KR102091112B1 - 마이크로폰 및 이의 패키징 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일실시예는 감도성능 및 방수성능이 향상된 마이크로폰 및 이의 패키징 방법을 제공한다. 여기서, 마이크로폰은 하우징부, 어댑터부, 변환부, 방수막부, 고정부 그리고 캡부를 포함한다. 하우징부는 내측에 수용공간을 가지고, 일단부가 개방 형성된다. 어댑터부는 하우징부의 일단부에 결합되고, 수용공간과 연결되도록 축방향으로 관통 형성되는 설치공간을 가진다. 변환부는 설치공간 및 수용공간에 구비되고, 음향을 전기신호로 변환한다. 방수막부는 일측면이 어댑터부의 일단부에 밀착되어 설치공간을 막는다. 고정부는 방수막부의 타측면에 밀착되고 방수막부를 어댑터부의 일단부에 가압하여 고정시킨다. 캡부는 어댑터부에 결합되고, 내측에 수용되는 고정부를 방수막부 방향으로 가압하며, 일단부에는 음향이 유입되는 개구홀이 형성된다.

Description

마이크로폰 및 이의 패키징 방법{MICROPHONE AND METHOD OF PACKAGING THE SAME}

본 발명은 마이크로폰 및 이의 패키징 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 감도성능 및 방수성능이 향상된 마이크로폰 및 이의 패키징 방법에 관한 것이다.

마이크로폰은 음향을 전기신호로 변환하는 장치이다.

최근 산업체나 사회기반 시설 등에서 안전 진단, 상태 모니터링, 보안의 목적으로 음향을 수집, 분석하는 사례가 증가하고 있으며 이러한 음향 수집에 가장 보편적으로 사용되는 센서로서 마이크로폰을 사용하고 있다.

이중 일렉트렛 콘덴서 마이크로폰(Electret Condenser Microphone)은 일렉트렛 효과에 의해 고분자막에 전하를 유지함으로써, 분극 직류 고전압을 제공하지 않아도 되는 장점이 있다.

종래의 일렉트렛 콘덴서 마이크로폰에서, 음향센서는 다이어프램과 그에 대향하는 백플레이트를 가진다. 그리고, 음향 음압에 의한 다이어프램의 운동은 다이어프램과 백플레이트 사이의 정전용량 변화로 감지된다. 이를 위해 통상적으로 수십 또는 수백 볼트의 전압을 외부적으로 인가되어 분극 전압으로 사용된다.

한편, 마이크로폰은 수분, 분진과 같은 마이크로폰의 성능에 악영향을 미치는 요소들에 노출된 환경에 설치되는 경우가 많기 때문에 이에 대한 내환경 기능이 요구된다. 특히, 일렉트렛 콘덴서 마이크로폰은 하전된 고분자막을 사용하므로 온도 및 습도에 취약한 면이 있다.

따라서 일렉트렛 콘덴서 마이크로폰을 포함하는 마이크로폰에는 온도 및 습도가 많은 현장에서도 성능이 보장될 수 있도록 방수패키징이 구비된다.

그러나, 종래의 방수패키징은 음파의 통과가 어려울 정도의 밀봉이 이루어지기 때문에 상당한 감도 성능의 저하가 일어날 수 있는 문제점이 있다.

대한민국 공개특허공보 제2008-0056441호(2008. 06. 23. 공개)

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 감도성능 및 방수성능이 향상된 마이크로폰 및 이의 패키징 방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 내측에 수용공간을 가지고, 일단부가 개방 형성되는 하우징부; 상기 하우징부의 일단부에 결합되고, 상기 수용공간과 연결되도록 축방향으로 관통 형성되는 설치공간을 가지는 어댑터부; 상기 설치공간 및 상기 수용공간에 구비되고, 음향을 전기신호로 변환하는 변환부; 일측면이 상기 어댑터부의 일단부에 밀착되어 상기 설치공간을 막는 방수막부; 상기 방수막부의 타측면에 밀착되고 상기 방수막부를 상기 어댑터부의 일단부에 가압하여 고정시키는 고정부; 그리고 상기 어댑터부에 결합되고, 내측에 수용되는 상기 고정부를 상기 방수막부 방향으로 가압하며, 일단부에는 음향이 유입되는 개구홀이 형성되는 캡부를 포함하는 마이크로폰을 제공한다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 방수막부는 확장형 폴리테트라플루오로에틸렌(ePTFE)으로 형성되는 멤브레인일 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 어댑터부의 일단부에는 상기 방수막부가 안착되도록 상기 방수막부에 대응되는 형상으로 안착홈이 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 방수막부의 일측면 및 상기 안착홈의 사이에는 제1방수접착제가 마련될 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 방수막부 및 상기 고정부의 사이에는 제2방수접착제가 마련될 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 어댑터부의 외주면에는 제1나사부가 형성되고, 상기 캡부의 내주면에는 상기 제1나사부와 나사 결합되는 제2나사부가 형성되어 상기 캡부는 상기 어댑터부에 탈착될 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 캡부의 내측에 구비되고, 상기 캡부가 상기 어댑터부에 결합되면 상기 고정부에 의해 가압되어 상기 개구홀을 막도록 고정되는 방수메시부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 개구홀은 상기 캡부와 동심을 가지도록 형성되되 상기 캡부의 지름보다 작은 지름을 가지도록 형성되고, 상기 캡부는 상기 개구홀 가장자리를 따라 형성되는 걸림플랜지를 가지며, 상기 방수메시부는 상기 캡부의 내측에서 상기 걸림플랜지에 밀착되는 밀착플랜지와, 상기 개구홀을 통해 상기 캡부의 외측으로 돌출되는 커버돔을 가질 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 개구홀은 상기 캡부와 동심을 가지도록 형성되되 상기 캡부의 지름보다 작은 지름을 가지도록 형성되고, 상기 캡부는 상기 개구홀 가장자리를 따라 형성되는 걸림플랜지를 가지며, 상기 방수메시부는 상기 캡부의 내측에서 상기 걸림플랜지에 밀착되는 평판형으로 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 방수메시부는 표면에 마련되는 발수층을 더 가질 수 있다.

한편, 상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 내측에 수용공간을 가지고, 일단부가 개방 형성되는 하우징부를 마련하고, 상기 수용공간과 연결되도록 축방향으로 관통 형성되는 설치공간을 가지는 어댑터부를 상기 하우징부의 일단부에 결합하는 어댑터부 결합단계; 음향을 전기신호로 변환하는 변환부를 상기 설치공간 및 상기 수용공간에 위치시키는 변환부 마련단계; 일측면이 상기 어댑터부의 일단부에 밀착되어 상기 설치공간을 막도록 방수막부를 부착시키는 방수막부 부착단계; 상기 방수막부의 타측면에 고정부를 밀착시켜 상기 방수막부를 상기 어댑터부의 일단부에 가압하여 고정시키는 고정부 밀착단계; 그리고 내측에 수용되는 상기 고정부가 상기 방수막부 방향으로 가압되도록 음향이 유입되는 개구홀이 형성되는 캡부를 상기 어댑터부에 결합하는 캡부 결합단계를 포함하는 마이크로폰의 패키징 방법을 제공한다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 캡부 결합단계에서, 상기 캡부의 내측에 방수메시부를 더 위치시키고, 상기 캡부가 상기 어댑터부에 결합되면 상기 방수메시부가 상기 고정부에 의해 가압되어 상기 개구홀을 막으면서 고정되도록 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 마이크로폰은 방수메시부 및 방수막부에 의한 2중 방수 및 방진 기능을 가질 수 있으면서도, 우수한 감도를 가질 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 방수막부 및 방수메시부에 먼지가 쌓이게 되면 감도가 저하될 수 있기 때문에, 방수막부 및 방수메시부는 오염, 파손, 정비 등의 이유로 교체될 필요성이 있는데, 본 발명에 따르면, 캡부가 어댑터부와 나사 결합되어 탈착이 가능하기 때문에, 방수막부 및 방수메시부의 교체 작업이 용이하게 이루어질 수 있다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로폰을 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로폰을 나타낸 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로폰을 나타낸 단면예시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로폰의 방수메시부의 예를 나타낸 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로폰의 방수시험 후 감도 및 위상 측정 결과를 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로폰의 방진시험 후 감도 및 위상 측정 결과를 나타낸 그래프이다.
도 7은 종래의 방수, 방진용 메시를 장착한 마이크로폰의 방수시험 후 감도 및 위상 측정 결과를 나타낸 그래프이다.
도 8은 종래의 방수, 방진용 메시를 장착한 마이크로폰의 방진시험 후 감도 및 위상 측정 결과를 나타낸 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로폰의 패키징 방법을 나타낸 흐름도이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 “연결(접속, 접촉, 결합)”되어 있다고 할 때, 이는 “직접적으로 연결”되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 “간접적으로 연결”되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로폰을 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로폰을 나타낸 분해사시도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로폰을 나타낸 단면예시도이다.

도 1 내지 도 3에서 보는 바와 같이, 마이크로폰은 하우징부(100), 어댑터부(200), 변환부(300), 방수막부(400), 고정부(500) 그리고 캡부(600)를 포함할 수 있다.

하우징부(100)는 내측에 수용공간(110)을 가질 수 있으며, 일단부는 개방 형성될 수 있다.

어댑터부(200)는 하우징부(100)의 일단부에 결합될 수 있다. 어댑터부(200)는 축방향으로 관통 형성되는 설치공간(210)을 가질 수 있으며, 어댑터부(200)가 하우징부(100)의 일단부에 결합되면, 설치공간(210)은 수용공간(110)과 연결될 수 있다. 그리고, 어댑터부(200) 일단부의 외주면에는 제1나사부(230)가 형성될 수 있다.

변환부(300)는 음향을 전기신호로 변환할 수 있으며 하우징부(100)의 수용공간(110) 및 어댑터부(200)의 설치공간(210)에 구비될 수 있다.

변환부(300)는 기판(310), 소자(320) 및 증폭기(330)를 가질 수 있다.

기판(310)은 인쇄회로기판(PCB)일 수 있으며, 소자(320)는 음향센서 소자일 수 있다.

증폭기(330)는 전치증폭기일 수 있으며, 기판(310)에는 주 증폭기가 실장될 수 있다.

기판(310)에는 신호선(340)이 전기적으로 연결될 수 있으며, 신호선(340)은 하우징부(100)의 타단부 방향으로 연장될 수 있다.

하우징부(100)의 타단부에는 커넥터(350)가 구비될 수 있으며, 신호선(340)은 커넥터(350)와 전기적으로 연결될 수 있다. 커넥터(350)는 SMB 커넥터일 수 있다.

방수막부(400)는 일측면이 어댑터부(200)의 일단부에 밀착될 수 있다. 어댑터부(200)의 일단부에는 방수막부(400)가 안착되도록 방수막부(400)에 대응되는 형상으로 안착홈(220)이 형성될 수 있다. 방수막부(400)가 안착홈(220)에 안착되면, 방수막부(400)는 설치공간(210)을 막을 수 있다.

방수막부(400)는 확장형 폴리테트라플루오로에틸렌(ePTFE)으로 형성되는 멤브레인일 수 있다.

확장형 폴리테트라플루오로에틸렌(ePTFE) 소재는 소수성 및 소유성을 가질 수 있으며, 높은 기류속도 및 고온에도 안정성을 가질 수 있다. 확장형 폴리테트라플루오로에틸렌(ePTFE)으로 형성되는 방수막부(400)는 고온(IEC 60028-2-2: 125 ℃), 습도(IEC 60068-2-78: 85°C, 85% 상대 습도)에서 1,000 hours의 내구성을 가질 수 있다.

그리고, 확장형 폴리테트라플루오로에틸렌(ePTFE)으로 형성되는 방수막부(400)는 기공을 가질 수 있으며, 이에 따라 음향이 통과할 수 있도록 통기성을 가질 수 있다. 방수막부(400)는 음향의 주파수 및 감도에 따라 적절한 크기 범위의 기공을 가지도록 형성됨이 바람직한데, 음향의 주파수는 마이크로폰이 설치되는 환경에 따라 다를 수 있을 것이다.

또한, 확장형 폴리테트라플루오로에틸렌(ePTFE)으로 형성되는 방수막부(400)는 기공 밀도, 음향 임피던스 등이 적합하여 음향 감도(Magnitude)의 손실이 적고 위상(Phase)의 차이가 적을 수 있다.

그리고, 확장형 폴리테트라플루오로에틸렌(ePTFE)으로 형성되는 방수막부(400)는 방진 및 방수기능을 가질 수 있다. 즉, 방수막부(400)의 기공은 음향은 통과되도록 하되, 수분은 통과하지 못하도록 하는 크기로 형성됨이 바람직하다. 일 예로, 방수막부(400)는 IP54등급을 만족할 수 있다. 그리고 방수막부(400)는 0.31 내지 0.33mm의 두께를 가질 수 있다.

방수막부(400)가 어댑터부(200)에 견고하게 고정될 수 있도록, 방수막부(400)는 제1방수접착제(410)에 의해 어댑터부(200)에 접착될 수 있다.

제1방수접착제(410)는 실리콘 소재로 형성될 수 있다.

또한, 제1방수접착제(410)는 방수막부(400)의 일측면 및 안착홈(220)의 사이에 마련될 수 있다. 즉, 제1방수접착제(410)는 링 형태로 마련될 수 있으며, 음향은 방수막부(400)의 중앙을 통해 설치공간(210)으로 이동되어 변환부(300)의 소자(320)에 전달될 수 있다.

고정부(500)는 방수막부(400)의 타측면에 밀착될 수 있다.

고정부(500)는 중앙에 축방향으로 관통 형성되는 음향통과공(510)을 가질 수 있다.

또한, 고정부(500)는 방수막부(400)에 밀착되는 일측면에 가압단(520)이 돌출 형성될 수 있다. 가압단(520)은 어댑터부(200)의 안착홈(220)에 대응되도록 형성될 수 있다. 따라서, 방수막부(400)의 두께가 안착홈(220)의 깊이보다 얇은 경우, 방수막부(400)가 안착홈(220)에 삽입된 상태에서 가압단(520)도 안착홈(220)으로 삽입될 수 있다.

가압단(520)이 안착홈(220)에 삽입되면, 고정부(500), 방수막부(400) 및 어댑터부(200)는 동심을 가지는 상태로 정렬될 수 있으며, 고정부(500)는 방수막부(400)를 안착홈(220)에 가압하여 고정시킬 수 있다.

고정부(500) 및 방수막부(400)가 견고하게 고정될 수 있도록, 고정부(500) 및 방수막부(400)는 제2방수접착제(420)에 의해 서로 접착될 수 있다.

제2방수접착제(420)는 실리콘 소재로 형성될 수 있다.

제1방수접착제(410)와 마찬가지로 제2방수접착제(420)도 링 형태로 마련될 수 있으며, 음향은 고정부(500)의 음향통과공(510)을 통해 방수막부(400)로 전달될 수 있다.

캡부(600)는 어댑터부(200)에 결합될 수 있다. 캡부(600)는 내측에 캡홈(601)을 가질 수 있으며, 캡부(600)의 일단부 중앙에는 개구홀(610)이 관통 형성될 수 있다.

개구홀(610)은 캡부(600)와 동심을 가지도록 형성되되, 캡부(600)의 지름보다 작은 지름을 가지도록 형성될 수 있다. 따라서, 캡부(600)는 개구홀(610) 가장자리를 따라 형성되는 걸림플랜지(620)를 가질 수 있다.

그리고, 캡부(600)의 내주면에는 제2나사부(630)가 형성될 수 있다. 제2나사부(630)는 어댑터부(200)에 형성되는 제1나사부(230)에 대응되도록 형성될 수 있으며, 제2나사부(630) 및 제1나사부(230)는 나사결합될 수 있다.

캡부(600)가 어댑터부(200)와 나사 결합되면, 고정부(500)는 캡부(600)의 캡홈(601)에 위치될 수 있으며, 걸림플랜지(620)는 고정부(500)를 방수막부(400) 방향으로 가압할 수 있다. 즉, 캡부(600)는 어댑터부(200)에 결합되면서, 고정부(500) 및 방수막부(400)를 어댑터부(200) 방향으로 가압하여 고정부(500), 방수막부(400) 및 어댑터부(200)가 밀착 고정되도록 할 수 있다.

나아가, 마이크로폰은 방수메시부(700)를 더 포함할 수 있다.

방수메시부(700)는 메시(Mesh) 형태로 이루어질 수 있으며, 캡부(600)의 내측에 구비될 수 있다.

방수메시부(700)의 메시는 음향은 통과되도록 하되, 수분은 통과하지 못하도록 하는 크기로 형성됨이 바람직하다. 방수메시부(700)는 방수막부(400)와 동일한 음향의 주파수 및 감도 범위의 조건에 맞도록 형성될 수 있다.

방수메시부(700)는 일차적인 방수 및 방진 기능과 함께, 변환부를 보호하는 기능을 가질 수 있다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로폰의 방수메시부의 예를 나타낸 예시도인데, 도 4의 (a)는 도 2 및 도 3에 도시되는 방수메시부(700)와 캡부(600)가 결합된 상태를 나타낸 것이다.

도 2 내지 도 4의 (a)에서 보는 바와 같이, 방수메시부(700)는 밀착플랜지(710) 그리고 커버돔(720)을 가질 수 있다.

밀착플랜지(710)는 캡부(600)의 내측에서 걸림플랜지(620)에 밀착될 수 있다.

커버돔(720)은 캡부(600)의 개구홀(610)을 통해 캡부(600)의 외측으로 돌출될 수 있다.

캡부(600)가 어댑터부(200)에 결합되면, 밀착플랜지(710)는 고정부(500) 및 걸림플랜지(620)의 사이에서 가압되어 고정될 수 있으며, 이를 통해, 방수메시부(700)도 견고하게 고정될 수 있다.

방수메시부(700)의 더욱 견고한 결합을 위해, 밀착플랜지(710) 및 걸림플랜지(620)의 사이에는 제3방수접착제(430)가 더 구비될 수 있다. 제3방수접착제(430)는 실리콘 소재로 형성될 수 있으며, 제1방수접착제(410)와 마찬가지로 제3방수접착제(430)도 링 형태로 마련될 수 있다.

방수메시부(700)는 발수층을 더 가질 수 있으며, 발수층은 방수메시부(700)의 표면에 마련될 수 있다.

방수메시부(700)는 개구홀(610)을 막아 방수 및 방진 효과가 더욱 증가되도록 할 수 있다.

한편, 도 4의 (b)에서 보는 바와 같이, 방수메시부(700a)는 평판형으로 형성될 수 있으며, 방수메시부(700a)의 가장자리부분은 걸림플랜지(620)에 밀착될 수 있다.

이러한 형태의 방수메시부(700,700a)는 헬름홀츠 공진이 발생하지 않도록 할 수 있다.

마이크로폰이 방수메시부(700)를 더 포함하게 되면, 마이크로폰은 방수메시부(700) 및 방수막부(400)에 의한 2중 방수 및 방진 기능을 가질 수 있다. 방수막부(400) 및 방수메시부(700)에 먼지가 쌓이게 되면 감도가 저하될 수 있기 때문에, 방수막부(400) 및 방수메시부(700)는 오염, 파손, 정비 등의 이유로 교체될 필요성이 있는데, 본 발명에 따르면, 캡부(600)가 어댑터부(200)와 나사 결합되어 탈착이 가능하기 때문에, 방수막부(400) 및 방수메시부(700)의 교체 작업은 용이하게 이루어질 수 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 마이크로폰의 방수 시험 및 방진 시험 후 실시된 감도 및 위상 특성 결과에 대해서 설명한다.

먼저, 마이크로폰의 방수 시험은 총 12개의 물 분사노즐을 ±60 °의 분사각도(총 120 °)로 회전시키면서 물을 분사하여 진행되었으며, IPX3등급의 방수시험이 수행되었다.

시험절차는 방수시험 전에 음향센서의 감도 및 위상을 0.05 KHz~10 kHz의 주파수 대역에서 측정한 다음, 방수시험을 실시하고, 즉시 음향 특성시험을 실시하여 비교하였다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로폰의 방수시험 후 감도 및 위상 측정 결과를 나타낸 그래프인데, 도 5의 (a)는 감도 측정 결과를 나타낸 것이고, 도 5의 (b)는 위상 측정 결과를 나타낸 것이다.

도 5의 (a)에서 보는 바와 같이, 시험전 감도(A1)는 -8.71 dB re 1 V/Pa, 5.00 mV/Pa(at 251.6 Hz)이고, 시험후 감도(A2)는 -8.61 dB re 1 V/Pa, 5.12 mV/Pa(at 251.6 Hz)였으며, 따라서, 감도차이는 0.1dB였다.

그리고, 도 5의 (b)에서 보는 바와 같이, 시험전 위상(B1)은 -5.96° (at 251.6 Hz)이고, 시험후 위상(B2) -5.76° (at 251.6 Hz)였으며, 따라서, 위상차이는 0.2° 였다.

통상적으로, 방수시험 전, 후의 감도 차이가 0.5dB 이내이고, 위상 차이는 ± 3° 이내이면 양호한 품질로 판정할 수 있는데, 본 실시예의 IPX3등급 방수시험 전, 후의 감도 및 위상 특성의 측정 데이터를 분석한 결과, 주파수 대역 50 Hz ~ 10 kHz에서 센서의 감도 차이는 시험 전후 0.1 dB 이고, 위상 차이는 ± 0.2°로 우수함을 확인하였다.

다음으로, 마이크로폰의 방진시험은 방진시험 측정장비를 사용하였으며, 먼지 입자를 분사하여 IP5X등급의 방진시험이 수행되었다.

시험절차는 방진시험 전에 음향센서의 감도 및 위상을 0.05 KHz~10 kHz의 주파수 대역에서 측정한 다음, 방진시험을 실시하고, 즉시 음향 특성시험을 실시하여 비교하였다.

본 특성시험에 사용된 기준 마이크로폰의 성능사양은 도 5를 참조로 설명한 실험에 사용된 마이크로폰과 동일하다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로폰의 방진시험 후 감도 및 위상 측정 결과를 나타낸 그래프인데, 도 6의 (a)는 감도 측정 결과를 나타낸 것이고, 도 6의 (b)는 위상 측정 결과를 나타낸 것이다.

도 6의 (a)에서 보는 바와 같이, 시험전 감도(C1)는 -10.87 dB re 1 V/Pa, 3.99 mV/Pa(at 251.6 Hz)이고, 시험후 감도(C2)는 -10.96 dB re 1 V/Pa, 3.86 mV/Pa(at 251.6 Hz)였으며, 따라서, 감도차이는 0.09dB였다.

그리고, 도 6의 (b)에서 보는 바와 같이, 시험전 위상(D1)은 -3.65° (at 251.6 Hz)이고, 시험후 위상(D2) -3.57° (at 251.6 Hz)였으며, 따라서, 위상차이는 0.08 ° 였다.

통상적으로, 방진시험 전, 후의 감도 차이가 0.5dB 이내이고, 위상 차이는 ± 3° 이내이면 양호한 품질로 판정할 수 있는데, 본 실시예의 IP5X등급 방수시험 전, 후의 감도 및 위상 특성의 측정 데이터를 분석한 결과, 주파수 대역 50 Hz ~ 10 kHz에서 센서의 감도 차이는 시험 전후 0.09 dB 이고, 위상차이는 ± 0.08°로 우수함을 확인하였다.

한편, 도 7은 종래의 방수, 방진용 메시를 장착한 마이크로폰의 방수시험 후 감도 및 위상 측정 결과를 나타낸 그래프인데, 도 7의 (a)는 감도 측정 결과를 나타낸 것이고, 도 7의 (b)는 위상 측정 결과를 나타낸 것이다.

본 특성시험에 사용된 종래의 마이크로폰의 성능사양은 도 5의 마이크로폰의 성능사양과 동일하다. 다만, 본 특성시험에는 본 발명에 따른 방수막부 및 방수메시부 대신 종래의 일반적인 방수, 방진용 메시가 장착되었다.

도 7의 (a)에서 보는 바와 같이, 시험전 감도(E1)는 -15.21 dB re 1 V/Pa (at 251.6 Hz)이고, 시험후 감도(E2)는 -10.30 dB re 1 V/Pa (at 251.6 Hz)였으며, 따라서, 감도차이는 4.91dB였다. 그리고, 등가(Equivalent)는 시험 전 2.37 mV/Pa 에서 시험 후 4.17 mV/Pa였다.

그리고, 도 7의 (b)에서 보는 바와 같이, 시험전 위상(F1)은 33.23° (at 251.6 Hz)이고, 시험후 위상(F2) -6.02° (at 251.6 Hz)였으며, 따라서, 위상차이는 39.25° 였다.

통상적으로, 방수시험 전, 후의 감도 차이가 0.5dB 이내이고, 위상 차이는 ± 3° 이내이면 양호한 품질로 판정하는 것을 감안하면, 본 비교예에 따른 주파수 대역 50 Hz ~ 10 kHz에서 센서의 감도 차이는 시험 전후 4.91 dB로 0.5 dB을 크게 벗어나고, 위상차이는 ± 39.25°로 ±0.3°를 크게 벗어났다.

도 8은 종래의 방수, 방진용 메시를 장착한 마이크로폰의 방진시험 후 감도 및 위상 측정 결과를 나타낸 그래프인데, 도 8의 (a)는 감도 측정 결과를 나타낸 것이고, 도 8의 (b)는 위상 측정 결과를 나타낸 것이다.

본 특성시험에 사용된 종래의 마이크로폰의 성능사양도 도 5의 마이크로폰의 성능사양과 동일하였으며 다만, 본 특성시험에는 본 발명에 따른 방수막부 및 방수메시부 대신 종래의 일반적인 방수, 방진용 메시가 장착되었다.

도 8의 (a)에서 보는 바와 같이, 시험전 감도(G1)는 -8.39 dB re 1 V/Pa (at 251.6 Hz)이고, 시험후 감도(G2)는 -7.26 dB re 1 V/Pa (at 251.6 Hz)였으며, 따라서, 감도차이는 1.13 dB였다. 그리고, 등가(Equivalent)는 시험 전 5.20 mV/Pa 에서 시험 후 5.91 mV/Pa였다.

그리고, 도 8의 (b)에서 보는 바와 같이, 시험전 위상(H1)은 -5.40° (at 251.6 Hz)이고, 시험후 위상(H2) -10.57° (at 251.6 Hz)였으며, 따라서, 위상차이는 5.17° 였다.

통상적으로, 방진시험 전, 후의 감도 차이가 0.5dB 이내이고, 위상 차이는 ± 3° 이내이면 양호한 품질로 판정하는 것을 감안하면, 본 비교예에 따른 주파수 대역 50 Hz ~ 10 kHz에서 센서의 감도차이는 시험 전후 1.13 dB로 0.5 dB을 벗어나고, 위상차이는 ± 5.17°로 ±0.3°를 벗어났다.

이처럼, 본 발명에 따른 마이크로폰을 종래의 마이크로폰과 비교하였을 때, 본 발명에 따른 마이크로폰이 더욱 우수한 감도 및 위상 특성을 가짐을 알 수 있다.

이하에서는, 마이크로폰의 패키징 방법에 대해서 설명한다.

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로폰의 패키징 방법을 나타낸 흐름도이다.

도 9에서 보는 바와 같이, 본 실시예에 따른 마이크로폰의 패키징 방법은 어댑터부 결합단계(S810), 변환부 마련단계(S820), 방수막부 부착단계(S830), 고정부 밀착단계(S840) 그리고 캡부 결합단계(S850)를 포함할 수 있다.

어댑터부 결합단계(S810)는 내측에 수용공간을 가지고, 일단부가 개방 형성되는 하우징부를 마련하고, 수용공간과 연결되도록 축방향으로 관통 형성되는 설치공간을 가지는 어댑터부를 하우징부의 일단부에 결합하는 단계일 수 있다.

변환부 마련단계(S820)는 소리를 전기신호로 변환하는 변환부를 설치공간 및 수용공간에 위치시키는 단계일 수 있다.

어댑터부는 변환부가 하우징부에 먼저 설치된 후 하우징부에 결합될 수도 있는데, 이는 변환부의 조립 설치를 함에 있어 더 용이한 방식이 선택될 수 있다.

방수막부 부착단계(S830)는 일측면이 어댑터부의 일단부에 밀착되어 설치공간을 막도록 방수막부를 부착시키는 단계일 수 있다. 방수막부를 어댑터부에 부착할 때 방수접착제가 더 사용될 수 있다.

고정부 밀착단계(S840)는 방수막부의 타측면에 고정부를 밀착시켜 방수막부를 어댑터부의 일단부에 가압하여 고정시키는 단계일 수 있다. 여기서, 고정부 및 방수막부의 사이에도 방수접착제가 더 사용될 수 있다.

캡부 결합단계(S850)는 내측에 수용되는 고정부가 방수막부 방향으로 가압되도록 소리가 유입되는 개구홀이 형성되는 캡부를 어댑터부에 결합하는 단계일 수 있다. 캡부(600)를 어댑터부에 결합하게 되면, 캡부가 고정부를 어댑터부 방향으로 가압하게 되기 때문에, 이에 의해 고정부는 방수막부를 어댑터부 방향으로 가압할 수 있다. 그리고 캡부와 어댑터부의 결합이 완료되면, 고정부도 방수막부를 어댑터부 방향으로 지속적으로 가압하는 상태가 될 수 있다.

한편, 캡부 결합단계(S850)에서, 캡부의 내측에 방수메시부를 더 위치시킬 수 있다. 방수메시부가 더 마련되고, 이 상태에서 캡부가 어댑터부에 결합되면 방수메시부는 고정부에 의해 캡부의 일단부 방향으로 가압되어 개구홀을 막으면서 고정될 수 있다.

본 발명에 따르면, 캡부는 어댑터부와 나사 결합될 수 있으며, 이에 따라 탈착이 가능할 수 있다. 따라서, 방수막부 및 방수메시부 중 어느 하나 이상의 오염, 파손 등의 이유로 교체가 필요한 경우, 캡부를 어댑터부에서 분리하여 용이하게 교체작업을 진행할 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 하우징부
200: 어댑터부
220: 안착홈
230: 제1나사부
300: 변환부
400: 방수막부
500: 고정부
600: 캡부
630: 제2나사부
700, 700a: 방수메시부

Claims (12)

1. 내측에 수용공간을 가지고, 일단부가 개방 형성되는 하우징부;
   상기 하우징부의 일단부에 결합되고, 상기 수용공간과 연결되도록 축방향으로 관통 형성되는 설치공간을 가지는 어댑터부;
   상기 설치공간 및 상기 수용공간에 구비되고, 음향을 전기신호로 변환하는 변환부;
   일측면이 상기 어댑터부의 일단부에 밀착되어 상기 설치공간을 막는 방수막부;
   상기 방수막부의 타측면에 밀착되고 상기 방수막부를 상기 어댑터부의 일단부에 가압하여 고정시키는 고정부;
   상기 어댑터부에 결합되고, 내측에 수용되는 상기 고정부를 상기 방수막부 방향으로 가압하며, 일단부에는 음향이 유입되는 개구홀이 형성되는 캡부; 그리고
   상기 캡부의 내측에 구비되고, 상기 캡부가 상기 어댑터부에 결합되면 상기 고정부에 의해 가압되어 상기 개구홀을 막도록 고정되는 방수메시부를 포함하고,
   상기 개구홀은 상기 캡부와 동심을 가지도록 형성되되 상기 캡부의 지름보다 작은 지름을 가지도록 형성되고,
   상기 캡부는 상기 개구홀 가장자리를 따라 형성되는 걸림플랜지를 가지며,
   상기 방수메시부는
   상기 캡부의 내측에서 상기 걸림플랜지에 밀착되는 밀착플랜지와,
   상기 개구홀을 통해 상기 캡부의 외측으로 돌출되는 커버돔을 가지는 것을 특징으로 하는 마이크로폰.
2. 내측에 수용공간을 가지고, 일단부가 개방 형성되는 하우징부;
   상기 하우징부의 일단부에 결합되고, 상기 수용공간과 연결되도록 축방향으로 관통 형성되는 설치공간을 가지는 어댑터부;
   상기 설치공간 및 상기 수용공간에 구비되고, 음향을 전기신호로 변환하는 변환부;
   일측면이 상기 어댑터부의 일단부에 밀착되어 상기 설치공간을 막는 방수막부;
   상기 방수막부의 타측면에 밀착되고 상기 방수막부를 상기 어댑터부의 일단부에 가압하여 고정시키는 고정부;
   상기 어댑터부에 결합되고, 내측에 수용되는 상기 고정부를 상기 방수막부 방향으로 가압하며, 일단부에는 음향이 유입되는 개구홀이 형성되는 캡부; 그리고
   상기 캡부의 내측에 구비되고, 상기 캡부가 상기 어댑터부에 결합되면 상기 고정부에 의해 가압되어 상기 개구홀을 막도록 고정되는 방수메시부를 포함하고,
   상기 개구홀은 상기 캡부와 동심을 가지도록 형성되되 상기 캡부의 지름보다 작은 지름을 가지도록 형성되고,
   상기 캡부는 상기 개구홀 가장자리를 따라 형성되는 걸림플랜지를 가지며,
   상기 방수메시부는 상기 캡부의 내측에서 상기 걸림플랜지에 밀착되는 평판형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로폰.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 방수막부는 확장형 폴리테트라플루오로에틸렌(ePTFE)으로 형성되는 멤브레인인 것을 특징으로 하는 마이크로폰.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 어댑터부의 일단부에는 상기 방수막부가 안착되도록 상기 방수막부에 대응되는 형상으로 안착홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로폰.
5. 제4항에 있어서,
   상기 방수막부의 일측면 및 상기 안착홈의 사이에는 제1방수접착제가 마련되는 것을 특징으로 하는 마이크로폰.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 방수막부 및 상기 고정부의 사이에는 제2방수접착제가 마련되는 것을 특징으로 하는 마이크로폰.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 어댑터부의 외주면에는 제1나사부가 형성되고,
   상기 캡부의 내주면에는 상기 제1나사부와 나사 결합되는 제2나사부가 형성되어 상기 캡부는 상기 어댑터부에 탈착되는 것을 특징으로 하는 마이크로폰.
8. 삭제
9. 삭제
10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 방수메시부는 표면에 마련되는 발수층을 더 가지는 것을 특징으로 하는 마이크로폰.
11. 내측에 수용공간을 가지고, 일단부가 개방 형성되는 하우징부를 마련하고, 상기 수용공간과 연결되도록 축방향으로 관통 형성되는 설치공간을 가지는 어댑터부를 상기 하우징부의 일단부에 결합하는 어댑터부 결합단계;
    음향을 전기신호로 변환하는 변환부를 상기 설치공간 및 상기 수용공간에 위치시키는 변환부 마련단계;
    일측면이 상기 어댑터부의 일단부에 밀착되어 상기 설치공간을 막도록 방수막부를 부착시키는 방수막부 부착단계;
    상기 방수막부의 타측면에 고정부를 밀착시켜 상기 방수막부를 상기 어댑터부의 일단부에 가압하여 고정시키는 고정부 밀착단계; 그리고
    내측에 수용되는 상기 고정부가 상기 방수막부 방향으로 가압되도록 음향이 유입되는 개구홀이 형성되는 캡부를 상기 어댑터부에 결합하는 캡부 결합단계를 포함하고,
    상기 캡부 결합단계에서, 상기 캡부의 내측에 방수메시부를 위치시키고, 상기 캡부가 상기 어댑터부에 결합되면 상기 방수메시부가 상기 고정부에 의해 가압되어 상기 개구홀을 막으면서 고정되도록 하며,
    상기 개구홀은 상기 캡부와 동심을 가지도록 형성되되 상기 캡부의 지름보다 작은 지름을 가지도록 형성되고,
    상기 캡부는 상기 개구홀 가장자리를 따라 형성되는 걸림플랜지를 가지며,
    상기 방수메시부는
    상기 캡부의 내측에서 상기 걸림플랜지에 밀착되는 밀착플랜지와,
    상기 개구홀을 통해 상기 캡부의 외측으로 돌출되는 커버돔을 가지는 것을 특징으로 하는 마이크로폰의 패키징 방법.
12. 내측에 수용공간을 가지고, 일단부가 개방 형성되는 하우징부를 마련하고, 상기 수용공간과 연결되도록 축방향으로 관통 형성되는 설치공간을 가지는 어댑터부를 상기 하우징부의 일단부에 결합하는 어댑터부 결합단계;
    음향을 전기신호로 변환하는 변환부를 상기 설치공간 및 상기 수용공간에 위치시키는 변환부 마련단계;
    일측면이 상기 어댑터부의 일단부에 밀착되어 상기 설치공간을 막도록 방수막부를 부착시키는 방수막부 부착단계;
    상기 방수막부의 타측면에 고정부를 밀착시켜 상기 방수막부를 상기 어댑터부의 일단부에 가압하여 고정시키는 고정부 밀착단계; 그리고
    내측에 수용되는 상기 고정부가 상기 방수막부 방향으로 가압되도록 음향이 유입되는 개구홀이 형성되는 캡부를 상기 어댑터부에 결합하는 캡부 결합단계를 포함하고,
    상기 캡부 결합단계에서, 상기 캡부의 내측에 방수메시부를 위치시키고, 상기 캡부가 상기 어댑터부에 결합되면 상기 방수메시부가 상기 고정부에 의해 가압되어 상기 개구홀을 막으면서 고정되도록 하며,
    상기 개구홀은 상기 캡부와 동심을 가지도록 형성되되 상기 캡부의 지름보다 작은 지름을 가지도록 형성되고,
    상기 캡부는 상기 개구홀 가장자리를 따라 형성되는 걸림플랜지를 가지며,
    상기 방수메시부는 상기 캡부의 내측에서 상기 걸림플랜지에 밀착되는 평판형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로폰의 패키징 방법.

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