KR102358786B1 - 공기 조절 밸브를 구비한 이어폰 - Google Patents

Abstract

본 발명의 이어폰은 ANC모드와 Transparency 모드 사이를 전환하는 공기 조절 밸브를 구비하여 외부음을 사용자의 귀로 전달하거나 반대로 외부음의 전달을 차단하는 기능을 효과적으로 구현하고 있다.

Description

공기 조절 밸브를 구비한 이어폰{Earphone having air volume adjustment valve}

본 발명은 공기 조절 밸브를 구비한 이어폰에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 본 발명은 외부음을 차단하거나 외부음을 허용하도록 통로를 개폐하고 공기량을 조절할 수 있는 공기 조절 밸브를 구비한 이어폰에 관한 것이다.

외부 전자기기에서 전달되는 음향 신호는, 이어폰의 드라이버를 통하여 진동으로 전환되고 이 진동이 사용자의 외이도를 통하여 전달되어 사용자는 음악, 음성 등 여러 다양한 소리를 들을 수 있다. 폭넓은 음역과 우수한 음질을 위해서는 외부 소음이 이어폰 내부로 침입하지 않아야 한다. 대부분 이어폰은 이 모드를 디폴트로 제작되며, 외부의 소음을 능동적으로 제거하기 위하여 소음 제거(anti-noise cancellation) 기능을 구비한 것도 있다.

그런데, 일상 생활이나 사회 활동을 하면서는 이어폰으로 전달되는 소리를 들으면서 동시에 외부음을 들어야 하는 경우가 많다. 외부에서 자신을 부르거나 전화가 올 수 있는 경우 또는 음악과 주위 자연의 소리를 동시에 즐기고 싶거나 도로상에서 위험을 방지하기 위하여 자동차의 주행음 정도는 들을 필요가 있는 경우이다. 이러한 경우는 이어폰을 통하여 외부음이 전달되는 상태, 즉 소위 트랜스패어런시 모드(transparency mode)가 유지되어야 한다.

현재 상용품 중에는 사용자가 핸드폰의 프로그램을 통하여 ANC 또는 Transparency 모드를 선택할 수 있도록 한 것이 알려져 있으나, 필터나 저항 등 전자적 소자를 추가하고 이들의 물성에 의존하는 것이 대부분이다.

음향 기기 내부의 공기 통과를 조절하는 기계적 구조를 개시하는 특허 문헌이 알려져 있다. 특허 10-2019-0119596호는 헤드폰의 통기구조로서 두 개의 일방향 밸브를 개시하지만 이어컵의 소리가 외부로 흘러 나가는 것을 방지하기 위한 것이다. 출원인의 선출원인 특허 제10-1958257호는 스피커 유닛의 일측면에 제1공기통로를 형성하고, 스피커 케이스의 상면에는 제2공기통로를 형성한 구조를 개시하고 있지만, 귀에 형성된 고압을 외부로 배출하여 기압 평형을 도모하기 위한 것이다. 특허공개 제10-2011-0125346호는 이어폰의 후면과 후면 커버 사이에, 회전판과 복수의 장공으로 이루어져 공기의 흐름량을 제어하는 공기조절장치를 개시하고 있지만, 고음과 저음의 음색 변화량을 조절하기 위한 것이다. 특허 제10-1955108호는 휴대기기의 스피커에 장착되는 스위치 타입 공기 조절 밸브를 개시하고 있는데, 밸브의 온/오프는 휴대기기와 사용자의 거리에 따라 조절, 즉 사용자와의 거리가 멀수록 음량을 크게 하기 위한 것이다.

이상의 특허문헌은 공기 조절 장치를 개시하고는 있지만, 이어폰의 ANC모드와 Transparency모드를 신속하고 간단하게 전환할 수 있는 구조에 대해서는 개시하고 있지 않다.

그러므로 본 발명은 ANC 모드와 Transparency 모드 사이를 전환하는 공기 조절 밸브를 구비하여 외부음의 전달과 차폐를 수행할 수 있는 이어폰을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상술한 목적을 달성하기 위하여, 외부음이 이어폰 내부를 통하여 귀로 전달되지 않도록 소거하는 소음 제거 모드(Anti-noise cancellation)와, 외부음이 이어폰 내부를 통하여 귀로 전달되도록 하는 연통 모드(Transparency) 사이를 전환하는 공기 조절 밸브와, 공기 조절 밸브와 연통하는 통기홀을 구비하며, 하우징에 의해 외관이 형성되는, 이어폰을 제공한다.

통기홀은 이어폰의 음방출구의 단부에서 수평 방향으로 연장된 하우징의 전면에 형성되며, 공기 조절 밸브는 진동판과 요크를 포함하는 이어폰의 드라이버의 전면과 상기 하우징의 전면 사이의 공간에, 상기 통기홀과 바로 연통하도록 설치될 수 있다.

이어폰은 진동판과 요크를 포함하는 드라이버를 포함하며, 상기 드라이버의 일측에 드라이버와 격리된 공기 조절 챔버를 더 포함하고, 상기 공기 조절 챔버는 진동판의 엣지까지 연장된 전방벽과, 하우징의 측면과 대향하며 요크에서 하우징의 후면까지 연장된 부분을 포함하는 측벽과, 하우징의 후면에서 일체로 상기 일측 방향으로 연장된 후방벽에 의하여 형성되며, 통기홀은 전방벽에 형성된 제1통기홀과 후방벽에 형성된 제2통기홀로 이루어질 수 있다.

공기 조절 밸브는 제1통기홀과 직접 연통하도록 공기 조절 챔버의 내부에서 전방벽에 설치되어 제2통기홀, 공기 조절 밸브 및 제1통기홀 순서의 연통 경로를 형성할 수 있다.

공기 조절 밸브는 제1통기홀과 직접 연통하도록 공기 조절 챔버의 외부에서 전방벽에 설치되어 제2통기홀, 제1통기홀 및 공기 조절 밸브 순서의 연통 경로를 형성할 수 있다.

공기 조절 밸브는 제2통기홀과 직접 연통하도록 공기 조절 챔버의 내부에서 후방벽에 설치되어 제2통기홀, 공기 조절 밸브 및 제1통기홀 순서의 연통 경로를 형성할 수 있다.

공기 조절 밸브는 하드웨어와 소프트웨어로 이루어지는 스위칭 기구에 의하여 온 오프 전환될 수 있다.
또한, 본 발명은 외부음이 이어폰 내부를 통하여 귀로 전달되지 않도록 소거하는 소음 제거 모드(Anti-noise cancellation)와, 외부음이 이어폰 내부를 통하여 귀로 전달되도록 하는 연통 모드(Transparency) 사이를 전환하는 공기 조절 밸브와, 공기 조절 밸브와 연통하는 통기홀을 구비하며, 하우징에 의해 외관이 형성되는 이어폰으로서, 상기 이어폰은 진동판과 요크를 포함하는 드라이버를 포함하며, 상기 드라이버의 일측에 드라이버와 격리된 공기 조절 챔버를 더 포함하고, 상기 공기 조절 챔버는 진동판의 엣지까지 연장된 전방벽과, 하우징의 측면과 대향하며 요크에서 하우징의 후면까지 연장된 부분을 포함하는 측벽과, 하우징의 후면에서 일체로 상기 일측 방향으로 연장된 후방벽에 의하여 형성되며, 상기 통기홀은 전방벽에 형성된 제1통기홀과 후방벽에 형성된 제2통기홀로 이루어지고, 공기 조절 밸브는 제1통기홀과 직접 연통하도록 공기 조절 챔버의 전방벽에 설치되며, 공기 조절 챔버는 드라이버와 연통하지 않는 폐쇄 공간이며 외부음이 제2통기홀 및 제1통기홀을 통과하여 유입되는 경우 드라이버와 연통하는 측면 또는 후면 공간으로 통하지 않고 드라이버가 설치된 전방으로만 흐르며 공기 조절 챔버가 형성된 하우징의 일측은 타측에 비하여 부피가 큰 비대칭 구조를 제공하는, 이어폰을 제공한다.

본 발명에 의하면, Transparency 모드에서, 이어폰의 전방은 물론 후방에서 발생하는 외부음을 통기홀과 공기 조절 밸브를 통하여 사용자의 귀에 효율적으로 전달할 수 있다.

본 발명에 의하면, ANC 모드에서, 이어폰의 전방은 물론 후방에서 발생하는 외부음을 공기 조절 밸브로 차단하여 이어폰 고유의 소리를 사용자의 귀에 효율적으로 전달할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 공기 조절 밸브를 구비한 이어폰의 외관 사시도;
도 2는 도 1의 이어폰의 길이 방향 중앙을 절단한 단면도;
도 3은 도 2의 이어폰에서 외부음의 유입 경로를 도시한 도면;
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 공기 조절 밸브를 구비한 이어폰의 외관 사시도;
도 5는 도 4의 이어폰의 길이 방향 중앙을 절단한 단면도;
도 6은 도 5의 이어폰에서 외부음의 유입 경로를 도시한 도면;
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 이어폰의 길이 방향 중앙을 절단한 단면도; 그리고
도 8은 본 발명의 제4실시예에 따른 이어폰의 길이 방향 중앙을 절단한 단면도이다.

본 발명에 따른 각 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 하나의 예에 불과하고, 본 발명이 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명은 각 실시예에 포함되는 개별 구성 및 개별 기능 중 적어도 어느 하나 이상의 조합으로 구성될 수 있다.

제 1실시예

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 공기 조절 밸브(V)를 구비한 이어폰(1)의 외관 사시도이다. 이어폰(1)은 원통형의 하우징(10)으로 프레임이 형성된다. 하우징(10)의 전면(18) 중앙에서는 소 직경의 원통형의 음방출구(16)가 연장되고 이것이 귀의 외이도로 삽입된다. 전면(18) 일측에는 통기홀(h)이 형성된다. 통기홀(h)은, ANC 또는 Transparency모드로 전환되는 공기 조절 밸브(V)와 연통되어 있다.

도 2는 도 1의 이어폰(1)의 길이 방향 중앙을 절단한 단면도이다.

하우징(10)의 전면(18)에서는 측면(12)이 뒤로 연장되고, 측면은 후면(14)에 의하여 폐쇄된다. 후면(14)에는 개구(102)가 형성된다. 하우징(10)의 내부에는 드라이버(20)가 설치된다. 드라이버(20)는 전형적으로는 마이크로스피커의 구동모듈이다. 도면에서는 드라이버(20)의 구성으로 편의상 진동판(24)과 요크(22)를 도시하였다.

공기 조절 밸브(V)가, 하우징(10)의 전면(18)으로부터 드라이버(20)의 전면 사이의 공간에 통기홀(h)과 직접 연통하도록 설치되어 있다. 공기 조절 밸브(V)는 예를 들어 코일 스프링이 권취된 요크 실린더로 이루어져 도시하지 않은 제어부의 신호에 따라 전자기력에 의하여 전후진 하는 것 또는 마그넷과 코일을 이용하여 게이트 역할을 하는 스프링을 누르거나 신장하는 것 등을 채용할 수 있다. 즉 공기 조절 밸브(V)는 하드웨어와 소프트웨어로 이루어지는 스위칭 기구를 이용하여 온 오프 전환될 수 있다. 공기 조절 밸브(V)는 통기홀(h)을 폐쇄하거나 개방하여 두 모드 사이를 전환하며, 통기홀(h)의 개방 면적(또는 폐쇄 면적)을 조절하여 ANC 또는 Transparency모드의 강약을 조절할 수 있다.

도 3은 도 2의 이어폰(1)에서 외부음의 유입 경로를 도시한 도면이다. 공기 조절 밸브(V)가 개방되는 Transparency 모드에서, 외부음은 도시한 것과 같이 하우징(10)의 전면(18)의 통기홀(h)과 공기 조절 밸브(V)를 통과하여 음방출구(16)를 통해 사용자의 귀로 전달된다. 따라서, 사용자는 마이크로스피커 고유의 소리와 외부음을 동시에 들을 수 있다.

이상의 예에서 통기홀(h)과 공기 조절 밸브(V)는 전면(18)의 오른쪽에도 설치될 수 있음은 당연하다.

제 2실시예

도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 공기 조절 밸브(V)를 구비한 이어폰(1)의 외관 사시도이다. 제1실시예의 이어폰(1)과 비교하여 다른 점은 전면(18)의 한쪽, 도시한 예에서는 좌측에, 뒤로 연장될수록 측면으로 확대된 경사면(18a)을 설치하여, 이어폰(1)의 좌측을 우측보다 넓게 타원형으로 제작하여 공기 조절 밸브(V)의 설치 공간을 확보한 점이다.

도 5는 도 4의 이어폰(1)의 길이 방향 중앙을 절단한 단면도이다.

하우징(10)의 좌측에 공기 조절 챔버(C)가 형성되고 챔버(C) 내부에 공기 조절 밸브(V)가 설치된다. 공기 조절 챔버(C)는 경사면(18a)의 후단에서 수평으로 진동판(24)의 엣지까지 연장된 전방벽(30)과, 하우징(10)의 측면(12)과, 측면(12)과 대향하며 요크(22)에서 하우징(10)의 후면(14)까지 연장된 부분(34)을 포함하는 측벽(38)과, 하우징(10)의 후면(14)에서 일체로 좌측으로 연장된 후방벽(36)에 의하여 형성된다. 전방벽(30)의 중앙에는 제1통기홀(h1)이 형성되고, 후방벽(36)의 일측에는 제2통기홀(h2)이 형성된다. 공기 조절 밸브(V)는 제1통기홀(h1)과 직접 연통하도록 전방벽(30)에 설치되어 있다.

도 6은 도 4의 이어폰(1)에서 외부음의 유입 경로를 도시한 도면이다. 공기 조절 밸브(V)가 개방되는 Transparency 모드에서, 외부음은 도시한 것과 같이 후방벽(36)의 제2통기홀(h2)을 통하여 공기 조절 챔버(C)로 유입되고 공기 조절 밸브(V)와 제1통기홀(h1)을 경유하여 사용자의 귀로 전달된다. 따라서, 사용자는 마이크로스피커 고유의 소리와 외부음을 동시에 들을 수 있다. ANC 모드에서는 공기 조절 밸브(V)가 폐쇄되므로 외부음은 귀로 전달되지 않는다.

공기 조절 챔버(C)는 드라이버(20)와는 연통하지 않도록 폐쇄된 공간인 것이 바람직하다. 그러면 제2통기홀(h2)을 통해 유입된 외부음이 드라이버(20)에 간섭하지 않으므로 음질을 변함 없이 유지할 수 있다.

제2실시예는 제1실시예와 비교하여 공기 조절을 위한 공간을 확보할 수 있으므로 설계 자유도를 높일 수 있다. 또, 제1실시예와 같이 전면(18)을 이용하지 않으므로 전면(18)에 기압 평형을 위한 홀이나 개스킷을 설치하는 등 다른 기능을 부가할 수 있는 점에서 유리하다. 제1실시예가 이어폰(1) 전방의 외부음을 수집하기에 적합하다면, 제2실시예는 후방의 외부음을 수집하기에 적합하다고 할 수 있다.

이상의 실시예에서 경사면(18a)은 평면형으로 변경해도 좋다. 또, 공기 조절 공간(C)을 확보할 수 있는 한 하우징(10)의 우측에 형성해도 좋음은 당연하다. 통기홀(h1, h2)의 크기와 위치 역시 적절히 변경될 수 있다.

제 3실시예

도 7은 본 발명의 다른 실시예로서 제2 실시예와 다른 점은, 공기 조절 밸브(V)를 공기 조절 챔버(C) 내부가 아니라 외부에, 즉 전방벽(30)에 설치하면서 전방벽(30)의 앞과 전면(18) 사이의 공간에 배치한 점이다. 이 경우에는 공기 조절 밸브(V)의 설치와 유지 보수가 용이한 장점이 있다.

제 4실시예

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예로서 앞서의 실시예와 다른 점은, 공기 조절 밸브(V)를 제2통기홀(h2)과 직접 연통하도록 후방벽(36)에 설치한 점이다. 이 경우에도 제 2실시예와 동일한 효과를 기대할 수 있다.

이상 본 발명의 공기 조절 밸브를 구비한 이어폰의 몇 가지 실시예를 들어 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이하 기술하는 청구범위와 동일 또는 균등한 범위까지 미침은 자명하다.

Claims (7)

1. 외부음이 이어폰 내부를 통하여 귀로 전달되지 않도록 소거하는 소음 제거 모드(Anti-noise cancellation)와, 외부음이 이어폰 내부를 통하여 귀로 전달되도록 하는 연통 모드(Transparency) 사이를 전환하는 공기 조절 밸브와, 공기 조절 밸브와 연통하는 통기홀을 구비하며, 하우징에 의해 외관이 형성되는 이어폰으로서,
   상기 이어폰은 진동판과 요크를 포함하는 드라이버를 포함하며, 상기 드라이버의 일측에 드라이버와 격리된 공기 조절 챔버를 더 포함하고,
   상기 공기 조절 챔버는 진동판의 엣지까지 연장된 전방벽과, 하우징의 측면과 대향하며 요크에서 하우징의 후면까지 연장된 부분을 포함하는 측벽과, 하우징의 후면에서 일체로 상기 일측 방향으로 연장된 후방벽에 의하여 형성되며,
   상기 통기홀은 전방벽에 형성된 제1통기홀과 후방벽에 형성된 제2통기홀로 이루어지고,
   공기 조절 밸브는 제1통기홀과 직접 연통하도록 공기 조절 챔버의 전방벽에 설치되며,
   공기 조절 챔버는 드라이버와 연통하지 않는 폐쇄 공간이며 외부음이 제2통기홀 및 제1통기홀을 통과하여 유입되는 경우 드라이버와 연통하는 측면 또는 후면 공간으로 통하지 않고 드라이버가 설치된 전방으로만 흐르며
   공기 조절 챔버가 형성된 하우징의 일측은 타측에 비하여 부피가 큰 비대칭 구조를 제공하는, 이어폰.
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7. 제 1항에 있어서,
   공기 조절 밸브는 하드웨어와 소프트웨어로 이루어지는 스위칭 기구에 의하여 온 오프 전환되는, 이어폰.
   
   

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