CN101133677A - 声音接收装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种声音接收装置，声波(SW)中的声波(SWa)以预定的相位差被扩音器(111、112)接收。另一方面，声波(SWb)通过网眼状的壳体(110)到达扩散反射部件(200)的前表面(210)。由于前表面(210)是无规则的凹凸面，所以在前表面(210)发生扩散(漫反射)。因此，来自前表面(210)的反射声波(SWc)不会以正确的相位差到达扩音器(111、112)，并且即使在到达了的情况下，也是以与声波(Swa)的相位差不同的相位差被扩音器(111、112)接收，并由声源判定电路(123)判定为噪声。因此，在声音接收装置(101)中，能够仅接收正确的相位差的声波(SWa)，能够实现指向性的提高。

Description

声音接收装置
技术领域
本发明涉及具有由多个扩音器元件(以下简称为“扩音器”)构成的扩音器阵列的声音接收装置。
背景技术
在以往，作为声音输入装置，提出了在特定说话者方向具有指向特性的扩音装置(例如，参照下述专利文献1)。在该扩音装置中，在平面上排列多个扩音器，是经过延迟电路分别将各扩音器输出相加来得到输出的指向性扩音器，无声检测功能部求出各扩音器输出信号间的、相对于信号间的预定的时间差范围的相互相关函数值和相对于与所设定的声源位置对应的信号间的时间差的相互相关函数的比，当该比值满足预先确定的阈值条件时，检测出在所设定的位置上存在有声源，由此来进行有声/无声的判定。
专利文献1：日本特开平9-238394号公报
但是，在将上述扩音装置配置在室内或汽车车内等比较狭窄的空间内的情况下，几乎都是配置在室内的墙面或桌子上。公知的是当像这样将现有的扩音装置设置在墙面或桌子上时，由于来自墙面或桌子的反射声波的影响，会成为不清晰的声音，特别是在通过声音识别系统识别该声音的情况下，会存在识别率低的问题。
另外，界面扩音装置被想办法研究成仅接收来自说话者的直接的声波，而不接收来自墙面等的反射波，但是在利用多个界面扩音器作为扩音器阵列装置进行动作的情况下，因为界面扩音器的结构的复杂性，存在由于界面扩音器特性的个体差，而不能充分发挥指向性性能的问题。此外，在车载扩音器阵列装置的情况下，因为车厢空间狭窄，因此存在反射声波的影响显著、无法发挥充分的指向性性能的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能够通过简单的结构实现指向性的提高的声音接收装置。
为了解决上述课题、达成目的，本发明的声音接收装置的特征在于，该声音接收装置包括：接收到来的声波的扩音器：支承上述扩音器、并形成有空隙的壳体；以及使通过上述壳体的空隙的声波扩散反射的扩散反射部件。
另外，在上述发明中，通过上述空隙的声波在上述扩散反射部件的上的入射面也可以构成为无规则的凹凸形状。
另外，在上述发明中，上述扩散反射部件也可以构成为，在该部件的内部无规则地包含使通过上述空隙的声波扩散反射的多个扩散反射物质。
另外，在上述发明中，上述多个扩散反射物质也可以是硬度彼此不同的物质。
另外，在上述发明中，上述多个扩散反射物质也可以是互不溶解的物质。
另外，在上述发明中，上述扩散反射部件也可以构成为，在该部件的内部包含使通过上述空隙的声波传播速度比在空气中慢的凝胶状物质。
本发明的声音接收装置起到了能够通过简单的结构实现指向性的提高的效果。
附图说明
图1是表示包括本发明的实施方式的声音接收装置的声音处理装置的框图。
图2是表示实施例1的声音接收装置的外观的立体图。
图3是图2所示的声音接收装置的剖面图。
图4是表示实施例2的声音接收装置的外观的立体图。
图5是表示实施例2的扩散反射部件的制造方法的工序图。
图6是图4所示的声音接收装置的剖面图。
图7是表示本发明的实施方式的声音接收装置的应用例(数码摄像机)的说明图。
图8是表示本发明的实施方式的声音接收装置的应用例(手表)的说明图。
图9是表示本发明的实施方式的声音接收装置的应用例(移动电话机)的说明图。
标号说明
100：声音处理装置；101：声音接收装置；102：信号处理部；103：扬声器；110：壳体；111、112：扩音器；120(200、400)：扩散反射部件；SW、SWa、SWb：声波；SWc：反射声波。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的声音接收装置的优选的实施方式详细地进行说明。另外，本发明并不被该实施方式所限定。
首先，对包含本发明的实施方式的声音接收装置的声音处理装置进行说明。图1是表示包含本发明的实施方式的声音接收装置的声音处理装置的框图。在图1中，声音处理装置100具有：声音接收装置101、信号处理部102和扬声器103。
声音接收装置101由以下部件构成：壳体110；由多个(图2中为了简化而为两个)扩音器111、112构成的扩音器阵列113；以及扩散反射部件120。扩音器阵列113以预定间隔d进行配置。扩音器阵列113以预定的相位差接收来自外部的声波SW。即，具有偏移了距离a(a＝d·sinθ)的时间差τ(τ＝a/c，c为音速)。
信号处理部102根据来自扩音器阵列113的输出信号，对来自目的声源的声音进行估计。具体来说，例如信号处理部102作为基本结构包括：同相化电路121、加法电路122、声源判定电路123和乘法电路124。同相化电路121将来自扩音器112的输出信号与来自扩音器111的输出信号同相化。加法电路122对来自扩音器111的输出信号和来自同相化电路121的输出信号相加。
声源判定电路123根据来自扩音器阵列113的输出信号对声源进行判定，并输出1比特(bit)的判定结果(“1”的情况是目的声源，“0”的情况是噪声源)。乘法电路124将来自加法电路122的输出信号和来自声源判定电路123的判定结果相乘。另外，扬声器103输出与通过信号处理部102估计到的声音信号即来自乘法电路124的输出信号对应的声音。
实施例1
下面，对实施例1的声音接收装置101进行说明。图2是表示实施例1的声音接收装置101的外观的立体图。在实施例1中，使用由板状的树脂片形成的扩散反射部件200作为上述的扩散反射部件120。在图2中，声音接收装置101的壳体110为例如长方体，并形成有空隙。壳体110构成为通过使各面为网眼状，来形成许多空隙，不受声波的影响。
即，通过使壳体110形成为网眼状，声波在壳体110的内周壁上不发生反射，而是通过(透过)壳体110，因此壳体110的反射声波不会被扩音器阵列113接收。另外，并不限于网眼状，也可以是格子状。另外，扩音器阵列113支承在壳体110的前表面201上。
另外，在壳体110的背面202侧配置有扩散反射部件200。扩散反射部件200是形成为板状的树脂片。并且，扩散反射部件200的前表面210形成为无规则的凹凸形状。该前表面210与壳体110的背面202隔开预定间隔地对置。另外，前表面210和背面202也可以抵接。扩散反射部件200由硅橡胶、丙烯、PVA(聚乙烯醇)凝胶等材料构成。
图3是图2所示的声音接收装置101的剖面图。图3的剖面图是从上方观察图2所示的声音接收装置101的剖面图。在图3中，声波SW中的声波Swa以预定的相位差被扩音器111、112接收。另一方面，声波SWb通过网眼状的壳体110到达扩散反射部件200的前表面210。由于前表面210是无规则的凹凸面，因此在前表面210上，打乱相位差而进行扩散(漫反射)。
因此，来自前表面210的反射声波SWc不会以正确的相位差到达扩音器111、112，并且即使在到达的情况下，也是以与声波SWa的相位差不同的相位差被扩音器111、112接收，并由图1所示的声源判定电路123判定为噪声。因此，根据该实施例1的声音接收装置101，能够仅接收正确相位差的声波Swa，能够实现指向性的提高。
实施例2
接着，对实施例2的声音接收装置进行说明。图4是表示实施例2的声音接收装置的外观的立体图。另外，由于扩音器阵列113和壳体110与实施例1是相同结构，因此省略其说明。在图4中，扩散反射部件400与实施例2的扩散反射部件200同样地配置在壳体110的背面202侧。扩散反射部件400是形成为板状的树脂片。并且扩散反射部件400由硅橡胶、丙烯、PVA凝胶等材料构成。PVA凝胶是声波的传播速度比在空气中慢的凝胶状物质。另外，扩散反射部件400的前表面410为平坦面。
下面，对实施例2的扩散反射部件400的制造方法的一个例子进行说明。图5是表示实施例2的扩散反射部件400的制造方法的工序图。在图5的(a)中，首先将少量PVA凝胶501放入容器500的底面使其凝固，并在已凝固的PVA凝胶501的表面511上放置球状的扩散反射物质。该扩散反射物质优选互不溶解的物质。因此，例如硅橡胶、丙烯、铅等物质适于用作扩散反射物质。
接着，在(b)中，在(a)中已凝固的PVA凝胶501的表面511上再加入PVA凝胶501进行凝固。另外，在加入PVA凝胶501时，空气也进入。该空气作为扩散反射物质发挥作用。能够不用在意空气的混入地进行制造。然后，在已凝固的PVA凝胶501的表面512上放置球状的扩散反射物质(硅橡胶、丙烯、铅)。
此外，在(c)中，在(b)中已凝固的PVA凝胶501的表面512上再加入PVA凝胶501进行凝固。另外，在加入PVA凝胶501时也有空气进入。然后，在已凝固的PVA凝胶501的表面513上放置球状的扩散反射物质(硅橡胶、丙烯、铅)。
最后，在(d)中，在(c)中已凝固的PVA凝胶501的表面513上以埋设球状物质的方式再加入PVA凝胶501进行凝固。由此，能够制造出无规则地包含进行扩散反射的多个扩散反射物质的扩散反射部件400。另外，埋设的扩散反射物质也可以不是球状。
图6是图4所示的声音接收装置101的剖面图。图6的剖面图是从上方观察图4所示的声音接收装置101的剖面图。在图6中，声波SW中的声波SWa以预定的相位差被扩音器111、112接收。另一方面，声波SWb通过网眼状的壳体110到达扩散反射部件400的前表面410。到达了前表面410的声波SWb在扩散反射部件400的内部前进，在内部的扩散反射物质(硅橡胶、丙烯、铅)和空气中相位差打乱而进行扩散(漫反射)，或者透过扩散反射部件400。
因此，通过了壳体110的声波SWb和来自扩散反射部件400的反射声波SWc不会以正确的相位差到达扩音器111、112，并且即使在到达了的情况下，也是以与声波SWa的相位差不同的相位差被扩音器111、112接收，并由图1所示的声源判定电路123判定为噪声。因此，根据该实施例2的声音接收装置101，也能够仅接收正确的相位差的声波Swa，能够实现指向性的提高。
(声音接收装置的应用例)
接着，对本发明的实施方式(实施例1、2)的声音接收装置的应用例进行说明。图7～图9是表示本发明的实施方式的声音接收装置的应用例的说明图。图7是应用于摄像机的例子。声音接收装置101内置于摄像机700中，前表面201和缝隙板部701抵接。
另外，图8是应用于手表的例子。声音接收装置101内置于手表800的表盘的左右两端，各个前表面201和缝隙板部801抵接。另外，图9是应用于移动电话机的例子。声音接收装置101内置于移动电话机900的话筒部中，前表面201和缝隙板部901抵接。由此，能够高精度地接收来自目的声源的声波。另外，除图示以外，也能够作为例如汽车的导航系统的声音识别装置应用，并以埋入驾驶座位附近的墙面或者墙壁的形式来配置声音接收装置101。
如上所说明的那样，在本发明的实施方式中，仅以正确的相位差接收直接到达扩音器的声波，并且防止反射声波的接收，由此达到了能够高精度地检测来自目的声源的声波，能够实现扩音器阵列的指向性高的声音接收装置的效果。另外，通过简单的结构达到了如下效果：打乱来自不需要的方向的声波的相位差，从而能够高精度地对来自目的声源的声波进行检测，能够实现指向性好的高灵敏度的声音接收装置。
另外，在上述的实施方式中，将扩音器111、112配置在了一列上，但是也可以根据应用声音接收装置101的环境和装置，二维地进行配置。另外，应用于上述实施方式的扩音器111、112优选为无指向性的扩音器。由此能够提供价格低廉的声音接收装置。
如以上所述，本发明的声音接收装置对于在室内或车内等预定的封闭空间内使用的扩音器阵列有实用性，特别适合于汽车导航装置、电视会议、工厂内的作业机器人、摄像机、手表和移动电话机等。

Claims (6)

1.一种声音接收装置，其特征在于，该声音接收装置包括：
接收到来的声波的扩音器；
支承上述扩音器、并且形成有空隙的壳体；以及
使通过上述壳体的空隙的声波扩散反射的扩散反射部件。
2.根据权利要求1所述的声音接收装置，其特征在于，
通过上述空隙的声波在上述扩散反射部件上的入射面构成为无规则的凹凸形状。
3.根据权利要求1所述的声音接收装置，其特征在于，
上述扩散反射部件构成为，在该部件的内部无规则地包含使通过上述空隙的声波扩散反射的多个扩散反射物质。
4.根据权利要求3所述的声音接收装置，其特征在于，
上述多个扩散反射物质是硬度彼此不同的物质。
5.根据权利要求4所述的声音接收装置，其特征在于，
上述多个扩散反射物质是互不溶解的物质。
6.根据权利要求1和3～5中的任一项所述的声音接收装置，其特征在于，
上述扩散反射部件构成为，在该部件的内部包含使通过上述空隙的声波的传播速度比在空气中慢的凝胶状物质。
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