JP4971865B2 - 音出力天井 - Google Patents

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Description

本発明は部屋の天井面を振動して室内に音を出力する音出力天井に関する。
従来から部屋の壁にスピーカ装置を取り付ける又は組み込む音響システムが知られているが、このように壁にスピーカ装置を設けると、部屋に配置したテレビや家具等がスピーカ装置から出力される音の障害となる恐れがあり、また壁とは別に設けたスピーカ装置が室内に露出するため、部屋の外観を阻害するという問題もある。
また、例えば特許文献1は天井に開口した作業口に作業口蓋を構成するスピーカ装置を設けたものであるが、このものも天井とは別に設けたスピーカ装置が外観を阻害し、またこの特許文献1は天井の複数箇所にスピーカ装置を設けていないため、複数のスピーカ装置で音を出力できず演出効果や臨場感が出ない。
また例えば特許文献2には浴室の作業口蓋の表面を構成する一枚の鋼板の裏面に複数の励振器を設けて作業口蓋をスピーカ装置としたものが開示されているが、このものは一枚の鋼板の裏面に複数の励振器を設けているために、励振器によって鋼板を振動させた時に、この振動が鋼板の他の励振器によって振動する部位に伝わり易く、音出力に悪影響を与える恐れがある。また部屋のレイアウトや聴取者の向きに合わせるなどの目的で、各スピーカ装置から出力される音信号を変更するには、その都度配線を変更する必要があり、各スピーカ装置から出力される音信号を容易に変更することができない。
特開2006−332861号公報 特開2006−133639号公報
本発明は上記従来の問題点に鑑みて発明したものであって、天井面の複数箇所から音を出力してサラウンドのような演出効果や臨場感のある音を出力でき、また部屋に配置したテレビや家具等が出力した音の障害となることを防止でき、また天井面にスピーカ装置が露出せず、外観が良く、また励振器による振動が周囲に伝わることを防止でき、また高音質の音を出力できる音出力天井を提供することを課題とする。
上記請求項1の音出力天井は、複数枚の天井板1aを天井下地用構造材4に取り付けることで部屋の天井面を構成し、該天井面の異なる複数箇所に位置する各天井板1aに励振器2を設け、音信号入力手段から出力した音信号を前記複数の励振器2に入力することで、各励振器2により天井面の複数箇所にある天井板1aを夫々独立して振動させて室内に音を出力する音出力天井であって、音信号入力手段はステレオ又はサラウンドの複数チャンネルの音信号を出力可能であって、該音信号入力手段から各励振器2に対して出力する音信号を前記複数チャンネルの音信号のいずれかに切り替えるチャンネル切替手段を備え、前記音信号入力手段から出力される複数チャンネルの音信号を各励振器2に割り当てた出力パターンを複数備え、チャンネル切替手段として、前記複数の出力パターンのいずれかに切り替えることで音信号入力手段から各励振器2に入力されるチャンネルを設定するパターン切替手段を備え、部屋に居る人の有無、向き、位置、状態のいずれかを検知する人体検知手段15が設けられ、前記チャンネル切替手段又はモード切替手段による音信号の切り替え、又は励振器出力数変更手段による音信号が供給される励振器2の数の変更を、前記人体検知手段15による検知に基づいて自動的に行うよう構成され、前記部屋の天井面を構成する前記複数枚の天井板1は、前記励振器2が設けられると共に前記天井下地用構造材4にスペーサー用インシュレータ6を介して取り付けられた音出力用天井板1aと、この音出力用天井板1aとは縁が切られて隙間を介した状態で前記天井下地構造材4に取り付けられた普通天井板1bとを備えていることを特徴とする。
このような構成により、天井面の複数箇所から音を出力でき、またこの場合、天井から音を出力するので部屋に配置したテレビや家具等が出力した音の障害となることを防止できる。また天井面は励振器2によって振動する部分も含めて全て同様の外観を有する天井板1によって構成できるため、外観が良い。さらには、天井板1aの夫々に励振器2を設けることで、励振器2による振動が周囲に伝わることを防止でき、またこれにより一枚の天井板1aを独立して振動させ高音質の音を出力でき、尚且つこの振動が他の天井板1aによる音の出力に悪影響を与えることも防止できる。また、各励振器2に任意のチャンネルの音信号を入力することができるため、ステレオ又はサラウンドの複数チャンネルの音信号を部屋に居る聴取者14の向きに合わせて各励振器2に設定して、音像の位置を聴取者14にとって最適な位置に設定するなどでき、聴取者14や部屋のレイアウトなどに合わせて最適な音を出力できる。
また、前記音信号入力手段から出力される複数チャンネルの音信号を各励振器2に割り当てた出力パターンを複数備え、チャンネル切替手段として、前記複数の出力パターンのいずれかに切替えることで音信号入力手段から各励振器2に入力されるチャンネルを設定するパターン切替手段を備えているから、上記チャンネルの切り替えが予め設定された出力パターンから任意の出力パターンを選択するだけで行うことができ、容易である。
また、部屋に居る人の有無、向き、位置、状態のいずれかを検知する人体検知手段15を設け、前記チャンネル切替手段又はモード切替手段による音信号の切り替え、又は励振器出力数変更手段による音信号が供給される励振器2の数の変更を、前記人体検知手段15による検知に基づいて自動的に行うものであるから、人体検知手段15による検知結果に基づいて、部屋に居る聴取者14にとって最適となる音を自動的に出力できる。
また、前記励振器2とは別に、音信号入力手段から供給された音信号を出力するためのスピーカ装置29を備えることが好ましい。この場合は、スピーカ装置から出力される音と各励振器2によって天井から出力される音とを組み合わせてより演出効果や臨場感のある音を出力することができる。
本発明では、天井面の複数箇所から音を出力してサラウンドのような演出効果や臨場感のある音を出力でき、またこの場合、天井から音を出力するので部屋に配置したテレビや家具等が出力した音の障害となることを防止できる。また天井面は励振器によって振動する部分も含めて全て同様の外観を有する天井板によって構成されるため、外観が良い。さらに、天井板の夫々に励振器を設けることで、励振器による振動が周囲に伝わることを防止でき、またこれにより一枚の天井板を独立して振動させ高音質の音を出力でき、尚且つこの振動が他の天井板による音の出力に悪影響を与えることも防止できる。
また、チャンネル切替手段により各励振器に任意のチャンネルの音信号を選択的に入力し、例えばステレオ又はサラウンドの複数チャンネルの音信号を部屋に居る聴取者の向きに合わせて各励振器に割り振って設定して、音像の位置を聴取者にとって最適な位置に設定したり、モード切替手段により音信号入力手段から複数の励振器に対して出力する音信号をモノラル信号又はステレオ信号又はサラウンド信号のいずれかに切り替えたり、励振器出力数変更手段により音信号を出力する励振器の数を変更することができ、聴取者や部屋のレイアウトなどに合わせて最適な音を出力できる。
以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。図1は本実施形態の一例の音出力天井を適用した建物の一室を示す説明図であり、部屋の天井に複数設けた励振器2(エキサイタ)により天井面の平面視における複数箇所から室内に音を出力できるようになっている。
上記部屋の天井面は図2に示すように天井板1を複数枚並べて天井下地用構造材4に取り付けることで構成してある。これら天井面を構成する天井板1としては、
励振器2により直接振動させられて音を発生させる音出力用天井板1aと、音を発生させない普通天井板1bのうちいずれかが使用され、天井面の大部分は普通天井板1bで構成してあり、天井面の複数箇所を部分的に音出力用天井板1aで構成してある。
音出力用天井板1aは、ケナフ材、合板、その他の木材、鉄、アルミニウム等の金属、ロックウール材、石膏等で形成してある。音出力用天井板1aの上面の外周には矩形状をした枠体3を固着してあり、枠体3はアルミニウム、鉄等の金属や、樹脂、木材等で形成してある。音出力用天井板1aの上面の枠体3に囲まれた部分に前記励振器2を設けてあり、また枠体3の上端部に囲まれた部分を覆うように裏板17を設けてある。そして音出力用天井板1a、枠体3、励振器2、裏板17で音出力用天井板ユニットAを構成し、これにより音信号が励振器2に入力されることで振動板としての音出力用天井板1aを直接振動させて室内に向けて音を発生するようにしてある。なお励振器2は音出力用天井板1a一枚に対して1個だけ設けられる。
音出力用天井板1a及び普通天井板1bを取り付ける天井下地用構造材4は一定間隔で平行に並設した長尺な梁4aからなり、これら梁4aの下面側に掛け渡すようにして音出力用天井板1a及び普通天井板1bは取付けられる。梁4aに上記音出力用天井板ユニットAを取付けるには、梁4aの下面側に矩形状をした固定用枠5を固着し、この固定用枠5の下面側に矩形状の枠体3の上面側をスペーサー用インシュレータ6を介在させてねじ具12により固着する。固定用枠5はアルミニウム、鉄等の金属や、樹脂、木材等で形成してある。このように枠体3を固定用枠5にスペーサー用インシュレータ6を介在させて固着することで、音出力用天井板1aの音を発生させるための振動が固定用枠5側に伝わらず、音出力用天井板1aを振動させて音を発生させるに当たって高音質の音を発生させることができる。
また普通天井板1bは上記音出力用天井板1aとは縁をきった状態で梁4aに取り付けられる。普通天井板1bを梁4aに取り付けるには、普通天井板1bの上面の端部に固着した野縁26を梁4aに上端部を固着した吊り木27の下端部に固着する。
梁4aに固定した固定用枠5に音出力用天井板1aの上面に設けた枠体3を取付けるため、隣接する普通天井板1bに音出力用天井板1aを取付ける必要がなく、このため、音を発生させる音出力用天井板1aの振動が普通天井板1b側に伝わらないように、図2に示すように音出力用天井板1aと普通天井板1bとの間に隙間を設けて両者が非接触の状態とすることができ、音出力用天井板1aが音を発生させるために振動した際、該振動が隣接する普通天井板1bに伝わらず、この点でも天井面の一部を構成する音出力用天井板1aを振動させて音を発生させるに当たって高音質の音を発生させることができる。なお、上記普通天井板1b及び音出力用天井板1aで構成された天井面の全体には、前述の音出力用天井板1aと普通天井板1bとの間の隙間を含めてクロス等の天井面仕上げ材28が貼着される。
図1に示すように平面視において矩形の天井面の対向する一対の端縁間の中間を通過する線を中心線aとし、中心線aと平行な方向を前後方向とすると、上記励振器2(音出力用天井板ユニットA)は天井面において前記中心線aを中心に線対称となるよう前後に1対ずつ計4個設けてある。また平面視矩形の天井面の前後の端縁間の中間を通過する線を中心線bとすると、前記前後一対の励振器2は中心線bを中心にして線対称となっており、これにより部屋に居る聴取者14が四方の壁のうちいずれの壁の方を向いたとしても、聴取者にとっては天井面における前後の左右両側部分に励振器2が位置することとなる。
図3は本例の音出力天井のブロック図である。音出力天井は、室内に設置されるステレオ装置やテレビ等の音源(図示せず)が接続される音信号入力手段としてのアンプ装置7と、前記天井に複数設けた音出力用天井板ユニットAを備えている。
アンプ装置7は、音源に接続されて音信号が入力される入力部8と、入力部8から入力された音信号を処理する音処理部9と、音処理部9を介して入力された音信号を増幅するアンプ部10と、音処理部9及びアンプ部10を制御する制御部11を備え、音処理部9及びアンプ部10で処理した音信号を前記各励振器2に割り振って出力する。なおアンプ部10と各励振器2を接続する配線13は例えば天井裏などを通して室内に露出しないように配線される。また本例のアンプ装置7は1個のアンプ部10から4個の励振器2に対して音信号を割り振って入力するものである。
アンプ装置7の音処理部9は音源から入力された音信号をモノラル信号又はステレオ信号又はサラウンド信号のいずれかの音信号とした上でアンプ部10に入力するものであり、この音処理部9による処理は制御部11により切り替え可能としてある。これによりアンプ装置7はアンプ部10を介してモノラル信号又はステレオ信号又はサラウンド信号を出力して4個の励振器2に入力することで、各励振器2に対応する音出力用天井板1aを直接且つ独立して振動させ、室内にモノラル又はステレオ又はサラウンドのいずれかの音を選択的に出力できるようになっている。即ち、アンプ装置7からモノラル信号を出力するモノラルモードの場合には、図4に示すように各励振器2に対して1チャンネルのモノラル信号を入力し、天井面全体としてモノラル音声を出力する。またアンプ装置7からステレオ信号を出力するステレオモードの場合には、図5に示すように右側音信号(Rch)及び左側音信号(Lch)からなる2チャンネルの音信号を励振器2に対して入力し、天井面全体としてステレオ音声を出力する。またアンプ装置7からサラウンド信号を出力するサラウンドモードの場合は、図6に示すように右側音信号(Rch)、左側音信号(Lch)、サラウンド右側音信号(サラウンドRch)、サラウンド左側音信号(サラウンドLch)からなる4チャンネルの音信号を励振器2に対して入力し、天井面全体としてサラウンド音声を出力する。
アンプ装置7は、ステレオ信号を出力する場合には、制御部11によりアンプ装置7から各励振器2に対して出力する音信号をステレオ関係にある右側音信号(Rch)及び左側音信号(Lch)の2チャンネルのうちいずれか1つの音信号に切り替えられるようにしてある。また同様に、サラウンド信号を出力する場合には、制御部11によりアンプ装置7から各励振器2に対して出力する音信号を、右側音信号(Rch)、左側音信号(Lch)、サラウンド右側音信号(サラウンドRch)、サラウンド左側音信号(サラウンドLch)の4チャンネルのうちいずれか一つの音信号に切り替えられるようにしてある。
ここで上記制御部11による出力音信号の他チャンネルへの切り替えは、予め設定された複数の出力パターンからいずれか1つの出力パターンを選択することで行われる。
ステレオ信号を出力する場合の出力パターンとしては、聴取者14の向き毎に異なる出力パターンを図5(a)〜(d)に示す4種類備えており、各出力パターンは部屋に居る聴取者14から見て前方左側及び後方左側に位置する励振器2に左側音信号(Lch)が入力され且つ前方右側及び後方右側に位置する励振器2に右側音信号(Rch)が入力されるように設定されている。即ち聴取者14が部屋の四方の壁のうち第1の壁側を向いた場合の図5(a)に示す出力パターンと、第2の壁側を向いた場合の図5(b)に示す出力パターンと、第3の壁側を向いた場合の図5(c)に示す出力パターンと、第4の壁側を向いた場合の図5(d)に示す出力パターンを備えている。
またサラウンド信号を出力する場合の出力パターンとしては、聴取者14の向き毎に異なる出力パターンを図6(a)〜(d)に示す4種類備えており、各出力パターンは部屋に居る聴取者14から見て前方左側に位置する励振器2に左側音信号(Lch)、後方左側に位置する励振器2にサラウンド右側音信号(サラウンドLch)、前方右側に位置する励振器2に右側音信号(Rch)、後方右側に位置する励振器2にサラウンド右側音信号(サラウンドRch)を入力するように設定されている。即ち聴取者14が部屋の四方の壁のうち第1の壁側を向いた場合の図6(a)に示す出力パターンと、第2の壁側を向いた場合の図6(b)に示す出力パターンと、第3の壁側を向いた場合の図6(c)に示す出力パターンと、第4の壁側を向いた場合の図6(d)に示す出力パターンを備えている。そして制御部11はこれらステレオ信号を出力する複数の出力パターン及びサラウンド信号を出力する複数の出力パターンから任意の出力パターンを選択し、該出力パターンに基づいてアンプ装置7から各励振器2に音信号を出力する。
またアンプ装置7は、モノラル信号、ステレオ信号、サラウンド信号を出力する場合に、制御手段によりアンプ部10から全ての励振器2のうち任意の励振器2にのみ音信号を出力することが可能となっており、これにより音信号を出力する励振器2の数を変更可能としてある。従って任意に選択された1個の励振器2にのみ音信号を入力して対応する音出力用天井板1aを振動したり、または任意に選択された2個又は3個の励振器2にのみ音信号を入力して対応する音出力用天井板1aを振動したり、また4個全ての励振器2に音信号を入力して全ての音出力用天井板1aから音を出力することができる。
上記制御部11によるモノラル、ステレオ、サラウンドのモード切り替え、及び、右側音信号(Rch)、左側音信号(Lch)、サラウンド右側音信号(サラウンドRch)、サラウンド左側音信号(サラウンドLch)のチャンネル(出力パターン)の切り替え、及び、音信号を出力する励振器2の数の変更は、コントローラ18を操作することで行えるようになっている。即ち本実施形態では制御部11及びコントローラ18により、モード切替手段、チャンネル切替手段(パターン切替手段)、励振器出力数変更手段を構成している。なおコントローラ18から操作信号を制御部11に送る手段としては有線であっても良いし、無線であっても良い。
上記音出力天井により室内に音を出力する場合は、聴取者14がコントローラ18を操作することにより、アンプ装置7から出力する音信号をモノラル信号又はステレオ信号又はサラウンド信号のうち任意の音信号に設定すると共に、振動させる励振器2を設定する。またアンプ装置7から出力される音信号がステレオ信号又はサラウンド信号のいずれかである場合には、コントローラ18を操作することにより、図5(a)〜(d)又は図6(a)〜(d)に示す出力パターンから所望の出力パターンを選択して、ステレオ又はサラウンドの複数チャンネルの音信号を各励振器2に出力される音信号として設定し、この後、音源から音を出力する。これにより部屋の天井面においては、任意の励振器2が振動して対応する音出力用天井板1aが駆動し、しかして室内には天井面からモノラル又はステレオ又はサラウンドの音が出力されることとなる。
このように本例の音出力天井は、天井面の複数箇所から音を出力して演出効果や臨場感のある音を出力できる。また天井から音を出力するので部屋に配置したテレビや家具等が出力した音の障害となることを防止できる。また天井面は励振器2によって振動する部分も含めて全て同様の外観を有する天井板1によって構成されるため、従来のように天井とは別にスピーカ装置を設けたものと比較して外観が良い。さらに、励振器2による振動が周囲の普通天井板1bに伝わることを防止でき、またこれにより一枚の音出力用天井板1aを独立して振動させ、高音質の音を出力できる。
また、チャンネル切替手段により各励振器2に任意のチャンネルの音信号を選択的に入力し、ステレオ又はサラウンドの複数チャンネルの音信号を部屋に居る聴取者14の向きに合わせて各励振器2に割り振って設定して、音像の位置を聴取者14にとって最適な位置に設定したり、またモード切替手段により音信号入力手段から複数の励振器2に対して出力する音信号をモノラル信号又はステレオ信号又はサラウンド信号のいずれかに切り替えたり、励振器出力数変更手段により音信号を出力する励振器2の数を変更することができ、聴取者14や部屋のレイアウトなどに合わせて最適な音を出力できる。また上記チャンネルの切り替えを予め設定された出力パターンから任意の出力パターンを選択するだけで行うことができ、容易である。
次に上記とは異なる他例の音出力天井について説明する。なお以下の説明では上記一例の音出力天井と同一の構成については同一の番号を付与し、重複する説明は省略する。本例の音出力天井には、図7及び図8に示すように各励振器2を設けた部屋に居る人の向きを検知する人体検知手段15として室内を撮影するカメラ装置15aを備えている。アンプ装置7の制御部11はカメラ装置で撮影した映像データに基づいて聴取者14となる室内に居る人が四方の壁のうちいずれかの壁側を向いているかを検知し、該検知結果に基づいて前記予め設定された出力パターンの中から聴取者14にとって最適な出力パターンを選択し、各励振器2に入力される音信号を任意のチャンネルの音信号に自動的に設定する。これにより制御部11により音像の位置を聴取者14にとって最適な位置に配置できる。
なお本例では人体検知手段15をカメラ装置15aとしたが、焦電センサなどであっても良い。また本例では人体検知手段15により聴取者14の向きを検知し、該聴取者14の向きに応じて各励振器2に入力される音信号を決定したが、人体検知手段15として、人体の有無、又は人体の位置、又は人体の状態、又はこれらの組み合わせを検知するものを用い、該人体検知手段15の検知結果に基づいて各励振器2に入力される音信号を決定しても良い。また本例では人体検知手段15の検知結果に基づいてチャンネル切替手段による音信号の切り替えを行ったが、人体検知手段15の検知結果に基づいてモード切替手段による音信号の切り替え、又は励振器出力数変更手段による音信号が供給される励振器2の数の変更を行っても良い。
次に更に他例の音出力天井について説明する。なお以下の説明では上記一例の音出力天井と同一の構成については同一の番号を付与し、重複する説明は省略する。本例の音出力天井は上記励振器2とは別にスピーカ装置29を設けている。該スピーカ装置29は低音領域を出力するためのウーファーであって室内の任意の場所に設置される。スピーカ装置29は各励振器2を接続したアンプ部10に接続してあり、スピーカ装置29には、各励振器2同様、音源から入力部8、音処理部9、アンプ部10を介して出力された音信号が入力され、室内に音として出力される。このように励振器2とは別に、音信号入力手段から供給された音信号を出力するためのスピーカ装置29を備えることで、サラウンドモードにおいてウーファーからなるスピーカ装置29から低音領域の音を出力するなどでき、各励振器2によって天井から出力される音と組み合わせてより演出効果や臨場感のある音を出力することができる。なお、本例は上記他例の音出力天井に適用しても良いものとする。
また、上記各例では部屋の天井の4箇所に励振器2を設けたが、励振器2は天井面の2以上の複数箇所に設けてあれば良いものとする。また音信号入力手段は、モノラル信号、ステレオ信号、サラウンド信号を出力可能なものとしたが、これら3種のうち2種の音信号を出力可能なものとしても良い。
本発明の実施の形態の一例の音出力天井を設けた部屋の説明図である。 同上の部屋の天井部分の断面図である。 同上の音出力天井のブロック図である。 モノラル信号を出力する場合における各励振器2から出力される音信号を模式的に示した説明図である。 (a)〜(d)はステレオ信号を出力する場合において各出力パターンにおいて各励振器2から出力される音信号を模式的に示した説明図である。 (a)〜(d)はサラウンド信号を出力する場合において各出力パターンにおいて各励振器2から出力される音信号を模式的に示した説明図である。 他例の音出力天井を設けた部屋の説明図である。 同上の音出力天井のブロック図である。 更に他例の音出力天井のブロック図である。
符号の説明
1 天井板
1a 音出力用天井板
2 励振器
15 人体検知手段

Claims (2)

  1. 複数枚の天井板を天井下地用構造材に取り付けることで部屋の天井面を構成し、
    該天井面の異なる複数箇所に位置する各天井板に励振器を設け、
    音信号入力手段から出力した音信号を前記複数の励振器に入力することで、各励振器により天井面の複数箇所にある天井板を夫々独立して振動させて室内に音を出力する音出力天井であって、
    音信号入力手段はステレオ又はサラウンドの複数チャンネルの音信号を出力可能であって、該音信号入力手段から各励振器に対して出力する音信号を前記複数チャンネルの音信号のいずれかに切り替えるチャンネル切替手段を備え、
    前記音信号入力手段から出力される複数チャンネルの音信号を各励振器に割り当てた出力パターンを複数備え、
    前記チャンネル切替手段として、前記複数の出力パターンのいずれかに切り替えることで音信号入力手段から各励振器に入力されるチャンネルを設定するパターン切替手段を備え、
    部屋に居る人の有無、向き、位置、状態のいずれかを検知する人体検知手段が設けられ、
    前記チャンネル切替手段による音信号の切り替えを前記人体検知手段による検知に基づいて自動的に行なうよう構成され、
    前記部屋の天井面を構成する前記複数枚の天井板は、
    前記励振器が設けられると共に前記天井下地用構造材にスペーサー用インシュレータを介して取り付けられた音出力用天井板と、
    この音出力用天井板とは縁が切られて隙間を介した状態で前記天井下地構造材に取り付けられた普通天井板と
    を備えている
    ことを特徴とする音出力天井。
  2. 前記励振器とは別に、前記音信号入力手段から供給された音信号を出力するためのスピーカ装置を備えて成ることを特徴とする請求項1記載の音出力天井。
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