(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
背もたれを備えた椅子が前後方向に複数隣接して配列された空間の音響特性を測定する音響特性測定方法であって、
前記複数隣接して配列された椅子の背もたれと背もたれとの間に空気層が形成されるように前記複数の背もたれにわたって多孔性幕型吸音部材を掛けて、前記複数隣接して配列された椅子に人が着座した状態を模擬した吸音状態を発生させ、前記空間の音響特性を測定する音響特性測定方法。
【請求項２】
背もたれを備えた椅子が前後方向に複数隣接して配列された空間の音響特性を測定する音響特性測定装置であって、
前記複数隣接して配列された椅子の背もたれと背もたれとの間に空気層が形成されるように前記複数の背もたれに掛けられることにより、前記複数隣接して配列された椅子に人が着座した状態を模擬した吸音状態を発生させる多孔性幕型吸音部材と、
前記発生した吸音状態で、前記空間の音響特性を測定する測定手段と、
を含む音響特性測定装置。
【請求項３】
前記多孔性幕型吸音部材に、前記多孔性幕型吸音部材が前記複数隣接して配列された椅子の背もたれに掛けられた状態で前記多孔性幕型吸音部材に張力を付与する張力付与手段を設けた請求項２記載の音響特性測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、音響特性測定方法および音響特性測定装置に関し、特に、劇場やホール等における音響特性を測定するための音響特性測定方法および音響特性測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
劇場やホール等の音響特性は客席部に観客が着席しているか否かにより大きく異なる。従って、劇場やホール等の音響設計目標に対する竣工前の性能検証測定と音響調整を厳密に行うためには、客席部に人が着席した状態で音響特性を測定する必要がある。
【０００３】
従来は、客席部に実際に人を着席させて音響特性を測定していた。
【０００４】
しかしながら、このような測定方法では、人の僅かな動作や呼吸によって発生するノイズが測定の妨げになり、手間や費用の面でも制約があり、また、長時間の測定を実施するには限界があった。
【０００５】
このような問題点を解決するために、人を模した人形（ダミー吸音体）を各座席に設置して測定する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
また、優れた吸音特性を有し、天井などから吊り下げて設置することができる吸音カーテンは、様々な文献に記載されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平６−１９４２１９号公報
【特許文献２】
特開平８−４２０１５号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ダミー吸音体を用いて測定する方法であっても、実際の座席数に等しい数のダミー吸音体を各座席に配置しなければならず、手間と費用の点で制約が大きい。また、ダミー吸音体の運搬や保管には多大な負担がかかり、測定条件（配置数や配置領域等）を変更する場合には、その配置と撤去に手間や時間がかかるため、音響測定方法としては現実的でない面がある。
【０００９】
本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、着席状態を簡便に模擬して空間の音響特性を測定することができる音響特性測定方法及び音響特性測定装置とを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
一般的に、実際に人が着席した状態の座席列の吸音特性は、125〜250Hzの低い周波数領域においては比較的吸音力が小さく、500Hz〜１kHzの高い周波数領域において比較的大きな吸音力を示す傾向がある。一方、壁面に対して空気層を設けて配置された一定の寸法を持つカーテンの吸音力も同様の周波数特性を示す傾向がある。
【００１１】
このことから本発明者らは、前後方向に複数隣接して配置された椅子の背もたれと背もたれの間に空気層が形成されるように適切な布地を複数の背もたれに掛けて、音響特性を測定することによって上述した課題を解決し得ることを見いだし、本発明を成した。
【００１２】
すなわち、本発明の音響特性測定方法は、背もたれを備えた椅子が前後方向に複数隣接して配列された空間の音響特性を測定する音響特性測定方法であって、前記複数隣接して配列された椅子の背もたれと背もたれとの間に空気層が形成されるように前記複数の背もたれにわたって多孔性幕型吸音部材を掛けて、前記複数隣接して配列された椅子に人が着座した状態を模擬した吸音状態を発生させ、前記空間の音響特性を測定する。
【００１３】
また、本発明の音響特性測定装置は、背もたれを備えた椅子が前後方向に複数隣接して配列された空間の音響特性を測定する音響特性測定装置であって、前記複数隣接して配列された椅子の背もたれと背もたれとの間に空気層が形成されるように前記複数の背もたれに掛けられることにより、前記複数隣接して配列された椅子に人が着座した状態を模擬した吸音状態を発生させる多孔性幕型吸音部材と、前記発生した吸音状態で、前記空間の音響特性を測定する測定手段と、を含んで構成されている。
【００１４】
本発明の音響特性測定方法及び音響特性測定装置は、背もたれを備えた椅子が前後方向に複数隣接して配列された空間において、複数隣接して配列された椅子の背もたれと背もたれとの間に空気層が形成されるように複数の背もたれにわたって多孔性幕型吸音部材を掛ける。これにより、複数隣接して配列された椅子に人が着座した状態を模擬した吸音状態を発生させる。この状態で空間の音響特性を測定する。
【００１５】
これにより、実際に人が座席に着席した状態を模擬した吸音状態を簡便に実現して劇場やホール等の空間の音響特性を測定することができ、劇場やホール等の音響設計目標に対する竣工前の音響調整を高精度に実施することができる。
【００１６】
また、本発明では、実際に人を着座させた場合に発生するノイズは発生せず、長時間にわたる測定も可能である。また、ダミー人形を配置する方法に比して、時間、手間、及び費用を節約することができ、測定条件（配置数や配置領域等）の変更も容易に行うことができる。
【００１７】
なお、多孔性幕型吸音部材は、所定の通気性を有するものであれば特に限定されない。例えば、通気性の程度を表す音響流れ抵抗が630〜870Pa・s/m程度の織布を用いることができる。なお、音響流れ抵抗Ｒｆ（Pa・s/m）は、風速分布を一様にした定常気流中に試料を設置したとき、その両面に生じる微小圧力差ΔP（Pa）と流速v（m/s）から次式によって求められる。
【００１８】
Ｒｆ＝ΔＰ／ｖ
このような多孔性幕型吸音部材を用いることにより、複数隣接して配列された椅子に人が着座した状態により近い吸音状態を発生させることができる。
【００１９】
本発明の多孔性幕型吸音部材は、背もたれを備えた椅子が前後方向に複数隣接して配列された空間において、該複数隣接して配列された椅子の背もたれと背もたれとの間に空気層が形成されるように複数の背もたれに掛けられることにより、複数隣接して配列された椅子に人が着座した状態を模擬した吸音状態を発生させる。測定手段は、該多孔性幕型吸音部材により発生した吸音状態で、空間の音響特性を測定する。
【００２０】
また、本発明の前記多孔性幕型吸音部材に、前記多孔性幕型吸音部材に、前記多孔性幕型吸音部材が前記複数隣接して配列された椅子の背もたれに掛けられた状態で前記多孔性幕型吸音部材に張力を付与する張力付与手段を設けてもよい。
【００２１】
このように、多孔性幕型吸音部材に張力を付与する張力付与手段が設けられることにより、複数隣接した椅子の背もたれに掛けられた場合に、多孔性幕型吸音部材が空気層内に落ち込まないよう張った状態に保持でき、容易に複数隣接して配列された椅子の背もたれと背もたれとの間に空気層を形成することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００２３】
図１は、本実施の形態に係る、ホール１０の音響特性（ここでは残響時間）を測定するための音響特性測定装置の全体構成を模式的に示した図である。ホール１０には、観客が着座するための椅子が前後方向に複数隣接して配列された座席列５０が複数列設置されている。なお、図１では簡略化して座席列５０は１列のみ示されている。
【００２４】
この座席列５０の前後方向に隣接した複数の椅子の背もたれの各々にわたって織布４０が掛けられる。これにより、座席列５０に実際に人が着座した状態を模擬した吸音状態を発生させることができる。なお、織布４０は、後述するように織布本体４２と棒状の重り４４とから構成されている。織布本体４２の物性及び織布４０の掛け方の例については後述する。
【００２５】
更に、音響特性測定装置の構成要素として、スピーカ１２及びマイクロホン１６が備えられている。スピーカ１２は、電気信号を音波として再生する。マイクロホン１６は、音波を集音して電気信号に変換する。
【００２６】
スピーカ１２には、位相引伸しパルス発生装置１４が接続されている。位相引伸ばしパルス発生装置１４は、計測用信号音を発生するための装置であり、具体的には位相引伸ばしパルスを発生する。位相引伸ばしパルスは、広帯域信号を低音域から高音域へ順次異なる時刻に発生するように連続的にスィープしたものである。スピーカ１２は、この位相引伸ばしパルス発生装置１４により発生した位相引伸ばしパルス（電気信号）を音波として再生する。
【００２７】
マイクロホン１６には録音器１８が接続されている。録音器１８は、マイクロホン１６で変換された電気信号を記録メディア２０に記録する。記録メディア２０は、電気信号を記録できる記録メディアであれば特に限定されず、例えば、ＤＡＴ（デジタル・オーディオ・テープ）のような記録メディアとすることができる。
【００２８】
音響特性測定装置は、更に、再生器２２と、Ａ／Ｄ変換器２４と、コンピュータ２６と、残響時間読み取り部３６とを備えている。これら構成要素は、ホール１０に備えられている必要はなく、ホール１０から離れた場所に設置されていてもよい。
【００２９】
再生器２２は、記録メディア２０に記録された電気信号（位相引伸ばしパルス）を再生する。
【００３０】
Ａ／Ｄ変換器２４は、再生器２２で再生された電気信号（位相引伸ばしパルス）をアナログ信号からデジタル信号に変換する。
【００３１】
コンピュータ２６は、Ａ／Ｄ変換器２４で変換されて得られたデジタル信号を入力して所定の処理を施し、残響波形３４を出力する。具体的には、図示されるように、位相圧縮演算２８、周波数フィルタ３０、及び逆２乗積分演算３２の各機能を実行する。これら機能は、コンピュータ２６の図示されない記憶装置に格納されたプログラムが、同じくコンピュータ２６の図示されないＣＰＵにより実行されることにより行われる。
【００３２】
位相圧縮演算２８は、入力された位相引伸ばしパルスが有する周波数成分による時刻差を同時刻に補正する演算を行い、インパルス応答を求める。
【００３３】
周波数フィルタ３０は、位相圧縮演算２８で求められたインパルス応答を一定の周波数成分ごとに分割し，リフレクトグラム波形を求める。
【００３４】
逆２乗積分演算３２は、周波数フィルタ３０で求められた、インパルス応答の周波数帯域成分であるリフレクトグラム波形を逆２乗積分し、残響波形を求める。
【００３５】
残響時間読み取り部３６は、コンピュータ２６から出力された残響波形３４から残響時間を読み取る。なお、コンピュータ２６から出力される残響波形を用紙にプリントし、プリントした残響波形から手作業により残響時間を読み取るようにすることもできる。
【００３６】
このような構成を有する音響特性測定装置によりホール１０の残響時間が測定される。なお、残響時間の測定方法には他にも様々なものがあるが、いずれの方法を用いてもよく、上述した方法（装置）に限定されない。
【００３７】
図２は、織布４０及び座席列５０を構成する椅子の外観と、座席列５０に織布４０を設置した状態のイメージを示した図である。
【００３８】
図示されるように、座席列５０を構成する椅子５０1〜５０nは、背もたれ５２及び座部５４を有し、各椅子５０1〜５０nは前後方向におよそ90〜100ｃｍの距離を隔てて設置されている。
【００３９】
織布４０は、織布本体４２と、棒状の重り４４とにより構成されている。
【００４０】
織布本体４２は、横に並んだ２脚の椅子の外側のアームレスト間の幅と略同程の幅、例えば、910mm幅の反物状の形状をしている。
【００４１】
棒状の重り４４は、織布本体４２の両端に備えられており、織布４０を座席列５０に掛けた場合に、自重により織布本体４２に張力を付与する。
【００４２】
なお、織布４０は、一方の棒状の重り４４に巻回されることにより座席列５０の前後方向の寸法に合わせて広げる量を調節できるためため、座席列５０全体の形状に合わせて設置することが可能である。また、織布本体４２を棒状の重り４４に巻き取り小さくまとめることができるため、座席列５０からの撤去が容易で扱いやすく、運搬や保管にも都合がよい。
【００４３】
ここで、織布本体４２の物性について詳述する。
【００４４】
本実施の形態で用いられる織布本体４２は、所定の通気性を有する多孔性幕型吸音部材である。例えば、音響流れ抵抗が630〜870Pa・s/m程度の織布を用いることができる。
【００４５】
音響流れ抵抗とは、グラスウールなどの多孔質材料、布、紙等の通気性の程度を表す量であり、吸音率と高い相関関係を示す物性値である。
【００４６】
音響流れ抵抗Ｒｆ（Pa・s/m）は、風速分布を一様にした定常気流中に試料を設置したとき、その両面に生じる微小圧力差ΔP（Pa）と流速v（m/s）から次
式によって求められる。
【００４７】
Ｒｆ＝ΔＰ／ｖ
また、織布本体４２の厚さや綿密度も通気性の程度に影響するため、音響流れ抵抗が上述した程度となるような厚さや綿密度を有する織布本体４２を用いることが好ましい。例えば、厚さ0.5mm程度、面密度0.26kg/m2程度のものを用いることができる。
【００４８】
このことから、織布本体４２の素材は、カーテン等に用いられる素材が適当である。カーテン用布地の素材としては一般的には、ポリエステルの他、レーヨン、綿、アクリル、キュプラ等が用いられており、それらは単独または混ぜて使用されている。従って、織布本体４２の素材も、それら素材を用いることができる。
【００４９】
従って、座席列５０に掛ける織布４０の織布本体４２として、例えば、音響流れ抵抗値が630〜870Pa・s/m程度であり、厚さ0.5mm程度、面密度0.26kg/m2程度の、カーテン等に一般的に用いられるポリエステル織布を用いることができる。
【００５０】
このような織布４０を広げ、非着席の座席２列ごとに各椅子５０1〜５０nの各背もたれ５２にわたって掛けた状態が、図に示されている。織布本体４２は、棒状の重り４４により張力が付与されるため、空気層内に落ち込まないよう張った状態を保持できる。
【００５１】
これにより、椅子５０1〜５０nの各背もたれ５２及び座部５４と、織布本体４２とにより、空気層が形成される。
【００５２】
一般的に、実際に人が着席した状態の座席列の吸音特性は、125〜250Hzの低い周波数領域においては比較的吸音力が小さく、500Hz〜１kHzの高い周波数領域において比較的大きな吸音力を示す傾向がある。上述した織布４０を、座席列５０の各椅子の各背もたれ５２にわたって掛けることにより、ほぼ同様の周波数特性が実現され、人が座席列５０に着座した状態を模擬した吸音状態を発生させることができる。
【００５３】
このような状態で、ホール１０に設置されたスピーカ１２から音響特性測定用の音波が再生される。この音波は織布４０及び座席列５０により吸音された状態でマイクロホン１６で集音されて、電気信号に変換され、録音器１８によりメディア２０に記録される。
【００５４】
メディア２０に記録された電気信号は、上述した再生器２２、Ａ／Ｄ変換器２４を経て、コンピュータ２６に入力され、コンピュータ２６で所定の処理が施されて残響波形３４が出力される。この残響波形３４から、残響時間読み取り部３６により残響時間が読み取られる。
【００５５】
本発明の出願人は、上述した織布４０を座席列に掛ける織布として用いて、ある２つのホールで残響時間を測定した結果、図３及び図４のような測定結果が得られた。
【００５６】
図３は、座席数が７５９席（車椅子スペース８席を除く）であり、室容積が６８００ｍ3のホールＡにおける残響時間の測定結果を示した図である。
【００５７】
このホールＡにおいて、実際に人が着席した状態および空席状態の残響時間を測定し、更に、上述した織布４０を図２に示されるような方法で座席列に掛け、実際の着席状態を模擬した吸音状態を発生させて残響時間を測定した。
【００５８】
なお、実際に人が着席した測定では、７０１人が着席し、更に測定者１５名が着席した。また、空席場所のうち２０席にはスピーカやマイクロホン等の測定機器を設置した。このため、実質的には、全座席数に対して９７％の着席率で測定した。
【００５９】
また、模擬状態では、全座席列全てに図２に示したように織布４０を掛けて測定した。
【００６０】
図３から明らかなように、模擬状態で測定された残響時間と着席状態で測定された残響時間は、ほぼ同等な値を示している。
【００６１】
また、一般的に、着席状態では500Hz〜１kHzの周波数領域において比較的大きな吸音力を示す傾向があるため、この周波数領域における残響時間の測定結果は特に重要となる。図から明らかなようにこの周波数領域における実際の着席状態と模擬した吸音状態との残響時間の誤差は比較的小さく、実際の着席状態とほぼ同様の測定結果が得られることがわかる。
【００６２】
図４は、座席数が１８１０席であり、室容積が１４５００ｍ3のホールＢにおける残響時間の測定結果を示した図である。
【００６３】
ホールＢにおいてもホールＡと同様に、実際に人が着席した状態および空席状態の残響時間を測定し、更に、上述した織布４０を図２に示されるような方法で座席列に掛け、実際の着席状態を模擬した吸音状態を発生させて残響時間を測定した。
【００６４】
なお、人が実際に着席した測定においては、その正確な着席人数は記録していないが、ほぼホールAと同様の着席率で測定を実施した。
【００６５】
図から明らかなように、模擬状態で測定された残響時間と着席状態で測定された残響時間は、ほぼ同等な値を示している。また500Hz〜１kHzの周波数領域における残響時間の誤差も0.1秒以内と比較的小さく、実際の着席状態とほぼ同様の測定結果が得られることがわかる。
【００６６】
以上説明したように、椅子５０1〜５０nが前後方向に隣接して配列された複数列の座席列５０を有するホール１０において、座席列５０の椅子５０1〜５０nの背もたれ５２と背もたれ５２との間に空気層が形成されるように複数の背もたれ５２にわたって織布４０を掛けて、座席列５０に着座した状態を模擬した吸音状態を発生させ、ホール１０の音響特性（残響時間）を測定するようにしたため、実際の着座状態における吸音状態と同等の吸音状態で音響特性を測定することができる。これにより、劇場やホール等の音響設計目標に対する竣工前の音響調整を高精度に実施することができる。また、リハーサル時において、本番時との音響特性の差異を簡便に解消することができ、劇場・ホール運用時の音響調整にも利用できる。
【００６７】
なお、上述した実施の形態では、全座席列に人が着席した状態を模擬して残響時間を測定する例について説明したが、測定条件（織布４０を掛ける座席列の数や領域）を変更して測定することもできる。上述したように、織布４０は設置や撤去が容易なため、実際に人を着席させたりダミー吸音体を配置したりする方法に比して、容易に測定条件を変更することができる。
【００６８】
また、上述した実施の形態は本発明の一例を示すものであり、本発明の構成を限定するものではない。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明した如く本発明によれば、複数隣接して配列された椅子の背もたれと背もたれとの間に空気層が形成されるように複数の背もたれにわたって多孔性幕型吸音部材を掛けることによって、実際の着座状態を模擬した吸音特性を発生させるようにして音響特性を測定するようにしたため、簡便に、着席状態における吸音状態と同等の吸音状態で音響特性を測定することができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る、ホールの音響特性を測定するための音響特性測定装置の全体構成を模式的に示した図である。
【図２】織布４０及び座席列５０を構成する椅子の外観と、座席列５０に織布４０を設置した状態のイメージを示した図である。
【図３】ホールＡにおける残響時間の測定結果を示した図である。
【図４】ホールＢにおける残響時間の測定結果を示した図である。
【符号の説明】
１０  ホール
１２  スピーカ
１４  位相引伸ばしパルス発生装置
１６  マイクロホン
１８  録音器
２０  記録メディア
２２  再生器
２４  Ａ／Ｄ変換器
２６  コンピュータ
３６  残響時間読み取り部
４０  織布
４２  織布本体
４４  棒状の重り
５０  座席列
５０1〜５１n  椅子
５２  背もたれ
５４  座部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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