KR20040063056A

KR20040063056A - 텔레비젼용 앰프내장 초저음역/초고음역 보상 스피커시스템

Info

Publication number: KR20040063056A
Application number: KR1020030000461A
Authority: KR
Inventors: 국 김
Original assignee: 국 김
Priority date: 2003-01-04
Filing date: 2003-01-04
Publication date: 2004-07-12
Also published as: WO2004062277A1

Abstract

본 발명은 TV사운드로부터 초저역대 주파수와 초고역대 주파수 대역을 추출하여 기존의 사운드에 믹싱하여 줌으로써 전체 주파수 대역에 대한 출력 스펙트럼을 완벽하고 자연스럽게 만들어 넓은 음장감과 높은 해상도의 원음을 재생할 수 있도록 하는 텔레비젼용 초저음역/초고음역 보상 스피커 시스템에 관한 것이다.

이를 실현하기 위한 본 발명은 상방향으로 길고 소정 내부공간이 형성되어있는 직육면체형상의 인클로저, 인클로저의 전면에서 트위터 및 조작부가 내설된 전면캡이 취부되는 전면판, 전면판과 대향되게 인클로저의 후면에 설치되고 TV의 오디오출력단자와 연결되는 라인 인/아웃 단자부와 초저음/초고음 보상부 및 상기 보상부의 구동에 필요한 전원을 공급하는 전원부가 설치되는 배면판, 전면캡의 직후방에서 인클로저의 공간을 전면공간부와 후부공간부로 분할하도록 설치되고 배면판을 향하게 우퍼가 설치되어 있는 배플판, 전면공간부와는 차단되면서 우퍼의 재생음을 전방으로 보내도록 전면판과 후부공간부를 연통시키는 원통형 덕트로 이루어져 종합적으로 단일 인클로저에서 초저음/초고음만을 재생하도록 구성된 발명임.

Description

텔레비젼용 앰프내장 초저음역/초고음역 보상 스피커시스템{Speaker System for reproducing very low frequency and ultra high frequency well in television}

본 발명은 텔레비젼의 음질보상을 위한 텔레비젼용 음질보상 스피커에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 텔레비젼의 스피커단에 부설되어 텔레비젼에서 재현하지 못하는 초저역대 주파수와 초고역대 주파수 대역을 추출하여 잡음을 제거한 후 기존의 사운드에 믹싱하여 줌으로써 전체 주파수 대역에 대한 출력 스펙트럼을 완벽하고 자연스럽게 만들어 넓은 음장감과 높은 해상도(소리의 크기, 높이, 음색)의 원음을 재생할 수 있도록 하는 텔레비젼용 초저음역/초고음역 보상 스피커에 관한 것이다.

인간의 가청영역은 통상 20Hz~20KHz 범위의 대역폭을 가지고 있으나 아직까지 하나의 스피커로 인간이 들을 수 있는 모든 가청영역의 주파수 대역을 완전하게 재생하는 풀레인지 스피커는 만들어지지 않고 있다.

그래서 음향기기를 제조하는 사업자는 저음, 중음, 고음 등을 분리하여 해당 주파수 대역별로 별도의 스피커로 재생하게 함으로서, 인간의 가청영역 전체의 주파수 대역을 마치 하나의 풀레인지 처럼 재생하는 멀티웨이(Multi-Way) 방식을 사용한다. 이러한 멀티웨이 방식에서 일반적으로 저음역대를 재생하는 스피커를 우퍼(Woofer)라고 부르며, 중음역대를 재생하는 스피커를 미드 레인지(Mid Range), 고음역대를 재생하는 스피커를 트위터(Tweeter)라 부르고, 구성하는 방법에 따라 2웨이, 3웨이 등으로 구분하여 부르기도 한다.

그러나, 100Hz 미만의 초저음역대 VLF(Very Low Frequency Effect)의 재생은, 개개의 스피커 유니트 만으로는 완벽한 저음을 재생하기가 어려우며, 진동과 음압이 강하여 별도의 인클로저(Enclosure)를 설계하여 재생하는 것이 일반적으로 이를 서브우퍼(Sub-Woofer)라고 하며, 18,000Hz 이상의 초고음역대 UHF(Ultra High Frequency Effect)의 재생은 이러한 대역폭의 음원 사용빈도가 떨어지며 극단적인 방향성(초음파영역)으로 해당 주파수대역을 재생하여도 그 결과가 음향효과를 구현하는데 그다지 영향을 미치지 못하므로, 일반적으로 무시되거나 미흡하게 처리되고 있는 실정이다.

위와 같이 별도의 인클로저를 제작하여야 하는 초저음역대나, 음향효과를 구현하는데 그다지 영향이 미치지 못하는 초고음역대의 재생은, 대량생산을 통한 원가절감과 이를 기반으로 가격경쟁력을 갖추고자 하는 TV제조사들 입장에서는, TV사운드에서 이러한 대역폭의 재생을 포기하거나 소홀히 처리하는 것이 오히려 자신들의 이익을 극대화하기 위해 유리하다고 판단할 수 있는 근거가 된다. 이는, 대부분의 인클로저가 음질을 유지하기 위하여 고밀도 중질 MDF(Medium Density Fiber)등의 목형(Wooden Case)을 사용하고 있고, 목형 제품의 제작 특성상 사출 작업에 비하여 수작업 공정의 비율이 높아서 대량생산에 불리하기 때문이며, 완벽한 초고음역대를 재생하는 강화 트위터(Reinforcement Tweeter)의 경우 가격대비 체감 음향효과 상승이라는 측면에서 실효성이 떨어지기 때문이다.

이외에도 TV제조사들은 또 다른 중요한 이유로 TV사운드에 초저음역대와 초고음역대의 재생을 포기하거나 소홀하게 처리한다. 이는 시청자들의 대부분이 야기안테나를 통해 지상파를 수신하여 TV를 시청하게 되는데, 지상파는 그의 구조적 결함으로 송출되는 음원의 주파수 대역이 최대 3,000Hz에 불과한 300Hz~3,300Hz 이내의 대역폭만을 가지고 있기 때문에, 근본적으로 음향효과가 떨어질 수밖에 없기 때문이다.

이로 인하여, TV제조사들이 TV사운드에서 초저음역대와 초고음역대의 재생을 포기하거나 소홀하게 처리하게 되고, 그 결과는 구체적으로 TV사운드에서 출력 주파수 대역 범위의 제한으로 나타나며, 이는 시청자들이 청취해야 하는 음원에 대한 가청영역 범위의 제한으로 이어지며 결국, TV시청자는 원음과 상당 부분의 오차가 있는 소리를 듣게 된다. 이러한 원음의 출력 주파수 대역을 제한함으로서 나타나는 대표적인 증상은 TV사운드가 '웅웅'거리면서 알아듣기 힘들어지는 현상으로서, 이는 가정 내에서 또는 시청각실 등에서 TV를 시청할 때 무슨 소리인지 알아듣기 힘든 이유이기도 하다.

그러나, TV사운드가 '웅웅'거리는 현상의 원인은 주파수 대역의 제한에서 뿐만이 아니라, 좀더 복합적인 원인을 내포하고 있다. 우선, 해당 TV 스피커시스템의 단순한 품질 문제인 경우도 있을 수 있고, TV에 스피커시스템이 내장된 공간의 공명장치 이상인 경우도 있을 수 있으나, 사운드 마스킹(Sound Masking) 현상 때문인경우가 적지 않다.

사운드 마스킹 현상이란 강한 주파수대역의 소리가 주변 주파수 대역의 소리를 상쇄시켜서, 전체 주파수 대역의 스펙트럼에 대한 음압 밸런스를 상실하여, 음장감과 광대역의 묘사가 현저하게 떨어지게 되는 현상으로, TV사운드가 ‘웅웅’거리면서 답답하고 알아듣기 힘들어지는 대표적인 이유중의 하나가 된다.

위의 모든 상황을 정리하여 보면, TV제조사 입장에서 TV의 사운드 시스템에서 초저음역대와 초고음역대의 재생을 하려면 첫째, 인클로저등 별외의 기기에 대한 제작비용의 추가 부담, 둘째, 목형으로 구성되어 대량생산에 불리한 인클로저등의 수작업 공정 비율 상승, 셋째, 약간의 체감 음향효과 개선을 위한 지나친 원가부담, 넷째, 지상파로 수신하는 주파수 대역의 본질적인 제한, 다섯째, 사운드 마스킹 현상의 해결 등의 과제를 안게 되므로, 대체적으로 초저음역대와 초고음역대의 재생을 포기하거나 소홀하게 처리함을 알 수 있다.

그러나 음향기술의 비약적인 발전은 시청자들을 가정 내에서 다양한 미디어기기를 통해 우수한 화질과 함께 TV사운드와는 비교할 수 없는 좋은 음질의 영화나 뮤직공연 등을 시청할 수 있게 하였다. 대표적인 미디어 기기는 홈씨어터 기기로서, DVD플레이어와 써라운드 스피커 시스템을 통해 시청자는 양질의 입체적인 음향효과를 즐길 수 있게 된 것이다. 그러나, 이러한 홈씨어터 시스템은 인간의 가청영역에 훨씬 못 미치는 제한된 주파수 대역만을 송출하는 지상파방송이나, 저급한 음원을 재생하는 VTR등의 스테레오 또는 모노 음질에 대한 시청자들의 불만을 확대시키는 이유가 되기도 한다.

본 발명은 이러한 TV사운드의 문제를 해결하기 위하여 발명한 것으로, TV의 음성출력단자를 통해 음성신호를 입력받아 이를 증폭한 후 해당 신호를 초저음역대와 초고음역대로 분리하여 TV와 분리된 별도의 인클로저에 내장된 각각의 스피커를 통해 기존의 TV사운드와 함께 출력하여 줌으로서, TV사운드의 전체 주파수 대역에 대한 출력 스펙트럼을 완벽하고 자연스럽게 만들어 주며, 그 결과 TV에서도 넓은 음장감과 높은 해상도의 음질을 구현할 수 있도록 구성한 텔레비젼용 앰프내장 초저음역/초고음역 보상 스피커를 제공하고자 함에 발명의 목적이 있다.

도 1은 본 발명이 바람직한 일실시예에 따른 스피커시스템의 외관 사시도,

도 2는 도 1의 내부 구성도,

도 3은 본 발명에 따른 전자회로부의 상세구성도를 나타낸다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 -- 인클로저, 11 -- 전면판,

12 -- 트위터, 13 -- 전원스위치,

14 -- 전원램프, 15 -- 트레블 볼륨,

16(16_L,16_R) -- 메인 볼륨, 17 -- 베이스 볼륨,

18 -- 전면커버, 19 -- 커버,

20 -- 전면캡, 22 -- 배면판,

23 -- 라인 인/아웃 단자, 24 -- 메인 피시비,

25 -- 트랜스포머, 26 -- 전면공간부,

27 -- 후면공간부, 28 -- 우퍼,

29 -- 배플판, 30 -- 덕트.

상기한 목적을 실현하기 위한 본 발명의 바람직한 일실시예는, 상방향으로 길고 소정 내부공간이 형성되어있는 직육면체형상의 인클로저, 상기 인클로저의 전면에서 트위터 및 조작부가 내설된 전면캡이 취부되는 전면판, 상기 전면판과 대향되게 인클로저의 후면에 설치되고 TV의 오디오출력단자와 연결되는 라인 인/아웃 단자부와 초저음/초고음 보상부 및 상기 보상부의 구동에 필요한 전원을 공급하는 전원부가 설치되는 배면판, 상기 전면캡의 직후방에서 인클로저의 공간을 전면공간부와 후부공간부로 분할하도록 설치되고 상기 배면판을 향하게 우퍼가 설치되어 있는 배플판, 상기 전면공간부와는 차단되면서 우퍼의 재생음을 전방으로 보내도록 상기 전면판과 후부공간부를 연통시키는 원통형 덕트로 이루어진 구조로 되어 있다.

본 발명의 다른 실시예는, 상기의 초저음/초고음 보상부가 TV의 오디오출력단자와 연결되는 라인 인 단자에 연결되는 좌우측 메인볼륨, 상기 메인볼륨의 좌우측 오디오출력단에 연결되는 증폭부, 상기 증폭부의 출력단에 저역통과부와 저역조절볼륨 및 전력증폭부가 차례로 연결되어 우퍼에 연결되는 초저음 보상부, 상기 증폭부의 출력단에 고역통과부와 고역조절볼륨 및 전력증폭부가 차례로 연결되어 트위터에 연결되는 초고음 보상부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하며, 또한 단일 인클로저 내에 중음대를 재생하는 미드 레인지(Mid Range) 드라이버 유니트를 내장하지 않고, 초저음을 재생하는 드라이버 유니트 및 초고음을 재생하는 드라이버 유니트만이 내장되어 단일 인클로저가 구성된 앰프내장형 스피커시스템이라는 특징이 있다.

본 발명의 또다른 실시예는, 상기 좌우측볼륨의 각 출력단에는 각각의 잡음제거부와 전력증폭부를 통해 라인 아웃 단자가 각각 추가로 연결되어 이루어짐을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예들의 구성 및 작용에 대해 첨부도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명이 바람직한 일실시예에 따른 스피커시스템의 외관 사시도를 도시한 것이고, 도 2는 도 1의 종단면도를 나타낸다.

본 발명에 따른 스피커시스템은 TV의 오디오시스템에서 소홀히 다루고 있는 초저음역과 초고음역을 추출하여 TV사운드와 함께 출력함으로써 TV소리가 보다 선명하고 생동감있게 들리도록 하기 위한 것이기 때문에 제품특성상 TV와 인접된 곳에 설치하여 사용하게 된다. 따라서 스피커시스템의 외관을 이루면서 울림통 역할을 하는 인클로저(10)는 비교적 콤팩트한 구조로서, 전면은 상방향으로 긴 직사각형을 이루고 있고 측면은 높이보다 가로길이가 다소 긴 형상으로서 내부공간이 비어있는 직육면체형으로 이루어져 있다.

상기 인클로저(10)의 전면판(11)에는 2KHz~23KHz 대역의 고음역대를 재생할 수 있는 트위터(12)를 비롯하여, 본 스피커시스템의 전원제어를 위한 전원 스위치(13)와 온/오프상태를 확인하기 위한 전원램프(14), 초고음역의 출력레벨을 조절하기 위한 트레블 볼륨(15), 전체적인 출력레벨을 조절하기 위한 메인 볼륨(16) 그리고 초저음역의 출력레벨을 조절하기 위한 베이스 볼륨(17)이 취부되어 있는 전면커버(18)가 설치되어 있고, 상기 전면커버(18)는 그 후면에 전면캡(20)이 설치되어 인클로저(10)의 내부공간과 차단되어 있다. 그리고, 상기 전면커버(18)의 하단에는 후술되는 바와 같이 저음이 출력되는 덕트출구의 외주연을 덮는 커버(19)가 일체로 형성되어 있다.

또한, 상기 인클로저(10)의 후면에는 상기 전면판(11)과 대향되게 배면판(22)이 밀폐형으로 설치되어 있다. 상기 배면판(22)에는 TV의 오디오출력단자와 예컨대 RCA 커넥터로 연결할 수 있는 라인 인/아웃 단자부(23), 상기 단자부(23)의 라인 인 단자로 인입되는 오디오신호로부터 초저음역과 초고음역을 추출하여 재생하는 초저음/초고음 보상부가 취부되는 메인 피시비(24), 상기 초저음/초고음 보상부의 구동에 필요한 전원을 공급하는 전원부(25)가 설치되어 있다.

그리고, 상기 전면캡(20)의 직후방에는 인클로저(10)의 내부공간을 전면공간부(26)와 후부공간부(27)로 분할하도록 설치되면서 상기 배면판(22)을 향하게 슈퍼 우퍼(28)가 설치되어 있는 배플판(29)이 설치되어 있다. 상기 슈퍼 우퍼(28)는 10Hz~150Hz 대역의 저음역대를 출력할 수 있는 액티브 서브우퍼이다. 상기 배플판(29)은 슈퍼 우퍼(28)의 전면에서 방사되는 음파와 후면에서 방사되는 음파가 서로 간섭을 일으키지 않도록 슈퍼 우퍼(28)의 전면공간부(27)와 후면공간부(26)를 차단하는 역할을 한다.

이와 더불어 상기 배플판(29)의 하부에는 상기 전면공간부(26)와는 차단되면서 슈퍼 우퍼(28)의 재생음을 전방으로 보내도록 상기 전면판(11)과 후부공간부(27)를 연통시키는 원통형 덕트(30)가 취부되어 있다. 따라서 상기 슈퍼 우퍼(28)에 의해 방사되는 초저음의 음파는 후부공간부(27)에서 공명되며 원통형 덕트(30)를 통해 전방으로 방사되어지게 된다.

TV의 오디오출력단자와 RCA케이블로 연결되는 라인 인/아웃 단자부(23)의 라인 인 단자(LINE-IN)에는 좌측신호와 우측신호의 크기를 조절하기 위한 좌우측 메인볼륨(16_L)(16_R)을 통해 증폭부(31)가 연결되어 있다.

아울러, 상기 증폭부(31)의 출력단에는 저역통과부(32)와 저역조절볼륨인 베이스 볼륨(17) 및 전력증폭부(33)가 차례로 우퍼(28)에 연결되어 이루어진 초저음 보상부가 구비되어 10Hz~150Hz 대역의 저음역대 원음을 재생할 수 있도록 되어있고, 또한 상기 증폭부(31)의 출력단에는 고역조절볼륨인 트레블 볼륨(15)과 고역통과부(34) 및 전력증폭부(35)가 차례로 트위터(12)에 연결되어 이루어진 초고음 보상부가 구비되어 2KHz~23KHz 대역의 고음역대를 재생할 수 있도록 되어 있다.

이와 더불어, 라인 인/아웃 단자부(23)의 라인 인 단자(LINE-IN)에 연결되어 좌측신호와 우측신호의 크기를 조절하는데 사용되는 좌우측 메인볼륨(16_L)(16_R)에는 잡음제거부(36)와 전력증폭부(37)로 이루어진 좌측신호증폭부와 잡음제거부(38)와 전력증폭부(39)로 이루어진 우측신호증폭부를 매개로 라인 인/아웃 단자부(23)의 라인 아웃 단자(LINE-OUT)가 연결되어 있다. 이는 본 발명에 따른 스피커시스템 이외에 추가로 또다른 스피커를 연결할 수 있도록 하기 위함이다.

상기 초저음/초고음 보상부와 좌우측신호증폭부의 전원단에는 퓨우즈(F1)와 트랜스포머(T1) 및 브릿지다이오드(D11) 등으로 이루어져 각 회로부에 필요한 구동전원을 공급하는 전원부(40)가 연결되어 있다.

한편, 전원부(40)의 일측단에는 전원램프(14)가 연결되어 전원투입시 점등됨으로써 본 시스템의 작동상태를 외부로 표시할 수 있도록 되어 있다.

이와 같이 이루어진 본 발명의 스피커시스템에서 라인 인 단자(LINE-IN)로 TV사운드가 입력되면 초저음대역의 신호가 초저음 보상부에서 추출되어 재생된 후 우퍼(28)를 통해 출력되어지며, 또한 초고음대역의 신호는 초고음 보상부에서 추출되어 재생된 후 트위터(12)를 통해 재생되어진다.

따라서, 본 발명에 따른 스피커시스템에 의하면 TV의 오디오시스템에서 출력되는 중음과 함께 초저역대 오디오신호와 초고역대 오디오신호를 재생하여 출력함으로써 모든 가청 주파수대역에 대한 TV오디신호를 재생할 수 있게 된다.

상기한 바와 같이 본 발명은 앰프가 내장된 액티브 서브우퍼를 기본 구조로 강화 트위터가 탑재된 TV전용 음향기기로서, TV의 음성출력단자(Audio Out)를 통해 음성신호를 입력 받아 음원에는 존재하지만 TV에서는 재생할 수 없었던 초저음역대와 초고음역대를 내장된 서브우퍼와 트위터로 재생하여 기존의 TV에서 출력하는 사운드를 미드레인지로 하여, 저음, 중음, 고음의 새로운 개념의 멀티웨이를 구성함으로써, TV사운드의 전체 주파수 대역에 대한 출력 스펙트럼을 완벽하고 자연스럽게 만들어 주게 되어 TV에서도 넓은 음장감과 높은 해상도의 음질을 구현할 수 있는 장점이 있다.

그리하여 TV시청자들은 1) TV소리가 신기하게 잘 들리며, 2) 그 동안 들을 수 없었던 소리도 모두 들을 수 있게 되고, 3) 지상파, 위성방송, 유선방송 등으로 송출되는 영화프로그램도 다이내믹하게 감상할 수 있으며, 4) 다큐멘터리 프로그램의 현장감이 강화되고, 5) 스포츠 중계가 좀더 감동적으로 느껴지며, 6) TV를 이용한 시청각 교육의 효과가 배가되고, 7) 난청이 있는 노인들의 가청능력을 보완해주며, 8) DVD플레이어, VTR, 게임기 등 TV와 연결해야 하는 모든 미디어 기기에도 적용하여 효과를 볼 수 있다.

Claims

상방향으로 길고 소정 내부공간이 형성되어있는 직육면체형상의 인클로저, 상기 인클로저의 전면에서 트위터 및 조작부가 내설된 전면캡이 취부되는 전면판, 상기 전면판과 대향되게 인클로저의 후면에 설치되고 TV의 오디오출력단자와 연결되는 라인 인/아웃 단자부와 초저음/초고음 보상부 및 상기 보상부의 구동에 필요한 전원을 공급하는 전원부가 설치되는 배면판, 상기 전면캡의 직후방에서 인클로저의 공간을 전면공간부와 후부공간부로 분할하도록 설치되고 상기 배면판을 향하게 우퍼가 설치되어 있는 배플판, 상기 전면공간부와는 차단되면서 우퍼의 재생음을 전방으로 보내도록 상기 전면판과 후부공간부를 연통시키는 원통형 덕트로 구성하여, 단일 인클로저에서 초저음/초고음만을 재생하도록 이루어진 텔레비젼용 앰프내장 초저음역/초고음역 보상 스피커시스템.
제1항에 있어서, 상기 초저음/초고음 보상부는 TV의 오디오출력단자와 연결되는 라인 인 단자에 연결되는 좌우측 메인볼륨, 상기 메인볼륨의 좌우측 오디오출력단에 연결되는 증폭부, 상기 증폭부의 출력단에 저역통과부와 저역조절볼륨 및 전력증폭부가 차례로 연결되어 우퍼에 연결되는 초저음 보상부, 상기 증폭부의 출력단에 고역통과부와 고역조절볼륨 및 전력증폭부가 차례로 연결되어 트위터에 연결되는 초고음 보상부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 텔레비젼용 앰프내장 초저음역/초고음역 보상 스피커시스템.
제2항에 있어서, 상기 좌우측 메인볼륨의 각 출력단에는 각각의 잡음제거부와 전력증폭부를 통해 라인 아웃 단자가 각각 연결되어 별도의 스피커를 추가로 연결할 수 있도록 이루어짐을 특징으로 하는 텔레비젼용 앰프내장 초저음역/초고음역 보상 스피커시스템.