KR102321711B1 - 확장형 음파 리시브 구조를 갖는 음향 카메라 - Google Patents

확장형 음파 리시브 구조를 갖는 음향 카메라 Download PDF

Info

Publication number
KR102321711B1
KR102321711B1 KR1020200057451A KR20200057451A KR102321711B1 KR 102321711 B1 KR102321711 B1 KR 102321711B1 KR 1020200057451 A KR1020200057451 A KR 1020200057451A KR 20200057451 A KR20200057451 A KR 20200057451A KR 102321711 B1 KR102321711 B1 KR 102321711B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
acoustic
sound wave
sound
camera
inlet groove
Prior art date
Application number
KR1020200057451A
Other languages
English (en)
Inventor
김영기
이광현
정욱진
김인권
장지호
Original Assignee
(주)에스엠인스트루먼트
한국표준과학연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)에스엠인스트루먼트, 한국표준과학연구원 filed Critical (주)에스엠인스트루먼트
Priority to KR1020200057451A priority Critical patent/KR102321711B1/ko
Priority to PCT/KR2021/005776 priority patent/WO2021230583A1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102321711B1 publication Critical patent/KR102321711B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/02—Casings; Cabinets ; Supports therefor; Mountings therein
    • H04R1/028—Casings; Cabinets ; Supports therefor; Mountings therein associated with devices performing functions other than acoustics, e.g. electric candles
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/02—Casings; Cabinets ; Supports therefor; Mountings therein
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/20—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics
    • H04R1/22—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired frequency characteristic only 
    • H04R1/30—Combinations of transducers with horns, e.g. with mechanical matching means, i.e. front-loaded horns
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2201/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones covered by H04R1/00 but not provided for in any of its subgroups
    • H04R2201/003—Mems transducers or their use

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Otolaryngology (AREA)
  • Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

음향 카메라에 있어서, 복수개의 음향 센서의 전방을 커버링하며 평판 또는 전방으로 볼록한 곡면판 형상을 갖는 강성의 플라스틱 또는 금속 재질의 전방 보호부를 포함하되, 상기 전방 보호부는 복수개의 음파 유입홈(110)을 구비하고, 상기 음파 유입홈(110)에 상응하는 후방 위치에 MEMS 음향 센서들이 각각 위치하되, 상기 음파 유입홈(110)은, MEMS 음향 센서(S)의 전방에 위치하여 음파(acoustic wave) 또는 초음파(ultra acoustic wave)를 리시브(receive)하는 공간을 형성하고, 외측 노출부의 폭 또는 직경(D2)이 내측 센서 인접부의 폭 또는 직경(D1)보다 더 큰 형상, 또는 내측의 센서 인접부로부터 외측 노출부로 갈수록 단면적이 연속적으로 커지는 확장형 형상 또는 혼(horn) 형상인 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 확장형 음파 리시브 구조를 갖는 음향 카메라에 관한 것이다.

Description

확장형 음파 리시브 구조를 갖는 음향 카메라 { acoustic camera with horn type structure for receiving acoustic wave }
본 발명은 혼형 수음(음파 유입) 구조를 갖는 음향(또는 초음파) 카메라에 관한 것이다.
등록특허 제10-1213540호는, 회로기판(Print Circuit Board, 20)에 탑재하여 구성되고 감지된 음향에 관한 신호를 데이터수집부로 송신하는 음향감지장치와; 상기 음향감지장치와 연결되고, 상기 음향감지장치로부터 송신된 음향에 관한 아날로그 신호를 샘플링하하여 음향에 관한 디지털신호로 변환하고 이를 중앙처리부로 송신하는 데이터수집부와 상기 데이터수집부와 연결되고, 상기 데이터 수집부로부터 송신된 음향에 관한 디지털신호를 기초로 각 MEMS 마이크로폰과 관련 소음레벨을 계산하는 중앙처리부와 상기 중앙처리부와 연결되고, 상기 중앙처리부에서 계산된 각 MEMS 마이크로폰과 관련된 소음레벨을 색상으로 디스플레이하는 디스플레이부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 MEMS 마이크로폰 어레이를 이용한 음향카메라를 게시한다. 음향 카메라의 경우 음향 센서가 공기 중에 노출되어야 하기 때문에 센서이 전방에 홈이 형성되어 있다.
본 발명은 음향 또는 초음파 카메라의 전방 음파 유입 부분에 확장형 음파 리시브 구조를 채택하여 센서 감도를 증가시킨 갖는 음향 카메라를 제공하기 위함이다.
본 발명에 따른 확장형 음파 리시브 구조를 갖는 음향 카메라는, 복수개의 음향 센서의 전방을 커버링하며 평판 또는 전방으로 볼록한 곡면판 형상을 갖는 강성의 플라스틱 또는 금속 재질의 전방 보호부를 포함하고, 상기 전방 보호부는 복수개의 음파 유입홈(110)을 구비하고, 상기 음파 유입홈(110)에 상응하는 후방 위치에 MEMS 음향 센서들이 각각 위치하되, 상기 음파 유입홈(110)은, MEMS 음향 센서(S)의 전방에 위치하여 음파(acoustic wave) 또는 초음파(ultra acoustic wave)를 리시브(receive)하는 공간을 형성하고, 외측 노출부의 폭 또는 직경(D2)이 내측 센서 인접부의 폭 또는 직경(D1)보다 더 큰 형상, 또는 내측의 센서 인접부로부터 외측 노출부로 갈수록 단면적이 연속적으로 커지는 확장형 형상 또는 혼(horn) 형상인 것을 특징으로 한다.
또한, 음파 유입홈(110)을 형성하는 내벽면(111)의 종단(longitudinal section) 형상은, 등변 사다리꼴(isosceles trapezoid)이거나, 대향되는 경사진 직선 곡선(curve) 또는 지수 커브(exponential curve)가 외측(노출측)으로 갈수록 단면적이 연속적으로 넓어지는 형상을 구성하는 것이 바람직하다.
본 발명의 확장형 음파 리시브 구조를 갖는 음향 카메라에서, 전방 보호부(100)의 가로 크기 또는 세로 크기 중 하나의 크기는, 5.0 ~ 50 cm 범위에 존재하는 것이 바람직하다.
본 발명의 확장형 음파 리시브 구조를 갖는 음향 카메라에서, 전방 보호부(100)는, 플라스틱 재질로 구성되고 평면(plane) 또는 노출측으로 볼록한 곡면(반실린더, 반구) 형상이며, 음파 유입홈(110)은 전방 보호부(100)에 관통되는 형상으로 10 ~ 300개가 구비되고, 하나의 음파 유입홈(110)에 하나의 MEMS 음향 센서(S)가 배치된다.
본 발명의 확장형 음파 리시브 구조를 갖는 음향 카메라에서, MEMS 음향 센서(S)들에 의해 감지된 음향(음파 또는 초음파) 신호를 기초로 하여 음향 카메라의 연산처리부(500)에 의해 분석 처리되는 주파수 대역 중, 적어도 일부 주파수는 10KHz ~ 30KHz 범위에 속하고, 음파 유입홈(110)의 깊이(L)는 3.0 ~ 6.9 mm 인 것이 바람직하다.
본 발명의 확장형 음파 리시브 구조를 갖는 음향 카메라에서, 음파 유입홈(110)의 내측 센서 인접부의 폭 또는 직경(D1)은 2.0 ~ 3.5 mm 이고, 음파 유입홈(110)의 내측 센서 인접부 면적(A1) : 음파 유입홈(110)의 외측 노출부의 면적(A2) = 1 : 2.5 ~ 9.99 인 것이 바람직하다.
본 발명의 확장형 음파 리시브 구조를 갖는 음향 카메라에서, MEMS 음향 센서(S)들에 의해 감지된 음향(음파 또는 초음파) 신호를 기초로 하여 음향 카메라의 연산처리부(500)에 의해 분석 처리되는 주파수 대역 중, 적어도 일부 주파수는 10KHz ~ 30KHz 범위에 속하고, 음파 유입홈(110)의 깊이는 4.0 ~ 5.5 mm 이 바람직하다.
본 발명의 확장형 음파 리시브 구조를 갖는 음향 카메라에서, 음파 유입홈(110)의 센서 인접부 면적(A1) : 음파 유입홈(110)의 노출부의 면적(A2) = 1 : 5.0 ~ 9.99 인 것이 바람직하다.
본 발명의 확장형 음파 리시브 구조를 갖는 음향 카메라에서, 상기 음파 유입홈(110)의 깊이는 4.0 ~ 5.5 mm이고, 음파 유입홈(110)의 센서 인접부 면적(A1) : 음파 유입홈(110)의 노출부의 면적(A2) = 1 : 5.0 ~ 9.99 인 것이 바람직하다.
본 발명의 확장형 음파 리시브 구조를 갖는 음향 카메라에서, MEMS 음향 센서(S)들에 의해 감지된 음향(음파 또는 초음파) 신호를 기초로 하여 음향 카메라의 연산처리부(500)에 의해 분석 처리되는 주파수 대역 중, 적어도 일부 주파수는 10KHz ~ 30KHz 범위에 속하고, 상기 음파 유입홈(110)의 깊이는 4.0 ~ 5.5 mm이고, 음파 유입홈(110)의 센서 인접부 면적(A1) : 음파 유입홈(110)의 노출부의 면적(A2) = 1 : 5.0 ~ 9.99 이고, 상기 음파 유입홈(110)을 형성하는 내벽면(111)의 종단 형상은, 외측(노출측)으로 갈수록 단면적이 연속적으로 넓어지는 등변 사다리꼴(isosceles trapezoid)이거나 또는 지수 커브(exponential curve)가 형상인 것이 바람직하다.
본 발명에 따르는 경우 음향 또는 초음파 카메라의 전방 음파 유입 부분에 확장형 음파 리시브 구조를 채택하여 센서 감도를 증가시킨 갖는 음향 카메라가 제공된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 확장형 음파 리시브 구조의 음향 카메라 전방 보호부 구성도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 음향 카메라의 확장형 음파 리시브 구조 형상 상세도.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 음향 카메라의 확장형 음파 리시브 구조 SNR 성능 시험 데이터.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 음향 카메라의 확장형 음파 리시브 구조 형상 상세도.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 음향 카메라의 확장형 음파 리시브 구조 SNR 성능 시험 데이터.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 음향 카메라의 확장형 음파 리시브 구조 SNR 성능 시험 방법 설명도.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 확장형 음파 리시브 구조의 음향 카메라 구성도.
이하에서 본 발명의 확장형 음파 리시브 구조를 갖는 음향 카메라에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 확장형 음파 리시브 구조의 음향 카메라 전방 보호부 구성도, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 음향 카메라의 확장형 음파 리시브 구조 형상 상세도, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 음향 카메라의 확장형 음파 리시브 구조 SNR 성능 시험 데이터, 도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 음향 카메라의 확장형 음파 리시브 구조 형상 상세도, 도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 음향 카메라의 확장형 음파 리시브 구조 SNR 성능 시험 데이터, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 음향 카메라의 확장형 음파 리시브 구조 SNR 성능 시험 방법 설명도이고, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 확장형 음파 리시브 구조의 음향 카메라 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 확장형 음파 리시브 구조를 갖는 음향 카메라는, 복수개의 음향 센서의 전방을 커버링하며 평판 또는 전방으로 볼록한 곡면판 형상을 갖는 강성의 플라스틱 또는 금속 재질의 전방 보호부를 포함한다. 전방 보호부는 복수개의 음파 유입홈(110)을 구비하고, 상기 음파 유입홈(110)에 상응하는 후방 위치에 MEMS 음향 센서들이 각각 위치한다.
도 1(배열)에 도시된 바와 같이, 음파 유입홈(110)의 분포는 랜덤할 수 있고 나선 형사일 수 있고 동심원 형상일 수도 있으며 본 발명의 권리범위는 음파 유입홈의 분포 패턴에 제한을 받지 않는다.
도 1, 도 2에 도시된 바와 같이, 음파 유입홈(110)은, MEMS 음향 센서(S)의 전방에 위치하여 음파(acoustic wave) 또는 초음파(ultra acoustic wave)를 리시브(receive)하는 공간을 형성하고, 외측 노출부의 폭 또는 직경(D2)이 내측 센서 인접부의 폭 또는 직경(D1)보다 더 큰 형상, 또는 내측의 센서 인접부로부터 외측 노출부로 갈수록 단면적이 연속적으로 커지는 확장형 형상 또는 혼(horn) 형상이다.
도 1, 도 2, 도 4, 도 7에 도시된 바와 같이, 음파 유입홈(110)을 형성하는 내벽면(111)의 종단(longitudinal section) 형상은, 등변 사다리꼴(isosceles trapezoid)이거나, 대향되는 경사진 직선 곡선(curve) 또는 지수 커브(exponential curve)가 외측(노출측)으로 갈수록 단면적이 연속적으로 넓어지는 형상으로 구성된다.
도 1, 도 2, 도 4, 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 음향 카메라는, 회로 기판부(300)의 전방에 위치하여 회로 기판부(300)를 보호하는 강성 재질의 전방 보호부(100)과, 회로 기판부(300)의 후방에 위치하여 회로 기판부(300)를 보호하는 강성 재질의 후방 보호부(200)와, 복수개의 MEMS 음향 센서들이 탑재되고 습득신호 수집 전송 채널을 형성하는 강성 또는 연성의 회로 기판부(300)를 포함한다.
여기서, 전방 보호부(100)는, MEMS 센서(S)들의 전방에 위치하여 음파(acoustic wave) 또는 초음파(ultra acoustic wave)를 리시브(receive)하는 공간을 형성하는 음파 유입홈(110)들을 포함하되, 음파 유입홈(110)들은, 외측 노출부의 폭 또는 직경(D2)이 센서 인접부의 폭 또는 직경(D1)보다 더 크거나, 센서 인접부로부터 외측 노출부로 갈수록 횡단면적이 연속적으로 넓어지는 확장형 형상으로 구성된다. 음파 유입홈(110)을 형성하는 벽면(111)의 종단면 형상은, 등변 사다리꼴(isosceles trapezoid)이거나, 대향되는 경사진 직선 곡선(curve) 또는 지수 커브(exponential curve)가 외측(노출측)으로 갈수록 단면적이 연속적으로 넓어지는 형상으로 구성된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 전방 보호부는 플라스틱 재질로 구성되고 사출 등의 형태로 생산된 후 절삭, 펀칭 가공에 의해 구멍을 형성할 수 있다. 두께는 0.3 ~ 2 cm 이고 설계자의 의도레 따라 선택되어질 수 있다.
또한, 전방 보호부(100)의 가로 크기 또는 세로 크기 중 하나의 크기는 5.0 ~ 50 cm 범위에 존재한다. 50 cm 이상의 경우 이동식으로 음향카메라를 구성하는 것이 부적당하다. 5 cm 이하의 경우 음향 센서의 수와 이격거리에 제한이 발생하는 문제점이 있다. 따라서, 5.0 ~ 50 cm 범위가 적당하며 더욱 바람직하게 7.5 ~ 35 cm 정도가 이동식 관점에서 바람직하다.
도 1, 도 7에 도시된 바와 같이, 전방 보호부(100)는, 플라스틱 재질로 구성되고 평면(plane) 또는 노출측으로 볼록한 곡면(반실린더, 반구) 형상이며, 음파 유입홈(110)은 전방 보호부(100)에 관통되는 형상으로 10 ~ 300개가 구비되고, 하나의 음파 유입홈(110)에 하나의 MEMS 음향 센서(S)가 배치된다. 복수개의 MEMS 음향 센서(S)들은 강성 또는 연성의 회로 기판부(300)에 일체로 탑재된 상태에서, 전방 보호부(100)와 회로 기판부(300)와 후방 보호부(200)가 일체로 결합함에 따라서, 하나의 음파 유입홈(110) 내측에 하나의 MEMS 음향 센서(S)가 각각 상응하도록 위치한다.
여기서, 음파 유입홈(110)의 수는 10 ~ 300개가 바람직한데, 10 개 미만인 경우 같은 크기의 기판에서 센서 들의 이격 거리가 커지고 음장 가시화 할 수 있는 주파수 상한계 제한되는 문제점이 발생한다. 300개 이상인 경우 취급 데이터 처리량이 필요 이상으로 증가하는 문제점이 발생하고 실제 10 ~ 20cm 음향(초음파) 카메라에서 센서 수가 필요 이상으로 많아 센서 간 이격 거리를 고려할 때 설치의 문제점이 발생한다. 10 ~ 300개가 바람직하며 5.0 ~ 50 cm 범위의 음향 또는 초음파 카메라에서 20 ~ 100개 정도가 더욱 바람직하다.
도 1, 도 7에 도시된 바와 같이, 음향 카메라는, 회로 기판부(300)를 통해 MEMS 음향 센서(S)들에 의해 감지된 음향(음파 또는 초음파) 신호를 이산화된 형태로 습득하는 데이터 습득부(400)와, 데이터 습득부(400)의 음향 신호를 기초로 하여 음장 가시화에 필요한 적어도 하나의 음향 파라미터를 연산하는 연산처리부(500)와, 연산처리부(500)에 의해 생성된 음향 파라미터를 색상 신호로 변환하여 디스플레이 하는 디스플레이부(600)를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
여기서, 연산처리부(500)에 의해 분석 처리되는 주파수 대역 중, 적어도 일부 주파수는 200 Hz ~ 100 KHz 범위에 속한다. 좀 더 구체적으로, MEMS 음향 센서(S)들에 의해 감지된 음향(음파 또는 초음파) 신호를 기초로 하여 음향 카메라의 연산처리부(500)에 의해 분석 처리되는 주파수 대역 중, 적어도 일부 주파수는 10KHz ~ 30KHz 범위에 속하는 것이 바람직하다.
예를들어, 일실시예에서 분석 가능 범위가 1 KHz 1~ 15KHz 인 경우, 적어도 일부에 해당하는 "10 KHz ~ 15KHz"가 본 발명의 범위인 "주파수 : 10KHz ~ 30KHz 범위"에 속하므로 본 발명의 범주에 포함된다. 또한, 다른 실시예에서 분석 가능 범위가 25 KHz ~ 50KHz 인 경우, 적어도 일부에 해당하는 "25 KHz ~ 30KHz"가 본 발명의 범위인 "주파수 : 10KHz ~ 30KHz 범위"에 속하므로 본 발명의 범주에 포함된다.
<깊이 1>
도 2, 도 4에 도시된 바와 같이, 이때, 음파 유입홈(110)의 깊이(L)는 3.0 ~ 6.9 mm 인 것이 바람직하다. 음파 유입홈(110)의 횡단면은 원형 또는 타원형이다. 성능을 증대 시키고자 하는 대상 주파수 범위가 10KHz ~ 30KHz 일때, 음파 유입홈(110)의 깊이(L)는 3.0 ~ 6.9 mm 인 것이 바람직하다. 3.0mm 보다 작은 경우 플라스틱으로 전방 보호부를 성형하기가 어려워지며 6.9 mm 이상의 경우 전방 보호부가 과대하게 두꺼워진다.
도 3, 도 5의 신호 대 잡음비 테스트 결과를 보면, 음파 유입홈(110)의 깊이가 3.0 ~ 6.9 mm 일 때 10KHz ~ 30KHz 주파수 범위에서 우수한 성능을 보임을 알수 있었다.
<폭, 직경 1>
제1 실시예 도 2, 제2 실시예 도 4(형상)에 도시된 바와 같이, 음파 유입홈(110)의 내측 센서 인접부의 폭 또는 직경(D1)은 2.0 ~ 3.5 mm 이다.
도 3, 도 5의 신호 대 잡음비 테스트 결과를 보면, 음파 유입홈(110)의 내측 센서 인접부의 폭 또는 직경(D1)이 2.0 ~ 3.5 mm 일 때 10KHz ~ 30KHz 주파수 범위에서 우수한 성능을 보임을 알수 있었다. 2.0 mm 보다 적은 경우 MEMS 센서의 트기 차원보다 작아져서 차단부분이 발생하게 되는 문제점이 있고, 3.5 mm 보다 큰 경우 확장형을 구성시에 노출측 직경(D2)가 과대해지는 문제점이 있다.
<면적비 1>
도 2, 도 4에 도시된 바와 같이, 음파 유입홈(110)의 내측 센서 인접부 면적(A1) : 음파 유입홈(110)의 외측 노출부의 면적(A2) = 1 : 2.5 ~ 9.99 이다.
도 3, 도 5의 신호 대 잡음비 테스트 결과를 보면, 음파 유입홈(110)의 내측 센서 인접부 면적(A1) : 음파 유입홈(110)의 외측 노출부의 면적(A2) = 1 : 2.5 ~ 9.99 일 때 성능이 우수하다. A1/A2가 2.5 보다 작은 경우, 혼이 적용되지 않은 어레이(None) 데이터에 근접하게 됨을 알 수 있었다. A1/A2가 9.99 보다 큰 경우, 확장형 혼 적용에 의한 SNR 개선 효과가 더 이상 증가 되지 않음을 알 수 있었다.
<깊이 2>
제2 실시예(도 4, 도 5), 제1 실시예의 Target 21k_2, Target 30k_2(도 2, 도 3)를 참조하여, 좀더 바람직하게, 음파 유입홈(110)의 깊이는 4.0 ~ 5.5 mm 이다. 도 3, 도 5의 신호 대 잡음비 테스트 결과를 보면, 성능을 증대 시키고자 하는 대상 주파수 범위가 10KHz ~ 30KHz 일때, 음파 유입홈(110)의 깊이(L)는 4.0 ~ 5.5 mm 인 경우 가장 우수함을 알수 있었다.
<면적비 2>
제2 실시예, 제1 실시예의 Target 30k_2(도 2, 도 3)를 참조하여, 좀 더 바람직하게, 음파 유입홈(110)의 센서 인접부 면적(A1) : 음파 유입홈(110)의 노출부의 면적(A2) = 1 : 5.0 ~ 9.99 인 것이 바람직하다.
도 3, 도 5의 신호 대 잡음비 테스트 결과를 보면, 성능을 증대 시키고자 하는 대상 주파수 범위가 10KHz ~ 30KHz 일때, 음파 유입홈(110)의 센서 인접부 면적(A1) : 음파 유입홈(110)의 노출부의 면적(A2) = 1 : 5.0 ~ 9.99 인 경우 가장 우수함을 알수 있었다.
본 발명의 제2 실시예에서, MEMS 음향 센서(S)들에 의해 감지된 음향(음파 또는 초음파) 신호를 기초로 하여 음향 카메라의 연산처리부(500)에 의해 분석 처리되는 주파수 대역 중, 적어도 일부 주파수는 10KHz ~ 30KHz 범위에 속하고, 상기 음파 유입홈(110)의 깊이는 4.0 ~ 5.5 mm이고, 음파 유입홈(110)의 센서 인접부 면적(A1) : 음파 유입홈(110)의 노출부의 면적(A2) = 1 : 5.0 ~ 9.99 이고, 상기 음파 유입홈(110)을 형성하는 내벽면(111)의 종단 형상은, 외측(노출측)으로 갈수록 단면적이 연속적으로 넓어지는 등변 사다리꼴(isosceles trapezoid)이거나 또는 지수 커브(exponential curve)가 형상인 것이 바람직하다.
도 6은 본 발명의 시험 방법을 설명하는 그래프이다.
<시험 방법 및 절차>
1) 초음파 스피커를 이용하여 일정한 톤 소음을 발생 시킨 후 측정하여 SNR 시험, 2) 측정 시 레퍼런스 마이크로폰(GRAS.46BE)을 이용하여 시험 음원의 크기 조정 및 설정하였다. 데이터 측정 후 1개 채널의 SNR 확인.
<시험 구성>
- 초음파 스피커와 어레이의 거리는 0.5 m로 설치
- 시험 음원의 크기는 0.5 m에서 30 dB 로 설정하며 레퍼런스 마이크로폰을 이용하여 확인
Figure 112020048573700-pat00001
- 측정 데이터에서 동일한 1개 채널 선택 (중앙과 가장 가까운 60번 채널 선택)
- High-pass filter 통과 (100Hz 미만의 저주파 성분 제거)
- Noise floor의 총 레벨 계산 (톤 측정 성분 제외)
- 시험 주파수의 단일 톤 측정 레벨 계산 (noise 성분 제외)
- SN ratio 계산 (Buffer size = 0.01 sec / Exp Avg. 100 )
본 발명은 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명됐지만, 본 발명의 범위가 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범위는 이하의 특허청구범위에 의하여 정하여지는 것으로 본 발명과 균등 범위에 속하는 다양한 수정 및 변형을 포함할 것이다.
아래의 특허청구범위에 기재된 도면부호는 단순히 발명의 이해를 보조하기 위한 것으로 권리범위의 해석에 영향을 미치지 아니함을 밝히며 기재된 도면부호에 의해 권리범위가 좁게 해석되어서는 안될 것이다.
100 : 전방 보호부
110 : 음파 유입홈
111 : 음파 유입홈
200 : 후방 보호부
300 : 회로 기판부

Claims (15)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 음향 카메라에 있어서,
    회로 기판부(300)의 전방에 위치하여 회로 기판부(300)를 보호하는 강성 재질의 전방 보호부(100)과,
    회로 기판부(300)의 후방에 위치하여 회로 기판부(300)를 보호하는 강성 재질의 후방 보호부(200)와,
    복수개의 MEMS 음향 센서들이 탑재되고 습득신호 수집 전송 채널을 형성하는 강성 또는 연성의 회로 기판부(300)를 포함하고,

    상기 전방 보호부(100)는, MEMS 센서(S)들의 전방에 위치하여 음파(acoustic wave) 또는 초음파(ultra acoustic wave)를 리시브(receive)하는 공간을 형성하는 음파 유입홈(110)들을 포함하고,

    상기 음파 유입홈(110)들은, 외측 노출부의 폭 또는 직경(D2)이 센서 인접부의 폭 또는 직경(D1)보다 더 크거나, 센서 인접부로부터 외측 노출부로 갈수록 횡단면적이 연속적으로 넓어지는 확장형 형상으로 구성되고,

    상기 전방 보호부(100)의 가로 크기 또는 세로 크기 중 하나의 크기는 5.0 ~ 50 cm 범위에 존재하고, 상기 전방 보호부(100)는, 플라스틱 재질로 구성되고 평면(plane) 또는 노출측으로 볼록한 곡면 형상이며, 상기 음파 유입홈(110)은 전방 보호부(100)에 관통되는 형상으로 10 ~ 300개가 구비되고, 하나의 음파 유입홈(110)에 하나의 MEMS 음향 센서(S)가 배치되고,

    상기 복수개의 MEMS 음향 센서(S)들은 강성 또는 연성의 회로 기판부(300)에 일체로 탑재된 상태에서, 상기 전방 보호부(100)와 회로 기판부(300)가 일체로 결합함에 따라서, 상기 하나의 음파 유입홈(110) 내측에 하나의 MEMS 음향 센서(S)가 각각 상응하도록 위치하는 것을 특징으로 하는 확장형 음파 리시브 구조를 갖는 음향 카메라.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 음파 유입홈(110)을 형성하는 벽면(111)의 종단면 형상은, 등변 사다리꼴(isosceles trapezoid)이거나, 대향되는 경사진 직선 곡선(curve) 또는 지수 커브(exponential curve)가 외측(노출측)으로 갈수록 단면적이 연속적으로 넓어지는 형상으로 구성되는 것을 특징으로 하는 확장형 음파 리시브 구조를 갖는 음향 카메라.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 음향 카메라는
    상회로 기판부(300)를 통해 MEMS 음향 센서(S)들에 의해 감지된 음향(음파 또는 초음파) 신호를 이산화된 형태로 습득하는 데이터 습득부(400)와,
    상기 데이터 습득부(400)의 음향 신호를 기초로 하여 적어도 하나의 음향 파라미터를 연산하는 연산처리부(500)를 포함하고,

    MEMS 음향 센서(S)들에 의해 감지된 음향(음파 또는 초음파) 신호를 기초로 하여 상기 연산처리부(500)에 의해 분석 처리되는 주파수 대역 중, 적어도 일부 주파수는 10KHz ~ 30KHz 범위에 속하고,

    상기 음파 유입홈(110)의 깊이(L)는 3.0 ~ 6.9 mm 인 것을 특징으로 하는 확장형 음파 리시브 구조를 갖는 음향 카메라.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 음파 유입홈(110)의 횡단면은 원형 또는 타원형 인 것을 특징으로 하는 확장형 음파 리시브 구조를 갖는 음향 카메라.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 음파 유입홈(110)의 내측 센서 인접부의 폭 또는 직경(D1)은 2.0 ~ 3.5 mm 인 것을 특징으로 하는 확장형 음파 리시브 구조를 갖는 음향 카메라.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 음파 유입홈(110)의 깊이는 4.0 ~ 5.5 mm 인 것을 특징으로 하는 확장형 음파 리시브 구조를 갖는 음향 카메라.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
KR1020200057451A 2020-05-14 2020-05-14 확장형 음파 리시브 구조를 갖는 음향 카메라 KR102321711B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200057451A KR102321711B1 (ko) 2020-05-14 2020-05-14 확장형 음파 리시브 구조를 갖는 음향 카메라
PCT/KR2021/005776 WO2021230583A1 (ko) 2020-05-14 2021-05-09 확장형 음파 리시브 구조를 갖는 음향 카메라

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200057451A KR102321711B1 (ko) 2020-05-14 2020-05-14 확장형 음파 리시브 구조를 갖는 음향 카메라

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102321711B1 true KR102321711B1 (ko) 2021-11-04

Family

ID=78521416

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200057451A KR102321711B1 (ko) 2020-05-14 2020-05-14 확장형 음파 리시브 구조를 갖는 음향 카메라

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102321711B1 (ko)
WO (1) WO2021230583A1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140121623A (ko) * 2013-04-08 2014-10-16 싸니코전자 주식회사 복수의 음향통과홀을 구비한 멤스 마이크로폰
KR101471300B1 (ko) * 2013-08-19 2014-12-10 (주)에스엠인스트루먼트 이동식 음향 카메라 제조 방법
KR20170057584A (ko) * 2015-11-17 2017-05-25 크레신 주식회사 마이크로폰 필터
KR20180072655A (ko) * 2018-06-25 2018-06-29 (주)에스엠인스트루먼트 소음원 가시화 데이터 누적 표시방법 및 음향 카메라 시스템
KR20180120050A (ko) * 2017-04-26 2018-11-05 (주)에스엠인스트루먼트 방사 초음파 가시화 방법 및 방사 초음파 가시화 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 전자적 기록 매체

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140121623A (ko) * 2013-04-08 2014-10-16 싸니코전자 주식회사 복수의 음향통과홀을 구비한 멤스 마이크로폰
KR101471300B1 (ko) * 2013-08-19 2014-12-10 (주)에스엠인스트루먼트 이동식 음향 카메라 제조 방법
KR20170057584A (ko) * 2015-11-17 2017-05-25 크레신 주식회사 마이크로폰 필터
KR20180120050A (ko) * 2017-04-26 2018-11-05 (주)에스엠인스트루먼트 방사 초음파 가시화 방법 및 방사 초음파 가시화 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 전자적 기록 매체
KR20180072655A (ko) * 2018-06-25 2018-06-29 (주)에스엠인스트루먼트 소음원 가시화 데이터 누적 표시방법 및 음향 카메라 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021230583A1 (ko) 2021-11-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5044373A (en) Method and apparatus for fitting of a hearing aid and associated probe with distance measuring means
US11284854B2 (en) Noise reduction assembly for auscultation of a body
EP2208359B1 (en) Position determination of sound sources
US11006225B2 (en) Auditory device assembly
US20100260369A1 (en) Narrow Directional Microphone
CA1321757C (en) Acoustical amplifying stethoscope
CN108475149A (zh) 接近传感器
CN109238436B (zh) 混响水池中瞬态声源特性的测量方法
US20110164757A1 (en) Pinna simulator
KR102321711B1 (ko) 확장형 음파 리시브 구조를 갖는 음향 카메라
Michelsen et al. A new biophysical method to determine the gain of the acoustic trachea in bushcrickets
CN103582912B (zh) 用于相控阵声学系统的换能器
CA2715722C (en) Electronic device and case having offset sound openings
CA3018543A1 (en) Noise reduction assembly for auscultation of a body
JP2002054988A (ja) 吸音／遮音の性能テスト装置
US20110242943A1 (en) Hydrophone and Hydrophone Assembly for Performing Stereophonic Underwater Sound Recordings
CN106323460B (zh) 用于获取指定方向声压信号的方法及装置
CN113923579B (zh) 扬声器检测方法及系统
KR20230051746A (ko) 방수 수단이 구비된 음향 카메라
CN214895768U (zh) 一种车辆鸣笛的定位设备及定位系统
CN117294280B (zh) 一种用于去除参量阵扬声器伪噪声的超声滤波器
US20020080988A1 (en) Earpiece for auditory testing
JPH10126896A (ja) 補聴器の検査用装置
US11719737B2 (en) Sensing arrangement
US20230328415A1 (en) A Microphone Apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant