この気体流量変換器(正しくは気体流量-電気変換器)の性能は非常に重要で、この変換器の性能が楽器の性能を決めるといっても過言ではありません。特に応答速度、過度特性などが音楽表現に適したものでなければなりません。工業計測用のものなどはこの点、適しません。それで楽器専用の気体流量変換器を作りました。構造、原理は第1図に示すようなものでマウスピースから吹き込んだ息は、マウスピース部下側の逃げ穴から抜けますが、検出部の圧力を高めます。検出部にはゴム膜が張られており、その先にシャッターが付けられています。息が吹き込まれ、検出部の圧力が高まると、ゴム膜を押上げ、シャッターがフォト・トランジスタに当る光量を減じます。フォト・トランジスタは息を吹き込まないときは光がフルにあたっていて、オン状態になっていて、コレクタ、エミッタ間の電圧はゼロになっています。このため吹込まれた息の強さに応じた電圧が出力に現れます。また吹かないときは出力ゼロになります。これで気体流量は電気信号に変えられるわけです。ここでマウスピース部下側の逃げ穴はたいへん重要かつ巧妙な働きをします。その第1は水気の問題です。管内に息を吹き込みますと息は管にあたり、冷やされて水滴となります。管楽器奏者が、よく楽器内のツバ抜きをやるのはこのためで、別にツバを吹込むわけではないのですが、水滴が溜るわけです。本器の気体流量変換器では吹込まれた息はマウスピース部下側の逃げ穴に抜けますので空気の流れるのはこの間だけとなり、従って水滴が発生するのもこのマウスピース部だけに限られますので中に水滴がたまることがありません。電子回路に水滴は禁物ですし、検出部のゴム膜あたりに水がたまったりしますと、過度特性を悪くします。その点、本器のように水滴が内部に発生しないのはたいへん好都合なわけです。更にマウスピース部の水滴が中に流れ込まないようにパイプの曲げ方、検出部の向き等にも注意をはらっているわけです。その第2はブレスの問題です。吹奏楽器は人間が吹くのですからむやみに長いフレーズを吹くことはできません、途中で必ずブレスをしなければなりません。これは管楽器の宿命的な問題です。ところが本器の場合、マウスピースを少し深くくわえて逃げ穴を下唇でふさぐことにより息を吹き込まなくても口の中の圧力を適当にしておけばシャッターが押上げられ音が出ます。奏者はこの状態では鼻から息を吸い込みながら、音を出すことができて、どんな長いフレーズでも切らずに演奏できます。これは管楽器の宿命的な問題を解消したことになります。本器の気体流量変換器はだれが吹いてもその息の強さに応じた電圧出力を出します。従ってこの出力でトーン・ジェネレータからの出力を制御すれば誰が吹いてもすぐ一定の音が出せるわけです。普通の管楽器が、ただ吹いただけでは音が出ないのと大いに異なり、本器はともかく、ただ吹きさえすれば、どんな初心者でも簡単に美しいピッチの正確な音が出せるわけです。これは管楽器のいちばん難しい問題を解消したことになります。以上で一応吹奏ができ、微妙な強弱をつけられるわけですが、更に吹奏の仕方でビブラートをかけられるよう、気体流量変換器の出力信号を積分して、既に電子回路的テクニックで加工したあと、この信号でトーン・ジェネレータに周波数変調をかけています。これにより演奏者は、普通の木管楽器を演奏するときと同じように横隔膜をふるわせるなどして、吹き込む息に波をつけてやると、ビブラートをかけることができます。そしてこのことは単にビブラートをかけられるということにとどまらず、前に述べたように電子回路的テクニックで加工した信号を用いているので、発音するとき、その立上がりに過渡的に適当な初期変動を与えることができます。管楽器の場合、音の立上がり時、初期変動といって周波数の不安定に動く時期を経た後、安定したピッチになります。このごく短い、普通あまり気ずかない初期変動ということが、楽器の音色とか味といったものを決める重要な要素になります,木管楽器は、その音色が美しいので、あえてビブラートをかけなくても、じゅうぶん美しい音がするということからクラリネットやその他、特にビブラートをかけない方法さえある程ですが、この木管楽器の音が、ビブラートをかけなくてもなおかつ美しい音がする、という秘密は、その重要な要素として先程来述べている初期変動によるのだというのが小生の持論です。といいますのは“エレキサックス”で初期変動をつけたり、つけなかったりの実験をしてみますと、音色が相当変わるのです。“エレキサックス”で初期変動をつけますと、その音色は電気くささがなくなり、普通の楽器のような自然な音色になります。
このため“エレキサックス“は、他の電子楽器よりはるかに電気くささのない自然な、普通の楽器のような音色を出すことがでぎます(もちろん電気くさい音も出せる)
この初期変動は他の電子楽器でも使われているものもあるようですが、鍵盤楽器の場合初期変動のかかり方が一定になり、かなりメカニックになりがちですが“エレキサックス”の場合は、吹き方で初期変動をもコントロールできる為たいへん自然です。このことは音楽表現上重要な要素となります。吹き方で初期変動、ビブラートをコントロールできるということは、同じ音色のタブレットを入れていても、奏者によりかなり違う感じの音が出せる可能性がでてぎます。実際“エレキサックス”を演奏してみますと、たとえばトランペットのタブレットを入れて吠く時は、いかにもトランペットらしい吹き方(音の立上がり、初期変動、ビブラート、音のエンベロープ等)を するとトランペットによく似た音になりますが、吹き方を変えると同じタブレットを入れているにもかかわらず、トランベットと違う感じの音になります。他のタブレットにおいても事情は同じです。電子オルガンで、たとえばオーボエのタプレットを入れて演奏すると、たしかに音色はオーボエに似ていますが、演奏される音楽そのものは、オーボエの感じとは相当かけ離れたものとなります。しかし“エレキサックス”では吹き方をそれらしくすると、オーボエそっくりな演奏効果を出すことができます。この辺りは吹奏式ならではの味だと自負しております。また、気体流量変換器の構造からわかるように普通の木管楽器のように、マウスピースのくわえ方、唇の当て方、角度、吹き 込む息の早さ、強さ等によってピッチが狂うことがありません。出しにくい音、よく鳴らない音、むらのある音、等が原理的に存在しません。従って、誰が吹いても美しい一様な音が出せ、楽器さえ正確に調律されていれば、どのように吹いても常に正しいピッチの音が出てくれます。そして表現力は、管楽器のように微妙です。
上部のツマミはチューニング用と気体流量変換器ゼロアジャスト用
サックスよりも容易な運指法
運指は第2図の運指表(次頁)に示すとおりです。基本的にはサクソフォンの運指に準じています。サクソフォンは割合、合理的な運指であり、オクターブ・キーも持っている点、本器に適していると思われましたので採用しました。もつと合理的で独自のキー・システムにすることもできますが、現在普及している楽器の運指法を採用すれば、その楽器奏者がただちに本器を演奏できる利点があるわけです。またサキソフォンより更に運指を容易にするため、少し異なったキーもついています。その代表格はトリルキーです。
管楽器についているトリルキーは、ある特定の運指の困難なトリル等を出す場合、その他の換指キーとしてつけられてい
るものですが、このキーはその目的のとおり、また原理的にも特定の音の場合だけしか有効でありません。
ところが本器におけるトリルキーは全音域のどの音に対しても有効で0
5のトリルキーを押すと半音、1
0のトリルキーを押すと1音高くすることができます。これは演奏上たいへん便利なことで広範な換指キーとして演奏をより容易にします。オクターブ・キーは、これを押すことによりオクターブ高くすることができ、これにより音域を広げます。サキソフォンにはオクターブ・キーが1つしがありませんが、本器にはオクターブ下げるもの、オクターブ上げるもの、更にもうーオクターブ上げるものの3個のオクタープ・キーがあり、これによって4オクターブの音域をカバーします。これは他のどの木管楽器より広い音域です。普通、木管楽器はいちばん下のlオクターブを基本の運指で出し、次のオクターブはオーバー・ブローイングすることにより、だいたい最初のオクターブと同じ運指で出しますが第3オクターブは、第3倍音を使ったり全々別のキーを使ったりするので、まるで遼う運指となり、指使いを複雑にして最高音のオクターブはオーバー・ブローイングの難しさと重なってたいへん出しにくいものです。ところが本器においてはオクターブ・キーを押すだけでオーバー・ブローイングの難しさから解放され、その上、運指は下のオクターブから最高音のオクターブまで、まったく同じ運指の繰返しにより出すことができます。もう一度、第2図の運指表を見てその単純明解な運指を読み取ってください。そして単純である反面、独特のトリルキーにより広範な換指が、可能であることも見のがせない特長です。吹奏の項で書いた発音の容易さと相俟ってたいへん演奏を容易にしているわけです。
●音色と効果音
音色タブレットや、効果タブレットを持てるのは電子楽器の特長のようなもので、電子楽器である“エレキサックス”も電子オルガン等と同じように多くの音色タブレットや効果タブレットを持つことができます。
この為、例えばサスティンにすると、鐘の音やビブラフォン等のような打撃音、エレキベースのようにはじく音なども出すことができま
マンドリンのタブレットを入れると、マンドリンのようなトレモロ効果が出ます。第3図に本器の音色タブレット、効果タブレット等の一覧表を示します。なお、これらのタブレットを多くすることも少なくすることも自由なのは、電子オルガンの場合と同じです。楽器の外観は非常に重要で、楽器を手にした人が、何か得がたい宝物でも手にしたような夢を感じさせるものであることが必要であると、かねがね考えているのですが、今回試作したエレキサックスでは、実験だけでせいいっぱい、とてもデザインまで手がまわらず、なんともぶざまな代物で、ただ恥じ入るばかりです。製造価格は部品の使用量から見ますと、電子オルガンよりはるかに少なく、クラビオリン等の単音電子楽器ぐらいですから、価格も単音電子楽器並みにできるだろうと思われます。
●演奏した感じは
先にも述べましたように吹き方によって音程がくるったり、出しにくい音などが原理的に存在しません。従って誰が吹いても同じように美しい一様な音が出せます。またマウスピースのくわえ方でどんな長いフレーズも切ることなく吹けます。これは普通の管楽器では考えられなかったことです。オーボエ、リコーダー、トランペット、クラリネット、チェロ等のタブレットは、吹き方をそれらしくするとそれらの楽器に非常によく似た音が出せます。吹き方でコントロールできるビブラート、初期変動などの効果で表現力もまずまずです。発音があまりにもやさしいので本器をしばらく吹いていたらフルートが吹けなくなってしまいました。フルートを吹いても音がよく出ないのです。フルートの場合は各音を作るのに吹き方や口の形その他に、たいへん気を使わねば良い音がしません。そして、演奏のアラがすぐ表れてしまいます。それに引き換え“エレキサックス”は、発音が楽なのと同時に、音色の多様性に合わせて演奏のアラをかなり隠してくれます。また強力なアンプにつなげば、いくらでも大きな迫力ある音も出せますので、それに慣れてしまった現在、フルートを吹いても手ごたえがあまりなく貧弱な音のような気もします。
だいぶ独り善がりなことを並べてきましたが、本器はあくまで第1回目の試作品で、楽器としてはあまりにも不完全なところだらけです(今後、改良を重ねたいと、いろいろなアイディア持っております)
それでも不完全ながら、電子楽器の新しい方向の可能性は確認できたと考えております。しかし、方向が確認できたからといってこれが即完成された楽器につながるとは必ずしも考えておらず、電子楽器の新しい分野への提案と考えている次第です。本器の持つ可能性を感じとってもらうことができ、かつ本器が電子楽器の新しい分野を開くきっかけにでもなれば望外の喜びと期待している所です。
エレキサックスはシンセサイザが現れる以前の1960年代に開発されたもので、この原稿はウインドシンセなどが現れる遙か以前の1969年に書かれたものです。本稿は、現在の EWI, ウインドシンセ などへの技術開発の先駆をなすものです。
2)小松 明:木管楽器の難しさを解消した- 吹奏式電子楽器“エレキサックス”(2)
3)小松 明:[エレキサックス] 電子楽器 その新しい分野への提案
4)水上好男:電子楽器コンサート拝聴記 国産電子オルガンは世界のトップ
エレクトーンEX-21を筆頭に各社も個性をハッキリ打ち出す。
主な論文・著書に「体感音響振動の効果メカニズム試論」「音・音楽・振動と眠り」「音楽振動の食品分野への利用の可能性」「音楽療法最前線(共編)」「振動音響療法(訳著)」など多数
1960年代から70年代にかけて、エコニック・サウンドトランスデューサなど、動電型の電気-機械振動変換器を開発し、この技術をキーテクノロジーとしてボディソニック・システムを完成
1969年 第18回 全日本オーディオ・フェア のパンフレットに載った電子楽器演奏会の案内
電子サックスとでも呼ぶべき
新しい分野への提案
ステレオ・非バイノーラルヘッドホンの実験と試作
A席よりD席の方が音が良い。
エコニック・サウンドトランスデューサ 壁全体が音源となる新しいSP
スピーカにコーン紙その他の振動板があり、その振動により音を発生するのは今更ここで書くことでもありませんが、こうして得られる音はあくまで点音源です。しかし大オーケストラの演奏などはもっと広がりのある音です。また各楽器から出てくる音はほとんど無指向性です。ナマの演奏会で聴く音と、スピーカから出る音とをくらべますと、どんなに周波数特性を良くしても、ナマ演奏の持つ雰囲気やバイタリティーまでは伝えてくれないような気がします。どんなに特性を良くしても、特性データだけではカバーしきれない、もっと他の多くの要素があるように思えます。そこで特性データにあらわれない要素のひとつとして、音の広がりに着目しました。
どんなに特性をよくしても、ナマの演奏会とは所詮別物であるなら、別物であることを最初から肯定して、スピーカから出す音でなければ得られない音、効果、おもしろさ、etcに着目して、何か新しい行き方があってもよいのではないか
、しかもできることなら巨額の費用を要する限られたマニアだけにしかできないような高嶺の花的なものではなく、誰でもが応用できる方法は
、と考え、実験、試作、試聴を繰返えした結果、多くの困難が統出しましたが、当初予期した以上の、そしてそれ以外のおもしろい数多くの成果を得ることができましたので発表させていただきます。
コーン紙のないスピーカ
どんなに良いコーン紙をつけても、コーン紙を振動させるかぎり、音源は“点”になってしまいます。そこでコーン紙を振動させることは思いきってやめてしまい、壁全体を振動させてやろうと考えました。こうして得られる音は、広い音の広がりと、無指向性とを持つ面音源である筈です。理論は間違いない筈なのですが、軽いコーン紙を振動させることさえ問題が多いのに、コーン紙などとは比較にならない重量のある壁板を振動させる。、またコーン紙は、その材質、すきかた形状etcに細心の注意をはらって作られますが、壁板はそんなことはまるでお構いなしです、到底まともな音がでてくるとも思えません。しかし何らかの方法で壁全体から音が出せたらすばらしいし、多くの便利さ、おもしろい応用がある筈です。ここから悪戦苦闘がはじまりました。最初は音質にあまり重点のおかれないパック・グランド・ミュージック用にと考えていたのですが、試作を重ねていくに従い、壁の何たるかも見当がついてきました。だんだん性能が向上し、音質もとうてい壁が鳴っているとは信じられないほど良いものとなり、Hi-Fiの領域にせまるものさえ可能になってきました。こうして出来上がったのが、標題の壁全体が音源になる新しいタイプのスピーカ “エコニック・サウンドトランスデューサ” です。コーン紙などの振動板を持たないエコニックは、それ自身からはほとんど音が出ませんが、これをいったん壁板や天井板など(2~15mmぐらいのベニア板、新建材など好適)に取り付けますと、壁全体あるいは天井全体が振動して音響を発します。このためほとんど指向性の無い、広がりのある面音源が得られます。照明の歴史をみますと、電球などの点光源にはじまり、螢光灯の線光源、そして壁全体、天井全体が光るエレクトロ・ルミネツセンスなどの、面光源が未来の光だといわれています。エコニックは未来の面光源に相当する面音源を先取りした格好でず、従来のスピーカが本質的に点音源であったのとおおいに異るところです。
もう置場所に困るようなわざとらしいおおきなスピーカ・ボックスは不要になりそうです、壁板の裏側、天井板の裏側から取り付ければ、どこにスピーカがあるのか誰にも気づかないようなさりげない、それでいてハイセンスなリスニング・ルームを作ることもできます。また構造的には防水構造となっておりますので、屋外での使用も可能です。外観、寸法、重量などは写真および第1図に示すようにたいへん小さく、手のひらのなかにスッポリ入ってしまうほどです。このためどんな場所でも簡単に取りつけることができます。
音響再生システムとしての構成法
再生システムとして考える場合、プレーヤに始まってアンプ、スピーカと個々の組合せ方が問題となるところですが、プレーヤ、アンプについては、とくに他の再生システムと異るところはなく、一般に市販されているプレーヤ、アンプをそのまま使えます(もちろんホームメイドもおおいに結構)
ただ何分にも重量のある壁板を駆動するので、普通のスピーカよりどうしてもパワーが必要です。
幸い現在ではアンプのパワーは皆大出力化されていて、スピーカのボイスコイルがトンでしまう事故が相次ぐほどでずので、あまり間題にならないと思いまず
アンプのパワーの目安としては、普通のスピーカを使う場合の2~3倍あることが効果を高めます。スピーカ・システムとしては、エコニックを壁、天井その他できるだけ広い面に取りつけることが効果を高めます。ステレオにする場合、2個のエコニックはできるだけ離して下さい。すると素晴らしい音の広がりが得られます。取付け位置は部屋の状況によりますが、第2図(a-f)などが考えられます。取りつけは、エコニックの取りつけ板の4コの穴に3mmぐらいの木ネジ、またはビス、ナットでしっかり取り付けます。
この際、必ずスプリングワッシャを入れること
できればネジロツク、接着材などを併用すれば完全です。また壁などに取りつける場合、壁の表側につけても、裏側からつけてもかまいません。
性能の上ではどちら側からつけてもほぼ同じです(ベニア板厚3mmの場合)
普通のスピーカの場合は、壁の裏側から付けたら音の出る穴を明けてやらないと音が出ませんが、エコニックの場合、エコニック自身から音が出るわけではなく、壁板が振動して壁板から音が出まずので、音の出る穴などいっさい不要なわけです。このため、壁、天井などの裏側から取り付ければ何処にスピーカがあるのかまったく分からなくなります。取り付ける板は、2~9mm厚ぐらいが適当です。取り付ける位置は、なるべく大きい板の中央に、近くの柱などに固定されていない部分に取りつけて下さい。そのようすを第3図に示します。
取りつける湯所は、壁や天井にかぎらず板状のものであれば何でも可能です(ドアなどでも可)
また材質についても、ベニヤ板、新建材などの木ばかりでなく、ダンボール、金属板、ガラス板、発泡ポリエチレン、各種合成樹脂板、etc
材質をうまく選びますと特色のある音色を出すことができます。たとえば1mm厚前後ぐらいのなるべく大きなアルミニューム板(1m×2mぐらい)を吊り下げ、これにエコニックを付けますと、再生音に残響効果がつきます。それに再生される音色はやはり金属板らしい音がします。このためシンバルの音を再生すると、迫真のシンバルの音がします。何かナマ演奏が持つバイタリティーのようなものを再生してくれる感じです。エコニックには、ウーハ、ツィータなどはありませんが、取りつける板の厚さ、大きさ、材質、部屋の状況などをうまく組合せますと、かなり再生周波数帯域を変えられます。
応用如何によっては、ウーハ、ツィータも可能となりましょう
家のなかに適当な壁などがない場は、3~10mm厚ぐらいの定尺(1m×2m)のベニヤ板、化粧板などを用意して、これに取り付けますと超薄型のスピーカ・システムができます。この場合、補強のフチ取りを適当におこないますと、音響効果が格段と高まり、音圧レベルが上がります。この考え方をうまく応用すると、壁掛け形のスピーカ・システムを作ることができます。
ただ注意を要するのは板そのものが振動しますので、単に立て掛けて置きますとビリツキますので、しつかり固定するか、吊り下げるかする必要があります(但し補強の縁取りがあるときはあまり問題にならない)
その他、黒板やテーブルなどの板状の家具類へ取リ付けたり、写真や看板などのパネルに取り付けたり、自動車の天井に取リ付けて車の屋根全休をスピーカにしてカーステレオを鳴らしたり、さらに凝って、ベニア板などをモダンアート的な形に作って適当に装飾したものに、エコニックを取り付け、これを天井、壁などに取り付けるとチョッとしたインテリア・デザインができます。
これはまだ実験してないことですが、エコニックは防水構造であること、高い圧力の振動を出せること、比較的高い圧力にも耐えることなどから、少し工夫すれば水中スピーカとして応用が可能と思われます(何分にも寒中の為プールに入れませんので、そのうちに温泉プールに行って試みたいと思っています)
板厚5mmぐらいの新建材(ベニヤ板に木目プリントしたもの)を張った壁(室の大きさ約36m2、壁の大きさ巾5m×高さ3m)にエコニックを4個取りつけ、30W×2のンプで鳴らした結果、非常に音の広がりのある素直な音が得られました。ダンピング特性も意外に良く、周波数帯域も思いの外、広いようです。今までいろいろな人(専門家を含む)に試聴していただいた範囲では皆一様に驚き、壁からこんなHi‐Fiな音が出るとは信じられず、どこかにスピーカでも隠してあるのではないかと疑う人が続出する始末でした。音圧分布は非常に均一で、エコニックのすぐ近くでも特に大きな音にならない反面、離れてもそれほど音圧が下がりません。これは音源が点でないことの利点です。スピーカとマイクが近づくことの多いワイアレスマイクなどにエコニックを使うと、近づいても一般スピーカの場合よりハウリングが起こりにくくなります。周波数特性については、取り付け場所などによってだいぶ変ることと、測定方法も現在のJIS規格によるスピーカの測定方法では測定できないため、目下測定方法の規格作成を検討中です。紙数の都合で詳しいことが書けませんでしたが、使う人のアイデアで、おもしろい応用のできる、そして音響再生における新しい行き方への提案として、読者諸兄のご意見、ご批判をお待ちいたしております。
1)小松 明:壁全体が音源となる新しいSP、エコニック・サウンドトランスデューサ
2)小松 明:面音源を実現させた新しい振動ユニット、エコニック・サウンドトランスデュ
3)大石 進:場所を選ばず遊び気分で音を楽しめる。
【注】エコニック・サウンドトランスデューサは、後に体感音響装置(ボディソニック)を開発するに
あたって重要な基本技術となった。エコニックを発表した20年後の1990年に発表された。“ダイヤトーン、アクチェータ・ユニット ACT-1”3) は、エコニックの技術を使用したものである。
壁全体が音源となる新しいSP エコニック・サウンドトランスデューサ
エコニック・サウンドトランスデューサの特長と性能
面音源を実現させた 新しい。
壁自体が音源となる4チャンネル音場再生に適した ボード・スピーカについて
音づくりの新しい可能性を示す 全面的に改良された GTボードスピーカ
ボードスピーカを応用した製作
ポスター・パネルスピーカの作り方
写真を振動させて音を出す。
ボディソニック開発の
エコニック・サウンドトランスデューサの特長と性能
面音源を実現させた。
新しい振動ユニット
トランスデューサの
■エコニックの規格■
新しい音響再生方式
この程、エール音響(株)で開発された“エコニック・サウンドトランスデューサ WA3020”について、その特徴を説明しましょう
このエコニック・サウンドトランスデューサは、面音源を実現させた新しい振動ユニットで、壁や天井など、板状のあらゆる面に取り付けることにより、壁や天井自身を振動させて音を出す新しい音響再生方式を実現するもので、従来のスピーカの常識を打ち破る画期的なものです。大きさはわすかに直径56mm、高さ35mm、重さが380g、しかも音の出る穴やスピーカボックスは不要です。「室内のどこを見まわしても大げさなスピーカボックスや機械くさいホーンは見あたらない。壁や天井を見ても音の出てくる穴やサランネット等、スピーカを埋め込んだあとはどこにもない。それなのにHi-Fiで非常に広がりのある美しい音楽が聴こえる。
音はどこから聴こえて来るのだろう
音は四方の壁全体、天井全体から出てくるのだ。音楽を聴く人はその音の中に包み込まれる。これが未来のリスニングルームの姿だとすれば、こんな夢のリスニングルームの実現に一歩近付いたのが、エコニック・サウンドトランスデューサです。いくら壁全休から音を出すといっても、壁や天井と同し大きさのスピーカを作るのでは、お金があり過ぎて困っているような大ブルジョアならいざ知らす、われわれの懐ぐあいでは手が届きません。だいいち、スピーカのコーン紙では壁や天井の役に立ちそうもありません。そこで壁や天井はそのままにしておき、壁や天井を振動させる駆動ユニットを作ることにしました。ただし普通のスピーカなら、せいぜい数cm〜数10cmの軽いコーン紙を振動させればよいのですが、エコニック・サウンドトランスデューサは、寸法も重量も文字どおりケタ違いに大きく重い壁板を振動させなけれはならないのですから大変です。振動部そのものの動作原理は、動電形スピーカと同じく、フレミングの法則によっています。このため、各部は普通のスピーカに対比させることができますが、「壁を振動させる」という意図に合うよう、細かい工夫がされています。
話をわかりやすくするため、まず第1図で普通のスピーカと対比してみましよう
マグネット、ヨーク等の磁気回路部分は、普通のスビーカと同じです。ボイスコイルも普通のスピーカと同じです。ただし壁板や天井など、非常に質量の大きいものを動かすため、特別なものを使っています。このボイスコイルについては、後に詳しく述べます。パッキングはダンパに相当します。
取り付け板はコーン紙の一部に相当するとでもいいましょうか
この取り付け板を壁板に取り付けることにより、壁板が振動してコーン紙に相当する働きをします。端子はスピーカと同じです。このように、だいたい普通のスピーカに対比させることができますが、取り付け方法はだいぶ異なります。普通のスピーカは、マグネット、コーン紙等すべてフレームに取り付け、フレームで保持されていますが、エコスックにはフレームがありません。エコニックでは、取付板を壁に取付け、すべてがコーン紙に相当する壁や天井で保持されます。図面の上では、普通のスピーカと対比できますが、技術的にはだいぶ様子が違います。
ではそれらのうちのひとつ、ボイスコイルについて少しふれてみましよう
ボイスコイルは普通ポリウレタンなどの融着電線を巻いているのですが、エコニックのものは銅線の上に磁性メッキ層を設け、その上にポリウレタン等の絶縁被覆をした磁性線をアルミのボビンに巻いています。
こうして作られた磁性ボイスコイルを、スピーカマグネットの磁気ギャッブの中に入れますと、磁石の吸引力と磁気バランスにより、ホイスコイルは磁気ギャップの上下方向の中間位置に浮びます(普通のボイスコイルでは下に落ちでしまう)
磁性ボイスコイルは常に上下の中心に自己保持されるため磁気ダンパ作用が働きダンピング特性を向上させます。このため低減での特性が改善され、ダンピングの良い歪みの少ないスピーカを作ることが可能などの効果があります。また磁性ボイスコイルは、磁性メッキされているため、これを磁気ギャップ中に入れますと、見かけ上磁気ギャップが狭くなったのと同じ効果を持ち、磁束密度を高めます。磁性ボイスコイルを使用したスピーカにっいては、また別の機会にふれてみたいと思います。普通のスピーカの場合、磁気回路はフレームによって固定されているため、磁気回路が振動することはないわけですが、エコニックの場合磁気回路は固定されておらず、振動可能となっているため、エコニックを壁に取り付けたとき、壁面が振動するのか磁気回路が振動するのかという疑問が生じます。理想的な動作状態は磁気回路の質量が無限大で、振動させる板状の壁面の質量がゼロの状態です。この場合は磁気回路が静止し壁面が振動します。しかし現実的には磁気回路の質量は有限であり壁面も質量があります。従って駆動可能な壁面はベニア板などの軽量で振動可能な壁面であり、質量の大きいコンクリートなどの壁面は駆動できません。エコニックは従来のスピーカとだいぶ異なりますので、JIS規格によるスピーカの規格にそのままあてはめるには、些か無理があります。測定方法についても同様です。しかし使う人の立場からすれば、やはりスピーカの規格と対比できる規定の仕方が便利なので、一応スピーカの規格に準じた方法によっています。しかしこれらはあくまで便宜的に定めたもので、厳密な意味では、スピーカのそれと多少異なる面があることを、予め了承していただきたいと思います。第2図にエコニックの寸法を示します。
以下、いくつかのに周波数特性例によって、その性能をみてみましょう
第3図の(a)は、第4図に示すような新建材の壁に取り付けた場合の周波数特性で、エコニックを取り付けた正面軸上と、軸上昇面から1m右にずれた点での測定データを重ね合わせた周波数特性です。正面軸上と、軸上昇面から1m右にずれた2つの特性は、驚くほどあまり変らない音圧レベル、周波数特性です。
壁全体から音を出すのですから当然といえば当然のことですが
一方、第3図の(b)は普通のHi-Fi用コーンスピーカの周波数特性です。正面特性はフラットですが、正面から1メートルずれたものはだいたい6dB音圧が下り、高域では2KHzあたりから減衰して6kHz以上では実に20dB以上落ちています。実際に実際に再生音を聴く場合、普通はスピーカからかなり離れ、正面より横にずれています。このため実際に聴いている音は、特性で示される音より高城の出ない悪い特性で聴いていることになります。さらに、特性は無響室におけるものてすが、実際は無響室ではなく、複雑な反射、干渉、吸収等があり、室内てあることを考え合わせると、特性はさらに悪くなります。その点エコニックは測定した特性と実際に聴いている音とが、ほとんど同じになります。このため特性を見ただけでは、一見あまり高域が出なくて,それほど良くないように見えますが、実際に聴いて見ますと,よく高域が出ているように聴こえます。そして、その音はたいへん自然な音がします。壁全体の広い面から出る音ならではのもので、高域まで完全無指向性なわけてす。もう一度、第3図の(a)と(b)の特性を見比べて、その辺り事情を感じ取って下さい。「案外高域が良出てるしゃないか」という人に特性を見せると「この特性よりもっと高城が出ているように聴こえるけれどもなあ」という原因がこの辺にあるわけです。第5図の性特は、板厚9mmで、3尺×6尺のいわゆるサブロク定尺のラワンベニア板に30cmの木材でフチ取りしたものを用いた場合のものです。壁の場合より寸法が小さいため、低域が壁ほどは出ていない半面、板厚が厚く、しっかりしているため、高域が壁の場合より伸びています。第6第の特性は板厚3mm、910mm×760mmの大きさのラワンのベニアに縁取りをし、さらに30mm×10mm厚のラワン材のサンを対角線上にクロスさせて入れたものの中点、つまリサンがクロスした部分にエコニックを取り付けた場合のものです。第5図の場合よりさらに板が小さいため、低域が出にくくなっていてす。板厚3mmとはうすいのですが、サンが入っているためにかえってしっかり補強され、高域が割合良く出ています。サンはピアノの響板における響棒の役割をするわけです。第6図の場合にサンを取ると、高域、低域ともに出にくくなります。
エコニックの使い方
エコニックを取り付ける板としては、一般的にいって、てきるだけ軽く、面積が大きくて、ヘナヘナ曲ったりしない固い感じのしっかりしたものが、能率も周波数特性もよい結果が得られます。では実際には何に取り付けるのが良いのかというこうことになにますが、身近にあって比較的良い良果を得られるのが、ベニア板の壁や天井です。
最近はプリント合板の新建材と呼ばれる物が多く建築に使用されていますが、これなど、おあつらえ向きです(第4図参照)
新建材の壁は一般に4mmぐらいの厚さの板を使っていて、この板自身はかなりヘナヘナしていますが、壁や天井にする場合、大工さんは適当にサンを入れますので、これが大変効果的に作用し、良い特性が得られます。第6図の場合と同じ効果です。30mm角前後ぐらいのサンが入っているものなどは好都合で、この場合はエコニックをサンの上に付けると効果的です。ただしサンが太くて押しても引いても動かないような固すぎるものである場合は、第4図のように板の中心に取り付ける方が効果的です。だいたいは第4図の方が一般的で、まちがいがありません。板厚が7〜12mmぐらいのものでは、サンはなくてもかまいません。第5図の場合をもう一度見てください。壁や天井に取り付けた場合は面積が大きいため、無限大バッフルに付けた場合に近い効果が得られ、再生される音も自然で、非常に広がりのある音が得られます。第5図や第6図の場合のような平面スピーカ、あるいは壁かけスピーカとして使う場合は、かならず板にフチ取りをしてしっかりさせた方が、特性がフラットになり、音圧レベルも高くなります。その他、材質としては木材の外に発泡スチロール(発泡スチールは音圧レベルが上る)段ポール、各種プラスチック板、金属板、ガラス板etcと、いろいろなものが可能です。特殊効果としては、2mm厚でlm×2mぐらいのアルミ板を吊り下げて、これにエコニックを付けますと、再生音に残響効果がつきます。それに再生される音は、吊り下げてあるために、いかにも金属板らしい音がします。シンバルの音を再生すると迫真のシンバルの音がします。金属板のようにカタイものを使った場合、高城が広く出ます。第7図の特性をごらんください。2mm厚のアルミ板の特性です。
エコニツクの取り付けは壁や天井の裏側から取りつけることを最上とします(ただし、性能的には表から付けても、ほとんど同じです)
そうすればどこにスピーカがあるのか誰にも見えず、壁や天井全体から音がする未来の夢のリスニングルームを作ることができるからです。もちろん、音の出る穴などは不要です。エコニックは4本の木ネジで簡単に取り付けられますが、必ずスプリングワッシャを入れて、できれば接着材でネジのゆるみを止めておけば間違いありません。またどうしてもネジの使用ができない場合は、良い接着材を使えば、接着材のみによる取り付けも可能です。取り付け場所は壁等の他に、ドア、テーブル、家具、ダンボール箱、写真等のパネル、和室では襖等良い音がします。アンプとの組み合わせは普通のスピーカを使う場合と同じですが、壁を振動させるためにどうしてもパワーが要るため、普通のスピーカの場合の3倍ぐらいのパワーが必要になります。現在では、アンプは高出力になっていますので、あまり問題はありません。一般に30W×2ぐらいあれば、相当広い室でも十分です。ステレオ再生としては第8図の(a)〜(f)等の組み合わせがありますが、中でも(d)や(f)の場合が比較的効果が良好です。エコニックは音原が広いため、直ぐそば聴いても特に大きな音がしない反面、離れてもあまり小さな音になりません。でずから、BGM用としては恰好で、音圧分布が均一のため音の影などができません。喫茶店等にはもってこいです。
1)小松 明:壁全体が音源となる新しいSP、エコニック・サウンドトランスデューサ
2)小松 明:面音源を実現させた新しい振動ユニット、エコニック・サウンドトランスデュ
3)大石 進:場所を選ばず遊び気分で音を楽しめる。
【注】エコニック・サウンドトランスデューサは、後に体感音響装置(ボディソニック)を開発するに
あたって重要な基本技術となった。エコニックを発表した20年後の1990年に発表された。“ダイヤトーン、アクチェータ・ユニット ACT-1”3) は、エコニックの技術を使用したものである。
壁全体が音源となる新しいSP エコニック・サウンドトランスデューサ
エコニック・サウンドトランスデューサの特長と性能
面音源を実現させた 新しい。
壁自体が音源となる4チャンネル音場再生に適した ボード・スピーカについて
音づくりの新しい可能性を示す 全面的に改良された GTボードスピーカ
ボードスピーカを応用した製作
ポスター・パネルスピーカの作り方
写真を振動させて音を出す。
ボディソニック開発の
壁自体が音源となるボードスピーカについて
壁自体が音源となる。4チャンネル音場再生に適した。
リスニングルームの夢
室内のどこを見まわしも大げさなスピーカボックスや機械くさいホーンは見あたらない。壁や天井を見ても音の出てくる穴やサランネットなど、スピーカを埋込んだ跡はどこもない。それなのにあるときは地軸を揺るがす重低音が圧倒的な迫力で覆い被さるように、あるときは繊細をきわめたハーモニーが天上の音楽を奏でる。
驚異的な音の広がりと音に包み込まれるような音場空間
目の前に大オーケストラがあるかと見紛うばかりだ。
“音はどこから聴こえてくるのだろう
驚くべきことに壁や天井そのものがスピーカになっていて、壁や天井全体から音楽か聴えるのだ。私はその音の中にひたり、その音の中に包み込まれる。何と素晴らしいリスニングルームなのだ。これが未来のリスニングルームです。こんな夢のリスニングルームの夢を画き、その夢に憑かれて、筆者は壁や天井そのものから音楽再生を行う研究を続けてきました。こうして生れだのが壁板や天井板を振動させて壁や井全体を音源にする“ボードスピーカ”です。“壁や天井全体が音源になる新しいSP”と題して、本誌昨年1月号および9月号で発表させて頂きましたところ、たいへん反響を呼び熱心な多くの読者諸兄よりお問合せを頂きました。紙面をお借りして厚くお礼申し上げます。その後、研究はさらに進み,第1図a、bに示すような、すぐれた特性をもつ4チャンネルステレオ用としても好適な高性能の製品(標題のカット写真)が生れるに至りました。もう、スピーカホックスの要らない時代が始まろうとしています。そこでボードスピーカの各種方式とその性能などを調べ、あわせて技術的発展の跡をも簡単にふりかえって、少しでも多くの読者諸兄にボードスピーカを知って頂く為のご参考に供したいと思います。なおボードスピーカは、まだ歴史が浅いため製品の種類が少ないので、製品にはなっていなくても、試作・実験されたもの、技術上重要なものなどをも掲げてあります。
ボードスピーカとは
コーン紙を振動させるスピーカがコーンスピーカ、ホーンロードをかけるスピーカがホーンスピーカと呼ばれるように、壁板や各種パネルなどのボード(板面)を振動させて音響再生するスピーカをボードスピーカと呼びます。ボードスピーカは構造的には電気振動 → 機械振動変換器を作り、その変換器で得られた擬動エネルギ←を壁板に伝え、壁板を振動させて音響再生を行ないます。このため壁板はコーン紙などと同じように振動板として働くと同時に、バッフル板としての働きをも兼ねます。音響的には,壁板などを振動させるため、従来のスピーカに比べて振動板面積がケタ違いに大きくなり、非常に大きな広がりのある面音源になります。この振動板面積が大きいということが多くの効果をもたらします。しかし欠点として、ボードスピーカは重い壁板などを振動させねばならないため、どうしても能率の低いものとなってしまいます。しかし最近ではテレピなどのイヤホンジャックに接続しても音が出るようなかなり高い能率のものもできるようになってきました。
だいぶ前置きが長くなりましたが、次にボードスピーカの各種方式と構造・性能などをお話ししましょう
これは第2図に示すような構造で、ひと昔まえに使われたいわゆるマグネチックスピーカと同じ原理に基づいています。マグネチックスピーカのコーン紙部分をとりのぞき、壁板を駆動するように構造を改めたものと考えることができます。しかしこの構造の湯合、図に示すようなモードで壁板が振動するため、かなりムリのかかった状態となり、あまり良い音を出すことはできません。スピーカの歴史がマグネチック型からダイナミック型へと変っていったように、ボードスピーカもより良い再生を求めてマグネチック型からダイナミック型(ムービングコイル型)へと進んでいきます。
以下にムービングコイル型の各種方式を述べてみましょう
第3図に示すようなもので、原理的にはダイナミックスピーカをマグネット部分とボイスコイル部分だけにして、ボード(壁板)に振動を伝えるようにしたものと考えれば解りやすいと思います。この方式はわりあいすぐれた方式で実用になる音を再生することもできます。とくに高音域はすぐれていて10KHz以上の音を再生することもできます。一方、その構造はダンパで重い磁気回路(マグネット,ヨークなどより成る部分)を支えねばならないため、かなり堅くする必要があります。もしやわらかくすると第4図に示すようにボイスコイルがヨークやマグネットにふれてしまいます。さらにやっかいなことは(これが一番問題点)ボードスピーカを壁板に取付けるとき、ボードスピーカを手に持って取付ネジを壁板に強く押しあてて、ボードスビーカをグルグル回して壁板にネジをネジ込まねばならないことです。このためダンパ部分にはかなり強い力が加わります,そこでダンパにはこの力に耐えるだけの強度を持たせなければなりません。つまりダンパを固くする必要が生じます。ダンパを固くすると低音域の再生ができなくなります。このため低音再生はできません。これを改めて、取り付け時に不要な力がダンパに加わらないようにしたのが、次に述べる方式です。この方式による製品は、昨年本誌1月号(p136)および9月号(p276)で筆者が発表しておりますので、ご存知の読者も多いと思います。また昨年のオーディオフェアの会場でご覧になられた人もおられると思います。エコニック・サウンドトランスデューサ WA‐3020としてカワセ物産より発売されたものです。第5図にこの方式の購造を示します。最大の特徴は何といってもそのプレート(取付板)にあります。プレートがあるため、壁への取り付けはドライバでネジ止めすればよいので、取付時に不要な力がダンパに加わることがありません。このことはシングルダンパ・センターセッティング方式における大きな欠点を解消したもので、このためダンパをかなりやわらかくすることができ、低音の再生もしやすくなります。また、プレートは単に取付け板としての役目だけではなく、放熱板としての働きもします。このため、この方式によるボードスピーカは小型の割には高い入力電力に耐えることができます。第6図に周波数特性例を示します。以上のようにこの形式はかなりすぐれた点をもっていますが、取り付ける壁板が薄い場合、プレートで高音域が吸収され高音域が出にくくなりますので注意が必要です。また,本方式はシングルダンパあるため、第4図で述べたように磁気回路の重さを一枚のダンパで支えなければならない為、ダンパをあまりやわらかくすると、ボイスコイルがヨークに触れる虞があります。この為,ダンパをあまりやわらかくすることはできません。以上の事情により、シングルダンパ・プレートセッティング方式においては、取り付ける壁板の材質、厚さ、サンの入り具合、取付位置、面積などにより、周波数特性がかなり変ってきます。
使用個数を多くして(少なくとも4コ以上
数が多い程良い)、比較的面積の広い壁板に充分な注意を払って取り付けた場合は想像以上に良い音響効果を得ることも可能です。小型軽量であること、壁の裏側から取付けられること、面音源で音の影がないなど、ボードスピーカ特有の利点が買われて、現在喫茶店などのBGM用として多く使用されています。この方式は主として高音域再生の改善と、取付上の問題を改善するために考えられたものです。前に述べたプレート・セッティング方式ではプレート(取付板)で、高音域の吸収が起りやすく、高音再生が困難であるという欠点がある為、プレートを使用しないでフィルムで壁板に接合させ、高音域再生を可能としたものです。各部の材質・構造・寸法などに注意を払えば、相当高音域まで再生でき、実験的には20KHz以上の高音まで再生することができました。このため、ツィータにたいへん適した方式といえます。ツィータであれば低音の再生は問題になりませんから、ダンパを固くすることができ、シングル・ダンパで十分ということになります。この方式のもっとも特長的なところはそのフィルム部分です。
フィルムを適当な材質と厚さにすることにより、高音域の再生を可能にすることと同時に,壁面への取付も容易にします・
第7図のようにフィルムのうえに特殊な粘着剤を使用した両面接着テープを貼り付けておくことによって、壁板への取付けは、押しつけて貼り付ければOKで、ネジなどいりません。このため、壁板にネジの穴があくこともなく、ボードスピーカを取りはずした跡はまた元のままになります。これを応用して、プレート・セッティング方式で両面接着テープを使って壁に貼り付けようとしても、ブレートと壁板には僅かなそりや凸凹があり、両者は密着しない為、ボードスピーカの重みで時間が経つと落ちてしまいます。フィルム・セッティング方式の湯合は、フィルムがやわらかい為、壁面のわずかなそりや凸凹にも追従して密着する為、壁面にしっかり固定され落ちることはありません。またフィルムの面積を大きくすることにより相当な重量でも支えることができます。ツィータなどには非常にすぐれた方式であると同時に、壁にネジ穴を明けずに取付けられるなどすぐれた特長のある方式ということができます。いままでに述べてきた各種方式には、それぞれいろいろな長所や短所がありましたが、その中で一番大きな間題のひとつが、第4図で示した磁気回路の重みでボイスコイルがヨークにふれてしまうので、ダンパをやわらかくできず、低音域の再生ができないことです。この問題を解消したのがデュアルダンパ方式です。デュアルダンパ方式は、磁気回路の前面と後面にそれぞれダンパを設けて、第4図の場合のような不都合が起らないようにしたもので“地軸を揺るがす重低音”の再生を可能にするものです。
デュアルダンパ方式には、その取付形式により
などがありますが、このなかでもっとも性能のすぐれた、デュアルダンパ・センターセッティング方式をさらに改良した、デュアルダンパー・センターセッティング方式取付ネジ貫通型について次に詳しく調べてみましょう
この方式によるものは写真で示すような製品が、ニッケイ電子よりGTボードスビーカ、DS-8000シリーズの名で発売されています。第8図a〜fの周波数特性をご覧ください。
壁板に取り付けたもの、大きな板に取り付けたものは特性もフラットです(a,b,cなど)
また発泡スチロールに取付けたものは高い音圧レベルを示しています(d)
振動板面積が小さい(f)の場合でも16Hzの重低音を再生しています(但し、山や谷が少し大きくなる)
この性能の良さは単に特性上だけではなく、聴感上でもたいへんよい結果を得ています。これはデュアルダンパ・センターセッティング方式、取付ネジ貫通型の性能がすぐれていることを物語っています。この方式による構造を第9図に示します。中心部に貫通する穴のある磁気回路を前面ダンパと後面ダンパによって支えています。前面ダンパだけですと、シングルダンパとなり、第4図で説明したように磁気回路が垂れ下がり、ヨークがボイス・コイルに触れるおそれがありますが、後面ダンパがあるため垂れ下がりません。そして中心部にネジが通っています。これを例えていえば、磁気回路という重い荷物を、前面ダンパと後面ダンパという、ふたつの車輪にのせ、中心にネジというシャフトをはめたのとよく似ています。このため、荷物の荷重はシャフトに加わり、ふたつの車輪で支えられ安定します。これがデュアルダンパ・センターセッティング方式の状態です(シングルダンパは、今の例えの車輪を、ひとつ外してしまったような状態です。このため荷重で頬いてしまいます。
これが第4図で説明した状態です)
このようにデュアルダンパ方式磁気回路の重さで垂れ下がることがありませんので、ダンパを十分やわらかくすることができます。このため“地軸をゆるがすような重低音”の再生も可能になると同時に、大きな強力な磁気回路にすることができるため、能率を高くできるというわけです。しかし、これだけではまだ十分ではないのです。シングルダンパ・センターセッティング方式の項で説明した壁板への取付時に、ダンパに不要な力が加わるという問題です。いくら磁気問題の荷重に耐えられるといっても、取付け時に不要な力が加わるのでは、結局ダンパを固くしなければならなくなるので、無意味になってしまいます。この問題を解消しているのが円筒部分です。一見、何でもないようなこの円筒部分があるために、取付けネジをボードスビーカの中心部に貫通させることができます。このためボードスピーカを壁に取付けるときは中心部の取付ネジをドライバで回せばよく、ダンパには不要な力は加わりません。従って、ダンパは十分やわらかくしておくことができ、重低音を再生されるわけです。この方式の上でいろいろな問題を解消した技術上、最も重要な部分、それが実にこの円筒部分なのです。
ここで高音域の問題に目を転じましょう
シングルダンパ・センターセッティング方式の項で説明しましたが、センターセッティング方式は高音再生特性がすぐれています。
10KHz以上の再生は比較的容易です(但し、材質その他十分な注意の必要なことは言をまちませんが)
GTボードスピーカ・DS-8000シリーズでは、このセンターセッティング方式を採用しているため、16kHzの超高音の再生も可能となっているわけです。つまり“デュアルダンパ・センターセッティング方式”は、低音特性のすぐれたデュアルダンパ方式と高音特性のすぐれたセンターセッティング方式をプフスしたものです。そして、上記方式をさらに改良して取付け時にダンパーに不要な力が加わらないよう円筒部を設けたのが“デュアルダンパ・センターセッティング方式、取付ネジ貫通型”というわけです。ボード・スピーカを取付けると、壁や家具にネジ穴があいてしまいます。これはたいへん具合の悪いことですが、第10図に示すようにDS-8000シリーズ用の取吋アタッチメントを使用するとネジ穴を明けずに取付けることができ便利です。これはフィルムセッティング方式の応用です。DS-8000シリーズには別表に示すようにいろいろな用途に合せて4機腫があります。この中でちょっと興味があるのはDS‐8080です。最近は小型のパワーアンプICが、出まわっていますが、実際にメインアンプを作ってみるとICは小型なのに出来上ったアンプは小型になりません。これは、電源トランス始めとする電源部が小さくならないためです。8Ω負荷の電源トランスレスのOTLアンプを作るとなると、パワートランジスタはベラボウにハイパワーのものが必要になってしまいますが、DS-8080はインピ←ダンスが80Ωのために、第11図に示すような小さなパワートランジスタで20W電源トフンスレス、OTLアンプができます。ケミコンも比較的小型ですから小型軽量のメインアンプを作ることが可能です。この外、DS-8000シリーズは落下などの衝撃に強く、コンクリートの床などに落してケースにキズが付く程の衝撃を受けても性能的にはめったにこわれません。また端子も写真に見られるようにネジターミナル式ですから、半田付けの苦手な人でも取付け配線ができます。これは少し余談になりそうですが、DS-8000シリーズは能率も高くなっている為、テレビのイヤホンジャックに挿し込んで使用することができます。小さな卓上型のテレビなどは一般的に小型スピーカしか付いていないため、あまり良い音がしませんが、ボードスピーカに切換えるとビックリするほど良い音になります。コマーシャルなど、録音の良いのと悪いのがはっきりと分かるようになり、コマーシャルを見るのが楽しみになったほどです。そして音の広がりがあるため、チョット映画館にでもいるような感じが出せます。ドラマなどでも録音の良いのと悪いものの差がハッキリ分かります。よりよい音場効果・音響空間を求めて、オーディオ界は4チャンネルステレオ時代を迎えました。音場効果のすぐれている点では,ボードスピーカは最高です。また、4チャンネルともなると大きなスピーカボックスを4コも置かねばなりません。
2チャンネルでも、持て余していたスピーカボックスが4チャンネルになったのでは
そんな点でもボードスピーカはすぐれています。
なにしろスピーカボックスが要らないのですから
ボードスピーカには、この他にも各種の方式がありますが、紙数の都合もあり割合させて頂きます。最後に、新しい音楽再生方式・ボードスピーカが、より大きく育っていくよう、読者諸兄の意見、ご批判、そしてあたたかいご支援を切にお願い申し上げるしだいです。
1)小松 明:壁全体が音源となる新しいSP、エコニック・サウンドトランスデューサ
2)小松 明:面音源を実現させた新しい振動ユニット、エコニック・サウンドトランスデューサ
3)小松 明:壁自体が音源となる 4チャンネル音場再生に適したボードスピーカについて
4)小松 明:音作りの新しい可能性を示す 全面的に改良された GTボードスピーカ
5)小松 明:ヘッドホンとの併用で重低音を体験できるオーディオクッション・ディスコターボとは
【注】 ボードスピーカは、後に体感音響装置(ボディソニック)を開発するにあたって重要な基本技術と
ラジオ技術、l978年4月号5)掲載の「ヘッドホンとの併用で重低音を体験できるオーディオクッシ
ョン・ディスコターボとは
ーカが使用されている。
壁全体が音源となる新しいSP エコニック・サウンドトランスデューサ
エコニック・サウンドトランスデューサの特長と性能
面音源を実現させた 新しい。
壁自体が音源となる4チャンネル音場再生に適した ボード・スピーカについて
音づくりの新しい可能性を示す 全面的に改良された GTボードスピーカ
ボードスピーカを応用した製作
ポスター・パネルスピーカの作り方
写真を振動させて音を出す。
ボディソニック開発の
“音づくりの新しい可能性を示す”
全面的に改良された。設計者自身が 「イヤ 決してハイファイだなんていうつもりはありません」 といわれるのですから、この新しい音響再生方式と現在の一般SPシステムとを比較して、その忠実度を争っても、あまり意味はありません。
しかし、では現実の楽音とぜんぜん無縁の音かといえば、決してそうともいえないのが、このスピーカ()の音なのです。
“再生”なのか“創造”なのか
考えかたからいえば、筆者のいう通り、たしかに“邪道”なのでしょうが、この駆動ユニットが作り出す音の世界は、アマチュアが―度は覗いてみてもよいのではないでしょうか
このGTボードスピーカは、壁板や天井板(ボード)などを振動させて壁や天井そのものから音響を発生させる、ユニークで画期的なスケールの大きい音響再生方式です。コーン紙を振動させるスピーカがコーンスピーカと呼ばれていますので、壁板や天井板などのボードを振動させる本器を「ボードスピーカ」と呼ぶわけです。筆者はこのボードスピーカに関して、昨年本誌4月号251頁~254頁で面音源を実現させた新しい振動ユニット、エコニック・サウンドトランスデューサとして発表させていただきましたところ、たいへん反響をよび多くの読者諸兄よりお問い合わせやご意見をいただきました。その後、ボードスピーカの研究もさらに進み、後述する周波数特性に示すような、すぐれた特性を持つDS-8000シリーズの開発に成功しましたので、前回発表しましたものと比較しながら技術的進歩の様子を説明します。
ボードスピーカ誕生の背景
現在、音響再生技術は、よりよい音場効果を追求して4チャネル・ステレオ時代を迎えました。どんなに再生装置の特性を向上させても、モノラルでは音場効果におのずから限界があり、それを克服するために2チャネル・ステレオが生まれ、さらに4チャネル・ステレオ時代を迎えたわけですが、よりよい音場効果を得る方法として、チャネルを増すことが効果的であることは言をまちませんが、ここで現在のスピーカの音源というものを、もう一度考えてみたいと思います。現在、主流を成しているコーンスピーカにしてもホーンスピーカにしても、その振動板はせいぜい数cm~数10cmにすぎず、こうして得られる音源は「点音源」となってしまいます。ある音響空間を作る場合、特にステレオとして、ある音の広がりを求める場合、ふたつの「点音源」の組み合わせによるよりは、もっと面積のある「面音源」による方が、より自然に音響空間を形成できます。大きな面積を持つ「面音源」は本質的に無指向性ですから、指向特性の面でも非常に有利です。このような利点があるために、「面音源」は、はやくから注目されていました。そして、壁面など広い大きな面から音を出し、音に包み込まれるような音響空間を得ようという考えが、一部の音響屋さんの夢として、かなり以前からありました。そして一部では実験もなされましたが、決定的な結果は得られないままになっていました。筆者もそんな夢にとりつかれた1人です。「壁全体、壁そのものから音響が再生され、機械臭いホーンや、ものものしいスピーカボックスなどないのが、未来のリスニングルームだ」と考え、未来のリスニングルーム実現のための、新しい音響再生方式の研究を続けてきました。大きなスピーカボックスを目の前に置いて、それとニラメツコをしながら音楽を聴くという形が「常識」になっていますが、よく考えてみますと、何か妙な気がします、スピーカボックスなどは、本来舞台裏のものであって視界に入らないところにあるべきだと思います。未来のリスニングルームはあまり舞台裏をさらけ出したり機械を意識させたりするようなハ-ドなものではなく、もっと音楽的なムードを重視したものであるべきだと考えます。
再生装置そのものは、よりよい音楽を再生するための手段であって、目的はあくまで音楽そのものの筈なのですから
性能的には音場効果の良い面音源を
ムード的にはスピーカボックスを視界からなくす音楽的なリスニングルームを
こんなビジョンを画きそれを実現する手段として、壁そのものから音響再生を行なう駆動ユニットを作る道を選びました。
面音源の特長
さて壁面を音源にした場合、その最大のメリットは、何といっても振動板面積が桁違いに大きいものが容易に得られることです。そして、この振動板面積が大きいということがいろいろな効果をもたらします。
それらを以下に列挙してみましょう
少ない振幅で低音が出せる。スピーカの振動板の振幅は、面積に逆比例して大きくなります。これをスピーの直径で考えますと、直径を2倍にすると振幅は1/4ですみます。つまり2乗で逆比例します。普通のコーンスピーカの直径が、数cm~数10cmであるのに比し、壁面は文字通り桁違いに面積が大きいので、振幅は、ほとんど問題にならないほど小さくてよいことになります。ウ-ファ設計者の悩みである大振幅により起るひずみの問題からは、開放される感じになります。
すぐれた音場効果、指向性
壁面を駆動して音響再生を行なうと「面音源」が得られ、音に包み込まれるような音場(ある意味で4チャネル・ステレオの求めているもの)を得ることができます。また、広い面積の面音源は室内空間内では本質的に無指向性です。
このため、ステレオのリスニングポイントを大幅に広げまず
ものものしいスピーカシステムとニラメッコしながら音楽を聴くという異様な形から解放され、壁面全体から音響が再生されるユニークさと、前記リスニングポイントが広がったことと合わせて、よりリラックスした音楽鑑賞ができます。最低共振周波数がほとんど現われない。どんなスピーカにもそれぞれ「音色」というものがあります。筆者はしばしばナマの演奏会に足を運びますが、ナマの演奏会の音とスピーカから出る音とでは、大きな音色の違いを感じます。特性の良い再生装置で、良い音であっても、なお、音色の違いを感じます。特に無音時に、何か息詰まるような圧迫感のある異様な雰囲気とでもいうような音色を感じます。それは多分、AMPから出る熱雑音やヒスノイズなど、連続スペクトルを持つ雑音に、スピーカの共振で色づけされることによる音色の違いなのだと思います。これは、スピーカボックスに入ったコーンスピーカにおいて特に著しく、ナマの演奏会場では絶対に存在しないものです。この犯人は、どうも最低共振周波数f0およびそれと関連するスピーカボックスの問題のように思われます。ホーンの音はぬけきっているといわれますが、その理由の1つとしてホーンの場合f0の影響が少ないからであろうと思われます。大きな振動板を持つボードスピーカを測定してみますと、ほとんどf0が現われません。したがって圧迫感を感じさせるような音色にはあまりならないのです。以上のようにすぐれた効果がある反面、これを実現するのには多くの技術的困難がありまずが、その駆動方法さえ適当であれば、実験データの上では数10Hzの重低音から20kHz近くの超高音まで再生することができ、ベニヤ板などの壁板は、すぐれた振動板であることが経験的に分かりました。
ボードスピーカGTの構造
ボードスピーカの性能を決める重要な点は、壁を如何に駆動するかということです。壁板は、コーン紙と異なりかなり独特なクセがあります。ボイスコイルが発生したエネルギーを、いかに能率よく歪みなく、かつフラットな周波数特性になるように伝達するかが問題です。ボードスピーカはそれ自身では単なる駆動ユニットに過ぎず、壁面に取付けることによってはじめてスピーカとしての機能が完成されます。このため、ボードスピーカの壁面への取り付けは、単なる取り付けだけの問題ではなく、取り付け → 振動エネルギの伝達という、性能上の重要な役割をもっています。従って如何に壁板に取り付けるか、その構造と方法のメカニズムが、特性を決定するといっても過言ではありません。第1図にGTの構造を示します。この構造はデュアルダンパ・センターセッテイング方式という形式で、その特徴は前面支持ダンパと後面支持ダンパの2枚のダンパによってマグネットなどの重い磁気回路を支えていることと、中心部を貫通する取り付けネジによって壁板に取り付けられていることです。
これを前回発表したものと対比してみましょう
昨年本誌4月号に発表したものは、シングルダンパ・プレートセツティング方式という形式で、第2図に示すように、1枚のゴム・ダンパで重い磁気回路を支え、アルミプレートで壁板に取り付けています。低音域を再生するためには、ゴム・ダンパのスティフネスを、小さくする必要があります。つまり、やわらかくしなければなりませんが、ある値以下にスティフネスを小さくすると、磁気回路の重みで第3図に示すように磁気回路が垂れ下って、磁気ギャップの中心からずれて磁気回路にボイスコイルが触れてしまい、スピーカとして正常動作しなくなってしまいます。これを避けるためには、ダンパのスティフネスを大きく(つまり固くする)しなければならなくなり、低音域の再生が困難になります。ダンパのスティフネスを小さくして十分底音域の再生ができ、かつ磁気回路が垂れ下るなどのトラブルが起らないようにしたのが第1図のGTです。
ここでシングルダンパとデュアルダンパの違いを、例え話で説明してみましよう
第4図aのように磁気回路を1本の糸で吊り下げますと、かたむいてしまいますが、第4図bのように2本の糸で吊り下げた場合は、水平に保つことができます。第4図aがシングルダンパに相当し、磁気回路が傾かないようにするためには、糸を非常に剛性の高いもの、つまりスティフネスの大きなダンパにしなければならなくなります。これに対してデュアル・ダンパ方式は第4図bのように前と後を吊下げますので、糸はやわらかくても、つまりダンパのスティフネスは小さくしても、磁気回路は傾いたり垂れ下ったりしません。これがデュアル・ダンパのすぐれた点で、第1図の前面支持ダンパと後面支持ダンパが、第4図bの2本の糸に相当します。このため16Hzの重低音を楽々再生できます。壁板への取り付けについてみますと、前回発表したプレートセッティング方式は、取り付け上は、なかなか捨て難い良さがあるのですが、性能上、ボイスコイルで発生したエネルギが壁板に伝わるまでの間で、プレートによって高音域が吸収されてしまう欠点があります。このため高音域の再生が困難です。一方、GTでは中心部の狭い面積にエネルギを集めて壁板を駆動するため、15kHzぐらいの高音域までフラットに再生することができます。このようにGTは、デュアルダンパで低音域が伸び、センターセツティングにより高音域が伸びて、16Hzの重低音から16kHzの超高音までの広い周波数帯域の再生を可能にしています。
ではその性能を、各種振動板にGTを取り付けた場合のデータにより見てみましよう
第5図a~fに周波数特性例を示します。壁面、板、パネルなど、その材質、面積、板厚など、いろいろですが、いずれも16Hz~16kHzぐらいまでの広い周波数帯域をもっています。前回発表したシングルダンパ・プレートセッティング方式では、取り付ける材質、板厚、面積などにより周波数帯域が変り、面積が小さくなると極端に低城が出なくなったり、板厚が薄いと高音域が出なくなったりで、良い再生音を得ることが非常に難しかったのですが、今回発売するGTは、どんな板に付けても、ある範囲の周波数帯域を再生するため、取り扱かいが非常に容易になりました。これがデュアルダンパ・センターセッティング方式のすぐれた点であり、また技術的進歩でもあります。DS‐8000シリーズには第1表に示すような4機種があり、使用目的により選ぶことができます。この中でちょっとおもしろいのはDS-8080です。インピーダンスが80Ωのため、第6図のような電源トランスレスのアンプの使用が可能です。最近はパワーICが出まわり、アンプも小形にできそうな感じがしますが、いざlCを使ってアンプを作ってみると、少しも小形にも軽量にもなりません。それもその筈、大きくて重いパワートランスがあるためですが、その点、第6図の回路のアンプは電源トランスレスのため小形軽量にすることができます。GTを取り付ける板としては、一般的にいってできるだけ軽く、面積が大きくてヘナヘナ曲ったりしない剛性を持ったものが適しています。では実際には何が良いかということになりますが、身近にあって比較的好結果の得られるのがベニヤ板の壁や天井、家具などです。最近はプリント合板の新建材と呼ばれるものが多く建築に使用されていますが、これなどおあつらえ向きです。新建材の壁は一般に4mmぐらいの厚さの板を使用しており、この板自身は少しヘナヘナしていますが、壁や天井にはかならず第7図に示すようにサンが入っているため、これが効果的に作用して良い特性が得られます。このサンとGTの取り付け位置の関係は第7図を見て下さい。また壁への取り付けは第8図を見て下さい。今や4chステレオ時代ですが、より良い音場効果を追求する4チャネル方式にボードスピーカはうってつけです。特に主として残響音、反響音などの再生を行なうリアスピーカにおいては、このボードスピーカはそのものズパリで、壁面全体から音響再生が行なわれるため、コンサートホールに近い効果を出すことができます。リアスピーカには小さなスピーカシステムが使われることが多いようですが、その場合どうしても低音が不足します。その点GTは重低音も出ますので、性能的にも満足のいくものです。また、GTは低音再生が得意ですからウーハとして使用することができます。クロスオーバ周波数5kHzぐらいのホーン・トゥイータとGTを組み合わせますと、スピーカボックスなしのスピーカシステムができます。GTを壁面や家具に取り付ける場合、ネジ穴が明いてしまいます。しかし壁面や家具にあまりキヅを付けたくないもの、その場合には取り付けアタッチメント F-80を使用することにより、写真Cのように壁面や家具の板面、ドアなどにネジ穴を明けることなく、GTを取り付けることができます。使用するアンプは特別なものは不要で、普通のスピーカの場合と同じに考えて差し支えありません。普通の室でしたら、2chステレオの場合20W×2以上あれば、まず十分です。GTは壁の裏側から取り付けても同じ音響効果が得られ、且つスピーカを見えなくすることができます。そして音源面積が広いため音の影がでませんので、喫茶店などのBGM用としてはうってつけです。ボードスピーカは、他のスピーカに比べ歴史が新しく、まだ生れたばかりです。この新しい音響再生方式が、より大きく育っていくよう、読者諸兄のご意見、ご批判、そしてあたたかいご声援を切にお願い申し上げる次第です。スタインウェイの響板にGTボードスピーカをつける。風変りな ドライブ・ユニットが発売されたものです。
ゆかいですナ
小生はだいぶ以前から「ピアノの響板にラッパをつけてみたい」という下心がありました。ある時期に平板パフルに、フォスター・FE-103Jを2発くっつけて、これをピアノの中に押込んで聴いたりもしました。今回のDS‐8000というユニットには、取り付けに通称“ペタリンコン”の両面接着テープというのがアダプタとしてあり、ピアノの響板に、穴や木ネジをたてたりせずにオイタができました。
例によって、何となく貼りつけなんとなく音を出しての第1印象は、1)よくいう電気くさい音がしない。LPレコードがSPレコードのそれの音のような音色になる。上質の木の音、これは貴重(2)むろん、f特のようなものは、つける相手で一変する。
また、どうも低レベルからパワーをあげていっても、リニアに音量が増えたように感しられない(これからすると、ピアニストというのは、たいへんなコントロールをやっている)
3)けれども、この音はちょっとやそっと電気系でいじっても出てくる音ではない。
もともとピアノの響板というのは何センチのウーファに匹敵するか
などと考えるとツマヅクようです(ユニットは加速度形で12dB/octのはず)
楽器のディメンジョンと楽器のイメージ(寸法)とは、空間を無視して話ができない。それに特定の楽器を好むという行為は、ともすると“端正”な高忠実度再生を、技術レベルから芸術音指向へと、走らせるようです。けれどもピアノはいいなあ-ただ、こういうことがわかりました。
旧ろう乙部和尚が“ピアノの中にラッパをいれるときは、ペダルを踏んで実験しろよ”
ところが、ペダルはいれても抜いても、このばあい変わらない。すると響板はまさに響板で、2次音源として使うのがよいのかも知れません。ドライブすべきは各コード(弦)なのです。それにしても、スタインウェイの響板から、エネスコの“ラ・フォリア”など出すなど、西条盤鬼先生からは破門にされそうです。
1)小松 明:壁全体が音源となる新しいSP、エコニック・サウンドトランスデューサ
2)小松 明:面音源を実現させた新しい振動ユニット、エコニック・サウンドトランスデューサ
3)小松 明:壁自体が音源となる 4チャンネル音場再生に適したボードスピーカについて
4)小松 明:音作りの新しい可能性を示す 全面的に改良された GTボードスピーカ
5)小松 明:ヘッドホンとの併用で重低音を体験できるオーディオクッション・ディスコターボとは
【注】 ボードスピーカは、後に体感音響装置(ボディソニック)を開発するにあたって重要な基本技術と
ラジオ技術、l978年4月号5)掲載の「ヘッドホンとの併用で重低音を体験できるオーディオクッシ
ョン・ディスコターボとは
ボディソニックMODEL 24」のドライバユニット(振動素子)として、ボードスピー
カが使用されている。
壁全体が音源となる新しいSP エコニック・サウンドトランスデューサ
エコニック・サウンドトランスデューサの特長と性能
面音源を実現させた 新しい。
壁自体が音源となる4チャンネル音場再生に適した ボード・スピーカについて
音づくりの新しい可能性を示す 全面的に改良された GTボードスピーカ
ボードスピーカを応用した製作
ポスター・パネルスピーカの作り方
写真を振動させて音を出す。
ボディソニック開発の
開発の歴史的経緯
たいかん音響研究所 小松 明
ボディソニック(体感音響装置)とその技術は、リラクセーション、医療・音楽療法への応用、言語リハビリテーション領域への応用、酒類・食品分野への応用、映画・博覧会・アトラクションなどエンターテインメント分野への応用
など多岐にわたる。ここではわが国におけるボディソニックの開発と発展の歴史的経緯、背景などについて述べる。なお、振動音響療法については、このサイト内のファイルを参照されたい。
歴史的背景と経緯
オーディオファン、オーディオ専門家やオーディオ技術者が比較的多かったわが国では、重低音再生の変った試みもされていた。以下にそれらの例を示す。上記文献に拠れば、振動の発生には、ウーハ(低音専用スピーカ)を使用している。右の図にリスニングルーム全体の見取り図を示し、下の図に椅子下に20-40Hzのドライバユニットを設置した部分の拡大図を示す。ある日、五十嵐氏は早川正昭氏宅を訪ねた時、チェロのレッスンに居合わせ、眼前2〜3メートルで弾くチェロの音は、床づたいにも伝わってきて 「これだ、床を振動させよう」 と思い立ち、この実験を始めた。
振動発生のスピーカ(ドライバユニット)は、ボイスコイルストロークの大きい「コーラル・AR-2」を使用
床の上にドライバユニットが見えたのでは試聴者の視覚と教養が邪魔をする。ので、図に示すように椅子の下に隠し、ブラインドホールドテストをした。3氏のリポートが載っているが、その1人・能登諭一氏は次のように書いている。『十数年前、地方の公会堂で板張りの床の最前列に座って、東響の演奏を聴いたとき、床を直接伝わるコントラバスやティンパニの強烈な迫力に圧倒され、全身をつらぬく陶酔感にひたったことを覚えている。その時以来、いかに優秀な名演奏でも、床を伝わる低音の響きのないものには一抹の物足りなさを感ぜざるを得なくなった。重低音の振動で床から全身を揺られながら音楽を聴くのは素晴らしく楽しい。五十嵐さんの試みはズバリこの点を付いた素晴らしいアイディアだと思います。1969年の特許公報2)によれば、ソニーの永見勝氏は、3Dステレオ再生方式のスーパーウーハを、ソファ座席の下の空間をエンクロージャとして使用することにより、150Hz以下の低音再生とともに、体感振動がソファを通じて伝わることにより重低音感の効果を高める試みをした。永見氏が実験をしていたのは1966年頃以前と推測される。右に示すソファ外観図の中央下部にウーハの開口部があり、右下の断面図にそれが良く示されている。左に示すブロックダイヤグラムのセンターチャネルには、ソファに組み込まれたウーハが接続されている。1969年 筆者は1969年に、壁、天井、床面など、振動可能な板面を直接振動させ、壁や天井全体から音響再生をする、エコニック・サウンドトランスデューサ3)4)を開発、製品化した。
そして「無線と実験」1970年1月号に「壁全体が音源となる新しいSP エコニック・サウンドトランスデューサ」として発表
次いで「ラジオ技術」1970年4月号に「面音源を実現させた新しい振動ユニット
エコニック・サウンドトランスデューサの特長と性能」として発表した。1971年 エコニック・サウンドトランスデューサを更に改良した“GTボ−ドスピーカ5)6)”を開発、製品化した。そして「無線と実験」1971年4月号に「壁自体が音源となる 4チャンネル音場再生に適したボードスピーカについて」と、「ラジオ技術」1971年3月号に「音作りの新しい可能性を示す・全面的に改良されたGTボードスピーカ」として発表した。上図に「ラジオ技術」1971年3月号から引用したGTボードスピーカとエコニックサウンドトランスデューサの断面構造図を示す。左がGTボードスピーカ、右がエコニック・サウンドトランスデューサである。これらは動電形の“電気−機械振動変換器(振動トランスデューサ)”であり、本来の音響再生の他、大学研究室などで特殊な研究用として使われるなど、思いがけないような分野でさまざまな実験や応用を促した。ボディソニックの開発に当たっても、この振動トランスデューサの技術が重要なキーテクノロジーとなった。下の囲みに、これらのトランスデューサがボディソニックに応用された例を示す。
エコニック・サウンドトランスデューサを振動素子として使用した例
左図に床パネルの展開図を、右下にエコニック・サウンドトランスデューサを組み込んだ部分を拡大した断面図を示す。
ボードスピーカをドライバユニット(振動素子)として使用した例
筆者が「ラジオ技術」1978年4月号7)に発表した「ヘッドホンとの併用で重低音を体験できる。
オーディオクッション/ディスコターボとは
ボディソニック MODEL24」があり、これはクッション方式のボディソニックである。上右図は「ラジオ技術」1978年4月号から引用したオーディオクッションの断面図であり、ドライバユニット部分を拡大して示したのが上左図である。ドライバユニット(振動素子)はデュアルダンパセンターセッティング方式の、ボードスピーカである。1970年代初期の頃、筆者はこのトランスデューサを利用して、床面から音響再生を行うことによって重低音感を増す試みや、トランスデューサを取りつけたベニア板製のパネルの上に乗ったり、椅子を載せて座ることにより重低音感や臨場感を増す試みなどを行った。
右の写真にベニア板製のパネルにエコニックサウンドトランスデューサを取り付けたものを示す(ラジオ技術1970年4月号より引用)
その頃、前衛的音楽グループ“タジマハール旅行団”によって、このトランスデューサ(ボードスピーカ)をベニア板製のパネルに取り付け、音楽を再生するとともに、このパネルに身体を押し付け、音楽とともにその音楽振動を体感するワークショップなどが何回か行なわれた。このように体感音響振動を取り入れた試みは早くから行なわれ、その技術も割合早くから開発されていたが、ボディソニックを具体的に製品化する重要なきっかけとなったのは、次に述べる糸川英夫博士の提言による。
3 糸川英夫博士の提言とボディソニックの開発 1972年
1972年 糸川英夫博士(ロケット工学の権威でチェリスト)は「音響的リズム感を機械的振動として直接身体に伝達して利用する方法」を特許出願し、1973年 特開昭48-90515として公開された。さらに糸川英夫博士は、ボーンコンダクション理論によって次のような提言8)を行った。『楽器を演奏する人は、弦楽器でも管楽器でも2つの音を聴いている。1つは空気中を伝わってくる音波である。もう1つは、楽器をもつ手、抱えている身体を通して、直接振動として伝わり、聴覚系伝播されるものである。音楽の中で、聴く人に真の恍惚感を与えるのは、この直接振動として伝わるボーンコンダクションの方である。バイオリニストが顎に楽器を抱えて陶然と自分の弾く音に浸っているのは、顎の骨にバイオリンの表裏板から直に伝わる振動音・ボーンコンダクションの音を聴いているためである。古典音楽がヨーロッパで発展したのは、貴族社会の中の小さい室内で、チャンバーミュージックという名がつけられた通りである。楽器の振動が床板を伝わり、椅子の足を通して座っている人の腰にまで減衰しないで伝達するゾーンである。音楽が大衆化し大ホールが現れたときにこちらは棄てられ、空気中を伝わる音波だけの音楽になった。レコードが生まれ、エレクトロニクスが登場したときにも音波だけの音楽になりきり、ボーンコンダクションは忘却の世界に置き去られた。ディスコなどで物凄い音響を出し、ドラムが桁外れの音を出すようになったのは、若い人達が本能的にボーンコンダクションを現代に復活させようとする1つの試みである。ボーンコンダクションはそれに気づけば、テクノロジーによって再現は可能である。
ボーンコンダクションをステレオに付けるべきである』
この提言を受けて数社がボディソニックの開発に取り掛かった。、振動の発生には低音用スピーカ(ウーハ)が使用された。これらの状況は1970年代中頃の特許文献に多数見ることができる。それらの例を下図に示す。しかし体感振動の発生手段としてとしてスピーカ(ウーハ)を使うと、電気→音響(空気振動)変換した後、さらに音響(空気振動)→機械振動変換と、2重のエネルギー変換を行うため、エネルギーの変換効率もあまり良くなく、装置は大型化し、音漏れなど、いろいろな副作用もあり、これを防止するため装置は増々大がかりになり、製品化は成功しなかった。
4 振動トランスデューサを使用したボディソニックの開発 1976年
こうした中で、ボディソニック開発の最も強力な推進者となったのは、パイオニアの創業者、故・松本望会長であった。松本会長の鋭い直感力はボーンコンダクション理論の卓越さと可能性を見通していた。
筆者は振動トランスデューサの技術・ノウハウ、特許などを持つことから、松本会長に手繰り寄せられ、ボディソニックの開発に関わることになった9)
この製品の優れた点は、振動発生にスピーカではなく、動電形のトランスデューサ(電気−機械振動変換器)を使用したことである。エネルギー変換も、電気→機械振動の1回だけで直接体感振動を発生可能であり、変換効率も高く、スッキリとまとめることができ、デザイン的にも優れた製品化を可能にした。振動トランスデューサは磁気回路を強力にしたもので、ボードスピーカと同じ構造方式のデュアルダンパセンターセッティング方式であった。しかし体感音響振動を付与するボディソニックは、当時のオーディオファンにはあまり理解されず、当初は商業的に苦難の道を歩んだ。次いで1977年暮頃、一般ユーザが入手しやすいコンパクトな製品として、クッションタイプの「オーディオクッション・ディスコターボ MODEL24」を製品化した。筆者が「ラジオ技術」1978年4月号7)に発表し、振動発生の振動トランスデューサとしてはボードスピーカを使用していたことは、囲みの部分で前述した通りである。座当て用大クツションと、背当て用小クッションがある。
右下の専用AMPでクッション 2台まで駆動可能
ボードスピーカを振動素子として使用した場合、このままではクッションの上に人が座って荷重が懸かると、振動素子はダンパを介して保持されているので、振動素子がが壊れてしまう。これを避けるために、保護カバーを付けなければならず、非常に厚ぼったくなり過ぎてしまう。
このためには、◆体重の負荷が懸かっても壊れない振動トランスデューサが必要である。
◆カーオーディオ用のボディソニックではスペース的制限があり、車用シートに装着するに
はもっと薄型で信頼度の高いトランスデューサがなければ開発できない。◆床振動方式の振動トランスデューサとしてはもっと強度の高いものが必要である。なと ゚など、次のボディソニックの開発は限界の壁に突き当たっていた。これらの課題を解決するために、新たな振動トランスデューサと、その振動伝達構造の開発の必要に迫られていた。1978年、筆者はケースを振動出力端とする新たなボディソニック専用の振動トランスデューサ “SC-6024”を開発した。そして、その応用技術を矢継ぎ早に開発した。体感音響装置専用振動トランスデューサの断面構造を右の図に示す。トランスデューサの振動発生機構はアルミ製のケース(シェル)に被われており、振動はケースに出力される構造である。合理的で巧妙なその構造により薄型で信頼度の高い振動トランスデューサを実現した。
6 ボディソニック技術開発の進展
ボディソニック専用振動トランスデューサは、次世代のボディソニックの研究開発を加速した。
椅子形の他、クッションやシート状のもの、床全体を駆動する方式、車載用、ベッド形式など、さまざまな形態、用途の製品が生み出されていった8)
技術面でもさまざまな開発がなされ、最も基本的なデバイスである振動トランスデューサも、左の写真に示すように、非常に小型なものから、大形で強力なものまで多数開発され、各種の用途に対応が可能となっていった。また、トランスデューサを駆動する電気系も、単にオーディオ信号を入力すればよいわけではなく、種々な信号処理を必要とする。それは、トランスデューサの性能、振動系の性能に対応し、人間の体感音響振動心理・生理に合わせるためである。しかし参考となる資料や文献はほとんど無く、ひたすら実験と試行錯誤の繰返しであった。トランスデューサの開発は、その性能を引出す振動伝達系の開発を必要とし、それに見合った電気駆動系の開発を必要とする。そして、それは人間の振動心理・生理に新たな経験とインパクトを与え、それが新たなアイディアを生み、電気駆動系にフィードバックされて新しい信号処理技術ができる。
するとそれが振動伝達系の改良を迫り
と、まるでいたちごっこのような試行錯誤と開発の繰返しの中で、電気駆動系の信号処理技術が開発され、各種用途向けの専用ICも多数開発された。
そして各種用途に合わせた多数の体感音響用AMPが製品化された11)
それらの各種ボディソニック用アンプを右の写真に示す。さらに、パイオニア(株)より発売されているコンシュマユースをはじめ、ホンダ・シティ、ニッサン、ダイハツ、トヨタに採用され、車載用ボディソニック8)も製品化された。このようにしてボディソニックの技術が開発されていき、受容的音楽療法への応用も可能になり、1986年頃から音楽療法への効果が注目されて多くの研究・報告がなされるに至った。
学術面からのアプローチ
1 ベルボ・トナル・メソッドとの接点
1980年、ベルボ・トナル・メソッドの創始者として知られる、ザグレブ大学音声学研究所・ペタル・グベリナ教授が来日し、触振動覚を利用した言語リハビリテーションの立場から、わが国のボディソニックの椅子に注目し、それを例にしながら講演をした12)
このことが後に、言語リハビリテーション分野で体感音響技術が応用13-17)される契機となった。
2 日本バイオミュージック研究会の発足と音楽療法への適用
1980年代前半、私的な報告で、ボディソニックのリラクセーション効果、老人痴呆への効果、褥瘡への効果なども指摘された。1986年、音楽の全人的な医療に於ける評価・研究、音楽の生体に及ぼす生理学的・心理学的効果の科学的な研究を目指した「日本バイオミュージック研究会」が日野原重明・聖路加看護大学学長らによって組織され、日野原重明氏が会長に就任した。日本バイオミュージック研究会は発足当初、医師や看護婦などの医療関係者が比較的多かったのも、この研究会の特徴であった。
31に発行された日本バイオミュージック研究会の創刊号会報の中で、日野原会長は“日本バイオミュージック研究会発足に当たって”と題し、研究会の意義や目標を述べながら、研究の進め方についても次のように触れ『「研究には方法論がないと、なかなかできない訳ですが、幸いにもボディソニック
という体感音響システムが開発されたので、それを試験的に使いながら若干の研究をして参りました。これによって侵襲を与えることなしに一般の人々に、またベッドに横たわっている患者の全身を音楽で包むことによってそこに大きな生理学的な変化が出現するということが判って参りました。そこでこれらの音楽が心と身体に与える影響を研究してみたいと考えています』と述べている。ここで注目されるのはボディソニックによる音楽療法が「大きな生理学的な変化が出現する」としていることである。それを証明するように同年、日野原会長らは「不安定高血圧治療における体感音響システムの効果」を発表18)し、生理的効果が顕著であったことを指摘した。こうして、医療関係者が音楽療法に取り組むようになり、医学の広い領域で多くの研究・臨床報告がなされた。これらはバイタルサインや医学的裏付けを重視した研究・臨床報告が多く、それは従来の音楽療法とはかなり異なる領域であり、メディカル・ミュージックセラピーとでも呼ぶような新しい音楽療法の領域が形成されつつある19)ようにも見えた。ハードウエア(ボディソニック)の開発はわが国の方が早くから行なわれたが、音楽振動の音楽療法的な利用は、欧米と日本でほぼ同じ時期に起っているのは興味深い。尚、日本バイオミュージック研究会はその後1991年12月に日本バイオミュージック学会となり、2001年4月、臨床音楽療法協会と日本バイオミュージック学会が合同し「日本音楽療法学会」になった。
副作用が少なく効果の高い“ボディソニック”
学術面へのアプローチのためには、より高度な性能が求められる。体感振動は単純に付与すると、あるパーセンテージで悪心(吐き気)などの副作用が起る。これらの副作用を避け、心地よいリラクセーション感を得るためには、下記に述べる細心の配慮が必要である。同じ振動でもその目的、身体への駆動部位、駆動の仕方の違いによって、その効果は大きく異なってくる。副作用のない心地よい振動感の得られる“ボディソニック”を作ることによって、音楽療法で高い効果を示すことを可能にした。以下に述べることは筆者が膨大な実験・研究の中から見いだしてきたものである。
1 吐き気を催さない体感振動の付与方法
体感振動の場合、リラクセーションや陶酔感など心地よさが重要であるが、局所的な振動では心地よさを得にくい(陶酔感、リラクセーション感が得られにくい)
この場合は全身的な振動ほど心地よく、陶酔感、リラクセーション感がもたらされる。しかし全身的な振動であっても、振動分布が均一な振動は吐き気を催すことがあり、あるパーセンテージの人が顕著にこの傾向を示す。特に胃の後辺りを振動駆動すると吐き気を催す確率が高くなる。振動分布の要所は、ヒトの官能特性に合わせて、肩、腰、座部、膨らはぎ、足部に、あるバランスで振動分布を構成し、振動は均一ではなく濃淡があるようにする。しかし濃淡がありながら、体感者が“全身的である”と感じるようにすると高い効果が得られる。胃の後の振動駆動は避ける。ボディソニックは、こうしたことに細心の注意を払うことによって、心地よい振動感、リラクセーションの効果を実現している。図2〜4にボディソニックのトランスデューサの配置の1例50)を示す。用途によりトランスデューサの配置が異なるのは、ベッド、椅子などの構造が持つ物理的振動特性の違いによる。良い効果を得るためには高度なノウハウを必要とし、音楽振動(体感音響振動)を適切に付与することが重要である。ボディソニックトランスデューサは全て SCP-6018 を使用している。ボディソニックにおいては、このような振動分布を構成することによって、吐き気を催すことがなく、心地よい振動感、リラクセーション感が得られるように設計されており、長時間使用しても問題がないようになっている。
2 音楽の特性に合わせた信号処理
体感振動に必要な約150Hz以下の周波数成分は、音楽の種類、楽器編成、録音状態などさまざまな違いにより、大きなレベル差が生じる。バスドラムやエレキベースなどを使用するポピュラー音楽では、比較的十分な低音成分が得られ易いが、アコースティック楽器を使用するクラシック音楽では、体感振動として使用可能な低音成分レベルの低い場合が多く、十分な体感振動の効果を出しにくい場合が多い。このように音楽を使用して体感振動を得る場合は大きなばらつきが出てくる。
また、ポピュラー音楽などに於けるバスドラムの音は、ずば抜けてピークレベルが高く、これに振動レベルを合わせると他の楽器の振動レベルが低くなり過ぎる
他の楽器で適当な振動レベルにすると、バスドラムのピークレベルでアンプが飽和し歪みが発生する。歪みが発生しないようにするにはアンプのパワーを上げれば良いが、振動出力強度が過大になりやすい。過大な振動出力は人体に有害であり副作用を引き起こす虞が出てくる。こうした問題を解決するために、音楽信号を適切にイコライジング処理した後、レベル圧縮回路で音楽の種類などの違いによる低音レベルの差を圧縮し、リミッタ回路によってバスドラムなどの高いピークレベルを押さえる。
そして適切な特性を持つ低域通過フィルタにより低音成分を取り出す39)
ボディソニックにおいては、このような信号処理によって、音楽の種類などによるばらつきを押さえ、副作用を起こすこともなく、より良い体感振動の効果が得られるように設計されている。更に必要によっては、音楽信号からいくつかのパラメータを抽出し、そのパラメータによって振動信号を合成するシンセサイザ方式の信号処理も行なわれる。以上に述べたような振動構造と信号処理によって、ボディソニックは吐き気などの副作用がなく、心地よい適切な振動レベルで高い振動効果を実現し、音楽療法で高い効果を示すことを可能にしている。これらがVA療法(振動音響)の装置とは異なる点である。このようにしてボディソニックの技術が開発されていき、受容的音楽療法への応用も可能になり、音楽療法への効果が注目されて多くの研究・報告がなされるに至った。医療・受容的音楽療法用の製品は1986年頃から開発されはじめ、カプセル椅子方式、ベッドパット方式、外科手術台用、分娩台用、人工透析椅子用、献血台用、歯科診療装置用、医療ベッド用なども作られた。以下にそれらの製品例を示す。
カプセル椅子形のボディソニック
音楽療法用として心療内科領域での臨床例が多い。リラクセーション用としても使用されている。マットレスの上にボディソニック・ベッドパッドを敷くとボディソニック・ベッドになる。枕の部分に専用スピーカがセットされている。人工透析、外科手術前後の不安や痛みの緩和、ターミナルケァ、ストーマケァなど、多くの領域で音楽療法用に使用されている。
ボディソニックを搭載した外科手術台
ボディソニックを搭載した外科手術台での術中写真
局所麻酔手術の場合、意識がハッキリしているので緊張や不安がつのるが、ボディソニックによって不安や緊張を緩和する。右側の台の上にボディソニックAMPが見える。
写真は、済生会横浜市南部病院・手術室
ボディソニックを使用することによって、QOLの向上、不快感の緩和、スムーズな透析などの効果がある。
写真は、聖路加国際病院・人工透析室
ボディソニックを搭載した献血台
献血者への負担の軽い合理的な、成分献血が行なわれるようになったが、採血時間が1時間ほど掛かる。献血者がより快適に献血できるようボディソニックが搭載されている。ボディソニックを採用してからスムーズに採血できるだけでなくVVRもゼロとなった。
写真は日本赤十字社北大阪血液センター
ボディソニックを搭載した歯科診療装置
歯科と言うと痛みを思い出す人が多い。ボディソニックにより、痛み、緊張、不安などを緩和して快適な治療が受けられる。なお、受容的音楽療法への適用、臨床例などの紹介は、このサイト内にある他のファィルを参照されたい。1998年に筆者は16Hzまで再現可能な高効率、高性能な振動トランスデューサ・Vt7を開発した。振動トランスデューサ・Vt7の開発は、ボディソニックの開発に新たなインパクトを及ぼし、Vt7を搭載したボディソニックが、アイ信、ソニー、オムロン、リビングテクノロジー、松下電工その他で製品化された。ベッドではシモンズから製品化されている。2001年に筆者は更に20Hzまで再現可能な小形、高効率、高性能トランスデューサVp6も開発した。Vp6は薄い小型の振動トランスデューサで新たな分野への開発を可能にし、Vp6を登載した人工透析用の体感音響ベッド、およびベッドパット、透析チェアがGETWELLから製品化された。介護用の体感音響ベッド、およびベッドパットがバイジックコーポレーションから製品化されている。これらの詳細については、このサイト内にある“ボディソニックと振動トランスデューサ その応用製品例20)”のファイルを参照されたい。下の写真に Vt7 Vp6 を搭載した、各社のボディソニックの製品例を示す。1960年代まで遡って、ボディソニックの技術開発の歴史的背景、経緯などについて概観を試みたが、今後注目すべきテクノロジーとして “音楽振動醸造・熟成” “振動効果装置” “振動音楽” などの領域があげられる。これらに関しては、このホームページにある。
■音楽振動を付与したワインの醸造 −音楽振動の酒類・食品分野への利用の可能性−
■振動効果装置 ■振動効果装置に至る体感振動の概念と技術の変遷
■振動音楽と感性振動 などのファイルを参照されたい。
3)小松 明:壁全体が音源となる新しいSP、エコニック・サウンドトランスデューサ
4)小松 明:面音源を実現させた新しい振動ユニット、エコニック・サウンドトランスデュ
5)小松 明:壁自体が音源となる 4チャンネル音場再生に適したボード・スピーカについて
6)小松 明:音作りの新しい可能性を示す 全面的に改良された GTボードスピーカ
7)小松 明:ヘッドホンとの併用で重低音を体験できる、オーディオ・クッション/ディス
コターボとは
8)小松 明:身体で聴く音響装置、ボディソニック・システム
12)ペタル・グベリナ、北原一敏、内藤史朗:話しことばの原理と教育
13)増田喜治、小松 明:リズム教育を重視したLLシステムの設計と実践
14)鈴木 薫、安藤 直:ボディソニック・システムの外国語習得への利用
15)小松 明、小圷博子:低周波数と触振動覚を活用した聴き取りと発話の訓練(第1報)
16)木村政康:振動器を活用した音声聴取と発音指導
17)後藤慶子:振動器を構音訓練に用いた口蓋裂児の1症例
18)永田勝太郎、日野原重明:音楽療法の研究(第1報) 不安定高血圧治療における体感音
19)座談会「健康と音楽(2)」 −健康科学、予防医学的視点から音楽療法を考える−
ボディソニックの技術 1
心理的・生理的作用と効果
音楽療法に応用されている機種、及び関連機種
ボディソニック開発の
ボディソニックと
美しくなるためには、体の表面の施術だけでなく、心身の健康が大切であり、内部から健康で美しくならねばならないといわれ、リラクセーションの重要性も指摘されている。こうしたことから、美容関係にもボディソニックは導入されている。写真はエステティック用ボディソニックで、エステティックベッドにボディソニックパットを装着したものである。フェイシャル、ボディなど、女性が裸の状態で長時間、施術を受けるので、その構造、トランスデューサの配置には、特別の配慮が要求される。この開発に当たっては筆者自身、美顔術を受けながら実際にこのシステムを使用して実験し、多数の試作とサロンでの実試用を繰返しエステティシャンの助言と監修を経て完成したものである。エステティックに於いては、施術と施術の間、薬品の効果の進行などを待ち、長時間じっとしていなければならないことが多いので、ボディソニックは好評で、ここち良いため寝てしまうお客さんも多い。使用感の心地よさは「夢見心地」という評を得ることができた。この製品はタカラベルモント社からも製品化されている。
エステティックベッドにボディソニックパットを装着するタイプ
タカラベルモント社からも製品化されている。この開発の依頼を受けたとき、大きな困難にぶつかった。
エステではさまざまな薬品、石膏、泥などが使用されるであろうから、機器には防水性や耐薬品性などが必要だろう
耳元に付けるスピーカ周りの処理では、防水性と作業性の両方から相当な配慮が必要のはずである。しかしエステの現場など見たこともないので、説明を聞いても開発・設計に必要な情報や知識は分からない。事情を説明してエステの現場を見せてもらえないかと、恐る恐るお願いしたら「男子は禁制です」と、にべもなく断られた。困り果て途方にくれたが何とかしなければならないので、エスティックのにわか勉強をした。美容・エステのショーなども見て回り、つてを頼って筆者自身が美顔術を受けるなどして、エステ用機器の開発に必要な知識を得た。「この開発に当たっては筆者自身、美顔術を受けながら実際にこのシステムを使用して実験し、多数の試作とサロンでの実試用を繰返しエステティシャンの助言と監修を経て完成したものである」と上記したとおりである。この苦労は無駄にはならなかった。この時に得た知識やノウハウは、その後、成分献血用、人工透析用、外科手術台用など、医療・音楽療法用の機器の開発に当たって、多いに役だったのである。近年のわが国では、医師、看護婦などの医療関係者が音楽療法の研究に取り組み、医学的裏付けを重視した臨床報告が行われ、メディカル・ミュージックセラピーとも呼ぶべき新しい音楽療法の領域を形成しつつある。ストレスに起因する心身症などの領域では、東邦大学心療内科で着実な成果を得ていることが注目される。そして、これらの臨床例では、ボディソニックが使用されている。
ストレス時代の現在、予防医学・健康科学的視点から音楽療法の活用が期待され、メディカル・ミュージックセラピーの研究成果を心身の健康に活かすことは、ビューティサロン、エステティックサロンにおいても重要なことであろう
そうしたことに、この一文が、いくばくかの参考になることを願うものである。
−不安定高血圧治療におけるボディソニック・システムの効果− 心身医学26 1986
2)小松 明:体感音響振動の効果メカニズム試論 −ボディソニックによる音楽療法の効果は何故
4)牧野真理子、坪井康次、中野弘二、筒井末春:うつ状態に音楽療法的接近を試みた1例
5)山本晴義:不登校症に対する音楽療法の活用
6)牧野真理子、坪井康次、中野弘一、筒井末春:摂食障害患者の過食衝動に対する音楽の活用の試み
7)村林信行、坪井康次、中野弘一、筒井末春:過敏性腸症候群に対する音楽療法
9)岩谷房子、池田典次:末期患者に対する音楽療法の試み
−特にボディソニックベッドパットの応用−
春木谷マキ子、黒畑 功、豊中啓尹子:血液透析中における音楽療法の試み
12)小林芳夫、松本一夫、大國典子:成分献血における振動を伴う音楽の心理学的効果
13)黒須一夫、土屋友幸:体感音響装置(ボディソニック)の歯科領域への応用
14)村山正子、小熊由美、梅垣いつみ:意識下で手術を受ける患者へのボディソニックの導入
形成外科手術患者に対する音楽療法 −サーモグラフィーを用いた皮膚温測定による評価−
16)榎澤美紀、角川佳子、岩谷房子、近藤ヨウ子、宮崎加奈子:人工肛門造設患者の術前・術後におけ。
る精神的、肉体的慰撫の試み −体感音響システムの活用−
17)小松 明:《最近の技術》音楽振動の食品分野への利用の可能性 −音楽振動を付与したワインの
18)小松 明:リラクセーションなどに効果がある ボディソニック・システム
ボディソニックの効果
ボディソニックの
ボディソニックが
生体に及ぼす効果
ボディソニックの
音楽における
A席よりD席の方が良い音
医療における
音楽によって
患者の心を癒す試み
ボディソニックの技術 1
心理的・生理的作用と効果
音楽療法に応用されている機種、及び関連機種
ボディソニック開発の
ボディソニックと
メンタルバイブレーションを搭載した。とは、ボディソニックに メンタルバイブレーション(感性振動)機能を付加したことによる品名である。電気的性能が、高機能、高性能になっているのが大きな特長で、下記の性能を装備している。
自然の振動感の得られる「N」モード
自然で少し深みのある「NS」モード
静かで深い振動感の「SN」モード
上記のように「ボディソニックトーン」を3ポジション装備しているので、好みや音楽の種類によって選択でき、より高い効果が得られる。いるので、好みや、体調、気分、状況に合わせて選択、体感できる。マインドミュージックなど、ある種の曲は、単調でゆっくりした鐘の音や波の音を思わせるような音で成り立っているものがある。心を鎮めたり、リラクゼーション、誘眠などに効果がある。そこでボディソニックに、音楽を用いる代わりに、鐘の音のような感じや波の音のような感じのする電気信号を電子回路で合成発生して駆動すると、非常に高い効果が得られる。音源信号が音楽による場合は、曲によっては必ずしもボディソニックの良い効果が得にくいものもあるが(低音成分が少ない場合)、電子回路により合成する場合は最大限の効果を発揮させることが可能である。単調で比較的ゆっくりした繰返しが、快く、[感性のバイブレーション][心のバイブレーション]として、たいへん大きな効果が得られる。これを[メンタルバイブレーション]と呼ぶ。特に振動トランスデューサを多数内蔵し、その配置に充分な考慮がはらわれ、ハイパワーアンプで駆動して全身に振動を伝えている、ボディソニック・ベッドパットや、ボディソニック・プラス1で、最大限の効果が発揮される。
* ゆるやかで深い「揺れる波」
* 高まりと解放をゆっくり繰返す「砕ける波」
* うねりを伴いながら、ゆっくり揺れる「うねる波」
* 高い断続と低い断続を長い周期で繰返す「断続波」
* 高低を交互に繰返し身体を揺さぶるような感じの「交互断続波」
* 高い鐘と低い鐘が、交互にゆっくり鳴る「ふたつの鐘」
* 身体に深く響くような、うなりを伴って鳴る「うなる鐘」
* 長い緊張が最高潮に達したとき突然、虚脱状態になる「緊虚」
* 揺さぶりを伴う緊張が最高潮に達したとき突然、虚脱状態になる「揺・緊虚」
などのメンタルバイブレーション信号波が開発されている。椅子は、全身を横たえ、ゆったりした姿勢のとれる特殊形状で、ガススプリングによる無段階リクライニング機構を装備している。このため、起きた状態から、完全に寝た状態まで、リラックスした姿勢がとれる。ベッドパットと配置が異なるのは、ベッドと椅子では、姿勢も異なるし、構造の違いによる物理的振動特性が異なるためである。
上図に示すボディソニックトランスデューサは全て SCP-6018 を使用
●リラクセーション用としての ボディソニックとメンタルバイブレーション
個人のリラクセーション用として、ボディソニック・リフレッシュ1を使用している人が多い。お医者さんなど割合多いようである。筆者は毎日リラクセーション用として、ボディソニック・プラス1 を使ってメンタルバイブレーションをしながらテレビを見るのが常である。リラクセーション時に音楽を聴くことはあまりない。音楽鑑賞は月に1〜2回、演奏会に足を運ぶのが数十年来の習わしになっている。レコード(CD、テープ)などによる音楽は原稿書きや思考的な仕事をするときに、雑音のマスキングと右脳活性のためにステレオ・イヤホンで音楽を聴きながらすることが多い。仕事上で音楽を聴かなければならないこともある。音楽を聴くことはこれで十分であり、これ以上音楽を聴くことは苦痛にさえなる。従ってリラクセーションのために音楽を聴くことはあまり役に立たない。リラクセーションはもっぱらメンタルバイブレーションである。筆者にとってはテレビ(ニュース番組などが多い)を見ながらメンタルバイブレーションをしているのが最善のリラクセーションなのである。音源はテレビにつなぎ、ボディソニック・プラス1の耳許のスピーカからテレビの音を聞きながらメンタルバイブレーションをするのがまことに快適なのである。ところが愛用のボディソニック・プラス1が故障した。面倒なので放っておいたら、数ヶ月ほどして手に湿疹ができはじめてきた。気が付いてみると頭が禿げるている。ストレスによる円形脱毛症である。湿疹もだんだん広がっていく。これはいけないと慌てて修理して、メンタルバイブレーションが出来るようにした。毎日のリラクセーションができるようになったら医者にも行かないし薬も使わなかったが、湿疹は治り、抜けた部分の髪の毛も生えてきた。メンタルバイブレーションがこれ程ストレス解消に役に立っていたのかと改めて再認識した次第であった。音楽には好き嫌いがある。音楽が好きな人でも精神状態や体調によって音楽を聴きたくないこともある。音楽が嫌いであれば尚更である。そうした時にメンタルバイブレーションは格好なのである。特に中年過ぎの人には好評である。
医療における受容的音楽療法
歯科では 「体感音響装置(ボディソニック)の歯科領域への応用18)」 や、その他の文献がある。歯科治療や局所麻酔手術などは、全身麻酔と異なり意識がハッキリしているので、緊張や不安がつのる。こうした不安、緊張、痛みの緩和に効果がある。処置中の痛みや緊張感という点では、歯科は外科領域より身近であり、歯の治療というだけで痛さを連想する人が多い。大体は麻酔なしで処置するし、歯科は治療を受けている人も多い。愛知学院大学齒学部・黒須らの小児歯科学会に於ける発表30)31)は興味深い。小児歯科の場合、患者が不安や恐怖心から泣きわめくなどして治療を拒むと、どれほど優れた医療技術もなす術を失ってしまう。従って不安や恐怖心を取り除き痛みを和らげることは切実かつ重要な問題である。黒須らはボディソニックを歯科診療台に取り入れて、この問題の解決をはかり好結果を得た。不安、恐怖心、痛みの緩和の必要性は、小児に限らず大人も変わらない。
そうしたことから、この発表を受けて、ボディソニックを搭載した歯科診療装置をモリタ製作所が生産し、歯科医院で使用されている(写真9、10)
使用する音楽は患者の好む曲を使用する場合が多く、患者自身が持参したテープを使用する例もある。
写真9 ボディソニックを搭載した歯科診療装置
その他、福岡らの、音楽体感による心身のリラクセーション誘導による歯科治療時の緊張感の除去効果について32)や、歯科領域と心身医学領域にまたがる例として、小関らによる、口腔心身症へのボディソニックの使用経験33)などがある。
写真10 ボディソニックを搭載した歯科診療装置
受容的音楽療法の場合を述べたが、音楽の振動は活動的(能動的)音楽療法、その他においても重要な意味があると考えられる。音楽の振動・楽器の振動には興味を喚起し印象を強める効果がある。また、聴覚の不足を補う効果もある。子供の音楽療法では、楽器に触れさせ楽器の振動を感じるようにすることで効果的なセッションをしているケースがある。老人など聴覚が衰えた人の場合、振動が感じられる楽器を使用したり、楽器の振動が感じ取れる位置に居てもらうと、音楽の振動によって聴覚の不足を補う効果があり、セッションを進めやすくする。聴覚障害児(者)の発話訓練では、音声を振動に変換して触振動覚的に音声情報を与えるメソッドがある。また、聴覚障害の若い女性がボディソニックで音楽を体感し、初めて音楽を感じ取ることができたと、非常に感激して手紙をくださったこともある。
写真10 ボディソニックを搭載した車椅子
聴覚心理については多くの文献があるが、聴覚振動心理については少ない。聴覚振動心理・生理を全体的に捉えるためには、低周波振動公害と生理、地震などの振動についてもふれなければならないが、紙数の都合で他の文献23)にゆずる。また、振動にも右脳的振動と左脳的振動があるが割愛した。おわりに臨床例などの文献を引用させて戴いた先生方に深くお礼申し上げる。
18)黒須一夫、土屋友幸:体感音響装置(ボディソニック)の歯科領域への応用
23)小松 明:体感音響装置の振動と低周波振動公害との相違について
−情報を持つ体感音響振動の有用性についての概念を体系的に捉えるための
30)黒須一夫:歯科用体感音響装置の小児への応用効果
31)土屋友幸、山田ゆかり、黒須一夫:歯科用体感音響装置の小児への応用効果(2) 内部行動変化
32)福岡博史、小山悠子、畑真理子、福岡 明:音楽体感による心身のリラクセーション誘導による。
歯科治療時の緊張感の除去効果について 日本歯科東洋医学会誌 1989,Vol
33)小関英邦、東条英明、雨宮 浩、牛山 崇、成田令博、内田安信:口腔心身症に対する
ボディソニックによる。
医療における
音楽によって
患者の心を癒す試み
医療への応用
ポドルスキーの
ボディソニックが音楽療法用として満たすべき性能と受容的音楽療法例
音楽によって患者の心を癒す試み
外科領域では、術前・術後の不安の感和、痛みの緩和と、局所麻酔による術中の不安の緩和、緊張の緩和などがある。マットレスの上に敷くと、ベッドがボディソニックになる。人工透析、外科領域の術前術後、末期医療など、さまざまな領域で利用されている。
術前不安の緩和
術前の例では、広島大学医学部付属病院の岡光らによる、子宮摘出術を受ける患者の術前不安の緩和 −体感音響システムによるリラクセーション効果の影響− その117)、その2 がある。ベッドパットタイプの医療用ボディソニック(写真5)を使用して、2年間にわたって同じテーマで発表されたものである。女性が子 宮を摘出するのは、たいへんなショックと不安、精神的な葛藤、ストレスがあるが、その不安の緩和とリラクセーションの効果をあげている。術後の例としては、ストーマケア18)などがある。こうした術前術後のケアは、不安や緊張感の緩和が、単なるリラクセーションに留まらず、患者の術後の経過にも好影響を与えている。
術中不安の緩和
術中の不安の緩和(局所麻酔手術)
写真6 ボディソニックを搭載した外科手術台 上はボディソニックを搭載した外科手術台
左はボディソニックを搭載した手術台による術中写真
術中では、済生会横浜市南部病院・梅垣らの、意識下で手術を受ける患者へのボディソニックの導入−不安の軽減と安楽を考える−15)、及び、横浜市立大学病院形成外科・西条らの、局麻患者へのボディソニックの応用16)、などの報告例は、手術時の不安や緊張を和らげ、少しでも快適にするため、ボディソニックを搭載した外科手術台(写真6)を使用している。使用する音楽は患者の聴きたい曲である場合が多い。全身麻酔の場合はともかく、局所麻酔の場合は意識がはっきりしている分、緊張感も高まる。麻酔をかけているから痛くはないはずなのだが、術中の処置の器具の音や感触のようなものが伝わってきてひどく緊張したり、とても痛いような気がしする。そうした緊張を少しでも和らげることに効果を上げている。また、痛い痛くないに拘らず、手術を受けること自体が緊張と不安を伴うものである。緊張の緩和は、術後の経過にも効果がある。以前、西条先生に手術にボディソニックを応用することの効果を伺ったとき「患者の緊張緩和とともに、執刀する我々スタッフも緊張を和らげられるのですよ」と言われたことがとても印象に残っている。緊張するのは患者だけではなく、執刀する医師たちも緊張するのだと、そのとき気づいた。言われてみればもっともだが、手術される側にしかなったことのない者としてはとても印象に残った言葉であった。歯科では、愛知学院大学齒学部・黒須らの、体感音響装置(ボディソニック)の歯科領域への応用19)がある。処置中の痛みや緊張感という点では、歯科は外科領域より身近であり、歯の治療というだけで痛さを連想する人が多い。大体は麻酔なしで処置するし、歯科は治療を受けている人が多いく、治療回数も多い。愛知学院大学齒学部・黒須らの小児歯科学会に於ける発表30)31)が興味深い。小児歯科の場合、患者が不安や恐怖心から泣きわめくなどして治療を拒むと、どれほど優れた医療技術もなす術を失ってしまう。従って不安や恐怖心を取り除き痛みを和らげることは切実かつ重要な問題である。黒須らはボディソニックを歯科診療台に取り入れて、この問題の解決をはかり好結果を得た。不安、恐怖心、痛みの緩和の必要性は小児に限らず大人も変わらない。
そうしたことから、この発表を受けて、ボディソニックを搭載した歯科診療装置をモリタ製作所が生産し、歯科医院で使用されている(写真7)
使用する音楽は患者の好む曲を使用する場合が多く、患者自身が持参したテープを使用する例もある。その他、福岡らの、音楽体感による心身のリラクセーション誘導による歯科治療時の緊張感の除去効果について32)や、歯科領域と心身医学領域にまたがる例として、小関らによる、口腔心身症へのボディソニックの使用経験33)などがある。
写真7 ボディソニックを搭載した歯科診療装置
15)村山正子、小熊由美、梅垣いつみ:意識下で手術を受ける患者へのボディソニック
の導入 −不安の軽減と安楽を考える−
16)大場とも子、西条、前川、青木、佐々木、岡部、菊地:局麻患者へのボディソニックの応
17)岡光京子、佐藤禮子:子宮摘出術を受ける患者の術前不安の緩和(その1)
前術後における精神的、肉体的慰撫の試み −体感音響システムの活用−
19)黒須一夫、土屋友幸:体感音響装置(ボディソニック)の歯科領域への応用
30)黒須一夫:歯科用体感音響装置の小児への応用効果
31)土屋友幸、山田ゆかり、黒須一夫:歯科用体感音響装置の小児への応用効果(2) 内部行動変化
32)福岡博史、小山悠子、畑真理子、福岡 明:音楽体感による心身のリラクセーション誘導による。
歯科治療時の緊張感の除去効果について 日本歯科東洋医学会誌 1989,Vol
33)小関英邦、東条英明、雨宮 浩、牛山 崇、成田令博、内田安信:口腔心身症に対する
ボディソニックによる。
医療における
音楽によって
患者の心を癒す試み
医療への応用
ポドルスキーの
ボディソニックが音楽療法用として満たすべき性能と受容的音楽療法例
医療における受容的音楽療法
大阪府赤十字血液センターの小林らは、成分献血注1)に音楽療法を採り入れ「成分献血における音楽の心理的効果について12)」と「成分献血における振動を伴う音楽の心理学的効果13)」を報告している。上記文献によると、血液凝固因子製剤の国内自給のため成分献血を推進しているが、大きな問題は穿刺を伴った約1時間の拘束である。そこで、ドナー(献血者)が、できるだけ快適にリラックスして採血時間が短く感じられるよう、成分献血用ドナーチェアに特別製の体感音響装置を搭載した。ドナーは好みの曲を選びボディソニックで音楽を聴きながら成分献血をする。成分献血者から 142名を無作為抽出し、アンケート調査した結果、初回者では 100%、経験者では94%が「好む」と回答している。
皮膚温、GSR(指の皮膚電気抵抗)の測定データでも音楽を聴く方がリラックスしていることを裏付けた13)
写真2 ボディソニックを搭載した献血台
オープン採血(学校や企業への出張採血)では、センター採血と異なり、採血環境の条件がよくない場合が多い。ドナーに対する精神的環境がよくない場合にVVR注2)などの発生が起こり易いが、ボディソニックを採用してからはVVRの発生がゼロになった12)と報告しており、音楽による精神的環境の改善の効果として注目される。
献血台 軽量、折り畳みの可搬形
大阪府立病院人工透析室の表らは「血液透析中における音楽療法の試み8)」を報告している。また「大阪府立病院人工透析室での音楽利用9)」でも紹介されている。上記文献によれば、音楽療法で精神的に安定することによって吐き気、嘔吐が少なくなり、血圧変動が軽減し、腹痛・倦怠感など愁訴が減少するなどの改善の効果がみられた。透析中、愁訴の多い維持透析患者10例について、各患者に医療用ベッドパットタイプのボディソニック(写真4)を使用した音楽療法を行い、その前後の心理調査・透析経過比較・施行後の患者へのアンケートによって有効性を評価したところ、8例で不安度の改善や血圧変動・不定愁訴の軽減が認められた。使用する音楽は病院でも用意しているが、患者に好きなテープを持ってきてもらうのを基本にしているとのことである。
人工透析の他、外科領域での術前術後、末期医療
など、 さまざまな領域で使用されている。聖路加国際病院の人工透析室では医療用ベッドパットタイプボディソニックと、特別設計のボディソニック搭載の透析椅子(写真5)も使用されており、土屋らの「慢性透析患者・透析中の音楽併用の試み11)」や篠田の「音楽療法:慢性疾患、特に透析患者への応用10)」が報告されている。
写真5 ボディソニック搭載の人工透析椅子
注1)成分献血 血液凝固因子製剤(血液を原料とする医薬品)に必要な血漿と血小板の
みを採血し、赤血球をドナーに返す採血方法
普通の全血では一回の採血が200ccで
あるが、成分採血では1000cc分に相当する血漿と血小板の採血ができ、しかもドナー
の負担が軽く回復が早い26)
採血に伴う副作用として最も頻
度が高く、問題となる症状の一つである。
採血に対する献血者の心理的な不安・緊張、あるいは採血による神経生理学的な反応の結果として生じる。
VVRの症状は多様で
あり、気分不良、めまい、あくび、顔面蒼白、熱感など軽度なものから、冷汗、悪心、嘔吐、徐脈、呼吸浅薄、血圧低下をきたし、さらに意識喪失、筋拘縮、痙攣、失禁に
至るものまである26)
下田俊文、春木谷マキ子、黒畑 功、豊中啓尹子:血液透析中における音楽療法の試み
9)椿原美治:音楽療法最前線(1) 大阪府立病院人工透析室での音楽利用
10)篠田知璋:音楽療法 -慢性疾患、特に透析患者への応用-
11)土屋みゆき、樋口正子、大岩孝誌、篠田知璋:慢性透析患者・透析中の音楽併用の試
12)大国典子、小林芳夫、松本一夫、富田忠夫、小川敏彦:成分献血における音楽の心理
的効果について -体感音響装置を使用して-
13)小林芳夫、松本一夫、大國典子:成分献血における振動を伴う音楽の心理学的効果
ボディソニックによる。
医療における
音楽によって
患者の心を癒す試み
医療への応用
ポドルスキーの
ボディソニックが音楽療法用として満たすべき性能と受容的音楽療法例
ボディソニックにおける人体への効果的な振動付与分布と振動付与方法
副作用が少なく効果の高い“ボディソニック”
体感振動は単純に付与すると、あるパーセンテージで悪心(吐き気)などの副作用が起る。これらの副作用を避け、心地よいリラクセーション感を得るためには、下記に述べる細心の配慮が必要である。同じ振動でもその目的、身体への駆動部位、駆動の仕方の違いによって、その効果は大きく異なってくる。副作用のない心地よい振動感の得られる“ボディソニック”を作ることによって、音楽療法で高い効果を示すことを可能にした。以下に述べることは筆者が膨大な実験・研究の中から見いだしてきたものである。
吐き気を催さない体感振動の付与方法(図2〜4)
体感振動の場合、リラクセーションや陶酔感など心地よさが重要であるが、局所的な振動では心地よさを得にくい(陶酔感やリラクセーション感を得にくい)
この場合は全身的な振動ほど心地よく、陶酔感やリラクセーション感がもたらされる。しかし全身的な振動であっても、振動分布が均一な振動は吐き気を催すことがあり、あるパーセンテージの人が顕著にこの傾向を示す。特に胃の後辺りを振動駆動すると吐き気を催す確率が高くなる。振動分布の要所は、ヒトの官能特性に合わせて、肩、腰、座部、膨らはぎ、足部に、あるバランスで振動分布を構成し、振動は均一ではなく濃淡があるようにする。しかし濃淡がありながら、体感者が“全身的である”と感じるようにすると高い効果が得られる。胃の後の振動駆動は避ける。ボディソニックは、こうしたことに細心の注意を払うことによって、心地よい振動感、リラクセーションの効果を実現している。図2〜4にボディソニックトランスデューサの配置の1例50)を示す。用途によりトランスデューサの配置が異なるのは、ベッド、椅子などの構造が持つ物理的振動特性の違いによる。良い効果を得るためには高度なノウハウを必要とし、音楽振動(体感音響振動)を適切に付与することが重要である。ボディソニックの体感音響振動の特徴は 「完全に音に同期した可聴周波数帯域の、ある時は繊細を極め、ある時は心を揺さぶる力強いもの」 で、バイブレータのような粗雑で強烈なだけの振動ではなく、歪みのないオーディオ的なものである。ボディソニックの体感音響振動には情報が含まれている。音楽であれば、その音楽の情報が含まれているので、陶酔感や感動を深いものにする。ボディソニックは、ただ振動を与えさえすればよいというような単純なものではない。その効果が十分に発揮されるためには、高度な技術が要求され、周到に設計された高いクォリティが要求される。振動しさえすればボディソニックと考えるような粗雑な考え方は、厳に排除されなければならない。下の写真に図2〜4のトランスデューサ配置に対応する製品例を示す。ボディソニックトランスデューサは全て SCP-6018 を使用している。図2のトランスデューサ配置による。人工透析、末期医療の他、外科領域での術前術後など、 さまざまな領域で使用されている。図3のトランスデューサ配置による。
ボディソニックにメンタルバイブレーション(感性振動)機能を付加したことによる品名
電気的性能が、高機能、高性能になっているのが大きな特長
図4のトランスデューサ配置による。
エステティックベッドにボディソニックパットを装着するタイプ
タカラベルモント社からも製品化された。ボディソニックにおいては、このような振動分布を構成することによって、吐き気を催すことがなく、心地よい振動感、リラクセーション感が得られるように設計されており、長時間使用しても問題がないようになっている。2 人工透析 の項で記述される、吐き気、嘔吐の減少の指摘に現れている。
音楽の特性に合わせた信号処理
体感振動に必要な約150Hz以下の周波数成分は、音楽の種類、楽器編成、録音状態などさまざまな違いにより、大きなレベル差が生じる。バスドラムやエレキベースなどを使用するポピュラー音楽では、比較的十分な低音成分が得られ易いが、アコースティック楽器を使用するクラシック音楽では、体感振動として使用可能な低音成分レベルの低い場合が多く、十分な体感振動の効果を出しにくい場合が多い。このように音楽を使用して体感振動を得る場合は大きなばらつきが出てくる。
また、ポピュラー音楽などに於けるバスドラムの音は、ずば抜けてピークレベルが高く、これに振動レベルを合わせると他の楽器の振動レベルが低くなり過ぎる
他の楽器で適当な振動レベルにすると、バスドラムのピークレベルでアンプが飽和し歪みが発生する。歪みが発生しないようにするにはアンプのパワーを上げれば良いが、振動出力強度が過大になりやすい。過大な振動出力は人体に有害であり副作用を引き起こす虞が出てくる。こうした問題を解決するために、音楽信号を適切にイコライジング処理した後、レベル圧縮回路で音楽の種類などの違いによる低音レベルの差を圧縮し、リミッタ回路によってバスドラムなどの高いピークレベルを押さえる。
そして適切な特性を持つ低域通過フィルタにより低音成分を取り出す39)
ボディソニックにおいては、このような信号処理によって、音楽の種類などによるばらつきを押さえ、副作用を起こすこともなく、より良い体感振動の効果が得られるように設計されている。更に必要によっては、音楽信号からいくつかのパラメータを抽出し、そのパラメータによって振動信号を合成するシンセサイザ方式の信号処理50)も行なわれる。以上に述べたような振動構造と信号処理によって、ボディソニックは吐き気などの副作用がなく、心地よい適切な振動レベルで高い振動効果を実現し、音楽療法で高い効果を示すことを可能にしている。これらがVA療法(振動音響)の装置とは異なる点である。大阪府立病院・人工透析室の表氏らは「血液透析中における音楽療法の試み」15)を報告している。また「大阪府立病院人工透析室での音楽利用」16)でも紹介されている。上記文献によれば、音楽療法で精神的に安定することによって吐き気、嘔吐が少なくなり、血圧変動が軽減し、腹痛・倦怠感など愁訴が減少するなどの改善の効果がみられた。透析中、愁訴の多い維持透析患者10例について、各患者に医療用ベッドパットタイプのボディソニックを使用した音楽療法を行い、その前後の心理調査・透析経過比較・施行後の患者へのアンケートによって有効性を評価したところ、8例で不安度の改善や血圧変動・不定愁訴の軽減が認められた。使用する音楽は病院でも用意しているが、患者に好きなテープを持ってきてもらうのを基本にしているとのことである。聖路加国際病院の人工透析室では医療用ベッドパットタイプボディソニックと、特別設計のボディソニック搭載の透析椅子も使用されており、土屋氏らの「慢性透析患者・透析中の音楽併用の試み」や篠田教授の「音楽療法:慢性疾患、特に透析患者への応用」17)が報告されている。
ボディソニック搭載の人工透析椅子
写真は、聖路加国際病院・人工透析室
横浜市立市民病院の榎澤氏らは「人工肛門造設患者の術前・術後における精神的、肉体的慰撫の試み」24)で、ストーマ・ケアに音楽療法を採り入れた臨床例の報告をしている。上記文献によると、同病院では特製のベッドパットタイプのボディソニックをターミナル患者に用いて、メンタルな面だけでなく、褥瘡の防止、便通の改善に効果のある経験から、人工肛門(ストーマ)造設患者に音楽療法を導入した。直腸癌手術で行われる人工肛門造設患者にとって、手術に対する不安や術後のボディイメージの変化は、時にはショックや抑鬱状態を招く。ストーマ受容の困難やセルフケアの自立を阻み、社会や家庭復帰の遅滞をもたらすと考えられる。このようなことが予測された患者に、音楽により精神的慰撫をはかる目的でベッドパットタイプのボディソニックを使用した。その結果、音楽と体感音響振動のもたらす効果や、音楽を通じて患者、家族、医療者が疾患以外に共通の話題をもって接することにより、患者は疾患のみに囚われず自分の気持ちを外に発散することができ、精神的安定がはかられた。ストーマ・ケアで大きな課題となる下痢・便秘などの便の性状によるトラブルが全くなく、便の出始めから軟便で、やや軟便から普通便の排泄が見られ、便のコントロールが得られてセルフケアの自立も早く、速やかな家庭復帰がなされた。人工肛門造設患者にとって、下痢・便秘などの便の性状によるトラブルは切実な問題であるが、それがスムーズであったことは注目される。マットレスの上に敷くと、ベッドがボディソニックになる。
人工透析、外科領域の術前術後、末期医療など、さまざ
まな領域で利用されている。図2のトランスデューサ配置による。
春木谷マキ子、黒畑 功、豊中啓尹子:血液透析中における音楽療法の試み
16)椿原美治:音楽療法最前線(1) 大阪府立病院人工透析室での音楽利用
17)篠田知璋:芸術療法、慢性透析患者への透析中の音楽療法の試み
後における精神的、肉体的慰撫の試み −体感音響システムの活用−
“体感音響装置による受容的音楽療法” 人間と歴史社刊 2003
ディソニックにおける人体への
効果的な振動付与分布と振動付与方法
ボディソニックの技術 2
ボディソニックと
身体で聴く音響装置
ボディソニック用としての振動駆動に適した。
椅子のフレーム構造
ボディソニックにおける
人体への効果的な
ボディソニックの
効果的な周波数帯域
ボディソニック開発の
医療における受容的音楽療法
横浜市立市民病院の榎澤らは「人工肛門造設患者の術前・術後における精神的、肉体的慰撫の試み17)」で、ストーマ・ケアに音楽療法を採り入れた臨床例の報告をしている。上記文献によると、同病院では特製のベッドパットタイプのボディソニック(写真6)をターミナル患者に用いて、メンタルな面だけでなく、褥瘡の防止、便通の改善に効果のある経験から、人工肛門(ストーマ)造設患者に音楽療法を導入した。直腸癌手術で行われる人工肛門造設患者にとって、手術に対する不安や術後のボディイメージの変化は、時にはショックや抑鬱状態を招く。ストーマ受容の困難やセルフケアの自立を阻み、社会や家庭復帰の遅滞をもたらすと考えられる。このようなことが予測された患者に、音楽により精神的慰撫をはかる目的でベッドパットタイプのボディソニックを使用した。
末期医療、ストーマケアなど、外科領域の術前
術後に使用され、痛みの緩和、便秘の改善、褥瘡の回避など注目される効果が得られた。の結果、音楽と体感音響振動のもたらす効果や、音楽を通じて患者、家族、医療者が疾患以外に共通の話題をもって接することにより、患者は疾患のみに囚われず自分の気持ちを外に発散することができ、精神的安定がはかられた。ストーマ・ケアで大きな課題となる下痢・便秘などの便の性状によるトラブルが全くなく、便の出始めから軟便で、やや軟便から普通便の排泄が見られ、便のコントロールが得られてセルフケアの自立も早く、速やかな家庭復帰がなされた。人工肛門造設患者にとって、下痢・便秘などの便の性状によるトラブルは切実な問題であるが、それがスムーズであったことは注目される。
大腸回盲部腫瘍切除術と便のコントロール
便のコントロールでは、筆者自身、大腸回盲部(小腸と大腸がつながる部分)腫瘍切除術で '94年に東京女子医大病院消化器病センターに入院し、小腸の一部と大腸を15センチほど切除したが、ボディソニックの使用によって、排ガス、排便が、周りの患者に比べてスムーズであったことを経験している。入院時、秘かに小形のボディソニック・MX-1(写真7-1)とCDを30枚ほどを持ち込み使用したが、術後3日目の朝には排ガスがあり、その日の午後には排便があった。手術直後の痛みの中ではボディソニックの振動は傷の痛みに響いて使えないだろうと術前に思っていたが、手術直後ほど振動は強い方が苦痛や痛みを和らげた。これは意外で、実際に体験しなければ分からないことであった。また聴く音楽が、病状の変化とともに変わっていったことが自身でも興味深かった。手術直後はボディソニックで振動の良く出る音楽、病状の回復とともに聴き馴れた曲になった。そして、シェーンベルクなどの現代音楽は、退院間際でなければ、とても聴けなかった。この辺りが芸術音楽と、癒しの音楽の特質の違いを端的に表わしている。入院時、腹部を大きく切開された身では、仰臥した状態で腰部に振動子を敷いて使用したいのだが、MX-1は本来手に持ち、振動を付与したい身体の部位に押し当てて使用するものであり、丸っこくて腰の下に敷くことができない。仕方がないので、横からそっと振動子を腰部に押し当てて使用したが不便で、ベッドでの使用にはあまり適していない。
この経験を踏まえ、退院後、腰の下に敷いて使用することができる薄型のミニパット振動子を試作した(写真7-2)
腰部に振動が伝わるだけでなく、ベッドのスプリングに振動が伝わり、ベッド全体に振動が広がり心地よい振動感が得られた。
写真7-2 ミニパット 退院後に試作したもの
横浜市立市民病院の岩谷らは「末期患者に対する音楽療法の試み7)」を報告している。
この文献によれば ‘90年以来、主として癌末期患者のトータルペインの緩和、QOLの向上を目的として、当時この領域では、まだ前例のなかったボディソニックによる音楽療法を導入し、22例に実施した(写真6 特製のベッドパットタイプ医療用・ボディソニック)
大方の例で、不安、痛みからくる鬱状態が軽快し、また、全例に便秘の改善、褥瘡(床ずれ)発生の回避が得られた。また、モルヒネを主とする薬物の投与量が減少したことも指摘されている。ここには書ききれないが個々の臨床例では、様々な苦しみや葛藤があり、末期医療では音楽による癒しは特に重要である。音楽療法を強いて一言でいえば[音楽の機能を利用した心理療法]ともいわれる。不安、痛みからくる鬱状態が軽快したことは心理療法としての効果といえる。モルヒネを主とする薬物の投与量が減少したことは、痛みが緩和されていることを示している。しかし、便秘の改善と褥瘡の予防効果も指摘されている事実は、心理療法のみならず、直接生理的効果を及ぼしていると考えられ注目される。
末期医療という、体動の制限・抑制が持続した期間から見て、当然、仙骨部などに発生することが予想された褥瘡が全く認められなかったこと
便秘の改善が全例に認められたこと
これは体音響装置による音楽の体感音響振動が直接的に生理的効果を及ぼしているものとも考えられる。これに関連しては細胞レベルでの効果の示唆21)もある。外科領域では、術前、術後、術中があり、術前では「子宮摘出術を受ける患者の術前不安の緩和・その116)」および「その2」がある。術後では先に紹介した「ストーマケア17)」などがある。前項で紹介した「末期患者に対する音楽療法の試み7)」も癌の手術をしているので術後と捉えることもできる。術中では局所麻酔手術時にボディソニックを搭載した外科手術台(写真8)を使用した「意識下で手術を受ける患者へのボディソニックの導入14)」「形成外科手術患者に対する音楽療法15)」などがある。これらの報告例は、手術時の不安や緊張を和らげ、少しでも快適にするため、ボディソニックを搭載した外科手術台を使用している。使用する音楽は患者の聴きたい曲である場合が多い。局所麻酔の場合は意識がはっきりしている分、緊張感も高まる。麻酔をかけているから痛くはないはずなのだが、術中の処置の器具の音や感触のようなものが伝わってきてひどく緊張したり、とても痛いような気がしする。そうした緊張を少しでも和らげることに効果を上げている。また、痛い痛くないに拘らず、手術を受けること自体が緊張と不安を伴うものである。緊張の緩和は、術後の経過にも効果がある。
写真8 ボディソニックを搭載した外科手術台
左がボディソニックを搭載した外科手術台
右はボディソニック搭載手術台による術中
写真で、済生会横浜市南部病院・手術室
音楽振動が痛みを和らげる効果
ルネッサンス期の音楽療法の記録によれば坐骨神経痛患者の患部の上でアウロスを演奏させ、直接患部に曲の振動を与えて疼痛を軽減させる治療が行われたという。現代でも音楽療法の効果の一つに、痛みを和らげる効果が指摘されている。また、音楽の振動が痛みを和らげる効果は、上記の項で紹介した、「大腸回盲部切除術と便のコントロール」や「末期医療」、「外科、歯科」などでボディソニックを応用した床例に見られる。「末期医療」では、モルヒネを主とする薬物の投与量が減少したことが指摘されており、痛みが緩和されていることを示している。
7)岩谷房子、池田典次:末期患者に対する音楽療法の試み −特にボディソニックベッ
14)村山正子、小熊由美、梅垣いつみ:意識下で手術を受ける患者へのボディソニックの導入
昇一:形成外科手術患者に対する音楽療法 −サーモグラフィーを用いた皮膚温測定
16)岡光京子、佐藤禮子:子宮摘出術を受ける患者の術前不安の緩和(その1)
術後における精神的、肉体的慰撫の試み −体感音響システムの活用−
ボディソニックによる。
医療における
音楽によって
患者の心を癒す試み
医療への応用
ポドルスキーの
ボディソニックが音楽療法用として満たすべき性能と受容的音楽療法例
ターミナルケア 末期患者に対する音楽療法の試み
医療における受容的音楽療法
横浜市立市民病院の岩谷らは「末期患者に対する音楽療法の試み7)」を報告している。この文献によれば ‘90年以来、主として癌末期患者のトータルペインの緩和、QOLの向上を目的として、当時この領域では、まだ前例のなかったボディソニックによる音楽療法を導入し、22例に実施した。使用した特製のベッドパットタイプ医療用ボディソニックを、図1、2 および 写真1、2 に示す。
アンケート調査および臨床的観察の結果、不安や痛みからくる欝状態の軽快がほぼ共通に
全例において便秘の改善が見られ、便秘に伴う。不快症状が取り除かれた。
痛みを忘れることが可能となり、麻薬を含む鎮痛・
鎮静剤の投与量が減少する例があった。この文献では、便秘の改善、薬物投与量の減少を示した代表例として表2~7-2を示しているが、ここでは表2の症例を紹介する。昭和63年12月頃から腰痛、64年1月はじめから下腹部通を訴え、3月29日に手術を行ったが、腫瘍摘出にいたらず生検におわる。本例では表2に示すように、ボディソニック開始後、鎮痛剤の使用量が減少し、頑固な便秘の軽快が見られ、死亡の前日まで便通が良好であった。音楽の内容としては演歌、特に小林旭・美空ひばりの歌を最後まで好んで聴いていた。右の表2に示されているとおり、この患者は非麻薬性鎮痛剤ソセゴン(1アンプル中ペンタゾシン15mg含有)を毎日1~2アンプル使用し、排便が困難であったが、ボディソニック(体感音響装置)を使用した音楽療法をしたその日に多量の自然排便があり、以後鎮痛剤ソセゴンは3日に1度、1アンプル、つまり鎮痛剤の使用量が1/3の使用で済むようになった。
「考察」を要約すると22例に使用した結果、不安、痛みなどに起因する鬱状態の軽快がほぼ共通してみられた。便秘の改善が全例に認められたことは注目に値する。
音楽が心身をリラックスさせることに伴って、モルヒネを主とする薬物の
投与量が減少
体動の制限・抑制が持続した期間から見て当然仙骨部などに発生すること
が予想された褥瘡が全く認められなかったことも注目すべき事実である。などが指摘されている。大方の例で、不安、痛みからくる鬱状態が軽快し、また、全例に便秘の改善、褥瘡(床ずれ)発生の回避が得られた。また、モルヒネを主とする薬物の投与量が減少したことも指摘されている。ここには書ききれないが個々の臨床例では、様々な苦しみや葛藤があり、末期医療では音楽による癒しは特に重要である。わが国音楽療法の先駆者の一人、東京藝術大学・故 桜林名誉教授によれば“音楽療法を強いて一言でいえば、音楽の機能を利用した心理療法”という。不安、痛みからくる鬱状態が軽快したことは心理療法としての効果といえる。モルヒネを主とする薬物の投与量が減少したことは、痛みが緩和されていることを示している。しかし、便秘の改善と褥瘡の回避効果も指摘されている事実は、心理療法のみならず、直接生理的効果を及ぼしていると考えられ注目される。
末期医療という、体動の制限・抑制が持続した期間から見て、当然、仙骨部などに発生することが予想された褥瘡が全く認められなかったこと
便秘の改善が全例に認められたこと
これはボディソニック(体音響装置)による音楽の体感音響振動が直接的に生理的効果を及ぼしているものとも考えられる。これに関連しては細胞レベルでの効果の示唆21)もある。
岩谷房子、池田典次:末期患者に対する音楽療法の試み
-特にボデイソニックペツドパッドの応用-ルネッサンス期の音楽療法の記録28)29)によると、坐骨神経痛の患者の患部の上で楽器を演奏させ、直接患部に音楽の「振動」を与え、疼痛を軽減させる治療が実際に行われたが、これは音楽が心理的な面だけでなく、生理的な面にも作用することを示唆している。上記に紹介したターミナルケアの症例は、これを現代のテクノロジーで再現したものである。音楽の体感音響振動が痛みを和らげる効果は末期医療領域の他、外科領域、歯科領域などでも実際に応用されている。外科領域では、術前、術後、術中があり、術前では「子宮摘出術を受ける患者の術前不安の緩和・その116)」および「その2」がある。術後では先に紹介した「ストーマケア17)」などがある。前項で紹介した「末期患者に対する音楽療法の試み7)」も癌の手術をしているので術後と捉えることもできる。術中では局所麻酔手術時にボディソニックを搭載した外科手術台(写真8)を使用した「意識下で手術を受ける患者へのボディソニックの導入14)」「形成外科手術患者に対する音楽療法15)」などがある。これらの報告例は、手術時の不安や緊張を和らげ、少しでも快適にするため、ボディソニックを搭載した外科手術台を使用している。使用する音楽は患者の聴きたい曲である場合が多い。局所麻酔の場合は意識がはっきりしている分、緊張感も高まる。麻酔をかけているから痛くはないはずなのだが、術中の処置の器具の音や感触のようなものが伝わってきてひどく緊張したり、とても痛いような気がしする。そうした緊張を少しでも和らげることに効果を上げている。また、痛い痛くないに拘らず、手術を受けること自体が緊張と不安を伴うものである。緊張の緩和は、術後の経過にも効果がある。
写真8 ボディソニックを搭載した外科手術台
左がボディソニックを搭載した外科手術台
右はボディソニック搭載手術台による術中
写真で、済生会横浜市南部病院・手術室
歯科では 「体感音響装置(ボディソニック)の歯科領域への応用18)」 や、その他の文献がある。歯科治療や局所麻酔手術などは、全身麻酔と異なり意識がハッキリしているので、緊張や不安がつのる。こうした不安、緊張、痛みの緩和に効果がある。処置中の痛みや緊張感という点では、歯科は外科領域より身近であり、歯の治療というだけで痛さを連想する人が多い。大体は麻酔なしで処置するし、歯科は治療を受けている人も多い。愛知学院大学齒学部・黒須らの小児歯科学会に於ける発表は興味深い。小児歯科の場合、患者が不安や恐怖心から泣きわめくなどして治療を拒むと、どれほど優れた医療技術もなす術を失ってしまう。従って不安や恐怖心を取り除き痛みを和らげることは切実かつ重要な問題である。黒須らはボディソニックを歯科診療台に取り入れて、この問題の解決をはかり好結果を得た。不安、恐怖心、痛みの緩和の必要性は、小児に限らず大人も変わらない。
そうしたことから、この発表を受けて、ボディソニックを搭載した歯科診療装置をモリタ製作所が生産し、歯科医院で使用されている(写真9)
使用する音楽は患者の好む曲を使用する場合が多く、患者自身が持参したテープを使用する例もある。
写真9 ボディソニックを搭載した歯科診療装置
7)岩谷房子、池田典次:末期患者に対する音楽療法の試み -特にボディソニックベッ
14)村山正子、小熊由美、梅垣いつみ:意識下で手術を受ける患者へのボディソニックの導入
昇一:形成外科手術患者に対する音楽療法 -サーモグラフィーを用いた皮膚温測定
16)岡光京子、佐藤禮子:子宮摘出術を受ける患者の術前不安の緩和(その1)
術後における精神的、肉体的慰撫の試み -体感音響システムの活用-
18)黒須一夫、土屋友幸:体感音響装置(ボディソニック)の歯科領域への応用
ボディソニックによる。
医療における
音楽によって
患者の心を癒す試み
医療への応用
ポドルスキーの
ボディソニックが音楽療法用として満たすべき性能と受容的音楽療法例
ボディソニック(体感音響装置)の技術
ボディソニックの技術 1
ボディソニックの技術 2
ボディソニックの
音楽振動醸造、熟成の試み
ボディソニックの効果
ボディソニックによる。
日本における
音楽振動の利用状況
効果的な振動付与分布と
振動駆動に適した。
椅子のフレーム構造
ボディソニック(体感音響装置)の技術
ボディソニックの臨場感再現効果技術 エンジン音や爆発音など、振動感や衝撃感のあるドキュメンタリー音をボディソニックで再生すると、迫真の臨場感を再現することができる。映画などの映像メディアと組合わせることにより、圧倒的な劇的効果を高める。今後はDVDなどへの応用が期待される。
ボディソニック(体感音響装置)の技術
● 身体で聴く(体感する)音響装置 ボディソニック
● ボディソニック(その1) 理論的背景、技術的背景、心理的・生理的作用と効果など
● ボディソニック(その2) 音楽療法に応用されている機種、及び関連機種など
● メンタルバイブレーションを搭載した“ボディソニック・プラス1”
ヘッドホンとの併用で重低音を体験できる オーディオクッション/ディスコターボ
● カーステレオ用ボディソニック ベンツ車シートへのボディソニック実装試作など
● ボディソニック技術開発の先駆
ボディソニックと振動トランスデューサ
● ボディソニックと振動トランスデューサ 応用製品例と 5
体感音響振動とボディソニックの効果、振動トランスデューサ、その応用製品例と新たな技術動向
●SC-8032 は床振動方式ボディソニック用の強力形トランスデューサで、かの 「ジュリアナ東京」 には
●SCP-6018 はカーステレオ用として開発されたが、カーステレオ用ばかりでなく、医療・音楽療法用から
一般用のボディソニック、さらにはレジャーホテル用のボディソニックまで 幅広く使用されている。
ボディソニックの臨場感再現効果技術
第1章 ボディソニックによるドキュメンタリー音などの臨場感再現効果
第2章 振動効果装置に至る体感振動の概念と技術の変遷
−振動感、衝撃感など、映画などで劇的な臨場感を再現するためのシステム−
● 振動駆動アンプ 信号処理の特殊性とパワーアンプに要求される性能
● 振動系の技術 人体載置物の振動構造・振動分布と心理・生理
● ボディソニックにおける人体への効果的な振動付与分布と振動付与方法
副作用が少なく効果の高い“ボディソニック”、吐き気を催さない体感振動の付与方法、駆動方法
● ボディソニック(体感音響装置)用としての振動駆動に適した椅子のフレーム構造
● ボディソニック(体感音響装置)における効果的な周波数帯域
● 小松 明、藤井敏明: 図解 敷物形のボディソニック その振動構造と用途
● 藤井敏明: 図解 ボディソニックトランスデューサとスピーカの構造比較
● 工作室(体感音響装置の作り方)
● クッションタイプの体感音響装置の作り方
● 市販品の椅子による体感音響装置の作り方
● 壁全体が音源となる新しいSP エコニック・サウンドトランスデューサ
● エコニック・サウンドトランスデューサーの特長と性能
面音源を実現させた新しい振動ユニット
● 壁自体が音源となる4チャンネル音場再生に適した ボード・スピーカについて
● 音づくりの新しい可能性を示す 全面的に改良された GTボードスピーカ
● GTボードスピーカを応用した製作 ポスター・パネルスピーカの作り方
● 写真を振動させて音を出す パネルスピーカ PS-5
● エレキサックス “電子サックス”とでも呼ぶべき新しい分野への提案 EWI 開発の先駆
● ステレオ(非バイノーラル)ヘッドホンの実験と試作
ボディソニック(体感音響装置)の技術
ボディソニック効果の探求 − 情報を持つ体感音響振動こそが効果の正体である −
各種ボディソニックを写真から検索
たいかん音響研究所 開設の趣意 小松 明 ボディソニック(体感音響装置)開発者のホームページ
身体で聴く音響装置 ボディソニック
身体で聴く(体感する)音響装置
聴覚と体感音
人間の聴覚器管が耳であることは、いうまでもないことだが、総合的な音響知覚が「耳」だけによるものでないことも、よく知られているところである。
低音域音響エネルギーは、スピーカーシステムの箱鳴りに始り、床鳴り、壁鳴り
等々、囲りの物を振動させ、これを押えるのに苦労するのがリスニングルームの音作りの一歩ともなっている。
これを裏がえせば、低音域の音響エネルギーは、それがあたった面や物を振動させる性質が顕著であることの表れといえよう
大太鼓の音が腹に響くのは、低音域音響エネルギーが、人間の身体を振動させているのである。大太鼓は極端な例としても、このような性質を持つ音響エネルギーにさらされている人間は、当然この影響を受けることとなり、微妙をきわめる人間の感覚は、これを音響情報の重要な一部分としながら、総合的な音響知覚が行われる。このことは先に述べた大太鼓の例のようにそれと意識されるものから、無意識の中に感じとっているものまで多くのものがある。しかし、いずれも最終的には、耳からの情報と重って「音」として聴えるのであって、体で感じている情報の多くは、あまり意識されず、聴覚の「縁の下の力持ち」的役割を果たす。この低音域音響エネルギーは、人間の体に「音圧」として感じられるだけでなく、しばしば床面等を伝ってくる振動を伴う。そして、この振動感さえも音の情報の一部となり、最終的に「音」として知覚される。これら音圧が体を振動させて感じる振動感や、床面を伝って感じ取られる振動感を、それと意識されるものから、無意識の中に感じとっているものまでを含めて体感振動と呼ぶことにする。
体感振動の音響・振動心理
体感振動は、一般的に周波数が低くなる程、聴覚に及ぼす影響が大きくなり、数10Hz 以下では、耳で聴く部分より、体で感じ取る部分の方が大きくなるともいわれている。また、この体感振動は聴覚における「縁の下の力持ち」なるが由に、人間の本能的なものや、意識下にも影響を及ぼすような側面を持っている。体感振動がもたらす感じとして、例えば、それが音楽であれば重低音感、リズム感、エネルギー感、陶酔感、恍惚感などの心理的快感、生理的快感をもたらし、人間の官能にも訴える一方、ある種の音においては、不安感、緊迫感、恐怖感などを倍加する。耳から聴いている音の多くが、意識的、論理的な意識上の世界、左脳的であるのに対し、体感振動からは、右脳的、官能的、根源的、意識下の世界に影響を及ぼすような、好対照を示す。
体感振動の欠落した音響再生
現在得られる電気−音響変換器として、過度特性、波形再現性、位相特性、周波数特性など、そのどれをとっても振動系の桁違いの軽さ、音源の一点性などから、ヘッドホンが最も優れた物理特性が得られるであろうと考えられるし、実際、非常に優れた性能のヘッドホンが製品化されている。ところが、この最も物理特性が優れているはずのヘッドホンの音を聴くと、音の良いことは解るのだけれども、妙に軽い超自然的な音がして、自然な音とはやや異質なものであることに気付く。特に低音域は、十分低い音まで再生されているにもかかわらず重低音感が少ない。また、自分で電予楽器などを演奏して、これをヘッドホンでモニターすると、まるで感じが出ない。その不自然さはレコード再生時等における比ではなく、どうしてもスピーカによるモニターの必要性を感じる。これは明らかに何か重要な音響情報が欠落していると考えられる。これは「耳」には音響エネルギーを与えながら、身体全体には音響エネルギーを与えていないことによる体感振動の欠落である。
そこで後述するポディソニックシステムにより体感振動を付加すると、ヘッドホンの音が、ガラリと変わり、自然感や重低音感が出て、中音域の音まで生き生きとしてくる8)
体感振動を積極的に取り入れた音響再生、その開発の経緯
聴覚に及ぼす体感振動の重要性はすでに述べたが、この重要性に着目した実験や研究は、かなり以前から行われており、ウーハによって床やソファーなどを振動させる試みなども行われていた1)2)
筆者は、1960年代から70年代にかけて、壁、天井、床面など、振動可能な板面を直接振動させ、壁や天井全体から音響再生をする、エコニック・サウンドトランスデューサ、GTボ−ドスピーカなどを開発、製品化した3)4)
これは動電形の振動トランスデューサ(電気−機械振動変換器)であり、後にボディソニックの開発に当って重要な基本技術となった。こうした流れの中で、具体的にボディソニックを製品化する重要なきっかけとなったのは、1972年、糸川英夫博士より“現在のステレオには、ボーンコンダクションが欠けている”との提言5)による。
糸川英夫博士の提言
楽器を演奏する人は、弦楽器でも、管楽器でも二つの音を聴いている。一つは空気中を伝わって来る「音波」である。ステレオはこの世界を追う。もう一つのチャンネルは、ボーンコンダクションとよばれ、楽器をもつ手、抱えている身体を通して、直接振動として伝わり、骨を通り聴覚系伝播されるものである。現代のオーディオ、ステレオ、すべてに欠けているのは、このもう一つの「音」のチャンネルなのである。音楽の中で聴く人に真の恍惚感を与えるのは、楽器から直接伝わる振動・ボーンコンダクションの方である。バイオリニストが顎に楽器を抱えて、陶然と自分の弾く音に浸っているのは、顎の骨にバイオリンの表裏板から直に伝わる振動音、ボーンコンダクションの音を聴いているためである。ピアニストの場合でも指先、足、腰から、ピアノの音をボーンコンダクションで聴いている。古典音楽がヨーロッパで発展したのは、貴族社会の中の小さい室内であって、チャンバーミュージック(室内楽)という名がつけられた通りである。部屋の大きさは、このボーンコンダクションの範囲でつくられていた。楽器の振動が床板を伝わり、椅子の足を通して椅子に座っている人の腰にまで減衰しないで伝達するゾーンである。音楽が大衆化して大ホールが現れたときに、こちらは棄てられた。空気中を伝わる「音波」だけの音楽になった。そしてエレクトロニクス、テクノロジーが発達し、レコード、オーディオが登場したときにも、「音波」だけの音楽になりきり、ボーンコンダクションは忘却の世界に置き去りにされた。ディスコやロックコンサートで物凄い音響を出し、ドラムがけた外れの音を出すようになったのは、若い人達が本能的に、ボーンコンダクションを現代に復活させようという、一つの試みである。ボーンコンダクションは、それに気がつけば、エレクトロニックスとテクノロジーを使って再現は可能である。このシステムを欠いている現代のオーディオは、どんなに高価なものであっても、「音楽」を聴く装置としては欠陥商品といえる。ボーンコンダクションをステレオに付けるべきである。
この提言を受けてボディソニックを製品化する試みが数社で行われた6)
パイオニアの松本会長は、その最も強力な推進者となり、ボーンコンダクションを具現した製品「ボディソニック・ミュージックチェア」を世に送り出した。
このボディソニック・ミュージックチェア(写真1)の優れていた点は、それまでの体感振動発生の試みが、スピーカユニット(ウーハ)によっていたのに対し、振動トランスデューサを使用した点であった7)
“ボーンコンダクションを具現した最初の製品”
専用駆動AMPは椅子の下に取り付けられている。体感振動発生器としてウーハを使うと、電気→音響(空気振動)変換した後、さらに音響(空気振動)→機械振動変換と、2重のエネルギー変換を行うため、エネルギーの変換効率もあまり良くなく、装置は大型化し、音漏れなど、いろいろな副作用もあり、これを防止するため装置は増々大がかりになり、製品化は成功しなかった。これにひきかえ、電気—機械振動トランスデューサを使用したボディソニック・ミュージックチェアは、エネルギー変換も、電気→機械振動の1回だけで直接体感振動を発生可能である。このため、変換効率も高く、スッキリとまとめることができ、製品化を可能にした。
その後、ボディソニックはさらに改良を重ね、クッションやシートの形をとったもの(写真2、3)も生れた8)
座当て用大クツションと、背当て用小クッションがある。
右下の専用AMPでクッション 2台まで駆動可能
座り心地の良いソフトなクツシ
ソと吸湿性の良い布地を
採用して自然な振動を得ている、L状シートタイプ
専用AMP(プロセツサ)にはLED振動レベル表示がつい
このようにしてホームユースからカーステレオ用、さらに、業務用として音楽喫茶、ライブハウス、ポートピアにおけるような各種催物、映像と一体となった映画用にも応用がなされている。さらに特殊な例としては、教育用や医療の分野まで、非常に多様な拡がりを見せつつ今日に至っている。
図1 椅子用シート型、および、クッション型ボディソニツクの接続図
ボティソニツクの効果
体感振動の音響・振動心理の項でも述べたような、いろいろな効果を持つが、ボディソニックシステムを音楽鑑賞用として使用する場合でも、音楽の分野が異なると求めている効果の期待点もだいぶ違っていることが分かってきた。低音振動を体に与えるのであるから、重視されるべき効果であることは当然であり、すべての音楽に共通する効果であるが、主としてクラシック音楽などを聴いている人達が重視し、期待している面が強いようである。音楽の和声学的構成などからもうなずけるように思える。またシンセサイザなどを使用した音楽では、すばらしい重低音感の効果が得られる場合が多い。ジャズ、それもモダンジャズなどを主として聴いている人達が最も重視し、その効果への期待感も強い。
シソコペーティックなリズム、スリリングなリズムなど、リズムがジャズにおける重要な要素であるので当然といえよう
ベースの音、パーカッションの音等、直接体に振動として叩きこまれる感じもあり効果も大きい。この分野の音楽を聴いている人達はリズム感に、より多くの神経を集中しているせいか、重低音感には必ずしも関心を示していないようでもある。ロックなどを主として聴いている人達が重視する効果である。
あの圧倒的な大音響エネルギー感は、ロック音楽にとって重要な要素で、ロック音楽を小音量で静かに聴いたのではロックの良さは味わうべくもないであろう
体に強い衝撃感を与えるバスドラムや、強烈なエレキベースの音を体感振動として体に与えることにより、強烈なエネルギー感が再現され、ロック音楽の真髄に触れる感がある。
この分野では、ボディソニックの効果を取り入れた、新しい音楽も生れつつある(後述)
これは、あらゆる分野の音楽に共通する効果であるがポピュラー音楽などにおいては、この面が多いように思える。特にエレキベースの音は何とも快く響き、快よいリズム感とともに、たいへんリラックスした気分になり、ストレス解消の効果も大きい。何か人間の根源的な官能に訴えるものがあるように思える。
以上、音楽とボディソニックの効果について便宜的に、上記のような分類をしてみたが、実際には、これらは、いろいろな重なり合いを見せているし、上記以外の側面もいろいろあろう
前述のごとく、ポディソニックは精神的にリラックスさせる効果や、人間の意識下の世界にも作用するので、この面を利用して音楽療法など医学的応用や、語学教育の特殊な応用など(加速教育といわれている)教育面でも大きな効果を上げつつある。その他、業務音楽用の例として、ヘッドホンジュークボックス(ビクター)と組み合わせて好評を得ている例などもある。ボディソニックは音楽だけでなく、ドキュメンタリー音や効果音などにおいても大きな効果を発揮する。次にそれを述べる。
ドキュメンタリー音とボディソニックの効果
電車やSLの走る音、トラクターや車のエンジン音、噴火や大砲などの爆発音、雪崩や山崩の音、地震などによりビルが崩れる音、etc
これら広い周波数レンジと重低音域の成分を多く含む衝撃感や振動感を伴う音、時には、地響きさえ伴うようなドキュメンタリー音や効果音を、ボディソニックシステムを使用して再生すると、スピーカやヘッドホンだけの再生ではとうてい再現することのできない、迫真の臨場感を再現することができる。また特殊な効果音においては、不安感や恐怖感を倍加することもできる。この効果をパノラマ等の展示物に応用すると大きな効果を上げることができ、映画やテレビなどに応用すると、圧倒的な劇的効果を高めることが可能である。展示物への応用としては、火山パノラマ、宇宙基地における巨大宇宙船が降下・上昇するパノラマ、地震体験館などの応用が既に行われている。映画への応用は数館のボディソニックシステム設置映画館ができている。また、神戸ポートビアにおけるマルチスクリーン方式の映像と組み合わせたものもあり、効果を上げた。これらの応用における注意点としては、ドキュメンタリー音や効果音においては、圧倒的な効果が得られる反面、ナレーションや会話(台詞)などの人声で振動を発生すると、不自然感が起こりがちなことである。そこで、映画やテレビのドラマ等への応用においては、人声をリアルタイムで識別し、これをカットする必要が生じる。
この目的のために、人声をリアルタイムで識別処理する非常に特殊なアナログコンピュータが開発され、ボディソニックシステム設置映画館にはこれが使用されている(写真4)
ドキュメンタリー音的な特殊応用として、警視庁や防衛庁その他で使用される自動車シミュレータ、航空機シミュレータなどに応用されて効果を上げている。時間遅れ回路なども内蔵されている。
ボティソニツクのハードウェア
ボディソニックシステムは、入力されるオーディオ信号からボディソニック用の信号を作り出す「プロセッサ」、駆動に必要な電力を得る「パワーAMP」、電気信号から機械振動を得る「トランスデューサ」と、これを有効に体感振動として人体に伝達させる椅子やクッション、シート、その他の「振動系(人体載置物)」などから構成される。ここで注意を要することは、ボディソニックだけについていえば上記の通りであるが、音を伴わずに体感振動のみを加えても奇異な感じになりやすい。ボディソニックは、必ず音とともに用いて、はじめて効果を発揮する。そして、その音は良い音である程、良い効果が得られる。従って、ポディソニックは、性能の良いオーディオシステムとともに用いられ、その意味で音源(ソフト)のクオリティは特に重要である。聴覚心理特性と振動心理特性とを比べてみると、音として耳で聴く聴覚心理特性は対数直線的であることが知られている。音の強さを表す単位の「ホン」や「デシベル」が対数により表現されることや、音のピッチの単位である「オクタープ」が、対数目盛上に等間隔に表されることでも良く知られているところである。このため、ダイナミックレンジは広い。一方、体感振動のダイナミックレンジ受容性は音に比べるとだいぶ狭い。例えば図2に示すような簡単な回路では、音量調整器を調整して音量を上げると、振動は過大となり、音量を下げると振動が過小になってしまう。このため、音量を調整するたびに振動量調整器を調整し直す必要を生ずる。また、ソースの違いによっても、振動の過大、過少が起こりやすい。これは聴覚心理特性と振動心理特性の違いによるためである。この不都合を避けるためには、図3に示すように、適当なレベル圧縮回路を入れれば補償することが可能である。しかし、実際のプロセッサにおいては、適当な振動を得るためのイコライジングが行われているので、図4に示すような回路により構成される。これにより聴覚心理特性と振動心理特性の差から入力ソースの差まで補償されて、ボディソニック信号が作られる。映画用などの場合には、このプロセッサの前に、さらに人声識別アナログコンピュータを必要とする。
ボディソニツク用パワーAMP M200を10台まで 業務用ボディソニツクチェアを45脚まで駆動可能
多数の椅子を並列接続するので、負荷ショートなどに
さらに、スーパーウーハ用フィルタAMPを内蔵し、 対する保護回路は四重にして万全を期している。直接ウーハを駆勤できる。体感振動を得る最も重要な部分である。写真7に振動トランスデューサの例を示す。小さいものから大きいものまで各種あり、用途によって使い分けられる。クッシ∃ン、シート、チェアなどによるものが商品化されているが、チェアにおいては椅子の構造体そのものを駆動する方式と、表面のクッションを振動体にする2方式がある。前者は、構造を振動的によほど注意して作らないと、構造体のいろいろな部分で強い共振が現れ、振動にクセが出やすい。比較的小型のトランスデューサを数多く並べて、全面駆動的にすると、よりリアルな振動が得られやすい。一般的な音楽ファンは、より「快よい振動」を求めるが、HiFiファンは、より「リアルな振動」を求める煩向が見られる。
業務用椅子は種類も多〈、これはその1例
シートの上に置く置形クツションタイプ
専用AMP(プロセツサ)1台でクッション2台まで駆動可能
ボティソックによる新しい音楽
電気楽器、電子楽器、各種イフェクタやPA装置9)の出現が、新しい音楽の誕生を促したともいえる。昨今のポップスと呼ばれる1群の音楽は、これらエレクトロニクスを使った楽器やPA装置なしでは成立たない程になっている。ロック音楽などは、高性能PA装置によるエネルギー感がなければ成立たない。ボディソニックシステムは、その効果によって音楽に新しい可能性を付与しつつある。かつて、電子・電気楽器やPA装置などのエレクトロニクスが、新しい音楽の誕生を促したように、ボディソニックシステムという新しいエレクトロニクスが、新しい音楽の誕生を促しはじめている。
最近発売されたアルファレコード(社長・村井邦彦)の「タキオン」というレコードは、ボディソニックシステムを使って聴くことを前提に作られた新しいロック音楽である(レコードのジャケットにボディソニックとともに聴くよう書かれている)
この新しい音楽を推進しているプロデューサは、ロック界で著名なミッキー・カーチス氏である。彼はレコードだけでなく、ライブコンサートにもボディソニックを使用し(客席をボディソニックチェアにする)、新しい音楽の表現を追求している。新しい音楽と新しい音楽用エレクトロニクスの誕生である。ボディソニックチェアを全席、設置したライブハウス「BOSS」(東京渋谷)の誕生などとも合わせて、今後の音楽、ひいてはその再生装置たるオーディオ装置にも少なからぬ変化をもたらす兆しのようにも見える。
−ボディソニックを取り入れた新しいオーディオシステム−
最近のオーディオAMPは LR両ch合わせれば、100Wを超える程の大電力が普通になっている。スピーカの能率が違うので、同列にはできないにしても、大運動場に十分な音量を出力する以上の大出力AMPが一般家庭の一室に持ち込まれているのである。その電力も、ある必然をもって計算されているのであり、現在のオーディオ装置は、それを必要とするシステムなのである。しかし都市はますます過密となり、騒音公害による殺人事件さえ起こっている現実もある。適当な形状のボディソニックチェアに、小電力で良いから、十分、音の良いスピーカを取り付ける。取り付位置は、リスナーの比較的、耳に近い所が好ましい。スピーカの位置が耳に近い程、エンクロージュアは小さくても低音再生ができるとともに、小電力でもリスナーは十分な音量で音楽を楽しめる。小電力であるから騒音公害の心配もない。スピーカが耳に近づくと、ヘッドホンリスニングに近い状態となり、体感振動の欠落を生ずるが、それはボディソニックによって十分に補われる。音楽による快い体感振動により、快いリズム感、十分な重低音感とともに音楽にひたり陶酔する。心は安らぎストレスも緩和する。騒音公害の心配など、まったくない。他人への迷惑など気にする必要もなく、リスナは十分な音量で心ゆくまで音楽の鑑賞ができる。
オーディオはビデオとも結びつき、アクションドラマを体感振動による迫真の臨場感で楽しむ、圧倒する劇的効果
こんなボディソニック・ミュージックシステムが新しいオーディオのひとつの姿ではないだろうか
こんなパーソナルなオーディオ装置の研究開発が進み、製品化されようとしている(1981年5月現在)
資料提供をしていただいた、パイオニア・板垣 正氏、ホウトク・徳広氏、野口氏にお礼を申し上げる。
ボディソニックの技術 2
ボディソニックと
身体で聴く音響装置
ボディソニック用としての振動駆動に適した。
椅子のフレーム構造
ボディソニックにおける
人体への効果的な
ボディソニックの
効果的な周波数帯域
ボディソニック開発の
ボディソニックと振動トランスデューサ その応用製品例
ボディソニックと
その応用製品例と 5
たいかん音響研究所 小松 明
ボディソニックの効果
ボディソニック(体感音響装置)にはさまざまな効果があるが、代表的な効果として「リラクセーション効果」と「臨場感再現効果」を挙げることができる。ここではこのふたつの効果の視点からボディソニックと振動トランスデューサ、応用製品例について述べる。
●ヒトが聴く音の原点は体感振動を伴っている(意識下に残る胎児期の記憶)
ヒトが聴く音の原点は、体感音響振動を伴った音を聴いている状態である。
試みに人の胸や背中に手を当てれば、ドキッドキッという心臓の鼓動が振動として手に感じられるだろう
この状態で声を出してもらえば驚くほど声の振動が手に伝わってくる。身体は約70%が水分である。水は空気より音響インピーダンスが高く、骨や水は空気よりはるかに振動を良く伝える。このことから胎児期、赤ちゃんは胎内で母親の声や鼓動などの胎内音を、体感音響振動を伴った音として聴いていることが理解される。産まれたばかりの赤ちゃんは、母親に抱かれて声や鼓動が振動とともに伝わると安心する。成人しても意識下には胎児期の記憶が残っており、似たような状態におかれると安心したりリラックスし、なにか生命の根源に働きかけるものがある。
音楽聴取時、音とともに音楽振動(体感音響振動)を適切に付与すると、音楽の感動・陶酔感を高める効果や印象を深める効果、リラクセーションの効果などがある1)
これらの効果からボディソニックは受容的音楽療法に応用され、心療内科領域2)3)、老年医学領域、末期医療、人工透析4)、成分献血、外科領域、ストーマケア、歯科、産科など、医学の領域で多くの研究・臨床報告があり注目される。
●爆発音などの臨場感再現効果
体感振動は音楽だけでなく、ドキュメンタリー音や効果音でも大きな効果を発揮する。
電車やSLの走る音、トラクタや車のエンジン音、噴火や大砲などの爆発音、地震などによりビルなどが崩れる音etc
これら広い周波数レンジと重低音域の成分を含む衝撃感や、振動感を伴なう音、時には地響きさえ伴なうようなドキュメンタリー音や効果音を体感音響装置で再生すると、スピーカやヘッドホンだけの再生ではとうてい再現することのできない、迫真の臨場感を再現する5)ことができる。また、特殊な効果音においては、不安感や恐怖感を倍加する。この効果を、映画などの映像メディアと組合わせることによって、圧倒的な劇的効果を高めることが可能である。今後はDVDへの応用が期待さる。
効果的な周波数帯域
体感振動は椅子などの人体載置物を介して、触振動覚的に身体で受容されるため、20〜150Hzくらいを体感振動周波数帯域としている。これは周波数が高くなると、音として聴覚では聞き取れても、触振動覚としての効果は低下する「人間の感覚特性」に合わせたものであり、凡そ下記の様な意味合いを持っている。低音楽器のリアリティ、振動感を伴うようなドキュメンタリー音の臨場感の再現など、音の印象を深めたり、音と体感振動とのつながりを良くするのに必要な周波数帯域が、50〜150Hzである。50〜150Hzの帯域の再現は、従来技術で可能なレベルになっている。帯域を20〜50Hzまで広げることによって、重低音感の増強、振動感や衝撃感を伴うドキュメンタリー音などの、迫真の臨場感の再現などの効果を、より一層深めるのに重要な帯域である。さらに20〜50Hzの帯域は、心地良いと感じる生理的快感をもたらし、陶酔感を深め、リラクセーションを高める効果がある。
このことから、20〜50Hzの帯域の再現が十分にできるか否かが機器の性能を大きく左右する重要な鍵を握っていることが理解されよう
20〜50Hzの再現は非常に重要であるが、従来の技術では40Hz以下の低い周波数帯域の再生は困難であった。電気信号を機械振動に変換する振動トランスデューサ(電気−機械振動変換器)はボディソニックのキーデバイスである。ボディソニック用トランスデューサ Vt7 と Vp6 は、動電形ケース振動出力方式で、今まで再現が困難であった40Hz以下を十分に再現可能とした。これによって非常に重要な20〜50Hzの帯域を、十分に再生することが可能となった。また、Vt7は高性能なので、従来の振動トランスデューサに比べると、使用個数も駆動するアンプの電力も半分くらいですむようになった。下記にVt7とVp6の仕様と写真、外形寸法図を示す。
振動トランスデューサVt7の応用製品例
Vt7は椅子のフレームや床を駆動する場合に適した性能を有している。使用例としては、ソニーのオーディオチェアや、オムロン、リビングテクノロジー、アイ信などの、リラクセーションチェアに使用されている。また、リラクセーション・誘眠などの用途としてベッドのマットレス内に組み込んで、シモンズのベッドにも使用されている。このほか、アトラクションやアミューズメント、業務用などで床からの体感振動発生用に使用されている。以下に応用製品の例を示す。肘掛け前方に取り付けられたニアフィールドスピーカは非常に音質がよく、音の定位も素晴らしい。
まさにベストポジション
さすがソニー
と、音質の良さ、重厚なライブ感には誰もが目を見張る。振動効果も良く、高い臨場感が得られる。価格もリーズナブルで、コストパフォーマンスが高い。
パーソナルなオーディオ・ビジュアル用として、音楽鑑賞用、TV,DVDとの組合せによる映画鑑賞やゲームとの組み合わせなどに好適
地をはうような地響き、爆発の衝撃音など、身体で臨場感が味わえ、映画や音楽が見違えるほどの迫力で楽しめる。また、EP4200には、パワーシネマモード、パワーライブモード、リラックス音楽モードと3っのビートモードがあり、最適な振動感が得られるようになっている。その他、振動音楽の原理を応用した、ウェーブコース、リズムコース、パルスコースの、リラクセーション振動音源を装備しているなど、多彩な機能が装備されている。
椅子の上に置く腰当クッションタイプのボディソニック
音楽用としても、ホームシアタ用としても、ゲーム用などにも使え、ローコストな簡易型ながら、トランスデューサVt7の高性能振動特性が生きていて、なかなかの効果を発揮する。しかし、コスト低減のため、ヘッドホンアンプを積んでいないので、組み合わせるCDプレーアなどのPHONEOUTへの接続となるので、レベル設定などにやや注意を要する部分がある。
[注]現在市販されているファンソニックはコピー製品
●アイ信 光と音の研究所
明滅光により脳に働きかける幻想的なリラクセーション効果と、音楽によるリラクセーション効果が、完全に調和されたシステム
リラクセーション音楽とともに光制御信号が入っている専用CDも多数提供されている。アンプには光制御信号処理回路が内蔵され、光のゴーグルが付属している。体感振動性能は、振動音楽規格レベル1を満たす非常に高い性能を持つ。椅子のフレーム構造、トランスデューサの位置、振動伝達構造を検討しつくし、理想的な体感振動分布を得ている。全身的な体感振動の効果は非常に良くリラクセーション効果が高い。
この椅子のベースはローラーマッサージ機で、リクライニングは電動式
高級感のあるしっかりした作りである。ローラーマッサージ機にボディソニック機能を搭載することは、その構造上困難であるが、この機種はマッサージ機に体感音響機能を搭載したものの中では最も高い振動性能を持っている。リラクセーション音楽を聴きなからマッサージをするのは想像以上に快適であった。リラクセーション用であるが、耳元のスピーカにはサラウンド機能が搭載されているので、耳元のスピーカをサラウンドにして、オーディオ・ビジュアル用として、前方のスピーカと組み合わせて使用すると面白い効果が出せる。
リクライニングは電動式
ストレスの緩和とボディソニック
我が国は'80年代、ストレス社会に突入し、心身症、神経症、不登校児の増加、過労死など、ストレスに起因する病を多発させた。心療内科領域での受容的音楽療法の臨床例は、うつ状態に音楽療法的接近を試みた一例、過敏性腸症候群に対する音楽療法、摂食障害患者の過食衝動に対する音楽の活用の試み、不登校症例に対する音楽療法の活用など、数多い臨床報告がある。方法としては、リラクセーション効果のある椅子形のボディソニックを使用している。こうしたことからリラクセーション用のボディソニックが使用されるようになった。写真10 心療内科領域で音楽療法用として使用された。Vp6は小形で薄い形状であり、ベッドパットタイプの体感音響装置や、椅子などのクッション内に装着するのに適した形状に設計されている。フューテック社のアルファータ、音楽療法的な用途として、Visic社のベッドパット、シロキ工業の介護用ベッドやベッドパット、タチエス社の人工透析椅子、透析用ベッドパットなどに使用されている。Vp6は薄い形状で比較的、小形・軽量であることから、今後、個人用の機器などにも応用が進んでいくものと思われる。リラクセーション用として作られており、右図に示すようなさまざまな使い方がある。
同社のα波測定器(FM-515)や、脳波電極付き光ゴーグル(FM100A)、脳波解析コンピュータソフトとの組合せで、ラクセーションシステムを構成することも可能
ベッドパッドVBP-10Sをベッドのマットレスの上に敷くだけで、ベッドがボディソニックベッドになる。振動特性の良さとともに、専用スピーカが耳元に付けられるので音響効果もすぐれ、非常にリラクセーション効果が高い。不眠症の改善、介護、人工透析、医療用、その他さまざまな用途に使用されている。
●パイオニア(株) 「体で聴こう音楽会」 ポータブル バイジック・システム
クッション型の体感音響装置 「ポータブル バイジック・システム」は、椅子などの上に置いて使用できる四角いクッションと、手で持つ小型で円いポーチ形ハンドクッション、リモコン付きの Visic AMP で構成される。クッションは椅子などの上に置くだけで、簡単に椅子を体感音響システムにすることができる。また、ポーチ形のハンドクッションは、手で持つことにより高い振動弁別能力を可能にする。こうした特性が注目され、パイオニア(株)の 「聴覚障害者のための身体で聴こう音楽会」用に採用されている。
CDプレーヤ、体感音響装置AMP、スピーカなど、全ての機能を内蔵した1体型になっているので設置も操作も簡単、操作はワイアレスリモコン
体感音響装置の搭載は、ベッドパッド、ベッド、ベッドソファ、業務用ベッド、椅子パッドなど
応用分野は、個人用は勿論、温浴、仮眠ルーム、温泉、クラブ、オフィス、美容業界、リハビリ、老人ホームなど
美洋(株)の体感音響装置は、日中友好病院・臨床医学研究所に採用され、魏育林教授によって音楽療法が行われてる。医療用・体感音響ベッドは、日中友好病院・臨床医学研究所に採用され、魏育林教授とそのスタッフによって音楽療法が行われている。高度経済成長の続く中国では、その一方で激しいビジネス競争の中での、ストレスに起因する患者が増加しており、心身症など、ストレス症候群の患者に体感音響装置を応用した受容的音楽療法が行われている。日中友好病院(中国名:中日友好医院)は、北京でも屈指の高い医療技術、医療設備を誇る優れた病院として知られている。2003年3月14日には、日本音楽療法学会・小松明理事が、日中友好病院・臨床医学研究所で、「医療における体感音響装置を応用した受容的音楽療法」の講演を行い、多数の新聞、専門誌に掲載された。
← 並んで左側 魏育林教授 ↑日中友好病院全景
●タチエス・体感音響装置を搭載した。
人工透析用に開発されたボディソニックを搭載したチェア
この他に人工透析用のベッドパットシステムも発売されている。人工透析についてはコラムを参照されたい。
人工透析とボディソニック
大阪府立病院人工透析室の表らによる、血液透析中における音楽療法の試み4)によれば、透析中、愁訴の多い維持透析患者10例について、各患者に医療用ベッドパットタイプのボディソニック(写真8)を使用した音楽療法を行い、精神的に安定することによって吐き気、嘔吐が少なくなり、血圧変動が軽減し、腹痛・倦怠感など愁訴が減少するなどの改善の効果がみられたと報告している。聖路加国際病院の人工透析室ではボディソニック搭載の透析椅子も使用されており音楽療法:慢性疾患、特に透析患者への応用 が報告されている。人工透析のほか、外科手術前後の不安や痛みの緩和、ターミナルケァなど、音楽療法用に使用された。褥瘡(床ずれ)の回避、鎮痛剤の使用量の減少、便秘への効果なども指摘されている。
1chが素晴らしい効果を持つことは言をまたないが、日本の家屋事情では5
1chを十分に再生することが難しい場合が多いといわれている。このDVDチェアは、椅子のみでそれが実現可能である。右肘掛けにはオーディオアンプと振動アンプが内蔵されており、左肘掛けにはDVDプレーアが取り付けられている。写真12に試作品のDVDチェアを示す。肘掛け前方にスピーカ、左肘掛けにDVDプレーア、右肘掛けにアンプ類が取り付けられている。振動トランスデューサVt7は腰部に取り付けられており、椅子の振動構造が理論的に合理的で振動性能が非常に高い。肘掛けの前方にスピーカが取り付けられており、音は前方に定位する。椅子に装着したスピーカのみを鳴らしているのだが、この椅子に座って試聴した人は大概、前方のオーディオシステムのスピーカが鳴っているものと錯覚する。その秘密は体感振動にある。
●体感振動と低音再生
ボディソニックとしての体感振動の発生は、トランスデューサVt7の高性能と特殊な駆動方法により、低い周波数帯域の音響再生をも行う。このため、前方のスピーカでは再生できない低音域を補う。つまり一種のスーパーウーハの効果を果たしている。また、低音域の体感音響振動は重低音感を一層高める。このことが椅子に装着された小形スピーカの音とは思えないような、広い周波数帯域の再生を可能とし、前方のオーディオ装置のスピーカシステムが鳴っているものと錯覚させる程の効果を可能にしている。この効果は振動ボリュームを絞り、振動を止めてみるとよく分かる。
●振動系(椅子の振動構造)
椅子は長い歴史を持ち、振動駆動することとはまったく無関係な構造にできている。このため、振動系の構造としては相反するような不合理なものとなっている。世の中には振動構造を理解する椅子のデザイナーもおらず、こうした椅子を振動駆動する場合、さまざまなノウハウを駆使して、それなりの性能に追い込むが、それは所詮ごまかしであり振動性能上は問題を残したものとなってしまう。こうした問題を避けるために、椅子の振動構造を理論的に合理化して、振動性能、振動効率を高めた。これにより、トランスデューサVt7の高性能化と相俟って、従来は30〜50Wを必要としていたく動電力は10〜20Wで十分になった。この振動構造は単に効率がよければよいというものではなく、振動感のリアリティが高く、且つ人間の官能特性に合った心地よいものでなければならない。筆者は1960年代から70年代にかけて、壁、天井、床面など振動可能な板面を直接振動させ、壁や天井全体から音響再生をする、エコニック・サウンドトランスデューサ6)、GTボ−ドスピーカ7)などを開発し、その技術を基にボディソニックを開発5)8)した。以来、音楽療法その他への応用・研究を進める中で得た、人間の聴覚、触振動覚の感覚特性と付与する振動分布、クオリティなど、椅子などの振動構造と駆動方法などについては、振動駆動に適した椅子のフレーム構造のファイルを参照されたい。
写真12に示すものは、スピーカが前にしか付いていないが、椅子の背もたれの耳元近くにもスピーカを付け、少し信号処理に工夫を凝らすことにより、擬似的に5
1chの再生が可能になる。
センターの音は前方のL
Rのスピーカに割り振る。サブウーハchは主として振動トランスデューサに入れる。
こうすることによりこの椅子のみでDVD 5
1chが再生可能になる。スピーカがリスナーの直ぐ近くにあるので、それほど大きな音を出さなくても、十分な効果が得られる。これはわが国の住宅事情からは大変有利といえる。そして爆発シーンなどでは迫真の臨場感を再現する。
ドキュメンタリー音の臨場感再現効果と応用例
エンジン音や爆発音などの振動感や衝撃感のあるドキュメンタリー音をボディソニックで再生すると、迫真の臨場感を再現することができる。映画などの映像メディアと組合わせることにより、圧倒的な劇的効果を高める。これらの効果から、神戸ポートピア・川鉄地球館、つくば科学万博85・NEC館映像ホールなどに大規模な体感音響システムが使用された。その他、浅草花屋敷の“ゴーストの館”などの3D音響と体感振動を組み合わせた遊園地施設など、様々な応用がなされてきた。今後はDVDへの応用が期待される。
ボディソニックの今後 体感音響システムから振動効果システムへ
身体へ振動を付与するテクノロジーの第1世代は“バイブレータ”で、単なる物理的な振動であり、振動には特別な情報は含まれていない。第2世代は“体感音響システム”で、信号としてオーディオ信号の低音成分を使用し、振動に “音の情報”が含まれるようになり表現力が画期的に進化した。音楽の場合は、リズム感、音の高低、強弱などが体感され、音楽の陶酔感や感動を深め、爆発音などのドキュメンタリー音では、迫真の臨場感を再現することができるようになった。しかし期待に反するような不都合も多々生じる。例えばレーシングカーは消音器(マフラー)は付けない状態に近く、かん高い音がする。レーシングカーの場面で激しい振動感を期待するのに、かん高く低音成分の少ない音であるために、あまり振動せず期待する効果が得られない。その半面、人の声で振動してしまうような不自然なことも起る。これは、本来はスピーカによって音として再生するべきオーディオ信号を、仮に振動信号として代用していることによる。第3世代は“振動効果システム”で、本来の振動信号を使用する。例えば、マイクによる空気振動の“収音”ではなく、振動ピックアップによって振動信号を“収振”し、体感振動を発生する。この他、電子的に合成された信号や、振動効果の高いオーディオ信号も使用して、編集、プログラムすることにより完全な振動効果を得る。音と振動は関連性をもつが、音と振動は発生や伝達経路が異なる場合も多く、音響信号と振動信号は区別されなければならない。振動効果システムについては、このサイト内にある下記のファイルを参照されたい。
「第1章 体感音響装置による効果音、ドキュメンタリー音などの臨場感再現効果」
「第2章 振動効果装置に至る体感振動の概念と技術の変遷」
「第3章 振動効果装置 − 振動感、衝撃感など、劇的な臨場感を再現する為のシステム −」
1)小松 明:体感音響振動の効果メカニズム試論、ボディソニックによる音楽療法の効果は何故起こるのか
2)牧野真理子、坪井康次、中野弘二、筒井末春:うつ状態に音楽療法的接近を試みた一例
3)村林信行、坪井康次、中野弘一、筒井末春:過敏性腸症候群に対する音楽療法
4)表 文恵、ほか:血液透析中における音楽療法の試み
5)小松 明:身体で聴く音響装置、ボディソニック・システム
6)小松 明:壁全体が音源となる新しいSP、エコニック・サウンドトランスデューサー
7)小松 明:音づくりの新しい可能性を示す 全面的に改良されたGTボードスピーカ
ボディソニックの技術 2
ボディソニックと
身体で聴く音響装置
ボディソニック用としての振動駆動に適した。
椅子のフレーム構造
ボディソニックにおける
人体への効果的な
ボディソニックの
効果的な周波数帯域
ボディソニック開発の
ステレオ(非バイノーラル)ヘッドホンの実験と試作
ヘッドホンの実験と試作
人間が、音源に対する方向感や、距離感があるのは両耳効果であり、音源に近づけば音が大きくなることなどによると言われますが、もうひとつ大きな要素に、首を回してみることがあります。ある方向から音が聴こえてきた時、首を回して音源の方向をさぐりあてるものです。スピーカシステムで再生される音では、この首回し効果はフルに発揮できますが、ヘッドホンでは皆無です。そこで、ヘッドホンにも、この首回し効果ができるようにしたら音が前方から聴えてくるようにできるのではないか、音像を頭外に出せるのではないか、音源の方向感が得られるのではないか、と考えていろいろな方式を考えました。まず、AMPのSP端子に8Ωのループコイルを接ぎ、ヘッドホン側にピックアップコイルと受信用AMPと電源をつければOKの磁気式が一番簡単にできそうなので、この方式を採用することにしました。ヘッドホンで聴く場合、AMPのSP端子は使わないので、ここに送信用ループコイルを接続するだけで送信側はOKですから、電波を使うものに比べると非常に簡単で安上りです。
ループコイルは0
5ミリぐらいのエナメル線を、400ミリ×600ミリぐらいの大きさで直流抵抗が7Ωぐらいになるまで巻きます。これを2組作って、送信機はおわりです。
さて、受信側のピックアップコイルが難物です〔第1図参照〕
コアや巻線をどうしたものかと考えている内に、テレコのテレホンピックアップ用コイルが目につき、これをそのまま流用することにして2個用意しました。受信用AMPは手で持てる小形のみので、ありあわせの1Wぐらいのフラットなオーディオ用のIC AMPを使いました。本当は、ピックアップコイル、受信用AMP、電池などを、ヘッドホン内に組み込めば良いのですが、実験ですから略式で、ヘッドホンには写真のようにピックアップコイルだけをセロテープで取付け、AMPと電池は、ヘッドホンコードの先端に接ぎ、ひとまとめにして手で持つことにしました。さて、準備ができたのでいよいよ実験です。ピックアップコイルは、その指向特性が8の字形ですから耳の指向性とはいささか違いますが、正面を向けば音が大きくなり横を向けば小さくなります。音源である送信用ループコイルに近付けば音は大きくなり、遠ざかれば音は小さくなります。これは、スピーカで音を出している状態によく似ています。したがって首回し効果も十分得られるわけです。
また音は前方から聴えてくるのではないか
と淡い期待を持って、と言うよりは、本音はこのことにこそ最大の期待をかけて実験をしたのですが、意に相違して、期待はもののみごとにうらぎられるはめになってしまいました。確かにループコイルに対して正面に向けば音は大きくなって首回し効果は十分得られます。またループコイルに近付けば音は大きくなり、遠ざかれば小さくなります。従って音源の位置を探知することはできます。ここまでは正に目算通りで言うことなしなのですが、聴えてくる音はどうも音場を感じさせてくれません。どうしても音源(ループコイル)の方向から音が聴えてくる、という感覚が出てこないのです。聴こえる音は、あくまでもヘッドホンそのものであり、直接ヘッドホンジャックに接いで聴いているみたいな感じなのです。違うのは首を回したりすれば音量が変ることなのですが、これとても、どうもAMPのボリュームを回している感じと同じです。首回し効果その他によって“理論的”に音源を深知するのはたやすくできるのですが、これが、どうしても“感覚的”に結びつかないのです。期待はもののみごとに崩れ去ったわけです。
人間が、音源の方向を知覚する情報として音量変化もその一部には違いないのですが、これだけでは、あまりにも不完全ということでしょう
音源を深知する“理論的”情報としては、かなり満足の行くものですが、“感覚的”情報としてはゼロに近いようです。
では“感覚的”情報は
これはやはり両耳による時間差、位相差、周波数特性差、間接音、音量差、などということになるのでしょう
そこで念のために今度は、図のようにしてステレオで実験してみましたが、事情はモノラルの時と同じです。なにしろループコイルから出るのは磁力線ですから、速度は光と同じで実際上はゼロと同じ、従って両耳の時間差など出て来ません。ということは、AMPのヘッドホンジャックに直接つないでいるのと同じということになり、試聴の感じと合致することになります。
今までに書いて来たような事情で、磁気式による本来の目的は、失敗ということになるわけですが、では、まったく無意味か
というとそうともいいきれません。例えば、モノラルにおける実験でも、ヘッドホンジャックに直接つないだ場合と、磁気式とでは、音の聴え方が明らかに違います。ヘッドホンジャック直接では、首を回せば音源も一緒にくっついてきてしまいますが、磁気式では、はっきり首回し効果が出て、角度によっては右耳と左耳に音量差も出ます。ですから、こればスピーカシステムにおける音場と、ヘッドホンにおける音場の中間的なもの、といえるかと思います。これは、ステレオ(磁気式)の場合も同じです。しかし、それでも依然として音は、音源(ループコイル)の方向から聴えてくるという感覚は出てきません。
それは、ループコイルやピックアップコイルの指向特性が、耳の指向性と相当違っている、かなり雑な実験であることも無視できないと思いますが、それ以上に決定的に大きな理由は、何といっても両耳の時間差が出ないことでしょう
時間差が無ければ方向感もあまりでないし、間接音効果などもでず、したがって音の奥行きなども出て来ないことになります。首回し効果や音の方向感、奥行きなどは、音量変化だけではダメであるということが実感としてよく分かったのが、この実験の最大の成果ということになりそうです。スピーカ再生によるステレオフォニックで、例えば左側のスピー力だけが鳴っている時、左側の耳で音が聴えるだけでなく、ある時間遅れて右側の耳にも聴えます。この状態を、ヘッドホンで行なうと左側の耳だけ聴えて右側はまったく聴こえなくなってしまいます。バイノーラル録音ではこんなことはないのですが、ステレオ録音されたレコードでは、こんなことも起こります。ある楽器は、左側だけで鳴ったり、また別の楽器は右側だけで鳴ったり、ある瞬間には片チャネルだけしか音が出なかったりといった極端な場合さえあります。マルチマイクによる複数モノラルを、ミクサが合成して作ることの多いステレオレコードでは、程度の差はあっても、こんな不自然さが起ることがあります。こんなレコードをヘッドホンで聴くと、もうとても耐えがたいような不自然さで、平衡感覚を失なって目眩がしそうな感じがします。これは極端としても、ステレオレコードをバイノーラル再生器たるヘッドホンで聴くと大かれ少なかれ不自然さが伴います。バイノーラル録音を使えば良いのですが、本格的に音楽を聴こうと思ったら、ステレオレコードに頼らざるを得ないのが現実です。そこで、ステレオ → バイノーラル変換が必要になります。この変換器としては、バウアーの回路や、テクニクスのアンビエンスホンが本誌で度々取上げられているので、よく御存知のところと思います。バウアーの回路は、ごく大ざっぱにいえば、L、C、Rのネットワークによって、低域ほど、より多くクロストークさせるものといえます。これにより下自然さはかなり改善されますが両耳の時間差が出ません。例えば、左側で音がした時、まず左の耳に達してそれから数l00μs遅れて右の耳にも聴えることにより、この両耳の時間差によって、左側から音が来たことを識別する効果です。上記時間差の効果プラス間音接効果まで電子的にコントロールしたのがアンビエンスホンです。そこで小生のネライは、このアンビエンスホンに近い効果を、電子回路によらずアコースティックに、ごく簡単にやってしまおうというものです。アコースティックにやってしまえば、アンビエンスホンのように電源を含む高価なアダプタAMPは不要で、AMPのヘッドホンジャックにダイレクトに接続するだけでOKと非常に簡単になります。原理は簡単で、右と左のドライバユニット間に音導管をつけて、例えば、左側のドライバユニットで鳴った音を左側の耳に聴えるようにすると共に、音導管によって数l00μs~lmsぐらいの時間遅れで右の耳にも聴えるようにして、SPシステムで聴くステレオフォニック音場をシミュレートするものです。そこで、この原理を実証すべく、手元にあった“バイナー”という、ビニールパイプでできたモノラルイヤホンを両耳で聴く聴診器のようなものと、クリスタルイヤホンで試してみたのですが音が悪く、まるで効果が分かりません。そこで、秋葉原へ行って探したら、アシダ音響の PRS-120+DE-25S なる、モノラルを両耳で聴けるダイナミック形イヤホンがありましたので、これを2組買ってきて改造し、写真のようなステレオ(非バイノーラル)イヤホンを作りました。さっそく実験です。
まず、左側のドライバユニットだけを鳴らすと、音は左側から聴えます〔第4図参照〕
ここで、右側のみを耳からはずして指でフタをすると右側の耳にも左側のドライバユニットから出た音が良く聴えます。これは、左側のドライバユニットを鳴らせば、左と右の両方に音が聴え、しかも右側には、ある時間遅れて到達するので音はあくまで左側から聴えるわけです。逆に右のドライバユニットを鳴らしても同様になります。これで一応、ステレオ音場の基本をシミュレートできたわけで、実験の第1歩は成功したのですが、如何せん、このイヤホンはHi-Fi用に作られたものではない為に高城が不足で、本当の効果がよく解りません。バイノーラル → ステレオ変換の本当の効果を十分確かめるためには、どうしても広い帯域幅をもちHi-Fiであることが必要です。普通のヘッドホンも改造してみましたが、小手先細工でチョコチョコごまかしただけの実験ではうまくいきませんでした。そこで意を決して、見てくれは悪くてもいいから基本性能の確認のできる性能のよいものを試作することにしました。幸いコーラル音響製のヘッドホン E-80と、そのドライバユニットを入手することができましたので、これを使うことにしました。コーラルE-80ヘッドホンは高城も十分のびており、低域も充実していて、なかなか良い音のするもので、これだけHi-Fiなら実験するにも申し分ありません。このヘッドホンはオープンエアタイプの抵抗制御形(ベロシティ形)となっているので、ドライバユニットは速度制御形です。そこで図に示す寸法形状で、ゴム板と軟質ビニールレザー、ボール紙などによって作り、イヤーパットは通気性のあるものとしましたが、よく考えて見ると、内部の音響空間が相当広いので、イヤーパットは通気性の無いものに換えました。こうすると一見圧力形風なのですが、内部音響空間が大きいので、実質的には速度制御に近い形で動作します。そして数10Hz以下の低域になってから圧力形として働きはじめるらしく、だいぶ低減がのびた感じです。これは同じドライバユニットを使ったコーラル E-80 と比べてみてはっきりします。
その反面、ドライバユニットの位置の関係で、やや高城が E-80 より劣るのはやむを得ない所でしょう
しかし、これも予想していたよりは軽度です。さて、例によってまず、左側のドライバユニットだけを鳴らして、左と右の音穴より音が出てくることを確認します。この時、マイクロホンで測定してみますと、左側の音圧を0dBとしますと右側には約-3dBの音が届きます。逆にしても同様です。
この程度のレベル差で音が回り込めば、まずまずでしよう
性能は一応まずまずなので、いよいよ試聴です。
まず、小生の持っている最も非バイノーラル的レコード
つまり、右側だけが鳴ったり、左側だけが鳴ったりする極端なもので、普 通のヘッドホンで聴いたら目眩を起しそうなレコードをかけて試聴します。効果を比較するために、同じドライバユニットの入っているコーラルE-80と、試作の非バイノーラルヘッドホンを交互に試聴しました。まずE-80で聴いて目眩を感じた後、試作品で聴いて比較すると、さすが、試作品の方が、はるかに自然に聴えます。レベル量だけでいえば、-3dBのクロストークがあるにもかかわらず、音導管による適当な時間遅れがあるために、決してクロストークとはならず、左の音はあくまで左に、右の音はあくまで右に聴えます。そして予想以上に E-80より試作品の方が音のひろがり感が出ることです。当初の予想では、音導によるクロストークがあるので、モノラルに近付いて音の広がりは狭くなるのではないかと思っていたのに、逆に広がって聴こえ、これはうれしい予想はずれでした。いろいろなレコードで試聴しても、この傾向は、だいたい同じです。マルチマイクで録音した複数モノラルによって制作されたステレオレコードは、リスニングルームで音響的に合成されてステレオフォニックとして聴えるわけですが、これをバイノーラルたるヘッドホンで再生すると、あくまで複数モノラルにしかならない感じになってしまいます。試作のステレオ(非バイノーラル)ヘッドホンで再生される音は、この点、ステレオ音場が合成されて聴えるので音の広がり感も増すのではないかと思われます。
片や複数モノラルの地のままの音、片やブレンドされ、まろやかにステレオ化された音との違いとでもいいましょうか
これはスピーカシステムにおけるステレオフォニックを不完全ながらシミュレートしたことになり、バイノーラル → ステレオ変換ヘッドホンの原理は、一応できたことになります。しかし E-80 と比べると音導の空間による共振もあるらしく、少々音色にクセが出てしまい、高域の伸びも劣ります。その反面、低音の伸びは、試作品の方が上です。試作品の音色のクセについては、チョット思いあたるところがあったので、アンビェンス・コントローラと比較してみますと、どうもアンビエンスホンに似た音なのです。特に、モノラルのスピーチをアンビエンスホンで聴くと(コントロールツマミを中央より上にする)時間遅れ信号が重なるために独特の音色になるのですが、今回の試作品がこのアンピエンスの音色に良く似ているので、この試作品もアンビエンスホンと似たような形でステレオフォニックをシミュレートしているらしいと思っている次第です。ですから、同じドライバユニットの E-80との音色の違いは、音導その他の共振や音響条件の違いだけではなく、時間遅れ信号や間接音がシミュレートされることによっても起っているらしいのです。
今後の改良点
この試作品は、ステレオ-オンリーですが、音導管の中点、もしくはドライバユニットの近くに音栓を設けて、音を遮断すればバイノーラルになります。そこで、この音栓を開いたり閉じたりできるようにしておけば、バイノーラルとステレオに切換えることができ、録音方式に合せて切換えて使い分けることができて便利と考えられます。それと、今回の試作品は形状寸法と材質の選択が適切でないために、ひどく不恰好で、かつ重くて、使用感がはなはだ悪いことです。しかし今回は性能の実験が目的ですので仕方のないところです。これらの欠点の改良、性能の向上などを含めて、次回試作改良案についてチョッと触れておきたいと思います。これは小生が長年頭の中にあたためているものなのですが、新方式の全面駆動ドライバユニットです。バイノーラル → ステレオ切換え形ヘッドホンでは、音導を含んで音響空間が広くなるため、実質的に速度形動作となるため、ドライバユニットはどうしても速度形が必要で、コンデンサ形などの定振幅形ドライバユニットは不向きと思われます。かといって従来のダイナミック形ではおもしろくないので、新方式ドライバユニットを提案する次第です。これは振動板がコーン状になった全面駆動のため、振動板を非常に薄く、軽くすることが可能で、過渡特性のよい、キメの細かい音の再生が可能と考えられます。そして速度形として動作できます。その上、磁気回路の着磁が非常に単純です。マグネットは最近、希土類による非常に小形で高性能(BH MAX 20程度)のものが製産されていますので、これを使えば非常に小形・軽量かつ高性能のユニットができるものと思われます。
ドライバユニットを4個に
ドライバユニットを4個にし、ステレオ音場を細かくシミュレートして音質を向上させる。今回の試作では、高城について少々問題がありましたので、図のような位置にドライバユニットを4個付けて音質の向上をはかると共に、間接音をも再現して、より細かくステレオ音場をシミュレートする。
これは音導に迷路をつけても可能
軽量化し、ルックスも良くする。ドライバユニットは、1で述べた小形軽量のものとして、音導寸法も、もっと小さくし、材質も軽いものにして、全体を軽く作り、デザインも考えてルックスを良くする。そして使用感の良いものとする。4、バイノーラルとステレオ切換用の音栓を設ける。バイノーラルとステレオ切換用の音栓を設け、音導管に音栓をつけるもので、前述した通りです。今回発表したことの他にも、いろいろやっているのですが、それだけいろいろやっても、なおかつ音像は前方に定位してくれません。それは、ダミーヘッドあるいは真人頭によるバイノーラル録音によってさえ、音像がなかなか前方定位しないことを考えると、並大抵のことではないことが良く解ります。この解決の一法として、ヘッドホンとSPシステムを同時に鳴らす方式が、倉矢氏から提案されており、たいへん興味あるおもしろい方法だと思います。
しかし、ヘッドホンの使用価値の大きなメリットのひとつが、外部に音を出さず、一人静かに音楽を楽しめることであることを考えると、ヘッドホンだけで、何とか音を前方に定位させたいと思うのが人情でしょう
それともうひとつ、人間の聴覚の曖昧さも問題です。
工学だけでなく、心理、生理の面からの研究も必要なところでしょう
バイノーラル → ステレオ変換形ヘッドホンの試作の一歩は踏み出したわけですが、本当の研究はこれからといったところです。音像前方定位という大目的は依然、遙か彼方にあるようです。今後共、目的に少しでも近付きたいと悪い頭をひねっていきたいと思っている次第です。また話は前後しますが、磁気ステレオ方式でおもしろいのは、ピックアップコイルの8の字特性の為と、2つのピックアップコイル、およびループコイルを約45°で対向させているため、前向きで聴いても、後向きで聴いても、まったく同じで、しかも、右左が同じになることです。スピーカによる場合は後向きになれば、音が後になるだけでなく、右左も逆になりますが、この磁気式ヘッドホンでは図示の理由で、右左も変らないというチョットおもしろいことになります。実験は失敗でしたが、それとは別に目的をワイヤレスヘッドホンに絞れば、送信受信ともにたいへん簡単で、しかも音のひずみも少なくできるので、価値はあると思います。さて、磁気式は両耳の時間差が出ないので他の方式として超音波式が考えられます。音声信号を超音波に変調してこれを超音波として空間に放射し、受信側はこれを受けて復調・増幅して聴けば、両耳の時間差が得られるはずです。しかし、送受信共、超音波のトランスデューサが必要なこと、回路が増えること、高域までHi-Fiに出すには搬送波をかなり高い周波数にしなければならないこと、搬送波(超音波)の周波数が高ければ、指向性、反射などの起り方が可聴周波とはかなり違ってくる可能性があること等を考えると、ヘッドホンでそこまで大げさなものを作ることに疑問も感じましたので、この方式は、今回は見送ることにしました。こうした検討を経て、標題の“ステレオ(非バイノーラル)ヘッドホン”、即ち“バイノーラル → ステレオ変換形ヘッドホン”の実験と試作を思いたちました。題名が“非バイノーラル”などと回りくどい言い方ですが、要するにステレオヘッドホンです。ところが世間では一般的に“バイノーラルヘッドホン”のことを“ステレオヘッドホン”と呼称していますので、これと区別するために、こんな回りくどい言方をしなければならなかった次第です。
1)小松 明:ステレオ(非バイノーラル)ヘッドホンの実験と試作
EWIの先駆 エレキサックス
電子サックスとでも呼ぶべき
新しい分野への提案
ステレオ・非バイノーラルヘッドホンの実験と試作
A席よりD席の方が音が良い。
写真を振動させて音を出す パネルスピーカ PS-5
写真を振動させて
写真から音が出る。
スピーカシステムといえば、木の箱にSPユニットを納め、衷面はサランネットのグリル
と、だいたい相場が決っていますが、このパネルスピーカは表面が写真パネル仕上げになっていて、その写真が振動することにより、音が出るというユニークなものです(PS-5)
また、大きさは520ミリ×380ミリで厚みがわずか33ミリという驚異的な超薄形になっています。これは、ちょうど、普通のスピーカシステムの前面グリルだけくらいの大きさしかありません。見ただけではこんな小さくて薄いもので本当に音が出るのだろうかと思う程ですが、実際に鳴らしてみると信じがたい程のシャープな本格的HiFi音がします。それもそのはず、後に説明するように各部分は非常に注意深く他に類を見ない独特の設計がなされているからです。
そして巧妙なメカニカルフィルタにより、メカニカル2way方式を構成して広い周波数帯域をみごとにカパー
4chステレオもいよいよ実用期に入ろうとしていますが、4chステレオの悩みのタネのひとつは小さい部屋のリアSPシステムです。そんな時にパネルスピーカはもってこいです。PS-5を鴨居の上に掛ければ、ドアがあろうが押入れがあろうが全々問題になりません。それに表面が写真パネル仕上げになっているパネルスピーカなら、小形だし第一スピーカがあるとは誰も気がつきません。PS-5はサイズも小型で、室内に掛けるのに、ちょうどいい大きさになっています。さらに、量産による合理化によって、大幅なコストダウンに成功し、1台がわずか5000円ぐらいという買いやすい価格になっているのも大きな魅力です。また、機能面でも大きな改良が加えられ、表面の写真の交換も、ワンタッチで簡単にできるようになっています。表面を写真パネルにしたスピーカは昨年8月号にGTポードスピーカを応用した製作記事が紹介され、さらに本年2月号にはグラビアでその製品化されたものが紹介されておりますが、今回発表になったPS-5は、その後の研究成果による新技術を盛込み全面的な改良を加えることにより大幅な性能アップをした新製品です。写真から音が出る、といってもその構造は箱の中にスピーカユニットが入っているという普通のシステムとは根本的に違います。パネル全面が、振動板になっていて写真全体を振動させて音を出すわけです。中心部にマグネット、ヨークプレート、トッププレート、ボイスコイルなどより成る動電変換器があり(第1図)、ここで電気信号を機械振動に換えて、表面の微動板を振動させて音を出します。そして表面の振動板に写真を貼っておけば写真が振動して、写真から音が出て来るわけです。
第1図 パネルSPの仕様と構造
ここまで説明すれば賢明な電波技術の読者の皆さんは、もうお解りでしょう
スピーカ分類上からはだいぶ特殊ではありまずが、一種の平板スピーカなのです。第1図断面図の振動板部分のみを解りやすく画いた。のが第2図です。表面は平らになっていますが、裏面は複雑な形状をしています。そして振動板はふたつの部分よりできています。それは中心部の高音部振動板と囲り全体の主振動板です。
高音部微動板と主振動板とはメカニカルフィルタを形成していて、8000Hz以上の高音は中心部の高音部振動板から再生され(ツイータ)低音部は振動板全体から再生されます(ウーハ)
このようにして、メカニカル2 way方式が形成されているわけです。この為、非常に高音の伸びが良くシャープな音の再生ができます。いろいろ説明しましたが、もっと解りやすく普通のコーンスピーカと対比すると良く解ります。ごく大ざっぱにいってしまえば、コーン紙の代りに衷面の平面振動板を振動させて音を出すわけです。そういわれれば、ナーンダ、ただそれだけのことかとも思われますが、その設計思想はまったく異り、使われている部品も他に類を見ない独特なものばかりです。
次にそれらの部品のいくつかを説明しましょう
平板スピーカでは大面積の重い微動板を駆動しなければなりません。この為、ジョインテイングタンパはコーンスピーカなどで使用されているコルゲーションタンパとは形状、物理的性質など、だいぶ様子が違います。それは重い振動板を駆動するためには、まず強靭でなければなりません。また、平板はコーン紙などと同じ駆動方法では満足な性能を得ることができません。以上の条件を満たすためジョインティングダンパはその材質、形状、精度などが吟味されて作られています。例えば形状ですが、ボイスコイルのポビンを直接振動板に付ける従来の方式では充分な性能が得られませんのでポピンはいったんジョインテイングダンパに付け、ジョインテイングダンパを振動板につける方式をとっています。この為、ジョインテイングダンパは従来のダンパには見られないまったく新しい形状をしています。これにより平板から驚く程、高音ののびが得られるようになっています。また精度は1/100ミリの精密さで作られています。材質についても同様な深い考慮が払われています。
高音部振動板及び主振動板
写真を取付け、しかも良い音を出さねばならない重要な部品です。断面は第2図のように形成されています。この形状は重要で音質や性能上の計算の上にたって設計されます。高音部振動板は8000Hz以上の周波数の再生をすると同時に中低音部の音質を改善する重要な役割を持っています。それは高音部振動板をつけること により、主振動板の剛性を高めると同時にfoを下げる巧妙な設計になって いるからです。高音部振動板が単にツイータとしての動作のみにとどまらず、中低音域の改善をし、音質を決定する重要な役割をする所以です。最初にも少し説明しましたが以上の構造によって、高音部振動板と低音部振動板とはメカニカルフィルタを構成し、8000Hz以上の高音を高音部振動 板により再生し(ツィータ)、中低音部は振動板全体から再生する(ウーハ)メカニカル2 way方式になっています。前項で説明したジョインテイングダンパと共動して、振動板はその性能をフルに発揮し、すぐれた性能を得ています。
交換カートリッジ、替絵アダプタ及び替絵
これらの部品は(部品というより、アクセサリー)他に比較するものがない、パネルスピーカだけの独特のものです。いずれも、パネルスピーカ表面を写真で飾るための部品です。交換カートリッジはカラー-写真に発泡樹脂のベースをつけたもので、粘着剤により簡単にパネルスピーカ本体に着脱できるようになっています。替絵アダプタは額プチのワクのような感じのもので替絵と共に用います。替絵アダプタによる形式は、しっとりおちついたムードに誰にでも好まれるスタイルです。その上、替絵アダプタを使用するとメーカー発売の替絵だけでなく、自分で写した写真や、雑誌のピンナップなど手持ちの絵や写真をつけることもできます。