KR20130126899A - 음향 확산 발생기 - Google Patents

Abstract

반사기 및 전자 시스템이 번호 순서에 따라 시간 지연을 발생시킴으로써 확산 방법을 발생시킨다. 음향 패시브 반사기가 그 표면에서 일련의 우물을 사용하여 한 음향 파를 번호 순서를 기초로 하여 시간 차를 갖는 일련의 음향 파로 변환하도록 한다. 전자 신호 변환 시스템이 한 신호를 번호 순서를 기초로 하여 시간 차를 갖는 일련의 음향 파로 변환하도록 한다. 이것은 스피커의 N x N 배열을 갖는 오디오 스피커 시스템에서 사용될 수 있으며, 이때 N는 전자 신호 변환 시스템에 의해 구동되도록 배열되는 홀수 소수이며, 상기 신호는 일련의 신호로 변환되며, 신호의 중앙에서 하나 이상의 신호가 전자 신호 변환 시스템에 의해 구동되도록 배열되고, 신호의 중심에서 하나 이상의 신호가 시간 상 상기 신호를 선행하고 하나 이상의 신호가 상기 신호를 뒤 따르며 그리고 상기 신호가 N x N 배열을 갖는 스피커로 보내지도록 배열된다.

Description

음향 확산 발생기{ACOUSTIC DIFFUSION GENERATOR}

본 발명은 음향 장치에 대한 것이며, 특히, 유체 공간 내에서 확산 파를 발생시키는 수단을 제공하는 음향 장치에 대한 것이다. 특히, 본 발명은 확산 파를 발생하도록 된 라우드 스피커 장치에 대한 것이다.

라우드 스피커는 청취 경험을 개선하도록 된 많은 특허의 대상이 되어왔다.

영국 특허 841440호는 라우드 스피커 장치를 공개하며, 라우드 스피커가 사다리꼴 캐비닛 내에 배열된다. 미국 특허 4031318호는 반 전방향 스피커 배열로써 전체 오디오 범위를 커버한다. 선택적 반사기 표면이 포함된다.

미국 특허 4800983호는 스피커 정면에서 비스듬하게 위치한 디프렉터 미로(diffractor labyrinth)를 제공하여 최적의 청취 각도를 확장하도록 한다. 이 같은 장치는 반사 에너지가 음 발생 변환기를 방사시키도록 하며 결과로 발생된 음 필드에 간섭을 일으키도록 한다.

본원 발명자의 미국 특허 5764782호는 음원을 바라보는 음향 반사기를 공개하였다. 상기 반사기는 이차 잉여 시퀀스에 따라 변하는 깊이를 갖는 홀수 서수의 우물(wells)들 갖는다.

본 발명의 목적은 미국 특허 5764782호의 상기 반사기와 음 발생 방법을 개선하는 것이다.

본 발명은 청각 생리의 이해에 대하여 서술되며, 확산 파 발생이 청취 경험을 개선할 것이다.

확산 파는 작은 파와 비유되는 시간-진폭 현상에 의해 특징이 되는 신호 분석 작용이다. 확산 파는 많은 신호 분석 결과를 달성하기 위해 사용될 수 있다. 한 확산 파가 데이터를 분석하기 위해 사용되는 때, 데이터 변경의 에지 또는 포인트를 발견할 것이다. 상기 확산 파의 스케일은 스펙트럼 내용 및 다른 특성 내에 상이한 선호(preference)에 영향을 미치도록 변경될 수 있다. 동일한 데이터가 다른 스케일 확산 파로 분석될 수 있으며 데이터 내의 동일한 에지 또는 변경이 발견될 것이다. 따라서 스케일 확산 파의 패밀리를 사용하여, 한 데이터 세트가 분석될 수 있으며 변경이 모든 스케일의 결과에서 나타날 것이다. 이 같은 변경은 다른 스케일 결과에 대하여 상관관계를 가질 수 있으며 높은 간섭 신뢰도를 갖는 데이터가 얻어질 수 있다.

확산 파의 한 특성은 이것이 제로에 해당하는 자기-상관관계 결과를 갖는다는 것이다. 이는 확산 파 응답의 어떤 부분도 확산 파 응답의 어떠한 다른 부분과 유사하게 닮은 부분이 없다는 것을 의미한다. 이는 어떠한 시간 기반 패턴도 갖지 않도록 시간에 따라 변경된다. 만약 에너지가 제로 자기상관 확산 파 현상을 갖도록 전송되거나 발생될 수 있다면, 그러면 이는 플랫(flat) 스펙트럼을 가질 것이다. 만약 이것이 자기 상관관계를 갖는다면, 이는 주파수 종속 스펙트럼을 가질 것이다.

본 발명은 제로-자기 상관관계 넘버 시퀀스 작용이 올바르게 사용되는 때, 에너지의 공간 전송을 제어하기 위해 사용될 수 있는 확산 파 작용을 발생시킨다. 라우드 스피커에서 사용되는 때, 이 같은 방법하에서 상기 공간 전송은 전 방향 공간 패턴을 나타낼 수 있다. 전 방향 패턴으로 전송되는 제로-자기 상관관계를 갖는 한 신호가 완전히 확산된 에너지로서 설명될 수 있다. 그와 같은 신호는 어떠한 위상도 갖지 않기 때문에 고유한 것이다. 따라서 상기 에너지는 공간 도메인에서 위상이 일관된다.

한 스케일 또는 최소와 최대 스케일의 엔벨로프 사이 무한한 수의 스케일로, 에너지의 공간 전송에서 이들 확산 파 기반 작용을 사용하는 것이 가능하다. 이들은 관념상의 정보를 갖는 확산 캐리어로서 사용될 수 있으며, 이에 의해 전송의 세기가 한 신호에 의해 조정되고, 상기 공간 환경 내에 포함된 파워를 변조하도록 한다. 상기 공간 환경은 평형 상태에서 안정된 상태로 전송된 신호 컴포넌트를 포함할 수 있다.

그와 같은 공간 내에 담긴 변경들은 상기 공간 환경 내로 방사시킨 확산 파 작용의 모든 스케일에서 명백하다. 이들 변경이 시간 기반 정보를 지닌다면, 그러면 상기 공간 환경 내 에너지의 모든 공간 경로는 상기 소스 신호에 대한 동일하게 명백한 시간-변경 정보를 지닐 것이다. 이 같은 확산 시간-변경 정보는 소스 신호에 대한 3 차원 공간 이미지를 다시 발생시키며, 이는 신호에 대한 뇌의 이해를 향상시킬 것이다.

본 발명은 한 실시 예에서 사운드 발생 소스로부터 파를 반사시키기 위해 사용될 수 있는 미국 특허 제5764782호에서 공개된 타입의 반사기인, 음향 장치를 제공한다. 상기 반사기는 소스와 마주하는 한 표면을 포함한다. 상기 표면은 다수(N, 이때 N는 홀수 소수)의 우물(well)을 가지며, 우물은 상기 표면의 길이 방향을 따라 만들어진다. 우물 각각은 다음의 깊이를 갖고; D_n = (N² rem N)^* 단위 깊이(0 <= N <= N-1) 이차 잉여 시퀀스(Quadratic Residue Sequence)에 의해 정해진다. QRS의 올바른 사용은 제로 자기 상관관계를 갖는 확산 파 응답을 발생시킬 것이다. 따라서, 소스로부터 상기 반사기로 향하는 음향 에너지, 그리고 상기 반사기로부터 반사된 음향 에너지는 한 확산 파 응답을 갖는다. 이는 상기 반사기로부터 모든 각도 방향으로 동일한 음향 에너지를 가지며, 모든 방향으로의 에너지는 확산되며 한 반사기로부터 또는 반사기들 사이의 3 차원 공간 이미지 발생을 가능하게 하는 확산 파 파형으로 인코드된다. 우물 각각의 깊이는 소스로부터의 구형 파 그리고 상기 반사기 표면으로부터 소스까지의 거리 사이 변화에 의해 교정된다.

우물 각각의 깊이는 또한 소스로부터의 구형 파, 소스가 반사 표면으로 입사되는 각도, 그리고 상기 반사기의 입사 표면으로부터 소스까지의 유효한 수정 거리 사이 변화에 의해 교정된다.

우물 각각의 깊이는 또한 소스로부터의 구형 파, 소스가 반사 표면으로 입사되는 각도, 그리고 소스로의 상기 반사기의 개별 우물 표면 각 각으로의 인터페이스 주변 공간 환경의 유체 내 국부적인 임피던스 변경으로 인한 각도의 왜곡 사이 변화에 의해 교정될 수 있기도 하다.

상기 우물들 각각은 다음과 같은 깊이를 가지며; D_n = (n² rem N)^* 단위 깊이(unit depth), 이차 잉여 시퀀스에 의해 정해지고, 그리고 방사 소스(radiating source)는 상기 우물 각각의 극단에 위치하거나 연결된다. 또 다른 특징으로 이 같은 발명은 스피커와 고음 스피커를 갖는 스피커 시스템에서, 올바른 스펙트럼 응답을 갖는 음향 드라이버가 고음 스피커의 음향 센터와 시간 정렬되고 이상(out of phase)으로 연결되며, 이때 상기 고음 스피커가 이차 잉여(quadratic residue) 시퀀스로 배열된 우물들을 갖는 반사기를 상기 시스템과 관련시키어, 상기 음향 드라이버로부터의 에너지가 상기 고음 스피커의 직접적인 방사된 에너지를 위상 상쇄(phase cancel)하도록 사용되는 라우드 스피커 시스템을 제공한다. 바람직하게, 이 같은 시스템은 시간 정렬되어 위치한 우퍼(woofer) 그리고 고음 스피커를 가지며, 상기 고음 스피커가 이차 잉여 시퀀스로 배열된 우물들을 갖는 반사기를 위한 소스 드라이버로서 작용한다. 바람직하게, 이 같은 장치에서 사용된 스피커는 캐비닛 내에 맞춰지며, 상기 캐비닛의 패널들이 상기 캐비닛 패널들에서 캐비닛의 패널들이 패널들 내 약하거나 증가된 세기를 갖는 라인(lines)들을 포함하며, 이때 상기 약하거나 증가된 세기를 갖는 라인(lines)들이 임의의 소수 비율로 떨어져 있으며, 안티-공진의 마디가 있는 포이트들을 발생시킨다.

또 다른 특징에서, 본 발명은 반사기의 사용 없이 확산 파를 발생시키는 수단을 제공한다.

상기의 특징에 따라 본 발명은 N 또는 N x N 매트릭스로 배열된 다수(N 또는 N²)(이때 N는 홀수의 서수)의 변환기를 갖는 표면; 그리고

증폭기 그리고 신호 시간 지연 수단에 의해 구동되는 변환기 각 각을 포함하며, 이때 상기 신호 지연 수단 각각은 다음 식에 의해 정해지는 변환기 시스템을 제공한다:

본 발명은 또한 반사기 표면에 일련의 다수의 우물들을 포함하여, 음파를 번호 순서에 따라 시차를 갖는 일련의 음파로 변환하도록 하는 음향 패시브 반사기를 제공한다.

한 전자 버젼에서, 상기 본 발명은 한 신호를 번호 시퀀스에 따라 시차를 갖는 일련의 신호로 변환시키는 전자 신호 변환 시스템을 제공한다.

바람직하게, 반사기 또는 전자 시스템에서 사용된 번호 순서가 이차 잉여 시퀀스(Quadratic Residue Sequence), 바커 코드(Barker code), 제로 자기상관 시퀀스(zero auto- correlation sequence) 또는 상보적 서열(complementary sequence)로부터 선택된다.

또 다른 실시 예에서, 본 발명은 스피커의 N x N 배열을 갖는 오디오 스피커 시스템을 제공하며, 이때 N는 전자 신호 변환 시스템에 의해 구동되도록 배열되는 홀수 소수이며, 상기 신호는 일련의 신호로 변환되며, 신호의 중앙에서 하나 이상의 신호가 전자 신호 변환 시스템에 의해 구동되도록 배열되고, 신호의 중심에서 하나 이상의 신호가 시간 상 상기 신호를 선행하고 하나 이상의 신호가 상기 신호를 뒤 따르며 그리고 상기 신호가 N x N 배열을 갖는 스피커로 보내지도록 배열된다. 신호의 위치는 상기 어레이 내에서 이동될 수 있다.

도 1은 반사기에 대한 음향 소스의 사시 도면.
도 2는 표면 내에 우물을 가지며, 우물의 깊이가 이차 잉여 시퀀스(Quadratic Residue Sequence)에 의해 정해지는 본 발명에 따른 반사기의 도 1에 대한 3-3선 단면도.
도 3은 도 1의 4-4선 단면도이며, 또는 본 발명에 따라 개선된 반사기의 한 실시 예를 도시한 도면.
도 4는 일련의 네스트 우물들을 갖는 본 발명에 따른 동일한 반사기에 대한 것으로서, 네스트 각각이 이차 잉여 시퀀스(Quadratic Residue Sequence)에 의해 정해지며, 소스로부터의 구면파 정면에 대한 교정을 도시하는, 도 1의 3-3선 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 개선된 반사기의 한 실시 예로서, 소스에 대한 반사기의 개별 우물 표면 각각에 대한 인터페이스 주변의 공간 환경 유체 내, 국부 임피던스 변경으로 인한 각도 왜곡에 대한 교정을 도시하는, 도 1의 길이 방향 L을 따라 절단한 위도 방향 단면도.
도 6은 한 특정 크기로 확산 파 작용에 대한 시간 진폭 응답을 도시한 도면.
도 7은 또 다른 특정 크기로 확산 파 작용에 대한 시간 진폭 응답을 도시한 도면.
도 8은 최초 전자 신호 그리고 각기 다른 크기의 확산 파 작용으로 인코드 동일한 신호에 대한 일련의 시간 진폭 응답을 도시한 도면.
도 9는 우물 바닥이 오목한, 도 1의 실시 예에 대한 일부 절단 사시도.
도 10은 우물 바닥이 볼록한, 도 1의 실시 예에 대한 일부 절단 사시도.
도 11A는 청취 환경 내로의 직접적인 스펙트럼 방사선을 소스 드라이버로부터 위상 상쇄(phase cancellation)하기 위해 대용 드라이버가 왜 사용되어야 하는가를 설명하기 위해 도시된 드라이버 장치의 측면도.
도 11B는 청취 환경 내로의 직접적인 스펙트럼 방사선을 소스 드라이버로부터 위상 상쇄(phase cancellation)하도록 하기 위해 우퍼(woofer)의 허용 가능한 방사선 확장이 왜 증가되는 가를 설명하기 위해 도시된 드라이버 장치의 측면도.
도 12A는 전 범위 드라이버를 갖는 장치의 측면도로서, 반사기가 전 스펙트럼을 커버하도록 사용된 도면.
도 12B는 동심을 갖는 드라이버 장치의 측면도로서, 반사기가 전 스펙트럼을 커버하도록 사용된 도면.
도 13은 도 11B 및 12B 장치의 보드 플롯을 도시한 도면으로서, 크로스오버 밴드가 사용되어 소스 드라이버로부터 청취 환경 내로 직접적인 스펙트럼 방사선을 통하여 제어를 달성하도록 사용됨을 도시하는 도면.
도 14는 표면 내 우물을 갖는 본 발명에 따른 반사기의 도 1에 대한 3-3선 단면도로서, 우물의 깊이가 이차 잉여 시퀀스에 의해 정해지고, 우물의 바닥 굴곡이 슬롯의 입구를 가로질러 에너지의 예민한 도달을 보상하도록 조정됨을 도시하는 도면.
도 15A 및 도 15B는 표면 내에 우물을 갖는 본 발명에 따른 반사기의 도 1에 대한 3-3선 단면도로서, 우물의 깊이가 이차 잉여 시퀀스에 의해 정해지고, 우물 분리기 핀(fins)의 상부가 음향학상 세로로 홈이 새겨져서 반사기의 정면 표면으로부터의 반사를 최소로 하도록 함을 도시하는 도면.
도 15A는 엔드 우물의 내부 에지에서 세로로 홈이 새겨지고, 도 15B는 외부 에지에서 마찬가지로 세로로 홈이 새겨짐을 도시하는 도면.
도 16은 전자-음향 실시 예에 대한 개략적 도면이며, 도 16A는 평면도.
도 17은 또 다른 전자-음향 실시 예에 대한 개략적 도면.
도 18은 매니폴드 장치에 대한 단면도이며, 도 18B는 매니폴드 정면의 평면도.
도 19는 여러 크기의 확산 파를 포함하는 본 발명의 전자 음향 실시 예에 대한 개략도.
도 20은 본 발명에 의해 발생된 영향에 대한 그래프를 도시한 도면.
도 21은 큰 베이스 상에 장착된 패시브 반사기를 도시한 도면.
도 22는 포텐셜 합성 공진 패널이 약한 라인들을 포함하는, 본 발명 실시 예에 대한 또 다른 실시 예를 도시한 도면.
도 23은 포텐셜 합성 공진 실린더가 강한 엘리먼트들을 포함하는 또 다른 실시 예를 도시한 도면.
도 24 및 도 25는 스피커 드라이버의 이동 콘 내로 형성된 확산 어레이 패턴을 도시하는 도면.
도 26 및 도 27은 강한 또는 약한 라인들을 포함하는 스피커 드라이버의 실시 예를 도시한 도면.

도 1은 반사기(10)를 도시한다. 본 발명에 따른 바람직한 실시 예에서, 스피커와 같은 소스(12)로부터의 음향 에너지가 반사기(10)로 향하도록 되며, 반사기(10)의 평면 표면(14) 내에 형성된 일련의 우물(16)로부터 길이 방향 L로 청취 환경 내로 반사된다. 우물(16) 각각은 길이 L 방향으로 배열되며 이 같은 길이 L 방향에 평행하다. 이차 잉여 시퀀스는 각 우물(16)의 깊이를 정한다. 상기 반사된 음향 에너지는 방사선 방향으로부터 플라스 또는 마이너스 1/2Pi (90°) 각도 방향 내에서 반사기(10)로부터 모든 각도 방향으로 실질적으로 동일한 음향 에너지를 갖는다.

도 2와 관련하여, 반사기(10)의 단면이 도 1에서 도시된 20 라인(3-3)을 따라 도시된다. 반사기(10)는 평면 표면(14) 내 가변 깊이(D0, D-i , ... DN-I)를 갖는 N개의 벽(16)을 갖는다. 도 2에서 도시된 반사기(10)는 평면 표면(14) 내에 7개의 그와 같은 우물(16a-16g)을 갖는다. 우물(16)의 깊이는 방사시킨 음향 에너지의 인접한 엘리먼트들 사이 위상 관계를 사전에 결정하기 위해 수학적인 넘버 시퀀스를 적용함으로써 결정된다. 즉, 우물(16)의 가변 깊이는 상기 엘리먼트들을 조정하여 위상 차를 교정하도록 한다.

제로와 같은 자기 교정으로 확산 파 응답을 발생시킬 수 있는 한 가지 그와 같은 수학적인 넘버 시퀀스가 이차 잉여 시퀀스(QRS)로 알려져 있다. 이 같은 QRS는 홀수 서수 N(예를 들면, 1 , 3, 5, 7, 11 , 13, 17, 19, 23, 29 ... )과 같은 전체 엘리먼트 길이를 갖는 한 넘버 시퀀스이다; N는 표면(14)에서의 우물(16)의 수이다. 개별적인 엘리먼트 솔루션은 다음 관계식에 의해 정해진다.

(즉, n²로부터 멀티플 N를 감산하는 때 발생 되는 적어도 비 네가티브 나머지)

테이블 1은 엘리먼트들(즉, N = 7)을 갖는 한 시퀀스에 대하여 유도된 QRS에 대한 솔루션을 도시한다.

테이블 1

시퀀스의 어느 한 주기(N개의 인접한 엘리먼트들)가 사용되어 확산 파 작용을 달성하도록 하는 것이 QRS의 특성이다. 따라서, 상기 시퀀스는 하나의 완전한 시퀀스 주기, 즉 주기적인 Nw (여기서 w는 한 우물의 폭)를 해결하는 한, 어떠한 넘버 n 또는 그 일부로 시작할 수 있다. 다음 테이블 2는 n=4 에서 시작하며 n=10, 즉, N=7 엘리먼트를 포함한다.

테이블 2

다음 테이블 3은 n=2에서 시작되며, n=6, 즉, N=5 엘리먼트를 포함한다. 상기 솔루션(4, 1, 0, 1)은 테이블 2의 2, 4, 1 , 0, 1 , 4, 2 솔루션 속에 포함되는 것으로 되어있다. 더욱 낮은 서수 넘버에 대한 솔루션이 더욱 높은 서수 넘버(numbers) 솔루션 속에 포함되는 것이 QRS의 특성이다.

테이블 3

어떠한 N에 대하여도 한 세트의 솔루션이 적용된다면, 상수가 솔루션 Sn 각각에 추가될 수 있으며, 다음에 다음의

을 적용한다. 이때 a는 상수이다.

따라서 N=7 에 대한 자연적인 솔루션이 0,1 ,4 , 2, 2, 4,1인 동안, 가령 a=3을 Sn 각각으로 추가할 수 있으며 상기 솔루션을 3, 4, 0, 5, 5, 0, 4. 로 변환할 수 있다.

도 2의 반사기(10)는 다수의 우물(16)을 가지며, 그 깊이는 일정 단위 깊이에 의해 곱하여진 QRS에 대한 솔루션(해)이다. 즉, 우물 0(16a)의 깊이는 0이고; 우물 0(16a)에 바로 인접한 우물 1(16b)의 깊이는 1^* 단위 깊이이며; 우물 1(16b)에 바로 인접한 우물 2(16c)의 깊이는 4^* 단위 깊이이며, 계속 이와 같은 관계를 갖는다. 소스(12)로부터 방사시킨 음향 에너지의 엘리먼트들은, 이들이 우물(16)을 갖는 표면(14)으보부터 반사되는 때, 먼 필드 공간에서 혼합되어 확산 및 확산 파 인코딩 사운드 필드를 만들도록 한다. 상기 QRS 에 대한 "완전한" 솔루션(해)은 명목상 방사상 방향으로부터 플러스 및 마이너스 PI/2 각도 이내 방향으로 그러나 실제는 더욱 크게 반사기(10)로부터 모든 각도 방향으로 동일한 음향 에너지를 제공한다.

초점이 맞춰진 반사기의 바람직한 실제 디자인은 반사기 표면으로부터 38mm 거리에서 음향 센터를 제공할 것이다. 우물 깊이는 8.15mm이도록 선택된다. 따라서 전체 반사기 폭은 57.0 5mm이다.

종래의 QRD 솔루션 그리고 디자인 주파수가 1800 hz이도록 선택되는 때 수정되고 초점이 맞춰진 QRD 솔루션이 테이블 4에서 설명된다.

테이블 4

다른 적절한 넘버 시퀀스는 바커 코드(Barker code), 제로 자기상과 시퀀스(zero auto- correlation sequence) 또는 상보적 서열(complementary sequence)과 같은 신호 처리에서 사용된 것들이다.

바커 코드는 다음과 같이, +1 그리고 -1에 대한 N 값 시퀀스이다.

그리고 다음과 같은 식을 만족하도록 한다.

자기상관은 한 신호의 자기 자신과 관련한 크로스-상관관계이다. 비공식적으로 상기 관찰들 사이 유사성은 이들 사이 시간 분리의 함수이다. 이는 잡음에 묻힌 주기적인 신호의 존재와 같은 반복 패턴을 발견하고, 혹은 그 고조파 주파수에 의해 암시된 신호에서의 누락된 기본 주파수를 식별하기 위한 수학적 도구이다. 이는 시간 도메인 신호들과 같은 함수 또는 일련의 값들을 분석하기 위한 신호 처리에서 자주 사용된다.

상보적 서열( complementary sequence )은 적용된 수학으로부터 유도되며, 이들의 이상 주기적 자기 상관관계 합이 제로인 유용한 특성을 갖는 시퀀스 쌍이다. 이진 상보적 서열은 먼저 1949년 Marcel J. E. Golay에 의해 소개되었다. 1961-1962년도에, Golay는 2^N 길이의 순서를 구성기키기 위한 여러 방법을 제공하며 길이 10과 26의 상보적 서열의 예들을 제공한다. 1974년에, R. J. Turyn은 2^N10^K26^M 을 형성시키는 어떠한 길이의 순서 구성도 허용하는 길이 m과 n의 순서로부터 길이 mn의 순서를 구성시키는 방법을 제공한다.

두 가지 주요 디자인 변수들, 단위 길이 그리고 엘리먼트 폭이 유용한 주파수 대역폭을 정하며, 이를 통하여 반사기(10)가 유효해진다. 가장 낮은 유용한 주파수는 다양한 우물 깊이에 의해 만들어진 경로의 크기에 의해 조정된다. 가장 유용한 주파수는 우물의 폭에 의해 조정된다.

기계적인 확산 파 발생기의 낮은 주파수 디자인 주파수를 조정하기 위해, 단위 깊이가 상기 디자인 파장 1/N 배와 같도록 정해진다. 만약 상기 단위 깊이가 10 밀리미터이고 N = 7이라면, 그러면, 상기 디자인 파장은 다음 식에 의해 정해진다:

X = N x 10 밀리미터 = 70 밀리미터

이로부터, 디자인주파수는 다음과 같이 계산된다:

(또는 45도의 반사각이 추가 경로 길이로 간주 되는 때는 3,46 kHz)

반사기(10)는

로 동작하는 것으로 관찰된다. 상기 디자인 주파수 이하에서, 우물들은 소스 주파수의 위상에 대하여 크기가 의미가 없으며, 음향 장치는 정상적인 레디에이터 또는 플랫 반사기로서 작용한다. 반사기가 유효한 가장 높은 주파수, 차단 주파수는 개별적인 우물 폭, w, 또는 다자인 주파수에 대한 관계에의해 정해진다. 이전의 실시 예를 사용하여, 만약 상기 우물 깊이가 10 밀리미터이라면, 그러면 상기 차단 주파수는 다음과 같이 정해진다;

따라서 주파수는 다음과 같이 정해진다:

고 주파수 효율을 제한하는 또 다른 팩터는 상기 시퀀스가 디자인 주파수 (N-1) 배 주파수로 동작하지 않는다는 것이다. 즉, 이전 예에서의 넘버들을 아직도 사용한다.

(또는 45도의 반사각이 추가 경로 길이로 간주 되는 때는 20.8 kHz)

이 같은 실시 예에서, 2 x w 에 의해 정해지는 차단 주파수는 두 제한 주파수 가운데 더욱 작은 것이며, 따라서 실제 고 주파수 차단 포인트이다. 따라서 두 주파수 가운데 더욱 낮은 주파수가 상기 차단 주파수이다.

확산 파 작용의 제로 자기상관 특성과의 에러 간섭을 확실히 막기 위해, 막대한 주의와 올바른 보상이 설계에 반영되어야 한다. 제로 자기상관시에 출력 그 자체는 사람의 청취 시스템과 같은 관찰자 수용체에 의해 해석될 수 있는 어떠한 의미있는 정보도 갖지 않는다. 도 6에서 도시된 바와 같이 그 결과 확산 파 작용은 '사이런트'이다. 그러나, 에러에 대한 톨러런스는 매우 작으며 이에 의해 이상 상태로부터 백분율은 진폭 또는 위상이 3% 이하이어야 한다. 에러가 크면 클수록 상기 확산 파 작용은 더욱 가청 이도록 된다. 우리가 가청 공간 환경에서 듣기를 원하는 것은 드라이빙 소스 신호의 세기이지, 확산 파 작용이 아니다. QRS가 광범위한 주파수에 영향을 미치기 때문에, 설계 디자인의 유용한 스펙트럼의 높은 엔드(end)가 3% 이하 범주로 유지되는 것이 매우 중요하다. 상기 주파수 스펙트럼이 낮아지는 때, 컴포넌트 파장 증가 그리고 경로 이동으로 인한 에러들은 상기 스펙트럼 영역에서 소스 공간 오리진이 고정적으로 유지되는 한 상대적으로 크지 않다. 일정 스피커 드라이버들은 매우 높은 주파수에서 음향 센터 이동의 심각한 가속을 보인다. 음향 센터는 10kHz 이상에서 드라이버의 음성 코일을 향해 신속하게 이동하기 시작한다. 따라서, 더욱 중요한 메시지 주파수가 상기 스펙트럼의 낮은 곳에서 발견되는 이익을 위해 반사기의 초점을 10kHz 및 그 이하의 음향 센터 위치에 맞추도록 결정될 수 있다.

확산 파 작용, 도 6은 신호의 '에지'를 찾기 위해 특정 크기로 사용될 수 있다. 심리학 음향 신호의 에지는 그 속에 포함된 공간 영상을 표시한다. 따라서, 확산 파들은 공간, 또는 전기-음향 신호의 3차원 음향 영상을 정의하도록 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 반사기(10)는 소스(12)로부터의 음향 에너지가 평면 파 형태인 것으로 가정한다. 그러나, 음향 드라이버들은 거의 평면 파를 발생시키지 않는다. 사실 대부분의 음향 드라이버는, 특히 돔 고음 스피커는 구형 또는 준 구형 파를 생성한다. 따라서 반사기(10)의 평면 표면(14) 내의 벽(16)은 대부분의 음향 드라이버로부터 제로 자기상관 (들리지 않는) 음향 에너지 방사 패턴을 달성하기 위해 완벽한 깊이(3% 에러 이내)를 갖지 않는다.

도 3은 반사기 표면에 수직이지 않은 경로가 고려되는 때 반사기 깊이에 대한 가상의 길이를 도시한다. 이와 같은 긴 길이는 반사기의 포커싱 내로 수용될 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 음향 반사기의 또 다른 실시 예를 도시한다. 도 4 에 도시된 일정 길이는 설명 명확성을 위해 과장되어있다. 도 1의 반사기 평면 표면(14)(도 3에서 점선으로 도시된)은 3-3선 단면도이다. 도 2의 반사기에서와 같이, 평면 표면(14)은 N 개의 우물(16)이 가변 깊이(D0, Di, ... DN-i)를 가짐을 도시한다. 상기 깊이(D0, Di, ... DN-i)는 도 4에서 점선으로 도시된다. 우물(16)의 깊이는 N=7인 때 이차 잉여 시퀀스에 대한 솔루션에 의해 정해진다.

그러나, 본 발명에 따른 반사기(10)는 소스로부터 구형 파(18)에 의해 이동되는 거리와 평면 파에 이해 이동되는 거리 사이 차를 교정한다. 도 4의 실선은 교정된 우물 깊이이다.

센터 우물(16d)와 관련된 엘리먼트 이외의 어떠한 엘리먼트 경우에도 구형 파의 방사 엘리먼트들에 의해 이동된 거리는 평면 파면(wave front)에 의해 이동된 거리보다 크다. 수직 입사 파의 경우, 구형 파의 특정 엘리먼트에 의해 이동된 거리는 소스로부터 표면까지의 거리와 관련 우물의 깊이의 조합에 의해 정해진다. 즉, T는 소스로부터 반사기까지의 반경을 나타내고, "d"는 교정거리이며, 구형 파에 의해 이동된 거리는 다음과 같다:

반면 평면 파에 의해 이동된 거리는 다음과 같다;

추가 거리 dn은 다음과 같이 기하학적으로 결정된다:

여기서 w는 우물의 깊이이다.

파면이 완전히 구형이고 소스의 '음향 센터'가 공간 및 스펙트럼 영역에서 고정되어 있다 할 수 없으므로, 더욱 신뢰할 수 있는 선택은 확산 표면(14)에서 우물 엘리먼트 각각의 센터로 기준 파면이 도달하는 시간을 나타내기 위해 한 그룹의 지연 측정으로부터 유도된 소스로부터의 거리를 사용하는 것이다. 각 엘리먼트로의 도달 시간이 측정된다. 각 엘리먼트로의 도달 시간과 센터 엘리먼트와 같은 기준 엘리먼트로의 도달 시간 사이의 타이밍 차이가 계산된다. 소리의 속도와 관련되는 때, 이들 타이밍 차이가 거리로 변경될 수 있다. 이는 소스로부터의 실재 거리가 이상적인 파면에 의해 정해진 정확한 경로가 아닌 때 바람직하다.

구형 파로부터 선형 파면으로 사운드 소스를 수정하는 것은 본 발명의 범위에 속한다. 이는 한 행의 마이크로 전자 기계 시스템(mems) 변환기 엘리먼트들이 공간 내에서 한 점으로 포커스되지 않은 정상 QRD 위에 정렬되는 것을 제공하여 달성될 수 있다. 이를 달성하기 위해 충돌하는 파면이 선형이어야 한다. 따라서 mems 의 어레이는 반사기의 표면으로 선형 반사를 일으키도록 하는 선형 파면을 형성하도록 사용된다.

확산기의 물리적인 특징을 정하는 팩터들로 인해, 우물의 상대적인 깊이 및 형상만이 구형 파와 평면 파 사이 차이를 교정하도록 변경될 필요가 있다. 평면 우물 저부 솔루션에서, n=0 우물에 대한, 한 특정 우물의 교정 거리 d'(n) 은 다음과 같다:

도 4에서 도시된 실시 예에서, 우물들 각각은 깊이 D", 그리고 교정 거리 d"를 갖는다. 이는 도 7에서 도시된 바와 같이, 확산 파 작용의 한 특정 크기를 만든다.

도 3은 도 2와 유사한 실시 예 도면이며, 그러나 입사각이 앞서 설명한 것보다 더욱 예각을 갖는다. 동일한 식이 사용될 수 있으나, 예각이 전체 디자인을 길게 하여 오리지날 보다 더욱 깊은 것으로 보인다.

이 같은 입사 각은 도 6에서 도시된 처음에서보다, 도 7에서 확산 파 작용의 더욱 긴 크기를 발생시킬 것이다. 마찬가지로, 가장 작은 그리고 가장 큰 예각의 입사각 사이에는 무한한 수의 솔루션이 있다. 따라서, 최소 예각의 입사 파면과 최대 예각의 입사 파면에 의해 정해진 가장 높은 스케일 사이에서 이용가능한 무한한 수의 가능한 스케일 확산 파 작용들이 있다.

특정한 입사 각에서, 확산 파 작용의 특정한 유일 고유 스케일은 반사된 에너지를 인코드할 것이며, 음향 에너지는 유일 고유 경로로 청취 환경 내로 이동할 것이다. 반사기 변경에 대한 소스의 입사 각으로서, 반사기 깊이의 유도된 스케일 변경이 있으며, 따라서 결과로 발생된 확산 파 작용의 스케일 변경이 있다. 이 같은 효과는 최대 입사각에 대한 최소 입사각의 전체 입체각으로 통합된다. 도 8에서, 반사기에 대한 소스의 세 개의 샘플 이산 입사각으로 인해 확산 파 인코딩에 대한 세 개의 각기 다른 스케일로 도시된다.

암호화된 신호는 도 8에 도시된 경로 각 각에서 각기 다른 스케일 확산 파를 갖는다. 이들 경로들은 서로에 대하여 각을 가지며 청취 환경 내에서 각기 다른 궤적을 그릴 것이다. 모든 각 확산 파 스케일에 대한 영향은 모든 잡음을 검출하기 위해 용이하게 소스 신호에서의 변경을 검출하도록 한다. 다른 경로 신호들은 고려중인 경로와 관련된 잡음으로 간주 될 수 있다. 모든 경로들이 결국 청취 위치로 연결되며 각각의 그리고 모든 경로와 반사가 소스 신호에 대하여 동일한 시간 기반의 신호 변경을 갖게 될 것이다. 이와 같이 하여, 신호 내 변경에 대한 개념이 청취 환경 내에서 모든 충돌하는 파면에 의해 청취자에게 강조될 것이다.

소스의 타이밍 정보는 클리어(clear) 하며, 따라서 청취자의 인지 시스템은 상기 공간 크기를 룸 내 감지된 영상의 탓으로 보게 될 것이다. 상기 감지된 영상은 스피커의 스테레오 쌍 사이의 최소 거리 포인트에서 시간 = 0인 데이터로 국한될 것이다. 이는 소스의 정면 또는 배면으로부터 한 영상을 발생시키며 따라서 스피커들은 뒤로부터 청취 될 수 있으며, 이에 의해 이들은 청취자로부터 멀어질수록 사운드 프로젝터로서 작용한다.

청취 위치가 스테레오 스피커 위치의 중심선에 대한 예각의 축으로 있는 때, 청취자가 마치 상기 스테레오 쌍 정면에 인접하여 위치하는 것과 같이 이미지(영 상)가 동일한 소스 위치에 있다. 청취자가 스피커의 상부에 직접 위치하는 때 상기 이미지는 청취 위치로부터 떨어져서 직접 소스들 사이에서 사운드 풍경(sound scape) 내로 상쇄될 것으로 보인다. 타이밍 정보는 너무 분명하여, 뇌가 이것은 실제 소스 신호를 청취하는 것이며 시간-변경 정보는 소스 공간 위치를 정의함을 암시하도록 한다.

따라서, 확산 파 작용은 다른 환경 팩터에 의해서가 아니라 소스 신호 변경에 의해 만들어진 3차원으로서 사운드(sound)를 만든다. 인트라 엘리먼트 위상 점프들은 랜덤 특성을 나타낸다. 테이블 5는 N=7 에 대한 솔루션 그리고 연속된 엘리먼트들 사이의 상대적인 솔루션 점프를 도시한다. 이 같은 주기에서 첫 번째 엘리먼트는 동일한 주기에서 마지막 엘리먼트에 반대된다. 한 엘리먼트가 이전 엘리먼트 보다 작은 솔루션인 때, 이는 N 까지 진행되어 더욱 작은 솔루션에 도달할 것이다. 따라서 4와 1 사이의 갭에서, 인접한 솔루션은 4와 8사이의 동등한 갭이며, N는 비교 솔루션으로 추가되었다. 상기 상대적인 점프들은 모두 숫자 시퀀스 엘리먼트 넘버들 0, 1, 2, 3, 4, 5 및 6이다. 그러나 이들의 순서는 첫 번째에서 짝수 엘리먼트 점프이며 다음에 홀수 엘리먼트 점프들이다. 이는 신호가 피드백을 위한 컨디션을 발생시키기가 매우 곤란하도록 한다. QRD에 대한 라플라스 변환은 1/N이다. 따라서 본 발명은 1/N로 피드백을 줄인다.

테이블 5

상기 시스템에서 제로 자기상관(zero autocorrelation)을 사용하여 음향 공간에 에너지를 공급하도록 함은 오디오 시스템의 라이브 재생에 유리하며, 종래 기술에서 오픈 마이크로폰(그 이득이 오픈된 것)은 피드백되는 경향이 있다. 피드백은 사운드 재생 시스템이 공급하고 룸 음향 컴비네이션이 충분한 에너지를 생산하여 오픈 마이크로폰이 일정한 주파수를 유지하고 다음에 굉장한 느낌이 발생할 때까지 진폭이 커지도록 하는 컨디션이다. 이는 사운드 재생 시스템의 기본적인 불안정이다. 종래 기술을 보상하는 것은 밴드와 청중 사이에서 사운드 재생 시스템(PA)을 위치시키는 것이다.

이 같은 특허에서 설명된 제로 상관관계 사운드 재생 시스템은 피드백을 유지하기 위해 요구된 음향 조건을 차단함에 의해 오픈 마이크로폰으로 피드백 경로를 안정화하는 것이다. 따라서, 오픈 마이크로폰 사운드 재생 시스템 내로 안정도를 다시 제공하는 것이다.

사운드 재생에서 유익한 점은 문제가 되는 피드백의 한계가 제거되기 때문에 적어질 수 있다. 이와 같이 하여 압전 크리스탈과 같은 비 자연적인 변환 시스템을 사용해야 할 필요없이 자연적인 음향 장치의 진폭이 발생할 수 있도록 한다. 또한 이는 피드백 상황의 관리가 우세하도록 하기 위해 충분한 면역과 함께 음향 피드백 경로를 발생시키기 위해, 사운드 보강 시스템이 더 이상 밴드의 정면에서 위치할 필요는 없으나 청중의 앞에 위치할 필요가 있음을 의미한다. 따라서 상기 사운드 보강 시스템은 이제 청중과 직접 관련이 있는 밴드의 뒤에 그리고 청중 가까이에 위치할 수 있다.

따라서 이 기술은 빌딩을 수정하거나 다른 건축 솔루션을 사용하지 않고, 본 발명에서 개시된 기술로 처리하는 것이 용이한 공중 어드레스 시스템 또는 다른 음향 공간에서 사용될 수 있다. 제로 자기상관 시스템의 피드백 안정성은 사용자의 성전에 전화 헤드셋이나 휴대 전화를 보유해야하는 종래 기술을 향상시킬 수 있도록 사용될 수 있다. 이 같은 종래 기술 접근은 사운드 재생 소스에 가까이 귀(ear)를 위치시키는 것이며, 따라서 발생된 사운드가 사용자의 입 근처 핸드셋에 있는 오픈 마이크 내로 피드백하는 것만으로는 충분하지 않다. 알고리즘은 사용자가 말하는 때 마이크로폰에 의해 변환된 신호가 귀 스피커를 통해 의도적으로 재생되지 않는다는 점에서 대화를 단순하게 하도록 사용된다. 따라서, 상기 피드백 경로는 파괴된다. 이들 알고리즘은 어느 사용자가 현재 대화를 하고 있는 가를 예측하기 위한 능력에 의존한다. 핸드셋 또는 휴대 전화의 귀 피스(ear piece)에서 제로 상관관계 스피커를 사용함으로써, 사용자는 헤드셋 또는 휴대 전화를 귀로부터 멀리 이동시킬 수 있으며, 이 같은 장치가 그와 같이 변경된 음향 방식에서 동작하기 위해 필요한 안정성을 입력할 것이기 때문에 귀 피스의 볼륨을 높일 수 있다. 이는 더 이상 간단한 신호 제어의 사용을 필요로 하지 않는다.

상기 우물들은 반사기 표면 아래에서 비선형이며, 반사된 확산 파 작용의 스케일 분산에 대한 조정을 제공한다. 도 1-4에 도시된 반사기의 경우, 반사기는 아직 최대 반사 에너지의 광범위 각을 제공한다.

더욱이, 특허 제5764782호에서 설명한 바와 같이, 우물 각각의 바닥은 볼록하거나 오목하다. 이들은 도 9 및 10에서 설명된다.

스피커 구동기(12)는 확산 표면(14) 내 그리고 우물 깊이의 평면 내 우물의 길이 방향에 대하여 45도인 것이 바람직하다. 스피커 구동기(12)로부터의 음향 방사 방향이 상기 확산 표면 그리고 우물에 대하여 그와 같은 각을 갖는 때, 결과의 확산 원거리 음장(far field) 압력 파를 갖는 드라이버 간섭이 최소화되며, 상기 원거리 음장으로의 특정 세그먼트들 사이 경로 차이가 최대화된다.

또한, 반사기 실시 예의 목적이 스피커 드라이브로부터 반사기 표면으로 사운드를 반사하고, 그리고 결과의 사운드 필드를 청취 환경으로 반사하는 것이기 때문에, 스피커 드라이버로부터 청취 환경으로 직접 방사되는 사운드에 대하여 최소의 스트레이(minimal stray) 경로들이 존재하는 것은 특별히 중요하다.

따라서 스피커들이 있는 크기가 큰 방사 표면을 사용하여 반사기 표면으로 직접 이들의 근거리 장 에너지를 집중시키는 스피커 드라이버를 사용하는 것이 바람직하다. 즉, 매우 넓은 사운드 방사 패턴을 갖는 스피커 드라이버가 반사기로부터 최초로 반사하지 않고 청취자에게 직접 사운드를 방사시킬 수 있다. 이와 같이 하는 것은 주파수 종속 위상 취소를 일으킬 것이며 또한 이 같은 주파수 대역에서 그룹 지연 정렬을 위협할 것이다.

일정 불변하게, 고음 스피커(tweeter)로부터 공간 환경 내로 직접 방사된 에너지의 일정 양이 있게 될 것이다. 본 발명은 이 같은 에너지를 취소시키는 방법을 제공하여, 확산 파 에너지만이 상기 공간 환경에서 지배적 이도록 한다. 도 11A는 한 실시 예를 도시하는 데, 올바른 스펙트럼 응답을 갖는 서프러젯(suffragette) 스피커(64)이 고음 스피커(60)의 음향 센터와 시간 정렬되어 위치하며 이상(out of phase)으로 결선된다. 이 같은 서프러젯 드라이버(64)로부터의 에너지는 반사기 소스 드라이버의 직접 방사된 에너지를 위상 취소하여 확산 파 인코드된 음향 파(diffuse wave encoded acoustic wave)만을 남기도록 한다.

대부분의 라우드 스피커 디자인은 우퍼(woofer)와 고음 스피커를 포함하기 때문에, 확산 파 작용 드라이버의 소스로부터 가짜의 직접 방사 음을 제거하기 위해 크로스 오버 기술을 사용하는 것이 가능하다. 도 11B는 바람직한 실시 예를 도시하는 것이며, 우퍼(65) 그리고 소스 고음 스피커(60)가 음향 센터 정렬로 위치한다. 상기 고음 스피커(60)는 음향 확산 파 발생기 반사기(10)에 대한 소스 드라이버로서 작용한다. 소스 고음 스피커(60)로부터의 직접적인 에너지는 고음 스피커 소스의 방향성으로 인해 스펙트럼이 제한된다. 따라서 우퍼의 에너지는 소스 고음 스피커의 직접 에너지를 위상 취소할 정도로 상기 크로스 오버 주파수를 지나 증가하도록 허용된다. 이들 두 파면의 조합의 결과는 우퍼의 스펙트럼 만이 혼자 크로스 오버 주파수 이하이게 된다. 반사된 확산 파 작용 에너지는 낮은 크로스 오버 주파수 위의 스펙트럼 나머지 부분을 채울 것이다, 도 13 - f_cl. 상기 우퍼는 크로스 오버 밴드의 상한을 지나 크로스되며, 도 13 f_ch, 그리고 고음 스피커는 밴드의 하한을 지나 크로스된다, 도 13 - f_D.

바람직하게, Fcl = 2,500 Hz. Fch = 5,500 Hz.

상기 바람직한 실시 예 이름은 크로스-오버 밴드이다. 상기 밴드의 형상은 도 13에서 도시된 바와 같은, 소스 고음 스피커로부터 직접적인 에너지 스펙트럼 형상이다.

이러한 크로스 오버 문제는 광대역 소스 드라이버(67)(도 12A) 상단에 반사기를 배치하여 해결할 수 있으며, 또는 고음 스피커(60)가 우퍼(65)(도 2B) 내부에 동심을 갖도록 배치되는 동심 드라이버 배열에 의해 해결될 수 있다. 이 방법으로 두 드라이버는 반사기 내로 작업하고 파 경로의 동일한 반사를 하도록 된다. 도 12의 반사기 구성 요소의 길이는 비 반사와 반사 확산 에너지 사이의 변환을 부드럽게 수 있기 때문에 중요하다. 수동 반사기의 정점이 표면에서 회절을 최소화하기 위해 소프트 반경을 사용할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시 예는 불필요한 공진을 제거시키는 지지부 캐비닛(support cabinets)을 사용하여 스피커 드라이버의 음향 성능을 향상시키는 것이다. 이는 임의의 소수 비율 순서로 간격이 떨어져 있는 패널 내 약점 또는 증가된 세기의 라인을 통합하여 달성되어서, 상기 강점과 약점 라인들에서 진동에 대한 공명-방지 노드(anti-resonance nodes)를 생성하도록 한다. 캐비닛 패널에서는 임의의 소수 비율 순서로 커트(cuts)가 만들어진다.

도 22는 스피커 캐비닛의 배면 패널을 도시한 것으로서, 약점 라인들을 제공하기 위해 패널 표면내로 커트들을 사용한다. 상기 커트들은 3, 5, 7과 같은 임의의 홀수 서수 순서를 사용하여 떨어져 있다.

도 23은 11, 3, 7, 3, 5, 3, 7, 3, 5, 7, 3의 간격으로, 일련의 테이퍼 보강 리브들이 측벽 내로 성형된 스피커 드라이버를 위한 테이퍼 실린더를 도시한다.

테이블 6

도 26은 스피커 콘을 도시하며, 이때 콘(cone)은 임의의 소수 순서대로 정렬된 추가 강도의 라인들을 갖는다. 도 27은 스피커 콘을 도시하며, 이때 콘은 임의의 소수 순서로 정해진 섹터들에 의해 방사상으로 배열된 추가 강도의 라인들을 갖는다.

도 26과 도 27은 테이블 4에 명시된 임의의 소수 순서에 의해 정해지는 강도 또는 약점 라인을 통합하는 라우드 스피커 드라이버의 실시 예이다. 도 26은 스피커 콘(2601)에서 강도(strength) 위치 라인들의 이차원 패턴을 도시한다. 상기 콘은 다음에 스파이더 지지부(spider support)(2603)로 고정되는 롤 서라운드(2602)에 의해 위치를 잡는다. 상기 스파이더 지지부는 드라이버가 위치에 고정되도록 하는 4개의 장착 구멍(2604)을 갖는다. 상기 콘은 모터 메카니즘(2605)에 의해 구동된다.

이들 실시 예들은 차량 문 또는 차량 문 패널에서의 스피커와 같은 공진 방지 대책이 필요한 때 유용하다.

도 27은 스피커 콘(2701)상에 있는 방사상의 강도 라인(2702)을 도시한다. 스피커 콘은 다음에 스파이더 구조(2704)에 고정되는 롤 서라운드(2703)에 의해 위치를 잡는다. 상기 스파이더 구조(2704)는 드라이버가 제 위치에서 고정되도록 하는 4개의 장착 구멍(3705)을 갖는다. 상기 콘(2701)은 스파이더 메카니즘(2704)에 의해 위치가 고정된 모터 메카니즘(2706)에 의해 구동된다.

패시브 반사기 실시 예의 경우, 스피커 드라이버 뒤의 배플(baffle)이 더욱 많은 에너지가 반사 표면으로 반사되도록 하며, 따라서 상기 반사기 장치로부터 보다 많은 전체 사운드 출력을 보장하도록 한다.

도 21은 본 발명에 따른 패시브 반사기 실시 예로서, 음향 에너지가 반사기 장치로 강제되도록 하고 다음에 청취 공간 내로 강제되도록 하는 배플(baffle) 두배 크기의 베이스를 갖는다.

미국 특허 제5764782호는 본 발명에서 사용될 수 있는 스피커들의 매트릭스를 설명한다. 미국 특허 제5764782호의 도 6A 및 6B와 관련하여, 구성을 매치된 구동 엘리먼트들 어레이로 변경시킴으로써, QRS 유도 확산 파 작용을 달성하여 에러들을 제어하기 위해 설게 디자인하는 것이 더욱 용이하다. 도 16A는 5개의 방사상 드리아버(32a-32e)에 대한 일차원 클라스터(30)의 평면도를 도시한다. 도 6B는 도 6A의 실시 예를 단면도로 도시한다. 스피커 드라이버 유닛의 세트백 깊이(setback depths)는 N=5인 이차 잉여 어레이(Quadratic Residue Array)에 대한 솔루션(해)에 의해 결정된다. 단위 깊이가 75mm 인때, 그 솔루션(해)는 하기 테이블 7에서 목록 된다.

Table 7 - Solutions for a low frequency Quadratic Residue Sequence Driver Array Element Number Sn Depth (Unit =75 mm)

테이블 7

도 6B의 스피커 드라이버(32b, 32c, 32d 및 32e)(미국 특허 제5764782호)는 각각 공기 칼럼으로 인해 작은 부하를 드라이브하며, 효과적으로 드라이버를 대량적재(mass loading)한다. 스피커 드라이버(32a)가 표면에 가득 채워 장착되기 때문에, 이는 추가의 대량 적재 효과를 경험하지 않는다. 대량 적재는 상기 적재된 드라이버가 공진 주파수 및 민감도 모두에서의 변경을 경험하도록 한다. 공진 주파수에서의 변경은 상기 드라이버가 직렬 또는 병렬 연결되었는가에 관계없이 드라이버 전기 부하에서의 큰 차이를 발생시킨다. 민감도에서의 변경은 시퀀스 엘리먼트들 사이의 진폭 변화로 인해 이차 잉여 시퀀스가 변경되도록 할 것이다.

공기 적재를 보상하기 위해, 상보적인 기계적인 매스(mass)가 각 개별적인 스피커 드라이브로 추가되어, 각 스피커 드라이브(32a-32e)는 모두 공기 칼럼으로부터 상기 추가된 기계적인 매스를 동일하게 대량 적재하거나, 또는 이들 둘의 조합을 동일하게 대량 적재한다. 따라서, 상기 드라이버 공진 주파수들은 동일할 것이며, 따라서 이들은 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있고, 그리고 이차 잉여 시퀀스 엘리먼트 각각의 민감도는 동일할 것이다.

공기 칼럼(열)의 효과적인 질량은 각 우물 내 공기의 밀도 및 체적으로부터 이를 계산하여 계산되거나, 또는 대량 로드 드라이버의 공진 주파수의 변화에 의해 계산될 수 있다.

본 발명에서, 도 14는 도 4의 반사기로서, 그러나 슬롯의 입구를 지나 에너지가 예각으로 도달하는 것을 보상하기 위해 수정된 반사기를 도시한다. 상기 소스는 상기 반사기의 전면 표면에 도달하는 구형 파면(18)을 갖는 구형 파면(22)을 방출한다. 가장 리세스된 슬롯(998)의 경우에, 상기 슬롯의 내측 가장자리에 도달하는 에너지는 반경 R1을 가지며 상기 슬롯의 가장 바깥 측 가장자리에 도달하는 에너지는 반경 R2를 갖는다. 한 실시 예에서, 상기 슬롯의 바닥은 바깥 측 가장자리로부터 내측으로 선형 테이퍼되며, 상기 바깥 측 가장자리는 내측 측면에서보다 바깥 측 측면에서 (R2 - R1)/2 가 더 높은 길이(999)를 갖는다. 이와 같이하여 내측 에너지가 슬롯 내로 이동하고 다시 반사되는 때 바깥 측 에너지보다 R2-R1가 더 긴 길이를 이동하도록 할 것이다. 따라서, 상기 슬롯에 충돌하는 대체로 구형 에너지가 대체로 편평한 파면으로 슬롯으로부터 전파될 것이다. 이 같은 추가의 교정은 한 슬롯의 폭을 가로질러 에너지의 예각 도달을 보상할 것이다. 이와 같은 실시 예에서 상기 슬롯의 바닥은 선형으로 테이퍼되며, 그러나 바람직한 실시 예에서, 오목하게 테이퍼되어 상기 반사기 전면에 충돌하는 파면의 볼록한 형상을 정확히 보상하도록 한다. 이 같이 바람직한 실시 예에서, 상기 슬롯의 폭을 가로질러서, 상기 바닥은 내측 가장자리로부터 보상되는 상기 슬롯을 가로지르는 포인트로의 도달 에너지 차이의 정확히 절반 에너지 차이로 테이퍼된다.

도 15A는 반사기 섹션(001)으로 구성된 도 4의 바람직한 실시 예를 도시하며, 슬롯의 상부가 세로도 홈이 세겨져서(1000) 슬롯의 입구(1002)로부터 음향 반사를 최소로 하도록 한다.

도 15B는 도 15A와 동일한 실시 예를 도시하며, 다만, 바깥 측 가장자리(200)가 세로로 홈이 세겨져서, 이들 가장자리로부터의 회절을 최소화하도록 한다.

도 18과 관련하여, 매니폴드 시스템(400)에 대한 도면이 도시되며, 이는 스플리터(420)에 의해 다수의 병렬 섹션으로 분할되고, 이에 의해 병렬 섹션(410, 411)의 길이가 QRS의 사용에 의해 그리고 유체 또는 진공 공간 환경 내로 방사되는 어레이를 위한 병렬 섹션들 엔드(end)에 의해 결정된다. 이와 같은 실시 예에서, 상기 시퀀스는 n=2에서 시작되며, N=3 어레이에 대하여 2의 엘리먼트 오프셋을 가지며, N=3 엘리먼트의 한 주기를 계속하여 n=4에서 종료되도록 한다. QRS에대한 결과의 솔루션(해)는 0, 2, 0이며, 상기 병렬 섹션(411)은 가장 짧은 병렬 섹션(410)보다 긴 유닛 깊이의 올바른 멀티플을 갖는다. 상기 병렬 섹션들의 공간은 w에 의해 조정되며, 상기 매니폴드 직경 및 가장 짧은 파장이 내측의 어레이 엘리먼트들에 의해 제한된다. 이와 같이 하여, 방사하는 또는 유도적인 매니폴드 어레이(405)의 웨이크 기여(wake contribution)로 인한 손실이 최소로 되며, 매니폴드에 결합된 시스템 내 유체 매체에 대한 감소된 백-압력(back-pressure)을 발생시키고, 또는 상기 매니폴드가 방사하는 유체 또는 진공 공간 환경 내로 확산을 제공한다. 이 같은 매니폴드는 압축 드라이버 및 천장 스피커에서 사용될 수 있거나, 또는 범용 고음 스피커 또는 폐쇄된 드라이버 장치로서 사용될 수 있다.

도 16A는 플랫 픽쳐 프레임 스타일 라우드 스피커 어레이로서, 7x7 매트릭스로 배열된 49개의 개별 드라이버로 구성된다. 모든 드라이버들은 전면 표면상에 장착된다.

도 16, 17, 그리고 19는 상기 설명된 패시브 반사기에 의해 발생되는 동일한 효과를 발생시키는 능동 시스템을 도시한다. 시간 지연 시퀀스를 발생시키는 반사기를 사용하는 대신, 상기 시간 지연이 전자적으로 발생된다.

도 16은 3x1 QRS 고음 스피커 어레이에 대한 선택적인 실시 예이다. 이 같은 실시 예에서, 드라이버(800, 801, 그리고 802)는 모두 종래 기술에서 공지된 통상의 고음 스피커와 같은 동일한 표면에 위치한다. 그러나, 드라이버(800, 801, 및 802) 각각은 개별 증폭기(803, 804, 그리고 805)에 의해 차례로 구동되며, 각각의 증폭기는 상기 드라이버 파워와 매치하는 파워 P를 갖는다. 파워(전력) 매치가 바람직하지만, 본 출원 발명에서 중요한 것은 아니다. 입력은 입력(806)에서 이 같은 실시 예 내로 주입된 신호이다. 이 같은 신호는 두 신호 경로로 공급된다. 앰프(803) 내로의 직접적인 경로인 첫 번째 경로는 상기 QRS 시퀀스의 0 엘리먼트를 위한 앰프이다. 두 번째 경로는 가변적이거나 고정된 지연 모듈(808)이며, 이는 다시 앰프(804, 805)를 공급한다. 상기 가변적이거나 고정된 지연(808)은 사용자가 지연 시간을 선택하도록 정하는 확산 제어(807)에 의해 구동될 수 있다. 상기 지연 시간은 만약 이것이 상기 설명한 반사기를 위한 패시브 어레이라면 선택되는 것과 같은 거리(길이)를 나타내도록 선택된다.

또한, 가변 제어를 가짐으로써, 확산 다이얼 제어(807)를 사용하여 상기 확산의 아래 측 디자인 설계 주파수를 제한하는 것이 가능하다. 상기 확산 다이얼(807)이 0 초 지연을 정해지는 때, 3 방식 드라이버 어레이가 종전 기술과 같이 작용한다. 지연이 확산 다이얼(807)을 통해 추가되는 때, 3 방식 어레이가 본원 명세서에서 앞서 설명된 바와 같이 인터 드라이버 거리(inter driver distance)에 의해 정해진 높은 주파수 제한(higher frequency limit)을 가지며, 그리고 본 발명 어레이가 동작하는 공기 또는 유체에서 사운드 속도와, 지연 시간이 본원 명세서에서 앞서 설명한 바와 같은 한 단위 깊이 d와 동등한 것으로 나타내는 동등한 물리적인 거리 사이 관계에 따라, 가변적인 또는 고정된 지연 모듈(808) 내 절대 지연 시간에 의해 정해진 낮은 주파수 제한(lower frequency limit)을 갖는, 확산 어레이로서 작용하기 시작한다. N>3인 QRS 시퀀스가 사용될 수 있으며, 이때 더욱 가변적이거나 고정된 지연 모듈(808)이 사용되어, 다수의 단위 깊이 d에서 시간 지연을 달성할 수 있도록 하고, 동등한 단위 깊이 시퀀스 엘리먼트 넘버를 달성하도록 하며, 특정 드라이버를 구동하도록 사용된다. 이와 유사하게, 이차원 어레이가 사용될 수 있다.

도 17에서는 도 16에서 설명된 바와 같은 바람직한 실시 예가 도시된다. 이 같은 실시 예에서, 드라이버(801, 802)를 구동하기 위해 도 16에서 도시된 바와 같은 두 개의 앰프(804, 805)를 사용하는 대신에, 파워 2P를 갖는 단일 앰프(850)가 사용되어 두 드라이버(801, 802) 모두를 구동하도록 한다. 이는 두 드라이버(801, 802)가 동일한 엘리먼트 넘버 할당을 가지며 따라서 동일한 지연 신호에 의해 구동될 수 있기 때문에 가능하다. 이 같은 실시 예는 필요한 이산 앰프의 수를 절약한다. 앰프(850)의 파워는 두 배 부하를 갖기 때문에 앰프(803) 파워의 두 배 이지만 이는 본원 출원 발명에서는 중요하지 않다. 높은 차원 어레이 또는 2 차원 어레이에서, 이 같은 방법은 요구된 이산 앰프의 수를 크게 줄일 수 있다. 동일한 엘리먼트 할당을 갖는 높은 차원 어레이의 엘리먼트 각각은 한 지연 및 앰프에 의해 구동될 수 있다. 증폭기 파워는 바람직하게 크기가 정해져서 다수 드라이버의 결합된 부하를 반영할 수 있도록 한다.

도 19는 QRD 구조(fabric) 내 드라이버 구성의 7x7 배열의 DSP 컨트롤에 대한 개략적인 도면이다. 상기 구조는 직렬, 병렬, 또는 이들 두 연결의 조합으로 공통 엘리먼트 솔루션 드라이버를 배선함에 대한 것이다.

도 19는 7 x 7 QRS 능동 라우드 스피커 어레이에 대한 선택적 실시 예를 도시ga한다. 스피커(1901(1 오프), 1902(8 오프), 1903(8 오프), 1904(8 오프), 1905(8 오프), 1906(8 오프), 그리고 907 (8 오프))는, 증폭기(1911), (1912), (1913), (1914), (1915), (1916), 그리고 (1917)를 합산함에 의한 드라이버이다.

이 같은 실시 예에서, 디지털 신호 처리는 4개의 각기 다른 스케일 확산 파를 자극하기 위해 사용된다. 입력 신호(1941)는 4개의 필터(1931 , 1932, 1933, 그리고 1934)로 공급된다. 필터 각각은 일정 대역 통과 필터이며 일정 주파수만을 통과하도록 한다.

지연 세트(1921)는 단위 시간 지연 '지연 x'를 제공한다. 이는 x 스케일 팩터와 관련된 특정 스케일 확산 파를 발생시킬 것이다.

지연 세트(1922)는 단위 시간 지연 '지연 y'를 제공한다. 이는 y 스케일 팩터와 관련된 특정 스케일 확산 파를 발생시킬 것이다.

지연 세트(1923)는 단위 시간 지연 '지연 z'를 제공한다. 이는 z 스케일 팩터와 관련된 특정 스케일 확산 파를 발생시킬 것이다.

지연 세트(1924)는 단위 시간 지연 '지연 t'를 제공한다. 이는 t 스케일 팩터와 관련된 특정 스케일 확산 파를 발생시킬 것이다.

4개의 필터(1931 , 1932, 1933 및 1934)로부터의 드라이(dry) 신호 출력은 가산 증폭기(1911)로 공급된다. 이는 다음에 스피커(1901)을 구동시킨다.

필터 세트(1931 , 1932, 1933, 및 1934)에 의해 구동된 지연 세트(1921 , 1922, 1923, 및 1924)로부터의 첫 번째 지연 탭 출력이 가산 증폭기(1912)로 공급된다. 이는 다음에 스피커(1902)를 구동한다.

필터 세트(1931 , 1932, 1933, 및 1934)에 의해 구동된 지연 세트(1921 , 1922, 1923, 및 1924)로부터의 두 번째 지연 탭 출력이 가산 증폭기(1913)로 공급된다. 이는 다음에 스피커(1903)를 구동한다.

필터 세트(1931 , 1932, 1933, 및 1934)에 의해 구동된 지연 세트(1921 , 1922, 1923, 및 1924)로부터의 세 번째 지연 탭 출력이 가산 증폭기(1914)로 공급된다. 이는 다음에 스피커(1904)를 구동한다.

필터 세트(1931 , 1932, 1933, 및 1934)에 의해 구동된 지연 세트(1921 , 1922, 1923, 및 1924)로부터의 네 번째 지연 탭 출력이 가산 증폭기(1915)로 공급된다. 이는 다음에 스피커(1905)를 구동한다.

필터 세트(1931 , 1932, 1933, 및 1934)에 의해 구동된 지연 세트(1921 , 1922, 1923, 및 1924)로부터의 다섯 번째 지연 탭 출력이 가산 증폭기(1916)로 공급된다. 이는 다음에 스피커(1906)를 구동한다.

필터 세트(1931 , 1932, 1933, 및 1934)에 의해 구동된 지연 세트(1921 , 1922, 1923, 및 1924)로부터의 여섯 번째 지연 탭 출력이 가산 증폭기(1917)로 공급된다. 이는 다음에 스피커(1907)를 구동한다.

스피커의 7 x 7 능동 어레이의 한 입력 신호(1941)로부터 4세트의 스케일 확산 파를 발생시키기 위해, 가산 증폭기(1911 , 1912, 1913, 1914, 1915, 1916, 및 1917)가 필터 세트로부터 발생되는 4개 대역 주파수와 관련된 고유한 스케일 시간 지연 신호(unique scaled time delayed signal)를 함께 가산한다.

이 같은 실시 예가 가청 스펙트럼으로 각기 다른 중요한 대역(Zwicker 대역)으로 각기 다른 스케일 적용을 모방한다. 가능한 4개의 주파수 대역이 테이블 8에서 도시된다;

테이블 8

도 20은 시간 가변 신호의 개념 도를 도시하며, 그 경로를 따라 일련의 상대적인 시간으로 테그(tag)된다. 상기 시간은 도 7에서 명목상 도시된다;

테이블 7은 QRD n 솔루션에 대한 그리고 거리에 대한 테이블 맵에서 도 2의 시간 가변 신호를 도시한다. 이 같은 테이블에서 어레이 내 드라이버들 사이 상기 단계 및 반복 거리는 70mm가 된다. 상기 디자인 파장은 7 x 2 x w = 980mm 이다. 이는 350 Hz의 디자인 주파수와 같다. 상기 거리는 편평한 패널 2 차원 어레이에서 디지털 신호 처리(DSP)에 의해 제공되는 동등한 시간 지연이다.

테이블 9

테이블 10은 테이블 10에서 도시된 거리에 따른 지연의 디지털 처리를 기초로하여, 시간 분리 패턴으로 스피커의 7x7 어레이 엘리먼트 각각에서 신호 시간 관련을 설명한다.

테이블 10

테이블 10 중심에서 '현재(now)' 신호가 인지된다. 이는 상대적인 미래 신호 링(ring)에 의해 둘러싸이며, 그리고 다음으로 상대적인 과거 신호 링이 그 바깥에 있고, 그와 같이 계속된다. 상기 어레이 오프셋 그리고 엘리먼트 오프셋을 조정함으로써, 3개의 엘리먼트가 상기 어레이의 중심에 있게 되도록 한다.

개념적으로 한 미래 신호를 제공하는 것이 불가능하기 때문에, 인간의 지각체계는 오히려 히스토리적으로 지각된 신호를 어레이로부터 발생된 웨이브릿 확산 파의 중간으로 할당한다.

한 바람직한 실시 예는 70mm 폭 스피커를 사용하며, 고 주파수 제한은 2,500Hz이고 N=7에 대하여 저 주파수 제한은 190Hz이다. 상기 단위 시간 지연은 140mm 또는 408 마이크로 세컨드이다.

23mm 폭 스피커가 사용되는 때, 상기 고 주파수 제한은 7,500Hz이고 N=7에 대하여 저 주파수 제한은 58Hz이다. 상기 단위 시간 지연은 46mm 또는 134 마이크로 세컨드이다.

따라서 상기 확산 어레이는 언제든지, 청취 공간에서 인식된 현재, 최근, 가까운 미래 신호들의 외부 대화를 갖는다. 이들은 확산 어레이로 룸을 에너지 공급하며 따라서 이들은 룸을 다시 에너지 공급하는 방법에 의해 상대적으로 수정되지 않는다. 그러나, 인식된 현재, 미래 그리고 히스토리적인 신호에 대한 전후관계(contextual) 존재가 있으면, 청취자는 이제 신호 룸 음향이 신호에 대하여 영향을 미치는 전후관계 이미지를 만들 수 있다. 이와 같이 하는 것은 청취자가 경험을 오염시키는 청취 룸 음향 없이, 기록된 룸 음향을 인식할 수 있는 능력을 제공한다.

인식된 현재 신호(now signal)의 할당은 가장 최근 재생된 신호 뒤의 임의의 포인트(가장 먼 미래)이다. 상기 어레이, 웨이브렛의 과도 응답은 그 응답의 중앙에서 시간=0 인 속성을 가진다. 이와 같이하여, 우리는 '현재(now)'를 이 같은 수학적 웨이브릿 함수에서 시간=0으로 할당한다.

도 24 및 도 25는 라우드 스피커 드라이버의 이동 콘 내로 형성된 확산 어레이 패턴을 도시한다. 도 24는 3 x 3 어레이 고음 스피커를 도시하며, 이때 상기 이동 콘(2401)은 가장 키가 큰 중앙 첨탑을 갖는 키가 큰 중앙 첨탑 어레이로 형상이 만들어진다. 그 둘레로 중앙 첨탑 높이의 절반 높이를 갖는 4개의 첨탑이 있다. 이들 첨탑들은 나머지 4개의 엘리먼트를 위한 표면을 제공하는 베이스 위에 위치한다. 상기 콘(2401)은 콘(2401)을 베젤(2403)에 고정하는 롤 서라운드(2402)에 결합된다. 상기 베젤(2403)은 이 같은 고음 스피커가 라우드 스피커 인클로쥬어 또는 어플라이언스에 고정되도록 하는 4개의 장착 구멍(2404)를 갖는다. 상기 고음 스피커는 이 같은 콘 구조를 수직 방향으로 구동시키는 모터 엘리먼트를 포함한다. 3 x 3 어레이에서 제공된 9개의 표면은 QRD의 시간 정렬 요구를 이행한다.

도 25는 이동 콘(2501)이 정면 표면에서 중앙 엘리먼트가 0이도록 형성됨을 도시한다. 인접한 엘리먼트는 7x7 우물 어레이 내 우물들로서 형성된다. 이들 우물들의 바닥은 QRD 에 대한 솔루션(해)에 의해 정해지는 깊이로 정해진다. 상기 이동 콘(2501)은 롤 서라운드(2503)에 결합되며, 다음에 스파이더 구조(2503)에 맞춰진다. 상기 스파이더 구조((2503)는 또한 이동 콘(2501)의 수직 이동을 구동하는 모터 엘리먼트(2504)를 지지한다. 상기 스파이더 구조(2503)는 드라이버를 고음 스피커 인클로쥬어 또는 어플라이언스에 장착하기 위해 사용된 8개의 장착 구멍(2505)를 갖는다.

본 발명은 특정 실시 예를 참조하여 설명되었다.본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도에서 다양한 수정이 당업자에게 명백한 것이다. 예를 들면, 제로 자기상관 시퀀스 또는 상대적인 시퀀스 엘리먼트를 달성하기 위한 방법의 다른 선택적 형태가 본 발명에서 사용될 수 있다. 따라서, 특정 실시 예에 대한 이들 및 다른 변경은 본 발명에 의해 보호된다.

Claims (26)

1. 소스로부터 방사된 음파를 반영하기 위한 음향 반사기로서, 상기 음향 반사기가:
   다수(N, 이때 N는 홀수 소수)의 우물(well)을 갖는 소스와 마주하는 표면을 포함하며, 우물 각각은 다음의 깊이를 갖고;
   

   

   
   상기 표면은 길이 방향을 가지며, 상기 우물들은 바닥을 가지며, 그리고 상기 우물들이 상기 바닥에서 상기 길이 방향으로 서로 평행하며, 그리고
   상기 우물들 사이 핀(fins)들을 분리시키는 상부들이 음향학상 세로로 홈이 새겨짐을 특징으로 하는 음향 반사기.
2. 제 1항에 있어서, 상기 우물들의 적어도 일부 바닥이 오목함을 특징으로 하는 음향 반사기.
3. 제 1항에 있어서, 상기 우물들의 적어도 일부 바닥이 볼록함을 특징으로 하는 음향 반사기.
4. 제2항 또는 3항에 있어서, 상기 표면이 길이 방향을 가지며 우물들이 그 표면에서 길이 방향으로 서로 평행하고, 그리고 상기 표면이 상기 소스를 향하도록 되어서 소스로부터의 그리고 길이 방향의 음파가 깊이에 대하여 평행한 평면에 예각을 형성하도록 함을 특징으로 하는 음향 반사기.
5. 제2항 또는 3항에 있어서, 상기 우물들이 상기 표면 아래에서 비선형임을 특징으로 하는 음향 반사기.
6. 제1항에 있어서, 상기 우물들 바닥이 비선형 또는 우물의 벽에 수직 방향으로 형성됨을 특징으로 하는 음향 반사기.
7. N 또는 N x N 매트릭스로 배열된 다수의 변환기를 갖는 표면; 그리고
   증폭기 그리고 신호 시간 지연 수단에 의해 구동되는 변환기 각 각을 포함하며, 이때 상기 N는 홀수 소수이고, 신호 지연 수단 각각은 다음 식에 의해 정해짐을 특징으로 하는 변환기 시스템.
   

   
8. 제7항에 있어서, 상기 변환기 수단 각각은 이들이 같은 시간 지연을 공유하는 때 동일한 증폭기 그리고 시간 지연에 의해 구동됨을 특징으로 하는 변환기 시스템.
9. N x 1 또는 N x N 매트릭스로 배열된 다수의 매니폴드를 갖는 표면; 그리고
   소스 그리고 신호 경로 연장 지연 수단에 의해 구동되는 매니폴드 각 각을 포함하며, 이때 상기 N는 홀수 소수이고, 신호 경로 지연 수단 각각은 다음 식에 의해 정해짐을 특징으로 하는 매니폴드 시스템.
   

   
10. 제9항에 따른 매니폴드를 포함하는 공중 주소 시스템(public address system).
11. 스피커와 고음 스피커를 갖는 스피커 시스템에서, 올바른 스펙트럼 응답을 갖는 음향 드라이버가 고음 스피커의 음향 센터와 시간 정렬되고 이상(out of phase)으로 연결되며, 이때 상기 고음 스피커가 이차 잉여( quadratic residue) 시퀀스로 배열된 우물들을 갖는 반사기를 상기 시스템과 관련시키어, 상기 음향 드라이버로부터의 에너지가 상기 고음 스피커의 직접적인 방사된 에너지를 위상 상쇄(phase cancel)하도록 사용됨을 특징으로 하는 라우드 스피커 시스템.
12. 음향 센터 정렬되어 위치한 우퍼(woofer) 그리고 고음 스피커를 가지며, 상기 고음 스피커가 이차 잉여 시퀀스로 배열된 우물들을 갖는 반사기를 위한 소스 드라이버로서 작용함을 특징으로 하는 라우드 스피커 시스템.
13. 캐비닛의 패널들이 임의의 홀수 소수 시퀀스로 위치한 패널들 내 약하거나 증가된 세기를 갖는 라인(lines)들을 포함하는 캐비닛 내에 배치된 스피커.
14. 제13항에 있어서, 커트(cuts)들이 임의의 홀수 기수 시퀀스로 캐비닛 패널들 내에 만들어짐을 특징으로 하는 스피커.
15. 제3항에 있어서, 임시지주(struts)가 임의의 홀수 기수 시퀀스로 원형 캐비닛 패널 내에 만들어짐을 특징으로 하는 스피커.
16. 콘(cone) 내에 임의의 홀수 소수 시퀀스로 분산된 약하거나 증가된 세기를 갖는 라인(lines)들을 포함하는 스피커 콘.
17. 제16항에 있어서, 임시지주가 분산됨을 특징으로 하는 스피커 콘.
18. 반사기 표면에 다수의 우물들을 포함하여, 음파를 번호 순서에 따라 시차를 갖는 일련의 음파로 변환하도록 하는 음향 패시브 반사기.
19. 제18항에 있어서, 번호 순서가 이차 잉여 시퀀스(Quadratic Residue Sequence), 바커 코드(Barker code), 제로 자기상관 시퀀스(zero auto- correlation sequence) 또는 상보적 서열(complementary sequence)로부터 선택됨을 특징으로 하는 음향 패시브 반사기.
20. 한 신호를 번호 시퀀스에 따라 시차를 갖는 일련의 신호로 변환시키는 전자 신호 변환 시스템.
21. 제20항에 있어서, 번호 순서가 이차 잉여 시퀀스(Quadratic Residue Sequence), 바커 코드(Barker code), 제로 자기상관 시퀀스(zero auto- correlation sequence) 또는 상보적 서열(complementary sequence)로부터 선택됨을 특징으로 하는 전자 신호 변환 시스템.
22. 제17항 또는 18항의 전자 신호 변환 시스템에 의해 구동되도록 되며, 상기 신호가 일련의 신호로 변환되며, 신호의 중심에서 하나 이상의 신호가 시간 상 상기 신호를 선행하고 하나 이상의 신호가 상기 신호를 뒤 따르며 그리고 상기 신호가 N x N 배열을 갖는 중앙 스피커로 보내지도록 배열됨을 특징으로 하는 오디오 스피커 시스템.
23. 제22항에 있어서, 상기 신호의 위치가 상기 배열 내 다수의 위치들로 이동될 수 있음을 특징으로 하는 오디오 스피커 시스템.
24. 재료가 임의의 홀수 소수 시퀀스로 떨어진 패널들 내 약하거나

    

    이 증가된 세기를 갖는 라인(lines)들을 포함하는 음향 패널.
25. 제24항에 있어서, 커트들이 임의의 홀수 소수 시퀀스로 상기 패널 내에 만들어짐을 특징으로 하는 음향 패널.
26. 제24항에 있어서, 임시지주들이 임의의 홀수 소수 시퀀스로 만들어진 원형 인크로쥬어(enclosure)로 구성됨을 특징으로 하는 음향 패널.
    

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