KR20180012403A - 평면 음파 반사식 트랜스미션 라인형 인클로우져 스피커 시스템 - Google Patents

Abstract

음파 중 평면파는 지향성이 좋아 제어가 편리하다. 원천적으로 평면파를 발생하는 스피커들은 음질과 음장정보 유지를 위해서 인클로우져가 없으며 이 때문에 회절 상쇄로 저음역이 취약하다. 본 발명은 평면파 스피커의 저음역 문제를 해결하기 위해 기존 인클로우져 방식을 도입하고 여기서 간과했던 인클로우져의 내부 난반사에 의한 음향정보 훼손을 보완하기 위해 트랜스미션라인 방식 스피커처럼 인클로우져 내부에 음향 전송관 구조를 도입하고 내부 반사판의 각도를 조절하여 전송관 내부의 음파 역진성을 해소한다. 스피커 유닛으로 부터 직접 전면에 방사되는 파형과 인클로우져 내부의 반사판과 격벽에 의해 반사되어 스피커의 전면으로 나오는 스피커 유닛의 후면 파형이 모두 평면파이므로, 스피커 시스템의 지향성이 현저히 상승하고 평면파 재생 스피커들의 공통된 취약점인 음역이 확장되며 평면파 스피커 유닛이 갖고 있는 좋은 음질과 음장 정보가 잘 유지된다. 또한 스피커 유닛 후면 음파가 스피커 유닛 전면으로 나오는 음파와 합쳐져 지향된 방향으로의 음량이 확대하고 인클로우져의 전송관에 의해 발생하는 공명효과를 이용해 저음역이 강화되며 스피커 유닛 전면 음파와 인클로우져를 거치는 스피커 유닛 후면 음파의 시간차를 이용한 잔향 증대 효과도 얻을 수 있다.

Description

평면 음파 반사식 트랜스미션 라인형 인클로우져 스피커 시스템{A Plane Wave Reflection Speaker System With Transmition Line Type Enclousure}

본 발명은 스피커 시스템에 관한 것으로 종래 방식에 비하여 음향 지향성과 특정 방향에 대한 음압을 동시에 증대하여 공간 음향 설비를 단순화하고 음질과 음장의 문제를 동시에 해결하는 평면파 음향 반사식 인클로우져 스피커 시스템에 관한 것이다.

스피커만큼 음향 관련 책 페이지의 많은 부분을 차지하는 분야가 없을 만큼 스피커는 오랫동안 연구 대상이었으며 음향 시스템에서 차지하는 비중이 대단히 높은 기기이다. 그렇지만, 음향 시스템 중 가장 손실이 많기 때문에 효율이 떨어지는 스피커는 앞으로도 많은 연구 대상이 되는 기기임에는 틀림없다.

물체는 진동할 때마다 주위의 공기를 압축 및 팽창하며 소리를 만든다. 스피커는 전기신호를 음성신호(또는 음파)로 변환하는 장치로 구성되어 있는데, 전기신호가 흐르게 되면 이에 비례하는 힘이 나타나게 되고, 이 힘은 다이어프램을 진동시켜 다이어프램 주위에 있는 공기에 진동을 일으키게 되는데 이것이 음파 생성의 일반적 방법이다.

스피커 유닛의 소리는 다이어프램의 한 쪽이 다른 쪽과는 반대의 위상을 갖으므로 서로 상쇄되어 소리가 작아지므로 스피커 유닛 다이어프램의 양쪽을 서로 차단하는 것이 일반화되어 있다. 여기에는 무한히 큰 격벽을 이용할 수도 있으나 이는 현실적으로 어려우므로 한쪽만을 둘러싸는 방법을 사용하게 되는데 이 둘러싸는 것을 인클로우져라 한다. 그러므로 일반적 스피커 시스템은 스피커유닛과 인클로우져로 이루어지는데 스피커 유닛에 의해 만들어진 음파는 인클로우져에서 만나는 각 벽에 의해 반사될 것이고 반사파는 그 또한 다시 반사되도록 하는 벽을 만나게 될 것이며, 새로운 음파도 스피커 유닛에 의해 지속적으로 생성될 것이므로 이러한 과정은 복합음의 다양한 요소가 정재파와 공명효과뿐만 아니라 분석과 설명이 매우 곤란한 다른 현상을 반복한다. 따라서 전체적인 효과는 측정할 수 있을 지라도 세세한 현상은 규명하기 어렵다.

스피커 유닛은 방사되는 파형에 따라 크게 구면파 발성 스피커유닛인 도 1의 다이내믹형과 도 2의 평면파 발성 스피커 유닛인 정전형과 도 3의 마그네플래너형으로 나뉜다. 이 외의 발성 방식도 여러 가지가 있다. 도 1의 다이나믹형 구면파 발성 스피커 유닛를 살펴보면 보이스코일(14)에 음성전류가 인가되게 될 때 고정 자계를 갖는 마그네트(11)로 부터 요우크(12)와 플레이트(15)를 경유하는 자기회로 내에 설치된 보이스코일(14)의 자계방향(음성전류의 정, 부전압)에 따라서 상기 보이스코일(14)과 일체로 결합된 콘지(13)가 전, 후 직선운동을 하게 되고 이에 음압이 발생되어 상기 음성전류에 상응하는 소리로서 재생되게 되는 것이다.

평면파 또는 평면파에 가까운 파형을 발생시키는 스피커 유닛 방식으로는 정전형과 마그네플래너 방식이 있다. 전자는 한개 또는 두개의 고정평면전극과 여기에 근접한 평면 박막 전극에 전기를 가해 이 둘 사이의 기전력을 이용하는 방식이고 후자는 박막 필름의 일부분에 도전선이나 도전경로를 형성한 후 이에 근접하게 고정자석을 배치하는 것으로 다이나믹형 스피커 유닛 방식에서 콘지를 넓은 박막이 대신하는 방식이다. 이 두 방식은 진동체의 형태가 평면이고 진동시에도 진동체 곡률 반경이 매우 커서 거의 평면에 가까우므로 평면파를 얻게 된다. 이 두 방식은 보통 전후 양방향으로 음파가 방사된다. 도 2의 평면파 발성 스피커 유닛은 정전인력을 이용하는 것으로 바이어스 전압(VB)이 변압기(TF)의 2차 코일상의 중간 노드와 진동막(22)의 사이에서 인가된다. 증폭된 오디오 신호가 2개의 고정전극(24, 26)에 인가됨으로써, 진동막(22)은 한 쪽 고정 전극(24)으로부터는 인력을, 그리고 다른 쪽 고정 전극(26)으로부터는 척력을 받아서 평면 진동함으로써 소리를 발생한다. 유사한 방식으로 자석과 자석 사이에 평면 리본형 도전체를 배치하고 이 리본에 필름을 부착하여 전자기력의 힘으로 평면 동작을 유도하는 마그네플래너방식(30)도 있다.

이 외에도 압전형 및 열전형 스피커도 있으나 이것들의 일반적 음파 방사 방향은 한쪽으로만 이루어진다.

일반적으로 오디오의 스피커는 진동판의 동작에 의해 음파가 방사되는 스피커 유닛이 인클로우져에 설치된 구조다. 여기서, 인클로우져란 스피커 시스템을 조립해 넣는 목재, 금속 혹은 플라스틱류 등으로 만든 스피커 케이스를 말하는 것으로, 캐비닛, 혹은 박스라고 불리기도 한다. 특히, 인클로우져 없이 스피커 유닛만을 동작시켜 음파를 방사시킬 경우 저음이 제대로 재생되지 않게 되는 문제가 있다. 따라서, 상기 스피커 유닛은 일반적으로 무한한 크기의 차단벽 역할을 하게 되는 인클로우져에 설치되는 것이 일반적이다. 스피커 다이어프램의 양쪽에서 발생되는 음은 위상이 서로 다르므로 인클로우져 쪽을 반전시켜 그 배면 방사음으로 저음의 성능이 향상되도록 스피커 인클로우저를 제작할 수 있는 방법은 널리 알려져 있다. 종래의 것으로서는, 미국특허공보 제3,944,757호, 제4,807,293호, 제3,523,589호 및 한국특허출원 제92-5066호에 게재된 바 있다. 상기 제3,944,757호에 게재된 스피커는 제 4도에 도시된 바와 같이 스피커의 다이어프램(101)보다 훨씬 작은 직경을 가지며, 저음패스필터가 형성된 도파관(103)을 통하여 통과시킨 후 저음용혼(102)에 반향시켜 저음을 증폭시키는 구조로 되어 있다. 상기 제4807293호의 특허는 제 5도에 도시되어 있는 바와 같이 스피커의 다이어프램(111)의 후면부 중간 아래의 구멍(106)을 가진 차단판(105)을 설치하여 후면음의 집음부(107), 소용적의 상자를 형성하고 이 집음부(107)의 후면에는 공간(109)이 형성되도록 후면벽(108)을 설치하고 그 일측에 혼(110)을 부착하여 혼(110)의 출구가 스피커의 전면부로 향하도록 형성되어 있다. 또한, 미국 특허공보 제3,523,598호는 제 6도에 도시되어 있는 바와 같이, 스피커의 후면에 전송로(115)를 부착하여 후면음을 이용하도록 한 것이나, 후면음은 전송도중 전송관(115)의 전면벽(117)과 후면벽(116)에서 반사하여 스피커(118)로 되돌아가게 됨으로써 파동의 상쇄현상이 일어나 스피커(118) 다이프램의 진동을 간섭하여 잡음의 원인으로 되며, 저음의 증가효과는 나타나지만 많은 정재파가 존재하여 음파의 일그러짐의 원인이 된다.

또한, 한국 특허출원공고 제92-5066호는 제 7도에 도시되어 있는 바와 같이 발생된 음파를 집음하는 집음장치(120)와 집음장치(120)에 의해 집음된 음파를 일정한 거리만큼 전송시키는 도파관(121)과 도파관(121)으로부터 출력된 음파를 방사시켜 확대하는 혼(122)으로 구성되어 있다. 이와 같이 종래의 저주파수 음을 증폭하기 위한 스피커는 당해 기술상에 잘 알려져 있는 것으로, 커다란 케비넷에 스피커 유니트를 달고 혼이 차츰차츰 단면적이 커지도록 되어 있어 통상 백로드형 또는 트랜스

미션 라인형 스피커라 불리워지고 있었다.

그런데, 종래의 방식인 구면파 발성의 다이내믹형 스피커 유닛과 인클로우져의 결합은 콘형인 스피커 유닛 형태의 한계로 인한 소리 방사 파형과 설치 위치 및 전송관의 구조로 소리의 파형이 왜곡되어 음질이나 음장 효과를 현저히 저하시키는 요인으로 작용하게 된다. 이러한 방식 모두 구면파를 발생시키는 스피커 유닛을 사용하므로 이를 회피하기 위한 인클로우져의 구조적 설계가 어렵고 스피커 유닛의 음파가 인클로우져 내로 방사하는 순간부터 음파가 일그러지게 되므로 인클로우져의 토출구를 통해 나오는 소리는 원래의 신호 파형을 기대하기 어렵다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 음장 정보 및 지향성을 가지면서도 음질이 좋으며 충분한 저음역을 재생할 수 있는, 인클로우져를 사용하는 다이내믹형과 인클로우져를 사용하지 않는 평면파 스피커를 결합하여, 평면파 스피커 유닛이 장착된 지향성 스피커를 제공하는 데 있다.

평면파를 발생하는 스피커들의 음질과 음장정보 재현과 지향성은 좋으나 소리의 회절 상쇄로 저음역이 취약하다. 반면 인클로우져를 사용하는 다이나믹형 스피커는 크기가 작고 간편하나 지향성 및 음질과 음장정보 훼손이 많다. 본 발명은 인클로우져를 사용하는 다이내믹형과 인클로우져를 사용하지 않는 평면파 스피커의 장점을 결합하고 단점을 해소하여, 음장정보 및 지향성을 가지면서도 음질이 좋으며 충분한 저음역을 재생할 수 있어야 하는 스피커 시스템의 근본적 문제를 해결하는 스피커 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 제안되는 실시 예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게는 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 이루기 위한 제1관점으로서, 본 발명은, 상기 평면파 스피커 유닛; 상기 평면파 유닛이 부착되는 인클로우져; 상기 인클로우져에 부착된 상기 평면파 유닛와 연결되는 상기 인클로우져 내부의 상기 트랜스미션라인 방식의 음향 전송관으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 기술적 과제를 이루기 위한 제2관점으로서, 본 발명은, 상기 평면파 스피커 유닛과; 상기 평면파 유닛이 부착되는 인클로우져; 상기 인클로우져에 부착된 상기 평면파 유닛와 연결되는 상기 인클로우져 내부의 상기 트랜스미션라인 방식의 음향 전송관 내부에 음파 역진성과 난반사를 방지하는 반사판이 내장된 인클로우져로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 기술적 과제를 이루기 위한 제3관점으로서, 본 발명은, 상기 평면파 스피커 유닛과; 상기 평면파 유닛이 부착되는 인클로우져; 상기 인클로우져에 부착된 상기 평면파 유닛와 연결되는 상기 인클로우져 내부의 상기 트랜스미션라인 방식의 음향 전송관이 음향 토출구 방향으로 점점 단면적이 줄어드는 형상으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

스피커 시스템의 근원적 문제인 음향 정보의 왜곡을 해소하고 균형있는 음색을 얻기 위해 기존 다이내믹형 스피커의 인클로우져에 평면파 재생 스피커 유닛 방식을 도입하고 여기서 간과했던 인클로우져의 내부 난반사에 의한 음향정보 훼손을 보완하기 위해 트랜스미션라인 방식 스피커처럼 인클로우져 내부에 음향 전송관 구조를 적용하며, 음향 전송관 내부 반사판의 각도를 조절하여 전송관 내부의 음파 역진성과 난반사를 최소화하는 구조도 도입한다. 다이내믹형 스피커에 비해 높은 지향성을 갖는 평면파 근접 파형을 재생하는 스피커 유닛을 이용하여 전송관 내부를 진행하는 음파가 격벽에 의해 분리된 전송관을 통과하는 과정에서, 최대한 난반사에 의해 소리의 파형이 변화하지 않는 전진형 파동 반사 구조로 인클로우져 내의 전송관 구조를 구현하여 평면파 재생 스피커 유닛의 파형을 최대한 그대로 방출하는 스피커 시스템을 고안한다. 또한 전송관의 경로 길이 조절에 의해 공명주파수를 변화시켜 특정 저역 음량을 증대하는 방법을 적용한다. 또한 전송관 토출구 방향으로 전송관의 단면적을 축소시켜 토출구에서의 음압을 상승시켜 스피커로부터 근거리에서의 음압을 높이는 방법도 구현한다.

본 발명의 실시 예에 따른 스피커 시스템에 의하면, 스피커 유닛으로 부터 직접 전면에 방사되는 파형과 인클로우져 내부의 반사판과 격벽에 의해 반사되어 스피커의 전면으로 나오는 스피커 유닛의 후면 파형이 모두 평면파이므로 지향성이 보존되고 평면파 재생 스피커들의 공통된 취약점인 저음역이 확장되며 음질과 음장이 잘 유지된다. 또한 스피커 유닛 후면 음파가 스피커 유닛 전면으로 나오는 음파와 합쳐져 스피커 지향 방향 음량을 확대하고 인클로우져의 전송관에 의해 발생하는 공명효과를 이용해 저음역을 강화하며 스피커 유닛 전면 음파와 인클로우져를 거치는 스피커 유닛 후면 음파의 시간차를 이용한 잔향 증대 효과를 얻을 수 있다.

제1도 다이나믹형 스피커 유닛의 예시도
제2도 평면파 정전형 스피커 유닛의 예시도
제3도 평면파 재생 마그네플래너형 스피커 유닛의 예시도
제4도 내지 제7도는 종래 트랜스미션형 스피커를 보인 예시도
제8도 평면파 스피커 유닛과 결합된 반사식 트랜스미션라인형 인클로우져 스피커시스템과 음파의 진행 방향
제9도 평면파 스피커 유닛과 결합된 반사식 트랜스미션라인형 인클로우져 스피커시스템과 토출되는 파형과 스피커 유닛의 전면과 후면의 파형간 시간차 및 반사판의 반사판의 재질에 따른 반사도의 차이
제10도 평면파 스피커 유닛과 결합된 음압 증가 반사식 트랜스미션라인형 인클로우져 스피커시스템
제11도 평면파 스피커 유닛과 결합된 확산 반사식 트랜스미션라인형 인클로우져 스피커시스템

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명이 여러 가지 수정 및 변형을 허용하면서도, 그 특정 실시예들이 도면들로 예시되어 나타내어지며, 이하에서 상세히 설명될 것이다. 그러나 본 발명을 개시된 특별한 형태로 한정하려는 의도는 아니며, 오히려 본 발명은 청구항들에 의해 정의된 본 발명의 사상과 합치되는 모든 수정, 균등 및 대용을 포함한다. 본 발명의 다양한 실시예들을 설명함에 있어, 대응되는 구성요소에 대해서는 동일한 명칭 및 동일한 참조부호를 부여하여 설명하도록 한다.

본 발명의 제1 관점에서 따르면, 평면파를 발생하는 스피커 유닛; 상기 평면파 스피커유닛이 부착되는 인클로우져; 상기 인클로우져에 부착된 상기 평면파 스피커유닛과 연결되는 상기 인클로우져 내부의 트랜스미션라인 방식의 음향 전송관으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제2 관점에서 따르면, 평면파를 발생하는 스피커 유닛; 상기 평면파 스피커유닛이 부착되는 인클로우져; 상기 인클로우져에 부착된 상기 평면파 스피커유닛과 연결되는 상기 인클로우져 내부의 트랜스미션라인 방식의 음향 전송관; 상기 전송관 내부에 음파 역진성과 난반사를 방지하며 음대역에 따라 다른 반사특성을 갖는 반사면이 내장된 인클로우져로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제3 관점에서 따르면, 평면파를 발생하는 스피커 유닛; 상기 평면파 스피커유닛이 부착되는 인클로우져; 상기 인클로우져에 부착된 상기 평면파 스피커유닛과 연결되는 상기 인클로우져 내부의 음향 토출구 방향으로 점점 단면적이 줄어드는 형상으로 이루어진 트랜스미션라인 방식의 음향 전송관을 특징으로 한다.

본 발명의 제4 관점에서 따르면, 평면파를 발생하는 스피커 유닛; 상기 평면파 스피커유닛이 부착되는 인클로우져; 상기 인클로우져에 부착된 상기 평면파 스피커유닛과 연결되는 상기 인클로우져 내부의 상기 트랜스미션라인 방식의 음향 전송관; 음향전송관 내부에 주파수에 따라 음파 반사량이 다른 면이 내장된 인클로우져로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제5 관점에서 따르면, 평면파를 발생하는 스피커 유닛; 상기 평면파 스피커유닛이 부착되는 인클로우져; 상기 인클로우져에 부착된 상기 평면파 유닛과 연결되는 상기 인클로우져 내부의 트랜스미션라인 방식의 가변 길이 음향 전송관으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명은 라우드 스피커(전기-음향 변환기) 시스템에서 음향의 지향성, 음질 개선 및 과 음장 정보를 보존하면서 특정 방향으로의 음압 증대를 위한 새로운 방법을 제공한다. 전기-음향 변환기는 전기 또는 오디오 신호를 음향 신호로 변환하는 장치이다. 예를 들어, 본 발명은 특히 라우드 스피커 시스템의 평면파 스피커 유닛과 결합하는 인클로우져에 관련된 것이다.

음장 정보를 보존하면서 특정 방향으로의 음압 증대를 위해 앞서 기술된 선행 기술의 문제점은 제1 관점 접근에서 시작하여, 다음을 고안하는 것에 의해 해결된다:

평면파를 발생하는 스피커 유닛(도2 와 도3)(201)에 인클로우져를 부착하는 스피커 시스템(도 8) 도입;

(도 8)의 인클로우져 내부에는 평면파 스피커 유닛(201)과 연결되는 전송관(206) 구조 도입;

본 발명에 따라서 상기 특징을 가진 스피커시스템은 평면파 스피커유닛(201)의 다이어프램(205) 전면(220)과 후면(221)에서 방사되는 파형(211)(212)을 유지하면서도 특정방향에 대해서 이들의 음압을 합해 같은 파형이 토출되는 스피커 유닛과 인클로우져가 합쳐진 스피커시스템(도 8)이 구현되는 것이다. 여기서 스피커 유닛의 음파의 파형은 공기라는 매질에서 직진할 수 있는 평면파이므로 인클로우져의 내부 반사면(203)은 음파가 반사되어 되돌아 오지 않고 모두 토출구(204)로 향하게 빛을 위한 반사경처럼 배치한다. 이는 소리와 빛은 모두 파동임을 전제한 고안이다. 스피커 유닛 후면에서 나오는 음파(212)가 파형이 최대한 유사하게 유지하며 스피커시스템에서 토출하기 위해서 기본적으로 인클로우져 내부 구조가 파동에 대해 난반사를 일으키지 않아야 하므로 파동의 진행방향이 전송관의 경로와 일치하게 반사면의 각도가 고정되어 있고, 스피커 유닛도 후면 음파 방사의 지향 제어가 가능한 평면파이거나 가능한 평면파에 가까운 것인 정전형(도2) 또는 마그네플래너형(도3)의 방식의 것을 사용한다.

인클로우져는 격벽(202)과 격벽 중의 반사면(203)으로 이루어진다. 반사면의 배치는 음파가 반사면과 격벽에 의해 인클로우져 토출구(204) 방향으로만 진행하게 배치하며 역진이 일어나지 않게 반사면을 조절한다. 이는 스피커 내부에서 난반사가 일어나지 않아 평면파라는 본래의 파형을 유지함으로서 음의 순수성을 잃지 않고 유닛 전면으로 나오는 음파와 합쳐져 지향성을 유지하여 특정 방향으로의 스피커 전체 음량을 확대한다.

본 발명은 라우드 스피커(전기-음향 변환기) 시스템에서 저음 보강, 음색 보정을 위한 새로운 방법을 제공한다. 전기-음향 변환기는 전기 또는 오디오 신호를 음향 신호로 변환하는 장치이다. 예를 들어, 본 발명은 특히 라우드 스피커 시스템의 평면파 스피커 유닛과 결합하는 인클로우져에 관련된 것이다.

저음 보강과 음색 보정을 위해 앞서 기술된 선행 기술의 문제점은 제2 관점 접근에서 시작하여, 다음을 고안하는 것에 의해 해결된다:

본 발명의 다른 목적은 전송관의 공명효과를 이용해 저역을 강화하고 반사면의 특성을 이용하여 음대역의 흡음량을 조절하는 것이다. 이는 전체 전송관의 경로 길이와 반사면의 재질이나 두께, 구조를 조절함으로써 특정 저역 주파수를 중심으로 한 저역을 확장하거나 특정 음역의 강화 또는 약화할 수 있다.

특정저역중심(공명)주파수 계산은 전송관이 한쪽이 막힌 경우이므로

λ= 4L (λ:파장 L:전송관 길이) 이며

f = (331.5m/s + 0.607 T)/λ(T:섭씨온도)에서 계산될 수 있다.

예를 들어 (도 9)의 다이어프램(205)로 부터 음향토출구(204)까지 전송관 경로 길이가 1m 이면 전송관 단면적을 고려치 않을 때 f= 340/4 = 85Hz(섭씨 15도 기준)를 중심으로 공명이 나타난다.

본 발명은 라우드 스피커(전기-음향 변환기) 시스템에서 음의 세기를 높이는 새로운 방법을 제공한다. 전기-음향 변환기는 전기 또는 오디오 신호를 음향 신호로 변환하는 장치이다. 예를 들어, 본 발명은 특히 라우드 스피커 시스템의 평면파 스피커 유닛과 결합하는 인클로우져에 관련된 것이다.

음의 세기를 강화하기 위해 앞서 기술된 선행 기술의 문제점은 제3 관점 접근에서 시작하여, 다음을 고안하는 것에 의해 해결된다:

(도 10)은 평면파 스피커 유닛(201)과 결합된 인클로우져 내의 전송관(206)이 음향토출구(204)로 갈수록 단면적이 줄어들게 한다. 음파(212)(213)가 이러한 전송관을 진행할 때 는 점차 압력이 높아지므로(214) 최종 토출구를 지난 음파(215)는 음의 크기가 원래의 음파(212)(213) 보다 증대된다. 이러한 음파의 진행은 전송관을 지나도 과정에서 음파의 파형은 유지되고 음압만 증대되므로 음장 정보가 훼손되지 않으면서 음압을 높일 수 있는 스피커 시스템이 구현된다. 이는 재생음의 진동세기를 증가시켜 음을 진폭이 다이내믹형 스피커 유닛에 비해 작은 평면형 스피커의 진폭을 확대하는 것과 유사한 효과를 얻는데 있다.

본 발명은 라우드 스피커(전기-음향 변환기) 시스템에서 평면파 스피커 유닛의 지향성을 완화하고 음을 넓게 확산시키는 새로운 방법을 제공한다. 전기-음향 변환기는 전기 또는 오디오 신호를 음향 신호로 변환하는 장치이다. 예를 들어, 본 발명은 특히 라우드 스피커 시스템의 평면파 스피커 유닛과 결합하는 인클로우져에 관련된 것이다.

평면파 스피커 유닛의 지향성을 완화하고 음을 넓게 확산시키기 위해 앞서 기술된 선행 기술의 문제점은 제4 관점 접근에서 시작하여, 다음을 고안하는 것에 의해 해결된다:

(도 11)은 평면파 스피커 유닛(201)과 결합된 인클로우져 내의 전송관(206)의 반사면의 지향각을 조절하여 음이 음향토출구(204)로 진행하면서 전송관의 격벽(202)에 부딪혀 평면 음파의 진행면에 부분적 시차가 발생하게 하여 최종 음향의 진행면(216)이 평면에서 원통형으로 변화하게 하여 수평 방향에 대해서는 확산을 수직방향에 대해서는 지향성을 갖게 하는 것이다.

본 발명은 라우드 스피커(전기-음향 변환기) 시스템에서 평면파 스피커 유닛의 저역을 공명주파수를 가변적으로 보강하고 잔향시간을 조절하여 청취룸의 공간음향 특성을 보정할 수 있는 새로운 방법을 제공한다. 전기-음향 변환기는 전기 또는 오디오 신호를 음향 신호로 변환하는 장치이다. 예를 들어, 본 발명은 특히 라우드 스피커 시스템의 평면파 스피커 유닛과 결합하는 인클로우져에 관련된 것이다.

평면파 스피커 유닛(201)의 저음역 강화의 최적값를 조절할 수 있게 하기 위해서 전송관(206)의 길이를 가변적으로 조절할 수 있게 전송관 격벽(207)이 슬리브 구조(208)을 갖는다. 슬리브 구조(208)를 갖는 격벽(207)의 이동은 전체 전송 경로의 길이를 변경시켜 공명주파수와 평면파 스피커 유닛의 전면 진행파(220)과 후면 진행파(221) 사이의 시간차를 조절해 잔향시간을 임의 조절할 수 있게 한다. 전면음파와 후면 음파는 위상이 반대인 같은 파형이 전송관의 길이에 해당하는 시간 지연이 나타나 마치 홀의 반사음에 의한 잔향과 같은 효과를 발생시킨다.

201 : 평면파 스피커 유닛
202 : 인클로우져 격벽
203 : 반사면
204 : 음향 토출구
205 : 평면파 유닛 다이어프램
206 : 전송관로(트랜스미션라인)
207 : 가변 인클로우져 격벽
208 : 가변 격벽을 위한 슬리브 구조물
211 : 전면 진행 평면 음파면
212 : 후면 진행 평면 음파면
213 : 후면 진행 반사파면
214 : 음압 증가 후면 진행 반사파면
215 : 음압 증가 토출 파면
216 : 확산형 토출 구면파면
220 : 스피커 유닛의 전면 진행 음파 방향
221 : 스피커 유닛의 후면 진행 음파 경로와 진행 방향

Claims (5)

1. 평면파를 발생하는 스피커 유닛(201); 상기 평면파 스피커유닛이 부착되는 인클로우져(202); 상기 인클로우져에 부착된 상기 평면파 스피커유닛과 연결되는 상기 인클로우져가 트랜스미션라인 방식의 음향 전송관(206)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 스피커 시스템
   
2. 제1항에 있어서, 상기 인클로우져 내부에는, 격판(203)에 의해 상,하,좌,우로 서로 연통 형성되는 전송관(206)을 형성한 것을 특징으로 하는 스피커 시스템
3. 제1 또는 2항에 있어서, 상기 인클로우져 내부에는,격판(202)에 의해 형성되는 전송관(206)의 굴절부에는 반사면(203)이 부착 설치되어 음파가 음파 토출구로만 진행할 수 있게 되어 있어 회절과 정재파의 발생을 막을 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 스피커 시스템
4. 제1항에 있어서, 상기 평면파를 발생하는 스피커 유닛(201)이 정전형 방식인 스피커 시스템
5. 제1항에 있어서, 상기 평면파를 발생하는 스피커 유닛(201)이 마그네플래너 방식인 스피커 시스템
   
   
   

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