JPH0633743Y2

JPH0633743Y2 - 体感音響装置

Info

Publication number: JPH0633743Y2
Application number: JP1984140665U
Authority: JP
Inventors: 明小松
Original assignee: ボデイソニツク株式会社
Priority date: 1984-09-17
Filing date: 1984-09-17
Publication date: 1994-08-31
Anticipated expiration: 1999-09-17
Also published as: JPS6157691U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は、音楽などの低音成分より体感振動を得るため
の体感音響装置に関する。

（従来の技術）音楽の低音成分を取出し、これにより身体に振動を与え
る体感音響装置としては、従来、第３図に示すような回
路構成のものがある。すなわち、１はプレーヤ、アン
プ、スピーカシステム等のオーデイオ機器であつて、そ
の出力側には、該オーデイオ機器１による振動と音響心
理のダイナミツクレンジの違いを補正するレベル圧縮回
路部２が接続され、その出力側には遮断周波数を150ヘ
ルツ程度にしたローパスフイルタ３と電力増幅器４を介
して振動ユニツト５が接続されている。振動ユニツト５
は人体載置物である椅子６に取付けられている。

このような構成の従来の体感音響装置は、オーデイオ機
器１の出力信号のうちの150ヘルツ程度以下の信号で振
動ユニツト５が作動して振動を発生し、この振動が椅子
６に腰掛けた人に伝達されることになる。これにより音
楽にあつては、リズム感、重低音感やエネルギ感などが
得られ、音楽の感動や陶酔感が倍加されることになり、
ドキユメンタリ音にあつては迫力や臨場感が倍加される
ことになる。最近のポピュラー音楽（歌謡曲、ロツク、
ポツプス等）では、バスドラムやエレキベースが多用さ
れている。これらの楽器は充分な低音を含んでいるの
で、上述した装置で充分なリズム感、重低音感、快よい
陶酔感や生理的快感をもたらし、申し分のない効果が得
られることになる。

しかしながら音楽を奏する楽器がアコーステイツクなも
の（電気、電子楽器でないもの）であるときには、必ら
ずしも充分な効果が得られないことがある。すなわち、
従来から存在する弦楽器や管楽器（場合によっては打楽
器も）等のこの種の楽器は、譜面の音階上は充分な低音
が発生することになっていても、その発生音のスペクト
ルを分析してみると基本波成分のレベルがきわめて小さ
く、基本波周波数の整数倍の高調波が高いレベルで発生
しており、鑑賞者はそのような音を聴いてその基本波の
音であると認識しているのが実情であるからである（こ
の分野での理論については、昭和25年８月１日：誠文堂
新光社刊「音楽工学」第６章等参照）。このように鑑賞
者の聴覚的には充分な低音に感じられる音域であって
も、この成分を信号として取出してその信号で振動ユニ
ットを振動させようとすると、低域不足により、これが
充分に機能しないのである。そこでこの問題を解決する
手段としてローパスフイルタの遮断周波数を高くするこ
とが考えられ、試みられたが、次に述べる理由により、
思わしい効果を得ることはできなかった。

人体載置物、たとえばシート等ではウレタンなどのク
ツシヨン材を使用するが、これがメカニカルハイカツト
フイルタとして作用し、周波数が高くなると振動の減衰
が大きくなり、振動をあまり伝えないことになる。

シートの構造物、衣服、人体の脂肪等も、同様の傾向を
有している。

生理的に高い周波数の振動ほど感じにくくなるし、快
よくない、このため振動を強くして無理に感じるように
しても不快感を伴ないやすく、低音振動のような生理的
快感や陶酔感は得られないばかりか、シートからの発音
が急激に増加する等の逆効果が増大する。

振動効率の悪い成分が増える分だけ電力増幅器を高出
力にしなければならない。

高出力にした分だけ振動ユニツトの耐入力電力を高く
する必要がある。

上記，項により、コストアツプとなる。

多くの実験の結果、聴覚心理と振動心理のダイナミツク
レンジの違いとともに、周波数レンジにも多くの違いの
あることがわかつた。すなわち、レベル差（強弱）、周
波数差（音程、ピツチ）とも、その弁別能力は聴覚の方
が遥かにすぐれている。振動においてはレベル差の弁別
能力はかなり高いが、周波数差の弁別能力は甚だ劣り、
振動からピツチや音程を識別することは殆んど不可能で
あつた。また耳で聴いている周波数と振動として感じて
いる周波数とが、かなりずれていても、音と振動の強弱
が相似であれば、あまり不自然感を覚えないことも確認
された。

そこで考えられるのが第４図の回路である。この回路で
は、電力増幅器４の入力側を電圧制御増幅器７を介して
低域周波数源（たとえば50ヘルツの商用電源）８に接続
し、電圧制御増幅器７の制御を、レベル圧縮回路部２の
出力信号から検波回路９で取出した包路線信号で行なう
ようにしている。すなわち、50ヘルツの信号を電圧制御
増幅器７により包路線信号で振幅変調するのである。

このようにすれば、入力音声信号の強弱に相似の50ヘル
ツの信号が得られることになる。しかしながらこの信号
で体感振動を発生させ、体感音響装置として実験してみ
ると、音と振動の一体感に乏しく不自然な感じが強い
し、リズム感なども不明瞭であった。一応は音楽に同期
はしていても、50ヘルツでブーブー振動しているだけの
感が強く、音楽マツサージではあつても、体感音響装置
とは言い難いものであつた。いかに振動における周波数
差の弁別能力が劣るとは言つても、弁別能力がゼロでな
いことも、この実験で確認された。また、音楽の強弱の
包路線もフルレンジではかなり連続波的になり易く、リ
ズム感やアタツク感が少なくなり、50ヘルツのブーブー
振動となつてしまうことも、実験的に認められた。

そこで本考案者によつて考案され、既に出願されている
ものが第５図の回路である。これを、第３図、第４図と
同一の部分には同一符号を付して説明する。この回路で
は、レベル圧縮回路部２の後段に、20ヘルツから150ヘ
ルツ程度を通過周波数とするバンドパスフイルタ10が接
続されている。他は第４図と同様である。なお、このバ
ンドパスフイルタ10は、実質的には、150ヘルツ程度以
上をカツトするローパスフイルタでもよく、実験的には
fc100ヘルツ、オクターブー12dBのローパスフイルタで
好結果を得ている。

この回路ではバンドパスフイルタ10により、音声信号は
20ヘルツから150ヘルツ程度のもののみ選択され、これ
を低域周波数源８の50ヘルツに代表させ、その強弱を音
声信号の包路線に合わせることになる作動をする。これ
により、体感音響装置として良好に作用することが実験
的に確認されている。上述のようにｃ（遮断周波数）
を100ヘルツ、オクターブ−12dBにして好結果を得られ
たのは、周波数が高くなると、生理的に振動感が低下す
るので、50ヘルツ信号で置換えた場合は、ローパスフイ
ルタの遮断周波数を低めにすることにより、生理的特性
の補償をしたことになるためと考えられる。

（考案が解決しようとする問題点）このように第５図に示す回路のものは、体感音響装置と
しては充分な性能を発揮するので何の問題もないのであ
るが、ただ一つ、振動ユニツトの取付部に音が出た場
合、その音に問題が生ずることになる。もとより、体感
音響装置にあつては、音は極力発生しないような構造と
するものである。しかしながらおよそ振動体が存在する
以上、音を絶対に出さないということは無理なことであ
つて、どうしてもあるレベルの音は発生してしまうので
ある。そこでこの音を観察すると、第５図の回路の場
合、振動ユニツトを振動させるのは、あくまで50ヘルツ
であり、しかもその周波数に固定されているので、次の
ような不都合が生ずるのである。すなわち、スピーカに
与えられるオーデイオ信号は、いろいろな周波数が時々
刻々と変化するのであるが、振動ユニツトは上述のよう
に50ヘルツに固定されているので、これらの周波数間に
関連性がなくなり、音楽として放射される音と体感振動
として付随的に発せられる音とは、不協和な音となつて
しまい、不都合を生ずるのである。本考案はこの問題を
解決するために成されたものであり、振動ユニツトに加
える周波数を、スピーカに加える周波数に対して１対
１、あるいは1/2,1/3などの倍音関係を保つようにし
て、前記不都合を著しく軽減させるものである。

（問題点を解決するための手段）本考案は上記問題点を解決するための手段として、音響
機器の出力端に接続したローパスフィルタと、該ローパ
スフィルタの出力信号に同期して発振する同期発振回路
と、該同期発振回路の出力信号を受け電力増幅器を介し
て振動ユニットに供給する電圧制御増幅器と、前記ロー
パスフィルタの出力端に接続し、包絡線信号を出力する
検波回路と、を設け、該検波回路の出力端を前記電圧制
御増幅器の増幅率を変化させる入力端に接続したことを
特徴とする。

（作用）上記の構成とすることにより、振動ユニットに加えられ
る電力増幅器の出力信号の周波数は、音響機器からスピ
ーカに加えられる音声信号に適応し（合致し）、あるい
はそれの分周波とすることができる。すなわち、振動ユ
ニットを振動させるには高過ぎる周波数の音声信号が音
響機器から出力されているときでも、音声信号の出力の
同期を取り、低域の高調波の少ない周波数を出力するこ
とができ、高調波の少ない周波数で振動ユニットを作動
することができる。また、振動の強弱は包絡線信号によ
って制御でき、音源が同じなため、振動ユニットは音楽
にマッチした振動を発生することになる。

（実施例）以下、本考案の一実施例を第１図について、第５図と同
一の部材には同一の符号を付して説明すると、この回路
では第５図のバンドパスフイルタ10を遮断周波数100ヘ
ルツ程度のローパスフイルタ11に変え、またこの出力側
と電圧制御増幅器７との間に同期回路12、自走マルチバ
イブレータ13、遮断周波数を80ヘルツ程度にしたローパ
スフイルタ14を順次接続している。同期発振回路は同期
回路12と自走マルチバイブレータ13とで構成される。

この回路において第５図のバンドパスフイルタ10をロー
パスフイルタ11に変えたことには大きな意味はない。第
５図の回路における低域周波数源８を使用せず、これに
代えて自走マルチバイブレータ13を設けたところに大き
な意味があるのである。自走マルチバイブレータ13には
同期回路12から、ローパスフイルタ11の出力信号に同期
した信号が加えられるから、自走マルチバイブレータ13
はこの周波数に適応した（合致した）、あるいはその分
周波の周波数で発振することになる。したがって、音声
信号の高調波を含まない周波数に変換されるので、振動
ユニットの動きがシンプルになり発音を抑えることがで
きる。また、ローパスフィルタ14を通すので振動効率の
良い低域の周波数で振動ユニットを振動させることがで
きる。一方、音声信号の低域の周波数を検波して包絡線
信号を取出し、包絡線信号で振動ユニットの振動の強さ
を制御するので、音声信号に含まれるリズム音が高域の
周波数であっても振動ユニットが作動し確実に体感振動
を得ることができる。以上説明した回路はローパスフイ
ルタ14を電圧制御増幅器７の前段に配置したが、電圧制
御増幅器７の後段に置くようにしてもよい。

第２図に示す回路は本考案の他の実施例である。この回
路では本考案に係る装置と従来装置とを並存させ、切替
スイッチ15により、用途、音楽の種類、振動系の種類、
特性などにより、切替え、選択ができるようにしてあ
る。この回路では、優れた効果を持つ本考案の装置に、
微妙な味を有する従来装置を、適宜選べる効果がある。

（考案の効果）本考案は、以上説明したように、フィルタによって低域
の周波数による包絡線信号が得られると共に、振動ユニ
ットを駆動する低域の高調波の少ない周波数を得ること
ができる。これにより振動ユニットからの発音を抑える
ことができ、また、音源を同じにしているので、聴覚で
感ずる振動と体感振動とをきわめて良好にマッチさせる
ことができる。また、音響機器の高温域の周波数のリズ
ム音も、検波回路から出力される包絡線信号に含まれ、
包絡線信号により振動ユニットを駆動する周波数の出力
を強弱に制御するので、高域のリズム音も体感振動とし
て有効に利用できる。また、振動ユニットが発音するよ
うになっても、音源が同じなので調和して耳障りになる
ことを防いでいる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の回路図、第２図は本考案の
他の実施例の回路図、第３図は従来の体感音響装置の回
路図、第４図、第５図は第３図のものを改良した回路図
である。１……オーデイオ機器、７……電圧制御増幅器９……検波回路 11,14……ローパスフイルタ 12……同期回路 13……自走マルチバイブレータ

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】音響機器の出力端に接続したローパスフィ
ルタと、該ローパスフィルタの出力信号に同期して発振
する同期発振回路と、該同期発振回路の出力信号を受け
電力増幅器を介して振動ユニットに供給する電圧制御増
幅器と、前記ローパスフィルタの出力端に接続し、包絡
線信号を出力する検波回路と、を設け、該検波回路の出
力端を前記電圧制御増幅器の増幅率を変化させる入力端
に接続したことを特徴とする体感音響装置。