JPH0460557B2 - - Google Patents

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JPH0460557B2
JPH0460557B2 JP25873385A JP25873385A JPH0460557B2 JP H0460557 B2 JPH0460557 B2 JP H0460557B2 JP 25873385 A JP25873385 A JP 25873385A JP 25873385 A JP25873385 A JP 25873385A JP H0460557 B2 JPH0460557 B2 JP H0460557B2
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Japan
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sound
signal
sound source
microphone array
microphone
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Teru Hayashi
Katsumi Myaki
Keizo Kubodera
Yoshio Tanito
Teruo Igarashi
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Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/26—Thermography ; Marking by high energetic means, e.g. laser otherwise than by burning, and characterised by the material used
    • B41M5/30—Thermography ; Marking by high energetic means, e.g. laser otherwise than by burning, and characterised by the material used using chemical colour formers

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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、騒音発生源等の音源位置を探査・測
定する音源探査装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention relates to a sound source detection device for detecting and measuring the position of a sound source such as a noise source.

[従来の技術] 機械装置や工場等における騒音低減対策は、ま
ずその騒音発生源を正確に検出することが糸口と
なるものであつて、この騒音源の位置を探査する
方式として種々のものが開発され、実用化されて
いるが、このうち最も代表的なものとして音響ホ
ログラフイ法がある。この音響ホログラフイ法は
高精度で音源位置の探査・測定を行うことができ
るが、大規模なマイクロホン掃引装置や複雑な演
算処理機器を必要とし、しかもその演算処理に多
大の時間を要する等の難点があつた。
[Prior Art] The first step in noise reduction measures in machinery, factories, etc. is to accurately detect the source of the noise, and there are various methods for detecting the location of the noise source. Among the methods that have been developed and put into practical use, the most representative method is acoustic holography. This acoustic holography method can detect and measure the location of sound sources with high precision, but it has drawbacks such as requiring a large-scale microphone sweep device and complicated processing equipment, and the processing time required. It was hot.

そこで、マイクロホンをマトリツクス状に配設
することによつてマイクアレイを形成し、このマ
イクアレイに音源からの音を受けるようにし、こ
れら各マイクロホンの音圧レベルに基づく音像を
発光ダイオード等を備えた表示装置で表示させる
ことにより可視化させることによつて、音源の位
置を探査する方式が本発明者等によつて提案され
ている。
Therefore, a microphone array was formed by arranging microphones in a matrix, and this microphone array received sound from a sound source, and a sound image based on the sound pressure level of each microphone was created using a light emitting diode, etc. The present inventors have proposed a method of searching for the position of a sound source by visualizing it by displaying it on a display device.

[発明が解決しようとする問題点] ところで、音源物体において、音源が複数あ
り、この複数の音源のうちの一つの音源を探査・
測定する場合には、前述した音源探査方式のよう
に単にマイクロホンを配設してマイクアレイを形
成し、このマイクアレイに受音させただけではか
かる複合音源物体のうちの特定の音発生位置にお
ける音圧分布を他の音と分離して取出すことはで
きない。例えば、複数の音源から騒音を発生して
いる機械、装置に対して音源種類毎に音圧分布を
サンプリングし、騒音対策の資料とする場合には
かかる音源探査方式を使用することはできないこ
とになる。
[Problems to be Solved by the Invention] By the way, in a sound source object, there are multiple sound sources, and it is difficult to detect and locate one of the multiple sound sources.
When making measurements, it is not possible to simply arrange microphones to form a microphone array and have the microphone array receive sound, as in the sound source detection method described above. Sound pressure distribution cannot be extracted separately from other sounds. For example, when sampling the sound pressure distribution of each type of sound source for machinery or equipment that generates noise from multiple sound sources and using it as data for noise countermeasures, this sound source detection method cannot be used. Become.

本発明は叙上の点に鑑みてなされたもので、複
合音が発生する音源物体における各音源位置にお
ける音圧分布を正確に認識することができる音源
探査装置を提供することを目的とするものであ
る。
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a sound source detection device that can accurately recognize the sound pressure distribution at each sound source position in a sound source object that generates a complex sound. It is.

[問題点を解決するための手段] 前述の課題を解決するために、本発明は複数の
マイクロホンをマトリツクス状に並設してなり、
音源物体から発生する音をそれぞれマイクロホン
で受け、その音圧に対応した電気信号に変換する
マイクアレイと、該マイクアレイの各マイクロホ
ンからの電気信号がそれぞれ入力される増幅器
と、前記音源物体における特定の音発生源に対設
され、この音発生源から発生する音を検出し、そ
の音圧を電気信号に変換する参照用音検出器と、
該参照用音検出器からの出力信号を増幅すると共
に、この増幅出力信号を前記マイクアレイにおけ
る当該音発生源における受音信号に同調させるた
めの位相の調整を行い、この位相調整後の信号を
増幅度制御信号として前記各増幅器に入力して、
この増幅された信号の波形の瞬時値を前記各マイ
クロホンで受音した信号の波形の瞬時値とを乗算
することによつて、参照音と相関関係のある特定
音の信号を他から分離して取り出して増幅するた
めの増幅度制御信号発生装置と、該増幅度制御信
号発生装置からの増幅度制御信号により選択的に
増幅された前記各増幅器からの出力信号に基づい
て特定音の音像を表示する表示装置とから構成し
たことをその特徴とするものである。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above-mentioned problems, the present invention has a plurality of microphones arranged in parallel in a matrix,
a microphone array that receives sound generated from a sound source object using microphones and converts it into an electrical signal corresponding to the sound pressure; an amplifier to which the electrical signals from each microphone of the microphone array are respectively input; a reference sound detector that is installed opposite to the sound source and detects the sound generated from the sound source and converts the sound pressure into an electrical signal;
The output signal from the reference sound detector is amplified, and the phase is adjusted to synchronize the amplified output signal with the sound reception signal at the sound source in the microphone array, and the signal after this phase adjustment is input to each of the amplifiers as an amplification degree control signal,
By multiplying the instantaneous value of the waveform of this amplified signal by the instantaneous value of the waveform of the signal received by each of the microphones, the signal of a specific sound that has a correlation with the reference sound is separated from the others. A sound image of a specific sound is displayed based on an amplification control signal generator for extracting and amplifying the output signal from each of the amplifiers, which is selectively amplified by the amplification control signal from the amplification control signal generator. The feature is that it is composed of a display device that performs the following functions.

[作用] 而して、例えば複数の作動部材を有し、該各作
動部材から騒音を発生している機械装置等のよう
に複合音を発生する音源物体のうちの特定の音発
生部における音圧分布を他の音から分離して取出
すには、マイクアレイを直接音源物体に対面させ
るか、またはこの音源物体が大型のものである場
合にはそれからの音を反射させる凹曲面形状の反
射面を有する集音器を音源に向けて配設し、マイ
クアレイをこの集音器に向けて設置し、該マイク
アレイによつて音源物体からの反射音を受けさせ
る。
[Operation] Therefore, the sound at a specific sound generating part of a sound source object that generates a complex sound, such as a mechanical device that has a plurality of operating members and generates noise from each of the operating members, can be suppressed. In order to separate the pressure distribution from other sounds, the microphone array should be placed directly facing the sound source object, or if the sound source object is large, a concave reflective surface should be used to reflect the sound from it. A sound collector having a sound collector is disposed facing the sound source, a microphone array is installed facing the sound collector, and the reflected sound from the sound source object is received by the microphone array.

一方、参照用マイクロホン、振動計等からなる
参照用音検出器をサンプリングすべき騒音発生部
に対設し、この参照用音検出器によつて該騒音発
生部における音を測定しこれを電気信号に変換す
る。この参照用音検出器の入力音圧信号を増幅度
制御信号発生装置により増幅し、マイクアレイに
おける当該音発生源における受音信号に同調させ
るための位相の調整を行うことにより増幅度制御
信号を生成する。この増幅度制御信号を各増幅器
の制御端子に入力して、この信号の波形の瞬時値
を各マイクロホンからの出力信号の波形の瞬時値
に乗算することにより、選択的に増幅し、これに
よりこの参照用音検出器を対設させた位置におけ
る音圧分布情報が得られ、この音圧分布情報を適
宜の表示装置によつて音像として表示することが
できる。
On the other hand, a reference sound detector consisting of a reference microphone, a vibrometer, etc. is installed opposite to the noise generating section to be sampled, and the reference sound detector measures the sound at the noise generating section and converts it into an electrical signal. Convert to The input sound pressure signal of this reference sound detector is amplified by the amplification degree control signal generator, and the amplification degree control signal is generated by adjusting the phase to synchronize with the sound reception signal at the sound generation source in the microphone array. generate. This amplification control signal is input to the control terminal of each amplifier, and the instantaneous value of the waveform of this signal is multiplied by the instantaneous value of the waveform of the output signal from each microphone, thereby selectively amplifying the signal. Sound pressure distribution information at the position where the reference sound detectors are disposed opposite to each other is obtained, and this sound pressure distribution information can be displayed as a sound image on an appropriate display device.

ここで、増幅度制御信号発生装置における位相
の調整は、音源物体とマイクアレイ及び参照用音
検出器との距離が異なるために行われるもので、
この位相調整はサンプリングすべき音発生部から
の音の周波数と、マイクアレイの音源物体との間
の距離及び参照用音検出器との間の距離の比率と
によつて決まるもので、これらを計算によつて算
出するようにしてもよいが、時間遅れ要素を有す
る位相調整器を使用し、この位相調整器における
時間遅れを手動でまたは自動的に制御することに
より行うこともできる。
Here, the phase adjustment in the amplification control signal generator is performed because the distances between the sound source object and the microphone array and reference sound detector are different.
This phase adjustment is determined by the frequency of the sound from the sound generator to be sampled and the ratio of the distance between the microphone array and the sound source object and the reference sound detector. It may be calculated by calculation, but it can also be calculated by using a phase adjuster having a time delay element and controlling the time delay in this phase adjuster manually or automatically.

そして、各音発生部毎の音圧分布情報を作成す
れば、複合音源物体における各音源の音圧分布に
関する情報を得ることができる。
Then, by creating sound pressure distribution information for each sound generating section, information regarding the sound pressure distribution of each sound source in the composite sound source object can be obtained.

[実施例] 以下、図面に基づいて本発明の実施例について
説明する。然るに、本実施例においては、マイク
アレイを直接音源物体に対面させず、集音器から
の反射音を該マイクアレイに受音させるように構
成したものが示されている。このように集音器を
用いると、小型のマイクアレイで大型の音源物体
の音源を探査することができるようになる。
[Example] Hereinafter, an example of the present invention will be described based on the drawings. However, in this embodiment, a configuration is shown in which the microphone array is not made to directly face the sound source object, but is configured so that the microphone array receives the reflected sound from the sound collector. By using a sound collector in this way, it becomes possible to search for the sound source of a large sound source object using a small microphone array.

そこで、まずこの集音式の音源探査装置の原理
について説明する。
First, the principle of this sound collection type sound source detection device will be explained.

即ち、第10図に示した如く、位置Pに音源S
を設け、この位置Pから距離Lだけ離間した位置
に回転放物面、凹球面等の凹曲面形状を有する反
射型集音器Dを音源Sに向けて配設すると、該音
源Sからの音はこの集音器Dの反斜面rで反射し
てP′の位置で音像S′が結像することになる。そこ
で、この音像結像位置P′に多数のマイクロホンを
マトリツクス状に並設したマイクアレイを反射面
rに対向配設すれば、大きな音源物体であつて
も、この音像をマイクアレイにおける音圧分布と
して取出すことができ、この音圧分布を適宜の手
段で可視化表示することによつて、音源の位置を
探査・測定することができるようになる。
That is, as shown in FIG. 10, there is a sound source S at position P.
If a reflective sound collector D having a concave curved surface shape such as a paraboloid of revolution or a concave spherical surface is placed at a distance L from this position P toward the sound source S, the sound from the sound source S will be is reflected by the reverse slope r of this sound collector D, and a sound image S' is formed at the position P'. Therefore, if a microphone array in which a large number of microphones are arranged side by side in a matrix is placed facing the reflecting surface r at this sound image forming position P', even if the sound source object is large, this sound image can be reflected in the sound pressure distribution in the microphone array. By visualizing and displaying this sound pressure distribution using an appropriate means, the position of the sound source can be detected and measured.

而して、第1図及び第2図に示したように回転
放物面、凹球面等の凹曲面形状を有する集音器1
の内面には反射面1aが形成されており、この集
音器1は架台2上に固設した取付けブラケツト3
に固着して設けられ、その反射面1aが音源物体
Sに向けて配設されるようになつている。そし
て、架台2の下面には支持脚4が垂設されてお
り、該支持脚4は接手5を介して三脚6に連結さ
れ、該接手5により集音器1を任意の角度に傾斜
させることができると共に、レバー7によつて適
宜の位置でロツクすることができるようになつて
いる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the sound collector 1 has a concave curved surface shape such as a paraboloid of revolution or a concave spherical surface.
A reflective surface 1a is formed on the inner surface of the sound collector 1.
The reflective surface 1a is arranged to face the sound source object S. A support leg 4 is vertically installed on the lower surface of the pedestal 2, and the support leg 4 is connected to a tripod 6 via a joint 5, which allows the sound collector 1 to be tilted at any angle. It can be locked at an appropriate position by means of a lever 7.

次に、8は集音器1の反射面1aの鏡軸上にお
いて、該反射面1aに対向配設したマイクアレイ
で、該マイクアレイ8は第3図及び第4図に示し
たように支持板9に多数のマイクロホン8a,8
aをマトリツクス状に並設してなるもので、該各
マイクロホン8a間には例えばグラスウール等か
らなる吸音材10が介装され、各マイクロホン8
aや支持板9の反射音の影響が伝達するのを防止
している。そして、支持板9には移動台9aが連
設され、該移動台9aの下面に設けた可動レール
11,11がこれを支持する固定台12上に設け
た固定レール13,13と摺動自在に係合してい
る。前記可動レール11のうち一方の可動レール
11aにはラツク14が形設されており、該ラツ
ク14は固定台12に固着して設けた電動モータ
15の出力軸に取付けたピニオン16と噛合し、
このラツク−ピニオン機構によつてマイクアレイ
8は集音器1の反射面1aの鏡軸上をそれに対し
て近接・離間する方向に移動せしめられるように
構成されている。固定台12には支持アーム17
が取付けられ、該支持アーム17は略V字状に曲
折せしめられて、集音器1を避けるようにして架
台2の下面に取付けられている。そして、この支
持アーム17は反射面1aに向けて入射する音に
対する干渉とならないようにするために2本の薄
板で形成されている。
Next, reference numeral 8 denotes a microphone array disposed on the mirror axis of the reflective surface 1a of the sound collector 1, facing the reflective surface 1a, and the microphone array 8 is supported as shown in FIGS. 3 and 4. A large number of microphones 8a, 8 are mounted on the board 9.
A sound absorbing material 10 made of, for example, glass wool is interposed between each microphone 8a, and each microphone 8a is arranged in parallel in a matrix.
This prevents the influence of sound reflected from the support plate 9 and the support plate 9 from being transmitted. A movable table 9a is connected to the support plate 9, and movable rails 11, 11 provided on the lower surface of the movable table 9a can freely slide on fixed rails 13, 13 provided on a fixed table 12 that supports the movable rails 11, 11. is engaged in. A rack 14 is formed on one movable rail 11a of the movable rails 11, and the rack 14 meshes with a pinion 16 attached to the output shaft of an electric motor 15 fixed to the fixed base 12.
This rack-and-pinion mechanism allows the microphone array 8 to be moved on the mirror axis of the reflective surface 1a of the sound collector 1 in directions toward and away from it. A support arm 17 is attached to the fixed base 12.
The support arm 17 is bent into a substantially V-shape and is attached to the lower surface of the pedestal 2 so as to avoid the sound collector 1. The support arm 17 is formed of two thin plates in order to prevent interference with sound incident toward the reflecting surface 1a.

次に、第5図イに示したように、前記マイクア
レイ8には多チヤンネルVCAユニツト18が接
続されており、該VCAユニツト18は各マイク
ロホン8aで受けて電気信号に変換された音圧信
号を増幅する電圧制御型の乗算機能を有する増幅
器18aが各マイクロホン8aに対応させて設け
ることによつて形成されている。このVCAユニ
ツト18を構成する各増幅器18aは、各マイク
ロホン8aによつて電気信号に変換された音圧に
関する信号を各々同一の増幅度で増幅することが
できるようになつている。そして、該各増幅器1
8aの増幅度を制御するために、参照用マイクロ
ホン、振動計等からなる参照用音検出器180が
設けられており、該参照用音検出器180は音源
物体Sの所望の位置に対面した状態に設置するこ
とができるようになつており、これによつて音源
物体Sにおける特定位置の音のみを取出して受音
させることができるようになつている。そして、
この参照用音検出器180は増幅度制御信号発生
装置181と接続されており、該増幅度制御信号
発生装置181は制御増幅器182と位相調整器
183とからなり、制御増幅器182には電源電
圧Vccが抵抗Rを介して接続されて、この抵抗値
を調整することによつて前記参照用音検出器の出
力信号を所望の増幅度で増幅することができるよ
うになつている。
Next, as shown in FIG. 5A, a multi-channel VCA unit 18 is connected to the microphone array 8, and the VCA unit 18 receives sound pressure signals received by each microphone 8a and converted into electrical signals. An amplifier 18a having a voltage-controlled multiplication function for amplifying the signal is provided in correspondence with each microphone 8a. Each amplifier 18a constituting this VCA unit 18 is capable of amplifying the sound pressure signal converted into an electric signal by each microphone 8a with the same amplification degree. And each amplifier 1
In order to control the amplification degree of 8a, a reference sound detector 180 consisting of a reference microphone, a vibration meter, etc. is provided, and the reference sound detector 180 faces a desired position of the sound source object S. This makes it possible to extract and receive only the sound at a specific position in the sound source object S. and,
This reference sound detector 180 is connected to an amplification control signal generator 181, which includes a control amplifier 182 and a phase adjuster 183. is connected via a resistor R, and by adjusting the value of this resistor, the output signal of the reference sound detector can be amplified to a desired degree of amplification.

一方、位相調整器183は第5図ロに示したよ
うな構成となつている。即ち、前記制御増幅器1
82からの信号をA−D変換器183aでデジタ
ル信号に変換し、クロツクパルス発生器183b
でこの信号を所定の時間間隔(t)で刻々クロツクパ
ルスを発生させることによりそのサンプリングタ
イミング及びシフトタイミングを制御することに
よつて、前述の入力信号をこのクロツクパルスの
数(N)に応じた遅延時間(txN)をもたせて各メモ
リa,b,c,…nに順次記憶さるようになつて
いる。そして、これらのメモリa,b,c,…n
にはメモリスイツチ選定器183cが接続され
て、メモリスイツチ選定信号発生器183dによ
り該メモリスイツチ選定器183cをいずれかの
メモリと接続させて、参照用音検出器180から
の信号に所定の時間遅れを生じさせることによつ
て、参照音の信号を各マイクロホン8aで受信し
た信号に同調させるようにその位相を調整するこ
とができるようになつている。さらに、このよう
にして位相調整されたデジタル信号はD−A変換
器183eでアナログ値に変換することによつ
て、参照用音検出器180の信号を増幅度制御信
号としてVCAユニツト18の各増幅器18aの
制御端子にバイアス信号として入力することがで
きるように構成されており、これら各増幅器18
aはこの増幅度制御信号発生装置181から出力
される増幅度制御信号により同一増幅度で増幅さ
れるようになつている。
On the other hand, the phase adjuster 183 has a configuration as shown in FIG. 5B. That is, the control amplifier 1
The signal from 82 is converted into a digital signal by an A-D converter 183a, and the clock pulse generator 183b
By controlling the sampling timing and shift timing of this signal by generating clock pulses every moment at a predetermined time interval (t), the above-mentioned input signal can be changed to a delay time corresponding to the number of clock pulses (N). (txN) and are sequentially stored in each memory a, b, c, . . . n. And these memories a, b, c,...n
A memory switch selector 183c is connected to the memory switch selector 183c, and a memory switch selector 183c is connected to any memory by a memory switch selector signal generator 183d to generate a signal from the reference sound detector 180 with a predetermined time delay. By causing this, the phase of the reference sound signal can be adjusted so as to be synchronized with the signal received by each microphone 8a. Furthermore, the digital signal whose phase has been adjusted in this way is converted into an analog value by the D-A converter 183e, and the signal from the reference sound detector 180 is used as an amplification degree control signal to be transmitted to each amplifier of the VCA unit 18. It is configured so that it can be input as a bias signal to the control terminal of each of these amplifiers 18a.
a is amplified by the same amplification degree by the amplification degree control signal outputted from this amplification degree control signal generator 181.

次に、19は表示装置としての発光ダイオード
アレイを示し、該発光ダイオードアレイ19は第
6図及び第7図に示したように、多数の発光ダイ
オード19a,19a,…をマトリツクス状に並
設してなるもので、これら各発光ダイオード19
aはマイクアレイ8を構成する各マイクロホン8
aと対応する位置関係に配列され、これら各位置
のマイクロホン8aはそれと対応する位置関係に
ある発光ダイオード19aと増幅器18aを介し
て接続されている。そして、この発光ダイオード
アレイ19の上部には各発光ダイオード19aの
配設位置に絞り孔20a,20a,…を穿設して
なる絞り板20が設置されて、点灯した発光ダイ
オード19aの位置の鮮明度を目的に応じて強弱
に切換えて表示することができるようになつてい
る。
Next, reference numeral 19 indicates a light emitting diode array as a display device, and the light emitting diode array 19 has a large number of light emitting diodes 19a, 19a, . . . arranged side by side in a matrix, as shown in FIGS. 6 and 7. Each of these light emitting diodes 19
a indicates each microphone 8 constituting the microphone array 8
The microphones 8a at each of these positions are connected to a light emitting diode 19a located in a corresponding position via an amplifier 18a. A diaphragm plate 20 having aperture holes 20a, 20a, . It is now possible to display the intensity by switching it to a stronger or weaker level depending on the purpose.

さらに、21は物体像を結像するためのカメラ
を示し、該カメラ21は第8図に示したように、
レンズ22を取付けた焦点調整機構付きの鏡胴2
3と、該鏡胴23に連設したボデイ24を有し、
該レンズ22からの入射光は絞り25を介してボ
デイ29内に導かれ、該ボデイ29内にレンズ2
2の光軸に対して45°の角度を持つように設置し
たハーフミラー26によつてその一部が反射され
て焦点板27において結像し、フアインダ28を
介してこの焦点板27に結像した音源物体の物体
像を外部から覗くことができるようになつてい
る。一方、ハーフミラー26を通過した光はボデ
イ29の後部に形成した暗室29側に導かれてシ
ヤツタ30の開放時に該暗室29内に配設したネ
ガフイルムを露光させることができるようになつ
ている。また、発光ダイオードアレイ19はカメ
ラ21の下部に設けた筐体31内に設置されてお
り、この発光ダイオードアレイ19における発光
ダイオード19aの光はフイルタ32を介するこ
とにより乱反射させて見やすくなるように調光さ
れ、レンズ33、絞り34を介してボデイ29内
に導かれ、ハーフミラー26により焦点板27及
びネガフイルムに結像し、この音像とカメラ21
における物体像の画像とを重ね合わせることがで
きるようになつている。また、カメラ21はマイ
クアレイ8がその音源物体Sに対する視界の妨げ
とならない範囲でできるだけ反射面1aの鏡軸に
近接した位置に配置されており、そして集音器1
にはカメラ21から音源物体を視透すことができ
るようにするために、透孔35が穿設されてい
る。
Furthermore, 21 indicates a camera for forming an object image, and the camera 21 is, as shown in FIG.
Lens barrel 2 with a focus adjustment mechanism attached with a lens 22
3, and a body 24 connected to the lens barrel 23,
The incident light from the lens 22 is guided into the body 29 through the aperture 25, and the lens 22 is introduced into the body 29.
A part of the light is reflected by a half mirror 26 installed at an angle of 45 degrees with respect to the optical axis of the lens 2, and an image is formed on a focus plate 27 via a finder 28. It is now possible to see the object image of the sound source object from the outside. On the other hand, the light passing through the half mirror 26 is guided to a dark room 29 formed at the rear of the body 29, so that when the shutter 30 is opened, a negative film placed in the dark room 29 can be exposed. . Further, the light emitting diode array 19 is installed in a housing 31 provided at the bottom of the camera 21, and the light from the light emitting diodes 19a in the light emitting diode array 19 is diffusely reflected through a filter 32 and adjusted to make it easier to see. The light is guided into the body 29 via the lens 33 and the aperture 34, and is imaged by the half mirror 26 on the focus plate 27 and negative film, and this sound image and the camera 21
It is now possible to superimpose images of the object image in the image. Further, the camera 21 is placed as close to the mirror axis of the reflective surface 1a as possible within the range where the microphone array 8 does not obstruct the view of the sound source object S, and the sound collector 1
A through hole 35 is bored in the hole 35 so that the camera 21 can see through the sound source object.

前述のようにして構成される音源探査装置を用
いて音源物体Sにおける複合音源から発生する騒
音のうち特定位置の騒音の音圧分布を探査・測定
するには、まず集音器1の反射面1aを音源物体
Sに対面させるように配置し、カメラ21のフア
インダ28を覗きながら鏡胴23を操作すること
によつて物体像の焦点合せを行い、この焦点合せ
において像距離を調節した分だけマイクアレイ8
を移動させて、音像の焦点合せを行う。そして、
これと同時に参照用音検出器180を測定すべき
音源の位置に対面させるように設置する。
In order to explore and measure the sound pressure distribution of noise at a specific position among the noise generated from a complex sound source in the sound source object S using the sound source detection device configured as described above, first, the reflective surface of the sound collector 1 is 1a so as to face the sound source object S, and by operating the lens barrel 23 while looking through the viewfinder 28 of the camera 21, the object image is focused, and in this focusing, the image distance is adjusted. Microphone array 8
to focus the sound image. and,
At the same time, the reference sound detector 180 is installed so as to face the position of the sound source to be measured.

而して、物体像と音像との焦点合せが完了する
と共に参照用音検出器180が正確に音発生部と
対面する位置に設置されると、その位置でマイク
アレイ8、カメラ21及び参照用音検出器180
を固定し、音源物体Sから発生する音を集音器1
の反射面1aで反射させてマイクアレイ8を構成
する各マイクロホン8aに受音させて、これを電
気信号に変換して増幅器18aに入力する。これ
と同時に参照用音検出器180により、当該の音
発生部の音を受けさせてこれを電気信号に変換
し、この信号を構成する制御増幅器182により
所定の電圧レベルとなるように増幅し、該制御増
幅器182からの出力信号を位相調整器183に
入力してその位相を制御する。この位相調整器1
83の出力信号を各増幅器18aに対する増幅度
制御信号としてこれら各増幅器18aの制御端子
に入力し、この増幅度制御信号の信号波形の瞬時
値をマイクアレイ8を構成する各マイクロホン8
aの受音信号の波形の瞬時値に乗算することによ
つて、複数ある音源のうちの一の音発生位置に対
応関係にある特定周波数の音と相関関係を有する
音圧信号のみを他の音から分離した状態で取出
す。そして、この音圧に関する信号はマイクアレ
イ8と同様に配列した発光ダイオードアレイ19
の各発光ダイオード19aをその音圧レベルに応
じた光量で点灯させることによつて、その探査対
象の音の発生位置における音圧分布を音像として
可視化表示させる。ここで、音像は音源物体Sか
ら発生する音のうちの特定の音の発生部分とこの
音発生部からの影響によつて発生する音の広がり
と、その音の大きさからなるものである。
When the focusing of the object image and the sound image is completed and the reference sound detector 180 is installed at a position that accurately faces the sound generating section, the microphone array 8, camera 21, and reference sound detector sound detector 180
is fixed, and the sound generated from the sound source object S is collected by the sound collector 1.
The sound is reflected by the reflecting surface 1a and received by each microphone 8a constituting the microphone array 8, which is converted into an electrical signal and input to the amplifier 18a. At the same time, the reference sound detector 180 receives the sound of the sound generator, converts it into an electrical signal, and the control amplifier 182 that constitutes this signal amplifies it to a predetermined voltage level. The output signal from the control amplifier 182 is input to a phase adjuster 183 to control its phase. This phase adjuster 1
83 is input as an amplification control signal to each amplifier 18a to the control terminal of each amplifier 18a, and the instantaneous value of the signal waveform of this amplification control signal is input to each microphone 8 constituting the microphone array 8.
By multiplying the instantaneous value of the waveform of the received sound signal of a, only the sound pressure signal that has a correlation with the sound of a specific frequency that corresponds to the sound generation position of one of the multiple sound sources is transmitted to the other sound pressure signals. Take it out separately from the sound. A signal related to this sound pressure is transmitted by a light emitting diode array 19 arranged similarly to the microphone array 8.
By lighting up each light emitting diode 19a with an amount of light corresponding to the sound pressure level, the sound pressure distribution at the location where the sound to be searched for is generated is visualized and displayed as a sound image. Here, the sound image consists of a specific sound generation part of the sound generated from the sound source object S, the spread of the sound generated due to the influence from this sound generation part, and the loudness of the sound.

ところで、前述のように特定の音源位置におけ
る音と相関関係のある音だけを取出すには、増幅
度制御信号の位相がマイクアレイ8から増幅器1
8aに入力される信号の位相と一致していなけれ
ばならない。この増幅度制御信号の位相を調整す
るために、増幅度制御信号発生装置181には位
相調整器183が設けられており、該位相調整器
183のメモリスイツチ選定信号発生器183c
を手動でまたは自動的に調整して参照用音検出器
180からの信号に遅延を生じさせて、マイクア
レイ8の信号における周波数と一致させるように
すればよい。この位相の調整は、発光ダイオード
アレイ19における音源位置の発光ダイオード1
9aの光量が最大となるようにメモリスイツチ選
定信号発生器183cを調整することによつて容
易に行うことができる。
By the way, as mentioned above, in order to extract only sounds that are correlated with the sound at a specific sound source position, the phase of the amplification control signal is changed from the microphone array 8 to the amplifier 1.
It must match the phase of the signal input to 8a. In order to adjust the phase of this amplification control signal, the amplification control signal generator 181 is provided with a phase adjuster 183, and a memory switch selection signal generator 183c of the phase adjuster 183 is provided.
may be adjusted manually or automatically to cause a delay in the signal from the reference sound detector 180 so that it matches the frequency in the signal from the microphone array 8. This phase adjustment is performed by adjusting the light emitting diode 1 at the sound source position in the light emitting diode array 19.
This can be easily done by adjusting the memory switch selection signal generator 183c so that the amount of light of the light source 9a is maximized.

ここで、前記参照用音検出器180が受ける音
と関連する音以外の音に関する音圧信号によつて
も発光ダイオード19aの点灯も行われる場合が
あるが、かかる点灯は不安定な状態で点滅するの
で、この発光ダイオードの点灯中不安定なものは
ノイズとして処理すればよい。
Here, the light-emitting diode 19a may also be turned on by a sound pressure signal related to a sound other than the sound received by the reference sound detector 180, but the light-emitting diode 19a blinks in an unstable state. Therefore, if the light emitting diode is unstable during lighting, it can be treated as noise.

このようにして可視化表示した音像は、焦点板
27に結像すると共に、一部は反射してシヤツタ
30に向けて進行し、また音源物体Sの物体像は
レンズ22及びハーフミラー26を介してシヤツ
タ30に向けて進行する。これにより焦点板27
上には物体像と音像とが重ね合せられ、音源物体
Sにおける音源の位置、範囲、強さ等の音圧分布
を正確で、しかも容易に探査・測定することがで
きる。また、この状態でシヤツタ30を開放して
ネガフイルムを露光すれば、物体像と音像との重
ね合せ像を撮影することもできる。そして、この
ときに、露光時間を調整することによつて発光ダ
イオードが点滅する不安定成分を除去することが
でき、音像の正確な表示が可能となる。
The sound image visualized in this way is formed on the focusing plate 27, and a part of it is reflected and travels toward the shutter 30, and the object image of the sound source object S is transmitted through the lens 22 and the half mirror 26. Proceed toward shutter 30. As a result, the focus plate 27
The object image and the sound image are superimposed on the sound source object S, and the sound pressure distribution such as the position, range, and intensity of the sound source in the sound source object S can be accurately and easily probed and measured. Furthermore, if the shutter 30 is opened in this state and the negative film is exposed, a superimposed image of the object image and the sound image can be photographed. At this time, by adjusting the exposure time, it is possible to remove the unstable component caused by the blinking of the light emitting diode, and it is possible to accurately display the sound image.

そこで、参照用音検出器180を音源物体Sに
おける各々の騒音発生位置に対面させることによ
つて、これら各音源毎の音圧分布をサンプリング
することができ、音源物体Sのうちの各音源の音
圧分布、即ち音の広がり、大きさ等を可視化表示
することができる。
Therefore, by making the reference sound detector 180 face each noise generation position in the sound source object S, the sound pressure distribution for each of these sound sources can be sampled, and the sound pressure distribution of each sound source in the sound source object S can be sampled. It is possible to visually display the sound pressure distribution, that is, the spread and loudness of the sound.

さらに、第9図に示したように増幅器18aの
出力側に可変フイルタ36を配設すれば、音源物
体Sのうちの特定周波数の音のみを取出すことが
できるようになる。即ち、同図において、各増幅
器Aとそれに接続される発光ダイオード19aと
の間にフイルタFを介装し、該各フイルタFをハ
イパス型、ローパス型及びバンドパス型への切換
えおよびカツトオフ周波数あるいは中心周波数を
連続的、段階的に制御する切換装置f0を設け、こ
の切換装置f0を適宜切換えれば、特定範囲の周波
数の信号だけが通過することになるから、複合音
を発生する音源物体における特定音源のうちの特
定の周波数の音のみの音圧分布を可視化表示でき
る。
Furthermore, if a variable filter 36 is provided on the output side of the amplifier 18a as shown in FIG. 9, only the sound of a specific frequency from the sound source object S can be extracted. That is, in the figure, a filter F is interposed between each amplifier A and the light emitting diode 19a connected thereto, and each filter F is switched to a high-pass type, a low-pass type, and a band-pass type, and the cutoff frequency or center If a switching device f 0 is provided to control the frequency continuously and stepwise, and if this switching device f 0 is switched appropriately, only signals in a specific range of frequencies will pass, so that the sound source object that generates the complex sound can be It is possible to visualize and display the sound pressure distribution of only the sound of a specific frequency from a specific sound source.

なお、本実施例において、マイクアレイ8を集
音器1に対面させて設ける構成としたが、このマ
イクアレイ8を直接音源物体Sに対面させるよう
にしてもよいことはいうまでもない。また、位相
調整器183では参照用音検出器180の入力信
号をデジタル信号に変換して位相の調整を行うよ
うにしたものを示したが、例えば電荷結合素子等
のアナログメモリを使用すれば、A−D、D−A
変換を行うことなく位相の調整をすることができ
る。さらに、音像の表示装置は前述の発光ダイオ
ードアレイに限らず、液晶、ブラウン管等を用い
て音圧レベルを表示する種々のデイスプレイ装置
を用いることができ、また音像の表示方式も前述
のものに限らず、数値による表示、色分けによる
表示、等高線を用いた表示等によることもでき
る。さらにまた、この音像は単独で表示させても
よいが、前述の実施例に示したように、この音像
の物体像に重ね合わせるようにすると、その音圧
分布が正確に表示させることになる。そして、こ
の物体像を表示する手段としては、前述のものの
他ビデオカメラ等を用いることもできる。
In this embodiment, the microphone array 8 is arranged to face the sound collector 1, but it goes without saying that the microphone array 8 may be arranged to face the sound source object S directly. Furthermore, although the phase adjuster 183 has been shown to adjust the phase by converting the input signal of the reference sound detector 180 into a digital signal, for example, if an analog memory such as a charge-coupled device is used, A-D, D-A
Phase adjustment can be performed without conversion. Furthermore, the sound image display device is not limited to the above-mentioned light emitting diode array, and various display devices that display sound pressure levels using liquid crystals, cathode ray tubes, etc. can be used, and the sound image display method is not limited to the above-mentioned ones. Alternatively, the information may be displayed using numerical values, color coding, contour lines, or the like. Furthermore, although this sound image may be displayed alone, if the sound image is superimposed on the object image as shown in the above embodiment, the sound pressure distribution will be displayed accurately. In addition to the above-mentioned means, a video camera or the like can also be used as means for displaying this object image.

[発明の効果] 以上詳細に説明したように、本発明に係る音源
探査装置は、音源物体からマイクアレイに入力さ
れる信号を特定音源位置に対面させて設けた参照
用音検出器による入力信号を増幅度制御信号とし
て選択的に増幅するようにしたから、この特定音
源位置における参照用音検出器の受音信号と相関
関係のある音源の大きさ、広がり等を他の音と分
離して表示することができ、複合音の音源物体に
おける各音源の音圧分布を容易かつ正確に探査・
測定することができる。
[Effects of the Invention] As explained above in detail, the sound source detection device according to the present invention detects the input signal from the reference sound detector provided facing the specific sound source position by inputting the signal input from the sound source object to the microphone array. Since this is selectively amplified as an amplification control signal, the size, spread, etc. of the sound source that has a correlation with the sound reception signal of the reference sound detector at this specific sound source position can be separated from other sounds. The sound pressure distribution of each sound source in the sound source object of a complex sound can be easily and accurately detected and displayed.
can be measured.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例を示す部分破断正面
図、第2図は第1図の右側面図、第3図及び第4
図はそれぞれマイクアレイの正面図と側面図、第
5図イは増幅器の回路図、第5図ロは位相調整器
の回路図、第6図は絞り板を取付けた状態で示す
発光ダイオードアレイの部分平面図、第7図は第
6図の−断面図、第8図は音像結像位置検出
装置としてのカメラの構造説明図、第9図は可変
フイルタの回路図、第10図は集音式音源探査方
式の原理説明図である。 8……マイクアレイ、8a……マイクロホン、
18……多チヤンネルVCAユニツト、18a…
…増幅器、18t……制御端子、19……発光ダ
イオードアレイ、19a……発光ダイオード、2
1……カメラ、36……可変フイルタ、180…
…参照用音検出器、181……増幅度制御信号発
生装置、182……制御増幅器、183……位相
調整器、f0……切換装置、S……音源物体。
FIG. 1 is a partially cutaway front view showing one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a right side view of FIG. 1, and FIGS.
The figures are a front view and a side view of the microphone array, respectively. Figure 5A is the circuit diagram of the amplifier, Figure 5B is the circuit diagram of the phase adjuster, and Figure 6 is the light emitting diode array with the aperture plate attached. A partial plan view, FIG. 7 is a cross-sectional view of FIG. 6, FIG. 8 is a structural explanatory diagram of a camera as a sound image forming position detection device, FIG. 9 is a circuit diagram of a variable filter, and FIG. 10 is a sound collection diagram. FIG. 2 is an explanatory diagram of the principle of a sound source search method. 8...Microphone array, 8a...Microphone,
18...Multi-channel VCA unit, 18a...
...Amplifier, 18t...Control terminal, 19...Light emitting diode array, 19a...Light emitting diode, 2
1...Camera, 36...Variable filter, 180...
... Reference sound detector, 181 ... Amplification control signal generator, 182 ... Control amplifier, 183 ... Phase adjuster, f 0 ... Switching device, S ... Sound source object.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 複数のマイクロホンをマトリツクス状に並設
してなり、音源物体から発生する音をそれぞれマ
イクロホンで受け、その音圧に対応した電気信号
に変換するマイクアレイと、該マイクアレイの各
マイクロホンからの電気信号がそれぞれ入力され
る増幅器と、前記音源物体における特定の音発生
源に対設され、この音発生源から発生する音を検
出し、その音圧を電気信号に変換する参照用音検
出器と、該参照用音検出器からの出力信号を増幅
すると共に、この増幅出力信号を前記マイクアレ
イにおける当該音発生源における受音信号に同調
させるための位相の調整を行い、この位相調整後
の信号を増幅度制御信号として前記各増幅器に入
力して、この増幅された信号の波形の瞬時値を前
記各マイクロホンで受音した信号の波形の瞬時値
とを乗算することによつて、参照音と相関関係の
ある特定音の信号を他から分離して取り出して増
幅するための増幅度制御信号発生装置と、該増幅
度制御信号発生装置からの増幅度制御信号により
選択的に増幅された前記各増幅器からの出力信号
に基づいて特定音の音像を表示する表示装置とか
ら構成したことを特徴とする音源探査装置。 2 前記マイクアレイを音源物体に対向配設した
集音器に対面させて設けたことを特徴とする特許
請求範囲第1項記載の音源探査装置。 3 前記参照用音検出器は参照用マイクロホンま
たは参照用振動計のいずれかであることを特徴と
する特許請求範囲第1項記載の音源探査装置。 4 前記表示装置を発光ダイオードアレイ、液
晶、ブラウン管によるデイスプレイ装置のいずれ
かで形成したことを特徴とする特許請求範囲第1
項記載の音源探査装置。 5 前記各増幅器の出力側に可変フイルタを設け
て、前記参照音検出器により複合音からなる参照
音を受音して、この参照音を増幅度制御信号とし
て前記各増幅器によつて前記各マイクロホンの受
音信号を選択的に増幅した後の信号を前記可変フ
イルタで瀘波し、該可変フイルタの設定周波数信
号に基づいて増幅制御を行うことによつて、複合
参照音から特定周波数の音に関する音像を形成す
るように構成したことを特徴とする特許請求範囲
第1項記載の音源探査装置。
[Scope of Claims] 1. A microphone array in which a plurality of microphones are arranged in parallel in a matrix, each of which receives sound generated from a sound source object and converts it into an electrical signal corresponding to the sound pressure; and the microphone array. an amplifier into which electrical signals from each microphone are input, and an amplifier that is installed opposite to a specific sound source in the sound source object, detects the sound generated from the sound source, and converts the sound pressure into an electrical signal. a reference sound detector; amplifying the output signal from the reference sound detector; and adjusting the phase of the amplified output signal to synchronize it with the sound reception signal at the sound source in the microphone array; This phase-adjusted signal is input to each of the amplifiers as an amplification degree control signal, and the instantaneous value of the waveform of this amplified signal is multiplied by the instantaneous value of the waveform of the signal received by each of the microphones. Therefore, an amplification control signal generator is provided for separating and amplifying a specific sound signal having a correlation with a reference sound, and an amplification control signal from the amplification control signal generator is used. and a display device that displays a sound image of a specific sound based on the amplified output signals from each of the amplifiers. 2. The sound source detection device according to claim 1, wherein the microphone array is provided facing a sound collector disposed to face a sound source object. 3. The sound source searching device according to claim 1, wherein the reference sound detector is either a reference microphone or a reference vibrometer. 4. Claim 1, characterized in that the display device is formed of any one of a light emitting diode array, a liquid crystal display, and a display device using a cathode ray tube.
Sound source detection device as described in section. 5. A variable filter is provided on the output side of each of the amplifiers, the reference sound detector receives a reference sound consisting of a composite sound, and the reference sound is used as an amplification degree control signal to be transmitted to each of the microphones by each of the amplifiers. By filtering the signal after selectively amplifying the received sound signal using the variable filter, and performing amplification control based on the set frequency signal of the variable filter, the sound related to a specific frequency is determined from the composite reference sound. The sound source searching device according to claim 1, characterized in that it is configured to form a sound image.
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