KR20070025329A - 평판 하이브리드 스피커 - Google Patents
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Abstract
개시된 평판 하이브리드 스피커는, 일측에 에어홀이 형성되어 있으며, 중앙부위에 일정높이 하향 돌출된 돌출판이 일체로 구비된 제1진동판과; 이 제1진동판의 하부에 위치하고, 일면에 에어로겔이 도포되어 에어로겔층이 형성된 제2진동판과; 제1진동판과 제2진동판 사이에 배치되어, 제1진동판과 제2진동판을 전기적으로 각각 연결시키고, 중앙부위에 수용홀이 형성되어 있으며, 외부의 교류전압이 인가되는 PCB와; 이 PCB의 수용홀내에 수용되고, 제1진동판의 돌출판과 제2진동판과 각각 접촉되도록 사이에 개재되어 전기적신호를 물리적 힘으로 변환하는 압전소자와; 제1진동판, 제2진동판, PCB 및 압전소자를 수용하여 고정하고, 일면에 적어도 하나의 음배출홀이 형성된 케이스를 포함한다. 상기한 바와 같이 구성된 평판 하이브리드 스피커에 의하면, 고역뿐만 아니라 저역까지 전대역에 걸쳐서 음질을 향상시킬 수 있으며, 구조가 단순하고 경제적이며 크기와 모양을 다양화할 수 있다.
스피커, 에어로겔, 진동판
Description
도 1은 종래의 스피커의 원리를 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 평판 하이브리드 스피커의 분해사시도,
도 3은 도 2에 도시된 평판 하이브리드 스피커의 조립단면도,
도 4는 도 2에 도시된 제1진동판을 나타낸 단면사시도,
도 5는 도 2에 도시된 압전소자를 나타낸 단면사시도,
도 6은 도 2에 도시된 PCB를 나타낸 단면사시도,
도 7은 도 2에 도시된 제2진동판을 나타낸 단면사시도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100... 상부케이스 110... 댐핑홀
200... 제1진동판 210... 에어홀
220... 돌출판 300... 압전소자
400... PCB 410... PCB전극
420... 절연체 430... 동박
440... 수용홀 500... 제2진동판
530... 에어로겔층 6000... 하부케이스
700... 평판 하이브리드 스피커
본 발명은 평판 하이브리드 스피커에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이어폰이나 헤드폰 등에 채용되는 평판 하이브리드 스피커에 관한 것이다.
일반적으로 스피커는 이어폰이나 헤드폰 등에 채용되어 음압을 발생시키는 장치로서, 그 소재가 신소재 스피커로 점점 대치되어 작고 얇아지고 있는 추세이지만, 그 음질은 갈수록 저하되는 실정이다.
이러한 종래의 스피커는 도 1에 도시된 바와 같이 고정극(1a,1b)과 진동막(2)으로 구성되어 있으며 쿨롱력(전하간의 전기력)에 의하여 금속판에 높은 교류전압을 걸면 진동하는 현상을 이용한 것이다.
즉, 진동막(2)과 고정전극(1a,1b)을 마주보게 설치하고 고압을 인가하여 정전계를 형성시킨 후 변조 트랜스(3)의 1차 측에 음성신호를 인가하면 전압의 변동이 정전하의 변동을 발생시켜 진동막(2)과 고정전극(1a,1b)이 밀겨 당겨지는 원리에 의해 소리로 변환된다. 그리고, 상기 진동막(2)은 플라스틱의 박막에 금속을 코팅한 것으로 두께가 4~10㎛로 매우 얇아 섬세한 음을 재연하고 특히 고역을 잘 살리므로 가청주파수 전 대역을 하나의 스피커로 커버할 수 있다.
그런데, 상기한 종래의 스피커는, 낮은 주파수까지 재생하려면 큰 면적이 필요하며 또 음압이 약하여 큰 소리를 재생하기에는 불합리한 문제점이 있으며, 이에 따라, 저역을 보상하기 위한 별도의 수단이 필요하고 고출력 스피커를 제작하기 위 해서는 면적이 커지는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 저역이나 고역을 보상하여 전대역의 음질을 좋게 하고, 구조적으로 단순화하고 제조공정을 개선하였으며, 대형으로 제작하여도 높은 음압을 출력할 수 있는 평판 하이브리드 스피커를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 평판 하이브리드 스피커는, 일측에 에어홀이 형성되어 있으며, 중앙부위에 일정높이 하향 돌출된 돌출판이 일체로 구비된 제1진동판과; 상기 제1진동판의 하부에 위치하고, 일면에 에어로겔이 도포되어 에어로겔층이 형성된 제2진동판과; 상기 제1진동판과 상기 제2진동판 사이에 배치되어, 상기 제1진동판과 제2진동판을 전기적으로 각각 연결시키고, 중앙부위에 수용홀이 형성되어 있으며, 외부의 교류전압이 인가되는 PCB와; 상기 PCB의 수용홀내에 수용되고, 상기 제1진동판의 돌출판과 상기 제2진동판과 각각 접촉되도록 사이에 개재되어 전기적신호를 물리적 힘으로 변환하는 압전소자와; 상기 제1진동판, 제2진동판, PCB 및 압전소자를 수용하여 고정하는 케이스를 포함한다.
여기서, 상기 제1진동판은, 제1필름의 일면에 도전체가 도포된 것이 바람직 하다.
또한, 상기 제2진동판은, 제2필름의 일면에 에어로겔이 도포되고, 타면에 도전체가 도포되는 것이 바람직하다.
게다가, 상기 PCB는 절연체의 상하면에 동박이 각각 적층된 것이 바람직하다.
또한, 상기 PCB에는, 외측 소정부위에 돌출된 PCB단자가 일체로 구비될 수 있다.
한편, 상기 케이스는, 상기 제1진동판의 상부에 위치하고 일면에 적어도 하나의 댐핑홀이 형성된 상부케이스와, 상기 제2진동판의 하부에 위치하고 일면에 음을 방출하는 다수개의 음배출홀이 형성된 하부케이스를 포함한다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어나 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각해서 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 개재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서, 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 평판 하이브리드 스피커의 분해사시도이다.
먼저, 도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 평판 하이브리드 스피커(700)는, 중앙부위에 하부로 일정높이 하향 돌출된 돌출판(220)이 일체로 구비된 제1진동판(200)과, 이 제1진동판(200)의 하부에 위치하고, 일면에 에어로겔이 도포되어 에어로겔층(530; 도 7참조)이 형성된 제2진동판(500)을 포함한다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 평판 하이브리드 스피커(700)는, 상기 제1진동판(200)과 상기 제2진동판(500) 사이에 배치되어, 상기 제1진동판(200)과 제2진동판(500)을 전기적으로 각각 연결시키고, 중앙부위에 수용홀(440)이 형성되어 링형상으로 외부의 교류전압이 인가되는 PCB(400)와, 이 PCB(400)의 수용홀(440)내에 수용되고, 상기 제1진동판(200)의 돌출판(220)과 상기 제2진동판(500)과 각각 접촉되도록 사이에 개재되어 전기적신호를 물리적 힘으로 변환하는 압전소자(300) 및 상기 제1 제2진동판(200)(500), 압전소자(300) 및 PCB(400)를 수용하고 보호하는 케이스를 포함한다.
구체적으로, 상기 제1진동판(200)은, 제1필름(230; 도 4참조)의 일면에 도전체가 도포된 것이 바람직하며, 일측에 댐핑(Damping)역할을 하는 적어도 하나의 에어홀(210)이 관통형성되어 있으며, 이 때, 상기 에어홀(210)은 댐핑특성에 대응하여 그 크기를 조절할 수 있다.
또한, 상기 제1진동판(200)은, 중앙부위에 상기 제1필름(230)을 열성형하여 도시된 바와 같이 하부로 돌출성형된 돌출판(220)이 일체로 구비되어 있으며, 이로 인해 하부에 위치하는 상기 압전소자(300)와 접촉할 수 있다.
다음으로, 상기 제2진동판(500)은, 제2필름(520; 도 7참조)의 일면에 에어로겔(Aerogel)이 도포되고, 타면 즉 상기 PCB(400)와 접촉하고 압전소자(300)와 접촉하여 전기적으로 연결되는 면에는, 도전체가 도포된 것이 바람직하다. 이는 상기 제2진동판(500)의 소재를 황동판으로 할 경우, 소재 자체가 금속이라 딱딱하고 날카로운 소리가 발생 되는 단점을 보완하기 위해서이다.
이 때, 상기 제1진동판(200)의 제1필름(230)은, 상기 제2진동판(500)의 제2필름(520)보다 대략 1/50 ~ 1/60로 얇게 하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 제2진동판(500)의 에어로겔은, 낮은 열전도도, 낮은 굴절계수, 높은 비표면적과 기공율 등의 물성을 갖는 저밀도 물질로서, 에어로겔의 주파수 투과특성에 의한 댐핑효과에 의해 저역을 보상할 수 있으며, 상기 제2진동판(500)의 출력, 감도 및 대역폭에 있어서 최적화를 실현할 수 있다. 이 때, 상기 에어로겔의 종류로는 실리카(silica), 카본(carbon), resorcino-formaldehyde 등이 있으며, 이 중 선택된 어느 하나로도 사용가능하다.
한편, 상기 PCB(400)는 전극을 외부와 연결할 수 있는 것으로서, 상하면에 동박(430)이 각각 부착된 절연체(420)로 하는 것이 바람직하다.
덧붙여, 상기 PCB(400)에는 외측 소정부위에 본 발명의 평판 하이브리드 스피커(700)의 외부로 노출되도록 돌출된 PCB단자(410)가 일체로 구비되어 있어, 상기 PCB(400)로 인가하는 전극을 외부에서 용이하게 연결시킬 수 있다.
또한, 상기 케이스는, 상기 제1진동판(200)의 상부에 위치하고, 상기 제1진동판(200)과 공간을 형성하여 배음을 조절하여 댐핑역할을 함으로써 음질을 개선할 수 있으며, 일면에 적어도 하나의 댐핑홀(110)이 형성된 상부케이스(100)와, 음을 방출하는 부분으로 상기 제2진동판(500)의 하부에 위치하고, 저면에 음을 방출하는 다수개의 음배출홀(610)이 형성된 하부케이스(600)를 포함한다. 이 때, 상기 상부 및 하부케이스(100)(600)는 알루미늄과 같은 도전성 금속 재질의 사출물 또는 프레스물로 하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기한 구조의 제1진동판(200)과, 압전소자(300), PCB(400) 및 제2진동판(500)의 상세한 설명은 후술하기로 한다.
도 3은 도 2에 도시된 평판 하이브리드 스피커의 조립단면도이다.
도면을 참조하면, 상기한 구조의 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 평판 하이브리드 스피커(700)는, 먼저 적어도 하나의 댐핑홀(110)이 형성된 상부케이스(100)의 하부에 돌출판(250)이 구비된 상기 제1진동판(200)이 배치되며, 상기 상부케이스(100)의 외주단부와 상기 제1진동판(200)의 외주단부가 접촉하게 조립되는 것이 바람직하다. 이때, 상기 제1진동판(200)의 돌출판(250)은 하부방향으로 소정 높이 돌출되도록 배치하여 상기 압전소자(300)와 접촉할 수 있도록 하는 것이 바람직하며, 여기서 상기 돌출판(250)의 돌출된 높이와 경사도는 다양하게 변용 가능하다.
이어서, 상기 제 1진동판(200)의 하부에는, 상기 제1진동판(200)의 돌출판(250)과 접촉하는 압전소자(300)가 위치하게 되며, 여기서, 상기 압전소자(300)를 수용홀(440)내에 수용하고, 상기 제1진동판(200)과 접촉하도록 PCB(400)가 위치하게 된다.
그런 다음, 상기 PCB(400)의 하부에는 제2진동판(500)이 위치하게 되며, 이 때 상기 제2진동판(500)은 상기 제2진동판(500)의 도전체가 도포된 면이 상기 PCB(400)와 압전소자(300)에 접촉하도록 배치하여 압전소자(300)의 한쪽의 음전극과 PCB(400)의 하부에 부착된 동박(430)을 연결하여 한쪽의 음전극을 외부와 연결할 수 있도록 한다.
상기한 바와 같이 배치된 제1진동판(200), 압전소자(300), PCB(400) 및 제2진동판(500)은 상기 상부케이스(100)와 하부케이스(600) 내부로 수용되고 고정되어 보호된다.
여기에서, 상기 제1진동판(200)은, 상기 제2진동판(200)의 하부로 돌출된 돌출판(250)에 의해 상기 제2진동판(500)과 공간이 생겨 공기실(540)이 형성되어 상기 제1진동판(200)의 에어홀(210)의 크기를 조절하여 댐핑역할을 수행할 수 있으며, 압전소자(300)가 있는 방향으로 도포된 도전체층(240)에 의해 압전소자(300)의 양전극과 PCB(400)를 연결하며, 압전소자(300)의 힘을 소모하지 않고 전기를 공급하는 스프링역할도 수행할 수 있다.
상기한 제1 및 제2진동판과, 압전소자 및 PCB에 대하여 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
도 4는 도 2에 도시된 제1진동판을 나타낸 단면사시도, 도 5는 도 2에 도시된 압전소자를 나타낸 단면사시도, 도 6은 도 2에 도시된 PCB를 나타낸 단면사시도, 도 7은 도 2에 도시된 제2진동판을 나타낸 단면사시도이다.
먼저, 도 4를 참조하면, 상기 제1진동판(200)은, 제1필름(230)의 하면에 도 전체가 도포된 도전체층(240)이 형성되어 있으며, 일측면에는 에어홀(210)이 관통형성되어 있으며, 중앙부위에는 하부로 돌출되게 형성된 돌출판(220)을 일체로 구비할 수 있다.
그리고, 도 5를 참조하면, 상기 압전소자(300)는, 전기적 신호를 물리적 힘으로 변환하는 것으로서, 압전체(310) 상하면에 증착전극층(320)이 형성되어 있으며, 수정(크리스탈)이나 낮은 전압의 공급으로도 비교적 큰 변형을 얻을 수 있는 세라믹 계통의 PZT(plumbum zirconate titanate) 등을 적용시킬 수 있다.
상기 PCB(400)는 양면 PCB로서, 도 6에 나타난 바와 같이 절연체(420)의 상하면에 동박(430)이 부착되어 있다.
또한, 상기 제2진동판(500)은, 압전소자(300)에서 발생된 물리적 힘을 전달하는 역할을 하며, 도 7에 나타난 바와 같이 제2필름(520)의 상면에는 도전체가 도포된 도전체층(510)이 형성되어 있으며, 상기 제2필름(520)의 하면에는 에어로겔이 도포된 에어로겔층(530)이 형성되어 있다.
상기한 바와 같은 구조로 작동하는 본 발명의 바람직한 실시예에 다른 평판 하이브리드 스피커(700)는, 돌출판(220)이 구비된 제1진동판(200)과, 외부에서 전극을 용이하게 인가받도록 PCB단자(410)와, 일면에 에어로겔이 도포된 제2진동판(500)을 구비하여, 원하는 음압의 특성을 얻어냄과 동시에 댐핑효과를 얻어냄으로써 저역뿐 아니라 고역으로까지 음질을 향상시킬 수 있으며, 전체적으로 컴팩트하여 가벼우며 두께가 얇으며, 그에 따라 모양을 다양화할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 평판 하이브리드 스피커는 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 제2진동판의 일면에 에어로겔층이 형성되어 있기 때문에, 고역뿐만 아니라 저역인 전대역에 걸쳐서 음질을 향상시킬 수 있다.
둘째, 구조적으로 단순화하였으며, 소형 및 대형으로도 제작이 가능하며, 제조공정이 접착 또는 초음파 융착방식으로 제조하기 때문에 금형비를 절감할 수 있어 경제적이다.
셋째, 공기실과 상부케이스의 댐핑홀 및 에어로겔층이 도포된 제2진동판에 의해 댐핑효과로 인한 저역을 보상하여 저주파수 대역의 음질을 향상시킬 수 있다.
넷째, 크기와 모양을 다양화 할 수 있으며, 가벼우며 두께가 얇다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
Claims (6)
- 일측에 에어홀이 형성되어 있으며, 중앙부위에 일정높이 하향 돌출된 돌출판이 일체로 구비된 제1진동판과;상기 제1진동판의 하부에 위치하고, 일면에 에어로겔이 도포되어 에어로겔층이 형성된 제2진동판과;상기 제1진동판과 상기 제2진동판 사이에 배치되어, 상기 제1진동판과 제2진동판을 전기적으로 각각 연결시키고, 중앙부위에 수용홀이 형성되어 있으며, 외부의 교류전압이 인가되는 PCB와;상기 PCB의 수용홀내에 수용되고, 상기 제1진동판의 돌출판과 상기 제2진동판과 각각 접촉되도록 사이에 개재되어 전기적신호를 물리적 힘으로 변환하는 압전소자와;상기 제1진동판, 제2진동판, PCB 및 압전소자를 수용하여 고정하는 케이스를 포함하는 평판 하이브리드 스피커.
- 제 1항에 있어서,상기 제1진동판은,제1필름의 일면에 도전체가 도포된 것을 특징으로 하는 평판 하이브리드 스피커.
- 제 1항에 있어서,상기 제2진동판은,제2필름의 일면에 에어로겔이 도포되고, 타면에 도전체가 도포된 것을 특징으로 하는 평판 하이브리드 스피커.
- 제 1항에 있어서,상기 PCB는,절연체의 상하면에 동박이 각각 적층된 것을 특징으로 하는 평판 하이브리드 스피커.
- 제 1항에 있어서,상기 PCB에는,외측 소정부위에 돌출된 PCB단자가 일체로 구비되는 것을 특징으로 하는 평판 하이브리드 스피커.
- 제 1항에 있어서,상기 케이스는,상기 제1진동판의 상부에 위치하고, 일면에 적어도 하나의 댐핑홀이 형성된 상부케이스와, 상기 제2진동판의 하부에 위치하고, 일면에 음을 방출하는 다수개의 음배출홀이 형성된 하부케이스를 포함하는 평판 하이브리드 스피커.
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