CN105191345A - 声源探测用麦克风支承装置 - Google Patents

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Abstract

由环状的框架(2)、朝向框架(2)的内侧突出的多个固定式臂部(4)、比固定式臂部(4)长且可装卸的多个可动式臂部(8)以及多个麦克风(14)构成。通过将多个可动式臂部(8)呈放射状地收纳于框架(2)的内侧，而构筑成如图8的(A)那样的小尺寸的麦克风阵列。另一方面，通过将多个可动式臂部(8)呈放射状地在框架(2)的外侧展开，而构筑成如图8的(B)那样的大尺寸的麦克风阵列。这样一来，在构筑圆形的二维麦克风阵列时，能够容易改变其尺寸，从而能够应对宽频的声音探测。

Description

声源探测用麦克风支承装置
技术领域
本发明涉及一种用于构筑声源探测系统中的二维麦克风阵列的声源探测用麦克风支承装置。
背景技术
采用了波束成形理论的声源探测系统是一种如下技术：使用多个麦克风构成麦克风阵列，通过操作并合成被输入到各个麦克风的振幅、相位来实现灵敏的指向性，从而只提取目的方向的声音。而且，作为这样的声源探测系统所使用的麦克风阵列，例如提出了专利文献1和专利文献2所记载的麦克风阵列。
在这些专利文献1、2所记载的麦克风阵列中，多个麦克风在多条放射线上分别以规定间距配置，其结果，还需要考虑麦克风位于多个同心圆的每一个上以及多条放射线均未指向同心圆的中心的情况。由此，在声音波束成形技术中能够形成优选的带有伪随机麦克风分布的圆形麦克风阵列。
在利用声源探测系统控制相位时无法充分确保相位差的情况下，在进行声源探测时的波束特性的指向性变迟钝，导致声源探测的精度下降。这在如下情况发生：相对于想要进行声源探测的频率的波长而言，阵列尺寸、麦克风间隔较小。另一方面，如果想要使麦克风间隔变宽来充分确保相位差时，产生这样的问题：反而在高频区域中相位将会超过360度以上，导致差值过大，从而旁瓣电平上升。
换言之，在将上述专利文献1、2所代表的麦克风阵列例如应用于汽车的电动动力系统单元的声音探测系统的情况下，在车辆中将会产生几Hz～几KHz左右的宽频噪声，因此单一尺寸的麦克风阵列无法应对这些宽频噪声的声音探测。
专利文献1：日本特表2005-521283号公报
专利文献2：日本特开2011-15050号公报
发明内容
本发明着眼于这样的课题而做成，提供一种在构筑圆形的二维麦克风阵列时能够容易改变该二维麦克风阵列的尺寸而能够应对宽频的声音探测的声源探测用麦克风支承装置。
在本发明中，作为用于形成二维麦克风阵列的麦克风支承装置，具有：环状的框架；多个固定式臂部，其以从所述框架朝向该框架的内侧指向该框架的中心以外的方式突出形成；多个可动式臂部，其可选择地在收纳位置和展开位置之间进行切换，该收纳位置是多个可动式臂部以从所述框架朝向该框架的内侧指向该框架的中心以外的方式呈放射状突出并且不与所述各固定式臂部干涉的位置，该展开位置是多个可动式臂部以从所述框架朝向该框架的外侧呈放射状突出并且可动式臂部的延长轴线指向框架的中心以外的位置；固定侧麦克风安装部，其形成于所述框架和各固定式臂部之间的交差部以及各固定式臂部的顶端部；可动侧麦克风安装部，其形成于所述各可动式臂部的顶端部。
采用本发明，通过可动式臂部可选择地在收纳位置和展开位置之间进行切换，来改变带有伪随机的麦克风分布的圆形麦克风阵列的尺寸，能够实现所谓的小尺寸的麦克风阵列和大尺寸的麦克风阵列中的任一种麦克风阵列，因此，利用一台麦克风支承装置就能够应对宽范围的频率的声源探测。
附图说明
图1是表示本发明的麦克风支承装置的优选实施方式的图，是为了形成小尺寸的麦克风阵列而处于收纳状态的麦克风支承装置的立体图。
图2是为了形成大尺寸的麦克风阵列而处于展开状态的麦克风支承装置的立体图。
图3是表示包含图1、图2所示的固定式臂部的环状框架的详细情况的主视说明图。
图4是表示图3所示的框架所使用的可动式臂部的详细情况的图，图4的(A)是仰视图、图4的(B)是主视图。
图5是表示图3所示的框架所使用的麦克风支架的详细情况的图，图5的(A)是主视图、图5的(B)是仰视图。
图6是表示在图2所示的展开状态的麦克风支承装置中安装了麦克风的状态的主要部件放大图。
图7是表示图1、图2所示的基座的详细情况的图，图7的(A)是主视图、图7的(B)是侧视图。
图8的(A)是表示利用图1的收纳状态的麦克风支承装置构筑成的小尺寸的麦克风阵列的说明图、图8的(B)是表示利用图2的展开状态的麦克风支承装置构筑成的大尺寸的麦克风阵列的说明图。
具体实施方式
图1、图2是表示用于实施本发明的声源探测用麦克风支承装置的更具体的形态的图，图1是表示麦克风阵列为了构筑小尺寸(小径)的麦克风阵列作为二维圆形的麦克风阵列而将麦克风支承装置收纳(非展开)起来的状态，同样，图2是表示麦克风阵列为了构筑成大尺寸(大径)麦克风阵列作为二维圆形的麦克风阵列而将麦克风支承装置展开后的状态。
图1、图2所示的麦克风支承装置1是以圆形环状的框架2作为主要部件而构成的，该框架2可装卸地支持于基座3，该基座3的基部18固定支承于未图示的三脚架等。
框架2是由规定宽度尺寸的铝合金制造而成的，如图3所示，在框架2的圆周方向的八等分位置分别朝向该框架2的内周侧且与框架2一体地呈放射状地突出形成有固定式臂部4。而且，各个固定式臂部4的顶端部被极粗化而成为圆筒状的套筒4a。另外，即使各个固定式臂部4呈放射状，也以其轴线不会指向框架2的中心C的方式，换言之、以各固定式臂部4的轴线不与框架2的中心C交叉的方式，以各固定式臂部4的轴线与框架2侧的切线(如后述那样，穿过固定式臂部4的根部的安装孔5的中心的切线)F在顺时针方向上形成锐角θ的方式使各个固定式臂部4向相同方向倾斜配置。该角度θ可以在各固定式臂部4中统一，也可以互不相同。
而且，各个固定式臂部4与框架2的交差部(固定式臂部4的根部)也同固定式臂部4的顶端部一样成为极粗的套筒部2a。这些套筒部2a与固定式臂部4侧的套筒部4a一起作为固定侧麦克风安装部，作为该固定侧麦克风安装部，分别形成有圆形的安装孔5。
另外，作为可动式臂部安装部，在框架2的固定式臂部4彼此之间并且不与这些固定式臂部4干涉的圆周方向的八等分位置，在框架2的内外周面上以使四边形的内侧安装座6a和外侧安装座6b彼此相对的方式形成有内侧安装座6a和外侧安装座6b，并且形成有贯穿这些内外周的内侧安装座6a和外侧安装座6b的圆形的贯通孔7。
而且，如后述那样，在为了构筑成小尺寸的麦克风阵列而使麦克风支承装置1处于图1的收纳(非展开)状态时，将图4所示的可动式臂部8可装卸地安装于各个内侧安装座6a。相反，在为了构筑成大尺寸的麦克风阵列而使麦克风支承装置1处于图2的展开状态时，将图4所示的可动式臂部8可装卸地安装于各个外侧安装座6b。
图4表示所述可动式臂部8的详细情况。该可动式臂部8是由与环状的框架2相同的铝合金制造成的，该可动式臂部8的全长形成为比固定式臂部4长，并且两个极粗化的圆筒状的套筒部8a沿着可动式臂部8自身的轴线方向排列形成于可动式臂部8的顶端部。在这些套筒部8a上，作为可动侧麦克风安装部的两个圆形安装孔9以规定的间距排列形成。另外，可动式臂部8的根部形成为在向前文所述的框架2侧的内侧安装座6a和外侧安装座6b安装时的落座凸缘部10，在该落座凸缘部10上形成有可落座于内侧安装座6a和外侧安装座6b的四边形的接触面10a，并且形成有可插入框架2侧的贯通孔7(参照图3)的轴部11。在轴部11上安装有O形密封圈12。
而且，在为了构筑成小尺寸的麦克风阵列而使麦克风支承装置1处于图1的收纳(非展开)状态时，一边使图4所示的可动式臂部8的根部的落座凸缘部10的接触面10a落座于框架2侧的各个内侧安装座6a，一边将带有O形密封圈12的轴部11插入内侧安装座6a侧的贯通孔7。由此，各可动式臂部8因具有O形密封圈12的压缩变形力而保持在规定位置。
相反，在为了构筑成大尺寸的麦克风阵列而使麦克风支承装置1处于图2的展开状态时，一边使图8所示的可动式臂部8的根部的落座凸缘部10的接触面10a落座于框架2侧的各个外侧安装座6b，一边将带有O形密封圈12的轴部11插入外侧安装座6b侧的贯通孔7。由此，各可动式臂部8因具有O形密封圈12的压缩变形力而保持在规定位置。
在该情况下，在框架2侧的内侧安装座6a安装有可动式臂部8的情况，以及在外侧安装座6b安装有可动式臂部8的情况中的任一种情况下，以使可动式臂部8的轴线或者延长轴线部不会指向框架2的中心C(参照图3)的方式、换言之以各可动式臂部8的轴线不会与框架2的中心C交叉的方式对框架2侧的内侧安装座6a和外侧安装座6b的朝向预先进行细微调整。另外，各可动式臂部8相对于框架2的保持力依赖于上述那样的O形密封圈12的压缩变形力，因此，在可动式臂部8装卸时无需使用特别的工具等。
在这里，如前文所述那样，在环状的框架2和各个固定式臂部4之间的交差部以及各固定式臂部4的顶端分别形成有作为固定侧麦克风安装部的圆形安装孔5，同样，作为可动侧麦克风安装部的两个圆形的安装孔9以规定的间距排列形成于可动式臂部8的顶端部。
即、也能够将麦克风直接安装到作为固定侧麦克风安装部的安装孔5和作为可动侧麦克风安装部的安装孔9，但在本实施方式中，如图5、图6所示，使各个作为延伸杆的树脂材料制的棒状的麦克风支架、例如聚甲醛制的麦克风支架13的插入基部13a插入并支承于作为固定侧麦克风安装部的安装孔5和作为可动侧麦克风安装部的安装孔9，并将规定的麦克风14与该麦克风支架13同轴状地安装于该麦克风支架13的顶端。在该麦克风支架13处于向作为固定侧麦克风安装部的安装孔5和作为可动侧麦克风安装部的安装孔9安装的状态下，以使该麦克风支架13的轴线与环状的框架2的轴心平行的方式设定该麦克风支架13。
另外，图6表示在为了构筑成大尺寸的麦克风阵列而使麦克风支承装置1处于图2的展开状态的情况下的主要部件放大图，为了避免附图的复杂化，省略了安装于作为固定侧麦克风安装部的安装孔5的麦克风14的图示。
图7表示图1、图2所示的基座3的详细情况。在具有基部18的基座主体15的上下两处位置突出形成有承接凸缘部16、17，通过使这些承接凸缘部16、17与环状的框架2内切来支承框架2。另外，在基座主体15上的与该基座主体15所支承的框架2的中心一致的位置形成有安装孔19。作为用于使声源可视化的摄像部件，借助规定的托架将摄像机安装于该安装孔19，在这里省略图示。
在这里，所述各个可动式臂部8相对于环状的框架2可装卸，但是作为可收纳展开的结构，不必须限定为该结构。例如，也可以是各个可动式臂部8形成为可将环状的框架2的切线相当部作为旋转中心进行旋转的结构、并利用这些可动式臂部8的旋转动作进行收纳展开的结构。
因此，采用如此构成的麦克风支承装置1，在为了构筑成小尺寸、例如使用φ300mm左右的32个麦克风的麦克风阵列而使麦克风支承装置1处于收纳(非展开)状态时，将各个图4所示的可动式臂部8安装到框架2侧的各个内侧安装座6a，而成为图1的状态。另一方面，在为了构筑成大尺寸、例如使用φ500mm左右的32个麦克风的麦克风阵列而使麦克风支承装置1处于展开状态时，将图4所示的可动式臂部8安装到框架2侧的各个外侧安装座6b，而成为图2的状态。
而且，无论麦克风支承装置1是处于收纳状态还是展开状态，如图6所示，各个麦克风14均借助麦克风支架13安装到作为固定侧麦克风安装部的安装孔5和作为可动侧麦克风安装部的安装孔9。
图8的(A)表示利用所述麦克风支承装置1构筑成的小尺寸的麦克风阵列，该图8的(B)表示利用所述麦克风支承装置1构筑成的大尺寸的麦克风阵列。
在图8的(A)所示的小尺寸的麦克风阵列中，与图1的收纳状态相对应，利用分别安装到除框架2本身以外的固定式臂部4和处于收纳状态的可动式臂部8的多个麦克风14，而在以环状的框架2本身为最大圆的四个同心圆上配置有多个麦克风14。在该情况下，如上所述，以使各固定式臂部4和各可动式臂部8的轴线不会指向环状的框架2的中心的方式预先进行调整，并且在从框架2的中心沿着径向呈放射状延伸的轴线上不配置麦克风14地将麦克风14稍微错开配置，因此，使旁瓣电平减少，有助于探测精度的提高。
另一方面，在图8的(B)所示的小尺寸的麦克风阵列中，与图2的展开状态相对应，利用分别安装到除框架2本身以外的固定式臂部4和处于展开状态可动式臂部8的多个麦克风14，而在以各可动式臂部8的顶端为最大圆的四个同心圆上配置有多个麦克风14。在该情况下，在以使各固定式臂部4和各可动式臂部8的轴线不会指向环状的框架2的中心的方式预先进行调整的方面与小尺寸的情况相同，因此，能够确认到能够实现与小尺寸的情况相同的探测水平。
因此，在本实施方式中，无论是小尺寸的麦克风阵列还是大尺寸的麦克风阵列，都能进行整体上高精度的声源探测这是无需赘述的，通过选择性地切换麦克风阵列的尺寸，能够在频率更宽的范围内进行声源探测。
即、采用本实施方式，在为小尺寸的麦克风阵列的情况下，旁瓣电平中的增益电平降低，能够确认的是这非常合适。另外，在为大尺寸的麦克风阵列的情况下，能够确认是能够构筑出在低频区域中指向特性特别灵敏的波束。
另外，通过兼用树脂材料制的麦克风支架13，实现了包含固定式臂部4、可动式臂部8的金属制的框架2与各麦克风14之间的绝缘，能够成为更能够对抗噪音的结构。

Claims (6)

1.一种声源探测用麦克风支承装置，其用于支承为了形成声源探测用的二维麦克风阵列的多个麦克风，其特征在于，其具有：
环状的框架；
多个固定式臂部，其以从所述框架朝向该框架的内侧指向该框架的中心以外的方式突出形成；
多个可动式臂部，其可选择性地在收纳位置和展开位置之间进行切换，该收纳位置是多个可动式臂部以从所述框架朝向该框架的内侧指向该框架的中心以外的方式呈放射状突出并且不与各所述固定式臂部干涉的位置，该展开位置是多个可动式臂部以从所述框架朝向该框架的外侧呈放射状突出并且该可动式臂部的延长轴线指向框架的中心以外的位置；
固定侧麦克风安装部，其形成于所述框架和各固定式臂部之间的交差部以及各固定式臂部的顶端部；
可动侧麦克风安装部，其形成于各所述可动式臂部的顶端部。
2.根据权利要求1所述的声源探测用麦克风支承装置，其中
各所述可动式臂部构成为，以能够应对可选择性地在收纳位置和展开位置之间进行切换的方式可相对于框架进行装卸。
3.根据权利要求2所述的声源探测用麦克风支承装置，其中
两个可动侧麦克风安装部沿着各所述可动式臂部的轴线方向排列设置于各所述可动式臂部的顶端部。
4.根据权利要求3所述的声源探测用麦克风支承装置，其中
各所述固定式臂部以相对于框架的切线成为锐角的方式朝向同一方向倾斜。
5.根据权利要求4所述的声源探测用麦克风支承装置，其中
与框架的轴心平行的麦克风支架分别可装卸地安装于所述固定侧麦克风安装部和可动侧麦克风安装部，
在该麦克风支架的顶端部可安装麦克风。
6.根据权利要求5所述的声源探测用麦克风支承装置，其中
所述框架、固定式臂部以及可动式臂部分别是金属制的构件，而所述麦克风支架是树脂材料制的构件。
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