JPS6358183A - 音源探査装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野Ｊ 本発明は、機械装置や工場等の構築物等のような音源物
体から発生する音の発生源位置やその周辺への音の広が
り等を音像化処理するために用いられる音源探査装置に
関するものである。

［従来の技術１ 例えば、機械装置や工場等の騒音対策を行う場合や音の
性質、大きさを探査、測定する場合においては、その騒
音の発生源の位置、大きさ、広がり等を正確に検出する
必要があるが、この音源を簡易にしかも正確に探査・測
定するために、音源探査装置を用いた音源探査方式が本
発明渚等によって開発されている。

そこで、まずこの音源探査方式の原理を第６図に示す。

即ち、同図に示したように、位置Ｐに音源Ｓを設け、こ
の位置Ｐから距＠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りを音源Ｓに
向けて配設すると、該音源Ｓからの音はこの集音器りの
反射面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
クロホンをマトリッ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っても、
マイクアレイ上における音圧分布に基づく音像として出
力することができるようになる。

このようにして得られた音像は、例えばマイクアレイを
構成する各マイクロホンに対応させて発光ダイオードを
配列してなる発光ダイオードアレイにおいて、各発光ダ
イオードの明るさに基づいて音源位置やその広がりをア
ナログ的に表示したり、またマイクアレイからの音像信
号に各種の信号処理を施すことにより、音圧レベル範囲
毎に段階的な音像化したり、所定周波数毎の音の広がり
を音像化する等によって、音を視覚的に認識し得る、可
視化表示を行うことができるようになる。

さらに、このようにして可視化表示した音像を音源物体
の物体像に重ね合わせて表示するようにすれば、発生音
の音源位置、大きさやその音の広がり等が探査対象音源
物体のそれぞれの構成部分と対応させた状態で表示する
ことができるようになり、音源の探査を容易に、しかも
高精度に行うことができるようになる。

［発明が解決しようとする問題点１ 前述のようにして音源探査を行う場合においては、集音
器に対向させて設けたマイクアレイを構成する各マイク
ロホンから音像化処理を行うための処理装置までの間に
、これら各マイクロホンからの電気信号を伝送する配線
を引き廻さなければならないが、この配線はマイクロホ
ンの数に対応する数だけ設ける必要がある。而して、音
像の分解能を向上させるためには、マイクアレイを構成
するマイクロホンの数を多くしなければならないが、こ
れに応じて配線数も多数必要となる。このような多数の
配線の引き廻しにより、音源の探査作業の邪魔となった
り、集音器による音源物体からの音の取入れに対する障
害となったりし、円滑で、しかも正確な音源探査を行う
ことができなくなる等の不都合を生じることがある。

本発明は斜上の点に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは、マイクアレイからの配線を音源探査に対
する支障を来たすことのないように引き廻すことができ
るようにした音源探査装置を提供することにある。

［問題点を解決するための手段Ｊ 前述した目的を達成するために、本発明は、回転放物面
、凹球面等の凹曲面形状の集音器を音源物体に向けて配
設し、該集音器に多数のマイクロホンをマトリックス状
に配列してなるマイクアレイを対向配設し、前記集音器
からの反射音を該マイクアレイに受音させることによっ
て前記音源物体における音圧分布を表示する音像を形成
する音源探査装置であって、前記マイクアレイを中空パ
イプからなる支持フレームに支持させて設け、この中空
パイプ中に該マイクアレイの各マイクロホンからの配線
を挿通する構成としたことをその特徴とするものである
。

［作用１ マイクアレイを集音器に対して正確な位置関係となるよ
うに安定した状態に保持するために、該アイクアレイは
支持フレームにより支持されるようになっている。従っ
て、この支持フレームをマイクアレイからの配線の収納
用として利用することによって、この配線が集音器の前
部における遮蔽物となることがなくなる。従って、集音
器における集音効率が良好となり、またこれらの配線が
音源探査を行う際において作業の邪魔となるような不都
合が除去されて、高精度な音源探査を円滑かつ容易に行
うことができるようになる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

まず、第１図及び第２図において、１は回転放物面、凹
球面等の凹曲面形状となした集音器を示し、該集音器１
の表面側には音源物体からの騒音を反射させる反射面１
ａが形成されており、該反射面１ａには音像を結像させ
るためのマイクアレイ２が対向配設されている。該マイ
クアレイ２は、第３図に示したように、それぞれ反射面
１ａに向けて設けた多数のマイクロホン２ａをマトリッ
クス状に配列することによって構成され、これら各マイ
クロホン２ａは支持板３に装着され、各マイクロボン２
ａが相互に振動の影響を受けないようにするために、吸
音材がそれらの間に介装されている。また、支持板３は
各マイクロホン２ａにおける配線を収納する配線箱４に
取付けられており、該配線箱４の背面にはブラケット５
が取り付けられて、該ブラケット５には音源物体に向け
てＴＶカメラ６が装着されている。該ＴＶカメラ６は音
源物体を撮像する物体像撮像装置を構成している。

集音器１は、平面視円形の核部片７と、該核部片７を囲
む円環状の周面部分を半径方向に等間隔に複数部片に分
割してなる周面部片８とから構成され、これら核部片７
及び周面部片８の周縁部には、それぞれ裏面方向に突出
する接合部７ａ、８ａがそれぞれの全周に旦って形設さ
れている。これら各部片７，８をそれぞれ接合部？ａ　
、　８ａを接合させた状態で、これら接合部７ａ　、　
８ａ間や接合部？ａ、？ａ間に取付けた掛止部材やボル
ト等の連結具で連結することによって組立てることがで
きるようになっている。

次に、第４図に示したように、核部片７の表面側には取
付は部８が４箇所設けられており、該各取付は部９には
支持フレーム１０を構成する４木の中空の金属パイプ等
からなる脚杆１０ａに連設したフック１１を係合させる
ことによって、該支持フレーム１０は核部片７に着脱可
能に取付けることができるように構成されている。支持
フレーム１０は、前述した４本の脚杆１０ａと、該各脚
杆１０ａのうちの上下各一対のものの間を連結する連結
杆１０ｂと、該各連結杆１０ｂ間を架は渡す架橋杆１０
ｃとから構成され、連結杆１０ｂにはガイド部材１２が
固着されており、該ガイド部材１２には、マイクアレイ
２　、支持板３．配線箱４及びＴＶカメラ５からなるア
ッセンブリを装着してなる架台１３を集音器１の反射面
１ａにおける鏡軸Ｃに沿って該集音器１に近接・離間す
る方向に往復移動させることかできるようになっている
。

そして、この架台１３を移動させるために、該架台１３
にはねじ軸１４が螺挿されている。該ねじ軸１４は核部
片７を貫通して集音器１の裏面側に延在せしめられてお
り、該集音器１の裏面側からねじ軸１４を螺回すること
により、架台１３を鏡軸Ｃに沿って移動させて、マイク
アレイ２の焦点位置の調整を行うことができるように構
成されている。

さらに、第５図に示したように、マイクアレイ２及びＴ
Ｖカメラ８からの配線は配線箱４内において所定数毎に
束ねられてゴム等で被覆することによりケーブル１５が
形成され、これら各ケーブル１５は、支持フレーム１０
における各脚杆１０ａ内に挿通されている。そして、ケ
ーブル１５における脚杆１０ａから配線箱４に至るまで
の露出部分は、マイクアレイ２の焦点合わせを行う際に
、該マイクアレイ２が移動するのを許容するために、そ
の移動量分だけ撓みを持たせる構成となっている。また
、これら各ケーブル１５における端子１５ａは核部片７
に設けた配線接続部１６に接続されている。

前述の配線を介して送られる信号のうち、マイクアレイ
２からの信号は、データ処理装置１７に入力されて、該
マイクアレイ２を構成する各マイクロホン２ａの受音信
号をデジタル化処理して所定範囲の音圧レベル毎の等高
線に関する信号に変換されるようになっている。そして
、この等高線に関する信号はテレビモニタ等からなる表
示装置１８に入力されるように構成され、該表示装置１
８にはＴＶ左カメラからの物体像の映像信号が入力され
るようになっており、これら音像に関する信号と物体像
に関する信号はこの表示装置１８において重ね合わせた
状態で表示されるように構成されている。従って、デー
タ処理装置１７にはマイクアレイ２と接続した配線と接
続する配線が設けられ、また表示装置１８にはＴＶ左カ
メラからの配線と接続される配線が設けられており、こ
れら各配線のケーブル１９は配線接続部１８に接続され
るようになっている。

なお、図中２０は三脚、２１は該三脚２０に連結した支
持部材をそれぞれ示し、集音器１はこの三脚２０上に装
着した支持部材２１に支持されるように構成されている
。

本実施例は前述のように構成されるもので、次にその作
動について説明する。

まず、第１図及び第２図に示したように、集音器１を組
立て、その核部片７には、その取付は部９にマイクアレ
イ２．ＴＶ左カメラ等からなるアッセンブリを支持する
支持フレーム１０を装着した状態で支持部材１８に取付
け、集音器１の反射面１ａを音源物体に向けるように設
置する。これと同時に、マイクアレイ２及びＴＶ左カメ
ラからの配線を内装したケーブル１５の端子１５ａを配
線接続部１Ｂに接続すると共に、データ処理装置１７や
表示装置１８からの配線ケーブル１８を該配線接続部１
Ｂに接続した状態に保持する。

そこで、ねじ軸１４を適宜螺回することによってマイク
アレイ２の焦点調整を行うと共に、ＴＶ左カメラにおけ
る焦点を調整し、音像及び物体像のピントを合わせるが
、ケーブル１５には撓みがあるので、該マイクアレイ２
が配線箱４と共に鏡軸Ｃに沿って移動するのに障害とな
ることはない。

そこで、音源物体から音を発生させると、この音は集音
器１の反射面１ａに反射してマイクアレイ２を構成する
各マイクロホン２ａにより受音されることになり、この
受音音圧レベルに応じた電気信号に変換される。この電
気信号はケーブル１５．１９を介してデータ処理装置１
７に入力されて、音像を形成するための信号処理が行わ
れることになる。かかる信号処理は、所定レベル範囲毎
の音圧に関するデータや音圧のピーク値に関するデータ
等の形成したり、また前述のデータを周波数毎に形成し
たりすることからなる。このようにしてデータ処理する
ことによって、所望の性質を有する音像が形成されて、
この音像は表示装置１８において可視化表示されること
になる。これと同時に、ＴＶカメラ６からの音源物体の
物体像の映像信号が表示装置１日に入力されて、当該音
源物体の物体像が前述の音像に重ね合わせて表示される
ことになり、音源物体の各構成部分に明確に対応させた
状態で音像の可視化表示を行うことができる。

而して、マイクアレイ２及びＴＶカメラ６からの配線の
ケーブル１５は、マイクアレイ２を固定する関係上必然
的に設けられる支持フレーム１０をケーブル１５を挿通
するための部材として利用することができるようになり
、該各ケーブル１５をコンパクトに収納することができ
て、集音器１の反射面１ａの前面に垂れて該反射面１ａ
を遮蔽することがなくなるために、該反射面１ａにおけ
る音源物体からの集音効率を向上させることができ、正
確な音源探査を可能とする。しかも、ケーブル１５は、
前述したように、所定本数毎に纏められているのでその
断面形状は比較的小径となり、これらを挿通する各脚杆
１０ａをあまり大径にする必要はない。

ここで、各ケーブル１５はマイクアレイ２の移動範囲だ
けの余裕が設けられており、該マイクアレイ２が集音器
１に最も近接した位置にあるときには、多少撓んだ状態
にあるが、この撓み量はあまり大きなものでないので、
集音器１の反射面１ａに対して遮蔽作用を行うことは殆
どない。また、前述のように、配線１５をコンパクトに
収納して、集音器１の背面側に向けるようにしたので、
このケーブル１５が音源探査作業を行う作業者の作業の
障害となったり、作業者が該ケーブル１５の被覆を踏み
付けたりする不都合を生じることがなくなり、円滑に音
源探査作業を行うことができるようになる。

なお、前述の実施例においては、マイクアレイ２を支持
する支持フレーム１０を集音器１に取付ける構成とした
が、この支持フレームを集音器１を支持する支持部材２
１等に取付け、この支持フレームにマイクアレイ２の配
線を接続する構成としてもよい。また、配線箱４側の配
線ケーブル１５とデータ処理装置１７及び表示装置１８
側の配線ケーブル１９とを集音器ｌに設けた配線接続部
１６を介して接続する構成としたが、支持フレーム１０
を集音器１に固着する構成とすれば、該支持フレーム１
０の脚杆１０ａを集音器１を貫通する状態に設けること
ができるので、配線接続部を設ける必要はない。

さらに、物体像を撮像するために、ＴＶカメラ６を用い
たが、この物体像撮像装置としては、カメラ等信の装置
を用いることができる。

［発明の効果１ 以上詳述したように、本発明に係る音源探査装置は、集
音器に対向して設けられるマイクアレイからの配線を、
該マイクアレイを支持するために必然的に用いられる支
持フレームの内部に挿通する構成としたので、該集音器
の前部から配線を取除くことができて、その反射面にお
ける遮蔽物が少なくなり、音源物体からの集音効率が良
好になるだけでなく、音源探査作業に対する障害になる
ことが防止されて、作業の円滑化を図ることができるよ
うになる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は本発明の一実施例を示すもので、第
１図は音源探査装置の全体構成を示す外観図、第２図は
第１図の正面図、第３図はマイクアレイの正面図、第４
図はアイクアレイ，配線箱，ＴＶカメラ等のアッセンブ
リを示す外観図、第５図は配線箱の断面図、第６図は集
音式の音源探査方式の原理説明図である。 １：集音器、２：マイクアレイ、２ａ：マイクロホン、
４：配線箱、８：Ｔ　Ｖ　、ｌ’Ｊ　メラ、１０：支持
フレーム、１０ａ：脚杆、１５　、１９　：ケーブル。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転放物面、凹球面等の凹曲面形状の集音器を音
   源物体に向けて配設し、該集音器に多数のマイクロホン
   をマトリックス状に配列してなるマイクアレイを対向配
   設し、前記集音器からの反射音を該マイクアレイに受音
   させることによって前記音源物体における音圧分布を表
   示する音像を形成する音源探査装置において、前記マイ
   クアレイを中空パイプを備えた支持フレームに支持させ
   て設け、この中空パイプ中に前記マイクアレイの各マイ
   クロホンからの配線を挿通する構成としたことを特徴と
   する音源探査装置。
2. （２）前記支持フレームには複数本の中空パイプからな
   る脚杆を設け、配線を複数束に分割し、該各配線束をそ
   れぞれ前記各脚杆に挿通する構成としたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第（１）項記載の音源探査装置。
3. （３）前記支持フレームの脚杆を前記集音器に取り付け
   る構成としたことを特徴とする特許請求の範囲第（２）
   項記載の音源探査装置。
4. （４）前記マイクアレイの音源物体側に該音源物体の物
   体像を撮像する物体像撮像装置を設ける構成とし、該物
   体像撮像装置からの映像信号を伝送する配線を、前記マ
   イクアレイの配線と共に、前記支持フレーム中に挿通す
   る構成と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. （５）前記配線を、少なくとも前記マイクアレイにおけ
   る配線取出し部から前記支持フレームへの挿通部に至る
   までの間の部分を、可撓性を有するチューブ内に収納し
   てなるケーブルとして構成としたことを特徴とする特許
   請求の範囲第（１）項記載の音源探査装置。
6. （６）前記マイクアレイを前記集音器の鏡軸に沿って往
   復移動させることにより前記マイクアレイにおける音像
   の焦点合せを行う構成となし、前記ケーブルに該マイク
   アレイの移動範囲分の撓みを持たせるようにしたことを
   特徴とする特許請求の範囲第（５）項記載の音源探査装
   置。