(57)【要約】【課題】設置済の測定対象について正確に測定対象の音響特性を測定することが困難であった。【解決手段】第１開口部から第２開口部まで略同径で連通する音響管と、前記第１開口部に接続されるとともに前記音響管内に測定音を出力するスピーカーと、前記音響管内の測定音の音響特性を測定する音響特性センサと、前記第２開口部に対して着脱可能な第３開口部から第４開口部まで連通するとともに前記第３開口部と前記第４開口部との間において測定音の進行方向を前記音響管内での測定音の進行方向と異なる方向へ誘導する延長管とによって音響特性測定装置を構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１開口部から第２開口部まで略同径で連通する音響管と、
前記第１開口部に接続されるとともに前記音響管内に測定音を出力するスピーカーと、
前記測定音の音響特性を測定する音響特性センサと、
前記第２開口部に対して着脱可能な第３開口部から第４開口部まで連通するとともに前記第３開口部と前記第４開口部との間において前記測定音の進行方向を前記音響管内での前記測定音の進行方向と異なる方向へ誘導する延長管と、
を備える音響特性測定装置。
【請求項２】
前記第４開口部は前記３開口部と異なる形状である、
請求項１に記載の音響特性測定装置。
【請求項３】
前記延長管が延びる方向は前記音響管が延びる方向と異なる、
請求項１または請求項２のいずれかに記載の音響特性測定装置。
【請求項４】
前記延長管は柔軟性を有する、
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の音響特性測定装置。
【請求項５】
前記音響特性センサは、前記音響管が延びる方向の軸に対して垂直な面内の異なる位置毎の音響インピーダンスを測定するセンサであり、
前記第４開口部に測定対象を取り付けた状態で測定した前記位置毎の音響インピーダンスに基づいて代表値を取得するとともに当該代表値に基づいて吸音特性を取得する音響特性取得手段を備える、
請求項１〜請求項４のいずれかに記載の音響特性測定装置。
【請求項６】
前記音響特性センサは、音響インテンシティを測定するセンサであり、
前記第４開口部に測定対象と略完全吸音体と略完全反射体とのそれぞれを取り付けた状態で測定した音響インテンシティのそれぞれをＩ，ＩA，ＩRとしたときに、反射率ｒ＝（ＩA−Ｉ）／（ＩA−ＩR）に対応する吸音特性を取得する音響特性取得手段を備える、
請求項１〜請求項４のいずれかに記載の音響特性測定装置。
【請求項７】
前記音響特性センサは、音響インテンシティを測定するセンサであり、
前記第４開口部に測定対象と略完全吸音体とのそれぞれを取り付けた状態で測定した音響インテンシティのそれぞれをＩ，ＩAとしたときに、反射率ｒ＝（ＩA−Ｉ）／ＩAに対応する吸音特性を取得する音響特性取得手段を備える、
請求項１〜請求項４のいずれかに記載の音響特性測定装置。
【請求項８】
前記音響特性センサは、第１マイクロホンと前記第１マイクロホンよりも前記第４開口部に近い第２マイクロホンを備え、
前記第４開口部に測定対象を取り付けた状態で測定した前記第１マイクロホンおよび前記第２マイクロホンの出力信号に基づいて前記第１マイクロホンの位置から前記第２マイクロホンの位置への伝達関数を取得し、当該伝達関数と前記第１マイクロホンから前記第２マイクロホンまでの距離と前記測定対象から前記第１マイクロホンまでの距離とに基づいて吸音特性を取得する音響特性取得手段を備える、
請求項１〜請求項４のいずれかに記載の音響特性測定装置。
【請求項９】
第１開口部から第２開口部まで略同径で連通していることによって内部に平面波からなる測定音を励起可能な音響管と、
前記第２開口部に対して着脱可能な第３開口部から第４開口部まで連通するとともに前記第３開口部と前記第４開口部との間において前記測定音の進行方向を前記音響管内での前記測定音の進行方向と異なる方向へ誘導する延長管と、
を備える音響特性測定装置。
【請求項１０】
第１開口部から第２開口部まで略同径で連通する音響管の前記第２開口部に対し、当該第２開口部に対して着脱可能な第３開口部から第４開口部まで連通する延長管を取り付けることによって前記第３開口部と前記第４開口部との間において測定音の進行方向を前記音響管内での測定音の進行方向と異なる方向へ誘導する状態とし、前記第１開口部に接続されたスピーカーによって前記音響管内に測定音を出力し、前記音響管内の測定音の音響特性を測定する、
音響特性測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音響管の一方側から測定音を出力して他方側に取り付けられた測定対象の音響特性を測定する音響特性測定装置および音響特性測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、吸音材の吸音率など、材料の音響特性を測定する手法として垂直入射吸音率測定方法（ＪＩＳ Ａ １４０５）や残響室法吸音率測定方法（ＪＩＳ Ａ １４０９）が知られている。また、これらの公知の手法においては、実際に使用する状態と同じ状態に設置済の材料の音響特性を測定することが困難であるため、スピーカーから壁面に対して出力した測定音の反射を２個のマイクロホンで測定することで設置済の材料の吸音率を計測する試みがなされている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開昭６２−１６１０２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の技術では、実際に使用する状態と同じ状態に設置済の測定対象について正確に測定対象の音響特性を測定することが困難であった。
すなわち、反射音を計測するマイクロホン（センサ）の数は、有限の数に限られるため、設置されたマイクロホンの方向の反射音しか評価できない。このため、共鳴器や散乱体などのように、反射音の方向が入射音とは異なる方向に変化、分散する材料に対しては、音響特性の測定の精度が不十分となる。また、当該測定対象が既に設置されている場合には当該測定対象から反射する音以外に、測定対象以外の部位（例えば測定対象の近傍の天井や壁）からの反射音も併せて計測される。従って、設置済の現場において前記測定対象以外の部位からの反射音を除去することは困難であり、測定対象の音響特性を正確に測定することは困難である。
本発明は、上記課題にかんがみてなされたもので、設置済の測定対象について正確に音響特性を測定することが可能な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の目的を達成するため、本発明においては、第１開口部から第２開口部まで連通する音響管の第１開口部に対してスピーカーを接続して当該音響管内の測定音の音響特性を音響特性センサによって測定する構成において、音響管の第２開口部に対して延長管を着脱可能に構成する。ここで、延長管は第３開口部から第４開口部まで連通するとともに、第３開口部と第４開口部との間において測定音の進行方向を音響管内での測定音の進行方向と異なる方向へ誘導する構成となっている。
【０００５】
すなわち、延長管によって音響管内の測定音の進行方向を変動させるように構成されており、この構成により、延長管を音響管に対して取り付けた状態において、延長管の内壁が音響管の内壁と異なる方向に延び、あるいは、異なる形状となる。この結果、測定対象を取り付ける部位となる第４開口部は第２開口部の延長方向と異なる方向に開口し、あるいは、異なる形状となる。このため、任意の形状および大きさの測定対象や任意の周囲環境を想定したとき、音響管の第２開口部を直接的に取り付けられない測定対象が存在したとしても、延長管であれば取り付けられる（可能性がある）。従って、本発明の構成によれば、第２開口部の形状に対応した測定対象と異なる測定対象に対して音響特性測定装置を取り付けることが可能であり、測定可能な材料または測定可能な設置条件の自由度が向上する。
【０００６】
そして、延長管を介して測定対象に対して音響管を取り付けることができれば、ノイズを除外した状態でスピーカーから出力された測定音による音響特性を測定することが可能になる。従って、正確に測定対象の音響特性を想定することが可能である。また、延長管は音響管の第２開口部に対して着脱することが可能であるため、種々の形状の延長管を予め複数個用意しておき、その中から選択された任意の延長管を音響管に対して取り付ける構成とすることにより、極めて多数、多種類の測定対象を測定可能になる。
【０００７】
ここで、音響管は両端が開口して第１開口部と第２開口部となっている筒状体であり、略同径で連通していることによって音響管内に１次元的な測定音（即ち、音響管の延びる方向に対して垂直な平面内で位相が等しい平面波からなる測定音）を励起可能であればよい。従って、音響管の延びる方向の軸は直線状であることが好ましいが当該軸に対して垂直な方向へ切断したときの断面形状は特に限定されず、正方形等の四角形や円形など種々の形状を採用可能である。むろん、一次元的な測定音を励起するために音響管を剛体で構成し、内壁を平滑（隙間や凹凸がない構成）に構成したり、遮音性のある素材（例えば金属）で構成したりしてもよい。
【０００８】
また、スピーカーは音響管の第１開口部に接続されて、当該音響管内に測定音を出力可能であればよい。すなわち、スピーカーは第１開口部から音響管内に測定音を出力して音響管内に一次元的な測定音を励起するように接続されていればよく、スピーカーの径や材質、出力を適宜調整可能である。また、スピーカーと第１開口部との接続部は密閉されていることが好ましいが、音響管内に一次元的な測定音を励起できる限りにおいて孔が形成されるなど種々の構成であって良いし、スピーカーの出力音を第１開口部に導く管体がスピーカーの出力部と一体に構成されるとともに第１開口部に接続されていてもよい。
【０００９】
音響特性センサは、音響管内の測定音の音響特性を測定することができれば良く、音圧を測定するマイクロホンや音響粒子速度を測定する音響粒子速度プローブなど各種のセンサを採用可能である。また、音響特性は音響特性センサによって直接的に測定されても良いし、間接的に測定されても良く、音圧，音響粒子速度の他、音響インピーダンス，音響アドミッタンス，音響インテンシティ，吸音率，反射率など各種の特性を音響特性として測定可能である。
【００１０】
延長管は、第３開口部を音響管の第２開口部に対して着脱可能であり、第３開口部から第４開口部まで連通し、延長管内で測定音の進行方向を変動させることができればよい。すなわち、延長管の内壁が音響管の内壁を延長した状態と異なる状態となるように、延長管を音響管に対して取り付けることができればよい。
【００１１】
例えば、延長管の第４開口部と第３開口部とが異なる形状となるように連通させることで、延長管内の内径の形状を変動させるように構成してもよい。第３開口部は第２開口部と接続されるため第３開口部の形状と異なる第４開口部の形状は第２開口部の形状と異なる。このため、音響管の第２開口部の形状と異なる形状の測定対象について第４開口部を取り付けて音響特性を測定することが可能になる。
【００１２】
ここで、第４開口部は第３開口部と異なる形状であり、両者が同一以外の形状であるときに異なる形状であるとみなしている。従って、第３開口部と第４開口部とが非相似形である場合のみならず、相似形であるが大きさが異なる場合にも異なる形状となる。後者としては、例えば、第３開口部から第４開口部に向けて円形や矩形の内径が大きくなる構成や小さくなる構成を採用可能である。
【００１３】
また、第３開口部から第４開口部に向けて延長管が延びる方向と音響管が延びる方向とが異なるように構成すれば、所定位置に音響特性測定装置を設置した状態で第２開口部と異なる位置に存在する測定対象や異なる向きに向いている測定対象に対して第４開口部を対応させることができる。このため、当該測定対象に第４開口部を取り付けることで、種々の位置や向きの測定対象について測定を行うことが可能になる。なお、ここでは、延長管が延びる方向と音響管が延びる方向とが異なっていればよく、第３開口部から第４開口部まで延長管の内径が同一であっても良いし変動しても良い。
【００１４】
さらに、延長管が柔軟性を有する構成としても良い。すなわち、音響管は一次元的な測定音を励起するために柔軟性を持たせることが困難であるが、音響管と測定対象との間に存在する延長管に柔軟性を持たせることにより、延長管内で一次元的な測定音を安定的に生成することは困難であるものの、測定対象に対する取り付けの自由度を高めることができる。ここでは、測定対象に対する取り付けの自由度を高めることができれば良く、第３開口部と第４開口部との間において延長管の方向を曲げられるように構成し、また、第４開口部の形状を変形させることができるように構成するなど種々の構成を採用可能である。なお、音響管内の一次元的な測定音の乱れを抑制するため、延長管は音響管より短い方が好ましい。
【００１５】
さらに、以上のような各種の延長管の構成において、第３開口部と第４開口部との間において当該延長管を分離、接続可能に構成してもよい。すなわち、複数の管体を接続することによって延長管を構成するようにしてもよい。この場合、接続する管体を適宜選択することによって延長管の長さや第４開口部の形状、大きさを変動させることができる。また、延長管が延びる方向を複数回変動させることが可能である。
【００１６】
さらに、音響特性センサによって音響インピーダンスを測定して測定対象の吸音特性を取得する構成としても良い。例えば、第４開口部に測定対象を取り付けた状態で、音響管が延びる方向の軸に対して垂直な面内の異なる位置毎の音響インピーダンスを測定して代表値を取得する構成を採用可能である。この構成によれば、音響特性が位置毎に異なる測定対象（例えば、音響管が延びる方向の軸に対して垂直な面内で反射音特性が不均一な測定対象）であってもその音響特性の代表値を測定可能であるため、当該代表値を公知の式（例えば、ＪＩＳ Ａ １４０５−２参照）に代入することで吸音特性（吸音率αと反射率ｒ（ｒ＝１−α）とのいずれかまたは双方）を取得することができる。
【００１７】
すなわち、音響管を利用した公知の音響特性の測定装置においては、もっぱら、一点で音圧等を測定しており音響管の開口部全体にわたって均一な音響特性を持つ状態で取り付け可能な材質（例えば、グラスウールなど）に関する測定が想定されている。しかし、音響管が延びる方向の軸に対して垂直な面内の異なる位置毎の音響インピーダンスを測定して代表値を取得する構成によれば、音響特性が位置毎に異なる測定対象（例えば、板振動吸音体）であってもその吸音特性を特定することができる。なお、代表値は第４開口部に取り付けられる測定対象の音響特性を代表する値であれば良く、平均値や中央値など各種の値を採用可能である。
【００１８】
以上の構成において、音響インピーダンスの代表値Ｚが代入される公知の式としては、例えば、Ｚ＝ρｃ（１＋ｒ）／（１−ｒ）が挙げられ（ここで、ρｃは特性インピーダンス、ｒは反射率である）、この式においては音響測定センサと測定対象との距離がパラメータに含まれない。従って、音響測定センサと測定対象との距離を測定することなく測定対象の音響特性を測定することが可能である。このため、以上のような式を利用した音響特性の特定手法は、着脱可能な延長管を選択することによって音響管内に設置された音響測定センサと測定対象との距離が変動し得る本発明に、極めて好適な特定手法である。
【００１９】
さらに、音響特性センサによって音響インテンシティを測定して測定対象の吸音特性を取得する構成としても良い。例えば、第４開口部に測定対象，略完全吸音体，略完全反射体のそれぞれを取り付けた状態で音響インテンシティを測定し、略完全吸音体および略完全反射体の音響インテンシティをリファレンスにすることによって測定対象の吸音特性を取得する構成を採用可能である。
【００２０】
すなわち、音響インテンシティは、第１開口部から第２開口部に向けた入射波（スピーカーから出力された音波）と第２開口部から第１開口部に向けた反射波（第４開口部に取り付けられた素材で反射された音波）との合成波について取得されるため、単に測定対象の音響インテンシティＩを測定するのみでは当該測定対象の吸音特性を特定することができない。そこで、略完全吸音体の音響インテンシティＩA、略完全反射体の音響インテンシティＩRを測定すれば、反射率ｒ＝（ＩA−Ｉ）／（ＩA−ＩR）として吸音特性を取得することができる。なお、反射率ｒを取得することは吸音率α（α＝１−ｒ）を取得することと等価である。
【００２１】
また、以上のような音響インテンシティに基づく音響特性の特定手法においても音響測定センサと測定対象との距離を特定することなく音響特性を特定可能である。従って、当該特定手法は、着脱可能な延長管を選択することによって音響管内に設置された音響測定センサと測定対象との距離が変動し得る本発明に、極めて好適な特定手法である。上述の略完全吸音体は、測定対象よりも吸音率が高い素材であり、測定対象の周波数域の測定音についてほぼ反射エネルギーを無視できるような素材であればよく、例えば、多孔質吸音材（グラスウール等）を楔形に成形したものを略完全吸音体として採用可能である。また、上述の略完全反射体は、測定対象よりも反射率が高い素材であり、測定対象の周波数域の測定音についてほぼすべてのエネルギーを反射すると見なせるような素材であれば良く、例えば、所定の厚さの鉄板や樹脂板をを略完全吸音体として採用可能である。
【００２２】
さらに、伝達関数法によって吸音特性を取得する構成としても良い。例えば、第４開口部に測定対象を取り付けた状態で、第１マイクロホンと、当該第１マイクロホンよりも第４開口部に近い第２マイクロホンとによって音圧を測定することによって測定対象の吸音特性を取得する構成を採用可能である。
【００２３】
すなわち、２カ所に設置された第１マイクロホンおよび第２マイクロホンの出力信号によって音圧を測定すれば、各位置の音圧に基づいて第１マイクロホンの位置から第２マイクロホンの位置への伝達関数を取得することができる。伝達関数を特定することができれば、当該伝達関数と、第１マイクロホンから第２マイクロホンまでの距離と、測定対象から第１マイクロホンまでの距離と、に基づいて吸音特性を取得することができる。この手法によれば、ＪＩＳ規格等に規定された垂直入射吸音率などの吸音特性と同様の測定手法にて延長管を利用した場合の音響特性を測定することが可能である。
【００２４】
さらに、本発明は、音響特性測定装置の他、音響管に対して延長管を取り付けて測定対象の音響特性を測定する音響特性測定方法としても適用可能である。また、以上のような音響特性測定装置は、単独の音響特性測定装置として実現される場合もあれば、他の装置の一部として実現される場合もあり、各種の態様を含むものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
ここでは、下記の順序に従って本発明の実施の形態について説明する。
（１）音響特性測定装置の構成：
（２）音響特性の測定：
（３）他の実施形態：
【００２６】
（１）音響特性測定装置の構成：
図１Ａは、本発明にかかる音響特性測定装置の構成を示す図であり音響特性測定装置を構成する筒状体をその軸に対して平行な面で切断して示す断面図である。本実施形態にかかる音響特性測定装置１０は、音響管１１とスピーカー１２とマイクロホン１３ａと音響粒子速度プローブ１３ｂと制御部１３と延長管１４とを備えている。音響管１１は金属製の筒状体であり、本実施形態において音響管１１は直線的に延びる軸周りに同心に形成される内壁と外壁を備え、内径が略同一であるとともに軸方向の両端部で開口している。本例においては、紙面右側の開口部を第１開口部１１ａ、紙面左側の開口部を第２開口部１１ｂと呼ぶ。
【００２７】
スピーカー１２は、筒状体の一方端が開口し、他方端が閉じた形状のスピーカーケース１２ａに取り付けられる。また、スピーカー１２の径は第１開口部１１ａの内径と略同一であり、スピーカーケース１２ａの外径と音響管１１の外径とは略同一である。本実施形態においては、スピーカーケース１２ａが音響管１１に接続されることによって、スピーカー１２が第１開口部１１ａに対して接続される。スピーカー１２は制御部１３から延びる接続線に接続され、制御部１３によって供給される電力によって駆動されるとともに当該制御部１３が出力する制御信号に応じた測定音を出力する。この結果、スピーカー１２から出力された測定音は音響管内で一次元的な測定音として進行する。
【００２８】
音響管１１内には図示しない支持部によってマイクロホン１３ａおよび音響粒子速度プローブ１３ｂが位置変更可能に支持される。ここで、支持部はマイクロホン１３ａおよび音響粒子速度プローブ１３ｂを支持するとともに、音響管１１の軸に垂直な面内でその位置を変動させ、また、所望の位置で固定することができればよい。例えば、音響管１１の軸に垂直な面に平行な方向において、音響管１１の外周側から内周側へ延びる細い棒の先端にマイクロホン１３ａおよび音響粒子速度プローブ１３ｂを取り付ける構成を採用可能である。
【００２９】
マイクロホン１３ａおよび音響粒子速度プローブ１３ｂは接続線によって制御部１３に対して接続されており、マイクロホン１３ａは音圧に対応した信号を制御部１３に対して出力し、音響粒子速度プローブ１３ｂは音響粒子速度に対応した信号を制御部１３に対して出力する。制御部１３は、図示しないＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備えており、音響特性を測定するためのプログラムを実行することができる。
【００３０】
このプログラムの機能の一部として本実施形態においては音響特性取得部１３ｃを実行可能である。音響特性取得部１３ｃは、マイクロホン１３ａおよび音響粒子速度プローブ１３ｂの出力信号に基づいて音響インピーダンスを取得し、当該音響インピーダンスに基づいて吸音特性を取得する処理を実行させるモジュールである。すなわち、制御部１３は音響特性取得部１３ｃの処理により、測定対象の吸音特性を算出する。なお、測定の詳細は後述する。
【００３１】
本実施形態において延長管１４は樹脂製の筒状体であり、図１Ａに示す延長管１４は音響管１１の軸の延長方向と異なる方向に延びるとともに一方端から他方端に向けて径が徐々に大きくなるように構成されている。当該延長管１４はその両端部で開口しており、本例においては、紙面右側の開口部を第３開口部１４ａ、紙面左側の開口部を第４開口部１４ｂと呼ぶ。
【００３２】
本実施形態において延長管１４の第３開口部１４ａは、第２開口部１１ｂと同径であり、両者を向かい合わせながら接続される。従って、当該接続により、音響管１１と延長管１４とは連通した一つの筒状体となる。また、第４開口部１４ｂは第３開口部１４ａよりも大きく両者は異なる形状であり、このため、第４開口部１４ｂと第２開口部１１ｂとは異なる形状である。第４開口部１４ｂに対しては、その縁に樹脂製のＯリング１５が取り付けられており、当該Ｏリング１５を測定対象２０に対して接触させながら音響特性測定装置１０を測定対象２０に対して取り付けるようになっている。
【００３３】
このため、図１Ａに示す例においては音響管１１と測定対象２０との間に延長管１４を介在させた状態で測定を行うことになる。ここで、第４開口部１４ｂは第２開口部１１ｂよりも径が大きく異なる形状であるため、測定対象２０が音響管１１の第２開口部１１ｂより大きい場合であっても延長管１４を利用することで測定対象２０の吸音特性を測定することが可能になる。
【００３４】
さらに、図１Ａに示す延長管１４の形状は一例であり、本実施形態においては延長管が予め複数個用意されて交換可能である。すなわち、本実施形態においては、一方側の開口部である第３開口部が第２開口部１１ｂに対して着脱可能に構成された複数の延長管が予め用意される。図１Ｂ，図１Ｃ，図２Ａ〜図２Ｃは各種延長管の例を示している。
【００３５】
図１Ｂに示す延長管１４０は柔軟性を有する素材で構成されており、第３開口部１４０ａの内径よりも第４開口部１４０ｂの内径の方が大きくなっている。この構成においては、第４開口部１４０ｂの形状を変形させながら測定対象２００に対して延長管１４０を取り付けることが可能であり、２次元あるいは３次元的に複雑な形状をした測定対象２００について吸音特性を測定することが可能になる。
【００３６】
図１Ｃに示す延長管１４１も柔軟性を有する素材で構成されており、第３開口部１４１ａから第４開口部１４１ｂまで略同一の内径となっている。この構成によれば、第３開口部１４１ａと第４開口部１４１ｂとの間の管壁を曲げるなど変形させながら測定対象２０１に対して延長管１４１を取り付けることが可能であり、音響管１１の軸の延長方向に存在しない測定対象２０１について吸音特性を測定することが可能になる。この構成は、特に、音響管１１の重量が重いなど、移動が容易ではない場合に適用して好適な構成である。なお、延長管を柔軟性のある素材で構成する際には、延長管自体が伸び縮みできるように構成してもよいし、蛇腹状の構成によって柔軟性を持たせても良く種々の構成を採用可能である。
【００３７】
図２Ａに示す例において当該延長管１４２は第１延長管１４２１、第２延長管１４２２、第３延長管１４２３を接続することによって構成される。すなわち、第１延長管１４２１、第２延長管１４２２、第３延長管１４２３は、一方の開口部の内径が他方の開口部の内径よりも大きく、内径が徐々に変化する筒状体である。また、第１延長管１４２１における小さい方の開口部と第２延長管１４２２における大きい方の開口部とが略同径で接続可能であり、第２延長管１４２２における小さい方の開口部と第３延長管１４３３における大きい方の開口部とが略同径で接続可能である。
【００３８】
従って、本例においては、第１延長管１４２１、第２延長管１４２２、第３延長管１４２３を接続することによって内径が徐々に変化する一つの筒状体が構成されて延長管１４２となる。また、本例においては第３延長管１４２３における小さい方の開口部と音響管１１の第２開口部１１ｂとが略同径であって接続可能である。従って、第３延長管１４２３における小さい方の開口部が延長管１４２の第３開口部１４２ａとなり、第１延長管１４２１における大きい方の開口部が延長管１４２の第４開口部１４２ｂとなる。
【００３９】
以上の構成においては、音響管１１の第２開口部１１ｂよりも大きな測定対象について吸音特性を測定することが可能である。むろん、図２Ａに示す例において、第２延長管１４２２、第３延長管１４２３のいずれか一方あるいは双方を利用して延長管を構成してもよいし、第１延長管１４２１に対してさらに他の延長管を接続してもよい。
【００４０】
図２Ｂに示す例において当該延長管１４３は第１延長管１４３１、第２延長管１４３２を接続することによって構成される。すなわち、第１延長管１４３１、第２延長管１４３２は、略同一の内径であるとともにその軸の延びる方向が湾曲した筒状体である。また、第１延長管１４３１と第２延長管１４３２との開口部の内径は略同径で接続可能である。従って、本例においては、第１延長管１４３１、第２延長管１４３２を接続することによって内径が一定かつ軸の向きが変化する筒状体が構成されて延長管１４３となる。
【００４１】
本例においては第１延長管１４３１、第２延長管１４３２の開口部と音響管１１の第２開口部１１ｂとが略同径であって接続可能である。従って、第１延長管１４３１、第２延長管１４３２を接続した延長管１４３において、一方の開口部が第３開口部１４３ａとなり、他方の開口部が第４開口部１４３ｂとなる。以上の構成においては、音響管１１の第２開口部１１ｂと異なる位置に存在する測定対象や異なる向きに向いている測定対象に対して第４開口部１４３ｂを対応させることができ、種々の位置や向きの測定対象について測定を行うことが可能になる。むろん、図２Ｂに示す例において、第１延長管１４３１、第２延長管１４３２に対してさらに他の延長管を接続してもよいし、第１延長管１４３１と第２延長管１４３２とを接続する際にその向きは任意であり、延長管１４３が延びる方向を所望の向きに設定可能である。
【００４２】
図２Ｃに示す例において当該延長管１４４は第１延長管１４４１〜第５延長管１４４５をスライド可能に接続することによって構成される。すなわち、第１延長管１４４１〜第５延長管１４４５は、筒状体であるとともに、ｎを１〜５としたときに第ｎ延長管１４４ｎの内径が第（ｎ＋１）延長管１４４（ｎ＋１）の外径よりも僅かに大きく第（ｎ＋１）延長管１４４（ｎ＋１）を第ｎ延長管１４４ｎに挿入してスライドさせることが可能である。従って、本例においては、第１延長管１４４１〜第５延長管１４４５によって伸び縮み可能な筒状体が構成されて延長管１４４となる。
【００４３】
本例においては第５延長管１４４５の開口部と音響管１１の第２開口部１１ｂとが略同径であって接続可能である。従って、第１延長管１４４１〜第５延長管１４４５を接続した延長管１４４において、第５延長管１４４５の開口部が第３開口部１４４ａとなり、第１延長管１４４１の開口部が第４開口部１４４ｂとなる。以上の構成においては、音響管１１の第２開口部１１ｂよりも大きな測定対象について吸音特性を測定することが可能であり、音響管１１と測定対象の距離を所望の距離に調整可能である。むろん、図２Ｃに示す例において、第１延長管１４４１〜第４延長管１４４４のいずれかまたはその中の複数個を省略しても良いし、第１延長管１４４１の周りにより大きい内径の延長管を接続しても良い。
【００４４】
また、第１延長管１４４１のスライド方向と第２延長管１４４２のスライド方向を逆向きにして第２延長管１４４２の開口部が吸音対象に取り付けられるように構成してもよい。なお、図２Ｃに示す例において、第１延長管１４４１については軸に平行な方向に切断した断面図で示しているが、他の第２延長管１４４２〜第５延長管１４４５については断面図ではない。
【００４５】
さらに、上述の例の他にも種々の構成例を採用可能である。例えば、延長管において第３開口部よりも第４開口部の方が径が小さくなるように構成してもよい。この構成によれば、音響管１１を挿入できない狭い場所に取り付けられた測定対象であっても、第４開口部を挿入可能な場所であれば当該第４開口部を測定対象に取り付けることによって音響特性を測定することが可能になる。さらに、上述の延長管の任意の部分を抜き出して組み合わせる構成を採用しても良い。
【００４６】
以上のように、本実施形態によれば、音響管１１の第２開口部１１ｂと異なる種々の位置に取り付けられた種々の形状の測定対象に対して延長管の第４開口部を取り付けることが可能である。従って、音響特性を測定すべき現場において適切な延長管を選択して種々の位置、形状の測定対象について音響特性を測定可能である。
【００４７】
（２）音響特性の測定：
次に、上述の実施形態における音響特性（吸音特性）の測定について説明する。本実施形態においては、まず、延長管の第４開口部に対して測定対象を取り付け、音響管１１の軸に対して垂直な面内の所定位置にマイクロホン１３ａおよび音響粒子速度プローブ１３ｂを固定した状態でスピーカー１２から音を出力する。この状態において制御部１３は、音響特性取得部１３ｃの処理により、マイクロホン１３ａの出力信号に基づいて音圧ｐを特定し、音響粒子速度プローブ１３ｂの出力信号に基づいて粒子速度ｖを特定する。なお、ここで、粒子速度ｖは、音響管１１の軸に対して平行方向の成分（マイクロホン１３ａおよび音響粒子速度プローブ１３ｂを移動させることが可能な面に垂直な方向の成分）である。さらに、制御部１３は、音響特性取得部１３ｃの処理により、音響インピーダンスＺをＺ＝ｐ／ｖとして取得する。
【００４８】
本実施形態においては、音響管１１の軸に対して垂直な面内のほぼ全域にわたる複数の位置にマイクロホン１３ａおよび音響粒子速度プローブ１３ｂを固定し、各位置における音響インピーダンスを取得して代表値（例えば、各位置における音響インピーダンスの平均値）を取得する。そして、当該代表値をＺとし、音響インピーダンスＺと反射率ｒとを結びつける式Ｚ＝ρｃ（１＋ｒ）／（１−ｒ）によって反射率ｒを取得する（ρｃは特性インピーダンス）。
【００４９】
以上の処理によれば、物性に異方性のある測定対象であってもその吸音特性を測定することが可能である。また、上述の音響インピーダンスＺと反射率ｒとを結びつける式には、音響測定センサ（マイクロホン１３ａや音響粒子速度プローブ１３ｂ）と測定対象との距離がパラメータとして含まれない。従って、音響測定センサと測定対象との距離を測定することなく測定対象の吸音特性を測定することが可能である。このため、以上の手法は、着脱可能な延長管を選択する上述の実施形態に適用して好適な手法である。
【００５０】
（３）他の実施形態：
以上の実施形態は本発明を実施するための一例であり、音響管に対して延長管を取り付けて測定対象の音響特性を測定する限りにおいて、他にも種々の構成を採用可能である。例えば、延長管の形状や構成は上述の例に限定されない。また、測定対象の音響特性は反射率ｒに限定されず、吸音率α（α＝１−ｒ）であっても良いし、音響インピーダンスや音響アドミッタンス、音響インテンシティ、音圧、音響粒子速度を取得する構成であっても良い。
【００５１】
また、反射率ｒや吸音率α等の吸音特性を音響インテンシティに基づいて取得する構成としても良い。この構成は、上述の図１Ａに示す実施形態とほぼ同様の構成によって実現可能であるが、マイクロホン１３ａおよび音響粒子速度プローブ１３ｂが可動であることが必須というわけではなく、音響管１１の略中央にマイクロホン１３ａおよび音響粒子速度プローブ１３ｂが配置されていればよい。
【００５２】
この構成においては、延長管の第４開口部に対して略完全吸音体，略完全反射体および測定対象のそれぞれを取り付けた状態でスピーカー１２から音を出力して音響インテンシティを測定する。すなわち、制御部１３は、音響特性取得部１３ｃの処理により、マイクロホン１３ａの出力信号に基づいて音圧ｐを特定し、音響粒子速度プローブ１３ｂの出力信号に基づいて粒子速度ｖを特定する。ここでも、粒子速度ｖは、音響管１１の軸に対して平行方向の成分である。さらに、制御部１３は、音響特性取得部１３ｃの処理により、ｐ・ｖを算出して音響インテンシティとして取得する。
【００５３】
ここで、略完全吸音体の音響インテンシティをＩA、略完全反射体の音響インテンシティをＩR、測定対象の音響インテンシティをＩとすれば、（ＩA−Ｉ）／（ＩA−ＩR）＝反射率ｒとして反射率ｒを取得することができる。より具体的には、音響インテンシティが入力音波の音響インテンシティと反射音波の音響インテンシティとの差分であることに基づいて、各音響インテンシティをＩA＝ＩiA−ＩrA，ＩR＝ＩiR−ＩrR，Ｉ＝Ｉi−Ｉrと表すことができる。これらを（ＩA−Ｉ）／（ＩA−ＩR）に代入すると、（ＩA−Ｉ）／（ＩA−ＩR）＝（（ＩiA−ＩrA）−（Ｉi−Ｉr））／（（ＩiA−ＩrA）−（ＩiR−ＩrR））となる。なお、上述の入力音波はスピーカー１２から出力された測定音がマイクロホン１３ａおよび音響粒子速度プローブ１３ｂに到達したときの音波であり、上述の反射音波は測定対象にて反射された音波がマイクロホン１３ａおよび音響粒子速度プローブ１３ｂに到達したときの音波である。
【００５４】
上述の音響インテンシティの測定時に、スピーカー１２による出力レベルを共通のレベルにすれば、各音響インテンシティ測定時の入力音波の音響インテンシティが等しい（ＩiR＝ＩiA＝Ｉi）とみなすことができる。そこで、この条件を上述の式に適用すると、（ＩA−Ｉ）／（ＩA−ＩR）＝（Ｉr−ＩrA）／（ＩrR−ＩrA）となる。当該式の右辺の分子は測定対象の反射音波の音響インテンシティ−略完全吸音体の反射音波の音響インテンシティであり、右辺の分母は略完全反射体の反射音波の音響インテンシティ−略完全吸音体の反射音波の音響インテンシティである。
【００５５】
ここで、略完全吸音体は入力音波をほぼ完全に吸音するため略完全吸音体の反射音波の音響インテンシティはほぼ"０"とみなすことができ、右辺の分子の主成分が測定対象の反射音波の音響インテンシティであるとみなすことができる。一方、略完全反射体は入力音波をほぼ完全に反射するため略完全反射体の反射音波の音響インテンシティは入力音波の音響インテンシティにほぼ等しいとみなすことができ、右辺の分子の主成分が略完全反射体の反射音波の音響インテンシティであるとみなすことができる。
【００５６】
従って、上述の式の右辺（Ｉr−ＩrA）／（ＩrR−ＩrA）の主成分は、（測定対象の反射音波の音響インテンシティ）／（略完全反射体の反射音波の音響インテンシティ）とみなすことができる。（測定対象の反射音波の音響インテンシティ）／（完全反射体の反射音波の音響インテンシティ）は反射率に等しいため、上述の式（ＩA−Ｉ）／（ＩA−ＩR）を反射率ｒとみなすことができる。そこで、制御部１３は、音響特性取得部１３ｃの処理により、略完全吸音体の音響インテンシティＩA、略完全反射体の音響インテンシティＩR、測定対象の音響インテンシティＩに基づいて反射率ｒを取得する。なお、略完全反射体では、入射音波の音響インテンシティと反射音波の音響インテンシティとは向きが略反対で大きさが略同じなので、音響インテンシティＩRは略零とみなせる。このため、上述の式（ＩA−Ｉ）／（ＩA−ＩR）を式（ＩA−Ｉ）／ＩAとみなしてもよい。
【００５７】
以上の処理によれば、物性に異方性のある測定対象であってもその吸音特性を測定することが可能である。また、上述の式（ＩA−Ｉ）／（ＩA−ＩR）には、音響測定センサ（マイクロホン１３ａや音響粒子速度プローブ１３ｂ）と測定対象との距離がパラメータとして含まれない。従って、音響測定センサと測定対象との距離を測定することなく測定対象の吸音特性を測定することが可能である。このため、以上の手法は、着脱可能な延長管を選択する上述の実施形態に適用して好適な手法である。
【００５８】
なお、音響インテンシティを取得するためのセンサはマイクロホン１３ａおよび音響粒子速度プローブ１３ｂに限定されず、２個のマイクロホンであっても良い。すなわち、２個のマイクロホンＭ1，Ｍ2を音響管１１の軸方向に沿って並べて配置（マイクロホンＭ1と測定対象との距離＞マイクロホンＭ2と測定対象との距離）する。そして、各マイクロホンＭ1，Ｍ2にて音圧ｐ1，ｐ2を測定すれば、音圧ｐ＝（ｐ1＋ｐ2）／２、粒子速度ｖ＝（−∫（ｐ2−ｐ1）ｄｔ）／ρｄとし、Ｉ＝ｐ・ｖとして音響インテンシティを取得することが可能である。なお、ρは空気密度、ｄは２個のマイクロホンの音響中心間距離である。なお、上記のように２個のマイクロホンＭ1，Ｍ2を使用してｐ、ｖ（音響インピーダンス）を計測する場合には、上記２個のマイクロホンＭ1，Ｍ2を測定対象（測定材料）２０の表面近傍に配置する。
【００５９】
さらに、反射率ｒや吸音率α等の吸音特性を伝達関数法によって吸音特性を取得する構成としても良い。すなわち、２個のマイクロホン（第１マイクロホンＭ1，第２マイクロホンＭ2）を音響管１１の軸方向に沿って並べて配置する。なお、ここでは（第１マイクロホンＭ1と第４開口部との距離）＞（第２マイクロホンＭ2と第４開口部との距離）とする。そして、第１マイクロホンＭ1，第２マイクロホンＭ2のそれぞれにて音圧ｐ1，ｐ2を測定すれば、第１マイクロホンＭ1の位置から第２マイクロホンＭ2の位置への伝達関数Ｈ12＝ｐ2／ｐ1として伝達関数を取得することが可能である。伝達関数Ｈ12を特定することができれば、反射率ｒ＝ｅｘｐ（２ｊｋｘ1）・（Ｈ12−ＨI）／（ＨR−Ｈ12）として反射率を取得することができる。なお、ｋは波長定数、ｘ1は第１マイクロホンと測定対象との距離であり、ＨI＝ｅｘｐ（−ｊｋｓ）、ＨR＝ｅｘｐ（ｊｋｓ）であり、ｓは第１マイクロホンＭ1と第２マイクロホンＭ2との音響中心間距離である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】（１Ａ）は音響特性測定装置の構成を示す図、（１Ｂ），（１Ｃ）は延長管の例を示す図である。
【図２】（２Ａ）〜（２Ｃ）は延長管の例を示す図である。
【符号の説明】
【００６１】
１０…音響特性測定装置、１１…音響管、１１ａ…第１開口部、１１ｂ…第２開口部、１２…スピーカー、１３…制御部、１３ａ…マイクロホン、１３ｂ…音響粒子速度プローブ、１３ｃ…音響特性取得部、１４…延長管、１４ａ…第３開口部、１４ｂ…第４開口部
【図１】
2010091399.tif 000003
【図２】
2010091399.tif 000004