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KR102564275B1 - 스피커 및 이를 구비한 전자장치 - Google Patents

스피커 및 이를 구비한 전자장치 Download PDF

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KR102564275B1
KR102564275B1 KR1020180163078A KR20180163078A KR102564275B1 KR 102564275 B1 KR102564275 B1 KR 102564275B1 KR 1020180163078 A KR1020180163078 A KR 1020180163078A KR 20180163078 A KR20180163078 A KR 20180163078A KR 102564275 B1 KR102564275 B1 KR 102564275B1
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Abstract

슬롯형 동축 스피커를 가진 전자장치가 개시된다. 전자장치는 음향신호를 처리하는 음향처리부 및 음향신호에 따라 음향을 출력하는 스피커를 포함한다. 상기 스피커는, 제1드라이버유닛, 제1드라이버유닛보다 높은 주파수대역을 출력하는 제2드라이버유닛 및 제1드라이버유닛과 제2드라이버유닛을 수용하는 유닛챔버와 유닛챔버로부터 두께 방향으로 인접하는 음향방출통로를 가진 평판상의 인클로저를 포함한다. 음향방출통로는 제1드라이버유닛을 사이에 두고 제1드라이버유닛과 제2드라이버유닛의 배열방향을 따라 연장하는 제1음향방출통로 및 제1음향방출통로 내에서 제2드라이버유닛을 사이에 두고 제1드라이버유닛과 제2드라이버유닛의 배열방향을 따라 연장하는 제2음향방출통로를 포함한다. 본 발명에 의하면, 슬롯형 동축 스피커에서 고주파 음향의 수평지향성을 향상시켜 음질을 개선할 수 있다.

Description

스피커 및 이를 구비한 전자장치 {SPEAKER AND ELECTRONIC APPARATUS HAVING THE SAME}
본 발명은 멀티 웨이(multi way) 스피커 및 이를 구비한 전자장치에 관한 것이다.
최근 스피커가 포함된 전자기기(TV, 스마트폰 등)의 슬림(slim) 또는 베젤리스(bezel-less) 디자인, 공간과 어울리는 음향기기의 디자인 그리고 casual listening, ambient mode 등과 같은 청취 스타일의 변화는 스피커 디자인에 큰 변화를 가져왔다. 그 중에서 가장 두드러진 변화는 드라이버유닛의 전면에 음향방출통로로서 슬롯(slot)을 형성한 슬롯 타입 스피커를 구성하고, 전자장치, 예를 들어 TV의 슬림화에 따라 스피커를 TV의 패널 뒤쪽에 배치하고 음향을 TV의 하방으로 방출하도록 설계한 것이다.
Hi-Fi 음질 확보를 위해서는 서로 다른 주파수 재생 대역을 가진 복수의 드라이버 유닛을 채용한 멀티웨이 스피커가 채택되고 있다. 그러나 슬림 또는 베젤리스 디자인 등에 멀티 웨이 드라이버유닛을 구성하기 위해서는 드라이버유닛들을 가로 방향 배치를 적용할 수 밖에 없기 때문에 수평방향으로 이상적인 스피커 지향성 확보가 어려워 스위트 스폿(Sweet Spot) 문제가 발생한다.
실제 동축 구성은 아니지만 특정 방향에 대해서 동축 효과를 나타낼 수 있는 가상 동축 기술로서 2개의 미드우퍼 사이에 트위터를 매우 가까이 배치함으로써 배치방향과 수직한 방향으로 음파의 시간축을 일치시켜 음상 정위감와 고역 선명도 등을 개선시키는 MTM(Midwoofer-Tweeter-Midwoofer) 기술이 있다. 이 기술은 실질적으로는 미드 주파수 대역에서 지향성의 문제가 발생할 수 있으며, 드라이버유닛의 수가 많아 큰 공간이 필요하기 때문에 여전히 슬림이나 베젤리스 디자인에 적용할 수 없다.
TV나 스마트폰의 슬림화 또는 베젤리스에 디자인에 적용하기 적합한 스피커로서 복수의 드라이버유닛에서 발생한 음파의 경로를 일원화하여 단일 토출구로 구성하는 슬롯 스피커가 있다. 이러한 슬롯 스피커는 TV나 스마트폰의 슬림화 또는 베젤리스에 디자인에 적용하기 위한 것으로 스위트 스폿을 위한 동축 배열의 멀티 웨이 드라이버유닛으로 구현된 바 없었다. 만일, 종래의 슬롯 스피커에 스위트 스폿을 위한 동축 배열의 멀티 웨이 드라이버유닛을 배치하더라도 단일의 넓은 토출구를 통해 고주파 음향을 방출함에 따른 지향성 저하 문제를 초래할 수밖에 없다.
이에 본 발명은, 고주파 음향의 수평지향성을 개선할 수 있는 슬롯형 멀티웨이 동축 스피커 및 이를 구비한 전자장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1실시예에 따른 전자장치는 음향신호를 처리하는 음향처리부 및 상기 음향신호에 따라 음향을 출력하는 스피커를 포함한다. 상기 스피커는 제1드라이버유닛, 상기 제1드라이버유닛보다 높은 주파수대역을 출력하는 제2드라이버유닛, 및 상기 제1드라이버유닛과 상기 제2드라이버유닛을 수용하는 유닛챔버와 상기 유닛챔버에 인접하는 음향방출통로를 가진 평판상의 인클로저를 포함한다. 상기 음향방출통로는 상기 제1드라이버유닛을 사이에 두고 상기 제1드라이버유닛과 상기 제2드라이버유닛의 배열방향을 따라 연장하는 제1음향방출통로 및 상기 제1음향방출통로 내에서 상기 제2드라이버유닛을 사이에 두고 상기 제1드라이버유닛과 상기 제2드라이버유닛의 배열방향을 따라 연장하는 제2음향방출통로를 포함한다. 본 발명의 전자장치에 적용되는 슬롯형 동축 스피커는 고주파 음향의 수평 지향성을 향상시켜 음질을 높일 수 있다.
상기 제2음향방출통로는 상기 제1음향방출통로의 연장방향을 따라 동축으로 마련됨으로써 고주파 음향의 수평 지향성을 향상시켜 음질을 높일 수 있다.
상기 제2음향방출통로는 상기 제2드라이버유닛을 지나 커버하도록 마련됨으로써 제2음향방출통로로 고주파음향의 누설을 방지할 수 있다.
상기 스피커는 상기 유닛챔버에 수용되고, 상기 음향방출통로를 향해 상기 제2드라이버유닛보다 높은 주파수의 음향을 출력하는 제3드라이버유닛 및 상기 제2음향방출통로는 내에 마련되며, 상기 제3드라이버유닛을 사이에 두고 상기 제2음향방출통로의 연장방향을 따라 연장하는 제3음향방출통로를 포함함으로써 더욱 향상된 음질을 제공할 수 있다.
상기 유닛챔버는 상기 음향방출통로를 사이에 두고 마련된 제1유닛챔버와 제2유닛챔버를 포함하며, 상기 제1드라이버유닛은 상기 제1유닛챔버에 수용되어 상기 제1음향방출통로에 음향을 출력하고, 상기 제2드라이버유닛은 상기 제2유닛챔버에 수용되어 상기 제2음향방출통로에 음향을 출력하도록 할 수 있다.
상기 제2음향방출통로는 상기 제2드라이버유닛의 직경과 같은 폭을 갖도록 함으로써 불필요한 고주파 음향의 반사를 방지할 수 있다.
상기 제2음향방출통로의 폭은 상기 제1드라이버유닛의 최고 출력 주파수 파장의 1/4 이하로 함으로써 제1드라이버유닛의 방출 음향이 제2음향방출통로에 의해 간섭되지 않도록 할 수 있다.
상기 제1음향방출통로는 상기 제1드라이버유닛을 지나도록 연장하여 형성된 후방통로를 포함함으로써 불필요한 음향 반사에 의한 음질 저하를 방지할 수 있다.
상기 후방통로는 적어도 하나의 흡음재를 포함함으로써 후방으로 방출되는 음향을 흡수하도록 할 수 있다.
상기 흡음재는 상기 후방통로가 기밀되도록 마련될 수 있다.
상기 후방통로는 굴곡되도록 마련될 수 있다.
상기 전자장치는 디스플레이를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 전자장치가 제공된다. 전자장치는 음향신호를 처리하는 음향처리부 및 상기 음향신호에 따라 음향을 출력하는 스피커를 포함한다. 상기 스피커는 제1드라이버유닛, 상기 제1드라이버유닛보다 높은 주파수대역을 출력하는 제2드라이버유닛, 및 상기 제1드라이버유닛을 수용하는 제1유닛챔버, 상기 제2드라이버유닛을 수용하는 제2유닛챔버, 상기 제1드라이버유닛이 출력한 음향을 방출하는 제1음향방출통로, 및 상기 제1음향방출통로에 인접하게 배치되고 상기 제2드라이버유닛이 출력한 음향을 방출하는 제2음향방출통로를 가진 평판상의 인클로저를 포함한다. 상기 제1음향방출통로는 상기 제1유닛챔버와 상기 제2음향배출통로 사이에 상기 제1드라이버유닛을 사이에 두고 연장하며, 상기 제2음향방출통로는 상기 제1음향배출통로와 상기 제2유닛챔버 사이에 상기 제2드라이버유닛을 사이에 두고 연장한다.
상기 제1음향방출통로와 상기 제2음향방출통로의 단축 길이는 제2드라이버유닛의 최고 출력 주파수 파장의 1/2로 함으로써 음질을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 음향을 출력하는 스피커가 제공된다. 스피커는 제1드라이버유닛, 상기 제1드라이버유닛보다 높은 주파수대역을 출력하는 제2드라이버유닛 및 상기 제1드라이버유닛과 상기 제2드라이버유닛을 수용하는 유닛챔버와 상기 유닛챔버에 인접하는 음향방출통로를 가진 평판상의 인클로저를 포함한다. 상기 음향방출통로는 상기 제1드라이버유닛을 사이에 두고 상기 제1드라이버유닛과 상기 제2드라이버유닛의 배열방향을 따라 연장하는 제1음향방출통로 및 상기 제1음향방출통로 내에서 상기 제2드라이버유닛을 사이에 두고 상기 제1드라이버유닛과 상기 제2드라이버유닛의 배열방향을 따라 연장하는 제2음향방출통로를 포함한다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 고주파 음향의 수평지향성을 향상시켜 스위트 스폿을 구현할 수 있는 슬롯형 동축 스피커와 이를 구비한 전자장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 전자장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 전자장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 스피커를 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 스피커를 분해하여 나타낸 사시도이다.
도 5는 도 3에서 통로커버를 제거한 스피커를 나타낸 도면이다.
도 6은 도 3의 A-A선을 따라 절단한 부분단면도이다.
도 7은 도 3의 B-B선을 따라 절단한 부분단면도이다.
도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 스피커에서 제2드라이버유닛의 고주파 지향성을 나타낸 그래프이다.
도 9는 본 발명의 제1실시예에 따른 스피커에서 제2음향방출통로 유무에 따른 고주파 지향성을 비교하여 측정한 사진이다.
도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 스피커를 나타내는 도면이다.
도 11 내지 13은 본 발명의 제3실시예에 따른 스피커를 나타내는 도면이다.
도 14 내지 16은 본 발명의 제4실시예에 따른 스피커를 나타내는 도면이다.
도 17 내지 19는 본 발명의 제5실시예에 따른 스피커를 나타내는 도면이다.
이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 참조번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 구성요소를 지칭하며, 도면에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의를 위해 과장되어 있을 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 이하의 실시예에 설명된 구성 또는 작용으로만 한정되지는 않는다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
본 발명의 실시예에서, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용되며, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 본 발명의 실시예에서, '구성되다', '포함하다', '가지다' 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명의 실시예에서 '상부', '하부', '좌측', '우측', '내측', '외측', '내면', '외면', '전방', '후방' 등의 용어는 도면을 기준으로 정의한 것이며, 이에 의해 각 구성요소의 형상이나 위치가 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시예에서, 복수의 요소 중 적어도 하나(at least one)는, 복수의 요소 전부뿐만 아니라, 복수의 요소 중 나머지를 배제한 각 하나 혹은 이들의 조합 모두를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 전자장치(100)를 도시한다. 전자장치(100)는 베젤(102)로 둘러싸인 디스플레이(110), 및 음향을 방출하는 스피커(200)를 포함한다. 전자장치(100)는 도 1과 같이 디스플레이장치, 예컨대, TV, 스마트폰, 노트북, 태블릿 등으로 구현될 수 있다. 그러나 본 발명의 제1실시예에 따른 전자장치(100)는 디스플레이장치에 한정되지 않고, 예를 들어 인공지능 스피커 등과 같이, 스피커를 구비하여 음향을 출력할 수 있는 장치라면 무엇이든 가능하다.
도 2는 발명의 제1실시예에 따른 전자장치(100)의 구성을 나타내는 블록도이다. 전자장치(100)는 영상을 표시하는 디스플레이(110), 영상처리부(120), 음향처리부(130), 및 스피커(200)를 포함한다.
디스플레이(110)는 영상처리부(120)로부터 신호 처리된 영상신호에 기초하여 영상을 표시한다. 디스플레이(110)의 구현 방식은 한정되지 않는 바, 액정(liquid crystal), 플라즈마(plasma), 발광 다이오드(light-emitting diode), 유기발광 다이오드(organic light-emitting diode), 면전도 전자총(surface-conduction electron-emitter), 탄소 나노 튜브(carbon nano-tube), 나노 크리스탈(nano-crystal) 등의 다양한 디스플레이 패널로 구현될 수 있다. 디스플레이(110)는 구현 방식에 따라서 부가적인 구성을 추가적으로 포함할 수 있다. 예를 들면, 디스플레이(110)는 액정 방식인 경우, 광을 공급하는 백라이트 유닛(미도시)과, 표시패널(미도시)을 구동시키는 패널구동기판(미도시)을 포함할 수 있다.
영상처리부(120)는 외부의 영상공급원으로부터 수신된 혹은 저장된 영상신호에 대해 기 설정된 다양한 신호처리과정을 수행한다. 영상처리부(120)는 처리된 영상신호를 디스플레이부(110)에 출력함으로써, 디스플레이부(110)에 해당 영상신호에 기초하는 영상이 표시되게 한다.
영상처리부(120)가 수행하는 신호처리의 종류는 한정되지 않는 바, 예를 들면 소정 신호를 각 특성 별 신호로 분배하는 디멀티플렉싱(de-multiplexing), 영상신호의 영상 포맷에 대응하는 디코딩(decoding), 인터레이스(interlace) 방식의 영상신호를 프로그레시브(progressive) 방식으로 변환하는 디인터레이싱(de-interlacing), 영상신호를 기 설정된 해상도로 조정하는 스케일링(scaling), 영상 화질 개선을 위한 노이즈 감소(noise reduction), 디테일 강화(detail enhancement), 프레임 리프레시 레이트(frame refresh rate) 변환 등을 포함할 수 있다.
영상처리부(120)는 상기 프로세스를 수행하기 위한 다양한 칩셋(미도시), 메모리(미도시), 전자부품(미도시), 배선(미도시) 등의 회로 구성이 인쇄회로기판(미도시) 상에 실장된 영상처리보드(미도시)로 구현된다.
음향처리부(130)는 음향공급원으로부터 수신된 혹은 저장된 음향신호를 처리할 수 있다. 이와 같이 처리된 음향신호는 스피커(200)를 통해 음향으로 출력된다. 음향처리부(130)는 처리할 음향신호의 압축해제, 필터링, 및 신호증폭 처리할 수 있다. 음향처리부(130)는 필터링을 통하여 원하지 않는 음을 제거해 줄 수 있는 프리 필터(Pre-Filter) 및 증폭 후 고음(Treble), 중음(Mid-Range), 저음(Bass)을 담당하는 각 스피커 별로 음을 분리해 주는 액티브 필터(Active Filter)를 포함할 수 있다.
스피커(200)는 음향처리부(130)에서 처리된 음향신호에 따라 음향을 출력한다. 이하 본 발명의 제1실시예에 따른 스피커(200)에 대해 상세히 설명한다.
본 발명의 제1실시예에 따른 스피커(200)는 예를 들면 베젤리스 또는 슬림형 평면 TV에 적합한, 이른바 슬롯형 스피커이다. 여기서 슬롯형 스피커란 음향이 출력되는 개구부의 단면적이 스피커 진동판의 단면적보다 작게 설계된 스피커를 칭한다. 도 1의 스피커(200)는 전자장치(100)의 하부에 마련되어 음향 출력 방향도 전자장치(100)의 아래를 향하도록 마련되어 있으나, 전자장치(100) 내에서 스피커(200)가 마련되는 위치 및 스피커(200)의 음향출력 방향이 이에 한정되는 것은 아니다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 슬롯형 동축 스피커(200)의 사시도이다. 본 발명의 제1실시예에 따른 스피커(200)는 판상의 인클로저(210)를 포함한다.
인클로저(210)는 판상으로 유닛수용부(220), 통로형성부(230), 및 통로커버(240)를 포함한다. 인클로저(210)는 일 측면에 음향을 토출하는 토출구(211)를 가진다. 인클로저(210)의 형상 및 재질은 특별히 한정되지 않는다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 스피커(200)를 분해하여 나타낸 분해사시도이다. 스피커(200)는 판상의 인클로저(210) 및 인클로저(210)의 내부에 수용된 제1 및 제2드라이버유닛(250, 260)을 포함한다.
인클로저(210)는 유닛수용부(220), 통로형성부(230), 및 통로커버(240)를 포함한다.
도시한 바와 같이, 유닛수용부(220)는 판상으로 통로형성부(230)의 하방에 마련되며, 제1 및 제2드라이버유닛(250, 260)의 후방을 수용하는 공간을 가진 유닛챔버(222)를 포함한다.
통로형성부(230)는 판상으로 제1 및 제2드라이버유닛(250, 260)가 마련되며, 소정의 깊이와 폭으로 연장하면서 함몰된 음향방출통로(232)를 포함한다. 음향방출통로(232)는 바닥에 제1 및 제2드라이버유닛(250, 260)이 연장방향으로 나란히 설치된다. 음향방출통로(232)는 직선으로 연장하다가 일측으로 굴곡된 형상을 가진다. 음향방출통로(232)는 이러한 굴곡된 형상으로 한정되지 않으며, 다양한 형상으로 설계될 수 있다. 음향방출통로(232)는 바닥에 후방이 유닛챔버(222)에 수용된 상태의 제1 및 제2드라이버유닛(250, 260) 전면이 노출되도록 설치된다.
음향방출통로(232)는 제1드라이버유닛(250)을 사이에 두고 제1드라이버유닛(250)과 제2드라이버유닛(260)의 배열방향을 따라 연장하는 제1음향방출통로(234) 및 제1음향방출통로(234) 내에서 제2드라이버유닛(260)을 사이에 두고 제1음향방출통로(234)의 연장방향을 따라 연장하는 제2음향방출통로(236)을 포함한다. 제2음향방출통로(236)는 제1음향방출통로(234)에 동축으로 마련된다. 제1음향방출통로(234)는 후방으로 제1드라이버유닛(250)을 지나 소정 폭의 소정 깊이로 연장하는 후방통로(238)를 포함한다. 후방통로(238)는 왼쪽으로 굴곡되어 연장한다. 후방통로(238)는 제1드라이버유닛(250)의 후방으로 방출되는 음향을 흡수하는 흡음재(239)를 포함한다. 흡음재(239)는 후방통로 전체를 완전히 밀폐하도록 배치될 수 있다. 흡음재(239)는 제1드라이버유닛(250)의 후방으로 방출되는 음향이 반사되어 전방으로 방출되는 것을 방지할 수 있다.
통로커버(240)는 제1드라이버유닛(250)과 제2드라이버유닛(260)가 장착된 통로형성부(230)의 음향방출통로(232)를 커버한다.
제1드라이버유닛(250)은 입력되는 음향신호에 따라 소정 주파수, 예를 들면 200~1,000Hz 주파수 대역의 음향을 출력한다. 제1드라이버유닛(250)은 인클로저(210)의 내부에 또는 인클로저(210)를 따라 마련될 수 있다.
제2드라이버유닛(260)은 입력되는 음향신호에 따라 소정 주파수, 예를 들면 1,000~20,000Hz 주파수 대역의 음향을 출력한다. 제2드라이버유닛(260)은 음향방출통로(232)의 연장방향을 따라 제1드라이버유닛(250)과 동축으로 배열된다.
인클로저(200)는 도 4와 같이 유닛수용부(220), 통로형성부(230), 및 통로커버(240)로 한정되지 않으며, 유닛챔버(222)와 음향방출통로(232)를 가진 형태라면 어느 것이든 적용 가능하다.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 스피커(200)에서 통로커버(240)를 제거한 후에 제1 및 제2드라이버유닛(250,260)를 평면에서 본 도면이고, 도 6은 도 3의 A-A선을 따라 절단한 부분단면도이고, 도 7은 도 3의 B-B선을 따라 절단한 부분단면도이다.
도 5 내지 7를 참조하면, 인클로저(210)는 서로 인접하여 위치한 유닛챔버(222)와 음향방출통로(232)를 포함한다.
제1 및 제2드라이버유닛(250,260)는 음향방출통로(232)를 따라 나란히 동축으로 배열된다. 제1 및 제2드라이버유닛(250,260)는 각각 유닛챔버(222)와 음향방출통로(232) 사이를 구획하는 바닥(231)에 설치된다. 제1 및 제2드라이버유닛(250,260)는 각각 후방이 유닛챔버(222)를 향하고 전방이 음향방출통로(232)를 향하도록 배치되어 출력되는 음향이 음향방출통로(232)를 향한다. 이와 같이 출력된 음향은 측면의 토출구(211)를 통해 외부로 방출된다.
제1드라이버유닛(250)은 예를 들면 미드 우퍼(mid woofer)에 상응하는 주파수 대역(200~1,000Hz)의 음향을 재생한다. 제1드라이버유닛(250)은 음향방출통로(232)에 노출되는 진동판(252)과 보이스코일(254)를 포함한다. 진동판(252)은 나팔모양으로 얇고 가벼운 재료로 이루어지고 음향 주파수에 연통하는 보이스코일(254)의 진동에 상응하여 진동됨으로써 음압을 생성한다. 보이스코일(254)은 영구자석(미도시)과 코일(미도시)로 구성된다.
제2드라이버유닛(260)은 제1드라이버유닛(250)의 재생 주파수보다 높은 예를 들면 트위터(tweeter)에 상응하는 주파수 대역(1,000~20,000Hz)의 음향을 재생한다. 제2드라이버유닛(260)은 음향방출통로(232)에 노출되는 진동판(262)과 보이스코일(264)를 포함한다. 진동판(262)은 나팔모양으로 얇고 가벼운 재료로 이루어지고 음향 주파수에 연통하는 보이스코일(264)의 진동에 상응하여 진동됨으로써 음압을 생성한다. 보이스코일(264)은 영구자석(미도시)과 코일(미도시)로 구성된다.
음향방출통로(232)는 제1음향방출통로(234) 및 제2드라이버유닛(260)의 폭(2DUW)에 상응하는 폭으로 연장하는 제2음향방출통로(236)를 포함한다.
제1음향방출통로(234)는 토출구(211)가 형성된 측면으로부터 제1드라이버유닛(250)의 폭(1DUW)에 상응하는 폭으로 직선으로 연장하다가 제1드라이버유닛(250)을 지나 왼쪽으로 굴곡되어 연장한다. 제1음향방출통로(234)는 바닥(231), 양 측벽(233,235) 및 통로커버(240)에 의해 형성된다. 제1음향방출통로(234)는 제1드라이버유닛(250)을 지난 후방에 후방통로(238)를 포함한다. 여기서, 제1음향방출통로(234)의 폭은 제1드라이버유닛(250)의 폭(1DUW)보다 다소 커도 무방하다. 다만, 제1음향방출통로(234)의 폭이 지나치게 크면 제1드라이버유닛(250)가 재생하는 최고 주파수 대역의 수평 지향성에 영향을 줄 수 있다.
제2음향방출통로(236)는 제1음향방출통로(234) 내에서 토출구(211)가 형성된 측면으로부터 제2드라이버유닛(260)의 폭(2DUW)에 동일 또는 근접한 폭으로 직선으로 연장하다가 제2드라이버유닛(260)을 지나도록 연장한다. 제2음향방출통로(236)는 제1음향방출통로(234)에 동축으로 연장한다.
제2음향방출통로(236)는 바닥(231), 제1음향방출통로(234) 내에 폭(2DUW)으로 세우진 한 쌍의 벽(237) 및 통로커버(240)에 의해 형성된다. 제2음향방출통로(236)는 전방 및 후방이 개방된다. 한 쌍의 벽(237)은 통로커버(240)와 바닥(231) 사이의 간격 높이로 토출구(211)에서 적어도 제2드라이버유닛(260)을 지나도록 마련된다.
한 쌍의 벽(237)은 제2드라이버유닛(260)의 폭(2DUW )과 동일하거나 최대한 근접되게 설치하여야 제1드라이버(250)의 저주파 음향이 통과할 때 간섭이 발생하지 않을 뿐만 아니라 제2음향방출통로(236) 내에서 일부 고주파 성분의 반사를 방지할 수 있다.
또한, 제2음향방출통로(236)가 토출구(211)로부터 제2드라이버유닛(260)의 앞 까지만 배치되면, 제2드라이버유닛(260)에 의해 방출된 고주파 대역의 음향은 제2음향방출통로(236)에 커버되지 않는 부분에서 제1음향방출통로(234)로 누설되어 지향성이 나빠질 수 있다. 따라서, 한 쌍의 벽(237)은 제2드라이버유닛(260)를 완전히 지나가도록 배치되어야 한다.
제2음향방출통로(236)의 폭은 제1드라이버유닛(250)의 최고 출력 주파수 파장(λ)의 1/4 이하로 설계되어야 제1드라이버유닛(250)에서 방출된 주파수가 간섭없이 토출구(211)를 통해 방출될 수 있다. 예를 들면, 제1드라이버유닛(250)의 재생 주파수 대역이 200~1,000Hz이면, 최고 주파수 파장(λ)은 약 34cm이므로 제2음향방출통로(236)의 폭이 약 8cm 이하이어야 한다.
제2드라이버유닛(260)에서 방출하는 고주파 음향이 별도의 제2음향방출통로(236) 없이 넓은 폭의 제1음향방출통로(234)로 직접 방출하면 방출 초기부터 지향성을 상실함으로써 충분한 수평지향성을 얻을 수 없다. 본 발명의 제1실시예에 따른 스피커(200)는 제2드라이버유닛(260)의 폭에 상응하는 좁은 폭의 제2음향방출통로(236)를 제1음향방출통로(234) 내에 동축으로 형성하여 제2드라이버유닛(260)에서 방출된 고주파 음향만을 방출하도록 하여 수평 지향성을 향상시킨 것이다.
도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 스피커(200)의 제2드라이버유닛(260)의 지향성을 나타낸 그래프이다. 도시된 4개의 그래프(a), (b), (c), (d)는 각각 본 발명의 스피커(200)에서 1,000~20,000Hz 대역의 음향에 대해 스피커(200) 전면의 중앙으로부터 0도, 15도, 30도, 45도의 위치에서 측정한 그래프이다. 도시한 바와 같이, 중앙(0도)에서 고주파 음향(그래프 a)은 1k~2kHz에서 65~85dB까지 서서히 증가하다가 2k~20kHz에서 대략 85~90dB를 나타낸다. 중앙(15도)에서 고주파 음향(그래프 b)은 1k~2kHz에서 65~85dB까지 서서히 증가하다가 2k~20kHz에서 대략 80~90dB를 나타낸다. 중앙(30도)에서 고주파 음향(그래프 c)은 1k~2kHz에서 65~85dB까지 서서히 증가하다가 2k~20kHz에서 대략 74~90dB를 나타낸다. 중앙(45도)에서 고주파 음향(그래프 d)은 1k~2kHz에서 65~85dB까지 서서히 증가하다가 2k~20kHz에서 대략 70~90dB를 나타낸다. 이와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 스피커(200)는 전면의 좌우 0~45도에서 청취되는 1,000~20,000Hz 대역의 음향이 스위트 스폿(sweet spot)을 형성함을 알 수 있다.
도 9는 도 5 내지 7에 나타낸 제1실시예에서 제2음향방출통로(236)가 없는 경우(a)와 제2음향방출통로(236)가 있는 경우(b)에 따른 스피커(200)의 지향성을 측정하여 비교한 사진이다. 도시한 바와 같이, 200~1,000Hz의 미드 우퍼 주파수 대역에서는 지향성에 큰 차이가 없으나, 1,000~20,000Hz에서의 지향성은 (b)의 경우가 확연히 넓어짐을 알 수 있다. 따라서, 청취자는 스피커(200)의 중앙으로부터 수평 방향으로 넓은 범위에서 고주파 음향 성분을 저주파 음향성분과 더불어 균일하게 청취할 수 있다.
이상과 같이, 제1드라이버유닛(250)에서 재생된 음향은 파장이 제2음향방출통로(236)의 폭 보다 길기 때문에 지향성에 영향을 받지 않으며, 제2드라이버유닛(260)에서 재생된 음향 중에서 제2음향방출통로(236)의 폭 보다 파장의 길이가 짧은 소리는 지향성에 영향을 받는다. 결과적으로, 이때 제2음향방출통로(236)에 의한 고주파 대역 지향성은 제2음향방출통로(236)의 폭에 따라 결정된다.
도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 스피커(300)의 구조를 나타낸 도면이다. 도시한 바와 같이, 제2실시예에 따른 스피커(300)는 음향방출통로(232)의 토출구(311)에서 직선으로 연장하는 구간이 도 5에 나타낸 제1실시예의 스피커(200)에 비해 길고, 제1 및 제2드라이버유닛(250,260)이 내측에 형성되어 있다. 결과적으로, 제2음향방출통로(336)를 형성하기 위해 제1음향방출통로(334) 내에 세워진 한 쌍의 벽(337)의 길이도 길어진다. 이때, 제1음향방출통로(334)와 제2음향방출통로(336)는 토출구(311) 측이 다소 넓게 확장되어 있다. 이와 같이, 제2드라이버유닛(260)으로부터 토출구(311)까지의 제2음향방출통로(336)의 길이가 길어지더라도 제1실시예의 스피커(20)에 비해 고주파의 지향성은 저하되지 않는다.
도 11 내지 13은 본 발명의 제3실시예에 따른 스피커(400)의 구조를 나타낸 도면이다. 도시한 바와 같이, 제3실시예에 따른 스피커(400)는 제1드라이버유닛(250), 제2드라이버유닛(260), 및 인클로저(410)를 포함한다. 제3실시예에 따른 스피커(400)는 제1실시예에 따른 스피커(200)와 다르게 제1드라이버유닛(250)과 제2드라이버유닛(260)이 음향방출통로(232)를 사이에 두고 마주보도록 배치한 것이다.
제1드라이버유닛(250) 및 제2드라이버유닛(260)은 제1실시예와 동일하므로 설명을 생략한다.
인클로저(410)는 제1드라이버유닛(250)을 수용하는 제1유닛수용부(420), 제2드라이버유닛(260)을 수용하는 제2유닛수용부(420'), 제1유닛수용부(420)와 제2유닛수용부(420') 사이에 위치한 통로형성부(430)를 포함한다.
제1유닛수용부(420)는 내부에 제1유닛챔버(422)를 포함한다. 제1드라이버유닛(250)은 제1유닛챔버(422)에 후방이 위치하고 음향방출통로(432)에 전방이 노출되도록 설치된다. 결과적으로 제1드라이버유닛(250)에서 방출된 음향은 음향방출통로(432)로 전달된다.
제2유닛수용부(420')는 내부에 제2유닛챔버(422')를 포함한다. 제2드라이버유닛(260)은 제2유닛챔버(422')에 후방이 위치하고 음향방출통로(432)에 전방이 노출되도록 설치된다. 결과적으로 제2드라이버유닛(260)에서 방출된 음향은 음향방출통로(432)로 전달된다.
통로형성부(430)는 제1드라이버유닛(250) 및 제2드라이버유닛(260)에서 방출된 음향을 전달받아 측면의 토출구(411)로 배출하는 음향방출통로(432)를 형성한다. 음향방출통로(432)는 도 13에 나타낸 바와 같이 대략 제1드라이버유닛(250)의 폭에 상응하는 폭을 가진 제1음향방출통로(434) 및 대략 제2드라이버유닛(260)의 폭에 상응하는 폭을 가진 제2음향방출통로(436)를 가진다. 제1음향방출통로(434)와 제2음향방출통로(436)는 상호 동축 배열된다.
도 14 내지 16은 본 발명의 제4실시예에 따른 스피커(500)의 구조를 나타낸 도면이다. 도시한 바와 같이, 제4실시예에 따른 스피커(500)는 제1드라이버유닛(250), 제2드라이버유닛(260), 제3드라이버유닛(270), 및 인클로저(410)를 포함한다. 제4실시예에 따른 스피커(500)는 제1실시예에 따른 2-way 드라이버유닛과 다르게 3-way 드라이버유닛으로 구성한 것이다.
제1드라이버유닛(250), 제2드라이버유닛(260), 및 제3드라이버유닛(270)은 기본적으로 제1실시예와 동일하므로 설명을 생략한다. 다만, 1드라이버유닛(250), 제2드라이버유닛(260), 및 제3드라이버유닛(270) 각각은 재생하는 음향 주파수 대역이 서로 다르게 설정된다.
인클로저(510)는 제1 내지 제3드라이버유닛(250,260,270)을 수용하는 유닛수용부(520) 및 제1 내지 제3드라이버유닛(250,260,270)에서 방출된 음향을 받아 측면의 토출구(511)로 방출하는 음향방출통로(532)를 가진 통로형성부(530)를 포함한다. 제1 내지 제3드라이버유닛(250,260,270)는 각각 음향방출통로(532)의 연장방향을 따라 동축으로 나란히 마련된다.
유닛수용부(520)는 내부에 유닛챔버(522)를 포함한다. 제1 내지 제3드라이버유닛(250,260,270)은 유닛챔버(522)에 후방이 위치하고 음향방출통로(532)에 전방이 노출되도록 설치된다. 결과적으로 제1 내지 제3드라이버유닛(250,260,270)에서 방출된 음향은 음향방출통로(532)로 전달된다.
통로형성부(530)는 제1 내지 제3드라이버유닛(250,260,270) 에서 방출된 음향을 전달받아 측면의 토출구(511)로 배출하는 음향방출통로(532)를 형성한다. 음향방출통로(532)는 도 14에 나타낸 바와 같이 대략 제1드라이버유닛(250)의 폭에 상응하는 폭을 가진 제1음향방출통로(534), 대략 제2드라이버유닛(260)의 폭에 상응하는 폭을 가진 제2음향방출통로(536), 및 대략 제3드라이버유닛(270)의 폭에 상응하는 폭을 가진 제3음향방출통로(538)를 포함한다. 제1 내지 제3음향방출통로(534,536,538)은 상호 동축 배열된다.
제2음향방출통로(536)의 폭은 제1드라이버유닛(250)의 재생 최고 주파수 파장의 1/4이하로 설계하여야 제1드라이버유닛(250)의 재생 음향이 제2음향방출통로(536)에 의한 간섭을 받지 않는다.
마찬가지로, 제3음향방출통로(538)의 폭은 제2드라이버유닛(260)의 재생 최고 주파수 파장의 1/4이하로 설계하여야 제2드라이버유닛(260)의 재생 음향이 제3음향방출통로(538)에 의한 간섭을 받지 않는다.
도 17 내지 19는 본 발명의 제5실시예에 따른 스피커(600)의 구조를 나타낸 도면이다. 도시한 바와 같이, 제5실시예에 따른 스피커(600)는 제1드라이버유닛(250), 제2드라이버유닛(260), 및 인클로저(610)를 포함한다. 제5실시예에 따른 스피커(600)는 제1실시예에 따른 스피커(200)와 다르게 제1드라이버유닛(250)과 제2드라이버유닛(260)를 개별적으로 수용하는 분리된 제1 및 제2유닛수용부(620,620')을 포함하며, 제1드라이버유닛(250)과 제2드라이버유닛(260)에 방출되는 저주파 음향과 고주파음향이 개별적으로 방출되는 분리된 제1 및 제2음향방출통로(632,632')를 포함한다.
제1드라이버유닛(250), 및 제2드라이버유닛(260) 제1실시예와 동일하므로 설명을 생략한다.
인클로저(610)는 제1드라이버유닛(250)을 수용하는 제1유닛수용부(620), 제2드라이버유닛(260)을 수용하는 제2유닛수용부(620'), 제1유닛수용부(620)와 제2유닛수용부(620') 사이에 위치한 통로형성부(630)를 포함한다.
제1유닛수용부(620)는 내부에 제1유닛챔버(622)를 포함한다. 제1드라이버유닛(250)은 제1유닛챔버(622)에 후방이 위치하고 제1음향방출통로(634)에 전방이 노출되도록 설치된다. 결과적으로 제1드라이버유닛(250)에서 방출된 음향은 제1음향방출통로(634)로 전달된다.
제2유닛수용부(620')는 내부에 제2유닛챔버(622')를 포함한다. 제2드라이버유닛(260)은 제2유닛챔버(622')에 후방이 위치하고 제2음향방출통로(636)에 전방이 노출되도록 설치된다. 결과적으로 제2드라이버유닛(260)에서 방출된 음향은 제2음향방출통로(636)로 전달된다.
통로형성부(630)는 제1드라이버유닛(250) 및 제2드라이버유닛(260)에서 각각 방출된 저주파 음향과 고주파 음향을 전달받아 측면의 제1 및 제2토출구(611,611')로 배출하는 제1 및 제2음향방출통로(634,636)를 형성한다.
제1 및 제2음향방출통로(634,636)는 도 19에 나타낸 바와 같이 대략 제1드라이버유닛(250)의 폭에 상응하는 폭을 가진 제1음향방출통로(634) 및 대략 제2드라이버유닛(260)의 폭에 상응하는 폭을 가진 제2음향방출통로(632')를 가진다. 제1음향방출통로(634)와 제2음향방출통로(636)는 각각 분리된 상태로 두께 방향으로 인접하여 동축으로 배열된다.
제1 및 제2음향방출통로(632,632')의 제1 및 제2토출구(611,611') 단축 길이, 즉 근접 거리(t)는 제2드라이버유닛(260)의 최고 재생 주파수의 파장의 1/2이하이다. 예를 들면 제2드라이버유닛(260)의 최고 재생 주파수가 20kHz라 가정할 때, 파장은 3.4cm이므로 제1 및 제2토출구(611,611')의 근접 거리(t)는 17mm이하이다.
100: 전자장치
200,300,400,500,600: 스피커
210,310,410,510,610: 인클로저
220,320,420,520,620: 유닛수용부
222,322,422,522,622: 유닛챔버
230,330,430,530,630: 통로형성부
232,332,432,532,632: 음향방출통로
234,334,434,534,634: 제1음향방출통로
236,336,436,536,636: 제2음향방출통로
238: 후방통로
239: 흡음재
240: 통로커버
250: 제1드라이버유닛
260: 제2드라이버유닛
270: 제3드라이버유닛

Claims (15)

  1. 전자장치에 있어서,
    음향신호를 처리하는 음향처리부; 및
    상기 음향신호에 따라 음향을 출력하는 스피커를 포함하며,
    상기 스피커는,
    제1드라이버유닛;
    상기 제1드라이버유닛보다 높은 주파수대역을 출력하는 제2드라이버유닛; 및
    상기 제1드라이버유닛과 상기 제2드라이버유닛을 수용하는 유닛챔버와 상기 유닛챔버에 인접하는 음향방출통로를 가진 평판상의 인클로저를 포함하며,
    상기 음향방출통로는,
    상기 유닛쳄버와 인접하게 배치되고, 상기 유닛쳄버 내에 수용된 상기 제1드라이버유닛과 상기 제2드라이버유닛의 배열방향을 따라 연장되는 제1면을 포함하는 제1음향방출통로; 및
    상기 유닛쳄버와 인접하게 상기 제1음향방출통로 내에 배치되고, 상기 유닛쳄버내에 수용된 상기 제1드라이버유닛과 상기 제2드라이버유닛의 배열방향을 따라 연장되는 제2면을 포함하는 제2음향방출통로;
    를 포함하며,
    상기 제1드라이버유닛과 상기 제2드라이버유닛은 각각, 후방이 상기 유닛쳄버에 수용된 상태에서 전면이 상기 제1음향방출통로와 상기 제2음향방출통로에 노출되도록 상기 제1음향방출통로의 제1면과 상기 제2음향방출통로의 제2면에 설치되는 전자장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2음향방출통로는 상기 제1음향방출통로의 연장방향을 따라 동축으로 마련되는 전자장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2음향방출통로는 상기 제2드라이버유닛을 지나 커버하도록 마련되는 전자장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 스피커는,
    상기 유닛챔버에 수용되고, 상기 음향방출통로를 향해 상기 제2드라이버유닛보다 높은 주파수의 음향을 출력하는 제3드라이버유닛; 및
    상기 제2음향방출통로 내에 마련되며, 상기 제3드라이버유닛을 사이에 두고 상기 제2음향방출통로의 연장방향을 따라 연장하는 제3음향방출통로를 포함하는 전자장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 유닛챔버는 상기 음향방출통로를 사이에 두고 마련된 제1유닛챔버와 제2유닛챔버를 포함하며,
    상기 제1드라이버유닛은 상기 제1유닛챔버에 수용되어 상기 제1음향방출통로에 음향을 출력하고,
    상기 제2드라이버유닛은 상기 제2유닛챔버에 수용되어 상기 제2음향방출통로에 음향을 출력하는 전자장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2음향방출통로는 상기 제2드라이버유닛의 직경과 같은 폭을 갖는 전자장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2음향방출통로의 폭은 상기 제1드라이버유닛의 최고 출력 주파수 파장의 1/4 이하인 전자장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1음향방출통로는 상기 제1드라이버유닛을 지나도록 연장하여 형성된 후방통로를 포함하는 전자장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 후방통로는 적어도 하나의 흡음재를 포함하는 전자장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 흡음재는 상기 후방통로가 기밀되도록 마련되는 전자장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 후방통로는 굴곡되도록 마련되는 전자장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 전자장치는 디스플레이를 포함하는 전자장치.
  13. 전자장치에 있어서,
    음향신호를 처리하는 음향처리부; 및
    상기 음향신호에 따라 음향을 출력하는 스피커를 포함하며,
    상기 스피커는,
    제1드라이버유닛;
    상기 제1드라이버유닛보다 높은 주파수대역을 출력하는 제2드라이버유닛; 및
    상기 제1드라이버유닛을 수용하는 제1유닛챔버, 상기 제2드라이버유닛을 수용하는 제2유닛챔버, 상기 제1드라이버유닛이 출력한 음향을 방출하는 제1음향방출통로, 및 상기 제1음향방출통로에 상기 제1음향방출통로의 두께 방향으로 인접하게 배치되고 상기 제2드라이버유닛이 출력한 음향을 방출하는 제2음향방출통로를 가진 평판상의 인클로저를 포함하며,
    상기 제1음향방출통로는 상기 제1유닛쳄버와 인접하게 배치되고, 상기 제1유닛쳄버 내에 수용된 상기 제1드라이버유닛의 배열방향을 따라 연장되는 제1면을 포함하며,
    상기 제2음향방출통로는 상기 제2유닛쳄버와 인접하게 배치되고, 상기 제2유닛쳄버내에 수용된 상기 제2드라이버유닛의 배열방향을 따라 연장되는 제2면을 포함하고, 상기 제1음향방출통로보다 작은 폭을 가지며,
    상기 제1드라이버유닛과 상기 제2드라이버유닛은 각각, 후방이 상기 제1유닛쳄버와 상기 제2유닛쳄버에 수용된 상태에서 전면이 상기 제1음향방출통로와 상기 제2음향방출통로에 노출되도록 상기 제1음향방출통로의 제1면과 상기 제2음향방출통로의 제2면에 설치되는 전자장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1음향방출통로와 상기 제2음향방출통로의 단축 길이는 제2드라이버유닛의 최고 출력 주파수 파장의 1/2인 전자장치.
  15. 음향을 출력하는 스피커에 있어서,
    제1드라이버유닛;
    상기 제1드라이버유닛보다 높은 주파수대역을 출력하는 제2드라이버유닛; 및
    상기 제1드라이버유닛과 상기 제2드라이버유닛을 수용하는 유닛챔버와 상기 유닛챔버에 인접하는 음향방출통로를 가진 평판상의 인클로저를 포함하며,
    상기 음향방출통로는,
    상기 유닛쳄버와 인접하게 배치되고, 상기 유닛쳄버 내에 수용된 상기 제1드라이버유닛과 상기 제2드라이버유닛의 배열방향을 따라 연장되는 제1면을 포함하는 제1음향방출통로; 및
    상기 유닛쳄버와 인접하게 상기 제1음향방출통로 내에 배치되고, 상기 유닛쳄버내에 수용된 상기 제1드라이버유닛과 상기 제2드라이버유닛의 배열방향을 따라 연장되는 제2면을 포함하는 제2음향방출통로;
    를 포함하며,
    상기 제1드라이버유닛과 상기 제2드라이버유닛은 각각, 후방이 상기 유닛쳄버에 수용된 상태에서 전면이 상기 제1음향방출통로와 상기 제2음향방출통로에 노출되도록 상기 제1음향방출통로의 제1면과 상기 제2음향방출통로의 제2면에 설치되는 전자장치.
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