專利名稱：一種聲源定向眼鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聽障人使用的聲源定向眼鏡。
背景技術(shù)：
聲源定位技術(shù)在聽力障礙人群助聽，機(jī)器人，消費(fèi)類電子產(chǎn)品等領(lǐng)域有重要的應(yīng) 用價(jià)值?，F(xiàn)有技術(shù)中，存在一些利用聲波來確定方位的技術(shù)，中國(guó)專利[申請(qǐng)?zhí)?專利號(hào) 200510001779]公開了一種聲源定位的方法，其方案為把多個(gè)處在不同位置采集的外部聲 音信號(hào)轉(zhuǎn)換為電平信號(hào)，通過微處理器，把量化為0或1的電平信號(hào)讀到內(nèi)存，根據(jù)多路電 平信號(hào)的相位和高電平持續(xù)時(shí)間來計(jì)算聲源方位信息。采用這種方法的不足之處在于，聲源定位需要微處理器執(zhí)行算法，影響聲源定位 的速度。另外，當(dāng)檢測(cè)聲源方位的各個(gè)麥克風(fēng)距離較小時(shí)，受處理器執(zhí)行程序的串行性工作 的特點(diǎn)和受微處理器工作頻率的限制，當(dāng)聲源所處的位置使得到達(dá)兩個(gè)麥克風(fēng)的時(shí)間比較 近時(shí)，聲源定向的誤差較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種利用聲音波前自鎖的方式來進(jìn)行高速聲源定位眼鏡，包括電池和 電源電路，放在耳承或鏡框上的多個(gè)麥克風(fēng)，前置放大器電路，濾波電路，聲音波前信號(hào)鎖 存電路、譯碼電路和聲源方位輸出電路。以上所述的麥克風(fēng)完成聲音信號(hào)到電信號(hào)的轉(zhuǎn)換功能；所述麥克風(fēng)前置放大電路，用于放大麥克風(fēng)輸出的電信號(hào)；所述濾波電路，用于濾除高頻信號(hào)，以提高聲源定位的可靠性。其截至頻率應(yīng)當(dāng)?shù)?于二分之一以麥克風(fēng)間距為波長(zhǎng)聲音信號(hào)；所述聲音波前信號(hào)鎖存電路，用于鎖存聲音波前信號(hào)到達(dá)各個(gè)麥克風(fēng)時(shí)各路信號(hào) 的狀態(tài)變化，以獲取波前到達(dá)各個(gè)麥克風(fēng)的前后次序信息。波前信號(hào)鎖存電路的鎖存控制 信號(hào)，由到達(dá)各個(gè)麥克風(fēng)的波前信號(hào)產(chǎn)生。所述譯碼電路，由門電路實(shí)現(xiàn)，用于根據(jù)波前信號(hào)鎖存電路的狀態(tài)，經(jīng)過邏輯運(yùn) 算，得到聲源方位。 所述聲源方位輸出電路，用于以光或機(jī)械振動(dòng)的形式，指示聲源方向。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明有益效果是本發(fā)明利用到達(dá)各個(gè)不同位置麥克風(fēng)的波 前信號(hào)，使鎖存電路的狀態(tài)發(fā)生變化，并同時(shí)鎖存住所有其他路信號(hào)狀態(tài)，根據(jù)這些鎖存器 的狀態(tài)，由譯碼電路計(jì)算出聲源的方位，這種方法聲源定向速度快，便于小型化。


圖1是本發(fā)明聲源定位眼鏡的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是本發(fā)明的電路工作原理框圖3是本發(fā)明實(shí)例中麥克風(fēng)聲音接收器件的位置示意圖；圖4是本發(fā)明的實(shí)例中麥克風(fēng)前置放大器電路原理圖；圖5是本發(fā)明的實(shí)例中濾波電路圖；圖6是本發(fā)明的實(shí)例中聲音波前信號(hào)鎖存電路圖。
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參閱圖1，是本發(fā)明聲源定位眼鏡的框圖。聲源定位眼鏡由耳承⑴、(9)、鏡框⑶和鏡片(5)以及放在耳承⑴、(9)、鏡框 ⑶上的3個(gè)麥克風(fēng)(2)，電池和電源電路(3)和信號(hào)處理電路⑷。 圖2是本發(fā)明的電路工作原理框圖。前置放大電路分別對(duì)3個(gè)麥克風(fēng)輸出信號(hào)進(jìn)行放大，經(jīng)過濾波電路，連接到聲音 波前鎖存器電路，該鎖存電路將波前到達(dá)各個(gè)麥克風(fēng)的次序信息記錄在鎖存中，譯碼電路 根據(jù)每一組聲音波前鎖存器的狀態(tài)，計(jì)算出聲源的方位，輸出電路以光、振動(dòng)或其他形式指 示方位。圖3是本發(fā)明實(shí)例中麥克風(fēng)擺放位置和所對(duì)應(yīng)的區(qū)間定義圖；麥克風(fēng)Ml放在眼鏡 前部?jī)蓚€(gè)鏡框中間的位置，麥克風(fēng)M2和M3分別放在耳承上，三個(gè)麥克風(fēng)以120度均布在圓 周上。D1-D6為各個(gè)區(qū)間的邊界線。圖4是本發(fā)明的實(shí)例中麥克風(fēng)前置放大器電路原理圖，使用了麥克風(fēng)前置放大集 成電路MAX9814.圖5是本發(fā)明的實(shí)例中采用的二階有源低通濾波器電路圖。圖6是本發(fā)明的實(shí)例中聲音波前信號(hào)鎖存電路圖，圖中有三組由D觸發(fā)器組成的 三路鎖存器。第一組D11-D13與第一路麥克風(fēng)信號(hào)對(duì)應(yīng)；第二組D21-D23與第二路麥克風(fēng) 信號(hào)對(duì)應(yīng)；第三組D31-D33與第三路麥克風(fēng)信號(hào)對(duì)應(yīng)。其中，Dll, D21，D31分別接到Vcc。 從圖的橫向看，Dll觸發(fā)器的輸出需要分別連接到D21和D31的數(shù)據(jù)輸入端；D22觸發(fā)器的 輸出分別連接到D12和D32的數(shù)據(jù)輸入端；D33觸發(fā)器的輸出分別連接到D13和D23的數(shù) 據(jù)輸入端。在每次聲源定位之前，所有觸發(fā)器清零。當(dāng)聲音波前信號(hào)前到達(dá)某個(gè)麥克風(fēng)時(shí)， 相應(yīng)的麥克風(fēng)首先有信號(hào)輸出，經(jīng)過前置放大、濾波后，使對(duì)應(yīng)的觸發(fā)器輸出由0變?yōu)?.同 時(shí)，所對(duì)應(yīng)的互補(bǔ)輸出端由1變?yōu)?，此信號(hào)連接到一個(gè)與門的輸入，與門的輸出用于封鎖 其他兩個(gè)觸發(fā)器的ck信號(hào)。為便于對(duì)本發(fā)明的理解，下面結(jié)合具體實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。請(qǐng)參閱圖3，本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)例中，采用三個(gè)麥克風(fēng)Ml、M2和M3構(gòu)成一個(gè)正 三角形，麥克風(fēng)的間距為Iio毫米。麥克風(fēng)Ml放在眼鏡前部?jī)蓚€(gè)鏡框中間的位置，麥克風(fēng) M2和M3分別放在耳承上，M1、M2和M3的擺放位置需要滿足以120度均布在圓周上的條件。 每次聲源定位前，首先要復(fù)位所有的鎖存器。當(dāng)聲源在區(qū)間1-區(qū)間6，或在區(qū)間的邊界線 D1-D6不同的位置時(shí)，聲音波前到達(dá)各個(gè)麥克風(fēng)的次序不一樣，波前將依次觸發(fā)鎖存器電路 的D觸發(fā)器使其改變狀態(tài)。例如，當(dāng)聲源位置在區(qū)間1時(shí)，聲音波前首先到達(dá)麥克風(fēng)M1，與 Ml對(duì)應(yīng)的鎖存器D11D12D13狀態(tài)由000改變?yōu)?00 ；當(dāng)波前到達(dá)麥克風(fēng)M3時(shí)，與M3對(duì)應(yīng)的鎖 存器D31D32D33狀態(tài)由000改變?yōu)?01 ；當(dāng)波前到達(dá)麥克風(fēng)M2時(shí)，與M2對(duì)應(yīng)的鎖存器D21D22D23 狀態(tài)由000改變?yōu)?11 ；譯碼器電路將根據(jù)各個(gè)觸發(fā)器D11D12D13D21D22D23D31D32D33的狀態(tài)輸出，運(yùn)算出聲源的具體方位。聲源在區(qū)間1-區(qū)間6和在區(qū)間的邊界線D1-D6不同的位置時(shí)，對(duì) 應(yīng)的波前到達(dá)三個(gè)麥克風(fēng)的順序和與每一路麥克風(fēng)對(duì)應(yīng)的三個(gè)D觸發(fā)器輸出狀態(tài)見表1.
表1觸發(fā)器記錄比較器輸出狀態(tài)表
權(quán)利要求
1 一種聲源定位眼鏡，包括電池和電源電路，放在耳承或鏡框上的多個(gè)麥克風(fēng)，前置放 大器電路，濾波電路，其特征在于，還包括聲音波前信號(hào)鎖存電路、譯碼電路和聲源方位輸出電路。
2.如權(quán)利要求1所述的聲源定位裝置，其特征在于所述聲音波前信號(hào)鎖存電路，用于 鎖存聲音波前信號(hào)到達(dá)各個(gè)麥克風(fēng)時(shí)各路信號(hào)的狀態(tài)，以獲取波前到達(dá)各個(gè)麥克風(fēng)的前后 次序信息。
3.如權(quán)利要求2所述的聲源定位裝置，其特征在于所述聲音波前信號(hào)鎖存電路的鎖 存控制信號(hào)，由聲音波前信號(hào)產(chǎn)生。
4.如權(quán)利要求1所述的聲源定位裝置，其特征在于所述譯碼電路，用于根據(jù)聲音波前 信號(hào)鎖存電路的狀態(tài)，譯碼出聲源方位。
5.如權(quán)利要求1所述的聲源定位裝置，其特征在于所述聲源方位輸出電路，用于以 光、機(jī)械振動(dòng)或其他形式，指示聲源方向。
全文摘要
一種聲源定向眼鏡，具有放在耳承(1)或(9)及鏡框(8)上的多個(gè)麥克風(fēng)(2)，電池和電源電路(3)和信號(hào)處理電路(4)。所述的信號(hào)處理電路對(duì)多個(gè)麥克風(fēng)輸出信號(hào)進(jìn)行放大、濾波之后，連接到聲音波前鎖存器電路，該鎖存電路將波前到達(dá)各個(gè)麥克風(fēng)的次序信息記錄在鎖存中，譯碼電路根據(jù)每一組聲音波前鎖存器的狀態(tài)，計(jì)算出聲源的方位，輸出電路以光、振動(dòng)或其他形式指示方位。
文檔編號(hào)G02C11/00GK102116941SQ2010100001
公開日2011年7月6日 申請(qǐng)日期2010年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月6日
發(fā)明者張浩然, 張秋實(shí), 潘一飛, 高晨菲 申請(qǐng)人:高晨菲