KR20050010759A - 음역 형성 확성기 - Google Patents

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KR20050010759A
KR20050010759A KR10-2004-7013899A KR20047013899A KR20050010759A KR 20050010759 A KR20050010759 A KR 20050010759A KR 20047013899 A KR20047013899 A KR 20047013899A KR 20050010759 A KR20050010759 A KR 20050010759A
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KR10-2004-7013899A
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웰커앤드류씨.
칠링기리언존
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오디오 프로덕츠 인터내쇼날 코포레이션
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Abstract

본 발명의 확성기는 이동방향에 평행하게 움직여 음파를 생성하는 드라이버를 제공한다. 드라이버의 음파를 반사하도록 드라이버의 진동판 전면에 반사기를 설치한다. 이동방향은 확성기를 지지하는 수평면이나 외부 지지면에 대해 예각이다.

Description

음역 형성 확성기{LOUDSPEAKER WITH SHAPED SOUND FIELD}
전방향 확성기는 모든 방향으로 음향을 전파하는 것으로 잘 알려져 있다. 통상, 이런 확성기는 드라이버 콘이 축 방향으로 이동할 수 있도록 하나 이상의 드라이버가 축방향으로 장착되어있다. 축방향이란 확성기를 사용하는 지역의 바닥이나 지면에 직각인 방향이다. 드라이버는 바닥이나 지면에 대해 직각으로 퍼지는 음파를 생성한다. 음향반사기는 모든 방향으로 동일한 강도로 확성기에서 퍼져나가는 반사파를 생성하도록 음파를 반사시키기 위해 드라이버와 동축으로 배치된다. 이와 같은 전방향 확성기는 확성기에서 나오는 광대역 음향을 확성기 주변의 모든 방향의 사람들이 들을 수 있도록, 넓은 음역을 제공하는 것이 바람직하다.
현대 음향 시스템은, 소위 가정국장 시스템을 포함해서, 청취 실내 각 방향에 위치시켜놓은 5개 또는 더 이상의 확성기가 흔히 망라된다. 확성기는 청취 실내에서 균형 잡힌 음역을 제공토록 설정함이 소망된다. 상당하게 평탄한 주파수 반응이 이루어 질 수 있도록 청취 지역의 싸이즈를 증가 시키기 위해서는, 음향영역이 상당히 넓은 확성기를 사용함이 바람직 하다. 청취위치에서 음향영역의 균형을 향상시키기 위해서는, 특정한 확성기에서 나오는 음영의 형태를 콘트롤 함이 소망된다. 확성기로부터 넓은 음향영역을 이룩하기 위해서는 청취가능 주파수 영역의 넓은 부분을 거처서 넓은 분산 형태가 이루어 지도록 배려함이 소망된다.
따라서, 전방향 확성기의 넓은 음향영역이 허용되는 화성기의 형태가 제공 된다면 더욱 바람직한 것이다.
본 발명은 오디오 확성기에 관한 것이다.
본 발명의 우선적인 구체화 내용을 설계도에 의하여 상술한다.
도 1은 본 발명의 첫째 구체화에 의거한 확성기의 투시화 설계도 이다.
도 2는 도의 1의 확성기에 대한 전체 부분의 단면 관측 도면이다.
도 3은 음향 반사기와 도1의 확성기 드라이버의 세부적인 단면 관측 도면이다.
도 4는 도1의 확성기 상부로부터 관측한 도면이다.
도 5는 본 발명의 둘째 구체화에 의거한 확성기의 투시화 도면이다.
도 6은 도5의 확성기에 대한 전체부분의 단면 관측 도면 이다.
도7은 음역을 보여주는 도5의 확성기에 대한 단면 관측 도면이다.
도 8은 본 발명에 의한 복합 확성기의 사용을 도으로 설명한다.
도9는 본 발명의 셋째 구체화에 의거한, 확성기의 전체 부분의 단면관측 도면이다.
도10은 본 발명의 넷째 구체화에 의거한, 확성기의 투시화 관측 도면이다.
도11은 본 발명의 다섯째 구체화에 의거한, 확성기의 전체 부분의 측면을 관측한 도면이다.
발명의 개요
본 발명의 목적은 향상된 확성기를 제공하는 것이다.
본 발명 범위에 의거하여, 아래와 같이 조성된 확성기가 제공된다: 외부 지지에 연결되어 확성기를 지지할 수 있는 기본 바닥, 즉 외부 지지 평면을 지지할 수 있는 것; (b) 기본 바닥에 장착된 드라이버, 즉 음파를 생성시킬 수 있도록 드라이버는 평행으로 이동 할 수 있어야 하며; (c) 드라이버로부터 음향을 반사 시키는 드라이버 다이아프렘 전면의 반사기를 장착 시킨다. 이동의 방향은 외부 지지 평면에 대해서 영점 무 각도로 유지한다.
본 발명의 두번째 목적은 개량된 확성기를 제공하는 것이다.
본 발명 두번째 범위에 의거하여, 아래와 같이 조성된 확성기가 제공된다: (a) 외부 지지에 연결되어 확성기를 지지할 수 있는 기본 바닥, 즉 외부 지지 평면을 지지할 수 있는 것, 기본 바닥에는 음향 신호를 받는 입력 단자가 있어야 하고 다양한 성분의 신호로 음향 신호를 분할 할 수 있도록 입력 단자가 크로스오버 연결이 되어야 하며; 1번 드라이버는 기본 바닥에 장착, 다양성 신호 중 1번 콘포넨트를 받아드리는 크로스오버로 연결되어야 한다. 1번 드라이버는 음파를 생성하는 첫번째의 방향에 평행으로 이동하도록 첫번째 콘포넨트를 드라이브할 수 있어야 하며, 첫번째 이동 방향은 외부 지지 평면에 대한 첫번째 영점 무 각도로 유지하고, (c) 첫번째 반사기는 첫번째 드라이버로부터 음파를 반사 시키기 위하여 1번 드라이버의 다이아프렘 전면에 장착 시킨다. (d)최소한 2번 드라이버중 하나는 1번 드라이버에서 내보내는 음파보다 높은 주파수 음파를 생성해야 한다. 3번 드라이버는 1번 드라이버에서 나오는 음파보다 낮은 주파수 음파를 생성해야 한다. 2번 드라이바와 3번 드라이버 중 최소한 하나는 기본 바닥에 장착하고, 크로스오버로부터 다양성 콘포넨트 신호 중 최소 하나의 콘포넨트를 받아드리는 크로스오버에 연결해야 한다.
본 발명 세번째 범위의 목적은 향상된 확성기를 제공하는 것이다.
본 발명 세번째 범위에 의거하여 확성기의 드라이버로부터 음파를 지시하는 방법을 제공한다. 그 방법은 다음과 같이 구성한다. 오디오신호를 드라이버로 제공한다. 드라이버는 오디오신호에 기초하여 음파를 제공하는 이동방향과 평행으로 이동해야 한다. 이동 방향을 수평 평면에 연관하여 선택된 편향 각도로 드라이버를 위치시킨다. 선택된 각도의 편향은 영점 무 각도로 유지한다. (c) 드라이버로부터 음파를 반사 시킨다.
인간의 청각은 2 kHz 부터 5 kHz 사이의 매우 좁은 영역이내에서 가장 음향에 민감하다. 이는 또한 음향의 원천을 국지화 시키거나 위치를 결정함에 있어서 뇌가 가장 많이 작용하고 처리 되는 영역이다.
오디오 시스템에 있어서, 삼차원적 녹음 상태를 재현하기 위하여 복합확성기를 사용한다. 즉 말하자면, 삼차원적 효과는 위치, 강도 와 2개 또는 더 이상의 차넬간의 시간 연체 등을 통하여 창출된다. 우리의 뇌는 이로 말미아마 공간과 싸이즈의 감각과 또한 전형적인 실내에서 일어나는 반사감각을 재현할 수 있는 것이다.예를 들어, 매우 양호한 콘서트 홀에서 심포니 오케스트라를 들을 때, 반사된 인포메이숀의 매우 높은 부문을 들을 수 있다. 전형적으로, 70%의 오디오 인포메이숀이 반사되는 것이며, 단지 30% 만이 무대에서 공연되는 직접 음향으로 들을 수 있는 것이다.
수직평면으로 있는 드라이버가 장착된 전형적인 스피카를 들으면, 특히 고주파에서는 음향 대부분은 청취자에게 직행으로 방향이 잡히며 반사내용은 극소화 된다. 반사 인포메이숀의 결핍은, 실제로 일어나는 것에 비교해서, 음향의 실감 싸이즈- "사운드스테이지(soundstage)"를 감소시킨다. 그러나, 2 kHz 부터 5kHz사이의 다량의 직접 신호 때문에, 수직평면으로 있는 드라이버가 장착된 확성기는 타이트하게 형성된 음향영상을 생성한다. 극단적인 다른 면을 든다면, 수평면상으로 있는 드라이버 위로 반사기를 가진 종래의 전방향 확성기에 있어서는, 확성기로부터 직접정보에 대한 반서정보의 비율이 매우 높아진다. 그 결과, 콘서트홀과 같은 넓은 공간감이 뇌에 생성된다. 그러나, 특히 2kHz 부터 5kHz 사이에서는 직접 신호가 청취자에게 거의 도달하지 못하므로, 현실감을 모방하지 못하는 저질의 영상이 뇌에 생기게 된다.
본 발명의 구체화로서, 반사 신호에 대한 직접 신호를 가능하게 한다. 특히 증폭기의 고도 작용 한계인 2 kHz 부터 5kHz 사이의 주파수에서는 그러하다. 그렇게 함으로서 광대한 싸운드스테이지를 이루게 하는 반사 인포메이숀을 유지한다. 그와 동시에, 직접 신호의 충분한 용량을 역시 유지 함으로서, 음향에서 나오는 이메지는 실황 공연의 음향을 양호하게 복사하도록 초점을 마출수 있는 것이다.
도1을 첫째로 참조한다. 이는 본 발명의 첫째 구체화에 의거하여 확성기(20)를 설명한다. 확성기(20)는 하우징(22), 드라이버(24)), 하우징 배플(26), 입력단자(28,30)(도 2)와 음향반사기(32)를 갖는다.
하우징(22)은 베이스(40)을 가지며, 즉 이것은 확성기(20)의 베이스(42)를
규정짓는다. 배플(22)은 수개의 스크류(46)(도 2)를 사용해 하우징(22)의 상부(44)에 장착한다. 한편, 배플(26)은 마찰장착구, 다른 형태의 체결구나 기타 방법을 이용해 하우징(22)에 장착 할 수도 있다. 드라이버(24))는 배플(26)의 오프닝(48)에 장착한다. 드라이버(24))는 자체 콘(50)이 배플(26) 상단의 반대쪽을 향하도록 장착한다. 음향반사기(32)는 배플(26)과 일체로 구성되고 서포트(54)에 의해 배플(26)에서 떨어지며, 서포트는 또한 배플(26)과 일체로 구성된다. 한편, 음향반사기(32)와 서포트(54)를 배플(26)에서 떨어지게 형성하고 하나 이상의 체결구 및/또는 접착제를 이용해 배플(26)에 조립할 수도 있다.
음향반사기(32)는 드라이버(24)) 상부에 위치하며 드라이버(24))의 콘(50)에 대면하는 음향 반사면(58)을 갖는다.
단자(28,30)은 하우징(22) 후면에 장착한다. 단자(28,30)은 오디오 케이불(도에 없음)을 부착하기에 적합한 장착 단자의 어떠한 형태도 사용 가능하다. 단자(28,30)은 와이어(60,62)(도 2)로서 드라이버(24))와 연결 시킨다.
다음, 도 2에 의하면, 확성기(20)의 베이스(42)는 베이스평면(68)을 형성하고, 베이스평면은 예를 들어 마루바닥이나 책장 등으로 제공되는 외부 지지면에 놓인다. 콘(50)의 상단은 드라이버 평면(70)을 형성한다. 드라이버 평면(70)은 베이스 평면(68)에 대해 각도(71)로 기울어진다.
사용시, 확성기(20)는 확성기(20)를 사용하는 지역에서, 베이스평면(68)이 실제적으로 마루바닥 또는 지면(도에 없음)과 평행이 되도록 위치 시킬 수 있다. 그 결과로서, 드라이버 평면(70)은 전형적으로 마루바닥 또는 지면에 평행이 되지 않는다. 다른 방편으로서, 확성기(20)은 이의 베이스가 마루바닥 또는 지면과 평행이 되도록 천정에 매달아 놓을 수 있으며, 이것을 벽면에 밑 바닥 또는 뒷면을 부쳐 장착 할 수 있다.
사용시, 확성기(20)는 종래의 방법으로 신호원(도시 안됨)으로부터 단자(28,30)에서 오디오신호를 받는다. 신호원은 오디오 수신기나 증폭기일 수 있다. 당업자라면 적합한 오디오원의 작동과 연결을 숙지하고 있으니, 이에 대해서는 더 이상 설명하지 않는다.
다음은 도 3을 참조한다. 이것은 드라이버(24)) 와 음향반사기(32)의 확대도이다. 드라이버(24))는 와이어(60,62)(도 2)를 통해 오디오신호를 받고, 콘(50)을 축방향(66)으로 이동시키도록 작동하는데, 이 방향은 드라이버 평면(70)에 직각인 것이 일반적이다. 콘(50)이 이동하면서 음파(74)를 창출한다. 음파(74)는 드라이버(24))의 선택 여하에 따라서 특정 대역의 주파수 성분을 갖는다. 높은 주파수성분, 특히 파장이 콘(50)의 직경 보다 짧은 주파수성분은 반사면(58)의 방향으로 드라이버(70)에 직각인 방향으로 전파된다. 음파(74)가 반사면(58)에 부딪치면, 확성기(20)에서 외부로 반사되어 음파(76)로 된다. 비록 음파(76)는 확성기(20)의 전면과 후면을 향하여 확성기로부터 퍼지는 것으로 도시되어 있지만, 음파(76)는실제로는 확성기에서부터 전방향으로 전파된다.
다음, 도 4를 참조한다. 반사기(32)는 음파(74)가 음파(76)와 다르게 반사되도록 드라이버(24))에 위치시킨다. 음파(76)의 상당부분은 확성기(20)의 전면으로부터 77 방향으로 반사된다. 이는 드라이버(24))가 생성하는 음향 에너지의 대부분이 77 방향으로 확성기(20)에서 나옴을 의미한다.
음파(76)는 (확성기(24)에서 생긴 음향에너지는) 확성기(20)의 전면으로부터 각도가 커질수록 각 방향으로 적게 반사된다. 음파(76)의 극히 일부분만이 확성기(20)의 후면을 향해 78 방향으로 반사된다. 곡선(79)은 확성기(20)로부터 전방향으로 반사된 음파(76)의 상대 강도를 보여준다.
도 3을 다시 참조한다. 확성기(20)로부터 전방향으로 전파되는 음파(76)의 상대적 진폭은 반사기(32)의 형태와 크기, 드라이버(24))에 대한 반사기(32)의 위치, 드라이버(24))의 형태와 크기 등에 좌우된다. 반사기(32)의 반사면(58)은 곡면부분(86,88)에 의해 3개의 평탄부분(80,82,84)이 분리되어 있는 복합면을 갖는다. 곡면부분(86)의 곡률반경은 곡면부분(88)보다 작다.
본 발명에 의거하여 확성기(20)의 어느 특정한 구체화에 있어서도, 반사면(58)의 특정 크기와 형태는 드라이버(24))의 주파수 반응과 확성기(20)을 위하여 필요한 주파수 반응에 의하여 좌우된다. 여기에 예를 들은 확성기(20)은 가청 주파수 스펙트럼을 대부분 카바 하기 위하여 선택된 풀 렌지 확성기이다. 반사면(58)의 형태는 이런 확성기를 사용할 때, 확성기(20)에게 상당히 평탄한 주파수 반응을 제공하는 것으로 판명되었다. 만약 확성기(20)에게 상이한 주파수 반응 또는 전개 양상이 요구 될 때, 다른 형태의 반사면을 사용할 수 있다. 예를 들어, 파라보릭, 에립티칼, 하이퍼보릭, 또는 환상 반사면 등을 별도 구체화 목적으로 사용할 수 있다.
어떤 형태 또는 크기의 드라이버(24))도 본 발명에 사용 될 수 있다. 만약 큰 드라이버(24))를 사용하면, 생성되는 음향의 대량부분은 방향성으로 방출된다. 만약 반사기(32)가 방향성 주파수 콘포넨트의 다대한 영역을 효과적으로 재차 방향을 바꾸려면, 음향반사기(74,76)의 크기를 바꿀 필요가 있다.
도 4를 참조한다. 반사기(32)가 반사되는 음파(74)에 어떠한 효력을 미치는가 하는 것은 음파(74)의 주파수에 좌우된다. 저주파 오디오 파장은 고주파 오디오 파장 보다 작은 방향성을 지닌다는 것은 잘 알려진 사실이다. 저주파 음향은 더욱 광범위하게 분산되며, 확성기같은 음원에서 격리되어 실제로 전방향(3차원)으로 전파된다는 의미이다. 다른 한편의 고주파 음향은 좁게 분산되며, 저주파 음향에 비하여 비교적 협소하고 한곳으로 집중된 방향성으로 전파한다. 음향반사기(32)가 없을 때, 드라이버(24))가 생성하는 저주파 음향은 확성기(20)에서 먼방향으로 광범위하게 전파된다. 그러나, 고주파 음향은 라인(66)(도 3)을 따라 상승하고 훨씬 더 좁게 갈라진다.
고주파 음파는, 특히 장애물이 음파의 길이 보다 클 때, 그의 진로상의 장애물에게 더욱 쉽사리 반사된다. 그에 반하여, 저주파 음파는 그의 진로상의 장애물에 대하여 더 작은 영향을 받게 된다. 음파(74)(도 3)의 고주파 성분은 저주파 성분보다 더 많이 반사기(32)에 반사된다는 것을 의미한다. 음향반사기(32)는 이 자체가 반사하도록 고안된 주파수성분의 파장보다 크게, 직경 90도의 크기로 만들었다.
전술한 바와 같이, 드라이버(24))는 광대역 주파수성분의 음파(74)를 생성하도록 선택했다. 곡선(79)은 상당히 높은 오디오 주파수용의 확성기(20)에서 생성된 음역의 형태를 보여준다. 곡선(96)은 중간 영역의 오디오 주파수용 확성기(20)에서 생성되는 음역을 보여준다. 곡선(98)은 상당히 낮은 오디오 주파수용 확성기(20)에서 생성되는 음역을 보여준다. 이들 곡선은 단순히 예를 든 것일 뿐이고, 각 주파수 범위의 음역의 경계를 정하거나 규정하는 것은 아니다. 이들 곡선은 각각의 주파수 범위에서 파장이 움직이는 일반적인 형태를 보여주기 위한 것이다. 곡선(79,96,98)은 확성기(20)에서 생긴 전체 음역이 방향성이 클수록 높은 주파수성분을 갖고 방향성이 작을수록 낮은 주파수성분을 가짐을 보여준다. 확성기(20)에서 생성되는 음역은 확성기(20)에서 3차원으로 방사된다. 주파수 범위에서의 음역의 수직 형상은 수평형상과 비슷하다. 따라서, 곡선(79,96,98)은 각각 상응하는 주파수 영역내에서의 음역의 단면을 보여준다.
반사면(58)의 형태는, 확성기(20)의 높이에서 수평 위치를 계량할 때, 넓은 주파수 영역을 가로 질러서, 확성기(20)에 대한 상당히 평탄한 주파수 반응을 나타냄을 알게 됐다. 확성기(20)는 이의 전면 애서 넓은 3차원의 청취 지역을 제공하며, 그렇게 함으로서 드라이버(24))에서 생성되는 음향 에너지의 효율적인 사용을 가능케 한다.
확성기(20)에서, 베이스평면(68) 과 드라이버 평면(70) 사이의 각도(71)는25도이다. 본 발명의 또 다른 구체화로서, 이 각도는 30도이다. 이 각도는 축(66)(도 3)을 따라 평탄 드라이버 주파수 반응을 생성하기 위하여 선택됐다. 본 발명의 또 다른 구체화로서, 이 각도는 5 내지 85도, 10 내지 80도, 또는 20 내지 35도가 될 것이다.
음향반사기 평면(90)은 반사면(58)의 상부를 가로질러 음향반사기(32)용으로 형성될 수 있다. 음향반사기 평면(33)과 드라이버 평면(70)사이의 각도(92)는 확성기(20)에서 생기는 음향분산패턴을 기준으로 선택했다. 요구되는 음향분산패턴은 확성기(20)의 적용 여하에 달려 있다. 예를 들어, 확성기(20)를 사용할 실내(또는 실내 형태)에 따라, 실내 경계구역(예로, 각방을 구분하는 벽)에 각각 상이한 반사가 일어난다. 전형적으로, 확성기(20)는 이의 후면을 벽에 근접시키거나 책장 벽에 붙여놓는다. 확성기(20)의 예와 같이, 음향반사기(32)를 아래 방향 각도로 내리면 확성기(20) 전면으로부터 방출되는 음파는 확성기(20)와 대략 동일한 높이에서 청취하는 사람에게 집중된다. 그와 동시에, 확성기(20) 후면에서 반사되는 음파는 약간 높은 방향으로 나가며, 벽이나 책장으로부터 튀겨나오고, 확성기(20) 전면에서 반사되는 음파보다 대략 높은 자리에서 전면방향과 높은 방향으로 반사된다. 이것은 공간이 큰 음역에서 기인되는 것이다. 각도(92)는 본 발명에 의거 제조된 확성기의 수직상 반응 상태에 영향을 미친다. 당업자라면 요망하는 음역 상태를 제공할 수 있는 적합한 각도를 선정할 수 있을 것이다.
음향 반사기(32)는 확성기(20)가 만드는 음파의 수평 및 수직성 형태에 합치하게 형성한다. 드라이버 평면(70)에 대한 음향반사기(32)의 형태와 각도를 위에기술하였다. 드라이버(24))가 생성하는 음파(74)가 음향 반사기(32)에 닿으면, 그 중 얼마는 음향 반사기(32)를 감싸 돌기도 하며, 음향 반사기(32) 위의 분산된 음파(81)(도 3 및 2)를 형성한다. 음향반사기(32)의 직경보다 작은 파장을 갖는 음파(74)의 고주파수 성분은 음향반사기(32)가 음파(81)와 음파(76)로 변하여 모두 분산되고 반사된다. 분산되는 음파(74)는 음향반사기(32)의 크기를 축소할수록 증가한다. 가청지역의 수평 및 수직으로 요망하는 음역을 제공하도록, 음향반사기(32)의 크기를 정 할 수 있다.
전술한 바와 같이, 확성기(20)은 오디오신호에 반응하여 넓은 주파수 영역으로 음향을 내보내도록 드라이버(24)를 제공 받는다. 다른 드라이버에서 다른 오디오 주파수 대역(중복될 수도 있을 것임)을 생성하는 것도 바람직 할 것이다.
다음은 본 발명의 두번째 실시예인 도 5 와 6을 참조하며, 확성기(120)에 대해 설명한다. 확성기(20)의 성분에 일치하는 확성기(120)의 성분은 동일한 번호에 100을 붙여 식별한다. 확성기(120)는 하우징(122), 드라이버(124), 하우징 배플(126), 입력단자(128,130), 음향반사기(132) 등은 확성기(20)(도 1)와 같은 방법으로 구성되고 작동하도록 조립된다. 또, 확성기(120)는 두번째 드라이버(134), 두번째 음향반사기(136) 및 크로스-오버(152)를 구비한다.
드라이버(134)는 음향반사기(132) 상단면에 장착되고, 축(138)을 가진다. 두번째 반사기(136)은 서포트(154)에서 (또는 반사기(132)의 상단에서) 이어진 서포트(137)를 갖는다. 반사기는 일반적으로 드라이버(134) 위에 배치된다.
드라이버(134)는 고주파 드라이버로서, 드라이버(24)보다 고주파 영역에서음파를 생성하도록 선택된 것이며, 전형적으로 두 주파수 영역간에서 약간 중복되게 해놓은 것이다. 예를 들어서, 확성기(120)에서, 드라이버(124)는 50Hz 부터 2kHz사이의 음향을 생성토록 선정된 것이며, 드라이버(134)는 1kHz 부터 18 kHz사이의 음향을 생성토록 선정된 것이다. (전형적으로 드라이버(124)의 주파수 영역의 상한은 확성기(20)의 드라이버(24)의 상한보다 낮은데, 이는 확성기(20)은 고주파 드라이버를 갖지 않기 때문이다). 본 발명의 또 다른 구체화로서, 드라이버(124,134)는 어느 상황에서도 적합한 주파수 영역을 보유하도록 선택할 수 있다.
크로스-오버(152)는 하우징(122) 내부에 장착되어 와이어(160,162)를 통해 단자(128,130)에 연결된다. 드라이버(124)는 와이어(160l,162l)를 통해 크로스-오바(152)에 연결된다. 드라이버(134)는 와이어(160h,162h)를 통해 크로스-오바(152)에 연결된다. 크로스-오버(152)는 단자(128,130)로부터 오디오신호를 받고, 알려진 바와 같이 저주파 오디오신호와 고주파 오디오신호로 분할한다. 이들 오디오신호들은 일정 주파수범위에서 오버랩된다.
드라이버(124)는 크로스-오버(152)로부터 저주파 오디오신호를 받고, 이에 반응해, 드라이버(24)가 오디오 파장(72)(도 4)을 생성하는 방법과 동일하게, 오디오 파장(172)을 생성한다. 오디오 파장(172)은 음파(174)와 같이 반사기(132)에서 반사된다.
드라이버(134)는 크로스-오버(152)로부터 고주파 오디오신호를 받고, 이에 반응해, 오디오 파장(173)을 생성한다. 반사기(136)는 오디오파장(173)의 일부가입사되도록 위치한다. 반사기(136)의 반사면(159)은 음파(175)와 같이 확성기(120)에서 외부 방향으로 오디오파장(173)을 반사한다. 음파(175)의 대부분은 확성기(120) 전면에서 방출된다. 음파(175)는 확성기(120)의 전면으로부터 각도가 커질수록 적은 양으로 전파한다.
확성기(120)에서 별도의 드라이버(124,134)를 사용하면 확성기(20)에 드라이버를 하나 사용할 경우에 비해 여러 장점을 가진다. 첫째, 드라이버(124,134)를 두개 사용하면 선정된 주파수 영역 내에서 양호한 음질을 제공하는 드라이버를 선택할 수 있다. 둘째, 별도의 주파수 영역에 대해 서로 독립적인 반사기(132,136)를 사용하면, 각 주파수 영역에 대한 음역을 더 정밀하게 성형하여, 확성기(120)의 전체 음역을 원하는 형상에 가깝게 할 수 있다. 드라이버(134)는 드라이버(124) 보다 확성기(120) 전면에서 멀리 둔다. 마찬가지로, 반사기(136)는 반사기(132) 보다 확성기(120) 전면에서 멀리 둔다. 그 결과, 드라이버(124)와 반사기(132)로부터의 오디오 파장(172)은 드라이버(134)와 반사기(136)부터의 파장(173) 보다 청취자에게 전달되는 거리가 짧다. 이와 같은 것이 바람직한 이유는, 이렇게 하지 않을 경우 고주파 오디오신호의 오디오 파장(173)이 저주파 오디오신호의 오디오 파장(172) 보다 약간 먼저 청취자에게 도달 할 수 있기 때문이다.
다음 도 7을 참조해 설명한다. 음파(174,175)는 확성커(120)의 전면과 후면에서 전파되는 상태의 단면을 보여준다. 음파(174,175)는 공동으로 드라이버(124,134)의 주파수범위를 커버하는 음역을 제공한다. 199a 위치의 청취자는 전체 음역을 듣는다. 확성기(20)와 마찬가지로, 확성기(120)도 삼차원 음역을생성한다. 각각 확성기(120) 높이보다 높고 낮은 199b 와 199c 위치의 확성기(120)도 또한 전체 음역을 듣는다. 당업자라면 본 발명에 필요한 높이의 전체 음역을 제공하도록 드라이버(124,136)와 반사기(132,136)의 각도를 선택할 수 있을 것이다.
다음 도 8을 참조해 설명한다. 확성기(20,120)는 다채널 사운드 시스템에 사용하기에 적합하다. 현대적인 홈시어터 시스템은 보통 다섯개 이상의 확성기를 갖는다. 통상적인 홈시어터 확성기 시스템(200)은 전면 좌측 확성기(202), 전면 우측 확성기(204), 중앙 확성기(206), 후면 좌측 확성기(208), 후면 우측 확성기(210)를 갖는다. 이들 확성기 각각의 2-5kHz 주파수대의 음역이 도9에 곡선 212 (전면 좌측 확성기(202)), 214 (전면 우측 확성기(204)), 216 (중앙 확성기(206)), 218 (후면 좌측 확성기(208)), 그리고 220 (후면 우측 확성기(210))로 표시되어 있다. 각각의 곡선들은 도시된 레이아웃에서 관련 확성기들이 효과적으로 들을 수 있는 지역들을 보여준다. 212에서 220까지의 다섯개의 곡선들은 서로 오버랩되어 청취구역(222)을 제공한다. 청취구역(222)의 청취자는 5개 확성기(202-210) 모두의 소리를 들을 수 있고, 음향신호원(도시 안됨)의 제어하에 다섯 개의 확성기 전체로부터 "서라운드 사운드" 오디오 프레젠테이션을 즐길 수 있다.
전술한 바와 같이, 저주파 음향은 비교적 방향성이 없다. 또, 이런 저주파 음향을 만드는데는 흔히 상당한 파워가 필요하다. 도 8의 5-확성기 시스템은 저주파 확성기나 "서브-우퍼"와 공지된 방식으로 결합되어 주파수범위가 넓은 음역을 제공하는 "5.1" 확성기 시스템을 이룬다. 예를 들면, 저주파 확성기는 20Hz에서 90Hz 까지의 파장 범위를 가질 수 있다. 확성기(202-210)의 드라이버(124)는 주파범위가 60Hz 에서 2 kHz이고, 확성기(202-210)의 드라이버(134)는 주파범위가 1 kHz 에서 18 kHz일 수 있다. 이러한 주파 범위들은 단지 예일 뿐이고 당업자라면 본 발명을 적용하기에 적합한 주파 범위를 가진 드라이버를 선택할 수 있을 것이다.
다음 도 9에 대해 설명하는데, 이 도면은 본 발명의 세번째 실시예에 따른 확성기(320)를 보여준다. 확성기(320)는 확성기(120)과 유사한 구조를 가지고 있으며 상응하는 부품들은 숫자 200을 더한 번호로 표시한다. 고주파 드라이버(334)는 고주파 드라이버(134)와 유사한 방식으로 작동한다. 그러나, 음향 반사기(332)는 고주파 드라이버(334)용으로 밀봉된 후면 챔버(335)를 제공하기 위해 속이 비어있다. 고주파 드라이버(334)는 콘(351)의 움직임에 의해 생기는 공기압을 배출하는 구멍(337)을 가지고 있다. 반사기(332) 내에 들어있는 공기량은 드라이버(334)의 기본적인 공진을 감소시켜, 파장범위의 하한에서 왜곡을 낮추고 파워 핸들링을 개선하며 주파수 응답을 평활화한다.
다음 본 발명의 네번째 실시예에 따른 확성기(420)를 보여주는 도 10을 참조해 설명한다. 위에 기술된 모든 확성기들은 원형 드라이버(24,134)를 포함하고 있다. 본 발명은 타원체나 다른 형태의 드라이버도 사용할 수 있다. 확성기(420)는 확성기(20)와 유사한다. 확성기(420)의 상응하는 부품들은 숫자 400을 더한 번호들로 표시했다. 드라이버(424)는 타원형이고 반사기(432)도 타원형이다.
본 발명은 경우에 따라, 드라이버가 원추형이나 반원형 등 다른 형태를 가질 수도 있다.
확성기(120,320)는 두개의 드라이버와 두 개의 상응하는 반사기를 갖는다. 본 발명에 따른 따른 다른 확성기들은 세 개 혹은 그 이상의 드라이버와 상응하는 반사기를 가질 수도 있다. 세 개 이상의 확성기들은 각기 다르면서도 오버랩되는 주파수 범위를 가질 수 있다. 이러한 확성기의 드라이버는 전체 주파수응답이 더 넓거나 음질재생이 더 좋을 수 있고, 또는 이들 두가지를 다 구현할 수도 있다.
다음 본 발명의 다섯번째 실시예에 따른 확성기(520)를 보여주는 도 11을 참조해 설명한다. 확성기(520)은 세 개의 드라이버(524,534,574)를 갖는다. 드라이버(524)는 대응 반사기(532)를 갖고 드라이버(534)는 대응 반사기(536)를 갖는다. 드라이버(524,534)와 반사기(532,536)는 확성기(120)(도 6)의 드라이버(124,134)와 반사기(132,136)과 동일한 방식으로 작동한다. 확성기(520)는 입력단자(528,530)를 가지고 있는데 이들은 쓰리 웨이 크로스-오버(552)에 연결되어 있다. 크로스-오버(552)는 단자(528,530)에서 수신된 오디오신호(도시 안됨)를 저주파, 중주파 및 고주파 성분으로 나눈다. 고주파 성분은 와이어(560h,562h)를 통해 드라이버(534)에 공급된다. 중주파 성분은 와이어(560m,562m)를 통해 드라이버(524)에 공급된다. 저주파 성분은 560l 과 562l를 통해 드라이버(574)에 공급된다.
드라이버(574)는 저주파 작동 범위를 가지도록 선택되었으며 크로스-오버(552)와 함께 오디오신호의 저주파 성분에 응답해 오디오를 재생한다. 드라이버(574)의 저주파 오디오 출력은 본질적으로 전방향성이므로, 드라이버(574)는 음향 반사기가 필요없다.
확성기(520)는 드라이버(524,534,574)의 선택에 따라 매우 광범위한 주파수 범위와 넓은 청취구역을 갖는 소리를 낼 수 있다.
이상 설명한 실시예는 어디까지나 예를 든 것일 뿐이고, 본 발명은 달리 변형 또는 변경할 수 있다. 예를 들면, 앞에서는 콘을 갖는 드라이버에 대해 설명했지만, 당업자라면 다른 형태의 진동판으로 대체할 수도 있다. 이러한 모든 변형이나 변경들은 모두 첨부된 특허청구범위에서 정의된 본 발명의 영역과 범위 내에 있다고 본다.

Claims (24)

  1. 확성기(120)는 다음으로 구성되어 있다:
    외부 지지와 함께 확성기(120)를 지지하는 기반, 그래서 외부 지지는 지지대로 지지를 한다.
    기반에 설치된 드라이버, 드라이버는 움직일 수가 있어 움직이는 방향에 평행하게 음파를 생산한다; 그리고
    드라이버로부터 음파를 반사하기 위해 드라이버의 진동판 앞
    에 설치된 반사기;
    그래서 움직임의 방향이 외부 지지대에 예각을 이룬다.
  2. 청구사항 1에서 정의된 확성기(120)에서는 외부 지지대가 수평이거나 혹은 수직이다.
  3. 청구사항 1에서 정의된 확성기(120)에서 반사기는 적어도 약간의 음파가 드라이버로부터 수평대의 선택된 방향으로 반사되도록 배치되어서 반사된 소리 에너지가 선택된 방향에서 가장 크고 수평대에서 선택된 방향으로부터 점차적으로 더 큰 각도록 줄어든다.
  4. 4. 청구사항 3에서 정의된 확성기(120)에서 반사기는 움직임의 방향에 비례하여 경사가 진 반사면을 가지고 있어 반사된 소리 에너지가 수평대의 선택된 방향에서 가장 크고 수평대에서 선택된 방향으로부터 점차적으로 더 큰 각도로 줄어든다.
  5. 주장 3번에서 정의한 확성기의 선정한 방향은 실질적으로 움직이는 방향 쪽으로 평행
    되고 외부받침 평면에는 직각이다.
  6. 6. 주장 3번에서 정의한 확성기의 무 각도(영도) 의 예각은 5도에서 85도 사이에 있다.
  7. 7. 주장 3번에서 정의한 확성기의 무 각도(영도) 의 예각은 10도에서 80도 사이에 있다.
  8. 8. 주장 3번에서 정의한 확성기의 무 각도(영도) 의 예각은 20도에서 35도 사이에 있다.
  9. 9. 확성기 구성
    a) 외부받침대에 연관되어 확성기를 받쳐주는 밑변, 외부평면을 받쳐주는 외부받침대,
    주파신호를 수신하는 입력단자가 부착된 밑변, 주파신호를 복수신호구성으로
    나누는 입력단자에 연결시켜놓은 교차로
    b) 신호의 복수에서 첫 번째의 구성 신호를 수신하도록 밑변에 부착시켜 교차로에
    연결시킨 첫 번째 드라이버.
    동작의 첫 번째 방향은 외부받침평면에 대해서 첫 번째의 무 각도(영도)의 예각
    이다.
    c) 첫 번째 드라이버에서 오는 음파반사를 위해서 첫 번째 진동판 앞에 부착시킨
    첫 번째 반사기
    d) 첫 번째 드라이버가 만들어낸 음파보다 더 높은 주 음파를 만들 수 있는 적어도
    하나 정도의 제의 2의 드라이버, 첫 번째 드라이버가 만들어낸 음파보다 낮은
    주 음파를 만들어 낼 수 있는 세 번째의 드라이버, 교차로에서 오는 구성신호복수
    에서 적어도 한 개의 구성신호를 수신할수 있도록 두 번째 드라이버와 세 번째
    드라이버 하나를 밑변에 부착시키고 교차로에 연결시킨다.
  10. . 10 주장 9번에서 정의한 확성기 시스템의 외부받침 평면은 실직적으로 평면이고 수평 이다.
  11. 11 첫 번째 반사기가 있는 주장 9번에서 정의한 확성기 시스템은 평면에서 첫 번째 선 정한 방향 쪽 드라이버로부터 오는 어떤 약간의 반사를 주기 위해서 드라이버에 비 례적으로 형성되였기 때문에 반사된 소리 에너지는 첫 번째 선정한 방향에서 제일 크고 평면에서 처음 선택한 방향으로부터 점진적으로 큰 각도로 감소 되어나간다.
  12. 12 주장 12번 반사면으로 구성된 첫 번째 반사기의 확성기는 첫 번 운동방향에 비례 하여 경사진 관계로 소리 에너지는 평면의 처음 선정한 방향에서 제일 강하고 평면 에서 처음 선택한 방향으로부터 점진적으로 커져가는 각도로 감소되어 나간다.
  13. 13 주장 13번에서 정의한 확성기 시스템은 적어도 저주파 구성성분 신호중 하나의 저 주파 신호, 그리고 세 번째 드라이버는 저주파를 수신할수 있도록 교차로에 연결되 어 있고, 세 번째 드라이버는 낮은 음파를 발생하기 위해서 낮은 주파신호로 드라 이버 할수 있게 되어 있다.
  14. 14 주장 11번에서 정의한 확성기 시스템은 적어도 높은 주파로 이루어진 적어도 하나 의 구성성분중 하나의 신호, 두 번째 드라이버는 높은 주파를 수신하도록 교차로에 연결되어 있다. 두 번째 드라이버는 높은 주파신호로 드라이버 할수 있어서 높은 주파 음향을 전파할수 있도록 두 번째의 운동방향으로 병행시켜 움직일수 있다. 확 성기 시스템은 계속해서 두 번째 드라이버의 진동판 앞에 부착된 두 번째의 반사기 로 구성되어 있어서 두 번째 드라이버로부터 나오는 고주파 음향을 반사시킨다.
  15. 15 주장 14번에서 주장한 두 번째의 운동방향이 있는 확성기 시스템은 외부받침판에 대해서 두 번째의 무각도(영도)예각에 있다.
  16. 16 주장 14번에서 정의한 두 번째 반사기가 있는 확성기 시스템은 평면에서 두 번째 선정한 방향쪽 드라이버로부터 오는 약간의 어떤 반사를 주기 위해서 드라이버에 비례하여 형성하였기 때문에 반사된 소리 에너지는 두 번째 선정한 방향에서 제일 크고 평면에서 처음 선정한 방향으로부터 점진적으로 커져가는 각도로 감소된다.
  17. 17 주장 16번에서 정의한 확성기 시스템의 두 번째 드라이버는 첫 번째의 반사기에 부착되어 있다.
  18. 18 주장 17번에서 첫 번째의 반사기가 있는 확성기의 시스템에는 두 번째의 드라이버 를 위한 공진칸이 형성되어 있다.
  19. 19 주장 16번에서 두 번째의 선택방향이 있는 화성기 시스템은 실직적으로 첫 번째 선 정한 방향과 같이 병행한다.
  20. 20 주장 9번에서 정의한 확성기 시스템은 적어도 저주파 성분의 신호중 하나의 저주파 신호; 그리고 세 번째 드라이버는 저주파를 수신할수 있도록 교차로에 연결되어 있고, 세 번째 드라이버는 낮은 음파를 발생시키기 위해서 낮은 주파신호로 드라 이버 할수 있게 되어 있다.
  21. 21 확성기 드라이버로부터 오는 음파방향을 조절하는 방법들:
    a) 청각 신호를 드라이버에 공급하여 드라이버가 음파를 발생할수 있도록 이동방향에 동행해서 드라이버가 움직일수 있도록 한다.
    b) 드라이버의 움직이는 방향을 방위측정하고 평면에 비례하여 경사지도록 각도를 선정한다. 경사각도 선정은 무각도(영도)아닌 예각으로 한다.
    c) 드라이버로 오는 음파를 반사시킨다.
  22. 22 주장 21번에서 정의한 방법인 단계 C 에 있어서 평면에서 선정한 방향쪽으로 적 어도 약간의 음파반사가 구성되기 때문에 선정한 방향에서 소리 에너지가 제일 크고 점진적으로 평면에서 선정한 방향으로부터 큰 각도로 감소되어 나간다.
  23. 23 주장 22 번에서 정의한 방법 단계 C에서 드라이버로부터 오는 음파통로에 반사 면 공급을 구성일부로 하고, 반사면은 움직이는 방향쪽에 비례하여 경사되어 있음으로, 소리 에너지는 선정한 방향에서 제일 크고 평면에서 선정한 방향으로 부터 점진적으고 큰 각도로 감소되어 나간다.
  24. 24 주장 21 번에서 정의한 방법에서 선정한 방향은 실질적으로 움직이는 방향과 병 행하는 평면이고 평면에 비하여 직각이다.
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Patent event date: 20040906

Patent event code: PA01051R01D

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