KR20070061379A - 스피커 장치 및 음향 출력방법 - Google Patents

스피커 장치 및 음향 출력방법 Download PDF

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Abstract

넓은 범위에 걸쳐 확대되는 음상을 얻는다. 액추에이터(103)의 구동 로드(103a)는 파이프(102)의 하단부 측의 단면에 맞닿아 있다. 액추에이터(103)는, 파이프(102)의 하단부 측의 단면으로부터, 이 단면에 직교한 방향(면 방향)의 진동 성분을 가지고, 파이프(102)에 진동을 가한다. 파이프(102)의 하단부 측의 단면은 종파로 여진되고, 이 파이프(102)를, 탄성파(진동)가 면 방향으로 전파해 간다. 그리고, 이 탄성파가 파이프(102)를 전파할 때에 종파, 횡파, 종파 ···의 모드 변환을 반복하여, 종파와 횡파의 혼재파가 되고, 횡파에 의해 파이프(102)의 면내 방향(면에 수직인 방향)의 진동이 여진되어, 음파가 방사된다. 파이프(102)에 진동을 가하는 점에 큰 횡파는 발생하지 않고, 이 진동을 가하는 점에서의 음파가 다른 위치로부터의 음파에 비해 상당히 큰 음으로 청취되는 일 없이, 확대감 있는 음상을 얻을 수 있게 된다.
음상, 액추에이터, 파이프, 진동

Description

스피커 장치 및 음향 출력방법{SPEAKER AND METHOD OF OUTPUTTING ACOUSTIC SOUND}
도 1은 실시예로서의 스피커 장치(100A)의 구성을 나타내는 사시도다.
도 2는 실시예로서의 스피커 장치(100A)의 구성을 나타내는 종단면도다.
도 3은 실시예로서의 스피커 장치(100A)의 구성을 나타내는 평면도다.
도 4는 실시예로서의 스피커 장치(100A)의 구성을 나타내는 저면도다.
도 5는 자왜 액추에이터의 단면 개략도다.
도 6은 자왜 액추에이터의 자속선도다.
도 7은 자왜 액추에이터 및 스피커 유닛의 구동계의 구성을 나타내는 블럭도다.
도 8은 파이프에 지름방향으로 진동을 가한 경우에 있어서의, 「bottom」, 「center」, 「top」의 각 위치에서의 주파수 응답의 시뮬레이션 결과를 도시한 도면이다.
도 9는 파이프에 지름방향으로 진동을 가할 경우의 진동을 가하는 방향을 도시한 도면이다.
도 10은 파이프에 축 방향으로 진동을 가한 경우에 있어서의, 「bottom」, 「center」, 「top」의 각 위치에서의 주파수 응답의 시뮬레이션 결과를 도시한 도면이다.
도 11은 파이프를 축 방향으로 진동을 가할 경우의 진동을 가하는 방향을 도시한 도면이다.
도 12는 파이프의 상부 측에서만 음파를 방사했을 경우에 있어서의, 「bottom」, 「top」의 각 위치에서의 SPL의 측정 결과를 도시한 도면이다.
도 13은 파이프의 상부 측에서만 음파를 방사할 경우의 음파방사 방향 및 각 측정 위치를 도시한 도면이다.
도 14는 파이프의 상부 측 및 하부 측의 양방향으로부터 음파를 방사했을 경우에 있어서의, 「bottom」, 「top」의 각 위치에서의 SPL의 측정 결과를 도시한 도면이다.
도 15는 파이프의 상부 측 및 하부 측의 양방향으로부터 음파를 방사할 경우의 음파방사 방향 및 각 측정 위치를 도시한 도면이다.
도 16은 자왜 액추에이터 및 스피커 유닛의 구동계의 다른 구성을 나타내는 블럭도다.
도 17은 실시예로서의 스피커 장치(100B)의 구성을 나타내는 종단면도다.
도 18은 실시예로서의 스피커 장치(100B)의 구성을 나타내는 횡단면도다.
도 19는 실시예로서의 스피커 장치(100B)의 구성을 나타내는 일부를 생략한 평면도다.
도 20은 실시예로서의 스피커 장치(100C)의 구성을 나타내는 사시도다.
도 21은 실시예로서의 스피커 장치(100D)의 구성을 나타내는 사시도다.
도 22는 실시예로서의 스피커 장치(100D)의 구성을 나타내는 종단면도다.
도 23은 실시예로서의 스피커 장치(100E)의 구성을 나타내는 사시도다.
도 24는 실시예로서의 스피커 장치(100F)의 구성을 나타내는 사시도다.
도 25는 실시예로서의 스피커 장치(100G)의 구성을 나타내는 사시도다.
도 26은 실시예로서의 스피커 장치(100G)의 구성을 나타내는 평면도다.
도 27은 실시예로서의 스피커 장치(100H)의 구성을 나타내는 사시도다.
도 28은 실시예로서의 스피커 장치(100H)의 구성을 나타내는 종단면도다.
도 29는 통형 진동판(파이프)을 평판 부재로 제조하는 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 30은 파이프의 변형예를 도시한 도면이다.
도 31은 파이프의 변형예를 도시한 도면이다.
도 32는 파이프의 변형예(2분할)를 도시한 도면이다.
도 33은 파이프의 변형예(4분할)를 도시한 도면이다.
도 34는 음향 진동판의 형상예를 도시한 도면이다.
도 35는 음향 진동판의 변경예를 설명하기 위한 도면이다.
도 36은 진동을 가하는 방법의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 37은 진동을 가하는 방법의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 38은 진동을 가하는 방법의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 39는 자왜 액추에이터를 사용한 음성출력장치의 구성 예를 게시하는 블럭 도다.
[도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명]
100A ~ 100H···스피커 장치, 101, 101E···베이스 케이싱,
102, 102C, 182 ~ 185···파이프, 102d···저부분,
102D···아크릴판, 102D′···목판,
103···자왜 액추에이터, 103a ···구동 로드,
104, 172···스피커 유닛, 105···개구부,
106···각부, 107, 141a, 14lb ···L자 앵글,
108, 112, 113, 115, 116, 138, 139, 143a, 143b, 146a, 146b, 148, 175, 176···덤핑재,
114, 147···수납 구멍, 121···가산기,
122···하이패스 필터, 123, 126···이퀄라이저,
124-1 ~ 124-4, 128···앰프,
127···지연회로,
129-1 ~ 129-4, 130···DSP, 131···지지구,
132···하부 십자 부재, 133···상부 십자 부재,
134···봉재, 171···케이싱,
181···평판 부재, 186a ~ 186h···진동판,
191, 192, 194···파이프, 193···아크릴판,
195···삽입판
[기술분야]
본 발명은 음향신호에 근거하여 구동되는 액추에이터로 음향 진동판에 진동을 가해서 음향출력을 얻는 스피커 장치 및 음향출력 방법에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명은 액추에이터의 변위출력을 전달하는 전달부를 음향 진동판에 맞닿게 하고, 이 음향 진동판에 적어도 면 방향의 진동 성분을 가지고 진동을 가하는 구성으로 함으로써, 확대감 있는 음상(音像)을 얻도록 한 스피커 장치 등에 관한 것이다.
[배경기술]
종래, 예를 들면 특허문헌 1 등에 기재되어 있는 것처럼, 자왜 액추에이터로 진동판을 구동해서 음향출력을 얻는 음성출력장치가 알려져 있다. 자왜 액추에이터란, 외부자계를 주면 형상이 변화되는 자왜소자를 사용한 액추에이터다.
도 39는 이 종류의 음향출력장치(300)의 구성예를 게시하고 있다. 이 음향출력장치(300)는, 플레이어(301), 앰프(302), 자왜 액추에이터(303) 및 진동판(304)으로 되어 있다. 여기에서, 자왜 액추에이터(303) 및 진동판(304)은, 스피커 장치(305)를 구성하고 있다.
플레이어(301)는 예를 들면 CD(Compact Disc), MD(Mini Disc), DVD(Digital Versatile Disc) 등을 재생해서 음향신호를 출력한다. 이 플레이어(301)로부터 출력되는 음향신호는 앰프(302)로 증폭된 후에 자왜 액추에이터(303)에 공급된다. 자왜 액추에이터(303)는, 변위출력을 전달하는 구동 로드(303a)를 가지고 있고, 이 구동 로드(303a)의 선단이 진동판(304)에 맞닿아 있다.
자왜 액추에이터(303)는, 음향신호에 근거하여 진동판(304)을 구동한다. 즉, 자왜 액추에이터(303)의 구동 로드(303a)가 음향신호 파형에 대응해서 변위하고, 그 변위가 진동판(304)에 전달된다. 이에 따라 진동판(304)으로부터는, 음향신호에 대응하는 음향이 출력된다.
[특허문헌 1] 일본국 공개특허공보 특개 평04-313999호 공보
전술한 음향출력장치(300)에 있어서의 스피커 장치(305)에서는, 진동판(304)의 판면에 자왜 액추에이터(303)의 구동 로드(303a)를 맞닿게 하고, 이 진동판(304)에 그 판면에 대하여 직교하는 방향의 진동 성분을 가지고 진동을 가함으로써 음향출력을 얻도록 하고 있다.
이 경우, 진동판(304)은 그 진동을 가하는 점에서 크게 여진된다는 점에서, 시청자 입장에서 살펴보면 진동을 가하는 점에서의 음파가 다른 위치에 비해 상당히 큰 음으로 들린다. 그 결과, 음상이 그 진동을 가하는 점에 위치하고, 확대감 있는 음상을 얻을 수 없었다.
본 발명의 목적은, 확대감 있는 음상을 얻는 것에 있다.
본 발명의 개념은, 음향 진동판과, 상기 음향 진동판에 변위출력을 전달하기 위한 전달부가 맞닿은 상태에서 설치되어, 음향에 근거하여 구동되는 액추에이터를 구비하고, 상기 액추에이터는, 적어도 면 방향의 진동 성분을 가지고 상기 음향 진동판에 진동을 가하는 것을 특징으로 하는 스피커 장치에 있다.
본 발명의 스피커 장치는, 음향 진동판과 액추에이터를 구비한다. 예를 들면 음향 진동판의 형상으로는, 통형, 평판형, 막대형, 구각형, 구형, 원뿔각형, 원뿔형, 와인 글래스형 등을 고려할 수 있다. 예를 들면 통형 진동판은, 평판 부재를 둥글려서 제조한 것이어도 되는데, 그 경우에는 제조가 용이해진다. 이 음향 진동판에는 음향신호에 근거하여 구동되는 액추에이터에 의해 진동이 가해진다. 이 액추에이터로는, 예를 들면 자왜 액추에이터 혹은 스피커 유닛이 사용된다.
이 경우, 액추에이터의 변위출력을 전달하는 전달부가 음향 진동판에 맞닿고, 이 음향 진동판에는 적어도 면 방향의 진동 성분을 가지고 진동이 가해진다. 이 경우, 액추에이터의 전달부의 변위방향이 면 방향에 근접함에 따라, 그 면 방향의 진동 성분은 많아진다. 예를 들면 음향 진동판이 단면을 가진 진동판일 때, 이 음향 진동판에는, 그 단면에 적어도 직교하는 방향의 진동 성분을 가지고 진동이 가해진다.
음향 진동판에 면 방향(면에 평행한 방향)의 진동 성분을 가지고 액추에이터 로 진동을 가함으로써, 이 음향 진동판을, 음향신호에 근거한 탄성파가 면 방향으로 전파해 간다. 그리고, 이 탄성파가 음향 진동판을 전파할 때에 종파, 횡파, 종파 ···의 모드 변환을 반복하여, 종파와 횡파의 혼재파가 되고, 이 횡파에 의해 음향 진동판의 면내 방향(면에 수직인 방향)의 진동이 여진된다. 이에 따라 음향 진동판의 면으로부터 음파가 외부로 방사되어, 음향출력이 얻어진다.
이렇게 음향 진동판에 그 면 방향의 진동 성분을 가지고 진동을 가함으로써 진동을 가하는 점에 큰 횡파는 발생하지 않고, 이 진동을 가하는 점에서 방사되는 음파가 다른 위치로부터 방사되는 음파에 비해 상당히 큰 음으로 청취되는 일 없이, 진동판 전체에 걸쳐 음상이 정위하게 되어, 확대감 있는 음상을 얻을 수 있게 된다.
음향 진동판으로서 밑면을 구비한 통형 진동판을 사용해도 된다. 액추에이터의 전달부는 이 통형 진동판의 개구부 측의 단면에 맞닿는다. 이 경우, 통형 진동판을 개구부 측으로부터 전파해 가는 탄성파는 상부 위치의 저부분에도 전파한다. 그 때문에 이 저부분으로부터도 음파가 외부에 방사되어, 음상의 확대감을 한층 더 높일 수 있게 된다.
예를 들면 액추에이터는 베이스 케이싱에 고정되고, 음향 진동판은 베이스 케이싱에 덤핑재를 통해 고정되어 있다. 이렇게 음향 진동판을 덤핑재를 통해 베이스 케이싱에 고정함으로써 액추에이터에 의한 진동(탄성파)이 베이스 케이싱에 전파되는 것이 저지되어, 베이스 케이싱 측에 음상이 정위하는 것이 방지된다.
전술한 바와 같이 음향 진동판을 베이스 케이싱에 고정할 때에, 착탈하도록 고정해도 된다. 이에 따라 재료, 사이즈, 형상이 다른 복수 종류의 음향 진동판으로부터 선택된 임의의 음향 진동판을 부착하여, 여러 가지 음색, 경관 등을 얻을 수 있게 된다.
예를 들면 복수 개의 액추에이터가 구비된다. 그리고, 이들 복수 개의 액추에이터의 전달부는, 각각, 음향 진동판의 서로 다른 위치에 맞닿는다. 예를 들면 복수 개의 액추에이터를 예를 들면 동일한 음성신호에 근거하여 구동함으로써 무지향성을 얻을 수 있게 된다. 또한 예를 들면 복수 개의 액추에이터를 각각 독립된 음향신호, 예를 들면 복수 채널의 음향신호, 또는 동일한 음향신호에 대하여 레벨, 지연시간, 주파수특성 등을 독립하여 조정해서 얻어진 복수의 음향신호 등에 근거하여 구동함으로써 음의 확대감을 높이는 음장처리가 가능해진다.
예를 들면 음향 진동판은, 서로 완전하게 혹은 부분적으로 이격된 복수 개의 분할 음향 진동판으로 이루어져도 된다. 이 경우, 복수 개의 액추에이터의 전달부가 각각 대응하는 분할 음향 진동판에 맞닿게 됨으로써 각 액추에이터의 여진의 독립성을 확보할 수 있고, 예를 들면 전술한 음장처리를 효과적으로 행할 수 있다.
예를 들면 음향 진동판은 한쪽 단부를 하단 측으로 해서 배치하고, 액추에이터는, 이 음향 진동판의 다른 쪽 단부에 전달부가 맞닿은 상태에서, 이 음향 진동판의 다른 쪽의 단부에 얹어 놓인 형태로 해도 된다. 이 경우, 액추에이터는 고정점을 가지지 않고 관성력으로 음향 진동판에 진동을 전달하는 것이며, 액추에이터가 구속되지 않으므로, 변형을 줄일 수 있다.
[실시예]
본 발명의 실시예에 관하여 설명한다. 도 1 ~ 도 4는, 실시예로서의 스피커 장치(100A)의 구성을 나타낸다. 도 1은 스피커 장치(100A)의 사시도, 도 2는 스피커 장치(100A)의 종단면도, 도 3은 스피커 장치(100A)의 평면도, 도 4는 스피커 장치(100A)의 밑면도다.
본 스피커 장치(100A)는, 베이스 케이싱(101)과, 파이프(102)와, 액추에이터로서의 자왜 액추에이터(103)와, 스피커 유닛(104)을 가지고 있다. 파이프(102)는 음향 진동판으로서의 통형 진동판을 구성하고 있다. 자왜 액추에이터(103)의 구동 로드(103a)는, 변위출력을 전달하는 전달부를 구성하고 있다.
베이스 케이싱(101)은, 예를 들면 합성 수지로 형성되어 있다. 이 베이스 케이싱(101)은, 전체로서 원판모양으로 형성되어 있지만, 그 중앙부에 원기둥 형상으로 관통한 개구부(105)가 설치된다. 이 베이스 케이싱(101)의 밑면 외주측을 따라 소정의 개수, 이 실시예에서는 3개의 각부(106)가 등각 간격으로 배치되어 있다.
각부(106)를 3개로 할 때, 이들 3개의 각부(106)는 설치 면에 반드시 접하므로, 예를 들면 4개의 각부를 설치할 경우에 비해, 안정된 설치가 가능해 진다. 또한 베이스 케이싱(101)의 밑면에 각부(106)를 설치함으로써, 베이스 케이싱(101)의 밑면을 설치 면으로부터 이격되게 할 수 있고, 이 베이스 케이싱(101)의 밑면측에 부착되는 스피커 유닛(104)으로부터의 음파가 외부에 방사할 수 있게 한다.
파이프(102)는, 소정의 재료, 예를 들면 투명한 아크릴로 형성되어 있다. 이 파이프(102)는 베이스 케이싱(101)에 고정되어 있다. 즉, 이 파이프(102)의 하단부 가, 복수의 위치, 이 실시예에서는 4군데에서, 금속제의 L자 앵글(107)을 사용하여, 베이스 케이싱(101)의 윗면에 고정되어 있다. 파이프(102)의 사이즈는, 일례로서, 예를 들면 길이가 1000mm, 직경이 100mm, 두께가 2mm이다.
이 경우, L자 앵글(107)의 일단 및 타단에는, 도시하지 않지만, 나사 결합용 둥근 구멍이 형성되어 있다. 이 L자 앵글(107)의 일단은 나사(109)를 사용해서 베이스 케이싱(101)의 윗면에 나사결합된다. 베이스 케이싱(101)에는, 나사(109)의 나사부와 나사 결합하는 나사 홈(도시 생략)이 형성되어 있다. 이 경우, L자 앵글(107)의 일단과 베이스 케이싱(101)의 윗면 사이에는, 링 형상의 고무재 등으로 구성되는 덤핑재(108)가 개재된다.
또한 L자 앵글(107)의 타단은, 나사(110) 및 너트(111)를 사용하여, 파이프(102)의 하단부에 나사결합된다. 파이프(102)의 하단부에는, 나사(110)의 나사부를 통과시키기 위한 둥근 구멍(도시 생략)이 형성되어 있다. 이 L자 앵글(107)의 타단과 파이프(102)의 외면 사이, 및 너트(111)와 파이프(102)의 내면 사이에는, 각각, 링 형상의 고무재 등으로 구성되는 덤핑재(112, 113)가 개재된다.
이렇게, 덤핑재(108, 112, 113)를 개재시킴으로써 자왜 액추에이터(103)에 의한 진동(탄성파)이 파이프(102) 및 L자 앵글(107)을 통해서 베이스 케이싱(101)에 전파되는 것을 저지할 수 있어, 베이스 케이싱(101) 측으로의 음상 정위가 방지된다.
복수 개, 본실시예에서는 4개의 자왜 액추에이터(103)가 베이스 케이싱(101)에 고정되어 있다. 4개의 자왜 액추에이터(103)는, 파이프(102)의 하단부 측의 원 형 단면을 따라 동일한 간격으로 배치되어 있다. 이 경우, 베이스 케이싱(101)에는 자왜 액추에이터(103)를 수납하기 위한 수납 구멍(114)이 형성되어 있다. 자왜 액추에이터(103)는 이 수납 구멍(114)에 수납됨으로써 베이스 케이싱(101)에 고정된다.
수납 구멍(114)의 밑면과 자왜 액추에이터(103) 사이에는, 고무재 등으로 구성되는 덤핑재(115)가 개재된다. 이렇게 덤핑재(115)를 개재시킴으로써 자왜 액추에이터(103)에 의한 진동이 베이스 케이싱(101)에 전파되는 것을 저지할 수 있어, 베이스 케이싱(101) 측으로의 음상 정위가 방지된다.
자왜 액추에이터(103)가 베이스 케이싱(101)의 수납 구멍(114)에 수납 고정된 상태에서는, 이 자왜 액추에이터(103)의 구동 로드(103a)는 파이프(102)의 하단부 측의 단면에 맞닿은 상태가 된다. 이 경우, 구동 로드(103a)의 변위방향은, 이 단면에 직교하는 방향, 따라서 파이프(102)의 축 방향으로 한다. 이 축 방향은, 파이프(102)의 면 방향(면에 평행한 방향)이기도 한다. 이러한 배치 상태로 함으로써 자왜 액추에이터(103)는, 파이프(102)의 하단부 측의 단면으로부터, 이 단면에 직교한 방향의 진동 성분을 가지고, 파이프(102)에 진동을 가할 수 있게 된다.
도 5는, 자왜 액추에이터(103)의 구성 예를 게시하고 있다. 자왜 액추에이터(103)는, 신장 방향으로 변위를 발생하는 막대 형상의 자왜소자(151), 이 자왜소자(151)에 제어 자계를 인가하기 위해, 이 자왜소자(151)의 주위에 배치된 자계 발생부로서의 솔레노이드 코일(152), 자왜소자(151)의 일단에 연결되어서 자왜 액추에이터(103)의 변위출력을 전달하는 가동 부재된 구동 로드(103a), 및 자왜소 자(151)와 솔레노이드 코일(152)을 수납하는 수납부(154)로 구성되어 있다.
수납부(154)는, 고정반(161), 영구자석(162) 및 통 형상 케이스(163)로 구성되어 있다. 고정반(161)에는, 자왜소자(151)의 타단이 연결되어 있고, 이 고정반(161)에 의해 자왜소자(151)가 지지되어 있다. 자왜소자(151)에 정적 바이어스 자계를 인가하는 영구자석(162)과 자기회로구성 부재인 통 형상 케이스(163)는, 수납되는 자왜소자(151)의 주위에 배치되어 있다. 통 형상 케이스(163)는, 영구자석(162)의 구동 로드(103a) 측과 고정반(161) 측에 부착되어 있고, 강자성체를 사용해서 구성함으로써 효율적으로 자왜소자(151)에 정적 바이어스 자계를 인가할 수 있다. 또한 고정반(161)도 강자성체를 사용해서 구성함으로써 한층 더 효율적으로 자왜소자(151)에 정적 바이어스 자계를 인가할 수 있다.
구동 로드(103a)와 수납부(154) 사이에는 간격(155)이 구비되고, 구동 로드(103a)는 영구자석(162)에 의해 흡인되도록 강자성체를 사용해서 형성된다. 이에 따라 구동 로드(103a)와 수납부(154) 사이에서 자기적인 흡인력을 발생시키고, 이 자기적인 흡인력에 의해 구동 로드(103a)에 부착된 자왜소자(151)에 예하중이 가해진다.
도 6은, 도 5에 나타내는 자왜 액추에이터(103)에 있어서의 자속선도를 나타낸다. 영구자석(162)으로부터 생긴 자속선은, 통 형상 케이스(163)를 통과한 뒤, 간격(155), 구동 로드(103a), 고정반(161)을 통해 영구자석(162)을 향하게 된다. 이 때문에, 구동 로드(103a)와 수납부(154) 사이에서 자기적인 흡인력이 생기고, 이 자기적인 흡인력에 의해 자왜소자(151)에 예하중을 인가시킬 수 있다. 또한 자 속선의 일부는, 통 형상 케이스(163)를 통과한 뒤, 간격(155), 구동 로드(103a), 자왜소자(151), 고정반(161)을 통해 영구자석(162)을 향하게 된다. 이 때문에, 자왜소자(151)에 정적 바이어스 자계를 인가할 수 있다.
이 자왜 액추에이터(103)에서는, 구동 로드(103a)가 축받이에 의해 지지되지 않으므로, 구동 로드(103a)와 축받이의 마찰로 인한 문제가 없으므로, 변위출력의 손실을 대폭 저감할 수 있다.
또한 이 자왜 액추에이터(103)에서는, 자기적 흡인력에 의해 자왜소자(151)에 예하중을 가하므로, 자왜소자(151)의 변위의 주기가 짧아도 예하중을 안정되게 계속해서 가할 수 있고, 솔레노이드 코일(152)에 공급되는 제어 전류에 따른 변위출력을 정확하게 얻을 수 있다.
그 때문에 이 자왜 액추에이터(103)에서는, 솔레노이드 코일(152)에 흐르는 제어 전류와 구동 로드(103a)의 변위와의 관계가 리니어한 관계에 근접하므로, 이 자왜 액추에이터(103)의 특성에 의해 발생하는 변형이 경감되고, 따라서 피드백 보정의 부담을 경감할 수 있다.
또한 이 자왜 액추에이터(103)에서, 영구자석(162)은, 2개의 통 형상 케이스(163) 사이에 개재된다는 점에서, 자왜소자(151)에 인가되는 정적 바이어스 자계를, 고정반(161)의 위치에 영구자석을 설치할 경우에 비해 균일하게 할 수 있다. 또한, 구동 로드(103a)를 지지하는 축받이나, 구동 로드(103a)와 수납부(154)를 접속하기 위한 연결 부재, 자왜소자(151)에 예하중을 가하기 위한 용수철 등을 설치할 필요가 없어, 소형화가 용이함과 동시에 저렴하게 구성할 수 있다.
상기 파이프(102) 및 자왜 액추에이터(103)는, 가청주파수 대역의 고역측을 담당하는 스피커를 구성하고, 트위터로서 기능한다. 이에 반해 스피커 유닛(104)은, 가청주파수 대역의 저역측을 담당하는 스피커를 구성하고, 우퍼로서 기능한다.
스피커 유닛(104)은, 베이스 케이싱(101)의 밑면 측의 개구부(105)에 대응하는 위치에, 앞면이 아래쪽을 향한 상태에서, 예를 들면 나사(도시 생략)를 사용해서 부착되어 있다.
이 경우, 스피커 유닛(104)은, 파이프(102)와 동축으로 배치된 상태로 되어 있다. 이 스피커 유닛(104)의 앞면으로부터 출력되는 정상 음파는, 베이스 케이싱(101)의 밑면 측으로부터 외부에 방사된다. 또한 이 스피커 유닛(104)의 뒷면으로부터 출력되는 역상 음파는, 개구부(105) 및 파이프(102)를 통해, 파이프(102)의 상단부 측으로부터 외부에 방사된다. 이 경우, 파이프(102)는 공명관으로서 기능한다.
이때, 파이프(102)의 하단부 측의 단면과 베이스 케이싱(101) 사이에는, 예를 들면 고무재로 된 덤핑재(116)가 설치되어 있다. 이에 따라 자왜 액추에이터(103)에 의한 진동이 파이프(102)를 통해서 베이스 케이싱(101)에 전파되는 것을 저지하면서, 파이프(102)가 공명관으로서 양호하게 기능하도록 밀폐도를 향상시킬 수 있다.
도 7은, 4개의 자왜 액추에이터(103) 및 스피커 유닛(104)의 구동계의 구성을 나타낸다.
스테레오 음향신호를 구성하는 좌음향신호 AL 및 우음향신호 AR는 가산 기(121)에 공급되고, 이 가산기(121)에서는 그 음향신호 AL, AR가 합성되어서 모노럴 음향신호 SA가 생성된다. 이 모노럴 음향신호 SA로부터 하이패스 필터(122)로 고역 성분 SAH가 추출된다. 이 고역 성분 SAH는, 이퀄라이저(123)로 자왜 액추에이터(103)에 대응하는 주파수특성의 보정이 행해지고, 앰프(124-1 ~ 124-4)로 더 증폭된 후에, 4개의 자왜 액추에이터(103)에 구동신호로서 공급된다. 이에 따라 4개의 자왜 액추에이터(103)는 동일한 고역 성분 SAH으로 구동되고, 각각의 구동 로드(103a)는 그 고역 성분 SAH에 대응해서 변위한다.
또한 가산기(121)에서 생성되는 모노럴 음향신호 SA로부터 로패스 필터(125)에서 저역 성분 SAL이 추출된다. 이 저역 성분 SAL은, 이퀄라이저(126)에서 파이프(102)로 이루어지는 공명관에 대응하는 주파수특성의 보정이 행해지고, 수 밀리 초의 지연시간을 가지는 지연회로(127)에서 지연되고, 앰프(128)로 더 증폭된 후에, 스피커 유닛(104)에 구동신호로서 공급된다. 이에 따라 스피커 유닛(104)은, 저역 성분 SAL에서 구동된다.
스피커 유닛(104)으로의 저역 성분 SAL의 공급 경로에 지연회로(127)를 삽입함으로써 파이프(102)로부터 고역의 음파가 방사되는 시점에서, 스피커 유닛(104)으로부터 저역의 음파가 방사되는 시점이 늦어진다. 그 때문에 음상은 고역으로 끌린다는 인간의 청각상 특징으로 인해, 시청자는 고역의 음파가 방사되는 파이프(102) 부분에 음상을 느끼기 쉬워진다.
도 1 ~ 도 4에 나타내는 스피커 장치(100A)의 동작을 설명한다.
베이스 케이싱(101)에 수용 고정된 4개의 자왜 액추에이터(103)는, 모노럴 음향신호 SA의 고역 성분 SAH으로 구동되고, 그것들의 구동 로드(103a)는 그 고역 성분 SAH에 대응해서 변위한다. 그리고, 이 구동 로드(103a)의 변위에 의해, 파이프(102)에는, 그 하단부 측의 단면으로부터, 이 단면에 직교한 방향(면 방향)의 진동 성분을 가지고, 진동이 가해진다.
이 경우, 파이프(102)의 하단부 측의 단면은 종파로 여진되고, 이 파이프(102)를, 탄성파(진동)가 면 방향으로 전파해 간다. 그리고, 이 탄성파가 파이프(102)를 전파할 때에 종파, 횡파, 종파 ···의 모드 변환을 반복하여, 종파와 횡파의 혼재파가 되고, 횡파에 의해 파이프(102)의 면내 방향(면에 수직인 방향)의 진동이 여진된다. 이에 따라 파이프(102)로부터는 음파가 방사된다. 즉, 이 파이프(102)의 외면으로부터, 고역 성분 SAH에 대응하는 고역의 음향출력이 얻어진다.
또한 이 경우, 파이프(102)의 하단부 측의 원형 단면을 따라 동일한 간격으로 배치된 4개의 자왜 액추에이터(103)는 동일한 고역 성분 SAH으로 구동되므로, 파이프(102)의 전체 둘레로부터 무지향성으로 고역의 음향출력이 얻어진다.
또한 베이스 케이싱(101)의 밑면 측에 부착된 스피커 유닛(104)은, 모노럴 음향신호 SA의 저역 성분 SAL로 구동된다. 그리고, 이 스피커 유닛(104)의 앞면으로부터 저역의 음향출력(정상)이 얻어지고, 이 음향출력은 베이스 케이싱(101)의 밑면 측으로부터 외부로 방사되고, 이 스피커 유닛(104)의 뒷면으로부터 저역의 음향출력(역상)이 얻어지고, 이 음향출력은, 개구부(105) 및 파이프(102)를 통해, 파이프(102)의 상단부 측으로부터 외부로 방사된다.
도 1 ~ 도 4에 나타내는 스피커 장치(100A)에 의하면, 모노럴 음향신호 SA의 고역 성분 SAH로 구동되는 자왜 액추에이터(103)는, 파이프(102)에, 그 하단부 측의 단면으로부터, 이 단면에 직교한 방향(면 방향)의 진동 성분을 가지고, 진동을 가하는 것이다. 그 때문에 진동을 가하는 점에 큰 횡파는 발생하지 않고, 이 진동을 가하는 점에서의 음파가 다른 위치로부터 방사되는 음파에 비해 상당히 큰 음으로 청취되지 않고, 파이프(102)의 길이 방향 전체에 걸쳐 음상을 정위시킬 수 있고, 확대감 있는 음상을 얻을 수 있다.
여기에서, (1) 파이프에 하단부 측의 단면으로부터 축 방향으로 진동을 가한 경우와, (2) 파이프에 하단부 측의 측면으로부터 지름 방향으로 진동을 가한 경우로, 가속도 일정한 입력을 넣고, 출력도 가속도로 본, 시뮬레이션에 관하여 설명한다. 이 시뮬레이션에서는, 길이가 1000mm, 직경이 100mm, 두께가 2mm인 아크릴제 파이프를 상정하고 있다.
도 8은, 도 9에 화살표로 나타낸 바와 같이 지름방향으로 진동을 가한 경우에 있어서의 시뮬레이션 결과를 나타낸다. 곡선 a는 하단으로부터 2.8367cm의 「bottom」위치에 있어서의 주파수 응답을, 곡선 b는 하단으로부터 50cm의 「center」위치에 있어서의 주파수 응답을, 곡선 c는 하단으로부터 95.337cm의 「top」위치에 있어서의 주파수 응답을 나타낸다.
지름 방향으로 진동을 가한 경우, 진동을 가하는 점에 큰 횡파가 발생하고, 진동을 가하는 점에서의 음파가 다른 위치로부터 방사되는 음파에 비해 상당히 큰 음으로 청취되므로, 도 8에 나타낸 바와 같이 각 위치에 있어서 가속도(음압)의 차는 비교적 커지고, 파이프의 길이 방향의 각 위치에서 균일한 음압을 느낄 수 없 고, 따라서 확대감 있는 음상을 얻을 수는 없다.
도 10은, 도 11에 화살표로 나타낸 바와 같이 축 방향으로 진동을 가한 경우에 있어서의 시뮬레이션 결과를 나타낸다. 곡선 a는 하단으로부터 2.8367cm의 「bottom」위치에 있어서의 주파수 응답을, 곡선 b는 하단으로부터 50cm의 「center」위치에 있어서의 주파수 응답을, 곡선 c은 하단으로부터 95.337cm의 「top」위치에 있어서의 주파수 응답을 나타낸다.
축 방향(단면에 직교하는 방향)으로 진동을 가한 경우, 진동을 가하는 점에 큰 횡파가 발생하지 않고, 진동을 가하는 점에서의 음파가 다른 위치로부터 방사되는 음파에 비해 상당히 큰 음으로 청취되지 않으므로, 도 10에 나타낸 바와 같이 각 위치에 있어서 가속도(음압)의 차이는 비교적 작아지고, 파이프의 길이 방향의 각 위치에서 균일한 음압을 느낄 수 있고, 따라서 확대감 있는 음상을 얻을 수 있다.
또한 도 1 ~ 도 4에 나타내는 스피커 장치(100A)에 의하면, 파이프(102)를 그 하단부 측의 단면으로부터 자왜 액추에이터(103)로 진동을 가하고, 이 파이프(102)의 길이 방향의 각 위치로부터 음파를 방사시켜, 이 파이프(102)의 바깥 면으로부터 고역 성분 SAH에 대응하는 고역의 음성출력을 얻는 것이다. 따라서, 파이프(102)가 존재하는 음상 정위 장소에 자왜 액추에이터 등의 구동 디바이스가 존재하지 않으므로, 파이프(102)를 완전하게 투명하게 해도, 구동 디바이스가 보이지 않고, 예를 들면 음에 맞춘 시각적인 정보를 구동 디바이스에 방해되지 않고 파이프(102) 부분에 표시하는 것도 가능해진다.
또한 도 1 ~ 도 4에 나타내는 스피커 장치(100A)에 의하면, 베이스 케이싱(101)의 밑면 측에 부착된 스피커 유닛(104)의 앞면으로부터 얻어지는 저역의 음향출력(정상)은 베이스 케이싱(101)의 밑면 측으로부터 외부로 방사되고, 이 스피커 유닛(104)의 뒷면에서 얻어지는 저역의 음향출력(역상)은, 개구부(105) 및 파이프(102)를 거쳐, 파이프(102)의 상단부 측으로부터 외부로 방사되는 것이다. 그 때문에 저역의 음향출력에 관해서도, 파이프(102)의 길이 방향의 각 위치에서 균일한 음압을 느낄 수 있고, 파이프(102)의 길이 방향 전체에 걸쳐 음상을 정위시킬 수 있고, 따라서 확대감 있는 음상을 얻을 수 있다.
여기에서, (1) 파이프(102)의 상부 측에서만 음파를 방사했을 경우와, (2) 파이프(102)의 상부 측 및 하부 측 모두로부터 음파를 방사했을 경우로, 마이크로폰을 사용하여, 파이프(102)의 상부 및 하부로부터 각각 1m의 거리에 있는 「top」위치 및 「bottom」위치에 있어서의 SPL(Sound Pressure Level)을 측정해서 살펴보았다.
도 12는, 도 13에 화살표로 나타낸 바와 같이 파이프(102)의 상부 측에서만 음파를 방사했을 경우에 있어서의 측정 결과를 나타낸다. 곡선 a는 「top」위치에 있어서의 SPL을, 곡선 b는 「bottom」위치에 있어서의 SPL을 나타낸다. 도 12에 나타낸 바와 같이 파이프(102)의 상부 측에서만 음파를 방사했을 경우에는, 「bottom」위치의 레벨은 「top」위치의 레벨에 비해 낮고, 저역의 음향출력에 관해서, 파이프(102)의 길이 방향의 각 위치에서 균일한 음압을 느낄 수 없다.
도 14는, 도 15에 화살표로 나타낸 바와 같이 파이프(102)의 상부 측 및 하 부 측 모두로부터 음파를 방사했을 경우에 있어서의 측정 결과를 나타낸다. 곡선 a는 「top」위치에 있어서의 SPL을, 곡선 b는 「bottom」위치에 있어서의 SPL을 나타낸다. 도 14에 나타낸 바와 같이 파이프(102)의 상부 측 및 하부 측 모두로부터 음파를 방사했을 경우에는, 「bottom」위치의 레벨과 「top」위치의 레벨은 대부분 차가 없고, 저역의 음향출력에 관련해서, 파이프(102)의 길이 방향의 각 위치에서 균일한 음압을 느낄 수 있다.
이때, 상기에서는, 자왜 액추에이터(103) 및 스피커 유닛(104)의 구동계는 도 7에 나타낸 바와 같이 구성되고, 4개의 자왜 액추에이터(103)가 동일한 고역 성분 SAH으로 구동되는 것을 나타냈다. 그러나, 이들 4개의 자왜 액추에이터(103)가 독립된 고역 성분 SAH으로 구동되도록 할 수도 있다.
도 16은, 4개의 자왜 액추에이터(103) 및 스피커 유닛(104)의 구동계의 다른 구성을 나타낸다. 이 도 16에 있어서, 도 7과 대응하는 부분에는 동일한 부호를 부여하고, 그 상세한 설명은 생략한다.
하이패스 필터(122)에서 추출된 고역 성분 SAH는, 4개의 DSP(Digital Signal Processor)(129-1 ~ 129-4)에 공급된다. 이들 DSP(129-1 ~ 129-4)에서는, 각각 독립하여, 고역 성분 SAH에 대하여, 레벨, 지연시간, 주파수특성 등이 조정된다. 이들 DSP(129-1 ~ 129-4)로부터 출력되는 고역 성분 SAH1 ~ SAH4는, 각각 앰프(124-1 ~ 124-4)에서 증폭된 후에, 4개의 자왜 액추에이터(103)에 구동신호로서 공급된다. 이에 따라 4개의 자왜 액추에이터(103)는 각각 독립된 고역 성분 SAH1 ~ SAH4에서 구동되고, 각각의 구동 로드(103a)는 그 고역 성분 SAH1 ~ SAH4에 대응해 서 변위한다.
또한 로패스 필터(125)에서 추출된 저역 성분 SAL은 DSP(130)에 공급된다. 이 DSP(130)에서는, 예를 들면 전술한 도 7의 이퀄라이저(126), 지연회로(127)에 해당하는 처리가 행해진다. 이 DSP(130)로부터 출력되는 저역 성분은, 앰프(128)에서 증폭된 후에, 스피커 유닛(104)에 구동신호로서 공급된다. 이에 따라 스피커 유닛(104)은, 저역 성분으로 구동된다.
이 도 16에 나타내는 구동계의 구성에서는, 4개의 자왜 액추에이터(103)가 각각 DSP(129-1 ~ 129-4)로 독립하여 처리된 고역 성분 SAH1 ~ SAH4로 구동되므로, 음의 확대감을 높이는 음장 처리가 가능해 진다.
이때, 도 16에 있어서는, 4개의 자왜 액추에이터(103)를 구동하는 고역 성분 SAH1 ~ SAH4를 모노럴 음향신호 SA로부터 얻는 것을 나타냈지만, 스테레오음향신호를 구성하는 좌음향신호 AL 및 우음향신호 AR, 혹은 멀티채널의 음향신호로부터 얻어도 된다.
다음으로 본 발명의 다른 실시예에 관하여 설명한다. 도 17 ~ 도 19는, 실시예로서의 스피커 장치(100B)의 구성을 나타낸다. 도 17은 스피커 장치(100B)의 종단면도, 도 18은 도 17의 A-A선에서 아래쪽을 본 스피커 장치(100B)의 횡단면도, 도 19는 스피커 장치(100B)의 평면도(단, 도 17의 A-A선에서 아래쪽은 생략)다. 이들 도 17 ~ 도 19에 있어서, 도 1 ~ 도 4과 대응하는 부분에는 동일한 부호를 부여하고, 그 상세한 설명은 생략한다.
이 스피커 장치(100B)는, 도 1 ~ 도 4에 나타내는 스피커 장치(100A)에, 파 이프(102)의 지지구(131)를 더 부가한 것이다. 이 지지구(131)는, 베이스 케이싱(101)의 윗면에 고정되는 하부 십자 부재(132)와, 파이프(102)의 상부에 고정되는 상부 십자 부재(133)와, 일단이 하부 십자 부재(132)의 중심부에 접속되고, 타단이 상부 십자 부재(133)에 접속된 봉재(134)로 구성되어 있다.
하부 십자 부재(132)의 4개의 단부에는 도시는 생략하지만 나사 결합용 둥근 구멍이 형성되어 있다. 그리고, 이 4개의 단부는, 각각, 나사(135)로 베이스 케이싱(101)의 윗면에 나사결합된다. 베이스 케이싱(101)에는, 나사(135)의 나사부와 나사 결합하는 나사 홈(도시 생략)이 형성되어 있다.
또한 상부 십자 부재(133)의 4개의 단부(133e)는, 폭이 넓게 형성되어 있음과 동시에, 아래쪽으로 직각으로 절곡되어 있다. 이 4개의 단부(133e)에는 도시는 생략하지만 나사 결합용 둥근 구멍이 형성되어 있다. 이 상부 십자 부재(133)의 4개의 단부(133e)는, 나사(136) 및 너트(137)를 사용하여, 파이프(102)의 상단부에 나사결합된다. 파이프(102)의 상단부에는, 나사(136)의 나사부를 통과시키기 위한 둥근 구멍(도시 생략)이 형성되어 있다.
이 상부 십자 부재(133)의 4개의 단부(133e)와 파이프(102)의 외면 사이, 및 너트(137)과 파이프(102)의 내면 사이에는, 각각, 링 형상의 고무재 등으로 구성되는 덤핑재(138, 139)가 개재된다. 이에 따라 자왜 액추에이터(103)에 의한 진동(탄성파)이 파이프(102) 및 지지구(131)를 통해 베이스 케이싱(101)에 전파되는 것을 저지하고 있다.
도 17 ~ 도 19에 나타내는 스피커 장치(100B) 외에는, 상기 도 1 ~ 도 4에 나타내는 스피커 장치(100A)와 동일하게 구성되어 있다. 이 도 17 ~ 도 19에 나타내는 스피커 장치(100B)는, 상기 도 1 ~ 도 4에 나타내는 스피커 장치(100A)와 동일하게 동작한다.
이 스피커 장치(100B)에 의하면, 상기 스피커 장치(100A)와 동일한 효과를 얻을 수 있고, 더욱이 지지구(131)에 의해 파이프(102)를 지지하도록 하고 있으므로, 파이프(102)를 길게 하는 경우의 안정성을 증대시키는 효과가 있다. 또한 이 지지구(131)는, 상기한 바와 같이 봉재(134) 등으로 구성되고, 파이프(102) 내의 점유 용적을 적게 하고 있으므로, 파이프(102)의 공명관으로서의 기능에 대한 영향은 거의 없다.
다음으로 본 발명의 다른 실시예에 관하여 설명한다. 도 20은, 실시예로서의 스피커 장치(100C)의 구성을 나타낸다. 도 20은 스피커 장치(100C)의 사시도다. 이 도 20에 있어서, 도 1과 대응하는 부분에는 동일한 부호를 부여하고, 그 상세한 설명은 생략한다.
이 스피커 장치(100C)에 있어서는, 도 1에 나타내는 스피커 장치(100A)에 있어서의 파이프(102) 대신에, 밑면을 구비한 통형 진동판인 파이프(102C)가 사용된다. 이 파이프(102C)에 있어서, 상단부 측은 저부분(102d)으로 폐쇄된 폐쇄면, 하단부 측은 개방 면으로 하고, 베이스 케이싱(101)의 윗면에 고정되어 있다. 상세한 설명은 생략하지만, 이 파이프(102C)의 고정의 방법은, 전술한 파이프(102)의 고정 방법과 같다.
베이스 케이싱(101)에 고정된 자왜 액추에이터(103)의 구동 로드(103a)는, 이 파이프(102C)의 하단부 측의 단면에 맞닿아 있다. 이에 따라 파이프(102C)에도, 전술한 파이프(102)와 마찬가지로, 자왜 액추에이터(103)에 의해, 하단부 측의 단면으로부터, 이 단면에 직교한 방향(면 방향)의 진동 성분을 가지고, 진동이 가해진다.
이때, 이 스피커 장치(100C)에 있어서는, 파이프(102C)의 하단부 측의 단면과 베이스 케이싱(101) 사이에는, 도 1에 나타내는 스피커 장치(100A)에서와 같은 덤핑재(116)가 설치되어 있지 않다. 이는, 파이프(102C)는, 그 상단부 측이 저부분(102d)으로 폐쇄되어 있기 때문에 공명관으로서는 기능하지 않으므로, 공명관으로서의 밀폐도를 높일 필요가 없기 때문이다.
도 20에 나타내는 스피커 장치(100C) 외에는, 상기 도 1에 나타내는 스피커 장치(100A)와 동일하게 구성되어 있다. 이 도 20에 나타내는 스피커 장치(100C)는, 파이프(102C)가 공명관으로서 기능하지 않는 것을 제외하고, 도 1에 나타낸 스피커 장치(100A)와 동일하게 동작한다.
이 스피커 장치(100C)에 의하면, 상기 도 1에 나타내는 스피커 장치(100A)와 동일하게, 모노럴 음성신호 SA의 고역 성분 SAH로 구동되는 자왜 액추에이터(103)에서는, 파이프(102C)에, 그 하단부 측의 단면으로부터, 이 단면에 직교한 방향의 진동 성분을 가지고, 진동을 가하는 것이다. 그 때문에 진동을 가하는 점에 큰 횡파는 발생하지 않고, 이 진동을 가하는 점으로부터의 음파가 다른 위치로부터 방사되는 음파에 비해 상당히 큰 음으로 청취되는 일 없이, 파이프(102C) 길이 방향 전체에 걸쳐 음상을 정위시킬 수 있어, 확대감 있는 음상을 얻을 수 있다.
또한 이 스피커 장치(100C)에 의하면, 파이프(102C)의 상단부 측이 저부분(102d)으로 폐쇄되어 있으므로, 이 저부분(102d)에도 자왜 액추에이터(103)에 의한 진동(탄성파)이 전파되고, 이 저부분(102d)으로부터도 음파를 외부에 방사시킬 수 있어, 음상의 확대감을 더욱 높일 수 있다.
다음으로 본 발명의 다른 실시예에 관하여 설명한다. 도 21, 도 22는 실시예로서의 스피커 장치(100D)의 구성을 나타낸다. 도 21은 스피커 장치(100D)의 사시도, 도 22는 도 21의 B-B 선상의 종단면도다. 이들 도 21, 도 22에 있어서, 도 1, 도 2와 대응하는 부분에는 동일한 부호를 부여하고, 그 상세한 설명은 생략한다.
상기 도 1, 도 2에 나타내는 스피커 장치(100A)에서는 음향 진동판이 통형 진동판으로서의 파이프(102)인 것을 나타냈지만, 스피커 장치(100D)에서는, 음향 진동판이 평판형 진동판으로서의 직사각형인 아크릴판(102D)을 사용한다.
이 아크릴판(102D)은, 베이스 케이싱(101)에 고정되어 있다. 즉, 이 아크릴판(102D)의 하단부가, 복수의 위치, 이 실시예에서는 2군데에서, 각각, 2개의 금속제인 L자 앵글(141a, 14lb)을 사용하여, 베이스 케이싱(101)의 윗면에 고정되어 있다.
이 경우, L자 앵글(141a, 14lb)의 일단 및 타단에는, 도시는 생략하지만, 나사 결합용 둥근 구멍이 형성되어 있다. L자 앵글(141a, 14lb)의 일단은 나사(142a, 142b)를 사용해서 베이스 케이싱(101)의 윗면에 나사결합된다. 베이스 케이싱(101)에는, 나사(142a, 142b)의 나사부와 나사 결합하는 나사 홈(도시 생략)이 형성되어 있다. 이 경우, L자 앵글(141a, 14lb)의 일단과 베이스 케이싱(101)의 윗면 사이에 는, 링 형상의 고무재 등으로 구성되는 덤핑재(143a, 143b)가 개재된다.
또한 L자 앵글(141a, 141a)의 타단은, 나사(144) 및 너트(145)를 사용하여, 아크릴판(102D)의 하단부에 나사결합한다. 아크릴판(102D)의 하단부에는, 나사(144)의 나사부를 통과시키기 위한 둥근 구멍(도시 생략)이 형성되어 있다. 여기에서, L자 앵글(141a)은 아크릴판(102D)의 한쪽의 면 측에 배치되고, L자 앵글(14lb)은 아크릴판(102D)의 다른 쪽 면 측에 배치되어 있다. L자 앵글(141a)의 타단과 아크릴판(102D)의 하나의 면 사이, 및 L자 앵글(14lb)의 타단과 아크릴판(102D)의 다른 면 사이에는, 각각, 링 형상의 고무재 등으로 구성되는 덤핑재(146a, 146b)가 개재된다.
이렇게, 덤핑재(143a, 143b, 146a, 146b)를 개재시킴으로써 자왜 액추에이터(103)에 의한 진동이 아크릴판(102D) 및 L자 앵글(141a, 141a)을 통해 베이스 케이싱(101)에 전파되는 것을 저지할 수 있어, 베이스 케이싱(101) 측에 음상이 정위하는 것이 방지된다.
복수 개, 본실시예에서는 2개의 자왜 액추에이터(103)가 베이스 케이싱(101)에 고정되어 있다. 2개의 자왜 액추에이터(103)는, 아크릴판(102D)의 하단부 측의 단면을 따라 배치되어 있다. 이 경우, 베이스 케이싱(101)에는 자왜 액추에이터(103)를 수납하기 위한 수납 구멍(147)이 형성되어 있다. 자왜 액추에이터(103)는 이 수납 구멍(147)에 수납됨으로써 베이스 케이싱(101)에 고정된다.
수납 구멍(147)의 밑면과 자왜 액추에이터(103) 사이에는, 고무재 등으로 구성되는 덤핑재(148)가 개재된다. 이렇게 덤핑재(148)를 개재시킴으로써 자왜 액추 에이터(103)에 의한 진동이 베이스 케이싱(101)에 전파되는 것을 저지할 수 있어, 베이스 케이싱(101) 측에 음상이 정위하는 것이 방지된다.
자왜 액추에이터(103)가 베이스 케이싱(101)의 수납 구멍(147)에 수납 고정된 상태에서는, 이 자왜 액추에이터(103)의 구동 로드(103a)는 아크릴판(102D)의 하단부 측의 단면에 맞닿은 상태가 된다. 이 경우, 구동 로드(103a)의 변위 방향은, 이 단면에 직교하는 방향, 따라서 아크릴판(102D)의 면 방향이 된다. 이러한 배치 상태로 함으로써 자왜 액추에이터(103)는, 아크릴판(102D)의 하단부 측의 단면으로부터, 이 단면에 직교한 방향의 진동 성분을 가지고, 아크릴판(102D)에 진동을 가할 수 있게 된다.
2개의 자왜 액추에이터(103)는, 예를 들면 상기 도 7에 나타낸 바와 같은 구동계에 의해, 동일한 고역 성분 SAH으로 구동되고, 각각의 구동 로드(103a)는 그 고역 성분 SAH에 대응해서 변위한다. 또는, 이들 2개의 자왜 액추에이터(103)는, 예를 들면 상기 도 16에 나타낸 바와 같은 구동계에 의해, 서로 독립된 고역 성분 SAH1, SAH2으로 구동되고, 각각의 구동 로드(103a)는 그 고역 성분 SAH1, SAH2에 대응해서 변위한다.
도 21, 도 22에 나타내는 스피커 장치(100D)의 동작에 대해 설명한다.
베이스 케이싱(101)에 수용, 고정된 2개의 자왜 액추에이터(103)는, 예를 들면 모노럴 음성신호 SA의 고역 성분 SAH으로 구동되고, 그것들의 구동 로드(103a)는 그 고역 성분 SAH에 대응해서 변위한다. 그리고, 이 구동 로드(103a)의 변위에 의해, 아크릴판(102D)에는, 그 하단부 측의 단면으로부터, 이 단면에 직교한 방향 의 진동 성분을 가지고, 진동이 가해진다.
이 경우, 아크릴판(102D)의 하단부 측의 단면은 종파로 여진되고, 이 아크릴판(102D)을, 탄성파(진동)가 면 방향으로 전파해 간다. 그리고, 이 탄성파가 아크릴판(102D)을 전파할 때에 종파, 횡파, 종파 ···의 모드 변환을 반복하고, 종파와 횡파의 혼재파가 되고, 횡파에 의해 아크릴판(102D)의 면내 방향(면에 수직인 방향)의 진동이 여진된다. 이에 따라 아크릴판(102D)의 하나의 면 및 다른 면으로부터는 음파가 방사된다. 즉, 이 아크릴판(102D)의 바깥 면으로부터, 고역 성분 SAH에 대응하는 고역의 음향출력이 얻어진다.
또한 베이스 케이싱(101)의 밑면 측에 부착된 스피커 유닛(104)은, 모노럴 음향신호 SA의 저역 성분 SAL로 구동된다. 그리고, 이 스피커 유닛(104)의 앞면으로부터 저역의 음향출력(정상)이 얻어지고, 이 음향출력은 베이스 케이싱(101)의 밑면 측으로부터 외부로 방사되고, 이 스피커 유닛(104)의 뒷면에서 저역의 음향출력(역상)이 얻어지며, 이 음향출력은, 개구부(105)를 통해, 베이스 케이싱(101)의 윗면 측으로부터 외부로 방사된다.
이 스피커 장치(100D)에 의하면, 도 1에 나타내는 스피커 장치(100A)와 동일하게, 예를 들면 모노럴 음성신호 SA의 고역 성분 SAH로 구동되는 자왜 액추에이터(103)에서는, 아크릴판(102D)에, 그 하단부 측의 단면으로부터, 이 단면에 직교한 방향(면 방향)의 진동 성분을 가지고, 진동을 가하는 것이다. 그 때문에 진동을 가하는 점에 큰 횡파는 발생하지 않고, 이 진동을 가하는 점에서의 음파가 다른 위치로부터 방사되는 음파에 비교해서 상당히 큰 음으로 청취되는 일 없이, 아크릴 판(102D) 전체 면에 걸쳐 음상을 정위시킬 수 있어, 확대감 있는 음상을 얻을 수 있다.
또한 이 스피커 장치(100D)에 의하면, 아크릴판(102D)에 그 하단부 측의 단면으로부터 자왜 액추에이터(103)로 진동을 가하고, 이 아크릴판(102D)의 길이 방향의 각 위치로부터 음파를 방사시켜, 이 아크릴판(102D)의 바깥 면으로부터 고역 성분 SAH에 대응하는 고역의 음향출력을 얻는 것이다. 따라서, 아크릴판(102D)이 존재하는 음상 정위 장소에 자왜 액추에이터 등의 구동 디바이스가 존재하지 않으므로, 아크릴판(102D)을 완전히 투명하게 해도, 구동 디바이스가 보이는 일이 없고, 예를 들면 음에 맞춘 시각적인 정보를 구동 디바이스에 방해받지 않고 아크릴판(102D) 부분에 표시하는 것도 가능해 진다.
다음으로 본 발명의 다른 실시예에 관하여 설명한다. 도 23은, 실시예로서의 스피커 장치(100E)의 구성을 나타낸다. 도 23은 스피커 장치(100E)의 사시도다. 이 도 23에 있어서, 도 1과 대응하는 부분에는 동일한 부호를 부여하고, 그 상세한 설명은 생략한다.
이 스피커 장치(100E)에 있어서는, 도 1의 스피커 장치(100A)에서의 베이스 케이싱(101) 대신에, 개구부를 가지지 않는, 원판형 베이스 케이싱(101E)이 사용된다. 이 베이스 케이싱(101E)의 윗면에, 파이프(102)가 고정되어 있는 것과 함께, 4개의 자왜 액추에이터(103)(2개만 도시)가 수납, 고정되어 있다. 상세한 설명은 생략하지만, 이들 파이프(102) 및 자왜 액추에이터(103)의 고정 방법은, 상기 도 1의 스피커 장치(100A)의 경우와 같다.
또한 이 스피커 장치(100E)에 있어서는, 베이스 케이싱(101E)에 스피커 유닛은 부착되어 있지 않다.
4개의 자왜 액추에이터(103)는, 예를 들면 상기 도 7에 나타낸 바와 같은 구동계에 의해, 동일한 고역 성분 SAH으로 구동되고, 각각의 구동 로드(103a)는 그 고역 성분 SAH에 대응해서 변위한다. 또는, 이들 4개의 자왜 액추에이터(103)는, 예를 들면 상기 도 16에 나타낸 바와 같은 구동계에 의해, 서로 독립된 고역 성분 SAH1 ~ SAH4로 구동되고, 각각의 구동 로드(103a)는 그 고역 성분 SAH1 ~ SAH4에 대응해서 변위한다.
이 스피커 장치(100E) 외에는, 도 1에 나타내는 스피커 장치(100A)와 동일하게 구성되어 있다. 그리고, 이 스피커 장치(100E)의 파이프(102) 및 자왜 액추에이터(103) 부분은 도 1에 나타내는 스피커 장치(100A)에 있는 것과 동일하게 동작하고, 파이프(102)의 바깥 면으로부터 고역 성분 SAH에 대응하는 고역의 음향출력이 얻어진다.
이 스피커 장치(100E)에 의하면, 도 1에 나타내는 스피커 장치(100A)와 동일하게, 예를 들면 모노럴 음성신호 SA의 고역 성분 SAH으로 구동되는 자왜 액추에이터(103)에서는, 파이프(102)에, 그 하단부 측의 단면으로부터, 이 단면에 직교한 방향(면 방향)의 진동 성분을 가지고, 진동을 가하는 것이다. 그 때문에 진동을 가하는 점에 큰 횡파는 발생하지 않고, 이 진동을 가하는 점에서의 음파가 다른 위치로부터 방사되는 음파에 비해 상당히 큰 음으로 청취되는 일 없이, 파이프(102)의 길이 방향 전체에 걸쳐 음상을 정위시킬 수 있어, 확대감 있는 음상을 얻을 수 있 다.
다음으로 본 발명의 다른 실시예에 관하여 설명한다. 도 24는, 실시예로서의 스피커 장치(100F)의 구성을 나타낸다. 도 24는 스피커 장치(100F)의 사시도다. 이 도 24에 있어서, 도 21과 대응하는 부분에는 동일한 부호를 부여하고, 그 상세한 설명은 생략한다.
이 스피커 장치(100F)에 있어서는, 도 21의 스피커 장치(100D)에 있어서의 베이스 케이싱(101) 대신에, 개구부를 가지지 않는, 원판형 베이스 케이싱(101E)이 사용된다. 이 베이스 케이싱(101E)의 윗면에, 아크릴판(102D)이 고정되어 있는 것과 함께, 2개의 자왜 액추에이터(103)가 수납 고정되어 있다. 상세한 설명은 생략하지만, 이들 아크릴판(102D) 및 자왜 액추에이터(103)의 고정 방법은, 상기 도 21의 스피커 장치(100D)의 경우와 같다.
또한 이 스피커 장치(100F)에 있어서는, 베이스 케이싱(101E)에 스피커 유닛은 부착되어 있지 않다.
2개의 자왜 액추에이터(103)는, 예를 들면 상기 도 7에 나타낸 바와 같은 구동계에 의해, 동일한 고역 성분 SAH로 구동되고, 각각의 구동 로드(103a)는 그 고역 성분 SAH에 대응해서 변위한다. 또는, 이들 2개의 자왜 액추에이터(103)는, 예를 들면 상기의 도 16에 나타낸 바와 같은 구동계에 의해, 서로 독립된 고역 성분 SAH1, SAH2로 구동되고, 각각의 구동 로드(103a)는 그 고역 성분 SAH1, SAH2에 대응해서 변위한다.
이 스피커 장치(100F) 외에는, 도 21에 나타내는 스피커 장치(100D)와 동일 하게 구성되어 있다. 그리고, 이 스피커 장치(100F)의 아크릴판(102D) 및 자왜 액추에이터(103) 부분은 도 21에 나타내는 스피커 장치(100D)에 있는 것과 동일하게 동작하고, 아크릴판(102D)의 바깥 면으로부터 고역 성분 SAH에 대응하는 고역의 음향출력이 얻어진다.
이 스피커 장치(100F)에 의하면, 도 21에 나타내는 스피커 장치(100D)와 동일하게, 예를 들면 모노럴 음향신호 SA의 고역 성분 SAH으로 구동되는 자왜 액추에이터(103)는, 아크릴판(102D)에, 그 하단부 측의 단면으로부터, 이 단면에 직교한 방향(면 방향)의 진동 성분을 가지고, 진동을 가하는 것이다. 그 때문에 진동을 가하는 점에 큰 횡파는 발생하지 않고, 이 진동을 가하는 점에서의 음파가 다른 위치로부터 방사되는 음파에 비해 상당히 큰 음으로 청취되는 일 없이, 아크릴판(102D)의 전체 면에 걸쳐 음상을 정위시킬 수 있어, 확대감 있는 음상을 얻을 수 있다.
다음으로 본 발명의 다른 실시예에 관하여 설명한다. 도 25, 도 26은, 실시예로서의 스피커 장치(100G)의 구성을 나타낸다. 도 25는 스피커 장치(100G)의 사시도, 도 26은 스피커 장치(100G)의 평면도다. 이 도 25, 도 26에 있어서, 도 1 ~ 도 4과 대응하는 부분에는 동일한 부호를 부여하고, 그 상세한 설명은 생략한다.
이 스피커 장치(100G)는, 케이싱(171)과, 음향 진동판으로서의 파이프(102)와, 액추에이터로서의 자왜 액추에이터(103)를 가지고 있다. 케이싱(171)은, 예를 들면 합성 수지로 원판 형상으로 형성되어 있다. 이 케이싱(171)은, 파이프(102)의 상단부 측에 배치되어 있다.
복수 개, 본 실시예에서는 4개의 자왜 액추에이터(103)가 케이싱(171)의 밑 면 측에 고정되어 있다. 4개의 자왜 액추에이터(103)는, 파이프(102)의 상단부 측의 원형 단면을 따라 동일한 간격으로 배치되어 있다. 이 경우, 케이싱(171)에는 자왜 액추에이터(103)를 수납하기 위한 수납 구멍(도시 생략)이 형성되어 있고, 자왜 액추에이터(103)는 이 수납 구멍에 수납됨으로써 케이싱(171)에 고정된다.
케이싱(171)에 수납 고정된 4개의 자왜 액추에이터(103)의 구동 로드(103a)의 선단은, 각각 파이프(102)의 상단부 측의 단면에 접착되어 있다. 이 경우, 구동 로드(103a)의 변위 방향은, 이 단면에 직교하는 방향, 따라서 파이프(102)의 축 방향으로 한다. 이 축 방향은, 파이프(102)의 면 방향(면에 평행한 방향)이기도 한다. 이러한 배치 상태로 함으로써 자왜 액추에이터(103)는, 파이프(102)의 상단부 측의 단면으로부터, 이 단면에 직교한 방향의 진동 성분을 가지고, 파이프(102)에 진동을 가할 수 있게 된다.
4개의 자왜 액추에이터(103)는, 예를 들면 상기 도 7에 나타낸 바와 같은 구동계에 의해, 동일한 고역 성분 SAH으로 구동되고, 각각의 구동 로드(103a)는 그 고역 성분 SAH에 대응해서 변위한다. 또는, 이들 4개의 자왜 액추에이터(103)는, 예를 들면 상기 도 16에 나타낸 바와 같은 구동계에 의해, 서로 독립된 고역 성분 SAH1 ~ SAH4로 구동되고, 각각의 구동 로드(103a)는 그 고역 성분 SAH1 ~ SAH4에 대응해서 변위한다.
이 스피커 장치(100G)의 파이프(102) 및 자왜 액추에이터(103) 부분은 도 1에 나타내는 스피커 장치(100A)에 있어서의 파이프(102) 및 자왜 액추에이터(103)와 마찬가지로 동작하고, 파이프(102)의 바깥 면으로부터 고역 성분 SAH에 대응하 는 고역의 음향출력이 얻어진다.
이 스피커 장치(100G)에 의하면, 도 1에 나타내는 스피커 장치(100A)와 동일하게, 예를 들면 모노럴 음향신호 SA의 고역 성분 SAH으로 구동되는 자왜 액추에이터(103)는, 파이프(102)를, 그 상단부 측의 단면으로부터, 이 단면에 직교한 방향(면 방향)의 진동 성분을 가지고, 진동을 가하는 것이다. 그 때문에 진동을 가하는 점에 큰 횡파는 발생하지 않고, 이 진동을 가하는 점에서의 음파가 다른 위치로부터 방사되는 음파에 비해 상당히 큰 음으로 청취되는 일 없이, 파이프(102)의 길이 방향 전체에 걸쳐 음상을 정위시킬 수 있어, 확대감 있는 음상을 얻을 수 있다.
또한, 이 스피커 장치(100G)에 의하면, 자왜 액추에이터(103)는 파이프(102)의 상단부 측에 배치된 케이싱(171)에 고정되어 있고, 이 자왜 액추에이터(103)는 고정 점을 가지지 않고 관성력으로 파이프(102)에 진동을 전하는 것으로, 자왜 액추에이터(103)가 구속되지 않으므로, 변형을 줄일 수 있다.
다음으로 본 발명의 다른 실시예에 관하여 설명한다. 도 27, 도 28은, 실시예로서의 스피커 장치(100H)의 구성을 나타낸다. 도 27은 스피커 장치(100H)의 사시도, 도 28은 스피커 장치(100H)의 종단면도다. 이 도 27, 도 28에 있어서, 도 1, 도 2과 대응하는 부분에는 동일한 부호를 부여하고, 그 상세한 설명은 생략한다.
이 스피커 장치(100H)는, 베이스 케이싱(101)과, 음향 진동판으로서의 파이프(102)와, 동전형(動電型) 액추에이터로서의 스피커 유닛(172)을 가지고 있다.
베이스 케이싱(101)의 개구부(105)에 스피커 유닛(172)이 위를 향하게 부착되어 있다. 이 스피커 유닛(172)은, 도 28에 나타낸 바와 같이 유닛 프레임(172a), 콘(172b), 엣지(172c), 폴(172d), 마그넷(172e), 요크(172f) 및 플레이트(172g)를 구비한 구성으로 되어 있다.
파이프(102)의 하단부는, 복수의 위치, 이 실시예에서는 4군데에서, 유닛 프레임(172a)에 고정되어 있다. 유닛 프레임(172a) 및 파이프(102)에는, 도시는 생략하지만, 나사 결합용 둥근 구멍이 형성되어 있다. 파이프(102)의 하단부는, 나사(173) 및 너트(174)를 사용하여, 유닛 프레임(172a)에 나사결합한다.
유닛 프레임(172a)과 파이프(102)의 바깥 면 사이, 및 너트(174)와 파이프(102)의 내면 사이에는, 각각, 링 형상의 고무재 등으로 구성되는 덤핑재(175, 176)가 개재된다.
상기한 바와 같이 파이프(102)의 하단부를 유닛 프레임(172a)에 고정한 상태에서, 그 파이프(102)의 하단부 측의 단면은 스피커 유닛(172)의 콘(172b)에 맞닿게 된다. 이 경우, 콘(172b)은, 변위출력을 전달하는 전달부를 구성하고 있다. 이러한 배치 상태로 함으로써 스피커 유닛(172)의 콘(172b)은, 파이프(102)의 하단부 측의 단면으로부터, 이 단면에 직교한 방향의 진동 성분을 가지고, 파이프(102)에 진동을 가할 수 있게 된다.
상기한 바와 같이, 덤핑재(175, 176)를 개재시킴으로써 스피커 유닛(172)의 콘(172b)에 의한 진동이 파이프(102) 및 유닛 프레임(172a)을 통해서 베이스 케이싱(101)에 전파되는 것을 저지할 수 있고, 베이스 케이싱(101) 측에 음상이 정위하는 것이 방지된다.
스피커 유닛(172)은, 예를 들면 모노럴 음향신호 SA로부터 추출된 고역 성분 SAH로 구동되고, 콘(172b)은 그 고역 성분 SAH에 대응해서 변위한다.
도 27, 도 28에 나타내는 스피커 장치(100H)의 동작을 설명한다.
베이스 케이싱(101)에 부착된 스피커 유닛(172)은, 모노럴 음향신호 SA의 고역 성분 SAH로 구동되고, 그 콘(172b)은 그 고역 성분 SAH에 대응해서 변위한다. 그리고, 이 콘(172b)의 변위에 의해, 파이프(102)에는, 그 하단부 측의 단면으로부터, 이 단면에 직교한 방향(면 방향)의 진동 성분을 가지고, 진동이 가해진다.
이 경우, 파이프(102)의 하단부 측의 단면은 종파로 여진되고, 이 파이프(102)를, 탄성파(진동)가 면 방향으로 전파해 간다. 그리고, 이 탄성파가 파이프(102)를 전파할 때에 종파, 횡파, 종파 ···의 모드 변환을 반복하여, 종파와 횡파의 혼재파가 되고, 횡파에 의해 파이프(102)의 면내 방향(면에 수직인 방향)의 진동이 여진된다. 이에 따라 파이프(102)로부터는 음파가 방사된다. 즉, 이 파이프(102)의 바깥 면으로부터, 고역 성분 SAH에 대응하는 고역의 음향출력이 얻어진다.
이 도 27, 도 28에 나타내는 스피커 장치(100H)에 의하면, 모노럴 음향신호 SA의 고역 성분 SAH로 구동되는 스피커 유닛(172)에서는, 파이프(102)에, 그 하단부 측의 단면으로부터, 이 단면에 직교한 방향(면 방향)의 진동 성분을 가지고, 진동을 가하는 것이다. 그 때문에 진동을 가하는 점에 큰 횡파는 발생하지 않고, 이 진동을 가하는 점에서의 음파가 다른 위치로부터 방사되는 음파에 비해 상당히 큰 음으로 청취되는 일 없이, 파이프(102)의 길이 방향 전체에 걸쳐 음상을 정위시킬 수 있어, 확대감 있는 음상을 얻을 수 있다.
한편, 상기 실시예에 있어서는, 통형 진동판으로서 원통형 파이프(102)를 사용한 것을 나타냈지만, 마찬가지로 각통형 파이프를 사용할 수도 있다. 또한 이들 통형 진동판으로서, 평판 부재를 둥글려서 제조한 것을 사용해도 된다. 이에 따라 통형 진동판의 제조가 용이해진다. 예를 들면 도 29a에 나타낸 바와 같은 평판 부재(181)를 둥글림으로써 도 29b에 나타낸 바와 같은 파이프(182)를 얻을 수 있다. 이 경우, 단부(화살표 P로 나타낸다)는, 접착제 등으로 접착한다. 이때, 단부를 접착하지 않고, 도 30에 나타낸 바와 같이 단면이 C형인 구성의 파이프(182')로 해서, 사용할 수도 있다.
도 31은, 평판 부재를 구부려 제조한 각통형 파이프(183)를 나타낸다. 이 파이프(183)는 단부(화살표 Q로 나타낸다)가 접착되어 있지 않고 슬릿이 형성된 상태로 되어 있지만, 완전히 접착되게 해도 된다.
또한 상기 실시예에 있어서는, 복수 개의 액추에이터(103)로 진동을 가하는 음향 진동판(파이프, 아크릴판)의 각 부분이 연결되는 예를 게시했지만, 예를 들면 도 32에 나타낸 바와 같이 2분할 이상으로 분할된 파이프(184)를 사용해도 된다. 도 32는 2분할인 예를 게시하고 있는데, 슬릿(184a, 184b)으로 2분할되어 있다. 또한 도 33은, 슬릿(185a ~ 185d)으로 4분할된 파이프(185)를 나타낸다.
이때, 도 32에 나타내는 파이프(184)는 슬릿(184a, 184b)으로 완전히 이격된 2개의 분할 부분으로 이루어진 것을 나타냈지만, 슬릿(185a, 185b)의 길이를 파이프(184)의 전체 길이보다 짧게 해서 부분적으로 이격된 2개의 분할 부분으로 이루어진 것으로 해도 된다. 또한 반대로, 도 33에 나타내는 파이프(185)는 슬릿 (185a ~ 185d)로 부분적으로 이격된 4개의 분할 부분으로 이루어진 것을 나타냈지만, 슬릿(184a, 184b)의 길이를 파이프(185)의 전체 길이와 같게 해서 완전히 이격된 4개 부분으로 이루어진 것으로 해도 된다.
파이프(184, 185)의 하단부 측의 화살표는, 진동을 가하는 방향을 나타낸다. 이렇게 진동 부재를 2분할 이상으로 분할한 구성으로 함으로써, 각 액추에이터의 여진의 독립성을 확보할 수 있고, 예를 들면 전술한 음장 처리를 효과적으로 행할 수 있다.
또한 상기 실시예에 있어서는, 음향 진동판으로서 통형 진동판인 파이프(102) 및 평판형 진동판인 아크릴판(102D)을 나타냈지만, 그 외의 형상의 음향 진동판을 사용한 구성으로 할 수도 있다. 예를 들면 도 34a는 막대형 진동판(186a)을 나타내고, 도 34b는 구각형 진동판(186b)을 나타내고, 도 34c는 구형 진동판(186c)을 나타내고, 도 34d는 원뿔형 진동판(186d)을 나타내고, 도 34e, 34f는 원뿔각형 진동판(186e, 186f)을 나타내고, 도 34g는 와인 글래스형 진동판(186g)을 나타내고, 도 34h는 지름이 서서히 커지는 원통형 진동판(186h)을 나타낸다. 이때, 도 34d 및 도 34e에 나타낸 바와 같이 원뿔형 진동판 및 원뿔각형 진동판의 경우, 원뿔의 정점에 한 개의 자왜 액추에이터(103)로 진동을 가하는 것으로 무지향성을 실현할 수 있다는 효과가 있다.
이들 각 진동판을 사용하는 경우에도, 자왜 액추에이터(103)가, 적어도 면 방향의 진동 성분을 가지고 진동판에 진동을 가하는 구성으로 함으로써, 진동을 가하는 점에서의 음파의 레벨을 경감할 수 있고, 확대감 있는 음상을 얻을 수 있게 된다.
또한 상기 실시예에 있어서, 파이프(102) 및 아크릴판(102D)은 그 하단부가 베이스 케이싱(101)의 윗면에 고정되는 것을 나타냈다(도 1, 도 21 참조). 이 경우, 나사(109, 142a)를 죄거나, 또는 그 죈 것을 품으로써 이들 파이프(102) 및 아크릴판(102D)을 자유자재로 착탈할 수 있다. 이때, 예를 들면 도 35a에 나타낸 바와 같은 아크릴판(102D)이 고정된 상태와, 도 35b에 나타낸 바와 같은 목판(102D')이 고정된 상태를, 임의로 변경할 수 있다.
이렇게, 음향 진동판이 베이스 케이싱에 자유자재로 착탈되도록 고정됨으로써 재료, 사이즈, 형상이 다른 복수 종류의 음향 진동판으로부터 임의의 음향 진동판을 선택해서 장착하여, 여러 가지 음색, 경관 등을 얻을 수 있게 된다.
또한 상기의 예를 들면 도 1에 스피커 장치(100A)에 있어서는, 파이프(102)에, 그 하단부 측의 원형 단면을 따라 동일한 간격에 배치된 4개의 자왜 액추에이터(103)로, 단면에 직교하는 방향의 진동 성분을 가지고 진동을 가함으로써 파이프(102)의 전체 둘레로부터 무지향성으로 고역의 음성출력을 얻는 것이다. 그러나, 도 36에 나타낸 바와 같이 한 개의 자왜 액추에이터(103)의 구동 로드(103a)를 파이프(191)의 하단 면 전체에 맞닿게 하고, 파이프(191)에 이 한 개의 자왜 액추에이터(103)로 진동을 가해서 파이프(191)의 전체 둘레로부터 무지향성으로 고역의 음향출력을 얻도록 할 수도 있다.
또한 상기의 예를 들면 도 1에 나타내는 스피커 장치(100A), 도 21에 나타내는 스피커 장치(100D)에 있어서는, 음향 진동판으로서의 파이프(102), 아크릴 판(102D)의 단면에, 자왜 액추에이터(103)의 구동 로드(103a)를 직접적으로 맞닿은 구성으로 했는데, 이 자왜 액추에이터(103)의 구동 로드(103a)를 음향 진동판에 간접적으로 맞닿게 해서 진동을 가하는 구성으로 할 수도 있다.
예를 들면 도 37a, 37b는, 파이프(192)의 하단면 전체에 맞닿도록 원판형 아크릴판(193)이 맞닿고, 이 아크릴판(193)의 하단면에 자왜 액추에이터(103)의 구동 로드(103a)를 맞닿게 한 것이다. 이때, 도 37a는 사시도, 도 37b는 종단면도다. 이 경우, 파이프(192)로서 예를 들면 두께 0.5mm의 얇고 가벼운 폴리카보네이트제의 파이프를 사용할 수 있으므로, 아크릴판(193)을 통해, 파이프(192)에, 그 단면에 직교하는 방향의 진동 성분을 가지고 진동을 가할 수 있고, 파이프(192)의 전체 둘레로부터 무지향성으로 고역의 음향출력을 얻을 수 있게 된다. 도 37b의 화살표 방향은 파이프(192)에 진동을 가하는 방향을 나타낸다. 이 경우에도, 한 개의 자왜 액추에이터(103)로 저렴하게 구성할 수 있다.
또한 예를 들면 도 38a, 38b는, 예를 들면 아크릴제 파이프(194)에, 그 하단부 측의 원형 단면을 따라 동일한 간격으로 배치된 2개의 자왜 액추에이터(103)로, 단면에 직교하는 방향의 진동 성분을 가지고 진동을 가하는 것으로, 자왜 액추에이터(103)의 구동 로드(103a)와 파이프(194)의 단면 사이에 삽입판(195)을 개재시킨 것이다. 이때, 도 38a는 사시도, 도 38b는 종단면도다. 이 경우, 삽입판(195)의 재질로는, 예를 들면 목재, 알루미늄, 유리 등을 사용할 수 있고, 재질에 따른 고유 진동모드가 다르므로, 재질에 따라 다른 음색을 얻을 수 있다.
또한 상기 실시예에 있어서는, 액추에이터로서 자왜 액추에이터, 동전형 액 추에이터를 사용한 것을 나타냈지만, 액추에이터로서, 예를 들면 압전형 액추에이터 등의 그 밖의 액추에이터를 사용해서 동일한 스피커 장치를 얻을 수 있음은 물론이다.
[산업상 이용 가능성]
본 발명은, 넓은 범위에 걸쳐 확대되는 음상을 얻을 수 있는 것으로, 오디오 비주얼 장치에 있어서의 스피커 장치 등에 적용할 수 있다.
본 발명에 의하면, 액추에이터의 변위출력을 전달하는 전달부를 음향 진동판에 맞닿게 하고, 이 음향 진동판을 적어도 면 방향의 진동 성분을 가지고 진동을 가하는 구성으로 하는 것으로, 확대감 있는 음상을 얻을 수 있다.

Claims (14)

  1. 음향 진동판과,
    상기 음향 진동판에 변위출력을 전달하기 위한 전달부가 직접적 또는 간접적으로 맞닿은 상태에서 설치되고, 음향신호에 근거하여 구동되는 액추에이터를 구비하고,
    상기 액추에이터는, 적어도 면 방향의 진동 성분을 가지고 상기 음향 진동판에 진동을 가하는 것을 특징으로 하는 스피커 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 음향 진동판은 단면을 가진 진동판이며,
    상기 액추에이터는, 상기 진동판의 단면에 적어도 직교하는 방향의 진동 성분을 가지고 상기 진동판에 진동을 가하는 것을 특징으로 하는 스피커 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 음향 진동판은 밑면을 구비한 통형 진동판이며,
    상기 액추에이터의 전달부는, 상기 밑면을 구비한 통형 진동판의 개구부 측의 단면에 맞닿는 것을 특징으로 하는 스피커 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 음향 진동판은 통형 진동판이며 상기 액추에이터의 전달부는 상기 통형 진동판의 한쪽의 단부 측의 단면에 맞닿고,
    상기 통형 진동판은, 평판 부재를 둥글려서 제조한 것을 특징으로 하는 스피커 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    베이스 케이싱을 더 구비하고,
    상기 액추에이터는, 상기 베이스 케이싱에 고정하고,
    상기 음향 진동판은, 상기 베이스 케이싱에 덤핑재를 통해 고정한 것을 특징으로 하는 스피커 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 음향 진동판은, 상기 베이스 케이싱에 자유자재로 착탈하도록 고정하는 것을 특징으로 하는 스피커 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 액추에이터를 복수 개 구비하고,
    상기 복수 개의 액추에이터의 전달부는, 각각, 상기 음향 진동판의 서로 다른 위치에 맞닿아 있는 것을 특징으로 하는 스피커 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 복수 개의 액추에이터는, 동일한 음향신호로 구동되는 것을 특징으로 하는 스피커 장치.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 복수 개의 액추에이터는, 각각, 독립된 음향신호로 구동되는 것을 특징으로 하는 스피커 장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 액추에이터는, 자왜 액추에이터 또는 동전형 액추에이터인 것을 특징으로 하는 스피커 장치.
  11. 제 7항에 있어서,
    상기 음향 진동판은, 서로 완전히 혹은 부분적으로 이격되어 있는 복수 개의 분할 음향 진동판으로 이루어지고,
    상기 복수 개의 액추에이터의 전달부는, 각각, 대응하는 상기 분할 음향 진동판에 맞닿아 있는 것을 특징으로 하는 스피커 장치.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 음향 진동판은 한쪽 단부를 하단 측으로 해서 배치하고,
    상기 액추에이터는, 상기 음향 진동판의 다른 쪽 단부에 상기 전달부가 맞닿은 상태에서, 상기 음향 진동판의 다른 쪽 단부에 얹어 놓은 것을 특징으로 하는 스피커 장치.
  13. 음향 진동판의 면 방향으로 전파되는 음향신호에 근거한 탄성파를 이용함으로써 상기 음향 진동판의 면내 방향의 진동을 여진시켜서 외부에 음파를 방사하는 것을 특징으로 하는 음향 출력방법.
  14. 단면을 가진 음향 진동판에, 변위출력을 전달하는 전달부를 가지고, 음향신호에 근거하여 구동되는 액추에이터에 의해 진동을 가해서 음향출력을 얻는 음향출력 방법으로서,
    상기 액추에이터의 전달부를 상기 음향 진동판의 단면에 맞닿게 하고, 상기 음향 진동판에, 적어도 단면에 직교하는 방향의 진동 성분을 가지고, 진동을 가하는 것을 특징으로 하는 음향 출력방법.
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