KR102203295B1 - 그릴 일체형 로우패스 필터 및 이를 포함하는 스피커 - Google Patents

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이승철
천승우
윤준호
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Abstract

본 발명은 그릴 일체형 로우패스 필터 및 이를 포함하는 스피커에 관한 것으로서, 하우징에 조립되어 사용되는 기구인 그릴의 내측 공간상에 속이 비어있는 관체(管體)로 음향관로를 형성하는 관로형 저역필터를 구비하되 일체로 구비되는 그릴 일체형 로우패스 필터 및 이를 포함하는 스피커를 제공하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 스피커 드라이버 등을 보호하기 위해 하우징에 조립되어 사용되는 기구인 그릴의 내측 공간상에 음향관로를 형성 및 그릴 일체형으로 제작함으로써 스피커의 음질을 개선할 수 있으며 특히 저주파 대역의 특성 편차를 줄일 수 있다.

Description

그릴 일체형 로우패스 필터 및 이를 포함하는 스피커{Grill Integral type Low Pass Filter and Speaker Having The Same}
본 발명은 그릴 일체형 로우패스 필터 및 이를 포함하는 스피커에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스피커 드라이버와 내부 회로를 보호하기 위해 하우징에 조립되어 사용되는 기구인 그릴에 관로를 형성하는 구조로 설계하여 그릴 일체형으로 제작함으로써 스피커의 음질을 개선할 수 있도록 한 그릴 일체형 로우패스 필터 및 이를 포함하는 스피커에 관한 것이다.
본 발명에서는 그릴 자체가 로우패스필터를 겸하며 로우패스필터가 별도로 제작되어 그릴에 부착되는 것이 아니다.
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일반적으로 스피커(speaker)는 전기신호를 음파의 형태로 변환시키는 마이크와 반대되는 원리를 사용하는 것으로서, 전류가 코일로 들어오면 마그넷이 자체 자기장을 가진 전자석으로 변하고 주변의 지속적인 자기장과 접촉해 교대로 음파를 당기거나 밀어내는 인력 또는 척력 작용으로 코일이 진동해 진동판을 울리고 이에 의해 음파가 만들어지며 소리를 출력시키는 전자제품이다.
이러한 스피커에는 음질을 좋게 유도하기 위해 특정 주파수의 양을 적절하게 맞춰 음색을 조절하기 위한 음향필터가 장착되며, 이를 통해 다양한 사운드를 표현할 수 있도록 구비된다.
상기 음향필터는 낮은 주파수 대역(저주파)은 통과시키고 높은 주파수 대역(고주파)은 차단하는 용도의 로우패스 필터와, 이와는 반대로 높은 주파수 대역인 고주파를 통과시키고 낮은 주파수 대역(저주파)은 차단하는 용도의 하이패스 필터로 분류할 수 있다.
여기에서, 상기 로우패스 필터는 30~400㎐ 정도의 저음역을 재생하기 위한 저음 재생용 스피커인 우퍼(woofer)에 많이 사용되고 있다.
특히, 상기 로우패스 필터는 다중 유니트(Multi Driver) 세트에 적용되어 우퍼가 지닌 특성에서 쓸데 없는 중고역 대역을 제어하는데 사용된다.
하지만, 우퍼 등에 사용되고 있는 종래 로우패스 필터는 음질이 손실되는 문제점이 있었고, 이러한 음질 손실을 줄이기 위해 전자기 부품을 추가로 장착하여야 하는 번거로움이 있었으며, 저주파 대역의 특성 편차를 줄이는데 어려움이 있었다.
특히, 종래에는 로우패스 필터 측 길이 및 단면적 조절이 쉽지 않아 100Hz 이하의 딥 베이스(deep base)에서 롤 오프 특성을 구현하는데 어려움이 있고, 작업성 및 특성 편차를 줄이는데 어려움이 발생하는 등 최대효과를 이끌어내는데 기술적 한계가 있었다.
한편, 종래 선행기술에 있어 국내등록특허 제10-0825335호에서는 프레임 구조에 의해 음향이동통로를 형성하는 음향필터를 다이나믹 드라이버 유닛인 제2스피커 상에 구성하는 하이브리드 구조를 제안하고 있고, 국내등록특허공보 제10-1535916호에서는 이어피스에 연통공 및 음향필터를 각각 형성하는 구조를 제안하고 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1634236호 대한민국 등록특허공보 제10-1535916호
본 발명은 전술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 스피커 드라이버 등을 보호하기 위해 하우징에 조립되어 사용되는 기구인 그릴의 내측 공간상에 음향관로를 형성하는 구조로 설계하여 그릴 일체형으로 제작함으로써 스피커의 음질을 개선할 수 있도록 한 그릴 일체형 로우패스 필터 및 이를 포함하는 스피커를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 스피커 기구에 추가적 피스(piece)를 조립하는 번거로움을 없앨 수 있어 작업성을 개선할 수 있도록 함과 더불어 저주파 대역의 특성 편차를 줄일 수 있도록 하며, 전자기 부품을 사용하지 않는 형태로 로우패스 필터를 구현함으로써 무손실의 음질을 구현할 수 있도록 한 그릴 일체형 로우패스 필터 및 이를 포함하는 스피커를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 스피커 기구인 그릴 자체에 관로를 형성하는 구조로 설계함으로써 길이 및 단면적을 가변 조절할 수 있도록 구비 및 이를 통해 100Hz 이하의 딥 베이스(deep base)에서도 롤 오프(roll off) 특성을 구현할 수 있도록 한 그릴 일체형 로우패스 필터 및 이를 포함하는 스피커를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 그릴 일체형 로우패스 필터는, 하우징에 조립되어 사용되는 기구인 그릴의 내측 공간상에 속이 비어있는 관체(管體)로 음향관로를 형성하는 관로형 저역통과필터부를 구비하되 일체로 구비되는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 관로형 저역통과필터부는, 속이 비어있는 관체의 음향관로에 대해 1층 구조 또는 1층 이상의 다층 구조로 형성할 수 있으며, 그릴의 내측 방향에 위치하여 음향관로입구가 구비되고, 그릴의 외측 방향에 노출되게 음향관로출구가 구비될 수 있다.
여기에서, 상기 관로형 저역통과필터부는, 소용돌이형, 에스(S)자형, 기억(ㄱ)자형, 니은(ㄴ)자형 구조 중에서 선택된 어느 1군으로 형성될 수 있다,
여기에서, 상기 관로형 저역통과필터부는, 형상 구조에 대해 가변 구성이 가능하다.
여기에서, 상기 관로형 저역통과필터부는, 길이 및 단면적에 대해 가변 구성이 가능하다.
여기에서, 상기 관로형 저역통과필터부는, 길이를 길게 하면서 단면적은 짧게 구비하여 롤오프가 저역대에서 형성되게 구성할 수 있다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 그릴 일체형 로우패스 필터를 포함하는 스피커는, 하우징; 상기 하우징의 내측에 장착되는 음향변환부; 상기 하우징의 하측에 조립되는 그릴 일체형 로우패스 필터;를 포함하며, 상기 그릴 일체형 로우패스 필터는 상기 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 의한 그릴 일체형 로우패스 필터인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 하우징의 출구부에 형성되는 그릴의 내측 공간상에 속이 비어있는 관체(管體)로 음향관로를 형성하는 관로형 저역통과필터부가 일체로 설치되어 그릴 자체가 저역통과필터부를 형성하여 저역통과필터부는 그릴에 탈부착되지 않으며, 상기 관로형 저역통과필터부는 진동판의 엣지 부근에 음향관로입구가 구비되고, 상기 음향관로입구에서 나선형의 원형의 관체를 통하여 연장되어 끝단에 음향관로출구가 형성되며 음향관로입구는 하우징의 내부에서 보아 내부쪽으로 돌출하도록　 수직으로 연장되며, 음향관로출구는 하우징의 외부에서 보아 외부쪽으로 돌출하도록 수직 연장되어 하우징의 내부와 외부를 통하여 음파와 공기가 통과하도록 함으로써 저역통과필터부와 그릴의 역할을 동시에 수행하도록 한 것을 특징으로 하는 로우패스 필터형 그릴을 제공한다.
본 발명에 따르면, 스피커 드라이버 등을 보호하기 위해 하우징에 조립되어 사용되는 기구인 그릴의 내측 공간상에 속이 비어있는 관체의 음향관로를 형성하되 그릴에 일체형으로 구비되게 제작함으로써 기존에 비해 스피커의 음질을 개선할 수 있으며, 특히 저주파 대역의 특성 편차를 줄일 수 있는 유용한 효과를 달성할 수 있다.
본 발명에 따르면, 종래와 달리 스피커 기구에 추가적인 피스(piece)를 조립하던 번거로움을 없앨 수 있어 작업성을 개선할 수 있고, 전자기 부품을 사용하지 않는 형태로 로우패스 필터를 구현할 수 있으며, 특히 무손실의 음질을 구현할 수 있는 유용한 효과를 달성할 수 있다.
본 발명에 따르면, 스피커 기구인 그릴 자체에 관로를 형성하는 구조 및 관로 측 길이 및 단면적을 가변 조절할 수 있으며, 이를 통해 100Hz 이하의 딥 베이스(deep base)에서도 롤 오프 특성을 구현할 수 있는 등 로우패스 필터의 최대효과를 이끌어낼 수 있는 유용한 효과를 달성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 그릴 일체형 로우패스 필터를 설명하기 위해 나타낸 사시도로서, 내측 방향을 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 그릴 일체형 로우패스 필터를 설명하기 위해 나타낸 사시도로서, 외측 방향을 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 그릴 일체형 로우패스 필터를 설명하기 위해 나타낸 사시도로서, (a)는 내측 방향 구성도이고, (b)는 외측 방향 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 그릴 일체형 로우패스 필터의 음향 특성을 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 그릴 일체형 로우패스 필터를 포함하는 스피커를 나타낸 단면 구성도이다.
본 발명의 목적 및 효과, 그리고 그것들을 달성하기 위한 기술적 구성들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 뒤에 설명되는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐를 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 한편, 본 발명의 실시예에 있어서, 각 구성요소들, 기능 블록들 또는 수단들은 하나 또는 그 이상의 하부 구성 요소로 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 그릴 일체형 로우패스 필터(100)는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 스피커의 음향변환부가 내측에 장착되는 하우징에 별도 조립되어 음향변환부를 포함하는 스피커 드라이버나 내부 회로 등을 보호하는 기능을 하는 그릴(110)에 관체(管體)로 음향관로를 형성하되, 일체형 구조로 이루어지게 한다.
즉, 스피커 하우징에 조립되어 사용되는 기구인 그릴(110)의 내측 공간상에 속이 비어있는 관체(管體)로 음향의 이동 흐름을 위한 음향관로를 형성하는 관로형 저역통과필터부(120)를 구비하되 일체로 구비하는 구성으로 이루어진다.
상기 관로형 저역통과필터부(120)는 속이 비어있는 관체의 음향관로에 대해 1층 구조 또는 1층 이상의 다층 구조로 형성할 수 있다.
예를 들면, 음향관로 자체를 2층 이상의 구조 형성할 수도 있고, 그릴(110)을 2~3중 이상으로 덧붙이는 형태로 구성하여 4~6층 이상의 구조로 형성할 수 있다.
상기 관로형 저역통과필터부(120)는 도시한 바와 같이 소용돌이형 구조로 형성할 수 있고, 때로는 에스(S)자형이나 기억(ㄱ)자형 또는 니은(ㄴ)자형 구조 등 아주 다양한 형상으로 형성할 수 있다.
즉, 상기 관로형 저역통과필터부(120)에 있어서는 필요에 따라 형상 구조에 대해 가변 구성할 수 있다.
또한, 상기 관로형 저역통과필터부(120)에 있어서는 그릴(110) 측 일체형 구조를 갖게 하는 것으로서, 그릴(110)의 내측 방향에 위치하여 음향관로입구(121)가 구비되게 할 수 있고, 그릴(110)의 외측 방향에 노출되게 음향관로출구(122)가 구비되게 할 수 있으며, 때론 반대방향에 위치하여 구비될 수도 있다 할 것이다.
상기 관로형 저역통과필터부(120)는 일 예로서, 도시한 바와 같이 소용돌이형 구조로 형성되는 음향관로를 갖게 할 수 있으며, 도 1에 나타낸 바와 같이 그릴(110)의 내측 방향에 위치하여 음향관로입구(121)가 구비되고, 도 2에 나타낸 바와 같이 그릴(110)의 외측 방향에 노출되게 음향관로출구(122)가 구비되게 구성할 수 있다.
여기에서, 상기 음향관로입구(121)와 음향관로출구(122)는 관로형 저역통과필터부(120)에 있어 음향관로의 구조적 형상이나 그릴(110)의 형상 구조에 따라 위치가 변형될 수 있다.
여기에서, 상기 관로형 저역통과필터부(120)는 일정 길이 및 일정 단면적을 갖되 다양한 패턴으로 형성할 수 있다 할 것인데, 길이 및 단면적에 대해 가변 조절하여 구성함으로써 음질을 개선 및 최대 효과를 발휘되게 구성할 수 있다.
여기에서, 상기 관로형 저역통과필터부(120)는 길이를 길게 하면서도 단면적은 짧게 구비하는 구성을 갖게 함이 바람직한데, 이를 통해 롤 오프(roll off)가 저역대에서 형성되도록 구성할 수 있으며, 그릴 일체형 로우패스 필터(100) 측 음질 개선에 따른 최대효과를 구현할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 그릴 일체형 로우패스 필터(100)는 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 관로형 저역필터부(120)에 대해 소용돌이형 구조로 형성되는 제1음향관로(120A)와, 상기 제1음향관로(120A)의 하측에 위치 및 소용돌이형 구조로 형성되는 제2음향관로(120B)로 이루어지게 하여 2층 구조로 구성할 수 있다.
상기 제1음향관로(120A)와 상기 제2음향관로(120B)는 상호간에 일측 지점에서 이어지되 음향의 이동 흐름이 원활하게 수행되도록 연통 구조로 연결된다.
이때, 상기 제1음향관로(120A) 상에는 음향관로입구(121)를 형성하되 그릴(110)의 내측 방향에 배치할 수 있고, 상기 제2음향관로(120B) 상에는 음향관로출구(122)를 형성하되 그릴(110)의 외측 방향에 노출되게 배치할 수 있다.
여기에서도, 상기 관로형 저역통과필터부(120)는 이미 상술한 바와 같이 일정 길이 및 일정 단면적을 갖되 다양한 패턴으로 형성할 수 있다 할 것인데, 길이 및 단면적에 대해 가변 조절하여 구성함으로써 음질을 개선 및 최대 효과를 발휘되게 하되, 길이를 길게 하면서도 단면적은 짧게 구비하는 구성을 통해 롤 오프(roll off)가 저역대에서 형성되도록 구성함으로써 그릴 일체형 로우패스 필터(100) 측 음질 개선에 따른 최대효과를 구현되게 할 수 있다.
이와 같은 상술한 구성으로 이루어지게 한 본 발명에 따른 그릴 일체형 로우패스 필터(100)는 도 4에서 보여주는 바와 같이, 관로형 저역통과필터부(120) 측 음향관로에 대한 길이가 길고 단면적이 짧을수록 그 특성이 저역대로 이동함을 보여주고 있으며, 롤 오프(roll off)가 저역대에서 형성되어 그릴 일체형 로우패스 필터(100)가 음질 개선에 따른 최대효과를 발휘할 수 있음을 보여주고 있다.
한편, 본 발명에 따른 상술한 구성의 그릴 일체형 로우패스 필터(100)를 포함하는 스피커(200)는 도 5에 나타낸 바와 같이, 스피커의 외관을 형성하는 하우징(210)과, 상기 하우징(210)의 내측에 장착되는 음향변환부(220), 및 상기 하우징(210)의 하측에 조립되는 그릴 일체형 로우패스 필터(100)를 포함하는 구성으로 이루어진다.
상기 하우징(210)은 상기 음향변환부(220)를 보호하는 기능을 한다.
상기 음향변환부(220)는 소리의 생성을 위해 마그넷, 요크, 보이스코일, 진동판 등의 부품이 사용된다.
여기에서, 상기 마그넷은 자기력을 발생하는 것으로서 자성을 갖는 자성체로 구비되고, 상기 요크는 상기 마그넷 측 자기력을 집중시키는 구성으로서 주로 상자성체로 구비되고 고밀도의 균일한 자기력을 얻을 수 있게 하며, 상기 보이스코일은 음향을 갖는 전기신호가 인가되면 자기장을 형성하여 마그넷과의 상호 작용으로 진동하도록 구비되며, 상기 진동판은 상기 보이스코일 측 진동에 의해 진동하여 소리를 발생하도록 구비된다.
여기에서, 상기 음향변환부(220)는 드라이버나 내부 회로를 갖는 PCB를 포함할 수 있다.
상기 그릴 일체형 로우패스 필터(100)는 도 1 내지 도 4를 참조하여 이미 상술하게 설명한 구성 및 작용성을 갖도록 구비되는 것으로서, 더 이상의 상세한 설명을 생략하기로 하며, 상술한 내용을 준용하기로 한다.
이에 따라, 본 발명에서는 상술한 바와 같은 구성을 통해 그릴 일체형 로우패스 필터(100) 및 이를 포함하는 스피커(200)를 제공함으로써 스피커의 음질을 개선할 수 있고 저주파 대역의 특성 편차를 줄일 수 있으며, 종래 방식에 있어서의 로우패스 필터 적용과 달리 스피커 기구에 추가적인 피스(piece)를 조립하지 않아도 되므로 작업성을 개선할 수 있음은 물론 전자기 부품을 사용하지 않는 형태로 로우패스 필터를 구현할 수 있으며, 무손실의 음질을 구현할 수 있는 장점을 제공할 수 있다.
특히, 본 발명을 통해서는 스피커 기구인 그릴 자체에 관로를 형성하는 구조를 제안하되 관로 측 길이 및 단면적을 가변 조절할 수 있기 때문에 100Hz 이하의 딥 베이스(deep base)에서도 롤 오프 특성을 구현할 수 있는 등 로우패스 필터의 최대효과를 이끌어낼 수 있으며, 스피커의 음질 특성을 향상시킬 수 있는 장점을 제공할 수 있다. 본 발명은 그릴 자체가 로우 패스 필터를 겸하도록 제작되는 것이며, 로우패스필터를 위한 관로를 그릴에 부착하는 것이 아닌 점에서 "로우패스필터형 그릴"이라고 할 수 있다.
이와 같은 본 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 본 실시예의 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있다 할 것이다.
본 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 따라서 본 실시예에 의하여 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등하거나 균등하다고 인정되는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 그릴 일체형 로우패스 필터
110: 그릴
120: 관로형 저역통과필터부
121: 음향관로입구
122: 음향관로출구
200: 스피커

Claims (7)

  1. 하우징의 출구부에 형성되는 그릴의 내측 공간상에 속이 비어있는 관체(管體)로 음향관로를 형성하는 관로형 저역통과필터부가 일체로 설치되어
    그릴 자체가 저역통과필터부를 형성하며 저역통과필터부는 그릴에 탈부착되지 않고,
    상기 관로형 저역통과필터부는 진동판의 엣지 부근에 음향관로입구가 구비되고,
    상기 음향관로입구에서 나선형의 원형의 관체를 통하여 연장되어 끝단에 음향관로출구가 형성되며
    음향관로입구는 하우징의 내부에서 보아 내부쪽으로 돌출하도록　 수직으로 연장되며, 음향관로출구는 하우징의 외부에서 보아 외부쪽으로 돌출하도록 수직 연장되어 하우징의 내부와 외부를 통하여 음파와 공기가 통과하도록 함으로써, 저역통과필터부와 그릴의 역할을 동시에 수행하도록 한 것을 특징으로 하는 로우패스 필터형 그릴.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 관로형 저역통과필터부는,
    속이 비어있는 관체의 음향관로에 대해 1층 구조 또는 1층 이상의 다층 구조로 형성한, 로우패스 필터형 그릴.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 관로형 저역통과필터부는,
    소용돌이형, 에스(S)자형, 기억(ㄱ)자형, 니은(ㄴ)자형 구조 중에서 선택된 어느 1군으로 형성되는 것을 특징으로 하는 로우패스 필터형 그릴.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 관로형 저역통과필터부는,
    길이 및 단면적에 대해 가변 구성이 가능한 것을 특징으로 하는 로우패스 필터형 그릴.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 관로형 저역통과필터부는,
    길이를 길게 하면서 단면적은 짧게 구비하여 롤오프가 저역대에서 형성되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 로우패스 필터형 그릴.
  7. 삭제
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