专利名称：指向性传声器装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及指向性传声器装置，尤其涉及不仅作为设备内置的传声器，而且作为一般的指向性传声器而被广泛应用的以声压梯度法而得到指向性的指向性传声器装置。
背景技术：
有一种不仅作为设备内置的传声器，而且作为一般的指向性传声器而被广泛应用的以声压梯度法得到指向性的指向性传声器装置。在以声压梯度法而得到指向性的方法中，虽然具有能够形成小型且具有指向性的传声器装置的优点，然而在信号合成时会造成声压灵敏度的降低。在以声压梯度法而得到指向性的方法中，对于在信号合成时的传声器器件的热噪声以及话筒放大器的热噪声的噪声级而言，传声器的灵敏度降低以及S/ N (Signal to Noise ratio:信噪比)比劣化则成为问题。尤其是从多个传声器器件的输出信号，以声压梯度法来合成指向性的情况下，由于不能忽视热噪声的影响，因此出现在具有指向性的频带的低频区域受到局限以及传声器阵列的小型化方面受到局限的问题。
图1是示出以往的指向性传声器装置1的构成的方框图。指向性传声器装置1包括第一传声器器件11 ；第二传声器器件12 ；被输入来自第二传声器器件12的输出信号，并将被输入的该信号延迟的信号延迟单元14 ；从来自第一传声器器件11的输出信号中减去来自信号延迟单元14的输出信号的信号减法单元15 ；以及被输入来自信号减法单元15的输出信号，并对被输入的该信号的频率特性进行校正并输出的频率特性校正单元16。以下，对具有以上这种构成的以往的指向性传声器装置1的工作进行说明。图1中的以往的指向性传声器装置1的构成示出了，从两个传声器器件中，以声压梯度法而得到指向性的传声器的基本构成。在图1中的第一传声器器件11和第二传声器器件12被设置在相对于图中所示的正面方向的纵深方向上，且第一传声器器件11和第二传声器器件12相距距离d。在将来自第一传声器器件11的输出信号的灵敏度特性设为msl (ω)，来自第二传声器器件12的输出信号的灵敏度特性设为ms2( )，声源S方向设为θ (正面=0° )，以及声速=C时，来自信号减法单元15的输出信号相对于声源S的灵敏度特性D( θ，ω)能够由(公式1)来表示。(公式1)
权利要求
1.一种指向性传声器装置，其特征在于，包括多个传声器单元，在该多个传声器单元之间至少指向性以及灵敏度特性不同； 控制单元，利用从所述多个传声器单元的每一个输出的信号，来生成输出信号；以及输出部，输出在所述控制单元生成的所述输出信号；所述控制单元生成所述输出信号，以使被生成的所述输出信号在到达所述指向性传声器装置的声波的小振幅区域成为指向性弱而灵敏度高的状态，在所述声波的大振幅区域成为灵敏度低却具有指向性的状态。
2.如权利要求1所述的指向性传声器装置，其特征在于，所述多个传声器单元包括第一传声器单元和第二传声器单元，所述第一传声器单元的指向性主轴朝向目标音方向，所述第二传声器单元的指向性比所述第一传声器单元强，并且指向性主轴朝向目标音方向；所述指向性传声器装置还包括信号振幅电平检测单元，该信号振幅电平检测单元检测从所述第一传声器单元或所述第二传声器单元输出的信号的振幅电平；所述控制单元，通过对从所述第一传声器单元输出的信号和从所述第二传声器单元输出的信号进行混合，从而生成所述输出信号，以使得在由所述信号振幅电平检测单元检测出所述信号的振幅小时，使从所述第一传声器单元输出的信号的比率提高，在由所述信号振幅电平检测单元检测出所述信号的振幅大时，使从所述第二传声器单元输出的信号的比率提高。
3.如权利要求1所述的指向性传声器装置，其特征在于，所述多个传声器单元包括第一传声器单元和第二传声器单元，所述第一传声器单元对目标音方向具有灵敏度，所述第二传声器单元的指向性比第一传声器单元强，并且指向性死角朝向目标音方向； 所述控制单元包括噪声抑制单元，抑制从所述第二传声器单元输出的信号中的热噪声电平的噪声分量;以及减法单元，通过从所述第一传声器单元所输出的信号中减去所述噪声抑制单元所输出的信号，从而生成所述输出信号。
4.如权利要求3所述的指向性传声器装置，其特征在于，所述噪声抑制单元按照非线性放大特性来抑制热噪声电平的噪声分量，所述非线性放大特性仅使所述输出信号的小振幅区域的放大率降低。
5.如权利要求3所述的指向性传声器装置，其特征在于，所述噪声抑制单元利用抑制热噪声电平的固定噪声的方法，并且按照仅使小振幅区域的放大率降低的非线性放大特性，抑制热噪声电平的噪声分量。
6.如权利要求3所述的指向性传声器装置，其特征在于， 进一步包括白化滤波单元，位于所述第二传声器单元和所述噪声抑制单元之间，对从所述第二传声器单元输出的信号的热噪声分量进行白化处理；以及白化逆滤波单元，位于所述噪声抑制单元和所述减法单元之间，被输入从所述噪声抑制单元输出的信号，并具有与所述白化滤波单元相反的特性。
7.如权利要求3所述的指向性传声器，其特征在于，所述第一传声器单元和所述第二传声器单元分别是通过对具有同一特性的第一传声器器件和第二传声器器件所输出的信号进行合成而构成的传声器单元；所述第一传声器单元，是通过对从所述第一传声器器件以及所述第二传声器器件输出的信号的任一个进行成为高灵敏度的加法合成而构成的，或者是通过对从所述第一传声器器件以及所述第二传声器器件输出的信号进行成为高灵敏度的加法合成而构成的；所述第二传声器单元是通过从所述第一传声器器件以及所述第二传声器器件所输出的信号中，使距离目标音近的一侧的信号延迟后进行减法运算，并通过合成在目标音方向形成灵敏度死角的信号而构成的。
8.如权利要求3所述的指向性传声器装置，其特征在于，所述指向性传声器装置进一步包括热噪声推定单元，该热噪声推定单元根据从所述第一传声器单元输出的信号和所述第二传声器单元输出的信号的电平变化量的不同，推定从所述第二传声器单元输出的信号的热噪声电平；所述噪声抑制单元根据在所述热噪声推定单元推定的热噪声电平，进行抑制从所述第二传声器单元输出的信号中的热噪声电平的噪声分量的处理。
9.如权利要求2所述的指向性传声器装置，其特征在于，从所述第一传声器器件输出的信号和从所述第二传声器器件输出的信号被划分到频带并被处理。
10.如权利要求3所述的指向性传声器装置，其特征在于，所述噪声抑制单元，仅将针对目标音而言灵敏度比所述第一传声器单元低的所述第二传声器单元的区域作为噪声抑制频带，并针对所述噪声抑制频带抑制热噪声电平的噪声分量。
11.一种方法，对指向性传声器装置进行控制，其特征在于，包括多个传声器单元，在该多个传声器单元之间至少指向性以及灵敏度特性不同； 控制步骤，利用从所述多个传声器单元的每一个输出的信号，来生成输出信号；以及输出步骤，输出在所述控制步骤生成的所述输出信号；所述控制单元生成所述输出信号，以使被生成的所述输出信号在到达所述指向性传声器装置的声波的小振幅区域成为指向性弱而灵敏度高的状态，在所述声波的大振幅区域成为灵敏度低却具有指向性的状态。
12.—种程序，是用于使计算机执行处理的指向性传声器装置的程序，包括 多个传声器单元，在该多个传声器单元之间至少指向性以及灵敏度特性不同；控制步骤，利用从所述多个传声器单元的每一个输出的信号，来生成输出信号；以及输出步骤，输出在所述控制步骤生成的所述输出信号；所述控制单元生成所述输出信号，以使被生成的所述输出信号在到达所述指向性传声器装置的声波的小振幅区域成为指向性弱而灵敏度高的状态，在所述声波的大振幅区域成为灵敏度低却具有指向性的状态。
13.一种集成电路，其特征在于，包括多个传声器单元，在该多个传声器单元之间至少指向性以及灵敏度特性不同； 控制单元，利用从所述多个传声器单元的每一个输出的信号，来生成输出信号；以及输出部，输出在所述控制单元生成的所述输出信号；所述控制单元生成所述输出信号，以使被生成的所述输出信号在到达所述集成电路的声波的小振幅区域成为指向性弱而灵敏度高的状态，在所述声波的大振幅区域成为灵敏度低却具有指向性的状态。
全文摘要
本发明的指向性传声器装置能够抑制并解决在进行指向性合成时的热噪声上升的问题(灵敏度降低的问题)，包括多个传声器单元，至少具有指向性以及无指向性的特性；控制单元，利用从所述多个传声器单元的每一个输出的信号，来生成输出信号；以及输出部，输出在控制单元生成的输出信号；控制单元生成输出信号，以使所述输出信号成为在小振幅区域的指向性弱而灵敏度高的状态，在大振幅区域成为灵敏度低却具有指向性的状态。
文档编号H04R3/00GK102177732SQ200880103809
公开日2011年9月7日 申请日期2008年8月21日 优先权日2007年8月22日
发明者金森丈郎 申请人:松下电器产业株式会社