JP7453010B2

JP7453010B2 - 照明装置

Info

Publication number: JP7453010B2
Application number: JP2020022123A
Authority: JP
Inventors: 明久川村; 敏高山; 周二佐伯
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Corp of America
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Corp of America
Priority date: 2019-06-11
Filing date: 2020-02-13
Publication date: 2024-03-19
Anticipated expiration: 2040-02-13
Also published as: JP2020205239A

Description

本発明は、照明装置に関し、複数のスピーカユニットを備える照明装置に関する。

従来、ウーファーとツイーターなどの複数のスピーカを照明装置に取り付ける構成が提案されている。例えば特許文献１には、吊り下げられた照明部分に高音用のスピーカを配置し、天井に取り付けられた固定部分には低音用のウーファーを取り付けることで、吊り下げられた照明部分がウーファーの振動により揺れることを回避している。

特開２０１６－１２６１１４号公報

特許文献１に記載の照明装置のように、ウーファーとツイーターなど異なる帯域を担当する複数のスピーカを設けると、音質の向上を図ることは可能である。ところが、照明装置自体の大型化を招き、小型化が困難である。

本発明は、上記課題に基づきなされたものであり、複数のスピーカユニットを備えながら小型化可能な照明装置の提供を目的としている。

上記目的を達成するために、本発明の１つである照明装置は、スピーカユニットと、前記スピーカユニットを収容する筐体と、前記スピーカユニットの音の放射側に前記スピーカユニットの振動板を囲むように配置され、前記スピーカユニットが放射する音を前記筐体外に導く音道を形成する環状部と、前記環状部の内側に配置される筒状の前記音道を隔てて配置される音道形成体と、前記スピーカユニットと同じ方向に音を放射し、前記音道と連通する開口を有し、共鳴空間を形成する共鳴部と、前記共鳴空間の前方を覆うカバー部材と、前記共鳴空間内に配置される光源と、を備える。

また、本発明の他の１つである照明装置は、スピーカユニットと、前記スピーカユニットを収容する筐体と、前記スピーカユニットの音の放射側に前記スピーカユニットの振動板を囲むように配置され、前記スピーカユニットが放射する音を前記筐体外に導く音道を形成する環状部と、前記環状部の内側に配置される筒状の前記音道を隔てて配置される音道形成体と、前記スピーカユニットと同じ方向に音を放射し、前記音道と連通する開口を有し、共鳴空間を形成する共鳴部と、前記共鳴空間の前方を覆うカバー部材と、前方に向かって開口が徐々に広がるホーン構造部を有するカバー部材と、前記ホーン構造部の内周面に光を放射する光源と、を備える。

本発明によれば、照明装置でありながら共鳴部に光源を配置することで、試聴位置による音質の変化が少ない音を放射し、かつ、歪の少ない高音質な音を放射することが可能となる。

図１は、本実施の形態における照明装置の外観を示す斜視図である。図２は、本実施の形態における照明装置の内部をカバー部材を省略して示す斜視図である。図３は、本実施の形態における照明装置の断面図である。図４は、低域再生限界周波数を説明するための図である。図５は、照明装置の別例１を示す断面図である。図６は、ホーン付きの照明装置を示す断面図である。図７は、ホーン付き照明装置を間接照明にした場合を示す断面図である。図８は、照明装置の別例２を示す断面図である。

以下に、本発明に係る照明装置の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の位置関係、および接続状態などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下では複数の発明を一つの実施の形態として説明する場合があるが、請求項に記載されていない構成要素については、その請求項に係る発明に関しては任意の構成要素であるとして説明している。また、図面は、本発明を説明するために適宜強調や省略、比率の調整を行った模式的な図となっており、実際の形状や位置関係、比率とは異なる場合がある。

図１は、本実施の形態における照明装置の外観を示す斜視図である。図２は、本実施の形態における照明装置のカバー部材を外して示す斜視図である。図３は、本実施の形態における照明装置の内部を示す断面図である。

これらの図に示すように、照明装置１００は、２つのスピーカユニットが前後方向（図中Ｘ軸方向）に並んで配置されるスピーカであって、第一スピーカユニット１０１と、第二スピーカユニット１０２と、筐体１１１と、音道形成体１２１と、環状部１０３と、共鳴部１０４と、光源１０５と、を備えている。

第一スピーカユニット１０１は、第二スピーカユニット１０２ユニットよりも低音域の音の放射を担当するように設計されたスピーカであり、振動板１１２、ボイスコイル１１３、および、フレーム１１４を有する振動系と、ヨーク１１５、マグネット１１６及びプレート１１７を有する界磁部とで構成されている。

本実施の形態の場合、第一スピーカユニット１０１は、筐体１１１内に収容されており、筐体１１１の前面開口を塞ぐカバー部材１１８に環状部１０３を介して取り付けられている。なお、第一スピーカユニット１０１は、保持部材などを介して筐体１１１に保持されていてもかまわない。

本実施の形態において、第一スピーカユニット１０１は、円錐形（コーン型）の振動板を備えた一般的なスピーカとして示しているが、第一スピーカユニット１０１は特に限定されるものでは無く、他のスピーカと置き換えることが可能である。

第二スピーカユニット１０２は、第一スピーカユニット１０１よりも小型のスピーカであり、第一スピーカユニット１０１よりも高音域の音の放射を担当するように設計されたスピーカである。第二スピーカユニット１０２も第一スピーカユニット１０１と同様、振動板、ボイスコイル、および、フレーム、ヨーク、マグネット、プレートなどを有するがこれらの図示は省略する。

第二スピーカユニット１０２は、第一スピーカユニット１０１の振動板１１２の前方（図中Ｘ軸負の側）に、第一スピーカユニット１０１と同じ方向に音を放射するように配置
されている。また、第二スピーカユニット１０２は、第二スピーカユニット１０２と第一スピーカユニット１０１の振動板１１２との間に配置される音道形成体１２１に収容され、保持されている。

本実施の形態の場合、第一スピーカユニット１０１と第二スピーカユニット１０２とは、それぞれのボイスコイルの軸が一致した状態で配置されており、いわゆる同軸型のスピーカ配置になっている。

本実施の形態において、第二スピーカユニット１０２は、一般的なスピーカとして示しているが、第二スピーカユニット１０２は、特に限定されるものでは無く、他のスピーカと置き換えることが可能である。

環状部１０３は、第一スピーカユニット１０１の音の放射側（図中Ｘ軸負側）、つまり前方であって第二スピーカユニット１０２の外側周囲に第一スピーカユニット１０１の振動板１１２を囲むように配置され、第一スピーカユニット１０１が放射する音を、筒状の音道１１０を介してカバー部材の外に導く環状（筒状）の部材である。

本実施の形態の場合、第一スピーカユニット１０１の振動板１１２は、円錐形状（コーン型）であり、環状部１０３は、振動板１１２の底面の径とほぼ同じ内径の円筒形状となっている。また、環状部１０３は後述の共鳴部１０４の開口１４１として機能する孔（または切り欠き）が複数箇所（本実施の形態の場合、四箇所）に設けられている。

共鳴部１０４は、音道１１０と連通する開口１４１を有し、共鳴空間１４２を形成する部分である。本実施の形態の場合、共鳴空間１４２は、環状部１０３と、共鳴部１０４とカバー部材１１８の一部とで形成され、音道１１０と連通する開口１４１以外は、閉鎖された空間となっている。

なお、筐体１１１の一部が共鳴空間１４２を形成してもかまわない。また、共鳴部１０４は、他の部材と共に共鳴空間１４２を形成するものとして説明しているが、共鳴部１０４のみによって共鳴空間１４２を形成してもかまわない。

共鳴部１０４によって閉鎖状態で形成される共鳴空間１４２の大きさ、および、開口１４１の大きさは、音道１１０を通過する音が共振する周波数に合わせて任意に決定されるものであり、本実施の形態のように、環状部１０３を取り囲む円環状の共鳴空間１４２ばかりでなく、区画された複数の共鳴空間１４２を備えてもかまわない。

また、開口１４１の数も任意であるが、複数箇所に設けることが望ましく、複数箇所に設ける場合は周方向に均等に設けることが好ましい。

本実施の形態の場合、共鳴部１０４で形成される共鳴空間１４２には吸音材１４３（図２では不図示）が配置されている。ここで吸音材１４３は、音響抵抗を増幅させる部材であり、多孔質の物質からなるものである。ここで多孔質とは、例えば樹脂製のスポンジのような気泡を分散状態で備える物質ばかりでなく、絡み合った繊維からなる綿状の物質も含まれる。吸音材１４３を共鳴空間１４２に配置することにより、共鳴空間１４２による共振の抑制の程度をコントロールすることが可能となる。

また、吸音材１４３の材質は、共鳴空間１４２内に配置される光源１０５から放射される光などを透過させ、散乱させるものであればよく、絡み合った繊維からなる透明なグラスウールなどを例示することができる。

音道形成体１２１は、環状部１０３の内側に配置され、環状部１０３と共に筒状の音道１１０を形成する部材である。また、音道形成体１２１は、第二スピーカユニット１０２を収容し第二スピーカユニット１０２における空気室を形成するための第二の筐体としても機能している。

本実施の形態の場合、音道形成体１２１は、第一スピーカユニット１０１の振動板１１２に対向する面に、前記振動板の形状に沿う裏面部１２２（図３参照）を備えている。裏面部１２２は、第一スピーカユニット１０１の振動板１１２が音を放射するために振動した場合でも干渉しないぎりぎりの位置に配置されている。これにより、振動板１１２から放射される音が効果的に音道１１０を介してカバー部材の外に放射される。

カバー部材１１８は、共鳴空間１４２の前方を覆う部材である。本実施の形態の場合、カバー部材１１８は、筐体１１１の前面開口を覆うバッフル板として機能し、音道形成体１２１の全面にも配置される。カバー部材１１８は、音道形成体１２１、および第二スピーカユニット１０２を保持している。カバー部材１１８には、音道１１０と連通する円周上に配置された複数の円弧状のスリット１３０が設けられており、照明装置１００は、第一スピーカユニット１０１からの音がスリット１３０を通して外部に放射されるものとなっている。

本実施の形態の場合、円周上に配置されるスリット１３０の径Ｄ（図３参照）は、つまりスリット１３０の内側の曲率半径の２倍は、第二スピーカユニット１０２の低域再生限界周波数から算出される波長の半分以上に設定されている。このように設定することで、スリット１３０から放射される音と第二スピーカユニット１０２から放射される音とによる全体の音圧特性を平坦にすることが可能となる。例えば、具体的一例を挙げると、低域再生限界周波数がｆＬ＝２０００Ｈｚとすると、２０００Ｈｚ波長は３４４／２０００＝１７０ｍｍ（３４４は音速）となる。従って、径Ｄは波長の半分である８５ｍｍ以上とすることが望ましい。ここで、低域再生限界周波数とは、スピーカユニットが再生できる低音域の限界の周波数であり、図４に模式的に示すように、再生する周波数を下げていくと急に音圧が低下する際の周波数ｆＬが低域再生限界周波数である。

また、カバー部材１１８の前面を面一にすることで、音響特性の向上を図っている。また、一枚の円形の板材に厚さ方向に貫通するスリット１３０を形成することにより、カバー部材１１８を形成している。なお、筐体１１１に取り付けられるカバー部材１１８を介して中央部に音道形成体１２１が取り付けられているため、スリット１３０は、完全な環状にするのではなく、接続部１３１により分断されている。

カバー部材１１８は、光源１０５から放射される光を透過する透光性を備えている。カバー部材１１８の材質は、特に限定されるものではないが、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ＡＢＳ樹脂などの透明な樹脂、ガラスなどを例示することができる。また、カバー部材１１８の表面には、配向性を調整するため凹凸などの配光構造が設けられている。

光源１０５は、共鳴空間１４２内に配置されている。本実施の形態の場合、光源１０５は、共鳴部１０４の後側（図中Ｘ軸方向正の側）の内面に、カバー部材１１８に向かって光が放射されるように取り付けられている。光源１０５の種類は、特に限定されるものではなく、ＬＥＤ（ｌｉｇｈｔｅｍｉｔｔｉｎｇｄｉｏｄｅ）、ＯＥＬ（ｏｒｇａｎｉｃｅｌｅｃｔｒｏ－ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）などを例示することができる。本実施の形態の場合、光源１０５としてはＬＥＤが採用されており、環状の共鳴部１０４の底面に複数のＬＥＤが円周上に並んで取り付けられている。また、ＬＥＤの前方には、蛍光物質を含む光変換部材１５１が配置されており、ＬＥＤから放射された光、およびＬＥＤからの光を励起光として光変換部材１５１が放射した光により白色光が放射されている。また、光源１０５は、筐体１１１の後側の外面に取り付けられた電源装置１５２からの電力に基づき発光している。なお、電源装置１５２は、筐体１１１内に配置されてもよい。

以上のように、本実施の形態における照明装置１００によれば、２つのスピーカユニットを備えているにもかかわらず、共鳴空間１４２内に光源１０５を配置することにより、容積効率を高め、高音質化を図ることが可能となる。従って室内の天井や壁に埋め込むことも可能となり、室内空間を犠牲にすることなく、照明と音楽などの音を提供することが可能となる。

さらに、２つのスピーカユニットが同軸上に配置されているため、全体として小型にすることができ、また、あたかも点音源から放射される音のように、試聴位置による音質変化が少ないという効果を発揮することができる。

また、混変調歪の発生を抑制して高音質の音を放射させることが可能である。具体的には、第一スピーカユニット１０１と第二スピーカユニット１０２とを同軸上に配置しながら、第一スピーカユニット１０１から発生する音を第二スピーカユニット１０２から所定距離離れた場所から放射させることで、混変調歪の発生を抑制している。また、音道形成体１２１を第一スピーカユニット１０１の前面に配置しながら、音道形成体１２１の振動板１１２に対向する面を振動板１１２の形状に沿うものとすることにより、第一スピーカユニット１０１の音を効率よく音道１１０にまで導き、スリットから高効率で第一スピーカユニット１０１の音を放射させることが可能となる。以上により、照明装置１００から放射される全体としての音の高音質化を図ることが可能となる。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、本明細書において記載した構成要素を任意に組み合わせて、また、構成要素のいくつかを除外して実現される別の実施の形態を本発明の実施の形態としてもよい。また、上記実施の形態に対して本発明の主旨、すなわち、請求の範囲に記載される文言が示す意味を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例も本発明に含まれる。

例えば、共鳴空間１４２は、音道１１０の外方、および、内方の少なくとも一方に存在すればよい。図５に示すように、音道１１０の内方に存在する共鳴空間１４２は、音道形成体１２１とカバー部材１１８とにより開口１４１以外は閉塞状態で形成されてもかまわない。さらに、共鳴空間１４２は、カバー部材１１８、および、筐体などから独立した共鳴部１０４により形成されてもかまわない。このように、共鳴空間１４２が複数存在する場合、光源１０５は、少なくともいずれかの共鳴空間１４２に配置されればよく、全ての共鳴空間１４２に配置されてもかまわない。

また、図６に示すようにカバー部材１１８は、前方に向かって開口が徐々に広がるホーン構造部１８１を備えても構わない。これにより、光の拡散性を向上させることができる。また、音の広がりを抑制して所定範囲内での音量を高めることができる。

また、図７に示すように、ホーン構造部１８１の内周面に光を放射する光源１０５を備える照明装置１００であってもかまわない。これにより、間接照明とすることができる。

また、図８に示すように、照明装置１００は、第二スピーカユニットを備えなくてもかまわない。

また、吸音材１４３を用いて光を散乱させる場合ばかりでなく、カバー部材１１８が、光拡散構造を備えてもかまわない。具体的には、カバー部材１１８の内部に光を散乱させるための小径のビーズが分散配置されている態様や、カバー部材１１８の表面を荒らして磨りガラス状にする態様などを例示できる。

また、カバー部材１１８のスリット１３０が配置される円周の径は第一スピーカユニット１０１の振動板１１２の径よりも小さくてもよく、また大きくてもかまわない。

また、第一スピーカユニット１０１の振動板１１２の形状をコーン型として説明したが、スピーカユニットは振動板の形状は特に限定されるものでは無く、平板状の振動板を備えるものでもかまわない。また、振動板の形状も円形や楕円形ばかりでなく矩形であってもかまわない。

また、筐体とカバー部材１１８を別体として説明したが、これらが一体であってもよい。また、カバー部材１１８の中心部分と周縁部分とは別部材であってもかまわない。

また、筐体１１１を独立した筐体として説明したが、筐体１１１は、テレビやコンピュータ等の電子機器などの筐体と共有してもよく、車や航空機などの移動体の構造物と共有してもかまわない。

本発明は、音楽などの音声信号を再生することができる照明装置に適用することができる。

１００照明装置
１０１第一スピーカユニット
１０２第二スピーカユニット
１０３環状部
１０４共鳴部
１０５光源
１１０音道
１１１筐体
１１２振動板
１１３ボイスコイル
１１４フレーム
１１５ヨーク
１１６マグネット
１１７プレート
１１８カバー部材
１２１音道形成体
１２２裏面部
１３０スリット
１３１接続部
１４１開口
１４２共鳴空間
１４３吸音材
１５１光変換部材
１５２電源装置
１８１ホーン構造部

Claims

スピーカユニットと、
前記スピーカユニットを収容する筐体と、
前記スピーカユニットの音の放射側に前記スピーカユニットの振動板を囲むように配置される環状の共鳴空間を形成する共鳴部と、
前記共鳴空間の前方を覆うカバー部材と、
前記共鳴空間内に配置される複数個の光源と、を備え、
前記共鳴部は、
前記スピーカユニットが放射する音を前記筐体外に導く音道を形成する環状部と、
前記環状部の内側に配置される筒状の前記音道を隔てて配置される音道形成体と、
前記スピーカユニットと同じ方向に音を放射し、前記音道と連通する開口と、を有し、
前記光源は、
環状の前記共鳴部内に並んで取り付けられる
照明装置。
前記照明装置は、
前記スピーカユニットとして、第一スピーカユニットと、前記第一スピーカユニットと同じ方向に音を放射する第二スピーカユニットと、を備え、
前記環状部は、
前記第一スピーカユニットの音の放射側に前記第一スピーカユニットの振動板を囲むように配置され、前記第一スピーカユニットが放射する音を前記筐体外に導く音道を形成し、
前記音道形成体は、
前記第二スピーカユニットを収容する
請求項１に記載の照明装置。
前記カバー部材は、
前記光源から放射される光を透過する透光性を備える
請求項１または２に記載の照明装置。
前記カバー部材は、光拡散構造を備える
請求項１から３のいずれか一項に記載の照明装置。
前記カバー部材は、配光構造を備える
請求項１から４のいずれか一項に記載の照明装置。
前記光源と前記カバー部材との間に、透光性を有する吸音材
を備える請求項１から５のいずれか一項に記載の照明装置。
前記カバー部材は、前方に向かって開口が徐々に広がるホーン構造部を備える
請求項１から６のいずれか一項に記載の照明装置。
前記カバー部材は、前方に向かって開口が徐々に広がるホーン構造部を有し、
前記光源は、前記ホーン構造部の内周面に光を放射する
請求項１から７のいずれか一項に記載の照明装置。