KR101462343B1 - 스피커 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스피커 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 스피커 장치는, 전면에 개구부와 형성되어 있는 스피커 캐비닛, 스피커 캐비닛 개구부에서 전방을 향하여 설치되는 스피커 드라이버, 및 스피커 드라이버의 방사 음향 에너지를 스피커 캐비닛의 전면에 형성된 전면 덕트홀과 후면에 형성된 후면 덕트홀로 유도하는 미로 구조를 가지는 덕트부를 포함한다. 본 발명에 따르면, 작은 크기의 스피커 드라이버와 스피커 캐비닛을 이용하는 소형 스피커 장치에서 비교적 저렴한 비용으로 저주파수 대역의 음을 구현함으로써, 웅대한 스케일의 소리를 재생할 수 있다.

Description

스피커 장치{Speaker appartus}

본 발명은 스피커 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저음을 구현할 수 있는 미로 구조의 덕트부가 구비된 스피커 장치에 관한 것이다.

스피커(speaker) 또는 스피커 장치는 전기 신호를 소리로 바꿔주는 전자기계적 변환기이다. 스피커는 형태에 따라 혼(horn) 형, 콘(corn) 형 등으로 분류할 수 있으며, 구동 원리에 따라 다이나믹형, 마그네틱형, 콘덴서형, 크리스털형 등으로 분류할 수 있다.

스피커는 발생음역에 따라서도 분류할 수 있는데, 높은 주파수의 소리는 파장이 짧고 낮은 주파수의 소리는 파장이 길므로, 일반적으로 높은 주파수의 소리의 재생에는 작은 크기의 스피커가 유리하고, 낮은 주파수의 소리의 재생에는 큰 크기의 스피커가 유리하다.

따라서, 스피커 장치가 소형임에도 불구하고 광대역의 음향을 재생할 수 있다면, 휴대폰이나 태블릿 컴퓨터 등과 같은 다양한 형태의 재생 기기와 연결하여 작은 볼륨에서도 웅대한 스케일의 소리를 재생할 수 있을 것이다.

일반적으로 넓은 주파수 재생 대역을 만들려면 앰프에서 IC 디자인, 즉 DSP(Digital Signal Processor)를 통해 특정 주파수 대역에서 능률 값을 올려 낮은 주파수 대역의 저음을 만들 수 있다. 그러나, 능률 값을 높이고자 하는 주파수 대역에서 응답주파수 값이 아주 없거나 너무 낮아서 IC가 증폭할 수 있는 한계 수치보다 낮다면 평균 음압레벨을 원하는 주파수까지 확장하기 어렵다.

최근에는 한 쌍의 패시브 라디에이터(passive radiator)를 사용하여 광대역 스피커를 구현한 제품이 출시되고 있다. 패시브 라디에이터는 진동판이 저음반사형 포트를 대신하여 우퍼의 움직임에 의해 변화되는 스피커 캐비닛 내부의 공기 압력에 대응하여 동작한다. 그러나, 이와 같이 패시브 라디에이터가 적용된 스피커 장치는 고급형으로써 매우 고가이다.

그러므로, 작은 크기의 스피커를 사용하여 낮은 주파수 대역의 저음을 구현할 수 있는 음장감이 뛰어난 스피커 장치를 고려해 볼 필요가 있다.

본 발명의 목적은, 소형이면서 저주파수 대역의 음을 구현할 수 있는 음장감이 뛰어난 스피커 장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스피커 장치는, 전면에 개구부와 형성되어 있는 스피커 캐비닛, 상기 스피커 캐비닛 개구부에서 전방을 향하여 설치되는 스피커 드라이버, 및 스피커 드라이버의 방사 음향 에너지를 상기 스피커 캐비닛의 전면에 형성된 전면 덕트홀과 후면에 형성된 후면 덕트홀로 유도하는 미로 구조를 가지는 덕트부를 포함한다.

상기 덕트부는, 상기 스피커 캐비닛의 전면과 대향 배치된 제1판 사이의 공간이 제1 공간부, 상기 제1판과 대향 배치된 제2판 사이의 공간이 제2 공간부, 및 상기 제2 공간부에 형성된 홀과 상기 후면 덕트홀을 연결하는 연결관을 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 스피커 드라이버의 방사 음향 에너지를 스피커 캐비닛의 전면에 형성된 덕트홀과 후면에 형성된 덕트홀로 유도하는 미로 구조를 가지는 덕트부를 이용하여 저주파수 대역의 음을 구현할 수 있다. 이에 따라, 작은 크기의 스피커 드라이버와 스피커 캐비닛을 이용하는 소형 스피커 장치에서 비교적 저렴한 비용으로 웅대한 스케일의 소리를 재생할 수 있다. 또한, 방사 음향 에너지를 덕트부를 통해 유도함으로써 소리의 응답속도가 빠른 스피커를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 스피커 장치의 외형을 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 스피커 장치의 정면도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 스피커 장치의 후면도,
도 4 내지 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 스피커 장치에서 덕트부의 구조를 설명하기 위해 참조되는 도면,
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 스피커 장치에 대한 등가 회로, 그리고
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 스피커 장치를 이용한 실험 결과를 나타낸 그래프이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 스피커의 외형을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 스피커의 정면도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 스피커 장치의 배면도이다. 도 1 내지 도 3을 참조하며, 본 발명에 따른 스피커 장치의 외형에 따른 구성 요소 관점에서 살펴보면 다음과 같다.

본 스피커 장치(100)는 전면에 개구부가 형성된 스피커 캐비닛(110)과, 스피커 캐비닛(110)의 개구부에 전방을 향하여 설치되는 스피커 드라이버(120)를 포함한다. 스피커 캐비닛(110) 전면에는 전면 덕트홀(130a, 130b)가 형성되어 있다. 스피커 캐비닛(110)은 목재나 플라스틱류 등을 사용하여 만들 수 있다.

스피커 캐비닛(110) 후면 하단에는 전원, 오디오 신호 등의 입출력을 위한 연결단자가 배치된 단자부(140)가 설치되어 있다. 스피커 캐비닛(110) 후면에는 후면 덕트홀(150)이 형성되어 있다. .

스피커 캐비닛(110)의 내부에는 스피커 드라이버(120)의 방사 음향 에너지를 전면 덕트홀(130a, 130b)과 후면 덕트홀(150)로 유도하여, 낮은 주파수 대역의 저음을 구현할 수 있는 미로 구조의 덕트부(미도시)가 설치되어 있다. 스피커 캐비닛(110) 내부에 설치된 덕트부의 상세한 구조에 대해서는 후술한다.]

도 4 내지 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 스피커 장치에서 덕트부의 구조를 설명하기 위해 참조되는 도면이다.

도 4를 참조하면, 덕트부(160)는 스피커 캐비닛(110) 전면과 대향 배치된 제1판(161)과 제2판(163)에 구획되어, 스피커 캐비닛(100)의 전면과 제1판(161) 사이의 공간인 제1 공간부(165)과, 제1판(161)과 제2판(163) 사이의 공간이 제2 공간부(167)의 두 개의 공간 층으로 이루어져 있다. 제1판(161)과 제2판(163)에는 제1공간부(165)와 제2 공간부(167) 사이에서 방사 음향 에너지를 유도하기 위한 연결 통로가 설치되어 있다. 그리고, 덕트부(160)는 제2판(163)에 형성된 홀과 후면 덕트홀(150)을 연결하기 위한 연결관(169)을 포함한다.

스피커 드라이버(120)의 방사 음향 에너지는, 도 5에 도시한 바와 같이, 스피커 드라이버(120)의 양측면을 통해 제2 공간부(167)에서 제1 공간부(165)의 하단으로 이동한다(ⓐ)

제1 공간부(165)의 하단으로 유도된 방사 음향 에너지는, 도 6에 도시한 바와 같이, 시계 방향으로 회전하는 경로(ⓑ)를 따라 다시 제2 공간부(167)로 이동하고, 제2 공간부(167)에서 다시 시계 방향으로 회전하는 경로(ⓒ)를 따라 상부 방향으로 이동한다.

제2 공간부(167)에서 상부 방향으로 이동한 방사 음향 에너지는, 도 7에 도시한 바와 같이, 일부는 전면 턱트홀(130b)을 통해 전면 방향으로 방사되며(ⓓ), 일부는 연결관(169) 및 후면 덕트홀(150)을 통해 후면 방향으로 방사된다(ⓔ).

전체적으로, 방사 음향 에너지는, 경로 ⓐ → ⓑ → ⓒ → ⓓ →ⓔ 와 같은 순서로 유도되어, 일부는 전면 턱트홀(130a, 130b)로 출력되며, 일부는 후면 덕트홀(150)로 출력된다. 이와 같이 미로 구조의 덕트부(160)는 두 개의 공간 층을 통한 매우 긴 음향 통로를 이용하여, 방사 음향 에너지를 외부로 유도함으로써, 저음을 구현할 수 있다.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 스피커 장치에 대한 등가 회로를 나타낸 것이다.

도 8을 참조하면, 본 스피커 장치(100)는 전면 덕트홀(130a, 130b) 및 후면 덕트홀(150)을 통해 서로 정반대의 각도로 방사 음향 에너지를 외부로 유도하여, 양면 패시브 라디에이터(passive radiator)과 설치된 것과 유사한 효과를 구현함으로써, 포트 중량(Port mass) C_MEP 값을 극대화할 수 있다. 이에 따라, 작은 크기의 스피커 드라이버를 이용하여 저음을 구현할 수 있다.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 스피커 장치를 이용한 실험 결과를 나타낸 그래프이다.

도 8에서는, 스피커 드라이버(120)의 전방 0.5m 앞에서 DSP 없이 실험한 결과를 나타낸 것이다. 도면 부호 200으로 표시한 그래프에 나타낸 바와 같이, 2.2 인치 정도의 스피커 드라이버를 사용하여 35Hz의 주파수에서 65dB의 응답 값을 얻을 수 있다.

따라서, 스피커 장치(100)에 DSP가 추가되는 경우, 도면 부호 203으로 표시한 그래프 파형과 같은 응답을 얻을 수 있으므로, 저주파 대역을 포함하는 광대역 신호의 재생이 가능하다. 만일, 미로 구조의 덕트부(160)가 없는 경우에는, 저주파수 대역의 신호가 미약하므로, DSP를 사용하더라도 광대역 신호의 재생은 불가능하다.

한편, 본 발명에 따른 스피커 장치는 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성에 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기한 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.

110 : 스피커 캐비닛 120 : 스피커 드라이버
130a, 130b : 전면 덕트홀 140 : 단자부
150 : 후면 덕트홀 160 : 덕트부

Claims (5)

1. 전면에 개구부와 전면 덕트홀이 형성되어 있고, 후면에 후면 덕트홀이 형성되어 있는 스피커 캐비닛;
   상기 스피커 캐비닛의 개구부에서 전방을 향하여 설치되는 스피커 드라이버; 및
   상기 스피커 캐비닛의 전면과 대향 배치된 제1판 사이의 공간인 제1 공간부와, 상기 제1판과 대향 배치된 제2판 사이의 공간인 제2 공간부와, 상기 제2판에 형성된 홀과 상기 후면 덕트홀을 연결하는 연결관을 구비하며, 상기 스피커 드라이버의 방사 음향 에너지를 상기 전면 덕트홀과 상기 후면 덕트홀로 유도하는 구조가 형성되어 있는 덕트부를 포함하며,
   상기 덕트부에는, 상기 방사 음향 에너지를 상기 스피커 드라이버의 양측면 공간을 통해 상기 제2 공간부에서 상기 제1 공간부의 하단으로 유도하고, 상기 제1 공간부의 하단에서 회전하는 경로를 따라 상기 제2 공간부의 하단으로 유도한 후, 상기 제2 공간부의 하단에서 다시 회전하는 경로를 따라 상기 제2 공간부의 상부 방향으로 유도하여, 상기 방사 음향 에너지의 일부는 상기 제1판에 형성된 홀과 상기 전면 덕트홀을 통해 전면 방향으로 방사하고, 상기 방사 음향 에너지의 일부는 상기 연결관과 상기 후면 덕트홀을 통해 후면 방향으로 방사하도록 하는 경로가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 스피커 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 스피커 캐비닛의 후면에는 전원 및 오디오 신호의 입출력을 위한 연결단자가 배치된 단자부가 배치되는 것을 특징으로 하는 스피커 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 오디오 신호에서 특정 주파수 대역의 신호를 보강하여, 상기 스피커 드라이버로 제공하는 DSP를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스피커 장치.
   
   
   
   
   

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