KR101474672B1

KR101474672B1 - 개선된 오디오를 갖는 전자 기기

Info

Publication number: KR101474672B1
Application number: KR1020137010937A
Authority: KR
Inventors: 알렉산더 판스; 폴 제라드 푸스카리치; 크레이그 레옹; 로날드 나딤 이삭; 루치 고엘; 짐 린 텐네보; 다니엘 쿨버트; 니엘 워렌; 나단 앨런 조한잉스메이어
Original assignee: 애플 인크.
Priority date: 2010-09-30
Filing date: 2011-09-21
Publication date: 2014-12-17
Also published as: CN103141122A; US8644519B2; WO2012050771A1; DE212011100149U1; CN103141122B; US20120082317A1; KR20130060353A

Abstract

상부 패널 및 이 상부 패널에 동작 가능하게 연결된 바닥 패널을 포함하는 인클로저를 갖고 있는 전자 기기. 트랜스듀서가 상기 인클로저에 동작 가능하게 연결되어 있고 상기 트랜스듀서는 상기 인클로저를 기계적으로 진동시키도록 구성되어 있다. 상기 트랜스듀서는 전자석, 이 전자석과 상호작용하는 자석 및 상기 전자석과 상기 자석을 실질적으로 둘러싸고 있는 브래킷을 포함하고, 상기 브래킷은 상기 트랜스듀서를 상기 바닥 패널에 실질적으로 고정한다.

Description

개선된 오디오를 갖는 전자 기기{ELECTRONIC DEVICES WITH IMPROVED AUDIO}

관련 출원에 대한 상호 참조

본 PCT 특허 출원은 2010년 9월 30자로 출원되었고 명칭이 "ELECTRONIC DEVICES WITH IMPROVED AUDIO"인 미합중국 특허 출원 No. 12/895,826을 우선권 주장하며, 이 출원은 또한 미합중국 특허 및 상표 청에서 대리인 기록 문서 번호 P9491US1 (P217285.US.01)로도 확인될 수 있으며, 이 출원의 내용은 참조로서 그의 전부가 본 명세서에 포함된다.

여기에 공개되는 실시 예들은 일반적으로 전자 기기에 관한 것이며 구체적으로는 전자 기기용의 오디오 스피커에 관한 것이다.

컴퓨터, 스마트 폰 등과 같은 많은 전자 기기는 점점 작아지고 조밀해지고 있다. 이들 전자 기기가 점점 작아짐에 따라서 오디오 스피커를 위한 가용 내부 공간도 점점 작아진다. 이는 특히 오디오 스피커를 위한 전자 기기 인클로저(enclosure) 내의 공간이 회로 기판, 하드 드라이브 등에 요구되는 공간과 경쟁할 수 있는 경우에 그러하다. 일반적으로, 스피커의 크기가 작아짐에 따라 그것은 더 적은 질량을 움직일 수 있으므로 사운드 품질(또는 적어도 소리의 세기)이 감소할 수 있다. 이는 특히 오디오 스펙트럼 중 아래에 있는 부분, 예를 들어, 1kHz 아래에 있는 사운드에서 특히 현저할 수 있다. 더욱이, 전자 기기 내의 가용 공간(volume)이 줄어들고, 이렇게 되면 스피커의 진동을 위한 공기가 덜 제공되어서 가청 응답(audible response)이 제약을 받는다. 유사하게, 스피커의 크기가 감소함에 따라서 스피커에 의해 생성될 수 있는 볼륨 레벨 및 주파수도 감소할 수 있다. 그래서, 전자 기기들의 크기가 계속해서 줄어들면, 이들 전자 기기가 생성하는 오디오에 유해한 영향이 미칠 수 있다.

이 공개의 실시 예들은 프로세서, 이 프로세서와 전기적 통신하는 메모리, 상기 프로세서와 전기적 통신하는 오디오 트랜스듀서 및 인클로저를 포함하는 전자 기기를 포함할 수 있다. 상기 오디오 트랜스듀서는 자기 코일, 및 이 자기 코일과 상호작용하는 자석을 포함한다. 상기 인클로저는 상부 패널 및 바닥 패널을 포함하고 상기 인클로저는 상기 프로세서, 상기 메모리, 및 상기 오디오 트랜스듀서를 실질적으로 둘러싸고 있다. 상기 오디오 트랜스듀서는 상기 인클로저의 상기 상부 패널과 상기 바닥 패널 중 적어도 하나에 동작 가능하게 연결된다.

본 공개의 다른 실시 예는 전자 기기의 형태를 취하며, 이 전자 기기는 프로세서, 상부 패널 및 상기 상부 패널에 동작 가능하게 연결된 바닥 패널을 포함하는 인클로저, 상기 인클로저에 동작 가능하게 연결되어 있고 상기 프로세서에 전기적으로 연결되어 있는 트랜스듀서 - 상기 트랜스듀서는 오디오 신호가 생성되게 상기 인클로저를 진동시키는 진동을 출력하도록 구성되어 있음 -, 및 상기 프로세서에 전기적으로 연결되어 있고 스피커 오디오 신호를 출력하는 기능을 하는 제1 스피커를 포함하며, 상기 스피커 오디오 신호와 오디오 신호는 협동하여 사운드를 생성한다. 상기 오디오 트랜스듀서는 전자석, 상기 전자석과 상호작용하는 자석, 및 상기 전자석과 상기 자석을 실질적으로 둘러싸고 있는 브래킷을 포함하고, 상기 브래킷은 상기 트랜스듀서를 상기 바닥 패널에 실질적으로 고정한다.

또 다른 실시 예는 전자 기기로부터 사운드를 출력하기 위한 방법의 형태를 취하며, 상기 방법은 상기 전자 기기의 프로세서에 의해, 상기 사운드의 제1 및 제2 가청 부분을 결정하는 단계; 상기 전자 기기의 인클로저 내에 있는 오디오 트랜스듀서를 전기적으로 구동하여 진동을 생성하는 단계; 상기 진동을 통해서, 상기 인클로저를 움직여 상기 사운드의 상기 제1 가청 부분을 생성하는 단계; 및 상기 인클로저 내의 스피커를 전기적으로 구동하여 공기 질량(air mass)을 움직임으로써 상기 사운드의 상기 제2 가청 부분을 생성하는 단계를 포함한다.

도 1a는 샘플 전자 기기의 투시도이다.
도 1b는 도 1a에 도시된 전자 기기의 특정 요소들에 대한 블록도이다.
도 2는 오디오 트랜스듀서 및 회로 기판을 보여주는, 전자 기기의 바닥 인클로저의 분해도이다.
도 3은 도 1a의 라인 3-3을 따라서 취한 것으로, 오디오 트랜스듀서를 보여주는 전자 기기의 단순화된 단면도이다.
도 4는 도 1a의 라인 4-4를 따라서 취한 것으로, 오디오 트랜스듀서의 실시 예를 보여주는 전자 기기의 단순화된 단면도이다.
도 5는 도 1a의 라인 3-3을 따라 취한 것으로, 전자 기기 내의 오디오 트랜스듀서의 다른 실시 예의 단순화된 단면도이다.
도 6은 스테레오 오디오 구성인 도 1의 전자 기기의 투시도이다.
도 7은 2.1 서라운드 사운드 오디오 구성인 외부에 부착된 스피커들을 포함하는 전자 기기의 투시도이다.
도 8은 3.1 및 4.1 서라운드 사운드 구성인 전자 기기의 투시도이다.

이 공개의 실시 예들은 전자 기기용 오디오 스피커에 관한 것이다. 샘플 오디오 시스템은 전자 기기 인클로저 내에 부분적으로 둘러싸여 있고 이 전자 기기 인클로저의 내부에 기계적으로 짝지어져(mate) 있을 수 있는 표면 트랜스듀서(surface transducer)와 같은 오디오 트랜스듀서를 포함할 수 있다. 자석과 전자석의 결합은 일반적으로 인클로저를 기계적으로 움직이고 및/또는 지지 표면(supporting surface)을 진동시킨다.

오디오 트랜스듀서는 또한 오디오 트랜스듀서와 인클로저 간에 전달되는 에너지를 증가시키는 역할을 할 수 있는 전달 재료(transmission material)를 포함하거나 이 전달 재료에 인접해 있을 수 있다. 어떤 실시 예들에서는, 전달 재료는 겔(gel) 또는 겔형 물질(gel-like substance)이다.

오디오 트랜스듀서는 자석 및 대응하는 코일 또는 전자석을 포함할 수 있다. 오디오 트랜스듀서는 통상은 프로세서, 메모리, 하드 드라이브 등에 전기적으로 연결되어 있다. 오디오 트랜스듀서는 전기 신호를 수신하고 응답으로 음파를 생성한다. 가변 전기 신호는 교대로 코일이 자석을 밀어내거나 끌어당기게 하며, 이로 인해 자석이나 코일은 오디오 트랜스듀서의 실시 예에 따라서 움직이게 된다. 어떤 실시 예들에서는 자석이 고정(예를 들어, 정지)되고 다른 실시 예들에서는 코일이 고정된다. 오디오 트랜스듀서의 움직임은 인클로저가 진동하게 하며, 그로써 인클로저 바깥에서 음파가 생성된다. (트랜스듀서가 인클로저의 내부가 아닌 다른 표면에 장착되면, 이 다른 표면은 인클로저와 함께 또는 인클로저 대신에 진동할 수 있다.) 이러한 기계적인 움직임은 전자 기기의 특정 부분들 또는 전부를 진동시킬 수 있다. 그래서, 인클로저는 가청 사운드(audible sound)를 생성하는 진동판(diaphragm)의 역할을 할 수 있다. 더욱이, 오디오 트랜스듀서는 전자 기기를 받치고 있는 표면도 움직이게 하고 및/또는 진동시킬 수 있다. 이러한 부가적인 움직이는 표면은 오디오 볼륨을 증대시키는 역할을 할 수 있고, 뿐만 아니라 어쩌면 이용자의 청취력(listening experience)을 향상시킬 수 있다.

부가적으로, 어떤 실시 예들에서는, 전자 기기는 오디오 트랜스듀서의 오디오 임피던스(impedance)와 정합(match)하도록 구성된 하나 또는 그 이상의 피트(feet)를 포함할 수 있다. 이들 실시 예에서, 피트는 부가적인 모션/오디오 에너지(motion/audio energy)를 표면에 전달할 수 있고, 그럼으로써 (더 많은 질량이 움직임에 따라서) 오디오 트랜스듀서에 의해 생성된 사운드의 볼륨이 더 증가한다. 더욱이, 오디오 트랜스듀서는 생성된 사운드가 들릴 수 있도록 하기 위한 그릴(grille), 스크린(screen) 또는 다른 구멍(opening)을 인클로저 내에 필요로 하지 않으므로, 어떤 실시 예들에서는 전자 기기가 완전히 밀봉될 수 있다. 이는 전자 기기가 밀폐 및/또는 방수가 되게 할 수 있으며 좀 더 세련된 전체 외관을 가질 수 있게 해준다.

도 1a는 전자 기기(10)의 투시도이고; 도 1b는 전자 기기(10)의 한 실시 예의 블록도이다. 전자 기기(10)는 상부 인클로저(14) 및 바닥 인클로저(12)를 포함할 수 있다. 인클로저(12, 14)는 일반적으로 전자 기기(10)의 내부 구성요소들을 둘러싸거나 에워싸지만, 개구들(apertures) 및 이와 유사한 것들이 이들 인클로저 중 하나 또는 양쪽 내에 형성될 수도 있다. 전자 기기(10)는 키보드(18), 디스플레이 스크린(16), 스피커(20) 및 피트(22)를 포함할 수 있다. 또한, 전자 기기(10)는 일반적으로 인클로저(12, 14) 중 하나 또는 양쪽 내부에 둘러싸여 있거나 또는 인클로저(12, 14) 중 하나 또는 양쪽에 부착되는 오디오 트랜스듀서(26, 도 2에 도시되어 있음)를 포함할 수 있다.

전자 기기(10)는 이미지 및/또는 사운드를 생성하는데 이용되는 것들과 같은 신호를 저장 및/또는 처리할 수 있다. 어떤 실시 예들에서는, 전자 기기(10)는 랩톱 컴퓨터, 휴대 전자 기기, 이동 전화, 태블릿 전자 기기, MP3 플레이어와 같은 오디오 재생 기기 등일 수 있다. 키보드(18) 및 마우스(또는 터치 패드)(50)가 시스템 버스(40)를 통해서 컴퓨터 기기(10)에 연결될 수 있다. 부가적으로, 어떤 실시 예들에서는, 키보드(18) 및 마우스(50)는 도 1a에 도시된 바와 같은 인클로저(12, 14) 중 하나에 통합될 수 있다. 다른 실시 예들에서는, 키보드(18) 및/또는 마우스(50)는 전자 기기(10)의 외부에 있을 수 있다.

키보드(18) 및 마우스(50)는, 일 예에서, 사용자 입력을 컴퓨터 기기(10)에 제공할 수 있고; 이 사용자 입력은 적절한 통신 인터페이스, 버스 등을 통해서 프로세서(38)에 전달될 수 있다. 마우스(50) 및 키보드(18)에 부가해서 또는 이들을 대신해서 다른 적절한 입력 기기들이 이용될 수 있다. 예를 들어, 어떤 실시 예들에서는, 전자 기기(10)는 스마트 폰, 태블릿 컴퓨터 등일 수 있으며, 키보드(18) 또는 마우스(50) 또는 이들 둘에 부가해서, 또는 키보드(18) 또는 마우스(50) 또는 이들 둘을 대신해서 터치 스크린(예를 들어, 정전용량식(capacitive) 스크린)을 포함하고 있다. 시스템 버스(40)에 연결되어 있는 입/출력 유닛(36)(I/O)은 프린터, 스타일러스, 오디오/비디오(AV) I/O 등과 같은 I/O 소자를 나타낸다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 외부 스피커들이 입력/출력 연결부(input/outlet connection)(도시 안 됨)를 통해서 전자 기기(10)에 전기적으로 연결될 수 있다.

전자 기기(10)는 또한 키보드(18), 마우스(50) 및 프로세서(38)와 함께 시스템 버스(40)에 모두 연결되는 비디오 메모리(42), 메인 메모리(44) 및 대용량 저장 장치(48)를 포함할 수 있다. 대용량 저장 장치(48)는 자기, 광학 또는 자기 광학 저장 시스템 및 임의 다른 이용가능한 대용량 저장 기술과 같은 고정 및 이동가능한 매체를 포함할 수 있다. 버스(40)는, 예를 들어, 비디오 메모리(42) 또는 메인 메모리(44)를 어드레스하기 위한 어드레스 라인을 포함할 수 있다.

시스템 버스(40)는 또한 프로세서(38), 메인 메모리(44), 비디오 메모리(42) 및 대용량 저장 장치(48)와 같은 구성요소들 간에 데이터를 전달하기 위한 데이터 버스를 포함할 수 있다. 비디오 메모리(42)는, 예를 들어, 듀얼-포트식(dual-ported) 비디오 랜덤 액세스 메모리 또는 임의 다른 적절한 메모리일 수 있다. 비디오 메모리(42)의 한 포트는, 일 예로, 디스플레이(16)를 구동하는데 이용되는 비디오 증폭기(34)에 연결된다. 디스플레이(16)는 액정 디스플레이, 음극선관 모니터, 평판, 플라즈마 또는 임의 다른 적절한 데이터 표현 장치와 같은, 그래픽 이미지를 디스플레이하기에 적합한 임의 유형의 스크린일 수 있다. 더욱이, 어떤 실시들에서는, 디스플레이(16)는 터치 스크린 특성을 포함할 수 있고, 예를 들어, 디스플레이(16)는 정전용량식일 수 있다. 이들 실시 예들은 이용자가 디스플레이(16)에 직접 입력할 수 있게 해준다.

전자 기기(10)는 임의 적절한 마이크로프로세서 또는 마이크로컴퓨터일 수 있는 프로세서(38)를 포함한다. 전자 기기(10)는 또한 버스(40)에 연결된 통신 인터페이스(46)를 포함할 수 있다. 통신 인터페이스(46)는 네트워크 링크를 통한 양방향 데이터 통신 연결을 제공한다. 예를 들어, 통신 인터페이스(46)는 위성 링크, 근거리 통신망(LAN) 카드, 케이블 모뎀, 및/또는 무선 인터페이스일 수 있다. 임의 그러한 구현에서, 통신 인터페이스(46)는 다양한 유형의 정보를 나타내는 디지털 데이터 스트림을 운반하는 전기, 전자기, 또는 광 신호를 송수신한다.

전자 기기(10)에 의해 수신된 코드 및/또는 다른 정보는 이 코드가 수신될 때 프로세서(38)에 의해 실행될 수 있다. 코드는 마찬가지로 나중(later) 실행을 위해 대용량 저장 장치(48) 또는 다른 비휘발성 저장 장치에 저장될 수 있다. 이러한 식으로, 전자 기기(10)는 다양한 형태로 다양한 소스로부터 프로그램 코드를 얻을 수 있다. 프로그램 코드는, 컴퓨터 판독가능 코드나 데이터를 저장 또는 전송할 수 있게 구성되거나 컴퓨터 판독가능 코드 또는 데이터가 내장(embed)될 수 있는 매체와 같은 임의 유형의 컴퓨터 프로그램 제품에 내장될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품의 예는 CD-ROM 디스크, ROM 카드, 플로피 디스크, 자기 테이프, 컴퓨터 하드웨어 드라이브, 네트워크의 서버 및 솔리드 스테이트 메모리 장치를 포함한다.

전자 기기(10)는 또한 오디오 트랜스듀서(26)를 포함할 수 있다. 오디오 트랜스듀서(26)는 시스템 버스(40)에 연결될 수 있고, 이 시스템 버스는 오디오 트랜스듀서(26)를 프로세서(38), 메인 메모리(44), 대용량 저장 장치(48) 등 어느 것에도 전기적으로 연결할 수 있다. 오디오 트랜스듀서(26)는 전기 신호에 응답해서 음파(sound waves)를 생성하는 출력 장치이다. 오디오 트랜스듀서(26)는 인클로저(12, 14) 중 하나의 내부에 둘러싸여 있거나 인클로저(12, 14) 중 하나에 부착될 수 있고 단독으로 또는 다른 출력 장치(예를 들면, 스피커(20))와 결합하여 사운드를 생성하는데 이용될 수 있다. 부가적으로, 오디오 트랜스듀서(26)는 소리가 큰 사운드(louder sound)를 생성하기 위해서 인클로저(12, 14) 및/또는 전자 기기를 받치고 있는 지지 표면과 같은 다른 표면들을 기계적으로 진동시킬 수 있다. 그래서, 오디오 트랜스듀서(26)는 전기 신호에 응답해서 인클로저(12, 14) 및/또는 지지 표면(24)을 진동시키고, 그러면 공기 입자들이 교란되어 음파가 생성된다.

도 2 내지 도 4가 이하 설명되고 이에 관해서 실시 예들이 논의된다. 도 2는 앞서 언급한 컴퓨터 장치의 특정 요소들(명료성을 위해서 어떤 요소들은 생략되었음)을 보여주는 바닥 인클로저(12)의 분해도를 보여주고 있다. 도 3은 도 1a의 라인 3-3을 따라서 본 바닥 인클로저(12) 내에 설치된 오디오 트랜스듀서(26)의 한 실시 예의 간단한 단면도이다. (오디오 트랜스듀서(26)는 단순성을 위해 블록으로 도시되어 있다.) 도 4는 도 1a의 라인 3-3을 따라서 취한 오디오 트랜스듀서의 다른 실시 예의 간단한 단면도이다. 도 3 및 도 4에 관해서, 명료성을 위해 오디오 트랜스듀서(26) 외에 전자 기기(10)의 내부 구성요소는 생략하였음을 이해하여야 한다. 오디오 트랜스듀서(26)가 상부 인클로저(14) 내에 설치될 수도 있다는 점은 주목해야 한다. 특정 실시 예에서, 바닥 인클로저(12)는 상부 패널(28) 및 바닥 패널(52)을 포함할 수 있다. 상부 패널(28)은 전자 기기(10)의 상단 표면(top surface)을 형성할 수 있고, 어떤 실시 예들에서는, 키보드(18), 트랙 패드(50), 터치 스크린(도시 안 됨) 또는 다른 입력 장치 등을 에워쌀 수 있다. 바닥 패널(52)은 전자 기기(10)의 바닥 표면을 형성할 수 있다. 통상적으로, 상부 패널(28)은 인클로저의 상단 표면을 형성하고 키보드(18) 및/또는 마우스(50)로의 접근을 제공할 수 있다. 태블릿-스타일 기기에는 상부 패널 및 바닥 패널로 정의되는 단일 인클로저가 있을 수 있다.

인클로저(12, 14)는 다양한 재료로 구성될 수 있고, 전자 기기(10)의 유형에 따라서 다양한 서로 다른 모양으로 구성될 수 있다. 어떤 실시 예들에서는, 인클로저(12, 14)는 탄소 섬유, 알루미늄, 유리 및 다른 유사한 비교적 강한 재료로 구성될 수 있다. 어떤 실시 예들에서 이들 인클로저(12, 14)를 위한 재료는 오디오 트랜스듀서(26)에 의해 생성된 사운드 볼륨 및/또는 품질을 개선할 수 있다. 이는 어떤 실시 예들에서 인클로저(12, 14)가 오디오 트랜스듀서(26)에 의해서 생성된 진동에 기인하여 기계적으로 진동하여, 음파를 생성하기 때문이다. 그래서, 이 재료는 진동에 더 많이 반응하고 및/또는 좀 더 용이하게 움직여서 사운드 품질/볼륨이 증대되도록 변경될 수 있다. 부가적으로, 바닥 인클로저(12) 및 상부 인클로저(14)는 서로 다른 재료로 구성될 수 있다는 점은 주목해야 한다. 더욱이, 어떤 실시 예들에서는 전자 기기(10)가 인클로저(12, 14) 중 단지 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 기기(10)의 디스플레이(16)가 터치 스크린 또는 입력을 받아들일 수 있는 다른 디스플레이 장치를 포함한다면, 키보드(18)와 마우스(50)가 상부 인클로저(14)에 합체될 수 있으므로 바닥 인클로저(12)는 생략될 수 있다.

인클로저(12, 14)는 어떤 실시 예들에서 방수 및/또는 밀폐일 수 있다. 이는, 이하 좀 더 상세히 설명되는 바와 같이, 오디오 트랜스듀서(26)가 오디오 트랜스듀서(26)에 의해 생성된 음파를 이용자가 들을 수 있도록 하기 위해서 공기 구멍(예를 들어, 그릴 또는 스크린)을 필요로 하지 않을 수 있기 때문이다. 오디오 트랜스듀서(26)는 음파가 들릴 수 있도록 공기에 노출되어야만 하는 전통적인 스피커 내의 진동판과는 대조적으로, 음파를 생성하는데 인클로저(12, 14) 및/또는 지지 표면을 이용한다. 그러므로, 인클로저(12, 14) 및 전자 기기(10)는 물 및/또는 공기로부터 완전히 차단되게 밀봉될 수 있다. 이는 전자 기기(10)가 방수가 되게 해주고 좀 더 다양해지게 해줄 수 있으며 전자 기기(10)가 세련되고 부드러운 외관을 갖게 해 줄 수 있다. 그러나, 전자 기기(10)가 오디오 트랜스듀서(26)와 스피커(20)의 결합을 포함할 수 있으므로, 다른 실시 예들에서는 인클로저(12, 14)가 그릴/스크린을 포함할 수 있다(도 5 내지 도 7 참조).

바닥 패널(52)과 상부 패널(28)은 다양한 방식으로 함께 연결될 수 있다. 도 2에 도시된 실시 예에서, 상부 패널(28)과 바닥 패널(52)은 파스너(fastener)(25)를 통해 부착될 수 있다. 파스너(25)들은 두 개의 패널(28, 52)에 있는 구멍(27)들에 삽입될 수 있다. 부가적으로, 어떤 실시 예들에서 파스너(25)들은 피트(22)를 바닥 패널(52)에 부착하는데 이용될 수 있다. 상부 인클로저(14)도 유사하게 상부 및 바닥 패널(도시하지 않음)을 포함해서 함께 고정될 수 있다. 다른 실시 예들에서, 인클로저(12, 14)들은 함께 접착되거나 다른 식으로 고정될 수 있다. 또 다른 실시 예들에서, 상부 패널(28) 및 바닥 패널(58)은 방수, 밀폐 접속이 이루어질 수 있게 그들 사이에 배치된 밀봉재(seal)를 포함할 수 있다. 이 밀봉재는 패널(28, 52)들이 함께 고정될 때 요소들이 인클로저(12, 14)의 내부의 빈 구멍(cavity)으로 침투하는 것을 방지하는데 도움을 준다.

도 1b에 관해서 위에서 설명한 내부 요소들은 단지 대표적인 표현 방식으로 도시되어 있는 회로 기판(57, 59)으로 표현되어 있다. 좀 더 많거나 적은 회로 기판 또는 다른 회로가 존재할 수도 있고 기판/회로의 모양이 도시된 것과 다를 수 있다. 회로 기판(57, 59)은 메인 메모리(44), 비디오 메모리(42), 대용량 저장 장치(48), 프로세서(38) 등과 같은 도 1b에 관해서 위에서 설명한 요소들의 결합을 포함할 수 있다. 회로 기판(57, 59)은 시스템 버스(40) 또는 다른 전기적 연결부를 통해서 오디오 트랜스듀서(26)에 전기적으로 연결될 수 있다. 더욱이, 회로 기판(57, 59)은 인클로저(12, 14)에 고정되어 내부에 둘러싸여 있을 수 있다.

오디오 트랜스듀서(26)는 상부 패널(28) 또는 바닥 패널(52)에 부착되는 식으로 설치될 수 있다. 어떤 예에서, 오디오 트랜스듀서(26)는 상부 패널(28)과 바닥 패널(52)에 작동 가능하게 연결될 수 있지만, 다른 실시 예에서 오디오 트랜스듀서(26)는 패널(28, 52)들 중 하나에만 작동 가능하게 연결될 수 있다. 또 다른 실시 예들에서, 오디오 트랜스듀서(26)는 회로 기판(57, 59), 예를 들어, 마더보드, 로직 기판 등에 연결될 수 있다. 그래서, 다른 실시 예들에서, 오디오 트랜스듀서(26)는 패널(28, 52)들 중 어느 하나에 또는 회로 기판(57, 59)들 중 어느 하나에 연결될 수 있다.

도 4 및 도 5는 오디오 트랜스듀서(26)의 대안 실시 예들을 보여주고 있다. 어느 한 실시 예에서, 오디오 트랜스듀서(26)는 표면을 진동시켜서 사운드를 생성하는 겔 스피커(gel speaker), 표면 트랜스듀서 또는 다른 기기일 수 있다. 작동시, 오디오 트랜스듀서(26)는 통상적으로 프로세서(38)로부터 전기 신호를 수신하고 이들 전기 신호를 진동으로 변환하고, 이 진동이 가청 사운드로 감지될 수 있다. 오디오 트랜스듀서(26)는 브래킷(62), 전달 재료(56), 코일(54) 및 자석(60)을 포함할 수 있다.

도 2에 관해서, 브래킷(62)은 오디오 트랜스듀서(26)를 인클로저(12)에 특히 패널(28, 52)들 중 어느 하나에 또는 양쪽에 고정한다. 브래킷(62)은 오디오 트랜스듀서(26)가 인클로저(12) 내에서 움직이는 것을 실질적으로 방지해주어 진동하고 있을 때도 한 위치에 유지되게 해준다. 브래킷(62)은 파스너(61)를 통해서 인클로저(12)에 부착될 수 있다. 파스너(61)는 브래킷(62)을 바닥 패널(52)에 부착시킬 수 있다. 다른 실시 예들에서, 파스너(61)는 브래킷(62)을 상부 패널(28) 및/또는 회로 기판(57, 59)들 중 하나 또는 양쪽에 부착한다. 그러나, 브래킷(62)은 다양한 방식으로 인클로저(12)에 부착될 수 있으며 파스너(61)는 단지 한 예이다. 예를 들어, 어떤 실시 예들에서는 오디오 트랜스듀서(26)는 패널(28, 52)들 중 어느 하나 또는 양쪽에 및/또는 회로 기판(57, 59)들 중 어느 하나 또는 양쪽에 접착되거나 납땜되거나 이와 유사한 방식으로 부착될 수 있다.

도 4 및 도 5를 참조해 보면, 오디오 트랜스듀서(26)는 전기적 전도체로 만들어진 코일(54)을 포함한다. 전기 신호가 코일(54)을 통해서 전송될 때, 이 코일은 전자석으로서의 역할을 한다. 교류가 코일을 통과하면 이 코일은 그의 성질에 따라서 활성과 비활성(active and inactive) 사이를 또는 극성과 비극성 사이를 번갈아 오간다. 오디오 트랜스듀서(26)는 또한 통상적으로 스프링, 플레이트 등에 의해서 레스트 위치(rest position)에 편향(bias)되어 있는 자석(60)을 포함한다. 자석(60)은 설정된 분극(polarization)을 갖고 있고 오디오 신호에 따라서 코일(54)이 활성화될 때 이 코일 쪽으로 당겨지거나 이 코일로부터 멀어지게 된다. 자석(60)은 자성을 갖는 임의 유형의 재료, 예를 들어, 철 또는 철을 함유한 다른 재료일 수 있다. 그래서, 전류가 코일을 통과할 때 자석은 이 코일로부터 떨어지게 강제된다(또는 코일과 자석의 상대적인 분극에 따라서 코일 쪽으로 당겨질 수 있다). 일반적으로 코일은 활성화될 때 자석이 떨어지게 강제한다. 이 코일이 비활성화되면, 자석은 이 코일이 활성화될 때의 자석의 위치보다 코일 쪽에 상대적으로 더 가까운 그의 레스트 상태(rest state)로 돌아간다. 더구나, 자석이 코일로부터 이동하는 거리는 코일에 가해지는 전하량의 변화에 따라서 달라질 수 있다. 이러한 식으로, 자석은 코일에 인가된 전류의 세기 및 기간에 따라서 정밀한 모션(motion)으로 코일에 의해 구동될 수 있다. 이러한 모션들은 자석 근방에 있는 공기뿐만 아니라 자석이 부착되어 있는 어떤 표면도 진동시킬 수 있다. 이러한 식으로, 오디오 트랜스듀서(26)는 오디오 트랜스듀서가 브래킷(62)에 의해서 부착되어 있는 표면(예를 들어 전자 기기의 인클로저)에 진동을 유도할 수 있다. 이 표면의 모션은 종래 스피커의 진동판이 공기를 움직여서 유사한 효과를 얻는 것과 같은 식으로 가청 음파를 생성할 수 있다.

코일(54)은 다양한 구현으로 구성될 수 있으며 고정되거나 움직일 수 있는 표면에 부착될 수 있다. 예를 들어, 도 4에서, 코일(54)은 움직일 수 있는 표면(예를 들어, 이 실시 예에서는 바닥 패널(52))에 부착되어 있고, 이 표면은 오디오 트랜스듀서가 전기 신호를 수신할 때 수직으로 이동된다. 반대로, 도 5에서, 코일(54)은 수직 방향으로 고정되어 있는 비교적 고정된 표면(예를 들어, 브래킷(62), 상부 패널(28), 회로 기판(57, 59) 등)에 부착되어 있다. 그러한 실시 예에서는, 자석(60)이 이하 상세히 설명되는 바와 같이 움직이는 코일 대신에 움직일 수 있다.

몇몇 실시 예에서, 코일(54)은 인클로저(12, 14)의 내에 또는 인클로저에 부착되어 있는 박스나 다른 컨테이너에 통합될 수 있다. (명료성을 위해 그러한 컨테이너는 도 4 및 도 5에 도시되어 있지 않다.) 예를 들어, 도 5에 도시된 실시 예에서, 코일(54)은 상부 패널(28)에 통합될 수 있고, 도 4에 도시된 실시 예에서 코일(54)은 바닥 패널(52)에 통합될 수 있다. 이들 실시 예에서, 오디오 트랜스듀서(26) 및/또는 인클로저(12)의 두께는 줄어들 수 있다. 예를 들어, 인클로저(12, 14)의 재료는 오디오 트랜스듀서(26)의 위 및/또는 아래의 위치에 설치된 전자석 재료를 포함할 수 있다. 그러한 실시 예에서, 이 전자석 재료는 자석(60)과 상호작용할 수 있을 정도로 가까울 수 있고, 그럼으로써 개별 코일(54)의 필요성이 없어진다. 그래서, 오디오 트랜스듀서(26) 스택(stack)에 요구되는 높이는 줄어들 수 있다.

코일(54)의 경우와 같이, 실시 예에 따라서, 자석(60)은 고정되거나 움직일 수 있다. 도 4에 도시된 실시 예에서, 자석(60)은 고정된 표면에 부착되어 있어 실질적으로 움직이지 않는 반면, 도 5의 실시 예에서 자석(60)은 움직일 수 있는 표면에 부착되어 있어서 코일(54)을 향해서 그리고 코일(54)로부터 떨어지게 움직일 수 있다. 자석이 움직이지 않는 실시 예에서, 코일은 자석이 활성화될 때 이 자석으로부터 떨어지게 강제될 수 있으며, 그래서 코일이 부착되어 있는 표면이 진동되어 가청 음파가 생성될 수 있다. 따라서, 자석 또는 코일의 움직임은 연관된 인클로저, 전자 기기(10)의 전체, 이 전자 기기가 설치되어 있는 표면 등을 움직이게 할 수 있음은 이해되어야 한다.

코일(54)은 또한 돌출부(projection)들 또는 포스트(post)들을 포함할 수 있다. 이들 돌출부는 자석(60) 내의 대응하는 틈(crevice)들 내에 수용될 수 있다. 이들 돌출부들은 자석(60)과 코일(54) 간의 상호 작용의 세기를 증가시킬 수 있다. 그러나, 다른 실시 예들에서 코일(54)과 자석(60)은 면이 서로 인접해 있는 실질적 평면일 수 있다.

도 4의 실시 예를 참조하면, 코일(54)은 인클로저(12)의 바닥 패널(52)에 부착되어 있고 자석(60)은 브래킷(62)에 부착되어 있으며 이 브래킷은 인클로저(12)에 고정되어 있다. 이 실시 예에서, 전기 신호가 코일(54)을 통과할 때, 코일(54)은 자화되고 극성과 비극성 상태 사이를 번갈아 오갈 수 있다. 이러한 변화는 코일(54)이 자석과 상호작용하는 순간적인 AC 자기장을 생성하게 해주고, 그럼으로써 자석(60)을 밀어내거나 끌어당길 수 있다. 이 자석은 인클로저에 고정되는 한편 코일은 움직임이 자유로울 수 있고; 그래서 자기장이 중단될 때 코일은 자기적이거나 물리적일 수 있는 편향력(biasing forces)에 기인해서 레스트 위치(rest position)로 복귀할 수 있다. 그래서, 코일은 자석으로부터 떨어지거나 자석을 향하게 진동한다(oscillate); 코일에 의한 진동의 진동수와 코일의 이동 거리는 이 코일에 인가되는 전하의 타이밍과 크기에 의해 직접 제어된다. 코일(54)이 바닥 패널(52)에 동작 가능하게 부착되므로, 바닥 패널(52)도 코일(54)의 움직임과 함께 움직이고 및/또는 진동한다. 코일 모션이 크면 클수록 바닥 패널의 모션도 더 커진다. 마찬가지로, 코일 모션이 빠르면 빠를수록 바닥 패널의 모션도 더 빨라진다. 그래서, 패널 모션의 거리와 진동수(distance and frequency)도 마찬가지로 코일에 인가되는 전류의 타이밍과 크기를 가변하여 제어할 수 있다. 모션의 진동수를 변경하여 다양한 사운드를 생성할 수 있다. 패널의 변위(displacement)를 변경하여 좀 더 크거나 좀 더 부드러운 노이즈를 생성할 수 있다. 코일과 자석은 서로에 관해서 움직일 수 있도록 개별 하우징(housing)에 수용될 수 있다.

유사한 방식으로, 도 5의 실시 예는 고정 위치에 있는 코일과 바닥 패널(52)에 부착되어 있는 자석(60)을 보여주고 있다. 그래서, 자석은 코일이 번갈아가며 활성 및 비활성이 됨에 따라 진동을 하고, 그럼으로써 인클로저(12)의 모션이 구동되어 이전에 설명한 것과 유사한 결과를 낳는다. 자석은 통상적으로 코일보다 질량이 크므로, 코일을 움직이는 대신에 자석을 움직여서 바닥 패널 및/또는 이 바닥 패널을 받치고 있는 표면을 진동시키는 것이 더욱 효과적일 수 있다. 이 자석은 코일에 관해서 움직일 수 있도록 개별 하우징에 수용될 수 있다.

좀 더 상세하게, 코일(54)은 실질적으로 정지 상태로 유지되고 자석(60)은 구동 표면(여기서는 바닥 패널(52))에 부착되어 있다. 이 실시 예에서, 자석(60)은 코일(54)이 극성들 간을 오감에 따라 이 코일을 향해 그리고 이 코일로부터 떨어지게 움직인다. 코일(54)은 인클로저(12)에, 회로 기판(57, 59)들 중 어느 하나에 또는 양쪽에, 또는 인클로저(12) 내의 다른 요소들에 고정될 수 있다. 자석(60)은 바닥 패널(52)에 동작 가능하게 연결되므로, 바닥 패널(52)은 자석(60)이 움직일 때 움직인다. 도 4에 관해서 위에서 설명된 바와 같이, 이는 바닥 패널(52)에 의한 공기의 움직임을 통해서 음파를 생성한다. 이 실시 예에서, 전달 재료(56)는 자석(60)이 바닥 패널(52)에 직접 연결될 수 있으므로 생략될 수 있고, 그러므로 자석(60)과 바닥 패널(52) 사이에 고효율의 움직임 전달이 있을 수 있다. 이들 실시 예에서, 자석(60)의 질량은 단독으로도 인클로저(12) 및/또는 표면(24)을 기계적으로 진동시키기에 충분할 수 있다. 다른 실시 예들에서, 전달 재료(56)는 자석(60)과 바닥 패널(52) 사이에 배치될 수 있다. 전달 재료(56)는, 위에서 설명된 바와 같이, 기계적인 에너지를 바닥 패널(52)로 직접 보내는데 도움을 준다.

바닥 패널(52)은 가청 저주파 음파(예를 들어, 1 kHz 아래의 음파)를 생성할 수 있고 물론 다른 오디오 주파수 사운드도 생성할 수 있다. 이는 바닥 패널(52)이 코일(54)에 응답해서 움직일 때 근본적으로 전통적인 스피커의 진동판과 같은 역할을 하여 음파를 생성하기 때문이다. 그러나, 바닥 패널(52)은 전자 기기 내에 포함될 수 있는 통상적인 스피커의 진동판보다 질량이 크기 때문에 공기를 더 많이 움직여서 음향을 좀 더 많이(그리고 어쩌면 음향을 좀 더 명료하게) 생성할 수 있다. 즉, 바닥 패널(52)은 전자 기기(10) 내에 설치된 다른 스피커보다 더 큰 표면 영역을 가질 수 있기 때문에 오디오 트랜스듀서(26)에 의해 (바닥 패널(52)이 움직이게 함으로써) 생성된 사운드는 전통적인 스피커에 의한 사운드보다 더 클 수 있다. 또한, 오디오 트랜스듀서(26)는 공기의 대부분을 움직이는데 인클로저(12, 14)를 이용하기 때문에, 오디오 트랜스듀서(26)의 실제 크기는 동일한 음량을 출력할 수 있는 전통적인 스피커에 비해서 아주 작을 수 있다. 이는 통상적인 전자 기기(10)의 인클로저 내에는 공간이 제한되어 있기 때문에 유익하다. 그래서, 오디오 트랜스듀서(26)는 종종 인클로저(들)의 제한된 공간 안에 있는 일반적인 스피커들로는 얻을 수 없는 소리가 큰 사운드(loud sound)를 생성하면서도 공간을 절약할 수 있다.

더욱이, 이 실시 예에서, 전달 재료(56)는 적어도 부분적으로 코일(54) 주위에 배치될 수 있다. 전달 재료(56)는 코일(54)의 움직임에 의해 생성된 기계적인 에너지를 인클로저(12)에 전달하는데 도움을 준다. 이는 전달 재료(56)가 이 에너지를 바닥 패널(52)로 보내고 에너지의 이동(transfer)에 따른 에너지 손실을 줄이기 때문이다. 어떤 실시 예들에서는 전달 재료(56)는 또한 생성된 음파를 증폭시켜서 오디오 트랜스듀서(26)가 출력한 전체 볼륨 및 사운드를 증가시키는 작용을 할 수 있다.

전달 재료(56)는 어떤 실시 예들에서는 본 기술 분야의 숙련된 자들에게 알려져 있는 바와 같이 오디오 겔(audio gel)일 수 있다. 다른 실시 예들에서, 전달 재료(56)는 코일이나 자석으로부터의 진동을 다른 표면에 효율적으로 전달할 수 있는 발포 또는 망상 재료(a foamed or reticulated material) 또는 밀도가 높은 신축성 재료(a dense flexible material)일 수 있다. 또 다른 실시 예들에서, 전달 재료(56)는 오디오 트랜스듀서(26)와 인클로저(12) 사이에 요구되는 전달 에너지에 따라서 생략될 수 있다. 더욱이, 전달 재료(56)는 인클로저(12, 14)에 이용된 재료의 유형에 따를 수 있다. 이 인클로저의 재료(예를 들어, 탄소 섬유와 같은 종류)가 진동에 잘 반응하면, 전달 재료(56)는 생략될 수 있다.

유사하게, 특정 반응을 최대화하기 위해서 트랜스듀서(26)의 아래에 놓이거나 그에 인접해 있는 인클로저 또는 인클로저의 일부를 위해 특정 재료를 선택할 수 있다. 예를 들어, 트랜스듀서에 의해 생성된 저주파수 파는 효율적으로 받아들이지만 고주파수 파는 덜 효과적으로 받아들이는 재료는 베이스(bass) 응답은 강화하지만 중간 레벨 및/또는 고주파수 응답은 약화시키기(dampen) 위하여 선택될 수 있다.

도 1a 내지 도 5를 참조하면, 전자 기기(10)는 또한 하나 또는 그 이상의 피트(22)를 포함할 수 있다. 피트(22)는 표면(24), 예를 들어, 테이블, 카운터-탑(counter-top) 등에 전자 기기(10)를 지탱해 준다. 피트(22)는 오디오 트랜스듀서(26), 인클로저 또는 전자 기기(10)를 받치고 있는 표면의 사운드 임피던스와 정합하도록 설계될 수 있다. 후자의 경우에, 이 표면은 나무, 돌 등과 같은 특정 재료로 형성된 무한 평면(an infinite plane)으로 만들어질 수 있다. 대안으로, 이 표면은 통상적인 책상 또는 테이블의 치수(예를 들어 대략 길이 6 피트, 폭 3 피트, 두께 4 인치)와 같은 특정 치수를 갖는 것으로 상정될 수 있다. 오디오 트랜스듀서(26)에 의해 생성된 진동 또는 움직임은 임피던스-정합된 피트를 통해서 표면(24)에 더 분배될 수 있다. 따라서, 적절하게 구성된 피트(22)는 오디오 트랜스듀서(26)와 표면(24) 간의 에너지 전달을 증가시킬 수 있다. 부가적으로, 표면(24)은 오디오 트랜스듀서(26) 또는 인클로저보다 질량이 현저하게 더 클 수 있고, 그래서 단지 인클로저가 움직인 결과인 사운드보다 현저히 더 큰 사운드를 생성할 수 있다. 피트(22)는 테이블 또는 다른 표면으로의 사운드 전달을 강화하기 위해 바닥 인클로저(12)의 다양한 위치에 배치될 수 있다. 피트의 정확한 배치는 오디오 트랜스듀서, 그의 크기 및 인클로저 내의 위치, 인클로저의 재료, 표면용 추정 재료 등을 적절하게 모델링하여 결정될 수 있다. 근본적으로, 오디오 트랜스듀서의 작동에 기인한 인클로저의 최대 및/또는 최소 여기(excitation)가 결정될 수 있으며 피트(22)의 치수, 배치 및 재료를 모델링하는데 이용될 수 있다. 어떤 실시 예들에서, 하나 또는 그 이상의 피트(22)가 인클로저 내의 트랜스듀서의 위치 바로 아래 인클로저의 외부에 배치될 수 있다. 피트는 고무, 실리콘 및 임의 다른 원하는 재료를 포함해서 다양한 재료로 만들어질 수 있다.

도 1a 및 도 1b를 다시 참조해 보면, 전자 기기(10)는 또한 인클로저(12, 14) 내에 배치된 완충 요소(dampening elements)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 오디오 트랜스듀서(26)에 의해 생성된 기계적인 에너지 때문에 인클로저(12, 14)의 부분들이 움직이고 및/또는 진동할 수 있다. 어떤 실시 예들에서, 키보드(18), 마우스 패드(50), 핸드 레스트(hand rests) 등의 근방에서 인클로저(12, 14)의 진동을 줄이는 것이 바람직할 수 있다. 유사하게, 하드 드라이브, 회로 기판(57, 59) 등과 같은 내부 요소들 중 몇몇은 진동에 민감할 수 있다. 전자 기기(10)의 특정 영역 근방에서 진동을 줄이기 위해 고무, 발포제(foam), 다른 완충 재료와 같은 진동 흡수 재료가 각 요소 주위에 설치될 수 있다. 능동적인 진동 완충이 또한 이용될 수 있다. 마찬가지로, 트랜스듀서는 진동-민감 구성요소로부터 물리적으로 분리될 수 있다. 더욱이, 전자 기기(10)의 인클로저 및/또는 다른 부분은 그러한 내부 구성요소에 작용하는 진동이 감소하도록 구조적으로 설계될 수 있다. 예를 들어, 비-균질 매트릭스(a non-homogeneous matrix)는 특정 공진 주파수를 갖는 것보다 진동 또는 사운드를 덜 전달한다. 더욱이, 어떤 실시 예들에서, 오디오 트랜스듀서(26)의 부분들은 완충 재료로 둘러싸여 있을 수 있다. 예를 들어, 오디오 트랜스듀서(26)의 상단 부분(예를 들어, 브래킷(62)의 상부)는 실리콘, 고무 등으로 덮여질 수 있다. 이는 바닥 패널(58)을 향해 좀 더 많은 기계적인 에너지를 보내거나 반사시킬 수 있음은 물론이고, 상부 패널(28), 회로 기판(57, 59) 또는 임의 다른 요소가 진동되는 것을 방지해주거나 적어도 이들 요소들이 체감하는 진동을 감소시키는데 도움을 준다.

오디오 트랜스듀서의 출력은 임의 수의 요인에 의해 영향을 받을 수 있음은 이해되어야 한다. 그러한 요인은 제한됨이 없이 트랜스듀서의 모양 및 구성, 인클로저 또는 기기 하우징 내의 공간의 물리적인 치수, 하우징의 구성을 위해 선택된 재료, 전자 기기를 받치고 있는 표면, 트랜스듀서에 이용된 겔의 질량 등을 포함한다. 따라서, 오디오 트랜스듀서(26)는 그의 출력 주파수의 적어도 일부에서 비선형(non-linear) 왜곡을 생성할 수 있다. 이 왜곡의 적어도 어떤 부분은 인클로저/하우징 및/또는 브래킷뿐만 아니라 오디오 트랜스듀서의 다른 부분들을 형성하는데 이용되는 재료들을 선택적으로 선정함으로써 효력이 없게 되거나 완화될 수 있다. 특정 재료들은 적어도 특정 주파수에 있는 왜곡을 최소화하는 방식으로 트랜스듀서에 의해 생성된 음향 에너지에 반응할 수 있다.

실시 예들은 그러한 비선형 응답을 줄이거나 제거하기 위해 디지털 신호 처리(DSP)를 이용할 수 있다. 전자 기기(10) 및/또는 오디오 트랜스듀서(26)의 특성, 재료 등이 알려져 있는 한, 임의 정해진 주파수에서 시스템의 출력이 결정될 수 있다. 이 출력은 원하는(예를 들어, 왜곡이 없는) 파형에 비교되고 그러한 파형에 매칭되도록 디지털식으로 처리될 수 있다. 이러한 식으로, 시스템의 비선형 왜곡은 감소되거나 심지어 제거될 수 있다. 근본적으로, 이 파형은 비선형 응답을 고려하기 위해 "사전왜곡(pre-distorted)"될 수 있다. 이는 가청 왜곡을 최소화할 수 있을 뿐만 아니라, 출력된 오디오가 비교적 매끄럽고(seamless) 개별 스피커들이 쉽게 구분될 수 없도록 겔 스피커(예를 들어, 트랜스듀서)와 오디오 시스템의 부분일 수 있는 다른 스피커들의 출력을 섞을 수 있다.

그러한 출력을 얻기 위해 이용되는 DSP는 다양한 주파수에서의 표본 출력들(sampled outputs)을 기반으로 사전 프로그램되거나 일반적인 시스템 파라미터들이 공지되어 있다면 수학적인 모델을 통해 생성될 수 있다. 수학적인 모델링 또는 표본 출력을 기반으로 한 프로그래밍은 전자 기기를 받칠 수 있고 이 전자 기기 내의 트랜스듀서에 의해 진동될 수 있는 표면의 모델과 같은 시스템 외적인 특정 요인들을 고려할 수 있음은 이해되어야 한다.

어떤 실시 예들에서, 다수의 이퀄라이제이션/DSP 프로파일들이 사전 프로그램되어 이 실시 예에 이용될 수 있다. 오디오 트랜스듀서 및 임의 다른 스피커들이 작동할 때, 전자 기기(10)는 이하 설명되는 바와 같이 이용자 입력 또는 이 전자 기기에 연관된 센서들로부터의 피드백을 기반으로 DSP 프로파일들 중 하나를 선택할 수 있다. 그래서, 이 실시 예는 작동 환경을 고려하기 위해 DSP 프로파일을 동적으로 조정할 수 있다.

어떤 실시 예들에서, 앞서 언급한 비선형 왜곡을 보상하기 위해서 오디오 트랜스듀서(26)의 출력을 수정하는데 이용될 수 있는 피드백을 얻기 위해 하나 또는 그 이상의 센서들이 전자 기기(10) 내에 배치되거나 전자 기기(10)에 인접하게 배치되거나 또는 전자 기기(10)에 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 마이크로폰이 출력 오디오를 샘플링하고 피드백을 DSP 칩 또는 DSP 루틴을 실행하는 프로세서에 제공하는데 이용될 수 있다. 원하는 출력(예를 들어, 왜곡 없는 출력)이 알려져 있으므로, 변화(예를 들어, 왜곡)의 본질 및 정도를 판정하기 위해 표본 출력을 원하는 출력에 비교할 수 있다. 이후 이 실시 예는 변화를 고려하기 위해 적절한 신호 프로세싱을 파형에 적용할 수 있다. 물론 마이크로폰 이외에 센서들이 이용될 수 있다. 예를 들어, 전자 기기(10)의 인클로저는 움직이고 있으므로, 가속도계가 전자 기기의 모션을 측정하고 이를 이용하여 진동의 진동수를 근사치로 계산할 수 있다. 벽-장착(wall-mounted) 실시 예에서, 변위(displacement)를 측정하는데 자이로스코프가 이용될 수도 있다. 마찬가지로 음향 에너지를 측정하는 센서들이 이용될 수 있다. 더욱이, 그러한 센서들은 전자 기기(10)의 위치 또는 방위(position or orientation)를 알아낼 수 있으며, 위치/방위를 기반으로 트랜스듀서(26)의 출력을 수정하는데 적용될 DSP 프로파일을 선택할 수 있다. 일 예로, 자이로스코프 또는 가속도계는 태블릿 기기가 수직으로 놓여있을 때와 같이, 벽에 매달려있는 것에 대응할 수 있는 방위에 있음을 판정할 수 있다. 그래서 특정 DSP 프로파일이 트랜스듀서 출력을 처리하여 오디오를 향상시키는데 이용될 수 있고, 그럼으로써 트랜스듀서가 인클로저뿐만 아니라 임의 근방에 있는 물체 또는 표면을 진동시키는 방식에 변화를 줄 수 있다. 물론 DSP 프로파일이 또한 시스템 내의 임의 다른 스피커 또는 오디오 기기의 출력을 수정할 수 있음도 이해되어야 한다. 다른 예로서, 근접 센서(a proximity sensor)가 전자 기기(10) 근방에 있는 물체를 검출할 수 있고, 그럼으로써 다른 DSP 프로파일을 적용할 수 있는 계기를 만들어 준다.

오디오 트랜스듀서(26)는 다양한 서라운드 사운드 형태를 생성하기 위해 전통적인 스피커들 또는 부가적인 오디오 트랜스듀서들과 결합될 수 있다. 도 6은 스테레오 서라운드 사운드 실시 예를 보여주고 있다. 이 실시 예에서, 전자 기기(10)는 오디오 트랜스듀서(26)와 함께 스피커(20)를 포함할 수 있고 또는 스피커(20) 대신에 전자 기기(10)는 두 개의 오디오 트랜스듀서(26)를 포함할 수 있다. 이러한 구성에서, 스피커(20)와 오디오 트랜스듀서(26)(또는 두 개의 오디오 트랜스듀서(26)의 결합)는 좌우 채널 서라운드 사운드를 생성하기 위해 결합한다.

도 7을 참조하면, 다른 실시 예에서 오디오 트랜스듀서(26)는 외부 스피커(64, 66)와 결합될 수 있다. 이 실시 예에서, 외부 스피커(64, 68)는 전기 코드(66)를 통해서 서로 연결될 수 있고 물론 입력 코드(70)를 통해서 전자 기기(10)에 연결될 수 있다. 이 실시 예에서, 외부 스피커(64, 68)는 2.1 서라운드 사운드 형태를 제공하기 위해 오디오 트랜스듀서들과 결합될 수 있다. 예를 들어, 두 개의 외부 스피커(64, 68)는 중음 또는 고음 영역대(range)에 있을 수 있는 한편 오디오 트랜스듀서(26)는 저음 영역대를 제공할 수 있다. 즉 오디오 트랜스듀서(26)는 서브우퍼(subwoofer)로서 작용한다. 외부 스피커(64, 68)가 이 실시 예에서 예시되었을지라도 이와 동일한 서라운드 사운드 형태가 내부 스피커(예를 들어, 스피커(20))를 통해서 생성될 수 있음은 이해되어야 한다.

도 8을 참조해 보면, 또 다른 실시 예에서, 오디오 트랜스듀서(26)는 3.1 또는 4.1 서라운드 사운드 형태를 생성하기 위해 다수의 다른 스피커(20, 72, 74)와 결합될 수 있다. 예를 들어, 3.1 서라운드 사운드 형태를 위해, 두 개의 상부 인클로저 스피커(72)들이 바닥 인클로저 스피커(20) 및 오디오 트랜스듀서(26)와 결합하여 각각 오디오 영역대를 커버할 수 있다. 상부 인클로저 스피커(72)는 고음 영역대일 수 있고, 바닥 인클로저 스피커(20)는 중음 영역대일 수 있으며 오디오 트랜스듀서(26)는 저음 영역대 또는 베이스 사운드일 수 있다. 유사하게, 4.1 서라운드 사운드 형태를 성취하기 위해, 부가적인 바닥 인클로저 스피커(74)가 부가될 수 있다.

더욱이, 오디오 트랜스듀서는 서브우퍼와 같은 작용을 하는 대신에 거의 모든 영역대(full-range) 응답 주파수를 효과적으로 제공하는 식으로 동작할 수 있다. 즉, 트랜스듀서(26)는 저음 및 중음 영역대 주파수를 출력할 수 있으며, 이는 기본적으로 "서브트위터(subtweeter)"로서의 역할을 수행한다. 그러한 실시 예에서, 스피커는 베이스 영역대 주파수(예를 들어, 약 20-500 Hz)뿐만 아니라 중간 주파수(예를 들어, 약 500-1500 Hz 또는 그 이상)를 출력할 수 있다. 오디오 트랜스듀서(26)는 랩탑, 태블릿 또는 휴대용 컴퓨팅 기기와 같은 전자 기기(10) 내의 다른 스피커들과 결합될 수 있다. 예를 들어, 한 실시 예에서, 두 개의 트위터(tweeter) 및 하나의 우퍼(woofer)가 오디오 트랜스듀서와 결합될 수 있다. 이 트랜스듀서는 베이스 채널을 출력하고, 선택적으로 중음 영역대를 출력하는 한편 트위터들은 고음 주파수 출력을 다룬다. 우퍼는 그의 표준 영역대의 주파수를 출력할 수 있다. 우퍼와 오디오 트랜스듀서의 결합을 통해서, 특히 베이스 주파수에서 더 많은 와트당 데이벨(decibels per watt)이 출력될 수 있다.

여기서 설명된 실시 예들이 일반적으로 자립형(standalone) 전자 기기들(그들 중 다수는 휴대용임)에 관해서 논의되었을지라도, 이 서류의 가르침은 다양한 다른 방식에도 적용될 수 있음은 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기서 설명된 오디오 트랜스듀서는 종래의 스피커들에 통합될 수 있으며 종래 스피커의 우퍼 및 트위터와 함께 작동할 수 있다. 그러한 실시 예에서, 오디오 트랜스듀서는 스피커 인클로저 또는 스피커 인클로저를 받치고 있는 마루/표면을 진동시킬 수 있는 한편 우퍼와 트위터들은 공기를 진동시킨다. 선택적인 표면 모션은 물론이고 공기와 인클로저의 결합 모션은 결합하여 더 풍요롭고 더 크고 및/또는 더 풍부한 사운드를 생성할 수 있다.

마찬가지로, 여기서 설명한 유형의 오디오 트랜스듀서는 안방 극장 체험의 일부로서 시트 또는 의자에 합체될 수 있다. 오디오 트랜스듀서는 의자뿐만 아니라 특정 상황에서 이 의자에 앉아있는 사람도 진동시킬 수 있고 그럼으로써 원한다면 가청음뿐만 아니라 촉각 피드백(tactile feedback)을 제공할 수 있다. 더욱이, 사람의 모션은 공기를 더 많이 변위(displace)시키는 역할을 할 수 있고 그래서 훨씬 더 큰 사운드를 생성할 수 있다.

또 다른 예로서, 오디오 트랜스듀서는 기기 인클로저에 놓여있는 이용자 손의 모션이 오디오 트랜스듀서의 출력을 증가 또는 감소시키는 작용을 할 수 있도록 정전용량식 또는 터치-기반 입력과 결합될 수 있다.

본 기술 분야에 숙련된 자이면 다음의 설명이 광범위한 응용을 가짐을 이해할 것이다. 예를 들어, 여기에 공개된 실시 예들은 전자 기기용의 스피커 형태를 취할 수 있지만, 여기에 공개된 개념들은 다른 응용을 위한 사운드 기기에도 동일하게 적용할 수 있음은 이해되어야 한다. 더욱이, 실시 예들이 여기서 오디오 트랜스듀서에 관해서 논의될 수 있을지라도 기계적인 진동을 통해서 사운드를 생성하는 다른 기기도 이용될 수 있다. 또한, 논의 목적으로, 여기에 공개된 실시 예들은 스피커에 관해서 논의되었지만, 이들 개념은 다른 응용, 예를 들어, 알람, 진동 응용 및/또는 비디오 게임에도 동등하게 적용할 수 있다. 따라서, 임의 실시 예에 대한 논의는 단지 예인 것을 의도하며 청구항들을 포함해서 이 명세서의 범위가 이들 실시 예에 한정되는 것임을 제안하는 의도는 아니다.

실시 예들이 특정 제조 방법, 모양, 크기 및 제조 재료를 참조하여 여기에 설명되었을지라도, 본 기술 분야에 숙련된 자에게는 많은 변화가 가능하다는 것은 이해되어야 한다. 따라서, 적절한 보호 범위는 첨부된 청구항에 의해 정의된다.

Claims

전자 기기로서,
프로세서;
상기 프로세서와 전기적 통신을 하는 메모리;
제1 주파수 영역대를 출력하는 스피커;
상기 프로세서와 전기적 통신을 하는 오디오 트랜스듀서 - 상기 오디오 트랜스듀서는 자기 코일; 및 상기 자기 코일과 상호작용(communication)하는 자석을 포함함 -; 및
상부 패널과 바닥 패널을 포함하는 인클로저 - 상기 인클로저는 상기 프로세서, 상기 메모리 및 상기 오디오 트랜스듀서를 실질적으로 에워싸고 있음 -
를 포함하며,
상기 오디오 트랜스듀서는 상기 인클로저의 상기 상부 패널과 상기 바닥 패널 중 적어도 하나에 동작 가능하게 연결되어 있고,
상기 오디오 트랜스듀서는 상기 제1 주파수 영역대 아래에 있는 제2 주파수 영역대를 갖는 출력을 출력하는, 전자 기기.
제1항에 있어서,
상기 인클로저는 실질적으로 방수인 전자 기기.
제1항에 있어서,
상기 메모리는, 상기 전자 기기가 작동할 수 있는 복수의 환경을 고려하기 위해 복수의 디지털 오디오 이퀄라이제이션 프로파일을 저장하고,
상기 프로세서는, 상기 오디오 트랜스듀서의 사운드 출력 내의 비선형 왜곡을 증가시킬 가능성이 있는 작동 환경을 나타내는 상기 전자 기기 내의 센서 측정치에 기초하여, 상기 복수의 저장된 디지털 오디오 이퀄라이제이션 프로파일 중 하나를 선택하고, 상기 오디오 트랜스듀서의 상기 사운드 출력 내의 상기 비선형 왜곡을 보상하기 위하여, 오디오 입력 신호를 사전왜곡하도록 상기 선택된 디지털 오디오 이퀄라이제이션 프로파일과 연관된 디지털 신호 처리를 상기 오디오 트랜스듀서에 적용하는, 전자 기기.
제1항에 있어서,
상기 오디오 트랜스듀서의 출력은 비선형 왜곡되는 전자 기기.
제4항에 있어서,
상기 오디오 트랜스듀서의 출력을 비선형 왜곡시키기 위해 상기 프로세서에 의해서 디지털 신호 처리가 상기 오디오 트랜스듀서에 적용되는 전자 기기.
제1항에 있어서, 상기 자석은 실질적으로 진동할 수 없게 되어 있는 전자 기기.
제6항에 있어서,
상기 오디오 트랜스듀서는 상기 자기 코일과 상기 인클로저 사이에 배치된 전달 재료(transmission material)를 더 포함하는 전자 기기.
제1항에 있어서,
상기 인클로저의 바닥 표면에 배치된 적어도 두 개의 피트(feet)를 더 포함하는 전자 기기.
제8항에 있어서,
상기 적어도 두 개의 피트는 상기 오디오 트랜스듀서에 임피던스 정합되는(impedance matched) 전자 기기.
전자 기기로서,
프로세서;
상부 패널 및 상기 상부 패널에 동작 가능하게 연결된 바닥 패널을 포함하는 인클로저;
상기 인클로저에 동작 가능하게 연결되어 있고 상기 프로세서에 전기적으로 연결되어 있는 트랜스듀서 - 상기 트랜스듀서는 오디오 신호가 생성되게 상기 인클로저를 진동시키는 진동을 출력하도록 구성되어 있고, 상기 트랜스듀서는 전자석, 상기 전자석과 상호작용(communication)하는 자석 및 상기 전자석과 상기 자석을 실질적으로 둘러싸고 있는 브래킷을 포함하고, 상기 브래킷은 상기 트랜스듀서를 상기 바닥 패널에 실질적으로 고정함 -;
상기 프로세서에 전기적으로 연결되어 있고 스피커 오디오 신호를 출력하는 기능을 하는 제1 스피커
를 포함하며,
상기 스피커 오디오 신호와 오디오 신호는 협동하여 사운드를 생성하는 전자 기기.
제10항에 있어서,
상기 진동을 사전-왜곡(pre-distort)하기 위해 상기 트랜스듀서에 디지털 프로파일이 적용되고, 그럼으로써 상기 오디오 신호의 적어도 하나의 특성이 변경되는 전자 기기.
제11항에 있어서,
상기 적어도 하나의 특성은 상기 인클로저에 의해 도입된 비선형 왜곡을 고려하도록 수정되는 전자 기기.
제10항에 있어서,
상기 자석은 제1 위치와 제2 위치 사이를 오가도록 구성되는 전자 기기.
제10항에 있어서,
상기 바닥 패널의 바닥 표면에 동작 가능하게 연결된 적어도 두 개의 피트를 더 포함하고, 상기 적어도 두 개의 피트는 상기 트랜스듀서의 임피던스와 실질적으로 정합하도록 구성되는 전자 기기.
제10항에 있어서,
상기 자석은 수직 방향으로 실질적으로 움직일 수 없게 되어 있는 전자 기기.
제10항에 있어서,
상기 인클로저는 실질적으로 밀폐(air-tight)되어 있는 전자 기기.
제10항에 있어서,
상기 인클로저에 동작 가능하게 연결된 외부 스피커를 더 포함하는 전자 기기.
전자 기기로부터 사운드를 출력하기 위한 방법으로서,
상기 전자 기기의 프로세서에 의해, 상기 사운드의 제1 및 제2 가청 부분을 결정하는 단계;
상기 전자 기기의 인클로저 내에 있는 오디오 트랜스듀서를 전기적으로 구동하여 진동을 생성하는 단계;
상기 진동을 통해서, 상기 인클로저를 움직여서 상기 사운드의 상기 제1 가청 부분을 생성하는 단계; 및
상기 인클로저 내의 스피커를 전기적으로 구동하여 공기 질량(air mass)을 움직임으로써 상기 사운드의 상기 제2 가청 부분을 생성하는 단계
를 포함하는 방법.
제18항에 있어서,
상기 트랜스듀서에 의해 생성된 상기 진동에 디지털 프로파일을 적용하여 상기 진동을 왜곡시키는 단계를 더 포함하고;
상기 인클로저의 모션은 상기 왜곡에 의해 영향을 받고, 그럼으로써 상기 사운드의 상기 제1 가청 부분이 생성되는 방법.
제19항에 있어서,
작동 환경의 적어도 하나의 특성을 센서로 측정하여 센서 측정치를 생성하는 단계; 및
상기 센서 측정치를 기반으로 복수의 디지털 프로파일로부터 상기 디지털 프로파일을 선택하는 단계를 더 포함하는 방법.