KR20150003671U - 하이브리드 정전기 헤드폰 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스테레오 헤드폰의 좌측 및 우측 이어 컵 내부에 배치되는 하이브리드 정전기 헤드폰 모듈을 제공한다. 하이브리드 정전기 헤드폰 모듈은, 중간-저 주파수 대역과 중간-고 주파수 대역을 각각 담당하는 종래의 무빙 코일 타입 헤드폰 유닛과 일렉트릿 헤드폰 유닛(E-STAT)으로부터, 단일 유닛으로 조립된다. 주파수 분할 커패시터와 구동 트랜스포머로 조립된 주파수 분할기는 완전한 신호를 중간-고 주파수 대역과 중간-저 주파수 대역으로 분할하며, 이것들은 그 다음에 고 주파수 스피커 및 저 주파수 스피커에 각각 공급되어 출력된다.

Description

하이브리드 정전기 헤드폰 모듈{HYBRID ELECTROSTATIC HEADPHONE MODULE}

본 고안은 하이브리드 정전기 헤드폰 모듈에 관한 것이고, 더욱 구체적으로는 내부 주파수 분할기를 통해 주파수 분할 효과를 달성하기 위해 듀얼 사운드 채널을 채용하고; 그에 의해 스테레오 헤드폰에서 음악의 원래 소리의 재생을 유지하고, 및 헤드폰에 더욱 뛰어난 오디오 주파수 분해능을 제공하는 하이브리드 정전기 헤드폰 모듈에 관한 것이다.

음악 감상에 적합한, 일반적인 듀얼 이어셋(earset) 스테레오 헤드폰의 이어 컵(ear cups)은 사용자의 외이(外耳) 위에 각각 위치된다. 또한, 각각의 이어 컵은 내부적으로 사운드 캐비티(sound cavity)로 구성되며, 상기 사운드 캐비티의 내부에 배치된 스피커 유닛은 사운드를 방출하기 위해 사용된다. 스테레오 헤드폰 스피커 유닛으로부터의 사운드는 각각의 헤드폰의 사운드 캐비티 내에서 진동하여 그 내부에서 사운드 품질과 볼륨을 증가시킨다. 종래 기술의 스테레오 헤드폰 스피커 유닛에 의해 방출된 사운드는 분해능이 낮은 중간-고(medium-high) 주파수 피치(pitch) 사운드이고, 중간-저(medium-low) 주파수로 편향되는 사운드이다. 타워(tower) 스피커 스테레오 시스템과 같은 종래의 일렉트릿(electret) 정전기 스피커는 중간-고 주파수를 생성하기 위해 일렉트릿 멤브레인(membrane)을 사용하며, 스테레오 헤드폰 스피커 유닛에 의해 방출된 저(low)-주파수 사운드를 혼합할 수 있다.

헤드셋 스피커 유닛의 중간-저 주파수 피치 사운드 및 일렉트릿 정전기 스피커 유닛의 중간-고 주파수 피치 사운드와 관련하여, 고-피치(high-pitched) 사운드 및 저-피치 사운드의 2차 지연 전송 문제를 생성하는 스피커 유닛에 관련된 문제가 있으며, 그 결과 청취자는 고 주파수 피치 사운드와 저 주파수 피치 사운드 사이에 분리하여 듣게 된다. 이것은 중간-고 주파수와 중간-저 주파수 사이에 심각한 차이를 초래하며, 이것은 사운드의 품질에 영향을 준다. 그러므로, 개선이 요구된다.

따라서, 본 고안의 주된 목적은, 주파수 분할기를 통해서 일렉트릿 헤드폰 유닛(E-STAT)의 중간-고 피치 사운드와 무빙 코일(moving coil) 타입 헤드폰의 중간-저 주파수 피치 사운드를 함께 혼합하는 듀얼 사운드 채널을 사용하는 것이며, 상기 사운드들은 그 다음에 사운드 출력을 위해 고 피치 주파수 사운드 스피커와 저 피치 주파수 사운드 스피커에 각각 공급된다. 중간-고 주파수의 고속 전송 속도 때문에, 본 고안은 중간-고 주파수 피치 사운드의 전송을 약간 지연시킨 다음, 중간-저 주파수 사운드와 함께 동기를 이루어 전송한다. 본 고안은 청취자가 고 피치 사운드와 저 피치 사운드 사이의 분리감을 갖지 않게 하며, 따라서 헤드폰의 오디오 주파수 분해능을 증가시킨다.

전술한 본 고안의 목적 및 기술적 방법의 이해를 돕기 위해, 도면에 대한 간단한 설명과 바람직한 실시예에 대한 설명이 제공된다.

따라서, 본 고안에 의하면 전술한 문제점들이 개선된 하이브리드 정전기 헤드폰 모듈을 제공하는 것이 가능하다.

도 1은 본 고안에 따른 일 실시예의 개략도이다.
도 2는 본 고안에 따른 실시예 하이브리드 정전기 헤드폰 모듈의 개략도이다.
도 3은 본 고안에 따른 실시예 하이브리드 정전기 헤드폰 모듈을 또 다른 개략도이다.
도 4는 본 고안에 따른 회로도를 도시한다.
도 5는 하이브리드 정전기 헤드폰 모듈의 주파수 분할 곡선의 개략도이다.

도 1을 참조하면, 듀얼 이어셋 스테레오 헤드폰(1)의 좌우 측 이어 컵(11)의 내부에 하이브리드 정전기 헤드폰 모듈(2)이 배치되어 있다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 하이브리드 정전기 헤드폰 모듈(2)의 각각은 제1 헤드폰 유닛(21)과 제2 헤드폰 유닛(22)을 포함하며, 제1 헤드폰 유닛(21)은 종래의 무빙 코일 타입 헤드폰 유닛이다. 제1 헤드폰 유닛(21)은 사용자의 대응하는 좌측 또는 우측 외이에 가깝도록 배치되어 있으며, 중간-저 주파수 대역을 담당한다. 제2 헤드폰 유닛(22)은 중간-고 주파수 대역을 담당하는 일렉트릿 헤드폰 유닛(E-STAT)이다. E-STAT에 의해 채택된 독특한 극히-높은 피치 기술은 "SBESUD(Self-Biasing Electrostatic Unit Driver)"로서 알려진 기술의 일종이다. SBESUD는 고분자 화합물로서 그것에 유사한 영구전하를 가진 유전체 재료의 일종이다. 상기 재료의 내부의 유효 표면적은 홀(hole) 형성 제조 공정을 통해 현저히 증가시킬 수 있으며, 그것에 의해 상기 재료의 표면에서 일렉트릿 전하밀도가 증가한다. 그와 같은 재료는 긴 시간 동안 전하를 저장하는 것이 가능하고, 40 mm * 30 mm 헤드폰 유닛에 적용될 때, 주파수 응답이 5 KHz ~ 40 KHz에서 효율이 90 dB를 초과할 수 있으며, 5 KHz ~ 40 KHz에서 92 dB 이상의 평균 음압에 도달할 수 있다. 또한, 최대 음압은 최대 155 dB까지 도달 가능하다.

도 4를 참조하면, 하이브리드 정전기 헤드폰 모듈(2)이 동작할 때, 사운드를 진동 생성하기 위해 음원 입력 모듈(sound source input module)(23)이 사용되고, 상기 사운드는 그 다음에 좌우 측 이어 컵(11) 내부의 제1 헤드폰 유닛(21, 21')에 각각 직접 전송되며, 상기 사운드는 그것들로부터 출력된다. 여기서 좌측 이어 컵(11) 내부의 제1 헤드폰 유닛(21)은 내부 주파수 분할기(24)의 사용을 통해 주파수 분할 효과를 달성한다. 주파수 분할기(frequency divider)(24)는 주파수 분할 커패시터(frequency dividing capacitor)(241)와 구동 트랜스포머(drive transformer)(242)를 포함한다. 예를 들면, 주파수 대역이 5 KHz ~ 20 KHz (ALT)를 초과하여 증가할 때, 단어 인식이 차단된다(mask out). 주파수 분할기(24)는 완전한 신호를 2개의 고 주파수와 저 주파수 대역으로 분할하며, 그 다음에 상기 분할된 2개의 주파수 대역을 고 주파수 및 저 주파수 사운드 스피커에 각각 공급하여 동작을 완료한다. 그 다음에 출력을 위해 좌측 이어 컵(11) 내부의 제2 헤드폰 유닛(22)에 추가로 전송된다. 도 5는 무빙 코일 타입의 제1 헤드폰 유닛(21)과 E-STAT 타입의 제2 헤드폰 유닛(22)의 고 주파수 사운드 스피커와 저 주파수 사운드 스피커에 의해 각각 방출된 주파수 대역 신호(21a, 22a)의 교차 영역을 보여준다. 이 영역 내의 주파수 대역 신호에 대해, 고 주파수 사운드 스피커와 저 주파수 사운드 스피커 둘 다 동시에 반응할 것이다. 중간-고 주파수 사운드를 지연시킴으로써, 그 다음 그것들을 중간-저 주파수 사운드와 함께 혼합함으로써, 청취자는 고 주파수 사운드와 저 주파수 사운드 사이에 분할감(a sense of division)을 갖지 않을 것이다. 다른 유닛으로부터 고 주파수 사운드와 저 주파수 사운드가 출력되는 경우, 깊은 저 주파수 사운드와 풍부하고 깨끗한 중간-고 주파수 사운드가 얻어진다. 음악의 원래 사운드의 재생을 보호하는 외에, 본 고안은 추가로 현저한 오디오 주파수 분해능을 가진다. 다양한 사운드 스테이지를 제공하는 경우에, 입체 음감이나 레이어링 센스(sense of layering)에 관계없이, 본 고안은 종래의 무빙 코일 타입 헤드폰 유닛의 성능과 비교하여 상당히 뛰어나다.

도 3을 참조하면, 듀얼 사운드 하이브리드 정전기 헤드폰 모듈(2)의 디자인은 고 주파수 사운드의 속도가 저 주파수 사운드의 속도보다 빠르기 때문에 발생하는 중간-고 주파수 사운드와 중간-저 주파수 사운드 사이의 비동기 문제를 개선하는 것을 지향한다. 제2 헤드폰 유닛(22)의 상대 오프셋 보정 디자인(그 결과 제2 헤드폰 유닛(22)은 각도가 20도 기울어짐)은 고 주파수 대역, 중간 주파수 대역, 및 저 주파수 대역이 청취자의 외이의 내부에 동시에 정확히 전달될수 있도록 한다.

결론적으로, 상기 실시예의 전술한 설명에 의하면, 본 고안은 스테레오 헤드폰의 내부에 듀얼 사운드(dual sound)를 채택하고, 주파수 분할 효과를 달성하기 위해 주파수 분할기 커패시터 및 구동 트랜스포머로 조립된 내부 주파수 분할기를 사용하며, 그에 의해 고 주파수 사운드 대역 및 저 주파수 사운드 대역이 다른 모듈로부터 각각 출력될 수 있도록 한다. 따라서, 본 고안은 원래의 중간 주파수 사운드, 고 주파수 사운드 및 저 주파수 사운드의 재생을 유지할 수 있게 하며, 또한 현저한 오디오 주파수 분해능을 가진다.

본 명세서 설명된 실시예는 단지 본 고안의 원리를 설명하기 위한 것이며, 따라서 청구범위의 청구항들에 제시된 본 고안의 범위와 사상을 벗어나지 않으면서 당해 기술분야의 숙련자들에 의해 다양한 변경이 이루어질 수 있을 것이다.

1: 듀얼 이어셋 스테레오 헤드폰 2: 하이브리드 정전기 헤드폰 모듈
11: 이어 컵(ear cup) 21, 21': 제1 헤드폰 유닛
21a, 22a: 주파수 대역 신호 22: 제2 헤드폰 유닛
23: 음원 입력 모듈 24: 주파수 분할기
241: 주파수 분할 커패시터
242: 구동 트랜스포머(drive transformer)

Claims (3)

1. 스테레오 헤드폰의 좌측 및 우측 이어 컵(ear cup) 내부에 배치되는 하이브리드 정전기 헤드폰 모듈에 있어서,
   제1 헤드폰 유닛 및 제2 헤드폰 유닛을 포함하고,
   상기 제1 헤드폰 유닛은 중간-저 주파수 대역을 담당하고, 상기 제2 헤드폰 유닛은 중간-고 주파수 대역을 담당하며,
   상기 하이브리드 정전기 헤드폰 모듈이 동작할 때, 사운드를 진동 생성하기 위해 음원 입력 모듈이 사용되고, 상기 사운드는 상기 제1 헤드폰 유닛 및 상기 제2 헤드폰 유닛에 각각 전송되어 출력되고; 상기 이어 컵들 중 하나의 내부의 상기 제1 헤드폰 유닛은 내부 주파수 분할기를 사용하여 주파수 분할 효과를 달성하고; 주파수 분할 커패시터 및 구동 트랜스포머로 조립된 상기 주파수 분할기는 완전한 신호를 고 주파수 및 저 주파수의 2개 대역으로 분할하고, 상기 2개의 주파수 대역들을 고 주파수 사운드 스피커 및 저 주파수 사운드 스피커에 각각 공급하여 동작을 완료하고, 그 다음 상기 제2 헤드폰 유닛에 추가로 전송하여 출력되는, 하이브리드 정전기 헤드폰 모듈.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 헤드폰 유닛은 일반적인 무빙 코일 타입 헤드폰 유닛이고,
   상기 제2 헤드폰 유닛은 일렉트릿 헤드폰 유닛(E-STAT)인, 하이브리드 정전기 헤드폰 모듈.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 제2 헤드폰 유닛은 상대 오프셋 보정 디자인을 가지고 또한 20도의 경사진 각도로 구성되는, 하이브리드 정전기 헤드폰 모듈.
   

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