KR100908250B1 - 스피커장치 - Google Patents

Abstract

내부에 소정 공간을 가지는 스피커 본체와; 스피커 본체의 일측으로 음향을 방사하도록 스피커 본체의 일측에 설치되는 제1스피커유닛과; 스피커 본체의 타측으로 음향을 방사하도록 제1스피커유닛과 서로 대향되는 타측에 설치되는 제2스피커유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 스피커장치가 개시된다.

스피커, 슬림, 스테레오, 스피커유닛

Description

스피커장치{A speaker apparatus}

본 발명은 스피커장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 양측방향 구동형으로서 청취 공간 내에서 스테레오 청취 가능영역을 확대시킬 수 있는 스피커장치에 관한 것이다.

본래의 원음을 녹음하여 두었다가 음향 재생 장치를 이용하여 원래 음향을 복구하여 다시 구현, 재생해내는 하이파이 음향 재생 시스템(스피커 장치)은 좌우 2채널의 스테레오(Stereophnic)를 기본 원리로 하여 작동한다.

과거 일백여 년에 걸쳐온 음향 녹음 및 재생 기술의 발전 결과, 좌우 2채널로 음향 성분을 녹음하고 다시 이 녹음된 2채널 음향 소스를 제한된 공간 내에서 좌우 2개 채널 스피커 시스템 방사 음파의 합성 음향으로 입체 음향을 구현하는 방식이 바로 전형적인 스테레오(Stereo) 재생 기술이다.

이 스테레오 재생은 이제껏 고 음질, 고 성능 음향 재생 방식인 하이파이 재생 포맷과 시스템은 물론 통상적인 재생 음향 구현의 가장 확실한 원리가 되어 왔다.

1948년 LP 레코드의 좌우 2채널 녹음, 재생 기술의 도입으로 발전해온 스테 레오 녹음, 재생 방식은 지금까지도 거의 모든 음향 분야에서 가장 보편적인 하이파이 고 음질 재생 기술로서 널리 활용되고 있다.

한편 보다 완벽한 입체 음향 재생을 위해서 20세기 말부터 홈시어터의 발전과 더불어 보편화되고 있는 돌비 프로로직은 물론 DTS(Digital Theater System)나 돌비 디지털 또는 THX(Tomlinson Holman EXperiment) 등의 5.1채널 이상의 멀티채널 서라운드 방식은 모두 재생 채널들을 확대하는 방식의 첨단 서라운드 입체 음향들이다.

도 1은 종래의 스테레오 스피커장치(재생 시스템)를 나타내 보인 개략적인 도면으로서, 청취 공간(1) 내에서 전면 직접 방사 방식을 통한 스테레오 재생시스템을 나타낸 것이다. 도 1의 출처는 다음과 같다.

출처 1: The Complete Guide to High-end Audio / Robert Harley 저술,

Chapet 4. How to get the best sound from your room P 69 - P 81,

"Loudspeaker Placement"

출처 2: 입체 음향(Spatial Audio) / 기전 연구소 간행 / 강성훈, 강영옥 공저, 4-1 장 2채널 스테레오,

" 스테레오 정의" P 120 - P 138

출처 3: Audio Engineer's Reference Book / Michael Talbot - Smith 저술

Chapter 2-5 P 2.61 - P 2.71

" Stereo"

도 1을 참조하면, 종래의 스테레오 스피커장치에서는 소정의 공간(1) 내에서 좌측의 LCH 스피커(10)에서 재생하는 직접 방사 음향과 우측의 RCH 스피커(11)에서 재생하는 직접 방사 음향의 중복되는 공통 방사 영역(20) 내에서만 오직 완벽한 스테레오 입체 음향의 구현이 가능하다.

따라서 직접 방사음의 좌우 스피커(10, 11)의 공통 영역(20)을 제외한 음향 공간의 나머지 외곽 영역(21,22,23,24,25)에서는 재생 음향의 분포 밀도가 급격히 저하된다. 따라서 제한된 일정 공간 내에서 종래의 스테레오 재생 음향 분포는 필연적으로 대단히 격심한 음향 분포 밀도의 불균형을 초래한다.

즉, LCH 스피커(10)의 직접 방사영역(21)에서는 LCH 음압이 아주 높고, RCH 음압은 보통이며, 주로 LCH 음압만 들리게 된다. 이와 반대로, RCH 스피커(10)의 직접 방사영역(21)에서는 RCH 음압이 아주 높고, LCH 음압은 보통이며, 주로 RCH 음압만 들리게 된다. 이에 반해 상기 공통 방사영역(20)에서는 LCH 음압과 RCH 음압이 각각 높게 되어 스테레오 청취가 가능하게 된다.

또한, 상기 LCH 스피커(10)의 좌측영역(23)에서는 LCH 음압은 상기 영역(21)에 비해 낮고, RCH 음압은 LCH 음압보다도 더 낮다. 그리고 상기 RCH 스피커(11)의 우측영역(25)에서는 RCH 음압은 상기 영역(22)에 비해 낮고, LCH 음압은 RCH 음압보다도 더 낮다.

그리고 상기 LCH 스피커(10)와 RCH 스피커(11) 사이의 소외 영역(24)은 스테레오 청취의 사각지대로서, LCH 및 RCH 직접 방사가 이루어지지 않으므로, LCH 및 RCH 음압이 모두 낮다.

이처럼 극심한 음향 분포 밀도의 불균형을 초래하는 것은 무엇보다 스테레오 재생 음향을 직접 방사해내는 스피커 시스템의 지향성 편차 때문이다.

또한 이처럼 지나친 음향 분포 밀도의 불균형 발생은 공간 영역에 따라 재생 음향 전체에 걸친 공간 주파수 대역 특성의 격심한 기복을 발생시키게 된다. 더욱이 이러한 불균형 발생과 더불어 기존 스테레오 재생 직접 방사 음향들의 왜곡된 편중성과 지나친 자극성까지 더하여지게 되면 정상적인 스테레오의 완벽한 구현은 실상 불가능해진다.

결국 도 1과 같은 종래의 스테레오 음향 재생 방식으로서는 원음이 가지는 자연스러운 음향 분포 밀도의 균일함이나 살아 움직이는 생생한 음향 및 음악의 생동감 등을 고스란히 재현해낼 수는 없다. 왜냐하면 종래의 직접 방사의 스테레오 음향 재생 방식은 그럴듯한 가상의 스테레오 입체 음향의 평면적인 이미지만을 억지로 구현해낼 수 있을 뿐이기 때문이다. 그러므로 기존 스테레오 재생은 어딘가 인위적이고 부자연스러운 재생 음향의 분위기나 인공적인 음향 질감 등을 표현하는 수준에 머물 수밖에 없다. 나아가 도 1과 같은 종래의 스테레오 음향 재생 방식에서는 일정한 음향의 공간 내에서 정상적인 스테레오 음향의 청취 가능 영역 범위 자체가 좌우 2채널 직접 음향 지향성이 겹쳐지는 공통 영역(20) 내의 지극히 일부 범위로 제한되어버린다. 따라서 기존 스테레오 재생으로는 스테레오 청취 영역이 지나치게 좁아지는 치명적 문제점도 함께 수반한다.

한편 도 1과 같은 종래의 스테레오 재생 방식이 가지는 불균일한 재생 음향 분포 밀도의 한계를 극복하기 위하여 이제껏 다양한 멀티채널 입체 음향 포맷들이 개발되어 왔다. 그러나 돌비 프로로직을 비롯하여 DTS, 돌비 디지털 또는 THX 등의 5.1채널 이상의 멀티채널 서라운드 포맷들 역시 각 채널들의 직접 방사 음향들이 겹치는 공통 영역에서만 각 포맷 방식들이 추구하는 멀티채널 입체 음향의 실질적 기능과 서라운드 효과가 극대화 할 수 있을 뿐이다.

물론 이 같은 멀티채널 재생 방식의 경우 각 채널들 모두의 공통 방사 영역 내에서는 어느 정도 정교한 음원의 방향성과 서라운드의 효과 음향을 기대할 수 있다. 그러나 최종적인 멀티채널 입체 음향은 원음의 형태와 밸런스를 전혀 구현하지 못하고 지나치게 인공적인 산만한 서라운드 음향으로 분산되는 경향을 가지게 되어서, 각 채널 음향들마다 충돌과 혼신이 불가피할 뿐만 아니라 정상적인 원음의 음상 구현이나 평탄한 공간 주파수 대역 특성의 균형을 이루어내기는 어렵다.

한편 보다 선진화된 포맷의 최첨단 멀티채널 입체음향 포맷이나 DVD 오디오 및 슈퍼 오디오 CD 등의 음악 전용 멀티채널 음향 포맷들의 경우 극히 정교한 음원 이동 감을 바탕으로 재생 음향의 치밀함이나 풍부함을 표현해내는 뛰어난 성능을 발휘한다. 그러나 불행하게도 최첨단 또는 음악 전용 멀티채널 음향 포맷들에 있어서도 역시 본래 원음이 가지는 자연스러운 음향 분포의 균일한 전개와 분포 그리고 음향 공간 내 평탄한 공간 주파수 대역 특성의 실현은 거의 불가능하다.

보통 스테레오로 녹음된 음향 소스를 재생하는 경우 알려진 것처럼 좌우 2채널 직접 방사 음향들이 겹쳐지는 공통 방사 영역만의 스테레오 음향 밀도가 스테레오 재생의 절대적인 조건인 것처럼 받아들여지는 것은 실로 크나큰 오류이다.

좌우 2채널 스테레오 음향에 대한 이러한 그릇된 통념은 사실 기존의 스테레오 음향에 대한 고정 관념의 틀이나 종래의 잘못된 스테레오 재생 방식의 습관적 결과일 뿐이다.

그러나 이러한 각 포맷들 어느 종류를 막론하고 각 채널들의 직접 방사 음향의 공통 영역 내에서만 인위적인 입체 음향을 구현할 수 있다는 점에서는 실상 스테레오 재생 방식의 기본 원리를 바탕으로 재생 음원 채널 수효만 늘인 것에 불과하다.

도 2는 음향 공간 내에서 좌우측 측방향 음향 및 스테레오 재생의 첫번째 조건을 설명하기 위한 도면으로서 그 출처는 다음과 같다.

출처1: 입체음향(Spatial Audio) / 기전연구소 간행 / 강성훈, 강경옥 공저

5 - 3장 좋은 음장이란(P 120 - P 123)

" 좋은 음장 조건, 공간 음향 효과, 옆방향 반사음 "

출처2: Digital controll base, THX & Dolby Digital /Lexicon

DC-1 Theory and Design P 34 - P 35

" Room Reflection "

도 2를 참조하면, 음향 공간 내에서 좌우 스테레오 재생 음향이 중앙에 집중되는 직접 방사 음향의 공통 영역(20) 내에서는 스테레오 공통 음향의 고 음압 레벨이 유지된다.

반면 좌우 2채널 재생 음원 각각의 바깥쪽으로 좌우 벽면을 타고 전개되고 분포되는 직접 음향 비 방사 영역에서는 스테레오 공통 음향의 상대적 저 음압 레벨이 유지된다. 바로 이러한 스테레오 공통 음향이 결여된 공백 영역들이 정상적인 스테레오 음향 재생을 결정적으로 훼손한다. 왜냐하면 본래 원음의 경우는 음향 공 간 내의 좌우측 벽면을 타고 극히 자연스럽고 풍부한 간접 음상과 음장이 고르게 분포 형성되기 때문이다.

따라서 스테레오 재생의 절대 조건으로서 가장 우선적으로 주목해야할 것은 의외로 좌우 2채널 재생 음원 바깥 쪽 벽면 뒤에서 앞으로 양쪽 측방의 벽면을 타고 흘러 형성되는 좌 채널 좌측 측 방향 사운드 (Left side sound field; 도 2에서 빗금친 영역)와 우 채널 우측 측 방향 사운드 (Right side sound field; 도 2에서 빗금친 영역)의 원활한 흐름과 그 음상 및 음장의 형성이다. 바로 이러한 좌우측 측 방향 사운드 (Left & Right side sound field )야말로 완벽한 스테레오 재생에 있어서 좌우 2채널 직접 방사 음향들보다 훨씬 더 중요한 역할과 기능을 수행한다.

스테레오 재생의 실질적인 임장감에 있어 이러한 좌우측 측 방향 사운드의 기술적 또는 음향 공학적 중요성은 이미 미국 렉시콘 사나 롤런드 리서치 사 등의 업무용 음향기기 브랜드들의 수십 년간에 걸친 음향 기술 연구 업적들에 의하여 입증된 바 있다.

또한 이러한 좌우측 측 방향 사운드의 중요성에 대한 기술적 성과들은 미국 영화 산업의 극장 음향이나 홈시어터 분야의 돌비 디지털, DTS, THX 등 서라운드 사운드 음향 기법이나 일본 가전 메이커들의 멀티채널 서라운드 음장 파라미터 등에 적극 활용되어 왔다.

결국 재생 음원 바깥쪽으로 양쪽 측방의 벽면을 타고 흘러 형성되는 좌 채널 좌측 측 방향 사운드 (Left side sound field)와 우 채널 우측 측 방향 사운드 (Right side sound field)는 스테레오 재생의 가장 우선하는 첫 번째 절대 조건이 다.

도 3은 음향 공간 내에서 후방 및 상하 또는 대향면 간접 음장 및 스테레오 재생의 두번째 조건을 설명하기 위한 도면으로서, 그 출처는 다음과 같다.

출처1 : The Master Handbook of Acoustics 3rd Edition / F. Alton Everest 저술,

Chapter 19 P 335 - 348

" Acoustics of the listening room "

출처2 : Audio and Hi-Fi Engineer's Pocket Book / Vivian Capel 저술

P 18 - P348

" Sound Propagation "

출처3 : 녹음 기술 개론 1. / 탐구원 간행 / 안세영 저술

5장 P46 - P 62

" 환경에 따른 음파의 성질 "

도 3을 참조하면, 좌우 2채널 재생 음원 사이 중앙 후방의 배경 음장( Rear back sound field; 도 3의 빗금친 A 부분 )과 중앙 상하의 간접 음장( Rear center top & ground sound field; 도 3의 빗금친 B 부분 ) 그리고 재생 음원의 반대 벽면의 간접 음장을 비롯한 간접 음향의 불균형 분포 또한 스테레오 공통 영역의 높은 음압 레벨에 대하여 극심한 상대적 저 음압 레벨을 유발함으로써 정상적인 스테레오 재생을 결정적으로 훼손한다.

왜냐하면 본래 원음의 경우는 공간 내 원음의 음원 후방이나 후방 상하 천정 과 바닥면 그리고 반대 대향 벽면에도 역시 극히 자연스럽고 풍부한 간접 음장을 고르게 분포 형성시키기 때문이다.

따라서 스테레오 재생의 절대적인 전제 조건이라 할 좌우측 측 방향 사운드 필드( Left & Right side sound field )를 바탕으로 스테레오 직접 방사 음향의 사각지대라 할 재생 음원 뒤 벽면과 그 아래 바닥면은 물론 그 위 천정면의 상하로 분포, 형성되는 후방 배경 음장( Rear back sound field )과 중앙 상하의 간접 음장( Rear center top & ground sound field ) 그리고 재생 음원의 대향 벽면의 간접 음장의 균일한 전개와 분포 역시 완벽한 스테레오 재생의 두 번째 조건이 된다.

기존 스테레오 재생의 문제와 한계를 극복하고 이상적인 스테레오 재생을 구현하기 위한 확실한 대안은, 좌우 2채널 직접 방사 공통 영역에 대하여 그 밖의 직접 음향 비 방사 소외 영역에 발생하는 재생 음향 분포 전개와 밀도의 극심한 불균형을 해소하는 것이 된다.

만일 직접 음향 비 방사 소외 영역에 발생하는 이러한 재생 음향 분포 전개와 밀도의 불균형을 해결하여 어느 정도 재생 음향 공간에서 일정한 음압 레벨로 균일한 음향 분포 전개와 밀도를 얻어낼 수 있다면 결과적으로 가장 완벽한 좌우 2채널 스테레오 재생을 달성할 수 있게 된다.

한편, 앞서 도 1 내지 도 3을 통해 설명한 바와 같이, 스테레오 전면 직접 방사의 문제점과 지향 특성에 대해서 자세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 원음의 특성을 살펴보기로 한다.

본래 원음의 자연스러운 음향들은 음원의 발생 지점에서 음향 지향성의 방향 과 각도에 따라서 별다른 큰 음압 레벨 및 특성의 차이를 보이지는 않는다. 그러므로 원음의 자연스러운 음향들은 단지 청취 지점까지의 거리 증가에 따라 음압 감쇠가 일어나기는 하지만, 일정한 공간 내 어느 청취 지점 쪽으로든 지향성의 방향과 각도에 따라서 음압 레벨의 편차를 거의 보이지 않는다. 이처럼 원음의 경우에는 일정 공간 내 모든 영역 어디에라도 균일한 음향 분포를 전개하고 일정한 음향 분포 밀도를 유지한다.

따라서 우리는 음원 공간 내의 어느 청취 지점에서든 원음 본래의 자연스러운 음향들의 완전한 음압을 완벽한 주파수 특성의 분포로써 가장 자연스러운 음상과 음장으로 경험하고 감상할 수 있게 되므로 결과적으로 원음만의 자연스럽고 풍요로운 음상과 음장을 충분히 느낄 수 있게 된다.

한편 현재 절대적이라고 받아들여지고 있는 기존 스테레오 재생의 전면 직접 방사 방식은 청취 공간 내의 음향 분포 전개와 밀도의 극심한 불균형을 수반하므로 결코 바람직한 스테레오 재생 방식이라고는 할 수 없다.

전면 직접 방사로 인한 재생 음향 전개 및 분포 불균형의 발생은 주로 종래 스피커 구조 틀과 기능이 필연적으로 가지는 전면 방사 지향 각도의 한계에 기인하며, 나아가 좌우 2채널 직접 음향 성분의 합성만을 목표로 하는 기존 스테레오 재생 포맷 자체의 불합리한 성능과 결함 때문이기도 하다.

원음이 아닌 스테레오로 녹음된 음향 소스를 종래의 스테레오 방식으로 재생하는 전면 직접 방사 스피커 시스템은 제아무리 고 성능일지라도 필연적으로 청취 지점까지의 거리 증가에 따른 음압 감쇠를 발생시키게 된다.

기존 전면 직접 방사 방식의 스테레오 재생에서는 각 채널마다 재생 음향의 방사 각도가 스피커 정면 중앙 중심축으로부터 30도 범위를 벗어나면 정면 중앙 중심축의 방사 음압에 비하여 상대적으로 거의 10dB 이상, 60도 각도를 벗어나면 20dB 이상, 90도 각도를 벗어나면 30dB 이상에 달하는 정도로 현저하게 격심한 음압 감쇠 현상을 수반하게 된다.

물론 이 경우 음향 공간의 특수성에 따라 지향 각도 편차에 따른 음압 감쇠의 정도 차이는 있을 수 있지만, 그 정도 차이의 폭은 아무리 크게 잡아도 10dB 이내이다. 따라서 좌우 2채널 스테레오 음향을 재생하는 종래의 전면 직접 방사 스피커 시스템은 일정한 청취 공간 내에서 스피커 유닛들을 부착한 전면 배플면 앞 쪽으로만 정상적인 음향을 방사한다.

한편 좌우 2채널 스피커 시스템 사이의 비어 있는 공간이나 그 중앙 공간의 후방 그리고 좌우 스피커 시스템 바깥 쪽 외곽으로는 극히 저 음압의 음향 레벨만을 미미하게 전개하여 분포시킨다. 결국 종래의 스테레오 전면 직접 방사 스피커 시스템은 청취 공간 내 영역마다 극심한 음향 분포 전개 및 밀도의 불균형을 유발할 수밖에 없다.

또한 그에 따라 전면 직접 방사 스테레오 음향은 재생 음향 전 대역에 걸쳐 공간 주파수 대역 특성의 현저한 기복과 불균형을 만들어내기 마련이다.

본 발명은 상기와 같은 점들을 감안하여 창안된 것으로서, 청취 공간 내에서 보다 넓은 영역 전체에 걸쳐서 원음에 가까운 정상적인 좌우 2채널 스테레오 재생음향 분포 전개와 밀도를 확보할 수 있도록 구조가 개선된 스피커장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 스피커장치는, 내부에 소정 공간을 가지는 스피커 본체와; 상기 스피커 본체의 일측으로 음향을 방사하도록 상기 스피커 본체의 일측에 설치되는 제1스피커유닛과; 상기 스피커 본체의 타측으로 음향을 방사하도록 제1스피커유닛과 서로 대향되는 타측에 설치되는 제2스피커유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 스피커 본체는, 그 내부공간이 좌우 방향으로 한 쌍의 격판에 의해 삼중 분할된 제1, 제2 및 제3인클로저 챔버를 가지며, 상기 제1 및 제3인클로저 챔버 내부에 상기 제1 및 제2스피커유닛이 각각 설치되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1 및 제2스피커유닛 각각은 한 쌍의 좌측 및 우측스피커를 가지며, 좌측 및 우측 스피커들 각각은 상하로 각각 분리되어 배치된 것이 좋다.

또한, 상기 제1 및 제3인클로저 챔버는, 상기 좌측 및 우측 스피커들 각각을 서로 상하로 이격되게 수용하는 상부 및 하부 공간부; 및 상하로 서로 이격된 한 쌍의 채널벽에 의해 상기 상부 및 하부 공간부 사이에 마련되며, 상기 각 스피커들 로부터 출력되는 배면 방사음이 합쳐져서 상기 스피커본체의 좌우측 각각으로 출력되도록 안내하는 음향터널;을 가지는 것이 좋다.

또한, 상기 채널벽은 상기 격판과 소정거리 이격되어 배면 방사음을 상기 음향채널로 유입되게 설치되며, 상기 제1 및 제3인클로저 챔버 내부에는, 상기 채널벽의 중심을 가로지르도록 상기 격판에서 소정 높이 돌출되게 설치되어 상기 상부 및 하부 공간부 각각에서 출력되는 배면방사음들을 상기 음향터널에서 합쳐지도록 안내하는 음향렌즈바가 마련된 것이 좋다.

또한, 상기 상부 공간부와 음향터널 및 하부공간부의 상하 폭비는 2 : 1 : 2인 것이 좋다.

또한, 상기 제1, 제2 및 제3인클로저 챔버의 좌우 폭비는 3 : 2 : 3인 것이 좋다.

또한, 상기 스피커본체는, 전후 방향으로 슬림한 형상을 갖도록 플레이트형으로 서로 마주하여 배치되는 전면벽 및 후면벽과; 상기 전면벽과 후면벽의 좌측 및 우측 각각에 결합되며, 상하로 배치된 한 쌍의 메인 음향출구와, 중간에 마련된 배면방사음 출구를 가지는 좌측 및 우측벽과; 상기 전면벽과 후면벽의 상부 및 하부를 폐쇄하도록 결합되는 상부 및 하부벽을 포함하는 것이 좋다.

또한, 상기 스피커본체의 상부 중앙에 설치되며, 상기 제1 및 제2스피커유닛에서 좌우측 각각으로 출력되는 메인음향보다 높은 주파수의 고음을 전방으로 출력하여 상기 메인음향의 선행음 기능을 담당하는 제3스피커유닛을 더 포함하는 것이 좋다.

또한, 상기 제3스피커유닛의 출력음향에너지는 상기 제1 및 제2스피커유닛을 포함한 전체 출력음향에너지의 2 내지 3%이며, 상기 제3스피커유닛의 출력음은 4KHz 이상의 고음인 것이 좋다.

본 발명의 실시예에 따른 스피커장치는, 양측 방향 구동의 슬림형 스피커 구조로서 전면벽(전면 배플)에 스피커유닛을 설치하지 않고도 청취 공간 내의 많은 영역에서 스테레오 청취가 가능하게 할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 스피커장치는, 좌우 방향으로 3중 분할된 인클로저 챔버를 구비함으로써, 양측방향으로 구동되게 설치되는 스피커유닛들의 안쪽 길이로의 백 캐비티를 길게 확보하여 중저음의 응집력 높은 박력 사운드와 풍부한 음향을 동시에 재생할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 스피커장치는, 그 좌우측의 대칭되는 인클로저 챔버 내부를 상하로 또 다시 3중 분할시킨 구조로서, 그 중간부분에 스피커유닛의 배면 방사음을 혼합하여 출력시키는 음향터널을 구비함으로써, 중저음의 음향을 4배 내지 8배 이상으로 증폭하여 출력함으로써, 작은 용량의 스피커유닛을 채용하더라도 중저음의 음량을 증가시켜 출력시킬 수 있게 된다.

또한, 스피커장치의 전방 상단부분에 고주파수 대역의 스피커유닛을 설치하여 구동시킬 경우, 좌측 및 우측 양측으로 출력되는 대부분의 음량에 대한 선행음 효과를 발휘하게 됨으로써, 청취 공간 내의 대부분의 영역에서 청취자는 스피커장치의 전방으로 음향이 출력되는 것으로 인지할 수 있게 된다.

또한, 스피커장치가 전후방향으로 슬림한 구조를 가지면서, 전면이 평평하고 넓은 폭을 가지는 구조를 가짐으로써, 그 전면에 그림이나 액자 등을 부가적으로 설치하여 실내 디자인의 기능을 발휘할 수 있는 이점이 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 스피커장치를 자세히 설명하기로 한다.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 스피커장치는, 스피커본체(100)와, 스피커 본체(100)의 좌측 및 우측 각각으로 음향을 방사하도록 서로 대향되게 설치되는 제1 및 제2스피커유닛(200, 300)을 구비한다.

상기 스피커본체(100)는 그 내부 공간이 좌우 방향(A)으로 한 쌍의 격판(171,172)에 의해 삼중 분할된 제1, 제2 및 제3인클로저 챔버(101, 102, 103)를 가진다. 상기 제1 및 제3인클로저 챔버(101, 103)는 제2인클로저 챔버(102)를 사이에 두고, 서로 동일한 용적으로 마련된다.

상기 제1 및 제3인클로저 챔버(101, 103) 내부에 상기 제1 및 제2스피커유닛(200, 300)이 각각 좌우 대칭되게 설치된다.

상기 구성의 스피커본체(100)는 전후 방향(C)으로는 작은 두께를 가지며, 좌우방향(A) 및 상하 방향(B)으로는 큰 폭을 가지는 슬림형 구조를 갖는다. 상기 스피커본체(100)는 전후 방향(C)으로 슬림한 형상을 갖도록 플레이트형으로 서로 마주하여 배치되는 전면벽(110) 및 후면벽(120)과. 상기 전면벽(110)과 후면벽(120)의 좌측 및 우측 각각에 결합되는 좌측벽(130) 및 우측벽(140)과, 상기 전면 벽(110)과 후면벽(120)의 상부 및 하부를 폐쇄하도록 결합되는 상부벽(150) 및 하부벽(160)을 구비한다.

상기 좌측벽(130)과 우측벽(140) 각각에는 한 쌍의 메인 음향출구(131, 141)와, 중간에 마련된 배면방사음 출구(132, 142)가 형성된다. 상기 메인 음향출구들(131, 141) 사이에 상기 배면방사음 출구(132, 142)가 형성된다.

또한, 상기 스피커 본체(100)의 내부에는 그 내부 공간을 앞서 설명한 제1, 제2 및 제3인클로저 챔버(101, 102, 103)로 구분짓는 한 쌍의 격벽(171, 172)이 설치된다.

또한, 상기 제1 및 제3인클로저 챔버(101, 103)는 상하 방향(B)으로 상부공간부(101a, 103a)와 하부공간부(101b,103b) 및 음향터널(101c, 103c)로 구분된다. 상기 상부공간부(101a, 103a)와 하부공간부(101b,103b)는 음향터널(101c, 103c)을 사이에 두고 서로 대칭되게 마련된다. 상기 상부공간부(101a, 103a)와 하부공간부(101b,103b)의 측면쪽 부분에 상기 메인 음향출구(131, 141)가 형성되고, 음향터널(101c, 103c)에 대응되는 측면쪽 부분에 상기 배면방사음 출구(132,142)가 마련된다.

상기 음향터널(101c, 103c)은 상하로 서로 이격되게 상기 제1 및 제3인클로저 챔버(101, 103) 내에 설치되는 한 쌍의 채널벽(181, 182)에 의해 상기 상부공간부(101a, 103a)와 하부공간부(101b,103b) 사이에 마련될 수 있다. 여기서, 상기 채널벽(181,182)은 좌측벽(130)과 우측벽(140)의 내측에서 각각 깊이 방향 즉, 격벽(171, 172) 쪽으로 연장되게 설치되며, 격벽(171, 172)과는 소정 거리(L1) 이격 되게 설치된다. 따라서 격벽(171, 172)과 채널벽(181, 182) 사이에는 소정 통로가 마련됨으로서, 상부공간부(101a, 103a)와 하부공간부(101b,103b)에 설치된 좌측 및 우측 스피커들(210,310)의 배면방사음이 상기 음향터널(101c, 103c)로 안내되어 합쳐질 수 있게 된다.

또한, 상기 음향터널(101c, 103c)의 안쪽에는 음향렌즈바(183, 184)가 각각 채널벽(181, 182)에 나란하게 설치된다. 상기 음향렌즈바(183, 184)는 음향터널(101c, 103c)의 상하 방향(B)으로의 중심에 위치되며, 격벽(171, 172)에 지지된 상태로 소정 길이 돌출되게 마련된다. 바람직하게는 음향렌즈바(183,184)의 길이(L2)는 격벽(171, 172)과 채널벽(181, 182) 사이의 이격거리(L1)보다 길이 형성된다. 따라서, 상기 각각의 상부공간부(101a, 103a)와 하부공간부(101b,103b)에서의 배면방사음이 상기 음향렌즈바(183, 184)에 가이드되어 음향터널(101c, 103c)에서 합쳐진 뒤 배면방사음 출구(132, 142)를 통해 외부로 출력될 수 있게 된다.

또한, 상기 제1, 제2 및 제3인클로저 챔버(101, 102, 103)의 좌우 방향(A)으로의 폭(a, b, a)은, 그 비율이 a : b : a = 3 : 2 : 3인 것이 바람직하다. 즉, 제1 및 제3인클로저 챔버(101, 103)는 제2인클로저 챔버(102)를 사이에 두고 서로 대칭이며, 그 좌우 방향(A)으로의 깊이를 깊게 확보하도록 좌우 방향(A)으로 충분히 큰 폭을 가진다.

그리고 상기 상부공간부(101a, 103a)와 음향터널(101b, 103b) 및 하부공간부(101b,103b) 각각의 상하 방향(B)으로의 폭(c, d, c)은, 그 비율이 c : d : c = 2 : 1 : 2인 것이 바람직하다.

상기 제1스피커유닛(200)은 제1인클로저 챔버(101) 내에 설치되고, 제2스피커유닛(300)은 제3인클로저 챔버(103) 내부에 설치된다.

상기 제1 및 제2스피커유닛(200,300) 각각은 상하로 배치되는 한 쌍의 좌측스피커(210) 및 우측스피커(310)를 각각 구비한다. 상기 한 쌍의 좌측스피커(210)는 상부 및 하부공간부(101a, 101b)에 각각 대칭되게 설치되고, 상기 우측 스피커(310)는 우측의 상부 및 하부공간부(103a, 103b)에 각각 상하 대칭되게 설치된다.

상기 제1 및 제2스피커유닛(200,300)은 서로 동일한 출력 음향에너지를 가지고 구동되며, 바람직하게는 가청주파수대의 음향을 출력하도록 구동된다. 즉, 제1 및 제2스피커유닛(200,300)은 20Hz ∼ 20kHz 영역의 가청 대역 대부분의 음향을 담당하도록 음향을 출력한다.

또한, 바람직하게는 본 발명의 실시예에 따른 스피커장치는, 제3스피커유닛(400)을 더 구비하는 것이 좋다. 상기 제3스피커유닛(400)은 전면벽(110)의 좌우방향(A)으로의 중앙에서 상단부에 설치된다. 이러한 제3스피커유닛(400)은 상기 제1 및 제2스피커유닛(200,300)에서 좌측 및 우측 각각으로 출력되는 메인음향보다 높은 주파수의 고음을 전방으로 출력하여 상기 메인음향의 선행음 기능을 담당하도록 한다. 이러한 제3스피커유닛(400)의 출력음향에너지는 상기 제1 및 제2스피커유닛(200,300)을 포함한 전체 출력음향에너지의 2 내지 3%이며, 상기 제3스피커유닛(400)의 출력주파수는 4KHz 이상의 고주파 영역인 것이 바람직하다. 즉, 상기 제3스피커유닛(400)은 초 고역 재생 전용 스피커인 것이 바람직하다. 이러한 제3스피 커(400)를 추가적으로 설치하게 되면, 스피커장치의 전면벽(110)의 상단 끝에서 극히 제한된 일부분(2 내지 3%)의 재생 음향에너지만을 담당하면서, 초고역의 음향을 출력하게 됨으로써, 스피커장치의 양측방향 즉, 제1 및 제2스피커유닛(200, 300)에서 출력되는 대부분의 음향을 전방향의 청취영역 쪽으로 방향성과 지향성을 유도하게 됨으로써, 소정 공간 내의 청취자는 대부분의 곳에서 스테레오 음향을 청취할 수 있다. 상기 제3스피커유닛(400)에 의한 선행음 효과에 의해서 청취자는 스피커장치의 전면에서 음향이 출력되는 것으로 자연스럽게 받아들일 수 있게 된다.

상기 구성을 가지는 본 발명의 실시예에 따른 스피커장치의 작용 및 효과에 대해서 이하에서 자세히 설명하기로 한다.

상기 구성에 의하면, 본 발명의 실시예에 따른 스피커장치는 종래의 스피커장치에서 전면 배플면에 스피커유닛들을 설치하는 것과는 달리, 전면에 스피커유닛을 전혀 설치하지 않고, 양 측방향 음향 방사 방식을 채택하고 있다.

즉, 스피커 유닛 전면 배플 부착 방식 대신에 스피커본체(100)의 양측에 스피커유닛들(200, 300)을 부착하였다. 이렇게 함으로써, 측면 배플면에서 그 안쪽으로 강력한 스피커유닛(200, 300) 작동을 위한 충분한 백캐비티(Back cavity) 안길이를 확보해줌과 동시에, 한걸음 더 나아가 제1 내지 제3인클로저 챔버(101, 102, 103) 내부 구성에 의해서, 좌측 및 우측방향 구동의 음향 자체를 폭발적으로 강화해주게 된다. 그 결과 도 8에 도시된 바와 같이, 청취 공간(80) 내에서 보다 넓은 영역 전체에 걸쳐서 원음에 가까운 정상적인 좌우 2채널 스테레오 재생 음향 분포 전개와, 종래보다 균일해진 음향 밀도를 확보할 수 있게 된다.

먼저, 상기와 같은 구성에 의해서 종래와는 달리 본 발명의 실시예의 스피커장치는 출력음향의 전면 방향성과 지향성을 확보할 수 있다.

즉, 양 측방향 음향 방사 스테레오 재생에 있어서는 전면 쪽 배플면(전면벽;110)에는 구동용 스피커 유닛들을 전혀 부착하지 않고, 양측에 제1 및 제2스피커유닛(200,300)을 설치하였기 때문에 스피커 장치(90)의 방사 음향 대부분이 앞쪽으로 보다는 양쪽 측 방향 쪽으로 주로 방사, 전개된다.

그러므로 스피커장치의 전면 배플면 상단 끝 극히 제한된 일부분에 오직 재생 음향의 방향성과 지향성을 결정적으로 좌우하는 4kHz, 바람직하게는 8 ∼ 10kHz 이상의 제3스피커유닛(400;초 고역 재생 전용 트위터) 만을 부착하고 재생 음향 에너지의 단지 2 ∼ 3 % 만을 담당하여 재생하게 함으로써 스피커장치(시스템) 정면 축 상의 청취 영역 쪽으로의 방향성과 지향성을 예리하게 유도하여 설정하게 된다. 이것은 커다란 맑은 물 한 통에 붉은색 또는 푸른색 물감 한두 방울을 떨어뜨리면 물 전체가 붉은색이나 푸른색으로 번져버리는 효과와 같은 이치이다. 이는 또한 음향 공학의 원리적으로는 선행 음 효과에 의한 인간 청감 구조가 갖는 지향성과 방향성의 유도 현상을 교묘하게 활용하여 기능적 효과로 기대할 수 있는 것이다.

결국 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 제3스피커유닛(400)을 전면벽(110)에 부착한 구성을 바탕으로 실제 전면 쪽으로 제1 및 제2스피커유닛(200,300)의 방사 음향의 직접 음향 성분 대부분이 전개되지 않음에도 불구하고 스피커장치 양쪽 측방의 회절과 반사로 인한 저 음압 레벨의 간접 음향 성분의 전개와 분포만으로도 현실적인 스테레오 재생 음향이 전면 쪽으로 전개되고 감지, 인식되는 결과를 이끌 어낸다.

또한 이에 따라 최종적으로는 양 측방향 음향 방사 스테레오 재생에 있어서 전면 쪽에 형성, 분포되는 간접 음향 성분만으로도 충분하게 전면 방향성과 지향성이 확보될 수 있게 해줌으로써 예리한 스테레오 해상도의 고 성능 품질까지 완벽하게 보장된다. 이러한 효과는 첫째 선행 음 인지 효과와, 둘째 주파수 대역에 따른 지향성 감도 증감의 원리 그리고, 셋째 인간 청감 구조의 특수성이라는 세 가지 음향 원리의 합성 효과를 활용한 결과이다.

한편, 제2 및 제3스피커유닛(200,300)에 의해 양 측방향 음향 방사에 대해 설명하면 다음과 같다.

제1 및 제2스피커유닛(200, 300)은 양 측방향 음향 방사 스테레오 재생 방식으로서 인간의 청각으로 감지, 인식할 수 있는 20 Hz -20 kHz 영역의 가청 대역 대부분을 재생하는 우퍼, 미드레인지, 트위터 등이나 풀 레인지 대역 재생 유닛들을 선택적으로 채용할 수 있으며, 이들 모두를 스피커본체(100)의 양쪽 측면 배플 쪽에 부착하여 재생 음향 에너지의 97-98 %에 달하는 대부분을 담당하여 재생하게 된다. 이러한 구성에 의해, 기존 스테레오 재생의 직접 방사 공통 영역에 대하여 직접 방사 음향의 비 방사 소외 영역의 재생 음향 분포 전개와 밀도의 불균형을 근본적으로 해소하여 음향 공간 내의 어느 지점에서든 일정한 음압 레벨로 균일한 음향 분포 전개와 밀도를 갖게 할 수 있다.

또한 본 발명의 스피커장치(90)와 같은 양 측방향 음향 방사 방식은 음향 공간 전체에 걸쳐서 보다 광대역으로 균일한 공간 주파수 대역 특성을 가지는 재생 음향 전개와 분포를 실현함으로써 거의 청취 공간 대부분의 넓은 영역 어디에서라도 월등하게 원음에 근접한 재생 음향을 구현해준다.

본 발명의 실시예에 따른 스피커장치에 있어서, 제3스피커유닛(400)에 의한 지향성 감도 증감의 원리 및 선행음 효과의 합성에 대해 설명하면 다음과 같다.

상기 제3스피커유닛(400)은 재생 음향의 방향성을 결정적으로 좌우하는 4kHz 이상의 초 고역 음향을 재생 음향 에어지 전체의 단 2 ∼ 3%만을 담당하도록 출력한다.

그럼에도 불구하고 상기 제3스피커유닛(400)의 기능과 역할은, 재생 음향 에너지의 97 ∼ 98 %에 달하는 대부분을 담당하여 재생하는 제1 및 제2스피커유닛(200,300)의 양 측방향 음향 방사 방향이 오직 스피커장치의 좌우 측 방향으로만 전개되는 듯이 들리지 않고 마치 스피커장치(90)의 전면 중앙 앞쪽으로 전개되어 방사되는 것으로 청취되고 인지되게끔 도와준다. 이러한 효과는 재생 음향 주파수가 높아질수록 인간 청각의 방향성 감지가 예민하게 느껴지는 반면, 재생 음향 주파수가 낮아질수록 인간 청각의 방향성 감지가 둔하게 느껴지는 인간 청감 구조의 지향성 감지 저하의 원리를 바탕으로 한다(이상 지향성 감도 증감의 원리).

이상의 음향 원리를 배경으로 다시금 고주파수 음향과 저주파수 음향이 각기 다른 방향에서 동시에 발생하는 경우 인간의 청각은 고주파수 음향과 저주파수 음향 모두가 미세하게 귀에 먼저 도달하는 고주파수 음향의 방향에서 들려오는 것으로 인지하게 되는 효과를 동시에 도입하여 적용하게 된다(이상 선행 음 효과).

이와 같이, 교묘하게 합성된 두 가지 음향 효과가 인간 청감 구조에 정확하 고 치밀하게 작용하여 그 합성된 결과가 제대로 발휘될 수 있게끔 계산하여 스피커장치(90) 구조와 내부 인클로우저 챔버(101, 102, 103)의 3중 분할 구조를 적용함으로써, 그 기능 효과가 극대화될 수 있게 된다.

양 측방향 음향 방사 방식에서는 결국 가청 대역 전체의 직접 음향이 스피커 시스템 양쪽 측 방향으로 넓고 균일하게 전개됨으로써 직접 음향과 간접 음향의 효율적 배분 분포가 균일하게 이루어지기 때문에 청취 공간 내 재생 음향 분포 전개 및 밀도의 사각 지대를 최소화할 수 있게 된다.

또한 이와 동시에 극히 일부의 초 고주파수 재생 음향이 청취자의 귀에 먼저 도달하면서 양측 방향 재생 음향 대부분이 청취자가 위치하는 전면의 특정 지점 쪽으로 분포, 전개되는 듯 인지되도록 도와준다. 그 결과 기존 직접 방사 스테레오 재생에서보다 월등하게 균일한 음향 분포 전개와 음향 밀도 균일화를 달성함으로써 양측방향 음향 방사 스테레오 재생은 더욱더 자연스럽고 기복 없는 주파수 대역 특성의 완벽한 스테레오 음상과 음장을 실현하게 된다.

또한, 본 발명의 스피커장치(90)는 양 측방향 구동 슬림형 구조를 가지며, 상기 음향터널(101c, 103c)을 가짐으로써, 제1 및 제3인클로저 챔버(101, 103) 내부 안쪽으로 방사되는 상하 두 개의 스피커들(210, 310)의 배면 방사 음파의 위상 반전된 중음역 및 저음역 음향이 상기 음향터널((101c, 103c)의 강력한 중앙 집중 부양과 음향렌즈바(183,184)의 효과적인 조절 기능을 통해서 엄청난 음향 에너지로 배가되는 극적인 상승효과를 이끌어낼 수 있다.

결국 양 측방향 재생 음향이 월등하고 강력한 음향 에너지를 발휘할 수 있도 록 스피커장치(90)의 인클로저 내부 구조를 좌우 3중 분할구조로 형성하고, 제1 및 제3인클로저 챔버(101, 103)를 상하 3중 구조로 구성함으로써, 양쪽 측 방향 음향 전개와 분포를 한층 넓은 지향 각도에 걸쳐 균일한 음압 분포로 재생 음향 공간 전체에 넓고 충만하게 펼쳐나갈 수 있도록 할 수 있다.

한편, 일반적으로 스피커장치의 인클로저 내부 용적 부피가 갖는 가로, 세로, 깊이 등의 길이와 크기 그리고 모양새는 배플 전면에 부착한 스피커유닛의 전면 방사 음향의 중저역 특성과 음압 레벨 그리고 재생 음향의 응집력 정도와 재생 음질 특성까지도 결정적으로 좌우하게 된다. 동일한 인클로저 용적이라 가정할 때 인클로저 내부 용적이 가지는 백 캐비티(Back Cavity) 부피 형태의 전면부 가로와 세로의 길이나 폭보다는 안길이 즉 깊이가 깊을수록 두텁고 깊은 중저음역과 응집력 있는 강력한 파워의 음향 에너지 볼륨 및 라우드니스(Loudness)를 재생할 수 있는 것으로 알려져 있다.

따라서 본 발명의 스피커장치(90)와 같이 스피커본체(100)의 양쪽 측면에 스피커유닛들(200,300)을 장착함으로써 그 스피커유닛(200,300) 구동을 위한 인클로저 내부 용적에 있어서 백 캐비티(Back Cavity)의 안길이를 가능한 한 최대로 깊게 확보할 수 있도록 설계하는 것이 가능해진다. 이렇게 함으로써 본 발명의 스피커장치(90)는 스피커유닛들(200,300)의 원활한 배면 방사 음파의 효율 작동을 바탕으로 그 스피커유닛들(200,300)의 전면 방사 음향들이 압도적인 중저역의 탄력 구동을 통해 폭발적인 음향 에너지를 응집하여 방출하게 된다. 뿐만 아니라 본 발명의 스피커장치(90)는 양 측방향 구동의 슬림형 구조로서, 극히 작은 소형으로 제작하고, 제1 및 제2스피커유닛들(200,300)을 소구경 스피커유닛들로 채용하더라도 몇 배에 달하는 대형 대구경 스피커 유닛들의 능력과 음향 에너지를 훨씬 능가하는 강력한 음향을 발휘할 수 있게 된다.

상기와 같이, 본 발명의 스피커장치(90)는 전후 방향(C)으로는 매우 슬림한 구조를 가지며, 전면벽(110) 및 후면벽(120)의 가로 및 세로를 가급적 충분히 넓게 확보하게 되면, 슬림 구조의 인클로우저를 실현시킬 수 있게 된다.

한편, 상기 제3스피커유닛(400)을 아예 설치하지 않더라도 제1 및 제2스피커유닛(200,300)에 의한 양 측방향 구동의 슬림형 구조에 의해서, 종래의 스피커에 비하여 하이파이 스테레오 음질을 보다 효과적으로 구현할 수 있음은 당연하다.

본 발명의 스피커장치(90)의 경우 양쪽 측면의 상당히 좁은 폭의 면적에 기존 스피커장치에 비하여 상대적으로 월등하게 작은 소구경 스피커 유닛들(200,300)만을 측방향으로 장착함으로써 인클로우저의 깊이 즉 전후 방향(C)으로의 두께를 최소 50mm 에서 95mm 정도까지 초 슬림화 구조로 설계할 수 있게 된다. 따라서 양 측방향 구동의 슬림형 스피커장치(90)는 음향 재생이라는 일차 기능 외에도 비어있는 전면 배플(전면벽;110) 위에 실제 그림이나 사진 또는 액자 기타 등등의 다양한 부착물들을 부착하여 인테리어 소품 및 자재로써도 활용할 수 있는 추가 기능 효과를 창출해낸다.

본래 스피커장치의 두께를 얇게 설계하면 전면 배플의 가로 세로 길이를 확대하여 인클로우저 용적 자체를 아무리 늘린다 해도 풍부한 음향의 박력과 응집력 등을 정상적으로 재생하는 것은 거의 불가능한 것으로 알려져 있다. 대체로 인클로 저 두께가 얇은 스피커장치의 경우 억지로 중저음역을 풍부하게 재생하도록 설계할 수는 있겠지만, 결과적으로는 대체로 가벼운 음상의 힘없는 무 박력 음질 특성을 보이게 된다.

반면 본 발명의 스피커장치(90)는 인클로저 두께를 최대한 얇게 설계하면서도 동시에 측면 배플에 장착되는 스피커 유닛들(200,300)마다 각각의 인클로저 내부 쪽 백 캐비티 안길이를 좌우방향(A)으로 충분하게 확보할 수 있게 된다. 그 결과 스피커장치(90) 양쪽 측면벽(130,140) 쪽에 부착하게 되는 스피커 유닛들(200,300)마다 각각의 인클로우저 내부의 별도 챔버를 가짐으로써, 제1 및 제2스피커유닛(200,300)을 소형으로 채용하더라도 응집력 높은 박력 사운드와 풍부한 음향을 동시에 재생할 수 있게 된다. 왜냐하면 양 측방향 구동의 슬림형 스피커 구조에 있어서 좌우 측방향으로 부착되는 소형 스피커 유닛들(200,300)의 실질적인 백 캐비티의 경우 제1 및 제3인클로저 챔버(101, 103)의 좌우 측면벽(130,140) 쪽에서 안쪽 내부 중심부 쪽으로 백 캐비티 안길이 깊이가 충분하게 확보되기 때문이다.

또한, 본 발명의 스피커장치(90)는 좌우 양쪽의 측방향으로 보다 넓은 청취 영역에 걸쳐 균일한 음향 방사 분포를 얻기 위하여 양 측방향 구동의 슬림형 스피커 구조 내부 인클로저는 우선 좌우측에 동일한 용적을 갖는 제1 및 제3인클로저 챔버(101, 103)가 대칭형으로 마련되고, 그들(101, 103) 사이의 중앙 공통 챔버로서 제2인클로저 챔버(102)를 구비한 구성이다.

상기 구성에 의하면, 양 측방향 구동의 슬림형 스피커 구조는 입력 단자부의 독립된 용적 구조를 갖는 중심의 제2인클로저 챔버(102) 형태를 중앙에 두고. 그 좌우로 동일한 용적의 대칭형 제1 및 제3인클로저 챔버(101, 103)가 연결되는 삼중 분할 인클로저 구성을 갖는다. 결국 좌측면에 부착되는 제1스피커유닛(200)의 내부 인클로저 챔버(101)와 우측면에 부착되는 제2스피커유닛(300)의 내부 인클로저 챔버(103)는 정확히 동일한 챔버 크기인 동시에 정확히 동일한 용적 구조를 갖는다.

그러므로 양 측방향 구동의 슬림형 스피커장치(90)는 중앙부 공통 챔버 형태를 두고 그 좌우에 크기와 용적 및 구조가 동일한 두 개의 독립된 형태의 인클로저 챔버(101, 103) 두 개를 대칭으로 연결시킨 좌우 대칭형 삼중 분할의 인클로저 구조를 가지게 된다. 이 삼중 분할 인클로저는 좌우 양쪽 바깥 측면에 부착되는 스피커 유닛들(200,300)이 충분한 백 캐비티의 강력한 기능과 효과들을 발휘하게 한다.동시에 이 삼중 분할 인클로저(101,102,103)는 중앙부 공통의 제2인클로저 챔버(102)가 좌우 양쪽으로 연결된 별도의 제1 및 제3인클로저 챔버(101, 103)의 구조와 기능 역할까지도 확실하게 지탱하고 보강함으로써 양쪽 두 개의 제1 및 제3인클로저 챔버들(101,103)이 갖는 백 캐비티가 좌우 측방향으로 장착된 스피커 유닛들(200,300)을 완벽하게 구동해낼 수 있게 한다.

또한 삼중 분할 인클로저(101,102,103)는 얇은 두께의 근접한 전후면 배플 구조를 삼중으로 중복 접합시킨 월등한 고 강성 조립 구조로 인하여 스피커 시스템 자체의 강성을 압도적으로 강화하고 있다. 그 결과 삼중 분할 인클로저는 스피커유닛(200,300)과 인클로저 자체의 공진 발생 등을 억제하는 진동 제어 효과가 탁월할 뿐만 아니라 나아가 재생 음향의 고성능 발휘와 고 음질 개선에 크게 기여한다.

한편, 종래의 중음과 저음 강화를 위한 스피커의 인클로저 구조 형식은 다음과 같다.

1) 인클로저 내부 전체를 완전히 틀어막아 스피커 유닛 배면 방사 음파가 인클로저 내부에서 밀폐된 공기의 압축 팽창의 탄력 구동으로 작동하게 함으로써 전면 스피커 유닛의 직접 방사음을 강화 활용하는 미국 AR사 개발의 밀폐형이 있다(에어 서스펜션 구동).

2) 포트나 덕트 구성으로 인클로저 내부의 스피커 유닛 배면 방사음을 포트나 덕트로 방출함으로써 위상 반전의 중저음 보강을 시도하는 백 로딩 타입의 저음 강화 형식으로서 가장 일반적인 인클로저 방식인 베이스 리플렉스형이 있다(개방형 또는 위상 반전 타입).

3) 마그넷 등의 자기 회로를 부착하지 않은 가짜 콘 유닛이라 할 드론 콘을 부착하여 이로써 중저음 보강 강화를 도모하는 패시브 라디에이터형이 있다(수동 유닛 강화 타입).

4) 길고 복잡한 인클로저 용적 내부의 터널 구조를 통하여 비교적 초 저역 성분만 위상 반전시킨 다음, 이를 다시 긴 음향 터널을 통과시켜 방출하게 함으로써 재생 음향을 강화하는 영국 TDL사 개발의 트랜스미션 라인 시스템이 있다(미로형).

현재까지 알려진 모든 스피커 시스템은 이상의 네 가지 인클로저 형식들로써 구분되는 것이 보통이다.

이렇게 볼 때 본 발명 스피커장치(90)의 삼중 분할 인클로저(101,102,103) 와, 좌우 대칭형 두 개 인클로저 챔버(101,103) 내부의 음향 강화 원리는 이상의 4개 인클로저 방식들과는 전혀 다른 구성을 갖는 것을 알 수 있다.

또한, 본 발명의 슬림형 스피커장치(90)는, 좌우 측 방향으로 독립 구성된 두 개의 대칭형 인클로저 챔버(101, 103) 형태 각각 마다 다시금 상하 방향(B)으로 3중 분할된구조를 갖는다. 따라서, 두 개의 좌측스피커(210)와 우측스피커(310) 각각의 배면 방사 음파를 각 인클로저 챔버(101, 103) 내부에서 정확하게 합성하여 음향 렌즈바(183, 184)의 조절에 의존하는 음향 터널(101c, 103c)을 통하여 두 배가 아닌 4배 내지 8배에 달하는 음향 강화 효과를 가져 오게 할 수 있게 된다. 즉, 좌우 측 방향의 두 개 인클로저 챔버(101, 103) 내부 인클로저 용적 구조는 상하 대칭 구조로 좌측 및 우측스피커(210, 310) 두 개를 부착한 다음, 인클로저 챔버(101, 103)의 내부 쪽으로 발생하는 배면 방사 음파 두 갈래를 동시 타임의 동일한 위상으로 정확하게 합성하여 인클로저 내부 정 중앙부 음향렌즈바(182, 184)의 조절을 통하여 음향터널(101c,103c)로 집중시켜 방출함으로써 통상적인 종래의 저음 강화 방식에 비하여 무려 4배 내지 8배에 달하는 중저음 음향 강화 효율을 달성할 수 있게 된다.

한편 기존의 중저음 강화 인클로저 형식은 네 가지 모두 저주파수 대역의 강화 방식이지만, 본 발명의 스피커장치(90)는 삼중 분할 인클로저의 슬림형 구조로서, 극히 일부의 초 고역을 제외한 대부분의 가청 대역 재생 주파수 거의 전부를 효과적으로 강화하여 증강할 수 있게 된다.

도 7에서 화살표 F1은 좌측 스피커들(210)에서의 좌측음향 출력방향으로 나 타내고, F2는 우측 스피커들(310)에서의 우측음향 출력방향을 나타낸다. 그리고 도면부호 f1은 좌측 스피커들(210)의 배면 방사음이 좌측의 음향터널(101c)로 이동하여 합쳐지는 상태를 나타낸 것이고, f2는 우측 스피커들(310)의 배면 방사음이 우측의 음향터널(103c)로 이동하여 합쳐지는 상태를 나타낸 것이다.

그리고, 도 8은 상기 구성의 본 발명의 스피커장치(90)를 소정의 청취 공간(80)에서 LCH 스피커(91) 및 RCH 스피커(92) 역할을 하도록 설치할 경우에 청취 공간(80) 내의 여러 영역에서의 스테레오 청취가능 정도를 나타내 것이다. 도 8을 참조하면, LCH 스피커(91) 및 RCH 스피커(92)는 모두 양측으로 대부분의 음향을 방사하게 된다. 이때, LCH 스피커(91)의 좌측으로의 방사음과 RCH 스피커(92)의 우측으로의 방사음은 모두 벽면을 타고 청취 공간(80)의 좌측 및 우측의 영역으로 넓게 퍼진다. 따라서, 청취 공간(80)의 좌측 및 우측에서는 LCH 직접 방사영역(81)과 RCH 직접 방사영역(82)으로 구분될 수 있다. 상기 LCH 직접 방사영역(81)에서는 LCH 음압은 높고, RCH 음압은 낮다. RCH 직접 방사영역(82)에서는 RCH 음압은 높고, LCH 음압은 낮게 나타난다.

그리고 LCH 스피커(91) 및 RCH 스피커(92) 사이의 후방쪽 공통 방사영역(83)에서는 LCH 음압과 RCH 음압이 모두 높게 나타난다. 그리고 상기 영역들(81, 82, 83)을 제외한 나머지 대부분의 영역들(84,85,86,87)에서는 LCH 음압 및 RCH 음압이 적정수준으로 방사됨으로써, 스테레오 청취가 가능하게 된다. 그리고 상기 LCH 스피커(91) 및 RCH 스피커(92)들을 청취 공간(80) 내의 뒷쪽 벽면에 설치할 경우, 뒷쪽으로의 사각지역이 없어지게 되고, 음향들이 뒷쪽 및 양측 벽면을 타고 더 넓고 멀리 방사됨으로써, 원음에 가까운 스테레오 음향을 청취할 수 있게 된다. 따라서, 도 1에서 설명한 종래의 스피커장치에 비하여 보다 넓은 영역에서 스테레오 청취가 가능하게 된다

또한, 상기와 같은 본 발명의 실시예에 따른 스피커장치(90)에 의하면 다음과 같은 여러 가지 작용효과를 더 기대할 수 있게 된다.

< 균일한 음향 분포 및 밀도 전개 >

우선 본 발명의 스피커장치(90)는 기존 스테레오 재생에 비하여 양 측방향 구동의 슬림형 구조이므로, 보다 넓은 청취 영역에 걸쳐서 균일한 음향 분포 및 밀도를 전개함으로써 한층 완벽한 공간 주파수 대역 특성을 달성하는 동시에 원음의 음향 특성에 가까운 스테레오 재생을 실현시켜 준다.

즉, 종래의 스테레오 방식에 의한 하이엔드 스피커 시스템 모델들의 경우 보통 수 백 만원에서 수천 만원을 호가하는 세계 유명 브랜드의 초 호화판 고가 모델들이 즐비하다. 이에 비하여 본 발명의 실시예에 따른 양 측방향 구동의 슬림형 스피커장치(90)는 수십만 원대의 가격만으로도 수백만 원에서 수 천만 원 가격대의 수입 외산 하이엔드 스피커 시스템 성능과 음질 완성도까지도 능가할 수 있다. 따라서 음질과 성능의 타당성을 바탕으로 최고급 하이엔드 스피커 시스템을 소형 및 저비용으로 생산 및 제공할 수 있게 된다.

< 벽걸이용 고품위 스피커 >

본 발명의 스피커장치(90)는 스피커 유닛들을 전혀 장착하지 않은 채 깨끗이 비어 있는 전면 배플면(전면벽;110)과 더불어 스피커장치(90)의 두께를 50mm ∼ 95mm 정도의 슬림 구조로 설계할 수 있으므로 실내 벽면에 부착하여 사용할 수 있는 벽걸이용 고 품위 스피커 시스템으로 활용할 수 있는 기능적 장점이 크다. 더욱이 비어 있는 전면 배플면(전면벽:110)에는 각종 화가들의 그림 작품들이나 사진가들의 사진 작품들 또는 각종 문화 소품 등등을 자유롭게 부착하여 실내의 고 품위 장식재로도 동시에 활용할 수 있다. 따라서 양 측방향 구동의 슬림형 스피커장치(9)는 벽걸이 스피커 시스템인 동시에 고급 실내 인테리어 장식재로서의 기능적 가치를 보유하고 있다.

< 문화 및 음향 욕구를 동시에 충족 >

세계적인 유명 스피커 브랜드들 가운데 벽걸이 용도가 가능한 슬림형 스피커 모델들을 개발하여 판매하고 있는 대표 브랜드들은, 1) 이스라엘 개발 브랜드인 평판 형 스피커 시스템의 선두 주자인 NXT를 비롯하여, 2) 고 성능 유닛을 박막 구조로 개조 사용한 액자 형 스피커 아트 어쿠스틱( Art coustic ), 3) 평판 스피커 기술을 적극 응용 활용하고 있는 Anima, 4) 대형 가전 업체들의 다양한 슬림형 스피커 시스템 모델 류 등의 정도이지만, 이들은 모두 전면 직접 방사 스테레오 방식을 사용하고 있으므로 그 성능과 음질의 특성과 품질이 지극히 제한되고 있다.

보통 평판 형 스피커 시스템 종류들은 대체적으로 맑은 울림에 비하여 중저음역의 박력과 응집력이 대단히 부실하여 특히 저음 재생 능력이 대부분 기대해 못미치는 수준이다. 슬림형 벽걸이 스피커 시스템의 대표 주자라 할 아트 어쿠스틱 역시 전면 직접 방사 유닛의 탑재로 인하여 턱없는 백 캐비티 안길이 부족으로 가벼운 음상과 저 음질에 머물고 있다. 이렇듯 기존 세계적 유명 브랜드의 방식들은 전면에 그림 작품 등을 공기와 소리가 투과하는 그릴 천에 인쇄하여 부착할 수 있거나, 직접 평판 형 진동판에 그림 작품 등을 부착할 수 있지만, 그 기능의 절대적인 효용성과 재생 음질의 성능 수준은 명백한 한계에 머물고 있다. 따라서 본 발명의 실시예에 따른 양 측방향 구동의 슬림형 스피커장치(90)는 변화된 21세기 현대 생활인의 문화 욕구와 음향 욕구 모두를 동시에 충족시켜주는 대안이 될 수 있다.

< PDP, LCD TV, 홈시어터, 첨단 오디오 등의 전용 스피커 >

현대 생활 가전의 대표 주자라 할 TV 조차 이제 거의 대부분 PDP나 LCD 타입의 벽걸이형으로 진화해가고 있다. 때문에 음악 생활과 홈시어터 재생의 필수 아이템이라 할 스피커 시스템이 거실이나 안방에서 흉물스럽게 자리를 차지하는 것을 이제 아무도 바람직하게 받아들이지 않는다. 또한 지금까지 벽걸이 스피커 시스템들이 전혀 없었던 것은 아니지만 대부분 음질과 성능의 치명적 한계 때문에 그다지 각광받지 못해왔다. 그러나 본 발명의 실시예에 따른 스피커장치(90)는 PDP, LCD TV 등의 전용 벽걸이 스피커 시스템으로의 활용은 물론 최신 홈시어터의 벽걸이 타입 멀티채널 스피커 시스템이나 최첨단 하이파이 오디오의 고 음질 벽걸이 스피커 시스템으로서도 적극 사용될 수 있다.

< 실내 인테리어용 고급 스피커 >

본 발명의 실시예에 따른 스피커장치(90)는 단순히 가정용 음향 재생 용도를 충족시키는 것은 물론, 한걸음 더 나아가 스피커 시스템인 동시에 벽걸이형 고 품위 인테리어 소재로도 사용할 수 있다. 따라서 카페, 레스토랑, 음식점, 판매점 기타 등등의 전문 영업장소들의 실내 인테리어 용도로 크게 각광받을 수 있으며, 이 밖에도 일반 사무실, 박물관, 다양한 빌딩, 체육관, 공공시설 및 기관 등등의 산업 전반에 걸쳐서도 스피커 시스템인 동시에 벽걸이형 고 품위 인테리어 자재로써 다채롭게 적극적으로 활용될 수 있다.

< 슬림형 서브우퍼 스피커 >

본 발명의 실시예에 따른 스피커장치(90)는 강력한 음향 강화 효과를 배경으로 하는 상하 및 좌우 3중 분할 구조를 가짐으로써, 홈 하이파이 및 홈시어터 전용이나 카 오디오 전용의 서브우퍼 스피커 시스템으로 설계하여 사용할 수 있을 정도로 그 기능과 성능을 발휘할 수 있으므로, 고 성능 슬림형 서브우퍼 스피커로써도 사용될 수 있다.

< 2채널 스테레오 재생의 개혁 >

1948년 스테레오 기술이 출범한 이래 1960년대 이후 본격 하이파이 사운드가 발전하기 시작하여 1970년대 이후 영국과 덴마크, 이태리, 프랑스, 독일 등의 유럽과 미국 그리고 일본 등을 중심으로 최고급 하이엔드 스피커 시스템 기술과 기법들이 발전해오고 있다.

그러나 이제껏 전면 직접 방사의 스테레오 재생은 철저한 고정 관념으로 자리 잡아 오면서 그 이면의 불합리한 음향 논리와 기술 한계의 검증이 전혀 이루어지지 못했다. 오직 직접 방사 음향 채널을 2채널에서 멀티채널로 확대해온 서라운드 음향 기술의 등장 정도가 기술 발전 추이의 전부일 뿐이다. 그렇지만 지금 종래의 직접 방사의 스테레오 재생을 대체하여 완전하게 그 부족함을 해결할 수 있는 양 측방향 구동의 슬림형 스피커장치(90)를 채용하게 된다면 기존 하이파이 스테레 오 재생의 기본 형식조차도 전혀 새로운 포맷의 혁신적인 형태와 차원으로 개혁해나갈 수 있다.

도 1은 종래의 종래의 스테레오 스피커장치를 설명하기 위한 개략적인 도면.

도 2는 음향공간 내에서 스테레오 재생의 첫 번째 조건을 설명하기 위한 도면.

도 3은 음향공간 내에서 스테레오 재생의 두 번째 조건을 설명하기 위한 도면.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 스피커장치를 나타내 보인 사시도.

도 5는 도 4의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도.

도 6은 도 4에 도시된 스피커장치의 전면벽을 제거한 상태를 나타내 보인 사시도.

도 7은 도 5의 상태에서 음향의 방사 방향을 설명하기 위한 도면.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 스피커장치를 음향 공간 내에 설치할 경우에 음향 공간내에서의 음향 분포를 설명하기 위한 도면.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

90..스피커장치 100..스피커본체

110..전면벽 120..후면벽

130..좌측벽 140..우측벽

150..하부벽 160..상부벽

171,172..격벽 183,184..음향렌즈바

200,300..제1, 제2스피커유닛 210..좌측스피커

310..우측스피커 400..제3스피커유닛

Claims (10)

1. 내부에 소정 공간을 가지는 스피커 본체와;

   상기 스피커 본체의 일측으로 음향을 방사하도록 상기 스피커 본체의 일측에 설치되는 제1스피커유닛과;

   상기 스피커 본체의 타측으로 음향을 방사하도록 제1스피커유닛과 서로 대향되는 타측에 설치되는 제2스피커유닛을 포함하며,

   상기 스피커본체는,

   전후 방향으로 슬림한 형상을 갖도록 플레이트형으로 서로 마주하여 배치되는 전면벽 및 후면벽과; 상기 전면벽과 후면벽의 좌측 및 우측 각각에 결합되며, 상하로 배치된 한 쌍의 메인 음향출구와, 중간에 마련된 배면방사음 출구를 가지는 좌측 및 우측벽과; 상기 전면벽과 후면벽의 상부 및 하부를 폐쇄하도록 결합되는 상부 및 하부벽을 포함하는 것을 특징으로 하는 스피커장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 스피커 본체는,

   그 내부공간이 좌우 방향으로 한 쌍의 격판에 의해 삼중 분할된 제1, 제2 및 제3인클로저 챔버를 가지며,

   상기 제1 및 제3인클로저 챔버 내부에 상기 제1 및 제2스피커유닛이 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 스피커장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 제1 및 제2스피커유닛 각각은 한 쌍의 좌측 및 우측스피커를 가지며, 좌측 및 우측 스피커들 각각은 상하로 각각 분리되어 배치된 것을 특징으로 하는 스피커장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 제1 및 제3인클로저 챔버는,

   상기 좌측 및 우측 스피커들 각각을 서로 상하로 이격되게 수용하는 상부 및 하부 공간부; 및

   상하로 서로 이격된 한 쌍의 채널벽에 의해 상기 상부 및 하부 공간부 사이에 마련되며, 상기 좌측 및 우측 스피커들로부터 출력되는 배면 방사음이 합쳐져서 상기 스피커본체의 좌우측 각각으로 출력되도록 안내하는 음향터널;을 가지는 것을 특징으로 하는 스피커장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 채널벽은 상기 격판과 이격되어 배면 방사음을 상기 음향채널로 유입되게 설치되며,

   상기 제1 및 제3인클로저 챔버 내부에는, 상기 채널벽의 중심을 가로지르도록 상기 격판에서 돌출되게 설치되어 상기 상부 및 하부 공간부 각각에서 출력되는 배면방사음들을 상기 음향터널에서 합쳐지도록 안내하는 음향렌즈바가 마련된 것을 특징으로 하는 스피커장치.
6. 제4항에 있어서, 상기 상부 공간부와 음향터널 및 하부공간부의 상하 폭비는 2 : 1 : 2인 것을 특징으로 하는 스피커장치.
7. 제2항에 있어서, 상기 제1, 제2 및 제3인클로저 챔버의 좌우 폭비는 3 : 2 : 3인 것을 특징으로 하는 스피커장치.
8. 삭제
9. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 스피커본체의 상부 중앙에 설치되며, 상기 제1 및 제2스피커유닛에서 좌우측 각각으로 출력되는 메인음향보다 높은 주파수의 고음을 전방으로 출력하여 상기 메인음향의 선행음 기능을 담당하는 제3스피커유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스피커장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 제3스피커유닛의 출력음향에너지는 상기 제1 및 제2스피커유닛을 포함한 전체 출력음향에너지의 2 내지 3%이며,

    상기 제3스피커유닛의 출력음은 4KHz 내지 104KHz의 고음인 것을 특징으로 하는 스피커장치.

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