专利名称：一种声源定向眼镜的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种听障人使用的声源定向眼镜。
背景技术：
声源定位技术在听力障碍人群助听，机器人，消费类电子产品等领域有重要的应 用价值。现有技术中，存在一些利用声波来确定方位的技术，中国专利[申请号/专利号 200510001779]公开了一种声源定位的方法，其方案为把多个处在不同位置采集的外部声 音信号转换为电平信号，通过微处理器，把量化为0或1的电平信号读到内存，根据多路电 平信号的相位和高电平持续时间来计算声源方位信息。采用这种方法的不足之处在于，声源定位需要微处理器执行算法，影响声源定位 的速度。另外，当检测声源方位的各个麦克风距离较小时，受处理器执行程序的串行性工作 的特点和受微处理器工作频率的限制，当声源所处的位置使得到达两个麦克风的时间比较 近时，声源定向的误差较大。
发明内容
本发明提供一种利用声音波前自锁的方式来进行高速声源定位眼镜，包括电池和 电源电路，放在耳承或镜框上的多个麦克风，前置放大器电路，滤波电路，声音波前信号锁 存电路、译码电路和声源方位输出电路。以上所述的麦克风完成声音信号到电信号的转换功能；所述麦克风前置放大电路，用于放大麦克风输出的电信号；所述滤波电路，用于滤除高频信号，以提高声源定位的可靠性。其截至频率应当低 于二分之一以麦克风间距为波长声音信号；所述声音波前信号锁存电路，用于锁存声音波前信号到达各个麦克风时各路信号 的状态变化，以获取波前到达各个麦克风的前后次序信息。波前信号锁存电路的锁存控制 信号，由到达各个麦克风的波前信号产生。所述译码电路，由门电路实现，用于根据波前信号锁存电路的状态，经过逻辑运 算，得到声源方位。 所述声源方位输出电路，用于以光或机械振动的形式，指示声源方向。相对于现有技术，本发明有益效果是本发明利用到达各个不同位置麦克风的波 前信号，使锁存电路的状态发生变化，并同时锁存住所有其他路信号状态，根据这些锁存器 的状态，由译码电路计算出声源的方位，这种方法声源定向速度快，便于小型化。
图1是本发明声源定位眼镜的结构框图；图2是本发明的电路工作原理框图3是本发明实例中麦克风声音接收器件的位置示意图；图4是本发明的实例中麦克风前置放大器电路原理图；图5是本发明的实例中滤波电路图；图6是本发明的实例中声音波前信号锁存电路图。
具体实施例方式请参阅图1，是本发明声源定位眼镜的框图。声源定位眼镜由耳承⑴、(9)、镜框⑶和镜片(5)以及放在耳承⑴、(9)、镜框 ⑶上的3个麦克风(2)，电池和电源电路(3)和信号处理电路⑷。 图2是本发明的电路工作原理框图。前置放大电路分别对3个麦克风输出信号进行放大，经过滤波电路，连接到声音 波前锁存器电路，该锁存电路将波前到达各个麦克风的次序信息记录在锁存中，译码电路 根据每一组声音波前锁存器的状态，计算出声源的方位，输出电路以光、振动或其他形式指 示方位。图3是本发明实例中麦克风摆放位置和所对应的区间定义图；麦克风Ml放在眼镜 前部两个镜框中间的位置，麦克风M2和M3分别放在耳承上，三个麦克风以120度均布在圆 周上。D1-D6为各个区间的边界线。图4是本发明的实例中麦克风前置放大器电路原理图，使用了麦克风前置放大集 成电路MAX9814.图5是本发明的实例中采用的二阶有源低通滤波器电路图。图6是本发明的实例中声音波前信号锁存电路图，图中有三组由D触发器组成的 三路锁存器。第一组D11-D13与第一路麦克风信号对应；第二组D21-D23与第二路麦克风 信号对应；第三组D31-D33与第三路麦克风信号对应。其中，Dll, D21，D31分别接到Vcc。 从图的横向看，Dll触发器的输出需要分别连接到D21和D31的数据输入端；D22触发器的 输出分别连接到D12和D32的数据输入端；D33触发器的输出分别连接到D13和D23的数 据输入端。在每次声源定位之前，所有触发器清零。当声音波前信号前到达某个麦克风时， 相应的麦克风首先有信号输出，经过前置放大、滤波后，使对应的触发器输出由0变为1.同 时，所对应的互补输出端由1变为0，此信号连接到一个与门的输入，与门的输出用于封锁 其他两个触发器的ck信号。为便于对本发明的理解，下面结合具体实例对本发明进行详细描述。请参阅图3，本发明的一个具体实例中，采用三个麦克风Ml、M2和M3构成一个正 三角形，麦克风的间距为Iio毫米。麦克风Ml放在眼镜前部两个镜框中间的位置，麦克风 M2和M3分别放在耳承上，M1、M2和M3的摆放位置需要满足以120度均布在圆周上的条件。 每次声源定位前，首先要复位所有的锁存器。当声源在区间1-区间6，或在区间的边界线 D1-D6不同的位置时，声音波前到达各个麦克风的次序不一样，波前将依次触发锁存器电路 的D触发器使其改变状态。例如，当声源位置在区间1时，声音波前首先到达麦克风M1，与 Ml对应的锁存器D11D12D13状态由000改变为100 ；当波前到达麦克风M3时，与M3对应的锁 存器D31D32D33状态由000改变为101 ；当波前到达麦克风M2时，与M2对应的锁存器D21D22D23 状态由000改变为111 ；译码器电路将根据各个触发器D11D12D13D21D22D23D31D32D33的状态输出，运算出声源的具体方位。声源在区间1-区间6和在区间的边界线D1-D6不同的位置时，对 应的波前到达三个麦克风的顺序和与每一路麦克风对应的三个D触发器输出状态见表1.
表1触发器记录比较器输出状态表
权利要求
1 一种声源定位眼镜，包括电池和电源电路，放在耳承或镜框上的多个麦克风，前置放 大器电路，滤波电路，其特征在于，还包括声音波前信号锁存电路、译码电路和声源方位输出电路。
2.如权利要求1所述的声源定位装置，其特征在于所述声音波前信号锁存电路，用于 锁存声音波前信号到达各个麦克风时各路信号的状态，以获取波前到达各个麦克风的前后 次序信息。
3.如权利要求2所述的声源定位装置，其特征在于所述声音波前信号锁存电路的锁 存控制信号，由声音波前信号产生。
4.如权利要求1所述的声源定位装置，其特征在于所述译码电路，用于根据声音波前 信号锁存电路的状态，译码出声源方位。
5.如权利要求1所述的声源定位装置，其特征在于所述声源方位输出电路，用于以 光、机械振动或其他形式，指示声源方向。
全文摘要
一种声源定向眼镜，具有放在耳承(1)或(9)及镜框(8)上的多个麦克风(2)，电池和电源电路(3)和信号处理电路(4)。所述的信号处理电路对多个麦克风输出信号进行放大、滤波之后，连接到声音波前锁存器电路，该锁存电路将波前到达各个麦克风的次序信息记录在锁存中，译码电路根据每一组声音波前锁存器的状态，计算出声源的方位，输出电路以光、振动或其他形式指示方位。
文档编号G02C11/00GK102116941SQ2010100001
公开日2011年7月6日 申请日期2010年1月6日 优先权日2010年1月6日
发明者张浩然, 张秋实, 潘一飞, 高晨菲 申请人:高晨菲