音方向，音距離および音の強さの恒常性と異方性(Ⅲ)
重 永 幸 男
The Constancy and The Anisotropy of Sound Direction, of Acoustic Distance and of Loudness (Ⅲ)
Sachio SHIGENAGA
第皿章音の強さの恒常性におよぼす空間構造の影響
皿の1．聴空間に対する諸家の見解
音の距離の知覚や，音の強さの知覚の問題を検討する際，古い時代の研究者が聴空間に ついていかなる意見をもっていたかということが問題となる。音の強さの恒常性を検討す るには音空間の構造はきわめて大切な項目である。
しかし，1900年の初め頃には視空回，触空間など学会の定説として承認された種 々なる 知覚空間の中に音空間は含まれていなかった。だれも音空間を独立さすための主張をしな かったのである。また視空間や触空間の重要性に対応するほど音空間をおし進めた者はい なかった。このため聴空間に関する研究は他の領域の研究に比して多様性と包括性を欠い でいるQ
当時聴空間に関する理論をうちたてようとするとき，きわめて多数の反対者がいた。こ れらの研究者は音響それ自体のうちに空間的属性はないと主張するがその不定の理由であ る。1709年Berkeleyは「接近しつつある四輪馬車の距離の変化は騒音の変化に基づいて 知覚されるが，私はそれにもかかわらず距離を聞くとはいわない。」といっている。
また，Hartley（1749）も類似の意見をもち， Spencer（1855）は聴覚は嗅覚と同様，
「音響それ自身で空間の意識を生じない。」とするし，ヴント心理学の後継者Titchener
（ユ896）は，「聴覚的感覚は空間的属性をもっていないし我々の空問的観念に直接的には 何も貢献するものではない。」とのべ，心理学者であり，生理学者であったWundt（1893）
は音定位がなされる可能性を十分認、めたが独立的な聴空間の観念を拒否している。ヴント は「聴覚はいつも視覚や触覚を通じて得られたところの空間的知覚を前提としている。」
とのべ，Ziehen（1892）は聴覚的印象が空間に投射されることを認めたが事実聴覚は，まっ たく空間知覚的感覚ではないとのべ，そしてマルブルクのKα1pe（1895）は ひろがり は視覚的および皮膚的感覚にのみ属するもので，もし我々が聴覚や味覚や嗅覚に ひろが
り があるとすれば我々はその言葉を比喩的に使わねばならないか，副次的感覚の中にあ るものとして使わなければならないという。これらの意見は独立した聴空間を考えること に反対している。
その理由の第1は，聴受容器の中に外界の空間的関係を代表するような ひろがり が
できるような表面をもたないからである。すなわち聴受容器は網膜に対応するような何物
ももたないし，皮膚に対応するものをもたないからである。すなわち外界の興奮を写す地 図を作る表面がないのである。 （少なくとも網膜や皮膚においてはそうである。）。第2 の理由は聴覚器官それ自体，焦点を結ぶような筋肉的メカニズムがないということである。
しかしながら，1889年ハーバード大学M廿nsterberg教授は独立的な聴空間に関する最 初の主張を行った。とくに彼は定位の問題を取り扱ったが，視覚的領域において行われる 実験を聴覚領域に取入れ，また音定位に含まれている精神的物理的過程を示そうと努力し た。かくして聴覚領域においても他の感性領域におけると同様，空間的実験が可能なこと を示し，聴空間の独立を否定するものは，もはや正しくないことをのべた。さらにこの主 張を確実にしたものはMUnsterbergの弟子であるPierce（1901）の聴空間における決 定的研究であった。かくして1900年代の始めは，この聴空間研究の黎明期が開けたのであ
る。
そのかがやかしき黎明期の第ユ歩に登場するのは音の強さの恒常性の問題である。
皿の2．音の強さの恒常性
物体の我々の間には空間的関係がある。物体は色をもち，音を発し，光を発し，におい を発する。あらゆる感覚は例外なしに物体の特性をつたえ，あらゆる感覚は物の特性の評 価に際して，空間知覚が直接的であれ間接的であれ，重要な役割を演じている。そこで我々
は音響領域においても音刺激の強さと距離との密接な関係をみることができる。
抽象的な音刺激ほど対象意識が少ないが雑音は純音よりも一層対象意識をもって聞くこ とができる。
この音の強さに関する実験は，主観的音の強さ（10udness）と客観的音強度（intensity）
の問題で取り扱われる。すなわち我々は教会の鐘の音と部屋の時計の音を比較してみると 音の強さの違いが認められる。一般的に物理的強度（intensity）は時計の音の方が鐘の 音より大きいはずである。それにもかかわらず我々は教会の鐘の音を大きいものとして聞 いている。
このように物理的条件と逆の知覚が成立するのは何によるか。
我々が音源の遠近と音の強さとの関係を検討するさい音源の距離が遠い場合よく混同す るという事実は何によるのか。
一被験者から約2mはなれた人間はその遠近法にしたがって，ごく眼の前におかれた鉛筆 と同じ網膜上の大きさとなる，それにもかかわらず人間の方がはるかに大きいものとして 知覚されることは言をまたぬが音についても類似の現象が認められる。
ドイツの精神発達学の権威であったWerner（1922）は，落下ハンマーを用いて音の強 さと音距離との関係を明らかにした。彼は次のごとき見解をもつにいたった。
1）一般に単耳による音の強さの知覚と射距離の知覚は両耳の場合よりも著しくわるい。
2）音刺激が前方に提示された場合は側方に提示された場合よりはるかに良い。
3）側方提示の結果は後方提示の結果より一層良い。
4）この主観的所見は客観的結果とよく一致する。
Wernerの所見は室内における実験をもとにして検討している。しかし，室内における 音のエネルギーの分布は戸外と異なり，かなり等質に近づいていることは建築音響学の教
えるところである。
この研究を音の強さの恒常性という見地からみると恒常性の程度を計るために音源の距 離をかえて音の強さが等しく聞かれる範囲を距離的に求めたことになり間接的である。
しかし，当時は音強度を正確にしかも容易に変えるということがきわめて困難であった ため止むを得ないとも考えられる。
これらの理由から音強度そのものを変化さすことにより音の強さの恒常性を検討したも のが東京教育大学尾島教授（1939）の研究である。
尾島教授は，研究室の裏庭を実験場として用い，音源としてラジオ用ラッパ型拡声器を 利用し，被験者の耳の高さに等しく提示した。拡声器を作動さすために，横河電気製発振 器を利用して，一方の音刺激とし，他方の音刺激のためにはシーメンスの喧騒度計を利用 し，その受話器を被験者の耳にあてうるようにした。音源から被験者までの距離は，0．5，
3，7mの3種，7フォンの標準音をシーメンスの喧騒度計にて，右耳に約2秒与え，約 2秒後に前述の発振器にて拡声器を2秒鳴らし，2音の強弱を報告せしめ，実験者は，発 振器の強さを加減して，丁度7フォンと等しいと判断される点を求める。被験者の観察態 度は2種とした。すなわち，1つは閉眼で距離を除外し，耳に聞こえる音として聞く，
（Empfindungsinstellung一閉眼受信態度E）他は，音源を見ながら，そこで鳴っている音 として聞かせる（Wahrnehmungseinstellung一開眼発信態度W）である。その結果は，開 眼発信態度の値は，ほとんど常に閉眼受信態度の値よりも恒常性が大である。すなわち，
同じ7フォンの音として聞こえるためには，閉眼受信態度のときは，開眼発信態度のとき より，客観的に大きい音を必要とすることが明らかになった。
次に0．5mのところで開眼発信態度で聞いた音を標準音とし，他の距離でそれに客観的 に合わせるようにした結果，ほとんど完全な恒常性がみられた。
視覚領域においては，大きさの恒常性の問題，また照明の変化における色彩の恒常性な どの問題がある。これらの問題と外形的に密接な関係をもち，これらの問題を聴覚領域に 移せばそれは完全に恒常性の問題に属していると言える。
ステージ上に立って声楽部を受けもっている歌手から強く出された声音や，すべてのオー ケストラのメンバーによって奏でられるチ∫（フォルテシモ）の音は聴衆者まで一定の距 離があることによって物理的には，より弱い音強度になっているにもかかわらず聴衆者の 耳にはやはり∬（フォルテシモ）の音として感じられる。！934年に出版されたBUhler の Sprachtheorie の98頁に音響領域におけるこのような現象は，視覚領域における恒 常性になぞらえて距離変化における音の強さの恒常性と名づけても良いだろうとのべてい
る。
BUhlerの弟子Mohrmann（1939）は音の強さの恒常性に関する実験を行ったが彼は 次のようにのべている。「音の強さの恒常性に関する本研究はKarl騰hler教授の指導 に基づいてなされたものでBUhler教授は，本研究に多大の指導援助をしてくださった。」
「また当時大学の講師であったBrunswikがこの研究の計画，構想処理，多くの助言をし てくださった。」とのべているがこのような実験計画的な音の強さの恒常性は，それ以前 にはないのであります。
Mohrmannの実験は次の通りである。
音刺激として，言葉，音楽，メトロノームの音，騒音，純音の5種を用い，実験系列は3
種，すなわち，開眼系列，閉眼系列，暗室系列であった。被験者のとった態度は，発信態
度と受信態度の2種，音刺激の提示位置の組合わせは，：NN布置であるが，標準刺激（Ss）
75cm，比較刺激（Sc）237cm：Ss 75cm， Sc 750cm：Ss 237cm， Sc 750cmの3種である。
ノ
実験の結果，音刺激に関しては，音楽が最も高く（Z値95）次いで音楽（87），メトロ ノームの音（81），騒音（74），純音（70）の順であった。発信態度と受信態度について の結果は，発信態度82，受信態度34であった。また音刺激提示位置の組合わせに関しては Ss 75cm， Sc 237cmの組合わせの場合，受信態度の恒常性が最も低い値となった。また発 ノ
信態度における実験系列に関して，Z値は，開眼系列88，閉眼系列82および暗室系列74で
あった。
その後，当時ヘルシンキ大学教授Fieandt（1951）はMohrmannとほぼ同一な条件で 追試を行ったがMohrmannの結果といくつかの点で異なる結果を得た。彼は放送局内 の合唱音楽のために作られた大スタジオを実験場に選び，5種の音刺激，すなわち，ブザー の国言葉，飛行機のエンジンの音，バリトン歌手によるフィンランド民謡，ギターで奏で られたイタリアの俗曲を音刺激とした。
音刺激提示距離は，Mohrmannが行った3種の組合わせのうち，最も恒常性の高い結 果を得た標準刺激75cm，比較刺激237cmの組合わせを選んだ。被験者は調整法により，音 強度調整装置の目盛りを0から8まで動かして比較刺激の音強度を調整した。すなわち，
比較刺激の音強度が標準刺激の音響発信強度と等しいと感じられるようになるまで調整し た。被験者は防空学校生徒34名であった。Mohrmannの結果は言葉が最も恒常性が高く，
次いで音楽，メトロノームの音，雑音，純音の順に恒常性が高かったことは前述のとおり であるが，Fieandtの結果では最も恒常性が高かった刺激音は音楽であり，第2位は言葉，
以下ギターの音，飛行機のエンジンの音，ブザーの音の順であった。このように Mohrmannの結果においては，言葉が第1位で，音楽は第2位であったのに対して， Fie−
andtの結果においては音楽が第1位で，言葉が第2位となったことについてFieandtは
「Mohrmannが24名の被験者を使ったのに対して，われわれの結果は34名の被験者によっ て与えられた値である」ことを強調して，彼の結果が信頼に足ることを主張している。ま たMohrmannは，明室における観察結果と暗室内における観察結果との間に恒常性の相 違があることを報告している。しかし，Fieandtの実験結果によると，これらの問の差は 全く見られなかった。（距離Ss 75cm：Sc 237cmの系列では明室90．2，暗室90．2：距離Ss
75cm：Sc 750cmの系列では明室88．3，暗室88．4）。
これらの相違に対してFieandtは，「我々の被験者は防空学校の生徒であり，暗室中 での聴音には特別の訓練が与えられているためであろう。」とのべている。さらに音刺激 として用いられた話し言葉の音質についても，フィンランド語による話し言葉とドイツ語 による話し言葉とでは幾分相違があること，使用音空間の構造に関しても検討の余地があ ること，さらに音刺激の提示距離が遠くなるにつれて音の強さの恒常性が低くなることな どについて言及した。
しかし，Mohrmann， Fieandt両教授の実験では音空間の構造に関する記述を欠ぎ，ま た態度の点にも多くの問題が見られる。
音の強さの恒常性も，音方向定位の異方性も，その音空間の構造の相違，すなわち聴空
間の具節性の問題がきわめて重要な要因となっている。MohrmannとFieandtの結論
が一致しなかったのも，それらの音空間の構造の相違があったことを考慮に入れるならば
むしろ当然のことといわねばならない。
また，MohrmannとFieandtがそれぞれ用いた音刺激は完全に同一なものではない。
音刺激の種類の相違，すなわち，それが日常耳慣れているか否かの問題も音の強さの知覚 に深い関係がある。さらに同じ話し言葉といってもFieandt教授が指摘したように，ド イツ語の談話とフィンランド語の談話とでは音の強さの恒常性に相違をおよぼす要素があ
る。
重永（1961）は，音の強さの恒常性と音空間の構造ならびに刺激音の種類との問にいか なる関係があるかを明らかにする目的をもって実験を行った。
実験に使用した音空回は，不良反響空間，Rl（残響時間約0．O！秒），良反響空間R、（残 響時間約！．8秒）中間の反響空間R2（残響時間O．6秒）の3種，使用した音刺激は
1）話し言葉としてラジオのアナウンス
2）音楽としては主として和音音楽「若葉の歌」一合唱一 3）旋律的音楽としてSchubertのアヴェマリア 4）メトロノームの音
5）純音
6）ブザーの音の6種であった。
観察態度は閉眼で受信強度を等しくする閉眼受信態度，開眼で受信強度を等しくする開 眼受信態度，閉眼で発信強度を等しくする閉眼発信態度，および開眼で発信強度を等しく する開眼発信態度の4種である。閉眼系列の場合は念のため実験室内は暗室にした。被験 者は九州大学心理学研究室の正常な聴力を有する大学生30名，各被験者は4種の態度おの おのに対して6種の音刺激を観察し24の等価判断（PSE）を定める。したがって（PS E）総数720である。
その結果，良反響空間内では旋律的音楽が最も高く，次いで和音音楽，言葉の川頁になる が（Fieandtの結論と一致），不良反響空間内では言葉が最も高く旋律的音楽は第2位と なる。 （Mohrmannの結論と一致），態度に関しては，開眼発信態度，閉眼発信態度，開 眼受信態度，閉眼受信態度の順に高い恒常性がみられたが，この開眼系列が高い恒常性を 示していることは音の強さの恒常性に参与している視覚的手がかりが無視できないことを 示している。また刺激音についてみると，純音，ブザーの音などの継続音は恒常性が低く 日常耳慣れた音刺激非継続音および変化に富んだ音刺激，すなわち音楽，言葉，メトロ ノームの音などは恒常性が高い。
音の強さの恒常性も，音方向定位の異方性も，その音空間の構造の相違がきわめて重要 な要因となっている。
MohrmannとFieandtの脚立が一致しなかったのは，それらの音空間の構造の相違が あったことを考慮に入れるならば，むしろ当然のことと言わねばならない。
重永（1965）は，自由空間に最も近い戸外屋上（地上高16m）でNN， NF両布置によ
り12種の刺激音を被験者から5m間隔で音刺激提示位置を変化させる場合，音の強さの恒
常性がいかなる変化を示すかを明らかにし，音響効果の最も優れた音響堂建設のための条
件を明らかにする目的をもって実験を施行した。この実験系列においては，被験者は鉄製
台上にすわり被験者の耳軸の高さおよび音刺激提示用スピーカーはすべて屋根上3．31nに
あげられた。
実験の結果，上記のごとき音響反射面のきわめて少ない実験条件でも高い恒常性が認、め られることが明らかになった。このことは，奥行知覚に参与している視覚的手がかり，お よび聴覚的手がかりが音の強さの恒常性にかなりの影響をおよぼしていることを示してい る。この実験条件においては，音楽，言葉ともあまり高い恒常性は示さなかった。 （しか し，そのうちでも音楽のほうが言葉よりも高い恒常性を示した。）。これは，音楽や言葉 の恒常性が高くなる条件としては，それらの音刺激が室内で取扱わなければならないこと を示す決定的事実である 。
また，NF布置における実験結果は，これをNN布置における実験結果を比較すると，
一般的に高い恒常性が認められた。（NF布置87．4：NN布置76．9）。また， NN布置と比 較して，NF布置における結果は音刺激提示位置の変化に伴う恒常性の変化が少ない。
これらの研究結果が示すように音の強さの恒常性は，音空間の構造と密接な関係があり，
音空間の具節性に関する条件を問わないで，音の強さの恒常性を比較検討することは不可 能である。これまでに明らかにされた音の恒常性の原理にもとづいて，重永（1965）は音 響堂内のどの場所においても，音の強さの恒常性が100になるような理想的な音空間作製 の条件として，音響堂内の吸音特性の異なる壁の構造方法と周波数特性の異なるスピーカー の配列方法についての法則を実験的に明らかにした。音刺激の提示距離の増加と音の強さ の恒常性の減衰は密接な関係がある。すなわち特定の距離範囲においては特定の周波数帯 域の音刺激の恒常性が低下する。この距離の増加に伴う音の強さの恒常性の低下をさせず にいかなる距離条件でも高い恒常性を保たせるために，スピーカーの特定の周波数帯域の 刺激音を人工的に補強か，音空間の構造を特色づけている音響堂内の壁の吸音特性を修正 するかの方法により，目的を達成するかの2種が考えられる。
上述の音刺激の提示距離の増加に伴う音の強さの恒常性の低下の現象を検討した結果，
音響堂内ステージ上の話者の位置を基準点として，20mまでは300 c／s以下および，4000 c／s以上の周波数成分を，また，20mから40mまでの範囲内では300c／s以下および1500 c／s付 近および3000c／s以上を，また，40mから50mまでの範囲内では300c／s以下，1500c／s付近 および5000c／s以上を，さらに50mから60mまでの範囲内では1500c／s以下および，4000c／s 以上の周波数成分を補強することにより最も音響効果の優れた聞き易い音空間を作ること ができる。
このような理想的音空間を作るための音響材料およびスピーカーの組合わせに関する一 例を示すと次のようになる。
1）話者から20mまでの範囲内に使われる壁はゾノライトAP＋プラトンおよびイチロ ンカーペットをユ00：ユ0の割合で使用し，スピーカーはHT−33と36P−L1の2way方
式による。
2）20mから40mまでの範囲内の壁はゾノライトAP＋プラトンおよびイチロンカーペッ トを100：20の割合で使用し，スピーカーはH：T−33と12P−Llとを組合せた2way方
式による。
3）40mから50rnまでの範囲はゾノライトAP＋プラトン100に対してイチロンカーペッ ト35の割合で音響内の内壁を構成し，使用スピーカーはHT−33， WA836Sおよび36P−
L1の3way方式による。
4）50m以上60mまでの範囲は壁としてゾノライトAP＋プラトン100に対してイチロ
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