KR100487133B1 - 이어폰 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 이어폰은, 오디오 신호를 음향으로 변환시키기 위한 전기음향 변환기와, 상기 전기음향 변환기에 의해 생성된 음성을 외이도(外耳道) 쪽으로 안내하기 위해서 상기 전기음향 변환기의 음성방출 측에 설치되는 이어피스(ear piece)를 포함하여 구성되며, 여기서 상기 이어피스에 의해 전기음향 변환기의 음성방출 측에 형성된 공기실을 외부에 개방하기 위한 개구가 이어피스에 설치되며, 통기 저항체가 상기 개구를 닫기 위해서 설치되도록 구성된다.

Description

이어폰
본 발명은 내이(內耳)형 전기음향 변환기 또는 이어폰(earphone)에 관한 것이다.
예를들어 도 8 내지 도 10에 도시된 내이형 전기음향 변환기 또는 이어폰은 이미 제안된 바 있다. 여기서는, 좌측 이어폰(1)을 도시한다. 도 10을 참고해서 이어폰(1)에 대해 상세히 설명한다. 도 10에서, 도면부호(10)는 오디오 신호를 음성으로 변환하기 위한 전기음향 변환기이며, 이것은 예를들어 가동 코일형으로 형성된다. 도면부호(11)는 다이어프램(diaphragm)을 나타내며, 보이스 코일(voice coil)이 휘감겨져 있는 보빈(12)이 상기 다이어프램(11)에 일체로 부착된다. 그리고, 이 보이스 코일이나 보빈(12)은 자기회로(13)의 자기 간극(14) 내에 삽입된다. 변환기(10)의 음성방출측 또는 정면측에는, 다이어프램(11)에 대향하게 되며 이 다이어프램(11)과 거의 동일한 크기의 금속판을 이용함으로써 형성되는 보호판(2)이 설치된다. 이 보호판(2)은 다이어프램(11)으로부터 방사되는 음파가 통과하게 되는 다수의 관통구멍(21)을 갖추어 구성된다.
더욱이, 이 보호판(2)의 정면측은 이어피스(ear piece)(3)에 의해 덮인다. 이 이어피스(3)는 이어폰(1)을 착용하게 될 때 청취자의 귀 또는 외이(外耳, auricle)의 내측으로 삽입되어 들어가게 되는 부분이다. 끝으로, 이어피스(3)는 외이도(外耳道)의 입구에 대응하는 부분이 돌출하게 되는 돌출부(30)를 갖추어 구성되며, 이 돌출부(30)는 모든 부분에서 거의 동일한 두께를 갖도록 형성되며 적절한 탄성을 갖는 고무 또는 플라스틱 재질로 만들어진다. 또한, 돌출부(30)의 말단부에는 다수의 음성방출 통공(31)이 설치된다.
소자 또는 변환기(10)의 배면은 플라스틱 재질로 만들어진 커버(4)로 덮인다. 이 경우, 소자(10) 배면에는 커버(4)의 내측에 소정 용량의 공기실(41)이 형성된다.
소자(10)는 커버(4)와 일체로 길게 신장되어 형성된 안내부(40)를 통하여 그 하측부에서 이어폰 코드(5)와 접속하게 된다.
공기실(41)은 안내부(40) 내에 형성되어 있는 관통 구멍(42)을 통하여 외부에 개방되며, 따라서 변환기(10)의 배면부에는 소정의 제동저항을 갖는 음향회로가 형성된다.
도 9는 이어폰(1)을 외이(E)의 내측에 끼운 상태를 나타낸다. 좌측 귀의 외이(E)의 외이도 내에 끼워진 돌출부(30)에 의해서, 이어폰(1)은 귓구멍(cavum concha)(F)내에 끼워지고, 안내부(40)는 트래거스(tragus)(G)와 안티-트래거스(H) 사이의 내측-트래거스 노치(inner-tragus notch)(I)를 통하여 외부로 안내된다. 따라서, 전기음향 변환기(10) 또는 다이어프램(11)은 코드(5)를 통해 공급되어지는 오디오 신호에 의해 구동되어서, 음성방출 통공(31)을 통하여 음성이 외이도에 안내되고, 따라서, 이어폰을 착용하고 있는 사람은 그 음성을 들을 수 있게 된다.
이 경우, 커버(4)는 예를들어 우레탄과 같은 음향 저항재(44)에 의해 닫혀지는 다수의 통공(43)을 갖추어 구성된다. 또한, 예를들어 우레탄 등과 같은 음향 저항재(16)가, 자기회로(13)를 구성하는 판, 자석 및 요크의 중심을 통하여 형성되는 통공(15) 내에 충진된다.
그러나, 상기 이어폰(1)의 주파수 특성을 측정할 경우, 예를들어 도 4의 곡선 X로 표시되는 바와같이, 저음역이 과잉으로 되며 따라서 불명료한 음성을 생성하게 됨을 알 수 있다.
그 이유에 대해서는 다음과 같이 음향 등가 회로를 참고하여 설명한다. 즉, 이어폰(1)에서는, 이어피스(3)에 의해 소자(10)의 정면에 공기실(32)이 형성되고, 이 공기실(32)은 실질적으로 닫혀져 있다. 따라서, 도 7에 도시된 음향 등가 회로에서 명백한 바와같이, 공기실(32)이 음향 부하로써 작용하게 되며, 용량성(용량 CL)을 나타낸다. 따라서, 저음역에서는, 제동측에서 용량성 제어가 행해지며 따라서 실제적으로 평탄한 주파수 특성이 나타난다. 그러나, 고음역에서는, 관성 제어가 행해지며, 따라서 레벨이 부족하다. 즉, 1.5 kHz 이하의 음역에서 강하가 발생할 가능성이 있는 주파수 특성을 갖는다.
따라서, 도 11에 도시된 바와같이, 저음역에서 레벨을 감소시키기 위해서 이어피스(3)에 소형 구멍(33)을 갖추어 구성되는 이어폰(1)을 생산하여, 그 특성을 측정하였다. 도 11은 도 10에 대응하는 단면도이며, 동일한 부품에 대해서는 동일한 도면부호를 붙였으며, 따라서 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
따라서, 그 음향 등가 회로는, 도 6에 도시된 바와같이, 음향 부하로써 공기실(32)의 용량(CL)과 소형 구멍(33)의 이너턴스(inertance)(ML)가 형성된 병렬 회로로 표시된다. 따라서, 저음역에 관성부하가 제공되며, 따라서 주파수 특성의 측정결과를 나타내는 도 4의 곡선(Y)으로 표시되는 바와같이, 저음역의 레벨이 가파르게 감소되며, 저음의 신장을 제거하게 된다. 또한, 용량(CL)과 이너턴스(ML) 때문에 1.5 kHz 정도의 중간음역에서 공진이 발생된다. 그 결과, 특유한 특성을 갖는 음성이 생성되며, 따라서 음질의 관점에서의 문제점을 피할 수 없었다.
따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 본 발명의 목적은 뛰어난 주파수 특성을 제공할 수 있는 이어폰을 제공하는 것이다.
본 발명에 의한 이어폰은, 오디오 신호를 음향으로 변환시키기 위한 전기음향 변환기와, 상기 전기음향 변환기의 음성방출 측에 설치되며 이어폰을 외이 내에 끼어 넣을 경우 상기 전기음향 변환기에 의해 생성된 음성을 외이도에 안내하기 위한 이어피스(ear piece)와,를 포함하여 구성되며, 여기서 이어피스에 의해서 전기음향 변환기의 음성방출 측에 형성되는 공기실을 개방하기 위한 개구가 이어피스에 설치되며, 개구에는 통기 저항체가 설치된다.
그 결과, 저음역의 과잉을 억제할 수 있으며, 중간음역에서의 공진을 제거할 수 있으며, 따라서 우수한 주파수 특성을 얻을 수 있게 된다.
도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 이어폰(1)의 일 실시예이며, 이것은 도 8 내지 도 10에 대응하는 구성을 갖는다. 한편, 도 1은 도 8에 대응하며, 도 2는 도 9에 대응하며, 도 3은 도 10에 각각 대응한다. 따라서, 동일한 구성부에 대해서는 동일한 도면부호를 사용하였으며, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 발명에 의하면, 소정 크기의 개구(34)가 이어피스(3)를 관통하여 형성되어 있으며, 도 3에 도시된 바와같이, 부직포(35)가 이어피스(3)의 내면에 통기 저항체로써 부착되어서, 개구(34)를 닫게 된다.
이 경우, 개구(34)는, 도 1에 도시된 바와같이, 센터로써의 이어피스(3)의 중앙부에 대해서 돌출부(30)에 대향하는 위치에 설치되며, 이어폰을 외이(E)에 끼워서 돌출부(30)가 귓구멍 또는 외이도에 삽입되는 경우에, 개구(34)는 귓구멍(cavum concha)(F) 내에 놓이며 따라서 귓구멍(F)의 피부를 덮게 된다.
이러한 구성에 의하여, 공기실(32)은 개구(34)와 부직포(35)를 통하여 외부에 개방되며, 동시에 부직포(35)에 의해서 통기 저항성이 존재한다. 따라서, 이어폰(1)의 음향 등가 회로는 도 5에 도시된 바와같이, 음향부하는, 공기실(32)에 의한 용량(CL)과 개구(34)의 부직포(35)의 저항(RL)에 의해 구성되는 병렬회로에 의해 표시된다. 따라서, 저음역과 중간음역에서 레벨이 감쇠되며, 동시에 레벨은 저음역을 향하여 서서히 감쇠하게 된다. 더욱이, 개구(34)에 의해서 중간음역에서의 공진이 제거된다.
도 4를 참고할때, 곡선(A)은 본 발명에 따른 이어폰(1)의 주파수 특성의 측정결과를 나타낸다. 이러한 측정의 결과로부터 명백한 바와같이, 그 저음역은 과잉이 아니며, 그 특성은 낮은 주파수에까지 전개된다. 또한, 중간영역에서도 공진이 존재하기 않기 때문에 주파수 특성이 평탄하다. 저항체로써 부직포(35) 대신 우레탄 제품 등을 사용하여도 동일한 특성을 얻을 수 있었다.
상기 실시예에서는 도 1에 도시된 바와같이 단지 하나의 개구(34) 만을 설치하였지만, 필요하다면 다수의 개구를 설치함으로써 원하는 특성을 얻을 수도 있다.
상기 실시예에서, 이어피스(3)를 경질의 플라스틱재로 구성할 수도 있다.
이와 같은 이어폰은 더욱 뛰어난 주파수 특성을 얻을 수 있기 때문에, 종래의 이어폰이 실현할 수 없었던 더욱 자연스런 음감(音感)을 보장할 수 있게 된다. 더욱이, 이어피스(3)에 개구(34)와 저항체를 설치하기만 하면 이러한 특성을 얻을 수 있다.
상기 설명은 좌측용 이어폰에 대해서만 설명하였지만, 우측용 이어폰도 상기 이어폰과 대칭적으로 얻을 수 있음은 물론이다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 첨부된 도면을 참고하여 설명하였지만, 본 발명은 상기 구체적인 실시예에만 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 한정되는 본 발명의 진의 및 범위에서 벗어나지 않는 한 본 기술분야의 기술자에 의해 다양한 변경 및 수정을 행할 수 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이어폰의 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이어폰을 귀에 끼운 상태를 나타내는 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이어폰에 대해서 도 1의 Ⅲ-Ⅲ＇선을 따라 취해진 확대 단면도이다.
도 4는 주파수와 이어폰의 응답 사이의 특성을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 이어폰의 음향 등가 회로이다.
도 6은 본 발명의 이어폰에 대해 설명하기 위해 이용되는 음향 등가 회로이다.
도 7은 종래 이어폰의 음향 등가 회로이다.
도 8은 종래 이어폰의 정면도이다.
도 9는 종래 이어폰을 귀에 끼우고 있는 상태를 나타내는 정면도이다.
도 10은 종래 이어폰에 대해서 도 8의 Ⅹ-Ⅹ＇선을 따라 취해진 확대 단면도이다.
도 11은 본 발명의 이어폰에 대해 설명하기 위해 이용되며 도 10에 대응하는 확대 단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호설명
1. 이어폰 2. 보호판
3. 이어피스(ear piece) 4. 커버
5. 이어폰 코드 10. 전기음향 변환기
11. 다이어프램(diaphragm) 12. 보빈
13. 자기회로 21. 관통구멍
31. 음성방출 통공 32. 공기실
34. 개구 35. 부직포
41. 공기실

Claims (5)

  1. 이어폰에 있어서,
    전기 오디오 신호를 음성신호로 변환시키기 위한 전기음향 변환기와,
    상기 전기음향 변환기의 음성방출 측에 설치되며, 이어폰을 귀에 삽입할 경우 상기 전기음향 변환기에 의해 생성된 상기 음향을 외이도에 안내하고, 상기 귀를 마주보는 정면을 갖는 이어피스(ear piece)를 포함하고,
    상기 이어피스는
    상기 이어피스에 의해 상기 전기음향 변환기의 음성방출 측에 형성된 공기실을 주위 환경에 개방하기 위한 제 1개구와, 상기 제 1개구에 걸쳐서 설치된 통기 저항체를 포함하며, 이어폰이 사용자의 귀에 삽입될 때 상기 이어피스의 상기 정면에 설치된 제 1개구는 상기 귀의 귓구멍부를 대면하고,
    상기 음성을 상기 외이도에 안내하는 상기 이어피스의 상기 정면의 돌기에 형성된 제 2개구를 포함하고, 이어폰이 사용자의 귀에 삽입될 때 상기 정면의 돌기는 상기 외이도에 의해 둘러싸여지는 것을 특징으로 하는 이어폰.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2개구는 상기 이어피스의 중앙부에 대해서 상기 제 1개구와 대향하는 위치에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 이어폰.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 통기 저항체는 넌-우븐 패브릭(non-woven fabric)인 것을 특징으로 하는 이어폰.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 통기 저항체는 우레탄 제품인 것을 특징으로 하는 이어폰.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 통기 저항체는 상기 이어피스의 상기 정면의 내면상의 상기 제 1개구 위에 위치하는 것을 특징으로 하는 이어폰.
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