KR101527418B1 - 일방향 및 그의 옆방향으로 음파를 발산하는 스피커 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 스피커 장치는, 입력되는 음향신호에 의해 음파를 생성하여 일방향으로 발산시키도록 배치된 스피커; 꼭지점이 상기 스피커를 향하도록 배치되어, 상기 스피커로부터 발산된 음파 중 일부를 반사시켜 옆방향으로 나아가게하고 또다른 일부는 통과시켜 상기 일방향으로 나아가게하는 원뿔 구조체; 상기 원뿔 구조체를 통과한 음파가 내벽에서 반사되어 저장되는 제1 공간과 저장된 음파를 배출하기 위한 제1 배출부가 형성된 제1 케이스를 포함하여 이루어진다.

Description

일방향 및 그의 옆방향으로 음파를 발산하는 스피커 장치{SPEAKER DEVICE EMITTING SOUND WAVE TO PREDEFINED DIRECTION AND ITS SIDEWARD}

본 발명은 일방향 및 그의 옆방향으로 음파를 발산하는 스피커 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 아래방향을 향하게 배치된 스피커를 이용하여 아래방향 및 스피커의 옆방향으로 음파를 발산할 수 있는 스피커 장치에 관한 것이다.

도 1에 도시된 바와 같은 일반적인 스피커는, 스피커의 콘이 있는 앞면으로만, 즉, 일방향으로만 소리가 전달된다. 따라서, 스피커가 위치한 정면에서 듣는 소리와 스피커의 옆면과 같은 사각 지대에서 듣는 소리는 서로 다르다. 또, 이와 같은 스피커는 앞면의 일방향으로 고음, 중음, 저음이 동시에 방출되므로, 스피커의 정면에서 듣는 소리도 여러 주파수가 중첩되어 맑지 못하다.

이와 같은 문제점을 해소하기 위한 방안으로 한국실용신안공개 실1992-0020519호(명칭: 전방향성 스피커)(이하, 종래 기술)가 개시되어 있다.

상기 종래기술에서는 고음 전용 스피커와, 중음 전용 스피커과 저음 전용 스피커를 상, 중, 하로 배치하고, 각 스피커의 정면에 원뿔형 반사판을 설치한 구조를 개시하고 있다. 이로써, 각 음역대의 음향이 원뿔형 반사판에 반사되어 360°로 확산될 수 있어서, 위, 아래로 확산되는 저음과 중음 및 고음이 서로 조화를 이루어 어떠한 위치에서 듣더라도 똑같은 음색과 음질의 음을 들을 수 있는 효과가 있다고 개시하고 있다.

하지만, 종래기술에서는, 각 음역대의 스피커를 개별적으로 구비해야하며, 더욱, 스피커로부터 출력된 음파가 원뿔형 반사판에 충돌함에 따라 음압이 감소하여 스피커로부터 멀리까지 음파가 나아가지 못한다는 문제점을 나타낸다.

한국실용신안공개 실1992-0020519호

상술한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 음파가 모든 방향으로 효율적으로 발산될 수 있으며, 멀리까지도 음파가 효율적으로 나아갈 수 있는 스피커 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스피커 장치는, 입력되는 음향신호에 의해 음파를 생성하여 일방향으로 발산시키도록 배치된 스피커; 꼭지점이 상기 스피커를 향하도록 배치되어, 상기 스피커로부터 발산된 음파 중 일부를 반사시켜 옆방향으로 나아가게하고 또다른 일부는 통과시켜 상기 일방향으로 나아가게하는 원뿔 구조체; 상기 원뿔 구조체를 통과한 음파가 내벽에서 반사되어 저장되는 제1 공간과 저장된 음파를 배출하기 위한 제1 배출부가 형성된 제1 케이스를 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 원뿔 구조체에서 반사되어 상기 옆방향으로 나아가는 음파의 직진성을 증가시키기 위하여, 상기 원뿔 구조체의 옆면을 둘레방향을 따라 둘러싸는 방식으로 배치된 고리형 판을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 고리형 판은 복수 개가 임의의 간격을 두고 중첩되는 형태로 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 원뿔 구조체는 측면의 일부가 내부로 만곡한 형태의 오목부를 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 원뿔 구조체는, 측면이 복수의 구간으로 구분되고 적어도 하나의 구간이 내부로 만곡한 형태의 오목부를 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 원뿔 구조체는, 밑면이 제거된 고깔 형태인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 원뿔 구조체는, 상기 스피커에서 발산된 음파 중 상기 또다른 일부를 상기 일방향으로 통과시키기 위한 투과부가 1개 이상 형성된 것을 특징으로 한다.

더욱, 본 스피커 장치에서, 상기 투과부는, 상기 원뿔 구조체의 측면에서 밑면에 근접한 위치에 형성될 수 있다.

또한, 상기 제1 공간은 옆방향을 따른 지름보다 일방향을 따른 높이가 더 긴 실린더 구조를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1 배출부는 양단이 개방된 제1 실린더를 포함할 수 있다.

또한, 상기 스피커의 타방향으로 발산되는 음파가 내벽에서 반사되어 저장되는 제2 공간과, 상기 제2 공간에 저장된 음파를 배출하기 위한 제2 배출부가 형성된 제2 케이스를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1 케이스와 상기 제2 케이스는 서로 대칭 형태로 구성될 수 있다.

상기한 바와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명에 따른 일방향 및 그의 옆방향으로 음파를 발산하는 스피커 장치에 의하면, 음파의 일부를 옆방향으로 발산시키고 또다른 일부를 아래방향으로 발산시킴으로써, 음파가 효율적으로 모든 방향으로 확산될 수 있다.

또한, 적어도 옆방향으로 발산되는 음파가 고리형 판을 지나면서 더 멀리 나아갈 수 있게 되어 음파의 도달 거리가 길어진다.

또한, 아래방향으로 발산되는 음파는 제1 공간 및 제1 실린더에 의해 더 강력하게 배출될 수 있다.

또한, 원뿔 구조체에 형성된 오목부에 의해 하나의 스피커를 이용하더라도 음파를 저음, 중음, 고음의 음역별로 구분하여 출력할 수 있어 맑은 소리를 구현할 수 있다.

도 1은 일반적인 스피커의 구조 및 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 스피커 장치의 구성을 설명하기 위한 세로방향의 단면도이다.
도 3은 원뿔 구조체의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 고리형 판의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 스피커 장치에서 음파의 흐름을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 일방향 및 그의 옆방향으로 음파를 발산하는 스피커 장치의 바람직한 실시예를 설명한다. 참고로, 아래에서 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 구성요소를 지칭하는 용어들은 각각의 구성 요소들의 기능을 고려하여 명명된 것이므로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 안 될 것이다.

도 1은 일반적인 스피커의 구조 및 원리를 설명하기 위한 도면이다.

콘은, 보이스 코일의 진동을 전달받아 공기의 압축 변동으로 음파를 만든다. 음색을 결정하는데 가장 중요한 부품이다. 종이 또는 합성재질로 만들어지는 콘은 보이스 코일에 접착되어 있으며 에지 부분과 접착제로 연결되고 프레임에 가스켓과 함께 고정된다. 콘의 형태에는 직선과 곡선이 있으며, 각각 주파수 특성(곡선형 쪽이 더욱 높은 주파수를 얻을 수 있음)과 콘의 강성(직선형 쪽이 형상의 지속성이 뛰어남) 에 영향을 준다.

에지는 콘을 프레임에 접속하여 스피커의 외형을 유지함과 동시에 스피커의 진동폭을 결정한다.

보이스 코일은 보빈과 코일로 나눌 수 있다. 보이스 코일은 근본적으로 소리를 내어주는 장치다. 보이스 코일은 고음, 저음의 구현 정도에 따라 보빈의 크기가 달라진다. 보이스 코일은 자석과 상호작용하여 스피커의 출력을 결정하는데 중요한 역할을 한다.

댐퍼는, 스피커에서 보이스 코일의 위치를 유지시키는 역할을 한다. 콘의 일부와 함께 보이스 코일을 지탱하여 정확한 상하 운동이 이루어지게 하고 과도한 움직임을 방지한다.

요크는, 자석에서 형성된 자기장을 보이스 코일이 운동하는 영역으로 집중시키는 역할을 한다.

자석은 보이스 코일에 흐르는 전류와 상호 작용을 하여 코일이 움직이도록 만들어 준다. 자석은 극성이 변하지 않는 영구 자석이고, 보이스 코일은 전류에 따라 극성이 변하는 전자석이다.

프레임은 스피커 전체의 테두리를 형성하며, 스피커의 형상과 크기를 결 정하는 것으로서 진동계 및 자기 회로를 고정하는 뼈대가 된다.

더스트 캡은 단순히 보이스 코일과 캡 영역을 먼지로부터 보호한다. 이때, 더스트 캡을 보이스 코일에 결합시켜 사용하면 고주파수 음의 재생을 촉진시킬 수 있다.

가스켓은 스피커의 프레임이 캐비넷 면과 직접 닿지 않도록 하여 음의 변질을 방지한다.

이와 같은 구성의 일반적인 스피커는, 콘이 향하는 방향에 따라서 음파가 발산되는 지향 방향이 결정될 수 있다. 일반적으로 오목한 형태의 콘은, 오목한 방향이 바라보는 방향으로 음파를 발산한다. 물론 콘의 뒤쪽 방향으로도 음파가 방출될 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 스피커 장치의 구성을 설명하기 위한 세로방향의 단면도이다. 도면을 참조하며, 본 발명에 따른 일방향 및 그의 옆방향으로 음파를 발산하는 스피커 장치는, 스피커(100)와, 원뿔 구조체(200)와, 제1 케이스(300)를 포함하여 이루어진다. 또한, 여기에는, 고리형 판(240)과 제2 케이스(400)가 더 포함될 수 있다.

스피커(100)는, 소정의 주파수를 갖는 교류 전압이 음향 신호로서 보이스코일에 입력되면, 콘의 진동이 발생하여 음파를 출력하게 된다. 스피커(100)는, 아래방향(D)을 바라보도록 배치된다. 스피커(100)는, 콘에 있어서, 보빈이 배치된 중심부분에서 멀어질수록 발산되는 음파의 주파수 영역이 낮아진다. 따라서, 콘의 중심 부분에 가까울수록 고음 영역의 음파가 발산되고, 보빈에서 멀고 에지에 가까울수록 저음 영역의 음파가 발산된다. 보빈과 에지 사이의 영역에서는 중음 영역의 음파가 발산된다.

일반적으로, 저음 영역은 20~200Hz의 주파수 범위를, 고음 영역은 3~20kHz의 주파수 범위를 가리키며, 중음 영역은 그 사이의 주파수 범위를 가리킨다.

원뿔 구조체(200)는, 스피커(100)의 아래쪽에서 원뿔의 꼭지점이 스피커를 향하도록 배치된다. 이때, 원뿔 구조체(200)는 단면이 직삼각형으로 좌우대칭의 형태로 구성되는 것이 바람직하다. 또한, 원뿔 구조체(200)의 꼭지점은 스피커(100)의 콘의 중심을 향하도록 동심으로 배치될 수 있다.

물론, 원뿔 구조체(200)의 꼭지점이 편심되도록 단면이 직삼각형이 아닐 수도 있고, 이 꼭지점이 콘의 중심을 향하지 않도록 편심될 수도 있지만, 본 발명에서는, 동심인 것으로 설명한다.

이렇게 배치된 원뿔 구조체(200)의 외부면은, 스피커(100)로부터 발산된 음파를 옆방향(S)으로 반사시키게 된다. 이러한 외부면을 반사면이라고 지칭한다.

여기서, 원뿔 구조체(200)에는 옆면으로부터 밑면을 관통하는 구멍이 소정의 형태로 하나 또는 복수 개 형성될 수 있다. 구멍은 이하에서 투과부(210)로 지칭된다.

원뿔 구조체(200)의 밑면은 투과부(210)를 제외하면 평면으로 막힌 형태일 수 있다.

또한, 원뿔 구조체(200)는 밑면을 구비하지 않은 고깔 형태일 수도 있다. 원뿔 구조체(200)의 내부 공간은 후술하는 제1 공간(310)과 결합하여 저음의 음파가 저장되고 공명하는 공간을 구성할 수 있다.

이렇게, 반사면과 투과부(210)를 갖는 원뿔 구조체(200)에 의해, 스피커(100)로부터 방사되는 음파의 일부는 반사면에 의해 옆방향(S)으로 반사되고 또다른 일부는 투과부(210)를 통과하여 아래방향(D)으로 계속 나아가게 되어 제1 공간(310)으로 진입하게 된다.

원뿔 구조체(200)의 아래쪽에는 제1 케이스(300)가 배치되며, 이 제1 케이스(300)는 제1 공간(310)과 제1 배출부(320)를 구비한다. 제1 배출부(320)를 제외하면, 제1 공간(310)은 원뿔 구조체(200)의 아래쪽 공간을 대체로 밀폐시킴으로써 구성될 수 있다(대체로 밀폐시킨다는 것은, 완전히 밀폐한다는 것이 아니라 제1 배출부 및 그외 개방부를 구비할 수 있다는 것을 의미한다).

제1 공간(310)의 형태는 원뿔 구조체(200)의 밑면 또는 내부 공간으로부터 실린더 형태의 공간을 구성하고 원뿔 구조체(200)로부터 먼 위치의 말단은 반구형으로 설계될 수 있다. 물론, 반구형이 아니라, 수평 또는 소정의 각도로 기울어진 평면으로 막힌 형태, 다각뿔형태, 다각뿔대 형태, 또는 임의의 다른 불규칙한 형태로 이루어질 수도 있다. 불규칙한 형태의 일례로는 2개 이상의 꼭지점을 갖는 뿔형태, 비틀어지거나 휘어진 뿔형태를 고려할 수 있다.

한편, 제1 공간(310)의 말단인 반구형 구조의 일측, 더욱 바람직하게는 반구형 구조의 중앙에는 제1 공간(310)을 외부와 연통하는 구멍인 제1 배출부(320)가 형성될 수 있다. 스피커(100)로부터 방사되어 원뿔 구조체(200)의 투과부(210)를 통과한 후 제1 공간(310)으로 들어온 음파는 제1 공간(310)의 내부에서 다양한 방향으로 반사될 것이며 반사된 음파는 제1 배출부(320)를 통해 외부로 빠져나갈 것이다.

이와 같은 구조로 이루어지는 본 발명에 따른 일방향 및 그의 옆방향으로 음파를 발산하는 스피커 장치에 의하면, 스피커(100)의 중심에 가까운 부분에서 방사되는 고음 및 중음 영역의 음파는 원뿔 구조체(200)의 반사면에서 반사되어 옆방향으로 나아가게 되고, 스피커(100)의 에지에 가까운 부분에서 방사되는 저음 영역의 음파는 원뿔 구조체(200)의 투과부(210)를 통해 제1 공간(310)으로 진입한 후 제1 배출부(320)를 통해 아래방향(D)으로 나아가게 된다.

이로써, 스피커 장치의 아래방향 및 옆방향 360°로 음파가 방사될 수 있게 된다.

한편, 본 발명에 따른 스피커 장치의 원뿔 구조체(200)에는, 음파의 반사 효율을 향상시키기 위한 소리골(220a, 220b)이 형성될 수 있다.

또한, 원뿔 구조체(200)의 투과부(210)는, 밑면에 근접한 빗면의 둘레부분에 하나 또는 복수 개의 구멍 형태로 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 스피커 장치는, 반사면에서 옆방향으로 반사된 음파가 더욱 멀리 나아갈 수 있도록 하는 고리형 판(240)을 더 구비할 수 있다.

또한, 제1 케이스(300)의 내부에 형성되는 제1 공간(310)은, 아래방향(D)을 따르는 높이방향이 옆방향(S)을 따르는 지름방향보다 더 긴 실린더 형태로 구성될 수 있다.

또한, 제1 케이스(300)에 형성되는 제1 배출부(320)는, 양단이 개방된 제1 실린더(330)를 포함할 수 있다.

더욱, 본 발명에 따른 스피커 장치는, 제1 케이스(300)와 동일하거나 거의 유사한 외형 및 내형을 갖는 제2 케이스(400)를 더 구비할 수 있는데, 이 제2 케이스(400)에는 스피커(100)의 위방향(U)으로 발산되는 음파가 제2 케이스(400)의 내벽에서 반사되어 저장되는 제2 공간(410)과 저장된 음파를 배출하기 위한 제2 배출부(420)가 형성될 수 있다.

원뿔 구조체(200)의 형태는, 예를 들면, 도 3에 도시된 바와 같다. 도 3(a)는 일례로써의 원뿔 구조체(200)를 옆에서 바라본 측면도이다. 도면을 참고하면, 원뿔 구조체(200)는 대체로 좌우대칭인 원뿔형태이다. 즉, 직각삼각형을 수직변을 회전축으로 회전시켜 생성되는 원뿔형태를 갖는다. 이러한 원뿔 구조체(200)의 옆면은 위쪽에서 방사되는 음파의 진행방향을 옆방향으로 반사시키는 역할을 수행하게 된다. 원뿔 구조체(200)의 재질은, 특히 옆면은 음파의 반사 효율이 높은 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

도 3(b)은 도 3(a)에 도시된 원뿔 구조체를 위에서 내려다본 평면도이다. 도면을 참고하면, 원뿔 구조체(200)는 꼭지점을 중심으로하는 정원형으로 보여질 수 있다. 원뿔 구조체(200)의 평면 형태는 정원형뿐만 아니라, 타원 또는 다각형과 같은 임의의 형태로 설계될 수 있다. 또한, 앞서 언급한 바와 같이, 비틀리거나 휘어진 뿔형태, 복수의 꼭지점을 갖는 뿔형태 또는 꼭지점을 갖지 않는 원뿔대 형태를 가질 수도 있을 것이다.

도 3(c)는 원뿔 구조체의 다른 예에 대한 측면도이다. 도면을 참고하면, 원뿔 구조체(200)는 좌우대칭인 형태이다. 이때, 단면 형태는 직각삼각형의 빗변이 곡선으로 이루어진 구조이다. 곡선은 빗변이 삼각형태의 내부를 향하여 만곡한 형태를 띤다. 이때, 도면에서는 삼각형태의 내부로 만곡한 형태로 도시되었지만, 삼각형태의 외부로 볼록하게 부푼 형태도 고려될 수 있다.

이로써, 원뿔 구조체(200)는 측면의 일부가 내부로 만곡한 형태의 오목부(220a, 220b)를 갖게 된다.

한편, 빗변에는 하나 또는 복수 개의 만곡된 부분이 형성될 수 있다. 도면에서는 2개의 만곡된 부분을 도시하고 있다. 이러한 형태의 원뿔 구조체(200)에는 입체적인 형태로 살펴볼 때(도시하지 않음), 꼭지점으로부터 둘레를 따라서 2개의 오목한 골(즉, 소리골)이 형성될 것이다.

이로써, 원뿔 구조체(200)는, 측면에 복수의 구간에서 내부로 만곡한 오목부(220a, 220b ; 220)를 갖는 구조를 이루게 된다.

소리골(220)은 원뿔 구조체(200)의 위쪽에 배치된 스피커(100)로부터 아래방향(D)으로 방사되는 음파를 효율적으로 옆방향(S)으로 반사시키는 기능을 수행한다. 더욱, 소리골(220)의 단면 형태, 그리고 원뿔 구조체(200)의 꼭지점과 둘레 사이에서의 배치 위치를 제어함으로써, 어떤 주파수 대역의 음파를 더 효율적으로 반사시키고 덜 효율적으로 반사시킬 것인지 제어할 수 있다. 즉, 소리골의 단면 형태에 의하여, 어떤 주파수의 음파가 어느 고리형 판(240)에 의한 공간을 통해 나아가게 할 것인지를 제어할 수도 있을 것이다. 이러한 기능은, 스피커(100)의 콘에 있어서 중심으로부터 에지를 향하여 멀어지는 정도에 따라서 각각 다른 주파수 영역의 음파가 주로 출력된다는 스피커의 기본적인 특성을 활용하는 것이다.

또한, 하나의 소리골(제1 소리골)(220a)과 그에 인접한 아래쪽의 또하나의 소리골(제2 소리골)(220b)의 경계 부분에서는, 빗면으로부터 볼록한 형태가 만들어지는데, 이 부분은 제1 소리골(220a)에 도달하는 음파와 제2 소리골(220b)에 도달하는 음파가 서로 섞이는 것을 방지하는 효과를 만들어 낸다. 즉, 제1 소리골(220a)의 볼록한 경계와 가까운 부분에서의 음파는 반사되는 각도가 커서 주로 위쪽으로 반사되어 나아갈 것이다. 반면에 제2 소리골(220b)의 볼록한 경계와 가까운 부분에서의 음파는 반사되는 각도가 작아서 주로 수평 또는 아래쪽으로 반사되어 나아갈 것이다. 이로써, 경계와 가까운 위 및 아래 부분에서 반사되는 음파는 서로 다른 경로로 나아가게 되어 섞이지 않는다.

도 3(d)는 도 3(c)에 도시된 원뿔 구조체의 평면도를 도시한다. 소리골 간의 경계 부분이 각진 형태로 구성된 경우에는 도면과 같이 경계가 보여질 수 있다. 물론, 소리골과 인접한 소리골이 만나는 경계를 곡면으로 가공할 수도 있을 것이다.

도 3(e)은 도 3(c) 및 3(d)에 도시된 바와 같은 소리골을 갖는 원뿔 구조체(200)의 사시도를 도시한다.

한편, 도 3(a) 내지 (e)에는 원뿔 구조체의 밑면의 둘레에 근접한 부분에 복수의 투과부(210)가 형성된 것이 도시되어 있다. 투과부(210)는, 원뿔 구조체(200)의 밑면을 중심으로 위쪽 영역과 아래쪽 영역을 서로 연통시키기 위한 구멍의 형태로 구성된다.

원뿔 구조체(200)의 밑면은 제1 공간(310)을 형성하는 일부의 벽면이 된다. 이 투과부(210)는 원뿔 구조체(200)의 위쪽에서 아래방향(D)으로 방사되는 음파를 제1 공간(310)으로 통과시키는 역할을 한다.

투과부(210)는 주로 밑면의 둘레에 근접한 위치, 예를 들면, 직각삼각형의 빗변 또는 밑변을 2 또는 3등분하였을 때 가장 둘레쪽 영역에 형성되는 것이 바람직하지만, 특정의 실시예에 있어서는, 꼭지점의 주변에 또는 꼭지점 위치에 형성될 수도 있을 것이다.

또한, 투과부(210)는 도 3(b) 또는 (d)와 같이 3개가 형성될 수도 있으며, 2개 또는 4개와 같이 다른 개수로 구성될 수도 있을 것이다. 극단적으로는, 투과부(210)는 무수히 많은 개수의 투과부를 가질 수 있도록 메쉬 형태로 구성될 수도 있다.

도 4는 원뿔 구조체의 옆면에서 반사되어 옆방향으로 나아가는 음파의 특성을 개선시키기 위한 하나 또는 복수의 고리형 판(240a, 240b, 240c ;240)의 형태를 설명하기 위한 도면이다. 도면을 참고하면, 고리형 판(240)은, 원뿔 구조체(200)의 옆면을 둘러싸도록 고리형태이면서 판형태인 외형을 갖는다. 또한, 고리형 판(240)은 1개 또는 2개 이상이 배치될 수 있다. 고리형 판(240)은 제1 케이스(300)의 플랜지 부분(301) 및 제2 케이스(400)의 플랜지 부분(401)과 소정의 간격을 두도록 배치된다(도 2 참조). 이를 위하여, 플랜지 부분과 고리형 판의 사이에는 스페이서(242)가 배치될 수 있다.

또한, 복수개의 고리형 판(240)이 배치되는 경우에도 각 고리형 판끼리 및 고리형 판과 플랜지 부분과 소정의 간격을 유지할 수 있도록 스페이서가 배치될 수 있다.

반사되어 옆방향으로 나아가는 음파는, 고리형 판(240)과 플랜지 부분(301, 401)에 의해 형성된 좁은 통로(아래방향을 따른 단면에서 볼 때 좁은 형태로 보여짐)를 따라 나아가면서 직진성이 향상되어, 고리형 판(240)이 없는 경우에 비하여 더 멀리 나아갈 수 있게 된다.

한편, 고리형 판과 고리형 판의 사이 및/또는 고리형 판과 플랜지 부분과의 사이에는, 옆방향(S)을 따라 칸막이가 형성될 수도 있다(도시하지 않음).

원뿔 구조체(200)의 밑면을 둘러싸는 형태의 제1 공간(310)은, 반구형태 또는 길쭉한 통형태로 구성될 수 있다. 특히, 본 발명에서는, 아래방향(D)을 따르는 높이가 옆방향(S)을 따르는 지름보다 더 긴 실린더 형태로 구성될 수 있다. 높이와 지름의 비는, 제1 공간(310) 내에서 반사하여 제1 배출부(320)를 통해 배출되는 음파의 특성을 고려하여 설정될 수 있을 것이다.

상기한 실린더 형태의 아래쪽 부분(특히, 제1 공간을 형성하게 되는 내부)은 평면 또는 뿔형 또는 반구형으로 이루어질 수 있다.

또한, 제1 케이스(300)에 형성되는 제1 배출부(320)는, 제1 공간(310)에 들어와서 내벽에 반사된 음파를 외부로 배출하기 위하여 형성된다. 제1 배출부(320)는 제1 공간(310)의 임의의 위치에 형성될 수 있으나, 실린더 형태의 아래쪽 부분에 형성될 수 있으며, 특히, 그 중앙 부분에 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 제1 배출부(320)에는 양단이 개방된 제1 실린더(330)가 배치될 수 있다. 제1 실린더(330)는 제1 공간(310)의 내측으로 연장되는 것이 바람직하다. 이러한 구조에 의하여 제1 공간(310)으로 들어와서 내벽에 반사된 음파는, 어떤 음파는 소수의 반사 이후에 배출될 것이고, 또다른 음파는 다수의 반사 이후에 배출될 수 있다. 이렇게 반사되는 양이 다름에 따라서, 음파의 지연을 유발할 수 있으며, 이는 사용자가 보다 부드러운 음색을 느낄 수 있게 한다.

또한, 제1 공간(310)에 비하여 작은 구멍으로 음파가 배출되고, 더욱이 제1 실린더(330)를 거치면서 배출되는 음파는 직진성이 향상되어 멀리까지 효율적으로 도달할 수 있게 된다.

한편, 스피커의 뒤쪽인 위방향(U)으로도 제1 케이스와 거의 유사한 형태를 갖는 제2 케이스(400)가 배치될 수 있다. 각 케이스의 유사성은, 음파를 내벽에서 반사시킬 수 있는 공간을 구비하고 반사된 음파를 배출할 수 있는 구멍(배출부)를 구비하는 것을 의미한다.

스피커(100)는 그 특성상, 앞면뿐만 아니라 뒷면으로도 음파를 방사한다. 따라서, 스피커(100)의 뒷면으로 방사되는 음파를 조절할 필요가 있다. 제2 공간(410)은 스피커의 뒷면으로 방사된 음파를 반사시켜 저장하고 제2 배출부(420)를 통해 배출한다. 제2 배출부(420)에는 선택적으로 제1 실린더(330)와 유사한 형태의 실린더가 배치될 수 있을 것이다(도시하지 않음).

이와 같이, 제1 케이스(300)와 거의 유사한 제2 케이스(400)를 대칭적으로 배치함으로써, 본 발명에 따른 스피커 장치는, 원반형 UFO와 같은 형태를 띤다. 이는, 본 발명에 따른 스피커 장치의 상술한 기능적 특성뿐만 아니라 심미적인 요소까지 향상시킬 수 있게 한다.

도 5는 본 발명에 따른 스피커 장치에서 음파의 흐름을 설명하기 위한 도면이다. 볼록한 형태이며 내부공간을 갖는 제1 케이스 및 제2 케이스가, 아래방향을 향하는 스피커와 위방향을 향하는 원뿔 구조체를 사이에 두고, 서로 대칭으로 배치되어 있다. 또한, 제1 케이스와 제2 케이스의 사이이면서 원뿔 구조체의 둘레에는 복수의 고리형 판이 배치되어 있다.

스피커에 음향신호가 입력되면, 스피커 콘의 중심으로부터 멀어지는 정도에 따라 다른 주파수 대역의 음파가 아래방향으로 방사된다. ①은 고음을 주성분으로 하는 음파의 흐름을 나타낸다. ②는 중음을 주성분으로 하는 음파의 흐름을 나타낸다. ③은 저음을 주성분으로 하는 음파의 흐름을 나타낸다.

음파 ①은 주로 스피커의 중심 부분에서 방사되므로, 주로 원뿔 구조체의 꼭지점 근방의 소리골에 도달하여 반사될 것이다. 반사된 음파는 옆방향으로 나아가고, 고리형 판들의 사이를 통과하게 된다.

음파 ②는 주로 스피커의 중심으로부터 조금 더 먼 부분에서 방사되므로, 주로 원뿔 구조체의 옆면 중 중간 부분에 도달하여 반사될 것이다. 음파 ② 역시 고리형 판 사이를 통과하여 나아갈 것이다.

음파 ③은 스피커의 둘레 부분에서 주로 방사되므로, 아래방향으로 나아가던 음파는 투과부를 통해 제1 공간으로 진입하게 된다. 음파 ③은 제1 공간의 내벽에 부딪혀 반사하고 일부의 음파는 제1 배출부를 통해 외부로 배출될 것이다.

한편, 스피커의 뒤쪽으로 방사되는 음파 ④는 제2 공간 내부에서 반사되면서 유동하다가 제2 배출부를 통해 배출될 것이다.

이러한 구조의 본 발명에 따른 스피커 장치에 의하면, 하나의 스피커에서 방사되는 각 음역대의 음파를 서로다른 방향으로 나아가도록 할 수 있다. 즉, 고음 및 중음은 스피커 장치의 옆방향으로 멀리 나아가도록 함으로써, 사용자는 맑고 힘있는 음색을 느낄 수 있게 된다. 한편, 저음은 스피커 장치의 아래방향으로 지연을 포함하면서 강하게 나아가도록 함으로써, 사용자는 부드럽고도 강렬한 저음을 느낄 수 있게 된다. 더욱이, 스피커의 뒤쪽으로 방사되는 음향도 강하게 배출함으로써 음의 특색을 잘 표현할 수 있도록 한다.

한편, 본 발명에 따른 스피커 장치에 있어서, 원뿔 구조체의 밑면을 평면으로 구성하면, 그에의해 형성되는 내부 공간을 다른 목적으로 활용할 수 있다. 예를 들면, 음향신호를 수신하고 필터링하고 증폭하는 등의 기능을 수행하는 전자회로가 내장될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 스피커 장치는 무선으로 전송되는 신호(음향신호)에 의해 동작하도록 구현될 수 있는데, 이때 필요한 전자 회로를 원뿔 구조체 내부에 내장할 수 있는 것이다.

이상에서 설명된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 보여준 것에 불과하며, 본 발명의 보호 범위는 이하 특허청구범위에 의하여 해석되어야 마땅할 것이다. 또한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것인 바, 본 발명과 균등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (12)

1. 입력되는 음향신호에 의해 음파를 생성하여 일방향으로 발산시키도록 배치된 스피커;
   꼭지점이 상기 스피커를 향하도록 배치되어, 상기 스피커로부터 발산된 음파 중 일부를 반사시켜 옆방향으로 나아가게하고 또다른 일부는 통과시켜 상기 일방향으로 나아가게하는 원뿔 구조체;
   상기 원뿔 구조체를 통과한 음파가 내벽에서 반사되어 저장되는 제1 공간과 저장된 음파를 배출하기 위한 제1 배출부가 형성된 제1 케이스
   를 포함하는, 일방향 및 그의 옆방향으로 음파를 발산하는 스피커 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 원뿔 구조체에서 반사되어 상기 옆방향으로 나아가는 음파의 직진성을 증가시키기 위하여, 상기 원뿔 구조체의 옆면을 둘레방향을 따라 둘러싸는 방식으로 배치된 고리형 판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 일방향 및 그의 옆방향으로 음파를 발산하는 스피커 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 고리형 판은 복수 개가 임의의 간격을 두고 중첩되는 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는, 일방향 및 그의 옆방향으로 음파를 발산하는 스피커 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 원뿔 구조체는 측면의 일부가 내부로 만곡한 형태의 오목부를 갖는 것을 특징으로 하는, 일방향 및 그의 옆방향으로 음파를 발산하는 스피커 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 원뿔 구조체는, 측면이 복수의 구간으로 구분되고 적어도 하나의 구간이 내부로 만곡한 형태의 오목부를 갖는 것을 특징으로 하는, 일방향 및 그의 옆방향으로 음파를 발산하는 스피커 장치.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
   상기 원뿔 구조체는, 밑면이 제거된 고깔 형태인 것을 특징으로 하는, 일방향 및 그의 옆방향으로 음파를 발산하는 스피커 장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 원뿔 구조체는, 상기 스피커에서 발산된 음파 중 상기 또다른 일부를 상기 일방향으로 통과시키기 위한 투과부가 1개 이상 형성된 것을 특징으로 하는, 일방향 및 그의 옆방향으로 음파를 발산하는 스피커 장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 투과부는, 상기 원뿔 구조체의 측면에서 밑면에 근접한 위치에 형성된 것을 특징으로 하는, 일방향 및 그의 옆방향으로 음파를 발산하는 스피커 장치.
9. 제1항에 있어서,
   상기 제1 공간은 옆방향을 따른 지름보다 일방향을 따른 높이가 더 긴 실린더 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는, 일방향 및 그의 옆방향으로 음파를 발산하는 스피커 장치.
10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 배출부는 양단이 개방된 제1 실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는, 일방향 및 그의 옆방향으로 음파를 발산하는 스피커 장치.
11. 제1항에 있어서,
    상기 스피커로부터 상기 일방향과는 반대방향으로 발산되는 음파가 내벽에서 반사되어 저장되는 제2 공간과, 상기 제2 공간에 저장된 음파를 배출하기 위한 제2 배출부가 형성된 제2 케이스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 일방향 및 그의 옆방향으로 음파를 발산하는 스피커 장치.
12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 케이스와 상기 제2 케이스는 서로 대칭 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는, 일방향 및 그의 옆방향으로 음파를 발산하는 스피커 장치.

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