(57)【要約】【課題】簡易な構成で各エリアの聞き手に明りょうな拡声音を提供する。【解決手段】話し手の声は、マイク２で収音され、増幅器３で増幅されて指向性が制御されたスピーカ４から出力される。スピーカ４は、該スピーカ４から出力される音声が直接聞き手に到達することがないように、指向性の向きが天井１に沿うように制御されており、天井には、音響反射板５、６及び７が、指向性が制御されたスピーカ４からの音声が反射して聞き手に到達するように、取り付けられている。話し手からの距離が大きい音響反射板ほど反射音の量が大きくなるようにされており、これにより、話し手からの直接音の距離減衰を補うことができる。面積を変更できる音響反射板、又は、反射面と透過面とを有する音響反射板などが好適に使用できる。【選択図】図１
2007274132.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
話し手の音声を収音するマイクロフォンと、
該マイクロフォンにより収音された音声信号を増幅する増幅器と、
該増幅された音声信号を出力するスピーカと、
前記スピーカの出力する音の指向性を制御する指向性制御手段と、
前記スピーカから出力される音波の経路中に設置された音響反射板とを有する拡声システムであって、
前記指向性制御手段は、前記スピーカから出力される音が聞き手に直接到達しないように前記スピーカの指向性を制御するものであり、
前記音響反射板の向きは、前記スピーカから出力される音を聞き手に反射するように設定されており、
前記反射板により聞き手に供給される反射音の音量が、前記話し手と前記聞き手間の距離による前記話し手の音声の減衰分に相当するようにされている
ことを特徴とする拡声システム。
【請求項２】
話し手の音声を収音するマイクロフォンと、
該マイクロフォンにより収音された音声信号を増幅する増幅器と、
該増幅された音声信号を出力するスピーカと、
前記スピーカの出力する音の指向性を制御する指向性制御手段と、
前記スピーカから出力される音波の経路中に設置された音響反射板とを有する拡声システムであって、
前記指向性制御手段は、前記スピーカから出力される音が聞き手に直接到達する音を含むように前記スピーカの指向性を制御するものであり、
前記音響反射板の向きは、前記スピーカから出力される音を聞き手に反射するように設定されており、
前記反射板により聞き手に供給される反射音の音量及び前記スピーカより聞き手に直接到達する音の音量の合計が、前記話し手と前記聞き手間の距離による前記話し手の音声の減衰分に相当するようにされている
ことを特徴とする拡声システム。  
【請求項３】
前記指向性制御手段は、前記スピーカの指向性を聞き手の配置される方向と略同じ方向に設定し、
前記音響反射板は、前記聞き手の配置される方向と略同じ方向に配置されている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の拡声システム。
【請求項４】
前記請求項１乃至３のいずれかに記載の拡声システムに用いられる音響反射板であって、
音の反射率の高い反射性の材料からなる反射面と音の透過率の高い透過性の材料からなる透過面とを有することを特徴とする音響反射板。
【請求項５】
前記請求項１乃至３のいずれかに記載の拡声システムに用いられる音響反射板であって、
反射面が伸縮可能な部材で構成されていることを特徴とする音響反射板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、会議室やホールなどにおける拡声システム及び該拡声システムに用いられる音響反射板に関する。
【背景技術】
【０００２】
拡声システムにおけるスピーカの配置方式として、客席の前方にスピーカをまとめて配置する集中配置方式、及び、スピーカを多数分散して配置する分散配置方式が知られている（非特許文献１）。
集中配置方式は、例えば、レクチャーなどが行われる場合に、講師の近く（前方）にＬＲ２本のスピーカを配置する方式である。
この場合、前方に座った聞き手には、講師からの直接音で十分な音量が得られるにもかかわらず、スピーカに近いため、不必要な拡声音も同時に提供され、拡声音がうるさいという不都合がある。ただし、使用されるスピーカの本数が少ないため、スピーカ本数による残響音成分の増大が抑えられている。残響音は１０logＮ（Ｎはスピーカ本数）で増加し、これにより明りょう性が損なわれる。
【０００３】
分散配置方式では、通常、複数のスピーカが天井に配置される。各スピーカ出力は、スピーカの下にいる聞き手に対し個別に提供される。このとき、各スピーカから出る音が同じタイミングであると方向感が悪くなるため、スピーカの位置に応じた遅延が施される。
図５は、分散配置方式の一例を示す図である。
この図に示す例では、天井５０に５個のスピーカ５１〜５５が分散配置されている。話し手の声はマイク５６で収音され、遅延装置５７で各系統のスピーカにそれぞれ対応する遅延（τ1〜τ5）を施され、対応する増幅器５８〜６２で増幅されてスピーカ５１〜５５から拡声される。  ここで、各スピーカ５１〜５５から出力される信号に付与される遅延時間τ1〜τ5は、話し手の位置から各スピーカ５１〜５５それぞれとの距離に応じた時間となるように設定されている。このように、分散配置された複数のスピーカからそれぞれの位置に対応した遅延時間を付与された拡声音を放音することにより、一様な音圧分布を得ることができる。
【非特許文献１】前川純一著、「大学講座  建築学  環境編  第３巻  建築音響（増訂板）」、共立出版株式会社、昭和５４年１０月５日増訂版３刷、Ｐ．１６８−１７０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のように、集中配置方式においては、前方に座った聞き手に不必要な拡声音が提供されるという不都合がある。
一方、分散配置方式の場合には、話者に近い聞き手が不必要な拡声音にさらされることは軽減されるが、出力のあるスピーカの本数が多いことから残響音が増大し、残響時間が長くなることから、明りょう性が損なわれるという問題がある。
そこで本発明は、集中配置方式と分散配置方式それぞれの利点を活かし、簡易な構成で各エリアの聞き手に対して明りょうな拡声音を提供することができる拡声システム及び該拡声ステムに用いられる音響反射板を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明の拡声システムは、話し手の音声を収音するマイクロフォンと、該マイクロフォンにより収音された音声信号を増幅する増幅器と、該増幅された音声信号を出力するスピーカと、前記スピーカの出力する音の指向性を制御する指向性制御手段と、前記スピーカから出力される音波の経路中に設置された音響反射板とを有する拡声システムであって、前記指向性制御手段は、前記スピーカから出力される音が聞き手に直接到達しないように前記スピーカの指向性を制御するものであり、前記音響反射板の向きは、前記スピーカから出力される音を聞き手に反射するように設定されており、前記反射板により聞き手に供給される反射音の音量が、前記話し手と前記聞き手間の距離による前記話し手の音声の減衰分に相当するようにされているものである。
また、本発明の他の拡声システムは、話し手の音声を収音するマイクロフォンと、該マイクロフォンにより収音された音声信号を増幅する増幅器と、該増幅された音声信号を出力するスピーカと、前記スピーカの出力する音の指向性を制御する指向性制御手段と、前記スピーカから出力される音波の経路中に設置された音響反射板とを有する拡声システムであって、前記指向性制御手段は、前記スピーカから出力される音が聞き手に直接到達する音を含むように前記スピーカの指向性を制御するものであり、前記音響反射板の向きは、前記スピーカから出力される音を聞き手に反射するように設定されており、前記反射板により聞き手に供給される反射音の音量及び前記スピーカより聞き手に直接到達する音の音量の合計が、前記話し手と前記聞き手間の距離による前記話し手の音声の減衰分に相当するようにされているものである。
さらに、前記指向性制御手段は、前記スピーカの指向性を聞き手の配置される方向と略同じ方向に設定し、前記音響反射板は、前記聞き手の配置される方向と略同じ方向に配置されているものである。
さらにまた、本発明の音響反射板は、上述した拡声システムに用いられる音響反射板であって、音の反射率の高い反射性の材料からなる反射面と音の透過率の高い透過性の材料からなる透過面とを有するものである。
さらにまた、本発明の他の音響反射板は、上述した拡声システムに用いられる音響反射板であって、反射面が伸縮可能な部材で構成されているものである。
【発明の効果】
【０００６】
このような本発明の拡声システムによれば、集中配置方式のメリットであるスピーカの本数の少なさを継承しているため、スピーカ本数の多さによる残響音の増大を防ぐことができる。そして、スピーカからの拡声音を聞き手に直接供給することがないため、集中配置方式のようにスピーカ近傍の聞き手に対して不必要な拡声をすることがない。
また、分散配置方式と同様に、各エリアの聞き手に対して適切な拡声を提供することが可能となる。そして、スピーカの本数は少数とすることができるため、天井に複数のスピーカを配置する分散配置方式と比較して、スピーカ価格だけではなく天井裏の配線なども含めて安価にシステムを構成することができる。
また、反射板から反射される音には、その伝搬距離に応じて遅延時間が自動的に付与されるため、従来の分散配置方式では必要なディレイが、本システムでは必要でない。
さらに、追加工事や改修工事を行なう場合にも、後から音響反射板（パネル）を増設するのみで済むため安価に行うことができる。
また、本発明の音響反射板によれば、設置された位置の付近の聞き手に対して最適な音量の反射音を供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１は、本発明の拡声システムの一実施の形態の構成を示す図である。なお、本発明の拡声システムは、天井高が３ｍ〜３．５ｍ、床面積が１００ｍ2以上の会議室やホールに適用するのが好ましい。
図１において、１は本発明の拡声システムが設置された会議室やホールの天井、２は話し手の声を収音するためのマイク、３は該マイク２で収音された音声を増幅する増幅器、４は前記増幅器３からの出力を放音する指向性を制御されたスピーカである。ここで、前記指向性を制御されたスピーカ４は、前方に対して制限された指向性を有するものであり、その指向性の向きが、放射音が直接聞き手に到達することが無い方向となるように制御されている。例えば、指向性を制御されたスピーカ４から放射されるビーム（音束）が天井又は壁に沿って伝搬するように指向性の向きを設定すればよい。ここでは、前記指向性を制御されたスピーカ４の指向性が天井に沿った方向に向けられて、聞き手の配置される方向と略同じ方向とされているものとして説明する。この指向性を制御されたスピーカ４としては、ホーン型スピーカ、アレイスピーカ、平面スピーカなどを用いることができる。例えば、ホーン形スピーカの場合はホーンの形状とその設置方向がその指向性を制御する手段であり、アレイスピーカの場合には駆動回路がその指向性を制御する手段となる。
【０００８】
５，６及び７は前記指向性を制御されたスピーカ４から放音される音を反射するために前記天井１に所定の角度θ1〜θ3（図示する例では、θ1＝θ2＝θ3＝４５°）をもって取り付けられた音響反射板（以下、単に「反射板」という。）である。各反射板５〜７は、前記指向性を制御されたスピーカ４から天井に沿ってビーム状に放音される音の伝搬経路上に間隔をおいて、聞き手の配置される方向と略同じ方向に配置されている。この例では、話し手からの距離がｋ1、ｋ2及びｋ3の位置の天井に反射板５、６及び７が設置されている。
これにより、前記指向性を制御されたスピーカ４から放射された音のうち反射板５で反射された音は該反射板５の付近の聞き手に供給され、反射されなかった音は次の反射板６に到達し、反射板６で反射された音がその付近の聞き手に供給され、反射板６で反射されなかった音が次の反射板７に到達し、反射板７で反射された音がその付近の聞き手に供給されることとなる。したがって、前記反射板５〜７の付近に位置する聞き手には、話し手から発せられた直接音とそれぞれ対応する反射板５〜７により反射された反射音が到達するこことなる。
ここで、各反射板５〜７による反射量は、前記指向性を制御されたスピーカ４から遠い位置に配置された反射板ほど大きくなるように設定されており、図１の例では、反射板５の反射量＜反射板６の反射量＜反射板７の反射量となるように設定されている。
これにより、話し手からの直接音の距離減衰を反射板５〜７による反射音により補うことができる。
なお、前記指向性を制御されたスピーカ４から放射される音は鋭い指向性を有するビーム状に放射されるため、距離減衰は少なく、反射板５〜７それぞれの位置に必要な音量の音声を反射させることができる。
【０００９】
図２は、このような本発明の拡声システムが設けられた室内における音圧レベルについて説明するための図であり、縦軸は音圧レベル、横軸は話し手からの距離を示している。
この図において、１１は話し手からの直接音の音圧レベル、１２は拡声の目標音圧レベルである。
図示するように、話し手からの直接音の音圧レベル１１は逆２乗則に則って減衰するため、聞き手の位置に応じた音量の拡声音量が必要となる。図においては、話し手からの距離がｋ1の位置では１３で示す拡声音量が必要となり、ｋ2及びｋ3の位置では１４及び１５で示す拡声音量が必要となる。
本発明の拡声システムは、この拡声音量を前記反射板５〜７による反射音によって補うようにし、聞き手の各位置において拡声音量と直接音の合計が同じとなるようにしている。すなわち、話し手からの距離がｋ1の位置に設置された反射板５によって拡声音量１３に相当する音量の反射音を反射させ、話し手からの距離がｋ2の反射板６により拡声音量１４に相当する音量の反射音を反射させ、話し手からの距離がｋ3の反射板７により拡声音量１５に相当する音量の反射音を反射させることにより、聞き手の各位置において一定となる目標音圧レベル１２を満たすことができるようにしている。
【００１０】
このように反射板の設置位置に応じてその反射量を変える一つの手段としては、図１に模式的に示したように、各反射板の前記指向性を制御されたスピーカ４から放射される音が照射される面積を、各反射板に必要とされる反射音の音量（前記拡声音量１３〜１５）となるような面積とすればよい。
また、各反射板の面積は同じでも、その材質や表面の加工状態により適切な反射率や透過率を有する反射板を用いるようにしてもよい。
前記反射板としては、（ア）合板、パーティクルボード等の木質パネル、（イ）石膏ボード、セメント板等の無機質パネル、（ウ）プラスチック等の樹脂パネル、又は、（エ）金属パネル等の音の反射率の高い反射性の材料によって構成されている。なお、その表面にクロス等を貼ってもよい。
【００１１】
このように、本発明の拡声システムによれば、その出力が直接聞き手に到達することがないように指向性の向きが制御されたスピーカを用い、該指向性を制御されたスピーカから出力される音を反射板により反射させて聞き手に提供することにより、話し手からの直接音の距離減衰を補うようにしたため、複数のスピーカを分散配置することなく、室内において一様な音量を得ることができる。
また、反射板により反射された音は、伝搬距離による遅延を受けているため、図５に示したシステムのように遅延装置を用いる必要もない。
【００１２】
なお、図１では、３枚の反射板が設置されている例を示したが、設置される反射板の数は、会議室の大きさ等に応じて任意の枚数とすることができる。
また、反射板を設置する位置も個々の場合に応じて任意に決定することができる。話し手からの直接音の音圧レベルが目標音圧レベルよりも低下するエリアに対応する位置に反射板を設置すればよい。
さらに、図１では、反射板を一列に配置する例を示したが、これに限られることはなく、複数列配置するようにしてもよい。
さらにまた、複数の指向性を制御されたスピーカを配置し、それぞれの出力ビームの中に任意の数の反射板を設置するようにしてもよい。
【００１３】
さらにまた、反射板を取り付ける角度θを制御することにより、聞き手に反射音が到達する角度を変更することができる。さらに、上記においては、各反射板の取り付け角度θ1〜θ3は同じ値としたが、各反射板ごとにそれぞれ最適な値に設定するようにてもよい。
さらにまた、反射板の表面も平面に限られることはなく、円筒状や球状などとすることにより反射音の到達範囲を変更するようにしても良い。
さらにまた、上記においては、スピーカ４の指向性の方向を天井に沿うように設定し、天井に反射板を取り付けていたが、これに限られることはない。例えば、指向性の方向を壁面に沿う方向とし、壁面に反射板を取り付けるようにしてもよいし、放射される音の伝搬経路内に立てて置くようにしてもよい。
【００１４】
ところで、反射板からの反射音だけでは音量や明りょう度が不足して、目標音圧レベル１２を満たすことが困難な場合がある。例えば、反射板の大きさや設置位置などが制限される場合などである。
このような場合には、前記スピーカ４からの音が直接聞き手にも到達するように、前記スピーカ４の指向性を制御する。
この場合、前記反射板５〜７により聞き手に供給される反射音の音量に加えて、スピーカ４から聞き手に直接到達する音の音量の合計が、話し手からの音声の距離減衰分に相当するように設定される。
したがって、前記の合計された音量と、話し手から聞き手に直接供給される音声の合計が、聞き手の各位置において一定となる目標音圧レベル１２を満たすこととなる。
【００１５】
次に、このような本発明の拡声システムに用いて好適な反射板について説明する。
図３は、本発明の拡声システムに用いられる反射板の一実施の形態の構成を示す図である。この図に示す反射板は、前記指向性を制御されたスピーカ４から放射された音を反射する反射面と、反射することなくその音を透過する透過面の両者を有する構成とされている。そして、反射面と透過面の面積、反射面の反射率、透過面の透過率などを変更することにより、その反射板の設置される位置に適した音量の反射音をその付近の聞き手に供給することができるように設定される。
図３の（ａ）と（ｂ）は、天井から反射板がつり下げられた状態を示す図であり、（ａ）は前記スピーカ４の方向からみた正面図、（ｂ）は側面図である。また、（ｃ）は正面図（ａ）におけるＡ−Ａ断面を一部拡大して示す図である。
【００１６】
図３において、２１は天井、２２は支持具、２３は反射板、２４は反射板２３の枠、２５は反射面、２６は透過面である。
支持具２２は反射板２３を天井２１に取り付ける部材であり、図中矢印Ｃに示すように、反射板２３を回動可能に天井２１に支持するものである。これにより、反射板を、前記図１に示したように、所望の角度θをもって天井２１に取り付けることができる。また、支持具２２を天井２１に設けたレールなどに取り付けることにより、図中矢印Ｂ及びＤに示すように、前後左右に移動可能とすることができる。これにより、反射板２３の位置の設置位置の調整や変更を容易に行うことができる。
枠２４は樹脂パイプや木枠などから構成されている。この枠２４により反射面２５と透過面２６が区切られている。
反射面２５は上記（ア）〜（エ）に示した反射性の材料を用いて構成されており、その反射板２３が設置される位置及び反射面２５の面積等を勘案して使用する材料が決定される。図３の（ｃ）に示す例では、反射面２５は、９mm厚の合板２７とその前後に張られたクロス２８により構成されている。
透過面２６は前記指向性を制御されたスピーカ４から放射された音を反射することなくそのまま後方へ通過させるものであり、（オ）パンチングメタル、エキスパンドメタル（開孔率３０％以上のもの）、（カ）織物（例えば、薄手のカーテンクロス）、（キ）サランネット（所謂スピーカの前面に使用する織物）、又は、（ク）不織布等の音の透過率の高い材料によって構成されている。そして、反射板２３が設置される位置及び透過面２６の面積等を勘案して使用する材料が決定される。図３の（ｃ）に示す例では、透過面２６はクロス２９のみから構成されている。
【００１７】
前記反射面２５と透過面２６の割合（面積比）は適宜設定することができ、その反射板２３が取り付けられる位置に応じた割合とすることにより、その付近の聞き手に対して最適な音量の反射音を提供することができる。
この実施の形態の反射板２３を用いる場合には、前記指向性を制御されたスピーカ４からの距離にかかわらず設置される反射板を同じ大きさのものとすることもできる。
なお、図示した例では、反射板２３の表面は平面であり、形は四角形とされていたが、これに限られることはなく、曲面又は不整形としてもよい。
また、ここでは反射板２３が天井に取り付けられるものとして説明したが、この反射板を壁などに取り付けたり、あるいは、前記指向性を制御されたスピーカ４から放射される音の伝搬経路内に立てて置いて使用することもできる。
【００１８】
次に、前記反射板の他の実施の形態について、図４を参照して説明する。
この実施の形態の反射板は、その反射面が伸縮自在とされており、その面積を変更することができるようになっている。
図４はこの実施の形態の反射板の構成を模式的に示す断面図であり、（ａ）は反射板３１を縮めてその面積を小さくした状態、（ｂ）は反射板３１を伸ばしてその面積を大きくした状態を示している。ここで、２１、２２及び２４は前記図３に示したものと同様の天井、支持具及び枠である。
図示するように、この実施の形態においては、反射板３１が第１の部材３２、第２の部材３３及び第３の部材３４から構成されており、第２の部材３３は第１の部材３２の内部に収容可能とされており、第３の部材３４は第２の部材３３の内部に収容可能とされている。また、各部材は、前述した反射性の材料（ア）〜（エ）から選択された材料を用いて構成されている。
このような構成とされた反射板３１を用いることにより、図４の（ａ）に示すようにその面積を小さくしたり、あるいは、図４の（ｂ）に示すようにその面積を大きくしたりして、前記図１の場合と同様に、その反射板３１の位置に応じた反射音を得ることができる面積とすることができる。
これにより、最適な量の反射音を各エリアの聞き手に供給することができる。
なお、ここでは、反射板３１は３個の部材３２〜３４から構成されているものとしたが部材の数は２以上であればよい。
また、図４に示した反射板３１は上下方向に伸縮自在とされているが、他の方向、例えば、横方向に伸縮自在とするようにしてもよい。
さらに、反射面が伸縮可能な部材構成としては、伸長可能な面上の部材（例えば、ゴム材）、折畳み構造の部材（例えば、蛇腹構造）、重なり部が引き出される部材（例えば、シャッター構造）等としてもよい。
さらにまた、この反射板を壁などに取り付けたり、あるいは、前記指向性を制御されたスピーカ４から放射される音の伝搬経路内に立てて置いて使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の拡声システムの一実施の形態の構成を示す図である。
【図２】本発明の拡声システムが用いられて室内における音圧レベルについて説明するための図である。
【図３】本発明の拡声システムに用いられる反射板の一例を示す図である。
【図４】本発明の拡声システムに用いられる反射板の他の例を示す図である。
【図５】従来の分散配置方式の拡声システムの一例を示す図である。
【符号の説明】
【００２０】
１：天井、２：マイク、３：増幅器、４：指向性を制御されたスピーカ、５，６，７：音響反射板、２１：天井、２２：支持具、２３：反射板、２４：枠、２５：反射面、２６：透過面、２７：合板、２８，２９：クロス、３１：反射板、３２，３３，３４：反射板の部材
【図１】
2007274132.tif 000003
【図２】
2007274132.tif 000004
【図３】
2007274132.tif 000005
【図４】
2007274132.tif 000006
【図５】
2007274132.tif 000007