KR102380830B1 - 골전도 스피커의 누음을 억제하는 방법 및 골전도 스피커 - Google Patents

골전도 스피커의 누음을 억제하는 방법 및 골전도 스피커 Download PDF

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Abstract

본 발명은 골전도 스피커의 누음을 억제하는 방법 및 누음을 억제할 수 있는 골전도 스피커에 관한 것으로서, 상기 골전도 스피커는 개방형 하우징, 진동판 및 에너지 변환 장치를 포함하고, 여기에서 상기 에너지 변환 장치는 진동을 생성하는 데 사용되며 상기 하우징의 내부에 탑재되고, 상기 진동판은 피부에 접합하는 데 사용되며 진동을 전달하고, 상기 하우징의 적어도 한 부분에 적어도 하나의 음향 전달 홀이 설치되고, 상기 음향 전달 홀은 상기 하우징 내부 공기 진동으로 형성된 하우징 내부 음파를 상기 하우징의 외부로 내보내고 상기 하우징 진동이 하우징 외부 공기를 밀어내면서 형성된 누음과 간섭을 일으켜 상기 누음 음파의 진폭을 감소시키는 데 사용한다. 본 발명은 음파 간섭 원리를 이용해 진폭을 줄임으로써 누음 감소 효과를 구현한다. 상기 방안은 누음 억제 효과가 우수할 뿐만 아니라 간단하게 구현할 수 있고, 골전도 스피커의 부피와 무게를 증가시키지 않으며 제품 원가에도 거의 영향을 미치지 않는다.

Description

골전도 스피커의 누음을 억제하는 방법 및 골전도 스피커{METHOD FOR SUPPRESSING SOUND LEAKAGE OF BONE CONDUCTION LOUDSPEAKER AND BONE CONDUCTION LOUDSPEAKER}
본 발명은 골전도 장치 기술에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 골전도 스피커의 누음을 억제하는 방법 및 누음을 억제할 수 있는 골전도 스피커에 관한 것이다.
골전도 스피커는 진동 스피커로 불리기도 한다. 소리 신호와 동일한 주파수 및 상응하는 폭의 기계적 진동을 생성해 인체 조직과 골격을 움직임으로써 달팽이관 내의 청각신경을 자극해 사용자가 소리를 들을 수 있도록 한다. 골전도 스피커는 골전도 이어폰으로 불리기도 한다.
골전도 스피커의 원리를 기반으로 그 구조는 도 1a 및 1b에서 도시하는 바와 같이 통상적으로 개방형 하우징(110), 진동판(121), 에너지 변환 장치(122) 및 연결부재(123)를 포함한다. 에너지 변환 장치(122)는 전기 신호를 기계적 진동으로 변환하는 어셈블리이다. 진동판(121)은 에너지 변환 장치(122)와 고정 연결되고, 에너지 변환 장치(122)의 구동 하에서 동시에 진동한다. 진동판(121)은 하우징(110)의 개구부에서 연장되어 인체 피부와 접합되고 인체 조직과 골격을 통해 진동을 청각신경까지 전달함으로써 사용자가 소리를 들을 수 있게 한다. 연결부재(123)는 에너지 변환 장치(122)와 하우징(110) 사이에 설치되고, 진동하는 에너지 변환 장치(122)의 위치를 하우징 내에 고정하는 데 사용한다. 에너지 변환 장치(122)에 대한 진동의 제약을 최대한 줄이기 위해, 연결부재(123)는 통상적으로 탄성 재료로 제작한다.
그러나 에너지 변환 장치(122)의 기계적 진동은 진동판(121)을 진동시킬 뿐만 아니라 연결부재(123)를 통해 하우징(110)까지 전달돼 하우징(110)도 진동시킨다. 따라서 골전도 스피커에서 생성되는 기계적 진동은 인체 조직뿐만 아니라 진동판(121)과 하우징(110)에 접촉하지 않는 인체 조직까지도 움직일 수 있기 때문에 공기음이 생성될 수 있다. 상기와 같은 공기음이 바로 누음이다. “누음”은 상기와 같은 활용에 피해를 주지는 않지만, 일부 활용 상황에서는, 예를 들어 골전도 스피커를 사용해 통신할 때 사생활 보호를 원하는 경우, 또는 음악을 들을 때 타인에게 피해를 주고 싶지 않을 경우에는 누음의 존재가 불편할 수 있다.
누음 문제를 해결하기 위해, 한국 특허 KR10-2009-0082999에서는 이중 프레임 및 이중 자기장 구조의 골전도 스피커를 공개했다. 상기 특허에서 제안하는 스피커는 도 2에서 도시하는 바와 같이 상부가 개방된 제1 하우징체(210); 및 상기 제1 하우징체(210)의 외부로부터 이격 배치되며 제1 하우징체(210)을 둘러싸는 제2 하우징체(220)을 포함한다. 제1 하우징체(210)은 전기신호를 인가받는 무빙코일(230); 무빙코일(230)을 통해 자기장 내에 설치되어 인력과 척력의 작용 하에서 진동하고, 그 사이에 이중 자기장이 형성되는 내부 자기부품(240)과 외부 자기부품(250); 무빙코일(230)에 연결되어 무빙코일(230)의 진동을 전달받는 진동판(260); 및 진동판(260)의 외측으로 연결되며 사용자의 피부에 접촉되어 기계적인 진동을 전달하는 진동 유닛(270)을 포함한다. 상기 특허에서 제안하는 방안에서는 제1 하우징체(210) 외측으로 제2 하우징체(220)을 둘러싸고, 제2 하우징체(220)을 이용해 제1 하우징체(210)의 진동이 외부로 확산되는 것을 차단함으로써 누음을 어느 정도 저감시키는 효과를 구현했다.
그러나 상기 방안은 제2 하우징체(220)과 제1 하우징체(210) 사이를 고정 연결하기 때문에 제2 하우징체(220)의 진동을 피할 수 없다. 따라서 제2 하우징체(220)을 제대로 밀봉하기 어렵기 때문에 실질적인 누음 저감 효과가 그다지 좋지 않다. 또한, 제2 하우징체(220)이 스피커의 전체 부피와 중량을 증가시키기 때문에 원가가 높아지게 될 뿐만 아니라 조립 공정도 복잡해지므로 스피커 품질의 일관성과 신뢰성을 확보하기 어렵다.
본 발명에서는 골전도 스피커 누음을 억제하는 방법 및 누음을 억제할 수 있는 골전도 스피커를 제안함으로써, 골전도 스피커의 누음을 효과적으로 저감시키고자 한다.
먼저, 본 발명에서 제안하는 골전도 스피커 누음을 억제하는 방법은 아래 내용을 포함한다.
인체 피부에 접합되어 진동을 전달하는 진동판, 에너지 변환 장치 및 하우징을 포함하는 골전도 스피커를 제안하며,
상기 하우징의 적어도 한 부분에 적어도 하나의 음향 전달 홀이 설치되고;
상기 에너지 변환 장치는 상기 진동판을 진동시키고;
상기 하우징도 상기 에너지 변환 장치 진동을 따라 진동하고, 외부 공기를 밀어내어 공기 중으로 전파되는 누음 음파를 형성하고;
하우징 내부 공기가 밀려 형성된 하우징 내부 음파는 음향 전달 홀에서 상기 하우징의 외부로 유출되고, 누음 음파와 간섭을 일으켜 골전도 스피커의 누음을 억제한다.
상기 방법에 있어서, 바람직하게는 상기 음향 전달 홀은 상기 하우징 측벽의 상부, 중부 및/또는 하부, 및, 및/또는 상기 하우징의 바닥부에 설치된다.
상기 방법에 있어서, 바람직하게는 상기 음향 전달 홀 앞에 댐핑층을 설치해 음파의 위상과 진폭을 조절한다.
상기 방법에 있어서, 바람직하게는 각기 다른 상기 음향 전달 홀 사이를 동일한 위상으로 설치해 동일한 파장의 누음 음파를 억제하거나, 또는 각기 다른 상기 음향 전달 홀 사이를 다른 위상으로 설치해 다른 파장의 누음 음파를 억제한다.
상기 방법에 있어서, 바람직하게는 동일한 음향 전달 홀의 다른 부위 사이를 같은 위상으로 설치해 같은 파장의 누음 음파를 억제하고; 또는 동일한 음향 전달 홀의 다른 부위 사이를 다른 위상으로 설치해 다른 파장의 누음 음파를 억제한다.
두 번째로, 본 발명에서는 골전도 스피커를 제안하며, 여기에는 하우징, 진동판 및 에너지 변환 장치가 포함된다.
상기 에너지 변환 장치는 진동을 발생시키는 데 사용하며 상기 하우징의 내부에 위치하고;
상기 진동판은 피부에 접합시켜 진동을 전달하는 데 사용하고;
상기 하우징의 적어도 한 부분에는 적어도 하나의 음향 전달 홀을 설치되고, 바람직하게는 상기 음향 전달 홀은 상기 하우징 내부 공기 진동으로 형성된 하우징 내부 음파를 상기 하우징의 외부로 유출시키는 데 사용하고, 상기 하우징 진동으로 하우징 외부로 밀린 공기가 형성하는 누음 음파와 간섭을 일으켜, 상기 누음 음파의 진폭을 감소시킨다.
상기 골전도 스피커에 있어서 바람직하게는, 상기 하우징에는 측벽과 하나의 바닥벽이 있고, 상기 음향 전달 홀은 상기 하우징의 측벽 및/또는 바닥벽에 설치된다.
상기 골전도 스피커에 있어서 바람직하게는, 상기 음향 전달 홀은 상기 하우징 측벽의 상부 및/또는 하부에 설치된다.
상기 골전도 스피커에 있어서 바람직하게는, 상기 하우징의 측벽은 원주형이고, 상기 하우징 측벽의 음향 전달 홀 수량은 적어도 두 개이고, 고리형으로 균일하게 또는 불균일하게 분포한다. 상기 하우징은 기타 형상일 수도 있다.
상기 골전도 스피커에 있어서 바람직하게는, 상기 원주형 측벽의 축방향을 따라 각기 다른 높이의 음향 전달 홀이 설치된다.
상기 골전도 스피커에 있어서 바람직하게는, 상기 하우징 바닥벽에 설치되는 상기 음향 전달 홀 수량은 적어도 두 개이고, 상기 바닥벽의 중심을 원 중심으로 삼고, 고리형으로 균일하게 분포되고; 및/또는 상기 하우징 바닥벽의 음향 전달 홀은 바닥벽의 중심에 위치하는 하나의 구멍이다.
상기 골전도 스피커에 있어서 바람직하게는, 상기 음향 전달 홀은 관통하는 홀이고; 또는 상기 음향 전달 홀의 개구부는 댐핑층으로 씌운다.
상기 골전도 스피커에 있어서 바람직하게는, 각기 다른 상기 음향 전달 홀 사이 또는 동일한 상기 음향 전달 홀의 각기 다른 부위 사이는 각기 다르거나 또는 같은 위상차로 설치된다.
상기 골전도 스피커에 있어서 바람직하게는, 상기 댐핑층은 튜닝 페이퍼, 튜닝 코튼, 부직포, 비단, 면포, 스펀지 또는 고무이다.
상기 골전도 스피커에 있어서 바람직하게는, 상기 음향 전달 홀의 형상은 원형, 타원형, 직사각형 또는 선형이고; 다수개 상기 음향 전달 홀은 동일하거나 다른 형상으로 설치된다.
상기 골전도 스피커에 있어서 바람직하게는, 상기 에너지 변환 장치는 자성 어셈블리와 음성 코일을 포함하거나 또는 상기 에너지 변환 장치는 압전 자기를 포함한다.
본 발명에서 제안하는 기술방안은 음파 간섭 원리를 이용해 하우징에 음향 전달 홀을 설치함으로써 골전도 스피커 하우징 내의 진동 음파를 하우징 외부로 내보낸 후 하우징 진동으로 생성된 누음 음파와 간섭을 일으켜 진폭을 줄임으로써 누음 저감 효과를 구현한다. 상기 방안은 누음 억제 효과가 우수할 뿐만 아니라 간단하게 구현할 수 있으며, 골전도 스피커의 부피와 중량을 증가시키지 않고 원가에도 거의 영향을 미치지 않는다.
도 1a 및 1b는 종래 기술에 있어서 골전도 스피커의 구조도이고;
도 2는 종래 기술에 있어서 다른 골전도 스피커의 구조도이고;
도 3은 본 발명 실시예에 적용한 음성학 간섭 원리 설명도이고;
도 4a 및 4b는 본 발명 실시예 1에서 제안한 골전도 스피커의 구조도이고;
도 4c는 본 발명 실시예 1에서 제안한 골전도 스피커의 물리적 모형이고;
도 4d는 본 발명 실시예 1에서 제안한 골전도 스피커의 누음 억제 효과도이고;
도 5는 본 발명 실시예에서 적용한 등청감 곡선도이고;
도 6은 본 발명 실시예 2에서 제안한 골전도 스피커의 누음 억제 방법 흐름도이고;
도 7a 및 7b는 본 발명 실시예 3에서 제안한 골전도 스피커의 구조도이고, 도 7c는 본 발명 실시예 3에서 제안한 골전도 스피커의 누음 억제 효과도이고;
도 8a 및 8b는 본 발명 실시예 4에서 제안한 골전도 스피커의 구조도이고, 도 8c는 본 발명 실시예 4에서 제안한 골전도 스피커의 누음 억제 효과도이고;
도 9a 및 9b는 본 발명 실시예 5에서 제안한 골전도 스피커의 구조도이고, 도 9c는 본 발명 실시예 5에서 제안한 골전도 스피커의 누음 억제 효과도이고;
도 10a 및 10b는 본 발명 실시예 6에서 제안한 골전도 스피커의 구조도이고, 도 10c는 본 발명 실시예 6에서 제안한 골전도 스피커의 누음 억제 효과도이고;
도 11a 및 11b는 본 발명 실시예 7에서 제안한 골전도 스피커의 구조도이고, 도 11c는 본 발명 실시예 7에서 제안한 골전도 스피커의 누음 억제 효과도이고;
도 12a 및 12b는 본 발명 실시예 8에서 제안한 골전도 스피커의 구조도이고; 및
도 13a 및 13b는 본 발명 실시예 9에서 제안한 골전도 스피커의 구조도이다.
아래에서는 도면과 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 한다. 여기에서 설명한 구체적인 실시예는 본 발명을 해석하기 위한 것으로서 본 발명을 제한하지 않는다. 설명의 편의를 위해 도면에서는 본 발명의 전체 구조가 아닌 본 발명과 관련된 일부만을 도시했다.
본 발명 실시예의 기술방안을 명확하게 설명하기 위해 먼저 본 발명에 기반이 된 설계 원리를 소개하고자 한다. 도 3은 본 발명 실시예에 적용한 음성학 간섭 원리 설명도를 도시한 것이다. 음파에서 두 개의 중요한 파라미터는 주파수와 진폭이며, 동일한 주파수의 두 음파는 공간 내에서 간섭을 일으키는데, 즉 두 음파의 진폭이 서로 중첩된다. 도 3에서 도시하는 바와 같이, 공간의 다른 위치에 음원 1과 음원 2가 존재하고 두 음원의 주파수가 동일한 경우를 가정해 보았다. 두 음원에서 내보내는 음파는 공간의 특정 지점 A에서 만날 수 있는데, 두 음원의 음파가 A 지점에서 위상이 같을 경우 A지점에서 동일한 진폭이 서로 겹치면서 A 지점의 음파 신호가 증폭된다. 반대로 A 지점 위상이 반대일 경우 반대 진폭이 서로 상쇄돼 A 지점의 음파 신호가 감소하게 된다.
본 발명에서는 상기 음파 간섭 원리를 골전도 스피커에 응용해 누음을 저감시킬 수 있는 골전도 스피커를 제안한다.
실시예 1
도 4a 및 4b는 본 발명 실시예 1에서 제안하는 골전도 스피커의 구조도를 도시한 것이다. 상기 골전도 스피커는 하우징(10), 진동판(21) 및 에너지 변환 장치(22)를 포함한다. 여기에서 에너지 변환 장치(22)는 진동을 발생시키는 데 사용하며 상기 하우징(10)의 내부에 위치하고; 상기 진동판(10)의 적어도 한 부분에 적어도 하나의 음향 전달 홀(30)이 설치되고, 상기 음향 전달 홀(30)은 상기 하우징(10) 내부 공기 진동으로 형성된 하우징 내부 음파를 상기 하우징(10)의 외부로 내보내는 데 사용하고, 상기 하우징(10) 진동으로 하우징 외부로 밀린 공기가 형성하는 누음 음파와 간섭을 일으켜, 상기 누음 음파의 진폭을 감소시킨다.
본 실시예의 기술방안은 각종 전형적인 구조를 가진 골전도 스피커에 사용될 수 있다. 골전도 스피커의 에너지 변환 장치(22)는 특정 원리를 기반으로 전기신호를 기계적 진동으로 변환하는 어셈블리이다. 통상적으로는 예를 들어 오디오 전기신호를 음성 코일에 인가하고, 음성 코일은 자기장 내에 위치하고, 전자기 작용을 통해 음성 코일을 진동시킬 수 있다. 또는 압전 자기 원리를 이용해 에너지 변환 장치(22)를 제작해 전기신호를 자기 부품의 형상으로 전환시켜 진동을 일으킬 수 있다.
본 실시예에 있어서, 진동판(21)은 에너지 변환 장치(22)와 고정 연결되고, 에너지 변환 장치(22) 구동 하에서 동시에 진동한다. 진동판(21)은 하우징(10)의 개구부에서 하우징(10)으로 연장되어 인체 피부와 접합되고, 인체 조직과 골격을 통해 청각신경까지 진동을 청각신경까지 전달함으로써 사용자가 소리를 듣게 만든다. 에너지 변환 장치(22)와 하우징(10) 사이는 연결부재(23)로 연결하고, 진동하는 에너지 변환 장치(22)를 하우징(10) 내에 위치시킨다.
본 실시예에 있어서, 연결부재(23)는 하나 이상의 독립된 부품일 수 있으며, 에너지 변환 장치(22) 또는 하우징(10)과 일체형으로 설치할 수도 있다. 진동에 대한 제약을 줄이기 위해 연결부재(23)는 통상적으로 탄성 재료로 제작한다.
에너지 변환 장치(22)는 진동판(21)을 진동시킨다. 에너지 변환 장치(22)는 그 자체로도 하나의 진동원이며 하우징(10)의 내부에 수용되고, 에너지 변환 장치(22) 표면 진동은 하우징 내부 공기도 함께 진동시키고, 이로 인해 형성된 음파는 하우징(10) 내부에 있는 것으로서 하우징 내부 음파라고 부를 수 있다. 진동판(21)과 에너지 변환 장치(22)는 연결부재(23)를 통해 하우징(10)에 위치하기 때문에 어쩔 수 없이 하우징(10)에 진동 영향을 미치고 이로 인해 하우징(10)을 동시에 진동시킨다. 따라서 하우징(10)은 하우징 외부 공기 진동, 즉 누음 음파를 형성하게 된다. 누음 음파는 외부로 전달되어 누음을 형성한다.
하우징 내부 음파와 누음 음파는 도 3에서 도시하는 두 개의 음원에 해당한다. 본 발명 실시예에서는 하우징 벽면에 관통하는 음향 전달 홀(30)이 설치되어 하우징 내부 음파를 하우징 외부로 내보낼 수 있으며, 누음 음파와 공기 중에 전파되면서 간섭을 일으키기 때문에, 상기 누음 음파의 진폭이 감소하면서 누음이 저감되는 효과가 나타난다. 따라서 본 실시예의 기술방안에서는 하우징에 음향 전달 홀이 설치되는 간단한 개선작업을 통해 누음 문제를 어느 정도 해결했으며, 골전도 스피커의 부피와 중량도 증가시키지 않았다.
본 실시예에 있어서, 음향 전달 홀(30)을 예시적으로 측벽 높이의 상부, 즉 꼭대기부(진동판)에서 측벽 높이 방향 1/3 높이 지점에 설치했다.
도 4c는 본 발명 실시예에서 제안하는 골전도 스피커의 물리적 모형을 도시한 것으로서, 골전도 스피커의 간략한 구조는 전술한 실시예에서 도시한 것과 같으며, 그 구조는 더욱 추상적으로 역학적 부품일 수 있다. 도면에서 도시하는 바와 같이 하우징(10) 측벽과 진동판(21) 사이에 위치하는 연결부재(23)는 추상적으로 병렬 탄성부재와 댐핑부재일 수 있고, 진동판(21)과 에너지 변환 장치(22) 사이는 추상적으로 탄성부재(24)의 연결 관계일 수 있다.
하우징 외부 누음 감소량은
Figure 112021074820514-pat00001
에 정비례하고 (1)
여기에서, S오픈홀은 음향 전달 홀의 오픈홀 구역이고, S하우징은 사용자 피부와 접촉하지 않는 하우징 구역이고,
여기에서 하우징 내부 압력도는 P=Pa+Pb+Pc+Pe이고, (2)
Pa, Pb, Pc, Pe는 각각 a면, b면, c면, e면이 하우징 내부 공간의 임의 지점에서 생성된 음압이고,
b가 위치한 면의 중심 O 지점을 공간 좌표 원점으로 삼고, b가 위치한 면은 z=0인 평면이고, Pa, Pb, Pc, Pe는 각각 아래와 같고,
Figure 112021074820514-pat00002
여기에서,
Figure 112021074820514-pat00003
는 관측 지점(x, y, z)에서 b면 음원의 지점(x', y', 0)까지의 거리이고; Sa, Sb, Sc, Se는 각각 a면, b면, c면, e면의 구역이고;
Figure 112021074820514-pat00004
는 관측 지점(x, y, z)에서 a면 음원의 지점(x'a, y'a, za)까지의 거리이고;
Figure 112021074820514-pat00005
는 관측 지점(x, y, z)에서 c면 음원의 지점(x'c, y'c, zc)까지의 거리이고;
Figure 112021074820514-pat00006
는 관측 지점(x, y, z)에서 e면 음원의 지점(x'e, y'e, ze)까지의 거리이고;
k= ω/u 파수(u는 음속),
ρ0: 공기밀도,
ω: 진동의 각주파수(아래와 같음),
Pa저항, Pb저항, Pc저항, Pe저항은 공기 자체 음향 저항이고, 각각 다음과 같다.
Figure 112021074820514-pat00007
여기에서, r은 단위 길이의 음향 댐핑이고, r’는 단위 길이의 음질이고, za는 관측 지점에서 a면 음원까지의 거리이고, zb는 관측 지점에서 b면 음원까지의 거리이고, zc는 관측 지점에서 c면 음원까지의 거리이고, ze는 관측 지점에서 e면 음원까지의 거리이다.
Wa(x, y), Wb(x, y), Wc(x, y), We(x, y), Wd(x, y)는 각각 a, b, c, e, d면 단위 면적의 음원 강도이고, 아래 공식 그룹(11)에서 도출할 수 있다.
Figure 112021074820514-pat00008
여기에서,
F는 에너지 변환 장치의 변환 구동력이고,
Fa, Fb, Fc, Fd, Fe는 각각 a, b, c, d, e 각 지점의 구동력이고,
Sd는 하우징(d면) 구역이고,
f는 측벽의 작은 간극이 형성하는 점성 저항이고,
Figure 112021074820514-pat00009
,
L은 진동판이 사용자 얼굴에 작용할 때, 사용자 얼굴의 등가 하중이고,
γ는 탄성부재(2)의 소산 에너지이고,
k1, k2는 각각 탄성부재(1)와 탄성부재(2)의 탄성계수이고,
η는 유체 점성 계수이고,
dv/dy는 유체의 속도 기울기이고,
△s는 물체(판)의 단면적이고,
A는 폭이고,
Figure 112021074820514-pat00010
는 음장의 면적이고,
δ는 고차량(high order quantity)(하우징 형상의 불완전 대칭성에서 기인함)이고,
하우징 외부 임의 한 지점에 있어서, 하우징 진동에서 생성된 음압은 다음과 같다.
Figure 112021074820514-pat00011
Figure 112021074820514-pat00012
는 관측 지점(x, y, z)에서 d면 음원의 지점(x'd, y'd, zd)까지의 거리이다.
Pa, Pb, Pc, Pe는 모두 위치의 함수이고, 우리가 하우징의 임의 한 위치에 홀이 설치될 때, 설치된 홀 면적이 S오픈홀이면, 오픈홀 음압의 총 작용은
Figure 112021074820514-pat00013
이다.
하우징(10)에서 진동판(21)이 인체 조직에 접합되어 출력 에너지가 모두 인체 조직에 흡수되면, d면만 하우징 외부로 공기 진동을 일으켜 누음을 형성하고, 하우징아 하우징 외부로 공기 진동을 밀어내는 총 작용은
Figure 112021074820514-pat00014
이다.
우리의 목표는
Figure 112021074820514-pat00015
와
Figure 112021074820514-pat00016
가 크기는 같고 방향은 반대가 되도록 하여 누음 저감 효과를 구현하는 것이다. 일단 장치의 기본 구조가 확정되면,
Figure 112021074820514-pat00017
는 우리가 조정할 수 없는 양이기 때문에
Figure 112021074820514-pat00018
를 조절해 이것을
Figure 112021074820514-pat00019
와 상쇄시킨다.
Figure 112021074820514-pat00020
에는 완전한 위상과 폭 정보가 포함됐으며, 그 위상, 폭은 골전도 스피커의 하우징 사이즈, 에너지 변환 장치의 진동 주파수, 음향 전달 홀의 설치 위치, 형상, 수량, 사이즈 및 홀에 댐핑이 있는지 여부와 모두 밀접한 관계를 가지는데, 이것은 우리가 음향 전달 홀의 설치 위치, 형상과 수량 및/또는 댐핑 추가 및/또는 댐핑 재료 조정을 통해 누음 억제의 목적을 달성할 수 있게 만들어 준다.
또한, 골전도 이어폰은 종래의 기도 이어폰의 기본 구조와 작용기제가 다르기 때문에, 본 발명자가 도출한 상기 공식은 골전도 스피커에만 적용된다. 종래의 기도 이어폰에서 기실 중의 공기는 하나의 전체로 볼 수 있으며, 그 위상은 위치에 대해 민감하지 않은데, 이 점은 골전도 스피커가 가진 본질과 다르기 때문에, 기도 스피커는 상기 공식을 적용할 수 없다.
본 발명자가 도출한 상기 공식에 의거해, 본 발명이 속한 기술분야의 당업자는 누음 음파의 소거 효과가 골전도 스피커의 하우징 사이즈, 에너지 변환 장치의 진동 주파수, 음향 전달 홀의 설치 위치, 형상, 수량, 사이즈 및 홀에 댐핑이 있는지 여부와 모두 밀접한 관계가 있다는 것을 쉽게 이해할 수 있다. 따라서 음향 전달 홀의 설치 위치, 형상, 수량, 홀의 댐핑 재료 등은 필요에 의거해 각기 다양한 변화된 방안을 제시할 수 있다.
도 5는 본 발명 실시예에 적용한 등청감 곡선도를 도시한 것으로서, 도 5에서 도시하는 바와 같이 가로좌표는 주파수, 세로좌표는 음압레벨이다. 음압은 바로 대기압이 방해를 받아 발생하는 변화로서 대기압의 초과 압력이며, 대기압에 하나의 방해를 일으키는 압력 변화가 중첩된 것에 해당하기 때문에, 음압은 음파의 진폭 크기를 반영할 수 있다. 도 5에서 각 곡선의 각기 다른 주파수에 대응하는 음압 레벨은 각기 다르나, 사용자의 귀로 느끼는 강약 반응은 같으므로 각 곡선에 하나의 숫자를 표기한 것은 해당 곡선의 음량을 나타낸다. 등청감 곡선에서 알 수 있듯이, 음량(음압 진폭)이 비교적 작을 때는 주파수 음 높낮이에 대한 사람 귀의 감각이 민감하지 않으나, 음량이 비교적 클 때는 주파수 음 높낮이에 대한 감각이 민감해진다. 여기에서 골전도 스피커의 경우 중저음역대의 음역 범위에 더욱 주목하는데, 예를 들어 1000 내지 4000Hz, 더욱 바람직하게는 1000 내지 4000Hz, 또는 1000 내지 3500Hz이며, 더욱 바람직하게는 1000 내지 3000Hz, 또는 1500 내지 3000Hz이다. 상기 주파수 범위 내의 누음은 가장 먼저 소거해야 하는 대상이다.
도 4d는 누음 억제 효과도(수치 계산과 실측 결과는 상기 음파 구간 내에서 비교적 근접)를 도시한 것이다. 선택해 얻은 예에 있어서, 원주형 하우징(30)은 측벽과 하나의 바닥벽을 가질 수 있다. 도 4a 및 4b에 도시하는 골전도 스피커의 경우, 이것은 하나의 바람직한 실시예에 불과하며, 그 하우징(10)은 원주형이고 크기는 반경 22mm, 측벽 높이 14mm이고, 음향 전달 홀(30)은 하우징(10)의 측벽 상부에 설치되고, 형상은 직사각형이고, 수량은 다수개이고, 하우징(10)의 측벽에 균일하게 분포한다. 하우징(10)의 바닥벽 외측 50cm 지점을 누음 소거의 목표 영역으로 설정하고, 누음 음파가 목표 영역까지 전달되는 거리와, 하우징 내부 음파가 에너지 변환 장치(22)의 표면에서 음향 전달 홀(30)을 거쳐 상기 목표 깐까지 전파되는 거리 간의 위상차는 180도에 근접한다. 상기 설정을 통해 하우징(10) 바닥벽이 생성하는 누음 음파가 소거하려는 구간에서 현저하게 낮아지게 만들 수 있으며, 심지어 소거시킬 수도 있다.
본 발명에서 제안하는 각 방안은 실험 결과에서 알 수 있듯이 음향 전달 홀이 설치된 후 누음 억제 효과가 아주 현저하며, 도 4d에서 도시하는 바에서 알 수 있듯이, 음향 전달 홀이 설치되지 않은 상황과 비교할 때, 음향 전달 홀이 설치된 경우가 현저한 누음 억제 효과를 나타냈다.
테스트한 주파수 대역 범위 내에서 음향 전달 홀이 설치된 후 누음은 평균 약 10dB가 낮아졌다. 1500 내지 3000Hz 주파수 대역 내에서 억제된 누음은 기본적으로 10dB가 넘었다. 특히 2000 내지 2500Hz 주파수 대역 내에서 하우징 측면 상부에 음향 전달 홀이 설치된 후의 누음은 음향 전달 홀이 설치되지 않은 방안보다 20dB 이상 낮아졌다.
본 발명이 속한 기술분야의 당업자는 상기 공식에서 골전도 스피커의 사이즈, 누음 소거의 목표 영역, 음파의 주파수가 각기 다를 경우, 음향 전달 홀의 위치, 형상 및 수량을 달리 해야 한다는 것을 이해할 수 있다.
전형적인 원주형 하우징을 예로 들면, 설치 위치는 각기 다른 수요에 따라 음향 전달 홀(30)을 상기 하우징의 측벽(11) 및/또는 바닥벽(12)에 설치될 수 있다. 바람직하게는 상기 음향 전달 홀(30)을 상기 하우징 측벽(11)의 상부 및/또는 하부에 설치된다. 상기 하우징 측벽(11)에 개설한 음향 전달 홀 수량은 적어도 2개일 수 있으며, 바람직하게는 고리형으로 균일하게 분포시킨다. 상기 하우징 바닥벽(12)에 개설한 음향 전달 홀 수량은 적어도 2개일 수 있으며, 바닥벽의 중심을 원 중심으로 삼고 고리형으로 균일하게 분포시킨다. 고리형으로 분포한 상기 음향 전달 홀은 적어도 하나로 설치할 수 있다. 상기 하우징 바닥벽(12)에 설치된 음향 전달 홀 수량은 하나일 수 있으며, 상기 음향 전달 홀은 바닥벽(12)의 중심 지점에 설치된다.
수량의 경우, 음향 전달 홀은 하나 이상일 수 있으며, 바람직하게는 다수개이고 균일하게 분포시킨다. 고리형으로 설치된 음향 전달 홀의 경우 각 고리의 음향 전달 홀의 수량은 예를 들어 6 내지 8개일 수 있다.
음향 전달 홀의 형상은 원형, 타원형, 직사각형 또는 선형 등일 수 있다. 선형은 통상적으로 직선, 곡선 또는 호선을 따르는 선형이다. 각종 형상의 음향 전달 홀은 하나의 골전도 스피커에서 같거나 다를 수 있다.
당연히 본 발명이 속한 기술분야의 당업자는 하우징의 측벽도 원주형이 아닐 수 있으며, 다수개 음향 전달 홀이 불균일하게 분포할 수 있는데, 필요에 따라 설치한다는 것을 이해할 수 있다. 음향 전달 홀의 형상, 수량 및 설치 위치에는 여러 가지 유형을 조합한 방식이 있을 수 있으며, 아래에서 도면을 통해 일부 기타 바람직한 실시예를 제안하고자 한다.
실시예 2
도 6은 본 발명 실시예 2에서 제안하는 골전도 스피커의 누음을 억제하는 방법을 도시한 것으로서, 상기 방법은 본 발명 각 실시예에서 제안하는 골전도 스피커에서 누음을 억제하는 데 활용할 수 있다. 상기 방법은 다음의 단계를 포함한다.
단계 1: 인체 피부에 접합되어 진동을 전달하는 진동판(21), 에너지 변환 장치(22) 및 하우징(10)을 가진 골전도 스피커에 있어서, 하우징(10)의 적어도 한 부분에 적어도 하나의 음향 전달 홀(30)이 설치된다.
단계 2: 에너지 변환 장치(22)가 진동판(21)을 진동시킨다.
단계 3: 하우징(10)도 에너지 변환 장치(22)를 따라 진동하며 외부 공기를 밀어내고, 이로 인해 공기 중에 전파되는 누음 음파가 형성된다.
단계 4: 하우징 내부 공기가 밀려 형성되는 하우징 내부 음파를 음향 전달 홀(30)에서 상기 하우징(10)의 외부로 내보내고, 누음 음파와 간섭을 일으켜 골전도 스피커의 누음을 억제한다.
상기 방법에 있어서, 바람직하게는 하우징의 각기 다른 위치 지점에 음향 전달 홀(30)이 설치된다.
상기 방법에 있어서, 바람직하게는 실시예 1 중의 공식과 방법을 이용해 누음의 효과를 확정함으로써 음향 전달 홀의 위치를 설계한다.
상기 방법에 있어서, 바람직하게는 상기 음향 전달 홀(30)에 댐핑층을 설치해 상기 음향 전달 홀을 통해 전달되는 음파의 위상과 진폭을 조절한다.
상기 방법에 있어서, 다른 음향 전달 홀은 동일한 파장을 갖는 누음 음파를 억제시키기 위하여 동일한 위상을 갖는 상이한 음파를 생성할 수 있다. 상기 방법에 있어서, 다른 음향 전달 홀은 다른 파장을 갖는 누음 음파를 억제시키기 위하여 다른 위상을 갖는 상이한 음파를 생성할 수 있다.
상기 방법에 있어서, 음향 전달 홀의 상이한 부분은 동일한 파장을 갖는 누음 음파를 억제시키기 위하여 동일한 위상을 갖는 음파를 생성하도록 구성될 수 있다. 상기 방법에 있어서, 음향 전달 홀의 상이한 부분은 다른 파장을 갖는 누음 음파를 억제시키기 위하여 다른 위상을 갖는 음파를 생성하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 간섭을 진행하기 전에, 하우징 내부 음파를 처리할 수도 있는데, 이것을 누음 음파 크기는 기본적으로 동일하게, 위상은 기본적으로 다르게 해 누음을 더욱 감소시킬 수 있다.
실시예 3
도 7a 및 7b는 본 발명 실시예 3에서 제안하는 골전도 스피커의 구조도를 도시한 것으로서, 본 실시예에서 제안하는 골전도 스피커는 개방형 하우징(10), 진동판(21) 및 에너지 변환 장치(22)를 포함한다. 여기에서 하우징(10)은 원주형이고, 하우징(10)의 측벽 하부(측벽 높이 방향 2/3 높이에서 바닥부까지의 부분)에 관통하는 음향 전달 홀(30)이 설치된다. 음향 전달 홀(30)의 수량은 예를 들어 8개이고, 형상은 예를 들어 직사각형이고, 각 음향 전달 홀(30)은 고리형으로 하우징(10)의 측벽에 균일하게 분포한다.
상기 실시예에 있어서, 에너지 변환 장치는 바람직하게는 전자기 변환 원리를 기반으로 구현하며, 자기도체와 음성 코일 등 부품을 포함하고, 상기 부품은 모두 하우징 내부에 수용될 수 있고, 동일한 주파수로 동시에 진동을 일으킨다.
도 7c는 누음 억제 효과도를 도시한 것으로서, 간단하게 개괄적으로 분석하면, 1400 내지 4000Hz 주파수 범위 내에서 누음 감소값은 모두 5dB보다 높고, 2250 내지 2500Hz 주파수 구역 내에서 누음 억제 효과가 가장 현저하며 감소값은 20dB보다 높다.
실시예 4
도 8a 및 8b는 본 발명 실시예 4에서 제안하는 골전도 스피커의 구조도를 도시한 것으로서, 본 실시예에서 제안하는 골전도 스피커는 개방형 하우징(10), 진동판(21) 및 에너지 변환 장치(22)를 포함한다. 여기에서 하우징(10)은 원주형이고, 하우징(10)의 측벽 중부(측벽 높이 방향 1/3 높이에서 2/3 높이까지의 부분)에 관통하는 음향 전달 홀(30)이 설치된다. 음향 전달 홀(30)의 수량은 8개이고, 형상은 직사각형이고, 각 음향 전달 홀(30)은 고리형으로 하우징(10)의 측벽에 균일하게 분포한다.
상기 실시예에 있어서, 에너지 변환 장치는 바람직하게는 전자기 변환 원리를 기반으로 구현하며, 자기도체와 음성 코일 등 부품을 포함하고, 상기 부품은 모두 하우징 내부에 수용될 수 있고, 동일한 주파수로 동시에 진동을 일으킨다.
도 8c는 누음 소거 효과도를 도시한 것으로서, 간단하게 개괄적으로 분석하면, 1000 내지 4000Hz에서 상기 방안의 누음 억제 효과가 현저하게 나타났으며, 1400 내지 2900Hz 범위 내에서 누음 감소값이 모두 10dB보다 높았고, 2200 내지 2500Hz 주파수 구역 내에서 누음 억제효과가 가장 현저하게 나타났으며 감소값은 20dB보다 높았다. 실시예 3과 비교할 때, 상기 방안은 각 주파수 대역에서의 누음 저감 효과가 모두 비교적 균형을 이뤘으나, 누음 저감 효과가 가장 우수한 주파수 구간은 실시예 3의 방안과 일치했다.
이것은 수많은 파라미터가 모두 동일하게 유지되는 상황에서는 음향 전달 홀 위치 변화만이 누음 저감 효과에 영향을 미칠 수 있다는 것을 설명한다.
실시예 5
도 9a 및 9b는 본 발명 실시예 5에서 제안하는 골전도 스피커의 구조도를 도시한 것으로서, 본 실시예에서 제안하는 골전도 스피커는 개방형 하우징(10), 진동판(21) 및 에너지 변환 장치(22)를 포함한다. 여기에서 하우징(10)은 원주형이고, 하우징(10)의 바닥벽의 가장자리 방향에 관통하는 음향 전달 홀(30)이 설치된다. 음향 전달 홀(30)의 수량은 예를 들어 8개이고, 형상은 예를 들어 직사각형이고, 각 음향 전달 홀(30)은 고리형으로 하우징(10)의 바닥벽에 균일하게 분포한다.
상기 실시예에 있어서, 에너지 변환 장치는 바람직하게는 전자기 변환 원리를 기반으로 구현하며, 자기도체와 음성 코일 등 부품을 포함하고, 상기 부품은 모두 하우징 내부에 수용될 수 있고, 동일한 주파수로 동시에 진동을 일으킨다.
도 9c는 누음 억제 효과도를 도시한 것으로서, 간단하게 개괄적으로 분석하면, 1000 내지 3000Hz에서 상기 방안의 누음 억제 효과가 현저하게 나타났으며, 1700 내지 2700Hz 범위 내에서 누음 감소값이 모두 10dB보다 높았고, 2200 내지 2400Hz 주파수 구역 내에서 누음 억제효과가 가장 현저하게 나타났으며 감소값은 20dB보다 높았다. 실시예 3과 비교할 때, 상기 방안은 각 주파수 구역에서 누음 저감 효과가 모두 비교적 균형을 이루었으나, 누음 저감 효과가 가장 우수한 주파수 구역은 실시예 3의 방안과 일치했다. 상기 방안은 1000 내지 2200Hz 범위 내에서 누음 감소 효과가 실시예 4와 유사하고 실시예 3보다 우수했으나, 2200 내지 4000Hz에서는 상기 실시예의 누음 감소 효과가 실시예 4와 실시예 3보다 낮았다.
실시예 6
도 10a 및 10b는 본 발명 실시예 6에서 제안하는 골전도 스피커의 구조도를 도시한 것으로서, 본 실시예에서 제안하는 골전도 스피커는 개방형 하우징(10), 진동판(21) 및 에너지 변환 장치(22)를 포함한다. 여기에서 실시예 3과 다른 점은, 하우징(10) 측벽의 상부와 하부에 각각 관통하는 음향 전달 홀(30)이 설치된다는 것이다. 음향 전달 홀(30)은 고리형으로 하우징(10) 측벽의 상부와 하부에 균일하게 분포하고, 각 고리의 음향 전달 홀(30)의 수량은 8개이다. 또한, 상부와 하부에 설치된 음향 전달 홀(30)은 하우징(10)의 중간 단면을 마주보고 대칭 설치된다. 각 음향 전달 홀(30)의 형상은 원형이다.
측벽의 상부와 하부의 음향 전달 홀(30)의 형상은 불일치할 수 있으며, 내부의 댐핑층은 동일한 파장(주파수)의 누음 음파를 억제하도록 설치할 수 있으며, 다른 파장의 누음 음파를 억제하도록 설치할 수도 있다.
도 10c는 상기 실시예의 누음 억제 효과도를 도시한 것으로서, 간단하게 개괄적으로 분석하면, 1000 내지 4000Hz 내에서 상기 실시예의 누음 억제 효과가 현저하게 나타났으며, 1600 내지 2700Hz 범위 내에서 누음 감소값이 모두 15dB보다 높았고, 2000 내지 2500Hz 주파수 구역 내에서 누음 억제효과가 가장 현저하게 나타났으며 감소값은 20dB보다 높았다. 실시예 3과 비교할 때, 상기 실시예는 각 주파수 대역에서 누음 저감 효과가 모두 비교적 균형을 이루었으며, 효과가 실시예 3, 4, 5 등 단일한 높이에 홀이 설치된 방안보다 우수했다.
실시예 7
도 11a 및 11b는 본 발명 실시예 7에서 제안하는 골전도 스피커의 구조도를 도시한 것으로서, 본 실시예에서 제안하는 골전도 스피커는 개방형 하우징(10), 진동판(21) 및 에너지 변환 장치(22)를 포함한다. 실시예 3과 다른 점은, 하우징(10) 측벽의 상부와 하부 및 하우징(10)의 바닥벽에 각각 관통하는 음향 전달 홀(30)이 설치된다는 것이다. 측벽에 설치된 음향 전달 홀(30)은 고리형으로 하우징(10) 측벽의 상부와 하부에 균일하게 분포하고, 각 고리의 수량은 8개이고, 상부와 하부에 설치된 음향 전달 홀(30)은 하우징(10)의 중간 단면을 마주보고 대칭 설치된다. 측벽에 설치된 각 음향 전달 홀(30)은 직사각형이다. 바닥벽에 설치된 음향 전달 홀(30)의 형상은 호선을 따라 설치된 선형이고, 수량은 4개이고, 바닥벽의 중심을 원 중심으로 삼아 고려형으로 균일하게 분포한다. 바닥벽에 설치된 음향 전달 홀(30)은 중심 지점에 설치된 원형의 통공을 더 포함한다.
도 11c는 상기 실시예의 누음 억제 효과도를 도시한 것으로서, 간단하게 개괄적으로 분석하면, 1000 내지 4000Hz 내에서 상기 방안의 누음 억제 효과가 현저하게 나타났으며, 1300 내지 3000Hz 범위 내에서 누음 감소값이 모두 10dB보다 높았고, 2000 내지 2700Hz 주파수 구역 내에서 누음 억제효과가 가장 현저하게 나타났으며 감소값은 20dB보다 높았다. 실시예 3과 비교할 때, 상기 방안은 각 주파수 대역에서 누음 저감 효과가 모두 비교적 균형을 이루었으며, 효과는 실시예 3, 4, 5 등 단일한 높이에 홀이 설치된 방안보다 우수했다. 실시예 6과 비교할 때, 상기 실시예의 효과는 1000 내지 1700Hz와 2500 내지 4000Hz 주파수 구역 내에서 누음 억제 효과가 실시예 6보다 우수했다.
실시예 8
도 12a 및 12는 본 발명 실시예 8에서 제안하는 골전도 스피커의 구조도를 도시한 것으로서, 본 실시예에서 제안하는 골전도 스피커는 개방형 하우징(10), 진동판(21) 및 에너지 변환 장치(22)를 포함한다. 하우징(10) 측벽의 상부에 관통하는 음향 전달 홀(30)이 설치되고, 고리형으로 하우징(10) 측벽의 상부에 균일하게 분포하고, 수량은 예를 들어 8개이고, 실시예 3과 다른 점은 본 실시예 중의 음향 전달 홀(30)의 형상이 원형이라는 것이다.
수치 계산과 실험 테스트 비교를 통해, 본 실시예 8은 실시예 1의 효과가 대체적으로 동일하게 마찬가지로 누음에 대해 효과적인 억제 작용을 나타낼 수 있었다.
실시예 9
도 13a 및 13b는 본 발명 실시예 9에서 제안하는 골전도 스피커의 구조도를 도시한 것으로서, 본 실시예에서 제안하는 골전도 스피커는 개방형 하우징(10), 진동판(21) 및 에너지 변환 장치(22)를 포함한다.
실시예 3과 다른 점은 누음 억제의 비교적 바람직한 효과를 나타내기 위해, 각각 측벽(11)의 상부, 중간부 및 하부에 균일하게 가장자리 방향으로 음향 전달 홀(30)을 분포시켰으며, 하우징(10) 바닥벽(12)에도 가장자리 방향으로 하나의 고리의 음향 전달 홀(30)을 설치했다는 것이다. 각 음향 전달 홀(30)의 공극 크기와 홀의 개수는 같다.
상기 방안의 효과는 단일한 높이, 위치의 홀에 상대적으로, 각 주파수 구간에서 누음 저감 효과가 비교적 균형을 이루었고, 그 효과는 실시예 3, 4, 5 등 단일한 높이에 홀이 설치된 방안보다 우수했다.
실시예10
상기 실시예 1 내지 9에 있어서, 상기 음향 전달 홀(30)은 차단되지 않은 관통홀일 수 있다.
그러나 하우징 내부 음파가 음향 전달 홀(30)에서 전파되어 나가는 것을 제어하기 위해, 음향 전달 홀(30)의 개구부에 댐핑층(발명의 설명 도면에 도시하지 않음)을 설치해 음파의 위상과 진폭을 조절함으로써 하우징 내부 음파를 유도하는 효과를 정정할 수 있다.
댐핑층의 재료 선택과 설치 위치는 여러 가지 방식을 사용할 수 있는데, 예를 들어 댐핑층을 튜닝 페이퍼, 튜닝 코튼, 부직포, 비단, 면포, 스펀지 또는 고무 등 음질 전도에 대해 일정한 댐핑 작용을 일으키는 재료로 사용해 음향 전달 홀(30) 내벽에 댐핑층을 접착하거나, 또는 음향 전달 홀(30)의 홀 외측 뚜껑에 댐핑층 등을 설치할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 각기 다른 음향 전달 홀 사이에 대응해, 설치된 댐핑층을 다른 음향 전달 홀 사이에 설치해 동일한 위상차를 갖게 함으로써 동일한 파장의 누음을 억제하거나, 다른 상기 음향 전달 홀(30) 사이에 설치해 다른 위상차를 갖게 함으로써 다른 파장의 누음(즉, 특정 파장 구간의 누음)을 억제하게 만들 수 있다.
더욱 바람직하게는, 동일한 음향 전달 홀(30)의 다른 부위 사이를 동일한 위상(예를 들어, 사전에 설계한 단계 또는 계산상의 댐핑층을 사용)을 갖도록 설치함으로써, 동일한 파장의 누음 음파를 억제하거나, 또는 동일한 음향 전달 홀(30)의 다른 부위 사이를 다른 위상을 갖게 설치함으로써 다른 파장의 누음 음파를 억제한다.
본 발명의 상기 실시예에서는 음향 전달 홀이 골전도 스피커 하우징에 있는 바람직한 설치 방안을 제안했으나, 본 발명이 속한 기술분야의 당업자는 음향 전달 홀의 설치 방안이 여기에 제한되지 않는다는 것을 이해할 수 있다.
종래의 모든 골전도 스피커 설계에 있어서, 골전도 스피커의 하우징은 모두 폐쇄형이기 때문에 하우징 내부 음원이 하우징 내로 폐쇄되어 있다. 본 발명 실시예의 기술방안은 하우징의 적절한 위치에 홀이 설치됨으로써 하우징 내부 음파와 누음 음파가 생성하는 두 소리의 공간 내에서 크기는 최대한 비슷하게, 위상은 최대한 반대가 되도록 만들어 우수한 간섭효과를 일으키기 때문에, 골전도 스피커의 외부 누음을 현저하게 저감시킬 수 있을 뿐만 아니라 부피와 중량, 제품의 신뢰도 및 원가에 영향을 미치지 않는다. 상기 방안은 간단하고 신뢰할 수 있으며 누음 저감 효과가 우수하다.
상기 내용은 본 발명의 비교적 바람직한 실시예 및 운용한 기술원리에 불과하다. 본 발명이 속한 기술분야의 당업자는 본 발명이 상기 특정 실시예에 의해 제한되지 않으며, 본 발명을 기반으로 각종 명확한 변화, 재구성 및 대체를 진행하더라도 본 발명의 보호범위를 벗어나지 않는다는 것을 이해할 수 있다. 따라서 상기 실시예는 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위한 것으로서 본 발명을 제한하지 않으며, 본 발명의 기본 구상을 기반으로 더 많은 기타 동일한 수준의 실시예가 더 포함될 수 있다. 본 발명의 범위는 첨부한 청구범위에 의해 결정된다.
110: 개방형 하우징
121: 진동판
122: 에너지 변환 장치
123: 연결부재
210: 제1 하우징체
220: 제2 하우징체
230: 무빙코일
240: 내부 자기부품
250: 외부 자기부품
260: 진동판
270: 진동 유닛
10: 하우징
11: 측벽
12: 바닥벽
21: 진동판
22: 에너지 변환 장치
23: 연결부재
24: 탄성부재
30: 음향 전달 홀

Claims (20)

  1. 스피커의 누음을 억제하는 방법에 있어서,
    상기 스피커를 제공하는 단계를 포함하고, 상기 스피커는:
    하우징;
    상기 하우징 내부에 위치하고 진동을 발생하도록 구성된 에너지 변환 장치(transducer)로서, 상기 에너지 변환 장치의 진동은 상기 하우징 내부에 음파를 생성하고 상기 하우징을 진동시키고, 상기 하우징의 진동은 상기 하우징 외부로 확산하는 누음 음파를 생성하는, 상기 에너지 변환 장치; 및
    상기 하우징에 위치되고 상기 하우징 내의 상기 음파를 적어도 하나의 음향 전달 홀(sound guiding hole)을 통해 상기 하우징의 외부로 전달하도록 구성된 상기 적어도 하나의 음향 전달 홀로서, 상기 전달된 음파는 상기 누음 음파의 위상과 다른 위상을 가지고, 상기 전달된 음파는 목표 영역에서 상기 누음 음파와 간섭하고, 상기 간섭은 상기 목표 영역에서 상기 누음 음파의 음압 레벨을 감소시키고, 음압 레벨이 감소된 상기 누음 음파의 적어도 일부의 주파수가 4000Hz 미만인, 상기 적어도 하나의 음향 전달 홀을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 음향 전달 홀은 상기 목표 영역에서 상기 전달된 음파의 위상을 조정하도록 구성된 댐핑층을 포함하는, 스피커의 누음을 억제하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    음압 레벨이 감소된 상기 누음 음파의 적어도 일부의 상기 주파수는 1000Hz 내지 4000Hz 범위 내인, 스피커의 누음을 억제하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    음압 레벨이 감소된 상기 누음 음파의 적어도 일부의 상기 주파수는 1500Hz 내지 3000Hz 범위 내인, 스피커의 누음을 억제하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 누음 음파의 상기 적어도 일부의 음압 레벨은 평균 10dB 이상 감소되는, 스피커의 누음을 억제하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    음압 레벨이 감소된 상기 누음 음파의 적어도 일부의 주파수는 2000Hz 내지 2500Hz 범위 내인, 스피커의 누음을 억제하는 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 누음 음파의 상기 적어도 일부의 음압 레벨은 평균 20dB 이상 감소되는, 스피커의 누음을 억제하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징은 바닥부 또는 측벽을 포함하고;
    상기 적어도 하나의 음향 전달 홀은 상기 하우징의 상기 바닥부 또는 상기 측벽에 위치되는, 스피커의 누음을 억제하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 음향 전달 홀의 위치는 상기 에너지 변환 장치의 진동 주파수, 상기 적어도 하나의 음향 전달 홀의 형상, 상기 목표 영역, 또는 상기 누음 음파의 상기 음압 레벨이 감소되어야 하는 주파수 범위 중 적어도 하나에 기초하여 결정되는, 스피커의 누음을 억제하는 방법.
  9. 삭제
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 전달된 음파는 상이한 위상들을 갖는 적어도 2개의 음파들을 포함하는, 스피커의 누음을 억제하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 음향 전달 홀은 상기 하우징에 위치된 2개의 음향 전달 홀들을 포함하는, 스피커의 누음을 억제하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 2개의 음향 전달 홀들은 상이한 파장들을 갖는 상기 누음 음파의 상기 음압 레벨을 감소시키기 위해 상이한 위상들을 갖는 상기 적어도 2개의 음파들을 생성하도록 배열된, 스피커의 누음을 억제하는 방법.
  13. 스피커에 있어서,
    하우징;
    상기 하우징 내부에 위치하고 진동을 발생하도록 구성된 에너지 변환 장치(transducer)로서, 상기 진동은 상기 하우징 내부에 음파를 생성하고 상기 하우징 외부로 확산하는 누음 음파를 생성하는, 상기 에너지 변환 장치; 및
    상기 하우징에 위치되고 상기 하우징 내의 상기 음파를 적어도 하나의 음향 전달 홀을 통해 상기 하우징의 외부로 전달하도록 구성된 상기 적어도 하나의 음향 전달 홀로서, 상기 전달된 음파는 상기 누음 음파의 위상과 다른 위상을 가지고, 상기 전달된 음파는 목표 영역에서 상기 누음 음파와 간섭하고, 상기 간섭은 상기 목표 영역에서 상기 누음 음파의 음압 레벨을 감소시키고, 음압 레벨이 감소된 상기 누음 음파의 적어도 일부의 주파수가 4000Hz 미만인, 상기 적어도 하나의 음향 전달 홀을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 음향 전달 홀은 상기 목표 영역에서 상기 전달된 음파의 위상을 조정하도록 구성된 댐핑층을 포함하는, 스피커.
  14. 제 13 항에 있어서,
    음압 레벨이 감소된 상기 누음 음파의 적어도 일부의 상기 주파수는 1000Hz 내지 4000Hz 범위 내인, 스피커.
  15. 제 13 항에 있어서,
    음압 레벨이 감소된 상기 누음 음파의 적어도 일부의 상기 주파수는 1500Hz 내지 3000Hz 범위 내인, 스피커.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 누음 음파의 상기 적어도 일부의 음압 레벨은 평균 10dB 이상 감소되는, 스피커.
  17. 제 13 항에 있어서,
    음압 레벨이 감소된 상기 누음 음파의 적어도 일부의 주파수는 2000Hz 내지 2500Hz 범위 내인, 스피커.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 누음 음파의 상기 적어도 일부의 음압 레벨은 평균 20dB 이상 감소되는, 스피커.
  19. 제 13 항에 있어서,
    상기 하우징은 바닥부 또는 측벽을 포함하고;
    상기 적어도 하나의 음향 전달 홀은 상기 하우징의 상기 바닥부 또는 상기 측벽에 위치되는, 스피커.
  20. 삭제
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