KR20210131408A - 음향 장해 방지 등 장치 - Google Patents

Abstract

공간에 설치하는 것만으로, 음향 장해를 방지하거나 또는 음질을 개선하는 것이 가능한 음향 장해 방지 등 장치를 제공하는 것이다.
서로에 대략 닮은 꼴 또는 합동인 복수의 음향 확산을 위한 유닛(U)을 서로의 방향을 다르게 하여 근접 배치한다. 이러한 유닛(U)을 서로에 접합하며, 그리고/또는 연결체를 매개로 하여 접합하고 있는 음향 확산체(D)를 마련하여, 이 음향 확산체(D)를 시설에 설치하는 설치부를 구비하고 있다. 추가로, 음향 확산체(D)의 한 쪽을 둘러싸는 제1, 제2 틀체(f1, f2)를 설치부로서 구비하고 있다.

Description

음향 장해 방지 등 장치

본 발명은, 음향 장해를 방지하거나 또는 음질의 개선을 행하기(이하 "음향 장해 방지 등"이라 한다) 위한 음향 장해 방지 등 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 공간 등에 배치된 음향 확산체를 포함하는 음향 장해 방지 등 장치에 관한 것이다.

예를 들면 콘서트 홀이나 음악 스튜디오 등에서는 플러터 에코(flutter echo), 롱 패스 에코(long-path echo), 음향 집중 등의 음향 장해를 방지할 필요가 있다. 또한, 예를 들면, 음악 장르, 뮤지션의 기호에 맞추어 음질의 개선이 행해지는 경우가 있다. 이러한 음향 장해의 방지 또는 음질의 개선을 행하기 위하여, 다중 반사의 방지, 음의 확산 등을 개별적으로 조정하는 방법으로서, 특허문헌 1에 기재된 음향 확산 패널 등, 다양한 음향 확산체가 제안되고 있다. 이 음향 확산 패널은, 회동 부분을 마련하여 패널의 각도를 변경 가능하게 하는 것으로, 음의 흡수 및 반사 방향을 현장에서 개별적으로 조정하고 있다.

일본 공개특허 제2006-300995호 공보

이러한 종래의 실정에 감안하여, 본 발명은, 공간에 설치하는 것만으로, 음향 장해를 방지하거나 또는 음질을 개선하는 것이 가능한 음향 장해 방지 등 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 음향 장해 방지 등 장치의 특징은, 서로에 대략 닮은 꼴(相似形) 또는 합동인 복수의 음향 확산을 위한 유닛을 서로의 방향을 다르게 하여 근접 배치하고, 이러한 유닛을 서로에 접합하며, 그리고/또는 연결체를 매개로 하여 접합하고 있는 음향 확산체를 마련하여, 이 음향 확산체를 시설에 설치하는 설치부를 구비하고 있는 것에 있다.

이 특징에 따르면, 예를 들면, 도 2에 나타낸 바와 같이, 복수의 음향 확산을 위한 유닛 U(n), U(n-1)을 근접 배치하고, 게다가, 그들이 서로의 방향을 다르게 하고 있다. 그리고, 이러한 유닛을 서로에 접합하고, 그리고/또는 연결체를 매개로 하여 접합하여 음향 확산체를 구성하는 것으로, 음향 확산체는 유닛이 효율적으로 밀집하여 다른 방향의 면을 다수 가지는 것으로 된다. 이 음향 확산체는 설치부를 매개로 하여 시설에 설치된다. 따라서, 예를 들면 도 1에 나타낸 바와 같이, 음향 장해 방지 등 장치(O)를 공간의 일부에 설치하여도, 소리가 주위에 산란 반사되고, 음향 장해의 방지 또는 음질의 개선이 효율적으로 행해지는 것으로 된다.

여기에서, 상기 음향 확산체의 한 쪽을 둘러싸는 제1 틀체를 상기 설치부로서 구비하여도 좋다. 상술한 구성에 따르면, 유닛은 서로에 접합하고, 그리고/또는 연결체를 매개로 하여 접합하여 음향 확산체를 이루는 것으로, 구조적으로 취약하기 쉽지만, 이 구성에 따르면, 음향 확산체의 한 쪽을 둘러싸는 제1 틀체를 상기 설치부로서 마련하는 것으로, 벽 등에 안정적으로 설치하는 것이 가능하다.

또한, 상기에 더하여, 상기 음향 확산체 다른 쪽의 한 쪽도 둘러싸는 제2 틀체를 구비하고, 이러한 제1, 제2 틀체는 서로에 연결되는 동시에 이들 중 한 쪽의 틀체 측에서 벽에 거는 것을 가능하게 하여도 좋다. 이 구성에 따르면, 제1 틀체는 예를 들면 벽에 걸리는 것으로, 이에 연결되는 제2 틀체는 음향 확산체 다른 쪽의 한 쪽도 둘러싸는 것으로, 음향 확산체가 접촉 등에 의한 손상으로부터 보호되고, 게다가, 중앙은 해방되어 있기 때문에, 음향 장해의 방지 효과는 유지된다. 추가로, 상기 두 틀체의 앞면 및 뒷면과 두 틀체의 사이가 해방되는 것으로, 음향 확산체에 부딪힌 소리가 두 틀체의 사이로부터도 주변으로 발산된다.

한편, 틀체는, 상기와 다르게, 상기 음향 확산체의 주위를 둘러싸는 제3 틀체를 상기 설치부로서 구비하고, 제3 틀체의 하부에서 설비에 올려놓거나, 또는 제3 틀체의 상부에서 설비로부터 매다는 것이 가능한 구성으로 하여도 좋다. 이 구성에 따르면, 제3 틀체로 음향 확산체를 보호하면서, 제3 틀체의 양측으로부터 음향 장해 방지 효과를 얻는 것이 가능하다.

그런데, 틀체를 마련하는 경우에 있어서, 상기 틀체는 상기 음향 확산체의 주위를 둘러싸는 직사각형을 나타내고, 상기 음향 확산체는, 상기 유닛을 기준 축 둘레에 소용돌이 형상으로 배치한 제1 유닛군과, 상기 기준 축과는 별도로 다른 기준 축 둘레에 배치되는 유닛으로 이루어진 제2 유닛군을 구비하며, 상기 틀체의 직사각형의 모퉁이 부분에 상기 제2 유닛군을 배치하여도 좋다. 직사각형 틀체의 모퉁이 부분에 제2 유닛군을 배치하는 것으로, 제1 유닛군의 소용돌이 형상의 배치에 있어서 음향 장해의 방지 효과를 향상시키는 것이 가능하다. 여기에서, 복수의 음향 장해 방지 등 장치를 인접 배치하고, 상기 다른 기준 축은 인접한 음향 장해 방지 등 장치에 공통으로 이용되며, 상기 제2 유닛군은 유닛을 이 다른 기준 축 둘레에 소용돌이 형상으로 배치하여, 인접하는 음향 장해 방지 등 장치에 각각 분할하여 지지되도록 하여도 좋다.

또한, 상기 제1, 제2 유닛군은 서로가 다른 부재로 구성되어 있어도 좋다. 다른 부재이면, 다른 수지로 제작하는 것도 가능하다. 상기 틀체 중 가장 앞면이 되는 틀체는 전후로 2분할 형성되고, 전방 분할체가 후방 분할체와는 다른 색채이어도 좋고, 앞에 보이는 제2 틀체를 예를 들면 나무 재질 형상으로 하는 것도 가능하다.

한편, 틀체를 변경하여, 상기 설치부로서 설비에 설치하는 설치대를 구비하고, 이 설치대의 둘레부 및 상부에 상기 유닛을 배치하여 상기 음향 확산체를 구성하여도 좋다. 이 구성에 따르면, 설치대의 둘레부 및 상부에 상기 유닛이 배치되어 있기 때문에, 바닥 설치되면 방(部屋)의 주위 상하에 대한 음향 장해 방지 효과를 발휘하고, 천장에 매달아도 마찬가지이다. 벽으로부터 돌출하여도 좋다.

상술한 상기 음향 확산체는 3D 프린터에 의해 제작하여도 좋다.

상기 각 구성에 있어서, 상기 각 유닛은 표면에 작은 면(小面)을 가지며, 상기 각 유닛은, 서로의 각도가 nα(n은 자연수)가 되도록 배치되고, 이러한 작은 면의 사이 또는 공간을 둘러싸는 맨면(素面) 및 이러한 작은 면 사이의 반사로 음향 장해가 방지되도록 하여도 좋다.

φ = (1 + sqrt (5)) / 2

α = 360°* 1 / (1 + φ)

이 구성은, 예를 들면, 도 1~10에, 그 효과는 도 11에 나타나 있다. 이 구성에 따르면, 각 유닛은, 서로의 각도가 nα(n은 자연수)가 되도록 배치되어 있다. 즉, 이른바 황금 비율(1:φ)로 규정된 각도 α("황금 각도"라 칭한다)의 자연수 n배의 각도 nα에 의해 각 유닛 간의 각도가 규정된다. 이러한 규정에 따른 각도는 황금 각도(황금 비율)의 성격상, 회전을 반복하여도 동일한 각도가 나타나지 않는다. 따라서, 공간에 이 장치가 설치되면 복수의 작은 면은 평행 등으로 될 수 없고, 다중 반사로의 플러터 에코 등의 음향 장해의 발생을 유효하게 방지하는 것이 가능하다.

이 구성에 있어서, 상기 각 유닛 서로의 각도를 규정하는 각 유닛 서로의 회전은, 월드 좌표계에 있어서 각 유닛의 공전, 및/또는 각 유닛의 자세를 규정하는 로컬 좌표계에 있어서 각 유닛의 자전을 포함하는 것이다.

상기 각 음향 확산체에 있어서 각 유닛이 월드 좌표계에 있어서 변위를 따라 반복하여 생성된 것이며, 각 유닛 간의 거리 L, 또는 각 유닛과 월드 좌표계의 기준 축 혹은 월드 좌표계의 원점과의 거리 L이 등배, 임의의 배율, 또는 nφ배(n은 자연수)로 규정하여도 좋다.

특히, 각 유닛 간의 거리 L 또는 각 유닛과 기준 축 등과의 거리 L을 nφ배로 하는 것으로, 각 유닛 간의 거리의 규칙성에 따른 음향 장해를 방지하는 것이 가능하다. 또한, 거리가 점차 확대되는 것으로, 각 유닛끼리의 중복 등을 방지하는 것이 가능하다.

상기 각 음향 확산체에 있어서 각 유닛이 등배, 임의의 배율, 또는 nφ배(n은 자연수)로 확대되는 것으로 하여도 좋다.

상기 거리의 확대에 따라 각 유닛도 확대시키는 것으로, 각 유닛끼리의 간섭도 방지하는 것이 가능하고, nφ배로 각 유닛이 확대되는 것으로써, 각 유닛의 크기의 규칙성에 따른 문제를 해소하는 것이 가능하다.

상기 각 유닛은 다면체 또는 곡면체로서 설계하는 것이 가능하다. 다면체의 경우, 각 다면체의 각 면이 기점으로 되어 보다 다방향으로 음향 산란이 진행된다.

상기 각 구성에 있어서, 상기 각 유닛은 기준 축 또는 이에 평행한 축 둘레에서 서로에 상대 회전하고, 상기 유닛을 이루는 요소면 가운데 기준 축 방향으로 보아 요소면의 방향이 서로에 다르도록 상기 기준 축에 대하여 서로에 다른 각도로 회전 배치된 유닛을 가져도 좋다. 이 구성에 따르면, 예를 들면 도 12에 나타낸 바와 같이, 기준 축인 Yw축을 따라 입사된 소리는, 기준 축 방향으로 보아 요소면(Ce)의 방향이 서로 다르도록 상기 기준 축 Yw 대하여 서로에 다른 각도로 회전 배치되어 있기 때문에, 이 요소면을 매개로 하여 기준 축의 주위에(예를 들면, Xw, Zw 방향 성분을 가지고) 산란 반사되는 것으로 된다. 따라서, 상기 설치부가 상기 기준 축을 목적으로 하는 음원 측에 배향하는 것이라면, 음향 장해 방지 등 장치를 효율 좋게 배치하는 것이 가능하다.

상기 본 발명에 따른 음향 장해 방지 등 장치의 특징에 따르면, 공간의 일부에 설치하는 것만으로, 음향 장해를 효율적으로 방지하기에 이르렀다.

본 발명의 다른 목적, 구성 및 효과에 대해서는, 이하의 발명의 실시 형태의 항목에서 명확해질 것이다.

도 1은 공간에 설치되는 음향 확산체의 예를 나타내는 입체도이다.
도 2는 음향 확산체의 일 예를 나타내는 입체도이다.
도 3은 음향 확산체를 구성하는 유닛의 배치 예를 나타내는 평면도이다(공전 및 자전이 α만큼씩, 스케일이 φ배, 및 중심(월드 좌표의 원점 Ow)으로부터의 거리 L이 φ배).
도 4는 음향 확산체를 구성하는 유닛 배치의 다른 예를 나타내는 평면도이다 (공전 및 자전이 α만큼씩, 스케일 및 중심(월드 좌표의 원점 Ow)으로부터의 거리 L이 동일).
도 5는 음향 확산체를 구성하는 유닛 배치의 다른 예를 나타내는 평면도이다 (공전 α만큼씩, 자전 없음, 스케일 및 중심(월드 좌표의 원점 Ow)으로부터의 거리 L이 동일).
도 6은 음향 확산체를 구성하는 유닛 배치의 다른 예를 나타내는 평면도이다 (공전이 α만큼씩, 자전이 2α만큼씩, 스케일이 φ배, 및 중심(월드 좌표의 원점 Ow)으로부터의 거리 L이 φ배).
도 7은 음향 확산체를 구성하는 유닛 배치의 다른 예를 나타내는 평면도이다 (월드 좌표계에서의 공전이 없고, 자전이 α만큼씩, 직선 이동 L이 동일, 및 스케일이 동일).
도 8은 음향 확산체를 구성하는 유닛 배치의 다른 예를 나타내는 평면도이다 (월드 좌표계에서의 공전이 없고, 자전이 α만큼씩, 직선 이동 L이 φ배, 및 스케일이 동일).
도 9는 입체 형상에 복수의 성장 중심점이 존재하고 있는 상태에서의 각 성장 중심점에 도 5의 성장 규칙을 적용시킨 예를 나타내며, (a)는 각 꼭지점이 성장 중심점인 정이십면체, (b)는 (a)의 각 꼭지점이 성장 중심점으로 한 음향 확산체를 나타내는 도이다.
도 10은 음향 확산체를 구성하는 유닛 배치의 다른 예를 나타내는 입체도로서, (a)는 공전이 없고 게다가 중심축으로부터 유닛의 로컬 좌표 원점 등까지의 거리 0의 경우, (b)는 중심축으로부터의 거리가 동일하며 공전이 각도 α만큼씩, (c)는 (b)에 추가로 중심축으로부터의 거리가 nφ배, (d)는 (a)에 추가로 각 유닛이 로컬 좌표축 모두 각도 α만큼씩 회전하고 있는 경우이다.
도 11a는 도 2 등의 방법에 따른 음향 확산체를 마련한 방과, 통상의 방과의 음향 확산의 차이를 나타내는 비교예로서, 도 2 등의 방법에 따른 음향 확산체를 마련한 방의 경우이다.
도 11b는 도 2 등의 방법에 따른 음향 확산체를 마련한 방과, 통상의 방과의 음향 확산의 차이를 나타내는 비교예로서, 통상의 방법에 따른 음향 확산체를 마련한 방의 경우이다.
도 12a는 음향 확산체에 제1 틀체만을 마련한 음향 장해 방지 등 장치를 나타내는 전방 사시도이다.
도 12b는 음향 확산체에 제1 틀체만을 마련한 음향 장해 방지 등 장치를 나타내는 후방 사시도이다.
도 12c는 음향 확산체에 제1 틀체만을 마련한 음향 장해 방지 등 장치에 있어서 제1 틀체 앞면에 결합하는 제1 외틀의 사시도이다.
도 13은 음향 확산체에 제1, 제2 틀체를 마련한 음향 장해 방지 등 장치를 나타내며, (a)는 전방 사시도, (b)는 후방 사시도이다.
도 14는 음향 확산체에 제1, 제2 틀체를 마련하는 동시에 원호 형상의 유닛을 포함하는 제2 유닛군을 구비한 음향 장해 방지 등 장치를 나타내며, (a)는 전방 사시도, (b)는 후방 사시도이다.
도 15의 (a)는 도 13에 이용된 제2 틀체의 이면(裏面) 측의 사시도, (b)는 도 13, 도 14에 공통으로 이용된 제1 틀체 및 음향 확산체의 표면(表面) 측의 사시도, (c)는 도 14에 이용된 제2 틀체의 이면 측의 사시도, 도면 (d)는 제2 유닛군을 나타내는 사시도이다.
도 16a는 도 14의 평면도이다.
도 16b는 도 14의 정면도이다.
도 16c는 도 14의 우측면도이다.
도 16d는 도 14의 좌측면도이다.
도 16e는 도 14의 저면도이다.
도 16f는 도 14의 배면도이다.
도 16g는 도 14의 사시도이다.
도 17a는 도 14의 음향 확산체를 가상선으로 나타낸 평면도이다.
도 17b는 도 14의 음향 확산체를 가상선으로 나타낸 정면도이다.
도 17c는 도 14의 음향 확산체를 가상선으로 나타낸 우측면도이다.
도 17d는 도 14의 음향 확산체를 가상선으로 나타낸 좌측면도이다.
도 17e는 도 14의 음향 확산체를 가상선으로 나타낸 저면도이다.
도 17f는 도 14의 음향 확산체를 가상선으로 나타낸 배면도이다.
도 17g는 도 14의 음향 확산체를 가상선으로 나타낸 사시도이다.
도 18은 제2 틀체를 다른 부재로서 조합시킨 예를 나타내며, (a)는 공통으로 이용된 제2 틀체, (b)는 제1 유닛군만을 구비한 부품, (c)는 제1, 제2 유닛군 둘 모두를 마련한 부품을 나타내는 사시도이다.
도 19는 라디오 부스(radio booth) 등에 마련되는 음향 장해 방지 등 장치를 나타내는 사시도이다.
도 20은 다면체 꼭지점에 확산체 유닛을 배치한 음향 장해 방지 등 장치를 나타내며, (a)는 예를 들면 바닥에 설치한 상태의 사시도, (b)는 저면 방향에서 본 도면이다.
도 21은 벽면 등의 구멍에 끼워 넣은 음향 장해 방지 등 장치를 나타내며, (a)는 전방 사시도, (b)는 후방 사시도이다.
도 22는 중앙부에 전후를 관통하는 장착공구 관통용의 구멍을 마련한 음향 장해 방지 등 장치를 나타내며, (a)는 전방 사시도, (b)는 후방 사시도이다.
도 23은 배면에 장착부를 마련한 음향 장해 방지 등 장치를 나타내며, (a)는 전방 사시도, (b)는 후방 사시도이다.
도 24a는 제2 유닛군의 배치 예를 나타내고, 하나의 소용돌이를 분할하여 4 모퉁이에 배치하는 예이다.
도 24b는 제2 유닛군의 배치 예를 나타내며, 인접한 음향 장해 방지 등 장치 사이에 소용돌이를 분할시킨 예이다.
도 24c는 제2 유닛군의 배치 예를 나타내고, 각 모퉁이에 기준 축을 마련하여 소용돌이를 형성하고, 일부를 이용하는 예이다.
도 24d는 제2 유닛군의 배치 예를 나타내며, 소용돌이의 기준 축을 변위시킨 예이다.

다음으로, 적절한 첨부 도면을 참조하면서 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

본 발명의 음향 장해 방지 등 장치는, 예를 들면, 도 1, 2, 9, 10, 12~22에 나타낸 바와 같은 형상을 나타내고, 그 설계 원리는 도 3~8, 효과는 도 11에 나타나 있다.

도 1에는 복수의 음향 장해 방지 등 장치(O)(O1~O4)가 기둥(P)에 장착되어 있다. 도 2는 각 음향 장해 방지 등 장치(O)를 확대 표시한 것으로, 복수의 유닛(U)을 포함하는 음향 확산체(D)와, 이 음향 확산체(D)를 일측에 유지하는 프레임(F)을 구비하고 있다. 음향 확산체(D)에는, 월드 좌표계의 Yw축을 기준 축으로 하여, 직육면체인 각 유닛(U)이 공전하고 있다. 또한, 임의의 유닛(Un)과 1개 전에 생성된 유닛(U(n-1))을 비교하여 알 수 있듯이, 각 유닛(U)은, 기준 축 등(기준 축 Yw 및 월드 좌표 원점 Ow 모두를 포함)으로부터의 거리를 확대시키는 동시에 치수도 확대시키고, 로컬 좌표의 각 축 둘레에서 자전하고 있다. 각 유닛(U)은 서로에 연결되어 상기 음향 확산체(D)를 이루고, 프레임(F) 상에 고정되어 있다. 각 유닛(U)의 표면은 요소면(Ce, Ce)이며, 이러한 각 유닛(U)의 요소면(Ce)의 집합을 작은 면(Cs)이라 칭한다.

각 유닛의 근접 정도는, 음향 장해 방지 등 장치 전체의 크기에 따라 다르고, 주변에서의 음향 산란의 효율을 고려하여 적절하게 정하면 좋다. 상기 실시 형태에서는, 직사각형의 프레임(F)을 이용하였지만, 프레임의 형상은 음향 확산체에 맞게 결정하면 좋고, 직사각형 외에, 원형, 타원형, 다각형 등 다양한 형상을 취할 수 있다. 또한, 가로세로가 통일된 치수의 직사각형, 정삼각형, 정육각형 등이라면, 후술하는 바와 같이 복수 개를 나란하게 배치하는 것도 가능하다.

도 3~도 6에서는, 각 유닛(U)으로서 정팔면체를 이용한 예를 나타낸다. 정팔면체의 나머지 두 꼭지점은, 축 Yw 상의 지면(紙面) 앞쪽과 뒤쪽에 위치하고 있다. 이러한 두 꼭지점과 각 도면에 표시되어 있는 네 꼭지점 사이의 모서리는 표시를 생략한다. 각 유닛(U1)의 로컬 좌표계는 X1, Y1, Z1으로, 로컬 좌표 원점 또는 유닛 생성점은 G1으로 표시한다(유닛(U1)에서는 X1, Y1, Z1, G1으로 된다).

도 3은 음향 확산체를 구성하는 유닛(U)의 배치 예를 나타내는 평면도이다. 이 예에서는, 월드 기준 축 Yw 둘레의 공전 및 각 유닛 기준 축 Y1 둘레의 자전이 α만큼씩이며, 각 유닛의 스케일이 φ배, 및 각 유닛의 중심으로부터의 거리 L이 φ배로 확대되고 있는 예이다.

도 4에는, 월드 기준 축 Yw 둘레의 공전 및 각 유닛 기준 축 Y1 둘레의 자전이 α만큼씩이다. 그러나, 각 유닛의 스케일은 동일하고, 각 유닛의 중심으로부터의 거리 L은 고정되어 확대되지 않는 예이다. 도 5는 도 4의 상태로부터 각 유닛 기준 축 Y1 둘레의 자전을 없앤 것이다. 도 6은 도 3의 상태에 각 유닛 기준 축 Y1 둘레의 자전을 2α로 한 것이다.

이러한 각 도면을 비교하면 이해되듯이, 각 유닛의 중심으로부터의 거리 L이 φ배로 확대되면, 유닛 배치 상의 유닛 서로의 간섭을 방지하고, 각 유닛의 스케일이 φ배로 확대되면, 유닛을 합리적으로 확대 배치하는 것이 가능하다. 이러한 φ배의 확대는, 치수 서로의 비율에 의한 플러터 에코 등을 방지하는 것으로 음향 장해의 방지에 도움이 된다.

각도 α의 공전 및 자전은, 음향의 반사면에 대한 평행한 모서리가 나타나지 않는다는 점에 있어서, 상기 도 1~3에서의 설명과 마찬가지의 효과가 가능하다. 게다가 도 5와 같이 자전이 없는 경우에도, 각 유닛의 요소면(Ce)이 나타내는 위치가 황금 비율을 이용한 각도 α로 결정되어, 이러한 꼭지점으로부터 위상차가 다른 반사음이 생성되기 때문에, 결과적으로 마찬가지의 효과를 얻는 것이 가능하다. 또한, 이하의 각 실시 형태에서는, 상기 실시 형태와 동일한 부재에는 동일한 부호를 부여하고 있다.

도 7, 8에서는 각 유닛(U)이 직육면체이며, 공전은 하지 않고 로컬 좌표축 둘레에서 자전만을 행하는 예이다. 두 도면에서는, 각 유닛이 월드 기준 축 Zw에 평행한 로컬 기준 축 둘레에서 α만큼씩 회전하고 있다. 도 7의 예에서는, 각 유닛은 거리 L씩 Yw축 방향으로 변화해가고, 도 8의 예에서는 각 유닛은 거리 L의 φ배씩 Yw축 방향으로 변화해가고 있다. 도 8의 예에서 볼 수 있듯이, 2개의 유닛이 겹치는 경우는 2개의 유닛을 결합하여 제작하면 좋고, 상기한 모든 예에 있어서와 마찬가지이다.

도 9는 입체 형상에 복수의 성장 중심점이 존재하고 있는 상태에서의 각 성장 중심점에 도 5의 성장 규칙을 적용시킨 예를 나타낸다. 도 9의 (a)는 각 꼭지점이 성장 중심점인 정이십면체, 이 도면의 (b)는 (a)의 각 꼭지점을 성장 중심점으로 한 음향 확산체를 나타낸다. 에 예에서 볼 수 있듯이, 각 음향 확산체의 성장 중심은 복수를 임의의 위치에 마련하는 것이 가능하다.

도 10은 음향 확산체를 구성하는 유닛 배치의 다른 예를 나타내는 입체도이며, 축은 도면에 표기되지 않았지만, 상술한 규정에 따라, 도시 생략한 Zw축 방향으로 일정 피치로 직육면체 형상의 유닛이 직선 변화해가고, 스케일은 동일한 예를 나타낸다. 이 도면의 (a)~(c)는 모두 Zw축에 평행한 자전축 둘레에 있어서 각도 α로 자전하고 있으며, (a)는 공전하지 않고, Zw로부터 각 유닛의 로컬 좌표 원점 O1 또는 유닛 생성점 G까지의 거리 L이 0인 경우이다. 이 도면의 (b)는 Zw로부터 O1 등까지의 거리 L이 일정 각도 α로 공전하는 경우이다. 이 도면의 (c)는 (b)에 더하여 추가로 Zw로부터 O1 등까지의 거리 L이 확대되는 경우이다. (d)는 (a)에 더하여 각 유닛이 로컬 좌표축 X1, Y1, Z1축의 모두에서 각도 α만큼씩 회전하고 있는 경우이다.

도 11a, 11b의 비교로 본 방법의 효과를 확인하였다. 도 11a는, 도 1~10의 방법에 따라 설계한 음향 확산체를 공간에 배치하고, 음향 확산체의 정면으로부터 다수의 작은 공을 음향 확산체에 충돌시켜서 반사되는 모습을 나타낸다. 작은 공은 산란하고 있어, 음향 장해가 방지되는 모습이 엿 보인다. 한편, 도 11b는 평행한 면에만 요철로 구성된 음향 확산체를 이용하여 마찬가지의 시험을 행한 것이다. 공은 평행하게 반사되어, 플러터 에코 등의 음향 장해의 발생이 예상된다.

상기 음향 장해 방지 등 장치(O)는, 거푸집(型)을 이용한 성형 외에, 3D 프린터, 3D 라우터 등으로 직접 제작하여도 좋다. 재료로서는, 예를 들면, ABS, ASA, 나일론, 아크릴, 폴리 프로필렌, 폴리 카보네이트, PLA(폴리 유산), 및 이들의 수지에 카본 화이버 또는 글라스 화이버가 혼입된 것, 석고, 및 금속 재료, 나무 등을 이용하는 것이 가능하다. 이하에, 3D 프린터 등으로 제작하기 쉬운 구성을 복수 예시한다(물론, 이외의 방법으로 제작하여도 상관없다).

도 12a~12c는 도 2의 형태로서, 보다 상세히 설명한다. 직육면체의 닮은 꼴인 제1 유닛(Ua)은, 복수가 서로의 조립에 의한 연결, 및 격자 형상으로 형성된 연결체(S)를 매개로 하여 연결되어, 제1 유닛군(G1)으로서의 음향 확산체(D)를 구성한다. 또한, 본 실시 형태에서는, 제1 유닛(Ua) 중 소용돌이의 외주 부분은 정육면체를, 소용돌이의 내주 부분은 직육면체를 이용하고 있으며, 이하의 패턴에서 볼 수 있듯이 다른 형상의 정육면체를 조합하여도 좋다.

각 유닛(U(Ua))은, 상술한 공전이나 자전에 의해, 기준 축 Yw 또는 이에 평행한 축 둘레에서 서로에 상대 회전하고, 유닛을 이루는 요소면(Ce) 가운데 기준 축 Yw 방향에서 본 요소면(Ce) 방향이 서로 다르도록, 기준 축 Yw에 대하여 서로에 다른 각도로 회전 배치되어 음향 확산체(D)를 구성한다. 또한, 이 예에서는, 중앙으로부터 소용돌이 형상으로 배치되는 동시에, 각 유닛(U)의 사이즈도 점차 확대되고 있다. 이하의 실시 형태의 표기도 이 기준 축 Yw에 대하여 각 유닛(U)이 마찬가지의 배치를 취하는 것을 기본으로 한다. 음향 확산체(D)에 정면 해방창(Hf)으로부터 입사된 소리는 상기 구성과 요소면(Ce) 의해 산란한다.

도 12c는, 제1 틀체(f1)의 일부를 이루는 제1 외틀(f1a)이며, 전체가 직사각형을 나타내고, 대각의 두 곳에 계지부(f14)를 가지고 있다. 한편, 도 12a, 12b 중 제1 내틀(f1b)은, 제1 틀체(f1)의 일부를 이루고, 제1 내틀(f1b)의 전방에 제1 외틀(f1a)이 조립되고, 접착 등으로 고정되어 제1 틀(f1)이 프레임(F)으로서 형성된다. 제1 외틀(f1a)과 제1 내틀(f1b)은 다른 재료 또는 같은 재료로 색상이 다른 재료로 각각 구성 가능하며, 예를 들면, 제1 외틀(f1a)을 나무재 질감의 수지나 색상으로 설정하는 것으로, 액자와 같은 디자인 효과를 부여 가능하다. 이러한 제1 외틀(f1a) 및 제1 내틀(f1b)의 외형 형상은 직사각형 외에도 상술한 다양한 형태를 취할 수 있다.

도 13은 도 2, 12의 형태에 대하여, 프레임(F)으로서 제2 틀체(f2) 및 연결틀(fj)을 마련한 것이다. 상술한 음향 확산체(D)는 유닛(U)이 뒤얽혀 구성되기 때문에, 취약해지기 쉽고, 따라서 사람 등이 부딪혀 손상되지 않도록 정면 측에 제2 틀체(f2)를 마련하여 음향 확산체를 보호하고 있다. 또한 음향 확산체(D)에 입사된 소리를 정면 측뿐만 아니라, 상하 측면 및 배면으로도 반사·투과할 수 있기 때문에, 측면 해방창(Hs) 및 배면 해방창(Hb)을 형성하고 있다.

그런데, 상기와 같이 소용돌이 형상으로 유닛(U)을 배치하면, 상기 프레임 (F) 4곳의 모퉁이 부분에 공간이 형성된다. 도 14의 예에서는, 이 모퉁이 부분에 제2 유닛군(G2)을 마련하여, 음향 장해 방지 효과를 향상시킨 것이다. 제2 유닛(Ub)은 구형(원호형)의 곡면을 가지며, 복수가 연결체(S)로 각각 연결되어, 제2 유닛군(G2)을 이룬다. 제2 유닛군(G2)의 공전 축은 상술한 기준 축 Yw에 평행한 축을 각 모퉁이 근방에 설정하여 그 둘레에 상술한 규칙에 따라 배치되어 있다. 이 도면에서는, 4개의 다리부(Fs)가 마련되어 있어, 도 13~17도 마찬가지이지만, 바닥 설치도 가능해지고 있다.

도 13, 14의 실시 형태는 도 15에 나타낸 각 부품을 조합한 것으로 각각 구성이 가능하다. 도 15 (a), (b)의 부품 E1, E2를 이용하는 경우는, 연결틀(fj)의 선단에 형성된 조립공(f10)에 제1 틀체(f1)에 형성된 돌기(f11)를 조립시키는 것으로, 도 13의 형태가 완성된다. 한편, 도 15 (b) (c) (d)의 부품 E2, E3, E4를 이용하는 경우는, 제2 틀체(f2)에 형성된 조립공(f12)에 우선 제2 유닛군(G2)을 지지하는 보조틀(fs)에 형성된 돌기(f13)를 조립하고, 연결틀(fj)의 선단에 형성된 조립공(f10)에 제1 틀체(f1)에 형성된 돌기(f11)를 조립하는 것으로, 도 14의 형태가 완성된다. 또한, 각 부품은 예를 들면 다른 색상의 수지를 이용하여 3D 프린터 등으로 형성한 경우는, 색상 조합의 변화를 얻는 것으로 된다.

도 14의 형태의 6면도와 사시도를 도 16a 내지 도 16g에 나타낸다. 또한, 도 17a 내지 도 17g에는 도 16a 내지 도 16g의 음향 확산체(D)를 점선으로 묘사하여, 상술한 프레임에 대한 부분 디자인을 나타낸다. 이 도면은 점선과 실천(實踐)을 바꾸어 해석한 것으로, 음향 확산체만을 표현하는 부분 디자인도 포함하는 것이다.

도 18에는, 음향 장해 방지 등 장치(O)를 제작함에 있어, 상술한 바와는 다른 분할 형성의 예를 나타낸다. 이 도면의 (a)에는, 제2 틀체(f2)가 부품 E7로서 형성되어 공통으로 이용된다. 도 18 (b)의 부품 E8을 이용하는 경우는, 제2 틀체(f2)에 형성한 조립공(f15)에 연결틀(fj)에 형성한 돌기(f16)를 조립시키는 것으로, 음향 확산체로서 제1 유닛(Ua)만을 포함한 형태가 완성된다. 한편, 도 18 (c)의 부품 E9를 이용하는 경우는, 제2 틀체(f2)에 형성한 조립공(f15)에 연결틀(fj)에 형성한 돌기(f17)를 조립시키는 것으로, 음향 확산체로서 제1 유닛(Ua)에 더하여 제2 유닛(Ub)을 포함한 형태가 완성된다. 이 실시 형태에서도, 각 부품 E7~9는 각각 3D 프린터 등으로 형성되고, 부품 E7만 예를 들면 나무 재질 색상으로 형성하고 다른 부품은 다른 색으로 하는 것으로, 액자에 들어있는 듯 한 디자인 효과를 부여 가능하다.

도 19의 음향 장해 방지 등 장치(O)는, 제3 틀체(f3)를 프레임으로서 이용하는 경우를 나타낸다. 정면 해방창(Hf) 측과 배면 해방창(Hb) 측은 음향 확산체(D)의 드러나는 쪽이 거의 비슷한 형상으로 되도록 구성되어 있어, 양방향으로부터의 음향 장해 방지 효과를 발휘한다. 예를 들면, 사람이 정면 해방창(Hf) 측과 배면 해방창(Hb) 측의 양쪽에 있는 듯 한 장소에 배치되고, 프레임(F)의 하면에서 테이블이나 바닥에 배치되는 것 외에, 프레임(F)의 화살표 Q1로 나타낸 상면이나 화살표 Q2로 나타낸 측면 윗 쪽을 이용하여 매달아 고정(2곳 이상)하여도 좋다.

도 20에 나타낸 음향 장해 방지 등 장치(O)는, 도 9에 나타낸 다각형의 꼭지점을 성장 기점으로 하고, 상기 기준 축 Yw를 방사상에 각각 배치하며, 소용돌이 형상에 상기 규칙으로 형상이 다른 제1~제3 유닛(Ua~Uc)을 배치한 것이다. 설치대(f4) 상에 형성되어, 중앙의 기준 축 Yw를 예시한다. 테이블이나 바닥 상에 설치대(f4)를 이용하여 올려놓는 것 외에, 이 설치대(f4)를 예를 들면, 축 Xw, Zw면을 벽면을 따라서 수직 방향으로 배향하도록 옆으로 배치하여, 벽에 장착하여도 좋다. 추가로, 예를 들면, 설치대(f4)의 바닥을 위로 배향하여, 축 Xw, Zw의 면이 천장면을 따르도록, 천장에 매달아도 좋다.

도 21에 나타낸 음향 장해 방지 등 장치(O)는, 뒷쪽으로 돌출시킨 축(f5)을 이용하여 벽, 바닥, 천장 등에 형성한 구멍에 꽂아서 고정한다. 도 22에 나타낸 음향 장해 방지 등 장치(O)는, 장착틀(f6)에 형성한 관통공(f6a)에 볼트(B) 외에 못, 나사 등을 관통시켜서 도 21의 예와 마찬가지로 고정한다. 기준 축 Yw을 따라서 축(f5) 또는 관통공(f6a)이 형성되어 있다.

도 23에 나타낸 음향 장해 방지 등 장치(O)는, 음향 확산체(D)의 뒷쪽에 마련한 틀부(f7a)의 세 곳에 관통공(f7c)을 가진 장착부(f7b)를 돌출시켜서 장착틀(f7)을 형성한다. 이용에 있어서는, 장착부(f7b)의 관통공(f7c)에 끈을 꿰어 벽에 매달거나, 또는 세 군데의 장착부(f7b) 각각에 끈을 걸어 천장으로부터 균형을 잡아 매달아도 좋다. 세 곳 이상의 장착부(f7b)를 마련하는 것으로, 기준 축 Yw의 방향을 조정하는 것으로써, 음향 장해를 보다 효과적으로 방지하는 것이 가능하게 된다.

마지막으로, 도 24a~24d를 참조하면서, 상술한 제2 유닛군(G2)의 배치 예를 설명한다. 또한, 각 도면에서 부호 G1, G2로 나타낸 유닛군은, 각 유닛의 소용돌이 형상으로 배치되는 위치 궤적만 나타내고, 각 유닛의 표시는 생략한다. 또한, 각 예에서 소용돌이를 형성하는 중심이 되는 기준 축은 지면(紙面) 직교 방향으로 배치되어 있는 것으로 한다. 도 24a는 제2 유닛군(G2)을 구성하는 소용돌이 중, 하나의 소용돌이를 분할하여 네 모퉁이에 배치한 예이다. 각각의 작은 제2 유닛군(G2a~d)은 결합되면 1개의 소용돌이를 형성한다. 도 24b는 인접한 음향 장해 방지 등 장치 사이에서 소용돌이를 분할하는 예이다. 복수의 음향 장해 방지 등 장치(O1~4)를 나란하게 배치하고, 각 경계 부분에 소용돌이를 배치하며, 이를 각 경계 부분에서 분할하여 각각의 작은 제2 유닛군(G2a~d)을 각각의 장치에 배분하고 있다. 도 24c에서는 각 모퉁이에 기준 축을 마련하여 4개의 소용돌이를 형성하고, 프레임(F) 내에서 구획된 부분을 각각의 작은 제2 유닛군(G2a~d)으로서 장치에 집어넣는다. 도 24d에 나타낸 바와 같이, 소용돌이의 기준 축을 지면(紙面) 방향을 따라서 변위시켜도 좋다.

상기 각 유닛(U)은, 다면체 이외에 뫼비우스의 띠 등 곡면을 이용한 것이어도 좋고, 판상의 것이어도 좋다. 상기 제1~제3 유닛에 각각 소속된 각 유닛은 서로 다른 형상 외에도, 서로 닮은 형상이어도 좋다. 상기 공전 또는 자전에 의해, 소리의 산란 방향에 대한 작은 면의 각도가 변경되는 것이 바람직하지만, 각각의 작은 면이나 모서리 부분에서의 음향 산란이 발생하기 때문에, 각 유닛의 형상과 소리의 산란 방향의 관계성은 따질 수 없는 것이다.

상기 황금 비율은, 귀금속 비율의 한 형태이다. 따라서, 상기 각 실시 형태에 있어서, 황금 비율 및 황금 각도로 바꾸고, 황금 비율 이외의 다른 귀금속 비율과 같은 무리수 비율 및 동일 비율로 규정된 각도를 이용하여도 상관없다.

상기 실시 형태는 각각 조합하여 실시하는 것이 가능하고, 상기 φ배 대신에 nφ배나 임의 배율을 이용하여도 좋다. 치수 또는 각도 중 어느 하나에 상기 nφ 또는 nα가 이용된다면, 음향 장해가 방지된다.

본 발명은 예를 들면, 콘서트 홀, 음악 교실, 음악 스튜디오, DJ 부스, 체육관, 야외 음악 시설 등에 설치하여, 음향 장해를 방지하거나 또는 음질의 개선을 행하기 위한 장치 및 그 설계 방법으로서 이용하는 것이 가능하다.

Cs : 작은 면 Ce : 요소면
D : 음향 확산체 F : 프레임
Fs : 다리부 G1 : 제1 유닛군
G2 : 제2 유닛군 G3 : 제3 유닛군
f1 : 제1 틀체 f1a : 제1 외틀
f1b : 제1 내틀 f2 : 제2 틀체
f3 : 제3 틀체 f4 : 설치대
f5 : 축 f6 : 장착틀
f6a : 관통공 f7 : 장착틀
f7a : 틀부 f7b : 장착부
f7c : 관통공 f10 : 조립공
f11 : 돌기 f12 : 조립공
f13 : 돌기 f14 : 계지부
f15 : 조립공 f16 : 돌기
f17 : 돌기 fj : 연결틀
fs : 보조틀 Hf : 정면 해방창
Hb : 배면 해방창 Hs : 측면 해방창
P : 기둥 O : 음향 장해 방지 등 장치
O, O1, O2… : 음향 장해 방지 등 장치
S : 연결체 U, U0, U1, U2… : 유닛
Ua : 제1 유닛 Ub : 제2 유닛
Uc : 제3 유닛

Claims (17)

1. 서로에 대략 닮은 꼴 또는 합동인 복수의 음향 확산을 위한 유닛을 서로의 방향을 다르게 하여 근접 배치하고, 이러한 유닛을 서로에 접합하며, 그리고/또는 연결체를 매개로 하여 접합하고 있는 음향 확산체를 마련하여, 이 음향 확산체를 시설에 설치하는 설치부를 구비하고 있어, 음향 장해를 방지하거나 또는 음질의 개선을 행하기 위한 음향 장해 방지 등 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 음향 확산체의 한 쪽을 둘러싸는 제1 틀체를 상기 설치부로서 구비하고 있는 음향 장해 방지 등 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 음향 확산체 다른 쪽의 한 쪽도 둘러싸는 제2 틀체를 구비하고, 이러한 제1, 제2 틀체는 서로에 연결되는 동시에 이들 중 한 쪽의 틀체 측에서 벽에 거는 것이 가능한 음향 장해 방지 등 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 두 틀체의 앞면 및 뒷면과 두 틀체의 사이가 해방되어 있는 음향 장해 방지 등 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 음향 확산체의 주위를 둘러싸는 제3 틀체를 상기 설치부로서 구비하고, 제3 틀체의 아래 모서리에서 설비에 올려놓거나, 또는 제3 틀체의 가로 또는 위 모서리에서 설비로부터 매다는 것이 가능한 음향 장해 방지 등 장치.
6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 틀체는 상기 음향 확산체의 주위를 둘러싸는 직사각형을 나타내고, 상기 음향 확산체는, 상기 유닛을 기준 축 둘레에 소용돌이 형상으로 배치한 제1 유닛군과, 상기 기준 축과는 별도로 다른 기준 축 둘레에 배치되는 유닛으로 이루어진 제2 유닛군을 구비하며, 상기 틀체의 직사각형의 모퉁이 부분에 상기 제2 유닛군을 배치하고 있는 음향 장해 방지 등 장치.
7. 제6항에 있어서,
   복수의 음향 장해 방지 등 장치를 인접 배치하는 것으로, 상기 다른 기준 축은 인접한 음향 장해 방지 등 장치에 공통으로 이용되며, 상기 제2 유닛군은 유닛을 이 다른 기준 축 둘레에 소용돌이 형상으로 배치하여, 인접하는 음향 장해 방지 등 장치에 각각 분할하여 지지되는 것인 음향 장해 방지 등 장치.
8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
   상기 제1, 제2 유닛군은 서로가 다른 부재로 구성되어 있는 음향 장해 방지 등 장치.
9. 제2항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 틀체 중 가장 앞면으로 되는 틀체는 전후로 2분할 형성되고, 전방 분할체가 후방 분할체와는 다른 색채인 음향 장해 방지 등 장치.
10. 제1항에 있어서,
    상기 설치부로서 설비에 설치하는 설치대를 구비하고, 이 설치대의 둘레부 및 상부에 상기 유닛을 배치하여 상기 음향 확산체를 구성하고 있는 음향 장해 방지 등 장치.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 음향 확산체는 3D 프린터에 의해 제작되는 것인 음향 장해 방지 등 장치.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 각 유닛은 표면에 작은 면(小面)을 가지며,
    상기 각 유닛은, 서로의 각도가 nα(n은 자연수)가 되도록 배치되고,
    이러한 작은 면의 사이 또는 공간을 둘러싸는 맨면(素面) 및 이러한 작은 면 사이의 반사로 음향 장해가 방지되는 음향 장해 방지 등 장치.
    φ = (1 + sqrt (5)) / 2
    α = 360°* 1 / (1 + φ)
13. 제12항에 있어서,
    상기 각 유닛 서로의 각도를 규정하는 각 유닛 서로의 회전은, 월드 좌표계에 있어서 각 유닛의 공전, 및/또는 각 유닛의 자세를 규정하는 로컬 좌표계에 있어서 각 유닛의 자전을 포함하는 것인 음향 장해 방지 등 장치.
14. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 각 음향 확산체에 있어서 각 유닛이 월드 좌표계에 있어서 변위를 따라 반복하여 생성된 것이며, 각 유닛 간의 거리 L, 또는 각 유닛과 월드 좌표계의 기준 축 혹은 월드 좌표계의 원점과의 거리 L이 등배, 임의의 배율, 또는 nφ배(n은 자연수)로 규정되는 음향 장해 방지 등 장치.
15. 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 각 음향 확산체에 있어서 각 유닛이 등배, 임의의 배율, 또는 nφ배(n은 자연수)로 확대되는 것인 음향 장해 방지 등 장치.
16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 각 유닛은 기준 축 또는 이에 평행한 축 둘레에서 서로에 상대 회전하고, 상기 유닛을 이루는 요소면 가운데 기준 축 방향으로 보아 요소면의 방향이 서로에 다르도록, 상기 기준 축에 대하여 서로에 다른 각도로 회전 배치된 유닛을 가지는 음향 장해 방지 등 장치.
17. 제16항에 있어서,
    상기 설치부가 상기 기준 축을 목적으로 하는 음원 측에 배향하는 것인 음향 장해 방지 등 장치.

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