KR20150074105A

KR20150074105A - 소형 골 전도 오디오 트랜스듀서

Info

Publication number: KR20150074105A
Application number: KR1020157013148A
Authority: KR
Inventors: 조셉 존 헤벤스트라이트
Original assignee: 구글 인코포레이티드
Priority date: 2012-10-22
Filing date: 2013-10-10
Publication date: 2015-07-01
Also published as: KR101688755B1; US8989410B2; WO2014066055A1; CN104838667A; US20140112503A1; TWI544811B; CN104838667B; TW201433184A

Abstract

착용식 컴퓨팅 시스템용 골 전도 트랜스듀서가 제공된다. 골 전도 트랜스듀서는 전기 입력 신호들에 따라 동작되는 전자기 코일에 의해 생성되는 시간 가변 자기장에 응답하여 진동하도록 구성되는 자기 격막을 포함한다. 자기 격막은 자기 격막의 대향 측부들에 접속되도록 트랜스듀서의 대향 측부들로부터 돌출된 한 쌍의 외팔보 리프 스프링에 의해 코일을 향하는 그리고 코일로부터 멀어지는 왕복 운동을 가능하게 하기 위해 전자기 코일 위에 탄성적으로 매달린다. 골 전도 트랜스듀서는 착용자의 골 구조에 대해 착용되도록 착용식 컴퓨팅 시스템 내에 포함되며, 이는 골 전도 트랜스듀서에서의 진동들에 응답하여 음향 신호들이 착용자의 내이로 전파되고, 사운드 인식을 달성하는 것을 가능하게 한다.

Description

소형 골 전도 오디오 트랜스듀서{COMPACT BONE CONDUCTION AUDIO TRANSDUCER}

관련 출원의 상호 참조

본원은 2012년 10월 22일자로 출원된 미국 출원 제13/657,824호에 대해 우선권을 주장하며, 이에 따라 그 전체가 참고로 반영된다.

개인용 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 셀룰러 전화 및 무수한 타입의 인터넷 가능 장치와 같은 컴퓨팅 장치들은 현대 생활의 다양한 양태들에서 점점더 널리 보급되고 있다. 시간이 지남에 따라, 이러한 장치들이 사용자들에게 정보를 제공하는 방식은 더 지능적이고, 더 효율적이고, 더 직관적이고/이거나, 덜 눈에 거슬리게 되고 있다.

많은 기술 가운데 특히 컴퓨팅 하드웨어, 주변장치는 물론, 센서, 검출기, 및 이미지 및 오디오 프로세서의 소형화 추세는 때때로 "착용식 컴퓨팅"으로서 지칭되는 분야의 개척을 도왔다. 특히, 이미지 및 비주얼 처리 및 생성의 분야에서는, 표시되는 이미지가 착용자에 의해 인식되도록 착용자의 눈(들)에 충분히 가깝게 "니어-아이 디스플레이(near-eye display)" 요소를 배치하는 착용식 디스플레이들을 고려하는 것이 가능해졌다.

착용식 컴퓨팅 시스템들은 착용자의 청각 및/또는 시각과의 인터페이싱을 가능하게 하기 위해 착용자의 머리 근처에 착용되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 착용식 컴퓨팅 시스템은 헬멧 또는 한 쌍의 안경으로서 구현될 수 있다. 오디오 신호들을 착용자에게 전송하기 위해, 착용식 컴퓨팅 시스템은 핸즈프리 헤드셋으로서 또는 헤드폰들로서 기능하여, 스피커들을 이용하여 사운드를 생성할 수 있다. 마이크들 및 스피커들에서는 오디오 트랜스듀서들이 사용된다. 통상적인 오디오 트랜스듀서는 격막에 접속된 소형 자석을 이동시키도록 동작하는 시간 가변 자기장을 생성하기 위해 전기 신호들을 코일을 통해 전송함으로써 전기 신호들을 음파들로 변환한다. 시간 가변 자기장들은 자석을 진동시키고, 자석은 격막을 진동시키며, 결과적으로 공기를 통해 이동하는 음파들이 생성된다. 또한, 음향 트랜스듀서는 마이크에서와 같이 와이어의 코일 내에 전기 신호를 생성하는 시간 가변 자기장을 생성하기 위해 압력 감지 격막을 이용하는 유사한 프로세스에 의해 음파들을 전기 신호들로 변환할 수 있다.

사람의 귀들에서와 같은 생체 영역에서의 사운드 인식은 또한 음파들을 전기 신호들로 변환하는 것을 포함한다. 전통적인 사운드 인식의 경우, 들어오는 음파들이 외이에 의해 외이도로 지향되며, 여기서 수신된 음향 압력파에 따라 고막(중이)이 자극되어 진동한다. 압력파 정보는 중이 내의 3개의 작은 소골에 의해 변환되고 주파수 시프트된다. 소골들은 달팽이관을 포함하는 내이의 유체 충전 챔버를 분리하는 다른 격막을 기계적으로 자극한다. 달팽이관의 내부를 라이닝하는 털들은 달팽이관 내의 유체를 통해 전송되는 압력파에 의해 자극될 때 주파수 고유 기계 트랜스듀서들로서 작용하여, 사운드의 인식을 가능하게 하는 신호들을 뇌로 전송하는 뉴런들을 활성화한다.

골 전도 트랜스듀서들은 중이 내의 소골들을 직접 자극하고 외이를 효과적으로 우회함으로써 사운드 인식을 생성한다. 골 전도 트랜스듀서들은 귀 뒤의 유양돌기 표면과 같은 두개골 또는 턱 상의 골 표면에 결합되어, 소골들로 전파되는 진동들을 생성하며, 따라서 고막을 직접 진동시키지 않고도 사운드 인식을 가능하게 한다. 골 전도 트랜스듀서는 두개골 또는 턱의 골 구조 상에 배치되는 진동 모루에 의해 진동들을 내이로 전송한다. 그러한 골 전도 트랜스듀서는 머리의 골 부분과 접촉하는 데 적합하고 트랜스듀서에 설치될 수 있는 모루를 포함할 수 있으며, 트랜스듀서는 수신되는 전기 신호들에 따라 모루를 진동시킬 수 있다.

발명의 요약

착용식 컴퓨팅 시스템용 골 전도 트랜스듀서가 개시된다. 골 전도 트랜스듀서는 전기 입력 신호들에 따라 동작되는 전자기 코일에 의해 생성되는 시간 가변 자기장에 응답하여 진동하도록 구성되는 자기 격막을 포함할 수 있다. 자기 격막은 자기 격막의 대향 측부들에 접속되도록 트랜스듀서의 대향 측부들로부터 돌출된 한 쌍의 외팔보 리프 스프링(cantilevered leaf spring)에 의해 코일을 향하는 그리고 코일로부터 멀어지는 왕복 운동을 가능하게 하기 위해 전자기 코일 위에 탄성적으로 매달린다. 골 전도 트랜스듀서는 착용자의 머리의 골 구조에 대해 배열되도록 착용식 컴퓨팅 시스템 내에 포함된다. 동작 동안, 진동 트랜스듀서에서의 진동들은 착용자의 턱 및/또는 두개골을 통해 전파되는 진동들을 생성하여, 골 전도 트랜스듀서에서의 진동들에 응답하여 착용자의 내이를 자극하고 사운드 인식을 달성한다.

본 개시 내용의 일부 실시예들은 전자석, 자기 격막 및 한 쌍의 외팔보 연성 지지 아암을 포함하는 트랜스듀서를 제공한다. 전자석은 중앙 코어를 둘러싸는 도전성 코일을 포함할 수 있으며, 도전성 코일은 전기 입력 신호에 의해 구동되어 자기장을 생성하도록 구성된다. 자기 격막은 생성된 자기장에 응답하여 기계적으로 진동하도록 구성될 수 있다. 한 쌍의 외팔보 연성 지지 아암은 자기 격막을 프레임에 탄성적으로 결합할 수 있다. 프레임은 전자석에 접속될 수 있으며, 따라서 자기 격막은 전자석이 전기 입력 신호에 의해 구동될 때 프레임에 대해 진동하게 된다. 한 쌍의 외팔보 연성 지지 아암은 자기 격막의 대향 측부들에 접속될 수 있으며, 한 쌍의 외팔보 연성 지지 아암 각각은 한 쌍의 외팔보 연성 지지 아암 중 어느 것에도 접속되지 않은 자기 격막의 각각의 대향 측부에 인접하게 연장될 수 있다.

본 개시 내용의 일부 실시예들은 지지 구조, 오디오 인터페이스 및 진동 트랜스듀서를 포함하는 착용식 컴퓨팅 시스템을 제공한다. 지지 구조는 착용자와 접촉하도록 구성된 하나 이상의 부분을 포함할 수 있다. 오디오 인터페이스는 오디오 신호를 수신할 수 있다. 진동 트랜스듀서는 전자석, 자기 격막 및 한 쌍의 외팔보 연성 지지 아암을 포함할 수 있다. 전자석은 중앙 코어를 둘러싸는 도전성 코일을 포함할 수 있으며, 도전성 코일은 전기 입력 신호에 의해 구동되어 자기장을 생성하도록 구성된다. 자기 격막은 생성된 자기장에 응답하여 기계적으로 진동하도록 구성될 수 있다. 한 쌍의 외팔보 연성 지지 아암은 자기 격막을 프레임에 탄성적으로 결합할 수 있다. 프레임은 전자석에 접속될 수 있으며, 따라서 자기 격막은 전자석이 전기 입력 신호에 의해 구동될 때 프레임에 대해 진동하게 된다. 한 쌍의 외팔보 연성 지지 아암은 자기 격막의 대향 측부들에 접속될 수 있으며, 한 쌍의 외팔보 연성 지지 아암 각각은 한 쌍의 외팔보 연성 지지 아암 중 어느 것에도 접속되지 않은 자기 격막의 각각의 대향 측부에 인접하게 연장될 수 있다. 진동 트랜스듀서는 지지 구조 내에 내장될 수 있으며, 오디오 신호에 기초하여 진동하여, 오디오 신호를 지시하는 정보를 착용자의 골 구조를 통해 착용자에게 제공할 수 있다.

본 개시 내용의 일부 실시예들은 진동 트랜스듀서를 조립하는 방법을 제공한다. 이 방법은 제1 연성 지지 아암을 배열하는 단계, 제2 지지 아암을 배열하는 단계, 및 제1 및 제2 연성 지지 아암들을 레이저 용접하는 단계를 포함할 수 있다. 제1 연성 지지 아암은 제1 단부 및 제2 단부를 가질 수 있다. 제1 연성 지지 아암을 배열하는 단계는 제1 단부가 자기 격막의 제1 설치 표면 위에 배치되고 제2 단부가 진동 트랜스듀서의 프레임의 제1 지주 또는 측벽 위에 배치되도록 수행될 수 있다. 제1 연성 지지 아암의 제1 및 제2 단부들의 오버랩핑 영역들은 자기 격막의 제1 설치 표면 및 프레임의 제1 지주 또는 측벽과 각각 오버랩될 수 있다. 제2 연성 지지 아암은 제1 단부 및 제2 단부를 가질 수 있다. 제2 연성 지지 아암을 배열하는 단계는 제1 단부가 자기 격막의 제2 설치 표면 위에 배치되고 제2 단부가 프레임의 제2 지주 또는 측벽 위에 배치되도록 수행될 수 있다. 제2 설치 표면 및 제1 설치 표면은 자기 격막의 대향 측부들 상에 존재할 수 있다. 제2 연성 지지 아암의 제1 및 제2 단부들의 오버랩핑 영역들은 자기 격막의 제2 설치 표면 및 프레임의 제2 지주 또는 측벽과 각각 오버랩될 수 있다. 제1 및 제2 연성 지지 아암들을 레이저 용접하는 단계는 레이저 용접을 위한 열을 생성하기에 충분한 레이저 소스를 제1 및 제2 연성 지지 아암들의 각각의 오버랩핑 영역으로 지향시켜, 하나 이상의 레이저 스폿 용접점을 형성하여, 제1 및 제2 연성 지지 아암들을 통해 자기 격막과 프레임을 접속하여, 프레임에 대해 자기 격막을 탄성적으로 매다는 단계를 포함할 수 있다.

이들 및 다른 양태들, 장점들 및 대안들이 적절한 경우에 첨부 도면들을 참조하여 아래의 상세한 설명을 검토함으로써 이 분야의 통상의 기술자들에게 명백해질 것이다.

도 1a는 예시적인 착용식 컴퓨팅 시스템을 나타낸다.
도 1b는 도 1a에 도시된 착용식 컴퓨팅 시스템의 대안 도면을 나타낸다.
도 1c는 다른 예시적인 착용식 컴퓨팅 시스템을 나타낸다.
도 1d는 또 다른 예시적인 착용식 컴퓨팅 시스템을 나타낸다.
도 1e는 골 전도 오디오를 위해 구성된 예시적인 머리 설치 가능 장치의 간이 도면이다.
도 2는 골 전도 오디오를 위해 구성된 예시적인 착용식 시스템의 간이 도면이다.
도 3a는 격막을 매다는 외팔보 지지 아암들을 포함하는 골 전도 트랜스듀서의 분해도이다.
도 3b는 도 3a의 골 전도 트랜스듀서의 조립도이다.
도 4a는 일 실시예에 따른 골 전도 트랜스듀서를 조립하기 위한 예시적인 스폿 용접 위치들을 나타낸다.
도 4b는 다른 실시예에 따른 골 전도 트랜스듀서를 조립하기 위한 예시적인 스폿 용접 위치들을 나타낸다.
도 5는 일 실시예에 따른 골 전도 트랜스듀서를 조립하기 위한 예시적인 프로세스를 나타낸다.

아래의 상세한 설명에서는 그의 일부를 형성하는 첨부 도면들을 참조한다. 도면들에서, 유사한 심벌들은 통상적으로 상황이 달리 지시하지 않는 한은 유사한 컴포넌트들을 식별한다. 상세한 설명, 도면들 및 청구항들에서 설명되는 실시예들은 한정을 의도하지 않는다. 본 명세서에서 제공되는 내용의 범위로부터 벗어나지 않고서, 다른 실시예들이 이용될 수 있고, 다른 변경들이 이루어질 수 있다. 본 명세서에서 일반적으로 설명되고 도면들에 도시된 본 개시 내용의 양태들은 다양한 상이한 구성들로 배열, 대체, 결합, 분리 및 설계될 수 있으며, 이들 모두는 본 명세서에서 명확히 고려된다.

I. 개요

골 전도 트랜스듀서가 오디오 신호들을 수신하고, 트랜스듀서의 자기 격막에서 대응하는 진동들을 생성하도록 설계된다. 머리의 골 구조에 대해 배치될 때, 진동 격막은 두개골에서의 진동들을 생성하며, 이들은 내이로 전파되어 사운드의 인식을 유발한다. 전자석이 코어 주위에 코일화된 와이어에 의해 형성되고, 입력 신호들에 따라 동작하여 격막을 진동시키기에 충분한 시간 가변 자기장을 생성한다. 영구 자석들이 전자석의 대향 측부들 상에 배치되어, 격막을 바이어싱하고/하거나 격막의 강자성 컴포넌트들을 자화시켜 격막이 전자석의 변동들에 의해 끌리거나 물러나게 할 수 있다. 격막은 입력 신호들에 따라 작용하는 결합된 자력들로 인한 병진 이동을 가능하게 하기 위해 전자석 위에 탄성적으로 매달린다. 본 명세서에서 개시되는 일부 실시예들에서, 격막은 한 쌍의 외팔보 지지 아암에 의해 탄성적으로 매달린다.

본 개시 내용은 격막을 탄성적으로 매다는 데 사용되는 연성 컴포넌트들의 길이를 최대화하면서 작은 폼 팩터를 갖는 골 전도 트랜스듀서의 예시적인 구성을 제공한다. 골 전도 트랜스듀서의 최장 치수를 가로질러 트랜스듀서의 한쪽에서 반대쪽으로 연장하도록 배열되는 외팔보 연성 지지 아암들을 갖는 실시예가 개시된다. 매달린 격막의 각각의 코너에 접속된 연성 컴포넌트들을 갖거나 격막의 짧은 쪽에 인접하게 감긴 연성 컴포넌트들을 갖는 트랜스듀서에 비해, 본 명세서에서 설명되는 외팔보 지지 아암들은 격막을 탄성적으로 매다는 데 사용되는 연성 재료들의 가용 길이를 최대화한다. 즉, 격막의 길이에 인접하게 연장하도록 외팔보화된 연성 지지 아암들에 의해 격막을 매닮으로써, 트랜스듀서의 길이를 격막 자체의 크기를 훨씬 넘도록 연장하지 않고도, 골 전도 트랜스듀서의 탄성이 증가된다. 연성 지지 아암들의 길이 증가는 격막의 각각의 대향 측부들이 격막의 대향 측부들에 접속되도록 트랜스듀서의 대향 측부들로부터 지지 아암들을 외팔보화함으로써 비교적 작은 폼 팩터 내에서 달성된다.

본 명세서에서 설명되는 바와 같은 외팔보 지지 아암들을 갖는 골 전도 트랜스듀서는 트랜스듀서의 주파수 및/또는 진폭 응답성을 튜닝하기 위한 증가된 옵션들을 트랜스듀서 설계자에게 제공한다. 트랜스듀서의 주파수 및/또는 진폭 응답성은 전자석에 대해 격막을 탄성적으로 매다는 연성 재료들의 유연성 및/또는 주파수 응답에 의해 적어도 부분적으로 영향을 받는다. 따라서, 지지 아암들의 길이 증가는 물리적 치수들(예로서, 폭, 두께 등) 및/또는 재료 선택(예로서, 스틸, 알루미늄, 플라스틱, 합성 수지 등)을 조정함으로써 트랜스듀서의 응답성을 튜닝하기 위한 설계자들의 능력도 증가시킨다. 더 긴 지지 아암들은 트랜스듀서의 주파수 및/또는 진폭 응답성에 대해 더 큰 영향을 제공한다. 이전에는 긴 연성 지지대들이 큰 폼 팩터의 트랜스듀서들과 관련되었고, 연성 지지대들은 격막의 각각의 측부로부터 떨어져 연장하도록 접속되었으며, 따라서 연성 지지대들의 길이 증가는 트랜스듀서에 대한 폼 팩터 길이를 증가시켰다. 본 개시 내용의 결과로서, 골 전도 트랜스듀서 설계자는 작은 폼 팩터 설계와 튜닝 가능한 주파수 및/또는 진폭 응답성의 광범위한 선택 사이에서 선택하도록 더 이상 강요되지 않는다.

또한, 각각의 코너에 하나씩 4개의 지지대가 아니라 2개의 지지 아암만이 사용되므로, 지지 아암들은 직사각 격막의 대향 코너들에 접속된다. 지지 아암들을 대향 코너들에 접속함으로써 지지 아암들 중 하나 또는 다른 하나에 의해 생성되는 격막 상의 토크가 상쇄된다.

II. 착용식 컴퓨팅 시스템들의 예들

도 1a는 예시적인 착용식 컴퓨팅 시스템을 나타낸다. 도 1a에서, 착용식 컴퓨팅 시스템은 (머리 설치 디스플레이로도 지칭될 수 있는) 머리 설치형 장치(HMD)(102)의 형태를 갖는다. 그러나, 본 개시 내용은 헬멧, 모자, 바이저, 헤드밴드, 접착 패치 등과 같은 다른 착용식 컴퓨팅 시스템 폼 팩터들의 구현들을 포함한다는 점에 유의한다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 머리 설치형 장치(102)는 렌즈 프레임들(104, 106) 내에 설치된 렌즈들(110, 112)을 갖는다. 렌즈들(110, 112)은 옵션으로서 예를 들어 시력 교정 렌즈들일 수 있다. 중앙 프레임 지지대(108)가 렌즈 프레임들(104, 106)을 결합하며, HMD(102)로 하여금 착용자의 얼굴 상에 지지되는 것을 가능하게 하기 위해 착용자의 코에 적합하도록 구성될 수 있다. HMD(102)는 HMD(102)가 착용자의 얼굴 상에 지지되는 것을 가능하게 하기 위해 착용자의 귀들에 적합하도록 구성되는 연장 측부 아암들(114, 116)도 포함한다. 연장 측부 아암들(114, 116)은 힌지에 의해 중앙 프레임 지지대(108)에 대향하는 측부로부터 렌즈 프레임들(104, 106) 각각에 접속될 수 있다.

렌즈들(110, 112) 중 하나 또는 양자는 투영되는 이미지 또는 그래픽을 표시하는 데 적합한 재료로 형성될 수 있다. 렌즈들(110, 112)은 또한 실질적으로 투명하여 착용자가 렌즈 요소를 통해 보는 것을 가능하게 할 수 있다. 렌즈들(110, 112)의 이러한 특징들의 결합은 렌즈들(110, 112)을 통해 착용자에 의해 인식되는 바와 같은 실세계 뷰 위에 투영 이미지 또는 그래픽을 중첩시키는 증강 현실 또는 헤드-업(heads-up) 디스플레이 시스템을 촉진할 수 있다.

HMD(102)는 온-보드 컴퓨팅 시스템(118), 비디오 카메라(120), 센서(122) 및 손가락 조작 가능 터치 패드(124)도 포함할 수 있다. 온-보드 컴퓨팅 시스템(118)은 머리 설치형 장치(102)의 연장 측부 아암(114) 상에 배치되는 것으로 도시되지만, 온-보드 컴퓨팅 시스템(118)은 HMD(102)의 다른 부분들 상에 배치될 수 있거나, HMD(102)로부터 떨어져 배치될 수 있다(예를 들어, 컴퓨팅 시스템이 HMD(102)에 유선 접속되거나 무선 접속될 수 있다). 온-보드 컴퓨팅 시스템(118)은 콘텐츠 소스로부터의 신호들을 처리하여, 예를 들어 렌즈들(110, 112)을 통해 착용자에게 정보를 묘사하도록 HMD(102)의 사용자 인터페이스 요소들을 조작하기 위한 구동기 신호들을 생성하도록 구성될 수 있다. 온-보드 컴퓨팅 시스템(118)은 비디오 카메라(120), 손가락 조작 가능 터치 패드(124) 및/또는 다른 감지 장치, 사용자 인터페이스 등으로부터 데이터를 수신하고 분석하도록 구성될 수 있다. 온-보드 컴퓨팅 시스템(118)은 예를 들어 설명되는 기능들을 구현하기 위해 메모리에 저장된 명령어들을 실행하는 프로세서를 포함할 수 있다.

비디오 카메라(120)는 머리 설치형 장치(102)의 연장 측부 아암(114) 상에 배치되지만, HMD(102) 상의 다른 위치에도 배치될 수 있다. 비디오 카메라(120)는 다양한 해상도 및/또는 프레임 레이트로 이미지들을 캡처하도록 구성될 수 있다. 일부 예들에서, 비디오 카메라(120)는 예를 들어 셀폰, 태블릿 및 웹캠에서 사용되는 카메라와 같이 다른 소형 폼 팩터 환경들에서 사용되는 비디오 카메라들과 일부 관계들에서 유사할 수 있다.

또한, 도 1a는 하나의 비디오 카메라(120)를 도시하지만, 더 많은 비디오 카메라가 포함될 수 있다. 예를 들어, 각각의 카메라는 동일 뷰를 캡처하도록 또는 상이한 뷰들을 캡처하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 비디오 카메라(120)는 착용자에 의해 인식되는 뷰의 적어도 일부를 캡처하도록 전방을 향할 수 있다. 이어서, 비디오 카메라(120)에 의해 캡처된 전방 이미지는 컴퓨터 생성 이미지들이 착용자에 의해 인식된 실세계 뷰와 상호작용하는 것으로 보이는 증강 현실을 생성하는 데 사용될 수 있다.

센서(122)는 HMD(102)의 연장 측부 아암(116) 상에 도시되지만, 센서(122)는 HMD(102)의 다른 부분들 상에 배치될 수 있다. 센서(122)는 예를 들어 관성 운동 감도를 컴퓨팅 시스템(118)에 입력으로서 제공하기 위한 자이로스코프 및/또는 가속도계를 포함할 수 있다. 센서(122)는 추가로 또는 대안으로서 마이크, 온도계, 공기 모니터, 태양 검출기, 땀 센서 등과 같이 착용자의 환경 특징들 및/또는 양태들을 검출하도록 구성되는 센서들을 포함할 수 있다.

손가락 조작 가능 터치 패드(124)는 HMD(102)의 연장 측부 아암(114) 상에 도시된다. 그러나, 손가락 조작 가능 터치 패드(124)는 HMD(102)의 다른 부분들 상에 배치될 수 있다. 또한, 둘 이상의 손가락 조작 가능 터치 패드가 HMD(102) 상에 포함될 수 있다. 손가락 조작 가능 터치 패드(124)는 착용자에 의해 명령들을 입력하는 데 사용될 수 있다. 손가락 조작 가능 터치 패드(124)는 손가락 조작 가능 터치 패드(124)와 접촉하거나 적어도 근접하는 손가락의 존재, 위치 및/또는 이동을 감지할 수 있다. 손가락 조작 가능 터치 패드(124)는 많은 가능성 가운데 특히 용량 감지, 저항 감지 또는 표면 음파 프로세스를 통해 동작할 수 있다. 손가락 조작 가능 터치 패드(124)는 패드 표면과 평행한 또는 평면 방향에서, 패드 표면에 수직인 방향에서 또는 양 방향에서 손가락 이동을 감지할 수 있으며, 또한 패드 표면에 인가되는 압력의 레벨을 감지할 수 있다. 손가락 조작 가능 터치 패드(124)는 하나 이상의 반투명 또는 투명 절연층 및 하나 이상의 반투명 또는 투명 도전층으로 형성될 수 있다. 손가락 조작 가능 터치 패드(124)의 에지들은 사용자의 손가락이 손가락 조작 가능 터치 패드(124)의 에지 또는 다른 영역에 도달할 때 사용자에게 촉각 피드백을 제공하기 위해, 상승된, 만입된 또는 거친 표면을 갖도록 형성될 수 있다. 둘 이상의 손가락 조작 가능 터치 패드가 존재하는 경우, 각각의 손가락 조작 가능 터치 패드는 독립적으로 조작될 수 있으며, 상이한 기능을 제공할 수 있다.

진동 트랜스듀서(126)가 우측 연장 측부 아암(114) 내에 삽입된다. 진동 트랜스듀서(126)는 HMD(102)가 착용될 때 진동 트랜스듀서(126)가 착용자의 귀 뒤에서 착용자와 접촉하게 배치되게 하도록 배열될 수 있는 골 전도 트랜스듀서(BCT)로서 기능한다. 추가로 또는 대안으로서, 진동 트랜스듀서(126)는 진동 트랜스듀서(126)가 착용자의 귀의 전면과 접촉하게 배치되도록 배열될 수 있다. 일 실시예에서, 진동 트랜스듀서(126)는 착용자의 귀 및/또는 두개골의 특정 위치, 예를 들어 귀의 이주 및/또는 두개골의 유양돌기 영역에 결합되도록 배치될 수 있다.

HMD(102)는 오디오 콘텐츠의 소스로부터 오디오 신호를 수신하고 진동 트랜스듀서(126)를 구동하기 위해 진동 트랜스듀서(126)에 적절한 전기 신호들을 제공하도록 구성되는 오디오 인터페이스(도시되지 않음)를 포함한다. 예를 들어, 일 실시예에서, HMD(102)는 마이크, 디지털 오디오 파일들을 재생하도록 구성되는 온-보드 컴퓨팅 시스템과 같은 내부 오디오 재생 장치 및/또는 휴대용 디지털 오디오 플레이어, 스마트폰, 홈 스테레오, 카 스테레오 및/또는 개인용 컴퓨터와 같은 보조 오디오 재생 장치에 대한 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다. 그러한 보조 오디오 재생 장치에 대한 접속은 팁, 링, 슬리브(TRS) 커넥터일 수 있거나, 다른 형태를 취할 수 있다. 진동 트랜스듀서(126)에 대한 전기 구동기 신호들을 생성하기 위해 다른 오디오 소스들 및/또는 오디오 인터페이스들도 사용될 수 있다.

도 1b는 도 1a에 도시된 착용식 컴퓨팅 장치의 대안 도면을 나타낸다. 도 1b에 도시된 바와 같이, 렌즈 요소들(110, 112)은 디스플레이 요소들로서 작용할 수 있다. HMD(102)는 연장 측부 아암(116)의 내면에 결합되고 렌즈 요소(112)의 내면 상에 디스플레이(130)를 투영하도록 구성되는 프로젝터(128)를 포함할 수 있다. 추가로 또는 대안으로서, 제2 프로젝터(132)가 연장 측부 아암(114)의 내면에 결합되고, 렌즈 요소(110)의 내면 상에 디스플레이(134)를 투영하도록 구성될 수 있다.

렌즈 요소들(110, 112)은 광 투영 시스템에서 결합기로서 작용하도록 구성될 수 있으며, 프로젝터들(128, 132)로부터 그들 상에 투영되는 광을 반사하는 코팅을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서는, (예를 들어, 프로젝터들(128, 132)이 스캐닝 레이저 장치들일 때) 반사 코팅이 사용되지 않는다.

대안 실시예들에서는 다른 타입의 디스플레이 요소들도 사용될 수 있다. 예를 들어, 렌즈 요소들(110, 112) 자체가 전기 발광 디스플레이 또는 액정 디스플레이와 같은 투명 또는 반투명 행렬 디스플레이를 포함할 수 있다. 하나 이상의 광 도파관 또는 다른 광학 요소가 렌즈 요소들(110, 112) 내에 통합되거나, HMD(102) 상에 배치되어, 인 포커스 니어-투-아이 이미지(in focus near-to-eye image)를 착용자에게 전달할 수 있다. 대응하는 디스플레이 구동기가 프레임 요소들(104, 106) 내에 배치되어, 그러한 행렬 디스플레이를 구동할 수 있다(예로서, 프로젝터들(128, 132) 및/또는 전기 발광 디스플레이 등을 동작시키는 데 적합한 전기 신호들을 제공할 수 있다). 대안으로서 또는 추가로, 착용자의 눈(들)의 망막 상에 행렬 디스플레이를 직접 그리기 위해 레이저 또는 LED 소스 및 스캐닝 시스템이 사용될 수 있다.

HMD(102)는 옵션으로서 좌측 아암(116) 및 우측 아암(114) 내에 각각 삽입된 진동 트랜스듀서들(136a, 136b)을 포함할 수 있다. 진동 트랜스듀서들(136a, 136b)은 진동 트랜스듀서(126)에 대한 대안이거나 추가될 수 있다. 진동 트랜스듀서들(136a, 136b)은 착용자의 관자놀이 근처에서 착용자와 접촉하도록 HMD(102) 상에 배치될 수 있다.

도 1c는 머리 설치형 장치("HMD")(138)의 형태를 갖는 다른 예시적인 착용식 컴퓨팅 시스템을 나타낸다. HMD(138)는 위에서 도 1a 및 1b와 관련하여 설명된 프레임 및 연장 측부 아암들과 유사한 프레임 요소들 및 측부 아암들을 포함할 수 있다. HMD(138)는 위에서 도 1a 및 1b와 관련하여 설명된 컴퓨팅 시스템 및 비디오 카메라(들)와 유사한 온-보드 컴퓨팅 시스템(140) 및 비디오 카메라(142)를 더 포함할 수 있다. 비디오 카메라(142)는 HMD(138)의 프레임 상에 설치된 것으로 도시된다. 그러나, 비디오 카메라(142)는 HMD(138) 상의 다른 위치들에도 설치될 수 있다.

도 1c에 도시된 바와 같이, HMD(138)는 장치에 결합될 수 있는 단일 디스플레이(144)를 포함할 수 있다. 디스플레이(144)는 위에서 도 1a 및 1b와 관련하여 설명된 렌즈 요소들과 유사할 수 있는 HMD(138)의 렌즈 요소들 중 하나 상에 형성될 수 있다. HMD(138) 내의 렌즈들은 컴퓨터에 의해 생성되는 시각적으로 인식 가능한 그래픽을 물리 세계의 착용자의 뷰 내에 오버레이하도록 구성될 수 있다. 디스플레이(144)는 HMD(138)의 렌즈의 중앙 근처에 배치된 것으로 도시되지만, 디스플레이(144)는 예를 들어 렌즈(들)의 주변 근처와 같은 다른 위치들에 배치될 수 있다. 디스플레이(144)는 컴퓨팅 시스템(140)을 통해 제어("구동")될 수 있다. 옵션으로서, 광 도파관(146)이 HMD(138)의 프레임 내에 포함된 이미지 생성 영역으로부터 디스플레이(144)로 광학 콘텐츠를 운반할 수 있다.

HMD(138)는 HMD(138)의 좌측 및 우측 아암들 내에 삽입된 진동 트랜스듀서들(148a-b)을 포함한다. 각각의 진동 트랜스듀서(148a-b)는 골 전도 트랜스듀서로서 기능하며, HMD(138)가 착용될 때 진동 트랜스듀서가 착용자의 귀 뒤의 위치에서 착용자와 접촉하게 배치되도록 배열된다. 추가로 또는 대안으로서, 진동 트랜스듀서들(148a-b)은 진동 트랜스듀서들(148a-b)이 착용자의 귀의 전면과 접촉하게 배치되도록 HMD(138) 상에 배치될 수 있다.

또한, 2개의 진동 트랜스듀서(148a-b)를 갖는 실시예에서, 진동 트랜스듀서들은 스테레오 오디오를 제공하도록 개별적으로 구동될 수 있다(예를 들어, 좌측 및 우측 스테레오 채널들이 2개의 진동 트랜스듀서(148b, 148a)를 통해 각각 전달된다). 따라서, HMD(138)는 오디오 콘텐츠의 소스로부터 오디오 신호들을 수신하고, 적절한 전기 구동기 신호들을 진동 트랜스듀서들(148a-b)에 제공하기 위한 적어도 하나의 오디오 인터페이스(미도시)를 포함할 수 있다.

도 1d는 머리 설치형 장치("HMD")(150)의 형태를 갖는 다른 예시적인 착용식 컴퓨팅 시스템을 나타낸다. HMD(150)는 측부 아암들(152a-b), 중앙 프레임 지지대(154) 및 코 브리지(156)를 포함할 수 있다. 중앙 프레임 지지대(154)는 측부 아암들(152a-b)을 접속한다. 코 브리지(156) 및 측부 아암들(152a-b)은 착용자의 코 및 귀들 상에 각각 놓여서 HMD(150)가 착용자의 얼굴 상에 설치될 수 있는 것을 가능하게 할 수 있다. HMD(150)는 렌즈 요소들을 포함하는 렌즈 프레임들을 포함하지 않는다. HMD(150)는 위에서 도 1a-1c와 관련하여 전술한 컴퓨팅 시스템들 및 비디오 카메라(들)와 같은 온-보드 컴퓨팅 시스템(158) 및 비디오 카메라(160)를 포함할 수 있다.

HMD(150)는 측부 아암들(152a-b) 또는 중앙 프레임 지지대(154) 중 하나에 결합될 수 있는 디스플레이 장치(162)를 포함할 수 있다. 디스플레이 장치(162)는 도 1d에서 예시의 목적을 위해 측부 아암(152a)에 결합된 것으로 도시된다. 디스플레이 장치(162)는 위에서 도 1c와 관련하여 전술한 디스플레이와 유사할 수 있으며, 예를 들어 개별적으로 프로그래밍 가능한 픽셀들의 행렬 디스플레이를 제공하기 위한 전기 발광 및/또는 액정 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 디스플레이 장치(162)는 물리 세계의 착용자의 뷰 상에 컴퓨터 생성 그래픽을 오버레이하도록 구성된다. 일례에서, 디스플레이 장치(162)는 연장 측부 아암(152a)의 내측(즉, 착용자의 머리의 일부에 노출된 측부)에 결합될 수 있다. 디스플레이 장치(162)는 HMD(150)가 착용될 때 착용자의 눈 정면에 또는 그에 근접하게 배치될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 장치(162)는 도 1d에 도시된 바와 같이 중앙 프레임 지지대(154) 아래에 배치될 수 있으며, 그에 따라 디스플레이 장치(162)는 코 브리지(156)가 착용자의 코 위에 놓이는 동안 착용자의 눈의 시선 내에 배치될 수 있다.

진동 트랜스듀서들(164a-b)은 HMD(150)의 좌측 및 우측 측부 아암들 상에 배치된다. 진동 트랜스듀서들(164a-b)은 위에서 도 1d와 관련하여 설명된 HMD(138) 상의 진동 트랜스듀서들(148a-b)과 유사하게 HMD(150)의 측부 아암들(152a-b) 내에 배치될 수 있다.

도 1a-1d의 진동 트랜스듀서들의 배열들은 도 1a-1d와 관련하여 설명되고 도시된 것들로 한정되지 않는다. 추가적인 또는 대안적인 진동 트랜스듀서들이 머리 설치형 장치 또는 다른 착용식 컴퓨팅 시스템 내에 삽입될 수 있다. 본 개시 내용의 일부 실시예들에서, 착용식 컴퓨팅 시스템은 착용식 컴퓨팅 시스템이 착용자의 머리와 접촉하는 하나 이상의 위치에 배치된 진동 트랜스듀서들을 포함한다. 일부 예들에서, 진동 트랜스듀서들은 착용식 컴퓨팅 시스템 상에 배치되어, 착용자의 머리의 골 구조에 진동 결합을 제공하여, 음향 신호들이 착용자의 턱 및/또는 두개골을 통해 전파되어, 착용자의 내이를 자극하는 것을 가능하게 하며, 따라서 진동 트랜스듀서들의 동작에 기초하는 사운드 인식을 가능하게 한다.

도 1e는 골 전도 오디오를 위해 구성된 예시적인 머리 설치형 장치("HMD")(170)의 간이 도면이다. 도시된 바와 같이, HMD(170)는 2개의 측부 아암(172a-b), 중앙 프레임 지지대(174) 및 코 브리지(176)를 포함하는 안경 타입 프레임을 포함한다. 측부 아암들(172a-b)은 중앙 프레임 지지대(174)에 의해 접속되며, 착용자의 귀들 뒤에 맞춰지도록 배열된다. HMD(170)는 골 전도 트랜스듀서들로서 기능하도록 구성되는 진동 트랜스듀서들(178a-e)을 포함한다. 일부 예들에서, 진동 트랜스듀서들(178a-e)이 HMD(170)의 프레임에 대해 진동할 때, 진동 트랜스듀서들(178a-e) 중 하나 이상은 착용자의 머리의 골 부분과 인터페이스하도록 구성된 모루들을 진동시켜, 착용자의 턱 및/또는 두개골을 통해 음향 신호들을 전달한다. 추가로 또는 대안으로서, 골 전도 오디오는 착용자의 골 구조에 진동들을 전달하기 위해 착용자와 접촉하는 HMD(170)의 임의 부분의 진동을 통해 착용자에게 전달될 수 있다는 점에 유의한다. 예를 들어, 본 개시 내용의 일부 실시예들에서, 진동 트랜스듀서들(178a-e) 중 하나 이상은 모루의 구동 없이 동작할 수 있으며, 대신에 HMD(170)의 프레임에 결합되어, 측부 아암들(172a-b), 중앙 프레임 지지대(174) 및/또는 코 브리지(176)가 착용자의 머리에 대해 진동하게 할 수 있다.

진동 트랜스듀서들(178a-e)은 HMD(170)에 확실하게 접속되며, 옵션으로서 HMD(170)의 프레임 요소들(예로서, 측부 아암들(172a-b), 중앙 프레임 지지대(174) 및/또는 코 브리지(176)) 내에 전체적으로 또는 부분적으로 삽입될 수 있다. 예를 들어, 진동 트랜스듀서들(178a, 178b)은 HMD(170)의 측부 아암들(172a-b) 내에 삽입될 수 있다. 일 실시예에서, 측부 아암들(172a-b)은 착용자가 HMD(170)를 착용할 때 안경 스타일 프레임의 하나 이상의 부분이 착용자의 머리의 측부 상의 하나 이상의 위치에서 착용자와 접촉하게 구성되게 하도록 구성된다. 예를 들어, 측부 아암들(172a-b)은 착용자의 귀 및 사용자의 머리의 측부에서 또는 그 근처에서 착용자와 접촉할 수 있다. 따라서, 진동 트랜스듀서들(178a, 178b)은 측부 아암들(172a-b)의 안쪽을 향하는 쪽에 (착용자의 머리를 향해) 삽입되어, 착용자의 골 구조를 진동시키고, 착용자의 귀, 착용자의 관자놀이 상의 접촉 포인트들 또는 측부 아암들(172a-b)이 착용자와 접촉하는 임의의 다른 포인트를 통해 착용자에게 진동을 전달할 수 있다.

진동 트랜스듀서들(178c, 178d)은 HMD(170)의 중앙 프레임 지지대(174) 내에 삽입된다. 일 실시예에서, 중앙 프레임 지지대(174)는 착용자가 HMD(170)를 착용할 때 안경 스타일 프레임의 하나 이상의 부분이 착용자의 머리의 전면 상의 하나 이상의 위치에서 착용자와 접촉하게 구성되게 하도록 구성된다. 진동 트랜스듀서들(178c, 178d)은 착용자의 골 구조를 진동시켜, 착용자의 눈썹들 상의 접촉 포인트들 또는 중앙 프레임 지지대(404)가 착용자와 접촉하는 임의의 다른 포인트를 통해 진동을 전달할 수 있다. 다른 접촉 포인트들도 가능하다.

일부 예들에서, 진동 트랜스듀서(178e)는 HMD(170)의 코 브리지(176) 내에 삽입된다. 코 브리지(176)는 사용자가 HMD(170)를 착용할 때 안경 스타일 프레임의 하나 이상의 부분이 착용자의 코에서의 또는 그 근처에서의 하나 이상의 위치에서 착용자와 접촉하게 구성되게 하도록 구성된다. 진동 트랜스듀서(178e)는 착용자의 골 구조를 진동시켜, 착용자의 코와 코 브리지(176) 사이의 접촉 포인트들, 예를 들어 HMD(170)가 착용자의 머리에 설치되는 동안 코 브리지(176)가 착용자의 얼굴 위에 놓이는 포인트들을 통해 진동을 전달할 수 있다.

진동 트랜스듀서들(178a-e) 중 하나 이상과 착용자 사이에 공간이 존재할 때, 진동 트랜스듀서로부터의 일부 진동들은 공기를 통해서도 전송될 수 있으며, 따라서 공기를 통해 착용자에 의해 수신될 수 있다. 즉, 골 전도로 인해 인식되는 사운드에 더하여, 착용자는 착용자의 외이에 도달하여 착용자의 고막을 자극하는, 진동 트랜스듀서들(178a-e)을 둘러싸는 공기 내에 생성되는 음파들로부터 발생하는 사운드도 인식할 수 있다. 그러한 예에서, 공기를 통해 전송되고 고막 청각을 이용하여 인식되는 사운드는 골 구조 청각을 통해 인식되는 사운드를 보완할 수 있다. 더구나, 공기를 통해 전송되는 사운드는 착용자에 의해 인식되는 사운드를 향상시킬 수 있지만, 공기를 통해 전송되는 사운드는 근처에 있는 타인들에게는 분명치 않을 만큼 충분히 구별될 수 있으며, 이는 볼륨 설정에 부분적으로 기인할 수 있다.

일부 실시예들에서, 진동 트랜스듀서들(178a-e)은 HMD(170) 내에 진동 격리층(미도시)과 함께 HMD(170)의 지지 구조(예로서, 프레임 컴포넌트들) 내에 삽입된다. 예를 들어, 진동 트랜스듀서(178a)는 진동 격리층에 부착될 수 있으며, 진동 격리층은 HMD(170) 프레임(예로서, 측부 아암들(172a-b), 중앙 프레임 지지대(174) 및/또는 코 브리지(176))에 접속될 수 있다. 일부 예들에서, 진동 격리층은 직접 또는 HMD(170) 프레임 컴포넌트들의 진동을 통해 진동 트랜스듀서들로부터 주변 환경 내의 공기로 전달되는 진동들의 진폭을 줄임으로써 착용자의 주변 환경으로 오디오 누설을 줄이도록 구성된다.

III. 원격 제어되는 착용식 컴퓨팅 시스템들

도 2는 예시적인 컴퓨팅 시스템의 개략도를 나타낸다. 시스템(200)에서, 장치(202)는 통신 링크(212)(예로서, 유선 또는 무선 접속)를 이용하여 원격 장치(214)와 통신한다. 장치(202)는 데이터를 수신하고 데이터에 대응하거나 그와 관련된 정보를 표시할 수 있는 임의 타입의 장치일 수 있다. 예를 들어, 장치(202)는 도 1a-1e와 관련하여 설명된 머리 설치형 장치들(102, 138, 150 및/또는 170)과 같은 착용식 컴퓨팅 시스템일 수 있다.

장치(202)는 오디오 콘텐츠를 장치(202)의 착용자에게 전달하기 위한 골 전도 오디오 시스템(204)을 포함할 수 있다. 골 전도 오디오 시스템(204)은 프로세서(206) 및 골 전도 트랜스듀서("BCT")(208)를 포함한다. BCT(208)는 예를 들어 입력 신호들에 따라 진동하도록 구성되는 진동 격막을 포함하는 내장 장치일 수 있다. 일부 예들에서, 골 전도 오디오 시스템(204)은 둘 이상의 골 전도 트랜스듀서를 포함한다. BCT(208)(또는 BCT들의 그룹)는 장치(202)의 프레임 부분에 설치되고, 착용자의 머리의 골 부분에 진동들을 전달하도록 배치될 수 있으며, 따라서 진동들은 착용자의 두개골 및/또는 턱을 통해 착용자의 내이로 전파될 수 있다. 메모리(210)는 프로세서(206)에 의해 실행될 실행 가능 명령어들을 포함할 수 있다. 프로세서(206) 및/또는 메모리(210)는 오디오 콘텐츠의 소스와 인터페이스하고 적절한 전기 구동기 신호들을 BCT(208)(또는 BCT들의 그룹)에 제공하기 위한 하드웨어 및/또는 소프트웨어 구현 기능들을 포함할 수 있다.

프로세서(206) 및/또는 메모리(210)는 유선 및/또는 무선 신호들(212)을 통해 원격 장치(214)로부터 데이터를 수신하도록 구성될 수 있다. 프로세서(206) 및/또는 메모리(210)는 수신된 데이터 신호들(212)에 기초하여 BCT(208)에 대한 구동기 신호들을 생성하도록 구성될 수 있다. 프로세서(206)는 예를 들어 마이크로프로세서, 디지털 신호 프로세서 등일 수 있다.

원격 장치(214)는 데이터(212)를 장치(202)로 전송하도록 구성되는 컴퓨팅 장치 또는 송신기일 수 있다. 예를 들어, 원격 장치(214)는 랩탑 컴퓨터, 이동 전화, 태블릿 컴퓨팅 장치 등일 수 있다. 원격 장치(214) 및 장치(202)는 각각 프로세서, 송신기, 수신기, 안테나 등과 같이 통신 신호들(212)을 생성 및 수신하는 것을 가능하게 하기 위한 적절한 하드웨어를 포함할 수 있다.

도 2에서, 장치(202)와 원격 장치(214) 간의 통신 링크는 무선 접속으로서 도시되지만, 유선 접속들도 사용될 수 있다. 예를 들어, 신호들(212)을 제공하는 통신 링크는 유니버설 직렬 버스와 같은 유선 직렬 버스 또는 병렬 버스에 의해 달성될 수 있다. 유선 접속은 독점 접속일 수도 있다. 통신 링크(212)는 추가로 또는 대안으로서 많은 가능성 가운데 특히 예를 들어 블루투스(등록상표) 무선 기술, (임의의 IEEE 802.11 개정안들을 포함하는) IEEE 802.11에서 설명된 통신 프로토콜들, (GSM, CDMA, UMTS, EV-DO, WiMAX 또는 LTE와 같은) 셀룰러 기술 또는 Zigbee(등록상표) 기술을 이용하는 무선 접속일 수 있다. 원격 장치(214)는 인터넷을 통해 액세스 가능할 수 있으며, 특정 웹 서비스(예로서, 소셜 네트워킹, 사진 공유, 오디오 스트리밍 등)와 관련된 서버를 포함할 수 있다.

IV. 외팔보 지지 아암들을 갖는 골 전도 트랜스듀서들

도 3a는 격막(330)을 매다는 외팔보 지지 아암들(340)을 포함하는 골 전도 트랜스듀서("BCT")(300)의 분해도이다. 도 3b는 도 3a에 도시된 BCT(300)의 조립도이다. BCT(300)는 와이어 코일(322) 및 영구 자석들(320a-b)을 갖는 전자석에 대한 지지 구조를 제공하는 프레임(310)을 포함한다. 격막(330)은 한 쌍의 외팔보 지지 아암(340)에 의해 와이어 코일(322) 위에 탄성적으로 매달린다. 지지 아암들(340a-b)은 격막(330)의 긴 쪽에 인접하게 각각 연장하는 리프 스프링들로서 배열된다. 지지 아암들(340a-b)은 격막(330)이 와이어 코일(322)에 의해 생성되는 시간 가변 자기장에 응답하여 전자기 와이어 코일(322)을 향해 그리고 그로부터 멀어지게 이동하는 것을 가능하게 하도록 휜다.

프레임(310)은 상면(311a) 및 상면(311a)에 대향하는 하면(311b)을 갖는 베이스 플랫폼을 포함한다. 코어(314)는 베이스 플랫폼의 중앙 부분으로부터 상면(311a)에 수직으로 연장하여, 와이어 코일(322)의 중앙을 통과한다. 코어(314)(및 프레임(310)의 나머지)는 와이어 코일(322) 내의 전류에 의해 생성되는 시간 가변 자기장에 응답하기 위해 니켈 도금된 스틸 또는 다른 강자성 재료로 형성될 수 있다. 격막(330)은 격막(330)이 전자기 와이어 코일(322) 및 영구 자석들(320a-b)의 결합된 힘들에 따라 움직이도록 강자성 재료(예로서, 니켈 도금된 스틸)로 형성될 수도 있다.

영구 자석들(320a-b)은 격막(330) 상에 자기 바이어스를 제공하도록 결합된다. 영구 자석들(320a-b)은 그들의 자기장들이 전자석 코일(322)의 축과 평행하게(즉, 코어(314)의 방향을 따라) 일반적으로 정렬 및 배향되도록 배열될 수 있다. 영구 자석들(320a-b)은 와이어 코일(322)(즉, 코어(314))의 축에 대해 대략 축방향으로 대칭되도록 배치될 수 있으며, 따라서 영구 자석들(320a-b) 각각에 의해 제공되는 자기장 기여들은 와이어 코일(322)의 중앙에서 대략 동일하다. 예를 들어, 영구 자석들(320a-b)은 와이어 코일(322)의 대향 측부들에서 프레임(310)의 베이스 플랫폼의 상면(311a)에 배치될 수 있다. 격막(330)이 예를 들어 니켈 도금된 스틸과 같은 강자성 재료인 경우, 영구 자석들(320a-b)로부터의 바이어스는 (2개의 영구 자석(320a-b)의 중점에서) 코어(314)를 따라 대략 정렬된 반대 (끌어당기는) 자기장으로 격막(330)을 자화시킨다. 영구 자석들(320a-b)로 인한 격막(330)의 유도된 자화는 격막(330)이 전자기 와이어 코일(322)을 통해 생성되는 시간 가변 자기장들에 반등하는 것을 가능하게 한다.

본 개시 내용은 2개의 영구 자석(예로서, 영구 자석들(320a-b))을 갖는 BCT(300)의 배열을 설명하지만, 격막(330)의 자기 바이어스는 프레임(310)에 접속되는 하나 이상의 영구 자석에 의해 제공될 수 있다는 점에 유의한다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 자기 바이어스는 전자기 와이어 코일(322)의 코어(314) 주위에 대략 축방향으로 대칭되도록 배열되는 3개의 영구 자석에 의해 제공될 수 있다. 더욱이, 영구 자석들은 프레임 플랫폼의 상면(311a)에 설치될 필요가 없으며, 추가로 또는 대안으로서 예를 들어 하면(311b)에 설치될 수 있다.

코어(314)에 더하여, 프레임(310)은 베이스 플랫폼의 상면(311a)에 수직으로 연장하는 2개의 지주(312a-b)를 포함한다. 지주들(312a-b)은 프레임(310)의 베이스 플랫폼의 대향 단부들로부터 시작되도록 배치될 수 있다. 베이스 플랫폼이 4개의 코너를 갖는 직사각형인 경우, 제1 지주(312a)는 직사각형의 하나의 코너로부터 상면(311a)에 수직하게 연장하는 반면, 제2 지주(312b)는 대향 코너(즉, 인접하지 않는 코너)로부터 연장한다. 지주들(312a-b)은 각각 연성 지지 아암들(340a-b) 중 하나에 대한 확실한 설치 포인트를 제공한다. 결합 시에, 지주들(312a-b)은 연성 지지 아암들(340a-b) 각각의 하나의 단부를 프레임(310)에 고정시킨다. 지지 아암들(340a-b) 각각의 대향 단부는 격막(330)에 접속되어, 격막(330)이 전자기 코일(322)에 의해 생성되는 시간 가변 자기장에 따라 진동하는 것을 가능하게 한다.

지주들(312a-b)은 격막(330)이 프레임(310)에 대해 탄성적으로 매달리도록 프레임(310)에 지지 아암들(340a-b)을 기계적으로 접속하기 위한 하나의 예시적인 구성을 나타낸다는 점에 유의한다. 그러나, 다른 구성들을 이용하여 프레임(310)에 대해 격막(330)을 탄성적으로 매달 수 있다. 예를 들어, 프레임(310)은 추가로 또는 대안으로서 베이스 플랫폼의 상면(311a)으로부터 수직으로 연장하고 지지 아암들(340a-b)을 설치하는 데 적합한 상면에서 끝나는 측벽들을 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 측벽들은 자석들(320a-b) 각각에 인접하는 측면들을 형성하기 위해 일체로 형성될 수 있다. 일부 예들에서, 격막(330)을 탄성적으로 매달기 위한 지지 아암들은 그러한 측벽들의 각각의 상면과 오버랩되는 가로 설치 표면을 이용하여 형성될 수 있다.

A. 외팔보 연성 지지 아암들

지지 아암들(340a-b) 각각은 하나의 단부에서 프레임 설치 단부(346a-b)로 끝나고 대향 단부에서 오버랩핑 격막 접속(342a-b)으로 끝나는 리프 스프링 연장부(344a-b)를 포함한다. 제1 지지 아암(340a) 상에서, 리프 스프링 연장부(344a)는 금속, 플라스틱 및/또는 합성 물질로 형성될 수 있으며, 그의 폭보다 작은 높이를 갖는 대략 직사각형 단면을 갖는다. 예를 들어, 대략 직사각형 단면은 실질적으로 직선인 에지들 사이에 둥근 코너들을 가질 수 있거나, 그의 폭보다 작은 높이를 갖는 타원 또는 타원체와 같이 직선 에지들을 갖지 않는 형상일 수 있다. 더 작은 높이로 인해, 지지 아암(340a)은 그의 폭보다 그의 단면 높이를 가로지르는 방향으로 더 쉽게 휘며, 따라서 지지 아암(340a)은 그의 단면 폭을 가로지르는 방향에서의 상당한 움직임의 허용 없이 그의 단면 높이를 가로지르는 방향에서의 휨(즉, 움직임)을 제공한다.

일부 실시예들에서, 지지 아암들(340a-b)의 단면 높이 및/또는 폭은 지지 아암들(340a-b)의 길이를 따라 연속적으로 또는 비연속적으로 변할 수 있으며, 따라서 지지 아암들(340a-b)은 원하는 휨을 제공한다. 예를 들어, 지지 아암들(340a-b)의 단면 높이 및/또는 폭은 그들 각각의 길이들을 가로질러 점점 작아져서, 하나의 단부에서 다른 단부로의 두께 변화(예를 들어, 10%, 25%, 50% 등의 두께 변화)를 제공할 수 있다. 다른 예에서, 지지 아암들(340a-b)의 단면 높이 및/또는 폭은 그들 각각의 단부들에 비해 그들 각각의 중간 단면들 근처에서 비교적 작을 수 있다(예를 들어, 중간 단면에서 단부들보다 10%, 25%, 50% 등이 작은 두께 및/또는 폭을 가질 수 있다). 두께(즉, 단면 높이) 및/또는 폭의 변화들은 지지 아암들(340a-b)의 유연성을 조정하며, 따라서 격막(330)의 주파수 및/또는 진폭 응답을 변경한다.

따라서, 리프 스프링 연장부(344a)는 격막(330)이 (예를 들어, 코어(314)의 배향에 수직인) 실질적 측방 이동 없이 (예를 들어, 코어(314)의 배향과 평행하게) 와이어 코일(322)을 향해 그리고 그로부터 멀어지게 탄성적으로 이동하는 것을 가능하게 한다. 유사하게, 리프 스프링 연장부(344b)는 격막(330)이 와이어 코일(322)을 향해 그리고 그로부터 멀어지게 탄성적으로 이동하는 것을 가능하게 한다. 프레임 설치 단부들(346a-b)은 BCT(330)가 조립될 때 지주들(312a-b)과 오버랩되는 리프 스프링 연장부들(340a-b)의 말단 부분일 수 있다. 프레임 설치 단부들(346a-b)은 지주들(312a-b)의 각각의 상면(313a-b)에 확실하게 접속되어, 지지 아암들(340a-b)을 프레임(310)에 고정시킨다. 지지 아암들(340a-b)의 대향 단부들은 리프 스프링 연장부들(344a-b)의 길이를 가로질러 연장하여 오버랩핑 격막 설치부들(342a-b)을 형성한다. 일부 실시예들에서, 리프 스프링 연장부들(344a-b)은 대문자 "L"의 높이를 닮을 수 있는 반면, 각각의 가로 연장된 오버랩핑 격막 설치부들(342a-b)은 기부를 닮을 수 있다. 예를 들어, 프레임(310)이 추가로 또는 대안으로서 지지 아암들(340a-b)을 설치하기 위한 측벽들을 포함하는 일부 실시예들에서, 지지 아암들(340a-b)은 대문자 "C"를 닮을 수 있으며, 리프 스프링 연장부들은 "C"의 중간 단면으로부터 형성되고, 하부 및 상부 가로 부분들은 각각 격막(330) 및 측벽들에 설치 표면들을 제공할 수 있다.

격막(330)은 전자석 코어(314)의 배향에 수직으로 배치되는 직사각 플레이트로서 배치도며, 연장하는 설치 표면들(332a-b)을 갖는다. 격막(330)은 외향 전동 표면(334) 및 대향하는 코일 지향 표면(336), 및 진동 표면(334)으로부터 밖으로 연장하는 설치 표면들(332a-b)을 포함한다. 설치 표면들(332a-b)은 진동 표면(334)에 평행한 평면 내에 있을 수 있을 뿐만 아니라, 코어(314)의 배향에 대략 수직인 평면 내에 있을 수도 있다. 설치 표면들(332a-b)은 오버랩핑 격막 설치부들(342a-b)과 인터페이스하여, 전자기 코일(322) 위에 격막(330)을 탄성적으로 매단다.

일부 실시예들에서, 진동 표면(334)은 직사각형이며, 프레임(310)의 베이스 플랫폼과 대략 동일한 방향으로 배향된다. 설치 표면들(332a-b)은 옵션으로서 직사각 격막(330)의 길이를 따라 돌출하여, 지지 아암들(340a-b)의 가로 연장 오버랩핑 격막 설치부들(342a-b)과 언더랩된다. 설치 표면들(332a-b)은 옵션으로서 직사각 격막(330)의 폭을 따라 돌출하여, 지지 아암들(340a-b)이 가로 연장 오버랩핑 격막 설치부들(342a-b)에 더하여 리프 스프링 연장부들(344a-b)의 일부 상에서 설치 표면들(332a-b)과 오버랩되는 것을 가능하게 한다.

더구나, 2개의 지지 아암(340a-b)은 (오버랩핑 격막 설치부들(342a-b)을 통해) 격막(330)의 대향 단부들에 접속되어, 개별 지지 아암들(340a-b)에 의해 격막(330) 상에 생성되는 토크를 상쇄시킨다. 즉, 지지 아암들(340a-b) 각각은 그의 중점으로부터 떨어져서 그러나 격막(330)의 대향 위치들에서 격막(330)에 접속되어, 격막(330) 상의 결과적인 토크를 상쇄시킨다.

조립 시에, 제1 지지 아암(340a)은 제1 지주(312a)를 통해 하나의 단부(346a)에서 프레임(310)에 접속되며, 리프 스프링 연장부(344a)는 격막(330)의 길이에 인접하게 돌출한다. 제1 지지 아암(340a)의 오버랩핑 격막 설치부(342a)는 설치 표면(332a)에서 격막(330)에 접속된다. 설치 표면(332a)의 하나의 에지는 제2 지주(312b)에 인접하게 배치되지만, 대향 단부는 격막(330)의 폭을 따라 연장하여, 오버랩핑 격막 설치부(342a)와 언더랩될 수 있다. 유사하게, 제2 지지 아암(340b)은 제2 지주(312b)를 통해 하나의 단부(346b)에서 프레임(310)에 접속되며, 리프 스프링 연장부(344b)는 격막(330)의 길이에 인접하게 돌출한다. 제1 지지 아암(340a)의 오버랩핑 격막 설치부(342a)는 설치 표면(332a)에서 격막(330)에 접속된다. 설치 표면(332b)의 하나의 에지는 제1 지주(312a)에 인접하게 배치되지만, 대향 단부는 격막(330)의 폭을 따라 연장하여, 오버랩핑 격막 설치부(342b)와 언더랩될 수 있다. 지지 아암들(340a-b)의 리프 스프링 연장부들(344a-b)의 휨을 통해 격막(330)의 이동을 가능하게 하기 위해, 지지 아암들(340a-b) 및 격막(330) 각각은 프레임(310), 와이어 코일(322) 및/또는 영구 자석들(320a-b)에 대한 이동 방해물들을 갖지 않는다.

B. 골 전도 트랜스듀서의 동작

동작 시에, 오디오 콘텐츠의 소스에 기초하는 전기 신호들이 BCT(300)에 제공된다. BCT(300)는 격막(330)의 진동들이 (착용자의 내이에 진동 전파를 제공하기 위해) 착용자의 머리의 골 구조로 전달되게 하도록 착용식 컴퓨팅 장치 내에 배치된다. 예를 들어, 도 2를 참조하면, 프로세서(206)는 오디오 콘텐츠(예로서, 디지털화된 오디오 스트림)를 지시하는 데이터를 통신하는 원격 장치(214)로부터의 신호들(212)을 해석할 수 있다. 프로세서(206)는 와이어 코일(322)에 대한 전기 신호들을 생성하여, 격막(330)을 진동시키기에 충분한 시간 가변 자기장을 생성하여, 신호들(212)을 통해 통신되는 오리지널 오디오 콘텐츠에 대응하는 착용자의 내이 내의 진동들을 생성할 수 있다. 예를 들어, 전기 신호들은 와이어 코일(322)을 통해 교대 방향들에서 전류들을 구동하여, 내이에서의 인식을 위한 원하는 진동들을 생성하기에 충분한 주파수 및/또는 진폭을 갖는 시간 가변 자기장을 생성할 수 있다.

격막(330)의 진동 표면(334)은 옵션으로서 BCT(300)에 모루를 고정하는 것을 가능하게 하기 위해 예를 들어 나사 구멍들과 같은 설치 포인트들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 머리의 골 부분에 결합하기에 적합한 치수들 및/또는 형상을 갖는 모루가 격막(330)의 진동 표면(334)에 설치될 수 있다. 따라서, 설치 표면들은 단일 BCT 설계가 착용자의 관자놀이와 접촉하도록 구성되는 일부 모루들 및 착용자의 유양돌기와 접촉하도록 구성되는 것들 등과 같은 다수의 상이한 모루와 함께 사용되는 것을 가능하게 한다. 접착제, 히트 스테이킹(heat staking), 간섭 피트("프레스 피트"), 삽입 성형, 용접 등과 같은 다른 기술들이 격막(330)을 모루에 접속하는 데 사용될 수 있다는 점에 유의해야 한다. 그러한 접속 기술들은 모루와 진동 표면(334) 사이의 단단한 결합을 제공하는 데 사용될 수 있으며, 따라서 진동들이 진동 표면(334)으로부터 모루로 쉽게 전달되고, 그러한 결합들에서 흡수되지 않는다. 일부 예들에서, 격막(330)은 예를 들어 격막(330)의 진동 표면이 착용자의 머리의 골 부분에 대해 진동하기 위한 모루로서 사용되도록 노출되는 경우에 적절한 모루와 일체로 형성될 수 있다.

본 개시 내용의 일부 실시예들에서, 지지 아암들(340a-b)은 격막(330)의 길이를 따라(즉, 진동 표면(334)을 형성하는 대략 직사각 플레이트의 최장 치수를 따라) 외팔보화된다. 외팔보 지지 아암(340a)의 하나의 단부는 격막(330)의 일측 근처에서 (접속 포인트(346a)에서) 지주(312a)를 통해 프레임(310)에 접속되며, 지지 아암(340a)의 대향 단부는 지지 표면(332a) 및 오버랩핑 격막 설치부(342a)를 통해 격막(330)의 대향 단부 근처에서 격막(330)에 접속된다. 유사하게, 외팔보 지지 아암(340b)의 하나의 단부는 격막(330)의 일측 근처에서 (접속 포인트(346b)에서) 지주(312b)를 통해 프레임(310)에 접속되며, 지지 아암(340b)의 대향 단부는 지지 표면(332b) 및 오버랩핑 격막 설치부(342b)를 통해 격막(330)의 대향 단부 근처에서 격막(330)에 접속된다. 따라서, 2개의 지지 아암(340a-b)은 격막(330)의 대향 측부들 상에서 서로 교차하여 격막(330) 상의 토크를 상쇄시키며, 하나의 단부는 격막(330)의 일측에 인접하게 연장하고, 나머지 단부는 격막(330)의 대향 측부를 따라 연장한다.

BCT(300)는 지지 아암들(340a-b)과 격막(330) 간의 접속을 나타내고, 지지 아암들(340a-b)은 (예로서, 오버랩핑 격막 설치부들(340-ab)에서) 격막(330)과 오버랩핑된다는 점에 유의한다. 그러나, 지지 아암들(340a-b)과 오버랩되도록 격막(330)을 배열함으로써 지지 아암들(340a-b)과 격막(330) 사이의 확실한 기계적 접속도 제공될 수 있다. 그러한 경우, 옵션으로서 지주들(312a-b)을 격막 설치 표면들(332a-b)의 두께와 대략 동일한 양만큼 낮추어, 격막 하면(336)과 전자기 코일(314) 사이의 필적하는 분리를 달성할 수 있다.

본 개시 내용의 일부 실시예들은 탄성 컴포넌트들(예로서, 지지 아암들(340a-b)의 리프 스프링 연장부들(344a-b))의 길이를 최대화하면서 골 전도 트랜스듀서에 대한 작은 폼 팩터를 제공한다. 따라서, BCT(300)의 성능은 격막(330)의 탄성에 기여하는 지지 아암들(340a-b)의 파라미터들을 조정함으로써 튜닝될 수 있다. 일반적으로, 지지 아암들(340a-b)의 재료 선택은 BCT(300)에 대한 상이한 주파수 및/또는 진폭 응답들을 달성하도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 지지 아암들(340a-b)은 다양한 주파수 및/또는 진폭 응답들을 제공하기 위해 (다양한 등급의 스테인리스 스틸을 포함하는) 스틸, 알루미늄, 다른 금속 및 합금, 플라스틱, 탄소 합성물 등으로 형성될 수 있다. 더구나, 예를 들어 스테인리스 스틸과 같은 특정 재료에 대해서도, 그러한 재료의 등급(예로서, 순도) 및/또는 제조 프로세스들(예로서, 템퍼링)을 변경함으로써 주파수 및/또는 진폭 응답이 조정될 수 있다. 지지 아암들의 두께(즉, 단면 높이) 및/또는 지지 아암들의 폭은 다양한 주파수 및/또는 진폭 응답들을 제공하도록 조정될 수 있다. 예를 들어, 지지 아암들(340a-b)의 단면 높이의 증가는 "더 강한" 응답, 즉 와이어 코일(322)에 의해 생성되는 주어진 시간 가변 자기장에 대한 더 적은 진폭 변화들을 유발한다. 이용 가능한 재료들 및 치수들 사이에서의 선택은 원하는 진폭 및/또는 주파수 응답을 달성하기 위한 BCT(300) 튜닝을 가능하게 한다.

일부 실시예들에서, 지지 아암들(340a-b) 자체는 지지 아암들(340a-b)이 전자기 코일(322)에서 생성되는 시간 가변 자기장들의 응답에 기여하는 것을 방지하기 위해 자성을 갖지 않는다. 예를 들어, 지지 아암들(340a-b)은 자성을 갖지 않은 스테인리스 스틸, 탄소 섬유, 플라스틱 및/또는 유리 섬유 합성물 등으로 형성될 수 있다.

C. 골 전도 트랜스듀서의 레이저 스폿 용접 조립체

도 4a는 일 실시예에 따른 골 전도 트랜스듀서(400)를 조립하기 위한 예시적인 스폿 용접 위치들을 나타낸다. 골 전도 트랜스듀서(400)는 지지 아암들(340a-b) 및 지주들(312a-b)과 격막(330) 사이의 인터페이스의 노출된 에지들을 따라 일련의 스폿들에서 프레임(310) 및 격막(330)의 지주들(312a-b)에 지지 아암들(340a-b)을 레이저 용접함으로써 조립된다. 예시의 목적을 위해, 제2 지지 아암(340b)은 외측 에지를 따라 3개의 레이저 용접 스폿(410, 411, 412)을 갖는 것으로 도시되며, 제2 지지 아암 단부(346b)는 제2 지주(312b)의 상면(313b)과 만난다. 레이저 용접 스폿들(413, 414)은 제1 지지 아암 단부(346a)와 제1 지주(312a)의 상면(313a) 사이의 인터페이스의 노출된 에지들을 따라 지시된다. 유사하게, 레이저 용접 스폿들(420, 421, 422 등)은 오버랩핑 격막 설치부(342b)와 격막 설치 표면(332b) 사이의 인터페이스의 노출된 에지들을 따라 지시된다. BCT(400)의 조립 동안, 레이저 용접을 열을 생성하기에 충분한 레이저가 레이저 용접 스폿들(410-422 등)로서 지시되는 영역들로 지향된다. 도 4a에서 제공되는 도면은 BCT(400)의 하나의 가시 측부를 나타내며, 에지 레이저 용접 조립은 도 4a에서 보이지 않는 에지들을 포함해서 지지 아암들(340a-b), 지주들(312a-b) 및 격막(330) 사이의 인터페이스들의 모든 노출된 에지들을 따라 레이저 용접을 적용하는 것을 포함할 것이라는 점에 유의한다.

도 4b는 다른 실시예에 따른 골 전도 트랜스듀서(401)를 조립하기 위한 예시적인 스폿 용접 위치들을 나타낸다. 골 전도 트랜스듀서(401)는 지지 아암들(340a-b)의 상부 노출 표면을 레이저 용접하여 지주들(312a-b) 및 격막(330)에 지지 아암들(340a-b)을 레이저 용접함으로써 조립된다. 지지 아암들(340a-b)은 상면에 적용되는 레이저 용접 스폿이 지지 아암들(340a-b)을 아래에 배치된 격막(330) 및/또는 지주들(312a-b)에 효과적으로 확실하게 접속할 수 있도록 충분히 얇다. 예시의 목적을 위해, 제2 지지 아암(340b)은 2개의 레이저 용접 스폿(430, 431)을 갖는 것으로 도시되며, 제2 지지 아암 단부(346b)는 제2 지주(312b)의 상면(313b)과 만난다. 레이저 용접 스폿들(430, 431)은 제2 지주(312b)의 상면(313b)과 대면하는 측에 대향하는 제2 지지 아암 단부(346b)의 측부로 레이저 소스를 지향시킴으로써 생성된다. 레이저 용접 스폿들(430, 431)에서 생성되는 열은 제2 지지 아암 단부(346b)를 제2 지주(312b)에 용접한다. 유사하게, 레이저 용접 스폿들(440, 441 등)은 격막 설치 표면(332b)과 대면하는 측에 대향하는 오버랩핑 격막 설치부(342b)의 노출 상면을 따라 지시된다. 레이저 용접 스폿들(440, 441)에서 생성되는 열은 제2 지지 아암(340b)을 격막(330)에 용접한다. 유사하게, 레이저 용접 스폿들은 제1 지지 아암(340a)을 제1 지주(312a) 및 격막 설치 표면(332a)에 접속하는 것으로 지시된다.

일부 실시예들에서, 지지 아암들(340a-b)은 지지 아암들(340a-b)의 표면 또는 그들의 결합 상에서 노출 에지들을 따라 레이저 용접들의 결합을 이용하여 지주들(312a-b) 및/또는 격막(330)에 확실하게 접속될 수 있다. 더구나, 본 개시 내용의 일부 실시예들은 레이저 용접 접속을 사용하지 않고서 (예를 들어, 접착제, 히트 스테이킹, 간섭 피트("프레스 피트"), 삽입 성형, 다른 형태의 용접 등에 의해) 지주들(312a-b) 및/또는 격막(330)에 확실하게 접속되는 지지 아암들(340a-b)을 제공한다.

일부 실시예들에서, 지지 아암들(340a-b)과 지주들(312a-b) 간의 접속은 옵션으로서 지주들(312a-b)의 상면들(313a-b)에 걸쳐 불균일할 수 있다. 예를 들어, 지지 아암들(340a-b)의 주파수 및/또는 진폭 응답을 조정("튜닝")하기 위해, 지지 아암들(340a-b)은 지지 아암 단부들(346a-b)의 원단 근처에만(예로서, 도 4a에서 레이저 용접 포인트(410) 근처에) 접속될 수 있으며, 상면들(313a-b)과의 인터페이스들의 나머지는 격막(330)의 추가 이동을 가능하게 하기 위해 비접속 상태로 유지될 수 있다. 대안으로서, 지지 아암들(340a-b)은 지지 아암 단부들(346a-b)의 원단으로부터 더 먼 지주들(312a-b)의 에지에 가장 가까이에만(예로서, 도 4a에서 레이저 용접 포인트(412) 근처에) 접속될 수 있으며, 상면들(313a-b)과의 인터페이스들의 나머지는 격막(330) 내의 추가 스프링을 허용하기 위해 비접속 상태로 유지될 수 있다.

도 5는 일 실시예에 따른 골 전도 트랜스듀서를 조립하기 위한 예시적인 프로세스(500)를 나타낸다. 하나의 단부가 자기 격막 상의 설치 표면과 오버랩되고, 다른 단부가 프레임 요소와 오버랩되도록 제1 연성 지지 아암이 배열된다(502). 하나의 단부가 자기 격막 상의 설치 표면과 오버랩되고, 다른 단부가 프레임 요소와 오버랩되도록 제2 연성 지지 아암이 배열된다(504). 연성 지지 아암들이 오버레이되는 프레임 요소는 예를 들어 지주들(312a-b)과 유사한 지주 특징, 위의 도 3과 관련된 측벽들의 설명과 유사한 일체 형성된 측벽 등일 수 있다. 2개 지지 아암들은 자기 격막의 대향 측부들(예로서, 격막 설치 표면들(332a, 332b)에 접속될 수 있다. 지지 아암들은 그들 각각의 단부들이 지지 아암들의 오버랩핑 영역들에서 자기 격막 및 프레임 요소들 상에 오버레이되도록 배치될 수 있다. 지지 아암들(예로서, 지지 아암들(340a-b))은 임의의 순서로(예로서, 제1 아암에 이어서 제2 아암; 제2 아암에 이어서 제1 아암; 또는 동시에) 배열될 수 있다.

배열된 지지 아암들은 자기 격막 및 프레임 양자에 레이저 용접될 수 있으며, 따라서 자기 격막은 연성 지지 아암들을 통해 프레임에 대해 탄성적으로 매달린다(506). 레이저 용접을 위한 열을 생성하기에 충분한 레이저 소스가 연성 지지 아암들의 오버랩핑 영역들로 지향되어, 지지 아암들을 자기 격막 및 프레임에 결합하는 하나 이상의 레이저 용접 스폿을 형성할 수 있다. 예를 들어, 레이저 소스를 연성 지지 아암들의 노출 상면(예로서, 자기 격막 및/또는 프레임 요소들과 대면하는 표면에 대향하는 표면)으로 지향시켜 연성 지지 아암들의 오버랩핑 영역들을 통한 가열에 의해 용접 스폿들, 예를 들어 위에서 도 4b와 관련하여 설명된 레이저 용접 스폿들을 형성함으로써 레이저 용접 스폿들이 생성될 수 있다. 추가로 또는 대안으로서, 레이저 소스를 연성 지지 아암들의 노출 에지(예로서, 자기 격막 및/또는 프레임 요소들과 대면하는 표면에 바로 인접하는 측부 에지)로 지향시켜 연성 지지 아암들의 오버랩핑 영역들의 에지들을 측방 가열하여 용접 스폿들, 예를 들어 위에서 도 4a에 관련하여 설명된 레이저 용접 스폿들을 형성함으로써 레이저 용접 스폿들이 생성될 수 있다.

전술한 바와 같이, 일부 실시예들에서, 지지 아암들은 블록들(502, 504)에 따라 동시에 배열될 수 있다. 예를 들어, 도 3a 및 3b의 예시적인 지지 아암들을 참조하면, 한 쌍의 지지 아암들(340a-b)은 지지 아암들과 일체로 형성된 하나 이상의 제거 가능 태브에 의해 정렬 동안 결합될 수 있으며, 따라서 한 쌍의 지지 아암들은 단일 유닛으로서 자기 격막(330)의 설치 표면들(332a-b) 및 프레임 요소들과 오버랩되는 위치로 이동된다. 예를 들어, 한 쌍의 지지 아암들(340a-b)은 시트 금속(또는 다른 금속)을 스탬핑하여 양 지지 아암들(340a-b)을 동시에 절단하면서 2개의 지지 아암을 접속하는 하나 이상의 태브를 남김으로써 형성될 수 있다. 예를 들어, 태브들은 지지 아암들(340a-b)의 각각의 대향 단부들이 함께 접속되어 지지 아암 구성의 기하 구조(예컨대, 지지 아암들 간의 간격, 지지 아암들의 공면 관계 등)를 유지하도록 절단될 수 있다. 따라서, 일례에서, 제1 지지 아암(340a)의 지지 아암 단부(346a)는 일체 형성된 태브를 통해 제2 지지 아암(340b)의 오버랩핑 격막 설치부(346b)에 접속될 수 있으며, 제2 지지 아암(340b)의 지지 아암 단부(346b)는 일체 형성된 태브를 통해 제1 지지 아암(340a)의 오버랩핑 격막 설치부(346a)에 접속될 수 있다. 그러한 예에서, 일체 형성된 태브들은 2개의 지지 아암(340a-b)이 적소에 배치("배열")되고 레이저 용접되는 동안 그들의 구성을 서로에 대해 단단히 유지하기 위해 2개의 지지 아암(340a-b)에 의해 형성되는 4면 프레임을 완성할 수 있다. 지지 아암들(340a-b)이 위의 블록 506에서와 같이 적소에 레이저 용접되면, 존재할 경우에 정렬 태브들이 (예를 들어, 새김 선들을 따라 태브들을 파괴함으로써, 적절한 도구로 태브들을 절단함으로써, 기타 등등에 의해) 제거될 수 있다. 예를 들어, 새김 선들은 한 쌍의 지지 아암들 및 정렬 태브들을 스탬핑하는 다이 내의 적절한 릴리프(relief)에 의해 형성될 수 있다.

일부 실시예들에서, 그러한 태브들은 지지 아암들과 동일한 금속 시트(또는 다른 재료)로부터 스탬핑될 수 있다. 하나의 금속 시트로부터 제1 지지 아암을 그리고 다른 금속 시트로부터 제2 지지 아암을 형성하는 것에 비해, 동일 금속 시트의 인접 영역들로부터 (금속 시트를 스탬핑하여 조립 시에 원하는 구성 및 정렬로 지지 아암들을 형성함으로써) 한 쌍의 지지 아암을 형성하는 것은 지지 아암들의 쌍들이 두께, 재료 화학, 유연성 등과 같은 매칭된 특성들을 갖게 한다. 매칭된 특성들을 갖는 지지 아암들을 생성하는 것은 조립된 골 전도 트랜스듀서가 균형화되고, 자기 격막이 일측 또는 타측에 대한 바이어싱 없이도 앞뒤로 진동하는 것을 보증한다.

일부 실시예들에서, 그러한 정렬 태브들은 (프레임의 측벽들 및/또는 지주들, 자기 격막, 영구 자석들 등과 같은) 트랜스듀서 내의 다른 특징들을 방해하지 않고서, 조립된 골 전도 트랜스듀서의 몸체로부터 돌출하도록 배치된다. 그러한 정렬 태브들은 예를 들어 리프 스프링 연장부들(344a-b)의 방향(즉, 각각의 지지 아암의 "긴" 치수)을 가로질러 그리고 트랜스듀서(300)로부터 밖으로(즉, 트랜스듀서(300)의 중앙으로부터 멀어지게) 돌출할 수 있다. 그러한 구성은 예를 들어, 지지 아암들이 C 형상 구성으로 구현되고, 리프 스프링 단면을 가로지르고 프레임의 측벽과 오버랩되는 C의 기부를 따라 프레임에 접속될 때 이용될 수 있다. 그러한 예에서, 정렬 태브는 하나의 지지 아암의 C 형상 기부의 단부로부터 나와서, 자기 격막과 오버랩되는 단부 근처에서 C 형상의 중앙 부분을 따라 다른 지지 아암과 결합될 수 있다.

본 명세서에서 다양한 양태들 및 실시예들이 개시되었지만, 이 분야의 기술자들에게는 다른 양태들 및 실시예들이 명백할 것이다. 본 명세서에서 개시되는 다양한 양태들 및 실시예들은 예시의 목적을 위한 것이고, 한정을 의도하지 않으며, 진정한 범위는 아래의 청구항들에 의해 지시된다.

Claims

트랜스듀서로서,
철 코어를 둘러싸는 도전성 코일을 포함하는 전자석 - 상기 도전성 코일은 자기장을 생성하기 위해 전기 입력 신호에 의해 구동되도록 구성됨 -;
상기 생성되는 자기장에 응답하여 기계적으로 진동하도록 구성되는 자기 격막; 및
상기 자기 격막을 프레임에 탄성적으로 결합하는 한 쌍의 외팔보 연성 지지 아암(a pair of cantilevered flexible support arms) - 상기 프레임은 상기 전자석에 접속되고, 따라서 상기 전자석이 상기 전기 입력 신호에 의해 구동될 때 상기 자기 격막은 상기 프레임에 대해 진동하며, 상기 한 쌍의 외팔보 연성 지지 아암은 상기 자기 격막의 대향 측부들에 접속되고, 상기 한 쌍의 외팔보 연성 지지 아암 각각은 상기 한 쌍의 외팔보 연성 지지 아암 중 어느 것에도 접속되지 않은 상기 자기 격막의 각각의 대향 측부에 인접하게 연장함 -
을 포함하는 트랜스듀서.
제1항에 있어서,
상기 한 쌍의 외팔보 연성 지지 아암 각각은 높이보다 큰 폭을 갖는 대략 직사각형인 단면을 구비하는 연장된 리프 스프링을 포함하며, 따라서 상기 지지 아암들은 상기 자기 격막의 진동 동안 상기 지지 아암들의 단면 높이들을 가로질러 휘는 트랜스듀서.
제1항에 있어서,
상기 트랜스듀서의 상기 프레임은 제1 측부 및 상기 제1 측부에 대향하는 제2 측부를 포함하고;
상기 한 쌍의 외팔보 연성 지지 아암 중 제1 지지 아암은 상기 제1 측부에 근접하는 위치에서 상기 프레임으로부터 상기 제2 측부에 근접하는 상기 자기 격막의 측부로 연장하고;
상기 한 쌍의 외팔보 연성 지지 아암 중 제2 지지 아암은 상기 제2 측부에 근접하는 위치에서 상기 프레임으로부터 상기 제1 측부에 근접하는 상기 자기 격막의 측부로 연장하는 트랜스듀서.
제3항에 있어서,
상기 한 쌍의 외팔보 연성 지지 아암은 상기 자기 격막의 대향 측부들로부터 돌출하는 상기 자기 격막의 부분들과 오버랩되는 각각의 설치 플레이트를 통해 상기 자기 격막에 확실하게 접속되며, 상기 설치 플레이트들 각각은 상기 한 쌍의 외팔보 연성 지지 아암 중 어느 것에도 접속되지 않은 상기 자기 격막의 상기 각각의 대향 측부에 인접하게 배열되는 상기 각각의 지지 아암의 연성 부분을 가로질러 연장하는 트랜스듀서.
제3항에 있어서,
상기 프레임의 상기 제1 측부 및 상기 제2 측부는 상기 트랜스듀서의 가장 긴 치수를 경계 짓는 대향 측부들이며, 따라서 상기 한 쌍의 외팔보 연성 지지 아암은 상기 트랜스듀서의 상기 가장 긴 치수를 따라 연장하는 트랜스듀서.
제3항에 있어서,
상기 외팔보 연성 지지 아암들 각각은 상기 전자석의 축과 평행한 방향에서 상기 프레임으로부터 돌출하는 지주들 또는 측벽들을 통해 상기 프레임에 접속되는 트랜스듀서.
제1항에 있어서,
실질적으로 평행한 자기 축들을 갖도록 배열되며, 상기 자기 격막 상에 자기 바이어스 힘을 제공하도록 상기 전자석의 대향 측부들 상에서 상기 프레임에 확실하게 접속되는 제1 및 제2 영구 자석들을 더 포함하는 트랜스듀서.
제1항에 있어서,
상기 한 쌍의 외팔보 연성 지지 아암은 자성을 갖지 않는 트랜스듀서.
제1항에 있어서,
상기 한 쌍의 외팔보 연성 지지 아암은 하나 이상의 레이저 용접 스폿을 통해 상기 프레임 또는 상기 자기 격막 중 적어도 하나에 확실하게 결합되는 트랜스듀서.
착용식 컴퓨팅 시스템으로서,
지지 구조 - 상기 지지 구조의 하나 이상의 부분은 착용자와 접촉하도록 구성됨 -;
오디오 신호를 수신하기 위한 오디오 인터페이스; 및
진동 트랜스듀서
를 포함하고,
상기 진동 트랜스듀서는,
중앙 코어를 둘러싸는 도전성 코일을 포함하는 전자석 - 상기 도전성 코일은 자기장을 생성하기 위해 전기 입력 신호에 의해 구동되도록 구성됨 -;
상기 생성되는 자기장에 응답하여 기계적으로 진동하도록 구성되는 자기 격막; 및
상기 자기 격막을 프레임에 탄성적으로 결합하는 한 쌍의 외팔보 연성 지지 아암 - 상기 프레임은 상기 전자석에 접속되고, 따라서 상기 전자석이 상기 입력 신호에 의해 구동될 때 상기 자기 격막은 상기 프레임에 대해 진동하며, 상기 한 쌍의 외팔보 연성 지지 아암은 상기 자기 격막의 대향 측부들에 접속되고, 상기 한 쌍의 외팔보 연성 지지 아암 각각은 상기 한 쌍의 외팔보 연성 지지 아암 중 어느 것에도 접속되지 않은 상기 자기 격막의 각각의 대향 측부에 인접하게 연장함 -
을 포함하고,
상기 진동 트랜스듀서는 상기 지지 구조 내에 삽입되며, 상기 오디오 신호를 지시하는 정보를 상기 착용자의 골 구조를 통해 상기 착용자에게 제공하기 위해 상기 오디오 신호에 기초하여 진동하도록 구성되는 착용식 컴퓨팅 시스템.
제10항에 있어서,
상기 지지 구조는 상기 착용자의 귀들 상에 놓이도록 구성되는 측부 아암들 및 상기 착용자의 코에 놓이도록 구성되는 코 브리지를 갖는 프레임을 포함하는 착용식 컴퓨팅 시스템.
제10항에 있어서,
상기 지지 구조의 상기 하나 이상의 부분은 상기 착용자의 귀 뒤의 위치, 상기 착용자의 상기 귀 앞의 위치, 상기 착용자의 관자놀이 근처의 위치, 상기 착용자의 코 상의 또는 코 위의 위치 또는 상기 착용자의 눈썹 근처의 위치 중 적어도 하나를 통해 상기 착용자와 접촉하도록 구성되는 착용식 컴퓨팅 시스템.
제10항에 있어서,
상기 진동 트랜스듀서는 복수의 유사한 진동 트랜스듀서 내에 포함되고, 상기 복수의 유사한 진동 트랜스듀서 중 적어도 하나는 상기 착용자의 귀 상에 놓이도록 구성되는 상기 지지 구조의 측부 아암 내에 삽입되는 착용식 컴퓨팅 시스템.
제13항에 있어서,
상기 복수의 유사한 진동 트랜스듀서는 각각 상기 지지 구조 내에 적어도 부분적으로 삽입되는 착용식 컴퓨팅 시스템.
제10항에 있어서,
상기 한 쌍의 외팔보 연성 지지 아암 각각은 높이보다 큰 폭을 갖는 대략 직사각형인 단면을 구비하는 연장된 리프 스프링을 포함하며, 따라서 상기 지지 아암들은 상기 자기 격막의 진동 동안 상기 지지 아암들의 단면 높이들을 가로질러 휘는 착용식 컴퓨팅 시스템.
제10항에 있어서,
상기 트랜스듀서의 상기 프레임은 제1 측부 및 상기 제1 측부에 대향하는 제2 측부를 포함하고;
상기 한 쌍의 외팔보 연성 지지 아암 중 제1 지지 아암은 상기 제1 측부에 근접하는 위치에서 상기 프레임으로부터 상기 제2 측부에 근접하는 상기 자기 격막의 측부로 연장하고;
상기 한 쌍의 외팔보 연성 지지 아암 중 제2 지지 아암은 상기 제2 측부에 근접하는 위치에서 상기 프레임으로부터 상기 제1 측부에 근접하는 상기 자기 격막의 측부로 연장하는 착용식 컴퓨팅 시스템.
제16항에 있어서,
상기 한 쌍의 외팔보 연성 지지 아암은 상기 자기 격막의 대향 측부들로부터 돌출하는 상기 자기 격막의 부분들과 오버랩되는 각각의 설치 플레이트를 통해 상기 자기 격막에 확실하게 접속되며, 상기 설치 플레이트들 각각은 상기 한 쌍의 외팔보 연성 지지 아암 중 어느 것에도 접속되지 않은 상기 자기 격막의 상기 각각의 대향 측부에 인접하게 배열되는 상기 각각의 지지 아암의 연성 부분을 가로질러 연장하는 착용식 컴퓨팅 시스템.
제16항에 있어서,
상기 프레임의 상기 제1 측부 및 상기 제2 측부는 상기 트랜스듀서의 가장 긴 치수를 경계 짓는 대향 측부들이며, 따라서 상기 한 쌍의 외팔보 연성 지지 아암은 상기 트랜스듀서의 상기 가장 긴 치수를 따라 연장하는 착용식 컴퓨팅 시스템.
제16항에 있어서,
상기 외팔보 연성 지지 아암들 각각은 상기 전자석의 축과 평행한 방향에서 상기 프레임으로부터 돌출하는 지주들 또는 측벽들을 통해 상기 프레임에 접속되는 착용식 컴퓨팅 시스템.
제10항에 있어서,
실질적으로 평행한 자기 축들을 갖도록 배열되며, 상기 자기 격막 상에 자기 바이어스 힘을 제공하도록 상기 전자석의 대향 측부들 상에서 상기 프레임에 확실하게 접속되는 제1 및 제2 영구 자석들을 더 포함하는 착용식 컴퓨팅 시스템.
진동 트랜스듀서를 조립하는 방법으로서,
제1 단부 및 제2 단부를 갖는 제1 연성 지지 아암을,
상기 제1 단부가 자기 격막의 제1 설치 표면 위에 배치되고;
상기 제2 단부가 상기 진동 트랜스듀서의 프레임의 제1 지주 또는 측벽 위에 배치되도록 배열하는 단계 - 상기 제1 연성 지지 아암의 상기 제1 및 제2 단부들의 오버랩핑 영역들은 각각 상기 자기 격막의 상기 제1 설치 표면 및 상기 프레임의 상기 제1 지주 또는 측벽과 오버랩됨 -;
제1 단부 및 제2 단부를 갖는 제2 연성 지지 아암을,
상기 제1 단부가 자기 격막의 제2 설치 표면 위에 배치되고 - 상기 제2 설치 표면 및 상기 제1 설치 표면은 상기 자기 격막의 대향 측부들 상에 존재함 -;
상기 제2 단부가 상기 프레임의 제2 지주 또는 측벽 위에 배치되도록 배열하는 단계 - 상기 제2 연성 지지 아암의 상기 제1 및 제2 단부들의 오버랩핑 영역들은 각각 상기 자기 격막의 상기 제2 설치 표면 및 상기 프레임의 상기 제2 지주 또는 측벽과 오버랩됨 -; 및
레이저 용접을 위한 열을 생성하기에 충분한 레이저를 상기 제1 및 제2 연성 지지 아암들의 각각의 오버랩핑 영역으로 지향시켜 하나 이상의 레이저 용접 스폿을 형성하여 상기 제1 및 제2 연성 지지 아암들을 통해 상기 자기 격막과 상기 프레임을 접속하여 상기 프레임에 대해 상기 자기 격막을 탄성적으로 매닮으로써 상기 제1 및 제2 연성 지지 아암들을 레이저 용접하는 단계
를 포함하는 진동 트랜스듀서 조립 방법.
제21항에 있어서,
상기 제1 연성 지지 아암을 배열하는 단계 및 제2 연성 지지 아암을 배열하는 단계는, 상기 제1 및 제2 연성 지지 아암들을 상기 제1 및 제2 연성 지지 아암들 중 어느 것에도 접속되지 않은 상기 자기 격막의 각각의 대향 측부에 인접하게 각자 연장하도록 배치하는 단계를 포함하는 진동 트랜스듀서 조립 방법.
제21항에 있어서,
상기 제1 및 제2 연성 지지 아암들 각각은 설치 접촉 표면에 대향하는 노출된 상면을 포함하고, 상기 제1 및 제2 지지 아암들은 각각의 상기 설치 접촉 표면이 상기 자기 격막의 각각의 설치 표면 및 상기 프레임의 각각의 지주 또는 측벽과 대면하도록 배열되고, 상기 레이저 소스를 지향시키는 단계는 상기 레이저를 각각의 상기 오버랩핑 영역에서 상기 제1 및 제2 지지 아암들의 상기 노출된 상면으로 지향시키는 단계를 포함하는 진동 트랜스듀서 조립 방법.
제21항에 있어서,
상기 진동 트랜스듀서 내의 조립을 위해 상기 연성 지지 아암들이 서로에 대해 정렬되도록 상기 제1 및 제2 연성 지지 아암들을 금속의 시트로부터 스탬핑하는 단계 - 상기 스탬핑은 상기 제1 및 제2 연성 지지 아암들을 함께 접속하여 상기 연성 지지 아암들의 상대적 정렬을 유지하기 위해 각각의 상기 연성 지지 아암과 일체로 형성되는 하나 이상의 정렬 태브를 남기고, 상기 제1 연성 지지 아암을 배열하는 단계 및 상기 제2 연성 지지 아암을 배열하는 단계는 상기 접속된 연성 지지 아암들을 상기 자기 격막 및 상기 프레임의 각각의 지주 또는 측벽에 대해 배치함으로써 동시에 수행됨 -; 및
상기 레이저 용접에 응답하여, 상기 하나 이상의 정렬 태브를 제거하는 단계
를 더 포함하는 진동 트랜스듀서 조립 방법.