JP2014122990A

JP2014122990A - 演奏音モニタシステム

Info

Publication number: JP2014122990A
Application number: JP2012278634A
Authority: JP
Inventors: Kunio Hiyama; 邦夫樋山; 寿子 ▲高▼野; Toshiko Takano
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 2012-12-20
Filing date: 2012-12-20
Publication date: 2014-07-03

Abstract

【課題】ヘッドフォンを着用することなく、演奏者以外の者に音を伝えずに楽器演奏をモニタすることができるスピーカ装置を提供する。
【解決手段】平面スピーカ１３は、音波を出力する主面側を互いに対向させて配置され、当該対向する主面と反対側の主面（背面）に遮音材２３が配置される。したがって、これら平面スピーカ１３に挟まれた領域１５０にのみモニタ音が出力される。領域１５０に居る演奏者は、モニタ音を聴取することができ、一方で、領域１５０以外には、ほとんど音が出力されないため、演奏者以外の者には大きな演奏音を伝えることがない。
【選択図】図３

Description

この発明は、楽器の演奏音をモニタするためのスピーカを備えた演奏音モニタシステムに関する。

従来、トランペット等の管楽器の吹奏時の消音を行うとともに、演奏音をモニタすることができる装置が提案されている（例えば特許文献１を参照）。

一般に、特許文献１に示すような消音器は、ピックアップ用のマイクが設けられている。当該ピックアップ用のマイクで収音された演奏音に係る楽音信号は、アンプで増幅され、モニタ用のスピーカやヘッドフォンに出力される。演奏者は、当該モニタ用のスピーカや、ヘッドフォンから出力される音を聴くことにより、演奏音をモニタすることができるようになっている。

特開２００７−１０１７２０号公報

しかし、モニタ用のスピーカでは、演奏者以外の者にもある程度の音が伝わり、遮音性の観点で課題がある。

また、ヘッドフォンは、耳や頭部への接触があるため、長時間の装着が苦痛である。また、ヘッドフォンは、耳や頭部から直接音が伝わるため、実際の演奏音（空間を伝達して聴く音）とは異なって聞こえてしまう。

そこで、この発明は、ヘッドフォンを着用することなく、演奏者以外の者には大きな演奏音を伝えることがない演奏音モニタシステムを提供することを目的とする。

本発明の演奏音モニタシステムは、演奏者が演奏した楽器に係る演奏音を取得する演奏音取得部と、前記演奏音取得部が取得した演奏音に係る楽音信号を入力し、該入力された楽音信号を増幅して出力する信号処理部と、互いに対向して配置され、前記信号処理部から楽音信号が入力される複数の平面スピーカと、を備えている。そして、各平面スピーカは、他の平面スピーカに対向する面と反対側の面に遮音材が設けられていることを特徴とする。

平面スピーカは、主面の法線方向には、強い指向性を有する平面状の音波を出力し、当該法線方向から離れるに従って急激に音圧レベルが低下する。そして、本発明の演奏音モニタシステムは、複数の平面スピーカを互いに対向させて配置するとともに、当該対向する面と反対側の面（背面）に遮音材を設けたため、複数の平面スピーカに挟まれた領域にのみモニタ音が出力されるようになっている。したがって、演奏者以外の者には大きな演奏音を伝えることがない。

また、平面スピーカは、管弦楽器に対応する周波数帯域の音を出力することが好ましい。例えば、ギターの最低周波数帯域が８０Ｈｚ程度であるため、平面スピーカの出力可能な周波数の下限が８０Ｈｚ程度であれば、全ての音をモニタすることができ、かつ演奏者以外の者に大きな音を伝えることがない。

平面スピーカは、構造的に低周波数帯域の音波が出力されず、当該低周波数帯域の音波が法線方向以外に回り込むことがない。例えば、平面スピーカの主面の面積が１ｍ^２（Ａ０サイズ相当）以下であれば、８０Ｈｚ未満の音がほとんど出力されない（ピークレベルに対して−１０ｄＢ未満となる）。したがって、平面スピーカの主面の面積を１ｍ^２以下とすれば、全ての音をモニタすることができ、かつ演奏者以外の者に大きな音を伝えることがない。

なお、（チューバやコントラバス等の）低音管弦楽器を除き、演奏音の主要周波数帯域は最低でも２００Ｈｚ程度であるため、平面スピーカの面積がＡ４サイズ程度の面積でも十分に演奏音をモニタすることができる。この場合、さらに低周波数帯域の音波が回り込む可能性が低くなる。また、平面スピーカが小さいほど、持ち運びし易くなる。

なお、演奏音取得部は、電子弦楽器、あるいは胴共鳴がない弦楽器（いわゆるサイレントギター等）のピックアップであってもよいが、既存のアコースティック楽器用の消音器に取り付けられたもの（いわゆるピックアップミュート）であってもよい。

本発明によれば、ヘッドフォンを着用することなく、演奏者以外の者には大きな演奏音を伝えることなく、演奏音をモニタすることができる。

演奏音モニタシステムの概略図である。演奏音モニタシステムの構成を示すブロック図である。平面スピーカの概略構成を示した断面図である。従来のコーン型スピーカにおける音圧レベルの方向依存性を示した図である。演奏音モニタシステムの音圧レベルの方向依存性を示した図である。平面スピーカの周波数特性および管弦楽器の出力音の周波数分布を示した図である。平面スピーカの変形例を示した図である。

図１は、本発明の演奏音モニタシステムの概略図である。演奏音モニタシステムは、演奏者が演奏を行う楽器（この例ではトランペット１００）と、当該トランペット１００に取り付けられる消音器１１と、消音器１１に接続される信号処理ユニット１と、信号処理ユニット１に接続される複数（この例では２つ）の平面スピーカ１３と、からなる。
消音器１１は、トランペット１００のベルに挿入され、トランペット１００の演奏音量を小さくする機能を有する。また、消音器１１は、ピックアップ（本発明の演奏音取得部）が取り付けられ、トランペット１００の演奏音に対応する楽音信号を信号処理ユニット１に出力する。この例では、消音器１１と信号処理ユニット１は、無線により接続されているが、無論有線により接続されている態様も可能である。

図２に示すように、信号処理ユニット１は、信号処理部１０１と、制御部１０２と、を備えている。なお、本実施形態においては、Ｄ／ＡコンバータやＡ／Ｄコンバータ等は省略している。

信号処理部１０１は、ＤＳＰやアンプを内蔵し、消音器１１から出力された楽音信号に信号処理（例えば周波数特性の調整やエコーの付与等）を施して増幅する。信号処理部１０１の信号処理の内容や増幅量等は、制御部１０２により設定される。

当該増幅された楽音信号は、平面スピーカ１３に出力され、当該平面スピーカ１３から音として出力される。これにより、演奏者の演奏に応じたモニタ音が平面スピーカ１３から出力される。

図１に示すように、平面スピーカ１３は、スタンドに取り付けられた平板状のスピーカであり、互いに対向して設置されている。図３は、平面スピーカ１３の概略構成を示した断面図である。

平面スピーカ１３は、振動ユニット１３１と遮音材２３と、からなる。振動ユニット１３１は、静電型のスピーカであり、シート状の振動膜を２つの固定電極板の間に挟みこんだ構造になっている。振動ユニット１３１は、振動膜および固定電極板に電圧を印加しておき、固定電極板への印加電圧を変化させることで静電力を変化させる。この静電力の変化により振動膜を振動させ、音を出力する。

このような振動ユニット１３１は、振動膜全体が振動するため、出力される音波が平面状の音波となる。したがって、振動ユニット１３１から出力される音波は、主面（振動膜の面）の法線方向に強い指向性を有し、当該法線方向から離れるに従って急激に音圧レベルが低下する。特に、振動ユニット１３１は、構造的に大きな振幅を取ることができないため、低周波数帯域の音波がほとんど出力されない。例えば、本実施形態における平面スピーカ１３の出力可能な周波数の下限は、８０Ｈｚ〜２００Ｈｚ程度である（図６を用いて後述する）。したがって、振動ユニット１３１から出力される音波は、法線方向以外に回り込むことがほとんどない。

振動ユニット１３１は、両主面に、それぞれ逆位相の音が出力されるが、本実施形態の平面スピーカでは、いずれか一方の主面に遮音材２３が設けられている。したがって、当該遮音材２３が設けられた面側には音波が出力されないようになっている。

このような平面スピーカ１３は、音波を出力する主面側を互いに対向させて配置され、当該対向する主面と反対側の主面（背面）に遮音材２３が配置される。したがって、これら平面スピーカ１３に挟まれた領域１５０にのみモニタ音が出力される。演奏者は、この領域１５０の位置で演奏を行い、モニタ音を聴取する。

図４は、従来のコーン型スピーカにおける音圧レベルの方向依存性を示した図であり、図５は、本実施形態の演奏音モニタシステムの音圧レベルの方向依存性を示した図である。

図４（Ａ）の例では、従来のコーン型スピーカ１３０の真正面を０°とし、コーン型スピーカ１３０の真正面のうち所定距離（例えば０．２５ｍ）離れた位置を基準測定位置としている。そして、図４（Ｂ）では、当該基準測定位置で測定した音圧レベルを０ｄＢとしたとき、斜め前方（４５°）および真横（９０°）における音圧レベルを測定した結果を示している。

図４（Ｂ）に示すように、コーン型スピーカ１３０では、真横（９０°）の位置であっても、２５０Ｈｚ、１ｋＨｚ、および２ｋＨｚの音が−２０ｄＢ以上検出され、大きく減衰していないことがわかる。特に、２５０Ｈｚ程度の低周波数帯域の音波は、ほとんど減衰せずに到達していることになる。

一方、図５（Ａ）では、領域１５０の中心位置を基準測定位置として、当該基準測定位置の音圧レベルを０ｄＢとしたとき、一方の平面スピーカ１３から所定距離（例えば０．２５ｍ）離れた位置の正面（０°）、斜め前方（４５°）、および真横（９０°）における音圧レベルを測定している。

図５（Ｂ）に示すように、本実施形態の演奏音モニタシステムでは、正面（０°）、斜め前方（４５°）、および真横（９０°）のいずれの位置においても、平面スピーカ１３から出力された音がほとんど到達していない（−２０ｄＢ以下である）ことがわかる。特に、図５（Ｂ）に示すように、２５０Ｈｚあるいは１２５Ｈｚ程度の低周波数帯域の音波でも、−２０ｄＢ未満にまで減衰している。無論、１ｋＨｚや２ｋＨｚ程度の音波についても、−３０ｄＢ未満にまで減衰している。

したがって、本実施形態の演奏音モニタシステムでは、領域１５０に居る演奏者は、ある程度の音圧レベルでモニタ音を聴取することができ、一方で、領域１５０以外には、ほとんど音が出力されないため、演奏者以外の者には大きな演奏音を伝えることがない。すなわち、演奏者は、ヘッドフォンを着用せずにある程度の音圧レベルで演奏音をモニタしても、演奏者以外の者には大きな演奏音を伝えることがない。

また、本実施形態の演奏音モニタシステムにおける平面スピーカ１３は、管弦楽器に対応する周波数帯域の音が出力されるようになっている。すなわち、平面スピーカ１３の主面は、管弦楽器の周波数に対応する面積を有する。図６は、平面スピーカの周波数特性および管弦楽器の出力音の周波数分布を示した図である。図６（Ａ）は、振動膜の主面の面積が１ｍ^２（Ａ０サイズ相当）である平面スピーカの周波数特性であり、図６（Ｂ）は、振動膜の主面の面積がＡ４サイズ相当である平面スピーカの周波数特性である。図６（Ｃ）は、管弦楽器の出力音の周波数分布を示す図である。

図６（Ａ）に示すように、振動膜の主面の面積が１ｍ^２（Ａ０サイズ相当）である平面スピーカでは、１００Ｈｚ未満では急激に音圧レベルが低下している。具体的には、ピークレベル９０ｄＢに対して−１０ｄＢ（８０ｄＢ）を示す周波数が約８０Ｈｚである。すなわち、８０Ｈｚ未満の音波はほとんど出力されていない。そして、図６（Ｃ）に示すように、管弦楽器の出力音は、最も低い周波数を発するギターであっても約８０Ｈｚ程度である。したがって、演奏者は、（チューバやコントラバス等の）低音管弦楽器を除き、演奏音の主要演奏音域の音をモニタすることができる。また、平面スピーカの主面の面積を１ｍ^２以下とすれば、低周波数帯域の音波（８０Ｈｚ未満の音波）が回り込む可能性が低く、演奏者以外の者に大きな音を伝えることがない。

一方、図６（Ｂ）に示すように、振動膜の主面の面積がＡ４サイズ相当の平面スピーカでは、ピークレベルに対して−１０ｄＢを示す周波数が約２５０Ｈｚである。図６（Ｃ）に示すように、ほとんどの管弦楽器は、最低周波数が１５０Ｈｚ〜２５０Ｈｚ以上であり、かつ、ギターであっても、パワーの大きい主要周波数帯域は２００〜４００Ｈｚ程度である。すなわち、振動膜の主面の面積がＡ４サイズ相当の平面スピーカであっても、演奏者は、上述の管弦楽器の演奏音を十分にモニタすることができる。

振動膜の主面の面積を小さくすれば、さらに低周波数帯域の音波（この場合、２５０Ｈｚ未満の音波）が回り込む可能性が低くなり、かつ、持ち運びし易くなる。したがって、管弦楽器をいつでもどこでも、他の者に迷惑をかけずに、心地よく演奏することができる。

なお、本実施形態では、トランペット１００の消音器にピックアップが取り付けられた例（いわゆるピックアップミュート）を示したが、電子弦楽器、あるいは胴共鳴がない弦楽器（いわゆるサイレントギター等）のピックアップで取得した演奏音に係る楽音信号を信号処理ユニット１に入力する態様としてもよい。

なお、平面スピーカの構造や設置態様は、図１および図３に示した例に限るものではない。例えば、図７（Ａ）に示すように、主面の形状が円状の平面スピーカ１３Ａを用いることも可能である。また、図７（Ｂ）に示すように、複数の平面スピーカ１３Ａをアーチ状に接続し、スタンドで吊す態様も可能である。

さらに、図７（Ｃ）に示すように、椅子の背面から吊す態様も可能である。この場合、演奏者が椅子に座って演奏音をモニタすることができる。また、図７（Ｄ）に示すように、天井から吊す態様も可能である。

１…信号処理ユニット
１１…消音器
１３…平面スピーカ
２３…遮音材
１００…トランペット
１０１…信号処理部
１０２…制御部
１３１…振動ユニット
１５０…領域

Claims

演奏者が演奏した楽器に係る演奏音を取得する演奏音取得部と、
前記演奏音取得部が取得した演奏音に係る楽音信号を入力し、該入力された楽音信号を出力する信号処理部と、
互いに対向して配置され、前記信号処理部から前記楽音信号が入力される複数の平面スピーカと、
を備え、
各平面スピーカは、他の平面スピーカに対向する面と反対側の面に遮音材が設けられていることを特徴とする演奏音モニタシステム。
前記平面スピーカは、管弦楽器の出力音に対応する周波数の音波を出力することを特徴とする請求項１に記載の演奏音モニタシステム。
前記平面スピーカの主面は、前記周波数に対応する面積を有することを特徴とする請求項２に記載の演奏音モニタシステム。
前記平面スピーカの主面は、１ｍ^２以下の面積になっていることを特徴とする請求項３に記載の演奏音モニタシステム。
前記演奏音取得部は、楽器用消音器に取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の演奏音モニタシステム。
前記演奏音取得部は、前記楽器に取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の演奏音モニタシステム。