コンサートに音楽フェス、スポーツ大会、パレード…。大きな会場で行われるイベントに参加して、会場全体が一つになったような一体感を体験したことはありませんか？そんなとき、心を揺さぶる決め手となるのが迫力満点のサウンドです。
一方、座席によってはコールやアナウンスが周りの騒音にかき消されてしまったり、複数の音が重なるせいで聴き取りにくかったりして、せっかく現地に行ったのに臨場感を味わえないことも。
今回の記事では、すべての座席に均一な音を届けるために採用される音の「ラインアレイ効果」と、その効果を利用したスピーカーについてご紹介します。

点音源と線音源

ラインアレイ効果について説明する前に、まずは一般的なスピーカーを見てみましょう。一般的なスピーカーの音源は一つで、一点から音が発せられることから「点音源」とも呼ばれます。
それに対して、ラインアレイ効果を生み出すスピーカーは「線音源」。ライブ会場やスタジアムなどで、縦に長いスピーカーが吊り下げられているのを見たことはありませんか？それがラインアレイスピーカーです。よく見ると、小さなスピーカーが複数連結しており、「線状に並べる（Line Array）」という名前を体現しています。　
つまり線音源とは、点音源の集合体。同時に音を発する小さなスピーカー（音源）を線状に並べているのです。

遠くにいてもはっきり聞こえる！線音源の強みとは

点音源の音は、球面状に広がります。水平方向にも垂直方向にも音が伝わるため、距離が離れるにしたがって音のエネルギーが失われていくことに。音源から離れるほど音が小さくなるので、遠くまで音を届けるためには音量を上げるしかありません。しかしそうすると音源から近い場所はうるさくなり、マイクを使用する場合にはハウリングが起こりやすくなります。また天井や壁に音が反射して聴き取りにくくなるというデメリットもあります。
これに対して線音源は、音が球ではなく円筒状に広がります。水平方向に伝わっていき、有効距離はあるものの垂直方向には広がりにくい性質を持っています。そのため音のエネルギーの分散が抑えられ、天井や壁からの反射も少なくなり、スピーカーの音量を上げなくても離れたところにまで明瞭な音を届けることができます。
さらに、一つひとつのスピーカーからの音量が小さいため、ハウリングも起こりにくいというメリットもあります。

ちなみにハウリングが発生する理由については、以前にもオトノハナシで取り上げました。こちらの記事をご覧ください。

音の加算・減算によって生まれる「ラインアレイ効果」

スピーカーを線状に並べると音の広がり方が円筒状になり、離れたところにまで明瞭な音を届くようになることを「ラインアレイ効果」といいます。
それではなぜ、線音源の音は球面状ではなく円筒状に広がるのでしょうか？
その理由は、音の性質にあります。複数の音を同時に出すと、それぞれの波長のズレによって「加算」「減算」という現象が起こります。波長のズレが小さいときは、音は強くなり（加算）、逆にズレが大きいと音は打ち消し合います（減算）。こうした音の加算・減算の結果、音が円筒状に伝わっていくのです。
線音源の近くにいるときは、各スピーカーと耳との距離にバラつきがあります。すると、各スピーカーから出る音の波長のズレも大きくなるため、減算が起こることに。耳に近い場所にあるスピーカーからの音だけが聞こえて、他のスピーカーからの音は聞こえません。
一方、線音源から離れれば離れるほど、各スピーカーと耳との距離は一定になっていきます。その場合は音の波長のズレが小さくなるので、加算されて音圧がアップ。一つひとつのスピーカーから出る音は小さくても、離れた場所では明瞭な音として聞こえるのです。
加算・減算によって音が円筒状に伝わっていく様子を図にしてみました。

音を届けたくないエリアがある場所でも？！
ラインアレイ効果が活きる場所

ラインアレイ効果は、音楽ライブやスポーツの大会が行われるスタジアム、アリーナといった大規模な空間はもちろんのこと、学校の体育館や公共ホール、街の防災行政無線など皆さんの生活に身近な場所でも採用されています。
また、狙った場所にピンポイントで音を届けたい場合にもラインアレイ効果が役立っています。
代表的なのが駅のホーム。電車の発着をはじめ、たくさんのアナウンスが流れ続けていますが「隣のホームのアナウンスと重なって聴き取りにくい」という事例は減っています。それは、音を伝える方向をコントロールしやすい（指向性の高い）スピーカーを使っているからなのです。音楽フェスなど野外で大きな音を出すイベントでも、ラインアレイ効果を用いることで騒音対策がしやすくなります。

身近にあるラインアレイ効果

スピーカーを線状に連結させることにより、近くから遠くまで均一な音を届けることができるラインアレイ効果。知らず知らずのうちに皆さんの身近なところで活躍しています。スタジアムやアリーナで、駅のホームで、「あれ？そういえば音がクリアに聴こえるな」と思ったら、それはラインアレイ効果のお陰かもしれません！ぜひ目を向けてみてくださいね。