KR20060093412A - Double diaphragm micro speaker - Google Patents
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Abstract
본 발명은 진동판을 이중으로 하여 음향 특성을 향상시킨 공기(Air) 댐핑(Damping) 층을 갖는 이중 진동판 구조의 마이크로 스피커에 관한 것이다. The present invention relates to a microspeaker having a double diaphragm structure having an air damping layer having double diaphragms to improve acoustic characteristics.
이러한 본 발명의 마이크로 스피커는 마그네트가 내장된 요크(YOKE)와 플레이트에 의해 직류 자기장을 발생하는 자기장 발생부; 상기 자기장 발생부의 갭(Gap)에 보이스 코일(Voice coil)이 삽입되어 있어 상기 코일에 음성신호전류가 흐를 경우 교류 자기장을 발생하여 상기 직류 자기장과의 상호작용에 의해 구동되는 코일; 제1 진동판과 제2 진동판이 겹쳐 진 이중구조로서, 상기 보이스 코일의 구동에 따라 소밀파를 발생하는 진동부; 및 상기 진동판을 지지하기 위한 프레임을 구비한다.Such a micro speaker of the present invention includes a magnetic field generating unit for generating a DC magnetic field by the yoke (YOKE) and the plate with a magnet; A voice coil inserted into a gap of the magnetic field generating unit to generate an alternating magnetic field when a voice signal current flows in the coil to be driven by interaction with the direct current magnetic field; A dual structure in which a first diaphragm and a second diaphragm overlap each other, the vibrating unit generating a small density wave according to the driving of the voice coil; And a frame for supporting the diaphragm.
이와 같이 본 발명은 2개의 진동판을 사용함으로써 두 진동판 사이에 공기층이 형성되어 공기층에 의한 댐핑 작용으로 분할 진동을 억제할 수 있고, 이에 따라 진동구조를 균일하게 하여 평탄(Flat)한 특성을 제공할 수 있음과 아울러 왜곡(Distortion)을 극소화시킬 수 있다.As described above, the present invention uses the two diaphragms to form an air layer between the two diaphragms, thereby suppressing the divided vibration by the damping action of the air layer, thereby providing a flat characteristic by making the vibration structure uniform. In addition to this, distortion can be minimized.
마이크로 스피커, 이중 진동판, 댐핑, 공기층, 분할진동 Micro Speaker, Dual Diaphragm, Damping, Air Layer, Split Vibration
Description
도 1은 종래의 마이크로 스피커 구조를 도시한 개략도,1 is a schematic diagram showing a conventional micro speaker structure,
도 2는 본 발명에 따른 마이크로 스피커 구조를 도시한 도면,2 is a view showing a micro speaker structure according to the present invention;
도 3은 본 발명에 따른 스피커의 특성을 도시한 비교 그래프.Figure 3 is a comparison graph showing the characteristics of the speaker according to the present invention.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
100,200: 마이크로 스피커 102: 요크100,200: microspeaker 102: yoke
104: 마그네트 106: 플레이트104: magnet 106: plate
108: 프레임 120: 그릴108: frame 120: grille
220-1,220-2: 진동판 H: 갭220-1,220-2: Diaphragm H: gap
A: 공기층A: air layer
본 발명은 마이크로 스피커에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 진동판을 이중으로 하여 음향 특성을 향상시킨 공기(Air) 댐핑 층을 갖는 이중 진동판 구조의 마 이크로 스피커에 관한 것이다.The present invention relates to a micro speaker, and more particularly, to a micro speaker having a double diaphragm structure having an air damping layer having double diaphragms to improve acoustic characteristics.
일반적으로, 마이크로 스피커는 이어폰이나 휴대폰, 유아용 장남감 등에 널리 사용되는 수 내지 수십 mm 정도 크기의 스피커인데, 마그네트가 내장된 요크(YOKE)와 플레이트(Plate)로 구성된 자기회로부와, 보이스 코일이 고정된 진동부(진동판과 보이스 코일)와 진동부와 자기회로 및 보이스 코일에 전기신호를 입력할 수 있는 단자(Terminal)를 고정하는 프레임 등으로 이루어진다.In general, the micro speaker is a speaker of several to several tens of millimeters in size, which is widely used in earphones, mobile phones, baby toys, etc., and a magnetic circuit part including a yoke and a plate with a magnet and a voice coil It consists of a vibrator (vibration plate and voice coil), a frame for fixing a terminal (terminal) for inputting an electrical signal to the vibrator, the magnetic circuit and the voice coil.
도 1은 종래의 마이크로 스피커(100)를 도시한 측 단면도로서, 종래의 마이크 스피커(100)는 요크(102)와, 마그네트(104), 마그네트(104) 위에 부착되는 플레이트(106), 진동판(110)을 지지하기 위한 프레임(108), 진동판(110), 진동판(110)에서 돌출되어 플레이트(106)와 요크(102) 사이의 갭(H)에 설치되는 보이스 코일(112), 그릴(120)로 구성된다. 여기서, 보이스 코일(112)은 미도시된 단자를 통해 전기적으로 연결되어 음성신호전류가 흐르도록 되어 있다.1 is a side cross-sectional view showing a conventional
이러한 마이크로 스피커(100)의 동작을 살펴보면, 플레이트(106)와 마그네트(104), 요크(102)로 이루어진 통상의 스피커 구조에서 갭(gap;H) 부위에는 직류 자장이 흐르고 그 자장내에 삽입된 보이스 코일(voice coil; 112)에 신호 전류를 인가한다. 보이스 코일(112)에 음성 신호전류가 흐르면, 음성 신호 전류에 의한 교류자장이 발생되어 직류 자장과 교류 자장 사이에 N극과 S극이 상호 교차되면서 NN극일 경우는 밀어내고, NS극일 경우는 잡아 당기는 자석의 원리에 의하여 갭(Gap;H) 내에 위치한 보이스 코일(voice coil; 112)이 상하로 움직이게 되며, 이때 보이스 코일(112)에 부착된 진동판(diaphragm; 110)이 움직이게 된다. 이때 진동판 (110) 전면의 공기에는 진동판(110)의 진동에 의한 소밀파가 형성되고, 이 소밀파가 인간의 귀에 닿을 때 인간의 귀에 있는 고막이 진동하여 소리로 들리게 된다.Looking at the operation of the
그런데, 이러한 종래 구조의 마이크로 스피커에서 전기신호가 기계적인 운동으로 변환되는 과정에서 진동판이 진동하게 되는데, 진동판의 진동 과정에서 불규칙적인 진동이 일어나 주파수 특성과 음의 왜곡현상이 일어나게 된다. 즉, 종래와 같이 1개의 진동판을 사용할 경우, 박막 진동판의 분할 진동과 비 상적인 진동이 발생하여 음질을 왜곡시키는 등 심각한 영향을 주고 있는데, 이러한 종래기술의 문제점을 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.However, the vibration plate vibrates in the process of converting an electric signal into a mechanical motion in the micro speaker of the conventional structure, irregular vibrations occur in the vibration process of the vibration plate, frequency characteristics and sound distortion occurs. That is, when one diaphragm is used as in the prior art, the split vibration and abnormal vibration of the thin film diaphragm generate a serious effect such as distorting the sound quality. The problems of the prior art will be described in more detail as follows.
첫째, 진동판에 고정된 보이스 코일용 리드 와이어(lead wire)와 그것을 고정시킨 접착제 등에 의해 진동판 강도의 균일성 변화 및 비 대칭 강도가 형성되어이상 진동이 발생하고, First, a uniform change in the strength of the diaphragm and an asymmetrical strength are formed by a lead wire for the voice coil fixed to the diaphragm and an adhesive fixing the same, so that abnormal vibration occurs.
둘째, 프레임(Frame)의 후면에 부착된 단자(Terminal)의 영향으로 비대칭의 배기 홀(hole)이 형성되어 비대칭 진동이 발생된다. Second, an asymmetric exhaust hole is formed under the influence of a terminal attached to the rear of the frame, thereby generating an asymmetric vibration.
셋째, 진동판 자체가 갖고 있는 불 균일성, 즉 진동판 두께의 불 균일성과 그로 인한 진동판 강도의 불 균일성에 의한 비 대칭 진동에 의해 부분적인 분할 진동이 발생하고,Third, partial split vibration occurs due to unevenness of the diaphragm itself, i.e., unevenness of the diaphragm thickness and consequent unevenness of the diaphragm strength.
넷째, 진동판에 보이스 코일을 접착할 경우 접착제로 인해 진동판 강도의 불균일성이 발생되고 이에 따라 비대칭 진동이 발생한다.Fourth, when the voice coil is bonded to the diaphragm, the nonuniformity of the diaphragm strength is generated due to the adhesive, and thus asymmetric vibration occurs.
이와 같이 진동판에 가해지는 외적인 원인에 의한 비대칭 진동과, 진동판 자체가 갖고있는 불 균일성 요인에 의한 비대칭 진동을 개선하기 위해서 종래에는 다 음과 같은 방법을 사용하였다.Thus, in order to improve the asymmetric vibration caused by the external causes applied to the diaphragm and the nonuniformity caused by the diaphragm itself, the following method was conventionally used.
첫째, 진동판 표면에 리브(Rib)를 가공하여 수직 진동 강도를 보완하였다. 이 경우에 강도가 보완되어 수직 진동 강도는 일부 개선되었으나 비대칭 진동이 계속 존재하고, 음질이 왜곡되는 현상이 남아 있으며, 리브(Rib)에 의한 꺽임과 풀림현상으로 이상음이 추가로 발생하는 문제점이 있다.First, ribs were processed on the surface of the diaphragm to compensate for the vertical vibration intensity. In this case, the strength is compensated for, and the vertical vibration intensity is partially improved, but the asymmetric vibration continues to exist, the sound quality is distorted, and additional noise is generated due to bending and loosening caused by ribs. have.
둘째, 진동판 재질의 두께를 변화(두껍게 사용)시키는데, 이 경우 최저공진 주파수가 올라가 저음이 작아지고 주파수 대역이 좁아지며 음압이 낮아지는 현상이 발생되는 문제점이 있다.Second, to change the thickness of the diaphragm material (use thick), in which case the lowest resonant frequency is raised, the bass becomes smaller, the frequency band is narrowed, the sound pressure is lowered.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 박막 진동판의 불규칙적인 진동을 억제하기 위해 복수개의 진동판을 사용하면서 두 진동판 사이에 공기층이 형성되도록 함으로써 공기(Air)층에 의한 댐핑(Damping) 작용으로 분할 진동을 억제함으로써 진동구조를 균일하게 하고 평탄한(Flat) 특성과 왜곡(Distortion)을 극소화시킬 수 있는 이중 진동판 구조의 마이크로 스피커를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been proposed to solve the above problems, by using a plurality of diaphragm to suppress the irregular vibration of the thin film diaphragm damping (Air) by forming an air layer between the two diaphragms (Air) It is an object of the present invention to provide a microspeaker having a double diaphragm structure capable of uniformly vibrating the structure and minimizing flatness and distortion by suppressing the divided vibrations.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 마이크로 스피커는 마그네트가 내장된 요크(YOKE)와 플레이트에 의해 직류 자기장을 발생하는 자기장 발생 부; 상기 자기장 발생부의 갭에 코일이 감겨 있어 상기 코일에 음성신호전류가 흐를 경우 교류 자기장을 발생하여 상기 직류 자기장과의 상호작용에 의해 진동되는 보이스 코일; 제1 진동판과 제2 진동판이 겹쳐 진 이중구조로서, 상기 보이스 코일의 진동에 따라 진동되어 소밀파를 발생하는 진동부; 및 상기 진동판을 지지하기 위한 프레임을 구비한 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the micro speaker of the present invention comprises a magnetic field generating unit for generating a DC magnetic field by the yoke (YOKE) and the plate with a magnet; A voice coil wound around the gap of the magnetic field generating unit to generate an alternating magnetic field when the voice signal current flows in the coil, thereby vibrating by interaction with the direct current magnetic field; A dual structure in which a first diaphragm and a second diaphragm overlap each other, the vibration part being vibrated according to the vibration of the voice coil to generate a small wave; And a frame for supporting the diaphragm.
여기서, 상기 제1 진동판과 제2 진동판은 서로 밀착되지 않고 두 진동판 사이에 공기층이 형성된 구조이고, 두께 및 재질이 동일하거나 서로 다른 것을 사용할 수 있으며, 두 진동판이 부분적으로 밀착되어 공기층의 면적을 조정할 수 있는 구조로 된 것이다.Here, the first diaphragm and the second diaphragm are structures in which air layers are formed between the two diaphragms without being in close contact with each other, and thickness and material may be the same or different, and the two diaphragms may partially contact and adjust the area of the air layer. It is a structure that can be.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 자세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 따른 마이크로 스피커 구조를 도시한 측 단면도이다.2 is a side cross-sectional view showing a micro speaker structure according to the present invention.
본 발명에 따른 마이크로 스피커는 도 2에 도시된 바와 같이, 요크(102)와, Micro speaker according to the present invention, as shown in Figure 2,
마그네트(104), 마그네트(104) 위에 부착되는 플레이트(106), 진동판(110)을 지지하기 위한 프레임(108), 보이스 코일(212)의 움직임에 따라 공기 중에 소밀파를 발생시키는 진동판(220-1,220-2), 진동판(220-1,220-2)에서 돌출되어 플레이트(106)와 요크(102) 사이의 갭(H)에 설치된 보이스 코일(112), 진동판을 보호하기 위한 그릴(120)로 구성된다. 여기서, 보이스 코일(112)과, 도시되지않은 단자를 통해 전기적으로 연결되어 음성신호전류가 흐르도록 되어 있다.
특히, 종래의 마이크로 스피커는 진동판(도1의 110)을 1개 사용하였으나 본 발명의 진동판은 2개의 진동판을 사용하여 제1 진동판(220-1)과 제2 진동판(220-2)으로 이루어진 이중 구조이고, 제1 진동판(220-1)과 제2 진동판(220-2)의 사이에는 댐핑 작용을 하는 공기층(A)이 존재하고 있어, 보이스 코일(212)에 의해 동심원 상태로 진동하게 하여 상호 역진동에 의한 접촉(touch)이 일어나지 않도록 한 것이다.Particularly, the conventional micro speaker uses one diaphragm (110 in FIG. 1), but the diaphragm of the present invention uses two diaphragms to constitute a first diaphragm 220-1 and a second diaphragm 220-2. The air layer A having a damping action exists between the first diaphragm 220-1 and the second diaphragm 220-2, causing the
이와 같이 본 발명에 따른 이중구조의 진동판(220-1,220-2)은 종래 기술에서 나타나는 비대칭 현상과 자체 분할 공진 현상을 다음과 같은 원리로 해소할 수 있다.As described above, the diaphragm 220-1 and 220-2 of the dual structure according to the present invention can solve the asymmetry phenomenon and the self-dividing resonance phenomenon shown in the prior art in the following principle.
즉, 제1 진동판(220-1)에서 발생하는 이상 진동은 제1 진동판(220-1) 위에 부착된 제2 진동판(220-2)의 사이에 존재하는 공기층(A)의 댐핑(damping) 작용에 의해 균등하게 확산되어 특정 부위에서 일어나는 분할 진동이 억제되고, 제1 진동판(220-1)과 제2 진동판(220-2)의 형상을 부분적으로 변경하여 그 사이에 존재하는 공기층(A)의 공간을 조정하여 압력을 변화시켜 댐핑 효과를 증대할 수 있다. 그리고 제1 진동판(220-1)과 제2 진동판(220-2)의 형상을 변경하여 부분적인 접착을 통해 진동 면적을 조정하여 특정 부위의 진폭과 공진점을 억제하여 음의 왜곡 현상을 줄일 수 있음과 아울러 비대칭 진동을 억제시킬 수 있고, 제1 진동판(220-1)과 제2 진동판(220-2)의 재질과 두께를 다르게 사용하여 각각의 공진점이 상호 상쇄되거나 증폭될 수 있도록 하여 음질 왜곡 현상을 억제시킬 수 있다.That is, the abnormal vibration generated in the first diaphragm 220-1 is a damping action of the air layer A existing between the second diaphragms 220-2 attached on the first diaphragm 220-1. Is uniformly diffused and the split vibration occurring at a specific site is suppressed, and the shape of the first diaphragm 220-1 and the second diaphragm 220-2 is partially changed so that the presence of the air layer A existing therebetween. The space can be adjusted to vary the pressure to increase the damping effect. In addition, by changing the shapes of the first diaphragm 220-1 and the second diaphragm 220-2, the vibration area may be adjusted through partial bonding, thereby suppressing the amplitude and resonance point of a specific portion, thereby reducing negative distortion. In addition, asymmetric vibration can be suppressed, and sound quality distortion can be caused by mutually canceling or amplifying each resonance point by using different materials and thicknesses of the first diaphragm 220-1 and the second diaphragm 220-2. Can be suppressed.
이어서, 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 마이크로 스피커의 동작을 설명하기로 한다.Next, the operation of the micro speaker according to the present invention configured as described above will be described.
먼저, 요크(102)와 마그네트(104), 플레이트(106)로 이루어진 자기회로에 First, the magnetic circuit composed of the
의해 직류 자기장이 생성되고 있고, 보이스 코일(212)은 직류 자기장이 작용하는 갭(Gap;H)에 위치하고 있다. 이와 같은 상태에서 보이스 코일(212)에 음성신호전류가 흐르면 교류전류가 발생하여 자기회로에서 생성된 직류 자장과 보이스 코일(212)에 의해 생성된 교류 자장 사이에 N극과 S극이 상호 교차되면서 NN극일 경우는 밀어내고, NS극일 경우는 잡아당기는 힘이 발생하는데, 이러한 자석의 원리에 의하여 갭(H) 내에 위치한 보이스 코일(212)이 상하로 움직이게 된다. 그리고 보이스 코일(212)이 움직이게 되면 보이스 코일(212)에 부착된 제1 진동판(220-1)이 움직이게 된다. The DC magnetic field is generated by this, and the
이때 본 발명에 따라 제1 진동판(220-1)이 움직이면서 댐핑작용을 하는 공기층(A)을 통해 제2 진동판(220-2)에도 움직임이 전달되고, 이에 따라 제2 진동판(220-2)도 진동되어 제2 진동판(220-2) 전면의 공기에는 제2 진동판(220-2)의 진동에 의한 소밀파가 형성되어 인간의 귀로 전달되어 소리로 들리게 된다.At this time, the movement is also transmitted to the second diaphragm 220-2 through the air layer A having a damping action while the first diaphragm 220-1 moves in accordance with the present invention. When the air is vibrated, a small wave formed by the vibration of the second diaphragm 220-2 is formed in the air in front of the second diaphragm 220-2, and is transmitted to the human ear to be heard as a sound.
이와 같이 제2 진동판(220-2)의 진동은 제1 진동판(220-1)의 진동이 댐핑 작용을 하는 공기층(A)을 거쳐서 전달되므로 통상의 스피커 구조에 의해 발생되는 이상진동이 공기층(A)을 통해 균등하게 확산되어 특정 부위에서 일어나는 분할 진동이 억제될 수 있다.As described above, since the vibration of the second diaphragm 220-2 is transmitted through the air layer A in which the vibration of the first diaphragm 220-1 is damped, the abnormal vibration generated by the conventional speaker structure is the air layer A. By spreading evenly through) can be suppressed the split vibration occurs in a specific area.
도 3은 본 발명에 따른 마이크로 스피커의 주파수 응답 특성을 도시한 그래 프로서, 종래 마이크로 스피커의 특성 그래프와 비교 도시되어 있다.Figure 3 is a graph showing the frequency response characteristics of the micro-speaker according to the present invention, is shown compared with the characteristic graph of the conventional micro speaker.
도 3을 참조하면, 횡축은 주파수축으로서 200Hz~20KHz의 가청 주파수 범위를 나타내고, 종축은 진폭의 크기(단위 dB)를 나타낸다. 그리고 도시된 실선 그래프는 종래 마이크로 스피커의 응답특성을 나타내고, 점선은 본 발명에 따른 마이크로 스피커의 응답특성을 나타낸다. Referring to FIG. 3, the horizontal axis represents an audible frequency range of 200 Hz to 20 KHz as the frequency axis, and the vertical axis represents the magnitude of the amplitude (unit dB). And the solid line graph shown shows the response characteristics of the conventional micro speaker, the dotted line shows the response characteristics of the micro speaker according to the present invention.
양 그래프를 비교해 보면, 본 발명에 따른 마이크로 스피커의 주파수 응답 특성이 전 가청 주파수 범위에서 보다 평탄한 것을 알 수 있다.Comparing the two graphs, it can be seen that the frequency response characteristics of the micro speaker according to the present invention are flatter in the entire audio frequency range.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 박막 진동판의 비 정상적인 진동을 억제하기 위해 2개의 진동판을 사용함으로써 두 진동판 사이에 공기층이 형성되어 공기층에 의한 댐핑 작용으로 분할 진동을 억제할 수 있고, 이에 따라 진동구조를 균일하게 하여 평탄(Flat)한 특성을 제공할 수 있음과 아울러 왜곡(Distortion)을 극소화시킬 수 있으며, 비 대칭 진동이 극소화 되어 장시간 동작에도 coil의 단선이나, 진동판의 파손 등이 감소되어 장시간 수명을 보장할 수 있는 장점을 갖고 있다.As described above, according to the present invention, by using two diaphragms to suppress abnormal vibration of the thin film diaphragm, an air layer is formed between the two diaphragms, thereby suppressing the divided vibration by the damping action of the air layer. The vibration structure can be made uniform to provide flat characteristics, and the distortion can be minimized.Asymmetric vibration is minimized, so that coil breakage and vibration plate breakage are reduced even during long time operation. It has the advantage of ensuring a long life.
따라서, 본 발명의 마이크로 스피커는 통상의 마이크로 스피커가 갖고 있는 재생 대역내의 전체 고조파(Total harmonics)의 극소화로 음질을 개선할 수 있고, 이에 따라 소형 제품의 음질 개선에 효과적이며 저비용으로 고음질 제품을 구현할 수 있다.Therefore, the micro speaker of the present invention can improve the sound quality by minimizing the total harmonics in the reproduction band of the conventional micro speaker, thereby effectively improving the sound quality of the small product and realizing a high quality product at low cost. Can be.
Claims (4)
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