図面 (/)

この項目の情報は公開日時点(2019年2月7日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (3)

課題

使用者の手振れ振動や風、一時的な環境騒音などに起因する校正誤りを抑制するポータブル型で比較的小型な音響校正器を得る。

解決手段

基準音信号生成部4は、所定の基準周波数音響校正用の基準音信号を生成し、スピーカ1は、基準音信号に基づき音響校正用の基準音を発する。基準マイクロホン3は、基準音に対応するマイ検出信号を生成する。フィルタ部8は、マイク検出信号から基準周波数の成分を抽出して第1検出信号を生成し、実効値処理部9は、フィルタ部8の後段で、第1検出信号を2乗する2乗演算部9aと所定の時定数ローパスフィルタ9bとからなり第2検出信号を生成する。基準音信号生成部4は、第2検出信号のレベルに基づいて、所定の時間間隔ごとに基準音信号のレベルを調整する。

概要

背景

マイクロホンを使用する騒音計などの音響測定器の精度を管理するために、マイクロホンの音響校正が行われる。そのような音響校正には、音響校正器が使用される。例えば、音響校正時には、音響測定器のマイクロホンがカプラ内に配置され、音響校正器は、音響校正のために、所定音圧基準音をカプラ内に発する。

ある音響校正器は、大気圧に応じて音圧制御を行っている(例えば特許文献1参照)。

別の音響校正器は、カプラ内に基準マイクロホンを備え、基準マイクロホンの出力に基づいて、音圧フィードバック制御を行っている(例えば特許文献2参照)。

さらに別の音響校正器は、発生音圧信号でカプラ内に基準音を発し、FFT(Fast Fourier Transformation)またはDFT(Discrete Fourier Transformation)を使用して、ゲージ圧センサにより測定された音圧から発生音圧信号の周波数のレベルを抽出し、音圧のフィードバック制御を行っている(例えば特許文献3参照)。これにより、センサ自己ノイズなどを抑制している。

概要

使用者の手振れ振動や風、一時的な環境騒音などに起因する校正誤りを抑制するポータブル型で比較的小型な音響校正器を得る。基準音信号生成部4は、所定の基準周波数で音響校正用の基準音信号を生成し、スピーカ1は、基準音信号に基づき音響校正用の基準音を発する。基準マイクロホン3は、基準音に対応するマイ検出信号を生成する。フィルタ部8は、マイク検出信号から基準周波数の成分を抽出して第1検出信号を生成し、実効値処理部9は、フィルタ部8の後段で、第1検出信号を2乗する2乗演算部9aと所定の時定数ローパスフィルタ9bとからなり第2検出信号を生成する。基準音信号生成部4は、第2検出信号のレベルに基づいて、所定の時間間隔ごとに基準音信号のレベルを調整する。

目的

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、使用者の手振れの振動や風、一時的な環境騒音などに起因する音響測定器の校正誤りを抑制するポータブル型で比較的小型な音響校正器を得ることを目的とする

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

所定の基準周波数音響校正用の基準音信号を生成する基準音信号生成部と、前記基準音信号に基づき音響校正用の基準音を発するスピーカと、前記基準音に対応するマイ検出信号を生成する基準マイクロホンと、前記マイク検出信号から前記基準周波数の成分を抽出して第1検出信号を生成するフィルタ部と、前記フィルタ部の後段で、前記第1検出信号を2乗する2乗演算部と所定の時定数ローパスフィルタとからなり第2検出信号を生成する実効値処理部とを備え、前記基準音信号生成部は、前記第2検出信号のレベルに基づいて、所定の時間間隔ごとに前記基準音信号のレベルを調整すること、を特徴とする音響校正器

請求項2

前記所定の時定数は、前記所定の時間間隔の2分の1以下の時間であることを特徴とする請求項1記載の音響校正器。

請求項3

前記所定の時間間隔は、256ミリ秒から1000ミリ秒までのいずれかの時間であることを特徴とする請求項1または請求項2記載の音響校正器。

請求項4

前記フィルタ部は、オーディオコーデックICの一部であり、前記基準周波数より低いカットオフ周波数で前記マイク検出信号の低周波成分減衰させるハイパスフィルタと、前記マイク検出信号における前記基準周波数の成分を通過させるバンドパスフィルタとを備え、前記ハイパスフィルタおよび前記バンドパスフィルタは、縦列に接続されていること、を特徴とする請求項1から請求項3のうちのいずれか1項記載の音響校正器。

技術分野

0001

本発明は、音響校正器に関するものである。

背景技術

0002

マイクロホンを使用する騒音計などの音響測定器の精度を管理するために、マイクロホンの音響校正が行われる。そのような音響校正には、音響校正器が使用される。例えば、音響校正時には、音響測定器のマイクロホンがカプラ内に配置され、音響校正器は、音響校正のために、所定音圧基準音をカプラ内に発する。

0003

ある音響校正器は、大気圧に応じて音圧制御を行っている(例えば特許文献1参照)。

0004

別の音響校正器は、カプラ内に基準マイクロホンを備え、基準マイクロホンの出力に基づいて、音圧フィードバック制御を行っている(例えば特許文献2参照)。

0005

さらに別の音響校正器は、発生音圧信号でカプラ内に基準音を発し、FFT(Fast Fourier Transformation)またはDFT(Discrete Fourier Transformation)を使用して、ゲージ圧センサにより測定された音圧から発生音圧信号の周波数のレベルを抽出し、音圧のフィードバック制御を行っている(例えば特許文献3参照)。これにより、センサ自己ノイズなどを抑制している。

先行技術

0006

特開2001−349773号公報
特開2008−256433号公報
特開2014−240761号公報

発明が解決しようとする課題

0007

フィードバック制御型の音響校正器では、使用者の手振れ振動や一時的な環境騒音などが基準マイクロホンにより受音されると、基準音の音圧が大きく変動してしまい、音響測定器の音響校正が正確に行われないことがある。

0008

また、上述の音響校正器のように、FFTまたはDFTを使用して、基準音の周波数と同一の周波数の音圧レベルを抽出する場合には、基準音の周波数以外の周波数成分が除去されるが、有効な精度でFFTまたはDFTのために大規模演算が必要になり、ひいては消費電力も大きくなるため、ポータブル型で比較的小型な音響測定器では現実的ではない。

0009

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、使用者の手振れの振動や風、一時的な環境騒音などに起因する音響測定器の校正誤りを抑制するポータブル型で比較的小型な音響校正器を得ることを目的とする。

課題を解決するための手段

0010

本発明に係る音響校正器は、所定の基準周波数で音響校正用の基準音信号を生成する基準音信号生成部と、基準音信号に基づき音響校正用の基準音を発するスピーカと、基準音に対応するマイ検出信号を生成する基準マイクロホンと、マイク検出信号から基準周波数の成分を抽出して第1検出信号を生成するフィルタ部と、フィルタ部の後段で、第1検出信号を2乗する2乗演算部と所定の時定数ローパスフィルタとからなり第2検出信号を生成する実効値処理部とを備える。そして、基準音信号生成部は、第2検出信号のレベルに基づいて、所定の時間間隔ごとに基準音信号のレベルを調整する。

発明の効果

0011

本発明によれば、使用者の手振れの振動や風、一時的な環境騒音などに起因する音響測定器の校正誤りを抑制するポータブル型で比較的小型な音響校正器が得られる。

図面の簡単な説明

0012

図1は、本発明の実施の形態に係る音響校正器の構成を示すブロック図である。
図2は、図1に示す音響校正器の動作について説明するフローチャートである。

実施例

0013

以下、図に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

0014

図1は、本発明の実施の形態に係る音響校正器の構成を示すブロック図である。

0015

図1に示す音響校正器は、例えば騒音計などの音響測定器の音響校正のために、所定の基準周波数で所定の基準音圧の基準音を発する。そして、図1に示す音響校正器は、スピーカ1、カプラ2、基準マイクロホン3、基準音信号生成部4、デジタルアナログコンバータ(以下、DACという)5、プリアンプ6、アナログデジタルコンバータ(以下、ADCという)7、フィルタ部8、および実効値処理部9を備える。

0016

スピーカ1は、所定の基準周波数の基準音信号に基づき、音響校正用の基準音をカプラ2内に発する。カプラ2は、音響測定器のマイクロホン101を挿抜可能な形状を有し、内空間を形成する。音響測定器の音響校正時には、音響測定器は、カプラ2の内空間においてスピーカ1から発する基準音をマイクロホン101で受音して測定し、測定音圧レベル基準値となるように校正を行う。

0017

基準マイクロホン3は、カプラ2の内空間においてスピーカ1からの基準音を受音し、基準音に対応するマイク検出信号を生成する。

0018

基準音信号生成部4は、所定の基準周波数で音響校正用の基準音信号を生成する。例えば、基準音信号生成部4は、1kHzの基準周波数で94dBsplの基準音圧の基準音信号を生成する。ここでは、基準音信号は、単一周波数正弦波の信号である。

0019

DAC5は、デジタル信号としての基準音信号をアナログ信号に変換し、図示せぬアンプなどを介してスピーカ1へ出力する。

0020

プリアンプ6は、基準マイクロホン3により生成されたマイク検出信号に対して、インピーダンス変換フィルタリングを行うアナログ回路である。

0021

ADC7は、アナログ信号としてのマイク検出信号をデジタル信号に変換し、フィルタ部8に出力する。

0022

フィルタ部8は、デジタルフィルタであって、上述の基準周波数の成分を抽出して第1検出信号を生成する。

0023

例えば、この実施の形態では、フィルタ部8は、上述の基準周波数より低いカットオフ周波数でマイク検出信号の低周波成分減衰させるハイパスフィルタ8aと、マイク検出信号における基準周波数の成分を通過させるバンドパスフィルタ8bとを備え、ハイパスフィルタ8aおよびバンドパスフィルタ8bは、縦列に接続されている。なお、図1では、バンドパスフィルタ8bはハイパスフィルタ8aの後段となっているが、ハイパスフィルタ8aがバンドパスフィルタ8bの後段となっていてもよい。

0024

例えば、基準周波数が1kHzである場合には、ハイパスフィルタ8aのカットオフ周波数は、470Hzとされ、手振れ振動や風雑音等による騒音成分の除去に用いられる。バンドパスフィルタ8bの通過帯域は、1kHzを含む。

0025

実効値処理部9は、フィルタ部8の後段で、2乗演算部9aで第1検出信号を2乗し、所定の時定数のローパスフィルタ9bでエネルギー成分(DC成分)を抽出して、第2検出信号を生成する。ここでは、通常の実効値処理における平方根処理(不図示)を省略しているが、平方根処理を設けてもよい。

0026

例えば、ユーザーが誤って振動を発生させた際、多くの場合で数十〜数百ms程度の振動が加わる。このような突発ノイズ(手振れ振動や風、一時的な環境騒音などに起因する一時的なノイズ)の収束を待たずに基準音の正弦波振幅を変更した場合、発生音圧レベルの誤差につながる。第2検出信号のレベルに基づいて基準音信号のレベルを調整する所定の時間間隔は、256ミリ秒(ms)から1000ミリ秒(ms)までの範囲で調整されることが望ましい。ここでは、所定の時間間隔を256msとすることで、突発的ノイズの発生音圧レベルの変動による影響を低減することができる。

0027

また、ローパスフィルタ9bの時定数は、上述の所定の時間間隔の2分の1以下の時間とされ、例えば、128msである。この時間間隔は、実効値処理の応答時間や突発的ノイズの収束時間などに応じて決定される。

0028

そして、基準音信号生成部4は、この実効値処理部9で生成された第2検出信号のレベルに基づいて、上述の所定の時間間隔ごとに基準音信号のレベルを調整して、スピーカ1の出力音圧が基準音圧になるようにする。

0029

この実施の形態では、DAC5、ADC7、およびフィルタ部8は、それぞれ、オーディオコーデックIC(IntegratedCircuit)11の一部である。基準音信号生成部4および実効値処理部9は、組込システム用の低消費電力マイクロコンピュータなどのプロセッサ12によって実現される。また、プリアンプ6、オーディオコーデックIC11、およびプロセッサ12は、図示せぬ内蔵電池(1次電池または2次電池)を電源として動作する。上述のようなフィルタ部8および実効値処理部9とすることで、FFTやDFTなどに比べ少ない演算量の信号処理で突発的ノイズの影響を抑制することができるため、このようなオーディオコーデックIC11および低消費電力のプロセッサ12の採用が可能となり、ポータブルで小型の音響校正器において、突発的ノイズの影響を抑制することができる。

0030

次に、上記音響校正器の動作について説明する。図2は、図1に示す音響校正器の動作について説明するフローチャートである。

0031

例えば、音響測定器のマイクロホン101が上方に向けられ、この音響校正器に挿入され、カプラ2の内空間に音響測定器のマイクロホン101が配置される。そして、カプラ2の内空間に音響測定器のマイクロホン101が配置された状態で、音響校正が開始されると、基準音信号生成部4は、まず、出力音圧レベルを所定の初期値として(ステップS1)、基準周波数の基準音信号の生成を開始する(ステップS2)。

0032

基準音信号は、DAC5などを介してスピーカ1に供給され、基準音がスピーカ1からカプラ2内に発せられる。この基準音が基準マイクロホン3により受音されると、基準マイクロホン3は、マイク検出信号を出力する。マイク検出信号は、プリアンプ6およびADC7を介してフィルタ部8に出力される。フィルタ部8では、ハイパスフィルタ8aによりマイク検出信号におけるカットオフ周波数以下の周波数成分が減衰され、さらに、バンドパスフィルタ8bにより、マイク検出信号における基準周波数以外の周波数成分が減衰されて第1検出信号が生成される。

0033

そして、所定のインターフェイスを介して第1検出信号が、後段の実効値処理部9へ出力される。実効値処理部9では、実効値化のために、2乗演算部9aで第1検出信号を2乗し、ローパスフィルタ9bでDC成分を抽出して、第2信号が生成される。

0034

基準音信号生成部4は、出力音圧レベルをセットしてから所定の時間間隔となる測定時間が経過したか否かを監視し(ステップS3)、測定時間が経過すると、基準音信号生成部4は、このローパスフィルタ9bを通過した第2検出信号のレベルに基づいて、基準音信号のレベルを調整して、スピーカ1の出力音圧が基準音圧になるようにする(ステップS4)。つまり、基準音信号生成部4は、第2検出信号のレベルが基準音圧に対応する値となるように、基準音信号のレベルを調整する。そして、基準音信号生成部4は、そのレベルで基準音信号の生成および出力を継続し、調整後の出力音圧レベルでスピーカ1から基準音が発せられる(ステップS2)。

0035

以後、同様に測定時間が経過するたびに、基準音の出力音圧レベルが調整される。仮に突発的ノイズによる影響があったとしても、測定時間ごとに繰り返し、そのときの第2検出信号のレベルに基づいて基準音の出力音圧レベルが調整されるため、次の測定時間には、突発的ノイズの影響が残らない。

0036

そして、このように継続的にカプラ2内で基準音が発せられ、音響測定器は、この基準音を受音して校正を行う。これにより、突発的ノイズの影響を抑制して、音響測定器の音響校正が行われる。

0037

以上のように、上記実施の形態によれば、基準音信号生成部4は、所定の基準周波数で音響校正用の基準音信号を生成し、スピーカ1は、基準音信号に基づき音響校正用の基準音を発する。基準マイクロホン3は、基準音に対応するマイク検出信号を生成する。フィルタ部8は、マイク検出信号から基準周波数の成分を抽出して第1検出信号を生成し、実効値処理部9は、フィルタ部8の後段で、第1検出信号を2乗する2乗演算部9aと所定の時定数のローパスフィルタ9bとからなり第2検出信号を生成する。基準音信号生成部4は、第2検出信号のレベルに基づいて、所定の時間間隔ごとに基準音信号のレベルを調整する。

0038

これにより、ポータブル型で比較的小型な音響校正器であっても、出力音圧レベルのフィードバック制御における使用者の手振れの振動や風、一時的な環境騒音などに起因する、音響測定器の校正誤りが抑制される。

0039

なお、上述の実施の形態に対する様々な変更および修正については、当業者には明らかである。そのような変更および修正は、その主題の趣旨および範囲から離れることなく、かつ、意図された利点を弱めることなく行われてもよい。つまり、そのような変更および修正が請求の範囲に含まれることを意図している。

0040

例えば、上記実施の形態において、プリアンプ6には、基準周波数以下のカットオフ周波数のアナログローパスフィルタが含まれていてもよい。例えば、このカットオフ周波数は、基準周波数が1kHzである場合には、300Hzとされる。

0041

また、上記実施の形態において、基準音信号生成部4は、さらに温度センサ大気圧センサを使用して環境温度や大気圧に応じて基準音信号のレベルを調整するようにしてもよい。

0042

本発明は、例えば、騒音計の音響校正器に適用可能である。

0043

1スピーカ
2カプラ
3基準マイクロホン
4基準音信号生成部
8フィルタ部
8aハイパスフィルタ
8bバンドパスフィルタ
9実効値処理部
9a 2乗演算部
9bローパスフィルタ
11オーディオコーデックIC

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

  • 株式会社ソシオネクストの「 音響システム、音響制御装置及び制御プログラム」が 公開されました。( 2020/12/17)

    【課題・解決手段】音声出力装置から出力される音声を、受聴者の特定の部位で継続して定位させる。音響システムは、少なくとも一定時間静止している受聴者に、音声を出力する音声出力装置と、前記音声出力装置を介し... 詳細

  • PioneerDJ株式会社の「 音響機器」が 公開されました。( 2020/12/17)

    【課題・解決手段】音響機器は、表示部(43)と、表示部(43)の一部を覆うマスク部(44)とを備え、表示部(43)は、画像を自由に表示可能な第1表示領域(431A)と、マスク部(44)により覆われる第... 詳細

  • ディープ エレクトロニクス ゲーエムベーハーの「 ミュージックカラー」が 公開されました。( 2020/12/17)

    【課題・解決手段】本発明はミュージックカラーを開示し、ミュージックカラーは首装置の周りに装着するように構成され、ミュージックカラーは、後方左側振動パッドおよび後方右側振動パッドを含み、ミュージックカラ... 詳細

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

関連する公募課題一覧

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ