KR20010008806A - Contact-type Sounder - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 접촉형 스피커에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 음파가 공기 뿐 아니라 액체 또는 고체를 통해 전달되며, 액체 또는 고체를 통과하는 속도 및 전달효율이 공기를 통한 것보다 월등히 우수하다는 사실에 착안하여 사람의 머리의 피부와 두개골의 간격이 좁은 부분이나 외이(外耳) 부근에 접촉시킬 때 음향이 효과적으로 전달되게 하는 스피커에 관한 것이다. 본 발명의 접촉형 스피커는 상기 머리부위 또는 외이 부위에 직접 음파를 전달하여 두개골 등을 통해 청각신경을 자극하거나, 통상의 스피커처럼 공기를 진동시켜 공기의 진동파가 외이, 중이, 내이를 거쳐 청각신경을 자극함으로써 음향을 청취할 수 있게 하는 것으로서, 구조가 간단하여 통상의 스피커처럼 초소형화가 가능하며 종래의 골도 스피커로는 응용이 불가능한 핸드폰, 무전기, 헤드폰, 전화기 등에 이용이 가능하고, 외부로의 음향 방출이 적어서 통신 보안이 확실하게 유지할 수 있다.The present invention relates to a contact type speaker, and more particularly, in view of the fact that sound waves are transmitted through liquids or solids as well as air, and the speed and transmission efficiency through the liquids or solids are much better than those through air. The present invention relates to a speaker that effectively transmits sound when contacted with a narrow gap between the skin of a human head and the skull or the outer ear. The contact type speaker of the present invention transmits sound waves directly to the head or the outer ear to stimulate the auditory nerve through a skull or the like, or vibrates the air as a normal speaker so that the vibration wave of the air passes through the outer ear, middle ear and inner ear. It is possible to listen to sound by stimulating nerve, and its structure is simple, so it can be miniaturized like a normal speaker, and it can be used for cell phones, walkie-talkies, headphones, telephones, etc. Low acoustic emission ensures secure communication.
일반적으로 우리 주위에 존재하는 거의 모든 정보는 파동의 형태로 전달된다. 예를 들면, 귀로 들리는 소리, 눈에 들어오는 빛, 텔레비젼과 라디오에 수신되는 전자기파 등 파동운동의 형태로 두점 사이에서 물질의 이동없이 파원으로부터 수신하는 곳까지 전달된다. 그러나 빛 또는 전자기파와는 달리 소리 즉, 음파는 유형의 매질(medium)이 있어야만 전달되는 특징이 있다.In general, almost all information around us is transmitted in the form of waves. For example, in the form of wave motion, such as the sound heard by the ears, the light coming into the eyes, and the electromagnetic waves received by televisions and radios, it is transmitted from the source to the receiving point without moving material between the two points. However, unlike light or electromagnetic waves, sound, ie, sound waves, are characterized by being transmitted only when there is a medium of a type.
소리는 물체의 진동에 의하여 만들어진 기체, 액체 또는 고체 등과 같은 매칠의 파동이며, 매질을 이루는 분자집단이 규칙적인 패턴으로 움직임으로써 생기는 특수한 형태의 운동 에너지이다.Sound is a wave of waves, such as gases, liquids, or solids, produced by the vibration of an object, and is a special form of kinetic energy caused by the movement of molecules in a medium in regular patterns.
소리의 속력은 다음식으로 계산된다.The speed of sound is calculated by
(ν는 소리의 속력, B는 매질의 체적탄성률, ρ는 매질의 밀도)(ν is the speed of sound, B is the volume modulus of the medium, ρ is the density of the medium)
여기서 매질의 체적탄성률은 매질에 단위압력을 가했을 때 매질 체적의 변화율에 관한 정보로서 다음식과 같다.The volume modulus of the medium is information on the rate of change of the volume of the medium when unit pressure is applied to the medium.
(V는 매질의 체적, P는 가해진 압력)(V is the volume of the medium, P is the pressure applied)
기체의 체적탄성률은 크지만 액체 또는 고체에 비해 밀도가 매우 작기 때문에 소리(음파)의 속력은 매질이 기체인 것 보다도 액체 및 고체인 것이 각각 약 4-5배 및 14-15배로 빠르다. 예를 들면, 매질이 0℃일 때 소리의 속력은 공기에서 약 330, 물에서 약 1500, 단단한 나무에서 약 4000, 유리에서 약 4500, 철 또는 알류미늄에서 약 5000 m/초로 알려져 있다.Since the volume modulus of the gas is high but the density is very small compared to the liquid or solid, the speed of sound (sound waves) is about 4-5 times and 14-15 times faster for the liquid and the solid than for the gas, respectively. For example, when the medium is at 0 ° C., the speed of sound is known to be about 330 in air, about 1500 in water, about 4000 in solid wood, about 4500 in glass, and about 5000 m / sec in iron or aluminum.
각종 음향기기는 전류가 전선속을 흐를때 움직이는 전자에 의한 전기에너지를 스피커라는 도구를 이용하여 진동이라는 운동에너지로 전환시키는 장치이다. 스피커 구조의 반복적 진동에 의해 인접한 공기분자에 충격을 가하면 공기에 반복적으로 소밀파(疏密波)가 발생하고 소밀파가 공기를 매개로 하여 청각기관에 자극을 주는 것에 의해 소리를 듣게 되는 것이다. 소리 즉, 음파는 사람의 외이도(外耳道), 즉 귓구멍을 통해서 중이(中耳)의 초입에 위치한 고막을 진동시키고, 고막의 진동력은 고막 안족의 청소골(聽小骨)과 내이(內耳)의 청감각기관을 진동시키며, 진동에 자극받은 청신경 세포에서 전기적 신호가 발생하여 대뇌의 청각중추에 이르게 됨으로써 비로소 '소리'로 감지되는 것이다. 인간이 들을 수 있는 소리의 주파수 범위는 20∼20,000Hz이며 회화음역이라하여 대화하는데 사용되는 주파수는 주로 500∼2,000HHz 사이이다. 한편, 소리의 세기는 단위면적을 통과하는 음파의 에너지로 나타낼 수 있는데, 인간이 감지할 수 있는 최저의 소리세기인 청각한계(threshold of hearing)는 약 1×10-12W/m2(10 데시벨)이며, 최고의 소리세기인 고통한계(threshold of pain)는 약 1 W/m2(120 데시벨)이다. 한편, 소리의 전달효율을 발음원에서의 거리와 그 거리에서의 소리의 세기의 유지율로 나타낼 수 있는데, 매질이 기체인 경우 발음원으로부터 음파가 360°로 분산됨에 반해 고체의 경우 그 부피에 한정되어 전달되기 때문에 소리의 전달효율이 기체에 비해 높다.A variety of sound equipment is a device that converts the electric energy by the electrons moving when the current flows through the wire into a kinetic energy called vibration using a tool called a speaker. When the adjacent air molecules are impacted by the repetitive vibration of the speaker structure, the air is repeatedly generated by the small wave and the small wave is stimulated to the auditory organ through the air to hear the sound. Sound, ie, sound waves, vibrate the eardrum of the human ear canal, or eardrum, through the ear canal, which causes the eardrum to vibrate. By vibrating the sensory organs, electrical signals are generated from the auditory nerve cells stimulated by the vibrations, which leads to the auditory center of the cerebrum. The frequency range of sound that human can hear is 20 ~ 20,000Hz, and the conversational frequency is mainly 500 ~ 2,000HHz. On the other hand, the intensity of sound can be expressed as the energy of sound waves passing through the unit area, and the threshold of hearing, the lowest sound intensity that can be detected by humans, is about 1 × 10 -12 W / m 2 (10 Decibels), and the highest loudness threshold is about 1 W / m 2 (120 decibels). On the other hand, the sound transmission efficiency can be expressed by the distance from the sound source and the retention rate of the sound intensity at that distance.In the case of a medium, the sound wave is dispersed at 360 ° from the sound source, whereas the solid is limited to its volume. Because the sound is transmitted, the sound transmission efficiency is higher than that of the aircraft.
정상인은 상기 사이의 모든 파장과 세기의 소리를 잘 들을 수 있지만 난청자는 모든 파장, 또는 어떤 파장만의 소리가 잘 들리지 않거나, 낮은 세기의 소리를 잘 듣지 못한다. 최근에, 청각장애인이나 고령자 등 청각에 이상이 있는 사람들이 정상인처럼 스피커로부터 발생하는 소리를 들을 수 있는 골도 스피커 및 이를 적용한 전화기가 개발된 바 있다. 골도 스피커는 청각이상자가 보청기 등의 도움 없이 골도 청각을 이용해서 정상인처럼 소리를 들을 수 있게 한다. 골도 스피커는 ① 소리 즉, 음파가 공기 뿐 아니라 액체 또는 고체를 통해서도 전달되며, ② 액체 또는 고체를 통과하는 속도 및 전달효율이 공기를 통한 것보다 월등히 우수하다는 사실에 기초한 것이다.Normal people can hear sounds of all wavelengths and intensities in between, but deaf people can't hear sounds of all wavelengths, or only certain wavelengths, or hear low intensity sounds. Recently, a bone conduction speaker and a phone employing the same have been developed in which people with hearing impairments such as hearing impaired or elderly people can hear sound generated from a speaker like a normal person. The bone conduction speaker allows the deaf to hear sound like a normal person using bone conduction hearing without the help of a hearing aid. The bone conduction speaker is based on the fact that ① sound, ie sound waves, are transmitted not only through air but also through liquids or solids, and ② the speed and transmission efficiency through liquids or solids is much better than through air.
일반 전화기의 수화기 등은 전기적 신호를 스피커를 통해 음향신호로 변환시키고, 음향신호는 공기를 매질로 하여 귓바퀴 -〉 외이 -〉 고막 -〉 중이 -〉 내이 -〉 달팽이관을 통해 청신경을 자극하는데 반해서, 이 골도 스피커는 귓바퀴 주위의 뼈를 울려 외이와 중이에 손상을 입은 난청자들이 소리를 들을 수 있게 한다. 이러한 방식의 소리 감지방식은 공기를 매질로 한 기도 청각에 대비하여 일명 "골도 청각"이라 불린다.In general, telephone receivers, etc. convert electrical signals into acoustic signals through speakers, and acoustic signals use air as a medium to stimulate the auditory nerve through the ear canal-> outer ear-> eardrum-> middle ear-> inner ear-> cochlea, The bone conduction speaker rings the bones around the ear canal so that the deaf and hard of hearing can be heard. This type of sound sensing is called "goldo hearing" in preparation for airborne airway hearing.
대한민국 특허 제103913 및 109760호에 전음성 난청인의 골도 청각에 의한 청취와 일반 정상인의 기도 청각을 이용한 음성신호 청취를 가능하게 하는 골도 진동자 및 이를 적용한 골도 전화기가 개시된 바 있다. 상기 골도 진동자는 두개골을 직접 자극시키기 위한 매스토이드(mastoid)를 보이스 코일(voice coil) 상단에 고정시키고 고정자석과 보이스 코일에 의한 자기장과의 상호작용에 의해서 진동판을 진동시키는 것이다. 그런데, 이러한 골도 진동자에서는 보이스 코일의 인출선이 진동에 의해 단선될 가능성이 높으며, 더욱이 초소형화를 추진할 경우에는 인출선의 간섭에 의해 크기 축소에 한계가 있어서 인출선의 단선 발생율이 크게 증가하고 스피커가 발휘 할 수 있는 출력도 약하게 된다.Korean Patent Nos. 103913 and 109760 disclose bone conduction vibrators and bone conduction telephones that allow the hearing loss of an omnivorous deaf person to be heard by the bone conduction hearing and the normal normal airway hearing. The bone conduction vibrator fixes a mastoid for directly stimulating the skull on the top of the voice coil and vibrates the diaphragm by interaction between the stator magnet and the magnetic field by the voice coil. By the way, in the bone conduction vibrator, the lead wire of the voice coil is likely to be disconnected by the vibration, and furthermore, when miniaturization is promoted, the size reduction is limited due to the interference of the lead wire, so that the occurrence rate of the disconnection of the lead wire is greatly increased and the speaker is exhibited. The output that can be made is also weak.
대한민국 특허제114378 및 114379호는 골도 진동자를 적용한 음향 청취장치 및 골도 헤드폰을 개시하고 있다. 상기 발명은 진동판에의해 공기가 진동하면서 동시에 매스토이드도 진동하기 때문에 골도 청각과 기도 청각이 모두 가능한 골도진동자를 사용하고 있다. 그러나 이들 역시 보이스 코일의 자기력선 변화에 의해 진동자 및 매스토이드가 진동하는 것이어서 코일이 단선될 가능성과 스피커의 소형화에 한계가 있다.Korean Patent Nos. 114378 and 114379 disclose a sound listening device and bone conduction headphones using a bone conduction vibrator. The invention uses a bone conduction vibrator capable of both bone conduction hearing and airway hearing because air vibrates by the diaphragm and at the same time the mastoid also vibrates. However, they also vibrate the vibrator and mastoid due to the change of the magnetic field lines of the voice coil, which limits the possibility of coil disconnection and miniaturization of the speaker.
본 출원인 명의의 대한민국 특허출원 제99-23906, 23907호는 초소형화가 가능하고 통신보안이 확실하게 유지되는 골도 스피커가 개시되어 있다. 이 골도 스피커는 보이스 코일을 베이스판에 고정시키고 요크, 자석 및 상부판으로 상하 진동이 가능한 자기회로를 구성하여 자기회로 상단에 외부로 음향 진동을 전달하기 위한 매스토이드를 구비한다.Korean Patent Application Nos. 99-23906 and 23907 in the name of the present applicant discloses a bone conduction speaker that can be miniaturized and communication security is reliably maintained. The bone conduction speaker has a mastoid for fixing the voice coil to the base plate and constructing a magnetic circuit capable of vertical vibration with a yoke, a magnet and a top plate to transmit acoustic vibrations to the outside of the magnetic circuit.
그러나 상기 종래의 골도 스피커들은 매스토이드, 어뎁터 및 아이릿, 댐퍼 등이 각각 별개의 부품으로 구분되게 형성되어 있기 때문에 골도 스피커의 규격이 비교적 크고 내부구조와 제조과정이 복잡하여 경제성이 떨어지며, 외부로 막대형상의 매스토이드가 노출되어 있어야 하기 때문에 디자인상의 융통성이 없는 결점이 있었다. 또한 결정적으로는 종래의 골도 스키커는 복잡한 진동원을 진동시키기 위해 0.5-2.5 W의 출력이 요구되기 때문에 종래의 스피커 특히 전화기의 수화기, 휴대폰의 스피커 또는 이어폰 등에 적용하기 위해서는 별도의 전원공급에 의한 증폭회로가 필수적일 수 밖에 없었다.However, since the conventional bone conduction speakers are formed to be divided into separate components, such as mastoid, adapter, eyelet, and damper, the specifications of the bone conduction speaker are relatively large, and the internal structure and manufacturing process are complicated, resulting in low economic efficiency. The furnace has a flaw in design flexibility because the rod-shaped mastoid must be exposed. In addition, since the conventional bone conduction skiker is required to output 0.5-2.5 W in order to vibrate a complex vibration source, it is necessary to use a separate power supply to apply it to a conventional speaker, especially a telephone receiver, a speaker or earphone of a mobile phone. An amplifier circuit was indispensable.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 사람의 머리의 피부와 두개골의 간격이 좁은 부분이나 외이(外耳) 부근에 접촉시킬 때 음향이 효과적으로 전달되게하는 스피커로서, 골도청각 및 기도청각용으로 모두 가능하며, 구조와 제작이 간단하고, 별도의 증폭기가 필요하지 아니한 스피커를 제공하는데 있다.The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, an object of the present invention, so that the sound is effectively transmitted when the contact between the skin of the head of the human head and the narrow gap or the outer ear. It is a speaker that can be used for both bone and air conduction hearing, the structure and manufacturing is simple, and does not require a separate amplifier to provide a speaker.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉형 스피커의 평면도 및 평면도를 선 Ⅱ-Ⅱ를 따라 절단한 단면도.1 is a cross-sectional view taken along line II-II of a plan view and a plan view of a contact speaker according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 접촉형 스피커의 평면도 및 평면도를 선 Ⅱ-Ⅱ를 따라 절단한 단면도.2 is a cross-sectional view taken along line II-II of a plan view and a plan view of a contact speaker according to another embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 접촉형 스피커의 평면도 및 평면도를 선 Ⅱ-Ⅱ를 따라 절단한 단면도.3 is a cross-sectional view taken along line II-II of a plan view and a plan view of a contact speaker according to another embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 접촉형 스피커의 평면도 및 평면도를 선 Ⅱ-Ⅱ를 따라 절단한 단면도.4 is a cross-sectional view taken along a line II-II of a plan view and a plan view of a contact speaker according to another embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 접촉형 스피커의 평면도 및 평면도를 선 Ⅱ-Ⅱ를 따라 절단한 단면도.5 is a cross-sectional view taken along the line II-II of a plan view and a plan view of a contact speaker according to another embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 접촉형 스피커에서 진동판과 진동접촉부 사이의 완충부(61)의 일 예를 나타내는 단면도.6 is a cross-sectional view showing an example of the shock absorbing portion 61 between the diaphragm and the vibration contact in the contact type speaker of the present invention.
***** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ********** Explanation of symbols for main parts of drawing *****
1 : 프레임 11 : 단자판1 frame 11 terminal board
12 : 단자부착용 요철부 2 : 요크12: Uneven portion for terminal attachment 2: Yoke
3 : 자석 4 : 보이스 코일3: magnet 4: voice coil
41 : 보빈 5 : 진동판41 bobbin 5: diaphragm
6 : 진동접촉부 61 : 완충부6: vibration contact portion 61: buffer portion
상기와 같은 목적 달성을 위한 본 발명은, 측벽 및 하부벽을 구비하며, 일정한 공간을 한정하는 프레임(1)과; 상기 공간 내에 위치하고, 측벽 및 하부벽을 구비하며, 자속을 집중시키기 위한 요크(2)와; 상기 요크(2)의 안쪽 또는 바깥쪽에 배치되는 자석(3)과; 상기 자석(3)의 내부 또는 상기 요크(2)와 자석(3)의 사이에 배치되는 원통상으로 감긴 보이스 코일(4)과; 중앙부 하면에 상기 자석(3), 보이스 코일(4) 또는 요크(2) 중 어느 하나가 접합되어 있고, 외측 주변부가 상기 측벽의 상부면 상에 접합되는 진동판(5)과; 위쪽으로 곡률을 갖는 구조의 박판으로서 외부로 노출된 상면에 인체의 머리 또는 외이도 부분에 직접적으로 접촉되며, 상기 진동판(5)의 상부에 위치하고, 외측 주변부가 상기 측벽의 상부면 상에 접합되는 진동판(5) 상에 접합되는 진동접촉부(6);를 포함하는 것을 특징으로 하는 접촉형 스피커를 제공한다.The present invention for achieving the above object, the frame having a side wall and the bottom wall, and defines a predetermined space; A yoke (2) located in said space, having side walls and bottom walls, for concentrating magnetic flux; Magnets (3) disposed inside or outside the yoke (2); A cylindrically wound voice coil (4) disposed inside the magnet (3) or between the yoke (2) and the magnet (3); A diaphragm (5) having one of the magnet (3), the voice coil (4) and the yoke (2) bonded to the lower surface of the central portion, and the outer peripheral portion bonded to the upper surface of the side wall; A thin plate having a structure with upward curvature, which is directly in contact with the head or the ear canal part of the human body on the upper surface exposed to the outside, is located on the upper part of the diaphragm 5, the outer periphery is bonded to the upper surface of the side wall It provides a contact type speaker comprising a; vibration contact portion (6) bonded on (5).
본 발명의 스피커는 자석(3)이 고정되고 보이스 코일(4)이 진동하는 무빙코일형일 수도 있고, 반대로 보이스 코일(4)이 고정되고 자석(3)이 진동하는 소위 '무빙자석(3)형'일 수도 있다. 또한 짧은 막대형 자석(3)이 원통형의 보이스 코일(4) 내측에 위치할 수도 있고, 속이 빈 도너츠형 자석(3)의 내측에 보이스 코일(4)이 위치할 수도 있다. 무빙코일형인 경우 요크(2)의 위치에 따라 ① 요크(2)가 프레임(1)의 내부 하부벽의 중간에 위치하며, 자석(3)은 요크(2)의 중간에 요크(2)의 측벽과는 간극을 두고 위치하고, 원통상 보이스코일진동판(5)이 진동판(5)의 중앙 하부에 접합되어 있으며, 원통상 보이스코일이 상기 간극 사이에 배치되는 형태와, ② 진동판(5)의 하부에 상기 요크(2)의 하부벽의 하면이 접합되어 있으며, 자석(3)은 프레임(1)의 내부 하부벽의 중간에 위치하며, 보이스코일의 일측이 요크(2)의 중간에 요크(2)의 측벽과는 간극을 두고 위치하고, 원통상 보이스코일의 원통 내부에 상기 자석(3)이 보이스코일과는 간극을 두고 삽입된 형태가 가능하다. 또한 무빙자석(3)형도 요크(2)의 위치에 따라 ① 요크(2)가 프레임(1)의 내부 하부벽의 중간에 위치하며, 보이스코일의 일측이 요크(2)의 중간에 요크(2)의 측벽과는 간극을 두고 위치하고, 진동판(5)의 하부에 상기 자석(3)이 접합되어 있으며, 원통상 보이스코일의 원통 내부에 상기 자석(3)이 보이스코일과는 간극을 두고 삽입된 형태와, ② 요크(2)의 하부벽의 하면이 진동판(5)의 하부에 접합되어 있으며, 자석(3)은 요크(2)의 중간에 요크(2)의 측벽과는 간극을 두고 위치하고, 원통형 보이스코일은 프레임(1)의 내부 하부벽의 중간에 위치하며, 원통상 보이스코일이 상기 간극 사이에 배치되는 형태가 있다. 또한 이들 4가지 유형과 유사하면서 자석(3)과 보이스 코일(4)의 위치가 서로 바뀌는 형태의 접촉형 스피커도 가능하다.The speaker of the present invention may be a moving coil type in which the magnet 3 is fixed and the voice coil 4 vibrates, or, on the contrary, a so-called 'moving magnet 3' in which the voice coil 4 is fixed and the magnet 3 vibrates. May be '. In addition, the short bar magnet 3 may be located inside the cylindrical voice coil 4, and the voice coil 4 may be located inside the hollow donut-shaped magnet 3. In the case of a moving coil type, according to the position of the yoke 2, the yoke 2 is positioned in the middle of the inner lower wall of the frame 1, and the magnet 3 is located at the side wall of the yoke 2 in the middle of the yoke 2. Is located with a gap, and the cylindrical voice coil vibration plate 5 is joined to the center lower part of the diaphragm 5, the cylindrical voice coil is arranged between the gap, and (2) the lower part of the diaphragm 5 The lower surface of the lower wall of the yoke 2 is joined, the magnet 3 is located in the middle of the inner lower wall of the frame 1, one side of the voice coil is in the middle of the yoke 2 yoke 2 It is possible to form a gap with the side wall of the magnet 3 is inserted in the cylinder of the cylindrical voice coil with a gap between the voice coil. In addition, according to the position of the moving magnet 3 shape yoke 2, the yoke 2 is located in the middle of the inner lower wall of the frame 1, and one side of the voice coil is in the middle of the yoke 2 Is spaced apart from the side wall, and the magnet 3 is joined to the lower part of the diaphragm 5, and the magnet 3 is inserted into the cylinder of the cylindrical voice coil with a gap between the voice coil. And (2) the lower surface of the lower wall of the yoke 2 is joined to the lower part of the diaphragm 5, and the magnet 3 is positioned in the middle of the yoke 2 with a gap from the side wall of the yoke 2, and has a cylindrical shape. The voice coil is located in the middle of the inner lower wall of the frame 1, and the cylindrical voice coil is disposed between the gaps. Also similar to these four types, a contact type speaker in which the positions of the magnet 3 and the voice coil 4 are interchanged is also possible.
본 발명에 의한 접촉형 스피커는 진동을 발생하기 위하여 핸드폰, 무전기, 헤드폰, 전화기 등 음향기기에 수송화부로 적용될 때 회로로부터 음향정보를 가지는 전기신호를 받게 되는데, 이를 위하여 프레임(1)의 하부벽 바닥 외면 상에는 외부의 전력 공급원으로부터 전류를 인가받기 위한 전극 단자 및 외부기기와의 접속을 위한 단자 부착용 요철부(12)를 형성시킬 수 있다. 이때, 상기 전극 단자에는 코일의 일단이 납땜 등의 방법으로 연결·고정되고, 상기 코일은 상기 하부벽을 지나서 스피커의 내부로 연장되며, 상기 코일의 타단은 상기 보이스 코일(4)의 일단에 연결된다.The contact type speaker according to the present invention receives an electrical signal having sound information from a circuit when applied to a sounding unit such as a mobile phone, a walkie-talkie, a headphone, or a telephone to generate vibration, and for this purpose, the lower wall of the frame 1 On the bottom outer surface, an electrode terminal for receiving current from an external power supply source and an uneven portion 12 for attaching a terminal for connection with an external device may be formed. At this time, one end of the coil is connected and fixed to the electrode terminal by soldering or the like, the coil extends into the speaker through the lower wall, and the other end of the coil is connected to one end of the voice coil 4. do.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 접촉형 스피커를 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, a contact speaker according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 내지 도 5는 각각 은 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉형 스피커의 평면도 및 평면도를 선 Ⅱ-Ⅱ를 따라 절단한 단면도이고, 도 6는 본 발명의 접촉형 스피커에서 진동판(5)과 진동접촉부(6) 사이의 완충부(61)의 일 예의 단면도이다.1 to 5 are cross-sectional views taken along line II-II of a top view and a top view of a contact type speaker according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a diaphragm 5 and a diaphragm 5 of the contact type speaker of the present invention. It is sectional drawing of an example of the buffer part 61 between the vibration contact parts 6. As shown in FIG.
본 발명의 접촉형 스피커는 스피커의 측벽을 형성하는 원통형의 프레임(1)에 의해 외형이 결정된다. 프레임(1)은 필요에 따라 플라스틱으로 성형하거나, 자석(3)이나 보이스 코일(4)에 의해 발생하는 전자기장에 영향을 미치지 않는 비자성체인 금속을 사용할 수 있다. 프레임(1)의 하부 내측 중간에는 실시예에 따라 측벽과 하부벽으로 이루어지는 주철 또는 주강 재질의 요크(2)는 스피커 내에서 자속이 분산 또는 왜곡되는 것을 방지하기 위한 것이다.The contact speaker of the present invention is determined by the cylindrical frame 1 forming the side wall of the speaker. The frame 1 may be formed of plastic, if necessary, or may be made of a non-magnetic metal that does not affect the electromagnetic field generated by the magnet 3 or the voice coil 4. In the lower inner middle of the frame 1, the yoke 2 made of cast iron or cast steel, which is formed of sidewalls and lower walls, is used to prevent the magnetic flux from being dispersed or distorted in the speaker.
프레임(1)의 바닥 외면 상에는 외부의 전력 공급원(도시되지 않음)으로부터 전류를 인가받기 위한 전극 단자판(11)이 형성되고, 전극 단자판(11)에는 코일의 일단이 납땜 등의 방식으로 연결·고정된다. 코일은 상기 프레임(1)의 하부벽을 통과하여 내부의 보이스 코일(4)의 양측 말단에 연결된다. 또한 프레임(1)의 바닥 외면 상의 일측에는 핸드폰, 무전기, 헤드폰, 전화기 등에 본 발명의 접촉형 스피커를 적용할 때 기기와의 접속을 위한 단자 부착용 요철부(12)가 형성될 수 있다.On the bottom outer surface of the frame 1, an electrode terminal plate 11 for receiving a current from an external power supply (not shown) is formed, and one end of the coil is connected and fixed to the electrode terminal plate 11 by soldering or the like. do. The coil passes through the bottom wall of the frame 1 and is connected to both ends of the voice coil 4 therein. In addition, one side on the bottom outer surface of the frame 1 may be provided with a terminal attachment convex portion 12 for connection with the device when applying the contact type speaker of the present invention to a mobile phone, a walkie-talkie, a headphone, a telephone.
프레임(1)의 상부에는 원판형상의 플라스틱, 부직포 또는 금속 재질의 박막인 진동판(5)이 덮히며, 진동판(5)의 외측 주변부가 상기 프레임(1) 측벽의 상부면 상에 접착제, 열융합 기타의 방법으로 접합되어 있으며, 진동판(5)의 하면 증앙에는 본 발명의 실시예에 따라 자석(3) 또는 자석(3)이 내재된 요크(2)의 하부벽 외면(무빙자석(3)형인 경우), 보이스 코일(4) 또는 보이스 코일(4)이 내재된 요크(2)의 하부벽 외면(무빙코일형인 경우) 중의 어느 하나가 접착제, 열융합 기타의 방법으로 접합되어 있다.The upper part of the frame 1 is covered with a diaphragm 5, which is a thin film of disk-like plastic, non-woven fabric or metal, and the outer periphery of the diaphragm 5 is bonded to the upper surface of the side wall of the frame 1 by adhesive or heat fusion. The bottom surface of the diaphragm 5 is joined by other methods, and according to the embodiment of the present invention, the bottom surface of the lower wall of the yoke 2 having the magnet 3 or the magnet 3 (moving magnet 3 type) Case), either the voice coil 4 or the outer wall outer surface of the yoke 2 (moving coil type) in which the voice coil 4 is embedded is joined by an adhesive, heat fusion or the like.
진동판(5)의 상부에는, 외측 주변부가 상기 측벽의 상부면 상에 접합되는 진동판(5) 위에 접착제, 열융합, 나사, 캡핑 등에 의해 결합되어 있는 진동접촉부(6)가 위치한다. 진동접촉부(6)는 본 발명의 스피커가 핸드폰, 무전기, 헤드폰, 전화기 등에 적용된 상태에서 외부로 노출되어 인체의 머리 또는 외이도 부분에 직접 접촉되어야 하기 때문에 위쪽으로 일정한 곡률로 부드럽게 만곡된 형상의 금속성 또는 플라스틱성 박판으로서 약 0.02-0.5 mm의 두께인 것이 바람직하다. 상기 진동접촉부(6)의 외면상에는 외관을 고려하여 다양한 색깔로 코팅하거나, 채색된 필름 캡을 끼울 수도 있다.At the top of the diaphragm 5, a vibrating contact portion 6, which is joined by an adhesive, heat fusion, screws, capping or the like, is placed on the diaphragm 5 whose outer periphery is joined on the upper surface of the side wall. The vibrating contact part 6 is exposed to the outside in a state where the speaker of the present invention is applied to a mobile phone, a walkie talkie, a headphone, a phone, etc., and therefore must be in direct contact with the head or the ear canal part of the human body. The plastic thin plate is preferably about 0.02-0.5 mm thick. On the outer surface of the vibrating contact portion 6 may be coated in various colors in consideration of the appearance, or a colored film cap may be fitted.
한편, 본 발명의 접촉형 스피커에서는 보이스 코일(4)의 형상을 유지하고 위치를 지지하기 위하여 보빈(41)을 설치할 수도 있다. 그러나 소형 스피커인 경우 보이스 코일(4)이 접착제 등에 의해 형상을 유지할 수 있을 정도로 하중이 충분히 작을 뿐 아니라 스피커 전체의 부피와 중량을 줄일 필요성이 있기 때문에 보빈(41)을 생략하는 것이 바람직하다.Meanwhile, in the contact type speaker of the present invention, the bobbin 41 may be provided to maintain the shape of the voice coil 4 and to support the position thereof. However, in the case of a small speaker, it is preferable to omit the bobbin 41 because the load is small enough to maintain the shape of the voice coil 4 by an adhesive or the like, and it is necessary to reduce the volume and weight of the entire speaker.
본 발명의 접촉형 스피커에서는 경량의 진동판(5)과 진동접촉부(6)가 프레임(1)의 측벽 상면에 의해 긴밀하게 지지되기 때문에 보이스 코일(4)이나 콘을 일정한 위치에 유지하고 에너지를 소산(消散)시키는 방식에 의해서 진동이나 음의 진폭을 경감시키기 위한 댐퍼가 불필요하다.In the contact type speaker of the present invention, since the lightweight diaphragm 5 and the vibrating contact portion 6 are closely supported by the upper surface of the side wall of the frame 1, the voice coil 4 or the cone is held at a constant position and energy is dissipated. (Iii) A damper for reducing the amplitude of vibration and sound is unnecessary.
한편, 본 발명의 스피커에서는 진동판(5)의 진동력을 진동접촉부(6)로 더욱 효과적으로 전달하기 위하여 상기 진동접촉부(6)의 하면에는 플라스틱이나 금속 등의 고체로 충진되거나 플라스틱이나 금속으로 형성된 진공용기로 이루어진 완충부(61)를 삽입할 수 있다.Meanwhile, in the speaker of the present invention, in order to transmit the vibration force of the diaphragm 5 to the vibration contact portion 6 more effectively, the lower surface of the vibration contact portion 6 is filled with a solid such as plastic or metal, or a vacuum formed of plastic or metal. The buffer part 61 which consists of containers can be inserted.
본 발명에 따른 접촉형 스피커의 작동기작은 다음과 같다. 먼저, 외부의 전력 공급원 즉, 음성전기신호 발생장치 등에 설치된 회로로부터의 전기신호(음향정보를 가지는 전류)가 상기 전극 단자로 인가되어서 보이스 코일(4)로 전류가 통전되면 전류의 방향 및 세기에 따라 보이스 코일(4) 주변부에는 플레밍의 왼손법칙에 따라 자기장이 발생한다. 보이스 코일(4)에 의한 자기장은 자석(3)의 자기장과 상호간섭하며, 이에 의해 상기 보이스 코일(4)과 자석(3)사이에는 다양한 강도의 인력과 척력이 발생한다. 한편, 자석(3) 또는 보이스 코일(4) 중 어느 하나는 프레임(1)에 고정되어 있고, 다른 하나는 진동판(5)의 하면에 부착되어 있기 때문에 결과적으로 진동판(5)의 하면에 부착된 자석(3)(무빙자석(3)형인 경우) 또는 보이스 코일(4)(무빙코일형인 경우)이 다양한 속도와 폭으로 상하운동함으로써 이에 연결되어 있는 진동판(5)이 같은 방식으로 진동하게 된다. 진동판(5)의 진동력은 ① 서로 접하고 있는 외측 주변부를 거쳐 고체매질을 통과하는 방식 또는 ② 진동판(5) 주변의 공기를 통해서 즉, 기체매질을 통과하는 방식으로 진동접촉부(6)에 전달된다. 이때 비록 기체매질을 통과하는 소리의 속력이 고체매질을 통과할 때보다 14-15배 느리지만, 진동판(5)과 진동접촉부(6)의 간격이 좁기 때문에 상기 ① 또는 ② 방식에 의해 전달된 진동간의 간섭현상은 발생하지 아니한다. 이렇게 전달된 진동판(5)의 진동력은 진동접촉부(6)와 접촉하고 있던 사람의 머리의 피부와 두개골의 간격이 좁은 부분이나 외이(外耳) 부근 부분 즉, 기도 청각과는 다른 루트(즉, 고체매질)를 통해 고막, 청소골 또는 달팽이관 등 청각기관으로 전달된다. 한편, 본 발명에서 상기 진동접촉부(6)는 진동특성이 양호한 박막이므로 진동접촉부(6)의 진동에 의한 인접공기의 밀도변화 즉, 음파가 발생하고 공기매질을 통해 외이 -〉 중이 -〉 내이 등을 지나는 통상의 소리전달방식도 동시에 일어난다. 이때도 역시 외이도의 길이가 짧기 때문에 공기매질과 고체매질을 동시에 통과하더라도 소리의 간섭을 느낄 정도로 소리의 속도가 차이나는 것은 아니다.The operation of the contact speaker according to the present invention is as follows. First, when an electric signal (current having sound information) from an external power supply source, i.e., a circuit installed in a voice electric signal generator, is applied to the electrode terminal and the current is energized through the voice coil 4, the direction and intensity of the current are applied. Accordingly, a magnetic field is generated around the voice coil 4 according to Fleming's left hand law. The magnetic field by the voice coil 4 interferes with the magnetic field of the magnet 3, whereby the attractive force and repulsive force of various strengths are generated between the voice coil 4 and the magnet 3. On the other hand, either the magnet 3 or the voice coil 4 is fixed to the frame 1, and the other is attached to the lower surface of the diaphragm 5, and consequently attached to the lower surface of the diaphragm 5. When the magnet 3 (in the case of the moving magnet 3 type) or the voice coil 4 (in the case of the moving coil type) moves up and down at various speeds and widths, the diaphragm 5 connected thereto vibrates in the same manner. The vibration force of the diaphragm 5 is transmitted to the vibrating contact portion 6 in a manner of passing through a solid medium through ① outer periphery in contact with each other or ② through air around the diaphragm 5, that is, through a gas medium. . At this time, although the speed of the sound passing through the gas medium is 14-15 times slower than when passing through the solid medium, the vibration transmitted by the above ① or ② method because the gap between the diaphragm 5 and the vibration contacting part 6 is narrow. Interference does not occur between them. The vibration force of the diaphragm 5 transmitted in this way is such that the portion of the head of the person who is in contact with the vibration contact portion 6 has a narrow gap between the skin and the skull or a portion near the outer ear, that is, a route different from the airway hearing (that is, Solid media) to the auditory organs, such as the eardrum, scavengers or cochlea. Meanwhile, in the present invention, since the vibration contact part 6 is a thin film having good vibration characteristics, the density change of the adjacent air due to the vibration of the vibration contact part 6, that is, sound waves are generated and the outer ear-> middle ear-> inner ear, etc. are generated through the air medium. The normal sound transmission system that passes by also takes place at the same time. In this case, too, because the length of the ear canal is short, the speed of sound does not vary enough to feel the interference of the sound even though the air medium and the solid medium pass simultaneously.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified and changed within the scope of the invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below I can understand that you can.
본 발명의 접촉형 스피커는 상기 머리부위 또는 외이 부위에 직접 음파를 전달하여 두개골 등을 통해 청각신경을 자극하거나, 통상의 스피커처럼 공기를 진동시켜 공기의 진동파가 외이, 중이, 내이를 거쳐 청각신경을 자극함으로써 음향을 청취할 수 있게 하는 것으로서, 구조가 간단하여 통상의 스피커처럼 초소형화가 가능하다. 또한 종래의 골도 스피커가 0.5-2.5 W의 출력을 요구하는 데 반해 본 발명의 접촉형 스피커는 통상의 수화기와 같이 50-100 mW 정도의 출력으로 작동하므로 별도의 증폭회로가 필요없으며, 구조가 간단하고 소형호가 가능하기 때문에 종래의 골도 스피커로는 응용이 불가능한 핸드폰과 무전기, 헤드폰, 전화기 등에 이용이 가능하고, 음향 방출이 적어서 통신 보안이 확실하게 유지할 수 있다.The contact type speaker of the present invention transmits sound waves directly to the head or the outer ear to stimulate the auditory nerve through a skull or the like, or vibrates the air as a normal speaker so that the vibration wave of the air passes through the outer ear, middle ear and inner ear. By stimulating nerves, it is possible to listen to sound, and its structure is simple, so that it is possible to miniaturize like a normal speaker. In addition, while the conventional bone conduction speaker requires an output of 0.5-2.5 W, the contact type speaker of the present invention operates at an output of about 50-100 mW like a conventional handset, and thus does not require a separate amplification circuit, and its structure is simple. And since it is possible to use a small call, it can be used in mobile phones, walkie-talkies, headphones, telephones, etc., which are not applicable to conventional bone conduction speakers.
Claims (9)
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