JPH01248083A - 波動源探査装置 - Google Patents
波動源探査装置Info
- Publication number
- JPH01248083A JPH01248083A JP7539488A JP7539488A JPH01248083A JP H01248083 A JPH01248083 A JP H01248083A JP 7539488 A JP7539488 A JP 7539488A JP 7539488 A JP7539488 A JP 7539488A JP H01248083 A JPH01248083 A JP H01248083A
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- JP
- Japan
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- hologram
- wave
- image
- observation
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- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
この発明は、騒音を発生している機器のどの部位から音
が強く出ているか等を探査する波動源探査装置に関する
。
が強く出ているか等を探査する波動源探査装置に関する
。
（従来の技術）
従来の波動源探査装置としては、例えば特開昭５１−１
３０２７６号公報、特開昭５５−４０３９号公報に記載
のものと同様な原理の第６図に示すようなものがある。
３０２７６号公報、特開昭５５−４０３９号公報に記載
のものと同様な原理の第６図に示すようなものがある。
すなわち、観測対象物である音源１０１から放射される
音波を、空間的に固定された固定受波器（固定マイクロ
フォン〉１０３と、所定の観測面１０５上を一定の間隔
かつ一定の順序（例えば左から右に、上から下に順次）
で走査できるようにした移動受波器（移動マイクロフォ
ン）１０７とで受波し、これらのマイクロフォン１０３
．１０７で受信した信号ｉ、ｋを各々位相差によって生
ずる音波の干渉度について第１信号処理部１０９で計算
して観測面１０５上の各点でのホログラム信号を得る。
音波を、空間的に固定された固定受波器（固定マイクロ
フォン〉１０３と、所定の観測面１０５上を一定の間隔
かつ一定の順序（例えば左から右に、上から下に順次）
で走査できるようにした移動受波器（移動マイクロフォ
ン）１０７とで受波し、これらのマイクロフォン１０３
．１０７で受信した信号ｉ、ｋを各々位相差によって生
ずる音波の干渉度について第１信号処理部１０９で計算
して観測面１０５上の各点でのホログラム信号を得る。
第１信号処理部１０９において得られたホログラム信号
は第２信号処理部１１１によって音源１０１がらの観測
面１０５上における音の振幅０位相、エネルギの分布を
計算して、ホログラムデータを得る。
は第２信号処理部１１１によって音源１０１がらの観測
面１０５上における音の振幅０位相、エネルギの分布を
計算して、ホログラムデータを得る。
つぎに、音源像を再生する場合には、第７図に示すよう
に、観測面１０５上の各測定点１１３におけるホログラ
ムデータを用いてもとの音源１０１が存在した位置に再
生面１１５を設定し、この再生面１１５上におけるｇｒ
ｇｔ像を求める。この過程は、公知のレーザーホログ
ラフィの原理と同様に、観測面１０５上のホログラムデ
ータに例えば平行波動を照射しく平行波動は実際に照射
されるのではなく演算処理上で行なわれる）、ホログラ
ム振幅分布、位相分布に応じて回折された波動を重ね合
せて行なわれる。もとの音源１０１の位置においてはこ
の重ね合せた波動が焦点を結んで結像し、音源像が再生
される。
に、観測面１０５上の各測定点１１３におけるホログラ
ムデータを用いてもとの音源１０１が存在した位置に再
生面１１５を設定し、この再生面１１５上におけるｇｒ
ｇｔ像を求める。この過程は、公知のレーザーホログ
ラフィの原理と同様に、観測面１０５上のホログラムデ
ータに例えば平行波動を照射しく平行波動は実際に照射
されるのではなく演算処理上で行なわれる）、ホログラ
ム振幅分布、位相分布に応じて回折された波動を重ね合
せて行なわれる。もとの音源１０１の位置においてはこ
の重ね合せた波動が焦点を結んで結像し、音源像が再生
される。
なお、実際にはもとの音源位置に限らず任意の面上にお
ける音源像の再生が可能であるが、音源位置以外の面で
は重ね合せた波動が焦点を結ばないので、ぼけた音源像
となる。
ける音源像の再生が可能であるが、音源位置以外の面で
は重ね合せた波動が焦点を結ばないので、ぼけた音源像
となる。
しかしながら、このような従来の音源探査装置にあって
は、音源１０１が立体的な形状の場合、観測点が表面だ
けでなく奥側にもあるときに、観測面１０５上の観測点
１１３には奥側のホログラムデータも記録される。従っ
て、第８図に示すようにある再生面１１５を設定し、こ
の再生面１１５上の点１１９で像を再生しようとすると
、音源１０１上の奥側の点１２１の像が再生面１１５に
混入して良好な像再生ができなかった。これは本来焦点
位置が異るから奥側の像はぼけて除去できるはずである
が、ホログラムデータに照射する平行波動に波長の長い
音波を用いる場合には無視できない問題となっていた。
は、音源１０１が立体的な形状の場合、観測点が表面だ
けでなく奥側にもあるときに、観測面１０５上の観測点
１１３には奥側のホログラムデータも記録される。従っ
て、第８図に示すようにある再生面１１５を設定し、こ
の再生面１１５上の点１１９で像を再生しようとすると
、音源１０１上の奥側の点１２１の像が再生面１１５に
混入して良好な像再生ができなかった。これは本来焦点
位置が異るから奥側の像はぼけて除去できるはずである
が、ホログラムデータに照射する平行波動に波長の長い
音波を用いる場合には無視できない問題となっていた。
（発明が解決しようとする課題）
以上のように、従来装置では立体的な観測対象物に対し
ても平面的な再生面の設定で行なうから良好な像再生が
できなかった。
ても平面的な再生面の設定で行なうから良好な像再生が
できなかった。
そこで、この発明は、立体的な形状の観測対象物に対し
ても良好な像を再生することができる波動源探査装置の
提供を目的とする。
ても良好な像を再生することができる波動源探査装置の
提供を目的とする。
［発明の構成］
（課題を解決するための手段）
上記目的を達成するために、この発明は、第１図のよう
に観測対象物から放射される波動を観測面上で検出する
波動検出部ＳＣと、検出した波動信号から波動の振幅、
位相、エネルギの分布を計算する演算処理部ＣＯと、こ
の演算結果を用いて波動源像を再生面上に再生する像再
生部ＣＲとからなる波動源探査装置において、前記像再
生部ＣＲの再生面を観測対象物を囲む表面もしくはその
近傍の閉曲面に設定した。
に観測対象物から放射される波動を観測面上で検出する
波動検出部ＳＣと、検出した波動信号から波動の振幅、
位相、エネルギの分布を計算する演算処理部ＣＯと、こ
の演算結果を用いて波動源像を再生面上に再生する像再
生部ＣＲとからなる波動源探査装置において、前記像再
生部ＣＲの再生面を観測対象物を囲む表面もしくはその
近傍の閉曲面に設定した。
（作用）
上記の構成によれば、立体的な観測対象物に対して再生
面を観測対象物を囲む表面もしくはその近傍の閉曲面に
設定するので観測点相互間の影響を除去することができ
、立体的な形状の観測対象物に対しても良好な再生像を
得ることができる。
面を観測対象物を囲む表面もしくはその近傍の閉曲面に
設定するので観測点相互間の影響を除去することができ
、立体的な形状の観測対象物に対しても良好な再生像を
得ることができる。
（実施例）
以下、この発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第２図はこの発明に係る波動源探査装置のブロック図、
第３図は第２図のブロック図に基づくフローチャートを
示すものである。
第３図は第２図のブロック図に基づくフローチャートを
示すものである。
この実施例では検出すべき波動が例えば音波であり、第
２図に示すように、音源１から放射される音波を受波す
る空間的に固定された固定マイクロフォン３と、音源１
から放射される音波を観測面（以下ホログラム面と呼ぶ
）５上を一定の間隔かつ順序（例えば左から右に上から
下に順次）で走査できるように構成した一個（又は複数
個）の移動マイクロフォン７とを備え、これらマイクロ
フォン３．７がこの実施例の波動検出部ｓｃを構成する
。また、マイクロフォン３．７で受信した信号を各々の
音波の干渉度について計算してホログラム面５上の各点
でホログラム信号を得る第１信号処理部９と、この第１
信号処理部９で得られたホログラム信号により音源１か
らのホログラム面５における音の振幅、位相、エネルギ
の分布、すなわら、ホログラムデータを計算する第２信
号処理部１１と、前記ホログラムデータを用いて音源１
の像を再生する像再生部１３（ＣＲ）とを備えている。
２図に示すように、音源１から放射される音波を受波す
る空間的に固定された固定マイクロフォン３と、音源１
から放射される音波を観測面（以下ホログラム面と呼ぶ
）５上を一定の間隔かつ順序（例えば左から右に上から
下に順次）で走査できるように構成した一個（又は複数
個）の移動マイクロフォン７とを備え、これらマイクロ
フォン３．７がこの実施例の波動検出部ｓｃを構成する
。また、マイクロフォン３．７で受信した信号を各々の
音波の干渉度について計算してホログラム面５上の各点
でホログラム信号を得る第１信号処理部９と、この第１
信号処理部９で得られたホログラム信号により音源１か
らのホログラム面５における音の振幅、位相、エネルギ
の分布、すなわら、ホログラムデータを計算する第２信
号処理部１１と、前記ホログラムデータを用いて音源１
の像を再生する像再生部１３（ＣＲ）とを備えている。
前記第１信号処理部９及び第２信号処理部１１は、マイ
クロコンピュータ１２で構成され、この実施例の演算処
理部ＣＯを構成する。
クロコンピュータ１２で構成され、この実施例の演算処
理部ＣＯを構成する。
つぎに、上記実施例の音源探査について、第３図のフロ
ーチャートを用いて説明する。
ーチャートを用いて説明する。
まず、音源１から放射される音波をマイクロフォン３，
７で観測面（ホログラム面）５上の多数の点で受波しく
ステップＳ１）、これらのマイクロフォン３．７で受信
した信号を各々の音波の干渉度について第１信号処理部
９で計算してホログラム面５上の各点でのホログラム信
号を得る（ステップ８２）。第１信号処理部９で得られ
たホログラム信号により第２信号処理部１１でホログラ
ムデータを計算する（ステップＳ３）。
７で観測面（ホログラム面）５上の多数の点で受波しく
ステップＳ１）、これらのマイクロフォン３．７で受信
した信号を各々の音波の干渉度について第１信号処理部
９で計算してホログラム面５上の各点でのホログラム信
号を得る（ステップ８２）。第１信号処理部９で得られ
たホログラム信号により第２信号処理部１１でホログラ
ムデータを計算する（ステップＳ３）。
次に第１図に示す立体的な音源１を囲むように第４図に
示す閉曲面「を設定する（ステップＳ４）空間に音波が
放射されているとき、空間内の点ｒにおける音圧１）（
ｒ）はへルムホルツの積分方程式より次式で示される。
示す閉曲面「を設定する（ステップＳ４）空間に音波が
放射されているとき、空間内の点ｒにおける音圧１）（
ｒ）はへルムホルツの積分方程式より次式で示される。
但し、Ｐ（ｓ）：閉曲面口上の点Ｓにおける音圧ｎ
；閉曲面「上の点Ｓにおける法線Ｇ ニゲリー
ン関数 である。
；閉曲面「上の点Ｓにおける法線Ｇ ニゲリー
ン関数 である。
前記ステップＳ１で設定された音源１の閉曲面「を、第
５図に示すように、例えばＮ個の小領域に分割して有限
要素とし、その上で再生点を設定する。この有限要素に
分割されたそれぞれの小領域の空間位置座標を記憶する
（ステップＳ５）。
５図に示すように、例えばＮ個の小領域に分割して有限
要素とし、その上で再生点を設定する。この有限要素に
分割されたそれぞれの小領域の空間位置座標を記憶する
（ステップＳ５）。
なお、前記再生点の個数は、ホログラム面５上の測定点
の個数以下とする。
の個数以下とする。
ここで、小領域の音圧Ｐｊ、音圧の法線方向機ると、式
（２）はつぎのように変形される。
（２）はつぎのように変形される。
式（３）をマトリックス表示すると、次式で示される。
つぎに、それぞれの小領域で境界条件を設定する（ステ
ップ８６）。ここで、境界条件は、速度境界又は音圧境
界あるいは両者の組合せである。
ップ８６）。ここで、境界条件は、速度境界又は音圧境
界あるいは両者の組合せである。
この境界条件から閉曲面「上の速度と音圧とを関係ずけ
る（ステップＳ７）。すなわち、境界条件として、例え
ば速度境界が設定されたとすると、圧ｆｊは次式のよう
に求められる。
る（ステップＳ７）。すなわち、境界条件として、例え
ば速度境界が設定されたとすると、圧ｆｊは次式のよう
に求められる。
がら空間内の任意の位はでの音圧Ｒｒ２を求めることが
できる。
できる。
そこで、ステップＳ３で計算されたホログラム面５上の
ホログラムデータを入力しくステップＳ８）、閉曲面口
上の速度、音圧、音響イソテンシティを算出する（ステ
ップ８９）。
ホログラムデータを入力しくステップＳ８）、閉曲面口
上の速度、音圧、音響イソテンシティを算出する（ステ
ップ８９）。
例えば、ホログラム面５上でＭ個の音圧値Ｐノ（ｉ ＝
１．２・・・Ｍ）を観測したとすると、式（２）よりマ
トリックス表示を用いると、次式で表わされる。
１．２・・・Ｍ）を観測したとすると、式（２）よりマ
トリックス表示を用いると、次式で表わされる。
式（６）に式（５）を代入すると、次式で示される。
また、式（７）は次式で示すことができる。
上式（８）は次式に変形される。
ここで、もしＮ＝Ｍであれば［Ａｉｊ］は正方行列とな
り、式（９）より閉曲面「上での（Ｈ灸、）が求められ
る。これは、音源表面の速度に比例した借である。また
、式（５）から音源面上での音圧（Ｔ’ｉ）が求められ
、この音圧（Ｐｉ）を用いて音響イソテンシティも計算
される。
り、式（９）より閉曲面「上での（Ｈ灸、）が求められ
る。これは、音源表面の速度に比例した借である。また
、式（５）から音源面上での音圧（Ｔ’ｉ）が求められ
、この音圧（Ｐｉ）を用いて音響イソテンシティも計算
される。
このようにして、閉曲面「上における音圧（？、ｉ ）
、速度及び音響イソテンシティを求めることができ、こ
れにより像再生部１３で音源１を囲む閉曲面 上に像が
再生される。
、速度及び音響イソテンシティを求めることができ、こ
れにより像再生部１３で音源１を囲む閉曲面 上に像が
再生される。
なお、この再生像を例えばデイスプレィ上に再生する場
合、任意の視点を定めて３次元的に投影したり、閉曲面
ｒを展開して２次元的に表示することも可能であり、そ
れぞれ周知の等高線表示、鳥観図表示、ベクトル図表示
を用いることができる。
合、任意の視点を定めて３次元的に投影したり、閉曲面
ｒを展開して２次元的に表示することも可能であり、そ
れぞれ周知の等高線表示、鳥観図表示、ベクトル図表示
を用いることができる。
なお、もしＭ＞Ｎならば［ハ＋Ｈ］は正方行列にならな
いので、この場合は最小二乗法等の統計処理を用いて（
徒）を求めることになる。
いので、この場合は最小二乗法等の統計処理を用いて（
徒）を求めることになる。
［発明の効果１
以上の説明より明らかなように、この発明の構成によれ
ば、立体的な形状の観測対象物に対しても観測点相互間
の影響を除去した良好な再生像を得ることができるので
、精度のよい波ｖＪ源探査を行なうことができる。
ば、立体的な形状の観測対象物に対しても観測点相互間
の影響を除去した良好な再生像を得ることができるので
、精度のよい波ｖＪ源探査を行なうことができる。
第１図はこの発明の構成図、第２図はこの発明の一実施
例に係る波動源探査装置のブロック図、第３図は第２図
のブロック図に基づくフローチャート、第４図及び第５
図は像再生の説明図、第６図は従来例による波動源探査
装置のブロック図、第７図及び第８図は従来例による像
再生の説明図である。 ＳＣ・・・波動検出部 ＣＯ・・・演ｎ処理部ＣＲ・
・・像再生部
例に係る波動源探査装置のブロック図、第３図は第２図
のブロック図に基づくフローチャート、第４図及び第５
図は像再生の説明図、第６図は従来例による波動源探査
装置のブロック図、第７図及び第８図は従来例による像
再生の説明図である。 ＳＣ・・・波動検出部 ＣＯ・・・演ｎ処理部ＣＲ・
・・像再生部
Claims (2)
- （１）観測対象物から放射される波動を観測面上で検出
する波動検出部と、検出した波動信号から波動の振幅、
位相、エネルギの分布を計算する演算処理部と、この演
算結果を用いて波動源像を再生面上に再生する像再生部
とからなる波動探査装置において、前記像再生部の再生
面を観測対象物を囲む表面もしくはその近傍の閉曲面に
設定したことを特徴とする波動源探査装置。 - （２）請求項１記載の演算処理部は、再生面を複数の小
領域に分割して再生点を設定し、検出した波動信号をも
とに再生点で音源の音圧、速度、音響イソテンシティを
算出することを特徴とする波動源探査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7539488A JPH01248083A (ja) | 1988-03-29 | 1988-03-29 | 波動源探査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7539488A JPH01248083A (ja) | 1988-03-29 | 1988-03-29 | 波動源探査装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01248083A true JPH01248083A (ja) | 1989-10-03 |
Family
ID=13574926
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7539488A Pending JPH01248083A (ja) | 1988-03-29 | 1988-03-29 | 波動源探査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01248083A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5324814A (en) * | 1990-04-25 | 1994-06-28 | Kureha Kagaku Kogyo K. K. | Production process of arylene thioether copolymer |
| CN102589676A (zh) * | 2011-12-21 | 2012-07-18 | 中山大学 | 一种应用于声线追踪的室内空间剖分方法 |
-
1988
- 1988-03-29 JP JP7539488A patent/JPH01248083A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5324814A (en) * | 1990-04-25 | 1994-06-28 | Kureha Kagaku Kogyo K. K. | Production process of arylene thioether copolymer |
| CN102589676A (zh) * | 2011-12-21 | 2012-07-18 | 中山大学 | 一种应用于声线追踪的室内空间剖分方法 |
| CN102589676B (zh) * | 2011-12-21 | 2015-08-12 | 中山大学 | 一种基于室内空间剖分的声线追踪方法 |
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