音響發生裝置及其製造方法
2023-04-30 08:45:01 1
專利名稱：音響發生裝置及其製造方法
技術領域：
本發明涉及能夠簡單地重放聲音和其他音響的音響發生裝置，涉及不需要電子裝置而非常簡單地構成的音響發生裝置。
但是，現有的相關的聲音發生裝置是發音專用的，存在構造複雜，製造費用高昂的問題。在日本實用新型公開公報實開平5-71899號中公開了一種聲音發生裝置，與現有的聲音發生裝置完全不同，僅增添對各種物品的簡單加工，就能容易並且廉價的形成，任何人都能非常容易地發出聲音。
其包括具有能夠與聲音共鳴的空間部的物品和安裝在上述空間部附近的繩狀體，從上述空間部側向著自由端側排列形成通過指尖等的擦過該繩狀體的表面而發聲的凹凸部。通過指尖等的擦過，從凹凸部發聲，該聲音通過空間部的共鳴而放大。
但是，上述現有技術僅簡單地描述為「通過指尖等的擦過，從凹凸部發聲」，沒有揭示為了發出所希望的聲音而採用哪種結構。實際上，僅簡單地設置凹凸部，不能產生所希望的聲音或者其他的聲音。
為了解決該問題，本發明的目的是提供一種技術，不需要電子裝置，由非常簡單構成的音響發生裝置·記錄媒體，來發出所希望的音響。
發明概述本發明所涉及的音響發生裝置/記錄媒體，當使與將待表現的聲音及在其他音響中包含的頻率成分共鳴的圖形所描繪的振動部件(比較容易振動的部件)進行振動時，通過圖形所描繪的各部分的振動來發生音響。振動部件是例如紙、塑料、金屬等薄片等，通過簡單地用手指等摩擦等方法來有選擇地進行振動，而實現簡易的音響發生。
本發明所涉及的音響發生裝置/記錄媒體，選擇待表現的聲音及其他音響，發生並記錄該音響，進行該音響的頻譜分析，而表現為圖象，把圖象表示的頻譜分析結果印刷記錄在記錄媒體上，通過在一定方向上摩擦該記錄媒體的表面，來使音響產生。由此，實現了簡易的音響發生。
本發明所涉及的音響發生裝置/記錄媒體的製造方法，包括以下工序選擇待表現的聲音及其他音響，發生並記錄該音響，進行該音響的頻譜分析，而表現為圖象，把圖象表示的頻譜分析結果印刷記錄在記錄媒體上，由此能夠容易地製造簡易的音響發生裝置。
在本發明所涉及的音響發生裝置/記錄媒體的製造方法中，記錄媒體是紙、塑料、金屬及其他的可印刷之物，能夠在廣泛的用途中使用，並且能夠容易地大量生產。
作為進行上述圖象和音響的頻譜分析的圖象，例如，使用市售的音響解析程序。其在時間上連續而進行聲音的頻率分析，同時，把某個時刻的音響的頻率分布作為縱軸，把橫軸作為時間軸。頻率分布具有其成分與某個頻率相對應的信息。因此，進行上述音響頻譜分析的圖象在頻率-時間平面上描繪頻率成分。也可以用濃淡來表現頻率成分以取代該描繪(對應於凹凸)。本發明包含任一種情況。
附圖的簡要說明
圖1是聲音頻譜的例子；圖2是表示形成聲音的濁音和清音的IPA輔音表；圖3是女性發出的250Hz的濁音「aiueo」的頻譜；圖4是當摩擦沒有光澤的印刷表面時的摩擦聲音的頻譜；圖5是用女性的聲音來發出sh行的聲音時的聲音頻譜；圖6是詳細地表示「sha」的頻譜的放大圖；圖7(a)是更明確地表示「sh」行和「s」行的濁音和清音的重合的模式圖；圖7(b)是「t」行和「ts」行的清音的頻譜；圖7(c)是「k」行、「p」行、「h」行、「f」行的清音的頻譜；圖8是表示通過水性的氣泡噴墨來在0.3mm厚的光澤紙上印刷頻譜分析結果的印刷紙P(記錄媒體)的縱斷面的概念圖；圖9是檢測圖形和兩次摩擦其時的頻譜；圖10是表示音響發生裝置的例子的透視圖。
用於實施發明的最佳形態在塑料板等表面上設置凹凸部，通過用塑料等摩擦凹凸部位，來實驗是否得到了所希望的聲音，通過設定各種表面的狀態，來得到不同的音響。這樣得到的音響，雖然與由磁帶錄音機等所進行的重放相比音質較差，但通過摩擦方法而產生微妙的變化。因此，如果能夠表現所希望的聲音，印刷媒體就能發出附加值更高的信息，而把迄今為止沒有的新的表現和需要估計在內。
其中，成為問題的是怎樣設置凹凸才能發生所希望的音響呢，但是，發明人著眼於音響頻譜。例如，如圖1所示的那樣，把時間的經過作為橫軸，把頻率作為縱軸，濃淡表示與該時刻相對應的頻率的成分。在圖1中，由於反轉表示了濃淡，則表示在其音響中包含白的部分的頻率成分。
把塑料板的音響頻譜與人類的聲音的頻譜進行比較。使用的塑料板的表面為約0.5mm周期的波紋板狀，通過摩擦該板，發生的聲音具有600～700Hz的頻帶。與此相對，成人女性的聲紋的基本型由250Hz的倍音的頻帶所構成，隨著發出的詞，強的部分變濃的特徵的頻帶具有1～3個。推定該部分為詞的主要成分。在作為多個聲音的要素的集合體的點上，兩者是共同的。雖然頻帶的細微度不同，但是，聲紋形的基本構造相同。較大的不同點是塑料聲音雖然具有高低，但在全部區域中大致相等，沒有強弱上有特徵的頻帶。
在塑料板表面上粘貼帶，以適當的間隔交替設置發聲部分和不發聲部分，當摩擦該表面時，其形成的頻譜出現。當試驗各種材料來分析頻譜的圖形時，發現在其圖形上存在規律性。因此，通過解釋摩擦聲音作為圖象的圖形，而著眼於把摩擦的板的表面的信息反映為聲音圖象。象把閱讀器在物體上進出的聲音作為圖象輸出那樣，對於人類的聲紋，進行發聲的聲帶和口腔部分等的狀態應當反映在圖象中。把聲紋分析的圖象信息(聲音的強弱部分)為基礎進行處理的圖象轉印到材料表面上，能夠從該圖象重放輸出有聲紋特徵的強弱部分。
圖9表示當兩次摩擦印刷了幾何學模樣的圖象P1、P2、P3、P4、P5的檢測圖象時的頻譜，可以看出，第一次和第二次為大致相同的圖形。這意味著能夠實現具有再現性的音響重放。
當在比較容易進行振動的部件(以下稱為振動部件)上用印刷等方法描繪出圖形時，該部分的振動特性變化，通過圖形的形狀、尺寸，來得到與待表現的聲音的頻率成分進行共鳴的振動特性。
濁音部分以「aiueo」為代表的聲帶的振動為聲音的主要成分，通過頻帶的特定部分的強弱，而有特徵地提供聲音。原理上，如果所轉印的圖象的聲音信息被置換為振動，就能重放聲音。因此，所摩擦側進行振動不會成為理由，但是，在塑料板的情況下，摩擦側是音源，塑料板側幾乎不振動，而不發聲。當試驗各種材料時，發出與用手指摩擦具有光澤的紙的表面一樣的摩擦聲音，但是，與塑料板相反，判明紙的一方進行振動(約400Hz)。被摩擦側進行振動而發出聲音就會具有這樣的優點能夠通過改變該材料的密度＝比重，來調整產生的聲音的頻帶。使用易於激起振動的光澤紙(彩色印表機用紙)等，在表面上轉印進行了圖象處理的聲音信息，由此，當確定摩擦部分，用手指直接進行摩擦，使印刷面振動，而使聲音重放時，就能相當忠實地再現聲音。在樣品中使用的聲音為「あいうえお」和「合格、恭喜」兩種，都是由成人女性的發音所產生的(約250Hz)。最單純的印表機的輸出能力最高為300dpi，但是，嘗試用72dpi-144dpi-200dpi-300dpi的四段解析度來分別轉印聲音圖象的結果，可確認與解析度成比例，重放聲音變得清晰起來。
圖8是表示在0.3mm厚的光澤紙上通過水性的氣泡噴墨印刷頻譜分析結果的印刷紙P(記錄媒體)的縱斷面的概念圖，墨水I從紙表面S向內部浸透。在墨水I濃的部分(用塗黑表示)，墨水I深深地浸透，在薄的部分(點D表示)，浸透淺。當用手指摩擦時，墨水I沒有浸透的部分(其他的白的部分)容易振動，墨水I浸透的越深，振動越難。即，墨水I未浸透或者浸透較淺的部分作為模擬的空洞而起作用，形成強調了有聲音頻譜特徵的部分的三維構造。
而且，可確認人類的手指具有重放預想以上細膩的圖象信息的能力。如果把印刷精度提高到1200dpi程度，能夠再現更鮮明的聲音。
一般的頻率(例如，400Hz)的頻譜的條紋模樣由其倍頻(400×n)Hz(n整數)的頻率構成，在重放的聲音中包含這些頻率成分。這樣，在記錄250Hz的原音的印刷圖形中，包含可聽頻率250Hz～22，050Hz的頻帶中(250×n)Hz(n整數)的聲音頻譜，可以從所重放的聲音中僅抽出必要的頻率。把其稱為肯定處理。反之，能夠採用根據聲音頻譜的圖象的信息來有選擇地削除不必要的頻譜部分的方法(否定處理)。
從以上的研究，希望經過以下程序(1)決定成為對象的聲音和其他音響。
(2)產生、錄音該音響。
當通過實驗的結果時，可以清楚區分音節之間來發聲。而且，女性的聲音比男性的聲音更好。
(3)進行該音響的頻譜分析。
圖1是發出「ア、イ、ウ、エ、オ」的聲音的例子。
(4)印刷圖象表示的頻譜分析結果。作為印刷方法，存在通過轉印和用水性墨水通過氣泡噴墨方式進行塗布的方法。
使用容易激起振動的光澤紙(彩色印表機用紙)等。與解析度成比例，重放聲音變得清晰起來，因此，希望用較高的解析度例如1200dpi程度來進行印刷。而且，在水性墨水的情況下，具有隨著含水率降低重放聲音變得不清晰的特性，對於這點，使用油性墨水的轉印的方法，在音質時效上的變化較少。
當用手指摩擦這樣印刷的發聲機構時，使預定的音響重放。摩擦的方向是圖1的時間軸方向。隨著摩擦的方法會在發出的音響上產生相當大的差別，但是，當稍稍習慣時，能夠清晰地聽到。
圖2是表示形成聲音的濁音和清音的IPA輔音表。濁音具有規則的頻帶，清音沒有決定的頻率。
而且，清音輔音是沒有「f/p/s/ts/t/sh/tsh/k/h 」等的特定頻率特性的輔音，為了解決這點，沒有特定的頻率，難於引起滑動粘滯現象，進行與濁音相反的表面加工，由此，能夠再現作為清輔音的構成音的摩擦音。例如，當摩擦粗糙的砂紙等、沒有光澤的紙和印刷表面時，其摩擦音具有與待產生的聲音非常相似的特性的聲音。
圖4表示當摩擦沒有光澤的印刷表面時的摩擦聲音的頻譜。
圖5表示用女性的聲音來發出sh行的聲音時的聲音頻譜。當看該頻譜時，「sha」是清音「sh」和濁音「a」的疊加，「shi」是清音「sh」和濁音「i」的疊加，「shu」是清音「sh」和濁音「u」的疊加，「she」是清音「sh」和濁音「e」的疊加，「sho」是清音「sh」和濁音「o」的疊加。
圖6是詳細地表示「sha」的頻譜的放大圖。
圖7(a)是更明確地表示「sh」行和「s」行的濁音和清音的疊加的模式圖。圖中塗黑的部分A是濁音的頻譜，條紋模樣的部分B是清音的頻譜。
從以72dpi～300dpi來變化由氣泡噴墨等所進行的水性墨水印刷的解析度的實驗中，在含水率高的印刷之後，鮮明地產生模擬的空洞，然後，變得不鮮明，則判明重放聲音變得不鮮明。為了解決該問題，使用穩定性更高的油性墨水通過轉印來製作，而得到以下的結果圖3(a)是女性發出的250Hz的濁音「aiueo」的頻譜，圖3(b)是根據該圖象信息而從圖象重放聲音時的重放聲音的頻譜。
這樣，為了保持重放聲音的鮮明度，使替換為水分的墨水成分浸透到印刷紙內部，穩固印刷紙的纖維等構造體和成分，而形成穩定的三維構造。其結果，即使經過長時間(在試驗中為約5個月，放置在室內)，完全不受水分蒸發等的影響，而得到穩定的輸出結果。
作為本發明的用途，考慮以下問題(1)雜誌在雜誌上印刷發聲機構，供讀者利用。例如，在雜誌的頁的端部印刷發聲機構，當讀者摩擦此處時，發出聲音。
(2)所謂連續翻頁漫畫把稍稍不同的漫畫印刷在多張紙上，把這些紙裝訂成冊，人連續翻頁來感受到漫畫的活動，在該連續翻頁漫畫的側面上印刷發聲機構。與漫畫的活動一起感受聲音。
(3)盲人用的商品標籤為了方便盲人，在罐頭的標籤上設置點字和凹凸。在商品標籤上印刷本發明的發聲機構替代之，通過摩擦該部分，對於每個商品，能夠產生固有的聲音例如商品名。
而且，能夠把本發明的發聲機構用於具有與聲音共鳴的空間部的物品例如具有中空的身體的人偶、容納商品的容器、信函等。而且，把立體物之外的物品例如雜誌MG等的頁MP在背的方向BD上錯開，來製作喇叭筒狀的空間MSP(圖10)，其中，當進行上述音響發生時，得到相當大的音量。這樣，能夠非常容易並且廉價地把非常大範圍的物品作為本發明的聲音發生裝置。而且，本發明對於給大範圍的物品，在現有的視覺的快感的基礎上，增加了聽覺上的快感，則增加了有趣度，而提高了信息傳遞能力。
產業上的利用性本發明通過印刷而把音響頻譜轉印到紙等上，因此，能夠非常容易並且廉價地製造。而且，僅用指尖等摩擦發聲部就能簡單地發聲。
權利要求
1.一種音響發生裝置，包括與在待表現的聲音及其他音響中包含的頻率成分共鳴的圖形所描繪的振動部件(由比較容易振動的部件)，通過使上述振動部件進行振動來發生上述聲音。
2.一種音響發生裝置，其特徵在於，選擇待表現的聲音及其他音響，發生並記錄該音響，進行該音響的頻譜分析，而表現為圖象，把圖象表示的頻譜分析結果印刷記錄在記錄媒體上，通過在一定方向上摩擦該記錄媒體的表面，來使音響產生。
3.一種音響發生裝置的製造方法，其特徵在於，包括以下工序選擇待表現的聲音及其他音響，發生並記錄該音響，進行該音響的頻譜分析，而表現為圖象，把圖象表示的頻譜分析結果印刷記錄在記錄媒體上。
4.根據權利要求3所述的音響發生裝置的製造方法，其特徵在於，記錄媒體是紙、塑料、金屬及其他的可印刷物品。
5.一種記錄媒體，包括與在待表現的聲音及其他音響中包含的頻率成分共鳴的圖形所描繪的振動部件(比較容易振動的部件)，通過使上述振動部件進行振動來發生上述聲音。
6.一種記錄媒體，其特徵在於，選擇待表現的聲音及其他音響，發生並記錄該音響，進行該音響的頻譜分析，而表現為圖象，把圖象表示的頻譜分析結果印刷記錄在記錄媒體上，通過在一定方向上摩擦該記錄媒體的表面，來使音響產生。
全文摘要
本發明提供音響發生裝置及其製造方法,選擇待表現的聲音和其他音響,發生並記錄該音響,進行該音響的頻譜分析來進行圖象處理,把進行了該圖象處理的所表示的頻譜分析結果印刷到記錄媒體上。通過用手指摩擦該印刷部分,使音響發生。
文檔編號G10K15/02GK1351743SQ00807996
公開日2002年5月29日 申請日期2000年5月24日 優先權日1999年5月24日
發明者石井達矢 申請人:石井達矢