WO2021090998A1 - 초지향성 스피커 - Google Patents

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WO2021090998A1
WO2021090998A1 PCT/KR2019/016146 KR2019016146W WO2021090998A1 WO 2021090998 A1 WO2021090998 A1 WO 2021090998A1 KR 2019016146 W KR2019016146 W KR 2019016146W WO 2021090998 A1 WO2021090998 A1 WO 2021090998A1
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sound output
output device
sound
supercardioid
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김현철
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김현철
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Definitions

  • the present invention relates to a supercardioid speaker, and more specifically, by arranging and arranging speaker units in a state adjacent to each other, and stepwise superimposing the sound output through the speaker unit, so that sound can be clearly transmitted to a distance. It relates to a supercardioid speaker.
  • the supercardioid speaker according to the present invention is composed of at least one speaker unit, the speaker unit is a sound output device for outputting a sound corresponding to a signal input from the outside, A pipe coupled to the sound output device, configured to output sound output from the sound output device to the outside, and a wave configured inside the pipe, to guide the sound output from the sound output device to have a predefined directionality It can be configured to include a guide.
  • a supercardioid speaker includes at least one speaker unit, the speaker unit comprising: a sound output device for outputting a sound corresponding to a signal input from the outside; A pipe coupled to the sound output device and outputting the sound output from the sound output device to the outside; And a wave guide configured inside the pipe and guiding the sound output from the sound output device to have a predefined directionality.
  • the sound output device may output sound by vibration of a vibration plate.
  • the sound output device may be formed by attaching piezoelectric plates to both surfaces of the vibration plate.
  • the speaker unit may be composed of a plurality.
  • the super-directional speaker may be stepwise overlapped while the sound output from each of the plurality of speaker units proceeds along a traveling direction.
  • the speaker units may be arranged adjacent to each other in a predefined arrangement structure.
  • the speaker unit may be arranged such that a center distance between the speaker units and other adjacent speaker units is minimized.
  • the wave guide may be formed in a predetermined shape so as to overlap each other by giving directionality to sounds output from each of the aligned speaker units.
  • the wave guide may change a spacing with respect to an inner space of the pipe through which the sound output from the sound output device passes.
  • the wave guide includes an upper end formed in a conical shape at which the tip is positioned at the center of the pipe; And a lower portion formed in a hemispherical shape.
  • the supercardioid speaker according to an embodiment of the present invention has an effect of significantly reducing the volume of the supercardioid speaker by constructing a speaker unit by improving the conventional piezo speaker.
  • the sound output from each speaker unit is gradually overlapped with each other as the sound output from each speaker unit progresses through a method of giving directionality to the sound output from each speaker unit.
  • the above decibels can be maintained, and at the same time, it can be clearly transmitted to a long distance without a Howling phenomenon.
  • FIG. 1 is an internal projection diagram for explaining the configuration of a sound output device 210 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing a cross-section of a sound output device 210 according to an embodiment of the present invention.
  • 3 to 5 are views for explaining the configuration of the speaker unit 200 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an arrangement structure of a speaker unit 200 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 and 8 are diagrams for explaining a process of superimposing sound through the supercardioid speaker 100 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a graph showing the transmission effect of sound output through the supercardioid speaker 100 according to an embodiment of the present invention.
  • a supercardioid speaker includes at least one speaker unit, the speaker unit comprising: a sound output device for outputting a sound corresponding to a signal input from the outside; A pipe coupled to the sound output device and outputting the sound output from the sound output device to the outside; And a wave guide configured inside the pipe and guiding the sound output from the sound output device to have a predefined directionality.
  • the supercardioid speaker 100 may be composed of at least one speaker unit 200, and the speaker unit 200 includes a sound output device 210, a pipe 220, and a wave guide ( 230).
  • the speaker unit 200 may refer to a unit speaker device constituting the super-directional speaker 100 of the present invention capable of delivering sound output from the speaker farther and clearly than a general speaker in a specific direction directed. Depending on the embodiment, it may be configured as a plurality.
  • FIG. 5 shows a cross-sectional configuration of one speaker unit 200
  • FIG. 6 shows an embodiment in which a plurality of such speaker units 200 are configured to constitute a superdirectional speaker 100.
  • sounds output from each of the speaker units 200 may be superimposed on each other, and accordingly, the above-described superdirectional speaker 100 may be configured.
  • a detailed method of configuring the supercardioid speaker 100 through the configuration of the speaker unit 200 and the arrangement of the speaker unit 200 will be described later.
  • each speaker unit 200 when a plurality of speaker units 200 are formed, each speaker unit 200 may be adjacent to each other and may be arranged in a predefined arrangement structure.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an arrangement structure of a speaker unit 200 according to an embodiment of the present invention.
  • a total of 64 speaker units 200 are used in the form of 8x8 according to a preferred embodiment of the present invention, and are disposed adjacent to each other in order to overlap sounds output from each speaker unit 200.
  • the arrangement structure of the speaker unit 200 composed of a plurality is not limited to the embodiment of FIG. 6, and the speaker units 200 may be arranged in an arrangement structure such as 4x4 or 5x10 depending on the necessity or purpose.
  • each speaker unit 200 may be arranged such that the center distance between the adjacent speaker units 200 is minimized. Referring to FIG. 6, each speaker unit 200 is disposed so that the center distance between them is minimized. In the embodiment of FIG. 6, in the case where each speaker unit 200 is formed in a cylindrical shape, it is shown that the center distance between the speaker units 200 and the adjacent speaker units 200 is minimized.
  • the external shape (which may mean the pipe 220 to be described later) is not limited thereto, and may be formed in various shapes including a square or hexagonal column shape.
  • the sound output device 210 is one of the components constituting the speaker unit 200 and is a device capable of generating sound output from the speaker unit 200.
  • FIG. 1 is an internal projection diagram for explaining the configuration of a sound output device 210 according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a sound output device 210 according to an embodiment of the present invention. It is a view showing.
  • the sound output device 210 includes a vibration plate 211, a piezoelectric plate 212, a conductor 213, a terminal 214, a film 215, It may be configured to include a sound output hole 216 and a housing 217.
  • the sound output device 210 may output a sound corresponding to a signal input from the outside. Referring to FIG. 1, the sound output device 210 may receive a signal for outputting sound through a terminal 214 provided at one side of the housing 217.
  • the sound output device 210 may output sound by vibration of the vibration plate 211.
  • a signal input from the outside through the terminal 214 formed on one side of the housing 217 may be transmitted to the vibration plate 211 through the conducting wire 213.
  • the vibration plate 211 is made of a conductive material such as a metallic material, and thus may serve to transmit a signal transmitted through the conductive wire 213 to the piezoelectric plate 212.
  • the piezoelectric plate 212 is a configuration for generating an inverse piezoelectric effect, and may be made of a material such as crystal or roselle salt for this purpose, and may be attached to the vibration plate 211 and connected to each other to receive a signal.
  • the piezoelectric plate 212 may cause physical deformation including contraction and expansion based on an electrical signal transmitted from the vibration plate 211, and the vibration plate 211 is caused by physical deformation occurring in the piezoelectric plate 212. By vibrating, sound that can be output from the speaker unit 200 is generated.
  • the sound output device 210 may be formed by attaching piezoelectric plates 212 to both surfaces of the vibration plate 211. According to the embodiment of FIG. 2, piezoelectric plates 212 attached to both surfaces of the vibration plate 211 can be confirmed.
  • Conventional piezo (Piezo) speaker shows a configuration in which one piezoelectric plate 212 is attached to the vibration plate 211, but the sound output device 210 according to an embodiment of the present invention has both sides of the vibration plate 211
  • the piezoelectric plate 212 is attached to and configured to increase the function as a speaker, and the super-directional speaker 100 can be configured through the speaker unit 200 including the improved piezo speaker.
  • the sound generated from the vibration plate 211 may proceed in the direction of the sound output hole 216 by the film 215.
  • the film 215 may be formed of a thin film, and by being connected to the piezoelectric plate 212 attached to the lower end of the vibration plate 211, the generated sound may be collected and proceed in a specific direction.
  • the sound output hole 216 may be formed on one surface of the housing, and may serve to send out the sound collected by the film 215 to the outside of the housing 217.
  • the sound generated through the vibration plate 211 may be guided by the film 215 and may be output to the outside of the housing 217 through the sound output hole 216.
  • the sound output device 210 shown in FIGS. 1 and 2 is configured according to a preferred embodiment of the present invention, its components are not limited to the embodiment shown in FIGS. Accordingly, some components may be added, changed, or deleted.
  • the pipe 220 is coupled to the sound output device 210 and may output sound output from the sound output device 210 to the outside.
  • FIGS. 3 to 5 an embodiment of a pipe 220 that may be coupled to and connected to the sound output device 210 may be identified.
  • sound output from the sound output device 210 may pass through the inside of the pipe 220 coupled to the sound output device 210.
  • the pipe 220 may serve to propagate the sound output from the sound output device 210 in the direction in which the pipe 220 is directed. Accordingly, through the configuration of the pipe 220 included in each speaker unit 200, sound can proceed in a direction directed by the super-directional speaker 100 of the present invention.
  • the wave guide 230 is configured inside the pipe 220 and may guide the sound output from the sound output device 210 to have a predefined direction.
  • the wave guide 230 may be formed in a predetermined shape so as to overlap each other by giving directionality to sounds output from each of the speaker units 200.
  • the wave guide 230 is output from the speaker unit 200 in the absence of the configuration. Since the sounds only go straight, it can be difficult to overlap each other. Therefore, it is necessary to have a component that advances in a direction other than the straight component. Accordingly, the wave guide 230 may serve to have a predefined directionality while the sound output from the sound output device 210 passes through the pipe 220.
  • the shape of the wave guide 230 is not limited to the embodiments shown in FIGS. 3 to 5, and may be configured in other forms in order to achieve an overlapping effect of the sound targeted by the supercardioid speaker 100. .
  • the wave guide 230 may change the spacing of the inner space of the pipe 220 through which the sound output from the sound output device 210 passes.
  • the shape of the wave guide 230 may be modified as much as possible to achieve the superposition effect of the sound targeted by the supercardioid speaker 100, and accordingly, the sound output from the sound output device 210 Direction may be given to sound through a method of changing the space inside the pipe 220 passing through.
  • the wave guide 230 may include an upper portion 231 formed in a conical shape and a lower portion 232 formed in a hemispherical shape, the tip of which is located at the center of the pipe 220.
  • a shape of a wave guide 230 constructed according to a preferred embodiment of the present invention is shown.
  • the upper portion 231 of the wave guide 230 may be formed in a conical shape, and may be positioned so that the tip thereof lies in a straight line with the inside of the pipe 220 or the end of the pipe 220.
  • the wave guide 230 proceeds from the tip of the upper part 231 toward the lower part 232, its width (thickness) increases, and when the width becomes a predetermined width, the wave guide 230 may not be further expanded.
  • a connection point for fixing inside the pipe 220 may be formed between the upper portion 231 and the lower portion 232 of the wave guide 230.
  • the lower portion 232 of the wave guide 230 is a portion where the sound output from the sound output device 210 first collides, and may be formed in a spherical shape to reduce the resistance generated when the sound proceeds.
  • the lower portion 232 side is formed in a curved shape, and the lower portion 232 side is formed in a curved shape, and as it proceeds toward the upper portion 231 side, it becomes thinner to form a streamlined shape formed in a pointed shape.
  • FIG. 7 and 8 are diagrams for explaining a process of superimposing sound through the supercardioid speaker 100 according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 7 and 8 an example of a supercardioid speaker 100 composed of eight speaker units 200 is shown.
  • the initial decibel (dB) of the sound output from each speaker unit 200 is 125 dB, it can be 128 dB when it is overlapped by one step according to the direction of the sound, and if it is overlapped by five steps through the stepwise superposition of the same method. It can reach up to 140dB.
  • the stepwise superimposition of the sound may occur as the sound output from the sound output device 210 is guided by the wave guide 230 according to an embodiment of the present invention to have a directionality.
  • FIG. 9 is a graph showing the transmission effect of sound output through the supercardioid speaker 100 according to an embodiment of the present invention, and a result of measuring decibels (dB) at each point is displayed.
  • piezoelectric plates 212 are attached to both sides of the vibration plate 211 to configure the sound output device 210, and the sound output device 210 and the above-described pipe
  • this is a graph showing data on the result of the experiment by arranging the speaker unit 200 in the above-described 8x8 arrangement structure.
  • the superdirectional speaker 100 overlaps the sounds output from each speaker unit 200 step by step. Through this, it can be seen that it is possible to continuously maintain a high decibel (dB) with respect to the sound proceeding in the direction (y direction of FIG. 9) directed by the supercardioid speaker 100.
  • dB decibel
  • the supercardioid speaker according to the present invention can be used as a speaker capable of clearly transmitting sound over a long distance.

Abstract

초지향성 스피커가 개시된다. 초지향성 스피커는 적어도 하나의 스피커 유닛으로 구성되고, 상기 스피커 유닛은 외부에서 입력되는 신호와 대응하는 소리를 출력하는 소리 출력 장치; 상기 소리 출력 장치와 결합되며, 상기 소리 출력 장치에 서 출력되는 소리를 외부로 출력하는 파이프; 및 상기 파이프의 내부에 구성되며, 상기 소리 출력 장치에서 출력되는 소리를 기 정의된 방향성을 가지도록 안내하는 웨이브 가이드;를 포함할 수 있다.

Description

초지향성 스피커
본 발명은 초지향성 스피커에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 스피커 유닛을 서로 인접한 상태에서 정렬 배치하고, 상기 스피커 유닛을 통해 출력되는 소리를 단계적으로 중첩시켜 진행시킴으로써, 원거리로 소리를 명확하게 전달할 수 있는 초지향성 스피커에 관한 것이다.
일반적인 스피커는 소리를 공기 중의 모든 방향으로 전달한다. 그러나 필요에 따라 특정한 방향으로만 소리를 전달하려고 하는 경우가 있을 수 있다. 예를 들어, 터널에서의 신호 전달, 공사 지역에 대한 안내 및 경기장에서의 활용을 위한 경우가 있을 수 있다. 이러한 경우 파라볼릭 접시를 이용하는 방법이 있는데, 접시의 초점에 일반 스피커를 설치하여 출력된 소리가 접시에 반사되어 직진성을 갖도록 하는 것이다. 그러나 이러한 방식은 직경이 매우 큰 접시가 필요하고, 소리의 도달거리도 짧으며, 반사된 소리의 상호 간섭으로 인해 음질도 떨어질 수 있으므로, 활용성을 높이기 위해 더 간단한 구조를 통해 초지향성 스피커를 구성하고, 더 명확한 소리를 원거리로 전달할 수 있는 방법이 필요하다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로서, 본 발명에 따른 초지향성 스피커는 적어도 하나의 스피커 유닛으로 구성되고, 상기 스피커 유닛은 외부에서 입력되는 신호와 대응하는 소리를 출력하는 소리 출력 장치, 상기 소리 출력 장치와 결합되며, 상기 소리 출력 장치에서 출력되는 소리를 외부로 출력하는 파이프 및 상기 파이프의 내부에 구성되며, 상기 소리 출력 장치에서 출력되는 소리를 기 정의된 방향성을 가지도록 안내하는 웨이브 가이드를 포함하여 구성될 수 있다.
이러한 본 발명의 구성에 기초하여 각 스피커 유닛을 통해 출력되는 소리를 단계적으로 중첩시킴으로써, 먼 거리까지 명확한 소리를 전달할 수 있고, 종래에 부저의 용도로만 활용되었던 피에조 스피커를 개량하여 활용함으로써, 부피를 대폭 감소시킬 수 있는 초지향성 스피커를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 초지향성 스피커는 적어도 하나의 스피커 유닛으로 구성되고, 상기 스피커 유닛은 외부에서 입력되는 신호와 대응하는 소리를 출력하는 소리 출력 장치; 상기 소리 출력 장치와 결합되며, 상기 소리 출력 장치에 서 출력되는 소리를 외부로 출력하는 파이프; 및 상기 파이프의 내부에 구성되며, 상기 소리 출력 장치에서 출력되는 소리를 기 정의된 방향성을 가지도록 안내하는 웨이브 가이드;를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 소리 출력 장치는 진동 플레이트의 진동에 의해 소리를 출력할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 소리 출력 장치는 상기 진동 플레이트의 양면에 압전 플레이트가 부착되어 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 스피커 유닛은 복수 개로 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 초지향성 스피커는 상기 복수의 스피커 유닛 각각에서 출력되는 소리가 진행 방향을 따라 진행하면서 단계적으로 중첩될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 스피커 유닛은 서로 인접하여 기 정의된 배치 구조로 정렬될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 스피커 유닛은 인접한 다른 상기 스피커 유닛과의 중심거리가 최소가 되도록 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 웨이브 가이드는 상기 정렬된 스피커 유닛 각각에서 출력되는 소리에 방향성을 부여하여 서로 중첩되도록 하는 소정의 형상으로 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 웨이브 가이드는 상기 소리 출력 장치에서 출력되는 소리가 통과하는 상기 파이프의 내부 공간에 대한 간격을 변화시킬 수 있다.
일 실시예에서, 상기 웨이브 가이드는 첨단이 상기 파이프의 중심에 위치하는 원뿔 형태로 형성되는 상부; 및 반구 형태로 형성되는 하부;를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 초지향성 스피커는 종래의 피에조 스피커를 개량하여 스피커 유닛을 구성함으로써, 초지향성 스피커의 부피를 대폭 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 초지향성 스피커는 각 스피커 유닛에서 출력되는 소리에 방향성을 부여하는 방법을 통해, 각 스피커 유닛에서 출력되는 소리가 진행하면서 서로 단계적으로 중첩되도록 함으로써, 소리가 지속적으로 일정량 이상의 데시벨을 유지하도록 하고, 동시에 먼 거리까지 하울링(Howling) 현상 없이 명확하게 전달되도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소리 출력 장치(210)의 구성을 설명하기 위한 내부 투영도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 소리 출력 장치(210)의 단면을 도시한 도면이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스피커 유닛(200)의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 스피커 유닛(200)의 배치 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 초지향성 스피커(100)를 통한 소리 중첩 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 초지향성 스피커(100)를 통해 출력되는 소리의 전달 효과를 나타낸 그래프이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 초지향성 스피커는 적어도 하나의 스피커 유닛으로 구성되고, 상기 스피커 유닛은 외부에서 입력되는 신호와 대응하는 소리를 출력하는 소리 출력 장치; 상기 소리 출력 장치와 결합되며, 상기 소리 출력 장치에 서 출력되는 소리를 외부로 출력하는 파이프; 및 상기 파이프의 내부에 구성되며, 상기 소리 출력 장치에서 출력되는 소리를 기 정의된 방향성을 가지도록 안내하는 웨이브 가이드;를 포함할 수 있다.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 초지향성 스피커(100)는 적어도 하나의 스피커유닛(200)으로 구성될 수 있으며, 스피커 유닛(200)은 소리 출력 장치(210), 파이프(220) 및 웨이브 가이드(230)를 포함하여 구성될 수 있다.
스피커 유닛(200)은 스피커에서 출력되는 소리를 지향된 특정 방향에 대해서 일반적인 스피커 보다 더 멀리 그리고 명확하게 전달 가능한 본 발명의 초지향성 스피커(100)를 구성하는 단위 스피커 장치를 의미할 수 있으며, 일 실시예에 따라서, 복수 개로 구성될 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스피커 유닛(200)의 형태를 살펴볼 수 있다. 도 5는 스피커 유닛(200) 하나의 단면 구성을 도시하고 있고, 도 6은 이러한 스피커 유닛(200)이 복수 개로 구성되어 초지향성 스피커(100)를 구성한 실시예를 도시하고 있다. 도 6의 실시예에 따르면, 스피커 유닛(200) 각각에서 출력되는 소리는 서로 중첩될 수 있으며, 이에 따라 상술한 초지향성 스피커(100)를 구성할 수 있게 된다. 또한, 스피커 유닛(200)의 구성 및 스피커 유닛(200)의 배치를 통해 초지향성 스피커(100)를 구성하는 자세한 방법에 대해서는 후술하기로 한다.
일 실시예에서, 스피커 유닛(200)이 복수 개로 구성되는 경우, 각 스피커 유닛(200)이 서로 인접하여 기 정의된 배치 구조로 정렬될 수 있다.
이와 관련하여, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 스피커 유닛(200)의 배치 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도 6에서는, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라서 8x8의 형태로 총 64개의 스피커 유닛(200)을 사용하여 배치하였으며, 각 스피커 유닛(200)에서 출력되는 소리를 중첩시키기 위해 서로 인접하도록 배치하였다. 그러나 복수 개로 구성되는 스피커 유닛(200)의 배치 구조는 도 6의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 그 필요성이나 목적에 따라 4x4, 5x10 등의 배치 구조로 스피커 유닛(200)이 정렬될 수 있다.
일 실시예에서, 각 스피커 유닛(200)은 인접한 다른 스피커 유닛(200)과의 중심 거리가 최소가 되도록 배치될 수 있다. 도 6을 참조하면, 각각의 스피커 유닛(200)은 서로 간의 중심 거리가 최소가 되도록 배치되었다. 도 6의 실시예에서는, 각 스피커 유닛(200)이 원통형으로 구성된 경우에서 인접한 다른 스피커 유닛(200)과의 중심 거리가 최소가 되도록 배치된 모습을 나타내고 있으나, 본 발명의 스피커 유닛(200)의 외형(후술되는 파이프(220)를 의미할 수 있음)이 이에 한정되는 것은 아니며, 사각 또는 육각의 기둥 형태를 포함하는 다양한 형태로 형성될 수 있다.
소리 출력 장치(210)는 스피커 유닛(200)를 구성하는 요소 중 하나이며, 스피커 유닛(200)으로부터 출력되는 소리를 발생시킬 수 있는 장치이다.
이와 관련하여, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소리 출력 장치(210)의 구성을 설명하기 위한 내부 투영도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 소리출력 장치(210)의 단면을 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2를 살펴보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 소리 출력 장치(210) 는 진동 플레이트(211), 압전 플레이트(212), 도선(213), 단자(214), 필름(215), 소리 출력 홀(216) 및 하우징(217)을 포함하여 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 소리 출력 장치(210)는 외부에서 입력되는 신호와 대응하는 소리를 출력할 수 있다. 도 1을 참조하면, 소리 출력 장치(210)는 하우징(217)의 일측에 구비된 단자(214)를 통해 소리를 출력하기 위한 신호를 입력 받을 수 있다.
일 실시예에서, 소리 출력 장치(210)는 진동 플레이트(211)의 진동에 의해 소리를 출력할 수 있다. 하우징(217)의 일측에 형성되는 단자(214)를 통해 외부에서 입력된 신호는 도선(213)을 통해 진동 플레이트(211)에 전달될 수 있다. 여기에서, 진동 플레이트(211)는 금속성 소재와 같은 도전성 물질로 구성됨으로써, 도선(213)을 통해 전달되는 신호를 압전 플레이트(212)에 전달하는 역할을 수행할 수 있다. 압전 플레이트(212)는 역 압전 효과를 발생시키기 위한 구성으로서, 이를 위해 수정 또는 로셀염 등의 물질로 구성될 수 있으며, 진동 플레이트(211)에 부착되어 서로 연결됨으로써, 신호를 전달 받을 수 있다. 압전 플레이트(212)는 진동 플레이트(211)로부터 전달 받은 전기적 신호에 기초하여 수축 및 팽창을 포함하는 물리적 변형을 일으킬 수 있고, 압전 플레이트(212)에서 발생하는 물리적 변형에 의해 진동 플레이트(211)가 진동하게 됨으로써, 스피커 유닛(200)으로부터 출력될 수 있는 소리가 발생하게 된다.
일 실시예에서, 소리 출력 장치(210)는 진동 플레이트(211)의 양면에 압전 플레이트(212)가 부착되어 형성될 수 있다. 도 2의 실시예에 따르면, 진동 플레이 트(211)의 양면에 부착된 압전 플레이트(212)를 확인할 수 있다. 종래의 피에조(Piezo) 스피커는 진동 플레이트(211)에 하나의 압전 플레이트(212)가 부착되는 구성을 나타내지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 소리 출력 장치(210)는 진동 플레이트(211) 양면에 압전 플레이트(212)가 부착되어 구성됨으로써 스피커로서의 기능이 증대되었으며, 이러한 개량형 피에조 스피커를 포함하는 스피커 유닛(200)을 통해 초지향성 스피커(100)를 구성할 수 있도록 하였다.
일 실시예에서, 진동 플레이트(211)에서 발생하는 소리는 필름(215)에 의해 소리 출력 홀(216) 방향으로 진행될 수 있다. 필름(215)은 얇은 막으로 구성될 수 있으며, 진동 플레이트(211)의 하단에 부착된 압전 플레이트(212)와 연결됨으로써, 발생하는 소리가 특정한 방향으로 모아져 진행되도록 할 수 있다. 도 1의 실시예를 참조하면, 소리 출력 홀(216)은 하우징의 일면에 형성될 수 있으며, 필름(215)에 의해 모아져 진행되는 소리를 하우징(217) 바깥으로 내보내는 역할을 할 수 있다. 정리하면, 진동 플레이트(211)를 통해 발생하는 소리는 필름(215)에 의해 안내되고, 소리 출력 홀(216)을 통해 하우징(217) 바깥으로 출력될 수 있다.
또한, 도 1 및 도 2에 도시된 소리 출력 장치(210)는 본 발명의 바람직한 실 시예에 따라 구성되었지만, 그 구성요소들이 도 1 및 도 2에 도시된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 일부 구성요소가 부가, 변경 또는 삭제될 수 있다.
파이프(220)는 소리 출력 장치(210)와 결합되며, 소리 출력 장치(210)에서 출력되는 소리를 외부로 출력할 수 있다.
이와 관련하여, 도 3 내지 도 5를 살펴보면, 소리 출력 장치(210)와 결합되어 연결될 수 있는 파이프(220)에 대한 실시예를 확인할 수 있다.
일 실시예에서, 도 5를 참조하면, 소리 출력 장치(210)에서 출력되는 소리는 소리 출력 장치(210)와 결합된 파이프(220)의 내부를 통과하여 진행할 수 있다. 파이프(220)는 소리 출력 장치(210)에서 출력되는 소리를 파이프(220)가 지향하는 방향으로 진행되도록 하는 역할을 할 수 있다. 이에 따라서, 각 스피커 유닛(200)이 포함하는 파이프(220)의 구성을 통해서 본 발명의 초지향성 스피커(100)가 지향하는 방향으로 소리가 진행할 수 있다.
웨이브 가이드(230)는 파이프(220)의 내부에 구성되며, 소리 출력 장치(210)에서 출력되는 소리를 기 정의된 방향성을 가지도록 안내할 수 있다.
이와 관련하여, 도 3 내지 도 5를 살펴보면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 파이프(220)의 내부에 구성되는 웨이브 가이드(230)의 형태를 확인할 수 있다.
일 실시예에서, 웨이브 가이드(230)는 스피커 유닛(200) 각각에서 출력되는 소리에 방향성을 부여하여 서로 중첩되도록 하는 소정의 형상으로 형성될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예로서 미리 언급된 스피커 유닛(200)이 복수 개로 구성되어 기정의된 배치 구조로 정렬되는 경우, 웨이브 가이드(230)의 구성이 부재한 상태에서는 스피커 유닛(200)에서 출력되는 소리가 직진만 하게 되어 서로 중첩이 어려울 수 있다. 따라서, 소리가 직진 성분 외에 다른 방향으로 진행하는 성분을 가지도록 할 필요가 있다. 이에 따라서, 웨이브 가이드(230)는 소리 출력 장치(210)에서 출력되는 소리가 파이프(220) 내부를 통과하는 과정에서 기정의된 방향성을 갖도록 하는 역할을 할 수 있다. 또한, 웨이브 가이드(230)의 형태가 도 3 내지 도 5에 나타나는 실시예에 한정되는 것은 아니며, 초지향성 스피커(100)가 목표로 하는 소리의 중첩 효과를 달성하기 위해 다른 형태로 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 웨이브 가이드(230)는 소리 출력 장치(210)에서 출력되는 소 리가 통과하는 파이프(220)의 내부 공간에 대한 간격을 변화시킬 수 있다. 앞서 서술했듯이, 웨이브 가이드(230)의 형태는 초지향성 스피커(100)가 목표로 하는 소리의 중첩 효과를 달성하기 위해 얼마든지 변형될 수 있으며, 이에 따라서 소리 출력 장치(210)에서 출력되는 소리가 통과하는 파이프(220) 내부의 공간을 변화시키는 방법을 통해 소리에 방향성을 부여할 수 있다.
일 실시예에서, 웨이브 가이드(230)는 첨단이 파이프(220)의 중심에 위치하는 원뿔 형태로 형성되는 상부(231) 및 반구 형태로 형성되는 하부(232)를 포함하여 구성될 수 있다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라서 구성된 웨이브 가이드(230)의 형태가 도시되어 있다. 웨이브 가이드(230)의 상부(231)는 원뿔 형태로 형성될 수 있으며, 그 첨단이 파이프(220) 내부 또는 파이프(220)의 끝 부분과 일직선 상에 놓이도록 위치할 수 있다. 웨이브 가이드(230)는 상부(231)의 첨단에서 하부(232) 측으로 진행하면서 그 폭(두께)이 넓어져 일정 폭이 되면 더 이상 넓어지지 않을 수 있다. 웨이브 가이드(230)의 상부(231) 및 하부(232) 사이에는 파이프(220)의 내부에서 고정되기 위한 연결 지점이 구성될 수 있다. 웨이브 가이드(230)의 하부(232)는 소리 출력 장치(210)으로부터 출력되는 소리가 처음 부딪히게 되는 부분으로서, 소리가 진행하는데 발생하는 저항을 줄이기 구 형태로 형성될 수 있다. 결과적으로, 웨이브 가이드(230)를 측면에서 살펴보면, 하부(232)측이 곡선 형태로 형성되고, 상부(231) 측의 끝으로 진행될수록 얇아져 뾰족한 형태로 형성되는 유선형으로 형성될 수 있다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 초지향성 스피커(100)를 통한 소리 중첩 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7 및 도 8을 살펴보면, 8개의 스피커 유닛(200)으로 구성된 초지향성 스피커(100)의 예가 나타나 있다. 각 스피커 유닛(200)에서 출력되는 소리의 최초 데시벨(dB)이 125dB인 경우, 소리의 진행 방향에 따라서 1단계 중첩되는 경우 128dB가 될 수 있으며, 같은 방법의 단계적 중첩을 통해 5단계 중첩되는 경우 140dB까지 도달할 수 있다. 이러한 소리의 단계적 중첩은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이브 가이드(230)에 의해 소리 출력 장치(210)에서 출력되는 소리가 안내되어 방향성을 갖게 됨에 따라 발생할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 초지향성 스피커(100)를 통해 출력되는 소리의 전달 효과를 나타낸 그래프이며, 각 지점에서 의 데시벨(dB) 측정 결과가 표시되어 있다.
보다 구체적으로, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라서, 진동 플레이트(211)의 양면에 압전 플레이트(212)를 부착하여 소리 출력 장치(210)를 구성하고, 이러한 소리 출력 장치(210)와 상술한 파이프(220) 및 웨이브 가이드(230)를 포함하도록 스피커 유닛(200)을 구성한 후에, 이러한 스피커 유닛(200)을 상술한 8x8의 배치 구조로 정렬하여 실험한 결과에 대한 데이터를 나타내는 그래프이다.
도 9를 살펴보면, 도 7 및 도 8의 실시예를 통해 알아본 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 초지향성 스피커(100)는 각 스피커 유닛(200)에서 출력되는 소리를 서로 단계적으로 중첩시키며, 이를 통해서 초지향성 스피커(100)가 지향하는 방향(도 9의 y 방향)으로 진행하는 소리에 대해서는 지속적으로 높은 데시벨(dB)을 유지시키는 것이 가능함을 알 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 초지향성 스피커는 원거리로 소리를 명확하게 전달할 수 있는 스피커로 이용가능하다.

Claims (10)

  1. 적어도 하나의 스피커 유닛으로 구성되는 초지향성 스피커에 있어서,
    상기 스피커 유닛은,
    외부에서 입력되는 신호와 대응하는 소리를 출력하는 소리 출력 장치;
    상기 소리 출력 장치와 결합되며, 상기 소리 출력 장치에서 출력되는 소리를 외부로 출력하는 파이프; 및
    상기 파이프의 내부에 구성되며, 상기 소리 출력 장치에서 출력되는 소리를 기 정의된 방향성을 가지도록 안내하는 웨이브 가이드;를 포함하는, 초지향성 스피커.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 소리 출력 장치는,
    진동 플레이트의 진동에 의해 소리를 출력하는 것을 특징으로 하는, 초지향성 스피커.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 소리 출력 장치는,
    상기 진동 플레이트의 양면에 압전 플레이트가 부착되어 형성되는 것을 특징으로 하는, 초지향성 스피커.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 스피커 유닛은,
    복수 개로 구성되는 것을 특징으로 하는, 초지향성 스피커.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 초지향성 스피커는,
    상기 복수의 스피커 유닛 각각에서 출력되는 소리가 진행 방향을 따라 진행하면서 단계적으로 중첩되도록 하는 것을 특징으로 하는, 초지향성 스피커.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 스피커 유닛은,
    서로 인접하여 기 정의된 배치 구조로 정렬되는 것을 특징으로 하는, 초지향성 스피커.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 스피커 유닛은,
    인접한 다른 상기 스피커 유닛과의 중심 거리가 최소가 되도록 배치되는 것을 특징으로 하는, 초지향성 스피커.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 웨이브 가이드는,
    상기 정렬된 스피커 유닛 각각에서 출력되는 소리에 방향성을 부여하여 서로 중첩되도록 하는 소정의 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 초지향성 스피커.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 웨이브 가이드는,
    상기 소리 출력 장치에서 출력되는 소리가 통과하는 상기 파이프의 내부 공간에 대한 간격을 변화시키는 것을 특징으로 하는, 초지향성 스피커.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 웨이브 가이드는,
    첨단이 상기 파이프의 중심에 위치하는 원뿔 형태로 형성되는 상부; 및
    반구 형태로 형성되는 하부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는, 초지향성 스피커.
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