KR20110051644A

KR20110051644A - 정전형 스피커

Info

Publication number: KR20110051644A
Application number: KR1020090108330A
Authority: KR
Inventors: 이한량
Original assignee: 주식회사 비에스이
Priority date: 2009-11-10
Filing date: 2009-11-10
Publication date: 2011-05-18
Also published as: US20110268297A1; EP2501156A1; WO2011059144A1; CN102356648A; KR101096546B1; EP2501156A4; US8625825B2

Abstract

본 발명의 정전형 스피커(100)는 프레임(110); 상기 프레임(110)의 일 측에 설치되는 제1 전극(120); 상기 제1 전극(120)과 일정 간격을 유지하고 상기 프레임(110)의 타 측에 설치되는 제2 전극(130); 상기 제2 전극(130)과 상기 제1 전극(120) 사이에 위치하며, 상기 프레임(110) 내부에 탄력적으로 설치되는 서스펜션(140); 및 상기 서스펜션(140)에 지지되며, 내부에 복층구조가 형성되는 다이아프램 어셈블리(150);를 구비한다.

본 발명은 듀얼 전극 구조를 채택하고, 다이아프램 어셈블리의 내부에 복층구조가 형성되며, 듀얼 전극에 오디오 신호를 증폭한 구동신호를 인가하고 오디오신호를 정류하여 다이어프램 어셈블리에 바이어스 전압을 인가하는 구동 칩을 구비함으로써, 별도의 외부전원이 필요하지 않으며 충전밀도를 향상시켜 상대적으로 높은 감도(sensitivity)를 유지할 수 있는 효과가 있다.

듀얼 전극, 복층구조, 다이아프램 어셈블리, 구동 칩

Description

정전형 스피커{CONDENSOR TYPE SPEAKER}

본 발명은 스피커에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 듀얼 전극 구조를 채택하고, 다이아프램 어셈블리의 내부에 복층구조가 형성되며, 듀얼 전극에 오디오신호를 증폭한 구동신호를 인가하고 오디오신호를 정류하여 다이어프램 어셈블리에 바이어스 전압을 인가하는 정전형 스피커에 관한 것이다.

일반적으로, 이동통신 단말기는 상대방으로부터 호 신호가 수신되면 이동통신 단말기의 사용자에게 이를 알려주기 위해 벨소리나 멜로디 등을 출력하는데, 이러한 벨 소리나 멜로디는 이동통신 단말기의 스피커를 통해 출력된다.

또한, 이동통신 단말기의 기능들이 다양해지면서 예를 들어, MP3, DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 서비스, 각종 게임들을 이동통신 단말기를 통해 즐길 수 있게 되면서 스피커의 성능이 중요해지고 있다.

스피커는 전류가 흐르는 도체가 자계(磁界) 속에 있으면 힘을 받는다는 플레밍의 왼손법칙에 의하여 공극 사이에 존재하는 보이스 코일에 의해 전기적인 에너지를 기계적인 에너지로 변환시키는 것이다. 즉 여러 주파수가 포함된 전류신호가 보이스 코일(Voice Coil)에 인가되면 보이스 코일은 전류의 세기와 주파수의 크기 에 따라 기계적 에너지를 발생시키고, 보이스 코일에 부착되어 있는 진동판(Diaphragm)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.

스피커는 그 구조에 따라 원추형 모양의 콘형, 평면으로 디자인된 형태로 진동판에 직접 보이스 코일을 붙인 평판형, 재생되는 음질이 고르게 확산되는 돔형, 메가폰용으로 지향성이 강한 혼형, 정교한 음질특성을 출력하는 리본형, 및 섬세한 소리출력과 작은 크기의 정전형(콘덴서형) 등이 있으며, 그 음질에 따라 다시 저음용(Woofer), 고음용(Tweeter), 및 중음용(Mid-Range)으로 분류된다.

이 중에서, 정전형 스피커는 오디오신호 전극 판(Electrode)과 진동 막(Diaphram)으로 구성되어 있다. 진동 막은 고전압이 공급되며 항상 + 또는 - 전하가 머물도록 높은 표면 저항을 갖는 물질로 이루어진다. 오디오 신호 전극인 스테이터와 진동 막 사이에는 + - 전하 간의 정전 인력이 발생하는데, 오디오신호에 의해 계속 바뀌는 오디오 신호 전극 판은 진동 막을 한쪽에서는 밀고 한쪽에서는 당기는 힘이 발생하게 되어 막을 진동시키며, 이 진동이 곧 소리로서 재현되는 것이다. 오디오 신호는 오디오 트랜스에 의해 고압으로 변환되어 오디오 신호 전극 판에 공급된다. 이때 전극과 진동 막 사이가 가깝거나 전압 차이가 클수록 큰 힘이 생기지만 여기에는 제한 요인이 있다. 그것은 고전압 차에 의한 자연 방전 현상이 다. 따라서 전압 차이를 무한히 크게 할 수도 없고 전극을 너무 가깝게 할 수도 없으며 가청주파수 전 대역을 충분히 재현하기 위한 간격의 고려도 있어야 한다.

종래 정전형 스피커는 싱글 전극 판이 대부분이며, 진동 막의 내부구조가 단일구조로 형성되어 상대적으로 낮은 감도를 유지하고 충전 밀도가 저하되는 문제점이 있으며, 진동 막에 별도의 외부전원이 필요로 하므로 설계상의 제약이 있었다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 듀얼 전극 구조를 채택하고, 다이아프램 어셈블리의 내부에 복층구조가 형성되며, 듀얼 전극에 오디오신호를 증폭한 구동신호를 인가하고 오디오신호를 정류하여 다이어프램 어셈블리에 바이어스 전압을 인가하는 구동 칩을 구비함으로써, 별도의 외부전원이 필요하지 않으며 충전밀도를 향상시켜 상대적으로 높은 감도를 유지할 수 있는 정전형 스피커를 제공함에 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 정전형 스피커는 프레임; 상기 프레임의 일 측에 설치되는 제1 전극; 상기 제1 전극과 일정 간격을 유지하고 상기 프레임의 타 측에 설치되는 제2 전극; 상기 제2 전극과 상기 제1 전극 사이에 위치하며, 상기 프레임 내부에 탄력적으로 설치되는 서스펜션; 및 상기 서스펜션에 지지되며, 내부에 복층구조가 형성되는 다이아프램 어셈블리;를 구비한다.

상기 다이아프램 조립체는 중간에 도전 층이 형성되고, 상기 도전 층의 양쪽 면에 절연 층이 형성되며, 상기 절연 층의 양쪽 면에 충전 다이아프램이 형성된다.

상기 제2 전극은 상기 프레임과 결합되는 커버 일체형 구조일 수도 있다.

본 발명에 따른 정전형 스피커는, 상기 제1전극과 상기 제2전극에 오디오신호를 증폭한 구동신호를 인가하고, 상기 오디오신호를 정류하여 상기 다이어프램 어셈블리에 바이어스 전압을 인가하기 위한 구동 칩을 더 포함한다.

상기 구동 칩은, 아날로그 혹은 디지탈 오디오신호를 입력받아 신호처리부로 전달하는 인터페이스 부와, 인터페이스 부를 통해 입력된 신호를 처리하는 신호처리 부와, 신호 처리된 오디오신호를 증폭하여 상기 제1전극과 상기 제2전극을 구동하는 증폭 부와, 상기 증폭 부의 오디오신호를 정류하여 상기 다이어프램 어셈블리에 인가하는 정류 부와, 상기 다이어프램 어셈블리에 인가되는 전압을 감지하여 안정화시키는 안정화 부를 포함한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 듀얼 전극 구조를 채택하고, 다이아프램 어셈블리의 내부에 복층구조가 형성되며, 듀얼 전극에 오디오신호를 증폭한 구동신호를 인가하고 오디오신호를 정류하여 다이어프램 어셈블리에 바이어스 전압을 인가하는 구동 칩을 구비함으로써, 별도의 외부전원이 필요하지 않으며 충전밀도를 향상시켜 상대적으로 높은 감도(sensitivity)를 유지할 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 정전형 스피커에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 정전형 스피커를 보인 분리 사시도, 도 2는 본 발명에 따른 정전형 스피커를 보인 결합 사시도, 도 3은 본 발명에 따른 정전형 스피커를 보인 평면도, 도 4는 도 2의 측면도, 도 5는 도 2의 정면도, 도 6은 도 3의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도, 도 7은 도 3의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도, 도 8은 본 발명의 다이아프램 어셈블리를 보인 분리 사시도, 도 9는 본 발명의 다이아프램 어셈블리를 보인 종단면도, 도 10은 본 발명의 제1전극과 제2전극에 인가되는 오디오신호, 오디오신호를 정류하여 다이어프램 어셈블리에 인가되는 바이어스 전압을 설명하는 개념도, 및 도 11은 본 발명에 따른 정전형 스피커를 구동하기 위한 구동 칩의 구성 블럭도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 정전형 스피커(100)는 프레임(110); 상기 프레임(110)의 일 측에 설치되는 제1 전극(120); 상기 제1 전극(120)과 일정 간격을 유지하고 상기 프레임(110)의 타 측에 설치되는 제2 전극(130); 상기 제2 전극(130)과 상기 제1 전극(120) 사이에 위치하며, 상기 프레임(110) 내부에 탄력적으로 설치되는 서스펜션(140); 및 상기 서스펜션(140)에 지지되며, 내부에 복층구조가 형성되는 다이아프램 어셈블리(150);를 구비한다.

다이아프램 어셈블리(150)는 2층, 4층, 6층 등의 복층구조가 가능하며, 일 예로 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 다이아프램 어셈블리(150)는 중간에 도전 층(151)이 형성되고, 상기 도전 층(151)의 양쪽 면에 절연 층(152)(152')이 형성되며, 상기 절연 층(152)(152')의 양쪽 면에 충전 다이아프램(153)(153')이 형성될 수 있다.

상기 제2 전극(130)은 상기 프레임(110)과 결합되는 커버 일체형 구조일 수 있다.

본 발명에 따른 정전형 스피커(100)는 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 제1전극(120)과 상기 제2 전극(130)에는 오디오신호를 증폭한 구동신호를 인가하고, 상기 오디오 신호를 정류하여 상기 다이어프램 어셈블리(150)에 바이어스 전압을 인가하기 위한 구동 칩(160)을 더 포함한다.

상기 구동 칩(160)은, 아날로그 혹은 디지탈 오디오신호를 입력받는 인터페이스 부(161)와, 인터페이스 부(161)를 통해 입력된 신호를 처리하는 신호처리 부(162)와, 신호 처리된 오디오신호를 증폭하여 상기 제1전극(120)과 상기 제2전극(130)을 구동하는 증폭 부(163)와, 상기 증폭 부(163)의 오디오신호를 정류하여 상기 다이어프램 어셈블리(150)에 인가하는 정류 부(164)와, 상기 다이어프램 어셈블리(150)에 인가되는 전압을 감지하여 안정화시키는 안정화 부(165)를 포함한다.

이와 같이 본 발명에 따른 구동 칩(160)은 외부의 바이어스 전압을 사용하지 않고 오디오신호를 정류한 전압으로 다이어프램 어셈블리(150)에 바이어스 전압을 인가한다.

이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 정전형 스피커(100)에 있어서는, 상기 구동 칩(160)에서, 상기 제1 전극(120)과 상기 제2 전극(130)에 오디오신호를 증폭한 구동신호를 인가하고, 상기 오디오신호를 정류하여 상기 다이어프램 어셈블리(150)의 도전 층(151)에는 고압의 바이어스 전압을 인가한다.

상기 다이어프램 어셈블리(150)의 표면에 형성된 충전 다이아프램(153)(153')에 의해서 + 또는 - 전하가 머물게 되며, 오디오 신호 전극인 제1 전극(120), 제2 전극(130)과 상기 다이어프램 어셈블리(150) 사이에는 + - 전하 간의 정전 인력이 발생하는데, 오디오 신호에 의해 계속 바뀌는 오디오 신호 전극은 상기 다이어프램 어셈블리(150)를 한쪽에서는 밀고 한쪽에서는 당기는 힘이 발생하게 되어 상기 다이어프램 어셈블리(150)를 진동시키며 이 진동이 곧 소리로서 재현되는 것이다.

또한 본 발명에 따른 구동 칩(160)은 다이어프램 어셈블리(150)에 인가되는 전압을 전압감지 부(166)로 감지한 후 안정화 부(165)에서 안정화시켜 신호처리 부(162)로 피드백시킬 수도 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 듀얼 전극 구조를 채택하고, 다이아프램 어셈블리의 내부에 복층구조가 형성되며, 듀얼 전극에 오디오신호를 증폭한 구동신호를 인가하고 오디오신호를 정류하여 다이어프램 어셈블리에 바이어스 전압을 인가하는 구동 칩을 구비함으로써, 별도의 외부전원이 필요하지 않으며 충전밀도를 높여 상대적으로 높은 감도를 유지할 수 있는 효과가 있다.

이와 같이 본 발명의 권리는 상기 설명된 실시 예에 한정되지 않고, 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형을 할 수 있다는 것은 자명하다.

도 1은 본 발명에 따른 정전형 스피커를 보인 분리 사시도

도 2는 본 발명에 따른 정전형 스피커를 보인 결합 사시도

도 3은 본 발명에 따른 정전형 스피커를 보인 평면도

도 4는 도 2의 측면도

도 5는 도 2의 정면도

도 6은 도 3의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도

도 7은 도 3의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도

도 8은 본 발명의 다이아프램 어셈블리를 보인 분리 사시도

도 9는 본 발명의 다이아프램 어셈블리를 보인 종단면도

도 10은 본 발명의 제1전극과 제2전극에 인가되는 오디오신호, 오디오신호를 정류하여 다이어프램 어셈블리에 인가되는 바이어스 전압을 설명하는 개념도

도 11은 본 발명에 따른 정전형 스피커를 구동하기 위한 구동 칩의 구성 블럭도

* 주요부분에 대한 도면 설명

100: 정전형 스피커

110: 프레임

120: 제1 전극

130: 제2 전극

140: 서스펜션

150: 다이아프램 어셈블리

151: 도전 층

152,152': 절연 층

153,153': 충전 다이아프램

160: 구동 칩

161: 인터페이스 부

162: 신호처리 부

163: 증폭 부

164: 정류 부

165: 안정화 부

Claims

프레임(110);

상기 프레임(110)의 일 측에 설치되는 제1 전극(120);

상기 제1 전극(120)과 일정 간격을 유지하고 상기 프레임(110)의 타 측에 설치되는 제2 전극(130);

상기 제2 전극(130)과 상기 제1 전극(120) 사이에 위치하며, 상기 프레임(110) 내부에 탄력적으로 설치되는 서스펜션(140); 및

상기 서스펜션(140)에 지지되며, 내부에 복층구조가 형성되는 다이아프램 어셈블리(150);를 포함하는 정전형 스피커.
제1항에 있어서,

상기 다이아프램 어셈블리(150)는 중간에 도전 층(151)이 형성되고, 상기 도전 층(151)의 양쪽 면에 절연 층(152)(152')이 형성되며, 상기 절연 층(152)(152')의 양쪽 면에 충전 다이아프램(153)(153')이 형성되는 것을 특징으로 하는 정전형 스피커.
제1항에 있어서,

상기 제2 전극(130)은 상기 프레임(110)과 결합되는 커버 일체형 구조인 것을 특징으로 하는 정전형 스피커.
제1항에 있어서,

상기 제1전극(120)과 상기 제2전극(130)에는 오디오신호를 증폭한 구동신호를 인가하고, 상기 오디오신호를 정류하여 상기 다이어프램 어셈블리(150)에 바이어스 전압을 인가하기 위한 구동 칩(160)을 더 포함하는 정전형 스피커.
제4항에 있어서,

상기 구동 칩(160)은,

아날로그 혹은 디지탈 오디오신호를 입력받는 인터페이스 부(161)와, 인터페이스 부(161)를 통해 입력된 신호를 처리하는 신호처리 부(162)와, 신호 처리된 오디오신호를 증폭하여 상기 제1전극(120)과 상기 제2전극(130)을 구동하는 증폭 부(163)와, 상기 증폭 부(163)의 오디오신호를 정류하여 상기 다이어프램 어셈블리(150)에 인가하는 정류 부(164)와, 상기 다이어프램 어셈블리(150)에 인가되는 전압을 감지하여 안정화시키는 안정화 부(165)를 포함하는 것을 특징으로 하는 정전형 스피커.
프레임(110)의 일 측에 설치되는 제1 전극(120);

상기 제1 전극(110)과 일정 간격을 유지하고 상기 프레임(110)의 타 측에 설치되는 제2 전극(130);

상기 제2 전극(130)과 상기 제1 전극(120) 사이에 위치하며, 상기 프레 임(110) 내부에 탄력적으로 설치되는 서스펜션(140); 및

상기 서스펜션(140)에 지지되며, 내부에 복층구조가 형성되는 다이아프램 어셈블리(150);를 포함하는 정전형 스피커.
제6항에 있어서,

상기 제1전극(120)과 상기 제2전극(130)에는 오디오신호를 증폭한 구동신호를 인가하고, 상기 오디오신호를 정류하여 상기 다이어프램 어셈블리(150)에 바이어스 전압을 인가하기 위한 구동 칩(160)을 더 포함하되,

상기 구동 칩(160)은, 아날로그 혹은 디지탈 오디오신호를 입력받는 인터페이스 부(161)와, 인터페이스 부(161)를 통해 입력된 신호를 처리하는 신호처리 부(162)와, 신호 처리된 오디오신호를 증폭하여 상기 제1전극(120)과 상기 제2전극(130)을 구동하는 증폭 부(163)와, 상기 증폭 부(163)의 오디오신호를 정류하여 상기 다이어프램 어셈블리(150)에 인가하는 정류 부(164)와, 상기 다이어프램 어셈블리(150)에 인가되는 전압을 감지하여 안정화시키는 안정화 부(165)를 포함하는 것을 특징으로 하는 정전형 스피커.