JP2969750B2 - 吸音率測定方法および装置 - Google Patents
吸音率測定方法および装置Info
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- JP2969750B2 JP2969750B2 JP7839490A JP7839490A JP2969750B2 JP 2969750 B2 JP2969750 B2 JP 2969750B2 JP 7839490 A JP7839490 A JP 7839490A JP 7839490 A JP7839490 A JP 7839490A JP 2969750 B2 JP2969750 B2 JP 2969750B2
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Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、平面吸音材や劇場椅子等の吸音率を精度
良く求めることができる吸音率測定方法および装置に関
する。
良く求めることができる吸音率測定方法および装置に関
する。
「従来の技術」 吸音材等の平面部材の吸音率αｓあるいは椅子などの
吸音率（椅子等の非平面試料の吸音率は吸音力と表現す
る場合もある）asの測定は、劇場等を設計する際に極め
て重要である。
吸音率（椅子等の非平面試料の吸音率は吸音力と表現す
る場合もある）asの測定は、劇場等を設計する際に極め
て重要である。
従来の残響率法による吸音率（あるいは吸音力）測定
は、第６図（イ）、（ロ）に示すように、試料である平
面吸音材ａや椅子b,b……を残響室２の床に配置すると
ともに、残響室内の音源からトーンバースト等を発生さ
せてその残響を測定することによってなされていた。
は、第６図（イ）、（ロ）に示すように、試料である平
面吸音材ａや椅子b,b……を残響室２の床に配置すると
ともに、残響室内の音源からトーンバースト等を発生さ
せてその残響を測定することによってなされていた。
「発明が解決しようとする課題」 しかしながら、従来の測定方法においては、以下の誤
差原因があった。
差原因があった。
試料が置かれることによって音の拡散条件が悪化す
る。
る。
椅子等は、その側面全体が上面と同程度の面積を持つ
ため、試料側面からの音の入射（エッジ入射）が大き
い。
ため、試料側面からの音の入射（エッジ入射）が大き
い。
面積効果が除去できない。
そして、以上の誤差原因により、実際の建築における
実効的な値と測定値とで大きな差異が生じていた。ま
た、測定機関によって測定値のバラツキが生じること等
の問題があった。
実効的な値と測定値とで大きな差異が生じていた。ま
た、測定機関によって測定値のバラツキが生じること等
の問題があった。
この発明は、上述した問題点に鑑みてなされたもの
で、上述の誤差原因を除去し、高精度な吸音率の測定を
可能にする吸音率測定方法および装置を提供することを
目的とする。
で、上述の誤差原因を除去し、高精度な吸音率の測定を
可能にする吸音率測定方法および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」 上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明に
おいては、残響室が空室の場合と、吸音率を測定すべき
試料を残響室内に配置した場合とにおいて、それぞれ音
源からの発音を停止させた後の、残響室内の複数箇所で
の残響の平均を求め、この平均化された残響波形の時間
微分で得られる微分係数を用いることにより、完全拡散
音場において測定されるであろう理論的残響時間を前記
それぞれの場合について求め、該求めた値から吸音率算
出の公式に基づき前記試料の吸音率を求めることを特徴
とする。
おいては、残響室が空室の場合と、吸音率を測定すべき
試料を残響室内に配置した場合とにおいて、それぞれ音
源からの発音を停止させた後の、残響室内の複数箇所で
の残響の平均を求め、この平均化された残響波形の時間
微分で得られる微分係数を用いることにより、完全拡散
音場において測定されるであろう理論的残響時間を前記
それぞれの場合について求め、該求めた値から吸音率算
出の公式に基づき前記試料の吸音率を求めることを特徴
とする。
また、請求項２記載の発明においては、残響室が空室
の場合と、吸音率を測定すべき試料及び前記試料の側方
周囲を囲う反射性囲いを残響室内に配置した場合とにお
いて、それぞれ音源からの発音を停止させた後の、残響
室内の複数箇所での残響の平均を求め、この平均化され
た残響波形の時間微分で得られる微分係数を用いること
により、完全拡散音場において測定されるであろう理論
的音響時間を前記それぞれの場合について求め、該求め
た値から吸音率算出の公式に基づき前記試料の吸音率を
求めることを特徴とする。
の場合と、吸音率を測定すべき試料及び前記試料の側方
周囲を囲う反射性囲いを残響室内に配置した場合とにお
いて、それぞれ音源からの発音を停止させた後の、残響
室内の複数箇所での残響の平均を求め、この平均化され
た残響波形の時間微分で得られる微分係数を用いること
により、完全拡散音場において測定されるであろう理論
的音響時間を前記それぞれの場合について求め、該求め
た値から吸音率算出の公式に基づき前記試料の吸音率を
求めることを特徴とする。
また、請求項３記載の発明においては、残響室と、吸
音率を測定すべき試料の側方周囲を囲う反射性囲い手段
と、前記残響室内において音源を遮断した後の、残響室
内の複数箇所での残響の平均を求める空間集合平均測定
手段と、この空間集合平均測定手段が測定した残響波形
の時間微分で得られる微分係数を求めることにより、完
全拡散音場において測定されるであろう理論的残響時間
を算出する算出手段と、前記残響室に前記試料および反
射性囲い手段が配置される場合とそれらのいずれもが配
置されない場合とにおける前記算出手段の算出結果か
ら、吸音率算出の公式に基づき前記試料の吸音率を測定
する試料吸音率算出手段とを具備することを特徴とす
る。
音率を測定すべき試料の側方周囲を囲う反射性囲い手段
と、前記残響室内において音源を遮断した後の、残響室
内の複数箇所での残響の平均を求める空間集合平均測定
手段と、この空間集合平均測定手段が測定した残響波形
の時間微分で得られる微分係数を求めることにより、完
全拡散音場において測定されるであろう理論的残響時間
を算出する算出手段と、前記残響室に前記試料および反
射性囲い手段が配置される場合とそれらのいずれもが配
置されない場合とにおける前記算出手段の算出結果か
ら、吸音率算出の公式に基づき前記試料の吸音率を測定
する試料吸音率算出手段とを具備することを特徴とす
る。
「作用」 残響室が空室の場合と、吸音率を測定すべき試料を残
響室内に配置した場合とにおいて、それぞれ音源からの
発音を停止させた後の、残響室内の複数箇所での残響の
平均を求め、この平均化された残響波形の時間微分で得
られる微分係数を用いることにより、完全拡散音場にお
いて測定されるであろう理論的残響時間を前記それぞれ
の場合について求め、該求めた値から吸音率算出の公式
に基づき前記試料の吸音率を求めることにより、拡散不
足を補償し、完全拡散音場の場合と同様の吸音率を求め
ることができる。また、反射性囲いが設けられることに
よって、側面からの音の入射が遮断され、かつ、面積効
果が除去される。
響室内に配置した場合とにおいて、それぞれ音源からの
発音を停止させた後の、残響室内の複数箇所での残響の
平均を求め、この平均化された残響波形の時間微分で得
られる微分係数を用いることにより、完全拡散音場にお
いて測定されるであろう理論的残響時間を前記それぞれ
の場合について求め、該求めた値から吸音率算出の公式
に基づき前記試料の吸音率を求めることにより、拡散不
足を補償し、完全拡散音場の場合と同様の吸音率を求め
ることができる。また、反射性囲いが設けられることに
よって、側面からの音の入射が遮断され、かつ、面積効
果が除去される。
「実施例」 以下、図面を参照してこの発明の実施例について説明
する。
する。
A:発明の原理 始めに、この発明の測定原理について説明する。
ここで、誤差を含まない吸音率としてα∞（平面吸音
材の場合）、およびα∞（椅子などの試料）を定義す
る。まず、α∞（について次の関係がある。
材の場合）、およびα∞（椅子などの試料）を定義す
る。まず、α∞（について次の関係がある。
αｓ＝α∞＋βＥ ……（１） （ここで、βは音源波長と試料とによって決まる係数で
あり、Ｅは試料面積ｓ当たりの周長ｌ、すなわちs/lで
ある） 第（１）式におけるβＥは、前述の誤差要因、に
よる項であり、α∞は誤差を含まない値、すなわち、無
限大の面積をもつ試料に音の拡散入射を想定して得られ
る値である。上記（１）式は、椅子などの試料の吸音率
ａ∞についても同様に成立する。また、αｓ、α∞に試
料面積ｓをかけると、試料全体での吸音力As,A∞とな
り、α∞、asに試料の個数ｎを乗じると、試料全体での
吸音力Ａ∞、Asとなる。
あり、Ｅは試料面積ｓ当たりの周長ｌ、すなわちs/lで
ある） 第（１）式におけるβＥは、前述の誤差要因、に
よる項であり、α∞は誤差を含まない値、すなわち、無
限大の面積をもつ試料に音の拡散入射を想定して得られ
る値である。上記（１）式は、椅子などの試料の吸音率
ａ∞についても同様に成立する。また、αｓ、α∞に試
料面積ｓをかけると、試料全体での吸音力As,A∞とな
り、α∞、asに試料の個数ｎを乗じると、試料全体での
吸音力Ａ∞、Asとなる。
次に、α∞（またはａ∞）をどのように、求めるかが
問題となる。
問題となる。
第２図（イ）に示すように、残響室５の床面全面に試
料を配置して残響特性を測定すれば、α∞はａ∞は一応
求められる。しかし、実際には、試料の床面集中によっ
て残響室内の音場の拡散性が低下すること、および、試
料面積が膨大となること（劇場椅子などの吸音体は床面
全面に配置することが困難）等の理由から正確な測定は
できない。
料を配置して残響特性を測定すれば、α∞はａ∞は一応
求められる。しかし、実際には、試料の床面集中によっ
て残響室内の音場の拡散性が低下すること、および、試
料面積が膨大となること（劇場椅子などの吸音体は床面
全面に配置することが困難）等の理由から正確な測定は
できない。
そこで、この発明にあっては、まず、第２図（ロ）に
示すように、試料である椅子ｂを残響室内に配置し、そ
の周囲を側壁（Deep−well）ｃで覆う。この側壁ｃの高
さＨは、椅子より高く設定する。これによって、側面か
らの音の入射が除去されるとともに、面積効果も除去さ
れる。なお、側壁ｃの高さが椅子の高さ以下であると、
同図（ハ）に示すように音の上方からの回り込みによ
り、面積効果を十分に除去できない。また、側壁ｃは、
反射性の材料で構成し、試料が平面吸音材の場合は、第
２図（ニ）のように配置する。
示すように、試料である椅子ｂを残響室内に配置し、そ
の周囲を側壁（Deep−well）ｃで覆う。この側壁ｃの高
さＨは、椅子より高く設定する。これによって、側面か
らの音の入射が除去されるとともに、面積効果も除去さ
れる。なお、側壁ｃの高さが椅子の高さ以下であると、
同図（ハ）に示すように音の上方からの回り込みによ
り、面積効果を十分に除去できない。また、側壁ｃは、
反射性の材料で構成し、試料が平面吸音材の場合は、第
２図（ニ）のように配置する。
以上の処置により、拡散不足以外の誤差要因が除去さ
れる。次に、拡散不足による誤差の除去方法について説
明する。
れる。次に、拡散不足による誤差の除去方法について説
明する。
始めに、残響波形の空間集合平均について述べる。空
間集合平均とは、集合平均にさらに空間平均を施したも
のである。つまり、残響室内での複数箇所での残響の平
均を施したものである。残響波形の集合平均を測定する
方法としては、M.R.Schroeder氏のいわゆるインパルス
レスポンス自乗積分法が知られている。その原理は、定
常状態から音源バンドノイズを断とした場合の受音点の
過渡特性すなわち残響（減衰）波形のの∞回の平均に相
当する受音点の本質的な過渡応答曲線〈S2（ｔ）〉を、
音源・受音点間のインパルスレスポンスｒ（ｘ）から求
めるもので、それによると過渡期間のある時点ｔにおけ
る音圧レベルＳ（ｔ）は、集合平均として以下のように
表される。
間集合平均とは、集合平均にさらに空間平均を施したも
のである。つまり、残響室内での複数箇所での残響の平
均を施したものである。残響波形の集合平均を測定する
方法としては、M.R.Schroeder氏のいわゆるインパルス
レスポンス自乗積分法が知られている。その原理は、定
常状態から音源バンドノイズを断とした場合の受音点の
過渡特性すなわち残響（減衰）波形のの∞回の平均に相
当する受音点の本質的な過渡応答曲線〈S2（ｔ）〉を、
音源・受音点間のインパルスレスポンスｒ（ｘ）から求
めるもので、それによると過渡期間のある時点ｔにおけ
る音圧レベルＳ（ｔ）は、集合平均として以下のように
表される。
ただし、N:音源バンドノイズパワー、ｒ（ｘ）：イン
パルスレスポンス。
パルスレスポンス。
このように、積分区間［t,＋∞］でインパルスレスポ
ンスｒ（ｘ）を自乗し積分すれば、ｔ時点における音圧
レベルＳ（ｔ）の自乗の無限回の集合平均がまず求めら
れる。これを空間平均｛S2（ｔ）｝とするには、例え
ば、特開昭55−54414号を参照されたい。
ンスｒ（ｘ）を自乗し積分すれば、ｔ時点における音圧
レベルＳ（ｔ）の自乗の無限回の集合平均がまず求めら
れる。これを空間平均｛S2（ｔ）｝とするには、例え
ば、特開昭55−54414号を参照されたい。
加えて、実際の測定環境が暗ノイズの影響下にあるこ
とを考えると、ノイズ補正を施さないと真の残響波形を
観測できない。そのため、（２）式に対してノズル補正
を行うことが必要である。すなわち、インパルスレスポ
ンスｒ（ｘ）とノイズ（暗雑音等）ｎ（ｘ）の和として
Ｒ（ｘ）＝ｒ（ｘ）＋ｎ（ｘ）を定義し、また、ノイズ
ｎ（ｘ）の実効値の自乗値をn2 effとする。そして、上
記（２）式の積分に代えて、 ∫〔R2（ｘ）−n2 eff〕dx ……（３） を求め、ノイズ補正を行った｛〈S2（ｔ）〉｝NOを求め
ている。具体的には、例えば、特開昭55−154423号を参
照されたい。
とを考えると、ノイズ補正を施さないと真の残響波形を
観測できない。そのため、（２）式に対してノズル補正
を行うことが必要である。すなわち、インパルスレスポ
ンスｒ（ｘ）とノイズ（暗雑音等）ｎ（ｘ）の和として
Ｒ（ｘ）＝ｒ（ｘ）＋ｎ（ｘ）を定義し、また、ノイズ
ｎ（ｘ）の実効値の自乗値をn2 effとする。そして、上
記（２）式の積分に代えて、 ∫〔R2（ｘ）−n2 eff〕dx ……（３） を求め、ノイズ補正を行った｛〈S2（ｔ）〉｝NOを求め
ている。具体的には、例えば、特開昭55−154423号を参
照されたい。
そして、上述のようにノイズ補正を行ってすべての不
規則変動を除去した空間集合平均｛〈S2（ｔ）〉｝NOの
曲線の湾曲は、減衰過程における拡散不足を反映する。
そこで、湾曲の度合を示すパラメータに着目し、このパ
ラメータの値を以下のようにして求める。
規則変動を除去した空間集合平均｛〈S2（ｔ）〉｝NOの
曲線の湾曲は、減衰過程における拡散不足を反映する。
そこで、湾曲の度合を示すパラメータに着目し、このパ
ラメータの値を以下のようにして求める。
まず、上述のようにして求めた空間集合平均｛〈S
2（ｔ）〉｝NOから残響曲線10・log10｛〈S2（ｔ）〉｝
NOを求める。そして、この残響曲線に対し理論値を近似
させる。例えば、床面に吸音試料を置いた残響室で実測
された曲線10・log10｛〈S2（ｔ）〉｝NOは、Schroeder
の与えたpower−law decayの論理式Ｌ（ｔ）でよく近似
される。この理論値は、例えば、次式で表される。
2（ｔ）〉｝NOから残響曲線10・log10｛〈S2（ｔ）〉｝
NOを求める。そして、この残響曲線に対し理論値を近似
させる。例えば、床面に吸音試料を置いた残響室で実測
された曲線10・log10｛〈S2（ｔ）〉｝NOは、Schroeder
の与えたpower−law decayの論理式Ｌ（ｔ）でよく近似
される。この理論値は、例えば、次式で表される。
LN（ｔ）＝−4.34（Ｎ−１）ln（１＋t/N） ……（４） （なお、Ln（ｔ）＝｛（Ｎ−１）/N｝Ｌ（ｔ）である） ここで、Ｎは試料上に採れる独立な点の数である。こ
のＮは湾曲の程度に関する指数となり、Ｎが大きいほど
直線に近い。また、は残響曲線の初期部分の減衰率に
関する指数、ｔは時間である。ところで、空間平均処理
の過程での｛S2（ｔ）｝NOは、他の全ての情報を失い、
結果としての残響曲線には初期減衰率と湾曲のみが反映
される。したがって、とＮの値が解れば、減衰過程の
拡散を評価したり、拡散下で観測される吸音率（従って
Sabineの吸音力）を求めることができる訳である。つま
り、残響特性の初期の部分は、測定空間の影響を受けて
いないはずであり、言い換えれば、測定開始直後は残量
音の減衰のしかたに差異がない。したがって、測定開始
直後は、完全拡散音場での測定と同じ、もしくは類似し
ているデータが得られる。
のＮは湾曲の程度に関する指数となり、Ｎが大きいほど
直線に近い。また、は残響曲線の初期部分の減衰率に
関する指数、ｔは時間である。ところで、空間平均処理
の過程での｛S2（ｔ）｝NOは、他の全ての情報を失い、
結果としての残響曲線には初期減衰率と湾曲のみが反映
される。したがって、とＮの値が解れば、減衰過程の
拡散を評価したり、拡散下で観測される吸音率（従って
Sabineの吸音力）を求めることができる訳である。つま
り、残響特性の初期の部分は、測定空間の影響を受けて
いないはずであり、言い換えれば、測定開始直後は残量
音の減衰のしかたに差異がない。したがって、測定開始
直後は、完全拡散音場での測定と同じ、もしくは類似し
ているデータが得られる。
そこで、測定室で測定された残響特性から、測定開始
直後の残響特性の傾きを求め、さらには一般的公知のSa
bine（セイビン）の公式から一義的に導き出される公式
（９），（10）を用いて吸音率を算出するべく、この求
めた傾きから残響時間を求め、その得られた残響時間か
ら吸音率を算出するのである。
直後の残響特性の傾きを求め、さらには一般的公知のSa
bine（セイビン）の公式から一義的に導き出される公式
（９），（10）を用いて吸音率を算出するべく、この求
めた傾きから残響時間を求め、その得られた残響時間か
ら吸音率を算出するのである。
次に、理論値の選択は、（４）式をｔの関数LN（ｔ）
として、とＮとをパラメータとした場合に得られる曲
線群のうち、残響曲線に最も近い曲線を選択することに
よって行われ（第３図参照）、この選択によってＮと
の値が決定される。
として、とＮとをパラメータとした場合に得られる曲
線群のうち、残響曲線に最も近い曲線を選択することに
よって行われ（第３図参照）、この選択によってＮと
の値が決定される。
また、（４）式を微分すれば減衰率Ｌ′（ｔ）が次の
ように得られる。
ように得られる。
Ｌ′(ｔ)＝−4.34｛(Ｎ−１)/N｝／(１＋ t/N) ……（５） したがって、初期減衰率Ｌ′（０）は、 Ｌ′（０）＝−4.34｛（Ｎ−１）/N｝ ……（６） となる。ところで、残響時間T0は、一般に初期の音量か
ら60dB減衰するまでの時間を言う。また、残響曲線は種
々の誤差要因により湾曲し、ｔが大きくなるに従って傾
きが小さくなっていくため、理想的に直線減衰（傾きは
Ｌ′（０））したとすれば、第３図に示す図形的関係か
ら明らかなように、残響時間TNOは次式によって表され
る。
ら60dB減衰するまでの時間を言う。また、残響曲線は種
々の誤差要因により湾曲し、ｔが大きくなるに従って傾
きが小さくなっていくため、理想的に直線減衰（傾きは
Ｌ′（０））したとすれば、第３図に示す図形的関係か
ら明らかなように、残響時間TNOは次式によって表され
る。
TNO＝−60/LN′（０）＝−13.8｛N/（Ｎ−１）｝ ……（７） そして、完全拡散音場の条件とするには、第（７）式
においてＮを無限大にすればよく、これにより、完全拡
散音場における直線減衰の減衰率に対応する残響時間T
00が次のように求められる。
においてＮを無限大にすればよく、これにより、完全拡
散音場における直線減衰の減衰率に対応する残響時間T
00が次のように求められる。
T00＝13.8/ ……（８） ここで、は論理値Ln（ｔ）を選択する際に決定され
るから、第（８）式に代入することによって、残響時間
T00が求められる。
るから、第（８）式に代入することによって、残響時間
T00が求められる。
この残響時間をT00を、残響室が空室の場合と残響室
内に試料をおいた場合とで各々求め、それぞれをT0,T1
とする。そして、数式的に導入されている次式によって
α∞とａ∞が求められる。
内に試料をおいた場合とで各々求め、それぞれをT0,T1
とする。そして、数式的に導入されている次式によって
α∞とａ∞が求められる。
ただし、Ｓは試料面積、ｎは試料個数、Ｖは残響室の
容積、Ｃは音速である。（前記式（９），（10）はSabi
ne（セイビン）の公式から一義的に導き出される公式で
ある） また、実際の測定においては、残響曲線｛〈S
2（ｔ）〉｝NOが所定量（ldB）減衰するまでの時間tl
と、その曲線の湾曲の度合Qlとから、上述したパラメー
タおよびＮを求めていく手法が比較的実現し易い。す
なわち、tl、Qlは次のように定義される。
容積、Ｃは音速である。（前記式（９），（10）はSabi
ne（セイビン）の公式から一義的に導き出される公式で
ある） また、実際の測定においては、残響曲線｛〈S
2（ｔ）〉｝NOが所定量（ldB）減衰するまでの時間tl
と、その曲線の湾曲の度合Qlとから、上述したパラメー
タおよびＮを求めていく手法が比較的実現し易い。す
なわち、tl、Qlは次のように定義される。
tl＝（Ｎ（exp（l/（4.34（Ｎ−１）））−１））／ ……（11） Ql＝l/（Ｎ−１） ……（12） したがって、ｌ、Ｎを直接求めなくても、これらtl,Q
lを用いてTNOが次式のように表される。
lを用いてTNOが次式のように表される。
TNO＝（13.8Ql・tl）／（ｌ（exp（Ql/4.34）−１）） ……（13） そして、T00はTNOから次のように求められる。
T00（Ｎ−１）・TNO/N ……（14） つまり、測定された残響特性が所定量l dB減衰する時
点での時間tlと、その時点での残響特性の湾曲の度合
（傾きの比）Qlとをパラメータとして、残響特性を良く
近似して表現しているSchroderの公式を表現し直し、残
響特性を良く近似しているSchroderの公式の時間微分値
（微分係数）を用いれることにより、変換（補正）され
た正確な残響時間を、より容易な表現形式で表現するこ
とができる。それが式（14）である。
点での時間tlと、その時点での残響特性の湾曲の度合
（傾きの比）Qlとをパラメータとして、残響特性を良く
近似して表現しているSchroderの公式を表現し直し、残
響特性を良く近似しているSchroderの公式の時間微分値
（微分係数）を用いれることにより、変換（補正）され
た正確な残響時間を、より容易な表現形式で表現するこ
とができる。それが式（14）である。
したがって、所定量減衰する時点の選択は全く任意
で、０〜60dB間での好きな値をとればよいのあるが、こ
こでは、所定量を30dBに選択した場合について説明す
る。また、所定量を30dBにしたとき、傾き（湾曲の度
合）をパラメータにした場合に、残響時間としてどのよ
うな値が得られるのかを図４に記載する。すなわち、l
dBを30dBにすると、湾曲が顕著になる領域に対応するた
め、Q30の値は湾曲を良く反映する値となる。ここで、
第４図は、ｌ＝30としてQ30とt30をパラメータとした場
合の残響曲線群を示す。実際は、第４図に示すような曲
線群をテーブルに多数記憶させておき、測定で得られた
残響曲線に最も近いものを選択して、Q30、t30の値を決
定する。つまり、図４のような曲線群を多数装置の記憶
部に予め記憶させておくと（そのためには減衰量をどこ
かのポイントに予め設定しておく必要があるが）、その
設定された減衰量での時刻と傾きの比との２つのパラメ
ータが入力されると直ちに変換された残響時間を算出す
ることが可能になる。
で、０〜60dB間での好きな値をとればよいのあるが、こ
こでは、所定量を30dBに選択した場合について説明す
る。また、所定量を30dBにしたとき、傾き（湾曲の度
合）をパラメータにした場合に、残響時間としてどのよ
うな値が得られるのかを図４に記載する。すなわち、l
dBを30dBにすると、湾曲が顕著になる領域に対応するた
め、Q30の値は湾曲を良く反映する値となる。ここで、
第４図は、ｌ＝30としてQ30とt30をパラメータとした場
合の残響曲線群を示す。実際は、第４図に示すような曲
線群をテーブルに多数記憶させておき、測定で得られた
残響曲線に最も近いものを選択して、Q30、t30の値を決
定する。つまり、図４のような曲線群を多数装置の記憶
部に予め記憶させておくと（そのためには減衰量をどこ
かのポイントに予め設定しておく必要があるが）、その
設定された減衰量での時刻と傾きの比との２つのパラメ
ータが入力されると直ちに変換された残響時間を算出す
ることが可能になる。
B:実施例の構成および動作 第１図（イ）は、この発明の一実施例の構成を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
第１図（イ）において、１はインパルス（トーンバー
ストでも良い）を発生する単音発生装置であり、２は残
響室である。この残響室２内には、同図（ロ）に示すよ
うに試料である椅子b,b……が配置されるようになって
いる。また、椅子b,b……が配置されるときは、同図
（ハ）に示すように、その周囲に合板等で構成される反
射性の側壁ｃが配される。側壁ｃの高さは、椅子ｂの高
さより高くなっている。例えば、椅子ｂの高さが900mm
の場合に、側壁ｃの高さを1800mmにする。また、側壁ｃ
の厚さは20mm程度である。
ストでも良い）を発生する単音発生装置であり、２は残
響室である。この残響室２内には、同図（ロ）に示すよ
うに試料である椅子b,b……が配置されるようになって
いる。また、椅子b,b……が配置されるときは、同図
（ハ）に示すように、その周囲に合板等で構成される反
射性の側壁ｃが配される。側壁ｃの高さは、椅子ｂの高
さより高くなっている。例えば、椅子ｂの高さが900mm
の場合に、側壁ｃの高さを1800mmにする。また、側壁ｃ
の厚さは20mm程度である。
次に、第１図（イ）に示す回路では、インパルスの発
生前にあっては、残響室２内のノイズｎ（ｘ）がマイク
ロフォン４−１〜４−ｎのいずれかによって収音され、
A/D変換回路７によってデジタル信号に変換された後、
自乗回路８によって自乗される。この自乗回路８の出力
n2（ｘ）は、アキュームレータ９によって順次累算さ
れ、∫n2（ｘ）dxを得る。この乗算結果は、乗算回路25
によて累算時間τで割られ、ノイズｎ（ｘ）の自乗の平
均、すなわち、ノイズｎ（ｘ）の実効値の自乗n2 effが
求められる。
生前にあっては、残響室２内のノイズｎ（ｘ）がマイク
ロフォン４−１〜４−ｎのいずれかによって収音され、
A/D変換回路７によってデジタル信号に変換された後、
自乗回路８によって自乗される。この自乗回路８の出力
n2（ｘ）は、アキュームレータ９によって順次累算さ
れ、∫n2（ｘ）dxを得る。この乗算結果は、乗算回路25
によて累算時間τで割られ、ノイズｎ（ｘ）の自乗の平
均、すなわち、ノイズｎ（ｘ）の実効値の自乗n2 effが
求められる。
次に、第１のインパルスレスポンスがスピーカ３から
発生する前に、切換スイッチ５の共通端子５−COMと接
点５−１を接続し、またアキュームレータ９、RAM14お
よびレジスタ12をクリアする。単音発生装置１によるイ
ンパルスレスポンスr1（ｘ）がスピーカ３から発生され
ると、マイクロフォン４−１がこのインパルスr1（ｘ）
とノイズｎ（ｘ）の和Ｒ（ｘ）＝r1（ｘ）＋ｎ（ｘ）を
収音する。このＲ（ｘ）は、A/D変換回路７によりデジ
タル信号に変換され、自乗回路８によって自乗されてR2
（ｘ）となる。そして、減算回路23によって前述のノイ
ズｎ（ｘ）の実効値の自乗n2がR2（ｘ）から減算され、
R2（ｘ）−n2 effとなる。この減算結果が、アキューム
レータ９によって順次累算され、 ▲∫t 0▼〔R2（ｘ）−n2 eff〕dxが算出される。この累
算結果は、所定のタイミングで順次レジスタ10に入力さ
れ、このレジスタ10の内容が加算回路11によってレジス
タ12の内容と加算される。この加算結果は、RAM14の所
定番地に記憶されるとともに、レジスタ13に入力され
る。
発生する前に、切換スイッチ５の共通端子５−COMと接
点５−１を接続し、またアキュームレータ９、RAM14お
よびレジスタ12をクリアする。単音発生装置１によるイ
ンパルスレスポンスr1（ｘ）がスピーカ３から発生され
ると、マイクロフォン４−１がこのインパルスr1（ｘ）
とノイズｎ（ｘ）の和Ｒ（ｘ）＝r1（ｘ）＋ｎ（ｘ）を
収音する。このＲ（ｘ）は、A/D変換回路７によりデジ
タル信号に変換され、自乗回路８によって自乗されてR2
（ｘ）となる。そして、減算回路23によって前述のノイ
ズｎ（ｘ）の実効値の自乗n2がR2（ｘ）から減算され、
R2（ｘ）−n2 effとなる。この減算結果が、アキューム
レータ９によって順次累算され、 ▲∫t 0▼〔R2（ｘ）−n2 eff〕dxが算出される。この累
算結果は、所定のタイミングで順次レジスタ10に入力さ
れ、このレジスタ10の内容が加算回路11によってレジス
タ12の内容と加算される。この加算結果は、RAM14の所
定番地に記憶されるとともに、レジスタ13に入力され
る。
この場合、測定開始から所定時間が経過する毎にアキ
ュームレータ９の内容はレジスタ10に入力されるように
なっている。最初のタイミングでは、アキュームレータ
９の内容（S1-1）がレジスタ10に入力される。そして、
これと同時にRAM14の１番地の内容がレジスタ12に入力
される。このとき、RAM14はクリアされているので、レ
ジスタ12に入力される値も“0"である。そして、レジス
タ12の内容とレジスタ10の内容S1-1が加算回路11によっ
て加算され〔S1-1＋０〕、RAM14の１番地に再び書き込
まれるとともに、レジスタ13に入力される。そして、次
のタイミングにおいて、アキュームレータ９の内容（S
1-2）がレジスタ10に入力されると、RAM14の２番地の内
容（＝“0"）がレジスタ12に入力され、加算回路11にお
いて〔S1-2＋０〕の加算がなされ、この加算結果
（S1-2）が再びRAM14の第２番地およびレジスタ13に書
き込まれる。以下、同様にして、累算終了時点までRAM1
4およびレジスタ13への書込が行われる。すなわち、累
算終了点の書込が終了した時点で、RAM14の各番地には
各々番地→S1-1、２番地→S1-2、３番地→S1-3……ｍ番
地→S1-mの各データが書き込まれ、レジスタ13にはS1-m
が書き込まれている。
ュームレータ９の内容はレジスタ10に入力されるように
なっている。最初のタイミングでは、アキュームレータ
９の内容（S1-1）がレジスタ10に入力される。そして、
これと同時にRAM14の１番地の内容がレジスタ12に入力
される。このとき、RAM14はクリアされているので、レ
ジスタ12に入力される値も“0"である。そして、レジス
タ12の内容とレジスタ10の内容S1-1が加算回路11によっ
て加算され〔S1-1＋０〕、RAM14の１番地に再び書き込
まれるとともに、レジスタ13に入力される。そして、次
のタイミングにおいて、アキュームレータ９の内容（S
1-2）がレジスタ10に入力されると、RAM14の２番地の内
容（＝“0"）がレジスタ12に入力され、加算回路11にお
いて〔S1-2＋０〕の加算がなされ、この加算結果
（S1-2）が再びRAM14の第２番地およびレジスタ13に書
き込まれる。以下、同様にして、累算終了時点までRAM1
4およびレジスタ13への書込が行われる。すなわち、累
算終了点の書込が終了した時点で、RAM14の各番地には
各々番地→S1-1、２番地→S1-2、３番地→S1-3……ｍ番
地→S1-mの各データが書き込まれ、レジスタ13にはS1-m
が書き込まれている。
このようにして、マイクロフォン４−１におけるイン
パルスレスポンスr1（ｘ）のデータ収集が終了すると、
切換スイッチ５の共通端子５−COMと接点５−２が接続
され、また、アキュームレータ９がクリアされる。そし
て、スピーカ３から第２のインパルスレスポンスr
2（ｘ）が、上記と同様にして順次処理される。
パルスレスポンスr1（ｘ）のデータ収集が終了すると、
切換スイッチ５の共通端子５−COMと接点５−２が接続
され、また、アキュームレータ９がクリアされる。そし
て、スピーカ３から第２のインパルスレスポンスr
2（ｘ）が、上記と同様にして順次処理される。
さて、インパルスレスポンスr2（ｘ）の最初の累算値
（S2-1）がレジスタ10に入力されると、RAM14の１番地
の内容（前述の過程によりS1-1が記憶されている）がレ
ジスタ12に入力され、加算回路11によって〔S2-1＋
S1-1〕の演算がなされ、この演算結果がRAM14の１番地
およびレジスタ13に再び入力される。以下、同様にして
インパルスレスポンスr2（ｘ）の累算値は、RAM14の内
容に順次加算され、累算値終了時点においては、RAM14
の各番地には、 １番地→〔S1-1＋S2-1〕 ２番地→〔S1-2＋S2-2〕 ３番地→〔S1-3＋S2-3〕 ｍ番地→〔S1-m＋S2-m〕 の値が記憶されている。
（S2-1）がレジスタ10に入力されると、RAM14の１番地
の内容（前述の過程によりS1-1が記憶されている）がレ
ジスタ12に入力され、加算回路11によって〔S2-1＋
S1-1〕の演算がなされ、この演算結果がRAM14の１番地
およびレジスタ13に再び入力される。以下、同様にして
インパルスレスポンスr2（ｘ）の累算値は、RAM14の内
容に順次加算され、累算値終了時点においては、RAM14
の各番地には、 １番地→〔S1-1＋S2-1〕 ２番地→〔S1-2＋S2-2〕 ３番地→〔S1-3＋S2-3〕 ｍ番地→〔S1-m＋S2-m〕 の値が記憶されている。
次いで、マイクロフォン４−3,4−４……４−ｎによ
リインパルスレスポンスr3（ｘ）,r4（ｘ）……r
n（ｘ）が順次収音され、その累算値がRAM14に加算され
る。すなわち、ｎ個のインパルスレスポンスr1（ｘ）,r
2（ｘ）……rn（ｘ）の処理が全て終了した時点におい
ては、RAM14の内容は １番地→〔S1-1＋S2-1……Sn-1＝TS1〕 ２番地→〔S1-2＋S2-2……Sn-2＝TS2〕 ： ｍ番地→〔S1-m＋S2-m＋……Sn-m＝TSm〕 となり、レジスタ13にはTSmが書き込まれる。
リインパルスレスポンスr3（ｘ）,r4（ｘ）……r
n（ｘ）が順次収音され、その累算値がRAM14に加算され
る。すなわち、ｎ個のインパルスレスポンスr1（ｘ）,r
2（ｘ）……rn（ｘ）の処理が全て終了した時点におい
ては、RAM14の内容は １番地→〔S1-1＋S2-1……Sn-1＝TS1〕 ２番地→〔S1-2＋S2-2……Sn-2＝TS2〕 ： ｍ番地→〔S1-m＋S2-m＋……Sn-m＝TSm〕 となり、レジスタ13にはTSmが書き込まれる。
そして、レジスタ13の内容TSmは、ラッチ回路16を介
して、減算回路15の被減算入力端に入力される。一方、
RAM14の内容が１番地から順次読出され、減算回路15の
減算入力端に供給される。したがって、減算回路15にお
いては、次の演算が順次行われる。
して、減算回路15の被減算入力端に入力される。一方、
RAM14の内容が１番地から順次読出され、減算回路15の
減算入力端に供給される。したがって、減算回路15にお
いては、次の演算が順次行われる。
〔TSm−TS1＝Z1〕，〔TSm−TS2＝Z2〕……〔TSm−TSm
＝Zm〕 この演算結果Z1〜Zmは、空間集合平均｛〈S
2（ｔ）〉｝NOを示すものである。そして、演算結果Z1
〜Zmは、ROM17によって対数圧縮（10log）され、残響曲
線が求められる。この残響曲線は、インターフェイス18
を介し、表示／記録装置19によって経時的に表示／記録
される。
＝Zm〕 この演算結果Z1〜Zmは、空間集合平均｛〈S
2（ｔ）〉｝NOを示すものである。そして、演算結果Z1
〜Zmは、ROM17によって対数圧縮（10log）され、残響曲
線が求められる。この残響曲線は、インターフェイス18
を介し、表示／記録装置19によって経時的に表示／記録
される。
次に、第１図（イ）に示す30は、例えば、前述の
Q30、t30をパラメータとする曲線群（第４図参照）を記
憶しているチャートテーブルROMである。また、31は、R
OM17から出力される残響曲線とチャートテーブルROM30
内の曲線とを比較し、最も近い曲線を選択するととも
に、その曲線の特徴を示すQ30、t30の値を決定する比較
演算回路である。この比較演算回路31は、決定した
Q30、t30の値と前述の（13）式、（14）式とから、T00
を求める。
Q30、t30をパラメータとする曲線群（第４図参照）を記
憶しているチャートテーブルROMである。また、31は、R
OM17から出力される残響曲線とチャートテーブルROM30
内の曲線とを比較し、最も近い曲線を選択するととも
に、その曲線の特徴を示すQ30、t30の値を決定する比較
演算回路である。この比較演算回路31は、決定した
Q30、t30の値と前述の（13）式、（14）式とから、T00
を求める。
以上の測定を、残響室２が空室のときと、椅子ｂを入
れたときとで行い、残響時間を（７）式を用いることに
よってａ∞を求める。また、試料が吸音材の場合は
（６）式によってα∞を求める。
れたときとで行い、残響時間を（７）式を用いることに
よってａ∞を求める。また、試料が吸音材の場合は
（６）式によってα∞を求める。
ここで、第５図に実際の測定結果例を示す。同図
（イ）は側壁がなく、かつ、完全拡散の補正もしない場
合、同図（ロ）は側壁はないが完全拡散の補正をした場
合、同図（ハ）は側壁はあるが完全拡散の補正をしない
場合、同図（ニ）は側壁を設けるとともに完全拡散の補
正をした場合（実施例の場合）を示している。実施例に
よる測定は、ホールでの実施値に合致しているが、他の
測定では隔たりが大きいことが解る。
（イ）は側壁がなく、かつ、完全拡散の補正もしない場
合、同図（ロ）は側壁はないが完全拡散の補正をした場
合、同図（ハ）は側壁はあるが完全拡散の補正をしない
場合、同図（ニ）は側壁を設けるとともに完全拡散の補
正をした場合（実施例の場合）を示している。実施例に
よる測定は、ホールでの実施値に合致しているが、他の
測定では隔たりが大きいことが解る。
なお、第１図（ロ）には、スピーカ３が複数図示され
ているが、これは発音点を変えて測定を行い得るように
しているためである。この場合は、切替器SELによって
任意のスピーカ３を選択する。
ているが、これは発音点を変えて測定を行い得るように
しているためである。この場合は、切替器SELによって
任意のスピーカ３を選択する。
「発明の効果」 以上説明したように、この発明によれば、残響室が空
室の場合と、吸音率を測定すべき試料を残響室内に配置
した場合とにおいて、それぞれ音源からの発音を停止さ
せた後の、残響室内の複数箇所での残響の平均を求め、
この平均された残響波形の時間微分で得られる微分係数
を用いることにより、完全拡散音場において測定される
であろう理論的残響時間を前記それぞれの場合について
求め、該求めた値から吸音率算出の公式に基づき前記試
料の吸音率を求めるから、拡散不足による誤差要因を除
去し得て、高精度の吸音率の測定が可能になる。
室の場合と、吸音率を測定すべき試料を残響室内に配置
した場合とにおいて、それぞれ音源からの発音を停止さ
せた後の、残響室内の複数箇所での残響の平均を求め、
この平均された残響波形の時間微分で得られる微分係数
を用いることにより、完全拡散音場において測定される
であろう理論的残響時間を前記それぞれの場合について
求め、該求めた値から吸音率算出の公式に基づき前記試
料の吸音率を求めるから、拡散不足による誤差要因を除
去し得て、高精度の吸音率の測定が可能になる。
また、残響室が空室の場合と、吸音率を測定すべき試
料及び前記試料の側方周囲を囲う反射性囲いを残響室内
に配置した場合とにおいて、それぞれ音源からの発音を
停止させた後の、残響室内の複数箇所での残響の平均を
求め、この平均化された残響波形の時間微分で得られる
微分係数を用いることにより、完全拡散音場において測
定されるであろう理論的音響時間を前記それぞれの場合
について求め、該求めた値から吸音率算出の公式に基づ
き前記試料の吸音率を求めるので、試料への側面からの
音の入射が遮断され、かつ、面積効果を除去し得る。
料及び前記試料の側方周囲を囲う反射性囲いを残響室内
に配置した場合とにおいて、それぞれ音源からの発音を
停止させた後の、残響室内の複数箇所での残響の平均を
求め、この平均化された残響波形の時間微分で得られる
微分係数を用いることにより、完全拡散音場において測
定されるであろう理論的音響時間を前記それぞれの場合
について求め、該求めた値から吸音率算出の公式に基づ
き前記試料の吸音率を求めるので、試料への側面からの
音の入射が遮断され、かつ、面積効果を除去し得る。
第１図（イ）はこの発明の一実施例の構成を示すブロッ
ク図、第１図（ロ）は残響室２の内部を示す概略図、第
１図（ハ）は残響室における椅子の配置を示す斜視図、
第２図はこの発明の測定原理を説明するための概略図、
第３図は同測定原理を説明するための特性図、第４図は
基準とする曲線群の一例を示す図、第５図は実施例にお
ける測定結果例を示すグラフ、第６図は従来の測定方法
を説明するための概略図である。 ２……残響室、７……A/D変換回路、８……自乗回路、
９……アキュームレータ、10……レジスタ、11……加算
回路、12……レジスタ、13……レジスタ、14……RAM、1
5……減算回路、16……ラッチ回路、17……ROM（以上７
〜17は空間集合平均測定手段）、30……チャートテーブ
ルROM（湾曲判定手段）31……比較演算回路（湾曲判定
手段、残響時間算出手段、試料吸音率算出手段）ｃ……
側壁（反射性囲い手段）。
ク図、第１図（ロ）は残響室２の内部を示す概略図、第
１図（ハ）は残響室における椅子の配置を示す斜視図、
第２図はこの発明の測定原理を説明するための概略図、
第３図は同測定原理を説明するための特性図、第４図は
基準とする曲線群の一例を示す図、第５図は実施例にお
ける測定結果例を示すグラフ、第６図は従来の測定方法
を説明するための概略図である。 ２……残響室、７……A/D変換回路、８……自乗回路、
９……アキュームレータ、10……レジスタ、11……加算
回路、12……レジスタ、13……レジスタ、14……RAM、1
5……減算回路、16……ラッチ回路、17……ROM（以上７
〜17は空間集合平均測定手段）、30……チャートテーブ
ルROM（湾曲判定手段）31……比較演算回路（湾曲判定
手段、残響時間算出手段、試料吸音率算出手段）ｃ……
側壁（反射性囲い手段）。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01H 7/00
Claims (3)
- 【請求項１】残響室が空室の場合と、吸音率を測定すべ
き試料を残響室内に配置した場合とにおいて、 それぞれ音源からの発音を停止させた後の、残響室内の
複数箇所での残響の平均を求め、 この平均化された残響波形の時間微分で得られる微分係
数を用いることにより、完全拡散音場において測定され
るであろう理論的残響時間を前記それぞれの場合につい
て求め、 該求めた値から吸音率算出の公式に基づき前記試料の吸
音率を求めることを特徴とする吸音率測定方法。 - 【請求項２】残響室が空室の場合と、吸音率を測定すべ
き試料及び前記試料の側方周囲を囲う反射性囲いを残響
室内に配置した場合とにおいて、 それぞれ音源からの発音を停止させた後の、残響室内の
複数箇所での残響の平均を求め、 この平均化された残響波形の時間微分で得られる微分係
数を用いることにより、完全拡散音場において測定され
るであろう理論的音響時間を前記それぞれの場合につい
て求め、 該求めた値から吸音率算出の公式に基づき前記試料の吸
音率を求めることを特徴とする吸音率測定方法。 - 【請求項３】残響室と、 吸音率を測定すべき試料の側方周囲を囲う反射性囲い手
段と、 前記残響室内において音源を遮断した後の、残響室内の
複数箇所での残響の平均を求める空間集合平均測定手段
と、 この空間集合平均測定手段が測定した残響波形の時間微
分で得られる微分係数を求めることにより、完全拡散音
場において測定されるであろう理論的残響時間を算出す
る算出手段と、 前記残響室に前記試料および反射性囲い手段が配置され
る場合とそれらのいずれもが配置されない場合とにおけ
る前記算出手段の算出結果から、吸音率算出の公式に基
づき前記試料の吸音率を測定する試料吸音率算出手段 とを具備することを特徴とする吸音率測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7839490A JP2969750B2 (ja) | 1990-03-27 | 1990-03-27 | 吸音率測定方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7839490A JP2969750B2 (ja) | 1990-03-27 | 1990-03-27 | 吸音率測定方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03276031A JPH03276031A (ja) | 1991-12-06 |
| JP2969750B2 true JP2969750B2 (ja) | 1999-11-02 |
Family
ID=13660800
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7839490A Expired - Lifetime JP2969750B2 (ja) | 1990-03-27 | 1990-03-27 | 吸音率測定方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2969750B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2719325C2 (ru) * | 2015-09-08 | 2020-04-17 | Сэн-Гобэн Изовер | Способ и система получения по меньшей мере одного акустического параметра окружающей среды |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5876311B2 (ja) * | 2012-01-27 | 2016-03-02 | 地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター | 吸音率測定装置、吸音率測定方法および吸音率測定プログラム |
| CN105115585A (zh) * | 2015-07-23 | 2015-12-02 | 南京大学 | 一种混响室混响时间测量方法 |
| CN105203198A (zh) * | 2015-09-15 | 2015-12-30 | 南京大学 | 一种混响室混响时间测量方法 |
-
1990
- 1990-03-27 JP JP7839490A patent/JP2969750B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2719325C2 (ru) * | 2015-09-08 | 2020-04-17 | Сэн-Гобэн Изовер | Способ и система получения по меньшей мере одного акустического параметра окружающей среды |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03276031A (ja) | 1991-12-06 |
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| Andrews | Acoustical Analysis of Spaulding Recital Hall |
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