KR101783320B1 - 음향 발생 유리 - Google Patents
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Abstract
내부에 음향 진동 발생이 가능한 마이크로 캐비티를 형성하여, 마이크로 캐비티의 후면에서 공급되는 공기에 의해 특정 주파수의 공명음을 발생시켜 다양한 음향을 생성시킬 수 있는 음향 발생 유리에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 음향 발생 유리는 내부에 배치된 복수의 마이크로 캐비티와, 상기 복수의 마이크로 캐비티에 연결된 복수의 관통 홀을 갖는 상부 유리층; 상기 상부 유리층의 하부에 배치된 하부 유리층; 및 상기 상부 유리층과 하부 유리층 사이에 배치된 공기 채널;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 음향 발생 유리는 내부에 배치된 복수의 마이크로 캐비티와, 상기 복수의 마이크로 캐비티에 연결된 복수의 관통 홀을 갖는 상부 유리층; 상기 상부 유리층의 하부에 배치된 하부 유리층; 및 상기 상부 유리층과 하부 유리층 사이에 배치된 공기 채널;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 음향 발생 유리에 관한 것으로, 보다 상세하게는 내부에 음향 진동 발생이 가능한 마이크로 캐비티를 형성하여, 마이크로 캐비티의 후면에서 공급되는 공기에 의해 특정 주파수의 공명음을 발생시켜 다양한 음향을 생성시킬 수 있는 음향 발생 유리에 관한 것이다.
스피커(speaker)는 전기적 신호를 입력받아 이를 음파로 변환시켜 출력하는 장치이다.
스피커에는 그 작동원리에 따라 동전형 스피커(dynamic speaker), 정전형 스피커(electrostatic speaker), 압전형 스피커(crystal speaker) 등 여러 종류가 있다. 이러한 스피커들은 모두 전기적 신호에 따라 진동판이 기계적으로 진동하면서 주위의 공기를 진동시킴으로써 소리를 출력하는 특징을 가지고 있다.
한편, 최근에는 투명한 재질의 유리를 이용하여 직접 음향을 발생시킬 수 있는 음향 발생 유리를 제조하려는 연구가 활발히 진행되고 있다.
관련 선행 문헌으로는 대한민국 공개특허공보 제10-2006-0109172호(2006.10.19. 공개)가 있으며, 상기 문헌에는 진동 및 음향 발생장치와 이에 사용되는 요크가 기재되어 있다.
본 발명의 목적은 내부에 음향 진동 발생이 가능한 마이크로 캐비티를 형성하여, 마이크로 캐비티의 후면에서 공급되는 공기에 의해 특정 주파수의 공명음을 발생시켜 다양한 음향을 생성시킬 수 있는 음향 발생 유리를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 실시예에 따른 음향 발생 유리는 내부에 배치된 복수의 마이크로 캐비티와, 상기 복수의 마이크로 캐비티에 연결된 복수의 관통 홀을 갖는 상부 유리층; 상기 상부 유리층의 하부에 배치된 하부 유리층; 및 상기 상부 유리층과 하부 유리층 사이에 배치된 공기 채널;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2 실시예에 따른 음향 발생 유리는 복수의 마이크로 캐비티와, 상기 복수의 마이크로 캐비티에 연결된 복수의 관통 홀을 갖는 상부 유리층; 상기 상부 유리층의 하부에 배치된 하부 유리층; 및 상기 상부 유리층과 하부 유리층 사이에 배치된 전극 구조체;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제3 실시예에 따른 음향 발생 유리는 복수의 마이크로 캐비티와, 상기 복수의 마이크로 캐비티를 관통하는 복수의 관통 홀을 갖는 상부 유리층; 상기 상부 유리층의 하측에 배치된 하부 유리층; 및 상기 상부 유리층과 하부 유리층 사이에 배치된 압전 필름;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 음향 발생 유리는 내부에 음향진동 발생이 가능한 복수의 마이크로 캐비티를 형성하고, 복수의 마이크로 캐비티의 후면에서 공급되는 공기에 의해 특정 주파수의 공명음(resonance sound)이 발생하는 현상을 이용함으로써, 특정 주파수의 공명음을 발생시켜 다양한 음향을 생성시킬 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 따른 음향 발생 유리는 3층 구조의 상부 유리층을 적용함으로써, 제1, 제2, 제3 유리에 대한 가공이 용이하여 복수의 마이크로 캐비티 및 복수의 관통 홀의 크기 및 형상을 다양하게 적용하는 것이 가능해질 수 있다.
이에 더불어, 본 발명에 따른 음향 발생 유리는 상부 및 하부 유리층 사이에 일렉트렛 레이어와 대면 전극을 설계하는 것에 의해, 기존의 정전식 스피커(electrostatic speaker) 원리와 같이, 상부 및 하부 전극을 갖는 일렉트렛 진동판을 이용하여 외부 신호에 따라 변위를 발생시키는 것에 의해 음향을 생성할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 따른 음향 발생 유리는 필름 타입의 압전소자인 PVDF계 고분자 시트와, 고분자 시트의 일면 및 타면에 각각 부착된 제1 및 제2 투명 전극을 갖는 압전 필름을 매개로 변위를 발생시켜 복수의 마이크로 캐비티 내로 음압을 제공하여 음향을 생성할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 음향 발생 유리를 나타낸 단면도.
도 2는 도 1의 A 부분을 확대하여 나타낸 단면도.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 음향 발생 유리를 나타낸 평면도.
도 4 및 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 음향 발생 유리를 초음파 스피커로 적용한 예를 나타낸 평면도.
도 6은 도 1의 상부 유리층을 확대하여 나타낸 분해 단면도.
도 7은 도 1의 상부 유리층을 확대하여 나타낸 결합 단면도.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 음향 발생 유리를 나타낸 단면도.
도 9는 도 8의 B 부분을 나타낸 확대 단면도.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 음향 발생 유리를 나타낸 단면도.
도 11는 도 10의 C 부분을 나타낸 확대 단면도.
도 2는 도 1의 A 부분을 확대하여 나타낸 단면도.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 음향 발생 유리를 나타낸 평면도.
도 4 및 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 음향 발생 유리를 초음파 스피커로 적용한 예를 나타낸 평면도.
도 6은 도 1의 상부 유리층을 확대하여 나타낸 분해 단면도.
도 7은 도 1의 상부 유리층을 확대하여 나타낸 결합 단면도.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 음향 발생 유리를 나타낸 단면도.
도 9는 도 8의 B 부분을 나타낸 확대 단면도.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 음향 발생 유리를 나타낸 단면도.
도 11는 도 10의 C 부분을 나타낸 확대 단면도.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 음향 발생 유리에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 음향 발생 유리를 나타낸 단면도이고, 도 2는 도 1의 A 부분을 확대하여 나타낸 단면도이며, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 음향 발생 유리를 나타낸 평면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 음향 발생 유리(100)는 상부 유리층(120), 하부 유리층(140) 및 공기 채널(160)을 포함한다.
상부 유리층(120)은 내부에 배치된 복수의 마이크로 캐비티(122)와, 복수의 마이크로 캐비티(122)에 연결된 복수의 관통 홀(124)을 갖는다. 이때, 복수의 관통 홀(124)은 복수의 마이크로 캐비티(122)의 중앙 부분과 각각 대응되는 위치에 배치되는 것이 바람직하다.
이러한 상부 유리층(120)은 복수의 마이크로 캐비티(122) 및 복수의 마이크로 캐비티(122)에 연결되는 복수의 관통 홀(124)을 형성하기 위해, 상부 유리층(120)을 직접 가공하는 것에 의해 제조되거나, 또는 3개의 유리를 접착하는 것에 의해 제조될 수 있으며, 이 중 3개의 유리를 접착하는 방식이 보다 유리하다. 이때, 3개의 유리를 접착하여 제조되는 상부 유리층(120) 구조에 대한 상세한 설명에 대해서는 후술하도록 한다.
하부 유리층(140)은 상부 유리층(120)의 하부에 배치된다. 이러한 하부 유리층(140)은 상부 유리층(120)과 상호 마주보도록 배치되며, 상호 간이 동일한 면적으로 설계될 수 있다.
공기 채널(160)은 상부 유리층(120)과 하부 유리층(140) 사이에 배치된다. 이러한 공기 채널(160)은 음향 발생을 위해 복수의 마이크로 캐비티(122)의 내부로 공기를 주입시키기 위한 통로의 역할을 한다. 이 결과, 상부 및 하부 유리층(120, 140) 사이에 배치되는 공기 채널(160)을 통하여 음향 발생 유리(100)의 외부에서 공기를 주입시키게 되면, 공기 채널(160)에 주입된 공기는 상부 유리층(120)의 하측에 배치된 복수의 관통 홀(124)을 통해 복수의 마이크로 캐비티(122)의 내부로 주입된 후, 상부 유리층(120)의 상측에 배치된 복수의 관통 홀(124)을 통해 외부로 배출되면서 각각의 주파수 음을 합성하여 다양한 음을 생성할 수 있게 된다.
즉, 본 발명의 제1 실시예에 따른 음향 발생 유리(100)는 직접 음향 발생이 가능한 유리로서, 헬름홀츠 공명기(Helmholtz resonator) 이론을 활용하였다. 이와 같이, 목 부분에 해당하는 복수의 마이크로 캐비티(122)의 내부로 주입된 공기가 질량으로서, 또 내부의 공기가 스프링으로 작용하여 공명을 일으키게 된다. 이와 같이, 공명을 일으키게 되면, 목 부분의 공기가 심하게 출입하며 복수의 마이크로 캐비티(122) 내의 상부 유리층(120) 내벽과의 마찰에 의해 열 에너지로 바뀌어 흡음이 행하여지는 원리를 이용하여 음을 생성하게 된다.
다시 말해, 본 발명의 제1 실시예에 따른 음향 발생 유리(100)는 내부에 음향진동 발생이 가능한 복수의 마이크로 캐비티(122)를 형성하고, 복수의 마이크로 캐비티(122)의 후면에서 공급되는 공기에 의해 특정 주파수의 공명음(resonance sound)이 발생하는 현상을 이용하였다.
여기서, 복수의 마이크로 캐비티(122)의 형상과 크기에 따라 발생되는 음향의 고유진동수(f1)가 결정되며, 복수의 마이크로 캐비티(122)를 통해 각각의 주파수 음을 합성하여 다양한 음을 생성할 수 있게 된다.
이를 위해, 복수의 마이크로 캐비티(122) 상호 간은 서로 다른 크기 및 형상으로 설계될 수 있다. 이때, 복수의 마이크로 캐비티(122)는, 평면상으로 볼 때, 원형, 타원형, 사각형 중 어느 하나의 형상을 갖는 것이 바람직한데, 이는 기하학적인 형상의 경우에는 설계 가공에 어려움이 따를 수 있기 때문이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 복수의 관통 홀(124)은 제1 직경(d1)을 갖고, 복수의 마이크로 캐비티(122)는 제1 직경(d1)보다 큰 제2 직경(d2)을 갖는 것이 바람직하다. 다시 말해, 복수의 마이크로 캐비티(122)는 복수의 관통 홀(124)보다 큰 직경을 갖는 것이 바람직하다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 음향 발생 유리(100)를 스피커로 활용하기 위해서는, 가청대역인 16Hz ~ 20kHz의 주파수 대역의 음향을 발생시켜야 하며, 이를 위해 복수의 마이크로 캐비티(122)는 1㎛ ~ 1cm의 직경을 갖는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 음향 발생 유리(100)는 추가적으로 가청대역의 음향신호를 싣고 있는 20kHz 이상의 제1 초음파 신호와 제2 초음파 신호를 동시에 이용하여, 특정 영역의 공기 매질 내에서 복조(de-modulation)되는 원리를 통해 가청대역의 음을 재형성시키는 초음파 스피커(ultrasonic speaker)로도 적용이 가능하다. 이때, 초음파 스피커 원리를 적용하게 되면, 복수의 마이크로 캐비티(122)를 대략 1㎛ ~ 1,000㎛의 직경으로 미세하게 구현할 수 있게 되며, 이 결과 투명한 유리 제작에 유리한 장점을 갖는다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 음향 발생 유리를 초음파 스피커로 적용한 예를 나타낸 평면도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 음향 발생 유리를 초음파 스피커로 적용하기 위해, 음향 발생 유리는 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)으로 구분될 수 있다.
이때, 제1 영역(A1)은 음향 발생 유리의 중앙 부분에 배치될 수 있고, 제2 영역(A2)은 제1 영역(A1)의 외측 테두리 부분에 배치될 수 있다. 여기서, 제1 및 제2 영역(A1, A2)이 직사각형 형상으로 설계된 것으로 나타내었으나, 이는 예시적인 것으로 삼각형, 오각형, 육각형 등의 다각형 구조나 원형 구조 등 다양한 형태가 적용될 수 있다. 이 경우, 제1 영역(A1)은 중심주파수인 200kHz의 제1 초음파 신호를 발생시키고, 제2 영역(A2)은 200kHz + 음성주파수 대역의 제2 초음파 신호를 발생시키도록 설정되어 있을 수 있다.
이와 반대로, 제2 영역(A2)이 음향 발생 유리의 중앙 부분에 배치될 수 있고, 제1 영역(A1)이 제2 영역(A2)의 외측 테두리 부분에 배치될 수 있다. 이 경우, 제2 영역(A2)은 200kHz + 음성주파수 대역의 제2 초음파 신호를 발생시키고, 제1 영역(A1)은 중심주파수인 200kHz의 제1 초음파 신호를 발생시키도록 설정되어 있을 수 있다.
한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 음향 발생 유리를 초음파 스피커로 적용하기 위해, 음향 발생 유리는 제1 영역(A1), 제2 영역(A2) 및 제3 영역(A3)으로 구분될 수 있다.
이때, 제1 영역(A1)은 음향 발생 유리의 중앙 부분에 배치될 수 있고, 제2 영역(A2)은 제1 영역(A2)의 외측을 둘러싸도록 배치될 수 있고, 제3 영역(A3)은 제2 영역(A2)의 외측을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 여기서, 제1, 제2 및 제3 영역(A1, A2, A3)이 직사각형 형상으로 설계된 것으로 나타내었으나, 이는 예시적인 것으로 삼각형, 오각형, 육각형 등의 다각형 구조나 원형 구조 등 다양한 형태가 적용될 수 있다. 이 경우, 제1 영역(A1)은 중심주파수인 200kHz의 제1 초음파 신호를 발생시키고, 제2 영역(A2)은 200kHz + 음성주파수 대역의 제2 초음파 신호를 발생시키며, 제3 영역(A3)은 중심주파수인 200kHz의 제1 초음파 신호를 발생시키도록 설정되어 있을 수 있다.
이와 달리, 제1 영역(A1)은 200kHz + 음성주파수 대역의 제1 초음파 신호를 발생시키고, 제2 영역(A2)은 중심주파수인 200kHz의 제2 초음파 신호를 발생시키며, 제3 영역(A3)은 200kHz + 음성주파수 대역의 제1 초음파 신호를 발생시키도록 설정되어 있을 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 음향 발생 유리를 초음파 스피커로 적용하기 위해, 음향 발생 유리는 제1 및 제2 초음파 신호를 발생시키는 영역이 따로 구분되도록 설계된다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 음향 발생 유리(100)는 스페이서(180)를 더 포함할 수 있다.
스페이서(180)는 상부 유리층(120) 및 하부 유리층(140) 사이에 배치되어, 상부 유리층(120)과 하부 유리층(140) 간의 일정한 간극이 발생하도록 상호 간을 이격시킨다. 이러한 스페이서(180)에 의해 상부 유리층(120)과 하부 유리층(140)의 사이에는 복수의 마이크로 캐비티(122)의 내부로 공기를 공급하기 위한 공기 채널(160)이 제공될 수 있다.
이때, 스페이서(180)는 하부 유리층(140)의 가장자리 부분에 배치될 수 있으나, 이는 예시적인 것으로 가장자리 부분과 더불어 중앙 부분에 배치될 수도 있다. 이러한 스페이서(180)는 하부 유리층(140)으로부터 돌출되는 일체형 구조를 갖는 것이 바람직하다. 이를 위해, 스페이서(180)는 하부 유리층(140)의 제조시 하부 유리층(140)의 상부 표면을 절삭 가공하는 방식에 의해 제조될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
한편, 도 6은 도 1의 상부 유리층을 확대하여 나타낸 분해 단면도이고, 도 7은 도 1의 상부 유리층을 확대하여 나타낸 결합 단면도이다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상부 유리층(120)은 제1 유리(120a), 제2 유리(120b) 및 제3 유리(120c)를 갖는 3층 구조를 가질 수 있다.
제1 유리(120a)는 3층 구조의 상부 유리층(120)의 내부 중간에 배치되며, 복수의 마이크로 캐비티(122)를 갖는다. 이때, 복수의 마이크로 캐비티(122)는 제1 유리(120a)를 절단, 펀칭, 식각 등에서 선택된 어느 하나의 방법으로 제1 유리(120a)의 일부를 제거하는 것에 의해 제조될 수 있다.
제2 및 제3 유리(120b, 120c)는 복수의 마이크로 캐비티(122)의 상부 및 하부에 각각 배치되어, 복수의 마이크로 캐비티(122)를 관통하는 복수의 관통 홀(124)을 각각 갖는다. 이때, 복수의 관통 홀(124)은 제2 및 제3 유리(120b, 120c)를 각각 절단, 펀칭, 식각 등에서 선택된 어느 하나의 방법으로 제2 및 제3 유리(120b, 120c)의 일부를 각각 제거하는 것에 의해 제조될 수 있다.
여기서, 3층 구조의 상부 유리층(120)은, 제1 유리(120a)와 제2 유리(120b) 사이와 제1 유리(120a) 및 제3 유리(120c) 사이에 부착되는 접착제(미도시)에 의해 접합될 수 있다. 이와 같이, 3층 구조의 상부 유리층(120)을 적용하게 되면, 제1, 제2 및 제3 유리(120a, 120b, 120c)에 복수의 마이크로 캐비티(122) 및 복수의 관통 홀(124)을 먼저 가공한 이후에 접착제로 상호 간을 접착시키면 되기 때문에, 제1, 제2, 제3 유리(120a, 120b, 120c)에 대한 가공이 용이하므로 복수의 마이크로 캐비티(122) 및 복수의 관통 홀(124)의 크기 및 형상을 다양하게 적용하는 것이 가능해질 수 있다.
전술한 본 발명의 제1 실시예에 따른 음향 발생 유리는 내부에 음향진동 발생이 가능한 복수의 마이크로 캐비티를 형성하고, 복수의 마이크로 캐비티의 후면에서 공급되는 공기에 의해 특정 주파수의 공명음(resonance sound)이 발생하는 현상을 이용함으로써, 특정 주파수의 공명음을 발생시켜 다양한 음향을 생성시킬 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 음향 발생 유리는 3층 구조의 상부 유리층을 적용함으로써, 제1, 제2, 제3 유리에 대한 가공이 용이하여 복수의 마이크로 캐비티 및 복수의 관통 홀의 크기 및 형상을 다양하게 적용하는 것이 가능해질 수 있다.
한편, 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 음향 발생 유리를 나타낸 단면도이고, 도 9는 도 8의 B 부분을 나타낸 확대 단면도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 음향 발생 유리(200)는 상부 유리층(220), 하부 유리층(240) 및 일렉트렛 진동판(250)을 포함한다.
상부 유리층(220)은 복수의 마이크로 캐비티(222)와, 복수의 마이크로 캐비티(222)에 연결된 복수의 관통 홀(224)을 갖는다. 이때, 상부 유리층(220)은 복수의 마이크로 캐비티(222)를 갖는 제1 유리와, 복수의 마이크로 캐비티(222)의 상부에 배치된 복수의 관통 홀(224)을 갖는 제2 유리를 포함하는 2층 구조일 수 있다.
하부 유리층(240)은 상부 유리층(220)의 하부에 배치된다. 이러한 하부 유리층(240)은 상부 유리판(220)과 상호 마주보도록 배치되며, 상호 간이 동일한 면적으로 설계될 수 있다.
일렉트렛 진동판(250)은 일렉트렛 부재(252) 및 하부 전극(254)을 포함한다.
일렉트렛 부재(252)는 상부 유리층(220)의 하부에 상부 전극(252a) 및 일렉트렛 레이어(252b)가 차례로 배치되는 2층 구조로 이루어질 수 있다.
이때, 일렉트렛 레이어(252b)은 대전이 잘되는 물질로 이루어지는 것이 바람직하며, 이를 위해 일렉트렛 레이어(252b)는 고리형 올레핀 공중합체(COC), 폴리염화비닐(PVC), 폴리에틸렌(PE), 폴리스티렌(PS), 폴리메틸 메타아크릴레이트(PMMA), 폴리이미드(PI), 폴리에테르이미드(PEI), 폴리프로필렌(PP), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 폴리우레탄(PU) 등에서 선택된 1종 이상이 이용될 수 있다.
하부 전극(254)은 일렉트렛 레이어(252b)의 하부에 배치되어 상부 전극(252a)과 대면하는 대면 전극으로 사용된다. 이에 따라, 하부 전극(254)은 하부 유리층(240) 상에 배치된다. 여기서, 상부 전극(252a) 및 하부 전극(254)은 투명 전도성 산화물로 형성될 수 있다. 투명 전도성 산화물로는 ITO (Indium Tin Oxide), IZO (Indium Zinc Oxide), GIO (Gallium Indium Oxide), GZO (Gallium Zinc Oxide), FTO (Fluorine Tin Oxide) 등에서 선택된 1종 이상이 이용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 음향 발생 유리(200)는 스페이서(280)를 더 포함할 수 있다.
스페이서(280)는 상부 유리층(220) 및 하부 유리층(240)의 최외곽 가장자리에 배치되어, 상부 유리층(220)과 하부 유리층(240) 상호 간을 안정적으로 지지한다. 이때, 일렉트렛 레이어(252b)는 스페이서(280)의 내측에 배치될 수 있다.
전술한 본 발명의 제2 실시예에 따른 음향 발생 유리는 상부 및 하부 유리층 사이에 일렉트렛 레이어와 대면 전극을 설계하는 것에 의해, 기존의 정전식 스피커(electrostatic speaker) 원리와 같이, 상부 및 하부 전극을 갖는 일렉트렛 진동판을 이용하여 외부 신호에 따라 변위를 발생시키는 것에 의해 음향을 생성할 수 있게 된다.
한편, 도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 음향 발생 유리를 나타낸 단면도이고, 도 11은 도 10의 C 부분을 나타낸 확대 단면도이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 음향 발생 유리(300)는 상부 유리층(320), 하부 유리층(340) 및 압전 필름(360)을 포함한다. 이때, 본 발명의 제3 실시예의 상부 및 하부 유리층(320, 340)은 제2 실시예의 상부 및 하부 유리층(도 6의 220, 240)과 실질적으로 동일한 구성을 가지므로, 중복 설명은 생략하도록 한다.
압전 필름(360)은 상부 유리층(320)과 하부 유리층(340) 사이에 배치된다.
도면으로 상세히 나타내지는 않았지만, 압전 필름(360)은 고분자 시트와, 고분자 시트의 일면에 부착된 제1 투명 전극과, 고분자 시트의 타면에 부착된 제2 투명 전극을 포함할 수 있다. 여기서, 제1 및 제2 투명 전극 각각은 ITO (Indium Tin Oxide), IZO (Indium Zinc Oxide), GIO (Gallium Indium Oxide), GZO (Gallium Zinc Oxide), FTO (Fluorine Tin Oxide) 등에서 선택된 1종 이상으로 형성될 수 있다.
이때, 압전 필름(360)은 필름 타입의 압전소자인 PVDF계 고분자 시트와, 고분자 시트의 일면 및 타면에 각각 부착된 제1 및 제2 투명 전극을 이용하여 변위를 발생시켜 복수의 마이크로 캐비티 내로 음압을 제공하는 것에 의해 음향을 생성할 수 있게 된다.
전술한 본 발명의 제3 실시예에 따른 음향 발생 유리는 필름 타입의 압전소자인 PVDF계 고분자 시트와, 고분자 시트의 일면 및 타면에 각각 부착된 제1 및 제2 투명 전극을 갖는 압전 필름을 매개로 변위를 발생시켜 복수의 마이크로 캐비티 내로 음압을 제공하여 음향을 생성할 수 있게 된다.
이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 기술자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형은 본 발명이 제공하는 기술 사상의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.
100 : 음향 발생 유리
120 : 상부 유리층
122 : 마이크로 캐비티
124 : 관통 홀
140 : 하부 유리층
160 : 공기 채널
180 : 스페이서
120 : 상부 유리층
122 : 마이크로 캐비티
124 : 관통 홀
140 : 하부 유리층
160 : 공기 채널
180 : 스페이서
Claims (19)
- 내부에 배치된 복수의 마이크로 캐비티와, 상기 복수의 마이크로 캐비티에 연결된 복수의 관통 홀을 갖는 상부 유리층;
상기 상부 유리층의 하부에 배치된 하부 유리층; 및
상기 상부 유리층과 하부 유리층 사이에 배치된 공기 채널; 을 포함하며,
상기 상부 유리층은 상기 복수의 마이크로 캐비티를 갖는 제1 유리와, 상기 복수의 마이크로 캐비티의 상부 및 하부에 각각 배치되어, 상기 복수의 마이크로 캐비티를 관통하는 복수의 관통 홀을 각각 갖는 제2 유리 및 제3 유리를 갖는 3층 구조이며, 상기 3층 구조의 상부 유리층은 상기 제1 및 제2 유리 사이와, 상기 제1 및 제3 유리 사이에 각각 부착된 접착제에 의해 접합된 것을 특징으로 하는 음향 발생 유리.
- 제1항에 있어서,
상기 복수의 마이크로 캐비티는
평면상으로 볼 때, 원형, 타원형 및 사각형 중 어느 하나의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 음향 발생 유리.
- 제1항에 있어서,
상기 복수의 마이크로 캐비티는
상기 복수의 관통 홀보다 큰 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 음향 발생 유리.
- 제1항에 있어서,
상기 복수의 마이크로 캐비티는
16Hz ~ 20kHz의 주파수 대역의 음향을 발생시키기 위해, 1㎛ ~ 1cm의 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 음향 발생 유리.
- 제1항에 있어서,
상기 음향 발생 유리는
중앙 부분에 배치된 제1 영역과,
상기 제1 영역의 외측 테두리 부분에 배치된 제2 영역으로 구분된 것을 특징으로 하는 음향 발생 유리.
- 제1항에 있어서,
상기 음향 발생 유리는
중앙 부분에 배치된 제2 영역과,
상기 제2 영역의 외측 테두리 부분에 배치된 제1 영역으로 구분된 것을 특징으로 하는 음향 발생 유리.
- 제5항 또는 제6항에 있어서,
상기 제1 영역은 중심주파수의 제1 초음파 신호를 발생시키고, 상기 제2 영역은 중심주파수 + 음성주파수 대역의 제2 초음파 신호를 발생시키도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 음향 발생 유리.
- 제1항에 있어서,
상기 음향 발생 유리는
중앙 부분에 배치된 제1 영역과,
상기 제1 영역의 외측을 둘러싸도록 배치된 제2 영역과,
상기 제2 영역의 외측을 둘러싸도록 배치된 제3 영역으로 구분된 것을 특징으로 하는 음향 발생 유리.
- 제8항에 있어서,
상기 제1 영역은 중심주파수의 제1 초음파 신호를 발생시키고, 상기 제2 영역은 중심주파수 + 음성주파수 대역의 제2 초음파 신호를 발생시키며, 상기 제3 영역은 상기 제1 초음파 신호를 발생시키도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 음향 발생 유리.
- 제8항에 있어서,
상기 제1 영역은 중심주파수 + 음성주파수 대역의 제1 초음파 신호를 발생시키고, 상기 제2 영역은 중심주파수의 제2 초음파 신호를 발생시키며, 상기 제3 영역은 상기 제1 초음파 신호를 발생시키도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 음향 발생 유리.
- 제1항에 있어서,
상기 음향 발생 유리는
상기 상부 유리층 및 하부 유리층 상호 간을 이격시켜 상기 공기 채널을 제공하기 위한 스페이서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 발생 유리.
- 제11항에 있어서,
상기 스페이서는
상기 하부 유리층으로부터 돌출되는 일체형 구조인 것을 특징으로 하는 음향 발생 유리.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 복수의 마이크로 캐비티와, 상기 복수의 마이크로 캐비티를 관통하는 복수의 관통 홀을 갖는 상부 유리층;
상기 상부 유리층의 하측에 배치된 하부 유리층; 및
상기 상부 유리층과 하부 유리층 사이에 배치된 압전 필름; 을 포함하며,
상기 압전 필름은 고분자 시트와, 상기 고분자 시트의 일면에 부착된 제1 투명 전극과, 상기 고분자 시트의 타면에 부착된 제2 투명 전극을 포함하고,
상기 제1 및 제2 투명 전극 각각은 ITO (Indium Tin Oxide), IZO (Indium Zinc Oxide), GIO (Gallium Indium Oxide), GZO (Gallium Zinc Oxide) 및 FTO (Fluorine Tin Oxide) 중 선택된 1종 이상의 재질을 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 발생 유리. - 삭제
- 삭제
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102031986B1 (ko) * | 2018-11-06 | 2019-10-14 | 한국세라믹기술원 | 투명 음향 스피커 및 그 제조 방법 |
| WO2020189957A1 (ko) * | 2019-03-15 | 2020-09-24 | 에코디엠랩 주식회사 | 압전 스피커 및 이의 제조방법 |
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-
2017
- 2017-04-18 KR KR1020170049849A patent/KR101783320B1/ko active IP Right Grant
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