JP5655498B2 - 音場可視化システム - Google Patents
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Description
本発明は上記課題に鑑みて為されたものであり、音響空間に放射される音の伝播状態を手軽に可視化することを可能にする技術を提供することを目的とする。
(A:第1実施形態)
図1は、本発明の一実施形態の音場可視化システム1Aの構成例を示すブロック図である。図1に示すように、音場可視化システム1Aは、音/光変換器アレイ100、制御装置20、および音源3を含んでいる。音場可視化システム1Aを構成する音/光変換器アレイ100、制御装置20、および音源3は、例えばホームシアターが設置されるリビングルームなどの音響空間に設置される。この音場可視化システム1Aでは、制御装置20による制御の下で音源3に音波を放射させ、当該音波の特定の波面の伝搬状態が音/光変換器アレイ100によって可視化される。
Systems)マイクロホンや小型ECM(Electret Condenser Microphone)であり、収音した音の波形を表す音信号を出力する。発光制御部120は、図2に示すように、サンプルホールド回路122と電圧電流変換回路124を含んでいる。これらサンプルホールド回路122および電圧電流変換回路124としては周知の構成のものを用いるようにすれば良い。サンプルホールド回路122は、ストローブ信号SSの立上がりを契機として、マイクロホン110から出力される音信号のサンプリングを行い、サンプリングされた瞬時値(電圧)を次にストローブ信号SSが立上がるまで保持するとともに、その電圧を電圧電流変換回路124に印加する。なお、ストローブ信号SSの立下がりに同期させて音圧の計測を行う態様の場合には、ストローブ信号SSの立下がりを契機として、マイクロホン110から出力される音信号をサンプリングし、次にストローブ信号SSが立下がるまでそのサンプリング結果を保持する処理をサンプルホールド回路122に実行させるようにすれば良い。音信号のサンプリングをストローブ信号SSの立上がりを契機として行うのか、それともストローブ信号SSの立下りを契機として行うのかについては音/光変換器アレイ100の工場出荷時点等で予め定めておけば良い。
上述した第1実施形態では、複数の音/光変換器10(k)をマトリクス状に配列して音/光変換器アレイ100を構成したが、音場可視化システム1Aに含まれる複数の音光変換器10(k)の各々を音響空間内の互いに異なる位置に配置して音源3から放射される音波の伝播状態を可視化しても良い。ここで、各音/光変換器10(k)の配置の仕方には種々の態様が考えられる。以下、図6(a)〜(c)を参照しつつ音/光変換器10(k)の具体的な配置態様について説明する。
図7は、本発明の第3実施形態の音/光変換器30(k)を含む音場可視化システム1Bの構成例を示す図である。この音場可視化システム1Bは、まず、音/光変換器10(k)に換えて音/光変換器30(k)を有している点が異なる。また、図7を参照すれば明らかように、音/光変換器30(1)は制御装置20からストローブ信号SSを受け取り、音/光変換器30(k:k=2〜N)は音/光変換器30(k−1)からストローブ信号SSを受け取るように、制御装置20および音/光変換器30(k)が所謂デイジーチェーン方式で接続されている点が音場可視化システム1Aと異なる。以下、第2実施形態との相違点である音/光変換器30(k)を中心に説明する。
前述したように、本実施形態の音場可視化システム1Bに含まれる音/光変換器30(k)は、制御装置20の発生させたストローブ信号SSをデイジーチェーン方式で転送する点、および、その転送の際に遅延手段142によって遅延を付与する点が音/光変換器10(k)と異なる。この構成の相違によって、本実施形態によれば第2実施形態とは異なる効果が得られる。
図10は、本発明の第4実施形態の音/光変換器40を含む音場可視化システム1Cの構成例を示す図である。図10と図7を比較すれば明らかなように、音場可視化システム1Cは、音/光変換器30(1)に換えて音/光変換器40を設けた点と、この音/光変換器40が制御装置20に接続されていない点が音場可視化システム1Bと異なる。以下、第3実施形態との相違点である音/光変換器40を中心に説明する。
図12は、本発明の第5実施形態の音/光変換器50の構成例を示す図である。
図12と図2とを対比すれば明らかように、音/光変換器50は、マイクロホン110と発光制御部120の間に介挿されたフィルタ処理部160を有する点が音/光変換器10(k)と異なる。このフィルタ処理部160は、例えばバンドパスフィルタであり、マイクロホン110から出力される音信号のうち、予め定められた周波数範囲(以下、通過域)の信号成分のみを通過させる。このため、音/光変換器50の発光部130は、マイクロホン110により収音された音のうち、上記通過域に属する信号成分の音圧に応じた輝度で発光するのである。したがって、図1の音場可視化システム1Aの音/光変換器10(k)を音/光変換器50に置き換えて音場の可視化を行えば、特定の周波数成分(すなわち、上記通過域に属する成分)の音の伝播状態のみを可視化することができる。
図13は、本発明の第6実施形態の音/光変換器60の構成例を示す図である。
この音/光変換器60は、マイクロホン110と、フィルタ処理部170と、3つの発光制御部(120a、120bおよび120c)と、各々異なる色の光を発する3つの発光体(130a、130bおよび130c)を含む発光部130と、を有している。例えば、発光体130aは赤色の光を発するLEDであり、発光体130bは緑色の光を発するLED、発光体130cは青色の光を発するLEDである、といった具合である。
図15は、本発明の第7実施形態の音/光変換器70の構成例を示す図である。
図15と図1とを対比すれば明らかなように、音/光変換器70は、記憶部180を有している点と、発光制御部120に換えて発光制御部220を設けた点が音/光変換器10(k)と異なる。記憶部180は、例えばRAM(Random Access memory)などの揮発性メモリであっても良く、フラッシュメモリなどデータの書き換えが可能な不揮発性メモリであっても良い。発光制御部220は、サンプルホールド回路122および電圧電流変換回路124の他にデータ書き込み/読み出し制御部126を有している点が発光制御部120と異なる。このデータ書き込み/読み出し制御部126は、データの書き込み開始を指示する外部信号が与えられたことを契機としてサンプルホールド回路122によりホールドされた瞬時値を示すデータを記憶部180に順次書き込む処理を開始し、データの読み出し開始を指示する外部信号が与えられたこと(若しくは、記憶部180に格納されているデータが一定量に達したことまたはストローブ信号SSの入力が一定時間に亘って途絶えたこと)を契機として、それらデータをストローブ信号SSの周期と同じ周期でその書き込み順に順次読み出し、そのデータの示す瞬時値に応じた電圧を電圧電流変換回路124に印加する処理を実行する。
以上本発明の第1から第7実施形態を説明したが、これら実施形態に以下の変形を加えても勿論良い。
(1)上述した実施形態では、音響空間内の各々異なる位置に配置される音/光変換器の発光部がどの程度の輝度で発光するのかを目視することでその音響空間における音波の伝播状態を利用者に把握させた。しかし、上記各発光部の発光の様子を一般的なビデオカメラ等により撮像して記録するようにしても勿論良い。その際、現場では観測できなくても記録されたもので観測されればいいようなアプリケーション(用途、方法)では赤外線LED等の非可視光のLEDの使用も考えられる。
Claims (5)
- マイクロホンと、発光部と、ストローブ信号に同期させて前記マイクロホンの出力信号の瞬時値を取得し、当該瞬時値に応じた輝度で前記発光部を発光させる発光制御部と、を含む音/光変換器を複数有するとともに、
前記複数の音/光変換器による可視化の対象となる音の発音に同期させて前記ストローブ信号を生成して出力する制御装置を有し、
前記制御装置は、立上がりまたは立下り周期を変化させつつ前記ストローブ信号を出力する
ことを特徴とする音場可視化システム。 - 前記制御装置は、前記複数の音/光変換器による可視化の対象となる音の音源を駆動するための駆動信号を出力するとともに、前記駆動信号の出力に同期させて前記ストローブ信号を出力することを特徴とする請求項1に記載の音場可視化システム。
- 前記ストローブ信号は矩形波信号であるとともに、前記複数の音/光変換器の各々に含まれる発光制御部は、前記ストローブ信号の立上がり、または立下りに同期させてマイクロホンの出力信号の瞬時値を取得し、前記制御装置は、前記ストローブ信号の立上がりまたは立下り周期を時間の経過とともに変化させる
ことを特徴とする請求項1または2に記載の音場可視化システム。 - 前記ストローブ信号は矩形波信号であるとともに、前記複数の音/光変換器の各々に含まれる発光制御部は、前記ストローブ信号の立上がり、または立下りに同期させてマイクロホンの出力信号の瞬時値を取得し、前記制御装置は、前記ストローブ信号の立上がりまたは立下り周期を利用者の操作に応じて変化させる
ことを特徴とする請求項1または2に記載の音場可視化システム。 - 前記複数の音/光変換器の各々は記憶部を有し、
前記複数の音/光変換器の各々の発光制御部は、前記マイクロホンの出力信号の瞬時値を示すデータを前記記憶部に順次書き込む第1の処理と、前記記憶部に記憶されているデータを、前記ストローブ信号に同期させて、または前記第1の処理における書き込み周期よりも長い周期で、順次読み出し、そのデータの示す瞬時値に応じた輝度で前記発光部を発光させる第2の処理と、を実行することを特徴とする請求項1から4の何れか1に記載の音場可視化システム。
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