KR102583487B1 - 오디오 출력 장치 - Google Patents

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엘지전자 주식회사
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Abstract

오디오 장치에 있어서 가공이 어렵고 배선의 수가 증가하는 것을 해결하기 위해, 제1 방향으로 복수 열 배열된 전극을 포함하는 제1 전극 레이어, 상기 제1 전극 레이어의 배면에 구비되고 제2 방향으로 복수 열 배열된 전극을 포함하는 제2 전극 레이어, 상기 제1 전극 레이어 및 상기 제2 전극 레이어 사이에 구비된 압전 레이어 및 상기 압전 레이어의 전면 또는 배면 중 어느 일 측에 결합 구비되는 지지 레이어를 포함하는 구동 레이어 및 상기 구동 레이어의 배면에 결합하고 상기 제1 전극 레이어의 복수 열의 전극과 상기 제2 전극 레이어의 복수 열의 전극이 교차되는 각 지점들과 대응되는 영역에 중공부를 형성하는 지지 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 오디오 출력 장치를 제공한다.

Description

오디오 출력 장치{AUDIO OUTPUTTING DEVICE}
본 발명은 압전(Piezo) 소자를 이용한 오디오 출력 장치에 관한 것이다.
국제 공개 제 2009/066290에 기재된 바와 같이 개발중인 디지털 스피커로는 MEMS(Micro Electro-Mechanical Systems)를 이용한 것으로 알려져 있다. MEMS를 이용한 디지털 스피커는 현재 기술로는 많은 시간과 비용이 필요로 하여 양산에는 적합하지 않다.
또한 MEMS 디지털 스피커는 큰 크기의 반도체이기 때문에 만일 상품화가 실현 된 이후 대폭적인 비용 절감은 어렵다. 예를 들어 주파수 100Hz의 소리를 재생시 70dB SPL(Sound Pressure Level) at 1m 이상의 음압이 필요한 TV 용도로는 현재의 동적 스피커보다 상당히 고액이 된다. 또한 진동판을 정전기력으로 구동하기 위해 고전압 구동해야 모바일 기기에의 응용도 어렵다.
이러한 과제의 개선 방안을 포함하며 공정을 복잡하지 않고 제조 할 수 있는 디지털 스피커로서 일본 출원 특개 2013-58889에 기재되어있는 바와 같이, 기재가 금속 산화물의 소성 체 또는 수지로 구성되며, 금속 재료의 진동판을 이용한 것이 제안되었다. 그러나 이 방법에도 다음의 과제가 문제 될 수 있다.
첫째로, 각각의 다이어프램 부에서 균일 한 음압을 발생시키기 위해서는 진폭을 일정하게 할 필요가 있기 때문에, 다이어프램 부과 전극 사이의 갭을 일정하게 할 필요가 있다. 다이어프램 부은 수 μm의 진폭으로 진동하기 때문에 위쪽 아래쪽의 기재는 모든 지역에서 μm 이하의 정밀도의 평면도가 필요하지만, 금속 산화물의 소성체나 수지재료성의 부재는 기계 가공없이 정확도를 보장할 수 없다. 또한 위쪽, 아래쪽 기판 전체에 변형이 있는 경우에는 다이어프램 부과 전극 사이의 갭을 모든 영역에서 일정하게 유지 한 채 가공을 하는 것은 현실적으로 불가능하다.
둘째로, 내전압 확보의 문제가 있을 수 있다. 다이어프램 부는 수십 볼트의 인가 전압에 의해 발생하는 정전기력으로 구동되는 진동한다. 이 전압을 인가했을 때 다이어프램 부은 전압이 인가 된 전극에 이끌려 전극에 흡착한다. 이 경우 전기적인 누수를 방지하기 위한 절연막이 필요하지만, μm 이하의 두께로 수십 볼트의 내전압을 확보하는 것은 곤란하다. 또한 절연막의 두께를 늘리면 내전압은 상승하지만, 다이어프램 부의 진폭이 작아져 버리는 문제가 발생한다.
셋째로, 다이어프램 부과 드라이버 회로 사이의 배선 문제가 있을 수 있다. 이 방식은 다이어프램 부를 독립적으로 구동시키고 있기 때문에, 다이어프램 부 수의 2 배의 드라이버 회로가 필요하다. 또한 같은 수의 배선 패턴도 필요하다. 이 제안은 다이어프램 부의 수는 256개 이지만, TV 용도로 사용하려면 예를 들어 1024 개의 진동판이 필요 인접 진동판의 틈새에서 배선하려면 배선 수가 너무 많아서 물리적으로 연결이 불가능해진다.
본 발명은 전술한 문제인 종래의 오디오 장치에 있어서 가공이 어렵고 배선의 수가 증가하는 것을 해결하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 제1 방향으로 복수 열 배열된 전극을 포함하는 제1 전극 레이어, 상기 제1 전극 레이어의 배면에 구비되고 제2 방향으로 복수 열 배열된 전극을 포함하는 제2 전극 레이어, 상기 제1 전극 레이어 및 상기 제2 전극 레이어 사이에 구비된 압전 레이어 및 상기 압전 레이어의 전면 또는 배면 중 어느 일 측에 결합 구비되는 지지 레이어를 포함하는 구동 레이어 및 상기 구동 레이어의 배면에 결합하고 상기 제1 전극 레이어의 복수 열의 전극과 상기 제2 전극 레이어의 복수 열의 전극이 교차되는 각 지점들과 대응되는 영역에 중공부를 형성하는 지지 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 오디오 출력 장치를 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 제1 전극 레이어의 복수 전극 열과 상기 제2 전극 레이어의 복수 전극 열의 교차점은 (n,m)의 행렬을 형성하는 것을 특징으로 하되, 상기 n 및 m은 양의 정수인 오디오 출력 장치를 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 제1 전극 레이어 및 상기 제2 전극 레이어에 전압을 제공하는 플렉서블 피씨비 및 상기 플렉서블 피씨비를 통해 상기 제1 전극 레이어의 복수 전극 열 중 적어도 하나의 열 및 상기 제2 전극 레이어의 복수 전극 열 중 적어도 하나의 열에 전압을 인가하도록 하는 드라이버 회로를 더 포함하고, 상기 압전 레이어 및 상기 지지 레이어는 상기 제1 전극 레이어 및 제2 전극 레이어의 각 전압이 인가된 전극 열의 교차점에 대응하여 진동하는 것을 특징으로 하는 오디오 출력 장치를 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 플렉서블 피씨비는, 상기 제1 전극 레이어의 복수 열의 전극과 상기 제1 방향 일측에서 연결되어 상기 복수 열 전극 각각에 선택적으로 전압을 인가하는 제1 회로부 및 상기 제2 전극 레이어의 복수 열의 전극과 상기 제2 방향 일측에서 연결되어 상기 복수 열 전극 각각에 선택적으로 전압을 인가하는 제2 회로부를 포함하는 것을 특징으로 하는 오디오 출력 장치를 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 제1 회로부는 상기 압전 레이어의 전면 상에, 상기 제2 회로부는 상기 압전 레이어의 배면 상에 구비되는 것을 특징으로 하는 오디오 출력 장치를 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 플렉서블 피씨비는, 상기 제1 전극 레이어의 복수 열의 전극과 연결되어 각각에 선택적으로 전압을 제공하는 제1 회로부 및 상기 제2 전극 레이어의 복수 열의 전극과 연결되어 각각에 선택적으로 전압을 제공하는 제2 회로부를 포함하는 것을 특징으로 하는 오디오 출력 장치를 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 압전 레이어에 복수 개 형성된 관통홀 및 상기 압전 레이어의 후면에서 상기 제2 전극 레이어의 복수 열의 전극 각각에 연결되고 상기 관통홀을 통과하여 상기 압전 레이어의 전면에 걸쳐 구비되는 연결 보조 배선을 더 포함하고, 상기 제1 회로부 및 상기 제2 회로부는 상기 압전 레이어의 전면에 구비되고, 상기 제2 회로부는 상기 연결 보조 배선과 연결되는 것을 특징으로 하는 오디오 출력 장치를 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 제1 회로부 및 상기 제2 회로부는 상기 제1 방향의 일측에 구비되고 상기 제2 전극 레이어의 각 전극 열과 상기 연결 보조 배선의 각 열은 서로 특정 각도를 형성하는 것을 특징으로 하는 오디오 출력 장치를 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 특정 각도는 수직인 것을 특징으로 하는 오디오 출력 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 오디오 출력 장치의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 장치의 소형화가 가능하다는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 장치의 가공이 용이하다는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 상대적으로 적은 배선을 통해 장치를 구동시킬 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 일측에 구비된 배선을 통해 행 및 열 방향의 전극과 모두 연결될 수 있다는 장점이 있다.
본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 본 발명의 기술 분야에 해당하는 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 종래의 스피커의 평면도를 도시한 것이다.
도 2는 종래의 스피커의 구성도를 나타내고 있다.
도 3은 도 2의 격막부를 확대 한 그림이다.
도 4는 도 3의 Y 방향 단면도이다.
도 5는 본 발명과 관련된 오디오 출력 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 6은 본 발명과 관련된 오디오 출력 장치 구동부의 단면도이다.
도 7은 본 발명과 관련된 오디오 출력 장치 구동 모듈의 개략적인 평면도이다.
도 8는 도 7의 A-A' 방향 단면도이다.
도 9는 본 발명과 관련된 오디오 출력 장치 구동 모듈 일부의 개략적인 평면도이다.
도 10은 본 발명과 관련된 오디오 출력 장치와 관련된 디지털 오디오 신호의 흐름을 도식화 한 것이다.
도 11은 본 발명과 관련된 오디오 출력 장치에 의해 발생한 음압의 파형을 도식화 한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
국제 공개 제 2009/066290에 기재된 바와 같이 개발중인 디지털 스피커로는 MEMS를 이용한 것으로 알려져 있다. MEMS를 이용한 디지털 스피커는 현재 기술로는 많은 시간과 비용이 필요로 하여 양산에는 적합하지 않다.
또한 MEMS 디지털 스피커는 큰 크기의 반도체이기 때문에 만일 상품화가 실현 된 이후 대폭적인 비용 절감은 어렵다. 예를 들어 주파수 100Hz의 소리를 재생시 70dB SPL(Sound Pressure Level) at 1m 이상의 음압이 필요한 TV 용도로는 현재의 동적 스피커보다 상당히 고액이 된다. 또한 진동판을 정전기력으로 구동하기 위해 고전압 구동해야 모바일 기기에의 응용도 어렵다.
이러한 과제의 개선 방안을 포함하며 공정을 복잡하지 않고 제조 할 수 있는 디지털 스피커로서 일본 출원 특개 2013-58889에 기재되어있는 바와 같이, 기재가 금속 산화물의 소성 체 또는 수지로 구성되며, 금속 재료의 진동판을 이용한 것이 제안되었다. 그러나 이 방법에도 다음의 과제가 문제 될 수 있다.
도 1은 종래의 스피커의 평면도, 도 2는 그 구성도를 나타내고 있다. 상단 부재(310) 및 하단 부재(320) 사이에 상측 스페이서(311) 및 하측 스페이서(321)가 존재하고, 나아가 그 내부에 진동 부재(330)가 구비되어 있다.
도 3은 도 2의 격막부를 확대 한 그림이고, 도 4는 도 3의 Y 방향 단면도이다.
진동 부재(330)의 중앙부에는 여러 다이어프램 부(340) 배치되어있다. 다이어프램 부(340)는 Z 방향으로 진동이 진동에 의해 음압을 발생한다.
이러한 종래의 스피커는 다음과 같은 문제점을 가질 수 있다.
첫째로, 각각의 다이어프램 부(340)에서 균일 한 음압을 발생시키기 위해서는 진폭을 일정하게 할 필요가 있기 때문에, 다이어프램 부(340)과 전극(350) 사이의 갭(351)을 일정하게 할 필요가 있다. 다이어프램 부(340)은 수 μm의 진폭으로 진동하기 때문에 위쪽 아래쪽의 기재는 모든 지역에서 μm 이하의 정밀도의 평면도가 필요하지만, 금속 산화물의 소성체나 수지재료성의 부재는 기계 가공없이 정확도를 보장할 수 없다. 또한 위쪽, 아래쪽 기판 전체에 변형이 있는 경우에는 다이어프램 부(340)과 전극(350) 사이의 갭(360)을 모든 영역에서 일정하게 유지 한 채 가공을 하는 것은 현실적으로 불가능하다.
둘째로, 내전압 확보의 문제가 있을 수 있다. 다이어프램 부(340)는 수십 볼트의 인가 전압에 의해 발생하는 정전기력으로 구동되는 진동한다. 이 전압을 인가했을 때 다이어프램 부(340)은 전압이 인가 된 전극(350)에 이끌려 전극에 흡착한다. 이 경우 전기적인 누수를 방지하기 위한 절연막이 필요하지만, μm 이하의 두께로 수십 볼트의 내전압을 확보하는 것은 곤란하다. 또한 절연막의 두께를 늘리면 내전압은 상승하지만, 다이어프램 부(340)의 진폭이 작아져 버리는 문제가 발생한다.
셋째로, 다이어프램 부(340)과 드라이버 회로 사이의 배선 문제가 있을 수 있다. 이 방식은 다이어프램 부(340)를 독립적으로 구동시키고 있기 때문에, 다이어프램 부(340) 수의 2 배의 드라이버 회로(360)가 필요하다. 또한 같은 수의 배선 패턴(371)도 필요하다. 이 제안은 다이어프램 부(340)의 수는 256개 이지만, TV 용도로 사용하려면 예를 들어 1024 개의 진동판이 필요 인접 진동판의 틈새에서 배선하려면 배선 수가 너무 많아서 물리적으로 연결이 불가능해진다.
본 명세서에서 설명되는 오디오 출력 장치(100)에는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display)) 등의 이동 단말기를 포함할 수 있다.
그러나, 본 명세서에 기재된 실시 예에 따른 구성은 이동 단말기에만 적용 가능한 경우를 제외하면, 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터, 디지털 사이니지 등과 같은 고정 단말기에도 적용될 수도 있음을 본 기술분야의 통상의 기술자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.
도 5는 본 발명과 관련된 오디오 출력 장치(100)를 설명하기 위한 블록도이다.
오디오 출력 장치(100)는 무선 통신부(110), 입력부(120), 센싱부(140), 출력부(150), 인터페이스부(160), 메모리(170), 제어부(180) 및 전원 공급부(190) 등을 포함할 수 있다. 도 5에 도시된 구성요소들은 오디오 출력 장치(100)를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 본 명세서 상에서 설명되는 오디오 출력 장치(100)는 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 구성요소들 중 무선 통신부(110)는, 오디오 출력 장치(100)와 무선 통신 시스템 사이, 오디오 출력 장치(100)와 다른 이동 단말기 사이, 또는 오디오 출력 장치(100)와 외부서버 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 상기 무선 통신부(110)는, 오디오 출력 장치(100)를 하나 이상의 네트워크에 연결하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다.
이러한 무선 통신부(110)는, 방송 수신 모듈(111), 이동통신 모듈(112), 무선 인터넷 모듈(113), 근거리 통신 모듈(114), 위치정보 모듈(115) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
입력부(120)는, 영상 신호 입력을 위한 카메라(121) 또는 영상 입력부, 오디오 신호 입력을 위한 마이크로폰(microphone, 122), 또는 오디오 입력부, 사용자로부터 정보를 입력받기 위한 사용자 입력부(123, 예를 들어, 터치키(touch key), 푸시키(mechanical key) 등)를 포함할 수 있다. 입력부(120)에서 수집한 음성 데이터나 이미지 데이터는 분석되어 사용자의 제어명령으로 처리될 수 있다.
센싱부(140)는 오디오 출력 장치(100) 내 정보, 오디오 출력 장치(100)를 둘러싼 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 센싱하기 위한 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센싱부(140)는 근접센서(141, proximity sensor), 조도 센서(142, illumination sensor), 터치 센서(touch sensor), 가속도 센서(acceleration sensor), 자기 센서(magnetic sensor), 중력 센서(G-sensor), 자이로스코프 센서(gyroscope sensor), 모션 센서(motion sensor), RGB 센서, 적외선 센서(IR 센서: infrared sensor), 지문인식 센서(finger scan sensor), 초음파 센서(ultrasonic sensor), 광 센서(optical sensor, 예를 들어, 카메라(121 참조)), 마이크로폰(microphone, 122 참조), 배터리 게이지(battery gauge), 환경 센서(예를 들어, 기압계, 습도계, 온도계, 방사능 감지 센서, 열 감지 센서, 가스 감지 센서 등), 화학 센서(예를 들어, 전자 코, 헬스케어 센서, 생체 인식 센서 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 한편, 본 명세서에 개시된 오디오 출력 장치(100)는, 이러한 센서들 중 적어도 둘 이상의 센서에서 센싱되는 정보들을 조합하여 활용할 수 있다.
출력부(150)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 디스플레이부(151), 음향 출력부(152), 햅팁 모듈(153), 광 출력부(154) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 디스플레이부(151)는 터치 센서와 상호 레이어 구조를 이루거나 일체형으로 형성됨으로써, 터치 스크린을 구현할 수 있다. 이러한 터치 스크린은, 오디오 출력 장치(100)와 사용자 사이의 입력 인터페이스를 제공하는 사용자 입력부(123)로써 기능함과 동시에, 오디오 출력 장치(100)와 사용자 사이의 출력 인터페이스를 제공할 수 있다.
인터페이스부(160)는 오디오 출력 장치(100)에 연결되는 다양한 종류의 외부 기기와의 통로 역할을 수행한다. 이러한 인터페이스부(160)는, 유/무선 헤드셋 포트(port), 외부 충전기 포트(port), 유/무선 데이터 포트(port), 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트(port), 오디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 비디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 이어폰 포트(port) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 오디오 출력 장치(100)에서는, 상기 인터페이스부(160)에 외부 기기가 연결되는 것에 대응하여, 연결된 외부 기기와 관련된 적절할 제어를 수행할 수 있다.
또한, 메모리(170)는 오디오 출력 장치(100)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장한다. 메모리(170)는 오디오 출력 장치(100)에서 구동되는 다수의 응용 프로그램(application program 또는 애플리케이션(application)), 오디오 출력 장치(100)의 동작을 위한 데이터들, 명령어들을 저장할 수 있다. 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 무선 통신을 통해 외부 서버로부터 다운로드 될 수 있다. 또한 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 오디오 출력 장치(100)의 기본적인 기능(예를 들어, 전화 착신, 발신 기능, 메시지 수신, 발신 기능)을 위하여 출고 당시부터 오디오 출력 장치(100)상에 존재할 수 있다. 한편, 응용 프로그램은, 메모리(170)에 저장되고, 오디오 출력 장치(100) 상에 설치되어, 제어부(180)에 의하여 오디오 출력 장치(100)의 동작(또는 기능)을 수행하도록 구동될 수 있다.
제어부(180)는 상기 응용 프로그램과 관련된 동작 외에도, 통상적으로 오디오 출력 장치(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(180)는 위에서 살펴본 구성요소들을 통해 입력 또는 출력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리하거나 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동함으로써, 사용자에게 적절한 정보 또는 기능을 제공 또는 처리할 수 있다.
또한, 제어부(180)는 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동하기 위하여, 도 5와 함께 살펴본 구성요소들 중 적어도 일부를 제어할 수 있다. 나아가, 제어부(180)는 상기 응용 프로그램의 구동을 위하여, 오디오 출력 장치(100)에 포함된 구성요소들 중 적어도 둘 이상을 서로 조합하여 동작시킬 수 있다.
전원공급부(190)는 제어부(180)의 제어 하에서, 외부의 전원, 내부의 전원을 인가 받아 오디오 출력 장치(100)에 포함된 각 구성요소들에 전원을 공급한다. 이러한 전원공급부(190)는 배터리를 포함하며, 상기 배터리는 내장형 배터리 또는 교체 가능한 형태의 배터리가 될 수 있다.
도 6은 본 발명과 관련된 오디오 출력 장치(100) 구동부(2001)의 단면도이다.
오디오 출력 장치(100)의 구동부(2001)는 후술할 구동 모듈(200)의 일부분을 구성할 수 있다. 구동부(2001)가 복수 개 모여 구동 모듈(200)을 형성할 수 있다.
오디오 출력 장치(100) 구동부(2001)는 디지털 오디오 신호를 받아 직접적으로 소리를 내는 부분을 의미할 수 있다.
오디오 출력 장치(100)는 압전 레이어(211) 및 지지 레이어(212)가 겹쳐 구비될 수 있다. 압전 레이어(211)및 지지 레이어(212)는 구동 레이어(210)로서 하나의 부재처럼 거동할 수 있다.
압전 레이어(211)는 압전(Piezo) 물질을 포함할 수 있다. 압전 레이어(211)에 전압이 인가되면 압전 레이어(211)는 신장 또는 수축 거동 할 수 있다.
제1 전극 레이어(231) 및 제2 전극 레이어(232)는 압전 레이어(211)의 전면 및 배면 양측에 구비되어 압전 레이어(211)에 전압을 제공 또는 전달하는 역할을 할 수 있다.
압전 레이어(211)의 양면을 각각 제1 면(2111) 및 제2 면(2112)이라고 정의할 때, 제1 면(2111)에는 제1 전극 레이어(231)가 구비되고, 제2 면(2112)에는 제2 전극 레이어(232)가 구비될 수 있다.
본 실시 예에서는 제1 면(2111)이 압전 레이어(211)의 전면, 제2 면(2112)이 압전 레이어(211)의 배면이 되는 것을 전제로 하고 있으나, 반대로 제1 면(2111)이 압전 레이어(211)의 배면, 제2 면(2112)이 압전 레이어(211)의 전면이 될 수도 있다.
지지 레이어(212)는 압전 레이어(211)의 전면 또는 배면 중 어느 일 측에 결합 구비될 수 있다. 설명의 편의상 지지 레이어(212)가 압전 레이어(211)의 배면, 즉 제2면(2112)에 결합한 경우를 기준으로 설명한다. 지지 레이어(212)가 압전 레이어(211)의 전면에 결합한 경우에도 동일한 특징이 적용되며 동일한 효과가 발생할 수 있다.
압전 레이어(211)는 인가된 전압에 의해 특히 수평 방향으로 신장 또는 수축될 수 있다. 지지 레이어(212)는 압전 레이어(211)에 결합하여 압전 레이어(211)가 진동할 상대 변위를 제공할 수 있다.
지지 레이어(212)는 압전 레이어(211)의 수평 방향의 신장 또는 수축에 의해 일 측면만 신장 또는 수축되는 비대칭 적인 힘 작용을 받고, 이러한 비대칭 힘 작용에 의해 수직 방향으로 휘어질 수 있다.
지지 레이어(212)가 수직 방향으로 휘어지는 경우 이에 결합된 압전 레이어(211) 또한 동일한 거동을 하게 된다.
전압의 인가가 주기적으로 반복되어 압전 레이어(211)의 신장과 수축이 반복되는 경우 이로 인해 구동 레이어(210)는 진동하게 되고, 이러한 굴곡 진동이 음압을 발생시켜 소리가 발생하게 된다.
지지 레이어(212)는 상기 역할을 수행하기 위해 길이가 인장 및 수축 가능한 탄성을 갖는 소재를 가질 수 있다. 필요에 따라 압전 레이어(211)와 동일한 소재의 압전(Piezo)소자의 형태로 구비될 수도 있다.
지지 플레이트(220)는 구동 레이어(210)가 진동할 수 있는 공간인 중공부(221)를 제공할 수 있다. 즉, 지지 플레이트(220)는 구동 레이어(210) 중 진동을 필요로 하는 영역을 제외한 나머지 영역에 형성되어 구동 레이어(210)를 지지하는 역할을 수행할 수 있다.
지지 플레이트(220)의 사이에는 중공부(221)가 형성되어 중공부(221) 내에서 구동 레이어(210)가 진동할 수 있다.
중공부(221)가 형성되는 영역은 후술할 제1 전극 레이어(231)의 복수 열의 전극과 제2 전극 레이어(232)의 복수 열의 전극이 교차되는 각 지점들과 대응되는 영역이 될 수 있다.
구동부(2001)는 복수 개 구비되어 또 다른 구동부(2001)와 서로 연결될 수 있다. 복수 개의 구동부(2001)는 수평면 상에서 종방향 또는 횡방향으로 연결될 수 있다. 자세한 설명은 후술하도록 한다.
도 7은 본 발명과 관련된 오디오 출력 장치(100) 구동 모듈(200)의 개략적인 평면도이다.
도 6의 구동부(2001)는 단일 부재로서 오디오 출력 장치(100) 진동판의 역할을 수행할 수도 있으나, 도 7과 같이 복수 개 구비되어 전체가 하나의 모듈로서 동작할 수 있다.
특히 복수 개의 구동부(2001)는 행과 열을 갖는 매트릭스 형태로 구비될 수 있다. 본 실시 예와 같이 직사각형 형태의 (m,n) 매트릭스 배열을 가질 수도 있고, 구조적인 특성에 따라 원형의 외곽 경계를 형성하는 매트릭스 배열을 가질 수도 있다.
상기 복수 개의 구동부(2001)를 전기적으로 연결하는 제1 전극 레이어(231) 및 제2 전극 레이어(232)은 각 전극 열(2311, 2321)이 서로 교차하는 방향으로 구비될 수 있다.
제1 전극 레이어(231)는 복수 개의 구동부(2001)를 제1 방향에 대한 복수 열의 전극(2311)으로 연결할 수 있고, 제 2전극 레이어(232)는 복수 개의 구동부(2001)를 제2 방향에 대한 복수 열의 전극(2321)으로 연결할 수 있다.
본 실시 예에서는 제1 전극 레이어(231)의 제1 방향은 열방향, 제2 전극 레이어(232)의 제2 방향은 행방향을 의미할 수 있다. 다만 제1 방향 및 제2 방향은 얼마든지 달라질 수 있음은 물론이다.
구동부(2001)가 (m,n)의 매트릭스 배열을 구성하는 경우 이에 대응하여 제1 전극 레이어(231)의 m열의 전극, 제2 전극 레이어(232)는 n열의 전극 을 가질 수 있다.
복수 열의 전극을 포함하는 제1 전극 레이어(231) 및 제2 전극 레이어(232)에 의해 구동 모듈(200)은 패시브 매트릭스 구동 방식으로 거동할 수 있다.
드라이버 회로(273)는 제1 전극 레이어(231)의 복수 전극 열(2311) 중 원하는 열만 선택적으로 전압을 인가하고, 동일한 방법으로 제2 전극 레이어(232)의 복수 전극 열(2321) 중 원하는 열만 선택적으로 전압을 인가할 수 있다.
전압이 인가된 제1 전극 레이어(231)의 적어도 일부 전극 열(2311)과 제2 전극 레이어(232)의 적어도 일부 전극 열(2321)이 교차하는 지점에 해당하는 구동부(2001)가 진동하여 음압을 발생시키게 된다.
예를 들어, 제1 전극 레이어(231)의 복수 전극 열(2311) 중 X7 및 X10 열에 대해 전압을 인가하고, 제2 전극 레이어(232)의 복수 전극 열(2321) 중 Y6 열에 대해 전압을 인가하였다고 가정한다. 이 경우 교차점인 (X7, Y6)에 대응되는 구동부(2001)의 구동 레이어(210) 및 (X10, Y6)에 대응되는 구동부(2001)의 구동 레이어(210)가 진동하여 소리를 낼 수 있다.
이러한 패시브 매트릭스 구동 방식은 각각의 구동부(2001)를 독립적으로 진동시키는 방식에 비해 배선구조를 비약적으로 단순화 시킬 수 있다.
예를 들어, 16개의 행과 16개의 열을 갖는 (16, 16) 매트릭스의 구동부(2001)를 가정할 때, 구동부(2001)의 총 개수는 256개가 된다. 각 구동부(2001)를 독립적으로 구동하는 방식의 경우 구동부(2001)의 상단 전극 256개와 하단 전극 256개, 그리고 일반 전극 1개로 총 513개의 배선을 필요로 한다.
반면, 패시브 매트릭스 구동 방식을 이용할 경우, 제1 전극 레이어(231)의 16개의 전극 열 및 제2 전극 레이어(232)의 16개의 전극 열로써 총 32개의 배선만 있으면 족하다.
제1 전극 레이어(231) 및 제2 전극 레이어(232)의 복수 전극 열들은 플렉서블 피씨비(240)와 전기적으로 연결될 수 있다.
플렉서블 피씨비(240)는 제1 전극 레이어(231)의 복수 열의 전극 각각과 전기적으로 연결되는 제1 회로부(2411)를 포함할 수 있고, 또한 플렉서블 피씨비(240)는 제2 전극 레이어(232)의 복수 열의 전극 각각과 전기적으로 연결되는 제2 회로부(2412)를 포함할 수 있다.
제1 회로부(2411)는 제1 전극 레이어(231)의 복수 열의 전극과 동일한 수의 열을, 제2 회로부(2412)는 제2 전극 레이어(232)의 복수 열의 전극과 동일한 수의 열을 구비할 수 있다.
드라이버 회로(273)는 플렉서블 피씨비(240)의 제1 회로부(2411)를 통해 제1 전극 레이어(231)의 복수 열의 전극(2311) 중 적어도 하나의 열에 전압을 인가할 수 있고, 마찬가지로 플렉서블 피씨비(240)의 제2 회로부(2412)를 통해 제2 전극 레이어(232)의 복수 열의 전극(2321) 중 적어도 하나의 열에 전압을 인가할 수 있다.
어느 전극 열에 전압을 인가할지에 대한 드라이버 회로(273)의 제어는 제어부(180)가 수행할 수 있다.
제1 회로부(2411)는 제1 전극 레이어(231)의 복수 열의 전극(2311)과 제1 전극 연결 단자(231b)를 통해 서로 전기적으로 연결되고, 제2 회로부(2412)는 제2 전극 레이어(232)의 복수 열의 전극(2321)과 제2 전극 연결 단자(232b)를 통해 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 회로부(2411)는 제1 전극 레이어(231)의 복수 열의 전극(2311)과 제1 방향 일단에서 서로 연결되고, 제2 회로부(2412)는 제2 전극 레이어(232)의 복수 열의 전극(2321)과 제2 방향 일단에서 서로 연결될 수 있다.
다만, 이는 연결되는 지점을 의미할 뿐 공간의 활용에 따라 제1 회로부(2411) 및 제2 회로부(2412)는 유동적으로 위치할 수 있다.
제1 회로부(2411)는 제1 전극 레이어(231)와 연결되므로 제1 전극 레이어(231)가 위치한 평면과 동일 평면상에 구비될 수 있다. 마찬가지로 제2 회로부(2412)는 제2 전극 레이어(232)와 연결되므로 제2 전극 레이어(232)가 위치한 평면과 동일 평면상에 구비될 수 있다. 따라서 후술할 관통부(250)와 같은 별도의 구조가 구비되지 않는 이상 제1 회로부(2411) 및 제2 회로부(2412)는 서로 다른 레이어에 구비될 수 있다.
즉, 제1 회로부(2411)는 압전 레이어(211)의 전면에, 제2 회로부(2412)는 압전 레이어(211)의 배면에 구비될 수 있다.
도 7에서는 제1 회로부(2411) 제1 전극 레이어(231)의 복수 열의 전극(2311)과 제1 방향의 일단에서 서로 연결되고, 제2 회로부(2412) 제2 전극 레이어(232)의 복수 열의 전극(2321)과 제2 방향의 일단에서 서로 연결된 예를 나타냈지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 제1 회로부(2411) 제1 전극 레이어(231)의 복수 열의 전극(2311)은 제1 방향 양 쪽에서 서로 연결되고, 제2 회로부(2412) 제2 전극 레이어(232)의 복수 열의 전극(2321)은 제2 방향 양 쪽에서 서로 연결되도록 할 수도 있다. 이를 통해 신호 전달 시간의 균일화를 도모할 수 있다.
도 8는 도 7의 A-A' 방향 단면도이다.
구동 모듈(200)의 단면은 도 6의 구동부(2001)를 횡으로 나열한 형태가 될 수 있다. 즉, 압전 레이어(211)의 제1 면(2111)에 제1 전극 레이어(231), 제2 면(2112)에 제2 전극 레이어(232)가 구비될 수 있다.
압전 레이어(211)의 각 구동부(2001) 위치, 즉, 제1 전극 레이어(231)와 제2 전극 레이어(232)가 교차하는 지점들에는 전극이 구비될 수 있다. 특히 압전 레이어(211)의 제1 면(2111)에 구비되는 전극을 제1 전극(261), 압전 레이어(211) 제1 면(2111)의 이면인 제2 면(2112)에 구비되는 전극을 제2 전극(262)으로 정의할 수 있다.
즉, 제1 전극 레이어(231)는 복수 개의 제1 전극(261) 및 각 제1 전극(261)을 연결하는 제1 전극 연결 배선(231a)으로 구성될 수 있고, 제2 전극 레이어(232) 또한 복수 개의 제2 전극(262) 및 각 제2 전극(262)을 연결하는 제2 전극 연결 배선(232a)으로 구성될 수 있다.
제1 전극 레이어(231)는 제1 전극 연결 단자(231b)를 통해 플렉서블 피씨비(240, 도 7참조)의 제1 회로부(2411, 도 7참조)과 연결될 수 있다. 제2 전극 레이어(232) 또한 제2 전극 연결 단자(232b)를 통해 플렉서블 피씨비(240, 도 7참조)의 제2 회로부(2412, 도 7참조)와 연결될 것이다. 다만, 도 8은 도 7의 A-A' 방향 단면이므로 도시되지 않는다.
도 9은 본 발명과 관련된 오디오 출력 장치(100) 구동 모듈(200) 일부의 개략적인 평면도이다.
전술한 실시 예와 같이 제1 회로부(2411)와 제2 회로부(2412)가 서로 다른 레이어에 구비되는 경우 이를 구비하기 위한 수직방향에 대한 부피가 증가할 수 있다. 또한 제1 회로부(2411) 및 제2 회로부(2412)가 각각 제1 방향 및 제2 방향 일단에 구비되는 경우 플렉서블 피씨비(240)가 차지하는 수평방향에 대한 공간이 불가피 하게 커질 수 있다.
따라서 제1 회로부(2411) 및 제2 회로부(2412)의 동일 레이어에 구비되도록 함으로써 오디오 출력 장치(100)의 수직방향에 대한 공간 최소화 방안을 고려할 수 있으며, 나아가 수평면에서 동일 방향에 구비되도록 함으로써 오디오 출력 장치(100)의 수평방향에 대한 공간 최소화 방안을 고려할 수 있다.
앞선 실시 예와 마찬가지로 압전 레이어(211)의 제1 면(2111)에는 제1 전극 레이어(231)의 복수 열 전극이, 제2 면(2112)에는 제2 전극 레이어(232)의 복수 열 전극이 구비될 수 있다.
제1 회로부(2411)는 제1 방향의 일단에 복수 열 구비되어 제1 전극 레이어(231)의 복수 열의 전극(2311)에 각각 연결될 수 있다.
제2 회로부(2412)는 전술한 실시 예와 달리 제1 회로부(2411)와 동일 레이어에 구비되어 제2 전극 레이어(232)의 복수 열의 전극(2321)과 연결될 수 있다.
즉, 제1 회로부(2411) 및 제2 회로부(2412)는 압전 레이어(211)의 전면에 구비될 수 있다.
연결 보조 배선(232c)은 압전 레이어(211)의 후면에서 제2 전극 레이어(232)의 복수 열 각각에 연결되어 압전 레이어(211)에 형성된 적어도 하나의 관통홀(250)을 통과하여 압전 레이어(211)의 전면에 걸쳐 구비될 수 있다.
관통홀(250)은 제2 전극 레이어(232)의 전극 열(2321)의 개수와 동일한 개수로 구비될 수 있다. 제2 전극 레이어(232)의 복수 열은 독립적으로 구동 해야 하기 때문이다.
제2 회로부(2412) 또한 제2 전극 레이어(232)의 전극 열(2321)의 개수와 동일한 개수로 구비되어 전극 열(2321), 나아가 복수 개의 연결 보조 배선(232c)과 일대일 대응으로 연결될 수 있다.
제2 회로부(2412)는 구동 모듈(200)의 수평방향에 대하여 제1 회로부(2411)와 동일 측면에 구비될 수 있다. 즉, 제2 회로부(2412) 또한 제1 회로부(2411)와 같이 제1 방향 일단에서 제2 전극 레이어(232)와 연결될 수 있다.
제2 전극 레이어(232)의 각 전극 열(2321)과 연결 보조 배선(232c) 각 열은 서로 특정 각도를 형성하며 연결될 수 있다. 일 예로, 제2 전극 레이어(232)의 각 전극 열(2321)과 연결 보조 배선(232c)의 각 열은 수직을 형성할 수 있다.
제1 회로부(2411)와 제2 회로부(2412)는 교대로 구비될 수 있다. 이 경우 공간을 가장 효율적으로 이용할 수 있으며 각 전극으로 인한 간섭이 발생할 우려를 최소화 할 수 있다.
복수 개의 관통홀(250)은 제2 전극 레이어(232)의 복수 열 전극 중 한 열에 평행하게 일 열로 구비될 수 있다. 또는 도 9와 같이 연결되는 각 열에 인접한 일 지점에 형성되어 복수 개의 관통홀(250)이 대각선을 형성하도록 할 수도 있다.
상기 실시 예는, 연결 보조 배선(232c)이 제2 전극 레이어(232)의 복수 열의 전극과 연결되는 것을 일 예로 하고 있으나, 반대로 제1 전극 레이어(231)의 복수 열의 전극과 연결되도록 구성되는 것도 가능한 것은 당연하다.
다만, 이 경우에는 제1 회로부(2411) 및 제2 회로부(2412)가 압전 레이어(211)의 배면에서 각 전극 레이어(231, 232)와 연결될 것이다.
도 10은 본 발명과 관련된 오디오 출력 장치(100)와 관련된 디지털 오디오 신호의 흐름을 도식화 한 것이다.
디지털 오디오 신호는 오버 샘플링 필터(271)(Over Sampling Filter; OSF)에서 필터링 되고, 모듈레이터(272)(Modulator)에서 변조가 되어 양자화 신호가 형성된다. 여기에서 목적으로 하는 비트 수는 최종 단의 진동판의 개수, 즉 구동부(2001)의 개수로 결정될 수 있다. 예를 들어 1024개의 구동부(2001)가 있으면, 양자화 신호의 길이는 10비트 이하만이 가능하다. 양자화 신호인 바이너리 코드 신호는 온도계 코드로 변환될 수 있다. 예를 들어 10진수 3은 3비트의 바이너리 코드인 011로 나타낼 수 있지만 온도계 코드는 0000111로 표현될 수 있다. 이러한 온도계 코드는 작동되는 구동부(2001)의 수로 표현할 수 있다. 온도계 코드로 표현된 신호는 구동 신호로 드라이버 회로(273)에 공급되어 구동 모듈(200)로 보내져 구동부(2001)를 작동시켜 음압을 발생시킬 수 있다.
즉, 드라이버 회로(273)는 디지털 오디오 신호에 관한 전압인가를 관여할 수 있다.
도 11은 본 발명과 관련된 오디오 출력 장치(100)에 의해 발생한 음압의 파형을 도식화 한 것이다.
아날로그 오디오 출력 장치와 달리 디지털 오디오 출력 장치(100)는 드라이버 회로(273)를 통과한 구동 신호의 음압의 크기에 비례하여 임의의 구동부(2001)들에 전달될 수 있다. 즉, 음압이 큰 경우는 많은 구동부(2001)가 진동하고, 작은 음압의 경우에는 적은 구동부(2001)가 진동할 수 있다.
또한 구동부(2001)에 의해 발생하는 음압 변동(281)은 가청 대역에서 벗어나 있기 때문에 귀에 들리지 않고, 발생된 음압 변화의 정점을 이은 포락선(282)에 따른 음압 변동이 귀에 들리게 된다.
다시 도 6를 참조하면, 음압은 진동에 의해 발생하는 공기량에 비례하기 때문에 구동부(2001)의 진폭은 가능한 큰 것이 유리하다. 따라서 마이크로 미터 단위의 크기가 바람직할 수 있다.
음압은 동작 주파수의 제곱에 비례하기 때문에 동작 주파수는 높은 편이 좋다. CD 품질을 확보하기 위해서는 CD의 샘플링 주파수 44.1KHz의 2 배 이상의 동작 주파수가 필요하기 때문에 구동부(2001)의 동작 주파수는 100KHz 이상으로 할 필요가 있다
안정된 범위에서 동작 시키려면, 기계적 공진 주파수는 동작 주파수의 수배 정도가 필요할 수 있다.
그러나 구동부(2001)의 크기와 기계적 공진 주파수는 반비례하기 때문에 음압을 얻기 위해서는 구동부(2001)의 크기를 함부로 확대하기 보다는 구동부(2001)의 수를 늘리는 등의 노력이 필요하다.
상기 각 구성요소들 중 적어도 일부는, 이하에서 설명되는 다양한 실시 예들에 따른 오디오 출력 장치(100)의 동작을 구현하기 위하여 서로 협력하여 동작할 수 있다. 또한, 오디오 출력 장치(100)의 동작은 상기 메모리(170)에 저장된 적어도 하나의 응용 프로그램의 구동에 의하여 오디오 출력 장치(100) 상에서 구현될 수 있다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 해당 기술 분야의 통상의 기술자에게 자명하다.
상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
100: 오디오 출력 장치 200: 구동 모듈
2001: 구동부 210: 구동 레이어
211: 압전 레이어 2111: 제1 면
2112: 제2 면 212: 지지 레이어
220: 지지 플레이트 221: 중공부
231: 제1 전극 레이어 2311: 제1 전극 레이어 전극 열
232: 제2 전극 레이어 2321: 제2 전극 레이어 전극 열
240: 플렉서블 피씨비 241: 회로부
2411: 제1 회로부 2412: 제2 회로부
250: 관통홀 261: 제1 전극
262: 제2 전극 271: 오버 샘플링 필터
272: 모듈레이터 273: 드라이버 회로
281: 구동부의 진동에 의해 발생하는 음압 변동
282: 포락선 300: 종래 스피커 구동부

Claims (9)

  1. 제1 방향으로 복수 열 배열된 전극을 포함하는 제1 전극 레이어;
    상기 제1 전극 레이어의 배면에 구비되고 제2 방향으로 복수 열 배열된 전극을 포함하는 제2 전극 레이어;
    상기 제1 전극 레이어 및 상기 제2 전극 레이어 사이에 구비된 압전 레이어 및 상기 압전 레이어의 전면 또는 배면 중 어느 일 측에 결합 구비되는 지지 레이어를 포함하는 구동 레이어; 및
    상기 구동 레이어의 배면에 결합하고 상기 제1 전극 레이어의 복수 열의 전극과 상기 제2 전극 레이어의 복수 열의 전극이 교차되는 각 지점들과 대응되는 영역에 중공부를 형성하는 지지 플레이트;
    상기 제1 전극 레이어 및 상기 제2 전극 레이어에 전압을 제공하는 플렉서블 피씨비;
    상기 압전 레이어에 복수 개 형성된 관통홀; 및
    상기 압전 레이어의 후면에서 상기 제2 전극 레이어의 복수 열 전극 각각에 연결되고 상기 관통홀을 통과하여 상기 압전 레이어의 전면에 걸쳐 구비되는 연결 보조 배선을를 포함하고,
    상기 플렉서블 피씨비는,
    상기 제1 전극 레이어의 복수 열의 전극과 연결되어 각각에 선택적으로 전압을 제공하는 제1 회로부; 및
    상기 제2 전극 레이어의 복수 열의 전극과 연결되어 각각에 선택적으로 전압을 제공하는 제2 회로부를 포함하며,
    상기 제1 회로부 및 상기 제2 회로부는 상기 압전 레이어의 전면에 구비되고, 상기 제2 회로부는 상기 연결 보조 배선과 연결되는 것을 특징으로 하는 오디오 출력 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 전극 레이어의 복수 전극 열과 상기 제2 전극 레이어의 복수 전극 열의 교차점은 (n,m)의 행렬을 형성하는 것을 특징으로 하되, 상기 n 및 m은 양의 정수인 오디오 출력 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 플렉서블 피씨비를 통해 상기 제1 전극 레이어의 복수 전극 열 중 적어도 하나의 열 및 상기 제2 전극 레이어의 복수 전극 열 중 적어도 하나의 열에 전압을 인가하도록 하는 드라이버 회로를 더 포함하고,
    상기 압전 레이어 및 상기 지지 레이어는 상기 제1 전극 레이어 및 제2 전극 레이어의 각 전압이 인가된 전극 열의 교차점에 대응하여 진동하는 것을 특징으로 하는 오디오 출력 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 회로부 및 상기 제2 회로부는 상기 제1 방향의 일측에 구비되고 상기 제2 전극 레이어의 각 전극 열과 상기 연결 보조 배선의 각 열은 서로 특정 각도를 형성하는 것을 특징으로 하는 오디오 출력 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 특정 각도는 수직인 것을 특징으로 하는 오디오 출력 장치.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109508097B (zh) * 2019-01-11 2022-04-08 业成科技(成都)有限公司 触觉反馈模块及其制备方法和触控装置
CN113594349A (zh) * 2020-04-30 2021-11-02 北京小米移动软件有限公司 压电模组、电子设备和压电模组组装工艺

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130294636A1 (en) * 2012-05-07 2013-11-07 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Ene Alt Digital loudspeaker with enhanced performance

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4374552B2 (ja) 2007-04-12 2009-12-02 ソニー株式会社 基板の製造方法および基板製造システム、並びに表示装置の製造方法
KR101520070B1 (ko) * 2008-09-22 2015-05-14 삼성전자 주식회사 압전형 마이크로 스피커 및 그 제조 방법
JP4547045B2 (ja) * 2008-11-28 2010-09-22 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 超音波トランスデューサ、電子機器及び超音波内視鏡
KR101609270B1 (ko) * 2009-08-12 2016-04-06 삼성전자주식회사 압전형 마이크로 스피커 및 그 제조 방법
KR20120055179A (ko) * 2010-11-23 2012-05-31 한국전자통신연구원 디스플레이 장치와 결합된 투명 음향 픽셀 트랜스듀서 및 그 제조 방법
KR101151844B1 (ko) * 2011-01-14 2012-06-01 경북대학교 산학협력단 전도성 흡음층 제조 방법 및 이를 구비하는 2차원 배열 초음파 트랜스듀서
GB2488534A (en) * 2011-02-18 2012-09-05 British Broadcasting Corp A system for addressing loudspeaker units in an array by multiplexing
JP5307854B2 (ja) 2011-06-23 2013-10-02 京楽産業.株式会社 ぱちんこ遊技機
US8811636B2 (en) * 2011-11-29 2014-08-19 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Microspeaker with piezoelectric, metal and dielectric membrane
KR101598927B1 (ko) 2016-01-22 2016-03-02 한국전자통신연구원 압전 스피커

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130294636A1 (en) * 2012-05-07 2013-11-07 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Ene Alt Digital loudspeaker with enhanced performance

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