JP2002221444A - Resonance separating device for sound and vibration - Google Patents
Resonance separating device for sound and vibrationInfo
- Publication number
- JP2002221444A JP2002221444A JP2001060932A JP2001060932A JP2002221444A JP 2002221444 A JP2002221444 A JP 2002221444A JP 2001060932 A JP2001060932 A JP 2001060932A JP 2001060932 A JP2001060932 A JP 2001060932A JP 2002221444 A JP2002221444 A JP 2002221444A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vibration
- sound
- resonance
- frequency
- vibrator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000011664 signaling Effects 0.000 claims 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 abstract description 11
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 abstract description 5
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 abstract description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 6
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 6
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 6
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 6
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 6
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 230000001755 vocal effect Effects 0.000 description 4
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 3
- 238000005034 decoration Methods 0.000 description 3
- 241000255947 Papilionidae Species 0.000 description 2
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000000611 regression analysis Methods 0.000 description 2
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 2
- 235000010585 Ammi visnaga Nutrition 0.000 description 1
- 244000153158 Ammi visnaga Species 0.000 description 1
- 241000255927 Papilio polyxenes Species 0.000 description 1
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 210000003477 cochlea Anatomy 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 210000004177 elastic tissue Anatomy 0.000 description 1
- 230000002996 emotional effect Effects 0.000 description 1
- 210000003754 fetus Anatomy 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 1
- 239000012209 synthetic fiber Substances 0.000 description 1
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 1
- 238000012549 training Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は音声・音楽・騒音な
どの振動を分離し、その振動数に対応したいくつもの振
動を検知する装置の作成と利用法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the production and use of an apparatus for separating vibrations such as voice, music, noise, etc., and detecting a number of vibrations corresponding to the frequencies.
【0002】[0002]
【従来の技術】例えば「片持はり」に振動を共鳴させる
ことは物理や工学上では基礎的な理論として完成されて
いるものである。しかし、人が普段発声する音声の帯域
である100〜400Hz、またはその帯域以外の周波
数の共鳴振動子をいくつも備え、声や音楽などを共鳴分
離させ、瞬時に振動成分を検知する装置は従来にはな
い。2. Description of the Related Art For example, resonating vibration in a "cantilever beam" has been completed as a fundamental theory in physics and engineering. However, a device that has a number of resonance oscillators having a frequency of 100 to 400 Hz, which is a frequency band of a human voice, or a frequency other than that, separates voices and music by resonance, and instantaneously detects a vibration component is a conventional device. Not in
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】「音」を周波数分離す
ることは、コンピュータによるフーリエ変換や電子回路
による共振・フィルタ回路でディスプレイやインジケー
タに表示させることはこれまでも行われている。その他
の方法も様々あるが、計算または電子回路による間接的
な方法であった。The frequency separation of "sound" has been conventionally performed by displaying it on a display or an indicator by a Fourier transform by a computer or a resonance / filter circuit by an electronic circuit. There are various other methods, but indirect methods by calculation or electronic circuits.
【0004】本発明は、時間とともに伝わってくる音の
振動を瞬時に分離することができる。共鳴振動により
「音」・「振動」を周波数成分に分離する直接的な方法
であり、動物の聴覚の仕組みと同様のものである。よっ
て、本発明は聴覚器官そのもののモデルとして、あるい
は数学理論であるフーリエ変換の実行モデルとして、ま
た教育的あるいは情意的な面での新しい効果を利用した
教材や装飾品としての利用、さらには圧電素子などを振
動子に使用することによる人工の聴覚器官としての利用
を目的とする。According to the present invention, the vibration of a sound transmitted with time can be instantaneously separated. This is a direct method of separating "sound" and "vibration" into frequency components by resonance vibration, and is similar to the mechanism of animal hearing. Therefore, the present invention can be used as a model of the auditory organ itself, as an execution model of the Fourier transform that is a mathematical theory, as a teaching material or decoration using new educational or emotional effects, or even as a piezoelectric device. It is intended to be used as an artificial hearing organ by using an element or the like for a vibrator.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】剛体と複数の弾性体の振
動子から構成された装置を作成し、振動を剛体に伝える
と、それぞれの振動子の共鳴により、音や振動は周波数
成分に分離できる。振動子にはピアノ線やプラスチック
ファイバーあるいはセラミック圧電素子などを使用す
る。この装置が共鳴振動分離器である。Means for Solving the Problems A device composed of a rigid body and a plurality of elastic vibrators is created, and when vibration is transmitted to the rigid body, sound and vibration are separated into frequency components by resonance of each vibrator. it can. For the vibrator, a piano wire, a plastic fiber or a ceramic piezoelectric element is used. This device is a resonance vibration separator.
【0006】振動子の材質や形状によって小型のものか
ら大型の共鳴振動分離器が作成可能である。普通の話し
声の音圧を紙コップの底の平面で受け、その振動を小型
の共鳴振動分離器に伝えると振動子は反応するが、大き
な振動子を持つ共鳴振動分離器はその共鳴振動が目に見
える振動にはなりにくい。そこでマイクなどで入力され
た音を増幅し共鳴振動分離器に伝えると、大きなエネル
ギーの振動に変換され、目に見える振動とすることがで
きる。[0006] Depending on the material and shape of the vibrator, a large-sized resonant vibration separator can be manufactured from a small one. When the sound pressure of ordinary speech is received by the plane at the bottom of the paper cup and the vibration is transmitted to a small resonant vibration separator, the vibrator responds. It is hard to be visible vibration. Then, when the sound input by a microphone or the like is amplified and transmitted to the resonance vibration separator, the sound is converted into vibration of large energy, and can be made visible vibration.
【0007】共鳴振動分離器のそれぞれの振動子に圧電
素子などを使用した場合、振動によって、曲げによるひ
ずみを生じ、そのひずみは電気信号に変換される。その
信号を増幅制御する回路を個々の振動子ごとに配置し共
鳴振動分離器に組み込めば、小型の人工聴覚器官にな
る。増幅率をコントロールするとは振動子の感度を調整
することに当たり、これによりコンピュータにとっての
人工聴覚器となる。When a piezoelectric element or the like is used for each vibrator of the resonance vibration separator, the vibration causes distortion due to bending, and the distortion is converted into an electric signal. If a circuit for amplifying and controlling the signal is arranged for each transducer and incorporated in the resonance vibration separator, a small artificial hearing organ can be obtained. Controlling the gain refers to adjusting the sensitivity of the transducer, thereby providing an artificial hearing device for the computer.
【0008】発明の実施の形態を図面を参照して説明す
る。図2は音共鳴分離装置の本体である。振動子1から
20までは様々な固有振動を持った振動子である。音の
振動はマイクから電気信号に変換され、マイク入力端子
27から装置に入力すると、電子回路28によって増幅
制御される。さらに電気信号は振動発生装置(スピーカ
ー)24に出力され、音の振動は増幅された縦振動とな
り、剛体21を縦の方向に振動させる。その振動は剛体
に固定された固有振動を持つ振動子1〜20に伝わり、
その振動の周波数に応じた振動子だけが振動する。ボリ
ュームつまみ25は振動の大きさを調節するためにあ
る。また周波数制御つまみはsine波の発信周波数を
コントロールする。An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 2 shows a main body of the sound resonance separating apparatus. The vibrators 1 to 20 are vibrators having various natural vibrations. The vibration of the sound is converted from a microphone into an electric signal. When the vibration is input to the device from the microphone input terminal 27, the electronic circuit 28 controls the amplification. Further, the electric signal is output to a vibration generator (speaker) 24, and the vibration of the sound becomes amplified longitudinal vibration, and vibrates the rigid body 21 in a vertical direction. The vibration is transmitted to vibrators 1 to 20 having a natural vibration fixed to a rigid body,
Only the vibrator corresponding to the frequency of the vibration vibrates. The volume knob 25 is provided for adjusting the magnitude of the vibration. The frequency control knob controls the transmission frequency of the sine wave.
【0009】図3はスピーカーに接合された共鳴分離器
の例である。その材質のヤング率・断面積・長さ・線密
度によって固有振動数は異なる。例えば50Hzから2
50Hzまで10Hz毎に20本の振動子を剛体21に
固定する。この剛体21は軽く丈夫なものがよい。例え
ば、木材やアクリル管やアルミ管である。FIG. 3 shows an example of a resonance separator joined to a speaker. The natural frequency differs depending on the Young's modulus, cross-sectional area, length, and linear density of the material. For example, from 50Hz to 2
Twenty vibrators are fixed to the rigid body 21 every 10 Hz up to 50 Hz. The rigid body 21 is preferably light and strong. For example, wood, acrylic tubes, and aluminum tubes.
【0010】振動発生装置である圧電素子やスピーカー
の振動中心には、直接に振動共鳴器を固定する。固定の
方法は、スピーカーであれば振動中心に軽量の固定台2
3を接着する。加重やその他の力の負荷が小くなるよう
に工夫し、振動が伝わっても摩擦ではずれたり倒れない
ように振動共鳴器を固定台23と接合する。A vibration resonator is directly fixed to the center of vibration of a piezoelectric element or a speaker as a vibration generator. If the speaker is a speaker, use a lightweight fixed base 2 at the center of vibration if it is a speaker.
3 is adhered. The vibration resonator is joined to the fixed base 23 so that the load of the weight or other force is reduced, and the vibration resonator is not deviated or fallen by friction even when the vibration is transmitted.
【0011】遠くからも見えるような大型の振動子の場
合は、スピーカーなどの振動発生装置本体に振動子の加
重が負荷しすぎないように上から吊るなどする。そして
振動発生装置(スピーカー)との接合部分を強固なもの
にする。(例えば、固定台にナットを固定し振動共鳴器
の剛体部分をボルトとして固定する。)またこの装置は
音の共鳴振動を見るために作成するのだから、多くの場
合音量を抑える必要がある。その場合、例えばスピーカ
ーであればコーンの一部を切り取る。In the case of a large vibrator that can be seen from a distance, the vibrator may be suspended from above so as not to apply too much load to the main body of the vibration generator such as a speaker. Then, the joint with the vibration generator (speaker) is made strong. (For example, a nut is fixed to a fixed base and a rigid portion of the vibration resonator is fixed as a bolt.) Also, since this device is made to observe the resonance vibration of sound, it is often necessary to suppress the volume. In that case, for example, a speaker is cut off a part of the cone.
【0012】図4の本体のブロック図32は図2の電子
回路28に相当し、無線入出力のブロック図39には遠
方からの音の入力のため、FM発信器40とFM受信器
41の回路も加えた。必要に応じて低振動から高音域ま
での共鳴振動の感度を調整する機能を制御・増幅回路3
8に付加する。さらに実験用や精度を必要とする用途の
ためsineカーブ出力用の低周波発信器36、37を
回路に加えた。A block diagram 32 of the main body of FIG. 4 corresponds to the electronic circuit 28 of FIG. 2, and a block diagram 39 of wireless input / output includes a FM transmitter 40 and an FM receiver 41 for inputting sound from a distance. Circuits were also added. Controlling and amplifying circuit 3 that adjusts the sensitivity of resonance vibration from low vibration to high-frequency range as required
8 is added. Further, low frequency oscillators 36 and 37 for outputting a sine curve are added to the circuit for experiments and applications requiring accuracy.
【0013】図5,図6は室内装飾用の別のタイプの共
鳴振動分離器の例である。図5の振動子はアゲハ蝶をか
たどったものであり、図6はその立体図である。FIGS. 5 and 6 show examples of another type of resonance vibration separator for interior decoration. The vibrator of FIG. 5 is shaped like a swallowtail butterfly, and FIG. 6 is a three-dimensional view of the vibrator.
【0014】図7は多数のセラミック圧電素子42によ
る共鳴振動分離器43である。図8は音を周波数分離の
検知感度を調節できる感度調整電子回路44とそれをコ
ントロールするコンピュータ47からなる人工聴覚器の
システムブロック図である。FIG. 7 shows a resonance vibration separator 43 using a number of ceramic piezoelectric elements 42. FIG. 8 is a system block diagram of an artificial hearing aid comprising a sensitivity adjustment electronic circuit 44 for adjusting the detection sensitivity of frequency separation of sound and a computer 47 for controlling the sensitivity adjustment electronic circuit.
【0015】振動共鳴器の理論と実験値を以下に示す。
いわゆる振動理論として物理や振動工学の分野で明らか
になっている。参照した書籍は近藤恭平著 「工学基
礎」振動論132ページである。(ISBN4−563
−03478−9 C3053P4429E) この振動論の「片持はり」の理論によると「振動子の長
さLは振動数fの平方の逆数に比例する」が、これを式
で表現すると次のようになる。The theory and experimental values of the vibration resonator are shown below.
It has been clarified in the field of physics and vibration engineering as a so-called vibration theory. The book referred to is 132 pages of vibration theory by Kyohei Kondo, "Basic Engineering". (ISBN4-563
-03478-9 C3053P4429E) According to the theory of the "cantilever" of this vibration theory, "the length L of the vibrator is proportional to the reciprocal of the square of the frequency f." Become.
【0016】[0016]
【数1】 (f周波数 Eヤンク゛率 I断面積 μ線密度 L針
の長さ λは振動モードの定数でλ=1.875、4.
694、7.855、10.996、・・ の値をと
る)で与えられ、式変形すると(Equation 1) (F frequency E yank ratio I cross section μ linear density L needle length λ is a constant of vibration mode λ = 1.875, 4.
694, 7.855, 10.996,...)
【0017】[0017]
【数2】 となる。つまり以下のように振動子の長さLは周波数の
平方根の逆数に比例する。(Equation 2) Becomes That is, the length L of the vibrator is proportional to the reciprocal of the square root of the frequency as described below.
【0018】[0018]
【数3】 (Equation 3)
【0019】この理論に基づき、音の周波数分離の現象
を実際の装置で目に見えるようにするため、共鳴振動分
離器を作成する。作成の前にデータを得るためにピアノ
線を複数本準備し実測した。そのピアノ線の長さと共鳴
振動の実測値を回帰分析し、グラフ化すると直線になり
上記の理論通りである。ピアノ線はJISG3522を
使用した。Based on this theory, a resonance vibration separator is created to make the phenomenon of frequency separation of sound visible in an actual device. Before the preparation, a plurality of piano wires were prepared and measured to obtain data. When the length of the piano wire and the measured value of the resonance vibration are regression-analyzed and graphed, it becomes a straight line, which is the same as the above theory. The piano wire used was JIS G3522.
【0020】図1は実験結果のグラフである。直径が
0.3mmのピアノ線を20mmから45mmの40本
を剛体である木材に固定し測定した。その測定点をプロ
ットし、回帰直線を表示したものである。このような基
礎的データの解析をすると、その回帰分析からその素材
に応じた振動子の共鳴周波数と振動子の長さの関係が計
算することができる。FIG. 1 is a graph showing the results of the experiment. Forty piano wires having a diameter of 0.3 mm were fixed to forty rigid wires made of 20 mm to 45 mm and measured. The measurement points are plotted and a regression line is displayed. When such basic data is analyzed, the relationship between the resonance frequency of the vibrator and the length of the vibrator according to the material can be calculated from the regression analysis.
【0021】その結果を表1にまとめた。尚、表1には
上記の他、0.5mmと1.0mmのピアノ線と0.0
5mm、1.5mm、0.5mmの樹脂繊維のデータも
含んでいる。表のデータは次のようにして求めた。それ
ぞれの素材を20本ほど用意し実測した。データを回帰
分析するとほぼ理論通りになり、図1と同様に直線にな
った。その回帰分析結果から振動数と振動子の長さの対
応させたものが表1である。一番右は0.5mmの光
樹脂ファイバーである。は音楽で使用する純正律によ
る音階の周波数に振動子の長さを対応させた。The results are summarized in Table 1. In addition, in Table 1, in addition to the above, piano wires of 0.5 mm and 1.0 mm and 0.0 mm
It also includes data for resin fibers of 5 mm, 1.5 mm, and 0.5 mm. The data in the table was obtained as follows. About 20 of each material were prepared and measured. When the data was regression-analyzed, it was almost as theoretical, and became a straight line as in FIG. Table 1 shows the correspondence between the frequency and the length of the vibrator based on the results of the regression analysis. On the far right is a 0.5 mm optical resin fiber. Made the length of the vibrator correspond to the frequency of the scale according to just intonation used in music.
【0022】[0022]
【表1】 [Table 1]
【0023】やや大型の装置の作成の場合についてさら
に詳しく説明する。振動子に振動を伝える剛体として、
例えば木製の丸棒やアルミ管やアクリル管を利用する。
これらの剛体に振動子を固定する穴をボール盤などで等
間隔に削る。この等間隔の穴に振動子を長さの順にはめ
込み樹脂などで固定し振動受信器とする。振動子の例と
してピアノ線や樹脂ファイバーなどがある。The case of producing a slightly larger device will be described in more detail. As a rigid body that transmits vibration to the vibrator,
For example, a wooden round bar, an aluminum tube, or an acrylic tube is used.
Holes for fixing the vibrator to these rigid bodies are cut at equal intervals using a drilling machine or the like. Vibrators are fitted in the holes at equal intervals in the order of length and fixed with resin or the like to form a vibration receiver. Examples of the vibrator include a piano wire and a resin fiber.
【0024】普通の話し声の音圧はこの大型の振動受信
共鳴器の振動子を十分に共鳴させるほど大きくない。そ
のため音圧を受け振動を振動受信共鳴器に伝える途中に
振動を増幅する装置を付加する。音はマイクから入力さ
れ増幅・制御する回路を経て振動変換装置(スピーカ
ー)から増幅されて振動受信共鳴器に伝える。The sound pressure of ordinary speech is not large enough to sufficiently resonate the vibrator of this large vibration receiving resonator. Therefore, a device for amplifying the vibration while receiving the sound pressure and transmitting the vibration to the vibration receiving resonator is added. The sound is input from a microphone, passes through a circuit for amplification and control, is amplified from a vibration conversion device (speaker), and is transmitted to a vibration receiving resonator.
【0025】振動子の一般的な振動の感度はその振動帯
域によって異なる。低音であれば振動子の共鳴感度は、
例えば0.3mmの径のピアノ線の固有振動数が30H
zとすると、その前後1Hzまで振動するが、より高音
の200Hz〜400Hzではその前後5〜10Hzま
で共鳴振動する。このように振動帯域によって共鳴振動
の感度の幅が異なることを考慮し、振動子の共鳴周波数
を設定しなければならない。また帯域によって共鳴振動
の振れの角度や幅の度合いが異なることも考慮する。特
に低振動で振動子はよく共鳴し大きく振動しやすいが、
高音になるほど振動子の長さは短くなり、目に見えるレ
ベルで振動することが難しくなる。高音でも目に見える
ようにするには、高音の帯域でのエネルギーが大きくな
るように出力する回路を設計すればよい。The general vibration sensitivity of a vibrator depends on its vibration band. If the bass is low, the resonance sensitivity of the vibrator is
For example, a natural frequency of a piano wire having a diameter of 0.3 mm is 30H.
If it is z, it will vibrate up to 1 Hz before and after it, but it will resonate up to 5-10 Hz before and after 200 Hz to 400 Hz, which is a higher tone. Thus, the resonance frequency of the vibrator must be set in consideration of the fact that the sensitivity width of the resonance vibration varies depending on the vibration band. It is also taken into consideration that the degree of the swing angle and the width of the resonance vibration differs depending on the band. In particular, the vibrator resonates well due to low vibration and tends to vibrate greatly,
The higher the pitch, the shorter the length of the vibrator, making it difficult to vibrate at a visible level. In order to make even the treble visible, a circuit that outputs so as to increase the energy in the treble band may be designed.
【0026】[0026]
【発明の効果】本発明は、以上説明したように、音の刺
激を聴覚と視覚で同時にとらえる装置であるので、以下
に記載するような効果を奏する。As described above, the present invention is a device for simultaneously capturing sound stimulation by hearing and sight, and thus has the following effects.
【0027】人は胎児のとき母親の心音を聞き、生まれ
てからも様々な音に囲まれて生活している。またコミュ
ニケーションの手段として音声を発信し、また受信して
いる。さらには感性を豊かに刺激する「音楽」として我
々の生活に深く関わっている。そんな環境にある人間に
とって、直接的に即座に音が振動子に反応し、音が様々
な振動からなることを直感的に理解でき、様々な音に反
応する様子を楽しむことができることは知性のみならず
感性に働きかける効果が大きく、様々な場面で有用であ
る。以下に例を示す。A person listens to the heart sounds of his mother when he is a fetus, and lives from birth surrounded by various sounds. It also sends and receives voice as a means of communication. Furthermore, it is deeply involved in our lives as "music" that stimulates sensitivity. For humans in such an environment, the intellect can only directly and instantly react to the vibrator, intuitively understand that the sound consists of various vibrations, and enjoy the appearance of responding to various sounds. It has a great effect on the sensibility and is useful in various situations. An example is shown below.
【0028】人間には聞こえない低周波の確認装置や低
振動の検知装置として使用できる。この装置の振動共鳴
器の振動子を人に聞こえない低振動の周波数に合わせて
作製すると、低振動検知器になる。例えば重量のあるト
ラックなどの運搬車の移動により地盤の弱い地域での構
造物が振動するとき、あるいはエアコンなどの振動体が
構造物に伝える振動と振動数を知りたいときなど建物の
共鳴振動の検知装置として利用できる。振動子を目的の
周波数に応じて長さと太さをを調整し、数Hz〜60H
z程度の固有振動を持つ振動子を取り付ける。確実にと
らえるためには30Hz以下の低周波であれば振動子の
周波数の間隔は、2Hzより小さくするなどそのピッチ
を狭める必要がある。なお、低振動の場合は振動子自体
の感度が高いため共鳴分離器単体でも検知でき、増幅用
の電気回路が必要ない場合もある。The present invention can be used as a low-frequency confirmation device or a low-vibration detection device that cannot be heard by humans. When the vibrator of the vibration resonator of this device is manufactured in accordance with a low vibration frequency that cannot be heard by humans, a low vibration detector is obtained. For example, when a structure such as a heavy truck moves in a region where the ground is weak due to movement of a truck, or when it is necessary to know the vibration and frequency transmitted by a vibrating body such as an air conditioner to the structure, Can be used as a detection device. Adjust the length and thickness of the vibrator according to the target frequency, and
A vibrator having a natural vibration of about z is attached. In order to reliably detect the frequency, it is necessary to narrow the pitch of the vibrator at a low frequency of 30 Hz or less, for example, to make the frequency interval smaller than 2 Hz. In the case of low vibration, since the sensitivity of the vibrator itself is high, it is possible to detect even the resonance separator alone, and an electric circuit for amplification may not be required in some cases.
【0029】理科物理分野「波動」及び生物分野「聴
覚」の教材としての効果がある。理科実験に使用する場
合は、電子回路制御部分に発信器36を備える。発信器
はきれいなsineカーブを出力するタイプを用い、出
力周波数をコントロールする。出力の端子を外に出し、
周波数カウンタと組み合わせると、コントロールされて
発信する音の振動数に対して共鳴分離器の振動子の共鳴
振動数を確定することができる。There is an effect as a teaching material in the field of science physics "waves" and the field of biological sciences "hearing". When used for a scientific experiment, the transmitter 36 is provided in the electronic circuit control section. The transmitter uses a type that outputs a clean sine curve and controls the output frequency. Take out the output terminal,
When combined with a frequency counter, it is possible to determine the resonance frequency of the vibrator of the resonance separator with respect to the frequency of the controlled and transmitted sound.
【0030】音の反応を見て楽しむオーディオ機器の副
装品として有用である。例えば図5の振動子はアゲハ蝶
をかたどったものであり、図6はその立体図である。オ
ーディオ機器においては、すでに帯域ごとの音の強弱を
発光ダイオードなどで示す装置が装備されているものが
ある。しかし、この装置で別種の効果を得ることができ
る。例えば大型化すると遠くから見えるようになる。そ
のためには太いピアノ線や樹脂ファイバーを使用する。
また明るい色で目立つようにする。The present invention is useful as an accessory of an audio device that allows the user to enjoy watching the reaction of sound. For example, the vibrator in FIG. 5 is shaped like a swallowtail butterfly, and FIG. 6 is a three-dimensional view thereof. Some audio devices are already equipped with a device that indicates the intensity of the sound for each band with a light emitting diode or the like. However, different effects can be obtained with this device. For example, when the size is increased, it becomes visible from a distance. To do so, use thick piano wire or resin fiber.
Also make it stand out in bright colors.
【0031】子どもが自ら発する音や声に反応する玩具
として有用である。幼児が自ら発した音や声で外界に働
きかけた結果を直接目で観察できることは成長過程にあ
る幼児の発達に資する。振動子の数や材質を選び安全上
の設計を加えることにより、玩具として活用できる。ま
た室内用であるため、消音の工夫をする。スピーカーの
場合コーンの一部を取り去るのが効果的である。The present invention is useful as a toy that responds to sounds and voices emitted by children. Being able to directly observe the results of infants working with the outside world using sounds and voices emitted by themselves contributes to the development of infants in the process of growth. It can be used as a toy by selecting the number and material of transducers and adding safety design. In addition, since it is for indoor use, devising noise reduction. In the case of a speaker, it is effective to remove a part of the cone.
【0032】音楽や音声を目で楽しむ室内装飾品として
有用である。各振動数に反応する振動子の長さは数学的
に美しい曲線を示している。人の蝸牛管が渦巻き状の立
体で構成されているように振動子の位置と向きを固定す
ると、音声や音楽の信号をテレビ・ラジオ等の出力端子
からの音を振動子に反応させて楽しむことに加えて室内
装飾品としての価値を高めた利用ができる。The present invention is useful as an upholstery for enjoying music and sound with eyes. The length of the vibrator responding to each frequency shows a mathematically beautiful curve. By fixing the position and orientation of the vibrator so that the human cochlea is composed of a spiral body, you can enjoy the sound and music signals by reacting the sound from the output terminal of the TV / radio to the vibrator. In addition, it can be used with enhanced value as interior decoration.
【0033】聴覚や発声器官に傷害がある人にとって聴
覚の理解と発声練習の導入機器として有用である。周波
数毎の振動を目で見て確認できる装置は、聴覚や発声器
官に障害を持つ人々にとっても聴覚器官の理解をすす
め、発声練習の導入機器として使用できる。ピアノ線の
共鳴振動の間隔を狭め、すべての周波数に対する反応が
目に見えるように振動子をならべる。また精度を高める
ため装置を作成し組み上げてから振動周波数の調整をす
る。そのため理科実験器と同様に回路内に発信器を装備
し外部出力端子をつける。固有振動数の調整はピアノ線
を削り振動数を高くする方法と塗料を塗り質量を増加さ
せて振動数を低くする方法がある。The present invention is useful as a device for introducing hearing understanding and vocal training for a person who has a hearing or vocal organ injury. A device capable of visually confirming vibration at each frequency can be used as a device for introducing vocal exercises even for people with impaired hearing or vocal organs, to promote understanding of the auditory organs. The interval between the resonance vibrations of the piano wire is reduced, and the vibrators are arranged so that the response to all frequencies is visible. Also, to improve the accuracy, the vibration frequency is adjusted after creating and assembling the device. For this reason, a transmitter is provided in the circuit and an external output terminal is attached in the same manner as in the science experiment device. The natural frequency can be adjusted by shaving the piano wire to increase the frequency or by applying paint to increase the mass and lowering the frequency.
【0034】フーリエ変換を行う実際のモデル実験装置
として有用である。コンピュータによる高速フーリエ変
換は振動数と振幅と位相の成分に算出するが、この装置
は振動子が直接共鳴振動することでフーリエ変換される
ことを音を聞くと同時に直接目で観察できる。This is useful as an actual model experiment apparatus for performing a Fourier transform. Fast Fourier transform by a computer calculates frequency, amplitude and phase components, but this device can directly observe the sound and simultaneously observe the sound while performing Fourier transform by vibrator vibrating directly.
【0035】より高音に反応する共鳴分離器を作成する
には、例えば800Hz以上の高音に反応する装置の場
合、0.3mm以下のピアノ線か剛性のある細い樹脂フ
ァイバーを使用すると高音に反応する装置を作成でき
る。振動子はピアノ線に限らず弾性のある繊維でも良い
わけで、直径が0.1mmかそれ以下の剛性のある合成
繊維の場合10mmから2mm程度の長さの振動子とし
て十数本並ると、音声の振動に反応し分離するのが見え
る。ただし、目で見える装置としてはかなり小さなもの
になる。この場合は振動を伝える剛体の例として、楊枝
やマッチの軸程度の木材で作成できる。In order to produce a resonance separator which responds to a higher tone, for example, in the case of a device which responds to a higher tone of 800 Hz or more, if a piano wire of 0.3 mm or less or a rigid thin resin fiber is used, it responds to the higher tone. Can create devices. The vibrator is not limited to the piano wire but may be an elastic fiber. In the case of a synthetic fiber having a rigidity of 0.1 mm or less, ten or more vibrators having a length of about 10 mm to 2 mm are arranged. You can see it reacting to the vibration of the sound and separating. However, it is quite small as a visual device. In this case, as an example of a rigid body that transmits vibration, it can be made of wood about the same axis as a toothpick or a match.
【0036】遠方からの音や振動の信号に反応させる方
法も様々な効果が得られる。離れた場所の音や振動を共
鳴分離装置に伝えるには、音をFM発信回路40から電
波で発信しFM受信回路41で受信し、その信号を共鳴
分離装置に伝える方法がある。このことにより音や振動
の入力装置と共鳴分離装置はそれぞれ単独に移動でき
る。またそれぞれを電池で稼働すれば扱いやすくなる。
教育用としても玩具としても、音響装置の副装品や室内
装飾品としてもよりシンプルになりその利用の効果も上
がる。The method of reacting to a sound or vibration signal from a distance can also provide various effects. In order to transmit sound or vibration at a distant place to the resonance separating apparatus, there is a method in which sound is transmitted by radio waves from the FM transmitting circuit 40, received by the FM receiving circuit 41, and the signal is transmitted to the resonance separating apparatus. Thus, the sound and vibration input device and the resonance separating device can be moved independently. If each is operated with batteries, it will be easier to handle.
It is simpler and more effective as an educational device or as a toy, as an accessory for an audio device or as an upholstery.
【0037】人工聴覚器官として有用である。コンピュ
ータの発達によりマイクから入力した信号をAD変換
し、コンピュータ処理によって言語分析することは様々
な方法により進展している。しかし、人が普段行ってい
る「聞き耳を立てる」ことは、従来のマイクからの入力
信号をコンピュータ処理することでは解決が難しい。It is useful as an artificial hearing organ. 2. Description of the Related Art Due to the development of computers, AD conversion of a signal input from a microphone and language analysis by computer processing have been developed by various methods. However, it is difficult to solve the problem of "listening" that is usually done by computer processing of an input signal from a conventional microphone.
【0038】これを解決するために次のような共鳴振動
分離器を作成する。多数のセラミック圧電素子42によ
る共鳴振動分離器43は共鳴振動数を電圧として検知す
る。さらに振動子の一本一本に周波数分離の検知感度を
調節できる感度調整電子回路44を付加し外部からのコ
ントロールで調整できるようにすることにより相手の話
し声の周波数成分にのみ感度を上げ、あるいは他の周波
数成分をカットすることにより、話し声などの選択され
た音の情報のみを収集できるようになる。To solve this problem, the following resonance vibration separator is prepared. A resonance vibration separator 43 including a number of ceramic piezoelectric elements 42 detects the resonance frequency as a voltage. Further, by adding a sensitivity adjusting electronic circuit 44 which can adjust the detection sensitivity of frequency separation to each of the vibrators so that the sensitivity can be adjusted by external control, the sensitivity is increased only to the frequency component of the other party's voice, or By cutting other frequency components, it becomes possible to collect only information on selected sounds such as speech.
【図1】 実験による40の測定点と、回帰直線であ
る。FIG. 1 is a regression line with 40 measurement points from an experiment.
【図2】 装置本体の立体図である。FIG. 2 is a three-dimensional view of an apparatus main body.
【図3】 振動発生装置上の固定台に接合した振動共鳴
器の立体図である。FIG. 3 is a three-dimensional view of a vibration resonator joined to a fixed base on the vibration generator.
【図4】 電子回路のブロック図である。FIG. 4 is a block diagram of an electronic circuit.
【図5】 振動子の別の付き方の例で黒アゲハの形をし
たものである。FIG. 5 shows another example of a vibrator attached in the shape of a black swallowtail.
【図6】 図5の振動子を実際に固定した時の立体図で
ある。6 is a three-dimensional view when the vibrator of FIG. 5 is actually fixed.
【図7】 セラミック圧電素子による共鳴振動分離器の
構造図である。FIG. 7 is a structural view of a resonance vibration separator using a ceramic piezoelectric element.
【図8】 人工聴覚器のシステムブロック図である。FIG. 8 is a system block diagram of an artificial hearing device.
1〜20、29、31 振動子 21 剛体(応力によるひずみの少ない素材のもの) 22 接合部 23 固定台 24 振動発生装置(スピーカー) 25 ボリュームつまみ(電子回路を駆動) 26 周波数制御つまみ(電子回路を駆動) 27 マイク入力端子 28 電子回路基板 30 固定板 32 本体ブロック図 33、34、45 外部入力マイク 36、37 低周波発信器(sineカーブ出力) 38 入力信号の制御・増幅回路 39 無線入出力ブロック図 40 FM発信変換回路 41 FM受信変換回路 42 圧電素子 43 圧電素子による共鳴振動分離器 44 感度調整電子回路 46 振動増幅回路および振動増幅装置 47 コンピュータ 1-20, 29, 31 Vibrator 21 Rigid body (material with less distortion due to stress) 22 Joint 23 Fixed base 24 Vibration generator (speaker) 25 Volume knob (drives electronic circuit) 26 Frequency control knob (electronic circuit) 27 Microphone input terminal 28 Electronic circuit board 30 Fixing plate 32 Body block diagram 33, 34, 45 External input microphone 36, 37 Low frequency oscillator (sine curve output) 38 Input signal control / amplification circuit 39 Wireless input / output Block diagram 40 FM transmission conversion circuit 41 FM reception conversion circuit 42 Piezoelectric element 43 Resonance vibration separator using piezoelectric element 44 Sensitivity adjustment electronic circuit 46 Vibration amplification circuit and vibration amplification device 47 Computer
Claims (3)
複数の弾性体の振動子から構成され、伝えられた振動が
それぞれの振動子と共鳴することにより周波数成分に分
離する振動共鳴器。(1) a rigid body having less distortion due to stress;
A vibration resonator that is composed of a plurality of vibrators made of an elastic body and that separates the transmitted vibration into frequency components by resonating with the vibrators.
変換し、特定の帯域を増幅し制御・調整する回路を備
え、その制御された電気信号を振動共鳴器に伝え、目に
見える振動に分離する振動共鳴分離装置。2. A circuit for converting vibration such as voice, music, noise, etc. into an electric signal, amplifying a specific band, controlling and adjusting the electric signal, and transmitting the controlled electric signal to a vibration resonator to be visible. A vibration resonance separation device that separates vibrations.
るひずみを電気信号に変換し、その信号を制御調整する
電子回路を備えた振動共鳴分離装置。3. A vibration resonance separating apparatus comprising an electronic circuit for converting a distortion caused by vibration of each vibrator of a vibration resonator into an electric signal and controlling and adjusting the signal.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001060932A JP4153172B2 (en) | 2001-01-28 | 2001-01-28 | Sound / vibration resonance separator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001060932A JP4153172B2 (en) | 2001-01-28 | 2001-01-28 | Sound / vibration resonance separator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002221444A true JP2002221444A (en) | 2002-08-09 |
| JP4153172B2 JP4153172B2 (en) | 2008-09-17 |
Family
ID=18920295
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001060932A Expired - Fee Related JP4153172B2 (en) | 2001-01-28 | 2001-01-28 | Sound / vibration resonance separator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4153172B2 (en) |
-
2001
- 2001-01-28 JP JP2001060932A patent/JP4153172B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4153172B2 (en) | 2008-09-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2017151977A1 (en) | A device for generating chest-chamber acoustic resonance and delivering the resultant audio and haptic to headphones | |
| WO2011043292A1 (en) | Speaker-type vibration apparatus, and electronic apparatus provided with vibration function | |
| US20140208925A1 (en) | Pickup system for cajon percussion instruments | |
| CN111405450A (en) | Simulated human head device for bone conduction equipment test and test method | |
| CN107690108A (en) | Sound pick up equipment and acoustic processing device | |
| CN101347368A (en) | Instrument for distinguishing sound of deaf | |
| EP2654038A2 (en) | Stringed instrument | |
| US7116035B2 (en) | Sound/vibration resonance separating device | |
| US10321888B2 (en) | Wireless stethobroadcasting instrument for medical training | |
| US6590992B1 (en) | Speaker device | |
| WO2019142390A1 (en) | Vibration generation system, signal generation device, and vibratory device | |
| JP4153172B2 (en) | Sound / vibration resonance separator | |
| JPH05273963A (en) | Stringed instrument | |
| US9786204B2 (en) | Visualizing sound with an electro-optical eardrum | |
| US20060029249A1 (en) | Loudspeaker with hair leather diaphragm | |
| CN218871244U (en) | A wearable device, VR device and game device with array rhythm function | |
| WO1996013702A1 (en) | System for real time measurement of impedance spectra or transfer functions of acoustic and mechanical systems | |
| JP4143832B2 (en) | External sound perception device | |
| HK1075697A (en) | Sound/vibration resonance separating device | |
| JP4423398B2 (en) | External sound perception device | |
| JPH0633743Y2 (en) | Sensory sound device | |
| CN104023298B (en) | Signal processing method and electronic equipment | |
| JP6221135B2 (en) | Ultrasonic sound generator, ultrasonic element, and parametric speaker using the same | |
| US20180336872A1 (en) | Device and method for enhancing individual participation in the rhythmic arts | |
| Boomsliter et al. | Research Potentials in Auditory Characteristics of Violin Tone |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20010422 |
|
| A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20080108 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080108 |
|
| A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20080214 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080226 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080425 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080617 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080703 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110711 Year of fee payment: 3 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |