KR102209439B1 - 평판 스피커 - Google Patents

Abstract

본 발명은 출력 음량을 제고할 수 있도록 된 평판 스피커에 관한 것이다. 본 발명에 따른 평판 스피커는 내부가 중공된 원추형상으로 이루어짐과 더불어 일단부에 공명부재를 안착하기 위한 안착부가 구비되는 몸통과, 상기 몸통의 안착부에 안착되는 공명부재 및, 상기 상기 몸통의 일단부에 결합됨과 더불어 내측면에 음성출력부재가 구비되는 덮개를 구비하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

평판 스피커{Plate Speaker}

본 발명은 평판 스피커에 관한 것으로, 특히 출력 음량을 제고할 수 있도록 된 평판 스피커에 관한 것이다.

최근 정보통신기기의 경박단소화가 진행되면서 이들 정보기기에 채용되는 스피커의 경우에도 소형화가 급속도로 진행되고 있다. 스피커의 소형화에 가장 적합한 것으로서 박막 스피커 또는 평판 스피커가 주목받고 있다.

일반적으로 평판 스피커는 예컨대 압전 세라믹 등으로 구성되는 압전소자를 이용하여 진동판이나 진동 패널을 진동시킴으로써 전기적인 신호를 물리적인 음파에너지로 변동하도록 된 것이다. 이러한 박막 스피커 등에 대해서는 특허출원 10-2001-0015695, 10-2001-0033419, 10-2001-0078293, 특허등록 10-0533714, 10-1367453, 실용등록 20-0350350 등에 개시되어 있다.

통상 스피커는 진동 패널의 진동이 주변 매질, 즉 공기를 진동시킴으로써 음파 에너지를 생성하게 된다. 따라서 스피커의 출력 음량을 제고하기 위해서는 진동 패널의 상하 진동 변위량을 증가시키는 것이 요구된다. 그러나 박막 스피커에 채용되는 압전소자 등은 전기적인 신호에 의해 진동하게 되는 진동 변위량을 증가시키는 것에 일정한 한도가 있기 때문에 이를 이용하는 박막 스피커의 출력 음량을 제고하기가 어렵다는 단점이 있다.

이에 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 평판 스피커의 출력음량을 제고할 수 있도록 된 평판 스피커를 제공함에 그 기술적 목적이 있다.

상기 목적을 실현하기 위한 본 발명의 제1 관점에 따른 평판 스피커는 몸통과, 상기 몸통의 일측에 설치됨과 더불어 박막 스피커 또는 평판 스피커로 구성되는 음성출력부재 및, 상기 음성출력부재의 음성신호 출력측에 설치되는 공명부재를 구비하여 구성되고, 상기 공명부재는 음성출력부재로부터 출력되는 음성신호가 통과되는 다수의 관통공을 구비하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 몸통은 원추형상으로 이루어지는 것들 특징으로 한다.

또한 상기 관통공 중 적어도 하나는 그 길이가 다른 관통공과 다르게 설정되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 관통공 중 적어도 하나는 그 지름이 다른 관통공과 다르게 설정되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 음성출력부재는 프레임과, 상기 프레임의 상측에 결합되는 진동패널 및, 상기 진동패널의 하면에 결합되는 압전소자를 구비하여 구성되고, 상기 진동패널의 상면에는 1개 이상의 홈이 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 홈이 반구형상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 홈이 2개 이상 구비되고, 적어도 하나의 홈의 크기는 다른 홈과 다르게 설정되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 홈이 2개 이상 구비되고, 적어도 하나의 홈의 형상은 다른 홈과 다르게 설정되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 음성출력부재는 프레임과, 상기 프레임의 상측에 결합되는 진동패널을 구비하여 구성되고, 상기 진동 패널은 강유전 물질로 구성되는 강유전체층과, 상기 강유전체층의 상측 및 하측에 형성되는 제1 및 제2 전극층 및, 상기 제1 및 제2 전극층에 각각 전기적으로 결합되는 전극을 구비하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 강유전 물질이 PVDF인 것을 특징으로 한다.

또한 상기 PVDF가 β상 PVDF인 것을 특징으로 한다.

또한 상기 강유전체층에 금속이 추가로 혼합되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 강유전체층은 중앙 부분과 측면 부분이 서로 두께가 다르게 설정되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제2 관점에 따른 평판 스피커는 음성출력부재와, 상기 음성출력부재의 음성신호 출력 측에 구비되는 제1 공명부재 및, 상기 음성출력부재와 제1 공명부재를 에워싸면서 구성되는 제2 공명부재를 구비하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 제1 또는 제2 공명부재는 헬름홀츠 공명기인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제3 관점에 따른 평판 스피커는 내부가 중공된 원추형상으로 이루어짐과 더불어 일단부에 공명부재를 안착하기 위한 안착부가 구비되는 몸통과, 상기 몸통의 안착부에 안착되는 공명부재 및, 상기 상기 몸통의 일단부에 결합됨과 더불어 내측면에 음성출력부재가 구비되는 덮개를 구비하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 몸통의 타단부에 플랜지가 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 공명부재는 음성출력부재로부터 출력되는 음성신호가 통과되는 다수의 관통공을 구비하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 관통공 중 적어도 하나는 그 길이가 다른 관통공과 다르게 설정되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 관통공 중 적어도 하나는 그 지름이 다른 관통공과 다르게 설정되는 것을 특징으로 한다.

상기한 구성으로 된 본 발명에 의하면, 평판 스피커로부터 출력되는 음성 신호가 제1 및 제2 헬름홀츠 공명기를 통해 외부로 출력되게 된다. 따라서 평판 스피커로부터 출력되는 출력 음향 및 음량을 향상시키는 것이 가능하고, 그 출력 음향 및 음량을 다양하게 설정할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 평판 스피커의 외관 형상을 나타낸 사시도.
도 2는 도 1에 나타낸 평판 스피커의 단면도.
도 3은 도 1에 나타낸 평판 스피커의 평면도.
도 4는 도 1에 나타낸 평판 스피커의 일부 절개 사시도.
도 5는 본 발명에 적용되는 음성출력부재의 제1 구성 예를 나타낸 단면도.
도 6은 본 발명에 적용되는 음성출력부재의 제2 구성 예를 나타낸 단면도.
도 7은 도 6에서 진동 패널(60)의 구조를 나타낸 단면도.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 설명한다. 단, 이하에서 설명하는 실시예는 본 발명의 하나의 바람직한 구현 예를 나타낸 것으로서, 이러한 실시예의 예시는 본 발명의 권리범위를 제한하기 위한 것이 아니다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 평판 스피커를 나타낸 사시도이고, 도 2는 그 단면도이다.

도면에서 평판 스피커는 원추형 몸통(10)을 구비한다. 즉 몸통(10)은 내부가 중공된 관형상으로 이루어지고, 몸통(10)의 일단부의 지름이 타단부의 지름 보다 크게 설정된다. 몸통(10)의 재질로서는 특정한 것이 요구되지 않고 음성신호를 용이하게 반사할 수 있는 모든 재질이 사용될 수 있다.

몸통(10)의 일단부, 즉 지름이 큰 단부에는 플랜지(11)가 구비된다. 이 플랜지(11)는 평판 스피커를 오디오 기기 등에 결합하기 위한 것으로서, 여기에는 체결공(111)이 구비된다.

그리고 지름이 작은 단부에는 덮개(12)가 구비된다. 이 덮개(12)의 내측면에는 음성출력부재가 설치된다. 도면에 구체적으로 나타내지는 않았으나 음성출력부재로서는 박막 스피커나 평판 스피커가 채용된다. 또한 도면에 구체적으로 나타내지는 않았으나 상기 덮개(12)에는 음성출력부재와 외부 기기를 전기적으로 결합하기 위한 관통공이 형성된다.

또한 몸통(10)의 내측면에는 상기 덮개(12)와 일정한 거리를 두고 안착부(13)가 구비된다. 이 안착부(13)에는 공명부재(20)가 안착된다.

도 3은 도 1에 나타낸 평판 스피커의 평면도이고, 도 4는 그 일부 절개 사시도이다. 공명부재(20)는 다수의 관통공(21)을 구비하여 구성된다. 이때 관통공(21)은 각각 헬름홀츠 공명기를 구성하는 것이다. 본 실시 예에서 관통공(21)은 중심 부분으로부터 외측부분으로 가면서 그 길이가 짧아지록 설정되어 있다. 헬름홀츠 공명기는 그 길이에 따라 공명 주파수가 달라지게 된다. 즉, 길이가 길어질수록 공명 주파수가 저음역대로 이동하게 된다. 본 발명은 관통공(21)의 길이를 복수 종류로 설정함으로써 공명부재(20)가 다양한 공명음을 출력할 수 있도록 한 것으로서, 이때 공명부재(20)의 형상은 특정한 것에 한정되지 않는다. 예를 들어 공명부재(20)는 외측부분으로부터 중앙부분으로 갈수록 길이가 짧아지도록 구성하는 것도 가능하고, 또한 모든 관통공(21)이 그 길이가 서로 다르도록 구성하는 것도 가능하다.

도 5는 덮개(12)의 내측면에 설치되는 음성출력부재의 구성 예를 나타낸 단면도이다.

본 예에서 음성출력부재(30)는 프레임(31)과, 이 프레임(31)의 상측에 결합되는 진동패널(32)을 구비하고, 이 진동패널(32)의 하측에는 압전소자(33)가 결합된다. 특히 상기 진동패널(32)의 상면에는 1개 이상의 홈(321)이 구비된다.

상기 홈(321)은 반구 형상으로 이루어지는데, 여기서 상기 홈(321)의 형상이나 크기는 특정한 것에 한정되지 않는다. 바람직하게 상기 홈(321)은 다수개 구비되고, 이 홈(321)들의 크기나 형상이 서로 다르게 설정될 수 있다.

상기 구성에서 압전소자(33)에 전기적인 음성신호가 인가되면, 그 음성신호에 따라 압전소자(33)가 진동하면서 진동패널(32)이 상하로 진동하게 된다. 그리고 이러한 진동에 의해 그 진동 에너지가 매질, 즉 진동 패널(32)을 에워싸고 있는 공기를 진동시키게 되고 이러한 공기의 진동이 음파 에너지로서 방사되게 된다.

특히 진동패널(32)의 상면에는 다수의 홈(321)이 형성된다. 이 홈(321)은 진동패널(32)과 매질, 공기와의 접촉 면적을 확대시키게 된다. 이에 따라 진동패널(32)의 진동에너지는 보다 효과적으로 공기를 진동시키게 된다.

도 6은 음성출력부재의 다른 구성 예를 나타낸 단면도이고, 도 7은 도 6에서 진동 패널(60)의 구성을 나타낸 단면도이다.

본 예에서 음성출력부재는 프레임(31)과, 이 프레임(31)의 상측에 결합되는 진동패널(60)을 구비한다. 도 6에서 진동 패널(60)은 강유전 필름으로 구성되는 강유전체층(61)과, 이 강유전체층(61)의 상, 하측에 각각 결합되는 제1 및 제2 도전층(62), 이 제1 및 제2 도전층(62)에 결합되는 전극(63)을 구비하여 구성된다.

상기 강유전제층(61)은 바람직하게는 PVDF로 구성되고, 보다 바람직하게는 β상을 갖는 PVDF로 구성된다. 또한 보다 바람직하게는 상기 강유전체층(61)에는 예컨대 철(Fe) 등의 금속 물질이 혼합된다. 이때 금속 물질이 혼합비는 대략 2 중량% 이하로 설정된다.

상기 β상 PVDF 필름은 통상적인 방법으로 PVDF 필름을 형성하고, 이를 β상을 나타내는 온도, 예컨대 65도에서 PVDF 필름을 급속 냉각하는 방법으로 구현한다.

통상적으로 박막 스피커 또는 평판 스피커를 구성하는 음성출력부재에 있어서는 강유전체층의 두께를 전체적으로 평탄하게 제조한다. 그러나 본 예에 있어서는 강유전체층(61)의 중앙 부분의 두께가 양측면에 비해 크도록 설정된다. 따라서 본 예의 음성출력부재는 진동 패널(60)의 전체적인 무게 중심이 중앙 부분에 위치하게 됨으로써 외부 전기신호에 의해 강유전체층이 진동하게 될 때 측면 부분에 비해 중앙 부분의 변위폭이 커지게 된다. 그리고 이러한 현상은 음성출력부재의 출력 음량을 증대하는 효과를 제공하게 된다.

또한 본 예에서는 진동 패널(60)과 공기와의 접촉 면적이 증대하게 됨으로써 진동 패널(60)의 진동 에너지가 매질, 즉 공기층에 효과적으로 전달되게 된다. 그리고 이 역시 음성출력부재의 음량을 증대하는 효과를 제공하게 된다.

본 발명에 있어서는 공명부재(20)가 제1 헬름홀츠 공명기를 구성하고, 스피커의 몸통(10)이 제2 헬름홀츠 공명기를 구성하게 된다. 공명부재(20)의 하측, 즉 덮개(12)의 내측면에 구비되는 음성출력부재에서 음성신호가 출력되면, 이 음성신호는 공명부재(20)에 의해 일차적으로 공명되면서 증폭된다. 특히 공명부재(20)에는 상술한 바와 같이 길이가 각각 다른 다수의 관통공(21)이 구비된다. 즉 다수의 공명 주파수를 구비한다. 음성출력부재에서 출력되는 다양한 주파수 대역의 음성 신호는 해당 주파수 대역에 대응하는 관통공(21)에서 공진되어 증폭된다. 여기서 관통공(21)의 길이와, 특정 길이를 갖는 관통공의 수효를 조절하는 방식을 통해 전체적인 스피커의 음향 특성을 조정하는 것이 가능하다.

또한 공명부재(20)에서 출력되는 음성신호는 제2 헬름홀츠 공명기. 즉 몸통(10)의 내부에서 합성 및 공진되어 외부로 출력된다.

상기한 구성으로 된 본 발명에 의하면, 음성출력부재에서 출력되는 음성신호를 1차 헬름홀츠 공명기에서 주파수 대역별로 공진 및 증폭시킨 후, 다시 2차 헬름홀츠 공명기에서 전체적으로 합성 및 증폭하여 외부로 출력하게 된다. 따라서 평판 스피커의 전체적인 음향 특성과 음량 특성을 제고할 수 있게 된다.

이상으로 본 발명에 따른 실시예를 설명하였다. 그러나 본 발명은 그 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양하게 변형시켜 실시할 수 있다. 예를 들어 도면에는 공명부재(20)에 구비되는 관통공(21)의 지름이 모두 동일한 것으로 도시되어 있으나, 관통공(21)을 이용하여 구현하고자 하는 공명 주파수에 따라 관통공(21)의 길이와 더불어 그 지름도 다양하게 설정할 수 있다.

10 : 몸통, 11 : 플랜지,
12 : 덮개, 20 : 공명부재,
21 : 관통공.

Claims (20)

1. 몸통과,
   상기 몸통의 일측에 설치됨과 더불어 박막 스피커 또는 평판 스피커로 구성되는 음성출력부재 및,
   상기 음성출력부재의 음성신호 출력측에 설치되는 공명부재를 구비하여 구성되고,
   상기 공명부재는 음성출력부재로부터 출력되는 음성신호가 통과되는 다수의 관통공을 구비하여 구성되고,
   상기 관통공 중 적어도 하나는 그 길이가 다른 관통공과 다르게 설정되는 것을 특징으로 하는 평판 스피커,
2. 제1항에 있어서,
   상기 몸통은 원추형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 평판 스피커.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 관통공 중 적어도 하나는 그 지름이 다른 관통공과 다르게 설정되는 것을 특징으로 하는 평판 스피커.
5. 제1항에 있어서,
   상기 음성출력부재는 프레임과, 상기 프레임의 상측에 결합되는 진동패널 및, 상기 진동패널의 하면에 결합되는 압전소자를 구비하여 구성되고, 상기 진동패널의 상면에는 1개 이상의 홈이 구비되는 것을 특징으로 하는 평판 스피커.
6. 제5항에 있어서,
   상기 홈이 반구형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 평판 스피커.
7. 삭제
8. 제5항에 있어서,
   상기 홈이 2개 이상 구비되고,
   적어도 하나의 홈의 형상은 다른 홈과 다르게 설정되는 것을 특징으로 하는 평판 스피커.
9. 제1항에 있어서,
   상기 음성출력부재는 프레임과, 상기 프레임의 상측에 결합되는 진동패널을 구비하여 구성되고, 상기 진동 패널은 강유전 물질로 구성되는 강유전체층과, 상기 강유전체층의 상측 및 하측에 형성되는 제1 및 제2 전극층 및, 상기 제1 및 제2 전극층에 각각 전기적으로 결합되는 전극을 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 평판 스피커.
10. 제9항에 있어서,
    상기 강유전 물질이 PVDF인 것을 특징으로 하는 평판 스피커.
11. 제10항에 있어서,
    상기 PVDF가 β상 PVDF인 것을 특징으로 하는 평판 스피커.
12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 강유전체층에 금속이 추가로 혼합되는 것을 특징으로 하는 평판 스피커.
13. 제9항에 있어서,
    상기 강유전체층은 중앙 부분과 측면 부분이 서로 두께가 다르게 설정되는 것을 특징으로 하는 평판 스피커.
14. 삭제
15. 삭제
16. 삭제
17. 삭제
18. 삭제
19. 삭제
20. 삭제

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