KR20210041572A

KR20210041572A - 웨어러블 오디오 장치용 통합 서브-어셈블리

Info

Publication number: KR20210041572A
Application number: KR1020217004533A
Authority: KR
Inventors: 요하네스 루카스 슈뢰더
Original assignee: 도플 아이피 비.브이.
Priority date: 2018-08-06
Filing date: 2019-08-05
Publication date: 2021-04-15
Also published as: US11601746B2; DE112019003955T5; KR102447696B1; WO2020030576A1; US20210176557A1

Abstract

완전 무선 헤드폰/헤드셋(100)을 위한 작동 기능을 제공하는 오디오 헤드셋 서브-어셈블리(600, 700, 900, 1000, 1200, 1300, 1500)는 무선 통신 및 오디오 신호 처리를 수행하도록 작동하는 회로. 및 배터리(212)를 포함한다. 이들 회로와 배터리(212)는 밀봉 인클로저(610, 710, 1210, 1310) 내에 수용된다. 일 실시형태에서, 오디오 헤드셋 서브-어셈블리(600, 700, 900, 1000, 1200, 1300, 1500)는 무선 통신 및 오디오 신호 처리용 모든 전자 부품, 및 배터리(212)를 포함하지만, 스피커는 포함하지 않는다. 마이크(240)는 헤드셋 서브-어셈블리(600, 700, 900, 1000, 1200, 1300, 1500)의 일부일 수 있거나 외부에 있을 수 있다. 또 다른 실시형태에서, 스피커(230)도 헤드셋 서브-어셈블리(600, 700, 900, 1000, 1200, 1300, 1500)의 일부이다. 헤드셋 서브-어셈블리(600, 700, 900, 1000, 1200, 1300, 1500)는 최적의 음향 성능을 위해 스피커(230) 앞뒤에 여러 개의 공동(1254, 1252)과 통기구(1264, 1262)를 포함할 수 있다. 헤드셋 서브-어셈블리(600, 700, 900, 1000, 1200, 1300, 1500) 및 임의의 필요한 외부 오디오 구성요소는 외부 하우징(104)에 삽입되어, 완전 무선 헤드폰 또는 헤드셋(100)의 시각적 제품 외관 및 인체공학적인 편안함과 피트 디자인을 형성할 수 있다.

Description

웨어러블 오디오 장치용 통합 서브-어셈블리

관련 출원

본 출원은 2018년 8월 6일 출원된 미국 가특허 출원 제62/714,788호의 이점을 주장하며, 그 전체가 본원에 참조로 포함된다.

본 발명은 일반적으로 음성 통신 및 음악 청취용 전자 장치와 같은 전자 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게, 본 발명은 신체에 착용할 수 있는 무선 오디오 장치용 서브-어셈블리에 관한 것이다.

스마트폰, 노트북 및 태블릿과 같은 호스트 장치에 무선으로 연결되는 헤드셋과 헤드폰과 같은 오디오 장치의 사용이 점점 인기를 얻고 있다. 소비자는 유선 헤드셋을 사용하여 전자 장치에 묶여있곤 했지만, 무선 헤드셋은 향상된 사용자 경험으로 인해 더 많은 인기를 끌고 있으며, 사용자에게 더 많은 이동의 자유와 사용의 편리함을 제공한다. 무선 오디오 장치를 통해 사용자는 줄에 매여 있지 않은 음악 엔터테인먼트 및 음성 통신을 즐길 수 있다. 유선 연결을 위해 스마트폰에 3.5 Mm 오디오 잭을 구현하는 것을 포기하고, 예를 들어 블루투스(Bluetooth®) 기술을 사용함으로써 무선으로 음성 통신과 음악 청취를 향상시키는 특정 스마트폰 제조업체에 의해 무선 헤드셋에 대해 더 많은 탄력이 붙었다.

헤드셋과 헤드폰은 다양한 형태와 기능으로 제조된다. 귀를 완전히 덮는 헤드셋은 고품질 사운드에 대한 몰입감 있는 청취를 가능하게 한다. 인-이어(in-ear) 헤드셋(외이도(ear canal) 또는 귓바퀴(concha)에 배치되는 이어 버드(ear bud))은 더 유연하고, 사용자에게 적은 존재감을 제공한다. 대부분의 이러한 인-이어 헤드셋과 헤드폰은 케이블 또는 넥 밴드(neckband)로 연결된 좌우 이어 버드로 구성된다. 더 최근의 디자인은 버드 사이에 연결이 없는 별도의 좌우 이어 버드를 제공한다. 이러한 소위 완전 무선(True Wireless) 헤드셋의 예로는 애플의 에어팟(AirPods) 및 삼성의 아이콘X(IconX)가 있다.

사용의 편리함과 착용감을 위해, 소형화는 인-이어 헤드셋의 핵심이다. 그러나, 제품 소형화는 견고성 및 재현성 있는 제조에 있어 많은 문제에 직면해 있다. 매우 작은 장치의 경우, 안테나 효율성이 주변 환경의 영향을 받기 때문에 부품의 배치는 무선 성능에 매우 중요하다. 안테나 및 주변의 전도성 요소 사이의 분리에 있어서의 작은 변화는 무선의 RF 성능에 큰 변화를 일으킬 수 있다. 특히 이러한 제품의 양이 월간 수백만 개를 초과하는 경우, 설계 과정뿐만 아니라 제조 과정에서도 변화가 발생한다. 이러한 모든 사용자에게 좋은 사용자 경험이 점점 더 중요해지고 있다.

또한, 이러한 소형 헤드셋의 성능은 (소금기 있는) 물, 땀, 먼지, 바디 로션, 일광화상 오일 등과 같은 환경 물질에 시달린다. 이러한 물질은 오디오 장치 내부의 전자 장치의 올바른 작동에 영향을 미칠 수 있으며, 예를 들어 배터리에서 전도성 배선과 접점을 부식시켜 단락의 위험이 있다. 코팅(예를 들어, 파릴렌 또는 나노 코팅)은 제조 공정을 복잡하게 하며 항상 충분한 보호를 제공하지는 않는다. 또한, 안전에 관한 새로운 규정(예를 들어, IEC 62368-1, 오디오/비디오, 정보 및 통신 기술 장비에 대한 안전 요건, 2014 참조)에 따라 제품 디자이너는, 제품을 사용할 때의 화재, 부상 또는 기타 해로운 영향을 방지하기 위해, 배터리와 같은 오작동하는 부품에 대한 안전 장치를 구축해야 한다.

각각의 신제품 설계를 위해, 개발자는 반복적으로 이러한 과제에 직면한다. 전자 디자이너(성능 및 안전을 다룸), 시각 디자이너(모양 및 느낌, 사용자 인터페이스, 편안함 및 피트(fit)와 같은 인체 공학을 다루고, 색상(color)/재질(material)/마감(finish)(또는 CMF)을 다룸) 및 제조(수율, 재현성, 허용 오차를 다룸)는 자주 제품 출시를 지연시키고, 시장 대응 시간에 영향을 미치며, 결국 시장에서 제품의 성공에 영향을 미친다.

따라서 본 발명가들의 의도는 제품 디자이너가, 미리 제작되고 소형화되고 밀봉 서브-어셈블리로서, 예측 가능한 성능을 가지고 재현성이 높은 서브-어셈블리를 사용할 수 있도록 하는 새로운 방법과 개념을 도입하는 것이다.

이 문서의 배경 부분은 본 기술 분야의 숙련자가 실시형태의 범위와 유용성을 이해하는 것을 돕기 위해 기술적 및 운영적 맥락에서 본 발명의 실시형태를 배치하기 위해 제공된다. 이와 같이 명시적으로 확인되지 않는 한, 본원의 어떠한 진술도 단지 배경 부분에 포함되었다고 해서 선행 기술로 인정되지는 않는다.

본 발명은 소형화된 제품 설계를 위한, 예측 가능한 결과를 갖는 안정적인 설계 및 제조 공정을 위해, 배터리, 스피커, MIC, 라디오 및 기타 전자 장치 및 외부와 같은 모든 기능 요소를 포함하는 서브-어셈블리를 제공하는 것을 목적으로 한다.

다음은 본 기술 분야의 숙련자에게 기본적인 이해를 제공하기 위해 본 개시의 간단한 요약을 제공한다. 이 요약은 본 개시의 광범위한 개요는 아니며, 본 발명의 실시형태의 핵심/주요 요소를 식별하거나 본 발명의 범위를 설명하기 위한 것이 아니다. 이 요약의 유일한 목적은 나중에 제시되는 보다 상세한 설명에 대한 서두로서 본원에 개시된 일부 개념을 간단한 형태로 제시하기 위한 것이다.

본원에 기술되고 청구된 하나 이상의 실시형태에 따르면, 서브-어셈블리는 무선 통신 및 오디오 신호 처리를 수행하도록 작동하는 회로 및 배터리를 포함한다. 이러한 회로와 배터리는 밀봉 인클로저(sealed enclosure) 내에 수용된다. 서브-어셈블리는 완전 무선 헤드폰/헤드셋을 위한 기본적인 기능을 제공하며, 다양한 수준의 기능과 정교함을 갖는 다양한 무선 오디오 장치에 맞게 설계될 수 있다.

일 실시형태에서, 서브-어셈블리는 무선 통신 및 오디오 신호 처리용 모든 전자 부품과 배터리를 포함한다. 스피커는 서브-어셈블리의 일부가 아니다. 마이크는 서브-어셈블리의 일부이거나 외부에 있을 수 있다. 오디오 구성요소는 커넥터를 통해 서브-어셈블리에 연결되어 완전한 기능의 무선 오디오 장치를 제공한다. 오디오 구성요소와 서브-어셈블리는 이후 외부 하우징에 삽입되어, 시각적 제품 외관 및 인체공학적인 편안함과 피트 디자인을 형성할 수 있다.

또 다른 실시형태에서, 스피커도 서브-어셈블리의 일부이다. 서브-어셈블리는 최적의 음향 성능을 위해 스피커 앞뒤에 여러 개의 공동(cavity)과 통기구(vent)를 갖는다. 이 독립형 서브-어셈블리는 외부 하우징에 삽입되어, 시각적 제품 외관과 인체공학적인 편안함과 피트 디자인을 형성할 수 있다.

일 실시형태는 수용 인클로저 내에 함께 배치되는, 배터리 및 접히는 전자 장치 구조를 포함하는 오디오 헤드셋 서브-어셈블리에 관한 것으로, 접히는 전자 장치 구조는 연성 부품을 포함하고 배터리 주위에서 접히며, 접히는 전자 장치 구조는 안테나와; 무선 송수신기와; 마이크로컨트롤러와; 오디오 코덱과; 전원 관리 장치; 및 기판에 결합되는 커넥터를 포함하는 기능을 구현하는 구성요소를 포함한다. 수용 인클로저는 배터리와 접히는 기판을 포함하는 제 1 공동으로서, 환경 물질이 접근하지 못하도록 완전히 밀봉되는 공동과; 오작동의 경우 배터리가 팽창할 수 있도록 하는 공기 공간; 및 커넥터가 밀봉되는, 인클로저의 구멍을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또 다른 실시형태는 오디오 헤드셋 서브-어셈블리를 제조하는 방법에 관한 것이다. 전자 장치 구조가 제공된다. 전자 장치 구조는 제 1 강성 PCB의 제 1 면에 형성된 안테나와, 제 2 강성 PCB의 제 1 면에 장착된 마이크로컨트롤러, 및 제 1 및 제 2 강성 PCB를 연결하여, 모든 회로 기판이 동일 평면에 있을 때 강성 PCB의 제 1 면들이 동일한 방향을 향하도록 하는 제 1 연성 PCB를 포함한다. 전자 장치 구조는, 제 1 강성 PCB가 제 2 강성 PCB에 오버레이되고 이로부터 이격되도록 제 1 연성 PCB를 구부림으로써 접히고, 제 1 및 제 2 강성 PCB의 제 1 면들은 서로 반대쪽을 향한다. 접히는 전자 장치 구조와 배터리는 환경 물질이 접근하지 못하도록 완전히 밀봉되는 인클로저 내에 캡슐화된다.

본 발명은 이제 본 발명의 여러 실시형태를 도시하는 첨부된 도면을 참조하여 이하에서 보다 완전하게 기술될 것이다. 그러나, 본 발명은 본원에 명시된 실시형태에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 오히려, 이러한 실시형태는 본 개시가 철저하고 완전한 것이 되도록, 그리고 본 기술 분야의 숙련자에게 본 발명의 범위를 완전히 전달하도록 제공된다. 동일한 번호는 전체적으로 동일한 요소를 나타낸다.
도 1(a)는 예시적인 무선 오디오 장치의 단면을 도시한다.
도 1(b)는 스마트폰과 함께 사용되는 도 1의 무선 오디오 장치의 용도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 양태에 따른 예시적인 무선 오디오 시스템의 개략적인 블록도이다.
도 3은 일 실시형태에 따라 도 2의 전자 장치를 구현하는 접히는 전자 장치 구조(folded electronics construction)의 측면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 PCB의 상면도이다.
도 5는 도 3에 도시된 PCB의 저면도이다.
도 6은 밀봉 인클로저 내에 있는 도 3의 접히는 전자 장치 구조의 첫 번째 예이다.
도 7은 밀봉 인클로저 내에 매립 재료가 있는 도 3의 접히는 전자 장치 구조의 두 번째 예이다.
도 8은 도 6 또는 도 7의 서브-어셈블리를 사용하는 완전한 무선 오디오 제품의 예이다.
도 9는 제 1 위치에 마이크를 포함하는 밀봉 인클로저 내에 있는 도 3의 접히는 전자 장치 구조의 세 번째 예이다.
도 10은 제 2 위치에 마이크를 포함하는 밀봉 인클로저 내에 있는 도 3의 접히는 전자 장치 구조의 네 번째 예이다.
도 11은 도 2의 전자 장치를 구현하고 스피커 포함하는 접히는 전자 장치 구조의 측면도이다.
도 12는 밀봉 인클로저 내의 도 11의 접히는 전자 장치 구조의 첫 번째 예이다.
도 13은 밀봉 인클로저 내에 매립 재료가 있는 도 11의 접히는 전자 장치 구조의 두 번째 예이다.
도 14는 도 12 또는 도 13의 서브-어셈블리를 사용하는 완전한 무선 오디오 제품의 예이다.
도 15는 마이크와 함께 밀봉 인클로저 내에 있는 도 11의 접히는 전자 장치 구조의 세 번째 예이다.
도 16은 오디오 헤드셋 서브-어셈블리를 제조하는 방법의 흐름도이다.

단순화 및 예시 목적을 위해, 본 발명은 주로 본 발명의 예시적인 실시형태를 참조하여 기술된다. 다음의 설명에서, 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해 수많은 특정 세부 사항이 제시된다. 그러나, 본 발명이 이러한 특정 세부 사항에 제한되지 않고 실시될 수 있다는 것이 본 기술 분야의 숙련자에게 명백할 것이다. 본 설명에서, 공지된 방법 및 구조는 본 발명을 불필요하게 모호하게 하지 않도록 상세히 기술하지 않았다.

본 발명자들은 소형화된 제품 설계를 위한, 예측 가능한 결과를 갖는 안정적인 설계 및 제조 공정을 위해, 배터리, 스피커, MIC, 라디오 및 기타 전자 장치 및 외부와 같은 모든 기능 요소를 포함하는 도 1(a)에 도시된 제품을 내부(109)로 나누는 것이 유리하다는 것을 인식하였다. 외부는 하우징(104), 상부 캡(102) 및 이어 팁(ear tip; 106)과 같은 여러 요소로 구성될 수 있다. 외부는 시각 디자인 및 피트, 착용감, 사용자 인터페이스(UI)와 같은 인체 공학을 결정한다. 본 발명의 실시형태에 따르면, 내부는 예측 가능한 성능을 갖는 서브-어셈블리로서 설계된다. 이를 통해 제품 디자이너는 브랜드 외관의 특징인 자신만의 시각 디자인과 브랜딩으로 다양한 제품을 만들 수 있다. 도 1(b)는 스마트폰 및 사용자의 귓속에 위치하는 도 1(a)의 무선 오디오 장치 간의 무선 오디오 연결이 있는 한 가지 사용 사례를 보여준다.

내부(109) 안의 전기 및 음향 구성요소의 하이-레벨 기능 개략도가 도 2에 도시되어 있다. 안테나(201)는 GHz 범위의 반송파 주파수에서 무선 신호를 송수신하도록 치수가 결정된다. 블루투스(Bluetooth®)와 같은 무선 시스템의 경우, 반송파 주파수는 2400 MHz 내지 2483.5 MHz 범위의 2.4 GHz ISM 대역에서 찾을 수 있다. 정합 회로(202)는 신호가 RF 프론트-엔드(FE) 회로(203))에 들어갈 수 있는 적절한 임피던스 레벨을 제공한다. FE(203)는 일반적으로 들어오는 신호의 레벨을 높이기 위한 저잡음 증폭기(low-noise-amplifier, LNA; 도시되지 않음), 전력 증폭기(power amplifier, PA; 도시되지 않음) 및 들어오고 나가는 신호를 안내하기 위한 일부 RF 스위치(도시되지 않음)로 구성된다. 무선 송수신기(204)는 RF 신호를 디지털 메시지로 변환한다(주파수 하향 변환, 디코딩, 복호화 및 디-패킷화를 포함함).

이후 디지털 메시지는 추가 처리를 위해 마이크로컨트롤러(206)로 전송된다. 그리고 나서 신호는 오디오 코덱(208)에서 처리될 수 있고, 여기서 아날로그 도메인으로 변환된다. 그 다음에 아날로그 신호는 스피커(230)를 구동할 수 있고, 따라서 사용자는 음악 또는 음성 통신을 경험할 수 있다. 반대 방향으로는, 사용자의 음성을 픽업(pick-up)하기 위해 마이크(240)가 존재할 수 있다. 이 음성 신호는 오디오 코덱(208)에서 그리고 마이크로컨트롤러(206)를 통해 디지털화된다. 무선 송수신기(204)는 안테나(201)에 의해 전송될 수 있도록 이를 2.4 GHz 무선 반송파에 싣는다. 더욱 향상된 오디오 처리(다중-MIC 빔 형성, 능동 소음 제거 등)를 위해, 디지털 신호 프로세서(Digital Signal Processor, DSP)(216)가 추가될 수 있다.

전자 회로는 안정적인 전원에 의해 전원을 공급받아야 한다. 충전식 배터리(212)는 전체 시스템에 에너지를 제공한다. 안전 회로(213)는 배터리의 오작동을 모니터링하고, 필요한 경우 전원 공급을 차단할 수 있다. 전원 관리 장치(power management unit, PMU)(210)는 다양한 전자 부품에 안정적이고 간섭 없는 전압 및 전류를 제공하기 위해 배터리의 전력을 조절한다. PMU(210)는 또한, 커넥터(250)를 통해 입력되는 외부 에너지원을 통해 배터리가 (재)충전될 때 충전 제어기 역할을 한다. 사용자가 제품을 작동시킬 수 있도록, 사용자 인터페이스(UI)(214)가 존재하며(예를 들어, 버튼, 터치 또는 기타 제어장치), 이 신호는 마이크로컨트롤러(206)에 공급된다. 제품에 더 많은 기능을 제공하기 위해 센서(218)가 추가될 수 있다. 도면(200) 내의 기능 요소는 별도의 객체로 도시되어 있다. 그러나, 특정 기능 요소가 동일한 실리콘 칩(집적 회로 또는 IC)에 통합될 수 있다는 것이 본 기술 분야의 숙련자에게 명백할 것이다. 예를 들어, 무선 송수신기(204)와 마이크로컨트롤러(206)는 동일한 IC의 일부일 수 있다. 일부 실시형태에서, 오디오 코덱(208) 및/또는 PMU(210)가 또한 이 IC의 일부일 수 있다.

연결을 제공하기 위해, 구성요소는 서로 다른 구성요소를 연결하는 전도성 배선을 포함하는 캐리어 또는 보드 상에 배치된다. 이 보드는 여러 개의 층, 즉 절연 및 (패턴화된) 도전 층이 있는 단단한 인쇄 회로 기판(PCB)일 수 있다. 고급 PCB는 유연할 수도 있고 다층화될 수도 있다. 유연하고 단단한 PCB, 이른바 플렉스-리지드(flex-rigid) PCB의 조합을 만드는 것도 가능하다. (부분적으로) 유연한 PCB를 사용하면, 적절한 제품 크기로 기판을 접고 포장할 수 있는 자유도로 인해 추가 소형화를 가능하게 할 수 있다.

도 2에 도시된 구성요소 및 개략도의 물리적 표현이 도 3에 도시되어 있다. 이 물리적 표현은 일 실시형태에 따른 것이며, 스피커(230) 또는 마이크(240)를 포함하지 않는다. 접히는 기판 구조(folded board construction)는 제 1 강성 안테나 기판(310), 제 1 연성 PCB(320), 제 2 강성 부품 기판(330), 제 2 연성 PCB(340), 및 제 3 강성 커넥터/안전 기판(350)으로 구성되는 것으로 도시되어 있다. 도 3에 측면도가 도시되어 있다. 도 4는 강성 및 연성 회로 기판이 펼쳐지거나 동일 평면에 있는, 도 3의 기판 구조의 상면도를 도시하고 있다. 도 5는 펼쳐져 있는 기판의 바닥면을 도시하고 있다. "위"와 "아래"라는 명칭은 반전되어 혼동될 수 있기 때문에, 기판(310, 330)이 도 3에 도시된 바와 같이 접힐 때, 기판(310, 330, 350)의 측면은 본원에서 "제 1" 및 "제 2" 면으로 지칭된다. 도 5는 모든 기판의 제 1 면을 나타내고, 도 4는 제 2 면을 나타내고 있다. 제 1 및 제 2 면 명칭은 모든 기판(310, 330, 350)의 방향에 관계없이 지속된다.

안테나 기판(310)은 귀에서 가장 돌출된 제품 면에 있다. 이 부품은 용이한 사용자 액세스를 위해 안테나(201)와 UI 기능(214)을 포함할 것이다. 안테나(201)는 기판(310)의 제 1 표면 위 또는 그 근처의 층 중 하나의 층에서 금속 패턴으로 형성된다. 안테나 효율을 위해, 다른 전도성 요소가 최소 거리 이상 떨어져 있는 것이 중요하다(인체 포함, 이의 존재는 안테나 이득의 감쇠를 유발한다). 따라서, 안테나 기판(310)와 부품 기판(330) 사이에는 최소 공극(air gap; 305)이 존재한다. 또한, 기판(310)의 제 1 표면에 있는 UI 기능(214)은 도 5에서 가장 잘 보이는 바와 같이 안테나(201)로부터 이격되어 있다. 정합 회로(202)는 또한, 신호가 연성 PCB(320)에 의해 형성되는 50-옴 전송 라인을 통해 안테나 기판(310)으로부터 부품 기판(330)으로 전송될 수 있도록, 안테나 기판(310)의 제 1 표면에 배치된다.

무선 송수신기(204), 마이크로컨트롤러(206) 및 PMU(210)는, 도 3에 도시된 바와 같이 기판이 접힐 때, 안테나(201)로부터의 간격을 최대화하기 위해 부품 기판(330)의 제 1 면에 배치된다. 무선 송수신기(204), 마이크로컨트롤러(206) 및 PMU(210)는, 안테나(201)에 의해 픽업된 RF 신호를 방해할 수 있는 클록 에지(clock edge)와 기타 잡음으로 인해 불요 신호(spurious signal)를 방출할 수 있다. 추가 격리를 위해, 기판(330)(및/또는 기판(310)) 내의 층 중 하나의 층이 접지면 역할을 하고, 따라서 기판(330)의 제 1 표면 상의 부품으로부터의 방출이 안테나(201)에 도달하는 것을 방지한다. 프론트-엔드 회로(203)와 오디오 코덱(208)은 안테나(201)에 덜 해롭고, 따라서 부품 기판(330)의 제 2 면에 배치될 수 있으며, 여기서 이들 부품은 기판이 접힐 때 안테나 기판(310)을 마주보게 될 것이다. 배터리(212)는 부품 기판(330)과 커넥터/안전 기판(350) 사이에 배치되고, 연성 PCB(340)는 기판(330 및 350)을 연결하기 위해 배터리(212) 주위에서 접힌다. 커넥터/안전 기판(350)은 커넥터(250)와 배터리 안전 회로(213)를 포함한다. 커넥터/안전 기판(350)은 배터리(212)의 하나의 극성측(polarity side)을 연결하기 위한 접점을 포함할 수 있다. 부품 기판(330)은 배터리(212)의 반대 극성측을 연결하기 위한 접점을 포함할 수 있다. 대안으로, 배터리(212)는 배터리의 두 극성측이 커넥터/안전 기판(350)에 연결된 상태로 커넥터/안전 기판(350)에 고정될 수 있다. 안테나 기판(310)은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 구멍을 포함할 수 있고, 이는 나중에 논의될 마이크에 맞을 수 있다.

도 3에 도시된 배터리(212)와 모든 전자 부품을 갖는 접히는 기판 구조는 도 6에 도시된 바와 같이 수용 인클로저(600) 내에 배치된다. 이 실시형태에서, 스피커(230)와 마이크(240)는 존재하지 않으며 나중에 추가되어야 한다. 수용 인클로저는 (비전도성, 예를 들어 플라스틱) 인클로저(610)로 구성된다. 이 인클로저(610) 내부의 공동(650)은 도 3의 접히는 구조(300)에 맞을 것이다. 인클로저 내부에는, 인클로저의 통합된 부분을 형성하거나 별도의 (플라스틱) 기계 부품을 형성하는 추가 지지대가 존재할 수 있고, 이들은 도 3의 접히는 구조(300)를 지지하고, 접히는 구조(300)의 다양한 부품이 이동하는 것을 방지하며, 다양한 부품 사이에서 결정된 거리를 유지한다. 예를 들어, 기둥(pillar; 675a 및 675b)은 고정된 거리에서 기판(310 및 330)을 유지하는 것으로 도시되어 있다. 인클로저는 뚜껑(lid; 620)으로 기밀하게 밀봉된다. 그 결과, 공동(650)은 물, 땀, 먼지 등과 같은 환경 물질이 없는 상태로 유지될 것이다. 내부와 외부 사이의 인터페이스는 커넥터(250)에 의해 형성된다. 이는 인클로저(610)에서 필요한 유일한 구멍이다. 이 구멍에도 불구하고 공동(650)이 기밀하게 밀폐된 상태로 유지되도록 주의를 기울여야 한다. 이는 적절한 (소수성) 접착 재료 또는 다른 밀봉 수단(680)에 의해 달성될 것이다. 공동(650)은, 배터리(212)의 모든 안전 사양이 만족되도록, 오작동의 경우 배터리(212)가 팽창할 수 있는 충분한 공간을 제공한다.

도 7에, 물리적 물체 주위에 (밀봉된) 인클로저를 직접 생성할 수 있는 3D 프린팅, 성형 또는 유사한 기술을 사용하는 대안적인 실시형태가 도시되어 있다. 뚜껑(620)은 더 이상 존재하지 않는다. 접히는 구조(300)(가능하면, 접히는 구조(300)를 제자리에 유지하기 위한 일부 지지 플라스틱 부품과 함께)는 3D 프린팅 기계 내에 배치되고, 인클로저(710)는 상부 커버를 포함하여 그 주위에 구축된다. 수용 인클로저(700)의 내부(750)는 견고하고 재현 가능한 서브-어셈블리를 얻기 위해 공동, 지지대 또는 기타 기계적 구조를 포함할 수 있다. 오작동의 경우 배터리가 팽창할 수 있도록, 예를 들어 배터리 아래의 공기 공간(730)과 같은 추가 공기 공간이 포함된다.

뚜껑(620)이 있는 인클로저(610), 또는 내부에 접히는 구조(300)가 있는 완전한 인클로저(710)는 서브-어셈블리(600, 700)를 형성하며, 이 주위에서 무선 오디오 제품이 제조될 수 있다. 이러한 무선 오디오 제품(800)의 예가 도 8에 도시되어 있다. 이 서브-어셈블리는, 적절한 시각 디자인을 갖고, 스피커(230)와 마이크(240)를 위한 장소이며, 최적의 피트와 편안함을 위한 이어 팁(106)의 사용을 가능하게 하는 하우징(104) 내에 배치될 수 있다. 캡(102)은 하우징(104)을 폐쇄하고, 브랜드 로고 등을 사용하여 브랜딩 외관을 더욱 향상시킬 수 있다. 하우징(104)은 기밀하게 밀봉될 필요는 없지만, 적어도 서브-어셈블리(600, 700) 내부의 민감한 전자 장치에 대해 제 1 장벽 역할을 한다. 커넥터(250)는 서브-어셈블리(600, 700) 내부의 내부 부품을 외부 부품에 연결하는데, 예를 들어 연결부(822)(유연한 도체일 수 있음)를 통해 스피커(230)에, 연결부(823)를 통해 마이크(240)에, 그리고 연결부(821)를 통해 충전 접점(831)에 연결한다.

도 8에 도시된 실시형태에서, 마이크(240)는 서브-어셈블리(600, 700)의 일부가 아니다. 마이크 신호는 커넥터(250)를 통해 전자 장치(오디오 코덱(208))에 도달한다. 또 다른 실시형태는 서브-어셈블리 내에 하나 이상의 마이크(240)를 포함한다. 서브-어셈블리(600)에 대응하는 예가 도 9에 도시되어 있다. 마이크(240)는 안테나 기판(310) 상에 배치된다. 공기파(air wave)가 마이크(240)에 도달하도록 뚜껑(620)에 구멍이 형성된다. 이 구멍은 도 4 및 도 5에 도시된 안테나 기판(310) 상의 구멍과 정렬된다. 밀봉 수단(820)은 환경 물질이 서브-어셈블리 내부로 유입되는 것을 방지하기 위해 적용된다. 마이크로의 공기 흐름을 제어하고, 먼지와 기름이 마이크(240)에 닿지 않도록 댐퍼(damper; 950)가 구멍에 배치된다.

마이크가 서브-어셈블리(700)에 포함될 수도 있다는 것이 본 기술 분야의 숙련자에게 명백할 것이다. 이 경우(도시되지 않음), 인클로저(710) 내에 구멍이 형성되고, 인클로저를 기밀하게 밀봉된 상태로 유지하기 위해 적절한 밀봉이 적용되어야 한다. 또 다른 실시형태에서, 마이크는 기판 상에 배치되지 않고, 바람직하게는 연성 PCB를 사용하여 와이어를 통해 기판에 연결된다. 이를 통해 예를 들어 서브-어셈블리 측에서, 마이크를 보다 유연하게 배치할 수 있다(도 10 참조). 마이크(240)는 인클로저를 기밀하게 밀폐된 상태로 유지하기 위해 밀봉 수단(1020)을 사용하여 인클로저(610)에 배치된다. 댐퍼(1050)는 마이크로의 공기 흐름을 제어하고, 먼지와 기름이 마이크(240)에 닿지 않도록 적용된다. 마이크(240)는 연성 PCB(1040)를 통해 오디오 코덱(208)이 있는 부품 기판(330)에 연결된다. 또 다른 예에서, 마이크는 서브-어셈블리(700)의 낮은 위치로 이동되고, 연성 PCB(340) 상에 배치될 수 있다. 이 경우, 별도의 연성 PCB(1040)는 필요하지 않다.

서브-어셈블리(600)가 최종 제품에 내장되면, 외부 하우징은 공기파가 마이크에 도달할 수 있도록 적절한 구멍을 가져야 한다. 예를 들어, 도 10에 도시된 실시형태는, 하우징(104)의 구멍이 서브-어셈블리(1000)의 인클로저(610)의 구멍과 일치하는 도 8에 도시된 하우징(104) 내에 배치될 수 있다.

서브-어셈블리의 또 다른 실시형태에서, 스피커(230)도 통합된다. 이는 특히 스피커가 사용자의 외이도로 밀려들어가지 않는 소위 "오픈 스피커(open speaker)"구조와 관련이 있다. 이 오픈 스피커는 일반적으로 더 큰 직경을 갖는다. 일 실시형태에 따라 전자 부품에 맞는 접히는 구조의 측면도가 도 11에 도시되어 있다. 기본적으로, 도 3에서 사용된 것과 동일한 전자 부품이 존재하지만, 이들 부품은 기판(310, 330) 상에서 서로 다른 위치를 가질 수 있다. 동일한 참조 번호는 동일한 구조 요소에 해당한다. 커넥터/안전 기판(350)은 생략된다. 대신에, 커넥터(250)와 안전 회로(213)는 부품 기판(330) 상에 배치된다. 또한, 배터리(212)는 안테나 기판(310)과 부품 기판(330) 사이에 있도록 이동한다. 안테나(201)와 배터리(211) 사이의 상호 작용을 최소화하기 위해, 안테나(201)는 측면으로 이동되고 안테나 기판(310)의 전체 길이를 사용하지 않는다. 공극(305)은 기판(330)의 접지면에 대해 충분한 거리를 유지하도록 유지된다. 스피커(230)는 커넥터(1110)를 통해 부품 기판(330)에 연결된다. 일 실시형태에서, 커넥터(1110)는 부품 기판(330)과 스피커(230) 모두에 납땜된 연성 PCB이다. 또 다른 실시형태에서, 커넥터(1110)는 부품 기판(330)에 납땜된 내부(암 또는 수) 커넥터이다. 스피커(230) 상에, 대응하는(수 또는 암) 커넥터가 납땜된다. 조립될 때, 스피커 커넥터 부분은 기판 커넥터 부분으로 밀려들어가서 스피커(230)와 부품 기판(330) 사이의 물리적 및 전기적 연결을 형성한다.

배터리(212)와, 스피커(230), 및 도 11에 도시된 모든 전자 부품을 갖는 접히는 기판 구조는 이후 도 12에 도시된 수용 인클로저(1200) 내에 배치된다. 이 실시형태에서, 마이크(240)는 아직 존재하지 않으며 나중에 추가되어야 한다. 수용 인클로저는 (비전도성, 예를 들어 플라스틱) 인클로저(1210)로 구성된다. 인클로저(1210)는 하나의 공동(1250)이 있는 상부 부분(1211a) 및 공동(1252)과 공동(1254)이 있는 하부 부분(1211b)으로 구성된다. 공동(1250)은 기판(310 및 330) 및 도 11에 도시된 모든 전자 부품 및 배터리(212)를 포함하는 접히는 구조와 맞을 것이다. 인클로저(1210) 내부에는, 인클로저의 통합된 부분을 형성하거나 별도의 (플라스틱) 기계 부품을 형성하는 추가 (플라스틱) 지지대가 존재할 수 있고, 이들은 접히는 구조를 지지하고, 다양한 부품이 이동하는 것을 방지하며, 다양한 부품 사이에서 결정된 거리를 유지한다. 예를 들어, 기둥(1276)은 고정된 거리에서 기판(310 및 330)을 유지하는 것으로 도시되어 있다. 상부 인클로저 부분(1211a)은 뚜껑(1220)으로 기밀하게 밀봉된다. 그 결과, 공동(1250)은 물, 땀, 먼지 등과 같은 환경 물질이 없는 상태로 유지될 것이다. 내부와 외부 사이의 인터페이스는 커넥터(250)에 의해 형성된다. 이는 상부 인클로저 부분(1211a)에서 필요한 유일한 구멍이다. 이 구멍에도 불구하고 공동(1250)이 기밀하게 밀폐된 상태로 유지되도록 주의를 기울여야 한다. 이는 적절한 (소수성) 접착 재료 또는 다른 밀봉 수단에 의해 달성될 것이다. 공동(1250)은, 배터리(212)의 모든 안전 사양이 충족되도록, 오작동의 경우 배터리(212)가 팽창할 수 있는 충분한 공간을 제공한다.

하부 인클로저 부분(1211b)은 각각 후방 및 전방 음향 챔버(acoustic chamber)를 형성하는 두 개의 공동(1252 및 1254)으로 구성된다. 스피커(230)는, 챔버(1252)로부터 챔버(1254)로의 또는 그 반대로의 공기 흐름이 없도록, 즉 (플라스틱) 밀봉부(1257a 및 1257b)에 의해 음향적으로 분리되도록, 하부 인클로저 부분(1211b)에 배치된다. 스피커는 접히는 구조 기판(310/330)이 공동(1250) 내에 배치되기 전과 뚜껑(1220)이 배치되기 전에 위에서부터 하부 인클로저 부분(1211b) 내에 배치된다. 스피커(230)가 제자리에 배치된 후, 뚜껑(1222)이 닫히고, 공동(1250)을 공동(1252)으로부터 음향적으로 분리한다. 뚜껑(1222)의 구멍은 스피커(230)를 부품 기판(330)에 연결하는 커넥터(1110)에 맞추기 위해 필요하다. 공동(1250)과 공동(1252) 사이의 공기 누출을 방지하기 위해 추가 (플라스틱) 밀봉부(1255)가 추가될 수 있다.

후방 음향 챔버(1252) 내의 공기 흐름을 제어하기 위해, 통기구(1262)가 존재하고, 이의 공기 흐름은 댐퍼(1268a)로 조절될 수 있는 한다. 댐퍼(1268a)는, 공기가 후방 음향 챔버(1252) 안팎으로 흐르는 것을 어느 정도 방해하는 특정 공기 투과성을 갖는다. 또한, 댐퍼(1268a)의 위치는 후방 음향 챔버(1252)의 유효 음향 크기를 결정한다. 동일한 방식으로, 전방 음향 챔버(1254)의 공기 흐름을 제어하기 위해, 통기구(1264)가 존재하며, 이의 공기 흐름은 댐퍼(1268b)로 조절될 수 있다. 댐퍼(1268b)는 전방 음향 챔버(1254)의 안팎으로 공기가 흐르는 것을 어느 정도 방해하는 특정 공기 투과성을 갖는다. 또한, 댐퍼(1268b)의 위치는 전방 음향 챔버(1254)의 유효 음향 크기를 결정한다. 마지막으로, 노즐(1270)은 음향 부하이고 공기 흐름을 사용자의 귀로 안내한다.

스피커(230)와, 전방 및 후방 음향 챔버(1254 및 1252)와, 통기구(1264 및 1262)와, 댐퍼(1268b 및 1268a), 및 노즐(1270)은 함께 음향 시스템을 형성한다. 이 음향 시스템의 주파수 응답은 음향 공동의 크기, 노즐의 직경, 통기구의 직경에 의해, 그리고 단위 시간당 통기구를 통과할 수 있는 공기의 양에 의해 결정될 수 있다. 후자는 통기구의 직경, 댐퍼의 재질 선택(투과 특성) 및 통기구 내부의 댐퍼 위치에 따라 다르다. 어느 정도까지, 음향 미세 조정은 통기구 내부에 댐퍼를 배치함으로써 달성될 수 있고, 이는 챔버의 음향 크기를 변경하기 때문이다. 노즐(1270)은 먼지와 기름이 전방 음향 챔버(1254)로 유입되는 것을 방지하기 위한 보호 수단(1269)을 포함할 수 있다. 이 보호 수단은 가능한 한 사용자의 귀로 유입되는 공기 흐름을 줄여야 한다. 그러나, 이는 음향 시스템의 최종 주파수 응답에 약간의 영향을 미칠 수 있다.

도 13에, 물리적 물체 주위에 (밀봉된) 인클로저를 직접 생성할 수 있는 3D 프린팅, 성형 또는 유사한 기술을 사용하는 대안적인 실시형태가 도시되어 있다. 뚜껑(1220 및 1222)은 더 이상 존재하지 않는다. 접히는 구조(1100)(가능하면, 접히는 구조를 제자리에 유지하기 위한 일부 지지 플라스틱 부품과 함께)는 3D 프린팅 기계 내에 배치되고, 인클로저(1310)는 상부 커버를 포함하여 그 주위에 구축된다. 수용 인클로저(1300)의 내부(1350)는 견고하고 재현 가능한 서브-어셈블리를 얻기 위해 공동, 지지대, 또는 다른 기계적 구성을 포함할 수 있다. 오작동의 경우 배터리(212)가 팽창할 수 있도록, 예를 들어 배터리(212) 아래의 공기 공간(1330)과 같은 추가 공기 공간이 포함된다. 후방 음향 챔버(1252)와 전방 음향 챔버(1254)를 생성하는 하부 바닥 인클로저 부분(1311b) 내의 공기 공간은 또한 3D 프린팅 공정 동안 보존된다.

서브-어셈블리(1200 및 1300)는 무선 오디오 제품에 쉽게 내장될 수 있다. 이러한 무선 오디오 제품의 예가 도 14에 도시되어 있다. 서브-어셈블리는, 적절한 시각 디자인을 갖고, 최적의 피트와 편안함을 위한 이어 팁(106)의 사용을 가능하게 하는 하우징(104) 내에 배치된다. 캡(102)은 하우징(104)을 폐쇄하고, 브랜드 로고 등을 사용하여 브랜딩 외관을 더욱 향상시킬 수 있다. 하우징(104)은 기밀하게 밀봉될 필요는 없지만, 적어도 서브-어셈블리(1200, 1300) 내부의 민감한 전자 장치에 대해 제 1 장벽 역할을 한다. 커넥터(250)는 서브-어셈블리(1200, 1300) 내부의 내부 부품을 연결부(821)를 통해 충전 접점(831)에 연결한다. 하우징(104)의 적절한 위치에 있는 구멍(1410, 1420)은 후방 통기구(1262) 및 전방 통기구(1264)와 일치해야 한다. 이어 팁(106)은 노즐(1270) 주변에 맞아야 한다.

도 12 내지 도 14에, 마이크는 도시되어 있지 않다. 마이크는 서브-어셈블리(900 및 1000)의 일부였던 것처럼 서브-어셈블리(1200 또는 1300)의 일부일 수도 있고, 서브-어셈블리의 외부에 있을 수 있고 도 8에 도시된 바와 같이 최종 제품의 하우징(104) 내에 배치될 수 있다. 후자의 경우, 마이크는 오디오 코덱에 도달하기 위해 커넥터(250)에 와이어로 연결되어야 한다. 어떠한 경우든, 하우징(104)의 적절한 구멍은 공기파를 마이크(들)에 공급하기 위해 필요하다. 도 15에서, 도 12에 도시된 실시형태는 마이크로 확장된다. 음성을 픽업하기 위해 안테나 기판(310)에 장착된 마이크(240a)와 연성 PCB(320)에 장착된 마이크(240b)가 추가된다. 배경 잡음에서 원하는 음성을 분리할 수 있도록 다수의 MIC가 배치된다. 밀봉 수단(1520a 및 1520b)은 공동(1250)을 기밀하게 밀폐된 상태로 유지하기 위해 적용된다. 댐퍼(1550a 및 1550b)는 마이크에 대한 공기 흐름을 제어하고 먼지와 기름이 마이크에 닿지 않도록 적용된다.

마이크(240c)는 전방 음향 챔버(1254)의 압력을 측정하기 위해 추가될 수 있다. 튜브(1530)와 같은 내부 음향 통로는 하부 음향 챔버(1254)를 마이크(240c)에 연결한다. 선택적으로, 마이크(240c)로의 공기 흐름을 제어하기 위해 댐퍼 수단(1540)이 추가될 수 있다. 마이크(240c)는 음향 조정에 사용될 수 있지만, 능동 소음 제거 기술에도 사용될 수 있다. 마이크(240c)에 의해 전방 챔버에서 측정된 사운드는 전기 신호로 변환되고 오디오 코덱으로 피드백되어, 원래 오디오 신호(예를 들어, 음악)와 비교된다. 모든 차이는 전자적으로 최소화되고 보상된다.

상기한 서브-어셈블리에 여러 개의 센서가 추가될 수 있다. 예를 들어 볼륨 높이기/볼륨 낮추기, 다음 트랙, 시작/중지, 켜기/끄기와 같은 기능을 제어하기 위해 센서가 사용자 인터페이스(UI)에 추가될 수 있다. 다른 검출 기능은 인-이어 검출, 주변 조건 검출, 및 심박수, 산소 포화도, 온도 등과 같은 인체 기능일 수 있다.

도 8 및 도 14에서, 외부 충전 거치대(도시되지 않음)와 PMU(210) 사이의 (커넥터(250)를 통한) 갈바닉 연결을 위해 외부 하우징(104)의 충전 접점(831)이 존재한다. 그러나, 갈바닉 연결 대신에, 일 실시형태에서 무선 연결이 사용되어 무선 충전이 이루어진다. 자기 유도가 적용되어 거치대로부터 배터리(212)로 에너지를 전달할 수 있다. 자기 유도를 위해, 거치대의 송신 코일은 제품(800 또는 1400) 내에 존재하는 수신 코일에 매우 근접하게 배치(그리고 적절하게 정렬)된다. 수신 코일은 하우징(104)의 내부에 존재하여 접점(831)을 대체할 수 있다. 대안으로, 수신 코일은 서브-어셈블리(600/700 또는 1200/1300) 내부에 존재할 수 있다.

도 16은 본 발명의 실시형태에 따른 오디오 헤드셋 서브-어셈블리를 제조하는 방법(1600)의 단계를 도시하고 있다. 전자 장치 구조(300)가 제공된다(블록 1610). 전자 장치 구조(300)는 제 1 강성 PCB(310)의 제 1 면에 형성된 안테나(201)와, 제 2 강성 PCB(330)의 제 1 면에 장착된 마이크로컨트롤러(206), 및 제 1 강성 PCB(310)와 제 2 강성 PCB(330)를 연결하여, 모든 회로 기판(310, 320, 330)이 동일 평면에 있을 때 강성 PCB(310, 330)의 제 1 면들이 동일한 방향을 향하도록 하는 제 1 연성 PCB(320)를 포함한다. 전자 장치 구조(300)는, 제 1 강성 PCB(310)가 제 2 강성 PCB(330)에 오버레이(overlay)되고 이로부터 이격되도록 제 1 연성 PCB(320)를 구부림으로써 접히고, 제 1 강성 PCB(310)와 제 2 강성 PCB(330)의 제 1 면들은 서로 반대쪽을 향한다(블록 1620). 접히는 전자 장치 구조(300)와 배터리(212)는 환경 물질이 접근하지 못하도록 완전히 밀봉되는 인클로저(610, 710, 1210, 1310) 내에 캡슐화된다(블록 1630). 캡슐화 단계(1630)는 접히는 전자 장치 구조(300)와 배터리(212)를 성형된 인클로저 몸체 내에 배치하고, 뚜껑(620, 1220)으로 몸체를 밀봉하는 단계를 포함할 수 있다. 대안으로, 캡슐화 단계(1630)는 3D 프린팅 또는 성형 공정을 사용하여 접히는 전자 장치 구조(300)와 배터리(212) 주위에 인클로저(610, 710, 1210, 1310)를 구축하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시형태는 종래 기술에 비해 많은 이점을 제공한다. 실시형태는 다양한 "완전 무선" 헤드폰에 맞게 쉽게 설계되는 완전한 기능의 독립형 오디오 시스템을 제공한다. 마이크가 없는 실시형태는 음악 재생 응용에 최적화되고; 마이크(들)가 통합된 실시형태는 전화 또는 라디오 헤드셋에 적합하다. 디자인은 콤팩트하며, 부피 크기와 배치를 최적화하기 위해 "접을 수 있는" 단단하고 유연한 PCB 기판의 새로운 조합을 특징으로 한다. 부품 구성은 처리 회로와 RF 회로 간의 간섭을 최소화하도록 최적화된다. 모듈은 내구성과 긴 수명을 위해 기밀하게 밀봉되며, 오작동, 배터리 팽창과 같은 안전 규정을 준수한다. 스피커가 통합된 일부 실시형태는 별도의 이식된 음향 챔버와 같은 고급 오디오 조정 기능과 성능, 및 소음 제거와 같은 피드백 응용을 위한 내부 마이크를 특징으로 한다.

본 발명은 물론 본 발명의 본질적인 특징에서 벗어나지 않고 본원에 구체적으로 명시된 것과는 다른 방식으로 구성될 수 있다. 본 실시형태는 모든 측면에서 제한적이지 않고 예시적인 것으로 간주되어야 하며, 첨부된 청구 범위의 의미 및 동등성 범위 내에 있는 모든 변경은 본원에 포함된다.

Claims

수용 인클로저(610, 710, 1210, 1310) 내에 함께 배치되는, 배터리(212) 및 접히는 전자 장치 구조(300)를 포함하는 오디오 헤드셋 서브-어셈블리(600, 700, 900, 1000, 1200, 1300, 1500)로서, 접히는 전자 장치 구조(300)는 연성 부품(320, 340)을 포함하고 배터리(212) 주위에서 접히며, 접히는 전자 장치 구조(300)는,
안테나(201)와;
무선 송수신기(204)와;
마이크로컨트롤러(206)와;
오디오 코덱(208)과;
전원 관리 장치(210); 및
기판(350)에 결합되는 커넥터(250)를 포함하는 기능을 구현하는 구성요소를 포함하고;
수용 인클로저(610, 710, 1210, 1310)는,
배터리(212)와 접히는 기판(310, 330, 350)을 포함하는 제 1 공동(650, 1250, 1350)으로서, 환경 물질이 접근하지 못하도록 완전히 밀봉되는 공동(650, 1250, 1350)과;
오작동의 경우 배터리(212)가 팽창할 수 있도록 하는 공기 공간(730, 1330); 및
커넥터(250)가 밀봉되는, 인클로저(610, 710, 1210, 1310)의 구멍을 포함하는, 서브-어셈블리(600, 700, 900, 1000, 1200, 1300, 1500).
제 1 항에 있어서,
음성 픽업을 위해 오디오 코덱(208)에 연결되는 적어도 하나의 마이크(240, 240a, 240b)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 서브-어셈블리(600, 700, 900, 1000, 1200, 1300, 1500).
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
무선 충전을 지원하기 위한 수신 코일을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 서브-어셈블리(600, 700, 900, 1000, 1200, 1300, 1500).
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
수용 인클로저(610, 710, 1210, 1310)는 먼저 성형 공정으로 구축되고, 이후 배터리(212), 및 전자 부품을 포함하는 접히는 기판(310, 330, 350)이 인클로저(610, 710, 1210, 1310)에 삽입되며, 이후 인클로저(610, 710, 1210, 1310)가 밀봉되는, 서브-어셈블리(600, 700, 900, 1000, 1200, 1300, 1500).
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
수용 인클로저(610, 710, 1210, 1310)는 3D 프린팅 또는 성형 공정을 사용하여 배터리(212), 및 전자 부품을 포함하는 접히는 기판(310, 330, 350) 주위에 구축되는, 서브-어셈블리(600, 700, 900, 1000, 1200, 1300, 1500).
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
수용 인클로저(1210, 1310)는,
스피커(230)를 포함하는 제 2 공동(1211b)으로서, 스피커(230)의 후방 단부에 후방 음향 챔버(1252)를 형성하는 제 1 공기 공간과 스피커(230)의 전방 단부에 전방 음향 챔버(1254)를 형성하는 제 2 공기 공간을 포함하는 제 2 공동(1211b); 및
후방 음향 챔버(1252)와 공기 흐름 관계에 있는 통기구(1262)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 서브-어셈블리(1200, 1300, 1500).
제 6 항에 있어서,
전방 음향 챔버(1254)와 공기 흐름 관계에 있는 하나 이상의 통기구(1264)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 서브-어셈블리(1200, 1300, 1500).
제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
전방 음향 챔버(1254)의 공기 압력을 측정하도록 작동하는 적어도 하나의 소음 제거 마이크(240c)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 서브-어셈블리(1200, 1300, 1500).
제 8 항에 있어서,
소음 제거 마이크(240c)를 전방 음향 챔버(1254)에 연결하는 음향 통로(1530)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 서브-어셈블리(1200, 1300, 1500).
제 8 항에 있어서,
소음 제거 마이크(240c)의 신호는 능동 소음 제거에 사용되는, 서브-어셈블리(1200, 1300, 1500).
제 6 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
제 1 공동(1250)은 제 2 공동(1211b)으로부터 음향적으로 분리되는, 서브-어셈블리(1200, 1300, 1500).
제 1 항에 있어서,
접히는 전자 장치 구조(300)는,
제 1 인쇄 회로 기판(PCB)(310)의 제 1 면에 형성되는 안테나(201)와;
제 2 PCB(330)의 제 1 면에 장착된 마이크로컨트롤러(206)와;
제 1 PCB(310)와 제 2 PCB(330)를 연결하여, 모든 회로 기판(310, 320, 330)이 동일 평면에 있을 때 PCB(310, 320)의 제 1 면들이 동일한 방향을 향하도록 하는 제 1 연성 PCB(320)를 포함하고;
제 1 PCB(310)가 제 2 PCB(330)에 오버레이되고 이로부터 이격되도록 제 1 연성 PCB(320)는 구부려지고, 제 1 PCB(310)와 제 2 PCB(330)의 제 1 면들은 서로 반대쪽을 향하는, 서브-어셈블리(600, 700, 900, 1000, 1200, 1300, 1500).
제 12 항에 있어서,
제 1 PCB(310)와 제 2 PCB(330) 중 적어도 하나는 접지면을 포함하고, 접지면은 제 1 PCB(310)의 제 1 면과 제 2 PCB(330)의 제 1 면 사이에 개재되며, 안테나(201)와 마이크로컨트롤러(206) 사이에 RF 차폐를 제공하도록 작동하는, 서브-어셈블리(600, 700, 900, 1000, 1200, 1300, 1500).
제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
배터리(212)는 제 1 PCB(310)와 제 2 PCB(330) 사이에 배치되는, 서브-어셈블리(600, 700, 900, 1000, 1200, 1300, 1500).
제 14 항에 있어서,
제 2 PCB(330)의 제 1 면에 연결되는 스피커(230)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 서브-어셈블리(600, 700, 900, 1000, 1200, 1300, 1500).
제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
접히는 전자 장치 구조(300)는,
제 3 PCB(350)와;
제 2 PCB(330)와 제 3 PCB(350)를 연결하여, 모든 회로 기판(330, 340, 350)이 동일 평면에 있을 때 PCB(330, 350)의 제 1 면들이 동일한 방향을 향하도록 하는 제 2 연성 PCB(340)를 포함하고;
제 3 PCB(350)가 제 2 PCB(330)에 오버레이되고 이로부터 이격되도록 제 2 연성 PCB(340)는 구부려지고, 제 2 PCB(330)와 제 3 PCB(350)의 제 1 면들은 서로 반대쪽을 향하고; 및
배터리(212)는 제 2 PCB(330)와 제 3 PCB(350) 사이에 배치되는, 서브-어셈블리(600, 700, 900, 1000, 1200, 1300, 1500).
제 16 항에 있어서,
커넥터(250)는 제 3 PCB(350)의 제 2 면에 장착되는, 서브-어셈블리(600, 700, 900, 1000, 1200, 1300, 1500).
오디오 헤드셋 서브-어셈블리(600, 700, 900, 1000, 1200, 1300, 1500)를 제조하는 방법(1600)으로서, 방법은,
전자 장치 구조(300)를 제공하는 단계로서, 전자 장치 구조(300)는 제 1 강성 인쇄 회로 기판(PCB)(310)의 제 1 면에 형성된 안테나(201)와, 제 2 강성 PCB(330)의 제 1 면에 장착된 마이크로컨트롤러(206), 및 제 1 PCB(310)와 제 2 PCB(330)를 연결하여, 모든 회로 기판(310, 320, 330)이 동일 평면에 있을 때 PCB(310, 330)의 제 1 면들이 동일한 방향을 향하도록 하는 제 1 연성 PCB(320)를 포함하는, 단계와;
제 1 PCB(310)가 제 2 PCB(330)에 오버레이되고 이로부터 이격되도록 제 1 PCB(320)를 구부림으로써 전자 장치 구조(300)를 접는 단계로서, 제 1 PCB(310)와 제 2 PCB(330)의 제 1 면들은 서로 반대쪽을 향하는, 단계; 및
환경 물질이 접근하지 못하도록 완전히 밀봉되는 인클로저(610, 710, 1210, 1310)의 제 1 공동(650, 1250, 1350) 내에 접히는 전자 장치 구조(300)와 배터리(212)를 캡슐화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법(1600).
제 18 항에 있어서,
캡슐화 단계 이전에 제 1 PCB(310)와 제 2 PCB(330) 사이에 배터리(212)를 배치하는 단계를 더 포함하는 방법(1600).
제 18 항에 있어서,
전자 장치 구조(300)에 작동 가능하게 연결되는 스피커(230)를 제공하는 단계; 및
스피커(230)의 후방 단부에 후방 음향 챔버(1252)를 형성하는 제 1 공기 공간과 스피커(230)의 전방 단부에 전방 음향 챔버(1254)를 형성하는 제 2 공기 공간을 포함하는 제 2 공동(1211b) 내에 스피커(230)를 캡슐화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하고; 및
후방 음향 챔버(1252)는 인클로저(610, 710, 1210, 1310)의 외부와 공기 흐름 관계에 있는 통기구(1262)를 포함하는, 방법.
제 18 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
인클로저(610, 710, 1210, 1310)의 제 1 공동(650, 1250, 1350) 내에 접히는 전자 장치 구조(300)와 배터리(212)를 캡슐화하는 단계는,
인클로저(610, 710, 1210, 1310)의 몸체를 제공하는 단계와;
인클로저(610, 710, 1210, 1310)의 몸체 내에 접히는 전자 장치 구조(300)와 배터리(212)를 배치하는 단계; 및
인클로저(610, 710, 1210, 1310)의 몸체를 뚜껑으로 밀봉하는 단계를 포함하는, 방법.
제 21 항에 있어서,
인클로저(610, 710, 1210, 1310)의 몸체를 제공하는 단계는 성형 공정으로 인클로저(610, 710, 1210, 1310)를 형성하는 단계를 포함하는, 방법.
제 18 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
인클로저(610, 710, 1210, 1310)의 제 1 공동(650, 1250, 1350) 내에 접히는 전자 장치 구조(300)와 배터리(212)를 캡슐화하는 단계는, 3D 프린팅 또는 성형 공정을 사용하여 접히는 전자 장치 구조(300)와 배터리(212) 주위에 인클로저(610, 710, 1210, 1310)를 구축하는 단계를 포함하는, 방법.
제 23 항에 있어서,
전자 장치 구조(300)에 작동 가능하게 연결되는 마이크(240)를 제공하는 단계; 및
인클로저(610, 710, 1210, 1310)의 외부를 마이크(240)와 공기 흐름 관계로 연결하는 하나 이상의 공기 통로를 인클로저(610, 710, 1210, 1310) 내에 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 23 항에 있어서,
전자 장치 구조(300)에 작동 가능하게 연결되고 후방 음향 챔버(1252)의 공기 압력을 측정하도록 작동하는 적어도 하나의 소음 제거 마이크(240c)를 제공하는 단계; 및
소음 제거 마이크(240c)를 전방 음향 챔버(1254)에 연결하는 음향 통로(1530)를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하고; 및
소음 제거 마이크(240c)의 신호는 능동 소음 제거에 사용되는, 방법.