KR20210038421A

KR20210038421A - 조명 및 스피커 장치와, 환형 led 조립체

Info

Publication number: KR20210038421A
Application number: KR1020207032982A
Authority: KR
Inventors: 모튼 워렌; 퐁 밍; 로렌스 디키; 필립 존 리머; 존 다니엘 허버트; 에드 로즈
Original assignee: 주마 어레이 리미티드
Priority date: 2018-04-16
Filing date: 2019-04-16
Publication date: 2021-04-07
Also published as: GB201815709D0; CN112292869B; US20210164645A1; WO2019202310A1; TW202001153A; GB201806194D0; JP2021522700A; US11384931B2; EP3782377A1; CN112292869A

Abstract

전방 방향 및 후방 방향과 반경 외측 방향 및 반경 내측 방향을 한정하는 중심 종축을 가진 조합된 광 스피커 장치가 제공된다. 상기 장치는 트위터, 상기 트위터의 반경 외측으로 위치된 트위터 혼, 상기 트위터 혼의 후방에 위치된 스피커 및, 상기 트위터의 반경 외측으로 위치된 발광 다이오드(LED) 조립체를 포함한다. LED 조립체는 하나 이상의 발광 다이오드(LED), 전방 표면을 가진 렌즈를 포함한다. 트위터 혼은 트위터의 외측 가장자리와 소통되는 내측 가장자리를 가짐으로써, 트위터 혼은 트위터에 의해 생성된 음향을 사용시에 스피커로부터 멀어지게 지향시키는 안내부를 형성한다. 트위터 혼의 적어도 일부는 렌즈의 전방 표면에 의해 제공된다.

Description

조명 및 스피커 장치와, 환형 LED 조립체

본 발명은 조명 스피커 장치에 관한 것이며, 상기 조명 스피커 장치에서 사용되는 고리형 LED 조립체에 관한 것이기도 하다.

스피커 명칭(Speaker Nomenclature)

도 1 은 공지된 스피커 장치(100)의 단면도를 도시한다. 스피커 장치(100)는 롤 서라운드(roll surround, 110), 섀시(112), 원추체(114), 먼지 캡(116), 스파이더(spider, 118), 틴셀(tinsel, 120), 보이스 코일 형성자(voice coil former, 122), 라디얼 마그넷(124), 보이스 코일(126), 보이스 코일 에어 갭(128), 외측 스틸(130), 극편 스틸(132) 및 터미널(134)을 포함한다.

목적

본 발명의 목적은 동일 평면 장착의 천장 설치를 위한 향상된 통합형 스피커 하방 조명(speaker and downlight)(조합된 조명 및 스피커 장치)을 제공하는 것이다.

소망스럽게는, 본 발명에 따른 조합된 조명 스피커 "스마트 조명(smart light)"은 가정에 설치된 보통의 조명 피팅에 대한 대체물을 제공하여야 한다. 예를 들어, 본 발명에 따른 장치들은 GU10 하방 조명 피팅(downlight fitting)을 대체하도록 설치될 수 있다. 그러한 피팅을 용이하게 대체하도록, 장치들은 그것이 대체하는 피팅에 유사한 크기를 가지는 것이 바람직스럽다. 일부 경우에, 대략 5 % 의 크기 증가는 수용할 수 있다.

바람직스럽게는, 조합된 조명 스피커 장치는 적어도 700 루멘(Lumens)을 조사하여야 한다. 이것은 표준적인 할로겐 전구보다 우수한 조명 또는 동등한 조명을 스마트 라이트 장치가 생성하도록 하기 위함이다.

조합된 조명 스피커 장치의 스피커 구성체는 상업적으로 이용 가능한 모노 포인트 스피커(mon point speaker)와 유사한 음향 특성을 가져야 한다. 예를 들어, SoundTouch 10 (RTM), Bose (RTM) 및 Sonos Play1 (RTM) 이다.

본 발명이 아닌 이전 실시예에 따른 조합된 조명 라우드스피커 장치들

다수의 상이한 실시예들은 상기 언급된 목적을 달성하도록 개발되었다. 제 1 특정의 예에서, 장치는 단일의 전 범위 스피커(full range speaker)를 포함한다. 그러한 스피커는 고주파수(HF) 및 저주파수(LF) 입력 신호의 우수한 재생을 전달할 수 있어야 한다.

도 2 는 위에서 설명된 조합된 조명 스피커 장치(200)의 단면도를 도시한다. 장치(200)는 LED 렌즈(210), 3 개의 LED 보드(212), 콘덴싱 히트 파이프(214), LED 스템(216), 전범위 드라이브 유닛(218), 케이스(220) 및 히트싱크(222)를 포함한다. 그러한 장치는 국제 특허 공개 WO 2016/135517 의 주제인 장치들과 유사하다.

발광 다이오드(LEDs)들은 스피커의 더스트 캡(dust cap)을 제거하고 적은 수(예를 들어, 1 내지 6)의 고출력 LED 들을 스템에 장착함으로써 장치에 통합되는데, 상기 스템은 보이스 코일 형성자를 통해서 연장되고 극편상에 놓인다.

높은 루멘(high lumen) 출력의 LED 들은 낮은 출력의 LED 패키지에 비교하여 본질적으로 덜 효율적이며, 따라서, 전력의 매 와트 마다 더 많은 폐열(waste heat)의 와트들이 생성된다.

LED 들의 과도한 가열은 LED 들의 수명을 현저하게 단축시킬 수 있거나 또는 그들이 작동을 중지하게 할 수 있다. 따라서 이러한 예에서 폐열을 관리하도록, 콘덴싱 히트 파이프는 LED 스템으로부터 드라이브(drive)의 극편을 통해 케이스의 배면에서 히트 싱크로 연장될 필요가 있다.

위에서 설명된 바와 같이, 단일의 전범위 드라이브 유닛을 구비하는 시스템은 발생되는 음질과 관련된 단점을 가진다.

동일축으로 통합된 트위터들을 포함하는 스피커 시스템(Speakers systems containing coaxially integrated tweeters)

이러한 단점을 해결하도록, 분리된 트위터는 조립체에 추가될 수 있고 스피커와 통합될 수 있다. LED 들을 포함하지 않는 스피커 시스템에서, 구동 유닛 안에 트위터를 동일축으로 통합시키는 2 가지 가능한 접근 방식이 있다.

유형 1 은 도 3a 에 도시되어 있다. 이러한 예에서, 트위터는 극편 위에 위치되고 원추체의 시작과 보이스 코일 형성자의 상부와 동일 평면이다. 이것은 단순하고 우수한 음향 성능을 제공한다. 이러한 구성을 가진 통합된 조명은 광이 배치될 때마다 현저한 문제를 나타낸다. 도 3b 는 조명 조립체(310)의 일부 가능한 위치들을 나타낸다. 만약 조명이 위치(310A)에서와 같이 상기 트위터(312)를 둘러싸도록 배치된다면, 보이스 코일의 움직임은 광이 깜박이게 한다. 만약 조명이 위치(310B)에서와 같이 베젤(bezel)과 트위터 사이의 중간으로 전방을 향해 당겨진다면 조명의 전방에서의 음향 반사는 HF 음향 성능을 저해할 것이다. 만약 조명들이 위치(310C)에서와 같이 베젤(bezel)과 같은 평면에 배치된다면 LED 로부터의 번쩍거림이 문제가 된다.

유형 2 는 도 3c 에 도시되어 있다. 이러한 예에서, 트위터는 보이스 코일 형성자의 상부로부터 외측으로 돌출된 줄기부상에 장착되고, 트위터 및 케이스는 보이스 코일 보다 큰 직경일 수 있다.

양쪽 디자인들은 보이스 코일 에어 갭(voice coil air gap) 둘레의 공기 누설 문제를 겪으며, 이것은 LF 성능을 감소시킨다. 이것은 서스펜션 아래에 또는 밀봉된 서스펜션(sealed suspension) 아래에서 보이스 코일 형성자와 섀시 사이에 제 2 롤 서라운드(314)를 필요로 한다.

위에서 설명된 동일축으로 통합된 트위터 구성체들중 어느 것에 대해서, 보이스 코일의 중심을 통한 열 경로(heat path)는 더 이상 이용될 수 없으며, 왜냐하면 트위터가 중간에 있기 때문이다. 따라서 LED 통합에 대한 새로운 접근 방식이 필요하다.

개요

본 발명의 제 1 양상에 따르면, 조합된 조명 스피커 장치가 제공된다. 장치는 전방 방향 및 후방 방향과 반경 외측의 방향 및 반경 내측의 방향을 정의하는 중심 길이 방향 축을 가진다. 장치는 트위터, 상기 트위터의 반경 외측 방향으로 위치된 트위터 혼, 상기 트위터 혼의 후방에 위치된 스피커 및, 발광 다이오드(LED) 조립체를 포함한다. LED 조립체는 트위터의 반경 외측 방향으로 위치된다. LED 조립체는 하나 이상의 발광 다이오드(LED) 및, 전방 표면을 가진 렌즈를 포함한다. 트위터 혼은 트위터의 외측 가장자리와 소통되는 내측 가장자리를 가져서, 트위터 혼은 트위터에 의해 생성된 음향을 사용시에 스피커로부터 멀어지게 지향시키는 안내부를 형성한다. 트위터 혼의 적어도 일부는 렌즈의 전방면에 의해 제공된다.

스피커는 저 주파수 범위 음향을 제공하도록 사용될 수 있고 트위터는 고주파수 범위 음향을 제공하도록 사용될 수 있다. 유리하게는, LF 및 HF 음향 범위를 위한 분리된 스피커 및 트위터 구성 요소들을 각각 제공함으로써 전체 범위의 단일 스피커 장치들에 걸쳐서 음질이 향상된다.

트위터 원추체를 제공함으로써, 트위터로부터 HF 음향은 LF 스피커로부터 멀어지게 지향될 수 있다. 유리하게는, HF 음향이 LF 스피커와 간섭되는 것은 혼(horn)의 존재에 의해 감소된다. 광이 램버시안 소스(lambertian source)이거나 또는 스팟(spot)으로서 지향되도록 렌즈가 구성될 수 있다. 이와 관련하여, 렌즈상의 프레즈넬 특성(Fresnel feature)은 광원 자체의 각도를 변화시키기보다는 렌즈를 회전시킴으로써 스팟을 지향시키도록 사용될 수 있다.

조명은 LED 조립체를 제공함으로써 장치에 통합될 수 있으며, LED 조립체의 렌즈는 트위터 혼의 일부를 형성한다. 이것은 단일 장치에서 고품질의 광 및 음향을 구비한 콤팩트한 해법을 제공한다.

트위터 혼은 컵 부분을 포함할 수 있고 컵 부분의 내측 가장자리는 렌즈의 전방 표면의 외측 가장자리와 소통될 수 있다. 컵 부분은 렌즈의 반경 외측으로 위치될 수 있다.

대안으로서, LED 조립체의 렌즈는 추가적인 컵 부분의 필요성 없이 트위터 혼의 실질적으로 전부를 제공할 수 있다.

트위터 혼은 컵 부분의 외측 가장자리와 소통되는 내측 가장자리를 가진 테두리 부분을 포함할 수 있다. 테두리 부분의 외측 가장자리는 하나 이상의 노취들을 포함할 수 있고 상기 노취를 통해 사용시에 스피커로부터의 음향이 이동할 수 있다. 트위터 혼은 컵 부분의 반경 외측 방향으로 위치될 수 있다.

“피더링(feathered)”테두리를 트위터 혼에 제공함으로써, LF 스피커로부터 이탈되게 HF 음향을 지향시킬 수 있는 트위터 혼을 여전히 제공하면서, LF 스피커로부터의 음향이 트위터 혼에 있는 노취들을 통해 이동할 수 있도록 하여 전체적인 음질이 향상될 수 있다.

트위터 혼의 테두리 및 컵은 재료의 단일 부재로부터 형성될 수 있다.

하나 이상의 LED 들은 렌즈의 후방에 (“수평 방식”으로, 즉, 전방을 향하여) 장착될 수 있어서 사용시에 렌즈를 향하여 전체적으로 전방의 방향으로 LED 각각에 의해 광이 조사된다.

LED 조립체는 사용시에 LED 로부터 렌즈를 향하여 광을 반사시키도록 구성된 반사기를 더 포함한다. 즉, 반사기는 LED 로부터의 광을 전방 방향으로 지향시킬 수 있다. 반사기는 렌즈의 후방에 위치될 수 있다.

반사기를 향하여 전체적으로 내측 방향으로 LED 각각에 의해 광이 조사되도록 하나 이상의 LED 들이 장착될 수 있다. LED 들은 반사기의 반경 외측으로 “수직 방식”에서 장착될 수 있다.

대안으로서, LED 들은 LED 들로부터의 광이 전체적으로 외측 방향으로 반사기를 향하여 조사되도록 “수직” 방식으로 장착될 수 있다. 반사기는 LED 의 반경 외측으로 위치될 수 있고 광을 전방으로 렌즈를 향하여 지향시킬 수 있다.

반사기는 하나 이상의 절두 원추 표면을 포함할 수 있다. 대안으로서, 표면들은 절두 피라미드 형일 수 있다.

LED 들이 수직으로 장착되고 광을 내측으로 지향시키도록 구성된 경우에, 반사기는 외측 절두원추형 표면일 수 있다.

광을 전방으로 지향시키도록 LED 가 수평으로 장착되는 경우에, 2 개의 반사기들이 제공될 수 있고, 하나는 LED 링의 내측으로 제공되고 하나는 외측으로 제공된다. 외측 절두원추형 표면은 LED 의 반경 내측으로 제공될 수 있고, 내측 절두원추형 표면은 LED 의 반경 외측으로 제공될 수 있다. 이러한 구성은 광이 LED 로부터 전방 방향에 대한 각도로 조사될지라도 LED 로부터의 광이 전방으로 지향될 수 있게 한다. 이것은 (예를 들어 렌즈를 통하여) 실내로 지향되는 LED 로부터의 광량을 향상시키고 배치의 효율을 향상시킨다.

추가적인 반사기들은 실내로 전방으로 지향되는 광량을 더 증가시키도록 링에 있는 LED 들 사이에 배치될 수 있다.

반사기는 복수개의 개별적인 반사 표면들을 포함할 수 있다. 이러한 표면들은 절두원추형일 수 있거나 또는 실질적으로 평탄할 수 있다(또는 조합될 수 있다). 이것은 도 12 에 도시되어 있다.

렌즈는 고리형 렌즈일 수 있다. 대안으로서, 렌즈는 복수개의 개별적인 렌즈들을 포함할 수 있으며, 이것은 함께 고리형 렌즈 구성을 형성할 수 있다.

렌즈의 전방 표면의 내측 가장자리는 트위터의 외측 가장자리와 소통될 수 있다. 이것은 트위터로부터의 HF 음향이 (렌즈에 의해 적어도 부분적으로 제공된) 혼으로 지향되고, 트위터로부터 그리고 스피커로부터 이탈되게 전방으로 지향되는 것을 보장할 수 있다.

대안으로서, 트위터 혼은 목구멍 부분(throat part)을 더 포함할 수 있다. 트위터 혼의 목구멍 부분의 내측 가장자리는 트위터의 외측 가장자리와 소통될 수 있고 목구멍 부분의 외측 가장자리는 렌즈의 전방 표면의 내측 가장자리와 소통될 수 있다. 이러한 대안의 구성은 트위터로부터의 음향을 트위터 혼으로 지향시키는 분리된 목구멍(throat)을 제공하고 트위터 혼의 형상에 걸쳐 향상된 제어를 허용한다. 지수로 나타낸 프로파일(exponential profile)을 가진 혼은 일부 경우들에서 바람직스러울 수 있다.

트위터 혼은 절두원추형 또는 절두피라미드형 일 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로서, 트위터 혼의 특정 구성 요소들은 절두 원추형일 수 있거나 또는 절두 피라미드형일 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 컵, 테두리 및 트위터 혼의 목구멍은 절두원추형 또는 절두피라미드형일 수 있다. 이것은 내측 절두원추형 표면일 수 있다.

트위터 및 LED 조립체를 지지하는 유지부가 제공될 수 있다. 유지부는 하나 이상의 LED 로부터 트위터 혼으로 열을 전도시키도록 구성될 수 있다. 이것은 LED 로부터의 열이 방산되는 길을 제공할 수 있다. 예를 들어, 트위터 혼의 테두리 및/또는 컵은 열을 LED 로부터 이탈되게 전도시킬 수 있고 열을 실내로 방사시킨다. 그에 의하여 이것은 사용시에 LED 에 의해 생성된 열을 방산시킬 수 있다. 이러한 구성은 LED 의 작동 온도를 감소시킬 수 있고 따라서 LED 의 효율을 향상시킬 수 있다. 이것은 또한 과열에 의해 야기되는 LED 의 손상을 방지할 수 있거나 또는 감소시킬 수 있다.

유지부는 트위터 혼에 의해 지지될 수 있다. 예를 들어, 캐리어는 트위터 혼의 컵에 기계적으로 고정될 수 있다.

트위터 혼 및 유지부(carrier)는 재료의 단일 부재로부터 형성될 수 있다. 유리하게는, 이것은 구성 및 조립을 단순화시킬 수 있고 LED 로부터의 열전달을 위한 표면적을 향상시킬 수 있다. 이것은 또한 장식 표면(cosmetic surface)으로부터 찢어진 선(split line)들을 제거한다.

장치는 스피커를 지지하는 섀시를 더 포함할 수 있다.

트위터 혼은 섀시에 연결되고 섀시에 의해 지지될 수 있다. 예를 들어, 트위터 혼의 컵 또는 테두리는 섀시에 기계적으로 고정될 수 있고 섀시에 의해 지지될 수 있다.

장치는 지지 프레임을 더 포함하고, 상기 지지 프레임은 섀시에 연결되고 섀시에 의해 지지된다. 지지 프레임은 트위터 혼 및/또는 유지부를 지지할 수 있다.

장치는: 섀시에 의해 지지되는 콘트롤러; 및, 콘트롤러로부터 트위터 및 하나 이상의 LED 로 제어 신호 및 전력을 공급하도록 구성된 복수개의 와이어들을 더 포함할 수 있다.

와이어들은 (존재한다면) 지지 프레임을 따라서 연장될 수 있고 지지 프레임에 의해 지지될 수 있거나 또는 트위터 혼을 따라서 연장될 수 있고 트위터 혼에 의해 지지될 수 있다. 와이어들은 리본 케이블의 형태일 수 있거나 또는 트위터 혼에 있는 포토 에칭된 트랙(photo etched track)들에 의해 형성될 수 있다.

본 발명의 제 2 양상에 따르면, 트위터를 포함하는 조합된 조명 스피커 장치에서 사용되는 고리형 발광 다이오드(LED) 조립체가 제공된다. LED 조립체는 중심 종축을 가지며, 이것은 전방 및 후방 방향과 반경 외측 및 반경 내측 방향을 정의한다. LED 조립체는 링으로 배치된 하나 이상의 발광 다이오드(LED), 고리형 렌즈(또는 렌즈 구성체) 및, 사용시에 LED 로부터의 광을 렌즈를 향하여 반사시키도록 구성된 고리형 반사기(또는 반사기 구성체)를 포함한다. 반사기는 렌즈의 후방에 위치되며 LED 들로부터의 광을 전방으로 반사시키도록 구성된다.

이러한 실시예는 종래 기술의 LED 조립체에 비하여 특정의 장점을 가진다. 본 발명의 LED 조립체는 이전의 조립체보다 콤팩트하다. 더욱이, 반사기는 소망의 칼러 온도(colour temperature)를 얻도록 칼러 혼합 챔버(colour chamber)로서 사용될 수 있다.

LED 들은 저전력(low power) LED 일 수 있다. 유리하게는, 이러한 조립체의 LED 들을 작동시키는데 히트 파이프(heat pipe)는 필요하지 않을 수 있다. 이것은 LED 조립체가 조합된 조명 및 라우드스피커 장치에 보다 융통성 있게 통합될 수 있게 한다.

제 2 양상에 따른 LED 조립체는 LED 들을 조합된 조명 스피커 장치에 통합하기 위한 콤팩트하고 효율적인 해법을 제공한다.

하나 이상의 LED 들은 전체적으로 내측 방향에서 반사기를 향하여 광이 LED들 각각에 의하여 조사되도록 장착될 수 있다. 예를 들어, LED 들은 반사기의 반경 내측으로 수직 방식으로 장착될 수 있어서 LED 로부터의 광은 반사기를 향하여 내측으로 조사되고 다음에 반사기에 의하여 렌즈를 향해 전방으로 지향된다.

대안으로서, LED 는 수직으로 장착됨으로써 LED 들로부터의 광은 전체적으로 외측 방향으로 반사기를 향하여 조사된다. 반사기는 LED 의 반경 외측으로 위치될 수 있고 광을 전방으로 렌즈를 향하여 지향시킨다.

반사기는 하나 이상의 절두 원추형(또는 절두 피라미드형) 표면을 포함할 수 있다.

하나 이상의 LED 들은 제 1 칼러를 가진 하나 이상의 LED 및 상기 제 1 칼러와 상이한 제 2 칼러를 가진 하나 이상의 LED 를 포함할 수 있다.

링에 있는 LED 들은 제 1 칼러를 가진 각각의 LED 가 제 2 칼러를 가진 LED 에 인접하도록 배치될 수 있다.

본 발명은 또한 전방 및 후방 방향과 반경 외측 및 반경 내측 방향을 정의하는 중심 종축을 가진 조합된 조명 스피커 장치를 제공한다. 조합된 조명 스피커 장치는: 섀시, 위에서 설명된 고리형 발광 다이오드(LED) 조립체; 및, 섀시에 의해 지지되고 상기 조립체의 후방에 위치된 스피커를 포함한다.

조합된 조명 스피커 장치는 조립체의 반경 내측으로 위치된 트위터를 더 포함할 수 있다.

조합된 조명 스피커 장치는 섀시에 연결되고 섀시에 의해 지지된 지지 프레임을 더 포함할 수 있다. 지지 프레임은 조립체를 지지할 수 있다.

조합된 조명 스피커 장치는 섀시에 의해 지지되고 조립체를 지지하도록 구성된 그릴을 더 포함할 수 있다. 그릴은 프레스 그릴(pressed grille)일 수 있다. 유리하게는, 장치를 사용할 때 LED 조립체로부터 열을 전도시키고 열을 실내로 방사시킴으로써 그릴은 LED 로부터 열을 제거한다.

전기 도전성 트랙(track)들은 그릴에 제공될 수 있고 사용시에 조립체에 전력을 공급하도록 구성될 수 있다.

트랙들의 전기 접촉부들은 프레임에 제공될 수 있다.

조합된 조명 스피커 장치는 극편(pole piece)을 더 포함할 수 있고, 이것은 적어도 부분적으로 중심 종축을 따라서 위치되고 섀시에 연결되어 섀시에 의해 지지된다. 극편은 조립체를 지지하도록 구성될 수 있다.

극편은 LED 조립체로부터 열을 도전시키도록 사용될 수 있다. 열은 장치의 섀시를 향하여 또는 마그넷 스틸(magnet steel)의 열적 덩어리(thermal mass)를 향하여 전도될 수 있다.

본 발명의 제 3 양상에 따르면, 전방 및 후방 방향과 반경 외측 및 반경 내측 방향을 정의하는 중심 종축을 가진 조합된 조명 라우드스피커 장치가 제공된다. 장치는 조명 조립체; 상기 조명 조립체의 후방에 위치된 스피커; 및, 전력 저장 요소를 포함한다. 전력 저장 요소는 조명 라우드스피커 장치가 주 전력 공급부에 연결되지 않을 때 조명 라우드스피커 장치에 전력을 공급하도록 구성된다.

조명 조립체는 위에서 설명된 LED 조립체일 수 있다.

조명 조립체는 스피커의 반경 내측으로 위치될 수 있다.

조합된 조명 라우드스피커 장치는 전력 저장 요소를 더 포함할 수 있다. 전력 저장 요소는 조명 라우드스피커 장치가 주 전력 공급부에 연결되지 않을 때 전력을 조명 라우드스피커 장치에 공급하도록 구성될 수 있다.

전력 저장 요소는 재충전 배터리 또는 캐패시터일 수 있다.

전력 저장 조명 요소는 조명 라우드스피커 장치의 하우징 안에 포함된다.

전력 저장 요소는, 조명 라우드스피커 장치의 하우징으로부터 분리되고 스피커 및 조명 조립체에 전기적으로 연결된 하우징("탯줄(umbilical) 하우징)에 포함될 수 있다.

본 발명은 위에서 설명된 조립체 또는 장치를 제공하도록 조립될 수 있는 부품들의 키트를 제공하기도 한다.

본 발명은 또한 위에서 설명된 부품들의 키트 또는 장치 또는 조립체를 제작하는 방법을 제공하기도 한다.

본 발명에 따르면, 위에서 설명된 조립체는 조합된 조명 라우드스피커 장치에서 사용될 수 있다.

본 발명의 일 양상에 대하여 설명된 특징들 및 장점들은 본 발명의 다른 양상에 적용될 수도 있다. 예를 들어, 제 1 양상의 LED 조립체는 제 1 칼러를 가진 하나 이상의 LED 들 및 상기 제 1 칼러와 상이한 제 2 칼러를 가진 하나 이상의 LED 들을 포함할 수 있으며, 이들은 제 1 칼러를 가진 각각의 LED 가 제 2 칼러를 가진 LED 에 인접하도록 배치될 수 있다.

본 발명의 다른 바람직한 특징들 및 장점들은 첨부된 청구 범위로부터 명백해질 것이다.

본 발명은 또한 전방 및 후방 방향과 반경 외측 및 반경 내측 방향을 정의하는 중심 종축을 가진 조합된 조명 스피커 장치를 제공하기도 한다. 조합된 조명 스피커 장치는: 링 트위터; 상기 링 트위터의 반경 내측으로 위치된 발광 다이오드(LED) 칩 및 렌즈 조립체; 링 트위터의 반경 외측으로 위치된 트위터 혼, 상기 트위터 혼의 후방에 위치된 스피커를 포함한다. 트위터 혼은 트위터의 외측 가장자리와 소통되는 내측 가장자리를 가짐으로써, 트위터 혼은 트위터에 의해 생성된 음향을 사용시에 스피커로부터 멀어지게 지향시키는 안내부를 형성한다.

제 1 실시예에 의하여, 트위터 원추체(tweeter cone)의 제공은 트위터로부터의 HF 음향을 LF 스피커로부터 멀어지게 지향시킨다. 유리하게는, HF 음향이 LF 스피커와 간섭하는 것은 혼(horn)의 존재에 의해 감소된다.

렌즈는 광이 램버시안 소스(lambertian source)이거나 또는 스팟(spot)으로서 지향되도록 구성될 수 있다. 이것과 관련하여, 렌즈상의 프레즈넬 특징(Fresnel feature)들은, 광원 자체의 각도를 변화시키기 보다는, 렌즈를 회전시킴으로써 스팟을 지향시키도록 사용될 수 있다. 대안으로서, 렌즈는 통상적인 렌즈일 수 있다. 조합된 조명 스피커 장치가 (예를 들어 터스크 조명(task lighting)을 위한) 보다 지향성의 광원(directional light source)을 제공하도록, 렌즈는 구성될 수 있다.

본 발명은 다수의 방식으로 실시될 수 있으며, 일부 특정의 실시예들은 다음의 도면을 참조하여 오직 하나의 예로서만 설명될 것이다.
도 1 은 공지된 스피커 장치(100)의 단면도를 도시한다.
도 2 는 단일의 전체 범위 스피커를 포함하는 조합된 조명 스피커 장치의 단면도를 도시한다.
도 3a 및 도 3b 는 스피커 시스템에서, 분리된 트위터를 구동 유닛 안에 동일축으로 통합시키는 제 1 의 가능한 접근 방식을 도시한다.
도 3c 는 스피커 시스템에서, 분리된 트위터를 구동 유닛 안에 동일축으로 통합시키는 제 2 의 가능한 접근 방식을 도시한다.
도 4a 는 제 1 예의 조명 라우드스피커 장치의 단면도를 도시한다. 도 4b 는 희소 프레임워크(sparse framework)상에서 통합된 트위터 및 LED 구성체를 포함하는 프로토타입 장치와 상기 프로토타입 장치의 테스트 결과에 대한 그래프를 도시한다.
도 4b, 도 5b, 도 6b 및 도 8 에 제공된 그래프의 축들은 주파수(Hz)(수평축)에 대한 dB(수직축)이다.
도 5a 는 제 2 예의 조명 및 라우드스피커 장치의 단면도를 도시한다. 도 5b 는 줄기부(stem)상에 트위터 및 LED 구성체를 구비하는 프로토타입 장치 및 상기 프로토타입 장치의 테스트 결과에 대한 그래프를 도시한다.
도 6a 는 트위터 혼을 구비한 프로토타입 장치를 도시한다. 도 6b 는 도 6a 의 프로토타입 장치의 테스트 결과에 대한 그래프를 도시한다.
도 7a 및 도 7b 는 다양한 선행 기술의 동일축 유형 스피커 디자인을 도시한다.
도 8 은 트위터 혼의 가장자리에 "피더링(feathering)"을 추가한 트위터 혼을 구비하는 프로토타입 장치 및, 상기 프로토타입 장치의 테스트 결과에 대한 그래프를 도시한다.
도 9a 및 도 9b 는 본 발명의 제 1 특정 실시예에 대한 단면도를 도시한다.
도 10 은 본 발명의 제 2 특정 실시예에 따른 LED 조립체의 분해도를 도시한다.
도 11 은 제 2 특정 실시예에 따른 LED 조립체의 작동 동안에 일부 예시적인 광 경로를 도시한다.
도 12 는 LED 가 수평으로 장착된 LED 조립체의 사시 단면도 및 평면도를 도시한다.
도 13 은 조합된 조명 및 스피커 시스템에서 수평 LED 링 조립체의 분해 단면도를 도시한다.
도 14 는 다른 예의 분해 단면도를 도시한다.
도 15 는 대안의 예에 대한 분해 단면도를 도시한다.
도 16a 는 다른 예의 단면도를 도시한다. 도 16b는 평면도로 상기 예를 도시한다.
도 17 은 다른 예시적인 조명 라우드스피커 장치의 단면도를 도시한다.
도 18 은 다른 예시적인 조명 라우드스피커 장치의 단면도를 도시한다.
도 19 는 다른 조합된 조명 라우드스피커 장치의 일 예에 대한 단면도를 도시한다.
도 20 은 조합된 조명 라우드스피커 장치의 다른 예에 대한 단면도를 도시한다.
도 21 은 조합된 조명 라우드스피커 장치의 다른 예에 대한 단면도를 도시한다.
도 22 는 조합된 조명 라우드스피커 장치의 다른 예에 대한 단면도를 도시한다.
도 23 은 조합된 조명 라우드스피커 장치의 다른 예에 대한 단면도를 도시한다.
도 24 는 조합된 조명 라우드스피커 장치의 다른 예에 대한 단면도를 도시한다.
도 25 는 조합된 조명 라우드스피커 장치의 다른 예에 대한 단면도를 도시한다.
도 26 은 장치의 벽 안에 포트들을 포함하는 조합된 조명 라우드스피커 장치의 단면도 및 사시도를 도시한다.
도 27 은 극편으로 연장되는 동일축 포트(coaxial port)를 포함하는 예시적인 조합된 조명 라우드스피커 장치의 단면도를 도시한다.
도 28 은 장치 안에 에워싸인 공동의 체적을 증가시키도록 엘보우를 구비하는 예시적인 조합된 조명 및 라우드스피커 장치들의 2 개의 단면도를 도시한다.
도 29 는 배터리를 구비하는 예시적인 조합된 조명 및 라우드스피커 장치의 단면도를 도시한다.

보이스 코일(voice coil)의 중심을 통한 열 경로(heat path)의 필요성을 배제시키기 위하여, 본 발명은 다수의 고효율 저출력 LED 들을 제공하며, 이것은 집합적으로 유사한 루멘 출력(lumen output)이 가능하지만 최소의 열 제거를 필요로 한다. 일부 예에서, 8 또는 그 이상의 LED 들이 장치에 제공된다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 보이스 코일의 중심을 통한 히트 파이프는 더 이상 필요하지 않다. 그러나, 고효율 저출력 LED 들은 여전히 일부 열을 발생시키며,이것은 LED 의 손상을 회피시키도록 소산될 필요가 있다. 일부 실시예들에서, 금속 인터페이스 및 소형 금속 표면 영역이 제공되어 열을 제거한다.

2 개의 예에 따른 LED 통합(LED integration)

도 4a 는 제 1 예의 조명 및 라우드스피커 장치의 단면도를 도시한다. 제 1 예에 따른 조합된 조명 및 스피커 장치(400)는 희소 그릴(sparse grille, 410), LED 링 조립체(412), 트위터 칼러(tweeter collar, 414) 및 13 mm 트위터(416)를 포함한다.

제 1 예는 트위터 위에 매달리고 희소 프레임웍(sparse framework)에 지지된 통합 트위터 및 LED 의 링을 제공한다. LED 링 배면과의 HF 상호 작용은 수용 불가능한 HF 재생산에 이를 수 있다. 결과적으로, 이러한 예는 바람직하지 않다. 도 4b 는, 희소 프레임웍에 있는 통합된 트위터 및 LED 구성체를 포함하는 프로토타입 장치(prototype device)를 도시한다. 도 4b 는 또한 프로토타입 트위터 장치의 시험 결과에 대한 플롯(plot)을 도시한다. 시스템에 의해 생성된 음향 압력이 모든 주파수에서 동일해지도록, 가능한 한 평탄(flat)한 "주파수 응답"을 생성하는 것이 목적이다.

도 5a 는 제 2 예의 조명 및 라우드스피커 장치의 단면도를 도시한다. 제 2 예에 따른 조합된 조명 및 스피커 장치(500)는 그릴(510), 외향(outward) LED 어레이(512), 13 mm 트위터(514) 및 트위터 줄기부(tweeter stem, 516)을 포함한다.

이러한 예에서, 트위터는 LED 의 고리형 구성체를 가진 줄기부(stem)에 위치한다. 제 2 예와 관련된 하나의 단점은 LF 원추체(cone)와 상호 작용하고 후방으로 이동하는 트위터로부터 HF 의 소망스럽지 않은 상호 작용이다.

도 5b 는 줄기부상의 트위터 및 LED 구성체와 프로토타입 트위터 장치의 시험 결과에 대한 플롯을 도시한다. 이러한 플롯은 LF 원추체 위에 놓인 개량되지 않은 트위터의 HF 성능에 대한 효과를 나타낸다.

HF 상호 작용의 문제에 대한 음향적 해법

주 구동부의 이동하는 원추체와의 HF 상호 작용은 트위터 둘레의 "혼(horn)"의 도입에 의해 부정될 수 있는데, 이것은 공명 효과를 도입시키지 않으면서, HF 음향이 후방으로 이동하는 것을 방지한다(또는 후방으로 이동하는 음파의 강도를 감소시킨다). 도 6a 는 트위터 혼(tweeter horn)을 구비한 프로토타입 장치를 도시한다. 도 6b 는 도 6a 의 프로토타입 장치의 시험 결과에 대한 플롯을 도시한다. 상기 플롯은 (황색 점선으로 도시된) LF 원추체 및 (녹색 실선으로 도시된) HF 트위터에 대한 주파수 응답을 도시한다.

LF 음향은 혼과 베젤(bezel) 사이의 간극을 통해 자유롭게 빠져나갈 수 있다.

이러한 동축 유형 스피커 디자인(coaxial type speaker design)은 다양한 종래 기술 형태로 존재하며, 대부분은 대형 구동 유닛들에서 존재한다 (도 7a 및 도 7b 참조).

음향 성능은 트위터 혼의 가장자리에 "피더링(feathering)"을 추가함으로써 더 향상될 수 있다. 도 8 은 피더링 트위터 혼(feathered tweeter horn)의 시험 결과를 도시한다. 축들은 주파수(Hz)(수평축)에 대한 dB( 수직축)이다. 트위터 혼의 테두리에 있는 노취(notches)들의 효과는 도 8 의 플롯에서 알 수 있다.

향상된 음향과의 LED 스피커의 통합

도 9a 는 본 발명의 제 1 특정 실시예의 단면도를 도시한다. 제 1실시예에 따른 조합된 조명 및 스피커 장치(900)는 혼(horn)/그릴(grille)(910), LED 및 트위터 유지부(912), LED/트위터 조립체(914), 통합된 원추체 및 먼지 캡(dustcap, 916), 통합된 섀시/전면부(integrated chassis/facia, 918), 스프링 장착부(920) 및 M6 유지 스크류(922)를 포함한다.

트위터 및 LED 조립체는 LF 원추체(916) 위에 그릴(910)에 의해 매달린 유지부(912)에 장착된다. 유지부(carrier)는 알루미늄 또는 아연으로 만들어질 수 있거나 또는 높은 열전도성의 그 어떤 다른 재료로 만들어질 수 있다. 유지부(912)는 LED 로부터의 열을 몰딩된 그릴(910)을 통하여 공기로 움직인다.

LED 는 수직의 "묘비석(tombstone)" 방위로 배치된다. 반사기는 LED 링의 두께를 감소시키도록 그리고 LED 의 수를 8 에서 20 으로 증가시키도록 제공된다.

LED 조립체의 렌즈는 트위터 혼의 일부가 된다.

트위터 혼은 도 9a 에서 알 수 있는 바와 같이 그릴로 "피더링(feathering)"된다. 그릴은 후방향 스피커(rearward speaker)로부터의 LF 음향이 통과할 수 있게 한다.

보이스 코일의 직경은 LF 드라이버(driver)를 위한 통합된 원추체 및 먼지 캡을 사용하도록 그리고 LED 트위터 유지부를 깨끗하게 하도록 증가될 수 있다. 이것은 공기 간극 누설(air gap leak)의 문제를 해결하고 향상된 음향 성능을 나타내는 장치를 제공한다.

광원은 적절하게 요부화(recessed)된다. 트위터 및 LED 로부터의 와이어들은 그릴 아래에서 시야에서 벗어나게 연장된다.

바람직한 특정 실시예의 변형예는 도 9b 에 도시되어 있다. 이러한 실시예는 LED 유지부를 매달도록 몰딩된 유지부(950)를 이용하며, 이것은 금속 LED 유지부일 수 있다. 몰딩된 유지부는 투명하거나 또는 어두운 칼러의 재료로 만들어질 수 있어서 유지부의 가시성은 감소된다. 유지부의 전방에 장식 그릴(cosmetic grille, 952)이 배치될 수 있다.

적외선(infra red, IR) 인접 센서 및 렌즈(954)는 이러한 변형예에 통합되어 트위터 위에 배치됨으로써, "페이즈 플러그(phase plug)"로서 작용한다. LED, 트위터 및 IR 인접 센서로부터의 와이어들은 리본 케이블(956)을 통해 이러한 유지부의 아암들중 하나 아래에서 연장된다. 마이크로폰 어레이(microphone array)의 유연성 회로(958)도 제공된다. 롤 서라운드(960)는 도시된 바와 같이 구성될 수 있거나 또는 보다 바람직스럽게는 뒤집혀질 수 있다.

이러한 실시예의 다른 변형예에서, 분산 원추체(dispersion cone)가 트위터 위에 배치되고 IR 센서들은 원추체의 상부에 놓인다. IR 인접 센서의 와이어들은 원추체를 통해 연장되어 LED 및 트위터 케이블과 조합되며, 이것은 리본 케이블(956)을 통해 캐리어의 아암들 아래에서 연장된다.

제 1 실시예의 이러한 변형예들의 특징들은 당업자가 이해하는 바와 같이 조합될 수 있다.

LED 조립체

도 10 은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 LED 조립체(914,1000)의 분해도를 도시한다. LED 조립체(1000)는 LED 칼러(collar, 1010), 렌즈/혼(1012), 수직의 반경 방향 LED 어레이(1014), 열 인터페이스(thermal interface, 1016), 백색 광 반사기(white optic reflector, 1018) 및 13 mm 트위터(1020)를 포함한다.

도 11 은 본 발명의 제 2 특정 실시예에 따른 LED 조립체(912,1000)의 작동 동안에 일부 예시적인 광 경로를 도시한다.

수직 방위에서의 LED 들은 트위터를 향하여 내측으로 방사할 수 있다. 원추형의 폴리싱(polishing) 가공된 폴리카보네이트 백색 광 반사기는 혼 프로파일 렌즈(horn profile lens)를 통해 전방 외측으로 광을 다시 지향시킨다.

LED 의 수를 20 으로 증가시키는 것은 휘도(brightness)를 독립적으로 제어하고 냉온 LED 패키지(cool and warm LED packages)를 교번시킴으로써 칼러 믹싱(colour mixing)의 가능성을 향상시킨다.

대안의 예시적인 구성들

수직의 "묘비명(tombstone)" 구성으로 LED 들을 장착하는 것에 반대로, LED(1210)들은 도 12 의 LED 조립체에서 도시된 바와 같이 수평으로 장착될 수 있다. 이러한 대안에서, LED(1210)들은 링에 수평으로 배치된다. LED 로부터의 광은 렌즈(1220)상에 직접적으로 비춰지거나 또는 반사기(1230)를 이용하여 렌즈를 향해 반사된다. 렌즈는 광을 실내로 초점 맞추며, 그로부터 렌즈는 균일하게 빛나는 링(1240)으로서 보인다. 렌즈는 도넛(donut) 형상일 수 있다. 이러한 예에서, 반사기는 백색 폴리카보네이트 부분의 폴리싱된 면(polished face)에 의해 제공된다. 예시적인 광 경로들은 1250, 1252 및 1254 에서 도시되어 있다. 광선(1250)은 반사기(1230)에서 튀는 반면에, 광선(1252)은 LED 로부터 렌즈로 직접적으로 이동한다.

특정의 예에서, 8 개의 LED 는 24 mm 직경 링으로 배치될 수 있다. 직경은 도 12 에서 "x"로 표시된다.

도 13 은 조합된 조명 및 스피커 시스템에서 위에 설명된 수평 LED 조립체의 분해 단면도를 도시한다. 이러한 예에서, LED 조립체는 주조 프레임(cast frame, 1310)에 의해 지지되는데, 이것은 LED 로부터의 열을 제거하고 LED 로 전력을 가져간다. 장식 프레스 그릴(cosmetic pressed grille, 1320)은 상부에 걸쳐 배치된다. 중심 구멍은 고주파수가 스피커 원추체의 중심으로부터 통과될 수 있게 한다.

도 14 는 위에서 설명된 예와 유사한 다른 예의 분해 단면도를 도시한다. 이러한 예에서, 수평 LED 링은 주조 프레임내에 유지되는데, 이것은 위의 예에서와 같이 열을 관리하고 전력을 LED 로 가져간다. 도 14 의 예에서, 중심 트위터(1410)는 LED 링의 중심에 배치된다. 장식 그릴은 상부 위에 배치된다.

도 15 의 분해 단면도에 도시된 대안의 예에서, 소형 LED 는 주조 프레임(1510)내에 유지된 LED 조립체 모듈(LED assembly module)에 제공되는데, 이것은 열을 관리하고 전력을 LED 로 가져간다. 장식 프레스 그릴(cosmetic pressed grille, 1520)은 상부 위에 배치된다.

도 16a 는 조합된 광 및 스피커 시스템으로 어떻게 수평 LED 링 조립체가 통합될 수 있는지에 대한 다른 예의 단면도를 도시한다. 이러한 예에서, LED 조립체는 프레스 그릴(pressed grille)에 의해 지지되며, 이것은 LED 조립체로부터 열을 전도시키고 열을 실내로 복사시킴으로써 LED 로부터 열을 제거한다. 전력은 그릴의 후방에 있는 포토 에칭된(photo etched) 트랙(1610)을 통하여 LED 들로 전달된다.

도 16b 는 LED 조립체로 전력을 제공하는 포토 에칭된 트랙(1610)이 그릴(1630)의 3D 형태에 있는 그릴 패턴 사이에서 보여질 수 있는 평면도로 상기 예를 도시한다.

도 17 은 통합된 수평 LED 링 조립체(1710) 및 트위터(1720)를 가진 다른 예시적인 광 및 라우드스피커 장치의 단면도를 도시한다. 수평 LED 링 조립체는 프레스 그릴에 의해 지지되는데, 이것은 전력 와이어를 감추고 LED 로부터 열을 제거한다. 도 17 의 구성에서, 링은 넓어서 화살표(1730)로 표시된 바와 같이 동축 트위터(coaxial tweeter)로부터의 고 주파수가 중심 구멍을 통과하는 것을 허용한다. 이것은 LED 링 조립체에서 더 많은 LED 를 위한 공간을 제공한다.

도 18 은 LED 가 트위터 위에 있는 케이지(cage)에 장착된 다른 예시적인 광 및 라우드스피커 장치의 단면도를 도시한다. LED 는 트위터의 상부 위에 있는 케이지에 지지되는데, 상기 배치는 고 주파수를 분산시키고 트위터에서 "비이밍(beaming)" 형태가 감소되는 것을 보조한다. 상기 비이밍(beaming)은 트위터로부터의 고주파수 음향 출력이 장치의 전방에서 직접적으로 가장 잘 들리지만 장치의 "노멀(normal)" 방향으로부터 이탈된 각도에서 덜 들리는 때에 발생된다. 고주파수 음향은 저주파수보다 현저하게 더욱 방향성이 있으며(directional), 따라서 트위터가 향하는 방향("노멀 "방향)으로부터 증가된 각도에서 HF 음향으로부터의 볼륨은 감소하지만 LF 는 그렇지 않다. 이러한 효과에 대응하기 위하여, 트위터의 전방에 "음향 렌즈(acoustic lens)" 또는 얇은 표면들의 세트가 배치될 수 있다. 이러한 구조는 다음에 HF 음향을 다시 지향시키고 분산시키도록 작용한다.

도 19 는 다른 조합된 조명 및 라우드스피커 장치의 예에 대한 단면도로서, 여기에서 LED 링에 있는 LED 들은 수직으로 장착된다. 이러한 예에서, LED 는 수직으로 배치되고 반사기(1910)로써 실내로 반사되며 도넛 형상 렌즈(1920)로써 초점이 맞춰진다. 이것은 링의 직경(x)이 더 많은 LED (도시된 예에서 21 mm 링에 16 개)를 가지면서 작아질 수 있음을 의미한다. 이처럼 많은 LED 들은 도시된 바와 같이 교번하는 칼러 온도(alternating colour temperature)로 배치될 수 있어서, 칼러 온도 제어(colour temperature control)를 제공한다. 예시적인 광 경로는 화살표(1930)로 도시되어 있다.

도 20 은 조합된 조명 및 라우드스피커 장치의 다른 예의 단면도를 도시한다. 이러한 예에서, 수직의 LED 링은 극편(pole piece)상에 제공된다. 수직의 LED 링은 극편상에 장착될 정도로 가느다랗다. 열은 화살표(2010)로 표시된 바와 같이 이러한 극편(pole piece)을 통해 관리된다.

도 21 은 조합된 조명 및 라우드스피커 장치의 다른 예에 대한 단면도를 도시한다. 이러한 예에서, 수직의 LED 링 조립체는 고주파수 음향이 그것의 중심을 통과하는 것을 허용한다. 이것은 LED 조립체가 트위터 위에 장착될 수 있음을 의미한다. 열은 화살표(2110)로 도시된 바와 같이 상기 극편을 통해 관리된다.

도 22 는 조합된 조명 및 라우드스피커 장치의 다른 예에 대한 단면도를 도시한다. 이러한 예에서, 장식 면(cosmetic face)을 가진 볼록한 스피커 원추체(2210)에는 수직의 LED 링 조립체(2220)와 함께 통합된 돔 트위터(integrated dome tweeter, 2230)가 제공된다. 볼록한 원추체는 캐비닛에 더 많은 체적을 제공하고 따라서 실내에 음향이 더 퍼지는 것을 향상시키고 제품의 장식 면이 된다. 열은 화살표(2240)로 표시된 바와 같이 중심 극편을 통해 구성 요소들로부터 제거될 수 있다. 중심 극편(central pole piece)은 전력을 구성 요소들에 공급하도록 사용될 수 있다.

도 23 은 조합된 조명 및 라우드스피커 장치의 다른 예에 대한 단면도를 도시한다. 이러한 예는 그릴, 코스메틱 베젤(cosmetic bezel) 및 LED 유지부를 구비하며, 이들 모두는 단일의 구성 요소(2310)에 조합되어 있다. 이러한 조합된 구성 요소는 LED 트위터 조립체(2320)를 지지한다.

유리하게는, 조합된 그릴 및 LED 유지부 구성 요소는 구조 및 조립체를 단순화시키고 LED 로부터의 열전달을 위한 향상된 표면적을 제공한다. 이러한 구성은 장식 표면들로부터 찢어진 선(split line)들을 제거하기도 한다.

도 24 는 조합된 조명 및 라우드스피커 장치의 다른 예에 대한 단면도를 도시한다. 이러한 예에서, LED 및 트위터 조립체(2410)는 극편의 받침대(pole piece stand off, 2420)상에 지지되며, 이것은 그릴로부터 연결 해제될 수 있다.

유리하게는, 이러한 구성은 LED 들을 마그넷 스틸(magnet steel)의 열적 덩어리(thermal mass)에 열적으로 연결함으로써 LED 로부터의 열 제거를 위한 보다 강력한 열 경로를 제공한다. 이러한 구성으로부터 보다 강력한 조명 및 스피커 시스템의 변형이 혜택을 받을 수 있다.

도 25 는 조합된 조명 및 스피커 장치의 다른 예에 대한 단면도를 도시한다. 이러한 예는 링 라디에이터 트위터(ring radiator tweeter, 2510) 및, 상기 링 라디에이터 트위터의 중심에 배치된 단일의 대형 칩 LED 및 렌즈 조립체(2520)를 구비한다. 이러한 구성은 통상적인 렌즈를 이용하여 보다 방향성이 있는 광원(more directional light source)을 제공한다. HF 음향의 후방향 누설을 방지하도록 음향 혼(acoustic horn, 2530)이 여전히 사용된다.

이것의 다른 버전(version)은 정사각형 베젤(bezel)을 제거하고, 조합된 조명 및 라우드스피커 장치가 천장에 오목한 곳에 둘 수 있게 한다. 이것은 조명 스피커 유닛들이 천장과 동일 평면이 되고 천장에 있는 벽토(plaster) 안에 감춰질 수 있도록 조명 스피커 유닛들이 설치되는 사양(option)을 만든다.

추가적인 향상

도 26 은 장치의 벽 안에 포트(port)들을 포함하는 조합된 조명 및 라우드스피커 장치의 사시 단면도이다. 상기 포트들은 스피커의 베이스 응답(bass response)을 현저하게 향상시킬 수 있다. 매끄러운 벽의 포트(2610)들이 제품의 벽 안에 포함되어, 하나 이상의 포트(2620)들에서 아래로 실내에 나온다. 단일의 포트가 있을 수 있거나 또는 반경 방향으로 배열된 많은 포트들이 있을 수 있다. 포트들은 가청의 난류(audible turbulence)를 감소시키도록 입구 및 출구에서 벌어질 수 있다. 포트들 및 채널들은 원활한 공기 유동을 허용하도록 예리한 코너들을 가지지 않을 수 있다. 많은 상이한 벽 내장 구성(in-wall configuration)들이 가능하다.

도 27 은 극편으로 연장되는 동축 포트(coaxial port, 2710)를 구비한 예시적인 조명 및 라우드스피커 장치의 단면도를 도시한다.

도 28 은 장치 안에 에워싸인 공동(cavity)의 체적을 증가시키도록 엘보우(elbow)를 포함하는 예시적인 조합된 조명 및 라우드스피커 장치들의 2 개 단면도를 도시한다. 대형의 에워싸인 체적은 우수한 스피커 성능을 의미한다. 이러한 장치는 상기 체적을 증가시키도록 엘보우 형상을 형성할 수 있는 반면에, 여전히 천장 공동(ceiling cavity)에 장치를 맞출 수 있다. 공기 유동을 유리하게 향상시키기 위하여 내부 장치 공동에서 가능한 곳에 매끄러운 곡선들이 사용된다.

도 29 는 배터리를 포함하는 예시적인 조합된 광 및 라우드스피커 장치의 단면도를 도시한다. 장치에 있는 상기 배터리는 시스템이 2 개 모드 사이에서 원활하게 천이될 수 있게 한다. 충전 배터리(2910)는 주 동체에서 제품 안으로 포함될 수 있다. 대안으로서 또는 추가적으로, 재충전 배터리는 탯줄 팩(umbilical pack, 2920)에 제공될 수 있다.

배터리는 사용중에 지속적으로 재충전될 수 있다. 만약 라이트 스위치(light switch)가 우발적으로 전환된다면, 원활한 천이를 보장하도록 배터리는 대략 10 분의 수명을 제공할 수 있다. 이러한 이벤트에서, 설정은 보존되고 스피커의 팝(pop)은 없다. 사용자는 스위치를 온(on)으로 전환시키도록 변경시킬 수 있고 광을 제어하도록 음성 또는 어플리케이션(app)을 사용할 수 있다. 예를 들어, 시스템을 재설정(reset)하는 제스처(gesture)로서 온/오프 온/오프 패턴(on/off on/off pattern)을 사용함으로써 라이트 스위치(light switch)는 이제 입력으로서 사용될 수 있다.

대안의 실시예에서, 캐패시터는 재충전 배터리 대신 사용될 수 있다. 캐패시터는 장치가 부착되어 있으면서 제공되는 바로서의 주 전력 공급부로부터 에너지를 저장할 수 있다. 주 전력 공급부로 전력이 차단되는 경우에, 캐패시터는 저장된 전기가 없어지는 시간 까지 각각의 개별 장치로 저장된 전기를 공급할 것이다.

정의

본 발명과 관련하여, "내측" 및 "내측으로"라는 표현은 장치의 중심축을 향하거나 또는 장치의 중심축에 인접한 방향들 및 구성 요소들을 지칭한다. 마찬가지로, "외측" 및 "외측으로는 장치의 중심축으로부터 더 멀어지는 방향들 및 구성 요소들을 지칭한다.

"전방으로" 및 "후방으로"는 장치가 천장에 설치되었을 때 천장 공간을 향하거나 또는 실내를 향하는 방향을 각각 지칭한다.

“고리형”은 링으로서 형성됨을 의미한다. 도시된 실시예들에서, 고리형 구성 요소들은 원형의 링으로서 도시되어 있으며 “도넛 형상”으로서 설명된다. 그러나, 이러한 구성 요소들은 원형일 필요는 없다. 이들은 정사각형 또는 직사각형 또는 다수의 다른 형상일 수 있다. 모든 경우들에서, 이들은 고리형 구성체들의 특징인 내측 구멍을 가질 것이다.

“소통되는”이라는 표현은, 본원의 문맥에서, 공기가 구성 요소들 사이에서 원활하게 유동할 수 있도록 인접하게 배치됨을 의미한다. 결과적으로, 음파는 서로 소통되는 구성 요소들 사이에서 이동할 수도 있다. “인접한”이라는 의미에서, 구성 요소들은 이격될 수 있으되 구성 요소들 사이에서 공기가 원활하게 유동하도록 추가적인 구성 요소들이 그 사이에 있다(예를 들어, 스페이서, 워셔, 열 결합 재료(thermal coupling materials) 등).

"절두 원추형(Frustoconical)"은 원추의 절두체 형상을 가지는 것을 의미한다. "절두 피라미드(frustopyramidal)"는 피라미드의 절두체의 형상을 가지는 것을 의미한다. "내측 절두 원추형 표면"은 원추의 절두체의 내측 표면이며, "외측 절두 원추 표면"은 외측 표면이다.

고리형 LED 조립체가 원형의 "도넛 형상"인 고리형 조립체가 아닌 경우에, 반사기 및 트위터 혼을 위해서는 절두원추형 표면(furstroconical surfaces) 보다 절두 피라미드형 표면(frustopyramidal surfaces)이 더 적절할 수 있다.

조합체

다수의 상이하고 유리한 특징들을 나타내도록 다양한 실시예들이 위에서 설명되었다. 당업자가 이해하는 바로서, 이러한 특징들은 여러가지 상이한 조명 및 스피커 장치를 구성하도록 다양한 방식으로 조합될 수 있다.

1210. LED 1230. 반사기
1310. 주조 프레임 1320. 장식 프레스 그릴
1410. 중심 트위터 1710. LED 링 조립체

Claims

전방 방향 및 후방 방향과 반경 방향 외측 방향 및 반경 방향 내측 방향을 한정하는 중심 종축(central longitudinal axis)을 가지는, 조합된 조명 스피커 장치(combined lighting and speaker device)로서, 상기 조합된 조명 스피커 장치는:
트위터;
상기 트위터의 반경 방향 외측으로 위치된 트위터 혼(tweeter horn); 및,
상기 트위터의 반경 방향 외측으로 위치된 발광 다이오드(LED) 조립체로서, 하나 이상의 발광 다이오드들(LEDs) 및 전방 표면을 가진 렌즈를 포함하는, 발광 다이오드 조립체;를 포함하고,
상기 트위터 혼은 트위터의 외측 가장자리와 소통되는 내측 가장자리를 가짐으로써, 트위터 혼(tweeter horn)은 사용시에 트위터에 의해 발생된 음향을 스피커로부터 멀어지게 지향시키는 안내부를 형성하고, 트위터 혼의 적어도 일부는 상기 렌즈의 전방 표면에 의해 제공되는, 조합된 조명 스피커 장치.
제 1 항에 있어서, 트위터 혼(tweeter horn)은 컵 부분을 구비하고, 컵 부분의 내측 가장자리는 렌즈의 전방 표면의 외측 가장자리와 소통되는, 조합된 조명 스피커 장치.
제 2 항에 있어서, 트위터 혼은 컵 부분의 외측 가장자리와 소통되는 내측 가장자리를 가진 테두리 부분을 포함하고, 테두리 부분의 외측 가장자리는 하나 이상의 노취(notch)들을 가지고, 사용시에 상기 노취들을 통하여 스피커로부터의 음이 이동할 수 있는, 조합된 조명 스피커 장치.
전기한 항들중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 LED 들이 렌즈의 후방에 장착됨으로써, 사용시에 광은 전체적으로 전방의 방향으로 LED 각각에 의해 렌즈를 향해 조시되는, 조합된 조명 스피커 장치.
전기한 항들중 어느 한 항에 있어서, LED 조립체는 사용시에 LED 로부터 렌즈를 향하여 광을 반사시키도록 구성된 반사기를 더 포함하는, 조합된 조명 스피커 장치.
제 5 항에 있어서, 광은 LED 들 각각에 의하여 전체적으로 내측 방향에서 반사기를 향하여 조사되도록 하나 이상의 LED 들이 장착되는, 조합된 조명 스피커 장치.
제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 반사기는 하나 이상의 절두 원추형 표면들을 포함하는, 조합된 조명 스피커 장치.
제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 반사기는 복수개의 개별적인 반사 표면들을 포함하는, 조합된 조명 스피커 장치.
전기한 항들중 어느 한 항에 있어서, 렌즈는 고리형 렌즈인, 조합된 조명 스피커 장치.
제 1 항 내지 제 8 항중 어느 한 항에 있어서, 렌즈는 복수개의 개별적인 렌즈들을 포함하는, 조합된 조명 스피커 장치.
제 10 항에 있어서,복수개의 개별적인 렌즈들은 함께 고리형 렌즈 구성체를 형성하는, 조합된 조명 스피커 장치.
전기한 항들중 어느 한 항에 있어서, 렌즈의 전방 표면의 내측 가장자리는 트위터의 외측 가장자리와 소통되는, 조합된 조명 스피커 장치.
제 1 항 내지 제 11 항중 어느 한 항에 있어서, 트위터 혼은 목구멍 부분(throat part)을 더 포함하고, 트위터 혼의 목구멍 부분의 내측 가장자리는 트위터의 외측 가장자리와 소통되고, 목구멍 부분의 외측 가장자리는 렌즈의 전방 표면의 내측 가장자리와 소통되는, 조합된 조명 스피커 장치.
전기한 항들중 어느 한 항에 있어서, 트위터 혼은 절두 원추형(frustoconical) 또는 절두 피라미드형(frustopyramidal)인, 조합된 조명 스피커 장치.
전기한 항들중 어느 한 항에 있어서, 트위터 및 LED 조립체를 지지하는 유지부(carrier)를 더 포함하는, 조합된 조명 스피커 장치.
제 15 항에 있어서, 유지부는 하나 이상의 LED 로부터 트위터 혼으로 열을 전도시키도록 구성되어, 사용시에 열을 소산시키는, 조합된 조명 스피커 장치.
제 15 항 또는 제 16 항에 있어서, 유지부는 트위터 혼에 의해 지지되는, 조합된 조명 스피커 장치.
제 17 항에 있어서, 트위터 혼 및 유지부는 재료의 단일체로부터 형성되는, 조합된 조명 스피커 장치.
전기한 항들중 어느 한 항에 있어서, 스피커를 지지하는 섀시(chassis)를 더 포함하는, 조합된 조명 스피커 장치.
제 19 항에 있어서, 트위터 혼은 섀시에 연결되어 섀시에 의해 지지되는 조합된 조명 스피커 장치.
제 19 항에 있어서, 섀시에 연결되고 섀시에 의해 지지되는 지지 프레임을 더 포함하고, 지지 프레임은 트위터 혼 및/또는 유지부를 지지하는, 조합된 조명 스피커 장치.
제 19 항 내지 제 21 항중 어느 한 항에 있어서, 섀시에 의해 지지되는 콘트롤러; 및, 콘트롤러로부터 트위터 및 하나 이상의 LED 들로의 제어 신호들 및 전력을 공급하도록 구성된 복수개의 와이어들;을 더 포함하는, 조합된 조명 스피커 장치.
트위터를 포함하는 조합된 조명 스피커 장치에서 사용되는 고리형 발광 다이오드(LED) 조립체로서, 상기 LED 조립체는 전방 방향 및 후방 방향과 반경 외측 방향 및 반경 내측 반경을 정의하는 중심 종축을 가지고, LED 조립체는:
링(ring)에 배치된 하나 이상의 발광 다이오드(LED);
고리형 렌즈; 및,
사용시에 LED 들로부터 렌즈로 광을 반사시키도록 구성된 고리형 반사기;를 포함하는, LED 조립체.
제 23 항에 있어서, 전체적으로 내측 방향으로 반사기를 향하여 LED 들 각각에 의해 광이 조사되도록, 하나 이상의 LED 들이 장착되는, LED 조립체.
제 23 항 또는 제 24 항에 있어서, 반사기는 하나 이상의 절두 원추 표면들을 포함하는, LED 조립체.
제 23 항 내지 제 25 항중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 LED 들은 제 1 칼러를 가진 하나 이상의 LED 들 및, 상기 제 1 칼러와 상이한 제 2 칼러를 가진 하나 이상의 LED 들을 포함하는, LED 조립체.
제 26 항에 있어서, 링에 있는 LED 들은 제 1 칼러를 가진 각각의 LED 가 제 2 칼러를 가진 LED 에 인접하도록 배치되는, LED 조립체.
전방 방향 및 후방 방향과 반경 외측 방향 및 반경 내측 반경을 정의하는 중심 종축을 가진 조합된 조명 스피커 장치로서,
섀시;
제 23 항 내지 제 27 항중 어느 한 항에 따른 고리형 발광 다이오드(LED) 조립체; 및,
섀시에 의해 지지되고 조립체의 후방에 위치된 스피커;를 포함하는, 조합된 조명 스피커 장치.
제 28 항에 있어서, 조립체의 반경 방향 내측으로 위치된 트위터를 더 포함하는, 조합된 조명 스피커 장치.
제 28 항 또는 제 29 항에 있어서, 섀시에 연결되고 섀시에 의해 지지되는 지지 프레임을 더 포함하고, 지지 프레임은 조립체를 지지하는, 조합된 조명 스피커 장치.
제 28 항 또는 제 29 항에 있어서, 섀시에 의해 지지되고 조립체를 지지하도록 구성된 가압 그릴(pressed grille)을 더 포함하는, 조합된 조명 스피커 장치.
제 31 항에 있어서, 전기 도전성 트랙들은 그릴상에 제공되고 사용시에 전력을 조립체에 공급하도록 구성되는, 조합된 조명 스피커 장치.
제 28 항에 있어서, 중심 종축을 따라서 적어도 부분적으로 위치되고 섀시에 연결되어 섀시에 의해 지지되는 극편(pole piece)을 더 포함하고, 상기 극편은 조립체를 지지하도록 구성되는, 조합된 조명 스피커 장치.
전방 방향 및 후방 방향과 반경 외측 방향 및 반경 내측 반경을 정의하는 중심 종축을 가진, 조합된 조명 라우드스피커 장치(combined lighting and loudspeaker device)로서,
조명 조립체;
조명 조립체의 후방에 위치하는 스피커; 및
전력 저장 요소로서, 상기 조합된 조명 라우드스피커 장치가 주 전력 공급부에 연결되어 있지 않을 때 조합된 조명 라우드스피커 장치에 전력을 공급하도록 구성된, 전력 저장 요소;를 포함하는, 조합된 조명 라우드스피커 장치.
제 34 항에 있어서, 조명 조립체는 제 23 항 내지 제 27 항중 어느 한 항에 따른 LED 조립체인, 조합된 조명 라우드스피커 장치.
제 34 항 또는 제 35 항에 있어서, 조명 조립체는 스피커의 반경 내측으로 위치되는, 조합된 조명 라우드스피커 장치.
제 1 항 내지 제 22 항 또는 제 28 항 내지 제 33 항중 어느 한 항에 있어서, 전력 저장 요소를 더 포함하고, 전력 저장 요소는 조명 라우드스피커 장치가 주 전력 공급부에 연결되어 있지 않을 때 조명 라우드스피커 장치에 전력을 공급하도록 구성되는, 조합된 조명 라우드스피커 장치.
제 34 항 내지 제 37 항중 어느 한 항에 있어서, 전력 저장 요소는 재충전 배터리 또는 캐패시터인, 조합된 조명 라우드스피커 장치.
제 33 항 내지 제 38 항중 어느 한 항에 있어서, 전력 저장 요소는 조합된 조명 라우드스피커 장치내에 포함되는, 조합된 조명 라우드스피커 장치.
제 33 항 내지 제 38 항중 어느 한 항에 있어서, 전력 저장 요소는 조합된 조명 라우드스피커 장치의 하우징으로부터 분리된 탯줄 하우징(umbilical housing)내에 포함되고 스피커 및 조명 조립체에 전기적으로 연결되는, 조합된 조명 라우드 스피커 장치.
전기한 항들중 어느 한 항에 따른 장치 또는 조립체를 제공하도록 조립될 수 있는 부품들의 키트.
전기한 항들중 어느 한 항에 따른 부품들의 키트 또는 조립체 또는 장치를 제조하는 방법.
제 23 항 내지 제 27 항중 어느 한 항에 따른 조립체의 조합된 조명 라우드스피커 장치에서의 사용.