KR20230044799A - 음향출력장치 및 디스플레이 디바이스 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 슬림한 구조를 가지면서 효율이 높은 음향출력장치 및 이를 구비한 디스플레이 디바이스에 관한 것이다.

Description

음향출력장치 및 디스플레이 디바이스{Sound Output Equipment and Display Device}
본 발명은 슬림한 구조를 가지면서 효율이 높은 음향출력장치 및 이를 구비한 디스플레이 디바이스에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 디스플레이 디바이스에 대한 요구도 다양한 형태로 증가하고 있으며, 이에 부응하여 근래에는 디스플레이 디바이스는 액정 디스플레이 디바이스(Liquid Crystal Display: LCD), 전계 방출 디스플레이 디바이스(Field Emission Display: FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel: PDP) 및 전계발광소자(Electroluminescence Device) 등이 있다.
액정 디스플레이 디바이스의 액정 패널은 액정층 및 액정층을 사이에 두고 서로 대향하는 TFT기판 및 컬러 필터 기판을 포함하며, 백라이트 유닛으로부터 제공되는 광을 사용하여 화상을 표시할 수 있다.
전계발광소자(Electroluminescence Device)의 일 예로, 액티브 매트릭스 타입의 유기 발광 디스플레이 디바이스가 시판되고 있다. 유기 발광 디스플레이 디바이스는 자발광 소자이기 때문에 액정디스플레이 디바이스에 비하여 백라이트가 없고 응답 속도, 시야각 등에서 장점이 있어 차세대 디스플레이로 주목받고 있다.
최근 디스플레이 모듈이 얇아지면서 디스플레이 디바이스도 얇아지고 있어, 디스플레이 디바이스에 실장되는 부품의 두께도 소형화 되는 추세이다.
특히 음향출력부는 진동판의 상하방향 이동을 통해 소리를 출력하기 때문에 상하방향으로 일정 크기 이상의 공간이 필요한 문제가 있어 슬림화가 어렵다.
또한 음향출력장치의 출력을 충분히 얻기 위해서는 강한 자력이 필요하며 강한 자력을 이해서는 자석의 실장공간이 문제된다.
본 발명은 전술한 바와 같이 슬림한 디자인의 디스플레이 디바이스에 실장되는 음향출력장치 및 이를 구비한 디스플레이 디바이스를 제공하는 것을 목적으로 한다.
금속재질의 베이스 플레이트; 상기 베이스 플레이트의 중심에 위치하는 내측 자성부; 상기 내측 자성부의 둘레에 위치하는 보이스코일; 상기 보이스코일 둘레에 위치하는 복수개의 외측 자성부; 상기 내측 자성부, 상기 보이스코일 및 상기 외측 자성부의 상부에 위치하는 상부커버; 상기 외측 자성부의 둘레에 위치하는 원형의 진동판; 및 상기 복수개의 외측 자성부 사이로 통과하며 상기 진동판과 상기 보이스코일을 연결하는 브릿지를 포함하며, 상기 내측 자성부는, 제1 내측자석; 상기 내측자석의 상면에 위치하는 내측 플레이트; 및 상기 내측 플레이트의 상면에 위치하는 제2 내측자석을 포함하고, 상기 외측 자성부는 상기 보이스코일의 외측 둘레에 위치하는 복수개의 제1 외측자석; 상기 외측자석의 상면에 위치하는 외측 플레이트; 및 상기 외측 플레이트의 상면에 위치하는 제2 외측자석을 포함하는 음향출력장치를 제공한다.
상기 상부커버는 금속재질을 포함하며, 상기 제2 내측자석 및 상기 제2 외측자석의 상면과 맞닿을 수 있다.
상기 상부커버는 상기 제2 외측자석을 향해 돌출된 엣지부를 더 포함할 수 있다.
상기 보이스코일의 상하방향 중심은 상기 내측 플레이트의 상하방향 중심과 동일 평면을 이루도록 배치될 수 있다.
상기 제2 내측자석의 두께는 상기 제1 내측자석은 두께에 상응하는 두께를 가질 수 있다.
상기 진동판의 둘레 및 상부에 위치하는 프레임; 상기 프레임과 상기 상부커버 사이에 위치하는 가이드를 더 포함하며, 상기 진동판은 상기 프레임과 연결되는 외측엣지와 상기 가이드와 연결되는 내측엣지를 더 포함할 수 있다.
상기 프레임의 측방향에 위치하는 공명홀; 및 상기 공명홀과 연통되며 공명공간을 형성하는 인클로져를 더 포함할 수 있다.
상기 브릿지와 상기 프레임을 연결하며 탄성을 가지는 댐퍼를 더 포함할 수 있다.
상기 브릿지의 개수는 상기 외측 자성부의 개수에 상응하는 개수를 가질 수 있다.
하우징; 상기 하우징의 전면에 위치하는 디스플레이 모듈; 및 상기 디스플레이 모듈의 배면 방향에 위치하는 슬림 스피커를 포함하고, 상기 슬림 스피커는 금속재질의 베이스 플레이트; 상기 베이스 플레이트의 중심에 위치하는 내측 자성부; 상기 내측 자성부의 둘레에 위치하는 보이스코일; 상기 보이스코일 둘레에 위치하는 복수개의 외측 자성부; 상기 내측 자성부, 상기 보이스코일 및 상기 외측 자성부의 상부에 위치하는 상부커버; 상기 외측 자성부의 둘레에 위치하는 원형의 진동판; 및 상기 복수개의 외측 자성부 사이로 통과하며 상기 진동판과 상기 보이스코일을 연결하는 브릿지를 포함하며, 상기 내측 자성부는, 제1 내측자석; 상기 내측자석의 상면에 위치하는 내측 플레이트; 및 상기 내측 플레이트의 상면에 위치하는 제2 내측자석을 포함하고, 상기 외측 자성부는 상기 보이스코일의 외측 둘레에 위치하는 복수개의 제1 외측자석; 상기 외측자석의 상면에 위치하는 외측 플레이트; 및 상기 외측 플레이트의 상면에 위치하는 제2 외측자석을 포함하는 디스플레이 디바이스를 제공한다.
슬림한 구조를 가지면서도 출력효율이 우수한 음향출력부를 제공할 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 디스플레이 디바이스의 각 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 디스플레이 디바이스의 일 예를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 디스플레이 디바이스의 일 예를 도시한 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 디스플레이 디바이스의 일 예를 도시한 배면 사시도이다.
도 5는 종래의 음향출력장치를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 음향출력장치를 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 음향출력장치를 도시한 분해사시도이다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 음향출력장치를 도시한 단면도이다.
도 11은 본 발명의 음향출력장치의 주파수에 따른 음압을 나타낸 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 명세서에서 기술되는 영상표시기기는, 예컨대 방송 수신 기능에 컴퓨터 지원 기능을 추가한 지능형 영상표시기기로서, 방송 수신 기능에 충실하면서도 인터넷 기능 등이 추가되어, 수기 방식의 입력 장치, 터치 스크린 또는 공간 리모콘 등 보다 사용에 편리한 인터페이스를 갖출 수 있다. 그리고, 유선 또는 무선 인터넷 기능의 지원으로 인터넷 및 컴퓨터에 접속되어, 이메일, 웹브라우징, 뱅킹 또는 게임 등의 기능도 수행가능하다. 이러한 다양한 기능을 위해 표준화된 범용 OS가 사용될 수 있다.
따라서, 본 발명에서 기술되는 영상표시기기는, 예를 들어 범용의 OS 커널 상에, 다양한 애플리케이션이 자유롭게 추가되거나 삭제 가능하므로, 사용자 친화적인 다양한 기능이 수행될 수 있다. 상기 영상표시기기는, 보다 구체적으로 예를 들면, 네트워크 TV, HBBTV, 스마트 TV 등이 될 수 있으며, 경우에 따라 스마트폰에도 적용 가능하다.
도 1은 디스플레이 디바이스(100)의 각 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 디스플레이 디바이스(100)는 방송 수신부(110), 외부장치 인터페이스부(171), 네트워크 인터페이스부(172), 저장부(140), 사용자입력 인터페이스부(173), 입력부(130), 제어부(180), 디스플레이(150), 오디오 출력부(160) 및/또는 전원 공급부(190)를 포함할 수 있다.
방송 수신부(110)는 튜너부(111) 및 복조부(112)를 포함할 수 있다.
한편, 디스플레이 디바이스(100)는 도면과 달리, 방송 수신부(110), 외부장치 인터페이스부(171) 및 네트워크 인터페이스부(172) 중, 외부장치 인터페이스부(171)와 네트워크 인터페이스부(172)만을 포함하는 것도 가능하다. 즉, 디스플레이 디바이스(100)는 방송 수신부(110)를 포함하지 않을 수도 있다.
튜너부(111)는 안테나(미도시) 또는 케이블(미도시)를 통해 수신되는 방송 신호 중 사용자에 의해 선택된 채널 또는 기 저장된 모든 채널에 해당하는 방송 신호를 선택할 수 있다. 튜너부(111)는 선택된 방송 신호를 중간 주파수 신호 혹은 베이스 밴드 영상 또는 음성신호로 변환할 수 있다.
예를 들면, 튜너부(111)는 선택된 방송 신호가 디지털 방송 신호이면 디지털 IF 신호(DIF)로 변환하고, 아날로그 방송 신호이면 아날로그 베이스 밴드 영상 또는 음성 신호(CVBS/SIF)로 변환할 수 있다. 즉, 튜너부(111)는 디지털 방송 신호 또는 아날로그 방송 신호를 처리할 수 있다. 튜너부(111)에서 출력되는 아날로그 베이스 밴드 영상 또는 음성 신호(CVBS/SIF)는 제어부(180)로 직접 입력될 수 있다.
한편, 튜너부(111)는 수신되는 방송 신호 중 채널 기억 기능을 통하여 저장된 모든 방송 채널의 방송 신호를 순차적으로 선택하여, 이를 중간 주파수 신호 혹은 베이스 밴드 영상 또는 음성 신호로 변환할 수 있다.
한편, 튜너부(111)는 복수 채널의 방송 신호를 수신하기 위해, 복수의 튜너를 구비하는 것이 가능하다. 또는, 복수 채널의 방송 신호를 동시에 수신하는 단일 튜너도 가능하다.
복조부(112)는 튜너부(111)에서 변환된 디지털 IF 신호(DIF)를 수신하여 복조 동작을 수행할 수 있다. 복조부(112)는 복조 및 채널 복호화를 수행한 후 스트림 신호(TS)를 출력할 수 있다. 이때 스트림 신호는 영상신호, 음성 신호 또는 데이터 신호가 다중화된 신호일 수 있다.
복조부(112)에서 출력한 스트림 신호는 제어부(180)로 입력될 수 있다. 제어부(180)는 역다중화, 영상/음성 신호 처리 등을 수행한 후, 디스플레이(150)를 통해 영상을 출력하고, 오디오 출력부(160)를 통해 음성을 출력할 수 있다.
센싱부(120)는 디스플레이 디바이스(100) 내의 변화를 감지하거나 외부의 변화를 감지하는 장치를 의미한다. 예를 들여 근접센서(proximity sensor), 조도 센서(illumination sensor), 터치 센서(touch sensor), 적외선 센서(IR 센서: infrared sensor), 초음파 센서(ultrasonic sensor), 광 센서(optical sensor, 예를 들어, 카메라), 음성센서(예를 들어, 마이크로폰), 배터리 게이지(battery gauge), 환경 센서(예를 들어, 습도계, 온도계 등), 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제어부(180)는 센싱부(120)에서 수집한 정보를 기초로 디스플레이 디바이스(100)의 상태를 점검하고 문제가 발생시 이를 사용자에게 알려주거나 자체적으로 조정하여 최상의 상태를 유지하도록 제어할 수 있다.
또한, 디스플레이 모듈(180)에 제공되는 영상의 컨텐츠, 화질, 사이즈 등을 센싱부에서 감지한 시청자나, 주변의 조도 등에 따라 다르게 제어하여 최적의 시청환경을 제공할 수 있다. 스마트 TV가 진보해감에 따라 디스플레이 디바이스에 탑재된 기능이 많아지고 센싱부(20) 또한 그와 함께 증가하고 있다.
입력부(130)는 디스플레이 디바이스(100)의 본체의 일측에 구비될 수 있다. 예를 들면, 입력부(130)는 터치 패드, 물리적 버튼 등을 포함할 수 있다. 입력부(130)는 디스플레이 디바이스(100)의 동작과 관련된 각종 사용자 명령을 수신할 수 있고, 입력된 명령에 대응하는 제어 신호를 제어부(180)에 전달할 수 있다.
최근에는 디스플레이 디바이스(100)의 베젤의 크기가 작아지면서 자체에 외부로 노출된 물리적 형태의 버튼 형태의 입력부(130)는 최소화한 형태의 디스플레이 디바이스(100)가 많아지고 있다. 대신에 배면이나 측면에 최소의 물리적 버튼이 위치하고 터치패드나 후술할 사용자입력 인터페이스부(173)을 통해 원격 제어장치(200)를 통해 사용자 입력을 수신할 수 있다.
저장부(140)는 제어부(180) 내의 각 신호 처리 및 제어를 위한 프로그램이 저장될 수도 있고, 신호 처리된 영상, 음성 또는 데이터 신호를 저장할 수도 있다. 예를 들면, 저장부(140)는 제어부(180)에 의해 처리 가능한 다양한 작업들을 수행하기 위한 목적으로 설계된 응용 프로그램들을 저장하고, 제어부(180)의 요청 시, 저장된 응용 프로그램들 중 일부를 선택적으로 제공할 수 있다.
저장부(140)에 저장되는 프로그램 등은, 제어부(180)에 의해 실행될 수 있는 것이라면 특별히 한정하지 않는다. 저장부(140)는 외부장치 인터페이스부(171)를 통해 외부장치로부터 수신되는 영상, 음성 또는 데이터 신호의 임시 저장을 위한 기능을 수행할 수도 있다. 저장부(140)는 채널 맵 등의 채널 기억 기능을 통하여, 소정 방송 채널에 관한 정보를 저장할 수 있다.
도 1의 저장부(140)가 제어부(180)와 별도로 구비된 실시예를 도시하고 있으나, 본 발명의 범위는 이에 한정되지 않으며, 제어부(180) 내에 저장부(140)가 포함될 수도 있다.
저장부(140)는 휘발성 메모리(예: DRAM, SRAM, SDRAM 등)나, 비휘발성 메모리(예: 플래시 메모리(Flash memory), 하드 디스크 드라이브(Hard disk drive; HDD), 솔리드 스테이트 드라이브(Solid-state drive; SSD) 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
디스플레이(150)는 제어부(180)에서 처리된 영상신호, 데이터 신호, OSD 신호, 제어 신호 또는 인터페이스부(171)로부터 수신되는 영상신호, 데이터 신호, 제어 신호 등을 변환하여 구동 신호를 생성할 수 있다. 디스플레이(150)는 복수의 픽셀을 구비하는 디스플레이 패널(181)를 포함할 수 있다.
디스플레이 패널에 구비된 복수의 픽셀은, RGB의 서브 픽셀을 구비할 수 있다. 또는, 디스플레이 패널에 구비된 복수의 픽셀은, RGBW의 서브 픽셀을 구비할 수도 있다. 디스플레이(150)는 제어부(180)에서 처리된 영상신호, 데이터 신호, OSD 신호, 제어 신호 등을 변환하여, 복수의 픽셀에 대한 구동 신호를 생성할 수 있다.
디스플레이(150)는 PDP(Plasma Display Panel), LCD(Liquid Crystal Display), OLED(Organic Light Emitting Diode), 플렉서블 디스플레이(flexible display)등이 가능하며, 또한, 3차원 디스플레이(3D display)가 가능할 수도 있다. 3차원 디스플레이(150)는 무안경 방식과 안경 방식으로 구분될 수 있다.
한편, 디스플레이(150)는 터치 스크린으로 구성되어 출력 장치 이외에 입력 장치로 사용되는 것도 가능하다.
오디오 출력부(160)는 제어부(180)에서 음성 처리된 신호를 입력 받아 음성으로 출력한다.
인터페이스부(170)는 디스플레이 디바이스(100)에 연결되는 다양한 종류의 외부 기기와의 통로 역할을 수행한다. 인터페이스부는 케이블을 통해 데이터를 송수신하는 유선방식뿐만 아니라 안테나를 이용한 무선방식도 포함할 수 있다.
인터페이스부(170)는 유/무선 헤드셋 포트(port), 외부 충전기 포트(port), 유/무선 데이터 포트(port), 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트(port), 오디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 비디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 이어폰 포트(port) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
무선방식의 일 예로 전술한 방송수신부(110)가 포함될 수 있으며, 방송신호뿐만 아니라 이동통신신호 근거리 통신신호, 무선인터넷 신호 등을 포함할 수 있다.
외부장치 인터페이스부(171)는 접속된 외부 장치와 데이터를 송신 또는 수신할 수 있다. 이를 위해, 외부장치 인터페이스부(171)는 A/V 입출력부(미도시)를 포함할 수 있다.
외부장치 인터페이스부(171)는 DVD(Digital Versatile Disk), 블루레이(Blu ray), 게임기기, 카메라, 캠코더, 컴퓨터(노트북), 셋톱 박스 등과 같은 외부 장치와 유/무선으로 접속될 수 있으며, 외부 장치와 입력/출력 동작을 수행할 수도 있다.
또한, 외부장치 인터페이스부(171)는 다양한 원격제어장치(200)와 통신 네트워크를 수립하여, 원격제어장치(200)로부터 디스플레이 디바이스(100)의 동작과 관련된 제어신호를 수신하거나, 디스플레이 디바이스(100)의 동작과 관련된 데이터를 원격제어장치(200)로 전송할 수 있다.
외부장치 인터페이스부(171)는 다른 전자기기와의 근거리 무선 통신을 위한, 무선 통신부(미도시)를 포함할 수 있다. 이러한 무선 통신부(미도시)를 통해, 외부장치 인터페이스부(171)는 인접하는 이동 단말기와 데이터를 교환할 수 있다. 특히, 외부장치 인터페이스부(171)는 미러링 모드에서, 이동 단말기로부터 디바이스 정보, 실행되는 애플리케이션 정보, 애플리케이션 이미지 등을 수신할 수 있다.
네트워크 인터페이스부(172)는 디스플레이 디바이스(100)를 인터넷망을 포함하는 유/무선 네트워크와 연결하기 위한 인터페이스를 제공할 수 있다. 예를 들면, 네트워크 인터페이스부(172)는 네트워크를 통해, 인터넷 또는 컨텐츠 제공자 또는 네트워크 운영자가 제공하는 컨텐츠 또는 데이터들을 수신할 수 있다. 한편, 네트워크 인터페이스부(172)는 유/무선 네트워크와의 연결을 위한 통신 모듈(미도시)를 포함할 수 있다.
외부장치 인터페이스부(171) 및/또는 네트워크 인터페이스부(172)는 Wi-Fi(Wireless Fidelity), 블루투스(Bluetooth), 블루투스 저전력(Bluetooth Low Energy; BLE), 직비(Zigbee), NFC(Near Field Communication)와 같은 근거리 통신을 위한 통신 모듈, LTE(long-term evolution), LTE-A(LTE Advance), CDMA(code division multiple access), WCDMA(wideband CDMA), UMTS(universal mobile telecommunications system), WiBro(Wireless Broadband)와 같은 셀룰러 통신을 위한 통신 모듈 등을 포함할 수 있다.
사용자입력 인터페이스부(173)는 사용자가 입력한 신호를 제어부(180)로 전달하거나, 제어부(180)로부터의 신호를 사용자에게 전달할 수 있다. 예를 들면, 원격제어장치(200)로부터 전원 온/오프, 채널 선택, 화면 설정 등의 사용자 입력 신호를 송신/수신하거나, 전원키, 채널키, 볼륨키, 설정치 등의 로컬키(미도시)에서 입력되는 사용자 입력 신호를 제어부(180)에 전달하거나, 사용자의 제스처를 센싱하는 센서부(미도시)로부터 입력되는 사용자 입력 신호를 제어부(180)에 전달하거나, 제어부(180)로부터의 신호를 센서부로 송신할 수 있다.
제어부(180)는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있고, 이에 포함된 프로세서를 이용하여, 디스플레이 디바이스(100)의 동작 전반을 제어할 수 있다. 여기서, 프로세서는 CPU(central processing unit)과 같은 일반적인 프로세서일 수 있다. 물론, 프로세서는 ASIC과 같은 전용 장치(dedicated device)이거나 다른 하드웨어 기반의 프로세서일 수 있다.
제어부(180)는 튜너부(111), 복조부(112), 외부장치 인터페이스부(171), 또는 네트워크 인터페이스부(172)를 통하여 입력되는 스트림을 역다중화하거나, 역다중화된 신호들을 처리하여, 영상 또는 음성 출력을 위한 신호를 생성 및 출력할 수 있다.
제어부(180)에서 영상 처리된 영상신호는 디스플레이(150)로 입력되어, 해당 영상신호에 대응하는 영상으로 표시될 수 있다. 또한, 제어부(180)에서 영상 처리된 영상신호는 외부장치 인터페이스부(171)를 통하여 외부 출력장치로 입력될 수도 있다.
제어부(180)에서 처리된 음성 신호는 오디오 출력부(160)로 음향 출력될 수 있다. 또한, 제어부(180)에서 처리된 음성 신호는 외부장치 인터페이스부(171)를 통하여 외부 출력장치로 입력될 수 있다. 도 2에는 도시되어 있지 않으나, 제어부(180)는 역다중화부, 영상처리부 등을 포함할 수 있다. 이에 대해서는 도 3을 참조하여 후술한다.
그 외, 제어부(180)는 디스플레이 디바이스(100) 내의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들면, 제어부(180)는 튜너부(111)를 제어하여, 사용자가 선택한 채널 또는 기 저장된 채널에 해당하는 방송을 선택(Tuning)하도록 제어할 수 있다.
또한, 제어부(180)는 사용자입력 인터페이스부(173)를 통하여 입력된 사용자 명령 또는 내부 프로그램에 의하여 디스플레이 디바이스(100)를 제어할 수 있다. 한편, 제어부(180)는 영상을 표시하도록 디스플레이(150)를 제어할 수 있다. 이때, 디스플레이(150)에 표시되는 영상은, 정지 영상 또는 동영상일 수 있으며, 2D 영상 또는 3D 영상일 수 있다.
한편, 제어부(180)는 디스플레이(150)에 표시되는 영상 내에, 소정 2D 오브젝트가 표시되도록 할 수 있다. 예를 들면, 오브젝트는 접속된 웹 화면(신문, 잡지 등), EPG(Electronic Program Guide), 다양한 메뉴, 위젯, 아이콘, 정지 영상, 동영상, 텍스트 중 적어도 하나일 수 있다.
한편, 제어부(180)는 진폭 편이 변조(Amplitude Shift Keying; ASK) 방식을 이용하여, 신호를 변조(modulation) 및/또는 복조(demodulation)할 수 있다. 여기서, 진폭 편이 변조(ASK) 방식은, 데이터 값에 따라 반송파의 진폭을 다르게 하여 신호를 변조하거나, 반송파의 진폭에 따라 아날로그 신호를 디지털 데이터 값으로 복원하는 방식을 의미할 수 있다.
예를 들면, 제어부(180)는 영상 신호를, 진폭 편이 변조(ASK) 방식을 이용하여 변조하여, 무선통신 모듈을 통해 송신할 수 있다.
예를 들면, 제어부(180)는 무선통신 모듈을 통해 수신된 영상 신호를, 진폭 편이 변조(ASK) 방식을 이용하여 복조하여 처리할 수 있다.
이를 통해, 디스플레이 디바이스(100)는 MAC 주소(Media Access Control Address)와 같은 고유 식별자나, TCP/IP와 같은 복잡한 통신 프로토콜을 사용하지 않더라도, 인접하게 배치된 다른 영상표시장치와 간편하게 신호를 송수신할 수 있다.
한편, 디스플레이 디바이스(100)는 촬영부(미도시)를 더 포함할 수도 있다. 촬영부는 사용자를 촬영할 수 있다. 촬영부는 1 개의 카메라로 구현되는 것이 가능하나, 이에 한정되지 않으며, 복수 개의 카메라로 구현되는 것도 가능하다. 한편, 촬영부는 디스플레이(150) 상부에 디스플레이 디바이스(100)에 매립되거나 또는 별도로 배치될 수 있다. 촬영부에서 촬영된 영상 정보는 제어부(180)에 입력될 수 있다.
제어부(180)는 촬영부로부터 촬영된 영상에 기초하여, 사용자의 위치를 인식할 수 있다. 예를 들면, 제어부(180)는 사용자와 디스플레이 디바이스(100) 간의 거리(z축 좌표)를 파악할 수 있다. 그 외, 제어부(180)는 사용자 위치에 대응하는 디스플레이(150) 내의 x축 좌표, 및 y축 좌표를 파악할 수 있다.
제어부(180)는 촬영부로부터 촬영된 영상, 또는 센서부로부터의 감지된 신호 각각 또는 그 조합에 기초하여 사용자의 제스처를 감지할 수 있다.
전원 공급부(190)는 디스플레이 디바이스(100) 전반에 걸쳐 해당 전원을 공급할 수 있다. 특히, 시스템 온 칩(System On Chip; SOC)의 형태로 구현될 수 있는 제어부(180)와, 영상 표시를 위한 디스플레이(150), 및 오디오 출력을 위한 오디오 출력부(160) 등에 전원을 공급할 수 있다.
구체적으로, 전원 공급부(190)는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 컨버터(미도시)와, 직류 전원의 레벨을 변환하는 Dc/Dc 컨버터(미도시)를 구비할 수 있다.
한편, 전원 공급부(190)는 외부로부터 전원을 공급받아 각 부품에 전원을 배분하는 역할을 한다. 전원 공급부(190)는 외부 전원과 직접연결하여 교류전원을 공급하는 방식을 이용할 수 있고, 배터리를 포함하여 충전하여 사용할 수 있는 형태의 전원공급부(190)를 포함할 수 있다.
전자의 경우 유선의 케이블을 연결하여 사용하며 이동이 어렵거나 이동 범위가 제한된다. 후자의 경우 이동이 자유로우나 배터리만큼의 무게가 증가하고 부피가 커지며 충전을 위해 일정시간 전원케이블과 직접 연결하거나 전원을 공급하는 충전거치부(미도시)와 결합해야 한다.
충전거치부는 외부로 노출되는 단자를 통해 디스플레이 디바이스와 접속할 수 있고, 또는 무선방식을 이용하여 근접하면 내장된 배터리가 충전될 수도 있다.
원격제어장치(200)는 사용자 입력을 사용자입력 인터페이스부(173)로 전송할 수 있다. 이를 위해, 원격제어장치(200)는 블루투스(Bluetooth), RF(Radio Frequency) 통신, 적외선(Infrared Radiation) 통신, UWB(Ultra-wideband), 지그비(ZigBee) 방식 등을 사용할 수 있다. 또한, 원격제어장치(200)는 사용자입력 인터페이스부(173)에서 출력한 영상, 음성 또는 데이터 신호 등을 수신하여, 이를 원격제어장치(200)에서 표시하거나 음성 출력할 수 있다.
한편, 상술한 디스플레이 디바이스(100)는 고정형 또는 이동형 디지털 방송 수신 가능한 디지털 방송 수신기일 수 있다.
한편, 도 1에 도시된 디스플레이 디바이스(100)의 블록도는 본 발명의 일 실시예를 위한 블록도일 뿐, 블록도의 각 구성요소는 실제 구현되는 디스플레이 디바이스(100)의 사양에 따라 통합, 추가, 또는 생략될 수 있다.
즉, 필요에 따라 2 이상의 구성요소가 하나의 구성요소로 합쳐지거나, 혹은 하나의 구성요소가 2 이상의 구성요소로 세분되어 구성될 수 있다. 또한, 각 블록에서 수행하는 기능은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것이며, 그 구체적인 동작이나 장치는 본 발명의 권리범위를 제한하지 아니한다.
도 2는 디스플레이 디바이스의 일 예를 도시한 전면 사시도이다.
도 2를 참조하면, 디스플레이 디바이스(100)는 제1 장변(First Long Side, LS1), 제1 장변(LS1)에 대향하는 제2 장변(Second Long Side, LS2), 제1 장변(LS1) 및 제2 장변(LS2)에 인접하는 제1 단변(First Short Side, SS1) 및 제1 단변(SS1)에 대향하는 제2 단변(Second Short Side, SS2)을 포함하는 직사각형 형태를 가질 수 있다.
여기서, 제1 단변 영역(SS1)을 제1 측면영역(First side area)이라 하고, 제2 단변 영역(SS2)을 제1 측면영역에 대향하는 제2 측면영역(Second side area)이라 하고, 제1 장변 영역(LS1)을 제1 측면영역 및 제2 측면영역에 인 접하고 제1 측면영역과 제2 측면영역의 사이에 위치하는 제3 측면영역(Third side area)이라 하고, 제2 장변 영 역(LS2)을 제1 측면영역 및 제2 측면영역에 인접하고 제1 측면영역과 제2 측면영역의 사이에 위치하며 제3 측면 영역에 대향하는 제4 측면영역(Fourth side area)이라 하는 것이 가능하다.
아울러, 설명의 편의에 따라 제1, 2 장변(LS1, LS2)의 길이가 제1, 2 단변(SS1, SS2)의 길이보다 더 긴 것으로 도시하고 설명하고 있으나, 제1, 2 장변(LS1, LS2)의 길이가 제1, 2 단변(SS1, SS2)의 길이와 대략 동일한 경우 도 가능할 수 있다.
아울러, 이하에서 제1 방향(First Direction, DR1)은 디스플레이 디바이스(100)의 장변(Long Side, LS1, LS2)과 나 란한 방향이고, 제2 방향(Second Direction, DR2)은 디스플레이 디바이스(100)의 단변(Short Side, SS1, SS2)과 나란한 방향일 수 있다. 제3 방향(Third Direction, DR3)은 제1 방향(DR1) 및/또는 제2 방향(DR2)에 수직하는 방향일 수 있다.
다른 관점에서, 디스플레이 디바이스(100)가 화상을 표시하는 쪽을 전방 또는 전면이라 할 수 있다. 디스플레이 디바이스(100)가 화상을 표시할 때, 화상을 관측할 수 없는 쪽을 후방 또는 후면이라 할 수 있다. 전방 또는 전면에서 디스플레이 디바이스(100)를 바라 볼 때, 제1 장변(LS1) 쪽을 상측 또는 상 면이라 할 수 있다. 동일하게, 제2 장변(LS2) 쪽을 하측 또는 하면이라 할 수 있다. 동일하게, 제1 단변(SS1) 쪽을 우측 또는 우면이라 할 수 있고, 제2 단변(SS2)쪽을 좌측 또는 좌면이라 할 수 있다.
아울러, 제1 장변(LS1), 제2 장변(LS2), 제1 단변(SS1), 그리고 제2 단변(SS2)은 디스플레이 디바이스(100)의 엣지(351)(edge)라 칭할 수 있다. 또한, 제1 장변(LS1), 제2 장변(LS2), 제1 단변(SS1), 그리고 제2 단변 (SS2)이 서로 만나는 지점을 코너라 칭할 수 있다. 예를 들어, 제1 장변(LS1)과 제1 단변(SS1)이 만나는 지점은 제1 코너(C1), 제1 장변(LS1)과 제2 단변(SS2)이 만나는 지점은 제2 코너(C2), 제2 단변(SS2)과 제2 장변(LS 2)이 만나는 지점은 제3 코너(C3), 그리고 제2 장변(LS2)과 제1 단변(SS1)이 만나는 지점은 제4 코너(C4)가 될 수 있다.
여기서, 제1 단변(SS1)에서 제2 단변(SS2)을 향하는 방향 또는 제2 단변(SS2)에서 제1 단변(SS1)을 향하는 방향 은 좌우방향(LR)이라 할 수 있다. 제1 장변(LS1)에서 제2 장변(LS2)을 향하는 방향 또는 제2 장변(LS2)에서 제1 장변(LS1)을 향하는 방향은 상하방향(UD)이라 할 수 있다.
디스플레이 디바이스는 전면의 대부분의 면적을 차지하는 디스플레이 모듈과 디스플레이 모듈의 배면 측면 등을 커버하며 디스플레이 모듈을 패키지하는 케이스를 포함한다.
최근 디스플레이 디바이스(100)는 평면에서 더 나아가 곡면의 화면을 구현하기 위해 LED(Light Emitting Diodes, 발광다이오드)나 OLED(Organic Light Emitting Diodes, 유기발광다이오드)와 같이 휘어질 수 있는 디스플레이 모듈(150)을 이용할 수 있다.
종래에 주로 이용되던 LCD는 LCD가 자체적으로 발광하기 어려워 백라이트 유닛을 통해 빛을 공급받았다. 백라이트 유닛은 광원과 광원에서 공급된 빛을 균일하게 전면에 위치하는 액정에 공급해주는 장치이다. 백라이트 유닛이 점점 얇아지면선 박형의 LCD를 구현할 수 있었으나, 백라이트 유닛을 휘어지는 소재로 구현이 어렵고 백라이트 유닛이 휘어지는 경우 액정에 균일한 빛의 공급이 어려워져 화면의 밝기가 변화하는 문제가 있다.
반면 LED나 OLED의 경우 픽셀을 이루는 소자가 각각 자체적으로 발광하기 때문에 백라이트 유닛을 이용하지 않아 휘어지게 구현할 수 있다. 또한, 각 소자가 자체발광 하므로 이웃하는 소자와의 위치관계가 달라지더라도 자체 밝기에 영향을 주지 않기 때문에 LED나 OLED를 이용하여 휘어지는 디스플레이 모듈(150)을 구현할 수 있다.
OLED(Organic Light Emitting Diodes, 유기발광다이오드) 패널은 2010년 중반에 본격적으로 등장하여 중소형 디스플레이 시장에서는 LCD를 빠르게 대체하고 있다. OLED는 형광성 유기활합물에 전류가 흐르면 빛을 내는 자체발광 현상을 이용하여 만든 디스플레이로, 화질 반응 속도가 LCD에 비해 빨라 동영상을 구현할 때 잔상이 거의 나타나지 않는다.
OLED는 자체 발광기능을 가진 적색(Red)과 녹색(Green), 청색(Blue) 등 세 가지의 형광체 유기화합물을 사용하며, 음극과 양극에서 주입된 전자(電子)와 양의 전하를 띤 입자가 유기물 내에서 결합해 스스로 빛을 발하는 현상을 이용한 발광형 디스플레이 제품이므로 색감을 떨어뜨리는 백라이트(후광장치)가 필요 없다.
LED(Light Emitting Diode, 발광다이오드) 패널은 LED소자 하나를 하나의 픽셀로 이용하는 기술로서, 종래에 비해 LED소자의 크기를 줄일 수 있어 휘어지는 디스플레이 모듈(150)을 구현할 수 있다. 종래에 LED TV라 불리우던 장치는 LED를 LCD에 빛을 공급하는 백라이트 유닛의 광원으로 이용한다는 것이지 LED자체가 화면을 구성하지 못했었다.
디스플레이 모듈은 표시패널과 표시패널 배면에 위치하는 결합마그넷, 제1 전원 공급부 및 제1 신호모듈을 포함한다. 표시패널은 복수 개의 픽셀들(R,G,B)을 포함할 수 있다. 복수 개의 픽셀들(R,G,B)은 다수의 데이터 라인들과 다수의 게이트라인들이 교차되는 영역마다 형성될 수 있다. 복수 개의 픽셀들(R,G,B)은 매트릭스 형태로 배치 또는 배열될 수 있다.
예를 들어, 복수 개의 픽셀들(R,G,B)은 적색(Red, 이하 'R') 서브 픽셀, 녹색(Green, 'G') 서브 픽셀 및 청색 (Blue, 'B') 서브 픽셀을 포함할 수 있다. 복수 개의 픽셀들(R,G,B)은 화이트(White, 이하 'W') 서브 픽셀을 더 포함할 수 있다.
디스플레이 모듈(150)은 화상을 표시하는 쪽을 전방 또는 전면이라 할 수 있다. 디스플레이 모듈(150)은 화상을 표시할 때, 화상을 관측할 수 없는 쪽을 후방 또는 후면이라 할 수 있다.
도 3은 디스플레이 디바이스(100)의 분해도이다. 디스플레이 디바이스(100)는 디스플레이 모듈(150), 디스플레이 모듈(150)의 전면 둘레를 커버하면서 측면 둘레까지 감싸는 케이스탑(101), 디스플레이 모듈(150)의 배면을 커버하는 커버버텀(102) 및 커버버텀(102)의 배면(102a)에 실장되는 부품을 커버하며 커버버텀(102)의 배면에 결합하는 백커버(103)를 포함할 수 있다.
최근 디스플레이 모듈(150)이 얇아지면서 하우징(101, 102)도 얇아지고 있으며 디스플레이 모듈(150)의 전면 둘레에 위치하는 베젤을 구성하는 케이스탑(101)의 두께도 얇아지거나 생략할 수 있다. 예를들어 OLED 패널의 경우 백라이트 유닛이 생략되고 측방향으로 노출되는 층상구조가 액정표시패널보다 간략하여 케이스탑(101)을 생략할 수 있다.
디스플레이 모듈은 영상이 출력되는 표시패널(151)과 그 배면을 지지하기 위한 지지패널(153)을 포함하고 두 부재는 OCA와 같은 접착부재(152)를 이용하여 결합할 수 있다.
표시패널(151)의 단부에서 연장된 플렉서블 기판은 커버버텀(102)에 실장되는 제어기판과 연결하기 위해 배면방향으로 꺾어질 수 있다. 액정패널을 이용하는 경우 패널가이드를 이용하여 광원기판, 광학시트, 액정패널 순서로 안착하여 표시패널(151)을 구성할 수 있다.
벽에 걸어서 거치하는 형태는 디스플레이 디바이스(100)의 배면에 벽면에 체결하는 구조(미도시)를 포함하고, 바닥에 세워서 거치하는 형태의 디스플레이 디바이스(100)는 디스플레이 모듈(150)의 하부로 연장된 스탠드(108)를 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 디스플레이 디바이스(100)의 일 예를 도시한 배면 사시도이다. 디스플레이 모듈(150)의 두께가 얇아지면서 디스플레이 디바이스(100) 전체가 슬림화되는 경향에 따라 디스플레이 모듈(150)의 배면에 위치하는 부품도 슬림화 되어 가는 추세이다.
디스플레이 모듈(150)의 배면에 실장되는 부품 중 크기를 줄이기 어려운 부품 중에 하나가 음향출력장치(300)로서 스피커이다. 음향출력장치(300)는 진동판(350)의 떨림을 통해 소리를 출력하기 때문에 일정크기 이상의 소리를 출력하기 위해서는 진동판(350)의 진동의 크기도 커야 하며, 진동판(350)의 진동 시 간섭되지 않는 충분한 크기의 공간이 필요하다.
따라서, 슬림한 디자인의 디스플레이 디바이스(100)는 실장공간 상 제한이 있어, 음향출력장치(300)를 생략하거나 성능이 낮은 음향출력장치(300)를 탑재하게 된다. 따라서, 부족한 음향을 보강하기 위해 별도의 사운드바나 홈시어터 시스템이 요구된다. 별도로 음향출력부를 구비하기 위해서는 비용이 추가로 소요되고 및 설치 공간을 차지하게 되는 문제가 있다.
따라서, 슬림한 디스플레이 디바이스(100)에 실장할 수 있도록 슬림한 디자인을 구현하면서 동시에 성능이 개선된 음향출력장치(300)에 대한 니즈가 있다.
도 5는 종래의 음향출력장치를 도시한 도면으로, 도 5에 도시된 음향출력장치는 프레임(13), 프레임(13)의 내부에 마련된 자석(31)과 자석(31)의 하부에 위치하는 베이스 플레이트(14)와 자석의 상부에 위치하는 상부 플레이트(32) 및 폴(20)을 포함한다.
여기서 자석의 내측에 위치하는 보이스코일(40)은 원형을 이루며 감기고 보이스코일(40)은 탄성이 있는 댐퍼(47)에 의해 상하방향으로 진동 가능하게 프레임(13)에 결합한다. 보이스코일(40)은 상측에 위치하는 진동판(50)에 결합되며 탄성의 진동판(50)은 프레임(310)에 고정되는 엣지(51)를 포함한다.
상부플레이트(32)와 폴(20) 사이에는 자석에 의한 자력이 형성되며 보이스코일(40)에 전류가 인가되면 로렌쯔의 힘에 의하여 상기 진동판(50)이 상하방향으로 진동을 하면서 외부로 소리를 전달하도록 한다.
이러한 종래기술에 따른 스피커는 진동판(50)의 높이에, 상부 플레이트(32), 베이스 플레이트(18) 및 자석의 두께를 더한 높이 정도의 두께를 스피커가 가져야 하기 때문에 전체적인 두께가 증가할 수밖에 없는 문제점이 있었다.
또한, 전체적인 두께를 낮추고자 상부 플레이트(32), 베이스 플레이트(14) 및 자석의 두께 등을 얇게 하고자 하는 시도가 있어왔으나, 이와 같이 두께를 감소시키는 경우에는 자기력의 세기가 약화되어 출력이 감소하고 음질이 저하되는 문제점이 있다.
상부 플레이트(32)와의 간섭으로 인해 보이스코일(40)이 갖는 상하진폭의 가동범위가 협소해질 수밖에 없다. 이로 인해 진동판(350)의 진폭이 역시 협소해져 일정크기 이상으로 출력을 증대시키기가 제한되는 문제점이 있었다.
도 6은 본 발명의 음향출력장치(300)를 도시한 사시도이고, 도 7은 본 발명의 음향출력장치(300)를 도시한 분해사시도이다. 도 6 및 도 7에 도시된 본 발명의 음향출력장치(300)는 도면상 상하 방향으로 도 5의 음향출력장치에 비해 슬림한 형태를 가지고 있다.
도면상, 원형의 형태를 도시하고 있으나, 타원형 또는 장방형으로 구성될 수도 있다.
본 실시예의 음향출력장치(300)는 베이스 플레이트(318), 내측 자성부(320), 외측 자성부(330), 보이스코일(340), 브릿지(345), 댐퍼(347), 진동판(350), 프레임(310), 커버를 포함할 수 있다. 프레임(310)은 음향출력장치(300)의 하우징으로 상부프레임(312), 측부 프레임(310) 및 하부프레임(314)을 포함할 수 있다.
본 발명의 음향출력장치(300)는 도 5에 도시된 바와 같이, 진동판(350)과 보이스코일(340)이 수직방향으로 배치시 음향출력장치(300)의 두께가 두꺼워지는 문제가 있어, 본 발명의 진동판(350)은 보이스코일(340)의 상측이 아니라 수평방향으로 배치된다. 도 8에 도시된 바와 같이 외측 자성부(330)의 외측둘레에 진동판(350)이 위치할 수 있으며 진동판(350)과 보이스코일(340)을 연결하는 브릿지(345)를 포함할 수 있다.
브릿지(345)는 복수개의 외측 자성부(330)의 이격된 갭 사이를 통과하며 보이스코일(340)의 진동을 진동판(350)으로 전달할 수 있다. 보이스코일(340)의 위치를 고정하는 댐퍼(347)는 브릿지(345)를 통해 프레임(310)과 연결될 수 있다.
댐퍼(347)는 탄성을 가지도록 금속재질로 구성될 수 있으며, 프레임(310)과 브릿지(345)을 바로 연결하는 직선 구조가 아닌 그물형상을 가지고 있어, 진동판(350) 및 보이스코일(340)의 진폭에 상응하여 형상이 변화하여 보이스코일(340) 및 진동판(350)의 진동을 방해하지 않으면서 보이스코일(340)이 프레임(310)과 직접 닿지 않도록 구성할 수 있다.
본 실시예는 보이스코일(340)의 진동이 진동판(350)으로 수직방향으로 바로 전달되는 것이 아니라 브릿지(345)를 통해 간접적으로 전달되기 때문에 더 큰 구동력이 필요하다. 구동력을 보강하기 위해 자기장의 세기를 더 크게 할 수 있으며, 보이스코일(340) 내측에 위치하는 폴 대신 내측 자성부(320)를 구비하여 자기장의 세기를 보강할 수 있다.
베이스 플레이트(318)는 금속재질을 포함하며 자력을 모아 자기력의 흐름을 만든다. 요크라고도 하며, 외측 자성부(330)와 내측 자성부(320) 모두 베이스 플레이트(318)와 맞닿도록 배치된다.
보이스코일(340)은 전류가 흐르면 자기장 내에서 진동을 하는 전자석으로 보빈에 권취되어 수직방향으로 소정의 높이를 가질 수 있다. 보이스코일(340)에 인가되는 신호에 상응하여 진동을 생성하며 소리를 출력할 수 있다. 보이스코일(340)은 외측 자성부(330)와 내측 자성부(320) 사이에 위치하며 외측 자성부(330)와 내측 자성부(320)가 형성하는 자기장에 위치하게 된다.
음향출력장치(300)의 형상에 따라 내측 자성체와 외측 자성체의 형상은 달라질 수 있으며, 도 7에 도시된 바와 같이 원형의 음향출력장치(300)에 대해서는 원형의 내측 자성부(320)와 링형상의 외측 자성부(330)를 포함할 수 있다.
외측 자성부(330)는 복수 개로 분절되어 있으며 분절된 복수개의 외측 자성부(330)가 보이스코일(340)의 외측에서 원형을 이루며 배치될 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이 3개 또는 4개 정도로 분할하여 배치할 수 있다. 복수개의 외측 자성부(330) 사이의 이격공간에 브릿지(345)가 위치할 수 있다.
본 실시예의 음향출력장치(300)는 원형이므로 외측 자성부(330)의 형상은 곡선을 이루고 있으나, 장방형의 음향출력장치(300)의 경우 외측 자성부(330)를 각 변에 위치시키고 모서리 부분을 생략하는 경우 각 외측 자성부(330)는 직선형으로 구성할 수도 있다. 복수개의 외측 자성부(330)는 바람직하게는 동일한 크기를 가질 수 있으며, 동일한 크기를 가질 때 대칭적인 자기장을 형성할 수 있다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 음향출력장치(300)를 도시한 단면도이다. 각 실시예는 내측 자성부(320)와 외측 자성부(330)의 구성이 차이가 있으며, 그 외의 프레임(310), 진동판(350), 브릿지(345), 보이스코일(340) 등의 배치는 유사하다. 실시예 별로 내측 자성부(320)와 외측 자성부(330)가 형성하는 자기장의 태양이 달라질 수 있다.
보이스코일(340)이 위치하는 부분을 감싸는 프레임(310)은 상부프레임(312), 측면프레임(313) 및 하부프레임(314)으로 구성되고 자기장을 형성하는 자성부가 위치하는 부분은 금속재질을 포함하는 베이스 플레이트(318)와 상부커버(317)를 포함할 수 있다.
하부프레임(314)과 베이스 플레이트(318)는 금속재질로 일체형으로 만들 수도 있으나, 본 실시예는 외측 자성부(330) 바깥쪽으로 공간이 크기 때문에 자기장이 분산될 수 있어, 외측 자성부(330)에 상응하는 위치까지 금속재질의 베이스 플레이트(318)가 위치하고 사출재질의 하부프레임(314)은 베이스 플레이트(318)의 둘레에 배치되도록 링 형상을 가질 수 있다.
하부프레임(314)의 둘레에 위치하며 음향출력장치(300)의 측면을 커버하는 측면프레임(313)은 진동판(350)의 일측 엣지(351)가 고정되고, 측방향을 향해 배치되는 음향홀(316)을 포함할 수 있다.
도 4에 도시된 디스플레이 디바이스(100)의 배면 방향에 위치하는 음향 출력부(160)는 디스플레이 디바이스(100)의 전후 방향으로 진동판이 진동하도록 배치할 수 있다.
음향출력 장치(300)의 하면은 디스플레이 디바이스(100)의 전면을 향하고 상면은 디스플레이 디바이스(100)의 배면을 향하게 된다. 음향홀(316)을 프레임의 상면(상부프레임(312))에 형성하지 않고, 측면(측면프레임(313))에 위치시켜 디스플레이 디바이스(100)의 측방향으로 음향이 출력되도록 배치할 수 있다.
진동판(350)의 진동을 통해 생성된 소리를 증폭시키기 위해 공명구조를 더 포함할 수 있으며 공명구조(인클로져: enclosure)와 연결되는 공명홀도 프레임의 측면에 위치시킬 수 있다. 진동판(350)의 상부를 커버하는 상부프레임(312)은 하부프레임(314)처럼 도넛형상으로 자성부의 상부에 위치하는 상부커버(317)의 외측 둘레에 위치할 수 있다.
상부커버(317)와 상부프레임(312) 사이에 위치하는 가이드(315)는 상부커버(317)와의 위치를 정렬하면서, 진동판(350)의 타측 엣지(351)가 결합될 수 있다. 진동판(350)은 측면프레임(313)과 가이드(315)에 엣지(351)를 통해 결합하며 상부프레임(312)과 하부프레임(314) 및 측면프레임(313)에 둘러싸인 위치에 배치될 수 있다.
도 8의 (a)의 실시예의 내측 자성부(320)는 내측 플레이트(322)와 그 하부에 위치하는 제1 내측자석(321)을 포함하고, 외측 자성부(330)는 외측 플레이트(332)의 그 하부에 위치하는 제1 외측자석(331)을 포함한다.
도 8의 (b)는 (a)의 실시예의 자성부(320)와 보이스코일(340)을 확대 도시한 도면으로 자기장의 흐름을 개략적으로 도시하고 있다. 플레이트(322, 332)는 자석의 자력을 모아 보이스코일(340)을 통과하는 방향(도면상 수평방향)으로 자기장이 형성되도록 가이드(315)하는 역할을 한다.
내측 자성부(320)와 외측 자성부(330)가 보이스코일(340)을 관통하는 자기장을 형성하도록 내측 플레이트(322)와 외측 플레이트(332)의 상하방향 위치가 동일하게 위치할 수 있다. 내측 플레이트(322) 하부에 위치하는 제1 내측자석(321)과 외측 플레이트(332)의 하부에 위치하는 제1 외측자석(331)의 높이는 동일하게 형성하여 내측 플레이트(322)와 외측 플레이트(332)를 동일 높이에 위치시킬 수 있다.
보이스코일(340)의 위치는 외측 자성부(330)와 내측 자성부(320)가 형성하는 자기장의 힘을 최대로 받기 위해 외측 플레이트(332)와 내측 플레이트(322)가 형성하는 평면이 중앙에 위치하도록 보이스코일(340)을 배치할 수 있다(도 8 내지 도 10 참고).
자석의 크기가 클수록 자력이 커지므로 제1 내측자석(321) 및 제1 외측자석(331)의 두께를 더 크게 하여 부족한 자력을 보강할 수 있다. 다만, 내측 플레이트(322) 또는 외측 플레이트(332)의 하부에 위치하는 제1 내측자석(321) 또는 제1 외측자석(331)의 두께를 두껍게 하면 보이스코일(340)의 진폭을 고려해 상부 공간도 증가되어야 하며, 결과적으로 음향출력장치(300)의 두께가 다시 두꺼워지는 문제가 있다.
제1 내측자석(321) 및 제1 외측자석(331)의 두께를 증가시키지 않고 자력을 보강하기 위해 도 9의 (a)와 같이 내측 플레이트(322) 위에 제2 내측자석(323)을 외측 플레이트(332) 위에 제2 외측자석(333)을 추가로 구비할 수 있다.
내측 플레이트(322) 및 외측 플레이트(332)의 상부의 빈 공간을 활용할 수 있으므로 음향출력장치(300)의 크기가 커지는 것을 방지하면서 자력을 보강할 수 있다.
도 9의 (b)를 참조하면 내측 플레이트(322)와 외측 플레이트(332)의 상부에 위치하는 제2 내측자석(323)과 제2 외측자석(333)이 자력을 보강하여 자기장의 세기가 더 커질 수 있다.
다만, 플레이트(322, 332)의 상부에 위치하는 제2 내측자석(323)과 제2 외측자석(333)의 상측면은 연결되어 있지 않아, 플레이트(322, 332)의 상부에서는 자기장의 흐름이 하부에 비해 약하게 연결된다.
즉, 자력이 분산되어 위치하는 제2 내측자석(323)과 제2 외측자석(333)의 자력을 충분히 활용할 수 없으며, 실제 보이스코일(340)의 구동에 영향을 주는 자기장의 세기가 약해지는 문제가 있다.
도 10의 실시예는 이러한 제2 내측자석(323)과 제2 외측자석(333)의 자력을 충분히 활용하기 위해 연속적인 자기장의 흐름을 만들 수 있도록 상부커버(317)와 제2 내측자석(323) 및 제2 외측자석(333)이 맞닿도록 배치한 것을 특징으로 한다.
제2 내측자석(323)의 경우 상부커버(317)의 바로 하부에 위치하나, 제2 외측자석(333)은 가이드(315)의 상부에 위치하기 때문에 도 10의(a)에 도시된 바와 같이 상부커버(317)의 단부에서 제2 외측자석(333)을 향해 돌출되도록 돌출된 부분(3171)을 더 포함할 수 있다.
또는 제2 외측자석(333)의 두께를 증가시켜 상부커버(317)와 닿을 수 있도록 구성할 수 있다. 다만, 가이드(315)는 진동판(350)의 엣지(351)가 결합하는 구성이므로 생략하거나 바깥쪽으로 위치를 변경하기 어려운 바, 전술한 바와 같이 상부커버(317)의 단부(3171)를 꺾어 제2 외측자석(333)과 접촉시킬 수 있다.
제2 내측자석(323)은 내측 플레이트(322)의 상부 공간에 채워지는 높이를 가질 수 있으며, 보이스코일(340)의 진동 진폭 대비 음향출력장치(300)의 두께를 최소화 하기 위해 제1 내측자석(321)과 제2 내측자석(323)의 두께를 동일하게 하여 내측 플레이트(322) 기준으로 상하방향으로 대칭구조를 가질 수 있다.
제2 외측자석(333)의 두께도 제1 외측자석(331)과 동일한 크기로 구성할 수 있으나 가이드(315)의 위치를 고려하여 제1 외측자석(331)의 두께 보다 작게 구성할 수도 있다.
도 10의 (b)를 참조하면 제2 내측자석(323)과 제2 외측자석(333)이 금속재질의 상부커버(317)를 통해 연결되어 상부커버(317)를 통해 연속적인 자기흐름이 형성될 수 있다. 따라서 제2 내측자석(323)과 제2 외측자석(333)의 자력이 전체 자기장의 흐름에 충분히 반영될 수 있으며 도 10에 도시된 바와 같이 연속적인 자기장의 흐름이 만들어질 수 있다.
도 9의 실시예에서 보이스코일(340)에 가해지는 자기력은 약 1.64Tm정도로 측정되나, 도 10의 실시예는 2.12Tm로 약 0.48Tm (약 30%)만큼 자기력이 향상될 수 있다.
또한, 상하방향으로 대칭적으로 자기장이 흐르게 되어 보이스코일(340)이 상하방향으로 이동하더라도 자기장의 세기 변화가 작아질 수 있다. 보이스코일(340)이 보다 안정적으로 진동할 수 있어 음질 개선의 효과가 있으며 동일한 출력을 위해 보이스코일(340)에 인가되는 전력의 크기를 줄일 수 있어 효율이 증대되는 효과가 있다.
또한, 도 9의 실시예에 비해 상부커버(317)와 제2 내측자석(323) 사이의 이격 공간을 생략할 수 있어, 도 10의 실시예의 음향출력장치(300)는 두께를 더 슬림하게 구현할 수 있다.
도 11은 본 발명의 음향출력장치(300)의 주파수에 따른 음압을 나타낸 그래프이다. 실선은 도 10의 실시예이고 점선은 도 9의 실시예의 음향출력장치(300)의 음압을 나타낸다. 동일한 크기의 공명구조를 가지는 경우 저음기준 약 2 dB만큼 성능이 개선되는 것을 확인할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 음향출력장치(300)는 슬림한 구조를 가지면서도 출력효율이 우수하다.
또한, 음향출력장치(300)가 슬림한 구조를 가지기 때문에 이를 탑재한 디스플레이 디바이스(100)의 두께도 얇게 구현할 수 있다.
상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
100: 디스플레이 디바이스
101: 케이스탑
102: 커버버텀
103: 백커버
110: 방송수신부
120: 센싱부
130: 입력부
140: 저장부
150: 디스플레이 모듈
160: 오디오 출력부
170: 인터페이스부
171: 외부장치 인터페이스부
172: 네트워크 인터페이스부
173: 사용장비력 인터페이스부
180: 제어부
190: 전원 공급부
200: 원격 제어장치
300: 음향출력장치
310: 프레임
312: 상부프레임
313: 측면프레임
314: 하부프레임
315: 가이드
316: 베이스 플레이트
317: 상부커버
320: 내측 자성부
321: 제1 내측자석
322: 내측 플레이트
323: 제2 내측자석
330: 외측 자성부
331: 제1 외측자석
332: 외측 플레이트
333: 제2 외측자석
340: 보이스코일
345: 브릿지
350: 진동판
351: 엣지
347: 댐퍼

Claims (10)

  1. 금속재질의 베이스 플레이트;
    상기 베이스 플레이트의 중심에 위치하는 내측 자성부;
    상기 내측 자성부의 둘레에 위치하는 보이스코일;
    상기 보이스코일 둘레에 위치하는 복수개의 외측 자성부;
    상기 내측 자성부, 상기 보이스코일 및 상기 외측 자성부의 상부에 위치하는 상부커버;
    상기 외측 자성부의 둘레에 위치하는 원형의 진동판; 및
    상기 복수개의 외측 자성부 사이로 통과하며 상기 진동판과 상기 보이스코일을 연결하는 브릿지를 포함하며,
    상기 내측 자성부는,
    제1 내측자석;
    상기 내측자석의 상면에 위치하는 내측 플레이트; 및
    상기 내측 플레이트의 상면에 위치하는 제2 내측자석을 포함하고,
    상기 외측 자성부는
    상기 보이스코일의 외측 둘레에 위치하는 복수개의 제1 외측자석;
    상기 외측자석의 상면에 위치하는 외측 플레이트; 및
    상기 외측 플레이트의 상면에 위치하는 제2 외측자석을 포함하는 음향출력장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상부커버는 금속재질을 포함하며, 상기 제2 내측자석 및 상기 제2 외측자석의 상면과 맞닿는 것을 특징으로 하는 음향출력장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 상부커버는 상기 제2 외측자석을 향해 돌출된 엣지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음향출력장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 보이스코일의 상하방향 중심은 상기 내측 플레이트의 상하방향 중심과 동일 평면을 이루도록 배치되는 것을 특징으로 하는 음향출력장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 내측자석의 두께는 상기 제1 내측자석은 두께에 상응하는 것을 특징으로 하는 음향출력장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 진동판의 둘레 및 상부에 위치하는 프레임;
    상기 프레임과 상기 상부커버 사이에 위치하는 가이드를 더 포함하며,
    상기 진동판은 상기 프레임과 연결되는 외측엣지와 상기 가이드와 연결되는 내측엣지를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음향출력장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 프레임의 측방향에 위치하는 공명홀; 및
    상기 공명홀과 연통되며 공명공간을 형성하는 인클로져를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음향출력장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 브릿지와 상기 프레임을 연결하며 탄성을 가지는 댐퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음향출력장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 브릿지의 개수는 상기 외측 자성부의 개수에 상응하는 것을 특징으로 하는 음향출력장치.
  10. 하우징;
    상기 하우징의 전면에 위치하는 디스플레이 모듈; 및
    상기 디스플레이 모듈의 배면 방향에 위치하는 슬림 스피커를 포함하고,
    상기 슬림 스피커는
    금속재질의 베이스 플레이트;
    상기 베이스 플레이트의 중심에 위치하는 내측 자성부;
    상기 내측 자성부의 둘레에 위치하는 보이스코일;
    상기 보이스코일 둘레에 위치하는 복수개의 외측 자성부;
    상기 내측 자성부, 상기 보이스코일 및 상기 외측 자성부의 상부에 위치하는 상부커버;
    상기 외측 자성부의 둘레에 위치하는 원형의 진동판; 및
    상기 복수개의 외측 자성부 사이로 통과하며 상기 진동판과 상기 보이스코일을 연결하는 브릿지를 포함하며,
    상기 내측 자성부는,
    제1 내측자석;
    상기 내측자석의 상면에 위치하는 내측 플레이트; 및
    상기 내측 플레이트의 상면에 위치하는 제2 내측자석을 포함하고,
    상기 외측 자성부는
    상기 보이스코일의 외측 둘레에 위치하는 복수개의 제1 외측자석;
    상기 외측자석의 상면에 위치하는 외측 플레이트; 및
    상기 외측 플레이트의 상면에 위치하는 제2 외측자석을 포함하는 디스플레이 디바이스.
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