KR101968569B1 - 이어폰 조립체 - Google Patents

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KR101968569B1
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파리스 니콜라스 상가리스
파리스 니콜라스 상가리스
스티븐 알. 그로스즈
카일 패트릭 글라벤
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슈레 애쿼지션 홀딩스, 인코포레이티드
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Abstract

인-이어 리스닝 디바이스용 이어폰 조립체 및 가청 사운드 출력의 부분을 필터링하기 위한 방법을 공개한다. 이어폰은 노즐을 수용하도록 구성되는 하우징, 하우징 내에 배치되는 음향 출력을 각각 가지는 복수의 드라이버들, 및 복수의 드라이버들 중 하나 이상으로부터 사운드 웨이브 출력의 적어도 가청 부분을 필터링하도록 구성되는, 하우징 내에 배치되는 세장형 통로를 포함한다. 본 방법은 증가되는 경로 길이를 제공하는 세장형 통로를 제공하는 단계 및 하나 이상의 드라이버로부터 사운드 출력의 부분을 음향적으로 필터링하는 세장형 통로 내에 수용되는 사운드 출력을 구성하는 하나 이상의 드라이버의 출력부를 세장형 통로에 연결시키는 단계를 포함한다.

Description

이어폰 조립체 {EARPHONE ASSEMBLY}
본 출원은 2012년 5월 22일에 출원되고 전체가 인용에 의해 포함되는 미국 출원 제 13/477874호에 대한 우선권을 주장한다.
본 출원은 사운드 재생(sound reproduction) 분야, 보다 자세하게는, 이어폰을 사용하는 사운드 재생 분야에 관한 것이다. 본 출원의 양태들은 보청기(hearing aids)로부터 고품질 오디오 리스닝 디바이스들, 소비자 리스닝 디바이스들 범위의 인-이어(in-ear) 리스닝 디바이스들용의 이어폰들에 관한 것이다.
개인용 "인-이어(in-ear)" 모니터링 시스템들은, 무대(stage) 또는 레코딩 스튜디오(recording studio)에서의 퍼포먼스(performance)들을 모니터하기 위해서 음악가들, 레코딩 스튜디오 엔지니어들, 및 라이브 사운드 엔지니어들에 의해서 사용된다. 인-이어 시스템들은 다른 무대 또는 스튜디오의 사운드들과의 경쟁없이 음악가들 또는 엔지니어들의 귀(ear)에 직접적으로 뮤직 믹스(music mix)를 전달한다. 이러한 시스템들은 기구(instrument)들 및 트랙(track)들의 밸런스 및 볼륨에 대한 증가된 제어를 음악가 또는 엔지니어에게 제공하여, 저음(lower volume) 셋팅에서 보다 양호한 음질(sound quality)을 통해 음악가 또는 엔지니어의 히어링(hearing)을 보호하도록 작동한다. 인-이어 모니터링 시스템들은 종래의 플로어 웨지(floor wedge)들 또는 스피커들에 대한 개선된 대안을 제공하여, 그 결과, 무대 및 스튜디오에서의 음악가들 및 사운드 엔지니어들의 작업 방식을 상당히 변화시켰다.
게다가, 많은 소비자들은, 그들이 음악, DVD 사운드트랙들, 팟캐스트들 또는 핸드폰 대화들을 듣는지 간에 고품질의 오디오 사운드를 소망한다. 사용자들은 사용자들의 외부 환경으로부터 주변(background ambient) 사운드들을 효과적으로 차단하는 소형의 이어폰들을 소망할 것이다.
보청기(hearing aid)들, 인-이어 시스템들 및 소비자 리스닝 디바이스들은 전형적으로 청자의 귀의 내부측에 적어도 부분적으로 결합되는 이어폰들을 사용한다. 전형적인 이어폰들은 하우징 내에 장착되는 다이나믹 무빙-코일(dynamic moving-coil) 또는 밸런스드(balanced) 아마추어 디자인 중 하나 또는 둘 이상을 갖는다. 전형적으로, 원통형 사운드 포트 또는 노즐을 통해 드라이버(들)의 출력포트로부터 사용자의 이도(ear canal)내로 사운드가 전달된다.
다수의 드라이버 이어폰들은 특히 베이스 기타 또는 베이스 드럼을 대표하는 더 낮은 주파수 범위에서 더 정확한 주파수 응답(frequency response)을 생성할 수 있다. 더 양호한 품질 사운드 출력이 특정 사운드 영역에 대한 특정한 드라이버를 최적화함에 의해 실현되는데, 이는 특정한 드라이버가 특정한 주파수 범위에 대해 구체적으로 디자인될 수 있기 때문이다. 부가적으로 멀티-드라이버(multi-driver) 이어폰들은 더 큰 볼륨 사운드를 많은 왜곡(distortion) 없이 제공할 수 있으며, 이에 의해 더 높은 데시벨(decibel) 세팅들에서 더 깨끗한 사운드를 생성한다. 그러나, 아래에 더 상세하게 논의되는 것처럼, 이어폰의 퍼포먼스 또는 사운드 품질을 최적화하도록 저주파 드라이버에 의해 생성되는 더 높은 주파수들을 필터링(filter)하는 것이 또한 바람직하다.
관련된 분야에서, 로우 패스 필터(pass filter)들로서 역할을 하는 수동 전기 방법(passive electrical method)들은 라우드 스피커(loud speaker)들에서는 일반적이다. 라우드 스피커 크로스-오버(cross-over) 디자인들은, 주로 각각의 스피커가 스프커의 효율적인 범위에서 작동하도록 그리고 특정한 주파수들을 재생(reproduce)하도록 디자인되지 않은 드라이버들에 대한 손상을 예방하도록 낮고 높은 패스 필터들을 만들기 위해 간단한 1 차 수동 전기 네트워크(network)를 종종 사용한다. 적절하게 디자인된 크로스오버들은 또한 오버랩핑(overlapping) 주파수 영역들을 재생하는 다수의 음향 소스들 사이에서 파괴적인 상태 상호작용들을 최소화시킨다. 적합하게 쌍을 이룬 낮은 및 높은 패스 필터들은 또한 드라이버들의 평행한 전기 네트워크가 소스 증폭기(source amplifier)에 대해 과도하게 낮은 로드 임피던스를 나타내는 것을 방지한다. 코일 감김들의 수에 직접적으로 관련된 인덕터의 퍼포먼스를 이용하여, 수동적인 네트워크들은 종종 로우 패스 필터들을 전자적으로 만드는 인덕터(inductor)들을 사용한다.
그러나, 멀티 드라이버 이어폰 디자인에 관하여, 로우 패스 필터링을 위한 인덕터들의 사용은 실제의 실행들에서 두 개의 중요한 장애들이 나타난다. 첫째, 많은 수의 감김들에 대한 요구는 오히려 큰 패키지(package) 사이즈를 초래한다. 둘째, 인덕터 볼륨의 유닛 당 감김의 수를 최대화시키는데 사용되는 작은 굵기 전선의 사용은 직류(DC) 저항의 상당하게 더 높은 값을 초래한다. 수용기를 갖는 전기적인 시리즈들에 위치될 때, 이러한 직류 저항은 수용기의 출력 민감도(sensitivity)의 원하지 않는 감소를 초래하며, 이는 이어폰의 사운드 품질에 악영향을 끼친다. 본원에서 공개되는 실시예들은 전술된 것과 같이 저주파 드라이버들과 연계하여 인덕터들의 사용에 대한 실제의 실행들을 극복하는 것에 목적을 둔다. 그러나, 이것은 본원에서 공개된 임의의 실시예들과 연계되어 실행될 인덕터들을 배제하지 않는다.
저주파 드라이버로부터 원하지 않는 더 높은 주파수 사운드 출력은 드라이버 출력으로부터 이어폰의 출력까지의 사운드 통로 길이(sound passage length)를 증가시킴에 의해 필터링될 수 있다. 작은 단면적의 덕트(duct) 내에 사운드의 전송 상에서 관성 또는 덕트 내에 사운드 전송 상에서 공기의 매스 로딩(mass loading)의 방지(impeding) 효과인 음향 이너턴스는 후속하는 방정식에 의해 계산될 수 있으며, ρ 0 는 공기의 밀도이고 L은 미터 단위의 튜브의 길이이고 A는 제곱 미터 단위의 튜브의 단면적이고 ω는 라디안(radian) 단위의 사운드 웨이브의 각도의 주파수이다:
Figure 112019018122198-pct00001
(kg/m4의 단위)
상기 방정식에 의해 예시되는 것처럼, 튜브의 음향 임피던스는 튜브의 길이 및 여기(excitation) 신호의 주파수 모두에 직접적으로 비례하고, 튜브의 단면적에 반비례한다. 이러한 음향 매스 요소(acoustic mass element)는 음향 압력 소스에 대한 반응성(즉, 에너지 흡수) 로드를 나타내고, 음향 매스 요소로서 전기 도메인(domain)에서 전압 소스에 대해 반응성 로드를 나타내는 유도 요소와 유사하다. 음향 도메인에서, 이러한 관성의 로드는 주파수에 대하여 선형적으로 증가하는 임피던스를 제공하며, 따라서 제 1 차 로우 패스 음향 필터 요소로서의 역할을 한다. 따라서, 저주파 드라이버에 의해 생성되는 더 높은 주파수 사운드 웨이브들에 대해 음향적으로 차별하는 효과적인 전략은 충분히 작은 튜브 단면적과 결합하여 충분히 큰 튜브 길이를 이용하는 것이다. 그러나, 이도(ear canal) 내에서 마모되는 이어폰들은 볼륨적으로 매우 작고 본 기술분야에서 통상적으로 사용되는 음향 튜빙을 위해서 이어폰 케이싱 내에서 요구되는 튜브 길이를 맞추는 것은 매우 어렵다.
예를 들어, 짧은 실리콘 튜브들은 미세한 로우 패스 음향 필터 효과를 만들거나 공진 피크를 타겟 주파수에 조율하도록 실시될 수 있다. 그러나 더 긴 튜브는 인-이어 이어폰의 작은 볼륨에서 코일링(coil)되거나 접철되는 것이 필요할 것이며, 바람직한 퍼포먼스를 달성하도록 이용될 수 없다. 비록 튜브들이 본원에서 공개되는 임의의 실시예들과 결합하여 사용될 수 있지만, 특히 멀티 드라이버 이어폰들을 위한, 지금의 이어폰 기하학적 형상을 갖는 더 높은 주파수 사운드 웨이브들의 바람직한 롤링 오프를 위한 적절한 길이를 제공하도록 튜브들을 사용하는 것은 어려운 것으로 증명된다.
본 공개물은 이어폰 드라이버 조립체들을 구현한다. 이하, 일부 양태들의 기본적인 이해를 제공하기 위해서 본 출원을 단순화시켜 요약한다. 이는 본 발명의 범주를 제한하거나 본 발명의 핵심 또는 중요한 요소들을 식별하고자 의도된 것은 아니다. 이하의 요약은 단지 하기에 제공된 더 상세한 설명에 대한 서론으로서 본 출원의 일부 컨셉들이 단순화된 형태로 존재한다.
예시적인 실시예에서, 이어폰 조립체는 하우징, 제 1 오디오 출력을 생산하도록 구성되는 제 1 드라이버, 제 2 오디오 출력을 생산하도록 구성되는 제 2 드라이버, 및 하우징과 커플링되는 노즐을 가진다. 세장형 통로는 제 1 드라이버에 연결되고 하우징 내에 보유된다. 세장형 통로는 소정의 길이와 단면적을 가지고 하우징 내의 내부에 감기는 다수의 감김을 가지는 구불구불한 경로를 포함한다. 세장형 통로의 소정의 길이와 단면적이 제 1 드라이버의 오디오 출력으로부터 사운드의 적어도 가청 부분을 필터링하기 위한 음향 필터로서 구성된다. 다른 실시예에서, 세장형 통로의 적어도 일부분이 래버린스를 형성하고, 래버린스는 복수의 층들을 포함하고, 래버린스의 층들 중 하나 또는 둘 이상은 층의 최대 표면적에 있어서 길이방향으로, 폭방향으로, 또는 이의 조합들로 연장되는 세장형 채널을 형성한다.
또 다른 예시적인 실시예에서, 이어폰 조립체는 사운드를 출력하기 위한 노즐을 수용하도록 구성되는 하우징 및 하우징 내에 배치된 출력부를 각각 가지는 복수의 드라이버들을 포함한다. 드라이버들 중 하나 이상이 노즐에 음향적으로 커플링되는 세장형 통로에 연결된다. 세장형 통로는 하우징 내에 배치되는 상이한 형태의 경로들의 네트워크로 형성된다. 세장형 통로는 각각의 X, Y 및 Z 방향으로 연장된다. 세장형 통로의 길이 및 단면적이 복수의 드라이버들 중 하나 이상으로부터 출력되는 사운드 웨이브의 적어도 가청 부분을 필터링하도록 구성된다.
또 다른 예시적인 실시예에서, 이어폰에서 음향 출력 필터링 방법이 공개된다. 본 방법은 복수의 적층된 층들로부터 세장형 통로를 형성하는 단계, 이어폰 케이싱 내에 음향 출력을 제공하도록 구성되는 세장형 통로 및 하나 이상의 드라이버를 수용하는 단계를 포함한다. 본 방법은 하나 이상의 드라이버의 출력부를 세장형 통로에 연결시키는 단계 및 하나 이상의 드라이버로부터 음향 출력의 적어도 일부분을 음향적으로 필터링하도록 세장형 통로 내에 수용되는 음향 출력을 구성하는 단계를 더 포함한다.
본 출원은 예시로서 설명되며 첨부 도면으로 제한되지 않는다.
도 1은 이어폰의 예시적인 실시예의 분해도를 도시한다.
도 2a는 도 1에서 예시적인 실시예의 부분의 전방 좌측 사시도를 도시한다.
도 2b는 도 1에서 예시적인 실시예의 또 다른 부분의 또 다른 전방 좌측 사시도를 도시한다.
도 2c는 도 2a에서 도시된 도 1의 예시적인 실시예의 부분의 전방 좌측 분해도를 도시한다.
도 3a는 도 1에서 예시적인 실시예의 또 다른 부분의 예시적인 실시예의 후방 좌측도를 도시한다.
도 3b는 도 3a의 후방 좌측 분해도를 도시한다.
도 4는 또 다른 예시적인 실시예의 분해도를 묘사한다.
도 5a는 또 다른 예시적인 실시예의 우측면도를 묘사한다.
도 5b는 도 5a의 예시적인 실시예의 전방 우측 분해도를 묘사한다.
도 6a는 이어폰 조립체를 위한 케이스의 부분의 또 다른 예시적인 실시예의 전방 우측 분해 사시도를 도시한다.
도 6b는 도 6a의 케이스의 부분의 후방 좌측 분해 사시도를 도시한다.
도 7은 4 인치 튜브 및 1 인치 튜브의 예시적인 래버린스(labyrinth)/매니폴드(manifold) 조립체의 주파수 응답들의 도표식 비교를 도시한다.
도 8은 예시적인 실시예에 대한 흐름도(flow diagram)를 도시한다.
도 1은 이어폰 조립체의 분해도를 도시한다. 이어폰(100)은 케이스(102a) 및 커버(102b)를 포함하며, 이어폰은 하우징(housing) 또는 케이싱(casing)을 함께 형성한다. 케이블(120)은 하우징에 연결되고, 통상적으로 이어폰(100)에 의해 플레이되는 것이 바람직한 오디오 신호의 형태인 입력 신호를 커넥터(109)에 제공한다. 드라이버 조립체(108)는 캐리어(106) 상의 하우징 이내에 위치될 수 있다. 캐리어(106)는 드라이버 조립체(108)를 유지한다. 커넥터(109)는 케이스(102a) 및 커버(102b)에 의해 하우징 이내의 제자리에 고정된다. 노즐 경계부(nozzle interface)(110)는 드라이버 조립체(108)를 노즐(112)에 음향적으로 연결하기 위해 제공되고, 이는 사용자에 의해 나사산 형성된 칼라(threaded collar)(114)를 통해 교체되도록 구성될 수 있다. 가이드 핀(140)은 케이스(102a) 또는 커버(102b)의 부가적인 실링(sealing)을 제공하도록 그리고 이어폰(100)의 제조에 도움이 되도록 케이스(102a) 및 커버(102b) 중 하나 상에 위치될 수 있다.
도 1, 도 2a 내지 도 2c에서 도시되는 것처럼, 드라이버 조립체(108)는 듀얼 저주파 드라이버(122), 중간-주파수 드라이버(124), 고주파 드라이버(126) 및 음향 밀봉(acoustic seal)(116)을 포함하며, 음향 밀봉은 프론(Poron®), 매니폴드(118), 래버린스(119) 및 크로스오버 플렉스(crossover flex) PCB(128)에 의해 형성될 수 있다. 드라이버(122, 124 및 126)들은 이어폰(100)을 위한 하우징 내에서 매니폴드(118) 및 래버린스(119) 상에서 서로에 인접하게 배열될 수 있다. 래버린스(119) 및 매니폴드(118)는 박스형(box-like) 또는 프리즘(prism)으로서 각각 형성될 수 있다. 래버린스(119) 및 매니폴드(118)은 함께 드라이버(122, 124, 및 126)들을 장착하기 위한 일체형 구조물을 형성할 수 있다. 특히 듀얼 저주파 드라이버(122)는 래버린스(119)의 면 상에 장착되고, 중간 주파수 드라이버(124) 및 고주파 드라이버(126)는 매니폴드(118)의 공동의 면 상에 장착될 수 있다. 일 예시적인 실시예에서, 드라이버(122, 124 및 126)들은 스파우트(spout)없이 형성될 수 있고, 이는 더 작고 더 컴팩트한 구조물을 이어폰 하우징 내에 제공한다.
래버린스(119) 및 매니폴드(118)는 듀얼 저주파 드라이버(122)로부터의 음향 출력을 수용하기 위한 세장형 통로(elongated passageway) (130)를 함께 형성하고 함께 그리고 개별적으로 음향 필터링 구조물로서의 역할을 한다. 매니폴드(118)에는 중간 주파수 드라이버(124)로부터 음향 출력을 수용하기 위한 중간 주파수 포트(132) 및 고주파 드라이버(126)로부터의 음향 출력을 수용하기 위한 고주파 포트(134)가 또한 제공된다. 각각의 세장형 통로(130), 중간 주파수 포트(132) 및 고주파 포트(134)는 래버린스(119) 및 매니폴드(118)에 의해 공동의 일체형 구조물을 공유할 수 있다.
음향 밀봉(116)에는 매니폴드 고주파 포트(134) 및 중간 주파수 포트(132)로부터의 출력들을 수용하도록 구성되는 제 1 포트(136)가 제공된다. 음향 밀봉(116)에는 또한 세장형 통로(130)로부터의 출력을 수용하도록 구성되는 제 2 포트(138)가 제공된다. 음향 밀봉(116)의 제 1 포트(136)는 고주파 드라이버(126) 및 중간 주파수 드라이버(124)를 위한 믹싱 영역(mixing area)으로서 역할을 할 수 있다. 그러나, 음향 밀봉(116)이 드라이버(122, 124, 126)들의 다양한 출력들을 믹싱하도록 그리고 이어폰의 사운드 품질을 최적화하도록 임의의 수의 상이한 방식들로 배열될 수 있는 것은 고려된다. 예를 들어, 중간 주파수 드라이버(124) 사운드 출력은 음향 밀봉(116) 안에서 듀얼 저주파 드라이버(122)로부터의 사운드 출력과 믹싱될 수 있는 것이 고려된다. 이것은 이어폰에 대한 특정한 디자인 파라미터(parameter)들에 상응할 수 있다. 드라이버의 특정한 경로에 음향 저항(resistance) 또는 댐퍼(damper)들을 추가하기 위하여 드라이버들의 경로들을 루팅(route)하는 것은 바람직할 수 있다. 예를 들어, 높은 댐핑(damping)이 저주파 드라이버 경로에서 요구될 수 있고, 중간 주파수 드라이버 및 저주파 드라이버는 유사한 댐핑을 공유할 수 있다.
래버린스(119) 및 매니폴드(118)의 예시적인 실시예는 도 3a 및 도 3b에서 도시된다. 이러한 실시예에서, 도 3b의 분해도에서 도시되는 것처럼, 래버린스(119)는 일련의 적층된 층(stacked layer)들 또는 판(plate)들(119a 내지 119f)로서 형성될 수 있다. 유사하게, 매니폴드(118)는 일련의 적층된 층들 또는 판들(118a 내지 118c)로서 형성된다. 적층된 층들은 금속 또는 다른 적합한 재료로 만들어질 수 있다.
세장형 통로(130)는 래버린스(119)를 형성하고, 매니폴드(118)를 통해 이동한다. 세장형 통로(130)는 하우징(102a, 102b) 내에 포함되는 래버린스(119) 및 매니폴드(118)를 통해 와인딩(winding)되고 트위스팅(twisting)된 감김(turn)들을 갖는 다수의 길고 미로 같은(maze-like) 채널이다. 세장형 통로(130)는 기본적으로 이어폰(100)의 제한적 볼륨 내로 절첩된(folded up) 긴 튜브로서의 역할을 한다. 세장형 통로(130) 또는 긴 경로가 음향 전송 선로(transmission line)로서의 역할을 하고, 간단히 말하면 저주파 범위에서 로우 패스 필터로서의 역할을 한다. 다시 말해, 매니폴드(118)에서의 세장형 통로(130)는 듀얼 저주파 드라이버(122)로부터의 고주파 에너지 출력을 약하게 한다.
저주파 채널(130)은 래버린스(119) 및 매니폴드(118)에서 형성된 포트들(130a, 130c, 130e, 130g 및 130i)을 갖는 층들(119a, 119c, 119e, 118a 및 118c)과 세장형 통로들(130b, 130d, 130f 및 130h)의 네트워크(network)를 갖는 층들(119b, 119d, 119f 및 118b)을 교번하여 제공함에 의해 형성된다. 각각의 포트들(130a, 130c, 130e, 130g 및 130i) 및 세장형 통로들(130b, 130d, 130f 및 130h)은 래버린스(119) 및 매니폴드(118)을 통해 이동하는 사운드에 대한 입력부 및 출력부 모두로서의 역할을 한다.
세장형 통로들(130b, 130d, 130f 및 130h)은 층들(119b, 119d, 119f 및 118b) 내로 절단되거나 형성된 세장형 채널들을 포함하고, 상기 세장형 채널들은 상기 특정한 층의 최대 표면적에 있어서 길이방향으로 그리고 폭방향으로 연장된다. 층들(119b, 119d, 119f 및 118b)은 적층된 층들의 제 1 서브셋(subset)으로 고려될 수 있고, 상이하게 형성된 세장형 통로들(130b, 130d, 130f 및 130h)과 함께 형성된다. 층들(119a, 119c, 119e, 118a 및 118c)은 적층된 층들의 제 2 서브셋으로 고려될 수 있고, 포트들(130a, 130c, 130e, 130g 및 130i)은 사운드가 적층된 층들의 각각의 제 2 서브셋을 통해 적층된 층들의 제 1 서브셋 중 접해 있는(adjoining) 하나 내로 통과하는 것을 가능하게 한다. 도 3b에서 도시되는 것처럼, 제 1 서브셋과 제 2 서브셋이 서로 사이에서 교번되도록 구성될 수 있다.
세장형 통로들(130b, 130d, 130f 및 130h)은 특정한 층 상에 이용가능한 표면적의 크기에 따라 상이한 길이들로 형성될 수 있다. 예를 들어, 매니폴드(118) 상의 층(118b)은 래버린스(119) 상의 층들(119b, 119d, 119f)보다 더 큰 표면적을 가지고, 따라서 더 긴 세장형 채널(130h)을 제공할 수 있다. 세장형 통로들(130b, 130d, 130f 및 130h)은 듀얼 저주파 드라이버(122)로부터의 이동하는 사운드에 대한 경로들 또는 통로들의 복잡한 조합을 형성한다. 세장형 통로들(130b, 130d, 130f 및 130h)들의 이러한 네트워크는 이동하는 사운드에 대한 효과적인 길이를 제공하도록 많은 상이한 구성들로 형성될 수 있다. 세장형 통로(130)는 도 3b에 그려진 것과 같은 상이한 형상들 및 배열들, 예를 들어 나선형, 파동형 등으로 불규칙적인 구불구불한 경로로서 형성될 수 있다. 세장형 통로를 달성하는 다른 형상들 및 구성들이 또한 고려된다.
더욱이, 도 3b에서 도시되는 것처럼 세장형 통로(130)는 모든 3차원들, X, Y, Z로 래버린스(119) 및 매니폴드(118)를 통해 사운드에 대한 경로를 제공한다. 또한, 세장형 통로(130)는 통로(130)에서 음향 이너턴스(inertance)의 필수량을 제공하도록 래버린스(119) 및 매니폴드(118)를 통하여 일정한 직경 또는 동일한 직경으로 형성된다. 래버린스(119) 및 매니폴드(118)에 의해 점유되는 상당한 양의 볼륨이 듀얼 저주파 드라이버(122)로부터 이동하는 사운드에 대한 경로를 제공하도록 사운드는 각각의 X, Y 및 Z 방향으로 세장형 통로(130) 내에서 이동할 것이며, 이에 의해 저주파 드라이버(122)로부터의 음향 출력을 필터링한다.
고주파 포트(134) 및 중간 주파수 포트(132)는 저주파 채널(130)으로서 유사한 방법을 사용하여 형성될 수 있다. 중간 주파수 포트(132)는 층들(118a 내지 118c)에서의 개별적인 슬롯들 또는 개구들(132a, 132b, 132c)을 형성함에 의해 매니폴드(118)의 연속적인 층들(118a 내지 118c)에서 형성될 수 있다. 유사하게, 고주파 포트(134)는 층들(118a 내지 118c)에서의 개별적인 슬롯들 또는 개구들(134a, 134b 및 134c)을 형성함에 의해 매니폴드(118)의 연속적인 층들(118a 내지 118c)에서 형성될 수 있다.
층들(119a 내지 119f 및 118a 내지 118c)은 새로운 레이져 커팅(laser cutting) 방법들에 의해 형성될 수 있으며, 이는 래버린스(119) 및 매니폴드(118)에서 정밀한 횡단면을 형성하기 위해 요구되는 엄격한 제어 및 정밀도를 허용한다. 층들(119a 내지 119f 및 118a 내지 118c)은 본원에서 설명된 기하학적 구성들 내로 형성되는 금속, 플라스틱 또는 다른 적합한 재료들로 형성될 수 있다. 래버린스(119) 및 매니폴드(118)의 개별적인 층들(119a 내지 119f 및 118a 내지 118c)은 서로 접착될 수 있거나 용접될 수 있다. 일 예시적인 실시예에서, 래버린스(119) 및 매니폴드(118)의 각각의 층은 주변부를 따른 이의 외측 모서리를 따라 레이져 용접(laser weld)될 수 있고, 이 후에 래버린스(119) 및 매니폴드(118)의 층들(119a 내지 119f 및 118a 내지 118c)은 층들의 최대 표면적에 수직한 방향으로 모서리 표면들 상에서 레이져 용접될 수 있다. 본 기술분야에 알려진 다른 기술들은 또한 래버린스(119) 및 매니폴드(118)의 개별적인 층들(119a 내지 119f 및 118a 내지 118c)을 고정시키기 위해 고려된다. 래버린스의 층들(119a 내지 119f) 및 매니폴드의 층들(118a 내지 118c)은 레이져 커팅(laser cut)될 수 있고 레이져 용접될 수 있거나 서로 접착될 수 있다. 그러나, 본 기술분야에서 알려진 래버린스(119) 및 매니폴드(118)를 형성하는 것에 대한, 마이크로 리소그래피(micro lithography), 스테레오(stereo) 리소그래피 또는 3D 프린팅(printing)과 같은 다른 방법들,이 사용될 수 있는 것도 고려된다.
도 3b에서 도시되는 것처럼 층들(119a 내지 119f 및 118a 내지 118c)에서 형성되는 것과 같이 세장형 통로(130)는 래버린스(119)의 폭 또는 길이 또는 래버린스(119) 및 매니폴드(118)를 형성하는 개별적인 층들(119a 내지 119f 및 118a 내지 118c)의 개별적인 폭들 및 길이들보다 매우 더 큰 경로 길이를 제공한다. 결과적으로, 세장형 통로들 또는 채널들(130b, 130d, 130f 및 130h)은 래버린스(119)의 유닛 볼륨당 세장형 통로(130)의 매우 증가된 길이를 제공한다.
매니폴드(118)의 디자인은 매우 적은 공간을 (볼륨적으로) 점유하고 더 높은 주파수 사운드들을 필터링하기 위한 음향 기술을 오직 사용한다. 래버린스(119) 및 매니폴드(118)에서 미로 같은 경로를 형성하는 세장형 통로(130)는 본질적으로 긴 튜브로서의 역할을 하며, 이 긴 튜브는 접철되고 인-이어 이어폰의 공간-제한적인 볼륨에 맞을 수 있다. 이어폰의 볼륨은 공간 제한적이다. 특히, 많은 구성 요소들은 이어폰 케이싱(casing) 내에 맞아야 하며, 상기에 논의된 것처럼 예를 들어 드라이버 조립체(108), 음향 밀봉(116), 노즐 경계부(110) 등 모든 것들은 이어폰 케이싱 내에 맞아야 한다.
일 예시적인 실시예에서, 래버린스(119) 내에서 세장형 통로(130)의 볼륨에 대한 길이의 비는 1.5 m-2 초과이다. 실리콘 튜빙(tubing)이 본 기술분야에서 통상적으로 사용되기 때문에, 길이 대 볼륨 비는 대략 0.27 m-2 이며, 이는 일 예시적인 실시예에서 래버린스가 통상적인 실리콘 튜브보다 거의 6 배 많은 볼륨당 사운드 통로 길이를 제공하는 것을 의미한다. 이러한 것들은 이어폰 내의 고주파 사운드의 필터링의 바람직한 양을 유리하게 제공한다.
래버린스에서 로우 패스 필터로서 세장형 통로의 효율성의 또 다른 측정은 음향 매스(mass) 대 볼륨 비이다. 음향 매스는 이너턴스로서 또한 지칭될 수 있으며, 음향 매스는 튜브들에 대해 상기에 기입된 방정식에 의해 계산될 수 있다. 본원에서 논의된 것처럼, 이어폰의 공간의 작은 양 내에서 이너턴스의 필수 양을 제공하는 것은 어렵다. 그러나, 래버린스는 대략 1.3×1013 kg/m7의 음향 매스 대 볼륨 비율을 제공함에 있어서 이것을 힘들게 극복하는 것을 보조한다. 통상적인 실리콘 튜브는 4.2×1011 kg/m7 의 음향 매스 대 볼륨 비를 제공하며, 이는 래버린스 디자인이 통상적인 실리콘 튜브가 제공할 수 있는 것보다, 주어진 볼륨에서 대략 31 배 더 큰 음향 매스를 제공할 수 있는 것을 의미한다.
도 7은 93 mm3의 볼륨을 가지는 1 인치 길이 튜브, 372 mm3의 볼륨을 가지는 4 인치 길이 튜브 및 본원에 설명된, 65 mm3 의 볼륨 및 4 인치의 효과적인 길이를 가지는 래버린스(119)/매니폴드(118) 디자인 사이의 비교를 도시한다. 그래픽은 래버린스(119)/매니폴드(118) 디자인이 매우 개선된 컷-오프(cut-off) 주파수 및 로우 패스 필터 응답을 제공할 수 있으며, 더 자세하게는 이러한 퍼포먼스 개선을 전달시킬 수 있으면서 본 기술분야에서 사용되는 통상적인 튜브에 의해 요구되는 것보다 훨씬 더 적은 볼륨을 요구한다. 매니폴드(118)을 함께 갖춘 래버린스(119)는 본 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 동등한 길이 튜브의 제 6의 볼륨에서 5배 초과의 음향 매스를 제공한다. 이것들은 330 Hz로부터 75Hz로의 컷-아웃 주파수 하향 쉬프팅(shifting downward) 및 로우 패스 필터 응답의 더 양호한 수행을 초래한다. 또한, 래버린스(119) 및 매니폴드(118) 디자인은 또한 본 기술분야에서 통상적으로 사용되는 1 인치 튜브보다 볼륨적으로 더 작고 더 양호한 로우 패스 필터 응답을 제공한다.
래버린스의 작은 단면적을 통한 음향 볼륨 속도(velocity)의 흐름과 관련된 점성의 감소들(viscous losses)은 대략 1600 Hz에서 존재하는 전송 선로 반파장(half-wavelength) 응답을 댐핑(dampen)하는 역할을 효과적으로 한다. 이러한 공진(resonance) 주파수는 전송 선로 응답 함수에서 임피던스 최소량과 일치한다. 댐핑의 부재에서, 이러한 임피던스 널(null)은 원치않은 고주파 사운드 웨이브들의 통과를 가능하게 한다. 그러나, 래버린스(119) 및 매니폴드(118)에 의해 작은 횡단면에 의해 충분한 점성 댐핑이 제공되는 경우, 이러한 고주파 사운드 웨이브들은 래버린스(119) 및 매니폴드(118) 통해 전송되는 것이 방지된다.
세장형 통로(130)는 듀얼 저주파 드라이버(122)의 음향 출력 신호들을 허용하고, 이는 오디오 신호에서 오직 저주파 콘텐트(content)에만 전용인 (멀티-드라이버 이어폰에서) 오직 저주파들만을 재생하는 것에 초점이 맞춰진다. 이것은 몇 가지의 장점들을 제공한다: (1) 저주파 콘텐트의 출력 레벨이 중간 및 저주파 옥타브 밴드(octave band)들에 독립되어 조절될 수 있으며, 이것은 하나 또는 두 개의 드라이버 시스템들에서 면밀하게 조절하는 것은 많은 경우에 어렵다 (2) 컷오프 주파수 (닐(knee))의 로우 패스 필터가 세팅될 수 있고 세장형 통로(130)의 내부 음향 경로의 기하학적 형상(단면적 및 길이)에 의해 제어될 수 있고, (3) 중간 내지 고주파 에너지를 생산하는 드라이버(들)가 더 이상 원 재료의 저주파 구성 요소들을 재생할 필요가 없으며, 이는 더 높은 주파수 구성 요소가 더 큰 저주파 편위(excursion)들의 상부에서 변조되는 상태이고 의도된대로 본래의 원 재료를 정확히 재생하지 않는 상호변조(intermodulation) 타입 왜곡들에 대한 잠재력(potential)을 감소시킨다.
일 예시적인 실시예에서, 래버린스(119)의 단면적은 0.0155＂×0.0160＂(0.0002325 제곱인치(in2))와 같은 정사각형일 수 있다. 일 실시예들에서, 장치의 세장형 통로(130)의 경로 길이는 4.23＂(107 mm)의 길이이고, 경로 폭 또는 직경은 래버린스가 집중(lumped) 음향 매스 요소로서의 역할을 하는 800 Hz까지의 범위인 주파수에서 0.015 in일 수 있으며, 이는 제 1차(first-order) 필터(옥타브 슬로프 당(per octave slope) -6dB)를 위한 바람직한 63 Hz의 컷오프 주파수(20Hz에서 -3dB 위치)를 초래한다.
대안적인 실시예들에서, 다수의 세장형 통로들은 래버린스(119) 및 매니폴드(118)에서 생성될 수 있어서 다양한 드라이버들로부터의 사운드가 필터링될 수 있다. 일 예시에서, 듀얼 저주파 드라이버(122) 및 중간 주파수 드라이버(124) 모두에는 래버린스(119) 또는 매니폴드(118)에서 연장된 길이 통로가 제공될 수 있음으로써, 더 높은 주파수 사운드가 이어폰으로부터의 바람직한 사운드 출력 특성들을 제공하도록 각각의 드라이버들로부터 필터링될 수 있다. 저주파 드라이버(122)와 유사하게, 중간 주파수 드라이버로부터 더 높은 주파수들을 롤링 오프(roll off)시키는 것은 유익할 수 있다. 이것을 달성하기 위해, 래버린스(119) 및 매니폴드(118)에서의 통로들은 더 높은 니(knee)에서 로우 패스 필터를 제공하도록 구성될 수 있거나 중간 주파수 드라이버(124)로부터 더 높은 주파수들 출력을 롤링 오프시키는 것에 초점이 맞추어질 수 있다. 중간 주파수 드라이버를 위한 음향 필터라면, (1) 개선된 주파수 응답을 제공하기 위한 고주파 드라이버(126)로 오버랩(overlap)을 감소시킬 수 있고, (2) 고주파 드라이버(126) 상에서 전기적 필터링을 사용하는 요구를 제거할 수 있고, (3) 바람직한 주파수 응답 형태에 대해 피크(peak) 주파수들을 더 낮게 쉬프팅하는 중간 주파수 드라이버(124)의 신호 경로에서 부가적인 이너턴스를 도입할 수 있다.
또 다른 대안적인 실시예에서, 래버린스(119) 및 매니폴드(118)은 함께 쇼크 흡수(shock absorbing) 장착부를 부착하기 위한 또는 케이스 부품들 또는 하우징 부품들을 함께 유지시키는 것을 보조하기 위한 장착 위치로서의 역할을 할 수 있다. 예를 들어, 래버린스(119)의 층들(119a 내지 119f) 및 매니폴드(118)의 층들(118a 내지 118c)에서 기계적인 목적들을 위한 통합 연장 특성들(integrating extending features)은 부품 복잡성(complexity) 및 비용들을 감소시킬 수 있다. 래버린스(119) 또는 매니폴드(118)의 임의의 또는 모든 층들(119a 내지 119f, 118a 내지 118c)은 a) 부품(들)의 조립을 보조하는 인덱싱 또는 키잉(keying) 특성들을 생성하는 것 b) 쇼크 장착 재료들과 통합하는 특성들, c) 하우징 내에 드라이버 부조립체를 위치시키는 것을 보조하는 기하학적(3D) 특성들, 또는 d) 장식용 목적들을 위한 미용용 또는 공업용 디자인 요소들과 같은 목적들(그러나 이에 한정되지 않음)을 위한 연장되는 다리(leg)들 또는 연결점(connecting point)들을 개발하는 이러한 목적들을 위해 이용될 수 있다.
또 다른 대안적인 실시예에서, 저항 댐핑은 저항을 증가시키고 이어폰에 대한 바람직한 사운드 출력에 따라 개별적인 드라이버 응답들을 커스터마징(customize)하도록 세장형 통로(130), 중간 주파수 포트(132), 고주파 포트(134) 및/또는 래버린스(119)의 층들(119a 내지 119f) 또는 매니폴드(118)의 층들(118a 내지 118c) 내로 추가될 수 있다.
매니폴드의 구조물 내로 통합되는 저항 댐핑의 예는 도 4에서 도시되며, 여기서 동일 참조 번호들은 동일 구성 요소들을 도 3a 및 도 3b에서 묘사되는 실시예로서 나타낸다. 매니폴드(418)가, 댐핑 기구로서의 역할을 하는 빌트인(built-in) 매트릭스(matrix)(432c)를 가지는 부가적인 층(418c)과 형성되는 것을 제외하면, 도 4에서 도시되는 예시적인 실시예는 도 3a 및 도 3b에서 도시되는 실시예와 유사하다. 도 4에서 도시되는 것처럼, (40에서 80까지 미크론(micron) 직경의) 작은 홀들[n×m]의 매트릭스(432c)가 매니폴드(418)의 층(418c)내로 형성된다. 작은 홀들의 매트릭스(432c)는 점성 댐핑 목적들을 위한 타겟 음향 저항 값을 충족하도록 디자인되고, 본원에 논의된 래버린스(419)에 사용된 이너턴스(inertance) 방법과 상이한 기구이다. 이러한 특정한 실시예에서, 중간 주파수 경로에 걸쳐 고르게 분포되는 80 미크론 직경 홀들의 9 행× 6 열(54 홀들)은 매트릭스(432c)를 형성하는데 사용된다. 이것은 중간 주파수 포트 또는 상이한 저항 값들을 갖는 경로(432a 내지 432d)를 댐핑하는 가요성(flexible) 방법을 제공한다. 또한, 래버린스(419) 및 매니폴드(418)에서 형성되는 임의의 경로(430, 432, 또는 434)들은 이러한 방법을 사용하여 독립적으로 댐핑될 수 있다.
일 예시적인 실시예에서, 층(418c)은 니켈(Nickel)의 전기적으로 형성된(eletroformed) 층일 수 있고 (대략 0.001＂두께로) 매우 얇게 형성될 수 있다. 또한, 층(418b 및 418d)들은 스테인리스 강(stainless steel)로 형성될 수 있다. 이음(seam) 용접은 더 얇은 전기적으로 형성된 층(418c)을 끼우도록 스테인리스 강 층(418b 및 418d)들을 브릿지(bridge)하기에 충분히 넓은 (대략 0.005＂) 모든 주변부 근처에 형성될 수 있다. 이것은 상이한 금속 층(418c)을 조립체 내로 고정시키고 매니폴드(418)을 형성하기 위한 단단한 통합형 구조물을 제공한다.
도 5a 및 도 5b는 래버린스(319) 및 매니폴드(318)의 또 다른 예시적인 실시예를 묘사한다. 이러한 디자인은 도 3a 및 도 3b에서 도시되고 전술한 디자인과 동일하고, 동일하게 넘버링된 구성 요소들은 이전 실시예에서 동일한 구성 요소들을 나타낸다. 그러나, 매니폴드(318)의 전방에서 최종 경로(330h)는 상이한 형태와 구성을 가진다. 또한, 저주파 출력부(330), 중간 주파수 출력부(332), 및 고주파 출력부(334)는 이어폰의 디자인에 기초한 상이한 위치들에서 배열될 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 또 다른 대안적인 실시예를 묘사하고, 여기서 내부 세장형 통로(202a, 202b)는 케이스(200) 자체에서 직접적으로 형성된다. 이러한 실시예에서, 이어폰의 케이스(200)는 증가된 경로 길이를 제공하는데 사용될 수 있고 증가된 경로 길이를 통해 하나 또는 둘 이상의 드라이버들로부터의 사운드가 이동되어야 한다. 음향 이너턴스에서 상응하는 증가는 원치않은 고주파들을 약하게 한다. 세장형 통로(202a, 202b)는 세장형 채널(202a, 202b)에서 11개의 굽힘부(bend)들과 함께 형성될 수 있음으로써, 통로(202a, 202b)의 경로는 하우징에서 180 도의 방향으로 11 번 변화시킨다. 그러나, 세장형 통로(202a, 202b)의 부가적인 형태들 및 구성들은 고려된다. 또한, 세장형 통로는 부가적인 경로 길이를 제공하는 이어폰 하우징에서 어디에서나 형성될 수 있다.
하나 또는 둘 이상의 내부 채널(202a)들이 케이스(200)의 내부 부분 상에 케이스(200)와 일체로 형성되도록 케이스(200)가 몰딩될 수 있거나 형성될 수 있다. 상응하는 채널(202b)을 갖는 커버(204)가, (도시되지 않은)노즐 내로 그리고 마침내 사용자의 이도로 들어가기 전에 하나 또는 둘 이상의 드라이버들로부터의 사운드가 이를 통해 이동하기 위한 세장형 통로(202a, 202b)를 형성하도록 케이스(200)의 내부 부분 상에 위치될 수 있다. 커버(204)에는 세 개의 정렬 핀(206)이 제공될 수 있으며, 이 정렬 핀은 케이스(200)의 내부 표면 상의 홀(208) 내에 위치되고 부착되도록 구성될 수 있다. 커버(204)가 테이프, 멤브레인(membrane), 또는 본 기술분야에서 알려진 임의의 다른 적합한 덮개(covering)로 또한 형성될 수 있다.
사운드를 케이스(200)의 내부 세장형 통로(202a, 202b)로 보내기 위해, 하나 또는 둘 이상의 드라이버들은, 내부 세장형 통로(202a, 202b)에서 케이스(200)의 내부쪽으로 외측으로 대면하도록 배열될 수 있다. 드라이버의 출력부는 입력 포트(212)에서 세장형 통로(202a, 202b)쪽으로 대면될 수 있다. 그 이후에 하나 또는 둘 이상의 드라이버들로부터의 사운드 출력이 케이스(200)에서 입력 포트(212)를 통해 세장형 채널(202a, 202b)로 보내질 수 있다. 이어폰의 부가적인 구성 요소들(예를 들어, 드라이버들, 크로스오버 플렉스(crossover flex PCB), 커넥터, 음향 밀봉, 도시되지 않은 모든 것)은 또한 케이스(200)에 배열될 수 있고 (도시되지 않은) 커버(cover)가 모든 이어폰 구성 요소들을 하우징하는 케이스(200)에 고정될 수 있다. 홀(210)은 (도시되지 않은) 노즐을 위한 케이스(200)에 제공된다.
전술된 실시예들과 같이, 이러한 배열은 또한 드라이버들 중 하나 또는 둘 이상으로부터 원하지 않은 고주파 사운드 출력을 필터링하도록 도울 수 있다. 특히, 상기 실시예들과 같이, 하우징에서의 세장형 채널(202a, 202b)의 연장된 길이는 드라이버들 중 하나 또는 둘 이상의 출력으로부터 더 높은 주파수 사운드의 바람직한 필터링을 제공할 수 있다.
본원에 개시된 예시적인 실시예들의 작동이 이제 도 1 내지 도 3b 및 도 8에서 도시되는 흐름도에 대하여 설명될 것이다. 이어폰에서 사운드 신호를 재생하기 위하여, 케이블(120)은 입력(142) 또는 모바일 장치, mp3 플레이어, 보디팩(bodypack) 전송장치 등과 같은 사운드 소스(source)로부터의 신호를 출력한다. 이후에 신호는 커넥터(109)를 통해 그리고 크로스오버 플렉스 PCB(128)로 전송된다. 크로스오버 플렉스(flex) PCB(128)는 신호를 신호의 낮은, 중간 및 높은 주파수를 부분들로 분할하고, 상응하는 듀얼 낮은 드라이버(122), 중간 주파수 드라이버(124), 또는 고주파 드라이버(126)에 신호의 낮은, 중간, 높은 주파수 부분들을 보낸다. 각각의 신호들은 드라이버들이 래버린스(119) 및 매니폴드(118)를 통해 사운드를 출력하도록 유발시킨다. 중간 및 고주파 드라이버(124 및 126)들로부터의 사운드 출력은 각각 중간 주파수 포트(132) 및 고주파 포트(134)를 지나서 매니폴드를 통해 직접적으로 출력된다. 그러나, 듀얼 저주파 드라이버(122)에 의해 출력된 사운드는 래버린스(119) 및 매니폴드(118)에서 형성되는 세장형 통로(130)를 통해 출력된다. 이후에 세장형 통로(130)의 음향 이너턴스는 필터의 코너(coner) 주파수 위에 원하지 않은 고주파들을 약하게 하는 저주파 드라이버(122)로부터 출력되는 사운드에 대한 1차 로우 패스 필터를 제공한다.
이후에 고주파 포트(134)로부터의 사운드 및 중간 주파수 포트(132)로부터의 사운드는 음향 밀봉(116)의 제 1 포트(136) 내로 출력된다. 음향 밀봉(116)의 제 1 포트(136)는 고주파 드라이버(126) 및 중간 주파수 드라이버(124)로부터의 출력들을 믹싱한다. 음향 밀봉(116)의 제 2 포트(138)는 세장형 통로(130)를 통해 듀얼 저주파 드라이버(122)로부터의 출력을 수용한다. 이후에 음향 밀봉(116)의 제 1 포트(136) 및 제 2 포트(138)로부터의 개별적인 출력들은 노즐 경계부(110) 내로 이동된다. 각각의 개별적인 출력은 노즐 경계부(110)로부터 노즐(112)로 제공된다. 노즐(112)은, 또한 사운드가 노즐(112)의 단부에 이를 때까지 출력들을 음향적으로 분리되게 출력들을 유지하도록 구성될 수 있다. 노즐(112)은 (도시되지 않은) 슬리브(sleeve)와 결합되며, 이는 사용자의 귀 내로 삽입되고 이어폰(100)을 사용자의 귀에 커플링시킨다. 노즐(112)은 사운드가 사용자의 이도 내로 직접적으로 향하도록 구성된다. 도 8에서의 흐름도는, 도 1 내지 도 5b의 실시예들에서 개시되는 이어폰을 통해 사운드가 어떻게 이동할 예정인지를 일반적으로 도표화 한다.
본 발명의 양태들은, 본 발명의 예시적 실시예들의 관점에서 설명되어 있다. 전체 명세서를 검토함으로써, 개시된 발명의 범주 및 사상 내에 있는 다양한 다른 실시예들, 개선예들 및 변형예들이 당업자들에 의해 이루어질 것이다. 예컨대, 당업자는 예시적 도면들에서 예시된 단계들이 인용된 순서 이외의 다른 순서로 실행될 수 있으며, 하나 또는 둘 이상의 예시된 단계들이 본 명세서의 양태들에 따라서 선택적일 수 있음을 예상할 것이다.

Claims (35)

  1. 이어폰 조립체로서,
    하우징;
    제 1 오디오 출력을 생산하도록 구성되는 제 1 드라이버;
    제 2 오디오 출력을 생산하도록 구성되는 제 2 드라이버;
    하우징과 커플링되는 노즐;
    상기 제 1 드라이버에 연결되고 상기 하우징 내에 보유되는 세장형 통로; 및
    상기 세장형 통로의 일부분을 형성하는 통로를 포함하는 매니폴드;를 포함하고,
    상기 세장형 통로는 소정의 길이와 단면적을 가지고 상기 하우징 내의 내부에 감기는 다수의 감김(turn)들을 가지는 구불구불한 경로를 포함하며, 상기 세장형 통로의 소정의 길이와 단면적이 제 1 드라이버의 오디오 출력으로부터 사운드의 적어도 가청 부분을 필터링하기 위한 음향 필터로서 구성되고,
    상기 세장형 통로의 적어도 일부분이 래버린스를 형성하고,
    상기 래버린스는 복수의 층들을 포함하고,
    상기 래버린스의 층들 중 하나 또는 둘 이상은 층의 최대 표면적에 있어서 길이방향으로, 폭방향으로, 또는 이의 조합들로 연장되는 세장형 채널을 형성하고,
    상기 매니폴드는 복수의 층들을 포함하고, 상기 매니폴드의 층들 중 하나 또는 둘 이상은 세장형 채널을 형성하고, 매니폴드의 층들 중 하나 또는 둘 이상의 층에 형성된 세장형 채널은 래버린스의 층들 중 하나 또는 둘 이상의 층에 형성된 세장형 채널의 길이보다 더 큰 길이인,
    이어폰 조립체.
  2. 이어폰 조립체로서,
    하우징;
    제 1 오디오 출력을 생산하도록 구성되는 제 1 드라이버;
    제 2 오디오 출력을 생산하도록 구성되는 제 2 드라이버;
    하우징과 커플링되는 노즐;
    제 1 드라이버에 연결되고 하우징 내에 보유되는 세장형 통로; 및
    상기 세장형 통로의 일부분을 형성하는 통로를 포함하는 매니폴드;를 포함하고,
    상기 세장형 통로는 소정의 길이와 단면적을 가지고 상기 하우징 내의 내부에 감기는 다수의 감김(turn)들을 가지는 구불구불한 경로를 포함하며, 상기 세장형 통로의 소정의 길이와 단면적이 상기 제 1 드라이버의 오디오 출력으로부터 사운드의 적어도 가청 부분을 필터링하기 위한 음향 필터로서 구성되고,
    상기 세장형 통로의 적어도 일부분이 래버린스를 형성하고,
    상기 래버린스는 복수의 층들을 포함하고,
    상기 래버린스의 층들 중 하나 또는 둘 이상은 층의 최대 표면적에 있어서 길이방향으로, 폭방향으로, 또는 이의 조합들로 연장되는 세장형 채널을 형성하고,
    상기 매니폴드는 제 2 드라이버로부터 직접적으로 사운드를 수용하기 위한 부가적인 통로를 더 포함하고, 제 2 드라이버는 제 1 드라이버보다 더 높은 주파수 사운드를 출력하도록 구성되는,
    이어폰 조립체.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    하나 또는 둘 이상의 층들의 세장형 채널이 파동형 또는 나선형 형태로 형성되는,
    이어폰 조립체.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    댐핑 기구가 매니폴드에 제공되고, 상기 댐핑 기구는 매니폴드를 형성하는 층 내로 형성되는 복수의 홀들을 포함하는,
    이어폰 조립체.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 세장형 통로의 형태의 적어도 일부분은 나선형 또는 파동형인,
    이어폰 조립체.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 세장형 통로는 하우징의 부분 내에 일체적으로 형성되는,
    이어폰 조립체.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 세장형 통로는 일정한 직경을 가지는,
    이어폰 조립체.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 래버린스는 프리즘의 형태로 형성되는,
    이어폰 조립체.
  9. 이어폰 조립체로서,
    사운드를 출력하기 위한 노즐을 수용하도록 구성되는 하우징; 및
    상기 하우징 내에 배치된 출력부를 각각 가지는 복수의 드라이버들;을 포함하며,
    상기 드라이버들 중 하나 이상이 노즐에 음향적으로 커플링된 세장형 통로에 연결되고, 상기 세장형 통로는 하우징 내에 배치되는 상이한 형태의 경로들의 네트워크로 형성되고, 상기 세장형 통로는 각각의 X, Y, Z 방향들로 연장되고, 상기 세장형 통로의 길이 및 단면적이 복수의 드라이버들 중 하나 이상으로부터 출력되는 사운드 웨이브의 적어도 가청 부분을 필터링하도록 구성되고,
    상기 세장형 통로의 적어도 일부분은 래버린스를 형성하고,
    상기 래버린스는 복수의 층들을 더 포함하고,
    상기 래버린스의 층들 중 하나 또는 둘 이상의 층 상에, 층의 최대 표면적에 있어서 길이방향으로, 폭방향으로, 또는 이의 조합들로 연장되는 세장형 채널이 형성되고,
    상기 이어폰 조립체는 매니폴드를 더 포함하고, 상기 매니폴드는 세장형 통로의 적어도 일부분을 제공하는 경로를 제공하고,
    상기 매니폴드는 복수의 층들을 포함하고, 상기 매니폴드의 층들 중 하나 또는 둘 이상은 세장형 채널을 형성하고, 상기 매니폴드의 층들 중 하나 또는 둘 이상의 층에 형성되는 세장형 채널은 래버린스의 층들 중 하나 또는 둘 이상의 층에 형성되는 세장형 채널의 길이보다 더 큰 길이인,
    이어폰 조립체.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 세장형 통로의 경로의 적어도 일부분은 파동형 또는 나선형 형태를 포함하는,
    이어폰 조립체.
  11. 제 9 항에 있어서,
    댐핑 기구가 매니폴드에 제공되고, 상기 댐핑 기구는 매니폴드를 형성하는 층 내로 형성되는 복수의 홀들을 포함하는,
    이어폰 조립체
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 래버린스는 프리즘의 형태로 형성되는,
    이어폰 조립체.
  13. 이어폰에서의 음향 출력 필터링 방법으로서,
    복수의 적층된 층들로부터 세장형 통로를 형성하는 단계;
    세장형 통로 및 이어폰 케이싱 내에 음향 출력을 제공하도록 구성된 하나 이상의 드라이버를 수용하는 단계;
    하나 이상의 드라이버의 출력부를 세장형 통로에 연결시키고, 하나 이상의 드라이버로부터 음향 출력의 적어도 일부분을 음향적으로 필터링하도록 세장형 통로 내에 수용되는 음향 출력을 구성하는 단계;
    매니폴드를 제공하는 단계; 및
    일련의 적층된 층들로부터 상기 매니폴드를 형성하는 단계;를 포함하고,
    상기 세장형 통로는 부분적으로 매니폴드 내에 형성된,
    이어폰에서의 음향 출력 필터링 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    복수의 적층된 층들 및 통로는 래버린스를 형성하고, 적층된 층들의 제 1 서브셋은 상이한 형태들로 형성되는 통로들을 가지는,
    이어폰에서의 음향 출력 필터링 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    적층된 층들의 제 2 서브셋은 사운드가 각각의 적층된 층들의 제 2 서브셋을 통해 적층된 층들의 제 1 서브셋 중 접해 있는 하나 내로 통과하는 것을 가능하게 하는 홀들을 가지는,
    이어폰에서의 음향 출력 필터링 방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    적층된 층들을 함께 레이져 용접하는 단계를 더 포함하는,
    이어폰에서의 음향 출력 필터링 방법.
  17. 제 15 항에 있어서,
    복수의 적층된 층들은 제 1 및 제 2 서브셋들의 교번하는 층들을 포함하는,
    이어폰에서의 음향 출력 필터링 방법.
  18. 제 13 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 드라이버는 저주파 드라이버이고, 상기 세장형 통로는 저주파 드라이버로부터 고주파 사운드를 필터링하도록 구성되는,
    이어폰에서의 음향 출력 필터링 방법.
  19. 제 13 항에 있어서,
    매니폴드를 형성하는 층에 복수의 홀들을 제공하는 것에 의해 매니폴드에 댐핑 기구를 제공하는 단계를 더 포함하는,
    이어폰에서의 음향 출력 필터링 방법.
  20. 제 13 항에 있어서,
    상기 세장형 통로의 경로의 적어도 일 부분을 파동형 또는 나선형 형태로서 형성하는 단계를 더 포함하는,
    이어폰에서의 음향 출력 필터링 방법.
  21. 제 13 항에 있어서,
    상기 세장형 통로가 각각의 X, Y 및 Z 방향들로 연장되도록 세장형 통로를 형성하는 단계를 더 포함하는,
    이어폰에서의 음향 출력 필터링 방법.
  22. 제 13 항에 있어서,
    상기 매니폴드가 3D 프린팅에 의해 형성되는,
    이어폰에서의 음향 출력 필터링 방법.
  23. 제 13 항에 있어서,
    상기 매니폴드가 마이크로 리소그래피에 의해 형성되는,
    이어폰에서의 음향 출력 필터링 방법.

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