(57)【要約】【課題】処理遅延を短縮したオーディオ回路を提供する。【解決手段】オーディオ回路２００は、第１マイク１０２、第２マイク１０４それぞれにより集音された第１入力信号ＶＩＮ１、第２入力信号ＶＩＮ２を処理する。第１マイクアンプ２０２は、第１入力信号ＶＩＮ１を増幅し、第１中間信号ＶＩＮＴ１を生成する。第２マイクアンプ２０４は、第２入力信号ＶＩＮ２を増幅し、第２中間信号ＶＩＮＴ２を生成する。アナログのオールパスフィルタ２１０は、第１中間信号ＶＩＮＴ１を遅延させる。合成回路２３０は、オールパスフィルタ２１０から出力される第１遅延信号ＶＤＥＬＡＹ１と、第２中間信号ＶＩＮＴ２の差分にもとづく出力信号ＶＯＵＴを生成する。【選択図】図４
2019083443.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１マイク、第２マイクそれぞれにより集音された第１入力信号、第２入力信号を処理するオーディオ回路であって、
前記第１入力信号を増幅し、第１中間信号を生成する第１マイクアンプと、
前記第２入力信号を増幅し、第２中間信号を生成する第２マイクアンプと、
前記第１中間信号を遅延させるアナログのオールパスフィルタと、
前記オールパスフィルタから出力される第１遅延信号と、前記第２中間信号の差分にもとづく出力信号を生成する合成回路と、
を備えることを特徴とするオーディオ回路。
【請求項２】
前記オールパスフィルタは、カスケード接続される複数のステージを含むことを特徴とする請求項１に記載のオーディオ回路。
【請求項３】
前記複数のステージの段数は２であることを特徴とする請求項２に記載のオーディオ回路。
【請求項４】
前記複数のステージはそれぞれ、同じ次数で構成されることを特徴とする請求項２または３に記載のオーディオ回路。
【請求項５】
前記複数のステージはそれぞれ、同じ遅延時間を有することを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載のオーディオ回路。
【請求項６】
前記次数は２であることを特徴とする請求項４に記載のオーディオ回路。
【請求項７】
前記オールパスフィルタの少なくともひとつのステージは、
オペアンプと、
入力端子と、
前記入力端子と前記オペアンプの非反転入力端子の間に設けられた第１インピーダンス回路と、
前記オペアンプの前記非反転入力端子と接地の間に設けられた第２インピーダンス回路と、
前記入力端子と前記オペアンプの反転入力端子の間に設けられた第３インピーダンス回路と、
前記オペアンプの前記反転入力端子と前記オペアンプの出力の間に設けられた第４インピーダンス回路と、
を含むことを特徴とする請求項２から５のいずれかに記載のオーディオ回路。
【請求項８】
前記オールパスフィルタの少なくともひとつのステージは、
オペアンプと、
入力端子と、
前記入力端子と前記オペアンプの非反転入力端子の間に設けられた第１抵抗と、
前記オペアンプの前記非反転入力端子と接地の間に設けられた第２抵抗と、
前記入力端子と前記オペアンプの反転入力端子の間に直列に設けられた第３抵抗および第１キャパシタと、
前記第３抵抗と前記第１キャパシタの接続ノードと、前記オペアンプの出力の間に設けられた第２キャパシタと、
前記オペアンプの前記反転入力端子と前記オペアンプの出力の間に設けられた第４抵抗と、
を含むことを特徴とする請求項２から５のいずれかに記載のオーディオ回路。
【請求項９】
前記オールパスフィルタの少なくともひとつのステージは、
オペアンプと、
入力端子と、
前記入力端子と前記オペアンプの非反転入力端子の間に設けられた第１抵抗と、
前記オペアンプの前記非反転入力端子と接地の間に設けられた第１キャパシタと、
前記入力端子と前記オペアンプの反転入力端子の間に設けられた第２抵抗と、
前記オペアンプの前記反転入力端子と前記オペアンプの出力の間に設けられた第３抵抗と、
を含むことを特徴とする請求項２から５のいずれかに記載のオーディオ回路。
【請求項１０】
前記複数のステージの接続関係が切りかえ可能であることを特徴とする請求項２から９のいずれかに記載のオーディオ回路。
【請求項１１】
前記複数のステージの少なくともひとつの回路定数が可変であることを特徴とする請求項２から１０のいずれかに記載のオーディオ回路。
【請求項１２】
前記合成回路は、
前記第２中間信号を反転し、第２反転信号を生成する反転アンプと、
前記第１遅延信号と前記第２反転信号を加算する加算増幅器と、
を含むことを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載のオーディオ回路。
【請求項１３】
前記合成回路は、前記第１遅延信号と前記第２反転信号のゲインが可変に構成されることを特徴とする請求項１２に記載のオーディオ回路。
【請求項１４】
前記合成回路の出力信号にもとづいて、前記第１遅延信号と前記第２反転信号のゲインを制御する自動ゲインコントローラをさらに備えることを特徴とする請求項１２または１３に記載のオーディオ回路。
【請求項１５】
前記オーディオ回路は、ひとつの半導体基板に集積化されることを特徴とする請求項１から１４のいずれかに記載のオーディオ回路。
【請求項１６】
第１マイクと、
第２マイクと、
請求項１から１５のいずれかに記載のオーディオ回路と、
を備えることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オーディオ信号処理に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルビデオカメラやデジタルカメラ、携帯電話端末、ノート型コンピュータ、カーナビゲーションシステム、ヘッドセットをはじめとする様々な電子機器に、録音機能や通話機能が搭載されている。音源の存在する特定方向に対する指向性を高め、目的音を集中的に録音し、その他の方向からの非目的音を除去するために、ビームフォーミングと称される技術が開発されている。
【０００３】
図１は、従来の録音システム１ｒのブロック図である。録音システム１ｒは、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）１０ｒ、複数のマイク１０ａ，１０ｂ、複数のマイクアンプ１２ａ，１２ｂ、Ａ／Ｄコンバータ１４、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）２０、Ｄ／Ａコンバータ３０を備える。
【０００４】
マイク１０ａ、１０ｂは無指向性であり、指向軸１１の方向に所定の間隔で近接して配置される。マイク１０ａ，１０ｂは、それぞれに入力された音響信号を、電気信号であるオーディオ信号Ｓ１ａ，Ｓ１ｂに変換する。マイクアンプ１２ａ，１２ｂは、対応するマイク１０ａ，１０ｂのオーディオ信号Ｓ１ａ，Ｓ１ｂを、デジタルのオーディオ信号Ｄ１ａ，Ｄ１ｂを含む。ＤＳＰ２０は、一方のオーディオ信号Ｄ１ｂを遅延する遅延素子２２と、一方のオーディオ信号Ｄ１ａと、他方の遅延後のオーディオ信号Ｄ１ｂ’の差分を演算する演算器２４と、を含み、ビームフォーミング処理を行うことにより、指向軸１１を中心とする方向からの目的音を抽出し、明瞭に録音する。遅延素子２２の遅延量τは、指向軸１１と反対方向からの音の検出レベルが実質的にゼロとなるように設定される。ビームフォーミング処理のアルゴリズムは公知であるため、ここでは詳細な説明は控えるものとし、その原理を簡単に説明する。
【０００５】
図２（ａ）は、音源２が指向軸１１の方向に存在する場合を、図２（ｂ）は、音源２が指向軸１１と垂直方向に存在する場合を、図２（ｃ）は、音源２が指向軸１１と反対方向に存在する場合を示す。図３（ａ）〜（ｃ）は、図２（ａ）〜（ｃ）それぞれにおいて得られるオーディオ信号の波形図である。本明細書における波形図やタイムチャートの縦軸および横軸は、理解を容易とするために適宜拡大、縮小したものであり、また示される各波形も、理解の容易のために簡略化され、あるいは強調されている。
【０００６】
２つのマイク１０ａ、１０ｂは数ｃｍの間隔で近接して配置されるため、音源２から発せられる音４は、２つのマイクにほとんど同じ振幅で入力され、それらの位相差Δφが、音源２の方向に応じて変化する。すなわち、図２（ａ）のように、指向軸１１の方向に音源２が存在する場合、２つのオーディオ信号Ｓ１ａ、Ｓ１ｂの位相差が大きくなる。反対に、図２（ｂ）のように、指向軸１１と垂直方向１６に音源２が存在する場合、２つのオーディオ信号Ｓ１ａ、Ｓ１ｂの位相差Δφはゼロに近づく。
【０００７】
ビームフォーミングでは、マイク１０ａ、１０ｂから出力されるオーディオ信号Ｓ１ａ、Ｓ１ｂのゲイン差（振幅の差）および／または位相差を利用する。２つの波形が同一である場合にはゲイン差あるいは位相差は本質的には等価と考えることもでき、２つのオーディオ信号Ｓ１ａとＳ１ｂの差分（Ｓ１ａ−Ｓ１ｂ）と相関を有する。そこでオーディオＤＳＰ２０は、差分信号（Ｓ１ａ−Ｓ１ｂ）を利用した演算処理を行うことにより、指向軸１１の方向からの音４を集中的に集音することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１５−２３３２００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明者らは、ビームフォーミングにより指向性を高めた録音システム１ｒについて検討した結果、以下の課題を認識するに至った。
【００１０】
図１の録音システム１ｒでは、ＤＳＰ２０によるデジタル信号処理によって、ビームフォーミング処理がなされる。そのため、遅延回路２２が生成する遅延とは別に、数十ｍｓのオーダーの処理遅延が発生する。この処理遅延によって、録音システム１ｒが使用可能なアプリケーションは限定されてしまう。
【００１１】
本発明はかかる課題に鑑みてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、処理遅延を短縮したオーディオ回路の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のある態様は、第１マイク、第２マイクそれぞれにより集音された第１入力信号、第２入力信号を処理するオーディオ回路に関する。オーディオ回路は、第１入力信号を増幅し、第１中間信号を生成する第１マイクアンプと、第２入力信号を増幅し、第２中間信号を生成する第２マイクアンプと、第１中間信号を遅延させるアナログのオールパスフィルタと、オールパスフィルタから出力される第１遅延信号と、第２中間信号の差分にもとづく出力信号を生成する合成回路と、を備える。
【００１３】
この態様によると、ビームフォーミング処理を、アナログ回路で実現することにより、ＤＳＰで構成した場合に生ずる処理遅延を低減でき、利用できるアプリケーションを広げることができる。また、デジタル回路で構成した場合に比べて、回路面積を小さくできる。さらにデジタル信号処理に必要なクロックが不要となるため、ノイズを低減でき、ひいては音質を改善できる。
【００１４】
オールパスフィルタは、カスケード接続される複数のステージを含んでもよい。複数のステージで遅延量を分担し、各ステージのフィルタ特性の組み合わせを最適化することにより、単一ステージで構成した場合に比べて、幅広い周波数で、均一な遅延量を得ることができる。
【００１５】
複数のステージの段数は２であってもよい。２段構成とすることにより、回路規模と、周波数依存性の小さい遅延量のバランスをとることができる。
【００１６】
複数のステージはそれぞれ、同じ次数で構成されてもよい。
【００１７】
複数のステージはそれぞれ、同じ遅延時間を有してもよい。
【００１８】
オールパスフィルタは、２次のステージを２段で構成されてもよい。この場合に、１次１段、あるいは２次１段に比べて良好な特性を得ることができる。
【００１９】
オールパスフィルタの少なくともひとつのステージは、オペアンプと、入力端子と、入力端子とオペアンプの非反転入力端子の間に設けられた第１インピーダンス回路と、オペアンプの非反転入力端子と接地の間に設けられた第２インピーダンス回路と、入力端子とオペアンプの反転入力端子の間に設けられた第３インピーダンス回路と、オペアンプの反転入力端子とオペアンプの出力の間に設けられた第４インピーダンス回路と、を含んでもよい。
【００２０】
オールパスフィルタの少なくともひとつのステージは、オペアンプと、入力端子と、入力端子とオペアンプの非反転入力端子の間に設けられた第１抵抗と、オペアンプの非反転入力端子と接地の間に設けられた第２抵抗と、入力端子とオペアンプの反転入力端子の間に直列に設けられた第３抵抗および第１キャパシタと、第３抵抗と第１キャパシタの接続ノードと、オペアンプの出力の間に設けられた第２キャパシタと、オペアンプの反転入力端子とオペアンプの出力の間に設けられた第４抵抗と、を含んでもよい。
【００２１】
オールパスフィルタの少なくともひとつのステージは、オペアンプと、入力端子と、入力端子とオペアンプの非反転入力端子の間に設けられた第１抵抗と、オペアンプの非反転入力端子と接地の間に設けられた第１キャパシタと、入力端子とオペアンプの反転入力端子の間に設けられた第２抵抗と、オペアンプの反転入力端子とオペアンプの出力の間に設けられた第３抵抗と、を含んでもよい。
【００２２】
複数のステージの接続関係が切りかえ可能であってもよい。これにより指向性を切りかえることができる。
【００２３】
複数のステージの少なくともひとつの回路定数が可変であってもよい。これにより指向性を切りかえることができる。
【００２４】
合成回路は、第２中間信号を反転し、第２反転信号を生成する反転アンプと、第１遅延信号と第２反転信号を加算する加算増幅器と、を含んでもよい。
【００２５】
オーディオ回路は、加算増幅器の出力信号にもとづいて、第１遅延信号と第２反転信号のゲインを制御する自動ゲインコントローラをさらに備えてもよい。
【００２６】
合成回路におけるゲインは、合成回路の出力信号にもとづいて、自動的に調節されてもよい。
【００２７】
オーディオ回路は、ひとつの半導体基板に集積化されてもよい。「一体集積化」とは、回路の構成要素のすべてが半導体基板上に形成される場合や、回路の主要構成要素が一体集積化される場合が含まれ、回路定数の調節用に一部の抵抗やキャパシタなどが半導体基板の外部に設けられていてもよい。
【００２８】
外付けの第１キャパシタを介して第１マイクと接続される第１入力ピンと、外付けの第２キャパシタを介して第２マイクと接続される第２入力ピンと、合成回路と接続される出力ピンと、をさらに備えてもよい。
【００２９】
本発明の別の態様は、電子機器に関する。電子機器は、第１マイクと、第２マイクと、上述のいずれかのオーディオ回路と、を備えてもよい。
【００３０】
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００３１】
本発明に係るオーディオ回路によれば、処理遅延を短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】従来の録音システムのブロック図である。
【図２】図２（ａ）は、音源が指向軸の方向に存在する場合を、図２（ｂ）は、音源が指向軸と垂直方向に存在する場合を、図２（ｃ）は、音源が指向軸と反対方向に存在する場合を示す図である。
【図３】図３（ａ）〜（ｃ）は、図２（ａ）〜（ｃ）それぞれにおいて得られるオーディオ信号の波形図である。
【図４】実施の形態に係るオーディオ回路を備える録音システムのブロック図である。
【図５】一実施例に係るオールパスフィルタのブロック図である。
【図６】図５のオールパスフィルタの構成要素であるＡＰＦステージの一例（２１２Ａ）の回路図である。
【図７】図５のオールパスフィルタの構成要素であるＡＰＦステージの一例（２１２Ｂ）の回路図である。
【図８】図５のオールパスフィルタの構成要素であるＡＰＦステージの一例（２１２Ｃ）の回路図である。
【図９】異なるフィルタの設計パターンにおける位相、遅延時間の周波数特性を表す図である。
【図１０】図１０（ａ）は、設計パターン（ii）および（v）による１ｋＨｚの指向性を示す図であり、図１０（ｂ）は、設計パターン（ii）および（v）による８ｋＨｚの指向性を示す図である。
【図１１】合成回路の一例の回路図である。
【図１２】合成回路の一例の回路図である。
【図１３】オールパスフィルタの一例の回路図である。
【図１４】オーディオ回路を備える電子機器のブロック図である。
【図１５】電子機器の一例であるデジタルビデオカメラの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
【００３４】
本明細書において、「部材Ａが、部材Ｂと接続された状態」とは、部材Ａと部材Ｂが物理的に直接的に接続される場合のほか、部材Ａと部材Ｂが、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
【００３５】
同様に、「部材Ｃが、部材Ａと部材Ｂの間に設けられた状態」とは、部材Ａと部材Ｃ、あるいは部材Ｂと部材Ｃが直接的に接続される場合のほか、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
【００３６】
図４は、実施の形態に係るオーディオ回路２００を備える録音システム１００のブロック図である。録音システム１００は、第１マイク１０２、第２マイク１０４、オーディオ回路２００を備える。第１マイク１０２および第２マイク１０４は、所定の方向に所定距離ｄ、離間して配置され、音響信号を、電気信号である第１入力信号ＶＩＮ１、第２入力信号ＶＩＮ２に変換に、オーディオ回路２００に提供する。
【００３７】
オーディオ回路２００は、第１マイクアンプ２０２、第２マイクアンプ２０４、オールパスフィルタ２１０、合成回路２３０を備える。オーディオ回路２００は、ひとつの半導体基板に集積化された機能ＩＣ（Integrated Circuit）であってもよい。第１マイクアンプ２０２は、第１入力信号ＶＩＮ１を増幅し、第１中間信号ＶＩＮＴ１を生成する。同様に第２マイクアンプ２０４は、第２入力信号ＶＩＮ２を増幅し、第２中間信号ＶＩＮＴ２を生成する。
【００３８】
オールパスフィルタ２１０は、アナログのオールパスフィルタ（ＡＰＦ：All Pass Filter）であり、第１中間信号ＶＩＮＴ１に所定の遅延τを与える。この遅延時間τは、第１マイク１０２と第２マイク１０４の距離ｄならびに所望の指向性にもとづいて規定される。合成回路２３０は、オールパスフィルタ２１０から出力される第１遅延信号ＶＤＥＬＡＹ１と、第２中間信号ＶＩＮＴ２の差分にもとづく出力信号ＶＯＵＴを生成する。
【００３９】
以上がオーディオ回路２００の構成である。このオーディオ回路２００によれば、ビームフォーミング処理を、アナログ回路で実現することにより、図１のようにＤＳＰで構成した場合に生ずる処理遅延を低減でき、利用できるアプリケーションを広げることができる。
【００４０】
また、デジタル回路で構成した場合、ＤＳＰの面積が大きくなるが、アナログ回路で構成すると、回路面積を小さくできる。さらにデジタル信号処理に必要なクロックが不要となるため、ノイズを低減でき、ひいては音質を改善できる。
【００４１】
図５は、一実施例に係るオールパスフィルタ２１０のブロック図である。オールパスフィルタ２１０は、カスケード接続される複数（Ｎ段）のＡＰＦステージ２１２＿１〜２１２＿Ｎを含む。ｉ番目のＡＰＦステージ２１２＿ｉの遅延量をτｉと書くとき、
τ＝Σｉ＝１〜Ｎτｉ
を満たすように、各ＡＰＦステージの遅延量が決定される。なお、複数のＡＰＦステージ２１２＿１〜２１２＿Ｎは、必ずしも同じ回路構成を採る必要はなく、ＡＰＦステージ毎に異なる回路構成を採用できる。
【００４２】
図５の多段構成のオールパスフィルタ２１０によれば、複数のＡＰＦステージ２１２で遅延量を分担し、各ＡＰＦステージのフィルタ特性の組み合わせを最適化することにより設計の自由度が高くなり、単一ステージで構成した場合に比べて、幅広い周波数で、均一な遅延量を得ることができる。
【００４３】
図６は、図５のオールパスフィルタ２１０の構成要素であるＡＰＦステージ２１２の一例（２１２Ａ）の回路図である。ＡＰＦステージ２１２Ａは、オペアンプＯＡ１およびインピーダンス回路Ｚ１〜Ｚ４を含む。各インピーダンス回路は、抵抗、キャパシタ、インダクタ、それらの組み合わせを含みうる。ＩＮは、ＡＰＦステージ２１２の入力であり、ＯＵＴはその出力である。第１インピーダンス回路Ｚ１は、入力端子ＩＮとオペアンプＯＡ１の非反転入力端子（＋）の間に設けられる。
【００４４】
第２インピーダンス回路Ｚ２は、オペアンプＯＡ１の非反転入力端子（＋）と接地の間に設けられる。第３インピーダンス回路Ｚ３は、入力端子ＩＮとオペアンプＯＡ１の反転入力端子（−）の間に設けられる。第４インピーダンス回路Ｚ４は、オペアンプＯＡ１の反転入力端子（−）とオペアンプＯＡ１の出力（ＯＵＴ）の間に設けられる。
【００４５】
図７は、図５のオールパスフィルタ２１０の構成要素であるＡＰＦステージ２１２の一例（２１２Ｂ）の回路図である。第１抵抗Ｒ１は、入力端子ＩＮとオペアンプＯＡ１の非反転入力端子（＋）の間に設けられる。第２抵抗Ｒ２は、オペアンプＯＡ１の非反転入力端子（＋）と接地の間に設けられる。第３抵抗Ｒ３および第１キャパシタＣ１は、入力端子ＩＮとオペアンプＯＡ１の反転入力端子（−）の間に直列に設けられる。第２キャパシタＣ２は、第３抵抗Ｒ３と第１キャパシタＣ１の接続ノードＮ１と、オペアンプＯＡ１の出力（ＯＵＴ）の間に設けられる。第４抵抗Ｒ４は、オペアンプＯＡ１の反転入力端子（−）とオペアンプＯＡ１の出力（ＯＵＴ）の間に設けられる。
【００４６】
図８は、図５のオールパスフィルタ２１０の構成要素であるＡＰＦステージ２１２の一例（２１２Ｃ）の回路図である。第１抵抗Ｒ１は、入力端子ＩＮとオペアンプＯＡ１の非反転入力端子（＋）の間に設けられる。第１キャパシタＣ１は、オペアンプＯＡ１の非反転入力端子（＋）と接地の間に設けられる。第２抵抗Ｒ２は、入力端子ＩＮとオペアンプＯＡ１の反転入力端子（−）の間に設けられる。第３抵抗Ｒ３は、オペアンプＯＡ１の反転入力端子（−）とオペアンプＯＡ１の出力（ＯＵＴ）の間に設けられる。
【００４７】
図９（ａ）、（ｂ）は、異なるフィルタの設計パターンにおける位相、遅延時間の周波数特性を表す図である。（i）は１次ＡＰＦ一段、（ii）は２次ＡＰＦ一段の特性を表す。（iii）は、回路定数が等しい１次ＡＰＦを２段直列に接続して２次としたフィルタの特性を表す。（iv）は、１次ＡＰＦと２次ＡＰＦを２段直列に接続して３次としたフィルタの特性を表す。（v）は、回路定数が等しい、したがって遅延量が等しい２つの２次ＡＰＦ（図７のＡＰＦステージ２１２Ｂ）を直列に接続し、実質的に４次としたフィルタの特性である。
【００４８】
また理想特性（IDEAL）も併せて示している。すべての設計パターンは、２つのマイク間距離ｄ＝１ｃｍを想定して、１ｋＨｚにおいて１０．５°の位相シフト（（遅延時間３０μｓ）が得られるように、最適化されている。設計パターン（i）〜（v）を比較すると、（v）において最も良好な遅延特性が得られており、具体的には、ＤＣ〜１０ｋＨｚにおいて−３０μｓ実質的にフラットな遅延特性が得られており、人間の声の帯域をカバーできている。
【００４９】
図１０（ａ）は、設計パターン（ii）および（v）による１ｋＨｚの指向性を示す図であり、図１０（ｂ）は、設計パターン（ii）および（v）による８ｋＨｚの指向性を示す図である。１ｋＨｚでは、設計パターン（i）、（v）の両方で、所望の指向性が実現できている。設計パターン（i）では、８ｋＨｚにおいて指向性が失われているが、設計パターン（v）では指向性が維持される。
【００５０】
設計パターン（v）では、２次のＡＰＦステージを２段用い、それらの遅延特性を同一としており、具体的には各ＡＰＦステージにおいてフラットな周波数特性が得られるように設計したがその限りでない。別の設計パターンにおいて、各ＡＰＦステージの周波数特性は必ずしもフラットである必要は無く、トータルでフラットとなるような設計を行ってもよい。たとえば右肩上がりの遅延特性のＡＰＦステージと、右肩下がりの遅延特性のＡＰＦステージを直列に接続すれば、トータルでフラットな遅延特性を得ることができる。
【００５１】
オールパスフィルタ２１０において、ＡＰＦステージ２１２の回路素子を可変素子で構成し、選択可能としてもよい。これにより遅延時間τを変更することができる。これにより、マイク間距離ｄが異なる複数のプラットフォームで、共通のオーディオ回路２００を流用できることを意味し、オーディオ回路２００の汎用性を高めることができる。この場合において、図６〜図８のＡＰＦステージを、ｇｍｃフィルタやスイッチトキャパシタフィルタ（ＳＣＦ）を用いて構成するとよい。
【００５２】
図１１は、合成回路２３０の一例の回路図である。合成回路２３０は、反転アンプ２３２、加算増幅器２３４を含む。反転アンプ２３２は、第２中間信号ＶＩＮＴ２を反転増幅し、第２反転信号ＶＩＮＶ２を生成する。加算増幅器２３４は、第１遅延信号ＶＤＥＬＡＹ１と第２反転信号ＶＩＮＶ２を加算する。なお、合成回路２３０は、減算増幅器で構成してもよい。
【００５３】
図１２は、合成回路２３０の一例の回路図である。この合成回路２３０はオートゲインコントローラ２４０を含み、第１遅延信号ＶＤＥＬＡＹ１と第２反転信号ＶＩＮＶ２それぞれのゲインが可変に構成される。オートゲインコントローラ２４０は、加算増幅器２３４の出力信号ＶＯＵＴにもとづいて、第１遅延信号ＶＤＥＬＡＹ１のゲインｇ１と、第２反転信号ＶＩＮＶ２のゲインｇ２を自動調節する。たとえば出力信号ＶＯＵＴの振幅が一定となるように、ゲインｇ１、ｇ２を制御してもよい。ゲインｇ１，ｇ２を調節する代わりに、加算増幅器２３４のゲインｇ３を調節してもよい。あるいは、ゲインｇ１とｇ２を個別に制御することにより、加算比率を調節してもよい。
【００５４】
ゲインの最適化（自動制御）は、出力段をアナログ回路で構成したことによるメリットの一つと把握できる。
【００５５】
図１３は、オールパスフィルタ２１０の一例の回路図である。この例において、複数のＡＰＦステージ２１２は、スイッチマトリクス２１４を介して接続されており、任意のＡＰＦステージ２１２を自在に接続可能となっている。これにより、遅延量を多段階で切りかえることができる。
【００５６】
図１４は、オーディオ回路２００を備える電子機器３００のブロック図である。オーディオ回路２００の入力ピンＭＩＣ１，ＭＩＣ２は、外付けのキャパシタＣ１１，Ｃ１２を介して、マイク１０２，１０４と接続される。マイク１０２，１０４は、抵抗Ｒ１１，Ｒ１２を介して、オーディオデバイス３０２からのバイアス電圧ＶＢＩＡＳによってバイアスされている。バイアス電圧ＶＢＩＡＳは、オーディオ回路２００の電源ピンＶＤＤにも供給されてもよい。ＶＭＩＤピンは、オーディオ回路２００の内部で生成された中間電圧ＶＭＩＤ＝ＶＤＤ／２が発生する。オーディオ回路２００は、ＬＩＮＥＯＵＴピンから、ビームフォーミングを施して得られた出力電圧ＶＯＵＴを出力する。出力電圧ＶＯＵＴは、カップリングコンデンサＣ１３を介して、オーディオデバイス３０２に供給される。このように実施の形態に係るオーディオ回路２００を用いることにより、電子機器３００の構成をシンプルにできる。
【００５７】
図１５は、電子機器の一例であるデジタルビデオカメラ８００の斜視図である。デジタルビデオカメラ８００は、筐体８０２、レンズ８０４、図示しない撮像素子、画像処理プロセッサ、記録メディアを備える。それに加えてデジタルビデオカメラ８００は、第１マイク１０２、第２マイク１０４およびオーディオ回路２００を備える。マイク１０２，１０４は、指向軸１１の方向に沿って配置される。
【００５８】
そのほか、電子機器は、デジタルカメラ、ボイスレコーダ、携帯電話端末、スマートフォン、ノート型コンピュータ、タブレット端末、オーディオプレイヤ、カーナビゲーションシステム、ヘッドセットなどであってもよい。
【００５９】
実施の形態にもとづき、具体的な語句を用いて本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が認められる。
【符号の説明】
【００６０】
１００…録音システム、１０２…第１マイク、１０４…第２マイク、２００…オーディオ回路、２０２…第１マイクアンプ、２０４…第２マイクアンプ、２１０…オールパスフィルタ、２１２…ＡＰＦステージ、２３０…合成回路、２３２…反転アンプ、２３４…加算増幅器。
【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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