(57)【要約】【課題】  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。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
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ク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の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を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。
【発明の詳細な説明】
【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、所定音圧の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、音圧の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、センサの自己ノイズなどを抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−３４９７７３号公報
【特許文献２】特開２００８−２５６４３３号公報
【特許文献３】特開２０１４−２４０７６１号公報
【発明の概要】
【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、使用者の手振れの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ク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の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】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】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。
【発明を実施するための形態】
【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、測定音圧レベルが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、単一周波数の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や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を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。このような突発的ノイズ（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（Integrated Circuit）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の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、さらに温度センサや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。
【産業上の利用可能性】
【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。
【符号の説明】
【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
【図１】
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【図２】
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