JP2008219202A

JP2008219202A - 音響振動再生装置

Info

Publication number: JP2008219202A
Application number: JP2007050751A
Authority: JP
Inventors: Yoko Yamakata; 洋子山肩; Michitetsu Katsumoto; 道哲勝本
Original assignee: National Institute of Information and Communications Technology
Current assignee: National Institute of Information and Communications Technology
Priority date: 2007-02-28
Filing date: 2007-02-28
Publication date: 2008-09-18
Also published as: EP1968345A2; EP1968345A3; US20080226109A1

Abstract

【課題】異なる振動が連結した音響振動を再生可能な音響振動再生装置を提供する。
【解決手段】音響振動再生装置が，第１の振動板と，前記第１の振動板に振動を印加する第１の加振部と，前記第１の振動板に前記第１の加振部の振動と異なる振動を印加する第２の加振部と，を具備する。
【選択図】図１

Description

本発明は，音響振動を再生する音響振動再生装置に関する。

音響を再現するために多様な技術が開発されている。例えば，平面板状の振動板をドライバで駆動するパネルスピーカに関する技術が公開されている（特許文献１参照）。また，液晶ディスプレイを左右２点から加振して，振動させ，エネルギーの大きな音波を発する技術がある。また，ステレオ方式やトランスオーラル方式のように楽器（音像）の（中心）位置を知覚させるための立体音響システムの技術がある。
特開２００５−１１７２１７号公報

ところで，発音体，例えば，楽器は，その表面が振動することで，音を発する。このとき，多くの発音体は点ではなくある程度の大きさを持ち，発音体の表面で異なる振動（少なくとも周波数，振幅，位相の何れかが異なる振動）が連続的に混ざり合っている。この結果，発音体から発せられる音波は発音体の立体構造を反映し，面方向に周波数や位相・振幅が変化する複雑な波形を有することになる。
また，バイノーラル録音の有効性（臨場感の存在）において指摘されているように，人間は，両耳に直接到達した音波のみではなく，人体各部（例えば，頭部）で回折，反射された音波に起因する干渉をも含めて，音として聞いている。
以上から，音を点音源ではなく面音源として，再生するほうが，より高い臨場感が得られると考えられる。
上記に鑑み，本発明は，異なる振動が連結した音響振動を再生可能な音響振動再生装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る音響振動再生装置は，第１の振動板と，前記第１の振動板に振動を印加する第１の加振部と，前記第１の振動板に前記第１の加振部の振動と異なる振動を印加する第２の加振部と，を具備することを特徴とする。

本発明によれば，少なくとも周波数，振幅，位相の何れかが異なる振動が連結した音響振動を再生可能な音響振動再生装置を提供できる。

以下，図面を参照して，本発明の実施の形態を詳細に説明する。
（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１実施形態に係る音響振動再生装置１００を表す模式図である。図２は，音響振動再生装置１００の音響振動部１１０の内部構成を表す断面図である。
音響振動再生装置１００は，音響振動部１１０，振動制御部１２０，振動モード記憶部１３０，加振点制御テーブル１４０を有する。

音響振動部１１０は，振動制御部１２０から出力される信号を振動に変換するものであり，振動板１１１，５つの加振部１１２，５つの振動伝達部１１３，箱体１１４，封止部１１５を有する。

振動板１１１は，加振部１１２によって，加振点Ｐ（１）〜Ｐ（５）に印加される振動によって振動する。このとき，加振点Ｐ（１）〜Ｐ（５）に加えられた振動の少なくとも何れかが異なれば，振動板１１１に複数の異なる振動が印加されることになる。なお，「異なる振動」とは，周波数，振幅，位相の少なくとも何れかが異なる振動を言うものとする。

複数の異なる振動が振動板１１１に印加されることで，複数の音響振動が滑らかに連結した波面が振動板１１１の前面に形成される。このとき，振動板１１１上に，振動の節，腹が分布することになる。この分布は，振動板１１１の振動モードとして位置付けることができる。即ち，振動モードと，振動板１１１上での振動の節，腹の分布とは互いに対応する関係にある。後述のように，例えば，振動モードＡ０，Ｃ１〜Ｃ４，Ｔ１で，振動板１１１を振動できる。

振動モードは，加振部１１２によって加振点Ｐ（１）〜Ｐ（５）に加えられた振動が振動板１１１内を伝達し振動板１１１上で重畳されることで発生する。即ち，振動モードは，加振点Ｐ（１）〜Ｐ（５）に加えられた振動（周波数，振幅比，位相差）のみで決定される訳でなく，振動板１１１の形状，大きさ，厚み，振動伝達特性，拘束条件（例えば，振動板１１１の端部の固定／自由）等に影響される。

加振点Ｐ（１）〜Ｐ（５）は，振動板１１１上に適宜に配置される。生成したい振動モードを効果的に生成するように，加振点Ｐ（１）〜Ｐ（５）が配置される。例えば，バイオリンの表板の振動モードを再現したければ，バイオリンの表板の振動時の振動の腹に加振点を配置するのが有効である。振動モードによって腹の位置が異なるのが通例なので，複数の振動モードを再現するには，これら全ての振動モードでの腹の位置全てに加振点Ｐを配置することが考えられる。但し，加振点Ｐ以外の場所を振動の腹とすることが可能なので，振動の腹の位置に加振点を配置しなくても良い。

振動板１１１は，矩形（ここでは，長方形）の平板である。形状を長方形としたのは，正方形に比べて，多様な振動モードを生成するのが容易だからである。長方形は正方形に比べて非対称である。対称性が高い形状は振動モードの多様性が軽減される傾向にある。なお，振動板１１１の外形を円形，楕円形等の円弧としたり，任意の形状としたりすることも可能である。また，振動板１１１の面を平面（平板）に替えて，曲面としても良い。

振動板１１１には，木材（一枚板，合板（ラワン合板），ＭＤＦ（Medium Density Fiberboard：中密度繊維板，木材の繊維を接着剤で固めた板）），ガラス，金属，樹脂材料（アクリル等））など種々の材料を利用できる。

振動板１１１でバイオリンの音色を再現することを考慮すると，振動板１１１をバイオリンの表板と同程度のサイズ，材質（例えば，サイズ：２００ｍｍ×３６０ｍｍ×３ｍｍ，材質：木材）とすることが考えられる。バイオリンの表板の厚さは３ｍｍに満たないが，ニスが塗られ，このニスが表板の剛性を高めている。この点を考慮すると，材質を木材そのものとした場合，その厚さが３ｍｍ程度とするのが好ましい。ニスを塗った木材あるいはガラス板を振動板１１１に用いると，振動板１１１の厚さが薄くなる。

５つの加振部１１２はそれぞれ，振動板１１１の上の５つの加振点Ｐ（１）〜Ｐ（５）に独立に振動を印加可能な加振装置（一種の駆動装置）である。いわゆる振動子も加振部１１２として機能する。加振部１１２は，例えば，ボイスコイル等の磁気的手段，圧電素子等の電気的手段によって，振動板１１１の加振点Ｐ（１）〜Ｐ（５）に振動を加える。加振部１１２として，ＦＯＳＴＥＸ社のスピーカ用振動装置（例えば，ＧＹ−１）を用いることができる。ここでは，振動板１１１の面の垂直方向に振動が印加されている。垂直方向に替えて，振動板１１１の斜め方向に振動を印加することも可能である。

５つの振動伝達部１１３はそれぞれ，５つの加振部１１２と，加振点Ｐ（１）〜Ｐ（５）とを接続し，加振部１１２からの振動を加振点Ｐに伝達する。振動伝達部１１３と，振動板１１１，加振部１１２間は，ねじ止め，接着等で固定される。振動伝達部１１３として，剛性の大きな材料，例えば，金属棒を用いることができる。

箱体（エンクロージャ）１１４は，振動板１１１の表面に発生した音圧が裏面に発生した音圧によりキャンセルされるのを妨げるためのものである。振動板１１１が振動すると，その表面の近接空間に気圧差が生じ，音波が発生する。このとき，振動板１１１の裏面付近に，表面と逆位相の気圧差が生じる。このため，裏面付近の空気が表面付近まで自由に移動できると，気圧差が互いに打ち消される。即ち，箱体１１４内は密閉され，振動板１１１の裏面からの音波は箱体１１４内に留まる（音波の遮断）。箱体１１４は，底板，４つの側板から構成され，開放された上面に振動板１１１が配置される。

封止部（ガスケット）１１５は，箱体１１４と振動板１１１の外周（端部（辺，頂点等））近傍の間に周回して配置され（リング状），箱体１１４を密閉し，箱体１１４内からの音波の流出を制限する。
封止部１１５は，振動板１１１の外周での振動を制限しないように柔軟性の大きい（ヤング率の小さい）材料，例えば，ゴムで形成される。このようにすることで，振動板１１１の外周をいわゆる自由端とすることができる。一方，振動板１１１の外周をいわゆる固定端とする場合には，剛性の大きい（ヤング率の大きい）材料を用いることになる。振動板１１１の外周を自由端，固定端の何れにするかは，適宜に決定することができる。但し，一般的には，振動板１１１の外周を自由端とした方が，振動板１１１の取り得る振動モードの多様性を増すことができる。振動板１１１の外周を固定端とすると，この外周は振動の節となる。これに対して，振動板１１１の外周を自由端とすると，この外周は振動の腹，節双方の可能性がある。

封止部１１５の柔軟性／剛性には，その構成材料のヤング率以外に，その形状が大きく寄与する。ここでは，封止部１１５は断面が半円形状であり，振動板１１１に近づくほど，その幅が狭くなっている。この結果，封止部１１５の実質的な幅が狭くなり，振動板１１１の自由度が大きくなっている。例えば，封止部１１５の断面が矩形であれば，その幅によって振動板１１１の自由度が定まる。封止部１１５の幅を狭くすると振動板１１１の振動の自由度が大きくなるが，その一方では封止部１１５の強度が低下する。封止部１１５の幅をその高さ方向で変化させることで，振動板１１１の自由度と封止部１１５の強度の両立を可能としている。

また，ここでは，封止部１１５に振動吸収性（音響振動を問題としているので，吸音性と同義）の材料を用いる。この結果，振動板１１１の外周（端部）での振動の反射が制限され，振動板１１１の振動の制御が容易となる。振動板１１１の外周から振動が反射されると，この反射波が加振点Ｐに印加される振動と競合し，振動板１１１の振動の制御が困難となる可能性がある。但し，一方では，封止部１１５に吸音性の材料を用いると，印加した振動のエネルギーの損失となる。従い，振動のエネルギーの損失を低減するために，封止部１１５に振動吸収性が低い材料を用いることも考えられる。

振動を吸収する材料として，例えば，ウレタンゴムのような多孔質材料を挙げることができる。多孔質材料の内部に，音響振動が入り込み拡散することにより，振動のエネルギーが，熱エネルギーに変換され，反射波が小さくなる。

振動制御部１２０は，加振部１１２（１）〜１１２（５）の振動（周波数，振幅，位相）を互いに独立に制御する。
振動板１１１の振動によって発せられる音響は，基準振動（時刻ｔにおける基準点からの変位）Ｗｓ（ｔ）および振動モードＭ（ｔ）によって規定される。基準振動Ｗｓ（ｔ）は，時刻ｔに振動板１１１の発する音響振動（音の音色，強度）の基本的要素を規定する。また，振動モードＭ（ｔ）は，時刻ｔに振動板１１１の発する音響振動の空間的な分布（音場）に対応する。

基準振動Ｗｓ（ｔ）は，再現したい音響振動Ｗ（ｔ），例えば，バイオリンの演奏の録音波形を用いることができる。但し，演奏された録音は音であり，バイオリンの表板の振動そのものではないので，適宜な係数を掛けて，振動板１１１の変位の絶対値の大きさを調節する必要がある。加振点Ｐの何れか（基準加振点Ｐｓ）をこの基準振動Ｗｓ（ｔ）で振動させることで，音響振動Ｗ（ｔ）を再現できる。

振動板１１１の振動モードは，加振点Ｐ（１）〜Ｐ（５）での相対振動（周波数比，振幅比，位相差）で定まる。「周波数比」とは，基準加振点Ｐｓでの周波数に対する他の加振点の周波数の比によって規定できる。「振幅比」とは，基準加振点Ｐｓでの振幅に対する他の加振点の振幅の比によって規定できる。「位相差」は，基準加振点Ｐｓでの位相に対する他の加振点Ｐでの相対的位相によって規定できる。

振動モード記憶部１３０は，基準振動Ｗｓ（ｔ）および振動モードＭ（ｔ）を時間に対応して記憶する（振動状態の時間的推移）。即ち，振動モード記憶部１３０は，振動板１１１の振動モードと，時間とを対応して表す第１のテーブルを記憶する第１の記憶部として機能する。振動モード記憶部１３０は，楽器演奏に例えると，楽譜を記憶していることになる。

加振点制御テーブル１４０は，振動板１１１の振動モードと，加振部１１２の相対振動の関係をテーブルとして記憶する。加振点制御テーブル１４０は，振動板１１１の振動モードと，加振部１１２の振動の周波数比，振幅比，位相差の少なくとも何れかを対応して表す第２のテーブルを記憶する第２の記憶部として機能する。

図３，４は，加振点制御テーブル１４０のテーブルの一例を表す図であり，それぞれ振動モードと，位相差および周波数比を別個に表している。このテーブルは，バイオリンの表板の振動モードに対応する。即ち，図３，４に，バイオリンの表板が有する振動モードＡ０,Ｃ１〜Ｃ４，Ｔ１に対応する位相差および振幅比が表される。この例では，加振点Ｐ（１）〜Ｐ（５）に印加される振動の振幅を同一としているが，振幅を異ならせることで，より多様な振動モードを生成できる。
なお，ここでは，位相差および周波数比を別の表に表現しているが，１つの表で表しても良い。

（音響振動再生装置１００の動作）
以下，音響振動再生装置１００の動作につき説明する。
ここでは，楽器，特に，バイオリンの表板からの音響振動を再生する場合を例に挙げる。なお，バイオリンの裏板は，表板と振動状態が必ずしも同一ではないが，ここでは裏板の振動を無視することとする。

Ａ．音響振動再生装置１００で再生する振動状態の決定
音響振動再生装置１００で再生する振動状態を決定する。この振動状態は，基準振動Ｗｓ（ｔ）および振動モードＭ（ｔ）で規定される。
再生する振動モードは，例えば，次の（１），（２）の手法を用いて決定できる。

（１）手法１：再生対象（ここでは，バイオリン）の振動モードＭ（ｔ）の測定
バイオリンで音楽を演奏し，そのときのバイオリンの表板の振動状態を例えば，ホログラフィー干渉法により測定できる。ホログラフィー干渉法では，ホログラムを利用して，変形前後の再生対象からの反射光の波面を干渉させて，変形の分布を表す干渉縞を生成する。この結果，バイオリンの表板の変形（振動）を高感度で測定できる。

（２）手法２：基本周波数ｆ０（ｔ）からの振動モードＭ（ｔ）の推定
バイオリンでは，演奏時の基本周波数と振動モードの関係が知られている。このため，例えば，次の手順で基本周波数から振動モードを決定できる。
１）音響振動Ｗ（ｔ）の取得
バイオリンの演奏音を録音し，音響振動Ｗ（ｔ）を取得する。この音響振動Ｗ（ｔ）に基準振動Ｗｓ（ｔ）に所定の係数を掛けて，基準振動Ｗｓ（ｔ）が規定される。

２）基本周波数（「主音」ともいう）ｆ０（ｔ）の抽出
取得される音響振動Ｗ（ｔ）から基本周波数ｆ０（ｔ）を抽出する。基本周波数ｆ０（ｔ）とは，人間の聴覚に対して最も影響の強い周波数，即ち，音の周波数成分のなかで「基本」になっていると認識される周波数のことである。

例えば，音響振動Ｗ（ｔ）を周波数分解し，スペクトログラムＦ（ｔ）として表し，これから時刻ｔでの基本周波数ｆ０（ｔ）を決定する。周波数分解には，ＦＦＴ（高速フーリエ変換 (Fast Fourier Transform)）を利用できる。

通常は，スペクトログラムＦ（ｔ）中で，最も周波数が低く，最も音圧の大きい周波数が基本周波数ｆ０（ｔ）である。しかし，バイオリンの弦を鳴らした時点では，振動が基本周波数ｆ０（ｔ）の成分のみを有したとしても，取得される音響振動Ｗ（ｔ）が基本周波数ｆ０（ｔ）以外の周波数成分（特に，倍音）を有する可能性がある。振動によりバイオリンの胴が共鳴し，倍音成分等が増幅されるからである。このため，ケプストラム（cepstrum）等種々の手法を利用することが考えられる。ケプストラムでは，音響振動Ｗ（ｔ）のスペクトログラムＦ（ｔ）を対数に変換し，さらに逆フーリエ変換する。

３）振動モードＭ（ｔ）の推定
バイオリンでは，基本周波数ｆ０（ｔ）と振動モードＭ（ｔ）の関係が知られている。図５は，基本周波数ｆ０と，バイオリンの表板の振動モードの対応関係を表す表である。本図に示すように，基本周波数ｆ０（ｔ）によって，バイオリンの表板は，振動モードＡ０，Ｃ１〜Ｃ４，Ｔ１を取る。図６は，バイオリンの表板および裏板が有する振動モードＡ０，Ｃ１〜Ｃ４，Ｔ１を表す模式図である。

以上のように，例えば，バイオリンでは，演奏時の音響振動を採取することで，その振動モードＭ（ｔ）を推定できる。

Ｂ．音響振動の再生
（１）加振点Ｐ（１）〜Ｐ（５）に印加する振動の決定
振動モード記憶部１３０から振動制御部１２０に基準振動Ｗｓ（ｔ）および振動モードＭ（ｔ）の組が順次出力され，加振点制御テーブル１４０を参照することで，加振点Ｐ（１）〜Ｐ（５）に印加する振動が決定される。振動板１１１の振動モードは加振点Ｐ（１）〜Ｐ（５）に印加する振動の位相差，振幅比によって変化する。既述のように，図３，４に，バイオリンの表板が有する振動モードＡ０,Ｃ１〜Ｃ４，Ｔ１に対応する位相差および振幅比が表される。

ここでは，音響振動再生装置１００が基準振動Ｗｓ（ｔ）および振動モードＭ（ｔ）の双方を記憶している。但し，音響振動再生装置１００が基準振動Ｗｓ（ｔ）のみを記憶し，基準振動Ｗｓ（ｔ）から振動モードＭ（ｔ）を自動的に推定することも可能である。この場合，音響振動再生装置１００は，基準振動Ｗｓ（ｔ）から基本周波数ｆ０（ｔ）を抽出し，基本周波数ｆ０と振動モードＭの対応関係を表すテーブル等を用いて，振動モードＭ（ｔ）を推定する。

（２）加振点Ｐ（１）〜Ｐ（５）への振動の印加
振動制御部１２０が加振部１１２を制御することで加振点Ｐ（１）〜Ｐ（５）に振動が印加され，振動板１１１が音響振動する。

図７は，振動板１１１の振動状態をシミュレーションした結果を表す模式図である。図中，円に”＋”で示した場所が加振点Ｐ（１）〜Ｐ（５）に相当する。図７の（１）〜（６）が，図６に表されるバイオリンの表板の振動モードＣ１，Ａ０，Ｃ２，Ｔ１，Ｃ３，Ｃ４と対応する。このように，バイオリンの表板の振動モードと対応するように，振動板１１１を振動できる。即ち，バイオリンの表板の面に沿った音波の分布（形状情報）を再現することが可能である。

なお，このシミュレーションでは，振動板１１１のエッジ（端部）での波の反射は無視し，加振点Ｐからの一次伝播のみを扱った。振動板１１１のエッジから反射してくる波は，加振点Ｐから直接伝わる一次伝播に比べ微小であると考えられる。

以上のように，振動板１１１の複数の加振点Ｐに振動を印加することで，複数の振動が滑らかに連結した波面を振動板１１１の前面に生成することができる。例えば，図４の振動モードＣ３で示されるように，異なる加振点Ｐに，基本周波数ｆ０（ｔ）とその倍音の振動を印加し，振動板１１１の面上で合成する。この結果，面方向に波長の変化をもつ音波を発生させ，豊かな音色の表現が可能となる。
このとき，振動板１１１が湾曲し，この湾曲の面にそって音響が放射される。

このような，複数の振動が滑らかに連結した波面を形成する手法として，「スピーカアレイ」方式が考えられる。「スピーカアレイ」方式では，一般的なラウドスピーカを面状に数多くならべ，そのそれぞれを独立制御する。
しかし，この方式では，個々のスピーカは単一の音しか発することができず，またある程度のスペースをとることから，スピーカ同士が発した波のつながりの滑らかさの確保が困難である。

音響振動再生装置１００では，音像を直接再生するのではなく，発音体（例えば，楽器）表面の振動と形状を再現することで，発生させる波面を合成している。この結果，振動板１１１から発生する音響振動の波面の滑らかさの確保が容易である。なお，以下の第２〜第４の実施形態でも同様の利点を享受できる。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態を説明する。
図８は，本発明の第２の実施形態に係る音響振動再生装置２００を表す斜視図である。図９は，本発明の音響振動再生装置２００の音響振動部２１０の内部構成を表す断面図である。音響振動再生装置２００は，音響振動部２１０，振動制御部２２０，振動モード記憶部２３０，加振点制御テーブル２４０を有する。

音響振動部２１０は，全体としてバイオリンの形状を有し，バイオリン本来の振動モードにより近い振動を発生させることが可能である。音響振動部２１０は，振動板２１１（１），２１１（２），加振部２１２（１）〜２１２（２），振動伝達部２１３（１），２１３（２），箱体２１４，封止部２１５（１），２１５（２），支柱２１６を有し，保持具２１７上に保持される。

振動板２１１（１），２１１（２）はそれぞれ，バイオリンの表板，裏板に対応する形状（外形，寸法，曲面）を有する。バイオリンの表板，裏板双方の振動，即ち，バイオリンから発生される音場をより忠実に再現することが可能となる。

加振部２１２（１），２１２（２）はそれぞれ，振動板２１１（１），２１１（２）を振動させるものであり，支柱２１６の両面に配置される。
箱体２１４は，バイオリンの側板に対応する形状を有し，振動板２１１（１），２１１（２）がその上板，底板として取り付けられることで，箱体２１４内が密閉され，箱体２１４内からの振動の放射が防止される。
封止部２１５（１），２１５（２）はそれぞれ，振動板２１１（１），２１１（２）に対応して，箱体２１４上下の辺に配置され，箱体２１４内からの音波の流出を制限する。

支柱２１６は，十字型の形状をなす板であり，その４端が箱体２１４に固定される。支柱２１６の上下に加振部２１２（１），２１２（２）が配置され，振動板２１１（１），２１１（２）それぞれを独立して制御し，バイオリンの表板，裏板の振動の忠実な再現を可能とする。即ち，支柱２１６は，加振部２１２が配置される固定部として機能する。支柱２１６は，振動板２１１（１），２１１（２）の振動の基準となるため，剛性を有することが好ましい。

振動制御部２２０は，加振部２１２（１），２１２（２）によって，２つの振動板２１１（１），２１１（２）を独立して制御する。
振動モード記憶部２３０は，例えば，バイオリンの基準振動Ｗｓ（ｔ）および振動モードＭ（ｔ）を時間に対応して記憶する（振動状態の時間的推移）。
加振点制御テーブル２４０は，振動板２１１（１），２１１（２）の振動モードと，加振部２１２（１），２１２（２）の相対振動の関係をテーブルとして記憶する。バイオリンの振動状態は，同一の振動モードであっても，表板，裏板で相違がある。このため，振動板２１１（１），２１１（２）に印加される振動は完全には一致しない。

（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施形態を説明する。
図１０は本発明の第３実施形態に係る音響振動再生装置３００を表す模式図である。図１１は，音響振動再生装置３００の音響振動部３１０の内部構成を表す断面図である。音響振動再生装置３００は，音響振動部３１０，振動制御部３２０，振動モード記憶部３３０，加振点制御テーブル３４０を有する。

音響振動部３１０は，振動板３１１（１）〜３１１（３），加振部３１２（１）〜３１２（３），振動伝達部３１３（１）〜３１３（３），箱体３１４，封止部３１５（１）〜３１５（４），固定部３１６（１）〜３１６（３），仕切板３１７（１）〜３１７（３）を有する。

振動板３１１（１）〜３１１（３）は，正三角形をその中心で３等分した形状をなし，組み合わせることで略正三角形をなす。振動板３１１（１）〜３１１（３）は，封止部３１５（１）〜３１５（３）で接続された状態で振動する。封止部３１５（１）〜３１５（３）での振動板３１１（１）〜３１１（３）の角度関係の変更を可能として，全体として連続的な振動状態を保ちつつ，振動板３１１（１）〜３１１（３）の振動の自由度を向上している。例えば，振動板３１１（１）〜３１１（３）の境界（隣り合う周辺）において，振動が連続し，振動板３１１（１）〜３１１（３）から発せられる音響振動の波面が連結され，振動板３１１（１）〜３１１（３）の前面に連続した波面を生成することとなる。

振動板３１１（１）〜３１１（３）はそれぞれ，固定部３１６（１）〜３１６（３）で固定され，２つの加振部３１２で振動が印加される。例えば，２つの加振部３１２に印加される振動に位相差が無い（同位相）なら振動板３１１は固定部３１６を支点として上下に撓む。また，２つの加振部３１２に印加される振動の位相差が１８０°なら振動板３１１は固定部３１６を中心として捻れる。振動板３１１（１）〜３１１（３）のそれぞれでの振動を組み合わせることで，振動板３１１全体から発せられる波面を適宜に設定することができる。

加振部３１２（１）〜３１２（３）それぞれは，振動板３１１（１）〜３１１（３）の境界（辺，端部）に配置され，２つの振動板３１１に同時に振動を印加することができる。この結果，振動板３１１（１）〜３１１（３）上での振動の連続性の確保，および振動板３１１の効率的な振動が可能となる。

箱体３１４は，底板および３つの側板を有し，振動板３１１の前面で発した波がその裏面で発した波により打ち消されないよう，箱体３１４内外での空気移動（音波の流出）を遮断する。
箱体３１４は，仕切板３１７（１）〜３１７（３）によって区分され，振動板３１１（１）〜３１１（３）それぞれに対応する３つの空間に仕切られている。この３つの空間は，仕切板３１７（１）〜３１７（３）によって音響が遮断され，互いに異なる音響空間が形成される。振動板３１１（１）〜３１１（３）それぞれでの振動が他の振動板３１１に与える影響を低減し，制御の容易性を確保するためである。

封止部３１５（１）〜３１５（４）はそれぞれ，仕切板３１７（１）〜３１７（３）の端面，箱体３１４の側板の端面に配置され，振動板３１１（１）〜３１１（３）と箱体３１４間を封止し，箱体３１４内からの音波の流出を制限する。

固定部３１６（１）〜３１６（３）はそれぞれ，振動板３１１（１）〜３１１（３）を箱体３１４に固定する固定部材，例えば，ネジ，接着剤である。ここで，固定部３１６（１）〜３１６（３）に替えて，加振部３１２を配置することも可能であり，振動板３１１の振動の自由度を向上することができる。

以上のように，振動板３１１（１）〜３１１（３）それぞれの境界に振動を印加することで，振動板３１１（１）〜３１１（３）の前面に複数の振動が滑らかに連結した波面を生成することができる。なお，振動板３１１（１）〜３１１（３）が全体として湾曲し，この湾曲の面にそって音響が放射される。

（第４の実施の形態）
本発明の第４の実施形態を説明する。
図１２，図１３は，本発明の第４実施形態に係る音響振動再生装置４００の音響振動部４１０を表す斜視図および断面図である。音響振動部４１０は，振動部４１１，加振部４１２，振動伝達部４１３，固定部４１４，封止部４１５，支柱４１６，台座４１７を有する。なお，図示しないが，音響振動再生装置４００は，音響振動部４１０，振動制御部４２０，振動モード記憶部４３０，加振点制御テーブル４４０を有する。

振動部４１１および固定部４１４の外形は，互いに相似で，略正三角形の面を有する２０面体である。
図１４は，振動部４１１および固定部４１４の面間の対応関係を表す図である。振動部４１１および固定部４１４の面は互いに略並行である。
振動部４１１の１面に，３つの振動板４１８（１）〜４１８（３）が配置される。３つの振動板４１８（１）〜４１８（３）は，第３の実施形態の振動板３１１（１）〜３１１に対応する形状を有し，固定部４１４の位置Ｒ（１）〜Ｒ（６）にそれぞれ配置された加振部４１２および振動伝達部４１３によって，加振点Ｑ（１）〜Ｑ（６）に振動Ｖが印加される。即ち，第３の実施形態と異なり，振動板４１８の頂点にも振動Ｖが印加可能である。なお，図面の見やすさの関係で，加振部４１２および振動伝達部４１３の一部の図示を省略している。

封止部４１５が振動板４１８間に配置される。この結果，振動部４１１内部（振動部４１１，固定部４１４間の空間）からの音響振動の流出が防止される。封止部４１５として，柔軟性のある材料，例えば，ゴムを用いることが考えられる。

固定部４１４は，支柱４１６に固定され，加振部４１２が配置される。固定部４１４は振動吸収性（遮音性）の材料から構成され，支柱４１６からの音響振動の流出が制限される。

以上のように，複数（２０×３個）の振動板４１８それぞれの境界に振動を印加することで，振動部４１１の周囲に複数の振動が滑らかに連結した波面を生成することができる。振動部４１１の形状を略球形（正確には多面体）とすることで，発音体（例えば，楽器）の種類を限らず音響振動を再生することができる。

（その他の実施形態）
本発明の実施形態は上記の実施形態に限られず拡張，変更可能であり，拡張，変更した実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

例えば，第１の実施形態では１つの振動板に５つの加振部で振動を印加していた。この数は，２以上の範囲で適宜に設定できる。加振部の個数を増やすと，振動板のより多様な振動が可能となる。第２の実施形態でのバイオリンに替えて，他の楽器，例えば，ギター等の形状を採用できる。第３，第４の実施形態では，３つの振動板を１組として，面を構成している。この組み合わせの数は，１つ，２つ，あるいは４つ以上とすることができる。第４の実施形態での多面体の面の数に他の数，例えば，６，８，１２を採用することができる。また，平面の組み合わせに替えて，球面の組み合わせとすることもできる。

本発明の第１実施形態に係る音響振動再生装置を表す模式図である。第１実施形態に音響振動部の内部構成を表す断面図である。加振点制御テーブルのテーブルの一例を表す図である。加振点制御テーブルのテーブルの一例を表す図である。基本周波数ｆ０と，バイオリンの表板の振動モードの対応関係を表す表である。バイオリンの表板および裏板が有する振動モードを表す模式図である。振動板の振動状態をシミュレーションした結果を表す模式図である。本発明の第２の実施形態に係る音響振動再生装置を表す斜視図である。第２実施形態に音響振動部の内部構成を表す断面図である。本発明の第３実施形態に係る音響振動再生装置を表す模式図である。第３実施形態に音響振動部の内部構成を表す断面図である。第４実施形態に係る音響振動部を表す斜視図である。第４実施形態に係る音響振動部を表す断面図である。振動部および固定部の面間の対応関係を表す図である。

符号の説明

１００音響振動再生装置
１１０音響振動部
１１１振動板
１１２加振部
１１３振動伝達部
１１４箱体
１１５封止部
１２０振動制御部
１３０振動モード記憶部
１４０加振点制御テーブル

Claims

第１の振動板と，
前記第１の振動板に振動を印加する第１の加振部と，
前記第１の振動板に前記第１の加振部の振動と異なる振動を印加する第２の加振部と，
を具備することを特徴とする音響振動再生装置。
第２の振動板をさらに具備し，
前記第１の加振部が，前記第２の振動板に振動を印加する
ことを特徴とする請求項１記載の音響振動再生装置。
第１，第２の振動板が互いに近接して配置される第１，第２の端部を有し，
前記第１の加振部が，前記第１，第２の端部の近傍に振動を印加する
ことを特徴とする請求項２記載の音響振動再生装置。
前記第１，第２の端部の間を封止する封止部
をさらに具備することを特徴とする請求項３記載の音響振動再生装置。
前記第１，第２の加振部が配置される面を有する固定部
をさらに具備することを特徴とする請求項１記載の音響振動再生装置。
前記第１の振動板に前記第１，第２の加振部の振動の少なくとも何れかと異なる振動を印加する一または複数の加振部，
をさらに具備することを特徴とする請求項１記載の音響振動再生装置。
前記第１の振動板が，楽器の共鳴板と近似する形状を有する
ことを特徴とする請求項１記載の音響振動再生装置。
前記第１の振動板の振動モードと，時間とを対応して表す第１のテーブルを記憶する第１の記憶部と，
前記第１の振動板の振動モードと，前記第１，第２の加振部の振動の周波数比，振幅比，位相差の少なくとも何れかを対応して表す第２のテーブルを記憶する第２の記憶部と，
前記第１，第２のテーブルに基づいて，前記第１，第２の加振部を制御する制御部と，
をさらに具備することを特徴とする請求項１記載の音響振動再生装置。