KR950014299B1 - 압축식 무지향성 스피커 시스템 - Google Patents

Abstract

내용없음.

Description

압축식 무지향성 스피커 시스템

제1도는 본 발명에 의한 스피커 시스템의 분리 사시도.

제2도는 본 발명의 스피커 시스템에 관한 결합 종단면도.

제3도는 본 발명 장치의 음압 운동방향을 설명하기 위한 동작 상태도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 도파관, 11a,11b : 울림통

12a,12b : 스피커, 13a,13b : 덮개

14a14b : 제1공기실, 15a,15b : 진동막

16 : 필터, 17 : 개공구

18a,18b : 제 2공기실, 19 : 제 3공기실

20 : 제 4공기실.

본 발명은 소리신호전류 변화를 음(파)으로 재현하는 스피커 시스템에 관한 것으로, 특히 다수의 공기실을 갖는 음향 도파관의 상,하로 저음의 구동 스피커를 대향설치하여 음파의 재압축 흡음을 통해 구면파로 방사되도록 구성하므로서 청취자의 위치에 관계없이 음파의 무지향성 방사가 가능하게 하는 동시 방사 음파의 음조화의 율을 효과적으로 감소시킬 수 있도록 한 압축식 무지향성 스피커 시스템에 관한 것이다.

일반적인 스피커 시스템은 상자의 전면에 한 조의 고, 중, 저음용 구동 스피커를 배치하여 음전류의 입력과 동시 음파를 지향성 형태로 방사하도록 구성되어져 있는바, 이러한 지향적 스피커 시스템은 이로부터 일정한 거리를 두고 방사되는 음의 제기(강도)를 측정할 경우 그 음의 강도가 전·후, 좌·우, 상·하의 위치에 따라 각기 다르게 나타나게 되는 것이 특징이다.

그리나 이러한 종래의 스피커 시스템은 스피커의 음 방사 방향이 모두 전방측으로만 향하도록 구성되어져있어 음파의 지향성이 커진다는 단점이 있을 뿐반 아니라, 스피커 시스템을 사용할때에는 정취자의 위치와, 스피커 시스템의 위치를 고려하여 배치해야 하는 어려움이 있고, 아울러 청취자의 위치에 따라 스피커 시스템을 움직어 음 방사각도를 수시로 고정해야 하는 불편을 주게 됨은 물론, 스피커의 음 방사 구조가 전방향지향적에 의해 이루어지는 것이어서 대체적으로 음 조화의 불평형 내지는 가상음원 효과가 단조로운 등 많은 문제점을 가지고 있었다.

따라서 본 발명은 상기한 종래 스피커 시스템의 제반적인 문제점을 해소하고자 안출된 것으로, 그 목적은 압축식 홉음 여과의 음파 방사 구조를 갖는 새로운 형태의 압축식 무지향성 스피커 시스템을 제공하여 청취자의 위치에 관계없이 음파의 무지향성 방사가 가능하게 하는 동시 방사 음파의 음조화의율 감소와 부대적인 가상음원 효과를 향상시키고, 아울러 녹음시의 음원 위치 등을 재현하는데 효과적으로 이용할 수 있도록함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구체적인 수단은 유한길이의 제1 내지 제4공기실이 형성된 도파관 상,하로 울립통을 두되, 상,하 울립통을 통해 한쌍의 구동 스피커를 서로 마주보도록 결합하여 도파관내부가 밀폐되게 결합하여서 달성된다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상술하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명의 실시예에 관한 압축식 무지향성 스피커 시스템의 분리 사시도를 나타낸 것이며, 제 2도는 본 발명의 스피커 시스템에 관한 결합 종단면도를 나타낸 것이다.

즉 제1도 및 제2도에 나타낸 바와 같이 본 발명의 압축식 무지향성 스피커 시스템은 유한길이를 갖는 도파관(10)의 상,하에 내부적으로 진동 압력을 일정하게 하는 제1공기실(14a)(14b)과 외부로 고음용 스피커(12c)의 수납 및 고정수단을 갖는 울립통(11a)(11b)을 두되, 각 울립통(11a)(11b)의 종단면에는 도파관(10)을 중심축으로 한쌍의 구동 스피커(12a)(12b)가 서로 마주보도록 결합하고, 이 대향 설치된 구동 스피커(12a)(12b)에 의해 도파관(10)내부가 밀폐되도록 구성한다.

또한 각 구동 스피커(12a)(12b)의 외곽에는 천 또는 우레탄망으로 형성된 덮개(13a)(13b)를 씌워 외부로부터의 구동 스피커(12a)(12b)를 보호하도록 하나, 본 발명의 목적달성을 위한 수단의 필수 요건은 아니다.

이때 덮개(13a)(13b)는 도파관(10)을 세워서 사용가능하도록 하기 위해 종단면이 막힌 형태의 원통형 구조가 바람직하나, 테이퍼 형의 구조로도 가능하며, 이에는 전체의 하중을 충분하게 뒷받침 할 수 있도록 보강골조가 구성되어 있다.

또한 도파관(10)에 설치된 하부 덮개(13b)를 통해 별도의 받침대(도시 생략)를 이용하여 바닥에 직립되게 세울 수도 있다.

이때 도파관(10)의 상,하에 설치된 각 스피커(12a)(12b)로부터 도파관(10)내부에 가해지는 음파는 도파관(10)의 고유한 공명특성에 의해 구동 스피커(12a)(12b)의 진동막(15a)(15b)에 영향을 주게 되는데, 이의공명에 의한 영향을 해소하기 위한 수단으로 도파관(10)내부에 음향필터(16)를 탑재시키도록 구성한다.

또한 음향필터(16)가 탑재된 도파관(10)의 외측으로 스피커(12a)(12b)(12c)에 소리신호전류 연결이 가능하게 하는 네트워크 단자부를 도파관(10)의 배면에 두되, 각 스피커의 배선연결은 병렬로서 도파관(10)내에서 배선처리 하여 외관을 미려하게 함이 바람직하다.

또한 음향필터(16)가 탑재된 상태에서 도파관(10)은 내부적으로 제1 내지 제4공기실(14a,14b,18a∼20)이 형성되어 있으며, 이 도파관(l0)의 제1 내지 제4공기실(14a,14b,18a∼20)을 통하여 상,하 대칭되는 구동 스피커(12a)(12b)의 음파 방사 작용 관계를 살펴보면 다음과 같다.

즉 제1공기실(14a)(14b)은 각 구동 스피커(12a)(12b)의 최저 재생 한계 주파수에 필요한 용적으로 형성하되, 그 길이는 구동 스피커(12a)(12b)의 직경보다 크고, 재생 한계 주파수의 파장으로 환산한 값의 1/4(0.25)때 보다 작도록 구성한다.

이와 같은 조건의 제1공기실(14a)(14b)에 의해서 상호 맞 내향 설치된 구동 스피커(12a)(12b)의 진동막(15a)(15b)에 항상 일정한 압력을 가하여 진동계에 강성을 더해주는 관계로 진동막(15a)(15b)이 피스튼 작용되어 음파 방사의 진동을 유도하도록 한다.

또한 제2공기실(18a)(18b)의 각 단면적은 상기 제1공기실(14a)(14b)의 단면적 보다 크거나 또는 작아야 하고, 이의 큰 면적에 대한 작은 면적의 비는 5(큰 면적÷작은 면적 또는 작은 면적×5=큰 면적을 넘지않는 조건으로 하며, 그리고 제2공기실(18a)(18b)의 길이는 구동 스피커(12a)(12b)의 직경 정도 길이보다 짧을수록 유리하다.

이와 같은 조건의 면적 비와 길이를 갖는 제2공기실(18a)(18b)에서는 제1공기실(14a)(14b)에서 처리된 잉여 압력을 제3공기실(19)측으로 배출할때 음파의 공진현상율을 최소화할 수가 있다.

또한 제3공기실(10)은 상기한 각 제1공기실(14a)(14b)의 단면적과 같거나 크고, 그 길이는 구동 스피커(12a)(12b)의 공칭 임피던스의 중심 주파수를 파장으로 환산한 값의 1/12보다 작은 값으로 설정하여 구성함이 바람직하다.

또한 제4공기실(20)의 용적은 공명기형 소음기의 원리에 따라 결정되며, 그 직경이나 길이는 공칭 임피던스의 중심주파수를 파장으로 환산한 값의 1/3보다 작은 값으로 설정하여 구성함이 바람직하다.

한편 음향필터(16)은 제3공기실(19)의 길이와 같고, 이 음향필터(16)의 둘래에는 적어도 수십개의 개공구(17)가 천공되며, 이 수십개의 개공구(17)의 직경 및 간격, 갯수는 공명기형 소음기의 원리에 따라 결정되는데, 그 과정은 다음과 같이 이루워진다.

즉 제3도에서와 같이 도파관(10)의 상,하에 대칭 설치된 구동 스피커(12a)(12b)에서 도파관(10)측으로 방사되는 음압(A)(A')은 제1공기실(14a)(14b)에 의해 울림되어 음파의 잉여압력으로 도출되어 제2공기실(18a)(18b)측으로 전달된다.

그런다음 구동 스피커(12a)(12b)에 의해 발생된 음압(A)(A')은 제2공기실(18a)(18b)에 의해 반사된 음압(B)(B')과, 제 2공기실(18a)(18b)을 통과하는 투과 음압(C)(C')으로 분리된다.

이때 제 2공기실(18a)(18b)을 통과하는 음압(C)(C')은 제 3공기실(19)에서 음향필터(l6)의 개공구(17)를통해 제4공기실(20)측으로 흡음되는 동시 제2공기실(18a)(18b)의 통과 음압(C)(C')은 제3공기실(19)과제4공기실(20) 및 음향필터(16)의 개공구(17) 상호간에 공명기형 소음작용에 의해 자체적으로 흡수된다.

이와 동시에 제2공기실(18a)(18b)에 의해 반사된 음압(B)(B')은 다시 제1공기실(14a)(14b)을 통해 구동 스퍼커(12a)(12b)의 진동막(15a)(15b)에 균열한 압력장을 가하게 되면서 진동막(15a)(15b)이 강제적으로 피스톤 진동되어 구동 스피커(12a)(12b)의 배면을 통해 음 방사된다.

이때 두 스피커(12a)(12b)의 진동막(15a)(15b)은 도파관(10)의 중심축의 중간점을 기준으로 하여 상호반대되는 위상으로 진동을 하게 되는데, 이는 전술한 설명에서와 같이 두 구동 스피커(12a)(12b)를 전기적인 병렬 연결에 의해 이루어진다.

따라서 드파관(10)을 중심으로 대칭적으로 상,하에 위치한 스피커(12a)(12b)의 배면을 통한 음파는 도파관(19)이 위치한 일정거리(약 1미터) 이상의 거리에서 구면파를 형성하게 되어 음파가 임의방향(무지향성)으로 방사되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 음향필터와 다수의 공통 공기실을 갖는 유한길이의 도파관 상,하로한쌍의 스피커를 맞 대칭시키되 대칭의 상, 하 스피커에 의해 도파관 내부가 밀폐되도록 결합하고 이 밀폐된도파관의 서로 다른 다수 공기실의 공명기형 소음작용에 의해 상호 대칭의 스피커 진동막을 강제적으로 진동시켜 스피커 배면으로 음 방사되도록 하므로서 정취자의 위치에 관계없이 음파의 무지향성 방사가 가능하게 하는 동시 방사 음파의 음조화의율을 감소시킬 수가 있고 그에 따른 부대적인 가상음원 효과를 꾀할 수가 있으며, 아울러 녹음시의 음원 위치 등을 재현하는데에도 활용이 가능한 효과를 제공한다.

Claims (10)

1. 유한길이의 제1 내지 제4공기실이 형성된 도파관 상,하로 울림통(11a)(l1)b)을 두되, 이 상,하 울립통(11a)(11b)을 통해 한쌍의 구동 스피커(12a)(12b)를 서로 마주보도록 결합하여 도파관(10)내부를 밀폐시키도록 구성하여서 이루어짐을 특징으로 하는 압축식 무지향성 스피커 시스템.
2. 제1항에 있어서, 유한길이의 제1공기실(14a)(14b)은 구동 스피커(12a)(12b)의 최저 재생 한계 주파수에 필요한 용적으로 형성하되, 그 길이는 구동 스피커(12a)(12b)의 직경보다 크고, 재생 한계 주파수의 파장으로 환산한 값이 1/4(0.25)배 보다 작도록 구성됨을 특징으로 하는 압축식 무지향성 스피커 시스템.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제1공기실(14a)(14b)은 울림통(11a)(11b)에 의해 형성되거나, 또는도파관(10)을 연장하여 형성됨을 특징으로 하는 압축식 무지향성 스피커 시스템.
4. 제1항에 있어서, 제2공기실(18a)(18b)의 유한 단면적은 상기 제1공기실(14a)(14b)의 단면적 보다크거나 또는 작아야 하고, 이의 큰 면적에 대한 작은 면적의 비는 5를 넘지 않는 조건으로 하되, 그 길이는구동 스피커(12a)(12b)의 직경 정도 길이보다 짧도록 구성함을 특징으로 하는 압축식 무지향성 스피커 시스템.
5. 제1항에 있어서, 제3공기실(19)의 유한 단면적은 제1공기실(14a)(14b)의 단면적과 같거나 크고, 그 길이는 구동 스피커(12a)(12b)의 공칭 임피던스의 중심 주파수를 파장으로 환산한 값의 1/12보다 작은값으로 구성됨을 특징으로 하는 압축식 무지향성 스피커 시스템.
6. 제 1항에 있어서, 제 4공기실(20)의 유한용적은 공명기형 소음기의 원리에 따라 결정되며, 그 직경이나 길이는 공칭 임피던스의 중심 주파수를 파장으로 환산한 값의 1/3보다 작은 값으로 구성됨을 특징으로하는 압축식 무지향성 스피커 시스템.
7. 제1항에 있어서, 도파관(10)에는 흡음 수단의 필터(16)를 구비한 것을 특징으로 하는 압축식 무지향성 스피커 시스템.
8. 제1항 또는 제7항에 있어서, 도파관(10)에 내설되는 필터(16)의 둘레에는 적어도 수십개의 개공구(17)가 천공되어 이 수십개의 개공구(17)를 통해 공통 공기실의 공명영향을 흡수하도록 구성됨을 특징으로하는 압축식 무지향성 스피커 시스템.
9. 제1항에 있어서, 도파관(10)의 상,하 울립통(11a)(11b)을 통해 상호 대향 설치되는 구동 스피커(12a)(12b)는 적어도 3KHz 이하의 주파수내인 것을 특징으로 하는 압축식 무지향성 스피커 시스템.
10. 제1항 또는 제10항에 있어서, 도파관(10)의 공통 공기실에 의한 음파 방사는 구동 스피커(12a)(12b)의 배면방향으로 이루어짐을 특징으로 하는 압축식 무지향성 스피커 시스템.