KR100419334B1 - 음향장치 - Google Patents

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KR100419334B1
KR100419334B1 KR10-1998-0701595A KR19980701595A KR100419334B1 KR 100419334 B1 KR100419334 B1 KR 100419334B1 KR 19980701595 A KR19980701595 A KR 19980701595A KR 100419334 B1 KR100419334 B1 KR 100419334B1
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acoustic
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헨리 에이지마
마틴 콜롬스
네일 헤리스
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    • Y10T29/49005—Acoustic transducer

Abstract

본 발명은 음향장치(81)에 관한 것으로서, 음향장치(81)는 부재(2)의 두께의 횡방향으로 연장되고 적어도 상기 부재의 횡단 길이의 의도적이고 필수적인 동작 영역 상에서 벤딩파를 유지할 수 있는 부재(2)를 포함하고, 부재(2)는, 적절한 설계방법에 의해, 기하학적 구성 및 방향성 벤딩 강성을 포함한 상기 부재의 특별한 변수값에 의존하는 적어도 상기 영역상에서 자연 벤딩파 진동의 공진 모드의 분산을 포함하고, 상기 값들은 자연 공진 모드의 상기 분산이 소망하는 주파수 범위에서 상기 장치의 동작을 위해 요구되는 성취가능한 음향 동작과 일치하도록 야기하는 값으로 선택되는 것을 특징으로 한다.

Description

음향장치
종래에 널리 사용되고 있는 라우드 스피커는 소위 "원추(corn)" 타입으로 불리우는 음향 공기-구동 요소들을 사용한다. 상기 각각의 원추 요소들은 보통 이동코일 및 원추 에셈블리와 정확하게 조정되어 라우드 스피커의 프레임 또는 샤시에 장착되어 효과적으로 결합된 고정자석 어셈블리를 갖는 전자석 수단의 이동코일에 의해 소형의 단부에서 피스톤 방법으로 기계적으로 구동된다. 이러한 어셈블리 후방으로의 반위상(Anti-phase) 공기-여기는 원추 요소의 전방으로부터의 소망의 음향출력에서 상쇄효과를 피하기 위해 신중한 배플/인콜로져의 설계가 필요하다. 본래 팽팽한 경량의 종이 물질이 그러한 원추 및 모든 동작주파수 범위에서 굽어지지 않는 팽팽한 샌드위치 구조물에 사용되어 왔다. 또한, 고주파에서 증가하는 좁은 지향성을 감소시키는 것을 포함하는 음향성 피스톤 효과를 개선하기 위해 주파수를 증가시키고 효과적인 방사영역을 감소시킬 목적으로 외측으로의 팽팽함이 감소된 원추 요소에도 사용되어 왔다. 서로 다른 크기/타입의 원추 요소 및 적절한 전자 "크로스오버" 회로가 종종 모두 하나의 스피커 하우징에서 사용되는 것과 같은 우수한 결과를 얻을 수 있다. 그러나, 질량과 부피가 중요하게 되어가는 경향이 있다. 게다가, 만들어지는 소리는 특히 주파수가 높을수록 더 커지는 고도의 지향성을 축방향성이 불파피하게 부과하는 하나 이상의 원추 요소들을 갖는 원천에 의해 제한된다. 그리고 소리는, 마치 점원처럼 거리에 대한 방사의 역제곱법칙을 따른다.
일반적으로, 더 작은 공간을 차지하고, 보다 덜 지향적이고, 더 가볍게 하기 위해 보다 평평한 음향 요소 또는 격막을 사용하려는데 많은 관심과 노력이 기울여져 왔다. 많은 제안들이 결과되어졌다. 어떤 것들은 프레임의 가장자리에서 고정되는 유연성 있는 재료로 된 펼쳐진 웨브 또는 막을 예를들면, 크고 무거운 배열의 관통자석(perforated magnet)을 사용하는 전자석 드라이브를 위한 전류 운반 스트립 또는 와이어를 따라서, 또는 큰 고전압 변압기를 필요로 하고 전압 브레이크 다운에 의해 제한되는 소리에 종속되는 고정 영구 분극 전극 플레이트로부터의 정전(electrostatic) 드라이브를 위한 응용표면전도를 따라서 사용한다.
이들 펼쳐진 막 라우드 스피커의 드라이브 동작은 본질적으로 피스톤형이고원하지 않는 형태상의 "드럼" 및 만족스러운 작동을 위해 특정한 진동감쇠(damping) 공급을 요구하는 이산 주파수에서의 관련된 공진이 생기는 경향이 있다.
다른 이전의 제안들은 하우징내에서 장착되는 팽창 또는 발포 폴리스티렌 패널을 사용하는 것에 근거들 두어왔고 또한 피스톤 동작에 주로 의존한다. 상표명 "폴리플라나(Polyplanar)"로 알려진 한 예는 종래의 이동코일 드라이브를 갖는다. "오소페이지(Orthophase)로 알려진 다른 예는 단일위상 드라이브를 실현하기 위한 시도로 표면에 적층된 자석 및 코일열을 갖는다. 그리고 캘리포니아의 사운드 어드밴스 시스템(Sound Advance System)으로부터 입수할 수 있는 것과 같은 다른 예는 샤시에 장착된 종래의 이동코일 드라이버 메커니즘과 함께 복잡한 후위 리빙(ribbing)과 얇은 가장자리를 갖는 다양한 모양의 평평한 표면의 폴리스티렌 패널을 갖는다. 아르헨티나의 버타그니(Bertagni)는, 외면상으로 음악기구가 소리를 만드는 방법과 복잡한 가장자리 고정의 다양한 두께/유연성의 구조물에 기초하여 그러나 또한 기본적으로 피스톤 동작에 의지한다는 것이 이해된 채로 결합된 팽창 폴리스티렌 비드(beads)로부터 만들어지는 그러한 제안들을 특허받았다. 일본의 야마하(Yamaha)는 라우드 스피커의 주위에서 매달린 " 귀모양의" 두꺼운 폴리스티렌 격막을 사용한 큰 라우드 스피커, 기본적으로는 고체 원추형의 피스톤 동작의 셀프-배플링(self baffling)을 갖는 라우드 스피커를 만들었다.
어떤 의미에서, 이들의 다른 제안들은 테이블 상단에 위치하는 뮤직 박스와 관계되는 것으로 오랫동안 알려진 소리증폭을 위한 잠재력을 갖는 거의 모든 패널들의 간단한 주제에서 변형된 것으로 간주될 수 있다. 1970년대에, 이러한 주제는 "소난스(Sonance)"로 알려진 일체완비된 전기동력학 유니트의 기초가 되었고 테이블 상단의 아래를 포함한 가상의 어느 표면에서 고정할 수 있도록 의도되어졌다. 일반적으로, 적정한 효율과 함께 부착 표면/패널의 설계제어의 결핍은 고음질의 재생에 만족스럽지 못한 결과를 초래한다.
발명개념으로의 특별한 배경
본 발명은 더욱 실행가능한 플랫 패널 라우드 스피커로서 구현되도록 특히 유도하는 개선된 방법에서 비피스톤 동작을 갖는 음향요소를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 접근은 공진을 이용하는 것, 즉, 소리의 재생품질은 공진 효과를 피하는 것에 의존한다는 것에 대한 오래되고 굳어진 가정으로부터 근본적으로 출발하는 것에 의존한다.
본 발명의 접근은 벤딩파(bending waves)의 지탱 및 상기 벤딩파의 동작으로부터 소리를 생성하는 것을 수행할 수 있는 재료를 사용한는 것을 포함한다. 2차원 패널 구조에서 벤딩파 동작 및 관련된 공진에 대한 분석 및 계산에 대한 일반이론은 다양한 목적으로 오랫동안 이해되고 알려져 있다. 본 발명이 목적상, 패널같은 구조물의 벤딩파 분석 그리고 뛰어나게 맑은 소리의 광대역 동작의 가능성을 포함하는 매우 효율적이고 소형의 라우드 스피커에의 귀착에 유한 요소 분석이 적절하고 유용하다는 것을 발견하였다. 게다가, 다른 가치있는 수동 및 능동 음향기구 및 응용들이 발생한다. 적어도 하나의 자명한 수학적인 기교, 즉 통계 에너지 분석은실제로는 비효과적이다.
비록 어떠한 선행의 제안들도 본 발명의 분석, 이해 및 실제적인 지침을 이해가거나 예시하지 못하였지만, 벤딩파 동작에 기초하여 소리재생을 위한 약간의 선행 제안들을 알고 있다. 이들 제안중의 두가지는 벤딩파의 영향을 받는 패널에서의 소리 속도가 공기에서의 소리 속도와 일치되는 "부합주파수(coincidence frequency)"의 중요성을 강조한다. 하나는(미국특허 제 3,347,335(와터)), 의도적이고 실질적으로 제어되는 단일축 벤딩파가 특정주파수 범위에서 생성되도록 하기 위해 고정되어 있는 동안 여기되어지는 경량의 팽팽한 스트립 요소를 제안한다. 특별한 의도는 고도로 지향적인 소리출력을 생산하고 일반적으로 700Hz 내지 2KHz의 범위로 알려진 상기 부합주파수보다 높은 경우에만 동작하도록 하는 것이다. 차단특성은 일정한 소리속도 요구를 충족시키기 위한 것이라고 한다.
두 번째는(WO/92/03024), 모든 방향으로 극도로 고도의 팽창을 제공하는 대향 시트들 사이에서 벌집모양의 셀룰러 코아를 갖는 알루미늄 합금으로 전체가 이루어지는 1 미터 평방미터의 라우드 스피커 패널을 특별히 설명한다. 이 패널은 자유 비진동감쇠 방법으로 지지대에 장착될 것을 필요로 하고, 지지대에 견고히 장착된 것으로부터 동작하는 진동장치에 의해 코너에서 역학적으로 여기되는 것이 나타내진다. 공중 연설 시스템같은 응용에 적절한 것으로 말해지는 제한된 동작 음향 범위만이 나타내지며 작동은 부합주파수 이상에서만 전적으로 제한된다. 비록 소리 에너지 수렴에 대한 매우 높은 기계적 효율이 나타내지지만, 상기 기술된 패널은 매우 팽팽하여 구동하기 매우 어렵고, 매우 크고 부담이되는 이동코일 드라이버를요한다. 실제로, 전기적 입력의 관점에서 전체적인 효율은 종래의 라우드 스피커보다도 작다. 그것은 또한 만들기에 매우 비싸고 지지대 프레임을 가져 다소 무겁다. 이러한 제안의 주파수 범위를 작동하는 데 있어서 제한들이 확인되어졌고, 우선 실용적인 라우드 스피커를 달성하는 것이 배제된 것처럼 보이고, 심지어 상당히 저가이지만 제한된 범위/품질의 소리 재생이 용인되는 대중연설에의 적용도 배제된 것으로 보인다.
그러나, 출원인의 이론적이고 실용적인 연구 및 개발은 이미 언급한 바와 같이, 낮은 또는 거의 없는 인식 지향성 및 소리에 대한 감소된 근접효과(proximity effects)를 포함하여 상당히 넓은 주파수 커버리지와 놀라운 소리 분산 및 출력을 갖는 우수한 동작의 음향요소인 패널을 설계 및 동작하는 방법을 제공한다. 실제로, 전기 기계적인 트랜스듀서에 의해 적절히 구동되는 경우, 본 발명의 라우드 스피커가 독특하게 적절할 수 있는 광범위한 경량의 평평한 또는 곡선의 라우드 스피커가 제공될 수 있다. 이제 설명될 다른 음향장치들도 신규하고 유용한 특징들을 나타낸다. 다른 수학적 기술, 특히 통계적인 에너지 분석과 대조적으로, 유한요소분석(finite element analysis)의 사용은 WO92/03024의 주파수 제한의 이유 및 구동수단의 잘못된 배치가 부적절한 선택이므로 구조적인 문제점을 드러낸다.
필수적으로, 본 출원인은 파형동작을 굴곡시킬 수 있는 임의의 부재가 특징적인 복잡한 자연 벤딩파 진동을 가지도록 하는 현상의 음향적 관계들을 기본적으로 이해하는 것으로 관심을 전환하였다. 특별한 음향 관련성은 그러한 특징적인 복잡한 자연 벤딩파 진동에 관련된 부재를 위한 본래의 기본적인 주파수에 조화스럽게 관련된 주파수에서 공진 모드의 기여에 의한 것이다. 각각의 그러한 공진 모드는 각각 "노드(nodes)" 및 "안티-노드(anti-nodes)(또는 "데드-스폿(dead-spot))"에 대응하는 진동으로 최고의 활성인 부영역 및 진동으로 비활성인 부영역 사이에서 상기 부재가 진동하는 특별한 성분의 벤딩파 진동에 기여한다. 자연 공진 모드의 전부로부터 벤딩파 진동성분의 조합은 각각 "조합 노드(combined nodes)" 및 "조합 데드-스폿"으로 간주될 수 있는 실질적으로 과도 및 부족 진동벤딩파의 동작 영역을 형성하는 부영역에서의 집중발생(clustering) 및 중첩(superposition)에 의한 노드 및 안티-노드의 그룹형성을 가져오는 것을 알게 되었다. 대부분의 그러한 부재들은 특히 WO92/03024에서 배제된 주파수에서 즉, 부합주파수 이하로 내려가고 관련부재의 가능한 벤딩파 동작의 최대 또는 기본 파장으로 접근하는 주파수에서 열등한 동작을 수행하는 것이 확인되었다.
그러나, 우리는, 신중한 분석 및 설계에 의하여, 몇몇의 그러한 부재들이 라우드 스피커에 사용되는 경우 우수한 명확성을 갖는 넓은 오디오 주파수 범위를 재생하므로써 WO92/03024의 내용을 넘어 크게 우수한 동작을 가질 수 있는 방법을 마련하였다. 실제로, 그러한 부재들의 음향적 특징들이 정연하게 정리 또는 기술될 수 있어서, 자체로, 반향 또는 음향 필터링 또는 세팅/개조, 또는 일반적인 개선 등같은 목적을 위한 수동(passive) 음향 장치로서의 사용들이 이해된다.
물론, 사운딩 보드는 피아노나 바이올린류같은 현이 있는 음악기구용으로 잘 알려져 있다. 그러한 사운딩 보드의 제조는 매우 오래되었고, 그것들은 보통 가장자리에서 지지되고 중간으로 고정된다. 지금까지, 우수하고 수용가능한 결과들은"마술적" 성질이 상당하였고, 매우 복잡한 모양 및 복잡한 증명된 형판을 사용하므로써 일반적으로 달성된다. 실제로, 심지어 지금도, 최상의 결과들은 수작업에 의한 고도의 숙련된 설계를 포함하는 것으로 받아들여진다. 이는 무엇이 매우 단순한 패널구조를 포함하거나, 패널구조에 포함될 수 있는지를 포함한 실제적인 가르침의 직접적인 응용에 의해, 달성가능하고 실질적으로 독립구조인 장치를 포함하는 이제 여기서 기술되는 것과 매우 대조된다. 실제로, 전통적인 사운딩 보드에 보다 간단한 대체예를 제공하는 것은 본 발명의 일측면이다.
음향 벤딩파 동작의 개선된 설명 및 이해로부터 얻어진 관점에서의 분석 및 실험으로부터 이제 우리가 제공할 수 있게 된 계산 및 설계 원리는 상기 부재에서 공진 모드와 관련된 벤딩파 진동의 효과적인 분산에 기초한다. 이들 개선들은 벤딩파 동작에 적절한 실제의 물리적 변수를 고려하는 비례원리를 만족하는 상기 부재의 간단한 모양의 발명에 의해 달성될 수 있다. 또한, 임의의 관련된 트랜스듀서 수단을 위해 매우 효과적인 위치 및 기타 원리가 여기서 개발되었다. 본 발명과 관련해서, "트랜스듀서 수단"은 단일 또는 복수의 트랜스듀서 및 전자기 또는 후에 언급될 피에조전기 또는 자기변형 타입이건 벤딩파를 여기하는 임의의 유형 및 구조의 트랜스듀서를 포함한다.
에지(edge) 진동효과의 소망 또는 요구되는 효과적인 제어는, 일부 경우에, 단지 에지의 지지 또는 에지를 표면상에 얹어놓는 것에 의존하여 부제 자체에 의해 간단히 수행되는 에지 프레이밍(framing)에 의해 가능하다. 상기 부재의 동작 영역의 국지화된 중간 위치에서 선택적인 진동감쇠가 적용될 수 있다. 에지 프레이밍은중간진동감쇠물질의 선택적인 증진에 의해 더욱 완전할 수 있으나, 관심 있는 주파수에서 공진 모드에 영향을 주는 위치에서 선택적일 수 있다.
그러나, 일반적으로 그러한 중간진동감쇠물질은 소망하는 진동 동작에 반하여 에지를 조여서는 안되나 적어도 가벼운 접촉상태에 있어야 하고, 필연적으로 특별한 요구조건들은 임의의 제품 설계를 끝내는데 있어서 케이스별로 정해진다.
에지-진동감쇠를 위한 요구조건들은 에지에 도달하는 진동에너지를 포함하여 소망하는 동작에서 "링잉(ringing)"의 회피를 보장하는 테스트 수행, 부재의 재료 및 크기같은 요인들에 의존할 것이다. 국지화된 중간 진동감쇠은 또한 관심 주파수의 파장과 대응하도록 치수가 정해지는 팽창 및/또는 첨가된 진동감쇠 물질에 의해 관심있는 주파수에 적절한 공간 위치에서 행해진다.
본 발명의 일반적인 측면
우리의 연구 및 개발에 의하면, 상기 부재에서 열등한 음악적 작동은 일반적으로 부재의 횡파한도의 조합된 데드-스폿 및 상기에서 언급한 데드-스폿의 분산 및 출현 즉, 상기 노드 및 조합된 노드의 분산 또는 전개 및/또는 조합된 노드의 복잡도에 의해 영향을 받는 것으로 보인다.
본 발명의 일측면으로서, 본래 양호한 음악적 작동은 조합된 데드-스폿의 발생을 감소시키려는 관심 및/또는 더욱 균일하게 상기 부재의 횡파한도에 상기 노드 및 조합노드를 분산하는 것으로부터 발생한다. 적어도 오디오 주파수 범위에서 본 발명의 응용을 위한 실시예에 있어서, WO92/03024에서 유용한 것으로 간주되는 것보다 낮은 주파수에서의 공진 모드로 특별한 관심이 모아진다. 실제의 동작을 위한더욱 넓은 주파수 범위에서의 저주파수 공진모드 즉, 그러한 높은 주파수 아래, 다시 말해 부재에서 자연 벤딩파 진동을 위한 가능한 최저의 주파수 또는 개념적인 기본 주파수에 가깝거나 가장 가까운 공진모드로 관심이 향해지는 것이 매우 효율적이다. 실제의 재질 및 구조에서 주파수에 의한 벤딩파 속도의 정상적인 변형은 본 발명의부재에서 문제없이 수용가능하다.
본 발명의 일측면으로서 추가로, 트랜스듀서 수단의 최상의 위치는 하나 이상의 상기 노드에 연결되는 하나 이상의 위치이며, 그러므로써 동작 음향 관심 범위에서 상기 저주파 공진 모드의 많은 수가, 바람직하기로는 실제적으로 최대의 또는 최적의, 더욱 바람직하기로는 모두가, 진동면에서 활성된 노드를 갖는다. 이는 관련된 위치들에서 공진 모드 진동에 상대적인 것과 같은 보충적인 방법으로 유리하게 두 개 이상의 상기 위치를 사용하는 조합 기반에서 복수의 트랜스듀서를 사용하여 이루어질 수 있다. 그러한 위치들은 모든 공지 기술과는 다르고 사용에 있어서도 더 유리하다.
바람직하게 상기 부재를 위한 조합 노드 및 상기 노드의 분산과 관련한 본 발명의 일면 및 유용한 실용적인 공리는 관심있는 자연 공진 모드의 주파수가 더욱 균일한 숫자 시퀀스 또는 스프레드를 갖도록 하는 것이며, 과도하게 근접한 밀집 및/또는 불규칙 내지 이격의 간격 또는 차이를 감소 또는 회피하고자 하는 것이며, 기본적으로, 더 우수한 또는 개선된, 특히 더욱 만족스런 또는 적어도 더 수용가능한, 음향적 수행을 위해 일반적으로 불만족스러운 음향적 동작을 발생하는 자연 공진 모드의 주파수 간격의 집중 또는 불균형을 감소하는 상기부재의 적절한 변수들을 선택 또는 사용하는 것을 포함한다. 공진 모드의 주파수 및 그의 정열의 변경은 상기 부재의 상이한 상대적 차원을 발생할 수 있으나 쉽게 계산가능하고 고려될 수 있다. 일반적으로, 상이한 개념의 원리들과 관련할 수 있는 공진모드를 위해, 이러한 공리/측면은 여기서는 관련 공진 모드 주파수의 "인터리빙(interleaving)"으로 간주된다.
"능동성" 음향장치의 트랜스듀서 수단의 위치 및 상기 부재의 횡으로 가로지르는 정도의 조화 및 형상과 관련한 또다른 본 발명의 유용한 공리 및 관점은, 부재의 반사 에지부와 트랜스듀서 수단에 상대적으로 공진 모드 주파수에서 벤딩파의 단지 작고 정돈된 천이시간의 바램과 관련되며, 소리 속도 즉, 바람직한 샌드위치 타입의 라미네이트된 구조로 되어 있는지에 관계 없이 대표적인 벤딩파의 속도의 고려도 포함한다. 두 개의 에지부 반사를 포함하는 상기 부재의 적절하고 완전한 횡단후에 트랜스듀서 수단에서 되돌아오는 그러한 공진 모드 벤딩파의 근접한 도달은 부재의 전체 영역상에서 벤딩파 형성의 증가 또는 신속한 퍼짐에 대해 매우 유익한 효과를 갖는다.
부재의 음향적 작동의 수행은 향상될 것이고 그들이 실질적으로 균일한 퍼짐 또는 자연 공진 모드의 분산 그리고 부재의 적어도 동작 영역 상에서 관련된 진동 벤딩파 동작에 근접할수록 더 향상된다는 것이 자명하다. 실제로, 음향적 결과에 대해 매우 인상적이기는 하지만, 현재까지의 성과는 다소 적다. 여기서의 진전은 선택의 문제로서 상당히 또는 적게 취해질 수 있고, 적어도 트랜스듀서 배치, 설계 및 탑재 기술은 공진 모드 분산 및 부분적인 복잡성을 개선하도록 관심이 가해지지않는 곳에서도 매우 유용한 응용성을 갖는다.
추가적인 선행 제안들
본 출원의 우선일후에 최초 공개된 두 개의 특허 명세서를 검토하는 것이 편리하다고 믿으며, 아마도 그것은 피에조전기 트랜스듀서를 사용하는 본 발명의 라우드스피커를 구현하는데 때로는 유익하며 실행가능하다. WO 95/31805 및 WO 96/01547은 특히, 피에조전기 구동기 패치를 사용하는 라우드스피커 제안에 관련된 것으로, 랩탑 컴퓨터 덮개의 패널 또는 컴팩트 디스크 플레이어의 패널 또든 비디오 디스플레이 유닛이나 컴퓨터의 디스크 드라이브의 패널에 적용되거나 다른 표면들에 탑재되기 위한 추가 사운드 유닛에 적용된다. 최상의 실시예에 관한 설명은 실질적으로 중앙에 위치하는 쌍으로 이루어진 피에조전기 구동 패치를 나타낸다; 그리고 관련된 랩탑 덮개의 공동(hollowness), 삼각형 단면의 라우드 스피커 하우징을 포함하는 특정의 3차원 하우징 및 패널 공진을 회피하기 위해 제안된 다양한 단계들에 대해 많은 설명이 이루어지고 있다. 상기 단계들은 분명하게 단지 특별한 목적을 위한 성질 또는 시험에 의해 터득되는 성질의 것으로, 사인 파형 스윕 테스트(sine-wave-sweep test)가 원하지 않은 진동/공진이 중단되는 것을 보일 때까지 스트립의 진동 감쇠 및 견고화를 추가하는 것을 포함한다. 본 발명과 비교할 때, 상기 발명은 패널에서 벤딩파 동작에 의해 소리를 발생하는 데 관련되는 과정의 수학적 및 물리적 이해가 나타나 있지 않으며; 우수한 음향적 동작을 위해 규칙적인 패널 설계 및 트랜스듀서 배치로부터 얻어질 수 있는 점에 대한 이해도 나타나 있지 않다. 쌍으로 이루어진 피에조전기 패치가 본 발명에서와 같이 벤딩파 작동을수행할 수 없는 표면들에 적용된다. 임의의 표면에 부착될 상기에서 언급한 훨씬 오래된 피스톤 음향 드라이버 유닛 경우보다 상당히 더 효과가 있는지는 분명하지 않다. 분명히, 이들 선행 참고문헌의 가르침은, 보통 공진을 감소시켜 해결될 수 있는 문제를 가지고 하우징의 공동 볼륨으로부터의 유익한 기여를 이해한 것으로 보인다. 그것은 역사적인 전제를 따르므로, 공진이 패널 자체로 패널의 유용한 음향적 동작을 위해 규칙적인 방법으로 최적화/최대화되는 것을 포함하며 적극적으로 미리 정해질 수 있는 기본 메카니즘이며 또한 피에조전기 유형뿐만 아니라 이동코일을 포함하는 유익하게 설계된 전자석 트랜스듀서의 소정의 비대칭 위치와 조합하여 적극적으로 활용되는 본 발명과는 완전히 대조된다.
발명의 개요
우리가 지득한 개념들은 본 발명이 그 자체 및 종래의 기술에 상대적으로 신규하고 여러면에서 특징될 수 있는 많은 방법 및 관점을 제공한다. 특허청구범위 특히, 상기의 면들을 나타낼 수 있는 독립항들이 후에 명백하게 되어질 것이지만 참고로 될 수 있으며, 그 외에서 일반적이며 특징적인 다른 대체예들이 많이 존재한다.
본 발명의 실제적인 구현
우리의 기본적인 연구 및 개발은 본 발명의 실제적인 구현과 특별한 관련을 가지며 이제 더욱 자세히 검토될 것이다.
많은 인자들이 실제적으로 또는 잠재적으로 벤딩파 동작에 기여하며, 그러므로 여기서의 부재에서 자연 진동 모드와 결합되는 진동 노드의 주파수 및 분산등에기여한다. 실제의 벤딩파 동작, 특히 휨 강성, 전단(shear) 등에 기여하는 적절한 재료 변수들이 모든 방향 또는 적어도 관심있는 특정 방향에서 실질적으로 동일하게 유지되었던 부재를 위해 처음 행해지는 것과 같이, 부재의 형상 및 치수가 발명의 개념 실현 및 실제 장치의 구현에 특별히 중요한 기여를 한다는 것이 확립되었다.
임의의 특정 형상을 위한 치수들은 부재를 위한 가능한 실제 벤딩파 진동의 최저 자연주파수를 결정하는 것 및 심지어 자연 공진 모드의 관련된 주파수의 상이한 기본주파수로서의 개념적인 주파수에의 형상들의 본래의 기여에 의해 주로 영향을 받는다.
형상, 특히 기하학적 변수들의 설정의 상대적인 값들에 대한 비율에 대해서, 간단한 외면형태, 특히 사각형 또는 원추형 단면 즉, 타원에 의해 감싸지는 특별한 부재를 고려하는 것이 유용하다는 것이 우선 증명되었고 그리고 휨 강도에서 모든 방향으로 실제적으로 등방성이거나 적어도 사각형의 측면들 또는 타원이나 과(super)타원형의 장축 또는 단축에 동일하게 평행한 상기 부재의 위에서 언급한 대로의 방법대로 하는 것이 유용하다는 것이 증명되었다.
특별한 응용/본발명의 추가적인 일면
사각형 형상을 위해서, 특별히 실제적인 값으로 알려진 인위적인 처음의 구성은 자연 진공 모드와 결합된 진동 노드의 분산과 관련되고 관계되는 데드-스폿과 관련되며, 이는 그 측면들의 상이한 길이가 각각 홀로 즉, 마치 상기 부재에서 다른 벤딩 동작이 없는 것처럼 각각이 벤딩파 동작을 위한 단일축으로서 고려되는 경우에 이론적으로 발생한다. 이는 매우 놀랄만한 과도한 단순화여서 어떠한 유용한 결과가 발생할 수 있다. 그러나, 상업적으로 입수용이한 수학 프로그램 패키지에 의한 컴퓨터 모델링을 포함하여 그러한 인위적인 이론을 나타내는 데이터를 생성하는 것은 통상적인 것이다. 그러므로, 기본 및 자연 공진 모드의 주파수는 임의의 치수값에 대해 계산될 수 있으며 관련 부재의 횡단길이에서의 다양한 위치 또는 부영역에서 대응하는 패턴이 테이블/매트릭스에서 유용하게 표현되는 것을 포함하여 임의의 모드를 위해 개별로 생성된다. 관련된 공진 모드를 위한 그러한 개개의 패턴은 진동적으로 더욱/최상으로 활동성인 영역 및 진동적으로 덜/최소로 활동성인 영역의 상보적인 분산을 갖게 될 개념상의 단일 축 자연 벤딩파 동작의 적어도 일부의 합성 패턴의 성분으로서 임의로 중첩될 수 있으며; 중첩될 그러한 모드 선택, 그러므로 고려되어질 개념상의 단일 축 자연 벤딩파의 부분의 선택은 여기서의 본 발명의 목적을 위해 증명된 효과에 근거하여 제안된다.
그러한 합성 패턴 생성은 직교적으로 관계된 치수값(사각형 형상의 상이한 측면에 대응하는)을 찾기 위해 사용되었고 상기 치수값 및 개개의 상기 치수값을 위해 각각의 상기 합성 패턴은, 개념적으로 중첩된 것처럼, 관련 합성 패턴의 하나의 진동적으로 더욱/최상으로 활동성인 영역들과 관련 합성 패턴의 다른 하나의 진동적으로 덜/최소로 활동성인 영역 사이에서 적어도 어느 정도의 유용한 "매칭"을 생산할 것이며, 역도 같다.
비록 명백히 인위적으로 단순화된/이상화된 근사에 의해서지만, 이러한 매칭은 본 발명의 가르침이 적용되지 않은 부재들 또는 패널의 상기 조합된 데드-스폿으로 기여하는 부합을 감소시킬 목적임을 알 수 있다. 게다가, 이러한 매칭은, 적어도 우리의 근사에 의한 한계내에서 조합된 데드-스폿으로의 개념상의 그러한 기여들을 최대로 또는 최적으로 감소 또는 최소화하는 것을 포함하여 임의의 달성가능한 유익한 정도로 구해질 수 있다. 관계되는 두 개의 합성 패턴을 위해 선택된 공진 모드 주파수는 바라는 동작의 음향적 범위에 낮은 오더(orders)의 관련성을 포함한다.
이론적으로, 아마도 최상의 매칭은 가능한 많은 공진 모드 및 상기 구성의 대응하는 합성물 패턴을 위해 구해져야 한다. 실제로, 그리고 상기 모드의 주파수 인터리빙에의 적용처럼, 매칭을 최대화 또는 최적화하기 위해 개별적이고 집합적으로 특별한 상기 낮은 오더의 공진 모드즉, 각 개념상의 기본주파수의 3차 오더, 바람직하기로 적어도 5차 오더까지, 아마도 7차 오더 이상으로 주의를 제한하는 것으로부터 매우 만족스러운 결과들이 얻어졌다. 유한 요소 분석을 사용하여 후에 행해지는 것과 같이, 더욱 우수한 모델링이, 이러한 근사 구성에 대한 고려에 추가적인 개각선 치수 및/또는 비벤딩파 모드에 기인하는 또는 영향받는 최저 모드를 포함하여 다른 공진을 나타낸다. 성공적인 실제의 개발 연구에 있어서, 이들 매칭 루틴에서 고려된 공진 벤딩파 모드는 연속적으로 진행하는 주파수에 있었으며, 단일의 조합 시퀀스로 간주되며, 개념상의 주파수로부터 사각형 측면을 위한 20 이상의, 보통 30 이상, 바람직하기로 적어도 25 이상의 기본주파수로 취급된다. 결과들은 고주파 공진 모드를 위한 매우 만족스런, 순차적인 정열, 스프레드 및 음향적 동작을 나타낸다.
실제로, 등방성 벤딩의 견고함을 갖는 사각 형상의 측면치수를 위한 특별한 종횡비(aspect ratio)가 유익하게 일반적인 응용으로서 발생한다. 그러한 바람직하고 효과적인 종횡비는 정사각형으로부터 약 13.4%(즉, 동일한 측면에서 벗어난), 특히 0.082 또는 1.134 이고 많은 우리의 초기 개발 연구는 이 값을 사용하였다. 그러나, 비록 적어도 몇몇 최저 진동 모드의 진동감쇠 제어가 특히 바람직할 수 있지만, 또다른 잠재적인 가치있는 종횡비는 정사각형으로부터 37% 벗어난 것이다. 적어도 낮은 효과가 수용가능하다면, 상대적으로 효과적인지 또는 특별한 응용/장치 및 관련된 소망의 동작 주파수 범위를 위해 단지 판단되는지 또는 (예를 들어, 특정한 라우드스피커 구현에 있어서) 공진 모드의 원하지 않는 주파수, 아마도 특별히 소망의 동작주파수 이하 범위의 음향적 동작에의 공헌을 최소화하는 것을 포함한 타협 기초에서 활용되는지 아니든지 실행가능한 다른 종횡비가 존재할 수 있다.
명백하게, 합성 패턴의 중첩과 관련한 상기 구성은 임의의 특별한 상기 부재에서 실제의 자연 벤딩파 진동의 진짜 표현으로서 제시된 것은 아니고, 단지 실제적인 값을 갖는 것으로 알려진 근사로서 표현된 것이다. 임의의 상기 부재에서 실제의 자연 벤딩파 진동은 매우 복잡하고, 상기 구성의 효과를 더욱 놀랍게 한다. 그러므로, 두 개의 측면 차수 및 실질적으로 사각형 형상의 방향을 위한 상기 구성에서 개념상으로 고려된 것처럼, 다른 하나에 영향을 주는 하나를 위한 부분화된 벤딩을 포함하는 상기 그러한 주요 개념상의 기본주파수 관련의 벤딩파 동작; 또한 반사 및 진동감쇠에 의한 것을 포함하여 추가적으로 진동적으로 더욱/최상으로 활동성인 영역 또는 조합 노드의 분산 및 전체적인 횡단 벤딩파 진동에 기여하는 에지 효과 사이에 상호작용 효과가 있음에 틀림없다. 그러한 효과들이 유익하고 또는 공진 모드의 고주파수에 거의 영향을 주지 않는 것으로 일반적으로 기대되지만, 상기 부재의 상기 횡단길이의 많은 노드 수를 가지고, 특별히 원하지 않는 진동 및/또는 진동보강재가 상기 감쇠 즉, 전체적인 또는 선택적인 에지 진동감쇠 및 상기 길이의 적절한 위치에서 선택적인 부분화된 평균 진동감쇠에 의해 다루어질 수 있다는 것을 추가로 확인하였다.
그러나, 발견한 한 가지 효과는 특별한 고려를 위해 즉, 실질적으로 사각형인 상기 부재를 위해 적어도 유용한 정련으로서 유익할 수 있다. 공진 모드의 바람직한 분산에의 적어도 유익한 공헌을 확실하게 하는 것은 코너의 구부림 또는 절단또는 그러한 형상으로의 형성에 의해 도움되어질 수 있다. 결과되는 형상 및 횡단 영역의 감소에 대해서 이러한 정련의 고려에 대한 제한은 몇몇의 다른 분석가능한 모양 예를 들면, 과(super)타원 또는 적어도 정다각형 즉, 바람직하게 대각선을 측면 크기의 큰 것 또는 작은 것보다도 크게 하는 것에 접근하는 것으로부터 자연적으로 발생한다. 비록 필수적이지는 않지만, 유익한 추가 정련이 그러한 코너, 적어도 상이한 대각선의 코너의 상이한 절단에서, 각각을 위한 상이한 길이로 즉, 측면길이를 위해 상기로 유사한 매칭을 생산하는 상호 관계에서, 그리고 측면 치수 매칭 비율을 효과적으로 계속 또는 보완하는 데 관련성에 있어서 보여진다.
바람직하게 측면 및 대각선 완전한 대각선 길이 및 더 긴 측면 치수사이에서 중간으로 단축하는 결과를 얻도록 각 단부로 하나의 대각선으로만의 효과적인 단축의 적용이 충분할 수 있으며 이는 바람직하게 계속해서 값을 증가하기 위한 상기 바람직한 종횡비의 반복 또는 유지에 있어서 또는 그에 근접하면서 측면 및 대각선 크기의 진전을 얻기 위해서이며, 크기 차이의 실질적인 균일함 또는 직선 크기의 관계에 의해 편리하게 접근할 수 있다.
적어도 벤딩 강성이 등방성을 위해 이상화된, 상기 사각형 부재의 단지 하나의 대각선의 만족스러운 단축은 상기 13.4 % 및 약 37 % 각각의 종횡비에 대해 약 15% 또는 10% 부족한 것으로 보인다.
선택된 자연 공진 모드를 위해 일반적으로 사각인 부재의 경계를 설정하는 각각의 측면을 위한 이론적인 단일축 벤딩파 동작을 위한 데이터 생성/사용; 및/또는 개개의 합성 패턴으로서 누적 중첩; 및/또는 실행가능한 각 치수 및 바람직하게 조합된 데드-스폿을 감소시키거나 또는 하나의 조합노드 또는 노드를 데드-스폿 또는 다른 하나의 조합된 데드-스폿에 효과적으로 위치시키는 측면 비율을 결정하기 위한 그러한 합성 패턴의 조합은 하나 또는 그 이상의 선택된 공진 모드의 오더가관심있는 음향 주파수의 범위에서 낮은 것처럼 본 발명의 개별적이고 조합적인 측면을 제공한다. 적어도 개념상의 기본 주파수 및, 동일하지 않은 측면을 갖는 사변형같은 직선측면으로 된 형상들, 또는 정다각형 또는 비정다각형 또는 평행사변형, 또는 원추형 단면같은 곡선 측면 또는 다양한 방사홈을 갖는 원 또는 파워 인자와 장축/단축을 갖는 과타원(아래 참조) 같은 것을 위한 그러한 기하학적 변수들에 직접 관련되지도 않고 직교일 필요도 없는 특별한 방향 및 축에서 관련된 공진 모드에 관해 대응되는 구성과 함께, 실제로, 넓은 발명적 응용이 상기 부재의 다른 형상들 및 그것들을 위한 경계 또는 형상의 설정하는 기하학적 변수들을 위해 보여진다.
분명히, 그러한 확장은 FEA 같은, 입수가능한 다른 더욱 복잡한 수학적 기술로부터 이용가능하며, 바람직하게 공진 모드의 더욱 균일한 분산, 그러므로 적어도 조합데드스폿의 감소를 위해 진동적으로 더욱/최상의 능동성 노드/조합노드 및 진동적으로 덜/최소의 능동성 데드-스폿/조합데드스폿의 분산에서 패턴 매칭 및/또는 유용한 주파수 인터리빙을 위한 조사 및 계산을 위해, 경계면 형상의 적절한 설정으로부터 제도를 포함한 관련 데이터의 생성 및 식별가능한 원인 공진 모드를 포함하고 그에 따라서 실질적으로 전체적인 자연 벤딩파 진동의 완전한 분석을 허락한다.
하나 또는 그 이상의 기하학적 변수들의 변화에 따른 그러한 조사 및 계산은 상기 횡단 길이의 요소의 부영역 격자의 진동 에너지 내용의 테이블 또는 매트릭스를 사용하여, 특히 바람직하게는 그러한 변수들의 하나 이상의 비율로서 변수들의 변화와 발생하는 변경에 의해 특별히 쉽게 촉진될 수 있다. 상기 부영역에 대한 에너지 합계는 필요한 정보를 제공할 것이다.
본 발명의 추가적인 측면이 그러한 격자 관련의 분산 에너지 합계를 상기 부재의 횡적으로 자연 공진 모드와 결합된 진동 노드/조합노드의 수용가능한 또는 최대의 또는 최적의 분산을 달성하기 위한 방법 내지 수단으로서 발생한다.
벤딩파 동작을 수행할 수 있는 부재의 타원형 형상으로 되돌아 가면, 또한 적어도 장축 및 단축 방향으로 또는 일반적으로 벤딩 강성의 등방성이 있는 곳을고려하면, 관련된 자연 벤딩파 진동은 주변의 곡선으로부터 각이진 성분 및/또는 쌍곡선에 의해 기여되는 공진모드 및 장축 및 단축을 진행하는 공진모드를 포함한다. 장축 및 단축 특히 그들의 비율은 중요하게 여겨진다. 진(true)타원형 형상을 위한 장축 및 단축의 실제적인 비율은 약 1.182로 정해지며 1.34에서 실행가능한 대체값(사각형을 위한 상기 값과 비슷하게)을 갖는다.
과(super)타원은 그 장축 및 단축 사이에서 진타원의 굽어진 형상을 외측으로 변형하는 것에 관계되고 상기에서 언급한 대각선을 감소하는 사각형 형상의 코너처리의 곡선과 다소 비슷하게 접근하는 형상을 만들어냄을 이해할 수 있을 것이다.
적절한 경계 설정 함수,
(x/a)2n+ (y/b)2n=1에서 장축 및 단축 a 및 b와 그들의 비 a/b 뿐만 아니라 파워 인자 2n에 의해 표현되는 추가적인 변수가 존재한다. 상기 함수는 두 개의 가능성, 즉 n인 임의의 특정한 값을 위한 바람직한 장축/단축 비율 a/b의 결정 또는 임의의 특정 비율 a/b를 위한 바람직한 n 값을 정하는 것으로 유도한다. 현재까지 실행해 온 예시들은 n에대해 1 내지 2사이에서 a/b에 대한 값을 갖는다(즉, 2n에 대해서 2부터 4까지) ; 그러한 처리는 벤딩 강성의 등방성을 위해 그리고 면적의 동일의 제한을 단순화한 데에서 존재한다. 흥미있게도 a/b 에 대한 값 1.1은 유망하지 않은 것으로 보인다. 그러나, a/b=1.15를 위해 n=1.9, n=1.8을 위해 a/b=1.13 부터 1.22 또는 1.32인 것처럼 값 1.15는 유망하며 n 및 a/b의 실행가능한 상호관계에서 유리한 스프레드 및 내구성을 가리킨다. 또한 a/b=1.4를 위해 n=1.37부터 1.40인 것처럼 값 1.4는 실행가능한 대체값을 나타낸다. n 및 a/b에 대한 다른 값들에 대한 광범위한 처리 작업은 다른 실행가능한 가능성을 유도할 수 있고 n 및 a/b를 함께 공동최적화하는 것은 하나 또는 그 이상의 특별한 장점있는 과타원형 형상을 만들어낼 수 있다.
조사된 한 합성 형상은 충분히 과타원형이고 충분히 진타원형이며 약 1.1-1.3 : 1에 의해 상기 타원형 부분을 지지하는 공통 장축과 약 1.2 : 1에 의해 상기 장축을 지지하는 넓이에 상대적인 종횡비에 의해 합체된다.
흥미있게도, 비록 트랜스듀서의 위치에 대한 나중의 가르침이 원 및 정사각형을 포함하여 위에서 언급된 형상에 대해 유용한 이득을 갖는다는 것이 발견되었지만, 측면 및 축의 관점에서 사각형 및 타원 형상의 일정한 제한된 경우들이 동일하다. 즉, 벤딩 강성 등에 대해서 등방성인 정사각형 및 원의 형상 각각이 우수하지 못한 음향적 동작을 수행하는 부재로 귀결된다. 그러나, 특별히 가치있고 장점을 갖는 음향 장치 또는 요소로서의 상기 부재를 위해, 본 발명의 필요한 측면은 불규칙성/비동일성(형상에 대해) 및 비대칭성(아래의 트랜스듀서 배치에 대해서)에서 ; 또한 사각형의 대각선처럼 각각에 대해 직각에 있을 필요가 없는 그러한 축/방향 또는 치수를 포함하여 자연 진동이 상이한 개념 주파수를 발생하는 적어도 두 개의 각이 진 축/방향 또는 치수를 가지며, 다른 사변형의 측면 및/또는 대각선에 적용가능한 것에서; 각각의 기본 형상 타입을 위해 공진 모드 주파수의 유익한 인터리빙 및/또는 조합 데드-스폿을 구성하는 것의 적어도 몇몇을 "채우는것(filling)"으로 유도하는 개념상의 주파수 사이에서 하나 또는 그 이상의 소정의 관계가 존재하는 점에서 볼 수 있다.
중요하게도, 특정하게 상기에서 설명된 것과는 다르게 설정 변수의 비율 또는 상이한 상대적인 값에 의한 형상 변형을 갖는 상기 부재는 일반적으로 동등한 방법으로 사용될 수 있다는 것이 입증되었다. 그러므로, 상기 구성을 포함한 상기의 분석은 벤딩 강성의 임의의 특정한 비등방성을 갖는 부재 즉, 사각형의 길이 및 폭에 따른 방향에서 상이하거나 진타원 또는 과타원의 장축 및 단축에 평행한 부재에 동등하게 적용가능하며 대응하는 바람직한 종횡비등을 만들어낼 것이다. 실제 매우 흥미있게도, 적어도 전체 공진 모드의 상호작용 및 유용한 복잡성을 지지할 수 없을 정도로 형상이 협소하지만 않는다면, 역도 또한 이용가능하다. 즉, 처음 분석했던 이상화된 등방성 경우들에 대한 효과적인 등가(equivalence)를 제공하는 벤딩 강성의 비율 또는 비등방성의 정도를 결정하고 그러므로써 상기와 같이 동일한 바람직한 종횡비를 사용하고, 모두는 아닐지라도 몇몇 후자의 유익한 음향 동작을 얻는다.
벤딩 강성의 소망하는 이등방성은(anisotropy) 합성 라미네이트된 샌드위치 구조의 상기 부재에서 코아에 적용되는 시트 또는 표면 표피의 상이한 "그레인(grain)" , 예를 들면, 보강 섬유 또는 마디 또는 직물,에 의해 달성될 수 있다. 상기 그레인은 각 측면에 대해 상이하게 방향이 이루어지고 상대적으로 각이 진 그레인 또는 각 측면에 대해 다층으로서의 그레인을 포함한다. 물론 벤딩 강성에 영향을 미칠 수 있는, 방향적으로 상이한 전단 모듈리(moduli) 또는 값 같은,코아 관련의 변수들이 존재한다. 게다가, 사각형의 상기 부재를 위해, 한편으로는 대각선의 효과적인 벤딩 강성 또는 저항이, 절단과 같이 코너에서 단축하는 것으로부터 얻어질 수 있는 장점의 전부는 아니라도 일부를 얻기 위해, 마찬가지로 길이/폭 벤딩 강성에 상대적으로 조정될 수 있다. 단지 한 방향에서 또는 둘 이상의 방향에서든지, 형상 및/또는 개념상의 기본주파수(이하에서, 청구항을 포함하여 종종 "개념상의 주파수"로 언급한다)를 설정하는 변수와 관련된 하나 또는 다른 방향들같은 임의의 특정 방향에 대해 가로질러 또는 일정한 각에서든지 벤딩 강성을 다양화하는 다른 한 방법은 부재 자체의 곡률(curvature)에 의해서이다. 추가적으로, 샌드위치 구조의 표피층에서 "그레인"이 조합 또는 코아 성질에서 차이점에 의한 것이든지 영역 위로 진행하는 또는 그렇지 않은 것을 포함하여, 임의의 축 또는 방향을 따라 가변하는 벤딩 강성을 갖는 것이 가능하다.
본 발명의 측면들은 자연 공진 모드 및 음향 동작과 관련한 조합 데드-스폿 데드-스폿 및/또는 조합 노드 및 진동노드의 분산의 관점에서 적어도 유용한 결과를 달성하기 위해 상기 부재에서 상이한 방향으로 상이한 벤딩 강성을 미리 정하는 것으로부터 비롯된다.
본 발명의 다른 측면들은 관련 부재의 결과되어지는 음향적 동작의 일정한 특정의 "보이싱(voicing)"의 관점에서와 같이, 몇몇의 공진 모드를 위한 노드의 중첩 또는 위치적인 근접으로부터의 상호작용 또는 에지-반사에 기인한 증가로부터 발생하는 것과 같은 효과 또는 하나의 공진 모드를 다른 하나와 비교하는 다른 상이한 효과를 수용 또는 추구 또는 변형하는 것으로부터 비롯된다. 변형은 일반적또는 선택적인 에지 진동감쇠 또는 진동감쇠 재료의 국부적인 첨가, 또한 부재에 형성된 구멍 또는 슬롯에 의해서 이루어질 수 있다. 또한, 본 발명의 한 측면은 고주파에서 의 동작에서 결과적으로 발생하는 효과를 포함하여, WO/92/03024에서 제한으로 고려된 고주파수 이상으로 유용하게 달성가능한 동작 범위를 늘리는 데 있어 매우 유익함을 증명하는 것, 그리고 적어도 3차 오더(orders) 및/또는 7차 오더 이하에서와 같이 낮은 오더의 공진모드로 제한된 조합 노드 및/또는 진동 노드의 더욱 균일한 분산을 추구 및 보장하는 것에 있다.
본 발명의 특정한 측면은 WO/92/03024 보다 더 넓은 주파수 범위에 걸쳐 동작하는 것을 포함하고; 그리고/또는 부합 주파수(coincidence frequency) 이상에서만 동작하는 것에 제한되어 있는 것을 제거하는 것, 예를 들면, 부합주파수를 포함하는 주파수 범위 및 또는 부합주파수 이하인 주파수 범위에서 동작시키는 것을 포함한다. 자연 벤딩파 진동의 관련된 개념상의 주파수의 공진 모드와 결합되는 분산 진동 모드를 구비하므로써 본 발명의 측면들을 구체화하는 부재들은 자체로 유용한 음향장치로서 역할한다. 한가지 방법은 종래의 라우드스피커 또는 구동 유닛 또는 그들을 포함하는 장치같은 몇몇 관련된 음향장치의 특성을 바람직하게 변경하거나 개선하는 것을 포함한 반향 목적을 위해서이다. 또다른 방법은 임의의 그리고 소망의 음향 범위사이에서 전환을 하는 음향 필터에 의한다. 추가적인 방법은 예를 들어, 실내를 위해 바람직한 주변의 더 나은 " 발성(voicing)" 목적을 위한 것에 의하며, 원하지 않는 효과를 위한 제거 또는 보상을 포함한다. 그러한 사용들을 여기서는 "수동적인 것(passive)"으로 지칭한다.
그러나, 본 발명을 구체화하는 부재들의 사용은, 트랜스듀서 수단과의 결합을 필요로 하며 라우드스피커에 매우 유용한 것으로, 여기서 "능동적인" 장치 또는 목적으로 지칭되는 것에서 구상된다. 특히, 트랜스듀서의 위치는 음향적 동작에 큰 영향을 미치고 더욱 다양한 본 발명의 측면을 유도한다는 것이 입증되어왔다.
트랜스듀서의 위치
특별히, 라우드스피커 장치로 벤딩파를 진행시키기 위해서 그리고 코너와 같은 곳에서, 또는 WO/9531805 및 96/01547에서와 같이 실질적으로 중앙에서, WO/92/03024에서 보인 것이 아닌 일반적으로 사각형인 부재를 활용하기 위해서 많은 좋은 위치들이 있다는 것을 우리는 입증하였다. 이는 WO/92/03024에서 언급되어진 비정사각형으로 설계된 실질적으로 등방성인 그러한 부재 또는 다른 정사각형 또는 비정사각형 형상을 위한 비등방성의 예정에 관한 경우이다.
트랜스듀서 수단의 위치를 결정함에 있어서 본 발명의 개선은 또한 비방향성 벤딩파 진동들 및 개선된 공진 모드를 얻기 위한 그들의 조합에 관한 상기의 구성에 관한 상기의 구성으로 시작한다. 바람직한 트랜스듀서 위치 확인을 위한 성공적인 방법 및 수단은, 관련된 임의의 공진 모드를 위한 데드-스폿의 수가 낮거나 또는 최저 그리고/또는 관련된 진동적으로 능동성인 공진 노드의 수가 높거나 또는 최고인 위치를 찾는 것에서, 즉 그렇지 않으면 조합노드인 것의 "채움(filling)"을 위해 고려된 공진 모드의 관점에서 결과가 나타난다. 상기의 약 15%의 비정사각형 종횡비를 갖는 실질적으로 사각형의 상기 부재를 위해, 특정의 측면 길이 비율은,코너로부터 약 3/7, 4/9 및 5/13, 등의 24개의 가능한 위치에서 트랜스듀서용 좌표같은 추가적인 분석으로부터 나타난다. 임의의 특별한 트랜스듀서 수단을 위해, 각각의 트랜스듀서 수단용 위치는 이들 비례좌표들중 두 개의 다른 것들을, 단일 트랜스듀서 수단 또는 복수의 트랜스듀서 수단의 각각이든지, 상이한 길이의 측면을 따라서 사용하는 것이 바람직하다. 추가로 3/7 및 4/9를 조합하는 것이 바람직하다. 이들 비례좌표 위치에 대한 근접한 근사는 우선 상기의 개념상의 구조에서 비롯된다.
이들 동일한 비례 좌표값들은 바람직하게 실질적으로 사각형이고 공진모드와 관련한 진동 벤딩파 동작을 수행할 수 있는 임의의 부재에서 트랜스듀서의 위치를 위해 적용할 수 있다. 특별히, 이것은 크기 비율 및 대응되는 등방성/비등방성의 관점에서 상기 본 발명의 일면을 완전히 만족시키지 않는 부재; 및/또는 큰(bulk) 진동감쇠, 즉, 부재 자신의 재질에서, 트랜스듀서 수단이 위치될 수 있는 하나 이상의 에지에 도달, 그리고 반사되는 낮은 또는 전혀 없는 진동 벤딩파 에너지를 야기하는 손해(loss) 때문에 트랜스듀서에 의해 유기되는 벤딩파 진동의 의미있는 또는 임의의 에너지 레벨에서 진행거리의 제한을 갖는 부재를 포함한다. 상기의 부재들이 본 발명의 초기의 관점에서처럼 바람직하게 비율이 정해진 부재들만큼 효율적이지는 않을 것이지만, 라우드스피커로서 그것들이 동작을 위해 갖는 임의의 잠재력은, 상기의 크기 비례 공리를 하나 이상의 코너들에 트랜스듀서를 위치하게 하는 것에 적용하므로써 더욱 양호하게 실현된다. 따라서, 부재의 측면 에지로부터 적어도 약 5/13 또는 38%의 폭 및 길이 치수의 여백두기를 유도한다. 실제로, 명료한 음향 출력의 관점에서, 적어도 트랜스듀서 수단의 에지에 인접한 또는 실질적으로 중앙에의 탑재와 비교하면, 많은 손실이 있는 재료/구조에서도, 매우 개선된 결과들이 발생한다.후에 언급되는 내구성은 트랜스듀선에 관해 적용되며 추가적인 완화가 가능한 것으로 보이고, 상기 제한들은 불가피하게 재료에 의존하며 사용할 수 있는 재료들은 너무 많아 현재까지는 완전히 조사할 수 없다.
트랜스듀서 수단을 탑재하기 위한 실질적으로 사각형인 상기 부재의 에지로부터 적어도 최소한의 여백을 결정하기 위한 고려에서 발전된 공리들은 공지기술의 범위를 넘는 것이다.
일반적으로, 본 발명에서 제시한 바와 같은 분석은 트랜스듀서의 바람직한 위치뿐만 아니라, 트랜스듀서 수단의 임의의 적절한 특정 위치에 관해, 임의의 선택적인 진동감쇠가 임의의 특별히 바라지 않는 주파수 또는 주파수들을 취급하도록 응용되는 실제의 위치를 확인하는 능력에 관해 매우 실용적인 값의 문제/측면을 이끌어낸다.
상기 부재의 진타원형 형상에 관해, 상기에 언급한 것처럼, 장축 및 단축과 관련한 주요한 일련의 공진모드는 타원 및 쌍곡선 성질을 가지며, 트랜스듀서 수단을 위한 바람직한 위치는, 상기의 1.182 장축/단축 비율을 위해, 각각 반(half)장축 및 반단축을 따라 중앙에 대해 약 0.43 및 0.20의 좌표 위치에 있다. 직교좌표는 실제로는 적절하지 않음을 알 수 있으며, 오직 적절한 좌표 특히, 타원형/원통형 좌표에 의해서, 다른 타원형 형상들 즉, 상이한 장축/단축 비율, 비이상적인 장축/단축 비율(즉, 1.182가 아닌)을 위한 벤딩 강성의 비등방성의 응용으로부터발생하는 것을 포함한 것에 응용될 수 있는 값들이 나타나고, 삼각함수 관계에 의해 각 경우에서 카르테시안 등가(Cartesian equivalents)를 만들어내는 것을 가능하게 한다.
비록 동작효율은 역효과를 갖지 않는 많은 공진모드에 결합하는 각각의 트랜스듀서에 매우 상당히 관련되나, 본 발명의 실질적으로 사각형인 부재에 관해 더욱 정밀한 분석 또는 실혐은, 특별한 공진 노드의 결합에 집중하기 위해, 유용할 수 있는 작은 조정 및 트랜스듀서를 위한 다른 위치 옵션을 결정할 수 있다.
트랜스듀서 수단을 위한 바람직한 상기 설명된 위치는 사각형의 상기 부재에 대해 중앙에서 적절히 떨어지고, 폭 및 길이에 대해 중앙에서 떨어진 선(off center-lines)을 포함하고; 대각선으로부터 다소 떨어져서, 즉, 비대칭으로 위치한다. 본 발명의 실질적으로 타원형의 부재의 트랜스듀서의 바람직한 위치는 중앙에서 떨어지고 장축 및 단축에서 떨어진다. 게다가, 바람직한 비례 좌표들은 실질적으로, 벤딩 강성의 등방성/비등방성에 불구하고, 실질적으로 사각형의 상기 부재의 측면에 대해 직접적으로 카르테시안 좌표로서 그리고 실질적으로 타원형인 상기 부재에 대해 타원형/원통형 좌표에 관련된다.
적어도 하나의 트랜스듀서 수단에 대한 지정된 장소들이 이러한 성질 즉, 바람직한 조합노드 위치에서 결합에 의한 중앙으로부터의 이탈 그리고 본 발명의 부재의 실질적으로 사각형 및 진타원형 형상에 대해 축으로부터의 이탈, 일반적으로 중앙선으로부터의 길이 및 폭의 약 7% 및 12.5% 사이에 의한 대각선으로부터의 이탈, 그리고 각각 장축의 약 20% 이상 및 단축 길이의 약 10% 에 의한 대각선으로부터의 이탈을 갖는다.
과타원 형상에 관해, 트랜스듀서 수단을 위한 바람직한 위치가 사각형이나 진타원보다 원에 관해 최상이라고 발견된 것과 매우 비슷한 것으로, 특히 중앙으로부터 경계까지 거리의 약 70%에서 가능한 링에서 나타난 것에서 매우 놀랄만한 결과를 얻었다.
그러나, 사각형 형상에 관해서, 트랜스듀서 수단의 바람직한 위치가 수에서 복수일뿐만 아니라, 비록, 바람직하게 규정된 방법에서, 약 10%(진타원 단축) 내지 약 35%(과타원에 대해)로부터 더욱 일반적로 그렇게 되지만, 그 장축 또는 단축 또는 중앙선에서 적절히 떨어져 있다는 것에 주목할 만하며 이는 본 발명의 일측면을 이룬다.
트랜스듀서 수단을 위한 바람직한 위치가 다르게 될 수 있는 복잡한 형상이 존재할 수 있지만, 적어도 일반적으로 단순한 형성에 대한 바람직한 구현에 대해, 축에서 떨어진 비대칭 위치, 또는 기하학적인 변수들을 정의하는 방향 또는 최대/최소 크기의 치수의 포인트들을 결합하고, 각각의 세트를 위해 그룹으로서 중앙-대칭인 또는 다른 배열에 있는 관련된 하나 또는 그 이상의 세트에 있을 수 있는 라인에서 그러한 가능한 위치를 갖는 것이 본 발명이 한 목적이다. 실질적으로 사각형인 형상들에 대한 본 발명에서와 같은 트랜스듀서의 기하학적 위치로부터의 상기 상대적으로 유용한 결과들은 본 발명에서 언급되지 않은 패널 부재에 일반적인 응용성을 갖는 것으로서 이해된다.
패널 라우드스피커에서 하나 또는 그 이상의 트랜스듀서 수단과 사용되는 경우, 전체 영역상에서 즉, 상기처럼 에지 경계까지, 에서 동작하는 바람직한 상기 부재들은 실질적으로 트랜스듀서 수단으로부터 에지까지 전체 영역상에서 적절하게 분산된 벤딩파 진동을 갖는다. 게다가, 결과되어지는 음향적 동작은 방향성(상기의 US 3,347,335호처럼)일 필요는 없으나, 만일 바람직하거나 필요한 경우에는, 라우드스피커의 출력의 적어도 일부에서 방향성일 수 있다. 벤딩파의 지역적인 스프레드는감지된 근접 의존적 라우드스피커 소리 효과(proximity-dependent loudspeaker loudness effects)를 매우 줄인다; 그리고, 우연히 방향성을 가지고 동작하는 경우, 원추 요소를 사용하는 라우드스피커에서, 최저 주파수 이상에서 다소 협소한 빔보다 매우 양호한 스프레드를 가지고 줄인다.
게다가, 결과되어지는 진동 동작은, 최저 주파수들을 제외하고, 원추 요소 라우드스피커에 수반하는 반위상(antiphase) 문제가 전혀 또는 거의 없기 때문에 상기 부재의 전단 및 후단의 양자로부터 사용될 수 있다.
트랜스듀서 수단
트랜스듀서 수단에 관해서는, 라우드스피커로부터의 최대 전력 및 최상 품질의 소리 재생은, 저전력 및/또는 저품질의 동작에 매우 적절한 피에조전기 타입보다는 자석 및 코일 드라이버를 사용하여 달성할 수 있다. 비록 코일 드라이버를 이동하는 기술이 잘 알려져 있어서(원추형 라우드스피커에 관해) 추가적으로 기술될 다양하고 유용한 신규 설계가 이동 코일 타입 연구의 자연스런 전후관계내에 있으나, 원칙적으로, 코일 또는 자석의 어느 부분이 벤딩파 동작을 전하기 위해 이동하는지는 중요하지 않다.
원칙적으로, 최대 사이즈는 소망한대로, 특히 오디오 사용을 위해 고주파수 및 저주파수 공진모드를 여기하고 적어도 저항성인 부재로의 바람직한 기계적 결합에 따르는 것을 조건으로 한다. 근사치들은 이론적인 최대 사이즈를 약 길이/폭 및/또는 장축/단축의 약 9%-10%에서 나타내고, 적어도 2%까지 초과될 수 있으며, 적어도 피에조전기 트랜스듀서 패치 타입 트랜스듀서같은 것에 의해 동작 횡단영역의 약 1%까지 상기 사이즈가 초과될 수 있다.
특별하게 유용한 기준은, 임의의 상기 부재 또는 패널에 대해, 주파수 롤-오프(roll-off)가 야기되는 사이즈가 존재할 것이라는 점이며, 이는 기본적으로 대응하는 파장이 패널에서 트랜스듀서의 사이즈와 비슷한 정도로 접근 내지 도달하기 때문이다. 이들 인자들은 전자석 트랜스듀서를 포함한 트랜스듀서의 이동 부분에 대한 질량 고려와 함께 추가적으로 고려될 필요가 있고, 상기 트랜스듀서를 위해 실행할 수 있는 지침은 그러한 능동성 이동 부분을 구멍에 장착(hole-mounting)하기 위해 제거되거나 표면 장착(surface-mounting)에 의해 덮여지는 상기 부재의 일부의 질량의 약 1-2배에서 형성된다.
기타 구성 인자들
상기 부재들의 에지에서 조건들을 위해, 예를 들면, 자체 구비한 프레이밍또는 다른 에지 지지대에 대한 탄성 진동, 선택적인 클램핑으로부터, 또는 상/하, 전/후, 측면 및 비틀림 자유운동의 구속에 반작용하는 의미에서 하위 기본(sub-fundamental) 음향적 동작을 수행하는 것을 허락하는 것이 가능하다. 그러한 성분들은, 탑재시의 유연성에 의해, 특히 저주파 응답에 유용한 이동-코일 타입 전자석 트랜스듀서 및 상대적으로 고정적인 자석 부분을 상기 부재에 탑재하는 데 있어서의 탄성을 위해서, 트랜스듀서 수단을 상기 부재에 탑재하는 것에서 추가로 비롯된다. 그러한 하위 기본 효과가 효과적인 치수들에 대한 변형의 형태 또는 추가적인 피스토닉 동작의 형태인지는 전체적인 음향적 동작/응답에 중요하지 않다.
상기 부재들에 관해서, 다양한 이유들을 위해, 전체 횡단길이 이하가 음향적으로 동작해야 할 필요가 있는 경우, 예를들면, 벤딩강성의 비등방성에 의해 적어도 라우드스피커로서 바람직한 또는 수용가능할 정도로 효과적인 음향적 동작/출력에 비해 전체 부재가 실질적으로 바람직한 또는 실용적인 조정치를 벗어나거나 과도 사이즈를 갖는 경우, 응용들이 예견된다. 상기의 비율 및 위치 등의 공리의 완전한 응용을 위해, 바람직한 동작 영역의 내측정의가 있을 수 있다. 예를 들면, 그러한 동작영역의 경계의 절단 그리고 양 일부분을 일반적으로 본 발명의 요구사항을 충족시키지 않을 패널 또는 캐리어 시트상에 장착, 또는 그러한 경계에서 변형 또는 부분 절단, 또는 그러한 경계의 외측에서 재료이 리브(rib)형성 또는 추가 진동감소시키는 것 또는 견고히 하는 것에 의해 가능하다. 트랜스듀서 수단을 위한 비율 및 장소는 물론 상기처럼 내부 동작 영역을 위해 응용가능하다.
후에 자세히 언급되는 바와 같이, 본 발명의 구체예 및 응용에서 매우 넓은 범위 및 다양한 재료들이 상기 부재를 위해 사용될 수 있다. 그러므로 능동성 사운드 소스 또는 라우드스피커로서, 사이즈 및/또는 품질에 있어서의 범위는 인사카드(greeting card)같은 카드, 노트북, 랩탑 컴퓨터, 차내 오디오, 천장등의 타일 또는 벽면 패널, 고선명도 대중 연설 시스템, 일반적인 스테레오 및 서라운드 시스템, 홈 비디오, 하이파이 사운드 재생, 극장 스크린 및 고전력 옥외 또는 스타디움 콘서트같은 대규모 응용등에 관한 인상적인 결과들로부터 얻을 수 있다. 전단 값들이 특정의 음향 장치를 위해 상기 부재의 사이즈에 어느 정도 종속하도록 하기 위해, 벤딩파 진동의 전달 손해에 영향을 주는 코아 전단 필요조건에 관한 것을 포함하여, 바람직한 샌드위치 구조의 시트 및 코아를 맞대게 하는 것 또는 표피들을 적절히 매칭하기 위한 다겹(muliple-ply)의 구조를 위한 매우 다양한 재료들로부터의 선택을 위한 추가적인 특정 지침이 있을 수 있다. 그러나, 일반적으로 트랜스듀서 수단의 구동 또는 여기를 위한 저전력부터 고전력까지를 위해, 상기 응용의 범위를 위한 부재의 적어도 최소한의 요구사항은 또한 구조적 강도 및/또는 벤딩 강성이 낮은 것부터 높은 것까지의 범위를 갖는다. 그러한 범위의 하위부에서, 다른 바람직한 샌드위치 구조보다 단일 시트에서, 벤딩파 전달은 상당한 손실이 있을 수 있다.
일반적으로, 상기 치수 비율 및 트랜스듀서 위치에 대한 공리는 고성능의 상기 부재를 위해 매우 엄격하다. 즉, 비율에 대해서는 3% 그리고 트랜스듀서 위치에 대해서는 5%의 차이까지 허락되나, 더 많은 손실 및 저성능의 상기 부재를 위해서는 각각 5% 및 10% 또는 그 이상의 높은 치수도 가능하다.
추가적인 종래의 저주파 라우드스피커 또는 우퍼(woofer)는 본 발명의 패널 요소와 함께 사용될 수 있고 그러한 패널 요소의 조합은 고품질 및 넓은 주파수 범위를 위해 사용될 수 있지만, 매우 넓은 주파수 범위가 단일 패널에 의해 취급될 수 있다는 것이 본 발명의 특별한 특징 및 장점이다. 즉 주파수가 위로는 약100Hz로부터, 만일 크거나 배플된 경우는 50Hz로부터 , 15kHz 이상, 심지어 25 kHz 및 그 이상까지 범위를 갖는다. 그러한 동작주파수 범위의 하한은 최저 공진 모드 주파수 이상이다. 분명히, 4kHz를 초과하여 음향 밴드폭을 동작하는 것은 쉽게 달성할 수 있다.
이러한 연결들에서, 아마도 특별히 단일 부재 또는 패널 라우드스피커에 관해서, 다양한 옵션들이 설계의 관점에서 이용가능하다. 상기 옵션들은 부합주파수(coincidence frequency)를 적절한 동작주파수 범위의 이상 또는 아래로, 또는 그 범위내에서, 또는 고측단 또는 저측단에서 설정하여 실제의 적절한 동작주파수를 설정하는 것을 돕는 것, 단지 3db의 선택적인 변화의 저항 유도의 응용을 갖고 또는 고주파의 용량성(capacitive) 상승을 갖는 종래의 원추 소자형 라우드스피커보다 간단한 소리로 전환될 오디오 전기신호의 상대적인 값을 선택적으로 조정하기 위한 전기 회로를 사용하는 것을 포함한다.
이는 물론 관련된 외관부 및 배플링(baffling)의 "박스" 효과(boxy effects)를 수반하지 않을 것이다. 라우드스피커 패널로서 사용된 본 발명의 부재의 후방으로의 사운드 출력은 제거를 필요로 하는 반위상은 아니지만, 반사표면에 가까이 인접해 또는 직접 탑재될 라우드스피커 유닛을 위해 약간의 후방의 흡수/배플링 공급이 유리할 수 있다.
라우드스피커에서 사용을 위한 본 발명의 부재에 대한 각각의 특별한 설계는, 일반적으로 물리적이고 동작조작상의 변수 및 요구조건들을 포함하여, 상호작용적인(interactive) 결정을 필요로 한다. 그러므로 단위면적당 벤딩 강성 및 질량은 치수/면적과 함께 최저의 벤딩파 주파수를 설정하는 데 기여한다(전자 및 후자의 지수 B/μ의 제곱근에 의해). 그러므로, 치수/영역과 함께 벤딩 강성 및 단위면적당 질량은 최저의 벤딩파 주파수를 설정하는 데 기여하고, 영(Young's)의 모듈루스와 상기 부재의 샌드위치 구조의 두께 및 코아 두께의 제곱은 특별하게 벤딩강성에 영향을 미친다. 상기 벤딩 강성 및 단위면적당 질량은 또한, 상기 지수 B/μ의 제곱근의 역에 의해, 공기에서 및 부재에서의 소리속도의 제곱율과 함께 실제의 부합주파수를 설정하는 데 기여하고, 코아 전단 모듈루스(G) 및 코아 두께(d)는 상기 특별히 영향력 있는 상기 단위면적당 질량 비율과 함께 상기 비율에 기여한다. 상기 부합 주파수를 낮게 하거나 높게 하는 것은 상기 비율을 높게 하거나 낮게 하는 것에 의해 될 수 있다.
코아 전단 모듈루스(G)은, 소망의 벤딩파 동작을 위해 표피를 충분히 단단하게 고정하기에 충분할 것이 요구되는 중요한 설계인자이다. 상대적으로 작거나 큰 값은 소망의 표피 벤딩파보다 코아 전당응력파에서 트랜스듀서에 의해 인가되는 에너지의 전달값을 각각 크거나 작게 한다. 그러한 전단파는 사운드를 방사하지 않으며 낮은 코아 전단 값들의 음향적 결과들은 부재의 효과적인 사운드 방사 영역이 매우 방향성인 점원같은 종래의 원추 소자 고음용 확성기(tweeter)보다 실질적으로 아직 크지만, 상기 부재의 효과적인 사운드 방사영역은 주파수에 의해 감소되는 경향이 있다.
주파수에 의해 동작의 진동 효율 저하를 초래하는 전단의 부차적인 효과는 카드 또는 책, 게시판, 일반적으로 약 A5 내지 약 A4 정도, 심지어는 A1정도의 실시형태(embodiments), 약 200Hz 및 350Hz 사이에서 약 15kHz까지 변화하는 주파수 범위에서 동작하고 약 100Hz 부터 약 250Hz 사이에서 관련된 최저 진동 모드에 관련되며 바람직하게 20kHz 이상의 부합주파수를 갖는 사이즈에 적절한 전기피에조 트랜스듀서 수단에 유용하도록 사용된다.
단위면적(μ)당 질량에 관해서는 임의의 관련 라우드스피커의 효율과 역관계에 있다. 그러므로, 단위면적당 질량을 가능한한 낮게 갖는 것으로부터의 이점은, 동작목표 및 합성 표피층 코아가 적층된 구조를 특히 본 발명의 부재에 적절하게 만드는 다른 물리적 변수들, 특히 적어도 합리적으로 높은 강성 대 질량 비율 및 코아 전단 모듈루스(G)와 단위면적(μ)당 질량 비율 및 코아 두께(d)를 포함하는 특정 모듈루스에 관해 결과되어지는 요구조건과 양립한다.
이들 인자들을 실제적인 라우드스피커에 적용함에 있어서, 즉, 이용가능한 실제의 재료들과 그들의 적절한 변수값을 사용함에 있어서, 만족스러운 경량의 코아 재료는 팽창된 기포 합성 플라스틱 재료 또는 시트 재료로부터 제조된 벌집모양 또는 다른 도림질 세공(open-work) 형태일 것이다.
그러한 구조들은, 단독으로 그리고 각각 서로 관련되어 그리고/또는 트랜스듀서 수단의 동작부분의 크기 및 질량과 관련되어 표피 및 코아 성질과 관련된 추가적인 인자들을 발생시킨다. 그러한 인자들은, 표피 및/또는 트랜스듀서 부분의 질량과 함께 코아 유연성에 의해 영향을 받는 추가적인 공진의 가능성, 특히 코아셀의 사이즈/체적으로부터 또는유연한 코아 압축/회복으로부터 및/또는 열린 코아셀 위에 위치한 미세한 드럼형 보조 진동 효과등을 갖는 표피부분으로부터의 공진을 포함한다. 그러한 추가적인 진동은 유용할 수 있다. 즉, 재료 선택/명세에 있어서, 실제의 동작주파수 범위(보통 20kHz에 근접하는 고주파 범위, 예를 들면 19kHz-22kHz에서)에 기여함으로써, 적극적인 인자가 될 수 있다.
만일 추가적인 공진이 유용하지 않거나, 심지어 해로울 경우, 그것은 재료의 선택등의 고려에 있어 회피를 위해 고려될 수 있다.
바람직하고 효과적으로 요구되는 사이즈 및 형상들은 분명한 설계 인자이고 비등방성을 유발하며, 비등방성에 관해 적어도 적어도 몇몇의 이용가능한 하니콤(honeycomb)은 상이한 방향에서 상이한 전단 모듈리(moduli)를 갖는 것이 적절하다.
본 발명의 부재를 호스트 시트(sheet) 또는 패널에의 병합에 대해서 또는 변형에 의해 또는 상기에서 언급한 바와 같은 재료들의 추가 형성에 의해 동작 영역을 형성하는 것에 대해 분명히 가능성이 발생한다. 트랜스듀서의 바람직한 유형 및 그들의 선택을 제한 또는 강제하는 가능성은, 본 발명의 부재로의 적어도 동작하는 이동 부분의 탑재의 유연성에 대해, 트랜스듀서 부분의 상기 부재로의 반작용성이 아닌 현저히 저항성인 기계적 결합을 위한 보통의 요구조건에 대해, 그리고 출력 전력에 대한 추가적인 주요 고려할 점이다. 그러므로 트랜스듀서 부분들의 이동 부분에 의해 인가되는 입력전력 및 힘은 바람직하게 코아 재료들의 특성/저항을 충족하는 것과 양립한다.
상기로부터, 일반적으로, 유용하고 필요한 재료 변수들을 포함한 적절한 인자들은 상기 언급한 매우 넓은 범위의 만족스런 라우드스피커 및 기타 음향장치들을 달성하도록 조화될 수 있고, 다양한 재료 변수들에 각각 그리고 조합하여 그렇게 하기 위한 범위 및 충돌효과(conflicting effects)를 균형있게 할 필요성은 자명하다.
본 발명의 상기 부재를 마이크로폰으로서 결합된 트랜스듀서수단과 함께 사용하는 것은 물론 가능하다. 그러므로, 적절한 곳에, 바람직한 위치들의 상이한 곳들 각각의 적어도 한 곳에 복수의 트랜스듀서 수단이 사용되는 것은 특별히 바람직하다. 본 발명의 라우드스피커와 비교되는 역동작은 데이터 처리 기계로의 준비된 의미있는 입력 및/또는 명료한 재생을 수행할 수 있는 신호를 생산할 수 있다.
게다가, 또한 라우드스피커로서 동작하는 본 발명의 부재상의 추가적인 트랜스듀서에 의한 결합 능력은 추가적인 결합 또는 피복 또는 케이싱이 갖는 것처럼 장점들을 갖는다.
트랜스듀서 수단에 대해 추가로, 두 개의 특별한 타입이 언급되어져 왔다. 즉, 부재상에 고정되고 또한 부재에 의해 구비되는 자석 수단의 질량에 마주 대하여 동작하는 이동코일 수단에 의한 원추형 소자 라우드스피커를 위해 오랫동안 효과적으로 연속되어 왔으며, 본 발명의 여기 목적을 위한 이동 자석 수단의 대체 사용을 위한 피에조 전기 및 전자석 트랜스듀서 수단이 있다.
본 발명의 패널형 부재로의 기계적 결합, 원추형 소자를 왕복운동하게 하는 피스토닉 동작을 위한 것이 아닌 벤딩파의 여기(excitation)의 성질의 중요한 차이가 또한 언급되어왔다. 상기 성질은 특별히 반작용성 성질이 아닌 적어도 현저히 기계적으로 저항성이다.
경량의 이동 자석 및 상대적으로 중량의 전기 코일은 더욱 반작용이 있고 덜 효과적이나, 그럼에도 불구하고 사용할 수 있다. 정지 자석을 고정 프레임에 탑재하는 것보다 정지 및 이동 부분들을 본 발명의 부재에 탑재하기 위한 본래의 능력 때문에, 대응하는 필수적인 차이점들은 신규한 부분 및 그들의 상호관계에서 반영되게 된다. 그러나, 이는 최저 주파수에서 추가적인 피스톤 동작을 얻기 위해 요구되거나 또는 바람직하다면 본 발명의 부재들을 위해 행해질 수 있다. 게다가, 근본적으로 새로운 접근은 즉, 적어도 벤딩파 진동에의 소위 "관성" 기여에 의해, 만족스럽고 유익한 동작을 수행할 수 있음을 알 수 있다.
따라서, 표면에서 및 표면에 대해 또는 웰(well)에서 또는 그들의 측면 및 측면에서 구멍을 통해, 신규한 트랜스듀서 부분, 부분들의 상호 관계, 및 그들의 탑재로부터 발생하는 본 발명의 일면들에 추가하여, 본 발명의 또다른 트랜스듀서 수단 측면은 더 많은 질량의 트랜스듀서 수단의 이동 부분에의 추가다. 그러한 추가는 본 발명의 부재의 위에 또는 외부에 실제로 장착되는 부분의 중간에 행해지며, 바람직하게는 주변에, 바람직하기로 그러한 부분들에 또는 그러한 부분들의 인접한 에지에 추가되며, 바람직하기로는 본 발명의 부재의 웰 또는 구멍에 또는 그 인접한 에지에 투입되며, 특별히 유리하게는 본 발명의 부재의 적층된 샌드위치 구조의 코아에 확장되며 표피에 장착된다.
본 발명은 전기역학적 수단을 통한 전기적 신호에 의해 구동 또는 여기되는 경우 라우드 스피커에서 또는 라우드 스피커로서 사용하기 위한 음향장치; 또는 보통 전기신호를 발생하기 위한 입사 음향에너지에 의해 구동되는 경우 마이크로폰에서 또는 마이크로폰으로서 사용하기 위한 음향장치; 또는 다른 음향장치에서 사용하기 위한 음향장치에 관한 것이다.
1995년 9월 2일자 출원된 출원번호 95/17918호의 발명의 명칭이 "음향장치", 1995년 10월 31일자 출원된 출원번호 95/22281호의 발명의 명칭이 "음향장치", 1996년 3월 30일자 출원된 출원번호 96/06836호의 발명의 명칭이 "음향장치"인 영국 특허출원으로부터 우선권이 주장되며, 참고로 본 출원에 모두 병합되었다.
본 발명에 따른 특정한 장치 및 응용 실시예가 첨부된 도면과 관련하여 더욱 자세히 설명될 것이다.
벤딩파 진동의 공간적 분산 및 ,적어도 효과적으로, 관련된 자연 공진 모드에 관한 본 발명의 개념을 구현하는 패널류 부재는 일반적으로 "분산 모드 공진기" 또는 "분산 모드 공진 패널" 또는 "분산 모드 라우드 스피커" 또는 "DML" 또는 "멀티 모드 공진 패널"로 다양하게 언급될 것이다.
또한, "공진"이란 단어는 관련된 소망 또는 달성가능한 자연 공진 모드 관련의 벤딩파 진동을 위한 기술적이고 어의적으로 정확하며 편리한 축약어로서 사용괴며 임의의 진동이 본래 문제가 되는 다른 관련사항에서 사용되는 다른 사용과 혼동되어서는 아니된다.
도 1은 분산 모드 라우드 스피커의 개략도,
도 2a는 A-A선에서의 도 1의 부분 단면도,
도 2b는 도 2a에서 보인 분산 모드 라디에이터의 확대 단면도 및 두 개의 대체 구조를 보인 도면,
도 3a는 실질적인 사각형 패널을 위한 바람직한 트랜스듀서 위치를 나타낸 도면,
도 3b 및 도 3c는 진(true)타원형 및 과(super)타원형 패널의 바람직한 트랜스듀서 위치를 나타낸 도면,
도 3d는 복합 형상 패널의 바람직한 트랜스듀서 위치를 나타낸 도면,
도 4는 분산 모드 라우드스피커,
도 5a는 또다른 분산 모드 라우드 스피커의 사시도,
도 5b는 도 4a의 라우드스피커의 부분 단면도,
도 6a는 또다른 분산 모드 라우드스피커의 사시도,
도 6b는 도 5a의 라우드스피커의 부분 단면도,
도 7a는 분산 모드 라우드스피커의 정면도,
도 7b는 도 7a의 분산 모드 라우드스피커의 측면도,
도 7c는 도 7a의 분산 모드 라우드스피커의 배면도,
도 8은 분산 모드 라우드스피커,
도 9는 제 1 전자석 트랜스듀서의 부분 측단면도,
도 10은 제 2 전자석 트랜스듀서의 부분 측단면도,
도 11a는 제 3 전자석 트랜스듀서의 부분 측단면도,
도 11b는 제 4 전자석 트랜스듀서의 부분 측단면도,
도 11c는 제 5 전자석 트랜스듀서의 부분 측단면도,
도 12는 제 1 전자석 트랜스듀서의 부분 측단면도,
도 13은 제 1 피에조전기 트랜스듀서를 나타낸 도,
도 14는 제 2 피에조전기 트랜스듀서를 나타낸 도,
도 15는 제 3 피에조전기 트랜스듀서를 나타낸 도,
도 16은 추가적인 전자석 트랜스듀서를 나타낸 도,
도 17은 또다른 전자석 트랜스듀서를 나타낸 도,
도 18은 분산 모드 라우드스피커를 나타낸 도,
도 19는 구동/여기 신호의 응용을 보인 도,
도 20 및 도 21은 도 19의 변형예를 보인 도,
도 22는 분산 모드 조합 라우드스피커 마이크로폰의 실시예를 나타낸 도,
도 23은 분산 모드 라우드스피커의 개략도,
도 24는 결정형 디스크 타입 피에조전기 트랜스듀서를 나타낸 도,
도 25a는 매달려 있는 천장을 합한 방의 개략적 사시도,
도 25b는 천장 타일 형태의 분산 라우드 스피커의 단면도,
도 27은 비쥬얼 디스플레이 유닛의 사시도,
도 28은 도 22의 라우드 스피커의 부분 단면도,
도 29는 랩탑 컴퓨터의 사시도,
도 30은 도 29의 부분단면도,
도 31은 저장 위치에서의 제 1 휴대용 컴팩트 디스크 플레이어의 사시도,
도 32는 사용 위치에서의 도 31의 플레이어 사시도,
도 33은 도 31 및 도 32 플레이어의 부분 발췌도,
도 34는 휴대용 컴팩트 디스크 플레이어의 제 2 실시예의 사시도,
도 35는 도 34 플레이어의 부분 발췌도,
도 36은 수송기구의 객실의 사시도,
도 37은 도 36의 부분 단면도,
도 38은 선행기술인 자동차 문의 사시도,
도 39는 자동차문의 사시도,
도 40은 도 6의 부분 단면도,
도 41은 자동차의 사시도,
도 42는 도 41의 부분단면도,
도 43은 키보드 전자장치의 사시도,
도 44는 도 3의 장치의 하면의 평면도,
도 45는 도 3 및 도 4의 부분 단면도,
도 46은 제 2 음악기구의 사시도,
도 47은 자동판매기의 사시도,
도 48은 도 3의 자동판매기의 부분 단면도,
도 49는 자동판매기의 변형된 형태의 사시도,
도 50은 제 1 게시판의 사시도,
도 51은 제 2 게시판의 사시도,
도 52는 도 50 및 도 51에서 보인 게시판의 부분 단면도,
도 53은 포장체의 사시도,
도 54는 본 발명의 카드 실시예의 개략적인 사시도,
도 55는 프로젝션 스크린의 사시도,
도 56은 도 55의 부분도,
도 57은 도 55의 프로젝션 스크린을 구비한 방의 평면도,
도 58은 에지 슬롯팅(edge slotting)을 구비한 라우드 스피커 패널 부재의 사시도,
도 59a,b,c,d는 입력 밴드폭 제어를 위한 회로에 관련된 다이어그램,
도 60a,b,c,d는 수동 이퀄라이제이션에 관련된 다이어그램,
도 61a,b,c는 곡선 확산 및 집속 패널 라우드 스피커 및 방에서의 그들의 사용을 나타낸 도,
도 62는 일련의 패널 라우드스피커를 사용하는 5채널 홈 무비 시스템의 개략적인 평면도,
도 63은 수동 패널에 의한 발성을 구비한 방이 개략적인 내측면도,
도 64는 오디오 유닛용 받침대로서의 수동 패널의 사시도,
도 65는 종래의 라우드스피커용 외관부(enclosure)로서의 수동 패널의 사시도,
도 66a,b는 사운딩 보드로서 수동 패널을 구비한 피아노의 사시도 및 발췌단면도,
도 67a,b는 본 발명의 라우드스피커를 제조하기 위한 평면 및 확대 발췌도이다.
도면 전체를 통해, 상관관계 및 이해를 돕기 위해기능적으로유사한 부분, 특히 공진 패널(2), 트랜스듀서(9), 에지 지지 프레임(1) 및 중간체(3) 등은 동일한 부호들이 사용된다.
도 1을 참조하면, 패널 형태의 라우드스피커(81)는 분산 모드 사운드 방출 패널(2)을 지지하는 그 내부 주변을 둘러싸는 탄력성 서스펜션(3)을 구비한 사각 프레임(1)을 포함한다. 나중에 도 9-17에서 기술되는 것과 같은 트랜스듀서(9)가 x 및 y차원에 의해 정의된 소정의 위치에서 패널(2) 위 또는 내부에 전적으로 장착된다. 후자는 물론 상기에서 나타낸 바와 같이 (임의의 코너로부터) 측면길이에 비례하는 축이다. 예를들어, 패널 부재(2)의 코너가 절단되거나 하는 경우에는 중앙과 관련한 축으로의 변환은 일반적인 값으로 되어질 수 있으며 상기의 음향적 동작의 정제에 대한 것을 참고할 수 있다. 대각의 강성을 사용하므로써 선택적이고, 실제적으로 비슷한 정제가 또한 도식적으로 나타내어진다. 화살표(V,W) 참조.
트랜스듀서(9)는 패널에서 벤딩파를 여기시켜 패널이 공진하고 음향적 출력을 방출하도록 하는데 사용되며, 신호 증폭기(10), 예를 들면, 납 도전체(28)에 의해 트랜스듀서에 연결된 오디오 증폭기에 의해 구동된다.
증폭기 설치 및 전력 요구사항은 종래의 원추 타입 스피커와 유사할 수 있고, 감도는 상온에서 86-88dB/watt 이다. 증폭기 부하 임피던스는 6 ohm에서 크게 저항성이고, 취급전력은 20-80watt이다. 패널 코어 및/또는 표피는 금속으로 되고 그것들은 트랜스듀서용 열 흡수장치로서 역할한다. 즉, 트랜스듀서의 발성코일로부터 열을 제거하므로써 전력 취급을 개선시킨다.
도 2a 및 2b는 도 1의 라우드스피커(81)의 부분 단면도이다. 도 2a는 프레임(1), 가장자리 테(3) 및 패널(2)이 각각 접착결합 조인트(20)에 의해 연결된 것을 보인다. 프레임용으로 적절한 물질은 픽쳐 프레이밍에서 사용되는 것과 같은 것을 포함한다. 즉, 사출성형 금속(예를 들면, 알루미늄 합금) 또는 플라스틱 등을 포함한다.적절한 가장자리 테는 상기와 같은 요망사항을 충족할 수 있으며 발포고무 및 발포 플라스틱같은 탄성물질을 포함한다. 조인트(20)에 적합한 접착제는 에폭시, 아크릴 및 시아노-아크릴레이트 등의 접착체를 포함한다.
도 2b는 ,확대도로서, 패널(2)이 예를들어 강성 플라스틱 기포(97) 또는 패널의 평면을 횡으로 뻗어 종이, 카드, 플라스틱 또는 금속 박 또는 시트등의 반대측의 표피(21)에 의해 닫혀지는 셀을 갖는 금속 박, 플라스틱 등의 벌집 매트릭스같은 셀형 매트릭스(98)의 코어(22)를 갖는 강성 경량 적층 샌드위치 타입 패널을 나타낸다.
표피부가 플라스틱인 경우, 그들의 장력 성질을 개선하기 위해 공지의 방법으로 탄소, 유리, 케블라 등의 섬유로 강화될 수 있다. 예견되는 표피부층 재료 및 강화재는 다양한 층 및 직물에서의 탄소, 유리, 케블라(RTM), 노멕스(RTM), 또는 아라미드 등의 섬유 및 종이, 결합 종이 적층, 멜라민, 그리고 마일라(RTM), 켑탄(RTM), 폴리카보네이트, 페놀, 폴리에스테르 또는 관련 플라스틱 및 섬유가 보강된 플라스틱같은 다양한 합성 플라스틱 및 금속 시트 또는 박을 포함한다. 액정 폴리머 열가소성물질의 벡트라(Vectra) 등급의 조사는 그들이 약 30cm 직경의 작은 크기의 초박 표피부의 주입 몰딩에 유용하다는 것을 보인다. 이 물질은 스스로 주입방향으로의 보강 찰흔을 형성하며, 이는 구동점으로부터 패널 주변으로 최고음부 에너지를 양호하게 전달하는 바람직한 방법이다. 비록, 각도 및 대칭성에 대해 다를수도 있지만, 방향에서 차등적으로 패널(9)의 측면 쌍에 대해 또는 층 또는 직물 또는 보강재로부터의 임의의 각에서(화살표 E,F참조), 및/또는 적절한 상호각에서 방향성을 갖는 복수의 충접된 서브층에 의해 평행할 수 있는 휨 강성에 관한 상기 언급된 처방에 대해 주의를 돌리는 것이 편리하다. 코아 전단(shear)이 주로 이용가능한 재료에서 방향적으로 상이하므로 또한 기여할 수 있다.
보통 열경화성 재료인 평탄한 또는 보강재에 추가적인 몰딩을 가하기 위하여, 몰딩 도구는 여기 코일 및 자석 서스펜션 등과 같은 트랜스듀서 부품의 정확한 위치에 대하여 홈 또는 링과 같은 기록 특징과 위치 특징에 대한 정보를 갖고있다. 다소 질이 낮은 코아 재료를 부가하게 되면, 표피부 두께가 부분적으로 (예를들어 트랜스듀서 직경의 15% 까지) 증가되어 그 면적 부분이 재강화되고 벤딩파 진동 유도 에너지가 유리하게 패널내부에 연결된다는 이점이 있다는 것을 알 수 있다.
상기 수단에 의하여 몇몇의 기포 재료에 대한 고주파 응답 특성이 개선된다.
바람직한 코아층 재료로는 인조 벌집 또는 골이 형성되어 있는 알루미늄 합금 시트 또는 호일; 또는 케블라 (RTM), 노멕스 (RTM), 평평하거나 본딩되어있는 페이퍼, 및 다양한 합성 플라스틱 필름 이외에도, 발포 또는 기포 플라스틱 또는 펄프 재료와, 적당하게 저밀도인 경우에는 에어로젤 금속도 가능하다. 바람직한 몇몇개의 코아층 재료는 제조시에 이미 사용가능할 정도의 표피층 성질을 나타내며, 그렇지 않은 경우에도 표피층간에 적층없이도 사용할 수 있을 만큼의 충분한 잠재적 견고성을 유지한다. 상표명 "Rohacell" 로 알려진 고성능 셀룰라 코아 재료는 라디에이타 패널로 적합하며 표피부가 없다. 사실상, 본 목적은 소정 목적에 적합하도록 전체적 경량성과 견고성을 갖는 것으로, 특히 코아 및 표피층의 기여도를 최적화하고 이들 코아 및 표피층간을 대체시키는 것을 포함한다.
바람직한 패널 형성을 위하여 금속 및 금속 합금 표피부가 사용되며, 또 다른 대체용으로 탄소 섬유 보강재가 사용된다. 이들은 여러 EMC 적용시에 중요한 역활을하는 실질적인 무선 주파수 스크리닝 성질을 갖출 것이다. 종래의 패널 또는 원추형 스피커는 원래 EMC 스크리닝 능력을 갖추고 있지 않다.
샌드위치 구조와 관련한 재료 변수들에 관해 코아 및 표피부에 대해서 본 명세서에의 서두에서 많이 설명되었다. 게다가, 오늘날 재료기술에 있어서의 발전은 참으로 빠르게 진행되고 있다. 현재까지 이용가능한 재료에 기초하여, 재료선택과 관련한 요구사항들과 관련해 진전시킨 유용한 실용적인 원리들에 대해 조금더 언급하는 것이 유용할 것이다. 그러므로, 우리는 다음의 가이드라인을 사용한다.
(a) 셀코아는 적어도 약 10 메가파스칼의 전단 모듈루스(modulus)를 가지며 적어도 약 1 기가파스칼의 표피부 영(Young's) 모듈루스를 고수한다.
(b) 패널부재의 크기는 약 0.1 평방미터 이하, 최저 벤딩파 주파수는 약 100Hz 이상, 휨 강성은 약 뉴우튼미터 이하, 코아 전단 모듈루스는 약 10 메가파스칼이나 그 이하, 그리고 표피부의 영 모듈루스는 약 0.5 내지 약 2.5 기가파스칼의 범위에 있다.
(c) 패널부재의 크기는 약 0.1 내지 0.3 평방미터 이하, 최저 벤딩파 주파수는 약 100Hz , 휨 강성은 약 5 내지 약 50 뉴우튼미터 또는 그 이상의 사이, 코아 전단 모듈루스는 약 10 메가파스칼 이상, 보통 15 메가파스칼이고 약 80 내지 그 이상도 될 수 있으며, 그리고 표피부의 영 모듈루스는 적어도 2 기가파스칼이고 약 70 기가파스칼 내지 그 이상도 될 수 있다.
(d) 패널부재의 크기는 약 0.3 내지 1 평방미터 이하, 최저 벤딩파 주파수는 약 50Hz , 휨 강성은 약 20 메가파스칼 이상, 보통 약 50이고 약 500 뉴우튼미터 내지 그 이상도 될 수 있고, 코아 전단 모듈루스는 약 10 메가파스칼 이상, 보통약 20 내지 약 90 메가파스칼 사이이며, 그리고 표피부의 영 모듈루스는 적어도 2 기가파스칼이고 적어도 약 70 기가파스칼까지 될 수 있다.
(e) 패널부재의 크기는 약 1 내지 약 5 또는 그 이상의 평방미터, 최저 벤딩파 주파수는 약 25 내지 70Hz , 휨 강성은 약 25 이상의 뉴우튼미터, 코아 전단 모듈루스는 보통 약 30 메가파스칼 이상, 그리고 표피부의 영 모듈루스는 적어도 20 기가파스칼이고 적어도 약 1000 기가파스칼까지 될 수 있다.
(f) 일반적으로, 휨 강도는 최소 약 0.1 내지 약 1000과 최대 약 4 내지 약 3500 뉴우튼미터 사이, 그리고 단위 면적당 매스는 크기/응용에 따라 최소 약 0.05 내지 약 1.5 kg/평방미터와 최대 약 1 내지 약 4 kg/평방미터 사이이다.
이 가이드라인들은 광범위한 테스트, 계산 및 조사 등을 거쳐 높은 신뢰도를 가지나 부당하게 제한을 두려는 의도는 아니다. 그러므로, 목적한 설계의 라우드스피커만큼 효과적이지는 않지만, 휨 강성이 7.5 뉴우튼미터에서도 구조물을 구동/여기하는 데 성공하였다. 원리적으로, 비록 입력 전력을 매우 높게하고 효율을 다소 낮게 할 수 있지만, 임의의 절대 상한치를 안다는 것은 어렵다; 그러나, 예컨대 존재하는 구조적이고 피복된 재료들을 매칭하기 위해 만일 그러한 것이 수용가능하고, 심지어 바람직하다면, 그렇게 할 수 있다. 또한, 재료기술의 발달은 예측을 넘어서는 성질의 조합에 의한 구조를 가능케하는 것이 확실해 보인다.
또한, 피에조전기 및 강자성 전자석 트랜스듀서의 바람직한 형태는 전자기 복사 또는 스트레이 자장이 무시할 수 있을 정도이어야 한다. 종래의 스피커에서는 자장이 컸기 때문에, 보상을 위한 소정의 역방책이 취하여지지 않은 경우에는 1미터 거리까지 자장의 영향이 미친다.
임의의 적용시에 스크리닝을 유지하거나 갖는 것이 중요한 경우에는, 소정 DML 패널의 도전부에 전기가 연결될 수 있으며, 전기 도전성 기포 또는 유사한 인터페이스가 에지부 설치용으로 사용될 수 있다.
서스펜션 (3) 은 바람직한 에지부 진동을 방해하지 않고 패널 에지부가 심하게 움직이는 것을 방지하여 패널 (2) 에지부의 진동을 감쇠시킨다. 추가용 또는 대체용으로, 또 다른 진동 감쇠재, 예를들어 패치 (patch), 를 패널의 선택된 위치에 본딩시켜(점선으로 된 2P 참조) 과도한 움직임의 감쇠에 있어서 특정 주파수 모드를 제어하고, 공진 현상을 패널 전체에 대하여 균일하게 분산시키는 것을 돕는다. 상기 패치는 통상 종래의 라우드스피커의 외관부로 사용되던 역청기 (bitumen-based) 재료로 만들어지거나, 탄력있는 또는 단단한 폴리메릭 시트 재료로 만들어진다. 몇몇 재료, 특히 페이퍼와 카드 및 소정의 코아는 자체적으로 진동을 감쇠시킨다. 필요에 따라서는, 패널 구성시에 접착제로써 단단하게 고정시키는 것보다 탄력성있게 고정시키는 방식을 채택함으로써 진동 감쇠를 증대시킬 수 있다.
선택 가능한 상기 진동 감쇠재는 패널의 시트 재료에 영구적으로 결합되어 특별히 적용할 수도있다. 에지부와 코너부에서는 패널의 저주파수 진동 모드가 다소 적게 분산될 수 있다는 점에서 특히 중요하다. 진동 감쇠재를 에지방향으로 고정시킴으로써, (비록, 적어도 그 코너부는 자주 상대적으로 자유로울 수 있지만, 즉, 저주파 동작시에 조금 늘어날 수 있지만) 완전히 프레임된 시트 재료를 갖춘패널쪽에 유리하게 인도할 수 있다. 접착성 또는 자체-접착성 재료에 의하여 접착이 가능하다. 상기 영역중 중간정도의 일부 위치에, 시트 재료에 부착된 효과적인 매스(mass) 또는 매스들에 의하여, 다른 형태의 유용한 진동 감쇠, 특히 다소 예민한 효과 및/또는 중간 주파수 및 고주파수에 의한 감쇠가 가능하다.
전술한 음향 패널은 양방향성이다. 후면으로부터의 소리 에너지의 위상은 전면으로부터의 소리 에너지의 위상과 큰 연관성이 없다. 결과적으로, 실내에서의 음향 전력과, 균일하게 분포된 주파수의 소리 에너지와, 감소된 반사파 및 정재파 효과를 전체적으로 합쳐 평가하여 보면 유리한 점이 있으며, 재생된 소리 기록으로부터 자연 공간과 분위기를 우수하게 재생할 수 있는 이점이 있다.
음향 패널로부터의 소리 등의 방사는 보통 무방향성이지만, 정보와 관련된 위상의 비율은 축으로부터 멀어질 수록 증가한다. 팬텀 스테레오 이미지의 수렴을 개선시키기 위하여, 화상에서와같이, 사람이 서있는 정도의 높이에 스피커를 배치하여, 스테레오 효과가 최적인 곳에 보통 자리잡게되는 청취자에게 축으로부터 적당한 거리만큼 떨어져서 위치를 잡을 수 있도록하는 이점을 제공한다. 이와 유사하게, 청취자를 기준으로 삼각형 형태로 좌우에 배치하는 구조는 또 다른 각도 성분을 제공한다. 따라서, 우수한 스테레오를 얻을 수 있다.
종래의 스피커 재생산과 비교하여보면 청취자들에게는 또 다른 장점이 있다. 음향 패널 소리 방사는 본래 분산 성질이 있기 때문에 동일점원으로부터 일정하게 떨어진 거리에 대하여 역제곱 법칙을 따르지 않는 소리 볼륨을 가진다. 결과적으로 중앙으로부터 멀리 떨어져 있으며 좋지 않은 장소에 위치한 청취자에게 있어서,팬널 스피커의 강도 필드는 종래의 스피커와 비교하여보면 더 우수한 스테레오 효과를 나타낸다. 왜냐하면, 중앙으로부터 멀리 떨어져 있는 청취자는 스피커에 근접함으로써 초래되는 이중 문제점; 첫째로, 근접한 스피커로부터의 큰소리가 과도하게 증가하는 것과, 그 다음, 추가적인 라우드스피커로부터의 큰소리가 그에 대응하여 감소한다는 것; 으로부터 벗어날 수 있기 때문이다.
본 발명의 음향 패널 부재가 외부 동작영역과 매치되도록 하기 위해 상이한 벤딩 강성에 대한 조정을 포함하여 보통으로 크기가 정해질 것이지만, 그러한 것이 필수적이지는 않다. 도 2a 및 2b에서 점선으로 나타낸 다른 수단들은 의도되는 동작영역에 대해 적어도 부분적으로 내부 프레이밍으로서 강성 재료/부재(22S) 또는 하나의 표피부(21) 또는 추가 진동감쇠부를 통해 코아(22) 내부로의 부분적인 절단을 포함하고, 그러므로써 관련된 패널부재 구조를 위한 바람직한 사이즈를 감소시킨다.
도 3을 보면, 도 3a는 1.34 : 1의 등척성(isometric) 종횡비를 위해 상기에서 나타낸 바와 같은 실질적으로 사각형인 패널을 위한 바람직한 트랜스듀서 위치를 나타낸다. 즉, 트랜스듀서 위치는 그 코너로부터 측면 길이의 3/7, 4/9 및 5/13으로부터 취해진 직교좌표의 교차점 "x"이고, 다른 코너들은 단지 하나의 사분면에서 설명된다.
다른 도면들에서, 임의의 코너에 대해 6개의 트랜스듀서 위치가 표시된 것처럼 개별적으로 또는 집합적으로 포함될 수 있다.
도 3b는 종횡비(aspect ratio) 1.182 : 1 즉, 중심으로부터 장축 및 단축의0.43 및 0.20에서 진타원 패널 부재에 대한 상기에서 지시한 바와 같은 하나의 바람직한 트랜스듀서 위치를 나타낸다. 상기 위치는 다음의 방정식을 사용한 타원 원통형 좌표로부터 발전되며 (0.036, 0.239π)에서 상수값 u (0 . . . 1) 및 v (0 . . . π/2)를 갖는다:
x = h.cosh(u.um).cos(v) y = h.sinh(u.um).sin(v)
h ≡ √(a2-b2) um ≡ q.tanh(a/b)
도 3c 및 3d는 마찬가지로, 근사적인 윤곽이지만 각 상기에서 나타낸 바와 같은 바람직한 트랜스듀서 위치를 구비하는 과타원 및 부분 과타원/부분 타원형 패널 형상을 나타낸다.
도 4내지 도 6을 보면, 도4는 도 1 과 도 2 에서 도시한 종류이고 프레임 (1) 이 중간 밀도의 섬유판 등으로 만들어지는 배플보드 (6) 로 대체된 분산 모드 패널형 라우드 스피커 (81) 의 제 1 실시예로서, 탄성 서스펜션 (3) 의 삽입에 의하여 분산 모드 라디에이타 패널 (2) 이 탑재되는 사각형의 틈 (82) 이 있다. 도 9-17에서 기술된 종류인 트랜스듀서 (9) 는 패널 (2) 상에 탑재되어 이 패널을 진동시켜 공진되도록하여 음향 출력을 발생시킨다. 이러한 배플은 라우드 스피커의 저주파 응답을 증대시키는 효과를 갖는다.
도 4에서 본 발명에 의한 라우드 스피커는 상부 (148), 하부 (149), 대향 측부 (150), 후면부 (151), 및 전면부 (152) 로 이루어지는 상자형의 외관부를 구비한다. 외관부 (8) 의 전면부 (152) 는 도 1 및 도 2 에 도시된 종류인 단단한경량성의 분산 모드 라디에이타 패널 (2) 를 구비하며, 이 패널은 대향하는 외피부 (21) 로 감싸여진 코아 (22) 를 구비한다. 패널 (2) 은 라텍스 고무 스트립 등과같이 유연한 성질이 있는 서스펜션 (17) 에 의하여 외관부 (8) 내에서 지지된다. 외관부내에 음향 흡수용 내벽을 설치할 수도 있다.
도 9-17에서 기술된 종류의 트랜스듀서 (9) 는 상기에서 기술된 바와같이 전적으로 패널 (2) 의 내향면상의 소정 위치에 탑재되어 이 패널을 진동시켜 공진되도록하여 음향 출력을 발생시킨다.
외관부 (8) 의 일 측부 (150) 에 포트 (109) 를 형성하여 라우드 스피커의 저음 성능을 개선시킬 수 있다. 어쨌든, 외관부 (8) 에 의하여 라우드 스피커는 단일 방향성을 나타내게되며, 이는 특정 상황하에서 바람직 할 수 있다.
도 5 는 본 발명에 의한 라우드 스피커 (81) 의 또 다른 실시예로서, 도 4 와 관련되어 전술된 라우드 스피커와 유사하다. 외관부를 크게하는 장점을 제공함과 동시에 라우드스피커 외관부의 두께를 줄이기 위하여, 라우드 스피커는 내벽 (예를들면, 못을 박을 수 있는 내벽) 상에 탑재되기 적합하고 내벽내의 공동 (110) 과 정렬되는 후방 개구부를 갖는 앞쪽 상자부 (52) 로 이루어지는 상자형의 외관부 (8) 를 구비한다. 앞쪽 상자의 전면부 (51) 는 대향 외피부 (21) 로 둘러싸인 코아 (22) 를 갖는 단단한 경량성의 분산 모드 라디에이타 (2) 를 구비한다. 패널 (2) 은 고무 라텍스 스트립 등으로 만들어진 탄성 서스펜션 (17) 으로 둘러싸여 짐으로써 외관부 (8) 내에 지지된다. 따라서 라우드 스피커는 대체로 상기 도 1 및 도 2 에 기술된 종류와 유사하다.
도 9-17에서 기술된 종류의 트랜스듀서 (9) 는 상기에서 기술된 바와같이 전적으로 패널 (2) 의 내향면상의 소정 위치에 탑재되어 이 패널을 진동시켜 공진되도록하여 음향 출력을 발생시킨다.
따라서, 본 발명의 특별한 일측면에 따른 라우드 스피커는 상대적으로 간단히 제조할 수 있으며, 종래의 라우드 스피커와 비교하여 상대적으로 또는 명백히 얇게 만들 수 있다. 본 발명의 라우드 스피커는 종래의 피스토닉 라우드 스피커보다 분산 각도가 넓다. 라디에이타 패널을 금속호일 또는 시트로 만들거나 이들 금속호일 또는 시트로 표피 처리하게 되면, 라우드 스피커는 무선 주파수 방사에 대한 차폐 효과를 가질 수 있다.
본 발명에 있어서, 패널형 라우드 스피커는 공진성 분산 모드 음향 라디에이타와, 상기 라디에이타내의 분산 모드 공진을 촉발시키기 위하여 상기 라디에이타에 탑재된 구동 수단과, 상기 라디에이타 주위를 감싸고 지지하는 배플을 구비한다. 라디에이타와 상기 배플사이에 탄성 서스펜션이 삽입되어 위치할 수 있다. 탄성 서스펜션은 고무와, 스폰지형의 발포형 고무등과같은 탄성 중합체 재료로 만들어질 수 있다.
배플은 사실상 플레이너형일 수 있으며, 또는 상자형의 외관부 형태일 수 있다. 배플은 적당한 경도를 갖는 재료, 예를들면 중간 정도의 밀도를 갖는 섬유판으로 만들어질 수 있다. 배플이 외관부내에 형성되면, 소위 "무한 배플" 형태이거나 포트일 수 있다. 트랜스듀서는 전적으로 상기 라디에이타상에 탑재될 수 있다.
외관부는 내벽에 또는 그와 유사한 표면에 매립될 수 있는 뒷쪽 상자부와,내벽 등으로부터 돌출될 수 있는 앞쪽 상자부를 구비할 수 있다. 라디에이타는 모듈러스가 높은 한쌍의 경량성 표피부를 분리시키는 경량성 코아를 구비할 수 있다.
도 7은 도 1 과 도 2 에서 보여준 탄력성이 있는 서라운드 (3) 에 탑재되고 직사각형의 프레임 (1) 내에 지지되는 단단하고 경량인 직사각형의 분산 모드 음성 방사 패널 (2) 과 같은 종류의 평면으로 설치된 패널형 라우드 스피커 (81) 를 도시한 것이다.
상기 프레임 (1) 은 말단부 (86) 에서 프레임 (1) 의 각각의 코너 (87) 에 연결된 4개의 수평의 팔 (85) 을 가지고 직립 축 (84) 을 지지하는 지면에 연결된 발 (83) 을 갖는 플로어 스탠드 (23) 에 의해 지지된다. 도 9 내지 도 17 에서 보여주는 것과 같은 종류의 균형을 위한 한쌍의 트랜스듀서 (9) 는 하나는 각기 패널 (2) 위의 한 단부에 탑재되고, 또한 다른 단부들에서 패널을 구동하는 축 (84) 위의 돌출부 (88) 상에서 지지된다.
상기 한쌍의 트랜스듀서 (9) 는 아래에서 논의된 것과 같이 패널 (2) 위의 예정된 위치에 위치시킬 수 있다. 상기 장치는 팔 (85) 과 더불어 기존의 라우드 스피커 구동 장치의 섀시로서 그리고 공명에 의해 음향 출력을 산출하기 위하여 패널을 진동하기 위해 동작하는 축 (84) 에 대한 반작용에 의해 피스톤 운동으로 패널 (2) 을 구동하도록 동작될 것이다. 그러한 장치에서는, 즉 기존의 피스토닉 라우드 스피커 콘 드라이버와 같이, 서스펜션 (3) 이 유연하기를 요구한다.
따라서, 본 발명의 특별한 측면은 주변부를 갖는 공명 분산 모드 음향 라디에이터, 공명에 의해 음향 출력을 산출하기 위하여 패널을 진동시키기 위해 프레임과 라디에이터 사이에 결합되고 라디에이터의 분산 모드 공진을 촉발시키기 위하여 라디에이터 내에 탑재된 트랜스듀서, 상기 라디에이터를 지지하는 프레임을 구비하는 패널형 라우드 스피커에 있어서, 상기 프레임이 그 주변부에서 상기 라디에이터를 지지하고 상기 라디에이터 주변부와 프레임 사이에 결합된 탄력성 있는 서스펜션 수단에 의해 특징되는 라우드 스피커를 제공한다. 상기 프레임은 라디에이터 패널을 둘러싸는 부분을 갖는다. 상기 탄력성있는 서스펜션은 라디에이터가 피스톤 운동을 하기에 적합한, 탄성 중합체 재료로 되어있다.
바람직한 트랜스듀서는 라디에이터의 공진 및 라디에이터의 피스톤 운동에 적용된다.
상기 프레임은 지면에 연결된 부분으로부터 연장된 직립 부분과 직립 부분으로부터 연장된 다수개의 팔, 지면에 연결된 부분을 갖는 플로어 스탠드를 구비하며, 팔의 말단부는 탄력성이 있는 서스펜션을 운반한다.
상기 라디에이터는 사각형일 수 있고, 상기 팔은 상기 라디에이터의 코너까지 연장되어 있다.
상기 트랜스듀서는 상기 프레임의 직립 부분에 탑재되어 있거나 또는 직립 부분에 인접해 있다.
도 8 은 라우드스피커(81)에서 피스토닉 동작과 분산모드 공진 동작을 결합하는 또 하나의 방법을 도시한다. 도면에서, 도 1 과 도 2 에 도시된 것과 같은 종류의 가볍고 단단한 분산모드 패널(2)은 측면과 중간 정도의 강도를 갖는 섬유질보드 등으로 이루어진 후방벽(12)과, 공동(cavity :155)을 구비하는 박스형외관부(8)의 앞벽을 형성한다. 패널(51)의 음향흡수 재료는 상기 공동(155)에 제공된다. 상기 패널(51)의 음향 흡수재료는 정재파의 진동감쇠를 위해 상기 공동(155)에 제공된다. 상기 라디에이터 패널(2)은 예를들어, 종래의 피스토닉 원추형 라우드스피커의 회전 서라운드를 에뮬레이트하기 위해 탄력성 서스펜션(7) 수단에 의해 상기 외관부(8)에 탑재되며, 밴딩파를 패널 내부로 진행시키기 위해 기결정된 위치에서 상기 패널(2)에 전체적으로 그리고 전면적으로 탑재되는 도 9-17과 같은 트랜스듀서(9)를 구비한다.
상기 외관부(8)의 내부 공동(155)은 파이프형 도관에 의해 피스토닉 저음 라우드스피커 구동단위(42)를 포함하는 저음 펌프(bass pump) 즉, 박스형 외관부(185)의 내부에 연결되며, 그에의해 저주파수 음향출력을 제공하는 탄력성 서스펜션(7)에서 상기 패널(2)이 피스토닉하게 움직이도록 상기 저음영역에서 음향 주파수 기압파는 상기 외관부의 내부로 사용된다.
또한, 상기 패널은 보다 더 높은 주파수에서 음향출력을 방사하도록 상기 트랜스듀서에 의해 공진되어진다. 상기 라우드스피커의 구동을 위해 상기 저음펌프와 트랜스듀서로 음향신호를 공급하도록 증폭기(1)가 마련된다.
따라서 본 발명의 특별한 일면은 외관부와, 상기 외관부내의 음향 라디에이터와, 관련된 곳으로 제한되는 피스토닉 이동을 위해 상기 외관부에 라디에이터를 탑재하는 탄력성 서스펜션과, 상기 라디에이터 구동용 트랜스듀서 수단을 구비한 라우드스피커를 제공하며, 상기 라디에이터는 패널형 분산 모드 음향 라디에이터이고, 상기 라디에이터를 진동시켜 공진을 일으키도록 상기 라디에이터상에 전체적으로 그리고 전면적으로 탑재된 제 1 트랜스듀서와, 상기 라디에이터가 피스토닉하게 이동하도록 하기위해 상기 외관부내의 기압 변화 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 기압 변화 수단은 공기펌프를 구비할 수 있다. 상기 공기펌프는 보조 외관부와, 상기 보조 외관부에 탑재된 피스토닉 구동기와, 상기 피스토닉 구동기의 동작에 의해 생성되는 기압파가 상기 외관부로 전달되도록 각각의 외관부의 내부를 결합하는 수단을 구비할 수 있다.
솜(wadding) 등의 음향적 흡착수단이 상기 외관부 및 보조 외관부에 제공되어질 수 있다.
상기 분할모드 음향 라디에이터는 한쌍의 높은 모듈러스를 갖는 경량의 표피부를 샌드위치하는 경량의 셀룰러 코어를 갖는 패널을 구비할 것이다.
도 9는 패널에 벤딩파를 내보내기 위하여 표피부(21)를 가진 양측면을 향하는 코어(22)를 포함하는 단단한 경량 분산 모드 패널(2)의 내측에 끼워 넣기 위해 배열된 이동 코일 트랜스듀서(9)의 일실시예를 나타낸 것이다. 상기 트랜스듀서는 상기 패널(2)의 코어내 캐비티(29)에 예컨대 에폭시 레진으로 이루어진 고정부(16)에 끼워 넣어진 코일(13)과 이를 둘러싸는 원통형 코일 형성기(18)를 포함하여 코일(13)및 코일 형성기(18)가 확고하게 패널(2)에 고정되도록 한다.
코일 형성기(18)에 의해 한정된 캐비티(29)의 일부분에 설치된 자기 어셈블리는 전극-형성 부재(14)에 의해 분리된 대향하는 자기(15)의 쌍을 포함하고, 상기 자기 어셈블리는 고무와 같은 물질(예컨대 발포고무)로 된 대향하는 유연한 지지부재(19)에 의해 표피부(15)의 내측면에 설치된다. 이러한 지지부재는 자기 어셈블리와 각각 패널의 표피부(21)의 내측면에 접착성있게 결합된다. 이로서 자기 어셈블리(14,15)는 코일(13)에 집중하여 설치되고 지지부재(19)에서 축방향으로 이동 가능하게 된다.
트랜스듀서(9)는 자기 어셈블리와 코일사이에 관련된 축방향 운동에 기인하여 패널의 국지적인 탄성 변형을 일으키기 위해 진동하므로서 패널(2)에 벤딩파를 제공하기 위해 동작한다. 드라이브효과는 자기 어셈블리의 질량을 증가시킴으로서 향상되어 진다.
적어도 고주파수에서 동작시, 자기 어셈블리의 질량은 패널의 질량과 비교하여 비교적 크기 때문에 자기 어셈블리의 관성은 자기 어셈블리를 정지상태로 유지하고 패널을 진동시킬 것이다.
도 10은 도 9에 도시된 것과 유사하고 패널에 벤딩파를 제공하기 위하여 표피부(21)와 직면하는 코어(22)를 포함하는 종류의 단단한 경량의 분산 모드 라디에이터 패널(2)의 내측에 전적으로 끼워 넣어지도록 배치된다. 트랜스듀서(9)는 그 어셈블리가 패널(2)에 수용되도록 모듈 어셈블리로서 형성된다. 도시된 바와 같이 패널(2)은 트랜스듀서(9)를 수용하기 위해 적절한 캐비티(120)를 가지고 형성된다.
트랜스듀서는 예컨대 단단한 점착성 포팅(20)에 의하여 원통형 코일 형성기(18)의 내측벽에 고정된 코일을 포함하고, 코일 형성기(18)는 트랜스듀서의 외측 케이스를 제공하고 바람직한 방식으로 예컨대 접착성 본드(220)에 의해 코일 형성기에 확고하게 결합된 경량의 단부 캡(119)에 의해 대향하는 축방향 단부에서밀폐되어 진다. 어셈블리는 지시된 바와 같이 화살표"A"의 방향으로 이동하므로서 분산 모드 패널(2)에서 트랜스듀서 캐비티(120)내에 위치하여 배열된다. 트랜스듀서는 접착제수단에 의해 캐비티내에 고정된다.
코일 형성기(18)에 의해 한정된 캐비티(29)의 일부분에 설치된 자기 어셈블리는 전극-형성 부재(14)에 의해 분리된 대향하는 자기(15)의 쌍을 포함하고, 상기 자기 어셈블리는 고무와 같은 물질(예컨대 발포고무)로 된 대향하는 유연한 지지부재(19)에 의해 표피부(15)의 내측면에 설치된다. 이러한 지지부재는 자기 어셈블리와 각각 패널의 표피부(21)의 내측면에 접착성있게 결합된다.
이로서 자기 어셈블리(14,15)는 코일(13)에 집중적으로 설치되고 지지부재(19)상에서 축방향으로 이동 가능하다. 트랜스듀서(9)는 도 9의 실시예를 참조하여 설명된 것과 같은 방법으로 패널의 국지적인 탄성 변형을 일으키기 위해 진동하므로서 패널(2)에 벤딩파를 제공하도록 동작되어 진다.
도 10의 트랜스듀서(6)는 실질적으로 분산 모드 패널(2)의 두께의 범위내에서 덮히게 되는 로우 프로파일 장치를 나타낸 것이다. 트랜스듀서는 접착제등에 의해 패널(2)내 대응하는 개구(29)에 고정되어 지도록 맞춰진다. 코일(13)은 모터 코일 어셈블리를 형성하기 예컨대 접착제등에 의해 형성기(18)의 내측면에 안전하게 고정된다. 형성기(18)의 대향하는 축방향 단부는 디스크형의 고무와 같은 유연한 지지부재(59)에 의해 밀폐되고 각각은 종래 피스톤형 콘 스피커 구동 유닛에서 사용되는 것과 유사한 울림 써라운드 형성하기 위해 그 둘레 가까이에 환상의 주름(136)을 가지고 형성된다. 상기 부재(59)의 중심 부분은 예컨대 접착제 또는다른 적절한 방식으로 클램핑에 의해 코일 형성기(18)의 축방향 단부에 적절하게 고정된다. 상기 부재(59)의 중심 부분은 전극 피스(14)를 샌드위치하는 한 쌍의 대향하는 자기(15)를 포함하는 자기 어블리사이에 확장된 환상의 주름에 의해 한정된다. 자기(15)의 외측면은 상기 부재(59)의 중심 부분에 결합되거나 안전하게 고정되고 이로서 자기 어셈블리(14,15)는 코일(13)에 대하여 집중적으로 배치되고 이에 대하여 한정된 축방향 이동이 가능하다.
자기 어셈블리는 트랜스듀서에 인접한 패널을 둘러싸는 스트레이 자기장을 방지하거나 제한하기 위해 패널(2)에 지지된 환상의 탄성부재(17)에 설치된 디스크형 스크린(121)에 의해 보호되어 진다.
도 11a의 트랜스듀서 배치(9)는 패널을 공진시키기 위하여 대향하는 표피부(21)에 의해 둘러싸인 코어(22)를 포함하는 형태의 단단한 경량의 분산 모드 라디에이터(2)에 밴딩파를 제공하기 위하여 패널(2)의 대향면에 배치된 상보형 푸시/풀 구동기를 포함한다.
이러한 실시예에서, 코일(13)은 예컨대, 접착제등에 의해 라디에이터 패널(2)의 대향면 표피부(21)에 예컨대 에폭시 접착성 결합(16)에 의해 단단하게 고정된 모터 코일 어셈브리를 제공하기 위해 코일 형성기(18)의 외측면에 단단하게 고정되어 진다. 자기(15)는 전극(14)의 쌍에 의해 둘러싸여 지고 이들 중 하나는 디스크형이며 그 원주가 각 코일 형성기(18)의 내측면에 가까이 배치되고 다른 하나는 상기 코일(13)을 둘러싸기 위해 배치된 주변 플렌지(162)를 구비한다.
일반적으로 원통형인 고정부재(93)는 패널(2)에서 개구(29)를 통하여 자유롭게 통과하도록 배치된다. 고정부재(93)는 구동기를 서로 결합하기 위한 각각의 트랜스듀서(9)쌍의 축방향 끝단부를 죄는 각 헤드(95)를 가지고 형성되는 대향하는 상보형 부분을 포함한다. 고정부재(93)의 상보형 부분은 상보형 스크루-장착부(160,161)에 의해 서로 안전하게 고정된다. 상기 고정부재는 플라스틱이나 금속과 같은 소정의 물질로 이루어질 수 있다.
도 11a의 트랜스듀서 배치(5)는 개구(29)에 인접한 패널(2)에 확고하게 고정되지 않는다. 그러나 대신에 도 3에 도시된 바와 같은 방법으로 패널 개구(29)에 가깝게 위치한 패드에 예컨대 발포고무로 형성된 탄성패드를 경유하여 결합되고 이로서 트랜스듀서는 각각의 구동기의 결합된 질량에 기인한 관성효과에 의해 상기 패널에 벤딩파를 제공하도록 작용하게 된다.
도 11b의 트랜스듀서(9)는 일반적으로 도11a와 유사하지만 패널(2)의 일측면에 부착하기 위한 것이다. 이로서 자기 어셈블리(14,15)는 고무와 같은 탄성 서스펜션(17)에 의해 패널(2)의 표면에 안전하게 고정되는데, 이 탄성 서스펜션은 외측 전극 피스(14)의 플랜지 둘레에 부착된다.
도 11c는 도 11b에 도시된 종류의 트랜스듀서(9)를 나타내고 패널 표면에 용이하게 적용하기 위한 것이다. 이로서 트랜스듀서(9)는 형성기(18)를 경유하여 얇은 기판(147)상에 자기 접착성 외부층을 가지고 탄성 서스펜션(17)에 설치되고 이로서 트랜스듀서는 제위치에 설치되어 진다.
따라서, 본 발명의 특별한 일면은 튜브형 부재 및 상기 튜브형 부재에 확고하게 고정된 코일을 구비한 음성 코일 어셈블리, 상기 음성 코일내에서 동심형으로배치된 마그네틱 어셈블리및 분산 모드 라디에이터에 확고하게 설치되도록 마련된 음성 코일에 대하여 축방향 이동을 위한 상기 마그네틱 어셈블리를 지지하는 탄성수단을 특징으로 하는 관성 진동 트랜스듀서를 제공한다.
상기 탄성수단은 대향하는 탄성부재를 포함한다. 상기 음성 코일의 축방향 단부는 캡및 상기 캡상에 설치된 탄성수단에 의해 밀폐되어 진다.
상기 코일은 상기 음성 코일 어셈블리를 형성하기 위해 튜브형 부재의 내측면에 설치된다.
상기 음성은 상기 라디에이터내 대응하는 형상의 캐비티내에 수용을 위해 적절하도록 한다.
상기 캡은 탄성수단을 포함한다. 이로서 각 캡은 환상의 유연한 회전 써라운드를 포함한다.
마그네틱 차폐물은 스트레이 자계를 줄이기 위해 상기 캡상에 배치된다.
상기 음성 코일 어셈블리는 상기 라디에이터의 표면에 확고하게 고정되기에 적절하게 된다.
상기 마그네틱 어셈블리는 일반적으로 대향 디스크형 전극 피스를 포함하고 상기 전극 피스중 하나의 원주가 상기 음성 코일 어셈블리에 대하여 인접및 내측에 배치되고, 플랜지를 가지고 형성된 다른 하나의 원주가 상기 음성 코일 어셈블리를 둘러싸고 인접하여 배치된다.
상기 트랜스듀서는 상기 라디에이터의 대향면상에 상보형 자기 어셈블리및 음성 코일 어셈블리를 포함하고, 상기 자기를 결합하는 수단은 푸시-풀(push-pull)동작을 위해 조립된다.
본 발명의 다른 양태는 상술한 바와 같이 관성 트랜스듀서를 포함하는 라우드스피커이다. 상기 라우드스피커는 분산 모드 음향 라디에이터및 라디에이터를 공진시켜 진동하게 하기 위해 결합된 트랜스듀서를 포함한다.
도 13 은 피에조-전기 트랜스듀서 (9) 의 실시예를 도시하며, 결정성 디스크형 피에조 벤더 (27) 의 중앙부는, 단단한 발포 플라스틱으로 만들어져 무게가 가볍고 단단한 실린더형 블록 (93) 의 일단부상에 탑재되어있으며, 실린더형 블록은 접착제 등에 의하여 분산 모드 라디에이터 패널 (2) 의 개구부 (20) 내에 고정되며, 패널 (2) 의 일면으로부터 상기 블록 (28) 의 상기 일단부가 돌출해 있기 때문에 벤더 (27) 의 주변부 (31) 는 패널 (2) 의 일면에 근접하여 자유롭게 매달려있다. 미네랄이 섞인 폴리비닐클로라이드 등과 같은 플라스틱으로 만들어진 고리형 링 (25) 이 피에조 벤더 (27) 의 주변부에 고정되어 피에조 벤더의 자유로운 주변부에 매스를 부가한다. 따라서, 트랜스듀서가 음향 신호에 의하여 에너지를 얻게되면, 피에조 벤더 (27) 는 진동하고, 그 매스에 의하여 벤딩파가 패널 (2) 내부로 진입하게 됨으로써, 패널이 공진되고 음향 출력이 생성되어 방사되게 된다.
도 14 의 피에조-전기 트랜스듀서 (9) 는 패널 (2) 표면상에 접착제 등으로 주변부 (31) 가 고정되도록 설치된 디스크형 피에조 벤더 (27) 를 구비하며, 벤더 (27) 의 중앙부 (27) 는 패널 (2) 내의 공동 (29) 에 대하여 자유롭게 매달려있기 때문에 벤더 (27) 의 주변부 (31) 만이 패널과 접촉되어 있다. 플라스틱 재료 등으로된 매스 (25) 가 탄성 폴리머 등과같은 탄력성있는 재료로된 진동 감쇠 패드(30) 를 갖춘 벤더 (27) 의 중앙부에 부착된다.
따라서, 피에조 벤더에 인가된 음향 신호는 벤더를 진동시켜 이 벤딩파를 패널 내부로 출력시킨다. 관성력을 증가시키기 위하여 구동기 (27) 에 매스 (25) 를 올려 놓음으로써 트랜스듀서의 구동 효과가 향상된다.
도 15 의 트랜스듀서 장치 (9) 는 한쌍의 피에조 벤더 (27) 가 패널 (2) 을 통한 공동 (29) 의 양측에 부착되어 푸시/풀 모드로 동작한다는 것을 제외하고는 도 14 의 트랜스듀서 장치와 유사하다. 본 장치에서, 양쪽 벤더 (27) 의 중앙부는 공통 매스 (25) 로 함께 연결되어 있으며, 상기 공통 매스 (25) 는 각 벤더 (27) 와 매스 (25) 사이에 위치하는 탄력성있는 진동 감쇠 패드 (30) 를 갖춘다.
본 발명의 트랜스듀서는 그 구성이 상대적으로 간단하며 효과적으로 사용할 수 있다.
따라서, 본 발명은 판형 피에조-전기 벤더와, 진동하는 부재상에 상기 벤더를 탑재하기에 적합한 수단을 갖춘 관성 진동 트랜스듀서를 포함하며, 상기 벤더의 상당 부분은 상기 부재로부터 떨어져서 상기 부재에 연관되어 움직인다. 상기 벤더의 상당 부분에 매스가 안착될 수 있다. 벤더는 격자 형태일 수 있다. 상기 벤더는 판형일 수 있으며, 상기 탑재 수단은 상기 벤더의 중앙에 설치되고, 상기 매스는 상기 벤더의 주변에 안착될 수 있다. 탄성 부재를 사용하여 매스를 벤더에 부착할 수 있다. 전술한 것처럼, 벤더는 진동하는 부재의 양측에 부착되고, 공통 매스에 의하여 서로 결합되어 푸시/풀 모드로 동작할 수 있다. 본 발명의 다른 양태는 분산 모드 음향 라디에이타를 갖는 라우드스피커로서, 전술한 것처럼 트랜스듀서가 결합되어 상기 라디에이터를 진동시킨다.
도 16 및 도 17을 참고하면, 도 16은 패널을 공진시키기 위하여, 단단하고 가벼운 분산 모드 라디에이타 패널 (2), 예를들면 대향 표피부 (21) 로 감싸여진 코아 (22) 를 구비하는 도 1 과 도 2 에 도시된 종류의 분산 모드 라디에이타 패널 (2),내로 벤딩파를 진행시키는 트랜스듀서(9)를 보인다. 트랜스듀서는 에폭시 접착성 본드 (16) 등에 의하여 라디에이터 패널 (2) 의 표면부 (21) 에 단단하게 본딩되는 코일의 바탕 (coil former) 외측상에, 접착제 등으로 단단하게 고정되는 코일 (13) 을 구비한다. 자석 (15) 은 한쌍의 극에 의하여 감싸여지며, 상기 극중의 하나는 디스크형이고 그 주변부는 코일의 바탕 내부에 근접하도록 배치되어 있으며, 나머지 하나의 극은 코일 (13) 주위에 배치되는 주변 플랜지 (90) 를 갖춘다. 자석 (15) 과 극을 포함하는 자성체는, 금속 또는 경질 플라스틱으로 만들어지며 패널 (2) 을 따라 연장되어 있는 공동 (29) 을 관통하는, 고정기 (93) 에 의하여 패널상에 탑재된다. 고정기 (93) 는 각각 헤드 (95) 를 가지며 상보형으로 맞물린 한쌍의 부재 (91, 92) 를 구비하며, 헤드중의 하나는 트랜스듀서 (9) 의 외부면을 내포하며, 나머지 헤드 하나는 트랜스듀서 (9) 가 탑재되는 측에 반대 방향인 패널 측상의 패널면을 내포한다. 트랜스듀서 (9) 와 패널 사이에는 스페이서 (127) 가 위치하여 패널로부터 트랜스듀서를 분리시킨다. 이러한 트랜스듀서 (9) 는, 벤딩파를 패널내로 진행시켜 패널을 공진시키 위하여 음향 신호가 트랜스듀서에 인가되면, 고정기 (93) 와 코일의 바탕 (18) 사이의 패널의 일부분이 탄성있게 휨으로써 동작한다.
도 17의 트랜스듀서 장치 (9) 는, 도 16에 도시된 종류로 패널의 양측에 배치된 상보성 푸시/풀 구동기를 구비한다는 것을 제외하고는, 도 16 에 기술된 트랜스듀서와 유사하다. 고정기 부재(93)는 패널(2) 내의 틈(29)을 관통하도록 배치되어 두 개의 트랜스듀서를 함께 결합시킨다. 고정기 부재 (93) 는 일반적으로 대향하는 상보형 부분을 구비하며, 이들 각 부분은 헤드 (95) 가 있으며, 이들 헤드는 트랜스듀서의 축 단부에서 죄여져 구동부를 서로 결합시킨다. 고정기 부재 (93) 의 상보성 부분은 상보성의 나사로 죄여진 부분 (94,96) 에 의하여 상호 안착된다. 고정기 부재는 플라스틱 또는 금속등과같은 소정의 재료로 만들어진다. 본 실시예의 트랜스듀서 장치 (9)는, 틈(29) 부근의 극 (14) 과 패널사이에 위치하며 경질 플라스틱 등으로 만들어진 단단한 패드 (19)에 의하여, 패널(2) 에 단단하게 죄여지기 때문에, 트랜스듀서의 동작에 의하여 패드와 코일의 바탕 사이의 패널 일부분이 탄성있게 휨으로써 벤딩파가 패널 내부로 진행한다.
따라서, 본 발명의 특별한 장치의 일면은, 상기 부재에서 벤딩파 동작의 유도를 포함하는, 부재를 진동시키는 진동 트랜스듀서를 포함하며, 상기 부재의 면에 고정되기에 적합하며 관 모양의 부재에 단단하게 고정되는 음성 코일 수단과, 마주보는 디스크형 자극 소자를 구비하는 자석 수단을 포함하며, 상기 자극 소자 중의 한 자극 소자는 상기 음성 코일 수단에 근접하여 함께 설치되도록 배치되며, 상기 자극 소자 중의 나머지 한 자극 소자는 상기 음성 코일 수단에 근접하여 설치되어 이를 에워싸기에 적합하도록 되어있는 주변 플랜지와 함께 형성되며, 상기 자석 수단은 진동하는 상기 부재의 중앙에 안착되기 적합하다. 트랜스듀서는 상기 자석 수단을 상기 부재에 안착시키는 고정기 수단을 구비한다. 고정기 수단은 상기 부재내의 공동과 연계되는 잠금기를 구비한다. 잠금기는 상기 부재로부터 상기 자극 소자의 주변부를 분리시키는 스페이서를 구비한다. 상기 진동 트랜스듀서는 상기 부재의 양면상에 탑재되는 상보성 모터 코일 수단 및 자석 수단과, 푸시/풀 동작을 위하여 상기 자석 수단의 중앙부를 서로 묶는 수단을 구비한다. 상기 잠금기는 양 단부에 헤드가 있으며 상기 각각의 자석 수단과 연계된는 잠금기로서, 나사 결합되어 상호 연계되는 한쌍의 영역을 구비하며, 스페이서 수단이 상기 잠금기 부근에 배치되고 상기 각각의 자석 수단과 상기 부재의 양면 사이에 샌드위치된다. 본 발명의 다른 양태는 전술한 분산 모드 음향 라디에이타와 트랜스듀서에 결합되어 라디에이터를 진동시켜 공진되도록 하는 라우드스피커이다.
도 18은 도 1및 도 2에서 나타낸 것과 동일한 종류의 패널형 라우드스피커(81)를 나타내며, 상기 분산 모드 패널(2)은 각각의 패널사이에 끼워진 탄성 서스펜션(3)을 가진 제 2분산 모드 사운드 라디에이팅 패널(4)이 설치된 경계내에서 일반적으로 직사각형 개구(82)를 가지고 형성된다. 상기 패널(4)은 예컨대 표피부(21)를 분리하는 중심 코어(22)를 가진 패널(2)과 동일한 방법으로 구성된다. 상기 패널(4)은 고주파수 음향 출력을 생성하기 위하여 기결정된 위치에서 상기 패널(4)내 또는 패널상에 전체적이고 독점적으로 설치된 트랜스듀서(9)에 의해 구동되고, 반면에 상기 패널(2)은 상기 라우드스피커가 상기 전체 음향 스펙트럼을 용이하게 둘러 싸도록 저주파수의 음향 출력을 생성하기 위해 분리 트랜스듀서(9)에 의해 구동되어 진다.
도 19는 예를 들어 도 1및 도 2에 도시된 종류의 본 발명에 따른 분산 모드 패널(2)이 한 쌍(70,71)의 트랜스듀서(9)에 위해 어떻게 공진하도록 구동되어질 수 있는지를 설명한다. 상기 소형의 트랜스듀서(70)는 예컨대 도 24에 도시된 것과 같은 종류의 고주파수 피에조트랜스듀서이고, 상기 큰 트랜스듀서(71)는 예컨대 도 9-17에서 보여진 바와 같은 일렉트로다이나믹 종류이다.
증폭기(10)에 의해 구동되는 상기 트랜스듀서(70,71)는 스텝업 트랜스퍼머(72)의 인터포지션및 비교적 하이 레벨에서의 상기 피에조트랜스듀서에 대한 라인내 정합 저항(73)을 가지는 각각의 트랜스듀서에 평행하게 결합한다.
도 20은 도 1및 도 2에서 도시된 본 발명에 따른 분산 모드 패널(2)이 한 쌍(70,74)의 트랜스듀서(9)에 의해 어떻게 구동되는지를 나타낸 것이며, 트랜스듀서(70)은 예컨대 도 24에 도시된 종류의 고주파수 피에조전기 트랜스듀서이고 트랜스듀서(74)는 당사 계류중인 도 13-15에서 보여진 종류의 저주파수 피에조전기 트랜스듀서이다. 레퍼런스(75)는 상기 트랜스듀서(74)가 관성을 증가시키기 위하여 질량을 가지고 중량이 과하게 되는 것을 나타낸다. 상기 트랜스듀서(70,74)는 주파수 분할 네트워크를 제공하기 위해 사이에 놓여진 저항기(78)를 가지고 평행하게 접속되는 증폭기에 의해 구동되어 진다.
도 21은 도 1및 도 2에서 보여진 종류의 본 발명에 따른 분산 모드 패널(2)이 예컨대 도 9-17에서 보여진 종류의 한 쌍(68,69)의 일렉트로다이나믹 트랜스듀서에 의해 어떻게 구동되는지를 나타낸 것이다.
상기 트랜스듀서(68)는 고주파수 구동기, 이로서 저 인덕턴스 구동기로 의도되어 지는데, 반면에 상기 트랜스듀서(69)는 저주파수및 고 인덕턴스 구동기로 의도되어 진다.
상기 트랜스듀서(68,69)는 상기 트랜스듀서(68)에 대한 대부분의 고주파수신호를 통과시키기 위한 주파수 분할기로 동작시키기 위하여 상기 트랜스듀서(68)를 향한 라인에서 캐패시터(77)를 가진 증폭기(10)에 의해 평행하게 구동되어 진다.
본 발명의 일측면은 분산 모드 음향 라디에이터및 상기 라디에이터내에서 분산 모드 공진을 야기하도록 상기 라디에이터에 결합된 제 1트랜스듀서를 구비하는 패널형 라우드스피커에 있어서, 상기 라디에이터를 진동하기 위해 결합된 제 2트랜스듀서가 마련된 것을 특징으로 하는 패널형 라우드스피커를 제공한다. 상기 제 1및 제 2트랜스듀서는 다른 주파수범위에서 동작하도록 채택되어 진다. 상기 트랜스듀서중 하나 는 전자기적일 것이다. 상기 트랜스듀서중 하나는 피에조전기일 것이다.
상기 패널형 라우드스피커는 상기 제 1라디에이터내에 또는 제 1라디에이터상에 설치된 제 2분산 모드 음향 라디에이터이며, 탄성 서스펜션은 제 1및 제 2라디에이터를 결합하고, 상기 제 1트랜스듀서는 상기 제 1라디에이터상에 전체적이고 독점적으로 설치되고 상기 제 2트랜스듀서는 상기 2라디에이터상에 전체적이고 독점적으로 설치된다. 상기 제 2라디에이터는 상기 제 1라디에이터내 개구에 설치되어 진다.
도 22는 도 1및 도 2에서 나타낸 것과 동일한 종류의 분산 모드 패널(2)을 나타내고, 예컨대 상호 작용하는 환경에서 라우드스피커및 사운드 수신기 또는 마이크로폰 모두에 사용하는 것을 목적으로 한다. 도 22에서는 도시되지 않았지만, 상기 패널(2)은 둘러싸는 프레임(1)내에 설치되고 도 1및 도 2에 도시된 것과 동일한 방법으로 탄성 서스펜션(3)을 경유하여 상기 프레임에 부착된다. 상기 프레임은 예컨대 천장에서 부터 바닥 지지 프레임(미도시)에 한 쌍의 와이어(33)상에 지지된다.
상기 패널은 교대로 증폭기(10)에 접속되고 증폭기(10)에 의해 구동되는 트랜스듀서(9)에 의한 음향 출력을 생성하고 공진하기 위해 구동되어 진다.
상기 패널은 또한 출력단(66)에 접속되는 컨디셔너(65)와 신호수신기를 구동하기 위해 평행하게 결합되는 이미 설명한 바와 같은 종류의 피에조전기 트랜스듀서인 한 쌍의 진동 트랜스듀서를 구비한다. 이미 설명한 바와 같은 종류의 패널(2)상에 다른 하나의 진동트랜스듀서(63)는 신호 수정을 제공하기 위해 출력이 신호수신기및 컨디셔너(65)에 공급되는 필터/코릴레이터를 구동하기 위해 결합되어 진다.
따라서, 본 발명의 특별한 일면은 분산 모드 음향 라디에이터및 라디에이터가 공진하도록 진동하기 위해 결합된 트랜스듀서를 구비하는 패널형 라우드스피커에 있어서, 제 2트랜스듀서는 순간적인 음향 에너지에 기인하여 상기 라디에이터의 공진에 반응하는 신호를 생성하는 상기 라디에이터에 결합하는 것을 특징으로 한다. 상기 분산 모드 음향 라디에이터는 사이에 끼워진 탄성 서스펜션에 의해 둘러싸는 프레임내에 설치되어 진다.
상기 패널형 라우드스피커는 상기 라디에이터상에 이격된 위치에서 상기 적어도 두개의 제 2트랜스듀서를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 패널형 라우드스피커는 순간적인 음향 에너지에 기인하여 상기 라디에이터의 공진에 반응하는 신호를 생성하는 상기 라디에이터상에 추가적인 트랜스듀서및 상기 제 2트랜스듀서에 의해 발생되는 신호와 상기 추가적인 트랜스듀서에 의해 발생되는 신호를 비교하기 위한 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다. 상기 비교수단은 신호수신기와 컨디셔너및 신호출력수단을 구비한다.
마이크론폰에 관해서 보면, 특별히 도 23의 소개에서, 도 1 및 도 2에서 일반적으로 기술된 분산 모드 패널은 상기 패널에 걸친 음향 진동처럼 보이는 소리의 우수한 리시버이다. 되도록이면 경량의 패널 구조는 감도를 향상시키고, 상기 진동은 하나의 트랜스듀서와 상기에서 이미 설명한 것처럼 되도록이면 더 간단한 벤딩 트랜스듀서 예를 들어 피에조 변화, 에 의해 감지된다. 다수의 트랜스듀서와 트랜스듀서의 배치된 위치는 분산 패널 진동으로 부터 상기 요구되는 전기적 출력 신호로의 결합 성질을 최적화한다.
상기 패널이 우수한 형태의 분산을 위해 바람직한 실제의 또는 동등한 외형을 가져야 하는 반면에 배치는 패널 안쪽의 높은 형태의 밀도의 위치에 있어야 한다.
상기 패널에 소리 에너지 입사는 프리 모드 진동으로 전환된다. 상기 진동은 광 또는 전기역학적인 진동 트랜스듀서에 의해 감지되고, 그 결과는 마이크로폰이다. 중요하지 않은 적용을 위해서, 등가의 최적화된 포인트에서 단일 센서가 효과적이다.
우수한 성질로서 에너지변환 원리의 비상호적인 특성은 반드시 고려되어야한다. 두가지 사실은 타당하다; 첫번째로, 플랫 주파수 응답에 이르기 위한 다소의 주파수에 의존하는 등화(equalisation)와, 두번째로, 상기 음향 패널의 복잡한 진동의 더 광대한 샘플링을 포착하기 위한 경우이다. 세개의 트랜스듀서의 한도로 상기 트랜스듀서는 병렬로 연결된 출력을 갖는 값싼 피에조 전기 벤더인 것으로 지적된다. 선택적으로 넓은 영역의 폴리머 피에조막이 주파수 응답에 대비하여 감도의 요구되는 최적화를 위한 진동 집적 영역을 형성하기 위해 적당한 기학학상의 픽업 패터닝을 가지고 적용될 수 있다.
마이크로폰 응용에 있어서, 상기 패널은 상기 공기의 방사 임피던스와 상기 패널 사이의 최상의 조화를 제공하기 위해 가벼운 것이 이점이다. 더 높은 감도는 더 낮은 질량의 패널에 달려있다. 싱글 트랜스듀서에 있어서, 이론상의 모델의 결과는 모든 진동 모드는 코너에서 "유성(voiced)"이기 때문에 패널 코너에서 최적의 위치를 나타낸다.
도 23 은 본 발명에 따른 예를 들어 도 1 과 도 2 에 도시된 종류의, 소리 리시버 또는 마이크로폰으로 사용되기 위한 것으로 예정되어 있는 분산 모드 패널(2)을 도시한다. 비록 도면에 도시되어 있지는 않지만, 상기 패널은 프레임으로 둘러싸여 있고, 도 1 과 도 2 에 도시된 방법으로 탄력있는 서스펜션(3)을 통해서 상기 프레임에 접속된다. 상기 프레임은 예를 들어 천장 또는 바닥으로 부터의 한 쌍의 줄(33)에 지탱된다. (도시않음)
상기 패널은 상기 패널에 걸쳐서 위치하는 네개의 진동 트랜스듀서(63)의 배열을 구비하되, 하기 도 24에 도시된 종류의 트랜스듀서는 피에조-전기 트랜스듀서일 수 있고, 상기 트랜스듀서는 출력(66)에 연결된 신호 리시버와 컨디셔너(65)를 작동시키기 위하여 병렬로 연결되어 있다. 전체 트랜스듀서 위치가 도식적으로 나타내지며, 실제의 위치는 상기에서 나타낸 3/7, 4/9, 5/13의 코너-관련의 측면 길이 비례축의 상이한 조합으로 집중시키는 것에 대응한다. 상기 위치는 도 3에서 나타낸 바와 같이, 특히 3/7 및 4/9에 대해 매우 가까이에서 그리고 단일 윤곽선으로서 집합적으로 나타내지며, 그들 축들에 따른 정확한 집중이 상기에서 언급한 라우드 스피커 실시예들에 대해 특별히 효과적이지만, 아마도 본 발명의 작은 패널 부재를 위한 단일의 "스위트 스폿(sweet spot)"으로서 효과적으로 간주된다.
도 24는 예를 들어 접착력이있는 본드(20)에 의해 상기 패널(2)의 앞면에 연결되어 있는 디스크(118) 예를 들어 베어링, 상에 부착되어 있는 수정질의 디스크 같은 피에조 벤더(27) 형태의 분산 모드 패널(2)용 트랜스듀서(9)를 도시한다. 작동시 도선(28)을 통해서 트랜스듀서(9)에 전해지는 음향 신호는 상기 피에조 디스크(27)가 구부러지도록 유발하고, 그래서 상기 패널으로 벤딩파를 발진시키기 위해 상기 패널을 부분적으로 탄력있게 변형한다.
본 발명의 특별한 일면은 패널형 마이크로폰에 관한 것으로 분산 모드 음향 부재와 입사 음향 에너지에 의한 상기 부재의 공명에 반응하여 신호를 생산하기 위해 상기 부재에 전체적으로 그리고 전면적으로 연결되어 있는 트랜스듀서를 구비하는 것을 특징으로 한다. 상기 부재는 탄력있는 지지대가 사이에 삽입되어 프레임으로 둘러 싸여진다.
상기 패널형 마이크로폰은 상기 부재 상의 어느 정도 간격을 갖는 위치에 적어도 두 개의 상기 트랜스듀서가 있다. 상기 패널형 마이크로폰은 상기 부재 상에 입사 음향 에너지에 의한 상기 부재의 공명에 대하여 신호를 생산하기 위한 추가적인 트랜스듀서와, 상기 또 하나의 트랜스듀서에 의해 만들어진 신호와 상기 적어도 두 개 이상의 트랜스듀서에 의해 만들어진 신호를 비교하기 위한 수단을 포함한다.
상기 비교수단은 신호 리시버와 컨디셔너 그리고 신호 출력 수단을 포함한다. 상기 분산 모드 음향 부재는 표피 사이에 끼워진 셀룰러 코아를 포함하는 견고한 경량의 패널이다. 각각의 트랜스듀서는 피에조-전기 소자이다.
도 25는 매달린 세일링을 형성하기 위해, 격자와 같이, 매달린 프레임(99)에 지지되는데 적합한 종류의 세일링 타일(36)을 도시한 것이며, 이 세일링타일은 도 1 및 2에서 도시한 종류의 라우드스피커(81)로 형성되고, 그것은 말하자면 강성이며, 양측상에 있는 표피부들에 의해 감싸져 있는 코아(22)를 갖는 경량인 멀티모드공진패널(2)로 구성된다. 상기 패널(2)은 상기 프레임(99)상에 지지되는 기포고무(foam rubber)의 탄성 서스펜션(3)상에 그 주변부가 탑재된다. 상기 서스펜션(3)은 접착제에 의해 상기 패널(2) 또는 상기 프레임(99)에 접착되지만, 단지 무게(gravity)에 의해 연결된다. 패널(2)은 음향출력을 제공하기 위해 상기 패널이 공진하도록 패널안으로 벤딩파를 방출시키기 위해 트랜스듀서(9)를 구비한다.
우수한 특징을 갖는 바람직한 예에 있어서, 상기 음향패널은 일반적으로 100 g/m3 의 밀도, 8 mm 의 두께, 0.1 mm의 경화된 알루미늄합금표피부로 덮여진 확장폴리스티렌폼코아로 만들어진다. 약 3 mm 두께인 부드러운 폼 또는 펠트스트립은, 세일링프레임에 위치할때 부분적인 유연탑재를 제공하기 위해 주변부에 고정되고,세일링 프레이밍 섹션에서 어떤 가능한 진동을 억제하는데 도움을 준다.
활성화의 바람직한 형태는 패널표면에 직접 결합된 코일과 함께 25 mm 또는 38 mm 음성코일(voice coil), 6 옴의 임피던스, 40 와트의 처리전력을 가진 단일구동코일관성트랜스듀서이다. 콤팩트컵형 자석시스템이 내재되고, 자기시일링이 역시 그자체의 진동기계식 특성 및 치수 안정성을 위해 선택된 탄력성있는 분리링에 의해 패널에 직접 결합된다.
본 출원에 의하면, 저비용 형태의 세일링타일은 보드재료로 표면을 덮은 페이퍼에 코아를 이루는 플라스틱폼으로 만들며, 방화제 (fire retardancy)용 경량의 합금호일층을 가지고, 저비용의 피에조진동 활성제(exciters)에 의해 동작된다. 따라서, 최대소리레벨이 감소됨이 나타나는데, 개인발표, 보이스오버즈(voice overs) 및 배경음악분포용으로는 충분하지만 여전히 높으므로 광역범위가 유지된다.
금속 또는 탄소 도전성 표피부 또는 코아들은 스피커에 이용될때, 스피커는 설치된 구조의 EMC 스크린을 유지하기 위하여 땅속에 뭍히거나 지면에 고정된다.
따라서, 본 발명의 특별한 측면은 분산모드음향라디에이터의 형태이면서, 라디에이터를 진동시켜 공진을 일으키도록 라디에이터상에 트랜스듀서 전체가 독립적으로 탑재되는 것을 특징으로하는 라우드스피커 결합형 서스펜디드 세일링 타일이다. 탄성 서스펜션은 서스펜디드 세일링에 지지되는 라디에이터에의해 라디에이터의 주변부에 배치된다. 상기 라디에이터는 고모듈의 표피부에 의해 샌드위치된 다공코아로 구성된 강성 경량의 패널이다.
상기 언급한 절단/내부 프레이밍 특징의 본질은 유사하게 폴리스티렌 기포세일링 타일 즉, 내부에서 바람직한 트랜스듀서 위치가 적용될 수 있는 소망의 동작 영역을 정의하는 후방의 리빙(ribbing) 같은 것에 적용될 수 있다.
그러한 세일링타일 라우드스피커는 프레임, 샤시, 또는 음향배플을 필요로 하지 않는다. 상기 전체 스피커패널은 단일체이고, 수동적 장식세일링타일과 같은 위치에 위치한다. 상기 음향패널은 상대적으로 경량이기때문에 세일링 무게 및 보조장치를 감소시킨다. 상기 패널은 방화제 역활을 한다. 또한, 패널은 음향의 큰 손상없이도 눈에 안 보이도록 세일링장치에 장식되고, 페인팅되거나 또는 페이퍼화될 수 있다.
매우 약한 콘형 스피커의 다이어프램과 비교해볼때, 실행시에 미약한 손실도 나타나지 않는다. 또한, 중요한 점은 음향패널 스피커에 의해 얻어지는 소리분포에 있어서 크게 유리하다는 것이다. 고가해성(high intelligibility) 및 광각도범위의 결합은 전형적인 광역장치에 있어서 우수한 음향실행은 설치비용이 크게 절약되고, 종래의 설치된 라우드스피커의 수를 절반정도로 줄일수 있다.
도 27은 예를들면 컴퓨터 모니터 또는, 음극선튜브 또는 액정표시장치와 같은 어떤 형태로 형성된 스크린(37)을 갖는 종류, 인 디스플레이장치(137)를 설명한 것이다. 상기 장치(137)는 대향측면(102)을 갖는 박스형 하우징(101)으로 구성되며, 상기 대향 측면은 라우드스피커(81)를 형성하기 위한 도 1 및 2 에에 관련하여 전술한 것과 일반적으로 유사한 멀티모드 음향라디에이터(2)를 결합하기 위해 형성된다.
상기 하우징(101)은 플라스틱으로 몰딩되며, 상기 대향 측면부(102)들은 상기 하우징의 일반적인 두께와 비교하여 볼때, 일반적으로 직각인 상대적으로 얇은 직각 영역으로 성형되며, 상기 라디에이터(2)를 정의하기 위한 홈부(100)에 의해 결합된다. 상기 영역들(2)은 그들 내자체의 내부면상에 경량의 코아(22)로 보강되며, 상기 경량의 코아(22)은 상기에서, 예를들면 도 1 및 2 와 관련하여 설명한 종류의 단단한 경량의 멀티모드 라디에이터 패널(2)에 의해 보강된다. 상기 홈부들은 도 1 및 2 에 도시된 종류의 탄성 서스펜션(3)을 정의하고, 주변 하우징(101)은 프레임(1)을 형성한다. 스롯트(미도시)는 상기 홈부에 제공되며, 상기 서스펜션의 유연성(compliance) 을 증가시키기 위해 하우징을 통해 관통된다.
예를들면, 본 발명의 가르침에 의한 트랜스듀서(9)는 음향출력을 제공하기 위해 공진을 일으키도록 패널안으로 벤딩파를 방출하기 위해 각 패널(2)에 접합된다.
본 발명의 특별한 측면은 표시스크린과 표시스크린이 탑재된 하우징으로 구성되는 디스플레이장치에 있어서, 상기 하우징은 분산모드음향라디에이터와 라디에이터를 진동시켜 공진을 일으키도록 상기 라디에이터상에 전체가 독립적으로 탑재된 트랜스듀서로 구성된 라우드스피커를 구비하는 것을 특징으로한다.
라디에이터는 표피부에 의해 샌드위치된 다공성코아를 갖는 강성 경량의 패널로 구성되며, 표피층들중 하나는 하우징에 필수적이다. 상기 표피층은 하우징의 평균벽두께보다 얇다. 하우징의 외부벽은 라디에이터를 감싸고 있는 홈부로 형성되며, 상기 홈부는 상기 하우징에 라우드스피커를 결합하는 탄성 서스펜션으로 정의된다.
도 29 및 도 30은 키보드(137)와, 가시적 디스플레이 스크린(129)과 합체되는 부재(130)를 가지며 이 부재는 다중매체 기기등을 위한 컴퓨터에 채택되는 가시적 표시부재(130)에 부착된 대향하는 한쌍의 라우드스피커(39,40)를 제공하는 랩탑 퍼서널 컴퓨터(128)를 예시한다.
라우드스피커(39,40)는 부호(39) 와 화살표'A'에 의해 표시된 바와 같이 얇은 정방형 패널로서 형성되며 도면에 표시된 사용위치로부터 슬롯(82)을 통하는 부재의 저장위치로 슬라이드 될 수 있다. 택일적으로, 부호(40)와 화살표'B'에 의해 표시된 바와 같이 라우드스피커 패널은 도면에 표시된 사용위치로부터 스크린 부재를 중첩하는 패널(40)의 저장위치로 힌지(34)에 대하여 접혀질 수있다.
각각의 라우드스피커(39,40)는 도1 및 도2를 참조하여 상술된 경량의 멀티모드 음향 라디에이터 종류로서 형성된다. 따라서 각각의 라우드스피커(39,40)는 표면 시트(21) 양측에서 스킨된 다공 코아(22)를 가진 점성의 경량패널을 구비하며, 패널(2)은 그의 주변에서 탄성중합 재료의 탄성 서스펜션(3)상에 지지되고, 차레로 예컨대 플라스틱제의 경량의 에워싸는 프레임(1)으로 지지된다. 트랜스듀서(9)는 벤딩 웨이브를 패널(2)로 내보내도록 소정의 위치에서 각 패널(39,40)에 장착된다. 트랜스듀서(9)는 본 발명에서 설명된 바와 같은 종류의 것으로 할 수있다.
장식한 경량의 커버(도시 안됨)는 라우드스피커를 덮어 감추기 위해 패널(2),서라운드(3) 및 프레임(1)에 걸쳐 위치 될 수있다.
본 발명의 특별한 측면은 결합된 키보드 및 디스플레이 스크린을 구비한 랩탑컴퓨터를 포함하며, 컴퓨터에 부착된 대향하는 한 쌍의 라우드스피커를 특징으로하고, 더욱이 각각의 라우드스피커는 트랜스듀서가 전체적이고 배타적으로 장착된 분산 모드 음향 라디에이터를 구비하여 그 라디에이터를 떨게 하여 공진 되도록 한다.
라우드스피커는 디스플레이 스크린에 장착될 수 있다.
디스플레이 스크린은 하우징을 구비하고 그 디스플레이 스크린내의 슬롯에 각각 하우징 될수 있는 라우드스피커는, 라우드스피커가 실제로 모두 슬롯에 하우징된 저장 위치와 라우드스피커가 디스플레이 스크린의 대향 측에 위치된 사용위치 사이에서 슬라이드 된다.
각각의 라디에이터는 대향된 모듈루스 표피층에 의해 샌드위치된 다공성 코어를 갖는 경량의 점성 패널을 구비하며, 그 패널은 탄성서스펜션에 의해 지지될 수 있다.
도 31 내지 도 35는 포터블 퍼서널 컴팩 디스크 플레이어를 예시하며, 이 디스크 플레이어는 슬롯을 통해 디스크가 적재되도록 형성되고 플레이어로부터 제거되는 본체와, 플레이어가 동작되는 제어버튼(137)을 가진다. 플레이어(41)는 그 플레이어를 샌드위치하는 플레이어(41)의 양측에 대향하여 패널형 부재(40)가 힌지되는 형태로 대향하는 한쌍의 스피커를 구비한다. 스피커는 플레이어와 함께 연장하게 하는 크기가 되며 도 31에서 표시된 폐쇄위치로부터 도 4에서 화살표 'C'로 표시된 바와 같이 연장된 위치까지 힌지되도록 배열된다. 연장위치에서는 플레이어의 본체가 채널 분리를 개선하도록 스피커를 분리하는 중앙 배플로서 작용하는 경향이 있다.
각각의 패널형 스피커(40)는 도1 및 도2를 참조하여 상술된 본산모드의 음향 라디에이터 종류의 형태가 된다. 따라서 각각의 스피커는 표면 시트(21) 양측에서 표피된 셀룰러 코아(22)로 형성된 경량의 강체 패널을 구비하며, 패널은 예컨대 고무 거품의 탄성 서스펜션 상에 장착되고, 차례로 예컨대 플라스틱제의 경량의 장방형 프레임(1)으로 장착된다. 예컨대 도 24에 기술된 바와 같은 종류의 트랜스듀서(9)는, 벤딩 웨이브를 패널로 내보내어 패널로 하여금 공진시켜 음향출력을 발생하도록 한다. 트랜스듀서(9)는 상기에서 상세히 기술된 소정의 위치에서 각 패널에 위치된다.
도34 및 도 35는 턴테이블(86)을 운반하는 본체(85), 작동버튼(137), 화살표'D' 로 표시된 바와 같이 턴테이블에 걸쳐 폐쇄되도록 힌지되는 리드(139)를 구비한 포터블 컴팩 디스크 플레이어를 예시한다.
플레이어(41)는 화살표 'E'로 표시된 바와 같이 폐쇄위치(도시 안됨)로부터 도시된 연장된 위치까지 이동가능하도록 리드(139)의 양측에 부재(40)에서 도시된 바와 같이 얇은 패널 형태로 대향하는 한쌍의 스피커(81)를 구비한다. 택일적으로, 부호(39)에서 표시된 바와 같이 패널형 스피커(81)는 리드(139)의 슬롯(도시 안됨)에 하우징될 수있고 화살표'F'에 표시된 바와 같이 연장된 위치 및 축소된 위치사이에서 슬라이드될 수있다.
각각의 패널형 스피커(39,40)는 본 발명에 따른 분산 모드의 음향 라디에이터의 형태이다. 따라서 각각의 스피커는 표피층에 의해 둘러싸인 셀룰러 코아(22)를 형성하며, 패널은 예컨대 거품 고무의 에워싸는 탄성 서스펜션(3)에 장착되고,차례로 예컨대 플라스틱제의 경량의 장방형 프레임(1)으로 장착된다.
예컨대 도 24에 기술된 바와 같은 종류의 트랜스듀서(9)는, 벤딩 웨이브를 패널로 내보내어 패널로 하여금 공진시켜 음향출력을 발생하도록 한다. 트랜스듀서(9)는 본 발명에서 상세히 기술된 소정의 위치에서 각 패널(2)에 위치된다.
본 발명의 특별한 일면은, 포터블 컴팩-디스크 플레이어에 있어서, 플레이어에 부착된 한 쌍의 대향하는 패널형 스피커를 구비하고, 각각의 스피커는 트랜스듀서가 전체적이고 배타적으로 장착된 분산 모드 음향 라디에이터를 구비하여 그 라디에이터로 하여금 진동시켜 패널이 공진 하도록 하는 것을 특징으로 한다.
포터블 컴팩-디스크 플레이어는 턴테이블을 갖는 본체부와 이 턴테이블에 걸쳐 폐쇄되도록 채택된 리드를 구비하며, 스피커가 리드 상에 장착된다. 택일적으로, 스피커는 리드의 슬롯에 하우징되고 스피커가 슬롯에 실질적으로 전부 하우징된 저장 위치와 스피커가 리드의 대향 측에 위치된 사용위치 사이에서 슬라이드 한다.
도 36과 도 37에 라우드스피커(81)가 구비된 뒤판(203)을 갖는 좌석(103)의 줄을 갖는 여객수단 예를 들어, 비행기, 객차, 버스 또는 페리,의 객실이 도시되어 있다. 종래의 좌석 뒤판(203)고 마찬가지로 셸(shell)은 적당한 플라스틱 물질로 만들어진다.
도 37에 더 상세하게 도시된 것처럼, 만들어진 좌석(103)의 뒤판(203)은 그루브(100)에 의해 윤곽이 명확하게 드러난 직사각형의 비교적 얇은 영역(2)으로 형성되어 있다.
이러한 얇은 영역(2)은 상기 기술된 종류의 견고한 경량의 멀티-모드 라디에이터 패널(2)을 형성하기 위한 내부 표피에 의해 예를 들어 도 1 및 도 2 를 참고하여, 경량의 셀룰러 코아(22) 안쪽면을 보강한다.
그루브(100)는 효과적으로 탄력있는 서스펜션(3)의 윤곽을 명확하게 하고, 서스펜션 둘레의 좌석 뒷판(203)은 프레임(1)을 형성한다. 본 발명에서 상세히 설명된 트랜스듀서(9)는 패널을 공진시켜 음향 출력을 생산시키기 위해 각각의 패널(2)에 귀속된다.
도 38 는 주조되거나 압축된 도어 라이닝(104)의 포켓(141)에 부착되어 있는 종래의 원추형 피스토닉 라우드스피커 드라이브 유니트(42)를 구비하는 종래의 자가용 승용차 도어(140)를 도시한다. 상기 드라이브 유니트(42)에 의해 방사되는 소리는 보통 자동차에 타고 있는 사람의 발이 있는 쪽으로 향하게 되고, 상기와 같은 현상은 종래의 라우드스피커 드라이브 유니트의 방향성에 의해 더 악화된다.
도 39는 본 발명에 따른 라우드스피커(81)를 구비하는 포켓(141)을 갖는 도어 라이닝(104)을 포함하는 자동차 도어(140)를 도시한다.
보통 도어 라이닝(104)은 플라스틱 또는 섬유판으로 주조되거나 압축된 것이다. 상기 라이닝은 일반적으로 그루브(100)에 의해 윤곽이 명확하게 드러나는 직사각형의 얇은 영역(2)으로 형성된다. 상기 영역(2)은 도 1 및 도 2 에 도시된 종류의 견고하고 경량인 멀티-모드 라디에이터 패널(2)을 형성하기 위해 내부가 표피부(21)로 덮힌 경량의 셀룰러 코아(22)를 구비하는 안쪽면을 보강시킨다. 상기그루브는 효과적으로 탄력성있는 서스펜션(3)을 둘러 싸고, 주변 라이닝(104)은 프레임(1)을 형성한다.
도 24에서 자세히 설명된 종류의 트랜스듀서(9)는 음향 출력을 생산시키기 위해 패널을 공진시켜 패널으로 벤딩파를 발진시켜 패널에 귀속시킨다. 본 발명의 라우드스피커에 의해 생산된 소리의 폭넓은 분산은 여객수단을 이용하는 사람들을 위해 소리가 분산되는 것을 방해하는 지점이 거의 제거된 향상된 음장(sound field)를 제공할 것이다.
도 41 및 도 42는 자동차 뒤쪽의 선반(105)에 라우드스피커(81)가 구비되는 자동차(106)를 나타낸다. 상기 선반은 입체음향의 한 쌍의 라우드스피커를 만들기 위하여 세로로 구조상 리브(43)를 사용하여 두 개의 영역으로 나뉘어지는 것을 알 수 있다. 그렇지않으면 라우드스피커의 형태는 도 39 및 도 40에서 도시된 것과 같다.
따라서, 본 발명의 특별한 장치의 일면은 승객 구역(passenger compartment)에서 분산 모드 음향 라디에이터와 라디에이터 위에 전체적으로 그리고 전면적으로 라디에이터를 진동시켜 라디에이터를 공진시키기 위하여 부착된 트랜스듀서를 포함하는 라우드스피커에 의해 특징지워지는 승객 구역을 갖는 여객수단에 관한 것이다. 라디에이터는 여객수단에서 조수석에 있을 수 있고, 또는 승객 구역으로 들어가는 문에 있을 수 있다. 라디에이터는 승객구역 내부 어딘가에 있을 수 있다.
여객수단은 승객 구역을 형성하는 플라스틱으로 성형된 컴포넌트를 포함하고, 라디에이터는 상기 컴포넌트를 구성하는 구성 요소일 수 있다.
라디에이터는 표피 사이에 끼워진 셀룰러 코아를 갖는 견고한 경량의 판넬을 포함하고, 그 중에 표피의 하나는 플라스틱으로 성형된 컴포넌트로 되어 있다. 상기 하나의 표피는 컴포넌트의 평균 벽 두께에 비하여 얇다. 상기 하나의 표피는 컴포넌트에서 라디에이터용 탄력있는 서스펜션의 윤곽을 명확하게 하는 그루브에 의해 둘러 싸여 있다.
한편, 본 발명은 분산 모드 음향 라디에이터와 라디에이터 위에 전체적으로 그리고 전면적으로 부착되어 라디에이터를 진동시켜 라디에이터를 공진시키기 위한 트랜스듀서를 갖는 라우드스피커를 포함하는 여객수단용 컴포넌트에 관한 것이다.
도 43, 도 44 그리고 도 45 는 다리(139)에 의해 바닥에서 지탱되는 몸체(138)를 포함하는 전자 키보드 음악 기구(137), 예를 들어 피아노, 를 도시한다. 상기 몸체(138)는 상기 악기를 연주하는 키보드(140)로 형성된다.
종래의 악기는 키에 연결된 신호 발전기와 라우드스피커를 작동시키는 신호 증폭기가 갖추어져 있다. 본 발명의 특징에 있어서, 라우드스피커는 도 1 과 도 2 에 관련하여 상술된 것처럼 탄력있는 서스펜션(3)이 삽입된 프레임(1)의 가장자리에 부착되고, 트랜스듀서(9)에 의해 작동되는 견고하고 경량의 직사각형 패널(2)을 구비하는 도 1 과 도 2 에 도시된 종류의 분산 모드 음향 라디에이터(81)를 포함한다. 도시된 것처럼, 상기 라우드스피커(81)는 상기 몸체(138)의 베이스를 형성한다.
도 46 은 키보드(140)를 구비하는 몸체(138)를 갖는 도 43 내지 도 45 의 악기와 매우 유사한 전자 키보드 악기(137)를 도시한다. 몸체는 앞쪽 다리(141)에의해 지탱되고, 기구의 뒷쪽 지지물을 형성하기 위해 패널형 라우드스피커(81)가 구비된다.
라우드스피커(81)는 배플같은 플레임(6), 예를 들어 중간 밀도의 섬유판으로 만들어진, 을 지지하는 탄력있는 서스펜션(3) 예를 들어 기포 고무로 만들어진, 이 둘러 싸고 있는 단단하고 경량인 분산 모드 음향 라디에이터 패널(2)을 포함한다. 트랜스듀서(9)는 음향출력을 생산하기 위해 패널에 벤딩파를 발진시켜 상기 패널을 공진시켜 패널(2)에 귀속시킨다. 따라서, 도 1 과 도 2 에 도시된 종류이다. 일반적으로 종래기술에서 상기 트랜스듀서(9)는 키보드 키의 디프레션에 의해 생산된 신호를 받는 증폭기(도시않됨)에 의해 작동될 것이다.
본 발명의 특별한 일면은 분산 모드 음향 라디에이터와 라디에이터 위에 전체적으로 그리고 전면적으로 부착되어 라디에이터를 진동시켜 라디에이터를 공진시키는 트랜스듀서를 포함하는 라우드스피커에 의해 특징지워지는 키보드를 갖는 전자 악기에 관한 것이다.
상기 라디에이터는 한 쌍의 높은 모듈러스를 갖는 표피 사이에 끼워진 셀룰러 코아를 포함하는 견고한 경량의 패널을 포함하고, 프레임은 상기 패널을 둘러 싸고 있고, 탄력있는 서스펜션은 상기 프레임 상의 패널을 둘러 싸고 있다.
상기 전자 악기는 땅위에서 상기 악기를 지지하는 다리를 갖고, 상기 라디에이터는 상기 악기의 베이스에 위치된다. 상기 라우드스피커는 대체로 상기 라디에이터에 수직으로 위치한다. 상기 라우드스피커는 상기 악기용 지지대를 형성한다.
도 47은 자동판매기의 전면부(109)의 일부를 형성하는 라우드스피커(81)와 결합되는 음료판매기등을 나타낸 것이다. 라우드스피커(81)는 기계의 분배 가능한 내용물 또는 동작되는 방법에 관한 음성 정보를 제공하기 위해 배치된다. 상기 기계의 전면부(109)는 정상적인 코인등의 통과 장치(143), 제품 선택 패널(137)및 분배 출구(142)를 가진다.
양 전면부상에 표피층(21)을 구비하는 다공성 코어(22)를 포함하는 직사각형 경량의 견고한 분산 모드 라디에이터 패널(2)을 포함하고, 발포고무등과 같은 탄성 서스펜션(3)에 그 둘레를 따라 지지된다. 상기 서스펜션은 상기 기계(108)의 전면부에 설치된 직사각형 프레임(1)내에 설치된다. 이로서 라우드스피커는 도 1및 도 2에 설명된 종류이다. 그래픽및 문서형태의 영상정보는 설명된 바와 같이 상기 패널(2)에 적용되어 진다.
상기 패널(2)은 본 발명의 트랜스듀서(9)를 가지며, 이로서 상기 패널은 공진시켜 음향 출력을 방사할 수 있도록 하기 위하여 진동되어질 수 있다. 상기 기계는 상기 트랜스듀서(9)를 구동하기 위해 필요한 메시지및 증폭수단(미도시)을 생성하기 위해 요구신호 발생기와 결합할 것이다.
바람직하다면 상기 장치는 도 49에 도시된 바와 같이 상기 분산 모드 패널(2)이 스피커및 사운드 수신기나 마이크로폰으로서 사용될 수 있는 배치에 의해 순행하게 된다.
상기 패널은 도 24에서 기술된 트랜스듀서(9)에 의해 음향출력을 생성하고 공진하도록 구동되는데, 교대로 접속되어 증폭기(10)에 의래 구동되어 진다.
상기 패널은 또한 도 24에 도시된 종류의 출력단(66)에 접속된 신호 수신기및 조절기(65)를 구동하기 평행하게 결합된 한 쌍의 진동 트랜스듀서(63)를 구비한다. 도 6에 도시된 바와 같은 종류의 패널(2)상에 다른 하나의 진동 트랜스듀서(63)는 신호 수정및 잡음 소거를 제공하기 위해 출력이 신호수신기및 조절기(65)에 공급되는 필터/코릴레이터를 구동하기 위해 결합되어진다. 적어도 트랜스듀서들중의 하나는 상기 자동판매기에 언어적 지시가 주어질 수 있도록 구성된다.
본 발명의 특별한 일면은 분배되어 지는 물품이나 제품의 저장부, 분배되어 지는 물품이나 제품을 선택하기 위한 동전-통과 장치, 인가 분배기, 분배출구와 같은 사용자 동작수단을 포함하는 종류의 자동판매기에 있어서,
라우드스피커가 분산 모드 음향 라디에이터및 라디에이터를 공진시켜 진동되도록 하기 위해 라디에이터상에 전체적이고 독점적으로 설치된 트랜스듀서를 구비하는 것을 특징으로 한다. 상기 자동 판매기는 라디에이터에 의해 형성된 영상 디스플레이 패널을 포함한다. 상기 라디에이터는 한 쌍의 표피부사이에 샌드위치된 다공성의 코어를 포함하는데, 상기 패널은 프레임에 의해 둘러싸여 탄성 지지부에 의해 프레임내에 설치된다.
상기 자동 판매기는 몸체를 포함하고 상기 프레임은 상기 몸체에 의해 형성되거나 몸체에 부착된다. 상기 자동 판매기는 일시적인 음향 에너지에 의해 라디에이터의 공진에 반응하는 신호를 생성하기 위해 상기 라디에이터에 결합된 제 2트랜스듀서를 포함한다. 바람직하게는 적어도 두개의 상기 트랜스듀서가 상기 라디에이터상에서 이격된 위치에 제공되어 진다.
추가적인 트랜스듀서가 일시적인 음향 에너지에 의해 라디에이터의 공진에 반응하는 신호를 생성하기 위해 상기 라디에이터에 제공될 수 있고, 상기 추가 트랜스듀서에 의해 발생되는 신호와 상기 제 2트랜스듀서에 의해 발생되는 신호를 비교하기 위한 수단이 제공되어질 수 있다.
도 50내지 도 52에 대한 소개로서, 도 1 및 도 2 의 음향 패널 기술은 광고를 디스플레이하고 게시하는데 일반적으로 사용되는 통상의 게시판 유형을 설계하는데 적용할 수 있으며, 상기 게시판은 적층, 스크린 인쇄 또는 스프레이 도장, 등과 같은 제약을 받지않은 통상의 공정으로 이루어진다.
따라서, 상기 게시판은 평면 라우드 스피커의 음향 방사 패널이 광범위하게 동작되도록 자세히 상술되고, 치수되며 전기역학적으로 구동된다. 음성의 재생과 배경 음악 또는 적절한 음향 효과가 선명하게 자연스러운 음량 레벨을 제공하기에 알맞은 청중은 작은 0.56m 정방 미터의 패널에는 10 명 정도 또는 0.7 내지 1.2 정방 미터 크기의 패널에는 30-50 명 정도가 요구된다. 자연적으로 분산되는 패널의 음향 방사 성질에 의해, 공간적 경계 반사의 왜곡 효과가 최소화된다. 음향 패널의 실질적인 물리적 장애 비율은 음향 분포를 해치는 데 중요하지 않다.
낮은 음향 레벨과 낮은 레벨의 입력 전원은 일정한 레벨의 뚜렷함/ 명료함을 위해 요구된다.
음향 패널의 바람직한 형태는 벌집형 페이퍼 또는 3 내지 6mm 두께의 발포 코아가 결합된 보강 페이퍼, 플라스틱 필름 또는 0.08 내지 0.3mm 두께의 페이퍼표피부로 코팅된 플라스틱 필름의 저가 구조를 구비한다. 반반한 표면 또는 트랜스듀서를 박아넣은 평평한 표면을 사용하는 값싼 디자인의 바람직한 구동은, 진동과 결합된 형태의 벤딩 또는 매스 부하를 동작시키는, 피에조 전기이다.
상기 트랜스듀서는 피에조 소자 ( 주어진 매스에 대해 가속도는 주파수에 반비례한다 ) 가 충전된 매스에 의해 그리고 상세하게 서술된 게시판의 기계적인 성질을 통하여, 트랜스듀서의 정전용량 부하까지 직렬 저항을 구동하는 결합에 의한 균일한 응답으로 예측되고 최적으로 조정된 주파수와 함께 자연적으로 상승된 음향 출력을 가진다. 상기 표피부에 코아를 접착시키는 접착력의 고유성인 점도 탄력성, 그리고 박막으로 만든 표면이 부착된 표피부의 피에조 소자, 상기 표피부에서 섬유질의 손실 요인을 제어함으로써, 변형과 압축에 대한 코아의 일반적인 고유 성질, 영상 또는 문자를 디스플레이하기 위한 배킹(backing)을 포함하여, 요구되는 주파수 응답을 얻을 수 있다.
높은 음량 레벨과 큰 패널과 관련하여, 합금 또는 합금 표피부가 고전력으로 구동되는 코일형 트랜스듀서와 적당히 조화되는 비교적 적은 손실 요인을 가지고, 패널 전 범위에 걸쳐 충분한 에너지를 공급할 수 있다. 후자는 주파수 응답의 균일한 영역을 가지고 있다. 상기 패널의 양 측면 위에 연속된 평평한 표면이 요구되는 곳에서, 상기 트랜스듀서가 그 안에 보이지 않게 묻힌 형태로 만들어진다. 만약 후자를 위하여 자기 스크리닝이 요구되는 경우, 얇은 0.5mm 연철로 된 금속의 엷은 조각을 표피부 표면 아래 트랜스듀서 영역 상에서 만들어진다. 개선된 자속 결합에 의해 적은 이득이 효율적으로 결과되어진다.
작고, 적은 비용의 게시판은 특별한 프레이밍 또는 진동 감쇠를 필요로하지 않는다. 만약 데스크 또는 카운터의 선단부를 형성하게 되면, 충분한 감쇠는 그 위에 배치되는 표면과 같이 음향 패널의 하부 에지의 단순한 연결에 의해 공급된다. 상기 장치는 저밀도 판지내에서 조립시 효과적인, 백 레스트의 포토 프레임 형태를 구비한다.
비가소성 PVC와 같은 소정의 견고한 발포성 플라스틱 종류는 음향 패널 이론의 범위내에서 동작하도록 자기 표피화 또는 비표피화된 적절한 벌크(bulk) 성질을 갖는다. 이것들은 추가적인 보강 표피부없이 이러한 유형의 음향 패널로서 직접적으로 사용될 수 있다.
도 50-52는 도 1및 도 2의 라우드스피커기술이 접목된 게시용보드, 광고용 디스플레이 보드등(48)을 나타낸 것이다. 이로서 도 1및 도 2에 보여진 종류의 견고한 경량의 분산 모드 음향 라디에이터 패널(2)을 채택한 라우드스피커(81)는 상기 패널에 인쇄된 소정의 바람직한 종류의 텍스트 및/또는 영상등과 같은 그래픽정보를 갖는다. 이때 상기 그래픽정보는 메시지를 보강하기 위하여 상기 라우드스피커를 경유하는 오디오 메시지에 의해 보충될 수 있다.
도 50에 도시된 바와 같이 라우드스피커/디스플레이 보드(48)는 칠판걸이 종류의 스탠드(23)에 설치된다. 선택적으로 상기 라우드스피커/디스플레이 보드는 도 51에 도시된 바와 같이 와이어(33)에 의해 지지된다. 선택적으로 상기 게시용보드는 소정의 다른 바람직한 방법에 의해 지지되어 진다.
도 52 에 도시된 바와 같이 프레임(1)은 그 후면부와 패널(2)의 둘레 가장자리사이에 부착된 탄성 서스펜션(3)이 드러나지 않도록 복귀 립(41)을 구비한다.
도 24에서 보인 적절한 트랜스듀서는 디스크 타입상의 피에조전기 벤더이다.
본 발명의 특별한 일면은 벽보 또는 게시판을 구비하는 시각 디스플레이 장치에 있어서, 공명에 의해 라디에이터를 진동시키기 위하여 라디에이터 내에 탑재된 트랜스듀서를 갖는 분산 모드 음향 라디에이터에 의해 특징되는 디스플레이 장치이다. 상기 디스플레이 장치는 화상 정보가 디스플레이되도록 보강시킨 라우드 스피커이다. 상기 라디에이터는 표피층 사이에 삽입된 셀룰라 코아, 프레임 및 패널을 프레임에 탑재하는 탄성 서스펜션을 포함하는 단단하고 경량의 패널을 구비한다. 상기 프레임은 상기 서스펜션을 감추는 복귀 립(return lip)을 구비한다. 상기 표피부는 페이퍼로 되어 있거나 또는 페이퍼를 구비하여 만들어지고 상기 코아는 벌집형 페이퍼를 구비한다. 상기 트랜스듀서는 피에조 전기(piezo electric) 벤더일 수 있다.
도 53는 본 발명의 라우드스피커기술이 채택된 패키징을 나타낸 것이다.
도 53에 도시된 바와 같이, 패키징은 힌지된 덮개(139), 박스를 구비하는 박스(111)의 형태를 이루고 적어도 일부분은 도 2에 도시된 바와 같은 패널을 형성하기 위해 크래프트 보드의 시트사이에 샌드위치된 발포된 플라스틱의 코어를 포함하는 복합재료로 부터 만들어 지는데, 이로서 박스는 도 1및 도 2를 참조하여 설명된 단단하고 경량인 분산 모드 음향 라디에이터를 포함한다.
현재의 경우에 박스의 일측면을 형성하는 소정의 패널이 적절하게 만들어진다면 적당지만, 박스의 후측 패널(140)이 분산 모드 라디에이터 라우드스피커를 형성하기 위해 사용된다. 트랜스듀서(9)에 대한 선택적인 배치는 도트 라인내에 도시되어 진다.
도 24에 도시된 바와 같은 피에조 트랜스듀서(9)는 상기 박스의 후측 패널(140)의 내측면에 부착되고 또한 상기 후방 패널에 설치된 사운드 발생기/증폭기/배터리 유닛(112)에 의해 구동되어 진다. 상기 유닛(112)은 덮개(139)가 상기 박스에 안정하게 되도록 하는 힌지(53)을 가진 필수적으로 형성된 스위치에 의해 제어되고 이로서 사운드 발생기는 덮개가 올려졌을때 동작되어 진다.
이러한 배치에서 패널(2)의 에지 끝단은 도 1및 도 2에 도시된 것과 같은 종류의 추가적인 프레임(1) 또는 지지대(3)이 요구되지 않도록 박스의 코너에 의해 형성되어 진다.
패키징은 도면에서 도시된 형상을 가질 필요가 없으며, 예를 들어 내용물의 요구조건에 따라 형상을 이룰 수 있을 것이다. 이로서 패키징은 캠팩트 디스크를 둘러싸거나 이와 유사한 형상을 이루고 컴팩트 디스크의 내용물의 오디오 시연을 제공하고 관련된 다른 정보를 제공하기 위해 배치되어 질 것이다.
본 발명의 특별한 일면은 보드요소를 포함하는 패키징에 관한 것으로, 상기 보드는 공진이 되도록 라디에이터를 진동시키기 위하여 라디에이터상에 전체적이고 독점적으로 설치된 트랜스듀서를 구비하는 분산 모드 음향 라디에이터인 것을 특징으로 한다. 상기 보드는 표피층사이에 샌드위치된 다공성 코어를 구비한 패널일 것이다. 상기 보드는 크래프트 보드의 시트사이에 샌드위치된 발포 플라스틱의 코어를 포함한다. 트랜스듀서는 피에조 전기 벤더일 것이다.
상기 보드는 박스의 일측면에 형성된다. 박스는 덮개를 가지고 상기 박스와 관련한 덮개의 운동에서 트랜스듀서의 동작을 일으키기 위해 상기 덮개와 결합되는 수단을 구비한다. 상기 패키징은 신호발생기, 증폭기및 전기배터리를 포함한다.
도 54는 본 발명의 라우드스피커 기술을 구체화한 인사카드 및 그 유사카드(144)를 도시한다. 상기 카드는 앞 장(145)과 뒷 장(146)을 갖는 포개어진 부재의 형태를 이룬다. 어쨋든, 상기 뒷 장(146)은 도 1 과 도 2 에 도시된 종류의 단단한 경량의 분산 모드 음향 라디에이터 패널(2) 형태의 기능성 보드(craft board :21)의 표피부에 의해 샌드위치된 발포 플라스틱 코어(22)로 이루어진 합성보드로 만들어진다. 상기 합성보드는 상표명 ‘KAPPABOARD’ 로 알려진다. 유럽 표준 ‘A’종에 따른 형태의 패널이 적당하다고 생각되어 진다.
도 24 나타난 바와 같이, 튜랜스듀서(9)는 음향 출력을 내기위해 공진을 유발하도록 상기 패널(2)을 진동시키도록 카드의 뒷 장(146)에 부착된다. 상기 트랜스듀서(9)는 카드가 오픈되었을 때 신호 발생기를 가동시키도록, 상기 카드의 접힌면에 가리워진 스위치(53)에 의해 가동되는 신호 발생기/증폭기/밧데리장치에 의해 구동된다.
이러한 배열에서는 프레임(1)이나 서라운드(3)가 요구되지 않는다는 것이 주목된다. 카드의 충분한 진동감쇠는 카드를 구성하는 재료 및 카드를 지탱하거나 그것을 표면상에 세우는 것에 의해 제공된다.
본 발명의 특별한 측면은 인사카드 및 그 유사카드로, 카드의 적어도 일부분을 형성하는 보드(board)로 특징지워지며, 상기 보드는 라디에이터의 공진을 위해라디에이터를 진동시키도록 상기 라디에이터 상부에 전체적으로 그리고 전면적으로 부착된 트랜스듀서를 갖춘 분산모드 음향 라디에이터이다. 상기 보드는 표피층 사이에 샌드위치된 셀룰라 코어를 갖는 패널일 수 있다. 또한, 상기 보드는 공예보드(craft board)의 시트 사이에 샌드위치된 발포 플라스틱성분의 코어로 이루어질 수 있다. 상기 트랜스듀서는 피에조-전기 밴더(piezo-electric bender)일 수 있다. 상기 밴더는 결정질 요소-예를들면 디스크일 수 있다. 상기 보드는 카드의 한 면(한 장)을 이룰 것이다.
상기 카드는 한쌍의 카드면, 그리고 한 카드면에 대하여 나머지 한 카드면의 이동으로 라디에이터의 트리거동작을 일으키기 위해 상기 카드면들과 결합된 수단을 갖을 것이다. 인사카드 및 그 유사카드는 신호 발생기, 증폭기, 그리고 카드의 한 잎면상의 전기 밧데리를 포함할 것이다.
도 55는 도 1 및 도 2 에 도시된 종류의 라우드스피커 패널(32)로 이루어진 투영 스크린상에 화상을 투영하기 위해 마련된 이동 영상 투영기(31)를 구비한 멀티-미디어 시청각 시스템을 도시한다.
상기 라우드스피커/투영형 스크린(32)은 알루미늄 호일로 이루어진 벌집형 코어(22)를 샌드위치한 알루미늄 또는 탄소질로 내구력이 강화된 표피부(21)를 갖는 패널(2)을 구비한다. 상기 구성요소는 에폭시 접착제를 사용하여 서로 단단하게 접착될 수 있다. 1.22×1,38 m의 스크린 패널 크기로 인해, 상기 알루미늄 표피부의 두께는 300 micron일 수 있다. 상기 코어두께는 11mm일 수 있고, 상기 벌집형 셀의 크기는 9.5mm일 수 있다. 저 밀도를 갖는 패널은 견고하고, 높은 모듈러스를갖으며, 등방성이다.
도 1 및 도 2 에 도시된 종류의 한쌍의 보다작은 보조 라우드스피커(114)는 힌지(hinges :34)수단에 의해 중앙의 채널 라우드스피커 패널(32)의 반대편에 달려 있으며, 상기 보조 패널이 사용되지 않을 때는 주 패널(32)에 반대로 달려 있으며, 사용시에는 도시된 바와같은 위치로 이동될 수 있다. 상기 보조 패널(114)은 예를들어 스테레오 동작을 위해 좌/우측 채널 정보 각각을 수신하여 방사하도록 장착된다.
상기 보조 라우드스피커(114)는 알루미늄 호일이나, 탄소질 및 유리질로 강화된 플라스틱으로 이루어진 표피부를 갖는 패널(2)을 구비할 것이다. 폴리에스테르 등으로 이루어진 장식용 필름은 표피부 중 하나 또는 둘 다에 대해 사용되어질 수 있다. 상기 패널(114)의 코어(22)는 벌집형 셀구조의 알루미늄 호일 등으로 이루어질 수 있거나, 또는 종이셀로 이루어질 수 있다. 종이셀이 사용될 경우, 종이의 강도를 높이기 위해 페놀 화합물과 같은 플라스틱 재료가 주입될 수 있다. 상기 셀 크기는 3-6mm의 범위일 수 있으며, 코어두께는 약 3-10mm정도일 수 있다. 상기 표피부가 알루미늄 호일로 이루어진 경우, 그 두께는 25-100micron일 수 있다. 에폭시 접착물이 상기 패널을 조립하기 위해 사용되어질 수 있다.
스테레오, 즉 2채널 소리재생은 음원의 위치 및 전망특성과 원 기록의 배경을 포함한 사운드 스테이지 환영(illusion)을 수반한다. 종래의 스테레오 스피커를 구비한 스테레오는 영상 소오스 위치 및 몇몇의 경우 그 전망면에서는 더 강력하지만, 자연공간 및 배경을 나타내는 측면에서는 보다 미약하다. 이는 종래의 피스토닉 스피커의 근접점 소오스성질이 그들의 물리적 위치를 청각적으로 확실히 하는것을 쉽게 하기때문인데, 이는 전체적인 스테레오 영상의 국한을 요하는 데 상충된다.
재생소자로서의 라우드스피커는 상기 사운드 스테이지 환영속으로 사라진다고 일컬어진다. 문제점의 하나로, 종래의 스피커의 방사방향에 대해 비교적 협소하다는 것이 있다. 또한, 접합부의 측/뒷면에 대하여, 실내에서 반향 소리장을 강력히 구동하는 소리의 균형이 주파수 응답에서 주요변화에 영향받아 불균형해진다. 이는 자연 음향공간 및 배경에 대한 감각을 손상시킨다.
도 55의 실시예는 일반적으로 100Hz-20kHz의 넓은 주파수범위에서 전체 표면에 걸쳐 복소진동을 일으키는 좌/우측 채널용 한쌍의 음향 패널 스피커를 사용한다.
주 라우드스피커 패널(32)이 서스펜션 수단(33)에 부착된 것으로 도시되지만, 상기 패널은 예를들어 바닥 등에 선택적으로 설치되어질 수 있다.
도 57은 본 발명에 의한 투영장치가 좌석(146)을 갖춘 실내(145)에서 어떻게 배열될 수 있는지를 도시한다. 상기 장치는 스크린(32)상에 영상을 투영하는 투영기(31)를 구비하며, 저음확산을 향상시키기 위해 실내의 측면에 종래와 같은 구조를 갖는 한쌍의 저음 전용 스피커(35)와, 실내의 뒷부분에 배경 스피커(ambience speaker)로 일컬어지는 한 쌍의 후방효과 라우드스피커(117)를 추가로 구비한다. 또한, 상기 후방 스피커(117)는 광범위하고 고른 소리의 분산 특성면에서 도 1 과 도 2 에 도시된 것과 동질의 것이어도 적절하다. 상기 후방효과 라우드스피커는 상기 보조 라우드스피커(114)와 같은 구조의 것일 수 있다.
본 발명에서의 패널 라우드스피커는 주목할만한 무방향성을 갖는다. 사운드 시스템 배경채널의 음향재생을 위해, 에너지는 이상적으로 무방향성 음원으로부터 넓게 분포해야 한다. 상기 음원은 잘 국부화되어 만약 그렇지 않을 경우, 청취자의 뒤쪽으로 시뮬레이트된 충분히 큰 음향영역에서의 음원의 인식이 만족스럽지 못하다는 것은 중요하다.
지금까지는, 일반적으로 이동성 코일 형태를 갖는 종래의 방향성 및 작은 음원 스피커가 배경 재생을 위해 사용되어졌다. 청각인식의 집중현상으로 인해, 인접한 배경 스피커에 보다 가까이 앉은 청취자들은 그들의 인식능력과 멀티-채널 소리장에 대한 전체적인 감지능력이 상기 스피커에 강하게 국한되어 배경효과를 크게 손상시키는 것을 발견한다. 상기 국한은 앞부분의 주요 소리 채널로부터 청각적 주의가 떨어질 정도로 강력할 수 있다.
본 발명의 가르침에 따른 라우드스피커를 하나 또는 그 이상 구비하여 조립된 배경 재생 시스템은 넓은 소리장을 전달하거나, 오히려 불충분한 국한을 갖는 균일밀도에 근접한다. 다수의 청중이 인접한 재생채널의 충분한 국한도 없이, 중요한 앞 채널의 손상되지 않은 청각의 활성을 지닌채 패널 라우드스피커에 (0.5m 정도 가까이) 근접한 몇몇 사람과 동등하게 취급될 수 있다. 음향 패널 소리재생기의 바람직한 방사특성 결과로서, 멀티-채널 소리재생 시스템을 위한 구현이 전체적으로 크게 향상된다.
원한다면, 상기 배경 라우드스피커는 영상과 유사하게 하기위해 적당한 화상을 상기 패널(2)에 적용하므로써, 와이어에 걸어 감춰질 수 있다.
도 56은 상기 투영형/라우드스피커의 프레임(1)이 서스펜션(3)이 감추어질 수있는 리턴 립(return lip)으로 형성되는 방법을 도시한다. 보조 라우드스피커(114)와 배경 라우드스피커(117)의 프레임은 유사하게 형성될 수 있다.
본 발명의 특별한 일면은 광반사 또는 광방출 표면을 갖는 패널을 구비한 디스플레이 스크린으로, 상기 스크린은 음향출력을 제공키 위해, 라디에이터를 진동시켜 공진을 일으키도록 그 상부에 전체적으로 그리고 전면적으로 부착된 트랜스듀서를 갖춘 분산모드 음향 라디에이터 라우드스피커인 것을 특징으로 한다. 상기 라디에이터는 높은 모듈러스(modulus)를 갖는 한쌍의 표피부 사이에 샌드위치된 셀룰러 코어와, 주변 프레임(frame)과, 상기 프레임내의 패널을 덮는 탄력성 서스펜션을 갖춘 단단한 경량의 패널을 구비할 것이다. 상기 셀룰러 코아는 벌집형 알루미늄 호일일 수 있다. 상기 표피부는 내구력이 강화된 플라스틱일 수 있다.
투영형 스크린(projection screen)은 좌/우측의 채널정보를 제공하기 위해 서로 맞은편에 부착된 패널형 라우드스피커를 구비할 것이다. 상기 좌/우측의 라우드스피커는 충전용으로 상기 라디에이터에 대해 겹쳐지는 라디에이터에 따라 정해질 것이다.
더 바람직하게는, 상기 좌/우측의 라우드스피커가 상기 라디에이터를 진동시켜 공진을 일으키도록 전체적으로 그리고 전면적으로 부착된 트랜스듀서를 각각 갖춘 분산모드 음향 라디에이터가 된다. 이 디스플레이 스크린은 투영형 스크린일 수도 있고, 또는 예를들면 얇은 필름용 자기 반사 스크린인 전자 디스플레이 스크린일 수도 있다.
본 발명의 또다른 측면으로는, 상기된 바와같은 투영형 스크린을 구비하는 것을 특징으로 하는 시청각 장치가 있다. 상기 시청각 장치는 상기 라디에이터를 진동시켜 공진을 일으키도록 전체적으로 전면적으로 부착된 트랜스듀서를 갖춘 분산모드 음향 라디에이터의 형태에, 적어도 하나의 후방 채널 라우드스피커를 구비할 것이다
따라서, 투영 스크린으로서 필름과 비디오의 정적화상을 제공하기 위해 충분한 크기로 제작된 음향 패널은, 동시에 예를들어 가정식 극장의 중앙 또는 대화식 채널용 소리 재생기가 된다. 특이하게, 본 발명에 따른 음향 패널이 청중에게 매우 양호한 유효 가청 범위를 제공하는 바람직한 크기는 0.6m 폭 이상이라고 일컫는다. 동작 시범이, 스크린에 근접한 청중들이 매우 근접한 소리레벨로부터의 손상 및 종래의 직사 방사추에 기초한 스피커에 의한 일정한 결함을 겪지 않게 되는 주된 이점과 함께, 전체 청중영역에 걸쳐 매우 명확하고 투명한 소리를 보여준다.
본 발명에 따른 투영형 스크린의 두번째 독특한 특성이 있다. 종래의 중앙 채널 스피커에 의하면, 청중의 귀는 스피커의 음향 중심을 쉽게 위치확인할 수 있다. 모든 소리들은 실제 감각을 손상시키는 상기 집중된 작은 음원으로부터 발생되어 나타나는 것처럼 보인다. 상기 음향 패널에 의해, 특이한 무방향성 방사특성은 상기 소리가 한 고립점으로부터 나타나는 것이 아니라 스크린 전체의 음향영역으로부터 발생되어 나타나는 것을 의미한다. 화상이 패널에서 소리와 결합될 경우, 강력한 합성효과가 있다. 여기서, 특정 음원 국한의 바람직한 결핍은 귀와 뇌감각의 결합이 음향표면상의 시각적 화상에 의해 나타난 위치에 동기된 음원에 대하여 가상으로 어림잡은 위치를 자유롭게 결합시키도록 허용한다.
잘 기록된 대화부분으로 인해, 시각 화상을 추적하는 가상 음향 화상을 나타나게 할 뿐 아니라, 깊이와 균형을 인지하는데 요구되는 정보를 전달할 수 있게 된다. 영화 경험에 관련된 청중의 질이 충분히 향상된다.
도 58을 참조하면, 공진모드 패널 부재의 에지부에 홈을 낸 것(38)은 또한밴딩파 운동의 일관성을 개선하여 처리하는데 뿐 만아니라, 일반적으로 관련된 공진모드에 영향을 미치므로써 특정 주파수를 제어하기에 매우 유용할 수 있다.
특히 동작 범위의 최저/최고 주파수 단부에서 바람직한 추가적인 보정 또는 바람직한 주파수-관련 응답의 구성과 관련하여 만약 부합주파수가 이러한 최저/최고 주파수 단부나 중간(평균치)에 포함된다면, 라우드스피커용 전자 입력신호 처리가 제공될 수 있을 것이다.
도 59는 요구된 범위 응답(도 59c의 96)에 대한 할당을 포함한 피에조-전기 트랜스듀서(도 59a의 9, 도 59d의 79)용 캐패시터(77)와 저항 캐패시터(78,77) 증폭기(10) 회로(도 59a, 도 59b)를 통한 간단한 입력 신호 대역폭 제어를 나타낸다.
추가 샘플 수동 등화기회로(표준 코아형 크로스-오버 회로망과 비교되는)는 도 60a(병렬 LCR 회로망(113, 77, 78)을 갖는 증폭기(10)를 사용하는)및 포함된 부합 주파수효과를 다루는데 특히 적절한 특정 주파수 응답 요구조건(도60b,60d)에 관한 도 60c(병렬 RC회로(78,77))에 나타난다.
여기서의 공진 패널 부재의 지역적인 구부러짐이 관련 패널 부재의 크기에 영향을 미치는 밴딩강도에 관하여 언급되어졌다. 그러나, 칼럼과 같은 구부러진 표면에 적합하다고 자연스럽게 불리어지는 구브러진 라우드스피커 또는 마이크로폰, 또는 수동반사, 필터링 또는 음성패널에 관한 다른 필요성 및 요구조건이 존재할 수 있다. 도 61은 확산(도 61a), 집중(도 61b)을 입증하는 구부러진 공진 패널 라우드스피커(55), 또는 예를들어 리피터 또는 위성으로서의 사용예와, 일반적으로 라우드스피커 후측의 확산을 가진 스테레오를 한정하기 위한 전방 집중 라우드스피커 및 일반적으로 배경향상을 위한 후방 방사 라우드스피커를 구비한 청각실에서의 적용예를 나타낸다.
본 명세서상의 공진 패널 라우드스피커를 사용하여 달성 가능한 완전 5채널 가정용 극장 배경 시스템에 관하여 말하자면, 증앙채널과 같이 자체적으로 스크린(118)과 소정의 바람직한 보조용 저음스피커(35)를 포함한다.
그러나, 종래의 코아형 전방 스테레오 라우드스피커(42)가 약간의 이유로 실질적으로 바람직하기 때문에, 117 또는 도 62를 참조하면 시스템내에서 후방 배경 라우드스피커만이 공진 패널형태로 이루어진 경우에 특별한 이점이 보여진다.
수동 음향 장치로서 본 발명의 패널 부재의 사용에 대해 언급하면, 도 63은 소극장 또는 댄스 스튜디오용 보이싱(voicing)을 도시하고; 도 64는 하이-파이(Hi-Fi) 유닛(46)등을 설치하는데 있어서의 사용, 말하자면, 패드 또는 다리(45)상에 도시된 베이스(44)로서 사용을 나타낸 것이다.
도 65 는 종래 코아형(42) 라우드스피커 유닛용 외관부의 구성 패널(44)로사용되는 것을 도시하는데, 적절히 변형되면 최소한의 색채화(colouration)및/또는 실내의 변경, 다른 색채화는 더 큰 효과를 볼 수 있을 것이다.
도 66a 와 도 66b 는 현이 있는 프레임(108) 상의 안벽에 부착되어 있는 고정하거나 단지 유지하는 작용을 갖는 장식용 못(107)에 의해 고정되어 있는 피아노 공명판(47)으로 사용되는 패널(22)을 도시하고, 여기에서 필요한 패널을 통하는 구멍은 적당하게 예측할 수 있는 위치라면 나쁘지 않고, 심지어 특정한 모드의 주파수에 대하여 유익하다. 좋은 위치에 부착하는 것이 적당하지만 진동 동작에 있어서 원하지 않는 효과는 없다.
도 67은 여러 패널 부재(2)가 야기될 수 있는 크기인 적용된 적어도 하나의 표피를 갖는(하기 도 67b) 코아(22)용 시트를 포함하는 점으로부터의 제조물에 관한 것이며; 상기 표피(21)를 덮기전에 풀기 쉽게 연결되고, 편리하게 인쇄된 와이어 트랙(122)과 트랜스듀서 리드 와이어(28)를 따라서 트랜스듀서(9)가 설치된 후 다른 하나의 표피(21)는 상기 코아 시트의 전체까지 원하는 것만큼에 제공되고(상기 도 67a), 상기 코아 받침 물질의 얕은 결각에 고정된다.
하나의 바람직한 패널 치수(길이)및 다른 치수(폭)에서 재단을 허용하는 화살표(125)에 의해 도시된 움직임은 스톡 코아 물질의 폭에 의해서 또는 도시된 바와 같이 분할 및 고효율 질량생성에 이르게 하므로서 설정될 수 있다.
물론, 여기에서의 시험적 방법으로 용이하게 결정된 바와 같이 상기 패널 부재의 치수(길이/폭)는 여기에서 결정된 적절한 종횡비와 일치하는 직사각형의 전구물질로부터 만들어지도록 고안된 것과는 다른 것까지 포함한다.
본 발명의 실시예는 편재해 있는 종래 원추형 라우드스피커와 동일하거나 그 이상의 이용과 응용을 구비한다.

Claims (15)

  1. 부재(2)의 두께의 횡방향으로 연장되고 적어도 상기 부재의 횡단 길이의 의도적이고 필수적이고 음향적인 동작 영역 상에서 굴곡파를 유지할 수 있으며 변수값이 상기 영역상에서 자연 굴곡파 진동의 공진 모드의 분포에 의존하는 기하학적 및 굽힘강도를 위한 변수들을 갖는 부내(2)를 포함하는 음향장치 제조 방법에 있어서, 상기 방법은 상기 영역상에서 상기 부재의 자연 굴곡파 진동의 공진 모드의 상기 분포를 포함하고; 소망하는 주파수 범위에 대해서 요구되는 성취가능한 상기 장치의 음향 동작에 유익한 자연 공진 모드의 상기 분포를 야기시키는 상기 변수의 특정값을 선택하고; 및 적어도 상기 장치의 성분으로서, 상기 변수의 상기 선택된 값으로 상기 부재(2)를 제조하는 방법인 것을 특징으로 하는 음향장치 제조방법.
  2. 부재(2)의 두께의 횡방향으로 연장되고 상기 부재의 적어도 두 개의 특정의 변수들의 값에 의존하는 진동적으로 더욱 또는 최대로 활동적인 구역 및 진동적으로 덜 또는 최소로 활동적인 구역의 동작 영역상에서 특징적인 분포를 갖는 부재(2)의 자연 굴곡파 진동의 음향적으로 적절한 공진 모드를 포함하는 부재 횡단길이의 적어도 의도적이고 음향적인 상기 동작 영역상에서 굴곡파를 유지할 수 있는 부재(2)를 포함하는 음향장치 제조 방법에 있어서,
    상기 방법은 상기 영역에서 더욱 많은 또는 최대의 그리고 더욱 적은 또는 최소의 활동성의 분석을 포함하고, 진동활동이 낮은 또는 전혀 없는 구역이 상기장치의 소망하는 성취가능한 음향적 동작에 더 일치하도록 하기 위한 실제적인 최적 조건쪽으로 감소되는 상기 분포에 대응하는 값들을 선택하며; 그리고 적어도 상기 장치의 성분으로서, 상기 변수의 상기 선택된 값으로 상기 부재(2)를 제조하는 방법인 것을 특징으로 하는 음향장치 제조방법.
  3. 부재(2)의 두께의 횡방향으로 연장되고 상기 부재의 적어도 두 개의 특정의 변수들의 값에 의존하는 적어도 두 개의 개념상의 주파수에 관계될 수 있는 부재의 자연 굴곡파 진동의 동작상 적절한 공진 모드를 포함하는 부재 횡단길이의 적어도 의도적이고 음향적인 동작 영역에서 굴곡파를 유지할 수 있는 부재(2)를 포함하는 음향장치의 제조방법에 있어서, 상기 방법은 상기 장치의 바람직한 음향 동작을 달성하기 위해 효과적으로 인터리브되고 이격된 주파수에서 상기 개념상의 주파수 및 관련된 상기 공진 모드의 값을 제공하기 위해 상기 변수의 선택되는 값을 결정하기 위한 분석을 포함하며; 그리고 적어도 상기 장치의 성분으로서, 상기 변수의 상기 선택된 값으로 상기 부재(2)를 제조하는 방법인 것을 특징으로 하는 음향장치 제조 방법.
  4. 구성될 부재(2)의 영역에서 부재 두께의 횡방향으로 연장되고 적어도 상기 영역상에서 굴곡파를 유지할 수 있는 부재의 기하학적 구성을 결정하는 단계를 포함하는 음향장치 제조방법에 있어서, 상기 방법은 적절한 기하학적 변수들에 의해 가변적으로 설정됨에 따라 상기 영역의 다른 장치 상기 구성들에 대해서, 다른 상기 부재(2)의 자연 굴곡파 진도의 공진 모드에 대한 분포의 분석을 포함하며; 그리고 자연 공진 모드의 상기 분포가 소망하는 주파수 범위에 걸쳐 요구되는 성취가능한 음향장치 동작과 일치하도록 결정되는 상기 변수의 특정상대값을 선택하며; 그리고 상기 기하학적 변수들의 상기 특정상대값으로 형성된 상기 영역을 가지는 상기 부재를 상기 장치의 요소로서 제조하는 방법인 것을 특징으로 하는 음향장치 제조방법.
  5. 부재(2)의 두께의 횡방향으로 연장되고 굴곡파를 유지할 수 있는 부재(2)를 포함하는 음향장치의 제조방법에 있어서, 상기 방법은 부재의 영역상에서 자연 굴곡파 진동의 공진모드의 주파수에 관련될 수 있는 적어도 두 개의 개념상의 주파수를 결정하는 상기 부재(2)의 기하학적 구성을 설정하기 위해 분석을 포함하며; 적어도 상기 장치의 성분으로서, 상기 기하학적 변수의 상기 특정의 상대적인 값으로 구성되는 적어도 상기 영역을 가지도록 상기 부재(2)를 제조하는 방법으로,
    개념상의 주파수는 상기 개념상의 주파수에 관련될 수 있는 예정된 저주파 수공진모드들이 상기 개념상의 주파수의 하나에 관련되는 공진 모드에 관련되는 진동적으로 덜 또는 최소로 활동성인 구역과 공유되고 또는 대응하는 상기 개념상의 주파수의 다른 하나에 관련되는 상기 모드의 상기 영역의 적어도 일부가 진동적으로 더욱 또는 최대 활성인 구역에 의해 상호 관련되도록 하기 위한 상호적인 관계를 갖는 것을 특징으로 하는 음향장치 제조방법.
  6. 부재(2)의 두께의 횡방향으로 연장되고 상기 부재의 영역 상에서 굴곡파를 유지할 수 있는 주어진 기하학적 구성의 부재를 사용하는 음향장치 제조 방법에 있어서, 상기 방법은 대응되는 상기부재(2)의 굽힘강도에 의해 상기 장치의 바람직한 성능에 대한 상기 부재 부분의 달성가능한 음향적 동작을 위해서 상기 영역의 내부에서 유용하게 존재하는 상기 부재의 자연 굴곡파 진동에 관련될 수 있는 개념상의 주파수를 안출하는 데 기여하는 상기 영역을 가로질러 두개의 방향의 각각에서의 기하학적인 변수의 값을 결정하기 위한 분석을 포함하고, 상기 방향에서 대응하는 굽힘강도를 결정하며; 그리고 상기 부재에서 굴곡파의 통과를 제한하는 수단에 의해 상기 부분을 음향적으로 동작하는 영역으로 설정하며; 그리고 적어도 상기 장치의 성분으로서, 상기 부재(2)를 제한된 상기 동작하는 영역에 의한 제조하는 방법인 것을 특징으로 하는 음향장치 제조방법.
  7. 소망하는 기하학적 구성의 영역에서 부재(2)의 두께의 횡방향으로 연장되고 상기 부재의 영역 상에서 굴곡파를 유지할 수 있는 부재(2)를 구비하는 음향장치 제조방법에 있어서, 상기 방법은 상기 영역을 가로질러 두 개의 방향의 각각에서 상기 소망하는 기하학적 구성을 설정하고 대응되는 굽힘강도에 의해 상기 영역에서 상기 부재의 자연 굴곡파 진동에 관련될 수 있는 개념상의 주파수를 안출하는 데 기여하는 기하학적인 변수의 값을 사용하는 분석을 포함하고, 상기 부재의 소망하는 음향적 동작 및 상기 장치의 성능에 부합하는 상기 개념상의 주파수의 조사를 포함하며, 그리고 상기 방향에서 대응하는 굽힘강도를 결정하며, 그리고 적어도 상기 장치의 성분으로서, 상기 기하학적 구성에서 상기 굽힘강도를 부여하는 재료 및 구조의 상기 부재(2)를 제조하는 방법인 것을 특징으로 하는 음향장치 제조방법.
  8. 부재(2)의 두께의 횡방향으로 연장되고 적어도 상기 부재의 횡단 길이의 의도적이고 필수적이며 음향적으로 활성영역 상에서 굴곡파를 유지할 수 있는 부재(2)를 포함하는 음향장치에 있어서, 상기 부재는 상기 영역상에서 자연 굴곡파 진동의 공진 모드의 분포에 의존하는 변수값에 대한 기하학적 및 굽힘강도를 위한 변수들을 가지며, 상기 변수값은 자연 공진 모드의 상기 분포가 소망하는 작동 음향 주파수 범위에서 상기 장치의 동작을 위해 요구되는 상기 부재(2)의 성취가능한 음향 동작과 일치하게 예정되도록 선택되는 것을 특징으로 하는 음향 장치.
  9. 부재(2)의 두께의 횡방향으로 연장되고 상기 부재의 적어도 두 개의 특정의 변수들의 값에 의존하는 진동적으로 더욱 또는 최대로 활동적인 구역 및 진동적으로 덜 또는 최소로 활동적인 구역의 동작 영역상에서 특징적인 분포를 갖는 부재의 자연 굴곡파 진동의 음향적으로 적절한 공진 모드를 포함하는 부재 횡단길이의 적어도 의도적이고 음향적인 상기 동작 영역상에서 굴곡파를 유지할 수 있는 부재(2)를 포함하는 음향장치에 있어서,
    상기 부재(2)는, 낮은 또는 전혀없는 진동의 활동 구역이 상기 장치의 소망하는 달성가능한 음향적 동작에 보다 더욱 일치하도록 하기 위한 실제적인 최적조건쪽으로 감소되도록 대응하는 상기 분포를 제공하도록 예정된 상기 변수의 값을선택하는 것을 특징으로 하는 음향장치.
  10. 부재(2)의 두께의 횡방향으로 연장되고 상기 부재의 적어도 두 개의 특정의 변수들의 값에 의존하는 적어도 두 개의 개념상의 주파수에 관계될 수 있는 부재의 자연 굴곡파 진동의 작동상으로 적절한 공진 모드를 포함하는 부재 횡단길이의 음향적인 상기 동작 영역안에 굴곡파를 유지할 수 있는 부재(2)를 포함하는 음향장치에 있어서, 상기 부재(2)는 상기 장치의 바람직한 음향 동작을 달성하기 위해 효과적으로 인터리브되고 이격된 주파수에서 상기 개념상의 주파수 및 관련된 상기 공진 모드이 값을 제공하기 위해 예정된 상기 변수의 값을 구비하는 것을 특징으로 하는 음향장치.
  11. 예정된 기하학적 구성의 영역상에서 부재(2) 두께의 횡방향으로 연장되고 적어도 상기 영역상에서 굴곡파를 유지할 수 있는 부재(2)를 포함하는 음향장치에 있어서, 적어도 상기 영역은 상기 구성을, 그리고 소망하는 주파수 범위에 걸쳐 바람직하게 성취가능한 음향 장치의 동작과 일치하는 자연 공진 모드의 결과적인 상기 분포를 설정하는 기하학적 변수들의 선택된 특정상태값에 의해 상기 부재(2)의 자연 굴곡파 진동의 공진 모드의 분포를 예정하기 위해 구성되는 것을 특징으로 하는 음향장치.
  12. 부재(2)의 두께의 횡방향으로 연장되고 굴곡파를 유지할 수 있는 부재(2)를포함하는 음향장치에 있어서, 상기 부재(2)는 적어도 두 개의 개념상의 주파수에 관련될 수 있는 공진 모드에 의해 부재의 영역상에서 자연 굴곡파 진동을 결정하는 기하학적 구성과, 상기 개념상의 주파수로부터 발생하는 예정된 저주파수 공진 모드가 상기 개념상의 주파수의 하나에 관련되는 공진 모드에 관련되는 진동적으로 덜 또는 최소로 활동성인 구역과 공유되고 또는 대응하는 상기 개념상의 주파수의 다른 하나에 관련되는 상기 모드의 상기 영역의 적어도 몇몇의 진동적으로 더욱 또는 최대로 활동성인 구역에 의해 상호 관련되도록 하는 상기 개념상의 주파수 사이의 관계를 구비하는 것을 특징으로 하는 음향장치.
  13. 부재(2)의 두께의 횡방향으로 연장되고 상기 부재의 영역 상에서 굴곡파를 유지할 수 있는 부재(2)를 구비하는 음향장치에 있어서, 상기 부재(2)는 상기 장치의 소망하는 음향적 동작 또는 성능에 부합하는 상기 부재에서 자연 굴곡파 진동을 위해 발생하는 공진 모드 및 상기 영역상에서 자연 굴곡파 진동에 관련될 수 있는 적어도 두 개의 개념상의 주파수를 결정하는 방향에서 동일하지 않은 전체 벤딩 저항을 가진 기하학적인 구성을 갖는 것을 특징으로 하는 음향장치.
  14. 정해진 구성의 영역에서 부재의 두께의 횡방향으로 연장되고 상기 부재(2)의 영역 상에서 굴곡파를 유지할 수 있는 부재(2)를 구비하는 음향장치 제조방법에 있어서, 상기 방법은 상기 영역상에서 상기 부재(2)의 자연 굴곡파 진동의 예정된 공진 모드로부터 진동에너지의 분포에 대한 분석에 의해 굴곡파 트랜스듀서 수단(9)을 위한 상기 영역에서 위치를 결정하는 것고, 많은 또는 가장 많은 수의 상기 예정된 공진 모드가 중요한 진동에너지를 기여하는 상기 영역에서의 적어도 하나의 구역을 인식하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 음향장치 제조방법.
  15. 부재(2)의 두께의 횡방향으로 연장되고 상기 부재의 영역 상에서 굴곡파를 유지할 수 있는 부재(2)를 구비하는 음향장치에 있어서, 상기 부재(2)는 상기 부재의 기하학적 구성에서 비대칭인 적어도 하나의 위치에서 및 중앙으로의 라인을 따라 상기 영역의 내측으로 적어도 10% 내지 약 15% 범위에서 상기 부재에 직접 결합된 적어도 하나의 트랜스듀서 수단(9)을 구비하고, 상기 트랜스듀서 수단(9)의 위치는 상기 부재의 자연 굴곡파 진동의 복수 공진 모드로부터 부여되는 실질적인 복잡한 진동적 기여와 관계된 곳에 위치하고, 또한 상기 부재(2)의 기하학적 구성은, 상기 장치의 음향적 성능에 유용한 자연 공진모드에서 굴곡파 동작에 기인하는, 진동 크기분포에 대한 굽힘강도의 임의 방향성 차이에 비례하는 것을 특징으로 하는 음향장치.
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