｃｏｓΦ＝０で最小値である０となり、ｃｏｓΦ＝１（Φ＝０°）とｃｏｓΦ＝−１（Φ＝１８０°）で最大値をとる。よって、Φ＝０°とΦ＝１８０°に同じ大きさのピークを持ち、Φ＝９０°に死角を持った特性となる。このような特性を「双指向特性」と称する。
【０１６７】
さらに、αが０より大きく１未満（０＜α＜１）であれば、関数|α＋ｃｏｓΦ|は、ｃｏｓΦが−１から−αまで増加する間に、単調に減少し、ｃｏｓΦが−αから1まで増加する間に、単調に増加し、ｃｏｓΦ＝−αで最小値である０となり、ｃｏｓΦ＝１（Φ＝０°）で最大値となる。よって、Φ＝０°に大きなピーク、Φ＝１８０°に小さなピークを持ち、ｃｏｓΦ＝−αを満たすΦの方向に死角を持った指向特性となる。なお、α＝１であれば関数｜α＋ｃｏｓΦ｜は、ｃｏｓΦが−１から１まで増加する間に単調に増加し、ｃｏｓΦ＝−１（Φ＝１８０°）で最小値である０となり、ｃｏｓΦ＝１（Φ＝０°）で最大値をとる。よって、Φ＝０°に単一のピークを持ち、Φ＝１８０°に死角を持った指向特性となる。
【０１６８】
さらに、関数|α＋ｃｏｓΦ|は、αが１より大きい場合（１＜α）であれば、ｃｏｓΦが−１から１まで変化するにつれて単調増加し、ｃｏｓΦ＝−１（Φ＝１８０°）で最小値となり、ｃｏｓΦ＝１（Φ＝０°）で最大値となる。つまり、振幅特性比Ｇ（ｆ）の変化を示す曲線はΦ＝０°に単一のピークを持った指向性を有する。以上に示すように指向特性の形状は、αの値に応じて決定される。
【０１６９】
以下に、第１の実施形態の収音ユニット１０Ａによる効果について説明する。
【０１７０】
従来の減算型アレーは、周波数の低い帯域で振幅特性比Ｇ（ｆ）がどの到来角においても小さいために、指向性が形成できないという問題があった。また、目的音声は高域のみが強調されて歪んだ音として収音されるという問題があった。
【０１７１】
したがって、本実施の形態に係る収音ユニット１０Ａにおける式（Ｃ５）で示される振幅特性比Ｇ（ｆ）が、従来の減算型アレーにおける式（Ａ１３）で示される振幅特性比Ｇ（ｆ）よりも、周波数ｆに対してフラットな特性を有するようにすることによって、従来の問題点を改善する。以下、このように、式（Ｃ５）の振幅特性比Ｇ（ｆ）が式（Ａ１３）の振幅特性比Ｇ（ｆ）よりもフラットな特性を有するために必要となるＨ（ｆ）の条件を導出する。
【０１７２】
まず、準備として、ある周波数−振幅特性がフラットな特性に近いかを評価する方法について説明する。
【０１７３】
ある周波数−振幅特性をＱ（ｆ）とし、特定の大きさの振幅を持つ完全にフラットな特性をＵ（ｆ）＝１とする。
【０１７４】
単純にＱ（ｆ）とＵ（ｆ）の距離（近さ）を算出する場合、式（Ｃ７）の評価量Ｅ′が考えられる。
【０１７５】
Ｅ′＝∫｛Ｑ（ｆ）−Ｕ（ｆ）｝2ｄｆ
＝∫｛Ｑ（ｆ）−１｝2ｄｆ  …（Ｃ７）
式（Ｃ７）の評価量Ｅ′は、各周波数成分についてＱ（ｆ）とＵ（ｆ）との２乗誤差を算出し、それらを総和（積分）した値である。したがって、評価量Ｅ′はＱ（ｆ）がＵ（ｆ）に近いほど小さな値となり、Ｕ（ｆ）に一致したときに０となる。
【０１７６】
しかし、Ｑ（ｆ）がフラットな特性にどれだけ近いかを評価するときに、式（Ｃ７）のように、直接にＵ（ｆ）（＝１）との２乗誤差を算出するのは妥当でない。その理由は、フラットな特性とは、振幅が１に限定されるものではなく、Ｑ（ｆ）は、Ｑ（ｆ）との誤差が最も小さい振幅を持ったフラットな特性と比較されるべきだからである。
【０１７７】
そこで、Ｑ（ｆ）がフラットな特性にどれだけ近いかを示す評価量として、式（Ｃ８）のＥ″が考えられる。
【０１７８】
Ｅ″＝∫｛ＡＱ（ｆ）−１｝2ｄｆ  …（Ｃ８）
ここで、Ａは定数であり、Ｅ″が最小になるように定められる。式（Ｃ８）のＥ″は、各周波数成分についてＱ（ｆ）の定数Ａ倍とＵ（ｆ）（＝１）との２乗誤差を算出し、それらを総和（積分）した値である。したがって、Ｅ″は、Ｑ（ｆ）の定数Ａ倍がＵ（ｆ）（＝１）に近いほど、つまりフラットなほど小さな値となり、Ｕ（ｆ）（＝１）に一致するときに０となる。
【０１７９】
ところで、Ｑ（ｆ）を定数Ａ倍することは、単に出力信号が定数Ａ倍されることに対応し、出力信号の大きさ（音量）の違いとして表れるだけであり、信号の増幅（あるいは減衰）によって簡単に調整可能である。
【０１８０】
以上の点から、Ｑ（ｆ）の特性とＡＱ（ｆ）の特性を区別することに意味がなく、式（Ｃ８）のようにＡＱ（ｆ）を用いてＱ（ｆ）の特性の評価を行なっても差し支えない。
【０１８１】
また、Ｑ（ｆ）を固定して（定数Ａ倍せずに）、フラットな特性の振幅を変えて、つまり、フラットな特性としてＵ（ｆ）（＝１）を定数Ａ倍したものを用いて、２乗誤差を算出する式（Ｃ９）も考えることができる。
【０１８２】
Ｅ＾＝∫｛Ｑ（ｆ）−Ａ｝2ｄｆ  …（Ｃ９）
しかし、式（Ｃ９）では、評価する特性ごとに、比較されるフラットな特性の振幅が異なることになり、複数の特性に対する評価量Ｅ＾を直接比較することができない。一方、式（Ｃ８）では、評価する特性が違っても、比較されるフラットな特性（Ｕ（ｆ））の振幅が同一であり、複数の特性に対する評価量Ｅ″を直接比較することができる。
【０１８３】
以上の説明から明らかなように、式（Ｃ８）に基づいて、Ｑ（ｆ）がフラットな特性にどれだけ近いかを評価することができる。
【０１８４】
さらに検討すると、Ｑ（ｆ）がフラットな特性にどれだけ近いかを評価する場合に、各周波数における誤差を一様に評価するのは妥当ではないといえる。なぜなら、聴覚的な性質や信号の統計的な性質が反映されないからである。
【０１８５】
たとえば、３００〜３４００Ｈｚには、音声を認識するための重要な成分が含まれており、さらに加えてこの周波数帯域における周波数成分は、他の周波数帯域の周波数成分に比べて大きいことが一般的に知られているからである。
【０１８６】
また、サンプリング定理に基づき、サンプリング周波数の１／２以上の周波数の周波数成分は、折り返し歪みを防ぐために帯域制限されるのが一般的である。
【０１８７】
したがって、聴覚的に重要な周波数領域における誤差は大きく評価し、重要でない周波数領域における誤差は小さく評価することや、帯域制限された周波数成分を含まないように評価することが重要になる。
【０１８８】
そこで、人間の聴覚の特性や信号の統計的な性質を考慮した式（Ｃ１０）を評価量として用いることにする。
【０１８９】
Ｅ＝∫Ｗ（ｆ）｛ＡＱ（ｆ）−１｝2ｄｆ  …（Ｃ１０）
Ｗ（ｆ）は、Ｗ（ｆ）≧０であり、聴覚的な性質や信号の統計的な性質に基づいて予め定められた重み関数である。また、式（Ｃ１０）において積分の範囲は、Ｗ（ｆ）＞０となるｆの範囲をとればよいことになる。
【０１９０】
以上の説明によって、式（Ｃ１０）の評価量Ｅが小さいほど、Ｑ（ｆ）がフラットな特性に近いと判断することができることが導かれた。
【０１９１】
次に、式（Ｃ１０）において、Ｅを最小にする定数Ａを定める方法について説明する。式（Ｃ１０）のＥを最小にするＡは、∂Ｅ／∂Ａ＝０を満たす。∂Ｅ／∂Ａは、ＥのＡによる偏微分である。
【０１９２】
式（Ｃ１０）におけるＥをＡで偏微分すると、式（Ｃ１１）のようになる。
【０１９３】
∂Ｅ／∂Ａ＝２∫Ｗ（ｆ）Ｑ（ｆ）｛ＡＱ（ｆ）−１｝ｄｆ
＝２Ａ∫Ｗ（ｆ）Ｑ（ｆ）2ｄｆ−２∫Ｗ（ｆ）Ｑ（ｆ）ｄｆ  …（Ｃ１１）
ここで、式（Ｃ１１）の積分の範囲は、Ｗ（ｆ）＞０となるｆの範囲である。
【０１９４】
∂Ｅ／∂Ａ＝０として、Ａについて解くと、式（Ｃ１２）が得られる。
【０１９５】
Ａ＝∫Ｗ（ｆ）Ｑ（ｆ）ｄｆ／∫Ｗ（ｆ）Ｑ（ｆ）2ｄｆ  …（Ｃ１２）
ここで、式（Ｃ１２）の２つの積分の範囲は、Ｗ（ｆ）＞０となるｆの範囲である。
【０１９６】
よって、式（Ｃ１２）にしたがって、Ａを算出することにより、Ｅを最小にするＡが定められる。
【０１９７】
さて、以上を踏まえて、式（Ｃ５）で示される本実施の形態の振幅特性比Ｇ（ｆ）が、式（Ａ１３）で示される従来の減算型アレーの振幅特性比Ｇ（ｆ）よりも、周波数ｆに対してフラットとなる条件を導出する。
【０１９８】
本実施の形態の収音ユニット１０Ａの振幅特性比Ｇ（ｆ）は、式（Ｃ６）で示されるように、音の到来角Φが違っても、周波数ｆの変化に対して同一の形状を有する。
【０１９９】
また、式（Ａ１３）で示される従来の減算型アレーの振幅特性比Ｇ（ｆ）についても同様に検討する。式（Ａ１３）の振幅特性比Ｇ（ｆ）を変形する。間隔Ｄは十分小さく、πｆＤ（ｃｏｓΦ＋α）／ｃの絶対値が十分小さいとする。｜ｘ｜が十分小さい範囲ではｓｉｎ（ｘ）はｘに近似されるので、式（Ａ１３）の振幅特性比Ｇ（ｆ）は、以下の式（Ｃ１３）で近似される。
【０２００】
Ｇ（ｆ）≒｜２πfＤ（ｃｏｓΦ＋α）／ｃ｜
＝２πＤ／ｃ｜ｆ｜｜α＋ｃｏｓΦ｜  …（Ｃ１３）
式（Ｃ１３）を用いて周波数fと従来の減算型アレーの振幅特性比Ｇ（ｆ）との関係について説明する。式（Ｃ１３）によれば、従来の減算型アレーの振幅特性比Ｇ（ｆ）は、｜ｆ｜に比例する。つまり、従来の減算型アレーの振幅特性比Ｇ（ｆ）は、本実施の形態の収音ユニット１０Ａの振幅特性比Ｇ（ｆ）と同様に、音の到来角Φが違っても、周波数ｆの変化に対して同一の形状を有する。
【０２０１】
以上より、任意の到来角Φに対して、本実施の形態の収音ユニット１０Ａにおける式（Ｃ５）の振幅特性比Ｇ（ｆ）と、従来の減算型アレーにおける式（Ａ１３）の振幅特性比Ｇ（ｆ）のいずれが周波数ｆに対してフラットな特性を有するかを評価するのに、Φ＝０°のときの両者の振幅特性比Ｇ（ｆ）を比較して評価すれば、Φ＝０°以外でも、同じ評価が可能となる。
【０２０２】
本実施の形態の収音ユニット１０Ａの振幅特性比Ｇ（ｆ）のΦ＝０°のときの振幅特性比Ｐ１（ｆ）および、従来の遅延和型アレーの振幅特性比Ｇ（ｆ）のΦ＝０°のときの振幅特性比Ｐ２（ｆ）は、式（Ｃ１４）〜（Ｃ１６）で表わされる。
【０２０３】
Ｐ１（ｆ）＝｜Ｐ（ｆ）Ｈ（ｆ）｜  …（Ｃ１４）
Ｐ２（ｆ）＝｜Ｐ（ｆ）｜  …（Ｃ１５）
Ｐ（ｆ）＝２ｓｉｎ（πｆＤ（α＋１）／ｃ）  …（Ｃ１６）
Ｐ１（ｆ），Ｐ２（ｆ）がフラットな特性にどれだけ近いかを示す評価量Ｅ１，Ｅ２は、式（Ｃ１７），（Ｃ１８）で表わされる。
【０２０４】
Ｅ１＝∫Ｗ（ｆ）｛Ａ１｜Ｐ（ｆ）Ｈ（ｆ）｜−１｝2ｄｆ  …（Ｃ１７）
ここで、式（Ｃ１６）の積分の範囲は、Ｗ（ｆ）＞０となるｆの範囲である。
【０２０５】
Ｅ２＝∫Ｗ（ｆ）｛Ａ１｜Ｐ（ｆ）｜−１｝2ｄｆ  …（Ｃ１８）
ここで、式（Ｃ１７）の積分の範囲は、Ｗ（ｆ）＞０となるｆの範囲である。
【０２０６】
ただし、Ａ１，Ａ２は、式（Ｃ１９），（Ｃ２０）で表わされる。
【０２０７】
Ａ１＝∫Ｗ（ｆ）｜Ｐ（ｆ）Ｈ（ｆ）｜ｄｆ／∫Ｗ（ｆ）｜Ｐ（ｆ）Ｈ（ｆ）｜2ｄｆ  …（Ｃ１９）
ここで、式（Ｃ１９）の積分の範囲は、Ｗ（ｆ）＞０となるｆの範囲である。
【０２０８】
Ａ２＝∫Ｗ（ｆ）｜Ｐ（ｆ）｜ｄｆ／∫Ｗ（ｆ）｜Ｐ（ｆ）｜2ｄｆ  …（Ｃ２０）
ここで、式（Ｃ２０）の積分の範囲は、Ｗ（ｆ）＞０となるｆの範囲である。
【０２０９】
本実施の形態では、前述のように、３００〜３４００Ｈｚには、音声を認識するための重要な成分が含まれており、さらに加えてこの周波数帯域における周波数成分は、他の周波数帯域の周波数成分に比べて大きいことが一般的に知られていることから、Ｗ（ｆ）は、以下の式（Ｃ２１）、（Ｃ２２）を満たすものとする。
【０２１０】
Ｗ（ｆ）＝０  （ｆ＜３００（Ｈｚ）、または３４００（Ｈｚ）＜ｆ）  …（Ｃ２１）
Ｗ（ｆ）＝１  （３００（Ｈｚ）≦ｆ≦３４００（Ｈｚ））  …（Ｃ２２）
さて、本実施の形態の収音ユニット１０Ａの振幅特性比Ｇ（ｆ）が、従来の減算型アレーの振幅特性比Ｇ（ｆ）よりも、周波数ｆに対してフラットとなるためには、以下の条件を満たすことが必要となる。
【０２１１】
Ｅ１＜Ｅ２  …（Ｃ２３）
以上より、本実施の形態の収音ユニット１０Ａの振幅特性比Ｇ（ｆ）が、従来の収音装置の振幅特性比Ｇ（ｆ）よりも、周波数ｆに対してフラットな特性を示すための条件は、式（Ｃ１４）〜（Ｃ２３）で表わされることが示された。つまり、式（Ｃ１４）〜（Ｃ２３）の条件を満たす本実施の形態の収音ユニット１０Ａを用いることで、従来の収音装置と比べて、よりフラットな周波数特性を実現することができる。また同時に、低域においても良好な指向特性を得ることができる。なお、式（Ｃ１４）〜（Ｃ２３）をフラットとなる条件ということにする。
【０２１２】
（信号処理回路ＳＰ１の詳細）
次に、信号処理回路ＳＰ１の詳細な構成について説明する。信号処理回路ＳＰ１は、上記の式（Ｃ１４）〜（Ｃ２３）の条件を満足するように、式（Ｃ１）〜（Ｃ３）に従う処理を行なうことが可能であれば様々な構成が可能であり、特定の構成要素を含むよう限定されるものではない。図２では、信号処理回路ＳＰ１の構成の一例を開示して説明する。
【０２１３】
信号処理回路ＳＰ１は、フィルタ回路ＦＴ１と、フィルタ回路ＦＴ２とを含む。
【０２１４】
フィルタ回路ＦＴ１は、周波数特性がＨ1（ｆ）となるようなフィルタ係数を有し、受音信号Ｘ1（ｆ）を受けて、信号Ｈ1（ｆ）Ｘ1（ｆ）を出力する。
【０２１５】
フィルタ回路ＦＴ２は、周波数特性がＨ2（ｆ）となるようなフィルタ係数を有し、受音信号Ｘ2（ｆ）を受けて、信号Ｈ2（ｆ）Ｘ2（ｆ）を出力する。
【０２１６】
フィルタ回路ＦＴ１，ＦＴ２は、たとえばインパルス応答を有限時間内に終了させるＦＩＲ（Ｆｉｎｉｔｅ  Ｉｍｐｕｌｓｅ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）フィルタである。フィルタ回路ＦＴ１，ＦＴ２のフィルタ係数は、周波数特性がＨ1（ｆ），Ｈ2（ｆ）となるように定められる。以下では、式（Ｃ１４）〜（Ｃ２３）のフラットとなる条件を満足するようなフィルタ係数の定め方について説明する。
【０２１７】
最初に、式（Ｃ１４）〜（Ｃ２３）のフラットとなる条件を満足するＨ′（ｆ）を選択する。このようなＨ′（ｆ）の選択は、たとえば、次のように行なう。式（Ｃ６）によれば、本実施の形態の収音ユニット１０Ａの周波数特性は｜ｆ｜｜Ｈ（ｆ）｜に比例する。また、式（Ｃ１３）によれば、従来の減算型アレーの周波数特性は｜ｆ｜に比例する。従って、｜ｆ｜は周波数に比例して増加する関数であるが、この増加を打ち消すような関数Ｈ（ｆ）をＨ′（ｆ）として選択すれば、よりフラットな周波数特性を得ることができる。つまり、Ｈ′（ｆ）としてｆａ（ただし、aは−１≦a＜０の範囲のいずれかの実数）などの関数を選択すればよい。また、後述するように実施の形態１の変形例４〜７に示したＨ（ｆ）をＨ′（ｆ）として選択してもよい。
【０２１８】
さて、このＨ′（ｆ）を用いて、周波数特性Ｈ1′（ｆ）を以下の式（Ｃ２４）で定義する。
【０２１９】
Ｈ1′（ｆ）＝Ｈ′（ｆ）ｅｘｐ（−２πiｆτ＋πｉｆＤα／ｃ）  …（Ｃ２４）
さらに、Ｈ1″（ｆ）を、以下の式（Ｃ２５）〜（Ｃ２９）のように定める。
【０２２０】
Ｈ1″（ｆ）＝０  （０≦ｆ≦ｆｑ０）  …（Ｃ２５）
Ｈ1″（ｆ）＝Ｈ1′（ｆ）×（１．０−ｃｏｓ（π×（ｆ−ｆｑ０）／（ｆｑ１−ｆｑ０）））／２．０  （ｆｑ０＜ｆ＜ｆｑ１）  …（Ｃ２６）
Ｈ1″（ｆ）＝Ｈ1′（ｆ）  （ｆｑ１≦ｆ≦ｆｑ２）  …（Ｃ２７）
Ｈ1″（ｆ）＝Ｈ1′（ｆ）×（１．０＋ｃｏｓ（π×（ｆ−ｆｑ２）／（ｆｑ３−ｆｑ２）））／２．０  （ｆｑ２＜ｆ≦ｆｑ３）  …（Ｃ２８）
Ｈ1″（ｆ）＝０  （ｆｑ３＜ｆ≦Ｆｓ／２）  …（Ｃ２９）
式（Ｃ２５）〜（Ｃ２９）において、ｆｑ０、ｆｑ１、ｆｑ２、およびｆｑ３は、周波数を表わす定数であり、ｆｑ０≦ｆｑ１≦ｆｑ２≦ｆｑ３を満たす。またさらに、ｆｑ１、ｆｑ２は、ｆｑ１≦ｆ≦ｆｑ２の範囲が、Ｗ（ｆ）＞０となる範囲と一致するように設定される。
【０２２１】
式（Ｃ２５）〜（Ｃ２９）で表わされるＨ″（ｆ）は、ｆｑ１≦ｆ≦ｆｑ２の範囲（Ｗ（ｆ）＞０の範囲）でＨ′（ｆ）に従い、０≦ｆ≦ｆｑ０とｆｑ３＜ｆ≦Ｆｓ／２の範囲で値が０となり、それらの間は、なだらかに補間される周波数特性を示している。従って、Ｈ′（ｆ）が式（Ｃ１４）〜（Ｃ２３）のフラットとなる条件を満足し、Ｈ″（ｆ）は
Ｗ（ｆ）＞０の範囲でＨ′（ｆ）に等しいので、Ｈ″（ｆ）も式（Ｃ１４）〜（Ｃ２３）のフラットとなる条件を満足することになる。
【０２２２】
このＨ1″（ｆ）を近似するＦＩＲフィルタの係数を導出する方法を説明する。
【０２２３】
（ＳＴＥＰ１）
まず、周波数領域で帯域制限および離散変換を行なう。
Ｃｋ（ｋ＝０〜Ｎ−１）を以下の式（Ｃ３０）〜（Ｃ３６）より算出する。ただし、Ｎ＝２M（Ｍは正の整数）を満たす整数である。
【０２２４】
ｋ＝０およびｋ＝Ｎ／２のときに、
Ｃｋ＝０  …（Ｃ３０）
１≦ｋ≦（Ｎ／２）−１の範囲で、
Ｃｋ＝０  （ｋ×Ｆｓ／Ｎ≦ｆｑ０）  …（Ｃ３１）
Ｃｋ＝Ｈ′（ｋ×Ｆｓ／Ｎ）×（１．０−ｃｏｓ（π×（ｋ×Ｆｓ／Ｎ−ｆｑ０）／（ｆｑ１−ｆｑ０）））／２．０  （ｆｑ０＜ｋ×Ｆｓ／Ｎ＜ｆｑ１）  …（Ｃ３２）
Ｃｋ＝Ｈ′（ｆ）  （ｆｑ１≦ｋ×Ｆｓ／Ｎ≦ｆｑ２）  …（Ｃ３３）
Ｃｋ（ｆ）＝Ｈ′（ｆ）×（１．０＋ｃｏｓ（π×（ｋ×Ｆｓ／Ｎ−ｆｑ２）／（ｆｑ３−ｆｑ２）））／２．０  （ｆｑ２＜ｋ×Ｆｓ／Ｎ≦ｆｑ３）  …（Ｃ３４）
Ｃｋ＝０  （ｆｑ３＜ｋ×Ｆｓ／Ｎ）  …（Ｃ３５）
（Ｎ／２＋１）≦ｋ≦Ｎ−１の範囲で、
Ｃｋ＝ＣＮ−ｋの複素共役  …（Ｃ３６）
（ＳＴＥＰ２）
次に、Ｃｋ（ｋ＝０〜Ｎ−１）について、式（Ｃ３７）に示すように、Ｎ点の逆離散フーリエ変換を行って、時間領域のフィルタ係数ｃｊ（ｊ＝０〜Ｎ−１）を算出する。
【０２２５】
ｃｊ＝ΣＣｋｅｘｐ（２πｉ×ｊｋ／Ｎ）  （Σは、ｋ＝０〜Ｎ−１の範囲の和）  …（Ｃ３７）
（ＳＴＥＰ３）
次に、以下のようにして、ｃｃｊ（ｊ＝０〜Ｎ／２−１）を求め、ＦＩＲフィルタの係数とする。
【０２２６】
ｃｃｊ＝ｃｊ＋Ｎ／２  （ｊ＝０〜Ｎ／２−１）  …（Ｃ３８）
ｃｃｊ＝ｃｊ−Ｎ／２  （ｊ＝Ｎ／２〜Ｎ−１）  …（Ｃ３９）
以上によって、フィルタ回路ＦＴ１のフィルタ係数ｃｃｊが得られた。フィルタ係数ｃｃｊの周波数特性Ｈ1（ｆ）（＝Ｈ（ｆ）ｅｘｐ（−２πiｆτ＋πｉｆＤα／ｃ））は、離散化や量子化の誤差、サンプル数Ｎの制限などによって、周波数特性Ｈ1″（ｆ）と完全に一致するのではなく、近似となる。
【０２２７】
しかしながら、サンプル数Ｎが多くなるほど、Ｈ1（ｆ）はＨ1″（ｆ）に近づき、ｆｑ１≦ｆ≦ｆｑ２のｆの範囲（Ｗ（ｆ）＞０の範囲）では、Ｈ1（ｆ）はＨ′（ｆ）にも近づくという性質を有する。したがって、サンプル数Ｎが多くなるほど、Ｈ（ｆ）は、式（Ｃ１４）〜（Ｃ２３）のフラットとなる条件を満足することになる。
【０２２８】
以上より、サンプル数Ｎを十分大きくとって、ＳＴＥＰ１〜ＳＴＥＰ３の処理を行なうことで、式（Ｃ１４）〜（Ｃ２３）のフラットとなる条件を満足するようなフィルタ係数を算出する方法が示された。
【０２２９】
フィルタ回路ＦＴ２のフィルタ係数も、上記と同様にして求めることができる。
【０２３０】
フィルタ回路ＦＴ１，ＦＴ２は、たとえば、ハードウェアのデジタル回路として構成され、Ａ／Ｄ変換部ＡＤ１，ＡＤ２のサンプリング周波数に同期して動作する。つまり、Ａ／Ｄ変換部ＡＤ１，ＡＤ２からデジタル信号が１サンプル送られるたびにフィルタ処理を行ない、処理結果を１サンプルごとに出力する。フィルタ回路ＦＴ１，ＦＴ２のフィルタ係数は、上述のＳＴＥＰ１〜ＳＴＥＰ３の処理をソフトウェアがコンピュータに処理させることで予め求められる。また、フィルタ係数は、たとえば図２に図示されない、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）などの記憶手段に記憶され、フィルタ回路ＦＴ１，ＦＴ２の処理に応じて記憶手段から読み出される。
【０２３１】
信号処理回路ＳＰ１は、さらに、フィルタ回路ＦＴ１の出力からフィルタ回路ＦＴ２の出力を減算して指向性信号Ｙ（ｆ）を出力する減算部ＳＢを含む。
【０２３２】
減算部ＳＢはフィルタ回路ＦＴ１，ＦＴ２と同様に、たとえばハードウェアのデジタル回路として構成される。減算部ＳＢはフィルタ回路ＦＴ１，ＦＴ２から出力される値を１サンプル毎に減算して、１サンプルごとの結果を指向性信号Ｙ（ｆ）として出力する。
【０２３３】
以上のように、収音ユニット１０Ａによれば、周波数特性は音の到来角Φに依存せず一定であり、指向特性も周波数ｆに依存せず、αに応じた一定の形状の特性が形成される。つまり、第１の実施形態の収音ユニット１０Ａによれば、マイクロホンを近接して配置した場合にも、周波数に依存しない良好な指向特性を形成し、さらに、どの方向から到来する音に対しても周波数特性の歪みの少ない受音信号を得ることができる。
【０２３４】
さて、次に、上述の収音ユニット１０Ａを含む収音装置２０１が、それぞれが指向性を有するマルチチャネル信号を生成する処理について説明する。
【０２３５】
（マイクロホンの配置）
図３は、第１の実施形態に係る収音装置に含まれるマイクロホンの配置を示す図である。同図に示すように、正面方向に対してマイクロホンＭＣＡ（第１の受音素子）と、マイクロホンＭＣＢ（第２の受音素子）とを結ぶ直線が垂直であり、正面方向に向かってマイクロホンＭＣＡは左側に配置され、マイクロホンＭＣＢは右側に配置される。また、マイクロホンＭＣＡとマイクロホンＭＣＢとの間隔はＤである。
【０２３６】
（収音装置の構成）
図４は、第１の実施形態に係る収音装置のブロック図である。同図を参照して、収音装置２０１は、受信回路ＤＴＡ，ＤＴＢと、マルチチャネル信号生成部ＳＴ２とを備える。
マルチチャネル信号生成部ＳＴ２は、信号処理回路ＳＰＬ，ＳＰＲを含む。受信回路ＤＴＡ，ＤＴＢと、信号処理回路ＳＰＬとが、ある指向性信号（チャネル信号）を生成する収音ユニットに相当し、受信回路ＤＴＡ，ＤＴＢと、信号処理回路ＳＰＲとが別の指向性信号（チャネル信号）を生成する収音ユニットに相当する。
【０２３７】
受信回路ＤＴＡ，ＤＴＢは、入力される音波ＳＷを受けてデジタル信号を出力する。なお、受信回路ＤＴＡ，ＤＴＢは入力部に含まれる回路である。
【０２３８】
受信回路ＤＴＡは、音圧をアナログの電気信号に変換して、アナログ受音信号として出力するマイクロホンＭＣＡと、アナログ受音信号に、帯域制限、離散化、量子化を行ない、デジタルの受音信号に変換するＡ／Ｄ変換部ＡＤＡとを含む。マイクロホンＭＣＡは、たとえばＥＣＭで構成される。Ａ／Ｄ変換部ＡＤＡから出力されるデジタルの受音信号を周波数領域で表現したものをＸA（ｆ）とする。
【０２３９】
受信回路ＤＴＢの構成は、受信回路ＤＴＡの構成と同様であり、マイクロホンＭＣＢとＡ／Ｄ変換部ＡＤＢとを含み、音波ＳＷを受けて、Ａ／Ｄ変換部ＡＤＢからデジタルの受音信号ＸB（ｆ）を出力する。
【０２４０】
マルチチャネル信号生成部ＳＴ２は、図５に示すような２個のチャネル信号を生成する。同図において、Ｌは左チャネル信号を示し、Ｒは右チャネル信号を示す。また、ＭＣＢ→ＭＣＡは、マイクロホンＭＣＢからマイクロホンＭＣＣへの方向に指向性を形成する信号を示し、ＭＣＡ→ＭＣＢは、マイクロホンＭＣＡからマイクロホンＭＣＢへの方向に指向性を形成する信号を示す。以下、このマルチチャネル信号生成部ＳＴ２が２個のチャネル信号を生成する処理の詳細を説明する。
【０２４１】
図４を参照して、マルチチャネル信号生成部ＳＴ２は、信号処理回路ＳＰＬ（第１番目の信号処理回路）と、信号処理回路ＳＰＲ（第２番目の信号処理回路）とを含む。信号処理回路ＳＰＬ，ＳＰＲは、図２で説明される信号処理回路ＳＰ１と同様の構成であり、（Ｃ１）〜（Ｃ３）、および（Ｃ１４）〜（Ｃ２３）に従う処理を行なう。ただし、各信号処理回路ごとに、前述したＸ1（ｆ），Ｘ2（ｆ），Ｙ（ｆ），Ｈ1（ｆ），Ｈ2（ｆ），Ｈ（ｆ），Ｗ（ｆ），Ｐ（ｆ），Ｅ１，Ｅ２，Ａ１，Ａ２，τ，Ｄ，αの値は、全く同一である必要がない。
【０２４２】
したがって、第ｋ（ｋ＝１および２）番目の信号処理回路は、２つの受音素子を通して得られる受音信号Ｘ1k（ｆ）および受音信号Ｘ2k（ｆ）とを受けて、以下の式（Ｃ４０）〜（Ｃ５０）に従う指向性信号Ｙk（ｆ）を生成する。
【０２４３】
Ｙk（ｆ）＝Ｈ1k（ｆ）Ｘ1k（ｆ）−Ｈ2k（ｆ）Ｘ2k（ｆ）  …（Ｃ４０）
Ｈ1k（ｆ）＝Ｈk（ｆ）ｅｘｐ（−２πｉｆτk＋πｉｆＤkαk／ｃ）  …（Ｃ４１）
Ｈ2k（ｆ）＝Ｈk（ｆ）ｅｘｐ（−２πｉｆτk−πｉｆＤkαk／ｃ）  …（Ｃ４２）
Ｅ１k＝∫Ｗk（ｆ）｛Ａ１k｜Ｐk（ｆ）Ｈk（ｆ）｜−１｝2ｄｆ  …（Ｃ４３）
Ｅ２k＝∫Ｗk（ｆ）｛Ａ２k｜Ｐk（ｆ）｜−１｝2ｄｆ  …（Ｃ４４）
Ａ１k＝∫Ｗk（ｆ）｜Ｐk（ｆ）Ｈk（ｆ）｜ｄｆ／∫Ｗk（ｆ）｜Ｐk（ｆ）Ｈk（ｆ）｜2ｄｆ  …（Ｃ４５）
Ａ２k＝∫Ｗk（ｆ）｜Ｐk（ｆ）｜ｄｆ／∫Ｗk（ｆ）｜Ｐk（ｆ）｜2ｄｆ  …（Ｃ４６）
Ｐk（ｆ）＝２ｓｉｎ（πｆＤk（αk＋１）／ｃ）  …（Ｃ４７）
Ｗk（ｆ）＝０  （ｆ＜３００（Ｈｚ）、または３４００（Ｈｚ）＜ｆ）  …（Ｃ４８）
Ｗk（ｆ）＝１  （３００（Ｈｚ）≦ｆ≦３４００（Ｈｚ））  …（Ｃ４９）
Ｅ１k＜Ｅ２k  …（Ｃ５０）
ただし、ｆは周波数であり、Ｗk（ｆ）は、周波数ｆに依存する、予め定められた重み関数であり、Ｄkは受音信号Ｘ1k（ｆ）を出力した受音素子と、受音信号Ｘ2k（ｆ）を出力した受音素子との間隔を表す定数であり、τkは所定の遅延時間を表す定数であり、αkは定数であり、iは虚数単位であり、πは円周率であり、ｃは音速であり、ｅｘｐ（）は自然対数の底を底とした指数関数であり、ｓｉｎ（）は正弦関数であり、‖は絶対値を求める演算であり、式（Ｃ４３）、（Ｃ４４）、（Ｃ４５）および（Ｃ４６）の積分の範囲は、Ｗk（ｆ）＞０となる周波数ｆの範囲である。
【０２４４】
なお、式（Ｃ４３）〜（Ｃ５０）をフラットとなる条件という。
【０２４５】
信号処理回路ＳＰＬ（第１番目の信号処理回路）は、受音信号ＸA（ｆ）を受音信号Ｘ11（ｆ）として第１の入力端子で受け、受音信号ＸB（ｆ）を受音信号Ｘ21（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｃ４０）〜（Ｃ５０）に従う指向性信号Ｙ1（ｆ）を指向性信号ＹＬとして出力する。指向性信号ＹＬは、α1≧０のときに、マイクロホンＭＣＢからマイクロホンＭＣＡへの方向に指向性を形成する信号、すなわち左チャネル信号となる。
【０２４６】
信号処理回路ＳＰＲ（第２番目の信号処理回路）は、受音信号ＸB（ｆ）を受音信号Ｘ12（ｆ）として第１の入力端子で受け、受音信号ＸA（ｆ）を受音信号Ｘ22（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｃ４０）〜（Ｃ５０）に従う指向性信号Ｙ2（ｆ）を指向性信号ＹＲとして出力する。指向性信号ＹＲは、α2≧０のときに、マイクロホンＭＣＡからマイクロホンＭＣＢへの方向に指向性を形成する信号、すなわち右チャネル信号となる。
【０２４７】
マルチチャネル信号生成部ＳＴ２で生成される指向性信号ＹＬ，ＹＲは、収音ユニット１０Ａの説明で述べたように、広い周波数帯域において、ほぼ平坦な特性になる。また、その時の周波数特性は音の到来角Φに依存せず一定であり、指向特性も周波数ｆに依存しないという特性を有する。
【０２４８】
（効果）
以上のように、本実施の形態に係る収音装置は、正面に対して左側から到来する音を主に含む左チャネルの信号と、右側から到来する音を主に含む右チャネルの信号とからなるマルチチャネル信号を生成することができる。また同時に、マイクロホンを近接して配置した場合にも、この収音装置は、周波数に依存しない良好な指向特性を形成し、さらに、どの方向から到来する音に対しても周波数特性の歪みの少ない信号を生成することができる。よって、この収音装置によれば、より良好な立体感のある受音信号を得ることができる。
【０２４９】
なお、α1＜０のときには、信号処理回路ＳＰＬにおいて、また、α2＜０のときには、信号処理回路ＳＰＲにおいて、それぞれ、第１の入力端子で受ける受音信号と第２の入力端子で受ける受音信号とが入れ替わるものとすればよい。
【０２５０】
信号処理回路ＳＰＬおよびＳＰＲの詳細な構成は、信号処理回路ＳＰ１と同様である。
【０２５１】
すなわち、信号処理回路ＳＰＬ（第１番目の信号処理回路）は、フィルタ回路ＦＴ１（１）とフィルタ回路ＦＴ２（１）と、減算部ＳＢ（１）とを含む。
【０２５２】
また、信号処理回路ＳＰＲ（第２番目の信号処理回路）は、フィルタ回路ＦＴ１（２）とフィルタ回路ＦＴ２（２）と、減算部ＳＢ（２）とを含む。
【０２５３】
フィルタ回路ＦＴ１（ｋ）は、周波数特性がＨ1k（ｆ）となるようなフィルタ係数を有し、受音信号Ｘ1k（ｆ）を受けて、信号Ｈ1k（ｆ）Ｘ1k（ｆ）を出力する。
【０２５４】
フィルタ回路ＦＴ２（ｋ）は、周波数特性がＨ2k（ｆ）となるようなフィルタ係数を有し、受音信号Ｘ2k（ｆ）を受けて、信号Ｈ2k（ｆ）Ｘ2k（ｆ）を出力する。
【０２５５】
減算部ＳＢ（ｋ）は、フィルタ回路ＦＴ１（ｋ）の出力からフィルタ回路ＦＴ２（ｋ）の出力を減算して、指向性信号Ｙk（ｆ）を出力する。
【０２５６】
なお、信号処理回路ＳＰ１，ＳＰＬ，ＳＰＲは、図２に示される構成に限定されるものではなく、式（Ｃ１）〜（Ｃ３）、（Ｃ１４）〜（Ｃ２３）と等価な指向性信号Ｙ（ｆ）、式（Ｃ４０）〜（Ｃ５０）と等価な指向性信号Ｙk（ｆ）が得られるのであれば、以下に示すような他の構成であっても良い。
【０２５７】
（変形例Ａ）
信号処理回路ＳＰ１の他の構成例として、たとえば、図２におけるフィルタ回路ＦＴ２を別のフィルタ回路に置き換え、このフィルタ回路のフィルタ係数が、フィルタ回路ＦＴ２のフィルタ係数の符号を反転したフィルタ係数とする例がある。この場合、減算部ＳＢを加算回路に置き換えて加算処理を行なう。また、減算の前段で、受音信号Ｘ1（ｆ）にｅｘｐ（−２πｉｆτ＋πｉｆＤα／ｃ）に相当する遅延を加える処理と、受音信号Ｘ2（ｆ）にｅｘｐ（−２πｉｆτ−πｉｆＤα／ｃ）に相当する遅延を加える処理を行ない、減算の後段で、Ｈ（ｆ）に相当するフィルタ処理を行なっても良い。以上のように、式（Ｃ１）〜（Ｃ３）で示される処理はフィルタ処理、減算処理、加算処理、符号反転処理などの各種処理を組合せによって実現することが可能である。よって処理の内容が等価でになる構成であればよい。信号処理回路ＳＰＬ，ＳＰＲについても同様である。
【０２５８】
（変形例Ｂ）
信号処理回路ＳＰ１は、ハードウェアのデジタル回路によって構成されるものと限定されず、たとえば信号処理回路ＳＰ１は、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）であって、ソフトウェアによって実行されるものであってもよい。信号処理回路ＳＰＬ，ＳＰＲについても同様である。
【０２５９】
（変形例Ｃ）
信号処理回路ＳＰ１のフィルタ回路ＦＴ１，ＦＴ２はＦＩＲフィルタに限定されず、ＩＩＲ（Ｉｎｆｉｎｉｔｅ  Ｉｍｐｕｌｓｅ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）フィルタであってもよい。信号処理回路ＳＰＬ，ＳＰＲについても同様である。
【０２６０】
（変形例Ｄ）
信号処理回路ＳＰ１のフィルタ回路ＦＴ１，ＦＴ２は周波数領域でフィルタ処理を行なう方法、つまり、受音信号Ｘ1（ｆ），Ｘ2（ｆ）を短時間フーリエ変換などによって周波数領域に変換し、周波数領域でＨ1（ｆ），Ｈ2（ｆ）を乗じ、逆変換によって時間領域に戻す構成としても良い。信号処理回路ＳＰＬ，ＳＰＲについても同様である。
【０２６１】
（変形例Ｅ）
信号処理回路ＳＰ１のフィルタ回路ＦＴ１，ＦＴ２、および減算部ＳＢは、デジタル回路に限定されず、アナログ回路であってもよい。つまり、受信回路ＤＴ１、ＤＴ２においてＡ／Ｄ変換部ＡＤ１，ＡＤ２を含まず、フィルタ回路および減算部ＳＢにはアナログ信号であるＸ1(ｆ)，Ｘ2（ｆ）にフィルタ処理や減算処理などを行なうアナログ回路を用いても良い。信号処理回路ＳＰＬ，ＳＰＲについても同様である。
【０２６２】
（変形例Ｆ）
信号処理回路ＳＰ１のフィルタ回路ＦＴ１，ＦＴ２のフィルタ係数は、周波数領域で離散化し、逆離散フーリエ変換によって時間領域に変換して、近似的に求められるものに限定されず、その他の一般的な周波数−時間変換の手法や離散化の手法を用いて、フィルタ係数を決定しても良い。また、理想的な特性との誤差を評価関数として表し、適当な最適化手法（たとえば勾配法）によって誤差が最小になるように決定しても良い。信号処理回路ＳＰＬ，ＳＰＲについても同様である。
【０２６３】
［第１の実施形態の変形例１］
第１の実施形態の変形例１は、第１の実施形態におけるＷk（ｆ）の変形例に関する。
【０２６４】
人間の可聴域は、２０〜２００００Ｈｚであり、それ以外の周波数は、聞き取れないと言われている。
【０２６５】
したがって、本変形例では、式（Ｄ１）および（Ｄ２）に示すＷk（ｆ）を用いることによって、音として知覚できる成分の特性を効果的に評価することができる。
【０２６６】
Ｗk（ｆ）＝０  （ｆ＜２０（Ｈｚ）、２００００（Ｈｚ）＜ｆ）  …（Ｄ１）
Ｗk（ｆ）＝１  （２０（Ｈｚ）≦ｆ≦２００００（Ｈｚ））  …（Ｄ２）
［第１の実施形態の変形例２］
第１の実施形態の変形例２は、第１の実施形態におけるＷk（ｆ）の別の変形例に関する。
【０２６７】
ある信号をデジタル化（離散化）する場合、そのサンプリング周波数の１／２以上の周波数成分は折り返し歪みとして現れることが、サンプリング定理として知られている。よって、デジタル信号は、そのサンプリング周波数の１／２以下に帯域制限されて用いられるのが一般的である。
【０２６８】
したがって、本変形例では、信号がデジタル信号で、そのサンプリング周波数Ｆｓ（Ｈｚ）が４００００Ｈｚ以下の場合に、人間の可聴域の成分の特性を評価できるとともに、帯域制限された周波数領域を評価の対象に含めないように、式（Ｅ１）および（Ｅ２）に示すＷk（ｆ）を用いる。
【０２６９】
Ｗk（ｆ）＝０  （ｆ＜２０（Ｈｚ）、Ｆｓ／２（Ｈｚ）＜ｆ）  …（Ｅ１）
Ｗk（ｆ）＝１  （２０（Ｈｚ）≦ｆ≦Ｆｓ／２（Ｈｚ））  …（Ｅ２）
［第１の実施形態の変形例３］
第１の実施形態の変形例３は、第１の実施形態におけるＷk（ｆ）の別の変形例に関する。
【０２７０】
人間の可聴域内であっても、１０００Ｈｚ付近では物理的に小さな音を聞き取ることができるが、低域や高域では、大きな音でないと聞き取れないといった、感度の違いがあることが知られている。
【０２７１】
したがって、本変形例では、人間の聴覚特性に基づいて、聴覚的な感度に高い周波数ほど、Ｗk（ｆ）の値が大きくなるようにするとともに、聴覚的な感度が所定のレベル以下の周波数では、Ｗk（ｆ）＝０となるようにする。
【０２７２】
これにより、人間の聴覚的な感度の高い周波数ほど、誤差の量を大きく評価することができ、人間の聴覚の性質にあった評価が可能となる。
【０２７３】
なお、周波数に依存した人間の聴覚的な感度については、たとえばＩＳＯ２２６、ＩＳＯ５３２などにおいて具体的に定められているので、これらを用いるものとすればよい。
【０２７４】
［第１の実施形態の変形例４］
第１の実施形態の変形例４は、関数Ｈk（ｆ）の変形例に関する。本変形例の関数Ｈk（ｆ）は、以下の式（Ｆ１）で表される。
【０２７５】
Ｈk（ｆ）＝βk／｛２ｉ×ｓｉｎ（πｆＤk（αk＋１）／ｃ）｝  …（Ｆ１）
ただし、βkは予め求まる定数であり、ｉは虚数単位である。この場合、指向性信号Ｙk（ｆ）を式（Ｃ４）を用いて変形すると、指向性信号Ｙk（ｆ）は以下の式（Ｆ２）のように表わされ、振幅特性比Ｇ（ｆ）は式（Ｃ５）を用いて順次変形すると式（Ｆ３）のように表わされる。
【０２７６】
Ｙk（ｆ）＝２×ｉ×ｓｉｎ（πfＤk（αk＋ｃｏｓΦ）／ｃ）ｅｘｐ（−２πｉｆτk）Ｈk（ｆ）Ｘk（ｆ）
＝２×ｉ×ｓｉｎ（πfＤk（αk＋ｃｏｓΦ）／ｃ）ｅｘｐ（−２πｉｆτk）βk／｛２×ｉ×ｓｉｎ（πｆＤk（αk＋１）／ｃ）｝Ｘk（ｆ）
＝βk｛ｓｉｎ（πｆＤk（αk＋ｃｏｓΦ）／ｃ）／ｓｉｎ（πｆＤk（αk＋１）／ｃ）｝ｅｘｐ（−２πｉｆτk）Ｘk（ｆ）  …（Ｆ２）
ただし、受音信号Ｘ1k（ｆ）とＸ2k（ｆ）を出力した２つのマイクロホンの中点に仮想的にマイクロホンがあると仮定し、この仮想的なマイクロホンから出力される信号をＸk（ｆ）とする。
【０２７７】
Ｇ（ｆ）＝｜２ｓｉｎ（πfＤk（αk＋ｃｏｓΦ）／ｃ）｜｜Ｈk（ｆ）｜
＝｜２ｓｉｎ（πfＤk（αk＋ｃｏｓΦ）／ｃ）｜｜βk／｛２×ｉ×ｓｉｎ（πfＤk（αk＋１）／ｃ）｝｜
Ｇ（ｆ）＝｜βkｓｉｎ（πｆＤk（αk＋ｃｏｓΦ）／ｃ）／ｓｉｎ（πｆＤk（αk＋１）／ｃ）｜  …（Ｆ３）
ｘを任意の角度として｜ｘ｜が十分に小さい範囲では、ｓｉｎ（ｘ）はｘと近似される。２つのマイクロホン間の間隔Ｄkが十分小さいと｜πｆＤk（αk＋ｃｏｓΦ）／ｃ｜および｜πｆＤk（αk＋１）／ｃ｜も十分小さいとみなすことができる。よって指向性信号Ｙk（ｆ）および振幅特性比Ｇ（ｆ）は次の式（Ｆ４）、（Ｆ５）のように近似される。
【０２７８】
Ｙk（ｆ）≒βk｛（πfＤk（αk＋ｃｏｓΦ）／ｃ）／（πfＤk（αk＋１）／ｃ）｝ｅｘｐ（−２πｉｆτk）Ｘk（ｆ）
＝βk（αk＋ｃｏｓΦ）／（αk＋１）ｅｘｐ（−２πiｆτk）Ｘk（ｆ）  …（Ｆ４）
Ｇ（ｆ）≒｜βk（πfＤk（αk＋ｃｏｓΦ）／ｃ）／（πfＤk（αk＋１）／ｃ）｜
＝|βk（αk＋ｃｏｓΦ）／（αk＋１）|  …（Ｆ５）
式（Ｆ５）の振幅特性比Ｇ（ｆ）に表わされるように、周波数の振幅特性は周波数ｆに依存せず、完全にフラットな特性になる。したがって、関数Ｈk（ｆ）は、式（Ｃ４３）〜（Ｃ５０）のフラットとなる条件を満足することは明らかである。
【０２７９】
また、指向性信号Ｙk（ｆ）を示す式（Ｆ４）においてｅｘｐ（−２πｉｆτk）は時間τkの単純な遅延に相当するので、Ｘk（ｆ）の位相特性も変化を受けない。
【０２８０】
図６は、式（Ｆ１）の関数Ｈk（ｆ）を用いたときの信号処理回路ＳＰＲの特性を示すグラフである。
【０２８１】
図６を参照して、周波数ｆおよび到来角Φに対する振幅特性比Ｇ（ｆ）が示される。なお、マイクロホンの間隔Ｄkは０．００２ｍである。また、定数αk＝−ｃｏｓ１２０°であり、定数βk＝１である。
【０２８２】
図６のグラフにおいて、音の到来角Φに依存しないフラットな周波数特性と、周波数ｆに依存しない到来角０°方向への指向特性が得られている。よって、第１の実施形態の変形例４に従うと、得られる信号の周波数特性をより理想的な特性にすることができる。
【０２８３】
さて、信号処理回路ＳＰＬおよびＳＰＲが、このような関数Ｈk（ｆ）によって信号処理を行なうために、第１の実施形態で説明したようなフィルタ回路を用いる場合には、第１の実施形態で説明したように、予めソフトウェアがコンピュータによって、次の式（Ｆ６）に示すように、式（Ｆ１）のＨk（ｆ）をＨ′（ｆ）として、ＳＴＥＰ１〜ＳＴＥＰ３を実行することにより、フィルタ係数を算出することが必要となる。
【０２８４】
Ｈ′（ｆ）＝βk／｛２ｉ×ｓｉｎ（πｆＤk（αk＋１）／ｃ）｝  …（Ｆ６）
ＳＴＥＰ１〜ＳＴＥＰ３の実行によって、算出されたフィルタ回路ＦＴ１（ｋ）のフィルタ係数の周波数特性Ｈ1k（ｆ）は、ｆｑ１≦ｆ≦ｆｑ２のｆの範囲では、Ｈ1′（ｆ）（＝βk／｛２ｉ×ｓｉｎ（πｆＤk（αk＋１）／ｃ）｝ｅｘｐ（−２πiｆτk＋πｉｆＤkαk／ｃ））およびＨ1″（ｆ）の近似となる。サンプル数Ｎが大きくなるほど、フィルタ回路ＦＴ１（ｋ）の周波数特性Ｈ1k（ｆ）は、ｆｑ１≦ｆ≦ｆｑ２のｆの範囲では、Ｈ1′（ｆ）およびＨ1″（ｆ）に近づくので、十分大きなサンプル数Ｎを用いることで、精度の良いフィルタ係数を求めることができる。
また、フィルタ回路ＦＴ２（ｋ）のフィルタ係数も、上記と同様に求めることができる。
【０２８５】
［第１の実施形態の変形例５］
第１の実施形態の変形例５は、関数Ｈk（ｆ）の別の変形例に関する。本変形例の関数Ｈk（ｆ）は以下の式（Ｇ１）で表わされる関数である。
【０２８６】
Ｈk（ｆ）＝βk／｛２ｉ（πｆＤk（αk＋１）／ｃ）｝  …（Ｇ１）
ただし、βkは予め求まる定数であり、ｉは虚数単位である。
【０２８７】
式（Ｇ１）に示される関数Ｈk（ｆ）を用いた場合、指向性信号Ｙk（ｆ）を式（Ｃ４）を用いて変形すると、指向性信号Ｙk（ｆ）は以下の式（Ｇ２）で表わされ、振幅特性比Ｇ（ｆ）は式（Ｃ５）を用いて順次変形すると以下の式（Ｇ３）で表わされる。
【０２８８】
Ｙk（ｆ）＝２×ｉ×ｓｉｎ（πfＤk（αk＋ｃｏｓΦ）／ｃ）ｅｘｐ（−２πｉｆτk）Ｈk（ｆ）Ｘk（ｆ）
＝２×ｉ×ｓｉｎ（πfＤk（αk＋ｃｏｓΦ）／ｃ）ｅｘｐ（−２πｉｆτk）｛βk／２iπfＤk（αk＋１）／ｃ｝Ｘk（ｆ）
＝βkｓｉｎ（πfＤk（αk＋ｃｏｓΦ）／ｃ）／（πfＤk（αk＋１）／ｃ）ｅｘｐ（−２πｉｆτk）Ｘ（ｆ）  …（Ｇ２）
ただし、受音信号Ｘ1k（ｆ）とＸ2k（ｆ）を出力した２つのマイクロホンの中点に仮想的にマイクロホンがあると仮定し、この仮想的なマイクロホンから出力される信号をＸk（ｆ）とする。
【０２８９】
Ｇ（ｆ）＝｜２ｓｉｎ（πfＤk（αk＋ｃｏｓΦ）／ｃ）｜｜Ｈk（ｆ）｜
＝｜２ｓｉｎ（πfＤk（αk＋ｃｏｓΦ）／ｃ）｜｜βk／｛２×ｉπfＤk（αk＋１）／ｃ｝｝｜
＝｜βkｓｉｎ（πfＤk（αk＋ｃｏｓΦ）／ｃ）／（πfＤk（αk＋１）／ｃ）｜  …（Ｇ３）
ｘを任意の角度として｜ｘ｜が十分に小さい範囲では、ｓｉｎ（ｘ）はｘと近似される。２つのマイクロホンの間隔Ｄkが充分小さく、｜πfＤk（αk＋ｃｏｓΦ）／ｃ｜が充分小さい範囲では、指向性信号Ｙk（ｆ）、振幅特性比Ｇ（ｆ）は各々近似されて変形された結果、次式の式（Ｇ４），（Ｇ５）のように表わされる。
【０２９０】
Ｙk（ｆ）≒βk｛（πfＤk（αk＋ｃｏｓΦ）／ｃ）／（πfＤk（αk＋１）／ｃ）｝ｅｘｐ（−２πｉｆτk）Ｘk（ｆ）
＝βk（αk＋ｃｏｓΦ）／（αk＋１）ｅｘｐ（−２πiｆτk）Ｘk（ｆ）  …（Ｇ４）
Ｇ（ｆ）≒｜βk（πfＤk（αk＋ｃｏｓΦ）／ｃ）／（πfＤk（αk＋１）／ｃ）｜
＝|βk（αk＋ｃｏｓΦ）／（αk＋１）|  …（Ｇ５）
よって、式（Ｇ５）の振幅特性比Ｇ（ｆ）に表わされるように、周波数の振幅特性は周波数ｆに依存せず、完全にフラットな特性になる。したがって、関数Ｈk（ｆ）は、式（Ｃ４３）〜（Ｃ５０）のフラットとなる条件を満足することは明らかである。また、Ｙk（ｆ）の式においてｅｘｐ（−２πｉｆτk）は時間τkの単純な遅延に相当するので、Ｘk（ｆ）の位相特性も変化を受けない。
【０２９１】
［第１の実施形態の変形例６］
第１の実施形態の変形例６について以下に説明する。本変形例の関数Ｈk（ｆ）は、以下の式（Ｈ１）で表わされる関数である。
【０２９２】
｜Ｈk（ｆ）｜＝｜βk／｛２ｓｉｎ（πｆＤk（αk＋１）／ｃ）｝｜  …（Ｈ１）
ただし、βkは予め求まる定数である。
【０２９３】
振幅特性比Ｇ（ｆ）は、式（Ｃ５）を用いて順次変形すると以下の式（Ｈ２）で表わされる。
【０２９４】
Ｇ（ｆ）＝｜２ｓｉｎ（πfＤk（αk＋ｃｏｓΦ）／ｃ）｜｜Ｈk（ｆ）｜
＝｜２ｓｉｎ（πfＤk（αk＋ｃｏｓΦ）／ｃ）｜｜βk／｛２ｓｉｎ（πfＤk（αk＋１）／ｃ）｝｜
＝｜βkｓｉｎ（πfＤk（αk＋ｃｏｓΦ）／ｃ）／ｓｉｎ（πfＤk（αk＋１）／ｃ）｜  …（Ｈ２）
ｘを任意の角度として｜ｘ｜が十分に小さい範囲では、ｓｉｎ（ｘ）はｘと近似される。２つのマイクロホンの間隔Ｄkが充分小さく、｜πfＤk（αk＋ｃｏｓΦ）／ｃ｜および｜πｆＤk（αk＋１）／ｃ｜が充分小さい範囲では、振幅特性比Ｇ（ｆ）は、変形されて以下の式（Ｈ３）に表わされるようになる。
【０２９５】
Ｇ（ｆ）≒｜βk（πfＤk（αk＋ｃｏｓΦ）／ｃ）／（πfＤk（αk＋１）／ｃ）｜
＝｜βk（αk＋ｃｏｓΦ）／（αk＋１）｜  …（Ｈ３）
よって、式（Ｈ３）の振幅特性比Ｇ（ｆ）に表わされるように、周波数の振幅特性は周波数ｆに依存せず、完全にフラットな特性になる。したがって、関数Ｈk（ｆ）は、式（Ｃ４３）〜（Ｃ５０）のフラットとなる条件を満足することは明らかである。
【０２９６】
なお、関数Ｈk（ｆ）の位相特性については特に条件が与えられていないので信号の位相特性は変化を受ける可能性がある。しかし、人間の聴覚は振幅特性に対して敏感に反応するが、位相特性に対しては敏感には反応しないので、信号の位相特性が変化しても問題とならない。また、Ｈk（ｆ）の振幅特性のみを条件として与えることにより、ＦＩＲフィルタなとでＨk（ｆ）を近似的に実現する場合に、振幅特性を優先的に近似して設計することができるので、振幅特性の精度をより高めることができる。
【０２９７】
［第１の実施形態の変形例７］
第１の実施形態の変形例７は、関数Ｈk（ｆ）の別の変形例に関する。本変形例の関数Ｈk（ｆ）は、以下の式（Ｉ１）で表わされる関数である。
【０２９８】
｜Ｈk（ｆ）｜＝｜βk／｛２（πｆＤk（αk＋１）／ｃ）｝｜  …（Ｉ１）
ただし、βkは予め求まる定数である。
【０２９９】
この場合、振幅特性比Ｇ（ｆ）は、式（Ｉ１）を用いて順次変形すると以下の式（Ｉ２）で表わされる。
【０３００】
Ｇ（ｆ）＝｜２ｓｉｎ（πfＤk（αk＋ｃｏｓΦ）／ｃ）｜｜Ｈk（ｆ）｜
＝｜２ｓｉｎ（πfＤk（αk＋ｃｏｓΦ）／ｃ）｜｜βk／｛２πfＤk（αk＋１）／ｃ｝｜
＝｜βkｓｉｎ（πfＤk（αk＋ｃｏｓΦ）／ｃ）／（πfＤk（αk＋１）／ｃ）｜  …（Ｉ２）
ｘを任意の角度として｜ｘ｜が十分に小さい範囲では、ｓｉｎ（ｘ）はｘと近似される。２つのマイクロホンの間隔Ｄkが充分小さく、｜πfＤk（αk＋ｃｏｓΦ）／ｃ｜が充分小さい範囲では、振幅特性比Ｇ（ｆ）は、変形されて式（Ｉ３）のように表わされる。
【０３０１】
Ｇ（ｆ）≒｜βk（πfＤk（αk＋ｃｏｓΦ）／ｃ）／（πfＤk（αk＋１）／ｃ）｜
＝｜βk（αk＋ｃｏｓΦ）／（αk＋１）｜  …（Ｉ３）
なお、得られる効果について説明すると、第１の実施形態の変形例６の場合と同様である。つまり、周波数の振幅特性が周波数ｆに依存せず、完全にフラットな特性になる。したがって、関数Ｈk（ｆ）は、式（Ｃ４３）〜（Ｃ５０）のフラットとなる条件を満足することは明らかである。
【０３０２】
Ｈk（ｆ）の位相特性については特に条件が与えられていないため、受音信号の位相特性は変化を受ける可能性があるが、このような構成にした理由については、第１の実施形態の変形例６において説明したように、人間の聴覚は位相特性よりも振幅特性に敏感であるという性質を考慮したためである。
【０３０３】
［第２の実施形態］
第２の実施形態は、第１の実施形態の収音ユニットと比較して低コストのシステムを実現可能にする。
【０３０４】
図７は、第２の実施形態に係る収音ユニットの構成を示すブロック図である。図２および図７を参照して、収音ユニット１０Ｂは、図２の信号処理回路ＳＰ１に代えて信号処理回路ＳＰ２を備える点において、図２の収音ユニット１０Ａと異なる。この収音ユニット１０Ｂは、α≧０のときにおいて、式（Ｃ１）で示される指向性信号Ｙ（ｆ）を生成するものである。以下の説明では、α≧０であることを前提とする。
【０３０５】
信号処理回路ＳＰ２は、図２のフィルタ回路ＦＴ１，ＦＴ２に代えてＡ／Ｄ変換部ＡＤ２から出力される受音信号Ｘ2（ｆ）を遅延させて出力する遅延部ＤＬ１と、減算部ＳＢの出力に補正処理を行なうフィルタ回路ＦＴ３を含む点で、図２の信号処理回路ＳＰ１と異なる。フィルタ回路ＦＴ３からは指向性信号Ｙ（ｆ）が出力される。
【０３０６】
遅延部ＤＬ１は、ｅｘｐ（−２πｉｆＤα／ｃ）に相当する時間遅延を受音信号Ｘ2（ｆ）に加える。遅延時間はＤα／ｃである。Ｎを１以上の整数とすると、遅延時間は、Ａ／Ｄ変換部ＡＤ２のサンプリング周期（サンプリング周波数の逆数）のＮ倍になるように設定される。つまり、遅延部ＤＬ１は、Ａ／Ｄ変換部ＡＤ２から送られる受音信号Ｘ2（ｆ）を単純にＮサンプル分遅らせて出力するデジタルの遅延回路である。
【０３０７】
減算部ＳＢは、図２の減算部ＳＢと同様の構成であり、Ａ／Ｄ変換部ＡＤ１と遅延部ＤＬ１から出力される値を１サンプル毎に減算し、減算した結果の信号である（Ｘ1（ｆ）−Ｘ2（ｆ）ｅｘｐ（−２πｉｆＤα／ｃ））を１サンプル毎に出力する。
【０３０８】
フィルタ回路ＦＴ３は、周波数特性がＨ1（ｆ）、つまり、Ｈ（ｆ）ｅｘｐ（−２πｉｆτ＋πｉｆＤα／ｃ）となるようなフィルタ係数を有し、減算部ＳＢから信号（Ｘ1（ｆ）−Ｘ2（ｆ）ｅｘｐ（−２πｉｆＤα／ｃ））を受けて、Ｈ（ｆ）ｅｘｐ（−２πｉｆτ＋πｉｆＤα／ｃ）（Ｘ1（ｆ）−Ｘ2（ｆ）ｅｘｐ（−２πｉｆＤα／ｃ））を出力する。
【０３０９】
フィルタ回路ＦＴ３は、第１の実施形態で説明したフィルタ回路ＦＴ１，ＦＴ２と同様に、たとえばＦＩＲフィルタによって構成される。フィルタ回路ＦＴ３のフィルタ係数は、第１の実施形態で説明したように、ソフトウェアがコンピュータにＳＴＥＰ１〜ＳＴＥＰ３を実行させることによって予め算出される。
【０３１０】
次に、図７の収音ユニット１０Ｂの処理について以下に説明する。
【０３１１】
まず、図２の収音ユニット１０Ａの場合と同様に、音波ＳＷはマイクロホンＭＣ１，ＭＣ２の順に到達するものとし、音波ＳＷの到来角をΦとする。また、遅延部ＤＬ１は、入力される受音信号Ｘ2（ｆ）に対し、遅延時間Ｄα／ｃだけ受音信号Ｘ2（ｆ）を遅延させる。したがって、遅延部ＤＬ１から出力される信号は以下の式（Ｊ１）のように表わされる。
【０３１２】
Ｘ2（ｆ）ｅｘｐ（−２πｉｆＤα／ｃ）…（Ｊ１）
よって、指向性信号Ｙ（ｆ）は、以下の式（Ｊ２）のように表わされる。
【０３１３】
Ｙ（ｆ）＝Ｈ（ｆ）ｅｘｐ（−２πｉｆτ＋πｉｆＤα／ｃ）（Ｘ1（ｆ）−Ｘ2（ｆ）ｅｘｐ（−２πｉｆＤα／ｃ））
＝Ｈ（ｆ）ｅｘｐ（−２πｉｆτ＋πｉｆＤα／ｃ）Ｘ1（ｆ）−Ｈ（ｆ）ｅｘｐ（−２πｉｆτ＋πｉｆＤα／ｃ）ｅｘｐ（−２πｉｆＤα／ｃ）Ｘ2（ｆ）
＝Ｈ（ｆ）ｅｘｐ（−２πｉｆτ＋πｉｆＤα／ｃ）Ｘ1（ｆ）   −Ｈ（ｆ）ｅｘｐ（−２πｉｆτ−πｉｆＤα／ｃ）Ｘ2（ｆ）  …（Ｊ２）
式（Ｊ２）は、式（Ｃ１）〜（Ｃ３）に一致する。よって収音ユニット１０Ｂは、図２の収音ユニット１０Ａと同じ処理を行なう。
【０３１４】
次に、第２の実施形態の収音ユニットの効果について説明する。
【０３１５】
フィルタ回路ＦＴ３のようなフィルタを構成するには、一般的に、フィルタ係数を記憶する記憶手段（たとえば上述のＲＯＭである）や、入力される信号をサンプリングした値を格納する記憶手段（たとえばＲＡＭなどのメモリ）が必要である。また、フィルタ回路は記憶手段以外にも乗算や加算を行なうための演算手段を含む。
【０３１６】
図７の収音ユニット１０Ｂにおいて信号処理回路ＳＰ２は、フィルタ回路ＦＴ３と遅延部ＤＬ１とを含む。遅延部ＤＬ１に含まれる記憶手段は遅延処理に必要な数個程度のサンプルを保存できる記憶容量があればよい。第１の実施形態の収音ユニット１０Ａにおいて２つ含まれるフィルタが第２の実施形態の収音ユニット１０Ｂでは１つになり、代わりに数サンプルの遅延を行なう単純な遅延回路に置き換えられる。よって、より低コストのシステムで処理を行なうことができる。つまり、信号処理回路ＳＰ２がハードウェアで実現する場合には、より小さな回路規模で同様の処理を行なうことができる。
【０３１７】
なお、図７の収音ユニット１０Ｂにおいて、信号処理回路ＳＰ２がＤＳＰで構成される場合も可能である。この場合、ＤＳＰは少ない演算量で処理を実行できるので高速な処理が可能となるとともに、少ない記憶容量で処理を実行するのでシステムの規模を小さくすることができる。
【０３１８】
また、α＜０のときには、信号処理回路ＳＰ２に含まれる遅延部ＤＬ１の配置と、フィルタ回路ＦＴ３のフィルタ係数とを上述のものから変更することによって、式（Ｊ２）で示される指向性信号Ｙ（ｆ）を生成することができる。
【０３１９】
すなわち、遅延部ＤＬ１は、受音信号Ｘ1（ｆ）を｜Ｄα／ｃ｜だけ遅延する。そして、減算部ＳＢは、遅延部ＤＬ１の出力信号から受音信号Ｘ2（ｆ）を減算する。
【０３２０】
また、フィルタ回路ＦＴ３は、Ｈ2（ｆ）、つまりＨ（ｆ）ｅｘｐ（−２πｉｆτ−πｉｆＤα／ｃ）に応じたフィルタ係数をもち、減算部ＳＢの出力を受けて、指向性信号Ｙ（ｆ）を出力する。
【０３２１】
なお、フィルタ回路ＦＴ３は、第１の実施形態で説明したフィルタ回路ＦＴ１，ＦＴ２と同様のものに限定されるものではなく、第１の実施形態の変形例Ａ〜変形例Ｆで説明したものを用いるものとしてもよい。
【０３２２】
第２の実施形態においても、収音装置の構成は図２０１と同様であるが、信号処理回路ＳＰＬおよびＳＰＲの詳細な構成が信号処理回路ＳＰ２と同様である点が、第１の実施形態と異なる。
【０３２３】
すなわち、信号処理回路ＳＰＬ（第１番目の信号処理回路）は、遅延部ＤＬ１（１）と、減算部ＳＢ１（１）と、フィルタ回路ＦＴ３（１）とを含む。
【０３２４】
また、信号処理回路ＳＰＲ（第２番目の信号処理回路）は、遅延部ＤＬ１（２）と、減算部ＳＢ１（２）と、フィルタ回路ＦＴ３（２）とを含む。
【０３２５】
αk≧０の場合において、信号処理回路ＳＰＬおよびＳＰＲに含まれる各構成要素は、以下の処理を行なう。
【０３２６】
遅延部ＤＬ１（ｋ）は、受音信号Ｘ2k（ｆ）を｜Ｄkαk／ｃ｜の時間だけ遅延させる。
【０３２７】
減算部ＳＢ（ｋ）は、受音信号Ｘ1k（ｆ）から遅延部ＤＬ１（ｋ）から出力される信号を減算し、減算した結果の信号である（Ｘ1k（ｆ）−Ｘ2k（ｆ）ｅｘｐ（−２πｉｆ｜Ｄkαk／ｃ｜））を出力する。
【０３２８】
フィルタ回路ＦＴ３（ｋ）は、周波数特性がＨ1k（ｆ）（＝Ｈk（ｆ）ｅｘｐ（−２πｉｆτk＋πｉｆ｜Ｄkαk／ｃ｜）となるようなフィルタ係数を有し、減算された信号を受けて、Ｈk（ｆ）ｅｘｐ（−２πｉｆτk＋πｉｆ｜Ｄkαk／ｃ｜）（Ｘ1k（ｆ）−Ｘ2k（ｆ）ｅｘｐ（−２πｉｆ｜Ｄkαk／ｃ｜）を指向性信号Ｙk（ｆ）として出力する。
【０３２９】
αk＜０の場合において、信号処理回路ＳＰＬおよびＳＰＲに含まれる各構成要素は、以下の処理を行なう。
【０３３０】
遅延部ＤＬ１（ｋ）は、受音信号Ｘ1k（ｆ）を｜Ｄkαk／ｃ｜の時間だけ遅延させる。
【０３３１】
減算部ＳＢ（ｋ）は、受音信号Ｘ2k（ｆ）から遅延部ＤＬ１（ｋ）から出力される信号を減算し、減算した結果の信号である（Ｘ2k（ｆ）−Ｘ1k（ｆ）ｅｘｐ（−２πｉｆ｜Ｄkαk／ｃ｜））を出力する。
【０３３２】
フィルタ回路ＦＴ３（ｋ）は、周波数特性がＨ2k（ｆ）（＝Ｈk（ｆ）ｅｘｐ（−２πｉｆτk−πｉｆ｜Ｄkαk／ｃ｜）となるようなフィルタ係数を有し、減算された信号を受けて、Ｈk（ｆ）ｅｘｐ（−２πｉｆτk−πｉｆ｜Ｄkαk／ｃ｜）（Ｘ2k（ｆ）−Ｘ1k（ｆ）ｅｘｐ（−２πｉｆ｜Ｄkαk／ｃ｜）を指向性信号Ｙk（ｆ）として出力する。
【０３３３】
［第３の実施形態］
第３の実施形態は、３個のマイクロホンを用いてマルチチャネル信号を生成する収音装置に関する。
【０３３４】
（マイクロホンの配置）
図８は、第３の実施形態に係る収音装置に含まれるマイクロホンの配置を示す図である。同図に示すように、正面方向に対してマイクロホンＭＣＡ（第１の受音素子）と、マイクロホンＭＣＢ（第２の受音素子）とを結ぶ直線が垂直であり、正面方向に向かってマイクロホンＭＣＡは左側に配置され、マイクロホンＭＣＢは右側に配置される。マイクロホンＭＣＣ（第３の受音素子）は、マイクロホンＭＣＡとマイクロホンＭＣＢとを結ぶ直線より正面側であって、マイクロホンＭＣＡとマイクロホンＭＣＣとの間隔と、マイクロホンＭＣＢとマイクロホンＭＣＣとの間隔とが等しくなる位置に配置される。
【０３３５】
マイクロホンＭＣＡとマイクロホンＭＣＢとの間隔はｄ0であり、マイクロホンＭＣＡとマイクロホンＭＣＣとの間隔、およびマイクロホンＭＣＢとマイクロホンＭＣＣとの間隔はｄ1である。
【０３３６】
（収音装置の構成）
図９は、第３の実施形態に係る収音装置の構成を示すブロック図である。同図を参照して、収音装置３０１は、入力される音波ＳＷを受けてデジタル信号を出力する受信回路ＤＴＡ〜ＤＴＣを含む。なお、受信回路ＤＴＡ〜ＤＴＣは入力部に含まれる回路である。
【０３３７】
受信回路ＤＴＡは、音圧をアナログの電気信号に変換して、アナログ受音信号として出力するマイクロホンＭＣＡと、アナログ受音信号に、帯域制限、離散化、量子化を行ない、デジタルの受音信号に変換するＡ／Ｄ変換部ＡＤＡとを含む。マイクロホンＭＣＡは、たとえばＥＣＭで構成される。Ａ／Ｄ変換部ＡＤＡから出力されるデジタルの受音信号を周波数領域で表現したものをＸA（ｆ）とする。
【０３３８】
受信回路ＤＴＢの構成は、受信回路ＤＴＡの構成と同様であり、マイクロホンＭＣＢとＡ／Ｄ変換部ＡＤＢとを含み、音波ＳＷを受けて、Ａ／Ｄ変換部ＡＤＢからデジタルの受音信号ＸB（ｆ）を出力する。
【０３３９】
受信回路ＤＴＣの構成は、受信回路ＤＴＡの構成と同様であり、マイクロホンＭＣＣとＡ／Ｄ変換部ＡＤＣとを含み、音波ＳＷを受けて、Ａ／Ｄ変換部ＡＤＣからデジタルの受音信号ＸC（ｆ）を出力する。
【０３４０】
収音装置３０１は、さらに、マルチチャネル信号生成部ＳＴ３ａを備える。マルチチャネル信号生成部ＳＴ３ａは、図１０に示すような２個のチャネル信号を生成する。同図において、Ｌは左チャネル信号を示し、Ｒは右チャネル信号を示す。また、ＭＣＢ→ＭＣＣは、マイクロホンＭＣＢからマイクロホンＭＣＣへの方向に指向性を形成する信号を示し、ＭＣＡ→ＭＣＣは、マイクロホンＭＣＡからマイクロホンＭＣＣへの方向に指向性を形成する信号を示す。以下、このマルチチャネル信号生成部ＳＴ３ａが２個のチャネル信号を生成する処理の詳細を説明する。
【０３４１】
図９を参照して、マルチチャネル信号生成部ＳＴ３ａは、信号処理回路ＳＰＬ（第１番目の信号処理回路）と、信号処理回路ＳＰＲ（第２番目の信号処理回路）とを含む。信号処理回路ＳＰＬ，ＳＰＲは、図２で説明される信号処理回路ＳＰ１と同様の構成であり、式（Ｃ４）と等価な指向性信号Ｙ（ｆ）が得られるよう構成される。
【０３４２】
信号処理回路ＳＰＬ（第１番目の信号処理回路）は、受音信号ＸC（ｆ）を受音信号Ｘ11（ｆ）として第１の入力端子で受け、受音信号ＸB（ｆ）を受音信号Ｘ21（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｃ４０）〜（Ｃ５０）に従う指向性信号Ｙ1（ｆ）を指向性信号ＹＬとして出力する。ただし、ここではＤ1＝ｄ1である。指向性信号ＹＬは、α1≧０のときに、マイクロホンＭＣＢからマイクロホンＭＣＣへの方向に指向性を形成する信号、すなわち左チャネル信号となる。
【０３４３】
信号処理回路ＳＰＲ（第２番目の信号処理回路）は、受音信号ＸC（ｆ）を受音信号Ｘ12（ｆ）として第１の入力端子で受け、受音信号ＸA（ｆ）を受音信号Ｘ22（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｃ４０）〜（Ｃ５０）に従う指向性信号Ｙ2（ｆ）を指向性信号ＹＲとして出力する。ただし、ここではＤ2＝ｄ1である。指向性信号ＹＲは、α2≧０のときに、マイクロホンＭＣＡからマイクロホンＭＣＣへの方向に指向性を形成する信号、すなわち右チャネル信号となる。
【０３４４】
マルチチャネル信号生成部ＳＴ３ａで生成される指向性信号ＹＬ，ＹＲは、収音ユニット１０Ａの説明で述べたように、広い周波数帯域において、ほぼ平坦な特性になる。また、その時の周波数特性は音の到来角Φに依存せず一定であり、指向特性も周波数ｆに依存しないという特性を有する。
【０３４５】
（効果）
以上のように、本実施の形態に係る収音装置は、正面に対して左前方から到来する音を主に含む左チャネルの信号と、右前方から到来する音を主に含む右チャネルの信号とからなるマルチチャネル信号を生成することができる。また同時に、マイクロホンを近接して配置した場合にも、この収音装置は、周波数に依存しない良好な指向特性を形成し、さらに、どの方向から到来する音に対しても周波数特性の歪みの少ない信号を生成することができる。よって、この収音装置によれば、より良好な立体感のある受音信号を得ることができる。
【０３４６】
なお、α1＜０のときには、信号処理回路ＳＰＬにおいて、また、α2＜０のときには、信号処理回路ＳＰＲにおいて、それぞれ、第１の入力端子で受ける受音信号と第２の入力端子で受ける受音信号とが入れ替わるものとすればよい。
【０３４７】
［第３の実施形態の変形例１］
本変形例は、図８に示すように配置された３個のマイクロホンを用いて、第３の実施形態とは別のマルチチャネル信号を生成する収音装置に関する。
【０３４８】
（収音装置の構成）
図１１は、第３の実施形態の変形例１に係る収音装置の構成を示すブロック図である。同図を参照して、収音装置３０２は、第３の実施形態と同様の受信回路ＤＴＡ〜ＤＴＣを含む。
【０３４９】
収音装置３０２は、さらに、マルチチャネル信号生成部ＳＴ３ｂを備える。マルチチャネル信号生成部ＳＴ３ｂは、図１２に示すような５個のチャネル信号を生成する。同図において、Ｌは左チャネル信号を示し、Ｒは右チャネル信号を示し、Ｃはセンターチャネル信号を示し、ＳＬは左サラウンド信号を示し、ＳＲは右サラウンド信号を示す。また、ＭＣＢ→ＭＣＣは、マイクロホンＭＣＢからマイクロホンＭＣＣへの方向に指向性を形成する信号を示し、ＭＣＡ→ＭＣＣは、マイクロホンＭＣＡからマイクロホンＭＣＣへの方向に指向性を形成する信号を示し、（ＭＣＡとＭＣＢの合成）→ＭＣＣは、マイクロホンＭＣＡとマイクロホンＭＣＢとの間に設定した仮想的なマイクロホンＭＣＤからマイクロホンＭＣＣへの方向に指向性を形成する信号を示し、ＭＣＣ→ＭＣＡは、マイクロホンＭＣＣからマイクロホンＭＣＡへの方向に指向性を形成する信号を示し、ＭＣＣ→ＭＣＢは、マイクロホンＭＣＣからマイクロホンＭＣＢへの方向に指向性を形成する信号を示す。以下、このマルチチャネル信号生成部ＳＴ３ｂが５個のチャネル信号を生成する処理の詳細を説明する。
【０３５０】
図１１を参照して、マルチチャネル信号生成部ＳＴ３ｂは、信号処理回路ＳＰＲ（第１番目の信号処理回路）と、信号処理回路ＳＰＳＬ（第２番目の信号処理回路）と、信号処理回路ＳＰＬ（第３番目の信号処理回路）と、信号処理回路ＳＰＳＲ（第４番目の信号処理回路）と、加算平均回路ＡＤＤＲ１と、信号処理回路ＳＰＣ（第５番目の信号処理回路）とを含む。信号処理回路ＳＰＲ，ＳＰＳＬ，ＳＰＬ，ＳＰＳＲ，ＳＰＣは、図２で説明される信号処理回路ＳＰ１と同様の構成であり、式（Ｃ４）と等価な指向性信号Ｙ（ｆ）が得られるよう構成される。
【０３５１】
信号処理回路ＳＰＬ（第１番目の信号処理回路）は、受音信号ＸC（ｆ）を受音信号Ｘ11（ｆ）として第１の入力端子で受け、受音信号ＸB（ｆ）を受音信号Ｘ21（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｃ４０）〜（Ｃ５０）に従う指向性信号Ｙ1（ｆ）を指向性信号ＹＬとして出力する。ただし、ここではＤ1＝ｄ1である。指向性信号ＹＬは、α1≧０のときに、マイクロホンＭＣＢからマイクロホンＭＣＣへの方向に指向性を形成する信号、すなわち左チャネル信号となる。
【０３５２】
信号処理回路ＳＰＲ（第２番目の信号処理回路）は、受音信号ＸC（ｆ）を受音信号Ｘ12（ｆ）として第１の入力端子で受け、受音信号ＸA（ｆ）を受音信号Ｘ22（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｃ４０）〜（Ｃ５０）に従う指向性信号Ｙ2（ｆ）を指向性信号ＹＲとして出力する。ただし、ここではＤ2＝ｄ1である。指向性信号ＹＲは、α2≧０のときに、マイクロホンＭＣＡからマイクロホンＭＣＣへの方向に指向性を形成する信号、すなわち右チャネル信号となる。
【０３５３】
信号処理回路ＳＰＳＬ（第３番目の信号処理回路）は、受音信号ＸA（ｆ）を受音信号Ｘ13（ｆ）として第１の入力端子で受け、受音信号Ｘc（ｆ）を受音信号Ｘ23（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｃ４０）〜（Ｃ５０）に従う指向性信号Ｙ3（ｆ）を指向性信号ＹＳＬとして出力する。ただし、ここではＤ3＝ｄ1である。指向性信号ＹＳＬは、α3≧０のときに、マイクロホンＭＣＣからマイクロホンＭＣＡへの方向に指向性を形成する信号、すなわち左サラウンドチャネル信号となる。
【０３５４】
信号処理回路ＳＰＳＲ（第４番目の信号処理回路）は、受音信号ＸB（ｆ）を受音信号Ｘ14（ｆ）として第１の入力端子で受け、受音信号Ｘc（ｆ）を受音信号Ｘ24（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｃ４０）〜（Ｃ５０）に従う指向性信号Ｙ4（ｆ）を指向性信号ＹＳＲとして出力する。ただし、ここではＤ4＝ｄ1である。指向性信号ＹＳＲは、α4≧０のときに、マイクロホンＭＣＣからマイクロホンＭＣＢへの方向に指向性を形成する信号、すなわち右サラウンドチャネル信号となる。
【０３５５】
加算平均回路ＡＤＤＲ１は、受音信号ＸA（ｆ）と受音信号ＸB（ｆ）とを加算平均して、受音信号ＸD（ｆ）を生成する。この受音信号ＸD（ｆ）は、マイクロホンＭＣＡとマイクロホンＭＣＢとを結ぶ線分の中点に仮想的に配置されたマイクロホンＭＣＤを通して生成された信号とみなすことができる。
【０３５６】
信号処理回路ＳＰＣ（第５番目の信号処理回路）は、受音信号ＸC（ｆ）を受音信号Ｘ15（ｆ）として第１の入力端子で受け、受音信号ＸD（ｆ）を受音信号Ｘ25（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｃ４０）〜（Ｃ５０）に従う指向性信号Ｙ5（ｆ）を指向性信号ＹＣとして出力する。ただし、ここではＤ5＝（ｄ12−（ｄ0／２）2）1/2である。指向性信号ＹＣは、α5≧０のときに、マイクロホンＭＣＡとマイクロホンＭＣＢとを結ぶ線分の中点に仮想的に配置されたマイクロホンＭＣＤからマイクロホンＭＣＣへの方向に指向性を形成する信号、すなわちセンターチャネル信号となる。
【０３５７】
マルチチャネル信号生成部ＳＴ３ｂで生成される指向性信号ＹＬ，ＹＲ，ＹＳＬ，ＹＳＲ，ＹＣは、収音ユニット１０Ａの説明で述べたように、広い周波数帯域において、ほぼ平坦な特性になる。また、その時の周波数特性は音の到来角Φに依存せず一定であり、指向特性も周波数ｆに依存しないという特性を有する。
【０３５８】
（効果）
以上のように、本変形例に係る収音装置は、正面に対して左前方から到来する音を主に含む左チャネルの信号と、右前方から到来する音を主に含む右チャネルの信号と、左後方から到来する音を主に含む左サラウンドチャネルの信号と、右後方から到来する音を主に含む右サラウンドチャネルの信号と、正面から到来する音を主に含むセンターチャネルの信号からなるマルチチャネル信号を生成することができる。また、第３の実施形態と同様に、マイクロホンを近接して配置した場合にも、この収音装置は、周波数に依存しない良好な指向特性を形成し、さらに、どの方向から到来する音に対しても周波数特性の歪みの少ない信号を生成することができる。よって、この収音装置によれば、より良好な立体感のある受音信号を得ることができる。
【０３５９】
なお、α1＜０のときには、信号処理回路ＳＰＬにおいて、また、α2＜０のときには、信号処理回路ＳＰＲにおいて、また、α3＜０のときには、信号処理回路ＳＰＳＬにおいて、また、α4＜０のときには、信号処理回路ＳＰＳＲにおいて、また、α5＜０のときには、信号処理回路ＳＰＣにおいて、それぞれ、第１の入力端子で受ける受音信号と第２の入力端子で受ける受音信号とが入れ替わるものとすればよい。
【０３６０】
また、マルチチャネル信号生成部ＳＴ３ｂは、さらに、マイクロホンＭＣＣからマイクロホンＭＣＡとマイクロホンＭＣＢとを結ぶ線分の中点に仮想的に配置されたマイクロホンＭＣＤへの方向に指向性を形成する信号、すなわちサラウンド信号ＹＳを生成するものとしてもよい。
【０３６１】
また、マルチチャネル信号ＳＴ３ｂは、６個の信号（左チャネル信号Ｌ，右チャネル信号Ｒ，センターチャネル信号Ｃ，左サラウンドチャネル信号ＳＬ，右サラウンドチャネル信号ＳＲ，サラウンドチャネル信号Ｓ）のうち、少なくとも２つのチャネル信号を出力するものであればどのようなものであってもよい。たとえば、３個の信号（Ｌ，Ｒ，Ｃ）または（Ｌ，Ｒ，Ｓ）を出力するものであってもよく、４個の信号（Ｌ，Ｒ，ＳＬ，ＳＲ）または（Ｌ，Ｒ，Ｃ，Ｓ）を出力するものであってもよい。
【０３６２】
［第３の実施形態の変形例２］
本変形例は、図８に示すように配置された３個のマイクロホンを用いて、第３の実施形態およびその変形例１とは別のマルチチャネル信号を生成する収音装置に関する。
【０３６３】
（収音装置の構成）
図１３は、第３の実施形態の変形例２に係る収音装置の構成を示すブロック図である。同図を参照して、収音装置３０３は、第３の実施形態と同様の受信回路ＤＴＡ〜ＤＴＣを含む。
【０３６４】
収音装置３０３は、さらに、マルチチャネル信号生成部ＳＴ３ｃを備える。マルチチャネル信号生成部ＳＴ３ｃは、図１４に示すような５個のチャネル信号を生成する。同図において、Ｌは左チャネル信号を示し、Ｒは右チャネル信号を示し、Ｃはセンターチャネル信号を示し、ＳＬは左サラウンド信号を示し、ＳＲは右サラウンド信号を示す。また、ＭＣＢ→ＭＣＣは、マイクロホンＭＣＢからマイクロホンＭＣＣへの方向に指向性を形成する信号を示し、ＭＣＡ→ＭＣＣは、マイクロホンＭＣＡからマイクロホンＭＣＣへの方向に指向性を形成する信号を示し、（ＭＣＢ→ＭＣＣ）と（ＭＣＡ→ＭＣＣ）の合成は、マイクロホンＭＣＢからマイクロホンＭＣＣへの方向に指向性を形成する信号とマイクロホンＭＣＡからマイクロホンＭＣＣへの方向に指向性を形成する信号とを合成した信号を示し、ＭＣＣ→ＭＣＡは、マイクロホンＭＣＣからマイクロホンＭＣＡへの方向に指向性を形成する信号を示し、ＭＣＣ→ＭＣＢは、マイクロホンＭＣＣからマイクロホンＭＣＢへの方向に指向性を形成する信号を示す。以下、このマルチチャネル信号生成部ＳＴ３ｃが５個のチャネル信号を生成する処理の詳細を説明する。
【０３６５】
図１３を参照して、マルチチャネル信号生成部ＳＴ３ｃは、信号処理回路ＳＰＬ（第１番目の信号処理回路）と、信号処理回路ＳＰＲ（第２番目の信号処理回路）と、信号処理回路ＳＰＳＬ（第３番目の信号処理回路）と、信号処理回路ＳＰＳＲ（第４番目の信号処理回路）と、加算平均回路ＡＤＤＲとを含む。信号処理回路ＳＰＬ，ＳＰＲ，ＳＰＳＬ，ＳＰＳＲは、図２で説明される信号処理回路ＳＰ１と同様の構成であり、式（Ｃ４）と等価な指向性信号Ｙ（ｆ）が得られるよう構成される。
【０３６６】
信号処理回路ＳＰＬ（第１番目の信号処理回路）は、受音信号ＸC（ｆ）を受音信号Ｘ11（ｆ）として第１の入力端子で受け、受音信号ＸB（ｆ）を受音信号Ｘ21（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｃ４０）〜（Ｃ５０）に従う指向性信号Ｙ1（ｆ）を指向性信号ＹＬとして出力する。ただし、ここではＤ1＝ｄ1である。指向性信号ＹＬは、α1≧０のときに、マイクロホンＭＣＢからマイクロホンＭＣＣへの方向に指向性を形成する信号、すなわち左チャネル信号となる。
【０３６７】
信号処理回路ＳＰＲ（第２番目の信号処理回路）は、受音信号ＸC（ｆ）を受音信号Ｘ12（ｆ）として第１の入力端子で受け、受音信号ＸA（ｆ）を受音信号Ｘ22（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｃ４０）〜（Ｃ５０）に従う指向性信号Ｙ2（ｆ）を指向性信号ＹＲとして出力する。ただし、ここではＤ2＝ｄ1である。指向性信号ＹＲは、α2≧０のときに、マイクロホンＭＣＡからマイクロホンＭＣＣへの方向に指向性を形成する信号、すなわち右チャネル信号となる。
【０３６８】
信号処理回路ＳＰＳＬ（第３番目の信号処理回路）は、受音信号ＸA（ｆ）を受音信号Ｘ13（ｆ）として第１の入力端子で受け、受音信号Ｘc（ｆ）を受音信号Ｘ23（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｃ４０）〜（Ｃ５０）に従う指向性信号Ｙ3（ｆ）を指向性信号ＹＳＬとして出力する。ただし、ここではＤ3＝ｄ1である。指向性信号ＹＳＬは、α3≧０のときに、マイクロホンＭＣＣからマイクロホンＭＣＡへの方向に指向性を形成する信号、すなわち左サラウンドチャネル信号となる。
【０３６９】
信号処理回路ＳＰＳＲ（第４番目の信号処理回路）は、受音信号ＸB（ｆ）を受音信号Ｘ14（ｆ）として第１の入力端子で受け、受音信号Ｘc（ｆ）を受音信号Ｘ24（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｃ４０）〜（Ｃ５０）に従う指向性信号Ｙ4（ｆ）を指向性信号ＹＳＲとして出力する。ただし、ここではＤ4＝ｄ1である。指向性信号ＹＳＲは、α4≧０のときに、マイクロホンＭＣＣからマイクロホンＭＣＢへの方向に指向性を形成する信号、すなわち右サラウンドチャネル信号となる。
【０３７０】
加算平均回路ＡＤＤＲは、指向性信号ＹＲと指向性信号ＹＬとを加算平均して、指向性信号ＹＣを生成する。指向性信号ＹＣは、マイクロホンＭＣＢからマイクロホンＭＣＣへの方向に指向性を形成する信号である指向性信号ＹＬと、マイクロホンＭＣＡからマイクロホンＭＣＣへの方向に指向性を形成する信号である指向性信号ＹＲとが合成されたものであるから、センターチャネル信号となる。
【０３７１】
マルチチャネル信号生成部ＳＴ３ｃで生成される指向性信号ＹＬ，ＹＲ，ＹＳＬ，ＹＳＲは、収音ユニット１０Ａの説明で述べたように、広い周波数帯域において、ほぼ平坦な特性になる。また、その時の周波数特性は音の到来角Φに依存せず一定であり、指向特性も周波数ｆに依存しないという特性を有する。また、指向性信号ＹＣは、指向性信号ＹＬ、ＹＲを加算平均したものであるので、上記と同様の性質を有する。
【０３７２】
（効果）
以上のように、本変形例に係る収音装置は、正面に対して左前方から到来する音を主に含む左チャネルの信号と、右前方から到来する音を主に含む右チャネルの信号と、左後方から到来する音を主に含む左サラウンドチャネルの信号と、右後方から到来する音を主に含む右サラウンドチャネルの信号と、正面から到来する音を主に含むセンターチャネルの信号からなるマルチチャネル信号を生成することができる。また、第３の実施形態およびその変形例１と同様に、マイクロホンを近接して配置した場合にも、この収音装置は、周波数に依存しない良好な指向特性を形成し、さらに、どの方向から到来する音に対しても周波数特性の歪みの少ない信号を生成することができる。よって、この収音装置によれば、より良好な立体感のある受音信号を得ることができる。
【０３７３】
なお、α1＜０のときには、信号処理回路ＳＰＬにおいて、また、α2＜０のときには、信号処理回路ＳＰＲにおいて、また、α3＜０のときには、信号処理回路ＳＰＳＬにおいて、また、α4＜０のときには、信号処理回路ＳＰＳＲにおいて、それぞれ、第１の入力端子で受ける受音信号と第２の入力端子で受ける受音信号とが入れ替わるものとすればよい。
【０３７４】
また、マルチチャネル信号生成部ＳＴ３ｃは、さらに、マイクロホンＭＣＣからマイクロホンＭＣＢへの方向に指向性を有する信号と、マイクロホンＭＣＣからマイクロホンＭＣＡへの方向に指向性を有する信号を生成し、これら２つの信号を加算平均して、サラウンド信号ＹＳを生成するものとしてもよい。
【０３７５】
また、マルチチャネル信号ＳＴ３ｃは、６個の信号（左チャネル信号Ｌ，右チャネル信号Ｒ，センターチャネル信号Ｃ，左サラウンドチャネル信号ＳＬ，右サラウンドチャネル信号ＳＲ，サラウンドチャネル信号Ｓ）のうち、少なくとも２つのチャネル信号を出力するものであればどのようなものであってもよい。たとえば、３個の信号（Ｌ，Ｒ，Ｃ）または（Ｌ，Ｒ，Ｓ）を出力するものであってもよく、４個の信号（Ｌ，Ｒ，ＳＬ，ＳＲ）または（Ｌ，Ｒ，Ｃ，Ｓ）を出力するものであってもよい。
【０３７６】
［第４の実施形態］
第４の実施形態は、第３の実施形態とは異なる配置をとる３個のマイクロホンを用いてマルチチャネル信号を生成する収音装置に関する。
【０３７７】
（マイクロホンの配置）
図１５は、第４の実施形態に係る収音装置に含まれるマイクロホンの配置を示す図である。同図に示すように、正面方向に対してマイクロホンＭＣＡ（第１の受音素子）と、マイクロホンＭＣＢ（第２の受音素子）とを結ぶ直線が垂直であり、正面方向に向かってマイクロホンＭＣＡは左側に配置され、マイクロホンＭＣＢは右側に配置される。マイクロホンＭＣＣ（第３の受音素子）は、マイクロホンＭＣＡとマイクロホンＭＣＢとを結ぶ直線より正面と反対側であって、マイクロホンＭＣＡとマイクロホンＭＣＣとの間隔と、マイクロホンＭＣＢとマイクロホンＭＣＣとの間隔とが等しくなる位置に配置される。
【０３７８】
マイクロホンＭＣＡとマイクロホンＭＣＢとの間隔はｄ0であり、マイクロホンＭＣＡとマイクロホンＭＣＣとの間隔、およびマイクロホンＭＣＢとマイクロホンＭＣＣとの間隔はｄ1である。
【０３７９】
（収音装置の構成）
図１６は、第４の実施形態に係る収音装置の構成を示すブロック図である。同図を参照して、収音装置３０４は、第３の実施形態と同様の受信回路ＤＴＡ〜ＤＴＣを含む。
【０３８０】
収音装置３０４は、さらに、マルチチャネル信号生成部ＳＴ３ｄを備える。マルチチャネル信号生成部ＳＴ３ｄは、図１７に示すような２個のチャネル信号を生成する。同図において、Ｌは左チャネル信号を示し、Ｒは右チャネル信号を示す。また、ＭＣＣ→ＭＣＡは、マイクロホンＭＣＣからマイクロホンＭＣＡへの方向に指向性を形成する信号を示し、ＭＣＣ→ＭＣＢは、マイクロホンＭＣＣからマイクロホンＭＣＢへの方向に指向性を形成する信号を示す。以下、このマルチチャネル信号生成部ＳＴ３ｄが２個のチャネル信号を生成する処理の詳細を説明する。
【０３８１】
図１６を参照して、マルチチャネル信号生成部ＳＴ３ｄは、信号処理回路ＳＰＬ（第１番目の信号処理回路）と、信号処理回路ＳＰＲ（第２番目の信号処理回路）とを含む。信号処理回路ＳＰＬ，ＳＰＲは、図２で説明される信号処理回路ＳＰ１と同様の構成であり、式（Ｃ４）と等価な指向性信号Ｙ（ｆ）が得られるよう構成される。
【０３８２】
信号処理回路ＳＰＬ（第１番目の信号処理回路）は、受音信号ＸA（ｆ）を受音信号Ｘ11（ｆ）として第１の入力端子で受け、受音信号ＸC（ｆ）を受音信号Ｘ21（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｃ４０）〜（Ｃ５０）に従う指向性信号Ｙ1（ｆ）を指向性信号ＹＬとして出力する。ただし、ここではＤ1＝ｄ1である。指向性信号ＹＬは、α1≧０のときに、マイクロホンＭＣＣからマイクロホンＭＣＡへの方向に指向性を形成する信号、すなわち左チャネル信号となる。
【０３８３】
信号処理回路ＳＰＲ（第２番目の信号処理回路）は、受音信号ＸB（ｆ）を受音信号Ｘ12（ｆ）として第１の入力端子で受け、受音信号ＸC（ｆ）を受音信号Ｘ22（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｃ４０）〜（Ｃ５０）に従う指向性信号Ｙ2（ｆ）を指向性信号ＹＲとして出力する。ただし、ここではＤ2＝ｄ1である。指向性信号ＹＲは、α2≧０のときに、マイクロホンＭＣＣからマイクロホンＭＣＢへの方向に指向性を形成する信号、すなわち右チャネル信号となる。
【０３８４】
マルチチャネル信号生成部ＳＴ３ｄで生成される指向性信号ＹＬ，ＹＲは、収音ユニット１０Ａの説明で述べたように、広い周波数帯域において、ほぼ平坦な特性になる。また、その時の周波数特性は音の到来角Φに依存せず一定であり、指向特性も周波数ｆに依存しないという特性を有する。
【０３８５】
（効果）
以上のように、本実施の形態に係る収音装置は、正面に対して左前方から到来する音を主に含む左チャネルの信号と、右前方から到来する音を主に含む右チャネルの信号とからなるマルチチャネル信号を生成することができる。また同時に、マイクロホンを近接して配置した場合にも、この収音装置は、周波数に依存しない良好な指向特性を形成し、さらに、どの方向から到来する音に対しても周波数特性の歪みの少ない信号を生成することができる。よって、この収音装置によれば、より良好な立体感のある受音信号を得ることができる。
【０３８６】
なお、α1＜０のときには、信号処理回路ＳＰＬにおいて、また、α2＜０のときには、信号処理回路ＳＰＲにおいて、それぞれ、第１の入力端子で受ける受音信号と第２の入力端子で受ける受音信号とが入れ替わるものとすればよい。
【０３８７】
［第４の実施形態の変形例１］
本変形例は、図１５に示すように配置された３個のマイクロホンを用いて、第４の実施形態とは別のマルチチャネル信号を生成する収音装置に関する。
【０３８８】
（収音装置の構成）
図１８は、第４の実施形態の変形例１に係る収音装置の構成を示すブロック図である。同図を参照して、収音装置３０５は、第３の実施形態と同様の受信回路ＤＴＡ〜ＤＴＣを含む。
【０３８９】
収音装置３０５は、さらに、マルチチャネル信号生成部ＳＴ３ｅを備える。マルチチャネル信号生成部ＳＴ３ｅは、図１９に示すような５個のチャネル信号を生成する。同図において、Ｌは左チャネル信号を示し、Ｒは右チャネル信号を示し、Ｃはセンターチャネル信号を示し、ＳＬは左サラウンド信号を示し、ＳＲは右サラウンド信号を示す。また、ＭＣＣ→ＭＣＡは、マイクロホンＭＣＣからマイクロホンＭＣＡへの方向に指向性を形成する信号を示し、ＭＣＣ→ＭＣＢは、マイクロホンＭＣＣからマイクロホンＭＣＢへの方向に指向性を形成する信号を示し、ＭＣＣ→（ＭＣＡとＭＣＢの合成）は、マイクロホンＭＣＣからマイクロホンＭＣＡとマイクロホンＭＣＢとの間に設定した仮想的なマイクロホンＭＣＤへの方向に指向性を形成する信号を示し、ＭＣＢ→ＭＣＣは、マイクロホンＭＣＢからマイクロホンＭＣＣへの方向に指向性を形成する信号を示し、ＭＣＡ→ＭＣＣは、マイクロホンＭＣＡからマイクロホンＭＣＣへの方向に指向性を形成する信号を示す。以下、このマルチチャネル信号生成部ＳＴ３ｂが５個のチャネル信号を生成する処理の詳細を説明する。
【０３９０】
図１８を参照して、マルチチャネル信号生成部ＳＴ３ｅは、信号処理回路ＳＰＬ（第１番目の信号処理回路）と、信号処理回路ＳＰＲ（第２番目の信号処理回路）と、信号処理回路ＳＰＳＬ（第３番目の信号処理回路）と、信号処理回路ＳＰＳＲ（第４番目の信号処理回路）と、加算平均回路ＡＤＤＲ１と、信号処理回路ＳＰＣと（第５番目の信号処理回路）とを含む。信号処理回路ＳＰＬ，ＳＰＲ，ＳＰＳＬ，ＳＰＳＲ，ＳＰＣは、図２で説明される信号処理回路ＳＰ１と同様の構成であり、式（Ｃ４）と等価な指向性信号Ｙ（ｆ）が得られるよう構成される。
【０３９１】
信号処理回路ＳＰＬ（第１番目の信号処理回路）は、受音信号ＸA（ｆ）を受音信号Ｘ11（ｆ）として第１の入力端子で受け、受音信号ＸC（ｆ）を受音信号Ｘ21（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｃ４０）〜（Ｃ５０）に従う指向性信号Ｙ1（ｆ）を指向性信号ＹＬとして出力する。ただし、ここではＤ1＝ｄ1である。指向性信号ＹＬは、α1≧０のときに、マイクロホンＭＣＣからマイクロホンＭＣＡへの方向に指向性を形成する信号、すなわち左チャネル信号となる。
【０３９２】
信号処理回路ＳＰＲ（第２番目の信号処理回路）は、受音信号ＸB（ｆ）を受音信号Ｘ12（ｆ）として第１の入力端子で受け、受音信号ＸC（ｆ）を受音信号Ｘ22（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｃ４０）〜（Ｃ５０）に従う指向性信号Ｙ2（ｆ）を指向性信号ＹＲとして出力する。ただし、ここではＤ2＝ｄ1である。指向性信号ＹＲは、α2≧０のときに、マイクロホンＭＣＣからマイクロホンＭＣＢへの方向に指向性を形成する信号、すなわち右チャネル信号となる。
【０３９３】
信号処理回路ＳＰＳＬ（第３番目の信号処理回路）は、受音信号ＸC（ｆ）を受音信号Ｘ13（ｆ）として第１の入力端子で受け、受音信号ＸB（ｆ）を受音信号Ｘ23（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｃ４０）〜（Ｃ５０）に従う指向性信号Ｙ3（ｆ）を指向性信号ＹＳＬとして出力する。ただし、ここではＤ3＝ｄ1である。指向性信号ＹＳＬは、α3≧０のとき、マイクロホンＭＣＢからマイクロホンＭＣＣへの方向に指向性を形成する信号、すなわち左サラウンドチャネル信号となる。
【０３９４】
信号処理回路ＳＰＳＲ（第４番目の信号処理回路）は、受音信号ＸC（ｆ）を受音信号Ｘ14（ｆ）として第１の入力端子で受け、受音信号ＸA（ｆ）を受音信号Ｘ24（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｃ４０）〜（Ｃ５０）に従う指向性信号Ｙ4（ｆ）を指向性信号ＹＳＲとして出力する。ただし、ここではＤ4＝ｄ1である。指向性信号ＹＳＲは、α4≧０のとき、マイクロホンＭＣＡからマイクロホンＭＣＣへの方向に指向性を形成する信号、すなわち右サラウンドチャネル信号となる。
【０３９５】
加算平均回路ＡＤＤＲ１は、受音信号ＸA（ｆ）と受音信号ＸB（ｆ）とを加算平均して、受音信号ＸD（ｆ）を生成する。この受音信号ＸD（ｆ）は、マイクロホンＭＣＡとマイクロホンＭＣＢとを結ぶ線分の中点に仮想的に配置されたマイクロホンＭＣＤを通して生成された信号とみなすことができる。
【０３９６】
信号処理回路ＳＰＣ（第５番目の信号処理回路）は、受音信号ＸD（ｆ）を受音信号Ｘ15（ｆ）として第１の入力端子で受け、受音信号ＸC（ｆ）を受音信号Ｘ25（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｃ４０）〜（Ｃ５０）に従う指向性信号Ｙ5（ｆ）を指向性信号ＹＣとして出力する。ただし、ここではＤ5＝（ｄ12−（ｄ0／２）2）1/2である。指向性信号ＹＣは、α5≧０のとき、マイクロホンＭＣＣからマイクロホンＭＣＡとマイクロホンＭＣＢとを結ぶ線分の中点に仮想的に配置されたマイクロホンＭＣＤへの方向に指向性を形成する信号、すなわちセンターチャネル信号となる。
【０３９７】
マルチチャネル信号生成部ＳＴ３ｅで生成される指向性信号ＹＬ，ＹＲ，ＹＳＬ，ＹＳＲ，ＹＣは、収音ユニット１０Ａの説明で述べたように、広い周波数帯域において、ほぼ平坦な特性になる。また、その時の周波数特性は音の到来角Φに依存せず一定であり、指向特性も周波数ｆに依存しないという特性を有する。
【０３９８】
（効果）
以上のように、本変形例に係る収音装置は、正面に対して左前方から到来する音を主に含む左チャネルの信号と、右前方から到来する音を主に含む右チャネルの信号と、左後方から到来する音を主に含む左サラウンドチャネルの信号と、右後方から到来する音を主に含む右サラウンドチャネルの信号と、正面から到来する音を主に含むセンターチャネルの信号からなるマルチチャネル信号を生成することができる。また、第４の実施形態と同様に、マイクロホンを近接して配置した場合にも、この収音装置は、周波数に依存しない良好な指向特性を形成し、さらに、どの方向から到来する音に対しても周波数特性の歪みの少ない信号を生成することができる。よって、この収音装置によれば、より良好な立体感のある受音信号を得ることができる。
【０３９９】
なお、α1＜０のときには、信号処理回路ＳＰＬにおいて、また、α2＜０のときには、信号処理回路ＳＰＲにおいて、また、α3＜０のときには、信号処理回路ＳＰＳＬにおいて、また、α4＜０のときには、信号処理回路ＳＰＳＲにおいて、また、α5＜０のときには、信号処理回路ＳＰＣにおいて、それぞれ、第１の入力端子で受ける受音信号と第２の入力端子で受ける受音信号とが入れ替わるものとすればよい。
【０４００】
また、マルチチャネル信号生成部ＳＴ３ｅは、さらに、マイクロホンＭＣＡとマイクロホンＭＣＢとを結ぶ線分の中点に仮想的に配置されたマイクロホンＭＣＤからマイクロホンＭＣＣへの方向に指向性を形成する信号、すなわちサラウンド信号ＹＳを生成するものとしてもよい。
【０４０１】
また、マルチチャネル信号ＳＴ３ｅは、６個の信号（左チャネル信号Ｌ，右チャネル信号Ｒ，センターチャネル信号Ｃ，左サラウンドチャネル信号ＳＬ，右サラウンドチャネル信号ＳＲ，サラウンドチャネル信号Ｓ）のうち、少なくとも２つのチャネル信号を出力するものであればどのようなものであってもよい。たとえば、３個の信号（Ｌ，Ｒ，Ｃ）または（Ｌ，Ｒ，Ｓ）を出力するものであってもよく、４個の信号（Ｌ，Ｒ，ＳＬ，ＳＲ）または（Ｌ，Ｒ，Ｃ，Ｓ）を出力するものであってもよい。
【０４０２】
［第４の実施形態の変形例２］
本変形例は、図１５に示すように配置された３個のマイクロホンを用いて、第４の実施形態およびその変形例１とは別のマルチチャネル信号を生成する収音装置に関する。
【０４０３】
（収音装置の構成）
図２０は、第４の実施形態の変形例２に係る収音装置の構成を示すブロック図である。同図を参照して、収音装置３０６は、第３の実施形態と同様の受信回路ＤＴＡ〜ＤＴＣを含む。
【０４０４】
収音装置３０６は、さらに、マルチチャネル信号生成部ＳＴ３ｆを備える。マルチチャネル信号生成部ＳＴ３ｆは、図２１に示すような５個のチャネル信号を生成する。同図において、Ｌは左チャネル信号を示し、Ｒは右チャネル信号を示し、Ｃはセンターチャネル信号を示し、ＳＬは左サラウンド信号を示し、ＳＲは右サラウンド信号を示す。また、ＭＣＣ→ＭＣＡは、マイクロホンＭＣＣからマイクロホンＭＣＡへの方向に指向性を形成する信号を示し、ＭＣＣ→ＭＣＢは、マイクロホンＭＣＣからマイクロホンＭＣＢへの方向に指向性を形成する信号を示し、（ＭＣＣ→ＭＣＡ）と（ＭＣＣ→ＭＣＢ）の合成は、マイクロホンＭＣＣからマイクロホンＭＣＡへの方向に指向性を形成する信号とマイクロホンＭＣＣからマイクロホンＭＣＢへの方向に指向性を形成する信号とを合成した信号を示し、ＭＣＢ→ＭＣＣは、マイクロホンＭＣＢからマイクロホンＭＣＣへの方向に指向性を形成する信号を示し、ＭＣＡ→ＭＣＣは、マイクロホンＭＣＡからマイクロホンＭＣＣへの方向に指向性を形成する信号を示す。以下、このマルチチャネル信号生成部ＳＴ３ｆが５個のチャネル信号を生成する処理の詳細を説明する。
【０４０５】
図２０を参照して、マルチチャネル信号生成部ＳＴ３ｆは、信号処理回路ＳＰＬ（第１番目の信号処理回路）と、信号処理回路ＳＰＲ（第２番目の信号処理回路）と、信号処理回路ＳＰＳＬ（第３番目の信号処理回路）と、信号処理回路ＳＰＳＲ（第４番目の信号処理回路）と、加算平均回路ＡＤＤＲ１とを含む。信号処理回路ＳＰＬ，ＳＰＲ，ＳＰＳＬ，ＳＰＳＲは、図２で説明される信号処理回路ＳＰ１と同様の構成であり、式（Ｃ４）と等価な指向性信号Ｙ（ｆ）が得られるよう構成される。
【０４０６】
信号処理回路ＳＰＬ（第１番目の信号処理回路）は、受音信号ＸA（ｆ）を受音信号Ｘ11（ｆ）として第１の入力端子で受け、受音信号ＸC（ｆ）を受音信号Ｘ21（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｃ４０）〜（Ｃ５０）に従う指向性信号Ｙ1（ｆ）を指向性信号ＹＬとして出力する。ただし、ここではＤ1＝ｄ1である。指向性信号ＹＬは、α1≧０のときに、マイクロホンＭＣＣからマイクロホンＭＣＡへの方向に指向性を形成する信号、すなわち左チャネル信号となる。
【０４０７】
信号処理回路ＳＰＲ（第２番目の信号処理回路）は、受音信号ＸB（ｆ）を受音信号Ｘ12（ｆ）として第１の入力端子で受け、受音信号ＸC（ｆ）を受音信号Ｘ22（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｃ４０）〜（Ｃ５０）に従う指向性信号Ｙ2（ｆ）を指向性信号ＹＲとして出力する。ただし、ここではＤ2＝ｄ1である。指向性信号ＹＲは、α2≧０のときに、マイクロホンＭＣＣからマイクロホンＭＣＢへの方向に指向性を形成する信号、すなわち右チャネル信号となる。
【０４０８】
信号処理回路ＳＰＳＬ（第３番目の信号処理回路）は、受音信号ＸC（ｆ）を受音信号Ｘ13（ｆ）として第１の入力端子で受け、受音信号ＸB（ｆ）を受音信号Ｘ23（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｃ４０）〜（Ｃ５０）に従う指向性信号Ｙ3（ｆ）を指向性信号ＹＳＬとして出力する。ただし、ここではＤ3＝ｄ1である。指向性信号ＹＳＬは、α3≧０のとき、マイクロホンＭＣＢからマイクロホンＭＣＣへの方向に指向性を形成する信号、すなわち左サラウンドチャネル信号となる。
【０４０９】
信号処理回路ＳＰＳＲ（第４番目の信号処理回路）は、受音信号ＸC（ｆ）を受音信号Ｘ14（ｆ）として第１の入力端子で受け、受音信号ＸA（ｆ）を受音信号Ｘ24（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｃ４０）〜（Ｃ５０）に従う指向性信号Ｙ4（ｆ）を指向性信号ＹＳＲとして出力する。ただし、ここではＤ4＝ｄ1である。指向性信号ＹＳＲは、α4≧０のとき、マイクロホンＭＣＡからマイクロホンＭＣＣへの方向に指向性を形成する信号、すなわち右サラウンドチャネル信号となる。
【０４１０】
加算平均回路ＡＤＤＲは、指向性信号ＹＲと指向性信号ＹＬとを加算平均して、指向性信号ＹＣを生成する。指向性信号ＹＣは、マイクロホンＭＣＣからマイクロホンＭＣＡへの方向に指向性を形成する信号である指向性信号ＹＬと、マイクロホンＭＣＣからマイクロホンＭＣＢへの方向に指向性を形成する信号である指向性信号ＹＲとが合成されたものであるから、センターチャネル信号となる。
【０４１１】
マルチチャネル信号生成部ＳＴ３ｆで生成される指向性信号ＹＬ，ＹＲ，ＹＳＬ，ＹＳＲは、収音ユニット１０Ａの説明で述べたように、広い周波数帯域において、ほぼ平坦な特性になる。また、その時の周波数特性は音の到来角Φに依存せず一定であり、指向特性も周波数ｆに依存しないという特性を有する。また、指向性信号ＹＣは、指向性信号ＹＬ、ＹＲを加算平均したものであるので、上記と同様の性質を有する。
【０４１２】
（効果）
以上のように、本変形例に係る収音装置は、第４の実施形態と同様に、正面に対して左前方から到来する音を主に含む左チャネルの信号と、右前方から到来する音を主に含む右チャネルの信号と、左後方から到来する音を主に含む左サラウンドチャネルの信号と、右後方から到来する音を主に含む右サラウンドチャネルの信号と、正面から到来する音を主に含むセンターチャネルの信号からなるマルチチャネル信号を生成することができる。また、第４の実施形態およびその変形例１と同様に、マイクロホンを近接して配置した場合にも、この収音装置は、周波数に依存しない良好な指向特性を形成し、さらに、どの方向から到来する音に対しても周波数特性の歪みの少ない信号を生成することができる。よって、この収音装置によれば、より良好な立体感のある受音信号を得ることができる。
【０４１３】
なお、α1＜０のときには、信号処理回路ＳＰＬにおいて、また、α2＜０のときには、信号処理回路ＳＰＲにおいて、また、α3＜０のときには、信号処理回路ＳＰＳＬにおいて、また、α4＜０のときには、信号処理回路ＳＰＳＲにおいて、それぞれ、第１の入力端子で受ける受音信号と第２の入力端子で受ける受音信号とが入れ替わるものとすればよい。
【０４１４】
また、マルチチャネル信号生成部ＳＴ３ｆは、さらに、マイクロホンＭＣＡからマイクロホンＭＣＣへの方向に指向性を有する信号と、マイクロホンＭＣＢからマイクロホンＭＣＣへの方向に指向性を有する信号を生成し、これら２つの信号を加算平均して、サラウンド信号ＹＳを生成するものとしてもよい。
【０４１５】
また、マルチチャネル信号ＳＴ３ｆは、６個の信号（左チャネル信号Ｌ，右チャネル信号Ｒ，センターチャネル信号Ｃ，左サラウンドチャネル信号ＳＬ，右サラウンドチャネル信号ＳＲ，サラウンドチャネル信号Ｓ）のうち、少なくとも２つのチャネル信号を出力するものであればどのようなものであってもよい。たとえば、３個の信号（Ｌ，Ｒ，Ｃ）または（Ｌ，Ｒ，Ｓ）を出力するものであってもよく、４個の信号（Ｌ，Ｒ，ＳＬ，ＳＲ）または（Ｌ，Ｒ，Ｃ，Ｓ）を出力するものであってもよい。
【０４１６】
［第５の実施形態］
第５の実施形態は、第３および第４の実施形態とは異なる配置をとる３個のマイクロホンを用いてマルチチャネル信号を生成する収音装置に関する。
【０４１７】
（マイクロホンの配置）
図２２は、第５の実施形態に係る収音装置に含まれるマイクロホンの配置を示す図である。同図に示すように、正面方向に対してマイクロホンＭＣＡ（第１の受音素子）と、マイクロホンＭＣＣ（第３の受音素子）とを結ぶ直線が平行であり、正面側にマイクロホンＭＣＡが配置され、正面と反対側にマイクロホンＭＣＣが配置される。マイクロホンＭＣＢ（第２の受音素子）は、マイクロホンＭＣＡとマイクロホンＭＣＣとを結ぶ直線より正面に向かって右側であって、マイクロホンＭＣＡとマイクロホンＭＣＢとの間隔と、マイクロホンＭＣＣとマイクロホンＭＣＢとの間隔とが等しくなる位置に配置される。
【０４１８】
マイクロホンＭＣＡとマイクロホンＭＣＣとの間隔はｄ0であり、マイクロホンＭＣＡとマイクロホンＭＣＢとの間隔、およびマイクロホンＭＣＢとマイクロホンＭＣＣとの間隔はｄ1である。
【０４１９】
（収音装置の構成）
図２３は、第５の実施形態に係る収音装置の構成を示すブロック図である。同図を参照して、収音装置３０７は、第３の実施形態と同様の受信回路ＤＴＡ〜ＤＴＣを含む。
【０４２０】
収音装置３０７は、さらに、マルチチャネル信号生成部ＳＴ３ｇを備える。マルチチャネル信号生成部ＳＴ３ｇは、図２４に示すような２個のチャネル信号を生成する。同図において、Ｌは左チャネル信号を示し、Ｒは右チャネル信号を示す。また、ＭＣＢ→ＭＣＡは、マイクロホンＭＣＢからマイクロホンＭＣＡへの方向に指向性を形成する信号を示し、ＭＣＣ→ＭＣＢは、マイクロホンＭＣＣからマイクロホンＭＣＢへの方向に指向性を形成する信号を示す。以下、このマルチチャネル信号生成部ＳＴ３ｇが２個のチャネル信号を生成する処理の詳細を説明する。
【０４２１】
図２３を参照して、マルチチャネル信号生成部ＳＴ３ｇは、信号処理回路ＳＰＬ（第１番目の信号処理回路）と、信号処理回路ＳＰＲ（第２番目の信号処理回路）とを含む。信号処理回路ＳＰＬ，ＳＰＲは、図２で説明される信号処理回路ＳＰ１と同様の構成であり、式（Ｃ４）と等価な指向性信号Ｙ（ｆ）が得られるよう構成される。
【０４２２】
信号処理回路ＳＰＬ（第１番目の信号処理回路）は、受音信号ＸA（ｆ）を受音信号Ｘ11（ｆ）として第１の入力端子で受け、受音信号ＸB（ｆ）を受音信号Ｘ21（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｃ４０）〜（Ｃ５０）に従う指向性信号Ｙ1（ｆ）を指向性信号ＹＬとして出力する。ただし、ここではＤ1＝ｄ1である。指向性信号ＹＬは、α1≧０のとき、マイクロホンＭＣＢからマイクロホンＭＣＡへの方向に指向性を形成する信号、すなわち左チャネル信号となる。
【０４２３】
信号処理回路ＳＰＲ（第２番目の信号処理回路）は、受音信号ＸB（ｆ）を受音信号Ｘ12（ｆ）として第１の入力端子で受け、受音信号ＸC（ｆ）を受音信号Ｘ22（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｃ４０）〜（Ｃ５０）に従う指向性信号Ｙ2（ｆ）を指向性信号ＹＲとして出力する。ただし、ここではＤ2＝ｄ1である。指向性信号ＹＲは、α2≧０のとき、マイクロホンＭＣＣからマイクロホンＭＣＢへの方向に指向性を形成する信号、すなわち右チャネル信号となる。
【０４２４】
マルチチャネル信号生成部ＳＴ３gで生成される指向性信号ＹＬ，ＹＲは、収音ユニット１０Ａの説明で述べたように、広い周波数帯域において、ほぼ平坦な特性になる。また、その時の周波数特性は音の到来角Φに依存せず一定であり、指向特性も周波数ｆに依存しないという特性を有する。
【０４２５】
（効果）
以上のように、本実施の形態に係る収音装置は、正面に対して左前方から到来する音を主に含む左チャネルの信号と、右前方から到来する音を主に含む右チャネルの信号とからなるマルチチャネル信号を生成することができる。また同時に、マイクロホンを近接して配置した場合にも、この収音装置は、周波数に依存しない良好な指向特性を形成し、さらに、どの方向から到来する音に対しても周波数特性の歪みの少ない信号を生成することができる。よって、この収音装置によれば、より良好な立体感のある受音信号を得ることができる。
【０４２６】
なお、α1＜０のときには、信号処理回路ＳＰＬにおいて、また、α2＜０のときには、信号処理回路ＳＰＲにおいて、それぞれ、第１の入力端子で受ける受音信号と第２の入力端子で受ける受音信号とが入れ替わるものとすればよい。
【０４２７】
［第５の実施形態の変形例１］
本変形例は、図２２に示すように配置された３個のマイクロホンを用いて、第５の実施形態とは別のマルチチャネル信号を生成する収音装置に関する。
【０４２８】
（収音装置の構成）
図２５は、第５の実施形態の変形例１に係る収音装置の構成を示すブロック図である。同図を参照して、収音装置３０８は、第３の実施形態と同様の受信回路ＤＴＡ〜ＤＴＣを含む。
【０４２９】
収音装置３０８は、さらに、マルチチャネル信号生成部ＳＴ３ｈを備える。マルチチャネル信号生成部ＳＴ３ｈは、図２６に示すような５個のチャネル信号を生成する。同図において、Ｌは左チャネル信号を示し、Ｒは右チャネル信号を示し、Ｃはセンターチャネル信号を示し、ＳＬは左サラウンド信号を示し、ＳＲは右サラウンド信号を示す。また、ＭＣＢ→ＭＣＡは、マイクロホンＭＣＢからマイクロホンＭＣＡへの方向に指向性を形成する信号を示し、ＭＣＣ→ＭＣＢは、マイクロホンＭＣＣからマイクロホンＭＣＢへの方向に指向性を形成する信号を示し、ＭＣＣ→ＭＣＡは、マイクロホンＭＣＣからマイクロホンＭＣＡへの方向に指向性を形成する信号を示し、ＭＣＢ→ＭＣＣは、マイクロホンＭＣＢからマイクロホンＭＣＣへの方向に指向性を形成する信号を示し、ＭＣＡ→ＭＣＢは、マイクロホンＭＣＡからマイクロホンＭＣＢへの方向に指向性を形成する信号を示す。以下、このマルチチャネル信号生成部ＳＴ３ｈが５個のチャネル信号を生成する処理の詳細を説明する。
【０４３０】
図２５を参照して、マルチチャネル信号生成部ＳＴ３ｈは、信号処理回路ＳＰＬ（第１番目の信号処理回路）と、信号処理回路ＳＰＲ（第２番目の信号処理回路）と、信号処理回路ＳＰＣ（第３番目の信号処理回路）と、信号処理回路ＳＰＳＬ（第４番目の信号処理回路）と、信号処理回路ＳＰＳＲ（第５番目の信号処理回路）とを含む。信号処理回路ＳＰＬ，ＳＰＲ，ＳＰＣ，ＳＰＳＬ，ＳＰＳＲは、図２で説明される信号処理回路ＳＰ１と同様の構成であり、式（Ｃ４）と等価な指向性信号Ｙ（ｆ）が得られるよう構成される。
【０４３１】
信号処理回路ＳＰＬ（第１番目の信号処理回路）は、受音信号ＸA（ｆ）を受音信号Ｘ11（ｆ）として第１の入力端子で受け、受音信号ＸB（ｆ）を受音信号Ｘ21（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｃ４０）〜（Ｃ５０）に従う指向性信号Ｙ1（ｆ）を指向性信号ＹＬとして出力する。ただし、ここではＤ1＝ｄ1である。指向性信号ＹＬは、α1≧０のとき、マイクロホンＭＣＢからマイクロホンＭＣＡへの方向に指向性を形成する信号、すなわち左チャネル信号となる。
【０４３２】
信号処理回路ＳＰＲ（第２番目の信号処理回路）は、受音信号ＸB（ｆ）を受音信号Ｘ12（ｆ）として第１の入力端子で受け、受音信号ＸC（ｆ）を受音信号Ｘ22（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｃ４０）〜（Ｃ５０）に従う指向性信号Ｙ2（ｆ）を指向性信号ＹＲとして出力する。ただし、ここではＤ2＝ｄ1である。指向性信号ＹＲは、α2≧０のとき、マイクロホンＭＣＣからマイクロホンＭＣＢへの方向に指向性を形成する信号、すなわち右チャネル信号となる。
【０４３３】
信号処理回路ＳＰＳＬ（第４番目の信号処理回路）は、受音信号ＸC（ｆ）を受音信号Ｘ14（ｆ）として第１の入力端子で受け、受音信号ＸB（ｆ）を受音信号Ｘ24（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｃ４０）〜（Ｃ５０）に従う指向性信号Ｙ4（ｆ）を指向性信号ＹＳＬとして出力する。ただし、ここではＤ4＝ｄ1である。指向性信号ＹＳＬは、α4≧０のとき、マイクロホンＭＣＢからマイクロホンＭＣＣへの方向に指向性を形成する信号、すなわち左サラウンドチャネル信号となる。
【０４３４】
信号処理回路ＳＰＳＲ（第５番目の信号処理回路）は、受音信号ＸB（ｆ）を受音信号Ｘ15（ｆ）として第１の入力端子で受け、受音信号ＸA（ｆ）を受音信号Ｘ25（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｃ４０）〜（Ｃ５０）に従う指向性信号Ｙ5（ｆ）を指向性信号ＹＳＲとして出力する。
【０４３５】
ただし、ここではＤ5＝ｄ1である。指向性信号ＹＳＲは、α5≧０のとき、マイクロホンＭＣＡからマイクロホンＭＣＢへの方向に指向性を形成する信号、すなわち右サラウンドチャネル信号となる。
【０４３６】
信号処理回路ＳＰＣ（第３番目の信号処理回路）は、受音信号ＸA（ｆ）を受音信号Ｘ13（ｆ）として第１の入力端子で受け、受音信号ＸC（ｆ）を受音信号Ｘ23（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｃ４０）〜（Ｃ５０）に従う指向性信号Ｙ3（ｆ）を指向性信号ＹＣとして出力する。ただし、ここではＤ3＝ｄ0である。指向性信号ＹＣは、α3≧０のとき、マイクロホンＭＣＣからマイクロホンＭＣＡへの方向に指向性を形成する信号、すなわちセンターチャネル信号となる。
【０４３７】
マルチチャネル信号生成部ＳＴ３ｈで生成される指向性信号ＹＬ，ＹＲ，ＹＳＬ，ＹＳＲ，ＹＣは、収音ユニット１０Ａの説明で述べたように、広い周波数帯域において、ほぼ平坦な特性になる。また、その時の周波数特性は音の到来角Φに依存せず一定であり、指向特性も周波数ｆに依存しないという特性を有する。
【０４３８】
（効果）
以上のように、本変形例に係る収音装置は、正面に対して左前方から到来する音を主に含む左チャネルの信号と、右前方から到来する音を主に含む右チャネルの信号と、左後方から到来する音を主に含む左サラウンドチャネルの信号と、右後方から到来する音を主に含む右サラウンドチャネルの信号と、正面から到来する音を主に含むセンターチャネルの信号からなるマルチチャネル信号を生成することができる。また、第５の実施形態と同様に、マイクロホンを近接して配置した場合にも、この収音装置は、周波数に依存しない良好な指向特性を形成し、さらに、どの方向から到来する音に対しても周波数特性の歪みの少ない信号を生成することができる。よって、この収音装置によれば、より良好な立体感のある受音信号を得ることができる。
【０４３９】
なお、α1＜０のときには、信号処理回路ＳＰＬにおいて、また、α2＜０のときには、信号処理回路ＳＰＲにおいて、また、α4＜０のときには、信号処理回路ＳＰＳＬにおいて、また、α5＜０のときには、信号処理回路ＳＰＳＲにおいて、また、α3＜０のときには、信号処理回路ＳＰＣにおいて、それぞれ、第１の入力端子で受ける受音信号と第２の入力端子で受ける受音信号とが入れ替わるものとすればよい。
【０４４０】
また、マルチチャネル信号生成部ＳＴ３ｈは、さらに、マイクロホンＭＣＡからマイクロホンＭＣＣへの方向に指向性を形成する信号、すなわちサラウンド信号ＹＳを生成するものとしてもよい。
【０４４１】
また、マルチチャネル信号ＳＴ３ｈは、６個の信号（左チャネル信号Ｌ，右チャネル信号Ｒ，センターチャネル信号Ｃ，左サラウンドチャネル信号ＳＬ，右サラウンドチャネル信号ＳＲ，サラウンドチャネル信号Ｓ）のうち、少なくとも２つのチャネル信号を出力するものであればどのようなものであってもよい。たとえば、３個の信号（Ｌ，Ｒ，Ｃ）または（Ｌ，Ｒ，Ｓ）を出力するものであってもよく、４個の信号（Ｌ，Ｒ，ＳＬ，ＳＲ）または（Ｌ，Ｒ，Ｃ，Ｓ）を出力するものであってもよい。
【０４４２】
［第６の実施形態］
第６の実施形態は、第３〜第５の実施形態とは異なる配置をとる３個のマイクロホンを用いてマルチチャネル信号を生成する収音装置に関する。
【０４４３】
（マイクロホンの配置）
図２７は、第６の実施形態に係る収音装置に含まれるマイクロホンの配置を示す図である。同図に示すように、正面方向に対してマイクロホンＭＣＡ（第１の受音素子）と、マイクロホンＭＣＣ（第３の受音素子）とを結ぶ直線が平行であり、正面側にマイクロホンＭＣＡが配置され、正面と反対側にマイクロホンＭＣＣが配置される。マイクロホンＭＣＢ（第２の受音素子）は、マイクロホンＭＣＡとマイクロホンＭＣＣとを結ぶ直線より正面に向かって左側であって、マイクロホンＭＣＡとマイクロホンＭＣＢとの間隔と、マイクロホンＭＣＣとマイクロホンＭＣＢとの間隔とが等しくなる位置に配置される。
【０４４４】
マイクロホンＭＣＡとマイクロホンＭＣＣとの間隔はｄ0であり、マイクロホンＭＣＡとマイクロホンＭＣＢとの間隔、およびマイクロホンＭＣＢとマイクロホンＭＣＣとの間隔はｄ1である。
【０４４５】
（収音装置の構成）
図２８は、第６の実施形態に係る収音装置の構成を示すブロック図である。同図を参照して、収音装置３０９は、第３の実施形態と同様の受信回路ＤＴＡ〜ＤＴＣを含む。
【０４４６】
収音装置３０９は、さらに、マルチチャネル信号生成部ＳＴ３ｉを備える。マルチチャネル信号生成部ＳＴ３ｉは、図２９に示すような２個のチャネル信号を生成する。同図において、Ｌは左チャネル信号を示し、Ｒは右チャネル信号を示す。また、ＭＣＣ→ＭＣＢは、マイクロホンＭＣＣからマイクロホンＭＣＢへの方向に指向性を形成する信号を示し、ＭＣＢ→ＭＣＡは、マイクロホンＭＣＢからマイクロホンＭＣＡへの方向に指向性を形成する信号を示す。以下、このマルチチャネル信号生成部ＳＴ３ｉが２個のチャネル信号を生成する処理の詳細を説明する。
【０４４７】
図２８を参照して、マルチチャネル信号生成部ＳＴ３ｉは、信号処理回路ＳＰＬ（第１番目の信号処理回路）と、信号処理回路ＳＰＲ（第２番目の信号処理回路）とを含む。信号処理回路ＳＰＬ，ＳＰＲは、図２で説明される信号処理回路ＳＰ１と同様の構成であり、式（Ｃ４）と等価な指向性信号Ｙ（ｆ）が得られるよう構成される。
【０４４８】
信号処理回路ＳＰＬ（第１番目の信号処理回路）は、受音信号ＸB（ｆ）を受音信号Ｘ11（ｆ）として第１の入力端子で受け、受音信号ＸC（ｆ）を受音信号Ｘ21（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｃ４０）〜（Ｃ５０）に従う指向性信号Ｙ1（ｆ）を指向性信号ＹＬとして出力する。ただし、ここではＤ1＝ｄ1である。指向性信号ＹＬは、α1≧０のとき、マイクロホンＭＣＣからマイクロホンＭＣＢへの方向に指向性を形成する信号、すなわち左チャネル信号となる。
【０４４９】
信号処理回路ＳＰＲ（第２番目の信号処理回路）は、受音信号ＸA（ｆ）を受音信号Ｘ12（ｆ）として第１の入力端子で受け、受音信号ＸB（ｆ）を受音信号Ｘ22（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｃ４０）〜（Ｃ５０）に従う指向性信号Ｙ2（ｆ）を指向性信号ＹＲとして出力する。ただし、ここではＤ2＝ｄ1である。指向性信号ＹＲは、α2≧０のとき、マイクロホンＭＣＢからマイクロホンＭＣＡへの方向に指向性を形成する信号、すなわち右チャネル信号となる。
【０４５０】
マルチチャネル信号生成部ＳＴ３ｉで生成される指向性信号ＹＬ，ＹＲは、収音ユニット１０Ａの説明で述べたように、広い周波数帯域において、ほぼ平坦な特性になる。また、その時の周波数特性は音の到来角Φに依存せず一定であり、指向特性も周波数ｆに依存しないという特性を有する。
【０４５１】
（効果）
以上のように、本実施の形態に係る収音装置は、正面に対して左前方から到来する音を主に含む左チャネルの信号と、右前方から到来する音を主に含む右チャネルの信号とからなるマルチチャネル信号を生成することができる。また同時に、マイクロホンを近接して配置した場合にも、この収音装置は、周波数に依存しない良好な指向特性を形成し、さらに、どの方向から到来する音に対しても周波数特性の歪みの少ない信号を生成することができる。よって、この収音装置によれば、より良好な立体感のある受音信号を得ることができる。
【０４５２】
なお、α1＜０のときには、信号処理回路ＳＰＬにおいて、また、α2＜０のときには、信号処理回路ＳＰＲにおいて、それぞれ、第１の入力端子で受ける受音信号と第２の入力端子で受ける受音信号とが入れ替わるものとすればよい。
【０４５３】
［第６の実施形態の変形例１］
本変形例は、図２７に示すように配置された３個のマイクロホンを用いて、第５の実施形態とは別のマルチチャネル信号を生成する収音装置に関する。
【０４５４】
（収音装置の構成）
図３０は、第６の実施形態の変形例１に係る収音装置の構成を示すブロック図である。同図を参照して、収音装置３１０は、第３の実施形態と同様の受信回路ＤＴＡ〜ＤＴＣを含む。
【０４５５】
収音装置３１０は、さらに、マルチチャネル信号生成部ＳＴ３ｊを備える。マルチチャネル信号生成部ＳＴ３ｊは、図３１に示すような５個のチャネル信号を生成する。同図において、Ｌは左チャネル信号を示し、Ｒは右チャネル信号を示し、Ｃはセンターチャネル信号を示し、ＳＬは左サラウンド信号を示し、ＳＲはサラウンド信号を示す。また、ＭＣＣ→ＭＣＢは、マイクロホンＭＣＣからマイクロホンＭＣＢへの方向に指向性を形成する信号を示し、ＭＣＢ→ＭＣＡは、マイクロホンＭＣＢからマイクロホンＭＣＡへの方向に指向性を形成する信号を示し、ＭＣＣ→ＭＣＡは、マイクロホンＭＣＣからマイクロホンＭＣＡへの方向に指向性を形成する信号を示し、ＭＣＡ→ＭＣＢは、マイクロホンＭＣＡからマイクロホンＭＣＢへの方向に指向性を形成する信号を示し、ＭＣＢ→ＭＣＣは、マイクロホンＭＣＢからマイクロホンＭＣＣへの方向に指向性を形成する信号を示す。以下、このマルチチャネル信号生成部ＳＴ３ｊが５個のチャネル信号を生成する処理の詳細を説明する。
【０４５６】
図３０を参照して、マルチチャネル信号生成部ＳＴ３ｊは、信号処理回路ＳＰＬ（第１番目の信号処理回路）と、信号処理回路ＳＰＲ（第２番目の信号処理回路）と、信号処理回路ＳＰＣ（第３番目の信号処理回路）と、信号処理回路ＳＰＳＬ（第４番目の信号処理回路）と、信号処理回路ＳＰＳＲ（第５番目の信号処理回路）とを含む。信号処理回路ＳＰＬ，ＳＰＲ，ＳＰＣ，ＳＰＳＬ，ＳＰＳＲは、図２で説明される信号処理回路ＳＰ１と同様の構成であり、式（Ｃ４）と等価な指向性信号Ｙ（ｆ）が得られるよう構成される。
【０４５７】
信号処理回路ＳＰＬ（第１番目の信号処理回路）は、受音信号ＸB（ｆ）を受音信号Ｘ11（ｆ）として第１の入力端子で受け、受音信号ＸC（ｆ）を受音信号Ｘ21（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｃ４０）〜（Ｃ５０）に従う指向性信号Ｙ1（ｆ）を指向性信号ＹＬとして出力する。ただし、ここではＤ1＝ｄ1である。指向性信号ＹＬは、α1≧０のとき、マイクロホンＭＣＣからマイクロホンＭＣＢへの方向に指向性を形成する信号、すなわち左チャネル信号となる。
【０４５８】
信号処理回路ＳＰＲ（第２番目の信号処理回路）は、受音信号ＸA（ｆ）を受音信号Ｘ12（ｆ）として第１の入力端子で受け、受音信号ＸB（ｆ）を受音信号Ｘ22（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｃ４０）〜（Ｃ５０）に従う指向性信号Ｙ2（ｆ）を指向性信号ＹＲとして出力する。ただし、ここではＤ2＝ｄ1である。指向性信号ＹＲは、α2≧０のとき、マイクロホンＭＣＢからマイクロホンＭＣＡへの方向に指向性を形成する信号、すなわち右チャネル信号となる。
【０４５９】
信号処理回路ＳＰＳＬ（第４番目の信号処理回路）は、受音信号ＸB（ｆ）を受音信号Ｘ14（ｆ）として第１の入力端子で受け、受音信号ＸA（ｆ）を受音信号Ｘ24（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｃ４０）〜（Ｃ５０）に従う指向性信号Ｙ4（ｆ）を指向性信号ＹＳＬとして出力する。ただし、ここではＤ4＝ｄ1である。指向性信号ＹＳＬは、α4≧０のとき、マイクロホンＭＣＡからマイクロホンＭＣＢへの方向に指向性を形成する信号、すなわち左サラウンドチャネル信号となる。
【０４６０】
信号処理回路ＳＰＳＲ（第５番目の信号処理回路）は、受音信号ＸC（ｆ）を受音信号Ｘ15（ｆ）として第１の入力端子で受け、受音信号ＸB（ｆ）を受音信号Ｘ25（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｃ４０）〜（Ｃ５０）に従う指向性信号Ｙ5（ｆ）を指向性信号ＹＳＲとして出力する。ただし、ここではＤ5＝ｄ1である。指向性信号ＹＳＲは、α5≧０のとき、マイクロホンＭＣＢからマイクロホンＭＣＣへの方向に指向性を形成する信号、すなわち右サラウンドチャネル信号となる。
【０４６１】
信号処理回路ＳＰＣ（第３番目の信号処理回路）は、受音信号ＸA（ｆ）を受音信号Ｘ13（ｆ）として第１の入力端子で受け、受音信号ＸC（ｆ）を受音信号Ｘ23（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｃ４０）〜（Ｃ５０）に従う指向性信号Ｙ3（ｆ）を指向性信号ＹＣとして出力する。ただし、ここではＤ3＝ｄ0である。指向性信号ＹＣは、α3≧０のとき、マイクロホンＭＣＣからマイクロホンＭＣＡへの方向に指向性を形成する信号、すなわちセンターチャネル信号となる。
【０４６２】
マルチチャネル信号生成部ＳＴ３ｊで生成される指向性信号ＹＬ，ＹＲ，ＹＳＬ，ＹＳＲ，ＹＣは、収音ユニット１０Ａの説明で述べたように、広い周波数帯域において、ほぼ平坦な特性になる。また、その時の周波数特性は音の到来角Φに依存せず一定であり、指向特性も周波数ｆに依存しないという特性を有する。
【０４６３】
（効果）
以上のように、本変形例に係る収音装置は、正面に対して左前方から到来する音を主に含む左チャネルの信号と、右前方から到来する音を主に含む右チャネルの信号と、左後方から到来する音を主に含む左サラウンドチャネルの信号と、右後方から到来する音を主に含む右サラウンドチャネルの信号と、正面から到来する音を主に含むセンターチャネルの信号からなるマルチチャネル信号を生成することができる。また、第６の実施形態と同様に、マイクロホンを近接して配置した場合にも、この収音装置は、周波数に依存しない良好な指向特性を形成し、さらに、どの方向から到来する音に対しても周波数特性の歪みの少ない信号を生成することができる。よって、この収音装置によれば、より良好な立体感のある受音信号を得ることができる。
【０４６４】
なお、α1＜０のときには、信号処理回路ＳＰＬにおいて、また、α2＜０のときには、信号処理回路ＳＰＲにおいて、また、α4＜０のときには、信号処理回路ＳＰＳＬにおいて、また、α5＜０のときには、信号処理回路ＳＰＳＲにおいて、また、α3＜０のときには、信号処理回路ＳＰＣにおいて、それぞれ、第１の入力端子で受ける受音信号と第２の入力端子で受ける受音信号とが入れ替わるものとすればよい。
【０４６５】
また、マルチチャネル信号生成部ＳＴ３ｊは、さらに、マイクロホンＭＣＡからマイクロホンＭＣＣへの方向に指向性を形成する信号、すなわちサラウンド信号ＹＳを生成するものとしてもよい。
【０４６６】
また、マルチチャネル信号ＳＴ３ｊは、６個の信号（左チャネル信号Ｌ，右チャネル信号Ｒ，センターチャネル信号Ｃ，左サラウンドチャネル信号ＳＬ，右サラウンドチャネル信号ＳＲ，サラウンドチャネル信号Ｓ）のうち、少なくとも２つのチャネル信号を出力するものであればどのようなものであってもよい。たとえば、３個の信号（Ｌ，Ｒ，Ｃ）または（Ｌ，Ｒ，Ｓ）を出力するものであってもよく、４個の信号（Ｌ，Ｒ，ＳＬ，ＳＲ）または（Ｌ，Ｒ，Ｃ，Ｓ）を出力するものであってもよい。
【０４６７】
［第７の実施形態］
第７の実施形態は、４個のマイクロホンを用いてマルチチャネル信号を生成する収音装置に関する。
【０４６８】
（マイクロホンの配置）
図３２は、第７の実施形態に係る収音装置に含まれるマイクロホンの配置を示す図である。同図に示すように、正面方向に対してマイクロホンＭＣＡ（第１の受音素子）と、マイクロホンＭＣＢ（第２の受音素子）とを結ぶ直線が垂直であり、正面方向に向かってマイクロホンＭＣＡは左側に配置され、マイクロホンＭＣＢは右側に配置される。マイクロホンＭＣＣ（第３の受音素子）は、マイクロホンＭＣＡとマイクロホンＭＣＢとを結ぶ直線より正面側であって、マイクロホンＭＣＡとマイクロホンＭＣＣとの間隔と、マイクロホンＭＣＢとマイクロホンＭＣＣとの間隔とが等しくなる位置に配置される。マイクロホンＭＣＤは、マイクロホンＭＣＣとマイクロホンＭＣＤとを結ぶ直線が正面方向に対して平行で、マイクロホンＭＣＣより正面と反対側になる位置に配置される。
【０４６９】
マイクロホンＭＣＡとマイクロホンＭＣＢとの間隔はｄ0であり、マイクロホンＭＣＡとマイクロホンＭＣＣとの間隔、およびマイクロホンＭＣＢとマイクロホンＭＣＣとの間隔はｄ1であり、マイクロホンＭＣＣとマイクロホンＭＣＤとの間隔はｄ2である。
【０４７０】
（収音装置の構成）
図３３は、第７の実施形態に係る収音装置の構成を示すブロック図である。同図を参照して、収音装置４０１は、入力される音波ＳＷを受けてデジタル信号を出力する受信回路ＤＴＡ〜ＤＴＤを含む。なお、受信回路ＤＴＡ〜ＤＴＤは入力部に含まれる回路である。受信回路ＤＴＡは、音圧をアナログの電気信号に変換して、アナログ受音信号として出力するマイクロホンＭＣＡと、アナログ受音信号に、帯域制限、離散化、量子化を行ない、デジタルの受音信号に変換するＡ／Ｄ変換部ＡＤＡとを含む。マイクロホンＭＣＡは、たとえばＥＣＭで構成される。Ａ／Ｄ変換部ＡＤＡから出力されるデジタルの受音信号を周波数領域で表現したものをＸA（ｆ）とする。
【０４７１】
受信回路ＤＴＢの構成は、受信回路ＤＴＡの構成と同様であり、マイクロホンＭＣＢとＡ／Ｄ変換部ＡＤＢとを含み、音波ＳＷを受けて、Ａ／Ｄ変換部ＡＤＢからデジタルの受音信号ＸB（ｆ）を出力する。
【０４７２】
受信回路ＤＴＣの構成は、受信回路ＤＴＡの構成と同様であり、マイクロホンＭＣＣとＡ／Ｄ変換部ＡＤＣとを含み、音波ＳＷを受けて、Ａ／Ｄ変換部ＡＤＣからデジタルの受音信号ＸC（ｆ）を出力する。
【０４７３】
受信回路ＤＴＤの構成は、受信回路ＤＴＡの構成と同様であり、マイクロホンＭＣＤとＡ／Ｄ変換部ＡＤＤとを含み、音波ＳＷを受けて、Ａ／Ｄ変換部ＡＤＤからデジタルの受音信号ＸD（ｆ）を出力する。
【０４７４】
収音装置４０１は、さらに、マルチチャネル信号生成部ＳＴ４ａを備える。マルチチャネル信号生成部ＳＴ４ａは、図３４に示すような５個のチャネル信号を生成する。同図において、Ｌは左チャネル信号を示し、Ｒは右チャネル信号を示し、Ｃはセンターチャネル信号を示し、ＳＬは左サラウンド信号を示し、ＳＲは右サラウンド信号を示す。また、ＭＣＢ→ＭＣＡは、マイクロホンＭＣＢからマイクロホンＭＣＡへの方向に指向性を形成する信号を示し、ＭＣＡ→ＭＣＣは、マイクロホンＭＣＡからマイクロホンＭＣＣへの方向に指向性を形成する信号を示し、ＭＣＤ→ＭＣＣは、マイクロホンＭＣＤからマイクロホンＭＣＣへの方向に指向性を形成する信号を示し、ＭＣＣ→ＭＣＡは、マイクロホンＭＣＣからマイクロホンＭＣＡへの方向に指向性を形成する信号を示し、ＭＣＣ→ＭＣＢは、マイクロホンＭＣＣからマイクロホンＭＣＢへの方向に指向性を形成する信号を示す。以下、このマルチチャネル信号生成部ＳＴ４ａが５個のチャネル信号を生成する処理の詳細を説明する。
【０４７５】
図３３を参照して、マルチチャネル信号生成部ＳＴ４ａは、信号処理回路ＳＰＬ（第１番目の信号処理回路）と、信号処理回路ＳＰＲ（第２番目の信号処理回路）と、信号処理回路ＳＰＣ（第３番目の信号処理回路）と、信号処理回路ＳＰＳＬ（第４番目の信号処理回路）と、信号処理回路ＳＰＳＲ（第５番目の信号処理回路）とを含む。信号処理回路ＳＰＬ，ＳＰＲ，ＳＰＣ，ＳＰＳＬ，ＳＰＳＲは、図２で説明される信号処理回路ＳＰ１と同様の構成であり、式（Ｃ４）と等価な指向性信号Ｙ（ｆ）が得られるよう構成される。
【０４７６】
信号処理回路ＳＰＬ（第１番目の信号処理回路）は、受音信号ＸC（ｆ）を受音信号Ｘ11（ｆ）として第１の入力端子で受け、受音信号ＸB（ｆ）を受音信号Ｘ21（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｃ４０）〜（Ｃ５０）に従う指向性信号Ｙ1（ｆ）を指向性信号ＹＬとして出力する。ただし、ここではＤ1＝ｄ1である。指向性信号ＹＬは、α1≧０のとき、マイクロホンＭＣＢからマイクロホンＭＣＣへの方向に指向性を形成する信号、すなわち左チャネル信号となる。
【０４７７】
信号処理回路ＳＰＲ（第２番目の信号処理回路）は、受音信号ＸC（ｆ）を受音信号Ｘ12（ｆ）として第１の入力端子で受け、受音信号ＸA（ｆ）を受音信号Ｘ22（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｃ４０）〜（Ｃ５０）に従う指向性信号Ｙ2（ｆ）を指向性信号ＹＲとして出力する。ただし、ここではＤ2＝ｄ1である。指向性信号ＹＲは、α2≧０のとき、マイクロホンＭＣＡからマイクロホンＭＣＣへの方向に指向性を形成する信号、すなわち右チャネル信号となる。
【０４７８】
信号処理回路ＳＰＳＬ（第４番目の信号処理回路）は、受音信号ＸA（ｆ）を受音信号Ｘ14（ｆ）として第１の入力端子で受け、受音信号ＸC（ｆ）を受音信号Ｘ24（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｃ４０）〜（Ｃ５０）に従う指向性信号Ｙ4（ｆ）を指向性信号ＹＳＬとして出力する。ただし、ここではＤ4＝ｄ1である。指向性信号ＹＳＬは、α4≧０のとき、マイクロホンＭＣＣからマイクロホンＭＣＡへの方向に指向性を形成する信号、すなわち左サラウンドチャネル信号となる。
【０４７９】
信号処理回路ＳＰＳＲ（第５番目の信号処理回路）は、受音信号ＸB（ｆ）を受音信号Ｘ15（ｆ）として第１の入力端子で受け、受音信号ＸC（ｆ）を受音信号Ｘ25（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｃ４０）〜（Ｃ５０）に従う指向性信号Ｙ5（ｆ）を指向性信号ＹＳＲとして出力する。。ただし、ここではＤ5＝ｄ1である。指向性信号ＹＳＲは、α5≧０のとき、マイクロホンＭＣＣからマイクロホンＭＣＢへの方向に指向性を形成する信号、すなわち右サラウンドチャネル信号となる。
【０４８０】
信号処理回路ＳＰＣ（第３番目の信号処理回路）は、受音信号ＸC（ｆ）を受音信号Ｘ13（ｆ）として第１の入力端子で受け、受音信号ＸD（ｆ）を受音信号Ｘ23（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｃ４０）〜（Ｃ５０）に従う指向性信号Ｙ3（ｆ）を指向性信号ＹＣとして出力する。ただし、ここではＤ3＝ｄ2である。指向性信号ＹＣは、α3≧０のとき、マイクロホンＭＣＤからマイクロホンＭＣＣへの方向に指向性を形成する信号、すなわちセンターチャネル信号となる。
【０４８１】
マルチチャネル信号生成部ＳＴ４ａで生成される指向性信号ＹＬ，ＹＲ，ＹＳＬ，ＹＳＲ，ＹＣは、収音ユニット１０Ａの説明で述べたように、広い周波数帯域において、ほぼ平坦な特性になる。また、その時の周波数特性は音の到来角Φに依存せず一定であり、指向特性も周波数ｆに依存しないという特性を有する。
【０４８２】
（効果）
以上のように、本実施例に係る収音装置は、正面に対して左前方から到来する音を主に含む左チャネルの信号と、右前方から到来する音を主に含む右チャネルの信号と、左後方から到来する音を主に含む左サラウンドチャネルの信号と、右後方から到来する音を主に含む右サラウンドチャネルの信号と、正面から到来する音を主に含むセンターチャネルの信号からなるマルチチャネル信号を生成することができる。また、同時に、マイクロホンを近接して配置した場合にも、この収音装置は、周波数に依存しない良好な指向特性を形成し、さらに、どの方向から到来する音に対しても周波数特性の歪みの少ない信号を生成することができる。よって、この収音装置によれば、より良好な立体感のある受音信号を得ることができる。
【０４８３】
なお、α1＜０のときには、信号処理回路ＳＰＬにおいて、また、α2＜０のときには、信号処理回路ＳＰＲにおいて、また、α4＜０のときには、信号処理回路ＳＰＳＬにおいて、また、α5＜０のときには、信号処理回路ＳＰＳＲにおいて、また、α3＜０のときには、信号処理回路ＳＰＣにおいて、それぞれ、第１の入力端子で受ける受音信号と第２の入力端子で受ける受音信号とが入れ替わるものとすればよい。
【０４８４】
また、マルチチャネル信号生成部ＳＴ４ａは、さらに、マイクロホンＭＣＣからマイクロホンＭＣＤへの方向に指向性を形成する信号、すなわちサラウンド信号ＹＳを生成するものとしてもよい。
【０４８５】
また、マルチチャネル信号ＳＴ４ａは、６個の信号（左チャネル信号Ｌ，右チャネル信号Ｒ，センターチャネル信号Ｃ，左サラウンドチャネル信号ＳＬ，右サラウンドチャネル信号ＳＲ，サラウンドチャネル信号Ｓ）のうち、少なくとも２つのチャネル信号を出力するものであればどのようなものであってもよい。たとえば、３個の信号（Ｌ，Ｒ，Ｃ）または（Ｌ，Ｒ，Ｓ）を出力するものであってもよく、４個の信号（Ｌ，Ｒ，ＳＬ，ＳＲ）または（Ｌ，Ｒ，Ｃ，Ｓ）を出力するものであってもよい。
【０４８６】
［第８の実施形態］
第８の実施形態は、第７の実施形態とは異なる配置をとる４個のマイクロホンを用いてマルチチャネル信号を生成する収音装置に関する。
【０４８７】
（マイクロホンの配置）
図３５は、第８の実施形態に係る収音装置に含まれるマイクロホンの配置を示す図である。同図に示すように、正面方向に対してマイクロホンＭＣＡ（第１の受音素子）と、マイクロホンＭＣＢ（第２の受音素子）とを結ぶ直線が垂直であり、正面方向に向かってマイクロホンＭＣＡは左側に配置され、マイクロホンＭＣＢは右側に配置される。マイクロホンＭＣＤ（第４の受音素子）は、マイクロホンＭＣＡとマイクロホンＭＣＢとを結ぶ直線より正面と反対側であって、マイクロホンＭＣＡとマイクロホンＭＣＤとの間隔と、マイクロホンＭＣＢとマイクロホンＭＣＤとの間隔とが等しくなる位置に配置される。マイクロホンＭＣＣ（第３の受音素子）は、マイクロホンＭＣＣとマイクロホンＭＣＤとを結ぶ直線が、正面方向に対して平行で、マイクロホンＭＣＤより正面側となる位置に配置される。
【０４８８】
マイクロホンＭＣＡとマイクロホンＭＣＢとの間隔はｄ0であり、マイクロホンＭＣＡとマイクロホンＭＣＤとの間隔、およびマイクロホンＭＣＢとマイクロホンＭＣＤとの間隔はｄ1であり、マイクロホンＭＣＣとマイクロホンＭＣＤとの間隔はｄ2である。
【０４８９】
（収音装置の構成）
図３６は、第８の実施形態に係る収音装置の構成を示すブロック図である。同図を参照して、収音装置４０２は、第７の実施形態と同様の受信回路ＤＴＡ〜ＤＴＤを含む。
【０４９０】
収音装置４０２は、さらに、マルチチャネル信号生成部ＳＴ４ｂを備える。マルチチャネル信号生成部ＳＴ４ｂは、図３７に示すような５個のチャネル信号を生成する。同図において、Ｌは左チャネル信号を示し、Ｒは右チャネル信号を示し、Ｃはセンターチャネル信号を示し、ＳＬは左サラウンド信号を示し、ＳＲは右サラウンド信号を示す。また、ＭＣＤ→ＭＣＡは、マイクロホンＭＣＤからマイクロホンＭＣＡへの方向に指向性を形成する信号を示し、ＭＣＤ→ＭＣＢは、マイクロホンＭＣＤからマイクロホンＭＣＢへの方向に指向性を形成する信号を示し、ＭＣＤ→ＭＣＣは、マイクロホンＭＣＤからマイクロホンＭＣＣへの方向に指向性を形成する信号を示し、ＭＣＢ→ＭＣＤは、マイクロホンＭＣＢからマイクロホンＭＣＤへの方向に指向性を形成する信号を示し、ＭＣＡ→ＭＣＤは、マイクロホンＭＣＡからマイクロホンＭＣＤへの方向に指向性を形成する信号を示す。以下、このマルチチャネル信号生成部ＳＴ４ｂが５個のチャネル信号を生成する処理の詳細を説明する。
【０４９１】
図３６を参照して、マルチチャネル信号生成部ＳＴ４ｂは、信号処理回路ＳＰＬ（第１番目の信号処理回路）と、信号処理回路ＳＰＲ（第２番目の信号処理回路）と、信号処理回路ＳＰＣ（第３番目の信号処理回路）と、信号処理回路ＳＰＳＬ（第４番目の信号処理回路）と、信号処理回路ＳＰＳＲ（第５番目の信号処理回路）とを含む。信号処理回路ＳＰＬ，ＳＰＲ，ＳＰＣ，ＳＰＳＬ，ＳＰＳＲは、図２で説明される信号処理回路ＳＰ１と同様の構成であり、式（Ｃ４）と等価な指向性信号Ｙ（ｆ）が得られるよう構成される。
【０４９２】
信号処理回路ＳＰＬ（第１番目の信号処理回路）は、受音信号ＸA（ｆ）を受音信号Ｘ11（ｆ）として第１の入力端子で受け、受音信号ＸD（ｆ）を受音信号Ｘ21（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｃ４０）〜（Ｃ５０）に従う指向性信号Ｙ1（ｆ）を指向性信号ＹＬとして出力する。ただし、ここではＤ1＝ｄ1である。指向性信号ＹＬは、α1≧０のとき、マイクロホンＭＣＤからマイクロホンＭＣＡへの方向に指向性を形成する信号、すなわち左チャネル信号となる。
【０４９３】
信号処理回路ＳＰＲ（第２番目の信号処理回路）は、受音信号ＸB（ｆ）を受音信号Ｘ12（ｆ）として第１の入力端子で受け、受音信号ＸD（ｆ）を受音信号Ｘ22（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｃ４０）〜（Ｃ５０）に従う指向性信号Ｙ2（ｆ）を指向性信号ＹＲとして出力する。ただし、ここではＤ2＝ｄ1である。指向性信号ＹＲは、α2≧０のとき、マイクロホンＭＣＤからマイクロホンＭＣＢへの方向に指向性を形成する信号、すなわち右チャネル信号となる。
【０４９４】
信号処理回路ＳＰＳＬ（第４番目の信号処理回路）は、受音信号ＸD（ｆ）を受音信号Ｘ14（ｆ）として第１の入力端子で受け、受音信号ＸB（ｆ）を受音信号Ｘ24（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｃ４０）〜（Ｃ５０）に従う指向性信号Ｙ4（ｆ）を指向性信号ＹＳＬとして出力する。。ただし、ここではＤ4＝ｄ1である。指向性信号ＹＳＬは、α4≧０のとき、マイクロホンＭＣＢからマイクロホンＭＣＤへの方向に指向性を形成する信号、すなわち左サラウンドチャネル信号となる。
【０４９５】
信号処理回路ＳＰＳＲ（第５番目の信号処理回路）は、受音信号ＸD（ｆ）を受音信号Ｘ15（ｆ）として第１の入力端子で受け、受音信号ＸA（ｆ）を受音信号Ｘ25（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｃ４０）〜（Ｃ５０）に従う指向性信号Ｙ5（ｆ）を指向性信号ＹＳＲとして出力する。ただし、ここではＤ5＝ｄ1である。指向性信号ＹＳＲは、α5≧０のとき、マイクロホンＭＣＡからマイクロホンＭＣＤへの方向に指向性を形成する信号、すなわち右サラウンドチャネル信号となる。
【０４９６】
信号処理回路ＳＰＣ（第３番目の信号処理回路）は、受音信号ＸC（ｆ）を受音信号Ｘ13（ｆ）として第１の入力端子で受け、受音信号ＸD（ｆ）を受音信号Ｘ23（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｃ４０）〜（Ｃ５０）に従う指向性信号Ｙ3（ｆ）を指向性信号ＹＣとして出力する。ただし、ここではＤ3＝ｄ2である。指向性信号ＹＣは、α3≧０のとき、マイクロホンＭＣＤからマイクロホンＭＣＣへの方向に指向性を形成する信号、すなわちセンターチャネル信号となる。
【０４９７】
マルチチャネル信号生成部ＳＴ４ｂで生成される指向性信号ＹＬ，ＹＲ，ＹＳＬ，ＹＳＲ，ＹＣは、収音ユニット１０Ａの説明で述べたように、広い周波数帯域において、ほぼ平坦な特性になる。また、その時の周波数特性は音の到来角Φに依存せず一定であり、指向特性も周波数ｆに依存しないという特性を有する。
【０４９８】
（効果）
以上のように、本実施例に係る収音装置は、正面に対して左前方から到来する音を主に含む左チャネルの信号と、右前方から到来する音を主に含む右チャネルの信号と、左後方から到来する音を主に含む左サラウンドチャネルの信号と、右後方から到来する音を主に含む右サラウンドチャネルの信号と、正面から到来する音を主に含むセンターチャネルの信号からなるマルチチャネル信号を生成することができる。また、同時に、マイクロホンを近接して配置した場合にも、この収音装置は、周波数に依存しない良好な指向特性を形成し、さらに、どの方向から到来する音に対しても周波数特性の歪みの少ない信号を生成することができる。よって、この収音装置によれば、より良好な立体感のある受音信号を得ることができる。
【０４９９】
なお、α1＜０のときには、信号処理回路ＳＰＬにおいて、また、α2＜０のときには、信号処理回路ＳＰＲにおいて、また、α4＜０のときには、信号処理回路ＳＰＳＬにおいて、また、α5＜０のときには、信号処理回路ＳＰＳＲにおいて、また、α3＜０のときには、信号処理回路ＳＰＣにおいて、それぞれ、第１の入力端子で受ける受音信号と第２の入力端子で受ける受音信号とが入れ替わるものとすればよい。
【０５００】
また、マルチチャネル信号生成部ＳＴ４ｂは、さらに、マイクロホンＭＣＣからマイクロホンＭＣＤへの方向に指向性を形成する信号、すなわちサラウンド信号ＹＳを生成するものとしてもよい。
【０５０１】
また、マルチチャネル信号ＳＴ３ｈは、６個の信号（左チャネル信号Ｌ，右チャネル信号Ｒ，センターチャネル信号Ｃ，左サラウンドチャネル信号ＳＬ，右サラウンドチャネル信号ＳＲ，サラウンドチャネル信号Ｓ）のうち、少なくとも２つのチャネル信号を出力するものであればどのようなものであってもよい。たとえば、３個の信号（Ｌ，Ｒ，Ｃ）または（Ｌ，Ｒ，Ｓ）を出力するものであってもよく、４個の信号（Ｌ，Ｒ，ＳＬ，ＳＲ）または（Ｌ，Ｒ，Ｃ，Ｓ）を出力するものであってもよい。
【０５０２】
［第９の実施形態］
第９の実施形態は、第７および第８の実施形態とは異なる配置をとる４個のマイクロホンを用いてマルチチャネル信号を生成する収音装置に関する。
【０５０３】
（マイクロホンの配置）
図３８は、第９の実施形態に係る収音装置に含まれるマイクロホンの配置を示す図である。同図に示すように、正面方向に対してマイクロホンＭＣＡ（第１の受音素子）と、マイクロホンＭＣＢ（第２の受音素子）とを結ぶ直線が垂直であり、正面方向に向かってマイクロホンＭＣＡは左側に配置され、マイクロホンＭＣＢは右側に配置される。マイクロホンＭＣＣ（第３の受音素子）は、マイクロホンＭＣＡとマイクロホンＭＣＢとを結ぶ直線より正面側であって、マイクロホンＭＣＡとマイクロホンＭＣＣとの間隔と、マイクロホンＭＣＢとマイクロホンＭＣＣとの間隔とが等しくなる位置に配置される。マイクロホンＭＣＤ（第４の受音素子）は、マイクロホンＭＣＡとマイクロホンＭＣＢとを結ぶ直線より正面と反対側であって、マイクロホンＭＣＡとマイクロホンＭＣＤとの間隔と、マイクロホンＭＣＢとマイクロホンＭＣＤとの間隔とが等しくなる位置に配置される。
【０５０４】
マイクロホンＭＣＡとマイクロホンＭＣＢとの間隔はｄ0であり、マイクロホンＭＣＡとマイクロホンＭＣＣとの間隔およびマイクロホンＭＣＢとマイクロホンＭＣＣとの間隔はｄ1であり、マイクロホンＭＣＡとマイクロホンＭＣＤとの間隔およびマイクロホンＭＣＢとマイクロホンＭＣＤとの間隔はｄ2であり、マイクロホンＭＣＣとマイクロホンＭＣＤとの間隔はｄ3である。
【０５０５】
（収音装置の構成）
図３９は、第９の実施形態に係る収音装置の構成を示すブロック図である。同図を参照して、収音装置４０３は、第７の実施形態と同様の受信回路ＤＴＡ〜ＤＴＤを含む。
【０５０６】
収音装置４０３は、さらに、マルチチャネル信号生成部ＳＴ４ｃを備える。マルチチャネル信号生成部ＳＴ４ｃは、図４０に示すような５個のチャネル信号を生成する。同図において、Ｌは左チャネル信号を示し、Ｒは右チャネル信号を示し、Ｃはセンターチャネル信号を示し、ＳＬは左サラウンド信号を示し、ＳＲは右サラウンド信号を示す。また、ＭＣＢ→ＭＣＣは、マイクロホンＭＣＢからマイクロホンＭＣＣへの方向に指向性を形成する信号を示し、ＭＣＡ→ＭＣＣは、マイクロホンＭＣＡからマイクロホンＭＣＣへの方向に指向性を形成する信号を示し、ＭＣＤ→ＭＣＣは、マイクロホンＭＣＤからマイクロホンＭＣＣへの方向に指向性を形成する信号を示し、ＭＣＢ→ＭＣＤは、マイクロホンＭＣＢからマイクロホンＭＣＤへの方向に指向性を形成する信号を示し、ＭＣＡ→ＭＣＤは、マイクロホンＭＣＡからマイクロホンＭＣＤへの方向に指向性を形成する信号を示す。以下、このマルチチャネル信号生成部ＳＴ４ｃが５個のチャネル信号を生成する処理の詳細を説明する。
【０５０７】
図３９を参照して、マルチチャネル信号生成部ＳＴ４ｃは、信号処理回路ＳＰＬ（第１番目の信号処理回路）と、信号処理回路ＳＰＲ（第２番目の信号処理回路）と、信号処理回路ＳＰＣ（第３番目の信号処理回路）と、信号処理回路ＳＰＳＬ（第４番目の信号処理回路）と、信号処理回路ＳＰＳＲ（第５番目の信号処理回路）とを含む。信号処理回路ＳＰＬ，ＳＰＲ，ＳＰＣ，ＳＰＳＬ，ＳＰＳＲは、図２で説明される信号処理回路ＳＰ１と同様の構成であり、式（Ｃ４）と等価な指向性信号Ｙ（ｆ）が得られるよう構成される。
【０５０８】
信号処理回路ＳＰＬ（第１番目の信号処理回路）は、受音信号ＸC（ｆ）を受音信号Ｘ11（ｆ）として第１の入力端子で受け、受音信号ＸB（ｆ）を受音信号Ｘ21（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｃ４０）〜（Ｃ５０）に従う指向性信号Ｙ1（ｆ）を指向性信号ＹＬとして出力する。ただし、ここではＤ1＝ｄ1である。指向性信号ＹＬは、α1≧０のとき、マイクロホンＭＣＢからマイクロホンＭＣＣへの方向に指向性を形成する信号、すなわち左チャネル信号となる。
【０５０９】
信号処理回路ＳＰＲ（第２番目の信号処理回路）は、受音信号ＸC（ｆ）を受音信号Ｘ12（ｆ）として第１の入力端子で受け、受音信号ＸA（ｆ）を受音信号Ｘ22（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｃ４０）〜（Ｃ５０）に従う指向性信号Ｙ2（ｆ）を指向性信号ＹＲとして出力する。ただし、ここではＤ2＝ｄ1である。指向性信号ＹＲは、α2≧０のとき、マイクロホンＭＣＡからマイクロホンＭＣＣへの方向に指向性を形成する信号、すなわち右チャネル信号となる。
【０５１０】
信号処理回路ＳＰＳＬ（第４番目の信号処理回路）は、受音信号ＸD（ｆ）を受音信号Ｘ14（ｆ）として第１の入力端子で受け、受音信号ＸB（ｆ）を受音信号Ｘ24（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｃ４０）〜（Ｃ５０）に従う指向性信号Ｙ4（ｆ）を指向性信号ＹＳＬとして出力する。ただし、ここではＤ4＝ｄ2である。指向性信号ＹＳＬは、α4≧０のとき、マイクロホンＭＣＢからマイクロホンＭＣＤへの方向に指向性を形成する信号、すなわち左サラウンドチャネル信号となる。
【０５１１】
信号処理回路ＳＰＳＲ（第５番目の信号処理回路）は、受音信号ＸD（ｆ）を受音信号Ｘ15（ｆ）として第１の入力端子で受け、受音信号ＸA（ｆ）を受音信号Ｘ25（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｃ４０）〜（Ｃ５０）に従う指向性信号Ｙ5（ｆ）を指向性信号ＹＳＲとして出力する。ただし、ここではＤ5＝ｄ2である。指向性信号ＹＳＲは、α5≧０のとき、マイクロホンＭＣＡからマイクロホンＭＣＤへの方向に指向性を形成する信号、すなわち右サラウンドチャネル信号となる。
【０５１２】
信号処理回路ＳＰＣ（第３番目の信号処理回路）は、受音信号ＸC（ｆ）を受音信号Ｘ13（ｆ）として第１の入力端子で受け、受音信号ＸD（ｆ）を受音信号Ｘ23（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｃ４０）〜（Ｃ５０）に従う指向性信号Ｙ3（ｆ）を指向性信号ＹＣとして出力する。ただし、ここではＤ3＝ｄ3である。指向性信号ＹＣは、α3≧０のとき、マイクロホンＭＣＤからマイクロホンＭＣＣへの方向に指向性を形成する信号、すなわちセンターチャネル信号となる。
【０５１３】
マルチチャネル信号生成部ＳＴ４ｃで生成される指向性信号ＹＬ，ＹＲ，ＹＳＬ，ＹＳＲ，ＹＣは、収音ユニット１０Ａの説明で述べたように、広い周波数帯域において、ほぼ平坦な特性になる。また、その時の周波数特性は音の到来角Φに依存せず一定であり、指向特性も周波数ｆに依存しないという特性を有する。
【０５１４】
（効果）
以上のように、本実施例に係る収音装置は、正面に対して左前方から到来する音を主に含む左チャネルの信号と、右前方から到来する音を主に含む右チャネルの信号と、左後方から到来する音を主に含む左サラウンドチャネルの信号と、右後方から到来する音を主に含む右サラウンドチャネルの信号と、正面から到来する音を主に含むセンターチャネルの信号からなるマルチチャネル信号を生成することができる。また、同時に、マイクロホンを近接して配置した場合にも、この収音装置は、周波数に依存しない良好な指向特性を形成し、さらに、どの方向から到来する音に対しても周波数特性の歪みの少ない信号を生成することができる。よって、この収音装置によれば、より良好な立体感のある受音信号を得ることができる。
【０５１５】
なお、α1＜０のときには、信号処理回路ＳＰＬにおいて、また、α2＜０のときには、信号処理回路ＳＰＲにおいて、また、α4＜０のときには、信号処理回路ＳＰＳＬにおいて、また、α5＜０のときには、信号処理回路ＳＰＳＲにおいて、また、α3＜０のときには、信号処理回路ＳＰＣにおいて、それぞれ、第１の入力端子で受ける受音信号と第２の入力端子で受ける受音信号とが入れ替わるものとすればよい。
【０５１６】
また、マルチチャネル信号生成部ＳＴ４ｃは、さらに、マイクロホンＭＣＣからマイクロホンＭＣＤへの方向に指向性を形成する信号、すなわちサラウンド信号ＹＳを生成するものとしてもよい。
【０５１７】
また、マルチチャネル信号ＳＴ３ｈは、６個の信号（左チャネル信号Ｌ，右チャネル信号Ｒ，センターチャネル信号Ｃ，左サラウンドチャネル信号ＳＬ，右サラウンドチャネル信号ＳＲ，サラウンドチャネル信号Ｓ）のうち、少なくとも２つのチャネル信号を出力するものであればどのようなものであってもよい。たとえば、３個の信号（Ｌ，Ｒ，Ｃ）または（Ｌ，Ｒ，Ｓ）を出力するものであってもよく、４個の信号（Ｌ，Ｒ，ＳＬ，ＳＲ）または（Ｌ，Ｒ，Ｃ，Ｓ）を出力するものであってもよい。
【０５１８】
［第９の実施形態の変形例１］
本変形例は、図３８に示すように配置された４個のマイクロホンを用いて、第９の実施形態とは別のマルチチャネル信号を生成する収音装置に関する。
【０５１９】
（収音装置の構成）
図４１は、第９の実施形態の変形例１に係る収音装置の構成を示すブロック図である。同図を参照して、収音装置４０４は、第７の実施形態と同様の受信回路ＤＴＡ〜ＤＴＤを含む。
【０５２０】
収音装置４０４は、さらに、マルチチャネル信号生成部ＳＴ４ｄを備える。マルチチャネル信号生成部ＳＴ４ｄは、図４２に示すような５個のチャネル信号を生成する。同図において、Ｌは左チャネル信号を示し、Ｒは右チャネル信号を示し、Ｃはセンターチャネル信号を示し、ＳＬは左サラウンド信号を示し、ＳＲはサラウンドチャネル信号を示す。また、ＭＣＤ→ＭＣＡは、マイクロホンＭＣＤからマイクロホンＭＣＡへの方向に指向性を形成する信号を示し、ＭＣＤ→ＭＣＢは、マイクロホンＭＣＤからマイクロホンＭＣＢへの方向に指向性を形成する信号を示し、ＭＣＤ→ＭＣＣは、マイクロホンＭＣＤからマイクロホンＭＣＣへの方向に指向性を形成する信号を示し、ＭＣＣ→ＭＣＡは、マイクロホンＭＣＣからマイクロホンＭＣＡへの方向に指向性を形成する信号を示し、ＭＣＣ→ＭＣＢは、マイクロホンＭＣＣからマイクロホンＭＣＢへの方向に指向性を形成する信号を示す。以下、このマルチチャネル信号生成部ＳＴ４ｃが５個のチャネル信号を生成する処理の詳細を説明する。
【０５２１】
図４１を参照して、マルチチャネル信号生成部ＳＴ４ｄは、信号処理回路ＳＰＬ（第１番目の信号処理回路）と、信号処理回路ＳＰＲ（第２番目の信号処理回路）と、信号処理回路ＳＰＣ（第３番目の信号処理回路）と、信号処理回路ＳＰＳＬ（第４番目の信号処理回路）と、信号処理回路ＳＰＳＲ（第５番目の信号処理回路）とを含む。信号処理回路ＳＰＬ，ＳＰＲ，ＳＰＣ，ＳＰＳＬ，ＳＰＳＲは、図２で説明される信号処理回路ＳＰ１と同様の構成であり、式（Ｃ４）と等価な指向性信号Ｙ（ｆ）が得られるよう構成される。
【０５２２】
信号処理回路ＳＰＬ（第１番目の信号処理回路）は、受音信号ＸA（ｆ）を受音信号Ｘ11（ｆ）として第１の入力端子で受け、受音信号ＸD（ｆ）を受音信号Ｘ21（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｃ４０）〜（Ｃ５０）に従う指向性信号Ｙ1（ｆ）を指向性信号ＹＬとして出力する。ただし、ここではＤ1＝ｄ2である。指向性信号ＹＬは、α1≧０のとき、マイクロホンＭＣＤからマイクロホンＭＣＡへの方向に指向性を形成する信号、すなわち左チャネル信号となる。
【０５２３】
信号処理回路ＳＰＲ（第２番目の信号処理回路）は、受音信号ＸB（ｆ）を受音信号Ｘ12（ｆ）として第１の入力端子で受け、受音信号ＸD（ｆ）を受音信号Ｘ22（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｃ４０）〜（Ｃ５０）に従う指向性信号Ｙ2（ｆ）を指向性信号ＹＲとして出力する。ただし、ここではＤ2＝ｄ2である。指向性信号ＹＲは、α2≧０のとき、マイクロホンＭＣＤからマイクロホンＭＣＢへの方向に指向性を形成する信号、すなわち右チャネル信号となる。
【０５２４】
信号処理回路ＳＰＳＬ（第４番目の信号処理回路）は、受音信号ＸA（ｆ）を受音信号Ｘ14（ｆ）として第１の入力端子で受け、受音信号ＸC（ｆ）を受音信号Ｘ24（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｃ４０）〜（Ｃ５０）に従う指向性信号Ｙ4（ｆ）を指向性信号ＹＳＬとして出力する。ただし、ここではＤ4＝ｄ1である。指向性信号ＹＳＬは、α4≧０のとき、マイクロホンＭＣＣからマイクロホンＭＣＡへの方向に指向性を形成する信号、すなわち左サラウンドチャネル信号となる。
【０５２５】
信号処理回路ＳＰＳＲ（第５番目の信号処理回路）は、受音信号ＸB（ｆ）を受音信号Ｘ15（ｆ）として第１の入力端子で受け、受音信号ＸC（ｆ）を受音信号Ｘ25（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｃ４０）〜（Ｃ５０）に従う指向性信号Ｙ5（ｆ）を指向性信号ＹＳＲとして出力する。ただし、ここではＤ5＝ｄ1である。指向性信号ＹＳＲは、α5≧０のとき、マイクロホンＭＣＣからマイクロホンＭＣＢへの方向に指向性を形成する信号、すなわち右サラウンドチャネル信号となる。
【０５２６】
信号処理回路ＳＰＣ（第３番目の信号処理回路）は、受音信号ＸC（ｆ）を受音信号Ｘ13（ｆ）として第１の入力端子で受け、受音信号ＸD（ｆ）を受音信号Ｘ23（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｃ４０）〜（Ｃ５０）に従う指向性信号Ｙ3（ｆ）を指向性信号ＹＣとして出力する。ただし、ここではＤ3＝ｄ3である。指向性信号ＹＣは、α3≧０のとき、マイクロホンＭＣＤからマイクロホンＭＣＣへの方向に指向性を形成する信号、すなわちセンターチャネル信号となる。
【０５２７】
マルチチャネル信号生成部ＳＴ４ｄで生成される指向性信号ＹＬ，ＹＲ，ＹＳＬ，ＹＳＲ，ＹＣは、収音ユニット１０Ａの説明で述べたように、広い周波数帯域において、ほぼ平坦な特性になる。また、その時の周波数特性は音の到来角Φに依存せず一定であり、指向特性も周波数ｆに依存しないという特性を有する。
【０５２８】
（効果）
以上のように、本変形例に係る収音装置は、第９の実施形態と同様に、正面に対して左前方から到来する音を主に含む左チャネルの信号と、右前方から到来する音を主に含む右チャネルの信号と、左後方から到来する音を主に含む左サラウンドチャネルの信号と、右後方から到来する音を主に含む右サラウンドチャネルの信号と、正面から到来する音を主に含むセンターチャネルの信号からなるマルチチャネル信号を生成することができる。また、第９の実施形態と同様に、マイクロホンを近接して配置した場合にも、この収音装置は、周波数に依存しない良好な指向特性を形成し、さらに、どの方向から到来する音に対しても周波数特性の歪みの少ない信号を生成することができる。よって、この収音装置によれば、より良好な立体感のある受音信号を得ることができる。
【０５２９】
なお、α1＜０のときには、信号処理回路ＳＰＬにおいて、また、α2＜０のときには、信号処理回路ＳＰＲにおいて、また、α4＜０のときには、信号処理回路ＳＰＳＬにおいて、また、α5＜０のときには、信号処理回路ＳＰＳＲにおいて、また、α3＜０のときには、信号処理回路ＳＰＣにおいて、それぞれ、第１の入力端子で受ける受音信号と第２の入力端子で受ける受音信号とが入れ替わるものとすればよい。
【０５３０】
また、マルチチャネル信号生成部ＳＴ４ｄは、さらに、マイクロホンＭＣＣからマイクロホンＭＣＤへの方向に指向性を形成する信号、すなわちサラウンド信号ＹＳを生成するものとしてもよい。
【０５３１】
また、マルチチャネル信号ＳＴ４ｄは、６個の信号（左チャネル信号Ｌ，右チャネル信号Ｒ，センターチャネル信号Ｃ，左サラウンドチャネル信号ＳＬ，右サラウンドチャネル信号ＳＲ，サラウンドチャネル信号Ｓ）のうち、少なくとも２つのチャネル信号を出力するものであればどのようなものであってもよい。たとえば、３個の信号（Ｌ，Ｒ，Ｃ）または（Ｌ，Ｒ，Ｓ）を出力するものであってもよく、４個の信号（Ｌ，Ｒ，ＳＬ，ＳＲ）または（Ｌ，Ｒ，Ｃ，Ｓ）を出力するものであってもよい。
【０５３２】
［第１０の実施形態］
第１０の実施形態は、第７〜第９の実施形態とは異なる配置をとる４個のマイクロホンを用いてマルチチャネル信号を生成する収音装置に関する。
【０５３３】
（マイクロホンの配置）
図４３は、第１０の実施形態に係る収音装置に含まれるマイクロホンの配置を示す図である。同図に示すように、正面方向に対してマイクロホンＭＣＡ（第１の受音素子）と、マイクロホンＭＣＢ（第２の受音素子）とを結ぶ直線が垂直であり、正面方向に向かってマイクロホンＭＣＡは右側に配置され、マイクロホンＭＣＢは左側に配置される。また、マイクロホンＭＣＡとマイクロホンＭＣＤとを結ぶ直線が、正面方向に対して平行で、マイクロホンＭＣＤは、マイクロホンＭＣＡより正面と反対側に配置される。マイクロホンＭＣＡ，ＭＣＢ、ＭＣＣ，ＭＣＤは、長方形を形成する位置に配置される。
【０５３４】
マイクロホンＭＣＡとマイクロホンＭＣＢとの間隔およびマイクロホンＭＣＣとマイクロホンＭＣＤとの間隔はｄ0であり、マイクロホンＭＣＢとマイクロホンＭＣＣとの間隔およびマイクロホンＭＣＡとマイクロホンＭＣＤとの間隔はｄ1である。また、マイクロホンＭＣＡとマイクロホンＭＣＣとの間隔およびマイクロホンＭＣＢとマイクロホンＭＣＤとの間隔はｄ2（＝（ｄ02＋ｄ12）1/2）である。
【０５３５】
（収音装置の構成）
図４４は、第１０の実施形態に係る収音装置の構成を示すブロック図である。同図を参照して、収音装置４０５は、第７の実施形態と同様の受信回路ＤＴＡ〜ＤＴＤを含む。
【０５３６】
収音装置４０５は、さらに、マルチチャネル信号生成部ＳＴ４ｅを備える。マルチチャネル信号生成部ＳＴ４ｅは、図４５に示すような５個のチャネル信号を生成する。同図において、Ｌは左チャネル信号を示し、Ｒは右チャネル信号を示し、Ｃはセンターチャネル信号を示し、ＳＬは左サラウンド信号を示し、ＳＲは右サラウンド信号を示す。また、ＭＣＤ→ＭＣＢは、マイクロホンＭＣＤからマイクロホンＭＣＢへの方向に指向性を形成する信号を示し、ＭＣＣ→ＭＣＡは、マイクロホンＭＣＣからマイクロホンＭＣＡへの方向に指向性を形成する信号を示し、ＭＣＣ→ＭＣＢは、マイクロホンＭＣＣからマイクロホンＭＣＢへの方向に指向性を形成する信号を示し、ＭＣＡ→ＭＣＣは、マイクロホンＭＣＡからマイクロホンＭＣＣへの方向に指向性を形成する信号を示し、ＭＣＢ→ＭＣＤは、マイクロホンＭＣＢからマイクロホンＭＣＤへの方向に指向性を形成する信号を示す。以下、このマルチチャネル信号生成部ＳＴ４ｅが５個のチャネル信号を生成する処理の詳細を説明する。
【０５３７】
図４４を参照して、マルチチャネル信号生成部ＳＴ４ｅは、信号処理回路ＳＰＬ（第１番目の信号処理回路）と、信号処理回路ＳＰＲ（第２番目の信号処理回路）と、信号処理回路ＳＰＣ（第３番目の信号処理回路）と、信号処理回路ＳＰＳＬ（第４番目の信号処理回路）と、信号処理回路ＳＰＳＲ（第５番目の信号処理回路）とを含む。信号処理回路ＳＰＬ，ＳＰＲ，ＳＰＣ，ＳＰＳＬ，ＳＰＳＲは、図２で説明される信号処理回路ＳＰ１と同様の構成であり、式（Ｃ４）と等価な指向性信号Ｙ（ｆ）が得られるよう構成される。
【０５３８】
信号処理回路ＳＰＬ（第１番目の信号処理回路）は、受音信号ＸB（ｆ）を受音信号Ｘ11（ｆ）として第１の入力端子で受け、受音信号ＸD（ｆ）を受音信号Ｘ21（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｃ４０）〜（Ｃ５０）に従う指向性信号Ｙ1（ｆ）を指向性信号ＹＬとして出力する。ただし、ここではＤ1＝ｄ2である。指向性信号ＹＬは、α1≧０のとき、マイクロホンＭＣＤからマイクロホンＭＣＢへの方向に指向性を形成する信号、すなわち左チャネル信号となる。
【０５３９】
信号処理回路ＳＰＲ（第２番目の信号処理回路）は、受音信号ＸA（ｆ）を受音信号Ｘ12（ｆ）として第１の入力端子で受け、受音信号ＸC（ｆ）を受音信号Ｘ22（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｃ４０）〜（Ｃ５０）に従う指向性信号Ｙ2（ｆ）を指向性信号ＹＲとして出力する。ただし、ここではＤ2＝ｄ2である。指向性信号ＹＲは、α2≧０のとき、マイクロホンＭＣＣからマイクロホンＭＣＡへの方向に指向性を形成する信号、すなわち右チャネル信号となる。
【０５４０】
信号処理回路ＳＰＳＬ（第４番目の信号処理回路）は、受音信号ＸC（ｆ）を受音信号Ｘ14（ｆ）として第１の入力端子で受け、受音信号ＸA（ｆ）を受音信号Ｘ24（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｃ４０）〜（Ｃ５０）に従う指向性信号Ｙ4（ｆ）を指向性信号ＹＳＬとして出力する。ただし、ここではＤ4＝ｄ2である。指向性信号ＹＳＬは、α4≧０のとき、マイクロホンＭＣＡからマイクロホンＭＣＣへの方向に指向性を形成する信号、すなわち左サラウンドチャネル信号となる。
【０５４１】
信号処理回路ＳＰＳＲ（第５番目の信号処理回路）は、受音信号ＸD（ｆ）を受音信号Ｘ15（ｆ）として第１の入力端子で受け、受音信号ＸB（ｆ）を受音信号Ｘ25（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｃ４０）〜（Ｃ５０）に従う指向性信号Ｙ5（ｆ）を指向性信号ＹＳＲとして出力する。ただし、ここではＤ5＝ｄ2である。指向性信号ＹＳＲは、α5≧０のとき、マイクロホンＭＣＢからマイクロホンＭＣＤへの方向に指向性を形成する信号、すなわち右サラウンドチャネル信号となる。
【０５４２】
信号処理回路ＳＰＣ（第３番目の信号処理回路）は、受音信号ＸB（ｆ）を受音信号Ｘ13（ｆ）として第１の入力端子で受け、受音信号ＸC（ｆ）を受音信号Ｘ23（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｃ４０）〜（Ｃ５０）に従う指向性信号Ｙ3（ｆ）を指向性信号ＹＣとして出力する。ただし、ここではＤ3＝ｄ1である。指向性信号ＹＣは、α3≧０のとき、マイクロホンＭＣＣからマイクロホンＭＣＢへの方向に指向性を形成する信号、すなわちセンターチャネル信号となる。
【０５４３】
マルチチャネル信号生成部ＳＴ４ｅで生成される指向性信号ＹＬ，ＹＲ，ＹＳＬ，ＹＳＲ，ＹＣは、収音ユニット１０Ａの説明で述べたように、広い周波数帯域において、ほぼ平坦な特性になる。また、その時の周波数特性は音の到来角Φに依存せず一定であり、指向特性も周波数ｆに依存しないという特性を有する。
【０５４４】
（効果）
以上のように、本実施例に係る収音装置は、正面に対して左前方から到来する音を主に含む左チャネルの信号と、右前方から到来する音を主に含む右チャネルの信号と、左後方から到来する音を主に含む左サラウンドチャネルの信号と、右後方から到来する音を主に含む右サラウンドチャネルの信号と、正面から到来する音を主に含むセンターチャネルの信号からなるマルチチャネル信号を生成することができる。また、同時に、マイクロホンを近接して配置した場合にも、この収音装置は、周波数に依存しない良好な指向特性を形成し、さらに、どの方向から到来する音に対しても周波数特性の歪みの少ない信号を生成することができる。よって、この収音装置によれば、より良好な立体感のある受音信号を得ることができる。
【０５４５】
なお、α1＜０のときには、信号処理回路ＳＰＬにおいて、また、α2＜０のときには、信号処理回路ＳＰＲにおいて、また、α4＜０のときには、信号処理回路ＳＰＳＬにおいて、また、α5＜０のときには、信号処理回路ＳＰＳＲにおいて、また、α3＜０のときには、信号処理回路ＳＰＣにおいて、それぞれ、第１の入力端子で受ける受音信号と第２の入力端子で受ける受音信号とが入れ替わるものとすればよい。
【０５４６】
また、マルチチャネル信号生成部ＳＴ４ｅは、さらに、マイクロホンＭＣＢからマイクロホンＭＣＣへの方向に指向性を形成する信号、すなわちサラウンド信号ＹＳを生成するものとしてもよい。
【０５４７】
また、マルチチャネル信号ＳＴ４ｅは、６個の信号（左チャネル信号Ｌ，右チャネル信号Ｒ，センターチャネル信号Ｃ，左サラウンドチャネル信号ＳＬ，右サラウンドチャネル信号ＳＲ，サラウンドチャネル信号Ｓ）のうち、少なくとも２つのチャネル信号を出力するものであればどのようなものであってもよい。たとえば、３個の信号（Ｌ，Ｒ，Ｃ）または（Ｌ，Ｒ，Ｓ）を出力するものであってもよく、４個の信号（Ｌ，Ｒ，ＳＬ，ＳＲ）または（Ｌ，Ｒ，Ｃ，Ｓ）を出力するものであってもよい。
【０５４８】
［第１０の実施形態の変形例１］
本変形例は、図４３に示すように配置された４個のマイクロホンを用いて、第１０の実施形態とは別のマルチチャネル信号を生成する収音装置に関する。
【０５４９】
（収音装置の構成）
図４６は、第１０の実施形態の変形例１に係る収音装置の構成を示すブロック図である。同図を参照して、収音装置４０５は、第７の実施形態と同様の受信回路ＤＴＡ〜ＤＴＤを含む。
【０５５０】
収音装置４０６は、さらに、マルチチャネル信号生成部ＳＴ４ｆを備える。マルチチャネル信号生成部ＳＴ４ｆは、図４７に示すような５個のチャネル信号を生成する。同図において、Ｌは左チャネル信号を示し、Ｒは右チャネル信号を示し、Ｃはセンターチャネル信号を示し、ＳＬは左サラウンド信号を示し、ＳＲは右サラウンド信号を示す。また、ＭＣＤ→ＭＣＢは、マイクロホンＭＣＤからマイクロホンＭＣＢへの方向に指向性を形成する信号を示し、ＭＣＣ→ＭＣＡは、マイクロホンＭＣＣからマイクロホンＭＣＡへの方向に指向性を形成する信号を示し、ＭＣＤ→ＭＣＡは、マイクロホンＭＣＤからマイクロホンＭＣＡへの方向に指向性を形成する信号を示し、ＭＣＡ→ＭＣＣは、マイクロホンＭＣＡからマイクロホンＭＣＣへの方向に指向性を形成する信号を示し、ＭＣＢ→ＭＣＤは、マイクロホンＭＣＢからマイクロホンＭＣＤへの方向に指向性を形成する信号を示す。以下、このマルチチャネル信号生成部ＳＴ４ｅが５個のチャネル信号を生成する処理の詳細を説明する。
【０５５１】
図４６を参照して、マルチチャネル信号生成部ＳＴ４ｆは、信号処理回路ＳＰＬ（第１番目の信号処理回路）と、信号処理回路ＳＰＲ（第２番目の信号処理回路）と、信号処理回路ＳＰＣ（第３番目の信号処理回路）と、信号処理回路ＳＰＳＬ（第４番目の信号処理回路）と、信号処理回路ＳＰＳＲ（第５番目の信号処理回路）とを含む。信号処理回路ＳＰＬ，ＳＰＲ，ＳＰＣ，ＳＰＳＬ，ＳＰＳＲは、図２で説明される信号処理回路ＳＰ１と同様の構成であり、式（Ｃ４）と等価な指向性信号Ｙ（ｆ）が得られるよう構成される。
【０５５２】
信号処理回路ＳＰＬ（第１番目の信号処理回路）は、受音信号ＸB（ｆ）を受音信号Ｘ11（ｆ）として第１の入力端子で受け、受音信号ＸD（ｆ）を受音信号Ｘ21（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｃ４０）〜（Ｃ５０）に従う指向性信号Ｙ1（ｆ）を指向性信号ＹＬとして出力する。ただし、ここではＤ1＝ｄ2である。指向性信号ＹＬは、α1≧０のとき、マイクロホンＭＣＤからマイクロホンＭＣＢへの方向に指向性を形成する信号、すなわち左チャネル信号となる。
【０５５３】
信号処理回路ＳＰＲ（第２番目の信号処理回路）は、受音信号ＸA（ｆ）を受音信号Ｘ12（ｆ）として第１の入力端子で受け、受音信号ＸC（ｆ）を受音信号Ｘ22（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｃ４０）〜（Ｃ５０）に従う指向性信号Ｙ2（ｆ）を指向性信号ＹＲとして出力する。ただし、ここではＤ2＝ｄ2である。指向性信号ＹＲは、α2≧０のとき、マイクロホンＭＣＣからマイクロホンＭＣＡへの方向に指向性を形成する信号、すなわち右チャネル信号となる。
【０５５４】
信号処理回路ＳＰＳＬ（第４番目の信号処理回路）は、受音信号ＸC（ｆ）を受音信号Ｘ14（ｆ）として第１の入力端子で受け、受音信号ＸA（ｆ）を受音信号Ｘ24（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｃ４０）〜（Ｃ５０）に従う指向性信号Ｙ4（ｆ）を指向性信号ＹＳＬとして出力する。ただし、ここではＤ4＝ｄ2である。指向性信号ＹＳＬは、α4≧０のとき、マイクロホンＭＣＡからマイクロホンＭＣＣへの方向に指向性を形成する信号、すなわち左サラウンドチャネル信号となる。
【０５５５】
信号処理回路ＳＰＳＲ（第５番目の信号処理回路）は、受音信号ＸD（ｆ）を受音信号Ｘ15（ｆ）として第１の入力端子で受け、受音信号ＸB（ｆ）を受音信号Ｘ25（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｃ４０）〜（Ｃ５０）に従う指向性信号Ｙ5（ｆ）を指向性信号ＹＳＲとして出力する。ただし、ここではＤ5＝ｄ2である。指向性信号ＹＳＲは、α5≧０のとき、マイクロホンＭＣＢからマイクロホンＭＣＤへの方向に指向性を形成する信号、すなわち右サラウンドチャネル信号となる。
【０５５６】
信号処理回路ＳＰＣ（第３番目の信号処理回路）は、受音信号ＸA（ｆ）を受音信号Ｘ13（ｆ）として第１の入力端子で受け、受音信号ＸD（ｆ）を受音信号Ｘ23（ｆ）として第２の入力端子で受けて、式（Ｃ４０）〜（Ｃ５０）に従う指向性信号Ｙ3（ｆ）を指向性信号ＹＣとして出力する。ただし、ここではＤ3＝ｄ1である。指向性信号ＹＣは、α3≧０のとき、マイクロホンＭＣＤからマイクロホンＭＣＡへの方向に指向性を形成する信号、すなわちセンターチャネル信号となる。
【０５５７】
マルチチャネル信号生成部ＳＴ４ｆで生成される指向性信号ＹＬ，ＹＲ，ＹＳＬ，ＹＳＲ，ＹＣは、収音ユニット１０Ａの説明で述べたように、広い周波数帯域において、ほぼ平坦な特性になる。また、その時の周波数特性は音の到来角Φに依存せず一定であり、指向特性も周波数ｆに依存しないという特性を有する。
【０５５８】
（効果）
以上のように、本変形例に係る収音装置は、第１０の実施形態と同様に、正面に対して左前方から到来する音を主に含む左チャネルの信号と、右前方から到来する音を主に含む右チャネルの信号と、左後方から到来する音を主に含む左サラウンドチャネルの信号と、右後方から到来する音を主に含む右サラウンドチャネルの信号と、正面から到来する音を主に含むセンターチャネルの信号からなるマルチチャネル信号を生成することができる。また、第１０の実施形態と同様に、マイクロホンを近接して配置した場合にも、この収音装置は、周波数に依存しない良好な指向特性を形成し、さらに、どの方向から到来する音に対しても周波数特性の歪みの少ない信号を生成することができる。よって、この収音装置によれば、より良好な立体感のある受音信号を得ることができる。
【０５５９】
なお、α1＜０のときには、信号処理回路ＳＰＬにおいて、また、α2＜０のときには、信号処理回路ＳＰＲにおいて、また、α4＜０のときには、信号処理回路ＳＰＳＬにおいて、また、α5＜０のときには、信号処理回路ＳＰＳＲにおいて、また、α3＜０のときには、信号処理回路ＳＰＣにおいて、それぞれ、第１の入力端子で受ける受音信号と第２の入力端子で受ける受音信号とが入れ替わるものとすればよい。
【０５６０】
また、マルチチャネル信号生成部ＳＴ４ｆは、さらに、マイクロホンＭＣＢからマイクロホンＭＣＣへの方向に指向性を形成する信号、すなわちサラウンド信号ＹＳを生成するものとしてもよい。
【０５６１】
また、マルチチャネル信号ＳＴ４ｆは、６個の信号（左チャネル信号Ｌ，右チャネル信号Ｒ，センターチャネル信号Ｃ，左サラウンドチャネル信号ＳＬ，右サラウンドチャネル信号ＳＲ，サラウンドチャネル信号Ｓ）のうち、少なくとも２つのチャネル信号を出力するものであればどのようなものであってもよい。たとえば、３個の信号（Ｌ，Ｒ，Ｃ）または（Ｌ，Ｒ，Ｓ）を出力するものであってもよく、４個の信号（Ｌ，Ｒ，ＳＬ，ＳＲ）または（Ｌ，Ｒ，Ｃ，Ｓ）を出力するものであってもよい。
【０５６２】
なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、以下の変形例も含む。
【０５６３】
（変形例）
（１）  複数のマイクロホンの受音信号の加算平均により得られる仮想的に配置されたマイクロホンを用いた指向性信号
第３の実施形態の変形例１および第４の実施形態１の変形例２では、マイクロホンＭＣＡからの受音信号とマイクロホンＭＣＢからの受音信号とを加算平均して、マイクロホンＭＣＡとマイクロホンＭＣＢとを結ぶ線分の中点に仮想的に配置されたマイクロホンからの受音信号を生成して、この受音信号と他の受音信号とを用いて、信号処理回路が指向性信号を生成したが、これに限定するものではなく、任意の２個の受音信号を加算平均して、仮想的に位置されたマイクロホンからの受音信号を生成して、この受音信号と他の受音信号とを用いて、信号処理回路が指向性信号を生成するものとしてもよい。また、２個の受音信号を加算平均（１対１）するのではなく、任意の重みを付けて合成する（たとえば、１対２など）ものとしてもよい。
【０５６４】
（２）  指向性信号の加算平均
第３の実施形態の変形例２および第４の実施形態の変形例２において、左チャネル信号と右チャネル信号とを加算平均してセンターチャネル信号を生成したが、これに限定するものではなく、式（Ｃ４）と等価な指向性信号を生成する任意の２個の信号処理回路で生成された２個の指向性信号を加算平均して、新たな指向性信号を生成するものとしてもよい。また、このようにして加算平均されて生成された指向性信号と、その他の指向性信号とを加算平均して、新たな指向性信号を生成するものとしてもよい。また、２個の指向性信号を加算平均（１対１）するのではなく、任意の重みを付けて合成する（たとえば、１対２など）ものとしてもよい。また、３個以上の指向性信号を加算平均、あるいは重みづけ平均により合成して、新たな指向性信号を生成するものとしてもよい。
【０５６５】
（３）  サブウーファーチャネル
いわゆる重低音であるサブウーファーチャネルを含むチャネル構成の信号を生成する場合が考えられる。この場合は、いずれかのマイクロホンから得られる信号の低周波数領域成分を抽出し、抽出した信号をサブウーファー信号とする。さらに、各々のマイクロホンで得られた信号からその低周波数域成分を除き、上記の実施の形態で説明した処理を行なうことによって、サブウーファーチャネル以外のチャネルの信号が生成される。低周波数領域成分の抽出や低周波数領域成分の除去は、一般的なローパスフィルタ、ハイパスフィルタによって実現可能である
（４）  中抜け現象の防止
収音装置２０１では、左右への指向性を持つ信号を生成するので、再生される音声信号に音響的な立体感、つまりステレオ感が得られるが、その一方で正面方向のゲインが左右のどちらのチャネルにおいても小さくなり正面からの音声が受信できなくなるという、いわゆる「中抜け現象」が発生する可能性がある。このような現象は、たとえば正面方向の音声を含む信号を合成する処理（ミキシング）によって防ぐことが可能である。たとえば、マイクロホンＭＣＡで得られる受音信号ＸA（ｆ）と指向性信号ＹＬとを合成して、左チャネルの信号とし、マイクロホンＭＣＢで得られる受音信号ＸB（ｆ）と指向性信号ＹＲとを合成して右チャネルの信号とすることによって、このような中抜け現象を防ぐことができる。
【０５６６】
この場合、マイクロホンＭＣＡ，ＭＣＢで得られる受音信号ＸA（ｆ），ＸB（ｆ）を指向性信号ＹＬ，ＹＲへの合成に用いずに、遅延和型アレーによって得られる信号を指向性信号ＹＬ，ＹＲに合成しても中抜け現象を防ぐことができる。
【０５６７】
（５）  サラウンド処理、ダウンミックス処理
本発明の実施形態で生成されたマルチチャネル信号に対して、位相特性などを制御し、より広がり感を付加するサラウンド処理や、再生するスピーカの個数などに合わせてチャネル数を変えるダウンミックス処理を行なうものとしてもよい。
【０５６８】
（６）  信号処理回路ＳＰＲ，ＳＰＳＬ，ＳＰＬ，ＳＰＳＲ，ＳＰＣの構成
第３〜第１０の実施形態において、信号処理回路ＳＰＲ，ＳＰＳＬ，ＳＰＬ，ＳＰＳＲ，ＳＰＣは、図２の信号処理回路ＳＰ１と同様の構成であるとして説明したが、これに限定するものではなく、図７の信号処理回路ＳＰ２と同様の構成としてもよい。また、第１の実施形態の変形例Ａ〜Ｆで説明した信号処理回路ＳＰ１と同様の構成としてもよい。
【０５６９】
第１〜第１０の実施形態において、マルチチャネル信号生成部は複数の信号処理回路を含む構成としたが、これに限定されることはなく、一般的なフィルタ処理、減算処理、加算処理、符号反転処理などの各種処理を組合せによって実現することが可能であり、複数の整数ｋに対して、式（Ｃ４０）〜（Ｃ５０）に従って指向性信号Ｙk（ｆ）が生成されるものである限り、いずれの構成であってもよい。
【０５７０】
第１〜第１０の実施形態において、マルチチャネル信号のチャネル構成は、６個の信号（左チャネル信号Ｌ，右チャネル信号Ｒ，センターチャネル信号Ｃ，左サラウンドチャネル信号ＳＬ，右サラウンドチャネル信号ＳＲ，サラウンドチャネル信号Ｓ）のいずれかから構成される場合を説明したが、これに限定されることはなく、他の方向のチャネル信号が含まれる場合にも、式（Ｃ４０）〜（Ｃ５０）に従う指向性信号Ｙk（ｆ）を用いてそのチャネル信号が生成される限り、いずれの構成であってもよい。
【０５７１】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０５７２】
【図１】収音装置の適用例を示したブロック図である。
【図２】第１の実施形態の収音ユニットの構成を示すブロック図である。
【図３】第１の実施形態の収音装置のマイクロホンの配置を示す図である。
【図４】第１の実施形態の収音装置の構成を示すブロック図である。
【図５】収音装置２０１で生成される指向性信号の向きを示す図である。
【図６】式（Ｆ１）の関数Ｈk（ｆ）を用いたときの信号処理回路ＳＰＲの特性を示すグラフである。
【図７】第２の実施形態の収音ユニットの構成を示すブロック図である。
【図８】第３の実施形態に係る収音装置に含まれるマイクロホンの配置を示す図である。
【図９】第３の実施形態に係る収音装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】収音装置３０１で生成される指向性信号の向きを示す図である。
【図１１】第３の実施形態の変形例１に係る収音装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】収音装置３０２で生成される指向性信号の向きを示す図である。
【図１３】第３の実施形態の変形例２に係る収音装置の構成を示すブロック図である。
【図１４】収音装置３０３で生成される指向性信号の向きを示す図である。
【図１５】第４の実施形態に係る収音装置に含まれるマイクロホンの配置を示す図である。
【図１６】第４の実施形態に係る収音装置の構成を示すブロック図である。
【図１７】収音装置３０４で生成される指向性信号の向きを示す図である。
【図１８】第４の実施形態の変形例１に係る収音装置の構成を示すブロック図である。
【図１９】収音装置３０５で生成される指向性信号の向きを示す図である。
【図２０】第４の実施形態の変形例２に係る収音装置の構成を示すブロック図である。
【図２１】収音装置３０６で生成される指向性信号の向きを示す図である。
【図２２】第５の実施形態に係る収音装置に含まれるマイクロホンの配置を示す図である。
【図２３】第５の実施形態に係る収音装置の構成を示すブロック図である。
【図２４】収音装置３０７で生成される指向性信号の向きを示す図である。
【図２５】第５の実施形態の変形例１に係る収音装置の構成を示すブロック図である。
【図２６】収音装置３０８で生成される指向性信号の向きを示す図である。
【図２７】第６の実施形態に係る収音装置に含まれるマイクロホンの配置を示す図である。
【図２８】第６の実施形態に係る収音装置の構成を示すブロック図である。
【図２９】収音装置３０９で生成される指向性信号の向きを示す図である。
【図３０】第６の実施形態の変形例１に係る収音装置の構成を示すブロック図である。
【図３１】収音装置３１０で生成される指向性信号の向きを示す図である。
【図３２】第７の実施形態に係る収音装置に含まれるマイクロホンの配置を示す図である。
【図３３】第７の実施形態に係る収音装置の構成を示すブロック図である。
【図３４】収音装置４０１で生成される指向性信号の向きを示す図である。
【図３５】第８の実施形態に係る収音装置に含まれるマイクロホンの配置を示す図である。
【図３６】第８の実施形態に係る収音装置の構成を示すブロック図である。
【図３７】収音装置４０２で生成される指向性信号の向きを示す図である。
【図３８】第９の実施形態に係る収音装置に含まれるマイクロホンの配置を示す図である。
【図３９】第９の実施形態に係る収音装置の構成を示すブロック図である。
【図４０】収音装置４０３で生成される指向性信号の向きを示す図である。
【図４１】第９の実施形態の変形例１に係る収音装置の構成を示すブロック図である。
【図４２】収音装置４０４で生成される指向性信号の向きを示す図である。
【図４３】第１０の実施形態に係る収音装置に含まれるマイクロホンの配置を示す図である。
【図４４】第１０の実施形態に係る収音装置の構成を示すブロック図である。
【図４５】収音装置４０４で生成される指向性信号の向きを示す図である。
【図４６】第１０の実施形態の変形例１に係る収音装置の構成を示すブロック図である。
【図４７】収音装置４０５で生成される指向性信号の向きを示す図である。
【図４８】遅延和型アレーに含まれるマイクロホンアレーのマイクロホンの配置を示す図である。
【図４９】遅延和型アレーの構成を示すブロック図である。
【図５０】遅延和型アレー１００の指向性パターンを示す図である。
【図５１】減算型アレーの構成を示すブロック図である。
【図５２】減算型アレー１０１の指向性パターンを示す図である。
【図５３】マルチチャネル信号を生成する従来の収音装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図５４】遅延和型アレーを用いた収音装置１０２の各チャネルの信号の指向性パターンを示す図である。
【図５５】減算型アレーを用いた収音装置の各チャネルの信号の指向性パターンを示す図である。
【図５６】従来の収音装置に含まれる３個のマイクロホンの配置を示す図である。
【図５７】マルチチャネル信号を生成する従来の収音装置の構成の別の例を示すブロック図である。
【図５８】遅延和型アレーを用いた収音装置１０３で得られる各チャネルの信号の指向性パターンを示す図である。
【図５９】減算型アレーを用いた収音装置で得られる各チャネルの信号の指向性パターンを示す図である。
【図６０】マイクロホンを近接した場合の遅延和型アレーの振幅特性比Ｇ（ｆ）を示すグラフである。
【図６１】マイクロホンを近接した場合の減算型アレーの振幅特性比Ｇ（ｆ）を示すグラフである。
【符号の説明】
【０５７３】
１０２，１０３，２０１，３０１〜３１０，４０１〜４０５  収音装置、２０２  記録媒体、２０３  録音装置、２０４  再生装置、１０Ａ，１０Ｂ  収音ユニット、１００  遅延和型アレー、１０１  減算型アレー、ＡＤ１，ＡＤ２，ＡＤ１０１，ＡＤ１０２，ＡＤＡ〜ＡＤＤ  Ａ／Ｄ変換部、ＡＤＤＲ，ＡＤＤＲ１  合成部、ＡＭＰ  アンプ、ＤＬ１，ＤＬ１０１，ＤＬ１０２  遅延部、ＤＴ１，ＤＴ２，ＤＴＡ〜ＤＴＤ  受信回路、ＦＴ１〜ＦＴ３  フィルタ回路、ＧＲ００〜ＧＲ１５  グラフ、ＭＣ１，ＭＣ２，ＭＣＡ〜ＭＣＤ  マイクロホン、ＳＢ，ＳＢ１  減算部、ＳＰ１，ＳＰ２，ＳＰ１００，ＳＰ１０１，ＳＰＣ，ＳＰＬ，ＳＰＲ，ＳＰＳＬ，ＳＰＳＲ，ＳＰＳＬＡ，ＳＰＲＡ，ＳＰＬＡ，ＳＰＳＲＡ  信号処理回路、ＳＰＫ  スピーカユニット、ＳＴ２，ＳＴ３ａ〜ＳＴ３ｊ，ＳＴ４ａ〜ＳＴ４ｆ，ＳＴ１００，ＳＴ１０２  マルチチャネル信号生成部、ＳＷ  音波。
【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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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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