特開 2019-109314 音光変換表示方法および表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2019-109314(P2019-109314A)

(43)【公開日】2019年7月4日

(54)【発明の名称】音光変換表示方法および表示装置

(51)【国際特許分類】

   G10K 15/00 20060101AFI20190614BHJP

   G09F 27/00 20060101ALI20190614BHJP

【ＦＩ】

   G10K15/00 K

   G09F27/00 N

【審査請求】有

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2017-241248(P2017-241248)

(22)【出願日】2017年12月16日

(71)【出願人】

【識別番号】716001441

【氏名又は名称】宮崎 達也

(72)【発明者】

【氏名】宮崎 達也

(57)【要約】

【課題】
音から光への変換結果の表示を、視認しやすく、分かりやすくて親しみやすいものとすること、および、それを低コストに実現すること。
【解決手段】
音声信号の周波数と音圧とを、光の色と明るさとに変換し、変換光を表示する表示領域において、音声信号の下限周波数に第１色を割り付け、音声信号の上限周波数に第１色に比べて波長が短い第２色を割り付け、第１色の表示位置と第２色の表示位置とを、表示領域の中央部に対して対称位置に配置し、前記周波数を下限から上限まで連続的に変化させたとき、表示領域において表示される変換光の色が、第１色の色から第２色の色まで連続的に変化するとともに、変換光の中心位置が、第１色の位置から表示領域の中央部を経て第２色の位置まで連続的に移動し、音声信号がホワイトノイズの場合は、表示領域における変換光を、第１色から第２色までの範囲においてスペクトル状に表示する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

音声信号に含まれる周波数とその音圧とを、光の色とその明るさとに変換する音光変換装置の表示方法であって、前記音声信号を変換した変換光を表示する表示領域において、前記音声信号の下限周波数に、第１色を割り付け、前記音声信号の上限周波数に、前記第１色に比べて光の波長が短い第２色を割り付け、前記第１色の表示位置と、前記第２色の表示位置とを、前記表示領域の中央部に対して対称となる位置に配置し、前記音声信号の周波数を、下限から上限まで連続的に変化させた場合に、前記表示領域において表示される前記変換光の色（波長）が、前記第１色の色（波長）から前記第２色の色（波長）まで連続的に変化するとともに、前記表示領域において表示される前記変換光の中心位置が、前記第１色の位置から、前記中央部を経て、前記第２色の位置まで連続的に移動し、前記音声信号がホワイトノイズの場合は、前記表示領域における変換光を、前記第１色から前記第２色までの範囲において、スペクトル状に表示することを特徴とする、音光変換表示方法。

【請求項2】

請求項１に記載の音光変換表示方法において、前記色の明るさは、前記周波数における音圧の平均値を変換したものであることを特徴とする、音光変換表示方法。

【請求項3】

請求項１または２のいずれか１項に記載の音光変換表示方法において、特定色の明るさを、ユーザの操作によって増減させることができる機能を有することを特徴とする、音光変換表示方法。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか１項に記載の音光変換表示方法を用いた、表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、音声信号に含まれる１つ以上複数の周波数とその音圧とを、１つ以上複数の光の色とその明るさとに変換し、当該変換された１つ以上複数の色とその明るさとを表示する方法、および、装置に関する。

【背景技術】

【0002】

音声信号の変化を視覚的に捉えるための表示装置は多く存在している。その表示方法は様々であり、音声信号の音圧レベルに応じてＬＥＤ等の発光体の発光数を変えたり、音声信号の周波数毎の音圧をグラフ状に表示させたりする方法などが広く用いられている。また、音声信号を光の強弱や色相に変換する方法として、音声信号の音圧に応じて発光体の明るさを変えたり、曲調に合わせて発光体から発する色を変えたりする方法が知られている。
音声信号に含まれる周波数とその音圧とを、光の色とその明るさとに変換して表示する音光変換表示装置は、特許文献１から３に開示されている。（なお、本願における「音声信号」は、０Ｈｚを除いた１００ｋＨｚ以下の低周波信号のことを指すものとする。）

【0003】

特許文献１に係る表示の方法は、音声信号を周波数毎に分割して、それぞれの音圧を取得し、得られた周波数と周波数における音圧とを、色とその色の輝度とに変換し、その変換結果を低い周波数から高い周波数の順に並べて、縦のバーグラフもしくは円グラフを構成するように表示する方法である。前記グラフを構成する各周波数のバーの長さと輝度とは、その周波数の音圧に比例し、バー全体の長さは全体の音圧に比例するように表示される。

【0004】

特許文献２に係る表示の方法は、音声信号を和声法に基づいて、音階を色に、オクターブを輝度に関連付けて表示する方法である。

【0005】

特許文献３に係る表示の方法は、一定の時間幅内における時間的経緯（時間軸）に対する音声信号の周波数変化を色に変換して、得られた色柄を表示する方法である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開平０３−１３４６９６号公報

【特許文献2】特表２００３−５０７７９９号公報

【特許文献3】特開平１０−３２０５７０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献１では、音楽信号のような複数の周波数成分からなり、そのそれぞれの音圧と全体の音圧とが次々に変化する信号を変換した場合の表示は、前記周波数に対応する複数の色と、そのそれぞれの表示位置と輝度とバーの長さと、全体のバーの長さとが、次々に変化するものとなる。

【0008】

このとき表示の更新時間を、例えばＬＥＤレベルメータ等における一般的な１００ｍｓとした場合、その更新時間内に、前記の複数の色と、それに関連する複数の要素と、バー全体の長さとを視認して内容を把握しなければならず、そのためには、観察力や理解力が必要となる。

【0009】

前記更新時間を遅く（更新間隔を長く）すれば表示内容を把握しやすくなるが、音声信号（音楽等）への追従感が損なわれる問題が生じる。

【0010】

特許文献２は、音声帯域内において、１２の音階変化を１２色、１０オクターブの変化を１０段階の輝度変化に対応させて表示するものである。
例えば表示色が黄色の場合、それに対応する音が「レ」の音であること、および、前記黄色の輝度から属しているオクターブを判断しなければならない。そのためには１０段階の光の輝度変化を見分けることができる観察力や、音階とオクターブとを把握できる音の感覚が必要である。

【0011】

また、特許文献２では、音階とオクターブとに色と輝度とが関連付いているため、音圧を色の面積によって表している。そのため、音声信号の変化が２要素（周波数および音圧）なのに対して、変換後の光の構成要素が３要素（色および輝度および面積）となる。音を面積として表現する場合は音の広がり（臨場感やステレオ感）として表すのが適切であるため、人の感覚と相違する恐れがある。

【0012】

特許文献３は、ある特定の時間幅内における周波数の変化を色の変化に変換し、その結果を時間的経緯に対応させて２次元的な色柄模様を表示する方法である。この方法では、時間軸上において、時間の変化に伴う色の変化を色柄模様として表示する方法であるから、当該時間軸上における特定の時間（ある瞬間）に表示される色は１つである。

【0013】

上記のとおり、特許文献１、２の表示方法は、変換の正確性や音の特徴を詳細に表現できることに優れる反面、正確性を重視するあまり、表示内容が複雑になったり細かな変化を見分けたりする必要があり、それを把握するためには観察力や理解力が必要であった。

【0014】

音声信号の変化が音楽信号のように複雑かつ高速になれば、表示変化もそれに伴って複雑かつ高速なものとなる。人の観察力や理解力には個人差や限界があり、複雑かつ高速に変化する表示に対応できず、感覚的な相違や受け入れ難さに繋がる恐れがある。

【0015】

特許文献３の表示方法は、特許文献１のように、サンプリング毎に取得した音声帯域全域に含まれる複数の周波数とその音圧とを、複数の色とその明るさとに変換し、その変換された複数の色と明るさとを同時に表示する用途には適さない。

【0016】

また、上記の特許文献１、２、３では、表示を行うためにカラー液晶などのカラー表示器や、それを駆動するためのドライバ回路などが必要なため、部品コストや開発工数が増加し、低コストに製品化することが難しかった。

【0017】

そこで、本発明に係わる表示は、正確性よりも音の変化や音の傾向を直観的に感じることができるようにすることに重点を置き、音を光に変換した結果の表示を、視認が容易で、分かりやすく、受け入れられやすいものとすることを第１の目的とし、それを低コストに実現することを第２の目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0018】

上記第１の目的を達成するために必要な要件は、
１、音と光との特徴が互いに関連付けられ、その関連性が理解しやすいものであること。
２、表示要素や変動要素が少ないこと。
３、親しみをもてること。
である。そして、第２の目的を達成するための要件は、低コスト部品によって実現できる構成にすることである。

【0019】

まず、上記１の要件を満たすために、音の特徴を表す最適な表示形態と、光の特徴を表す最適な表示形態とを、関連付ければよいと考えた。音の特徴を表すものとして広く知られているのは、周波数を横軸、音圧（音の強さ）を縦軸とした２次元のグラフである。光の特徴を表すものとして広く知られているのは、光の波長（色）を横軸、光の強さを縦軸とした２次元のスペクトル図（分光分布図）である。音と光との関連付けを分かりやすいものとするには、両方の共通点を互いに関連付ければよい。

【0020】

そこで、波の周期に関連する横軸同士（音の周波数軸と光の波長軸と）を関連付けるようにした。なお、周波数と波長とは、周波数＝伝播速度／波長、の関係性をもつものである。
そして、音圧や光の強さは、２次元的な表現の場合は縦軸で表す必要があるが、表示装置では光の強さを光の明るさとして表現できるため、音圧を光の明るさに関連付けるようにした。

【0021】

上記関連付けによれば、その表示は、音の周波数軸に対応する光の波長軸上における色と、音圧に対応する当該色における明るさとの、必要最小限の要素によって構成され、当該波長軸は固定されていて変動しない。また、前記波長軸に対して表示されるスペクトルは、虹の模様を連想させるものであり、親しみを感じられるものである。したがって、上記１の要件を満たせば、上記２の要件と上記３の要件とを、同時に満たすことができる。
そのため本発明に係る表示は、以下のように行うものである。

【0022】

本発明に係る音光変換表示方法は、音声信号に含まれる周波数とその音圧とを、光の色とその明るさとに変換して表示する方法であり、前記音声信号を変換した変換光を表示する表示領域において、前記音声信号の下限周波数に、第１色を割り付け、前記音声信号の上限周波数に、前記第１色に比べて光の波長が短い第２色を割り付け、前記第１色の表示位置と、前記第２色の表示位置とを、前記表示領域の中央部に対して対称となる位置に配置し、前記音声信号の周波数を、下限から上限まで連続的に変化させた場合に、前記表示領域において表示される前記変換光の色（波長）が、前記第１色の色（波長）から前記第２色の色（波長）まで連続的に変化するとともに、前記表示領域において表示される前記変換光の中心位置が、前記第１色の位置から、前記中央部を経て、前記第２色の位置まで連続的に移動し、前記音声信号がホワイトノイズの場合は、前記表示領域における変換光を、前記第１色から前記第２色までの範囲において、スペクトル状に表示する。

【0023】

本発明に係る音光変換表示方法の別の形態では、前記色の明るさは、前記周波数における音圧の平均値を変換したものである。

【0024】

本発明に係る音光変換表示方法の別の形態では、特定色の明るさを、ユーザの操作によって増減させることができる機能をもつ。

【0025】

本発明に係る音光変換表示装置は、上記の表示方法を用いた装置である。

【発明の効果】

【0026】

本発明に係わる表示方法は、音声信号の周波数を光の色に変換し、当該周波数における音の強さを当該色の明るさに変換し、当該色の表示位置は光の波長軸に対応した位置である。これによって、音および光の特徴の共通点が互いに関連付けられ、その関連性は単純明快なものである。

【0027】

また、本方法による表示は色の変化が連続的で滑らかであり、複数の異なる周波数からなる音声信号を変換した際、表示される異なる色の間に明瞭な区切り（境界）がない。また、前記波長軸は固定されていて変動しない。特許文献１では、色の種類や、その組み合わせや、それぞれの色の位置や、それぞれの色の明るさなどの情報を見逃さないように観察に集中し、その内容を把握しなければならなかったが、本方法による表示は変動要素が少なく、大まかな表示であるため視認が容易であり、観察力や理解力をほとんど必要としない。そのため感覚的に捉えやすい。

【0028】

そして、前記第１色を赤色、前記第２色を紫色、にすることによって、前記表示領域における変換光の色配列が虹と同じ色配列となり、ホワイトノイズのような各周波数におけるレベル分布が均一な音声信号を変換すると、虹模様のようなスペクトル状の表示結果が得られる。また、音声信号の変化に伴って虹模様が変化しているような様相を見ることができる。それによって親しみや美しさなどを感じることができる。

【0029】

本方法の表示はカラー表示器よりも安価な発光体によって実現できるため、部品コストおよび開発コストを抑えることができる。また、マイクロコンピュータ（以下、マイコン）を用いて制御を行う場合の演算処理において、従来用いていた離散フーリエ変換のような演算負荷の高い処理を用いない。そのため、比較的低速（低コスト）のマイコンであっても処理速度に問題を生じることなく処理を行うことが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】実施形態１における回路ブロック図である。

【図2】実施形態１における音声信号と帯域とを示す図である。

【図3】実施形態１における発光体の配置を示す正面図である。

【図4】実施形態１における拡散透過板の配置を示す上面図である。

【図5】実施形態１における表示の例を示す正面図である。

【図6】実施形態２における発光体の配置の例を示す上面図である。

【図7】実施形態２における帯域の例を示す図である。

【図8】実施形態３における回路ブロックの例を示す図である。

【図9】実施形態３における複合発光体の配置の例を示す上面図である。

【図10】実施形態４の実施例における回路図である。

【図11】実施形態４の実施例におけるタイマ割込み処理のフロー図である。

【図12】実施形態４の実施例における外部割込み処理１のフロー図である。

【図13】実施形態４の実施例における外部割込み処理２のフロー図である。

【図14】実施形態４の実施例におけるメイン処理のフロー図である。

【図15】実施形態４の実施例におけるフィルタ部の変形例を示す回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0031】

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
実施形態１．
図１は、実施形態１における回路ブロック図である。
図２は、実施形態１における音声信号と帯域とを示す図である。
図３は、実施形態１における発光体の配置を示す正面図である。
図４は、実施形態１における拡散透過板の配置を示す上面図である。
図５は、実施形態１における表示の例を示す正面図である。

【0032】

まず初めに、実施形態１の構成概要を説明する。
音声信号Ｓ１は、図１に示す入力回路４を経由し、帯域フィルタ（ＦＲ、ＦＧ、ＦＢ）によって、図２に示す帯域（ＢＲ、ＢＧ、ＢＢ）に分割される。図１に示す発光体（ＬＲ、ＬＧ、ＬＢ）は、前記帯域フィルタ（ＦＲ、ＦＧ、ＦＢ）の出力レベルに応じて、制御回路（ＣＲ、ＣＧ、ＣＢ）によって発光が制御される。前記発光体（ＬＲ、ＬＧ、ＬＢ）は、図３に示すパネル基板１に、ＬＲ、ＬＧ、ＬＢの順に配置される。その並び順は、前記の帯域（ＢＲ、ＢＧ、ＢＢ）の並び順に対応している。そして、図４に示すように、前記発光体（ＬＲ、ＬＧ、ＬＢ）の前面側に拡散透過板２を備え、その位置は、隣り合う前記発光体同士の混合色が、隣り合う前記発光体同士の中間部分に発現する位置である。

【0033】

本実施形態において、前記第１色は、周波数が最も低い帯域ＢＲに対応する前記発光体ＬＲから発する色であり、前記第２色は、周波数が最も高い帯域ＢＢに対応する前記発光体ＬＢから発する色であり、前記拡散透過板２が、前記の変換光を表示する表示領域となる。

【0034】

さらに、図１に基づき詳細を説明する。
音声信号Ｓ１は、入力端子３から入力され、入力回路４を経由し、帯域フィルタ（ＦＲ、ＦＧ、ＦＢ）に入力される。前記入力回路４は、前記音声信号Ｓ１を前記帯域フィルタの入力に適した信号に、変換や増幅や調整をするための回路である。例えば、平衡信号を不平衡信号に変換したり、インピーダンスを変換したり、音声信号以外の不要な信号（ノイズ）を除去したり、低レベル信号を増幅したり、信号レベルを調整したりする作用を、必要に応じてもつ回路である。

【0035】

次に、前記帯域フィルタ（ＦＲ、ＦＧ、ＦＢ）は、前記入力回路４の出力信号（音声信号Ｓ２）を、前記発光体（ＬＲ、ＬＧ、ＬＢ）毎の帯域に分割するフィルタである。音声信号Ｓ２は、図２に示すように、低い周波数から高い周波数の順に、前記帯域ＢＲ、前記帯域ＢＧ、前記帯域ＢＢ、に分割される。前記分割された帯域の遷移域が、隣り合う帯域の遷移域と交差するように、前記帯域フィルタの遮断周波数を設定する。前記帯域フィルタの減衰傾度は、例えば６ｄＢ／ｏｃｔ、であるが、さらに急峻な減衰傾度でもよい。
（前記ｏｃｔは、周波数が２倍、または、１／２倍になった場合を示す。）
前記帯域フィルタは、受動部品（抵抗・コイル・コンデンサ）によって構成してもよいし、オペアンプなどと組み合わせてアクティブフィルタを構成してもよい。前記アクティブフィルタの場合は、増幅作用をもたせたり、ダイオード部品などを加えることによって、整流作用をもたせたりすることもできる。
また、最も低い帯域を受け持つ前記帯域フィルタＦＲは、ローパスフィルタであってもよく、最も高い帯域を受け持つ前記帯域フィルタＦＢは、ハイパスフィルタであってもよい。

【0036】

次に、前記発光体（ＬＲ、ＬＧ、ＬＢ）は、その明るさを制御することが可能な、ＬＥＤやランプなどの発光体であり、前記帯域（ＢＲ、ＢＧ、ＢＢ）に対して、異なる色光の発光体を、波長が長い順に（前記制御回路を経由して）割り付ける。例えば、前記帯域ＢＲには赤色の発光体ＬＲを、前記帯域ＢＧには緑色の発光体ＬＧを、前記帯域ＢＢには青色の発光体ＬＢを割り付ける。前記発光体は、前記パネル基板１に、前記帯域の並び順と同じ、前記赤色の発光体ＬＲ（帯域ＢＲに対応）、前記緑色の発光体ＬＧ（帯域ＢＧに対応）、前記青色の発光体ＬＢ（帯域ＢＢに対応）、順に配置する。この場合、前記第１色は赤色、前記第２色は青色となる。
なお、前記変換光における色は、発光体の光を、色フィルタを通して発した色であってもよい。また、前記発光体は、前記パネル基板１に配置せず、装置筺体などに直接取り付けてもよい。

【0037】

次に、前記制御回路（ＣＲ、ＣＧ、ＣＢ）は、前記帯域フィルタ（ＦＲ、ＦＧ、ＦＢ）の出力電圧に応じて前記発光体（ＬＲ、ＬＧ、ＬＢ）を駆動および制御する回路である。前記発光体の明るさが印加電圧に比例して変化しない場合や、前記帯域フィルタの出力電圧が低く、前記発光体を直接駆動することができない場合は、前記帯域フィルタの出力電圧を、前記発光体に適した駆動電圧や駆動波形に変換する必要が生じる。そのようなときに、前記発光体に適した駆動および制御を行うための回路である。例えば、前記発光体にＬＥＤを用いて、０Ｖから直線的に変化する出力電圧に対応させて明るさを制御しようとした場合は、前記出力電圧をＰＷＭ変換して発光制御を行ったほうがよく、当該ＰＷＭ変換は、入力信号をＰＷＭ出力に変換することが可能な集積回路や、Ａ／Ｄ入力とＰＷＭ出力とをもつマイコンなどを用いて行うことができる。その場合のＰＷＭ出力の更新間隔（表示の更新間隔）は短いほうがよく、３０ｍｓ以下とするのが望ましい。
図１では、前記発光体をＧＮＤに対して正電圧で駆動しているが、電源に対して負電圧で駆動してもよい。また、前記制御回路に、入力に対して補正や変換を行う機能や、他の付加機能をもたせてもよい。それらの機能は、前記マイコンを用いればソフトウェアによって実現できる。（後述の実施形態４） なお、前記帯域フィルタの出力によって前記発光体を直接駆動する場合は、前記制御回路は不要である。

【0038】

次に、抵抗（ＲＲ、ＲＧ、ＲＢ）は、前記発光体（ＬＲ、ＬＧ、ＬＢ）に対して、電流を制限したり明るさを調整したりするための抵抗である。例えば、前記発光体（ＬＲ、ＬＧ、ＬＢ）がＬＥＤの場合であれば、前記抵抗（ＲＲ、ＲＧ、ＲＢ）における抵抗値は、前記制御回路（ＣＲ、ＣＧ、ＣＢ）の出力が最大の時に、前記ＬＥＤ（ＬＲ、ＬＧ、ＬＢ）に流す最大電流と「最大明るさ」とを定めるために設定するものである。前記最大電流は、前記ＬＥＤ（ＬＲ、ＬＧ、ＬＢ）の最大定格内においてディレーティングを考慮して任意に定めるものであり、前記「最大明るさ」は、前記最大電流時における前記ＬＥＤ（ＬＲ、ＬＧ、ＬＢ）の明るさである。

【0039】

次に、前記拡散透過板２は、樹脂やガラスからなる半透明もしくは乳白色もしくは表面に細かな凹凸をもつ透過板、または、透明板と光の拡散作用をもつフィルムなどとを組み合わせて構成した透過板であり、発光体からの光を拡散する作用をもつ。
前記拡散透過板２を配置する位置は、図４に示すように、前記発光体（ＬＲ、ＬＧ、ＬＢ）の前面側において、隣り合う前記発光体同士の光が、その発光体間の中間部分において混合される位置であり、かつ、互いの光の全てが混合されることのない位置である。例えばその位置は、前記赤色の発光体ＬＲと前記緑色の発光体ＬＧとを同時に同じ明るさにおいて発光させた場合に、前記赤色の発光体ＬＲと前記緑色の発光体ＬＧとの中間部分から、前記赤色と前記緑色との混合色である黄色が発現するが、前記赤色と前記緑色との光は完全には混じり合わずに、当該黄色と前記赤色との中間色である概橙色へのグラデーションが前記赤色の発光体ＬＲ側に現れ、当該黄色と前記緑色との中間色である概黄緑色へのグラデーションが前記緑色の発光体ＬＧ側に現れる位置である。前記混合色および前記グラデーションは、前記拡散透過板２がもつ拡散作用によって、前記拡散透過板２に現れるものである。（後述の具体例２）
前記グラデーションを発現させることによって、前記音声信号Ｓ１がホワイトノイズの場合は、前記第１色から前記第２色の範囲において、色の変化が連続的なスペクトル状の表示が得られる。（後述の具体例４）

【0040】

次に、本形態の表示について説明する。
前記音声信号Ｓ１が単一の周波数からなる信号であって、当該周波数が、前記帯域（ＢＲ、ＢＧ、ＢＢ）のいずれか１つの通過帯域の範囲内にあり、かつ、別の帯域の遷移域に入らない周波数の場合は、前記いずれか１つの帯域に対応する発光体が、前記音声信号Ｓ１の信号レベルに応じて発光する。（後述の具体例１）

【0041】

前記音声信号Ｓ１が単一の周波数からなる信号であって、当該周波数が、前記帯域（ＢＲ、ＢＧ、ＢＢ）のいずれか２つの遷移域内にある場合は、その２つの帯域に対応する２つの発光体が発光する。それらの発光レベルは信号レベルに応じたものとなるが、その信号レベルは、前記音声信号Ｓ１の信号レベルに対して、それぞれの遷移域における減衰量分が減少したレベルとなる。（後述の具体例２）

【0042】

次に、下記条件の場合の、表示の具体例を説明する。
前記発光体ＬＲの色を赤色、前記発光体ＬＧの色を緑色、前記発光体ＬＢの色を青色とする。
前記帯域ＢＲにおける高域側遷移域と前記帯域ＢＧにおける低域側遷移域とのそれぞれが通過帯域から６ｄＢ減衰して交差する周波数を１６０Ｈｚ、前記帯域ＢＧにおける高域側遷移域と前記帯域ＢＢにおける低域側遷移域とのそれぞれが通過帯域から６ｄＢ減衰して交差する周波数を６ｋＨｚとし、前記帯域の減衰傾度を６ｄＢ／ｏｃｔとする。また、各帯域における通過帯域のゲインは全て０ｄＢとする。
音声信号Ｓ１の最大入力電圧を１Ｖｒｍｓ、前記入力回路４のゲインを０ｄＢとする。前記入力回路４は、前記音声信号Ｓ１のインピーダンス変換および前記音声信号Ｓ１から音声帯域以外の不要ノイズを除去する作用をもつものとする。前記発光体（ＬＲ、ＬＧ、ＬＢ）にＬＥＤを用い、前記制御回路（ＣＲ、ＣＧ、ＣＢ）はＰＷＭ制御回路であり、当該ＰＷＭ周期を、２００ｋＨｚ（５μｓ）とし、当該ＰＷＭ出力のデューティ比［％］は、正電圧出力幅／５μｓを百分率で表す。前記ＰＷＭ出力の更新間隔（表示の更新間隔）を１０ｍｓとし、前記発光体（ＬＲ、ＬＧ、ＬＢ）は、前記ＰＷＭ出力のデューティ比［％］と同じ比率で明るさが変化するものとする。前記音声信号Ｓ１の出力１Ｖｒｍｓ〜１００ｍＶｒｍｓの範囲に、前記発光体（ＬＲ、ＬＧ、ＬＢ）の明るさ１００％〜１０％の発光範囲を均等に割り付け、前記音声信号Ｓ１が１００ｍＶｒｍｓ未満のときは、前記発光体（ＬＲ、ＬＧ、ＬＢ）の明るさを０％（消灯）とする。このとき、前記音声信号Ｓ１が０．５Ｖｒｍｓであれば、前記発光体（ＬＲ、ＬＧ、ＬＢ）の明るさは５０％である。なお、前記１００％時の明るさは、前記抵抗（ＲＲ、ＲＧ、ＲＢ）によって定めた、前述の「最大明るさ」であり、前記発光体（ＬＲ、ＬＧ、ＬＢ）の「最大明るさ」は、全て同じ明るさ（輝度）とする。

【0043】

具体例１．入力する音声信号Ｓ１を、１ｋＨｚ、１Ｖｒｍｓの正弦波とした場合。
この場合の表示様相は、前記帯域ＢＧに対応した前記緑色の発光体ＬＧが、１００％の明るさにおいて発光し、前記緑色の明るさは、前記拡散透過板２における前記緑色の発光体ＬＧの正面部分（対向部分）が最も明るく、両端方向にいくにしたがって、次第に明るさが減少する。

【0044】

具体例２．入力する音声信号Ｓ１を、１６０Ｈｚ、１Ｖｒｍｓの正弦波とした場合。
この場合の表示様相は、前記帯域ＢＲに対応する前記赤色の発光体ＬＲの明るさが、前記帯域ＢＲの減衰量（−６ｄＢ）に応じて５０％となり、前記帯域ＢＧに対応する前記緑色の発光体ＬＧの明るさが、前記帯域ＢＧの減衰量（−６ｄＢ）に応じて５０％になる。そして、前記発光体から発せられた赤色と緑色とが、前記拡散透過板２において拡散および混合されて、前記赤色と前記緑色との混合色である黄色が、前記赤色の発光体ＬＲと前記緑色の発光体ＬＧとの中間部分を中心にして発現し、その明るさは、ほぼ１００％の明るさとなる。このとき、前記赤色と前記緑色とは完全には混合されず、概橙色から前記黄色を経て概黄緑色に変化するようなグラデーションが、前記黄色部を中心にして発現する。

【0045】

具体例３．入力する音声信号Ｓ１を、２０Ｈｚ〜５０ｋＨｚまで連続的に変化する１Ｖｒｍｓの正弦波（スイープ信号）とした場合。
この場合は、前記音声信号Ｓ１が、前記帯域（ＢＲ、ＢＧ、ＢＢ）の通過帯域や遷移域を連続的に移動する。そのため、前記音声信号Ｓ１の周波数が、最初の２０Ｈｚの場合は、前記帯域ＢＲに対応した前記赤色の発光体ＬＲのみが発光し、当該周波数が高くなるにつれて、前記赤色の発光体ＬＲの明るさが次第に暗くなり、それとともに、前記緑色の発光体ＬＧの明るさが次第に明るくなり、１６０Ｈｚを境にして、前記赤色の発光体ＬＲと、前記緑色の発光体ＬＧとの明るさが逆転し、さらに当該周波数が高くなると、今度は前記緑色の発光体ＬＧの明るさが次第に暗くなり、それとともに、前記青色の発光体ＬＢの明るさが次第に明るくなり、６ｋＨｚを境にして、前記緑色の発光体ＬＧと、前記青色の発光体ＬＢとの明るさが逆転し、さらに当該周波数が高くなり、最終的に当該周波数が５０ｋＨｚになると、前記帯域ＢＢに対応した前記青色の発光体ＬＢのみが発光した状態となる。そのため、前記拡散透過板２において発現する色は、赤色から始まり、緑色を経て青色に至るまでに、その間の混合色（中間色）を経由しながら、赤色→橙色→黄色→緑色→水色→青色、への連続的な変化となる。このとき、前記拡散透過板２における各色の発現位置の中心は、前記赤色の発光体ＬＲの正面位置から、色の変化に伴って、前記緑色の発光体ＬＧの正面を経由し、前記青色の発光体ＬＢの正面位置まで移動する。また、各色の明るさは、ほぼ１００％の明るさとなる。

【0046】

具体例４．入力する音声信号Ｓ１を、ホワイトノイズ、１Ｖｒｍｓとした場合。
この場合の表示様相は、前記帯域ＢＲに対応した前記赤色の発光体ＬＲと、前記帯域ＢＧに対応した前記緑色の発光体ＬＧと、前記帯域ＢＢに対応した前記青色の発光体ＬＢとが、均一に発光し、それぞれの発光色が前記拡散透過板２において拡散および混合されて、それぞれの発光色およびそれぞれの発光色間の混合色が発現する。
本実施形態では、前記音声信号Ｓ１の分割帯域数およびそれに対応する発光体数が３つであるため、１回の表示において多くの色を表現すことはできない。しかし、表示の更新間隔を短くして人の目の残像現象を利用すれば、見かけ上多くの色を表現できるため、色の変化をより滑らかに見せることができる。本具体例における表示の更新間隔は前記残像現象が現れるとされる時間条件を満たす１０ｍｓ間隔である。それにより、図５に示すような、前記の赤色、緑色、青色の各色と、それぞれの中間色とが均一に現れたスペクトル状の表示を行うことができる。また、明るさは、表示領域全体において平均的にほぼ１００％の明るさである。

【0047】

なお、前記音声信号Ｓ１がピンクノイズの場合は、ホワイトノイズと同様にスペクトル状の表示様相となるが、赤色が最も明るく、緑色、青色、になるに従い、明るさが減じたものとなる。その表示様相は、ピンクノイズの特徴が表されたものであると言える。

【0048】

このように、本実施形態によれば、前記発光体（色）の位置を光の波長軸に対応させ、音の周波数軸を当該波長軸に関連付け、当該周波数における音圧を色の明るさに関連付けて表示することができる。また、表示されるそれぞれの色間に明確な境界がなく、色の変化が滑らかである。そのため、細かな表示内容に気を捉われず、視認が容易であり、音の変化や音の傾向を直感的に感じ取ることができる。また、その表示は、時に虹模様に似たスペクトル状の表示様相となり、親しみを感じられるものである。

【0049】

実施形態２
図６は、実施形態２における発光体の配置の例を示す上面図である。
図７は、実施形態２における帯域の例を示す図である。
実施形態２は、実施形態１に対して、表示できる色の範囲を広げたり、中間色の発色を明瞭にしたりすることを目的として、実施形態１に、新たな色の発光体や中間色用の発光体、および、それに対応した帯域フィルタと制御回路とを追加した形態である。

【0050】

前記の新たな色は紫色であり、前記の中間色は、橙色、黄色、水色、である。その中から、いずれか１色、または、いずれか２色、または、いずれか３色、または、４色全てを追加してもよい。その場合は、赤色・橙色・黄色・緑色・水色・青色・紫色、の順に、発光体および対応する帯域フィルタと制御回路とを並べるものとする。ただし、追加しない色（存在しない色）は省いて並べるものとする。

【0051】

実施形態１に対して帯域フィルタを追加する場合は、追加する帯域とそれに隣接する帯域とは、帯域幅を狭くして減衰傾度を急峻にする必要がある。異なる帯域間において遷移域の交差領域が増えると、当該帯域に対応する発光色間において混合色が発現する割合が増え、それによって色相の明瞭度が低くなるためである。

【0052】

なお、前記紫色は、例えば、図６に示すように、赤色の発光体ＬＲ２を青色の発光体ＬＢの隣（外側）に備え、当該赤色の発光体ＬＲ２と前記青色の発光体ＬＢとの混合色として発現させてもよい。その場合は、前記赤色の発光体ＬＲ２用の帯域フィルタを追加して、図７に示すように帯域ＢＲ２を設け、前記青色の発光体ＬＢに対応する帯域ＢＢの高域側と当該帯域ＢＲ２とを重ねて、当該帯域ＢＲ２内において、前記青色の発光体ＬＢと前記赤色の発光体ＬＲ２とを同時に発光させ、前記青色と前記赤色との混合色である紫色を発現させればよい。

【0053】

また、本実施形態とは反対に、色の範囲を狭めて音声信号の種類に応じて使い分けるようにしてもよい。例えば、楽器モニタやスピーカの付属装置として用いる場合に、異なる色範囲の表示装置を複数用いれば、音色や再生帯域の違いを差別化して表示することができる。

【0054】

実施形態３
図８は、実施形態３における回路ブロックの例を示す図である。
図９は、実施形態３における複合発光体の配置の例を示す上面図である。
実施形態３は、実施形態１に対して、複合発光体を追加、または、実施形態１の発光体の一部もしくは全てを複合発光体に置き換えた形態である。前記複合発光体を用いることによって、帯域フィルタを追加せずに、異なる色間の中間色を発色させることを目的としたものである。なお、ここでの「複合発光体」は、異なる２色以上の発光体からなり、そのそれぞれの発光体を単独および同時に発光させることができる発光体のことであり、例えば、２色ＬＥＤやフルカラーＬＥＤである。

【0055】

本実施形態は、例えば、図９に示すように、赤色の発光体ＬＲと緑色の発光体ＬＧとの間に、赤色と緑色との複合発光体ＬＲＧを備える。図８に示すように、前記複合発光体ＬＲＧにおける赤色の発光体は、帯域フィルタＦＲに対応する制御回路ＣＲ２によって駆動および制御され、前記複合発光体ＬＲＧにおける緑色の発光体は、帯域フィルタＦＧの出力レベルに対応する制御回路ＣＧ２によって駆動および制御される。
なお、制御回路ＣＲに発光体を並列駆動できる出力能力があれば、前記制御回路ＣＲ２を省略し、前記制御回路ＣＲによって、前記複合発光体ＬＲＧにおける赤色の発光体を駆動してもよい。前記制御回路ＣＧ２も同様に、制御回路ＣＧに発光体を並列駆動できる出力能力があれば省略できる。
また、前記緑色の発光体ＬＧと青色の発光体ＬＢとの間に、緑色と青色とからなる複合発光体を備えてもよい。

【0056】

その他の組み合わせとして、赤・［赤緑］・［緑青］・青や、実施形態２と組み合わせることによって種々の組み合わせを行うことができる。それによって色相の変化を明瞭にしたり、中間色を強調したりすることができる。また、［赤緑］・［緑青］・［青赤］、の組み合わせのように、全ての発光体を複合発光体によって構成してもよい。その場合は、表示する色の範囲が同じであれば、単色の発光体のみを用いて構成する場合に比べて、発光体の部品点数を減らすことができる。そのため、表示面積が狭く、部品の配置スペースが限られる場合などに有効である。
なお、前記［］内の色は、複合発光体における色の組み合わせを示している。

【0057】

実施形態４
本実施形態は、前記制御回路に、Ａ／Ｄ入力とＰＷＭ出力とを有するマイコンを用いた形態である。
本実施形態の目的は、前記マイコンを用いることによって、前記制御回路に、入力信号（音声信号）に対する判定機能や補正機能や変換機能、ユーザの好みに合わせて表示を変えることができる付加機能などをもたせられるようにすることである。

【0058】

前記機能は、より具体的には、例えば、入力信号（音声信号）に対する「閾値判定」や「平均化」や「対数変換」、前記マイコンの入力端子に接続したスイッチ操作によって、特定の色の明るさをユーザが「増減」させることができる付加機能などである。なお、前記「平均化」は、入力信号（音声信号）を平均化することにより、当該入力信号の変化による表示のちらつきを抑えることを目的とするものである。

【0059】

次に、本形態の実施例について説明する。
図１０は、実施形態４の実施例における回路図である。
図１１は、実施形態４の実施例におけるタイマ割込み処理のフロー図である。
図１２は、実施形態４の実施例における外部割込み処理１のフロー図である。
図１３は、実施形態４の実施例における外部割込み処理２のフロー図である。
図１４は、実施形態４の実施例におけるメイン処理のフロー図である。
図１５は、実施形態４の実施例におけるフィルタ部の変形例を示す回路図である。
図１０に示すように、本実施例におけるマイコンＭ１は、少なくとも３つのＡ／Ｄ入力と、少なくとも３つのＰＷＭ出力と、少なくとも２つの外部割込み入力（ＥＸＴＩ）と、内部タイマ割込みと、内部電源リセット機能と、内部メモリと、内部クロックと、を有し、Ａ／Ｄ入力に対して、上記の「閾値判定」、「平均化」、「増減」、処理をソフトウェアによって行う。前記「平均化」処理と「増減」処理とは、その動作を、前記マイコンＭ１外部に接続されたスイッチ（ＳＷ１、ＳＷ２）によって切り替える。また、本実施例では、Ａ／Ｄ入力から音声信号の読込みを９３μｓ毎に行い、当該読込み１００回毎に表示を更新（ＰＷＭ出力を更新）し、Ａ／Ｄ入力に対して前記「平均化」機能がオンの場合は、当該読込み１００回分の平均値を求め、前記「平均化」機能がオフの場合は、当該読込み１００回における最大値を取得する。

【0060】

次に、本実施例における帯域フィルタ部について説明する。
図１０に示すように、本実施例の帯域フィルタ部Ｆ１は、フィルタ回路と全波整流回路とを併せもち、出力段に平滑回路を備える。
前記フィルタ回路は、コンデンサＣ１によって帯域の低域側を、コンデンサＣ２によって帯域の高域側を、減衰させ、前記全波整流回路は、主に、ダイオードＤ１、ダイオードＤ２、オペアンプＯＰ１、オペアンプＯＰ２、および周辺抵抗によって構成され、前記平滑回路は、ダイオードＤ３、コンデンサＣ３、抵抗Ｒ６によって構成される。前記フィルタ回路はＣ・Ｒによる１次フィルタとなり、その減衰傾度は６ｄＢ／ｏｃｔである。

【0061】

なお、帯域フィルタ部は、図１５に示すような、Ａ／Ｄ入力に、抵抗Ｒ７と抵抗Ｒ８とによる中点バイアス回路を構成して、入力信号（音声信号）を交流信号のまま扱う簡易な回路を用いることもできる。このとき、ソフトウェアの処理において、Ａ／Ｄ入力電圧と中点バイアス電圧との差を絶対値に変換すれば、交流信号を全波整流した場合と同じ作用をもたせることができる。この場合のサンプリング周期（Ａ／Ｄ入力データの読込み間隔）は、音声信号における上限周波数を検出できる周期であることが望ましい。なお、Ａ／Ｄ入力の分解能は実質的に半分になる。

【0062】

次に、フロー図に基づいて詳細を説明する。最初にサブ処理から説明する。（なお、下記のｎは、前記発光体の色に対応し、色毎に処理を行うものとする。）

【0063】

図１１に示す「９３μｓタイマ割込」処理は、９３μｓ毎の内部タイマ割込み発生時に行われる、Ａ／Ｄ入力データの読込み処理である。９３μｓタイマ割込Ｓ２００から開始され、Ａ／Ｄデータ取得Ｓ２０１において、Ａ／Ｄ［ｎ］入力からデジタル変換された音声信号の値をＡｉｎ［ｎ］配列変数に格納し、閾値判定Ｓ２０２の判定において、当該Ａｉｎ［ｎ］を任意に定めたＴＨ（閾値）と比較し、当該Ａｉｎ［ｎ］が当該ＴＨ（閾値）以上の場合は、閾値処理Ｓ２０３に進み、当該Ａｉｎ［ｎ］が当該ＴＨ（閾値）に満たない場合は、零化処理Ｓ２０４に進む。
前記閾値処理Ｓ２０３は、前記Ａｉｎ［ｎ］から前記ＴＨ（閾値）を減算し、それを新たなＡｉｎ［ｎ］とする処理である。前記零化処理Ｓ２０４は、前記Ａｉｎ［ｎ］が前記ＴＨ（閾値）に満たない場合、Ａｉｎ［ｎ］を０にする処理である。なお、前記ＴＨ（閾値）は、ノイズによる誤検出を防止するために設定するものである。
次に、カウントアップＳ２０５において、カウント用のｔｃ変数をインクリメントし、タイマフラグセットＳ２０６において、タイマフラグ（ＴＭ＿ＦＬＡＧ）を１にセットし、復帰Ｓ２０７において、メイン処理に復帰する。

【0064】

次に、図１２に示す「外部割込１」処理は、前記マイコンＭ１に接続されたスイッチＳＷ１が押されて、外部割込１のトリガを検出した時に行われる処理である。前記スイッチＳＷ１は、Ａ／Ｄ［ｎ］入力データを平均化する機能のオン／オフを切り替えるスイッチである。前記スイッチＳＷ１が押されると、「外部割込１」Ｓ３００から処理を開始し、平均モードＳ３０１の判定において、現在の平均モードがオフ（ＡＶＧＭが１以外）であった場合は、平均モードオンＳ３０２において、平均モードをオン（ＡＶＧＭを１）にセットして次ぎに進む。
現在の平均モードがオン（ＡＶＧＭが１）であった場合は、平均解除処理Ｓ３０３において、平均値を保持しているＡＤ［ｎ］を、その時のＡｉｎ［ｎ］に書き換え、次の平均モードオフＳ３０４において、平均モードをオフ（ＡＶＧＭを０）にする。そして、復帰Ｓ３０５において、メイン処理に復帰する。

【0065】

次に、図１３に示す「外部割込２」処理は、前記マイコンＭ１に接続されたスイッチＳＷ２が押されて、外部割込２のトリガを検出した時に行われる処理である。前記スイッチＳＷ２は、特定色における明るさの増減機能を切り替えるスイッチである。
前記増減機能の初期状態はオフ（ＭＯＤＥ＝０）であり、前記スイッチＳＷ２を押す毎に、明るさ増モード（ＭＯＤＥ＝１）→明るさ減モード（ＭＯＤＥ＝２）→機能オフ（ＭＯＤＥ＝０）、の動作を繰り返し行う。

【0066】

前記スイッチＳＷ２が押されると、「外部割込２」Ｓ４００から処理を開始し、モード判定Ｓ４０１において、現在のモード番号（ＭＯＤＥ）が１より大きくなければ、モード変更Ｓ４０３の処理において、モード番号（ＭＯＤＥ）をインクリメントして次に進み、現在のモード番号（ＭＯＤＥ）が１より大きければ、モードオフＳ４０２の処理において、モードをオフ（ＭＯＤＥを０）にして次に進む。そして、復帰Ｓ４０４において、メイン処理に復帰する。

【0067】

次に、図１４に示す「メイン処理」について説明する。前記マイコンＭ１は、電源が投入され、内部電源リセット機能によってリセットされ、レジスタやポートやＰＷＭ出力などが初期化された後、メイン処理Ｓ１００からプログラムを開始する。その後、変数初期化Ｓ１０１において、変数およびフラグを０に初期化する。その変数およびフラグは、ｔｃ（タイマ割込み時に更新するカウント用変数）、ＴＭ＿ＦＬＡＧ（タイマ割込みを示すタイマフラグ）、Ａｉｎ［ｎ］（Ａ／Ｄ［ｎ］入力からデジタル変換された値を読込み処理毎に一時的に格納する配列変数）、ＡＤ［ｎ］（Ａｉｎ［ｎ］を処理条件に基づいて格納する配列変数）、ＡＶＧＭ（平均モードを示すフラグ）、ＭＯＤＥ（モード番号用の変数）、である。

【0068】

次に、タイマ割込Ｓ１０２の判定において、タイマフラグ（ＴＭ＿ＦＬＡＧ）が０の間は待機状態（ループ）となり、前記タイマフラグ（ＴＭ＿ＦＬＡＧ）が１であれば、タイマフラグクリアＳ１０３において、前記タイマフラグをクリア（ＴＭ＿ＦＬＡＧを０）して次に進む。

【0069】

そして次の、平均モードＳ１０４の判定において、平均モードがオン（ＡＶＧＭが１）に設定されていれば、平均化処理Ｓ１０５に進み、前記平均モードがオフ（ＡＶＧＭが１以外）であれば、データ比較Ｓ１０６に進む。
前記平均モードがオンの場合は、前記平均化処理Ｓ１０５において、ＡＤ［ｎ］の値を、（ＡＤ［ｎ］×（ｔｃ−１）＋Ａｉｎ［ｎ］）／ｔｃ、によって求めた平均値に書き換える。この処理は、カウント判定Ｓ１０８の条件を満たすまで（ｔｃが１〜１００まで）繰り返される。
前記平均モードがオフ（ＡＶＧＭが１以外）の場合は、データ比較Ｓ１０６の判定において、Ａｉｎ［ｎ］がＡＤ［ｎ］より大きければ、データ格納Ｓ１０７において、当該ＡＤ［ｎ］を当該Ａｉｎ［ｎ］に書き換え、それ以外の場合、当該ＡＤ［ｎ］は更新されない。これによって、前記ＡＤ［ｎ］は、ｔｃが１〜１００までの、Ａｉｎ［ｎ］の最大値となる。
なお、平均化の切り替えを行う前記スイッチＳＷ１が、ｔｃのカウント途中（１〜１００間）に押された場合は、途中のカウントから切り替えが行われる。

【0070】

次に、カウント判定Ｓ１０８において、ｔｃ（タイマ割込み回数）を判定し、当該ｔｃが１００未満の場合は、前記変数初期化Ｓ１０１後に戻り、その後の処理を実行し、当該ｔｃが９９より大きい場合は次に進み、カウントクリアＳ１０９において、当該ｔｃを０に戻す。

【0071】

次に、データ変換処理Ｓ１１０において、前記ＡＤ［ｎ］を、ＰＷＭ［ｎ］出力に変換する処理（ＰＷＭ［ｎ］出力値の計算）を行う。この処理において、「対数変換」などのレベル変換を行うことができる。
ＰＷＭ出力値の計算方法は、前記音声信号Ｓ１の最大時におけるＡｉｎ［ｎ］（ＴＨを減算した値）を、Ａｉｎ［ｎ］の最大入力値とし、その値をＰＷＭ出力の最大値１００［％］に割り付け、それを基に、前記ＡＤ［ｎ］に対するＰＷＭ出力値［％］を求めるものである。

【0072】

この変換処理におけるＰＷＭ［ｎ］出力値［％］の計算に係る値は、前記音声信号Ｓ１の最大入力電圧や、前記マイコンＭ１のＡ／Ｄ入力端子の定格（入力電圧範囲や分解能）によって異なるため、それに応じた値を用いる必要がある。
例えば、Ａ／Ｄ入力の分解能が、入力０〜３０６９ｍＶの範囲内において１０ビット（０〜１０２３段階）、前記音声信号Ｓ１の最大時におけるＡ／Ｄ［ｎ］入力電圧が３０３０ｍＶ、ＴＨ（閾値）を３０ｍＶとした場合、前記Ａ／Ｄ［ｎ］入力電圧をデジタル変換して得たデジタル値の「１０１０」（１０進表記）から、前記ＴＨ（閾値）分のデジタル値「１０」が減算された、デジタル値「１０００」がＡｉｎ［ｎ］の最大入力値となる。

【0073】

前記音声信号Ｓ１に対して、前記ＰＷＭ［ｎ］の出力変化を単純な比例関係にする場合は、前記Ａｉｎ［ｎ］の最大入力値「１０００」〜０を、前記ＰＷＭ出力における最大値１００［％］〜０［％］に対して均等に割り付ければよく、前記ＡＤ［ｎ］に対する前記ＰＷＭ［ｎ］出力値［％］は、ＡＤ［ｎ］／１０００×１００ となる。

【0074】

前記音声信号Ｓ１に対して、前記ＰＷＭ［ｎ］の出力変化を対数的に変化させる場合は、前記Ａｉｎ［ｎ］の最大入力値「１０００」の対数変換値〜０を、前記ＰＷＭ出力における最大値１００［％］〜０［％］に、均等に割り付ければよい。（前記対数変換は、２０×ｌｏｇを用い、ｌｏｇは常用対数とする。）前記「１０００」の対数変換値は、２０×ｌｏｇ（１０００）＝６０ であるため、前記ＡＤ［ｎ］に対する前記ＰＷＭ［ｎ］出力値［％］は、
２０×ｌｏｇ（ＡＤ［ｎ］）／６０×１００ となる。
なお、ここでのＰＷＭ［ｎ］出力値［％］は、デューティ比［％］であって、アクティブ出力幅／出力周期幅、を百分率で表したものである。

【0075】

また、別の変換方法として、予めＡＤ値に対するＰＷＭ出力値を配列変数に格納しておき、それを参照して前記ＡＤ［ｎ］に対する前記ＰＷＭ［ｎ］出力値を設定するようにしてもよい。
例えば、ＰＷＭ［ｎ］出力値［％］＝ＰＷＭ＿ＶＡＬＵＥ［ＡＤ［ｎ］］などとする。
（ＰＷＭ＿ＶＡＬＵＥ［］配列変数は、ＡＤ値に対するＰＷＭの出力値を格納した配列変数である。）

【0076】

次に、増モードＳ１１１の判定において、明るさ増モード（ＭＯＤＥが１）の場合は、ＵＰ処理Ｓ１１２に進み、それ以外（ＭＯＤＥが１以外）の場合は、そのまま次に進む。
前記ＵＰ処理Ｓ１１２は、特定の色を明るくする処理である。例えば、青色を明るくさせる場合は、上記のＰＷＭ［ｎ］出力値（ｎは青色に対応する）を、任意に定めた増加係数倍にしたＰＷＭ［ｎ］出力値に置き換えるなどして、元のＰＷＭ［ｎ］出力値より大きくする。（ただし、その値は１００［％］を超えない範囲とする。）
次に、減モードＳ１１３の判定において、明るさ減モード（ＭＯＤＥが２）の場合は、ＤＯＷＮ処理Ｓ１１４に進み、それ以外（ＭＯＤＥが２以外）の場合は、そのまま次に進む。
前記ＤＯＷＮ処理Ｓ１１４は、特定の色を暗くする処理である。例えば、青色を暗くさせる場合は、上記のＰＷＭ［ｎ］出力値（ｎは青色に対応する）を、任意に定めた減少係数倍にしたＰＷＭ［ｎ］出力値に置き換えるなどして、元のＰＷＭ［ｎ］出力値より小さくする。

【0077】

この明るさを増減させる処理は、例示した青色以外にも適用できる。また、本実施例の他に、前記スイッチＳＷ２を押す毎に、増減させる色と増減モードとを順次切り替えるようにしてもよく、また、色毎に増減切り替えスイッチを設けてもよい。

【0078】

次に、ＰＷＭ出力処理Ｓ１１５において、ＰＷＭ［ｎ］出力［％］を、上記で求めたＰＷＭ［ｎ］出力値［％］に更新する処理を行う。
なお、前記ＰＷＭ［ｎ］出力［％］の初期値（リセット後の状態）は、０（消灯）である。また、出力が更新された後は、次の更新まで出力状態を保持する。

【0079】

次に、ＡＤ初期化処理Ｓ１１６において、前記ＡＤ［ｎ］を０に初期化し、現在保持している値をクリアする。そして、前記変数初期化Ｓ１０１の後に戻り、その後の処理を再び実行する。

【0080】

このように、前記制御回路に前記マイコンＭ１を用いれば、種々の機能をもたせることができる。
なお、本形態は、本実施例に限定されるものではない。また、上記の機能の変更や削減、上記以外の付加機能を追加することが可能である。

【0081】

その他の形態
１、前記発光体（ＬＲ、ＬＧ、ＬＢ等）の並び順における先頭は、左を標準とするが、右であってもよい。左右に色の並び順が逆の表示装置を用いれば、ステレオ装置（スピーカなど）の付属装置として用いる場合などにおいて、左右対称に配置することができる。また、縦の表示とする場合は、上下どちらであってもよい。
２、色を発色させるために、連続的に色が変化しているスペクトル状の色フィルタ（色フィルム等）を用いてもよい。その場合の発光体は、全て白色を用いることができる。
３、本方法による表示と、音圧レベルに応じて発光体の発光数を変えて表示するレベルメータとを、組み合わせてもよい。それにより、音圧レベルを正確に把握することができる。
４、前記発光体における色は、ユーザの年齢や性別による嗜好に合わせて類似する色相の色に置き換えてもよい。例えば、女性層向けに、前記赤色をピンク系の色に変えるなどしてもよい。

【0082】

本発明は上記の実施形態に限らず、本発明の範囲内において他の形態であってもよい。

【符号の説明】

【0083】

１ パネル基板
２ 拡散透過板
３ 入力端子
４ 入力回路
Ｓ１、Ｓ２ 音声信号
ＢＲ、ＢＧ、ＢＢ、ＢＲ２ 帯域
ＣＲ、ＣＧ、ＣＢ、ＣＲ２、ＣＧ２ 制御回路
ＦＲ、ＦＧ、ＦＢ 帯域フィルタ
Ｆ１、Ｆ２ 帯域フィルタ部
ＬＲ、ＬＧ、ＬＢ、ＬＲ２ 発光体
ＬＲＧ 複合発光体
ＲＲ、ＲＧ、ＲＢ、ＲＲ２、ＲＧ２、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８ 抵抗
Ｍ１ マイコン
ＳＷ１、ＳＷ２ スイッチ
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３ コンデンサ
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３ ダイオード
ＯＰ１、ＯＰ２ オペアンプ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【手続補正書】

【提出日】2019年3月15日

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

音声信号に含まれる周波数とその音圧とを、光の色とその明るさとに変換し、音の周波数軸と光の波長軸とを表示領域において関連付けて表示を行う音光変換表示装置であって、前記音声信号を変換した変換光を表示する表示領域において、前記音声信号の下限周波数に、第１色を割り付け、前記音声信号の上限周波数に、前記第１色に比べて光の波長が短い第２色を割り付け、前記第１色の表示位置と、前記第２色の表示位置とを、前記表示領域の中央部に対して対称となる位置に配置し、前記音声信号の周波数を一定の音圧において下限から上限まで連続的に変化させた場合に、前記表示領域において表示される前記変換光が、一定の明るさを保ちながら、前記第１色の色（波長）から前記第２色の色（波長）まで連続的に変化するとともに、前記表示領域において表示される前記変換光の中心位置が、前記第１色の位置から、前記中央部を経て、前記第２色の位置まで連続的に移動し、前記音声信号がホワイトノイズの場合は、前記表示領域における変換光が、前記第１色から前記第２色までの範囲において、区切りのない連続したスペクトル状の色光模様として表示され、また、前記色光模様は音声信号の周波数や音圧の変化に同期して変化することを特徴とする、音光変換表示装置。

【請求項2】

請求項１に記載の音光変換表示装置において、前記色の明るさは、前記周波数における音圧の平均値を変換したものであることを特徴とする、音光変換表示装置。

【請求項3】

請求項１または２のいずれか１項に記載の音光変換表示装置において、特定色の明るさを、ユーザの操作によって増減させることができる機能を有することを特徴とする、音光変換表示装置。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２２

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0022】

本発明に係る音光変換表示装置は、音声信号に含まれる周波数とその音圧とを、光の色とその明るさとに変換し、音の周波数軸と光の波長軸とを表示領域において関連付けて表示する装置であり、前記音声信号を変換した変換光を表示する表示領域において、前記音声信号の下限周波数に、第１色を割り付け、前記音声信号の上限周波数に、前記第１色に比べて光の波長が短い第２色を割り付け、前記第１色の表示位置と、前記第２色の表示位置とを、前記表示領域の中央部に対して対称となる位置に配置し、前記音声信号の周波数を一定の音圧において下限から上限まで連続的に変化させた場合に、前記表示領域において表示される前記変換光が、一定の明るさを保ちながら、前記第１色の色（波長）から前記第２色の色（波長）まで連続的に変化するとともに、前記表示領域において表示される前記変換光の中心位置が、前記第１色の位置から、前記中央部を経て、前記第２色の位置まで連続的に移動し、前記音声信号がホワイトノイズの場合は、前記表示領域における変換光が、前記第１色から前記第２色までの範囲において、区切りのない連続したスペクトル状の色光模様として表示され、また、前記色光模様は音声信号の周波数や音圧の変化に同期して変化する。

【手続補正3】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２３

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0023】

本発明に係る音光変換表示装置の別の形態では、前記色の明るさは、前記周波数における音圧の平均値を変換したものである。

【手続補正4】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２４

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0024】

本発明に係る音光変換表示装置の別の形態では、特定色の明るさを、ユーザの操作によって増減させることができる機能をもつ。

【手続補正5】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２５

【補正方法】削除

【補正の内容】