KR20000067321A - A broadband, acoustical wave shaping and control system of loudspeaker - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A system for shaping a wideband acoustic wave of a speaker is provided to make a true hemispherical acoustical polar pattern by controlling/shaping a maximum acoustic wave front. CONSTITUTION: A wideband acoustic wave shaping system includes a reflective plate, and an acoustic sound diffusion plate(10). The reflective plate reflects a high-frequency sound effect wave generated from acoustic sound source. The acoustic diffusion plate performs a variable impedance diffusion filtering about the acoustic sound wave in order to maintain a balance between a high frequency acoustic wave and a low frequency acoustic wave. The acoustic wave shaping/controlling part distributes acoustic energy of a speaker driver, and provides acoustic energy field of a true hemispherical acoustical polar pattern within a power bandwidth of a system at an adding point of a diameter of acoustic sound source.

Description

스피커의 광대역 음향파 정형 및 제어시스템 {A BROADBAND, ACOUSTICAL WAVE SHAPING AND CONTROL SYSTEM OF LOUDSPEAKER}Broadband Acoustic Wave Shaping and Control System for Speakers {A BROADBAND, ACOUSTICAL WAVE SHAPING AND CONTROL SYSTEM OF LOUDSPEAKER}

본 발명은 스피커 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 저 천장(low ceiling) 환경에서 단일 오버헤드(overhead) 음원으로부터 진정한 의미의 반구형 음향 극 패턴(true hemispherical acoustical polar pattern)을 달성할 수 있으며, 또한 다중 구동기 및 단일 음원 시스템에서 동일하게 적용할 수 있는 스피커의 광대역 음향파 정형 및 제어시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a speaker system, and more particularly, to achieve a true hemispherical acoustical polar pattern from a single overhead sound source in a low ceiling environment. The present invention relates to a wideband acoustic wave shaping and control system for a speaker that is equally applicable to multiple drivers and a single sound source system.

스피커는 다양한 공간에서 다양한 목적으로 음성 및 음향 전달용으로 넓게 활용되고 있다. 스피커 기능이 특히나 중요하고 또 그 기능 발휘가 어려운 공간은 대형 집회공간이다. 그러한 대형 공간에서는 기존의 지향성 스피커 활용이 일반적이지만, 음투사의 지향특성 때문에 사용에 어려움이 따른다. 따라서, 지향성 스피커의 경우 가능한 최대의 음확산 범위를 확보하기 위하여 다수의 스피커를 설치하되 각 스피커의 음투사 범위가 상호 겹치도록 해야 하는데, 소기의 확산 음장을 확보하기 위하여는 정교한 기술적 접근이 필요한데다 비용도 많이 발생할 수 있다.Speakers are widely used for voice and sound transmission for various purposes in various spaces. The speaker function is particularly important and the space where it is difficult to show is a large assembly space. In such large spaces, the use of conventional directional speakers is common, but it is difficult to use due to the directional characteristics of sound projection. Therefore, in the case of directional speakers, a plurality of speakers should be installed in order to secure the maximum possible sound diffusion range, but the sound projection range of each speaker overlaps with each other. A sophisticated technical approach is required to secure a desired diffused sound field. It can be expensive.

이러한 지향성 스피커의 다수 설치 필요성을 축소하기 위하여 반구형 확산형태의 스피커가 개발되어 왔다. 이러한 반구형 스피커가 지향성 스피커보다는 음향이나 음성전달에 있어서 보다 넓은 가청범위 특성을 갖고 있으나, 오버헤드 단일 음원으로부터 전 주파수대역을 전방향에서 확보할 수 있는 실질적인 제품을 생산하는데 있어서는 많은 어려움이 따랐다.In order to reduce the necessity of installing a large number of such directional speakers, hemispherical diffusion type speakers have been developed. Although these hemispherical speakers have a wider audible range in sound or voice transmission than directional speakers, many difficulties have arisen in producing practical products that can secure the entire frequency band from an overhead single sound source in all directions.

상기한 기존의 공지된 스피커 시스템은 모두 다음과 같은 각종 문제점들을 가지고 있다.The existing known speaker systems all have various problems as follows.

1. 오디오 주파수가 전자계 스펙트럼의 11옥타브를 본질적으로 점유하고 있으므로, 음향 파장은 2000 : 1 이상의 비율(또는 대략 113 피트 대 1/2인치 이상)에 걸쳐서 변화한다. 실용적 목적을 위해서는 1000 : 1의 비율이 적당하고 실시 가능한 수치(56피트 대 0.68인치)라고 할 수 있다. 어느 경우든지, 이러한 양극단의 파동 에너지는 물리적 현상(법칙)의 매우 상이한 대역과 측면의 응용과 활용을 필요로 한다.1. Since the audio frequency essentially occupies eleven octaves of the electromagnetic spectrum, the acoustic wavelength varies over a ratio of 2000: 1 or more (or approximately 113 feet to 1/2 inch or more). For practical purposes, the ratio of 1000: 1 is a reasonable and feasible number (56 feet to 0.68 inches). In either case, the wave energy at these extremes requires the application and utilization of very different bands and aspects of physical phenomena.

2. 오디오 스펙트럼의 낮은 주파수는 사실상 유동적인 경향이 있고 이에 따라 정형(shaping) 및 방향설정(directing)을 제어하는 것이 곤란한 구형파(spherical wave)를 생성한다.2. The low frequencies of the audio spectrum tend to be fluid in nature and thus create spherical waves that are difficult to control shaping and directing.

3. 오디오 스펙트럼의 높은 주파수는 직진성 특성을 보이며 그 성질에 의해 더 넓은 커버리지(coverage) 패턴으로 분산 또는 확산이 용이하지 않은 평면파를 생성한다.3. The high frequencies of the audio spectrum show linearity and, by their nature, generate plane waves that are not easily spread or spread in a wider coverage pattern.

4. 오디오 스펙트럼의 중간대역 주파수는 상기한 2 및 3항의 가변 조합 형태를 생성한다.4. The midband frequencies of the audio spectrum produce the variable combination forms of 2 and 3 above.

5. 저 천장 구조는 고 천장 구조에 비하여 음원과 청취자 귀 사이의 더 짧은 선형 거리를 제공하므로, 오버헤드 스피커 시스템에 대한 음향 극 분배(acoustical polar distribution) 문제를 악화시킨다[여기서, "저 천장"은 일반적이면서 가변적이지만, 8과 15 피트 사이의 높이로 제한된다. 실질적으로, 각 층이 약 10 피트인 다층 빌딩의 마감 천장 높이 및 인테리어 천장 높이는 8과 9 피트 사이이다]. 이러한 조건으로 인하여, 청취자는 스피커의 음향 구성요소들의 전부가 아닌 일부가 공간의 어떤 한 주어진 지점에 있는 시스템의 음향 근계(acoustic near field) 이내에 위치하여야 한다. 그 반대로, 원계(far feild)의 경계는 가산파(summation wave)가 시스템 설계의 모든 속성을 보이는 공간계(spatial field)의 시작을 나타낸다. 다른 진정한 반구형 커버리지 스피커 시스템의 음향 패턴 정형 효과는 근계내에는 존재하지 않지만, 원계에서는 적절한 형태 및 기능으로 존재한다. 진정한 반구형 극 커버리지를 얻는 오목 증가 곡선형(concave progressive-curve) 반사판을 사용하는 스피커는 반사판의 적어도 8배의 청취 거리에 놓여 있어야 한다. 예를 들면, 18인치의 반사판의 경우에는 12피트의 청취거리를 필요로 한다.5. The low ceiling structure provides a shorter linear distance between the sound source and the listener's ears compared to the high ceiling structure, thus exacerbating the problem of acoustic polar distribution for overhead speaker systems [where the "low ceiling" Is general and variable, but limited to height between 8 and 15 feet. Practically, the finishing ceiling height and interior ceiling height of a multistory building about 10 feet each floor is between 8 and 9 feet]. Due to this condition, the listener must be located within the acoustic near field of the system, in which some but not all of the acoustic components of the speaker are at any given point in space. In contrast, the boundary of the far feild marks the beginning of a spatial field where the summation wave shows all the properties of the system design. The acoustic pattern shaping effects of other true hemispherical coverage speaker systems do not exist in the near field, but in proper form and function in the far field. Speakers using concave progressive-curve reflectors that achieve true hemispherical pole coverage should be at least eight times the listening distance of the reflectors. For example, an 18-inch reflector requires 12 feet of listening distance.

6. 진정한 반구형 공간 응답을 달성하기 위하여, 종래에는 상기한 모든 이유를 절충하여 설계하였다. 이로 인하여 다음과 같은 결점의 모두 또는 일부를 야기시키게 되었다.6. In order to achieve a true hemispherical spatial response, conventionally all of the above reasons are designed to compromise. This led to some or all of the following shortcomings.

A. 반사판을 포함하는 축상에 직접 인가되는 음향 에너지의 고강도 로브(lobe)는 통상적으로 시스템의 중심 축 주위에서 30∼60도 정도로 넓다.A. The high intensity lobes of acoustic energy applied directly on the axis including the reflector are typically around 30 to 60 degrees around the central axis of the system.

B. 커버리지 패턴의 더 넓은 지점들에서 고주파 에너지 분배가 심하게 감소하는데, 일반적으로 중심 축에서 45도에서 시작하여 90도로 끝난다.B. At higher points in the coverage pattern, high frequency energy distribution is severely reduced, usually starting at 45 degrees and ending at 90 degrees from the central axis.

C. 음원과 반사판 사이에서 생기는 바람직하지 않은 다중 반사로 인하여 위상 왜곡(phase distortion)이 매우 증가한다.C. The phase distortion is greatly increased due to undesirable multiple reflections between the sound source and the reflector.

D. 한 음파에 대하여, 상기한 "C"의 효과에 기인한 다른 주파수의 다른 음파에 의한 재변조로 인하여, 상호 변조 왜곡이 매우 증가한다.D. For one sound wave, the intermodulation distortion is greatly increased due to remodulation by other sound waves of different frequencies due to the effect of "C" described above.

E. 재생신호의 주파수 선택 분배로 인하여, 대역폭의 감소, 저성능(low-fidelity)상태 및, 청각적 명확한 표현 및 이해도에 대한 이차적인 손실을 일으킨다.E. Frequency-selective distribution of playback signals causes bandwidth loss, low-fidelity state, and secondary loss of clear audio representation and comprehension.

F. 분배 패턴의 스펙트럼 불균형, 즉 180도 커버리지 패턴내의 여러 각도에서 저주파수, 중간 주파수 및 고주파수의 동등하지 않은 레벨을 발생시킨다.F. Generates spectral imbalances in the distribution pattern, ie, unequal levels of low, intermediate and high frequencies at various angles within the 180 degree coverage pattern.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 스피커 구동기의 주위에 위치된 때, 최고 음향 파두(wave front)를 제어하고 정형하여, 시스템의 전체 전력 대역폭에 걸쳐서 반구형 극 커버리지 패턴이 대략 음원 지름의 3배의 거리(예를 들면, 8인치 스피커의 경우 2피트)에서 시작하도록 할 수 있는 스피커의 광대역 음향파 정형 및 제어시스템을 제공하고자 함에 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above and, when positioned around the speaker driver, controls and shapes the highest acoustic wave front to provide hemispherical pole coverage over the entire power bandwidth of the system. It is an object of the present invention to provide a wideband acoustic wave shaping and control system for a speaker that allows the pattern to start at a distance approximately three times the diameter of the sound source (eg 2 feet for an 8 inch speaker).

도 1(a)는 본 발명에 따른 스피커의 광대역 음향파 정형 및 제어시스템의 개략 단면도,1 (a) is a schematic cross-sectional view of a wideband acoustic wave shaping and control system of a speaker according to the present invention;

도 1(b)는 도 1(a)의 확산판 및 반사판 콘의 개략적인 평면도,1 (b) is a schematic plan view of the diffuser and reflector cone of FIG. 1 (a),

도 2(a),(b)는 본 발명에 의해 음향파가 입사/동시 반사되는 입사/동시 반사 모드의 음향 레이 패턴을 설명하기 위한 도면,2 (a) and 2 (b) are diagrams for explaining an acoustic ray pattern in an incident / simultaneous reflection mode in which acoustic waves are incident / simultaneously reflected by the present invention;

도 3(a),(b)는 본 발명에 의해 음향파가 표면/에지 회절되는 표면/에지 회절 모드의 음향 레이 패턴을 설명하기 위한 도면,3 (a) and 3 (b) are diagrams for explaining the acoustic ray pattern of the surface / edge diffraction mode in which acoustic waves are surface / edge diffraction according to the present invention;

도 4(a),(b)는 본 발명에 의해 음향파가 확산 필터링되는 제어 가변 임피던스 확산 필터링 모드의 음향 레이 패턴을 설명하기 위한 도면,4 (a) and 4 (b) are diagrams for explaining an acoustic ray pattern in a control variable impedance diffusion filtering mode in which acoustic waves are diffusely filtered according to the present invention;

도 5(a),(b)는 본 발명에 의해 음향파가 어퍼춰 반사되는 어퍼춰 반사 모드의 음향 레이 패턴을 설명하기 위한 도면,5 (a) and 5 (b) are diagrams for explaining an acoustic ray pattern in an aperture reflection mode in which acoustic waves are aperture reflected according to the present invention;

도 6(a),(b)는 본 발명에 의해 음향파가 반사, 회절, 확산 및 어퍼춰 반사되는 것을 종합적으로 설명하기 위한 도면이다.6 (a) and 6 (b) are diagrams for comprehensively explaining the reflection, diffraction, diffusion and aperture reflection of acoustic waves according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Description of the code | symbol about the principal part of drawing>

10 : 저주파수 구동기의 콘 12 : 고주파수 구동기10 cone of low frequency driver 12 high frequency driver

14 : 확산판 16 : 반사판 콘14 diffuser 16: reflector cone

14A : 슬롯14A: Slot

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 저 천장용 오버헤드 사운드 시스템용으로 요구되는 스피커 캐비넷에 부착되도록 설계되고, 하나 이상의 구동기나 스피커 모터를 포함하는 파형 정형 및 제어장치인 광대역 음향파 정형 및 제어시스템을 제공한다.The present invention for achieving the above object is a wideband acoustic wave shaping, which is a waveform shaping and control device designed to be attached to a speaker cabinet required for a low ceiling overhead sound system, and comprising one or more drivers or speaker motors; Provide a control system.

상기 정형 및 제어시스템은, 스피커 구동기의 음향 에너지를 분배하여, 시스템의 전력 대역폭 내에 있어서 진정한 구형 패턴의 음향 에너지 필드를 음향원 지름의 대략 3배에 해당하는 가산점(point of summation)에서 제공하도록 설계된다.The shaping and control system is designed to distribute the acoustic energy of the speaker driver to provide a true spherical pattern of acoustic energy field at a point of summation approximately three times the diameter of the sound source within the power bandwidth of the system. do.

상기 정형 및 제어 시스템은 스피커 인클로저(enclosure)의 전방 또는 배플(baffle)에 견고하게 기구적으로 부착되거나, 그렇지 않으면 동질 또는 통합 구성요소로의 제작 또는 몰딩 처리동안 인클로저 구조에 설치된다. 상기 정형 및 제어 시스템의 기하학적 윤곽은 상기 반구형 극 커버리지 패턴에 영향을 주기 위하여 중요한 음향 양식으로 설계되고 위치 설정된다.The shaping and control system is rigidly mechanically attached to the front or baffles of the speaker enclosure, or otherwise installed in the enclosure structure during fabrication or molding into homogeneous or integrated components. The geometry of the shaping and control system is designed and positioned in an important acoustical fashion to influence the hemispherical pole coverage pattern.

상기 정형 및 제어 시스템은 단일의 음향 정형장치와 음향 분배장치의 조합이며, 이들 장치는 오디오 스펙트럼의 특정 서브-대역을 제어하기 위해 개별적으로 설계된다. 그들의 개별적 기능은 정형 및 제어 시스템이라는 최종 음향 가산 제품의 팩터(factor)이다.The shaping and control system is a combination of a single acoustic shaping device and a sound distribution device, each of which is individually designed to control a particular sub-band of the audio spectrum. Their individual function is the factor of the final acoustic addition product, the shaping and control system.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 스피커의 광대역 음향파 정형 및 제어시스템에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a wideband acoustic wave shaping and control system of a speaker according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1(a)는 본 발명에 따른 스피커의 광대역 음향파 정형 및 제어시스템의 개략 단면도이고, 도 1(b)는 도 1(a)의 확산판 및 반사판 콘의 개략적인 평면도이다.Figure 1 (a) is a schematic cross-sectional view of a wideband acoustic wave shaping and control system of a speaker according to the present invention, Figure 1 (b) is a schematic plan view of the diffuser and reflector cone of Figure 1 (a).

동 도면에서, 도면부호 10은 저주파수 구동기의 콘이고, 12는 고주파수 구동기이며, 14는 확산판이고, 16은 상기 확산판(14)상에 설치된 반사판 콘이며, 14A는 확산판(14)상에 형성된 지수 함수적 형상의 슬롯이다.In the figure, reference numeral 10 denotes a cone of a low frequency driver, 12 denotes a high frequency driver, 14 denotes a diffuser plate, 16 denotes a reflector plate installed on the diffuser plate 14, and 14A denotes on the diffuser plate 14. Slots of exponential shape formed.

본 발명의 시스템은, 능동 음향원인 저주파수 구동기의 콘(10) 및 고주파 구동기(12)의 균형을 위한 제어 가변 임피던스 음향 확산 필터(controlled variable impedance diffusion filter; CID)인 확산판(14)과, 이 확산판(14)의 중심에 설치된 입사/동시 음향 반사판(incidence/ coincidence acoustic reflector; ICR)인 반사판 콘(16)으로 구성된다.The system of the present invention includes a diffuser plate 14 which is a controlled variable impedance diffusion filter (CID) for balancing the cone 10 and the high frequency driver 12 of a low frequency driver as an active sound source, It consists of a reflector plate cone 16 which is an incident / coincidence acoustic reflector (ICR) provided at the center of the diffuser plate 14.

상기 반사판은, 먼저 입사/동시 반사를 통해서, 그리고 이차적으로 소망의 방사 극 패턴에 따라 표면/에지 회절을 통해서, 상위 중간 주파수 및 고주파수 압력파를 반사하거나, 그렇지 않으면 분배하는 형상[또는 음향 프로파일(profile)]으로 설계된다. 상기 반사판은 그 (음향 가상) 단면도 및 (음향 실상) 표면 영역에서 기하학적으로 증대하는 것으로, 도면의 반사판 콘(16)과 같이 콘 형상으로 이루어지는 것이 바람직하다. 본 발명에서는 반사판의 소망하는 효과를 달성하기 위하여 음향 현상에 관한 기본 물리법칙과 반사 및 회절 음파 작용이 이용된다.The reflecting plate reflects, or otherwise distributes, the upper intermediate frequency and high frequency pressure waves, first through incident / simultaneous reflection and secondly through surface / edge diffraction according to the desired radiation pole pattern (or acoustic profile ( profile)]. The reflecting plate is geometrically enlarged in its (acoustic virtual) cross section and (acoustic real) surface area, and preferably formed in a cone shape like the reflecting plate cone 16 in the figure. In the present invention, in order to achieve the desired effect of the reflecting plate, the basic physical law regarding the sound phenomenon and the reflection and diffraction sound wave action are used.

상기 확산 필터(확산판)(14)는 제어 가변 임피던스 음향 (압력) 확산 및 어퍼춰(aperture) 반사를 통하여, 상위 저주파수 및 하위 중간 주파수의 분배를 제어하도록 설계된다. 확산판(14)은 그 실제 단면 프로파일에서 선형적이지는 않지만, 한 쌍의 지수 함수적으로 증대되는 슬롯(14A) 및 배플을 규정하는 기하학적 형태이고, 이들 슬롯과 배플은 서로 음향적 기능을 보충한다. 이들 슬롯과 배플의 형태는 상기한 반사판의 외주연에서 시작하여 가장자리 또는 확산판의 외주연 쪽으로 방사형으로 뻗어 있다. 이들의 형상을 정의하는 수학적, 기하학적 곡선은 반사판의 주변에 대하여 방사형 및 환형으로 대칭적이다. 상기 확산판의 소망하는 효과를 달성하기 위해서는 어퍼춰 임피던스 및 반사에 대한 음향 형상에 관한 두 개의 기본 물리법칙이 이용된다.The diffusion filter (diffusion plate) 14 is designed to control the distribution of the upper low and lower intermediate frequencies, via controlled variable impedance acoustic (pressure) diffusion and aperture reflection. The diffuser plate 14 is not linear in its actual cross-sectional profile, but is a geometry defining a pair of exponentially increasing slots 14A and baffles, which complement each other's acoustical functions. . The shape of these slots and baffles extends radially toward the edge or to the outer periphery of the diffuser plate, starting at the outer periphery of the reflecting plate. The mathematical and geometric curves defining their shape are radially and annularly symmetrical about the periphery of the reflecting plate. In order to achieve the desired effect of the diffuser plate, two basic laws of physics relating to acoustic shape for aperture impedance and reflection are used.

다음으로, 상기한 반사판과 확산판의 상승작용에 의한 효과에 대하여 설명한다.Next, the effect by the synergistic effect of said reflecting plate and a diffuser plate is demonstrated.

상기 반사판의 증대 형태는 구동기의 자연적 상위 중간 주파수 및 고주파수 평면파 분산(dispersion)의 소망하는 레이 패턴(ray pattern)에 음향적으로 보완적인 형상 팩터(form-factor)를 나타낸다.The augmentation form of the reflector exhibits a form-factor that is acoustically complementary to the desired ray pattern of the driver's natural upper intermediate frequency and high frequency plane wave dispersion.

또한, 상기 확산판의 증대 형태는 상위 저음 및 하위 중간 주파수에서 구형파의 자연적 지수함수 압력 분배(natural exponential pressure distribution)의 역(inverse)을 규정한다.The augmentation form of the diffuser plate also defines the inverse of the natural exponential pressure distribution of the square wave at the upper bass and lower intermediate frequencies.

구동기의 진동판(diaphragm)(스피커 모터의 이동 매스(mass))은 고정 지름과 형상을 가지며, 그 모든 음향, 기구 및 차원 파라미터는 유한 성질을 갖는다. 따라서, 이들 값은 확산판 및 반사판의 프로파일 연산을 위한 참조 기준선을 설정한다. 따라서, 확산판의 형상 및 반사판의 형상을 구성하는 지수 함수적 형상은 소망의 설계 목표를 실현하기 위하여 진동판에 대하여 가변 특정적(variable-specific)이고 상대적이어야 한다.The diaphragm of the driver (moving mass of the speaker motor) has a fixed diameter and shape, and all of its acoustic, mechanical and dimensional parameters have finite properties. Thus, these values establish a reference baseline for profile calculation of the diffuser and reflector plates. Thus, the exponential shape constituting the shape of the diffuser plate and the shape of the reflector plate must be variable-specific and relative to the diaphragm in order to realize the desired design goals.

상기 반사판과 확산판의 음향 특성은 대수학적으로 조합되어, 최고 목표의 성능, 음향 압력파의 진정한 반구형 극 커버리지 패턴을 나타내는 음향 공간파 정형, 및 결과적으로 음향 전력(에너지) 분배를 차례로 규정하는 각종 음향 제어 제품을 산출한다. 이러한 특성은 근계를 넘어서 음원 지름의 대략 선형 거리의 3배인 공간, 즉 원계의 먼 가산점에서 시스템의 전체 전격 전력 대역폭에 걸쳐서 스피커의 전방에서 발생한다.The acoustic properties of the reflector and diffuser plate are algebraically combined to provide a variety of acoustics that in turn define the highest target performance, acoustic spatial wave shaping representing a true hemispherical pole coverage pattern of acoustic pressure waves, and consequently acoustic power (energy) distribution Calculate the control product. This characteristic occurs in front of the speaker over the system over the entire system's full power bandwidth at spaces that are roughly three times the linear distance of the sound source's diameter beyond the near-field, ie at the far peak of the far field.

근본적으로, 음향 현상의 5개 물리적 팩터는 시스템의 각 구성요소에 의하여 설명된다. 즉, 반사판 콘(16)에 의해서는 입사/동시 반사 및 표면/에지 회절이, 확산판(14)에 의해서는 제어 가변 임피던스 확산 필터링 및 어퍼춰 반사가, 전체 시스템에 의해서는 상승적 가산이 구현된다.In essence, the five physical factors of acoustic phenomena are described by each component of the system. That is, incident / simultaneous reflection and surface / edge diffraction are performed by the reflector cone 16, controlled variable impedance diffusion filtering and aperture reflection by the diffuser plate 14, and synergistic addition by the entire system. .

도 2(a)에는 고주파수 구동기(12)에 의한 음향파가 반사판 콘(16)에 의하여 입사/동시 반사되는 입사/동시 반사 모드의 음향 레이 패턴이 개략적으로 도시되어 있다. 도 3(a)에는 저주파수 구동기(10) 및 고주파수 구동기(12)에 의한 음향파가 반사판 콘(16)에 의하여 표면/에지 회절되는 표면/에지 회절 모드의 음향 레이 패턴이 개략적으로 도시되어 있다.2 (a) schematically illustrates an acoustic ray pattern in an incident / simultaneous reflection mode in which acoustic waves by the high frequency driver 12 are incident / simultaneously reflected by the reflector cone 16. FIG. 3A schematically illustrates the acoustic ray pattern of the surface / edge diffraction mode in which acoustic waves by the low frequency driver 10 and the high frequency driver 12 are surface / edge diffracted by the reflector cone 16.

도 4(a)에는 저주파수 구동기(10)에 의한 음향파가 확산판(14)에 의하여 제어 가변 임피던스 확산 필터링되는 제어 가변 임피던스 확산 필터링 모드의 음향 레이 패턴이 도시되어 있다. 동 도면에서, 음향파의 고에너지 레이(ray)는 도 4(b)의 확산판(14)의 외측으로 입사되고, 저에너지 레이는 확산판(14)의 내측으로 입사된다. 따라서, 상기 고에너지 레이는 슬롯(14A)에 있어서 외측의 폭이 넓은 부분(14A-1)을 통과하여 확산하고, 저에너지 레이는 슬롯(14A)의 내측의 폭이 좁은 부분(14A-2)을 통과하여 확산한다. 이때, 상기 슬롯(14A)의 형상에 의하여 고에너지 레이의 경우에는 저에너지 레이의 경우에 비하여 확산량이 많다.FIG. 4A shows the acoustic ray pattern of the control variable impedance diffusion filtering mode in which acoustic waves by the low frequency driver 10 are controlled variable impedance diffusion filtered by the diffusion plate 14. In the same figure, the high energy ray of the acoustic wave is incident outside of the diffusion plate 14 of FIG. 4 (b), and the low energy ray is incident inside of the diffusion plate 14. Accordingly, the high energy ray diffuses through the wider portion 14A-1 on the outside in the slot 14A, and the low energy ray passes through the narrow portion 14A-2 on the inner side of the slot 14A. Pass through and spread. At this time, due to the shape of the slot 14A, the amount of diffusion is higher in the case of the high energy ray than in the case of the low energy ray.

도 5(a)에는 저주파수 구동기(10)에 의한 음향파가 확산판(14)에 의하여 어퍼춰 반사되는 어퍼춰 반사 모드의 음향 레이 패턴이 도시되어 있다. 여기서는 음향파가 슬롯을 통과할 때 슬롯(14A)의 가장자리에 부딛혀서 반사하는 경우이다.FIG. 5A illustrates an acoustic ray pattern in an aperture reflection mode in which acoustic waves by the low frequency driver 10 are aperturely reflected by the diffuser plate 14. In this case, the acoustic wave hits the edge of the slot 14A and reflects through the slot.

도 6(a)에는 저주파수 구동기(10) 및 고주파수 구동기(12)에 의한 음향파가 본 발명에 따른 광대역 음향파 정형 및 제어시스템에 의하여 반사(도면중의 ①), 회절(도면중의 ②), 확산(도면중의 ③) 및 어퍼춰 반사(도면중의 ④)되는 것을 종합적으로 나타낸 것이다.6 (a), the acoustic waves generated by the low frequency driver 10 and the high frequency driver 12 are reflected by the broadband acoustic wave shaping and control system according to the present invention (1 in the figure) and diffraction (2 in the figure). , Diffused (3 in the drawing) and aperture reflection (4 in the drawing) are shown collectively.

본 발명의 음향파 정형 및 제어시스템에 대한 전체적인 물리적 및 음향적 특성은 본 발명의 설계와 관련하여 규정된다. 즉, 상기한 모든 팩터들의 음향적 가산을 나타내는 결과 파동은 최종 또는 최고 파두의 형태를 결정한다.The overall physical and acoustical characteristics of the acoustic wave shaping and control system of the present invention are defined in connection with the design of the present invention. That is, the resulting wave representing the acoustic addition of all of the above factors determines the shape of the final or peak wave.

일반적으로, 확산판과 반사판은 인클로저의 구성과 동일한 재질로 제조할 수 있으며, 하기와 같이 특정 유형 및 형태의 재질을 사용하는 것이 바람직하다. 즉, 확산판 및 반사판은 유리섬유, 플라스틱, 구조 폼(structural foams), 몰드와 같은 각종 처리된 수지, 특정 음감쇄 재질에 접합된 알루미늄, 특정 음감쇄 재질에 접합된 스틸 등으로 구성된 그룹중에서 선택된 어느 하나로 구성한다. 상기 플라스틱으로서는 아크릴릭, 스티렌, PVC 및 폴리카보네이트/폴리프로필렌 계열로 구성된 그룹 중에서 선택된 어느 하나이다.In general, the diffusion plate and the reflector may be made of the same material as the configuration of the enclosure, it is preferable to use a specific type and shape of the material as follows. That is, the diffuser plate and reflector plate are selected from the group consisting of glass fibers, plastics, structural foams, various processed resins such as molds, aluminum bonded to specific sound dampening materials, steel bonded to specific sound dampening materials, and the like. It consists of either. The plastic is any one selected from the group consisting of acrylic, styrene, PVC, and polycarbonate / polypropylene series.

상기한 모든 재질은 그들의 고유 특징, 음향 특성 및/또는 구조적 보존성이 제한된다. 밀도, 두께, 경도, 강성은 재질의 적합성을 결정하는데 고려해야 할 기본적 특질이다.All of the above materials are limited in their intrinsic characteristics, acoustic properties and / or structural preservation. Density, thickness, hardness and stiffness are the basic characteristics to consider in determining the suitability of a material.

한편, 상기한 설명에 있어서, "전력 대역폭"이란, 예를 들면 대략 +/-3dB(총 6dB = 4:1 전력비)내에서의 변동을 의미하는 것이고, "반구형", "극 패턴", "극 응답", "공간 패턴", "공간 응답", "커버리지 패턴"이란 모두 음압(sound pressure) 레벨(진폭 도는 강도) 경계가 예를 들면 +/-3dB(6dB = 4:1 전력비) 이하에서 변동하는 진정한 의미의 반구형 패턴을 의미하는 것이다. 또한, 상기 "가산파"란 모든 음향파 정형 효과가 하나의 단일 파두로 통합되는 공간내의 지점을 의미한다. 상기한 "경계"는 음향 가산점에 의해 표시되는 선을 의미하는 것이다.In addition, in the above description, "power bandwidth" means a variation within, for example, approximately +/- 3 dB (6 dB = 4: 1 power ratio in total), and "semi-spherical", "pole pattern", " "Polar response", "spatial pattern", "spatial response", and "coverage pattern" all mean that the sound pressure level (amplitude or intensity) boundary is below +/- 3dB (6dB = 4: 1 power ratio), for example. It means a hemispherical pattern of fluctuating true meaning. In addition, the " addition wave " means a point in space where all acoustic wave shaping effects are integrated into one single wavehead. The above "boundary" means a line indicated by an acoustic addition point.

한편, 본 발명은 상기한 특정 실시형태에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지 및 범주를 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지로 변형 및 수정하여 실시할 수 있는 것이다.In addition, this invention is not limited to the above-mentioned specific embodiment, A various deformation | transformation and correction can be implemented in the range which does not deviate from the summary and range of this invention.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 음향원으로부터 방사된 고주파수 음향파를 반사시키는 반사판과, 음향원으로부터 방사된 고주파수 음향파와 저주파수 음향파의 균형을 유지하기 위하여 상기 음향파를 가변 임피던스 확산 필터링하는 음향 확산판을 구비함으로써, 저 천장 환경에서 단일 오버헤드 음원으로부터 진정한 의미의 반구형 음향 극 패턴을 달성할 수 있게 된다.As described above, according to the present invention, a reflection plate reflecting high frequency acoustic waves emitted from an acoustic source, and a variable impedance diffusion filtering of the acoustic waves in order to maintain a balance between the high frequency acoustic waves emitted from the acoustic source and the low frequency acoustic waves By providing a diffuser plate, it is possible to achieve a true hemispherical acoustic pole pattern from a single overhead sound source in a low ceiling environment.

Claims (9)

스피커 시스템에 있어서,In a speaker system, 스피커 구동기의 음향 에너지를 분배하여, 시스템의 전력 대역폭 내에서 진정한 구형 패턴의 음향 에너지 필드를 음향원 지름의 대략 3배에 해당하는 가산점에서 제공하는 음향파 정형 및 제어수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 스피커 시스템.Sound acoustic shaping and control means for distributing acoustic energy of the speaker driver to provide a true spherical pattern of acoustic energy field at approximately three times the diameter of the sound source within the power bandwidth of the system; Speaker system. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 음향파 정형 및 제어수단은 스피커 인클로저의 전방 또는 배플에 부착되는 것을 특징으로 하는 스피커 시스템.The acoustic wave shaping and control means is attached to the front or baffle of the speaker enclosure. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 음향파 정형 및 제어수단은 몰딩에 의해 인클로저 구조에 일체로 구성되는 것을 특징으로 하는 스피커 시스템.The acoustic wave shaping and control means are integrally configured in the enclosure structure by molding. 적어도 하나의 음향원을 구비한 스피커 시스템에 있어서,A speaker system having at least one sound source, 상기 음향원으로부터 방사된 고주파수 음향파를 반사시키는 음향 반사수단과,Sound reflecting means for reflecting high frequency acoustic waves emitted from the sound source; 상기 음향원으로부터 방사된 저주파수 음향파와 저주파수 음향파의 균형을 유지하기 위하여 상기 음향파를 가변 임피던스 확산 필터링하는 음향 확산수단을 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광대역 음향파 정형 및 제어시스템.And widespreading means for variable impedance spreading filtering the acoustic wave in order to maintain a balance between the low frequency acoustic wave and the low frequency acoustic wave radiated from the acoustic source. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 반사수단은 시스템의 중앙에 설치된 원추형상인 것을 특징으로 하는 광대역 음향파 정형 및 제어시스템.The reflecting means is a wideband acoustic wave shaping and control system, characterized in that the conical shape installed in the center of the system. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 확산수단은, 지수 함수적으로 증대되는 슬롯 및 배플을 규정하는 기하학적 형상인 것을 특징으로 하는 광대역 음향파 정형 및 제어시스템.The spreading means is a wideband acoustic wave shaping and control system, characterized in that the geometric shape defining a slot and baffle that increases exponentially. 제 6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 슬롯은, 상기 확산수단의 중심을 기준으로 방사형으로 배치되고, 그 폭이 외측으로 진행함에 따라 증대되는 형상인 것을 특징으로 하는 광대역 음향파 정형 및 제어시스템.The slot is disposed radially with respect to the center of the diffusion means, and the wideband acoustic wave shaping and control system, characterized in that the shape is increased as the width advances to the outside. 제 4항 내지 제 7항중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 4 to 7, 상기 확산수단 및 상기 반사수단은, 유리섬유, 플라스틱, 구조 폼, 수지, 특정 음감쇄 재질에 접합된 알루미늄, 특정 음감쇄 재질에 접합된 스틸로 이루어지는 그룹 중에서 선택된 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 광대역 음향파 정형 및 제어시스템.The diffusing means and the reflecting means is a broadband, characterized in that any one selected from the group consisting of glass fiber, plastic, structural foam, resin, aluminum bonded to a specific sound damping material, steel bonded to a specific sound damping material Acoustic Wave Shaping and Control System. 제 8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 플라스틱으로서는 아크릴릭, 스티렌, PVC 및 폴리카보네이트/폴리프로필렌 계열로 이루어지는 그룹 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 광대역 음향파 정형 및 제어시스템.The plastic is any one selected from the group consisting of acrylic, styrene, PVC, and polycarbonate / polypropylene-based broadband acoustic wave shaping and control system.
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