KR101619369B1 - 지향성 음향 발생 장치 및 이를 구비한 지향성 스피커 어레이 - Google Patents

지향성 음향 발생 장치 및 이를 구비한 지향성 스피커 어레이 Download PDF

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Abstract

특정 지역(personal sound zone)으로만 소리를 집중하여 출력하는 지향성 음향 발생 장치 및 이를 구비한 지향성 스피커 어레이가 개시된다. 본 발명의 일실시예에 따른 지향성 음향 발생 장치는 전방 및 후방에 서로 반대 위상의 음파를 출력하는 음향 트랜스듀서와 음향 트랜스듀서의 후방에 위치한 반사판을 구비하고, 음향 트랜스듀서의 전면부와 후면부를 분리시켜 상기 음향 트랜스듀서로부터의 전면 방사음과 후면 방사음과의 간섭거리를 증가시키는 차단판을 포함하도록 구성된다. 이에 의해 전 주파수 영역에서 고른 음압레벨을 가지면서 소리의 지향성을 향상시킬 수 있다.
지향성, 스피커, 어레이, 사운드 존

Description

지향성 음향 발생 장치 및 이를 구비한 지향성 스피커 어레이 {Directional sound generating apparatus and directional speaker array}
본 발명이 속하는 기술분야는 지향성 음향발생 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지향성 음향 발생 장치 및 이를 구비한 지향성 스피커 어레이에 관한 것이다.
전형적인 라우드스피커(loudspeaker) 등의 음향발생장치는 음향출력에 있어서 지향성이 없기 때문에 음향발생장치에서 방사되는 소리는 전체영역으로 고르게 퍼져나간다. 즉, 청취자의 위치에 따라 음압 레벨이 다소 달라질 수는 있으나 음향발생장치의 주변으로 소리가 넓게 퍼져나간다. 따라서 청취를 원하지 않는 사람에게도 일방적으로 소리가 전달된다. 물론 헤드폰이나 이어폰을 사용하게 되면 특정 청취자에게만 소리를 전달할 수 있기 때문에 편리하지만, 착용시 행동이 불편하고 청각건강에도 좋지 못하다.
이에 따라 이어폰이나 헤드셋과 같은 별도의 장치없이 특정 청취자나 일정 영역(personal sound zone)으로만 소리를 전달하는 기술이 연구되고 있다. 일예로, 서로 다른 위상의 음향을 출력하는 다수의 음원을 일렬로 배치하여, 방사되는 소리의 지향성을 향상시키거나, 음원의 후방에 강체 벽면을 설치함으로써 지향성을 향상시키는 기술이 개시되어 있다.
그러나 이러한 방법은, 주파수 영역에 따라 음향의 왜곡이 심하고, 전 주파수 영역에서 일정한 지향성 성능을 얻기 위해서는 주파수 특성에 따라 신호특성을 추가적으로 보상하거나 음향발생장치의 부피가 커질 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 양상에 따르면 보다 간단한 구조의 지향성 음향 발생 장치 및 이들 지향성 음향 발생 장치를 구비한 지향성 스피커 어레이를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 양상에 따른 지향성 음향 발생 장치는, 음향 트랜스듀서와, 상기 음향 트랜스듀서의 후방에 위치한 반사판 및 상기 음향 트랜스듀서의 전면부와 후면부를 분리시키는 제1차단판을 포함할 수 있다.
상기 지향성 음향 발생 장치는 상기 반사판과 연결되고, 상기 음향 트랜스듀서의 상하측을 덮도록 형성되는 제2차단판을 더 포함할 수 있다. 그리고, 상기 반사판 또는 상기 제1차단판에는 흡음재가 더 부착될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 양상에 따른 지향성 스피커 어레이는, 음향 트랜스듀서와, 상기 음향 트랜스듀서의 후방에 위치한 반사판과 상기 음향 트랜스듀서의 전면부와 후면부를 분리시키는 제1차단판을 포함하는 다수의 지향성 음향 발생부를 포함한다.
또한, 본 발명의 또 다른 양상에 따른 지향성 음향 발생 장치는, 음향 트랜스듀서와, 상기 음향 트랜스듀서의 후방에 위치한 반사판 및 상기 반사판과 상기 음향 트랜스듀서 사이에 위치하여, 양 사이의 공간을 차단하는 적어도 하나의 차단판을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 양상에 따른 지향성 스피커 어레이는, 적어도 하나의 음향 트랜스듀서, 상기 음향 트랜스듀서의 후면에 위치한 반사판, 상기 음향 트랜스듀서의 전면부와 후면부 사이에 위치한 제1차단판 및 상기 반사판과 상기 제1차단판 사이에 위치하여, 양 사이의 공간을 차단하는 적어도 하나의 제2차단판을 포함하며, 상기 제1차단판은 상기 음향 트랜스듀서들이 위치한 사이사이에 개구부를 가질 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 전 주파수 영역에서 고른 음압레벨을 가지면서 소리의 지향성을 향상시킬 수 있다. 특히 긴 어레이 사이즈가 필요한 저주파 영역에서 어레이 사이즈를 증가시키지 않으면서 높은 지향성을 획득할 수 있어, 특정 사운드 영역 이외에 위치한 타인에게 미치는 영향을 최소화할 수 있다.
그리고, 간단한 구조를 채용하면서도 음향 트랜스듀서의 전후면의 유효 거리를 증가시켜 높은 방사효율을 얻을 수 있다. 또한 수평 방향의 지향성은 유지하면서 수직 방향의 지향성은 제거함으로써 청취자의 키나 자세 또는 지향성 음향 발생장치의 설치 위치에 무관하게 일정한 지향성 성능을 얻을 수 있다.
추가적으로 흡음재를 더 부착하는 경우, 고주파수 영역에서 발생할 수 있는 불규일한 지향성 및 주파수 응답을 개선하여, 하나의 어레이 구조로 전 주파수 대역에서 사용 가능한 지향성 발생 장치를 구성할 수 있다. 또한 저주파수 영역과 고주파수 영역을 분리하여 각 대역별로 다른 전처리를 수행함으로써 소리의 왜곡을 감소시킬 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 지향성 음향 발생 장치의 측면도이다.
음향 트랜스듀서(110)는 라우드스피커(loudspeaker)와 같이 소리(음향, sound)를 발생시키는 장치이다. 음향 트랜스듀서(110)에서 출력되는 소리는 전방을 향해 방사되기도 하지만 후방으로도 방사된다. 즉, 음향 트랜스듀서(110)는 전방 및 후방에 서로 반대 위상의 음향을 출력한다.
지향성 음향 발생 장치는 음향 트랜스듀서(110)를 더 포함할 수 있으며, 음향 트랜스듀서(110)의 후방에는 반사판(130)이 존재하여 음향 트랜스듀서(110)의 후방으로 방사되는 소리를 반사 또는 차단시킨다.
지향성 음향 발생 장치는 제1차단판으로써 배플(baffle)(120)을 더 포함할 수 있으며, 배플(baffle)(120)은 음향 트랜스듀서(110)의 전면부와 후면부를 분리시켜 음향 트랜스듀서(110)로부터의 전면 방사음과 후면 방사음과의 간섭거리를 증가시킨다. 다시 말하면, 방사되는 소리의 음압레벨은 소리의 파장에 따라, 그리고 음향 트랜스듀서(110)와 반사판(130)과의 거리(d1) 및 음향 트랜스듀서(110)의 전면 방사음와 후면 반사음간의 간섭 길이(d2)에 따라 영향을 받는다. 즉, d1 및 d2는 일정한 거리를 유지하여야 하는데, 특히 저주파수 영역에서는 소리의 파장이 길어지므로 d1, d2 도 커져야 한다. 이에 따라 배플판(120)을 설치하지 않고 음향 트랜스듀서(110)를 개방된 상태로 사용하는 경우 d1 을 증가시켜야 하므로 음향발생장치, 즉 지향성 스피커 인클로저(enclosure)가 커지게 된다. 이때 배플(120)은 음향 트랜스듀서(110)에서의 전면 방사음과 후면 방사음간의 상쇄 간섭을 발생시켜 소리의 지향성을 갖기 위해 음파가 진행해야 하는 거리 d2를 가상적으로 늘리는 효과가 있어 저주파수 영역에서 높은 방사효율을 얻을 수 있다.
도 2는 도 1의 지향성 음향 발생 장치에 흡음재를 더 구비한 경우의 측면도이다.
도 2를 참조하면, 반사판(130)의 전면 또는 배플(120)의 후면에 흡음재를 부착하여 음향 트랜스듀서(110)에서 출력되는 음향의 고주파수 성분을 흡수하도록 한다. 고주파수 영역에서 단순강체를 반사판(130)으로 사용하거나 단단한 배플면을 그대로 사용할 경우, 음향의 고주파수 영역에서는 간섭 현상이 복잡한 형태로 발생한다. 고주파수 영역에서의 복잡한 간섭 형태는 도 8을 참조하여 후술한다.
도시한 바와 같이, 어떤 형태의 딱딱한(rigid or stiff) 재질도 반사판(130) 또는 배플(120)을 구현하는데 사용될 수 있다. 또 다른 예로, 고주파수 영역에서의 음향 흡수 특성이 반사판(130) 또는 배플(120)에 사용되며, 저주파수 영역에서 음향을 차단하거나 반사하는 구조를 가지도록 구현될 수 있다.
한편, 고주파수 영역에서는 반사판(130) 등과 같은 지향성을 얻기 위한 별도의 구성요소가 없어도 충분한 지향성을 얻을 수 있다. 따라서 흡음재(210)를 부착하여 고주파 영역의 성분을 흡수함으로써, 반사판(130)이나 배플(120)에서의 간섭효과를 감소시키는 것이 바람직하다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 지향성 음향 발생 장치의 정면도 및 사시도이다.
도 1, 도 3a 및 도 3b을 참조하면, 배플(120)은 일종의 판(plate) 형태로 구성되어, 음향 트랜스듀서(120)에서 출력되는 음파의 진행방향과 수직한 방향으로 형성되면서 반사판(130)의 상하 및 좌우폭보다 좁게 형성되어 음향 트랜스듀서(110)의 전면과 후면을 분리시킴을 알 수 있다. 배플(120)의 크기는 지향성 음향 발생 장치의 인클로저 크기와 주파수 특성에 따라 달라질 수 있다. 보다 구체적으로, 배플(120)의 크기가 소리의 파장과 비슷하거나 큰 경우에는 복잡한 간섭패턴이 발생되므로, 배플(120)의 폭(w)은 소리의 저주파수 영역의 최고 주파수에서의 파장에 비해 작게 설계될 수 있다. 전술한 내용을 고려하면, 저주파수 영역의 최고 주파수의 파장보다 더 작게 설계될 수 있는 배플의 폭(w)은, 도 3b에 도시된 바와 같이, 반사판(130)의 폭(W) 보다 작도록 설계될 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 지향성 음향 발생 장치의 측면도이다.
도 4를 참조하면 도 1의 지향성 음향 발생 장치에 제2차단판으로 루프(410a, 410b)를 더 구비함을 알 수 있다. 반사판(130)은 반사 효과를 극대화하기 위해 무한한 크기를 갖거나 파장에 비해 매우 크게 하는 것이 이상적이다. 그러나 무한한 크기의 반사판은 불가능하므로, 지향성 음향 발생 장치의 설치위치에 관계없이 원하는 성능을 얻기 위해서는, 반사판(130)은 유한한 크기를 가지면서도 지향성을 얻어야 한다.
일반적으로 지향성에 따른 특정 사운드 영역 형성에 있어서, 수평방향으로의 이동에 따른 음압 변화를 발생시켜야 한다. 다시 말하면 수직방향으로의 거리 변화, 예를 들어 청취자의 키나 자세 등의 높낮이에 따라서는 음압레벨의 변화가 없고 좌우방향의 거리 변화에 따라서 음압 레벨을 변화를 발생시켜 원하는 특정 사운드 영역을 형성하여야 한다.
이를 위해 상하방향으로는 상쇄 간섭이 발생하지 않도록 상하가 닫히고 좌우 방향으로는 개방된 형태의 루프(410a, 410b)가 더 구비될 수 있다. 즉, 루프(410a, 410b)는 반사판(130) 및 배플(120)과 연결되고, 음향 트랜스듀서(120)의 상하측을 덮도록 형성되어, 음향 트랜스듀서(110)에서 출력되는 음파의 상하방향의 지향성을 낮춘다. 이를 통해 후면 반사판(130)의 크기나 음향 트랜스듀서(120)의 부피를 감소시킬 수 있다. 또한 수직방향으로의 상쇄간섭을 방지함으로써 방사 음압 레벨을 증가시킨다. 다른 예로, 루프(410a, 410b)는 반사판(130) 및 음향 트랜스듀서(110)와 연결될 수 있다.
한편, 루프(410a, 410b)는 반사판(130)과 음향 트랜스듀서(110)의 사이 전체를 차단하거나 일부를 차단하도록 설계될 수 있다. 루프(410a, 410b)가 음향 트랜스듀서(110)의 상하측을 덮도록 형성된다는 것은, 하나의 루프(410a)가 음향 트랜스듀서(110)의 상측을 덮고, 다른 루프(410b)가 음향 트랜스듀서(110)의 하측을 덮 도록 형성된다는 것을 의미한다. 또 다른 예로는 루프(410a)가 음향 트랜스듀서(110)의 상측만 또는 하측만을 덮도록 형성될 수 있다. 루프(410)의 다양한 형태에 대해서는 도 7a 내지 도 7c를 참조하여 후술한다.
도 5는 배플과 루프를 구비한 지향성 음향 발생 장치에 흡음재를 더 구비한 경우의 지향성 음향 발생 장치의 측면도이다.
도 5를 참조하면, 도 2를 참조하여 전술한 바와 같이 흡음재를 더 구비하여 고주파수 성분을 흡수함으로써, 고주파수 구간에서 발생하는 복잡한 형태의 간섭현상을 방지할 수 있음을 알 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 지향성 음향 발생 장치에서의 사운드 존을 도시한 일예이다.
배플(120), 반사판(130) 및 루프(410)를 구비한 지향성 음향 발생 장치(600)를 사용하면 좌우방향의 지향성은 부가시키고 상하방향의 지향성은 감소시켜 도 6에 도시한 바와 같은 특정 사운드 영역(610)을 형성시킬 수 있다. 이에 따라 지향성 음향 발생 장치(600)의 설치 높이나 청취자의 키, 자세 등에 관계없이 일정 영역의 사운드 영역을 형성할 수 있다.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 지향성 음향 발생 장치 인클로저의 다양한 형태를 도시한 도면이다.
도 7a 내지 도 7c를 참조하면, 배플(120)이나 루프(410)의 형태를 다양하게 구현할 수 있음을 알 수 있다. 도 7a는 루프(410)를 구비하지 않고 배플(120)만 구비한 경우의 지향성 음향 발생 장치 인클로저의 예이며, 도 7b 및 도 7c는 루 프(410)를 더 구비한 경우의 음향 발생 장치 인클로저의 예이다.
한편, 루프(410)는 도 7b에 도시한 바와 같이 반사판(130)과 음향 트랜스듀서의 사이의 일부(점선으로 도시함)를 차단하도록 구현될 수도 있고, 도 7c에 도시한 바와 같이 전체를 차단하도록 구현될 수도 있다.
도 8은 배플판 및 루프를 사용한 경우의 저주파 영역의 주파수 응답 특성 및 고주파 영역에서 흡음재를 사용한 경우의 주파수 응답 특성을 도시한 그래프이다.
도 8을 참조하면, 고주파수 영역의 성분을 흡음재(210)를 통해 흡수함으로써 고주파수 영역의 복잡한 간섭 현상을 제거할 수 있음을 알 수 있다. 즉, 전술한 바와 같이 고주파수 영역에서는 지향성을 얻기 위한 별도의 구성요소가 없어도 충분한 지향성을 얻을 수 있기 때문에 흡음재(210)를 부착하여 반사판(130)이나 배플(120)에서의 간섭효과를 감소시키는 것이 바람직하다.
예를 들면, 저주파수 영역에서는 배플(120)과 루프(410)를 구비하여 음압이 상승되었고, 고주파수 영역에서는 흡음재(210)의 영향으로 음압의 변동이 적어졌음을 알 수 있다. 즉, 저주파수 영역에서의 음압 상승은 흡음재 부착의 효과가 아니라 배플(120)과 루프(410) 장착의 효과이며, 고주파수 영역에서의 음압 특성 균일화는 흡음재(210) 부착의 효과이다. 예를 들어, 흡음재는 폴리우레탄 또는 유리섬유(glass wool)과 같은 음향폼(acoustic foam)이 될 수 있다. 이러한 재질은, 내부의 작은 구멍이 저주파수의 파장보다 작기 때문에 저주파수 영역에서는 영향이 적고, 예를 들어 1KHz를 기준으로 고주파수 영역에서는 음향을 흡수한다. 1KHz와 같은 기준 주파수(cut off frequency)는 재질에 따라 변동될 수 있음은 자명하다.
도 9는 전처리부를 더 구비한 지향성 음향 발생 장치의 주파수 응답 특성을 도시한 그래프이다. 본 발명의 일실시예에 따른 지향성 음향 발생장치는 도 1a 내지 도 1c를 참조하여 설명한 지향성 음향 발생장치의 어느 하나가 될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 지향성 음향 발생 장치는 저주파수 영역과 고주파수 영역이 서로 다른 응답 특성을 보여준다. 보다 상세하게는, 저주파수 영역에서는 균일한 응답 특성을 보이나 낮은 주파수일수록 음압 레벨이 낮아지는 형태로 선형적으로 변화하고, 고주파수 영역에서는 음압 레벨이 높기는 하지만 주파수 응답 특성이 불균일하다.
따라서 음향 트랜스듀서의 주파수 응답특성을 참조하여 음향 트랜스듀서에서 출력될 소리의 저주파 성분과 고주파성분을 분리하여 선형적으로 보정하거나 보상하는 전처리부를 더 구비할 수 있다.
전처리부는 저주파수 영역에서는 응답특성을 선형적으로 보정하고 고주파수 영역에서는 불균일한 응답특성을 보정한다. 이를 위해 저주파수 통과 필터(low pass filter, LPF)나 고주파수 통과 필터(high pass filter, HPF)를 사용하여 주파수 영역별로 분리하고, 증폭필터나 인버스 필터(inverse filter)를 사용하여 주파수 영역별로 음향신호를 분리하여 처리한다.
도 9를 참조하면, 저주파수 통과 필터를 사용하여 저주파수 영역의 음향신호를 분리한 후 선형적인 변화를 보정하여 응답특성을 개선하였음을 알 수 있다. 이때 저주파수 영역에서의 보정은 일괄적인 단순 증폭이 아니라 주파수 별로 그 증폭 레벨을 달리하여 보정한다. 그리고, 고주파수 통과 필터를 사용하여 고주파수 성 분을 분리한 후 불균일한 응답특성과 반대되는 특성을 갖는 인버스 필터를 사용하여 고주파수 성분의 응답특성을 개선하였음을 알 수 있다. 한편 저주파수 영역과 고주파수 영역의 응답 특성은 미리 측정하기 때문에 그 응답특성을 참조하여 필터를 선정할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 지향성 스피커 어레이의 블록도이다.
전술한 바와 같은 지향성 음향 발생 장치를 복수개 사용하여 어레이를 구현할 수 있다. 즉, 지향성 음향 발생 장치를 여러개 사용하면 지향성을 향상시키고 방사 효율을 높일 수 있다.
도 10을 참조하면, 지향성 스피커 어레이는 전처리부(1010), 제어부(1020) 및 음향 발생부(1030)를 포함한다. 음향 발생부(1030)은 도 1 내지 도 9를 참조하여 전술한 바와 같은 지향성 음향 발생 장치이다. 전처리부(1010)는 저주파수 영역에서는 응답특성을 주파수대 별로 보정하고 고주파수 영역에서는 불균일한 응답특성을 보상한다. 이를 위해 저주파수 통과 필터나 인버스 필터를 사용하여 주파수 영역별로 음향신호를 분리하여 처리한다. 제어부(1020)는 전처리부(1010)에서 가공된 음향 신호를 음향 발생부(1030)에 공급하는 것을 제어한다. 즉, 주파수 영역별로 분리되어 보정되거나 보상된 음향신호를 가공하여 각각의 음향 발생부(1030)에 공급한다.
도 11은 도 10의 지향성 스피커 어레이의 상세 블록도이다.
전처리부(1010)는 저주파 통과 필터(1111), 고주파 통과 필터(1112), 보상부(1113) 및 인버스 필터(1114)를 포함한다. 전처리부(1010)로 입력된 음향신호는 저주파 통과 필터(1111)에서 저주파수 영역이 분리되고 보상부(1113)에서 주파수대역별로 증폭된다. 고주파수 영역의 신호는 고주파 통과 필터(1112)에서 분리되고 인버스 필터(1114)에서 보상된다. 인버스 필터(1114)는 지향성 음향 발생부(1030)의 고주파 응답 특성과 반대되는 응답 특성을 갖는 필터이다. 이에 따라 고주파수 응답 특성을 균일하게 보상할 수 있다.
제어부(1020)는 저주파수 영역 처리부(1121), 고주파수 영역 처리부(1122) 및 합산부(1123)를 포함한다. 저주파수 영역 처리부(1121) 및 고주파수 영역 처리부(1122)는 음향 발생부(1130)의 갯수에 따라 각 음향 발생부(1030)에 공급될 음향 신호를 생성하여 출력하고 합산부(1123)는 주파수 영역별로 분리된 음향신호를 합하여 각각의 음향 발생부(1030)에 공급한다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 지향성 스피커 어레이의 사시도이다.
다수의 지향성 음향 발생부에 구비된 각각의 반사판은 서로 공유할 수 있으며, 도 12에 도시한 바와 같이 1차원으로 구성될 수도 있고, 2차원으로 구현될 수도 있다. 또한, 각각의 지향성 음향 발생부들간의 간격은 서로 동일할 수도 있고 달라질 수도 있다. 배플들도 일체형으로 구성한 후 각 배플들 사이에 슬릿 또는 개구부(1210)를 만드는 형태로 구현할 수 있다. 슬릿 또는 개구부(1210)의 폭도 각각의 지향성 음향 발생부들간의 간격에 따라 달라질 수 있다.
전술한 예에서 저주파수와 고주파수가 설명되었다. 그러나 주파수 범위는 라우드 스피커의 두께를 통과하는 전파 거리(propagating distance)와 판사판 및 라우드 스피커 사이의 거리에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 저주파수와 고주파수 범위는 본 발명의 일실시예에 따른 음향 발생 장치의 개별 설계에 따라 달라질 수 있음은 자명하다. 예를 들어 도 1을 참조하면, 배플(120)은 d2의 거리를 증가시키기 위한 것이며, 따라서 주파수 범위와 기준 주파수는 배플(120)의 모양과 크기에 따라 달라짐을 알 수 있다.
이제까지 본 발명의 바람직한 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 지향성 음향 발생 장치의 측면도,
도 2는 도 1의 지향성 음향 발생 장치에 흡음재를 더 구비한 경우의 측면도,
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 지향성 음향 발생 장치의 정면도 및 사시도,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 지향성 음향 발생 장치의 측면도,
도 5는 배플과 루프를 구비한 지향성 음향 발생 장치에 흡음재를 더 구비한 경우의 지향성 음향 발생 장치의 측면도,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 지향성 음향 발생 장치에서의 사운드 존을 도시한 일예,
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 지향성 음향 발생 장치 인클로저의 다양한 형태를 도시한 도면,
도 8은 배플판 및 루프를 사용한 경우의 저주파 영역의 주파수 응답 특성 및 고주파 영역에서 흡음재를 사용한 경우의 주파수 응답 특성을 도시한 그래프,
도 9는 전처리부를 더 구비한 지향성 음향 발생 장치의 주파수 응답 특성을 도시한 그래프,
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 지향성 스피커 어레이의 블록도,
도 11은 도 10의 지향성 스피커 어레이의 상세 블록도,
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 지향성 스피커 어레이의 사시도이다.
<도면의 주요부분에 대한 설명>
110 : 음향 트랜스듀서 120 : 배플
130 : 반사판 210 : 흡음재
410 : 루프

Claims (26)

  1. 음향 트랜스듀서;
    상기 음향 트랜스듀서의 후방에 위치한 반사판;
    상기 음향 트랜스듀서의 전면부와 후면부를 분리시키는 제1차단판; 및
    상기 반사판과 상기 음향 트랜스듀서를 연결하는 제2 차단판;을 포함하고,
    상기 반사판과 상기 음향 트랜스듀서 사이에 상기 제2 차단판에 의해 차단되지 않는 적어도 하나 이상의 개방면을 가지는 지향성 음향 발생 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 차단판은 상기 음향 트랜스듀서의 상하측을 덮도록 형성되는 제2차단판을 더 포함하는 지향성 음향 발생 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 반사판 또는 상기 제1차단판에 부착되는 흡음재를 더 포함하는 지향성 음향 발생 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 흡음재는 상기 음향 트랜스듀서에서 출력되는 음파의 고주파수 성분을 흡수하는 소재인 지향성 음향 발생 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1차단판은
    상기 음향 트랜스듀서에서 출력되는 음파 진행방향과 수직한 방향으로 형성되되 상기 반사판의 좌우폭보다 좁게 형성되는 지향성 음향 발생 장치.
  6. 제2항에 있어서, 상기 제2차단판은
    상기 반사판과 상기 음향 트랜스듀서의 사이 전체를 차단하거나 일부를 차단하는 지향성 음향 발생 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1차단판은 상기 반사판보다 좁게 형성되는 지향성 음향 발생 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2 차단판은 상기 반사판과 상기 제1차단판 사이에 위치하여, 상기 반사판과 상기 제1차단판 사이에 형성된 공간의 적어도 일부를 차단하는 지향성 음향 발생 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 반사판, 상기 제1차단판 및 상기 적어도 하나의 제2차단판은 일체로 형성되는 지향성 음향 발생 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제2차단판의 측면 길이는, 상기 제2차단판에 나란한 상기 반사판의 측면 길이와 같거나 짧은 지향성 음향 발생 장치.
  11. 음향 트랜스듀서;
    상기 음향 트랜스듀서의 후방에 위치한 반사판과 상기 음향 트랜스듀서의 전면부와 후면부를 분리시키는 제1차단판, 및
    상기 반사판과 상기 음향 트랜스듀서를 연결하는 제2 차단판을 포함하고,
    상기 반사판과 상기 음향 트랜스듀서 사이에 상기 제2 차단판에 의해 차단되지 않는 적어도 하나 이상의 개방면을 가지는 다수의 지향성 음향 발생부;를 포함하는 지향성 스피커 어레이.
  12. 제11항에 있어서, 상기 지향성 음향 발생부는
    상기 음향 트랜스듀서와 상기 반사판 및 상기 제1차단판을 포함하며, 상기 반사판은 상기 다수의 음향 발생부가 서로 공유하는 단일의 반사판으로 형성되는 지향성 스피커 어레이.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제2 차단판은 상기 음향 트랜스듀서의 상하측을 덮도록 형성되어, 상기 음향 트랜스듀서에서 출력되는 음파의 상하방향의 지향성을 낮추는 지향성 스피커 어레이.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 반사판 또는 상기 제1차단판에 부착되는 흡음재를 더 포함하는 지향성 스피커 어레이.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 흡음재는 상기 음향 트랜스듀서에서 출력되는 음파의 고주파수 성분을 흡수하는 재질인 지향성 스피커 어레이.
  16. 제11항에 있어서, 상기 제1차단판은
    상기 음향 트랜스듀서에서 출력되는 음파 진행방향과 수직한 방향으로 형성되며 상기 반사판의 좌우폭보다 좁게 형성되는 지향성 스피커 어레이.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 제2 차단판은 상기 반사판과 상기 제1차단판 사이에 위치하여, 상기 반사판과 상기 제1차단판 사이에 형성된 공간의 적어도 일부를 차단하는 지향성 스피커 어레이.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제2차단판의 측면 길이는, 상기 제2차단판에 나란한 상기 반사판의 측면 길이와 같거나 짧은 지향성 스피커 어레이.
  19. 제17항에 있어서, 상기 다수의 지향성 음향 발생부는
    상기 음향 트랜스듀서와 상기 반사판, 상기 제1차단판 및 상기 적어도 하나 의 제2차단판을 포함하며,
    상기 반사판은 상기 다수의 지향성 음향 발생부에서 공유되는 단일 반사판으로 형성되며,
    상기 제1차단판은 상기 다수의 지향성 음향 발생부에서 공유되는 단일의 제1차단판으로 형성되는 지향성 스피커 어레이.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 반사판, 상기 제1차단판, 상기 적어도 하나의 제2차단판은 일체형으로 형성되고, 상기 제1차단판은 상기 지향성 음향 발생부들이 위치한 사이사이에 개구부를 갖는 지향성 스피커 어레이.
  21. 음향 트랜스듀서;
    상기 음향 트랜스듀서의 후방에 위치한 반사판; 및
    상기 반사판과 상기 음향 트랜스듀서 사이에 위치하여, 양 사이의 공간을 차단하는 적어도 하나의 차단판을 포함하고,
    상기 반사판과 상기 음향 트랜스듀서 사이에 상기 차단판에 의해 차단되지 않는 적어도 하나 이상의 개방면을 가지는 지향성 음향 발생 장치.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 음향 트랜스듀서의 전면부와 후면부 사이에 위치하는 배플을 더 포함하며, 상기 차단판은 상기 반사판과 상기 배플 사이의 공간의 적어도 일부를 차단하록 형성된 지향성 음향 발생 장치.
  23. 제22항에 있어서, 상기 차단판은
    상기 반사판의 일단과 상기 배플의 일단을 연결하는 제1차단판과, 상기 반사판의 타단과 상기 배플의 타단을 연결하는 제2차단판을 포함하는 지향성 음향 발생 장치.
  24. 제21항에 있어서, 상기 차단판은
    상기 반사판의 일단과 상기 음향 트랜스듀서의 일단을 연결하는 제1차단판과, 상기 반사판의 타단과 상기 음향 트랜스듀서의 타단을 연결하는 제2차단판을 포함하는 지향성 음향 발생 장치.
  25. 적어도 하나의 음향 트랜스듀서;
    상기 음향 트랜스듀서의 후면에 위치한 반사판;
    상기 음향 트랜스듀서의 전면부와 후면부 사이에 위치한 제1차단판; 및
    상기 반사판과 상기 제1차단판 사이에 위치하여, 양 사이의 공간을 차단하는 적어도 하나의 제2차단판을 포함하며,
    상기 제1차단판은 상기 음향 트랜스듀서들이 위치한 사이사이에 개구부를 갖고,
    상기 반사판과 상기 제2 차단판 사이에 상기 제2 차단판에 의해 차단되지 않는 개방면을 가지는 지향성 스피커 어레이.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 반사판, 상기 제1차단판 및 상기 적어도 하나의 제2차단판은 일체형 구조로 형성되어 있는 지향성 스피커 어레이.
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