声音接收装置的制作方法

专利名称：声音接收装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有由多个传声器(Microphone)元件(下面简称为"传 声器")构成的传声器阵列的声音接收装置。
背景技术：
一直以来，作为声音输入装置，提出有在特定说话者方向上具有指 向特性的传声器装置(例如参照下述专利文献1)。该传声器装置是在平 面上排列多个传声器，使各传声器输出分别经延迟电路进行加法运算得 到输出的指向性传声器，无声检测功能部求出各传声器输出信号间的、 相对于信号间的预定时间差范围的相互相关函数值与相对于与所设定的 声源位置对应的信号间的时间差的相互相关函数之比，当该比值满足预 定的阈值条件时，通过检测在所设定的位置上具有声源，从而进行有声 音/没有声音的判定。
专利文献1:日本特开平9-238394号公报
但当在室内等较狭窄的空间内配置上述传声器装置的情况下，几乎 都配置在室内的墙面或者桌子上。这样，如果将以往的传声器装置设置 在墙面或者桌子上，则由于来自墙面或者桌子的反射波声波的影响，会 出现不清晰的声音，这一点己被公知，特别地在使用声音识别系统识别 该声音时，具有识别率降低的问题。
另外，界面传声器装置被设计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，但在使用多个界面传声器作为传声器阵 列装置进行工作的情况下，由于界面传声器结构的复杂性，根据界面传 声器特性的个体差异，从而具有无法充分发挥指向性性能的问题。进而， 当把传声器阵列装置载置在车上的情况下，由于车内空间狭窄，所以反 射声波的影响较显著，具有无法充分发挥指向性性能的问题。

发明内容
本发明就是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种可以通过 简单的结构就能够实现指向性提高的声音接收装置。
为解决上述课题并达成目的，本发明的声音接收装置的特征在于， 该声音接收装置具有多个传声器；以及具有多个开口孔的框体，上述
多个开口孔分别容纳上述多个传声器并且来自特定方向的声波射入其
中。而且，在上述发明中，上述框体还构成为针对上述多个开口孔中 的每一个，硬度彼此不同。
并且，在上述发明中，上述框体构成为上述多个开口孔的内周壁 硬度彼此不同。
另外，在上述发明中，上述框体构成为上述多个开口孔的形状彼 此不同。
之外，在上述发明中，上述框体构成为上述多个开口孔的内周壁 的表面形状彼此不同。
再有，在上述发明中，上述框体在上述多个开口孔内具有使上述声 波的传播速度低于在空气中的传播速度的物质。
再次，在上述发明中，上述框体构成为使上述声波的传播速度低 于在空气中的传播速度的物质的与上述各开口孔的内周壁的分界处的软 硬分布，在上述多个开口孔中彼此不同。
然后，本发明的声音接收装置的特征在于，该声音接收装置具有 多个传声器；以及具有开口孔的框体，上述开口孔容纳上述多个传声器 并且来自特定方向的声波射入其中。。
而且，在上述发明中，上述框体构成为针对分别对应于上述多个 传声器的上述开口孔上的多个区域中的每一个，该多个区域的硬度彼此 不同。
并且，在上述发明中，上述框体构成为分别对应于上述多个传声 器的上述开口孔的多个区域的内周壁硬度彼此不同。
进而，在上述发明中，上述框体形成为分别对应于上述多个传声
器的上述开口孔的多个区域的形状彼此不同。
之后，在上述发明中，上述框体形成为分别对应于上述多个传声 器的上述开口孔的多个区域的内周壁的表面形状彼此不同。
接着，在上述发明中，上述框体在上述开口孔内具有使上述声波的 传播速度低于在空气中的传播速度的物质。
其次，在上述发明中，上述框体构成为使上述声波的传播速度低于 在空气中的传播速度的物质的与上述开口孔的内周壁的分界处的软硬分 布，在上述多个区域中彼此不同。
另外，在上述发明中，上述多个传声器为无指向性的传声器。
本发明的声音接收装置能获得通过简单的结构来实现指向性提高的 效果。


图1是表示包含本发明第1实施方式的声音接收装置的声音处理装 置的框图。
图2是表示图1所示的声音接收装置的外观的立体图。 图3是实施例1的声音接收装置的剖面图。
图4是实施例2的声音接收装置的剖面图。
图5是实施例3的声音接收装置的剖面图。
图6是表示实施例3的声音接收装置的另一个例子的剖面图。
图7是表示实施例3的声音接收装置的又一个例子的剖面图。
图8是实施例4的声音接收装置的剖面图。
图9是实施例5的声音接收装置的剖面图。
图10是实施例6的声音接收装置的剖面图。
图11是表示本发明第2实施方式的声音接收装置的外观的立体图。
图12是实施例7的声音接收装置的剖面图。
图13是实施例8的声音接收装置的剖面图。
图14是实施例9的声音接收装置的剖面图。
图15是表示实施例9的声音接收装置的另一个例子的剖面图。
图16是表示实施例9的声音接收装置的又一个例子的剖面图。 图17是实施例10的声音接收装置的剖面图。 图18是实施例11的声音接收装置的剖面图。 图19是实施例12的声音接收装置的剖面图。 图20是表示以往的声音接收装置的相位差波谱的曲线图。 图21是表示本发明第1、第2实施方式的声音接收装置的相位差波 谱的曲线图。
图22是表示本发明第1、第2实施方式的声音接收装置的应用例的 说明图。
图23是表示本发明第1、第2实施方式的声音接收装置的应用例的 说明图。
图24是表示本发明第1、第2实施方式的声音接收装置的应用例的 说明图。
符号说明
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框体；
111、 112传声器(Microphone);
113传声器阵列； 121同相化电路； 122加法电路； 123声源判定电路；
124乘法电路； 200前表面；
201、 202、 802、 912、 1100开口孔; 210背面；220支撑部件；
301、 302、 502、 601、 701、 702、 812、 902、 1201、 1301、 1302、 1402、 1501、 1601、 1602、 1701、 1702、 1802内周壁; 411、 412、 1311、 1312单元(Cell); 500、 600、 1400、 1500声音吸收部件; IOOO凝胶状物质；
1001硬化区域；
1002软化区域
具体实施例方式
下面参照附图详细说明本发明的声音接收装置的优选实施方式。而 且，本发明不限于这些实施方式。
(第1实施方式)
首先，说明包含本发明的第1实施方式的声音接收装置的声音处理 装置。图1是表示包含本发明第1实施方式的声音接收装置的声音处理 装置的框图。图1中，声音处理装置IOO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由框体110以及由多个(图2中为了简化而为2 个)传声器lll、 112构成的传声器阵列113所构成。传声器阵列113通 过预定间隔d而配置。传声器阵列113以预定的相位差来接收从外部到 来的声波SW。艮卩，其具有错开了距离a (a-dXsine )的量的时间差t (t=a/c、 c是音速)。
信号处理部102根据来自传声器阵列113的输出信号，来推定来自 目标声源的声音。具体而言，信号处理部102作为基本结构例如具有同 相化电路121、加法电路122、声源判定电路123、以及乘法电路124。 同相化电路121使来自传声器112的输出信号与来自传声器111的输出 信号同相。加法电路122使来自传声器111的输出信号与来自同相化电 路121的输出信号相加。
声源判定电路123根据来自传声器阵列113的输出信号而判定声源，
将1位的判定结果输出(当为"1"时为目标声源、为"0"时为杂声源)。 乘法电路124使来自加法电路122的输出信号与来自声源判定电路123 的判定结果相乘。而且，扬声器103输出对应于由信号处理部102所推 定的声音信号、即对应于来自乘法电路124的输出信号的声音。
接着，说明图1所示的声音接收装置101。图2是表示图1所示的 声音接收装置101的外观的立体图。图2中，声音接收装置101的框体 UO例如为长方体形状。而且，框体110例如由从丙烯酸类树脂、硅酮橡 胶、氨基甲酸乙脂、铝中选择的声音吸收部件形成。并且，在框体110 的前表面200上形成了对应于构成传声器阵列113的传声器111、 112的 数量(图2中为2个)的多个(图2中为2个)开口孔201、 202。开口 孔201、 202沿着框体101的长度方向而形成为一列。
而且，开口孔201、 202的内部被封闭，不贯穿背面210。进而，传 声器lll、 112配置在各开口孔201、 202的大致中央处，被支撑部件220 固定支撑。而且，传声器111、 112的设置位置只要在开口孔201、 202 的内部配置于从幵口211、 212对望的位置上即可。下面使用图3 图10 来说本发明的实施方式的声音接收装置的实施例1 6。
实施例1
首先说明实施例1的声音接收装置。图3是实施例1的声音接收装 置的剖面图。该图3所示的剖面图是图2所示的声音接收装置的剖面图 的一个例子。并且对与图2所示的结构相同的结构赋予相同符号并省略 其说明。
图3中，开口孔201、 202为大致球形，从形成在框体110的前表面 200上的开口211、 212射入声波。开口孔201、 202的形状不限于球形， 也可以是由任意的曲面构成的立体形状或者多面体形状。来自外部的声 波仅从该开口211、 212射入，来自除此之外的方向的声波由于被由声音 吸收部件形成的框体110所遮蔽而不会射入。由此可以实现传声器阵列 113的指向性的提高。
根据该结构，直接到达传声器111、 112的声波SWa以预定的相位 差被传声器lll、 112直接接收。另一方面，到达开口孔201、 202的内
周壁301、 302的声波SWb，透过开口孔201、 202的内周壁301而被内 周壁301、 302接收，或者被内周壁301、 302反射而从开口孔201、 202 射出。由此可以抑制声波SWb的接收。
这样，根据本实施例1的声音接收装置101，通过在仅接收来自预 定方向的声波的同时，防止接收来自预定方向之外的方向的声波，从而 能精度良好地检测目的声波，可以获得实现高指向性的声音接收装置的 效果。
实施例2
接着，说明实施例2的声音接收装置。实施例2的声音接收装置是 各开口孔的内周壁的材质不同的例子。图4是实施例2的声音接收装置 的剖面图。该图4所示的剖面图是图2所示的声音接收装置01的剖面 图的一个例子。而且，对与图2和图3所示的结构相同的结构赋予相同 符号并省略其说明。
图4中，框体IIO由针对每个传声器lll、 112而硬度不同的声音吸 收部件所构成的多个(图4中为2个)单元4U、 412构成。开口孔201、 202针对每个单元41、 412而形成，传声器lll、 112分别容纳于各开口 孔201、 202中。单元411、 412的材质例如从上述的丙烯酸类树脂、硅 酮橡胶、氨基甲酸乙脂、铝中选择。具体而言，例如可以使其中一个单 元411的材质为丙烯酸类树脂，另一个单元412的材质为硅酮橡胶。
在该结构中，如图1所示，直接到达传声器111、 112的声波SWa 以预定的相位差被传声器lll、 112直接接收。与此相对，到达单元411、 412的开口孔201、 202的内周壁301、 302的声波SWc (SWcl、 SWc2)， 被开口孔201、 202的内周壁301、 302反射。此时，被其中一个单元411 的开口孔201的内周壁301反射的声波SWcl，根据一个单元411的材质 而相位发生变化。
另外，被另一个单元412的开口孔202的内周壁302反射的声波 SWc2根据另一个单元412的材质而相位发生变化。由于一个单元411与 另一个单元412的材质的硬度不同，所以声波SWcl、 SWc2的相位变化 也不同。因此，声波SWc以与声波SWa的相位差不同的相位差而被传声
器lll、 112所接收，由图1所示的声源判定电路123判定为杂音。
这样，根据本实施例2的声音接收装置101可以获得与实施例1相 同的作用效果。而且，通过简单的结构起到如下效果可以扰乱来自不 需要的方向的声波SWc的相位差而高精度地检测目标声源的声音、即声 波SWa的声音，能获得实现指向性良好的高灵敏度的声音接收装置。 实施例3
接着说明实施例3的声音接收装置101。实施例3的声音接收装置 是构成各开口孔的内周壁的框体、声音吸收部件的材质不同的例子。图5 是实施例3的声音接收装置的剖面图。该图5所示的剖面图是图2所示 的声音接收装置101的剖面图的一个例子。而且，对与图2 图4所示的 结构相同的结构赋予相同符号并省略其说明。
图5中，开口孔202的内周壁502由硬度不同于框体110的多孔状 的声音吸收部件500形成。构成框体110和内周壁502的声音吸收部件 500的材质例如从上述的丙烯酸类树脂、硅酮橡胶、氨基甲酸乙脂、铝中 选择。具体而言，例如在使框体110的材质为丙烯酸类树脂的情况下， 构成内周壁502的声音吸收部件500的材质为丙烯酸类树脂之外的材质、 例如为硅酮橡胶。
在该结构中，如图1所示，直接到达传声器111、 112的声波SWa 以预定的相位差被传声器lll、 112直接接收。与此相对，到达一个开口 孔201的内周壁301的声波SWcl被开口孔201的内周壁301反射。此 时，被其中一个开口孔201的内周壁301反射的声波SWcl根据框体llO 的材质而相位发生变化。
另外，被另一个开口孔202的内周壁502反射的声波SWc2根据构 成另一个内周壁502的声音吸收部件500的材质而相位发生变化。由于 构成一个开口孔201的内周壁301的框体110的材质与构成另一个内周 壁502的声音吸收部件500的材质的硬度不同，所以声波SWcl、 SWc2 的相位变化也不同。因此，声波SWc以与声波SWa的相位差不同的相位 差而被传声器lll、 112所接收，由图1所示的声源判定电路123判定为 杂音。 接着说明图5所示的声音接收装置101的其他例子。图6是表示实 施例3的声音接收装置101的其他例子的剖面图。图6中，两个开口孔 201、 202的内周壁601、 502由彼此不同的声音吸收部件600、 500构成。 声音吸收部件600的材质也与声音吸收部件500相同，例如从上述的丙 烯酸类树脂、硅酮橡胶、氨基甲酸乙脂、铝中选择。具体而言，例如在 使构成内周壁601的声音吸收部件600的材质为丙烯酸类树脂的情况下， 构成内周壁502的声音吸收部件500的材质为丙烯酸类树脂之外的材质、 例如为硅酮橡胶。
在该结构下，如图1所示，直接到达传声器111、 112的声波SWa 以预定的相位差也被传声器lll、 112直接接收。与此相对，到达一个开 口孔201的内周壁601的声波SWcl被一个开口孔201的内周壁601反 射。此时，被其中一个开口孔201的内周壁601反射的声波SWcl根据 框体110的材质而相位发生变化。
另外，被另一个开口孔202的内周壁502反射的声波SWc2根据构 成另一个内周壁502的声音吸收部件500的材质而相位发生变化。由于 构成一个开口孔201的内周壁601的声音吸收部件600的材质与构成另 一个内周壁502的声音吸收部件500的材质的硬度不同，所以声波SWcl 、 SWc2的相位变化也不同。因此，声波SWc以不同于声波SWa相位差的 相位差而被传声器111、 U2所接收，由图1所示的声源判定电路123判 定为杂音。
下面说明图5所示的声音接收装置101的其他例子。图7是表示实 施例3的声音接收装置101的另一例子的剖面图。图7中， 一个开口孔 201的内周壁701由多个(图中为2个)声音吸收部件500、 600构成。 而且，另一个开口孔202的内周壁702也由多个(图中为2个)声音吸 收部件500、 600构成。
声音吸收部件500、 600的配置在两个开口孔201、 202处不同，当 相同的声波到达各开口孔20K202时，将被彼此不同的声音吸收部件500 (600)的表面反射。由此，在两个内周壁701、 702上反射的声波SWcl、 SWc2的相位可以更随机地改变。因此，声波SWc以与声波SWa的相位
差不同的相位差而被传声器lll、 U2所接收，由图l所示的声源判定电 路123判定为杂音。
这样，根据本实施例3的声音接收装置101可以获得与实施例1相 同的作用效果。而且，通过简单的结构，可以扰乱来自不需要的方向的 声波SWc的相位差而高精度地检测目标声源的声音、即声波s^va的声音， 能获得实现指向性良好的高灵敏度的声音接收装置的效果。
实施例4
接着说明实施例4的声音接收装置。实施例4的声音接收装置是各 开口孔的形状不同的例子。图8是实施例4的声音接收装置的剖面图。 该图8所示的剖面图是图2所示的声音接收装置101的剖面图的一个例 子。而且，对与图2所示的结构相同的结构赋予相同符号并省略其说明。
图8中，两个开口孔201、 802由彼此不同的形状构成。图8中作为 一个例子使一个开口孔201的截面大致为圆形、即为大致球形，另一个 开口孔802的截面大致为多边形、即为大致多面体形状。
在该结构下，如图1所示，直接到达传声器111、 112的声波S\Va 以预定的相位差被传声器lll、 U2直接接收。与此相对，到达一个开口 孔201的内周壁301的声波SWcl被一个开口孔201的内周壁301反射， 并被传声器lll接收。
另外，到达另一个开口孔802的内周壁812的声波SWc2被另一个 开口孔202的内周壁802反射，并被传声器112接收。此处，由于框体 110的开口孔201、 802彼此为不同形状，所以成为声波SWcl的反射路 径长度与SWc2的反射路径长度不同的路径长度。因此，声波SWc以不 同于声波SWa相位差的相位差而被传声器lll、 112所接收，由图l所示 的声源判定电路123判定为杂音。
这样，根据本实施例4的声音接收装置101可以获得与实施例1相 同的作用效果。而且，通过简单的结构，可以仅凭使开口孔的形状不同 来扰乱来自不需要的方向的声波SWc的相位差，从而高精度地检测目标 声源的声音、即声波SWa的声音，能获得实现指向性良好的高灵敏度的 声音接收装置的效果。
实施例5
接着说明实施例5的声音接收装置。实施例5的声音接收装置是各 开口孔的形状不同的例子。图9是实施例5的声音接收装置的剖面图。 该图9所示的剖面图是图2所示的声音接收装置101的剖面图的一个例 子。而且，对与图2所示的结构相同的结构赋予相同符号并省略其说明。
图9中开口孔201、 912为相同形状。图9中作为一个例子设两个开 口孔201、 912，是截面相同的大致圆形、即大致球形。成为幵口孔201 表面的内周壁301是光滑面，另一方成为开口孔912表面的内周壁902 形成有不规则的凹凸(突起)。该凹凸的高低差可以自由设定，只要使其 成为不会由于声波的振动而折断的程度的突起即可。实际上，高低差为 2[mm] 4[mm]，更具体而言优选为3[mm]的高低差。
在该结构下，如图1所示，直接到达传声器111、 112的声波SWa 以预定的相位差被传声器lll、 112直接接收。与此相对，到达一个开口 孔201的内周壁301的声波SWcl，被一个开口孔201的内周壁301反射 并被传声器lll所接收。
另外，到达另一个开口孔912的内周壁902的声波SWc2，被另一个 开口孔202的内周壁902反射并被传声器112所接收。此处，由于框体 110的开口孔201、 912彼此为不同形状，所以成为声波SWcl的反射路 径长度与SWc2的反射路径长度不同的路径长度。
因而，声波SWc产生对应于声波SWcl的反射路径长度与SWc2的 反射路径长度的路径差的相位差。因此，声波SWc以不同于声波SWa 相位差的相位差而被传声器lll、 112所接收，由图l所示的声源判定电 路123判定为杂音。
这样，根据本实施例5的声音接收装置101可以获得与实施例1相 同的作用效果。而且，在本实施例5中，可以用相同的模型来将两个开 口孔201、 912形成为相同形状，通过仅对开口孔912的表面做出凹凸就 能形成不同于内周壁301的内周壁902，可以获得简单制作声音接收装置 的效果。而且，即使与内周壁902同样地也在内周壁301上形成不同于 内周壁卯2的不规则凹凸(突起)，也能获得相同的作用效果。
进而，特别地，通过这种简单的结构，可以仅凭使开口孔的表面形 状不同来扰乱来自不需要的方向的声波SWC的相位差，从而高精度地检
测目标声源的声音、即声波SWa的声音，能获得实现指向性良好的高灵 敏度的声音接收装置的效果。 实施例6
接着说明实施例6的声音接收装置。实施例6的声音接收装置是在 各幵口孔中填充了凝胶状物质的例子。图10是实施例6的声音接收装置 的剖面图。该图10所示的剖面图是图2所示的声音接收装置101的剖面 图的一个例子。而且，对与图2所示的结构相同的结构赋予相同符号并 省略其说明。
图10中，各开口孔201、 202为截面相同的大致椭圆形、即为大致 椭圆球形。在开口孔201、 202中填充有凝胶状物质1000。作为该凝胶状 物质1000的凝胶的组成，例如可以举出明胶、PVA (聚乙烯醇)凝胶、 IPA (异丙基丙烯酰胺)凝胶等。
另外，与空气相比，凝胶状物质1000将声波的传播速度下降到大约 1/4左右。在幵口孔201、 202与凝胶状物质1000的边界上随机形成了硬 化区域1001和软化区域1002，该区域1001、 1002构成开口孔201、 202 的内周壁。由此针对每个开口孔201、 202而使得内周壁上的凝胶状物质 IOOO的软硬分布不同。
另外，在各幵口211、 212的大致中央处设有传声器111、 112。由于 凝胶状物质1000与框体110的前表面200大致同面，所以传声器111、 112被稍微埋入于凝胶状物质1000中，其一部分从凝胶状物质1000的表 面露出。即，传声器111、 112由于被凝胶状物质l'OOO支撑固定，所以 无需像上述实施例1 5那样使用框体110和支撑部件220，能实现结构 简化、部件数量的减少和制作的容易。
在该结构中，如图1所示，直接到达传声器111、 112的声波SAVa 以预定的相位差被传声器111、 112直接接收。与此相对，到达开口211 中的凝胶状物质1000的声波SWcl以在空气中的声速的1/4左右在凝胶 状物质1000的内部传播，例如到达硬化区域1001。在该硬化区域1001
中，声波SWcl进行固定端反射。
另夕卜，到达开口 212中的凝胶状物质1000的声波SWc2以在空气中 传播速度的1/4左右的声速在凝胶状物质1000的内部传播，例如到达软 化区域1002。在该软化区域1002中，声波SWc2进行自由端反射。这样， 由于通过反射区域而使得声波SWc随机进行固定端反射或着自由端反 射，所以相位差随机发生变化。因此，声波SWc以不同于声波SWa相位 差的相位差而被传声器111、 112所接收，由图1所示的声源判定电路123 判定为杂音。
这样，根据本实施例6的声音接收装置101可以获得与实施例1相 同的作用效果。而且，在本实施例6中，通过在开口孔201、 202中填充 凝胶状物质1000，从而可以使凝胶状物质1000内的声波的传播速度比在 空气中传播速度降低1/4左右。因此开口孔201、 202内部在相比空气的 情况下，也可以使框体110的尺寸小型化到l/4左右，还能获得使所反射 的声波SWc的相位差随机变化的效果。
进而，通过在开口孔201、 202中填充凝胶状物质1000，形成随机 性的软硬分布的内周壁，从而可以随机改变反射声波SWc的相位。由此 可以高精度地检测目标声源的声音、即声波SWa的声音，能获得实5见矛旨 向性良好的高灵敏度的声音接收装置的效果。并且，如果凝胶状物质1000 的组成分布不同，则由于声波SWc进行漫反射而相位随机变化，所以凝 胶的组成本身也可以在左右相同。 (第2实施方式)
下面说明包含本发明的第2实施方式的声音接收装置的声音处理装 置。上述第1实施方式的声音处理装置具备具有多个(图中为2个)开 口孔的声音接收装置101，但第2实施方式的声音处理装置具备具有单一 开口孔的声音接收装置，并且，对于与图1和图2所示的结构相同的结 构赋予相同符号并省略其说明。
首先说明本发明的第2实施方式的声音接收装置的外观。图11是表 示本发明的第2实施方式的声音接收装置的外观的立体图。图11中，在 框体110的前表面200上形成了单一的开口孔1100。
而且，开口孔1100的内部被封闭，不贯穿背面210。进而，传声器 111、 112在开口孔1100中以预定间隔d配置在框体110的长度方向上， 被支撑部件220固定支撑。而且，传声器lll、 112的设置位置只要在开 口孔1100的内部配置于从开口 1110可看到的位置上即可。下面使用图 7 图12来说本发明的第2实施方式的声音接收装置101的实施例7 12。
实施例7
首先说明实施例7的声音接收装置101。图12是实施例7的声音接 收装置的剖面图。该图12所示的剖面图是图2所示的声音接收装置101 的剖面图的一个例子。而且，对与图2所示的结构相同的结构赋予相同 符号并省略其说明。
图12中，开口孔1100的截面为大致椭圆形、即为大致椭圆球形， 从形成在框体110的前表面200上的开口 1110射入声波。开口孔1110 的形状不限于大致椭圆球形，也可以是由任意的曲面构成的立体形状或 者多面体形状。来自外部的声波仅从该开口 1110射入，来自开口 1110 之外的方向的声波由于被由声音吸收部件形成的框体110所遮蔽而不会 射入。由此可以实现传声器阵列113的指向性的提高。
根据该结构，直接到达传声器lll、 112的声波SWa以预定的相位 差被传声器111、 112直接接收。另一方面，到达开口孔1100的内周壁 1201的声波SWb透过开口孔1100的内周壁1201而被内周壁1201接收， 或者被内周壁1201反射而从开口孔110射出。由此可以抑制声波SWb 的接收。
这样，根据本实施例7的声音接收装置101，通过仅接收来自预定 方向的声波，并且防止接收来自预定方向之外的方向的声波，从而能精 度良好地检测目的声波，可以获得实现高指向性的声音接收装置的效果。
实施例8
接着说明实施例8的声音接收装置。实施例8的声音接收装置是开 口孔的内周壁的材质不同的例子。图13是实施例8的声音接收装置的剖 面图。该图13所示的剖面图是图2所示的声音接收装置101的剖面图的 一个例子。而且，对与图2和图12所示的结构相同的结构赋予相同符号
并省略其说明。
图13中，框体110由针对每个传声器111、 112硬度彼此不同的声 音吸收部件所构成的多个(图13中为2个)单元1311、 1312构成。幵 口孔1100针对每个单元1311、 1312形成。单元131K 1312的材质例如 从上述的丙烯酸类树脂、硅酮橡胶、氨基甲酸乙脂、铝中选择。具体而 言，例如可以使其中一个单元1311的材质为丙烯酸类树脂，另一个单元 1312的材质为硅酮橡胶。
在该结构中，如图1所示，直接到达传声器111、 112的声波SWa 以预定的相位差被传声器111、 112直接接收。与此相对，到达单元1311、 1312的内周壁1301、 1302的声波SWc (SWcl、 SWc2)被内周壁1301、 1302反射。此时，被其中一个单元1311的内周壁1301反射的声波SWcl 根据一个单元1311的材质而相位发生变化。
另外，被另一个单元1312的内周壁1302反射的声波SWc2，根据另 一个单元1312的材质而相位发生变化。由于一个单元1311与另一个单 元1312材质的硬度不同，所以声波SWcl、 SWc2的相位变化也不同。 因此，声波SWc以不同于声波SWa相位差的相位差而被传声器111、 112 所接收，由图1所示的声源判定电路123判定为杂音。
这样，根据本实施例8的声音接收装置101可以获得与实施例1相 同的作用效果。而且，通过简单的结构，可以扰乱来自不需要的方向的 声波SWc的相位差，而高精度地检测目标声源的声音、即声波SWa的声 音，能获得实现指向性良好的高灵敏度的声音接收装置的效果。
实施例9
接着说明实施例9的声音接收装置。实施例9的声音接收装置是构 成开口孔的内周壁的框体和声音吸收部件的材质不同的例子。图14是实 施例9的声音接收装置的剖面图。该图14所示的剖面图是图2所示的声 音接收装置101的剖面图的一个例子。而且，对与图2、图12、图13所 示的结构相同的结构赋予相同符号并省略其说明。
图14中，开口孔1100的内周壁1402由硬度不同于框体110的声音 吸收部件1400形成。构成框体110和内周壁1402的声音吸收部件1400
的材质例如从上述的丙烯酸类树脂、硅酮橡胶、氨基甲酸乙脂、铝中选 择。具体而言，例如在使框体110的材质为丙烯酸类树脂的情况下，构
成内周壁1402的声音吸收部件1400的材质为丙烯酸类树脂之外的材质、 例如为硅酮橡胶。
在该结构中，如图1所示，直接到达传声器111、 112的声波SWa 以预定的相位差被传声器111、 112直接接收。与此相对，到达框体110 的内周壁1201的声波SWc被内周壁1201反射。此时，被内周壁1201 反射的声波SWcl根据框体110的材质而相位发生变化。
另外，被内周壁1402反射的声波SWc2根据构成内周壁1402的声 音吸收部件1400的材质而相位发生变化。由于构成内周壁1201的框体 110的材质与构成内周壁1402的声音吸收部件1400的材质硬度不同，所 以声波SWcl、 SWc2的相位变化也不同。因此，声波SWc以不同于声波 SWa相位差的相位差而被传声器lll、 112所接收，由图l所示的声源判 定电路123判定为杂音。
接着说明图14所示的声音接收装置101的其他例子。图15是表示 实施例9的声音接收装置101的另一个例子的剖面图。图15中，开口孔 1100的内周壁1501、 1402由硬度彼此不同的声音吸收部件1500、 1400 构成。
声音吸收部件1500的材质也与声音吸收部件1400相同，例如从上 述的丙烯酸类树脂、硅酮橡胶、氨基甲酸乙脂、铝中选择。具体而言， 例如在使构成内周壁1501的声音吸收部件1500的材质为丙烯酸类树脂 的情况下，构成内周壁1402的声音吸收部件1400的材质为丙烯酸类树 脂之外的材质、例如为硅酮橡胶。
在该结构下，如图1所示，直接到达传声器111、 112的声波SWa 以预定的相位差被传声器111、 112直接接收。与此相对，到达内周壁1501 的声波SWcl被内周壁1501反射。此时，被内周壁1501反射的声波SWcl 根据构成内周壁1501的声音吸收部件1500的材质而相位发生变化。
另外，被内周壁1402反射的声波SWc2根据构成内周壁1402的声 音吸收部件1400的材质而相位发生变化。由于构成内周壁1501的声音 吸收部件1500的材质与构成内周壁1402的声音吸收部件1400的材质的 硬度不同，所以声波SWcl、 SWc2的相位变化也不同。因此，声波SWc 以不同于声波SWa相位差的相位差而被传声器lll、 112所接收，由图l 所示的声源判定电路123判定为杂音。
下面说明图14所示的声音接收装置101的其他例子。图16是表示 实施例9的声音接收装置101的又一个例子的剖面图。图16中，内周壁 1600 (1601、 1602)由多个(图中为2个)声音吸收部件1400、 1500构 成。
声音吸收部件1400、 1500的配置和区域大小是随机的，所以内周壁 1601、 1602的配置和区域大小也是随机的。因此，当相同的声波到达时， 将被彼此不同的声音吸收部件1400 (1500)的表面反射。由此，可以使 被两个内周壁1601、 1602反射的声波SWcl、 SWc2的相位更随机地进 行改变。因此，声波SWc以不同于声波SWa相位差的相位差而被传声器 111、 112所接收，由图1所示的声源判定电路123判定为杂音。
这样，根据本实施例9的声音接收装置101可以获得与实施例1相 同的作用效果。而且，通过简单的结构，可以扰乱来自不需要的方向的 声波SWc的相位差，而高精度地检测目标声源的声音、即声波SWa的声 音，能获得实现指向性良好的高灵敏度的声音接收装置的效果。
实施例10
接着说明实施例10的声音接收装置。实施例10的声音接收装置是 开口孔的形状对应于每个传声器而不同的例子。图17是实施例10的声 音接收装置的剖面图。该图17所示的剖面图是图2所示的声音接收装置 101的剖面图的一个例子。而且，对与图2所示的结构相同的结构赋予相 同符号并省略其说明。
图17中，开口孔1100的左半部和右半部由彼此不同的形状构成。 图17中作为一个例子使开口孔1100的左半部截面为大致圆形、即为大 致球形，开口孔1100的右半部截面为大致多边形、即为大致多面体形状。
在该结构下，如图1所示，直接到达传声器111、 112的声波SWa 以预定的相位差被传声器111、 112直接接收。与此相对，到达开口孔1100
的左半部的内周壁1701的声波SWcl被内周壁1701反射，并被传声器 lll所接收。
另外，到达开口孔1100的右半部的内周壁1702的声波SWc2被内 周壁1702反射，被传声器112所接收。此处，由于开口孔1100的左半 部和右半部由彼此不同的形状构成，所以声波SWcl的反射路径长度与 SWc2的反射路径长度为不同的路径长度。
由此，声波SWc产生与声波SWcl的反射路径长度与SWc2的反射 路径长度的路径差相对应的相位差。因此，声波SWc以不同于声波SWa 相位差的相位差而被传声器lll、 112所接收，由图l所示的声源判定电 路123判定为杂音。
这样，根据本实施例10的声音接收装置101可以获得与实施例7相 同的作用效果。而且，通过简单的结构，可以仅凭使开口孔的形状不同 来扰乱来自不需要的方向的声波SWc的相位差，而高精度地检测目标声 源的声音、即声波SWa的声音，能获得实现指向性良好的高灵敏度的声 音接收装置的效果。
实施例11
接着说明实施例11的声音接收装置。实施例11的声音接收装置是 开口孔的形状对应于每个传声器而不同的例子。图18是实施例11的声 音接收装置的剖面图。该图18所示的剖面图是图2所示的声音接收装置 101的剖面图的一个例子。而且，对与图2所示的结构相同的结构赋予相 同符号并省略其说明。
图18中，开口孔1100的截面为大致圆形、即为大致球形。成为开 口孔IIOO左半部表面的内周壁1701是平滑面，另一方成为开口孔1100 右半部表面的内周壁1802形成有不规则的凹凸(突起)。该凹凸的高低 差可以自由设定，只要使其成为不会由于声波的振动而折断的程度的突 起即可。实际上，高低差为2[mm] 4[mm]，更具体而言，优选为3[mm] 的高低差。
在该结构下，如图1所示，直接到达传声器11K 112的声波SWa 以预定的相位差被传声器lll、 112直接接收。与此相对，声波SWc射入
开口孑L1100中。其中，到达内周壁1701的声波SWcl被内周壁1701反 射，并被传声器lll所接收。
另外，到达开口孔1100右半部的内周壁1802的声波SWc2被内周 壁1802反射，并被传声器112所接收。此处，由于开口孔1100的内周 壁170K 1802为彼此不同的表面形状，所以声波SWcl的反射路径长度 与SWc2的反射路径长度为不同的路径长度。
因而，声波SWc产生与声波SWcl的反射路径长度与SWc2的反射 路径长度的路径差相对应的相位差。因此，声波SWc以不同于声波SWa 相位差的相位差而被传声器lll、 112所接收，由图l所示的声源判定电 路123判定为杂音。
这样，根据本实施例11的声音接收装置101可以获得与实施例1相 同的作用效果。而且，在本实施例11中，通过仅对开口孔1100右半部 表面做出凹凸，就能形成表面形状与开口孔1100左半部的内周壁1701 不同的内周壁1802，可以获得简单制作声音接收装置101的效果。而且， 即使与内周壁1802同样地在内周壁1701上也形成与内周壁1802不同的 不规则的凹凸(突起)，也能获得相同的作用效果。
进而，特别地，通过这种简单的结构，仅通过使开口孔的表面形状 不同就能扰乱来自不需要的方向的声波SWc的相位差，而高精度地检测 目标声源的声音、即声波SWa的声音，能获得实现指向性良好的高灵敏 度的声音接收装置的效果。
实施例12
接着说明实施例12的声音接收装置。实施例12的声音接收装置是 在开口孔中填充了凝胶状物质的例子。图19是实施例12的声音接收装 置的剖面图。该图19所示的剖面图是图2所示的声音接收装置101的剖 面图的一个例子。而且，对与图2所示的结构相同的结构赋予相同符号 并省略其说明。
图19中，开口孔IIOO截面为大致椭圆形、即为大致椭圆球形。在 开口孔1100中填充有凝胶状物质1000。作为该凝胶状物质1000的凝胶 的组成，例如可以举出明胶、PVA (聚乙烯醇)凝胶、IPA (异丙基丙烯
酰胺)凝胶等。
另外，与空气相比，凝胶状物质1000将声波的传播速度降低到大约
1/4左右。在开口孔1100与凝胶状物质1000的边界上随机地形成了硬化 区域1001和软化区域1002，该区域IOOI、 1002构成开口孔1100的内周 壁。由此，使得内周壁上的凝胶状物质1000的软硬分布不同。
另夕卜，在开口孔1100的大致中央处设有传声器111、 112。由于凝胶 状物质1000与框体110的前表面200大致同面，所以传声器111、 112 被稍微埋入凝胶状物质1000中，其一部分从凝胶状物质1000的表面中 露出。即，传声器111、 112由于被凝胶状物质1000固定支撑，所以无 需像上述实施例7 11那样使用支撑部件220，能实现结构简化、部件数 量的减少和制作的容易。
在该结构中，如图1所示，直接到达传声器111、 112的声波SWa 以预定的相位差被传声器111、 112直接接收。与此相对，到达开口211 中的凝胶状物质1000的声波SWcl以在空气中的声速的1/4左右在凝胶 状物质1000的内部传播，例如到达硬化区域1001。在该硬化区域1001 中，声波SWcl进行固定端反射。
另外，到达开口 1110中的凝胶状物质1000的声波SWc2以在空气 中的声速的1/4左右在凝胶状物质1000的内部传播，例如到达软化区域 1002。在该软化区域1002中，声波SWc2进行自由端反射。这样，由于 通过反射区域而使得声波SWc随机进行固定端反射或着自由端反射，所 以相位差随机发生变化。因此，声波SWc以不同于声波SWa相位差的相 位差而被传声器111、 112所接收，由图1所示的声源判定电路123判定 为杂音。
这样，根据本实施例12的声音接收装置101可以获得与实施例7相 同的作用效果。而且，在本实施例12中，通过在开口孔UOO中填充凝 胶状物质1000，从而可以使凝胶状物质1000内的声波的传播速度比在空 气中传播速度降低1/4左右。因此开口孔1100内部相比空气的情况下也 可以使框体110的尺寸小型化到1/4左右，还能获得使所反射的声波SWc 的相位差随机变化的效果。
(相位差波谱的比较) 接下来说明以往的声音接收装置中的相位差波谱和本发明的第1、
第2实施方式的声音接收装置中的相位差波谱。图20是表示以往的声音 接收装置中的相位差波谱的曲线图，图21是表示本发明第1、第2实施 方式的声音接收装置的相位差波谱的曲线图。。在图20和图21所示的曲 线图中，纵轴是相位差(土K)，横轴是接收到的声波的频率(0 5.5[kHz])。
而且虚线为理论上的直线。
如果比较图20和图21所示的曲线图，则图20所示的相位差波谱的 波形2000与理论上的直线之差较大，而图21所示的相位差波谱的波形 2100与理论上的直线之差较小。因此，在本发明的第1、第2实施方式 的声音接收装置中，能够精度良好地接收来自目标声源的声波，可以去 除来自杂音源的声音。
(声音接收装置的应用例)
下面说明本发明的第1、第2实施方式的声音接收装置的应用例。 图22 图24是说明本发明的第1、第2实施方式的声音接收装置的应用 例的说明图。图22是应用于视频相机的例子。声音接收装置101内置于 视频相机2200中，其前表面200与缝板部2201抵接。另外，图23是应 用于手表的例子。
声音接收装置101内置于手表2300的表盘的左右两端上，各自的前 表面200与缝板部2301抵接。另外，图24是应用于移动电话的例子。 声音接收装置101内置于移动电话2400的送话部，其前表面200与缝板 部2401抵接。由此可以精度良好地接收来自目标声源的声波。
如上所述，在本发明的实施方式中，通过仅接收来自预定方向的声 波，并且防止接收来自预定方向之外的方向的声波，从而可以获得如下 效果能精度良好地检测来自目标声源的声波，实现传声器阵列的高指 向性的声音接收装置。而且，通过简单的结构能获得如下效果可以扰 乱来自不需要的方向的声波的相位差，而高精度地检测目标声源的声波， 实现指向性良好的高灵敏度的声音接收装置。
而且，虽然在上述第l、第2实施方式中将传声器111、 112配置成
一列，但也可以根据应用声音接收装置101的环境和装置来2维地配置 传声器lll、 112。另外，应用于上述第l、第2实施方式的传声器111、 112优选为无指向性的传声器。由此可以提供廉价的声音接收装置。 产业上的可利用性
如上所述，本发明的声音接收装置在室内和车内等预定的封闭空间 内所使用的传声器阵列中是有用的，特别适于电视会议、工厂内的作业 机器人、视频相机、手表、移动电话等。
权利要求
1.一种声音接收装置，其特征在于，该声音接收装置具有多个传声器；以及具有多个开口孔的框体，上述多个开口孔分别容纳上述多个传声器，并且来自特定方向的声波射入其中。
2. 根据权利要求1所述的声音接收装置，其特征在于， 上述框体构成为针对上述多个开口孔中的每一个，硬度彼此不同。
3. 根据权利要求1或2所述的声音接收装置，其特征在于， 上述框体构成为上述多个开口孔的内周壁硬度彼此不同。
4. 根据权利要求1所述的声音接收装置，其特征在于， 上述框体构成为上述多个开口孔的形状彼此不同。
5. 根据权利要求1或4所述的声音接收装置，其特征在于， 上述框体构成为上述多个开口孔的内周壁的表面形状彼此不同。
6. 根据权利要求1、 2或4中任一项所述的声音接收装置，其特征在于，上述框体在上述多个开口孔内具有使上述声波的传播速度低于在空 气中的传播速度的物质。
7. 根据权利要求6所述的声音接收装置，其特征在于，上述框体构成为使上述声波的传播速度低于在空气中的传播速度的物质的与上述各开口孔内周壁的分界处的软硬分布，在上述多个开口 孔中彼此不同。
8. —种声音接收装置，其特征在于，该声音接收装置具有 多个传声器；以及具有开口孔的框体，上述开口孔容纳上述多个传声器并且来自特定 方向的声波射入其中。
9. 根据权利要求8所述的声音接收装置，其特征在于， 上述框体构成为针对分别对应于上述多个传声器的上述开口孔的 多个区域中的每一个，该多个区域的硬度彼此不同。
10. 根据权利要求8或9所述的声音接收装置，其特征在于，上述框体构成为分别对应于上述多个传声器的上述开口孔的多个 区域的内周壁硬度彼此不同。
11. 根据权利要求8所述的声音接收装置，其特征在于， 上述框体形成为分别对应于上述多个传声器的上述开口孔的多个区域的形状彼此不同。
12. 根据权利要求8或11所述的声音接收装置，其特征在于， 上述框体形成为分别对应于上述多个传声器的上述开口孔的多个区域的内周壁的表面形状彼此不同。
13. 根据权利要求8、 9或11中任一项所述的声音接收装置，其特征在于，上述框体在上述开口孔内具有使上述声波的传播速度低于在空气中 的传播速度的物质。
14. 根据权利要求13所述的声音接收装置，其特征在于， 上述框体构成为使上述声波的传播速度低于在空气中的传播速度的物质的与上述开口孔的内周壁的分界处的软硬分布，在上述多个区域 中彼此不同。
15. 根据权利要求1、 2、 4、 7、 8、 9或11中任一项所述的声音接收 装置，其特征在于，上述多个传声器为无指向性的传声器。
全文摘要
本发明提供一种声音接收装置，在该声音接收装置(101)中，直接到达传声器(111、112)内的声波SWa以预定的相位差直接被传声器(111、112)接收。到达开口孔(201)的内周壁(301)的声波(SWc1)被内周壁(301)反射。被内周壁(301)反射的声波(SWc1)根据框体(110)的材质而相位发生变化。被开口孔(202)的内周壁(502)反射的声波(SWc2)根据构成内周壁(502)的声音吸收部件(500)的材质而相位发生变化。由于构成内周壁(301)的框体(110)的材质与构成内周壁(502)的声音吸收部件(500)的材质硬度不同，所以声波(SWc1、SWc2)的相位变化也不同。声波(SWc)以不同于声波(SWa)相位差的相位差被传声器(111、112)接收。
文档编号H04R1/40GK101099409SQ200580046498
公开日2008年1月2日 申请日期2005年1月13日 优先权日2005年1月13日
发明者渡部纯一 申请人:富士通株式会社