음향의 세계에서는 정전형 스피커는 수십년 전부터 존재해왔으며, 기존의 콘(Cone)형 스피커와 비교했을 때 깨끗하고 변형이 없는 음질이 주목을 받고 있다.

영국의 음향 메이커 Warwick Acoustics는 해당 기술을 자동차에 응용하여 공간, 무게, 에너지 소비를 절감하는데 성공했다고 밝혔다.

▲ Warwick Acoustics가 개발한 차량용 정전형 스피커는
기존 제품에 비해 무게를 75%, 소비전력을 90% 절감할 수 있다고 한다.

Warwick Acoustics의 “ElectroAcoustic”은 자동차의 내장 패널에 스피커를 적용한 것이다. 재활용이 가능한 재료로 만들어졌으며, 희소금속 등은 사용하지 않는다고 한다.

정전형 스피커는 자석 부착으로 인해 부피가 커지기 쉬운 콘형과 달리, 평평한 시트형태이기 때문에 패널이나 표면에 적용하기 쉽다.

기존의 스피커는 일정 형태의 에너지를 다른 형태로 변환하는 변환기(Transducer, 전기에서 소리로 변환)와 여기에 부착된 콘으로 구성되어 있다.

변환기는 일반적으로 드라이버라고 불리며, 영구자석과 보이스 코일(Voice Coil)이라고 불리는 전자가동 코일로 구성된다.

앰프에서 온 전기신호가 통과하면 보이스 코일이 작동하고 부착된 콘(정확히는 진동판, Diaphragm)도 동시에 움직이면서 주위의 공기를 진동시켜 우리가 듣는 “소리”를 만들어낸다.

영구자석은 경량화를 위해 희소금속을 사용하는 경우가 있다. 또한 기존의 철 자석보다 강력하다.

정전형 스피커는 이와는 완전히 다른 형태다. 3장의 얇은 시트가 샌드위치처럼 밀착되어 있다고 상상해보자. 중앙의 시트는 전하를 띠고 있으며 앰프의 신호는 양쪽의 전도성 시트(정지해 있기 때문에 Stator라고 불린다)에 전달된다.

이를 통해 중앙의 시트가 기존 스피커의 콘처럼 움직여서 공기를 진동시키고, 소리를 발생시킨다. Warwick Acoustics이 개발한 차량용 스피커의 경우, 가동막의 두께는 불과 0.015mm로, 사람의 머리카락보다 약 5배나 얇다.

정전형 스피커의 이점은 여기에 있다. 질량이 거의 없기 때문에 진동시키기 쉽고 앰프의 신호에 빠르게 반응한다. 그러나 기존 무빙 코일 스피커는 가동부가 비교적 두껍기 때문에 이를 움직이려면 관성을 극복해야만 한다.

Warwick Acoustics의 “ElectroAcoustic”은 헤드폰용 정전 변환기에서 파생한 기술을 응용하여 10년의 개발기간을 거쳐 제품화되었다.

패널은 Warwick Acoustics의 Electrostatic Transducer(EST)와 특별하게 설계된 Electronics Drive Module로 구성된다.

EST는 오픈 셀(허니콤)의 스페이서에 붙어 있으며, 소리를 전달하는 작은 드럼과 같은 형태를 형성한다. 셀의 형태, 사이즈, 분포는 주파수 응답(저음에서 고음까지의 소리 주파수)과 소리의 방향에 영향을 미친다.

Warwick Acoustics의 주장처럼 제대로 기능한다면, 지속가능성, 무게, 에너지 소비의 절감을 실현하면서 고급스러운 음질도 재현할 수 있는 꿈의 스피커가 될 것이다. 자동차 메이커의 입장에서도 인테리어 디자인의 폭이 확대될 것이다.