專(zhuān)利名稱(chēng)：反射體構(gòu)造物、聲場(chǎng)調(diào)節(jié)方法、柱形反射體構(gòu)造物、房間、程序、聲響各室設(shè)計(jì)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及反射體構(gòu)造物、聲場(chǎng)調(diào)節(jié)方法、柱形反射體構(gòu)造物、房間、程序、聲響各 室設(shè)計(jì)系統(tǒng)，特別涉及于寬頻帶所對(duì)應(yīng)的反射體構(gòu)造物、聲場(chǎng)調(diào)節(jié)方法、柱形反射體構(gòu)造 物、房間、程序、聲響各室設(shè)計(jì)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在演播室、試聽(tīng)室、大廳等聲響各室中，聲響設(shè)計(jì)與調(diào)節(jié)非常重要。
在進(jìn)行此聲響各室室內(nèi)的聲響設(shè)計(jì)和調(diào)節(jié)時(shí)，首先，為了回避由室內(nèi)相對(duì)的墻面 之間引起多次的回反射(顫動(dòng)回聲)和時(shí)間遲延大的多次回聲等聲響障礙，需要進(jìn)行適當(dāng) 的吸音擴(kuò)散處理。
為此，根據(jù)聲響各室的目的、用途，為了可以獲得所期望的聲響特性(混響時(shí)間 等)，調(diào)節(jié)墻面的吸音、反射、擴(kuò)散的比例(聲場(chǎng)、聲響環(huán)境)，選取構(gòu)件。
然而，在聲響各室的小規(guī)?？臻g中，若為了回避聲響障礙而使用具有吸音性材料 來(lái)將墻包圍，則會(huì)出現(xiàn)一些情況，尤其是高頻帶吸音過(guò)多，而低頻帶并不可以完全進(jìn)行吸 音，致使形成頻率不均衡的吸音特性的聲場(chǎng)的情況較多。
這是因?yàn)椋鳛橐话闶褂玫奈舨牧系?、以玻璃棉、巖棉等為代表的多孔質(zhì)材料的 特性為，聲波的頻帶越高越容易吸音，而聲波的頻帶越低則越難以吸音。即，多孔質(zhì)材料的 聲響特性是，對(duì)于高頻帶的聲波吸收過(guò)多而導(dǎo)致“閉塞感”、“堵塞感”，和難以吸音低頻帶的 聲波而產(chǎn)生“不明了”等，成為產(chǎn)生作為演播室的聲響特性不理想的感覺(jué)的原因。
另一方面，在小規(guī)模的空間中，欲對(duì)吸音和反射的平衡進(jìn)行調(diào)節(jié)的時(shí)候，若如同以 往那樣進(jìn)行，即通過(guò)“吸音面”和“反射面”的組合來(lái)構(gòu)成墻面，則此構(gòu)成及排列的方法使得 在特定場(chǎng)所中，反射面或者吸音面的影響會(huì)強(qiáng)烈顯示出，聲場(chǎng)的偏移和散亂變大，特別是在 小規(guī)模的空間中尤為如此。
此外，“吸音面”和“反射面”有規(guī)律并有周期性地被排列的時(shí)候，對(duì)應(yīng)排列間距的 周期引起特異的反射性狀，產(chǎn)生強(qiáng)調(diào)特定頻率的聲染色，故而為形成頻率特性的平衡好的 聲場(chǎng)而進(jìn)行調(diào)節(jié)是比較困難的。
在這里，參考專(zhuān)利文獻(xiàn)1，裝有吸音層，其相對(duì)于室內(nèi)聲源被配設(shè)在墻面的前方，具 備吸收室內(nèi)聲音并由多孔質(zhì)材料制成的吸音層。另外，在吸音層和墻面之間，有凸型擴(kuò)散 層，其將通過(guò)吸音層的聲音進(jìn)行擴(kuò)散。吸音層的形狀為室內(nèi)側(cè)表面將聲音擴(kuò)散的凸?fàn)顢U(kuò)散 形狀。(以下稱(chēng)為傳統(tǒng)技術(shù)1)
傳統(tǒng)技術(shù)1的吸音構(gòu)造可以得到如下效果，S卩，在建筑空間中的平面聲波的多次 回聲和顫動(dòng)回聲受到相當(dāng)?shù)囊种?。而且，顫?dòng)回聲被稱(chēng)為于聲響各室中所引起的聲波的多 重反射，構(gòu)成聲響各室的墻面為，相對(duì)的面平行且具有反射性。多次回聲是在空曠的空間， 在墻和頂棚上反射，時(shí)間上有所滯延而到來(lái)的反射音波。
專(zhuān)利文獻(xiàn)
(特許文獻(xiàn)1)日本專(zhuān)利特開(kāi)2007-(^91804號(hào)公報(bào) 發(fā)明內(nèi)容
然而，傳統(tǒng)技術(shù)1的問(wèn)題在于，由于吸音構(gòu)造為吸音體以及擴(kuò)散體于各自同一平 面中呈有規(guī)律的周期性排列，故而產(chǎn)生聲染色，且因聲響各室內(nèi)的場(chǎng)所而產(chǎn)生的差別較大。
進(jìn)而，在傳統(tǒng)技術(shù)1的吸音構(gòu)造下，由于高頻帶的吸音特性是根據(jù)前列的吸音材 料的特性所決定的，所以，難以根據(jù)吸音室的目的得到所希望的吸音特性。
本發(fā)明是鑒于以上情況所提出的，課題在于解決前述問(wèn)題。
本發(fā)明的聲場(chǎng)調(diào)節(jié)方法的特征為計(jì)算多個(gè)柱形反射體的直徑，以使各自不同的 頻帶的聲波擴(kuò)散；計(jì)算配置條件，使得所述算出的直徑的所述柱形反射體形成頻帶不同的 聲波的反射方向以及/或者反射時(shí)間滯延以及/或者反射音的相位變得無(wú)規(guī)則的多個(gè)反射
本發(fā)明的聲場(chǎng)調(diào)節(jié)方法的特征為，以所述直徑和所述配置條件，所述反射面在相 對(duì)于聲源較近處形成高頻帶的聲波反射面，在相對(duì)于聲源較遠(yuǎn)處形成低頻帶的聲波的反射
本發(fā)明的聲場(chǎng)調(diào)節(jié)方法的特征為，以所述直徑以及所述配置條件，所述柱形反射 體，在相對(duì)于聲源較近處形成低占有密度以及/或者其投影面積，相對(duì)于聲源較遠(yuǎn)處形成 高占有密度以及/或者其投影面積。
本發(fā)明的聲場(chǎng)調(diào)節(jié)方法的特征為，以所述直徑和所述配置條件，所述柱形反射體 形成反射面，該反射面使從所述聲源到所述柱形反射體之間的媒介的聲響阻抗和所述柱形 反射體內(nèi)部的聲響阻抗相匹配。
本發(fā)明的聲場(chǎng)調(diào)節(jié)方法的特征為，算出所述直徑和所述配置條件，以進(jìn)行配置使 得所述聲波的反射波面擴(kuò)散。
本發(fā)明的聲場(chǎng)調(diào)節(jié)方法的特征為，以所述直徑和所述配置條件，在所述柱形反射 體后方配置擴(kuò)散墻、反射墻或者吸音墻。
本發(fā)明的聲場(chǎng)調(diào)節(jié)方法的特征為，以所述直徑和所述配置條件，所述柱形反射體， 在每個(gè)頻帶上以列狀配置為2列以上。
本發(fā)明的聲場(chǎng)調(diào)節(jié)方法的特征為，進(jìn)一步在以所述多個(gè)柱形反射體形成的柱形反 射群體中或者周?chē)渲梦魧樱鶕?jù)此吸音層和所述柱形反射群體的位置關(guān)系，對(duì)射入所 述反射體群的聲波所擴(kuò)散/吸收的能量、頻帶、反射方向，以及反射時(shí)間構(gòu)造進(jìn)行控制。
本發(fā)明的聲場(chǎng)調(diào)節(jié)方法的特征為，進(jìn)一步具備利用了所述柱形反射體自身的內(nèi)部 空間的吸音機(jī)構(gòu)。
本發(fā)明的聲場(chǎng)調(diào)節(jié)方法的特征為，所述柱形反射體呈近似圓柱、近似角柱、近似橢 圓柱、近似球形或者近似珠串形。
本發(fā)明的聲場(chǎng)調(diào)節(jié)方法的特征為，所述柱形反射體為木材、金屬、樹(shù)脂或者塑料。
本發(fā)明的柱形反射體構(gòu)造物的特征為，以通過(guò)所述聲場(chǎng)調(diào)節(jié)方法算出的直徑和配 置條件來(lái)被配置。
本發(fā)明的反射體構(gòu)造物的特征為，其為進(jìn)行聲音的擴(kuò)散、反射或者吸收的反射體 構(gòu)造物，配置有多個(gè)反射體，此反射體的反射面的全面或者一部分為曲面。
本發(fā)明的反射體構(gòu)造物的特征為，所述多個(gè)反射體在大小上存在差異。
本發(fā)明的反射體構(gòu)造物的特征為，所述多個(gè)反射體配置時(shí)互相不產(chǎn)生平行面。
本發(fā)明的反射體構(gòu)造物的特征為，所述多個(gè)反射體被配置為，所述多個(gè)反射體被 配置為，在離聲源遠(yuǎn)的位置上的反射體的直徑或者粗度比在離聲源近的位置上的反射體還 要大。
本發(fā)明的反射體構(gòu)造物的特征為，所述多個(gè)反射體被配置為，相比在離聲源近的 位置的反射體，在離聲源遠(yuǎn)的位置上的反射體的占有密度/投影面積大。
本發(fā)明的反射體構(gòu)造物的特征為，在所述多個(gè)反射體之間和/或者在周?chē)渲糜?吸音材。
本發(fā)明的反射體構(gòu)造物的特征為，在距離聲源比距離所述多個(gè)反射體還要遠(yuǎn)的位 置上設(shè)置有聲響的擴(kuò)散面、反射面或者吸音面。
本發(fā)明的聲場(chǎng)調(diào)節(jié)方法的特征為，使用所述反射體構(gòu)造物。
本發(fā)明的房間的特征為，其配置有所述柱形反射體構(gòu)造物或者所述反射體構(gòu)造物 的房間。
本發(fā)明的程序的特征為，所述聲場(chǎng)調(diào)節(jié)方法由電腦進(jìn)行操作。
本發(fā)明之聲響各室的設(shè)計(jì)系統(tǒng)的特征為，配置有所述電腦執(zhí)行所述程序。
根據(jù)本發(fā)明可以提供一種聲場(chǎng)調(diào)節(jié)方法，為使不同頻帶的聲波分別擴(kuò)散而算出頻 帶各異的柱形反射體的直徑與配置條件，通過(guò)形成多個(gè)將聲波的反射方向/反射時(shí)間遲延 (相位)隨機(jī)反射的反射面，將對(duì)應(yīng)聲響各室目的所希望的頻率特性的擴(kuò)散音供給聲場(chǎng)內(nèi) 寬敞的場(chǎng)所。


圖1本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)所涉及的聲響各室設(shè)計(jì)系統(tǒng)X的控制構(gòu)成圖。
圖2本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)所涉及的聲響各室設(shè)計(jì)系統(tǒng)X的運(yùn)作的流程圖。
圖3顯示了本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)所涉及的柱形反射體的列之間配置了吸音層的情 況下的例子的概念圖。
圖4本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)所涉及的比較例1的進(jìn)行模擬的聲響各室的形狀概念 圖。
圖5本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)比較例1所涉及的中 低音域帶反射音的能量波形和時(shí) 間衰減圖表。
圖6本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)比較例1所涉及的中 低音域的瞬間聲壓分布的模擬結(jié) 果示意圖。
圖7本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)比較例1所涉及的高音域反射音的能量波形和時(shí)間衰減 圖表。
圖8本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)比較例1所涉及的高音域的瞬間聲壓分布的模擬結(jié)果示 意圖。
圖9本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)比較例2所涉及的進(jìn)行模擬的聲響各室的形狀概念圖。
圖10本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)比較例2所涉及的中·低音域反射音的能量波形和時(shí) 間衰減圖表。
圖11本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)比較例2所涉及的中·低音域的瞬間聲壓分布的模擬 結(jié)果示意圖。
圖12本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)比較例2所涉及的高音域反射音的能量波形和時(shí)間衰 減圖表。
圖13本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)比較例2所涉及的高音域的瞬間聲壓分布的模擬結(jié)果 示意圖。
圖14本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)比較例3所涉及的進(jìn)行模擬的聲響各室的形狀概念圖。
圖15本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)比較例3所涉及的中·低音域反射音的能量波形和時(shí) 間衰減圖表。
圖16本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)比較例3所涉及的中·低音域的瞬間聲壓分布的模擬 結(jié)果示意圖。
圖17本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)比較例3所涉及的高音域反射音的能量波形和時(shí)間衰 減圖表。
圖18本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)比較例3所涉及的高音域的瞬間聲壓分布的模擬結(jié)果 示意圖。
圖19本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)實(shí)施例1所涉及的進(jìn)行模擬的聲響各室的形狀概念圖。
圖20本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)實(shí)施例1所涉及的中·低音域反射音的能量波形和時(shí) 間衰減圖表。
圖21本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)實(shí)施例1所涉及的中·低音域的瞬間聲壓分布的模擬 結(jié)果示意圖。
圖22本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)實(shí)施例1所涉及的高音域反射音的能量波形和時(shí)間衰 減圖表。
圖23本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)實(shí)施例1所涉及的高音域的瞬間聲壓分布的模擬結(jié)果 示意圖。
圖M以往的比較例4所涉及的當(dāng)聲波從聲響擴(kuò)散體上反射的時(shí)候的聲波波面 分布示意圖。
圖25本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)實(shí)施例2所涉及的當(dāng)聲波反射到柱形反射體上的時(shí)候 的聲波波面分布示意圖。
圖26本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)比較例5，和實(shí)施例3 5所涉及的(a)聲響材料參數(shù) 的測(cè)量概念，以及(b)聲響材料參數(shù)的測(cè)量結(jié)果示意圖。
圖27本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)比較例6、實(shí)施例6及7所涉及的(a)聲響材料參數(shù)的 測(cè)量概念，以及(b)聲響材料參數(shù)的測(cè)量結(jié)果示意圖。
圖28本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)比較例6、實(shí)施例6 9所涉及的(a)聲響材料參數(shù)的 測(cè)量概念，以及(b)聲響材料參數(shù)的測(cè)量結(jié)果示意圖。
圖29本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)實(shí)施例10 13所涉及的(a)反射體構(gòu)造物的吸音率 的測(cè)量概念，和(b)反射體構(gòu)造物的吸音率的測(cè)量結(jié)果示意圖。
圖30本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)實(shí)施例14所涉及的(a)反射體構(gòu)造物的穿透損耗的測(cè) 量概念，和(b)反射體構(gòu)造物的穿透損耗的測(cè)量結(jié)果示意圖。
符號(hào)說(shuō)明
100PC
110輸入部
120存儲(chǔ)部
130直徑演算部
140配置條件演算部
150控制部
160輸出部
2003D掃描儀
300輸入設(shè)備
400顯示部
500打印機(jī)
600、700 墻面
610,710 聲波面
620、720拡散波面
630阻音器群
730柱形構(gòu)造體群
731高音域用柱形構(gòu)造體
732中音域用柱形構(gòu)造體
733低音域用柱形構(gòu)造體
750吸音層
800剛性墻
810圓棒
811q>114mm的圓棒
812(pl64mm的圓棒
813(p216mm的圓棒
814小型圓棒群
815細(xì)圓棒群
816粗圓棒群
820、821、822 吸音材
X聲響各室設(shè)計(jì)系統(tǒng)具體實(shí)施方式
〈第1實(shí)施形態(tài)〉
控制結(jié)構(gòu)
參照?qǐng)D1來(lái)說(shuō)明有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)的聲響各室設(shè)計(jì)系統(tǒng)X的控制構(gòu)成。
聲響各室設(shè)計(jì)系統(tǒng)X，主要由以下設(shè)備構(gòu)成PC100、3D掃描儀200、輸入設(shè)備300、 顯示部400、打印機(jī)500等。
PC100是指通常為PC/AT兼容機(jī)的PC (個(gè)人電腦)，和MAC規(guī)格的PC，是本發(fā)明 的實(shí)施形態(tài)所涉及的能夠進(jìn)行聲場(chǎng)調(diào)節(jié)方法演算的組成部分。PCioo主要配置有輸入部110 (輸入單元)、存儲(chǔ)部120 (存儲(chǔ)單元)、直徑演算部130 (直徑演算單元)、配置條件演算 部140(輸出值演算單元)、CPU(中央處理器 單元、中央處理器)、控制部150、輸出部160。 其中，輸入部110輸入各種數(shù)據(jù)；存儲(chǔ)部120對(duì)被輸入的數(shù)據(jù)，和預(yù)測(cè)模型公式，和預(yù)測(cè)結(jié)果 等進(jìn)行存儲(chǔ)；直徑演算部130為演算器等，用來(lái)計(jì)算出后述的柱形反射體的直徑等；配置條 件演算部140亦為演算器等，用來(lái)計(jì)算柱形反射體的配置條件；控制部150為MPU (微型處 理器 單元)等；輸出部160用來(lái)輸出通過(guò)演算得出的結(jié)果。
3D掃描儀200是眾所周知的運(yùn)用了激光等的3D (3維)掃描儀，通過(guò)放置于聲響各 室中央可以將聲響各室的房間立體構(gòu)造和到墻面為止的正確距離等轉(zhuǎn)換為3D數(shù)據(jù)。作為 此3D掃描儀，可以使用周知的例如美國(guó)法如公司制的激光掃描儀等。
(參照 rhttp://www. faro, com/default, aspx ？ ct = jp 等」)
輸入裝置300為，有關(guān)鍵盤(pán)、鼠標(biāo)等定位設(shè)備，以及觸摸屏等用戶(hù)界面的組成部 件。
顯示部400，是一般的IXD顯示器、等離子體顯示器、有機(jī)EL (電致發(fā)光)顯示器及 其他顯示裝置。此外，顯示部400，關(guān)于房間的構(gòu)造上可以用液晶快門(mén)方式，和全息圖方式等 進(jìn)行立體顯示。
打印機(jī)500是一般的打印機(jī)、XY繪圖儀等印刷裝置。此外，對(duì)于打印機(jī)500，也可 以配備閃存卡讀寫(xiě)器等，以將設(shè)計(jì)圖、柱形反射體的直徑和配置等進(jìn)行存儲(chǔ)。
關(guān)于PC100，進(jìn)一步加以具體說(shuō)明。
輸入部110是指，通過(guò)3D掃描儀、輸入設(shè)備300、LAN界面、光存讀卡器、DVD-ROM 等輸入單元進(jìn)行輸入的I/O等。由此，來(lái)自3D掃描儀200的聲響各室的測(cè)量數(shù)據(jù)，和測(cè)量 員預(yù)先設(shè)定的聲響各室的設(shè)計(jì)圖等數(shù)據(jù)可以由輸入部110進(jìn)行輸入。
存儲(chǔ)部120，是RAM、ROM、閃存、HDD (硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器)等。存儲(chǔ)部120存儲(chǔ)如下數(shù)據(jù) 從3D掃描儀200輸入的數(shù)據(jù)、設(shè)計(jì)圖等數(shù)據(jù)、本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)所涉及的聲場(chǎng)調(diào)節(jié)方法的 程序、對(duì)此有必要的參數(shù)等數(shù)據(jù)。
直徑演算部130為專(zhuān)用的演算用DSP (數(shù)字信號(hào)處理器)、物理演算專(zhuān)用運(yùn)算器， GPU(Graphics Processing Unit)等可以進(jìn)行實(shí)時(shí)演算的演算器，算出柱形反射體的直徑。
配置條件演算部140，也是專(zhuān)用的演算用DSP、物理演算專(zhuān)用運(yùn)算器、GPU等可以進(jìn) 行實(shí)時(shí)演算的演算器。配置條件演算部140，用來(lái)計(jì)算柱形反射體最適合的配置條件。
控制部150是實(shí)際進(jìn)行以下噪音判斷處理時(shí)進(jìn)行控制和演算的部位?？刂撇?50， 根據(jù)存儲(chǔ)于存儲(chǔ)部120的ROM、HDD等程序，執(zhí)行各種控制和演算的處理。
輸出部160是通過(guò)顯示部400、打印機(jī)500等輸出單元來(lái)進(jìn)行輸出的1/0等。輸出 部160，能夠輸出設(shè)計(jì)好的聲響各室的構(gòu)造和設(shè)計(jì)圖。另外，也可以輸出柱形反射體的直徑 和作為配置條件的柱形反射體構(gòu)造物的設(shè)計(jì)圖等。此外，輸出部160，也具備音頻1/0，在后 述的模擬中，亦可以模擬實(shí)際聽(tīng)取聲音的方式并進(jìn)行輸出。
再者，直徑演算部130和配置條件演算部140的功能，亦可以通過(guò)控制部150的演 算功能來(lái)實(shí)現(xiàn)。
聲場(chǎng)調(diào)節(jié)方法
此處，就本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)所涉及的聲場(chǎng)調(diào)節(jié)方法的概要進(jìn)行說(shuō)明。
如上所述，不得不在有限的空間中建造聲響各室的時(shí)候，用來(lái)進(jìn)行施工的后方的空間是受到限制的。因此，有必要通過(guò)聲響設(shè)計(jì)、聲響施工來(lái)進(jìn)行聲場(chǎng)調(diào)節(jié)，將反射墻與吸 音墻進(jìn)行組合，使之成為有適度響聲的空間。
然而，在人工制作的聲響各室的室內(nèi)聲場(chǎng)(聲響環(huán)境)中存在一些問(wèn)題，比如特別 是因高頻帶的吸音過(guò)多而引起的閉塞感，和因低頻帶的吸音不充分而引起的低頻帶不明了 感等成為問(wèn)題。
本發(fā)明的發(fā)明者們?yōu)榱私鉀Q這些聲響各室中的聲場(chǎng)問(wèn)題，進(jìn)行了深入研究和實(shí)驗(yàn)。
于是，本發(fā)明的發(fā)明者們，發(fā)現(xiàn)為了消除聲響各室內(nèi)的不自然聲響，若將直徑不同 的多個(gè)柱形的反射體(柱形反射體)進(jìn)行組合則很適宜。此外，本發(fā)明的柱形反射體，在本 發(fā)明奏效的范圍內(nèi)，可以采用進(jìn)行聲音的擴(kuò)散、反射或者吸收的任意形狀的反射體。
在本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)所涉及的聲場(chǎng)調(diào)節(jié)方法中，關(guān)于那些柱形反射體，從頻率和 波長(zhǎng)的關(guān)系等算出直徑，也算出聲響各室內(nèi)的配置條件。
具體來(lái)說(shuō)，首先，算出對(duì)作為目標(biāo)的頻帶的聲波進(jìn)行有效擴(kuò)散的柱形反射體的直 徑。在此，所謂擴(kuò)散，是指頻帶各異的聲波的反射方向及/或反射時(shí)間遲延(相位)進(jìn)行隨 機(jī)反射。
在此之上，算出配置條件，用以在距離聲源較近處(內(nèi)側(cè)，前方)設(shè)置直徑小的柱 形反射體以便使高音域擴(kuò)散，且在距離聲源遠(yuǎn)的地方(墻側(cè)，后方)設(shè)置直徑大的柱形反射 體以便將不擴(kuò)散而衍射并繞過(guò)去的低音進(jìn)行擴(kuò)散和吸音。
通過(guò)使用此算出的直徑和配置條件的聲場(chǎng)調(diào)節(jié)方法來(lái)施工，可以在聲響各室內(nèi)， 從低頻帶到高頻帶的寬廣頻帶中實(shí)現(xiàn)自然的聲場(chǎng)。
以下，參照?qǐng)D2流程圖，就實(shí)際的聲響各室設(shè)計(jì)系統(tǒng)X的運(yùn)作進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明。
作為聲響各室設(shè)計(jì)系統(tǒng)X的運(yùn)作的次序，首先，啟動(dòng)PC100，開(kāi)始實(shí)施存儲(chǔ)部120中 被存儲(chǔ)的聲場(chǎng)調(diào)節(jié)方法的程序。
步驟SlOl
輸入部110從3D掃描儀200、輸入設(shè)備300，輸入有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)的為進(jìn)行聲場(chǎng)調(diào)節(jié)的數(shù)據(jù)和參數(shù)。
作為輸入的數(shù)據(jù)，采用聲響各室的形狀等3維數(shù)據(jù)等。作為輸入的參數(shù)為，聲響各 室的大小等參數(shù)、配置條件設(shè)定用參數(shù)、目標(biāo)頻率、柱形反射體的直徑的設(shè)定用參數(shù)、反射 波的大小等參數(shù)等。
作為聲響各室的大小等參數(shù)，在用3D掃描儀200輸入聲響各室的形狀的3維數(shù) 據(jù)的時(shí)候，由設(shè)置在實(shí)際施工的房間中央的機(jī)器來(lái)照射激光等，從其被反射的時(shí)間等得出3 維坐標(biāo)值。
再者，作為3維數(shù)據(jù)，從LAN界面、閃存卡、DVD-R等存儲(chǔ)媒體，亦可以輸入DXF文 件等CAD文件。
此外，代替聲響各室的3維數(shù)據(jù)，更簡(jiǎn)單地，用戶(hù)亦可通過(guò)輸入設(shè)備300檢測(cè)聲響 各室的長(zhǎng)度、寬度、高度的輸入值，亦可將聲響各室的大小等參數(shù)輸入。在對(duì)于3維數(shù)據(jù)沒(méi) 有規(guī)模(大小)設(shè)定的情況下，同樣也可以輸入大小等參數(shù)。
關(guān)于配置條件設(shè)定用參數(shù)，可以設(shè)定如下參數(shù)柱形構(gòu)造物由幾列(段)構(gòu)成，或 者是否不進(jìn)行列構(gòu)成，是否具備吸音層，將從墻面幾厘米作為柱形反射體構(gòu)造物用來(lái)使用等等。在這里，每個(gè)以3維數(shù)據(jù)的坐標(biāo)指定的領(lǐng)域中，可以設(shè)定這些配置條件設(shè)定用參數(shù)。 例如，各表面作為坐標(biāo)指定，可以將后墻的面作為第1 3列的構(gòu)成，側(cè)墻面作為第1 4 列的構(gòu)成。此外，柱形反射體，對(duì)于重力方向在任一個(gè)方向上可以設(shè)置，所以也可以指定XYZ 軸方向的角度。并且，是否具備房梁，是否為開(kāi)端式(open end)(只設(shè)置一面)，將柱的端部 是否在頂棚和地板上雙方都設(shè)置，還是從頂棚吊下，這些設(shè)置方法都可以選擇。此外，后述 的柱形反射體的設(shè)置分散情形的隨機(jī)配置度亦可以設(shè)定。此外，在設(shè)置的時(shí)候，在柱形構(gòu)造 體的長(zhǎng)度方向和垂直方向的投影面，亦可設(shè)定可看穿后方的比例等。
關(guān)于目標(biāo)頻率，可以設(shè)定后述的柱形反射體作為目標(biāo)的頻率。此時(shí)可以，例如，在 各柱形反射體構(gòu)造物的每列上設(shè)定目標(biāo)頻率。即，2列的情況下，可以將“高頻帶(高音域)” 和“中 低頻帶(中音域，低音域)”2種類(lèi)頻率分別以1000Hz，500Hz作為參數(shù)所給與。此 外，依照聲響各室的3維數(shù)據(jù)、聲響各室的大小等參數(shù)、配置條件設(shè)定用參數(shù)等，也可以算 出目標(biāo)頻率的最適值。
關(guān)于柱形反射體直徑的設(shè)定用參數(shù)，可以就以下內(nèi)容設(shè)定參數(shù)按照所述的目標(biāo) 頻率算出直徑，或者是否算出在規(guī)定的直徑被選擇后的各目標(biāo)頻率等。
此外，關(guān)于每個(gè)頻帶的聲響特性，將每個(gè)頻帶的擴(kuò)散效果設(shè)為一定，或者使每個(gè)目 標(biāo)頻率相異，關(guān)于這些亦可以作為參數(shù)來(lái)設(shè)定。
除這些參數(shù)之外，對(duì)于柱形反射體的材質(zhì)和種類(lèi)亦可以設(shè)定為參數(shù)。作為柱形反 射體的材質(zhì)，根據(jù)消防法將不燃木設(shè)定為默認(rèn)(標(biāo)準(zhǔn))。這是因?yàn)椋蝗寄居羞m度的消振性， 聲響上也較佳。
還有，作為柱形反射體的材質(zhì)，采用金屬和塑料(樹(shù)脂)等當(dāng)然也可以。采用金屬 的情況下，可以使用消振性較高的合金等，和制震合金等金屬。采用塑料的情況下，可以采 用氯乙烯和丙烯樹(shù)脂等。
此外，亦可以于中空的金屬內(nèi)部填充吸音原材料或者也可粘貼制震帖。這些方法 對(duì)于抑制金屬本身的共振比較合適。
采用塑料的時(shí)候也同樣，選擇難以共振的樹(shù)脂的原材料，進(jìn)行制震處理較佳。
此外，通過(guò)利用了柱形反射體內(nèi)部空間的吸音機(jī)構(gòu)，亦可用于聲響各室的駐波對(duì)策。
進(jìn)一步，柱形反射體主要截面的形狀也可以作為參數(shù)來(lái)設(shè)定。
柱形反射體截面的形狀，標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定為圓柱，這樣比較適宜。因?yàn)楸景l(fā)明的發(fā)明者進(jìn) 行深入的研究，發(fā)現(xiàn)若具有由角柱那樣的平面構(gòu)成的反射面，則反射波依存于聲波的入射 方向。即，若采用由面構(gòu)成的柱子的話，則對(duì)于其面，對(duì)充分小的波長(zhǎng)的聲波成為鏡面反射 音波的反射容易附有方向性，故容易產(chǎn)生聲場(chǎng)特性的散亂。
對(duì)此，如果是圓柱，則可以將與直徑成比例的頻率以上的聲波進(jìn)行比較理想的再 放射。據(jù)此，在更寬廣的區(qū)域內(nèi)可以返還均一的擴(kuò)散聲音。
而且，截面形狀除了圓柱以外，即使是橢圓柱子亦可獲得聲響上良好的特性。艮口， 聲響性的擴(kuò)散面、反射面，和/或吸收面呈曲面狀較理想。此外，如果是進(jìn)行任意形狀的聲 音的擴(kuò)散、反射，和/或吸收的反射體，則聲響性的擴(kuò)散面、反射面，和/或吸收面呈曲面狀 或球面狀較理想。
而且，作為選擇的柱形反射體的形狀，不一定是完全的圓柱，如使用間伐木材的時(shí)候所殘留著節(jié)亦可以。另外，如同實(shí)際樹(shù)木那樣有枝葉的構(gòu)造亦可。此外，作為反射體的形 狀，如珠串那樣無(wú)規(guī)則地組合球狀體的形狀、橢圓體、球體本身等亦可以。
此外，由同理可得，例如，即使是如“柱微凸線(entasis)”那樣的中央鼓起的柱子、 保齡球的瓶、可口可樂(lè)(注冊(cè)商標(biāo))的容器那樣的形狀亦可。如果是這樣的形狀，則可以得 到更佳的3維的擴(kuò)散效果。
此外，不論所述的理由，鑒于施工上的問(wèn)題等，對(duì)于如四角柱和三角柱那樣的多角 形也可以選擇。在此情況下，可以得到與圓柱和橢圓柱所不同的特別聲響效果。例如，可以 采用具有自我相似性的不規(guī)則分形圖形，也可以采用具有優(yōu)異擴(kuò)散性特性的多面體。若是 配置的反射體互相不產(chǎn)生平行面則比較理想。
再者，這些復(fù)雜的形狀，可以由3D掃描儀200，或者采用CAD用的DXF文件等輸入。
此外，柱形反射體表面的聲響阻抗，可以作為參數(shù)設(shè)定。這是由于，一般的涂漆涂 飾和氨甲酸酯系的涂飾中，聲波的反射率不相同。
再者，作為提高設(shè)計(jì)的參數(shù)，關(guān)于涂飾的濃度，設(shè)置于墻側(cè)(內(nèi))的直徑大的柱形 反射體以濃色涂飾，表側(cè)涂飾淡色，這樣可以顯出深入感。
所輸入的參數(shù)，由輸入部110存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部120上。
步驟S102
接下來(lái)，直徑演算部130，根據(jù)被輸入的參數(shù)，算出柱形反射體的直徑。此外，在規(guī) 定的直徑被選擇的情況下，則算出目標(biāo)頻率。
在這里，聲波有時(shí)碰到圓柱不是簡(jiǎn)單地反射，而是作為與入射方向無(wú)關(guān)的擴(kuò)散波 向所有方向進(jìn)行再放射(或者擴(kuò)散)。
那時(shí)，根據(jù)圓柱的直徑，決定容易進(jìn)行再輻射(或擴(kuò)散)的頻帶。直徑越小越能進(jìn) 行高頻率聲波的再放射，反過(guò)來(lái)直徑越大，則越能進(jìn)行低頻率聲波的再放射。與這些再輻射 有關(guān)的頻帶，在這里作為“目標(biāo)頻率”。
再者，若將高頻率的聲波碰觸直徑大的圓柱，則雖然進(jìn)行擴(kuò)散，但是并不是同樣地 進(jìn)行再放射，而是指向性變得敏銳。即，放射的方向不均等，故在直徑和頻帶的關(guān)系中，存在 最適合的范圍。
另一方面，目標(biāo)頻率以下的頻率，通常不進(jìn)行再放射，而是如同衍射般回繞到后 方。本發(fā)明的發(fā)明者注意到，利用這樣的性質(zhì)，可以進(jìn)行聲場(chǎng)的調(diào)節(jié)。
在本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)所涉及的聲場(chǎng)調(diào)節(jié)方法中，需要算出柱形反射體的直徑，以 使入射的聲波在聲響各室內(nèi)擴(kuò)散。
因此，以目標(biāo)頻率為基礎(chǔ)，算出柱形反射體的直徑，其中，該目標(biāo)頻率遵循所述輸 入的參數(shù)和后述的配置條件。
就直徑的計(jì)算進(jìn)行更具體地說(shuō)明。
作為柱形反射體的直徑，一直以來(lái)，因?yàn)檫M(jìn)行著入射到圓筒的情況下的分析，因此 可以加以利用。(例如，聲響工學(xué)原理，參照「http://www. acoust. rise, waseda. ac. jp/ pub1ications/onkyou/genron-4. pdf」)。
平面波的聲波射入半徑為a的圓筒中的時(shí)候，此平面波在圓筒中被輻射的散亂波 能量流(W)，在每圓筒單位長(zhǎng)度上表示為以下式(1)
數(shù)1
權(quán)利要求
1.一種聲場(chǎng)調(diào)節(jié)方法，其特征在于，計(jì)算多個(gè)柱形反射體的直徑，以使各自不同的頻帶 的聲波擴(kuò)散；計(jì)算配置條件，使得所述算出的直徑的所述柱形反射體形成頻帶不同的聲波的反射方 向以及/或者反射時(shí)間滯延以及/或者反射音的相位變得無(wú)規(guī)則的多個(gè)反射面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲場(chǎng)調(diào)節(jié)方法，其特征在于，以所述直徑和所述配置條件，所 述反射面在相對(duì)于聲源較近處形成高頻帶的聲波反射面，在相對(duì)于聲源較遠(yuǎn)處形成低頻帶 的聲波的反射面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的聲場(chǎng)調(diào)節(jié)方法，其特征在于，以所述直徑以及 所述配置條件，所述柱形反射體在相對(duì)于聲源較近處形成低占有密度以及/或者其投影面 積，相對(duì)于聲源較遠(yuǎn)處形成高占有密度以及/或者其投影面積。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求3中的任何一項(xiàng)中所述的聲場(chǎng)調(diào)節(jié)方法，其特征在于，以 所述直徑和所述配置條件，所述柱形反射體形成反射面，該反射面使從聲源到所述柱形反 射體之間的媒介的聲響阻抗和所述柱形反射體內(nèi)部的聲響阻抗相匹配。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求4中任何一項(xiàng)中所述的聲場(chǎng)調(diào)節(jié)方法，其特征在于，算出 所述直徑和所述配置條件，以進(jìn)行配置使得所述聲波的反射波面擴(kuò)散。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求5中任何一項(xiàng)所述的聲場(chǎng)調(diào)節(jié)方法，其特征在于，以所述 直徑和所述配置條件，在所述柱形反射體后方配置擴(kuò)散墻、反射墻或者吸音墻。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求6中任何一項(xiàng)所述的聲場(chǎng)調(diào)節(jié)方法，其特征在于，以所述 直徑和所述配置條件，所述柱形反射體，在每個(gè)頻帶上以列狀配置為2列以上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求7中任何一項(xiàng)所述的聲場(chǎng)調(diào)節(jié)方法，其特征在于，進(jìn)一步 在以所述多個(gè)柱形反射體形成的柱形反射群體中或者周?chē)渲梦魧樱鶕?jù)此吸音層和所 述柱形反射體群的位置關(guān)系，對(duì)射入所述柱形反射體群的聲波所擴(kuò)散/吸收的能量、頻帶、 反射方向，以及反射時(shí)間構(gòu)造進(jìn)行控制。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求8中任何一項(xiàng)所述的聲場(chǎng)調(diào)節(jié)方法，其特征在于，進(jìn)一步 具備利用了所述柱形反射體自身的內(nèi)部空間的吸音機(jī)構(gòu)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求9中任何一項(xiàng)所述的聲場(chǎng)調(diào)節(jié)方法，其特征在于，所述 柱形反射體呈近似圓柱、近似角柱、近似橢圓柱、近似球形或者近似珠串形。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求10中任何一項(xiàng)所述的聲場(chǎng)調(diào)節(jié)方法，其特征在于，所述 柱形反射體為木材、金屬、樹(shù)脂或者塑料。
12.—種柱形反射體構(gòu)造物，其通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求11中任何一項(xiàng)所述的 聲場(chǎng)調(diào)節(jié)方法算出的直徑和配置條件來(lái)被配置。
13.一種反射體構(gòu)造物，其是進(jìn)行聲音的擴(kuò)散，和反射或者吸收的反射體構(gòu)造物，其特 征在于，配置有多個(gè)反射體，此反射體的反射面的全面或者一部分為曲面。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的反射體構(gòu)造物，其特征在于，所述多個(gè)反射體在大小上存 在差異。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或權(quán)利要求14所述的反射體構(gòu)造物，其特征在于，所述多個(gè)反射 體被配置成互相不產(chǎn)生平行面。
16.根據(jù)權(quán)利要求13至15中任何一項(xiàng)所述的反射體構(gòu)造物，其特征在于，所述多個(gè)反 射體被配置為，在離聲源遠(yuǎn)的位置上的反射體的直徑或者粗度比在離聲源近的位置上的反射體還要大。
17.根據(jù)權(quán)利要求13至16中任何一項(xiàng)所述的反射體構(gòu)造物，其特征在于，所述多個(gè)反 射體被配置為，相比在離聲源近的位置的反射體，在離聲源遠(yuǎn)的位置上的反射體的占有密 度和/或者投影面積大。
18.根據(jù)權(quán)利要求13至17中任何一項(xiàng)所述的反射體構(gòu)造物，其特征在于，在所述多個(gè) 反射體之間和/或者在周?chē)渲糜形舨摹?br> 19.根據(jù)權(quán)利要求13至18中任何一項(xiàng)所述的反射體構(gòu)造物，其特征在于，在距離聲源 比距離所述多個(gè)反射體還要遠(yuǎn)的位置上設(shè)置有聲響的擴(kuò)散面、反射面或者吸音面。
20.一種聲場(chǎng)調(diào)節(jié)方法，其特征在于，使用權(quán)利要求13至19任一項(xiàng)所述的反射體構(gòu)造物。
21.一種房間，其配置有權(quán)利要求12所述的柱形反射體構(gòu)造物或者權(quán)利要求13至19 中任何一項(xiàng)所述的反射體構(gòu)造物。
22.—種程序，其是用電腦執(zhí)行權(quán)利要求1至11中任何一項(xiàng)或權(quán)利要求20所述的聲場(chǎng)調(diào)節(jié)方法。
23.—種聲響各室系統(tǒng)，其配置有執(zhí)行權(quán)利要求22所述的程序的所述電腦。
全文摘要
提供一種能得到因受音點(diǎn)不同而產(chǎn)生的反射性狀差別小，與聲響各室特性一致的聲響改善效果的聲場(chǎng)調(diào)節(jié)方法。為了能擴(kuò)散各自不同的頻帶的聲波，算出多個(gè)柱形反射體的直徑。進(jìn)而，對(duì)被算出直徑的所述柱形反射體算出配置條件，以形成頻帶不同的聲波的反射方向、反射時(shí)間遲延、相位隨機(jī)反射的多個(gè)反射面。而且，按上述配置條件配置直徑各自相異的多個(gè)所述柱形反射體。另外，算出配置條件使得反射面，在離聲源較近處形成為高頻帶的聲波的反射面，在離聲源較遠(yuǎn)處形成為低頻帶的聲波的反射面。并且使用利用所配置的柱形反射體的內(nèi)部空間的吸音機(jī)構(gòu)來(lái)作為低音域的駐波對(duì)策是很有效的。
文檔編號(hào)G10K11/20GK102037197SQ200980118058
公開(kāi)日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2009年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月21日
發(fā)明者佐竹康, 大山宏, 大橋心耳, 牧野和裕, 鶴秀生 申請(qǐng)人:日東紡音響工程株式會(huì)社