KR20010031550A - 원격 통신 장치에서 전기 역학적/전자기 트랜스듀서에의해 자기장의 전파를 제어하기 위한 방법 및 시스템 - Google Patents

원격 통신 장치에서 전기 역학적/전자기 트랜스듀서에의해 자기장의 전파를 제어하기 위한 방법 및 시스템 Download PDF

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Abstract

트랜스듀서에 의해 발생된 정적 자기장이 거의 차폐되고 다이내믹 자기장이 방해 없이 방출되도록, 특히 원격 통신 장치에서 전기 역학적/전자기 트랜스듀서에 의해 자기장의 전파를 개선시키기 위해, 전기 역학적/전자기 트랜스듀서의 정적 자기장에 대해 불투과성인 자기 커버링(AD')이 적어도 트랜스듀서의 음 방출 영역에서 사용된다. 상기 커버링은 커버링을 관통하는 소수의 개구를 가지며, 개구의 수는 개구를 가진 커버링이 그것의 원래 강도 또는 강성에 대해 주어진 강도 또는 강성을 가짐으로써, 기계적으로 조립될 수 있고, 개구가 트랜스튜서에 의해 발생된 주어진 음압 레벨을 통과시키며, 개구가 커버링 상에서 트랜스듀서의 다이내믹 자기장에 의해 야기된 와전류를 공간적으로 제한함으로써, 이것이 전체 세기로 형성되지 않을 수 있도록 설정된다.

Description

원격 통신 장치에서 전기 역학적/전자기 트랜스듀서에 의해 자기장의 전파를 제어하기 위한 방법 및 시스템 {METHOD AND SYSTEM FOR CONTROLLING THE PROPAGATION OF MAGNETIC FIELDS BY ELECTRODYNAMIC/-MAGNETIC TRANSDUCERS, ESPECIALLY IN TELECOMMUNICATIONS DEVICES}
전기 역학적/전자기 트랜스듀서는 전기 음향 트랜스듀서의 부그룹이며, 전기 또는 전자 신호가 음성으로 및/또는 음성이 전기 또는 전자 신호로 변환되는 곳에 사용된다. 따라서, 전형적인 사용 분야는 오디오 및 HIFI 분야, 그리고 알람 및 벨 신호가 출력되는 가정용 기기, 원격 통신 기술 분야이다.
후술한 사용 분야에서는 특히 (주로) 송수화기(유선, 무선-예컨대 이동 부품 및 이동 전화), 헤드폰 및 헤드셋 내의 전기 역학적 트랜스듀서는 보통 이어폰의형태로 사용되고, 때때로 마이크로폰으로 사용된다. 드물게는 전자기 트랜스듀서로 사용된다.
이러한 트랜스듀서, 특히 전기 역학적 트랜스듀서의 단점은 이것이 도 1 -전기 역학적 트랜스듀서의 개략도-에 나타나는 바와 같이 포트형 자석(TM)에 의해 예컨대 정적 자기장(표유 필드)(MFS)를 발생시키며, 상기 정적 자기장은 방해 없이 비자성 재료(플라스틱)를 투과한다는 것이다. (철 가공 산업, 자물쇠업에서) 핀, 페이퍼 클립, 철 고정 수단, 입자와 같은 자화 가능한 물체가 무조건적으로 트랜스듀서 중심의 방향으로 당겨진다. 상기 입자가 음성 개구를 통과하는데 충분한 정도로 작으면, 최대 자장 세기의 장소(포트형 자석(TM)의 공기 갭)에 그것들이 모이고 트랜스듀서 다이아프램(MB)의 영구적인 잼(jam)을 발생시킨다. 다이아프램(MB) 및 트랜스듀서 자체가 그러한 미니 이물체에 대해 얼마나 민감한가에 따라 갑작스런 전체 고장 또는 다이아프램(MB)의 더딘 고장이 발생한다.
또한, 전기 도체, 특히 인덕터의 근처에서 송수화기의 상대 운동은 바람직하지 않은 유도 전류를 야기시킨다.
장치의 소형화(예컨대, 송수화기의 하우징에 있는 음 방출구 및 변환기의 음 방출구 사이의 좁은 간격을 특징으로 한다: 참고 도 1)의 결과로, 점점 더 작은 무선 이동 부품 또는 무선 이동 전화가 시판되며, 평면의 작은 트랜스듀서에 비교적 높은 잔류 자기 및 비교적 강한 표유 필드를 가진 ″희토류″ 자석(예컨대, Nd 또는 Sm-합금으로 이루어진 자석)이 사용되기 때문에 상기 문제가 첨예화된다.
전술한 문제점은 한편으로는 몇몇 국가(예컨대, 호주, 영국, USA)에서 정적 자기장을 제한하는 허가를 필요로 한다. 다른 한편으로는 최근에 특히 GSM-이동 전화에서 잼된 다이아프램에 기인해서 이어폰이 고장나는 경우가 많아진다. 음향 개구 내의 미세 망 조직(예컨대 먼지 웨브)이 다이아프램이 잼되는 것을 방지하기는 하지만, 시간이 지남에 따라 그 기능이 떨어지고 계속 목소리가 낮아지는데, 그 이유는 자력이 직물에 포함된 자화 가능한 입자에 영구히 가해지기 때문이다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 송수화기에 마이크로폰의 구현시 동등한 대안인 엘렉트릿 및 피에조 마이크로폰이 사용된다.
이어폰을 구현하는 경우에는 상황이 다르다.
이어폰으로서 사용되는 피에조일렉트릭 트랜스듀서는 현저한 자기장을 갖지 않는다. 그러나, 피에조 효과를 기초로 하는 트랜스듀서 기술이 자기장을 기초로 하는 트랜스듀서 기술에 비해 2가지 명확한 단점을 갖는다:
1) 음성 질의 면에서 특히 직경이 작을 때 전기 역학적 트랜스듀서가 훨씬 우위이다.
2) 몇몇 국가(예컨대, 호주, 영국, USA, 이탈리아)에서 그리고 부가로 British Telecom 및 France Telecom에서 일반적으로 보청기의 자극을 위한 ″hearing aid compatibility″(hac)에 대한 요구를 한다. 상기 자극은 유도적이고 다이내믹 자기장(교류 자장)를 기초로 한다. 즉, 요구되는( 도 1에 따른 hac-측정 평면에서 교류장의 측정) 교류 자장이 부가의 코일에 의해 발생되어야 한다.
따라서, 최근에는 다시 전기 역학적 트랜스듀서를 사용하며 동시에 언급된 문제를 달리 해결하려 한다.
전기 역학적 트랜스듀서의 사용시, 정적 표유 필드를 감소시키기 위해, 예컨대 시판 중인 유선 지멘스 장치 ″Symphony D″ 장치의 송수화기에서와 같이, 트랜스듀서의 음 방출구와 송수화기의 표면 사이의 큰 간격이 주어진다. 그러나, 이러한 조치는 작은 송수화기, 특히 작은 이동(무선) 송수화기에 대한 시장 요구에 반한다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 트랜스듀서의 음 배출구와 송수화기의 표면 사이의 간격이 약 1cm이어야 한다. 상기 간격에 의해, 정적 자기장의 상기 부정적 영향이 제거될 수 있다.
그러나, 상기 간격의 확대에 의해 도 2 -전기 역학적 트랜스듀서의 개략도-에 도시된 바와 같이, hac 요구로 인해 필요하며, 상기 다이내믹 자기장(MFd)을 발생시키는 가동 코일(TS)의 치수 설계시 종래의 전기 역학적 트랜스듀서에서 충분히 큰, 다이내믹 자기장(MFd)이 강력히 약화됨으로써, 이것이 hac 요구에 더 이상 충분치 않다. 따라서, 교류장의 증폭을 위해 부가의 공기 코어 코일이 필요하다.
도 1을 기초로, 도 3에 따라 공지된 방식으로 커버링(AD)(예컨대 차폐판의 형태로 차폐)이 사용된다. 커버링(AD)은 표유 전계(MFS)의 자력선을 집중시키고 공간 내로 거의 돌출하지 못하게 한다. 다이아프램(MB)에 의해 발생되는 음압에 대해 ″투명하게″ 하기 위해, 커버링에 개구가 형성되어야 한다. 그러나, 이로 인해 hac-요구에 대한 교류 자장(MFd)(참고: 도 2)이 다시 약화되기 때문에, 마찬가지로 커버링 앞에 장착되는 부가의 코일에 의해 발생되어야 한다.
본 발명은 청구항 제 1항의 전문에 따른, 특히 원격 통신 장치에서 전기 역학적/전자기 트랜스듀서에 의해 자기장의 전파를 제어하기 위한 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 청구항 제 8항의 전문에 따른, 특히 원격 통신 장치에서 전기 역학적/전자기 트랜스듀서에 의해 자기장의 전파를 제어하기 위한 장치에 관한 것이다.
본 발명의 목적은 트랜스듀서에 의해 발생된 정적 자기장이 거의 차폐되고 다이내믹 자기장이 방해 없이 방출되도록, 특히 원격 통신 장치에서 전기 역학적/전자기 트랜스듀서에 의해 자기장의 전파를 개선시키는 것이다.
상기 목적은 청구항 제 1항의 특징, 및 청구항 제 8항의 특징에 의해 달성된다.
본 발명에 기초가 되는 사상은 자기 커버링(차폐)이 예컨대 제조 기술상의 이유로 전기 역학적/전자기 트랜스듀서로부터 정적 자기장이 침투할 수 없는 차폐판 또는 디프 드로잉 판의 형태로 적어도 트랜스듀서의 음 방출 영역에 제공된다는 것이다. 상기 커버링은 예컨대 트랜스듀서의 조립 동안 트랜스듀서를 둘러싸는 하우징(예컨대 송수화기 쉘)와 트랜스듀서 사이로 삽입되거나 또는 트랜스듀서상에 포트의 형태로 예비 조립될 수 있다.
커버링은 커버링을 관통하는 소수의 개구를 갖는다. 상기 개구의 수는
1) 개구를 가진 커버링이 그것의 원래 강도 또는 강성에 대해 주어진 강도 또는 강성을 가짐으로써, 기계적으로 조립될 수 있고,
2) 개구가 트랜스튜서에 의해 발생된 주어진 음압 레벨을 통과시키며,
3) 개구가 커버링 상에서 트랜스듀서로부터 다이내믹 자기장에 의해 야기된 와전류를 공간적으로 제한함으로써, 이것이 전체 세기로 형성되지 않을 수 있도록
설정된다.
요약하면, 커버링은 구조의 특수한 조합 및 자성 재료 특성을 갖는다.
공간적 제한은 도 2에 따라, 개구가 없을 때 커버링에 유도되는 와전류와 개구가 교차되게 함으로써, 이루어질 수 있다.
개구는 형태 및 수의 면에서 도 3에 따른 기준(1)...(3)을 충족시킨다. 특히 개구가 커버링 상에 방사방향으로 배치되면 특히 양호하게 상기 기준을 충족시킨다.
청구항 제 4항에 따라, 커버링이 슬롯을 갖는 것이 바람직하다; 개구가 예컨대 슬롯으로 형성된다.
커버링에 개구를 배치할 때, 특히 회전 대칭의 커버링에서 와전류의 집중 특성(와전류의 집중)으로 인해 개구가 커버링의 중심에 배치되는 것이 바람직하다.
청구항 제 5항에 따라 슬롯 중 적어도 하나가 대략 커버링의 최대 폭과 같은 길이를 갖는다.
청구항 제 6항에 따라 자기 커버링이 연자성인, 즉 작은 보자력을 갖는 것이 바람직하다.
커버링의 재료가 커버링이 배치된 자기장에 대해, 상기 조건 하에서 이력 곡선의 최초 곡선의 급상승이 나타나도록 서로 매칭되면, 예컨대, 본 경우에서와 같이 자기 재료가 자기장 내로 투과함으로써, 자기장 내에 존재하는 다이내믹 자기장 성분의 게인이 나타난다. 본 경우 [역학적 트랜스듀서 내의 가동 코일에 의해 발생되는 다이내믹 자기장이 보청기의 자극을 위해 사용되는 원격 통신 단말기에서 전기 역학적 트랜스듀서의 사용 (키 워드: hearing aid conpatibility)], 상기 게인이 바람직한데, 그 이유는 다이내믹 자기장의 증폭을 위한 다른 조치가 예컨대 부가의 코일에 의한 조치가 필요 없기 때문이다.
청구항 제 7항에 따라 자기 커버링이 트랜스듀서의 주어진 자기장에서 커버링을 관통하는 다이내믹 자기장의 최대 게인이 얻어지도록 하나의 재료로 이루어진다.
청구항 제 1항 내지 7항에 대한 전술한 실시예는 장치 청구항 제 8항 내지 14항에도 동일하게 적용된다.
본 발명의 실시예를 도 4 내지 6을 참고로 설명한다.
도 4는 도 3을 기초로 한 커버링의 특수한 실시예,
도 5는 히스테리시스 곡선,
도 6은 도 2을 기초로 한, 증폭된 다이내믹 자기장을 가진 전기 역학적 트랜스듀서의 개략도이다.
도 4는 도 3에 따른 커버링(AD)에 비해 특수한, 예컨대 회전 대칭으로 형성된 커버링(AD')을 도시한다. 커버링(AD')은 트랜스듀서의 조립 동안 송수화기 커버 및 트랜스듀서 사이에 삽입될 수 있거나 또는 포트의 형태로 트랜스듀서 상에 예비 조립된다. 커버링(AD')의 특수성은 구조의 조합 및 자성 재료 특성이다.
예컨대 슬롯(SZ)으로 형성된 개구(OF)의 방사방향 배치는 트랜스듀서의 가동 코일의 교류 자장에 의해 발생되는 커버링(AD') 상의 와전류를 감소시키기 위해 제공된다. 슬롯(SZ) 중 적어도 하나의 슬롯(SZ')이 커버링(AD')의 중심을 통과하면, 상기 감소가 더욱 개선될 수 있다. 렌츠의 법칙에 따르면, 원래의 교류 자장이 남은 와전류에 의해 미미하게 감소된다. 커버링(AD')은 바람직하게는 도 5에 따라 커버링(AD')에서 트랜스듀서의 포트형 자석에 의해 발생된 자기장 세기(HTM)에 매칭된, 연자성 재료로 이루어질 수 있다.
도 5에 따라 가동 코일(TS)이 부가의 교류장(HAC2)을 발생시킨다. 정확한 재료 선택 시, 이력의 최초 곡선의 급상승이 나타나고 커버링의 평면에 대해 수직 방향으로 현저한 AC-자화(MAC2)를 발생시킨다. 자기장 세기가 이력에 대해 너무 작거나(부가의 교류장(HAC1)을 가진 자기장 세기(H'TM) 또는 너무 크게(부가의 교류장(HAC3)을 가진 자기장 세기(H''TM) 선택되면, 교류장값이 hac-필드에 대한 자화에 의해 무시될 수 있다. 교류장(AAC2)에서만 커버링(AD')의 자화(MAC2)에 의해 부가의 교류장(HMAC2)이 발생된다. 상기 부가의 교류장(HMAC2)은 가동 코일(TS)의 원래 교류장(MFd)을 -와전류 손실에의해 감소된- 과보상한다.
도 6은 전기 역학적 트랜스듀서에 의한 도 2를 기초로 하는 상기 증폭 현상을 도시한다. 도 2와는 달리, 도 2에 도시된 다이내믹 자기장(MFd)이 증폭된다. 이것은 보다 많은 자력선으로 표시된다.
전기 역학적 트랜스듀셔가 도시된 바와 같은 커버링(AD')으로 커버되거나 또는 차폐되면, 송수화기(이동 부품)에서 이루어지는 측정에 의해 이동 부품의 표면에서 정적 자기장(MFS)이 약 87% 감소되므로, 철 고정 수단, 페이퍼 클립, 핀 등이 더 이상 중력에 대해 당겨지지 않는다. 동시에, hac-필드 세기가 약 200% 증가된다.
커버링(AD')에 의한 트랜스듀서의 음 세기 손실은은 약 18%이며, 이것은 약 1.5 dB 만큼의 음성 회로 게인 상승에 의해 쉽게 보상된다.

Claims (14)

  1. 특히 원격 통신 장치에서 전기 역학적/전자기 트랜스듀서에 의해 자기장의 전파를 제어하기 위한 방법에 있어서,
    a) 전기 역학적/전자기 트랜스듀서가 적어도 음 방출 영역에서 정적 자기장(MFS)에 대해 불투과성인 자기 커버링(AD')으로 커버될 수 있고,
    b) 커버링(AD')이 커버링(AD')을 관통하는 개구(OF)를,
    b1) 커버링(AD')이 기계적으로 조립 가능한 커버링으로서 주어진 강도 또는 강성을 가지며,
    b2) 개구(OF)가 트랜스듀서에 의해 발생 가능한 음압 레벨을 통과시키고,
    b3) 개구(OF)가 커버링(AD') 상에서 트랜스듀서의 다이내믹 자기장(MFd)에 의해 발생된 와전류를 공간적으로 제한하는 것을 특징으로 하는 방법
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 개구(OF)가 개구(OF)가 없을 때 커버링에서 유도되는 와전류를 교차하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1항 또는 2항에 있어서,
    상기 개구(OF)가 커버링(AD') 상에 방사방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1항, 2항 또는 3항에 있어서,
    상기 개구(OF)가 슬롯(SZ)인 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 슬롯(SZ) 중 적어도 하나의 슬롯(SZ')이 대략 커버링(AD')의 최대 폭과 같은 길이을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1항 내지 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자기 커버링(AD')이 연자성인 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1항 내지 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자기 커버링(AD')이, 트랜스듀서(MFS, MFd)의 주어진 자기장에서 커버링(AD')을 관통하는 다이내믹 자기장의 최대 게인이 나타나도록 하나의 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 특히 원격 통신 장치에서 전기 역학적/전자기 트랜스듀서에 의해 자기장의 전파를 제어하기 위한 장치에 있어서,
    a) 정적 자기장(MFS)에 대해 불투과성이며, 적어도 음 방출 영역에서 전기 역학적/전자기 트랜스듀서를 커버할 수 있는 자기 커버링(AD') 및,
    b) 커버링(AD') 상에 배치된, 커버링(AD')을 관통하는 개구(OF)를 포함하고,
    b1) 상기 커버링(AD')이 기계적으로 조립 가능한 커버링으로서 주어진 강도 또는 강성을 가지며,
    b2) 상기 개구(OF)가 트랜스듀서에 의해 발생 가능한 음압 레벨을 통과시키고,
    b3) 상기 개구(OF)가 커버링(AD') 상에서 트랜스듀서의 다이내믹 자기장(MFd)에 의해 발생된 와전류를 공간적으로 제한하는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 개구(OF)가 없을 때 커버링에 유도되는 와전류와 교차하도록, 개구(OF)가 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제 8항 또는 9항에 있어서,
    상기 개구(OF)가 커버링(1) 상에 방사방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제 8항, 9항 또는 10항에 있어서,
    상기 개구(OF)가 슬롯(SZ)인 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 슬롯(SZ) 중 적어도 하나가 대략 커버링(AD')의 최대 폭과 동일한 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제 8항 내지 12항 중 어느 한 항에 있어서,
    자기 커버링(AD')이 연자성인 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제 8항 내지 13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자기 커버링(AD')이, 트랜스듀서(MFS, MFd)의 주어진 자기장에서 커버링(AD')을 관통하는 다이내믹 자기장의 최대 게인이 나타나도록 하나의 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 장치.
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