KR20140068379A - 사운드 유닛 - Google Patents

Abstract

개선된 음향을 제공하는 사운드 유닛이 개시된다. 본 발명에 따른 사운드 유닛은, 적어도 하나의 진동 발생판과 무빙코일과 자기장을 형성하는 마그네트를 포함하는 음파 생성부, 상기 음파 지향 가이드 및 복수의 음파 송출홀을 포함하며, 상기 음파 생성부의 전방에 마련된 음파 송출부, 상기 음파 송출부의 상기 마그네트 후방에 마련되며, 적어도 상기 마그네트의 자기장의 울림이 형성되는 울림 형성 공간부, 및 내측에 상기 울림 형성 공간부가 마련된 가이드부를 포함한다. 이에 의하면, 본 발명에 따른 사운드 유닛은 유닛과 울림 형성 공간부가 일체를 이뤄 디지털 음파 일부에 정위, 정량화된 디스토션을 가함으로써 비트 노이즈 및 샘플링 주파수 노이즈를 보정하여 보다 더 아날로그화된 음향을 제공하는 효과가 있다.

Description

사운드 유닛{SOUND UNIT}

본 발명은 사운드 유닛에 관한 것으로서, 더 상세하게는 인입 음파의 공명을 의도적으로 발생시켜 음질과 성능을 향상시킨 새로운 구조의 사운드 유닛에 관한 것이다.

일반적으로, 이어폰은 고막과 내이에 근접하도록 인체의 외이에 삽입되는 장치로서, 외부의 소리를 차단하는 한편 음향 전기 신호를 음파로 변환하여 전달하도록 구성된다. 이러한 이어폰을 이용하면 작은 음량으로 큰 이득을 실현할 수 있다.

그런데 기존의 이어폰은 대형 스피커를 단순히 소형화시킨 것에 지나지 않아 음향의 질이 낮고 품질 등의 신뢰성이 나쁘다. 또한, 이어폰은 내부 공간의 제악으로 인해 마그네트 측면에 무빙 코일이 삽입된 구조로 이루어지며, 이는 무빙코일의 굵기 및 권수를 제약하여, 이어폰의 주파수 특성 및 응답 특성 및 다이나믹 레인지 등의 특성을 저하시키고, 그로 인해, 방출 음파의 스퓨리어스 음향 및 이미지 음향 및 하모니 등의 음장이 약해져 자연스러운 소리가 나지 않게 된다.

종래 이어폰은 몸체의 구조에 따라 밀폐형과 덕트형과 혼형으로 구분된다. 밀폐형 이어폰은 약간의 외부 노이즈 차단 효과는 있지만 무빙코일 운동시 유닛 후부에 가해지는 압력으로 인해 진동판의 스트레스가 가중되어 음질이 답답하다는 단점이 있다. 덕트형 이어폰은, 밀폐형 구조에 덕트홀을 추가 한 것으로, 밀폐형 이어폰의 단점을 상당히 줄일 수 있지만, 덕트의 추가로 인해 외부 노이즈의 유입이 발생되고 울림통의 무한배플의 장점이 사라져 자연스러운 소리가 나지 않는 단점을 갖는다. 혼형(horn type) 이어폰은 덕트형의 개량형이지만 귓속 삽입 깊이와 울림통 및 혼 크기의 제약으로 인한 단점을 갖는다. 또한, 종래의 이어폰은 유닛 자체의 제대로 된 고정이 이루어지지 않아 유닛 진동 잡음이 많고 외부 잡음의 유입이 많다는 단점이 있다. 또한, 종래의 이어폰은 가볍고 얇은 소재의 진동판 채용으로 송출 음파의 저역의 음역과 음압이 낮아 저역 중역 음파의 음장감, 입체감 및 임장감을 실현하기가 어렵고 상대적으로 고역만이 강조되어 그 음향이 답답하고 좋지 못하다. 또한, 종래의 이어폰은 1개의 유닛으로 고음,중음,저음을 전달하여 음향의 대역폭이 좁고 낮다. 한편, 오디오 기술자들이나 마니아들은 자신이 해석할 수 없는 음파를 노이즈로 단정 짓는 경우가 많은데, 이는 심각한 오류이다. 빗소리, 바람소리, 유리 깨지는 소리, 벌레소리, 파도가 바위를 치는소리(smach-super-station) 등 자연의 소리와 소리의 기본인 우주와 지구의 소리(슈만 공명 노이즈)는 이해 해석 되지 못하고 노이즈로 처리되고 있는바, 이에 대한 개선이 요구된다.

본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결할 수 있는 새로운 타입의 이어폰 및 사운드 유닛을 제공한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 유닛에 울림통 또는 울림부를 일체화 또는 통합하여 공간과 부품의 효율성 및 각 부품의 능률과 품질을 최대화시키며 자기장과 울림통을 통한 인입 음파의 공명을 의도적으로 발생시킴으로써 음질과 성능이 크게 향상된 이어폰 및 사운드 유닛을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 사운드 유닛은, 적어도 하나의 진동 발생판과 무빙코일과 자기장을 형성하는 마그네트를 포함하는 음파 생성부, 상기 음파 지향 가이드 및 복수의 음파 송출홀을 포함하며, 상기 음파 생성부의 전방에 마련된 음파 송출부, 상기 음파 송출부의 상기 마그네트 후방에 마련되며, 적어도 상기 마그네트의 자기장의 울림이 형성되는 울림 형성 공간부, 및 내측에 상기 울림 형성 공간부가 마련된 가이드부를 포함한다.

상기 음파 생성부는 상기 무빙코일이 장착되는 보빈, 상기 보빈의 전단에 형성되는 고음 진동 발생판, 및 상기 보빈의 후단에 형성되는 저음 진동 발생판을 포함할 수 있다.

이에 더하여, 상기 가이드부는, 외부의 노이즈 및 파동이 유입되는 음파 인입골, 상기 음파 인입골 전방에 형성되며 유입된 노이즈 및 파동이 내부로 인입되는 경로를 형성하는 음압 유도 압출 가이드, 및 상기 음압 유도 압출 가이드 전방에 형성되며, 상기 울림 형성 공간부에서 상기 인입된 노이즈 및 파동과 상기 마그네트에 의해 형성된 자기장 간의 공명을 유도하는 공진 유도 계단을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 사운드 유닛은, 상기와 같은 구성을 포함함으로써, 자기장과 울림통의 인입 음파의 공명을 의도적으로 발생시켜 사운드 유닛의 음질과 능률을 향상시킬 수 있다.

상기 울림 형성 공간부는 상기 공진 유도 계단 내측에 형성될 수 있으며, 상기 음파 인입골은 혼형으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 음파 송출홀은 일정한 방위각을 갖는 위치에 형성되며, 7개의 홀을 갖도록 형성될 수 있다.

본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결할 수 있는 새로운 구조를 갖는 사운드 유닛을 제공한다.

본 발명에 따른 사운드 유닛은 음량의 이득이 커져 고효율로 작동될 수 있어 전력의 소모를 줄일 수 있고, 이로 인해 무빙 코일의 최대감기와 최대 굵기가 실현될 수 있으므로 사운드 유닛의 단선 등을 효과적으로 감소 시킬 수 있다. 이에 따라 사운드 유닛의 신뢰성이 확보되고, 수명 및 품질이 개선된다.

또한, 본 발명에 따른 사운드 유닛은, 단일 유닛에 저음 및 고음으로 이원화된 진동판이 구비된 동축 투-유닛 진동판이 제공되므로 음질이 향상되는 효과가 있다. 이에 더하여, 사운드 유닛 유닛과 울림 형성 공간부가 일체를 이뤄 디지털 음파 일부에 정위, 정량화된 디스토션을 가함으로써 비트 노이즈 및 샘플링 주파수 노이즈를 보정하여 보다 더 아날로그화된 음향을 제공하는 효과가 있다.

또, 유닛과 사운드 유닛 바디의 일체화를 이룰 수 있어 생산성이 높아지고, 생산 단가가 절감되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이어폰을 도시한 종단면도이고,
도 2는 도 1의 A 방향으로 이어폰을 도시한 도면이고,
도 3은 도 1의 B 방향으로 이어폰을 도시한 도면이고,
도 4는 도 1 및 도 3에 도시된 이어폰의 음파 인입골을 통해 인입 되어진 음파의 어깨와 무릎이 꺾여진 것을 구형파와 사인파를 이용하여 예시한 도면이고,
도 5는 도 1에 도시된 이어폰의 고음 진동 발생판과 저음 진동 발생판에 복사되는 파형을 구형파로 예시한 도면이고,
도 6은 이어폰의 울림 형성 공간부에 유입된 음파가 자기장, 공진 유도 계단에 의해 반사, 간섭되는 것을 예시한 도면이며,
도 7은 이어폰용 마그네트의 자기장을 2차원적으로 예시한 도면이다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 다음에 소개되는 실시예들을 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

본 발명에 따른 사운드 유닛을 명확하게 설명하기 위하여, 이하 실시예에서는 이어폰을 중심으로 본 발명의 일 실시예를 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이어폰을 도시한 종단면도이고, 도 2는 도 1의 A 방향으로 이어폰을 도시한 도면이고, 도 3은 도 1의 B 방향으로 이어폰을 도시한 도면이고, 도 4는 도 1 및 도 3에 도시된 이어폰의 음파 인입골을 통해 인입 되어진 음파의 어깨와 무릎이 꺾여진 것을 구형파와 사인파를 이용하여 예시한 도면이고, 도 5는 도 1에 도시된 이어폰의 고음 진동 발생판과 저음 진동 발생판에 복사되어지는 파형을 구형파로 예시한 도면이며, 도 6은 이어폰의 울림 형성 공간부에 유입된 음파가 자기장, 공진 유도 계단에 의해 반사, 간섭되는 것을 예시한 도면이고, 도 7은 이어폰용 마그네트의 자기장을 2차원적으로 예시한 도면이다.

도 1을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 이어폰은 음파를 외부로 송출하기 위한 음파 송출부(2)와, 음파 송출부(2)의 후방에서 음파를 발생키는 음파 생생성부(4)와, 음파 생성부(4)의 후방에 마련된 울림 형성 공간부(6)를 포함한다. 또한, 상기 이어폰은 상기 울림 형성 공간부(6)로부터 그 후방을 향해 삼각파 공진 유도 계단(71), 음압 유도 압축 가이드(72) 및 음파 인입골(73)을 차례로 구비한다. 상기 삼각파 공진 유도 계단(71), 음압 유도 압축 가이드(72) 및 음파 인입골(73)은 배플 프레임(41)의 후방에 삽입되는 가이드체(7)에 의해 형성된다.

상기 음파 송출부(2)는 도 2에 도시된 것과 같은 일정한 위치와 방위각을 갖는 7개의 음파 송출홀(21)과, 상기 음파 송출홀(21)들 후방에서 그들과 연속적으로 통해 있는 하나의 음파 지향 가이드(22)를 포함한다. 상기 음파 송출홀(21)의 개수는 7개로 형성되는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 음파 지향 가이드(22)는 내부의 가이드 통로를 통해서는 연속된 음파의 지향성을 높이는 역할을 하며, 외부에서 커널(5)의 부착을 용이하게 해준다. 상기 커널(5)의 재료는 한정되지 않으며, 예컨대 실리콘으로 형성될 수 있다.

상기 음파 생성부(4)는, 상기 음파 지향 가이드(22)의 후방에 연속되게 통해 있는 이어폰의 내측에 형성되는 것으로서, 상기 이어폰 배플 프레임(41)의 내주면에 장착된 마그네트 고정 지지대(42)와, 마그네트 고정 지지대(42)의 전방에 설치된 저음 진동 발생판(43)과, 상기 저음 진동 발생판(43)의 전면에 설치된 보빈(44)와, 상기 보빈(44)에 장착된 무빙코일(45)과, 상기 저음 진동 발생판(43)의 전방에서 상기 보빈(44) 전단에 연속되어 형성된 고음 진동 발생판(46)을 포함한다. 상기 음파 지향 가이드(22)의 내부 공간(47)은, 무빙 코일의 동작을 보호하는 기능을 함과 동시에 음파 형성 공간으로서의 역할을 한다. 또한, 상기 음파 생성부(4)는 상기 마그네트 고정 지지대(42)의 후면에 설치된 마그네트(49)를 포함하며, 상기 무빙코일(45)에 연결되어 외부 전원과 연결회는 터미널 단자(48)를 더 포함한다.

상기 마그네트 고정 지지대(42)를 사이에 두고 그 전방에는 전술한 것과 같은 상기 음파 지향 가이드(22)의 내부 공간(47), 즉, 음파 형성 공간(47)이 형성되고 그 후방에는 상기 마그네트(49)의 자기장과 상기 저음 진동 발생판(43)의 울림을 형성하는 공간, 즉, 울림 형성 공간부(6)가 마련된다.

앞에서 언급한 바와 같이, 상기 가이드체(7)가 배플 프레임(41)의 후방에 삽입식으로 배치됨으로써, 상기 울림 형성 공간부(6)의 후방으로는 상기 공간부(6)를 거의 차단함과 동시에 자연 삼각파 공진을 할 수 있는, 원형의 3 계단으로 형성된 자연 삼각파 공진 유도 계단(71)과, 그 자연 삼각파 공진 유도 계단(71)의 후방으로 좁게 그리고 직선 통로 형태로 연장된 음압 유도 압축 가이드(72)와, 그 음압 유도 압축 가이드(72)로부터 후방으로 확장된 형태로 이어진 혼(horn)형의 음파 인입골(73)이 차례로 그리고 연속적으로 형성된다(도 3 참조). 상기 자연 삼각파 공지 유도 계단(71)은 3단으로 이루어진 것으로 도시되었으나, 이에 한정되는 것은 아니고 더 적은 수, 또는 더 많은 수의 계단으로 형성될 수도 있다.

본 발명에 따른 이어폰은 상기 자연 삼각파 공진 유도 계단(71) 및 울림 형성 공간부(6)를 포함함으로써, 무한 배플을 실현하고, 자연 삼각 노이즈 및 링깅 노이즈가 공진되어 복사된 음파를 방출하게 되므로 음질이 개선될 수 있고, 음장감 및 임장감을 확보할 수 있는 효과가 있다. 또한, 이어폰 유닛 내부로 유입된 각종 노이즈 및 파동이 강제로 디스토션된 파동이 상기 진동 발생판에서 발생된 음파와 결합되어 보다 자연스럽고 정형화된 소리, 즉 보다 아날로그화된 소리를 제공할 수 있는 효과가 있다. 이에 대해서는 후술하여 상세히 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 이어폰의 구성을 다시 정리하면 다음과 같다.

상기 고음 진동 발생판(46)은 보빈(44)의 전단에 연결 장착된다. 또한, 상기 보빈(44)에는 보이스 코일, 즉, 무빙코일(45)이 장착된다. 상기 보빈(44)의 후단에 상기 저음 진동 발생판(43)이 부속된다. 상기 보빈(44)의 전단과 후단에서 상기 저음 진동 발생판(43)과 고음 진동 발생판(46)이 이격되어 있다. 상기 진동판들(43, 46)의 후방으로는 마그네트 고정 지지대(42)와 그 배면에 장착된 마그네트(49)가 배치된다. 상기 마그네트(49)의 자기장이 생기는 울림 형성 공간부(6) 후방에 삼각 노이즈 발생을 위한 삼각파 공진 유도 계단(71)이 제공되며, 상기 삼각 노이즈가 발생되는 공간으로 인입되는 음파 인입골(73)을 통해 인입되는 자연음파는 상기 공간과 음파 인입골(73) 사이의 상기 음압 유도 압축 가이드(72)를 거치면서 압축된다.

마그네트(49)의 후방으로 마그네트(49)의 자기장과 이어폰 외부에서 유입된 공기, 음파 및 각종 노이즈와 유합-반사, 회절, 복사, 변조를 위한 공간이 제공된다. 이 공간은 전술한 울림 형성 공간부(6), 그 후방에 연속해 통해 있고 자연 삼각파 공진 유도 계단(71) 안쪽에 한정된 공간, 그 후방에 연속해 통해 있는 음압 유도 압축 가이드(72), 그 후방 연속해 통해 있고 외부로 이어지는 팔각 라운드형의 자연 음파 인입골(73)로 이루어진다. 또한, 상기 보이스 코일, 즉, 무빙코일(45)의 전방으로는 음파의 지향성을 위한 음파 지향 가이드 또는 커널 실리콘 삽입 가이드(22)가 배치되고, 그 전방으로는 상기 가이드(22)와 연속적으로 통하는 7개의 음파 송출홀(21)이 배치된다.

상기 이어폰은 나무, 알루미늄 및/또는 PE 등 플라스틱 재료로 이루어진 부품들로 구성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

한편, 도 1 및 도 4 내지 도 7을 참조하여 본 발명에 따른 이어폰의 작용을 설명하면 다음과 같다.

고음 진동 발생판(46) 및 저음 진동 발생판(43)의 진동으로 음파 인입골(73)을 통해 각종의 주파수나 파동이 유입된다. 그 유입되는 각종의 노이즈와 파동은 음파 인입골(73)에 충돌하면서 인입된다. 충돌과 함께 인입된 각종의 노이즈나 파동은 어깨나 무릎이 꺾여져 일부의 강제의 디스토션이 발생된다(도 4 참조). 그 후 파동은 음압 유도 압축 가이드(72)를 통과하면서, 압력과 직진성이 상승되어 울림 형성 공간부(6)로 유입된다. 울림 형성 공간부(6)으로 유입된 파동은 삼각파 공진 유도 계단(71)에 의한 흐름과 무빙코일(45)에 의한 반사와 마그네트(49)에 의해 형성된 자기장(도 7 참조)으로 인해 극미량의 맴돌이 현상을 일으킨다(도 4, 도 5, 및 도 6 참조). 도 4와 같이 형성된 파동이 고음 진동 발생판(46) 및 저음 진동 발생판(43)에 복사되게 한 후, 자장이 마그네트(49)의 자기장과의 결합 또는 반탄력에 의해 생긴 음파에 도 4의 파동이 합해져 부드러운 저음, 중음, 고음을 전달한다. 음파가 부드러워지면 일부의 정위감은 상실하고 임장감은 퍼지고 음장감은 떨어지게 되는데 이는 음파 지향 가이드(22)를 통과하며 음파에 정위감을 일부 보정하고, 또 혼 효과로 의해 음의 정위감 및 임장감을 보정하며 자연스럽게 정형화된 소리가 음파 송출홀(21)을 통해 송출되는 것이다.

이와 같은 본 발명에 따른 이어폰의 작용에 의하면, 이어폰 유닛과 울림 형성 공간부가 일체를 이뤄 디지털 음파 일부에 정위, 정량화된 디스토션을 가함으로써 비트 노이즈 및 샘플링 주파수 노이즈를 보정하여 보다 더 아날로그화된 음향을 제공하는 효과가 있다.

본 실시예에서는 이어폰을 중심으로 본 발명의 사운드 유닛을 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 실시예의 이어폰 구성은 소형, 중형, 대형 스피커에도 응용될 수 있다.

Claims (6)

1. 적어도 하나의 진동 발생판과 무빙코일과 자기장을 형성하는 마그네트를 포함하는 음파 생성부;
   상기 음파 지향 가이드 및 복수의 음파 송출홀을 포함하며, 상기 음파 생성부의 전방에 마련된 음파 송출부;
   상기 음파 송출부의 상기 마그네트 후방에 마련되며, 적어도 상기 마그네트의 자기장의 울림이 형성되는 울림 형성 공간부; 및
   내측에 상기 울림 형성 공간부가 마련된 가이드부를 포함하는 사운드 유닛.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 음파 생성부는 상기 무빙코일이 장착되는 보빈, 상기 보빈의 전단에 형성되는 고음 진동 발생판, 및 상기 보빈의 후단에 형성되는 저음 진동 발생판을 포함하는 사운드 유닛.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 가이드부는,
   외부의 노이즈 및 파동이 유입되는 음파 인입골;
   상기 음파 인입골 전방에 형성되며 유입된 노이즈 및 파동이 내부로 인입되는 경로를 형성하는 음압 유도 압출 가이드; 및
   상기 음압 유도 압출 가이드 전방에 형성되며, 상기 울림 형성 공간부에서 상기 인입된 노이즈 및 파동과 상기 마그네트에 의해 형성된 자기장 간의 공명을 유도하는 공진 유도 계단을 포함하는 사운드 유닛.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 울림 형성 공간부는 상기 공진 유도 계단 내측에 형성되는 사운드 유닛.
5. 청구항 3에 있어서,
   상기 음파 인입골은 혼형으로 형성된 사운드 유닛.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 음파 송출홀은 일정한 방위각을 갖는 위치에 형성되며, 7개의 홀을 갖는 사운드 유닛.
   
   

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