3D 프린팅 기술을 활용한 음파 증폭 무지향성 스피커 구조 및 조형에 관한 연구

Abstract

산업발전과 제조혁신으로 4차 산업혁명이 도래한 현재 거의 모든 전자기기가 소형화 추세에 있으며 휴대성이강조되고 있다. 또한 통신기술과 충전기술의 발달로 여러 기기를 무선으로 연결하여 다양한 장소에서 문서, 사진, 음악, 동영상 등의 콘텐츠를 활용하고 있다. 현재 보급률이 급상승하고 있는 블루투스 스피커도 소형화 추세에 발맞추어 발전하고 있지만 이를 통한 음질 및 음량의 저하는 피할 수 없는 현실이다. 이러한 단점을 해결하기 위하여 본 연구에서는 별도의 스피커 유닛과 추가적인 전력 공급 없이 스피커 내부 구조의 조형적인 변화를 통하여 음파를 증폭시킬 수 있는 무지향성 스피커 개발을 목적으로 한다. 이를 위하여 공진주파수 원리를 이용한 음파 증폭 도파로를 고안하고 이를 활용한 음파 증폭 코어 구조를 설계하였다. 일반적인 전방향 스피커와음파 증폭 무지향성 스피커의 음량을 비교 평가한 결과 가청 주파수 영역에 해당하는 50Hz~10,000Hz 음역대에서 평균 17dB 정도 높은 음량이 출력되었다. 또한 피험자를 대상으로 한 사용성 평가에서는 음의 선명함과 조화로움의 항목에서는 두 스피커 간 유의미한 차이는 없었으나 음의 확산 그리고 풍부함 항목에서 코어 구조를 탑재한 음파 증폭 무지향성 스피커가 전방향 스피커보다 높게 평가되었다. 그러므로 본 연구는 제품의 구조와 조형적 요소 변화를 통해 제품의 성능 수준을 향상 시킬 수 있다는 가능성을 검증한 것에 의의가 있다.