(57)【要約】【課題】音響特性の予測を簡単にすること。【解決手段】設計支援装置１は、設計対象の装置の三次元モデル２ａが備える複数の中空の部品モデル３ａ〜３ｇのうち、部品モデル３ａの内部に指定された位置ｐと接続関係にある部品モデル３ａ、３ｄ、３ｅを、各部品モデル３ａ〜３ｇの断面積に関する所定の条件を満たすか否かを判断することにより抽出する抽出部１ａと、抽出部１ａが抽出した部品モデル３ａ、３ｄ、３ｅの音響特性の予測値を算出する算出部１ｂと、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータによって実行される予測値算出方法であって、
設計対象の装置の三次元モデルが備える複数の中空の部品モデルのうち、所定の部品モデルの内部に指定された位置と接続関係にある部品モデルを、各部品モデルが断面積に関する所定の条件を満たすか否かを判断することにより抽出し、
抽出した前記部品モデルの音響特性の予測値を算出する、
ことを特徴とする予測値算出方法。
【請求項２】
部品モデルの抽出に際し、断面積が第１の閾値以下の部分を有し、かつ、前記第１の閾値以下の部分が第２の閾値の長さ以上続く部品モデルは抽出対象から除外することを特徴とする請求項１記載の予測値算出方法。
【請求項３】
部品モデルの抽出に際し、前記指定された位置を含む部品モデルに隣接する部品モデルを、他の部品モデルに優先して前記接続関係にあるか否かを判断する処理を実行し、抽出対象から除外した部品モデルを介して前記指定された位置を含む部品モデルに接続されている全ての部品モデルを抽出対象から除外することを特徴とする請求項２記載の予測値算出方法。
【請求項４】
抽出した前記部品モデルの音響特性に関するパラメータを所定の計算式に代入することで前記予測値を算出することを特徴とする請求項１記載の予測値算出方法。
【請求項５】
コンピュータに、
設計対象の装置の三次元モデルが備える複数の中空の部品モデルのうち、所定の部品モデルの内部に指定された位置と接続関係にある部品モデルを、各部品モデルが断面積に関する所定の条件を満たすか否かを判断することにより抽出し、
抽出した前記部品モデルの音響特性の予測値を算出する、
処理を実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項６】
設計対象の装置の三次元モデルが備える複数の中空の部品モデルのうち、所定の部品モデルの内部に指定された位置と接続関係にある部品モデルを、各部品モデルが断面積に関する所定の条件を満たすか否かを判断することにより抽出する抽出部と、
前記抽出部が抽出した前記部品モデルの音響特性の予測値を算出する算出部と、
を有することを特徴とする設計支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は予測値算出方法、プログラムおよび設計支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯端末装置等のスピーカ、レシーバ、マイク等の音響商品は、設定条件により音響特性が変化する。例えばスピーカでは、スピーカ後方の空間（後気室）の容積が大きいほど共鳴周波数が低くなり、低周波側の音量が増加することが知られている。このため、設計段階で後気室の大きさを変えて、音響特性を調整する処理が行われている。
【０００３】
構造物の音響特性を予測する方法として、構造物を複数の要素に分割し、各要素の振動・騒音解析を行う統計的エネルギー解析方法（ＳＥＡ：Statistical Energy Analysis）が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３３７４０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
例えば音響特性を予測するために統計的エネルギー解析方法を用いる場合、分析する空間の数が多いと、構造物の振動速度を測定する点が増加する。このため、音響特性を予測する際の処理が複雑となるという問題がある。
【０００６】
なお、統計的エネルギー解析方法について説明したが、ＦＥＭ（Finite Element Method）／ＢＥＭ（Boundary Element Method）等の方法を用いた場合にも同様の問題がある。
１つの側面では、本発明は、音響特性の予測を簡単にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、開示の予測値算出方法が提供される。この予測値算出方法は、コンピュータによって実行され、設計対象の装置の三次元モデルが備える複数の中空の部品モデルのうち、所定の部品モデルの内部に指定された位置と接続関係にある部品モデルを、各部品モデルが断面積に関する所定の条件を満たすか否かを判断することにより抽出し、抽出した部品モデルの音響特性の予測値を算出する。
【発明の効果】
【０００８】
一態様では、音響特性の予測を簡単にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施の形態の設計支援装置を示す図である。
【図２】第２の実施の形態の設計支援装置のハードウェア構成を示す図である。
【図３】第２の実施の形態の設計支援装置の機能を示すブロック図である。
【図４】空間部分の抽出方法を説明する図である。
【図５】空間分割部の処理を説明する図である。
【図６】音響特性の予測方法を説明する図である。
【図７】設計支援装置の全体処理を示すフローチャートである。
【図８】空間抽出処理を示すフローチャートである。
【図９】空間分割処理を示すフローチャートである。
【図１０】空間分割位置決定処理を示すフローチャートである。
【図１１】音響特性予測処理を示すフローチャートである。
【図１２】後気室の容積を変化させたときの音響特性の実測結果の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施の形態の設計支援装置を、図面を参照して詳細に説明する。
＜第１の実施の形態＞
図１は、第１の実施の形態の設計支援装置を示す図である。
【００１１】
第１の実施の形態の設計支援装置（コンピュータ）１は、抽出部１ａと、算出部１ｂと、記憶部１ｃとを有している。
抽出部１ａは、三次元モデル記憶部２に記憶されている設計対象の装置の三次元モデル２ａを読み出す。設計対象の装置としては、例えば、携帯電話機等の携帯端末装置が挙げられる。図１では一例として、携帯端末装置の三次元モデル２ａの断面図を示している。三次元モデル２ａは、筐体モデル３と、筐体モデル３の内部に設けられたスピーカモデル４と、スピーカモデル４に隣接する部品モデル３ａ、および部品モデル３ａに接続された部品モデル３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆ、３ｇを有している。部品モデル３ａ〜３ｇの内部は、いずれも中空である。
【００１２】
設計者は、携帯端末装置の音響特性を予測する目的で、スピーカモデル４に隣接し後気室として設計された部品モデル３ａ内部の位置ｐを指定する。なお、位置ｐの指定は、設計支援装置１が三次元モデル２ａの属性情報からスピーカモデル４を検出し、スピーカモデル４に隣接する部品モデル３ａを検出することにより設計支援装置１が行ってもよい。
【００１３】
抽出部１ａは、位置ｐと接続関係にある部品モデル３ａ、３ｄ、３ｅを、各部品モデルが断面積に関する所定の条件を満たすか否かを判断することにより抽出する。具体的には、抽出部１ａは、断面積が第１の閾値以下の部分を有し、かつ、第１の閾値以下の部分が第２の閾値の長さ以上続く部品モデル３ｂ、３ｆは抽出対象から除外する。また、部品モデル３ｂを介して部品モデル３ａに接続されている部品モデル３ｃ、および部品モデル３ｆを介して部品モデル３ａに接続されている部品モデル３ｇも抽出対象から除外する。この結果、抽出部１ａは、部品モデル３ａ、３ｄ、３ｅを抽出する。
【００１４】
第１の閾値と第２の閾値は、設計者が任意の値に決定し、設計支援装置１の図示しない記憶部に記憶しておく。第１の閾値と第２の閾値の決定方法は、特に限定されないが、例えば第１の閾値以下の部分が第２の閾値の長さ以上続く場合、後気室としての役割を果たさないと予測される最低ラインを設定する。なお、第１の閾値と第２の閾値の一例は、第１の閾値が１０ｍｍ2の場合、第２の閾値が４０ｍｍ、第１の閾値が１ｍｍ2の場合、第２の閾値が４ｍｍである。これにより、音響特性への影響をなるべく小さくしつつ、音響特性を簡単に予測することができる。
【００１５】
算出部１ｂは、三次元モデル２ａに基づいて製造した製品の、スピーカモデル４に対応するスピーカが出力する音の周波数毎のＳＰＬ（Sound Pressure Level：音圧レベル）を予測する際に用いる予測値を算出する。
【００１６】
具体的には、算出部１ｂは、抽出部１ａが抽出した部品モデル３ａ、３ｄ、３ｅの音響特性に影響を与えるパラメータを計算により求める。なお、計算により求めるパラメータの種別としては、部品モデル３ａ、３ｄ、３ｅそれぞれの内部空間の容積、表面積、内部空間の厚さ（経路長）、周囲長、開口部の断面積等が挙げられる。図１では、算出部１ｂが係数記憶部５から取得した周波数毎の係数ａ、ｂ、および算出部１ｂが算出により求めた内部空間の容積および経路長をパラメータｘとしたテーブル５ａを示している。容積のパラメータｘの欄には、０．８（ｃｃ）が設定されている。経路長のパラメータｘの欄には、０．５５（ｍｍ）が設定されている。係数ａ、ｂ、およびパラメータｘを取得した時点では、ｙの欄は空欄である。
【００１７】
次に、算出部１ｂは、テーブル５ａに格納されている係数ａ、ｂ、およびパラメータｘを用いて、ＳＰＬを予測する際に用いる予測値を算出する。具体的には、算出部１ｂは、予め用意された算出式に係数ａ、ｂ、およびパラメータｘを代入する。なお、本実施の形態では、容積とＳＰＬとは比例関係にあるものとし、容積からＳＰＬの予測値を算出する算出式はｙ＝ａｘ＋ｂであるものとする。また、経路長とＳＰＬとは比例関係にあるものとし、経路長からＳＰＬの予測値を算出する算出式はｙ＝ａｘ＋ｂであるものとする。
【００１８】
算出部１ｂは、容積および経路長それぞれについて、算出式に値を代入することにより、周波数毎のｙの値を求める。次に、算出部１ｂは、求めたｙの値を周波数毎に合計する。この合計値が、三次元モデル２ａにおける周波数毎のＳＰＬの予測値となる。算出部１ｂは、算出したＳＰＬの予測値をテーブル５ｂに表示する。また、算出部１ｂは、算出したＳＰＬの予測値を記憶部１ｃに記憶する。
【００１９】
この設計支援装置１によれば、連続する部品モデルを断面積との関係で抽出し、抽出した部品モデルのパラメータを用いて周波数毎のＳＰＬを予測する際に用いる予測値を求めた。これにより、三次元モデル２ａが完成した段階でＳＰＬの予測が可能となる。
【００２０】
また、ＦＥＭ、ＢＥＭ、ＳＥＡ等の解析方法を使用しないので、これらの解析方法のノウハウを持たない設計者でも音響特性の予測が可能となる。また、ＦＥＭ／ＢＥＭ、ＳＥＡ等の解析方法を使用する場合に比べ、比較的短い工数で音響特性の予測が可能となる。
【００２１】
また、部品モデルが複雑な形状であっても第１の閾値および第２の閾値を指定することにより抽出対象の部品モデルを抽出することができる。
なお、抽出部１ａ、算出部１ｂは、設計支援装置１が有するＣＰＵ（Central Processing Unit）が備える機能により実現することができる。
【００２２】
記憶部１ｃ、三次元モデル記憶部２、および係数記憶部５は、ＲＡＭ（Random Access Memory）やハードディスクドライブ（ＨＤＤ：Hard Disk Drive）等が備えるデータ記憶領域により実現することができる。
【００２３】
以下、第２の実施の形態において、開示の設計支援装置をより具体的に説明する。
＜第２の実施の形態＞
図２は、第２の実施の形態の設計支援装置のハードウェア構成を示す図である。
【００２４】
設計支援装置１０は、ＣＰＵ１０１によって装置全体が制御されている。ＣＰＵ１０１には、バス１０８を介してＲＡＭ１０２と複数の周辺機器が接続されている。
ＲＡＭ１０２は、設計支援装置１０の主記憶装置として使用される。ＲＡＭ１０２には、ＣＰＵ１０１に実行させるＯＳ（Operating System）のプログラムやアプリケーションプログラムの少なくとも一部が一時的に格納される。また、ＲＡＭ１０２には、ＣＰＵ１０１による処理に使用する各種データが格納される。
【００２５】
バス１０８には、ハードディスクドライブ１０３、グラフィック処理装置１０４、入力インタフェース１０５、ドライブ装置１０６、および通信インタフェース１０７が接続されている。
【００２６】
ハードディスクドライブ１０３は、内蔵したディスクに対して、磁気的にデータの書き込みおよび読み出しを行う。ハードディスクドライブ１０３は、設計支援装置１０の二次記憶装置として使用される。ハードディスクドライブ１０３には、ＯＳのプログラム、アプリケーションプログラム、および各種データが格納される。なお、二次記憶装置としては、フラッシュメモリ等の半導体記憶装置を使用することもできる。
【００２７】
グラフィック処理装置１０４には、モニタ１０４ａが接続されている。グラフィック処理装置１０４は、ＣＰＵ１０１からの命令に従って、画像をモニタ１０４ａの画面に表示させる。モニタ１０４ａとしては、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）を用いた表示装置や、液晶表示装置等が挙げられる。
【００２８】
入力インタフェース１０５には、キーボード１０５ａとマウス１０５ｂとが接続されている。入力インタフェース１０５は、キーボード１０５ａやマウス１０５ｂから送られてくる信号をＣＰＵ１０１に送信する。なお、マウス１０５ｂは、ポインティングデバイスの一例であり、他のポインティングデバイスを使用することもできる。他のポインティングデバイスとしては、例えばタッチパネル、タブレット、タッチパッド、トラックボール等が挙げられる。
【００２９】
ドライブ装置１０６は、例えば、光の反射によって読み取り可能なようにデータが記録された光ディスクや、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ等の持ち運び可能な記録媒体に記録されたデータの読み取りを行う。例えば、ドライブ装置１０６が光学ドライブ装置である場合、レーザ光等を利用して、光ディスク２００に記録されたデータの読み取りを行う。光ディスク２００には、Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ（Recordable）／ＲＷ（ReWritable）等が挙げられる。
【００３０】
通信インタフェース１０７は、ネットワーク７０に接続されている。通信インタフェース１０７は、ネットワーク７０を介して、他のコンピュータまたは通信機器との間でデータを送受信する。
【００３１】
以上のようなハードウェア構成によって、本実施の形態の処理機能を実現することができる。
図２に示すようなハードウェア構成の設計支援装置１０内には、以下のような機能が設けられる。
【００３２】
図３は、第２の実施の形態の設計支援装置の機能を示すブロック図である。
設計支援装置１０は、空間抽出部１１と、空間部品モデル記憶部１２と、連続空間抽出部１３と、連続空間モデル記憶部１４と、空間分割部１５と、分割空間モデル記憶部１６と、パラメータ算出部１７と、パラメータ記憶部１８と、予測値算出部１９と、音響特性データベース２０と、予測値記憶部２１とを有している。
【００３３】
空間抽出部１１は、設計段階において、３Ｄ形状データ記憶部１００に記憶されている設計対象の電子機器の３Ｄモデルから電子機器内の空間部分を抽出する。
図４は、空間部分の抽出方法を説明する図である。
【００３４】
空間抽出部１１は、３Ｄ形状のメッシュを作成する。そして、空間抽出部１１は、作成したメッシュを用いて作成したボクセル（所定体積の立方体）を用いて３Ｄモデル３０を分割し、各ボクセルが３Ｄモデル３０の部品を構成するボクセルか、３Ｄモデル３０内に形成された空間を構成するボクセルかを識別する。例えば空間抽出部１１は、生成したボクセル内の容積に占める部品の比率が設定値以上であれば、そのボクセルを、部品を構成するボクセルであると認識する。また、空間抽出部１１は、ボクセル内の容積に占める部品の比率が設定値未満であれば、そのボクセルを、空間を構成するボクセルであると認識する。
【００３５】
そして、空間抽出部１１は、空間を構成するボクセルであると識別されたボクセルの集合体を抽出する。以下、空間抽出部１１が抽出したボクセルの集合体を内部に備える部品モデルを「空間部品モデル」という。空間抽出部１１は、３Ｄモデル３０から、空間部品モデルと空間部品モデル以外の部品とが識別された空間部品モデルを作成し、空間部品モデル記憶部１２に記憶する。なお、分割する際にボクセルの代わりにテトラを用いてもよい。
【００３６】
図４に示す３Ｄモデル３０は、スピーカモデル５０の音声出力部とは反対側に中空の空間部品モデル３１が形成されている。空間部品モデル３１は、後気室としての役割を果たすために設けられている。また、空間部品モデル３１の他にも空間部品モデル３２〜４０が形成されている。空間部品モデル３１〜４０はいずれも直方体をなしている。空間部品モデル３１〜４０の表面は、三角形のポリゴンにより表現されている。
【００３７】
設計者が、キーボード１０５ａやマウス１０５ｂにより空間部品モデル記憶部１２に記憶されている空間部品モデルをモニタ１０４ａに表示するよう指示すると、連続空間抽出部１３は、空間部品モデル記憶部１２に記憶されている空間部品モデルの断面を切り出し、切り出した断面の空間部品モデルを塗り潰してモニタ１０４ａに表示する。
【００３８】
連続空間抽出部１３は、設計者の調査対象の空間位置の指定に基づき、指定位置を含む連続した空間を抽出する。指定方法としては、例えば以下の方法が挙げられる。（１）設計者がスピーカモデル５０等の部品と面を指定すると、連続空間抽出部１３は、指定された面に接触する空間のメッシュと連続する空間のメッシュを検索する。（２）設計者が三次元座標を指定すると、連続空間抽出部１３は、指定された座標に接触する空間のメッシュと連続する空間のメッシュを検索する。（３）設計者がモニタ１０４ａに表示されている３次元モデルから断面を指定し、断面上の点を指定すると、連続空間抽出部１３は、指定された点に接触する空間のメッシュと連続する空間のメッシュを検索する。
【００３９】
連続空間抽出部１３は、前述した（１）〜（３）のいずれかの方法を用いて連続した空間を持つ空間部品モデルを抽出する。連続空間抽出部１３は、抽出した空間部品モデルを含む空間部品モデル（以下、連続空間モデルという）を作成し、連続空間モデル記憶部１４に記憶する。
【００４０】
図４では、一例としてスピーカモデル５０に隣接した空間部品モデル３１の内部が空間位置に指定されている。連続空間抽出部１３は、空間部品モデル３１、および空間部品モデル３１と連続した空間部品モデル３２〜３７を抽出する。連続空間抽出部１３が抽出した空間部品モデル３２〜３７は、スピーカモデル５０の後気室として機能する可能性がある部品である。連続空間抽出部１３は、空間部品モデル３１に抽出した空間部品モデル３２〜３７を含む連続空間モデルを作成し、作成した連続空間モデルを連続空間モデル記憶部１４に記憶する。
【００４１】
図５は、空間分割部の処理を説明する図である。
空間分割部１５は、連続空間抽出部１３が抽出した空間部品モデル３１〜３７の中から、後気室として比較的大きく作用する（後気室としての役割が期待できる）空間部品モデルを抽出する。
【００４２】
具体的には、空間分割部１５は、連続空間モデル記憶部１４に記憶されている空間部品モデル３１〜３７のＸＹＺ軸毎に所定のピッチ幅で断面を作成する。
図５に示すＡ−Ａ線での断面と、Ｂ−Ｂ線での断面と、Ｃ−Ｃ線での断面は、Ｘ軸方向に所定のピッチで作成したＹ−Ｚ軸平面上の断面を示している。
【００４３】
空間分割部１５は、空間部品モデル３１〜３７の中で指定位置に近い場所から順に、断面積が予め指定された第１の閾値以下、かつ、その狭い部分の長さ（以下、「狭断面長」という）が指定された第２の閾値の長さ以上続く、という分割条件を満たすか否かを調べる。そして、分割条件を満たす空間部品モデルについては、その開始、終了、中間や任意の指定された空間の比率の位置でその空間部品モデルを抽出対象から除外する。これにより、後気室として比較的大きく作用する空間部品モデルを抽出する。なお、第１の閾値と第２の閾値の一例は、第１の閾値が１０ｍｍ2の場合、第２の閾値が４０ｍｍ、第１の閾値が１ｍｍ2の場合、第２の閾値が４ｍｍである。これらの閾値は、設計者が決定し、ＲＡＭ１０２等に記憶させておくことができる。
【００４４】
本実施の形態では、空間部品モデル３１、３４、３５は、分割条件を満たさないものとする。
一方、空間部品モデル３２のＢ−Ｂ線での断面の断面積は８ｍｍ2、空間部品モデル３２の直線距離ｈ１は５０ｍｍであるものとする。この場合、断面積が予め指定された第１の閾値１０ｍｍ2以下、かつ、狭断面長が、指定された第２の閾値の長さ４０ｍｍ以上続くという分割条件を満たしている。従って、第１の閾値以下の部分が第２の閾値の長さ以上続く空間部品モデル３２は抽出対象から除外する。また、空間部品モデル３２を介して空間部品モデル３１に接続されている空間部品モデル３３も抽出対象から除外する。
【００４５】
また、空間部品モデル３６のＢ−Ｂ線での断面の断面積は０．５ｍｍ2、空間部品モデル３６の直線距離ｈ２は６ｍｍであるものとする。この場合、断面積が予め指定された第１の閾値１ｍｍ2以下、かつ、狭断面長が、指定された第２の閾値の長さ４ｍｍ以上続くという分割条件を満たしている。従って、第１の閾値以下の部分が第２の閾値の長さ以上続く空間部品モデル３６は抽出対象から除外する。また、空間部品モデル３６を介して空間部品モデル３１に接続されている空間部品モデル３７も抽出対象から除外する。
【００４６】
この結果、空間分割部１５は、抽出対象から除外されなかった空間部品モデル３１、３４、３５を抽出する。
空間分割部１５は、空間部品モデル３１、３４、３５を分割空間モデル記憶部１６に記憶する。
【００４７】
再び図３に戻って説明する。
パラメータ算出部１７は、分割空間モデル記憶部１６に記憶されている空間部品モデル３１、３４、３５のパラメータとして、内部空間の容積、内部空間の表面積、厚さ（経路長）、周囲長、開口部の断面積を算出する。これらのパラメータは、空間分割部１５が抽出した空間部品モデル３１、３４、３５のボクセルから算出することができる。パラメータ算出部１７は、抽出したパラメータをパラメータ記憶部１８に記憶する。
【００４８】
予測値算出部１９は、パラメータ記憶部１８に記憶されているパラメータを用いて音響特性の予測値を算出する。
具体的には、設計者等が、実験で得たパラメータとＳＰＬとの特性や、パラメータとＳＰＬとの理論式を元に音響特性を予測する算出式を作成し、作成した算出式をテーブル化して音響特性データベース２０に記憶しておく。なお、各パラメータ間に相関関係がある場合、相関関係を考慮した算出式を作成する。一例としては、パラメータをｘ、各パラメータによるＳＰＬをｙ［ｄＢ］として、例えばｙ＝ａｘ＋ｂのような関係式を実験や理論式から作成する。
【００４９】
なお、本実施の形態では例示しないが、相関関係のあるパラメータについては、各パラメータのｙの値を単に合計するのではなく、相関関係を考慮した算出を行う。
図６は、音響特性の予測値の算出方法を説明する図である。
【００５０】
図６に示すパラメータは、内部空間の容積と厚さに関するパラメータである。
予測値算出部１９は、音響特性データベース２０を参照し、容積と空間厚さに関する算出式のテーブルＴ１、Ｔ２を読み出す。読み出したテーブルＴ１、Ｔ２は、周波数、ａ、ｂの欄に予め値が設定されている。
【００５１】
予測値算出部１９は、パラメータ記憶部１８に記憶されている容積に関するパラメータをテーブルＴ１のｘの欄に設定する。そして、予測値算出部１９は、容積に関する関係式ｙ＝ａｘ＋ｂを算出する。また、予測値算出部１９は、パラメータ記憶部１８に記憶されている厚さに関するパラメータをテーブルＴ２のｘの欄に設定する。そして、予測値算出部１９は、空間厚さに関する関係式ｙ＝ａｘ＋ｂを算出する。
【００５２】
予測値算出部１９は、周波数毎に各関係式のｙの値を合計する。この合計値が、周波数毎のＳＰＬの予測値となる。予測値算出部１９は、算出したＳＰＬの予測値をテーブルＴ３に表示する。また、予測値算出部１９は、算出したＳＰＬの予測値を予測値記憶部２１に記憶する。
【００５３】
次に、設計支援装置１０の処理を、フローチャートを用いて説明する。
図７は、設計支援装置の全体処理を示すフローチャートである。
［ステップＳ１］  空間抽出部１１は、３Ｄモデル３０内の空間部品モデルを抽出する。空間抽出部１１は、抽出した空間部分を空間部品モデル記憶部１２に記憶する。その後、ステップＳ２に遷移する。
【００５４】
［ステップＳ２］  連続空間抽出部１３は、連続空間モデルを抽出する。連続空間抽出部１３は、抽出した連続空間モデルを連続空間モデル記憶部１４に記憶する。その後、ステップＳ３に遷移する。
【００５５】
［ステップＳ３］  空間分割部１５は、第１の閾値および第２の閾値を用いて連続空間モデル記憶部１４に記憶されている連続空間モデルのうち、前述した分割条件を満たす空間部品モデルを除外する。空間分割部１５は、残りの空間部品モデルを分割空間モデル記憶部１６に記憶する。その後、ステップＳ４に遷移する。
【００５６】
［ステップＳ４］  パラメータ算出部１７は、分割空間モデル記憶部１６に記憶されている各空間部品モデルの容積、空間内の表面積、厚さ、開口部の断面積をそれぞれ算出する。パラメータ算出部１７は、算出した情報をパラメータ記憶部１８に記憶する。その後、ステップＳ５に遷移する。
【００５７】
［ステップＳ５］  予測値算出部１９は、パラメータ記憶部１８に記憶されている情報と、音響特性データベースに記憶されている情報を用いて周波数毎のＳＰＬの予測値を算出し、算出したＳＰＬの予測値を予測値記憶部２１に記憶する。その後、図７の処理を終了する。
【００５８】
次に、ステップＳ１の処理を詳しく説明する。
図８は、空間抽出処理を示すフローチャートである。
［ステップＳ１ａ］  空間抽出部１１は、３Ｄ形状データ記憶部１００に記憶されている３Ｄモデル３０を読み込む。その後、ステップＳ１ｂに遷移する。
【００５９】
［ステップＳ１ｂ］  空間抽出部１１は、ステップＳ１ａにて読み込んだ３Ｄモデル３０を用いてボクセルを作成する際に用いる３Ｄ形状のメッシュを作成する。その後、ステップＳ１ｃに遷移する。
【００６０】
［ステップＳ１ｃ］  空間抽出部１１は、処理対象のメッシュ番号＝０に設定する。その後、ステップＳ１ｄに遷移する。
［ステップＳ１ｄ］  空間抽出部１１は、処理対象のメッシュ番号のメッシュの空間比率が、部品比率以上か否かを判断する。処理対象のメッシュ番号のメッシュの空間比率が、部品比率以上である場合（ステップＳ１ｄのＹｅｓ）、ステップＳ１ｅに遷移する。処理対象のメッシュ番号のメッシュの空間比率が、部品比率未満である場合（ステップＳ１ｄのＮｏ）、ステップＳ１ｆに遷移する。
【００６１】
［ステップＳ１ｅ］  空間抽出部１１は、処理対象のメッシュ番号の空間識別フラグを１に設定する。その後、ステップＳ１ｆに遷移する。
［ステップＳ１ｆ］  空間抽出部１１は、処理対象のメッシュ番号をインクリメントする。その後、ステップＳ１ｇに遷移する。
【００６２】
［ステップＳ１ｇ］  空間抽出部１１は、処理対象のメッシュ番号が全メッシュ数に等しいか否かを判断する。処理対象のメッシュ番号が全メッシュ数に等しい場合（ステップＳ１ｇのＹｅｓ）、図８の処理を終了する。処理対象のメッシュ番号が全メッシュ数に等しくない場合（ステップＳ１ｇのＮｏ）、ステップＳ１ｄに遷移する。
【００６３】
以上で空間抽出処理の説明を終了する。
次に、ステップＳ３の空間分割部１５の処理（空間分割処理）を詳しく説明する。
図９は、空間分割処理を示すフローチャートである。
【００６４】
［ステップＳ３ａ］  空間分割部１５は、第１の閾値および第２の閾値を読み込む。その後、ステップＳ３ｂに遷移する。
［ステップＳ３ｂ］  空間分割部１５は、空間部品モデルの断面をＸＹＺ軸毎、かつ、所定の断面スライス幅毎に生成する。その後、ステップＳ３ｃに遷移する。
【００６５】
［ステップＳ３ｃ］  空間分割部１５は、断面毎に連続空間抽出部１３が抽出した空間部品モデルの断面積を算出する。その後、ステップＳ３ｄに遷移する。
［ステップＳ３ｄ］  空間分割部１５は、処理座標にＸ座標を選択する。その後、ステップＳ３ｅに遷移する。
【００６６】
［ステップＳ３ｅ］  空間分割部１５は、Ｘ座標について空間分割位置決定処理を実行し、分割条件を満たす空間部品モデルを除外する。その後、ステップＳ３ｆに遷移する。なお、空間分割位置決定処理については後述する。
【００６７】
［ステップＳ３ｆ］  空間分割部１５は、処理座標にＹ座標を選択する。その後、ステップＳ３ｇに遷移する。
［ステップＳ３ｇ］  空間分割部１５は、Ｙ座標について空間分割位置決定処理を実行し、分割条件を満たす空間部品モデルを除外する。その後、ステップＳ３ｈに遷移する。
【００６８】
［ステップＳ３ｈ］  空間分割部１５は、処理座標にＺ座標を選択する。その後、ステップＳ３ｉに遷移する。
［ステップＳ３ｉ］  空間分割部１５は、Ｚ座標について空間分割位置決定処理を実行し、分割条件を満たす空間部品モデルを除外する。その後、ステップＳ３ｊに遷移する。
【００６９】
［ステップＳ３ｊ］  空間分割部１５は、ステップＳ３ｅ、３ｇ、３ｉの処理により残った空間部品モデルを分割空間モデル記憶部１６に記憶する。その後、図９の処理を終了する。以上で図９の処理の説明を終了する。
【００７０】
次に、ステップＳ３ｅ、３ｇ、３ｉの空間分割位置決定処理を説明する。
図１０は、空間分割位置決定処理を示すフローチャートである。
［ステップＳ１１］  空間分割部１５は、断面積が第１の閾値以下の断面を検索し、該当する断面に狭断面フラグ＝１を設定する。その後、ステップＳ１２に遷移する。
【００７１】
［ステップＳ１２］  空間分割部１５は、ステップＳ１１にて狭断面フラグ＝１が設定された断面（以下、狭断面という）の狭断面長を算出する。具体的には、狭断面が連続する場合、連続する狭断面の数×ピッチを算出して狭断面長を算出する。その後、ステップＳ１３に遷移する。
【００７２】
［ステップＳ１３］  空間分割部１５は、狭断面長が、第２の閾値以上か否かを判断する。狭断面長が、第２の閾値以上である場合（ステップＳ１３のＹｅｓ）、ステップＳ１４に遷移する。狭断面長が、第２の閾値未満である場合（ステップＳ１３のＮｏ）、図１２の処理を終了する。
【００７３】
［ステップＳ１４］  空間分割部１５は、切断位置の比率に応じて切断する断面を決定する。その後、図１０の処理を終了する。
次に、ステップＳ５の予測値算出部１９の処理を詳しく説明する。
【００７４】
図１１は、音響特性予測処理を示すフローチャートである。
［ステップＳ５ａ］  予測値算出部１９は、パラメータ記憶部１８に記憶されている空間部品モデルの容積に関するパラメータを用いて容積がＳＰＬに与える影響を算出する。具体的には、予測値算出部１９は、容積とＳＰＬの関係式を音響特性データベース２０から読み込む。そして、予測値算出部１９は、パラメータ記憶部１８に記憶されている容積に関するパラメータを関係式に代入して容積がＳＰＬに与える影響を算出する。その後、ステップＳ５ｂに遷移する。
【００７５】
［ステップＳ５ｂ］  予測値算出部１９は、パラメータ記憶部１８に記憶されている空間部品モデルの内側表面積に関するパラメータを用いて内側表面積がＳＰＬに与える影響を算出する。具体的には、予測値算出部１９は、内側表面積とＳＰＬの関係式を音響特性データベース２０から読み込む。そして、予測値算出部１９は、パラメータ記憶部１８に記憶されている内側表面積に関するパラメータを関係式に代入して内側表面積がＳＰＬに与える影響を算出する。その後、ステップＳ５ｃに遷移する。
【００７６】
［ステップＳ５ｃ］  予測値算出部１９は、パラメータ記憶部１８に記憶されている空間部品モデルの厚さに関するパラメータを用いて厚さがＳＰＬに与える影響を算出する。具体的には、予測値算出部１９は、厚さとＳＰＬの関係式を音響特性データベース２０から読み込む。そして、予測値算出部１９は、パラメータ記憶部１８に記憶されている厚さに関するパラメータを関係式に代入して厚さがＳＰＬに与える影響を算出する。その後、ステップＳ５ｄに遷移する。
【００７７】
［ステップＳ５ｄ］  予測値算出部１９は、パラメータ記憶部１８に記憶されている空間部品モデルの開口部断面積に関するパラメータを用いて開口部断面積がＳＰＬに与える影響を算出する。具体的には、予測値算出部１９は、開口部断面積とＳＰＬの関係式を音響特性データベース２０から読み込む。そして、予測値算出部１９は、パラメータ記憶部１８に記憶されている開口部断面積に関するパラメータを関係式に代入して開口部断面積がＳＰＬに与える影響を算出する。その後、ステップＳ５ｅに遷移する。
【００７８】
［ステップＳ５ｅ］  予測値算出部１９は、ステップＳ５ａ〜Ｓ５ｄにて求めた影響を合計する。その後、図１１の処理を終了する。
以上述べたように、設計支援装置１０によれば、設計対象の装置の三次元モデルから抽出した連続空間モデルのうち、分割条件を満たす空間部品モデルを抽出し、抽出した空間部品モデルのパラメータを取得し、取得したパラメータを用いて抽出した空間部品モデルのＳＰＬの予測値を算出した。これにより、設計段階において音響特性の予測が可能となる。
【００７９】
また、ＦＥＭ／ＢＥＭ、ＳＥＡ等の解析方法を使用しないので、これらの解析方法のノウハウを持たない設計者でもＳＰＬの予測値の算出が可能となる。また、ＦＥＭ／ＢＥＭ、ＳＥＡ等の解析方法を使用する場合に比べ、比較的短い工数でＳＰＬの予測が可能となる。
【００８０】
また、空間部品モデルが複雑な形状であっても分割する第１の閾値と第２の閾値を指定することにより後気室として比較的大きく作用する空間部品モデルを抽出することができる。
【００８１】
＜第３の実施の形態＞
次に、第３の実施の形態の設計支援装置について説明する。
以下、第３の実施の形態の設計支援装置について、前述した第２の実施の形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００８２】
第３の実施の形態の設計支援装置は、ＳＰＬの予測値の算出方法が、第２の実施の形態と異なっている。
本実施の形態の音響特性データベース２０に記憶されている情報は、実測値に基づいた後気室の容積毎の周波数とＳＰＬとの関係を示すデータベースである。このデータベースは、例えば、以下の方法により作成することができる。
【００８３】
まず、スピーカと、スピーカに隣接し内部空間の容積等の各種パラメータを任意に設定可能な後気室とを備える治具を用意する。そして、治具の後気室の内部空間の容積等の各種パラメータを変化させて、治具の近傍に設置したマイクロホンにスピーカから出る音を実際に測定して記録する。例えば、内部空間の容積が、４５ｃｃ、５ｃｃ、３ｃｃ、１．５ｃｃ、１ｃｃとした場合の周波数とＳＰＬとの関係を示すデータベースを作成し、音響特性データベース２０に記憶する。
【００８４】
図１２は、後気室の容積を変化させたときの音響特性の実測結果の一例である。
予測値算出部１９は、音響特性データベース２０に記憶されているデータベースを用いて、パラメータ記憶部１８に記憶されているパラメータでの音響特性の予測値を、補完算出を用いて算出する。例えば、パラメータ記憶部１８に記憶されている空間部品モデル３１、３６、３７、３８の後気室容積が０．８ｃｃの場合、音響特性データベース２０に記憶されている１ｃｃ、および１．５ｃｃの各容積の周波数とＳＰＬとの関係から補間算出により０．８ｃｃにおけるＳＰＬの予測値を算出する。
【００８５】
第３の実施の形態の設計支援装置によれば、第２の実施の形態の設計支援装置と同様の効果が得られる。
なお、設計支援装置１０が行った処理が、複数の装置によって分散処理されるようにしてもよい。例えば、１つの装置が、パラメータの算出処理までを行って抽出したパラメータをパラメータ記憶部１８に記憶しておき、他の装置が、そのパラメータを用いて音響特性の予測値を算出する処理を実行するようにしてもよい。
【００８６】
以上、本発明の予測値算出方法、プログラムおよび設計支援装置を、図示の実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物や工程が付加されていてもよい。
【００８７】
また、本発明は、前述した各実施の形態のうちの、任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。
なお、上記の処理機能は、コンピュータによって実現することができる。その場合、設計支援装置１、１０が有する機能の処理内容を記述したプログラムが提供される。そのプログラムをコンピュータで実行することにより、上記処理機能がコンピュータ上で実現される。処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体としては、磁気記憶装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリ等が挙げられる。磁気記憶装置には、ハードディスクドライブ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、磁気テープ等が挙げられる。光ディスクには、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ／ＲＷ等が挙げられる。光磁気記録媒体には、ＭＯ（Magneto-Optical disk）等が挙げられる。
【００８８】
プログラムを流通させる場合には、例えば、そのプログラムが記録されたＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬型記録媒体が販売される。また、プログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することもできる。
【００８９】
プログラムを実行するコンピュータは、例えば、可搬型記録媒体に記録されたプログラムもしくはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、自己の記憶装置に格納する。そして、コンピュータは、自己の記憶装置からプログラムを読み取り、プログラムに従った処理を実行する。なお、コンピュータは、可搬型記録媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラムに従った処理を実行することもできる。また、コンピュータは、ネットワークを介して接続されたサーバコンピュータからプログラムが転送される毎に、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行することもできる。
【００９０】
また、上記の処理機能の少なくとも一部を、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）等の電子回路で実現することもできる。
【符号の説明】
【００９１】
１、１０  設計支援装置
１ａ  抽出部
１ｂ  算出部
１ｃ  記憶部
２  三次元モデル記憶部
２ａ  三次元モデル
３  筐体モデル
３ａ〜３ｇ  部品モデル
４  スピーカモデル
５  係数記憶部
５ａ、５ｂ、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３  テーブル
１１  空間抽出部
１２  空間部品モデル記憶部
１３  連続空間抽出部
１４  連続空間モデル記憶部
１５  空間分割部
１６  分割空間モデル記憶部
１７  パラメータ算出部
１８  パラメータ記憶部
１９  予測値算出部
２０  音響特性データベース
２１  予測値記憶部
３０  ３Ｄモデル
３１〜４０  空間部品モデル
５０  スピーカモデル
ｐ  位置
【図１】
2013156726.tif 000003
【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】
2013156726.tif 000009
【図８】
2013156726.tif 000010
【図９】
2013156726.tif 000011
【図１０】
2013156726.tif 000012
【図１１】
2013156726.tif 000013
【図１２】
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