JP3699072B2 - Audio equipment, audio equipment and buildings - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は音響装置、音響設備及び建築物に係り、特に、音源から発せられた音を聴取する聴取者が着座するための椅子が、前記音源が存在する方向に向けて複数列配置された空間に設置される音響装置及び音響設備、該音響装置又は該音響設備が設置される建築物に関する。
【0002】
【従来の技術】
会議室や劇場、講堂等のように、椅子に着座した多数の聴取者が音を聴取する屋内空間に設置される音響設備は、一般にハース効果(Hass effect)を利用して構築されている。ハース効果とは、人間は音源から発せられて直接(最初に)到来した音(直接音と称する)の到来方向に基づいて音源が存在している方向(位置)を知覚し、直接音に対して5〜50ミリ秒程度以内の遅延時間で到来した音を、直接音を補強する音として知覚する(以下、この音を補強音と称する)という現象である。
【0003】
なお、直接音に対して5ミリ秒より短い遅延時間で到来した音は、直接音の到来方向と遅延した音の到来方向の差が大きい場合は直接音の方向感も変化させるように作用し(ステレオフォニックの原理)、直接音に対して50ミリ秒より長い遅延時間で到来した音は、直接音と分離した有害なエコー(同じ音が繰り返し聞こえる現象)として知覚されたり、壁や天井で何度も反射された後であれば、残響として知覚されるので、いずれも補強音として知覚されない。
【0004】
このため、前述のような屋内空間に設置される音響設備は、聴取者に補強音として聴取される音を発生させるための補強用スピーカを、屋内空間の壁や天井の複数箇所に分散配置し、音源から発せられた音と同一の音を各補強用スピーカから発生させると共に、各補強用スピーカから発生された音が補強音として聴取者に聴取されるように、各補強用スピーカから発生される音の大きさ・音を発生させるタイミングの遅延量を制御するように構成されている。
【0005】
また、特許文献1には、音源から発せられた音を遅延させることにより音源の方向を聴取者に知覚させる技術として、ステージ前方のスピーカとステージ上の音源である話者との距離に応じてステージ上の話者の音声出力タイミングを遅延させることにより、聴取者の位置の如何にかかわらず音像定位を正確に行う技術が開示されている。
【0006】
【特許文献1】
特開平10−126900号公報(第5−6頁)。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、劇場や講堂等のように高品質な音声伝達が要求される比較的大きな屋内空間では、上記のような音響設備を設置したとしても、聴取者に聴取される音が不明瞭になるという問題が多数発生している。すなわち、上記のような音響設備は、設置する空間が会議室のような比較的小さな空間であれば有効に機能するが、設置空間が大きくなるに従って補強用スピーカと聴取者との距離が必然的に離間するので、各補強用スピーカから発生された音が或る程度の音量の補強音として聴取者に聴取されるようにするためには、補強用スピーカから発生させる音の音圧レベルを増大させざるを得ない。
【0008】
この音圧レベルの増大に伴い、補強用スピーカから発生された音により発生する残響音の音圧レベルも増大し、この残響音が直接音及び補強音に重畳される結果、音響設備を設置した空間のうち音源及び補強用スピーカ近傍(例えば音源からの距離が数m以内。)を除く場所では、残響音の重畳によって直接音及び補強音に歪みが生じることで、聴取音の明瞭性を確保することが困難となる。また、従来技術では、聴取者から見た音源と補強用スピーカの方向ずれが大きいことが一般的特徴であって、この場合、補強用スピーカの発生音の大きさと遅延量の適正値からのずれが、音源の方向の知覚を変化させ、不自然な印象を与える場合が多い。
【0009】
更に、音響設備を設置する空間の大型化・聴取者数の増大・聴取者が着座するエリア(面積)の増大等に従って、設置される補強用スピーカの数は増え、十分な補強効果を得るためには、補強用スピーカから発生される音に対して極めて複雑な制御が要求される。このような場合、経済的理由等により元々制御が簡略化されていたり、そうでなくても装置が不安定になり易く、機能を十分に発揮しないばかりか、当初想定していなかったハウリングやエコー等の音響障害が誘発されるケースも多々生じている。
【0010】
本発明は上記事実を考慮して成されたもので、聴取者に聴取される音の高音質化を実現できる音響装置、音響設備及び建築物を得ることが目的である。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項1記載の発明に係る音響装置は、音源から発せられた音を聴取する聴取者が着座するための椅子が、前記音源が存在する方向に向けて複数列配置された空間に設置される音響装置であって、個々の椅子の背もたれに埋設され、音響振動板としての椅子の背もたれを構成する所定部材を圧電振動体によって振動させることで、前記音源側から見て後側に存在する椅子に着座する聴取者へ向けて音を発する補強用スピーカと、前記補強用スピーカから発せられた音が、前記音源から発せられて個々の椅子に着座した個々の聴取者に直接到達する音を補強する音として前記個々の聴取者に聴取されるように、前記補強用スピーカから音が発せられるタイミングを、前記音源から発せられた音が前記個々の聴取者に直接到達するのに要する時間に応じて制御する制御手段と、を備えたことを特徴としている。
【0012】
請求項1記載の発明に係る音響装置は、音源から発せられた音を聴取する聴取者が着座するための椅子が、音源が存在する方向に向けて複数列配置された空間に設置される。ここで、請求項1記載の発明では、前記空間に配置された個々の椅子の背もたれに、音響振動板としての椅子の背もたれを構成する所定部材を圧電振動体によって振動させることで、音源側から見て後側に存在する椅子に着座する聴取者へ向けて音を発する補強用スピーカが埋設されている。なお、補強用スピーカが埋設されている椅子は、空間内に配置された全ての椅子であってもよいし一部の椅子でもよく、例えば音源からの距離が比較的遠いエリアに配置された椅子や、音源側から見て後側に他の椅子が存在している椅子でもよく、複数列の椅子のうちのとびとびの列の椅子に補強用スピーカを埋設してもよいし、単一の列内においても各椅子にとびとびに補強用スピーカを埋設してもよい。
【0013】
そして、請求項1記載の発明に係る制御手段は、補強用スピーカから発せられた音が、音源から発せられて個々の椅子に着座した個々の聴取者に直接到達する音(直接音)を補強する音(補強音)として個々の聴取者に聴取されるように、補強用スピーカから音が発せられるタイミングを、音源から発せられた音が個々の聴取者に直接到達するのに要する時間に応じて制御する。これにより、個々の聴取者が着座している椅子に対し、音源側から見て前側の椅子に取り付けられた補強用スピーカから発生された音が、個々の聴取者に対して補強音として聴取されることになる(ハース効果)。
【0014】
このように、請求項1記載の発明では、補強用スピーカ近傍で残響音の影響を受けにくい位置で聴取が可能となるのに加え、補強用スピーカと聴取者との距離を小さくすることができるので、補強用スピーカから発せられる音の大きさを低下させることができ、これに伴って補強用スピーカから発せられる音の残響音の大きさが大幅に低下するので、聴取者によって聴取される音の明瞭性を向上させることができる。また、補強用スピーカから発せられた音は、壁や天井で反射される前に大半が椅子に着座している聴取者によって吸音されてしまうため、有害なエコー等の音響障害が誘発されることもない。更に、個々の椅子が音源の存在する方向を向いており、個々の椅子に取り付けられた補強用スピーカは、音源側から見て後側に存在する椅子に着座する聴取者へ向けて音を発するので、個々の聴取者にとって、音源から発せられた音(直接音)と補強用スピーカから発生された音(補強音)の到来方向のずれも非常に小さく、音源の方向感も損なわれない。従って、請求項1記載の発明によれば、聴取者に聴取される音の高音質化を実現することができる。また、椅子の製造時に補強用スピーカを予め取り付けておくようにすれば、空間内に椅子を配置することで空間内への補強用スピーカの配置も同時に完了させることができる。
【0015】
また、請求項1記載の発明では、補強用スピーカを椅子の背もたれに埋設しているので、補強用スピーカが人的損傷を受ける可能性を大幅に低減できると共に、補強用スピーカの所在が全く分からない外観になるので、椅子の意匠性が損なわれることを回避することができる。また、請求項1記載の発明では、補強用スピーカとして、音響振動板を圧電振動体によって振動させることで音を発する構成を採用しているが、この構成は極めて薄型にすることができるので、補強用スピーカを椅子の背もたれに埋設し、外部から見えないように隠蔽することも容易に実現できる。また、圧電振動体と音響振動板から成るスピーカは、特に 200 H z 程度以上の音に対する応答性に優れているので、補強用スピーカから発せられる音がこの周波数帯域の音を主に含む場合に、良好な再現性で聴取者に聴取させることができるという効果も得られる。更に、椅子の背もたれを構成する所定部材を音響振動板として用いているので、椅子への補強用スピーカの取り付けにあたり、音響振動板として作用する部材を新たに設ける必要がなくなり、背もたれの厚みが薄い椅子であっても補強用スピーカを背もたれに埋設することが可能となる。
【0016】
また、請求項2記載の発明に係る音響装置は、音源から発せられた音を聴取する聴取者が着座するための椅子が、前記音源が存在する方向に向けて多数列配置された空間に設置される音響装置であって、個々の椅子に、前記音源側から見て後側に存在する椅子に着座する聴取者へ向けて音を発するように取り付けられた補強用スピーカと、前記多数列の椅子の各々に前記音源から直接到達する直接音が到来してから、到来した音が前記多数列の椅子の各々に着座した個々の聴取者に前記直接音を補強する補強音として聴取される所定時間が経過したタイミングで、前記補強用スピーカから発せられた音が前記多数列の椅子の各々に到来するように、前記多数列の椅子を前記音源からの距離に応じて各々複数列の椅子から成るグループに分けたときの個々のグループを単位として、グループ内の個々の椅子に対応する個々の補強用スピーカから音が発せられるタイミングを、前記音源から発せられた音が前記個々の椅子に着座した個々の聴取者に前記直接音として到達するのに要する時間の平均値と前記所定時間に基づいて設定した遅延時間だけ各々遅延させる制御手段と、を備えたことを特徴としている。
【0017】
請求項2記載の発明に係る音響装置は、音源から発せられた音を聴取する聴取者が着座するための椅子が、音源が存在する方向に向けて多数列配置された空間に設置される。ここで、請求項2記載の発明では、前記空間に配置された個々の椅子に、音源側から見て後側に存在する椅子に着座する聴取者へ向けて音を発するように補強用スピーカが取り付けられている。なお、請求項2記載の発明において、補強用スピーカが取り付けられている椅子は、請求項1記載の発明と同様に、空間内に配置された全ての椅子であってもよいし一部の椅子でもよく、例えば音源からの距離が比較的遠いエリアに配置された椅子や、音源側から見て後側に他の椅子が存在している椅子でもよく、複数列の椅子のうちのとびとびの列の椅子に補強用スピーカを取り付けてもよいし、単一の列内においても各椅子にとびとびに補強用スピーカを取り付けるようにしてもよい。
【0018】
そして、請求項2記載の発明に係る制御手段は、多数列の椅子の各々に音源から直接到達する直接音が到来してから、到来した音が多数列の椅子の各々に着座した個々の聴取者に直接音を補強する補強音として聴取される所定時間が経過したタイミングで、補強用スピーカから発せられた音が多数列の椅子の各々に到来するように、多数列の椅子を音源からの距離に応じて各々複数列の椅子から成るグループに分けたときの個々のグループを単位として、グループ内の個々の椅子に対応する個々の補強用スピーカ(個々の椅子に着座する聴取者へ向けて音を発するように音源側から見て個々の椅子の前方に位置している補強用スピーカ)から音が発せられるタイミングを、音源から発せられた音が個々の椅子に着座した個々の聴取者に直接音として到達するのに要する時間の平均値と前記所定時間に基づいて設定した遅延時間だけ各々遅延させる。これにより、個々の聴取者が着座している椅子に対し、音源側から見て前側の椅子に取り付けられた補強用スピーカから発生された音が、個々の聴取者に対して補強音として聴取されることになる(ハース効果)。
【0019】
このように、請求項2記載の発明では、請求項1記載の発明と同様に、聴取者によって聴取される音の明瞭性を向上させることができ、有害なエコー等の音響障害が誘発されることもない。更に、個々の椅子が音源の存在する方向を向いており、個々の椅子に取り付けられた補強用スピーカは、音源側から見て後側に存在する椅子に着座する聴取者へ向けて音を発するので、個々の聴取者にとって、音源から発せられた音(直接音)と補強用スピーカから発生された音(補強音)の到来方向のずれも非常に小さく、音源の方向感も損なわれない。従って、請求項2記載の発明においても、聴取者に聴取される音の高音質化を実現することができる。また、椅子の製造時に補強用スピーカを予め取り付けておくようにすれば、空間内に椅子を配置することで空間内への補強用スピーカの配置も同時に完了させることができる。
更に、請求項2記載の発明では多数列の椅子を音源からの距離に応じて各々複数列の椅子から成るグループに分け、同一のグループ内の個々の椅子に対応する個々の補強用スピーカから同一のタイミングで音が発せられるように制御しており、補強用スピーカから音を発生させるタイミングの制御を、個々の椅子に取り付けた個々の補強用スピーカを単位として行う場合と比較して制御が簡単になり、制御手段、ひいては音響装置の構成の簡素化も実現することができる。
【0020】
請求項3記載の発明に係る音響設備は、請求項1又は請求項2記載の音響装置と、前記音源としてのメインスピーカと、前記メインスピーカから発するべき音を表す音声信号を増幅し、前記メインスピーカへ供給する増幅器を備え、前記音響装置の前記制御手段は、前記音声信号を遅延させて前記補強用スピーカに供給すると共に、前記音声信号の遅延時間を制御することで、前記補強用スピーカから音を発生させるタイミングを制御することを特徴としている。請求項3記載の発明は、メインスピーカ及び増幅器に加えて、請求項1又は請求項2記載の音響装置を備えているので、請求項1又は請求項2記載の発明と同様に、聴取者に聴取される音の高音質化を実現できる。
【0021】
請求項4記載の発明に係る建築物は、音源から発せられた音を聴取する聴取者が着座するための椅子が、前記音源が存在する方向に向けて複数列配置された空間が内部に形成され、該空間に、請求項1又は請求項2記載の音響装置又は請求項3記載の音響設備が設置されていることを特徴としている。請求項4記載の発明では、内部に形成された空間に請求項1又は請求項2記載の音響装置又は請求項3記載の音響設備が設置されているので、請求項1乃至請求項3の何れかに記載の発明と同様に、空間内の聴取者に聴取される音の高音質化を実現できる。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。図1には本実施形態に係る音響装置10が示されている。音響装置10は屋内空間に設置されており、図1では、この屋内空間の一例として、講演等を行う際に講演者14が位置するステージ12Aと、講演等を聴取する聴取者が着座するための多数個の椅子16(図2も参照)がステージ12Aへ向けて複数列設置された客席スペース12Bから成る講堂12が示されている。
【0023】
講堂12内で講演等が行われる場合、ステージ12A上には、講演者14が発した音を検出するためのマイクロフォン18が設置される。マイクロフォン18はプリアンプ20に接続されており、講演者14が発した音声を表す音声信号はプリアンプ20によって増幅されて出力される。プリアンプ20の出力端は3個の周波数補正回路22、3個の増幅器24を介し、ステージ12Aの後方に設置された3個のメインスピーカ26に各々接続されている。
【0024】
一方、図2に破線で示すように、客席スペース12Bに設置された個々の椅子16には、ステージ12A側から見て後側に存在する椅子16に着座する聴取者へ向けて音を発するための補強用スピーカ30が、背もたれ部28の左右2箇所に各々埋設されている。図3(B)に示すように、椅子16の背もたれ部28は、スポンジ等から成るクッション材32と、このクッション材32を支持する支持部材34と、背もたれ部28の背面を覆う背面部材36を含んで構成されており、支持部材34と背面部材36との間には間隙が形成されている。
【0025】
本実施形態に係る補強用スピーカ30は、支持部材34と背面部材36の間隙に配置された圧電振動体38が背面部材36に取付けられて構成されている。圧電振動体38は円形でバイモルフ等から成る圧電素子層が両側面に形成されており、音声信号が印加されると、印加された音声信号の電圧レベルに応じた振幅で振動する。圧電振動体38の中心部には円孔(図示省略)が穿設されており、該円孔には一端に拡径部40Aが形成された取付部材40の他端が貫通している。取付部材40のうち圧電振動体38を貫通している部分には雄ねじが形成されており、該雄ねじにナット42の雌ねじが螺合されていることで、取付部材40は圧電振動体38に一体に取付けられている。なお、取付部材40の拡径部40Aは接着剤等によって背面部材36に取付けられている。
【0026】
また、圧電振動体38の一方の側面には、外周縁部に沿って環状の振動制御片44が貼着されている。振動制御片44はゴム等の弾性材料から成り、その直径は圧電振動体38の外周縁部から半径方向外側に逸脱しない大きさ(すなわち、圧電振動体38の直径を最大とする大きさ)とされている。振動制御片44は圧電振動体38が振動した際に慣性質量体として作用し、圧電振動体38のうち振動制御片44が貼着されている部分は元の位置に停止し続けようとするので、圧電振動体38に音声信号が印加された場合には、主に圧電振動体38の中心部が振動することになる。
【0027】
そして、圧電振動体38の中心部が振動すると、この振動が取付部材40を介して背面部材36に伝達されることで背面部材36も振動し、この背面部材36の振動により、圧電振動体38に印加された音声信号が表す音が、ステージ12A側から見て後側へ放射されることになる。なお、振動制御片44は、圧電振動体38の振動を吸収することで圧電振動体38の共振を抑制し、補強用スピーカ30の周波数特性を改善する機能も有している。
【0028】
なお、補強用スピーカ30は図3(B)に示す構成に限られるものではなく、例えば図4に示すように、椅子16の背もたれ部28の背面を覆う背面部材36が肉厚とされ、クッション材32と密着されてクッション材32を支持している構造となっている場合には、背面部材36に切欠き36Aを形成し、この切欠き36A内に圧電振動体38、取付部材40、ナット42、振動制御片44等の部材を収納すると共に、切欠き36Aの開口を蓋部材46によって閉止した構成を採用してもよい。
【0029】
図1に示すように、客席スペース12Bに設置された多数個の椅子16は、各々複数列の椅子から成る複数のグループに分けられており(図1ではグループを「ブロック」と表記し、ブロックA,Bのみ示している)、個々のグループ(ブロック)に対応して補強用スピーカ駆動部50が各々設けられている。特定のブロックに属する椅子16に取付けられた補強用スピーカ30は、前記特定のブロックに対応する補強用スピーカ駆動部50に接続されている。
【0030】
個々のブロックに対応する補強用スピーカ駆動部50は互いに同一の構成であるので、以下、ブロックAに対応する補強用スピーカ駆動部50を例に構成を説明すると、補強用スピーカ駆動部50はハウリング抑制部52、遅延回路54、周波数補正回路56及び増幅器58が順次接続されて構成されており、ハウリング抑制部52にはプリアンプ20から出力された音声信号が入力される。
【0031】
ハウリング抑制部52は、例えば講演において聴取者が講演者に質問をする等のように、客席スペース12Bにマイクロフォンが持込まれた場合に、このマイクロフォンと補強用スピーカ30によってハウリングが発生することを防止するために、入力された音声信号のうち特定の周波数帯域における信号レベルが所定値以上になったか否かを監視し、特定の周波数帯域における信号レベルが所定値以上になると信号レベルを低下させるハウリング抑制処理を行う。
【0032】
また遅延回路54は、ハウリング抑制部52から入力された音声信号を、予め定められた遅延時間Δt1だけ遅延させる。なお、詳細は後述するが、遅延回路54における遅延時間は、個々のブロックに対応する個々の補強用スピーカ駆動部50毎を単位として相違されている。遅延回路54によって遅延された音声信号は周波数補正回路56へ入力され、補強用スピーカ30の周波数特性等に応じて各周波数帯域毎に信号レベルが調整された後に、増幅器58によって増幅され、対応するブロックに属する全ての椅子16に取付けられた全ての補強用スピーカ30へ各々供給される。
【0033】
次に本実施形態の作用を説明する。講堂12で講演が行われる場合、講演時に講演者14が発した音声は、マイクロフォン18によって一旦音声信号へ変換され、プリアンプ20によって一旦増幅された後に、周波数補正回路22に入力される。周波数補正回路22では、メインスピーカ26の周波数特性や講堂12の音場特性等に応じて、入力された音声信号の信号レベルを各周波数帯域毎に調整する。周波数補正回路22から出力された音声信号は、増幅器24によって再度増幅された後にメインスピーカ26に供給される。
【0034】
これにより、講演者14が発した音声が、メインスピーカ26から客席スペース12B側へ向けて音(音波)として発せられ、該音波が講堂12内を伝播して聴取者が着席している各椅子16に到達することで、音(音波)が各椅子16に着席している聴取者に各々聴取されることになる。なお、メインスピーカ26は請求項1に記載の音源に対応している。
【0035】
ところで、メインスピーカ26と聴取者との距離は、客席スペース12B内の何れの位置に聴取者が着席しているかに応じて個々の聴取者毎に相違しているので、メインスピーカ26から音(音波)が発せられてから、該音波が講堂12内を伝播して聴取者が着席している位置に直接到達し聴取者に音(直接音)として聴取される迄の時間も、メインスピーカ26と聴取者の距離に応じて個々の聴取者毎に相違している。従って、個々の聴取者毎の音波伝播時間の相違により、補強用スピーカ30からの最適な音発生タイミング(補強用スピーカ30で発生された音を、直接音を補強する音として聴取者に聴取させるためのタイミング)も個々の聴取者毎に相違することになる。
【0036】
このため、本実施形態では、客席スペース12Bに設置されている多数個の椅子16を、メインスピーカ26からの距離に応じて各々複数列の椅子16から成るグループ(ブロック)に分けており、個々のブロックに対応する補強用スピーカ駆動部50の遅延回路54における遅延時間を、個々のブロック内の各椅子16に取付けられた補強用スピーカ30から発生される音が、前記各椅子16の後方の椅子16に着席している聴取者により直接音を補強する音として聴取されるように設定している。
【0037】
具体的には、ステージ12A側から見て第n列目の椅子16から第m列目の椅子で構成されるブロックx(n,mは何れも整数、n<m)に対し、メインスピーカ26から発せられた音波が到達する迄の時間(直接音伝播時間)を、第n+1列目〜第m+1列目の各椅子16について各々測定し、測定した直接音伝播時間の平均値txを演算する。そして、直接音の到来タイミングに対する最適な補強音の到来タイミングの時間差Δt(例えば10ミリ秒〜20ミリ秒程度)と、直接音伝播時間の平均値txに基づき、第n+1列目〜第m+1列目の各椅子16に直接音が到来してから約Δt後に、補強用スピーカ30から発生された音が到来するように、ブロックxに対応する補強用スピーカ駆動部50の遅延回路54における遅延時間を設定することを、各ブロックに対応する補強用スピーカ駆動部50の遅延回路54に対して各々行っている。
【0038】
これにより、客席スペース12Bに設置された各椅子16に着席した視聴者により、メインスピーカ26によって発生されて直接到来した音が直接音として知覚されると共に、視聴者が着席している椅子16の前方に存在する椅子16の補強用スピーカ30によって後方へ向けて発せられた音(メインスピーカ26によって発生された音と同一の音)が、直接音を補強する補強音として視聴者に知覚されることになる。
【0039】
このように、本実施形態では、個々の聴取者が着席している椅子16の前方に存在している椅子16から、個々の聴取者に補強音として知覚される音が発せられるので、個々の聴取者と補強音の発生源(本実施形態では前方の椅子16に取付けられた補強用スピーカ30)との距離は小さい(この距離は椅子16の配置ピッチP(図1参照)に略等しく、通常P=0.9〜1m程度)。従って、元々残響音の影響が小さいスピーカ近傍で聴取が可能である上に、補強用スピーカ30によって発生させるべき音の音圧レベルが小さくて済むため、補強用スピーカ30から発生された音によって発生する残響音の音圧レベルも小さくなる。また、補強用スピーカ30から発生される音の音圧レベルが小さいことに加えて、大半が補強用スピーカ30の近傍に存在する聴取者によって吸音されるため、エコーが誘発されることも回避することができる。更には、客席スペース12Bにマイクロフォンが持込まれた場合のハウリング抑制も、その発生経路がマイクロフォンの近傍に位置している補強用スピーカ30とマイクロフォンの間であることが明らかであり、残響音の影響も受けないことから、ハウリング抑制回路52の処理内容により十分に消去できる。これらにより、個々の聴取者によって聴取される音の明瞭度を向上させることができる。
【0040】
また、個々の聴取者によって聴取される補強音は、個々の聴取者が着席している椅子16の前方に位置している椅子16に取付けられた補強用スピーカ30から発生されるので、個々の聴取者によって聴取される補強音は直接音と略同一の方向(すなわち個々の聴取者の前方)から到来することになる。このように、個々の聴取者にとって、メインスピーカ26から発生された音(直接音)と補強用スピーカ30から発生された音(補強音)の到来方向のずれが非常に小さいので、直接音の方向感は元々乱れにくい状況にあり、直接音と補強音の到来方向が大きく相違している場合と比較して、遅延量とレベルの設定誤差が直接音の方向感に与える影響が小さいため、補強用スピーカ30から発生される音に対する制御も簡単で済む。
【0041】
なお、上記ではブロック単位で遅延時間を制御する例を説明したが、これに限定されるものではなく、個々の聴取者(個々の椅子16)を単位として遅延時間を制御するようにしてもよい。この場合、音響装置10の構成は複雑になるものの、直接音の到来タイミングと補強音の到来タイミングの時間差を、個々の聴取者(個々の椅子16)を単位として正確に制御することができる。
【0042】
また、上記では本発明に係る補強用スピーカとして、圧電振動体38によって背面部材36を振動させることで、椅子16の後側に存在する聴取者へ向けて音を放射する構成の補強用スピーカ30を設けた例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、背面部材36に代えて、音を放射することを目的に設計した専用の音響振動板を振動させる構成を採用してもよいし、補強用スピーカ30に代えてより一般的なダイナミックスピーカを用いてもよい。但し、これらのスピーカは、上記で説明した補強用スピーカ30と比較して薄型に構成することが困難であり、椅子16の意匠性を損なったり、椅子16に埋設することが困難になる恐れがあるので、補強用スピーカ30や補強用スピーカ30に類似の構成を採用することが望ましい。
【0043】
【発明の効果】
以上説明したように請求項1記載の発明は、音源から発せられた音を聴取する聴取者が着座するための個々の椅子の背もたれに、音響振動板としての椅子の背もたれを構成する所定部材を圧電振動体によって振動させることで、前記音源側から見て後側に存在する椅子に着座する聴取者へ向けて音を発する補強用スピーカを埋設し、補強用スピーカから発せられた音が、音源から発せられて個々の椅子に着座した個々の聴取者に直接到達する音を補強する音として前記個々の聴取者に聴取されるように、補強用スピーカから音が発せられるタイミングを、音源から発せられた音が個々の聴取者に直接到達するのに要する時間に応じて制御するので、聴取者に聴取される音の高音質化を実現できると共に、背もたれの厚みが薄い椅子であっても、椅子の意匠性を損なうことなく、補強用スピーカを椅子の背もたれに埋設して外部から見えないように隠蔽することを容易に実現できる、という優れた効果を有する。
【0044】
請求項2記載の発明は、音源から発せられた音を聴取する聴取者が着座するための個々の椅子に、音源側から見て後側に存在する椅子に着座する聴取者へ向けて音を発するように補強用スピーカを取り付け、多数列の椅子の各々に音源から直接到達する直接音が到来してから、到来した音が多数列の椅子の各々に着座した個々の聴取者に直接音を補強する補強音として聴取される所定時間が経過したタイミングで、補強用スピーカから発せられた音が多数列の椅子の各々に到来するように、多数列の椅子を音源からの距離に応じて各々複数列の椅子から成るグループに分けたときの個々のグループを単位として、グループ内の個々の椅子に対応する個々の補強用スピーカから音が発せられるタイミングを、音源から発せられた音が個々の椅子に着座した個々の聴取者に直接音として到達するのに要する時間の平均値と前記所定時間に基づいて設定した遅延時間だけ各々遅延させるので、聴取者に聴取される音の高音質化を実現できると共に、制御手段(音響装置)の構成の簡素化も実現できる、という優れた効果を有する。
【0047】
請求項3記載の発明は、請求項1又は請求項2記載の音響装置と、メインスピーカと、音声信号を増幅してメインスピーカへ供給する増幅器を備えているので、聴取者に聴取される音の高音質化を実現できる、という優れた効果を有する。
【0048】
請求項4記載の発明は、内部に形成された空間に、請求項1又は請求項2記載の音響装置又は請求項3記載の音響設備が設置されているので、空間内の聴取者に聴取される音の高音質化を実現できる、という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本実施形態に係る音響装置の概略構成を示すブロック図である。
【図2】 本実施形態に係る椅子の、(A)は正面図、(B)は背面図である。
【図3】 (A)は本実施形態に係る椅子の側面図、(B)は個々の椅子に取り付けられた補強用スピーカの一例を示す概略断面図である。
【図4】 個々の椅子に取り付けられた補強用スピーカの他の例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
10 音響装置
16 椅子
18 マイクロフォン
26 メインスピーカ
30 補強用スピーカ
36 背面部材
38 圧電振動体
44 振動制御片
50 補強用スピーカ駆動部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an audio device, audio equipment, and a building, and in particular, a space in which chairs for a listener who listens to sound emitted from a sound source are arranged in a plurality of rows in a direction in which the sound source exists. The present invention relates to an acoustic device and an acoustic facility installed in the building, and an acoustic device or a building where the acoustic facility is installed.
[0002]
[Prior art]
Audio equipment installed in an indoor space where a large number of listeners seated on a chair listen to sound, such as a conference room, a theater, or a lecture hall, is generally constructed using the Haas effect. With the Haas effect, humans perceive the direction (position) in which a sound source exists based on the direction of arrival of a sound (directly called) that is emitted directly from the sound source (directly) and This is a phenomenon in which a sound that arrives with a delay time of about 5 to 50 milliseconds is perceived as a sound that directly reinforces the sound (hereinafter, this sound is referred to as a reinforcing sound).
[0003]
Note that a sound that arrives with a delay time shorter than 5 milliseconds from the direct sound acts to change the direction of the direct sound when the difference between the direct sound arrival direction and the delayed sound arrival direction is large. (Stereophonic principle) The sound that arrives with a delay time longer than 50 milliseconds from the direct sound is perceived as harmful echo (a phenomenon in which the same sound can be heard repeatedly) separated from the direct sound, or on the wall or ceiling. Since it is perceived as reverberation after being reflected many times, none is perceived as a reinforcing sound.
[0004]
For this reason, the acoustic equipment installed in the indoor space as described above distributes reinforcing speakers for generating sounds to be heard as a reinforcing sound by the listener in multiple locations on the walls and ceiling of the indoor space. The same sound as that emitted from the sound source is generated from each reinforcing speaker, and the sound generated from each reinforcing speaker is generated from each reinforcing speaker so that the sound is heard by the listener as a reinforcing sound. It is configured to control the volume of sound and the delay amount of the timing for generating the sound.
[0005]
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-10-126900 (page 5-6).
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in a relatively large indoor space where high-quality sound transmission is required, such as in a theater or a lecture hall, the sound heard by the listener is unclear even if the above-mentioned acoustic equipment is installed. There are many problems. In other words, the acoustic equipment as described above functions effectively if the installation space is a relatively small space such as a conference room, but the distance between the reinforcing speaker and the listener is inevitably increased as the installation space increases. Therefore, the sound pressure level of the sound generated from the reinforcing speaker is increased in order for the listener to listen to the sound generated from each reinforcing speaker as a certain level of reinforcing sound. I must do it.
[0008]
As the sound pressure level increases, the sound pressure level of the reverberant sound generated by the sound generated from the reinforcing speaker also increases, and as a result of the reverberant sound being superimposed directly on the sound and the reinforcing sound, the sound equipment was installed. In places other than the vicinity of the sound source and the reinforcing speaker (for example, within a few meters from the sound source) in the space, the direct sound and the reinforcing sound are distorted by superimposition of the reverberant sound, thereby ensuring the clarity of the listening sound. Difficult to do. Further, in the prior art, a general feature is that the direction deviation between the sound source and the reinforcing speaker as viewed from the listener is large, and in this case, the magnitude of the sound generated by the reinforcing speaker and the deviation of the delay amount from the appropriate values are different. However, it often changes the perception of the direction of the sound source and gives an unnatural impression.
[0009]
In addition, the number of speakers to be installed increases as the space for installing sound equipment increases, the number of listeners increases, the area (area) where listeners sit, etc., to obtain a sufficient reinforcing effect Therefore, extremely complicated control is required for the sound generated from the reinforcing speaker. In such a case, the control was originally simplified due to economic reasons, etc. Otherwise, the device is likely to become unstable, and not only does not perform its function sufficiently, but also howling and echoes that were not originally assumed There are many cases in which acoustic disturbances such as these are induced.
[0010]
The present invention has been made in consideration of the above facts, and an object of the present invention is to obtain an acoustic device, an acoustic facility, and a building that can realize high-quality sound heard by a listener.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the acoustic device according to the first aspect of the present invention is configured such that chairs for a listener who listens to a sound emitted from a sound source are arranged in a plurality of rows in a direction in which the sound source exists. Sound device installed in a designated space, each chairBy oscillating a predetermined member constituting the backrest of the chair as an acoustic vibration plate with a piezoelectric vibrator, embedded in the backrest ofSounds toward the listener sitting on the chair on the rear side as seen from the sound source sideComplementThe sound emitted from the strong speaker and the reinforcing speaker is heard by the individual listener as a sound that reinforces the sound emitted from the sound source and directly reaching the individual listener seated on the individual chair. Control means for controlling the timing at which sound is emitted from the reinforcing speaker according to the time required for the sound emitted from the sound source to reach the individual listeners directly. It is characterized by.
[0012]
In the acoustic device according to the first aspect of the present invention, chairs on which a listener who listens to the sound emitted from the sound source is seated are installed in a space in which a plurality of rows are arranged in the direction in which the sound source exists. Here, in the invention according to
[0013]
The control means according to the first aspect of the invention reinforces the sound (direct sound) that is emitted from the reinforcing speaker and directly reaches the individual listeners seated on the individual chairs. The sound is emitted from the reinforcing speaker so that it can be heard by each listener as a sound to be played (reinforcing sound) according to the time required for the sound emitted from the sound source to reach each listener directly. Control. As a result, the sound generated from the reinforcing speaker attached to the front chair as viewed from the sound source side is heard as a reinforcing sound for the individual listeners. (Haas effect).
[0014]
As described above, according to the first aspect of the present invention, in addition to being able to listen at a position that is not easily affected by reverberant sound in the vicinity of the reinforcing speaker, the distance between the reinforcing speaker and the listener can be reduced. Therefore, the volume of the sound emitted from the reinforcing speaker can be reduced, and the magnitude of the reverberant sound of the sound emitted from the reinforcing speaker is greatly reduced. The clarity of the image can be improved. In addition, most of the sound emitted from the reinforcing speaker is absorbed by the listener sitting on the chair before being reflected by the wall or ceiling, which can cause acoustic disturbances such as harmful echoes. Nor. Furthermore, the individual chairs face the direction in which the sound source exists, and the reinforcing speakers attached to the individual chairs emit sound toward the listener sitting on the chair existing on the rear side when viewed from the sound source side. Therefore, for each listener, the difference in arrival direction between the sound emitted from the sound source (direct sound) and the sound generated from the reinforcing speaker (reinforcing sound) is very small, and the sense of direction of the sound source is not impaired. Therefore, according to the first aspect of the present invention, it is possible to achieve high quality sound that is heard by the listener. If the reinforcing speaker is attached in advance when the chair is manufactured, the placement of the reinforcing speaker in the space can be completed at the same time by arranging the chair in the space.
[0015]
AlsoIn the invention of claim 1IsReinforcing speakerTheChairBack ofMotaBecause it is buried in thisIt is possible to greatly reduce the possibility that the reinforcing speaker is damaged by human beings, and since the appearance of the reinforcing speaker is not known at all, it is possible to avoid the deterioration of the design of the chair.In the first aspect of the present invention, the reinforcing speaker employs a structure that emits sound by vibrating the acoustic diaphragm with a piezoelectric vibrating body, but this structure can be made extremely thin. It is also easy to embed a reinforcing speaker in the back of the chair and hide it from the outside. In addition, a speaker comprising a piezoelectric vibrator and an acoustic diaphragm is particularly 200 H z Excellent response to sound above a certain level, so that when the sound emitted from the reinforcing speaker mainly includes sound in this frequency band, the listener can listen with good reproducibility. It is done. Further, since the predetermined member constituting the back of the chair is used as the acoustic diaphragm, it is not necessary to newly provide a member that acts as the acoustic diaphragm when attaching the reinforcing speaker to the chair, and the thickness of the back is thin. Even in a chair, the reinforcing speaker can be embedded in the backrest.
[0016]
The acoustic device according to the invention of claim 2 is provided in a space in which chairs for a listener who listens to a sound emitted from a sound source are arranged in a plurality of rows in a direction in which the sound source exists. A plurality of rows of reinforcing speakers attached to individual chairs so as to emit sound toward a listener seated in a chair existing on the rear side as viewed from the sound source side; After a direct sound that reaches directly from the sound source arrives at each of the chairs, the arrived sound is heard as a reinforcement sound that reinforces the direct sound by individual listeners seated on each of the multiple rows of chairs The multiple rows of chairs are moved from the plurality of rows of chairs according to the distance from the sound source so that the sound emitted from the reinforcing speaker arrives at each of the rows of chairs at a timing when time elapses. Divided into groups The individual listener who seated the sound generated from the sound source on the individual chair, with the timing of the sound generated from the individual reinforcing speakers corresponding to the individual chairs in the group as a unit And a control means for delaying each by a delay time set on the basis of the average value of the time required to reach the direct sound and the predetermined time.
[0017]
In the acoustic device according to the second aspect of the present invention, chairs on which a listener who listens to the sound emitted from the sound source is seated are installed in a space in which multiple rows are arranged in the direction in which the sound source exists. Here, in the invention according to claim 2, the reinforcing speaker is provided so that the individual chairs arranged in the space emit a sound toward the listener sitting on the chair existing on the rear side when viewed from the sound source side. It is attached. In the invention according to claim 2, the chair to which the reinforcing speaker is attached may be all the chairs arranged in the space, or a part of the chair, similarly to the invention according to
[0018]
The control means according to the second aspect of the present invention provides the individual listening device in which the incoming sound is seated on each of the multiple rows of chairs after the direct sound arrives directly from the sound source to each of the multiple rows of chairs. Multiple rows of chairs from the sound source so that the sound emitted from the reinforcing speakers arrives at each of the multiple rows of chairs at the time when a predetermined time is heard as a reinforcement sound that directly reinforces the sound to the user. Individual reinforcing speakers corresponding to individual chairs in the group (for listeners sitting on individual chairs), with each group as a unit divided into groups of chairs of multiple rows according to distance The timing at which sound is emitted from the reinforcing speaker (located in front of each chair as seen from the sound source side) so that the sound is emitted to each listener who is seated in the individual chair. Direct sound And based on the predetermined time and the average value of the time required to reach to only each delay a delay time which is set. As a result, the sound generated from the reinforcing speaker attached to the front chair as viewed from the sound source side is heard as a reinforcing sound for the individual listeners. (Haas effect).
[0019]
As described above, in the invention described in claim 2, as in the invention described in
Furthermore, in the invention according to claim 2, the multiple rows of chairs are divided into groups each composed of a plurality of rows of chairs according to the distance from the sound source, and the same reinforcement speakers corresponding to the individual chairs in the same group are used. Control is made so that sound is emitted at the same timing, and the control of the timing for generating sound from the reinforcing speaker is simpler than when the individual reinforcing speaker attached to each chair is used as a unit. Thus, it is possible to realize simplification of the configuration of the control means, and consequently the acoustic device.
[0020]
Claim3The acoustic equipment according to the described invention is the first aspect.OrClaim2An audio signal representing a sound to be emitted from the main speaker and supplying the sound signal to the main speaker, and the control means of the audio device includes the audio A signal is delayed and supplied to the reinforcing speaker, and a delay time of the audio signal is controlled to control timing for generating sound from the reinforcing speaker. Claim3In addition to the main speaker and the amplifier, the invention described in claim 1OrClaim21 is provided.OrClaim2As with the invention described above, it is possible to achieve high quality sound that is heard by the listener.
[0021]
Claim4The building according to the invention described is formed with a space in which a chair for a listener who listens to a sound emitted from a sound source is arranged in a plurality of rows in a direction in which the sound source exists, In the space, claim 1OrClaim2On-board acoustic device or claim3It is characterized in that the described audio equipment is installed. Claim4In the described invention, the space formed inside is claimed in claim 1.OrClaim2On-board acoustic device or claim3The sound equipment according to
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows an
[0023]
When a lecture or the like is performed in the
[0024]
On the other hand, as shown by a broken line in FIG. 2, each
[0025]
The reinforcing
[0026]
An annular
[0027]
When the central portion of the piezoelectric vibrating
[0028]
The reinforcing
[0029]
As shown in FIG. 1, a large number of
[0030]
Since the reinforcing
[0031]
The howling
[0032]
The
[0033]
Next, the operation of this embodiment will be described. When a lecture is given at the
[0034]
As a result, the sound uttered by the
[0035]
By the way, the distance between the
[0036]
For this reason, in this embodiment, a large number of
[0037]
Specifically, when viewed from the
[0038]
As a result, the viewer who is seated in each
[0039]
Thus, in this embodiment, since the sound perceived as a reinforcement sound by the individual listener is emitted from the
[0040]
Further, since the reinforcement sound heard by each listener is generated from the
[0041]
In addition, although the example which controls delay time per block was demonstrated above, it is not limited to this, You may make it control delay time for each listener (individual chair 16) as a unit. . In this case, although the configuration of the
[0042]
In the above description, the reinforcing
[0043]
【The invention's effect】
As described above, the invention according to
[0044]
According to the second aspect of the present invention, a sound is sent to an individual chair for a listener who listens to a sound emitted from a sound source to a listener who sits on a chair existing on the rear side as viewed from the sound source side. Reinforcing speakers are attached so that the direct sound coming directly from the sound source arrives at each of the multiple rows of chairs, and then the incoming sound is directly emitted to individual listeners seated on each of the multiple rows of chairs. Each of the multiple rows of chairs according to the distance from the sound source so that the sound emitted from the reinforcing speakers arrives at each of the multiple rows of chairs at the timing when a predetermined time heard as a reinforcing sound to be reinforced has passed. With each group when divided into groups of chairs in multiple rows as a unit, the timing at which sound is emitted from each reinforcing speaker corresponding to each chair in the group, the sound emitted from the sound source is individual Chair Since the delay time set based on the average value of the time required to reach each seated individual listener as a direct sound and the predetermined time is delayed, the sound quality of the sound heard by the listener can be improved. At the same time, there is an excellent effect that the configuration of the control means (sound device) can be simplified.
[0047]
Claim3The invention described in claim 1OrClaim2The above-described acoustic apparatus, the main speaker, and the amplifier that amplifies the audio signal and supplies the amplified audio signal to the main speaker have an excellent effect that the quality of the sound heard by the listener can be improved.
[0048]
Claim4The invention described in
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of an acoustic device according to an embodiment.
2A is a front view and FIG. 2B is a rear view of a chair according to the present embodiment.
3A is a side view of a chair according to the present embodiment, and FIG. 3B is a schematic cross-sectional view showing an example of a reinforcing speaker attached to each chair.
FIG. 4 is a schematic sectional view showing another example of a reinforcing speaker attached to each chair.
[Explanation of symbols]
10 Audio equipment
16 Chair
18 Microphone
26 Main speaker
30 Speaker for reinforcement
36 Back member
38 Piezoelectric vibrator
44 Vibration control piece
50 Reinforcing speaker drive
Claims (4)
個々の椅子の背もたれに埋設され、音響振動板としての椅子の背もたれを構成する所定部材を圧電振動体によって振動させることで、前記音源側から見て後側に存在する椅子に着座する聴取者へ向けて音を発する補強用スピーカと、
前記補強用スピーカから発せられた音が、前記音源から発せられて個々の椅子に着座した個々の聴取者に直接到達する音を補強する音として前記個々の聴取者に聴取されるように、前記補強用スピーカから音が発せられるタイミングを、前記音源から発せられた音が前記個々の聴取者に直接到達するのに要する時間に応じて制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする音響装置。A chair on which a listener who listens to a sound emitted from a sound source is seated is an acoustic device installed in a space arranged in a plurality of rows in a direction in which the sound source exists,
To a listener who sits on a chair that is embedded in the backrest of each chair and is seated on the backside as seen from the sound source side by vibrating a predetermined member that constitutes the backrest of the chair as an acoustic diaphragm with a piezoelectric vibrator . and reinforcement speaker that Hassu the sound towards,
The sound emitted from the reinforcing speaker is heard by the individual listener as a sound that reinforces the sound emitted from the sound source and directly reaching the individual listener seated on the individual chair. Control means for controlling the timing at which sound is emitted from the reinforcing speaker in accordance with the time required for the sound emitted from the sound source to reach the individual listeners directly;
An acoustic device comprising:
個々の椅子に、前記音源側から見て後側に存在する椅子に着座する聴取者へ向けて音を発するように取り付けられた補強用スピーカと、
前記多数列の椅子の各々に前記音源から直接到達する直接音が到来してから、到来した音が前記多数列の椅子の各々に着座した個々の聴取者に前記直接音を補強する補強音として聴取される所定時間が経過したタイミングで、前記補強用スピーカから発せられた音が前記多数列の椅子の各々に到来するように、前記多数列の椅子を前記音源からの距離に応じて各々複数列の椅子から成るグループに分けたときの個々のグループを単位として、グループ内の個々の椅子に対応する個々の補強用スピーカから音が発せられるタイミングを、前記音源から発せられた音が前記個々の椅子に着座した個々の聴取者に前記直接音として到達するのに要する時間の平均値と前記所定時間に基づいて設定した遅延時間だけ各々遅延させる制御手段と、
を備えたことを特徴とする音響装置。 A chair on which a listener who listens to a sound emitted from a sound source is seated is an acoustic device installed in a space arranged in multiple rows in a direction in which the sound source exists,
Reinforcing speakers attached to individual chairs so as to emit sound toward a listener seated on a chair existing on the rear side as viewed from the sound source side;
As a reinforcement sound that reinforces the direct sound to individual listeners seated on each of the multiple rows of chairs after the direct sound that directly arrives from each of the sound sources arrives at each of the multiple rows of chairs A plurality of the multiple rows of chairs according to the distance from the sound source so that the sound emitted from the reinforcing speaker arrives at each of the multiple rows of chairs at a timing when a predetermined time has been heard. With the individual groups when divided into groups of chairs in a row as a unit, the timing at which sound is emitted from the individual reinforcing speakers corresponding to the individual chairs in the group, the sound emitted from the sound source is the individual A control means for delaying each of the individual listeners seated in the chair by an average value of the time required for reaching the direct sound and a delay time set based on the predetermined time ;
An acoustic device comprising:
前記音源としてのメインスピーカと、A main speaker as the sound source;
前記メインスピーカから発するべき音を表す音声信号を増幅し、前記メインスピーカへ供給する増幅器を備え、An amplifier that amplifies an audio signal representing sound to be emitted from the main speaker, and supplies the amplified signal to the main speaker;
前記音響装置の前記制御手段は、前記音声信号を遅延させて前記補強用スピーカに供給すると共に、前記音声信号の遅延時間を制御することで、前記補強用スピーカから音を発生させるタイミングを制御することを特徴とする音響設備。The control means of the acoustic device delays the audio signal and supplies the audio signal to the reinforcing speaker, and controls the timing of generating sound from the reinforcing speaker by controlling the delay time of the audio signal. Sound equipment characterized by that.
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