CN101796852A - 麦克风装置 - Google Patents

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CN101796852A CN200980100312A CN200980100312A CN101796852A CN 101796852 A CN101796852 A CN 101796852A CN 200980100312 A CN200980100312 A CN 200980100312A CN 200980100312 A CN200980100312 A CN 200980100312A CN 101796852 A CN101796852 A CN 101796852A
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Abstract

本发明提供了一种麦克风装置，可以根据说话者的头部位置来自动调节所述麦克风装置的方向。麦克风装置(201)安装在交通工具上，并且包括：多个拾音元件(203，204)，用于根据由声波引起的声压的变化产生输入信号；位置检测器(202)，其检测在交通工具中的预定乘员的头部位置；以及，延迟装置(208)和计算器(209)，其根据由所述位置检测器(202)检测的头部位置和所述拾音元件(203，204)的位置执行计算，以便具有对于输入信号的指向性。

Description

麦克风装置
技术领域
本发明涉及一种安装在交通工具上的麦克风装置，其目的是在交通工具中的说话者的语音的指向性拾音。
背景技术
作为相关技术的麦克风装置，例如，已经存在在专利文献1中所示的麦克风装置。参见图1来说明这种麦克风装置。现有技术的麦克风装置是麦克风组件101，其包括具有指向性的指向性麦克风103和在其上布置了指向性麦克风103的旋转板102，布置旋转板102，并且将旋转板102电子地和机械地连接到交通工具。箭头104是其中指向性麦克风103的灵敏度最大的方向，即指向性方向104。指向性方向104通过旋转板102的旋转而旋转。旋转板102使得可以通过下述方式对准地(aimingly)拾取说话者的语音：旋转地将指向性方向104调节到朝向说话者的方向，以便旋转地将麦克风的指向性调节在任意方向上。
引用列表
专利文献1：JP-A-2007-168686
发明内容
技术问题
但是，在上述的现有技术的结构中，在由于例如在诸如座椅高度或者腿长(inseam)的体格(physical frame)上的差别导致说话者的头部(其是说话者的语音的声音源)的位置不同的情况下，需要时间来旋转地调节旋转板102，因为指向性方向104需要被调节在最佳方向上。
本发明处理上述情况，并且其目的是提供一种麦克风装置，其指向性可以根据在交通工具中的乘员的头部位置自动调节。
问题的解决方案
本发明的麦克风装置是一种安装在交通工具上的麦克风装置，其包括：多个拾音单元，其根据在由声波引起的声压上的变化来产生输入信号；位置检测单元，其检测在交通工具中的预定乘员的头部的位置；以及，算术处理单元，其根据由所述位置检测单元检测的头部的位置和所述拾音单元的位置来对于输入信号执行预定的指向性算术处理。
根据这种配置，可以通过考虑在拾音单元(其为麦克风)的位置和乘员的头部的位置之间的位置关系来自动地调节麦克风的指向性。
而且，在本发明的麦克风装置中，所述算术处理单元还包括：信号延迟单元，其根据由所述位置检测单元检测的头部的位置和所述多个拾音单元的位置来确定延迟量，并且将从所述第一拾音单元产生的第一输入信号延迟所述延迟量；以及算术单元，其对于由所述信号延迟单元延迟的第一信号和从不同于所述第一拾音单元的第二拾音单元产生的第二输入信号执行预定的加减处理。
根据这种配置，可以通过下述方式来自动地调节所述麦克风的指向性：考虑拾音单元(其为麦克风)的位置和所述乘员的头部的位置，确定对第一输入信号的延迟量，并根据所述延迟量来执行所述指向性算术处理。
而且，在本发明的麦克风装置中，所述位置检测单元根据在交通工具上提供的后视镜的设定角度来检测头部的位置。
根据这种配置，可以通过根据后视镜的设定角度来检测头部的位置、并且考虑在拾音单元(其为麦克风)的位置和头部的位置之间的关系，自动地调节所述麦克风的指向性。
而且，在本发明的麦克风装置中，所述位置检测单元根据在交通工具中提供的座椅的设定位置来检测头部的位置。
根据这种配置，可以通过根据座椅的设定位置检测在座椅上坐着的乘员的头部的位置、并且考虑在拾音单元(其为麦克风)的位置和头部的位置之间的关系，自动地调节所述麦克风的指向性。
而且，在本发明的麦克风装置中，所述位置检测单元根据由在交通工具中提供的成像单元拍摄的拍摄图像来检测头部的位置。
根据这种配置，可以通过由成像单元拍摄包括乘员的图像、基于拍摄的图像检测头部的位置、并考虑在拾音单元(其为麦克风)的位置和头部的位置之间的关系，自动地调节所述麦克风的指向性。
而且，在本发明的麦克风装置中，所述位置检测单元根据在交通工具中提供的后视镜的设定角度、在交通工具中提供的座椅的设定位置和由在交通工具中提供的成像单元拍摄的拍摄图像中的至少两个来检测头部的位置。
根据这种配置，因为通过根据后视镜的设定角度、座椅的设定位置和由成像单元拍摄的拍摄图像中至少两个以上检测乘员的头部的位置而改善了检测的精度，所示可以更适当地调节麦克风的指向性。
而且，在本发明的麦克风装置中，所述拾音单元是指向性麦克风。
根据这种配置，可以更适当地调节麦克风的指向性。
而且，在本发明的麦克风装置中，所述拾音单元是MEMS麦克风。
根据这种配置，可以微型化所述麦克风装置。
而且，在本发明的麦克风装置中，预定乘员包括在司机座椅上的乘员和在乘客座椅上的乘员。
根据这种配置，可以通过检测在司机座椅中的乘员的头部的位置和在乘客座椅中的乘员的头部的位置来自动地调节所述麦克风的指向性，这对于在后座中坐着的乘员也适用。
本发明的有益效果
根据本发明，可以提供下述设施，其在由于例如体格上的差别导致的在交通工具中的乘员的头部的每次位置改变后，通过将后视镜设定在适当的角度来使指向性朝向乘员，而不用调节地改变麦克风的指向性。
附图说明
图1：相关的麦克风装置的概念图。
图2：示出根据本发明的一个实施例的麦克风装置的配置的示例的方框图。
图3：示出通过使用用于后视镜的设定位置和角度的检测器来检测说话者的头部位置的原理的图。
具体实施方式
下面参考附图说明本发明的实施例。
本发明的实施例的麦克风装置的特征在于使用位置检测器，所述位置检测器用于检测在交通工具中的说话者(一些乘员中的预定乘员)的头部的位置。
本发明的实施例的麦克风装置是在交通工具中安装的麦克风装置，其例如被提供在天花板上或者在从交通工具外部携带上来后被布置在交通工具中。
图2是示出使用本发明的实施例中的位置检测器的麦克风装置的示例的图。在图2中所示的麦克风装置201包括位置检测器202、拾音元件203和204、信号处理单元205和输出单元210。
而且，信号处理单元205包括麦克风放大器206和207、延迟单元208和算术单元209。信号处理单元205是下述的信号处理单元：向该信号处理单元205中输入拾音元件203的输出信号、拾音元件204的输出信号和位置检测器202的输出信号，并且从该信号处理单元205输出算术单元209的输出信号。
拾音元件203和拾音元件204是根据由声波引起的声压上的变化来输出电信号的拾音元件。虽然在图2中示出了2个拾音元件，但如果拾音元件的数量是多个，则这个数量不必是2。而且，拾音元件可以是指向性麦克风。而且，拾音元件可以是MEMS麦克风。
麦克风放大器206放大和输出驱动拾音元件204并且从拾音元件204输出的电信号。
麦克风放大器207放大和输出驱动拾音元件203并且从拾音元件203输出的电信号。
位置检测器202是根据预定位置信息来检测在交通工具中的说话者的头部位置并且根据检测的头部位置输出电信号的位置检测器。例如，作为预定位置信息，检测后视镜的设定角度。换句话说，位置检测器202具有作为用于检测后视镜的设定角度的检测器的功能。而且，作为预定位置信息，可以检测在交通工具中提供的座椅的设定位置。换句话说，位置检测器202具有作为用于检测座椅的设定位置的检测器的功能。而且，位置检测器202可以获得作为预定位置信息的、由在交通工具中提供的成像单元拍摄的图像，并且根据拍摄图像来检测说话者的脸部位置，并且根据所检测的脸部位置来输出电信号。换句话说，位置检测器202具有作为用于检测在拍摄图像中的脸部位置的检测器的功能。而且，在这个实施例中，词组“说话者的头部”的含义包括“说话者的脸部”。
而且，位置检测器202可以不仅仅具有作为检测器的上述功能之一，而是具有其组合。关于组合的优点，改善了位置检测器的精度。
延迟单元208是以取决于位置检测器202的输出信号的延迟量而输出来自麦克风放大器207的电信号的延迟单元。
算术单元209执行从延迟单元208输出的电信号和从麦克风放大器206输出的电信号之间的诸如加与减的算术处理。
输出单元210是用于将从算术单元209输出的电信号连接到外部装置的输出单元。
顺便提及，已知通过下述方式向由多个拾音元件(每个所述拾音元件布置在预定位置)配置的阵列麦克风的灵敏度给予指向性：参考在从声源到每个拾音元件的声音路径上的差异来对每个拾音元件的输出执行适当的延迟和加减。因此，执行适当的延迟和加减的处理被称为指向性算术处理。众所周知，在由两个拾音元件配置的加减型麦克风阵列的指向性方向θ和向拾音元件提供的延迟量τ之间存在数学关系(1)。麦克风装置201是使用所述加减型麦克风阵列的原理的麦克风装置。
τ＝dcosθ/c  …(1)
其中，τ是延迟量，d是在两个拾音元件之间的距离，θ是指向性方向，c是声速。
在此，说明一种检测方法，其用于检测在交通工具中的说话者的头部的位置以便使得延迟量τ为适当的值。在本说明中，考虑其中位置检测器202检测在交通工具中提供的后视镜的设定角度的情况。图3是示出位置检测器202根据在交通工具中提供的后视镜的设定角度来检测说话者的头部位置的原理的图。
后视镜302是这样的后视镜：在司机座椅中的乘员通过它经由后部玻璃307确认目视的交通工具后部。当在司机座椅中的乘员通过后视镜302经由后部玻璃307确认目视的交通工具后部时，根据光反射的原理，在由后视镜302限定的面的垂线308和在司机座椅中的乘员对于后视镜302的视线309之间的角度304与在由后视镜302限定的面的垂线308和从后视镜延伸至后部玻璃中心附近的线310之间的角度305相同。在这种情况下，唯一地确定例如参考交通工具所位于的地面的垂线306而确定的后视镜302的设定角度303。因此，通过反算(back calculation)从后视镜的设定角度检测出交通工具中的司机座椅中的乘员的位置。
根据通过反算而从设定角度303的信息获得的在司机座椅中的乘员的头部位置与由拾音元件203和204形成的麦克风阵列之间的角度θ(与上述的指向性方向θ相同)、在拾音元件203和拾音元件204之间的距离d、以及数学关系(1)，可以获得用于使麦克风装置201的指向性指向作为说话者的、在司机座椅中的乘员的头部的适当延迟量τ。
根据这样的麦克风装置201，可以提供下述设施，其在由于例如体格上的差别导致的在交通工具中的乘员的头部的每次位置改变后，通过将后视镜设定在适当的角度来使指向性朝向乘员，而不用调节地改变麦克风的指向性。
另外，麦克风装置201的指向性方向θ不仅仅指向到在司机座椅中的乘员，而且还指向到在乘客座椅中的乘员。而且，所述指向性方向可以被指向到后座。换句话说，在司机座椅中、在乘客座椅中和在后座中的每个乘员可以是交通工具中的预定乘员的说话者。
虽然相对于具体实施例详细说明了本发明，但是本领域内的普通技术人员显然可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下，增加各种变化和修改。
本发明要求在2008年6月24日提交的日本专利申请No.2008-164297的优先权，并且其主题通过引用被包含在此。
产业上的应用
本发明对于其中根据说话者头部的位置等可自动调节麦克风的指向性的麦克风装置是有用的。
附图标号列表
101    麦克风组件
102    旋转板
103    指向性麦克风
104    指向性方向(箭头)
201    麦克风装置
202    位置检测器
203    拾音元件
204    拾音元件
205    信号处理单元
206    麦克风放大器
207    麦克风放大器
208    延迟单元
209    算术单元
210    输出单元
301    司机座椅中的乘员
302    后视镜
303    设定角度
304    角度
305    角度
306    交通工具所位于的地面的垂线
307    后部玻璃
308    由后视镜限定的面的垂线
309    视线
310    从后视镜延伸至后部玻璃的中心附近的线
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种安装在交通工具上的麦克风装置，包括：
多个拾音单元，其根据由声波引起的声压上的变化来产生输入信号；
位置检测单元，其检测在交通工具中的预定乘员的头部的位置；以及
算术处理单元，其根据由所述位置检测单元检测的头部的位置和所述拾音单元的位置来对于输入信号执行预定的指向性算术处理，
其中，所述位置检测单元根据在所述交通工具上提供的后视镜的设定角度来检测头部的位置。
2.根据权利要求1的麦克风装置，其中，所述算术处理单元还包括：
信号延迟单元，其根据由所述位置检测单元检测的头部的位置和所述多个拾音单元的位置来确定延迟量，并且将从第一拾音单元产生的第一输入信号延迟所述延迟量；以及
算术单元，其对于由所述信号延迟单元延迟的第一信号和从不同于所述第一拾音单元的第二拾音单元产生的第二输入信号执行预定的加减处理。
3.根据权利要求1或者2的麦克风装置，其中，所述位置检测单元根据在交通工具中提供的座椅的设定位置来检测头部的位置。
4.根据权利要求1或者2的麦克风装置，其中，所述位置检测单元根据由在交通工具中提供的成像单元拍摄的拍摄图像来检测头部的位置。
5.根据权利要求1-4的任何一个的麦克风装置，其中，所述拾音单元是指向性麦克风。
6.根据权利要求1-5的任何一个的麦克风装置，其中，所述拾音单元是MEMS麦克风。
7.根据权利要求1-6的任何一个的麦克风装置，其中，所述预定乘员包括在司机座椅上的乘员和在乘客座椅上的乘员。

Claims (9)

1.一种安装在交通工具上的麦克风装置，包括：
多个拾音单元，其根据由声波引起的声压上的变化来产生输入信号；
位置检测单元，其检测在交通工具中的预定乘员的头部的位置；以及
算术处理单元，其根据由所述位置检测单元检测的头部的位置和所述拾音单元的位置来对于输入信号执行预定的指向性算术处理。
2.根据权利要求1的麦克风装置，其中，所述算术处理单元还包括：
信号延迟单元，其根据由所述位置检测单元检测的头部的位置和所述多个拾音单元的位置来确定延迟量，并且将从第一拾音单元产生的第一输入信号延迟所述延迟量；以及
算术单元，其对于由所述信号延迟单元延迟的第一信号和从不同于所述第一拾音单元的第二拾音单元产生的第二输入信号执行预定的加减处理。
3.根据权利要求1或者2的麦克风装置，其中，所述位置检测单元根据在交通工具上提供的后视镜的设定角度来检测头部的位置。
4.根据权利要求1或者2的麦克风装置，其中，所述位置检测单元根据在交通工具中提供的座椅的设定位置来检测头部的位置。
5.根据权利要求1或者2的麦克风装置，其中，所述位置检测单元根据由在交通工具中提供的成像单元拍摄的拍摄图像来检测头部的位置。
6.根据权利要求1或者2的麦克风装置，其中，所述位置检测单元根据在交通工具中提供的后视镜的设定角度、在交通工具中提供的座椅的设定位置和由在交通工具中提供的成像单元拍摄的拍摄图像中的至少两个来检测头部的位置。
7.根据权利要求1-6的任何一个的麦克风装置，其中，所述拾音单元是指向性麦克风。
8.根据权利要求1-7的任何一个的麦克风装置，其中，所述拾音单元是MEMS麦克风。
9.根据权利要求1-8的任何一个的麦克风装置，其中，所述预定乘员包括在司机座椅上的乘员和在乘客座椅上的乘员。
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