(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、表面の少なくとも一部に凹状または凸状の拡散部４を有する放音部材２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３とを備える。また、前記放音部材２において、単位面積あたりの前記拡散部４の数が異なってもよいし、前記加振器３を複数備えてもよい。【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、表面の少なくとも一部に凹状または凸状の拡散部を少なくとも一つ設けた板状の放音部材と、
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】
前記放音部材において、単位面積あたりの前記拡散部の数が前記表面の複数の領域で異なる、
請求項１に記載の残響支援装置。
【請求項３】
前記加振器を複数備えた、
請求項１または請求項２に記載の残響支援装置。
【請求項４】
前記加振器には、
音響信号の高音成分が入力される加振器と、
音響信号の低音成分が入力される加振器と、がある、
請求項３に記載の残響支援装置。
【請求項５】
前記低音成分が入力される加振器よりも、
前記高音成分が入力される加振器の近くに前記拡散部をより多く配置する、
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、楽器やパネルに加振器（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、表面の少なくとも一部に凹状または凸状の拡散部を少なくとも一つ設けた板状の放音部材と、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。
【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】同残響支援装置の拡散部を示す図である。
【図３】同残響支援装置の拡散部を示す図である。
【図４】同残響支援装置の拡散部を示す図である。
【図５】同残響支援装置の拡散部を示す図である。
【図６】同残響支援装置の変形例の全体構成を示す図である。
【図７】同残響支援装置の変形例の全体構成を示す図である。
【図８】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７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、平板状に形成されている。
【００１３】
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る。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。なお、放音パネル２は、開口部を有していなくてもよい。
【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。
【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の表面２ａには、複数の拡散部４が設けられている。拡散部４は、放音パネル２の表面２ａに一定の間隔（等間隔）で配置されている。
【００１９】
放音パネル２の表面２ａは、複数の拡散部４が設けられた第一領域と、拡散部４が設けられていない第二領域に分かれている。放音パネル２の表面２ａを、平板状の放音パネル２の長手方向に半分に分割し、放音パネル２の長手方向が垂直になるように配置した際に、上半分に位置する領域が第一領域であり、下半分に位置する領域が第二領域である。
【００２０】
拡散部４は、放音パネル２の表面２ａに凹凸を付与する凹状または凸状の部位である。図２から図５は、拡散部４を示す斜視図および側面図である。拡散部４には、図２および図３に示すように、半球体や多角錐（例えば四角錐）などの凸部と、図４および図５に示すように凹部（有底の穴）の二種類がある。放音パネル２の表面２ａに設けられた複数の拡散部４は、凸部もしくは凹部のみであってもよいし、凸部と凹部の両方であってもよい。
【００２１】
例えば、凸部である拡散部４は、マイクロビーズを放音パネル２の表面２ａに埋め込むことで形成することができる。大きさの異なる複数種類のマイクロビーズを使用して拡散部４を形成してもよい。
【００２２】
例えば、凹部である拡散部４は、放音パネル２の表面２ａに穴あけ加工を施すことで形成することができる。放音パネル２の表面２ａには大きさの異なる複数種類の穴が形成されていてもよい。
【００２３】
凹状または凸状の拡散部４により放音面として機能する放音パネル２の表面２ａに凹凸形状が付与されることで、音が発せられる方向である放音面の法線方向が、様々な方向を指し示すことになる。その結果、放音パネル２の表面２ａは、広い範囲に放音する放音面として機能する。
【００２４】
また、拡散部４は、凹部と凸部とが明確に分離されていなくてもよい。例えば、拡散部４は凹部と凸部とが規則的に連続する形状であってもよい。また、拡散部４は凹部と凸部とが不規則に連続する形状であってもよい。さらに、凹部もしくは凸部が階段状に形成されていてもよい。
すなわち、放音パネル２は、凹状または凸状の拡散部４を少なくとも一つ有していればよい。
【００２５】
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には凹状または凸状の拡散部４が設けられているため、音は広い方向に拡散して放音される。拡散部４がない放音パネルと比較すると、容易に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。
【００２６】
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の主な放音面に拡散部４を設け、放音面に凹凸形状を付与する。これにより自然な音の広がりをさらに広範囲に広げることができる。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。
【００２７】
また、本実施形態の残響支援装置１によれば、拡散部４は、マイクロビーズの埋め込みや、穴あけ加工等により容易に設けることができる。すなわち、低コストで音が広がる範囲を広げることができる。
【００２８】
（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。
【００２９】
例えば、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。
【００３０】
拡散部４の配置は、上述した図１のような配置に限定されない。例えば、拡散部４は放音パネル２の表面２ａ全体に設けられていてもよい。また、拡散部４は放音パネル２の裏面２ｂに設けられていてもよい。また、拡散部４は不規則な間隔（不等間隔）で配置さていてもよい。
【００３１】
拡散部４は、放音パネル２の表面２ａにおいて、所定の領域から別の領域に向かうにしたがって単位面積あたりの拡散部４の数が変化するように配置してもよい。拡散部４の配置の疎密については、固定しきい値法、ディザ法、誤差拡散法などのアルゴリズムを用いて決定してもよい。
【００３２】
例えば、図６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では、放音パネル２の表面２ａの上下端部から中央部に向かうにしたがって、単位面積あたりの拡散部４の数が増えている。すなわち、拡散部４の配置が疎から密に変化している。アクチュエーター３による加振による振動が最も伝わりやすい放音パネル２の中央部に拡散部４を多く配置することで、より効果的に音を広い方向に拡散させることができる。
拡散部４の配置が疎から密に変化する方向は放音パネル２の長手方向（垂直方向）に限定されない。例えば、拡散部４の配置が、短手方向（水平方向）の左右端部から中央部に向かうにしたがって、疎から密に変化していてもよい。また、拡散部４の配置が、斜め方向に疎から密に変化していてもよい。
また、拡散部４のこれらの配置は、密から疎に変化していてもよい。単位面積あたりの拡散部４の数を変えることで、放音パネル２の表面２ａの領域ごとに、音の広がりの程度を調整することができる。
【００３３】
このように、放音パネル２において、単位面積あたりの拡散部４の数が表面２ａの複数の領域の間で異なっていてもよい。図１に示すように、拡散部４が設けられた第一領域と、拡散部４が設けられない第二領域とを設けてもよい。また、図６に示すように、拡散部４の配置の疎密が、表面２ａの複数の領域の間で異なっていてもよい。
【００３４】
また、アクチュエーターは、複数個設けられていてもよい。図７に示すように、第一実施形態の残響支援装置１の変形例である残響支援装置１Ｂは、アクチュエーター３ａとアクチュエーター３ｂを備えている。
【００３５】
また、複数のアクチュエーターに異なる音響信号を入力してもよい。例えば、図７に示すように、残響支援装置１Ｂでは、ギター８の音響信号を、ミキサーなどの音響信号処理装置７で、音響信号を高音成分と低音成分に分離する。分離した高音成分を含む音響信号をアクチュエーター３ａに入力する。分離した低音成分を含む音響信号をアクチュエーター３ｂに入力する。特徴の異なる音響信号を別々のアクチュエーターに入力することで、入力した音響信号ごとに、異なる残響効果を得ることができる。
【００３６】
例えば、図７に示すように、高音成分を含む音響信号が入力されたアクチュエーター３ａの近く（第一領域）に拡散部４を配置し、低音成分を含む音響信号が入力されたアクチュエーター３ｂの近く（第二領域）に拡散部４を配置しない。高音成分を含む音をより優先的に拡散させることができる。高音成分は低音成分に比べて音の直進性が強いため、高音成分の音を優先的に拡散させることで、より効果的に残響効果を高めることができる。
ここで、「アクチュエーター３ａの近く」の領域とは、アクチュエーター３ａとアクチュエーター３ｂとの中点を起点とし、その起点からアクチュエーター３ａ側の領域を意味する。また、「アクチュエーター３ｂの近く」の領域とは、その起点からアクチュエーター３ｂ側の領域を意味する。
３つ以上のアクチュエーターを有する場合においても、あるアクチュエーターと他の複数のアクチュエーターとの中点を起点とし、全ての起点からあるアクチュエーター側にある領域を「あるアクチュエーターの近く」の領域と考えればよい。
【００３７】
また、低音成分を含む音響信号が入力されたアクチュエーター３ｂの近くよりも、高音成分を含む音響信号が入力されたアクチュエーター３ａの近くに拡散部４をより多く配置してもよい。
【００３８】
（第二実施形態）
次に本発明の第二実施形態について、図８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。
【００３９】
図８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８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。
【００４０】
放音パネル２０は、第一実施形態の放音パネル２と同様、放音パネル２０の表面２ａに、複数の拡散部４が設けられている。
【００４１】
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、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、それぞれは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、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。
【００４２】
複数の共鳴管５０は、放音パネル２０に対して、水平方向に配置されていてもよいし、垂直方向に配置されていてもよい。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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２の表面２ａには凹状または凸状の拡散部４が設けられているため、音は広い方向に拡散して放音される。拡散部４が設けられ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。
【００４６】
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】
【００４７】
１，１Ａ，１Ｂ，１０…残響支援装置、２，２Ａ，２Ｂ，２０…放音パネル（放音部材）、３，３ａ，３ｂ…アクチュエーター（加振器）、４…拡散部、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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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