KR20120080666A - 평면 확성기 - Google Patents

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루츠 뢰리크
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프라운호퍼 게젤샤프트 쭈르 푀르데룽 데어 안겐반텐 포르슝 에. 베.
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Abstract

방출 또는 방사 특성을 갖는 평면 확성기가 획득되며, 평면 확성기의 역 설정의 경우에 개선된 음향 결과를 제공하는데, 확성기가 하우징에 제공되고, 사운드가 비지향성 방출을 위해 하우징 내의 음향 간극을 통해 외측으로 안내되도록 확성기로부터 지향되도록 구현됨에 따라 제공된다.

Description

평면 확성기{FLAT LOUDSPEAKER}
본 발명은, 예를 들어, 평면스크린들 또는 TV들과 함께 사용될 수 있는 평면 확성기에 관한 것이다.
특정 응용들에 있어서, 예를 들어 2cm보다 작은 빌딩 깊이(small building depth)를 갖는 확성기들은 예를 들어, TV들 및 평면 스크린들과 함께 요구되고 있다. 현존하는 FLS(Flat Loudspeaker) 기술들은 이미 2cm 이하의 빌딩 깊이를 가능하게 한다. 예를 들어, DE 102009010278.7은 폐쇄된 하우징에 내장된 초소형 변환기들의 어레이에 기초한 FLS 기술을 설명하고 있다. 이 기술을 사용하여, 심지어 10mm 이하의 하우징 깊이를 갖는 평면 확성기들이 제조될 수 있다. 초소형 변환기의 방출은 바로 청취자 쪽으로 지향된다.
특정 응용들에 있어서, 전면이 디스플레이에 의해 완전히 커버되는 TV들 및 평면 스크린들과 함께, 이들 확성기들은 그 정면을 향하여 보이지 않을 수 있으며, 이에 의해, 청취자에게 사운드를 직접 출력 또는 방출하지 않을 수 있다. 따라서, 멤브레인 노말(membrane normal)은 청취자의 방향으로 지향되지 않을 수 있으며, 요구된 작은 빌딩 깊이로 인하여, 멤브레인 노말의 측면 정렬도 불가능하다. 이벤트(event)를 청취하기 위해, 사운드는 예를 들어, 전면에 청취의 위치가 도달해야 한다. 저-주파수 범위에 있어서, 모든 방향들로 비지향성으로 사운드가 전파하기 때문에 덜 중요하다. 볼 형상의 사운드 전파는, 파장이 저-주파수 범위 내의 경우인 맴브레인 직경보다 파장이 실질적으로 클 때, 항상 발생한다. 그러나, 고-주파수 범위에 대해서 작동하지 않는다. 사운드-방출 표면, 즉 확성기 멤브레인은 방출될 파장에 비해 고-주파수들 또는 주파수에 대해 너무 크다. 따라서, 비지향성 사운드 방출은 발생하지 않을 수 있다. 오히려, 방향성 사운드 방출만이 예를 들어 뒷면 쪽으로 발생한다.
상기 문제의 가능한 해결책은 불충분한 사운드 압력 레벨에 이르게 하는 멤브레인을 작게 하거나 멤브레인 직경을 감소시키는 것이다. 뒷면을 향한 방출은 반사가 평면 확성기 뒤에 위치한 벽을 통해 있을 수 있는 한 추가적으로 중요하지 않게 될 것이다. 이때, 확성기의 기능은 많은 응용의 경우에 허용될 수 없는 자체 벽의 반사 특성과 벽에 대하여 평면 확성기의 위치에 강하게 의존하게 된다. 부가적으로, 예를 들어, TV들과 함께, 특정 응용들에 있어서, 스테레오 재생은, 예를 들어, 좌측 및 우측 채널들, 즉 채널들의 공간 분리를 획득해야 한다. 이와 같은 공간 분리는, 주파수 범위 이하가 스테레오 방향성 임프레션(stereo directional impression)에 대해 적은 무게가 되기 때문에, 예를 들어, 100Hz 내지 200Hz까지의 주파수 범위가 특히 요구된다.
따라서, 본 발명의 목적은 평면 확성기를 제공하며, 이 평면 확성기는, 역 설치(reversed setup)와 함께, 예를 들어, 확성기의 뒷면과 청취자를 대향할 수 있으며, 반사벽의 존재의 필요성으로 인해 설치 위치가 제한되지 않거나 특정 추가적인 수단의 필요성 없이 고품질의 청취 이벤트를 가능하게 한다.
본 발명의 목적은 청구항 1에 따른 평면 확성기에 의해 성취된다.
본 발명은, 확성기가 하우징에 제공되고, 사운드가 비지향성 방출을 위해 하우징 내의 음향 간극을 통해 외측으로 안내되도록 확성기로부터 지향되도록 구현되는 사운드 가이드가 구현될 때, 방출 또는 방사 특성을 갖는 평면 확성기가 획득되며, 평면 확성기의 역 설정의 경우에 개선된 음향 결과를 제공하는 중심 사상에 기초한다.
한 실시예에 따라, 음향 간극 및 사운드 가이드는, 하우징에 측면으로 통과하고 하우징 내에 측면으로 오픈되는 하우징 내의 슬롯 형태로 형성되고, 음향 간극은 확성기 멤브레인 직경보다 작거나 확성기로부터 사운드의 최고 주파수의 파장보다 작다(적어도 1차원). 따라서, 사운드는, 예를 들어, 실린더 형태 또는 볼-형태와 같은 비지향성 방향으로 음향 간극 뒤에 전파할 수 있고, 이에 따라 전면 쪽으로 청취자에 도달한다.
유리한 구현들은 종속 청구항들의 요지이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 평면 확성기에 따르면, 역설치와 함께, 예를 들어, 확성기의 뒷면과 청취자를 대향할 수 있으며, 반사벽의 존재의 필요성으로 인해 설치 위치가 제한되지 않거나 특정 추가적인 수단의 필요성 없이 고품질의 청취 이벤트를 가능하게 한다.
다음에는, 본 발명의 양호한 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다.
도 1은 평면 확성기 뒷면이 청취자를 마주보는 조립된 상태로 일 실시예에 따른 평면 확성기의 개략도;
도 2는 일 실시예에 따른 도 1의 평면 확성기의 상부로부터 개략적인 부분 횡단면도;
도 3a는 전면에서 보이는 일 실시예에 따른 평면 확성기의 공간적인 도면;
도 3b는 전면에서 보이는 다른 실시예에 따른 평면 확성기의 공간적인 도면;
도 3c는 도 3b에 따른 평면 확성기의 단면도;
도 4a 및 도 4b는 음향 간극(음향 간극)이 보이는 다른 실시예에 따른 도 3b의 부분 단면도;
도 5는 일 실시예에 따른 평면 확성기의 가능한 제어의 블록 다이어그램;
도 6은 다른 실시예에 따른 평면 확성기의 측면도; 및
도 7은 청취자에 관련하여 반대로 설치된 경우의 비교 예에 따른 평면 확성기의 개략도.
본 출원의 실시예들을 도 1 및 도 5를 참조하여 설명하기 이전에, 도 7을 참조하여, 평면 확성기가 그 뒷면이 청취자와 마주보고 설치될 때, 예를 들어, 평면 확성기(900)가 두 개의 구성 요소들인 TV 또는 평면 스크린(904)의 디스플레이(902) 뒤에 "숨긴(hidden)" 경우에, 발생하는 문제점에 대해 보다 상세히 설명한다.
따라서, 도 7은 디스플레이(902)를 보는 청취자(906)를 도시한 도면으로서, 디스플레이(902)는 이미지를 디스플레이하는 전면(908)이 청취자이면서 관찰자(906)를 또한 대향한다. 디스플레이(902) 및 평면 확성기들(900)은 서로 등을 맞대고 배열 및 장착된다. 즉, 평면 확성기(900)의 전면(910)은 청취자(906)로부터 떨어져 지향되고, 디스플레이(902) 및 확성기(900)의 뒷면들은 서로 대향한다. 본 예에서 전면(910)은 TV 또는 평면 스크린(904)의 뒷면을 동시에 형성한다.
도 7의 평면 확성기(900)는, 뒷면(910)의 표면 노멀의 방향으로 방출하기 위해, 뒷면(910)에 걸쳐 분배 배열되는 적어도 고-주파수 또는 높은 범위의 확성기 및 저-주파수 또는 낮은 범위의 주파수 확성기를 포함하는 것으로 가정한다. 도 7에 있어서, 한 예로서, 단지 두 개의 확성기들(912a 및 912b)이 표시되어 있다. 저-주파수 확성기들 및 고-주파수 확성기들에 의해 방출되는 다른 파장들로 인하여, 그들 확성기들의 방출 성능은 서로 다르다. 저-주파수 확성기의 저-주파수들은, 연속된 라인들(914)에 의해 표시된 것처럼, TV 또는 평면 스크린(904)의 하우징을 중심으로 굴곡 또는 회절되어, 918로 표시된 것과 같은 청취자(906) 또는 그 청취자의 귀(916)에 도달한다. 고-주파수 확성기에 의해 고-주파수 부분의 방출은 지향적이지만, 도 7에 도시된 점선(920) 및 화살표(922)에 의해 표시된 것처럼, 즉, 청취자(906)에 사운드(920)를 다시 향하게 하는 어떠한 회절도 발생하지 않는다. 이는, 예를 들어, 적당한 방법, 예를 들어, 평면 확성기(900) 등의 뒤에서 보는 사람의 방향으로 적당한 벽뿐만 아니라 반사기를 배치하여, 청취자에 사운드가 도달하지 않는 경우, 도 7의 경우의 청취 결과가 수용될 수 없다는 것을 의미한다.
상술한 문제는 사실상 확성기가 전면을 향하여 볼 수 있도록 되어 있지 않지만, 확성기(900)가 그 뒷면에 청취자와 대향 되어야 하기 때문에 발생한다. 도 7에 있어서, 하우징의 측면 치수를 유지하면서 디스플레이(902)의 측면 이미지 표면을 크게 할 수 있다. 다른 응용들에 있어서, 디스플레이(902) 없이, 확성기(900)는 일반적으로 평면 확성기(900)의 뒷면의 설계에 관하여 설계 옵션들의 증대 또는, 더욱 자유로운 이용을 가능하게 하는데, 이는 후에 가시적인 전면으로서 역할을 한다.
다음에 설명하는 실시예들은 평면 확성기의 역-정렬되는 장점을 획득할 수 있으며, 여기서, 청취 결과는, 예를 들어, 상술한 반사 벽과 등의 설치와 같은 사용 또는 설치에 강력히 제한되기도 하는 부가적인 조치 없이 개선될 수 있다. 특히, 다음에 설명하는 실시예들은, 평면 확성기의 전면이 청취자로부터 떨어져 대향하고, 또한 그 확성기의 뒷면이 청취자와 대향하는 경우에도, 고-주파수 사운드가 청취자에 도달할 수 있게 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 평면 확성기를 갖는 도 7의 상태를 도시한다. 도 1에 있어서, 도 7의 구성 요소들에 대응하는 요소들이 도 7의 구성 요소들로부터 첫 번째 참조 번호가 다른 참조 부호들이 제공("9" 대신 "1")되는데, 이유는, 그들 차이점들이 다음에 명시적으로 언급되지 않는 한, 도 7에 관한 이전 구현들이 도 1에도 적용되어야 하기 때문이다.
특히, 도 1의 평면 확성기(100)는 또한 디스플레이(102)와 함께 TV 또는 평면 스크린(104)을 형성하는 확성기이며, 이들은 등을 맞대고 배열되면서 서로 접속되어 있다. 도 1의 실시예에서 디스플레이(102)의 측면 크기는 평면 확성기(100)의 하우징 또는 평면 확성기(100)의 측면 크기와 동일하며, 이러한 이유는 청취자(106)의 전면을 향하는 사운드 방출이 직접 가능하지 않기 때문이다.
도 7에 도시된 것처럼, 평면 확성기(100) 및 그 뒷면(110)은, 예를 들어 전자-동적 변환기들과 같은 확성기들(112a 또는 112b)의 2차원 측면 분포를 포함한다. 그러나, 그들 확성기들(112a 및 112b)은, 118에서 예시된 것처럼, 확성기들(112a 및 112b)의 측면 멤브레인 크기 또는 멤브레인 직경에 대한 큰 파장으로 인해 비지향성 방향(undirectional way)으로 방출되고, 평면 확성기(100) 또는 장치들(104)의 하우징 주위에서 굴절될 수 있는 중간 및/또는 저-주파수 부분(114)을 방출하기 위한 중간 및/또는 저-주파수 확성기들이다.
고-주파수 부분(120)을 생성하기 위하여, 도 1에 도시되지 않은 고-주파수 확성기가 제공되는데, 그 방출된 사운드는, 슬롯과 같은 도 1에 상세히 예시되지 않은 사운드 안내에 있어서 비지향성 방출에 대해 외측으로 평면 확성기(100)의 하우징의 측면으로 음향 간극에 안내된다. 여기에서 사운드는 도 1의 경우 거의 원통형으로 전파하고, 여기서 간극은 세로축을 수직으로 통과하면서, 슬롯으로서 세로축으로 형성되어, 고-주파수 확성기의 고-주파수 사운드의 파장보다 작은 간극의 범위가 되는, 예를 들어, 수평 차원에서 1차원으로만 조건이 만족하고, 또한 122에서 표시된 것처럼, 전면에서 청취자(106) 및 청취자의 귀(116)에 도달한다.
따라서, 도 1의 실시예에 따라, 도 7에 관하여 상술한 장점들은 사용자(106)의 청취 결과에 대해 단점들이 없이 획득될 수 있다.
즉, 도 1의 평면 확성기는 고-주파수 부분에 대한 개선된 청취 결과를 가능하게 하는데, 심지어, 확성기에 의해, 평면 확성기의 뒷면에 청취자가 배열되며 사운드 가이드가 하우징 내에 배열되고 사운드 가이드가 구현되어, 사운드가 확성기로부터 비지향성 방출에 대해 바깥쪽으로 하우징 내의 음향 간극을 통해 안내되어도, 획득될 수 있다. 여기서, 음향 간극은 평면 확성기(100)의 하우징 내에 측면으로 형성된다. 따라서, 평면 확성기(100)의 뒷면이나 전면(110) 어디에도 사용 가능한 표면이 차지하지 않는다. 이 외에도, 청취자(106)로의 사운드의 편향이 발생하는 각도는 음향 전극이 뒤쪽에 대향하는 경우보다 작다.
방출의 비지향성 특성에 대해, 음향 간극의 표면은, 예를 들어, 대응하는 고-주파수 확성기의 멤브레인의 측면 표면 치수보다 작다. 즉, 본 실시예에 따라, 음향 간극은 확성기 멤브레인 직경보다 작다. 대안으로, 음향 간극의 사이즈는 대응하는 고-주파수 확성기에 의해 방출되는 사운드의 최고 주파수의 파장보다 작게 설정될 것이다.
도 1에 관해서, 도 1에는 청취자의 관점에서 평면 확성기(104)이 왼쪽 측면에서 하나의 음향 간극에서만 방출이 예시되어 있지만, 물론, 청취자(106)가 관점에서 대향하는 오른쪽 측면에, 추가적인 고-주파수 확성기로 다른 음향 전극이 배열될 수 있음을 주목한다. 이 경우에, 도 1의 상부 고-주파수 확성기는 좌측 스테레오 채널과 연관된 확성기가 될 수 있지만, 도 1의 하부 고-주파수 확성기는 우측 스테레오 채널과 연관될 것이다. 대체 구현에 있어서, 모노 확성기를 형성하기 위한 방법으로서, 두 개의 측면 간극들 대신에, 하나가 확성기 하우징의 상부 에지에, 다른 하나가 확성기 하우징의 하부 에지에 제공될 수 있다.
도 2를 참조하여, 음향 간극, 사운드 가이드 및 연관된 확성기가 하우징 내에 어떻게 형성 또는 배열되는지의 가능성에 대해 설명한다. 도 2는 평면 확성기에 상부로부터 확대한 부분 횡단면도를 도시한다. 참조 부호에 대해서는, 동일하거나 기능적으로 동일한 구성 요소들이 고려되는 한, 도 1과 동일한 참조부호들이 사용되었음을 또한 주목한다. 이들 구성 요소들에 대해서, 참조는 도면들에 대한 상기 설명으로 이루러 진다. 이는 다음 도면들의 설명에도 또한 적용됨을 주목한다.
도 2에 있어서, 예를 들어, 뒤쪽 방향으로 전면(110)의 표면 노멀의 방향으로, 예를 들어, 청취자로부터 멀리, 전면(110)으로부터 멀리 방출하기 위하여 평면 확성기(100)의 전면(110)에서 배열되는 중간 또는 저-주파수 확성기(124)가 도시되어 있다. 이는 상술한 것과 같은 어레이의 일부가 될 것이다. 도 2에서 측면으로 더 외측으로, 고-주파수 확성기(126)가 외측을 향해 방출하지 않는 것으로 도시되어 있지만, 하우징의 내부로 방출되는 것이 도시되어 있다. 확성기 하우징의 평면 빌딩 형상을 획득하기 위하여, 멤브레인 표면 노멀을 갖는 확성기는 확성기들(124)의 멤브레인 노멀에 병렬 또는 비-병렬로 또한 배열된다. 비록, 확성기(126)가 , 예를 들어, 병렬로 그 맴브레인 노멀을 갖는 청취자 및 TV (102)에 대향하고 확성기(124)와 같은 방향으로 지향하는 하우징의 부분에서, 확성기의 뒷면에 수용될 수도 있지만, 도 2의 확성기(126)는, 예를 들어, 하우징이 전면 벽(110)에 장착되거나 대응하는 구멍을 갖는 홀에 동일하게 수용되도록, 청취자의 방향으로 방출하고, 하우징 뒤쪽 벽에의 방향으로 예를 들어 사운드 가이드(128)인 하우징의 내부로 방출되도록 배열된다. 이 경우, 모든 확성기들은, 예를 들어, 각각이 구멍들 또는 리세스들에, 동일한 벽, 즉, 하우징의 전면 벽(110)에 내장된다. 즉, 도 2에 특히 예시되지 않은 디스플레이(102)의 뒷면 및 확성기들(124 및 126)에 대한 프레임은 고-주파수 확성기(126)가 그에 의해 생성되는 고-주파수 사운드(120)를 방출하는 슬롯 또는 갭(128)과 함께 하우징을 함께 형성한다. 따라서, 갭(128)은 예를 들어, 사운드 가이드(128)가 오픈되는 음향 간극(130) 쪽으로, 외측으로 향하여 하우징을 측면으로 따라 사운드(120)를 안내하는 사운드 전달 매체, 본 경우에는 공기로 채워진 사운드 가이드로서 동작한다. 따라서, 도 2는 하우징과 하우징 내의 확성기(126), 및 비지향성 방출에 대해 외측으로 하우징 내의 음향 간극(130)을 통해 확성기(126)로부터 사운드(120)를 안내하는 사운드 가이드를 갖는 평면 확성기를 나타낸다. 도 2에 예시되어 있는 것처럼, 음향 간극의 사이즈는 확성기의 확성기 멤브레인 직경(126)보다 작고, 확성기(126)가 업스트림 주파수 크로스오버(upstream frequency crossover)에 따라 관련이 있는 방출에 대한 고주파의 주파수 범위는, 예를 들어, 음향 간극(230)보다 큰 파장을 갖는 최고 주파수를 갖는다. 도 2의 경우에, 비지향성 방출은 실린더 형상의 사운드 전파에 따라 예시되어 있다.
도 2에 대해서 이전에 미리 설명한 것처럼, 중간-주파수 및/또는 저-주파수 확성기(124)는 전자-음향 변환기들의 2차원 분포의 부분으로서 형성될 수 있다. 즉, 평면 확성기(100)는 중간-주파수 및/또는 저-주파수 확성기들 및 전자-음향 변환기들의 2차원 분포를 또한 포함할 수 있다. 이는 도 3a에 예시되어 있다. 본 실시예에 따라, 도 3a에서 134로 전체적으로 표시된 하우징의 전면(110)의 표면 내부(131)에 있어서, 평면 확성기는 전면(110)에서 외측으로 방출하도록 제공되는 전자-음향 변환기들(136)의 2차원 분포를 측면으로 포함한다. 도 3a에 예시되어 있는 것처럼, 확성기들은, 예를 들어, 라인들 및 칼럼들로 규칙적으로 배열될 수 있다.
도 3a의 실시예에 있어서, 평면 확성기는 3-방향 확성기이며, 여기서, 전자-음향 변환기들(136)의 한 부분(바람직하게는 주요 부분)은 저-주파수 확성기들로서 동작하지만, "LF"(저-주파수) 또는 "MF"(중간-주파수)로 표시된 것처럼, 영역(131) 내의 변환기들의 분포의 나머지 부분은 중간-주파수 확성기들로서 동작한다. 여기서, 도 3a에 도시된 것처럼, 중간-주파수 확성기들은 개별 확성기들(136) 내에 배열되며, 여기서, 이들 확성기는 저-주파수 확성기들에 의해 둘러싸여 있다. 다음에는 역방향으로 구현되는 실시예를 설명한다.
대응하는 주파수 크로스오버는, 도 5를 참조하여 이후에 설명하는 것처럼, 재생될 오디오 신호의 다른 주파수 범위를 갖는 저-주파수 또는 중간-주파수 확성기들의 제어 또는 다른 제어를 처리한다. 그러나, 2-방향 평면 확성기를 형성하기 위해 단지 중간-주파수 확성기들 또는 저-주파수 확성기들을 제공하는 것처럼, 변환기들(136)의 어떤 다른 다차원 분포 또한 가능하다는 것을 주목한다. 예를 들어, 전자-음향 변환기들(136)은 구체들(spheres)의 가장 가까운 패킹에 배열될 수 있는데, 예를 들어, 변환기들의 밀도 배치를 가능하게 하기 위해 육각형 격자에 배열될 수 있다. 변환기들(136)의 제어는 순수 병렬 배선, 순수 직렬 배선 또는 혼합된 직렬/병렬 배선으로 될 수 있다. 변환기들의 설치 및 배선을 참조하여 더욱 상세한 내용에 있어, 참조는 상세한 설명의 서두 부분에 언급된 FLS 기술로 이루어진다.
도 3a는, 예를 들어, 세로축이 간극(130)을 따르는 라인 사운드 소스로서, 고-주파수 확성기가 많은 전자-음향 변환기들(138)로부터 설정될 수 있는 것을 또한 도시한다. 따라서, 도 2는, 예를 들어, 단지 하나의 변환기(136) 및 하나의 변환기(138)가 예시되었던 도 3a의 실시에의 상부로부터 부분 횡단면도를 도시한다. 또한, 도 3a는 고-주파수 확성기에 속하는 음향 변환기들(138)이 표면 내부(131)를 둘러싸는 전면(110)의 측면 에지 또는 주변을 따라, 예를 들어. 두 측면들로부터, 즉, 도 3a에서 좌측 및 우측으로부터 배열될 수 있는 것을 도시한다. 또한, 다시 말해, 도 3a의 실시예에 있어서, 중간-주파수 및 저-주파수 변환기들(136)은 전면(110)의 내부(131)에 측면으로 배열된다. 도 3a에 예시적으로 도시된 직사각형 전면(110)의 두 개의 대향하는 원주 측면들에서, 변환기들(138)은, 예를 들어, 좌측 스테레오 채널에 대한 라인 사운드 소스 및 우측 스테레오 채널에 대한 라인 사운드 소스를 형성하기 위해 라인을 따라 각각 배열되며, 여기서, 중간 및 저-주파수 변환기들(136)은 고-주파수 변환기들(138) 사이에 배열되거나 또는 그들에 의해 둘러싸인다.
도 3b는 중간 및 저-주파수 확성기들(136)의 대체 분포를 도시한다. 도 3b에 따라, 중간-주파수 확성기들(MF)은 외부 에지, 예를 들어, 그들 중간-주파수 확성기들과 연관된 주파수 범위에서 스테레오 인식을 할 수 있는 어레이의 좌측 및 우측에 배치되며, 따라서, 개선된 스테레오 분리를 획득한다. 여기서, 중간-주파수 확성기들은 전면(110)의 좌측 및 우측 에지를 따라 라인 사운드 소스를 각각 형성한다. 그러나, 이들 확성기들은 중간-주파수 확성기들의 칼럼보다 더 많이 포함할 수도 있다. 저-주파수 확성기들(LF; 저-주파수)은 그들 사이에 배열된다. 따라서, 저-주파수 단일 확성기들의 폐쇄된 2차원 필드를 형성한다. 고-주파수 및 중간-주파수 범위의 파장들과 비교하여 저-주파수의 주파수 범위의 파장들의 큰 파장들로 인하여, 저-주파수 확성기 필드의 전체적인 측면 범위는 방출된 저-주파수 파장들보다 작고, 따라서, 저-주파수 사운드는 비지향성 방식으로 방출된다.
마찬가지로, 두 개의 중간-주파수 개별 확성기 어레이들의 수평 범위는 중간-주파수의 주파수 밴드의 하단 컷오프주파수의 파장보다 작고, 중간-주파수 사운드는 비지향성 방향으로 방출된다(적어도 수평 방향으로 방출). 이는 또한 도 3c에 예시되어 있는데, 여기서, DGes M는 우측 스테레오 채널에 대한 두 개의 칼럼 중간-주파수 확성기 어레이의 수평 전체 범위를 나타낸다. 이는 중간-주파수 스펙트럼 범위의 최소 파장보다 더 작다. 확성기들(136)의 다음 이웃한 평균 중심 거리(dp)가 또한 예시되어 있다. 이는 중간-주파수 확성기들과 저-주파수 확성기들에 대해 동일하게 될 수 있다. 특히, 2DT /M 보다 작을 수 있으며, 심지어 유리하게 1.5DT /M보다 작을 수 있거나, 심지어 1.2DT /M보다 작을 수 있다. 주파수 확성기(138)의 확성기 멤브레인의 측면 치수 또는 측면 직경, 예를 들어, DH는 DT /M 와 같은 동일한 범위에 있을 수 있고, 심지어 DT /M와 동일할 수 있다. 음향 간극(130)의 사이즈(DA)는 바람직하게 3/4DH보다 작을 수 있고, 심지어 바람직하게 및 DH/2 보다 작거나, 심지어 DH/4보다 작을 수 있다.
도 3c는, 고-주파수 확성기(126)의 멤브레인 노말(127)이 중간-주파수의 멤브레인 노말(125) 및 하우징(132)으로 지향되며 저-주파수 확성기들(124)이 하우징(132)으로부터 떨어져 반대 방향으로 지향하여, 고-주파수 확성기(126)가 하우징(132) 내의 사운드 가이드(128)에서 사운드(120)를 방출하고, 중간-주파수 및 저-주파수 확성기들(124)이 하우징(132)으로부터 떨어져 사운드를 방출하는 것을 도시하고 있다. 위에서 이미 언급한 것처럼, 고-주파수 확성기들(HF)이, 내부 또는 사운드 가이드에 방출하고 - 이후에, 중간 및 저-주파수 확성기들과 동일한 방향으로 방출하기 위하여, 후방 벽에 제공될 수도 있다.
도 3b 및 도 3c를 참조하여 다음 가능성을 주목한다. 평면 확성기의 뒷벽이 청취자와 대향하는 응용들에 있어 고-주파수 확성기들에 의해 고-주파수의 비지향성 측면 방출은 청취자들의 방향으로만 실제로 바람직하다. 불행히도, 사운드 부분들은 청취자의 관점에서 텔레비전 뒤에 위치한 반사 표면(벽)에 또한 도달한다. 반사의 경우에, 그 사운드 부분은 청취자로 다시 지향될 수 있고, 최악의 경우에는 청취자 쪽으로 바로 굴절되는 사운드 부분들을 파괴적으로 오버레이(overlay)한다. 중간-주파수 확성기들(MF)의 부분이 방향성 안티-위상 신호(directional anti-phase signal)를 추가적으로 방출할 때 개선 조치가 있을 수 있으며, 이에 따라, 방해 고-주파수 부분을 제거가 발생한다. 따라서, 도 3b 또는 도 3c에서 좌측 및 우측 측면 상의 중간-주파수 확성기들(MF)의 각각의 최외부 칼럼은, 런-타임의 차이들 및 편향 지점에서 있을 수 있는 위상 반전으로 인하여, 인근 간극(130)을 남기는 고-주파수 사운드에 대하여 위상 오프셋의 균형을 위하여, 중간-주파수 브랜치 신호뿐만 아니라 적당한 오프셋 각각으로 각각의 스테레오 신호의 고-주파수 브랜치 신호와 플러스될 수 있다. 이 경우에, 고-주파수 범위의 파장들이 너무 작아서 중간-주파수 확성기들에 의해 비지향성 방출이 더 이상 가능하지 않은 경우 불리하지 않다. 반대로, 이 경우에, 고-주파수 사운드는 중간-주파수 확성기들의 방출 방향으로 간극(130)으로부터 있을 수 있는 벽을 때릴 수 있는 사운드를 특히 균형 유지해야 한다. 따라서, 우측 및 좌측 측면 상의 고-주파수 신호와 추가적으로 플러스되는 중간-주파수 어레이의 측면 범위는 고-주파수 부분의 최소 주파수의 파장의 범위 내에 있는 것이 바람직하다. 예를 들어, 하단 고-주파수 컷오프 주파수 파장보다 작다. 소멸되는 고-주파수 사운드 부분이 방출되는 간극(130)이 형성되는 전면(110)의 에지로부터 위상 오프셋 고-주파수 신호에 의해 구동되는 중간-주파수 확성기들의 필드의 중심의 거리는 예를 들어, 2 DH 보다 작다.
도 3a 및 도 3b를 참조하여, 비록, 이들 도면들의 실시예에서 사운드 가이드가 하우징의 좌측 및 우측 에지에서 연속된 그루브의 형태로 각각 형성되지만, 또한 다른 사운드 가이드들이 형성될 수도 있는데, 예를 들어, 도 3a에서 상단 및 하단에서 오픈되지 않는 슬롯 형태로 형성될 수 있고, 하우징 측면의 좌측 및 우측에만 형성될 수도 있음을 또한 주목한다. 또한, 상기 구현은, 예를 들어, 2-방향 확성기의 저-주파수 부분을 고려하는 중간-주파수 확성기들 및 저-주파수 확성기들에 의해, 2-방향 경우에 용이하게 적용될 수 있음을 주목한다. 왼쪽 절반이 다른 스테레오 신호에 의해 하나 및 다른 절반에 의해 구동될 수 있다. 그러나, 모노 저-주파수 신호 또한 가능하다. 청취자로부터 떨어진 방향으로 간극을 남긴 고-주파수 사운드에 대한 상술한 고-주파수 사운드 소멸(annihilation)은 모노 확성기 실시예들에 적용될 수도 있다. 또한, 소멸에 대해 제공된 고-주파수 부분은 중간-주파수 확성기 및 저-주파수 확성기에 모두 적용될 수 있으며, 예를 들어, 도 5B의 중간-주파수 확성기의 최외부 칼럼과 저-주파수 확성기의 인접한 최외부 칼럼에 적용될 수 있다.
도 4a는 슬롯 형태로 형성된 간극(130)이 하우징 내에 형성되어, 슬롯이 슬롯 내의 스탠딩 파형들(standing waves)을 억제하기 위해 외측으로 향하는 단면에 관해 슬롯이 넓게 될 수 있는 것을 도시한다. 도 4a에 따라, 하우징 내의 외측을 향하여 오픈되는 위치에서, 슬롯은 라운딩(140)을 포함하고, 도 4b에 따라, 하우징 내에 형성된 챔퍼(chamfer) 또는 경사부(inclination)(142)를 포함한다. 스탠딩 파형들을 감소시키기 위해 슬롯의 출력에는 흡수 물질이 제공될 수 있다.
사운드 가이드 및 음향 간극을 갖는 확성기가 2-방향, 3-방향, 또는 여러-방향 평면 확성기를 얻기 위하여 병렬중간-주파수 및/또는 저-주파수 확성기를 갖는 고-주파수 확성기와 같은 기능을 할 수 있다는 것을 자주 설명하였다. 도 5에 있어서, 오디오 신호 입력(144)에서 인입 오디오 신호로부터 대응하는 출력들(146)에서 대응하는 방향 신호들을 출력하는 실시예들에서 사용될 수 있는 하나의 가능한 제어 회로가 예시되어 있다. 도 5의 제어 회로는 그 입력과 함께 입력(144)에 접속된 주파수 크로스오버(148)를 포함하고, 각각의 방향, 즉, 고-주파수 방향, 중간-주파수 방향 및 저-주파수 방향에 대한 출력을 갖는다. 주파수 크로스오버(148)는, 예를 들어, 20Hz 내지 20000Hz까지의 인입 오디오 신호(144)의 전체 주파수 스펙트럼을, 대응하는 주파수 밴드들로, 즉 서로 인접하거나 미세하게 중복되는 고-주파수 범위, 중간-주파수 범위 및 저-주파수 범위로 분할하기 위해 구현된다. 다른 가능성은 모든 변환기들(136)이 저-주파수를 재생하고, 이들 서브세트는 중간-주파수 신호를 추가적으로 재생하는 것이다. 예를 들어, 고-주파수 주파수 범위는 음향 간극에 대해 상기 치수 표시보다 큰 34cm의 연관된 사운드 파장을 갖는 1000Hz의 낮은 컷오프 주파수를 갖는다. 중간-주파수 및/또는 저-주파수 범위에 대한 상부 컷오프 주파수는 또한 1000Hz가 될 수 있으며, 여기서, 사운드의 연관된 파장은 또한 비지향성 방출이 해당하는 중간 및/또는 저-주파수 확성기 어레이들의 측면 치수들에 대한 상기 표시들을 나타낼 만큼 또한 충분히 크다. 주파수 크로스오버(148)의 대응하는 출력에 대해, 도 5에 예시된 것처럼, 교대로 직렬로, 등화기(150) 및 증폭기(152)가 주파수 크로스오버(148)의 각각의 출력과 각각의 방향 출력(146) 사이 접속되도록 접속될 수 있다. 상기 언급한 것처럼, 저-주파수 신호는 저-주파수 확성기들에 병렬, 직렬 또는 혼합된 병렬/직렬 방향으로 적용될 수 있고, 마찬가지로, 중간-주파수 확성기들 및 고-주파수 확성기들에 적용할 수 있다.
도 6은, 도 3a의 평면 확성기와 비교하여, 변경된 평면 확성기의 측면도를 도시하며, 여기서, 하나의 라인에 배열된 전자-음향 변환기들(138)은 하나의 공통 라인 어레이 또는 하나의 공통 라인 사운드 소스를 형성하지 않지만, 라인 어레이 소자들(154)에 라인 방향으로 분할되며, 또한, 예들 들어, 변환기들(138)이 방출하는 연관된 사운드 가이드 또는 연관된 슬롯(128)은 예를 들어, 디스플레이(102)에 가깝게 배열된 벽의 내부 측면(162)으로부터 디스플레이로부터 더 떨어져 배열된 하우징의 벽의 대향하는 내부 측면(164)에 슬롯 폭을 가로지르는 전면까지 연장되고 배열(156)의 방향에 가로질러 측면 방향으로 통과하는 브리지들(160)에 의해, 개별 챔버들(chambers)(158)을 형성하기 위해 라인 방향(156)을 따라 분할되며, 따라서, 개별 라인 어레이 소자들(154)이 방출하는 상기 언급된 챔버들(chambers)(158)에 슬롯(128)이 분할된다. 이러한 분할은 공진 주파수를 증가시켜 배열(156)의 방향으로 달리 형성할 수 있는 스탠딩 파형들을 방지할 수 있다.
다음은 상기 실시예들을 다른 말로 다시 요약한다. 상기 실시예들은 공통으로 사운드가 비지향성 방향으로 방출되도록 간극 사이즈가 파장에 대해 감소된다. 상기 실시예들에 있어서는, 고-주파수 확성기의 사운드의 경우였다. 그러나, 물론, 실시예들은 참조가 일반적으로 확성기만을 구성될 수 있도록 여러-방향 확성기로서 구현되지 않을 수 있다.
상기 실시예들에 있어서, 평면 확성기들은 디스플레이에 서로 등을 맞대고 장착되었다고 설명되었다. 그러나, 디스플레이의 존재는 필수적인 것이 아니다. 다른 실시예들에서는, 예를 들어, 확성기의 뒷면, 즉, 예를 들어 프로젝터에 대한 보드 또는 투영(projection) 평면과 같이, 다른 방향으로 이용될 수 있는 평면 확성기의 하우징이 뒷면을 제공한다. 이 경우에, 상기 참조 번호들(102)은 확성기들과 함께 프레임에 대향되는 하우징의 뒷벽을 형성할 수 있다. 디스플레이가 없는 경우, 또한, 다른 실시예들에서는, 평면 확성기의 정면 및 뒷면에 대한 정의는 용이하게 될 것이다. 상기 실시예들의 고-주파수 확성기들이 하우징의 내부로 방출하고, 중간-주파수 및/또는 저-주파수 확성기들은 외측으로 방출할 때, 측면(110)은 상기 경우에서처럼, 전면으로서 고려될 수 있다. 그러나, 예를 들어, 상기 측면이 청취자로부터 떨어져 대향되도록 고려되는 응용일 때, 뒷면으로서 측면(110)을 고려할 수도 있다. 그러나, 평면 확성기들에 대한 상기 실시예들이, 예를 들어, 청취자들을 대향하는 중간-주파수 및/또는 저-주파수 확성기들 주위에 다른 방향으로 기본적으로 사용될 수 있다는 것을 주목한다.
상기 실시예에 있어서, 사운드 가이드와 상호 작용하는 확성기가 많은 작은 전자-음향 변환기들로 구성된 라인 사운드 소스로서 구현된다. 상기 예시된 것처럼, 음향 간극 또는 어댑터, 또는 사운드 가이드는 비지향성 방출을 획득하기 위한 슬롯 형태로 구현될 수 있다. 이 슬롯 사이즈는, 상술한 것처럼, 방출될 가장 높은 비지향성 주파수의 파장보다 실질적으로 작은 1차원으로 될 수 있다. 사운드 가이드 또는 슬롯 형태의 안내는 적당한 사운드-전달(sound-conducting) 매체로 채워질 수 있다. 이전 실시예에 있어서, 그 전달 매체는 예를 들어 공기이다. 그러나, 사운드 전달 매체는 또한 구조 지지 사운드 전달도(structure-borne sound conductance)에 대해서 고상 물체가 될 수도 있다. 공지된 것처럼, 슬롯 형태의 배치들에서 발생하는 스탠딩 파형을 억제하기 위하여, 슬롯은, 호른(horn)과 마찬가지로, 도 4a 및 도 4b를 참조하여 표시되었던 것처럼, 외측 쪽으로 횡단면으로 연장될 수 있다. 대안으로, 또는 부가적으로, 감쇠 물질(attenuating material)은 예를 들어, 최대 속도로 슬롯 내의 적당한 위치에 부착될 수 있다. 또한, 드라이버들(138)을, 예를 들어, 진동 모드의 노드에 적당히 위치시킬 수도 있다. 또한, 더욱 작은 챔버들(chambers)에 슬롯의 수직 분할은, 도 6을 참조하여 설명한 것처럼, 고-주파수들 쪽으로 기본 공진을 시프팅하는데 유리하다. 도 6의 실시예에 있어서, 고-주파수 드라이버들은, 예를 들어, 12 드라이버들의 라인 어레이를 형성한다. 이들은 4그룹들 중 3그룹으로 분할되고, 측면 에지들 및 벽(110)에 대향하는 벽(162)으로 구성된 폐쇄된 하우징에 배열된다. 하우징은 음향 간극(130)의 슬롯을 갖는다. 중간-주파수 및 저-주파수는 라운드 방식으로 뒷면 쪽으로 방출되었다. 또한, 슬롯은, 도 4a에 예시되었던 것처럼, 예를 들어, 호른 확성기의 지수적인 호른과 같은 라운딩(rounding)을 포함하고, 또한, 슬롯은, 도 4b에 도시된 것처럼, 챔퍼(chamfer)가 제공되거나 경사를 가지질 수 있다. 대안의 실시예들은 음향 간극과 같은 슬롯을 포함하지 않지만 홀(holes)을 포함한다.
이전 실시예들을 참조하여, 평면 확성기의 측면 표면 형태, 즉 직사각형은 단순한 예인 것임을 주목한다. 물론, 다른 형태들이 예를 들어, 다각형들 또는 둥근 형태들도 될 수 있다. 도 6의 실시예에 있어서, 음향 간극과 라인 어레이 소자들의 분리는 수직 방향이었다. 마찬가지로, 평면 확성기는 물론 다르게 설치 또는 조립될 수 있으며, 여기서, 이 경우에, 분할은 수평 방향으로 될 것이며, 슬롯은 수평으로 연장될 것이다. 또한, 라인으로 배열된 개별 확성기들로부터 분리되지 않지만, 라인 사운드 변환기로부터 직접 상기 라인을 설치할 수 있다. 일반적으로, 소형 확성기들은, 예를 들어 헤드셋으로 사용될 수 있지만 가능한 개별 확성기들이 될 수 있다.

Claims (22)

  1. 하우징(132);
    상기 하우징(132) 내의 확성기(126); 및
    무지향성 방출(123)을 위해 상기 하우징(132) 내의 음향 간극(130)을 통해 상기 확성기(126)로부터 외부로 사운드(120)를 안내하도록 구현되는 사운드 가이드(128)를 포함하는, 평면 확성기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 음향 간극(130)의 사이즈는 상기 확성기(126)의 확성기 멤브레인 직경보다 작은, 평면 확성기.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 음향 간극(130)의 사이즈는 상기 확성기(126)로부터의 상기 사운드(120)의 최고 주파수의 파장보다 작은, 평면 확성기.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 음향 간극(130)은 상기 하우징(132) 내에서 홀들의 형태 또는 슬롯 형태로 측면으로 형성되는, 평면 확성기.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 확성기 (126)는 멤브레인 노말(127)이 상기 하우징 (132)으로 지향되는 고-주파수 확성기가 되어, 상기 고-주파수 확성기(126)가 상기 하우징 (132) 내의 사운드 가이드(128)로 상기 사운드(120)를 방출하는, 평면 확성기.
  6. 청구항 5에 있어서,
    중간-주파수 및/또는 저-주파수 확성기(124)를 더 포함하고, 상기 중간-주파수 및/또는 저-주파수 확성기(124)의 멤브레인 노말(125)은 상기 하우징(126)으로부터 떨어져 상기 고-주파수 확성기의 상기 멤브레인 노말(127)에 대향하는 방향으로 지향되어, 상기 고-주파수 확성기(126)는 상기 하우징(132) 내의 상기 사운드 가이드(128)로 상기 사운드(120)를 방출하고, 상기 중간-주파수 및/또는 저-주파수 확성기(124)는 상기 하우징(132)으로부터 사운드를 방출하는, 평면 확성기.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 확성기 (126)는 라인 사운드 소스로서 구현되는, 평면 확성기.
  8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 사운드 가이드(128)는 사운드-전달(sound-conducting) 매체로 채워진, 평면 확성기.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 사운드-전달(sound-conducting) 매체는 공기 또는 고체인, 평면 확성기.
  10. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 음향 간극(130)은 상기 사운드 가이드(128) 내의 스탠딩 파형들을 억제하기 위해 외측으로 횡단면이 넓은 상기 하우징(132)에 슬롯 형태로 형성되는, 평면 확성기.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 슬롯은 외측으로 넓게 하기 위해 챔퍼(chamfer)(142) 또는 라운딩(140)을 포함하는, 평면 확성기.
  12. 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 사운드 가이드(128)는 기본 공진을 시프팅하는 작은 챔버들(chambers)(158)로 분할되는, 평면 확성기.
  13. 청구항 1 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 확성기(126)는 고-주파수 확성기이고, 상기 평면 확성기는 외측을 향하여 상기 하우징(133)으로부터 방출하도록 배열된 중간-주파수 확성기 및/또는 저-주파수 확성기(124)를 더 포함하는, 평면 확성기.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 고-주파수 확성기(126)의 고-주파수 범위는 100Hz이상 또는 200Hz 이상인, 평면 확성기.
  15. 청구항 13 또는 청구항 14에 있어서,
    상기 고-주파수 확성기는 좌측 스테레오 채널과 연관되고, 상기 평면 확성기는 우측 스테레오 채널과 연관된 다른 고-주파수 확성기, 및 하우징(132) 내의 다른 음향 간극을 통해 상기 다른 고-주파수 확성기로부터 다른 비지향성 방출을 위해 외측으로 사운드를 안내하도록 구현되는 다른 사운드 가이드를 더 포함하고, 상기 음향 간극들은 상기 하우징(132) 내의 공간적으로 측면으로 분리 형성되는, 평면 확성기.
  16. 청구항 13 내지 청구항 15 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중간-주파수 확성기 및/또는 상기 저-주파수 확성기는 상기 하우징(132)의 메인 측면(110)의 표면 내부(132)에 측면으로 배열되고, 상기 고-주파수 확성기(136)는 상기 표면 내부(132)를 둘러싸는 측면 에지를 따라 배열되는, 평면 확성기.
  17. 청구항 13 내지 청구항 16 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중간-주파수 확성기 및/또는 상기 저-주파수 확성기(124)는 전자-음향 변환기들(136)의 2차원 분포로부터 형성되는, 평면 확성기.
  18. 청구항 1 내지 청구항 17 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 평면 확성기는 상기 하우징(132)의 다른 메인 측면에 디스플레이(102)를 포함하는, 평면 확성기.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 디스플레이(102)는 상기 디스플레이(102)의 이미지 디스플레이 영역의 투영(projection)이 두께 방향을 따라 확성기(126)를 오버랩하도록 하는 측면 범위를 가지는, 평면 확성기.
  20. 청구항 1 내지 청구항 19 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 음향 간극(130)은 상기 하우징(132)에 측면으로 형성되고, 외측으로 방출하는 확성기가 상기 음향 간극(130)에 인접한 상기 하우징의 전면(110)에 형성되고, 상기 전면이 지향되는 방향으로 상기 음향 간극을 남기는 상기 하우징 내의 상기 확성기의 사운드와 파괴적인 오버레이를 발생하기 위해, 상기 하우징 내의 상기 확성기가 제어되는 제 2 고-주파수 신호에 위상-오프셋되는 제 1 고-주파수 신호에 의해 제어되는, 평면 확성기.
  21. 청구항 20에 있어서,
    상기 하우징의 상기 전면(110)의 확성기는 상기 제 1 고-주파수 신호와 함께 중간-주파수 또는 저-주파수 신호에 의해 제어되는 중간-주파수 또는 저-주파수 확성기인, 평면 확성기.
  22. 청구항 1 내지 청구항 21 중 어느 한 항에 따른 평면 확성기를 포함하는 TV 또는 평면 스크린.
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