KR20230120240A - 하울링 없는 확성장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하울링 없는 확성장치에 관한 것으로,
입력터미널을 통하여 전기적인 음성신호를 전달받는 여자진동기에서 진동을 발생하도록 하고,
음향기기 본체에 차음재를 통하여 지지되는 상기 여자진동기의 진동은 금속 프레임을 통하여 연결된 평판형 진동판에서 진동을 증폭하도록 하고,
상기 금속 프레임에 완충재를 통하여 결합되는 상기 평판형 진동판은 금속이나 카본 재질의 제1 진동판과 목재의 제2 진동판을 일체형으로 접합하여 진동을 증폭할 때 평활화된 주파수를 방사시키도록 하고,
상기의 여자진동기에 스핀들을 통하여 한쪽이 지지되는 상기 평판형 진동판의 다른 쪽은 가스킷을 통하여 음향기기에 결합된 상태에서 불안정한 궤환주파수를 억제시키면서 하울링과 왜곡이 없는 주파수 재생이 가능하도록 하여 진동에 따른 양질의 음향을 청취자가 들을 수 있도록 구성됨을 특징으로 한다.

Description

하울링 없는 확성장치{Howlingless Loudspeaker System}

본 발명은 하울링 없는 확성장치에 관한 것으로, 특히 금속이나 카본 또는 에폭시 재질과 목재 재질을 접합하여 가청주파수 전 대역을 재생할 수 있도록 한 평판형 진동판에 여자진동기를 결합하여 여자진동기의 진동을 평판형 진동판에서 진동을 증폭시키면서 평활화된 주파수를 방사시키도록 하여 불안정한 궤환주파수를 억제시키면서 하울링과 왜곡이 없는 주파수 재생이 가능하여 진동에 따른 양질의 음향을 사용자가 들을 수 있도록 한 하울링 없는 확성장치에 관한 것이다.

일반적으로 강당, 교회, 체육관, 교육장, 회의장 등과 같은 대중확성공간에서의 스피칭 행사를 성공적으로 수행하기 위해서는 양질의 음향이 제공되어야 하지만 건축구조물의 음향조건과 음향장비 시설에 따른 많은 문제점을 지니고 있는데 가장 대표적인 문제점이 하울링이다.

상기 하울링의 제거는 이퀄라이저, 휘드백 프로세서, 노치필터 등의 전자음향기기를 이용하여 궤환되는 특정주파수의 이득을 감쇄시켜서 제거한다.

그러나 마이크로폰은 사용자가 사용 위치를 이동하거나, 기준 이상의 음압 세기로 사용해도 하울링은 발생된다.

상기 하울링의 제거를 위해서는 궤환 가능한 주파수를 전자음향기기를 이용하여 인위적으로 감쇄시키는 방법이 일반적이다.

그러나 특정주파수가 감쇄된 음향은 왜곡된 음질이 제공되기 때문에 왜곡 없는 양질의 음향 확성목적은 종래의 기술로는 불가하므로 숙제로 남아있는 것이 현실이다.

대중확성공간에서의 행사운영은 음향전문 운용자에 의해서 운영되는데 운용자는 행사중 하울링이 발생될 조짐을 사전에 인지하여 출력이득 또는 주파수 게인을 조절하여 하울링을 방지한다.

하지만, 운용자의 방심이나 미숙으로 인하여 하울링이 발생되는 경우도 많이 볼 수 있다.

즉, 스피커는 음원(마이크)을 적절하게 믹스하여 증폭기(AMP)를 통하여 사람이 들을 수 있는 음향으로 재생하여 출력하는 장치로서, 이러한 스피커에는 발생되는 음향을 한 곳으로 집중시켜 보낼 수 있도록 나팔 형상의 스피커 외함에 내장되어 있다.

여기서, 상기 스피커의 단자에 입력된 전기신호는 자계 속에 놓여있는 보이스 코일로 흐르게 되며, 이 보이스 코일에 흐르는 교번 신호에 의해서 힘이 발생 되어 콘 페이퍼의 진동에 의하여 소리가 방사 되는 것이다.

그리고 상기 콘 페이퍼의 진동은 이와 접하는 공기와 마찰하며 다음 공기층으로 차츰 전달되면서 음압의 파(wave)가 스피커를 통하여 진행되는 것이다.

전기진동을 음향진동으로 변환시켜 음파를 공간으로 방사하는 스피커 중 콘형 스피커는 펄프로 이루어진 콘 진동판이 프레임의 일단에 연결되어 있고, 상기 콘 진동판의 타단에는 상부 플레이트와 하부플레이트의 센터폴 사이에 위치하는 보이스 코일(voice coil)이 연결되어 있으며, 보이스 코일에는 상기 콘 진동판과 보이스 코일이 옆으로 흔들리지 않도록 받쳐주는 동시에 콘 진동판이 전후로 움직일 때 원위치로 환원시키는 작용을 하는 댐퍼(damper)가 연결되도록 하여 구성하였다.

즉 종래의 콘형 스피커(한국공개특허 10-2014-0110982호)는 도 1에 도시한 것과 같이,

스피커 캐비닛(31) 및 스피커 유닛(32)으로 구성하면서 스피커 유닛(32)은 센터폴(33), 마그네트(34), 플레이트(35), 보이스코일(36), 보이스 코일 보빈(37), 프레임(38), 댐퍼(29), 콘 진동판(40), 에지(41), 더스트캡(42), 가동 마그네트(43) 및 고정 마그네트(44)를 갖도록 하였다.

마그네트(34)는 센터 폴(33)의 외주면과 플레이트(35)의 저면에 설치하도록 하고,

플레이트(35)는 그 한쪽 주면이 마그네트(34)의 윗면에 고정 부착하고,

보이스 코일(36)은 보이스 코일 보빈(37)의 외주면에 감은 상태에서 센터폴(33)의 외주면과 플레이트(35)의 내주면 사이의 자기 공극에 삽입되도록 하고,

프레임(38)은 플레이트(35)의 윗면(콘 진동판(40)의 다른 쪽 주면)에 고정 부착하도록 하고,

댐퍼(29)는 그 외주가 프레임(38)에 고정 부착되어 보이스 코일 보빈(37)의 외주를 지지하도록 하고,

콘 진동판(40)은 보이스 코일 보빈(37)의 상단부에 고정 부착하도록 하고,

에지(41)는 콘 진동판(40)의 외주부를 프레임(38)과의 사이에서 지지하도록 하고,

더스트캡(42)은 콘 진동판(40)의 상부에 고정 부착하도록 하고,

링 형상의 가동 마그네트(43)는 내주면이 보이스 코일 보빈(37)의 외주면에 고정 부착되도록 하고,

링 형상의 고정 마그네트(44)는 그 내주면과 가동 마그네트(43)의 외주면이 공극을 형성하여 대향하여 배치되며 가동 마그네트(43)와 두께방향으로 동일한 극으로 자화되도록 구성한 것이다.

상기와 같이 구성된 종래의 콘형 스피커는, 보이스 코일(36)에 전기신호가 인가되면 구동력이 발생한다.

상기 구동력은 보이스 코일 보빈(37)에 접합된 콘 진동판(40)을 진동시켜 음을 발생하는 것으로, 상기 동작은 통상의 콘페이퍼형 스피커의 동작과 동일하다.

통상의 콘페이퍼형 스피커와 크게 다른 것은 보이스 코일 보빈(37)의 외주에 고정 부착된 가동 마그네트(43)와, 이와 대향하여 배치된 고정 마그네트(44) 사이의 작용이다.

콘페이퍼 진동판(40)은 보이스 코일(36)에 발생한 구동력에 의해 진동하지만, 이 때 보이스 코일 보빈(37)에 부착된 가동 마그네트(43)도 일체가 되어 고정 마그네트(44)의 내주부에서 진동한다.

가동 마그네트(43)와 고정 마그네트(44)는 두께 방향으로 동일 극성으로 자화되어 있고, 서로 반발하고 있으므로, 가동 마그네트(43)가 고정 마그네트(44)의 중앙위치, 즉 자기적으로 균형이 잡히는 위치로부터 벗어나면, 가동 마그네트(43)는 중앙위치로부터 벗어나고자 하는 힘, 즉 스피커 유닛(32)의 진동계에 대해서 음의 스티프 니스를 부여하도록 작용하게 된다.

그 힘에 의해, 가동 마그네트(43)에서 발생하는 자기력의 효과로 음(負)의 스티프니스로서 작용하는 힘이 스피커 캐비닛(31)의 음향 스티프니스의 탄성력을 감소시키도록 작용한다.

이 결과, 콘형 스피커 장치는 소형의 캐비닛이면서 마치 큰 캐비닛에 스피커 유닛을 탑재한 것과 같은 저음재생이 가능해지도록 한다.

그러나 상기와 같은 종래의 콘형 스피커에 의하여서는 보이스 코일(36)에 인가되는 전기신호에 의한 진동이 콘 진동판(40)을 통과하는 중에 증폭된 후 콘 진동판(40)이 부착된 프레임(38)을 통하여 콘형 스피커가 장착된 실내는 물론 실외에서 증폭된 진동파에 의한 저역 주파수가 도 2에 도시한 것과 같은 지향성 방사패턴으로 연속으로 발생하게 되어 콘형 스피커를 통한 음성과 함께 청중들에게 들리게 되어 콘형 스피커를 통한 음성과 진동파에 의한 저역 공진 주파수를 함께 듣게 되는 청중은 정확하고 명료한 발음을 들을 수 없게 되는 문제점이 있었다.

콘 페이퍼 진동판을 구비한 콘형 스피커는 넓은 주파수 대역의 재생이 가능하고, 지향성이 뛰어난 장점이 있으나 소리의 지향성으로 인하여 특정주파수가 마이크로폰으로 수음되고 수음된 특정주파수 중 수음 이득이 높은 주파수가 확성기로 궤환되는 순환고리가 만들어지면서 하울링으로 발생되는 단점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 금속이나 카본 또는 에폭시 재질과 목재 재질을 접합하여 가청주파수 전 대역을 재생할 수 있도록 한 평판형 진동판에 여자진동기를 결합하여 여자진동기의 진동을 평판형 진동판에서 진동을 증폭시키면서 평활화된 주파수를 방사시키도록 하여 불안정한 궤환주파수를 물리적으로 억제시키므로 왜곡이 없는 주파수 재생이 가능하여 진동에 따른 양질의 음향을 사용자가 들을 수 있도록 한 하울링 없는 확성장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하울링 없는 확성장치는,

입력터미널을 통하여 전기적인 음성신호를 전달받는 여자진동기에서 진동을 발생하도록 하고,

음향기기 본체에 차음재를 통하여 지지되는 상기 여자진동기의 진동은 금속 프레임을 통하여 연결된 평판형 진동판에서 진동을 증폭하도록 하고,

상기 금속 프레임에 완충재를 통하여 결합되는 상기 평판형 진동판은 금속이나 카본 또는 에폭시 재질의 제1 진동판과 목재의 제2 진동판을 일체형으로 접합하여 진동을 증폭할 때 평활화된 주파수를 방사시키도록 하고,

상기의 여자진동기에 스핀들을 통하여 한쪽이 지지되는 상기 평판형 진동판의 다른 쪽은 가스킷을 통하여 음향기기에 결합된 상태에서 불안정한 궤환주파수를 억제시키면서 하울링과 왜곡이 없는 주파수 재생이 가능하도록 하여 진동에 따른 양질의 음향을 청취자가 들을 수 있도록 구성됨을 특징으로 한다.

상기의 하울링 없는 확성장치에 의하면,

여자진동기는 차음재와 결합 지지되며 입력터미널을 통하여 전기적인 음성 신호를 전달받는 여자진동기에서 진동을 발생하여 금속프레임을 통하여 연결된 평판형 진동판에서 진동을 증폭하도록 함으로써 금속이나 카본 또는 에폭시 재질의 제1 진동판과 목재의 제2 진동판을 일체형으로 접합된 진동판을 진동시킴으로 증폭된 평활화된 양질의 주파수를 방사시키도록 하고,

상기의 여자진동기에 스핀들을 통하여 한쪽이 지지되는 상기 평판형 진동판의 다른 쪽은 가스킷을 통하여 음향기기에 결합된 상태에서 불안정한 궤환주파수를 억제시키면서 왜곡이 없는 주파수 재생이 가능하여 진동에 따른 확성된 음향을 청취자가 들을 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 1은 종래 콘형 스피커의 구성을 도시한 단면도.
도 2는 종래의 콘형 스피커에 의한 지향성 방사패턴을 도시한 개략도.
도 3은 본 발명 확성장치의 구성을 도시한 개략도.
도 4는 본 발명의 확성장치에 의한 무지향성 방사패턴을 도시한 개략도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 하울링 없는 확성장치의 구성을 도시한 것으로서,

입력터미널(2)을 통하여 전기적인 음성신호를 전달받는 여자진동기(3)에서 진동을 발생하도록 하고,

음향기기 본체(1)에 차음재(4)를 통하여 지지되는 상기 여자진동기(3)에서의 진동은 금속프레임(5)을 통하여 연결된 평판형 진동판(10)에서 그 진동이 증폭되도록 하고,

상기 금속 프레임(5)에 완충재(6)를 통하여 결합되는 상기 평판형 진동판(10)은 금속이나 카본 재질의 제1 진동판(11)과 목재의 제2 진동판(12)을 일체형으로 접합하여 진동을 증폭할 때 평활화된 주파수를 방사시키도록 하고,

상기의 여자진동기(3)에 스핀들(13)을 통하여 한쪽이 지지되는 상기 평판형 진동판(10)의 다른 쪽은 가스킷(14)을 통하여 음향기기 본체(1)에 결합된 상태에서 불안정한 궤환주파수를 억제시키면서 왜곡이 없는 주파수 재생이 가능하도록 하여 진동에 따른 양질의 음향을 청취자가 들을 수 있도록 구성한 것이다.

상기와 같이 구성한 본 발명의 하울링 없는 확성장치는,

입력터미널(2)을 통하여 전기적인 음성신호를 전달받는 여자진동기(3)에서 전기적인 신호에 따른 진동을 발생하도록 한다.

음향기기 본체(1)에 차음재(4)를 통하여 지지되는 상기 여자진동기(3)에서의 진동은 금속프레임(5)을 통하여 연결된 평판형 진동판(10)에서 그 진동이 증폭되도록 한다.

상기 금속 프레임(5)에 완충재(6)를 통하여 결합되는 상기 평판형 진동판(10)은 금속이나 카본 또는 에폭시 재질의 제1 진동판(11)과 목재의 제2 진동판(12)을 일체형으로 접합하여 진동을 증폭할 때 평활화된 주파수를 방사시키도록 한다.

상기의 여자진동기(3)에 스핀들(13)을 통하여 한쪽이 지지되는 상기 평판형 진동판(10)의 다른 쪽은 가스킷(14)을 통하여 음향기기 본체(1)에 결합된 상태에서 불안정한 궤환주파수를 억제시키면서 하울링과 왜곡이 없는 주파수 재생이 가능하도록 하여 진동에 따른 양질의 음향을 도 4에 도시한 것과 같은 무지향성 방사패턴으로 청취자가 들을 수 있도록 한다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

1 : 음향기기 본체 3 : 여자진동기
4 : 차음재 5 : 금속프레임
10 : 평판형 진동판 11 : 제1 진동판
12 : 제2 진동판 13 : 스핀들
14 : 가스킷

Claims (2)

1. 입력터미널(2)을 통하여 전기적인 음성신호를 전달받는 여자진동기(3)에서 진동을 발생하도록 하고,
   음향기기 본체(1)에 차음재(4)를 통하여 지지되는 상기 여자진동기(3)에서의 진동은 금속프레임(5)을 통하여 연결된 평판형 진동판(10)에서 그 진동이 평활화된 주파수로 증폭되도록 하고,
   상기의 여자진동기(3)에 스핀들(13)을 통하여 한쪽이 지지되는 상기 평판형 진동판(10)의 다른 쪽은 가스킷(14)을 통하여 음향기기 본체(1)에 결합된 상태에서 불안정한 궤환주파수를 억제시키면서 하울링과 왜곡이 없는 주파수 재생이 가능하도록 구성한 것을 특징으로 하는 하울링 없는 확성장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기의 평판형 진동판(10)은 금속이나 카본 또는 에폭시 재질의 진동판(11)과 목재의 진동판(12)을 일체형으로 결합, 접합하여 진동을 증폭할 때 평활화된 주파수를 방사시키도록 구성한 것을 특징으로 하는 하울링 없는 확성장치.