KR20070001179A - 확성기 - Google Patents

Abstract

제 1 부분과 적어도 하나의 다른 부분을 갖는 굴곡파 패널형 음향 라디에이터; 상기 라디에이터에서 굴곡파를 여자시키고, 상기 라디에이터의 상기 적어도 하나의 부분에 결합되어서 상기 라디에이터가 음향 출력을 방출하도록 하는 변환기; 및 상기 라디에이터의 상기 적어도 하나의 다른 부분에 저주파 방출을 한정하게 하는 수단을 구비하는 확성기가 제공된다.

Description

확성기{LOUDSPEAKERS}

본 발명은 굴곡파 패널 확성기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가시 디스플레이 스크린에 결합된 확성기에 관한 것이지만 여기에만 한정되는 것은 아니다.

국제공보 WO00/02417에서는, 가시 디스플레이 스크린, 이 가시 디스플레이 스크린에 인접해서 위치하고 적어도 그 일부가 투명하여 디스플레이 스크린을 투과해서 볼 수 있는 패널형 부재 및 이 패널형 부재가 음향 라디에이터로서 기능하도록 패널형 부재에 에너지를 가하기 위해 패널형 부재의 모서리나 주변부에 탑재되는 진동 여자 변환기를 구비한 확성기로서, 패널형 부재가 가청 주파수에서 공진하도록 구성되어 있고, 진동 변환기는 굴곡파 에너지를 패널형 부재에 인가하여 공진 시 패널형 부재가 음향 라디에어터로서 동작하도록 구성되어 있으며, 패널형 부재의 하나 이상의 주변부가 클램프로 채워져 있거나 묶여 있는 것을 특징으로 하는 확성기를 개시하고 있다. 이러한 구성은 다음과 같은 많은 이점을 가지고 있다.

1) 소정 어플리케이션에 있어서 확성기의 소음 범위를 최소화.

2) 이미지와 음향이 동일 위치에서 발생된다는 점에서의 개선된 사용자 경험.

3) 동일 기판 상에서 공간적으로 분리된 2개 채널로부터 스테레오 사운드를 재생할 수 있는 능력.

국제공보 WO99/37121은 예컨대 투명판과 같은 패널형 굴곡파 라디에이터의 여자 방법으로서, 부드러운 에너지 전송을 위해 여자된 모드의 분산을 최적화할 수 있는 여자 위치의 선택을 포함한 방법을 개시하고 있다.

이러한 종래기술에 기초한 디스플레이 설계는 다음의 2가지 이유로 인해 저주파로 제한될 수 있다.

1. 기판과 스크린 사이의 갭에 의해, 기판으로부터의 유용한 방출을 위한 저주파 제한이 결정된다. 형성된 공동(空洞)은 분산 탄력으로 동작하며, 이는 기판의 면적 밀도와 함께 질량 스프링 공진을 형성한다. 이 주파수 이상에서는 유용한 모드 방출이 가능한 반면에, 이 공진 주파수 이하의 경우 기판에서 여자된 모드는 약하게 방출할 뿐이다.

2. 시스템에 대한 효과적인 저주파 한계를 제어하는 제 2 파라미터는 기판 상에 있어서의 진동의 가시성이다. 고품질을 위해서는, 가시 디스플레이의 눈에 보이는 진동이 허용되어서는 안된다. 가장 중요한 효과는 스크린에서 나오는 직접적인 이미지의 교란보다는 기판으로부터의 반사가 눈에 보이는 것이다. 이는, 방 안의 광 레벨을 낮추거나 방 안의 광원으로부터의 반사 가시성을 최소화하도록 스크린 각을 조절하는 것과 같이, 장치가 사용되는 환경에 대한 제어로 최소화될 수 있다. 항반사(Anti-reflection) 코팅이 성능을 개선할 수도 있다. 그러나, 여러 어플리케이션에 있어서 이들 환경적인 요인에 대한 직접적인 제어는 존재하지 않으며, 이 문제는 심각할 수 있다.

진동 가시성은 스크린의 앞에서 투명 확성기를 사용할 수 있는 유용한 대역에 대한 선택적인 저주파 제한을 제공한다. 이 제한은 소정의 저주파 에너지에서의 최대 레벨로서 명백하다. 약 250Hz 이하의 매우 낮은 주파수에서는 이러한 제한이 더욱 심하게 된다. 250Hz 이하라고 하는 숫자는 사람의 시각 체계의 민감도에 따라 조절된다. 이 주파수 이상의 진동은 진폭이 매우 낮고(소정의 SPL에 대하여), 높은 비율로 변한다. 이 정도 변동으로 사람의 시각 체계의 평균이 달하며, 진동의 가시성은 현저히 줄어든다.

따라서, 종래기술은 여자 모드의 분산을 위해 최적화된 확성기로서, 저주파 이상에서 고품질의 음향 출력을 제공하는 확성기를 개시하고 있는 것이다. 저주파 제한은 공동의 깊이와 진동의 가시성으로 결정된다. 이는 최고 품질의 디스플레이 시스템을 위해서는 유효 음향 출력을 250Hz 이하로 제한한다.

본 발명에 따르면, 제 1 부분 및 적어도 하나의 다른 부분을 가진 굴곡파 패널형 음향 라디에이터; 라디에이터에서 굴곡파를 여자시키기 위한 변환기로서, 라디에이터의 상기 다른 부분에 결합되어 라디에이터가 음향 출력을 방출하게 하는 변환기; 및 라디에이터의 상기 다른 부분에 저주파 방출을 한정하는 수단을 구비하는 확성기가 제공된다.

상기 확성기는 가시 디스플레이 스크린을 포함할 수 있으며, 라디에이터의 제 1 부분은 투명하여도 좋으며, 제 1 부분을 통해 볼 수 있도록 상기 디스플레이 스크린에 인접해서 배치될 수 있다.

라디에이터의 디스플레이 스크린과 제 1 부분은 예컨대 2mm 이하의 상대적으로 좁은 간격으로 이격될 수 있으며, 상기 확성기는 상기 라디에이터의 상기 다른 부분에 인접하여 배치되고 예컨대 10mm 이상의 비교적 큰 갭으로 상기 다른 부분과 이격되어 있는 후방 포위부를 더 구비하여도 좋다.

상기 확성기는, 상기 라디에이터의 끝을 이루고, 관련 진동이 상기 라디에이터의 상기 다른 부분에서 집중되도록 계(System)의 진동을 발생시키는 수단을 구비할 수도 있다.

상기 확성기는, 상기 라디에이터의 상기 다른 부분 및 제 1 부분을 이격시키는 주파수 의존적인 종단(Termination)을 구비할 수도 있다. 상기 주파수 의존적인 종단은 플라스틱 포말일 수 있다. 이 플라스틱 포말은 먼지 봉합을 제공할 수 있다.

상기 라디에이터는 가청 주파수에서 공진하도록 구성되고, 상기 변환기는 상기 라디에이터에 굴곡파를 가하여 그것이 공진 시 음향 라디에이터로서 기능하도록 공진하게 구성되어 있는 것일 수 있다.

상기 라디에이터는 복수의 추가 부분을 포함할 수도 있는데, 이들 각각에는 하나 이상의 변환기가 결합되어 라디에이터가 음향 출력을 방출하도록 하며, 그 구성은 상기 복수의 추가 부분의 공진 모드가 주파수 분산되도록 하는 것이다.

따라서, 본 발명은 디스플레이 스크린의 정면에서 사용하기 위한 개선된 투명 굴곡파 스피커를 제공한다. 본 발명의 특징은 다음과 같다.

1) 기판의 제 1 부분은 투명하며 스크린 앞에 위치해 있는 단일 방출 기판.

2) 기판의 적어도 하나의 다른 부분이 스크린 너머로 배치되어 있고, 기계적인 종단에 의해 기판과 분리되어 있다. 이를 제 2 부분이라고 하여도 되지만, 부분을 2군데로 한정한다는 의미는 아니다.

3) 스크린의 제 2 부분의 확장된 기공(Volume of air, 단위 면적당임). 이 영역이 디스플레이 영역의 바깥 영역에 있기 때문에 이것이 가능하다.

4) 스크린의 제 2 부분에 걸쳐서 적어도 하나의 지점에서의 기판의 여자. 주의할 것은 이 특징이 제 2 부분이나 다른 위치에 걸친 다중 지점에서의 여자와 결합될 수 있다는 점이다.

5) 스크린의 상술한 2개 부분 간 종단의 기계적인 특성의 최적화. 이 최적화의 목적은 저주파를 주로 제 2 부분에 제한하여 고주파에서의 에너지가 제 1(투명) 부분으로 통과하도록 하기 위함이다.

이로써, 장치로부터의 개선된 유효 저주파 대역이 얻어지게 된다. 우선, 제 2 부분 뒤의 단위 면적당 체적이 증가함으로 인해 장치의 저주파 수용력이 개선된다. 다음으로, 스크린 영역에서 먼 저주파 에너지의 집중으로 인해 저주파에서의 진동 가시성이 최소화되며, 시스템의 모든 수용력이 그와 같은 시각적인 효과로 인해 조급하게 제한되지 않고 사용될 수 있다. 제 2 부분의 표면은 가시적인 진동을 최소화하도록, 예컨대 매트 표면 마감(Matt Surface Finish)으로도 제작 가능하다.

도 1은 본 발명의 패널형 확성기의 제 1 실시형태의 사시도.

도 2는 도 1의 경우와 대체적으로 유사한 본 발명의 패널형 확성기의 제 2 실시형태의 사시도.

도 3은 로그(DB) 단위로 나타낸 제 1 부분의 중앙에서의 주파수로 패널의 기계적인 왕복 운동을 나타내는 그래프.

도 4는 임피던스 분배기가 있는 경우(점선)와 없는 경우(실선)의 주파수 공진 그래프(주파수 대 음압 레벨).

도 5는 확성기의 제 2 실시형태의 사시도.

본 발명은 예시적으로 첨부도면에 따라 도해적으로 설명된다. 도 1은 국제특허공보 WO97/09842에 일반적으로 개시된 유형의 통상적인 사각 패널형 굴곡파 확성기(1)를 나타내며, 여기서 패널 라디에이터(2)는 포말 플라스틱 물질의 사선형 기계적인 임피던스 분배기(5)에 의하여 2개의 부분 혹은 영역(3,4), 다시말해 참조번호 3으로 표시된 제 1 부분 혹은 영역1 및 참보번호 4로 표시된 다른 부분 혹은 영역2 등으로 나뉘어져 있다. 분배기(5)는 영역2가 영역1에 비해 상대적으로 작게 되도록 측면에서 측면으로 패널을 걸쳐 연장해 있다. 진동 여자기(6)는 영역2에 결합되어서 굴곡파 에너지를 인가함으로써 라디에이터가 공진하여 공진 시 통상적인 방법으로 여자기에 인가된 신호에 따라 음향 출력을 방출하도록 한다. 그러나, 본 발명에 따르면, 저주파 굴곡파는 분배기(5)에 의해 영역2에 한정되어 있으며, 후술하는 바와 같이 분배기의 특성은 고주파 에너지가 라디에이터의 영역1로 들어갈 수 있도록 마련되어 있다.

따라서, 영역1은 투명하게 제작되고 디스플레이 스크린에 인접해서 배치되 어, 디스플레이 스크린이 라디에이터 패널의 영역1 부분을 통해 보여지도록 할 수 있다. 이로써, 이미지와 음향이 동일 공간에서 나오게 된다. 또한, 이와 같은 방식에 의해, 저주파 여자로 인한 영역2에서의 상대적으로 큰 패널 왕복 운동이 영역1을 통해 보여지는 시각적인 디스플레이의 관찰자에게 시각적인 산만함으로 되지 않는다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 상기한 것처럼 투명한 영역1은, 가시 디스플레이 스크린이나 장치를 라디에이터를 통해 볼 수 있도록, 인접해서 탑재된 VDU 포위부 하우징(8)을 가질 수 있다.

영역2에 배치된 라디에이터의 코너(11)는 지지 구조(미도시)에 고정되어 있는 탄성 포말 플라스틱 서스펜션 부재(9)상에 매달려 있을 수 있으며, 라디에이터의 반대측 에지(12)는 탄성 포말 플라스틱 스트립 서스펜션(Resilient Foam Plastics Strip Suspension)(10)상에 매달릴 수 있다.

도 3은 패널 라디에이터의 영역2에 저주파 진동을 제한하는데 있어서 기계적인 임피던스 분배기의 효과를 나타내는 그래프이다. 그래프의 실선은 기계적인 임피던스 분배기가 배치된 경우의 주파수 대 기계적인 패널 왕복 운동을 보여주며, 점선은 분배기가 없는 경우의 주파수 대 기계적인 왕복 운동을 나타낸다. 도 4에 도시된 바와 같이, 도 1의 확성기의 전체적인 성능은 분배기의 사용으로 인해 크게 영향을 받지 않는다는 점을 주의한다.

도 5를 참조하면, 도 1의 경우와 매우 유사한 전반적으로 사각인 패널형 굴곡파 스피커(1)가 도시되어 있는데, 다만 이 스피커(1)는 라디에이터(2)의 마주보 는 측면에서 2개의 추가 영역(4)을 가지고 있으며, 그 사이에는 단일의 투명한 제 1 영역(3)이 있다. 제 1 영역(3)은 임피던스 분배기(5)에 의해 2개의 추가 영역(4)으로부터 이격되어 있다. 추가 영역(4) 각각은 거기에 결합된 한 쌍의 진동 여자기(6)를 가지고 있다.

도 5에 도시된 구성은 LCD TV와 결합해서 사용 가능하다.

알맞은 종단(Termination)이나 기계적인 임피던스 분배기의 예는 라인을 거쳐서 기계적인 임피던스 종단을 제공해 주는 포말 플라스틱 스트립이다. 기계적인 임피던스 분배기는 탄성 및 기계적인 저항 특성이 적당한 경우 플라스틱 포말 스트립으로 제작될 수 있다. 이는 선택된 물질의 용적 특성으로서, 예를 들면 3mm 두께의 마이어스 포말(Miers Foam)은 1×10^-8 M^3/N의 탄성력과 1.2×10^4 Ns/m^3의 저항을 갖는다. 어플리케이션에 있어서, 스트립의 폭과 두께는 물질의 선택에 더해져서 관련되어 있다. 연관된 파라미터들은 패널 사이즈와 관련된 기계적인 임피던스의 하이 패스 주파수 분할 함수, 기계적인 임피던스, 그리고 필요한 분할 주파수를 정의하도록 선택된다.

플라스틱 포말의 특성은 저항과 탄성을 포함할 수 있다. 종단의 특성은 진동을 대부분 추가 영역 혹은 제 2 영역, 다시 말해 영역2에 한정시키게 하면서 저주파로 기판으로의 에너지 전송을 제한하도록 최적화되어 있다.

포말의 기계적인 임피던스는 주파수가 내려가면 커지게 되며, 보통 소정 주파수 이하에서 기판 임피던스 이상의 특징을 가진다. 라인을 걸친 기판 임피던스는 대부분의 포말의 선형 의존성에 비해서는 대체적으로 느린 제곱근 의존성을 가지지 만 주파수가 내려갈수록 상승하는 함수이다. 저주파에서는, 포말 임피던스가 지배적이며 종단은 단순 지지에 근접하게 된다. 주파수 증가 시, 기판 임피던스는 포말보다 낮은 비율로 감소하고, 이는 기판과의 결합을 제거하여 에너지가 기판으로 자유롭게 관통할 수 있다. 이들 2개 영역 사이에서 포말은 효과적인 흡수제가 될 수 있다. 흡수의 주파수 범위와 레벨/대역은 포말의 저항 및 탄성에 따라 조절된다. 이들은 다양한 포말 공식에 따라 주파수 함수로서 제어 가능하다.

이러한 단순한 상황은 저주파에서의 에너지 전송을 제한하고 고주파에서의 에너지 전송을 가능하게 한다. 그러나, 에너지는 선회축을 따른 회전으로 인해 저주파에서 2개 영역의 사이를 여전히 지나간다. 좁은 주파수 밴드에 걸쳐서 양호한 격리가 이루어질 수 있지만, 이를 더 넓게 연장하는 것은 문제가 있다. 이러한 예는 기판의 종단, 특히 기판 모서리의 종단(제 2 부분 주위)에 대한 추가적인 제어의 사용에까지 확장될 수 있다. 이는 더 넓은 격리 대역을 형성하거나 진동이 제 2 부분에 집중된 경우 시스템 공진을 만들고 튜닝하는데 선택적으로 사용될 수도 있다. 제 2 부분과 관련된 하나 이상의 공진은 시스템에 요구되는 추가적인 저주파 방출을 제공하는데 사용 가능하다. 예를 들어 도 5에 나타낸 바와 같이, 기판의 가시 영역에서 벗어난 추가적인 다수의 부분이나 영역이 사용되는 경우라면, 예컨대 국제공보 WO97/09842에 개시된 방식으로 그 주파수들을 분배할 수 있다. 하나 이상의 추가 부분 혹은 영역을 갖는 이유는, [1] 스테레오와 같은 다중 채널 출력을 제공하고, [2] 방출 영역을 늘려서 음성 코일 파동과 소정 출력 레벨에 대한 패널 이동을 줄이며, [3] 특정한 설계 요구사항이나 제품 레이아웃을 만족하기 위함이다.

Claims (10)

1. 제 1 부분과 적어도 하나의 다른 부분을 갖는 굴곡파 패널형 음향 라디에이터;

   상기 라디에이터에서 굴곡파를 여자시키고, 상기 라디에이터의 상기 적어도 하나의 부분에 결합되어서 상기 라디에이터가 음향 출력을 방출하도록 하는 변환기; 및

   상기 라디에이터의 상기 적어도 하나의 다른 부분에 저주파 방출을 한정하게 하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 확성기.
2. 제 1 항에 있어서,

   가시 디스플레이 스크린을 더 구비하며,

   상기 라디에이터의 상기 제 1 부분은 투명하고, 상기 제 1 부분과 상기 다른 부분을 통하여 볼 수 있도록 상기 디스플레이 스크린에 인접해서 배치되며,

   상기 다른 부분은 상기 디스플레이 스크린으로부터 측면으로 대신 들어서는 것을 특징으로 하는 확성기.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 디스플레이 스크린과 상기 라디에이터의 상기 제 1 부분은 비교적 좁은 갭에 의해 이격되어 있으며,

   상기 라디에이터의 상기 다른 부분에 인접하여 배치되고 비교적 큰 갭으로 상기 라디에이터의 다른 부분으로부터 이격되어 있는 후방 포위부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 확성기.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 라디에이터를 종단짓고, 관련 진동이 상기 라디에이터의 상기 다른 부분에서 집중되도록 시스템 공진을 유발하는 구성의 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 확성기.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 라디에이터의 상기 제 1 부분과 상기 다른 부분을 이격시키는 주파수 의존 종단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 확성기.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 주파수 의존 종단은 플라스틱 포말로 이루어진 것을 특징으로 하는 확성기.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 플라스틱 포말은 먼지 봉합을 제공하는 것을 특징으로 하는 확성기.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 라디에이터는 가청 주파수에서 공진하도록 구성되어 있으며,

   상기 변환기는 상기 라디에이터에 굴곡파 에너지를 인가하여 그것을 공진 시 음향 라디에이터로서 동작하게 하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 확성기.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 라디에이터는 복수의 추가 부분을 포함하며, 상기 복수의 추가 부분 각각에는 변환기가 결합되어 상기 라디에이터가 음향 출력을 방출하도록 하는 것을 특징으로 하는 확성기.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 복수의 추가 부분의 공진 모드가 주파수에 있어서 분산되게 하는 구성인 것을 특징으로 하는 확성기.

Images