KR20220007717A

KR20220007717A - 음향 변환기, 웨어러블 사운드 장치 및 음향 변환기의 제조 방법

Info

Publication number: KR20220007717A
Application number: KR1020210090434A
Authority: KR
Inventors: 젬 위에 량; 츙 씨. 로; 마틴 조지 림; 웬-치엔 첸; 마이클 데이빗 후숄더; 데이비드 홍
Original assignee: 엑스멤스 랩스 인코포레이티드
Priority date: 2020-07-11
Filing date: 2021-07-09
Publication date: 2022-01-18
Also published as: US20220014836A1; CN113993021A; CN113993021B; EP3937509B1; US11323797B2; JP2022016392A; EP3937509A1; KR102475664B1; EP3937509C0; TWI794866B; TW202203662A; JP7129524B2

Abstract

음향 변환기는 웨어러블 사운드 장치 내에 배치되거나 웨어러블 사운드 장치 내에 배치된다. 음향 변환기는 제1 앵커 구조체 및 제1 플랩을 포함한다. 제1 플랩은 제1 단부 및 제2 단부를 포함한다. 제1 단부는 제1 앵커 구조체에 의해 고정되고, 제2 단부는 일시적으로 벤트를 형성하기 위해 제1 상하 이동을 수행하도록 구성된다. 제1 플랩은 공간을 외이도에 연결될 제1 볼륨 및 웨어러블 사운드 장치의 주변에 연결될 제2 볼륨으로 분할한다. 외이도와 그 주변은 일시적으로 열린 벤트를 통해 연결된다.

Description

음향 변환기, 웨어러블 사운드 장치 및 음향 변환기의 제조 방법{ACOUSTIC TRANSDUCER, WEARABLE SOUND DEVICE AND MANUFACTURING METHOD OF ACOUSTIC TRANSDUCER}

본 출원은 2020년 7월 11일에 출원된 미국 가출원 번호 63/050,763, 2020년 7월 14일에 출원된 미국 가출원 번호 63/051,885 및 2021년 4월 7일에 출원된 미국 가출원 번호 63/171,919의 혜택을 주장하며, 이는 모두 본 명세서에 참조로 포함된다.

본 출원은 음향 변환기, 웨어러블 사운드 장치 및 음향 변환기의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 폐쇄 효과(occlusion effect)를 억제할 수 있는 음향 변환기, 음향 변환기 및 음향 변환기의 제조 방법에 관한 것이다.

오늘날, 인-이어(in-ear)(외이도에 삽입) 이어버즈, 온-이어(on-ear) 또는 오버-이어(over-ear) 이어폰 등과 같은 웨어러블 사운드 장치는 일반적으로 사운드를 생성하거나 사운드를 수신하는 데 사용된다. 자석 및 이동 코일(magnet and moving coil, MMC) 기반 마이크로스피커는 수십 년 동안 개발되었으며 이러한 많은 장치에서 널리 사용된다. 최근 반도체 제조 공정을 활용한 마이크로 전자기계 시스템(Micro Electro Mechanical System, MEMS) 음향 변환기는 웨어러블 사운드 장치의 사운드 생성/수신 부품이될 수 있다.

폐색 효과(occlusion effect)는 청취자에 의해 큰 소리로 지각되는 음압을 일으키는 외이도의 밀폐된 볼륨 때문이다. 예를 들어, 청취자가 골전도 소리를 생성하는 특정 동작(예를 들어, 걷기, 조깅, 말하기, 식사, 음향 변환기 터치 등)을 수행하고 웨어러블 사운드 장치를 사용한다(예를 들어, 웨어러블 사운드 장치가 외이도에 채워져 있다). 폐색 효과는 가속 기반 SPL(음압 레벨) 생성(SPL ∝ a = dD²/dt²)과 압축 기반 SPL 생성(SPL ∝ D)의 차이로 인해 특히 저음에 강하다. 예를 들어, 20Hz에서 단지 1μm의 변위는 폐색된 외이도에서 SPL = 1μm/25mm atm = 106dB를 유발한다(25mm는 성인 외이도의 평균 길이이다). 따라서 폐색 효과가 발생하면 청취자는 폐색 노이즈를 듣게 되며 청취자 경험의 질이 나빠진다.

전통적인 기술에서, 웨어러블 사운드 장치는 외이도와 장치 외부의 주변 사이에 기류 채널이 존재하므로, 폐색 효과로 인한 압력이 이 기류 채널에서 방출되어 폐색 효과를 억제할 수 있다. 그러나 기류 채널이 항상 존재하기 때문에 주파수 응답에서 더 낮은 주파수(예를 들어, 500Hz 미만)의 SPL은 상당한 하락을 보인다. 예를 들어 기존 웨어러블 사운드 장치가 일반적인 115dB 스피커 드라이버를 사용하는 경우 20Hz의 SPL은 110dB보다 훨씬 낮다. 또한 기류 채널(airflow channel)을 형성하도록 구성된 고정 벤트의 크기가 클수록 SPL 강하가 커지고 방수 및 방진이 어려진니다.

일부 경우에, 전통적인 웨어러블 사운드 장치는 기류 채널의 존재로 인한 저주파에서 SPL 손실을 보상하기 위해 일반적인 115dB 스피커 드라이버보다 강한 스피커 드라이버를 사용할 수 있다. 예를 들어 SPL 손실이 20dB라고 가정하면 공기 흐름 채널이 있는 상태에서 동일한 115dB SPL을 유지하는 데 필요한 스피커 드라이버는 밀폐된 외이도에서 사용하는 경우 135dB SPL이 된다. 그러나 10 배 더 강한 저음 출력을 위해서는 스피커 멤브레인 이동도 10 배 증가해야 한다. 이는 코일의 높이와 스피커 드라이버의 자기 플럭스 갭이 10 배 증가해야 함을 의미한다. 따라서 스피커 드라이버가 강한 기존의 웨어러블 사운드 장치는 크기가 작고 가벼워지는 것이 어렵다.

따라서, 폐색 효과를 억제하기 위해 종래 기술을 개선할 필요가 있다.

따라서, 본 발명의 주요 목적은 폐색 효과를 억제할 수 있는 음향 변환기를 제공하고, 음향 변환기를 갖는 웨어러블 음향 장치 및 음향 변환기의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예는 웨어러블 사운드 장치 내에 배치되거나 웨어러블 사운드 장치 내에 배치되는 음향 변환기를 제공한다. 음향 변환기는 제1 앵커 구조체 및 제1 플랩을 포함한다. 제1 플랩은 제1 단부와 제2 단부를 포함한다. 제1 단부는 제1 앵커 구조체에 의해 고정되고, 제2 단부는 일시적으로 벤트를 형성하기 위해 제1 상하 이동을 수행하도록 구성된다. 제1 플랩은 공간을 외이도에 연결될 제1 볼륨 및 웨어러블 사운드 장치의 주변에 연결될 제2 볼륨으로 분할한다. 외이도와 그 주변은 일시적으로 열린 벤트를 통해 연결된다.

본 발명의 다른 실시예는 음향 변환기 및 하우징 구조체를 포함하는 웨어러블 음향 장치를 제공한다. 음향 변환기는 음향 변환을 수행하도록 구성된다. 음향 변환기는 적어도 하나의 앵커 구조체, 필름 구조체 및 액추에이터를 포함한다. 필름 구조체는 앵커 구조체에 의해 고정된다. 액추에이터는 필름 구조체 상에 배치되고, 액추에이터는 일시적으로 벤트를 형성하도록 필름 구조체를 작동시키도록 구성된다. 하우징 구조체는 제1 하우징 개구 및 제2 하우징 개구를 포함하고, 음향 변환기는 하우징 구조체 내에 그리고 제1 하우징 개구와 제2 하우징 개구 사이에 배치된다. 하우징 구조체 내에 형성된 공간은 필름 구조체에 의해 제1 볼륨 및 제2 볼륨으로 분할되고, 제1 볼륨은 제1 하우징 개구에 연결되고, 제2 볼륨은 제2 하우징 개구에 연결된다. 제1 볼륨과 제2 볼륨은 일시적으로 열린 벤트를 통해 연결된다.

본 발명의 이러한 목적 및 다른 목적은 다양한 도면 및 도면에 예시된 바람직한 실시예의 다음의 상세한 설명을 읽은 후 당업자에게 의심의 여지가 없을 것이다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 음향 변환기를 도시한 평면도의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 음향 변환기를 도시한 단면도의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 음향 변환기 및 하우징 구조체를 도시한 단면도의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 모드의 제1 멤브레인을 도시하는 개략도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제2 모드의 제1 멤브레인을 도시한 단면도의 개략도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 슬릿의 서로 다른 측면 상의 상대 위치 쌍의 여러 예를 나타내는 개략도이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 다중 예들의 주파수 응답을 예시하는 개략도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제1 모드의 제1 멤브레인을 도시한 단면도의 개략도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 변환기를 구비 한 웨어러블 사운드 장치를 나타내는 개략도이다.
도 10 내지 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 다른 유형의 음향 변환기를 도시한 단면도의 개략도이다.
도 13은 본 발명의 제2 실시예에 따른 음향 변환기를 도시한 단면도의 개략도이다.
도 14는 본 발명의 다른 제2 실시예에 따른 음향 변환기를 도시한 단면도의 개략도이다.
도 15는 본 발명의 제3 실시예에 따른 음향 변환기를 도시하는 평면도의 개략도이다.
도 16은 본 발명의 제4 실시예에 따른 음향 변환기를 도시한 평면도의 개략도이다.
도 17은 본 발명의 제5 실시예에 따른 음향 변환기를 도시하는 평면도의 개략도이다.
도 18은 본 발명의 제6 실시예에 따른 음향 변환기를 도시한 평면도의 개략도이다.
도 19는 본 발명의 제7 실시예에 따른 음향 변환기를 도시한 평면도의 개략도이다.
도 20은 도 19의 중앙부를 확대한 도면이다.
도 21은 본 발명의 제8 실시예에 따른 음향 변환기를 도시한 평면도의 개략도이다.
도 22는 본 발명의 제9 실시예에 따른 음향 변환기를 도시한 평면도의 개략도이다.
도 23은 본 발명의 제10 실시예에 따른 음향 변환기를 도시하는 평면도의 개략도이다.
도 24 내지 도 30은 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 변환기 제조 방법의 여러 단계에서의 구조를 나타내는 개략도이다.
도 31은 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 변환기의 단면도를 나타내는 개략도이다.

당업자에게 본 발명의 더 나은 이해를 제공하기 위해, 주요 구성 요소에 대한 바람직한 실시예 및 전형적인 재료 또는 범위 파라미터가 다음 설명에서 상세히 설명될 것이다. 본 발명의 이러한 바람직한 실시예는 달성될 내용 및 효과를 상세히 설명하기 위해 번호가 매겨진 요소와 함께 첨부된 도면에 예시된다. 도면은 단순화된 개략도이며, 주요 구성 요소의 재료 및 파라미터 범위는 현재 기술을 기반으로 한 예시이며, 따라서 본 발명의 기본적인 구조, 구현 또는 작동 방법에 대한 보다 명확한 설명을 제공하기 위해 본 발명과 관련된 구성 요소 및 조합만을 보여준다. 구성 요소는 실제로 더 복잡할 것이며 사용되는 파라미터 또는 재료의 범위는 미래의 기술이 발전함에 따라 진화할 수 있다. 또한 설명의 편의를 위해 도면에 표시된 구성 요소는 실제 개수, 모양 및 치수를 나타내지 않을 수 있다. 세부 사항은 설계 요구 사항에 따라 조정될 수 있다.

다음의 설명 및 청구 범위에서, 용어 "포함하다", "포함하다" 및 "갖는다"는 개방형 방식으로 사용되며, 따라서 "포함하지만 이에 제한되지 않는다"를 의미하는 것으로 해석되어야 한다. 따라서, "포함하다", "포함하다" 및/또는 "갖는다"라는 용어가 본 발명의 설명에서 사용되는 경우, 해당 특징, 영역, 단계, 작업 및/또는 구성 요소는 존재를 가리키지만 하나 또는 복수의 대응하는 특징, 영역, 단계, 동작 및/또는 구성 요소의 존재에 제한되지는 않는다.

이하의 설명 및 청구 범위에서 "A1 성분이 B1에 의해 형성된다"는 경우, B1은 A1 성분의 형성에 존재하거나 B1은 A1 성분의 형성에 사용되며, 하나 또는 복수의 다른 특징, 영역, 단계, 동작 및/또는 구성 요소는 A1 구성 요소의 형성에서 제외되지 않는다.

다음의 설명 및 청구 범위에서, 용어 "실질적으로"는 일반적으로 작은 편차가 존재하거나 존재하지 않을 수 있음을 의미한다. 예를 들어, "실질적으로 평행한" 및 "실질적으로 따라"라는 용어는 두 구성 요소 사이의 각도가 특정 임계 값, 예를 들어 10도, 5도, 3도 또는 1도 이하일 수 있음을 의미한다. 예를 들어, "실질적으로 정렬된"이라는 용어는 두 성분 간의 편차가 특정 차이 임계 값, 예를 들어 2μm 또는 1μm보다 작거나 같을 수 있음을 의미한다. 예를 들어, 용어 "실질적으로 동일하다"는 편차가 예를 들어 주어진 값 또는 범위의 10 % 이내, 또는 주어진 값 또는 범위의 5 %, 3 %, 2 %, 1 % 또는 0.5 % 이내를 의미 함을 의미한다.

다양한 구성 요소를 설명하기 위해 제1, 제2, 제3 등의 용어가 사용될 수 있지만, 이러한 구성 요소는 용어에 의해 제한되지 않는다. 이 용어는 명세서의 다른 구성 요소와 구성 요소를 구별하기 위해서만 사용되며 명세서에 설명되어 있지 않은 경우 용어는 제조 순서와 관련이 없다. 청구 범위는 동일한 용어를 사용하지 않고 요소가 청구되는 순서와 관련하여 제1, 제2, 제3 등의 용어를 사용할 수 있다. 따라서, 이하의 설명에서 제1 구성 요소는 청구항의 제2 구성 요소일 수 있다.

이하에서 설명하는 상이한 실시예의 기술적 특징은 본 발명의 사상을 벗어나지 않고 다른 실시예를 구성하기 위해 서로 대체, 재조합 또는 혼합될 수 있음을 주목해야 한다.

본 발명에서, 음향 변환기는 음향 변환을 수행할 수 있으며, 여기서 음향 변환은 신호(예를 들어, 전기 신호 또는 다른 적합한 유형의 신호)를 음향 파로 변환하거나, 음향 파를 다른 적합한 유형을 가진 신호(예를 들어, 전기 신호)로 변환할 수 있다. 일부 실시예에서, 음향 변환기는 전기 신호를 음향 파로 변환하기 위해 음향 생성 장치, 스피커, 마이크로 스피커 또는 기타 적절한 장치일 수 있지만 이에 제한되지는 않는다. 일부 실시예에서, 음향 변환기는 음향 파동을 전기 신호로 변환하기 위해 음향 측정 장치, 마이크로폰 또는 기타 적절한 장치일 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다.

이하에서, 음향 변환기는 당업자가 본 발명을 더 잘 이해할 수 있도록 구성된 예시적인 음향 생성 장치일 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다. 이하에서, 음향 변환기는 예를 들어 웨어러블 사운드 장치(예를 들어, 인-이어 장치) 내에 배치될 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 음향 변환기의 작동은 음향 변환이 음향 변환기에 의해 수행됨을 의미한다(예를 들어, 음향 변환기를 전기 구동 신호로 작동하여 음향 파가 생성된다).

도 1 내지 도 3을 참조하면, 도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 음향 변환기를 도시한 평면도의 개략도이다. 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 음향 변환기를 도시한 단면도의 개략도이다. 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 음향 변환기 및 하우징 구조체를 도시한 단면도의 개략도이다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 음향 변환기(100)는 베이스 BS를 포함한다. 베이스 BS는 단단하거나 가요성일 수 있으며, 베이스 BS는 실리콘, 게르마늄, 유리, 플라스틱, 석영, 사파이어, 금속, 폴리머(예를 들어, 폴리이미드(polyimide, PI), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene, terephthalate, PET)), 임의의 다른 적절한 재료 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 베이스 BS는 라미네이트(예를 들어, 구리 클래드 라미네이트(copper clad laminate, CCL)), 랜드 그리드 어레이(land grid array, LGA) 보드 또는 전도성 재료를 포함하는 임의의 다른 적합한 보드를 포함하는 회로 보드일 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다.

도 1 및 도 2에서, 베이스 BS는 방향 X 및 방향 Y에 평행한 수평면(SH)을 가지며, 방향 Y는 방향 X에 평행하지 않다(예를 들어, 방향 X는 방향 Y에 수직일 수 있다). 본 발명의 방향 X 및 방향 Y는 수평 방향으로 간주될 수 있음에 유의한다.

음향 변환기(100)는 필름 구조체(FS) 및 베이스 BS의 수평 표면(SH) 상에 배치된 적어도 하나의 앵커 구조체(140)를 포함하고, 필름 구조체(FS)는 앵커 구조체(140)에 의해 고정된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 음향 변환기(100)는 4 개의 앵커 구조체(140)를 포함할 수 있고, 필름 구조체(FS)는 제1 멤브레인(110)을 포함한다. 앵커 구조체(140)는 제1 멤브레인(110) 외부에 배치되고 제1 멤브레인(110)의 외부 에지(110e) 중 적어도 하나에 연결된다. 여기서, 제1 멤브레인(110)의 외부 가장자리(110e)는 제1 멤브레인(110)의 경계를 정의한다. 예를 들어, 앵커 구조체(140)는 제1 멤브레인(110)을 둘러싸고 제1 멤브레인(110)의 모든 외부 가장자리(110e)에 연결될 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다.

음향 변환기(100)의 동작에 있어서, 제1 멤브레인(110)은 움직임을 갖도록 작동될 수 있다. 본 실시예에서, 제1 멤브레인(110)은 상하로 이동하도록 작동될 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 도 2에서, 제1 멤브레인(110)이 작동되면, 제1 멤브레인(110)은 변형된 유형(110Df)으로 변형될 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 본 발명에서 "위로 이동" 및 "아래로 이동"이라는 용어는 실질적으로 제1 멤브레인(110)의 법선 방향에 평행한 방향 Z를 따라 또는 수평면(SH)의 법선 방향에 평행한 방향 Z를 따라 이동하는 것을 의미한다(즉, 방향 Z는 방향 X 및 방향 Y에 수직일 수 있다).

음향 변환기(100)의 작동 동안, 앵커 구조체(140)는 고정될 수 있다. 즉, 앵커 구조체(140)는 음향 변환기(100)의 작동 중에 제1 멤브레인(110)에 대해 고정된 단부(또는 고정된 에지)일 수 있다.

제1 멤브레인(110)(필름 구조체 FS) 및 앵커 구조체(140)는 임의의 적절한 재료(들)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 멤브레인(110)(필름 구조체 FS) 및 앵커 구조체(140)는 개별적으로 실리콘(예를 들어, 단결정 실리콘 또는 다결정 실리콘), 실리콘 화합물(예를 들어, 실리콘 카바이드, 실리콘 산화물), 게르마늄, 게르마늄 화합물(예를 들어, 질화 갈륨 또는 비 소화 갈륨), 갈륨, 갈륨 화합물, 스테인레스 스틸 또는 이들의 조합이지만 이에 제한되지는 않는다. 제1 멤브레인(110) 및 앵커 구조체(140)는 동일한 재료 또는 상이한 재료를 가질 수 있다.

또한, 제1 멤브레인(110)과 앵커 구조체(140)이 존재하기 때문에 베이스 BS와 제1 멤브레인(110) 사이에 제1 챔버(CB1)가 존재할 수 있다. 본 실시예에서 베이스 BS는 백 벤트(back vent) BVT(예를 들어, 도 3에 도시된 백 벤트 BVT)를 더 포함할 수 있고, 제1 챔버(CB1)는 백 벤트(BVT)를 통해 음향 변환기(100)의 후면(즉,베이스 BS의 공간 후면)에 연결될 수 있다.

음향 변환기(100)는 제1 멤브레인(110)(필름 구조체 FS) 상에 배치되고 제1 멤브레인(110)(필름 구조체 FS)을 작동시키도록 구성된 제1 액추에이터(120)를 포함한다. 예를 들어, 도 1 및 도 2에서, 제1 액추에이터(120)는 제1 멤브레인(110)과 접촉할 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 또한, 이 실시예에서, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 액추에이터(120)는 제1 멤브레인(110)과 완전히 중첩되지 않을 수 있으나 이에 제한되지는 않는다. 선택적으로, 도 2에서, 제1 액추에이터(120)는 앵커 구조체(140) 상에 배치되어 중첩될 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 다른 실시예에서, 제1 액추에이터(120)는 도 1의 Z 방향 투시로 도시된 바와 같이 앵커 구조체(140)과 중첩되지 않을 수 있으나 이에 제한되지는 않는다.

제1 액추에이터(120)는 Z 방향을 따른 멤브레인(110)의 이동에 대해 단조 전기 기계적 변환 기능(monotonic electromechanical converting function)을 갖는다. 일부 실시예에서, 제1 액추에이터(120)는 압전 액추에이터, 정전 액추에이터, 나노스코픽-정전-구동(nanoscopic-electrostatic-drive, NED) 액추에이터, 전자기 액추에이터 또는 기타 적절한 액추에이터를 포함할 수 있으며, 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 일 실시예에서, 제1 액추에이터(120)는 압전 액추에이터를 포함할 수 있고, 압전 액추에이터는 예를 들어 2 개의 전극 및 전극 사이에 배치된 압전 재료 층(예를 들어, 납 지르코네이트 티타네이트(lead zriconate titanate, PZT)을 포함할 수 있으며, 여기서 압전 재료 층은 전극에 의해 수신된 구동 신호(예를 들어, 구동 전압)에 기초하여 제1 멤브레인(110)을 작동시킬 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 다른 실시예에서, 제1 액추에이터(120)는 전자기 액추에이터(예를 들어, 평면 코일)를 포함할 수 있으며, 전자기 액추에이터는 수신된 구동 신호(예를 들어, 구동 전류) 및 자기장에 기초하여 제1 멤브레인(110)을 작동시킬 수 있으나(즉, 제1 멤브레인(110)은 전자기력에 의해 작동될 수 있다), 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 또 다른 실시예에서, 제1 액추에이터(120)는 정전 액추에이터(예를 들어, 전도 판) 또는 NED 액추에이터를 포함할 수 있으며, 정전 액추에이터 또는 NED 액추에이터는 수신된 구동 신호(예를 들어, 구동 전압) 및 정전기 장을 포함하지만(즉, 제1 멤브레인(110)은 정전기력에 의해 작동될 수 있다) 이에 제한되지 않는다.

본 실시예에서, 제1 멤브레인(110) 및 제1 액추에이터(120)는 음향 변환을 수행하도록 구성될 수 있다. 즉, 제1 액추에이터(120)에 의해 작동되는 제1 멤브레인(110)의 움직임에 의해 음향 파가 생성되고, 제1 멤브레인(110)의 움직임은 음향 파의 음압 레벨(SPL)과 관련된다.

제1 액추에이터(120)는 수신된 구동 신호(들)에 기초하여 음향 파를 생성하도록 제1 멤브레인(110)을 작동시킬 수 있다. 음향 파는 입력 오디오 신호에 대응하고, 구동 신호는 입력 오디오 신호에 대응(관련)된다.

일부 실시예에서, 음향 파, 입력 오디오 신호 및 구동 신호는 동일한 주파수를 갖지만 이에 제한되지 않는다. 즉, 음향 변환기(100)는 소리의 주파수에서 소리를 생성하지만(즉, 음향 변환기(100)는 고전적인 음향 파 정리의 영-평균 흐름 가정(zero-mean-flow assumption)에 따른 음향 파를 생성한다), 이에 제한되지 않는다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 음향 변환기(100)의 필름 구조체(FS)는 적어도 하나의 슬릿(130)을 포함하고, 슬릿(130)은 제1 측벽(S1) 및 제1 측벽(S1)에 대향하는 제2 측벽(S2)을 가질 수 있다. 본 발명에서 슬릿(130)의 간격(130P)은 X 방향과 Y 방향에 평행한 평면에서 제1 측벽(S1)과 제2 측벽(S2) 사이에 존재한다(즉, 슬릿(130)의 간격(130P)은 베이스 BS의 수평 평면 SH와 평행하고, 여기서 슬릿(130)의 갭(130P)의 폭은 요구 사항(들)에 따라 설계될 수 있다(예를 들어, 폭은 약 1㎛일 수 있지만 이에 제한되지 않는다). 본 발명에서, 슬릿(130)은 제1 액추에이터(120)로부터 수신된 구동 신호에 기초하여 일시적으로 제1 측벽(S1)과 제2 측벽(S2) 사이에 벤트(130T)를 생성할 수 있다(즉, 필름 구조체(FS)는 작동하여 벤트(130T)를 임시로 형성하도록 구성된다), 여기서 벤트(130T)의 개구는 방향 Z에 있고, 이러한 벤트(130T)의 개구는 방향 X 및 방향 Y에 실질적으로 수직인 표면을 형성한다. 본 발명의 상세한 설명 및 청구 범위에서 "갭(130P)"은 방향 X 및 방향 Y에 평행한 평면에 있으며, 슬릿(130)을 따라 폭 방향의 공간(즉, 방향 X 및 방향 Y에 평행한 평면에서 제1 측벽(S1)과 제2 측벽(S2) 사이의 공간)을 의미하며; "벤트(130T)"는 방향 X 및 방향 Y에 수직인 방향 Z(베이스 BS의 수평면(SH)의 법선 방향)에서 제1 측벽(S1)과 제2 측벽(S2) 사이의 공간을 의미한다.

슬릿(130)은 제1 액추에이터(120)에 의해 수신된 구동 신호에 기초하여 제1 측벽(S1)과 제2 측벽(S2) 사이에 벤트(130T)를 생성할 수 있는 한 임의의 적합한 유형일 수 있다.

슬릿(130)은 임의의 적절한 위치에 배치될 수 있다. 이 실시예에서, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 멤브레인(110)은 슬릿(130)을 가질 수 있으며(즉, 슬릿(130)은 제1 멤브레인(110) 내부에 형성되도록 제1 멤브레인(110)을 통해 절단 된다), 제1 멤브레인(110)은 및 슬릿(130)의 제1 측벽(S1) 제2 측벽(S2)을 포함하지만 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 실시예에서 음향 변환을 수행하는 제1 멤브레인(110)은 벤트(130T)를 형성하도록 작동되도록 구성될 수 있으며, 벤트(130T)는 슬릿(130)으로 인해 형성된다.

다른 실시예(예를 들어, 도 10)에서, 슬릿(130)은 제1 멤브레인(110)의 경계일 수 있으며, 제1 멤브레인(110)은 슬릿(130)의 제1 측벽(S1)을 포함하고 제2 측벽(S2)을 포함하지 않을 수 있다. 슬릿(130)과 슬릿(130)의 제1 측벽(S1)은 제1 멤브레인(110)의 외측 가장자리(110e) 중 하나일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

본 발명에서 음향 변환기(100)에 포함되는 슬릿(130)의 개수는 요구 사항에 따라 조절될 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 음향 변환기(100)는 4 개의 슬릿(130a, 130b, 130c, 130d)을 포함할 수 있으며, 제1 멤브레인(110)은 슬릿(130a, 130b, 130c, 130d)에 의해 분할된 4 개의 멤브레인 부분(112a, 112b, 112c, 112d)을 포함할 수 있지만(즉, 각각의 슬릿(130)은 제1 멤브레인(110)을 두 개의 멤브레인 부분으로 분할한다), 이에 제한되지는 않는다. 도 1에서, 멤브레인 부분(112a)은 슬릿(130a 및 130d) 사이에 있고, 멤브레인 부분(112b)은 슬릿(130a 및 130b) 사이에 있고, 이와 같이 계속된다. 이에 대응하여, 제1 액추에이터(120)는 멤브레인 부분(membrane portion)(112a, 112b, 112c, 112d) 상에 각각 배치된 4 개의 작동 부(actuating portion)(120a, 120b, 120c, 120d)를 포함한다.

따라서, 슬릿(130)의 제1 측벽(S1) 및 제2 측벽(S2)은 각각 제1 멤브레인(110)의 서로 다른 멤브레인 부분에 속할 수 있다. 슬릿(130a)을 예로 들어, 슬릿(130a)은 멤브레인 부분(112a, 112b) 사이에 형성되며, 따라서, 슬릿(130a)의 제1 측벽(S1) 및 제2 측벽(S2)은 각각 멤브레인 부분(112a, 112b)에 속한다. 다시 말해, 멤브레인 부분(112a)과 작동 부(120a)는 슬릿(130a)의 일측에 있고, 멤브레인 부분(112b)과 작동 부(120b)는 슬릿(130a)의 타측에 있다. 예를 들어, 지점 C는 슬릿(130a)의 제1 측벽(S1)에 있고, 지점 D는 슬릿(130a)의 제2 측벽(S2)에 있으므로, 지점 C와 지점 D는 각각 멤브레인 부분(112a, 112b)에 속하고 슬릿(130a)의 갭(130P)에 의해 분리된 한 쌍의 점을 형성한다.

본 발명에서 슬릿(130)의 형상/패턴은 제한되지 않는다. 예를 들어, 슬릿(130)은 직선 슬릿, 곡선 슬릿, 직선 슬릿의 조합, 곡선 슬릿의 조합 또는 직선 슬릿(들)과 곡선 슬릿(들)의 조합일 수 있다. 이 실시예에서, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 슬릿(130)은 곡선형 슬릿일 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 이 실시예에서, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 슬릿(130)은 예를 들어 제1 멤브레인(110)의 모서리(110R)로부터 제1 멤브레인(110)의 중앙부를 향해 연장될 수 있다. 이 실시예에서, 슬릿(130)이 제1 멤브레인(110)의 모서리(110R)로부터 제1 멤브레인(110)의 중앙부로 연장할수록 슬릿(130)의 곡률은 증가할 수 있으며, 이에 따라 슬릿(130)이 후크 패턴(hook pattern)으로 형성될 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 구체적으로, 슬릿(130a)을 예로 들면, 슬릿(130a) 상의 A 지점의 제1 곡률 반경은 슬릿(130a) 상의 지점 B에서 제2 곡률 반경보다 작으며, 여기서 지점 A는 지점 B에 비해 모서리(110R)에서 더 멀지만(즉, 지점 A와 모서리(110R) 사이의 슬릿(130a)을 따른 제1 길이가 지점 B와 모서리(110R) 사이의 슬릿(130a)을 따르는 제2 길이보다 크다), 이에 제한되지 않는다. 또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 슬릿(130)은 제1 멤브레인(110)에서 안쪽으로 연장되어 와류 패턴을 형성할 수 있으나 이에 제한되지 않는다.

또 다른 측면에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 슬릿(130)은 제1 멤브레인(110)(필름 구조체(FS))을 서로 마주보는 두 개의 플랩으로 분할할 수 있다. 즉, 슬릿(130)에 의해 분할된 제1 멤브레인(110)의 두 멤브레인 부분은 각각 제1 플랩 및 제2 플랩일 수 있으며, 제1 측벽(S1)은 제1 플랩에 속하고 제2 측벽(S2)은 제2 플랩에 속할 수 있다. 제1 플랩은 제1 단부 및 제2 단부(자유 단부라고도 함)를 포함할 수 있고, 제1 단부는 하나의 앵커 구조체(140)에 의해 고정될 수 있으며, 제2 단부(즉, 자유 단부)는 제1 상하 이동을 수행하여(즉, 제1 플랩의 타단이 상하로 이동할 수 있다) 벤트(130T)를 형성하도록 구성될 수 있다. 제2 플랩은 제1 단부 및 제2 단부(자유 단부라고도 함)를 포함할 수 있고, 제1 단부는 하나의 앵커 구조체(140)에 의해 고정될 수 있으며, 제2 단부(즉, 자유 단부)는 제2 상하 이동을 수행하여(즉, 제2 플랩의 타단이 상하로 이동할 수 있다) 벤트(130T)를 형성하도록 구성될 수 있다. 제2 플랩의 자유 단부의 이동은 제1 플랩의 자유 단부의 이동과 (예를 들어, 도 4의 실시예에서) 다를 수 있거나 또는 (예를 들어, 도 8의 실시예에서)반대일 수 있다.

도 1의 멤브레인 부분(112a, 112b) 사이에 형성된 슬릿(130a)을 예로 들면, 슬릿(130a)의 제1 측벽(S1)은 제1 플랩의 자유 단부 상에 있을 수 있고(즉, 지점 C는 제1 플랩의 제2 단부에 있을 수 있다), 슬릿(130a)의 제2 측벽(S2)은 제2 플랩의 자유 단부 상에 있을 수 있으나(즉, 지점 D이 제2 플랩의 제2 단부에 있을 수 있다), 이에 제한되지는 않는다.

또한, 슬릿(130)은 제1 멤브레인(110)의 잔류 응력(residual stress)을 해소할 수 있으며, 잔류 응력은 제1 멤브레인(110)의 제조 과정에서 발생하거나 원래 제1 멤브레인(110)에 존재한다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 슬릿(130)의 배열로 인해, 제1 멤브레인(110)은 멤브레인 부분(112a, 112b, 112c 및 112d)에 연결된 커플링 플레이트(114)를 선택적으로 포함할 수 있다. 이 실시예에서, 모든 멤브레인 부분(112a, 112b, 112c 및 112d)은 커플링 플레이트(114), 및 멤브레인 부분(112a, 112b, 112c 및 112d)에 의해 둘러싸인 커플링 플레이트(114)(즉, 커플링 플레이트(114)가 중앙부이다) 및/또는 슬릿(130)에 연결되지만 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 결합 플레이트(114)는 멤브레인 부분(112a, 112b, 112c, 112d)에만 연결되지만 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 도 1에서, 제1 액추에이터(120)는 Z 방향(베이스 BS의 수평면(SH)의 법선 방향)으로 결합 플레이트(114)와 중첩되지 않을 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 본 실시예에서는 결합 판(114)이 존재하므로 슬릿(130)의 형성으로 인해 제1 멤브레인(110)의 구조적 강도가 약화 되더라도 제1 멤브레인(110)의 파손 가능성이 감소될 수 있고 및/또는 제1 멤브레인(110)은 파손이 제조 중에 방지될 수 있다. 다시 말해, 결합 판(114)은 제1 멤브레인(110)의 구조적 강도를 일정 수준으로 유지할 수 있다.

슬릿(130)의 존재로 인해, 제1 멤브레인(110)은 슬릿(130)으로 인해 형성된 복수의 스프링 구조체를 포함하는 것으로 간주될 수 있다. 도 1 및 도 2에서, 스프링 구조체는 커플링 플레이트(114)와 제1 액추에이터(120)와 중첩되는 제1 멤브레인(110)의 일부 사이에 연결된 것으로 간주된다. 스프링 구조체의 존재로 인해, 제1 멤브레인(110)의 변위가 증가될 수 있고 및/또는 제1 멤브레인(110)은 음향 변환기(100)의 작동 중에 탄성적으로 변형될 수 있다.

이 실시예에서, 음향 변환기(100)는 베이스 BS의 수평 표면(SH) 상에 배치된 칩을 선택적으로 포함할 수 있으며, 여기서 칩은 필름 구조체 FS(제1 멤브레인(110) 및 슬릿(들)(130) 포함), 앵커 구조체(들)(140) 및 제1 액추에이터(120)를 적어도 포함할 수 있다. 칩의 제조 방법은 제한되지 않는다. 예를 들어, 본 실시예에서 칩은 적어도 하나의 반도체 공정에 의해 마이크로 전자기계 시스템(Micro Electro Mechanical System, MEMS) 칩으로 형성될 수 있으나 이에 제한되지 않는다.

본 발명의 제1 멤브레인(110), 슬릿(들)(130), 제1 액추에이터(120) 및 앵커 구조체(140)는 제1 유닛(U1)으로 간주될 수 있음에 유의한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 음향 변환기(100)는 웨어러블 사운드 장치 내부의 하우징 구조체(HSS) 내에 배치된다. 도 3에서, 하우징 구조체(HSS)는 제1 하우징 개구(HO1) 및 제2 하우징 개구(HO2)를 가질 수 있으며, 여기서 제1 하우징 개구(HO1)는 웨어러블 사운드 장치 사용자의 외이도에 연결될 수 있고, 제2 하우징 개구(HO2)는 웨어러블 사운드 장치의 주변 환경에 연결될 수 있고, 필름 구조체(FS)는 제1 하우징 개구(HO1)와 제2 하우징 개구(HO2) 사이에 있다. 웨어러블 사운드 장치의 주변은 외이도 내부에 있지 않을 수 있다(예를 들어, 웨어러블 사운드 장치의 주변은 귀 외부 공간에 직접 연결될 수 있다. 또한, 도 3에서, 제1 챔버(CB1)는 베이스 BS와 제1 멤브레인(110)(필름 구조체 FS) 사이에 존재할 수 있으므로, 제1 챔버(CB1)는 베이스 BS의 백 벤트 BVT 및 하우징 구조체(HSS)의 제2 하우징 개구(HO2)를 통해 웨어러블 사운드 장치의 주변과 연결될 수 있더,

도 3에 도시된 바와 같이, 제1 멤브레인(110)(제1 플랩 및 제2 플랩을 포함하는 필름 구조체(FS))은 하우징 구조체(HSS) 내에 형성된 공간을 제1 볼륨(VL1)으로 구획하여 웨어러블 사운드 장치 사용자의 외이도에 연결될 수 있으며, 제2 볼륨 VL2는 웨어러블 사운드 장치의 주변에 연결된다. 따라서, 벤트(130T)가 제1 액추에이터(120)의 작동에 의해 방향 Z(베이스 BS의 수평면 SH의 법선 방향)으로 슬릿(130)의 제1 측벽(S1, 즉, 제1 플랩의 자유/제2 단부)과 제2 측벽 S2(즉, 제2 플랩의 자유/제2 단부) 사이에 일시적으로 형성될 때, 제1 볼륨(VL1)은 벤트(130T)를 통해 제2 볼륨(VL2)에 연결되므로 웨어러블 사운드 장치의 주변과 웨어러블 사운드 장치 사용자의 외이도는 서로 연결된다. 즉, 웨어러블 사운드 장치의 주변과 외이도는 제1 멤브레인(110)이 작동될 때 일시적으로 개방된 벤트(130T)를 통해 연결된다. 반대로, 벤츠(130T)가 방향 Z으로 슬릿(130)의 제1 측벽(S1)(즉, 제1 플랩의 자유/제2 단부)과 제2 측벽(S2)(즉, 제2 플랩의 자유/제2 단부) 사이에 형성되지 않은 경우에서, 제1 볼륨(VL1)은 제2 볼륨(VL2)과 실질적으로 분리되므로, 웨어러블 사운드 장치의 주변과 웨어러블 사운드 장치 사용자의 외이도는 실질적으로 서로 분리된다. 즉, 벤트(130T)가 형성되지 않은 경우 및/또는 벤트(130T)가 닫히는 경우, 웨어러블 사운드 장치의 주변과 웨어러블 사운드 장치 사용자의 외이도는 실질적으로 분리(격리)된다.

"벤트(130T)가 닫힌다" 상태는 도 3에서 슬릿(130)의 제1 측벽(S1)(즉, 제1 플랩의 자유/제2 단부)이 도 3의 슬릿(130)의 제2 측벽(S2)(즉, 제2 플랩의 자유/제2 단부)과 수평 방향으로 부분적으로 또는 완전히 중첩된다는 것을 의미하고, "벤트(130T)가 열린다" 또는 동등하게 "벤트(130T)가 형성된다" 상태는 도 3에서 슬릿(130)의 제1 측벽(S1)이 도 3에서 슬릿(130)의 제2 측벽(S2)(즉, 제1 플랩의 자유/제2 단부)과 수평 방향으로 중첩하지 않는다는 것을 의미한다. 제1 측벽(S1) 및 제2 측벽(S2)의 높이는 제1 멤브레인(110)의 두께에 의해 정의된다는 점에 유의한다.

도 3에서, 제1 볼륨(VL1)은 하우징 구조체(HSS)의 제1 하우징 개구(HO1)에 연결되고, 제2 볼륨(VL2)은 하우징 구조체(HSS)의 제2 하우징 개구(HO2)에 연결된다. 따라서, 제1 볼륨(VL1)은 제1 하우징 개구(HO1)를 통해 웨어러블 사운드 장치 사용자의 외이도에 연결되고, 제2 볼륨(VL2)은 제2 하우징 개구(HO2)를 통해 웨어러블 사운드 장치의 주변과 연결된다. 제1 챔버(CB1)는 제2 볼륨(VL2)의 일부라는 점에 유의한다.

도 4 및 도 5를 더 참조하면, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 모드의 제1 멤브레인을 도시하는 개략도이다. 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 멤브레인(110)이 작동되면 제1 멤브레인(110)은 변형된 형태(110Df)로 변형된다. 본 발명에서 음향 변환기(100)는 제1 모드 및 제2 모드를 포함할 수 있으며, 여기서 제1 액추에이터(120)는 제1 모드에서 제1 구동 신호(들)를 수신하여 Z 방향(베이스 BS의 수평면 SH의 법선 방향)으로 슬릿(130)의 제1 측벽(S1)(즉, 제1 플랩의 자유/제2 단부)과 제2 측벽(S2)(즉, 제2 플랩의 자유/제2 단부) 사이에 형성된 벤트(130T)를 생성하며, 제1 액추에이터(120)는 제2 모드에서 제2 구동 신호(들)를 수신하여 Z 방향으로 슬릿(130)의 제1 측벽(S1)과 제2 측벽(S2) 사이에 벤트(130T)를 생성하지 않는다.

도 4에 도시된 바와 같이, 제1 모드에서, 슬릿(130)의 제1 측벽(S1) 및 제2 측벽(S2)은 상이한 변위를 가질 수 있으며, 이는 제1 측벽(S1)과 제2 측벽(S2) 사이의 슬릿(103)의 갭(130P)을 가로지르는 중첩을 변화시킨다. 이러한 Z 방향 변위의 차이가 제1 멤브레인(110)의 두께보다 클 때, 제1 측벽(S1)은 더 이상 제2 측벽(S2)과 중첩되지 않고, 제1 측벽(S1)과 제2 측벽(S2) 사이에 개구가 형성되고 벤트 130T가 열려 있다고 한다. 도 1의 슬릿(130a)의 양측에 있는 지점 C와 D를 예를 들면, 제1 멤브레인(110)이 제1 모드로 작동될 때, 멤브레인 부분(112a) 상의 제1 측벽(S1)의 지점 C는 제1 구동 신호(예를 들어, 전압)에 따라 작동되어 방향 Z를 따라 제1 변위 Uz_a를 가지며, 멤브레인 부분(112b) 상의 제2 측벽(S2) 상의 지점 D는 제1 구동 신호에 따라 작동되어 방향 Z를 따라 제2 변위 Uz_b를 가지고, 지점 C의 제1 변위 Uz_a는 지점 D의 제2 변위 Uz_b보다 상당히 크므로, 지점 C에 가까운 제1 측벽(S1)의 세그먼트와 지점 D에 가까운 제2 측벽(S2)의 세그먼트가 겹치지 않게 되고 벤트(130T)가 형성된다(또는 "개방된다"). 벤트(130T)의 개구 크기 U_ZO는 제1 변위 Uz_a와 제2 변위 Uz_b 사이의 멤브레인 변위 차이 ΔUz와 제1 멤브레인(110)의 두께에 의해 결정된다: U_ZO = ΔUz-T110이고, 여기서 ΔUz = | Uz_a-Uz_b |이고, T110은 제1 멤브레인(110)의 두께이고 T110은 실제로 5-7㎛일 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 제1 모드에서 멤브레인 변위 차이 ΔUz가 제1 멤브레인(110)(필름 구조체 FS)의 두께(T110)보다 크면, 벤트(130T)가 "일시적으로 개방"된다고 한다. 벤트(130T)의 개방 크기 U_ZO가 클수록 벤트(130T)가 더 넓어진다.

벤트(130T)가 일시적으로 개방된 경우, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 멤브레인(110)의 양측 압력 차에 의해 볼륨(즉, 제1 볼륨(VL1) 및 제2 볼륨(VL2)) 사이에서 공기가 흐르기 시작하여 폐색 효과로 인한 압력은 해제되어(즉, 외이도와 웨어러블 사운드 장치의 주변과의 압력 차이는 벤트(130T)를 통해 흐르는 기류를 통해 해제될 수 있다), 폐색 효과를 억제한다.

벤트(130T)를 형성하는 이유는 다음과 같다. 도 1에 도시된 슬릿(130a)의 지점 C 및 지점 D을 참조한다. 지점 C는 멤브레인 부분(112a)의 제1 측벽(S1)에 위치하고, 지점 D는 멤브레인 부분(112b)의 제2 측벽(S2)에 위치하며, 지점 D는 갭(130P)을 가로 질러 지점 C와 반대이다. 지점 C에서의 멤브레인 부분(112a)의 변위는 작동 부(120a)에 의해 구동되고, 지점 D에서의 멤브레인 부분(112b)의 변위는 작동 부(120b)에 의해 구동된다. 지점 C에서 멤브레인 부분(112a)의 앵커 가장자리까지의 거리 DC는 지점 D에서 멤브레인 부분(112b)의 앵커 가장자리까지의 거리 DD보다 길다. 거리가 짧을수록 강성이 높아지므로 동일한 구동력을 적용하더라도 지점 D에서의 변형은 지점 C의 변형보다 적다. 또한, 화살표 DC는 작동 부의 영역과 겹치는 반면 화살표 DD는 그렇지 않다. 이는 지점 C에서 작동 부(120a)에 의해 가해지는 구동력이 지점 D에서 작동 부(120b)에 의해 가해지는 구동력보다 강함을 의미한다. 이들 요소를 결합하면, 구동력 강도는 더 강하고 강성은 낮은 지점 C에서의 멤브레인 부분(112a)의 변위는 지점 D에서의 멤브레인 부분(112b)의 변위보다 클 것이다.

제2 모드에서, 멤브레인 변위 차이는 제1 멤브레인(110)의 두께, 즉 ΔUz≤ΔT110이고, 다시 말해 제1 측벽(S1)의 지점 C에서의 측벽 및 제2 측벽(S2)의 지점 D에서의 측벽은 수평 방향으로 부분적으로 또는 완전히 겹칠 수 있다. 예를 들어, 제2 모드에서 슬릿(130)(즉, 제1 플랩 및 제2 플랩)과 관련된 두 개의 멤브레인 부분이 도 3에 도시되어 있으며, 이들 2 개의 멤브레인 부분(2 개의 플랩)은 서로 실질적으로 평행하고 베이스 BS의 수평 표면(SH)과 실질적으로 평행할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 다른 예에서, 제2 모드에서 슬릿(130)(예를 들어, 제1 플랩 및 제2 플랩)과 관련된 2 개의 멤브레인 부분이 도 5에 도시되어 있으며, 이들 2 개의 멤브레인 부분(2 개의 플랩)은 베이스 BS의 수평 표면(SH)에 평행하지 않을 수 있으며, 제1 플랩(제1 측벽(S1))의 자유/제2 단부는 제1 플랩의 제1 단부의 고정된 부분보다 베이스 BS에 더 가까울 수 있으며, 제2 플랩의 자유/제2 단부(제2 측벽(S2))는 제2 플랩의 고정된/제1 단부보다 베이스 BS에 더 가까울 수 있지만, 이에 제한되지는 않으며, ΔUz≤T110이다. 따라서, 슬릿(130) 및 그 관련 멤브레인 부분이 제2 모드, 즉 ΔUz≤T110에 있는 경우, 벤트(130T)는 개방/생성되지 않으며, 및/또는 벤트(130T)는 폐쇄된다.

슬릿(130)의 간극(130P)의 폭은 실제로는 1㎛ ~ 2㎛로 충분히 작아야 한다. 좁은 채널을 통한 기류는 유체 역학 분야 내의 경계 층 효과(boundary layer effect)로 알려진 기류 경로의 벽을 따라 점성력/저항으로 인해 매우 감쇠될 수 있다. 따라서, 제2 모드에서 슬릿(130)의 갭(130P)을 통한 기류는 제1 모드에서 슬릿(130)의 벤트(130T)를 통한 기류(예를 들어, 슬릿(130)의 갭(130P)을 통한 기류)에 비해 훨씬 작을 수 있다. 제2 모드는 제1 모드에서 슬릿(130)의 벤트(130T)를 통한 기류보다 미미하거나 10 배 낮을 수 있다. 다시 말해, 슬릿(130)의 갭(130P)의 폭은 충분히 작으므로 제2 모드에서 슬릿(130)의 갭(130P)을 통한 기류/누설은 제1 모드에서 벤트(130T)를 통한 기류에 비해(예를 들어, 10 % 미만) 미미할 정도로 충분히 작다.

전술한 바에 따르면, 제1 모드 및 제2 모드에서, 제1 플랩의 자유/제2 단부인 제1 측벽(S1)은 제1 상하 이동을 수행할 수 있고, 제2 측벽(S2)은 역할을 수행할 수 있다. 제2 플랩의 자유/제2 단부는 제2 상하 이동을 수행할 수 있다. 특히, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 측벽(S1)(제1 플랩의 자유/제2 단부)이 제1 상하 이동을 수행할 때, 제1 측벽(S1)은 음향 변환기(100) 내의 다른 구성 요소와 물리적 접촉을 하지 않으며; 제2 측벽(S2)(제2 플랩의 자유/제2 단부)이 제2 상하 이동을 수행할 때, 제2 측벽(S2)은 음향 변환기(100) 내의 다른 구성 요소와 물리적으로 접촉하지 않는다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 슬릿의 서로 다른 측면 상의 상대 위치 쌍의 여러 예를 도시하는 개략도이고, 도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 다중 예들의 주파수 응답을 예시하는 개략도이다. 도 6은 멤브레인 부분(112a)(또는 제1 플랩) 상의 지점 C(또는 자유/제2 단부) 및 멤브레인 부분(112b)(또는 제2 플랩) 상의 지점 D(또는 자유/제2 단부)의 상대 위치 쌍의 6 개의 예 Ex1-Ex6를 예시하며, 이는 6 개의 점진적으로 더 높은 액추에이터 구동 전압(V1-V6)에 대응하며, 도 6의 수평축에 표시되어 있다. 도 6의 수직축은 지점 C와 지점 D의 방향 Z의 변위(Uz)를 나타낸다. 도 6에 도시된 지점 C 및 D를 나타내는 블록의 높이는 제1 멤브레인(110)의 두께에 대응한다는 것에 유의한다. 도 7은 도 6에 도시된 구동 전압 V1-V6(예시 Ex1-Ex6)에 의해 제1 멤브레인(110)이 작동될 때 음향 변환기(100)의 주파수 응답을 예시한다. 도 6 및 도 7에 나타낸 수치는 예시를 위한 것으로, 실제 인가 전압은 실제 상황에 따라 조절될 수 있다.

도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이, 이 경우(제1 구동 방법), 제1 측벽(S1)의 지점(즉, 제1 플랩의 타단) 및 제2 측벽(S2)의 지점(즉, 제2 플랩의 타단) 슬릿(130)은 동일한 방향으로 이동하며, 즉, 제1 액추에이터(120)에 인가되는 전압이 증가하고 그 전압이 전압 V5 또는 V6과 같이 임계 전압 이상으로 상승함에 따라 제1 측벽(S1)과 제2 측벽(S2)이 양의 방향 Z으로 상향 이동하여, 벤트(130T)를 생성/개방하며; 반대로, 제1 액추에이터(120)에 인가되는 전압이 감소하고 그 전압이 V1 ~ V3과 같은 임계 전압 이하로 낮아짐에 따라 제1 측벽(S1) 및 제2 측벽(S2)은 양의 방향 Z로 하향 이동하여 벤트(130T)를 닫는다.

도 6에 도시된 바와 같이, 제1 액추에이터(120)에 전압 V1(예를 들어, 1V)이 인가될 때 지점 C는 지점 D보다 낮고; 지점 C는 전압 V2(예를 들어, 8V)가 제1 액추에이터(120)에 인가될 때 지점 D에 실질적으로 정렬되고; 임계 전압 V4(예를 들어, 22V)가 제1 액추에이터(120)에 인가될 때 지점 C는 제1 멤브레인(110)의 두께만큼 정확히 지점 D보다 높고; 그리고 제1 액추에이터(120)에 V5-V6 전압이 인가될 때 지점 C는 제1 멤브레인(110)의 두께보다 지점 D보다 더 높다. 그러므로 도 6에서, 제1 액추에이터(120)가 V5 ~ V6 전압과 같이 임계 전압 V4보다 높은 전압을 수신하면, 벤트(130T)가 생성되고 벤트(130T)가 개방될 것이고; 반대로, 제1 액추에이터(120)가 V1 ~ V3 전압과 같이 임계 전압(V4)보다 낮은 전압을 받으면 벤트(130T)가 생성되지 않고 벤트(130T)가 폐쇄된다고 한다.

다시 말해, 제1 액추에이터(120)에 전압 V1이 인가될 때 지점 C의 멤브레인 부분(112a)은 지점 D에서 부분적으로 멤브레인 부분(112b) 아래에 있다. 지점 C의 멤브레인 부분(112a)은, 제1 액추에이터(120)에 전압 V2가 인가될 때 실질적으로 지점 D의 멤브레인 부분(112b)에 수평 방향으로 정렬된다. 지점 C의 멤브레인 부분(112a)은 제1 액추에이터(120)에 전압 V3이 인가될 때 부분적으로 지점 D의 멤브레인 부분(112b) 위에 있다. 제1 액추에이터(120)에 전압 V4가 인가될 때, 지점 C의 멤브레인 부분(112a)의 하부 에지는 수평 방향으로 지점 D의 멤브레인 부분(112b)의 상단 에지에 실질적으로 정렬된다. 전압 V5 또는 V6과 같은 임계 전압 V4보다 큰 전압이 제1 액추에이터(120)에 인가될 때 지점 C의 멤브레인 부분(112b)은 지점 D에서 Z 방향으로 멤브레인 부분(112b)보다 완전히 위에 위치하여 벤트(130T)가 생성되고 열린다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서, 전압 V5 또는 V6은 제1 모드에서 제1 액추에이터(120)에 인가되고, 전압 V1, V2 또는 V3은 제2 모드에서 제1 액추에이터(120)에 인가된다. 다시 말해, 제1 모드에서 제1 액추에이터(120)에 인가되는 제1 구동 신호의 절대 값은 임계 값 이상일 수 있고, 제1 액추에이터(120)에 인가되는 제2 구동 신호의 절대 값은 제2 모드는 임계 값보다 작을 수 있으며, 여기서 임계 값은 도 2에서 전압 V4(22V)로 도시되지만 이에 제한되지는 않는다.

전술한 바에 따르면, 제2 모드에서, 멤브레인 부분(112a)은 멤브레인 부분(112b)에 대해 부분적으로 아래, 부분적으로 위에 또는 실질적으로 정렬될 수 있다. 즉, 제1 액추에이터(120)는 제2 모드에서 제2 구동 신호를 수신하여 제1 측벽(S1)이 베이스 BS의 수평면(SH)에 평행한 수평 방향으로 제2 측벽(S2)에 대응(또는 중첩)되도록 한다(즉, 벤트(130T)가 폐쇄되고 /되거나 생성되지 않는다). 이 실시예에서, 전체 제1 측벽(S1)은 제2 모드에서 수평 방향으로 제2 측벽(S2)에 대응한다.

한편, 제1 모드에서, 제1 액추에이터(120)는 제1 구동 신호를 수신하여 제1 측벽(S1)의 적어도 일부가 수평에서 제2 측벽(S2)에 대응하지 않거나 중첩되지 않도록 하므로, 벤트(130T)는 제1 측벽(S1)과 제2 측벽(S2) 사이의 비 중첩 영역에 의해 형성된다.

도 7에 도시된 바와 같이, 슬릿(130)의 갭(130P)의 폭은 충분히 작아야 하기 때문에 음향 변환기(100)의 주파수 응답에서 제2 모드에서 SPL의 저주파 롤오프(LFRO) 모서리 주파수가 낮고, 일반적으로 35Hz 이하이다. 반대로, 벤트(130T)가 제1 모드에서 개방/존재할 때, 공기는 벤트(130T)의 개구 크기에 반비례하는 기류 임피던스(airflow impedance)로 벤트(130T)를 통해 흐르게 되므로 음향 변환기(100)의 주파수 응답에서, 제1 모드의 LFRO 모서리 주파수는 제2 모드의 LFRO 모서리 주파수보다 훨씬 더 높을 것이다. 예를 들어, 제1 모드에서 LFRO 모서리 주파수는 벤트(130T)의 개방 크기에 따라 80 ~ 400Hz 사이로 떨어질 수 있으나 이에 제한되지 않는다.

음향 변환기(100)의 제1 구동 방법에서 폐색 효과가 발생하면 제1 액추에이터(120)에 제1 구동 신호를 인가하여 음파 변환기(100)를 제1 모드로 만들어, 폐색 효과를 억제하기 위해 벤트(130T)를 통한 기류에 의해 폐색 유도 압력이 방출되도록 벤트(130T)가 개방 생성되도록 할 수 있으므로 폐색 효과가 억제된다. 예를 들어, 본 실시예에서 제1 구동 신호는 벤트 생성 신호(예를 들어, 전압 V5 또는 V6)와 공통 신호(예를 들어, 공통 신호 + 벤트 생성 신호)를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 폐색 효과가 발생하지 않는 경우, 제1 액추에이터(120)에 제2 구동 신호를 인가하여 벤트(130T)가 발생하지 않도록 음향 변환기(100)를 제2 모드로 만들 수 있다. 예를 들어, 본 실시예에서 제2 구동 신호는 벤트 억제 신호(예를 들어, 전압 V1, V2 또는 V3)와 공통 신호(예를 들어, 공통 신호 + 벤트 억제 신호)를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

공통 신호는 요구 사항(들)에 기초하여 설계될 수 있다. 일부 실시예에서, 공통 신호는 일정한(DC) 바이어스 전압, 입력 오디오(AC) 신호 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 공통 신호가 입력 오디오 신호를 포함하는 경우, 공통 신호는 입력 오디오 신호의 값(들)에 대응하는(관련) 신호를 포함하여, 제1 멤브레인(110)이 음파를 형성하면서 벤트(130T)를 제1 모드로 형성할 수 있거나, 또는 대안적으로 제1 멤브레인(110)은 벤트(130T)를 구속하면서(닫으면서) 음향 파를 발생시킬 수 있다. 일 실시예에서, 공통 신호는 일정한 바이어스 전압(constant vial voltage)을 포함하여 제1 멤브레인(110)을 특정 위치에 유지시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 액추에이터(120)에 인가되는 일정한 바이어스 전압은 제1 멤브레인(110)(예를 들어, 제1 플랩 및 제2 플랩)이 베이스 BS의 수평면(SH)과 실질적으로 평행하도록 할 수 있다.

도 4 내지 도 7에 도시된 실시예 및 예는 슬릿(130)의 제1 측벽(S1)과 제2 측벽(S2)이 벤트(130T)의 생성/개폐를 위해 동일한 방향으로 이동하는 제1 구동 방식에 속한다. 벤트(130T)를 생성하는 제2 구동 방법은 제1 측벽(S1)과 제2 측벽(S2)을 서로 다른 방향으로 이동시키는 것을 포함할 수 있고, 벤트(130T)를 생성하는 제3 구동 방법은 제1 측벽과 같은 측벽 중 하나만을 포함할 수 있다. 측벽(S1)은 제2 측벽(S2)과 같은 다른 측벽이 고정되어 있는 동안 이동한다.

도 8을 참조하면, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제1 모드의 제1 멤브레인을 도시한 단면도의 개략도이다. 도 8은 음향 변환기(100)의 제1 멤브레인(110)이 제2 구동 방식에 따라 제1 모드로 작동되는 것을 나타낸다. 도 8에 도시된 바와 같이, 하나의 슬릿(130)에 대해, 제1 플랩(슬릿(130)의 제1 측벽(S1)을 포함하는 하나의 멤브레인 부분)이 제1 방향으로 이동하도록 작동될 수 있고, 제2 플랩(슬릿의 제2 측벽(S2)을 포함하는 하나의 멤브레인 부분)이 벤트(130T)가 형성되도록 제1 방향과 반대되는 제2 방향으로 이동하도록 작동될 수 있다. 즉, 제1 측벽(S1)의 제1 상하 이동(제1 플랩의 자유/제2 단부)은 제2 측벽(S2)의 제2 상하 이동(제2 플랩의 자유/제2 단부)과 반대이다. 예를 들어, 제1 방향 및 제2 방향은 방향 Z에 실질적으로 평행할 수 있고, 도 3에 도시된 것과 같이 제2 모드로부터 도 8에 도시된 것과 같은 제1 모드로 천이할 수 있고, 제1 플랩(제1 측벽(S1))의 자유/제2 단부(제1 측벽(S1))의 자유/제2 단부(제2 측벽(S2))는 하향으로 이동할 수 있다. 반대로, 도 8에 도시된 바와 같이 제1 모드로부터 도 3에 도시된 바와 같이 제2 모드로 돌아가는 천이에서, 제1 플랩(제1 측벽(S1))의 자유/제2 단부(제1 측벽(S1))는 아래로 이동할 수 있고, 제2 플랩(제2 측벽(S2))의 자유/제2 단부는 위로 이동할 수 있다. 위에서 논의된 전환에서, 제1 플랩의 제1 측벽(S1) 및 제2 플랩의 제2 측벽(S2)은 반대 방향으로 이동한다.

또한, 제1 플랩의 자유/제2 단부(제1 측벽(S1))는 제1 방향을 향한 제1 변위 Uz_a를 갖도록 작동될 수 있고, 제2 플랩의 자유/제2 단부(제2 측벽(S2))는 제2 방향을 향한 제2 변위 Uz_b를 갖도록 작동될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 측벽(S1)의 제1 변위와 제2 측벽(S2)의 제2 변위는 실질적으로 거리가 같지만 방향이 반대일 수 있다.

또한, 제1 측벽(S1)의 제1 변위와 제2 측벽(S2)의 제2 변위는 일시적으로 대칭적일 수 있으며, 즉 제1 측벽(S1) 및 제2 측벽(S2)의 이동은 길이가 실질적으로 동일하지만 일정 기간 동안 방향은 반대이다. 도 8의 제1 측벽(S1)과 제2 측벽(S2)의 움직임이 일시적으로 대칭일 때, 하나의 슬릿(130)에 대해, 제1 플랩(슬릿(130)의 제1 측벽(S1)을 포함하는 하나의 멤브레인 부분)이 제1 방향으로 이동하도록 작동되기 때문에 제1 기류가 발생하고 제1 기류의 방향은 제1 방향과 관련되고, 제2 플랩(슬릿(130)의 제2 측벽(S2)을 포함하는 하나의 멤브레인 부분)이 제1 방향과 반대되는 제2 방향으로 이동하도록 작동되기 때문에 제2 기류가 발생하고 제2 기류는 제2 방향과 관련이 있다. 제1 기류와 제2 기류는 각각 반대 방향과 관련될 수 있으므로, 제1 플랩(슬릿(130)의 제1 측벽(S1)을 포함하는 하나의 멤브레인 부분) 및 제2 플랩(슬릿(130)의 제2 측벽(S2)을 포함하는 하나의 멤브레인 부분)이 동시에 작동되어 벤트(130T)를 개폐할 때 제1 기류의 적어도 일부와 제2 기류의 적어도 일부는 서로 상쇄될 수 있다.

일부 실시예에서, 제1 플랩 및 제2 플랩이 동시에 작동되어 벤트(130T)를 개폐할 때 제1 기류 및 제2 기류는 서로 실질적으로 상쇄될 수 있다(예를 들어, 제1 방향을 향한 제1 변위와 제2 방향을 향한 제2 변위는 거리가 같지만 방향이 반대일 수 있다). 즉, 제1 기류 및 제2 기류를 포함하는 벤트(130T)의 개폐에 의해 생성되는 순 기류는 실질적으로 제로이다. 그 결과, 벤트(130T)의 개방 및/또는 폐쇄 작동 동안 순 기류가 실질적으로 제로이기 때문에, 벤트(130T)의 작동은 음향 변환기(100)의 사용자가 인지할 수 있는 음향 장애를 일으키지 않으며, 개방 및/또는 벤트(130T)의 폐쇄 동작은 "은폐"된다고 할 수 있다.

[0095]

도 1, 도 2, 도 4, 도 6 및 도 7과 관련된 실시예에서, 본 명세서에서 제1 구동 방법으로 지칭되는 하나의 구동 신호는 제1 액추에이터(120)에 인가된다. 제2 구동 방법에서, 도 8의 실시예에서의 구동 신호와 같이, 제1 플랩(제1 측벽 S1을 포함하는 부분) 상의 제1 액추에이터(120)의 작동 부에 인가되는 구동 신호는 제2 플랩(제2 측벽 S2을 포함하는 부분) 상의 제1 액추에이터(120)의 작동 부에 인가되는 구동 신호와 상이할 수 있다. 상세히 설명하면, 제1 플랩(제1 측벽 S1을 포함하는 멤브레인 부분)에 배치된 제1 액추에이터(120)는 제1 신호를 수신하고, 제2 플랩(제2 측벽 S2를 포함하는 멤브레인 부분)에 배치된 제1 액추에이터(120)는 제2 신호를 수신할 것이다. 따라서 제1 플랩은 제1 신호에 따라 움직이고 제2 플랩은 제2 신호에 따라 움직인다.

제1 신호 및 제2 신호는 제1 플랩(제1 측벽 S1을 포함하는 멤브레인 부분) 및 제2 플랩(제2 측벽 S2를 포함하는 멤브레인 부분)이 각기 반대 방향으로 이동하도록 설계된 컴포넌트 신호를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 신호는 공통 신호와 증가 전압을 포함할 수 있고, 제2 신호는 동일한 공통 신호와 감소 전압을 포함할 수 있으며, 증가 전압은 0V와 양의 전압 사이를 토글할 수 있는데, 예를 들어 0V

10V와 같이 토글할수 있고, 감소 전압은 0V와 음의 전압 사이에서 토글할 수 있는데, 예를 들어 0V

-10V와 같이 토글할 수 있지만 이에 제한되지는 않는다. 공통 신호는 일정한 바이어스 전압, 입력 오디오 신호 또는 이들의 조합을 포함할 수 있으나 이에 제한되지 않는다.

예를 들어, 도 1의 음향 변환기(100)의 제1 모드에서, 증가 전압은 양의 전압, 예를 들어, 10V를 가질 수 있어서, 제1 신호를 공통 신호보다 10V 높게 하고, 감소 전압은 음의 전압, 예를 들어, -10V를 가질 수 있어 제2 신호를 공통 신호보다 10V 낮게 할 수 있으며, 벤트(130T)는 제1 멤브레인 부분(제1 측벽 S1 포함) 및 제2 멤브레인 부분(제2 측벽 S2 포함)의 델타 변위가 제1 멤브레인(110)의 두께보다 클 때 개방/형성될 것이다. 반대로, 음향 변환기(100)의 제2 모드에서, 제1 신호의 증가 전압과 제2 신호의 감소 전압은 모두 대략 0V일 수 있으며, 결과적으로 제1 멤브레인(110)의 두 부분 상의 액추에이터에 동일한 구동 신호가 인가되고 두 멤브레인 부분(하나는 제1 측벽 S1을 포함하고 다른 하나는 제2 측벽 S2를 포함)으로 이어져 거의 동일한 변위를 생성하고, 그 결과, 벤트(130T)는 형성/개방되지 않거나 폐쇄될 것이다.

따라서, 특정 상황에서 증가 전압과 증가 전압은 실질적으로 동일한 크기일 수 있지만 이에 제한되지는 않는다. 벤트(130T)가 개방된 제1 양식과 같은 특정 상황에서, 제1 신호는 델타 변위가 멤브레인의 두께보다 커지도록 하기에 충분한 전압 레벨만큼 제2 신호보다 높을 수 있지만 이에 제한되지 않으며; 벤트(130T)가 폐쇄되는 제2 모드와 같은 특정 상황에서, 증가 전압 및 감소 전압은 모두 0V이거나 0V에 근접할 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다.

전술한 바에 따르면, 본 발명의 슬릿(130)은 음향 변환기(100)의 다이나믹 프론트 벤트(dynamic front vent) 역할을 하는 제1 구동 방식 또는 제2 구동 방식으로 구동될 수 있으며, 여기서 하우징 구조체(HSS)의 제1 볼륨(VL1) 및 제2 볼륨(VL2)은 다이나믹 프론트 벤트가 열릴 때(즉, 슬릿(130)의 벤트(130T)가 열리거나 형성된다) 연결되고, 하우징 구조체(HSS)의 제1 볼륨(VL1)과 제2 볼륨(VL2)이 다이나믹 프론트 벤트가 닫힐 때(즉, 슬릿(130)의 벤트(130T)가 닫히거나 형성되지 않는다) 서로 분리된다. 벤트 130T가 넓을수록 다이나믹 프론트 벤트가 커진다. 따라서, 프론트 벤트의 크기는 요구 사항(들)에 따라 구동 신호(들)에 의해 변경될 수 있다.

더욱이, 본 발명의 음향 변환기(100)는 다이나믹 프론트 벤트로 인해 더 나은 방수 및 더 나은 방진을 가질 수 있다.

본 발명에서, 음향 변환기(100)는 임의의 적절한 드라이버를 사용할 수 있다. 예를 들어, 음향 변환기(100)는 소형 드라이버(예를 들어, 전형적인 115dB 드라이버)를 사용할 수 있으므로, 본 발명의 음향 변환기(100)는 소형 장치에 적합할 수 있다.

도 9를 참조하면, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 변환기를 구비 한 웨어러블 사운드 장치를 나타내는 개략도이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 웨어러블 사운드 장치는 음향 변환기(100)의 액추에이터(예를 들어, 제1 액추에이터(120))와 전기적으로 연결되는 감지 장치(150) 및 구동 회로(160)를 더 포함할 수 있다.

감지 장치(150)는 웨어러블 사운드 장치 외부에서 필요한 요소를 감지하고 감지 결과를 생성하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 감지 장치(150)는 적외선(IR) 감지 방식, 광학 감지 방식, 초음파 감지 방식, 용량성 감지 방식 또는 기타 적절한 감지 방식을 이용하여 필요한 요소를 감지할 수 있으나 이에 제한되지 않는다.

일부 실시예에서, 벤트(130T)의 형성 여부는 감지 결과에 따라 결정된다. 벤트(130T)는 감지 결과에 나타난 감지 량이 제1 극성으로 일정 임계치를 넘으면 개방(또는 형성)되고, 감지 량이 제2 극성으로 특정 임계치를 넘으면 벤트(130T)가 폐쇄(또는 형성되지 않음)되며 제2 극성은 제1 극성과 반대이다. 예를 들어, 제1 극성은 낮음에서 높음으로 될 수 있고, 제2 극성은 높음에서 낮음으로 될 수 있으며, 감지 량이 특정 임계 값보다 낮은 값에서 특정 임계 값보다 높은 값으로 변경될 때 벤트(130T)가 개방되도록 할 수 있으며, 벤트(130T)는 감지 량이 일정 임계치 이상에서 특정 임계치 이하로 변경될 때 닫히지만 이에 제한되지 않는다.

더욱이, 일부 실시예에서, 벤트(130T)의 개방 정도는 감지 결과에 의해 표시된 감지 량과 단조롭게 관련될 수 있다. 즉, 벤트(130T)의 개방도는 감지 량이 증가하거나 감소함에 따라 증가하거나 감소한다.

일부 실시예에서, 감지 장치(150)는 사용자의 신체 움직임 및/또는 웨어러블 사운드 장치의 움직임을 검출하도록 구성된 움직임 센서를 선택적으로 포함할 수 있다. 예를 들어, 감지 장치(150)는 걷기, 조깅, 말하기, 식사 등과 같은 폐색 효과를 유발하는 신체 움직임을 감지할 수 있다. 일부 실시예에서, 감지 결과에 의해 나타난 감지 량은 사용자의 신체 움직임을 나타내고 및/또는 웨어러블 사운드 장치의 움직임을 나타내며, 벤트(130T)의 개방 정도는 감지된 거리와 상관 관계가 있다. 예를 들어, 벤트(130T)의 개방도는 모션이 증가함에 따라 증가한다.

일부 실시예에서, 감지 장치(150)는 물체와 근접 센서 사이의 거리를 감지하도록 구성된 근접 센서를 선택적으로 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 감지 결과에 의해 표시된 감지 량은 물체와 근접 센서 사이의 거리를 나타내며, 벤트(130T)의 개방 정도는 감지된 움직임과 상관된다. 예를 들어, 벤트(130T)는 이 거리가 미리 정해진 거리보다 작을 때 개방(또는 형성)되고, 이 거리가 감소함에 따라 벤트(130T)의 개방도가 증가한다. 예를 들어, 사용자가 벤트(130T)를 열기를(또는 형성을) 원하는 경우, 사용자는 임의의 적절한 물체(예를 들어, 손)를 사용하여 웨어러블 사운드 장치에 접근할 수 있으므로 근접 센서가 이 물체를 감지하여 이에 따라 감지 결과 생성하고, 이에 의해 벤트(130T)를 개방/형성한다.

또한, 근접 센서는 사용자가 음향 변환기(100)를 구비한 웨어러블 사운드 장치를(예측 가능하게) 두드리거나 터치하는 것을 감지하는 기능을 더 가질 수 있는데, 이러한 움직임은 또한 폐색 효과를 유발할 수 있기 때문이다.

일부 실시예에서, 감지 장치(150)는 웨어러블 사운드 장치의 힘 센서에 가해지는 힘을 감지하도록 구성된 힘 센서를 선택적으로 포함할 수 있으며, 감지 결과에 의해 나타난 감지 량은 웨어러블 사운드 장치에 가해지는 힘을 나타내며, 벤트(130T)의 개방 정도는 감지된 힘과 상관 관계가 있다.

일부 실시예에서, 감지 장치(150)는 웨어러블 사운드 장치의 주변 광을 감지하도록 구성된 광 센서를 선택적으로 포함할 수 있으며, 감지 결과에 의해 나타난 감지 량은 광 센서에 의해 감지된 주변 광의 휘도를 나타내며, 벤트(130T)의 개방 정도는 감지된 주변 광의 휘도와 상관 관계가 있다.

구동 회로(160)는 액추에이터(예를 들어, 제1 액추에이터(120))에 인가되는 구동 신호(들)를 생성하여 제1 멤브레인(110)을 작동시키도록 구성되며, 여기서 구동 신호(들)는 감지 장치(150)의 감지 결과 및 입력 오디오 신호의 값에 기초할 수 있다. 도 9에서, 구동 회로(160)는 집적 회로일 수 있으나 이에 제한되지 않는다.

예를 들어, 제1 구동 방법에서, 제1 구동 신호 및 제2 구동 신호는 구동 회로(160)에 의해 생성될 수 있고, 제1 구동 신호의 벤트 생성 신호 및 제2 구동 신호의 벤트 억제 신호가 감지 결과에 따라 생성될 수 있으나 이에 제한되지 않는다.

예를 들어, 제2 구동 방법에서, 제1 신호 및 제2 신호는 구동 회로(160)에 의해 생성될 수 있고, 제1 신호의 증가 전압 및 제2 신호의 감소 전압은 감지 결과에 따라 생성될 수 있으나 이에 제한되지는 않는다.

유사하게, 벤트(130T)의 개방 정도는 감지 결과가 나타내는 감지 량과 단조적으로 관련될 수 있기 때문에, 제2 구동 방식의 증가 전압 및/또는 감소 전압(제1 구동 방법에서의 또는 벤트 생성 신호)은 감지 결과가 나타내는 감지 량과 단조로운 관계를 가질 수 있다.

유사하게, 감지 장치(150)가 모션 센서를 포함하는 경우, 제2 구동 방식(또는 제1 구동 방식의 벤트 생성 신호)에서 증가 전압의 크기 및/또는 감소 전압의 크기는 모션이 증가함에 따라 증가(또는 감소)할 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 유사하게, 감지 장치(150)가 근접 센서를 포함하는 경우, 제2 구동 방식(또는 제1 구동 방식에서는 벤트 생성 신호)에서 증가 전압의 크기 및/또는 감소 전압의 크기는 거리가 임계 값 이하로 감소하거나 감소함에 따라 증가(또는 감소)될 수 있으나 이에 제한되지는 않는다. 유사하게, 감지 장치(150)가 힘 센서를 포함하는 경우, 제2 구동 방식(또는 제1 구동 방식에서는 벤트 생성 신호)에서 증가 전압의 크기 및/또는 감소 전압의 크기는 힘이 증가함에 따라 증가(또는 감소)될 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 마찬가지로, 감지 장치(150)가 광 센서를 포함하는 경우, 제2 구동 방식(또는 제1 구동 방식의 벤트 생성 신호)에서 증가 전압의 크기 및/또는 감소 전압의 크기는 주변 광의 휘도가 감소함에 따라 증가(또는 감소)될 수 있으나 이에 제한되지는 않는다.

또한, 구동 회로(160)는 임의의 적절한 구성 요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 구동 회로(160)는 아날로그-디지털 변환기(analog-to-digital, ADC)(162), 디지털 신호 처리(digital signal processor, DSP) 유닛(164), 디지털-아날로그 변환기(digital-to-analog, DAC)(166), 임의의 다른 적절한 구성 요소(예를 들어, 주변 소리의 SPL 또는 폐색 노이즈의 SPL을 검출하는 마이크로폰) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.

본 실시예에서, 구동 회로(160)는 감지 장치에 의해 생성된 감지 결과에 기초하여 구동 회로(160)는 이에 대응하여 제1 액추에이터(120)에 구동 신호(들)를 인가하여 음향 변환기(100)를 제1 모드 또는 제2 모드로 만든다. 제1 모드에서 음향 변환기(100)는 폐색 효과를 억제하기 위해 벤트(130T)를 형성한다. 또한, 제1 모드의 음향 변환기(100)는 선택적으로 음향 파를 생성할 수 있다. 제2 모드에서 음향 변환기(100)는 음향 파를 생성한다.

선택적으로, 구동 회로(160)는 특정 주파수 범위에서 음향 변환기(100)의 구동 신호를 조절하기 위한 주파수 응답 이퀄라이저를 더 포함할 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 4 개의 상이한 벤트(130T) 조건에 대응하는 음향 변환기(100)의 주파수 응답에서 4 개의 상이한 LFRO 모서리 주파수가 도시된다. 일 실시예에서, 주파수 응답 이퀄라이저를 포함하는 신호 처리 유닛은 벤트(130T)의 개방 정도의 차이로 인해 음향 변환기(100)의 주파수 응답의 상이한 LFRO 모서리 주파수를 보상하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 주파수 응답 이퀄라이저는 구동 전압 V5(또는 V6)가 제1 액추에이터(120)에 인가되고 벤트(130T)가 도 6에 도시된 바와 같이 개방될 때 예시 Ex5(또는 Ex6)의 LFRO 주파수 응답 곡선을 보상하도록 인에이블될 수 있다. 다시 말해, 주파수 응답 이퀄라이저는 제1 모드에서 인에이블될 수 있고(벤트(130T)가 개방되면 주파수 응답 이퀄라이저가 인에이블된다), 주파수 응답 이퀄라이저는 제2 모드에서 디스에이블될 수 있다(주파수 응답 이퀄라이저는 벤트 130T가 닫히면 디스에이블된다). 또한, 주파수 응답 이퀄라이저에 의해 생성된 등화(equalization)의 양은 벤트(130T)의 개방 크기에 따라 동적으로 변하는 적응형일 수 있다. 그 결과, 주파수 응답 이퀄라이저는 벤트(130T)가 개방됨에 따라 음향 변환기(100)의 저주파 응답의 변화하는 LFRO를 보상할 수 있으므로(즉, 주파수 응답 이퀄라이저는 제1 모드에서 음향 변환기(100)의 저주파 응답의 저하를 보상할 수 있다), 음향 변환기(100)의 주파수 응답의 변화가 균일화될 수 있으며, 변환기(100)의 음향 생성 특성의 혼란을 최소화하고 청취자의 오디오 청취 경험을 최적화할 수 있다.

본 발명의 음향 변환기는 상기 실시예에 의해 제한되지 않는다. 본 발명의 다른 실시예가 아래에 설명된다. 쉽게 비교할 수 있도록 동일한 구성 요소에 아래와 같은 기호가 표시된다. 이하의 설명은 각 실시예의 차이점에 관한 것이며, 반복되는 부분은 중복 설명하지 않는다.

도 10 내지 도 12를 참조하면, 도 10 내지 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 다른 유형의 음향 변환기를 도시한 단면도의 개략도이며, 도 10은 음향 변환기(100')의 제2 모드를 도시한다. 도 11 및 도 12는 음향 변환기(100')의 제1 모드를 도시한다. 도 10 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 음향 변환기(100')와 음향 변환기(100)의 차이점은 본 실시예의 음향 변환기(100')의 제1 멤브레인(110)은 슬릿(130)의 제1 측벽(S1)을 포함하지만, 제1 멤브레인(110)은 슬릿(130)의 제2 측벽(S2)을 포함하지 않는다는 점이다. 즉, 슬릿(130)은 제1 멤브레인(110)의 경계의 일부이다(즉, 슬릿(130)의 제1 측벽(S1)은 제1 멤브레인(110)의 외측 가장자리(110e) 중 하나일 수 있다). 도 10 내지 도 12에서, 슬릿(130)의 제2 측벽(S2)은 음향 변환기(100')의 작동 중에 고정/비고정일 수 있다. 예를 들어, 슬릿(130)의 제2 측벽(S2)은 앵커 구조체(140)에 속할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 도 10 내지 도 12에 도시된 슬릿(130)의 설계 때문에, 앵커 구조체(140)는 제1 멤브레인(110)의 외측 가장자리(110e)의 일부에 연결되지 않을 수 있으나 이에 제한되지 않는다.

또 다른 측면에서, 도 10 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 제1 멤브레인(110)은 제1 플랩만을 포함하고 제2 플랩을 포함하지 않으며, 여기서 제1 플랩의 제1 단부는 하나의 앵커 구조체(140)에 의해 고정되고, 제1 플랩의 제2/자유 단부는 제1 상하 이동을 수행하여(즉, 제1 플랩의 제2 단부가 상하로 이동할 수 있다) 벤트(130T)를 형성하며(벤트(130T)는 도 11 및 도 12에 도시되어 있다), 슬릿(130)의 제1 측벽(S1)은 제1 플랩의 제2/자유 단부에 속한다.

본 설계에서는 음향 변환기(100')의 동작 시 제2 측벽(S2)이 고정/비고정 상태이기 때문에, 벤트(130T)는 제1 액추에이터(120)에 인가되는 구동 신호를 증가시킴으로써 형성되어 제1 측벽(S1)을 도 11의 경우와 같이 Z 방향으로 위로 움직이게 할 수 있다. 예를 들어, 제1 액추에이터(120)의 전극 양단 전압은 30V이므로, 제1 측벽(S1)이 Z 방향으로 상향 이동하도록 할 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 대안으로, 도 12의 경우에서, 제1 멤브레인(110)은 네거티브 초기 변위를 가질 수 있으며, 즉 제1 액추에이터(120)의 전극 양단 전압이 0V일 때 Z 방향으로의 제1 측벽(S1)의 변위는 -18μm일 수 있다. 예를 들어 멤브레인 두께가 5μm라고 가정하면, 제1 측벽(S1)의 높이가 5μm이고, 제1 액추에이터(120)에 0V가 인가될 때 벤트(130T)의 상태는 "개방"됨을 의미하며 벤트(130T)의 개방 크기는 18-5=13μm와 같다. 이와 같이, 본 실시예에서 벤트(130T)는 제1 액추에이터(120)에 포지티브 구동 신호(예를 들어, 16V)를 인가함으로써 제2 모드로 놓이게 되어 도 10에 도시된 바와 같이 제1 멤브레인(110)의 표면이 수평면 SH와 실질적으로 평행하게 될 수 있고; 벤트(130T)는 제1 액추에이터(120)에 0V를 인가함으로써 제1 모드로 놓일 수 있다.

도 13을 참조하면, 도 13은 본 발명의 제2 실시예에 따른 음향 변환기를 도시한 단면도의 개략도이다. 도 13에 도시된 바와 같이, 본 실시예와 제1 실시예의 차이점은 본 실시예의 음향 변환기(200)가 제2 멤브레인(210), 제2 액추에이터(220) 및 앵커 구조체(240)를 더 포함하며, 이것들은 베이스 BS의 수평면(SH)에 배치된다는 점이며, 여기서 제2 멤브레인(210)은 앵커 구조체(240)에 의해 고정되고, 제2 액추에이터(220)는 제2 멤브레인(210)을 작동시키도록 구성되며, 제2 챔버(CB2)는 베이스 BS와 제2 멤브레인(210) 사이에 존재한다. 이 실시예에서, 필름 구조체(FS)는 제1 멤브레인(110) 및 제2 멤브레인(210)을 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 본 실시예에서 음향 변환기(200)는 베이스 BS의 수평면(SH)에 배치된 칩을 선택적으로 포함할 수 있으며, 칩은 필름 구조체 FS(제1 멤브레인(110) 및 제2 멤브레인(210) 포함), 제1 액추에이터(120), 제2 액추에이터(220) 및 앵커 구조체(140, 240)를 적어도 포함할 수 있지만(즉, 이러한 구조체는 하나의 칩에 통합된다) 이에 제한되지 않는다.

제1 멤브레인(110) 및 제1 액추에이터(120)가 제공하는 기능은 제2 멤브레인(210) 및 제2 액추에이터(220)에서 제공하는 기능과 상이하다. 본 실시예에서 제1 멤브레인(110) 및 제1 액추에이터(120)는 다음과 같이 구성될 수 있다. 폐색 효과를 억제하고, 제2 멤브레인(210) 및 제2 액추에이터(220)는 음향 변환을 수행하도록 구성될 수 있다. 즉, 제1 멤브레인(110) 및 제1 액추에이터(120)는 음향 변환을 수행하지 않는다.

상세히 설명하면, 제1 모드에서, 제1 액추에이터(120)는 Z 방향(베이스 BS의 수평면(SH)의 법선 방향)으로 슬릿(130)의 제1 측벽(S1)과 제2 측벽(S2) 사이에 형성된 벤트(130T)를 생성할 수 있다. 제2 모드에서, 제1 액추에이터(120)는 Z 방향으로 슬릿(130)의 제1 측벽(S1)과 제2 측벽(S2) 사이에 벤트(130T)를 생성하지 않을 수 있다. 음향 변환기(200)가 제1 모드에 있든 제2 모드에 있든, 제2 액추에이터(220)는 입력 오디오 신호의 값(들)에 대응하는(관련된) 음향 구동 신호를 수신하여 음향 파를 생성할 수 있다. 즉, 제1 액추에이터(120)에 인가되는 구동 신호(들)는 입력 오디오 신호의 값(들)과 대응(관련)되지 않을 수 있다. 예를 들어, 제1 구동 방법에서, 제1 구동 신호는 벤트 발생 신호(예를 들어, 도 11과 관련된 논의에서 30V 또는 도 12와 관련된 논의에서 0V)를 포함할 수 있고, 제2 구동 신호는 벤트 억제 신호(예를 들어, 도 10과 관련된 논의에서 16V)를 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.

제2 멤브레인(210), 제2 작동기(220) 및 앵커 구조체(240)는 요구 사항(들)에 따라 설계될 수 있으며, 여기서 제2 멤브레인(210), 제2 작동기(220) 및 앵커 구조체(240)의 설계는 음향 파 생성에 적합해야 한다. 예를 들어, 이 실시예에서, 제2 멤브레인(210), 제2 작동기(220) 및 앵커 구조체(240)의 평면도는 도 1에 도시된 제1 실시예의 제1 멤브레인(110), 제1 작동기(120) 및 앵커 구조체(140)와 유사할 수 있으나 이에 제한되지는 않는다. 제2 멤브레인(210)은 적어도 하나의 슬릿(230)을 가질 수 있어서, 제2 멤브레인(210)의 변위가 증가될 수 있고 및/또는 음향 변환기(200)의 작동 중에 제2 멤브레인(210)이 탄성적으로 변형될 수 있으나 이에 제한되지 않는다.

제2 멤브레인(210)의 재질 및 유형은 제1 실시예에서 설명한 제1 멤브레인(110)을 참조할 수 있으므로 중복 설명은 생략한다. 제2 액추에이터(220)의 재질 및 종류는 제1 실시예에서 설명한 제1 액추에이터(120)를 참조할 수 있으므로 중복 설명은 생략한다. 앵커 구조체(240)의 재질은 제1 실시예에서 설명한 앵커 구조체(140)를 참조할 수 있으므로 중복 설명은 생략한다.

제2 멤브레인(210), 슬릿(들)(230), 제2 액추에이터(220) 및 앵커 구조체(240)는 제2 유닛(U2)으로 간주될 수 있음에 유의한다.

제1 유닛(U1)은 요구 사항(들)에 따라 설계될 수 있으며, 여기서 제1 멤브레인(110), 제1 액추에이터(120) 및 슬릿(들)(130)의 설계는 폐색 효과를 억제하기에 적합할 필요가 있다. 이 실시예에서, 본 실시예의 제1 유닛(U1)의 제1 멤브레인(110)은 슬릿(130)의 제1 측벽(S1)을 포함하지만 슬릿(130)의 제2 측벽(S2)을 포함하지 않는다(즉, 제1 멤브레인(110)은 제1 플랩 및 제2 플랩을 포함하지 않는다). 예를 들어, 도 13에 도시된 바와 같이, 제1 유닛(U1)은 도 10에 도시된 음향 변환기(100')와 유사할 수 있으나 이에 제한되지는 않는다.

또한, 제1 챔버(CB1)는 제2 챔버(CB2)에 연결될 수 있다. 이 실시예에서, 베이스 BS는 복수의 백 벤트(BVT1, BVT2)를 포함할 수 있고, 제1 챔버(CB1)는 백 벤트(BVT1)를 통해 음향 변환기(200)의 후방 외부(즉, 베이스 BS의 후방 공간)에 연결될 수 있고, 제2 챔버(CB2)는 백 벤트(BVT2)를 통해 음향 변환기(200)의 후방 외부(즉, 베이스 BS의 후면 공간)에 연결되고, 제1 챔버(CB1)는 백 벤트(BVT1), 음향 변환기(200)의 후면 외부(즉, 제2 볼륨(VL2)의 일부) 및 백 벤트(BVT2)를 통해 제2 챔버(CB2)에 연결될 수 있지만 이에 한정되지 않는다.

다른 실시예에서, 제1 멤브레인(110)과 베이스 BS 사이에 에어 채널이 존재하여 제1 챔버(CB1)가 에어 채널을 통해 제2 챔버(CB2)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 에어 채널은 앵커 구조체(140/240)의 양측 측면을 관통하는 홀(HL)일 수 있으므로, 제1 챔버(CB1)가 홀(HL)을 통해 제2 챔버(CB2)와 연결될 수 있으나 이에 제한되지는 않는다.

제조 동안, 본 개시에서 나중에 상세히 설명될 바와 같이, 제1 멤브레인(110) 및 제2 멤브레인(210)은 하나의 단일 평면 박막 제조 시퀀스 동안 모두 제조될 수 있으며; 제1 액추에이터(120) 및 제2 액추에이터(220)는 모두 다른 단일 평면 박막 제조 시퀀스 동안 제조될 수 있으며; 제1 챔버(CB1), 제2 챔버(CB2) 및 앵커 구조체(140, 240, 140/240)는 하나의 단일 벌크 실리콘 에칭 시퀀스 동안 형성될 수 있다.

도 14를 참조하면, 도 14는 본 발명의 다른 제2 실시예에 따른 음향 변환기를 도시한 단면도의 개략도이다. 도 15에 도시된 바와 같이, 도 13의 음향 변환기(200)와 비교하여, 음향 변환기(200')의 제1 유닛(U1)의 제1 멤브레인(110)은 슬릿(130)의 제1 측벽(S1) 및 제2 측벽(S2)을 포함한다(즉, 제1 멤브레인(110)은 제1 플랩 및 제2 플랩을 포함한다). 예를 들어, 도 14에 도시된 바와 같이, 제1 유닛(U1)은 도 1에 도시된 음향 변환기(100)와 유사할 수 있으나 이에 제한되지는 않는다.

일부 실시예에서, 예를 들어 도 14에 도시된 바와 같이, 제1 유닛(U1)(제1 멤브레인(110), 제1 액추에이터(120) 및 슬릿(130))의 설계는 특정 관점에서 제2 유닛(U2)(제2 멤브레인(210), 제2 액추에이터(220), 슬릿(230))의 설계와 동일한 단면을 가질 수 있다.

도 15를 참조하면, 도 15는 본 발명의 제3 실시예에 따른 음향 변환기를 도시하는 평면도의 개략도이다. 제3 실시예의 음향 변환기(300)의 멤브레인, 액추에이터, 슬릿(들) 및 앵커 구조체의 설계는 제1 유닛(U1) 및/또는 제2 유닛(U2)에 적용될 수 있음에 유의한다.

도 15에 도시된 바와 같이, 제1 실시예와 본 실시예의 차이점은 슬릿(130)과 제1 액추에이터(120)의 배열이다. 본 실시예에서, 슬릿(130)은 직선형 슬릿과 곡선형 슬릿의 조합일 수 있다. 도 15에서, 본 실시예의 슬릿(130)은 제1 부분(e1), 제1 부분(e1)에 연결된 제2 부분(e2) 및 제2 부분(e2)에 연결된 제3 부분(e3)을 포함할 수 있고, 제1 부분(e1), 제2 부분(e2) 및 제3 부분(e3)은 외측 가장자리(110e)에서 제1 멤브레인(110)의 내측으로 순차적으로 배열된다. 슬릿(130)에서, 제1 부분(e1)과 제2 부분(e2)은 서로 다른 방향으로 연장되는 직선형 슬릿일 수 있고, 제3 부분(e3)은 구부러진 슬릿일 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 제3 부분(e3)은 슬릿(130)의 후크형 곡선 단부를 가질 수 있으며, 여기서 후크형 곡선 단부는 제1 멤브레인(110)의 결합 플레이트(114)를 둘러싸고 있다. 후크형 곡선 단부는 곡선 단부 또는 제3 부분(e3)에서의 곡률이 평면도 관점에서 제1 부분(e1) 또는 제2 부분(e2)에서의 곡률(들)보다 크다는 것을 의미한다. 또한, 후크 형태의 슬릿(130)은 제1 멤브레인(110)의 중심을 향하거나 제1 멤브레인(110) 내부의 결합 판(114)을 향하여 연장된다. 슬릿(130)은 제1 멤브레인(110)에서 필렛(fillet)을 조각할 수 있다.

제3 부분(e3)의 만곡된 단부는 슬릿(130)의 단부 근처에서 응력 집중을 최소화하도록 구성될 수 있다.

도 16을 참조하면, 도 16은 본 발명의 제4 실시예에 따른 음향 변환기를 도시한 평면도의 개략도이다. 제4 실시예의 음향 변환기(400)의 멤브레인, 액추에이터, 슬릿(들) 및 앵커 구조체의 설계는 제1 유닛(U1) 및/또는 제2 유닛(U2)에 적용될 수 있음에 유의한다.

도 16에 도시된 바와 같이, 제3 실시예와 본 실시예의 차이점은 슬릿(130)의 배열이다. 이 실시예에서, 일부 슬릿(130)은 더 짧을 수 있고, 각각의 짧은 슬릿(130_S)은 2 개의 긴 슬릿(130_L) 사이에 있으나 이에 제한되지 않는다. 도 16에서, 짧은 슬릿(130_S)은 제1 멤브레인(110)의 외측 가장자리(110e)에 연결되지 않을 수 있으나 이에 제한되지 않는다.

짧은 슬릿(130_S)은 직선형 슬릿과 곡면형 슬릿의 조합일 수 있으며, 짧은 슬릿(130_S)의 패턴은 긴 슬릿(130_L)의 패턴과 유사할 수 있다. 또한, 도 16에서, 짧은 슬릿(130_S)은 제1 액추에이터(120)가 배치된 영역에 위치하지 않을 수 있으나 이에 제한되지 않는다.

도 17을 참조하면, 도 17은 본 발명의 제5 실시예에 따른 음향 변환기를 도시하는 평면도의 개략도이다. 제5 실시예의 음향 변환기(500)의 멤브레인, 액추에이터, 슬릿(들) 및 앵커 구조체의 설계는 제1 유닛(U1) 및/또는 제2 유닛(U2)에 적용될 수 있음에 유의한다.

도 17에 도시된 바와 같이, 제1 실시예와 본 실시예의 차이점은 슬릿(130)과 제1 액추에이터(120)의 배열이다. 이 실시예에서, 긴 슬릿(130_L)은 직선 슬릿의 조합일 수 있으나(예를 들어, 3 개의 직선 슬릿이 Y 자형을 형성한다), 이에 제한되지는 않는다. 본 실시예에서, 짧은 슬릿(130_S)은 두 개의 긴 슬릿(130_L) 사이에 있을 수 있고, 짧은 슬릿(130_S)은 제1 멤브레인(110)의 외측 가장자리(110e)에 연결되지 않을 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 도 17에서, 짧은 슬릿(130_S)은 직선 슬릿이고, 짧은 슬릿(130_S)은 긴 슬릿(130_L)의 일부와 평행할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

도 18을 참조하면, 도 18은 본 발명의 제6 실시예에 따른 음향 변환기를 도시한 평면도의 개략도이다. 제6 실시예의 음향 변환기(600)의 멤브레인, 액추에이터, 슬릿(들) 및 앵커 구조체의 설계는 제1 유닛(U1) 및/또는 제2 유닛(U2)에 적용될 수 있음에 유의한다.

도 18에 도시된 바와 같이, 제1 실시예와 본 실시예의 차이점은 슬릿(130)과 제1 액추에이터(120)의 배열이다. 이 실시예에서, 슬릿(130)은 직선형 슬릿과 곡선형 슬릿의 조합일 수 있다(예를 들어, 2 개의 직선형 슬릿 및 결합된 슬릿이 하나의 곡선형 슬릿과 하나의 직선형 슬릿을 형성하며, 이들 슬릿은 Y 자형을 이루고 있다), 이에 제한되는 것은 아니다.

도 18의 상부를 참조하면, 실질적으로 제1 멤브레인(110)의 4 분의 1을 나타내며, 하나의 슬릿(130)의 직선 슬릿과 다른 슬릿(130)의 결합된 슬릿의 직선 슬릿이 서로 평행하며 Y 방향을 따라 중첩되지만 이에 제한되지 않는다.

도 19 및 도 20을 참조하면, 도 19는 본 발명의 제7 실시예에 따른 음향 변환기를 도시한 평면도의 개략도이고, 도 20은 도 19의 중앙부를 확대한 도면이다. 제7 실시예의 음향 변환기(700)의 멤브레인, 액추에이터, 슬릿(들) 및 앵커 구조체의 설계는 제1 유닛(U1) 및/또는 제2 유닛(U2)에 적용될 수 있음에 유의한다.

도 19 및 도 20에 도시된 바와 같이, 제1 실시예와 본 실시예의 차이점은 슬릿(130)과 제1 액추에이터(120)의 배열이다. 본 실시예에서, 긴 슬릿(130_L)은 직선 슬릿(예를 들어, 3 개의 직선 슬릿)의 조합일 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 본 실시예에서, 제1 멤브레인(110)의 외측 가장자리(110e)에 연결되지 않은 짧은 슬릿(130_S)은 직선 슬릿일 수 있으며, 짧은 슬릿(130_S)은 긴 슬릿(130_L)의 일부와 평행할 수 있으나 이에 제한되지 않는다.

또한, 도 19 및 도 20에 도시된 바와 같이, 결합 플레이트(114)의 면적과 제1 멤브레인(110)의 면적의 비율은 매우 작을 수 있으나 이에 제한되지 않는다.

도 21을 참조하면, 도 21은 본 발명의 제8 실시예에 따른 음향 변환기를 도시한 평면도의 개략도이다. 제8 실시예의 음향 변환기(800)의 멤브레인, 액추에이터, 슬릿(들) 및 앵커 구조체의 설계는 제1 유닛(U1) 및/또는 제2 유닛(U2)에 적용될 수 있음에 유의한다.

도 21에 도시된 바와 같이, 제1 실시예와 본 실시예의 차이점은 슬릿(130)과 제1 액추에이터(120)의 배열이다. 본 실시예에서 외부 슬릿(130_T)은 Y 자 형상을 이루는 직선 슬릿의 조합일 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 본 실시예에서, 제1 멤브레인(110)의 외부 가장자리(110e)에 연결되지 않은 내부 슬릿(130_N)은 W 자 형상을 이루는 직선 슬릿의 조합일 수 있다. 도 21에서 내부 슬릿(130_N)의 일부는 외부 슬릿(130_T)의 일부와 평행하나 이에 한정되지 않는다.

더욱이, 도 21에서, 제1 멤브레인(110)의 면적에 대한 결합 플레이트(114)의 면적의 비율은 매우 작을 수 있으나 이에 제한되지 않는다.

상기 실시예에서 설명된 슬릿(들)(130)의 배열은 예임을 주목한다. 슬릿(들)(130)의 임의의 적절한 배열이 본 발명에서 사용될 수 있다.

도 22를 참조하면, 도 22는 본 발명의 제9 실시예에 따른 음향 변환기를 도시한 평면도의 개략도이다. 도 22에 도시된 바와 같이, 음향 변환기(900)는 복수의 멤브레인을 포함하도록 복수의 유닛(902)(즉, 제1 유닛(들) U1, 제2 유닛(들) U2 또는 이들의 조합)을 포함할 수 있다. 도 22에서, 음향 변환기(900)는 2x2 어레이를 형성하기 위해 4 개의 유닛(902)을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 본 발명에서 음향 변환기(900)는 모든 유닛(902)을 포함하는 하나의 단일 칩을 포함할 수 있거나, 음향 변환기(900)는 복수의 유닛(902)을 달성하기 위해 복수의 칩(칩들은 동일하거나 상이할 수 있음)을 포함할 수 있다.

도 22는 다수의 사운드 생성 유닛(902)을 포함하는 음향 변환기(900)의 개념을 예시하는 예시적인 목적을 위한 것임에 유의한다. 각 멤브레인의 구성은 제한되지 않으며 멤브레인은 동일하거나 상이하다.

음향 변환기(900)에 포함된 복수의 유닛(902)으로 인해, 음향 파는 임의의 적절한 방식으로 이들 유닛(902)에 의해 생성될 수 있다. 일부 실시예에서, 유닛(902)은 음향 파의 SPL이 더 클 수 있도록 동시에 음향 파를 생성할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.

일부 실시예에서, 유닛(902)은 시간적으로 인터리빙된 방식으로 음향 파를 생성할 수 있다. 시간적 인터리브 방식과 관련해서, 음향 생성 유닛(902)은 복수의 그룹으로 분할되어 에어 펄스를 생성하고, 서로 다른 그룹에 의해 생성된 에어 펄스가 시간적으로 인터리빙되고, 이들 에어 펄스가 결합되어 음향 파를 재생하는 전체 에어 펄스가 된다. 유닛(902)이 M 개의 그룹으로 분할되고 각 그룹에 의해 생성된 에어 펄스의 어레이가 펄스 레이트 PRG를 갖는 경우, 전체 에어 펄스의 전체 펄스 레이트는 M

PRG이다. 즉, 하나의 그룹(즉, 하나 또는 일부 단위)에 의해 생성된 공기 펄스 배열의 펄스 레이트는 그룹의 수가 1보다 큰 경우 모든 그룹(즉, 모든 유닛(902))에 의해 생성된 전체 공기 펄스의 전체 펄스 레이트보다 작다.

도 23을 참조하면, 도 23은 본 발명의 제10 실시예에 따른 음향 변환기를 도시하는 평면도의 개략도이다. 도 23에 도시된 바와 같이, 제9 실시예와 본 실시예의 차이점은 본 실시예의 음향 변환기(1000)의 유닛(902)이 서로 다른 크기를 가질 수 있다는 점이며, 여기서 작은 유닛(902)은 고주파 사운드 유닛(트위터(tweeter))(1002)일 수 있고, 더 큰 유닛(902)은 저주파 사운드 유닛(우퍼(woofer))(1004)일 수 있다. 고주파 사운드 유닛(1002)의 설계는 전술한 제1 유닛(U1), 전술한 제2 유닛(U2) 또는 이들의 조합 및 저주파 사운드의 설계일 수 있다. 유닛(1004)은 전술한 제1 유닛(U1), 전술한 제2 유닛(U2) 또는 이들의 조합일 수 있다.

음향 변환기(1000)의 동작에 있어서, 고주파 음향 변환으로 구성된 고주파 사운드 유닛(1002), 저주파 음향 변환으로 구성된 저주파 사운드 유닛(1004)이 있으나 이에 제한되지 않는다. 고주파 사운드 유닛(1002) 및 저주파 사운드 유닛(1004)의 세부 사항은 출원인이 출원한 미국 출원 번호 17/153,849를 참조할 수 있으며, 이는 간결성을 위해 여기에서 설명하지 않는다.

이하에서, 음향 변환기의 제조 방법의 세부 사항이 더 예시적으로 설명될 것이다. 제조 방법은 예시적으로 제공되는 다음의 실시예에 의해 제한되지 않으며, 제조 방법은 제1 유닛(들) U1 및/또는 제2 유닛(들)(U2)을 포함하는 음향 변환기를 제조할 수 있음을 유의한다. 이하의 제조 방법에서 음향 변환기의 액추에이터(예를 들어, 제1 액추에이터(120) 및/또는 제2 액추에이터(220))는 예를 들어 압전 액추에이터일 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 음향 변환기에는 적합한 유형의 액추에이터를 사용할 수 있다.

이하의 제조 방법에서, 형성 공정은 원자 층 증착(atomic layer deposition, ALD), 화학 기상 증착(chemical vapor deposition, CVD) 및 기타 적절한 공정(들) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 패터닝 공정은 포토리소그래피, 에칭 공정, 임의의 다른 적절한 공정(들) 또는 이들의 조합과 같은 것을 포함할 수 있다.

도 24 내지 도 30을 참조하면, 도 24 내지 도 30은 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 변환기 제조 방법의 여러 단계에서의 구조를 나타내는 개략도이다. 본 실시예에서 음향 변환기는 적어도 하나의 반도체 공정으로 제조될 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 도 24에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(WF)가 제공되며, 여기서 웨이퍼(WF)는 제1 층(W1), 전기 절연 층(W3) 및 제2 층(W2)을 포함하고, 여기서 절연 층(W3)은 제1 층(W1)과 제2 층(W2) 사이에 형성된다.

제1 층(W1), 절연 층(W3) 및 제2 층(W2)은 웨이퍼(WF)가 임의의 적합한 유형일 수 있도록 임의의 적합한 재료를 개별적으로 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 층(W1) 및 제2 층(W2)은 개별적으로 실리콘(예를 들어, 단결정 실리콘 또는 다결정 실리콘), 실리콘 카바이드, 게르마늄, 질화 갈륨, 갈륨 비화물, 스테인리스 강 및 기타 적합한 고 강성 재료 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 층(W1)은 웨이퍼(WF)가 SOI(silicon on insulator) 웨이퍼(WF)가 되도록 단결정 실리콘을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 일부 실시예에서, 제1 층(W1)은 웨이퍼(WF)가 POI(polysilicon on insulator)가 되도록 다결정 실리콘을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 절연 층(W3)은 실리콘 산화물(예를 들어, 실리콘 이산화물)과 같은 산화물을 포함할 수 있으나 이에 제한되지 않는다.

제1 층(W1), 절연 층(W3) 및 제2 층(W2)의 두께는 요구 사항(들)에 따라 개별적으로 조절될 수 있다. 예를 들어, 제1 층(W1)의 두께는 5μm이고, 제2 층(W2)의 두께는 350μm일 수 있으나 이에 제한되지 않는다.

도 24에서, 보상 산화막(CPS)은 웨이퍼(WF)의 제1면에 선택적으로 형성될 수 있으며, 제1 면은 제2 층(W2)의 반대편에 있는 제1 층(W1)의 상면(W1a)보다 상부에 있으므로, 제1 층(W1)은 보상 산화물 층(CPS)과 제2 층(W2) 사이에 있다. 보상 산화물 층(CPS)에 포함되는 산화물의 재료 및 보상 산화물 층(CPS)의 두께는 요구 사항(들)에 따라 설계될 수 있다.

도 24에서, 웨이퍼(WF)의 일측(제1 층(W1) 상의)에 제1 전도 층(CT1) 및 작동 재료(actuating material, AM)가 순차적으로 형성되어, 제1 전도 층(CT1)이 작동 재료(AM)와 제1 층(W1) 사이(예를 들어, 및/또는 작동 재료(AM)와 보상 산화물 층(CPS) 사이)에 위치할 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 전도 층(CT1)은 작동 재료(AM)와 접촉한다.

제1 전도 층(CT1)은 임의의 적합한 전도성 재료를 포함할 수 있고, 작동 재료(AM)는 임의의 적합한 재료를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 전도 층(CT1)은 백금과 같은 금속을 포함할 수 있고, 작동 재료(AM)는 압전 재료를 포함할 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 압전 재료는 납-지르코네이트-티타네이트(lead-zirconate-titanate, PZT) 재료 등을 포함할 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 또한, 제1 전도 층(CT1) 및 작동 재료(AM)의 두께는 요구 사항(들)에 따라 개별적으로 조정될 수 있다.

도 25에 도시된 바와 같이, 작동 재료(AM), 제1 전도 층(CT1) 및 보상 산화층(CPS)이 패터닝될 수 있다. 일부 실시예에서, 작동 재료(AM), 제1 전도 층(CT1) 및 보상 산화물 층(CPS)은 순차적으로 패터닝될 수 있다.

도 26에 도시된 바와 같이, 작동 재료(AM) 상에 분리 절연 층(SIL)이 형성되고 패터닝될 수 있다. 분리 절연 층(SIL)의 두께 및 분리 절연 층(SIL)의 재료는 요건(들)에 따라 설계될 수 있다. 예를 들어, 분리 절연 층(SIL)의 재료는 산화물일 수 있으나 이에 제한되지 않는다.

도 27에 도시된 바와 같이, 작동 재료(AM) 및 분리 절연 층(SIL) 상에 제2 전도 층(CT2)을 형성한 후, 제2 전도 층(CT2)을 패터닝할 수 있다. 제2 전도 층(CT2)의 두께 및 제2 전도 층(CT2)의 재료는 요구 사항에 따라 설계될 수 있다. 예를 들어, 제2 전도 층(CT2)은 금속(예를 들어, 금(aurum))을 포함할 수 있으나 이에 제한되지 않는다.

패턴화된 제1 전도 층(CT1)은 액추에이터용 제1 전극(EL1)으로 기능하고, 패턴화된 제2 전도 층(CT2)은 액추에이터용 제2 전극(EL2)으로 기능하며, 액추에이터 재료(AM), 제1 전극(EL1) 및 제2 전극(EL2)은 기능한다. 액추에이터를 압전 액추에이터로 만들기 위해 음향 변환기의 액추에이터(예를 들어, 제1 액추에이터(120) 및/또는 제2 액추에이터(220))의 구성 요소일 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(EL1) 및 제2 전극(EL2)은 작동 재료(AM)과 접촉하지만 이에 제한되지 않는다.

도 27에서, 분리 절연 층(SIL)은 제1 전도 층(CT1)의 적어도 일부와 제2 전도 층(CT2)의 적어도 일부를 분리하도록 구성될 수 있다.

도 28에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(WF)의 제1 층(W1)을 패터닝하여 트렌치 라인(WL)을 형성할 수 있다. 도 28에서, 트렌치 라인(WL)은 제1 층(W1)이 제거된 부분이다. 즉, 트렌치 라인(WL)은 제1 층(W1)의 두 부분 사이에 있다.

도 29에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(WF), 제1 전도 층(CT1), 작동 재료(AM), 분리 절연 층(SIL) 및 제2 전도 층(CT2)을 덮도록 제2 전도 층(CT2) 상에 선택적으로 보호 층(PL)이 형성될 수 있다. 보호 층(PL)은 임의의 적절한 재료를 포함할 수 있으며 적절한 두께를 가질 수 있다.

일부 실시예에서, 보호 층(PL)은 액추에이터(120)를 주변 노출로부터 보호하고 액추에이터(120)의 신뢰성/안정성을 보장하도록 구성될 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다. 도 29에 도시된 바와 같이, 보호 층(PL)의 일부는 트렌치 라인(WL) 내부에 배치될 수 있다.

선택적으로, 도 29에서, 보호 층(PL)은 제2 전도 층(CT2)의 일부 및/또는 제1 전도 층(CT1)의 일부가 노출되도록 패터닝되어 외부 장치와 전기적으로 연결되는 연결 패드(CPD)를 형성할 수 있다.

도 30에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(WF)의 제2 층(W2)을 패터닝하여 제2 층(W2)이 적어도 하나의 앵커 구조체(140)(및/또는 240)를 형성하도록 하고, 제1 층(W1)이 앵커 구조체(들)(140)(및/또는 240)에 의해 고정된 필름 구조체(FS)(예를 들어, 제1 멤브레인(110) 및/또는 제2 멤브레인(210)을 포함)를 형성하도록 하며, 여기서 필름 구조체(FS)는 제1 멤브레인(110) 및/또는 제2 멤브레인(210)을 포함한다. 다른 관점에서, 필름 구조체(FS)는 제1 플랩(제1 부분) 및 제2 플랩(제2 부분)을 포함한다. 상세히 설명하면, 웨이퍼(WF)의 제2 층(W2)은 제1 부분 및 제2 부분을 가질 수 있고, 제2 층(W2)의 제1 부분은 제거될 수 있으며, 제2 층(W2)의 제2 부분은 앵커 구조체(140)(및/또는 240))을 형성할 수 있다. 제2 층(W2)의 제1 부분이 제거되기 때문에, 제1 층(W1)은 필름 구조체(FS)를 형성한다. 즉, 제1 멤브레인(110), 제2 멤브레인(210), 제1 플랩 및/또는 제2 플랩과 같이 필름 구조체 FS에 포함된 구성 요소는 동일한 공정으로 제조될 수 있으며, 여기서 동일한 공정은 도 24 내지 도 30에 도시된 단계와 동일한 단계의 순서를 나타낸다.

선택적으로, 도 30에서, 웨이퍼(WF)의 절연 층(W3)이 존재하므로 웨이퍼(WF)의 제2 층(W2)을 패터닝한 후, 제1 층(W1)이 필름 구조체(FS)를 형성하도록 제2 층(W2)의 제1 부분에 대응하는 절연 층(W3)의 일부도 제거할 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다.

도 30에서, 제2 층(W2)의 제1 부분이 제거되어 제1 층(W1)이 필름 구조체(FS)를 형성하기 때문에, 트렌치 라인(WL)으로 인해 슬릿(130)이 필름 구조체(FS) 내부에 형성되고 관통한다. 트렌치 라인(WL)에 의해 슬릿(130)이 형성되기 때문에, 트렌치 라인(WL)의 폭은 슬릿(130)의 요구 사항에 따라 설계될 수 있다. 예를 들어, 슬릿(130)이 원하는 폭을 갖는 갭(130P)을 갖도록 하기 위해, 트렌치 라인(WL)의 폭은 5㎛ 이하, 3㎛ 이하 또는 2㎛ 이하일 수 있지만 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 보호 층(PL)의 일부가 트렌치 라인(WL) 내부에 배치될 수 있으므로, 보호 층(PL)은 슬릿(130)의 갭(130P)의 폭을 트렌치 라인(WL)의 폭보다 작게 만들 수 있다.

도 31은 본 발명의 다른 실시예에 따른 음향 변환기의 단면도를 도시한 개략도이다. 다른 실시예에서, 도 30에 도시된 구조와 비교하여, 도 31에 도시된 구조는 웨이퍼(WF)의 절연 층(W3)을 갖지 않는다. 즉, 제1 층(W1)은 제2 층(W2) 상에 직접(접촉하여) 형성된다. 그 결과, 웨이퍼(WF)의 제2 층(W2)을 패터닝함으로써, 필름 구조체(FS)가 웨이퍼(WF)의 제1 층(W1)으로 직접 형성된다. 이 경우, 제1 층(W1)(즉, 필름 구조체(FS))은 이산화규소와 같은 산화물을 포함하는 절연 층을 포함할 수 있으나 이에 제한되지 않는다.

다음으로, 베이스 BS가 제공되고, 도 30에 도시된 구조 또는 도 30에 도시된 구조가 음향 변환기의 제조를 완료하기 위해 베이스 BS 상에 배치될 수 있다.

요약하면, 슬릿이 존재하기 때문에 음향 변환기는 제1 모드에서 폐색 효과를 억제하기 위해 음파를 생성하고 벤트를 형성할 수 있으며, 음향 변환기는 제2 모드에서 벤트를 형성하지 않을 수 있다. 즉, 슬릿은 음향 변환기의 다이나믹 전면 벤트 역할을 한다.

당업자는 본 발명의 교시를 유지하면서 장치 및 방법의 수많은 수정 및 변경이 이루어질 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다. 따라서, 상기 개시는 첨부된 청구 범위의 범위와 범위에 의해서만 제한되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims

웨어러블 사운드 장치 내에 배치되었거나 상기 웨어러블 사운드 장치 내에 배치될 음향 변환기(acoustic transducer)로서,
제1 앵커 구조체; 및
제1 플랩(flap)
을 포함하며, 상기 제1 플랩은:
상기 제1 앵커 구조체에 의해 고정된 제1 단부; 및
일시적으로 벤트(vent)를 형성하기 위해 제1 상하 이동(up-and-down movement)을 수행하도록 구성된 제2 단부
를 포함하며,
상기 제1 플랩은 공간을 외이도(ear canal)에 연결되는 제1 볼륨 및 상기 웨어러블 사운드 장치의 주변에 연결되는 제2 볼륨으로 분할하고;
상기 외이도 및 상기 주변은 일시적으로 개방된 벤트를 통해 연결되는, 음향 변환기.
제1항에 있어서,
상기 제1 상하 이동을 수행할 때 상기 제1 플랩의 제2 단부는 상기 음향 변환기의 임의의 구성 요소와 접촉하지 않는, 음향 변환기.
제1항에 있어서,
상기 벤트를 형성하여 생성된 순 기류(net air movement)는 실질적으로 제로이고, 상기 벤트를 형성하는 것은 상기 벤트를 열거나 상기 벤트를 닫는 플랩 이동을 나타내는, 음향 변환기.
제1항에 있어서,
제2 앵커 구조체; 및
제2 플랩
을 포함하며, 상기 제2 플랩은:
상기 제2 앵커 구조체에 의해 고정된 제1 단부; 및
상기 제1 플랩의 제2 단부에 대향하며 상기 벤트를 형성하기 위해 제2 상하 이동을 수행하도록 구성된 제2 단부
를 포함하는, 음향 변환기.
제4항에 있어서,
상기 제1 플랩 및 상기 제2 플랩은 상기 공간을 상기 외이도에 연결된 제1 볼륨 및 상기 웨어러블 사운드 장치의 주변에 연결된 제2 볼륨으로 분할하는, 음향 변환기.
제4항에 있어서,
상기 제1 플랩이 제1 방향으로 이동하도록 작동되기 때문에 제1 기류가 생성되고;
상기 제2 플랩이 제2 방향으로 이동하도록 작동되기 때문에 제2 기류가 생성되고;
상기 제1 플랩 및 상기 제2 플랩이 동시에 작동되어 상기 벤트를 형성할 때 상기 제1 기류 및 상기 제2 기류는 서로 실질적으로 상쇄되는, 음향 변환기.
제4항에 있어서,
상기 제1 플랩은 제1 방향으로 이동하도록 작동되고, 상기 제2 플랩은 제1 방향과 반대되는 제2 방향으로 이동하도록 작동되어 상기기 벤트가 형성되는, 음향 변환기.
제4항에 있어서,
순간적으로, 상기 제1 플랩의 제2 단부는 제1 방향을 향한 제1 변위를 갖도록 작동되고, 상기 제2 플랩의 제2 단부는 제2 방향을 향한 제2 변위를 갖도록 작동되며;
상기 제1 변위와 상기 제2 변위는 실질적으로 거리가 동일한, 음향 변환기.
제4항에 있어서,
상기 제1 플랩은 제1 신호에 따라 구동되고 상기 제2 플랩은 제2 신호에 따라 구동되며;
상기 제1 신호는 공통 신호에 증가 전압을 더한 것이고,
상기 제2 신호는 상기 공통 신호에 감소 전압을 더한 것인, 음향 변환기.
제9항에 있어서,
상기 증가 전압과 상기 감소 전압은 실질적으로 동일한 크기인, 음향 변환기.
제9항에 있어서,
상기 공통 신호는 일정한 바이어스 전압(constant bias voltage)을 포함하는, 음향 변환기.
제9항에 있어서,
상기 공통 신호가 일정한 바이어스 전압일 때, 상기 제1 플랩 및 상기 제2 플랩은 실질적으로 수평 표면에 평행하고 상기 벤트는 닫히는, 음향 변환기.
제9항에 있어서,
상기 공통 신호는 입력 오디오 신호를 포함하는, 음향 변환기.
제9항에 있어서,
상기 증가 전압과 상기 감소 전압이 모두 제로일 때, 상기 벤트는 닫히는, 음향 변환기.
제1항에 있어서,
상기 웨어러블 사운드 장치는:
감지 량을 나타내는 감지 결과를 생성하도록 구성되어 있는 감지 장치
를 포함하며,
상기 제1 플랩은 제1 신호에 따라 구동되고, 상기 제1 신호는 공통 신호에 증가 전압을 더한 것이고;
상기 감지 결과에 따라 상기 증가 전압이 생성되는, 음향 변환기.
제15항에 있어서,
상기 증가 전압은 상기 감지 결과에 의해 지시된 상기 감지 량과 단조 관계(monotonic relationship)를 갖는, 음향 변환기.
제15항에 있어서,
상기 감지 장치는 근접 센서를 포함하고, 상기 감지 량은 물체와 근접 센서 사이의 거리를 나타내며, 상기 거리가 감소하거나 임계 값 미만으로 감소함에 따라 상기 증가 전압의 크기가 증가하는, 음향 변환기.
제15항에 있어서,
상기 감지 장치는 모션 센서를 포함하고, 상기 감지 량은 웨어러블 사운드 장치의 모션을 나타내며, 상기 모션이 증가함에 따라 상기 증가 전압의 크기가 증가하는, 음향 변환기.
제15항에 있어서,
상기 감지 장치는 힘 센서를 포함하고, 상기 감지 량은 상기 힘 센서에 가해지는 힘을 나타내며, 상기 힘이 증가함에 따라 상기 증가 전압의 크기가 증가하는, 음향 변환기.
제15항에 있어서,
상기 감지 장치는 광 센서를 포함하고, 상기 감지 량은 광 센서에 의해 감지된 주변 광을 나타내며, 상기 주변 광이 감소함에 따라 상기 증가 전압의 크기가 증가하는, 음향 변환기.
제4항에 있어서,
상기 제1 플랩 및 상기 제2 플랩은 제1 층 내에 배치되고;
상기 제1 앵커 구조체 및 상기 제2 앵커 구조체는 제2 층 내에 배치되는, 음향 변환기.
제1항에 있어서,
음향 변환을 수행하도록 구성된 멤브레인
을 포함하는 음향 변환기.
제22항에 있어서,
상기 멤브레인은 상기 제1 플랩을 포함하는, 음향 변환기.
제22항에 있어서,
상기 웨어러블 사운드 장치는 상기 멤브레인을 작동시키기 위한 구동 신호를 생성하도록 구성된 구동 회로를 포함하고;
상기 구동 회로는 이퀄라이저를 포함하고;
상기 이퀄라이저는 상기 벤트가 열리기 때문에 상기 음향 변환기의 저주파 응답 저하를 보상하도록 구성되는, 음향 변환기.
웨어러블 사운드 장치로서,
음향 변환을 수행하도록 구성된 음향 변환기; 및
제1 하우징 개구 및 제2 하우징 개구를 포함하는 하우징 구조체
를 포함하며,
상기 음향 변환기는:
적어도 하나의 앵커 구조체;
상기 적어도 하나의 앵커 구조체에 의해 고정된 필름 구조체; 및
상기 필름 구조체 상에 배치되고, 일시적으로 벤트를 형성하도록 상기 필름 구조체를 작동시키도록 구성된 액추에이터;
상기 음향 변환기는 상기 하우징 구조체 내에 그리고 상기 제1 하우징 개구와 상기 제2 하우징 개구 사이에 배치되며;
상기 하우징 구조체 내에 형성된 공간은 상기 필름 구조체에 의해 제1 볼륨 및 제2 볼륨으로 구획되고, 상기 제1 볼륨은 상기 제1 하우징 개구에 연결되고, 상기 제2 볼륨은 제2 하우징 개구에 연결되며;
상기 제1 볼륨 및 상기 제2 볼륨은 일시적으로 개방된 벤트를 통해 연결되는, 웨어러블 사운드 장치.