KR20170112611A

KR20170112611A - 막대자석을 이용한 멀티 음역 재생이 가능한 스피커

Info

Publication number: KR20170112611A
Application number: KR1020160039807A
Authority: KR
Inventors: 설은영
Original assignee: 주식회사 에이치엠링크
Priority date: 2016-03-31
Filing date: 2016-03-31
Publication date: 2017-10-12
Also published as: KR101848735B1

Abstract

본 발명에 따른 막대자석을 이용한 멀티 음역 재생이 가능한 스피커는, 일정한 이격 구간을 두고 서로 다른 극성이 되도록 마주보도록 형성된 한 쌍의 막대자석; 상기 한 쌍의 막대자석의 상층부에 배치되는 제1진동판; 및 상기 제1진동판과 동일 평면에 배치되고, 상기 제1진동판의 크기와 상이한 크기를 갖는 제2진동판을 포함하고, 기 제1진동판 및 상기 제2진동판은 각각 제1주파수 대역 이상의 사운드 및 상기 제1주파수 대역과 상이한 제2주파수 대역 이상의 사운드를 왜곡 없이 재생하도록 구성되고, 진동판의 크기를 상이하게 하고, 전기신호가 두 개 이상의 진동판을 동시에 진동할 수 있게 하여 멀티 음역 재생이 가능한 진동판 구조를 갖는 스피커를 제공할 수 있다.

Description

막대자석을 이용한 멀티 음역 재생이 가능한 스피커{SPEAKER CAPABLE OF REPRODUCING A MULTI VOICE RANGE USING BAR MAGENT}

본 발명은 막대자석을 이용한 멀티 음역 재생이 가능한 스피커에 관한 것으로, 보다 상세하게는 1쌍의 막대자석 사이에 위치하는 평면 보이스 코일(무빙 코일)에 서로 다른 음역재생이 가능한 진동판을 부착하여 전기신호를 운동에너지로 변환하여 소리를 전달하는 멀티음역 재생이 가능한 스피커에 관한 것이다.

일반적으로 많이 쓰이는 스피커는 도 1과 같은 콘형(Cone type) 스피커이다. 즉, 도 1은 종래 기술에 따른 콘형 스피커의 구성을 도시하는 구성도이다.

콘형 스피커는 도 1과 같이 주로 원형구조이며, 자석은 원통형 영구자석을 사용한다.

도 1에 도시된 바와 같이 콘형스피커는 주로 원형구조이며, 자석은 원통형 영구자석을 사용한다. 이와 같이 원통형자석을 (내자형) 사용하는 경우, 그 프레임은 원통형 자석을 내장하기 위해 원형의 폐쇄형 구조를 가질 수 밖에 없기 때문에 멀티진동판을 만들 수 있는 구조가 아니라는 문제점이 있다.

또한, 내자형 원통형자석을 사용하는 경우, 프레임은 원통형 자석을 내장하기 위해 원형의 폐쇄형 구조를 가질 수밖에 없기 때문에 투웨이(two way)로 만들 수 있는 구조가 아니다.

즉, 일반적으로 스피커를 투웨이(two way)로 구현하기 위해서는 두 개의 스피커를 서로 붙여서 형성시킬 수밖에 없다. 이러한 구조는 일반적인 스피커 2개를 조합한 구조로 복잡할 수밖에 없는 구조이며, 또한 부피 역시 커질 수 밖에 없다는 문제점이 있다. 따라서, 최근들어 점점 얇아지고 소형화 되는 IT 기기 등에서 요구하는 초박형 제품 등에는 두께와 크기가 작아지면서 풍부한 원음을 재생하기에는 한계가 있다.

최근 들어 점점 얇아지는 IT 기기 등에서 요구하는 초박형 제품 등에는 적용하기에는 한계가 있다. 또한, 공공장소에 사용되는 스피커들을 보면 동일한 스피커를 다른 방향으로 여러 개 설치한 모습들을 볼 수 있는데, 이는 공간적인 제약을 수반한다는 문제점이 있다.

또한, 최근 들어 다양한 사운드의 재생 및 입체 서라운드 음향 등을 지원하기 위해서는 스피커는 광대역 음성 신호를 왜곡없이 재생하여야 한다. 한편, 이러한 투웨이 스피커의 진동판의 크기에 의해 재생 가능한 사운드의 주파수가 결정된다. 따라서, 이러한 투웨이 스피커가 무게나 개수의 최적화와 동시에 광대역 사운드를 효율적으로 재생할 수 있도록 구성될 필요가 있다. 하지만, 이러한 공간적인 제약을 만족하면서 광대역 사운드를 효율적 재생할 수 있는 구조에 대한 논의가 없다는 문제점이 있다. 이러한 광대역 특성을 만족시키기 위하여 서로 다른 특성을 갖는 스피커들을 특정 간격으로 배치시킬 수 있지만, 이로 인하여 넓은 공간을 차지한다는 문제점이 있다. 따라서, 좁은 공간을 요하는 상황에서 광대역 사운드의 재생 및 입체 서라운드 음향 등을 지원할 수 없다는 문제점이 있다.

본 발명은 이러한 종래의 스피커의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 일반적인 스피커 1개의 크기로 투웨이로 소리 전달이 가능하면서 광대역 사운드를 효율적으로 제생할 수 있는 스피커를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명은 또한 동일한 초박형 두께를 유지하면서도 증가된 스피커 출력 및 광대역 사운드를 재생할 수 있는 스피커를 제공하는 것을 다른 목적으로 로 한다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 막대자석을 이용한 멀티 음역 재생이 가능한 스피커는, 일정한 이격 구간을 두고 서로 다른 극성이 되도록 마주보도록 형성된 한 쌍의 막대자석; 상기 한 쌍의 막대자석의 상층부에 배치되는 제1진동판; 및 상기 제1진동판과 동일 평면에 배치되고, 상기 제1진동판의 크기와 상이한 크기를 갖는 제2진동판을 포함하고, 기 제1진동판 및 상기 제2진동판은 각각 제1주파수 대역 이상의 사운드 및 상기 제1주파수 대역과 상이한 제2주파수 대역 이상의 사운드를 왜곡 없이 재생하도록 구성되고, 진동판의 크기를 상이하게 하고, 전기신호가 두 개 이상의 진동판을 동시에 진동할 수 있게 하여 멀티 음역 재생이 가능한 진동판 구조를 갖는 스피커를 제공할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 이격 구간의 일 지점에 평면 형태로 배치되고, 상기 평면의 일면에 배치되는 코일을 구비하는 보이스 코일판; 및 상기 한 쌍의 막대자석과 동일 평면에서 상기 한 쌍의 막대자석의 상층부 및 하층부에 부착된 상하 플레이트를 더 포함하고, 상기 상하 플레이트는 상기 제1진동판 및 상기 제2진동판과 스피커 프레임을 통해 연결될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 제1주파수 대역은 상기 제2주파수 대역보다 높도록 상기 제1진동판의 크기는 상기 제2진동판의 크기보다 작도록 구성될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 제1주파수 대역은 상기 제2주파수 대역보다 낮도록 상기 제1진동판은 상기 제2진동판보다 크도록 구성될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 보이스 코일판은 상기 제1 및 제2진동판과 인접한 일 평면의 일부 영역에서 돌출되어 상기 제1 및 제2진동판과 접합되는 제1 및 제2 접합부를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 한 쌍의 막대자석의 하층부에 배치되는 제3 진동판; 및 상기 제3진동판과 동일 평면에 배치되고, 상기 제3 진동판과 크기가 상이한 크기를 갖는 제4진동판을 포함하고, 상기 제3진동판 및 상기 제4진동판은 각각 제3주파수 대역 이상의 사운드 및 상기 제3주파수 대역과 상이한 제4주파수 대역 이상의 사운드를 왜곡 없이 재생하도록 구성될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 제1내지 제4진동판의 크기는 일정한 비율로 증가하거나 또는 감소하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 막대자석을 구비하는 막대자석을 이용한 멀티 음역 재생이 가능한 스피커는, 일정한 이격 구간을 두고 서로 다른 극성이 되도록 마주보도록 형성된 한 쌍의 막대자석; 상기 이격 구간의 일 지점에 평면 형태로 배치되고, 상기 평면의 일면에 배치되는 코일을 구비하는 보이스 코일판; 상기 보이스 코일판과 이격되어 상층부에 배치되고, 상기 코일에 흐르는 전류에 의한 진동 에너지를 수신하는 제1진동판; 및 상기 제1진동판과 동일 평면상에 배치되고, 상기 코일에 흐르는 전류에 의한 진동 에너지를 수신하는 제2진동판을 포함하고, 상기 제1진동판의 크기와 상기 제2진동판의 크기는 상이하고, 상기 제1진동판 및 상기 제2진동판은 각각 제1주파수 대역 이상의 사운드 및 상기 제1주파수 대역과 상이한 제2주파수 대역 이상의 사운드를 왜곡 없이 재생하도록 구성된다.

일 실시예에 따르면, 상기 한 쌍의 막대자석의 상층부 및 하층부에 부착된 상하 플레이트를 더 포함하고, 상기 상하 플레이트는 상기 제1진동판 및 상기 제2진동판과 스피커 프레임을 통해 연결될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 제1 내지 제4진동판의 크기는 일정한 비율로 증가하거나 또는 감소하도록 구성될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 제1내지 제4진동판의 크기는 순차적으로 증가하고, 상기 제1내지 제4주파수 대역은 순차적으로 감소하고, 상기 제1주파수 대역 이상의 주파수를 갖는 제1신호는 상기 제1진동판을 통해 출력되도록 제어되고, 상기 제1주파수 대역과 상기 제2주파수 대역 사이의 주파수를 갖는 제2신호는 상기 제2진동판을 통해 출력되도록 제어되고, 상기 제2주파수 대역과 상기 제3주파수 대역 사이의 주파수를 갖는 제3신호는 상기 제3진동판을 통해 출력되도록 제어되고, 상기 제3주파수 대역 이하의 주파수를 갖는 제4신호는 상기 제4진동판을 통해 출력되도록 제어될 수 있다.

본 발명에 따르면 원형이 아닌 사각형 구조의 스피커 구현이 가능하고, 스피커에서 보이스 코일판과 멀티 진동판을 고정하는 부분을 간단하고 단순하게 적용하고, 진동판의 표면적 크기에 따라 재생할 수 있는 음역대를 조절 가능하게 하여 기존스피커와는 달리 동시에 멀티의 음역을 재생할 수 있을 뿐만 아니라, 뿐만 아니라, 풍부한 음역재생이 가능하다는 효과가 있다.

본 발명에 따르면, 보이스 코일판에 흐르는 전류의 방향을 변화시킴으로써 스피커의 출력 방향을 변화시키면서, 진동판의 크기를 상이하게 하여 광대역 사운드를 효율적으로 재생시킬 수 있다는 효과가 있다

또한, 본 발명에 따르면, 동일한 초박형 두께를 유지하면서 서로 다른 크기를 갖는 진동판을 적층하고, 이들 간의 간격을 일정 비율로 조정하여, 증가된 스피커 출력 및 광대역 사운드를 재생시킬 수 있다는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 초경량, 초박형구조를 구현할 수가 있게 함으로써 점점 얇아지고 가벼워지는 제품에서 요구되는 스피커의 경량화 및 박형화 적용에 최적화 할 수 있는데 그 효과가 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 콘형 스피커의 구성을 도시하는 구성도이다.
도 2는 본 발명에 관련하여 막대자석 및 하나의 진동판을 구비하는 스피커의 세부 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 막대자석을 구비하는 멀티 음역 재생이 가능한 스피커의 세부 구성도이다.
도 4는 본 발명과 관련하여, 저주파 및 고주파 신호에 대하여 진동판의 크기에 따른 분할 진 발생 여부를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 막대자석을 구비하는 확장된 멀티 음역 재생이 가능한 스피커의 세부 구성도이다.

상술한 본 발명의 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.

본 발명은 막대자석을 이용한 멀티 음역 재생이 가능한 스피커를 제안한다. 여기서, 상기 스피커는 실질적으로 상호 반대 방향으로 소리를 전달하는 스피커 또는 실질적으로 동일한 방향으로 소리를 전달하는 스피커인 투웨이 스피커(Two-way speaker)를 포함한다. 즉, 소리가 전달되는 방향은 스피커의 인클로져(enclosure)의 설계 방식에 따라, 상호 반대 방향으로 또는 동일한 방향이 모두 가능하기 때문이다.

먼저, 본 발명에 관련하여 막대자석 및 하나의 진동판을 구비하는 스피커에 대하여 살펴보기로 한다. 도 2는 본 발명에 관련하여 막대자석 및 하나의 진동판을 구비하는 스피커의 세부 구성도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 스피커(100)는 막대자석(110, 110'), 상하 플레이트(120, 120', 130, 130'), 진동판(140), 보이스 코일판(150)을 포함한다. 또한, 상기 스피커(100)는 스피커 프레임(160)을 더 포함한다.

상기 막대자석(110, 110')은 일정한 이격 구간을 두고 서로 다른 극성이 되도록 마주보도록 형성된 한 쌍의 막대자석을 포함한다.

상기 상하 플레이트(120, 120', 130, 130')는 상기 막대자석(110, 110')과 동일 평면에서 상기 막대자석(110, 110')의 상층부 및 하층부에 부착된다.

상기 진동판(140)은 상기 한 쌍의 막대자석(110, 110')의 상층부 또는 하층부에 배치된다. 이때, 상기 진동판(140)은 상기 진동판(140)의 크기에 맞는 특정 주파 대역에서 사운드를 왜곡 없이 재생하도록 구성된다.

상기 보이스 코일판(150)은 상기 이격 구간의 일 지점에 평면 형태로 배치되고, 상기 평면의 일면에 배치되는 코일(151, 152)을 구비한다. 상기 한 쌍의 막대자석(110, 110')에 의한 자기장에 의해 상기 코일(151, 152)에 유도되는 전류에 의해 상기 진동판(140)이 특정 주파수 대역에서 진동하게 된다.

한편, 상기 진동판(140)은 상기 보이스 코일판(150)의 상부 또는 하부에 배치되며, 상기 보이스 코일판(150)은 고정용 댐퍼(damper)로 스피커의 외곽을 형성하는 상기 스피커 프레임(160)과 체결된다.

이상에서는, 본 발명과 관련하여, 막대자석 및 하나의 진동판을 구비하는 스피커에 대하여 살펴보았다. 이하에서는, 본 발명에 따른 막대자석을 이용한 멀티 음역 재생이 가능한 스피커를 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 즉, 한 쌍의 막대 영구 자석과 평면 보이스 코일을 이용하여 두 개 이상의 진동판에 소리를 전달할 수 있는 스피커에 관한 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 막대자석을 구비하는 멀티 음역 재생이 가능한 스피커의 세부 구성도이다. 도 3은 스피커 구조물을 상부에서 본 정면도, 보이스 코일판을 포함하는 스피커 구조물의 단면에서 본 단면도 및 스피커 구조물을 측면에서 본 측면도를 도시한다. 이와 관련하여, 도 2에서 제시되는 스피커의 구조에서 하나의 보이스 코일판에 두 개의 진동판을 적절하게 배치시킴으로써 멀티 음역 재생이 가능한 스피커를 구성할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 스피커(100)는 막대자석(110, 110'), 상하 플레이트(120, 120', 130, 130'), 진동판(140, 140'), 보이스 코일판(150)을 포함한다. 즉, 두 개 이상의 진동판(140, 140')과 보이스 코일판(150)을 초박형으로 적층하여 멀티 진동판을 가지게 되어 서로 다른 음역대를 동시에 재생하게 하여 보다 풍부한 원음재생능력을 가지는 멀티음역재생이 가능한 스피커의 구조이다.

이하, 본 발명에 따른 상기 스피커(100)에 대하여 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

상기 상하 플레이트(120, 120', 130, 130')는 상기 막대자석(110, 110')과 동일 평면에서 상기 막대자석(110, 110')의 상층부 및 하층부에 부착된다. 여기서, 상기 상하 플레이트(120, 120', 130, 130')는 상기 막대자석(110, 110')으로부터 발생하는 자력선(magnetic flux)의 흐름을 제어하고 상기 자력선의 평활화를 위하여 구비된다. 이를 위하여, 상기 상하 플레이트(120, 120', 130, 130')는 상기 막대자석(110, 110')의 너비보다 넓은 너비를 갖도록 배치되어, 상기 자력선이 상기 코일(151, 152)에 더 집중되도록 할 수 있다.

상기 제1진동판(140)은 상기 한 쌍의 막대자석(110, 110')의 상층부 또는 하층부에 배치된다. 상기 제2진동판(140')은 상기 제1진동판(140)과 동일 평면상에 배치되고, 상기 제1진동판(140)의 크기와 상이한 크기를 갖는다. 이때, 상기 제1진동판(140) 및 상기 제2진동판(140')은 각각 제1주파수 대역 이상의 사운드 및 상기 제1주파수 대역과 상이한 제2주파수 대역 이상의 사운드를 왜곡 없이 재생하도록 구성된다.

한편, 상기 제1진동판(140) 및 상기 제2진동판(140')이 배치되는 평면은 동일 평면이고, 상기 보이스 코일판(150)의 상부에 배치된다. 즉, 상기 제1진동판(140) 및 상기 제2진동판(140')은 상기 보이스 코일판(150)의 상부에 배치되어, 코일에 흐르는 전류에 의한 진동 에너지를 수신한다. 이때, 상기 제1진동판(140)의 크기와 상기 제2진동판(140')의 크기는 상이하고, 상기 제1진동판(140) 및 상기 제2진동판(140')은 각각 제1주파수 대역 이상의 사운드 및 상기 제1주파수 대역과 상이한 제2주파수 대역 이상의 사운드를 왜곡 없이 재생하도록 구성된다.

이때, 상기 제1주파수 대역은 상기 제2주파수 대역보다 높도록 상기 제1진동판(140)의 크기는 상기 제2진동판(140')의 크기보다 작도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 제1진동판(140)의 크기가 작아짐에 따라 상기 제1진동판(140)을 통해 공명되는 사운드의 주파수가 높게 형성되기 때문이다.

한편, 상기 제1주파수 대역은 상기 제2주파수 대역보다 낮도록 상기 제1진동판(140)은 상기 제2진동판(140')보다 크도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 제2진동판(140')의 크기가 작아짐에 따라 상기 제2진동판(140')을 통해 공명되는 사운드의 주파수가 높게 형성되기 때문이다.

상기 보이스 코일판(150)은 상기 이격 구간의 일 지점에 평면 형태로 배치되고, 상기 평면의 일면에 배치되는 코일(151, 152)을 구비한다. 상기 한 쌍의 막대자석(110, 110')에 의한 자기장에 의해 상기 코일(151, 152)에 유도되는 전류에 의해 상기 제1 및 제2진동판(140, 140')이 각각 제1 및 제2주파수 대역에서 진동하게 된다.

한편, 상기 보이스 코일판(150)은 평판 형태로 구현되거나 또는 도 3에 도시된 바와 같이 돌출되어, 상기 제1 및 제2진동판(140, 140')과 접합된 형태로 구현될 수 있다. 즉, 상기 상기 보이스 코일판(150)은 상기 제1 및 제2진동판(140, 140')과 인접한 일 평면의 일부 영역에서 돌출되어 상기 제1 및 제2진동판(140, 140')과 접합되는 제1 및 제2 접합부(153, 154)를 포함할 수 있다. 이와 같은, 상기 제1 및 제2 접합부(153, 154)를 구비함에 따라 상기 코일(151, 152)에 유도되는 전류에 의한 진동 에너지를 상기 제1 및 제2진동판(140, 140')으로 효과적으로 전달할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 제1 및 제2 접합부(153, 154)는 상기 제1 및 제2진동판(140, 140')의 중앙부에 접합되도록 돌출될 수 있다.

한편, 상기 제1 및 제2진동판(140, 140')은 상기 보이스 코일판(150)의 상부에 배치되며, 상기 보이스 코일판(150)은 고정용 댐퍼(damper) 없이 스피커의 외곽을 형성하는 스피커 프레임(스피커 기구물)과 체결된다.

한편, 도 4는 본 발명과 관련하여, 저주파 및 고주파 신호에 대하여 진동판의 크기에 따른 분할 진동 발생 여부를 나타낸다. 예를 들어, 상기 제1진동판(140)의 길이가 10cm인 경우, 음속(340m/sec)를 고려하면 제1주파수 대역은 3400Hz 이상의 대역으로 결정된다. 반면에, 상기 제2진동판(140')의 길이가 30cm인 경우, 제2주파수 대역은 1100Hz 이상의 대역으로 결정된다. 따라서, 상기 제1진동판(140)은 3400Hz 이상의 대역 신호는 출력할 수 있지만, 3400Hz 이하의 대역 신호의 경우에는 파장의 크기가 진동판의 크기보다 커서, 이로 인한 분할 진동이 발생한다. 또한, 상기 제2진동판(140')은 1100Hz 이상의 대역 신호는 출력할 수 있지만, 1100Hz 이하의 대역 신호의 경우에는 파장의 크기가 진동판의 크기보다 커서, 이로 인한 분할 진동이 발생한다.

한편, 상기 제1진동판(140) 및 제2진동판(140')의 크기는 상기 제1진동판(140) 및 제2진동판(140')의 x축 방향의 길이, z축 방향의 폭 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1진동판(140) 및 제2진동판(140')의 형태는 원형, 타원형, 직사각형 또는 이들의 다양한 조합을 포함할 수 있다.

한편, 상기 제1진동판(140) 및 제2진동판(140')의 크기가 증가하면 할수록, 이에 비례하여 상기 제1진동판(140)와 상기 제2진동판(140') 간의 간격도 증가할 수 있다. 이와 관련하여, 상기 제1주파수 대역과 상기 제2주파수 대역과의 차이에 따라 상기 제1진동판(140) 및 제2진동판(140')의 크기 및 상기 제1진동판(140)와 상기 제2진동판(140') 간의 간격이 결정될 수 있다. 또한, 상기 제1주파수 대역과 상기 제2주파수 대역과의 신호들 간의 간섭이나 왜곡 정도를 고려하여 상기 제1진동판(140)와 상기 제2진동판(140') 간의 간격이 결정될 수 있다.

한편, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 막대자석을 구비하는 확장된 멀티 음역 재생이 가능한 스피커의 세부 구성도이다. 즉, 도 5에 도시된 구조는 스피커 기구물의 상하에 배치되는 복수의 진동판들을 구비하고, 이들을 배열하여 4개 이상의 멀티 음역에서 재생이 가능한 스피커 구조이다. 도 5의 (a)는 상기 스피커(200)를 상부에서 본 상면도이고, 도 5의 (b) 및 (c)는 각각의 진동판을 포함하는 단면들에서 본 측면도들이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 스피커(200)는 한 쌍의 막대 자석(210, 210'), 상하 프레임(220, 220', 230, 230'), 제1 내지 제4진동판(240, 240', 240'', 240''') 및 보이스 코일판(250)을 포함한다. 또한, 상기 스피커(200)는 스피커 프레임(260)을 더 포함한다.

상기 한 쌍의 막대 자석(210, 210'), 상하 프레임(220, 220', 230, 230') 및 상기 스피커 프레임(260)에 대한 자세한 설명은 도 2 및 도 3에서의 설명으로 갈음한다.

한편, 상기 제1 내지 제4진동판(240, 240', 240'', 240''')는 도시된 바와 각각 AA' BB' 단면에서의 길이가 각각 L1, L2, L3 및 L4 이고, 도시된 바와 같이 L4 > L3 > L2 > L1일 수 있다. 또한, 이러한 예에 한정되는 것이 아니라, 복수의 주파수 대역인 제1 내지 제4주파수 대역을 커버하도록 다양하게 변형 가능하다.

이와 관련하여, 제1 내지 제4진동판(240, 240', 240'', 240''')의 크기를 증가시킴에 따라 상기 제1 내지 제4주파수는 점점 낮은 주파수에서 형성되어, 도 3에서 제시된 예에 비하여 더욱 멀티 대역의 사운드를 재생하는 것이 가능하다. 또한, 제1 내지 제4진동판(240, 240', 240'', 240''')의 크기를 감소시킴에 따라 상기 제1 내지 제4주파수는 점점 높은 주파수에서 형성되게 하는 것도 가능하다. 이 경우, 상기 제1 내지 제4 진동판(240, 240', 240'', 240''') 은 단일의 보이스 코일판(250)에 의해 진동되게 된다.

한편, 도 5의 실시예들에서, 상기 제1 내지 제4진동판(240, 240', 240'', 240''')의 크기는 순차적으로 증가하고, 이에 따라 상기 제1내지 제4주파수 대역은 순차적으로 감소할 수 있다. 이때, 상기 제1주파수 대역 이상의 주파수를 갖는 제1신호는 상기 제1진동판(240)을 통해 출력되도록 제어되고, 상기 제1주파수 대역과 상기 제2주파수 대역 사이의 주파수를 갖는 제2신호는 상기 제2진동판(240')을 통해 출력되도록 제어되고, 상기 제2주파수 대역과 상기 제3주파수 대역 사이의 주파수를 갖는 제3신호는 상기 제3진동판(240'')을 통해 출력되도록 제어되고, 상기 제3주파수 대역 이하의 주파수를 갖는 제4신호는 상기 제4진동판(240''')을 통해 출력되도록 제어될 수 있다.

또한, 반대로, 상기 제1 내지 제4진동판(240, 240', 240'', 240''')의 크기는 순차적으로 감소하고, 이에 따라 상기 제1내지 제4주파수 대역은 순차적으로 증가할 수 있다. 이때, 상기 제1주파수 대역 이하의 주파수를 갖는 제1신호는 상기 제1진동판(240)을 통해 출력되도록 제어되고, 상기 제1주파수 대역과 상기 제2주파수 대역 사이의 주파수를 갖는 제2신호는 상기 제2진동판(240')을 통해 출력되도록 제어되고, 상기 제2주파수 대역과 상기 제3주파수 대역 사이의 주파수를 갖는 제3신호는 상기 제3진동판(240'')을 통해 출력되도록 제어되고, 상기 제3주파수 대역 이상의 주파수를 갖는 제4신호는 상기 제4진동판(240''')을 통해 출력되도록 제어될 수 있다.

전술된 본 발명의 실시예들에 따르면, 원형이 아닌 사각형 구조의 스피커 구현이 가능하고, 스피커에서 보이스코일판과 멀티의 진동판을 고정하는 부분을 간단하고 단순하게 적용하고, 진동판의 표면적 크기에 따라 재생할 수 있는 음역대를 조절 가능하게 하여 기존스피커와는 달리 동시에 멀티의 음역을 재생할 수 있을 뿐만 아니라, 뿐만 아니라, 풍부한 음역재생이 가능하다는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 보이스 코일판에 흐르는 전류의 방향을 변화시킴으로써 스피커의 출력 방향을 변화시키면서, 진동판의 크기를 상이하게 하여 광대역 사운드를 효율적으로 재생시킬 수 있다는 효과가 있다

한편, 본 발명에서 제시된 스피커는 서로 다른 크기의 진동판을 복수 개 이용하여 광대역 사운드 신호를 효율적으로 재생할 수 있다. 이러한 광대역 사운드 신호의 주파수 대역을 결정하고, 이에 따라 복수의 진동판들 중 어느 진동판을 이용하여 재생할 지와 관련된 제어 신호는 제어부 또는 프로세서에 의해 생성될 수 있다. 또한, 이러한 제어 신호를 생성하는 제어부 또는 프로세서는 하드웨어, 소프트웨어 및 이들의 조합에 의해 구현될 수 있다.

소프트웨어적인 구현에 의하면, 본 명세서에서 설명되는 절차 및 기능 뿐만 아니라 각각의 구성 요소들은 별도의 소프트웨어 모듈로도 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 모듈들 각각은 본 명세서에서 설명되는 하나 이상의 기능 및 작동을 수행할 수 있다. 적절한 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어 어플리케이션으로 소프트웨어 코드가 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되고, 제어부(controller) 또는 프로세서(processor)에 의해 실행될 수 있다.

100, 200: 스피커 110, 110': 제1막대자석
120, 120', 130, 130': 상하 플레이트
140, 240: 제1진동판 140', 240': 제2진동판
150, 250: 보이스 코일판
151, 152: 코일 153, 154: 제1 및 제2접합부
160, 160': 스피커 프레임
240'': 제3진동판 240''': 제4진동판

Claims

막대자석을 이용한 멀티 음역 재생이 가능한 스피커에 있어서;
일정한 이격 구간을 두고 서로 다른 극성이 되도록 마주보도록 형성된 한 쌍의 막대자석;
상기 한 쌍의 막대자석의 상층부에 배치되는 제1진동판; 및
상기 제1진동판과 동일 평면에 배치되고, 상기 제1진동판의 크기와 상이한 크기를 갖는 제2진동판을 포함하고,
상기 제1진동판 및 상기 제2진동판은 각각 제1주파수 대역 이상의 사운드 및 상기 제1주파수 대역과 상이한 제2주파수 대역 이상의 사운드를 왜곡 없이 재생하도록 구성되는, 멀티 음역 재생이 가능한 스피커.
제1항에 있어서,
상기 이격 구간의 일 지점에 평면 형태로 배치되고, 상기 평면의 일면에 배치되는 코일을 구비하는 보이스 코일판; 및
상기 한 쌍의 막대자석과 동일 평면에서 상기 한 쌍의 막대자석의 상층부 및 하층부에 부착된 상하 플레이트를 더 포함하고,
상기 상하 플레이트는 상기 제1진동판 및 상기 제2진동판과 스피커 프레임을 통해 연결되는, 멀티 음역 재생이 가능한 스피커.
제2항에 있어서,
상기 제1주파수 대역은 상기 제2주파수 대역보다 높도록 상기 제1진동판의 크기는 상기 제2진동판의 크기보다 작도록 구성되거나 또는 상기 제1주파수 대역은 상기 제2주파수 대역보다 낮도록 상기 제1진동판은 상기 제2진동판보다 크도록 구성되는, 멀티 음역 재생이 가능한 스피커.
제2항에 있어서,
상기 보이스 코일판은 상기 제1 및 제2진동판과 인접한 일 평면의 일부 영역에서 돌출되어 상기 제1 및 제2진동판과 접합되는 제1 및 제2 접합부를 더 포함하는, 멀티 음역 재생이 가능한 스피커.
제2항에 있어서,
상기 한 쌍의 막대자석의 하층부에 배치되는 제3 진동판; 및
상기 제3진동판과 동일 평면에 배치되고, 상기 제3 진동판과 크기가 상이한 크기를 갖는 제4진동판을 포함하고,
상기 제3진동판 및 상기 제4진동판은 각각 제3주파수 대역 이상의 사운드 및 상기 제3주파수 대역과 상이한 제4주파수 대역 이상의 사운드를 왜곡 없이 재생하도록 구성되는, 멀티 음역 재생이 가능한 스피커.
제5항에 있어서,
상기 제1 내지 제4진동판의 크기는 일정한 비율로 증가하거나 또는 감소하도록 구성되는, 멀티 음역 재생이 가능한 스피커.
막대자석을 이용한 멀티 음역 재생이 가능한 스피커에 있어서;
일정한 이격 구간을 두고 서로 다른 극성이 되도록 마주보도록 형성된 한 쌍의 막대자석;
상기 이격 구간의 일 지점에 평면 형태로 배치되고, 상기 평면의 일면에 배치되는 코일을 구비하는 보이스 코일판;
상기 보이스 코일판과 이격되어 상층부에 배치되고, 상기 코일에 흐르는 전류에 의한 진동 에너지를 수신하는 제1진동판; 및
상기 제1진동판과 동일 평면상에 배치되고, 상기 코일에 흐르는 전류에 의한 진동 에너지를 수신하는 제2진동판을 포함하고,
상기 제1진동판의 크기와 상기 제2진동판의 크기는 상이하고,
상기 제1진동판 및 상기 제2진동판은 각각 제1주파수 대역 이상의 사운드 및 상기 제1주파수 대역과 상이한 제2주파수 대역 이상의 사운드를 왜곡 없이 재생하도록 구성되는, 멀티 음역 재생이 가능한 스피커.
제7항에 있어서,
상기 한 쌍의 막대자석의 상층부 및 하층부에 부착된 상하 플레이트를 더 포함하고,
상기 상하 플레이트는 상기 제1진동판 및 상기 제2진동판과 스피커 프레임을 통해 연결되는, 멀티 음역 재생이 가능한 스피커.
제8항에 있어서,
상기 제1주파수 대역은 상기 제2주파수 대역보다 높도록 상기 제1진동판의 크기는 상기 제2진동판의 크기보다 작도록 구성되거나, 또는 상기 제1주파수 대역은 상기 제2주파수 대역보다 낮도록 상기 제1진동판은 상기 제2진동판보다 크도록 구성되는, 멀티 음역 재생이 가능한 스피커.
제8항에 있어서,
상기 보이스 코일판은 상기 제1 및 제2진동판과 인접한 일 평면의 일부 영역에서 돌출되어 상기 제1 및 제2진동판과 접합되는 제1 및 제2 접합부를 더 포함하는, 멀티 음역 재생이 가능한 스피커.
제8항에 있어서,
상기 한 쌍의 막대자석의 하층부에 배치되는 제3 진동판; 및
상기 제3진동판과 동일 평면에 배치되고, 상기 제3 진동판과 크기가 상이한 크기를 갖는 제4진동판을 포함하고,
상기 제3진동판 및 상기 제4진동판은 각각 제3주파수 대역 이상의 사운드 및 상기 제3주파수 대역과 상이한 제4주파수 대역 이상의 사운드를 왜곡 없이 재생하도록 구성되는, 멀티 음역 재생이 가능한 스피커.
제11항에 있어서,
상기 제1 내지 제4진동판의 크기는 일정한 비율로 증가하거나 또는 감소하도록 구성되고, 상기 제1 내지 제4진동판 간의 간격은 상기 비율에 비례하여 결정되는, 멀티 음역 재생이 가능한 스피커.
제11항에 있어서,
상기 제1내지 제4진동판의 크기는 순차적으로 증가하고,
상기 제1내지 제4주파수 대역은 순차적으로 감소하고,
상기 제1주파수 대역 이상의 주파수를 갖는 제1신호는 상기 제1진동판을 통해 출력되도록 제어되고,
상기 제1주파수 대역과 상기 제2주파수 대역 사이의 주파수를 갖는 제2신호는 상기 제2진동판을 통해 출력되도록 제어되고,
상기 제2주파수 대역과 상기 제3주파수 대역 사이의 주파수를 갖는 제3신호는 상기 제3진동판을 통해 출력되도록 제어되고,
상기 제3주파수 대역 이하의 주파수를 갖는 제4신호는 상기 제4진동판을 통해 출력되도록 제어되는, 멀티 음역 재생이 가능한 스피커.