KR20030077735A - 밀폐형 이어폰 - Google Patents

Abstract

착용시의 번거로움이나 착용후의 통증없이 밀폐형 이어폰과 개방형 이어폰의 장점들만을 제공하는 밀폐형 이어폰이 개시된다.

이러한 이어폰은 밀폐형 이어폰은 전기신호를 음향으로 변환시키는 전기음향 변환기를 내부에 포함하고 상기의 전기음향 변환기에서 변환된 음향이 이갑개강(cavum concha)의 전면으로 방출되도록 방향을 이루는 유니트(unit)와 상기의 유니트에서 상기 유니트의 음향송출방향에 반대 방향으로 이루어져 이갑개강의 후면까지 위치되며 상기 유니트를 고정시키는 역할을 하는 픽서(fixer)로 구성되며, 상기 픽서의 말단에는 픽서를 이갑개강에 완전히 밀착시키고 압박감을 해소하도록 하기 위한 발포성 폴리우레탄 등의 신축성 있는 소재의 쿠션(cushion)이 구성되어지는 것을 특징으로 한다.

따라서, 외부음의 유입이 없으면서도 중·저음역 특성이 좋아 우수한 음감을 제공하고 가볍우며 사용법이 간단하면서도 휴대가 용이한 밀폐형 이어폰을 얻을 수 있다.

Description

밀폐형 이어폰{CLOSED-AIR TYPE EARPHONE}

본 발명은 이어폰에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 귀속에 삽입되는 밀폐형 이어폰에 관한 것이다.

일반적으로 이어폰이라 함은 전기신호를 음향신호로 바꿔주는 전기음향 변환기를 이어폰의 본체에 해당하는 유니트(unit)내에 포함하는 일종의 스피커로서 그 크기가 귀속에 삽입될 정도로 소형인 것을 말한다.

이러한 이어폰 및 이어폰에 유사하나 귀속에 삽입되지 않고 귀를 덮는 구조로 되어 있는 헤드폰은 전기음향 변환기의 작동원리에 따라 다이내믹형, 전면 구동다이내믹형, 하이 폴리머형, 콘덴서형, 일렉트로닉 콘덴서형 등으로 나뉘는데, 이중 그 근본 원리가 콘 스피커의 작동 원리와 같아서 일반 스피커처럼 유닛의 보이스 코일이 요크와 자계 사이를 움직이며 소리를 들려주되 다만 콘 페이퍼 대신 얇은 플라스틱 막을 사용하는 다이내믹형과, 2개의 극판사이에 도전성 진동판이 1개 들어가 있는 구조로 되어있어 평탄한 주파수로 맑은 소리를 재생하는 것이 특성인 콘덴서형이 널리 사용되고 있다. 다이내믹형은 소형 스피커를 귀 옆에서 듣는 것과 같은 것으로 재생음도 보통 스피커에 제일 가깝고 제작이 간편하므로 대부분의 이어폰 및 헤드폰은 다이내믹형으로 만들어지고 있으며 가격도 비교적 저렴하다. 콘덴서형 은 매우 섬세한 음을 들려주는 것이 특징으로 바이올린 음색 같은 섬세함을 훌륭히 표현해 주는 대신 바이어스의 직류 고전압이 필요해 외부 전원과 임피던스를 조정해 주는 전용 앰프가 필요하여 성능이 좋은 만큼 가격이 높은 것이 단점이다.

또한 상기한 이어폰 및 헤드폰은 구조에 따라, 외부의 소리가 들리지 않도록 만들어진 밀폐형(closed-air type)과 외부의 소리가 들리는 개방형(open-air type)으로 구분되어 질 수 있다. 이어폰 및 헤드폰은 귀속의 고막과 외이도로 둘러쌓인 공간 속에 음을 내보내어 귀속의 4cc정도의 공기만을 밀었다 당겼다 해주기만 하면귀속의 공기의 압력이 높아져 큰 음을 들을 수 있게 되어 있고 아주 낮은 주파수에서도 역시 압력이 올라갔다 내려갔다 하여 아주 낮은 주파수의 음도 들을 수 있게 되어 있는데, 헤드폰과 같은 밀폐형의 경우 외부의 소리가 들리지 않아 외부의 간섭을 받지 않는 동시에 귀속의 공기도 밖으로 빠져나가지 않기 때문에 저음역 특성이 좋게 설정되어 있는 반면 귀를 완전히 덮어야 하는 구조적 특성상 그 크기가 클수밖에 없어서 무겁고 휴대가 불편한 단점이 있었다. 반면 이어폰과 같은 개방형의 경우 그 크기가 작아서 무게가 가볍고 휴대도 편리하여 젊은층에 인기가 있으나 귀와 이어폰의 밀착도가 나빠서 공기가 새게 되어 귓속의 압력이 내려가고 말기 때문에 금새 저음이 새어버려서 저음이 충분하지 못한 음이 되어버리는 단점이 있었다.

이어폰 중에서는 이러한 밀폐형과 개방형의 장점들만을 갖고자 도 1 에서 도시한 대한민국특허 공개 제 2000-0077482호와 도 2에서 도시한 대한민국실용신안등록 제 20-0218658호 및 도 3의 대한민국특허 공개 제 2001-0045790호가 제안된바 있다.

이러한 발명 및 고안들은 모두 밀폐형 이어폰의 우수한 저음역 특성과 개방형 이어폰의 경량성 및 휴대용이성을 겸비하고자 제시된 것으로, 먼저 대한민국특허 공개 제 2000-0077482호에 의한 이어폰은 오디오 신호를 음향으로 변환시키기 위한 전기음향 변환기와, 상기 전기음향 변환기의 음성방출 측에 설치되며 이어폰을 외이 내에 끼어 넣을 경우 상기 전기음향 변환기에 의해 생성된 음성을 외이도에 안내하기 위한 이어피스(ear piece)를 포함하여 구성되며, 여기서 이어피스에 의해서 전기음향 변환기의 음성방출 측에 형성되는 공기실을 개방하기 위한 개구가이어피스에 설치되며, 개구에는 통기 저항체가 설치된 것을 특징으로 한다. 이때 이 이어피스는 이어폰을 착용하게 될 때 청취자의 귀 또는 외이의 내측으로 삽입되어 들어가게 되는 부분으로 외이도의 입구에 대응하는 부분이 돌출하게 되는 돌출부를 갖추어 구성되며 이 돌출부는 모든 부분에서 거의 동일한 두께를 갖도록 형성되며 적절한 탄성을 갖는 고무 또는 플라스틱 재질로 만들어진다. 그러나 상기 이어폰의 이어피스는 돌출되어 있으므로 파손의 위험이 있고, 외이도의 입구에 삽입할 경우 이어폰이 외이도의 입구에서 쉽게 이탈할 수 있는 단점이 있으며, 외이도의 내측으로 삽입한다면 이탈가능성은 없어지나 탄성적인 소재 자체의 특성으로 인하여 방음이 불충분하여 외부의 소리가 유입되는 것을 효과적으로 제지할 수 없고 외이도의 연골부를 확장함으로 인하여 통증이 유발되는 단점이 있다.

대한민국실용신안 등록 제 20-0218658호에 의한 이어폰은 플러그, 연결선, 음향 발생부가 결합된 이어폰에 있어서, 상기 음향 발생부는 배면 커버와 스피커와 상기 배면커버와 결합되어 형성된 공간에 상기 스피커를 수납하고, 전면에 귓구멍에 삽입되도록 돌출된 음향 통로를 가진 전면커버와 수축되었다가 복원시 지연복원특성을 가지며, 귓구멍에 상기 음향 통로의 삽입시 귓구멍 내주연과 음향통로 사이의 완충작용을 하기 위하여 상기 음향통로의 외주연에 삽입되는 쿠션재를 구비한 것을 특징으로 하여 귓구멍에 삽입시 쿠션재를 수축시켜서 귓구멍에 용이하게 삽입하고, 삽입 후에는 쿠션재가 서서히 복원되어 귓구멍에 맞게 복원되므로 귓구멍에 긴밀하게 착용되게 된다. 그러나 상기한 고안에 의하여 이어폰을 삽입시 매 삽입시 마다 쿠션을 수축시켜야 하는 번거로움이 따르고 삽입후에도 쿠션이 복원되는 시간을 기다려야하는 단점이 있으며 사용환경에 따라 쿠션의 수축이 용이하지 않게 되는 문제점도 배제할 수 없다. 또한 대한민국특허 공개 제 2000-0077482호에 의한 이어폰과 마찬가지로 외이도의 연골부를 확장함으로 인하여 통증이 유발되는 단점도 있다.

대한민국특허 공개 제 2001-0045790호에 의한 공기조절기구를 갖는 이어폰은 스피커를 수용하는 반구형상의 스피커 포켓이 일체로 성형된 본체, 스피커 포켓 내부에 삽입되는 소형 스피커, 상기 스피커와 전기적으로 연결되는 코드 및 폰잭 그리고 상기 본체의 외이구 삽입부, 즉 스피커 포켓 외주연으로 결합되는 에어백을 포함하게 됨으로써 외이구에 이어폰을 끼운 후 공기주입수단에 의해 외부공기를 상기 완충커버에 주입하여 그 외경을 확경함으로써 외이구와 이어폰과의 밀착성을 높이게 되는 것이나, 외이구에 이어폰을 끼운후 매번 공기를 주입하여야 하는 번거로움이 따르고 에어백이 확경하여 외이구와 이어폰의 밀착성이 높아지는 데에도 일정한 한계가 있어 완전한 밀폐는 불가능하며 제품 구성이 복잡하여 제조 단가가 높아지는 단점이 있다.

본 발명의 목적은 착용시의 번거로움이나 착용후의 통증없이 외부음의 유입이 없으면서도 중·저음역 특성이 좋고 경량성과 휴대성이 우수한 밀폐형 이어폰을 제공하는데 있다.

또한 본 발명의 또다른 목적은 통상의 개방형 이어폰으로 사용이 가능하도록 그 구조를 전환할 수 있는 각도변경수단이 구비된 밀폐형 이어폰을 제공하는 데에있다.

도 1은 종래의 이어폰을 나타내는 사시도

도 2는 종래의 또다른 이어폰을 나타내는 일부 분해 사시도

도 3은 종래의 또다른 이어폰을 나타내는 단면도

도 4는 본 발명에 의한 밀폐형 이어폰을 나타내는 일부 절개 사시도

도 5는 본 발명에 의한 밀폐형 이어폰을 다른 방향에서 나타낸 사시도

도 6은 본 발명에 의한 길이조절수단을 갖는 밀폐형 이어폰의 일부 분해 사시도

도 7은 본 발명에 의한 각도변경수단을 갖는 밀폐형 이어폰의 평면도

도 8은 본 발명에 의한 각도변경수단을 갖는 밀폐형 이어폰을 통상의 개방형 이어폰으로 사용하는 상태를 나타내는 도면

도 9는 본 발명에 의한 밀폐형 이어폰의 사용상태를 나타내는 도면

도 10은 본 발명에 의한 밀폐형 이어폰의 밀폐 원리를 위에서 나타낸 도면

도 11은 종래의 이어폰과 본 발명에 의한 밀폐형 이어폰의 주파수에 의한 이어폰의 응답의 특성을 나타내는 도면

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10: 밀폐형 이어폰 20: 유니트

21: 전기음향 변환기 22: 관통구멍

23: 보호판 24: 유니트 하우징

25: 통기구 26: 케이블 홀더

27: 케이블 28: 실링

30: 픽서 40: 쿠션

50: 길이조절수단 51, 52: 요철

53: 돌출부 54: 함몰부

60: 각도변경수단 61, 62: 요철

63: 돌기 64: 돌기수용부

100: 이갑개강 101: 이갑개강의 전면

102: 이갑개강의 후면 200: 이주

300: 대주 400: 대륜

500: 외이공 501: 외이도

600: 고막 700: 밀폐된 공간

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 밀폐형 이어폰(10)을 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면,

본 발명에 따른 밀폐형 이어폰(10)은 전기신호를 음향으로 변환시키는 전기음향 변환기(21)를 내부에 포함하고 상기의 전기음향 변환기(21)에서 변환된 음향이 이갑개강(cavum concha)(100)의 전면(101)으로 방출되도록 방향을 이루는 유니트(unit)(20)와 상기의 유니트(20)에서 상기 유니트(20)의 음향송출방향에 반대 방향으로 이루어져 이갑개강(100)의 후면(102)까지 위치되며 상기 유니트(20)를 고정시키는 역할을 하는 픽서(fixer)(30)로 구성되며, 상기 픽서(30)의 말단에는 픽서(30)를 이갑개강(100)에 완전히 밀착시키고 압박감을 해소하도록 하기 위한 발포성 폴리우레탄 등의 신축성 있는 소재의 쿠션(cushion)(40)이 구성되어진다.

상기의 유니트(20)는 다이내믹형, 전면 구동 다이내믹형, 하이 폴리머형, 콘덴서형, 일렉트로닉 콘덴서형 등의 전기음향 변환기(21)와 상기 전기음향 변환기(21)에서 방사되는 음향이 통과하게 되는 다수의 관통구멍(22)을 갖는 보호판(23)과 유니트(20) 외부에서 내부로 공기를 유입시키기 위한 통기구(25) 및 케이블(27)이 외부로 유출되는 케이블 홀더(26)를 포함한다. 유니트(20)의 크기는 외이공(porus acusticus externus)(500)의 크기보다 크고 이갑개강(100)의 크기보다 작아서 이갑개강(100)에 삽입되어지되 외이도(external acoustic meatus)(501)내부로는 삽입되어지지 않는다. 또한 그 단면은 원형으로 이루어지되 다만 보호판(23)의곡률반경이 유니트 하우징(24)의 곡률반경보다 커서 전체적으로 완만한 반달의 형상을 나타낸다.

그리고 상기의 픽서(30)는 상기의 유니트(20)의 후면중 외이공에 위치되는 부분의 반대부분에서 유니트와 수직한 방향으로 이루어지되 이갑개강(100)에 삽입될 수 있는 크기를 갖는다.

상기의 쿠션(40)은 발포성 폴리우레탄 이외에도 신축성을 구비한 소재라면 고무, 스폰지 등 공지된 여하한 것이라도 적용이 가능하다.

한편, 사람의 귀는 개인마다 그 크기가 모두 다르기 때문에 개인마다 본 발명의 밀폐형 이어폰(10)의 최적의 착용감을 가질 수 있도록 상기 픽서(40)에는 길이를 조절할 수 있는 길이조절수단(50)이 구비될 수 있다. 도 6의 일 실시예에 의하면 픽서는 2개의 부분으로 구성되고 각기 상반된 요철(51,52)을 가지게 되어 일측이 타측으로 삽입되어지되, 일측에는 돌출부(53)가, 타측에는 함몰부(54)가 구비되어 사용자가 원하는 길이만큼 고정시켜 사용할 수 있다.

또한 상기의 픽서(40)에는 픽서의 각도를 변경하여 개방형 이어폰으로 사용하도록 구조를 전환할 수 있는 각도변경수단(60)이 구비될 수도 있다. 도 7의 일 실시예를 참고하여 살펴보면, 상기의 픽서(40)는 픽서의 방향과 45도의 각도로 절개되어져서 2개의 부분으로 구성되어 결합되어지되 각각의 부분에는 절개면에 수직으로 요철(61, 62)이 형성되어지고 상기의 요철은 각기 돌기(63) 및 돌기수용부(64)를 가짐으로 인하여 구성부분이 서로 이탈되지 않게 된다. 이러한 각도변경수단에 의해 2개의 구성부분을 서로 180도 회전시키게 되면 픽서는 일자형에서 90도의 각을 가진 형으로 구조가 전환되므로 도 8에서 보듯이 본 발명의 밀폐형 이어폰을 통상의 개방형 이어폰처럼 음향이 외이공(500)방향으로 송출되고 유니트(20)가 이주(200)와 대주(300) 로 둘러쌓인 이갑개강(100) 내에 삽입되어 고정되도록 사용할 수 있게 된다.

그러나 상기의 길이조절수단(50) 및 각도변경수단(60)은 본 실시예에 한정되는 것이 아니며 공지의 것중 여하한 것도 적용이 가능하다.

기타 도면중 설명되지 아니한 도면부호 28은 보호판(23)을 유니트(20)에 고정시키고 사용자에게 쿠션감을 제공하기 위한 실링(sealing)이다

이하, 본 발명에 의한 밀폐형 이어폰(10)의 실시예를 첨부된 도면에 의하여 더욱 상세히 설명하면,

본 발명의 밀폐형 이어폰의 유니트(20)중 픽서(30)가 부착되지 않은 일단을 전기음향 변환기(21)에서 변환된 음향이 이갑개강(100)의 전면(101)으로 방출되는 방향을 갖도록 외이공(500)에 안착시킨 후 이주(tragus)(200)에 유니트(20)의 타단을 밀착시킨다. 그리고 상기의 유니트(20)로 이주(200)를 약간 밀면서 픽서(30)를 대주(antitragus)(300)를 지나 대륜(anthelix)(400)의 내부로 삽입하여 이갑개강(100)에 안착되도록 고정시킨다. 그러면 밀폐형 이어폰(10)은 이주(200)의 탄성에 의해 도 9에서 보는바와 같이 외이공(500)과 이주(200), 그리고 대주(300)에 둘러쌓인 이갑개강(100)에 완전히 고정된다. 그러나 픽서(30) 말단에 구성되어진 쿠션(40)으로 인하여 압박감은 해소된다.

본 발명의 밀폐형 이어폰(10)이 고막(600)과 외이도(501)를 밀폐하는 원리를도 10을 참고하여 보면, 유니트(20)의 단면은 보호판(23)의 곡률반경이 유니트 하우징(housing)(24)의 곡률반경보다 큰 완만한 반달모양의 형상으로 되어 있으므로 유니트(20)의 일단이 원형의 외이공(500)에 안착될 때 유니트 하우징(24)은 외이공(500)에 완전히 밀착하게 되고 보호판(23) 부분에서는 간극이 발생하게 된다.(A) 이러한 간극은 픽서(30)가 이갑개강(100)을 밀면서 발생하는 반발력에 의해 유니트의 타단이 이주(200)에 완전 밀착하면서 없어져(B) 결과적으로 유니트의 일단에서 타단으로 간극이 점차로 줄어드는 형태가 되고 그 주위는 유니트(20)가 이갑개강(100)에 묻혀서 완전히 둘러쌓이게 되므로(C) 밀폐된 공간(700)을 형성하게된다. 결국 전기음향 변환기(21)에서 방출되는 음향은 유실없이 밀폐된 공간(700)을 따라 외이도(501)방향으로만 진행하게 되고 반대로 외부음은 밀폐된 공간(700)속으로의 유입이 어려워진다.

도 11은 주파수에 의한 이어폰의 응답특성을 나타내는 도면으로 곡선 A는 본 발명의 밀폐형 이어폰의 주파수 특성의 측정결과를 나타내고 곡선 B는 종래의 개방형 이어폰의 주파수 특성의 측정결과를 나타낸다. 본 측정결과로 인하여 개방형 이어폰에서는 중·저음의 유실이 여실히 드러나나 본 발명의 밀폐형 이어폰에서는 평탄한 주파수 특성을 가짐으로 인하여 중·저음의 유실이 해소되고 우수한 음감이 제공됨이 명백하다.

상기한 바와 같은 본 발명의 밀폐형 이어폰은 착용시의 번거로움이나 착용후의 통증없이 밀폐형 이어폰과 개방형 이어폰의 장점들만을 제공한다. 즉, 외부음의유입이 없으면서도 중·저음역 특성이 좋아 우수한 음감을 제공하고 가벼우며 사용법이 간단하면서도 휴대가 용이하다.

또한 이어폰 사용자들은 주로 거리상에서나 교통수단내 등의 소음이 많은 곳에서의 사용이 빈번한데 이 경우 외부음 유입이 없어짐으로 인하여 적은 음으로 음향을 감상할 수 있고, 특히 청각손상은 주로 고음역에 의하여 발생하므로 중·저음역 손실에 따라 출력을 높일시 부수되는 고음역의 과다한 출력으로 인한 청각손상을 방지할 수 있으며, 이어폰 사용자의 외부로 음이 유실되어 주변인에게 피해를 주는것도 막을 수 있다.

그리고 본 발명의 밀폐형 이어폰은 외관이 미려하고 종래 이어폰의 주지의 착용방식을 완전히 탈피하므로 신규의 착용미감을 제공한다.

한편 본 발명의 각도변경수단을 가지는 밀폐형 이어폰에 의하여 경우에 따라 통상의 개방형 이어폰으로도 사용할 수 있으므로 사용자는 사용자의 취향과 사용상태에 따라서 적절하게 변환하여 다양한 음감을 즐길수 있다는 장점도 있다.

Claims (10)

1. 이어폰에 있어서; 전기신호를 음향으로 변환시키는 전기음향 변환기를 내부에 포함하고 상기의 전기음향 변환기에서 변환된 음향이 이갑개강의 전면으로 방출되도록 방향을 이루는 유니트와, 상기의 유니트에서 상기 유니트의 음향송출방향에 반대 방향으로 이루어져 이갑개강의 후면까지 위치되며 상기 유니트를 고정시키는 역할을 하는 픽서로 구성되어지는 것을 특징으로 하는 밀폐형 이어폰
2. 제 1항에 있어서, 상기 픽서의 말단에는 픽서를 이갑개강에 완전히 밀착시키고 압박감을 해소하도록 하기 위한 쿠션이 구성되어지는 것을 특징으로 하는 밀폐형 이어폰
3. 제 1항에 있어서, 상기 유니트의 크기는 외이공의 크기보다 크고 이갑개강의 크기보다 작은것을 특징으로 하는 밀폐형 이어폰
4. 제 1항에 있어서, 상기의 픽서는 상기의 유니트의 후면중 외이공에 위치되는 부분의 반대부분에서 유니트와 수직한 방향으로 이루어지되 이갑개강에 삽입될 수 있는 크기를 갖는것을 특징으로 하는 밀폐형 이어폰
5. 제 1항에 있어서, 상기의 픽서에는 최적의 착용감을 가질 수 있도록 길이를조절할 수 있는 길이조절수단이 구비되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 이어폰
6. 제 5항에 있어서, 상기의 길이조절수단은 픽서가 2개의 부분으로 구성되고 각기 상반된 요철(을 가지게 되어 일측이 타측으로 삽입되어지되, 일측에는 돌출부가, 타측에는 함몰부가 구비되어 이루어진 것을 특징으로 하는 밀폐형 이어폰
7. 제 1항에 있어서, 상기의 픽서에는 일자형의 구조에서 90도의 각을 가진 형으로 구조를 전환하여 통상의 개방형 이어폰의 착용방식으로도 사용할 수 있게 하기 위한 각도변경수단이 구비되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 이어폰
8. 제 7항에 있어서, 상기의 각도변경수단은 픽서가 픽서의 방향과 45도의 각도로 절개되어져서 2개의 부분으로 구성되어 결합되어지되 각각의 부분에는 절개면에 수직으로 요철(이 형성되어지고 상기의 요철은 각기 돌기 및 돌기수용부를 가지는 것을 특징으로 하는 밀폐형 이어폰
9. 제 1항에 있어서, 상기 유니트의 단면은 보호판의 곡률반경이 유니트 하우징의 곡률반경보다 큰 완만한 반달모양의 형상으로 되어 있어 유니트의 일단이 원형의 외이공에 안착될 때 유니트 하우징은 외이공에 완전히 밀착하게 되고 보호판 부분에서는 간극이 발생하게 되며 이러한 간극은 픽서가 이갑개강을 밀면서 발생하는반발력에 의해 유니트의 타단이 이주에 완전 밀착하면서 없어져 결과적으로 유니트의 일단에서 타단으로 간극이 점차로 줄어드는 형태가 되고 그 주위는 유니트가 이갑개강에 묻혀서 완전히 둘러쌓이게 되어 밀폐된 공간을 형성하게 되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 이어폰
10. 이어폰에 있어서; 외이도의 형성방향과는 대체로 수직으로, 이갑개강의 전면으로 음향이 송출되도록 하는 유니트와, 상기 유니트의 후면중 외이공에 위치되는 부분의 반대부분에서 이갑개강의 후면까지 상기 유니트의 음향송출방향의 반대방향으로 형성되며 상기 유니트를 이갑개강내에 고정적으로 위치시키는 픽서를 구비하는 것을 특징으로 하는 이어폰 구조