WO2018084028A1 - 音響装置及び振動伝達方法 - Google Patents

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WO2018084028A1
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晋吾 江國
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ヤマハ株式会社
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    • H04S7/305—Electronic adaptation of stereophonic audio signals to reverberation of the listening space

Definitions

  • the present invention relates to an acoustic device and a vibration transmission method.
  • EMR Electronic Microphone Rotator
  • FIR Finite Impulse Response
  • the above-described conventional audio device needs to arrange a plurality of microphones and a plurality of speakers, and also needs to provide an FIR filter, an equalizer and an amplifier on each speaker. For this reason, there is a problem that the conventional acoustic device is very expensive. Furthermore, in the conventional sound device, it is necessary to arrange each speaker after calculating the radiation characteristic of the speaker. For this reason, there is also a problem that the setting of the entire device requires specialized knowledge, and it takes time and effort.
  • the present invention has been proposed to solve the above-mentioned problems, and it is an acoustic device that allows the listener to feel that sound is generated in a space larger than the actual size without the need for cost and setting. And providing a vibration transmission method.
  • a sound device includes a signal acquisition unit that acquires at least one of a sound signal and a vibration signal generated from a sound source, and a signal processing unit that performs predetermined signal processing on the signal acquired by the signal acquisition unit. And a plate-like acoustic structure having at least one cavity extending in one direction in the inside, and a vibration generating unit attached to the acoustic structure, wherein the vibration generating unit is the signal acquiring unit. A vibration corresponding to the acquired signal is generated, and the generated vibration is transmitted to the acoustic structure, and the acoustic structure emits the sound to the outside by the transmission of the vibration of the vibration generating unit. It is configured to
  • the vibration transmission method of the present invention is Acquire at least one of a sound signal generated from a sound source and a vibration signal, Apply predetermined signal processing to the acquired signal, Vibration is generated according to the signal subjected to this signal processing, The method includes transmitting the generated vibration to a plate-like acoustic structure having at least one cavity extending in one direction therein.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 4; It is explanatory drawing which shows typically the structure of the transducer attached to the acoustic structure shown in FIG. It is explanatory drawing which shows the main electric constitution of the acoustic apparatus shown in FIG. 1 by a block.
  • a sound device performs a predetermined signal processing on a signal acquisition unit that acquires at least one of a sound signal and a vibration signal generated from a sound source, and a signal acquired by the signal acquisition unit.
  • the vibration is generated according to the signal acquired by the signal acquisition unit, and the generated oscillation is transmitted to the acoustic structure, and the acoustic structure transmits the vibration of the oscillation generating unit. It is configured to emit sound to the outside.
  • the vibration transfer method at least one of a sound signal and a vibration signal generated from a sound source is acquired, predetermined signal processing is performed on the acquired signal, and this signal processing is performed. Generating a vibration corresponding to the signal, and transmitting the generated vibration to a plate-like acoustic structure having at least one cavity extending in one direction in the inside thereof.
  • the sound signal a signal representing a sound emitted by a musical instrument, a speaker and a person, a signal representing a sound generated in daily life or the natural world, a musical tone signal output from an electronic musical instrument from an output terminal, an audio device, a portable music player
  • the musical tone signal output from the output terminal of the musical tone reproduction device such as is exemplified.
  • the vibration signal a signal representing vibration of a musical instrument such as vibration of a string of a stringed instrument or vibration of a drum is exemplified.
  • Examples of the signal acquisition unit include a microphone that picks up a sound signal, a pickup such as a piezoelectric element that detects a vibration signal, the output terminal, a female jack (connector) that receives a signal output from the microphone or pickup.
  • a microphone that picks up a sound signal
  • a pickup such as a piezoelectric element that detects a vibration signal
  • the output terminal a female jack (connector) that receives a signal output from the microphone or pickup.
  • this acoustic device by transmitting the vibration of the vibration generating unit to the acoustic structure, the acoustic structure vibrates, and a sound corresponding to the signal is emitted from all surfaces of the acoustic structure. For this reason, it is difficult to specify the sound emission direction as compared with the sound emitted from a structure close to a point by a speaker or the like. Therefore, a person who listens to the sound emitted by the acoustic structure can feel that the space in which he / she exists is naturally wide.
  • this acoustic device by disposing only one signal acquisition unit, one signal processing unit, one acoustic structure, and one vibration generation unit, it is possible to give a feeling that sound is produced in a space larger than the actual one. For this reason, the cost is reduced as compared with the case where a plurality of speakers are used to obtain the same effect. Moreover, since it is not necessary to calculate the radiation characteristic of the speaker, no expert knowledge is required and it takes no effort of setting. That is, according to this acoustic device, it is possible to give the feeling that the sound is being emitted in a space larger than the actual one, without requiring the cost and the setting operation.
  • the acoustic structure may have at least one opening communicating the cavity to the outside.
  • the vibration generating unit may be configured to transmit vibration to a position corresponding to a node of vibration of the vibration mode of the acoustic structure on an outer surface of the acoustic structure.
  • the unevenness of the frequency characteristic of the sound emitted by the acoustic structure can be reduced, so that a natural reverberation effect can be exhibited.
  • the vibration generating unit may be configured to transmit the vibration to a position corresponding to an antinode of the vibration of the vibration mode of the acoustic structure on the outer surface of the acoustic structure.
  • the transmission efficiency of the vibration to the plate surface of the acoustic structure by the vibration generating unit can be enhanced, so that the volume of the sound emitted by the acoustic structure can be increased.
  • the acoustic structure may have a plurality of cavities.
  • the predetermined signal processing may be processing of extracting at least a part of a signal corresponding to a reflected sound component from the acquired signal or processing of generating a signal corresponding to the reflected sound component.
  • the acoustic structure emits a sound according to the reflected sound component to produce a reverberation effect, so that the listener can feel that the space where he / she is present has naturally become wide.
  • the predetermined signal processing may be processing of adjusting a ratio between a signal corresponding to a reflected sound component and a signal corresponding to a direct sound component among the acquired signals. Further, it is preferable that the predetermined signal processing is processing of adjusting a reverberation time of a reverberation produced by a reflected sound component in the acquired signal. According to these processes, for example, only the reflection sound component can be extracted or the reflection sound component can be generated. Then, the magnitude of the reverberation effect and the length of the reverberation time can be adjusted, and can be adjusted to the preference of the player or the audience.
  • the acoustic device 1 picks up a sound (sound signal) generated from a sound source and converts (acquires) it into an electrical signal, and a reflected sound from the electrical signal converted by the microphone 2
  • a signal processing unit 5 for extracting at least a part of components or generation of a reflected sound component
  • an amplifier 6 for amplifying the reflected sound component extracted by the signal processing unit 5, and 2 each having at least one cavity therein
  • the microphone 2 is attached to the microphone stand 3, and the microphone 2 is electrically connected to the signal processing unit 5 by the microphone cable 4.
  • the signal processing unit 5 is electrically connected to the amplifier 6 by the connection cord 8, and the amplifier 6 is electrically connected to each of the transducers 10 by the output cables 7 and 7.
  • the microphone 2 is a type of the signal acquisition unit described above, and the transducer 10 is a type of the vibration generation unit described above.
  • FIGS. 2 to 5 is a perspective view of the acoustic structure 9 provided in the acoustic device 1 shown in FIG. 1 as viewed from the front side
  • FIG. 3 is a perspective view of the acoustic structure 9 shown in FIG.
  • FIG. 4 is a plan view showing the internal structure of the acoustic structure 9 shown in FIG. 1
  • FIG. 5 is a sectional view taken along the line AA in FIG.
  • the acoustic structure 9 includes an acoustic structure main body 9a formed in a vertically long flat plate shape, and a pair of stands 9d and 9d supporting both ends of the lower end of the acoustic structure main body 9a. And The front and back surfaces, both side surfaces, and the upper and lower surfaces of the acoustic structure body 9a, that is, the outer surface are made of wood plates. As shown in FIG. 2, a plurality of slit groups 9c each composed of a plurality of vertically long slits having different lengths are formed on the plate surface 9b on the front side. As shown in FIG.
  • a transducer 10 is attached at the center of a diagonal line on the back surface 9e of the acoustic structure body 9a.
  • ten hollow members 9f1 to 9f10 are provided inside the acoustic structure body 9a.
  • Each of the hollow members 9f1 to 9f10 is hollow, that is, has a cavity (indicated by reference numeral 9h in FIG. 5) therein, and is formed in a vertically long rectangular parallelepiped shape.
  • the longitudinal side surfaces of the adjacent hollow members are closely fixed.
  • one or two openings 9g which communicate the cavity 9h to the outside are formed. For example, as shown in FIG.
  • openings 9g are respectively formed near the upper end and the lower end of the surface of the hollow member 9f1.
  • the opening surface of each opening 9g is covered by a net (not shown) for preventing the entry of dust. Further, the position of each slit group 9c is made to correspond to the position of each opening 9g.
  • the acoustic structure 9 is a structure that generates mode vibration. Two times the height of the acoustic structure 9 corresponds to one wavelength.
  • the stands 9d, 9d play a role of a vibrating earth to release the vibration.
  • a portion where the amplitude is maximum, a portion called an antinode of the vibration, and a portion where the amplitude is minimum, a portion called a node of the vibration appear.
  • the positions of the antinodes and nodes of these vibrations depend on the length, number, shape, and material of the hollow members 9f1 to 9f10 constituting the acoustic structure body 9a, and further, the shape, position and number of the openings 9g, etc.
  • the acoustic structure body 9a has ten hollow members in the inside, that is, a plurality of cavities 9h, the acoustic structure 9 is smaller than the acoustic structure having only one cavity. Irregularities in the frequency characteristics of the emitted reverberation can be reduced. Furthermore, the center of the diagonal line on the plate surface 9e on the back side of the acoustic structure body 9a corresponds to the antinode of the vibration, and the transducer 10 is attached at that position.
  • the transmission efficiency of the vibration to the acoustic structure 9 of the transducer 10 can be enhanced, so that the reverberation sound emitted by the acoustic structure 9
  • the volume can be increased. That is, the acoustic structure 9 can reduce the unevenness of the frequency characteristics of the reverberant sound emitted as compared with one acoustic structure having a cavity.
  • the acoustic structure 9 can increase the volume of the emitted reverberation sound as compared with the acoustic structure that transmits the vibration of the transducer 10 to the portion corresponding to the node.
  • the acoustic structure main body 9a is formed in a vertically long rectangular parallelepiped shape having a height of 120 cm, a width of 60 cm, and a thickness of 28 mm, but can be formed in a desired size according to the application.
  • the acoustic structure body 9a is formed into a hollow flat plate shape by a molded plate using wood fibers as a raw material, so-called MDF (medium density fiberboard), and the hollow members 9f1 to 9f10 are accommodated therein.
  • MDF medium density fiberboard
  • Each of the hollow members 9f1 to 9f10 is formed of a material having a relatively high rigidity, such as an acrylic resin.
  • FIG. 6 is an explanatory view schematically showing the structure of a transducer attached to the acoustic structure 9 shown in FIG.
  • the transducer 10 includes a housing 11 attached to a plate surface 9 e on the back side of the acoustic structure 9, a permanent magnet 12 provided inside the housing 11, and a cylindrical voice coil 13 surrounded by the permanent magnet 12. And a movable member 14 attached to the front end of the voice coil 13.
  • the voice coil 13 is electrically connected to the amplifier (6) by the output cable (7) shown in FIG. Then, when the reflected sound component amplified by the amplifier (6) is input to the voice coil 13, the voice coil 13 vibrates back and forth. Thereby, the movable member 14 attached to the front end of the voice coil 13 vibrates the plate surface 9 e on the back side of the acoustic structure 9. As a result, the sound corresponding to the reflected sound component is emitted from any surface such as the entire surface of the front surface 9b of the acoustic structure 9 and the entire surface of the rear surface 9e.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram showing the main electrical configuration of the acoustic device shown in FIG. 1 by blocks.
  • the microphone 2 is disposed in front of the player 15, and two acoustic structures 9, 9 are disposed in parallel behind the microphone 2.
  • the plate surface 9 b on the front side of each acoustic structure 9 faces the player 15.
  • the sound collected by the microphone 2 includes the direct sound that reaches the microphone 2 directly from the flute 16 and the reflected sound that is reflected by the wall of the room where the player 15 is present.
  • the microphone 2 converts the collected sound into an electric signal, and outputs the converted electric signal to the signal processing unit 5.
  • the signal processing unit 5 analyzes the input electric signal and extracts a reflected sound component (wet).
  • the signal processing unit 5 also generates a reflected sound component (wet). Note that, in FIG. 7, a main operation (extraction and generation of a reflected sound component) of the signal processing unit 5 is described as a reflected sound component extraction unit generation unit in the signal processing unit 5.
  • the signal processing unit 5 has an adjustment function for adjusting the ratio of the reflected sound component (wet) and the direct sound component (dry) to be extracted. For example, it is possible to extract only the reflected sound component by using the adjustment function.
  • the signal processing unit 5 has an adjustment function for adjusting the reverberation time of the reverberation produced by the extracted reflection component (wet).
  • the signal processing unit 5 has a function of generating a reflected sound component (wet). This is a function of defining all the signals acquired by the microphone 2 as a reflected sound component (wet) by filtering. For example, a filter such as reverb or delay may be used for this filtering process.
  • the signal processing unit 5 has an adjustment function for adjusting the ratio of the sound level.
  • this adjustment function for example, first, the sound level (dB) of the signal acquired by the microphone 2 is measured, and the sound level is set to 100%.
  • the dry component and the wet component can be mixed so as to be a predetermined ratio (for example, 70% dry, 30% wet) and transmitted to the amplifier 6.
  • a predetermined ratio for example, 70% dry, 30% wet
  • the microphone 2 is attached to the upper end of the acoustic structure 9, depending on the installation position of the microphone 2, howling may occur. In such a case, howling can be avoided by increasing the proportion of the reflected sound component (wet) and reducing the direct sound component (dry).
  • the signal processing unit 5 outputs the extracted reflected sound component (wet) to the amplifier 6.
  • the amplifier 6 amplifies the input reflected sound component (wet) and outputs it to each transducer 10. Subsequently, each transducer 10 generates a vibration corresponding to the input reflected sound component (wet), and transmits the vibration to the plate surface 9 e (FIG. 6) on the back side of each acoustic structure 9.
  • Each acoustic structure 9 vibrates due to the vibration transmitted from the transducer 10.
  • Each acoustic structure 9 emits a sound corresponding to the reflected sound component (wet) from any surface such as the entire surface of the front plate surface 9b (FIG. 1) and the entire rear plate surface 9e.
  • each acoustic structure 9 emits natural reverberation.
  • the player 15 listens directly to the sound from the flute 16 played by himself, and at the same time listens to the reverberation sound emitted from each of the acoustic structures 9.
  • the player 15 feels playing in a space larger than the room in which the player 15 is present. For example, even if the player 15 plays in a small room of around 4 to 6 mats, he can play with the comfort that he is playing in a concert hall.
  • the following vibration transmission method can be implemented.
  • the vibration transmission method is a method for transmitting generated vibration to a plate-like acoustic structure having at least one cavity extending in one direction in the inside thereof.
  • the sound corresponding to the reflected sound component of the acoustic structure 9 may be any surface such as the entire surface of the plate surface 9b on the front side and the entire surface of the plate surface 9e on the rear side. It can be emitted from the to produce a reverberation effect. For this reason, it is difficult to specify the sound emission direction as compared with a device that emits sound from a structure close to a point such as a speaker. Therefore, a person who listens to the sound emitted by the acoustic structure 9 can feel that the space where he / she exists is naturally wide.
  • the transducer 10 is attached so as to transmit vibration to a position corresponding to an antinode of vibration of the vibration mode of the acoustic structure 9 among the plate surface 9 e on the back side of the acoustic structure 9.
  • the acoustic structure body 9a constituting the acoustic structure 9 has a plurality of hollow members 9f1 to 9f10 in its inside. Therefore, the transmission efficiency of the vibration of the transducer 10 to the acoustic structure 9 can be enhanced. Therefore, the volume of the sound emitted by the acoustic structure 9 can be increased. Compared with the acoustic structure having only one cavity, this acoustic structure 9 can reduce the unevenness of the frequency characteristics of the emitted sound.
  • the acoustic device 1 As described above, according to the acoustic device 1, only one microphone 2, one signal processing unit 5 and one amplifier 6 are disposed, and two acoustic structures 9 and two transducers 10 are disposed. You can get the feeling that the sound is coming out in a larger space than it actually is. For this reason, the cost is reduced. Moreover, since it is not necessary to calculate the radiation characteristic of the speaker as in the prior art, no expert knowledge is required and the setting operation is not required. That is, according to the acoustic device 1 of the above-described embodiment, it is possible to give a feeling that a sound is produced in a space larger than the actual one, without requiring the cost and the setting operation.
  • the transducer 10 can also be mounted to transmit vibration to a position corresponding to the node of vibration of the vibration mode of the acoustic structure 9 among the plate surface 9 e on the back side of the acoustic structure 9. According to this configuration, the unevenness of the frequency characteristic of the sound emitted by the acoustic structure 9 can be further reduced.
  • this acoustic device 1 is arranged in a classroom where a brass band club of a school practices, the practice can be performed in the sense of playing in a large hall. In other words, before the competition, you can practice in the atmosphere that you are playing in the big hall used in the competition.
  • the acoustic structure 9 may be made of synthetic resin or metal instead of wood such as MDF.
  • the acoustic structure 9 can also be used by being hung on a ceiling or a wall. Furthermore, only one acoustic structure 9 may be used, or three or more acoustic structures 9 may be used.
  • a desired arrangement form can be obtained.
  • a plurality of transducers 10 can be attached to the back plate surface 9e.
  • an instrument that generates a sound is used as a sound source, but a stringed instrument such as an electric guitar or an acoustic guitar that generates vibration of a string (vibration signal); vibration of a film (vibration signal)
  • a percussion instrument such as a drum, may be used as a sound source.
  • the vibration signal may be acquired by a pickup such as a piezoelectric element, and the acquired vibration signal may be output to the signal processing unit 5, and the signal processing unit 5 may perform processing as any effector such as an equalizer or a compressor.
  • An equalizer is an effector that amplifies or reduces only a specific frequency component.
  • a compressor is an effector that compresses the amplitude of a signal.
  • the signal processing unit 5 can be provided with a function of adjusting the ratio of the effect.
  • the sound signal generated by the sound source may be a musical tone signal output from an output terminal of an electronic musical instrument, or a musical tone signal output from an output terminal of a musical tone reproduction device such as an audio device or a portable music player.
  • the sound signal generated by the sound source may be a sound signal representing a sound generated in daily life or the natural world.
  • both the sound signal source and the vibration signal source can be sound sources.
  • a sound signal representing the player's voice can be acquired by the microphone, and a vibration signal representing a vibration generated from the musical instrument can be acquired by the pickup.
  • the acquired sound signal and vibration signal may be output to the signal processing unit 5, and the signal processing unit 5 may be configured to perform processing as any effector.
  • the signal processing unit 5 can be provided in the microphone 2 or the amplifier 6.
  • the amplifier 6 can be provided to one of the transducers 10. Furthermore, by providing the microphone 2 in the acoustic structure 9 and providing the signal processing unit 5 and the amplifier 6 in the transducer 10, the acoustic device 1 can be integrated into one.

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Abstract

コストおよびセッティングの手間をかけなくても、実際よりも大きな空間で音が出ているような感じを出すことができる音響装置を提供する。マイクロフォン２によって収音された音は電気信号に変換され、信号処理部５において反射音成分が抽出される。抽出された反射音成分はアンプ６によって増幅され、その増幅された反射音成分が各音響構造体９の裏側の板面に取付けられた各トランスデューサを振動させ、各音響構造体９の表側の板面９ｂおよび裏側の板面など、あらゆる面から残響音として放音される。これにより、奏者１５は空間が自然と広くなったと感じることができる。

Description

音響装置及び振動伝達方法
　本発明は音響装置及び振動伝達方法に関する。
　従来、この種の音響装置として、複数のマイクロフォンと、各マイクロフォンで収音した音を順次切替えて出力するＥＭＲ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｍｉｃｒｏｐｈｏｎｅ　Ｒｏｔａｔｏｒ）と、ＥＭＲから出力される収音信号に反射音を付加するＦＩＲ（Ｆｉｎｉｔｅ　Ｉｍｐｕｌｓｅ　Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）フィルタと、イコライザと、アンプと、複数のスピーカとを部屋に備えたものが知られている。ＦＩＲフィルタ、イコライザおよびアンプは、各スピーカに設けられている。ＦＩＲフィルタにて反射音が付加された信号は、イコライザおよびアンプを介してスピーカから出力される。この信号が各マイクロフォンで再び収音される。上記動作が繰り返される。これにより、残響時間の延長と、初期反射音のレベル増強とがなされる。これにより、音を聴く者（聴者）は、実際よりも大きな空間で音が出ているように感じうる。
特開２００８―２６８２５１号公報。
　上述した従来の音響装置は、複数のマイクロフォンおよび複数のスピーカを配置する必要がある他、各スピーカにＦＩＲフィルタ、イコライザおよびアンプを設ける必要がある。このため、従来の音響装置には、非常にコストがかかるという問題がある。
　さらに、従来の音響装置では、スピーカの放射特性を計算したうえで各スピーカを配置する必要がある。このため、装置全体のセッティングに専門知識を必要とし、手間がかかるという問題もある。
　この発明は、上記の諸問題を解決するために提案されたものであって、コストおよびセッティングの手間をかける必要なく、実際よりも大きな空間で音が発生していると聴者が感じうる音響装置及び振動伝達方法を提供することを目的とする。
　本発明の音響装置は、音源から発生する音信号及び振動信号の少なくとも一方の信号を取得する信号取得部と、前記信号取得部が取得した信号に対して所定の信号処理を施す信号処理部と、その内部に一方向に延びる少なくとも１本の空洞を有する板状の音響構造体と、前記音響構造体に取り付けられる振動発生部とを備えており、前記振動発生部が、前記信号取得部が取得した信号に応じた振動を発生し、この発生した振動を前記音響構造体に伝達するように構成されており、前記音響構造体が、前記振動発生部の振動の伝達により、外部へ放音するように構成されている。
　本発明の振動伝達方法は、
　音源から発生した音信号及び振動信号の少なくとも一方の信号を取得し、
　取得した信号に対して所定の信号処理を施し、
　この信号処理が施された信号に応じた振動を発生させ、
　この発生した振動を、その内部に一方向に延びる少なくとも１本の空洞を有する板状の音響構造体に伝達することを含む。
この発明の一実施形態に係る音響装置の構成を示す説明図である。 図１に示す音響装置に備えられた音響構造体を表側から見た斜視図である。 図２に示す音響構造体を裏側から見た斜視図である。 図１に示す音響構造体の内部構造を示す平面図である。 図４のＡ－Ａ矢視断面図である。 図１に示す音響構造体に取付けられたトランスデューサの構造を模式的に示す説明図である。 図１に示す音響装置の主な電気的構成をブロックで示す説明図である。
　本発明の一態様に係る音響装置は、音源から発生する音信号及び振動信号の少なくとも一方の信号を取得する信号取得部と、前記信号取得部が取得した信号に対して所定の信号処理を施す信号処理部と、その内部に一方向に延びる少なくとも１本の空洞を有する板状の音響構造体と、前記音響構造体に取り付けられる振動発生部とを備えており、前記振動発生部が、前記信号取得部が取得した信号に応じた振動を発生し、この発生した振動を前記音響構造体に伝達するように構成されており、前記音響構造体が、前記振動発生部の振動の伝達により、外部へ放音するように構成されている。
　本発明の他の態様に係る振動伝達方法は、音源から発生した音信号及び振動信号の少なくとも一方の信号を取得し、取得した信号に対して所定の信号処理を施し、この信号処理が施された信号に応じた振動を発生させ、この発生した振動を、その内部に一方向に延びる少なくとも１本の空洞を有する板状の音響構造体に伝達することを含む。
　前記音信号としては、楽器、スピーカおよび人などが放音した音を表す信号、日常生活や自然界で発生する音を表す信号、電子楽器が出力端子から出力する楽音信号、オーディオ装置、携帯音楽プレーヤなどの楽音再生装置が出力端子から出力する楽音信号が例示される。前記振動信号としては、弦楽器の弦の振動やドラムの振動など、楽器の振動を表す信号が例示される。信号取得部とは、音信号を収音するマイクロフォン、振動信号を検出する圧電素子などのピックアップ、上記出力端子、マイクロフォンやピックアップが出力する信号を受け取るメス側ジャック（コネクタ）などが例示される。
　この音響装置では、音響構造体に振動発生部の振動を伝達することにより、音響構造体が振動し、その信号に応じた音が音響構造体のあらゆる面から放音される。このため、この音響装置から放音される音は、スピーカなどによる点に近い構造から放音される音と比較して、放音方向を特定し難い。したがって、音響構造体が放音する音を聴く者は、自身が存在する空間が自然と広くなったと感じることができる。
　この音響装置では、信号取得部、信号処理部、音響構造体および振動発生部をそれぞれ１つずつ配置するだけで、実際よりも大きな空間で音が出ているような感じを出すことができる。このため、これと同様の効果を得るために複数のスピーカなどを使用した場合と比較してコストが低減される。しかも、スピーカの放射特性を計算する必要もないため、専門知識が不要でセッティングの手間がかからない。つまり、この音響装置によれば、コストおよびセッティングの手間をかけなくても、実際よりも大きな空間で音が出ているような感じを出すことができる。
　前記音響構造体は、前記空洞を外部に連通する少なくとも１個の開口部を有しているとよい。
　前記振動発生部は、前記音響構造体の外面の前記音響構造体の振動モードの振動の節に対応する位置に振動を伝達するように構成されているとよい。
　かかる構成により、音響構造体が放音する音の周波数特性の凹凸を小さくすることができるため、自然な残響効果を奏することができる。
　前記振動発生部は、前記音響構造体の外面の前記音響構造体の振動モードの振動の腹に対応する位置に振動を伝達するように構成されているとよい。
　かかる構成により、振動発生部による音響構造体の板面に対する振動の伝達効率を高めることができるため、音響構造体が放音する音の音量を大きくすることができる。
　前記音響構造体が、複数本の空洞を有しているとよい。
　かかる構成により、空洞が１つの音響構造体と比較して、音響構造体が放音する残響音の周波数特性の凹凸を少なくすることができる。
　前記所定の信号処理が、前記取得した信号から反射音成分に対応する信号の少なくとも一部を抽出する処理又は反射音成分に対応する信号を生成する処理であるとよい。
　かかる構成により、音響構造体が反射音成分に応じた音を放音して残響効果を出すため、聴者は、自身が存在する空間が自然と広くなったと感じることができる。
　前記所定の信号処理が、前記取得した信号のうち反射音成分に対応する信号と直接音成分に対応する信号との割合を調節する処理であるとよい。また、前記所定の信号処理が、前記取得した信号のうち反射音成分が作り出す残響音の残響時間を調節する処理であるとよい。これらの処理によれば、例えば、反射音成分のみの抽出又は反射音成分の生成を行うこともできる。そして、残響音の効果の大小および残響時間の長短を調節することができ、奏者や聴衆の好みに合わせることができる。
［音響装置１の構成］
　この発明の実施形態に係る音響装置１の構成について、それを示す図１に基づいて説明する。
　図１に示すように、音響装置１は、音源から発生する音（音信号）を収音して電気信号に変換する（取得する）マイクロフォン２と、マイクロフォン２により変換された電気信号から反射音成分の少なくとも一部の抽出又は反射音成分の生成を行う信号処理部５と、信号処理部５が抽出した反射音成分を増幅するアンプ６と、それぞれがその内部に少なくとも１つの空洞を有する２枚の音響構造体９，９と、各音響構造体９に取付けられた計２個のトランスデューサ（図３において符号１０で示す）とを備える。マイクロフォン２は、マイクスタンド３に取付けられており、マイクロフォン２は、マイクケーブル４によって信号処理部５と電気的に接続されている。信号処理部５は、接続コード８によってアンプ６と電気的に接続されており、アンプ６は、出力ケーブル７，７によって各トランスデューサ１０と電気的に接続されている。前記マイクロフォン２は前述した信号取得部の一種であり、前記トランスデューサ１０は前述した振動発生部の一種である。
［音響構造体９の構造］
　ここで、音響構造体９の構造について図２から図５に基づいて説明する。
　図２は、図１に示す音響装置１に備えられた音響構造体９を表側から見た斜視図であり、図３は、図２に示す音響構造体９を裏側から見た斜視図である。図４は、図１に示す音響構造体９の内部構造を示す平面図であり、図５は、図４のＡ－Ａ矢視断面図である。
　図２および図３に示すように、音響構造体９は、縦長の平板状に形成された音響構造体本体９ａと、音響構造体本体９ａの下端の両端を支持する１組のスタンド９ｄ，９ｄとを備える。音響構造体本体９ａの表裏面、両側面および上下面、すなわち外面は、木製の板材によって構成されている。図２に示すように、表側の板面９ｂには、縦長で長さの異なる複数のスリットから成るスリット群９ｃが複数群形成されている。図３に示すように、音響構造体本体９ａの裏側の板面９ｅにおける対角線の中央には、トランスデューサ１０が取付けられている。
　図４に示すように、音響構造体本体９ａの内部には、１０本の中空部材９ｆ１～９ｆ１０が設けられている。各中空部材９ｆ１～９ｆ１０は、中空、すなわちその内部に空洞（図５において符号９ｈで示す）を有しており、縦長の直方体形状に形成されている。隣接する中空部材の長手方向の側面同士が密着固定されている。各中空部材９ｆ１～９ｆ１０の表面には、前記空洞９ｈを外部に連通する１個または２個の開口部９ｇが形成されている。例えば、図５に示すように、中空部材９ｆ１の表面の上端近傍および下端近傍には、開口部９ｇがそれぞれ形成されている。各開口部９ｇの開口面は、塵の浸入を防止するためのネット（図示省略）によってそれぞれ覆われている。また、各スリット群９ｃの位置は、各開口部９ｇの位置に対応させられている。
　音響構造体９は、モード振動を発生する構造である。音響構造体９の高さの２倍が１波長に相当する。スタンド９ｄ，９ｄが、振動を逃がす振動アースの役割をしている。音響構造体９には、モード振動が発生したときに、振幅が最大となる部分、いわゆる振動の腹と呼ばれる部分と、振幅が最小となる部分、いわゆる振動の節と呼ばれる部分とが現れる。これらの振動の腹および節の各位置は、音響構造体本体９ａを構成する各中空部材９ｆ１～９ｆ１０の長さ、数、形状、材質、さらには、開口部９ｇの形状、位置および数などによって変化する。
　この実施形態では、音響構造体本体９ａは、内部に１０個の中空部材、つまり、複数の空洞９ｈを有するため、１つのみの空洞を有する音響構造体と比較して、音響構造体９が放音する残響音の周波数特性の凹凸を少なくすることができる。さらに、音響構造体本体９ａの裏側の板面９ｅにおける対角線の中央は、振動の腹に相当し、その位置にトランスデューサ１０が取付けられている。このため、トランスデューサ１０の振動を振動の腹に対応する部位へ伝達するため、トランスデューサ１０の音響構造体９に対する振動の伝達効率を高めることができるので、音響構造体９が放音する残響音の音量を大きくすることができる。
　つまり、音響構造体９は、空洞が１つの音響構造体と比較して、放音する残響音の周波数特性の凹凸を少なくすることができる。この音響構造体９は、トランスデューサ１０の振動を節に対応する部位へ伝達する音響構造体と比較して、放音する残響音の音量を大きくすることができる。
　この実施形態では、音響構造体本体９ａは、高さ１２０ｃｍ、幅６０ｃｍ、厚さ２８ｍｍの縦長の直方体形状に形成されているが、用途に応じて所望の大きさに形成することができる。また、音響構造体本体９ａは、木質繊維を原料とする成型板、いわゆるＭＤＦ（ｍｅｄｉｕｍ　ｄｅｎｓｉｔｙ　ｆｉｂｅｒｂｏａｒｄ）により中空の平板状に形成されており、その内部に各中空部材９ｆ１～９ｆ１０が収容されている。各中空部材９ｆ１～９ｆ１０は、それぞれアクリル樹脂などの剛性率が比較的高い材料により形成されている。これにより、音響構造体９は、トランスデューサ１０から伝達される振動に対する応答性が良くなる。このため、放音される残響音の高域の伸びが良くなり、空間の自然な広がりを演出することができる。
［トランスデューサ１０の構造］
　ここで、トランスデューサ１０の構造について図６に基づいて説明する。
　図６は、図１に示す音響構造体９に取付けられたトランスデューサの構造を模式的に示す説明図である。
　トランスデューサ１０は、音響構造体９の裏側の板面９ｅに取付けられたハウジング１１と、このハウジング１１の内部に設けられた永久磁石１２と、この永久磁石１２によって包囲された筒状のボイスコイル１３と、このボイスコイル１３の前端に取付けられた可動部材１４とを備える。ボイスコイル１３は、図１に示す出力ケーブル（７）によってアンプ（６）と電気的に接続されている。そして、アンプ（６）により増幅された反射音成分がボイスコイル１３に入力されると、ボイスコイル１３が前後に振動する。これにより、ボイスコイル１３の前端に取付けられた可動部材１４が音響構造体９の裏側の板面９ｅを振動させる。これにより、音響構造体９の表側の板面９ｂの全面および裏側の板面９ｅの全面など、あらゆる面から反射音成分に応じた音が放音される。
［音響装置１の動作］
　次に、音響装置１の動作について図１および図７に基づいて説明する。
　図７は、図１に示す音響装置の主な電気的構成をブロックで示す説明図である。
　図１に示すように、この実施形態については、奏者１５がフルート１６を演奏する場合を例に挙げて説明する。奏者１５の前方にマイクロフォン２が配置されており、マイクロフォン２の後方に２個の音響構造体９，９が並列に配置されている。各音響構造体９の表側の板面９ｂは、奏者１５の方を向いている。奏者１５がフルート１６を演奏すると、そのフルート１６（音源）から出た音（音信号）は、マイクロフォン２によって収音される。マイクロフォン２によって収音される音には、フルート１６から直接マイクロフォン２に届く直接音と、奏者１５が存在している部屋の壁などで反射した反射音とが含まれる。マイクロフォン２は、収音した音を電気信号に変換し、その変換した電気信号を信号処理部５へ出力する。信号処理部５は、入力された電気信号を解析し、反射音成分（ウエット）を抽出する。信号処理部５は、反射音成分（ウエット）の生成をも行う。なお、図７には、信号処理部５について、信号処理部５としての主たる動作（反射音成分の抽出及び生成）を引用して反射音成分抽出部生成部と記載している。
　信号処理部５は、抽出する反射音成分（ウエット）および直接音成分（ドライ）の割合を調節するための調節機能を備える。たとえば、その調節機能を用いることにより、反射音成分のみを抽出することもできる。また、信号処理部５は、抽出した反射音成分（ウエット）が作り出す残響音の残響時間を調節するための調節機能を備える。また、信号処理部５は、反射音成分（ウエット）を生成する機能を備える。これは、マイクロフォン２が取得した信号の全てを、フィルタ処理することによって反射音成分（ウエット）と定義する機能である。このフィルタ処理には、たとえば、リバーブ、ディレイ等のフィルタが用いられうる。さらに、信号処理部５は、音響レベルの割合を調節するための調節機能を備える。この調節機能によれば、たとえば、先ず、マイクロフォン２が取得した信号の音響レベル（ｄＢ）を測定し、その音響レベルを１００％としておく。次いで、ドライ成分とウエット成分とを所定の割合（たとえばドライ７０％、ウエット３０％）となるように混合してアンプ６に送信することができる。各調節機能を用いることにより、残響音の効果の大小および残響時間の長短を調節することができる。これにより、奏者１５や聴衆の好みに合わせることができる。
　また、マイクロフォン２を音響構造体９の上端に取付けた場合など、マイクロフォン２の設置位置によっては、ハウリングが発生するおそれがある。そのような場合は、反射音成分（ウエット）の割合を多くし、直接音成分（ドライ）を少なくすることによりハウリングを回避することができる。
　信号処理部５は、抽出した反射音成分（ウエット）をアンプ６へ出力する。アンプ６は、入力された反射音成分（ウエット）を増幅して各トランスデューサ１０へ出力する。続いて、各トランスデューサ１０は、入力された反射音成分（ウエット）に応じた振動を発生し、その振動を各音響構造体９の裏側の板面９ｅ（図６）に伝達する。そして、各音響構造体９は、トランスデューサ１０から伝達される振動によって振動する。各音響構造体９は、反射音成分（ウエット）に応じた音を表側の板面９ｂ（図１）の全面および裏の板面９ｅの全面など、あらゆる面からそれぞれ放音する。つまり、各音響構造体９は、自然な残響音を放音する。
　これにより、奏者１５は、自身が演奏したフルート１６から出た音を直接聴くと同時に、各音響構造体９から放音された残響音を聴くことになる。これにより、奏者１５は、自身が存在している部屋よりも広い空間の中で演奏しているように感じる。例えば、奏者１５は、四畳半から六畳程度の小さな部屋で演奏しても、コンサートホールで演奏しているような心地よさで演奏することができる。
　この音響装置１によれば、以下のような振動伝達方法の実施が可能となる。すなわち、音源から発生した音信号及び振動信号の少なくとも一方の信号を取得し、取得した信号に対して所定の信号処理を施し、この信号処理が施された信号に応じた振動を発生させ、この発生した振動を、その内部に一方向に延びる少なくとも１本の空洞を有する板状の音響構造体に伝達する、振動伝達方法である。
［第１実施形態の効果］
（１）上述した第１実施形態の音響装置１によれば、音響構造体９が反射音成分に応じた音を、表側の板面９ｂの全面および裏側の板面９ｅの全面など、あらゆる面から放音して残響効果を出すことができる。このため、スピーカなどの点に近い構造から放音する装置と比較して、放音方向を特定し難い。
　したがって、音響構造体９が放音する音を聴く者は、自身が存在する空間が自然と広くなったと感じることができる。
（２）また、トランスデューサ１０は、音響構造体９の裏側の板面９ｅのうち、音響構造体９の振動モードの振動の腹に対応する位置に振動を伝達するように取付けられている。音響構造体９を構成する音響構造体本体９ａは、その内部に複数の中空部材９ｆ１～９ｆ１０を有する。
　したがって、トランスデューサ１０の音響構造体９に対する振動の伝達効率を高めることができる。このため、音響構造体９が放音する音の音量を大きくすることができる。１つのみの空洞を有する音響構造体と比較して、この音響構造体９は、放音する音の周波数特性の凹凸を小さくすることができる。
（３）上述したように、この音響装置１によれば、マイクロフォン２、信号処理部５およびアンプ６をそれぞれ１つずつ配置し、音響構造体９およびトランスデューサ１０をそれぞれ２つずつ配置するだけで、実際よりも大きな空間で音が出ているような感じを出すことができる。このため、コストの低減がなされる。
　しかも、従来のようにスピーカの放射特性を計算する必要もないため、専門知識が不要でセッティングの手間がかからない。
　つまり、上述した実施形態の音響装置１によれば、コストおよびセッティングの手間をかけなくても、実際よりも大きな空間で音が出ているような感じを出すことができる。
〈他の実施形態〉
（１）トランスデューサ１０を音響構造体９の裏側の板面９ｅのうち、音響構造体９の振動モードの振動の節に対応する位置に振動を伝達するように取付けることもできる。この構成によれば、音響構造体９が放音する音の周波数特性の凹凸をより一層小さくすることができる。
（２）学校の吹奏楽部が練習を行う教室にこの音響装置１を配置すれば、大きなホールで演奏しているような感覚で練習を行うことができる。
　つまり、コンクールの前に、コンクールで使う大きなホールで演奏しているような雰囲気の中で練習を重ねることができる。このため、コンクールの本番において、残響音に対する違和感などの悪影響が出ないようにすることができる。
（３）この音響装置１を会議室に配置すれば、発言者が発する声が全員に届くようにすることができる。
（４）音響構造体９の表側の板面９ｂに映像を投影し、その板面９ｂから残響音を放音するように構成することもできる。この構成によれば、広い空間で映像を見ながら音を聴いている雰囲気を出すことができる。例えば、プロジェクションマッピングを実施する際に映像を音響構造体９の表側の板面９ｂに投影することができる。
（５）音響構造体９は、ＭＤＦなどの木材に代えて合成樹脂または金属により形成することもできる。また、音響構造体９は、天井や壁などに吊り下げて使用することもできる。さらに、音響構造体９は、１枚のみの使用でも良いし、３枚以上使用しても良い。さらに、音響構造体９を複数枚使用する場合は、所望の配置形態にすることができる。
（６）音響構造体本体９の内部構造に応じて、裏側の板面９ｅに複数個のトランスデューサ１０を取付けることもできる。
（７）前述した実施形態では、音（音信号）を発生する楽器を音源としたが、弦の振動（振動信号）を発生するエレキギターやアコースティックギターなどの弦楽器、膜の振動（振動信号）を発生するドラムなどの打楽器を音源としてもよい。その振動信号を圧電素子などのピックアップにより取得し、その取得した振動信号を信号処理部５へ出力し、信号処理部５がイコライザやコンプレッサなどのあらゆるエフェクタとしての処理を行うこともできる。イコライザとは、ある特定の周波数成分のみを増幅したり低減させたりするエフェクタである。コンプレッサとは、信号の振幅を圧縮するエフェクタである。また、エフェクトの割合を調節する機能を信号処理部５に設けることもできる。
　また、音源が発生する音信号としては、電子楽器が出力端子から出力する楽音信号、オーディオ装置、携帯音楽プレーヤなどの楽音再生装置が出力端子から出力する楽音信号でも良い。さらに、音源が発生する音信号としては、日常生活や自然界において発生する音を表す音信号でも良い。
（８）さらに、音信号の発生源および振動信号の発生源の両方を音源とすることもできる。例えば、楽器を演奏しながら歌う場合に、奏者の声を表す音信号をマイクロフォンにより取得するとともに、楽器から発生した振動を表す振動信号をピックアップにより取得することができる。そして、それら取得した音信号および振動信号を信号処理部５へ出力し、信号処理部５が、あらゆるエフェクタとしての処理を行うように構成することもできる。
（９）信号処理部５をマイクロフォン２またはアンプ６に設けることもできる。また、アンプ６を一方のトランスデューサ１０に設けることもできる。さらに、マイクロフォン２を音響構造体９に設け、トランスデューサ１０に信号処理部５およびアンプ６を設けることにより、音響装置１を１つにまとめることもできる。
　１　　音響装置
　２　　マイクロフォン
　５　　信号処理部
　６　　アンプ
　９　　音響構造体
　９ａ　音響構造体本体
　９ｂ　表側の板面
　９ｃ　スリット群
　９ｅ　裏側の板面
　９ｆ１～９ｆ１０　中空部材
　９ｇ　開口部
　９ｈ　空洞
１０　　トランスデューサ
１１　　ハウジング
１２　　永久磁石
１３　　ボイスコイル
１４　　可動部材
 

Claims (9)

  1. 　音源から発生する音信号及び振動信号の少なくとも一方の信号を取得する信号取得部と、
    　前記信号取得部が取得した信号に対して所定の信号処理を施す信号処理部と、
    　その内部に一方向に延びる少なくとも１本の空洞を有する板状の音響構造体と、
    　前記音響構造体に取り付けられる振動発生部と
    を備えており、
    　前記振動発生部が、前記信号取得部が取得した信号に応じた振動を発生し、この発生した振動を前記音響構造体に伝達するように構成されている音響装置。
  2. 　前記音響構造体が、前記空洞を外部に連通する少なくとも１個の開口部を有している請求項１に記載の音響装置。
  3. 　前記振動発生部は、前記音響構造体の外面の前記音響構造体の振動モードの振動の節に対応する位置に振動を伝達するように構成されている請求項１又は請求項２に記載の音響装置。
  4. 　前記振動発生部は、前記音響構造体の外面の前記音響構造体の振動モードの振動の腹に対応する位置に振動を伝達するように構成されている請求項１又は請求項２に記載の音響装置。
  5. 　前記音響構造体が、複数本の前記空洞を有する請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の音響装置。
  6. 　前記所定の信号処理が、前記取得した信号から反射音成分に対応する信号の少なくとも一部を抽出する処理又は反射音成分に対応する信号を生成する処理である請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の音響装置。
  7. 　前記所定の信号処理が、前記取得した信号のうち反射音成分に対応する信号と直接音成分に対応する信号との割合を調節する処理である請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の音響装置。
  8. 　前記所定の信号処理が、前記取得した信号のうち反射音成分が作り出す残響音の残響時間を調節する処理である請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の音響装置。
  9. 　音源から発生した音信号及び振動信号の少なくとも一方の信号を取得し、
    　取得した信号に対して所定の信号処理を施し、
    　この信号処理が施された信号に応じた振動を発生させ、
    　この発生した振動を、その内部に一方向に延びる少なくとも１本の空洞を有する板状の音響構造体に伝達する、振動伝達方法。
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