(57)【要約】【課題】本発明は、天井や壁に設置する平板スピーカにおいて、平板スピーカ背面側への音漏れの影響を低減することを目的とする。【解決手段】このため、開口部を有する皿状のフレーム２と、フレーム２の開口部に設けられた平板状の振動板と、フレーム２内に設けられるとともに、振動板に結合され、振動板を振動させる駆動部と、振動板の音声出力方向とは逆側に設けられた騒音低減装置３とを備え、騒音低減装置３は、消音対象となる音に対し相殺音を出力する構成とした。このように、騒音低減装置３が相殺音を出力することにより、上階や隣接する部屋の住人にとって迷惑となり得る音を消す、あるいは軽減することができる。この結果、平板スピーカ１背面側への音漏れの影響を低減することができる。【選択図】図１
2010206561.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を有する皿状のフレームと、
前記フレームの開口部に設けられた平板状の振動板と、
前記フレーム内に設けられるとともに、前記振動板に結合され、前記振動板を振動させる駆動部と、
前記振動板の音声出力方向とは逆側に設けられた騒音低減装置とを備え、
前記騒音低減装置は、消音対象となる音に対し相殺音を出力する平板スピーカ。
【請求項２】
前記騒音低減装置は、前記フレームの背面に設けられた請求項１に記載の平板スピーカ。
【請求項３】
前記騒音低減装置は、
消音対象となる音を集音する騒音検出手段と、
前記騒音検出手段から騒音情報が入力される制御部と、
前記制御部から信号が入力される消音スピーカとを備え、
前記制御部は、前記制御部から入力される前記騒音情報に基づいて前記騒音に対する逆位相信号を生成し、この逆位相信号を前記消音スピーカから前記相殺音として出力させる請求項１に記載の平板スピーカ。
【請求項４】
前記騒音検出手段は、前記振動板の音声出力方向とは逆側に設けられた請求項３に記載の平板スピーカ。
【請求項５】
前記消音スピーカの音声出力方向は、前記振動板の音声出力方向とは逆側とした請求項３に記載の平板スピーカ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、住宅やオフィスビル等の居住空間の壁や天井に設置して使用される平板スピーカに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、住宅やオフィスビル等の居住空間において、天井や壁のパネルをスピーカの振動板として用い、居住空間内の人物がスピーカの存在を感じずに音楽等を聴取可能となる天井や壁と一体型のスピーカの技術が提案されている。
【０００３】
しかしながら、この種のスピーカは、天井あるいは壁に設置するため、スピーカの背面側に漏れた音が上階や隣接する部屋に聞こえてしまうという問題点があった。
【０００４】
この問題点に対して、特許文献１に記載の技術では図４に示すようにフレームの背面を覆う防音カバーを設置することで解決を図っていた。
【０００５】
すなわち、図４に示すごとく、特許文献１の天井設置型スピーカ１００は、天井パネル１０１を上下に貫通して嵌め込まれて設置されており、天井パネル１０１の表面にグリル１０２が取付けられている。そして、駆動部を含めた天井設置型スピーカ１００の大部分は、天井パネル１０１の裏面側に設置され、防音カバー１０３がフレーム１０４を覆うように設計されていた。
【０００６】
このように、従来の天井設置型スピーカ１００は、硬質樹脂等の材料で形成された円錐形の防音カバー１０３をフレーム１０４を覆うように設け、この結果、音が天井設置型スピーカ１００の背面側に漏れるのを防止していた。
【特許文献１】特開２００７−９６５４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
確かに、特許文献１に記載の技術によると、音が天井設置型スピーカ１００の背面側に漏れるのをある程度防止することは可能であった。
【０００８】
しかしながら、天井パネル１０１の防音カバー１０３にて覆われていない箇所に例えば隙間などが存在した場合、天井設置型スピーカ１００から一旦居住空間内に出力された音がこの隙間を介して天井パネル１０１の背面側に回り込んでくることが考えられる。
【０００９】
このような場合の音漏れに対して防音カバー１０３は効果をなさないため、上階や隣接する部屋に天井設置型スピーカ１００から出力した音が聞こえてしまうことがあった。
【００１０】
特に、低音を主体とする音楽を天井設置型スピーカ１００にて再生した場合、低音は回折しやすいため、天井パネル１０１の背面側に音が回り込んでくる可能性が高く、上階や隣接する部屋の迷惑となってしまうことが考えられる。
【００１１】
そこで、本発明はこのような問題点を解決し、スピーカ背面側への音漏れの影響を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
そして、この目的を達成するために本発明の平板スピーカは、開口部を有する皿状のフレームと、前記フレームの開口部に設けられた平板状の振動板と、前記フレーム内に設けられるとともに、前記振動板に結合され、前記振動板を振動させる駆動部と、前記振動板の音声出力方向とは逆側に設けられた騒音低減装置とを備え、前記騒音低減装置は、消音対象となる音に対し相殺音を出力する構成とした。
【発明の効果】
【００１３】
上記構成により本発明は、平板スピーカ背面側への音漏れの影響を低減することができる。
【００１４】
これは、本発明の平板スピーカが、振動板の音声出力方向とは逆側に騒音低減装置を有していることによる。
【００１５】
すなわち、何らかの原因により振動板である天井パネルの裏側に音が回り込んできたとしても、本発明の平板スピーカの騒音低減装置がこの音に対し相殺音を出力して消すか、あるいは軽減させるため、この結果平板スピーカ背面側への音漏れの影響を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（実施の形態１）
以下、実施の形態１の平板スピーカ１の構成について、図面を用いて説明する。
【００１７】
図１は、天井や壁等に設置することを目的とした本実施の形態の平板スピーカ１の背面図であり、図２は平板スピーカ１の正面図である。また、図３は図２の破線Ａ−Ａに沿う断面図である。
【００１８】
図１の背面図に示すように、本実施の形態における平板スピーカ１の背面には、鉄製のフレーム２が取り付けられている。このフレーム２は後に詳述する平板スピーカ１の各構成部材を支持する部材である。本実施の形態においてフレーム２は図１に示すように上面視において略正方形の形状とした。なお、フレーム２の略中央は突起２ａが設けられており、この突起２ａの内側において後に図３にて示す駆動部１０等の各部材が収納されている。
【００１９】
なお、フレーム２の材質としては、鉄以外にもアルミ等の軽金属、樹脂、木等を用いることもできる。その場合、スピーカ全体の重量が軽くなるという効果が得られる。
【００２０】
フレーム２上には、本発明のポイントである騒音低減装置３が設置されている。この騒音低減装置３は、騒音検出手段としてのマイク４および消音スピーカ５を備えたスピーカボックス６、制御部としてのコントロールボックス７、およびこれらマイク４と消音スピーカ５とコントロールボックス７を電気的に接続するコード８とを備えている。
【００２１】
マイク４は、平板スピーカ１の背面側に設けられており、平板スピーカ１の背面側の音を集音する。すなわち、平板スピーカ１から居住空間側に出力され、天井の隙間等を介して平板スピーカ１の背面側に回り込み、上階や隣接する部屋にとって迷惑となりかねない音を、消音対象の音として集音するものである。このマイク４にて集音された騒音情報は信号としてコード８を介してコントロールボックス７に入力される。
【００２２】
制御部としてのコントロールボックス７は、内部に信号処理部（図示せず）およびアンプ（図示せず）を備えている。コントロールボックス７内の信号処理部は、マイク４から送られてくる信号に基づいて、消音対象となる音に対して逆位相である音声信号（以下、逆位相信号）を生成する。そして、この信号処理部にて生成された逆位相信号はアンプにて増幅され、コード８を介して消音スピーカ５に出力される。
【００２３】
なお、信号処理部にて生成された逆位相信号に対して、特性フィルタを用いて処理を行い、平板スピーカ１と上階の床との間の空間、あるいは平板スピーカ１と隣接する部屋の壁との間の空間が有する伝達特性に応じた信号補正を行う構成としてもよい。この場合、さらに騒音の影響を低減することができる。
【００２４】
また、信号処理部は帯域フィルタを用いて特定の周波数成分を抽出し、この抽出された周波数成分に対して逆位相信号を生成する構成としてもよい。特に、一般的に人間にとって１５０Ｈｚ以上で、かつ２５０Ｈｚ以下の周波数の音が耳障りと感じることが多く、これらの周波数帯域にある音を帯域フィルタを用いて抽出する構成とした場合、効率的に騒音の影響を低減できる。
【００２５】
消音スピーカ５は、コントロールボックス７から入力される逆位相信号に基づいて駆動し、上階の床との間の空間や隣接する部屋の壁との間の空間に消音対象となる騒音の相殺音を出力する。この消音スピーカ５には、平板スピーカ１の薄型化を図るために例えば振動板部分が平面状となった背高の低いものを用いることが望ましいが、特に形状や構成が限定されるものではない。逆位相信号に基づいて駆動することさえ可能であれば、騒音の影響を低減するという効果を発揮することができる。
【００２６】
次に、平板スピーカ１の正面図を図２に示す。
【００２７】
天井板や壁板を兼ねた薄い木でできた振動板９は、略平板状で、その形状は本実施の形態の場合、一辺が６０ｃｍの四角形としている。このように、本実施の形態の平板スピーカ１を正面、すなわち平板スピーカ１の使用者の居住空間内側から見た場合、その形状は単なる天井板あるいは壁板としてしか見えず、使用者はスピーカとしての存在を感じずに音楽等を楽しむことができる。
【００２８】
なお、振動板９として他の素材を用いてもよい。例えば、軽量硬質素材の樹脂板、発泡樹脂板、金属板等でも振動板９を形成することは可能である。その場合、振動板の材料毎に違った音質を楽しむことができる。
【００２９】
また、本実施の形態１では、振動板９の形状は四角形状であるが、円形や多角形等の他の形状であっても良い。その場合、スピーカのデザインの自由度が増すという効果を奏する。
【００３０】
次に、平板スピーカ１の断面図を図３に示し、平板スピーカ１を構成する各部材について説明する。
【００３１】
まず、前述したフレーム２は、図１および図３からわかるように皿状の形状を有している。フレーム２の開口部には前述の振動板９が取り付けられており、フレーム２の開口部は振動板９の形状に合わせて四角形状となっている。なお、フレーム２の開口部は四角形状に限られることはなく、例えば振動板９の形状を四角形状以外の円形や多角形等の他の形状とした場合、フレーム２の開口部の形状もそれぞれの形状に合わせて変更してもよい。また、フレーム２と振動板９にて囲まれた空間は密閉状態となっている。
【００３２】
コントロールボックス７およびスピーカボックス６は図３からもわかるように、フレーム２上に設けられている。すなわち、これらコントロールボックス７およびスピーカボックス６は振動板９の音声出力方向とは逆側に設けられているものである。なお、スピーカボックス６は図３に示すように断面が矩形状のものとしたが、これに限られるものではない。また、消音スピーカ５は、図３にて示される部材（エッジ５ａ、振動板５ｂ、ボイスコイル体５ｃ、磁気回路体５ｄ）にて構成されるものであるが、これは一般的なスピーカと同様の構成であるので詳述しない。
【００３３】
駆動部１０は、フレーム２と振動板９にて囲まれた空間内に設置されるとともに、フレーム２と振動板９のそれぞれと結合されている。この駆動部１０は、フレーム２内底面と振動板９間の中央部に載置された磁気回路１１と、ボイスコイル１２が巻回されたボイスコイルボビン１３とから構成されている。
【００３４】
磁気回路１１は、フレーム２の底部中央に固定されたヨーク１１ａと、その上に設けられたマグネット１１ｂと上部プレート１１ｃとで構成されている。なお、このヨーク１１ａと上部プレート１１ｃの間には磁気ギャップ１４が形成されている。
【００３５】
ボイスコイル１２は、磁気回路１１の磁気ギャップ１４内に配挿されており、ボイスコイル１２を巻回するボイスコイルボビン１３は、振動板９に振動を伝達する振動伝達部としてのカプラー１５を介して振動板９と連結されている。
【００３６】
ダンパー１６は波打ったドーナツ状の形状を有しており、その内周側はボイスコイルボビン１３と連結され、外周側はフレーム２内底面において突起２ａの周縁と連結されて、ボイスコイルボビン１３を支持している。
【００３７】
以下、本実施の形態における平板スピーカ１の動作について説明する。なお、以下において平板スピーカ１は天井に設置されたものとして説明を行うが、平板スピーカ１の設置箇所は天井に限られるものではない。
【００３８】
外部から音声信号を付加した交流電流を流すと、駆動部１０がこれに従って駆動し、ボイスコイルボビン１３に連結された振動板９が上下振動を開始する。この結果、振動板９外部の空気が振動し、音が居住空間に向かって出力される。
【００３９】
ここで、例えば天井板としての振動板９と他の天井板との間に隙間などが存在する場合、居住空間に向かって出力された音はこの隙間を介して天井裏に回り込んでくる。
【００４０】
このように天井裏に回り込んでくる音は、上階の住人にとって騒音となってしまう。
【００４１】
そこで、本実施の形態における平板スピーカ１はこのような音を消音対象とし、この天井裏に回り込んだ音の影響を低減しようとするものである。
【００４２】
天井裏に回り込んだ音は、マイク４にて集音され、電気信号に変換された後、騒音情報としてコード８を介してコントロールボックス７に出力される。
【００４３】
コントロールボックス７に入力された騒音情報を含む信号は、まずコントロールボックス７内の信号処理部に到達し、この信号処理部が騒音情報に基づいて逆位相信号を生成する。ここで、信号処理部はデジタルフィルタにて構成された適応フィルタにて逆位相信号を生成している。
【００４４】
生成された逆位相信号は、信号処理部からアンプに出力され、増幅される。さらに、増幅された逆位相信号は消音スピーカ５に入力され、この消音スピーカから相殺音として天井裏の空間に出力される。
【００４５】
この結果、消音対象である天井裏に回り込んだ音と、この音に対し逆位相特性を有する相殺音とが打ち消しあい、天井裏に回り込んだ音は消える、あるいは大きく軽減される。
【００４６】
なお、逆位相信号は、消音対象となる音と同振幅であることが望ましい。逆位相信号の振幅が消音対象となる音の振幅と近いほど、逆位相信号の相殺音としての効果が増すからである。
【００４７】
以下、本実施の形態における平板スピーカ１の効果について説明する。
【００４８】
まず、本実施の形態の平板スピーカ１では、平板スピーカ１の背面側への音漏れの影響を低減することができる。
【００４９】
すなわち、上述したように、平板スピーカ１から居住空間に向けて出力した音が、隙間等を介して平板スピーカ１の背面側へ音漏れしてしまったとしても、騒音低減装置３により平板スピーカ１の背面側に回り込んだ音は打ち消されるため、上階や隣接する部屋にとって騒音となってしまう可能性を低減することができる。
【００５０】
このように、本実施の形態における平板スピーカ１では背面側への音漏れの影響を低減することができるため、この平板スピーカ１を設置した居住空間の住人は上階や隣接する部屋の住人に迷惑をかける心配をすることなく音楽等を楽しむことが可能となる。
【００５１】
また、騒音低減装置３は、フレーム２の背面に設けられることが望ましい。
【００５２】
仮に、フレーム２の背面ではなく、振動板９上に直接騒音低減装置３を設けた場合、振動板９が重みのため上下振動しにくくなってしまう可能性が考えられる。この場合、振動板９は外部から入力される音声信号に従って上下振動することが困難になり、居住空間に音が出力されにくくなってしまうからである。
【００５３】
そして、本実施の形態における騒音低減装置３は、騒音検出手段としてのマイク４、消音スピーカ５、および制御部としてのコントロールボックス７にて実現される。
【００５４】
コントロールボックス７が生成する逆位相信号を用いれば、天井裏に回り込んだ音を効果的に消す、あるいは軽減することができる。このことから、平板スピーカ１の使用者は従来のスピーカに比べて居住空間に出力する音の制限を緩和することができ、より多様な音楽を楽しむことができる。
【００５５】
また、マイク４は、振動板９の音声出力方向とは逆側に設けられていることが望ましい。
【００５６】
マイク４が振動板９の音声出力方向側に設けられている場合、振動板９から居住空間に向けて出力された本来使用者が聞くべき音を拾ってしまい、この音を低減しようとしてしまうからである。マイク４の設置場所を振動板９の音声出力方向とは逆側にすることでこれを防ぐことができ、この構成により上階や隣接する部屋の住人の迷惑となり得る音のみを消す、あるいは軽減することができる。
【００５７】
また、上記のマイク４の設置位置と同様に、消音スピーカ５の音声出力方向は振動板９の音声出力方向とは逆側とすることが望ましい。
【００５８】
この構成により、本来使用者が聞くべき音に対しては影響を与えず、上階や隣接する部屋の住人の迷惑となり得る音のみを消す、あるいは軽減することができるからである。
【００５９】
また、本実施の形態の平板スピーカ１においては、駆動部１０はフレーム２と振動板９の中心部にそれぞれ結合されたものとしたが、これに限られることなく、中心部とずらして結合されてもよい。その場合、振動板９上で発生する分割共振を分散することができ、ピークやディップが抑制された周波数特性を得ることが可能となる。
【００６０】
また、駆動部１０は動電型加振器、磁歪型加振器、電歪型加振器のいずれかを用いて構成されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明にかかる平板スピーカは、騒音低減装置により平板スピーカの背面側に回り込んだ音の影響を消す、あるいは効果的に軽減することが可能である。このことから、上階や隣接する部屋の住人への迷惑を心配することなく使用者は音楽等を楽しむことができ、本発明にかかる平板スピーカは、住宅、マンション、オフィスなどの部屋の天井板、壁板等を兼ねた音響機器として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】実施の形態１における平板スピーカの背面図
【図２】実施の形態１における平板スピーカの正面図
【図３】実施の形態１における平板スピーカの（図２、破線Ａ−Ａにおける）断面図
【図４】従来の天井設置型スピーカの断面図
【符号の説明】
【００６３】
１  平板スピーカ
２  フレーム
２ａ  突起
３  騒音低減装置
４  マイク
５  消音スピーカ
５ａ  エッジ
５ｂ  振動板
５ｃ  ボイスコイル体
５ｄ  磁気回路体
６  スピーカボックス
７  コントロールボックス
８  コード
９  振動板
１０  駆動部
１１  磁気回路
１１ａ  ヨーク
１１ｂ  マグネット
１１ｃ  上部プレート
１２  ボイスコイル
１３  ボイスコイルボビン
１４  磁気ギャップ
１５  カプラー
１６  ダンパー
【図１】
2010206561.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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