KR101604663B1 - Microphone for Self Inspection - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 음성측정용 마이크로폰에 관한 것으로 보다 상세하게는 진동유닛을 진동시켜 진동 시 발생되는 전기적 신호가 진동 정도에 대응하여 기 설정된 세기로 출력되는지 여부를 측정함으로써 자체 점검이 가능한 마이크로폰에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a microphone for voice measurement, and more particularly, to a microphone that can be self-inspected by measuring whether an electrical signal generated by vibration of a vibration unit is outputted at a predetermined intensity corresponding to the degree of vibration.
일반적으로 마이크로폰은 소리를 증폭시킴과 동시에 소리의 위치를 판단하기 위한 장치이다. In general, a microphone is a device for determining the position of a sound while amplifying it.
소리를 증폭시켜 주는 기능에 대해서는 이전부터 많은 연구가 진행되고 있어 큰 문제가 없으나, 소리의 방향성을 측정하는 기능에 대해서 살펴보면, 종래의 기술로는 소리 방향 감지 기능이 없는 2개의 독립적인 마이크로폰을 일정거리 이격시켜 음파가 오는 방향에 따른 음압의 차이 및 음파의 위상차를 측정하여 소리의 방향성을 측정한다. As for the function of amplifying the sound, there is no great problem since many studies have been carried out from the past. However, as for the function of measuring the directionality of sound, in the conventional technology, two independent microphones The distance is measured to measure the direction of sound by measuring the difference of sound pressure and the phase difference of sound wave according to the direction of sound wave.
하지만 이와 같이 소리의 방향성을 측정하기 위해서는 독립적인 복수 개의 마이크로폰이 필요하며 이와 같은 경우 크기가 커짐에 따라 소형화시키는 것은 한계가 있다.However, in order to measure the directionality of sound, a plurality of independent microphones are required. In such a case, miniaturization is limited as the size of the microphone increases.
이와 같이 마이크로폰을 소형화 시키기 위해 멤스(microelectro mechanical systems: MEMS)공정을 통해 제조되고 있으나, 소형화된 크기에 의해 정상적으로 동작하는지 여부를 테스트하기 어려운 문제점이 있었다.In order to miniaturize the microphone, the microphone is manufactured through a microelectro-mechanical systems (MEMS) process. However, it is difficult to test whether the microphone operates normally due to its small size.
특히, 진동판의 진동 시 이를 감지하고 전기적 신호로 변화하여 증폭시키는 경우, 진동판을 진동시키는 음파와 마이크로폰을 통해 증폭된 전기적 신호가 기 설정된 세기인지 여부를 판단하기 어려운 문제점이 있다.
Particularly, when the diaphragm is sensed when it is vibrated and amplified by an electrical signal, it is difficult to determine whether the sound wave that vibrates the diaphragm and the electrical signal amplified through the microphone is a predetermined intensity.
본 발명의 목적은 종래의 마이크로폰의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 보다 상세하게는 음파에 의해 진동하는 진동유닛을 별도의 전기적 신호를 통해 강제로 진동시키며, 인가된 전기적 신호의 세기에 대응하여 기 설정된 정도로 진동유닛이 진동하는지 여부를 측정함으로써 자체 점검이 가능한 마이크로폰을 제공함에 있다.
An object of the present invention is to solve the problem of a conventional microphone. More specifically, the present invention relates to a vibration unit for vibrating a vibrating unit vibrating by a sound wave by means of a separate electrical signal, Of the vibrating unit is measured.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따르면, 플레이트 형상을 가지며 외력에 의해 탄성을 가지며 굽힘이 발생할 수 있도록 형성된 진동유닛, 상기 진동유닛이 상부에 적층되어 상기 진동유닛과의 사이에 공기층을 형성하는 함몰홈이 형성되며, 공기에 의해 상기 진동유닛이 진동 가능하도록 상기 함몰홈 상부에 결합되는 케이스, 상기 함몰홈 내부에서 상부 방향에 배치되는 제1전극, 상기 진동유닛상에서 상기 제1전극과 마주보며 대응하는 위치에 형성되는 제2전극 및 상기 제1전극과 상기 제2전극에 연결되어 선택적으로 교류전류 또는 교류전압을 인가하는 전력인가부를 포함하며, 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에서 작용하는 정전기력을 통해 상기 진동유닛을 진동시키는 진동발생유닛 및 상기 진동유닛상에 구비되며 상기 진동발생유닛에 인가되는 교류전류 또는 교류전압의 세기에 대응하여 상기 진동유닛이 기 설정된 세기로 진동하는지 여부를 감지하는 진동감지유닛을 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a vibration unit comprising: a vibrating unit having a plate shape and having elasticity by an external force and capable of causing bending; and an air layer formed between the vibration unit and the vibration unit A case formed with a recessed groove and coupled to an upper portion of the recessed groove so that the vibrating unit can be vibrated by air; a first electrode arranged in an upward direction in the recessed recess; And a power applying unit connected to the first electrode and the second electrode and selectively applying an alternating current or an alternating voltage to the first electrode and the second electrode, A vibration generating unit for vibrating the vibration unit through an electrostatic force applied to the vibration generating unit, And it corresponds to the alternating current, or strength of the AC voltage comprises a vibration-sensing unit to sense whether the vibration intensity in the vibration unit is pre-set.
또한, 상기 진동감지유닛은 상기 함몰홈 내부에서 상부방향에 배치되며 상기 제1전극과 이격되어 배치되는 제3전극, 상기 진동유닛상에서 상기 제3전극과 마주보며 상기 제2전극과 이격되어 배치되는 제4전극 및 상기 제3전극과 상기 제4전극에 서로 다른 극성의 전압을 인가하여 상기 진동유닛의 진동에 따라 상기 제3전극과 상기 제4전극 사이에 정전용량이 변화하는 것을 감지하고 상기 진동유닛의 진동을 측정하는 감지수단을 포함할 수 있다.The vibration sensing unit may include a third electrode disposed in an upward direction in the depression groove and spaced apart from the first electrode, a second electrode facing the third electrode on the vibration unit, The fourth electrode, the third electrode, and the fourth electrode to detect a change in capacitance between the third electrode and the fourth electrode in accordance with the vibration of the vibration unit, And sensing means for measuring the vibration of the unit.
또한, 상기 진동감지유닛은 상기 진동유닛상에서 횡 방향을 따라 돌출 형성되어 상기 진동유닛의 진동에 따라 위치가 변화하는 제1격자부, 상기 케이스상에서 상기 제1격자부와 서로 맞물리며 위치가 고정되는 제2격자부, 상기 케이스상에 구비되어 상기 제1격자부 또는 상기 제2격자부를 향해 빛을 방출하는 광원 및 상기 제1격자부 또는 상기 제2격자부로부터 반사되거나 상기 제1격자부와 상기 제2격자부 사이를 통과한 광을 제공받아 상기 진동유닛의 진동을 측정하는 광검출부를 포함할 수 있다.The vibration sensing unit may include a first lattice portion protruding along the transverse direction on the oscillation unit and changing its position in response to the vibration of the oscillation unit, a first lattice portion which is engaged with the first lattice portion on the case, A second grating portion, a light source that is provided on the case and emits light toward the first grating portion or the second grating portion, and a second grating portion that is reflected from the first grating portion or the second grating portion, And a photodetector for receiving the light passing through the two grating portions and measuring the vibration of the oscillating unit.
또한, 상기 진동유닛의 횡 방향을 따라 양방향으로 돌출 형성되며 상기 진동유닛의 진동 시 회동축으로 작용하되 비틀림이 발생할 수 있는 힌지부를 포함하며, 상기 힌지부에 의해 상기 진동유닛과 상기 함몰홈 사이에 상기 공기층이 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.The hinge unit includes a hinge unit protruding in both directions along the transverse direction of the vibration unit and acting as a rotation axis during vibration of the vibration unit, wherein a torsion is generated. The hinge unit is provided between the vibration unit and the depression And the air layer is formed.
또한, 상기 진동유닛은 적어도 하나 이상으로 공기가 연통될 수 있도록 형성된 연통홀을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.The vibration unit may include at least one communication hole formed to allow air to communicate therewith.
또한, 상기 연통홀은 복수 개의 크기 또는 개수를 조절하여 통과하는 공기의 감쇄를 조절하는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the communication hole may control a plurality of sizes or numbers of air holes to adjust attenuation of air passing through the communication holes.
또한, 상기 진동유닛의 진동 시 상기 공기층에 존재하는 공기가 유동하여 상기 진동유닛의 진동을 감쇄시키는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, air existing in the air layer flows when the vibration unit vibrates, so that vibration of the vibration unit is attenuated.
또한, 상기 케이스는 상기 함몰홈 내에서 상부로 돌출 형성되어 상기 진동유닛이 상측 끝단부에 안착되는 결합돌기를 포함하고, 상기 진동유닛은 횡 방향에 따른 중앙을 중심으로 외력에 의해 진동 가능하도록 하면에 상기 결합돌기와 마주보며 결합되는 결합부가 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the case may include an engaging protrusion formed so as to protrude upward in the recessed groove and seated at the upper end of the oscillating unit, and the oscillating unit may be oscillatable by an external force about the center in the transverse direction And the coupling protrusions are formed to be opposed to the coupling protrusions.
또한, 상기 결합돌기와 상기 결합부는 탄성을 가지며 일체로 구성되어 상기 진동유닛이 기 설정된 감쇄를 가지며 진동하도록 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
In addition, the coupling protrusions and the coupling portion may have elasticity and are integrally formed, so that the vibration unit is configured to vibrate with a predetermined attenuation.
상기 문제점을 해결하기 위해 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.In order to solve the above problems, the present invention has the following effects.
첫째, 본 발명에 따른 마이크로폰은 진동유닛, 케이스, 진동발생유닛 및 진동감지유닛을 포함하며, 진동발생유닛에서 전력인가부에 의해 인가되는 전력의 세기와 진동하는 진동유닛의 진동 세기를 비교하여 진동유닛이 올바르게 진동하는지 여부를 측정함으로써 자가 점검할 수 있는 효과가 있다.First, the microphone according to the present invention includes a vibration unit, a case, a vibration generating unit, and a vibration detecting unit, and compares the intensity of the power applied by the power applying unit and the vibration intensity of the vibration unit, There is an effect that self-checking can be performed by measuring whether or not the unit vibrates correctly.
둘째, 음파에 의해서 진동하는 진동유닛 및 이를 지지하는 케이스상에 각각 한 쌍의 전극을 구비하고, 전극 사이의 정전용량 변화를 통해 보다 정밀하게 진동유닛의 진동을 감지할 수 있는 효과가 있다.Second, each of the vibrating unit vibrating by the sound wave and the pair of electrodes on the case supporting the vibrating unit can detect the vibration of the vibrating unit more precisely through the change of capacitance between the electrodes.
본 발명의 효과들은 상기 언급한 효과에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
The effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.
도 1은 종래 발명에 따른 Ormia ocheracea의 청각구조를 도시한 도면;
도 2는 도 1의 Ormia ocheracea의 청각구조를 기계적 시스템으로 도시한 도면;
도 3은 도 1의 Ormia ocheracea의 청각구조에서 고막의 감쇄비를 변경하면서 실험한 데이터를 도시한 그래프;
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 마이크로폰을 개략적으로 도시한 사시도;
도 5는 도 4의 마이크로폰에 음파가 전달되어 진동하는 모습을 개략적으로 도시한 도면;
도 6은 도 4의 마이크로폰에서 진동유닛을 개략적으로 도시한 사시도;
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 마이크로폰을 개략적으로 나타낸 사시도;
도 8은 도 7의 마이크로폰에서 진동유닛이 진동하는 상태를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 마이크로폰을 개략적으로 나타낸 사시도;
도 10은 도 9의 마이크로폰에서 진동유닛이 진동하는 상태를 나타낸 도면이다.1 is a diagram illustrating an auditory structure of Ormia ocheracea according to the prior art;
Figure 2 shows a hearing structure of Ormia ocheracea of Figure 1 as a mechanical system;
FIG. 3 is a graph showing data experimented with changing the attenuation ratio of the eardrum in the auditory structure of Ormia ocheracea of FIG. 1; FIG.
4 is a perspective view schematically showing a microphone according to a first embodiment of the present invention;
FIG. 5 is a schematic view showing a state where a sound wave is transmitted to the microphone of FIG. 4 and vibrates; FIG.
FIG. 6 is a perspective view schematically showing a vibration unit in the microphone of FIG. 4; FIG.
7 is a perspective view schematically showing a microphone according to a second embodiment of the present invention;
8 is a view showing a state in which the vibration unit vibrates in the microphone of FIG.
9 is a perspective view schematically showing a microphone according to a third embodiment of the present invention;
10 is a view showing a state in which the vibration unit vibrates in the microphone of FIG.
이와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 통하여 설명한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정형태로 한정하려는 것이 아니라 본 실시예를 통해서 좀더 명확한 이해를 돕기 위함이다.Preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, it is not intended to limit the invention to any particular form but to facilitate a more thorough understanding of the present invention.
또한, 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.In the following description of the present embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals and symbols, and further description thereof will be omitted.
본 발명에 따른 마이크로폰을 설명하기에 앞서, 종래의 구현모델인 미국등록특허 US 7,826,629호을 검토하여 힌지부 및 진동 부재에 의해 발생하는 감쇄(이하 'Cs'라 한다)가 임계 감쇄(critical damping) 즉 감쇄비가 1에 근접해야 하는지를 설명한다.Prior to describing the microphone according to the present invention, a conventional implementation model US Patent No. 7,826,629 has been reviewed and the attenuation (hereinafter referred to as 'Cs') generated by the hinge portion and the vibration member is subjected to critical damping Describe whether the attenuation ratio should be close to 1.
상기 미국특허에 따른 모델에서는 케이스가 하측으로 개방되어 유체에 의한 감쇄는 발생하지 않고 힌지부의 비틀림 및 진동 부재의 굽힘에 의한 감쇄만이 존재한다. In the model according to the US patent, the case is opened to the lower side so that attenuation due to the fluid does not occur and only the attenuation due to the twisting of the hinge and the bending of the vibration member exists.
따라서, 비록 본 미국발명이 Ormia ochracea의 청각모델을 구현한 가장 진보적인 모델로 평가 받지만 Ormia ochracea와 같은 임계 감쇄(critical damping)를 구현하지 못하였기 때문에 Ormia ochracea와 같은 양 고막 사이의 진동차이를 보여주지 못하였다.Thus, even though this US figure was evaluated as the most advanced model of the hearing model of Ormia ochracea, it did not implement critical damping like Ormia ochracea, so it showed the difference of vibration between the eardrums like Ormia ochracea I did not.
이외의 다른 연구에서도 Ormia ochracea의 청각과 같은 성능을 가지지 못하는 가장 큰 이유도 최적의 감쇄, 즉 임계 감쇄(critical damping)를 구현하는데 실패했기 때문이다.Other studies have also failed to achieve optimum attenuation, or critical damping, because the orchestration of Ormia ochracea does not have the same performance.
따라서, 이러한 Ormia ochracea의 청각모델을 구현하기 위한 가장 큰 문제점이 어떠한 방식으로 본 발명의 실시예에서 기 설정된 값으로 표현된 임계 감쇄(critical damping)를 구현할 지의 여부이다.Therefore, the biggest problem for implementing the auditory model of the Ormia ochracea is how to implement the critical damping expressed in the preset value in the embodiment of the present invention.
도 1은 종래 발명에 따른 Ormia ocheracea의 청각구조를 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 Ormia ocheracea의 청각구조를 기계적 시스템으로 도시한 도면이며, 도 3은 도 1의 Ormia ocheracea의 청각구조에서 고막의 감쇄비를 변경하면서 실험한 데이터를 도시한 그래프로서 (a)는 Cs가 임계감쇄인 경우 (b)는 Cs가 임계감쇄의 10배로 감쇄된 경우 (c)는 임계감쇄의 0.1배로 감쇄된 경우 (d)는 감쇄가 없는 경우를 나타낸다.FIG. 1 shows a hearing structure of Ormia ocheracea according to the prior art, FIG. 2 shows a hearing structure of Ormia ocheracea of FIG. 1 as a mechanical system, and FIG. 3 shows a hearing structure of Ormia ocheracea (A) is a graph showing experimental data obtained by changing the attenuation ratio of the eardrum, (c) when Cs is the critical attenuation, and (c) when the Cs is attenuated by 10 times the critical attenuation In case (d), there is no attenuation.
먼저, 구체적으로 Ormia ochracea의 청각구조가 방향을 측정하는 방법에 대하여 살펴보면 Ormia ochracea의 청각구조에 대한 운동방정식은 하기와 같다.First, the method of measuring the direction of the auditory structure of Ormia ochracea is as follows. The equation of motion for the auditory structure of Ormia ochracea is as follows.
상술한 식을 기초로, 5 kHz의 음파가 Ormia ochracea의 각 고막에 같은 크기로 2.5 μsec 의 ITD(inter-aural time differance)로 도달한 경우에 고막은 50 μsec의 위상차와 10 dB의 크기 차를 가지고 각각 진동한다. 이는 Ormia ochracea의 두 고막이 두 가지 형태의 진동모드인 굽힘모드(bending mode)와 비틀림모드(rocking mode)에 근거하여 커플링된 기계적 시스템이기 때문이다.Based on the above equation, when the sound waves of 5 kHz reach the same size of each eardrum of Ormia ochracea with 2.5 μsec inter-aural time difference (ITD), the eardrum has a phase difference of 50 μsec and a difference of 10 dB Each has to oscillate. This is because the two eardrums of the Ormia ochracea are coupled mechanical systems based on two types of vibration modes: bending mode and rocking mode.
여기서, 굽힘모드(bending mode)는 양 고막을 연결하는 힌지 부분에 굽힘이 발생할 경우를 의미하며 비틀림모드(rocking mode)는 힌지 부분에 비틀림이 발생하는 것을 의미한다.Here, the bending mode refers to a case where bending occurs at a hinge portion connecting both eardrums, and the rocking mode means that a hinge portion is twisted.
한편, 힌지 부분을 통한 커플링과 감쇄로 인해 음파가 먼저 인가되는 측 고막의 회전이 부분적으로 다른 측 고막도 같은 방향으로 회전하도록 하고, 이 커플링된 효과로 인해 다른 측 고막에 같은 음파가 도달했을 경우 이것으로 인한 회전량을 감소시키는 효과를 발생시킨다. On the other hand, due to the coupling and damping through the hinge portion, the rotation of the side eardrum to which the sound wave is first applied partially causes the other side eardrum to rotate in the same direction, and the same sound wave reaches the other side eardrum The effect of reducing the amount of rotation due to this occurs.
결론적으로, 음파가 비록 같은 크기로 양측 고막에 전달되더라도 감쇄 및 커플링에 의해 음파를 먼저 받은 쪽의 고막이 상대적으로 더 큰 세기로 울리게 되어 음파의 방향을 측정하게 된다.As a result, even if the sound waves are transmitted to the both eardrums with the same size, the eardrum that has received the sound waves first by the attenuation and coupling sounds at relatively higher intensity, and the direction of the sound waves is measured.
이와 같은 원리를 이용해 음파의 방향을 알 수 있는 마이크로폰을 구성하기 위해서는 양측 고막의 커플링감쇄를 구현해야 한다.In order to construct a microphone that can recognize the direction of a sound wave using this principle, it is necessary to implement coupling attenuation of both eardrums.
도 2 또는 도 3을 참조하면, Ormia ochracea의 청각모델에서 양 고막 사이의 커플링 감쇄(coupling damping, 이하 'Ct'라 한다)는 재료 자체가 감쇄를 하도록 해야 하나 이러한 재료는 거의 없으므로 Ct는 0으로 가정하며, Cs만이 존재하는 경우에 Cs의 값이 임계 감쇄(critical damping)에 있는 경우와 그렇지 않은 경우를 비교하게 되면 진동 크기의 차가 매우 크게 나타나는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 2 or FIG. 3, coupling damping (hereinafter referred to as 'Ct') between the eardrum in the auditory model of Ormia ochracea requires the material itself to attenuate, , And it can be seen that the difference between the magnitudes of the vibration magnitudes is very large when the values of Cs are in critical damping and the magnitudes of the magnitudes of the magnitudes of the magnitudes of the magnitudes of the magnitudes of the magnitudes of the magnitudes of the magnitudes of the magnitudes of the magnitudes of the magnitudes are compared.
여기서, 가장 큰 차이를 나타내는 지점은 힌지부에 비틀림(rocking)이 발생할 시의 공진 주파수, 대략 7kHz 부근에서 나타난다.Here, the point showing the greatest difference appears at a resonance frequency of about 7 kHz when rocking occurs in the hinge portion.
또한, Ct를 0으로 가정하기 때문에 진동 부재의 굽힙(bending)이 발생할 시의 공진 주파수, 대략 30kHz에 근접하게 되면 좌 우측 빔 사이의 진동 차이가 급속히 감소한다. 이러한 해석 결과에 따르면 Ormia ochracea의 청각모델을 통해 음향 감지 기능을 명확하게 구현하기 위해서는 Cs가 임계 감쇄(critical damping), 즉 감쇄비가 1에 근접해야 한다는 것을 나타낸다.In addition, since Ct is assumed to be 0, the vibration difference between the right and left beams rapidly decreases when the resonance frequency when bending of the vibration member occurs, approaching approximately 30 kHz. According to the results of this analysis, Cs indicates critical damping, that is, the attenuation ratio should be close to 1, in order to clearly implement the acoustic sensing function through the auditory model of the Ormia ochracea.
이러한 내용을 기초로 본 발명의 제1실시예에 따른 마이크로폰에 대하여 설명한다.The microphone according to the first embodiment of the present invention will now be described based on the above description.
도 4 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 마이크로폰의 구성에 대해서 개략적으로 살펴보면 다음과 같다.Referring to FIGS. 4 to 6, the configuration of a microphone according to the first embodiment of the present invention will be schematically described below.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 마이크로폰을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 5는 도 4의 마이크로폰에 음파가 전달되어 진동하는 모습을 개략적으로 도시한 도면이며, 도 6은 도 4의 마이크로폰에서 진동유닛을 개략적으로 도시한 사시도이다.4 is a perspective view schematically showing a microphone according to a first embodiment of the present invention, FIG. 5 is a view schematically showing a sound wave transmitted to a microphone of FIG. 4 to vibrate, FIG. 6 is a cross- 1 is a perspective view schematically showing a vibration unit in a microphone. Fig.
본 발명에 따른 마이크로폰은 음파에 의해 진동하는 진동유닛(100)의 진동을 감지함과 동시에 올바르게 작동하는지 여부를 감지할 수 있는 장치로써, 크게 진동유닛(100), 케이스(200), 진동발생유닛(300) 및 진동감지유닛(400)을 포함한다.The microphone according to the present invention is capable of sensing whether the
상기 진동유닛(100)은 얇은 플레이트 형태로 형성되어 발생된 상기 음파에 의해 진동을 하도록 구성되며, 이에 따라 음파의 세기를 측정하도록 하는 매개체 역할을 한다.The vibrating
구체적으로 본 발명의 제1실시예에서 상기 진동유닛(100)은 멤스(microelectro mechanical systems: MEMS)공정을 통해 제조되나 이에 제한되는 것은 아니다.Specifically, in the first embodiment of the present invention, the
이와 같이 구성된 상기 진동유닛(100)은 공기에 의해 탄성을 가지며 굽힘이 발생할 수 있도록 구성되어 음파에 의해 진동이 발생함과 동시에 적어도 일부가 탄성을 가지며 진동하여 음파를 감쇄시킬 수 있도록 구성된다.The
상기 진동유닛(100)은 도 6에 도시된 바와 같이 크게 판부재(110), 힌지부(120) 및 연통홀(130)을 포함한다.The
상기 판부재(110)는 플레이트 형태로 얇게 형성되어 외부에서 작용하는 음파에 의해 진동 가능하도록 후술하는 상기 케이스(200)와 결합되며 탄성을 가지도록 구성된다.The
그리고 상기 판부재(110)에 음파가 작용하는 경우 진동을 함과 동시에 휘어짐이 발생하여 진동을 감쇄시킬 수 있도록 구성된다.When a sound wave acts on the
본 실시예에서 상기 판부재(110)는 사각형태를 가지며 상호 대응하도록 돌출 형성된 상기 힌지부(120)가 구비된다.In the present embodiment, the
구체적으로 상기 힌지부(120)는 상기 진동유닛(100)의 횡 방향을 따라 양방향으로 돌출 형성되며 상기 판부재(110)의 진동 시 회동축으로 작용하되 비틀림이 발생할 수 있도록 구성된다.Specifically, the
그리고 상기 힌지부(120)는 상기 케이스(200)상에 상기 판부재(110)가 음파에 의해 진동할 수 있도록 상기 판부재(110)와 상기 케이스(200)를 결합시킨다. 여기서, 상기 판부재(110)와 상기 케이스(200) 사이에는 상기 힌지부(120)에 의해 사이에 공기층이 형성되도록 결합된다.The
본 실시예에서 상기 힌지부(120)는 도시된 바와 같이 상기 판부재(110)와 일체로 형성될 수 있으며, 상기 판부재(110)가 음파에 의해 진동하는 경우 비틀림이 발생하며 이에 따라 복원력이 작용함으로써 상기 판부재(110)의 진동을 감쇄시킨다.In the present embodiment, the
이때, 상기 힌지부(120)는 상기 판부재(110)의 중앙부 양측에 형성되며, 상기 판부재(110)의 진동 시 진동의 중심축이 된다.The
즉, 상기 판부재(110)는 음파에 의해 진동 시 상기 힌지부(120)를 중심으로 하여 진동을 하게 되며, 상기 힌지부(120)는 비틀림이 발생하여 상기 판부재(110)의 진동을 감쇄시킨다.That is, when the
한편, 상기 연통홀(130)은 상기 판부재(110)상에서 상하방향으로 연통되어 형성되며, 인가되는 음파에 반응하여 진동하는 상기 판부재(110)의 진동을 감쇄시킨다.Meanwhile, the
구체적으로 상기 연통홀(130)은 상기 케이스(200)와 상기 판부재(110) 사이에 형성된 상기 공기층에 존재하는 공기가 상기 판부재(110)의 진동 시 통과하는 통로의 역할을 수행한다.Specifically, the
이와 같이 상기 연통홀(130)이 구성됨으로써 상기 판부재(110)의 진동 시 공기가 상기 연통홀(130)을 통과하는 과정에서 상기 판부재(110)의 굽힘 및 상기 힌지부(120)의 비틀림과 함께 추가적인 감쇄를 제공하여 상기 판부재(110)의 진동을 감쇄시킨다.As the
이에 따라 상기 진동유닛(100)의 진동 시 상기 판부재(110), 상기 힌지부(120) 및 상가 상기 연통홀(130)에 의한 감쇄가 임계감쇄, 즉 상기 진동유닛(100)에 의한 감쇄비가 1에 근접할 수 있도록 한다.The attenuation due to the
여기서, 상기 진동유닛(100)에 의한 감쇄는 상술한 바와 같이 상기 판부재(110)의 굽힘에 의한 감쇄, 상기 힌지부(120)의 비틀림에 의한 감쇄 및 상기 연통홀(130)을 통해 이동하는 공기층으로부터의 감쇄가 포함된 감쇄며, 각각의 소재 및 탄성변형을 통해 감쇄가 조절될 수 있다.As described above, the attenuation by the vibrating
또한, 상기 연통홀(130)의 크기 및 개수 등을 조절함으로써 상기 진동유닛(100) 전체의 진동에 대한 감쇄가 임계감쇄에 근접하도록 조절될 수 있다. In addition, by adjusting the size and number of the communication holes 130, the attenuation of vibration of the
본 발명에서 상기 연통홀(130)은 적어도 하나 이상으로 상기 판부재(110)가 연통될 수 있도록 형성되며, 도시된 바와 같이 복수 개로 구성될 수도 있다.In the present invention, at least one of the communication holes 130 is formed to communicate with the
그리고 상기 연통홀(130)은 복수 개의 크기 또는 개수를 조절하여 통과하는 공기의 감쇄를 조절하도록 구성될 수 있다.The
이와 같이 본 발명에 따른 상기 진동유닛(100)은 상기 판부재(110), 상기 힌지부(120) 및 상기 연통홀(130)을 포함하며, 상기 진동유닛(100)은 음파에 의해 진동 시 감쇄비가 1이 되도록 진동한다.The vibrating
한편, 본 발명에 따른 상기 케이스(200)는 상기 진동유닛(100)이 상기 힌지부(120)를 중심으로 진동 가능하도록 결합되는 구성으로써, 상기 진동유닛(100)이 상부에 적층되어 상기 진동유닛(100)이 진동 가능하도록 결합되는 함몰홈(210)이 형성된다.The
상기 함몰홈(210)은 상기 케이스(200)의 상면에 소정의 깊이를 가지며 함몰 형성되고, 상기 함몰홈(210)의 상부에서 적층형태로 상기 진동유닛(100)이 안착된다.The recessed
여기서, 상기 진동유닛(100)은 상기 함몰홈(210)의 상부에 안착되며, 상기 함몰홈(210)에 의해 상기 판부재(110)와 상기 케이스(200) 사이에 공기층이 형성된다.The vibrating
구체적으로 본 발명의 실시예에 따른 상기 케이스(200)는 상기 함몰홈(210)이 상면에 함몰되어 형성되며, 상기 힌지부(120)가 안착될 수 있도록 하는 안착홈(230)이 형성될 수 있다.Specifically, in the
그리고 상기 안착홈(230)에 상기 힌지부(120)가 안착됨으로써 상기 함몰홈(210)과 상기 판부재(110) 사이에 공기층이 형성되고, 상기 공기층에 의해 상기 진동유닛(100)의 감쇄가 조절된다.An air layer is formed between the recessed
이에 따라 상기 힌지부(120)가 상기 안착홈(230) 내에 안착되어 상기 판부재(110)가 상기 케이스(200)상에서 상기 함몰홈(210) 상부에 이탈되지 않고 안정적으로 위치할 수 있다.The
본 실시예에서 상기 함몰홈(210)은 상기 판부재(110)와 균일한 이격거리를 가지며 상기 진동유닛(100)의 형상에 대응하도록 형성되고, 상기 함몰홈(210)의 깊이에 따라 상기 공기층의 두께가 조절되어 상기 진동유닛(100)의 감쇄가 임계감쇄에 근접하도록 형성된다.The recessed
한편, 본 발명에 따른 진동발생유닛(300)은 공기가 아닌 별도의 외력을 상기 진동유닛(100)에 작용시켜 판부재(110)가 진동하도록 하기 위한 구성으로써 크게 제1전극(320) 제2전극(310) 및 전력인가부(미도시)를 포함한다.The
상기 제1전극(320)은 도체로 구성되어 함몰홈(210) 내부에서 상부 방향으로 향하도록 배치되고, 상기 제2전극(310)은 상기 진동유닛(100)상에서 상기 제1전극(320)과 마주보며 대응하는 위치에 배치된다.The
여기서, 상기 제1전극(320) 및 상기 제2전극(310)은 각각 전력이 흐를 수 있는 도체로 구성되며, 상기 함몰홈(210) 내에서 마주보도록 배치된다.Here, the
이때, 상기 제1전극(320) 및 상기 제2전극(310)은 상기 진동유닛(100)에서 상기 힌지부(120)를 중심으로 일측으로 편향되어 배치되는 것이 바람직하다.Here, the
본 실시예에서 상기 제1전극(320) 및 상기 제2전극(310)은 상기 판부재(110)의 회동축을 중심으로 일측 끝단부에서 서로 마주보며 배치된다.In the present embodiment, the
한편, 상기 전력인가부는 상기 제1전극(320) 및 상기 제2전극(310)에 연결되어 교류전류 또는 교류전압을 인가한다.The power applying unit is connected to the
상기 제1전극(320)과 상기 제2전극(310)이 이격된 상태에서 상기 전력인가부로부터 교류전압 또는 교류전류를 인가 받는 경우 상기 제1전극(320)과 상기 제2전극(310) 사이에 정전기력이 발생하여 서로 당겨지게 된다.When an AC voltage or an AC current is applied from the power applying unit in a state where the
이때, 상기 제1전극(320)은 상기 케이스(200)상에서 상기 함몰홈(210) 내부의 상면에 고정되어 있기 때문에 발생된 정전기력에 의해 상기 제2전극(310)이 당겨지게 되고 이에 따라 상기 판부재(110)는 상기 힌지축을 중심으로 틸팅된다.At this time, since the
이와 같은 원리를 통해 상기 제1전극(320) 및 상기 제2전극(310)에 교류전류 또는 교류전압이 인가됨에 따라 상기 제1전극(320)과 상기 제2전극(310) 사이의 이격거리가 가까워짐이 반복되며, 상기 판부재(110)가 진동하게 된다.According to this principle, when an AC current or an AC voltage is applied to the
여기서, 상기 전력인가부에서 인가되는 전력의 세기에 따라 상기 제1전극(320)과 상기 제2전극(310) 사이에서 작용하는 정전기력의 세기가 변화하며, 상기 전력인가부에서 인가되는 전력의 세기가 증가하는 경우 상기 제1전극(320)과 상기 제2전극(310)의 이격거리가 가까워지게 된다.Here, the intensity of the electrostatic force acting between the
이와 같이 구성된 상기 진동발생유닛(300)은, 상기 진동유닛(100)을 음파나 공기 등의 외력이 아닌 전력을 인가함으로써 사용자가 선택하여 인위적으로 진동을 발생시킬 수 있도록 한다.The
이때, 상기 전력인가부에서 상기 제1전극(320)과 상기 제2전극(310)에 인가하는 교류전압 또는 교류전류는 펄스를 가지기 때문에 상기 제1전극(320)과 제2전극(310) 사이에 작용하는 정전기력이 발생되었다 사라짐을 반복하여 상기 판부재(110)가 진동을 하게 된다.Since the AC voltage or the AC current applied to the
즉, 본 발명에 따른 진동발생유닛(300)은 상기 제1전극(320) 및 상기 제2전극(310)에 전기적 신호를 인가함으로써 상기 진동유닛(100)을 인위적으로 진동시킨다.That is, the
이에 따라 본 발명에 따른 진동유닛(100)은, 상기 진동발생유닛(300)에 의해 진동하거나, 별도의 음파를 통해 진동할 수 있으며, 후술하는 상기 진동감지유닛(400)을 통해 상기 진동유닛(100)의 진동을 측정할 수 있다.Accordingly, the
한편, 본 발명에 따른 상기 진동감지유닛(400)은 상기 진동유닛(100)상에 구비되며 상기 진동발생유닛(300)에 인가되는 교류전류 또는 교류전압의 세기에 대응하여 상기 진동유닛(100)이 기 설정된 세기로 진동하는지 여부를 감지하는 구성이다.The
구체적으로 상기 진동감지유닛(400)은, 상기 판부재(110)가 상기 진동발생유닛(300)에 의해 진동하는 경우 상기 함몰홈(210)과의 이격거리를 변화를 감지하여 진동유닛(100)이 올바르게 동작하여 진동하는 지를 판단하기 위한 구성으로써 크게 제3전극(420), 제4전극(410) 및 감지수단(미도시)을 포함한다.Specifically, when the
상기 제3전극(420)은 상기 함몰홈(210) 내부에서 상부 방향에 배치되며 상기 제1전극(320)과 이격되어 배치된다. 그리고, 상기 제4전극(410)은 상기 진동유닛(100)상에서 상기 제3전극(420)과 마주보며 대응하는 위치에 형성된다.The
여기서, 상기 제3전극(420) 및 상기 제4전극(410)은 별도의 전원이 연결되어 상기 제3전극(420)과 상기 제4전극(410) 각각에 서로 다른 극성의 전압이 인가된다. 이때, 상기 제3전극(420) 및 상기 제4전극(410)은 도체로 구성되며 상기 제3전극(420)과 상기 제4전극(410) 사이에는 전기에너지가 축적된다. A separate power source is connected to the
그리고 이와 같이 상기 제3전극(420)과 상기 제4전극(410) 사이에 축적된 전기에너지는 상기 감지수단에 의해 정전용량이 감지된다. The electric energy stored between the
구체적으로 본 실시예에서 상기 진동감지유닛(400)은 상기 제3전극(420)과 상기 제4전극(410)사이에 상기 공기층이 구비되며, 상기 제3전극(420)과 상기 제4전극(410)에 서로 다른 극성의 전압이 인가된다.Specifically, in the present embodiment, the
이에 따라 상기 제3전극(420)과 상기 제4전극(410)이 축전기와 같은 상태가 되며 상기 제3전극(420)과 상기 제4전극(410) 사이에 전기에너지가 축전된다.Accordingly, the
이후, 상기 진동발생유닛(300)에 의해 상기 판부재(110)가 진동하는 경우 상기 판부재(110)의 진동에 의해 상기 제4전극(410)의 위치가 변화하게 되며 상기 제3전극(420)과의 이격거리가 변화하며, 이에 따라 상기 감지수단에서 감지되는 정전용량이 변화하게 된다.When the
상기 정전용량은 정전용량(capacitance), C는 로 나타낼 수 있는데 여기서, ε0는 유전율(permittivity of free space constant), K는 유전상수(dielectric constant of the material in the gap), A는 두 도체간의 겹치는 넓이, d는 두 도체간 거리가 된다. The electrostatic capacitance is a capacitance, and C is Where ε 0 is the permittivity of the free space constant, K is the dielectric constant of the material in the gap, A is the overlapping area between the two conductors, and d is the distance between the two conductors.
유전율과 유전상수는 본 발명의 경우 두 도체(상기 제3전극(420)과 상기 제4전극(410))간에 공기의 차 있으므로 공기의 유전율과 유전상수를 사용하면 된다. A는 전극이 크기와 위치가 정해지면 이 또한 상수가 된다. 그러면 정전용량의 변화는 두 도체간 거리 d에 반비례하게 되고 따라서, d는 정해진 상수들, 을 정전용량으로 나누어 구할 수 있다.In the present invention, the permittivity and the dielectric constant are the same between the two conductors (the
이와 같이 상기 제3전극(420)과 상기 제4전극(410) 사이의 정전용량이 변화하는 것을 감지하고 이에 따라 상기 제3전극(420)과 상기 제4전극(410) 사이의 이격거리 변화를 감지할 수 있다.The change in the capacitance between the
이때, 상기 제3전극(420)은 상기 케이스(200)상에 고정되어 있기 때문에 상기 제4전극(410)이 진동하는 정도를 알 수 있으며, 이에 따라 상기 판부재(110)가 진동하는 것을 알 수 있다.At this time, since the
즉, 상기 진동감지유닛(400)은 상기 제3전극(420)과 상기 제4전극(410) 사이의 정전용량이 변화하는 것을 측정하여 상기 판부재(110)의 진동을 감지하고 이를 통해 상기 진동유닛(100)에 가해지는 음파를 측정할 수 있다.That is, the
구체적으로 도 5의 (a)를 살펴보면 본 발명에 따른 마이크로폰에 별도의 외력이 작용하지 않는 경우 상기 판부재(110)는 상기 힌지부(120)를 중심으로 수평상태를 유지하게 된다.5 (a), when the microphone according to the present invention does not exert any external force, the
이와 같은 경우 상기 판부재(110)와 상기 함몰홈(210)의 바닥면이 수평을 이루게 되며 상기 제3전극(420)과 상기 제4전극(410) 사이의 이격거리가 균일하게 D1상태가 된다.In this case, the
그리고 도 5의 (b)와 같이 상기 진동발생유닛(300)에 의해 우측에 구비된 제1전극(320)과 상기 제2전극(310)의 이격거리가 가까워짐을 반복하며 상기 판부재(110)가 진동하는 경우, 상기 판부재(110)는 상기 힌지부(120)를 중심으로 우측으로 휘어지며 진동하여 제3전극(420)과 제4전극(410) 사이의 이격거리가 D2로 증가하게 된다.5 (b), the distance between the
이와 같이 상기 판부재(110)가 상기 진동발생유닛(300)에 의해 진동함으로써 제3전극(420)과 제4전극(410) 사이의 이격거리가 변화하고 이를 상기 감지수단이 감지함으로써 상기 판부재(110)의 진동을 측정할 수 있다.As the
그리고 이와 같이 구성된 상기 감지수단은 상기 진동발생유닛(300)에서 인가되는 교류전류 또는 교류전압의 세기에 대응하여 상기 진동유닛(100)이 기 설정된 세기로 진동하는지 여부를 확인할 수 있다.The sensing means configured as described above can confirm whether the
뿐만 아니라, 상기 진동발생유닛(300)이 아닌 음파에 의해서 진동하는 상기 판부재(110)의 진동을 위치별로 측정하고 이에 대한 측정값을 통해 음파의 세기 및 위치를 측정함으로써 마이크로폰의 소형화와 음성 방향 측정을 동시에 달성할 수 있다.In addition, the vibration of the
한편, 도면에 도시되지는 않았지만, 상기 진동감지유닛(400)은 복수 개로 상호 이격되어 배치될 수도 있으며, 이에 따라 보다 정확하게 상기 판부재(110)의 진동을 감지할 수 있다.Although not shown in the drawings, the
이와 같이 본 발명에 따른 마이크로폰은 상기 진동유닛(100), 상기 케이스(200), 상기 진동발생유닛(300) 및 상기 진동감지유닛(400)을 포함하며, 상기 진동발생유닛(300)에서 상기 전력인가부에 의해 인가되는 전력의 세기와 진동하는 상기 진동유닛(100)의 진동 세기를 비교하여 상기 진동유닛(100)이 올바르게 진동하는지 여부를 측정함으로써 자가 점검기능을 수행할 수 있다.The microphone according to the present invention includes the
다음으로, 도 7 및 도 8을 참조하여 본 발명에 따른 마이크로폰의 제2실시예에 대해서 살펴보면 다음과 같다.Next, a microphone according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 7 and 8. FIG.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 마이크로폰을 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 8은 도 7의 마이크로폰에서 상기 진동유닛(100)이 진동하는 상태를 나타낸 도면이다.FIG. 7 is a perspective view schematically showing a microphone according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a view showing a state in which the
본 발명의 제2실시예에 따른 마이크로폰은 기본적인 구성은 유사하지만, 상기 진동감지유닛(500)의 구성이 다르다.The microphone according to the second embodiment of the present invention has a basic configuration similar to that of the
구체적으로 상기 진동감지유닛(500)은 상술한 상기 제1실시예와 같이 전기적 정전용량의 변화를 통해 상기 진동유닛(100)의 진동을 감지하는 것이 아니라 광학적인 방법을 통해 감지한다.Specifically, the
본 발명의 제2실시예에 따른 진동감지유닛(500)은 제1격자부(510), 제2격자부(520), 광원(530) 및 광검출부(540)를 포함한다.The
상기 제1격자부(510)는 상기 진동유닛(100)상에서 서로 대항하며, 횡 방향을 따라 양측으로 돌출 성형되어 상기 진동유닛(100)의 진동에 따라 위치가 변화한다.The
구체적으로 상기 제1격자부(510)는 도시된 바와 같이 상기 판부재(110)상에서 상기 힌지부(120)를 중심으로 횡 방향을 따라 양측 끝단부에 적어도 하나 이상이 돌출 성형된다.More specifically, at least one of the
그리고 상기 판부재(110)가 상기 진동발생유닛(300)이나 음파에 의해 진동하는 경우 함께 진동하며 위치가 변화한다.When the
상기 제2격자부(520)는 상기 제1격자부(510)와 유사하게 구성되며 상기 제1격자부(510)의 돌출된 방향과 평행하게 복수 개가 돌출되어 형성되고, 상기 케이스(200)의 상면에서 상기 함몰홈(210)에 인접하게 배치된다.The second
여기서, 상기 제2격자부(520)는 상기 케이스(200)상에서 상기 제1격자부(510)와 서로 맞물리며 위치가 고정된다.Here, the
본 실시예에서 상기 제2격자부(520)는 상기 제1격자부(510)와 마주보며 복수 개가 돌출 형성되며, 상기 제1격자부(510)의 위치가 변화하는 경우 상기 제2격자부(520) 사이의 공간을 상기 제1격자부(510)가 통과할 수 있도록 구성된다.In this embodiment, the
즉, 상기 판부재(110)가 상기 진동발생유닛(300) 또는 외부로부터 인가되는 음파를 통해 상기 힌지부(120)를 중심으로 진동하면 상기 제1격자부(510)의 변위는 변동되나 상기 제2격자부(520)는 상기 케이스(200)에 고정되어 있으므로 변동되지 않는다.That is, when the
이러한 구성은 고정된 격자와 움직이는 격자를 이용한 간섭계(interferometer)를 구현하기 위함이며, 이를 통해 상기 판부재(110)의 진동여부를 알 수 있다.This configuration is for realizing an interferometer using a fixed grid and a moving grid, and it is possible to know whether or not the
이와 같이 상기 제1격자부(510) 및 상기 제2격자부(520)는 서로 맞물리게 마련되며, 후술하는 광원(530) 및 광검출부(540)에 의해 광 간섭을 통해 판부재(110)의 진동을 측정한다.The first
한편, 상기 광원(530)은 상기 제1격자부(510) 또는 상기 제2격자부(520)를 향하여 빛을 방출하는 구성으로써 상기 케이스(200)상에 구비된다.The
이때, 상기 광원(530)에서 방출되는 빛은 상기 제1격자부(510) 또는 상기 제2격자부(520)의 돌출된 방향과 교차되는 방향이 되도록 배치되는 바람직하다.At this time, the light emitted from the
그리고 상기 광검출부(540)는 상기 제1격자부(510) 또는 상기 제2격자부(520)로부터 반사되거나, 상기 제1격자부(510)와 상기 제2격자부(520) 사이를 통과한 광을 제공받아 상기 진동유닛(100)의 진동을 측정한다.The
상기 광검출부(540)는 일반적인 광 감지센서로 구성될 수 있으며 상기 광원(530)에서부터 방출된 빛을 감지하도록 구성된다.The
본 실시예에서 상기 광검출부(540)는 상기 케이스(200)상에서 상기 광원(530)과 마주보도록 배치되며 상기 제1격자부(510)와 상기 제2격자부(520) 사이를 통과한 빛을 감지한다.The
이때, 도면에 도시되지는 않았지만 상기 광원(530) 및 상기 광검출부(540)는 상기 케이스(200)의 상면상에 배치되며 복수 개로 구성되어 상기 제1격자부(510)의 길이방향을 따라 연속하여 배치될 수도 있다.Although not shown in the figure, the
이에 따라 상기 판부재(110)의 진동이 범위가 미세하더라도 상기 제1격자부(510)와 상기 제2격자부(520)의 상대적인 위치변화를 보다 정밀하게 측정하여 상기 판부재(110)의 진동을 알 수 있다.The relative positional change between the
물론, 이와 달리 상기 광검출부(540)가 상기 광원(530)에서 방출되어 상기 제1격자부(510) 또는 상기 제2격자부(520)에서 반사된 빛을 감지하도록 구성될 수도 있으며, 이는 사용자의 선택에 의해 상기 케이스(200)상에서 위치가 조절될 수 있다.Alternatively, the
구체적으로 본 발명의 제2실시예에 따른 상기 진동감지유닛(500)에 의해 상기 판부재(110)의 진동이 감지되는 상태를 살펴보면, 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이 마이크로폰에 별도의 외력이 작용하지 않는 경우 상기 판부재(110)는 상기 힌지부(120)를 중심으로 수평상태를 유지하게 된다.Specifically, as shown in FIG. 7A, when the vibration of the
이와 같은 경우 상기 판부재(110)와 상기 함몰홈(210)의 바닥면이 수평을 이루게 되며 상기 제1격자부(510)와 상기 제2격자부(520)가 맞물리지 않는 상태가 된다.In this case, the
이때, 상기 광원(530)에서 빛이 방출되더라도 상기 제1격자부(510)에 의해 반사되어 상기 광검출부(540)에서는 감지되지 않는다.At this time, even if light is emitted from the
그리고 도 7의 (b)와 같이 상기 진동발생유닛(300)에 의해 우측에 구비된 제1전극(320)과 상기 제2전극(310)의 이격거리가 가까워짐을 반복하며 상기 판부재(110)가 진동하는 경우, 상기 판부재(110)는 상기 힌지부(120)를 중심으로 우측으로 휘어지며 상기 제1격자부(510)와 상기 제2격자부(520)가 맞물리게 된다.7 (b), the distance between the
여기서, 상기 제1격자부(510)의 위치가 하부방향으로 이동함에 따라 상기 광원(530)에서 방출된 빛이 상기 제1격자부(510)에 의해 차단되지 않고 상기 광검출부(540)로 전달된다.As the position of the
이와 같이 상기 판부재(110)가 상기 진동발생유닛(300)에 의해 진동함으로써 상기 광원(530)에서 방출된 빛이 상기 광검출부(540)에서 감지되어 상기 판부재(110)의 진동을 측정할 수 있다.As the
이때, 상기 광원(530) 및 상기 광검출부(540)가 상기 제1격자부(510)의 돌출방향을 따라 이격되어 복수 개로 구성됨에 따라 상기 판부재(110)의 진동 정도를 보다 정밀하게 측정할 수 있다.Since the
물론 이와 달리 상기 광원(530) 및 상기 광검출부(540)의 배치가 조절되어 상기 광원(530)에서 방출되는 빛이 상기 제1격자부(510) 또는 상기 제2격자부(520)에서 반사되거나 산란되도록 하여 상기 판부재(110)의 진동을 감지하도록 구성될 수도 있다.The light emitted from the
이와 같이 본 발명의 제2실시예에 따른 상기 진동감지유닛(500)은 상기 제1격자부(510), 상기 제2격자부(520), 광원(530) 및 상기 광검출부(540)를 포함할 수 있으며, 상술한 제1실시예와 달리 상기 판부재(110)의 진동을 광학적으로 측정할 수 있다.The
다음으로, 도 9 및 도 10을 참조하여 본 발명에 따른 마이크로폰의 제3실시예에 대해서 살펴보면 다음과 같다.Next, a microphone according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 9 and 10. FIG.
도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 마이크로폰을 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 10은 도 9의 마이크로폰에서 상기 진동유닛(100)이 진동하는 상태를 나타낸 도면이다.FIG. 9 is a perspective view schematically showing a microphone according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a view showing a state in which the
본 발명의 제3실시예에 따른 마이크로폰은 상술한 제1실시예와 같이 크게 상기 진동유닛(100), 상기 케이스(200), 진동발생유닛(300) 및 상기 진동감지유닛(400)을 포함한다.The microphone according to the third embodiment of the present invention includes the
여기서, 상기 진동발생유닛(300)과 상기 진동감지유닛(400)의 구성은 상술한 제1실시예와 동일하지만 상기 진동유닛(100)과 상기 케이스(200)의 구성에서 차이가 있다.Here, the configurations of the
구체적으로 상기 케이스(200)는 상기 함몰홈(210)이 상술한 제1실시예와 동일하게 형성되지만, 별도의 결합돌기(230)가 더 구비된다.Specifically, the
상기 결합돌기(230)는 상기 함몰홈(210) 내에서 상부방향으로 돌출 형성되어 상기 진동유닛(100)이 상측 끝단부에 안착되도록 구성된다.The
도시된 도면을 살펴보면 상기 결합돌기(230)는 상기 함몰홈(210)의 중앙부에 단일하게 형성되어 상부방향으로 돌출되며, 상기 판부재(110)의 중앙부에 결합되도록 구성된다.Referring to the drawing, the
이때 상기 결합돌기(230)가 하나로 구성되어 상기 판부재(110)가 상기 진동발생유닛(300) 또는 음파에 의해 진동 가능하도록 상기 판부재(110)와 결합된다.At this time, the
한편, 상기 진동유닛(100)은 상술한 바와 달리 상기 판부재(110), 상기 연통홀(130) 및 결합부(140)를 포함한다.The vibrating
상기 판부재(110)와 상기 연통홀(130)의 경우 상술한 제1실시예와 마찬가지로 금속제 플레이트 형태로 형성되며 복수 개의 상기 연통홀(130)이 상하방향 연통되어 횡 방향을 따라 배치된다.The
하지만 상기 판부재(110)의 하면에 별도의 상기 결합부(140)가 형성되어 상술한 상기 결합돌기(230)와 결합된다.However, another
여기서 상기 결합부(140)는 상기 판부재(110)의 하면 중앙부에 형성되며 상기 결합돌기(230)와 결합 시 상기 판부재(110)와 상기 함몰홈(210)이 대응하는 위치에 배치되어 균일한 두께의 상기 공기층이 형성될 수 있도록 한다.The
이때, 상기 결합부(140)와 상기 결합돌기(230)는 상술한 상기 힌지부(120)의 비틀림을 통해 상기 판부재(110)에 감쇄를 제공하는 것과 마찬가지로 상기 판부재(110)에 감쇄를 제공할 수 있도록 결합된다.At this time, the
뿐만 아니라, 도면에 도시되지는 않았지만 상기 결합부(140)와 상기 결합돌기(230)가 일체로 구성되며 탄성을 가지도록 구성될 수도 있다.In addition, although not shown in the drawings, the
이와 같이 상기 케이스(200)에 상기 결합돌기(230)가 형성되고 상기 판부재(110)에 상기 결합부(140)가 형성되어 일체로 결합됨으로써 상기 판부재(110)의 진동 시 보다 정밀하게 진동할 수 있다.The
그리고 상기 함몰홈(210) 내에 상기 제3전극(420)이 구비되고 상기 판부재(110)의 하면에 상기 제4전극(410)이 구비되어 상기 판부재(110)의 진동 시 상기 제3전극(420)과 상기 제4전극(410) 사이의 이격거리 변화를 상기 감지수단을 통해 감지함으로써 상기 판부재(110)의 진동을 감지할 수 있다.
The
이상과 같이 본 발명에 대한 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명한 실시예 외에도 본 발명의 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 형태로 구체화될 수 있다. 그러므로 본 실시예는 특정형태로 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
As described above, the preferred embodiments of the present invention have been described, and the present invention can be embodied in other forms without departing from the spirit or scope of the present invention. The present embodiments are therefore to be considered in all respects as illustrative and not restrictive, and the invention is not to be limited to the foregoing description, but may be modified within the scope and equivalence of the appended claims.
100: 진동유닛
110: 판부재
120: 힌지부
130: 연통홀
140: 결합부
200: 케이스
210: 함몰홈
220: 안착홈
230: 결합돌기
300: 진동감지유닛
310: 제2전극
320: 제1전극
400, 500: 진동감지유닛
410: 제4전극
420: 제3전극
510: 제1격자부
520: 제2격자부
530: 광원
540: 광검출부100: vibration unit
110: plate member
120: Hinge section
130: communication hole
140:
200: Case
210: recessed groove
220: seat groove
230: engaging projection
300: Vibration detection unit
310: second electrode
320: first electrode
400, 500: Vibration detection unit
410: fourth electrode
420: third electrode
510: first lattice section
520: second lattice section
530: Light source
540:
Claims (9)
상기 진동유닛이 상부에 적층되어 상기 진동유닛과의 사이에 공기층을 형성하는 함몰홈이 형성되며, 공기에 의해 상기 진동유닛이 진동 가능하도록 상기 함몰홈 상부에 결합되는 케이스;
상기 함몰홈 내부에서 상부 방향에 배치되는 제1전극, 상기 진동유닛상에서 상기 제1전극과 마주보며 대응하는 위치에 형성되는 제2전극 및 상기 제1전극과 상기 제2전극에 연결되어 선택적으로 교류전류 또는 교류전압을 인가하는 전력인가부를 포함하며, 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에서 작용하는 정전기력을 통해 상기 진동유닛을 진동시키는 진동발생유닛; 및
상기 진동유닛상에 구비되며 상기 진동발생유닛에 인가되는 교류전류 또는 교류전압의 세기에 대응하여 상기 진동유닛이 기 설정된 세기로 진동하는지 여부를 감지하는 진동감지유닛; 을 포함하며,
상기 진동감지유닛은 상기 진동감지유닛은, 상기 진동유닛상에서 횡 방향을 따라 돌출 형성되어 상기 진동유닛의 진동에 따라 위치가 변화하는 제1격자부, 상기 케이스상에서 상기 제1격자부와 서로 맞물리며 위치가 고정되는 제2격자부, 상기 케이스상에 구비되어 상기 제1격자부 또는 상기 제2격자부를 향해 빛을 방출하는 광원 및 상기 제1격자부 또는 상기 제2격자부로부터 반사되거나 상기 제1격자부와 상기 제2격자부 사이를 통과한 광을 제공받아 상기 진동유닛의 진동을 측정하는 광검출부를 포함하는 마이크로폰.A vibration unit having a plate shape and having elasticity by an external force and capable of causing bending;
A case in which the vibration unit is laminated on the upper part to form a recess groove for forming an air layer between the vibration unit and the vibration unit and is coupled to the upper portion of the recess so that the vibration unit can be vibrated by air;
A first electrode arranged in an upper direction in the recessed groove, a second electrode formed on a position corresponding to and facing the first electrode on the oscillation unit, and a second electrode connected to the first electrode and the second electrode, A vibration generating unit that vibrates the vibration unit through an electrostatic force acting between the first electrode and the second electrode, the vibration generating unit including a power applying unit applying a current or an AC voltage; And
A vibration detection unit provided on the vibration unit and detecting whether the vibration unit vibrates at a predetermined intensity corresponding to an intensity of an AC current or an AC voltage applied to the vibration generation unit; / RTI >
Wherein the vibration detection unit includes a first lattice portion protruding along the transverse direction on the vibration unit and changing its position in accordance with the vibration of the vibration unit, a second lattice portion meshing with the first lattice portion on the case, A light source that is provided on the case and emits light toward the first lattice portion or the second lattice portion, and a second lattice portion that is reflected from the first lattice portion or the second lattice portion, And a photodetector for receiving the light passing between the first and second lattice units and measuring the vibration of the vibration unit.
상기 진동유닛의 횡 방향을 따라 양방향으로 돌출 형성되며 상기 진동유닛의 진동 시 회동축으로 작용하되 비틀림이 발생할 수 있는 힌지부를 포함하며,
상기 힌지부에 의해 상기 진동유닛과 상기 함몰홈 사이에 상기 공기층이 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로폰.The method according to claim 1,
And a hinge portion protruding in both directions along the transverse direction of the vibration unit and acting as a rotation axis during vibration of the vibration unit, wherein torsion can occur,
And the air layer is formed between the vibration unit and the recessed groove by the hinge portion.
상기 진동유닛은,
적어도 하나 이상으로 공기가 연통될 수 있도록 형성된 연통홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로폰.The method according to claim 1,
The vibration unit includes:
And at least one communication hole formed so that air can communicate with the at least one microphone.
상기 연통홀은,
복수 개의 크기 또는 개수를 조절하여 통과하는 공기의 감쇄를 조절하는 것을 특징으로 하는 마이크로폰.6. The method of claim 5,
The communication hole
And adjusts a plurality of sizes or numbers to adjust attenuation of air passing through the microphone.
상기 진동유닛의 진동 시 상기 공기층에 존재하는 공기가 유동하여 상기 진동유닛의 진동을 감쇄시키는 것을 특징으로 하는 마이크로폰.The method according to claim 1,
Wherein air existing in the air layer flows when the vibration unit oscillates to attenuate vibration of the vibration unit.
상기 케이스는 상기 함몰홈 내에서 상부로 돌출 형성되어 상기 진동유닛이 상측 끝단부에 안착되는 결합돌기를 포함하고,
상기 진동유닛은 횡 방향에 따른 중앙을 중심으로 외력에 의해 진동 가능하도록 하면에 상기 결합돌기와 마주보며 결합되는 결합부가 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로폰.The method according to claim 1,
Wherein the case includes a coupling protrusion formed so as to protrude upward in the recessed groove and seated at an upper end of the vibration unit,
Wherein the vibrating unit is formed with an engaging portion that is coupled to the engaging projection so as to be opposed to the engaging projection when the vibrating unit is vibrated by an external force about a center in a transverse direction.
상기 결합돌기와 상기 결합부는 탄성을 가지며 일체로 구성되어 상기 진동유닛이 기 설정된 감쇄를 가지며 진동하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 마이크로폰.
9. The method of claim 8,
Wherein the coupling protrusions and the coupling portion have elasticity and are integrally formed so that the vibration unit is configured to vibrate with a predetermined attenuation.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020150002938A KR101604663B1 (en) | 2015-01-08 | 2015-01-08 | Microphone for Self Inspection |
CN201680005355.7A CN107113522B (en) | 2015-01-08 | 2016-01-08 | Microphone |
US15/541,473 US10182288B2 (en) | 2015-01-08 | 2016-01-08 | Microphone |
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KR1020150002938A KR101604663B1 (en) | 2015-01-08 | 2015-01-08 | Microphone for Self Inspection |
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KR101604663B1 true KR101604663B1 (en) | 2016-03-18 |
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KR1020150002938A KR101604663B1 (en) | 2015-01-08 | 2015-01-08 | Microphone for Self Inspection |
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KR (1) | KR101604663B1 (en) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2021091243A1 (en) * | 2019-11-05 | 2021-05-14 | 한국기술교육대학교 산학협력단 | Microphone |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101478970B1 (en) * | 2013-07-08 | 2015-01-05 | 한국기술교육대학교 산학협력단 | Microphone for estimating sound direction |
-
2015
- 2015-01-08 KR KR1020150002938A patent/KR101604663B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
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WO2021091243A1 (en) * | 2019-11-05 | 2021-05-14 | 한국기술교육대학교 산학협력단 | Microphone |
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