定向声学传感器以及包括定向声学传感器的电子设备制造技术

提供了一种检测声音方向的定向声学传感器，一种检测声音方向的方法，以及一种包括定向声学传感器的电子设备。所述定向声学传感器包括：声音入口，通过声音入口接收声音；声音出口，通过声音出口输出通过声音入口接收的声音；以及多个振动体，布置在声音入口与声音出口之间，其中多个振动体中的一个或多个振动体根据接收到的声音的方向选择性地对通过声音入口接收的声音作出反应。

【技术实现步骤摘要】
定向声学传感器以及包括定向声学传感器的电子设备相关申请的相交引用本申请要求于2017年12月6日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2017-0166643的优先权，该申请的公开内容通过全文引用的方式并入本文中。
根据示例实施例的装置和方法涉及检测声音方向的定向声学传感器以及包括定向声学传感器的电子设备。
技术介绍
利用安装在家用电器、图像显示设备、虚拟现实设备、智能扬声器等上的传感器来检测声音入射的方向并识别语音正逐渐增多。用于检测声音方向的传感器通常利用声音入射在多个麦克风处的时间差来计算声音入射的方向。当这样的多个麦克风用于感测时间差时，该多个麦克风必须彼此间隔足够的距离。结果，系统的总体积较大并且系统安装复杂。而且，必须始终计算多个麦克风之间的相位差。
技术实现思路
一个或多个示例实施例可以提供一种被配置为检测声音方向的定向声学传感器。一个或多个示例实施例可以提供一种电子设备，包括定向声学传感器，以各种方式使用感测到的声音的方向信息。一个或多个示例实施例可以提供一种使用单个传感器结构利用多个振动体实现径向方向性的定向声学传感器，所述多个振动体沿径向约360度布置，其中每个振动构件具有其自身的方向性。附加示例方面和优点在随后的描述中部分地提出，并且根据该描述变得显而易见，或者可以通过实践所提出的示例实施例而得以学习。根据示例实施例的一个方面，一种定向声学传感器，包括：声音入口，通过所述声音入口接收声音；声音出口，通过所述声音出口输出通过所述声音入口接收的声音；以及多个振动体，布置在所述声音入口与所述声音出口之间，其中所述多个振动体中的一个或多个振动体根据接收到的声音的方向选择性地对通过所述声音入口接收的声音作出反应。所述多个振动体可以以阵列布置在单个平面上，所述阵列围绕所述平面上的中心点，其中所述中心点在竖直方向上与所述声音入口的中心对齐。所述阵列可以相对于所述中心点对称。所述阵列可以具有圆形、椭圆形或多边形形状。所述声音出口可以在竖直方向上与所述多个振动体中的所有振动体重叠。所述声音出口可以是分别对应于所述多个振动体的多个声音出口。所述多个振动体中的每个振动体可以具有相同的谐振频率。所述多个振动体可以包括具有不同谐振频率的不同振动体。所述多个振动体可以被分组为多个子组，每个子组以不同的方向取向，并且所述多个子组中的每个子组可以包括具有不同谐振频率的不同振动体。所述多个子组中的每个子组中包括的所述多个振动体可以按照谐振频率的幅度的顺序布置。在所述多个子组中的相邻子组中，多个振动体可以按照谐振频率的幅度的相反顺序布置。所述多个子组可以被布置成使得相对于所述多个振动体的布置中心点彼此对称布置的振动体可以具有相同的谐振频率。根据另一示例实施例的一个方面，一种检测声音方向的方法，所述方法包括：提供包括多个振动体的振动体阵列，所述多个振动体被布置成使得所述多个振动体中的一个或多个振动体基于接收到的声音的方向选择性地对接收到的声音作出反应；以及当目标声音被接收到所述振动体阵列时，通过将所述多个振动体的输出相互比较来估计所述目标声音的声源分布图。所述方法还包括：针对所述振动体阵列，设置匹配图，所述匹配图用于基于所述多个振动体中的每个振动体的输出来估计接收到的声音的方向，其中估计接收到的声音的方向可以包括：通过将对所述目标声音作出反应的一个或多个振动体的振幅与所述匹配图进行比较来确定所述目标声音的方向。设置所述匹配图可以包括设置多个匹配图，所述多个匹配图指示所述振动体阵列中包括的两个振动体间的振幅差与接收到的声音的方向之间的关系。根据另一示例实施例的一个方面，一种物联网(IoT)设备，包括：定向声学传感器，被配置为接收用户提供的语音信号；存储器，在所述存储器中存储应用模块；以及处理器，被配置为执行所述应用模块。所述IoT设备还可以包括：可移动设备，能够旋转或以其他方式移动；以及控制模块，被配置为基于使用所述定向声学传感器接收到的声音信号作为输入变量而执行的所述应用模块的执行结果，按照特定方向旋转或以其他方式移动所述可移动设备。所述可移动设备可以包括：输出设备，被配置为输出所述应用模块的执行结果。所述IoT设备还可以包括：学习模块，被配置为结合方向学习所述定向声学传感器接收到的信号是否是有效输入声音信号。根据另一示例实施例的一个方面，一种车辆语音接口设备，包括：定向声学传感器；以及有效信号提取模块，被配置为基于所述定向声学传感器接收到的声音信号的方向确定所述声音信号是否是有效声音信号，并当所述声音信号是有效声音信号时向车辆控制模块传送所述声音信号。所述有效信号提取模块还可以被配置为将具有与驾驶员的方向不同的方向的声音信号作为噪声而消除，并且向所述车辆控制模块传送经噪声消除的声音信号。根据另一示例实施例的一个方面，一种空间记录设备，包括：定向声学传感器；处理器，被配置为通过分析所述定向声学传感器感测到的声音信号来确定所述定向声学传感器感测到的声音信号的方向；以及存储器，在所述存储器中存储用于所述处理器进行的信号处理的程序以及所述处理器的执行结果。所述空间记录设备还可以包括多声道扬声器，其中所述处理器还被配置为控制所述多声道扬声器，使得适当地向一方向播放所述存储器中存储的声音信号。根据另一示例实施例的一个方面，一种全向相机，包括：定向声学传感器；全向拍摄模块；处理器，被配置为控制所述定向声学传感器和所述全向拍摄模块，使得所述定向声学传感器感测到的定向声音信号与所述全向拍摄模块捕获的全向图像信号彼此匹配；以及存储器，在所述存储器中存储所述定向声音信号和所述全向图像信号。附图说明结合附图，根据对示例实施例的以下描述，将清楚并更容易领会上述和其他示例方面和优点，在附图中：图1是示出了根据示例实施例的定向声学传感器的结构的平面图；图2是沿线A-A’截取的图1的定向声学传感器的截面图；图3A和图3B是以不同的横截面详细示出了图1的定向声学传感器中包括的振动体的结构的截面图；图4示出了图1的定向声学传感器中包括的多个振动体中的一些，示出了振动体的定向增益曲线；图5示出了图1的定向声学传感器感测的关于位于多个位置处的声源的声源分布图；图6示出了图1的定向声学传感器中包括的两个振动体，在极坐标中示出了各个振动体的定向增益曲线；图7在正交坐标中示出了图6的定向增益曲线；图8是根据图7的定向增益曲线设置的用于估计接收到的声音的方向的匹配图；图9是示意性地示出了根据示例实施例的检测声音方向的方法的流程图；图10是示出了根据另一示例实施例的定向声学传感器的示意性结构的平面图；图11是沿线A-A’截取的图10的定向声学传感器的截面图；图12示出了用于将根据示例实施例的定向声学传感器与根据比较示例的定向声学传感器在性能方面进行比较的实验装置；图13是根据比较示例1的两个麦克风相对于声源方向的变化的输出图；图14是根据比较示例2的两个麦克风相对于声源方向的变化的输出图；图15是根据示例实施例的两个振动体相对于声源方向的变化的输出图；图16示出了用于测试根据示例实施例的定向声学传感器是否可以估计声音的实验装置；图17是根据示例实施例的四个振动体相对于声源方向的变化的输出图；图18是将基于来自多个振动体的输出而估计的声音方向与实际本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种定向声学传感器，包括：声音入口，通过所述声音入口接收声音；声音出口，通过所述声音出口输出通过所述声音入口接收的声音，其中所述声音出口设置在所述声音入口下方；以及多个振动体，布置在所述声音入口与所述声音出口之间，其中所述多个振动体中的一个或多个振动体根据接收到的声音的方向选择性地对通过所述声音入口接收的声音作出反应。

【技术特征摘要】
2017.12.06 KR 10-2017-01666431.一种定向声学传感器，包括：声音入口，通过所述声音入口接收声音；声音出口，通过所述声音出口输出通过所述声音入口接收的声音，其中所述声音出口设置在所述声音入口下方；以及多个振动体，布置在所述声音入口与所述声音出口之间，其中所述多个振动体中的一个或多个振动体根据接收到的声音的方向选择性地对通过所述声音入口接收的声音作出反应。2.根据权利要求1所述的定向声学传感器，其中所述多个振动体以阵列布置在单个平面上，所述阵列围绕所述平面上的中心点，其中所述中心点在竖直方向上与所述声音入口的中心对齐。3.根据权利要求2所述的定向声学传感器，其中所述阵列相对于所述中心点对称。4.根据权利要求3所述的定向声学传感器，其中所述多个振动体径向布置成使得所述阵列具有圆形、椭圆形和多边形中的一种形状。5.根据权利要求1所述的定向声学传感器，其中所述声音出口在竖直方向上与所述多个振动体中的每个振动体重叠。6.根据权利要求5所述的定向声学传感器，其中所述声音出口包括分别对应于所述多个振动体的多个声音出口。7.根据权利要求1所述的定向声学传感器，其中所述多个振动体中的每个振动体具有相同的谐振频率。8.根据权利要求1所述的定向声学传感器，其中所述多个振动体包括至少第一振动体和第二振动体，所述第一振动体具有第一谐振频率，所述第二振动体具有与所述第一谐振频率不同的第二谐振频率。9.根据权利要求8所述的定向声学传感器，其中所述多个振动体被分组为多个子组，每个子组沿不同的方向取向；并且其中所述多个子组中的每个子组包括多个振动体，所述多个振动体包括第一振动体和第二振动体，所述第一振动体具有第一谐振频率，所述第二振动体具有与所述第一谐振频率不同的第二谐振频率。10.根据权利要求9所述的定向声学传感器，其中所述多个子组中的每个子组的所述多个振动体按照谐振频率的幅度的顺序布置。11.根据权利要求10所述的定向声学传感器，其中所述多个子组中相邻的子组包括按照谐振频率的幅度的相反顺序布置的多个振动体。12.根据权利要求9所述的定向声学传感器，其中所述多个子组被布置成使得相对于所述多个振动体的布置中心点彼此对称布置的振动体具有相同的谐振频率。13.一种检测声音方向的方法，所述方法包括：提供包括多个振动体的振动体阵列，所述多个振动体被布置成使得所述多个振动体中的一个或多个振动体基于接收到的声音的方向选择性地对接收到的声音作出反应；以及当目标声音被接收到所述振动体阵列时，通过将所述多个振动体的输出相互比较来估计所述目标声音的声源分布图。14.根据权利要求13所述的方法，还包括：设置匹配图，所述匹配图...

【专利技术属性】
技术研发人员：金载兴，姜诚赞，尹容燮，李忠镐，朴相河，洪赫基，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR