KR100958486B1 - 이중프레임 및 이중마그네트 구조의 골전도 스피커 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자계를 차폐시켜 인체나 전자기기에 미치는 영향을 최소화시킬 수 있을 뿐만 아니라, 감도 및 음압수준을 향상시키고 외부로의 유출음을 감소시킬 수 있는 이중프레임 및 이중마그네트 구조의 골전도 스피커에 관한 것이다. 본 발명은 상부가 개방된 제1 프레임(1); 및 상기 제1 프레임의 외부로부터 이격 배치되며 상기 제1 프레임의 외부를 둘러싸는 제2 프레임(23)을 포함하며, 상기 제1 프레임은 전기신호를 인가받는 무빙코일(2); 상기 무빙코일(2)과 자기장의 인력 및 척력에 의한 상호 작용을 일으키는 마그네트(20); 상기 무빙코일(2)에 연결되어 상기 무빙코일(2)의 진동을 전달받는 진동판(7); 및 상기 진동판(7)의 외측으로 연결되며 사용자의 피부에 접촉되어 기계적인 진동을 전달하는 마스토이드(6)를 포함하는 이중프레임 및 이중마그네트 구조의 골전도 스피커를 제공한다.

프레임, 무빙코일, 진동판, 코일프레임, 마스토이드, 이중마그네트, 이중프레임, 자계차폐.

Description

이중프레임 및 이중마그네트 구조의 골전도 스피커{Bone conduction speaker of double frame and double magnet structures}

본 발명은 골전도 스피커에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자계를 차폐시켜 인체나 전자기기에 미치는 영향을 최소화시킬 수 있을 뿐만 아니라, 감도 및 음압수준을 향상시키고 외부로의 유출음을 감소시킬 수 있는 이중프레임 및 이중마그네트 구조의 골전도 스피커에 관한 것이다.

일반적으로 골전도 스피커는 일반적인 스피커와는 달리 청취자의 피부에 음원발생부를 접촉시켜 골에 직접 기계적인 진동을 전달하여 소리를 들을 수 있게 구성된다.

도 1은 종래의 골전도 스피커의 일예를 도시한 단면도이다. 도 1을 참조하면, 종래의 골전도 스피커는 상부가 개방된 프레임(1)의 내부에 설치되어 전기신호를 인가받는 무빙코일(2)과, 이 무빙코일(2)과 자기장의 인력 및 척력에 의한 상호 간섭이 일어나도록 요크(3)에 고정설치된 마그네트(4)와, 상기 무빙코일(2)에 결합되어 무빙코일(2)을 지지하는 코일프레임(5) 및 이 코일프레임(5)의 상측으로 연결되며 사용자의 피부에 접촉되어 기계적인 진동을 전달하는 마스토이드(6)로 구성되 며, 상기 코일프레임(5)과 마스토이드(6)의 중간부에는 관통공(8)이 중앙에 형성된 진동판(7)이 구비된다. 또한, 진동판(7)의 둘레부 가장자리는 상기 프레임(1)에 고정되어 결합됨으로써, 결국 상기 무빙코일(2)이 진동판(7)에 매달린 격이 되며, 무빙코일(2)에 교류신호가 가해지면 무빙코일(2)은 마그네트(4)에 대해서 상하 왕복운동을 하여, 마스토이드(6)에 기계적인 진동이 전달되도록 구성된다.

상기 무빙코일(2)은 상기 마그네트(4)의 사이 공간에 배치되어, 무빙코일(2)에 음성교류신호가 인가되면 자체적인 극성이 이 교류신호에 따라 변화하며 이러한 무빙코일(2)이 마그네트(4)의 극성에 영향을 받아 인력 및 척력이 일어나 결과적으로 상기 진동판(7)을 진동시키게 된다.

그러나 이러한 구조로 구성된 종래의 골전도 스피커는 상기 마그네트(4)가 골전도 스피커의 외부로 상당한 양의 자기력선을 발생시킨다. 따라서, 골전도 스피커를 착용하는 사용자의 인체에 이러한 자기력선이 영향을 주어 해로운 영향을 끼치게 된다. 특히, 골전도 스피커의 착용특성상 사용자의 머리에 자장의 해로운 영향력이 전가될 수 있는 문제점이 있다. 이에 따라 근래에는 유럽 등 세계 각국에서 이러한 자장의 해로운 영향력을 인정하여 다른 나라에서 사용자의 인체 특히, 머리와 밀착되는 헤드셋 스피커류를 수입할 때, 자장의 기준이 일정수준을 넘으면, 수입을 제한하는 등 자기력선에 의한 피해를 줄이려 하는 추세에 있어, 상기한 바와 같이 증폭된 자기력선으로 인한 피해가 문제가 되고 있다. 또한, 자장이 강하게 형성될 경우, 골전도 스피커가 외부기기와 근접될 때, 영향을 주게 되어 각종 마그네틱성분이 들어간 신용카드, 테이프 등과 같은 물체, 특히, 모니터, 휴대폰 등과 같 은 다른 전자기기에도 간섭현상이 발생되게 함으로 자장으로 인한 피해를 주고 있다. 또한 기존의 골전도 스피커는 외부로 음이 유출되는 현상이 심하여 이를 이용하여 통화 및 음악 청취시 개인 프라이버시 보호가 되지 않으며, 타인에게 소음공해로 인식되는 등의 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 마그네트를 제1마그네트 및 제2마그네트를 갖는 이중마그네트 구조로 형성하며, 마그네트를 구성하는 제1마그네트 및 제2마그네트의 극성을 상호 반발력이 작용하지 않는 방향으로 배치하여 자장의 형성을 최소화 또는 차폐시켜 인체에 미치는 해로운 영향을 줄임과 동시에, 다른 외부전자기기에 간섭현상을 발생시키지 않도록 하며, 이에 더하여 이중프레임과 기존 프레임을 받쳐주는 스프링 구조를 더 제공하여 외부로의 유출음을 감소시키거나 차단시키고 저음대역을 보강하기 위한 것이다.

본 발명은 상부가 개방된 제1 프레임(1); 및 상기 제1 프레임의 외부로부터 이격 배치되며 상기 제1 프레임의 외부를 둘러싸는 제2 프레임(23)을 포함하며, 상기 제1 프레임은, 전기신호를 인가받는 무빙코일(2); 상기 무빙코일(2)과 자기장의 인력 및 척력에 의한 상호 작용을 일으키는 마그네트(20); 상기 무빙코일(2)에 연결되어 상기 무빙코일(2)의 진동을 전달받는 제1 진동판(7); 및 상기 제1 진동판(7)의 외측으로 연결되며 사용자의 피부에 접촉되어 기계적인 진동을 전달하는 마스토이드(6)를 포함하며, 상기 제2 프레임(23)은, 상기 제2 프레임(23)의 안쪽에 형성되어 상기 제1 프레임(1)을 상부에 안착시킴으로써 상기 제1 프레임(1)의 진동을 전달받아 상기 제1 프레임(1) 전체가 새로운 마스토이드 역할을 하게 하는 제2 진동판(24)을 포함하는 것는 특징으로 하는 이중프레임 및 이중마그네트 구조의 골전도 스피커를 제공한다.

또한 상기 마그네트(20)는 상기 제1 진동판(7)의 중앙부에 배치된 제1마그네트(21) 및 상기 제1마그네트(21)로부터 이격 배치되고 상기 제1 마그네트(21)를 감싸도록 구성된 제2마그네트(22)로 이루어짐이 바람직하며, 상기 제1마그네트(21) 및 상기 제2마그네트(22)는 상호 인력이 작용하여 자기력이 상쇄되도록 상하측 극성이 서로 반대가 되도록 배치되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 이중프레임 및 이중마그네트 구조의 골전도 스피커는 상기 제1마그네트(21) 및 상기 제2마그네트(22)의 단부에 각각 결합되는 플레이트들(9, 10)을 더 포함하며, 상기 플레이트들은 상호 수평으로 정렬되어 배치된다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 골전도 스피커의 마그네트를 제1마그네트 및 제2마그네트로 이루어진 이중 마그네트 구조로 형성하고 제1마그네트와 제2마그네트를 상호 인력이 작용할 수 있는 방향으로 배치함으로써, 자기의 차폐효과를 가져올 수 있게 되어, 골전도 스피커를 인체에 접촉하여 들을 때, 자기력의 해로운 영향을 줄일 수 있는 효과가 있다. 뿐만 아니라, 이와 같이 자기력을 상쇄시킴으로써, 유럽 및 세계 각국에서 요구되고 있는 낮은 수준의 자속강도의 기준을 충족시킬 수 있게 되어, 수출부면에서 경쟁력을 갖출 수 있는 효과가 있다. 또한, 골전도 스피커가 외부기기와 근접될 때, 영향을 줄 수 있는 마그네틱성분이 들어간 신용카드, 테이프 등과 같은 물체에도 영향을 덜 받게 할 수 있고, 모니터, 휴대폰 및 다른 전자기기에도 간섭현상을 발생하지 않게 하여 기기의 오작동을 막을 수 있는 효과가 있다.

또한 제2의 진동판을 갖는 제2 프레임이 상기한 제1 프레임을 감싸므로 외부 유출음의 감소로 인해 사용자의 프라이버시를 확보할 수 있으며 저음대역의 보강으로 인하여 기존의 골전도 스피커가 갖고 있는 저음대역의 한계를 극복하는 효과가 있다.

상술한 본 발명의 목적, 특징들 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 골전도 스피커의 전체 구성을 도시한 단면도이고 도 3은 본 발명에 따른 골전도 스피커의 이중마그네트 구조를 도시한 평면도이다.

도 2에 도시된 것처럼 본 발명에 따른 골전도 스피커는 상부가 개방된 제1 프레임(1)과 제1 프레임(1)의 외부로부터 소정거리 이격 배치되어 제1 프레임(1)의 외부를 둘러싸는 제2 프레임(23)을 포함한다.

제1 프레임(1)의 내부에는 전기신호를 인가받는 무빙코일(2)과, 이 무빙코일(2)과 자기장의 인력 및 척력에 의한 상호 작용이 일어나도록 무빙코일(2)이 삽입되는 쪽 단부에 플레이트(9, 10)가 형성되며 그 반대쪽 단부가 요크(3)에 고정 설치된 마그네트(20)와, 상기 무빙코일(2)에 결합되어 무빙코일(2)을 지지하는 코일프레임(5) 및 이 코일프레임(5)의 상측으로 연결되며 사용자의 피부에 접촉되어 기계적인 진동을 전달하는 마스토이드(6)가 설치된다. 코일프레임(5)과 마스토이드(6)의 중간부에는 관통공이 중앙에 형성된 제1 진동판(7)이 구비되며, 제1 진동판(7)의 둘레부 가장자리는 제1 프레임(1)에 고정되어 결합됨으로써, 상기 무빙코일(2)은 제1 진동판(7)에 매달린 격이 되며, 무빙코일(2)에 교류신호가 가해지면 무빙코일(2)은 마그네트에 대해서 상하 왕복운동을 하여, 마스토이드(6)에 기계적인 진동이 전달되도록 한다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 골전도 스피커의 마그네트(20)의 구조는 제1 진동판(7)의 중앙부에 배치된 원기둥 형상의 제1마그네트(21) 및 이 제1마그네트(21)를 감싸도록 소정 간격 이격배치되는 단면이 링형상인 제2마그네트(22)로 이루어져 이중 마그네트 구조를 가진다. 그러나 제1 마그네트(21) 및 제2 마그네트(22)의 형상은 상기한 형상으로 반드시 제한되는 것은 아니며 실질적으로 이중마그네트 구조를 달성할 수 있는 구조이면 어떤 형태라도 본 발명에 포함된다. 각각의 마그네트(21, 22)는 상호 높이가 수평을 이루도록 같게 형성된다. 이에 따라, 상기 제1마그네트(21) 및 제2마그네트(22)의 단부에 각각 결합된 플레이트(9, 10) 역시 상호 수평방향으로 정렬되어 배치된다.

한편, 본 발명은 마그네트(20)의 극성배치 관계를 자력이 상쇄될 수 있는 방향으로 배치시킨다. 즉, 상기 제1마그네트(21) 및 제2마그네트(22)는 각각의 상하측 극성이 상호 인력이 작용하여 자기력이 상쇄되도록 반대 극성으로 배치되는데, 이를 위해 예를 들어, 상기 제1마그네트(21)의 극성이 상측이 N극이고, 하측이 S극이라면, 상기 제2마그네트(22)의 극성은 상측이 S극이 되고, 하측이 N극이 되도록 배치하게 된다. 또한, 그 반대의 경우, 예를 들어, 제1마그네트(21)의 상측이 S극이고, 하측이 N극이라면, 제2마그네트(22)의 극성은 상측이 N극 하측이 S극이 되도록 배치된다. 따라서, 상기 제1마그네트(21) 및 제2마그네트(22)의 단부에 각각 장착된 상기 플레이트(9) 역시 극성이 서로에 대해서 상반된 극성을 띄도록 구성된다.

이와 같이, 제1마그네트(21)와, 제2마그네트(22)의 극성이 상호 상반되도록 다시 말해, 상호 인력이 작용하도록 배치함으로써, 마그네트(20)의 주위에 형성되는 자계차폐가 생기게 되며, 이러한 자계차폐효과로 인해, 자력이 훨씬 떨어지는 결과가 생긴다. 이러한 자계차폐효과는 상기 무빙코일(2)과 상호 작용하는 플레이트(9, 10))에도 발생된다. 따라서, 상기 무빙코일(2)을 사이에 두고 있는 플레이트(9)와 플레이트(10) 간에 발생되는 자기력선은 넓게 퍼지지 않고, 플레이트(9, 10)의 측면과 측면이 마주보는 일직선상으로만 모아지게 된다(도 2 참조). 이에 따라, 무빙코일(2)이 상기 플레이트(9, 10)와 상호 작용하는 힘이 더욱 향상되어, 결과적으로 상기 제1 진동판(7)에 더욱 정확하고, 왜곡 없는 진동이 발생하게 되어, 골전도 스피커의 감도 및 음압수준이 향상되는 결과가 생긴다.

또한 상기한 구조를 갖는 제 1프레임(1)은 그 외부로부터 소정거리 이격 배치되고 제2진동판(24)을 갖는 제2프레임(23)으로 감싸지며, 제1프레임(1)으로부터 교류신호를 받아들일 수 있는 무빙코일의 선은 제2프레임 바깥쪽으로 나오게 된다. 따라서 제1프레임(1) 및 이를 포함한 모든 구조물이 다시 제 2프레임(23) 안쪽에 형성된 제2진동판(24) 위에 안착됨으로써 제1프레임(1) 전체가 다시 새로운 마스토 이드의 역할을 하게 되어 이로 인해 음의 외부 유출을 차단 또는 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 같은 음압에도 음이 더욱 부드러워지는 현상이 생기게 되어 저음 대역 보강의 효과가 생기게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 골전도 스피커는 음의 유출을 감소시켜 다른 사람에게 소음 피해를 주지 않으면서 개인의 프라이버시를 지킬 수 있을 뿐만 아니라, 자계가 차폐됨으로 인하여 인체나 전자기기에 영향을 미치지 않음으로써 이를 이용한 난청자를 위한 휴대폰 통신용 헤드셋, 휴대용 음악청취 기기와 연결되는 헤드셋, 작은 소음에도 민감해야 하는 군사 작전 수행시 사용하는 헤드셋 및 소방용 헤드셋 등에 적용하여 사용할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

도 1은 종래의 골전도스피커의 단면구성도

도 2는 본 발명에 따른 골전도 스피커의 단면구성도

도 3은 본 발명에 따른 골전도 스피커의 이중마그네트 구조를 도시한 평면도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1. 제 1 프레임 2. 무빙코일

3. 요크 7. 제 1 진동판

5. 코일프레임 6. 마스토이드

20. 이중 마그네트 21. 제1마그네트

23. 제 2 프레임 24. 제 2 진동판

Claims (4)

1. 상부가 개방된 제1 프레임(1); 및 상기 제1 프레임의 외부로부터 이격 배치되며 상기 제1 프레임의 외부를 둘러싸는 제2 프레임(23)을 포함하며,

   상기 제1 프레임은, 전기신호를 인가받는 무빙코일(2); 상기 무빙코일(2)과 자기장의 인력 및 척력에 의한 상호 작용을 일으키는 마그네트(20); 상기 무빙코일(2)에 연결되어 상기 무빙코일(2)의 진동을 전달받는 제1 진동판(7); 및 상기 제1 진동판(7)의 외측으로 연결되며 사용자의 피부에 접촉되어 기계적인 진동을 전달하는 마스토이드(6)를 포함하며,

   상기 제2 프레임(23)은, 상기 제2 프레임(23)의 안쪽에 형성되어 상기 제1 프레임(1)을 상부에 안착시킴으로써 상기 제1 프레임(1)의 진동을 전달받아 상기 제1 프레임(1) 전체가 새로운 마스토이드 역할을 하게 하는 제2 진동판(24)을 포함하는 것을 특징으로 하는 이중프레임 및 이중마그네트 구조의 골전도 스피커.
2. 제1항에 있어서, 상기 마그네트(20)는 상기 제1 진동판(7)의 중앙부에 배치된 제1마그네트(21) 및 상기 제1마그네트(21)로부터 이격배치되고 상기 제1 마그네트(21)를 감싸도록 구성된 제2마그네트(22)로 이루어짐을 특징으로 하는 이중프레임 및 이중마그네트 구조의 골전도 스피커.
3. 제2항에 있어서, 상기 제1마그네트(21) 및 상기 제2마그네트(22)는 상호 인력이 작용하여 자기력이 상쇄되도록 상하측 극성이 서로 반대가 되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 이중프레임 및 이중마그네트 구조의 골전도 스피커.
4. 제2항에 있어서, 상기 제1마그네트(21) 및 상기 제2마그네트(22)의 단부에 각각 결합되는 플레이트들(9, 10)을 더 포함하며, 상기 플레이트들은 상호 수평으로 정렬되어 배치되는 것을 특징으로 하는 이중프레임 및 이중마그네트 구조의 골전도 스피커.

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