KR102374248B1 - 노이즈 감쇠를 위한 방자형 tws 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명의 TWS 음향 기기의 방자 구조는 배터리와 코일 사이의 가능한 연통된 공간을 모두 차단하여 코일과 진동판의 떨림으로 사용자의 귀에 노이즈가 전달되는 것을 확실히 방지한다.

Description

노이즈 감쇠를 위한 방자형 TWS 구조{Anti-magnetic structure of true wireless stereo for reducing noise}

본 발명은 노이즈 감쇠를 위한 방자형 TWS 구조에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 본 발명은 TWS구조에서 배터리와 스피커 드라이버 사이의 자기장을 차단하여 노이즈를 감소시킴으로써 음향 품질을 개선한 노이즈 감쇠를 위한 방자형 TWS 구조에 관한 것이다.

TWS(True wirelee stereo) 마이크로 스피커 또는 이어폰과 같은 완전 무선전자 기기가 개발되어 급속하게 보급되고 있다. 주지하는 것과 같이 TWS 마이크로스피커는 기존의 마이크로스피커와 기본 구조는 동일하다. 하지만, TWS 기기는 완전 무선 방식을 채택하고 있으므로 구동 전원으로 케이스 내부에 디스크형의 작은 배터리를 내장하는 것이 일반적이다. 배터리는 교류를 직류로 변환하는 전자기기이므로 항상 강한 자기장을 발산한다. 그런데 배터리의 이 자기장은 마이크로스피커의 드라이버를 이루는 부품 - 진동판, 마그넷, 요크, 코일 등 - 중에서 코일에 영향을 미쳐 코일이 상하로 움직이게 하고, 코일이 부착된 진동판이 진동하여 이에 따라 불필요한 노이즈가 사용자의 귀로 전달되고, 음향 품질이 저하하는 문제가 있다.

종래부터 예를 들어 우퍼형의 대형 스피커의 자기장이 주위의 TV 화면이나 라디오의 음질에 영향을 미치지 못하도록 스피커의 노출 부분 적당한 곳에 방자형(anti-magnetic type) 철판을 더 설치하는 기술이 알려져 있다. 그러나, TWS 구조의 마이크로스피커에서는 외부 전자기기가 아닌, 내부 부품 사이에서 자기장이 전달되는 것을 차단해야 새로운 과제가 대두된 것이라고 할 수 있다.

노이즈를 차단하는 특허로 특허공개 제10-2018-0036238호는 제1파워라인(+)을 형성하는 제1레이어와, 제2파워라인(-)을 형성하는 제2레이어를 상하배치한 케이블을 통하여 배터리 셀의 충전 및 방전 시의 전류에 의해 발생하는 자기장을 상쇄하는 구조를 개시하고 있다. 하지만 이 구조는 카메라에 적용되는 것이며, 배터리와 카메라 부품 사이의 자기장을 직접 차단하는 구조가 아니므로 근본적인 해결책이라고 할 수 없다.

특허공개 제10-2020-0082715호는 전원의 승압 과정에서 커패시터 충전 및 방전 시 발생하는 노이즈를 부가 커패시터를 이용하여 제거하는 전원부를 개시하고 있다. 하지만 이러한 회로 개선 방식의한 노이즈 제거는 번잡하며 고가이고 역시 배터리와 카메라 부품 사이의 자기장을 직접 차단하는 구조가 아닌 한계를 가지고 있다.

본 발명은 이상의 선행 기술과 선행 특허의 문제를 개선하기 위하여 안출된 것이다.

그러므로 본 발명은 TWS 음향기기에 있어 필수적인 배터리와 스피커 드라이버의 코일 사이의 자기장 간섭을 차단함으로써 진동판 진동으로 인한 노이즈를 제거할 수 있는 노이즈 감쇠를 위한 방자형 TWS 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 무선의 TWS(True wirelee stereo) 음향기기에 있어서, 상기 음향 기기의 스피커 드라이버의 코일을 상기 음향 기기의 전원인 배터리의 자기장으로부터 차단하는, 방자부재를 설치하며, 방자부재는 상기 코일이 배터리의 자기장에 의하여 상하로 진동하여 코일이 부착된 진동판을 진동시켜 노이즈를 발생하는 것을 방지한, TWS 음향기기의 방자 구조를 제공한다.

방자부재의 두께는 0.05mm 내지 0.5mm이며, 방자부재의 길이는, 코일 내경 사이의 거리보다 크고, 폭은 코일의 권선부 보다 크게 제작하여 코일이 배터리와 대면하는 공간을 모두 차폐하며, 방자부재를 사이에 둔 배터리의 중심부터 스피커 드라이버의 중심까지의 거리는 30mm 이내일 수 있다.

방자부재는 배터리와 스피커 드라이버 사이에 위치하며 두 부재와 직접 맞닿지 않도록 배열될 수 있다.

상기 방자부재는 코일과 대향하지 않는 배터리의 일면을 제외하고 배터리의 3면을 둘러 에워싸도록 설치될 수 있다.

상기 방자부재는 배터리의 케이스로서, 코일을 향하는 면을 포함하여, 적어도 4면을 둘러 배터리의 외면과 접촉하도록 설치될 수 있다.

상기 방자부재는 스피커 드라이버의 케이스처럼, 배터리를 향하는 면을 포함하여, 적어도 4면을 둘러 스피커 드라이버의 외면과 접촉하도록 설치될 수 있다.

상기 방자부재를 전후가 개방된 사각형의 프레임으로 제작하고 프레임 내부에 스피커 드라이버를 근소한 간격을 두고 이격하여 배치하며, 프레임의 외면은 코일이 배터리를 향하는 면을 차단하도록 폐쇄될 수 있다.

본 발명은 점점 일반적으로 보급되고 있는 TWS 음향기기에 있어 코일의 불필요한 떨림으로 인한 진동판의 진동으로 발생하는 노이즈를 효과적이고 원천적으로 차단함으로써 음향 품질을 대폭 개선한다는 효과를 발휘한다.

도 1은 본 발명의 노이즈 감쇠를 위한 방자형 TWS 마이크로 스피커의 구조를 보인 단면도;
도 2는 도 1의 본 발명의 방자형 TWS 마이크로 스피커 구조를 스피커 드라이버와 배터리를 위주로, 상하 방향을 위주로, 개념적으로 도시한 도면; 그리고
도 3 내지 도 6은 본 발명의 방자형 TWS 마이크로 스피커 구조를, 스피커 드라이버와 배터리를 위주로 개념적으로 도시한 각각의 다른 실시예의 도면이다.

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.

본 발명의 특징 중의 하나는 TWS 마이크로 스피커(100)에서, 코일 및 진동판의 진동에서 직접 발생하는 노이즈를 제거하기 위한 방자 구조를 제공하는 점에 있는 것이다.

도 1은 본 발명의 노이즈 감쇠를 위한 방자형 TWS 마이크로 스피커(100)의 구조를 보인 단면도이다.

TWS 마이크로 스피커(100)는 하우징(10) 내부에 스피커 드라이버(2)가 위치하고, 하우징(10)의 입구를 이어팁(12)이 덮는 기존의 구조에 더하여 하우징(10)의 상부에 전원으로서의 배터리(3)를 더 포함하고 있다. 스피커 드라이버(2)는 진동판, 마그넷, 코일, PCB 및 요크를 포함하며, 도 1에서는 편의상 코일(C)만을 도시하였다. 스피커 드라이버(2)의 하면 양측은 접착 테이프 또는 접착 본드(40)를 통하여 하우징(10)에 고정된다.

배터리(3)는 하우징(10)의 상부에 설치되며, 하우징(10)의 내면과 맞닿는 “ㄱ”자형의 테두리(32)와, 테두리(32)의 하단 사이에 연장된 평평한 하면(34)으로 이루어지는 브라켓트(30)위에 거치된다. 하면(34)의 외곽에는 얇은 두께의 돌출부(36)가 형성되고 돌출부(36) 사이의 오목한 공간인 안착부(38)에 본 발명의 특징을 이루는 방자부재(1)가 설치된다. 방자부재(1)의 하면이 돌출부(36)의 하면과 거의 동일면을 이루도록 거치되어 있다.

도 1 에서 방자부재(1)는 스피커 드라이브(2)와 근사한 거리를 두고 바로대면하고 있다. 따라서, 방자부재(1)는 배터리(3)와 코일(C) 사이의 자기장을 차단한다. 방자부재(1)는 평평한 사각형의 플레이트이지만 그 형상은 TWS 마이크로 스피커(100)의 스펙과 크기에 맞추어 다양하게 변경될 수 있다. 방자부재(1)의 재질은 자기장을 차폐하는 것이라면 특히 제한되지 않으며, 예를 들어 철, 니켈, 크롬 및 구리의 합금인 소위 “mu-metal”을 사용할 수 있다. 알루미늄과 연강도 전자기 차폐 효과를 제공한다. 다만 알루미늄 호일은 저주파수에서 차단 효과가 없으므로 제외하는 것이 바람직하다.

도 2는 도 1의 본 발명의 방자형 TWS 마이크로 스피커(100) 구조를 스피커 드라이버(2)와 배터리(3)를 위주로, 상하 방향을 위주로, 개념적으로 도시한 도면이다.

방자부재(1)는 배터리(3)와 스피커 드라이버(2) 사이에 위치하며 어느 부재와도 직접 맞닿아 있지 않다.

본 발명에서, 방자부재(1)의 두께는 0.05mm 내지 0.5mm 가 적당하다. 두께가 0.05mm보다 작으면 방자 효과를 기대하기 어려우며, 0.5mm를 초과하면 지나치게 체적이 증가한다. 방자부재(1)의 길이(D)는, 코일(C) 내경 사이의 거리(d)보다 크고, 도시하지 않은 전후 폭은, 코일(C)의 권선부 보다 크게 제작하여, 코일(C)이 배터리(3)와 대면하는 공간을 모두 차폐하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 이와 같이 제작된 방자부재(1)를 설치하는 경우 자기장 차폐 효과를 얻기 위해서는, 방자부재(1)를 사이에 둔 배터리(3)의 중심부터 스피커 드라이버(2)의 중심까지의 거리(S)가 30mm 이내인 것이 바람직함이 확인되었다. 이 거리를 초과하는 경우에는 자기장 차폐 효과 따라서 노이즈 감소 효과도 저하하기 때문이다.

이상 설명한 본 발명의 방자형 TWS 마이크로 스피커(100) 구조에 있어서, 스피커 드라이버(2)가 배터리(3)의 하부에 위치한 경우를 예시하였지만 이에 한정되지 않으며, 배터리(3)는 스피커 드라이브(2)의 하부 또는 측면에도 배열될 수 있다. 또, 방자부재(1)를 배터리(3)와 스피커 드라이버(2)의 어느 한 부재와 직접 맞닿도록 설치하는 것도 가능하다. 또, 방자부재(1)에 의한 노이즈 감소 효과는 스피커 드라이버(2)가 코일을 가지고 있는 한 외자형, 내자형은 물론 하이브리드 형에도 적용된다.

본 발명에 의하면 배터리(3)에서 발생하는 교류 자기장이 스피커 드라이버(2) 코일(C)의 자기장과 간섭하지 않으므로 코일(C)이 진동하여 진동판이 흔들리는 것을 확실하게 방지할 수 있다. 최근 무선 충전의 발전에 따라 사용자가 마이크로 스피커를 들으면서 무선 충전기의 송신모듈과 마이크로 스피커의 수신 모듈 사이에 무선 충전을 수행하면서, 코일(C)을 수신 모듈과 배터리(3)에서 발생하는 자기장으로부터 차단할 수 있으므로 무선 충전시에도 마찬가지 효과를 기대할 수 있다.

이하 도 3 내지 도 6은 본 발명의 방자형 TWS 마이크로 스피커(100) 구조를, 스피커 드라이버(2)와 배터리(3)를 위주로 개념적으로 도시한 다른 실시예의 도면이다.

도 3에서, 방자부재(1)는 코일(2)과 대향하지 않는 배터리(3)의 일면을 제외하고 3면을 둘러 에워싸도록 설치된다. 코일(C)은 방자부재(1)에 의하여 배터리(3)의 자기장으로부터 차단된다.

도 4에서, 방자부재(1)는 배터리(3)의 케이스처럼, 코일(C)을 향하는 면을 포함하여, 적어도 4면을 둘러 배터리(3)의 외면과 접촉하도록 설치된다. 방자부재(1)는 배터리(3) 제조 시 미리 설치하고 하우징(10) 내부로 별도 설치할 필요가 없기 때문에 마이크로 스피커(100)의 조립이 편리하며 설계 자유도를 높일 수 있다.

도 5에서, 방자부재(1)는 스피커 드라이버(2)의 케이스처럼, 배터리(2)를 향하는 면을 포함하여, 적어도 4면을 둘러 스피커 드라이버(2)의 외면과 접촉하도록 설치된다. 방자부재(1)는 스피커 드라이버(2) 제조 시 미리 설치하고 하우징(10) 내부로 별도 설치할 필요가 없기 때문에 마이크로 스피커(100)의 조립이 편리하며 설계 자유도를 높일 수 있다.

도 6은 도 5의 변형예로서, 스피커 드라이버(2) 자체에 방자부재(1)를 직접 설치하여 맞닿게 하는 것이 곤란한 경우, 방자부재(1)를 전후가 개방된 사각형의 프레임으로 제작하고 프레임 내부에 스피커 드라이버(2)를 근소한 간격을 두고 이격하여 배치하고 있다. 프레임의 외면은 당연하지만 배터리(2)를 향하는 면을 차단해야 한다.

도 3 내지 도 6의 실시예는 앞서의 실시예와 마찬가지의 효과를 발휘하며, 배터리(2)의 적어도 3면 이상 또는 스피커 드라이브(2)의 4면 이상에 방자부재(1)가 설치되므로 마이크로스피커(100) 주위에 존재하는 다른 전자기기에 미치는 자기장의 영향도 최소화 할 수 있다는 효과를 발휘한다.

이상 본 발명을 TWS 마이크로스피커를 기준으로 설명하였으나, 본 발명의 구조는 배터리와 스피커 드라이버를 포함하는 음향기기에 두루 적용할 수 있다.

이상 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 이는 본 발명을 한정하지 않으며 본 발명에 대해서는 다양한 변형과 수정이 가능하다.

Claims (6)

1. 무선의 TWS(True wirelee stereo) 음향기기에 있어서, 상기 음향 기기의 스피커 드라이버의 코일을 상기 음향 기기의 전원인 배터리의 자기장으로부터 차단하는, 방자부재를 설치하며, 방자부재는 상기 코일이 배터리의 자기장에 의하여 상하로 진동하여 코일이 부착된 진동판을 진동시켜 노이즈를 발생하는 것을 방지하고,
   방자부재의 두께는 0.05mm 내지 0.5mm이며, 방자부재의 길이는, 코일 내경 사이의 거리보다 크고, 폭은 코일의 권선부 보다 크게 제작하여 코일이 배터리와 대면하는 공간을 모두 차폐하며, 방자부재를 사이에 둔 배터리의 중심부터 스피커 드라이버의 중심까지의 거리는 30mm 이내인, TWS 음향기기.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 방자부재는 코일과 대향하지 않는 배터리의 일면을 제외하고 배터리의 3면을 둘러 에워싸도록 설치된, TWS 음향기기.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 방자부재는 배터리의 케이스로서, 코일을 향하는 면을 포함하여, 적어도 4면을 둘러 배터리의 외면과 접촉하도록 설치된, TWS 음향기기.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 방자부재는 스피커 드라이버의 케이스처럼, 배터리를 향하는 면을 포함하여, 적어도 4면을 둘러 스피커 드라이버의 외면과 접촉하도록 설치된, TWS 음향기기.
6. 제 1항에 있어서,
   상기 방자부재를 전후가 개방된 사각형의 프레임으로 제작하고 프레임 내부에 스피커 드라이버와 간격을 두고 이격하여 배치하며, 프레임의 외면은 코일이 배터리를 향하는 면을 차단하도록 폐쇄된, TWS 음향기기.
   
   
   
   
   

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