KR20030039926A - 스피커 일체형 리시버 - Google Patents

Abstract

본 발명은 리시버가 결합된 스피커에 관한 것으로, 스피커 모드 및 리시버 모드일 때에 각각 음압에 의한 진동으로 소정 주파수의 음향을 발생하는 진동판(23)과, 상기 진동판에 부착되어 인가되는 음성전류에 의하여 형성되는 마그네트(21)의 자기장으로 진동판을 진동시키기 위한 보이스 코일(24)과, 인가되는 음성전류의 크기를 강하시키기 위한 칩 저항(25)이 포함되어, 상기 스피커 모드일 때에 보이스 코일(24)에 스피커 단자(Sa, Sb)로부터 음성전류를 인가시키고, 상기 리시버 모드일 때에 보이스 코일(24)에 리시버 단자(Ra, Rb)로부터 칩 저항을 거쳐 음성전류를 선택적으로 인가시킴으로써, 스피커 일체형 리시버에 칩저항을 적용하여 임피던스 제어를 용이하게 할 수 있도록 한 것이다.

Description

스피커 일체형 리시버{Receiver United in Speaker}

본 발명은 리시버와 스피커가 일체로 결합된 리시버가 결합된 스피커에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 휴대폰(예를 들어, 셀룰러, PCS, PDA, IMT-2000) 등과 같은 각종 이동통신 단말기 내에 장착되어 착신음을 발생시키는 스피커와 음성신호를재생시키는 리시버를 일체화한 리시버가 결합된 스피커에 관한 것이다.

일반적으로 스피커와 리시버는 기계적 및 전자기적인 구조에는 차이가 없고, 이들은 전류가 흐르는 도체가 자계(磁界)속에 있으면 힘을 받는다는 플레밍의 왼손법칙에 의하여 공극 사이에 존재하는 보이스코일에 의해 전기적인 에너지를 기계적인 에너지로 변환시키는 것이다.

즉 여러 주파수가 포함된 전류신호가 보이스코일(Voice Coil)에 인가되면 보이스코일은 전류의 세기와 주파수의 크기에 따라 기계적 에너지를 발생시키고, 보이스코일에 부착되어 있는 진동판(Diaphragm; 다이어프램)에 진동을 발생시켜 궁극적으로 인간의 귀가 인지할 수 있는 소정 크기의 음압(音壓)을 발생시키게 된다.

이러한 음압 중에서 비교적 낮은 음압을 발생시키는 것으로 인간의 귀에 가까이 밀착시켜 사용하는 것들을 흔히 리시버(Receiver)라고 하고, 이와는 달리 상대적으로 음압이 크고 인간의 귀로부터 소정의 거리를 두고 사용하는 것들을 스피커(Speaker)라고 한다.

이와 같은 스피커와 리시버의 자기회로는 각각 철금속 성분으로 된 요크내에 마그네트(Magnet, 영구자석)와 어퍼 플레이트(Upper Plate)를 이용하여 공극내에 존재하는 보이스코일에 직각으로 자속(磁束, Magnetic Flux )이 쇄교할 수 있도록 설계되어 있고, 보이스코일은 진동판에 접착되어 있어 입력신호에 의해 상하로 가진력을 발생시켜 프레임에 접착 구속되어 있는 진동판을 진동시켜서 음압을 발생시킨다. 진동판은 상하 진동시에 우수한 응답성과 좌굴현상을 제거하기 위하여 다양한 형상의 웨이브를 가지게 되며, 이러한 진동판의 형상은 주파수 특성에 가장 큰영향을 주는 설계변수로 작용한다.

스피커와 리시버는 오랜 기간동안 그 구조에는 큰 변화가 없었으나, 최근에 이르러 고에너지 영구자석의 상용화와, 미소 구조물의 성형기술의 발달과, 정보통신 분야에서의 소형 경량화 추세에 부응하여 지속적인 소형 경량화 및 고성능화가 실현되고 있는 실정이다.

특히 이동통신 단말기의 소형화는 기계적 동특성을 지니는 리시버, 스피커 부저(Buzzer) 및 진동자 등과 같은 부품의 소형화 가능여부에 달려 있다고 해도 과언이 아니고, 이를 만족시키기 위하여 이러한 기계적인 부품들을 일체화하려는 연구개발이 활발히 이루어지고 있다.

현재까지 이동통신 단말기는 호출음을 발생시키기 위하여 대부분 부저를 사용해 왔으나, 사용자들의 편의나 취향과 기호변화 등에 따른 다양한 호출음의 발생을 요구하게 되어 주파수특성이 우수한 스피커로 대체되고 있는 추세이다. 아울러 리시버의 경우에는 소형 경량화에 따른 주파수특성 향상이 주요 과제로 대두되고 있다.

종래의 스피커와 리시버는 이동통신 단말기에 장착될 때에 별개의 부품으로 별도의 위치에 장착되었다.

즉 도 1의 단면도에서, 이동통신 단말기의 음향신호 및 호출음 등을 출력하는 스피커 일체형 리시버는 진동판(4)의 일측에 8Ω의 임피던스를 갖는 보이스 코일(5) 및 32Ω의 임피던스를 갖는 임피던스 코일(HAC 코일)(6)을 각각 별도로 구분하여 장착한 상태를 나타낸 것이다.

상기 진동판(4)을 구동시키기 위하여 리시버 모드일 때와 스피커 모드일 때에 보이스 코일(5)과 임피던스 코일(6)에 연결된 라인으로 각각의 음성전류를 출력시킴으로써 해당하는 모드에 진동판(4)이 구동되도록 하는 것이다. 즉 보이스 코일(5) 또는 임피던스 코일(6)에 흐르는 음성전류에 의한 자기장이 프레임(1)에 장착된 마그네트(2)의 자기장과의 인력 및 척력에 의한 가진력으로 프레임(1)에 접착 구속되어 있는 진동판(4)을 진동시켜서 음압을 발생시키는 것이다.

또한, 도 2의 경우에는 리시버 모드 및 스피커 모드가 별도의 방향으로 구성된 타입을 나타낸 단면도로, 프레임(10) 내에 더블요크(11)에 장착된 마그네트(12) 및 어퍼 플레이트(13) 상(도면에서 우측)에 리시버용 진동판(14)이 구성되고, 리시버용 진동판(14)의 일측에는 제 1보이스 코일(15)이 장착되며, 더블요크(11)의 좌측에는 스피커용 진동판(16)이 구성되고, 스피커용 진동판(16)의 일측에는 제 2보이스 코일(17)이 더블요크(11)에 삽입된 형태로 장착되어 있다. 이러한 구조는 양방향에 각각의 진동판(14, 16)이 구성되어 있어 해당하는 보이스 코일(15, 17)에 인가되는 음성전류에 의하여 진동판(14, 16)이 구동되도록 되어 있다.

따라서, 종래에 보이스 코일과 임피던스 코일이 하나의 진동판에 결합된 타입은 8Ω의 보이스 코일과 32Ω의 임피던스 코일을 동시에 장착해야 하는 번거로움과, 보이스 코일과 임피던스 코일의 배선처리 등의 문제가 있어 생산성 및 작업성이 저하되는 단점이 있었다.

또한, 상기 리시버 모드 및 스피커 모드가 별도의 방향으로 구성된 타입은프레임 내에 더블요크를 별도로 장착해야 하고, 별도의 진동판에 8Ω 및 32Ω의 보이스 코일을 각각 장착하여 임피던스를 제어할 수 있도록 양방향으로 구성해야 하므로 공간확보에 의한 소형화 및 집적화가 어렵고, 부품 수의 증가로 생산비가 향상되는 문제가 있었다. 특히 호출음을 발생시켜야 하는 스피커의 경우에는 적정의 음압을 출력하기 위하여 리시버에 비해 직경이 상대적으로 큰 진동판이 필요하므로 소형화에 큰 문제가 있다.

이와 같이 종래에는 진동판을 구동시키기 위한 보이스 코일이 별도로 구분되어 임피던스를 제어할 수 있도록 되어 있으므로, 보이스 코일을 이용한 임피던스를 제어하는 방법은 작업의 난이도가 높고 불량률이 높으며 원가 상승의 요인으로 작용하였다.

본 발명은 상기와 같은 문제점에 착안하여, 스피커 모드일 때는 보이스 코일에만 음성전류가 입력되도록 하고, 리시버 모드일 때에는 보이스 코일 및 칩 저항을 통하여 음성전류가 입력되도록 함으로써, 임피던스 제어를 보다 효과적으로 할 수 있도록 하고, 소형화 및 집적화가 용이한 스피커 일체형 리시버를 제공하기 위한 것이 목적이다.

또한, 본 발명은 진동판의 일측에 단일의 보이스 코일을 구성하고, 프레임의 일측에 칩 저항을 장착하여 보이스 코일과 직렬로 이루어진 회로 구성으로 단방향 및 양방향의 스피커 및 리시버 모드와 양방향의 스피커 모드가 작동될 수 있도록 하여 제조원가의 절감 및 작업공정의 단순화를 구현한 것이다.

도 1 및 도 2는 종래의 스피커 일체형 리시버의 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 스피커 일체형 리시버의 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 스피커 일체형 리시버의 회로구성도,

도 5는 본 발명에 따른 실시예로 나타낸 스피커 일체형 리시버의 분리 구성을 구현하기 위한 것으로, 도 5a는 스피커 모드일 때의 배선도, 도 5b는 리시버 모드일 때의 배선도.

♣ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♣

20: 프레임21: 마그네트

22: 어퍼 플레이트23: 진동판

24, C: 보이스 코일25, R: 칩 저항

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여, 스피커 일체형 리시버에 있어서, 스피커 모드 및 리시버 모드일 때에 각각 음압에 의한 진동으로 소정 주파수의 음향을 발생하는 진동판과, 상기 진동판에 부착되어 인가되는 음성전류에 의하여 형성되는 마그네트의 자기장으로 진동판을 진동시키기 위한 보이스 코일과, 인가되는 음성전류의 크기를 강하시키기 위한 칩 저항이 포함되어, 상기 스피커 모드일 때에 보이스 코일에 스피커 단자로부터 음성전류를 인가시키고, 상기 리시버 모드일 때에 보이스 코일에 리시버 단자로부터 칩 저항을 거쳐 음성전류를 선택적으로 인가시키는 스피커 일체형 리시버를 제공한 것이 특징이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 관하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 리시버 일체형 스피커의 단면도이고, 도 4는 회로구성도이다.

본 발명의 리시버 일체형 스피커는 입출력되는 음성 및 데이터신호를 스피커 모드 및 리시버 모드일 때에 각각의 스피커 및 리시버로 나뉘어지고, 스피커 및 리시버는 프레임(20)에 일체로 수용된다.

이와 같이 스피커 일체형 리시버는 단일의 프레임(20) 내에 마그네트(21)와 어퍼 플레이트(22)가 장착된다.

마그네트(21)는 영구자석을 적용하는 것이 바람지하고, 마그네트(21)로부터 쇄교되는 고유의 자속이 소정 방향으로 형성된다. 마그네트(21)의 상단에는 어퍼 플레이트(22)가 장착된다.

또한, 본 발명의 스피커 일체형 리시버는 스피커 모드 및 리시버 모드일 때에 각각의 음압에 의한 진동으로 소정 주파수의 음향을 발생하는 진동판(23)이 프레임(20)의 상단에 장착된다. 진동판(23)은 원형 박막의 다이어프램이 적용된다.

보이스 코일(24)은 상기 진동판(23)의 하단에 부착되어 인가되는 음성전류에 의하여 형성되는 마그네트(21)의 자기장으로 진동판(23)을 상하방향으로 진동시켜 음압을 발생시킨다. 보이스 코일(24)은 스피커 모드일 때에 필요한 음압을 내기 위한 소정 크기의 임피던스, 예를 들어, 8Ω의 저항성분을 갖도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 프레임(20)의 일측에는 칩 저항(25)이 구성되고, 칩 저항(25)은 인가되는 음성전류의 크기를 강하시키기 위한 것으로, 리시버 모드일 때에 보이스 코일(24)과 직렬로 연결되어 칩 저항(25)의 임피던스와 보이스 코일(24)의 임피던스가 합쳐진 임피던스에 의하여 인가되는 음성전류의 크기를 강하시킨다. 즉 칩 저항(25)은 리시버 모드일 때에 필요한 음압을 내기 위하여 소정 크기의 임피던스, 예를 들어, 24Ω의 저항성분을 갖도록 하는 것이 바람직하다. 따라서, 리시버 모드일 때에 보이스 코일(24)의 저항성분과 칩 저항(25)의 저항성분이 합쳐져 전체 32Ω의 임피던스를 갖도록 하는 것이다.

이러한 구성은 도 3의 회로구성도를 참조하면, 리시버 모드 쪽에 칩 저항(R)과, 스피커 모드 쪽의 보이스 코일(C)이 직렬로 연결된 상태를 나타내고 있다.

이와 같이 상기 스피커 모드일 때에 보이스 코일(C)에 스피커 단자(Sa, Sb)로부터 음성전류가 인가되도록 하고, 상기 리시버 모드일 때에 보이스 코일(C)에리시버 단자(Ra, Rb)로부터 칩 저항(R)을 거쳐 음성전류가 인가되도록 하였다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 보다 구체적인 설명을 위하여 도 5를 참조한다.

도 5a는 본 발명의 스피커 일체형 리시버에서, 스피커 모드를 사용하는 경우의 결선도로, 스피커 단자(Sa, Sb)로부터 보이스 코일(C)로 인입선(l1)과 인출선(l2)가 배선되고, 보이스 코일(C)은 진동판(23)에 구성되어 있다. 따라서, 스피커 단자(Sa, Sb)로부터 인가되는 음성전류에 의하여 보이스 코일(C)은 소정 방향의 자기장을 갖게 되고, 보이스 코일(C)의 자기장은 마그네트(21)의 자속과의 가진력에 의하여 소정 주파수의 진동에 의한 음압이 발생된다.

또한, 도 5b는 본 발명의 스피커 일체형 리시버에서, 리시버 모드를 사용하는 경우의 결선도로, 상기 스피커 모드일 때의 보이스 코일(C)로의 인입선(l1) 및 인출선(l2)과 병렬로 리시버 단자(Ra, Rb)로부터 인입선(l3)과 인출선(l4)이 배선된다. 더욱이 리시버 단자(Ra, Rb)의 인출선(l4)에 칩 저항(R)이 연결(인입선(l3)에 연결되어도 무방함)되어 보이스 코일(C)이 직렬로 연결되게 된다.

이와 같이 배선된 본 발명에 따르면, 단말기기의 제어부(도시하지 않음)로부터 송수신되는 신호를 가공하여 스피커 단자(Sa, Sb) 및 리시버 단자(Ra, Rb)로 음성전류를 출력한다. 이때, 스피커 모드일 때에 스피커 단자(Sa, Sb)로 출력되는 음성전류는 보이스 코일(C)의 인입선(l1) 및 인출선(l2)을 통해 8Ω의 저항성분을 갖는 보이스 코일(C)로 인가된다. 따라서, 스피커 단자(Sa, Sb)로부터 인가된 음성전류는 보이스 코일(C)에 흐르는 전류에 의하여 형성되는 자기장과 마그네트(21)에서 쇄교하는 자기장에 의하여 진동판(23)을 상하방향으로 진동시켜 소정 크기의 음압을 발생시킨다.

또한, 리시버 모드에서는 리시버 단자(Ra, Rb)에서 인가된 음성전류가 인출선(l4)에 구성된 칩 저항(R)을 통해 보이스 코일의 인입선(l1) 및 인출선(l2)을 거쳐 보이스 코일(C)로 인가되고, 인가된 음성전류는 칩 저항(R)의 저항성분(24Ω)과 보이스 코일(C)의 저항성분(8Ω)의 합으로 32Ω의 임피던스에 의하여 강하된 크기의 전류로 인가된다. 따라서, 리시버 단자(Ra, Rb)로부터 인가되는 음성전류는 칩 저항(R)을 거쳐 보이스 코일(C)에 흐르는 전류에 의하여 형성되는 자기장과 마그네트(21)에서 쇄교하는 자기장에 의하여 진동판(23)을 상하방향으로 진동시켜 소정 크기의 음압을 발생시킨다.

상기 스피커 모드일 때의 음압이 리시버 모드일 때의 음압보다 더 높은 주파수의 음압이 출력될 것이다. 이는 선택적인 임피던스의 연결에 의하여 음성전류의 크기에 따라 음압의 크기가 달라지는 것이다.

상기 칩 저항(25)(R)은 저항 및 논리회로의 조합에 의하여 입력단자의 입력에 따라 출력단자의 출력이 달라질 수 있다. 따라서, 프레임(20)의 일측에 장착되는 칩 저항(25)(R)으로 임피던스의 선택에 의한 제어로 스피커 일체형 리시버의 구조를 단순화할 수 있고, 스피커 및 리시버를 공용으로 이용할 수 있게 된다.

더욱이 진동판(23)의 진동에 의한 균일한 음압 유지를 위하여 프레임(20)의 일측에 통공(도시하지 않음)이 형성되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 스피커 일체형 리시버는 박막형태로 제작이 가능하고, 스피커 모드일 때에는 약 1m 이내에서 70∼80dB, 리시버 모드일 때에는 약 10cm 이내에서 100dB의 음향이 출력되도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명에서는 소형 경량의 이동통신 단말기와 같이 상대적으로 공간마련이 어려운 제품에 용이하게 적용할 수 있다는 장점을 제공하는 것으로, 본 발명을 고려하여 충분히 변경, 변환, 치환 및 대체할 수 있을 것이고, 상술한 것에만 한정되지 않는다.

상술한 바와 같이 본 발명의 스피커 일체형 리시버는 하나의 프레임(요크 기능포함), 마그네트, 어퍼 플레이트, 진동판 및 보이스 코일에 칩 저항을 구성하되, 보이스 코일 및 칩 저항을 직렬로 구성하여 스피커 모드와 리시버 모드 때에 선택적인 조합에 의하여 임피던스를 제어할 수 있도록 하여 소형 경량화가 가능하고, 이동통신 단말기에 적용시에 공간마련이 용이하며, 구조가 간단하고 제조단가의 절감 등의 효과가 있다.

Claims (4)

1. 스피커 일체형 리시버에 있어서,

   스피커 모드 및 리시버 모드일 때에 각각 음압에 의한 진동으로 소정 주파수의 음향을 발생하는 진동판과,

   상기 진동판에 부착되어 인가되는 음성전류에 의하여 형성되는 마그네트의 자기장으로 진동판을 진동시키기 위한 보이스 코일과,

   인가되는 음성전류의 크기를 강하시키기 위한 칩 저항이 포함되어,

   상기 스피커 모드일 때에 보이스 코일에 스피커 단자로부터 음성전류를 인가시키고, 상기 리시버 모드일 때에 보이스 코일에 리시버 단자로부터 칩 저항을 거쳐 음성전류를 선택적으로 인가시키는 것을 특징으로 하는 스피커 일체형 리시버.
2. 제 1항에 있어서, 상기 스피커 모드일 때에 보이스 코일의 임피던스는 8Ω이고, 리시버 모드일 때에는 보이스 코일 및 칩 저항의 임피던스 합이 32Ω인 것을 특징으로 하는 스피커 일체형 리시버.
3. 제 1항에 있어서, 상기 보이스 코일 및 칩 저항이 직렬로 연결되도록 구성한 것 특징으로 하는 스피커 일체형 리시버.
4. 제 1항에 있어서, 상기 칩 저항은 프레임의 일측에 장착한 것을 특징으로 하는 스피커 일체형 리시버.