JPH11101829A - 周波数スペクトル表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 入力信号レベルの周波数特性を視覚的に把握
しやすくデザイン的に新規な周波数スペクトル表示装置
を提供する。 【解決手段】 蛍光表示管の複数のセグメントによって
表示列を構成し、上半分の表示列Ｌ１ＡないしＬ１３Ａ
と下半分の表示列Ｌ１ＢないしＬ１３Ｂを放射状に外周
が略楕円形状になるよう構成し、Ｌ１Ａ〜Ｌ３Ａを帯域
Ｆ１のバンドパスフィルターを通過した信号のレベルに
対応したセグメントの数を点灯させ、他の表示列も図示
の各帯域または帯域間補間をした信号のレベルに対応さ
せて点灯し、かつ上半分と線対称な下半分の表示列も上
半分と対称に駆動させることにより、周波数特性がもた
らす音質の差異を点灯したセグメントのエンベロープの
パターンの変化として知覚し、その変化を楽しむことが
でき、周波数特性の変化をダイナミックに表現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は信号周波数特性を複
数のレベル表示素子または複数の単位表示部からなる表
示列を複数個有する表示部を用いて可視的に表示する周
波数スペクトル表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】オーディオ信号の周波数成分を分析表示
する周波数スペクトル表示装置は、ＩＣ技術の進歩によ
りバンドパスフィルタが安価に入手できるようになり民
生用オーディオ機器にも広く用いられるようになった。

【０００３】従来の周波数スペクトル表示装置の表示部
の表示状態を図６に示す。図において蛍光表示管の表示
部の表示素子（セグメント）が縦に９個並んだ１００Ｈ
ｚ，３１６Ｈｚ，１ｋＨｚ，３．１６ｋＨｚ，１０ｋＨ
ｚのそれぞれの表示列を、それぞれの周波数を中心周波
数とした周波数帯域のバンドパスフィルタを通過した信
号のレベルに対応した数のセグメントが図の実線のよう
に点灯されて表示され、今聴いている音楽の周波数分布
を目視で体感できるようになっている。破線の部分は未
点灯のセグメントである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】周波数スペクトル表示
装置はもともと測定器であり、また業務用として用いら
れてきたものであり、図６のような表示は測定器的な感
覚であり、民生用オーディオ機器としてのデザイン感覚
ではなかった。

【０００５】本発明は上記従来の課題を解決するもので
周波数分布を、より視覚的にとらえやすい構成とすると
ともに新しいデザイン感覚をもたらす周波数スペクトル
表示装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に本発明の周波数スペクトル表示装置は、請求項１にお
いて、複数の信号レベルのそれぞれに対応してそれぞれ
１または複数の単位表示部が点灯するように構成した表
示列を複数列有し、表示列はそれぞれ対応する周波数帯
域の信号によって駆動されるように構成され、表示列は
中心に対して放射状に配列されている構成となってい
る。

【０００７】この構成によって、周波数特性がもたらす
音質の差異を点灯した単位表示部のエンベロープのパタ
ーンの変化として知覚し、その変化を楽しむことができ
る。

【０００８】また請求項２において、請求項１の構成に
加えて、表示列は水平線に対して線対称に上下に配列さ
れ、対称位置にある表示列は同一周波数帯域の信号によ
って駆動される構成となっている。

【０００９】この構成により表示列が線対称であること
によって、ある帯域のレベルが高くなったときは、その
帯域において上下両方にパターンが伸び、中心から拡大
するようなイメージとなることから、周波数特性の変化
をダイナミックに表現することができる。

【００１０】また請求項３においては、請求項１または
２のそれぞれの構成に加えて、表示素子の最外周は略楕
円形となるように構成されたものである。

【００１１】この構成によって、上記の作用効果に加え
て従来にないデザイン感覚の周波数スペクトル表示装置
を提供することができる。

【００１２】また請求項４においては、請求項１ないし
３の構成において、第１の信号レベルに対応し第１の色
を発色する複数の第１の単位表示部と、第１の単位表示
部より高い信号レベルに対応し第２の色を発色する第２
の単位表示部とを備え、第２の単位表示部の両側に第１
の単位表示部が存在するように配置した構成であり、こ
の構成によって入力信号レベルが第１の信号レベルから
第２の信号レベルに上昇した際に、第１の色を発色する
複数の単位表示部に挟まれる形で第２の色を発色する第
２の単位表示部が点灯するので、第２の色が端にあるよ
りもコントラストが高くなって第２の単位表示部の点灯
がより目立つという作用効果を得ることができる。

【００１３】さらに請求項５においては、請求項１ない
し３の構成において、第２の単位表示部は複数のブロッ
クに別れそれぞれのブロックは分離していて少なくとも
その１つのブロックの単位表示部の両側に第１の単位表
示部が存在するように配置した構成であり、この構成に
よって、入力信号レベルが第１の信号レベルから第２の
信号レベルに上昇した際に、第１の色を発色する複数の
単位表示部に挟まれる形で第２の色を発色する第２の単
位表示部が点灯するので、第２の色のコントラストが高
くなって第２の単位表示部の点灯がより目立つことと、
第１の単位表示部に挟まれていないブロックの第２の単
位表示部によって光の柱が伸長することの両方によって
レベルが上昇したことを明瞭に表示するという作用効果
を得ることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面にもとづいて本発明の
周波数スペクトル表示装置の一実施形態を蛍光表示管を
用いた場合について説明する。図１は本実施形態の周波
数スペクトル表示装置のブロック図、図２は同じくその
マルチプレクサの動作状態を示す説明図、図３は同じく
本周波数スペクトル表示装置の表示部の平面図、図４は
同じく表示部における表示列の１列を詳細に拡大した平
面図、図５は同じく表示部における他の表示列を詳細に
拡大した平面図である。

【００１５】ミクサー１の入力端子Ｌ，Ｒにステレオの
オーディオ信号を入力するとミクサー１内で両チャンネ
ル成分は混合され、その出力は５つに分割され、帯域Ｆ
１の１００Ｈｚバンドパスフィルタ（以下ＢＰＦ）２、
帯域Ｆ２の３１６ＨｚＢＰＦ３、帯域Ｆ３の１ｋＨｚＢ
ＰＦ４、帯域Ｆ４の３．１６ｋＨｚＢＰＦ５、帯域Ｆ５
の１０ｋＨｚＢＰＦ６にそれぞれ印加され、それぞれの
表示周波数を中心周波数とした各バンドパスフィルタに
よってそれぞれの周波数帯域の信号レベルを抽出する。

【００１６】抽出された各周波数帯域の信号はマルチプ
レクサ７に入力される。図２（ａ）のようにセレクタ信
号ＳＥＬがＨＩＧＨのときマイクロプロセッサ８から規
定のタイミングによって出力されるスペクトルアナライ
ザ選択信号ＳＰ＿Ａ，ＳＰ＿Ｂ，ＳＰ＿ＣのＨＩＧＨ，
ＬＯＷの組み合わせにより図２（ｂ）のような論理によ
ってマルチプレクサ７の入力が選択されて帯域Ｆ１，Ｆ
２，Ｆ３，Ｆ４，Ｆ５の信号が順次選択されシリアルの
アナログ出力Ａ ＯＵＴが得られる。この出力をマイク
ロプロセッサ８のＡＤ入力へ入力し、整流して直流電圧
値とした後、アナログ値をデジタル値に変換する。

【００１７】マイクロプロセッサ８では、たとえば入力
信号を次の入力タイミングまでまたは一定時間ピークホ
ールドして各帯域間、たとえば帯域Ｆ１とＦ２の補間信
号を取り出す。これは単純に平均値を出してもよく、あ
らかじめ与えた計算式で求めてもよい。これを各帯域間
すなわち帯域Ｆ２とＦ３、帯域Ｆ３とＦ４、帯域Ｆ４と
Ｆ５について同様に計算する。これは５帯域では見栄え
が良くないので帯域数を多く見せるためである。そして
各帯域のデータと帯域間の補間データＤＡをタイミング
クロックＣＬＫとともに表示用ドライバー９にデジタル
のシリアル信号として送り込む。表示用ドライバー９で
はクロック信号ＣＬＫにもとづき、入力された信号が蛍
光表示管１０のどの表示列に対応するかを検出し、入力
デジタル信号をあらかじめ規定したレベルと対比してど
のステップ対応のセグメントを点灯すべきかを決定して
蛍光表示管１０の各セグメントのアノードから引き出さ
れた端子に駆動電圧を与えて点灯させる。

【００１８】本実施形態においては蛍光表示管１０の表
示部分は図３のように全体が略楕円形の範囲内に単位表
示素子としてのセグメントが楕円形の内方から外方にか
けて配置された表示列を放射状に複数列備えており、少
なくともその一列を１つの周波数範囲の信号で駆動し、
その信号レベルの変化をセグメントの点灯数の変化で表
示する。

【００１９】蛍光表示管１０の表示列は表示部の上半分
が表示列Ｌ１ＡないしＬ１３Ａの１３列で形成され、同
じく下半分が表示列Ｌ１ＢないしＬ１３Ｂの１３列で形
成されている。そしてここでは蛍光表示管１０において
１００Ｈｚを中心にした帯域Ｆ１の信号でＬ１Ａ，Ｌ２
Ａ，Ｌ３Ａの３つの表示列を並列に駆動し、３１６Ｈｚ
を中心とした帯域Ｆ２の信号はＬ５Ａの表示列を駆動
し、１ｋＨｚを中心とした帯域Ｆ３の信号はＬ７Ａの表
示列を駆動し、３．１６ｋＨｚを中心とした帯域Ｆ４の
信号はＬ９Ａの表示列を駆動し、１０ｋＨｚを中心とし
た帯域Ｆ５の信号はＬ１１Ａ，Ｌ１２Ａ，Ｌ１３Ａの３
つの表示列を並列に駆動する。

【００２０】そして表示列Ｌ４Ａは帯域Ｆ１の信号と帯
域Ｆ２の信号とを補間した信号で駆動し、表示列Ｌ６Ａ
は帯域Ｆ２の信号と帯域Ｆ３の信号とを補間した信号で
駆動し、表示列Ｌ８Ａは帯域Ｆ３の信号と帯域Ｆ４の信
号とを補間した信号で駆動し、表示列Ｌ１０Ａは帯域Ｆ
４の信号と帯域Ｆ５の信号とを補間した信号で駆動して
半周にわたって表示される。

【００２１】また下半分の蛍光表示管１０の表示列も上
記上半分と同様に、１００Ｈｚを中心にした帯域Ｆ１の
信号でＬ１Ｂ，Ｌ２Ｂ，Ｌ３Ｂの３つの表示列を駆動す
る。すなわち上半分のＬ１Ａ，Ｌ２Ａ，Ｌ３Ａの表示列
と並列に駆動されることになる。以下同様に上半分の表
示列Ｌ４Ａと下半分の表示列Ｌ４Ｂとは帯域Ｆ１とＦ２
の信号を補間した信号で駆動され、同様に上半分の表示
列Ｌ５Ａ〜Ｌ１３Ａのそれぞれと線対称の関係にある下
半分の表示列Ｌ５Ｂ〜Ｌ１３Ｂのそれぞれとは同様の関
係で並列接続される。

【００２２】図４は表示装置の表示列のうち、長径方向
の表示列であるＬ１Ａ列の単位表示部であるセグメント
の配置を示し、Ｌ１Ａ−１の２個のセグメントはステッ
プ０の信号レベルに対応して点灯するセグメントで緑色
に点灯する。以下Ｌ１Ａ−２，３，４のセグメントはス
テップ１，２，３の信号レベルにそれぞれ対応するセグ
メントで青色に点灯する。以下青色のセグメントは表示
を省略する。Ｌ１Ａ−５の黄色点灯のセグメントはレベ
ル表示に用いず、以下Ｌ１Ａ−６，７，８，９のセグメ
ントはそれぞれステップ４，５，６，７に対応し、Ｌ１
Ａ−７，９のセグメントは赤色で、他は青色である。

【００２３】まずマルチプレクサ７によって帯域Ｆ１の
アナログ信号をマイクロプロセッサ８のＡＤ端子に入力
すると、整流した後、マイクロプロセッサ８のアナログ
−デジタル変換器（図示せず）によってデジタル値に変
換され表示用ドライバー９に送られる。表示用ドライバ
ー９では入力のデジタル値があらかじめ設定したどのス
テップに相当するかを判定する。

【００２４】

【表１】

【００２５】表１に各ステップごとに点灯に要するスレ
ッショルドレベルを示す。入力信号のデジタル値がステ
ップ０対応値またはそれを超えたときは表示用ドライバ
ー９は図４のセグメントＬ１Ａ−１の緑色の２個のセグ
メントを点灯させる。ステップ１またはそれを超えたと
きはＬ１Ａ−２の青色の２個のセグメントを点灯させ
る。ステップ２またはそれを超えたときはＬ１Ａ−３の
青色の８個のセグメントを点灯させる。ステップ３また
はそれを超えたときはＬ１Ａ−４の青色の９個のセグメ
ントを点灯させる。ステップ４またはそれを超えたとき
はＬ１Ａ−６の青色の５個のセグメントを点灯させる。
ステップ５またはそれを超えたときはＬ１Ａ−７の赤色
の２個のセグメントを点灯させる。ステップ６またはそ
れを超えたときはＬ１Ａ−８の青色の５個のセグメント
を点灯させる。ステップ７またはそれを超えたときはＬ
１Ａ−９の赤色の２個のセグメントを点灯させる。

【００２６】つぎにマルチプレクサ７によって帯域Ｆ２
のアナログ信号をマイクロプロセッサ８のＡＤ端子に入
力して、以下上記と同様なプロセスによって蛍光表示管
１０の対応する表示列を点灯する。つぎにマイクロプロ
セッサ８は帯域Ｆ１と帯域Ｆ２の補間値を演算して表示
用ドライバー９を介して同様に表示する。このようにし
て各帯域を補間表示を含めて順次表示していけば全帯域
にわたってレベル表示ができ、すなわち周波数スペクト
ル表示を行うことができる。ここではＬ１Ａ−５の２個
のセグメントはレベル表示に用いず、スケール表示等に
使用しているが、ステップ数を増やしてレベル表示に用
いてもよい。

【００２７】図４においてセグメントＬ１Ａ−７の２個
の赤色セグメントはＬ１Ａ−６の青色のセグメントの１
個を挟んで配置している。ステップ５のレベルの信号が
入ってきたときに赤色のセグメントの図の右側のものが
２つのすでに点灯した青色のＬ１Ａ−６のセグメントの
間に挟まれることによって、赤色の発光がより目立ち、
レベルが高くなったということを強く印象づけることが
できる。

【００２８】すなわちステップ４の信号を第１の信号レ
ベルとし、このレベルに対応する第１の色が青色の複数
の単位表示部であるセグメントＬ１Ａ−６を第１の表示
部とし、ステップ４より高いステップ５の信号レベルに
対応した赤色を第２の色とするセグメントＬ１Ａ−７と
すれば、第２の表示部の単位表示部の両側に第１の表示
部の単位表示部が存在するように配置することによって
このような効果を得ることもできる。青色のＬ１Ａ−６
に挟まれない方の赤色セグメントは、その分だけ光の柱
が伸びることによりレベルが上昇したことを示すことが
できる。青色のセグメントＬ１Ａ−４に挟まれたＬ１Ａ
−５の黄色のセグメントもＬ１Ａ−４より高いステップ
を割り当ててレベル表示に用いるならば、同様の効果を
得ることができよう。

【００２９】図５はＬ７Ａの表示列のセグメントの配置
を示し、これは図４と異なり楕円の短径方向の表示列な
のでセグメントの数を少なくしてある。対応するステッ
プと発光色の表示とは図４と同様である。このように長
径方向と短径方向とでセグメントの数を変えて光の柱の
伸長のバランスを保つことができる。

【００３０】本実施形態によれば、周波数特性がもたら
す音質の差異を点灯したセグメントのエンベロープのパ
ターンの変化として知覚し、その変化を楽しむことがで
き、蛍光表示管のセグメントと表示列を上記のように配
置し、上下対称であることによって、ある帯域のレベル
が高くなったときは、その帯域において上下両方にパタ
ーンが伸び、中心から拡大するようなイメージとなるこ
とから、周波数特性の変化をダイナミックに表現するこ
とができ、従来にないデザイン感覚の周波数スペクトル
表示装置を提供することができる。

【００３１】なお、上記実施形態におけるステップ数や
各ステップ対応のセグメントの数やそれに対応する色、
各ステップに対応したＤＣ信号入力レベルの数値は一例
であり、任意に設定できることはいうまでもなく、また
実際の入力信号レベルを分圧して、または増幅して本装
置に入力してもよいのは当然である。

【００３２】また、本実施例では表示部に蛍光表示管を
用いるものとして説明したが、表示部には同様の異なっ
た複数の色の単位表示部を入力信号に対応して発光させ
ることのできる表示手段、たとえば液晶装置やプラズマ
ディスプレイ等を用いてもよく、またブラウン管を用い
て等価的に表示してもよい。また異なった色を発光する
単体の表示素子である発光ダイオード等を複数個組み合
わせて用いてもよい。

【００３３】さらに、表示部の外形は楕円形の場合を説
明したが、円形であっても同様の効果が得られるもので
ある。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように本発明の信号レベル
表示装置は、請求項１の構成によって、周波数特性がも
たらす音質の差異を点灯した単位表示部のエンベロープ
のパターンの変化として知覚し、その変化を楽しむこと
ができる。

【００３５】また請求項２の構成によって、表示列が線
対称であることによって、ある帯域のレベルが高くなっ
たときは、その帯域において上下両方にパターンが伸
び、中心から拡大するようなイメージとなることから、
周波数特性の変化をダイナミックに表現することができ
る。

【００３６】また請求項３の構成によって、上記の作用
効果に加えて従来にないデザイン感覚の周波数スペクト
ル表示装置を提供することができる。

【００３７】また請求項４のこの構成によって、入力信
号レベルが第１の信号レベルから第２の信号レベルに上
昇した際に、第１の色を発色する複数の単位表示部に挟
まれる形で第２の色を発色する第２の単位表示部が点灯
するので、第２の色が端にあるよりもコントラストが高
くなって第２の単位表示部の点灯がより目立つという作
用効果を得ることができる。

【００３８】さらに請求項５の構成によって、入力信号
レベルが第１の信号レベルから第２の信号レベルに上昇
した際に、第１の色を発色する複数の単位表示部に挟ま
れる形で第２の色を発色する第２の単位表示部が点灯す
るので、第２の色のコントラストが高くなって第２の単
位表示部の点灯がより目立つことと、第１の単位表示部
に挟まれていない第２の単位表示部によって光の柱が伸
長することの両方によってレベルが上昇したことを明瞭
に表示するという作用効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態の周波数スペクトル表示装置のブロ
ック図

【図２】同じくそのマルチプレクサの動作状態を示す説
明図

【図３】同じく周波数スペクトル表示装置の表示部の平
面図

【図４】同じく表示部における表示列の１列を詳細に拡
大した平面図

【図５】同じく表示部における他の表示列を詳細に拡大
した平面図

【図６】従来の信号レベル表示装置の表示部の表示状態
を示す平面図

【符号の説明】

１ ミクサー ２〜６ バンドパスフィルタ ７ マルチプレクサ ８ マイクロプロセッサ ９ 表示用ドライバー １０ 蛍光表示管 Ｌ１Ａ〜Ｌ１３Ａ 上半分の表示列 Ｌ１Ａ−１〜Ｌ１Ａ−９，Ｌ７Ａ−１〜Ｌ７Ａ−９ セ
グメント

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の信号レベルのそれぞれに対応して
   それぞれ１または複数の単位表示部が点灯するように構
   成した表示列を複数列有し、 前記表示列はそれぞれ対応する周波数帯域の信号によっ
   て駆動されるように構成され、 前記表示列は中心に対して放射状に配列されていること
   を特徴とする周波数スペクトル表示装置。
2. 【請求項２】 表示列は水平線に対して線対称に上下に
   配列され、対称位置にある表示列は同一周波数帯域の信
   号によって駆動されることを特徴とする請求項１記載の
   周波数スペクトル表示装置。
3. 【請求項３】 表示素子の最外周は略楕円形となるよう
   に構成されたことを特徴とする請求項１または２記載の
   周波数スペクトル表示装置。
4. 【請求項４】 第１の信号レベルに対応し第１の色を発
   色する複数の第１の単位表示部と、 前記第１の単位表示部より高い信号レベルに対応し第２
   の色を発色する第２の単位表示部とを備え、 前記第２の単位表示部の両側に前記第１の単位表示部が
   存在するように配置したことを特徴とする請求項１ない
   し３のいずれかに記載の周波数スペクトル表示装置。
5. 【請求項５】 第２の単位表示部は複数のブロックに分
   かれそれぞれのブロックは分離していて少なくともその
   １つのブロックの単位表示部の両側に第１の単位表示部
   が存在するように配置したことを特徴とする請求項１な
   いし３のいずれかに記載の周波数スペクトル表示装置。