KR102505133B1 - 오디오 필터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음향기기의 외관이 하우징에 의해 규정되며, 하우징은 진동음을 생성하기 위한 드라이버를 포함하고, 하우징의 내부는 드라이버의 상면과 소정 간격을 두고 횡단 설치된 브라켓트에 의하여 프런트 공간과, 드라이버가 위치한 리어 공간으로 분할되며, 리어 공간을 형성하는 하우징의 측벽에는 음향홀을 형성하고, 상기 음향홀을 덮도록 하우징의 내벽에 설치되는 오디오 필터를 포함하며, 상기 오디오 필터는 음향홀을 향하는 쪽에서부터 차례로, 제1테이프, 오디오메쉬, 오디오테이프 및 오디오커버가 적층된 구조인, 음향기기를 제공한다.

Description

오디오 필터{Audio filter}

본 발명은 오디오 필터에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명은 음향 기기에서 중역대 음질 성능을 튜닝할 수 있는 오디오 필터에 관한 것이다.

스피커(speaker)는 전기신호를 음파의 형태로 변환시키는 원리를 사용하는 것으로서, 전류가 코일로 들어오면 마그넷이 자체 자기장을 가진 전자석으로 변하고 주변의 지속적인 자기장과 접촉해 교대로 음파를 당기거나 밀어내는 인력 또는 척력 작용으로 코일이 진동해 진동판을 울리고 이에 의해 음파가 만들어지며 소리를 출력시키는 전자제품이다.

최근 TWS의 개발로 다양한 구조의 음향 기기가 개발되면서 중역대를 포함하여 최적의 주파수를 설정하기 위하여 많은 테스트와 튜닝을 실시하고 있다.

특허문헌으로 특허 제10-2187470호는 도 7에 도시한 것과 같이 귀의 외이도를 향하는 전방 하우징(110')과 후방 하우징(120')에 각각 브라켓(200', 400')을 설치하고, 전방브라켓(200')에 각각의 음방사구(111',112')로 리드하는 관로(210', 220')를 형성하고, 관로(220')와 연통한 음방사구(112')를 중역대 음압을 평탄하게 튜닝하는 역할을 하는 것으로 설명하고 있다. 부재번호 (211', 221')은 오목부, (300')은 음향변환장치 즉 드라이버이다. 그러나 이 특허는 주파수 조절을 위하여 브라켓을 두 개 설치하고 관로를 형성해야 하므로 복잡하고 원가가 상승하는 단점이 있다. 특히 이 특허는 음향변환장치(300')의 후방과 후방 하우징(120') 사이에 형성된 공간에는 음역대 튜닝을 위한 구조는 설치하고 있지 않다.

발명자들은 이상의 사정을 고려하여, 음향 기기에서 중역대 음질 성능을 튜닝할 수 있는 오디오 필터를 개발하게 되었다.

그러므로 본 발명은, 중역대 음질 성능을 최적으로 도출할 수 있는 음향 경로 구조를 가지는 오디오 필터와 이를 구비한 음향기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 음향기기의 외관이 하우징에 의해 규정되며, 하우징은 진동음을 생성하기 위한 드라이버를 포함하고, 하우징의 내부는 드라이버의 상면과 소정 간격을 두고 횡단 설치된 브라켓트에 의하여 프런트 공간과, 드라이버가 위치한 리어 공간으로 분할되며, 리어 공간을 형성하는 하우징의 측벽에는 음향홀을 형성하고, 상기 음향홀을 덮도록 하우징의 내벽에 설치되는 오디오 필터를 포함하며, 상기 오디오 필터는 음향홀을 향하는 쪽에서부터 차례로, 제1테이프, 오디오메쉬, 오디오테이프 및 오디오커버가 적층된 구조인, 음향기기를 제공한다.

상기 제1테이프는 하우징의 측벽 내면에 부착되며, 적어도 음향홀을 노출하는 개방홀과, 개방홀을 제외한 바디로 이루어질 수 있다.

상기 오디오테이프는 하우징의 측벽 내면이 형성된 방향으로 중앙이 절단되어 음향 통로를 제공하는 공기 통로부와, 공기통로부를 제외한 유형의 바디를 포함하며, 상기 공기통로부는 입구가 개방되며, 뒤쪽은 바디에 의하여 폐쇄되어, 공기통로부의 입구, 공기통로부의 채널, 기공성의 오디오메쉬 및 제1테이프의 개방홀과 음향홀까지 연통된 음향 통로를 제공할 수 있다.

오디오테이프의 공기통로부는 입구가 개방된 높이가 낮은 긴 채널 형상이며, 적어도 음향홀과 연통하도록 오디오테이프의 길이 방향 중앙을 넘어서까지 연장되며 공기통로부의 양측면은 바디에 의하여 차단되고, 공기통로부가 음향홀과 정렬되는 위치에서는 입구부에 비하여 상대적으로 큰 면적의 중앙부가 형성될 수 있다.

상기 오디오 메쉬의 개방 밀도는 전체 면적의 2 ~ 40%일 수 있다.

상기 오디오테이프의 두께는 0.05mm ~ 5mm, 공기통로부의 폭은 0.2mm ~ 4mm일 수 있다.

상기 음향기기는 헤드셋일 수 있다.

음향홀과 마주하는 상부의 브라켓트에 수직으로 하향하는 형상의 가이드를 일체로 성형하고 상기 가이드의 하부벽은 오디오커버와 맞닿거나 또는 오디오필터를 위에서 수용하는 챔버를 제공할 수 있다.

브라켓트에 공기가 통과하는 슬롯을 형성하고, 브라켓트의 하면에는 슬롯과 연통하도록 상면이 개방된 가이드를 일체로 성형하며, 상기 가이드는 오디오필터를 수용하는 포켓을 제공할 수 있다.

본 발명에 의하면, 음향기기의 하우징의 내부 및 외부의 공기가 바로 음향홀을 통하여 유입 또는 유출되지 않고 비교적 좁은 채널을 통해 서서히 흘러 연통되도록 하여 중역대의 음압을 미세하게 조정할 수 있으며, 제작이 편리하고, 강도가 높은 오디오필터 및 이를 포함하는 음향기기를 제공한다는 효과를 발휘한다.

본 발명은 오디오필터를 보호하고 방수할 수 있는 신규한 브라켓트 구조를 제공한다는 효과를 발휘한다.

도 1은 본 발명의 오디오 필터를 장착한 음향기기로서 헤드셋을 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1을 음향홀을 기준으로 절단한 단면 사시도이다.
도 3은 은 도 2의 오디오 필터의 장착 부위를 확대한 도면이다.
도 4는 본 발명의 오디오 필터의 구조를 도 2의 AA 방향에서 바라 본 도면이다.
도 5는 본 발명의 오디오 필터만을 분리하여 두께와 폭을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 오디오 필터를 적용한 경우와 그렇지 않은 경우를 대비한 주파수-음압 그래프이다.
도 7은 선헹기술의 음향기기의 내부 단면도이다.
도 8은 본 발명의 오디오필터와 연결된 브라켓트 구조의 특징을 보이는 실시예의 도면이다.
도 9는 본 발명의 오디오필터와 연결된 브라켓트 구조의 특징을 보이는 또 다른 실시예의 도면이다.
도 10은 본 발명의 오디오필터와 연결된 개방홀을 가지는 브라켓트 구조의 특징을 보이는 실시예의 도면이다.
도 11은 본 발명의 오디오필터와 연결된 개방홀을 가지는 브라켓트 구조의 특징을 보이는 또 다른 실시예의 도면이다.

본 발명의 목적 및 효과, 그리고 그것들을 달성하기 위한 기술적 구성들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 뒤에 설명되는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐를 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 한편, 본 발명의 실시예에 있어서, 각 구성요소들, 기능 블록들 또는 수단들은 하나 또는 그 이상의 하부 구성 요소로 구성될 수 있다.

도 1은 본 발명의 오디오 필터(1)를 장착한 음향기기로서 헤드셋(100)을 도시한 단면도이다.

헤드셋(100)은 외관이 하우징(10)에 의해 규정되며, 하우징(10)은 마그넷, 요크, 진동판, 보빈 코일등으로 이루어진 진동음을 생성하기 위한 드라이버(D)를 포함한다. 드라이버(D)에서 생성된 진동음은 방사구(14)를 통하여 사용자의 외이도로 전달된다.

하우징(10)의 내부는 드라이버(D)의 상면과 소정 간격을 두고 횡단 설치된 브라켓트(12)에 의하여 프런트 공간과 리어 공간으로 분할된다. 리어 공간을 형성하는 하우징(10)의 측벽에는 음향홀(20)이 형성된다. 음향홀(20)의 설치 높이는 드라이버(D)의 점유 공간 높이 안에 포함되는 것이 바람직하다. 음향홀(20)은 후술하는 것과 같이 중역대의 음압을 최적화하기 위한 튜닝 목적으로 설치된다. 음향홀(20)은 도시한 예에서는 좌측에 설치하였으나, 반대편에 설치해도 좋고, 2개 이상 설치하는 것도 가능하다.

본 발명의 오디오 필터(1)는 음향홀(20)을 덮도록 하우징의 내부에 설치된다.

도 2는 도 1을 음향홀(20)을 기준으로 절단한 단면사시도이고, 도 3은 도 2의 오디오 필터(1)의 장착 부위를 확대한 도면이다.

두 도면을 같이 참조하면, 오디오 필터(1)는 음향홀(20)을 충분히 덮는 사각형의 플레이트 형상이며, 음향홀(20)쪽에서부터 차례로 제1테이프(2), 오디오메쉬(4), 오디오테이프(6) 및 오디오커버(8)가 적층되어 일체된 구조이다.

제1테이프(2)는 하우징(10)의 측벽 내면에 부착되며, 합성수지 또는 섬유질 재료로 제작된다. 제1테이프(2)는 적어도 음향홀(20)을 노출하는 중앙의 개방홀(2a)과, 개방홀(2a)을 제외한 사각 형상의 바디(2b)로 이루어진다. 개방홀(2a)은 음향홀(20)을 연통하기 위한 구조이다. 바디(2b)의 상하면에는 접착제가 도포되며 상면(바깥면)에 하우징(10)의 측벽 내면이 부착되고 하면(안쪽면)에는 오디오메쉬(4)가 부착된다.

오디오메쉬(4)는 통기성의 재질로 제작되며, 재료와 제작 방법은 특히 제한되지 않는다. 다만, 중역대의 음압 특성 튜닝을 위해서는 오디오 메쉬(4)의 개방 밀도가 전체 면적의 2 ~ 40%인 것이 바람직하다.

오디오테이프(6)는 상면이 오디오메쉬(4)에 부착되며, 하면에는 오디오커버(8)가 부착된다. 오디오테이프(6)는 하우징(10)의 측벽 내면이 형성된 방향, 즉 x축 방향으로 중앙이 절단되어 공기 통로를 제공하는 공기 통로부(6a)와, 공기 통로부(6a)를 제외한 유형의 바디(6b)를 포함한다. 공기 통로부(6a)는 x축 방향의 선단, 즉 입구가 개방되며, 뒤쪽은 바디(6b)에 의하여 폐쇄된다. 공기통로부(6a) 중에서, 바디(6b)와 인접하는 오디오테이프(6)의 중앙부(6a1)는 개방홀(2a)과 유사하게 큰 면적으로 형성된다.

그러면 하우징(10) 내부의 공기는 공기통로부(6a)의 입구를 통해 유입되어, 확개된 중앙부(6a1)를 통과한 후 기공성의 오디오메쉬(4)와, 제1테이프(2)의 개방홀(2a)과 음향홀(20)을 통과하여 외부로 방사된다. 또, 외부의 공기는 반대 과정을 거쳐 하우징(10)의 내부로 진입한다.

오디오커버(8)는 오디오테이프(6)의 하면에 부착된다. 그 재질은 경질의 플라스틱 또는 금속 재질 등 특히 제한되지 않는다. 오디오커버(8)는 오디오필터(1)의 강성을 보강하고 강도를 유지하는 역할을 함과 동시에 공기통로부(6a)를 통과하는 진동음이 오디오커버(8) 쪽으로 누설되지 않는 비통기성의 재료로 제작되어야 한다.

이상 살명한 본 발명의 오디오 필터(1)는 사각형이 아닌 타원형 또는 원형으로 제작할 수 있다. 실제 조립 시에는 제1테이프(2), 오디오메쉬(4), 오디오테이프(6) 및 오디오커버(8)를 차례로 적층하여 일체의 어셈블리로 제작한 후 제1테이프(2)를 하우징(10)의 측면에 접합하여 마이크로스피커와 일체화한다.

도 4는 본 발명의 오디오필터(1)의 구조를 쉽게 이해하도록 도 2의 AA 방향에서 바라 본 도면이다.

도 3과 마찬가지로 하부에서부터 차례로 개방홀(2a)이 형성된 제1테이프(2)와, 오디오메쉬(4)와, 공기통로부(6a)가 형성된 오디오테이프(6)와, 오디오커버(8)가 적층된 구조이다.

오디오테이프(6)의 공기통로부(6a)는 입구가 개방된 단면 사각형의 높이가 낮은 긴 채널 형상이며, x축 방향을 따라 적어도 음향홀(20)과 연통하도록 오디오테이프(6)의 길이 방향 중앙을 넘어서까지 연장되며 후방은 바디(6b)에 의하여 차단된다. 공기통로부(6a)의 입구부의 양측면 역시 바디(6b)에 의하여 차단되어 채널을 이루게 된다. 그리고, 공기통로부(6a)가 음향홀(20)과 정렬되는 위치에서는 입구부에 비하여 상대적으로 큰 면적의 중앙부(6a1)가 형성된다. 따라서 공기는 좁은 채널을 통과한 후 넓게 확대된 수직 통로로 방향을 전환하여 음향홀(20)로 진행한다.

공기통로부(6a)는 음향홀(20)과 정면인 방향에서 바로 공기를 연통시키는 것이 아니라, 음향홀(20)의 개방면과 거의 수직인 방향에서 측면으로 공기가 유입되고 다시 수직으로 방향이 전환되어 공기가 음향홀(20)로 향하는 경로를 제공한다. 이러한 구조로, 많은 량의 공기가 직진 경로만을 통해 유입 또는 유출되지 않고 비교적 좁은 채널을 통해 서서히 흘러 연통되도록 하므로 특히 중역대의 음압을 미세하게 조정할 수 있다. 또, 기공성이 없는 오디오커버(8)를 오디오테이프(6) 후면의 전체에 바로 부착할 수 있으므로 제작이 편리하고, 오디오필터(1)의 강도를 높일 수 있게 된다.

본 발명의 헤드셋이 위와 같이 프런트와 리어로 구분된 분할된 구조에서는, 중역대 음질 성능을 좌우하는 요인은 전술한 오디오 메쉬(4)의 개방 밀도외에 도 5에 도시한 것과 같은 오디오테이프(6)의 두께(d)와, 공기통로부(6)의 입구의 폭(w)이다. 개방 밀도, 두께(d)와 폭(w)의 수치가 클수록 통기량이 많아진다.

본 발명자들의 실험에 의하면, 오디오 메쉬(4)의 개방 밀도가 전체 면적의 2 ~ 40%인 경우, 오디오테이프(6)의 두께(d)가 0.05mm ~ 5mm 그리고 입구의 폭(w)이 0.2mm ~ 4mm인 경우 중역대의 주파수 특성 조율이 가능함을 확인하였다.

도 6은 그 일례를 보이기 위한 주파수-음압 그래프이다. 본 발명의 오디오 필터(1)를 적용하지 않은 경우의 주파수-음압 그래프(G')와, 오디오 메쉬(4)의 개방 밀도가 전체 면적의 12%, 오디오테이프의 두께(d)가 0.2mm 그리고 입구의 폭(w)이 0.8mm인 오디오필터(1)를 적용한 경우의 그래프(G)를 비교하면, 1,000 ~ 1,500Hz 구간에서는 오디오필터(1)를 적용한 경우의 음압이 낮고, 1,500 ~ 5,000Hz구간에서는 반대로 오디오필터(1)를 적용한 경우의 음압이 높은 특징을 보이고 있다. 따라서, 중간 주파수대의 영역에서 음압을 조절할 구간을 선택하여 위 3가지 요인을 조합하여 튜닝함으로써 최적의 중역 주파수를 구현할 수 있다.

이상에서는 음향기기로 헤드셋을 제안하였으나, 본 발명의 오디오 필터는 마이크로스피커 등 다른 음향기기에도 널리 적용될 수 있다.

다음, 본 발명의 오디오필터와 연결된 브라켓트(12) 구조의 특징에 대하여 몇 가지 실시예를 토대로 설명한다.

도 8에서는 음향홀(20)과 마주하는 상부의 브라켓트(12)에 수직으로 하향하는 형상의 가이드(120)를 일체로 성형하고 있다. 가이드(120)는 외부측벽(120a) 및 내부측벽(120c)과, 오디오필터(1)의 오디오커버(8)를 위에서 덮어 적층하거나 또는 이와 맞닿는, 하부로 경사진 하부벽(120c)을 포함한다. 하부벽(120c)과 하우징(10) 사이에는 공기가 통과하는 갭이 존재한다. 이러한 구조는 오디오필터(1)를 견고히 지지하고 방수 효과를 기대할 수 있는 점에서 유리하다.

도 9에서는 음향홀(20)과 마주하는 상부의 브라켓트(12)의 가이드(120)가 외부측벽(120a) 및 내부측벽(120c)과, 하부벽(120c)을 포함하는 점에서는 도 8과 동일하다. 하지만, 외부측벽(120a)의 하면은 하우징(10)의 내면에 부착되어 폐쇄 구조를 이루며, 내부측벽(120c)의 하면은 공기가 통과하는 전방갭(120d)을 형성하는 위치까지 연장되고, 이에 따라 하부벽(120c)이 오디오필터(1)를 위에서 수용하는 일종의 챔버 형상을 하는 점에서 다르다. 이 구조 역시 오디오필터(1)를 견고히 지지하고 방수 효과를 기대할 수 있음은 당연하다.

도 10은 이상의 브라켓트(12)와 달리 공기의 통로를 브라켓트(12)의 상부로 전환시킨 점에서 다르다. 즉, 도 10a에서와 같이 브라켓트(12)에 공기가 통과하는 슬롯(12b)을 형성하고, 도 10b에서와 같이, 브라켓트(12)의 하면에는 슬롯(12b)과 연통하도록 상면이 개방된 가이드(130)를 일체로 성형한다. 가이드(130)의 하부벽과 일부의 측벽은 하우징(10)의 내면에 완전히 부착되지 않고 공기가 통과하는 빈틈을 제공하도록 형성된다. 가이드(130)는 오디오필터(1)를 수용하는 개방된 포켓을 제공한다.

도 11a는 도 10a에서와 같이 브라켓트(12)에 공기가 통과하는 슬롯(12b)을 형성하고, 브라켓트(12)의 하면에는 슬롯(12b)과 연통하도록 상면이 개방된 가이드(130)를 일체로 성형하고 있지만(도 11b), 가이드(130)의 하부벽과 측벽이 하우징(10)의 내면에 까지 연장되어 오디오필터(1)의 상부를 제외한 나머지 부분을 폐쇄하는 포켓 구조를 제공하는 점에서 다르다.

이상 기술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 본 실시예의 다양한 수정 및 변형이 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (9)

1. 음향기기의 외관이 하우징에 의해 규정되며, 하우징은 진동음을 생성하기 위한 드라이버를 포함하고, 하우징의 내부는 드라이버의 상면과 소정 간격을 두고 횡단 설치된 브라켓트에 의하여 프런트 공간과, 드라이버가 위치한 리어 공간으로 분할되며, 리어 공간을 형성하는 하우징의 측벽에는 음향홀을 형성하고, 상기 음향홀을 덮도록 하우징의 내벽에 설치되는 오디오 필터를 포함하며,
   상기 오디오 필터는 음향홀을 향하는 쪽에서부터 차례로, 제1테이프, 오디오메쉬, 오디오테이프 및 오디오커버가 적층된 구조이며,
   상기 오디오테이프는 하우징의 측벽 내면이 형성된 방향으로 중앙이 절단되어 음향 통로를 제공하는 공기 통로부와, 공기통로부를 제외한 유형의 바디를 포함하며,
   상기 공기통로부는 입구가 개방되며, 뒤쪽은 바디에 의하여 폐쇄되어, 공기통로부의 입구, 공기통로부의 채널, 기공성의 오디오메쉬 및 제1테이프의 개방홀과 음향홀까지 연통된 음향 통로를 제공하는, 음향기기.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 제1테이프는 하우징의 측벽 내면에 부착되며, 적어도 음향홀을 노출하는 개방홀과, 개방홀을 제외한 바디로 이루어지는, 음향기기.
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,
   오디오테이프의 공기통로부는 입구가 개방된 높이가 낮은 긴 채널 형상이며, 적어도 음향홀과 연통하도록 오디오테이프의 길이 방향 중앙을 넘어서까지 연장되며 공기통로부의 입구부 양측면은 바디에 의하여 차단되고, 공기통로부가 음향홀과 정렬되는 위치에서는 입구부에 비하여 상대적으로 큰 면적의 중앙부가 형성된, 음향기기.
5. 제 4항에 있어서,
   상기 오디오 메쉬의 개방 밀도는 전체 면적의 2 ~ 40%인, 음향기기.
6. 제 5항에 있어서,
   상기 오디오테이프의 두께는 0.05mm ~ 5mm, 공기통로부의 폭은 0.2mm ~ 4mm인, 음향기기.
7. 제 6항에 있어서,
   상기 음향기기는 헤드셋인, 음향기기.
8. 음향기기의 외관이 하우징에 의해 규정되며, 하우징은 진동음을 생성하기 위한 드라이버를 포함하고, 하우징의 내부는 드라이버의 상면과 소정 간격을 두고 횡단 설치된 브라켓트에 의하여 프런트 공간과, 드라이버가 위치한 리어 공간으로 분할되며, 리어 공간을 형성하는 하우징의 측벽에는 음향홀을 형성하고, 상기 음향홀을 덮도록 하우징의 내벽에 설치되는 오디오 필터를 포함하며,
   상기 오디오 필터는 음향홀을 향하는 쪽에서부터 차례로, 제1테이프, 오디오메쉬, 오디오테이프 및 오디오커버가 적층된 구조이며,
   음향홀과 마주하는 상부의 브라켓트에 수직으로 하향하는 형상의 가이드를 일체로 성형하고 상기 가이드의 하부벽은 오디오커버와 맞닿거나 또는 오디오필터를 위에서 수용하는 챔버를 제공하는, 음향기기.
   
   
   
   
9. 삭제

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