KR101071963B1 - 지향성이 향상된 음향 재생 장치 - Google Patents

지향성이 향상된 음향 재생 장치 Download PDF

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Abstract

원하지 않는 음향 반사음과 콤 필터 효과를 최소화시키며, 청취 위치가 설정되어 있는 청취실의 영역 전반에 걸쳐서 광범위하면서도 균일한 지향성을 유지시키는 음향 재생 장치가 개시되어 있다.
음향 재생 장치, 지향성

Description

지향성이 향상된 음향 재생 장치{ACOUSTIC REPRODUCTION DEVICE WITH IMPROVED DIRECTIONAL CHARACTERISTICS}
본 발명은 음향 재생 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 일례로 청취실의 경계면이나 청취실의 특정 장애물 표면으로부터 발생되어 청취 영역 내의 청취 위치에서 듣게 될 수 있는 원하지 않는 반사음을 모두 피할 수 있거나 적어도 조절가능한 방식으로 감쇠시킬 수 있도록, 청취실 내의 소정의 청취 위치나 청취 영역에 음향 에너지를 방사시키는 수단을 포함하는 음향 방사기 시스템에 관한 것이다.
가정용과 전문가용으로 사용되는 확성기와 확성기 시스템을 구성함에 있어서, 이들 시스템의 한 가지 중요한 음향 특성은 주위로 방사되는 음향 에너지의 방사 지향성이다. 일반적으로, 음향은 청취실의 청취 위치로 직접 방사될 뿐만 아니라, 청취실의 여러 개의 경계면과 청취실에 있는 물체들로도 방사된다. 음향이 이러한 경계면들에 방사되면, 음향 에너지의 적어도 일부가 그 경계면들로부터 반사되어, 이러한 반사음의 일부가 결국에는 확성기로부터 직접 수신되는 음향 에너지와 함께 청취 위치나 청취 영역에 도달하게 된다. 이렇게 반사된 음향 에너지의 일부는 청취 위치에서의 전체적인 음향 인지 작용에 긍정적으로 작용하지만, 다른 반사음들은 일례로 음향의 음질에 부정적인 영향을 미치는 원하지 않는 콤 필터 효과(comb-filter effect)를 초래함으로써 문제가 되는 것으로 판명되었다. 구체적으로 설명하면, 확성기와 청취 위치 사이에 있는 바닥과 천장 부분으로부터 반사된 반사음들은 대개 바람직하지 않으며, 그 반사음들은 확성기의 직접음과 비교할 때 적어도 적당하게 감쇠되어야 하는 것으로 판명되었다. 또한, 벽이나 확성기 후방의 공간에 있는 장애물로부터 반사된 반사음도 위에 설명한 바람직하지 않은 콤 필터 효과를 일으킨다.
또한, 청취 위치에서 확성기로부터 직접적으로 수신된 음향과 반사에 의한 음향 사이에 균형이 이루어져야 하는 것으로 판명되었다. 청취실에 설치된 종래의 확성기에 따르면, 직접음과 반사음의 레벨은 동일한 오더의 크기를 갖는다. 만일 청취실의 반사음의 일부에 대해서 위에서 설명한 바람직하지 않은 효과들이 고려되는 경우, 확성기로부터 모든 방향으로 균일한 방사가 향할 수 있게 된다. 하지만, 위에서 설명한 사항들로부터 확인할 수 있는 바와 같이, 예를 들어 확성기 또는 하나 이상의 방사 유닛을 포함한 확성기 시스템의 서로 다른 확성기 유닛(고음역 유닛, 중역 주파수(mid-frequency) 유닛 등)의 지향성을 맞추어 형성시킴으로써, 음향 에너지의 무지향성 방사와 일부 방향으로의 방사 감쇠 간에 적절한 절충안을 마련해야만 한다.
확성기의 지향성을 맞추어 형성시키는 수단은 전기 음향학 분야에 여러 가지가 있으며, 적어도 1930년대 이후로는 정기적으로 설명되고 있다. 이러한 수단들에는, 여러 가지 다양한 형태의 음향 렌즈(acoustic lens)가 포함되거나, 확성기 드라이버 다이아프램의 전방에 위치된 평면형 또는 곡면형 반사기 표면이 포함된다. 이에 대해서는, 일례로 본 발명자에게 허여된 미국 특허 제5,615,176호, 제6,068,080호 및 제6,435,301호에서 확인할 수 있다. 또한, 클라이만(Klayman)에게 허여된 미국 특허 제4,836,329호와 퀘넬(Quennell)에게 허여된 영국 특허 제830,745호에서도 확인할 수 있다. 이들 문헌들 각각은 본 명세서에 참고로 포함된다.
위에 설명한 사항들을 기초로 하여 본 발명의 이점을 설명하면, 원하지 않는 반사음들과 이에 따른 콤 필터 효과와 관련된, 위에서 언급한 결점들이 없으며, 청취 위치가 설정되어 있는 청취실의 영역 전반에 걸쳐서 광범위하면서도 균일한 지향성을 유지시키는 음향 재생 장치가 제공된다.
구체적으로 설명하면, 본 발명의 실시예들에 따른 음향 재생 장치는, 그 음향 재생 장치와 청취 위치 사이에 있는 바닥과 천장으로부터 반사된 반사음과 경계면이나 음향 재생 장치의 후방에 있는 장애물로부터 반사된 반사음을 감쇠시킨다. 이러한 음향 재생 장치의 음향 요건에 따르면, 음향 재생 장치가 상기 표면들(즉, 방사된 음향의 파장에 비해 충분히 크기가 커서 인지가능한 반사음을 발생시키게 되는 청취실 경계면들이나 청취실 장애물의 표면들)로부터 반사된 음향을 최소화시켜서, 상기 특정 표면들으로부터 반사되어 양쪽 귀에 도달하는 음향의 차이와 음향 재생 장치로부터 직접 수신되어 양쪽 귀에 도달하는 음향의 차이를 동일하게 함으로써, 상기 음향 요건들이 폭넓게 재형성될 수 있다. 이러한 요건을 만족시키는 반사음들은 위에서 설명한 바람직하지 않은 콤 필터 효과를 초래할 가능성이 아주 높은 반사음들이다.
위에 언급한 음향 요건은 도 1a 및 도 1b에 도시되어 있다. 도 1a에는 청취실, 음원(예를 들어 본 발명에 따른 음향 재생 장치) 및 그 음원 전방에 위치된 청취자의 수평 단면도가 도시되어 있다. 음원으로부터 직접 청취자의 양쪽 귀에 수신되는 음향은 화살표(D)로 표기되어 있으며, 청취실의 좌측 벽에서 반사된 음향은 화살표(R)로 표기되어 있다. 직접음(D)이 양쪽 귀에 도달하는 차이(주파수의 함수로서 시간과 강도의 차이)는 모든 주파수에서 0에 근접하지만, 반사 음향(R)이 양쪽 귀에 도달하는 차이는 0이 아니다. 이에 대응되게, 양쪽 귀에 반사 음향이 도달하는 시간차도 모든 주파수에서 0이 아닐 뿐만 아니라, 양쪽 귀에 반사 음향이 도달하는 강도의 차이도 주파수에 따라 증가하게 된다. 이러한 유형의 반사음은 위에 언급한 요건에 의해 한정된 발명에 따른 음향 재생 장치에 의해 감쇠되지 않는다.
도 1b를 보면, 청취실의 수직 단면도가 도시되어 있으며, 음원과 청취자가 직접음(D)과 함께 도시되어 있다. 또한, 바닥으로부터의 반사음(Rf), 천장으로부터의 반사음(Rc) 및 음원 후방 벽으로부터의 반사음(Rb)도 도시되어 있다. 상기 3가지 반사음 각각이 양쪽 귀에 도달하는 차이는 직접음이 양쪽 귀에 도달하는 차이와 거의 동일하게 되며, 즉 이러한 특정한 경우에는 거의 0이 된다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 음향 재생 장치 전방의 수평면에서 대략 -90°의 방위각으로부터 대략 +90°의 방위각까지 균일한 지향성과, 음향 재생 장치 후방의 수평면에서 대략 -90°의 방위각으로부터 180°의 방위각을 지나 대략 +90°의 방위각까지 현저히 감쇠되는 지향성과, 음향 재생 장치의 수직면에서 상기 원하지 않는 바닥과 천창으로부터의 반사음을 야기하는 음향 방사 방향으로 감쇠되는 지향성을 갖춘 음향 재생 장치를 마련함으로써, 음향이 양쪽 귀에 도달하는 차이를 기초로 하는 상술한 요건이 충족된다. 본 발명에 따른 음향 재생 장치의 특정 실시예에 대해 수행된 여러 가지 측정치들이 도 5a 내지 도 5d와 도 6a 내지 도 6d에 도시되어 있다.
본 발명에 따르면, 상술한 요건에 맞추어 형성될 수 있고 필요로 하는 경우에는 특정 청취실의 추가 요건에 맞추어 형성될 수 있는 지향성을 갖춘 음향 재생 장치가 제공된다. 따라서, 본 발명에 의한 음향 재생 장치의 실시예들에 따르면,
- 음향 에너지를 청취실의 청취 위치나 청취 영역으로 전달하기 위한 하나 이상의 음향 에너지 발생기와,
- 상기 음향 에너지의 일부분을 상기 하나 이상의 발생기로부터 상기 청취 위치 또는 청취 영역으로 지향시키기 위한 음향 에너지 지향 수단이 포함되고,
상기 음향 에너지 지향 수단은, 반사된 음향이 양쪽 귀에 도달하는 차이가 상기 음향 에너지 지향 수단으로부터 직접 수신된 음향이 양쪽 귀에 도달하는 차이와 동일하게끔 하나 이상의 표면의 각각으로부터 반사된 음향을 최소화시킨다.
이러한 음향 지향 수단의 한 가지 예를 들면 여러 가지 유형의 음향 렌즈나 반사기를 들 수 있으며, 본 발명의 상세한 설명에 개시된 본 발명의 실시예는 미국 특허 공보 제5,615,176호와 제6,068,080호에 개시되어 있는 음향 반사기에 기초하고 있다. 하지만, 다른 유형의 음향 반사기나 렌즈 또는 다수의 음원 배치 장치도 첨부 특허청구범위에 개시된 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고서 본 발명을 실시하는 데 사용될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 다수의 음향 지향 수단이 본 발명에 따른 단일 음향 재생 장치에 사용될 수 있다. 특정 음향 지향 수단에 의해 처리되는 음향의 파장과, 그 음향 지향 수단의 전체 크기와, 반사 면의 형상 및 위치와 같은 여타 관련있는 음향 파라미터와, 여러 반사 면들의 표면 구조와, 음향 감쇠재의 배치 등에 따라 상기 음향 지향 수단을 최적화시키기 위하여, 원칙적으로는 하나 이상의 상기 음향 지향 수단을 채용하여 이들의 개별 특성을 최적화시키는 것이 바람직하다. 이에 따라, 필요한 경우에는 각기 다른 지향성을 갖는 각기 다른 음향 지향 수단을 사용할 수도 있다. 예를 들어, 음향 반사기의 경우에는 상기 음향 지향 수단의 지향성을 주위에 대해 각기 달리 적용시킬 수 있다. 또한, 예를 들어 방사 주파수 범위와 각기 다른 주파수 범위에서의 방사 음향 출력에 관련된 각기 다른 요건에 따라서, 서로 다른 유형의 음향 발생기를 서로 다른 수단에 활용하는 것이 바람직할 수도 있다.
음향이 양쪽 귀에 도달하는 차이와 관련된 상술한 요건을 충족시키는 본 발명에 따른 음향 재생 장치와 그 요건을 충족시키게 구성되지 않은 여타 음향 재생 장치를 조합시키는 것도 가능하다. 예를 들면, 주로 500Hz 이상의 고주파수 재생에 사용되는 본 발명에 따른 음향 재생 장치를 저주파수 재생용 무지향성 음향 재생 장치와 조합시켜서 실제로 유리하게 활용될 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 음향 재생 장치의 실시예들에 대해서 첨부 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다.
도 1a는 청취실에 있는 음원과 청취자를 개략적으로 도시한 개략도로서, 음원과 청취자 머리를 통과하는 수평면에서 직접음과 반사음을 도시한 개략도이다.
도 1b는 청취실에 있는 음원과 청취자를 개략적으로 도시한 개략도로서, 음원과 청취자 머리를 통과하는 수직면에서 직접음과 반사음을 도시한 개략도이다.
도 2는 서로의 최상부에 배치되어 있는 2개의 음향 반사기를 포함한 본 발명에 따른 음향 재생 장치를 개략적으로 도시한 개략도이다.
도 3은 본 발명에 따른 음향 재생 장치에 사용되는 단일 음향 반사기 시스템의 개략적인 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 단일 음향 반사기에 대응되기는 하지만 다른 음향 발생기가 구비되어 있는 단일 음향 반사기의 개략적인 단면도이다.
도 5a 내지 도 5d는 2.5kHz, 5kHz, 10kHz 및 20kHz의 주파수에서 측정된 본 발명에 따른 음향 재생 장치의 자유 음장 수평 지향성으로서, 전방 방향(0°)에 대해 표준화된 자유 음장 수평 지향성을 도시한 도면이다.
도 6a 내지 도 6d는 2.5kHz, 5kHz, 10kHz 및 20kHz의 주파수에서 측정된 본 발명에 따른 음향 재생 장치의 자유 음장 수직 지향성으로서, 전방 방향(0°)에 대해 표준화된 자유 음장 수직 지향성을 도시한 도면이다.
도 7은 17cm 폭의 캐비넷 형태로 수직으로 설치되어 있는 종래 드라이버로서 본 발명에 따른 음향 재생 장치에 사용된 고음역 돔 드라이버(dome driver)에 대해 측정된 자유 음장 수평 지향성을 도시한 도면이다.
이하에서는 본 발명의 다양한 실시예들을 설명한다.
도 2를 보면, 실질적으로 제어가능한 방법에 있어서 무지향성의 특성과는 다른, 방사된 음향 에너지의 지향성을 이용한 음향 재생 장치가 도시되어 있다. 구체적으로 설명하면, 도 2에 도시된 음향 재생 장치에는, 각각 음향 발생기(3, 9)가 구비되어 있으며, 음향 발생기의 상부에는 2개의 음향 반사기(1, 2)가 포함되어 있다. 방사기들은 두 반사기 각각에 의해 방사되는 특정 주파수 영역에 따라 크기가 확대·축소된다. 반사기들이 도면에 수직한 XZ 평면을 중심으로 기하학적으로 대칭인 것으로 도시되어 있지만, 원리적으로는 비대칭형 반사기도 가능하다. 예를 들어 음향 재생 장치가 사용되는 청취실의 특정 요건을 충족시킬 수 있도록 대칭 지향성으로부터 소정의 편향성이 형성되도록 하기 위해, 반사기들이 XZ 평면을 중심으로 하여 대칭형인 경우에도 상기 반사기들에는 미세 구조의 각기 다른 음향 표면재가 구비될 수 있다. 이하에서는 이러한 여러 가지 실시예들에 대하여 설명한다.
또한, 두 음향 반사기(1, 2)는 종축(Z)을 중심으로 하여 서로에 대해 회전할 수 있다. 주위에서 볼 때, 두 반사기의 지향성은 대부분의 경우에 있어서 실질적으로 동일하지만, XZ 평면에 대해 수평인 면에서 방사음이 큰 각도로 감쇠되는 현상이 바람직한 상황이 생기기도 하는데, 이러한 현상은 예를 들어 그 방향으로 강하게 반사하는 면이 존재하기 때문에 발생한다. 이러한 반사가 두 방사기에 의해 방사된 주파수 대역 중 어느 한 대역 내에 존재하는 경우, 하나의 반사기가 다른 반사기의 반사음을 교란시키지 않는 주파수를 방사한다는 것을 상정하면, 하나의 반사기를 다른 하나의 반사기에 대해 회전시키는 것이 유익하다.
음향 반사기(1, 2)의 특정 구조를 보면, 이들 구조는 원리적으로 각 방사기에 의해 방사된 특정 주파수 영역(특정 파장 영역)과 관련된 크기의 차이를 제외하고는 유사하다. 음향 반사기(1, 2)는 주로 각각 음향 에너지 발생기(3, 9)에 의해 방사된 음향 에너지를 주위 청취실의 소망하는 청취 위치 또는 청취 영역을 향해 외부로 지향시키는 제1 반사기 표면(4, 10)과 제2 반사기 표면(5, 11)을 포함한다. 이러한 반사기 표면의 특정 실시예가 본 명세서에 참고로 포함되어 있는 미국 특허 공보 제5,615,176호와 제6,068,080호에 상세히 개시되어 있으며, 이들 문헌에 의하면 반사기 표면은 타원형이다. 또한, 각 음향 반사기는 제1 배플(baffle) 수단(7, 13)과 제2 배플 수단(8, 14)을 구비하여 각 반사기 표면(4, 10, 5, 11)의 지향성의 변경을 제어한다. 구체적으로 설명하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 배플 수단은 제2 반사기 표면(5, 11)과 반대의 면인 상기 제1 반사기 표면(4, 10)의 단부에서 음향 반사기의 종축(Z)에 실질적으로 수직으로 연장된다. 제1 배플 수단이 도 2에 도시되어 있으며, 상기 제1 배플 수단의 상부 표면은 대개 평면 형상이긴 하지만, 배플의 외부 가장자리 쪽으로는 약간 둥근 형상이다. 하지만, 다른 형태의 표면을 구비한 제1 배플 수단(7, 13)도 실제로 적용가능하다.
제2 배플 수단(8, 14)은 도면의 X 방향, 즉 소망하는 청취 위치나 청취 영역을 향하는 방향으로 통상적으로는 평면형인 전방 표면을 포함한다. 제2 배플 수단의 전방 표면 위치는 도 3과 도 4에도 도시되어 있으며, 상기 전방 표면은 제1 반사기 표면(4, 10)의 가장자리 부분과 제2 반사기 표면(5, 11)의 가장자리 부분의 일부를 형성한다. 도 2에 도시된 바와 같이, (X축을 따라) 청취 위치를 향하는 방향에서 볼 때 제2 배플의 형상은 도 2의 경사 가장자리 부분(15, 16)으로 도시된 바와 같이 사다리꼴 형상이지만, 원리적으로는 다른 형상도 또한 채택될 수 있다. 또한, 제2 배플 수단(8, 14)의 전방 표면은 전방 표면의 대부분이 평면 형상이지만, 둥근 가장자리 부분(15, 16)을 구비하여 지향성에 대해 바람직한 효과를 얻을 수 있다.
상술한 바와 같이, 반사기 표면(4, 10, 5, 11)의 크기와 제1 배플 수단(7, 13) 및 제2 배플 수단(8, 14)의 크기는 각 음향 반사기의 특정 주파수 범위에 따라 선정되는 것이 바람직하다. 또한, 이들 크기의 비율은 각 음향 반사기에 대해서 최적화될 수 있다.
청취 위치 또는 청취 영역을 향하게 되는 음향 에너지는 각각의 반사기에 대해서 적어도 하나의 음향 발생기 수단에 의해 발생되며, 이 음향 발생기 수단의 특정 실시예가 도 2에 도면 부호 3과 9로 표기되어 있다. 구체적으로 설명하면, 도 2에 도시된 발생기 수단은 일례로 종래의 고충실도(high-fidelity) 확성기 시스템에 트위터(tweeter)(고주파 방사기)로서 사용된 돔 드라이버(dome driver)에 대응되는 돔 드라이버이다. 하지만, 콘 드라이버(cone driver)(일례로 전기 역학식 콘 드라이버), 압전 드라이버(piezo electric driver), 또는 이른바 압축 드라이버(compression driver), 즉 음향 발생기(g)(도 4 참조)가 음향 에너지를 관(r)과 같은 음향 전송 라인을 통해 주위로 공급하는 드라이버와 같은 다른 유형의 음향 발생기도 사용될 수 있다. 또한, 이러한 유형의 드라이버들로만 한정되는 것도 아니다.
반사기의 지향성은 반사기의 여러 표면에 대한 발생기 수단의 정확한 위치에 의해 영향을 받을 수 있다. 이는 도 3(실제로 사용된 발생기는 드라이버 방사 영역(Ag)을 포괄하는 돔 드라이버임)과, 도 4(상술한 압축 드라이버가 사용됨)에 도시되어 있다. 도 3에 도시된 돔 드라이버의 경우에는, 도 3에 각도(α)로 표기되어 있는 방사 방향(즉, 드라이버 및 반사기 크기에 대칭인 축의 방향)과, 도 3과 도 4에 화살표(A, B)로 표기되어 있는 반사기의 X, Y 및 Z 크기에 대한 드라이버 다이아프램의 위치가, 반사기의 지향성 결정에 매우 중요하다. 도 4에 도시된 압축 드라이버의 경우에는, 각도(α)에 의해 나타나는 크기와는 관계가 없다.
물론, 반사 표면(4, 10, 5, 11)의 정확한 형상이 소망하는 지향성을 얻는 데 있어 큰 역할을 한다. 도 3과 도 4를 참조하면, 일 실시예로, 앞서 언급한 타원형 표면의 경우에는, 타원형 표면의 접선이 반사기의 종축(Z)과 평행한 타원체의 일부분으로부터 반사기 표면(SR)이 연장되어, 타원형 표면의 접선이 종축(Z)에 수직인 상기 타원체의 일부분에서 상기 반사기 표면(SR)이 마감되도록, 전체 타원체의 일부분을 활용하는 것이 바람직한 것으로 판명되었다.
서두에 언급한 바와 같이, 지향성은 다양한 반사기 표면의 기하학적 형상에 의해 결정될 뿐만 아니라, 이들 표면의 음향(반사) 특성의 변화 또는 이들 표면에서 선택된 부분의 음향 특성의 변화에 의해서도 결정된다. 따라서, 반사기 표면(4, 10, 5, 11)의 전체 표면 각각에, 그리고/또는 제1 배플 수단(7, 13) 및 제2 배플 수단(8, 14) 각각에 또는 그들의 선정된 일부분에 적절한 표면 구조를 마련하여, 반사기의 지향성을 조절할 수 있다. 또한, 예를 들어 표면에 개구나 슬릿 패턴을 마련하여 본 기술 분야에서 잘 알려져 있는 방식으로 펠트(felt)나 울(wool)과 같은 음향 흡수재로 마감함으로써, 여러 표면의 일부를 음향 흡수식으로 형성시킬 수 있게 된다. 또한, 반사기 표면의 일부분에는 예를 들어 돌출 형상 또는 다른 불규칙한 형상의 확산기 수단이 구비될 수도 있다.
도 5a 내지 도 6d에는, 위에 언급한 유형의 음향 재생 장치를 사용하여 2.5kHz, 5kHz, 10kHz 및 20kHz의 주파수에서 측정한 수평 및 수직의 자유 음장 측정치가 도시되어 있다. 비교를 위해, 17cm의 와이드 캐비넷이 통상의 방법에서 부착된 것을 제외하고는, 본 발명에 따른 음향 재생 장치와 동일한 음향 발생기를 이용하여, 동일한 고음역 돔 드라이버 유닛에 대해, 20kHz의 주파수에서 측정된 자유 음장 지향성을 도 7에 도시하였다.
구체적으로 도 5a내지 도 5d에 따르면, 본 발명에 따른 음향 재생 장치의 수평 지향성은 2.5kHz 내지 20kHz의 주파수 범위에 걸쳐서 일정하다. 소망하는 바와 같이, 음향 에너지는 주로 수평면의 전방부로 방사되며, 지향성 패턴을 보면, 수 dB 정도로부터 +/- 90°에서는 몇 10dB 정도 떨어지고 수평면의 후방 부분에서는 상당히 감쇠된다. 이에 따라서 바람직하게도, 벽이나 또는 음향 재생 장치의 후방에 있는 여타 장애물로부터 반사되는 반사음이 감쇠되어, 두 귀에 도달하는 음향의 차이가 0에 근접하게 된다. 또한, 바람직하게도, 모든 측정 주파수에서 수평면의 전방 부분 전체에 걸쳐 음향 에너지가 아주 균일하게 분포됨으로써, 음향 재생 장치의 전방에 있는 전체 영역에 걸쳐서 균일한 음질을 형성시킬 수 있게 된다.
본 발명에 따른 음향 재생 장치를 사용하여 20kHz의 주파수에서 얻어진 수평 지향성 패턴을 도 7에 도시된 대응 수평 지향성 패턴과 비교할 수 있다. 본 발명에 따른 음향 재생 장치를 사용하게 되면, 종래 설치된 돔 트위터에 비해서 고주파수에서 보다 균일한 수평 지향성이 얻어진다.
도 6a 내지 도 6d를 보면, 본 발명의 음향 재생 장치를 사용하여 수직 평면에서 2.5kHz, 5kHz, 10kHz 및 20kHz의 주파수로 측정된 대응 자유 음장 지향성이 도시되어 있다. 서두에 언급한 바와 같이, 음원과 청취 위치 사이의 바닥과 천장으로부터 반사된 반사음과 음원 후방에 위치된 벽이나 여타 장애물로부터 반사된 반사음을 감쇠시키는 것이 바람직하다. 통상의 청취실에서는, 바닥과 천장으로부터의 반사음이 대개 +/- 30 내지 60°사이의 앙각 간격(elevation interval)에 해당되고, 이러한 반사음은 직접음(direct sound)과 거의 동일한 양쪽 귀에 도달하는 음향의 차이(시간 및/또는 강도)를 가지고서 청취자의 양쪽 귀에 도달하게 되며, 이에 따라 바람직하지 않은 콤 필터(comb-filter) 효과를 초래하게 된다. 따라서, 이들 수직 간격 내에서 음향 에너지의 방사(또한 후방 방향으로의 음향 에너지의 방사)를 감쇠시키는 것이 바람직하다. 도 6a 내지 도 6d로부터 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 음향 재생 장치에 따르면, 바닥을 향한 방향(-30 내지 -60°) 뿐만 아니라 후방 방향으로도 방사 음향 에너지가 감쇠된다. +30 내지 +60°의 앙각 간격에서 방사 음향 에너지의 감쇠 현상은 특히 5kHz 이상에서 두드러지긴 하지만, 바닥과 후방을 향한 방사의 감쇠만큼 두드러지지는 않는다.
지금까지 본 발명을 상세히 설명하였지만, 본 발명은 개시되어 있는 실시예들로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 기술 분야의 당업자라면 첨부 특허청구범위에 개시되어 있는 본 발명의 사상이나 범위로부터 벗어나지 않고서도 본 명세서의 개시 내용에 대해 여러 가지 변경, 대체 및 변형을 가할 수 있다.

Claims (19)

  1. 하나 이상의 음향 에너지 발생기로부터 청취 위치 또는 청취 영역으로 음향 에너지를 전달하기 위한 음향 재생 장치에 있어서,
    상기 하나 이상의 음향 에너지 발생기로부터 상기 청취 위치 또는 청취 영역으로 음향 에너지의 일부를 지향시키기 위한 음향 에너지 지향 수단을 포함하고,
    상기 음향 에너지 지향 수단은, 음이 반사되는 하나 이상의 면에서 반사되는 반사음이 최소가 되도록 하여, 반사음이 양쪽 귀에 도달하는 차이와 상기 음향 에너지 지향 수단으로부터 상기 청취 위치 또는 청취 영역에 직접 수신되는 음이 양쪽 귀에 도달하는 차이가 동일하게 되도록 함으로써, 상기 청취 위치 또는 청취 영역에서 원하지 않는 음향의 반사가 최소화되고,
    상기 음향 에너지 지향 수단은 상기 각 음향 에너지 발생기와 상기 청취 위치 또는 청취 영역 사이의 음향 전파 경로에 삽입된 하나 이상의 음향 반사기를 포함하고,
    상기 음향 반사기 각각은 상기 음향 에너지 발생기에 의해 제공된 음파의 전파 방향을 변화시키기 위한 적어도 제1 반사기 표면과 제2 반사기 표면을 포함하며,
    상기 음향 반사기는 제1 반사기 표면과 제2 반사기 표면과의 음향 상호 작용을 위한 하나 이상의 배플 수단을 추가로 포함하며, 상기 음향 상호 작용은 특정 음향 반사기의 전체 방사 패턴에 영향을 미치는 것을 특징으로 하는 음향 재생 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 반사기 표면과 제2 반사기 표면은 곡형인 것을 특징으로 하는 음향 재생 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 배플 수단은 하나 이상의 곡형 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 재생 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 반사기 표면과 제2 반사기 표면의 크기와 상기 배플 수단의 크기는 특정 주파수 범위 및 상기 음향 반사기 각각의 파장 범위 관계에서 선정되며, 해당 음향 에너지 발생기는 방사하도록 사용되는 것을 특징으로 하는 음향 재생 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 음향 반사기의 각각에 대해서, 상기 제1 반사기 표면과 제2 반사기 표면의 크기와 상기 배플 수단 각각의 크기의 비율은 사전에 미리 결정된 범위 내에서 선정되는 것을 특징으로 하는 음향 재생 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 음향 반사기의 표면에 대한 상기 음향 에너지 발생기의 배치 방향(α, A, B)과 방사 영역(Ag)은 가변인 것을 특징으로 하는 음향 재생 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 음향 에너지 발생기는, 상기 음향 반사기의 표면을 향한 음향 방사를 위해 개구에서 마감되는 음향 전송 라인(r)에 의하여 상기 음향 반사기의 표면으로의 음파 전파 경로에 연결되며, 상기 음향 반사기의 표면에 대한 상기 개구의 위치가 변화될 수 있는 것을 특징으로 하는 음향 재생 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 음향 에너지 발생기는 동적 돔 드라이버, 동적 콘 드라이버 및 압전 드라이버를 포함한 그룹으로부터 선정되는 것을 특징으로 하는 음향 재생 장치.
  12. 제5항에 있어서,
    상기 제1 반사기 표면과 제2 반사기 표면은 타원형인 것을 특징으로 하는 음향 재생 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    제1 반사기 표면과 제2 반사기 표면은, 타원형 표면의 접선이 음향 반사기의 종축(Z)과 평행한 타원체의 일부분으로부터 연장되고, 타원형 표면의 접선이 상기 종축(Z)에 수직인 상기 타원체의 일부분에서 마감되는 것을 특징으로 하는 음향 재생 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 배플 수단 각각은, 상기 제2 반사기 표면으로부터 떨어진 쪽을 향하는 상기 제1 반사기 표면의 단부에서 음향 반사기의 종축(Z)에 수직으로 연장된 제1 배플부를 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 재생 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 배플 수단 각각은, 음향 반사기의 종축(Z)에 평행하게 연장되고 음향 반사기로부터 상기 청취 위치 또는 청취 영역 쪽을 향하는 방향에 대향되게 상기 음향 반사기에 위치되는 제2 배플부를 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 재생 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제2 배플부의 종방향으로 연장된 외부 가장자리는 둥근 형상인 것을 특 징으로 하는 음향 재생 장치.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 음향 반사기 각각의 음향 방사 패턴이 영향을 받을 수 있도록, 상기 제1 반사기 표면과 제2 반사기 표면 또는 상기 배플 수단 중 어느 하나에서 사전에 선택된 부분, 또는 제1 반사기 표면과 제2 반사기 표면 및 상기 배플 수단 모두에서 사전에 선택된 부분에 표면 질감부가 형성되는 것을 특징으로 하는 음향 재생 장치.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 음향 반사기 각각의 음향 방사 패턴이 영향을 받을 수 있도록, 상기 제1 반사기 표면과 제2 반사기 표면 또는 상기 배플 수단 중 어느 하나에서 사전에 선택된 부분, 또는 제1 반사기 표면과 제2 반사기 표면 및 상기 배플 수단 모두에서 사전에 선택된 부분에 음향 흡수재가 형성되는 것을 특징으로 하는 음향 재생 장치.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 음향 반사기 각각의 음향 방사 패턴이 영향을 받을 수 있도록, 상기 제1 반사기 표면과 제2 반사기 표면 또는 상기 배플 수단 중 어느 하나에서 사전에 선택된 부분, 또는 제1 반사기 표면과 제2 반사기 표면 및 상기 배플 수단 모두에서 사전에 선택된 부분에 음향 확산기가 형성되는 것을 특징으로 하는 음향 재생 장치.
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Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070269074A1 (en) * 2006-05-16 2007-11-22 Mitek Corp., Inc. Omni-Directional Speaker Lamp
JP2010268018A (ja) * 2009-05-12 2010-11-25 Sony Corp スピーカー装置及び電子機器
JP5666797B2 (ja) * 2009-10-05 2015-02-12 フォスター電機株式会社 イヤホン
WO2011042019A1 (en) * 2009-10-07 2011-04-14 Sl Audio A/S Dipole loudspeaker with diffuse rear radiation
EP2732637B1 (en) 2011-07-15 2017-05-31 Kpo Innovation Ab An acoustical signal generator using two transducers and a reflector with a non-flat contour
WO2014035786A2 (en) * 2012-08-31 2014-03-06 Board Of Regents, The University Of Texas System Devices, systems, and methods for non-destructive testing of materials and structures
US9208768B2 (en) * 2012-10-26 2015-12-08 Emanuel LaCarrubba Acoustical transverse horn for controlled horizontal and vertical sound dispersion
WO2014130738A1 (en) * 2013-02-20 2014-08-28 Max Sound Corporation Sound enhancement for powered speakers
US9084047B2 (en) 2013-03-15 2015-07-14 Richard O'Polka Portable sound system
US10149058B2 (en) 2013-03-15 2018-12-04 Richard O'Polka Portable sound system
US20150014087A1 (en) * 2013-07-10 2015-01-15 Stanley Gail Coates Television Sound Deflector
CN105659625B (zh) * 2013-10-16 2019-03-05 邦及奥卢夫森公司 用于重新分布声能的设备
USD740784S1 (en) 2014-03-14 2015-10-13 Richard O'Polka Portable sound device
US9820047B2 (en) 2015-09-01 2017-11-14 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Signal processing method and speaker system
US10469942B2 (en) 2015-09-28 2019-11-05 Samsung Electronics Co., Ltd. Three hundred and sixty degree horn for omnidirectional loudspeaker
US10034081B2 (en) 2015-09-28 2018-07-24 Samsung Electronics Co., Ltd. Acoustic filter for omnidirectional loudspeaker
US11004438B2 (en) * 2018-04-24 2021-05-11 Vizio, Inc. Upfiring speaker system with redirecting baffle
WO2020230462A1 (ja) * 2019-05-13 2020-11-19 ソニー株式会社 音響反射体、スピーカーユニット及びチェアー

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01303000A (ja) * 1987-12-09 1989-12-06 Canon Inc 音声出力システム
JP2000502524A (ja) * 1995-12-20 2000-02-29 エマニュエル ラカールバ 音響リフレクタ

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1936396A (en) * 1933-05-10 1933-11-21 Edward C Jefferis Loud speaker
US2064911A (en) * 1935-10-09 1936-12-22 Harvey C Hayes Sound generating and directing apparatus
US2643727A (en) * 1950-01-31 1953-06-30 Elipson S A Sound transmitting device with an ellipsoidal reflector
NL84969C (ko) * 1950-01-31
US4190739A (en) * 1977-04-27 1980-02-26 Marvin Torffield High-fidelity stereo sound system
US4629030A (en) * 1985-04-25 1986-12-16 Ferralli Michael W Phase coherent acoustic transducer
US4836329A (en) * 1987-07-21 1989-06-06 Hughes Aircraft Company Loudspeaker system with wide dispersion baffle
US4907671A (en) * 1988-04-08 1990-03-13 Unique Musical Products, Inc. Wide dispersion reflector
JPH02291798A (ja) * 1989-05-02 1990-12-03 Canon Inc オーディオ出力装置
GB2269959B (en) * 1992-08-19 1996-03-06 Canon Audio Ltd Sound output
GB2273847A (en) * 1992-12-22 1994-06-29 Canon Res Ct Europe Ltd Loudspeaker having acoustic mirror.
JP3358836B2 (ja) * 1992-12-25 2002-12-24 株式会社東芝 反射型スピーカシステム
US5793001A (en) * 1996-01-16 1998-08-11 Technology Licensing Company Synchronized multiple transducer system
US6435301B1 (en) * 1998-04-13 2002-08-20 Lacarrubba Emanuel Apparatus for the redistriabution of acoustic energy
US6068080A (en) * 1998-04-13 2000-05-30 Lacarrubba; Emanuel Apparatus for the redistribution of acoustic energy
US7397924B2 (en) * 2002-01-29 2008-07-08 Bang & Olufsen A/S Modular loudspeaker

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01303000A (ja) * 1987-12-09 1989-12-06 Canon Inc 音声出力システム
JP2000502524A (ja) * 1995-12-20 2000-02-29 エマニュエル ラカールバ 音響リフレクタ

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