JP7152931B2 - 音体感方法及び音体感システム - Google Patents

Description

本発明は、例えば、集合住宅内の隣接する部屋の騒音を疑似的に再現する音体感方法及び音体感システムに関する。

従来から、集合住宅等にとって、各部屋の騒音対策は重要な課題であった。例えば、吸音性や遮音性の高い素材で生成された壁や床は、隣接する部屋同士の音を聞こえにくくする効果を期待されていた。しかしながら、生活スタイルや時間帯によって、他方の部屋の住人にとって騒音か否かの見極めは容易でない。そのため、住人自身、自らの行動が原因で生じた音を試聴し、騒音か否かを疑似的に体感する仕組みが提案されていた。

例えば、特許文献１では、部屋内で発した音を、部屋の区画部材の遮音性能と隣接する部屋の区画部材の吸音性能とを踏まえて減衰加工して再現することで、あたかも隣接する部屋にいるように試聴できる仕組みが開示されている。また、同文献では、録音時の騒音源と壁の距離や、試聴時の壁と騒音を聞く位置との距離を考慮して騒音を減衰加工している点も開示されている。

特開平１０－３９７３１号公報

しかしながら、特許文献１に開示の技術では、部屋内で録音した騒音と再現時の騒音とに差異が生じてしまう。すなわち、部屋内で発した騒音は、部屋の壁や天井等に反響するため、録音した騒音には残響音も含まれてしまう。このため、減衰加工した騒音も、実際には隣接する部屋から聞こえてくる騒音と異なることから、特許文献１は騒音のシミュレーションとして欠点を有する。

上述したとおり、部屋の騒音を再現するには、騒音を集音する環境が重要となる。一方、歌唱や演奏の音の収録時には、吸音パネルを表面に敷き詰めた居室が利用されている。すなわち、集合住宅等の騒音を集音するときに吸音パネル製の居室を活用することで、現実的な騒音を集音するための環境を構築できるため、現実味のある騒音環境を体感することができる点に、発明者等はたどり着いた。

そこで、本発明の目的は、隣接する部屋に伝播する音を残響音が含まれないように同じ部屋内で集音し、騒音の発信元となる部屋から現実的な騒音を試聴することができる音体感方法及び音体感システムを提供することにある。

すなわち、本発明による音体感方法は、第１の部屋に設置し、隣接する第２の部屋との境界部で開口を密閉した箱型の無響空間に向かって上記第２の部屋から上記境界部に外力を加え、上記無響空間内で上記境界部から伝播する音を集音し、上記第２の部屋内で上記音を発信することを含むことを特徴とする。

上述した音体感方法は、上記音を集音及び録音し、上記第２の部屋内で録音した上記音を発信することを含むと望ましい。

また、本発明による音体感方法は、第１の部屋に設置し、隣接する第２の部屋との境界部で開口を密閉した箱状の無響空間に向かって上記第２の部屋から上記境界部に第１の外力を加え、上記第１の外力に関する物理量を測定し、上記無響空間内で上記境界部から伝播する音を集音及び録音すると共に、上記第１の外力に関する物理量に基づいて上記音に関する物理量を測定し、上記第２の部屋から上記境界部に第２の外力を加え、上記第２の外力の物理量を測定し、上記第２の外力に関する物理量と上記音に関する物理量とに基づいて上記音の補正音を生成して、上記第２の部屋内で上記補正音を発信することを含むことを特徴とする。

上述した音体感方法では、上記第１の部屋が下階かつ上記第２の部屋が上階に該当し、
上記境界部が上記第１の部屋の天井及び上記第２の部屋の床に該当することが望ましい。

また、本発明による音体感システムは、第１の部屋に設置し、隣接する第２の部屋との境界部で開口を密閉した箱状の無響空間部と、上記無響空間部に設置した集音部と、上記集音部に接続し、上記第２の部屋に設置した音源部と、を備え、上記集音部は、上記第２の部屋から上記境界部に加えた外力により上記無響空間部内に伝播した音を集音し、上記音源部は、上記音を発信することを特徴とする。

本発明の音体感方法及び音体感システムによれば、隣接する部屋に伝播する音を残響音が含まれないように同じ部屋内で集音し、騒音の発信元となる部屋から現実的な騒音を試聴することができる。すなわち、騒音の発信元の部屋にいる一人又は複数のユーザが、隣接する部屋にいるユーザにとっての現実的な騒音を、騒音の発信元の部屋にいながら疑似体感することができる。さらに、本発明の音体感方法及び音体感システムは、第１の部屋と第２の部屋との境界部の材質に対する実地試験や性能評価のみならず、建築物に関する展示会・博物館・アミューズメントパーク等にも活用することができる。

本発明の一実施形態における音体感方法の（ａ）集音及び録音時、（ｂ）再生時の一例を概念的に示す図である。 上記音体感方法の一部を説明する機能ブロック図である。 本発明の一実施形態における音体感方法の（ａ）集音及び録音時、（ｂ）補正時、（ｃ）再生時の一例を概念的に示す図である。 上記音体感方法の一部を説明する機能ブロック図である。

以下、図１～図２を参照しつつ、本発明の一実施形態における音体感方法（以下、「本音体感方法」ともいう。）の一例について説明する。
なお、これらの図において、複数個存在する同一の部位については、一つの部位のみに符番した部分もある。説明の便宜上、所定の部位やこの引き出し線を破線や想像線（二点鎖線）で示した部分もある。

まず、図１（ａ）及び図２を参照しつつ、本音体感方法を実行するために用いる構造物及び各種機器について説明する。

図１（ａ）に示すとおり、本音体感方法では、例えば、集合住宅内の下階に位置する第１の部屋１と、第１の部屋１の上階に位置する第２の部屋２との境界部３で開口４１を密閉する箱型の無響空間部４を用いる。境界部３は、第１の部屋１の天井３１かつ第２の部屋の床３２に該当する。
なお、隣接する二つの部屋を有する構造物であれば、商業施設や乗り物でもよい。第１の部屋１と第２の部屋２とは、同じ階層で隣り合う居室でも、同室内で隣り合っている居室でもよい。各部屋のサイズや間取りはいずれでもよい。境界部３は、例えば、各部屋の間仕切壁、各部屋同士の開通用ドア、各部屋内の閲覧用窓でもよい。境界部３のサイズや素材はいずれでもよい。

無響空間部４は、第１の部屋１内に収納できるサイズで、内側に吸音パネルを敷き詰めた居室状かつ立方体型の空間であり、上端に矩形状の開口４１を設けてある。換言すると、無響空間部４は、天井を有さない。無響空間部４を第１の部屋１の床に据え置きした状態で、無響空間部４の上端縁が境界部３に接し、開口４１が封鎖される。無響空間部４は、第１の部屋１の壁際に設置してある。
なお、無響空間部４は、第１の部屋内の居室の内側に吸音パネルを敷き詰めて形成したものでもよい。無響空間部４は、第１の部屋のサイズ及び間取りに一致するサイズでもよく、例えば、第１の部屋が３ＬＤＫの場合、無響空間部４の位置及びサイズが、そのうちの一つの居室の位置及びサイズと同等であってもよい。無響空間部４は、人が出入りできるドアを有していてもよい。開口４１は、無響空間部４を形成する吸音パネルに設けた貫通孔でもよい。無響空間部４は、第１の部屋１の中で組み立てても、既設されたものを第１の部屋１に設置してもよい。

集音部５は、無響空間部４内の中央に設置したマイクである。

音源部６は、第２の部屋２の天井付近に設置したスピーカーである。
なお、音源部６は、音質の向上を図るために、無響空間部４の真上を除く位置や第１の部屋１内の無響空間部４から最も離れた位置に設けてあってもよい。

図２に示すとおり、録音部７は、集音部５及び演算部８に接続してある録音機器又は録音機能付き汎用コンピュータ装置である。録音部７は、録音した音のアナログデータをＭＰ３等のデジタルデータに変換し、又はデジタルデータを記憶したＣＤ－Ｒ・ＤＶＤ－Ｒ・ＵＳＢメモリ、各種メモリチップ等の記憶媒体を介して、演算部８に提供する。

演算部８は、録音部７及び音源部６に接続してある汎用コンピュータ装置である。演算部８は、所定時間経過後自動的に、又はスイッチ信号等の電子的な命令に従って、録音した音のデジタルデータをアナログデータに変換し、音源部６から発信するように制御する。

なお、録音部７及び演算部８並びにその他各種機器は、第１の部屋１或いは第２の部屋２又はこれら以外の部屋に設置してあってもよい。集音部５と録音部７、録音部７と演算部８、又は集音部５と録音部７と演算部８とは、それぞれ一体的に設けられたものでもよい。集音部５・録音部７・演算部８・音源部６は、各々を接続するために、インターネット・イントラネット・エキストラネット・ＬＡＮ・ＣＡＴＶ通信網・ＶＰＮ・電話回線・移動体通信網・衛星通信網・ＩＥＥＥ１３９４・電力線搬送・電話線・ＩｒＤＡ・ブルートゥース（登録商標）・８０２．１１無線・携帯電話網・衛星回線・地上波デジタル網等による通信を実行する通信機器を備えてよい。

上述した汎用コンピュータ装置は、例えば、パーソナルコンピュータやスマートフォン等の電子端末機器が該当し、ＯＳ・アプリケーションの実行等の各種動作を演算処理するＣＰＵと、各種動作に関連するプログラムや文字・画像等のデータを格納するＲＯＭと、プログラムやデータをロードするＲＡＭと、キーボード・マウス・タッチパネル等の入力機器と、画面・音声出力スピーカー等の出力機器と、電子データの書き込みや読み出しを行う磁気ディスク・光ディスク・光磁気ディスク・半導体メモリ等のリムーバブルメディア用のドライブと、これらが相互に接続するためのバスと、を備えていてもよい。

次に、図１及び図２を参照しつつ、本音体感方法の流れを説明する。
なお、上述した無響空間部４・集音部５・音源部６は第１の部屋１及び第２の部屋２に予め設置してあり、録音部７・演算部８は第１の部屋１及び第２の部屋２以外の部屋に設置してあるものとする。

まず、図１（ａ）及び図２に示すように、第２の部屋２内のユーザＡは、第１の部屋１内の無響空間部４に向かって、無響空間部４の真上から第２の部屋２の床３２を脚で「ドンドン」と音を立てながら踏んで外力を加える。外力による音は、境界部３を伝って第１の部屋１の天井３１から無響空間部４内に伝播する。無響空間部４内で伝播した音は反響せず、集音部５及び録音部７は伝播した音のみ集音及び録音する。録音部７は、録音した音を演算部８に提供する。演算部８は、録音部７の音を音源部６から発信できる状態となる。
そして、図１（ｂ）及び図２に示すように、ユーザＡは音源部６の真下に移動して図示しないスイッチを押すと、演算部８はスイッチによる電気的な命令に従って音源部６を制御する。音源部６は、録音部７の音を発信することで、ユーザＡは騒音を試聴する。
なお、第２の部屋２の床３２への外力は、ユーザＡが落とした物体による衝撃でもよい。図１（ａ）に示す集音及び録音並びに図１（ｂ）に示す再生は、二人以上のユーザで行われてもよい。

このような本音体感方法によれば、ユーザＡは、上階である第２の部屋２の床３２に自ら加えた外力により下階の第１の部屋１内で生じる騒音を、第２の部屋２に居ながら現実的に体感することができる。すなわち、第１の部屋１の天井３１から伝播した騒音は無響空間部４内で反響せず残響音が生じないため、集音部５及び録音部７は騒音のみ鮮明に集音及び録音できる。さらに、演算部８は録音した騒音を時間差で音源部６から発信するように制御するため、ユーザＡは音源部６から騒音のみ試聴することができる。したがって、ユーザＡは、部屋間を移動することなく、騒音の発信源（方向性）を認識しながら、隣接する部屋に対し自ら発した現実的な騒音を体感することができる。

次に、図３及び図４を参照しつつ、音体感方法の別の例について、上述した一例と異なる部分のみ説明し、説明していない部分は同等の構造及び作用効果を奏するものとする。
なお、図１及び図２で示した部品又は部位と同等、類似、又は関連する構造及び作用効果を奏するものは、参照を容易にする等のため、図３及び図４において一律１００を加えた番号にしている。

図３（ａ）に示すように、第２の部屋１０２の床１３２には、境界部１０３に与える外力に関する物理量を測定する測定部１０９が設けてある。外力に関する物理量とは、境界部１０３を振動させる加振力（単位：Ｎ）や外力による境界部１０３の振動加速度（単位：ｍ／ｓ^２）である。測定部１０９は、振動計や加速度計である。

図４に示すように、測定部１０９は、演算部１０８に接続してあり、測定した外力に関する物理量を提供する。演算部１０８は、外力に関する物理量である加振力又は振動加速度に基づき、録音部１０７の音に関する物理量であるインパルス応答を専用アプリケーションで測定する。さらに、演算部１０８は、新たな外力に関する物理量と測定済みの音に関する物理量とに基づいて、録音部１０７の音の補正音を生成する。具体的には、新たな外力の加振力又は振動加速度と測定済みのインパルス応答との合成積（いわゆる畳み込み）により補正音を生成する。
なお、第２の部屋１０２の床１３２の材質はいずれでもよい。

次に、図３及び図４を参照しつつ、本音体感方法の流れを説明する。

まず、図３（ａ）及び図４に示すように、測定部１０９は、ユーザＢが事前に第２の部屋１０２の床１３２に加えた第１の外力の加振力又は振動加速度を測定する。演算部１０８は、第１の外力の加振力又は振動加速度に基づき、集音部１０５及び録音部１０７が集音及び録音した無響空間部１０４内で伝播した音のインパルス応答を測定する。その後、第１の部屋１０１内に無響空間部１０４がない状態となる。
次に、図３（ｂ）及び図４に示すように、測定部１０９は、ユーザＡが新たに第２の部屋１０２の床１３２に加えた第２の外力の加振力又は振動加速度を測定する。演算部１０８は、第２の外力の加振力又は振動と測定済みのインパルス応答との畳み込みにより補正音を生成する。
そして、図３（ｃ）に示すように、ユーザＡは音源１０６からの補正音を試聴する。
なお、ユーザＢに代わってバングマシンやタッピングマシン等で外力を加えてもよい。

このような本音体感方法によれば、第１の部屋１０１を有効活用することができる。すなわち、第２の部屋１０２の床１３２に加えた外力により無響空間部１０４に伝播した音のインパルス応答と、無響空間部１０４が無い状態で第２の部屋１０２の床１３２に加えた外力の加振力又は振動加速度とに基づくことで、そのとき無響空間部１０４に伝播したであろう音に極めて近い補正音を事後的に生成することができるため、第１の部屋１０１に無響空間部１０４を常設しておく必要はない。

１、１０１ 第１の部屋
２、１０２ 第２の部屋
３、１０３ 境界部
４、１０４ 無響空間部
５、１０５ 集音部
６、１０６ 音源部
７、１０７ 録音部
８、１０８ 演算部
１０９ 測定部
Ａ、Ｂ ユーザ

Claims (5)

1. 第１の部屋に設置し、隣接する第２の部屋との境界部で開口を密閉した箱型の無響空間に向かって前記第２の部屋から前記境界部に外力を加え、
   前記無響空間内で前記境界部から伝播する音を集音し、
   前記第２の部屋内で前記音を発信する
   ことを含むことを特徴とする音体感方法。
2. 前記音を集音及び録音し、
   前記第２の部屋内で録音した前記音を発信する
   ことを含むことを特徴とする請求項１に記載の音体感方法。
3. 第１の部屋に設置し、隣接する第２の部屋との境界部で開口を密閉した箱状の無響空間に向かって前記第２の部屋から前記境界部に第１の外力を加え、
   前記第１の外力に関する物理量を測定し、
   前記無響空間内で前記境界部から伝播する音を集音及び録音すると共に、前記第１の外力に関する物理量に基づいて当該音に関する物理量を測定し、
   前記第２の部屋から前記境界部に第２の外力を加え、
   前記第２の外力の物理量を測定し、
   前記第２の外力に関する物理量と前記音に関する物理量とに基づいて前記音の補正音を生成して、
   前記第２の部屋内で前記補正音を発信する
   ことを含むことを特徴とする音体感方法。
4. 前記第１の部屋が下階かつ前記第２の部屋が上階に該当し、
   前記境界部が前記第１の部屋の天井及び前記第２の部屋の床に該当する
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の音体感方法。
5. 第１の部屋に設置し、隣接する第２の部屋との境界部で開口を密閉した箱状の無響空間部と、
   前記無響空間部に設置した集音部と、
   前記集音部に接続し、前記第２の部屋に設置した音源部と、を備え、
   前記集音部は、前記第２の部屋から前記境界部に加えた外力により前記無響空間部内に伝播した音を集音し、
   前記音源部は、前記音を発信する
   ことを特徴とする音体感システム。
   

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