KR101399485B1

KR101399485B1 - 진동 요소

Info

Publication number: KR101399485B1
Application number: KR1020130023433A
Authority: KR
Inventors: 빌 양
Original assignee: 코트론 코포레이션
Priority date: 2012-11-13
Filing date: 2013-03-05
Publication date: 2014-05-27
Also published as: TWI492641B; US8861777B2; CN103813242B; US20140133690A1; JP5740452B2; CN103813242A; KR20140061200A; TW201419885A; JP2014099853A; DE102012223590B3; EP2731354A1

Abstract

다이어프램 및 보이스 코일을 포함하는 진동 요소가 제공된다. 상기 다이어프램은 서로 대향된 제1 표면 및 제2 표면을 구비하고, 상기 제1 표면은 제1 전도 영역 및 상기 제1 전도 영역으로부터 분리된 제2 전도 영역을 포함한다. 상기 보이스 코일은 다이어프램의 제1 표면에 배치되는바, 여기에서 보이스 코일의 두 개의 단부들은 제1 전도 영역 및 제2 전도 영역에 개별적으로 전기적으로 연결되고, 상기 보이스 코일의 두 개의 단부들은 제1 표면 상에서 상기 보이스 코일에 의하여 둘러싸인 영역 내에 위치된다.

Description

진동 요소{Vibrating element}

[관련 출원의 상호참조]

본 출원은 2012년 11월 13일에 출원된 대만 출원 제101142279호에 의한 우선권의 이익을 주장하는 것이다. 상기 특허 출원은 그 전체가 참조로서 여기에 포함되며 본 명세서의 일부를 구성한다.

[기술 분야]

본 출원은 일반적으로는 진동 요소, 보다 구체적으로는 스피커 유닛(speaker unit)에서 사용되는 진동 요소에 관한 것이다.

기술의 지속적인 발전으로 전자 제품은 경량화와 소형화를 지향하여 개발되었고, 사람들은 언제 어디서나 라디오와 워크맨 등의 소형 전자 제품을 사용할 수 있게 되었다. 또한 MP3 플레이어, 휴대 전화, 개인용 디지털 단말기(PDA), 또는 노트북 등과 같은 개인용 디지털 제품의 인기가 높아짐에 따라서, 이들은 일상 생활에 필수적인 것으로 되었다. 위의 전자 제품들 중에서도, 다양한 오디오 및 비디오 엔터테인먼트를 제공할 수 있는 스마트폰은 더욱 대중화되었다.

전자 제품이 무엇인가의 여부에 관계없이, 다른 사람들을 방해하지 않고서 사용자가 전자 제품에 의하여 제공되는 음향 정보를 청취할 수 있도록 하기 위하여, 이어폰은 전자 제품의 필수적인 액세서리로 되었다. 또한, 이어폰은 청취자에게 더 우수한 음향 전달을 제공하기도 하는바, 이어폰에 의하면 사용자는 불명확한 품질로 공기에서 전달되는 음향을 듣는 경우와는 달리 음향 콘텐츠를 명확히 듣고 이해할 수 있고, 특히 예를 들어 스포츠, 승차, 격렬한 활동 등과 같은 사용자의 움직임 중에 또는 소음 환경에서, 음향 품질이 저하되지 않을 것이다.

종래 이어폰의 스피커 유닛에서는, 스피커의 다이어프램을 구동하기 위한 보이스 코일의 두 개의 단부들의 리드 와이어(lead wire)들이 다이어프램을 직접 횡단하고 또한 다이어프램의 주변부에서 신호 공급원(signal source)에 연결되었으며, 상기 리드 와이어들은 리드 보호 글루(lead protection glue)에 의하여 추가적으로 코팅되었다. 다이어프램을 횡단하는 리드 와이어들은 다이어프램의 진동에 현저한 영향을 줌으로써 스피커 유닛의 주파수 응답 성능을 열화시키고 음향 품질을 악화시켰다. 따라서, 미국 특허 제7,933,429호는 도 1a 의 구조를 갖는 진동 요소를 제안한다. 도 1a 를 참조하면, 코일(5)은 다이어프램(2)의 요부(4) 내에 배치되고, 코일(5)의 두 개의 단부들(6a, 6b)은 다이어프램(2) 상의 두 개의 전도성 부위들(3a, 3b)에 접촉한다. 따라서, 다이어프램(2)을 횡단하는 코일(5)의 단부들(6a, 6b)이 다이어프램(2)의 진동에 영향을 미치지 않게 되어, 음향 품질이 향상된다. 그러나, 다이어프램(2) 상에 코일(5)을 수용할 수 있는 요부(4)를 형성하는 것은 쉽지 않고, 스피커 유닛의 치수가 작을수록 요부(4)를 형성함에 있어서의 난이도의 정도는 더 커진다.

도 1b 는 미국 특허 출원 제2010/0183173에 의하여 제공되는 스피커 유닛의 개략도이다. 도 1b 를 참조하면, 코일(20)이 다이어프램(10) 상에 직접 배치되는 한편, 다이어프램(10)의 금속화된 표면(metalized surface; 11)에는 코일(20)이 전기적으로 연결된다. 그리고, 두 개의 회로(15)들이 다이어프램(10)의 가장자리에서 겹쳐져서 금속화된 표면(11)에 전기적으로 연결된다. 그러나, 다이어프램(10)의 가장자리에서의 회로(15)들의 겹침부(lap)는 여전히 다이어프램(10) 진동의 일관성에 영향을 미친다. 한편 코일(20)의 양 단부들(25)은 코일(20)의 주변부에서 금속화 표면(11)에 연결된다. 상기 코일의 양 단부(25)들에 있는 연결 지점들의 견고성은 다이어프램(10)의 견고성과는 현저히 상이하고, 또한 코일(20)의 주변부에 있는 다이어프램의 부분은 저주파수 음향을 제공하기 위하여 실질적으로 진동하도록 부드러워야 하기 때문에, 상기 코일의 두 개의 단부(25)들에서의 연결 지점들은 전술된 부위에서 다이어프램(10)의 진동 일관성을 현저히 저해하며, 따라서 음향 품질을 열화시킨다.

본 발명은 다이어프램의 진동에 영향을 주는 보이스 코일의 상기 문제점을 해결할 수 있는 진동 요소를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 다이어프램 및 보이스 코일을 포함하는 진동 요소를 제공한다. 상기 다이어프램은 서로 대향되게 배치된 제1 표면 및 제2 표면을 구비하고, 상기 제1 표면은 제1 전도 영역(first conductive region) 및 제1 전도 영역으로부터 분리된 제2 전도 영역(second conductive region)을 포함한다. 상기 보이스 코일은 상기 다이어프램의 제1 표면에 배치되고, 상기 보이스 코일의 두 개의 단부들은 상기 제1 전도 영역 및 제2 전도 영역에 개별적으로 전기적으로 연결되며, 상기 보이스 코일의 두 개의 단부들은 상기 제1 표면 상에서 보이스 코일에 의하여 둘러싸인 영역 내에 배치된다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 제1 전도 영역에는 제1 전도층(first conductive layer)이 배치되고, 상기 제2 전도 영역에는 제2 전도층(second conductive layer)이 배치된다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 보이스 코일의 두 개의 단부들은 전도성 접착제(conductive adhesive)를 거쳐서 개별적으로 제1 전도 영역과 제2 전도 영역에 전기적으로 연결된다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 진동 요소는 프레임, 제1 단자, 및 제2 단자를 더 포함한다. 상기 프레임은 제1 측부 및 상기 제1 측부의 반대측에 있는 제2 측부를 구비하며, 상기 프레임의 제1 측부에는 다이어프램이 배치된다. 상기 다이어프램과 상기 프레임의 제1 측부 사이에는 제1 단자(first terminal)가 배치되고, 제1 단자는 상기 제1 전도 영역에 전기적으로 연결된다. 상기 다이어프램과 상기 프레임의 제1 측부 사이에는 제2 단자(second terminal)가 배치되고, 제2 단자는 상기 제2 전도 영역에 전기적으로 연결된다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 제1 단자 및 제2 단자는 유연성 회로 보드 상의 회로이고, 상기 제1 단자 및 제2 단자 각각의 일 단부는 상기 유연성 회로 보드를 따라서 상기 프레임의 제2 측부로 접혀진다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 제1 단자 및 제2 단자는 부분적으로 상기 프레임 안에 삽입되고, 상기 제1 단자 및 제2 단자 각각의 일 단부는 상기 프레임을 통해 지나가서 상기 프레임의 제2 측부에서 노출된다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 프레임, 제1 단자, 및 제2 단자는 인서트 몰딩 공정(insert molding process)에서 형성된다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 프레임은 복수의 관통공(through hole)들을 더 구비한다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 제1 단자 및 제2 단자는 개별적으로 상기 제1 전도 영역 및 제2 전도 영역과 표면 접촉을 이룬다.

위의 설명에 기초하면, 본 발명의 진동 요소에서는, 보이스 코일의 두 개의 단부들이 다이어프램 상의 보이스 코일에 의하여 둘러싸인 영역 내에 배치된다. 원형으로 둘러싸인 영역은 작은 음향 진폭과 높은 견고성을 가진 고주파수 음향 발생 영역인바, 보이스 코일의 연결 지점들이 그 영역에 배치되는 때에는 주로 진동 및 음향발생을 위한 다이어프램의 부분이 영향을 받지 않으므로 음향 품질이 향상된다.

본 발명의 특징 및 장점이 더 쉽게 이해되도록 하기 위해, 본 발명은 아래에서 첨부된 도면들 및 실시예들을 참조로 하여 더 상세히 설명된다.
도 1a 는 미국 특허 제7,933,429호에 따른 스피커 유닛의 개략도이다.
도 1b 는 미국 특허 출원 제2010/0183173호에 따른 스피커 유닛의 개략도이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 요소의 정면도이다.
도 3a 및 3b 는 본 발명의 다른 실시예에 따른 진동 요소의 분해도들로서, 여기에는 각기 상이한 관찰 각도에서 본 모습들이 도시되어 있다.
도 4a 및 4b 는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 진동 요소의 일부분의 분해도들로서, 여기에는 각기 상이한 관찰 각도에서 본 모습들이 도시되어 있다.

도 2 는 본 발명의 진동 요소의 정면도이다. 도 2 를 참조하면, 본 실시예의 진동 요소(100)는 다이어프램(110)과 보이스 코일(120)을 포함한다. 다이어프램(110)은 서로에 대해 반대측에 있는 제1 표면(112)과 제2 표면을 갖는다. 도 2 에서의 관찰 각도는 제1 표면(112)에 대해 수직으로 되어서, 해당 도면에서는 제2 표면이 보이지 않는다. 제1 표면(112)은 서로 분리된 제1 전도 영역(112A)과 제2 전도 영역(112B)을 포함한다. 상기 보이스 코일(120)은 다이어프램(110)의 제1 표면(112)에 배치된다. 보이스 코일(120)의 일 단부(122)는 제1 전도 영역(112A)에 전기적으로 연결되는 한편, 보이스 코일(120)의 다른 단부(124)는 제2 전도 영역(112B)에 연결된다. 상기 보이스 코일(120)의 두 개의 단부들(122 및 124)은 제1 표면(112) 상에서 보이스 코일(120)에 의하여 둘러싸인 영역 내에 배치된다.

상기 실시예의 진동 요소(100)에서는, 상기 보이스 코일(120)의 두 개의 단부들(122 및 124)이 보이스 코일(120)에 의해 둘러싸인 영역 내에 배치되는바, 따라서 다이어프램(110)의 진동 중에는 보이스 코일(120)에 의하여 둘러싸인 영역 내의 부분만이 보이스 코일(120)이 두 개의 단부들(122 및 124)에 의한 영향을 받게 되는바, 이것은 다이어프램(110)의 진동 중에 음향 품질에 대한 영향을 크게 감소시킨다. 또한, 다이어프램(110) 상에서 상기 보이스 코일(120)에 의해 둘러싸인 영역 내에서의 사용가능한 진동 진폭은, 다이어프램(110)의 다른 부분에서의 진폭보다 작다. 즉, 보이스 코일(120)에 의하여 둘러싸인 영역의 원래의 강직도(rigidity)가 상대적으로 높다. 다이어프램 상에서 보이스 코일에 의하여 둘러싸인 영역의 외측에 보이스 코일의 두 개의 단부들이 배치되는 종래 기술의 경우와 비교할 때, 다이어프램(110) 상에서 보이스 코일(120)에 의하여 둘러싸인 영역에 대한 보이스 코일(120)의 두 개의 단부들(122 및 124)의 영향은 더 작다.

본 실시예에서 제1 전도 영역(112A) 및 제2 전도 영역(112B)은 선(line) 형상을 갖는 비전도성 영역에 의하여 분리되어 있고, 제1 전도 영역(112A)과 제2 전도 영역(112B)은 각각 반원형의 형상을 갖는다. 제1 표면(112), 제1 전도 영역(112A), 또는 제2 전도 영역(112B)의 형상들은 물론, 필요에 따라서 다르게 될 수 있다. 제1 전도 영역(112A)의 일부분과 제2 전도 영역(112B)의 일부분은 보이스 코일(120)에 의하여 둘러싸인 영역 내에 배치되어서, 보이스 코일(120)의 두 개의 단부들(122 및 124)이 개별적으로 제1 전도 영역(112A)과 제2 전도 영역(112B)에 연결됨을 용이하게 한다. 본 실시예에서 제1 전도층(114A)은 제1 전도 영역(112A)에 배치되고, 제2 전도층(114B)은 제2 전도 영역(112B)에 배치된다. 제1 전도층(114A) 및 제2 전도층(114B)은 예를 들어 증착(vapour deposition), 스퍼터링(sputtering), 전기도금(electroplating), 또는 다른 공정을 이용함으로써 다이어프램(110) 상에 형성된다. 그러나, 제1 전도 영역(112A) 및 제2 전도 영역(112B)은 전도성 소재로 전체적으로 형성될 수 있다. 보이스 코일(120)의 두 개의 단부들(122 및 124)은, 예를 들어 전도성 접착제(예: 실버 글루(silver glue))를 거쳐서, 제1 전도 영역(112A)과 제2 전도 영역(112B)에 개별적으로 전기연결된다.

아래에서는 다른 실시예에 대해 설명한다. 아래에서 제공되는 실시예의 구조에 관하여 구성요소의 도면부호 및 부분적인 상세사항들은 앞선 실시예의 것들과 동일 또는 유사할 수 있는바, 동일한 도면부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 지칭하는 것이며, 동일한 상세사항에 관한 설명은 앞선 실시예의 것들을 참조할 수 있으므로 생략된다는 점에 유의해야 할 것이다.

도 3a 및 도 3b 는 본 발명의 다른 실시예에 따른 진동 요소의 분해도들로서, 여기에는 상이한 관찰 각도에서 본 모습들이 도시되어 있다. 도 3a 및 도 3b 를 참조하면, 본 실시예의 진동 요소(200)는 도 2 에 도시된 것과 동일한 다이어프램(110) 및 보이스 코일(120)을 구비하되, 프레임(210), 제1 단자(220), 및 제2 단자(230)를 더 포함한다. 상기 프레임(210)은 제1 측부(212) 및 제1 측부(212)의 반대측에 있는 제2 측부(214)를 구비한다. 다이어프램(110)은 프레임(210)의 제1 측부(212)에 배치된다. 제1 단자(220)는 프레임(210)의 제1 측부(212)와 다이어프램(110) 사이에 배치되어 제1 전도 영역(112A)에 전기적으로 연결된다. 제2 단자(230)는 프레임(210)의 제1 측부(212)와 다이어프램(110) 사이에 배치되어 제2 전도 영역(112B)에 전기적으로 연결된다.

프레임(210)은 다이어프램(110)을 지지하도록 구성되고, 외부 음향 공급원의 신호는 제1 단자(220), 제2 단자(230), 제1 전도 영역(112A), 및 제2 전도 영역(112B)에 의하여 형성되는 전도성 경로를 통하여, 보이스 코일(120)로부터 출력되거나 또는 보이스 코일(120)로 유입될 수 있다. 본 실시예에서, 제1 단자(220)는 제1 전도 영역(112A)에 표면 접촉을 이루고, 제2 단자(230)는 제2 전도 영역(112B)에 표면 접촉을 이룬다. 제1 전도 영역(112A) 및 제2 전도 영역(112B)이 다이어프램(110) 상에 배치되는 본 실시예의 설계안은 연속적인 공정에서의 용이한 조립에 더 유리하다는 것을 알 수 있을 것이다.

본 실시예에서, 제1 단자(220)와 제2 단자(230)는 유연성 회로 보드(240) 상의 회로이다. 그 결과, 제1 전도 영역(112A) 및 제2 전도 영역(112B)과 접촉하지 않는 제2 단자(230)의 단부 및 제1 단자(220)의 단부는, 각각 유연성 회로 보드(240)를 따라서 프레임(210)의 제2 측부(214)로 접혀질 수 있다. 그 후, 프레임(210)의 제2 측부(214)에 위치한 제1 단자(220)와 제2 단자(230) 둘 다의 단부ㄷ들은, 추가적으로 외부 음향 공급원(external sound source)에 연결된다. 본 실시예에서 프레임(210)의 측부 가장자리는 유연성 회로 보드(240)가 접혀져 통과할 수 있도록 허용하는 노치(215)를 구비한다. 또한, 프레임(210)은 다이어프램(110)의 진동 중에 기체의 통과를 허용하는 복수의 관통공(218)들을 구비할 수 있다.

도 4a 및 도 4b 는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 진동 요소의 일부 부분들의 분해도들로서, 여기에는 상이한 관찰 각도에서 본 모습들이 도시되어 있다. 앞서 설명된 실시예들에서와 마찬가지로, 본 실시예의 진동 요소는 도 2 에 도시된 다이어프램(110) 및 보이스 코일(120)을 포함하되, 본 실시예에서의 제1 단자(320) 및 제2 단자(330)는 프레임(310) 안으로 삽입되고, 제1 단자(320)의 단부와 제2 단자(330)의 단부는 프레임(310)을 관통하여 프레임(310)의 제2 측부(314)에서 노출된다. 그 결과, 프레임(310)의 제1 측부(312)에 위치된 제1 단자(320) 및 제2 단자(330)의 부분들이 (도 2 에 도시된) 제1 전도 영역(112A) 및 제2 전도 영역(112B)에 전기적으로 연결될 수 있고, 프레임(310)의 제2 측부(314)에서 노출된 제1 단자(320) 및 제2 단자(330)의 다른 단부들은 외부 음향 공급원에 전기적으로 연결될 수 있다. 본 실시예의 제1 단자(320) 및 제2 단자(330)는 예를 들어 금속으로 만들어질 수 있고, 그 다음에 인서트 몰딩 공정에서 프레임(310)을 형성하는 중에 프레임(310) 내에 제1 단자(320) 및 제2 단자(330)를 삽입할 수 있다.

요약하면, 본 발명의 진동 요소에서는, 보이스 코일의 두 개의 단부들이 다이어프램 상에서 보이스 코일에 의하여 둘러싸이는 영역 내에 배치되어, 다이어프램의 진동 및 음향발생 중에 그 진동 및 음향발생이 받는 영향이 적게 된다. 상기 진동 요소를 예를 들어 이어폰과 같은 제품 내의 스피커 유닛에 적용함으로써, 본 발명은 더 우수한 음향 품질을 제공하게 된다.

본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 상기 설명들은 본 발명의 바람직한 실시예들 몇몇에 관한 것일 뿐이며 그 설명이 본 발명의 범위를 제한하지 않는다는 것을 이해할 것이다. 본 발명의 취지 및 범위를 이탈하지 않는 범위 내에서 본 발명의 구조에 대해 다양한 변형 및 변화가 가해질 수 있다. 본 발명의 범위는 하기의 청구범위에 의하여 정의된다.

Claims

서로에 대해 반대측에 있는 제1 표면 및 제2 표면을 구비한 다이어프램(diaphragm)으로서, 상기 제1 표면은 제1 전도 영역(first conductive region) 및 제1 전도 영역으로부터 분리된 제2 전도 영역(second conductive region)을 포함하는, 다이어프램; 및
상기 다이어프램의 제1 표면에 배치된 보이스 코일(voice coil)로서, 상기 보이스 코일의 두 개의 단부들은 상기 제1 전도 영역 및 제2 전도 영역에 개별적으로 전기적으로 연결되며, 상기 보이스 코일의 두 개의 단부들은 상기 제1 표면 상에서 보이스 코일에 의하여 둘러싸인 영역 내에 배치된, 보이스 코일;을 포함하는, 진동 요소.
제1항에 있어서,
상기 제1 전도 영역에는 제1 전도층(first conductive layer)이 배치되고, 상기 제2 전도 영역에는 제2 전도층(second conductive layer)이 배치된, 진동 요소.
제1항에 있어서,
상기 보이스 코일의 두 개의 단부들은 전도성 접착제(conductive adhesive)를 거쳐서 개별적으로 제1 전도 영역과 제2 전도 영역에 전기적으로 연결되는, 진동 요소.
제1항에 있어서,
상기 진동 요소는:
제1 측부 및 상기 제1 측부의 반대측에 있는 제2 측부를 구비한 프레임(frame)으로서, 상기 프레임의 제1 측부에는 다이어프램이 배치되는, 프레임;
상기 다이어프램과 상기 프레임의 제1 측부 사이에 배치된 제1 단자(first terminal)로서, 상기 제1 전도 영역에 전기적으로 연결된, 제1 단자; 및
상기 다이어프램과 상기 프레임의 제1 측부 사이에 배치된 제2 단자(second terminal)로서, 상기 제2 전도 영역에 전기적으로 연결된, 제2 단자;를 더 포함하는, 진동 요소.
제4항에 있어서,
상기 제1 단자 및 제2 단자는 유연성 회로 보드 상의 회로이고, 상기 제1 단자 및 제2 단자 각각의 일 단부는 상기 유연성 회로 보드를 따라서 상기 프레임의 제2 측부로 접혀진, 진동 요소.
제4항에 있어서,
상기 제1 단자 및 제2 단자는 부분적으로 상기 프레임 안에 삽입되고, 상기 제1 단자 및 제2 단자 각각의 일 단부는 상기 프레임을 통해 지나가서 상기 프레임의 제2 측부에서 노출되는, 진동 요소.
제6항에 있어서,
상기 프레임, 제1 단자, 및 제2 단자는 인서트 몰딩 공정(insert molding process)에서 형성되는, 진동 요소.
제4항에 있어서,
상기 프레임은 복수의 관통공(through hole)들을 더 구비하는, 진동 요소.
제4항에 있어서,
상기 제1 단자 및 제2 단자는 개별적으로 상기 제1 전도 영역 및 제2 전도 영역과 표면 접촉을 이루는, 진동 요소.