KR20130037656A

KR20130037656A - 어레이 스피커 시스템

Info

Publication number: KR20130037656A
Application number: KR1020120110918A
Authority: KR
Inventors: 히토시 카나야
Original assignee: 가부시키가이샤 티이아이
Priority date: 2011-10-06
Filing date: 2012-10-05
Publication date: 2013-04-16
Also published as: TW201322780A; EP2579613A1; US20130142373A1; CN103037281A; JP2013093845A

Abstract

[과제] 간단한 구조로 출력이 크고 음향 특성이 안정된 어레이 스피커 시스템을 제공한다. [해결 수단] 입력되는 신호에 따라서 각각이 음향을 방사하는 복수의 스피커 유닛(100)과 복수의 스피커 유닛(100)을 한 줄로 배치하여 지지하는 외장 케이스(200)를 구비한 어레이 스피커 시스템(10)을 제공한다. 복수의 스피커 유닛(100)의 각각은, 음향을 방사하는 음향 방사면을 구비하는 진동부재(111) 및 신호에 따라서 진동부재(111)를 구동시키는 액추에이터(112)를 포함하는 스피커(110)와, 스피커(110)를 지지하는 백 캐비티 박스(120)를 구비하고, 백 캐비티 박스(120)는, 진동부재(111)의 음향 방사면(G)에 대하여 반대측에, 스피커(110)와 배면 공간(H)를 형성한다.

Description

어레이 스피커 시스템{ARRAY SPEAKER SYSTEM}

본 발명은, 어레이 스피커 시스템에 관한 것이다.

스피커 시스템의 하나의 타입으로서 복수의 스피커를 단수 또는 복수 열로 나열한 어레이 스피커 시스템이 있다. 어레이 스피커 시스템은, 단수 또는 복수 열로 나열되는 복수의 음향 방사면을 가진다. 어레이 스피커 시스템은, 단수 또는 복수 열로 배치된 복수의 스피커와 이들 복수의 스피커를 지지하는 외장 케이스로 구성될 수 있다(특허 문헌 1 내지 5 참조).

스피커는, 콘형 진동판 또는 평면형 진동판을 가질 수 있다. 어레이 스피커 시스템을 구성하는 스피커의 하나의 타입으로서 콘형 진동판을 가지는 스피커가 있다.

콘형 진동판을 가지는 스피커는, 음향을 원추형의 방사면에서 방사시킨다. 스피커는, 예를 들면, 원추형으로 만들어진 진동판, 프레임, 및 보이스 코일식 액추에이터로 구성될 수 있다. 진동판은 면외 변형 가능하게 되어 있다.

보이스 코일식 액추에이터는, 자기 공극에 위치하는 보이스 코일에 교류 전압이 인가되어 진동판을 면외 진동시키면, 음향이 진동판의 면으로부터 방사된다.

도 14는, 원형 스피커를 복수 나열한 종래의 어레이 스피커 시스템(30)의 정면도이다. 어레이 스피커 시스템(30)은, 각각이 원형의 진동판(311)과 프레임(313)을 가지는, 복수의 스피커 유닛(300)으로 이루어진다.

종래의 어레이 스피커 시스템(30)에서, 각각의 스피커 유닛(300)의 원형의 진동판(311)에서 방사되는 음향은 서로 겹치기 때문에, 결과적으로 단독 스피커 유닛(300)을 이용한 경우보다 큰 음향 출력을 얻을 수 있다.

스피커 시스템을 구성하는 스피커의 또 하나의 타입으로서, 평면형 진동판을 가지는 스피커가 있다.

평면형 진동판을 가지는 스피커는, 음향을 평면의 방사면에서 방사한다.

예를 들면, 스피커는, 평판으로 이루어진 진동판, 엣지, 프레임, 및 보이스 코일식 액추에이터로 구성될 수 있다. 프레임이 엣지를 통하여 진동판을 지지한다.

어레이 스피커 시스템은 복수의 스피커를 한 줄로 배치하여 음향을 방사하기 때문에, 단일 스피커를 이용한 경우보다 큰 음향 출력을 얻을 수 있다. 그러나, 종래의 어레이 스피커 시스템에서는, 복수의 스피커를 지지하는 외장 케이스가, 복수의 스피커에서 발생하는 소리를 반향하는 하나의 큰 배면 공간을 형성하여, 감쇠시키기 어려운 저주파수의 정재파를 발생시키는 원인이 되었다. 이들 저주파수의 정재파는, 어레이 스피커 시스템의 음향 특성에 예기치 않은 영향을 줄 수 있다.

또한, 도 14에 나타낸 바와 같이, 원형의 스피커를 복수 나열한 종래의 어레이 스피커 시스템에서는, 원형의 진동판(311)이 형성하는 음향 방사면(G＇)이 원형이고, 결과적으로, 인접하는 음향 방사면과의 사이의 거리는 예를 들면, 거리(d1, d2, d3)와 다르게 된다. 이 때문에, 인접하는 음향 방사면의 사이의 거리의 차이에 따라서 주파수가 다른 여러가지 간섭이 발생될 수 있었다.

이러한 음향의 간섭의 영향을 최소한으로 하기 위해서는, 인접하는 음향 방사면의 사이의 거리를 가능한 한 작게 하는 것이 바람직하나, 원형의 음향 방사면을 가지는 스피커에서는 인접하는 음향 방사면의 사이의 거리를 짧게하는데는 한계가 있고, 구조가 복잡해진다는 과제가 있다.

1. 일본 공개특허 평 11-225389호 2. 일본 공개특허 2005-210508호 3. 일본 공개특허 평 6-233377호 4. 일본 공개특허 평 5-91586호 5. 일본 공개특허 평 6-90494호

본 발명은, 간단한 구조로 출력이 크고 음향 특성이 보다 안정된 어레이 스피커 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 의하면, 어레이 스피커 시스템에 있어서, 입력되는 신호에 따라서 각각이 음향을 방사하는 복수의 스피커 유닛과 상기 복수의 스피커 유닛을 지지하는 외장 케이스를 구비하고, 상기 복수의 스피커 유닛의 각각은, 상기 신호에 따라서 음향을 방사하는 진동 부재를 구동하는 스피커와 상기 스피커를 지지하는 백 캐비티 박스를 구비하고, 상기 백 캐비티 박스는, 상기 진동 부재에서 음향 방사면과 반대측에 배면 공간을 형성하는 것을 특징으로 하는 어레이 스피커 시스템을 제공한다.

복수의 스피커 유닛을 배열함으로써, 간단한 구조로 출력을 크게 할 수 있다. 더욱이 복수의 스피커 유닛의 각각에서, 음향 방사면에 대하여 반대측에 스피커와 백 캐비티 박스에 의해 배면 공간을 형성하도록 하였다. 이로 인해, 배면 공간의 크기는 스피커 유닛의 크기에 따른 치수로 한정되고, 발생되는 정재파의 주파수를 비교적 높일 수 있다. 높은 주파수의 정재파는 감쇠시키기 쉽기 때문에, 음향 특성을 안정화시킬 수 있다. 따라서, 간단한 구조로 출력이 크고, 음향 특성이 안정된 어레이 스피커 시스템을 제공할 수 있다.

상술한 어레이 스피커 시스템에서, 복수의 스피커 유닛의 각각의 상기 백 캐비티 박스의 형상과 치수는 서로 동일하게 할 수 있다. 이러한 구성에 의해, 각각의 스피커 유닛의 배면 공간에서 발생되는 정재파의 진동 특성을 근사(近似)하게 할 수 있으므로, 결과적으로, 각각의 스피커 유닛의 음향 특성을 근사하게 할 수 있게 된다.

또한, 상술한 어레이 스피커 시스템에서, 상기 외장 케이스는, 상기 복수의 스피커 유닛을 한 줄에 동일한 간격으로 배치하여 지지할 수 있다. 이러한 구성에 의해, 복수의 스피커 유닛으로부터 각각으로 방사되는 음향이 합성되어 이루어지는 전체의 음향 특성의 혼란이 스피커 유닛의 나열 방향에 대해 균일해지도록 할 수 있다.

또한, 상술한 어레이 스피커 시스템에서, 상기 복수의 스피커 유닛이 배치되는 방향에 대하여 직교하는 면에서 자른 배면 공간의 절단면(또는 그 일부의 단면)의 면적이 상기 복수의 스피커 유닛이 배치되는 방향을 따라 동일한 간격마다 보았을 때, 일정할 수 있다. 이러한 구성에 의해, 배면 공간에 발생되는 정재파의 특성을 안정시킬 수 있으며, 복수의 스피커 유닛에서 방사되는 음향이 합성되어 발생되는 전체의 음향 특성의 혼란을, 스피커 유닛의 나열된 방향에 대해 줄일 수 있다.

또한, 상술한 어레이 스피커 시스템에서, 상기 복수의 스피커 유닛을 구성하는 각각의 상기 진동 부재가 가지는 음향 방사면은, 상기 복수의 스피커 유닛이 배치되는 방향에 대하여 평행하게 연장되는 한 쌍의 긴변(長邊)과 서로 병렬하는 한 쌍의 짧은 변(短邊)을 포함하는 윤곽을 가지도록 할 수 있다. 이러한 구성에 의해, 복수의 스피커 유닛에서 방사되는 음향이 합성되어 발생되는 전체의 음향 특성의 혼란을, 스피커 유닛의 나열 방향에 대하여 감소시킬 수 있다.

또한, 상술한 어레이 스피커 시스템에서, 상기 복수의 스피커 유닛의 각각은, 상기 배면 공간에 충전된 흡음부재를 가질 수 있다. 이러한 구성에 의해, 배면 공간에서 발생되는 정재파를 감쇠시킬 수 있다.

또한, 상술한 어레이 스피커 시스템에서, 상기 음향 방사면은 상기 복수의 스피커 유닛이 배치되는 방향을 따라 넓어지는 평면형태로 할 수 있다. 이러한 구성에 의해, 배면 공간에서 발생된 정재파가 안정되어, 음향 방사면에 주는 영향이 적어진다. 더욱이 어레이 스피커 시스템의 음향 특성이, 등음압(等音壓) 분포 곡선으로 나타낸 경우에 부채꼴로 넓어지는 안정된 지향성 패턴을 가지게 된다.

또한, 상술한 어레이 스피커 시스템에서, 상기 배면 공간이 실질적으로 밀폐되도록 할 수 있다. 이러한 구성으로 인해, 배면 공간에서 발생되는 정재파가 배면 공간의 외측 공간의 영향을 받기 어려워지므로, 결과적으로, 정재파를 안정시킬 수 있다.

또한, 상술한 어레이 스피커 시스템에서, 상기 흡음부재가 복수의 흡음 특성이 다른 흡음재를 인접시켜 층상으로 겹친 것일 수 있다. 이러한 구성으로 인해, 흡음 특성이 다른 흡음재에 의해, 다양한 주파수의 정재파를 감쇠시킬 수 있다. 따라서, 배면 공간에서 발생된 정재파를 더욱 안정적으로 감쇠시킬 수 있다.

또한, 상술한 어레이 스피커 시스템에서, 상기 백 캐비티 박스는, 상기 스피커를 지지하는 제1 백 캐비티 박스와 상기 제1 백 캐비티 박스를 지지하는 제2 백 캐비티 박스를 포함하고, 상기 배면 공간은, 상기 제1 백 캐비티 박스에 의해 상기 진동 부재의 음향 방사면에 대해서 반대측에 형성되는 제1 배면 공간과 상기 제2 백 캐비티 박스에 의해 상기 제1 배면 공간과 연통되어 형성되는 제2 배면 공간을 포함하며, 상기 제1 배면 공간의 공간 용적이 상기 제2 배면 공간의 공간 용적보다 작아지도록 할 수 있다. 이러한 구성에 의해, 제2 배면 공간에서 발생된 정재파가 제1 배면 공간을 통하여 진동 부재에 주는 영향을 작게 할 수 있다.

또한, 상술한 어레이 스피커 시스템에서, 상기 스피커 유닛은, 그 정면이 상기 음향 방사면에 대해서 일부가 노치(notch)된 형상을 가진다. 이와 같이 노치를 형성함으로써, 음향 방사면에서 방사되는 음파가 백 캐비티 박스에 방해받지 않고 정면측으로 방사되어, 혼란이 적은 지향성을 실현할 수 있다.

본 발명에 의하면, 간단한 구조로 출력이 크고 음향 특성이 안정된 어레이 스피커 시스템을 제공할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 제1의 실시형태에 따른 어레이 스피커 시스템의 사시도이다.
도 2는, 본 발명의 제2의 실시형태에 따른 어레이 스피커 시스템의 사시도이다.
도 3은, 본 발명의 제3 실시형태에 따른 어레이 스피커 시스템의 사시도이다.
도 4는, 본 발명의 제3 실시형태에 따른 스피커의 A-A단면도이다.
도 5는, 본 발명의 제3 실시형태에 따른 스피커의 측면도이다.
도 6은, 본 발명의 제3 실시형태에 따른 스피커의 정면도이다.
도 7은, 본 발명의 제3 실시형태에 따른 어레이 스피커 시스템의 측면 단면도이다.
도 8은, 본 발명의 제3 실시형태에 따른 어레이 스피커 시스템의 평면 단면도이다.
도 9는, 본 발명의 제4 실시형태에 따른 어레이 스피커 시스템의 평면 단면도이다.
도 10은, 본 발명의 제5 실시형태에 따른 어레이 스피커 시스템의 평면 단면도이다.
도 11은, 본 발명의 실시형태에 따른 어레이 스피커 시스템의 작용 설명도이다.
도 12는, 본 발명의 실시형태에 따른 어레이 스피커 시스템의 음향 특성도이다.
도 13은, 본 발명의 실시형태에 따른 어레이 스피커 시스템의 정면도이다.
도 14는, 원형 스피커를 복수 나열한 종래의 어레이 스피커 시스템의 정면도이다.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태를, 도면을 참조하여 설명한다. 본 명세서에서는, 근사한 구성에는 동일한 부호를 붙여 설명한다.

먼저, 본 발명의 제1의 실시형태에 따른 어레이 스피커 시스템(10)을 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은, 본 발명의 제1의 실시형태에 따른 어레이 스피커 시스템(10)의 사시도로서, 개별 스피커 유닛(100)을 일부 파단하여 나타낸 부분파단 사시도와, 복수의 스피커 유닛(100)이 외장 케이스(200)에 의해 지지되는 상태를 나타내는 사시도로 이루어진다. 스피커 유닛(100)의 부분파단 사시도에서, 스피커 유닛(100)이 가지는 배면 공간(H)이 나타난다.

어레이 스피커 시스템(10)은, 복수의 스피커 유닛(100)과 외장 케이스(200)로 구성된다.

개개의 스피커 유닛(100)은, 스피커 유닛(100)에 입력되는 신호에 따라서 음향을 방사하는 음향 기기이다.

외장 케이스(200)는, 한 줄로 나열한 복수의 스피커 유닛(100)을 지지하는 구조체이다.

도 1의 부분파단도에 나타난 바와 같이, 어레이 스피커 시스템(10)을 구성하는 각각의 스피커 유닛(100)은, 스피커(110)와 백 캐비티 박스(120)로 구성된다.

어레이 스피커 시스템(10)을 구성하는 각각의 스피커 유닛(100)은, 스피커(110), 백 캐비티 박스(120), 및 흡음부재(도 1에는 나타내지 않음)로 구성될 수 있다.

스피커(110)는, 진동부재(111)와 액추에이터(112)로 구성된다.

스피커(110)는, 진동부재(111), 액추에이터(112) 및 액추에이터 프레임(113)으로 구성될 수 있다.

예를 들면, 스피커(110)는, 다이나믹형 스피커일 수 있다.

진동부재(111)는, 음향을 방사하는 음향 방사면(G)이 정면에 형성되어 있다.

예를 들면, 도 1의 어레이 스피커 시스템에서 진동부재(111)는, 원추형의 음향 방사면이 정면에 형성되어 있다.

또한, 도 1의 어레이 스피커 시스템에서 진동부재(111)는, 콘형 진동판을 가지고 있다. 액추에이터(112)는 신호에 응답하여 진동부재(111)를 구동한다. 예를 들면, 액추에이터(112)는 보이스 코일식 액추에이터일 수 있다.

백 캐비티 박스(120)는 스피커(110)를 지지하고, 음향 방사면(G)이 구비된 측과는 반대측인 진동부재(111)의 배면측에 스피커(110)와 둘러싸는 공간인 배면 공간(H)을 형성한다.

복수의 스피커 유닛(100)이 가지는 각각의 백 캐비티 박스(120)의 형상과 치수는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 서로 동일할 수 있다. 즉, 복수의 스피커 유닛(100)을 구성하는 스피커(110)를 동일 형상과 치수로 하고, 또한 스피커(110)를 각각의 백 캐비티 박스(120)에서의 동일한 위치에 배치하여, 복수의 스피커 유닛(100)이 가지는 각각의 배면 공간(H)의 형상과 치수가 서로 동일하도록 할 수 있다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 외장 케이스(200)는 복수의 스피커 유닛(100)의 각각을 동일한 피치(P)로 한 줄로 배치한 상태로 지지한다. 여기서 외장 케이스(200)의 판 두께는, 예를 들면 백 캐비티 박스(120)의 판 두께보다 크다. 스피커(110)를 백 캐비티 박스(120)뿐만 아니라, 상기의 판 두께의 외장 케이스(200)로 이중으로 지지함으로써, 스피커(110)를 백 캐비티 박스(120)만으로 지지한 경우에 비해 스피커 유닛(100)의 공진 주파수를 높일 수 있기 때문에, 배면 공간(H)에서 발생되는 정재파의 주파수를 보다 높일 수 있다(후술하는 바와 같이, 주파수가 높은 음향은 주파수가 낮은 음향보다 감쇠시키기 쉽다). 또한, 외장 케이스(200)는 백 캐비티 박스(120)보다 강성이 높은 성질을 이용하여 동일한 효과를 얻을 수 있다.

여기서, 피치(P)란, 개개의 스피커 유닛(100)의, 스피커 유닛(100)이 배열되는 열방향(가상선(L)의 연신 방향)의 길이를 말한다.

가상선(L)을 상정하면, 도 1에서는, 복수의 스피커 유닛(100)을 가상선(L)을 따라 한 줄로 배치하고, 외장 케이스(200)가, 가상선(L)을 따라 한 줄로 배치된 복수의 스피커 유닛(100)을 지지하게 된다. 또한 도시하지 않았으나, 복수의 스피커 유닛(100)을 가상선(L)을 따라 동일한 피치(P) 간격으로 한 줄로 배치하도록 하고, 외장 케이스(200)는, 가상선(L)을 따라 동일한 피치(P)로 한 줄로 배치된 복수의 스피커 유닛(100)을 지지하도록 할 수 있다. 또는, 복수의 스피커 유닛(100)을 복수 열로 각각 한 줄씩 나열하고, 외장 케이스(200)는, 이러한 복수 열로 각각 한 줄씩 나열하는 복수의 스피커 유닛(100)을 가상선(L)을 따라 지지하도록 할 수 있다. 가상선(L)은, 복수의 스피커 유닛(100)이 배치되는 일 방향을 나타내며, 가상선(L)은 직선일 수 있고, 또는 곡선일 수 있다. 여기서, 복수의 스피커 유닛(100)이 가지는 각각의 음향 방사면(G)은, 가상선(L)에 대하여 수직인 동시에 동일한 방향을 향한다.

그런데, 배면 공간(H)의 형상으로서, 가상선(L)에 대하여 직교하는 임의의 가상 면에 의해 절단한 단면의 면적이, 가상선(L)을 따라 항상 일정하도록 할 수 있다. 또는, 이러한 단면의 윤곽의 형상과 치수가, 가상선(L)을 따라 항상 일정하도록 할 수 있다. 어느 경우에서도, 배면 공간(H)의 측면 및 뒷면은 가상선(L)에 대하여 평행하게 설치된다. 배면 공간(H)의 앞면(스피커 설치 면)의 형상도 가상선(L)에 대하여 평행하도록 구성한다.

또는, 배면 공간(H)의 앞면(스피커 설치 면)의 형상이 가상선(L)에 대하여 평행하지 않을 경우(예를 들면, 액츄에이터의 배면의 형상이 복잡한 경우)에는, 후술하는 도 7에 예시하는 바와 같이, 배면 공간(H)을 가상선(L)을 따른 복수의 공간으로 나눔으로써, 그 나누어진 일부 공간의 단면의 면적(상기 가상의 면에 의해 절단한 단면의 면적)이 일정하도록 할 수 있다.

정재파는, 배면의 백 캐비티 박스(120)와 스피커(110)로 성형되는 배면 공간(H)의 치수에 따른 주파수로 발생된다. 구체적으로는, 배면 공간(H)의 상면과 하면의 거리, 배면 공간(H)의 좌우 측면의 거리, 배면 공간(H)의 앞면(스피커 설치 면)과 뒷면의 거리를 반파장으로 하여 정재파가 발생된다. 음파의 1 파장은, 소리의 전달 속도(34000cm/초)를 주파수로 나누어 얻을 수 있으므로, 예를 들면, 1700Hz의 주파수의 소리의 반파장은 약 10cm가 된다. 예를 들면, 백 캐비티 박스(120)의 가장 큰 치수를 상면과 하면의 거리로 10cm로 하면, 1700 Hz이하의 주파수의 정재파는 발생되지 않는다.

배면 공간(H)을, 가상선(L)에 대하여 직교하는 가상의 면에 의해 절단한 배면 공간(H)의 단면(또는 그 일부의 단면)의 면적이, 가상선(L)을 따라 항상 일정하게 되도록 함으로써, 발생되는 정재파의 파장을 일정하게 억제할 수 있다.

또한, 가상선(L)에 대하여 직교하는 가상의 면에 의해 절단한 배면 공간(H)의 단면(또는 그 일부의 단면)의 윤곽의 형상과 치수가, 가상선(L)을 따라 항상 일정하게 함으로써, 가상선(L)을 따라 발생되는 정재파의 파장을 동일하게 할 수 있다.

배면 공간(H)은, 조립시에 발생되는 사소한 틈을 허용하고 실질적으로 밀폐될 수 있다.

흡음부재는, 배면 공간(H)에서 발생된 정재파를 감쇠시키기 위한 부재로서, 배면 공간(H)에 충전될 수 있다.

즉, 어레이 스피커 시스템(10)의 각각의 스피커 유닛(100)은, 배면 공간(H)에 충전되는 흡음부재를 각각 가질 수 있다.

흡음부재는, 복수의 흡음 특성이 다른 흡음재를 인접시켜 층상으로 겹친 것 일 수 있다.

이 경우, 복수의 흡음재의 층상의 경계선이 음향 방사면에 대하여 평행인 것이 바람직하다. 특히, 배면 공간(H)의 앞면(스피커 설치 면)의 형상이 가상선(L)에 대하여 평행하지 않을 경우(예를 들면, 액츄에이터의 배면의 형상이 복잡한 경우)에는, 이러한 복수의 흡음재를 이용하는 것이 바람직하다.

흡음재는, 배면 공간(H)에서 발생되는 정재파를 효율적으로 흡음하는 재료일 수 있으며, 예를 들면, 흡음재는 글래스 울, 수지판 등으로 구성될 수 있다.

외장 케이스(200)는, 도 1에서는 일례로서, 단수의 열에 한 줄로 나열된 복수의 스피커 유닛(100)을 수납하여 지지하는 구조를 가지는 구조체로서 설명하였으나, 본 발명은 이것에 한정되지 않으며, 예를 들면, 가상선(L)을 따라서 복수의 열에 한 줄로 나열된 복수의 스피커 유닛(100)을 수납하는 구조에서도 동일한 효과를 얻을 수 있다.

다음으로, 본 발명의 제2의 실시형태에 따른 어레이 스피커 시스템(10)에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.

도 2는, 본 발명의 제2의 실시형태에 따른 어레이 스피커 시스템(10)의 사시도로서, 개별 스피커 유닛(100)을 일부 파단하여 나타낸 부분파단 사시도와, 복수의 스피커 유닛(100)이 외장 케이스(200)에 의해 지지되는 형태를 나타낸 사시도로 이루어진다. 스피커 유닛(100)의 부분파단 사시도에서, 스피커 유닛(100)이 가지는 배면 공간(H)이 나타난다. 본 발명의 제1의 실시형태에 따른 어레이 스피커 시스템(10)에 대응되는 구성에 대해서는 동일 부호를 붙이고 설명을 일부 생략 한다.

스피커 유닛(100)은, 스피커 유닛(100)에 입력되는 신호에 따라서 음향을 방사하는 음향기기이다.

외장 케이스(200)는, 한 줄로 나열된 복수의 스피커 유닛(100)을 지지하는 구조체이다.

도 2의 부분파단도에 나타낸 바와 같이, 어레이 스피커 시스템(10)을 구성하는 각각의 스피커 유닛(100)은, 스피커(110)와 백 캐비티 박스(120)로 구성된다.

어레이 스피커 시스템(10)을 구성하는 각각의 스피커 유닛(100)은, 스피커(110)와 백 캐비티 박스(120)와 흡음부재(도 2에는 나타내지 않음)로 구성될 수 있다.

스피커(110)는, 진동부재(111)와 액추에이터(112)로 구성된다.

스피커(110)는, 진동부재(111), 액추에이터(112), 및 액추에이터 프레임(113)으로 구성될 수 있다.

예를 들면, 스피커(110)는, 평면 스피커이다.

진동부재(111)는, 음향을 방사하는 음향 방사면(G)이 정면에 설치되어 있다. 예를 들면, 진동부재(111)는 평면 형태의 진동판이다.

본 실시형태에서 진동부재(111)는, 상술한 실시형태에서 설명한 가상선(L)에 평행한 면을 따라 평면 형태로 넓어지는, 즉 가상선(L)을 따라 배치 또는 연장되어 상기 가상선(L)에 평행한 면을 따라 펼쳐지는, 음향을 방사하는 음향 방사면(G)을 가진다.

진동부재(111)가 가지는 음향 방사면(G)은 사각형이며, 예를 들면, 도 2의 어레이 스피커 시스템에서는, 서로 병렬하는 한 쌍의 긴 변과 서로 병렬하는 한 쌍의 짧은 변을 포함하는 윤곽에 의해 형성되는 것이다.

진동부재(111)의 가장자리는 액추에이터 프레임(113)에 의해 진동면에 직교하는 방향으로 자유 자재로 진동하도록 지지된다.

복수의 스피커 유닛(100)이 가지는 음향 방사면(G)은 각각, 음향 방사면(G)을 형성하는 윤곽의 긴 변이 각각, 가상선(L)에 대하여 평행이 되도록 배치되어 있다.

액추에이터(112)는, 스피커 유닛(100)에 입력되는 신호에 따라서 진동부재(111)를 구동한다.

예를 들면, 액추에이터(112)는 보이스 코일식 액추에이터일 수 있다.

어레이 스피커 시스템(10)에서, 진동부재(111)의 음향 방사면(G)은 각각, 동일 방향으로 향하는 것이 바람직하나, 필요에 의한 음향 특성에 따라서 적당히 수정할 수 있다.

백 캐비티 박스(120)는 스피커(110)를 지지하고, 음향 방사면(G)과는 반대측인 진동부재(111)의 배면측에 스피커(110)와 둘러싸는 공간인 배면 공간(H)을 형성한다.

어레이 스피커 시스템(10)에서, 스피커 유닛(100)이 가지는 백 캐비티 박스(120)는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 각각 형상과 치수가 서로 동일할 수 있다. 즉, 복수의 스피커 유닛(100)을 구성하는 스피커(110)를 동일한 형상과 치수로 하고, 또한 스피커(110)를 각각의 백 캐비티 박스(120)에서의 동일한 위치에 배치하도록 하여, 복수의 스피커 유닛(100)이 가지는 각각의 배면 공간(H)의 형상과 치수가 서로 동일해지도록 할 수 있다.

그리고, 외장 케이스(200)의 판 두께는, 예를 들면, 백 캐비티 박스(120)의 판 두께보다 크다. 스피커(110)를 백 캐비티 박스(120)뿐만 아니라 상기 판두께의 외장 케이스(200)로 이중으로 지지함으로써, 스피커(110)를 백 캐비티 박스(120)만으로 지지한 경우에 비해서 스피커 유닛(100)의 공진 주파수를 높일 수 있으므로, 배면 공간(H)에서 발생되는 정재파의 주파수를 보다 높일 수 있다(후술하는 바와 같이, 주파수의 높은 음향은, 주파수의 낮은 음향보다 감쇠시키기 쉽다). 또한, 외장 케이스(200)는, 백 캐비티 박스(120)보다 강성이 높은 성질을 이용하여 동일한 효과를 얻을 수 있다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 외장 케이스(200)는, 복수의 스피커 유닛(100)의 각각을 동일한 피치(P)로 한 줄로 배치한 상태로 지지한다.

예를 들면, 가상선(L)를 상정하여, 복수의 스피커 유닛(100)을 가상선(L)을 따라 한 줄로 배치하고, 외장 케이스(200)가, 가상선(L)을 따라 한 줄로 배치된 복수의 스피커 유닛(100)을 지지하도록 할 수 있다. 또한, 복수의 스피커 유닛(100)을 가상선(L)을 따라 동일한 피치(P)로 한 줄로 배치하도록 하고, 외장 케이스(200)는, 가상선(L)을 따라 동일한 피치(P)로 한 줄로 배치된 복수의 스피커 유닛(100)을 지지하도록 할 수도 있다. 또는, 복수의 스피커 유닛(100)을 복수 열에 각각 한 줄씩 나열하고, 외장 케이스(200)는, 이 복수 열에 각각 한 줄씩 나열된 복수의 스피커 유닛(100)을 가상선(L)을 따라 지지하도록 할 수 있다. 가상선(L)은 복수의 스피커 유닛(100)이 배치되는 방향을 나타내며, 가상선(L)은 직선일 수 있고, 또는 곡선일 수 있다. 여기서, 복수의 스피커 유닛(100)이 가지는 각각의 음향 방사면(G)은, 가상선(L)에 대하여 수직인 동시에 동일한 방향을 향한다.

그런데, 배면 공간(H)의 형상으로서 가상선(L)에 대하여 직교하는 임의의 가상의 면에 의해 절단한 단면의 면적이, 가상선(L)을 따라 항상 일정하도록 할 수 있다. 또는, 이러한 단면의 윤곽의 형상과 치수가, 가상선(L)을 따라 항상 일정하도록 할 수 있다. 어느 경우에서도, 배면 공간(H)의 측면 및 뒷면은 가상선(L)에 대하여 평행하게 설치된다. 배면 공간(H)의 앞면(스피커 설치 면)의 형상도 가상선(L)에 대하여 평행하도록 구성된다.

또는, 배면 공간(H)의 앞면(스피커 설치 면)의 형상이 가상선(L)에 대하여 평행하지 않을 경우에는, 후술 하는 도 7에 예시하는 바와 같이, 배면 공간(H)을 가상선(L)을 따라 복수의 공간으로 나눔으로써, 그 나누어진 일부 공간의 단면의 면적(상기 가상의 면에 의해 절단한 단면의 면적)이 일정하도록 할 수 있다.

정재파는, 배면의 백 캐비티 박스(120)와 스피커(110)로 성형되는 배면 공간(H)의 치수에 따른 주파수로 발생된다. 구체적으로는, 배면 공간(H)의 상면과 하면의 거리, 배면 공간(H)의 좌우 측면의 거리, 배면 공간(H)의 앞면(스피커 설치 면)과 뒷면의 거리를 반파장으로 하여 정재파가 발생된다. 음파의 1 파장은, 소리의 전달 속도(34000cm/초)를 주파수로 나누어 얻을 수 있으므로, 예를 들면, 1700 Hz의 주파수의 소리의 반파장은 약 10cm가 된다. 예를 들면, 백 캐비티 박스(120)의 가장 큰 치수를 상면과 하면의 거리로 10cm로 하면, 1700 Hz이하의 주파수의 정재파는 발생되지 않는다.

배면 공간(H)을, 가상선(L)에 대하여 직교하는 가상의 면에 의해 절단한 배면 공간(H)의 단면(또는 그 일부의 단면)의 면적이, 가상선(L)을 따라 항상 일정하도록 함으로써, 발생되는 정재파의 파장을 일정하게 억제할 수 있다.

또한, 가상선(L)에 대하여 직교하는 가상의 면에 의해 절단한 배면 공간(H)의 단면(또는 그 일부의 단면)의 윤곽의 형상과 치수가, 가상선(L)을 따라 항상 일정하도록 함으로써, 가상선(L)을 따라 발생되는 정재파의 파장을 동일하게 할 수 있다.

배면 공간(H)은, 조립때문에 발생되는 사소한 틈을 허용하고 실질적으로 밀폐될 수 있다.

즉, 어레이 스피커 시스템(10)의 각각의 스피커 유닛(100)이 배면 공간(H)에 충전되는 흡음부재를 각각 가질 수 있다.

흡음부재는, 복수의 흡음 특성이 다른 흡음재를 인접시켜 층상으로 겹친 것일 수 있다.

이 경우, 복수의 흡음재의 층상의 경계선이 음향 방사면에 평행인 것이 바람직하다. 특히, 배면 공간(H)의 앞면(스피커 설치 면)의 형상이 가상선(L)에 대하여 평행하지 않을 경우(예를 들면, 복잡한 형상을 가지는 액츄에이터 등이 음향 방사면보다 배면 측에 설치되어 있는 경우)에는, 이러한 복수의 흡음재를 이용하는 것이 바람직하다.

흡음재는, 배면 공간(H)에서 발생되는 정재파를 효율적으로 흡음하는 재료일 수 있고, 예를 들면 흡음재는, 글래스 울, 수지판 등으로 구성될 수 있다.

외장 케이스(200)는, 도 2에서는 일례로서 단수의 열에 한 줄로 나열된 복수의 스피커 유닛(100)을 수납하여 지지하는 구조를 가지는 구조체로 설명하였으나, 본 발명은 이것에 한정되지 않으며, 예를 들면, 가상선(L)을 따르는 복수 열에 한 줄로 나열된 복수의 스피커 유닛(100)을 수납하는 구조에서도 동일한 효과를 얻을 수 있다.

다음으로, 본 발명의 제3 실시형태에 따른 어레이 스피커 시스템(10)에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.

도 3은, 본 발명의 제3 실시형태에 따른 어레이 스피커 시스템(10)의 사시도이다. 도시되어 있지 않으나, 내부에는 가상선(L)을 따라서 복수의 스피커 유닛(100)이 배치되어 있다.

어레이 스피커 시스템(10)은, 상술한 실시형태(도 1및 2를 참조)와 마찬가지로, 복수의 스피커 유닛(100)과 외장 케이스(200)로 구성된다. 유사한 구성에 대해서는, 동일한 부호를 붙이고, 상세한 설명은 생략한다.

스피커 유닛(100)은, 신호에 대응하여 음향을 방사하는 음향 기기이다.

어레이 스피커 시스템(10)의 각각의 스피커 유닛(100)은, 스피커(110)와 백 캐비티 박스(120)로 각각 구성된다.

복수의 스피커 유닛(100)의 각각의 스피커 유닛(100)은, 스피커(110)와 백 캐비티 박스(120)와 흡음부재(130)(도 8을 참조)로 각각 구성될 수 있다.

도 4 내지 도 6을 참조하여, 본 실시형태의 스피커의 구조의 일례에 대하여 설명한다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태의 스피커(110)는, 진동부재(111)와 액추에이터(112)로 구성된다. 스피커(110)는, 복수의 액추에이터(112)를 가질 수 있다.

도 5에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에서는 일례로서 스피커(110)가 진동부재(111)와 두 개의 액추에이터(112)로 구성된다.

도 4에서는, 또한 스피커(110)가 액추에이터 프레임(113)을 포함하고, 그리고 스피커(110)는, 진동부재(111), 액추에이터(112) 및 액추에이터 프레임(113) 외에, 엣지(114)를 포함하여 구성된다.

예를 들면, 스피커(110)는, 평면 스피커이다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 진동부재(111)는, 음향을 방사하는 음향 방사면(G)이 정면에 설치된다. 예를 들면, 진동부재(111)는 소정 두께를 가질 수 있다. 이와 같은 판재의 표면이 음향 방사면을 구성한다.

진동부재(111)는, 상술한 실시형태에서 설명한 가상선(L)에 평행한 면을 따라서 넓어지는 평면 형태의 음향 방사면(G)을 가진다.

도 6에 나타낸 바와 같이, 진동부재(111)는, 서로 병렬하는 한 쌍의 긴 변과 서로 병렬하는 한 쌍의 짧은 변을 포함하는 윤곽에 의해 형성되는 음향 방사면(G)을 가질 수 있다. 도 6에서 음향 방사면(G)의 윤곽은 파선으로 나타난다.

예를 들면, 음향 방사면(G)은, 서로 병렬하는 한 쌍의 긴 변과 서로 병렬하는 한 쌍의 짧은 변과 긴 변의 단부와 짧은 변의 단부를 각각 연결하는 4개의 곡선을 포함하는 윤곽에 의해 형성될 수 있다.

예를 들면, 음향 방사면(G)은, 네 모퉁이에 반경을 가지는 거의 직사각형의 윤곽에 의해 형성된다. 진동부재(111)는, 평판 형상의 진동판이다.

엣지(114)는, 유연성 재료의 부재이다.

진동부재(111)의 가장자리는 엣지(114)를 통하여 액추에이터 프레임(113)에 지지된다. 그 결과, 진동부재(111)는 음향 방사면(G)에 직교하는 방향으로 진동하고, 음향을 평면 형태로 방사할 수 있다.

복수의 스피커 유닛(100)은, 각각의 음향 방사면의 윤곽의 긴 변이 가상선(L)에 각각 병렬하도록 배치할 수 있다.

예를 들면, 액추에이터(112)는, 보이스 코일식 액추에이터일 수 있다.

복수의 진동부재(111)의 음향 방사면(G)은, 동일 방향으로 각각 향할 수 있다.

도 7에 나타낸 바와 같이, 백 캐비티 박스(120)는, 스피커(110)를 지지하고, 음향 방사면(G)과는 반대측인 진동부재(111)의 배면측에 스피커(110)와 둘러싸는 공간인 배면 공간(H)을 형성한다.

어레이 스피커 시스템(10)을 구성하는 각각의 백 캐비티 박스(120)는 형상과 치수가 서로 동일할 수 있다.

백 캐비티 박스(120)는, 스피커(110)를 지지하는 제1 백 캐비티 박스(121), 제1 백 캐비티 박스(121)를 지지하는 제2 백 캐비티 박스(122), 및 패킹(115)으로 구성되어 있다.

제1 백 캐비티 박스(121)는, 스피커(110)와 제1 배면 공간(H1)을 형성한다.

제2 백 캐비티 박스(122)는, 제1 백 캐비티 박스(121)와 제2 배면 공간(H2)을 형성한다.

즉, 배면 공간(H)은, 진동부재(111)의 배면에 접하는 제1 배면 공간(H1)과 제1 배면 공간(H1)과 연통하는 제2 배면 공간(H2)을 가진다. 이 경우, 제2 배면 공간(H2)에 대해서는, 가상선(L)에 대하여 직교하는 임의의 가상의 면에 의해 절단한 단면의 면적이, 가상선(L)을 따라 일정하도록 형성한다.

이 경우, 제1 배면 공간(H1)의 공간 용적은, 도 7에 나타낸 바와 같이, 제2 배면 공간(H2)의 공간 용적보다 작을 수 있다. 다른 표현을 하면, 가상선(L)에 대하여 수직인 방향에서 스피커(110)의 정면을 볼 때, 제1 배면 공간(H1)의 폭치수는 제2 배면 공간(H2)의 폭치수보다 작을 수 있다. 또한, 가상선(L)에 대하여 수직인 방향에서 스피커(110)의 정면을 볼 때, 시선(視線)에 대하여 수직인 면으로 자른 제1 배면 공간(H1)의 면적은, 시선에 대해서 수직인 면으로 자른 제2 배면 공간(H2)의 면적보다 작을 수 있다.

패킹(115)은, 제1 백 캐비티 박스(121)와 제2 백 캐비티 박스(122) 사이를 시일하는 것이다.

그런데, 상술한 바와 같이, 정재파는 배면 공간내의 상면과 하면의 거리, 좌우 측면의 거리, 앞면과 뒷면의 거리 등의 다양한 요인에 의해서 발생하나, 장방형이나 정방형과 같은 기하학적으로 단순한 형상이 아닌 경우, 정재파의 생성은 더욱 복잡해진다. 또한, 발생할 수 있는 정재파 중 최대의 파장은 공간의 넓이에 제약된다. 그리고, 주파수가 높은 음향은, 주파수가 낮은 음향보다 감쇠시키기 쉽고, 예를 들면, 흡음부재 등을 이용하여 배면 공간에 발생된 정재파를 감쇠시키는 것이 비교적 용이하다.

따라서, 도 7에 나타낸 바와 같이, 배면 공간(H)의 앞면(스피커 설치 면)의 형상이 가상선(L)에 대하여 평행하지 않을 경우에는, 거기서 발생되는 정재파는 복잡한 것이 될 수 있으나, 앞면측의 배면 공간을 작게 나누고(제1 배면 공간(H1)을 작게 형성하고), 제1 배면 공간(H1)에 발생되는 정재파의 주파수를 높게 하면, 비교적 용이하게 정재파의 감쇠가 가능해진다. 특히, 제1 배면 공간(H1)에 대해서, 앞서 설명한 바와 같은 층상으로 겹친 복수의 흡음재를 이용하면, 제1 배면 공간(H1)에 발생할 수 있는 복잡한 정재파도, 보다 용이하게 감쇠시킬 수 있다.

또한, 제1 배면 공간(H1)을 작게 형성함으로써, 스피커측의 공간에서 낮은 주파수(긴 파장)의 정재파가 생성되는 것을 막고, 낮은 주파수의 정재파가 스피커에 악영향을 주는 것을 방지할 수 있다.

한편, 제2 배면 공간(H2)에 대해서는, 제1 배면 공간(H1)보다 크게 형성되기 때문에, 제1 배면 공간(H1)보다 저주파수의 정재파가 발생될 수 있다. 그러나, 제2 배면 공간(H2)에 대해서는, 가상선(L)에 대하여 직교하는 임의의 가상의 면에 의해 절단한 단면의 면적이 가상선(L)을 따라 일정하게 형성되어 있기 때문에, 그 형상은 장방형이나 정방형과 같은 기하학적으로 단순한 형상이 된다. 따라서, 제2 배면 공간(H2)에서도, 비교적 용이하게 정재파의 감쇠가 가능해진다. 예를 들면, 제1 배면 공간(H1)에 대해서 층상으로 겹친 복수의 흡음재를 이용한 경우라도, 제2 배면 공간(H2)에 대해서는 하나의 흡음재(단층의 흡음재)를 이용할 수 있게 된다.

본 실시형태와 같이, 스피커측에 제1 배면 공간(H1), 그 뒤측에 제2 배면 공간(H2)를 형성함으로써, 하나의 공간인 경우에 비해 스피커측의 공간에서 발생되는 정재파의 파장을 작게(주파수를 높게) 할 수 있다. 즉, 본 실시형태에서는, 제2 배면 공간(H2)보다 제1 배면 공간(H1)의 용적이 작다. 이로 인해, 스피커측의 공간에서 낮은 주파수(긴 파장)의 정재파가 생성되는 것을 막고, 낮은 주파수의 정재파가 스피커에 악영향을 주는 것을 방지할 수 있다. 이와 같이 제1 배면 공간(H1)에서 발생되는 정재파는, 다층의 흡음재로 이루어진 흡음부재를 충전함으로써 용이하게 감쇠시킬 수 있다.

또한, 넓은 제2 배면 공간(H2)에서 생성되는 긴 파장의 정재파는, 좁은 공간에서는 존재할 수 없기 때문에, 제2 배면 공간(H2)으로부터 앞면의 제1 배면 공간(H1)으로는 전달되기 어렵다. 이 때문에, 용적이 큰 제2 배면 공간(H2)의 정재파가 악영향을 주는 것을 억제할 수 있다. 또한, 제2 배면 공간(H2)은, 가상선(L)에 대하여 직교하는 임의의 가상의 면에 의해 절단한 단면의 면적이 가상선(L)을 따라 일정하도록 형성하여, 기하학적으로 단순한 형상으로 구성되므로 정재파를 용이하게 감쇠시킬 수 있다.

제1 백 캐비티 박스(121)와 제2 백 캐비티 박스(122)의 사이를 간막이하는 패킹(115)은, 캐비티 박스와는 음향 투과성이 다른 소재로서, 진동을 흡수하기 쉬운 소재, 예를 들면, 고무막이 이용된다. 이로 인해, 제1 배면 공간(H1)과 제2 배면 공간(H2)의 사이에 발생할 수 있는 음향의 상호 간섭에 의한 공명이나 공진을 방지할 수 있다.

도 8에 나타낸 바와 같이, 가상선(L)에 대하여 수직인 방향에서 스피커(110)의 정면을 볼 때, 어레이 스피커 시스템(10)을 구성하는 각각의 스피커 유닛(100)의 정면측의 단부는, 진동부재(111)의 음향 방사면(G)에 거의 일치하는 평면을 형성하는 평면부(S1)와 평면부(S1)의 양단으로부터 측방으로 경사지는 경사면을 형성하는 한 쌍의 경사면부(S2)로 각각 형성된다.

다시 말하면, 스피커 유닛(100)은 정면에서 보면, 평면부(S1)와 그 양단에 있는 한 쌍의 경사면부(S2)로 형성된다.

상술한 실시형태와 마찬가지로 외장 케이스(200)는, 한 줄로 나열된 복수의 스피커 유닛(100)이 동일한 피치(P)로 배치되도록 각각 지지할 수 있다.

외장 케이스(200)는, 한 줄로 나열된 복수의 스피커 유닛(100)을 상술한 가상선(L)을 따라 배치되도록 지지할 수 있다.

외장 케이스(200)는, 한 줄로 나열된 복수의 스피커 유닛(100)을 가상선(L)을 따라 동일한 피치(P)로 배치되도록 지지할 수 있다.

외장 케이스(200)는, 복수 열에 각각 한 줄로 나열된 복수의 스피커 유닛(100)을 가상의 선인 가상선(L)을 따라 배치되도록 지지할 수 있다. 가상선(L)은, 가상의 직선일 수 있고, 또는, 가상의 곡선일 수 있다.

배면 공간(H)은, 가상선(L)에 대하여 직교하는 가상의 면에 의해 절단한 배면 공간(H)의 단면의 면적이, 가상선(L)을 따라 동일한 피치(P) 마다 보았을 때, 항상 일정하도록 할 수 있다.

또한, 배면 공간(H)은, 가상선(L)에 대하여 직교하는 가상의 면에 의해 절단한 배면 공간(H)의 단면의 윤곽의 형상과 치수가, 가상선(L)을 따라 동일한 피치(P) 마다 보았을 때, 항상 일정하도록 할 수 있다.

이미 설명한 바와 같이, 어레이 스피커 시스템(10)을 구성하는 각각의 스피커 유닛(100)은 흡음부재(130)를 가질 수 있다.

도 8을 참조하여 흡음부재(130)의 배치의 일례에 대하여 설명한다.

도 8의 예에서, 흡음부재(130)는, 울(wool) 형태의 흡음재(131), 수지판 형태의 흡음재(132) 및 울(wool) 형태의 흡음재(133)를 포함하고, 각각 음향 방사면(G)에 대하여 평행인 층상으로 서로 겹쳐 있다.

흡음부재(130)는, 배면 공간(H)에서 발생된 정재파를 감쇠시키기 위한 부재로서, 흡음부재(130)는, 배면 공간(H)에 충전되어 있다. 흡음부재(130)는, 흡음 특성이 다른 복수의 흡음재를 인접시켜 층상으로 겹쳐져 있다.

흡음부재(130)는, 이러한 복수의 흡음재의 층상의 경계선이 음향 방사면에 평행이 되도록 배치되어 있다.

흡음재는 배면 공간(H)에서 발생되는 정재파를 효율적으로 흡음하는 재료일 수 있고, 예를 들면 흡음재는, 글래스 울, 수지 판재 등일 수 있다.

외장 케이스(200)는, 단수 열에 한 줄로 나열된 복수의 스피커 유닛(100)을 수납하여 지지하는 구조를 가지는 구조체이다.

도 8에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에서 외장 케이스(200)는, 외장 케이스 본체(210)와 외장 케이스 커버(220)로 구성된다.

외장 케이스(200)는, 가상선(L)의 방향, 즉, 윗쪽에서 볼 때 원형의 윤곽을 가진다.

외장 케이스 본체(210)는, 한 쌍의 경사면부(S2)의 경사면을 가상적으로 연장한 한 쌍의 가상의 면(X)으로 구획되는 정면측의 부분이 노치되어 있다.

외장 케이스 커버(220)는, 외장 케이스 본체(210)의 노치된 부분을 덮는다. 또한, 외장 케이스 커버(220)에는 음향 방사면(G)으로부터 방사된 음파를 투과 시키는 다수의 구멍이 형성되어 있다.

스피커는 일반적으로, 방사된 음파가 간섭을 일으켜 목적하는 방향과는 다른 방향으로 미약한 음파를 발생시켜 버린다. 이와 같이 목적하는 방향과는 다른 방향의 음파를 「사이드 로브」라고 부른다. 사이드 로브는, 목적하는 방향을 따르는 라인과 일정 각도를 이루어 외측을 향해 뻗어나가므로, 진동판에서 방사된 사이드 로브는 외장 케이스에 반사되어, 스피커 유닛과 외장 케이스의 사이에서 음파가 간섭을 일으켜 버려 예기치 못한 노이즈를 발생시켜 버리는 경우가 있다.

본 발명에 의하면, 도 8에 나타낸 바와 같이, 외장 케이스 본체(210)의 가상의 면(X)으로 구획되는 정면측의 부분에 노치를 설치하고, 이러한 외장 케이스 본체(210)의 노치 부분을 외장 케이스 커버(220)가 덮도록 하였다. 이렇게 노치를 설치함으로써, 음향 방사면(G)으로부터 방사된 음파가, 스피커 유닛(100)과 외장 케이스(200)의 사이에서 반사되어 간섭을 일으키는 것을 방지할 수 있다. 또한, 외장 케이스 커버(220)에는, 음향 방사면(G)으로부터 방사된 음파를 투과 시키는 다수의 구멍을 설치했으므로, 음향 방사면(G)으로부터 방사된 음파가 스피커 유닛(100)과 외장 케이스(200)의 사이에서 반사되기 어려워진다. 따라서, 음향 방사면(G)에서 방사된 음파의 지향성 패턴에 예기치 않은 사이드 로브가 발생되지 않게 된다.

다음에, 본 발명의 제4 실시형태에 따른 어레이 스피커 시스템(10)에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.

도 9는, 본 발명의 제4 실시형태에 따른 어레이 스피커 시스템(10)의 평면 단면도이다.

제4 실시형태에 따른 어레이 스피커 시스템(10)의 주요한 구조는, 제3 실시형태에 따른 어레이 스피커 시스템(10)의 것과 동일하므로, 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략하고, 다른 점만을 설명한다. 또한, 본 발명의 제1 내지 제3 실시형태에 따른 어레이 스피커 시스템(10)과 대응되는 구성에 대해서도 동일한 부호를 붙이고, 설명을 생략한다.

배면 공간(H)은, 외장 케이스(200)가 형성하는 공간과 연통된다.

예를 들면, 제2 배면 공간(H2)이, 외장 케이스(200)가 형성하는 공간과 연통된다.

예를 들면, 제2 백 캐비티 박스(122)에 외장 케이스(200)가 형성하는 공간과 연통되는 관통공(123)이 설치된다. 관통공(123)을 설치함으로써, 제2 백 캐비티 박스(122)내에서 음파가 반사되지 않아 정재파의 발생을 억제할 수 있다. 또한 관통공(123)을 설치함으로써, 제2 백 캐비티 박스(122)를 경량화할 수 있다.

다음에, 본 발명의 제5 실시형태에 따른 어레이 스피커 시스템(10)에 대하여 도면에 근거하여 설명한다.

도 10은, 본 발명의 제5 실시형태에 따른 어레이 스피커 시스템(10)의 평면 단면도이다.

제5 실시형태에 따른 어레이 스피커 시스템(10)의 주요한 구조는, 제3 실시형태에 따른 어레이 스피커 시스템(10)의 것과 동일하므로, 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략하고, 다른 점만을 설명한다. 또한, 본 발명의 제1 내지 제3 실시형태에 따른 어레이 스피커 시스템(10)에 대응되는 구성에 대해서도 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략 한다.

상술한 실시형태에서는, 흡음부재를 이용하여 배면 공간(H)에서 발생되는 정재파를 흡수하여 정재파가 스피커로부터 방사되는 것을 방지하였으나, 본 실시형태에서는 배면 공간(H)를 형성하는 부재, 특히 진동부재(111)를 강화시킨다.

강성이 높은 재질은 강성이 낮은 재질에 비해 공진 주파수가 높아, 낮은 주파수의 정재파의 영향을 전하기 어렵다는 성질이 있다. 따라서, 강성이 높은 부재로 강화된 진동부재(111)를 이용함으로써, 배면 공간(H)에서 발생되는 정재파가 진동부재(111)를 통과하여 스피커로부터 외부로 방사되는 것을 방지할 수 있다.

따라서, 진동부재(111)를 강화하고, 흡음부재가 배면 공간(H)에 들어 있지 않다는 점에서 제4 실시형태와는 다르다. 진동부재(111)의 두께를 두껍게 할 수도 있고, 또는, 진동부재(111)의 재료로서, 신호에 대하여 고감도이면서 강성이 높고 동시에 경량의 것을 사용할 수 있다. 이러한 구성에 의해 흡음부재가 불필요하게 되어 부품수를 줄일 수 있다.

다음에, 본 발명에서 상술한 제1 내지 제5의 실시형태에 따른 어레이 스피커 시스템(10)의 작용에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.

도 11은, 본 발명의 제1 내지 제5의 어느 하나의 실시형태에 따른 어레이 스피커 시스템(10)의 작용 설명도이다. 도 11에 나타낸 바와 같이, 복수의 스피커 유닛(100)의 각각의 스피커 유닛에 신호를 입력하고, 각각의 스피커 유닛(100)이 음향을 방사했을 때, 정재파가 각각의 배면 공간(H)에서 발생되는 상태를 나타내고 있다. 배면 공간(H)이 넓으면 발생되는 정재파의 파장은 길어지고 주파수는 낮아진다. 한편, 배면 공간(H)를 좁게 하면 발생되는 정재파의 파장은 짧아지고 주파수는 높아진다.

이와 같이, 정재파의 음향 특성은, 배면 공간(H)의 형상 및 치수에 의존한다.

본 발명에 의하면, 어레이 스피커 시스템을 구성하는 각각의 스피커 유닛의 배면 공간(H)을 작게 설계함으로써, 발생되는 정재파의 주파수를 높일 수 있다.

주파수의 높은 음향은, 주파수의 낮은 음향보다 감쇠시키기 쉽고, 예를 들면, 흡음부재 등을 이용하여 각각의 배면 공간에 발생된 정재파를 감쇠시킬 수 있다. 또한, 어레이 스피커 시스템(10)은 배면 공간의 형상 및 치수가 동일한 스피커 유닛(100)을 복수 배열하여 구성되므로, 각각의 배면 공간(H)에서 발생되는 정재파의 음향 특성을 동일하게 할 수 있다.

그 결과, 어레이 스피커 시스템(10)에서, 각각의 스피커 유닛에서 발생되는 정재파에 의한 음향적인 영향을 동일하게 할 수 있다.

도 12는, 본 발명의 제1 내지 제5의 어느 하나의 실시형태에 따른 어레이 스피커 시스템(10)의 음향 특성도이다. 도 12는, 한 줄로 나열된 복수의 스피커 유닛을 가지는 어레이 스피커 시스템의 지향성 패턴을 나타낸다. 가상선(L)에 평행한 면을 따라 부채꼴로 넓어지는 평면 형태가 되고 있음을 알 수 있다. 즉, 어레이 스피커 시스템(10)은 등음압 분포 곡선으로 나타냈을 경우 부채꼴로 넓어지는 지향성 패턴을 가지고 있다.

본 발명에 따른 어레이 스피커 시스템(10)에서는, 각각의 스피커 유닛의 배면 공간에서 발생되는 정재파를 감쇠시키는 것이 용이하므로, 한 줄로 나열된 복수의 스피커 유닛에서 방사된 음향을 합성하여 형성되는 어레이 스피커 시스템의 지향성 패턴은 혼란이 작아지고 매끄러운 형상을 유지한다.

그리고 복수의 스피커 유닛의 각각의 스피커 유닛이 정재파로부터 받는 음향적인 영향이 동일해지므로, 열로 나열된 복수의 스피커 유닛에서 방사된 음향이 합성하여 이루어진 어레이 스피커 시스템의 지향성 패턴은 혼란이 적게 되어, 매끄러운 형상을 유지할 수 있다.

도 13은, 스피커(110)로서 평면 스피커를 이용한, 본 발명의 제2 내지 제5의 어느 하나의 실시형태에 따른 어레이 스피커 시스템(10)으로서, 정면도이다. 어레이 스피커 시스템(10)은, 각각이 진동부재(111)와 액추에이터 프레임(113)을 가지는, 복수의 스피커 유닛(100)으로 이루어진다. 도 14에서 설명한 종래의 어레이 스피커 시스템(30)과는 달리, 스피커(110)로서 평면 스피커를 이용했기 때문에 거의 직사각형의 진동부재(111)가 형성하는 음향 방사면(G)은 거의 직사각형이 된다. 이 때문에, 인접하는 음향 방사면끼리의 거리는 동일해지고, 더욱이 이 거리는 단축하기 용이하다. 따라서, 인접하는 음향 방사면(G)의 사이의 간섭의 영향을 최소한으로 할 수 있다.

이미 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시형태에 따른 어레이 스피커 시스템(10)을 이용하면 이하의 효과를 가진다.

외장 케이스(200)가 한 줄로 나열된 복수의 스피커 유닛(100)을 지지하고, 각각의 스피커 유닛(100)이 스피커(110)와 백 캐비티 박스(120)를 각각 가지며, 백 캐비티 박스(120)가 스피커 유닛(100)의 액추에이터(112)로 구동되는 진동부재(111)의 배면에 둘러싸인 배면 공간(H)를 형성하도록 하였으므로, 배면 공간(H)의 크기는 스피커 유닛(100)의 크기에 따른 치수로 한정된다. 이 때문에, 발생되는 정재파의 주파수를 비교적 높일 수 있다. 따라서, 정재파를 감쇠시키는 것이 용이해지고, 또한 하나의 스피커 유닛(100)의 배면 공간에 정재파가 발생되더라도, 한 줄로 나열된 다른 스피커 유닛(100)의 음향 특성에 예기치 않은 영향을 주는 일은 없게 된다.

또한, 각각의 백 캐비티 박스(120)의 형상과 치수를 서로 동일하게 함으로써, 각각의 스피커 유닛(100)의 배면 공간(H)에서 발생되는 정재파의 진동 특성을 근사하게 할 수 있으므로, 결과적으로, 각각의 스피커 유닛(100)의 음향 특성을 근사하게 할 수 있다.

또한, 복수의 스피커 유닛(100)을 동일한 피치로 한 줄로 나열하여 배치시켰으므로, 복수의 스피커 유닛(100)으로부터 각각 방사되는 음향이 합성되어 이루어진 전체의 음향 특성의 혼란이 스피커 유닛(100)의 나열 방향에 대하여 균일해진다.

또한, 복수의 스피커 유닛(100)을 가상선(L)을 따라서 한 줄로 나열하여 배치시키고, 가상선(L)에 대하여 직교하는 가상의 면에 의해 절단한 배면 공간(H)의 단면(또는 그 일부의 단면)의 면적을 가상선(L)을 따라 일정하도록 하였으므로, 배면 공간(H)에서 발생되는 정재파의 특성을 안정시킬 수 있다.

또한, 어레이 스피커 시스템(10)을 구성하는 복수의 스피커 유닛(100)을, 가상선(L)을 따라 한 줄로 배치하고, 가상선(L)에 대하여 직교하는 가상의 면에 의해 절단한 배면 공간(H)의 절단면(또는 그 일부의 단면)의 윤곽의 형상과 치수를 가상선(L)을 따라 일정하도록 하였기 때문에, 배면 공간(H)에서 발생되는 정재파의 특성을 안정시킬 수 있다.

또한, 배면 공간(H)을, 조립때문에 발생되는 사소한 틈을 허용하고 실질적으로 밀폐되도록 하였으므로, 배면 공간(H)에서 발생되는 정재파가 배면 공간(H)의 외측 공간의 영향을 받지 않게 되므로, 결과적으로 정재파를 안정시킬 수 있게 된다.

또한, 각각의 스피커 유닛(100)의 배면 공간(H)에 흡음부재를 충전하였으므로, 배면 공간(H)에서 발생되는 정재파를 감쇠시킬 수 있다.

또한, 각각의 스피커 유닛(100)의 배면 공간(H)에 흡음부재를 충전하여, 흡음부재(130)가 복수의 흡음 특성이 다른 흡음재를 인접시켜 층상으로 겹치도록 하였으므로, 배면 공간(H)에서 발생된 정재파를 더욱 안정적으로 감쇠시킬 수 있다.

또한, 어레이 스피커 시스템(10)을 구성하는 복수의 스피커 유닛(100)을 가상선(L)을 따라 한 줄로 배치하고, 음향 방사면(G)이 가상선(L)을 따라 평행한 면으로 넓어지는 평면 형태가 되도록 하였으므로, 배면 공간(H)에서 발생된 정재파가 안정되어, 음향 방사면에 주는 영향이 적어진다.

또한, 한 줄로 나열된 복수의 스피커 유닛(100)을 가상선(L)을 따라 배치하고, 음향 방사면(G)이 가상선(L)을 따라 평행한 면으로 넓어지는 평면 형태로, 복수의 흡음재가 음향 방사면(G)에 평행한 층상의 경계선을 경계로 겹쳐지도록 하였으므로, 배면 공간(H)에서 발생된 정재파는 더욱 안정적으로 감쇠되고 음향 방사면에 주는 영향이 적어진다.

또한, 한 줄로 나열된 복수의 스피커 유닛(100)을 가상선(L)을 따라 배치하고, 진동부재(111)의 음향 방사면(G)이 네 모퉁이에 반경을 가지는 거의 직사각형의 윤곽을 형성하고, 윤곽의 긴 변이 가상선(L)에 병렬되도록 했으므로, 복수의 스피커 유닛(100)에서 방사되는 음향이 합성되어 발생되는 전체의 음향 특성의 혼란이 스피커 유닛의 나열 방향에 대하여 적어진다.

또한, 제1 백 캐비티 박스(121)가 제1 배면 공간(H1)을 형성하고, 제2 백 캐비티 박스(122)가 제2 배면 공간(H2)을 형성하고, 제1 배면 공간(H1)의 공간 용적이 제2 배면 공간(H2)의 공간 용적보다 작도록 했으므로, 제2 배면 공간(H2)에서 발생된 정재파의 영향이 제1 배면 공간(H1)을 통하여 진동 부재에 주는 영향을 작게 할 수 있다.

또한, 제1 백 캐비티 박스(121)가 제1 배면 공간(H1)을 형성하고, 제2 백 캐비티 박스(122)가 제2 배면 공간(H2)을 형성하며, 가상선(L)에 대하여 수직인 방향에서 스피커(110)의 정면을 볼 때, 서로 연통하는 제1 배면 공간(H1)의 폭치수를 제2 배면 공간(H2)의 폭치수보다 작게 했으므로, 제2 배면 공간(H2)에서 발생된 정재파의 영향이 제1 배면 공간(H1)을 통하여 진동 부재에 주는 영향을 작게 할 수 있다. 또한, 상기 스피커 유닛은, 그 정면이 상기 음향 방사면에 대해서 일부가 노치(notch)된 형상을 가진다. 이와 같이 노치를 설치함으로써, 음향 방사면(G)에서 방사되는 음파가 백 캐비티 박스(120)에 방해받지 않고 정면측으로 방사되어, 혼란이 적은 지향성을 실현할 수 있다.

본 발명은, 상술한 실시형태에 한정되지 않으며, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위에서의 변형, 개량 등은 본 발명에 포함되는 것이다.

본 발명의 상술한 제1 내지 제5의 실시형태에 따른 어레이 스피커 시스템(10)의 각각에 나타낸 구성은, 설명을 용이하게 하기 위하여 실시형태마다 설명하였으나, 실장 조건에 따라서, 개별적으로 조합할 수 있음은 자명한 일이다.

상술한 실시형태에서는, 복수의 스피커 유닛을 단렬로 한 줄로 배치한 구성에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 한 줄씩 배치한 복수의 스피커 유닛을 복수열 배치할 수 있다.

또한, 복수의 스피커 유닛은 직선 형태로 한 줄 또는 복수열 배치할 수 있으며, 또는 복수의 스피커 유닛을 곡선 형태의 한 줄 또는 복수열 배치할 수도 있다.

또한, 제3 실시형태에서, 음향 방사면의 윤곽을 구성하는 긴 변, 짧은 변을 직선 형태로 설명하였으나, 이것으로 한정되지 않는다. 긴 변, 짧은 변은 만곡되어 있을 수 있으며, 예를 들면, 긴 변, 짧은 변이 곡선형태 일 수 있다.

G 음향 방사면
H 배면 공간
H1 제1 배면 공간
H2 제2 배면 공간
S1 평면부
S2 경사면부
X 가상의 면
10 어레이 스피커 시스템
100 스피커 유닛
110 스피커
111 진동 부재
112 액추에이터
113 액추에이터 프레임
114 엣지
120 백 캐비티 박스
121 제1 백 캐비티 박스
122 제2 백 캐비티 박스
130 흡음부재
200 외장 케이스
210 외장 케이스 본체
220 외장 케이스 커버

Claims

어레이 스피커 시스템에 있어서,
입력되는 신호에 따라서 각각이 음향을 방사하는 복수의 스피커 유닛과,
상기 복수의 스피커 유닛을 지지하는 외장 케이스, 를 구비하고,
상기 복수의 스피커 유닛의 각각은,
상기 신호에 따라서 음향을 방사하는 진동 부재를 구동하는 스피커와,
상기 스피커를 지지하는 백 캐비티 박스, 를 구비하고,
상기 백 캐비티 박스는, 상기 진동 부재에서 음향 방사면과 반대측에 배면 공간을 형성하는 것을 특징으로 하는 어레이 스피커 시스템.
제 1항에 있어서,
복수의 스피커 유닛의 각각의 상기 백 캐비티 박스의 형상과 치수는 서로 동일한 것을 특징으로 하는 어레이 스피커 시스템.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 외장 케이스는, 상기 복수의 스피커 유닛을 한 줄에 동일한 간격으로 배치하여 지지하는 것을 특징으로 하는 어레이 스피커 시스템.
제 1항 내지 제 3항의 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 스피커 유닛이 배열되는 방향에 대하여 직교하는 면으로 자른 상기 배면 공간의 절단면의 면적이, 상기 복수의 스피커 유닛이 배치되는 방향을 따라 일정한 부분 공간을 가지는 것을 특징으로 하는 어레이 스피커 시스템.
제 4항에 있어서,
상기 배면 공간 중, 상기 부분 공간을 제외한 공간은, 상기 복수의 스피커 유닛이 배열되는 방향에 대하여 직교하는 면으로 자른 절단면의 면적에서, 상기 부분 공간보다 작은 것을 특징으로 하는 어레이 스피커 시스템.
제 4항 또는 제 5항에 있어서,
상기 부분 공간을 제외한 공간과 상기 부분 공간은 연통되는 것을 특징으로 하는 어레이 스피커 시스템.
제 1항 내지 제 6항의 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 스피커 유닛을 구성하는 각각의 상기 진동 부재가 가지는 음향 방사면은, 상기 복수의 스피커 유닛이 배열되는 방향에 대하여 평행하게 연장되는 한 쌍의 긴 변과 서로 병렬하는 한 쌍의 짧은 변을 포함하는 윤곽을 가지는 것을 특징으로 하는 어레이 스피커 시스템.
제 1항 내지 제 7항의 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 스피커 유닛의 각각은, 상기 배면 공간에 충전된 흡음부재를 가지는 것을 특징으로 하는 어레이 스피커 시스템.
제 1항 내지 제 8항의 어느 한 항에 있어서,
상기 음향 방사면은, 상기 복수의 스피커 유닛이 배열되는 방향을 따라 넓어지는 평면 형태인 것을 특징으로 하는 어레이 스피커 시스템.
제 1항 내지 제 9항의 어느 한 항에 있어서,
상기 배면 공간이 실질적으로 밀폐되는 것을 특징으로 하는 어레이 스피커 시스템.
제 1항 내지 제 7항, 제 9항, 제10항의 어느 항 항에 있어서,
상기 복수의 스피커 유닛의 각각은, 상기 배면 공간에 충전된 흡음부재를 가지며,
상기 흡음부재는 흡음 특성이 다른 복수의 흡음재에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 어레이 스피커 시스템.
제 4항 내지 제 6항의 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 스피커 유닛의 각각은, 상기 배면 공간에 충전된 흡음부재를 가지며,
상기 배면 공간 중, 상기 부분 공간을 제외한 공간에, 흡음 특성이 다른 복수의 흡음부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 어레이 스피커 시스템.
제 1항 내지 제 12항의 어느 한 항에 있어서,
상기 스피커 유닛은, 그 정면이 상기 음향 방사면에 대하여 일부가 노치된 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 어레이 스피커 시스템.