(57)【要約】【課題】  この発明は、縮尺模型の中へ同一縮尺の音源を収容して音源から発する音響を測定して、実物を施工する以前の段階で計画建物の音響状態を把握し、修正を加えて、より優れた音響状態を実現できるように検討することを目的としたものである。【解決手段】  この発明は、建設すべきホール又は音楽室などの、音響性状に厳しい建造物の１／５０〜１／１０縮尺模型と、その内側の音源位置に、前記縮尺に相当する周波数とした請求項１記載の音響模型実験用スピーカとを組み合わせたことを特徴とする音響模型実験システムにより目的を達成した。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支杆の上部に固定した球体の表面に、正１２面体を想定し、夫々の面の中心を中心として高音再生用の小型スピーカを固定すると共に、前記支杆の下部へ低音再生用の小型スピーカ３個を夫々１２０度の角度を保って上向傾斜して固定したことを特徴とする音響模型実験用スピーカ。
【請求項２】
高音再生用の小型スピーカは、小型ドームスピーカとし、低音再生用の小型スピーカは、小型コーンスピーカとしたことを特徴とする請求項１記載の音響模型実験用スピーカ。
【請求項３】
建設すべきホール又は音楽室などの、音響性状に厳しい建造物の１／５０〜１／１０縮尺模型と、その内側の音源位置に、前記縮尺に相当する周波数の音を再生できることとした請求項１記載の音響模型実験用スピーカとを組み合わせたことを特徴とする音響模型実験システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ホール又は音楽室などの室内音響性状をより詳細に検討し、前記音響性状をより良くすることを目的とした前記検討に使用する音響模型実験用スピーカ及びこれを使用した実験システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来ホール又は音楽室など（以下、ホール等という）の室内音響性状を詳細に検討する手法としては、前記ホール等の建設完成後、内部の適所（音響発生場所）へ、音源を配置して音響特性を検討している。音源としては例えば一辺の長さが１０ｃｍ〜１４ｃｍの正１２面体の芯面に、１２個のスピーカを配置したもので、室内音響特性の測定を目的とした無指向性スピーカシステムとして使用されている。
【０００３】
前記音響特性とは、残響時間、音圧レベル分布、エコータイムパターンおよびインパルス応答から算出される各種物理量を指す。これらを種々の方法で測定し、その測定結果に基づいて完成したホール等が所期の設計目標を満たしているかどうかの確認を行ない、また満たしていない場合にはその原因を把握するとともに対応の検討を行なう。
【非特許文献１】ＩＳＯ−３３８２−３頁、４．２．１Ｓｏｕｎｄ  Ｓｏｕｒｃｅ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記従来のホール等の実験においては、ホール等の完成後行なわれる為に、特性に悪影響を及ぼす壁その他の形状、品質等を変更（修正）するのに多大の労力、費用、時間がかかる。そこで実物のホール等を施工する前に、模型を用いて計画されているホール等の音響特性の予測を行なう音響模型実験が以前から行なわれているが、その実験に用いる音源装置として、精度・効率が良く、安定性に優れたものがこれまでほとんど無かった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明は、ホール等の室内音響性状をより詳細に検討するために、音響模型実験を行なって、ホール等の模型を最良に修正し、そのデータに基づいてホール等を設計施工することにより、前記ホール等の完成後に修正する従来の問題点を解決したのである。
【０００６】
前記において、例えば１／５０〜１／１０縮尺の模型を使用すると、実際のホール等の音響現象をシミュレートするためには、縮尺に対応して波長の短い音（即ち周波数の高い音）を使用する必要がある。前記縮尺１／１０の場合、実音場の４ｋＨｚでおきている現象は、模型内では４０ｋＨｚの現象、すなわち、人の耳には聞こえない超音波領域の現象となる。
【０００７】
そこで実物との相似関係において、１／１０の模型実験で必要となる５００Ｈｚ〜８０ｋＨｚの帯域で再生可能であり、１０ｋＨｚ以下はほぼ無指向性であるスピーカを使用すれば、前記模型実験により、ホール等の実物実験と同等の精度を上げることができる知見を得て、問題点を解決したのである。
【０００８】
即ちこの発明は、支杆の上部に固定した球体の表面に、正１２面体を想定し、夫々の面の中心を中心として高音再生用の小型スピーカを固定すると共に、前記支杆の下部へ低音再生用の小型スピーカ３個を夫々１２０度の角度を保って上向傾斜して固定したことを特徴とする音響模型実験用スピーカであり、高音再生用の小型スピーカは、小型ドームスピーカとし、低音再生用の小型スピーカは、小型コーンスピーカとしたものである。
【０００９】
また他の発明は、建設すべきホール又は音楽室などの、音響性状に厳しい建造物の１／５０〜１／１０縮尺模型と、その内側の音源位置に、前記縮尺に相当する周波数の音を再生できることとした請求項１記載の音響模型実験用スピーカとを組み合わせたことを特徴とする音響模型実験システムである。
【００１０】
前記のように、このスピーカは高音再生部の音源となる小型ドームスピーカユニット（１２個）と、低音再生部の音源となる小型コーンスピーカ（３個）とを上下に配置して構成してあるので、高音部と低音部をカバーし得ると共に、縮尺効果として５００Ｈｚ〜８０ｋＨｚまで再生可能となり、実験による検討幅を拡げることができる。
【００１１】
また球体周面へ正１２面体を想定し、各面の中心と、スピーカの中心とを合せて固定するので、設置位置がきわめて正確となり、測定精度を容易に向上させることができる。
【００１２】
前記システムについては、福島市音楽堂をはじめとし、各地において、１０例以上のホールについて比較実験を行なった所、何れも予測通りの結果を得ることができた。
【００１３】
この発明の音響模型実験の利点は、音の波動現象をシミュレートできる点である。例えばコンピュータによるモデル化に波動現象を取り込む研究が行なわれているが、事実上模型実験のほうが優れている。実験には、実際のホール等の音響現象をシミュレートする（相似則利用）ために、縮尺に対応して波長の短い、即ち周波数の高い音を用いる必要がある。例えば縮尺１／１０の場合、実音場の４ｋＨｚでおきている現象は、模型内では４０ｋＨｚの現象、すなわち我々の耳に聞こえない超音波領域の現象となる。そこで１／１０の模型実験で必要となる５００Ｈｚ〜８０ｋＨｚの帯域が再生可能で、１０ｋＨｚ以下はほぼ無指向性であることが確認できたので、実際上１０ｋＨｚ以下で実験すれば、高精度の測定結果を得ることができる。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、支杆の上部に固定した球体の表面に正１２面体を想定し、夫々の面の中心を中心として、模型と同寸法に縮小した高音再生用の小型スピーカを、固定すると共に前記支杆の下部へ低音再生用の小型スピーカ３個を夫々１２０度の角度を保って上向き傾斜で固定したからホール等の模型に対する音響特性を正確に測定し、最良の状態のホール等を作り出すことができる。
【００１５】
この発明のシステムによればホール等の縮小と同一縮小率の音源を利用して音響特性を測定することができるので、ホール等の改良点を容易に発見し、ホール等に対しその設計段階で修正できるようにした効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
この発明は、支杆の上部に固定した球体（例えば木製）の表面に正１２面体を想定し、夫々の面の中心を中心として、模型と同寸法に縮小した高音再生用の小型ドームスピーカを固定すると共に、前記支杆の基部へ前記と同一に縮小した低音再生用の３台の小型コーンスピーカを１２０度の角度で斜上向きに設置して、模型用の音源とする。
【００１７】
次にホール等の設計にもとづき、その１／１０〜１／５０に縮小（前記スピーカの縮小率同一）した模型を作り、その中へ前記音源を収容して、定められた周波数でホール等の音響特性を測定し、改良点、不良点を抽出して修正する。その模型の修正に基づきホール等の設計図を修正すれば、出来上がったホール等は、音響特性が良好であって、爾後修正を要しないことになる。
【実施例１】
【００１８】
この発明の音源に関する実施例を図１、２について説明すると、支杆１の上端へ木球２（直径５０ｍｍ）を固定し、該木球２の表面に外接する正１２面体を想定し、その中心位置に小型ドームスピーカ３、３を固定する。この場合の小型ドームスピーカ３、３（直径２０ｍｍ）の方向は、前記想定した正１２面体と直角な方向に向いている。
【００１９】
前記支杆１の下端へ台４を固定し、台４上へ支持板５ａ、５ｂ、５ｃを１２０度間隔で固定し、この支持板５ａ、５ｂ、５ｃへ低音再生用の小型コーンスピーカ６ａ、６ｂ、６ｃを夫々上向傾斜に固定して、この発明の音源１０を構成した。
【００２０】
前記音源１０は、模型７と同一縮尺で縮小してあるので、５００Ｈｚ〜８０ｋＨｚの帯域の音を再生可能で、１０ｋＨｚ以下の帯域ではほぼ無指向性であることが確認されたので、実物のホール等で使用される１２面体スピーカに対応する縮尺模型スピーカとして音響模型実験で使用することによって、高精度の音響特性を測定することができる。
【００２１】
また木球に外接する外側面へ正１２面体を想定し、各面に夫々高音再生用の小型ドームスピーカを固定したので、各スピーカは正しい位置へ均等に固定される。従って発信、受信した場合の精度が良くなる利点がある。
【００２２】
また低音再生用の小型コーンスピーカ６ａ、６ｂ、６ｃは、支杆１の下端へ３台分等間隔に配置したので安定すると共に、高音再生用と、低音再生用が整然と設置されているので、相互の位置関係は正確に保持される。
【実施例２】
【００２３】
この発明の他の実施例を図１に基づいて説明する。まず建設すべきホールを設計し、ついでホールの１／１０縮尺の模型７を作る。一方同一縮尺の音源１０を作り、これを前記模型内の適所へセットする。図中８、９はマイクロフォーンその他の測定容器である。
【００２４】
次に各スピーカの音響特性（例えばインパルス応答測定、エコーチェックなど）を測定し、これに基づいて前記模型を修正する。このようにして縮尺模型をもとにして、ホール設計図を修正することにより、正しい音響特性のホールを建設することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】この発明のシステムの実施例のブロック図。
【図２】同じく音源の正面図。
【図３】同じく背面図。
【図４】（ａ）同じく平面図、（ｂ）同じく模型内セットの説明図。
【図５】（ａ）この発明の模型実験用１２面体スピーカの周波数特性（ＶＨＯ）、（ｂ）同じく模型実験用１２面体スピーカの周波数特性（Ｈ９Ｏ）。
【図６】（ａ）同じく垂直方向１２５Ｈｚ〜５００Ｈｚにおける周波数特性、（ｂ）同じく１０００Ｈｚ〜４０００Ｈｚにおける周波数特性。
【図７】（ａ）同じく水平方向１２５Ｈｚ〜５００Ｈｚにおける周波数特性、（ｂ）同じく１０００Ｈｚ〜４０００Ｈｚにおける周波数特性。
【図８】（ａ）従来の１２面体（スピーカ設置）の１ｋＨｚ〜４ｋＨｚの指向特性図、（ｂ）同じく１２５Ｈｚ〜５００Ｈｚの指向特性図。
【符号の説明】
【００２６】
１  支杆
２  木球
３  小型ドームスピーカ
４  台
５ａ、５ｂ、５ｃ  支持板
６ａ、６ｂ、６ｃ  小型コーンスピーカ
７  模型
１０  音源
【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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