KR101614705B1

KR101614705B1 - 종속 진동부를 구비한 마이크로스피커 모듈

Info

Publication number: KR101614705B1
Application number: KR1020140136449A
Authority: KR
Inventors: 지용주; 권중학
Original assignee: 주식회사 이엠텍
Priority date: 2014-10-10
Filing date: 2014-10-10
Publication date: 2016-04-25
Also published as: KR20160043159A

Abstract

본 발명은 종속 진동부를 구비한 마이크로스피커 모듈에 관한 것으로서, 특히 인클로저 내부의 공기 용적에 의한 강성을 완화시키는 종속 진동부를 이용하여 저주파 대역의 음압 특성을 향상시키는 종속 진동부를 구비한 마이크로스피커 모듈에 관한 것이다.
본 발명인 마이크로스피커 모듈은 직육면체 형상을 구비하고 내부에서 음압을 발생시키는 울림통의 기능을 수행하는 인클로저와, 인클로저의 상측면에 장착되어 전기적 신호를 음압으로 변경시켜 공기의 진동을 발생시키는 마이크로 스피커와, 인클로저 내부의 공기 강성을 완화시키는 종속 진동부를 구비한다.

Description

종속 진동부를 구비한 마이크로스피커 모듈{MICROSPEAKER MODULE INCLUDING DEPENDENT TRANSDUCER}

본 발명은 종속 진동부를 구비한 마이크로스피커 모듈에 관한 것으로서, 특히 인클로져 내부의 공기 용적에 의한 강성을 완화시키는 종속 진동부를 이용하여 저주파 대역의 음압 특성을 향상시키는 종속 진동부를 구비한 마이크로스피커 모듈에 관한 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 마이크로스피커 모듈의 사시도이다.

마이크로스피커 모듈은 전기적 신호에 의하여 공기의 진동을 발생시키고 이를 음으로 재생하는 장치이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 일반적으로 마이크로 스피커 모듈은 통상 직육면체 형상을 구비하고 내부에서 음압을 발생시키는 울림통의 기능을 수행하는 인클로저(1)와, 인클로저(1)의 상측면에 장착되어 전기적 신호를 음압으로 변경시켜 공기의 진동을 발생시키는 마이크로스피커(2)로 구성되고 있다.

인클로저(1)는 마이크로스피커 모듈의 전체 외형을 형성하는 부분으로 통상 직육면체 형상을 구비하고 있으며, 상측면에는 마이크로스피커(2)가 장착되기 위한 개구(3)를 구비하고 있다.

일반적인 마이크로스피커 모듈의 경우, 마이크로스피커 모듈가 장착되는 장치(예를 들면, 이동 통신 단말기 등)의 back volume의 크기에 따라 음향 특성이 크게 영향을 받는다. 헬름홀쯔의 공명방정식에 의하면, back volume은 공기의 등가강성에 큰 영향을 미치게 되어, back volume이 작을수록 등가강성이 높아서 저역대의 음압을 저하시키고 1차공진주파수가 높아지게 된다.

특히, 스마트폰, 태블릿 PC와 같은 전기 기기의 경우, 마이크로스피커 모듈이 전기 기기 내부에서의 장착 공간을 적게 차지하게 되어, back volume의 상당히 감소되기에, 저역대에서의 음압의 저하 문제가 더욱 더 발생된다.

본 발명은 전기 기기 내에서 제한된 용적(장착 공간)으로 인한 저주파수 대역의 음 재생의 한계를 해결하기 위해, 마이크로스피커 모듈에 저주파수 대역의 음압 특성을 향상시키는 종속 진동부를 구비한 마이크로스피커 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 마이크로스피커 모듈 내의 공기 용적에 의한 강성을 완화시키는 종속 진동부를 구비한 마이크로스피커 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명인 마이크로스피커 모듈은 직육면체 형상을 구비하고 내부에서 음압을 발생시키는 울림통의 기능을 수행하는 인클로저와, 인클로저의 상측면에 장착되어 전기적 신호를 음압으로 변경시켜 공기의 진동을 발생시키는 마이크로 스피커와, 인클로저의 내부 공간의 공기 강성을 완화시키는 종속 진동부를 구비하고, 마이크로 스피커의 진동판의 과도한 진폭 증가를 방지하기 위해 종속 진동부의 강성이 마이크로 스피커의 진동판의 강성보다 높다.

또한, 종속 진동부는 상측부의 저면에 부착하는 안착부와, 본체부가 안착되는 중심부와, 안착부와 중심부를 연결하는 돔로 구성된 진동판과, 진동판의 중량을 높이기 위해 비중이 높은 철, 구리, 텅스텐 계열의 금속 소재로 구성된 본체부로 구성된다.

본 발명은 전기 기기 내에서 제한된 용적(장착 공간)으로 인한 저주파수 대역의 음 재생의 한계를 해결하며, 마이크로스피커 모듈에 저주파수 대역의 음압 특성을 향상시키는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 마이크로스피커 모듈 내의 공기 용적에 의한 강성을 완화시키는 효과가 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 마이크로스피커 모듈의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 종속 진동부를 구비한 마이크로스피커 모듈의 사시도이다.
도 3은 도 2의 마이크로스피커 모듈의 개략 단면도이다.
도 4는 도 2의 종속 진동부의 상세 사시도이다.
도 5는 본 발명과 종래 기술 간의 음압 특성 그래프이다.
도 6a 및 6b는 종속 진동부와 마이크로스피커의 음압 특성 그래프이다.
도 7은 종속 진동부와 마이크로스피커의 위상 특성 그래프이다.
도 8a 및 8b는 종속 진동부의 진동판이 다른 실시예들이다.
도 9는 마이크로스피커 모듈의 다른 실시예이다.

이하에서, 본 발명은 실시예들과 도면들을 통하여 상세하게 설명된다.

도 2는 본 발명에 따른 종속 진동부를 구비한 마이크로스피커 모듈의 사시도이고, 도 3은 도 2의 마이크로스피커 모듈의 개략 단면도로 도 2의 선(A-A')의 단면이고, 도 4는 도 2의 종속 진동부의 상세 사시도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 마이크로스피커 모듈은 직육면체 형상을 구비하고 내부에서 음압을 발생시키는 울림통의 기능을 수행하는 인클로저(10)와, 인클로저(10)의 상측면에 장착되어 전기적 신호를 음압으로 변경시켜 공기의 진동을 발생시키는 마이크로 스피커(20)와, 인클로저(10) 내부의 공기 강성을 완화시키는 종속 진동부(30)를 구비한다.

인클로저(10)는 마이크로스피커 모듈의 전체 외형을 형성하는 부분으로 상측부(10a)와 하측부(10b)로 구성되며, 상측부(10a)의 상측면에는 마이크로 스피커(20)가 장착되기 위한 제1개구(13)와, 종속 진동부(30)가 장착되기 위한 제2개구(15)를 구비하고 있다. 제1 및 제2 개구(13, 15)의 상측에 그릴(미도시)이 장착될 수도 있다.

마이크로 스피커(20)는 본 발명이 속하는 기술분야에 익숙한 통상의 기술자가 인식할 수 있는 정도의 기술이기에, 그 설명은 생략된다. 마이크로 스피커(20)는 제1 개구(13)를 통하여 음을 방사하도록 인클로저(10)의 내측에서 상측부(10a)의 저면에 제1 개구(13)의 위치에 대응하여 장착된다.

종속 진동부(30)는 일정한 중량(mass)와 강성(stiffness)를 지니며, 별도의 전원이나 전기적 신호의 공급이 없는 구성요소이다. 종속 진동부(30)는 제2 개구(15)를 통하여 음을 방사하도록 인클로저(10)의 내측에서 상측부(10a)의 저면에 제2 개구(15)의 위치에 대응하여 장착된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 종속 진동부(30)의 두께는 마이크로 스피커(10)의 두께보다 작도록 하여, 내부 공간(S)의 체적이 감소되는 것을 방지한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 종속 진동부(30)는 상측부(10a)의 저면에 부착하는 안착부(34a)와, 본체부(38)가 안착되는 중심부(34b)와, 안착부(34a)와 중심부(34)를 연결하는 돔부(34c)로 구성된 진동판(32)과, 진동판(32)의 중량을 높이기 위해 비중이 높은 철, 구리, 텅스텐 계열의 금속 소재로 구성된 본체부(38)로 구성된다.

중심부(34b)에는 본체부가(38)가 부착되며, 중심부(34b)의 중심에는 개구가 형성될 수도 있다.

또한, 돔부(34c) 및 본체부(38)는 종속 진동부(30)의 최대 진폭 시에도 상측부(10a)의 상측면을 돌출되지 않고 제2 개부(15) 내부에 위치되도록, 종속 진동부(30)가 상측부(10a)에 장착된다.

도 5는 본 발명과 종래 기술 간의 음압 특성 그래프이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 마이크로 스피커 모듈의 음압 특성 그래프와, 본 발명에 따른 종속 진동부를 구비한 마이크로 스피커 모듈의 음압 특성 그래프에서, 약 400Hz 이상의 주파수 영역에서는 동일한 음압 특성을 나타내나, 약 150Hz-400Hz 이하의 저주파 대역의 경우, 본 발명의 음압 특성이 향상되는 것이 확인된다. 이러한 저주파 대역의 특성 향상을 위해, 마이크로 스피커(20)의 공진 주파수(Mf)보다 종속 진동부(30)의 공진 주파수(Df)가 낮도록 되어야 한다. 즉, 종속 진동부(30)의 공진 주파수(Df)는 약 150Hz~250Hz 사이로 설정되어, 본 발명의 음압 특성을 향상시킨다.

도 6a 및 6b는 종속 진동부와 마이크로스피커의 음압 특성 그래프이다. 도 6a는 종속 진동부(30)의 강성이 마이크로 스피커(20)(진동판)의 강성보다 낮은 경우이고, 도 6b는 종속 진동부(30)의 강성이 마이크로 스피커(20)(진동판)의 강성보다 높은 경우이다.

도 6a에서와 같이, 종속 진동부(30)의 강성이 낮으면 종속 진동부(30)의 공진 주파수(Df)에서 마이크로 스피커(30)의 진폭도 커져서 마이크로 스피커(30)의 진동판이 내부에서 요크나 자석 또는 프로텍터와의 접촉(touch)가 야기된다.

도 6b에서와 같이, 종속 진동부(30)의 강성을 높게 해주고, 중량도 본체부(38)에 의해 증가시켜 공진 주파수(Df)에서, 마이크로 스피커(20)의 진폭에도 과도한 증가를 방지하고, 저대역 주파수 영역에서 음압이 향상된다.

도 7은 종속 진동부와 마이크로스피커의 위상 특성 그래프이다. 도시된 바와 같이, 마이크로 스피커(20)의 공진 이전에, 마이크로 스피커(20)의 위상은 마이크로 스피커(20)에 입력되는 전기 신호의 위상과 위상차가 0도이다가 주파수(f3)부터 증가하여 공진 주파수(Mf)에서의 공진 시에는 위상차가 90도가 되고 그 이후엔 위상차가 더 커져서 주파수(f4)이후엔 180도에 도달하여 180도로 유지된다.

종속 진동부(30)의 경우, 종속 진동부(30)의 공진 이전인 주파수(f1)까지는 입력되는 전기 신호와 180도의 위상차를 나타내고, 주파수(f1)부터 위상차가 감소하여 공진 주파수(Df)에서 위상차 90도를 나타내고, 계속 감소하여 주파수(f2)에서 마이크로 스피커(20)의 위상 특성 그래프와 중접되어, 그 이후의 주파수부터는 마이크로 스피커(20)의 위상차 그래프와 동일하게 된다. 도 6b에서와 같이, 상대적으로 종속 진동부(30)의 진동 변위(진폭)이 감소되나, 종속 진동부(30)(진동판(32))의 면적을 마이크로 스피커(20)의 진동판의 면적보다 크도록 하여, 저대역 주파수 대역에서의 음압 보상 효과를 증대시킨다.

도 8a 및 8b는 종속 진동부의 진동판이 다른 실시예들이다. 도 8a와 같이, 종속 진동부(30)는 원형의 진동판(32a)으로 구성되며, 돔부에는 빗살 구조(36a)를 구비하여, 진동판(32a)은 선형적인 상하 진동을 수행하여 분할 진동이 최소화된다.

도 8b와 같이, 종속 진동부(30)는 사각형의 진동판(32b)으로 구성되며, 돔부에는 빗살구조(36b)를 구비하여, 진동판(32b)은 선형적인 상하 진동을 수행하여 분할 진동이 최소화된다.

도 9는 마이크로스피커 모듈의 다른 실시예이다. 도 2와 달리, 마이크로 스피커 모듈은 상층부(100a)와 상층부(100a)와 결합되며 내부에 공간이 형성되도록 하는 하층부(100b)로 구성된 인클로저(100)와, 상층부(100a)의 상측면과 측면에 형성된 제1개구(130)를 통하여 음을 방사하는 마이크로 스피커(200)와, 상층부(100a)의 측면에 형성된 제2 개구(150)를 통하여 음을 방사하는 종속 진동부(300)로 구성된다. 즉 마이크로 스피커(200)와 종속 진동부(300)의 음의 방사 방향이 측면 방향으로 구성된다.

이상에서, 본 발명은 본 발명의 실시예 및 첨부도면에 기초하여 예로 들어 상세하게 설명하였다. 그러나, 이상의 실시예들 및 도면에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않으며, 본 발명의 범위는 후술한 특허청구범위에 기재된 내용에 의해서만 제한될 것이다.

10: 인클로저 20:마이크로 스피커
30: 종속 진동부

Claims

내부 공간을 지니며, 제1측면에 마이크로 스피커가 장착되는 제1개구와, 제2측면에 종속 진동부가 장착되는 제2개구를 지니는 인클로저와;
제1개구를 통하여 음을 방사하는 마이크로 스피커와;
인클로저의 내부 공간의 공기 강성을 완화시키는 종속 진동부를 구비하고,
마이크로 스피커의 진동판의 과도한 진폭 증가를 방지하기 위해 종속 진동부의 강성이 마이크로 스피커의 진동판의 강성보다 높은 것을 특징으로 하는 종속 진동부를 구비한 마이크로 스피커 모듈.
제1항에 있어서,
종속 진동부의 두께는 마이크로 스피커의 두께보다 작은 것을 특징으로 하는 종속 진동부를 구비한 마이크로 스피커 모듈.
제1항에 있어서,
종속 진동부는 제2측면의 저면에 부착되는 안착부와, 중량을 높이는 본체부와, 본체부가 안착되는 중심부, 및 안착부와 중심부를 연결하는 돔부로 구성된 진동판으로 구성된 것을 특징으로 하는 종속 진동부를 구비한 마이크로 스피커 모듈.
제3항에 있어서,
본체부는 금속 소재로 구성된 것을 특징으로 하는 종속 진동부를 구비한 마이크로 스피커 모듈.
제3항에 있어서,
중심부의 중심에 개구가 형성된 것을 특징으로 하는 종속 진동부를 구비한 마이크로스피커 모듈.
제3항에 있어서,
돔부와 본체부는 종속 진동부의 최대 진폭 시에 제2 개구의 내부에 위치되는 것을 특징으로 하는 종속 진동부를 구비한 마이크로 스피커 모듈.
제1항에 있어서,
종속 진동부의 공진 주파수는 마이크로 스피커의 공진 주파수보다 낮은 것을 특징으로 하는 종속 진동부를 구비한 마이크로 스피커 모듈.
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