JPH0634174B2 - 宇宙音の生成方法及び装置 - Google Patents

宇宙音の生成方法及び装置

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JPH0634174B2
JPH0634174B2 JP59279255A JP27925584A JPH0634174B2 JP H0634174 B2 JPH0634174 B2 JP H0634174B2 JP 59279255 A JP59279255 A JP 59279255A JP 27925584 A JP27925584 A JP 27925584A JP H0634174 B2 JPH0634174 B2 JP H0634174B2
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audible
radio wave
cosmic
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琢也 柄沢
信幸 手塚
秀雄 永野
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Churoku Kurieishon Kk
Churoku Shinsha Kk
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Churoku Kurieishon Kk
Churoku Shinsha Kk
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Description

【発明の詳細な説明】 (1)産業上の利用分野 本発明は宇宙電波を音に変換する方法及び宇宙電波に対
応する音を発生させる装置に関するものである。
(2)発明の背景 太古の昔から人類は、宇宙から来る光を視覚によって把
え、宇宙に天体があることを知つてきた。しかし、光は
直接視ることができるが、宇宙からのメツセージは光
(紫外線,赤外線等を含む)によるものだけではない。
ミリ波と呼ばれる電磁波が様々な星間物質によつて発生
せしめられ、物質特有の波長で地球に送られて来る。こ
のミリ波は、近年のエレクトロニクスの目覚ましい発達
により、観測研究が盛んになつた。そして、かかる観測
研究の結果得られたデータとしては例えば第1図に示さ
れるものがある。これは、オリオン星雲(ORI−A)
を直径45メートルの電波望遠鏡で観測し、音響光学型
電波分光器により分析し作成された89.5GHz(ギガ
ヘルツ)帯の星間分子スペクトル線の観測データ電波図
の例である。この電波図からも明らかなように、スペク
トル線の周波数帯はギガヘルツという極超高周波であ
り、目に見えないし音に聞くこともできない。しかし、
このような極超高周波帯域においても星からのメツセー
ジが含まれており、上記電波図の特徴を解析することに
よりその星が如何なる成分によつて構成されているか等
を知得することが出来る。
本発明は上記人間の五感では感知することのできない星
間電波を、その電波図に基づいて可聴帯域にまでスケー
ルダウンした状態で再現し、これを音響変換させること
によつてあたかも宇宙から音のメツセージを受取つたか
のような状況の設定を可能にしAV(オーデイオ・ビジ
ユアル)文化の拡大、向上を実現することを目的とす
る。
(3)発明の構成 上記目的を達成するため、第1の発明は、予め測定され
た所定周波数範囲の宇宙電波であって均等目盛の周波数
で表示された信号波形を所定周波数範囲の可聴周波数の
信号波形に変換する際に、前記可聴周波数の下限及び上
限周波数から所定の演算により前記可聴周波数の可聴中
心周波数を算出し、前記宇宙電波の電波中心周波数を前
記可聴中心周波数にスケールダウンし、前記可聴中心周
波数を基準として前記宇宙電波の信号波形を対数目盛の
可聴周波数の信号波形に変換することを特徴とする。
また、第2の発明は、測定された所定周波数範囲の宇宙
電波であって、広帯域幅、中帯域幅及び狭帯域幅の複数
のピーク信号成分を含む均等目盛の周波数で表示された
信号波形を、可聴周波数の信号波形に変換する装置にお
いて、 前記可聴周波数の周波数範囲内の特定の、かつ可変の単
一周波数のモノトーン信号を発生する発振器と、前記可
聴周波数の周波数範囲に亘ってピンクノイズ信号を発生
するピンクノイズ発振器と、前記ピンクノイズ信号中か
ら所定帯域幅の信号を抽出して広帯域幅又は中帯域幅の
ピークノイズ信号を送出する複数の濾波器と、前記モノ
トーン信号、ピンクノイズ信号及びピークノイズ信号の
レベルをそれぞれ調整して合成し変換出力信号を送出す
る音声調整器とを備えたことを特徴とする。
(4)実施例の説明 第1図は、上の説明でも述べた様に、オリオン星雲を4
5m直径の電波望遠鏡(より具体的には野辺山宇宙観測
所に据付けられた45m電波望遠鏡)で観測し、音響光
学型電波分光基により分析し作成された、89.5GHz
から91.5GHzに至る星間分子スペクトル線の観測デ
ータ電波図である。この電波図から明らかなように、上
記帯域幅内では、メチルアルコール(CH3OH)を表
わす89.505GHz帯が1.43AT(K)(アンテ
ナ・テンペラチユア、但しノイズレベルを0とする)、
シアン化エチル(C2H5CN)を表わす89.565
GHz帯が0.7AT(K)、イソシアン化水素を表わす
90.66GHz帯が3.2AT(K)以上というよう
に、下記第1表に示すような星間分子の発生する電波の
成分分析を行うことができる。
第1図に示す観測データ電波図或は上記観測データ分析
表によつて表わされる宇宙電波の強度分布はまた、第3
図に示すようなスペクトル線で表わすことができる。こ
れは、上記した89.5GHzから91.5GHzまでの2
GHzの周波数帯域を均等に分割し、等分目盛とし、第1
図の星間分子スペクトル線を周波数に依つて配置したも
のである。
このような極超高周波電波に対し、スケールダウンを施
すことによつて可聴周波数帯にまで周波数変換を行な
う。上記可聴周波数帯に第3図に示すスペクトル線の周
波数をスケールダウンするに当つては、まず中心周波数
を決定する。そのために、可聴周波数帯域の低域限界を
xHzとし、高域限界をyHzとし、音声信号の中心周波数
(可聴中心周波数)をAHzとすると、 なる関係が成立する。
第1図及び第3図に示された電波図においてスペクトル
線の周波帯域は89.5GHzから91.5GHzまでの2
GHzであり、その中心周波数は、90.5GHzである。
他方、可聴周波数帯域を決めるに当つて、人間の聴覚を
基準にすれば、一般に低域限界はx=20Hz、高域限界
はy=20,000Hzとすることができる。これにより、可聴
周波帯域における中心周波数Aを第1式から求めると、 となり、一般に40万の法則と称し、x,yを変化させ
ても中心周波数は変らないものとされている(第5図参
照)。即ち、上記スペクトル線の90.5GHzを可聴周
波数では632Hzに対応させる。但し実用上聴感補正の
ため中心点を若干移動することがある。
次にスケールダウンのための周波数変換は次の式によつ
て行なう。
ここで N:スケールダウンした可聴周波数(Hz) n:スケールダウンしようとするスペクトル線の周波数
(Hz) C:スケールダウンしようとするスペクトル線の帯域の
最低周波数(Hz) D:スケールダウンしようとするスペクトル線の帯域の
最高周波数(Hz) x:可聴周波帯域の低域限界周波数(Hz) y:可聴周波帯域の高域限界周波数(Hz) である。
この理論によつて得られた可聴周波数を波形図として表
わすと、第3図のようになる。この図では横軸に20Hz
を低域限界周波数、20KHzを高域限界周波数とする可
聴周波帯をとり、縦軸に第1図又は第2図に示された各
周波数帯における宇宙電波の強度に対応する音圧レベル
(dB)をとつてある。
以上から宇宙電波の波形が20Hzから20KHzまでの間
の周波数帯域にスケールダウンされたことになる。
しかし、可聴周波数帯域は個人差があり、例えば上記超
高周波の宇宙電波を先に述べた40万の法則により30
Hzから13.3KHzの可聴周波数帯にレベルダウンさせ
たいという場合もある。そのような場合は第4図及び第
5図に表わしたスケール表を使つて補正することが出来
る。第4図は、第1表に基づき作成した2GHz帯域を等
分とすると共に、可聴周波帯の低域及び広域限界周波数
x,yの変動(可変分)に応じた等分目盛の変化量を割
り出すスケール図である。また第5図は、可聴周波帯の
低域及び中心周波数を上記第1式に基づいて632Hzと
した、可聴周波数帯域幅を表わすスケール図である。こ
の図中、実線Pの三角形で囲まれた部分は、可聴周波数
帯域を可変するための40万の法則の範囲を示す。また
点線Qで囲まれた部分は聴感補正のために中心点を移動
させたものである。これら二つのスケール図を合わせ、
縦にスライドして使えば、x,yを変化させた所定の可
聴周波数帯域について宇宙電波周波数と、これに対応す
る可聴周波数を容易に割り出すことができる。使い方の
詳細は、即ち、第5図の実線Pの三角形の斜線上に、求
めるx,yを定め、底辺と平行に横線を引く。次に、第
4図を第5図の下に重ね、中心線を合わせ、横方向の平
行を保ちながら縦にスライドし、第4図両端の斜線が第
5図上に引いた横線のx,y点と交わる点に図を固定す
れば、その時の横線下の第4図の周波数は、スケールダ
ウンする第5図の横線上の周波数と一致する。聴感補正
の必要な時は、中心線を第5図三角形の実線Pから点線
Qまでの範囲内で移動することができる。
第6図は、スケールダウンされた波形図に基づいて宇宙
音を生成する装置の回路構成を示す図である。ただしこ
の装置において、後述する音響調整器は、多数のスイッ
チで構成された例えば、一般に録音スタジオで行われる
録音用調整卓(ミキサーコンソール)等の音響調整手段
であり、その内部回路を記載することは極めて困難であ
るため、第6図においては概念的な記載に止めている。
この宇宙音合成装置は、第1表に示された帯域幅波形の
狭い帯域幅を有する波形に対応した音声信号すなわち単
一周波数のモノトーン信号を発生する低周波発振器1
と、宇宙ノイズに対応する音声ノイズ信号を発生するピ
ンクノイズ発振器2と、ピンクノイズ発振器2の出力信
号から第1表の中帯域幅を有する波形に対応する音声信
号であるピークノイズ信号を抽出する複数のバンドパス
フイルタ3と、ピンクノイズ発振器2の出力信号から第
1表の広帯域幅を有する波形に対応する音声信号である
ピークノイズ信号を抽出する帯域幅可変型バンドパスフ
イルタ4と、低周波発振器1,ピンクノイズ発振器2,
バンドパスフイルタ3,帯域可変型バンドパスフイルタ
4からの音声信号を調整する音声調整器5とから成る。
低周波発振器1は、宇宙電波の波形図(第1図)の中の
帯域幅の狭い分子スペクトルに対する特定の周波数を発
振するもので、複数個、即ち上記の如き分子スペクトル
が現われる数だけ少なくとも用意されていることが望ま
しい。バンドパスフイルタ3及び帯域幅可変型バンドパ
スフイルタ4もまた、上記低周波発振器1について述べ
たと同様、複数個用意されている。なお、帯域幅可変型
バンドパスフイルタ4の代りに多素子グラフイツクイコ
ライザを用いてもよい。音声調整器5はラインアンプ,
プログラムアンプといつた各種アンプやVUメータ等を
内蔵しており、低周波発振器1等から送られて来た音声
信号を合成すると共に、第1表に示された分子スペクト
ルのエネルギー差により各周波帯の間に音量差をつけ
る。こうして得られた宇宙音は、或る時はスピーカ、ヘ
ツドホーン等のモニタ装置により聴感で監視させたり、
また或る時は宇宙音としてPCMテープレコーダ8によ
つて記録され、磁気テープカートリツジ10に保存され
たり、或は各波形信号毎にマルチトラツクテープレコー
ダ7によつて磁気テープ9に記録されたりする。更には
合成された宇宙音をオーディオ・スペクトラムアナライ
ザ又は周波数カウンタ等の周波数直読装置11に入力し
各分子スペクトルに対応する音の周波数を監視する。
なお、上に述べた実施例では低周波発振器1,バンドパ
スフイルタ3,帯域幅可変型バンドパスフイルタ4は各
分子スペクトルに対応する可聴周波数に固定設定してお
き、それぞれの周波数の音声波形を得るようにしている
が、必ずしもこのような構成に限る必要はない。例え
ば、第6図に示すような宇宙音合成装置に、上記第1式
及び第2式に基づき周波帯域のスケールダウンを行う周
波数変換手段と、この周波数変換手段の出力からピーク
波形を検出する波形読取装置とを内蔵しておき、波形読
取装置からの信号に従つて低周波発振器1及びバンドパ
スフルタ3,4の設定値を自動的に可変するようにして
もよい。こうすれば第1図に示す宇宙電波の波形図に表
わされた種々の情報を入力するのみで、可聴周波帯域へ
のスケールダウン,及び音声合成が自動的に行え、操作
性が向上すると共に、宇宙電波の帯域及び帯域幅を種々
変えることによつて、いろいろな宇宙音を生成し、宇宙
の仕組を知る手掛かりとすることができる。
(5)発明の効果 以上説明したように、本発明によれば、一般的にはパラ
ボラアンテナの如く大がかりで複雑な装置でしかキヤツ
チすることが出来ず、しかも図形的にしか表わすことの
出来なかつた宇宙電波を音として感得することができる
ようになる。このため宇宙から音のメツセージが発せら
れているかのような雰囲気の設定が可能となりオーデイ
オ或は映像の分野において大いに役立つものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は宇宙電波の観測によつて得られた波形図の一例
を示す図、第2図は第1図の波形図のうちノイズレベル
を0として分子スペクトルを表わした波形図、第3図は
宇宙電波波形図をスケールダウンして得られる可聴周波
帯の波形図、第4図は第1図の宇宙電波の周波帯をスケ
ールダウンさせるのに用いられるスケール図、第5図は
可聴周波域の低域及び高域限界周波数をそれぞれ20H
z,20KHzとし、中心周波数を632Hzとして可聴周
波帯を表わすスケール図、第6図はスケールダウンされ
た宇宙電波の波形に基づいて宇宙音を生成する装置の概
略構成を示す図である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】予め測定された所定周波数範囲の宇宙電波
    であって均等目盛の周波数で表示された信号波形を所定
    周波数範囲の可聴周波数の信号波形に変換する際に、前
    記可聴周波数の下限及び上限周波数から所定の演算によ
    り前記可聴周波数の可聴中心周波数を算出し、前記宇宙
    電波の電波中心周波数を前記可聴中心周波数にスケール
    ダウンし、前記可聴中心周波数を基準として前記宇宙電
    波の信号波形を対数目盛の可聴周波数の信号波形に変換
    することを特徴とする宇宙音の生成方法。
  2. 【請求項2】広帯域幅、中帯域幅及び狭帯域幅の複数の
    ピーク信号成分を含む均等目盛の周波数で表示された所
    定周波数範囲の宇宙電波の信号波形を、所定の変換方法
    により変換された可聴周波数の信号波形を基に、 前記可聴周波数の周波数範囲内の特定の、かつ可変の単
    一周波数のモノトーン信号を発生する発振器と、前記可
    聴周波数の周波数範囲に亘ってピンクノイズ信号を発生
    するピンクノイズ発振器と、前記ピンクノイズ信号中か
    ら所定帯域幅の信号を抽出して広帯域幅又は中帯域幅の
    ピークノイズ信号を送出する複数の瀘波器と、前記モノ
    トーン信号、ピンクノイズ信号及びピークノイズ信号の
    レベルをそれぞれ調整して合成し変換出力信号を送出す
    る音声調整器とを備えたことを特徴とする宇宙音生成装
    置。
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JPS58186810A (ja) * 1982-04-26 1983-10-31 Nec Corp 宇宙船速度決定装置

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