KR102473082B1 - 스피커 장치 - Google Patents

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김태용
김기원
장주희
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Abstract

본 발명에서는 스피커 장치를 가진 전자 장치가 개시된다. 개시된 장치는 하우징; 상기 하우징 중심에 배치되어 제1방향으로 음향을 발산하며, 상기 제1방향으로 볼록한 형상의 캡과, 상기 캡으로부터 주변 방향으로 연장된 콘 부분으로 구성된 진동 부분을 포함하는 스피커 유닛; 및 상기 하우징에 상기 진동 부분과 대면하게 배치되어, 상기 발산된 음향을 제2방향으로 반사하는 어쿠스틱 렌즈를 포함하되, 상기 진동 부분과, 상기 진동 부분과 대면하는 어쿠스틱 렌즈 면 간의 갭은 일정하게 유지되고, 상기 캡과 어쿠스틱 렌즈 면 간의 거리는 상기 캡이 최대 진폭을 제공할 수 있는 거리로 구성되며, 상기 어쿠스틱 렌즈 면은 상기 캡과 상기 갭을 유지하게 배치된 제1면; 상기 제1면에서 주변으로 연장되되, 상기 콘 부분의 내부 부분과 상기 일정 갭을 유지하게 배치된 제2면을 포함하고, 상기 제 2 면은, 상기 제 1 면 쪽으로 가장 돌출된 제 1 지점, 및 상기 제 1 면으로부터 가장 이격된 제 2 지점을 포함하고, 상기 제 1 지점으로부터 상기 제 1 방향으로의 상기 제 2 지점의 오프셋은 0.05mm 내지 3.0mm일 수 있다.

Description

스피커 장치{SPEAKER DEVICE}
본 발명의 다양한 실시예는 스피커 장치(speaker device)에 관한 것이다.
스피커 장치는 유선 또는 무선 통신(예;블루투스 모듈(blutooth))을 이용하여 사용할 수 있다. 이런 스피커 장치는 어쿠스틱 렌즈(acoustic lens)를 이용하여 음향을 반사하여 모든 방향으로 방사할 수 있다. 어쿠스틱 렌즈는 음향의 반사판(reflector) 역할을 하여 여러 방향으로 음을 반사시킬 수 있다.
하지만, 스피커 장치는 모드 대역에서 균일하게 반사되도록 어쿠스틱 렌즈를 설계하여 배치함으로써, 음 재생 대역이 좁아지고, 특히, 특정 대역에서 음압의 손실이 발생할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예는 고음 대역에서 음향 품질을 향상시킨 스피커 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예는 하우징; 상기 하우징 중심에 배치되어 제1방향으로 음향을 발산하며, 상기 제1방향으로 볼록한 형상의 캡과, 상기 캡으로부터 주변 방향으로 연장된 콘 부분으로 구성된 진동 부분을 포함하는 스피커 유닛; 및 상기 하우징에 상기 진동 부분과 대면하게 배치되어, 상기 발산된 음향을 제2방향으로 반사하는 어쿠스틱 렌즈를 포함하되, 상기 진동 부분과, 상기 진동 부분과 대면하는 어쿠스틱 렌즈 면 간의 갭은 일정하게 유지되고, 상기 캡과 어쿠스틱 렌즈 면 간의 거리는 상기 캡이 최대 진폭을 제공할 수 있는 거리로 구성되며, 상기 어쿠스틱 렌즈 면은 상기 캡과 상기 갭을 유지하게 배치된 제1면; 상기 제1면에서 주변으로 연장되되, 상기 콘 부분의 내부 부분과 상기 일정 갭을 유지하게 배치된 제2면을 포함하고, 상기 제 2 면은, 상기 제 1 면 쪽으로 가장 돌출된 제 1 지점, 및 상기 제 1 면으로부터 가장 이격된 제 2 지점을 포함하고, 상기 제 1 지점으로부터 상기 제 1 방향으로의 상기 제 2 지점의 오프셋은 0.05mm 내지 3.0mm일 수 있다.
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본 발명의 다양한 실시예는 스피커 장치에서, 고음 대역의 음향 성능을 개선할 수 있다.
도 1은 비교 실시예에 따른 스피커 장치의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 스피커 장치의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 1의 비교 실시예의 스피커 장치와, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 도 2의 스피커 장치의 대역별로 음향 테스트 결과를 각각 비교하여 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 도 3의 고음 대역 일부를 확대하여 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 스피커 장치를 나타내는 분리 사시도이다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 다른 스피커 장치의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 또 다른 스피커 장치의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 또 다른 스피커 장치의 구성을 나타내는 단면도이다.
이하, 본 개시의 다양한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 개시를 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 개시의 실시예의 다양한 변경(modification), 균등물(equivalent), 및/또는 대체물(alternative)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
본 문서에서, "가진다," "가질 수 있다,""포함한다," 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예:수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.
본 문서에서, "A 또는 B,""A 또는/및 B 중 적어도 하나,"또는 "A 또는/및 B 중 하나 또는 그 이상" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, "A 또는 B," A 및 B 중 적어도 하나,"또는 " A 또는 B 중 적어도 하나"는, (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는 (3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.
다양한 실시예에서 사용된 "제 1,""제 2,""첫째,"또는"둘째,"등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 상기 표현들은 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, 제1사용자 기기와 제2사용자 기기는, 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 사용자 기기를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 개시의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.
어떤 구성요소(예: 제 1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제 2 구성요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어 ((operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나, "접속되어 (connected to)" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예:제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소 (예: 제 1 구성요소)가 다른 구성요소 (예: 제 2 구성요소)에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
본 문서에서 사용된 표현 "~하도록 구성된 (또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, "~에 적합한 (suitable for)," "하는 능력을 가지는 (having the capacity to)," "하도록 설계된 (designed to)," "하도록 변경된 (adapted to)," "~하도록 만들어진 (made to)," 또는 "~를 할 수 있는(capable of)"과 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 "~하도록 구성 (또는 설정)된"은 하드웨어적으로 "특별히 설계된(specifically designed to) 것만 반드시 의미하지 않을 수 있다. 대신, 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치" 라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는"것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 A, B, 및 C를 수행하도록 구성(또는 설정)된 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(generic-purpose processor)(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미를 가지는 것으로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 개시의 실시예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는, 예를 들면, 전자 장치는 스마트폰(smartphone), 태블릿 PC(tablet personal computer), 이동 전화기(mobile phone), 화상 전화기, 전자북 리더기(e-book reader), 데스크탑 PC(desktop personal computer), 랩탑 PC(laptop personal computer), 넷북 컴퓨터(netbook computer), 워크스테이션(workstation), 서버, PDA(personal digital assistant), PMP(portable multimedia player), MP3 플레이어, 모바일 의료기기, 카메라(camera), 또는 웨어러블 장치(wearable device)(예: 스마트 안경, 머리 착용형 장치(head-mounted-device(HMD)), 전자 의복, 전자 팔찌, 전자 목걸이, 전자 앱세서리(appcessory), 전자 문신, 스마트 미러, 또는 스마트 와치(smart watch))중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
어떤 실시예들에서, 전자 장치는 스마트 가전 제품(smart home appliance)일 수 있다. 스마트 가전 제품은, 예를 들면, 텔레비전, DVD(digital video disk) 플레이어, 오디오, 냉장고, 에어컨, 청소기, 오븐, 전자레인지, 세탁기, 공기 청정기, 셋톱 박스(set-top box), 홈 오토매이션 컨트롤 패널(home automation control panel), 보안 컨트롤 패널(security control panel), TV 박스(예: 삼성 HomeSync?, 애플TVTM 또는 구글 TVTM, 게임 콘솔 (예:Xbox?, PlayStation?), 전자 사전, 전자 키, 캠코더(camcorder), 또는 전자 액자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 전자 장치는, 각종 의료기기(예:각종 휴대용 의료측정기기 (혈당 측정기, 심박 측정기, 혈압 측정기, 또는 체온 측정기 등), MRA(magnetic resonance angiography), MRI(magnetic resonance imaging), CT(computed tomography), 촬영기, 또는 초음파기 등), 네비게이션(navigation) 장치, GPS 수신기(global positioning system receiver), EDR(event data recorder), FDR(flight data recorder), 자동차 인포테인먼트(infotainment) 장치, 선박용 전자 장비(예: 선박용 항법 장치, 자이로 콤파스 등), 항공 전자기기(avionics), 보안 기기, 차량용 헤드 유닛(head unit), 산업용 또는 가정용 로봇, 금융 기관의 ATM(automatic teller's machine), 상점의 POS(point of sales), 또는 사물 인터넷 장치 (internet of things)(예:전구, 각종 센서, 전기 또는 가스 미터기, 스프링클러 장치, 화재경보기, 온도조절기(thermostat), 가로등, 토스터(toaster), 운동기구, 온수탱크, 히터, 보일러 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
어떤 실시예에 따르면, 전자 장치는 가구(furniture) 또는 건물/구조물의 일부, 전자 보드(electronic board), 전자 사인 수신 장치(electronic signature receiving device), 프로젝터(projector), 또는 각종 계측 기기(예:수도, 전기, 가스, 또는 전파 계측 기기 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서, 전자 장치는 전술한 다양한 장치들 중 하나 또는 그 이상의 조합일 수 있다. 어떤 실시예에 따른 전자 장치는 플렉서블 전자 장치일 수 있다. 또한, 본 개시의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않으며, 기술 발전에 따른 새로운 전자 장치를 포함할 수 있다.
도 1은 비교 실시예에 따른 스피커 장치(10)의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 1을 참조하면, 다비교 실시예에 따른 스피커 장치(10)는 하우징(11)과, 스피커 유닛(12)과, 어쿠스틱 렌즈(13)를 포함할 수 있다. 스피커 유닛(12)은 내부 지지 구조물(112)에 의해 하우징(11)에 고정되고, 어쿠스틱 렌즈(13)는 주파수 반사를 위해 스피커 유닛(12)과 대면하게 배치될 수 있다. 이러한 스피커 유닛(12)은 어쿠스틱 렌즈(13)와 대면하게 배치되어, 스피커 유닛에서 방사된 음향은 어쿠스틱 렌즈의 면(130)에 의해 반사되어 다른 방향으로 향하게 된다.
비교 실시예에 따른 스피커 유닛(12)의 캡(121)은 어쿠스틱 렌즈(13) 방향으로 볼록하게 배치되는 한편, 어쿠스틱 렌즈(13)는 중앙부가 가장 뾰족하고, 주변으로 갈수록 덜 뾰족한 대략적으로 콘 형상으로 좌우 대칭으로 구성될 수 있다. 이러한 캡(121)과 어쿠스틱 렌즈(13)의 배치에 따라서 스피커 유닛(12)에서 방사된 음향은 어쿠스틱 렌즈(13)에서 모든 방향으로 방사될 수 있다. 참조부호 110은 어쿠스틱 렌즈 면에 의해 반사된 음향이 하우징 외부로 발산되기 위한 복수 개의 음향 홀을 지칭할 수 있다.
하지만, 스피커 장치는 스피커 유닛의 진동 부분과 어쿠스틱 렌즈를 대면하게 위치시키고, 모든 주파수 대역에서 음향 성능이 균일하게 반사되도록 어쿠스틱 렌즈를 설계하여 배치시킴으로서, 특정 대역, 예컨대 고음 대역에서 음향 성능(품질)이 저하될 수 있다.
또한, 스피커 장치는 스피커 유닛의 진동 부분과 어쿠스틱 렌즈 간의 공간이 넓어져서, 재생 대역이 좁아짐에 따라, 고음 대역에서 음압의 손실이 발생할 수 있다.
예를 들어, 어쿠스틱 렌즈를 특정 대역의 품질을 향상시키기 위해 비대칭으로 설계하여 배치하면, 특정 대역에서 음의 품질이 향상되지만, 그 이외의 대역에서 음의 품질이 저하될 수 있다.
또 다른 예로, 어쿠스틱 렌즈를 특정 대역의 품질을 향상시키기 위해 비대칭으로 설계하여 배치하면, 특정 대역에서 음의 품질이 향상되지만, 360도 방향으로 음을 발산하는 스피커 장치일 경우에는 청취자의 특정 위치에 따라 동일한 음향 성능을 제공해 주지 않을 수 있다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 스피커 장치(20)의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 2를 참조하면, 다양한 실시예에 따른 스피커 장치(20)는 무선 스피커 장치이거나, 유선 스피커 장치일 수 있다. 다양한 실시예에 따른 스피커 장치는 다양한 전자 장치에 실장되는 스피커 장치이거나, 집이나 차량 내에 장착되는 스피커 장치일 수 있다. 무선 스피커 장치일 경우, 블루투스 모듈이나 와이파이 등의 무선 통신 장치가 사용될 수 있다. 다양한 실시예에 따른 스피커 장치(20)는 하우징(21)과, 스피커 유닛(22) 및 어쿠스틱 렌즈(23)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따른 하우징(21)은 각종 기판들과, 전자 부품들, 스피커 유닛(22) 및 어쿠스틱 렌즈(23) 등을 수용하는 보호 부재로서, 다양한 형상으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 하우징(21)은 원통형이나, 다각 기둥 형상이거나 구형 등으로 구성될 수 있다. 하우징(21)은 스피커 유닛(22)을 고정하기 위한 내부 지지 구조물(212)을 포함할 수 있다. 하우징(21)은 외면의 적어도 일부에 스피커 유닛(22)에서 발산된 음향을 방출하기 위한 사운드 홀(210)이 형성될 수 있다. 예컨대, 사운드 홀(210)은 복수 개로 형성되며, 하우징(21)의 외주면에 규칙적으로 등 간격으로 외주면 둘레를 따라서 형성될 수 있다. 복수 개의 사운드 홀(210)들은 복수개의 사운드 홀을 포함할 정도의 큰 개구 형상으로 구성될 수 있다.
다양한 실시예에 따른 스피커 유닛(22)은 하우징(21) 내에 내부 지지 구조물(212)에 의해 고정될 수 있다. 스피커 유닛(22)은 하우징(21) 내에 제1방향(화살표 ①)으로 음향을 발산하게 장착될 수 있다. 하우징(21)이 제1방향(화살표 ①)으로 연장된 원통형 형상으로 구성된 경우, 스피커 유닛(22)은 하우징의 제1방향(화살표 ①), 즉 길이 방향으로 음향을 발산하게 구성될 수 있다. 스피커 유닛(22)은 마그네트(m)와, 플레이트(p)와, 보빈(223), 댐퍼(224) 또는 적어도 하나 이상의 진동 부분 등을 포함할 수 있다. 마그네트(m)와, 플레이트(p)와 보빈(223) 및 댐퍼(224) 등은 음향을 발산하는 음향 발생부를 구성할 수 있다. 도면에 미도시되었지만, 음향 발생부는 전기적으로 연결된 음향 발생 회로를 포함할 수 있다. 음향 발생 회로의 동작에 의해 음향이 발생할 수 있다.
다양한 실시예에 따른 진동 부분은 음향 발생에 따라 진동하는 음향 발생 판으로서, 캡(221)과, 콘 부분(222)을 포함할 수 있다. 캡은 음향 발생 판의 중심 부분으로서, 제1방향으로 즉 음향 반사 구조쪽으로 볼록한 부부일 수 있다.
다양한 실시예에 따른 캡(221)은 진동 부분의 중심에 배치되어서 센터 캡(221)이라고 지칭할 수 있고, 달리 더스트 캡이라고 지칭할 수 있다. 콘 부분(222)은 캡(221)으로부터 주변 방향으로 연장되어 캡(221) 주변에서 진동하는 부분일 수 있다. 캡(221)은 엣지(221a)에서 보빈(223)에 의해 지지된 상태로 진동하는 부분일 수 있다. 캡(221)은 엣지(221a)에서 제1방향(화살표 ①)의 역방향으로 볼록하거나 약간 돌출된 형상을 포함할 수 있다. 캡(221)은 곡률을 가지거나 가지지 않게 구성될 수 있다.
다양한 실시예에 따른 캡(221)은 다양한 단면 형상으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 캡(221)은 단면이 제1방향(화살표 ①)으로 볼록한 형상이거나, 제1방향(화살표 ①)의 역방향으로 볼록한 형상(도 7 참조)이거나, 대략적으로 완만한 곡형(도 8 참조)이거나 거의 평탄한 형상 등으로 구성될 수 있다.
다양한 실시예에 따른 콘 부분(222)은 중심 영역에 캡(221)이 배치되고, 캡(221)을 감싸게 형성될 수 있다. 콘 부분(222)은 제1방향(화살표 ①)의 역방향으로 볼록하게 배치될 수 있다. 콘 부분(222)과 캡(221)은 진동하는 부분으로서, 음향을 어쿠스틱 렌즈의 대면하는 면(231,232,233)에 발산할 수 있다. 콘 부분(222)의 내부 엣지는 보빈(223)에 지지된 상태로 진동할 수 있다. 콘 부분(222)의 외부 엣지는 내부 지지 구조물(212)에 지지된 상태로 진동할 수 있다.
다양한 실시예에 따른 어쿠스틱 렌즈(23)는 진동 부분에서 전달된 음향을 제1방향(화살표 ①)과 다른 제2방향(화살표 ②)으로 반사하는 부품일 수 있다. 예를 들어, 어쿠스틱 렌즈(23)는 음향 반사 장치, 음향 반사 구조 또는 음향 반사판이라고 지칭할 수 있다.
다양한 실시예에 따른 어쿠스틱 렌즈(23)는 진동 부분과 대면하게 배치되되, 일정한 갭(gap)(진동 부분의 면의 중심에서, 상기 면 및 어쿠스틱 렌즈의 면 사이의 간격은, 0.05mm 내지 3.0mm 일 수 있다.)을 유지하게 배치될 수 있다. 특히, 어쿠스틱 렌즈(23)는 진동 부분과 대면하는 면(어쿠스틱 렌즈 면이라 지칭하기로 한다)이 진동 부분(221,222)과 일정한 갭을 유지하게 배치될 수 있다. 갭은 진동 부분(221,222)과 어쿠스틱 렌즈 면과의 거리 또는 사이에 있는 공간을 의미할 수 있다. 또한, 공간은 하우징(21)의 외부와 연결되기 위한 음향 통로(sound passage)일 수 있다. 공간쪽에서 진동 부분(음향 발생 판)을 바라볼 때, 캡(221)(어쿠스틱 렌즈와 대면하는 캡의 제1면)은 실질적으로 원형이고, 제1직경을 가질 수 있다. 공간쪽에서 어쿠스틱 렌즈(23)(음향 반사 판)를 바라볼 때, 어쿠스틱 렌즈 제1면(231)은 실질적으로 원형이고, 제2직경을 가지게 구성될 수 있다. 실질적으로 상기 제1직경은 제2직경보다 작게 구성될 수 있다.
진동 부분(221,222)과 대면하는 어쿠스틱 렌즈(23)의 반사면은 대략적으로 3가지 영역으로 구분될 수 있다. 예를 들어, 어쿠스틱 렌즈(23) 면은 캡(221)과 대면한 상태로 상기 일정한 갭을 유지하는 제1면(231)과, 콘 부분(222)의 내부 부분과 대면한 상태로 일정한 갭을 유지하는 제2면(232)과, 콘 부분(222)의 외부 부분과 대면한 상태로 상기 일정한 갭이 확장되는 형상으로 연장되는 제3면(233)을 포함할 수 있다. 캡(221)의 제1면과 어쿠스틱 렌즈의 제1면 사이의 간격은 캡의 제1면의 중심에서 가장자리로 갈수록 커지게 구성될 수 있다.
제1,2(231,232)의 구분은 캡(221)과 콘 부분(222) 사이로 구분될 수 있다. 제2,3면(232,233)의 구분은 콘 부분(222)과 일정한 갭을 유지하는 면과, 콘 분분(222)과 점차적으로 갭이 멀어지는 면에 의해 대략적으로 구분될 수 있다. 또한, 본 설명에서 언급하는 일정한 갭은 대략적으로 양자 거리가 대략적으로 동일한 상태를 유지하는 의미하는 어구로 사용될 수 있다. 다양한 실시예에 따른 제1면(231)은 제1방향(화살표 ①)으로 오목한 형상으로 구성되며, 캡(221)과 일정한 갭을 유지할 정도의 오목한 형상일 수 있다. 다양한 실시예에 따른 제2면(232)은 콘 부분(222) 내부와 일정한 갭을 유지할 정도의 충분히 오목한 형상일 수 있다. 다양한 실시예에 따른 제1,2면(231,232) 사이는 제1방향(화살표 ①)의 역방향으로 약간 볼록하거나 돌출된 형상이 구비될 수 있다. 제1,2면(231,232)은 분화구와 동일하거나 유사한 형상으로 구성될 수 있다. 어쿠스틱 렌즈의 제1면(231)은 곡률을 가지게 구성되거나, 곡률을 가지지 않게 구성될 수 있다. 다양한 실시예에 따른 제1,2,3면(231,232,233)은 구분된 영역으로 지칭하였지만, 서로 연속적인 형상으로 연결될 수 있고, 전체적으로 곡면으로 구성될 수 있다.
다양한 실시예에 따른 어쿠스틱 렌즈(23)는 하우징(21) 내에 장착되어, 스피커 유닛(22)에서 나온 음향을 360도 방향으로 반사할 수 있게 구성될 수 있다. 이를 위해, 어쿠스틱 렌즈(23)는 하우징(21) 내에 좌우로 대칭되는 형상이나 좌우로 대칭되는 면을 가지는 형상으로 구성될 수 있다. 스피커 유닛(22)은 캡과, 어쿠스틱 렌즈와 동심으로 동축을 따라서 하우징 내에 장착될 수 있다.
다양한 실시예에 따른 스피커 유닛(22)에서 발산된 음향의 이동 경로를 살펴보면 다음과 같다. 스피커 장치의 스피커 유닛(22), 예컨대 음향 발생부에서 제1방향(화살표 ①)으로 나온 음향은 진동 부분(221,222)에서 진동되어 진폭이 증가하고, 진폭이 증가된 음향은 진동 부분(221,222)과 어쿠스틱 렌즈 면(231,232,233) 사이를 지나서, 하우징의 사운드 홀(210) 방향으로 진행한 후에 제2방향(화살표 ②)으로 외부로 발산되는 경로로 진행될 수 있다. 대략적으로 제1방향(화살표 ①)과 제2방향(화살표 ②)은 수직일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 서로 경사진 방향으로 향하게 구성될 수 있다.
도 2를 참조하면, 다양한 실시예에 따른 어쿠스틱 렌즈의 제1면은, 상기 캡의 제 1 면 쪽으로 가장 돌출된 제 1 지점(P1), 및 상기 제 1 면으로부터 가장 이격된 제 2 지점(P2)을 포함하고, 상기 제 1 지점(P1)으로부터 상기 제 1 방향(화살표 ①)으로의 상기 제 2 지점(P2)의 오프셋(o)은 0.05mm 내지 3.0mm 사이에 있을 수 있다.
도 3은 도 1의 비교 실시예에 따른 스피커 장치(10)와, 도 2의 본 발명의 다양한 실시예에 따른 스피커 장치(20)의 대역 별로 음향 테스트 결과를 각각 비교하여 나타낸 그래프이다. 도 4는 도 3의 고음 대역 일부를 확대하여 나타내는 그래프이다.
도 3, 도 4를 참조하면, 도 1에 도시된 어쿠스틱 렌즈(13)를 실장한 스피커 장치(10)와, 도 2에 도시된 어쿠스틱 렌즈(23)를 실장한 스피커 장치(20)의 음압 성능 측정 결과를 비교하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 어쿠스틱 렌즈(23)를 실장한 스피커 장치(20)는 비교 실시예에 따른 어쿠스틱 렌즈(13)를 실장한 스피커 장치(10)와 비교하여, 고대역 음압에서 음향 성능이 개선됨을 알 수 있다. 예를 들어, 비교 실시예에 따른 어쿠스틱 렌즈(13)를 실장한 스피커 장치(10)는 고대역 범주에서 급격히 저하되는 결과를 초래한 반면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 어쿠스틱 렌즈(23)를 실장한 스피커 장치(200는 상대적으로 완만하게 저하되는 결과가 도출되어서, 고대역에서 음의 성능이 개선될 수 있다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 어쿠스틱 렌즈(23)를 실장한 스피커 장치(20)는 비교 실시예와 비교하여 명료한 음향으로 재생 대역이 확장되는 것을 확인할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 스피커 장치를 나타내는 분리 사시도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 휴대 스피커 장치(50)는 하우징(51)과, 하우징(51)에 수직 방향으로 결합되는 내부 지지 구조물(512)과, 내부 지지 구조물(512)에 의해 지지되는 스피커 유닛(52)과 어쿠스틱 렌즈(53)를 포함할 수 있다. 내부 지지 구조물(512)을 중심으로 일측으로 스피커 유닛(52)이 결합되고, 타측으로 어쿠스틱 렌즈(53)가 결합되어서, 스피커 유닛(52)의 일면과 어쿠스틱 렌즈(534)의 일면은 하우징(51) 내에서 일정한 갭을 유지한 채로 대면하게 배치될 수 있다.
다양한 실시예에 따른 어쿠스틱 렌즈(53)는 내부 지지 구조물(512) 및 하우징(51)과 결합되기 위한 4군데의 체결부(530)를 구비할 수 있다. 아울러, 내부 지지 구조물(512)도 어쿠스틱 렌즈(53)와 결합되기 위한 4군데의 체결부(5120)가 구비될 수 있고, 하우징(51)도 4군데의 체결부(510)가 구비될 수 있다. 또한, 스피커 유닛(52)도 내부 지지 구조물(512)에 지지되기 위한 4군데의 체결부(520)를 구비할 수 있다. 상기 체결 구조는 4군데로 한정될 필요는 없다.
하우징(510)과, 스피커 유닛(52), 내부 지지 구조물(512) 및 어쿠스틱 렌즈(53)는 수직 방향으로 각각 결합되어 일체형으로 조립될 수 있다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 다른 스피커 장치(60)의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 6을 참조하면, 다양한 실시예에 따른 스피커 장치(60)는 도 1에 도시된 어쿠스틱 렌즈(13)와 동일한 어쿠스틱 렌즈(631)에 추가적으로 더미 렌즈(632)를 부착하여, 도 2와 동일하거나 유사한 어쿠스틱 렌즈를 제공할 수 있다. 다양한 실시예에 따른 스피커 장치(60)는 도 2에 도시된 어쿠스틱 렌즈를 제외하고는 동일하게 구성되 수 있으며, 중복 기재를 피하기 위해서 생략하기로 한다.
다양한 실시예에 따른 어쿠스틱 렌즈(63)는 대략적인 콘-형의 어쿠스틱 렌즈(631)와, 대략적인 콘-형 어쿠스틱 렌즈(631) 일면에 부착되는 더미 렌즈(632)를 포함할 수 있다. 더미 렌즈(632)의 일면은 음향을 반사하는 반사면이 될 수 있고, 타면은 콘-형 어쿠스틱 렌즈(631)와 부착되는 부착면이 될 수 있다. 다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 또 다른 스피커 장치(70)의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 7을 참조하면, 다양한 실시예에 따른 스피커 장치(70)는 도 2에 도시된 캡 및 어쿠스틱 렌즈를 제외하고는 동일하게 구성될 수 있으며, 나머지 상세한 설명은 생략하기로 한다.
다양한 실시예에 따른 스피커 장치(70)는 제1방향(화살표 ①)의 역방향으로 돌출되거나 볼록하게 구성된 캡(721)과, 캡(721)과 일정한 갭(g)을 가지게 배치되는 어쿠스틱 렌즈(73)를 포함할 수 있다. 캡(721)과 대면하는 어쿠스틱 렌즈(73)의 제1면(731)은 제1방향(화살표 ①)의 역방향으로 돌출되는 면으로 구성될 수 있다. 캡(721)은 곡률을 가지거나 가지지 않게 구성될 수 있고, 상기 어쿠스틱 렌즈의 제1면(731)은 곡률을 가지게 구성되거나 곡률을 가지지 않게 구성될 수 있다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 또 다른 스피커 장치(80)의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 8을 참조하면, 다양한 실시예에 따른 스피커 장치(80)는 도 7에 도시된 캡(721) 및 어쿠스틱 렌즈(73)의 제1면(731)을 제외하고는 동일하게 구성될 수 있으며, 상세한 설명은 생략하기로 한다.
다양한 실시예에 따른 스피커 장치(80)는 제1방향(화살표 ①)의 역방향으로 돌출되거나 볼록하게 구성된 캡(821)과, 캡(821)과 일정한 갭(g)을 가지게 배치되는 어쿠스틱 렌즈(83)를 포함할 수 있다. 캡(821)과 대면하는 어쿠스틱 렌즈의 제1면(831)은 제1방향(화살표 ①)의 역방향으로 약간 돌출되는 면으로 구성될 수 있다. 캡(821)과 어쿠스틱 렌즈의 제1면(831)은 도 7과 비교하여 완만한 곡형으로 구성될 수 있다. 캡(821)은 곡률을 가지거나 가지지 않게 구성될 수 있고, 상기 어쿠스틱 렌즈의 제1면(831)은 곡률을 가지게 구성되거나 곡률을 가지지 않게 구성될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 스피커 장치는 하우징; 상기 하우징 중심에 배치되어 제1방향으로 음향을 발산하며, 상기 제1방향으로 볼록한 형상의 캡과, 상기 캡으로부터 주변 방향으로 연장된 콘 부분으로 구성된 진동 부분을 포함하는 스피커 유닛; 및 상기 하우징에 상기 진동 부분과 대면하게 배치되어, 상기 발산된 음향을 제2방향으로 반사하는 어쿠스틱 렌즈를 포함하되, 상기 진동 부분과, 상기 진동 부분과 대면하는 어쿠스틱 렌즈 면 간의 갭은 대략적으로 일정하게 유지될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 캡과 어쿠스틱 렌즈 면 간의 거리는 상기 캡이 최대 진폭을 제공할 수 있는 거리로 구성될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 어쿠스틱 렌즈 면은 상기 캡과 상기 일정 갭을 유지하게 배치된 제1면; 상기 제1면에서 주변으로 연장되되, 상기 콘 부분의 내부 부분과 상기 일정 갭을 유지하게 배치된 제2면을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 제2면으로부터 주변 방향으로 연장되되, 상기 일정 갭이 확장되는 형상으로 연장된 제3면을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 제1면은 제1방향으로 오목한 형상을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 제1,2면 사이는 제1방향의 역방향으로 볼록한 면을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 어쿠스틱 렌즈는 360도로 음향을 반사할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 어쿠스틱 렌즈의 제1,2,3면은 상기 제1방향을 기준으로 좌우 대칭으로 구성될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 제1,2,3면은 연속적으로 곡면으로 이어지는 면으로 구성될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 하우징은 상기 어쿠스틱 렌즈 면에 의해 반사된 음향이 외부로 향하도록 복수 개의 사운드 홀이 외주방향을 따라서 형성될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 제1방향과 제2방향은 대략적으로 수직일 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 하우징은 원통형, 다각 기둥 또는 구형 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 제1,2면을 합한 형상은 대략적으로 분화구 형상을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 어쿠스틱 렌즈는 대략적 콘 형상의 렌즈; 및 상기 콘 형상의 렌즈의 일면에 상기 진동 부분과 대면하게 실장되어, 상기 음향을 반사하는 반사면을 제공하는 더미 렌즈를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 휴대 스피커 장치는 진동 부분을 구비한 스피커 유닛; 및 상기 진동 부분과 대면하게 배치되어, 발산된 음향을 반사하는 어쿠스틱 렌즈 면을 포함하되, 상기 진동 부분과, 상기 진동 부분과 대면하는 어쿠스틱 렌즈 면 간의 갭은 상기 진동 부분이 최대 진폭을 제공할 수 있는 거리로 구성되며, 대략적으로 일정하게 유지될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는 하우징; 상기 하우징 내에 배치된 스피커 장치; 및 상기 스피커 장치와 전기적으로 연결된 음향 발생 회로를 포함하며, 상기 스피커 장치는, 상기 음향 발생 회로에 의한 음향 발생 시에, 제 1 방향으로 이동 가능한 음향 발생 판; 상기 음향 발생 판에 대면하면서, 상기 음향 발생 판과 공간을 형성하도록 이격된 음향 반사 구조를 포함하고, 상기 공간은 상기 하우징의 외부와 연결되는 음향 통로(sound passage)의 적어도 일부를 형성하며, 상기 음향 발생 판은, 상기 공간 쪽으로 볼록한 제 1 면을 실질적으로 상기 음향 발생 판의 중심 부분에 포함하고, 상기 음향 반사 구조는, 상기 공간 쪽으로 오목하고, 상기 제 1 면에 대면하는 제 2 면을 실질적으로 상기 음향 반사 구조의 중심 부분에 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 공간 쪽에서 상기 음향 발생 판을 바라볼 때, 상기 제 1 면은 실질적으로 원형이고, 제 1 직경을 가지며, 상기 공간 쪽에서 상기 음향 반사 구조를 바라볼 때, 상기 제 2 면은 실질적으로 원형이고, 제 2 직경을 가질 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 제 1 직경은 상기 제 2 직경보다 작을 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 제 1 면의 실질적으로 전체 면에 대하여, 상기 제 1 면 및 상기 제 2 면 사이의 간격은 실질적으로 동일할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 제 1 면 및 상기 제 2 면 사이의 간격은, 상기 제 1 면의 중심에서 상기 제 1 면의 가장자리로 갈수록 커질 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 제 1 면의 중심에서, 상기 제 1 면 및 상기 제 2 면 사이의 간격은, 0.05mm 내지 3.0mm 사이일 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 하우징은, 실질적으로 상기 제 1 방향으로 연장된 축을 중심으로 하는 원통 혹은 다각, 구 형상을 포함하며, 상기 하우징은, 상기 원통 혹은 다각, 구 형상의 외면을 따라 형성된 적어도 하나의 관통 홀을 더 포함하며, 상기 공간은 상기 관통 홀과 연결될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 제 2 면은, 상기 제 1 면 쪽으로 가장 돌출된 제 1 지점, 및 상기 제 1 면으로부터 가장 이격된 제 2 지점을 포함하고, 상기 제 1 지점으로부터 상기 제 1 방향으로의 상기 제 2 지점의 오프셋은 0.05mm 내지 3.0mm 일 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은 예를 들면, 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어 (firmware) 중 하나 또는 둘 이상의 조합을 포함하는 단위 (unit)를 의미할 수 있다. "모듈"은, 예를 들면, 유닛 (unit), 로직 (logic), 논리 블록 (logical block), 부품 (component), 또는 회로 (circuit) 등의 용어와 바꾸어 사용 (interchangeably use)될 수 있다. "모듈"은, 일체로 구성된 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. "모듈"은 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는 최소 단위 또는 그 일부가 될 수도 있다. 은 기계적으로 또는 전자적으로 구현될 수 있다. 예를 들면, "모듈"은, 알려졌거나 앞으로 개발될, 어떤 동작들을 수행하는 ASIC(application-specific integrated circuit) 칩, FPGAs(field-programmable gate arrays) 또는 프로그램 가능 논리 장치(programmable-logic device) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 본 개시에 따른 장치(예: 모듈들 또는 그 기능들) 또는 방법(예: 동작들)의 적어도 일부는, 예컨대, 프로그래밍 모듈의 형태로 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체(computer-readable storage media)에 저장된 명령어로 구현될 수 있다. 상기 명령어는, 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 경우, 상기 하나 이상의 프로세서가 상기 명령어에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체는, 예를 들면, 상기 메모리가 될 수 있다. 상기 프로그래밍 모듈의 적어도 일부는, 예를 들면, 프로세서에 의해 구현(implement)(예:실행)될 수 있다. 상기 프로그래밍 모듈의 적어도 일부는 하나 이상의 기능을 수행하기 위한, 예를 들면, 모듈, 프로그램, 루틴, 명령어 세트(sets of instructions) 또는 프로세스 등을 포함할 수 있다.
상기 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에는 하드디스크, 플로피디스크 및 자기 테이프와 같은 마그네틱 매체(Magnetic Media)와, CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory), DVD(Digital Versatile Disc)와 같은 광기록 매체(Optical Media)와, 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media)와, 그리고 ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령(예: 프로그래밍 모듈)을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함될 수 있다. 또한, 프로그램 명령에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다. 상술한 하드웨어 장치는 본 개시의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지다.
본 개시에 따른 모듈 또는 프로그래밍 모듈은 전술한 구성요소들 중 적어도 하나 이상을 포함하거나, 일부가 생략되거나, 또는 추가적인 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다. 본 개시에 따른 모듈, 프로그래밍 모듈 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱(heuristic)한 방법으로 실행될 수 있다. 또한, 일부 동작은 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.
그리고, 본 명세서와 도면에 개시된 본 개시의 다양한 실시예들은 본 개시의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 개시의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 개시의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 개시의 범위는 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 개시의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 개시의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (23)

  1. 스피커 장치에 있어서,
    하우징;
    상기 하우징 중심에 배치되어 제1방향으로 음향을 발산하며, 상기 제1방향으로 볼록한 형상의 캡과, 상기 캡으로부터 주변 방향으로 연장된 콘 부분으로 구성된 진동 부분을 포함하는 스피커 유닛; 및
    상기 하우징에 상기 진동 부분과 대면하게 배치되어, 상기 발산된 음향을 제2방향으로 반사하는 어쿠스틱 렌즈를 포함하되,
    상기 진동 부분과, 상기 진동 부분과 대면하는 어쿠스틱 렌즈 면 간의 갭은 일정하게 유지되고,
    상기 캡과 어쿠스틱 렌즈 면 간의 거리는 상기 캡이 최대 진폭을 제공할 수 있는 거리로 구성되며,
    상기 어쿠스틱 렌즈 면은
    상기 캡과 상기 갭을 유지하게 배치된 제1면;
    상기 제1면에서 주변으로 연장되되, 상기 콘 부분의 내부 부분과 상기 일정 갭을 유지하게 배치된 제2면을 포함하고,
    상기 제 2 면은, 상기 제 1 면 쪽으로 가장 돌출된 제 1 지점, 및 상기 제 1 면으로부터 가장 이격된 제 2 지점을 포함하고,
    상기 제 1 지점으로부터 상기 제 1 방향으로의 상기 제 2 지점의 오프셋은 0.05mm 내지 3.0mm인 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 제2면으로부터 주변 방향으로 연장되되, 상기 일정 갭이 확장되는 형상으로 연장된 제3면을 더 포함하는 장치.
  5. ◈청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제1항에 있어서, 상기 제1면은 제1방향으로 오목한 형상을 포함하는 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1,2면 사이는 제1방향의 역방향으로 볼록한 면을 더 포함하는 장치.
  7. 제4항에 있어서, 상기 어쿠스틱 렌즈는 360도로 음향을 반사하는 장치.
  8. ◈청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제7항에 있어서, 상기 어쿠스틱 렌즈의 제1,2,3면은 상기 제1방향을 기준으로 좌우 대칭으로 구성되는 장치.
  9. ◈청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제8항에 있어서, 상기 제1,2,3면은 연속적으로 곡면으로 이어지는 면으로 구성되는 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 하우징은 상기 어쿠스틱 렌즈 면에 의해 반사된 음향이 외부로 향하도록 복수 개의 사운드 홀이 외주방향을 따라서 형성되는 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 제1방향과 제2방향은 수직인 장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 하우징은 원통형, 다각 기둥 또는 구형 중 어느 하나를 포함하는 장치.
  13. 제4항에 있어서, 상기 제1,2면을 합한 형상은 분화구 형상을 포함하는 장치.
  14. 제1항에 있어서, 상기 어쿠스틱 렌즈는
    콘 형상의 렌즈; 및
    상기 콘 형상의 렌즈의 일면에 상기 진동 부분과 대면하게 실장되어, 상기 음향을 반사하는 반사면을 제공하는 더미 렌즈를 포함하는 장치.
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