KR102492680B1

KR102492680B1 - 이어폰모듈

Info

Publication number: KR102492680B1
Application number: KR1020210163881A
Authority: KR
Inventors: 전지상; 이종배
Original assignee: 크레신 주식회사
Priority date: 2021-11-25
Filing date: 2021-11-25
Publication date: 2023-01-31

Abstract

본 발명은 고음역대와 저음역대를 각각 발생시킬 수 있는 스피커를 장착한 이어폰모듈에 관한 것이다.
본 발명은 지지플레이트에 저음역대의 음향이 통과될 수 있는 통과구멍을 형성함으로써 고음역대의 음향과 저음역대의 음향간의 위상차를 최소화시키고, 지지플레이트에 연통홈을 형성하여 귓속 공간을 하우징 내면의 일 측으로 외기에 연결시킴으로써 착용시의 충만감을 제거시키고 있다.
따라서 본 발명에 따르면, 충만감이 제거되어 착용감이 좋으면서도 저음대역의 음량을 보존할 수 있고, 고음대역과 저음대역의 위상차가 최소화됨으로써 음질 재생력이 향상된다.

Description

이어폰모듈{EARPHONE MODULE}

본 발명은 이어폰모듈에 관한 것으로, 특히 고음 및 저음이 각각 재생될 수 있는 2way 스피커를 가진 이어폰모듈에 관한 것이다.

정보통신 및 모바일 기술의 발전으로 인하여 음향 콘텐츠를 즐길 수 있는 다양한 전자도구(스마트폰이나 모바일 게임기 등등)들에 부대하는 이어폰이 필수적인 액세서리가 되었다.

이어폰은 한 쌍의 이어폰모듈을 구비하며, 이어폰모듈을 각각 양 귀의 외이도에 꽂아서 사용하기 때문에 그 착용감도 좋아야 하지만, 음향 재생 능력도 좋아야 한다.

근자에는 이어폰용 스피커(마이크로 스피커)에 고음과 저음을 각각 발생시켜서 음질 재생에 더욱 충실하도록 하는 기술이 보급되고 있다. 그러다보니 소형화에 그만큼 한계가 있어서, 이어폰의 외면이 귓구멍을 이루는 내면에 꽉 밀착될 정도의 크기를 가진다. 그래서 귓속 공간과 외부 간에 연통될 틈새가 없어서 귀에 먹먹한 감(충만감)이 있기 마련이다. 그러한 충만감은 착용에 거북함을 줄뿐만 아니라 종종 안락한 음향 감상에도 장애를 가져온다.

한편, 대한민국 등록특허 10-2203376호나 10-2260759호(이하 '종래기술'이라 함)를 살펴보면, 이어폰 내부의 물을 외부로 배출하기 위한 기술이 제안되어 있다.

종래기술을 살펴보면, 물 빠짐 경로를 통해 귓속 공간과 외기가 연통됨으로써 귓속의 먹먹함을 해소할 수 있는 경로로 전용하는 것이 충분히 고려될 수 있음을 알 수 있다.

그러나 종래기술에 따른 물 빠짐 경로를 귓속 공간을 외부에 연통시키는 연통로로 활용하기에는 문제가 있다.

첫째, 2way 스피커를 내장한 이어폰모듈이 가지는 고질적인 문제로서 저음 대역의 음향 출력 경로가 여러 번 꺾이기 때문에 고음 대역의 음향과 저음 대역의 음향 간에 위상차가 크게 발생할 수 있다. 그리고 그러한 위상차는 음질 재생에 대한 오류를 발생시킨다.

둘째, 물 빠짐 경로와 저음 대역의 음향 이동 경로가 상당히 많이 겹치기고, 물 빠짐 구멍이 직접적으로 저음 대역를 발생시키는 진동판 주위에 형성되어 있어서 저음 대역의 음향이 외부로 새어버린다. 이로 인해 저음 대역의 음량이 낮아지는 결과를 초래한다.

본 발명은 저음 대역의 음향과 고음 대역의 음향 간의 위상차를 최소화시키고, 저음 대역의 음량 손실을 최소화시키면서도 귓속 공간을 외기에 연통시킬 수 있는 기술에 대한 고민으로부터 안출되었다.

본 발명에 따른 이어폰모듈은 고음역대의 제1 음향을 재생시키기 위한 제1 자기장을 발생시키는 제1 영구자석; 입력된 제1 전기적 신호에 따라 상기 제1 영구자석이 형성하는 제1 자기장과 간섭하는 제1 자속을 발생시킴으로써 간섭에 따라 진동하는 제1 코일; 상기 제1 코일의 진동에 의해 함께 진동함으로써 고음역대의 제1 음향을 발생시키는 제1 진동판; 상기 제1 영구자석의 외측으로 마련되며, 저음역대의 제2 음향을 재생시키기 위한 제2 자기장을 발생시키는 제2 영구자석; 입력된 제2 전기적 신호에 따라 상기 제2 영구자석이 형성하는 제2 자기장과 간섭하는 제2 자속을 형성함으로써 간섭에 따라 진동하는 제2 코일; 상기 제2 코일의 진동에 의해 함께 진동함으로써 저음역대의 제2 음향을 발생시키는 제2 진동판; 상기 제1 영구자석과 상기 제2 영구자석을 함께 지지하며, 상기 제1 영구자석과 상기 제2 영구자석에서 발생된 자속을 유도하기 위해 자성체로 구비되는 지지플레이트; 상기 제1 영구자석, 제1 코일, 제1 진동판, 제2 영구자석, 제2 코일 및 제2 진동판 및 지지플레이트를 수용하는 수용공간을 가지며, 전방(음향이 방출되는 방향)에는 음향출력구멍이 있고, 후방에는 상기 제1 영구자석, 제1 코일, 제1 진동판, 제2 영구자석, 제2 코일 및 제2 진동판 및 지지플레이트를 상기 수용공간에 수용시켜서 장착시키는 것을 가능하게 하는 장착구멍이 있는 하우징; 및 상기 하우징의 장착구멍을 덮는 덮개; 를 포함하고, 상기 지지플레이트에는 상기 제1 코일이 진동할 수 있는 공간을 형성하기 위해 중앙에 진동구멍이 형성되어 있고, 상기 진동구멍의 외측으로 상기 제2 진동판에서 발생된 제2 음향이 통과하여 전방으로 출력될 수 있게 하는 적어도 하나의 통과구멍이 형성되어 있으며, 후면에는 상기 제2 영구자석과의 사이에 틈을 가지도록 연통홈이 형성되어 있고, 상기 하우징에는 귓속 공간을 외기에 연통시키는 연통구멍이 형성되어 있고, 상기 하우징의 일 측 내면이 상기 제2 영구자석과 이격됨으로써 귓속 공간을 상기 연통구멍과 연결시키기 위한 연결로가 형성되며, 상기 음향출력구멍, 상기 통과구멍, 상기 연통홈, 상기 연결로 및 상기 연통구멍을 통해 귓속 공간이 외기에 연통된다.

상기 제2 영구자석은 링형상을 가지되, 상기 연결로를 확보하기 위해 상기 연결로가 있는 부위가 절개된 형태로 구비된다.

상기 통과구멍은 2개가 상호 이격되게 구비되며, 상기 연통홈은 상기한 2개의 통과구멍 사이에 형성된다.

상기 제1 영구자석의 후면을 덮으며, 상기 제1 영구자석의 자속을 유도하는 자속유도체; 상기 자속유도체의 외측에 구비되어서 상기 제2 영구자석의 후면을 덮으며, 상기 제2 영구자석의 자속을 유도하는 유도플레이트; 상기 제1 진동판을 고정시키기 위해 마련되는 제1 고정링; 및 상기 제2 진동판을 고정시키기 위해 마련되며, 상기 유도플레이트의 후면에 부착되는 제2 고정링; 을 포함하고, 상기 제2 고정링은 상기 유도플레이트와 상기 덮개 사이를 밀봉하는 밀봉기능을 가짐으로써 상기 제2 진동판에 의해 발생된 저음역대의 제2 음향이 상기 통과구멍을 통해서만 상기 음향출력구멍으로 출력될 수 있다.

상기 제1 고정링은 상기 지지플레이트의 전면에 부착되며, 평면에서 볼 때 상기 통과구멍과 상기 연통홈은 상기 제1 고정링의 외측에 위치한다.

본 발명에 따르면 고음역대의 음향과 저음역대의 음향간의 위상차가 줄어 음질 재생력이 향상되면서도, 귓속의 충만감이 제거되고 저음대역의 음량을 보존할 수 있어서 풍부한 음질감을 느낄 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이어폰모듈에 대한 분해사시도이다.
도 2는 도 1의 이어폰모듈의 I-I선을 자른 단면도이다.
도 3은 도 1의 이어폰모듈의 Ⅱ-Ⅱ선을 자른 단면도이다.
도 4는 도 2의 단면도의 특징을 설명하기 위한 참조도이다.

본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하되, 설명의 간결함을 위해 중복되는 구성에 대한 설명은 가급적 생략하거나 압축한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이어폰모듈에 대한 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 I-I선을 자른 단면도이다. 참고로 도면 및 이하의 설명에서는 음향이 출력되는 방향을 전방으로 정의하고, 그 반대 방향을 후방으로 정의하였다.

본 실시예에 따른 이어폰모듈(100)은 제1 영구자석(111), 제1 코일(112), 제1 진동판(113), 제1 고정링(114), 제2 영구자석(121), 제2 코일(122), 제2 진동판(123), 제2 고정링(124), 자속유도체(131), 유도플레이트(132), 지지플레이트(133), 제1 지지링(134), 제2 지지링(135), 하우징(141), 덮개(142), 스크린(143) 및 기판(151)을 포함한다.

제1 영구자석(111)은 고음역대의 제1 음향을 재생시키기 위한 제1 자기장을 발생시킨다. 제1 영구자석(111)은 중앙에 구멍이 뚫린 링형상을 가진다.

제1 코일(112)은 솔레노이드 형태를 가지며, 입력된 제1 전기적 신호에 따라 제1 영구자석(111)이 형성하는 제1 자기장과 간섭하는 제1 자속을 발생시킴으로써 간섭에 따라 진동한다. 제1 코일(112)은 제1 영구자석(111)과 자속유도체(131) 사이에 배치된다.

제1 진동판(113)은 제1 코일(112)의 진동에 의해 함께 진동함으로써 고음역대의 제1 음향을 발생시킨다. 후방에서 전방을 바라보는 평면에서 볼 때, 원판 형상을 가진다.

제1 고정링(114)은 제1 진동판(113)의 테두리를 지지플레이트(133)에 고정시키기 위해 구비된다.

제2 영구자석(121)은 저음역대의 제2 음향을 재생시키기 위한 제2 자기장을 발생시키며, 제1 영구자석(111)의 외측으로 마련된다. 이러한 제2 영구자석(121)도 중앙에 구멍이 뚫린 링형상을 가지며, 해당 구멍 상에 제1 영구자석(111)이 배치된다. 그리고 제1 영구자석(111)과 제2 영구자석(121) 사이의 공간은 저음역대의 음향이 지나가는 통로로 작용한다.

제2 코일(122)은 입력된 제2 전기적 신호에 따라 제2 영구자석(121)이 형성하는 제2 자기장과 간섭하는 제2 자속을 형성함으로써 간섭에 따라 진동한다. 제2 코일(122)은 제1 영구자석(111)과 제2 영구자석(121) 사이에 배치된다.

제2 진동판(123)은 제2 코일(122)의 진동에 따라 함께 진동함으로써 저음역대의 제2 음향을 발생시킨다. 제2 진동판(123)도 후방에서 전방을 바라보는 평면에서 볼 때, 원판 형상을 가진다.

제2 고정링(124)은 제2 진동판(123)의 테두리를 유도플레이트(132)에 고정시키기 위해 구비된다.

자속유도체(131)는 대체로 'T'자 형상을 가지며, 제1 영구자석(111)의 후면을 덮으며, 전방으로 돌출된 부위는 제1 영구자석(111)의 중앙에 있는 구멍에 삽입된다. 그리고 돌출된 부위의 중앙에는 제1 진동판(113)의 후방 측의 음압을 조절하기 위한 제1 댐핑구멍(d1)이 관통되게 형성되어 있으며, 제1 댐핑구멍(d1)의 후단에는 제1 댐퍼(D1)가 구비된다. 이러한 자속유도체(131)는 제1 영구자석(111)의 제1 자속을 유도한다.

유도플레이트(132)는 자속유도체(131)의 외측에 구비되어서 제2 영구자석(121)의 후면을 덮으며, 제2 영구자석(121)의 제2 자속을 유도한다.

지지플레이트(133)는 제1 영구자석(111)과 제2 영구자석(121)의 전면을 함께 덮어 지지하며, 제1 영구자석(111)과 제2 영구자석(121)에서 발생된 제1 자속과 제2 자속을 유도한다. 이러한 지지플레이트(133)는 제1 코일(112)이 진동할 수 있는 공간을 형성하기 위해 중앙에 진동구멍(133a)이 형성되어 있다. 그리고 진동구멍(133a)의 외측으로는 제2 진동판(123)에서 발생된 음향이 통과하여 전방으로 출력될 수 있게 하는 2개의 통과구멍(133b)이 상호 대칭으로 이격되게 형성되어 있다. 그래서 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 자른 도 3의 단면도에서와 같이 제2 진동판(123)에서 발생된 제2 음향이 제1 영구자석(111)과 제2 영구자석(121) 사이의 공간을 지나 통과구멍(133b)을 통과한 뒤 하우징(141)의 음향출력구멍(OH)으로 출력될 수 있는 출력로(OW)가 거의 직선으로 형성되는 것이다. 이로 인해, 제1 음향과 제2 음향 간의 위상차가 최소화될 수 있다.

또한, 지지플레이트(133)의 후면에는 상호 이격된 양 통과구멍(133b) 사이에 연통홈(113c)이 형성되어 있다. 그래서 이 연통홈(113c)이 형성된 부위에서 제2 영구자석(121)과 지지플레이트(133) 사이에 틈이 형성된다.

제1 지지링(134)은 지지플레이트(133)를 하우징에 고정결합시키기 위해 구비되고, 제2 지지링(135)은 유도플레이트(132)를 하우징(141)에 고정결합시키기 위해 구비된다. 물론, 지지플레이트(133)나 유도플레이트(132)가 그 형상 변경을 통해 직접 하우징(141)에 고정결합될 수 있으며, 이러한 경우에는 제1 지지링(134)과 제2 지지링(135)이 생략될 수 있다.

한편, 위의 자속유도체(131), 유도플레이트(132), 지지플레이트(133)는 제1 영구자석(111)과 제2 영구자석(121)의 자속을 유도하여 제1 코일(112)과 제2 코일(122)로 자속을 집속시키는 역할을 하며, 이를 위해 모두 자성체 재질로 구비된다.

하우징(141)은 위의 각 구성들을 모두 수용하는 수용공간을 가지며, 전방에는 제1 진동판(113)과 제2 진동판(123)에 의해 발생된 제1 음향 및 제2 음향이 출력되는 음향출력구멍(OH)이 있고, 후방에는 위의 각 구성들을 수용공간 내부에 장착시키는 것을 가능하게 하는 장착구멍(IH)이 있다. 그리고 하우징(141)의 일 측면에는 귓속 공간을 외기에 연통시키기 위한 연통구멍(Ph)이 형성되어 있다.

또한, 하우징(141)의 일 측 내면은 제2 영구자석(123) 및 지지플레이트(133)와 이격되어 있어서, 귓속 공간을 연통구멍(Ph)과 연결시키는 연결로(PW)가 형성된다. 즉, 도 4의 a화살표에서와 같이 음향출력구멍(OH), 통과구멍(133b), 연통흠(133c), 연결로(PW) 및 연통구멍(Ph)을 통해 귓속 공간이 외기에 연통될 수 있는 것이다.

덮개(142)는 하우징(141)의 장착구멍(IH)을 덮는다. 이러한 덮개(IH)에도 제2 진동판(123)의 후방에 형성되는 음압을 조절하기 위한 제2 댐핑구멍(d2)이 형성되어 있으며, 덮개(142)의 후면으로 제2 댐퍼(D2)가 부착된다.

스크린(143)은 연통구멍(Ph)을 덮어서 공기는 통과시키면서도 외부의 이물질이 이어폰모듈(100)의 내부로 유입되는 것은 차단한다.

회로기판(151)은 제1 코일(112)과 제2 코일(122)로 전기적 신호를 입력시키기 위해 마련된다. 이러한 회로기판(151)은 지지플레이트(133)의 전면에 부착된다.

그리고 제2 영구자석(121)을 다시 살펴보면, 연결로(PW)가 있는 부위가 절개된 형상을 가지는 데, 이는 연결로(PW)를 적절히 확보하기 위함이다.

한편, 제2 고정링(124)은 유도플레이트(132)와 덮개(142) 사이를 밀봉하는 밀봉기능을 가짐으로써 제2 진동판(123)에 의해 발생된 저음역대의 제2 음향이 새지 않고 통과구멍(133b)을 통해서만 음향출력구멍(OH)으로 이동될 수 있게 한다.

이어서 위와 같은 이어폰모듈의 동작에 대해서 설명한다.

사용자가 이어폰모듈(100)을 귀에 착용하면, 음향출력구멍(OH), 통과구멍(113b), 연통홈(133c), 연결로(PW) 및 연통구멍(Ph)을 따라 귓속 공간이 외기에 연통된다. 따라서 사용자는 이어폰모듈(100)의 착용에 따른 귓속 먹먹함을 느끼지 않게 된다. 이후, 사용자가 음향을 재생시키면, 회로기판을 통해 제1 전기적 신호와 제2 전기적 신호가 각각 제1 코일(112) 및 제2 코일(122)로 입력된다. 그에 따라 제1 진동판(113)이 고음역대의 제1 음향을 재생하고, 제2 진동판(123)이 저음역대의 제2 음향을 재생한다. 여기서 제1 음향은 바로 음향출력구멍(OH)을 통해 사용자의 귓속으로 출력되고, 제2 음향은 제1 영구자석(111)과 제2 영구자석(121) 사이의 공간, 통과구멍(133b) 및 음향출력구멍(OH)을 거의 직선 이동하여 사용자의 귓속으로 출력된다. 따라서 제1 음향과 제2 음향 간의 위상차가 최소화되어서 사용자의 본 음향에 충실한 재생 음향을 청감할 수 있게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예들에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이다. 따라서 연통홈이 제2 영구자석에 형성되는 예 등을 쉽게 창작할 수 있듯이, 본 발명이 상기의 실시예들에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 균등범위로 이해되어져야 할 것이다.

100 : 이어폰모듈
111 : 제1 영구자석
112 : 제1 코일
113 : 제1 진동판
114 : 제1 고정링
121 : 제2 영구자석
122 : 제2 코일
123 : 제2 진동판
124 : 제2 고정링
133 : 지지플레이트
133a : 진동구멍 133b : 통과구멍
133c : 연통홈
141 : 하우징
OH : 음향출력구멍 IH : 장착구멍
Ph : 연통구멍
142 : 덮개
PW : 연결로

Claims

고음역대의 제1 음향을 재생시키기 위한 제1 자기장을 발생시키는 제1 영구자석;
입력된 제1 전기적 신호에 따라 상기 제1 영구자석이 형성하는 제1 자기장과 간섭하는 제1 자속을 발생시킴으로써 간섭에 따라 진동하는 제1 코일;
상기 제1 코일의 진동에 의해 함께 진동함으로써 고음역대의 제1 음향을 발생시키는 제1 진동판;
상기 제1 영구자석의 외측으로 마련되며, 저음역대의 제2 음향을 재생시키기 위한 제2 자기장을 발생시키는 제2 영구자석;
입력된 제2 전기적 신호에 따라 상기 제2 영구자석이 형성하는 제2 자기장과 간섭하는 제2 자속을 형성함으로써 간섭에 따라 진동하는 제2 코일;
상기 제2 코일의 진동에 의해 함께 진동함으로써 저음역대의 제2 음향을 발생시키는 제2 진동판;
상기 제1 영구자석과 상기 제2 영구자석을 함께 지지하며, 상기 제1 영구자석과 상기 제2 영구자석에서 발생된 자속을 유도하기 위해 자성체로 구비되는 지지플레이트;
상기 제1 영구자석, 제1 코일, 제1 진동판, 제2 영구자석, 제2 코일 및 제2 진동판 및 지지플레이트를 수용하는 수용공간을 가지며, 전방(음향이 방출되는 방향)에는 음향출력구멍이 있고, 후방에는 상기 제1 영구자석, 제1 코일, 제1 진동판, 제2 영구자석, 제2 코일 및 제2 진동판 및 지지플레이트를 상기 수용공간에 수용시켜서 장착시키는 것을 가능하게 하는 장착구멍이 있는 하우징; 및
상기 하우징의 장착구멍을 덮는 덮개; 를 포함하고,
상기 지지플레이트에는 상기 제1 코일이 진동할 수 있는 공간을 형성하기 위해 중앙에 진동구멍이 형성되어 있고, 상기 진동구멍의 외측으로 상기 제2 진동판에서 발생된 제2 음향이 통과하여 전방으로 출력될 수 있게 하는 적어도 하나의 통과구멍이 형성되어 있으며, 후면에는 상기 제2 영구자석과의 사이에 틈을 가지도록 연통홈이 형성되어 있고,
상기 하우징에는 귓속 공간을 외기에 연통시키는 연통구멍이 형성되어 있고,
상기 하우징의 일 측 내면이 상기 제2 영구자석과 이격됨으로써 귓속 공간을 상기 연통구멍과 연결시키기 위한 연결로가 형성되며,
상기 음향출력구멍, 상기 통과구멍, 상기 연통홈, 상기 연결로 및 상기 연통구멍을 통해 귓속 공간이 외기에 연통되는
이어폰모듈.
제1 항에 있어서,
상기 제2 영구자석은 링형상을 가지되, 상기 연결로를 확보하기 위해 상기 연결로가 있는 부위가 절개된 형태로 구비되는
이어폰모듈.
제1 항에 있어서,
상기 통과구멍은 2개가 상호 이격되게 구비되며,
상기 연통홈은 상기한 2개의 통과구멍 사이에 형성되는
이어폰 모듈.
제1 항에 있어서,
상기 제1 영구자석의 후면을 덮으며, 상기 제1 영구자석의 자속을 유도하는 자속유도체;
상기 자속유도체의 외측에 구비되어서 상기 제2 영구자석의 후면을 덮으며, 상기 제2 영구자석의 자속을 유도하는 유도플레이트;
상기 제1 진동판을 고정시키기 위해 마련되는 제1 고정링; 및
상기 제2 진동판을 고정시키기 위해 마련되며, 상기 유도플레이트의 후면에 부착되는 제2 고정링; 을 포함하고,
상기 제2 고정링은 상기 유도플레이트와 상기 덮개 사이를 밀봉하는 밀봉기능을 가짐으로써 상기 제2 진동판에 의해 발생된 저음역대의 제2 음향이 상기 통과구멍을 통해서만 상기 음향출력구멍으로 출력될 수 있는
이어폰모듈.
제4 항에 있어서,
상기 제1 고정링은 상기 지지플레이트의 전면에 부착되며,
평면에서 볼 때 상기 통과구멍과 상기 연통홈은 상기 제1 고정링의 외측에 위치하는
이어폰모듈.