JPH05209780A - 周波数解析装置 - Google Patents
周波数解析装置Info
- Publication number
- JPH05209780A JPH05209780A JP1697092A JP1697092A JPH05209780A JP H05209780 A JPH05209780 A JP H05209780A JP 1697092 A JP1697092 A JP 1697092A JP 1697092 A JP1697092 A JP 1697092A JP H05209780 A JPH05209780 A JP H05209780A
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- Japan
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- frequency
- vibration
- diaphragm
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- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 簡単な構成の周波数解析装置を提供する。
【構成】 入力音声の周波数変化に対応して振動する位
置が変化する振動部材２と、この振動部材２の各部の振
動を検出する複数のセンサ３ａ，３ｂ‥‥３ｚとで構成
した。
置が変化する振動部材２と、この振動部材２の各部の振
動を検出する複数のセンサ３ａ，３ｂ‥‥３ｚとで構成
した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、音声の周波数解析を行
う周波数解析装置に関する。
う周波数解析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、音声の周波数解析を行う周波数解
析装置としては、例えば音声をマイクなどで電気的な音
声信号に変換し、この音声信号を複数段のバンドパスフ
ィルタ（それぞれのバンドパスフィルタは通過帯域が異
なる）で複数の周波数帯域に分割し、この分割された帯
域毎に信号レベルを検出して周波数解析を行うことが考
えられる。
析装置としては、例えば音声をマイクなどで電気的な音
声信号に変換し、この音声信号を複数段のバンドパスフ
ィルタ（それぞれのバンドパスフィルタは通過帯域が異
なる）で複数の周波数帯域に分割し、この分割された帯
域毎に信号レベルを検出して周波数解析を行うことが考
えられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような電気的に周
波数解析を行う装置の場合には、マイクなどの音声／電
気信号変換手段と、バンドパスフィルタなどの電気的な
回路部品が必要で、複雑な構成となる不都合があった。
特に、細かく周波数解析するためには、各バンドパスフ
ィルタで抽出される帯域幅を狭くしてバンドパスフィル
タの数を増やし、分割数を多くする必要があり、大規模
な回路構成となってしまう。
波数解析を行う装置の場合には、マイクなどの音声／電
気信号変換手段と、バンドパスフィルタなどの電気的な
回路部品が必要で、複雑な構成となる不都合があった。
特に、細かく周波数解析するためには、各バンドパスフ
ィルタで抽出される帯域幅を狭くしてバンドパスフィル
タの数を増やし、分割数を多くする必要があり、大規模
な回路構成となってしまう。
【０００４】本発明はかかる点に鑑み、簡単な構成の周
波数解析装置を提供することを目的とする。
波数解析装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、例えば図１に
示すように、入力音声の周波数変化に対応して振動する
位置が変化する振動部材２と、この振動部材２の各部の
振動を検出する複数のセンサ３ａ，３ｂ‥‥３ｚとで構
成したものである。
示すように、入力音声の周波数変化に対応して振動する
位置が変化する振動部材２と、この振動部材２の各部の
振動を検出する複数のセンサ３ａ，３ｂ‥‥３ｚとで構
成したものである。
【０００６】またこの場合に、センサとして圧力センサ
を使用し、この圧力センサにより振動部材の各部の振動
を検出するようにしたものである。
を使用し、この圧力センサにより振動部材の各部の振動
を検出するようにしたものである。
【０００７】さらにこの場合に、センサとして光センサ
を使用し、この光センサにより振動部材の各部の振動を
検出するようにしたものである。
を使用し、この光センサにより振動部材の各部の振動を
検出するようにしたものである。
【０００８】
【作用】このようにしたことで、センサの数に対応した
帯域分割数で周波数解析が行え、電気的な回路部品を使
用することなく、簡単に周波数解析が行える。
帯域分割数で周波数解析が行え、電気的な回路部品を使
用することなく、簡単に周波数解析が行える。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の第１の実施例を、図１〜図３
を参照して説明する。
を参照して説明する。
【００１０】図１において、１は音声を集音する集音器
を示し、この集音器１で集音した音声により薄膜振動板
２を振動させる。ここで、集音器１としては、例えばコ
ーン形スピーカのようなコーンの中央部で音波を受け、
この受けた音波を所定方向の振動として薄膜振動板２の
一端部２ａに伝えるものとする。そして、薄膜振動板２
は、一端部２ａから他端部２ｂに拡がる三角形で構成さ
れ、一端部２ａから他端部２ｂまでの長さは比較的長く
形成される。そして、一端部２ａに集音器１から伝わる
振動により、自由に振動できるように配置される。この
ように自由に振動できる状態で配置するために、例えば
振動板２全体を所定の液体内に封入させる構成としても
良い。
を示し、この集音器１で集音した音声により薄膜振動板
２を振動させる。ここで、集音器１としては、例えばコ
ーン形スピーカのようなコーンの中央部で音波を受け、
この受けた音波を所定方向の振動として薄膜振動板２の
一端部２ａに伝えるものとする。そして、薄膜振動板２
は、一端部２ａから他端部２ｂに拡がる三角形で構成さ
れ、一端部２ａから他端部２ｂまでの長さは比較的長く
形成される。そして、一端部２ａに集音器１から伝わる
振動により、自由に振動できるように配置される。この
ように自由に振動できる状態で配置するために、例えば
振動板２全体を所定の液体内に封入させる構成としても
良い。
【００１１】このようにして振動板２を配置すること
で、集音器１が受けた音波の周波数の高低により、振動
板２の振動する位置が変化する。即ち、検出できる最も
高い周波数（例えば２０ｋＨｚ）の音波が入力したと
き、一端部２ａの近傍の振動板２が振動し、これより周
波数が低くなるに従って振動板２の振動する位置が他端
部２ｂ側に移動し、検出できる最も低い周波数（例えば
数十Ｈｚ）の音波が入力したとき、他端部２ｂの近傍の
振動板２が振動する。
で、集音器１が受けた音波の周波数の高低により、振動
板２の振動する位置が変化する。即ち、検出できる最も
高い周波数（例えば２０ｋＨｚ）の音波が入力したと
き、一端部２ａの近傍の振動板２が振動し、これより周
波数が低くなるに従って振動板２の振動する位置が他端
部２ｂ側に移動し、検出できる最も低い周波数（例えば
数十Ｈｚ）の音波が入力したとき、他端部２ｂの近傍の
振動板２が振動する。
【００１２】そして、振動板２を臨む位置には、圧力セ
ンサアレイ３を配置する。この圧力センサアレイ３は、
複数の圧力センサ３ａ，３ｂ‥‥３ｚが一列に所定間隔
（一定間隔とは限らない）で配置され、各圧力センサ３
ａ，３ｂ‥‥３ｚの近傍の振動板２が振動したとき、こ
のセンサが圧力で振動量を検出する。例えば、振動板２
の一端部２ａの近傍が振動したとき、圧力センサアレイ
３の一端部に配置された圧力センサ３ａが、この振動を
圧力変動で検出し、受けた圧力に応じた電圧信号を信号
する。この場合、圧力センサアレイ３に配置する圧力セ
ンサ３ａ，３ｂ‥‥３ｚの数は、検出したい周波数帯域
分割数に対応した数とし、それぞれの圧力センサ３ａ，
３ｂ‥‥３ｚは、例えば半導体圧力センサで構成する。
ンサアレイ３を配置する。この圧力センサアレイ３は、
複数の圧力センサ３ａ，３ｂ‥‥３ｚが一列に所定間隔
（一定間隔とは限らない）で配置され、各圧力センサ３
ａ，３ｂ‥‥３ｚの近傍の振動板２が振動したとき、こ
のセンサが圧力で振動量を検出する。例えば、振動板２
の一端部２ａの近傍が振動したとき、圧力センサアレイ
３の一端部に配置された圧力センサ３ａが、この振動を
圧力変動で検出し、受けた圧力に応じた電圧信号を信号
する。この場合、圧力センサアレイ３に配置する圧力セ
ンサ３ａ，３ｂ‥‥３ｚの数は、検出したい周波数帯域
分割数に対応した数とし、それぞれの圧力センサ３ａ，
３ｂ‥‥３ｚは、例えば半導体圧力センサで構成する。
【００１３】ここで、各圧力センサ３ａ，３ｂ‥‥３ｚ
が受ける圧力と出力電圧との関係を図２に示すと、圧力
と出力電圧とはほぼ直線で比例している。従って、各圧
力センサ３ａ，３ｂ‥‥３ｚの出力電圧が、振動レベル
に対応したものとなる。
が受ける圧力と出力電圧との関係を図２に示すと、圧力
と出力電圧とはほぼ直線で比例している。従って、各圧
力センサ３ａ，３ｂ‥‥３ｚの出力電圧が、振動レベル
に対応したものとなる。
【００１４】そして、各圧力センサ３ａ，３ｂ‥‥３ｚ
の出力電圧を表示装置４に供給し、この表示装置４で各
センサ３ａ，３ｂ‥‥３ｚ毎に電圧レベルを表示させ
る。このとき、例えば各センサの出力電圧レベルを一列
に並べてグラフ状に表示させる。
の出力電圧を表示装置４に供給し、この表示装置４で各
センサ３ａ，３ｂ‥‥３ｚ毎に電圧レベルを表示させ
る。このとき、例えば各センサの出力電圧レベルを一列
に並べてグラフ状に表示させる。
【００１５】このようにすることで、検出できる最も高
い周波数の音波が集音器１に入力したとき、振動板２の
一端部２ａの近傍が振動し、対応した圧力センサ３ａが
圧力変化を検出して圧力に応じた電圧レベルが表示さ
れ、入力音波の周波数が低くなって振動板２の振動する
位置が変化するに従って、振動を検出する圧力センサの
位置が変化し、振動に応じた電圧レベルが表示される位
置も変化する。従って、入力音波の周波数に対応して、
表示装置４でセンサの出力電圧レベルが表示される位置
が異なり、予め入力周波数と振動板２の振動位置との対
応関係を調べておけば、表示装置４で表示されるレベル
がどの周波数の検出レベルを示しているものか判り、表
示装置４の表示パネルに各センサの検出周波数帯域を表
示させることで、表示装置４で各周波数帯域毎のレベル
が判断でき、周波数解析ができる。
い周波数の音波が集音器１に入力したとき、振動板２の
一端部２ａの近傍が振動し、対応した圧力センサ３ａが
圧力変化を検出して圧力に応じた電圧レベルが表示さ
れ、入力音波の周波数が低くなって振動板２の振動する
位置が変化するに従って、振動を検出する圧力センサの
位置が変化し、振動に応じた電圧レベルが表示される位
置も変化する。従って、入力音波の周波数に対応して、
表示装置４でセンサの出力電圧レベルが表示される位置
が異なり、予め入力周波数と振動板２の振動位置との対
応関係を調べておけば、表示装置４で表示されるレベル
がどの周波数の検出レベルを示しているものか判り、表
示装置４の表示パネルに各センサの検出周波数帯域を表
示させることで、表示装置４で各周波数帯域毎のレベル
が判断でき、周波数解析ができる。
【００１６】このようにして構成される周波数解析装置
は、電気的な音声信号を解析する従来の装置に比べ、圧
力センサまでは電気的な回路部品を使用せず、簡単な構
成で周波数解析ができる。特に、検出する周波数帯域の
分割数が多い場合にも、センサの数を増やすだけで良
く、チャンネル数の多い周波数解析装置でも構成が簡単
である。また、この周波数解析装置は構成が簡単である
ので、小型で低コストに構成できる。
は、電気的な音声信号を解析する従来の装置に比べ、圧
力センサまでは電気的な回路部品を使用せず、簡単な構
成で周波数解析ができる。特に、検出する周波数帯域の
分割数が多い場合にも、センサの数を増やすだけで良
く、チャンネル数の多い周波数解析装置でも構成が簡単
である。また、この周波数解析装置は構成が簡単である
ので、小型で低コストに構成できる。
【００１７】上述した説明では、単に解析した周波数を
表示するだけとしたが、各圧力センサ３ａ，３ｂ‥‥３
ｚの出力を利用して、人工聴覚を構成することもでき
る。例えば、図３に示すように、圧力センサアレイ３を
構成する各圧力センサ３ａ，３ｂ‥‥３ｚの出力を、微
分回路５に供給し、この微分回路５で微分されたセンサ
出力をパルス密度変調回路６に供給し、出力電位により
パルスの密度が変化するパルス密度変調を行う。そし
て、パルス密度変調された信号を出力端子７から出力さ
せる。
表示するだけとしたが、各圧力センサ３ａ，３ｂ‥‥３
ｚの出力を利用して、人工聴覚を構成することもでき
る。例えば、図３に示すように、圧力センサアレイ３を
構成する各圧力センサ３ａ，３ｂ‥‥３ｚの出力を、微
分回路５に供給し、この微分回路５で微分されたセンサ
出力をパルス密度変調回路６に供給し、出力電位により
パルスの密度が変化するパルス密度変調を行う。そし
て、パルス密度変調された信号を出力端子７から出力さ
せる。
【００１８】このように構成することで、人間の耳の聴
神経の出力と同等の出力が出力端子７に得られる。即
ち、人間の耳の聴神経の出力はパルスの密度で表現され
るが、図３の回路構成とすることで本例の周波数解析装
置の出力が同様なパルス密度変調された信号となる。こ
のように聴神経の出力と同等の出力が得られることで、
単に周波数解析するだけでなく、各種用途に応用するこ
とができる。例えば、人工聴覚とすることも可能であ
る。
神経の出力と同等の出力が出力端子７に得られる。即
ち、人間の耳の聴神経の出力はパルスの密度で表現され
るが、図３の回路構成とすることで本例の周波数解析装
置の出力が同様なパルス密度変調された信号となる。こ
のように聴神経の出力と同等の出力が得られることで、
単に周波数解析するだけでなく、各種用途に応用するこ
とができる。例えば、人工聴覚とすることも可能であ
る。
【００１９】次に、本発明の第２の実施例を、図４及び
図５を参照して説明する。この図４及び図５において、
図１〜図３に対応する部分には同一符号を付し、その詳
細説明は省略する。
図５を参照して説明する。この図４及び図５において、
図１〜図３に対応する部分には同一符号を付し、その詳
細説明は省略する。
【００２０】本例においては、薄膜振動板２の振動を検
出するセンサとして、光センサを使用したもので、図４
に示すように構成する。即ち、一端部２ａから他端部２
ｂに拡がる三角形状の薄膜振動板２の近傍に、発光素子
８ａ，８ｂ‥‥８ｚよりなる発光素子アレイ８を配置す
ると共に、それぞれの発光素子８ａ，８ｂ‥‥８ｚから
の光の振動板２による反射光を受光する受光素子９ａ，
９ｂ‥‥９ｚよりなる受光素子アレイ９を配置する。こ
の場合、発光素子８ａ，８ｂ‥‥８ｚとしては、発光ダ
イオードなどの素子が使用され、受光素子９ａ，９ｂ‥
‥９ｚとしてはフォトダイオードなどの素子が使用され
る。また、ここでは薄膜振動板２として、光を反射し易
い素材で構成する。
出するセンサとして、光センサを使用したもので、図４
に示すように構成する。即ち、一端部２ａから他端部２
ｂに拡がる三角形状の薄膜振動板２の近傍に、発光素子
８ａ，８ｂ‥‥８ｚよりなる発光素子アレイ８を配置す
ると共に、それぞれの発光素子８ａ，８ｂ‥‥８ｚから
の光の振動板２による反射光を受光する受光素子９ａ，
９ｂ‥‥９ｚよりなる受光素子アレイ９を配置する。こ
の場合、発光素子８ａ，８ｂ‥‥８ｚとしては、発光ダ
イオードなどの素子が使用され、受光素子９ａ，９ｂ‥
‥９ｚとしてはフォトダイオードなどの素子が使用され
る。また、ここでは薄膜振動板２として、光を反射し易
い素材で構成する。
【００２１】そして、各受光素子９ａ，９ｂ‥‥９ｚへ
の受光量に応じた検出出力を、表示装置４′に供給す
る。ここで、例えば各受光素子９ａ，９ｂ‥‥９ｚの検
出出力として、受光量に応じて電流値が変化するとき、
各センサの出力電流値を表示装置４′で表示させる。
の受光量に応じた検出出力を、表示装置４′に供給す
る。ここで、例えば各受光素子９ａ，９ｂ‥‥９ｚの検
出出力として、受光量に応じて電流値が変化するとき、
各センサの出力電流値を表示装置４′で表示させる。
【００２２】このように構成したことで、光センサを構
成する発光素子８ａ，８ｂ‥‥８ｚと受光素子９ａ，９
ｂ‥‥９ｚとを使用して、薄膜振動板２の各部の振動が
検出され、この検出された振動レベルが表示され、周波
数解析が行われる。ここで、光センサで振動板２の各部
の振動が検出されることを、図５を用いて説明すると、
例えば振動板２が基準とする位置にあるときに、図５の
Ａに示すように、発光素子からの光の到達範囲をｍと
し、受光素子側に向かう光の範囲をｎとする。このと
き、振動板２で反射して受光素子で受光される光はｌで
示される範囲で、光量がこの範囲ｌに対応したものにな
る。そして、この状態から振動板２が振動して一方に動
いたとき、図５のＢに示すように、受光素子で受光され
る光がｌ＋Δｌとなる。また、振動板２が他方に振動し
たとき、図５のＣに示すように、受光素子で受光される
光がｌ−Δｌとなる。このように、振動板２の振動によ
り、受光素子の受光光量が増減し、受光素子の検出出力
で振動レベルが判断できる。従って、第１の実施例の場
合と同様な周波数解析が行え、第１の実施例の場合と同
様な効果が得られる。
成する発光素子８ａ，８ｂ‥‥８ｚと受光素子９ａ，９
ｂ‥‥９ｚとを使用して、薄膜振動板２の各部の振動が
検出され、この検出された振動レベルが表示され、周波
数解析が行われる。ここで、光センサで振動板２の各部
の振動が検出されることを、図５を用いて説明すると、
例えば振動板２が基準とする位置にあるときに、図５の
Ａに示すように、発光素子からの光の到達範囲をｍと
し、受光素子側に向かう光の範囲をｎとする。このと
き、振動板２で反射して受光素子で受光される光はｌで
示される範囲で、光量がこの範囲ｌに対応したものにな
る。そして、この状態から振動板２が振動して一方に動
いたとき、図５のＢに示すように、受光素子で受光され
る光がｌ＋Δｌとなる。また、振動板２が他方に振動し
たとき、図５のＣに示すように、受光素子で受光される
光がｌ−Δｌとなる。このように、振動板２の振動によ
り、受光素子の受光光量が増減し、受光素子の検出出力
で振動レベルが判断できる。従って、第１の実施例の場
合と同様な周波数解析が行え、第１の実施例の場合と同
様な効果が得られる。
【００２３】なお、この第２の実施例の場合にも、単に
周波数解析するだけでなく、図３を用いて説明したよう
にパルス密度変調された信号として、聴神経の出力と同
等の出力とすることもできる。
周波数解析するだけでなく、図３を用いて説明したよう
にパルス密度変調された信号として、聴神経の出力と同
等の出力とすることもできる。
【００２４】また、上述した各実施例で説明した圧力セ
ンサや光センサ以外の構成のセンサを、薄膜振動板の振
動検出センサとして使用しても良い。
ンサや光センサ以外の構成のセンサを、薄膜振動板の振
動検出センサとして使用しても良い。
【００２５】
【発明の効果】本発明によると、センサの数に対応した
帯域分割数で周波数解析が行え、電気的な回路部品をほ
とんど使用することなく、簡単に周波数解析装置が構成
できる。
帯域分割数で周波数解析が行え、電気的な回路部品をほ
とんど使用することなく、簡単に周波数解析装置が構成
できる。
【図１】本発明の第１の実施例を示す構成図である。
【図２】第１の実施例の説明に供するセンサの特性図で
ある。
ある。
【図３】第１の実施例の解析装置を人工聴覚に適用する
場合の構成図である。
場合の構成図である。
【図４】本発明の第２の実施例を示す構成図である。
【図５】第２の実施例のセンサ検出状態を示す説明図で
ある。
ある。
１ 集音器 ２ 薄膜振動板 ３ 圧力センサアレイ ３ａ，３ｂ‥‥３ｚ 圧力センサ ４，４′ 表示装置 ５ 微分回路 ６ パルス密度変調回路 ８ 発光素子アレイ ８ａ，８ｂ‥‥８ｚ 発光素子 ９ 受光素子アレイ ９ａ，９ｂ‥‥９ｚ 受光素子
Claims (3)
- 【請求項１】 入力音声の周波数変化に対応して振動す
る位置が変化する振動部材と、該振動部材の各部の振動
を検出する複数のセンサとよりなる周波数解析装置。 - 【請求項２】 上記センサとして圧力センサを使用し、
該圧力センサにより上記振動部材の各部の振動を検出す
るようにした請求項１記載の周波数解析装置。 - 【請求項３】 上記センサとして光センサを使用し、該
光センサにより上記振動部材の各部の振動を検出するよ
うにした請求項１記載の周波数解析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1697092A JPH05209780A (ja) | 1992-01-31 | 1992-01-31 | 周波数解析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1697092A JPH05209780A (ja) | 1992-01-31 | 1992-01-31 | 周波数解析装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05209780A true JPH05209780A (ja) | 1993-08-20 |
Family
ID=11930942
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1697092A Pending JPH05209780A (ja) | 1992-01-31 | 1992-01-31 | 周波数解析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05209780A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006522347A (ja) * | 2003-04-03 | 2006-09-28 | エスアールアイ インターナショナル | リアルタイム振動イメージング方法及び装置 |
| JP2016024143A (ja) * | 2014-07-24 | 2016-02-08 | 株式会社小野測器 | 収音装置及びラウドネス計測装置 |
-
1992
- 1992-01-31 JP JP1697092A patent/JPH05209780A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006522347A (ja) * | 2003-04-03 | 2006-09-28 | エスアールアイ インターナショナル | リアルタイム振動イメージング方法及び装置 |
| JP2016024143A (ja) * | 2014-07-24 | 2016-02-08 | 株式会社小野測器 | 収音装置及びラウドネス計測装置 |
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