JPH011917A - 音響インテンシテイワツトメ−タ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は音源探査用の実時間解析機能付の音響インティ
シティワットメータに関する。

〔従来の技術〕

従来の装置は、特開昭６１−２５６２２６号に記載のよ
うに、対の音波センサ出力信号を用いて得られるインテ
ィシティの大きさと向きの演算結果から音のインテンシ
テイの方向またはその大きさを表すす表示部から構成さ
れている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は、音源の位置を効率的に容易に知り、そ
の位置へ操作者を誘導し探知することについては配慮さ
れておらず、操作者は逐次表示部に示されている情報す
なわち音波の流れ方向をもとに、インテンシテイワット
メータの方向と移動経路を判断しながら音源を探知する
という争調で繁雑な動作を必要とする問題があった。更
に表示面上の情報が周囲の光によって見えにくく、効率
よく音源位置を探知できない問題もあった。

本発明の目的は、音響インテンシテイの方向と大きさの
演算結果から、音源の位置へ効率よく操作者を誘導可能
な機能をもつ音響インテンシテイワットメータを提供す
ることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、複数のセンサからなる音波センサ部と、該
音波センサ部からの信号を受けて演算する音響インテン
シテイ演算部及びその演算結果を表示する表示部からな
る実時間解析機能付の音響インテンシテイワットメータ
において、ａ音響インテンシテイワットメータの設置方
向または音波センサ部の軸方向と音波の伝播方向の偏差
を演算する手段と、その演算結果にもとづいて音源の位
置まで誘導可能な情報を表示する手段を設けるこい とにより、達成される。

〔作用〕 空間内に設置された２対または３個の複数のセンサから
収音された信号をもとに、演算によって得られた結果す
なわち２次元面内あるいは３次元空間中の音の流れ方向
がインテンシテイワットメータの方向と異なる場合に、
この偏差が小さくなるようにインテンシテイワットメー
タの方向を変化させるための情報を音１画または文字に
よって知らせるように動作する。それによって、前記イ
ンティシティワットメータの操作者は音波の伝播方向の
表示内容にとられれずに、かつ探知手順を思考しなくて
も音源位置まで速やかに誘導され、音源を短時間で探知
できる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図乃至第７図により説明
する。第１図は音響インテンシテイワットメータの外観
図を示す。１は複数のセンサ部、２は該センサ部１を支
持するためのサポートで片端は手元ボックス部４に接続
固定されている。

３ａは表示部、３ｂはイヤホン端子部である。５は音響
インテンシテイ演算回路部で電源部６ａとともに演算部
ボックス７内に収納されている。そして１手元ボックス
４と演算部ボックス７間は通信ケーブル６ｂにより信号
伝達可能に接続されている。第２図はセンサ部の構成を
示す、該センサ部はサポート２の軸方向Ｘ成分のインテ
ンシテイ計測用センサ８，９とサポート２の軸と直交す
る方向ｙ成分の計測用センサ１０．１１からなり、前記
センサ８，９とセンサ１０，１１は対向し。

かつ直交するように設けている。該センサ８〜１１は小
形のエレクトレットマイクロホンであり、さらにこれら
のマイク間の間隔を一定に保つためのスペーサ１２が配
設されている。第３図は演算ブロック及び表示部のブロ
ック図を示したものである。そして、前記マイク８，９
の出力Ａ、Ａと他の対のマイク１０，１１の出力Ｂ、Ｂ
の増幅及びインピーダンス整合用バッファ部１３、この
Ａ。

τとＢ、Ｂの信号からＸ及びｙ方向のインテンシテイ成
分ＸｐＶを演算するインテンシテイ演算回路１４、この
値ｘ、ｙから方向（矢印）とその大きさを演算する掛算
部１５１割算部１６、音の流れベクトル及び音源探知指
示情報の演算部１９ａからなる演算部２０．この演算結
果をＬＥＤで表示するための回路１８，１９ｂからなる
表示部１７によって構成されている。そして、Ｘ及びｙ
方向のインテンシテイＩｘ、Ｉｙは、それぞれ対向する
マイク信号の音圧Ｐ　（ｔ）と粒子速度Ｖ（１）の積で
表わすことができる。ここで粒子速度ｖ　（ｔ）は、２
個のマイク信号の音圧の空間的な勾配に比例するので、
次式に示す演算を電気回路で実現している。

ρ　　２−ｏｏ　　　Δｒ１ ここでＰは空気の密度、Δｒｌ、Δｒ２は各対のマイク
間の距離、Ｐ８〜ｐＨはマイク８〜１１の出力音圧を示
す。

第４図は手元ボックス４に収容された表示部３ａの拡大
図であり、音の流れ方向を矢印（ベクトル）で示すため
のＬＥＤ２１ａが同心円上に複数個配列されている。ま
た、これらのＬ　ＥＤの中心にインテンシテイの大きさ
を表示するためのＬＥ０２１ｂ及び探知指示情報を表示
するためのＬＥＤ２１　ｃが設けられている。

第５図は音の入射方向と音源探知指示情報を求める演算
部の一実施例をブロック図で示す、２２は割算器で信号
Ｉｘ、Ｉｙを入力する信号線４０゜４１が接続されてい
る。また、該信号線４０には比較器２３．符号判別回路
２４及び符号反転回路２６ａが接続され、信号線４１に
は前記比較器２３、符号判別回路２５及び符号反転回路
２６ｂが接続されている。２７ａ及び２７ｂは符号判別
回路で前記符号反転回路２６ａ及び２６ｂの出力側に接
続されている。２８ａ、２８ｂｔ　２８ａｔ２８ｄは比
較器で前記割算器２２の出力側に並列に接続されている
。２９は角度相当電圧発生回路で前記比較器２８ａ〜２
８ｄの入力側に接続されている。３０はメモリで、該メ
モリ３０の入力側には前記比較器２８ａ〜２８ｄの出力
側が接続されており、更に前記比較器２３、符号判別回
路２４．２５および符号判別回路２７ａ、２７ｂの出力
側が接続されている。３１はデコーダで前記メモリ３０
の出力側に接続されている。３２はドライバで前記デコ
ーダ３１の出力側に接続されている。３３はメモリで前
記デコーダ３１に接続されており、該メモリ３３にはド
ライバ３４、音声合成回路３５が接続されている。３６
はイヤホーンでぜんき音声合成回路３５に接続されてい
る。

なお、デコーダ３１は２進数を少なくとも３６進数に変
換する回路と、予めメモリ３３に書き込まれている探知
指示情報に対応する２進数の信号を出力する回路である
。ドライバ３２は前記デコーダ３１の出力に対応する方
向のＬＥＤを駆動するための回路である。上記のメモリ
３３に書かれている情報は、第７図の■〜■の領域と角
度（１０”　、２０＠、３０’　、４０’　”）の組合
わせによって異なる。また、音源の伝播方向を示す矢印
が、Ｙ軸からβ＝２０の角度で表示される場合には、メ
ツセイジは例えば「ミギへ２０ドカイテンシテススンデ
クダサイ」と表示される。ドライバ３４は音源探知指示
情報を表わすＬＥＤ駆動回路であり、音声合成回路３５
は探知指示情報を音声としてイヤホン３６から出力する
回路である。

また、本実施例の演算部で用いられている素子はいずれ
も低価格で小型汎用品である。また、演算時間も短いの
で実時間にて演算及び表示可能なポータプル音響インテ
ンシテイワットメータが実現できる。

第６図は一対のセンサの指向特性を示す、今。

音源からの音波の入射方向とサポート２の軸方向（Ｙ軸
方向）との角度をαとするとインテンシテイのＸ軸及び
Ｙ軸成分ｊｘ、Ｉｙは、 Ｉ　ｘ＝　ｌ　Ｉ　１ｃｏｓα　　　　　　　　・・・
（３）Ｉ　ｘ　＝　ｌ　Ｉ　ｌ　５ｉｎａ　　　　　　
　　　−（４）となるので、大きさＩＩＩは となり、角度αは ｔａｎａ＝　ｌ　Ｉ　ｙ／　Ｉ　ｘ　Ｉ　　　　　　　
−（６）または ｃｏｔα＝　Ｉ　Ｉ　ｘ　／　Ｉ　ｙ　ｌ　　　　　　
　−（７）と、Ｉｘとｉｙの符号関係から求まる。第７
図は全周を１０°ピツチで３６分割して音波の伝播方向
の偏差を演算及び表示すると共に、音源探知指示情報を
演算及び表示する例を示す。

次に上記一実施例の作用を説明する。

２対のセンサ部１によって収音され、インテンシテイ演
算後の信号ＩＩｘｌとＩＩｙｌを信号線４０．４１によ
り割算器２２に入力し除算する。

この場合、比較器２３によって得られる１Ｉｘｌと１Ｉ
ｙ１１Ｉｙ／Ｉｘｌの大小ＩＩｙ／Ｉｘｌの判別結果に
もとづき演算を行なう、この値と角度相当電圧発生回路
２９の出力値を比較器２８ａ〜２８ｄによって比較し、
この出力をディジタル信号４　ｂｉｔとしてメモリ３０
に入力する。なお。

この実施例では発生回路２９の出力電圧は。

ｔｎｎｌ　Ｏ＠、　ｔａｎ２０＠、　ｔａｎ３０”　、
　ｔａｎ４０＠の値に相当する。

一方、０≦ＩＩｙ／Ｉｘｌ≦１または０≦ＩＩＸ／Ｉｙ
Ｉ≦１に相当する方向の表示領域は。

第７図に示す８通りであるので、この中からある領域を
特定するために、比較器２３．符号反転回路２６ａ、’
２６ｂ、符号判別回路２４．２５を用いて、　　Ｉ　ｘ
　ｒ　　　Ｉ　Ｘ　ｇ　Ｉ　ｙ　ｔ　　　Ｉ　ｙのそれ
ぞれの符号及びＩｘとＩｙの大小を表わす信号にディジ
タル変換する。これらの信号と上記４　ｂｉｔ信号をア
ドレスとしてメモリ３０に入力すると５予めメモリ３０
に書き込まれている全周１０″ピツチ、３６分割の領域
と角度に対する２進数の信号が出力される。

以上のように、本実施例のワットメータにおける方向及
び音源探知指示情報の演算部は、２対のインテンシテイ
信号の比較、符号反転及び判別と除算回路、メモリとデ
コーダ及び音声合成回路からなり、２対のインテンシテ
イの信号Ｉｘ、Ｉｙの大きさの比と各信号の符号及び大
小の判別結果を２進数のディジタル信号に変換し、更に
全周を８分割されている領域と音波の流れ方向とサポー
ト２の軸方向間の角度に対応するディジタル信号に変換
する演算を行なうことにより、平面内における音の流れ
方向を全周に渡って、演算表示できると共に、音源探知
指示情報を音声または文字にて表示できる。

これにより、操作者は音源位置まで速やかに誘導され、
音源を短時間で探知できる。

本実施例では第５図に示すように、符号反転回路２６ａ
、２６ｂ及び符号判別回路２７を用いているが、符号判
別回路２４．２５は工ｘ及びＩｙの符号を０または１の
ディジタル信号に変換する機能を持っているので、前記
符号反転回路２６ａ。

２６ｂ及び符号判別回路２７は必ずしも必要としない。

また、１対のセンサ部の指向特性が周波数に依存する場
合には、角度相当電圧発生回路２９によって出力される
信号電圧を周波数帯域ごとに変化させる方法が有効であ
り、これらの方法も本発明に含むものである。また、全
周を１０ピツチで３６個に分割、表示する方法について
の実施例を説明したが、解析表示領域は全周に限らず、
また分割数も特に限定するものではない。更に本発明は
探知指示情報を文字、画または音声のうちいずれかの媒
体で示すワットメータも含むものである。

更にまた。上記のワットメータは２対のマイクロホンを
備え、かつその出力信号を演算、表示する構成をとって
いるが、２次元面内あるいは３次空間内の音波の流れが
解析可能なマイクロホンの構成及び演算方式である場合
のものも本発明に含まれるものである。

更にまた、インテンシテイ演算部の入力信号はマイクロ
ホンの出力信号に限定する必要はなく、予め録音された
電気信号でもよい。

以上説明したように、本実施例の音響でインテンシテイ
ワットメータによれば、操作者は音波の伝播方法の表示
内容から音源に近づく動作手順を思考する必要はなく音
源の位置まで誘導されるので、決りきった単純な動作で
短時間で音源を探知できる。または、演算部には音波セ
ンサ部あるいはワットメータと音波の伝播方向の差を演
算する回路が設けられており、また、表示部にはワット
メータの方向を変えて、この差を小さくするような指示
情報を表示する回路を有する。これらの回路は最近のＬ
ＳＩの集積技術と量産技術の向上により小型、低価格、
低消費電力化が可能となり。

従来の実時間解析機能付携帯型ワットメータに比べて、
その大きさ、価格及び重量の増加も極めて小さい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、音響インテンシテイワットメータの操
作者を効率よく音源の位置へ誘導できるので、音源を短
時間で探知できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の音響インテンシテイワット
メータの斜視図、第２図はセンサ部の部分拡大図、第３
図はインテンシテイ及び音源探知情報の演算ブロック図
と表示部ブロック図、第４図は手元ボックス内表示部の
拡大図、第５図は音の入射方向の演算と音源探知情報の
演算ブロック図、第６図は一対のマイクロホンの指向特
性線図、第７図は音の流れ方向の表示領域を示す図であ
る。 １・・・センサ部、２・・・サポート、３ａ・・・表示
部、４・・・手元ボックス部、５・・・音響インテンシ
テイ演算回路部、７・・・演算部ボックス、８〜１１・
・・センサ、１２・・・スペーサ、１３・・・バッファ
部、１４・・・インテンシティ演算回路、１７・・・Ｌ
ＥＤ表示部、２０・・・大きさと方向及び音源探知情報
の演算部、２２・・・割算器、２３・・・比較器、２４
．２５・・・符号判別回路、２６ａ、２６ｂ−符号反転
回路、２７ａ。 ２７ｂ・・・符号判別回路、２８ａ〜２８ｂ・・・比較
器。 ２９・・・角度相当電圧発生回路、３０・・・メモリ。 ３１・・・デコーダ、３２・・・ドライバ、３３・・・
メモリ、３４・・・ドライバ、３５・・・音声合成回路
、３６・・・イヤホーン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数のセンサからなる音波センサ部と、該音波セン
   サ部からの信号を受けて演算する音響インテンシティ演
   算部及びその演算結果を表示する表示部からなる実時間
   解析機能付の音響インテンシティワットメータにおいて
   、該音響インテンシティワットメータの設置方向または
   音波センサ部の軸方向と音波の伝播方向の偏差を演算す
   る手段と、その演算結果にもとづいて音源の位置まで誘
   導可能な情報を表示する手段を設けたことを特徴とする
   音響インテンシティワットメータ。 ２、音源の位置まで誘導する手段として音声を利用した
   特許請求の範囲第１項記載の音響インテンシティワット
   メータ。 ３、音源の位置まで誘導する手段として画または文字情
   報を利用する特許請求の範囲第１項記載の音響インテン
   シティワットメータ。