KR100510364B1 - 전자기파가 증대된 이동통신 단말기용 양방향 마이크로스피커 - Google Patents

전자기파가 증대된 이동통신 단말기용 양방향 마이크로스피커 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전자기파가 증대된 이동통신 단말기용 양방향 마이크로 스피커에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 진동판의 진동간섭이 발생하지 않는 리시버부의 요크하단으로 PCB(Printed Circuit Board)코일이나 권선코일로 형성된 보청기(Hearing Aid) 감지신호 재생용 코일 유니트를 형성시킴으로써, 상기 코일 유니트를 통해 리시버부의 전자기력이 증대되며, 증대된 전자기력을 통해 발생되는 전자기파를 보청기에서 감지하여 보청기를 착용한 상태에서도 단말기에서 출력되는 수신음을 정상적으로 청취할 수 있도록 한 전자기력을 증대시킨 이동통신 단말기용 양방향 마이크로 스피커에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 리시버부(R1)의 요크(20) 하단 외주연과 진동판(40') 상단 외주연 사이에 코일 유니트(100)가 형성되어져 있음을 특징으로 하는 전자기파가 증대된 이동통신 단말기용 양방향 마이크로 스피커가 제공된다.

Description

전자기파가 증대된 이동통신 단말기용 양방향 마이크로 스피커{Two-way micro speaker for mobile communication terminal increased electromagnetic wave}
본 발명은 전자기파가 증대된 이동통신 단말기용 양방향 마이크로 스피커에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 진동판의 진동간섭이 발생하지 않는 리시버부의 요크하단으로 PCB(Printed Circuit Board)코일이나 권선코일로 형성된 보청기(Hearing Aid) 감지신호 재생용 코일 유니트를 형성시킴으로써, 상기 코일 유니트를 통해 리시버부의 전자기력이 증대되며, 증대된 전자기력을 통해 발생되는 전자기파를 보청기에서 감지하여 보청기를 착용한 상태에서도 단말기에서 출력되는 수신음을 정상적으로 청취할 수 있도록 한 전자기력을 증대시킨 이동통신 단말기용 양방향 마이크로 스피커에 관한 것이다.
일반적으로 단말기 내부에 장착되는 양방향 스피커는 벨소리가 출력되는 스피커부와 수신음이 출력되는 리시버부를 결합 형성하여 각각 독립된 음향을 재생 가능하게 하는 것이다.
하지만 상기와 같은 양방향 스피커는 일반인들의 음압대를 구현한 것이므로, 청력이 약해 보청기를 착용한 청력장애자들에게는 정상적인 음압대로 구현되지 않는 등의 문제점이 발생하고 있다. 즉, 스피커부에서 출력되는 출력음은 보청기를 착용한 청력장애자들이 청취하는데 있어 아무런 지장이 없으나, 리시버부에서 출력되는 수신음은 기계적인 장치를 통한 것일 뿐만 아니라, 출력되는 음압이 보청기에서 수신할 수 있는 음압대와는 차이가 있어 정상적인 청취가 불가능하게 된다.
상기 문제점에 대해 좀 더 상세히 설명하기 위해 보청기에 대해 설명하면,
보청기란 청각장애가 있는 사람들을 위해 잘 듣지 못하는 소리를 전기적으로 증폭시켜 사용자의 필요에 따라서 큰 소리로 잘 들을 수 있도록 보충시켜주는 '전자 의료 기계'이다. 일반적인 보청기는 크게 마이크로폰, 증폭기, 리시버(스피커)로 구성되어져 있으며, 상기 마이크로폰을 통해 소리를 받아들인 후, 이를 전기적 신호로 변환한다. 변환된 전기적 신호는 증폭기를 통해 증폭된 후, 보청기 리시버를 통해 다시 소리 신호로 변환되는 것이다.
상기와 같이 형성된 보청기를 착용한 상태로 축상(on-axis)에서 양방향 스피커의 리시버부에서 출력되는 수신음을 청취하게 되면, 리시버부의 진동판으로 부터 발생하는 음은 동위상으로 청취 위치에 도달하므로 비교적 진동에 비례하는 음압 파형을 얻을 수 있게 된다. 이로 인하여 리시버부에서 출력되는 음을 어느 정도 인지할 수는 있다.
하지만 축에서 벗어난 위치(off-axis)에서 양방향 스피커의 리시버부에서 출력되는 수신음을 청취하게 되면, 축으로 부터 벗어난 위치에 따라 음압 파형이 보강 또는 상쇄되는데, 이로 인하여 청취 각도에 따라 음압레벨은 다소 차이가 나게 되는 것이다.
즉, 축상에서 청취를 하는 사람은 축에서 벗어난 위치에서 청취하는 사람 보다는 리시버부에서 출력되는 수신음을 좀 더 명확하게 청취할 수 있게 되는 것이다. 그러나 축상에서 청취를 하는 것이 수신음을 명확하게 청취할 수 있다는 것을 의미하는 것은 아니며, 단지 축에서 벗어난 위치에서 청취했을 때 보다는 명확하게 청취할 수 있다는 것이다.
따라서 축상에서 청취하거나 축에서 벗어난 위치에서 청취하여도 리시버부에서 출력되는 수신음을 명확하게 청취할 수 있는 장치의 필요성이 대두되고 있는 실정이다.
근래에는 보청기(Hearing Aid)의 기능을 강화하여 보청기 내부에 전화 코일(Telecoil)을 장착시킴으로써, 전화를 받을 경우 전화음이 잘 들리지 않으면 보청기를 조절하여 선명한 음을 들을 수 있게 한 것이 있으나, 이는 비용이 고가일 뿐만 아니라, 조작이 번거러워 고장이 빈번하게 발생하는 등의 문제점이 있다.
또한 이동통신 단말기의 수신부 외측으로 돌기형의 유니트를 형성한 휴대용 전화기(실용신안 등록 제 199525 호)가 있으나, 이는 보청기를 착용한 사람들이 사용할 경우 보청기를 빼낸 후 통화를 해야하므로 상당히 번거러울 뿐만 아니라, 돌출부분으로 인하여 보관이 불편하고 전화기의 미관을 저해하는 등의 폐단이 발생하고 있다.
따라서 최근에는 리시버에 장착되는 보이스 코일의 권선 횟수를 증대시킴으로써 전자기력을 증대시키고자 한 것이 있으나, 이는 보청기에서 인지 가능한 전자기력을 발생하기 위해서는 리시버의 크기가 커지게 되며, 이는 점차 소형화 추세를 보이는 단말기 구조와는 적합하지 않는 등의 문제점이 발생하고 있다.
본 발명의 목적은 종래의 이와같은 문제점을 해소하고자 한 데 있는 것으로, 소정형상으로 권회되어 있는 PCB코일이나 소정두께로 권선되어 있는 권선코일을 진동판의 진동간섭이 가장 약한 리시버부의 요크와 진동판 사이에 장착하여 코일 유니트를 형성시킴으로써, 리시버부에서 발생되는 전자기력을 증대시키게 된다. 상기에서 증대된 전자기력으로 인하여 보청기에 전자기파가 전달되고, 상기 전자기파를 인식한 보청기는 리시버를 통해 정상적인 수신음을 귀로 전달하게 되어 보청기를 한 상태에서도 리시버부의 수신음을 명확하게 청취할 수 있는 전자기력이 증대된 이동통신 단말기용 양방향 마이크로 스피커를 제공코자 하는데 그 목적이 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 관하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
하부 탑플레이트(11)가 장착된 내륜 마그네트(10)와 상부 탑플레이트(11')가 장착된 외륜 마그네트(10') 사이에 형상의 요크(20)가 삽입되어 있고, 상기 내,외륜 마그네트(10)(10')와 요크(20) 사이 상측에 형성된 자기공간부(30)에는 진동판(40)과 연결된 보이스 코일(50)이 삽입되어 있는 스피커부(S1)와; 상기 내,외륜 마그네트(10)(10')와 요크(20) 사이 하측에 형성된 자기공간부(30')에 진동판(40')과 연결된 보이스 코일(50')이 삽입되어 있는 리시버부(R1);의 조합으로 구성되는 통상의 마이크로 스피커에 있어서, 본 발명은 도 1a 또는 1b에서와 같이 상기 리시버부(R1)의 요크(20) 하단 외주연과 진동판(40') 상단 외주연 사이에 코일 유니트(100)가 형성되어져 있음을 특징으로 하는 것이다.
상기에서, 코일 유니트(100)는 도 1a에서와 같이 소정 횟수와 소정 너비로 권선되어 있는 권선코일(4)을 장착하여 형성되어 있다.
상기에서, 코일 유니트(100)의 상면과 하면으로는 도 1b 내지 2b에서와 같이 PCB코일(1)이 소용돌이 형상으로 다수회 권회되어 있는 PCB 코일권회부(60)와; 제 1 리시버 입출력부(71), 제 2 리시버 입출력부(72) 및 공통접지부(73)로 구성되는 PCB 연결부(70);들이 각각 한쌍으로 형성되어 있다.
상기에서, 코일 유니트(100)는 다수개로 적층되어 있고, 그 적층수는 짝수개이다.
상기에서, 코일 유니트(100)는 도 6a 또는 6b에서와 같이 스피커부(S1)의 진동판(40)과 진동판(40) 끝단이 면접촉되는 지지프레임(80)의 상단 외주연 사이에 장착된다.
상기에서, PCB 코일권회부(60)의 중심부에는 도 2a 또는 2b에서와 같이 리시버부(R1)의 보이스 코일(50')이 삽입되는 삽입공(61)이 형성되어 있고, PCB기판의 표면 일측에는 상,하면의 PCB코일(1)을 연결하기 위한 연결공(62)이 형성되어 있다.
상기에서, PCB 코일권회부(60)의 상면에 권회되어 있는 PCB코일(1)의 방향과 하면에 권회되어 있는 PCB코일(1)의 방향은 동일방향으로 형성되어 있다.
상기에서, PCB 연결부(70)의 제 1 리시버 입출력부(71)에는 입출력선(2)과 PCB코일(1)의 권회시작 선단부분이 연결되어 있고, 제 2 리시버 입출력부(72)에는 진동판(40')과 연결된 보이스 코일(50') 종단이 입출력선(3)과 연결되어져 있으며, 공통접지부(73)에는 PCB코일(1)의 권회 종단부분과 보이스 코일(50')의 선단이 연결되어져 있다.
이와 같이된 본 발명은 도 1a 또는 1b에서와 같이 지지프레임(80) 상측에 일측으로 상부 탑플레이트(11')가 장착된 외륜 마그네트(10')를 삽입 장착하고, 상기 외륜 마그네트(10') 하단으로는 하부 탑플레이트(11)가 장착된 내륜 마그네트(10)를 요입부(21)에 삽입 장착한 형상의 요크(20)를 장착한 후, 상기 요크(20)의 하단 외주연에 보이스 코일(50')과 동일방향으로 권회되어 있는 소정형상의 PCB코일(1)이나 권선코일(4)로 형성된 코일 유니트(100)를 형성한다. 그리고 코일 유니트(100)가 형성된 후, 상기 내,외륜 마그네트(10)(10')와 요크(20) 사이의 상,하부 이격공간에 진동판(40)(40')이 장착된 보이스 코일(50)(50')을 삽입 장착하고, 상기 진동판(40)(40') 상단으로 음방출공(91)(91')이 형성된 프로텍터(90)(90')를 장착하여 본 발명이 구현하는 전자기파가 증대된 양방향 마이크로 스피커(가)로 완성된다.
상기와 같이 형성된 양방향 마이크로 스피커(가)의 코일 유니트(100)에 대해 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저 도 1a에서와 같이 권선코일(4)로 형성된 코일 유니트(100)에 대해 살펴보면,
코일을 소정 너비와 소정 횟수만큼 권선한 권선코일(4)이 진동판(40')의 진동 간섭이 가장 약한 리시버부(R1)의 요크(20) 하단 외주연과 진동판(40') 외주연 사이에 장착되어 있다.
상기와 같은 권선코일(4)이 형성된 마이크로 스피커(가)에 전원을 인가하면, 터미널 보드(5)에 장착된 PCB연결부(70)를 통해 보이스 코일(50')로 전류가 흐르게 된다. 그리고 상기 보이스 코일(50')에 유기전압이 여기되면 로렌쯔의 힘(Lorenz force)이 발생하는데, 상기 로렌쯔 힘의 방향은 자속밀도와 전류가 이루는 평면의 직각 방향, 즉 상하방향으로 형성되어 보이스 코일(50')이 상하방향으로 움직이게 되고, 이때 상기 보이스 코일(50')과 결합된 진동판(40')이 진동하게 되는 것이다. 그리고 상기 요크(20)와 진동판(40') 사이에 장착된 권선코일(4)에도 전류가 흐르면 전자기력이 증대되고, 상기 전자기력의 전자기파를 보청기의 마이크로폰이 받아서 이를 전기적 신호로 변환한다. 변환된 전기적 신호는 증폭기를 통해 증폭된 후, 보청기의 리시버를 통해 다시 소리 신호로 변환되어 명확한 수신음을 청취할 수 있게 된다.
그리고 도 2a 또는 2b에서와 같이 PCB코일(1)로 형성된 코일 유니트(100)에 대해 살펴보면,
코일 유니트(100)는 PCB코일(1)로 형성된 PCB코일권회부(60)와 PCB 연결부(70)로 형성되어 있는데, 상기에서 PCB코일권회부(60)는 PCB기판의 상,하면에 동박패턴으로된 PCB코일(1)이 와 같은 단일방향 소용돌이 형상으로 권회되어 형성된다. 즉, PCB코일(1)이 PCB코일권회부(60)의 상면 외주연에서 내주연으로 권회되어 있고, 상면 내주연으로 권회된 PCB코일(1)은 PCB코일권회부(60)의 일측에 형성되어 있는 연결공(62)을 통해 하면으로 연결되어 하면 내주연에서 외주연으로 권회되어져 있다.
그리고 PCB 연결부(70)는 제 1 리시버 입출력부(71), 제 2 리시버 입출력부(72), 공통접지부(73)로 형성되는데, 먼저 터미널 보드(5)에 장착되어 단말기의 구동신호가 인가되는 종래의 PCB 연결부(70)를 보면,
도 4에서와 같이 입출력선(2)(3)과 보이스 코일(50')이 연결되어 있으며, 상기 입출력선(2)을 통해 전원이 인가되면 보이스 코일(50')에 전류가 흘러 주변에 전자기장이 발생하게 되고, 상기 전자기장에서 발생되는 전자기력에 의해 진동판(40)(40')이 진동하게 되는 것이다. 하지만 상기 진동판(40)(40')의 진동에 의해 출력되는 음압은 보청기를 착용한 사람들이 청취할 수 있는 적정 데시벨(dB)을 만족하지 못하게 된다.
따라서 본 발명에서는 도 5에서와 같이 상기 입출력선(2)과 보이스 코일(50') 사이에 PCB코일권회부(60)와 PCB 연결부(70)로 형성된 PCB 코일 유니트(100)를 삽입하여 연결하였다.
상기 PCB 연결부(70)의 리시버부(R1)측의 연결상태를 살펴보면, 제 1 리시버 입출력부(71)에는 단말기의 구동신호가 인가되는 입출력선(2)과 PCB코일(1)의 권회가 시작되는 선단부분이 연결되어 납땜되어져 있고, 제 2 리시버 입출력부(72)에는 진동판(40')과 연결된 상기 보이스 코일(50')의 종단부분과 입출력선(3)이 연결되어 납땜되어져 있으며, 공통접지부(73)에는 권회가 완료된 상기 PCB코일(1)과 보이스 코일(50')의 선단부분이 연결되어 납땜되어져 있다.
따라서 상기와 같이 형성된 코일 유니트(100)에 전원을 인가하면, 입출력선(2)을 통해 PCB코일(1)이 권회되어 있는 PCB코일권회부(60)를 통과한 후, 공통접지부(73)를 통해 PCB코일(1)과 연결되어 있는 보이스 코일(50')로 전류가 흐르게 된다. 상기 보이스 코일(50')에 유기전압이 여기되면 로렌쯔의 힘이 발생하게 되고, 상기 로렌쯔의 힘으로 인하여 보이스 코일(50')에 상하 변위가 발생하게 되며, 이때 상기 보이스 코일(50')과 결합된 진동판(40')이 진동하게 되는 것이다.
그리고 상기 코일 유니트(100)에서는 도 3에서와 같이 전자기력이 증대되고, 상기 전자기력의 전자기파를 보청기의 마이크로폰이 받아서 이를 전기적 신호로 변환한다. 변환된 전기적 신호는 증폭기를 통해 증폭된 후, 보청기의 리시버를 통해 다시 소리 신호로 변환되어 명확한 수신음을 청취할 수 있게 된다.
이와 같이 본 발명에서 코일 유니트(100)를 진동판(40')의 간섭이 가장 약한 리시버부(R1)의 요크(20) 하단 외주연과 진동판(40') 상단 외주연 사이에 장착하면 전자기력이 증대되며, 증대된 상기 전자기력을 보청기의 마이크로폰에서 인식하여 정상적인 음파로 전달함으로써 보청기를 장착한 사람들도 수신음의 청취가 가능하게 되는 것이다. 뿐만 아니라, PCB코일(1)은 간섭이 없고, 작업하기가 용이할 뿐만 아니라, 아주 얇은 PCB기판을 사용한 것이므로 PCB코일(1)의 권회수를 원하는 횟수만큼 증대시키거나 PCB기판을 적층시킬 수 있어 원하는 만큼의 전자기력을 충분히 확보할 수 있게 된다.
그리고 본 발명에서 축방향(axial)이나 축에서 벗어난 수평방향(radial)에서 발생되는 자기장 세기를 계측기로 측정한 결과, 도 8a 내지 8b와 같은 그래프가 산출되었다. 상기 산출결과를 통해 도 7과 같은 보청기 표준규격에 적합한 측정값을 얻을 수 있음을 확인할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예로, 도 6a 또는 6b에서와 같이 코일 유니트(100)는 스피커부(S1)에 장착될 수도 있는데, 상기 스피커부(S1)에는 리시버부(R1)에 장착한 것과 같이 진동판(40)에 간섭이 가장 적게 발생하는 진동판(40)과 진동판(40) 끝단이 면접촉되는 지지프레임(80)의 상단 외주연 사이에 장착되며, 스피커부(S1)의 면적이 리시버부(R1)의 면적보다 넓으므로 권선코일(4)이나 PCB코일(1)의 권선 횟수도 증대되어 발생되는 전자기력 또한 리시버부(R1) 보다 증대된다.
이와같이 본 발명은 진동판(40')의 진동 간섭이 가장 약한 리시버부(R1)의 요크(20)와 진동판(40') 사이에 PCB코일(1)이 권회된 코일 유니트(100)나, 권선코일(4)을 장착한 코일 유니트(100)를 형성시킴으로써, 리시버부(R1)에서 발생되는 전자기력이 증대되고, 상기 전자기력으로 인하여 보청기의 마이크로폰에 전자기파가 전달되어 별도의 장치없이 보청기를 착용한 상태에서도 명확한 전화음을 청취할 수 있도록 한데 그 효과가 있다.
도 1a는 본 발명에서 권선코일로 형성된 코일 유니트를 도시한 단면도
도 1b는 본 발명에서 PCB코일로 형성된 코일 유니트를 도시한 단면도
도 2a 또는 2b는 본 발명에서 PCB코일로 형성된 코일 유니트를 도시한 상태도
도 3은 본 발명에서 전자기력의 흐름을 도시한 상태도
도 4은 종래의 PCB 연결부를 도시한 결선도
도 5는 본 발명의 PCB 연결부를 도시한 결선도
도 6a 또는 6b는 본 발명을 스피커부에 적용한 실시예도
도 7은 본 발명에서 보청기의 자기장 세기 표준규격을 도시한 그래프
도 8a 또는 8b는 본 발명을 통해 산출된 자기장 세기를 도시한 그래프
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
1: PCB코일 2: 입출력선 3: 입출력선
4: 권선코일 10: 내륜 마그네트 10': 외륜 마그네트
11,11': 탑플레이트 20: 요크 30,30': 자기공간부
40,40': 진동판 50,50': 보이스 코일 60: PCB코일권회부
61: 삽입공 62: 연결공 70: PCB 연결부
71: 제 1리시버입출력부 72: 제 2리시버입출력부 73: 공통접지부
100: 코일 유니트 R1: 리시버부 S1: 스피커부
가: 양방향 마이크로 스피커

Claims (8)

  1. 하부 탑플레이트(11)가 장착된 내륜 마그네트(10)와 상부 탑플레이트(11')가 장착된 외륜 마그네트(10') 사이에 형상의 요크(20)가 삽입되어 있고, 상기 내,외륜 마그네트(10)(10')와 요크(20) 사이 상측에 형성된 자기공간부(30)에는 진동판(40)과 연결된 보이스 코일(50)이 삽입되어 있는 스피커부(S1)와; 상기 내,외륜 마그네트(10)(10')와 요크(20) 사이 하측에 형성된 자기공간부(30')에 진동판(40')과 연결된 보이스 코일(50')이 삽입되어 있는 리시버부(R1);의 조합으로 구성되는 통상의 마이크로 스피커에 있어서, 상기 리시버부(R1)의 요크(20) 하단 외주연과 진동판(40') 상단 외주연 사이에 코일 유니트(100)가 형성되어 있음을 특징으로 하는 전자기파가 증대된 이동통신 단말기용 양방향 마이크로 스피커.
  2. 제 1항에 있어서, 코일 유니트(100)는 소정 횟수와 소정 너비로 권선되어 있는 권선코일(4)을 장착하여 형성됨을 특징으로 하는 전자기파가 증대된 이동통신 단말기용 양방향 마이크로 스피커.
  3. 제 1항에 있어서, 코일 유니트(100)의 상면과 하면으로는 PCB코일(1)이 소용돌이 형상으로 다수회 권회되어 있는 PCB 코일권회부(60)와; 제 1 리시버 입출력부(71), 제 2 리시버 입출력부(72) 및 공통접지부(73)로 구성되는 PCB 연결부(70);들이 각각 한쌍으로 형성되어져 있음을 특징으로 하는 전자기파가 증대된 이동통신 단말기용 양방향 마이크로 스피커.
  4. 제 1항에 있어서, 코일 유니트(100)는 다수개로 적층되어 있고, 그 적층수는 짝수개임을 특징으로 하는 전자기파가 증대된 이동통신 단말기용 양방향 마이크로 스피커.
  5. 제 1항에 있어서, 코일 유니트(100)는 스피커부(S1)의 진동판(40)과 진동판(40) 끝단이 면접촉되는 지지프레임(80)의 상단 외주연 사이에 장착됨을 특징으로 하는 전자기파가 증대된 이동통신 단말기용 양방향 마이크로 스피커.
  6. 제 3항에 있어서, PCB 코일권회부(60)의 중심부에는 리시버부(R1)의 보이스 코일(50')이 삽입되는 삽입공(61)이 형성되어 있고, PCB기판의 표면 일측에는 상,하면의 PCB코일(1)을 연결하기 위한 연결공(62)이 형성되어져 있음을 특징으로 하는 전자기파가 증대된 이동통신 단말기용 양방향 마이크로 스피커.
  7. 제 3항에 있어서, PCB 코일권회부(60)의 상면에 권회되어 있는 PCB코일(1)의 방향과 하면에 권회되어 있는 PCB코일(1)의 방향은 동일방향으로 형성되어져 있음을 특징으로 하는 전자기파가 증대된 이동통신 단말기용 양방향 마이크로 스피커.
  8. 제 3항에 있어서, PCB 연결부(70)의 제 1 리시버 입출력부(71)에는 입출력선(2)과 PCB코일(1)의 권회시작 선단부분이 연결되어 있고, 제 2 리시버 입출력부(72)에는 진동판(40')과 연결된 보이스 코일(50') 종단이 입출력선(3)과 연결되어져 있으며, 공통접지부(73)에는 PCB코일(1)의 권회 종단부분과 보이스 코일(50')의 선단이 연결되어져 있음을 특징으로 하는 전자기파가 증대된 이동통신 단말기용 양방향 마이크로 스피커.
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