(57)【要約】【課題】大規模なスピーカーシステムを用いることなく、聴取場所によらない自然な残響効果の生成を支援する。【解決手段】残響支援装置１は、内部に空洞を有し、少なくとも一部に湾曲部を有する板状の放音部材と、入力される音響信号に基づき前記放音部材を加振する加振器とを備える。また、前記放音部材と前記加振器とを接続する支持部材をさらに有してもよい。また、前記空洞が複数の共鳴管に分割されており、前記共鳴管はそれぞれが異なる周波数特性を有してもよい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に空洞を有し、少なくとも一部に湾曲部を有する板状の放音部材と、
入力される音響信号に基づき前記放音部材を加振する加振器とを備えた、
残響支援装置。
【請求項２】
前記放音部材と前記加振器とを接続する支持部材をさらに備え、
前記支持部材を介して、前記加振器が前記放音部材を加振する、
請求項１に記載の残響支援装置。
【請求項３】
複数の前記支持部材が、前記放音部材との接続部分の間隔が均等になるように前記放音部材に対して配置される、
請求項２に記載の残響支援装置。
【請求項４】
前記湾曲部は、凸状に形成された前記放音部材の表面および凹状に形成された前記放音部材の裏面であり、
前記加振器は、前記放音部材の前記裏面側に設けられている、
請求項１から３のいずれか一項に記載の残響支援装置。
【請求項５】
前記放音部材の前記表面の剛性より前記裏面の剛性が低い、
請求項４に記載の残響支援装置。
【請求項６】
前記空洞が複数の共鳴管に分割された、
請求項１から５のいずれか一項に記載の残響支援装置。
【請求項７】
複数の前記共鳴管は、互いに異なる周波数特性を有する、
請求項６に記載の残響支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自然な残響効果の生成を支援する残響支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自然な残響効果（リバーブ効果等）の生成を支援するシステムとして、空間自体の音の響きをもとにフィードバックループを利用して自然な響きを支援する音場支援システムＡＦＣ（Ａｃｔｉｖｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）が知られている。しかし、複数のマイクロホンや音響信号処理をする機器等を含む大規模なスピーカーシステムを設置する必要があり、設置コストが高いという問題があった。
【０００３】
一方、楽器やパネルにアクチュエーターを設け、アクチュエーターによる加振により、楽器やパネルに豊かな音響を発生させる加振装置が知られている。楽器やパネルの放音面全体から放音するため、自然な音の広がりを感じさせることができる。この加振装置を用いることで、大規模なスピーカーシステムを用いることなく、手軽に自然な残響効果の生成を支援することができる。
【０００４】
例えば、特許文献１には、弦楽器の共鳴胴を加振器（アクチュエーター）によって振動させ、豊かな音響を発生させる加振装置が記載されている。この加振装置においては、電気信号に変換された弦振動が、ギターの裏板の内側等に設置されたアクチュエーターに伝えられる。アクチュエーターは、その電気信号を振動に変換してギター本体に伝える。アンプやスピーカーを繋がずに、ギター本体で残響音を発することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−０４５３１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来の加振装置では、楽器やパネルの放音面を振動させて音を発している。しかしながら、放音面はフラットであるため放音面の法線方向に音が強く放出され、聴取場所によっては残響効果が十分得られない場合がある。
【０００７】
本発明は、上記の事情に鑑みなされたもので、大規模なスピーカーシステムを用いることなく、聴取場所によらない自然な残響効果の生成を支援することができる残響支援装置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】
【０００８】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明に係る残響支援装置は、内部に空洞を有し、少なくとも一部に湾曲部を有する板形状の放音部材と、入力される音響信号に基づき前記放音部材を加振する加振器とを備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、大規模なスピーカーシステムを用いることなく、聴取場所によらない自然な残響効果の生成を支援することができる残響支援装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第一実施形態に係る残響支援装置の全体構成を示す図である。
【図２】同残響支援装置の変形例の全体構成を示す図である。
【図３】同残響支援装置の変形例の全体構成を示す図である。
【図４】同残響支援装置の変形例の全体構成を示す図である。
【図５】本発明の第二実施形態に係る残響支援装置の全体構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（第一実施形態）
以下、本発明に係る残響支援装置の第一実施形態を、図１から図４を参照しながら説明する。なお、図面を見やすくするため、各構成要素の厚さや寸法の比率は適宜調整されている。
図１は本実施形態に係る残響支援装置１の全体構成を示す図である。図１に示すように、本実施形態に係る残響支援装置１は、放音パネル（放音部材）２と、アクチュエーター（加振器）３と、を備えている。
【００１２】
放音パネル２は、音の共鳴管として機能する空洞を内部に有するパネルである。放音パネル２は、図１に示すように、板状のパネルのうち板厚方向を向く表面２ａと裏面２ｂとを湾曲させて形成されている。すなわち、本実施形態では、放音パネル２の、凸状の表面２ａ全体と、凹状の裏面２ｂ全体が、放音パネル２の湾曲部である。本実施形態の放音パネル２の表面２ａは、球体もしくは楕円体の表面の一部を切り出したような曲面形状である。
【００１３】
なお、放音パネル２の内部の空洞は、放音パネル２に形成された開口部を介して外部と連通していてもよい。空洞の形状や内容積や、開口部の面積などを調整することで、放音パネル２の共鳴周波数を変更することができる。
【００１４】
アクチュエーター３は、供給された音響信号に基づいて振動を出力する。アクチュエーター３は、図１に示すように、放音パネル２の裏面２ｂに当接するように設けられている。アクチュエーター３は、複数個設けられていてもよい。
【００１５】
アクチュエーター３には、接続される電気信号線を介して音響信号が外部から供給される。
アクチュエーター３は、供給された音響信号に基づき駆動信号を生成し、放音パネル２の裏面２ｂを加振させる。
【００１６】
アクチュエーター３は、音響加振する部材、例えばボイスコイルやピエゾ素子を用いて振動を生成する。生成された振動は、当接する放音パネル２の裏面２ｂに伝達される。
【００１７】
アクチュエーター３は放音パネル２の裏面２ｂを加振することで、放音パネル２全体を振動させる。その結果、放音パネル２の表面２ａや裏面２ｂ等を放音面として音が発せられる。
【００１８】
放音パネル２から発せられる音は放音面全体から放音されるため、音の放音源が特定されやすい通常のスピーカーと比べると、自然な音の広がりを感じさせることができる。
また、主な放音面である放音パネル２の表面２ａは凸状に湾曲しているため、音は広い方向に拡散して放音される。湾曲していない放音パネルと比較して、より広範囲に放音でき、聴者が感じる音像はよりぼやける。その結果、聴取場所によらない自然な残響効果を生成することができる。
【００１９】
残響支援装置１は、主な放音面である表面２ａを聴者に向けて配置される。アクチュエーター３は、放音パネル２の裏面２ｂに設けられているため、聴者から見えづらい。そのため、残響支援装置１全体の見栄えがよい。
【００２０】
なお、アクチュエーター３は、放音パネル２の裏面２ｂ以外の箇所、例えば表面２ａに設けられていてもよい。しかしながら、残響支援装置１全体の見栄えを考慮すると、放音パネル２の裏面２ｂに設けられていることが好ましい。
【００２１】
以上のように構成される本実施形態の残響支援装置１では、音の放音源が特定されにくい放音パネル２の主な放音面である放音パネル２の表面２ａが凸状に湾曲しているため、音は広い方向に拡散して放音される。そのため、残響支援装置１により、大規模なスピーカーシステムを用いることなく、聴取場所によらない自然な残響効果の生成を支援することができる。
【００２２】
（変形例）
以上、本発明の第一実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。また、上述の第一実施形態および変形例において示した構成要素は適宜に組み合わせて構成することが可能である。
【００２３】
放音パネル２の形状は、図１に示すような湾曲形状に限定されない。
例えば、図２に示すように、残響支援装置１の変形例である残響支援装置１Ａは、表面２ａと裏面２ｂが、垂直方向には湾曲せず、水平方向のみに湾曲する放音パネル２Ａを備える。放音パネル２Ａは、水平方向に対して、ほぼ３６０度の範囲に放音することができる。
【００２４】
放音パネルは円筒形状(円柱形状)となっていてもよいが、放音パネル２Ａは、図２に示すように、円筒形状の周方向の一部が垂直方向に切り取られた形状となっている。放音パネルが円筒形状であると、放音パネルの剛性が高くなり、振動を発生させづらくなる。また、放音パネルの剛性が向上することで、放音パネルの共振周波数が高くなり、高音域に共振点を有する周波数特性となる。これらの現象は放音パネルとしては好ましいものではないため、例えば、放音パネル２Ａのように円筒形状の一部を切り取り、放音パネルの剛性を低下させるとよい。
【００２５】
放音パネル２Ａの主な放音面である表面２ａの剛性と比べ、裏面２ｂの剛性が低くなるように、裏面２ｂの材質や厚みを調整してもよい。放音パネル２Ａのような形状の場合、表面２ａを積極的に振動させて放音させればよく、裏面２ｂからも放音させる必要性はそれほど高くないためである。
【００２６】
また、図３に示すよう、残響支援装置１の変形例である残響支援装置１Ｂは、表面２ａと裏面２ｂが、一定の曲率半径でなく、部分により異なる曲率半径で湾曲する放音パネル２Ｂを備える。放音パネル２Ａの一部に曲率半径が他の部分より小さい部分を形成することにより、より広範囲に放音することができる。
【００２７】
放音パネル２の変形例である放音パネル２Ａと放音パネル２Ｂは、平板状のパネルを湾曲させた形状であるが、放音パネルの形状の変形例はこれらに限定されない。例えば、表面２ａのみが凸状に湾曲しており、裏面２ｂが湾曲していない形状であってもよい。また、表面２ａの一部のみ、例えば中央部のみが凸状に湾曲していてもよい。表面２ａの二か所以上が凸状に湾曲していてもよい。
すなわち、放音パネルの少なくとも一部に湾曲部を有していればいい。
【００２８】
また、図４に示すように、残響支援装置１の変形例である残響支援装置１Ｃは、支持部材４をさらに有する。支持部材４は、大型のアクチュエーター３Ａと、放音パネル２Ａとを三か所で接続する。大型のアクチュエーター３Ａは、放音パネル２Ａの裏面２ｂ側に設けられる。
アクチュエーター３よりも大型のアクチュエーター３Ａは、支持部材４を介して、放音パネル２Ａを加振する。すなわち、大型のアクチュエーター３Ａにおいて発生した振動は、大型のアクチュエーター３Ａに接続された支持部材４に伝達され、さらに放音パネル２Ａに到達し、放音パネル２Ａを加振する。
支持部材４をさらに備えることにより、放音パネル２Ａはより大型のアクチュエーター３Ａを支持することができる。大型のアクチュエーター３Ａは、アクチュエーター３と比べ、より大きな振動を加振することができ、残響支援装置１Ｃは、より大きな音を放音することができる。
ここで、支持部材４は、大型のアクチュエーター３Ａの振動を放音パネル２Ａに伝達させる際の効率を上げるために、ウォールナットやメープル等の木材、プラスチック等の樹脂（有機材料）、金属、セラミックス等、剛性が高い材質や構造であることが好ましい。
【００２９】
支持部材４および大型のアクチュエーター３Ａは、放音パネル２Ａの裏面２ｂに設けることが好ましい。残響支援装置１Ｃ全体の見栄え向上の効果に加え、大型のアクチュエーター３Ａを安定して支持できる効果を有する。アクチュエーター３Ａは、３つの支持部材４により、円柱状の放音パネル２Ａの内部中心に、残響支援装置１Ｃの重心の位置とアクチュエーター３Ａの位置がほぼ一致するように支持されているためである。
【００３０】
ここで、ローリングなどの異常な振動の発生防止の観点から、３つの支持部材４は、図４に示すように、放音パネル２Ａとの接続部分の間隔が均等になるように放音パネル２Ａに対して配置されることが好ましい。図４に示すように、３つの支持部材４は放音パネル２Ａの裏面２ｂに沿って水平方向に配列されており、放音パネル２Ａの裏面２ｂの左端部、中央、右端部に配置されている。左端部と中央に配置された二つの支持部材４における放音パネル２Ａとの接続部分の間隔が、右端部と中央に配置された二つの支持部材４における放音パネル２Ａとの接続部分の間隔と同じであれば、アクチュエーター３Ａの振動を支持部材４全体により均一に伝達させることができる。
もちろん、支持部材の数は３つ以外の複数であってもよい。その場合においても、複数の支持部材は、均等に放音パネル２Ａに対して配置されることが好ましい。
【００３１】
（第二実施形態）
次に本発明の第二実施形態について、図５を参照して説明する。なお、以降の説明において、すでに説明したものと共通する構成等については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００３２】
図５は本実施形態に係る残響支援装置１０の全体構成を示す図である。図５に示すように、本実施形態に係る残響支援装置１０は、放音パネル２０と、アクチュエーター３と、を備えている。
【００３３】
放音パネル２０は、放音パネル２と同様、内部に空洞を有する。内部の空洞は、円筒形状の共鳴管５０により、複数の領域に分割されている。複数の共鳴管５０は、それぞれ同じ形状であってもよく、異なる形状であってもよい。また、共鳴管５０は、円筒形状でなくともよく、共鳴管として機能する形状であればよい。
【００３４】
共鳴管５０は、中の空気が振動しやすく、モード振動を発生させやすい構造となっており、共鳴管５０の長さに応じた特定の共鳴周波数を有する。共鳴管５０はその側面などに開口部を有してもよい。開口部を有する場合、開口部の位置や面積などを調整することで、共鳴管５０の共鳴周波数を変更することができる。
【００３５】
複数の共鳴管５０は、互いに異なる共鳴周波数を有するように調整してもよい。異なる周波数特性を持った複数の共鳴管５０を並べて配置することで、響きの周波数バランスを向上させることができる。例えば、複数の共鳴管５０の体積や形状が互いに異なっていれば、それらの共鳴周波数は互いに異なる。また、複数の共鳴管５０の内部の空洞内にスポンジ等の吸音部材を様々な位置に設置すれば、それらの共鳴周波数は互いに異なる。上述したように、共鳴管５０が開口部を有する場合は、共鳴管５０の開口部の位置や面積が互いに異なっていれば、それらの共鳴周波数は互いに異なる。
複数の共鳴管５０は、少なくとも一部が異なる共鳴周波数を有するように調整してもよい。一部の共鳴管５０のみが異なる共鳴周波数を有していても、響きの周波数バランスを向上させることができる。
この様に調整された複数の共鳴管５０の備える放音パネル２０は、内部に一つの空洞を有する放音パネル２と比べ、残響音の周波数特性のバラツキを少なくすることができる。
【００３６】
本実施形態の残響支援装置１０によれば、第一実施形態と同様の効果を奏する。
放音パネル２０から発せられる音は放音面全体から放音されるため、音の放音源が特定されやすい通常のスピーカーと比べると、自然な音の広がりを感じさせることができる。
また、主な放音面である放音パネル２０の表面２ａは凸状に湾曲しているため、音は広い方向に拡散して放音される。湾曲していない放音パネルと比較すると、より広範囲に放音でき、聴者が感じる音像はよりぼやける。その結果、聴取場所によらない自然な残響効果をより高めることができる。
さらに、放音パネル２０は複数の共鳴管５０を有し、残響音の周波数特性のバラツキを少なくすることができる。そのため、自然な残響効果を一層高めることができる。
【００３７】
以上、本発明の第二実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。また、上述の第二実施形態および変形例において示した構成要素は適宜に組み合わせて構成することが可能である。
【符号の説明】
【００３８】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１０…残響支援装置、２，２Ａ，２Ｂ，２０…放音パネル（放音部材）、３，３Ａ…アクチュエーター（加振器）；４…支持部材；５０…共鳴管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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