ハイドロフォンの仕組み

今日2/9からタートルトークはリニューアルのために休止ですね。
新たなシーンが追加され、5/12のシーライダーオープンと同時に再開するらしいです。

さて、今回はそんなタートルトークに登場する「HYDROPONE(ハイドロフォン)」について説明しようと思います。

ハイドロフォンは海の生物たちとの会話を可能にする装置で、コーネリアスエンディコット三世の「コーネリアス海洋研究所」で開発されました。
(コーネリアスエンディコット三世 : S.S.コロンビア号を所有するU.S.スチームシップカンパニーの社長)

さて、こんな夢のような装置ですが、いったいどんな仕組みなんでしょうか。

実はアトラクションのプレショーでキャストさんから説明があるんですよね。
どんなんだったか覚えてます?

ハイドロフォンの仕組みについて知りたい人~。 実はね~、とっても簡単なんです。

ハイドロフォンに向かって喋ると・・・ ハイドロフォンが振動をとらえて、トランスフォーマーレシーバーからルーズカプラーに、ここで周波数を合わせてから、トランスラトメーターに送ります。
あっ、トランスラトメーターはあらかじめ4種類までプリセットできるんですよ。 当然ですが、ボルメーターで増幅された信号は、パッチパネルからモニタリングゲージを経由して、ファインチューナーからヘッドフォンやスピーカーに届くってわけです。

ねっ、簡単でしょ?

ほんと、とっても簡単ですね^^ ではこの仕組みを解説していきましょう。

1.海中マイクロフォン

まず魚(海洋生物)が海中のMicrophone(マイクロフォン)に向かって喋ります。
マイクロフォンとは、「マイク」で知られている通り音をキャッチする部分のことです。

このマイクロフォンはもちろん耐水性。

魚の声の振動を受け取りそれを電気信号に変換、ワイヤーを通して本体へと送ります。

ちなみに信号を本体へ伝送するワイヤーは2本あります。 ワイヤーAは周波数が20000Hz以上の信号を、ワイヤーBは20000Hz以下の信号を伝えます。
こうやって分けたほうが伝送の効率が良いのだと思われます。

2.トランスフォーマーレシーバー

2本のワイヤーを通って本体に到達した信号は、まずこのTransformer Receiver(トランスフォーマーレシーバー)に入ります。

ここでワイヤーA・Bに分けた2つの信号の合成が行われます。

中にはLoose Coupler(ルーズカプラー)という装置が入っており、この装置で合成した信号を変形(トランスフォーム)します。

ちょっと詳しい話

ルーズカプラーは見ての通り2つのコイル、1次コイルとその内側にある小さな2次コイルで構成されています。
1次コイルに信号が流れると磁力が発生し、その磁力が2次コイルを通過することで2次コイルにも信号が流れます。

こうやって信号が変形されるのです。2次コイルはスライドさせて位置を変えることができ、そうすることで2つのコイルの相互インダクタンスを調節することが可能です。

このように、2つのコイルの結合性を自由に変えることができる、つまり2つのコイルがある意味緩く結合(ルーズカップリング)されていることが、ルーズカプラーと呼ばれる理由です。

3.トランスラトメーター

【2】のトランスフォーマーレシーバーから来た信号は、このTranslatometer(トランスラトメーター)にたどり着きます。

ここでは海洋生物の言葉から人の言葉へ、またはその逆の翻訳が行われます。ハイドロフォンの要と言って良いでしょう。

あらかじめレバーでお話ししたい生物の種類を選択しておきます。
選択できる海洋生物は、魚・ウミガメ・クラゲ・くじらさんの4種類です。 一番上の魚の声が最も周波数が高く、一番下のくじらさんは最も低くなっています。

あれ?くじらさんの翻訳もできるならくじら語の必要性って…?

ちなみにこの装置の仕組みの説明は全くされていません。ブラックボックスです。
海の生物たちの言葉を翻訳するんですから、とにかくとんでもない技術なのは確かです。
こんなものを20世紀初頭に開発するなんて、コーネリアス海洋研究所の科学者たちは一体何者…。

ところでリニューアルでは『ファインディング・ドリー』のキャラクターたちともお話しできるようになるんですって!

(c)www.olc.co.jp

サメとタコ…。
サメは魚に含まれる気がしますが、タコは翻訳いけるんですかね…? トランスラトメーターのリニューアルにも期待しときましょう。

5.ウェーブフォームパッチパネル

人の言語に翻訳された信号はこのWaveform Patch Panel(ウェーブフォームパッチパネル)に送られます。

ここで信号はまず24の周波数域に分解されます。

ここでオペレーターの出番です。
オペレーターは24ある信号の中から任意の周波数を選び、そこにケーブルを接続。こうすることで複数の信号をミックス、ほぼ無限通りの信号を作り出すことができます。

6.モニタリングゲージ

3つのメーターです。

どうやら誘導電流・2次電流・周波数の値を確認できるようです。 オペレーターはこれらのメーターを見ながら信号のミックスを行うのだと思われます。

誘導電流・2次電流とは:

先ほどルーズカプラーでも説明したように、変圧器などでは2つのコイルを使います。
1次コイルに電流を流すと磁力が発生し、それが2次コイルを通過することで2次コイルにも電流が流れるのですが、それぞれのコイルを流れる電流を1次電流(誘導電流)・2次電流と呼びます。

【2】のルーズカプラーでの計測を示しているのでしょうか?
正直これちょっと良くわかってないです。

7.ファインチューナー

最後に信号はこのFine Tuner(ファインチューナー)に送られます。
ここで信号の最後の「微調整(Fine Tuning〈ファインチューニング〉)」が行われた後、スピーカーに送られて音声として出力されるわけです。

オペレーターはつまみを回すことで微調整を行います。
おそらく、スピーカーでの音声出力の効率を調節をしているのだと思われます。

つまみを回すことで、信号の応答周波数・振幅・感度が調整されるようです。
それぞれ以下のような意味だと思われます。

応答周波数:スピーカーに入力される電気信号の周波数

振幅:スピーカーから出力される音声の振幅

感度:スピーカーからある一定の出力を得るために必要な最小の入力信号の量(電力)

これらを調節することで、スピーカーにおける電気信号→音声の変換効率を向上することができるのではないでしょうか。

8.計測器

ファインチューナーの真下に位置し、オペレーターはここを見ながらファインチューナーの操作を行います。

4つの計測器は、それぞれ電流計・周波数計・電圧計・そして「Ichthyometer」です。

最後の「Ichthyometer」は存在しない単語。まあ造語でしょう。
「Ichthyo(魚)」+「meter(計器)」で「魚計」ですか?一体これは?

9.出力装置(スピーカー・ヘッドフォン)

【7】ファインチューナーで微調整された信号は、最終的にオペレーターのヘッドフォンや海底展望台のスピーカーに送られ、ゲストに音声を届けるのです。

スピーカーの位置は未確認ですが、展望台内の上の方にあるんじゃないでしょうかね。
誰か確認した方いませんか?

10.音量計

最終的にスピーカーやヘッドフォンから出力される音声の音量をランプで表示します。

会話中もちゃんと光るみたいです。

さて、以上が「海洋生物の言葉→人間の言葉」の変換過程です。

変換できる人間の言葉は英語・日本語・ドイツ語など複数に対応しているようです。

オペレーターは以上で説明したような一連の操作を行い、ハイドロフォンをチューニングするのです。
ゲストが海の生物たちと楽しくお話しできるのは、このオペレーターたちのおかげというわけですね。

さて、ではこれの逆である「人間の言葉→海洋生物の言葉」の変換はどうでしょうか。
簡単に説明させていただきます。

「人間の言葉→海洋生物の言葉」の変換

「海洋生物の言葉→人間の言葉」変換ではオペレーターのチューニングが必要でしたが、それで既にチューニングが完了しているので、後はそのままマイク(マイクロフォン)に話しかけるだけで海洋生物に声を届けることができます。

マイクロフォンは取り外して持ち歩くことができます。
ショー中にはキャストさんがゲストのところまで持ってきてくれますよね。

人間がマイクに向かって話すと、信号が先ほど説明した変換過程を概ね逆方向に辿っていき、水中にあるスピーカー「Hydrospeaker(ハイドロスピーカー)」に送られて魚たちに声が届くのです。

説明ガバガバなところも多いですが、なんとなくわかってもらえたのではないでしょうか。

リニューアル楽しみですね。

参考:ハイドロフォン特許出願書類

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