JP4086007B2 - マイクロフォンの位置決め機構、位置決め方法及び音検査装置 - Google Patents
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Description
一方で、マイクロフォンには入力可能な最大許容入力音圧が規定されており、それを超える音圧を正確な値で入力することはできない。
本発明によれば、マイクロフォンを位置決めする際に、真正音源が発生する被検査音と同じ大きさの音を再生する疑似音源を使用する。これにより、位置決めを行う際に使用する入力音の強度を一定に保ち、入力音圧が最大許容入力音圧となる位置を容易に決定することが可能となる。
音検査装置1は、真正音源である検査対象31から発生する被検査音が入力されるマイクロフォン2を備える。また音検査装置1は、中央処理装置(CPU)などにより実現される演算器3を備えており、演算器3は音検査装置1の全体の制御を行う。前記マイクロフォン2に入力された音信号は、増幅器4を経由して増幅され、アナログディジタル変換器5(以下ADCと記す)によってディジタル信号に変換されて、演算器3のデータバス6上に提供される。ディジタル信号に変換されたマイクロフォン2の入力音信号は、メモリ7に記憶すること(録音すること)が可能である。
支持部材11及び/又は固定部材12は、固定部材12に対して支持部材11を相対運動させるためのアクチュエータ13と、マイクロフォン2と検査対象31(またはスピーカ9)との間の間隔を検出する静電センサなどの位置センサ14とを備える。
音検査装置1は、アクチュエータ13を駆動して、マイクロフォン2と検査対象31(またはスピーカ9)との間の間隔(相対距離)を制御するマイク駆動制御部15を備える。位置センサ14からの入力は、フィードバック信号としてマイク駆動制御部15に使用される。
基準音録音ステップS52では、検査対象31から発生する被検査音の入力音圧が、マイクロフォン2の最大許容入力音圧(以下簡単のため単に「最大許容入力音圧」と記す)以下となるような、検査対象31とマイクロフォン2との相対位置関係を求めて、検査対象31とこの相対位置関係にある位置にマイクロフォン2を位置付ける。そしてこの位置において被検査音をマイクロフォン2に入力して、メモリ7に記憶し、以降の位置決め作業に使用するための基準音とする。
次にステップS62において、アクチュエータ13を作動させてマイクロフォン2を所定の微動量だけ後退させ(すなわち、検査対象31から遠ざけ)、ステップS63においてこの位置でマイクロフォン2に入力した被検査音の音信号をメモリ7内の記憶領域S2に記憶する。
したがって、図3に示す基準音録音ルーチンの終了時には、マイクロフォン2の位置Pは、検査対象31に対して、検査対象31から発生する被検査音の入力音圧が最大許容入力音圧以下となる相対位置関係にあり、記憶領域2には、最大許容入力音圧以下の音圧で入力された被検査音の音信号が基準音として記憶される。またこのときのマイクロフォン2の位置P(又は検査対象31に対するマイクロフォン2の相対位置)を位置センサ15により検出してメモリ7に記憶する。
図4(A)及び(B)において、検査対象31が生じる被検査音について1点鎖線で示し、ステップS53のゲイン調整を行わないスピーカ9が生じる基準音について2点鎖線で示す。また図4(B)において、ステップS53のゲイン調整を行ったスピーカ9が生じる基準音について実線で示す。
このため音圧が最大許容入力音圧となる最大振幅Athとなる位置は、被検査音ではPcとなるのに対し、スピーカ9が再生する基準音ではPeとなる。またステップS52で求めた位置Pにおける振幅も被検査音ではA1となるのに対し、スピーカ9が再生する基準音ではA2となる。
言い換えれば、ステップS52で求めたマイクロフォン2に対する検査対象31の相対位置関係が、マイクロフォン2に対するスピーカ9の相対位置関係と等しくなるようにスピーカ9を配置して、かかる位置に配置されたスピーカ9から再生されて、マイクロフォン2に入力される音が、記憶領域S2に記憶された基準音と同じ強度となるように、ゲイン調整器10がスピーカ9の出力ゲインを調整する。
ステップS71において、検査対象31を除いた後の同じ位置に、疑似音源であるスピーカ9を配置し、ステップS52で記憶領域S2に記憶された基準音を再生する。その音を位置Pに配置したマイクロフォン2に入力して、入力された音信号をメモリ7の記憶領域S1に記憶する。
ステップS81において、マイクロフォン9を位置Pに配置しておき、スピーカ9は、ステップS53で調整されたゲインで、ステップS52において記憶領域S2に記憶された基準音を再生する。その音をマイクロフォン2に入力して、入力された音信号をメモリ7の記憶領域S1に記憶する。
ステップS82において、マイク駆動制御部15は位置センサ14によってそのときのマイクロフォン2の位置を検出して記憶領域PMに記憶する。
ステップS87において、マイク駆動制御部15は位置センサ14によってそのときのマイクロフォン2の位置を検出して記憶領域PMに記憶し、ステップS62へと戻る。
以下、記憶領域S2に記憶された音信号の最大振幅が、記憶領域S1に記憶された音信号の最大振幅よりも大きくなるまでステップS83からS87が繰り返される。
したがってこの場合、処理はステップS88に移り、アクチュエータ13を作動させることにより、マイクロフォン2を前記所定の微動量だけ後退させる(すなわち、スピーカ9から遠ざける)。これによりマイクロフォン2の位置は、前回実行されたループのステップS83で位置付けたマイクロフォン2の位置、すなわちマイクロフォン2が基準音を最大許容入力音圧で入力する位置に至った位置となる。記憶領域PMには前回実行されたループのステップS83で位置付けた位置が記憶されているままである。
また、このような最大の被検査音を発生させることが困難な場合には、以下のようにしてもよい。
ステップS52において上記複数位置のそれぞれで複数回被検査音を発生させて、これらをそれぞれ記憶し、各位置における発生音の平均値を使用してマイクロフォンの位置Pを決定する。
ステップS53では位置Pにおける発生音の平均値を使用してスピーカゲインを調整する。
そしてステップS54では、ステップS52で記憶された複数位置のそれぞれの複数個の被検査音の分布に基づき最小二乗法等の手法を使用して発生音の最大値を推定して、位置Pにおける発生音の平均値とこの推定最大値との比で前記調整されたスピーカゲインを補正して、基準音を再生する。
2…マイクロフォン
3…演算器
7…メモリ
9…スピーカ
10…ゲイン調整器
31…検査対象
Claims (9)
- 真正音源に対して所定の相対位置にあるマイクロフォンによって取得した、前記真正音源が生じる被検査音の音信号を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶される音信号を再生する疑似音源と、
前記マイクロフォンに対して前記真正音源と同じ相対位置に設けた前記疑似音源によって前記音信号を再生した再生音が、前記記憶手段に記憶される音信号と同じ強度で前記マイクロフォンに入力されるよう、前記疑似音源の出力強度を調整する出力強度調整手段と、を備え、
出力強度が調整された前記疑似音源によって前記音信号を再生した再生音が、前記マイクロフォンにその最大許容入力音圧で入力される位置に、前記マイクロフォンを位置決めするマイクロフォンの位置決め機構。 - 前記所定の相対位置が、前記マイクロフォンがその最大許容入力音圧以下の音圧で前記被検査音を入力する位置に定められる請求項1に記載の位置決め機構。
- 前記最大許容入力音圧以上の音圧で前記被検査音を入力する位置に位置付けた前記マイクロフォンを、前記最大許容入力音圧以下の音圧で前記被検査音を入力する位置まで前記真正音源から徐々に遠ざけることにより、前記所定の相対位置を定める、請求項2に記載の位置決め機構。
- 前記マイクロフォンを、前記真正音源に対する前記マイクロフォンの前記相対位置関係と同じ相対位置関係で、前記疑似音源に対して位置付けた後、前記疑似音源によって前記音信号を再生した再生音を前記最大許容入力音圧で入力する位置まで前記疑似音源に徐々に近づけることにより、前記出力強度が調整された前記疑似音源によって前記音信号を再生した再生音が、前記マイクロフォンに前記最大許容入力音圧で入力される位置に、前記マイクロフォンを位置決めする請求項1〜3のいずれか一項に記載の位置決め機構。
- 請求項1〜4のいずれか一項に記載の位置決め機構を備え、
該位置決め機構により位置決めされたマイクロフォンによって前記真正音源である物品の被検査音を取得する、前記物品の音検査装置。 - 真正音源に対して所定の相対位置にあるマイクロフォンによって取得した、前記真正音源が生じる被検査音の音信号を記憶し、
記憶される前記音信号を再生する疑似音源を、前記マイクロフォンに対して前記真正音源と同じ相対位置に配置し、
前記疑似音源によって前記音信号を再生した再生音が、前記記憶された音信号と同じ強度で前記マイクロフォンに入力されるよう、前記疑似音源の出力強度を調整し、
出力強度が調整された前記疑似音源によって前記音信号を再生した再生音が、前記マイクロフォンに前記最大許容入力音圧で入力される位置に、前記マイクロフォンを位置決めするマイクロフォンの位置決め方法。 - 前記所定の相対位置を、前記マイクロフォンがその最大許容入力音圧以下の音圧で前記被検査音を入力する位置に定める請求項6に記載の位置決め方法。
- 前記最大許容入力音圧以上の音圧で前記被検査音を入力する位置に位置付けた前記マイクロフォンを、前記最大許容入力音圧以下の音圧で前記被検査音を入力する位置まで前記真正音源から徐々に遠ざけることにより、前記所定の相対位置を定める、請求項7に記載の位置決め方法。
- 前記マイクロフォンを、前記真正音源に対する前記マイクロフォンの前記相対位置関係と同じ相対位置関係で、前記疑似音源に対して位置付けた後、前記疑似音源によって前記音信号を再生した再生音を前記最大許容入力音圧で入力する位置まで前記疑似音源に徐々に近づけることにより、前記出力強度が調整された前記疑似音源によって前記音信号を再生した再生音が、前記マイクロフォンに前記最大許容入力音圧で入力される位置に、前記マイクロフォンを位置決めする請求項6〜8のいずれか一項に記載の位置決め方法。
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