音響伝達特性測定装置および音響伝達特性測定方法
【課題】 広い周波数にわたって、高精度に音響管の伝達関数を測定することが可能な音響伝達特性測定装置を提供する。
【解決手段】 音響伝達特性測定装置１０００は、中空の測定対象音響管１８の一端側に対して送り込むための音波を生成するスピーカ１４と、一様な径を有するガイド管１６と、ガイド管内の第１および第２の点での音圧を検出するプローブマイク３０，３２とを備える。ガイド管１６には、第１および第２の点の間隔を変更するための導入孔１７が設けられる。さらに、プローブマイク４０は、測定対象音響管１８の放射端での放射端音圧を検出する。コンピュータ１００は、放射端での音圧と第１および第２の音圧から求まる測定対象音響管１８の一端での体積流とに基づき、測定対象音響管の音響伝達関数を求める。
【解決手段】 音響伝達特性測定装置１０００は、中空の測定対象音響管１８の一端側に対して送り込むための音波を生成するスピーカ１４と、一様な径を有するガイド管１６と、ガイド管内の第１および第２の点での音圧を検出するプローブマイク３０，３２とを備える。ガイド管１６には、第１および第２の点の間隔を変更するための導入孔１７が設けられる。さらに、プローブマイク４０は、測定対象音響管１８の放射端での放射端音圧を検出する。コンピュータ１００は、放射端での音圧と第１および第２の音圧から求まる測定対象音響管１８の一端での体積流とに基づき、測定対象音響管の音響伝達関数を求める。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、音響伝達特性測定装置および音響伝達特性測定方法に関し、特に、有限領域を形成する中空体としての音響管の音響伝達特性を測定するための音響伝達特性測定装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
核磁気共鳴法（ＭＲＩ：Magnetic Resonance Imaging）は、発話時の発声器官の形態観測に広く用いられている。ＭＲＩを用いれば、非侵襲的にかつ被曝の問題なく発声器官の３次元構造を観測することができ、さらに３次元ＭＲ画像から声道領域を抽出することによって３次元声道形状を得ることが可能である（たとえば、非特許文献１を参照）。このようにして得られた３次元声道形状をもとにして、有限要素法（ＦＥＭ：Finite Element Method）により声道の伝達関数を求める研究が行われている（たとえば、非特許文献２を参照）。
【０００３】
一方で、声道断面積関数から伝達関数を求める方法としては、電気回路理論が古くから用いられている。この理論は音響管内を音波が平面波として伝播することを仮定している。しかし、実際の声道では必ずしも音波が平面波として伝播するとは限らない。それに対して、ＦＥＭは平面波伝播の仮定を必要としないため、３次元声道形状の伝達関数を求める有効な手法であるといえる。
【０００４】
しかしながら、現状では、ＦＥＭにより求めた伝達関数が実測される特性に対してどの程度の精度を有しているかは、必ずしも明らかとは言えず、「ＭＲＩ等を用いて正確な３次元声道形状が得られれば、その人の実音声のスペクトルをシミュレートできるのか」が明確ではない。
【０００５】
ところで、ＦＥＭにより計算された伝達関数を実測値と比較するためには、逆に、与えられた音響管の伝達関数を高精度で測定する必要がある。このような音響管の伝達関数を測定する方法としては、たとえば、音響管の出口側から挿入された２つのプローブマイクロホン（Ｍ１，Ｍ２）で構成される二点音圧検出部で音響管内における測定点近傍の二点の音圧を検出し、測定点体積流演算部で測定点の体積流を演算し、マイクロホン（Ｍ３）で構成される放射端音圧検出部で放射端の音圧を検出し、放射端体積流演算部で放射端の体積流を演算し、音響伝達特性演算部が求められた測定点の体積流と求められた放射端の体積流との比を求めて、音響伝達特性を得るという方法が知られている（たとえば、特許文献１を参照）。しかしながら、このような測定方法によって得られた音響管の伝達関数の測定精度については、必ずしも明確ではない。
【０００６】
さらに、音響管の入口側に結合されたガイド管に挿入された２つのプローブマイクロホン（Ｍ１，Ｍ２）で構成される二点音圧検出部でガイド管内における測定点近傍の二点の音圧を検出し、マイクロホン（Ｍ３）で構成される放射端音圧検出部で音響管の放射端の音圧を検出する方法も提案されているが、広い周波数にわたって、精度よく音響管の伝達関数を測定することが困難である、という問題があった（たとえば、非特許文献３，４，５を参照）。
【特許文献１】特開平８−１０１０６１号公報明細書
【非特許文献１】Bear, Gore, Gracco and Nye, “Analysis of Vocal tract shape and dimensions using magnetic resonance imaging: Vowels,” Journal of the Acoustical Society of America, Vol.90, No.2, pp.799-828(1991)
【非特許文献２】松崎、基樹、幹、“３次元有限要素法による分岐および口唇形状を考慮した声道モデルの音響解析，” 日本音響学会講演論文集（春） ｐｐ．２８５−２８６（２００３）
【非特許文献３】北村、西本、藤田、本多、「音響計測およびシミュレーションによる声道模型の伝達特性の比較」、日本音響学会講演論文集（春） ｐｐ．２８３−２８４（２００３）
【非特許文献４】北村、西本、藤田、本多、「音響計測、電気回路理論およびＦＥＭにより求めた声道模型の伝達関数の比較」、電子情報通信学会、信学技報 ＥＡ２００３−７，ＳＰ２００３−７，ｐｐ．３７−４２（２００３）
【非特許文献５】北村、藤田、本多、西本、「円筒管の連結で表される声道模型の伝達関数の音響計測」、日本音響学会講演論文集（秋） ｐｐ．３０７−３０８（２００３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上述したような問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、広い周波数にわたって、高精度に音響管の伝達関数を測定することが可能な音響伝達特性測定装置および音響伝達特性測定方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような目的を達成するために、本発明の１つの局面にしたがうと、音響伝達特性測定装置であって、中空の測定対象音響管の一端側に対して送り込むための音波を生成する音波駆動手段と、前記駆動手段と前記測定対象音響管の一端側との間に設けられる一様な径を有するガイド管と、前記測定対象音響管の一端から前記ガイド管内の前記音波が平面波となる距離以上離れた第１の点での音圧を検出する第１の音圧検出手段と、前記ガイド管内の第２の点での音圧を検出する第２の音圧検出手段と、前記第１および第２の点の間隔を変更するための間隔変更手段と、前記測定対象音響管の他端である放射端での放射端音圧を検出する放射端音圧検出手段と、前記第１および第２の点の中間点の音圧と体積流とを演算する音圧体積流演算手段と、前記音圧体積流演算手段によって得られた前記中間点の音圧と体積流ならびに前記放射音圧を周波数領域にフーリエ変換する変換手段と、前記変換手段によって得られた周波数領域の中間点の音圧と体積流とから前記測定対象音響管の一端での体積流を求める入力端体積流演算手段と、前記変換手段で変換された前記放射端での音圧と前記測定対象音響管の一端での体積流とに基づいて、前記測定対象音響管の音響伝達関数を求める音響伝達特性演算手段とをさらに備える。
【０００９】
好ましくは、前記所定距離は、前記ガイド管の直径の１．５倍以上である。
【００１０】
この発明の他の局面にしたがうと、音響伝達特性測定方法であって、中空の測定対象音響管の一端側に設けられる一様な径を有するガイド管を介して、前記測定対象音響管の前記一端側に対して音波を送り込むステップと、前記測定対象音響管の一端から前記ガイド管内の前記音波が平面波となる距離以上離れた第１の点と、前記ガイド管内の第２の点での音圧を検出するステップと、前記音波の周波数に応じて、前記第１および前記第２の点の間隔を変更するステップと、前記測定対象音響管の他端である放射端での放射端音圧を検出するステップと、前記第１および第２の点の中間点の音圧と体積流とを演算するステップと、演算により得られた前記中間点の音圧と体積流ならびに前記放射音圧を周波数領域にフーリエ変換するステップと、前記変換手段によって得られた周波数領域の中間点の音圧と体積流とから前記測定対象音響管の入力側の一端での体積流を求めるステップと、変換された前記放射端での音圧と変換された前記測定対象音響管の前記一端での体積流とに基づいて、前記測定対象音響管の音響伝達関数を求めるステップとを備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る音響伝達特性測定装置および音響伝達特性測定方法によれば、広い周波数にわたって、高精度に音響管の伝達関数を測定することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００１３】
（音響計測に関する理論）
図１は、本発明において採用する音響計測の原理を説明するための概念図である。
【００１４】
以下では、本発明の音響伝達特性測定装置および音響伝達特性測定方法を説明するにあたり、その前提となる音響計測に関する理論を簡単に説明しておく。
【００１５】
音響管の伝達関数Ｈ（ω）は、入力端の体積速度Ｕin（ω）と出力端の音圧Ｐout（ω）の比として、以下の式（１）で与えられる。
【００１６】
【数１】
【００１７】
ここでωは周波数である。体積速度を直接計測することは困難であるため、音圧から求めることを考える。
【００１８】
まず、入力端の体積速度Ｕin（ω）について考える。図１に示すように、伝達関数の計測対象である音響管の入力端に半径ｒが既知の音響管であるガイド管を接続して音を入力する。ガイド管の半径ｒは、一様であるものとする。
【００１９】
そして、このガイド管の中で近接した２点の音圧ｐ1（ｔ），ｐ2（ｔ）を計測する。
【００２０】
音波が音響管内を平面波として伝播すると仮定すれば、この２点の中間地点（図１中のＣ点）における粒子速度ｖc(t)と音圧ｐc(t)を以下の式（２）および式（３）により近似的に求めることができる。
【００２１】
【数２】
【００２２】
ここでρは空気の密度、ｄは２つの測定点間の距離である。ここで、距離ｄは、正確に測定できる周波数ｆの上限を与えるので、周波数ｆまでが測定対象の場合、以下の式が満たされる必要がある。
【００２３】
【数３】
【００２４】
ここで、ｃは、音速である。
【００２５】
図１中のＣ点から入力端までの部分の長さｌおよび断面積が既知であれば、その区間の伝達行列（transmission matrix）を用いることによって、入力端における音圧Ｐin（ω）および粒子速度Ｖin（ω）を、以下の式（５）のように得ることができる。
【００２６】
【数４】
【００２７】
ここで、γはＣ点から入力端までの部分の伝播定数であり、ＺおよびＹは、それぞれ、特性インピーダンスおよび特性アドミッタンスである。さらに、Ｐc（ω）および粒子速度Ｖc（ω）は、音圧ｐc(t)と粒子速度ｖc(t)とを周波数領域にフーリエ変換したものである。
【００２８】
音響管の入力端の体積速度Ｕin（ω）は、ガイド管の半径ｒを用いると以下の式（６）で求められる。
【００２９】
【数５】
【００３０】
［装置構成］
図２は、本発明の音響伝達特性測定装置１０００の構成を示すブロック図である。
【００３１】
図２を参照して、音響伝達特性測定装置１０００は、たとえば１００Ｈｚ〜６０００Ｈｚであって３００ｍｓｅｃのサイン波を順次生成するサイン波発生器１０と、サイン波発生器１０の出力を増幅するアンプ１２と、アンプ１２の出力を音に変換するスピーカ１４とを備える。このスピーカ１４が、音響伝達測定におけるホーンドライバーユニットとして機能する。
【００３２】
スピーカ１４の上端には、たとえば、半径５ｍｍの導管を開けたアクリル製ブロックであるガイド管１６が取り付けられている。スピーカ１４から出力された音声信号はこのガイド管１６を通して計測対象の中空の音響管１８に伝わる。ガイド管１６の側壁には、一列に所定の間隔でプローブマイク３０，３２の導入孔１７が複数個開けられている。導入孔１７は、ガイド管の導波方向とは垂直に開けられており、プローブマイク３０および３２の先端はガイド管の中心にくるように挿入される。また、このような導入孔へプローブマイクを差し替えることにより、プローブマイク３０と３２との間隔ｄを、特に限定されないが、たとえば、１０ｍｍ、２０ｍｍ、３０ｍｍに可変とすることができる。図２においては、ガイド管の入口（スピーカ１４側）から５０ｍｍであって、測定対象音響管１８の入口から８０ｍｍのところにプローブマイク３２が挿入されている。プローブマイク３０については、測定対象音響管１８までの距離を、５０ｍｍ〜７０ｍｍで１０ｍｍごとに可変であるものとする。
【００３３】
プローブマイク３０および３２の出力は、音圧ｐ1（ｔ），ｐ2（ｔ）にそれぞれ相当し、アンプ３４で増幅された後、ハイパスフィルタ３６により８０Ｈｚ以下ｎ雑音成分がカットオフされて、Ａ／Ｄ変換器３８により、たとえば、標本化周波数１００ｋＨｚ、量子化１５ビットにてデジタルデータに変換されて、コンピュータ１００中の記憶装置（図示せず）に格納される。
【００３４】
計測対象音響管１８の出口側には、出口の周りにはめ込まれたバッフル板２０が設けられ、計測対象音響管１８の出口での音圧がプローブマイク４０により測定され、プローブマイク４０の出力もアンプ４２により増幅された後、Ａ／Ｄ変換器３８によりデジタルデータに変換されて、コンピュータ１００中の上記記憶装置に格納される。
【００３５】
コンピュータ１００内のＣＰＵ（Central Processing Unit）の演算処理により、計測した音圧データは、波形が安定した１００ｍｓｅｃの区間を切り出される。そして、予めピストンホンを用いてプローブマイクごとに校正を行なっておき、単位を圧力［Ｐａ］に変換する。ＣＰＵは、上述した音響計測に関する理論にもとづいて伝達関数を計算する。
【００３６】
図３は、音響伝達特性測定装置１０００を機能ブロック図として示す図である。図３中で、点線で囲んだ部分が、コンピュータ１００中のＣＰＵで行なわれる処理に相当する。
【００３７】
また、図４は、音響伝達特性測定装置１０００の処理のフローを説明するためのフローチャートである。
【００３８】
図３および図４を参照して、まず、音響伝達特性測定装置１０００では、ガイド管内の２点の音圧信号がプローブマイク３０および３２により測定され、測定対象音響管１８の出口（放射端）の放射端音圧信号が、プローブマイク４０により測定される（ステップＳ１００）。プローブマイク３０および３２の出力とプローブマイク４０の出力とは、増幅器３４，４２により増幅され、Ａ／Ｄ変換器３８によりデジタルデータに変換される。
【００３９】
続いて、平均部１００２により、２点の音圧が平均されて、式（３）にしたがって、中間位置Ｃでの音圧ｐc(t)を近似する（ステップＳ１０２）。
【００４０】
さらに、減算部１００４により、２点の音圧の差が計算され、さらに積分部１００６により積分されて、中間位置Ｃでの粒子速度ｖc(t)を式（２）にしたがって近似する（ステップＳ１０４）。
【００４１】
ＦＦＴ分析部１００８により、音圧ｐc(t)と粒子速度ｖc(t)とを周波数領域に高速フーリエ変換して、Ｐc（ω）およびＶc（ω）を求める。さらに、入力端粒子速度演算部１０１０では、式（５）にしたがって、音響管１８の入力端の粒子速度Ｖin（ω）を求める（ステップＳ１０６）。
【００４２】
入力端体積速度演算部１０１２では、式（６）にしたがって、音響管１８の入力端の粒子速度Ｕin（ω）を求める（ステップＳ１０８）。
【００４３】
一方、プローブマイク４０により測定された放射端の音圧Ｐout（ｔ）は、ＦＦＴ分析部１００８により、周波数領域に高速フーリエ変換されて、音圧Ｐout（ω）が求められる。音響伝達特性演算部１０１４では、放射端の音圧Ｐout（ω）と、入力端の粒子速度Ｕin（ω）から、式（１）にしたがって、伝達関数Ｈ（ω）を求める（ステップＳ１１０）。
【００４４】
［測定結果およびシミュレーション結果］
図５は、測定対象音響管１８が、長さ３００ｍｍ、内部直径１６．８ｍｍ、管厚１．６ｍｍの一様音響管である場合の共鳴周波数の測定結果を示す図である。
【００４５】
図５において、ｎ番目の共鳴周波数は、“Ｆｎ”で示されている。
【００４６】
プローブマイク３０および３２の間隔を、１０ｍｍ、２０ｍｍ、３０ｍｍと変化させた場合に、実測された共鳴周波数の電気回路モデルにより得られる計算値に対する誤差を各測定値の横のかっこ内に示す。
【００４７】
なお、一様音響管では、電気回路モデルがその特性をよく表現できていると考えられ、電気回路モデルでの放射インピーダンスＺRは、文献：Causse, R., Kergomard, J., and Lurton, X., “Input impedance of brass musical instruments - comparison between experiment and numerical models,” J. Acoust. Soc. Am., Vol.75, No.1, pp.241-254, 1984によれば、以下の式（７）で表される。
【００４８】
【数６】
【００４９】
ここで、ｚ＝ｋｒであり、ｋは波数、ｒは放射端の半径である。この式（７）は、ｋｒ＜１．５の周波数範囲で正確である。
【００５０】
図５により、少なくとも周波数５００Ｈｚ未満では、ｄ＝２０ｍｍとし、５００Ｈｚ以上では、ｄ＝１０ｍｍとすれば、測定精度は２．６％以下を確保できることが分かる。
【００５１】
図６は、図５で説明した一様音響管を測定対象とした場合の伝達関数の周波数依存性を実測値をモデル計算値とを対比して示す図である。縦軸は、伝達関数を相対値で示す。
【００５２】
図６では、周波数５００Ｈｚ未満では、ｄ＝２０ｍｍとし、５００Ｈｚ以上では、ｄ＝１０ｍｍとして測定している。
【００５３】
実測値とモデル計算の値とは、ピーク周波数の値および形状とも良い一致を示していることがわかる。
【００５４】
次に、測定対象音響管が２段の半径を有する場合の実測値とモデルとの対比について説明する。
【００５５】
図７は、測定対象となる２段音響管の形状を示す概念図である。
【００５６】
入力端側の一段目は、長さ１００ｍｍ、直径２７．０ｍｍであり、放射端側の２段目は、長さ１００ｍｍ、直径１６．８ｍｍである。
【００５７】
図８は、図７で説明した２段音響管を測定対象とした場合の伝達関数の周波数依存性を実測値をモデル計算値とを対比して示す図である。縦軸は、伝達関数を相対値で示す。
【００５８】
図６では、ｄ＝１０ｍｍ固定として測定している。
【００５９】
実測値とモデル計算の値とは、ピーク周波数の値および形状とも良い一致を示しており、音響伝達特性測定装置１０００により、ステップ形状を有するような音響管についても、正確な測定が可能であることが分かる。
【００６０】
［測定精度に関するシミュレーション］
以上説明したとおり、音響伝達特性測定装置１０００においては、以下のような構成となっていることが特徴的である。
【００６１】
１）測定周波数にあわせて、マイク間距離を変えることが可能な構成となっている。
【００６２】
２）ガイド管の接続部での波面の乱れの問題に対して
２−１）プローブマイク３０または３２から、スピーカ１４または測定対象音響管１８とガイド管１６の接続部までの距離を十分にとっている。
【００６３】
２−２）ガイド管の穴の径が十分に細くなっている。
【００６４】
すなわち、本手法では、音波の等圧面は平面波で伝搬することが前提となっている。しかし、スピーカ１４とガイド管１６の接続部、およびガイド管１６と測定対象音響管１８との接続部では、断面積が大きく変化するため音波の等圧面は一般には平面波とならない。
【００６５】
そこで、２−１）における「十分な距離」とはどの程度かを調べるために有限要素法によるシミュレーションを行った結果について以下に説明する。
【００６６】
（ガイド管の直径 １０ｍｍ、音波の周波数６０００Ｈｚの場合）
図９は、ガイド管の直径１０ｍｍ、音波の周波数６０００Ｈｚの場合に、シミュレーションにより得られた音波の等圧面を示すであり、図１０はスピーカとの接続部分の音波の等圧面を拡大して示す図である。
【００６７】
ガイド管の接続部から約１５ｍｍの範囲では音波の等圧面が平面となっていない。従って、マイク３２はガイド管の接続部から最低でも１５ｍｍ以上離す必要がある。実際には余裕を見て１５ｍｍの数倍以上離すことになる。
【００６８】
等圧面の乱れは、高い周波数ほどより大きくなる。従って、測定対象音響管の伝達特性を１０ｋＨｚまで計測しようとすれば、１５ｍｍよりさらに長く距離をとる必要がある。なお、マイク間隔を５ｍｍ程度にすることによって１０ｋＨｚ程度まで計測できる。
【００６９】
（ガイド管の直径 ５ｍｍ、音波の周波数６０００Ｈｚの場合）
図１１は、ガイド管の直径５ｍｍ、音波の周波数６０００Ｈｚの場合に、シミュレーションにより得られた音波の等圧面を示す図であり、図１２はスピーカとの接続部分の音波の等圧面を拡大して示す図である。
【００７０】
ガイド管の接続部から約７ｍｍの範囲では音波の等圧面が平面となっていない。従って、マイク３２はガイド管の接続部から最低でも７ｍｍ以上離す必要がある。実際には余裕を見て７ｍｍの数倍以上離すことになる。
【００７１】
すなわち、図９〜図１２の結果によれば、少なくともスピーカ１４とガイド管１６の接続部から、プローブマイク３２は、少なくともガイド管の直径の１．５倍以上、好ましくは、３〜４．５倍以上離しておくことが望ましい。
【００７２】
また、測定周波数が、６ｋＨｚ程度までであれば、ガイド管の直径は、５ｍｍ程度が望ましい。
【００７３】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明において採用する音響計測の原理を説明するための概念図である。
【図２】本発明の音響伝達特性測定装置１０００の構成を示すブロック図である。
【図３】音響伝達特性測定装置１０００を機能ブロック図として示す図である。
【図４】音響伝達特性測定装置１０００の処理のフローを説明するためのフローチャートである。
【図５】測定対象音響管１８が、長さ３００ｍｍ、内部直径１６．８ｍｍ、管厚１．６ｍｍの一様音響管である場合の共鳴周波数の測定結果を示す図である。
【図６】図５で説明した一様音響管を測定対象とした場合の伝達関数の周波数依存性を実測値をモデル計算値とを対比して示す図である。
【図７】測定対象となる２段音響管の形状を示す概念図である。
【図８】図７で説明した２段音響管を測定対象とした場合の伝達関数の周波数依存性を実測値をモデル計算値とを対比して示す図である。
【図９】ガイド管の直径１０ｍｍ、音波の周波数６０００Ｈｚの場合に、シミュレーションにより得られた音波の等圧面を示す図である。
【図１０】スピーカとの接続部分の音波の等圧面を拡大して示す図である。
【図１１】ガイド管の直径５ｍｍ、音波の周波数６０００Ｈｚの場合に、シミュレーションにより得られた音波の等圧面を示す図である。
【図１２】スピーカとの接続部分の音波の等圧面を拡大して示す図である。
【符号の説明】
【００７５】
１０ サイン波発生器、１２ アンプ、１４ スピーカ、１６ ガイド管、１７ 導入孔、１８ 計測対象音響管、３０，３２，４０ プローブマイク、３４，４２ アンプ、３６ ハイパスフィルタ、３８ Ａ／Ｄ変換器、１００ コンピュータ、１０００ 音響伝達特性測定装置。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、音響伝達特性測定装置および音響伝達特性測定方法に関し、特に、有限領域を形成する中空体としての音響管の音響伝達特性を測定するための音響伝達特性測定装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
核磁気共鳴法（ＭＲＩ：Magnetic Resonance Imaging）は、発話時の発声器官の形態観測に広く用いられている。ＭＲＩを用いれば、非侵襲的にかつ被曝の問題なく発声器官の３次元構造を観測することができ、さらに３次元ＭＲ画像から声道領域を抽出することによって３次元声道形状を得ることが可能である（たとえば、非特許文献１を参照）。このようにして得られた３次元声道形状をもとにして、有限要素法（ＦＥＭ：Finite Element Method）により声道の伝達関数を求める研究が行われている（たとえば、非特許文献２を参照）。
【０００３】
一方で、声道断面積関数から伝達関数を求める方法としては、電気回路理論が古くから用いられている。この理論は音響管内を音波が平面波として伝播することを仮定している。しかし、実際の声道では必ずしも音波が平面波として伝播するとは限らない。それに対して、ＦＥＭは平面波伝播の仮定を必要としないため、３次元声道形状の伝達関数を求める有効な手法であるといえる。
【０００４】
しかしながら、現状では、ＦＥＭにより求めた伝達関数が実測される特性に対してどの程度の精度を有しているかは、必ずしも明らかとは言えず、「ＭＲＩ等を用いて正確な３次元声道形状が得られれば、その人の実音声のスペクトルをシミュレートできるのか」が明確ではない。
【０００５】
ところで、ＦＥＭにより計算された伝達関数を実測値と比較するためには、逆に、与えられた音響管の伝達関数を高精度で測定する必要がある。このような音響管の伝達関数を測定する方法としては、たとえば、音響管の出口側から挿入された２つのプローブマイクロホン（Ｍ１，Ｍ２）で構成される二点音圧検出部で音響管内における測定点近傍の二点の音圧を検出し、測定点体積流演算部で測定点の体積流を演算し、マイクロホン（Ｍ３）で構成される放射端音圧検出部で放射端の音圧を検出し、放射端体積流演算部で放射端の体積流を演算し、音響伝達特性演算部が求められた測定点の体積流と求められた放射端の体積流との比を求めて、音響伝達特性を得るという方法が知られている（たとえば、特許文献１を参照）。しかしながら、このような測定方法によって得られた音響管の伝達関数の測定精度については、必ずしも明確ではない。
【０００６】
さらに、音響管の入口側に結合されたガイド管に挿入された２つのプローブマイクロホン（Ｍ１，Ｍ２）で構成される二点音圧検出部でガイド管内における測定点近傍の二点の音圧を検出し、マイクロホン（Ｍ３）で構成される放射端音圧検出部で音響管の放射端の音圧を検出する方法も提案されているが、広い周波数にわたって、精度よく音響管の伝達関数を測定することが困難である、という問題があった（たとえば、非特許文献３，４，５を参照）。
【特許文献１】特開平８−１０１０６１号公報明細書
【非特許文献１】Bear, Gore, Gracco and Nye, “Analysis of Vocal tract shape and dimensions using magnetic resonance imaging: Vowels,” Journal of the Acoustical Society of America, Vol.90, No.2, pp.799-828(1991)
【非特許文献２】松崎、基樹、幹、“３次元有限要素法による分岐および口唇形状を考慮した声道モデルの音響解析，” 日本音響学会講演論文集（春） ｐｐ．２８５−２８６（２００３）
【非特許文献３】北村、西本、藤田、本多、「音響計測およびシミュレーションによる声道模型の伝達特性の比較」、日本音響学会講演論文集（春） ｐｐ．２８３−２８４（２００３）
【非特許文献４】北村、西本、藤田、本多、「音響計測、電気回路理論およびＦＥＭにより求めた声道模型の伝達関数の比較」、電子情報通信学会、信学技報 ＥＡ２００３−７，ＳＰ２００３−７，ｐｐ．３７−４２（２００３）
【非特許文献５】北村、藤田、本多、西本、「円筒管の連結で表される声道模型の伝達関数の音響計測」、日本音響学会講演論文集（秋） ｐｐ．３０７−３０８（２００３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上述したような問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、広い周波数にわたって、高精度に音響管の伝達関数を測定することが可能な音響伝達特性測定装置および音響伝達特性測定方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような目的を達成するために、本発明の１つの局面にしたがうと、音響伝達特性測定装置であって、中空の測定対象音響管の一端側に対して送り込むための音波を生成する音波駆動手段と、前記駆動手段と前記測定対象音響管の一端側との間に設けられる一様な径を有するガイド管と、前記測定対象音響管の一端から前記ガイド管内の前記音波が平面波となる距離以上離れた第１の点での音圧を検出する第１の音圧検出手段と、前記ガイド管内の第２の点での音圧を検出する第２の音圧検出手段と、前記第１および第２の点の間隔を変更するための間隔変更手段と、前記測定対象音響管の他端である放射端での放射端音圧を検出する放射端音圧検出手段と、前記第１および第２の点の中間点の音圧と体積流とを演算する音圧体積流演算手段と、前記音圧体積流演算手段によって得られた前記中間点の音圧と体積流ならびに前記放射音圧を周波数領域にフーリエ変換する変換手段と、前記変換手段によって得られた周波数領域の中間点の音圧と体積流とから前記測定対象音響管の一端での体積流を求める入力端体積流演算手段と、前記変換手段で変換された前記放射端での音圧と前記測定対象音響管の一端での体積流とに基づいて、前記測定対象音響管の音響伝達関数を求める音響伝達特性演算手段とをさらに備える。
【０００９】
好ましくは、前記所定距離は、前記ガイド管の直径の１．５倍以上である。
【００１０】
この発明の他の局面にしたがうと、音響伝達特性測定方法であって、中空の測定対象音響管の一端側に設けられる一様な径を有するガイド管を介して、前記測定対象音響管の前記一端側に対して音波を送り込むステップと、前記測定対象音響管の一端から前記ガイド管内の前記音波が平面波となる距離以上離れた第１の点と、前記ガイド管内の第２の点での音圧を検出するステップと、前記音波の周波数に応じて、前記第１および前記第２の点の間隔を変更するステップと、前記測定対象音響管の他端である放射端での放射端音圧を検出するステップと、前記第１および第２の点の中間点の音圧と体積流とを演算するステップと、演算により得られた前記中間点の音圧と体積流ならびに前記放射音圧を周波数領域にフーリエ変換するステップと、前記変換手段によって得られた周波数領域の中間点の音圧と体積流とから前記測定対象音響管の入力側の一端での体積流を求めるステップと、変換された前記放射端での音圧と変換された前記測定対象音響管の前記一端での体積流とに基づいて、前記測定対象音響管の音響伝達関数を求めるステップとを備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る音響伝達特性測定装置および音響伝達特性測定方法によれば、広い周波数にわたって、高精度に音響管の伝達関数を測定することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００１３】
（音響計測に関する理論）
図１は、本発明において採用する音響計測の原理を説明するための概念図である。
【００１４】
以下では、本発明の音響伝達特性測定装置および音響伝達特性測定方法を説明するにあたり、その前提となる音響計測に関する理論を簡単に説明しておく。
【００１５】
音響管の伝達関数Ｈ（ω）は、入力端の体積速度Ｕin（ω）と出力端の音圧Ｐout（ω）の比として、以下の式（１）で与えられる。
【００１６】
【数１】
【００１７】
ここでωは周波数である。体積速度を直接計測することは困難であるため、音圧から求めることを考える。
【００１８】
まず、入力端の体積速度Ｕin（ω）について考える。図１に示すように、伝達関数の計測対象である音響管の入力端に半径ｒが既知の音響管であるガイド管を接続して音を入力する。ガイド管の半径ｒは、一様であるものとする。
【００１９】
そして、このガイド管の中で近接した２点の音圧ｐ1（ｔ），ｐ2（ｔ）を計測する。
【００２０】
音波が音響管内を平面波として伝播すると仮定すれば、この２点の中間地点（図１中のＣ点）における粒子速度ｖc(t)と音圧ｐc(t)を以下の式（２）および式（３）により近似的に求めることができる。
【００２１】
【数２】
【００２２】
ここでρは空気の密度、ｄは２つの測定点間の距離である。ここで、距離ｄは、正確に測定できる周波数ｆの上限を与えるので、周波数ｆまでが測定対象の場合、以下の式が満たされる必要がある。
【００２３】
【数３】
【００２４】
ここで、ｃは、音速である。
【００２５】
図１中のＣ点から入力端までの部分の長さｌおよび断面積が既知であれば、その区間の伝達行列（transmission matrix）を用いることによって、入力端における音圧Ｐin（ω）および粒子速度Ｖin（ω）を、以下の式（５）のように得ることができる。
【００２６】
【数４】
【００２７】
ここで、γはＣ点から入力端までの部分の伝播定数であり、ＺおよびＹは、それぞれ、特性インピーダンスおよび特性アドミッタンスである。さらに、Ｐc（ω）および粒子速度Ｖc（ω）は、音圧ｐc(t)と粒子速度ｖc(t)とを周波数領域にフーリエ変換したものである。
【００２８】
音響管の入力端の体積速度Ｕin（ω）は、ガイド管の半径ｒを用いると以下の式（６）で求められる。
【００２９】
【数５】
【００３０】
［装置構成］
図２は、本発明の音響伝達特性測定装置１０００の構成を示すブロック図である。
【００３１】
図２を参照して、音響伝達特性測定装置１０００は、たとえば１００Ｈｚ〜６０００Ｈｚであって３００ｍｓｅｃのサイン波を順次生成するサイン波発生器１０と、サイン波発生器１０の出力を増幅するアンプ１２と、アンプ１２の出力を音に変換するスピーカ１４とを備える。このスピーカ１４が、音響伝達測定におけるホーンドライバーユニットとして機能する。
【００３２】
スピーカ１４の上端には、たとえば、半径５ｍｍの導管を開けたアクリル製ブロックであるガイド管１６が取り付けられている。スピーカ１４から出力された音声信号はこのガイド管１６を通して計測対象の中空の音響管１８に伝わる。ガイド管１６の側壁には、一列に所定の間隔でプローブマイク３０，３２の導入孔１７が複数個開けられている。導入孔１７は、ガイド管の導波方向とは垂直に開けられており、プローブマイク３０および３２の先端はガイド管の中心にくるように挿入される。また、このような導入孔へプローブマイクを差し替えることにより、プローブマイク３０と３２との間隔ｄを、特に限定されないが、たとえば、１０ｍｍ、２０ｍｍ、３０ｍｍに可変とすることができる。図２においては、ガイド管の入口（スピーカ１４側）から５０ｍｍであって、測定対象音響管１８の入口から８０ｍｍのところにプローブマイク３２が挿入されている。プローブマイク３０については、測定対象音響管１８までの距離を、５０ｍｍ〜７０ｍｍで１０ｍｍごとに可変であるものとする。
【００３３】
プローブマイク３０および３２の出力は、音圧ｐ1（ｔ），ｐ2（ｔ）にそれぞれ相当し、アンプ３４で増幅された後、ハイパスフィルタ３６により８０Ｈｚ以下ｎ雑音成分がカットオフされて、Ａ／Ｄ変換器３８により、たとえば、標本化周波数１００ｋＨｚ、量子化１５ビットにてデジタルデータに変換されて、コンピュータ１００中の記憶装置（図示せず）に格納される。
【００３４】
計測対象音響管１８の出口側には、出口の周りにはめ込まれたバッフル板２０が設けられ、計測対象音響管１８の出口での音圧がプローブマイク４０により測定され、プローブマイク４０の出力もアンプ４２により増幅された後、Ａ／Ｄ変換器３８によりデジタルデータに変換されて、コンピュータ１００中の上記記憶装置に格納される。
【００３５】
コンピュータ１００内のＣＰＵ（Central Processing Unit）の演算処理により、計測した音圧データは、波形が安定した１００ｍｓｅｃの区間を切り出される。そして、予めピストンホンを用いてプローブマイクごとに校正を行なっておき、単位を圧力［Ｐａ］に変換する。ＣＰＵは、上述した音響計測に関する理論にもとづいて伝達関数を計算する。
【００３６】
図３は、音響伝達特性測定装置１０００を機能ブロック図として示す図である。図３中で、点線で囲んだ部分が、コンピュータ１００中のＣＰＵで行なわれる処理に相当する。
【００３７】
また、図４は、音響伝達特性測定装置１０００の処理のフローを説明するためのフローチャートである。
【００３８】
図３および図４を参照して、まず、音響伝達特性測定装置１０００では、ガイド管内の２点の音圧信号がプローブマイク３０および３２により測定され、測定対象音響管１８の出口（放射端）の放射端音圧信号が、プローブマイク４０により測定される（ステップＳ１００）。プローブマイク３０および３２の出力とプローブマイク４０の出力とは、増幅器３４，４２により増幅され、Ａ／Ｄ変換器３８によりデジタルデータに変換される。
【００３９】
続いて、平均部１００２により、２点の音圧が平均されて、式（３）にしたがって、中間位置Ｃでの音圧ｐc(t)を近似する（ステップＳ１０２）。
【００４０】
さらに、減算部１００４により、２点の音圧の差が計算され、さらに積分部１００６により積分されて、中間位置Ｃでの粒子速度ｖc(t)を式（２）にしたがって近似する（ステップＳ１０４）。
【００４１】
ＦＦＴ分析部１００８により、音圧ｐc(t)と粒子速度ｖc(t)とを周波数領域に高速フーリエ変換して、Ｐc（ω）およびＶc（ω）を求める。さらに、入力端粒子速度演算部１０１０では、式（５）にしたがって、音響管１８の入力端の粒子速度Ｖin（ω）を求める（ステップＳ１０６）。
【００４２】
入力端体積速度演算部１０１２では、式（６）にしたがって、音響管１８の入力端の粒子速度Ｕin（ω）を求める（ステップＳ１０８）。
【００４３】
一方、プローブマイク４０により測定された放射端の音圧Ｐout（ｔ）は、ＦＦＴ分析部１００８により、周波数領域に高速フーリエ変換されて、音圧Ｐout（ω）が求められる。音響伝達特性演算部１０１４では、放射端の音圧Ｐout（ω）と、入力端の粒子速度Ｕin（ω）から、式（１）にしたがって、伝達関数Ｈ（ω）を求める（ステップＳ１１０）。
【００４４】
［測定結果およびシミュレーション結果］
図５は、測定対象音響管１８が、長さ３００ｍｍ、内部直径１６．８ｍｍ、管厚１．６ｍｍの一様音響管である場合の共鳴周波数の測定結果を示す図である。
【００４５】
図５において、ｎ番目の共鳴周波数は、“Ｆｎ”で示されている。
【００４６】
プローブマイク３０および３２の間隔を、１０ｍｍ、２０ｍｍ、３０ｍｍと変化させた場合に、実測された共鳴周波数の電気回路モデルにより得られる計算値に対する誤差を各測定値の横のかっこ内に示す。
【００４７】
なお、一様音響管では、電気回路モデルがその特性をよく表現できていると考えられ、電気回路モデルでの放射インピーダンスＺRは、文献：Causse, R., Kergomard, J., and Lurton, X., “Input impedance of brass musical instruments - comparison between experiment and numerical models,” J. Acoust. Soc. Am., Vol.75, No.1, pp.241-254, 1984によれば、以下の式（７）で表される。
【００４８】
【数６】
【００４９】
ここで、ｚ＝ｋｒであり、ｋは波数、ｒは放射端の半径である。この式（７）は、ｋｒ＜１．５の周波数範囲で正確である。
【００５０】
図５により、少なくとも周波数５００Ｈｚ未満では、ｄ＝２０ｍｍとし、５００Ｈｚ以上では、ｄ＝１０ｍｍとすれば、測定精度は２．６％以下を確保できることが分かる。
【００５１】
図６は、図５で説明した一様音響管を測定対象とした場合の伝達関数の周波数依存性を実測値をモデル計算値とを対比して示す図である。縦軸は、伝達関数を相対値で示す。
【００５２】
図６では、周波数５００Ｈｚ未満では、ｄ＝２０ｍｍとし、５００Ｈｚ以上では、ｄ＝１０ｍｍとして測定している。
【００５３】
実測値とモデル計算の値とは、ピーク周波数の値および形状とも良い一致を示していることがわかる。
【００５４】
次に、測定対象音響管が２段の半径を有する場合の実測値とモデルとの対比について説明する。
【００５５】
図７は、測定対象となる２段音響管の形状を示す概念図である。
【００５６】
入力端側の一段目は、長さ１００ｍｍ、直径２７．０ｍｍであり、放射端側の２段目は、長さ１００ｍｍ、直径１６．８ｍｍである。
【００５７】
図８は、図７で説明した２段音響管を測定対象とした場合の伝達関数の周波数依存性を実測値をモデル計算値とを対比して示す図である。縦軸は、伝達関数を相対値で示す。
【００５８】
図６では、ｄ＝１０ｍｍ固定として測定している。
【００５９】
実測値とモデル計算の値とは、ピーク周波数の値および形状とも良い一致を示しており、音響伝達特性測定装置１０００により、ステップ形状を有するような音響管についても、正確な測定が可能であることが分かる。
【００６０】
［測定精度に関するシミュレーション］
以上説明したとおり、音響伝達特性測定装置１０００においては、以下のような構成となっていることが特徴的である。
【００６１】
１）測定周波数にあわせて、マイク間距離を変えることが可能な構成となっている。
【００６２】
２）ガイド管の接続部での波面の乱れの問題に対して
２−１）プローブマイク３０または３２から、スピーカ１４または測定対象音響管１８とガイド管１６の接続部までの距離を十分にとっている。
【００６３】
２−２）ガイド管の穴の径が十分に細くなっている。
【００６４】
すなわち、本手法では、音波の等圧面は平面波で伝搬することが前提となっている。しかし、スピーカ１４とガイド管１６の接続部、およびガイド管１６と測定対象音響管１８との接続部では、断面積が大きく変化するため音波の等圧面は一般には平面波とならない。
【００６５】
そこで、２−１）における「十分な距離」とはどの程度かを調べるために有限要素法によるシミュレーションを行った結果について以下に説明する。
【００６６】
（ガイド管の直径 １０ｍｍ、音波の周波数６０００Ｈｚの場合）
図９は、ガイド管の直径１０ｍｍ、音波の周波数６０００Ｈｚの場合に、シミュレーションにより得られた音波の等圧面を示すであり、図１０はスピーカとの接続部分の音波の等圧面を拡大して示す図である。
【００６７】
ガイド管の接続部から約１５ｍｍの範囲では音波の等圧面が平面となっていない。従って、マイク３２はガイド管の接続部から最低でも１５ｍｍ以上離す必要がある。実際には余裕を見て１５ｍｍの数倍以上離すことになる。
【００６８】
等圧面の乱れは、高い周波数ほどより大きくなる。従って、測定対象音響管の伝達特性を１０ｋＨｚまで計測しようとすれば、１５ｍｍよりさらに長く距離をとる必要がある。なお、マイク間隔を５ｍｍ程度にすることによって１０ｋＨｚ程度まで計測できる。
【００６９】
（ガイド管の直径 ５ｍｍ、音波の周波数６０００Ｈｚの場合）
図１１は、ガイド管の直径５ｍｍ、音波の周波数６０００Ｈｚの場合に、シミュレーションにより得られた音波の等圧面を示す図であり、図１２はスピーカとの接続部分の音波の等圧面を拡大して示す図である。
【００７０】
ガイド管の接続部から約７ｍｍの範囲では音波の等圧面が平面となっていない。従って、マイク３２はガイド管の接続部から最低でも７ｍｍ以上離す必要がある。実際には余裕を見て７ｍｍの数倍以上離すことになる。
【００７１】
すなわち、図９〜図１２の結果によれば、少なくともスピーカ１４とガイド管１６の接続部から、プローブマイク３２は、少なくともガイド管の直径の１．５倍以上、好ましくは、３〜４．５倍以上離しておくことが望ましい。
【００７２】
また、測定周波数が、６ｋＨｚ程度までであれば、ガイド管の直径は、５ｍｍ程度が望ましい。
【００７３】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明において採用する音響計測の原理を説明するための概念図である。
【図２】本発明の音響伝達特性測定装置１０００の構成を示すブロック図である。
【図３】音響伝達特性測定装置１０００を機能ブロック図として示す図である。
【図４】音響伝達特性測定装置１０００の処理のフローを説明するためのフローチャートである。
【図５】測定対象音響管１８が、長さ３００ｍｍ、内部直径１６．８ｍｍ、管厚１．６ｍｍの一様音響管である場合の共鳴周波数の測定結果を示す図である。
【図６】図５で説明した一様音響管を測定対象とした場合の伝達関数の周波数依存性を実測値をモデル計算値とを対比して示す図である。
【図７】測定対象となる２段音響管の形状を示す概念図である。
【図８】図７で説明した２段音響管を測定対象とした場合の伝達関数の周波数依存性を実測値をモデル計算値とを対比して示す図である。
【図９】ガイド管の直径１０ｍｍ、音波の周波数６０００Ｈｚの場合に、シミュレーションにより得られた音波の等圧面を示す図である。
【図１０】スピーカとの接続部分の音波の等圧面を拡大して示す図である。
【図１１】ガイド管の直径５ｍｍ、音波の周波数６０００Ｈｚの場合に、シミュレーションにより得られた音波の等圧面を示す図である。
【図１２】スピーカとの接続部分の音波の等圧面を拡大して示す図である。
【符号の説明】
【００７５】
１０ サイン波発生器、１２ アンプ、１４ スピーカ、１６ ガイド管、１７ 導入孔、１８ 計測対象音響管、３０，３２，４０ プローブマイク、３４，４２ アンプ、３６ ハイパスフィルタ、３８ Ａ／Ｄ変換器、１００ コンピュータ、１０００ 音響伝達特性測定装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空の測定対象音響管の一端側に対して送り込むための音波を生成する音波駆動手段と、
前記駆動手段と前記測定対象音響管の一端側との間に設けられる一様な径を有するガイド管と、
前記測定対象音響管の一端から前記ガイド管内の前記音波が平面波となる距離以上離れた第１の点での音圧を検出する第１の音圧検出手段と、
前記ガイド管内の第２の点での音圧を検出する第２の音圧検出手段と、
前記第１および第２の点の間隔を変更するための間隔変更手段と、
前記測定対象音響管の他端である放射端での放射端音圧を検出する放射端音圧検出手段と、
前記第１および第２の点の中間点の音圧と体積流とを演算する音圧体積流演算手段と、
前記音圧体積流演算手段によって得られた前記中間点の音圧と体積流ならびに前記放射音圧を周波数領域にフーリエ変換する変換手段と、
前記変換手段によって得られた周波数領域の中間点の音圧と体積流とから前記測定対象音響管の一端での体積流を求める入力端体積流演算手段と、
前記変換手段で変換された前記放射端での音圧と前記測定対象音響管の一端での体積流とに基づいて、前記測定対象音響管の音響伝達関数を求める音響伝達特性演算手段とをさらに備える、音響伝達特性測定装置。
【請求項２】
前記所定距離は、前記ガイド管の直径の１．５倍以上である、請求項１記載の音響伝達特性測定装置。
【請求項３】
中空の測定対象音響管の一端側に設けられる一様な径を有するガイド管を介して、前記測定対象音響管の前記一端側に対して音波を送り込むステップと、
前記測定対象音響管の一端から前記ガイド管内の前記音波が平面波となる距離以上離れた第１の点と、前記ガイド管内の第２の点での音圧を検出するステップと、
前記音波の周波数に応じて、前記第１および前記第２の点の間隔を変更するステップと、
前記測定対象音響管の他端である放射端での放射端音圧を検出するステップと、
前記第１および第２の点の中間点の音圧と体積流とを演算するステップと、
演算により得られた前記中間点の音圧と体積流ならびに前記放射音圧を周波数領域にフーリエ変換するステップと、
前記変換手段によって得られた周波数領域の中間点の音圧と体積流とから前記測定対象音響管の入力側の一端での体積流を求めるステップと、
変換された前記放射端での音圧と変換された前記測定対象音響管の前記一端での体積流とに基づいて、前記測定対象音響管の音響伝達関数を求めるステップとを備える、音響伝達特性測定方法。
【請求項１】
中空の測定対象音響管の一端側に対して送り込むための音波を生成する音波駆動手段と、
前記駆動手段と前記測定対象音響管の一端側との間に設けられる一様な径を有するガイド管と、
前記測定対象音響管の一端から前記ガイド管内の前記音波が平面波となる距離以上離れた第１の点での音圧を検出する第１の音圧検出手段と、
前記ガイド管内の第２の点での音圧を検出する第２の音圧検出手段と、
前記第１および第２の点の間隔を変更するための間隔変更手段と、
前記測定対象音響管の他端である放射端での放射端音圧を検出する放射端音圧検出手段と、
前記第１および第２の点の中間点の音圧と体積流とを演算する音圧体積流演算手段と、
前記音圧体積流演算手段によって得られた前記中間点の音圧と体積流ならびに前記放射音圧を周波数領域にフーリエ変換する変換手段と、
前記変換手段によって得られた周波数領域の中間点の音圧と体積流とから前記測定対象音響管の一端での体積流を求める入力端体積流演算手段と、
前記変換手段で変換された前記放射端での音圧と前記測定対象音響管の一端での体積流とに基づいて、前記測定対象音響管の音響伝達関数を求める音響伝達特性演算手段とをさらに備える、音響伝達特性測定装置。
【請求項２】
前記所定距離は、前記ガイド管の直径の１．５倍以上である、請求項１記載の音響伝達特性測定装置。
【請求項３】
中空の測定対象音響管の一端側に設けられる一様な径を有するガイド管を介して、前記測定対象音響管の前記一端側に対して音波を送り込むステップと、
前記測定対象音響管の一端から前記ガイド管内の前記音波が平面波となる距離以上離れた第１の点と、前記ガイド管内の第２の点での音圧を検出するステップと、
前記音波の周波数に応じて、前記第１および前記第２の点の間隔を変更するステップと、
前記測定対象音響管の他端である放射端での放射端音圧を検出するステップと、
前記第１および第２の点の中間点の音圧と体積流とを演算するステップと、
演算により得られた前記中間点の音圧と体積流ならびに前記放射音圧を周波数領域にフーリエ変換するステップと、
前記変換手段によって得られた周波数領域の中間点の音圧と体積流とから前記測定対象音響管の入力側の一端での体積流を求めるステップと、
変換された前記放射端での音圧と変換された前記測定対象音響管の前記一端での体積流とに基づいて、前記測定対象音響管の音響伝達関数を求めるステップとを備える、音響伝達特性測定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００６−１０５６８３（Ｐ２００６−１０５６８３Ａ）
【公開日】平成１８年４月２０日（２００６．４．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２９０３３６（Ｐ２００４−２９０３３６）
【出願日】平成１６年１０月１日（２００４．１０．１）
【出願人】（３９３０３１５８６）株式会社国際電気通信基礎技術研究所 (905)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年４月２０日（２００６．４．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月１日（２００４．１０．１）
【出願人】（３９３０３１５８６）株式会社国際電気通信基礎技術研究所 (905)
【Ｆターム（参考）】
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