(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
再放射開口部を介してホール内の空間と連通させた補助空間を設けるとともに前記ホール内の空間内に収音マイクを設け、前記収音マイクで収音した音の音圧を調整する第１の残響制御手段を設けるとともに、前記補助空間内に、前記第１の残響制御手段で調整した音を放射するスピーカを設けたことを特徴とする残響可変システム。
【請求項２】
請求項１に記載の残響可変システムにおいて、
第１の残響制御手段が、音圧に加えて周波数特性も調整するものである残響可変システム。
【請求項３】
再放射開口部を介してホール内の空間と連通させて複数の補助空間を設けるとともに、前記複数の補助空間のうちのひとつの補助空間内に収音マイクを設け、前記収音マイクで収音した音の音圧を調整する第２の残響制御手段を設けるとともに、他の補助空間内に、前記第２の残響制御手段で調整した音を放射するスピーカを設けたことを特徴とする残響可変システム。
【請求項４】
請求項３に記載の残響可変システムにおいて、
第２の残響制御手段が、音圧に加えて周波数特性も調整するものである残響可変システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、劇場やホールなど（以下、ホールと称する）において、講演、演劇、オーケストラ、パイプオルガン演奏など、室内で催される各種の催し物に応じ、室内での音響特性の中で重要な要素である残響時間を変更調整できるようにするための残響可変システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
上述のような残響時間を変更調整する方法としては、従来、次のようなものが知られている。
【０００３】
例えば、特開平３−２８７９４６号公報に開示のものによれば、音響反射部材あるいは吸音部材で形成した天井板の複数個により天井を構成するとともに、各天井板を取り外し可能に構成し、取り外す天井板の個数を変えることにより、天井の下方の客席空間と天井裏空間とを連通させてホール内の空間の容積を変更し、残響時間を変更するように構成されている。
【０００４】
また、特開平３−２８７９４７号公報に開示のものによれば、音響反射部材あるいは吸音部材で天井を形成するとともに、その天井を昇降可能に構成し、その天井の昇降により、ホール内の空間の容積を変更し、残響時間を変更するように構成されている。
【０００５】
また、特公平７−４２７５７号公報に開示のものによれば、ホールの天井を、可撓性の音響反射部材あるいは吸音部材で形成するとともに、その音響反射部材あるいは吸音部材を巻き取るか繰り出すかによって展開面積を増減し、残響時間を変更するように構成されている。
【０００６】
また、上述のように、建築要素に工夫を凝らすことによって残響時間を変更するもの（以下、建築方式と称する）の他に、ホール内から音を収音マイクで収音し、その音の信号に電気的加工を施し、その加工された音をホール内に設けた多数のスピーカから放射する技術（以下、電気制御方式と称する）があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した建築方式による場合、残響時間の調整可能な時間の幅が小さい欠点があった。そこで、時間の幅を大きくしようとすると、構成的に複雑でかつ大掛かりなものになり、ホール設計が高価になる欠点があった。
【０００８】
また、電気制御方式による場合、多数のスピーカから同質の音を放射するとハウリングを生じるため、各スピーカでバラツキをもたせるために多数の制御を行わなければならず、その制御構成に起因して高価になる欠点があった。更に、この電気制御方式の場合、放射される音がどうしても人工的な音になり、違和感を生じやすいという音質上の問題があった。
【０００９】
本発明は、上述のような事情に鑑みてなされたものであって、請求項１および請求項３に係る発明の残響可変システムは、音質上の問題を生じずに大きな幅で残響時間を調整できるものを安価に構成できるようにすることを目的とし、そして、請求項２および請求項４に係る発明の残響可変システムは、音質をより一層向上できるようにすることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明の残響可変システムは、上述のような目的を達成するために、
再放射開口部を介してホール内の空間と連通させた補助空間を設けるとともにホール内の空間内に収音マイクを設け、収音マイクで収音した音の音圧を調整する第１の残響制御手段を設けるとともに、補助空間内に、第１の残響制御手段で調整した音を放射するスピーカを設けて構成する。
【００１１】
また、請求項２に係る発明の残響可変システムは、前述のような目的を達成するために、
請求項１に記載の残響可変システムにおいて、
第１の残響制御手段をが、音圧に加えて周波数特性も調整するように構成する。
また、請求項３に係る発明の残響可変システムは、前述のような目的を達成するために、
再放射開口部を介してホール内の空間と連通させて複数の補助空間を設けるとともに、前記複数の補助空間のうちのひとつの補助空間内に収音マイクを設け、前記収音マイクで収音した音の音圧を調整する第２の残響制御手段を設けるとともに、他の補助空間内に、前記第２の残響制御手段で調整した音を放射するスピーカを設けたことを特徴とする残響可変システム。
また、請求項４に係る発明の残響可変システムは、前述のような目的を達成するために、
請求項３に記載の残響可変システムにおいて、
第２の残響制御手段を、音圧に加えて周波数特性も調整するように構成する。
【００１２】
【作用】
請求項１に係る発明の残響可変システムの構成によれば、ホール内の空間から収音マイクで収音した音の音圧を、所望の残響時間が得られるように音圧調整手段で調整し、その調整された音を補助空間内にスピーカで放射させ、補助空間内で拡散させてから再放射開口部を通じてホール内の空間に再放射し、残響時間を調整することができる。
【００１３】
また、請求項２に係る発明の残響可変システムの構成によれば、音圧の調整に加えて周波数特性を調整し、音質を微調整した上で、補助空間内で拡散させてから再放射開口部を通じてホール内の空間に再放射し、残響時間を調整することができる。
また、請求項３に係る発明の残響可変システムの構成によれば、補助空間内に設けた収音マイクで収音した音の音圧を、所望の残響時間が得られるように音圧調整手段で調整し、その調整された音を収音マイクを設けていない他の補助空間内にスピーカで放射させ、その収音マイクを設けていない他の補助空間内で拡散させてから再放射開口部を通じてホール内の空間に再放射し、残響時間を調整することができる。
更に、請求項４に係る発明の残響可変システムの構成によれば、請求項３に係る発明の残響可変システムにおいても、音圧の調整に加えて周波数特性を調整し、音質を微調整した上で、収音マイクを設けていない他の補助空間内で拡散させてから再放射開口部を通じてホール内の空間に再放射し、残響時間を調整することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明に係る残響可変システムの実施例を示す全体概略構成図であり、ホール１が、ステージ２と、一階席３と、その一階席３の奥側の上方の二階席４とから構成されている。
【００１６】
ホール１全体の天井５ａの上方に第１の補助空間Ｓ１が形成されている。また、ホール１の奥で二階席４の下部となる、一階席３奥側の天井５ｂに相当する箇所の上方に他の補助空間としての第２の補助空間Ｓ２が形成されている。更に、ホール１の横側壁の背後に、他の補助空間としての第３の補助空間Ｓ３が形成されている。
【００１７】
ホール１全体の天井５ａ、および、一階席３奥側の天井５ｂそれぞれの下部のステージ２に近い側に、第１の収音マイク６が設けられている。第１の補助空間Ｓ１内の前後それぞれに第１のスピーカ７が設けられ、第１の収音マイク６に第１の残響制御手段としての第１の残響制御部８が接続され、その第１の残響制御部８に第１のスピーカ７が接続されている。
【００１８】
ホール１全体の天井５ａの所定箇所に、第１の補助空間Ｓ１内と連通する第１の再放射開口部９が形成され、第１の補助空間Ｓ１を一種の共鳴箱として第１のスピーカ７から放射された音を第１の再放射開口部９を通じてホール１内に放射するように構成されている。
【００１９】
第１の残響制御部８は、図２のブロック図に示すように、第１の収音マイク６，６で収音された音を加算増幅する第１の収音加算アンプ１０と、第１の周波数調整手段１１と、第１の音圧調整手段１２とから構成されている。
【００２０】
第１の周波数調整手段１１は、高音域を選択するハイパスフィルタや、低音域を選択するローパスフィルタや、中間の所定帯域を選択するバンドパスフィルタを組み込んで構成され、高音域を響かせたり、あるいは、低音域を響かせたりするなど、催物に応じて最適な音質が得られるように調整するようになっている。
【００２１】
第１の音圧調整手段１２は、増幅する音圧を設定変更可能な可変アンプで構成され、第１の収音マイク６，６で収音された音の音圧を調整してホール１内での残響時間を調整するようになっている。ここで設定する音圧としては、例えば、３dB（デシベル）、７dB、10dBなど、複数種の各種の値が適宜設定できるようになっている。
【００２２】
また、第１の補助空間Ｓ１内の所定の二箇所に第２の収音マイク１３が設けられ、前記第２および第３の補助空間Ｓ２，Ｓ３それぞれ内に第２のスピーカ１４が設けられ、第２の収音マイク１３に第２の残響制御手段としての第２の残響制御部１５が接続され、その第２の残響制御部１５に第２のスピーカ１４が接続されている。
【００２３】
ホール１の横側壁の所定箇所に、第２および第３の補助空間Ｓ２，Ｓ３それぞれ内と連通する第２および第３の再放射開口部１６，１７が形成され、第２および第３の補助空間Ｓ２，Ｓ３それぞれを一種の共鳴箱として第２のスピーカ１４から放射された音を第２および第３の再放射開口部１６，１７を通じてホール１内に放射するように構成されている。
【００２４】
第２の残響制御部１５は、図３のブロック図に示すように、第２の収音マイク１３，１３で収音された音を加算増幅する第２の収音加算アンプ１８と、第２の周波数調整手段１９と、第２の音圧調整手段２０とから構成されている。
【００２５】
第２の周波数調整手段１９は、前述した第１の周波数調整手段１１と同様に、高音域を選択するハイパスフィルタや、低音域を選択するローパスフィルタや、中間の所定帯域を選択するバンドパスフィルタを組み込んで構成され、高音域を響かせたり、あるいは、低音域を響かせたりするなど、催物に応じて最適な音質が得られるように調整するようになっている。
【００２６】
第２の音圧調整手段２０は、前述した第２の音圧調整手段１２と同様に、増幅する音圧を設定変更可能な可変アンプで構成され、第２の収音マイク１３，１３で収音された音の音圧を調整してホール１内での残響時間を調整するようになっている。ここで設定する音圧としては、例えば、３dB（デシベル）、７dB、10dBなど、複数種の各種の値が適宜設定できるようになっている。
【００２７】
以上の構成により、ホール１内で伝播されてきた音を第１の収音マイク６，６で収音し、それらを加算して第１の周波数調整手段１１に入力し、催物に適した音域に調整した後に第１の音圧調整手段１２に入力し、設定音圧分だけ増幅してから第１のスピーカ７，７により第１の補助空間Ｓ１内に放射する。この放射された音は第１の補助空間Ｓ１内で拡散され、第１の再放射開口部９を通じてホール１内に再放射され、音質および残響時間を調整することができる。
【００２８】
詳述すれば、第１のスピーカ７と複数個の第１の再放射開口部９との距離が異なり、第１の再放射開口部９に伝播するまでに第１の補助空間Ｓ１内で共鳴するなど、各第１の再放射開口部９からは、自ずと互いに相関の無いインコヒーレントな音になって再放射され、人工的な加工音では無く、自然な音としてホール１内に再放射されることになるのである。
【００２９】
更に、第１のスピーカ７から放射された第１の補助空間Ｓ１内での音を第２の収音マイク１３で収音し、それらを加算して第２の周波数調整手段１９および第２の音圧調整手段２０に入力し、設定音圧分だけ増幅してから第２のスピーカ１４，１４により第２および第３の補助空間Ｓ２，Ｓ３内に放射し、第２および第３の再放射開口部１６，１７を通じてホール１内に再放射し、前述したのと同様に音質および残響時間を更に調整し、自然な音としてホール１内に再放射することができる。
【００３０】
天井５ａに第１の再放射開口部９を形成する場合、例えば、図４の平面図に示すように、縦横比の異なる矩形や三角形など、各種の形状をランダムに配置すれば良い。このことは、第２および第３の再放射開口部１６，１７を形成する場合についても同様である。
【００３１】
前述した第１の収音マイク６，６それぞれとしては、第１、第２および第３の再放射開口部９，１６，１７から所定距離離し、ハウリングを生じないように設置する。同様に、第２の収音マイク１３，１３それぞれとしても、第１のスピーカ７，７から所定距離離し、ハウリングを生じないように設置する。
【００３２】
次に、実験結果について説明する。
実験用ホールとしては、図５の縦断面図に示すように、某ホールの１／10の縮尺で製作し、ステージ２１から遠ざかる程高くなった一階席２２とホール奥のバルコニー席２３とが備えられている。
【００３３】
天井２４が、図６の横断面図に示すように、下方に突出位置するように構成されて内部空間が補助空間Ｓに形成され、その天井２４の、ホール側壁に対向する両側壁２４ａ，２４ａそれぞれに長手方向に間隔を隔てて再放射開口部２５が形成されている。各再放射開口部２５には、それぞれ揺動開閉可能に開閉蓋２６が付設され、その開口面積を調整できるように構成されている。
【００３４】
ステージ２１に、音源用スピーカ２７がステージ２１の背面側に向けて音を放射するように設け、所定周波数の音をアンプ２７ａにより増幅して音源用スピーカ２７から放射した。
【００３５】
また、バルコニー席２３の前部に収音マイク２８を設け、一方、補助空間Ｓ内の前部側に壁に向かって放射するようにスピーカ２９を設け、収音マイク２８とスピーカ２９とを音圧調整手段としてのアンプ３０を介して接続した。更に、補助空間Ｓ内の後部側に天井音圧を測定する天井用マイク３１を設け、一方、一階席２２の所定箇所に、ホール２１内の客席音圧を測定する客席用マイク３２を設けた。
【００３６】
再放射開口部２５を閉じた第１状態（図７のＡ）、再放射開口部２５を開いた第２状態（図７のＢ）、再放射開口部２５を開いたままでアンプ３０により３dB加えた第３状態（図７のＣ）、再放射開口部２５を開いたままでアンプ３０により７dB加えた第４状態（図７のＤ）、および、再放射開口部２５を開いたままでアンプ３０により10dB加えた第５状態（図７のＥ）それぞれにおいて、音源用スピーカ２７から 500Hzの音を放射し、天井音圧および客席音圧を測定するとともに残響時間を求めた。なお、再放射開口部２５を開いたときの開口総面積は38m2であった。
【００３７】
上述実験結果を次に示すとともに、音の減衰状態を図７のグラフに示す。
0003601922.tif 000002
【００３８】
上記結果から、再放射開口部２５を設けることにより残響時間を長くできることが明らかであり、更に、加える音圧を増加することにより、残響時間を一層長くできることが明らかである。
しかも、上述のように加える音圧を変えて残響時間を調整しても、客席音圧には変化が無く、極めて自然な状態で残響時間を調整できることが明らかである。  更に、音の減衰も滑らかであり、このことによっても極めて自然な状態で残響時間を調整できることが明らかである。
【００３９】
上述実施例では、第１の再放射開口部９を音が客席に上方から直接的に放射されるように構成しているが、実験用ホールにおけるように、ホール側壁に向けて放射するように構成しても良い。
【００４０】
また、第１および第２のスピーカ７，１４，それぞれとしても、音を壁面などに放射させるように構成しても良い。
【００４１】
また、第１の補助空間Ｓ１としては、天井５ａ内空間に限らず、例えば、床下の空間など各種の空間を利用することができる。
【００４２】
また、上記実施例では、第１の補助空間Ｓ１内の音を第２の収音マイク１３で収音し、その音を第２の残響制御部１５を介して調整し、第２および第３の補助空間にＳ２，Ｓ３に放射し、第２および第３の再放射開口部１６，１７からホール１内に再放射するように構成しているが、請求項１に係る発明としては、この構成を備えないものでも良い。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明の残響可変システムによれば、ホール内の空間から収音マイクで収音した音の音圧を電気音響的に加工するものの、その音圧調整後の音を直接ホール内の空間に放射せずに補助空間に放射し、補助空間内で拡散させ、補助空間を一種の共鳴箱として機能させ、自然な音として再放射開口部を通じてホール内の空間に再放射するから、音質上の問題を生じない。
しかも、補助空間を設けるという建築方式と、音圧調整手段によって音圧を調整するという電気制御方式とを合理的に融合するから、上述のように音質上の問題を生じないものでありながら、大きな時間の幅で残響時間を調整できるようになった。
更に、建築的には、補助空間と、それをホール内の空間に連通する再放射開口部とを設けるだけで済み、また、電気制御的には、音圧調整手段とスピーカとを備えるだけで済み、全体として構成的に簡単な改良で良く、残響可変システムを安価に構成できる。
【００４４】
請求項２に係る発明の残響可変システムによれば、音圧の調整に加えて周波数特性を調整し、音質を微調整するから、より一層音質を向上できるようになった。
また、請求項３に係る発明の残響可変システムによれば、請求項１に係る発明と同様に、残響可変システムを安価に構成できるとともに、音質上の問題を生じないものでありながら、大きな時間の幅で更に残響時間を調整できる。
また、請求項４に係る発明の残響可変システムによれば、請求項３に係る発明の残響可変システムにおいても、請求項２に係る発明と同様に、残響可変システムを安価に構成できるとともに、音質上の問題を生じないものでありながら、大きな時間の幅で更に残響時間を調整できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る残響可変システムの実施例を示す全体概略構成図である。
【図２】第１残響制御部を示すブロック図である。
【図３】第２残響制御部を示すブロック図である。
【図４】再放射開口部の一例を示す全体概略平面図である。
【図５】実験用ホールの縦断面図である。
【図６】図５の要部の横断面図である。
【図７】音の減衰状態を示すグラフである。
【符号の説明】
１…ホール
６…第１の収音マイク
７…第１のスピーカ
８…第１の残響制御部（第１の残響制御手段）
９…第１の再放射開口部
１１…第１の周波数調整手段
１２…第１の音圧調整手段
１３…第２の収音マイク
１４…第２のスピーカ
１５…第２の残響制御部（第２の残響制御手段）
１６…第２の再放射開口部
１７…第３の再放射開口部
１９…第２の周波数調整手段
２０…第２の音圧調整手段
Ｓ１…第１の補助空間
Ｓ２…第２の補助空間(他の補助空間)
Ｓ３…第３の補助空間(他の補助空間)
【図１】
0003601922.tif 000003
【図２】
0003601922.tif 000004
【図３】
0003601922.tif 000005
【図４】
0003601922.tif 000006
【図５】
0003601922.tif 000007
【図６】
0003601922.tif 000008
【図７】
0003601922.tif 000009