KR20230084268A - 골전도 소리전달장치 - Google Patents
골전도 소리전달장치 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20230084268A KR20230084268A KR1020237015608A KR20237015608A KR20230084268A KR 20230084268 A KR20230084268 A KR 20230084268A KR 1020237015608 A KR1020237015608 A KR 1020237015608A KR 20237015608 A KR20237015608 A KR 20237015608A KR 20230084268 A KR20230084268 A KR 20230084268A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- bone conduction
- conduction sound
- electrode layer
- layer
- mass element
- Prior art date
Links
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 title claims abstract description 367
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 280
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 250
- 230000004044 response Effects 0.000 claims abstract description 18
- 238000013016 damping Methods 0.000 claims description 66
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 58
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 45
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims description 19
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 884
- 239000000463 material Substances 0.000 description 124
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 42
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 24
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 23
- 230000008569 process Effects 0.000 description 23
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 17
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 17
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 15
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 14
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 13
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 12
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 12
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 11
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 11
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 10
- 230000006870 function Effects 0.000 description 10
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 10
- 230000009471 action Effects 0.000 description 9
- 229910002113 barium titanate Inorganic materials 0.000 description 9
- JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N barium titanate Chemical compound [Ba+2].[Ba+2].[O-][Ti]([O-])([O-])[O-] JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 8
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 8
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 8
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 7
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 7
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 6
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 6
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 5
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 5
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 5
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 5
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- -1 zincates Chemical compound 0.000 description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 description 4
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 4
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 4
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 4
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 3
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000012938 design process Methods 0.000 description 3
- NKZSPGSOXYXWQA-UHFFFAOYSA-N dioxido(oxo)titanium;lead(2+) Chemical class [Pb+2].[O-][Ti]([O-])=O NKZSPGSOXYXWQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005566 electron beam evaporation Methods 0.000 description 3
- 238000005328 electron beam physical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 3
- 229910052451 lead zirconate titanate Inorganic materials 0.000 description 3
- HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N lead zirconate titanate Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Zr+4].[Pb+2] HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 3
- LJCNRYVRMXRIQR-OLXYHTOASA-L potassium sodium L-tartrate Chemical compound [Na+].[K+].[O-]C(=O)[C@H](O)[C@@H](O)C([O-])=O LJCNRYVRMXRIQR-OLXYHTOASA-L 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 3
- 235000011006 sodium potassium tartrate Nutrition 0.000 description 3
- 238000003746 solid phase reaction Methods 0.000 description 3
- 238000010671 solid-state reaction Methods 0.000 description 3
- 238000001778 solid-state sintering Methods 0.000 description 3
- 239000011032 tourmaline Substances 0.000 description 3
- 229940070527 tourmaline Drugs 0.000 description 3
- 229910052613 tourmaline Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910001316 Ag alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000599 Cr alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 244000126211 Hericium coralloides Species 0.000 description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001297 Zn alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- GXDVEXJTVGRLNW-UHFFFAOYSA-N [Cr].[Cu] Chemical compound [Cr].[Cu] GXDVEXJTVGRLNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZUPBPXNOBDEWQT-UHFFFAOYSA-N [Si].[Ni].[Cu] Chemical compound [Si].[Ni].[Cu] ZUPBPXNOBDEWQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 239000000788 chromium alloy Substances 0.000 description 2
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 2
- YCKOAAUKSGOOJH-UHFFFAOYSA-N copper silver Chemical compound [Cu].[Ag].[Ag] YCKOAAUKSGOOJH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical class [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- TVZPLCNGKSPOJA-UHFFFAOYSA-N copper zinc Chemical compound [Cu].[Zn] TVZPLCNGKSPOJA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011133 lead Substances 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 229910021484 silicon-nickel alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L zinc sulfate Chemical compound [Zn+2].[O-]S([O-])(=O)=O NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N Aluminum nitride Chemical compound [Al]#N PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021532 Calcite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004205 SiNX Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000011045 chalcedony Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 1
- 210000005069 ears Anatomy 0.000 description 1
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000036039 immunity Effects 0.000 description 1
- 229910001552 magnesium chloroborate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R17/00—Piezoelectric transducers; Electrostrictive transducers
- H04R17/02—Microphones
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R25/00—Deaf-aid sets, i.e. electro-acoustic or electro-mechanical hearing aids; Electric tinnitus maskers providing an auditory perception
- H04R25/60—Mounting or interconnection of hearing aid parts, e.g. inside tips, housings or to ossicles
- H04R25/604—Mounting or interconnection of hearing aid parts, e.g. inside tips, housings or to ossicles of acoustic or vibrational transducers
- H04R25/606—Mounting or interconnection of hearing aid parts, e.g. inside tips, housings or to ossicles of acoustic or vibrational transducers acting directly on the eardrum, the ossicles or the skull, e.g. mastoid, tooth, maxillary or mandibular bone, or mechanically stimulating the cochlea, e.g. at the oval window
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R17/00—Piezoelectric transducers; Electrostrictive transducers
- H04R17/02—Microphones
- H04R17/025—Microphones using a piezoelectric polymer
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R17/00—Piezoelectric transducers; Electrostrictive transducers
- H04R17/10—Resonant transducers, i.e. adapted to produce maximum output at a predetermined frequency
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R7/00—Diaphragms for electromechanical transducers; Cones
- H04R7/02—Diaphragms for electromechanical transducers; Cones characterised by the construction
- H04R7/04—Plane diaphragms
- H04R7/06—Plane diaphragms comprising a plurality of sections or layers
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R9/00—Transducers of moving-coil, moving-strip, or moving-wire type
- H04R9/02—Details
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R9/00—Transducers of moving-coil, moving-strip, or moving-wire type
- H04R9/06—Loudspeakers
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/30—Piezoelectric or electrostrictive devices with mechanical input and electrical output, e.g. functioning as generators or sensors
- H10N30/308—Membrane type
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/50—Piezoelectric or electrostrictive devices having a stacked or multilayer structure
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/50—Piezoelectric or electrostrictive devices having a stacked or multilayer structure
- H10N30/501—Piezoelectric or electrostrictive devices having a stacked or multilayer structure having a non-rectangular cross-section in a plane parallel to the stacking direction, e.g. polygonal or trapezoidal in side view
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
- H04R1/46—Special adaptations for use as contact microphones, e.g. on musical instrument, on stethoscope
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R2217/00—Details of magnetostrictive, piezoelectric, or electrostrictive transducers covered by H04R15/00 or H04R17/00 but not provided for in any of their subgroups
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R2460/00—Details of hearing devices, i.e. of ear- or headphones covered by H04R1/10 or H04R5/033 but not provided for in any of their subgroups, or of hearing aids covered by H04R25/00 but not provided for in any of its subgroups
- H04R2460/13—Hearing devices using bone conduction transducers
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R2499/00—Aspects covered by H04R or H04S not otherwise provided for in their subgroups
- H04R2499/10—General applications
- H04R2499/11—Transducers incorporated or for use in hand-held devices, e.g. mobile phones, PDA's, camera's
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Otolaryngology (AREA)
- Neurosurgery (AREA)
- Piezo-Electric Transducers For Audible Bands (AREA)
- Details Of Audible-Bandwidth Transducers (AREA)
Abstract
본 개시는 골전도 소리전달장치에 관한 것이다. 상기 골전도 소리전달장치는 적층구조 및 베이스구조를 포함한다. 상기 적층구조는 진동유닛 및 음향변환유닛에 의해 형성된다. 상기 베이스구조는 상기 적층구조를 탑재하도록 구성되고, 상기 적층구조의 적어도 일측이 상기 베이스구조에 물리적으로 연결된다. 상기 베이스구조는 외부 진동신호에 따라 진동하고, 상기 진동유닛은 상기 베이스구조의 진동에 응답하여 변형되고, 상기 음향변환유닛은 상기 진동유닛의 변형에 따라 전기신호를 생성한다.
Description
관련 출원과의 교차참조
본 출원은 국제출원(출원번호: PCT/CN2020/142533, 출원일자: 2020년 12월 31일)의 우선권을 주장하며, 상기 선출원의 전부 내용은 참고하여 본 출원에 포함되어 있다.
본 개시는 소리전달장치의 기술분야에 관한 것으로서, 구체적으로는, 골전도 소리전달장치에 관한 것이다.
마이크로폰은 외부 진동신호를 수신하고, 음향변환유닛을 사용하여 진동신호를 전기신호로 변환시키고, 전기신호가 백엔드 회로에 의해 처리된 후 상기 전기신호를 출력한다. 기전도 마이크로폰은 기전도 음향신호를 수신하고, 상기 음향신호는 공기를 통해 전송되며, 예를 들면, 상기 기전도 마이크로폰은 공기진동신호를 수신한다. 상기 골전도 소리전달장치는 골전도 음향신호를 수신하고, 상기 음향신호는 사람 골격을 통해 전송되며, 예를 들면, 상기 골전도 소리전달장치는 골격진동신호를 수신한다. 기전도 마이크로폰와 비교하여, 골전도 소리전달장치는 소음내성에서 장점이 있다. 소음환경에서, 상기 골전도 소리전달장치는 환경소음들의 간섭을 적게 받으며 사람 음성을 잘 포획할 수 있다.
기존의 골전도 소리전달장치의 구조는 너무 복잡하며, 일반적으로 높은 수준의 생산공정을 요구한다. 일부 부재들 중의 불충분한 연결강도는 출력신호에 영향을 줄 수 있는 불충분한 수준의 신뢰성을 초래할 수 있다. 그러므로, 간단한 구조와 높은 안정성을 가지는 골전도 소리전달장치를 제공할 필요가 있다.
본 개시의 하나의 양태는 골전도 소리전달장치를 제공한다. 상기 골전도 소리전달장치는 적층구조 및 베이스구조를 포함할 수 있다. 상기 적층구조는 진동유닛 및 음향변환유닛에 의해 형성될 수 있다. 상기 베이스구조는 상기 적층구조를 탑재하도록 구성될 수 있다. 상기 적층구조의 적어도 일측이 상기 베이스구조에 물리적으로 연결될 수 있다. 상기 베이스구조는 외부 진동신호에 따라 진동할 수 있고, 상기 진동유닛은 상기 베이스구조의 진동에 응답하여 변형될 수 있고, 상기 음향변환유닛은 상기 진동유닛의 변형에 따라 전기신호를 생성할 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 베이스구조는 공심틀구조를 포함할 수 있고, 상기 적층구조의 일단부는 상기 베이스구조에 연결될 수 있고, 상기 적층구조의 다른 단부는 공심틀구조의 공심부에 현수될 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 진동유닛은 적어도 하나의 탄성층을 포함할 수 있고, 상기 음향변환유닛은 적어도 위로부터 아래로 차례로 배치된 제1 전극층, 제1 압전층, 및 제2 전극층을 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 탄성층은 상기 제1 전극층의 상면 또는 상기 제2 전극층의 하면에 위치할 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 음향변환유닛은 종자층을 더 포함할 수 있으며, 상기 종자층은 상기 제2 전극층의 하면에 위치한다.
일부 실시예들에서는, 상기 제1 전극층, 상기 압전층, 또는 상기 제2 전극층의 커버면적은 상기 적층구조의 면적 이하일 수 있다. 상기 제1 전극층, 상기 압전층, 또는 상기 제2 전극층은 상기 적층구조와 상기 베이스구조의 연결부에 가까울 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 진동유닛은 적어도 하나의 탄성층을 포함할 수 있고, 상기 음향변환유닛은 적어도 전극층과 압전층을 포함할 수 있고, 상기 적어도 하나의 탄성층은 상기 전극층의 표면에 위치할 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 전극층은 제1 전극과 제2 전극을 포함할 수 있다. 상기 제1 전극은 제1 빗살형 구조로 구부러질 수 있고, 상기 제2 전극은 제2 빗살형 구조로 구부러질 수 있다. 상기 제1 빗살형 구조는 상기 제2 빗살형 구조와 맞춰져서 상기 전극층을 형성할 수 있고, 상기 전극층은 상기 압전층의 상면 또는 하면에 위치할 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 제1 빗살형 구조 및 상기 제2 빗살형 구조는 상기 적층구조의 길이방향을 따라 연장될 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 진동유닛은 현수막구조를 포함할 수 있고, 상기 음향변환유닛은 위로부터 아래로 차례로 배치된 상기 제1 전극층, 상기 압전층, 및 상기 제2 전극층을 포함할 수 있다. 상기 현수막구조는 상기 현수막구조의 둘레측을 통해 상기 베이스구조에 연결될 수 있고, 상기 음향변환유닛은 상기 현수막구조의 상면 또는 하면에 위치할 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 현수막구조는 복수의 홀들을 포함할 수 있고, 상기 복수의 홀들은 상기 음향변환유닛의 둘레방향을 따라 분포될 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 음향변환유닛의 가장자리로부터 상기 복수의 홀들의 중심들까지의 반경거리는 100 μm 내지 400 μm의 범위 내일 수 있다.
상기 음향변환유닛은 고리형구조일 수 있으며, 상기 고리형구조의 내부구역에 위치하는 상기 현수막구조의 두께는 상기 고리형구조의 외부구역에 위치하는 상기 현수막구조의 두께보다 클 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 음향변환유닛은 고리형구조일 수 있으며, 상기 고리형구조의 내부구역에 위치하는 상기 현수막구조의 밀도는 상기 고리형구조의 외부구역에 위치하는 현수막구조의 밀도보다 클 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 진동유닛은 질량소자를 더 포함할 수 있으며, 상기 질량소자는 상기 현수막구조의 상면 또는 하면에 위치한다.
일부 실시예들에서는, 상기 음향변환유닛 및 상기 질량소자는 각각 상기 현수막구조의 상이한 측들에 위치할 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 음향변환유닛과 상기 질량소자는 상기 현수막구조의 동일한 측에 위치할 수 있다. 상기 음향변환유닛은 고리형구조일 수 있고, 상기 고리형구조는 상기 질량소자의 둘레방향을 따라 분포될 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 진동유닛은 적어도 하나의 지지팔 및 질량소자를 포함할 수 있으며, 상기 질량소자는 상기 적어도 하나의 지지팔을 통해 상기 베이스구조에 연결될 수 있다.
일부 실시예들에서는, 적어도 하나의 지지팔은 적어도 하나의 탄성층을 포함할 수 있고, 상기 음향변환유닛은 적어도 하나의 지지팔의 상면, 하면, 또는 내부에 위치할 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 음향변환유닛은 위로부터 아래로 차례로 배치된 상기 제1 전극층, 상기 압전층, 및 상기 제2 전극층을 포함할 수 있다. 상기 제1 전극층 또는 상기 제2 전극층은 상기 적어도 하나의 지지팔의 상면 또는 하면에 연결될 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 질량소자는 상기 제1 전극층의 상면 또는 하면 또는 상기 제2 전극층의 상면 또는 하면에 위치할 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 제1 전극층, 상기 제1 압전층, 또는 상기 제2 전극층의 면적은 상기 지지팔의 면적 이하일 수 있으며, 상기 제1 전극층, 상기 제1 압전층, 또는 상기 제2 전극층의 일부분 또는 전부는 상기 적어도 하나의 지지팔의 상면 또는 하면을 커버할 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 제1 전극층의 면적은 상기 압전층의 면적 이하일 수 있고, 상기 제1 전극층의 전체구역은 상기 압전층의 표면에 위치할 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 음향변환유닛의 상기 제1 전극층, 상기 압전층, 및 상기 제2 전극층은 상기 질량소자 또는 상기 지지팔과 상기 베이스구조 사이의 연결부에 가까울 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 적어도 하나의 지지팔은 적어도 하나의 탄성층을 포함할 수 있고, 상기 적어도 하나의 탄성층은 상기 제1 전극층의 상면 또는 하면 또는 상기 제2 전극층의 상면 또는 하면에 위치할 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 골전도 소리전달장치는 제한구조도 포함하며, 상기 제한구조는 상기 베이스구조의 상기 공심부에 위치한다. 상기 제한구조는 상기 베이스구조에 연결되고, 상기 제한구조는 상기 질량소자의 위 또는 아래에 위치할 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 골전도 소리전달장치는 적어도 하나의 댐핑층을 더 포함할 수 있고, 상기 적어도 하나의 댐핑층은 상기 적층구조의 상면, 하면, 또는 내부를 커버할 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 골전도 소리전달장치의 공진주파수는 1 kHz~5 kHz의 범위 내일 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 골전도 소리전달장치의 공진주파수는 2.5kHz~4.5kHz의 범위 내일 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 골전도 소리전달장치의 공진주파수는 2.5kHz~3.5kHz의 범위 내일 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 골전도 소리전달장치의 공진주파수는 상기 진동유닛의 강도와 양의 관계를 가질 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 골전도 소리전달장치의 공진주파수는 상기 적층구조의 질량과 음의 관계를 가진다.
일부 실시예들에서는, 상기 진동유닛은 적어도 하나의 지지팔 및 질량소자를 포함할 수 있으며, 상기 질량소자는 상기 적어도 하나의 지지팔을 통해 상기 베이스구조에 연결될 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 음향변환유닛은 상기 적어도 하나의 지지팔의 상면, 하면, 또는 내부에 위치할 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 음향변환유닛은 위로부터 아래로 차례로 배치된 제1 전극층, 제1 압전층, 및 제2 전극층을 포함할 수 있으며, 상기 제1 전극층 또는 상기 제2 전극층은 상기 적어도 하나의 지지팔의 상면 또는 하면에 연결될 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 질량소자는 상기 제1 전극층의 상면 또는 하면 또는 상기 제2 전극층의 상면 또는 하면에 위치할 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 제1 전극층, 상기 제1 압전층, 또는 상기 제2 전극층의 면적은 상기 지지팔의 면적 이하일 수 있고, 상기 제1 전극층, 상기 제1 압전층, 또는 상기 제2 전극층의 일부분 또는 전체는 상기 적어도 하나의 지지팔의 상면 또는 하면을 커버할 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 제1 전극층의 면적은 상기 제1 압전층의 면적 이하일 수 있고, 상기 제1 전극층의 전체 구역은 상기 제1 압전층의 표면에 위치할 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 음향변환유닛의 상기 제1 전극층, 상기 제1 압전층, 및 상기 제2 전극층은 상기 지지팔과 상기 질량소자 사이의 연결부의 일단부 또는 상기 지지팔과 상기 베이스구조 사이의 연결부의 일단부에 위치할 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 음향변환유닛은 적어도 하나의 탄성층을 포함할 수 있고, 상기 적어도 하나의 탄성층은 상기 제1 전극층의 상면 또는 하면 또는 상기 제2 전극층의 상면 또는 하면에 위치할 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 음향변환유닛은 제1 종자층을 더 포함할 수 있으며, 상기 제1 종자층은 상기 탄성층과 상기 제1 전극층 사이 또는 상기 탄성층과 상기 제2 전극층 사이에 배치된다.
일부 실시예들에서는, 상기 음향변환유닛은 적어도 하나의 와이어 결합 전극층을 더 포함할 수 있고, 상기 와이어 결합 전극층은 상기 베이스구조에 배치되어 상기 베이스구조로부터 전기신호를 도출하는데 이용될 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 탄성층은 상기 지지팔과 상기 제1 전극층 사이에 배치될 수 있고, 상기 제1 종자층은 상기 탄성층과 상기 제1 전극층 사이에 배치될 수 있고, 또는 상기 탄성층은 상기 지지팔과 상기 제2 전극층 사이에 배치될 수 있고, 상기 제1 종자층은 상기 탄성층과 상기 제2 전극층 사이에 배치될 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 골전도 소리전달장치에 중성층이 형성될 수 있고, 상기 지지팔이 변형되는 경우 상기 중성층의 변형응력은 0일 수 있으며, 상기 중성층은 두께방향에서 상기 제1 압전층과 중첩되지 않는다.
일부 실시예들에서는, 상기 제1 전극층의 두께는 80nm~250nm의 범위 내일 수 있거나, 또는 상기 제2 전극층의 두께는 80nm~250nm의 범위 내일 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 제1 압전층의 두께는 0.8μm~2μm의 범위 내에 있을 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 탄성층의 두께는 0.5μm~10μm의 범위 내에 있을 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 제1 종자층의 두께는 10nm~120nm의 범위 내에 있을 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 탄성층의 두께는 상기 제1 압전층의 두께의 1배~6배일 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 질량소자의 두께는 1μm~400μm의 범위 내에 있을 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 질량소자는 아래로부터 위로 차례로 배치된 베이스층, 제3 전극층, 제2 압전층, 및 제4 전극층을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 질량소자는 상기 베이스층과 상기 제3 전극층 사이에 배치된 제2 종자층을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 베이스층의 두께는 20μm~400μm의 범위 내에 있을 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 골전도 소리전달장치의 전기신호 강도 대 소음 강도의 비율은 전기신호 강도 대 소음 강도의 최대 비율의 50%-100%일 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 음향변환유닛은 상기 제1 전극층, 상기 제1 압전층, 및 상기 제2 전극층을 포함할 수 있고, 상기 골전도 소리전달장치의 전기신호 강도 대 소음 강도의 비율은 상기 제1 압전층의 두께와 음의 관계를 가질 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 음향변환유닛은 상기 제1 전극층, 상기 제1 압전층, 및 상기 제2 전극층을 포함할 수 있고, 상기 골전도 소리전달장치의 전기신호 강도 대 소음 강도의 비율은 상기 제1 전극층, 상기 제1 압전층, 및 상기 제2 전극층의 중첩구역의 면적과 음의 관계를 가질 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 음향변환유닛은 상기 제1 전극층, 상기 제1 압전층, 및 상기 제2 전극층을 포함할 수 있고, 상기 제1 전극층, 상기 제1 압전층, 및 상기 제2 전극층의 중첩구역의 면적 대 상기 두께방향에 수직이 되는 상기 지지팔의 단면의 면적의 비율은 5%-40%의 범위 내일 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 제1 전극층 또는 상기 제2 전극층에 전극절연트랜치가 배치될 수 있고, 상기 전극절연트랜치는 상기 제1 전극층 또는 상기 제2 전극층을 2개 이상의 전극구역들로 나누는데 이용될 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 전극절연트랜치의 폭은 20μm 이하일 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 제1 전극층 또는 상기 제2 전극층에는 전극리드가 배치될 수 있고, 상기 전극리드는 상기 전극구역을 상기 베이스와 연결시키는 데 이용될 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 전극리드의 폭은 20μm 이하일 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 제1 전극층, 상기 제1 압전층 및 상기 제2 전극층의 중첩구역은 상기 질량소자를 향해 연장되어 연장구역을 형성할 수 있으며, 상기 연장구역은 상기 질량소자의 상면 또는 하면에 위치할 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 두께방향에 수직이 되는 평면에서의 상기 연장구역의 폭은 상기 두께방향에 수직이 되는 평면에서의 상기 지지팔 및 상기 질량소자의 연결부의 폭의 1.2배~2배일 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 지지팔들의 수량은 2개 이상이고, 상기 2개 이상의 지지팔들은 상기 질량소자의 주위에 배치될 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 두께방향에 수직이 되는 상기 적어도 하나의 지지팔의 단면의 형상은 다각형일 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 다각형의 변길이는 100μm~600μm의 범위 내일 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 두께방향에 수직이 되는 상기 적어도 하나의 지지팔의 단면의 형상은 직사각형 또는 사다리꼴일 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 두께방향에 수직이 되는 상기 질량소자의 단면의 형상은 다각형일 수 있으며, 상기 지지팔들의 수량은 상기 다각형의 변의 수량에 대응된다.
일부 실시예들에서는, 상기 두께방향에 수직이 되는 상기 지지팔의 단면의 형상이 직사각형인 경우, 상기 지지팔의 길이는 100μm~500μm의 범위 내일 수 있고, 상기 지지팔의 폭은 150μm~400μm의 범위 내에 있을 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 두께방향에 수직이 되는 상기 지지팔의 단면의 형상이 사다리꼴인 경우, 상기 사다리꼴의 높이는 150μm~600μm의 범위 내에 있을 수 있고, 상기 사다리꼴의 긴 변의 길이는 300μm~600μm의 범위 내에 있을 수 있고, 상기 사다리꼴의 짧은 변의 길이는 100μm~400μm의 범위 내에 있을 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 지지팔은 제1 막대형부와 제2 막대형부를 포함할 수 있다. 제1 막대형부의 일단부는 상기 질량소자에 연결될 수 있고, 제1 막대형부의 다른 단부는 제2 막대형부의 일단부에 연결될 수 있다. 상기 제2 막대형부의 다른 단부는 상기 베이스에 연결될 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 제1 막대형부의 길이는 20μm~200μm의 범위 내에 있을 수 있고, 상기 제1 막대형부의 폭은 50μm~400μm의 범위 내일 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 제2 막대형부의 길이는 500μm~1300μm의 범위 내에 있을 수 있고, 상기 제2 막대형부의 폭은 50μm~400μm의 범위 내일 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 제1 막대형부과 상기 질량소자 사이의 연결부가 상기 질량소자의 측면의 단부에 위치하는 경우, 상기 제1 막대형부의 폭은 50μm~300μm의 범위 내에 있을 수 있고, 상기 제1 막대형부의 길이는 20μm~200μm의 범위 내일 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 제1 막대형부과 상기 질량소자 사이의 연결부가 상기 질량소자의 측면의 단부에 위치하는 경우, 상기 제2 막대형부의 폭은 50μm~300μm의 범위 내에 있을 수 있고, 상기 제2 막대형부의 길이는 800μm~1300μm의 범위 내에 있을 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 제1 막대형부과 상기 질량소자 사이의 연결부가 상기 질량소자의 측면의 중간점에 위치하는 경우, 상기 제1 막대형부의 폭은 100μm~400μm의 범위 내에 있을 수 있고, 상기 제1 막대형부의 길이는 20μm~200μm의 범위 내일 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 제1 막대형부과 상기 질량소자 사이의 연결부가 상기 질량소자의 측면의 중간점에 위치하는 경우, 상기 제2 막대형부의 폭은 100μm~400μm의 범위 내에 있을 수 있고, 상기 제2 막대형부의 길이는 500μm~1000μm의 범위 내에 있을 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 두께방향에 수직이 되는 상기 질량소자의 단면은 직사각형일 수 있고, 상기 제1 막대형부는 상기 제2 막대형부에 수직이 될 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 지지팔은 상기 제1 막대형부, 상기 제2 막대형부, 및 제3 막대형부를 포함할 수 있다. 제1 막대형부의 일단부는 상기 질량소자에 연결될 수 있고, 제1 막대형부의 다른 단부는 제2 막대형부의 일단부에 연결될 수 있다. 상기 제2 막대형부의 다른 단부는 제3 막대형부의 일단부에 연결될 수 있다. 상기 제3 막대형부의 다른 단부는 상기 베이스에 연결될 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 제1 막대형부의 길이는 20μm~200μm의 범위 내일 수 있고, 상기 제1 막대형부의 폭은 50μm~300μm의 범위 내일 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 제2 막대형부의 길이는 500μm~1200μm의 범위 내일 수 있고, 상기 제2 막대형부의 폭은 50μm~300μm의 범위 내일 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 제3 막대형부의 길이는 800μm~1300μm의 범위 내일 수 있고, 상기 제3 막대형부의 폭은 50μm~300μm의 범위 내일 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 베이스구조는 공심의 내부 캐비티를 구비하는 틀구조를 포함할 수 있으며, 상기 지지팔과 상기 질량소자의 양자는 상기 틀구조의 공심의 내부 캐비티에 설치될 수 있다.
일부 실시예들에서는, 질량소자의 형상은 공심의 내부 캐비티의 형상에 대응된다.
일부 실시예들에서는, 상기 지지팔과 상기 음향변환유닛의 두께의 합은 상기 질량소자의 두께보다 작을 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 지지팔과 상기 음향변환유닛의 두께의 합은 상기 질량소자의 두께 이상일 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 골전도 소리전달장치는 제한구조를 포함하고, 상기 제한구조는 상기 베이스구조의 내부 캐비티에 위치할 수 있다. 상기 제한구조는 상기 베이스구조에 연결될 수 있고, 상기 제한구조는 상기 질량소자의 위 또는 아래에 위치할 수 있다.
본 개시는 예시적인 실시예들을 통해 더 설명된다. 이러한 예시적인 실시예들은 도면을 참조하여 상세히 설명된다. 이러한 실시예들은 한정적이 아니며, 여기서, 동일한 참조부호는 동일한 구조를 표시한다.
도 1은 본 개시의 일부 실시예들에 따른 골전도 소리전달장치를 나타내는 구조개략도이다.
도 2는 본 개시의 일부 실시예들에 따른 도1에서의 A-A 축의 골전도 소리전달장치의 단면도이다.
도 3은 본 개시의 일부 실시예들에 따른 다른 하나의 골전도 소리전달장치를 나타내는 구조개략도이다.
도 4는 본 개시의 일부 실시예들에 따른 골전도 소리전달장치를 나타내는 구조개략도이다.
도 5는 본 개시의 일부 실시예들에 따른 골전도 소리전달장치를 나타내는 구조개략도이다.
도 6은 본 개시의 일부 실시예들에 따른 도 5에서의 골전도 소리전달장치의 일부분 구조의 단면도이다.
도 7은 본 개시의 일부 실시예들에 따른 골전도 소리전달장치를 나타내는 구조개략도이다.
도 8은 본 개시의 일부 실시예들에 따른 골전도 소리전달장치를 나타내는 구조개략도이다.
도 9는 본 개시의 일부 실시예들에 따른 도8에서의 골전도 소리전달장치의 정면도이다.
도10은 본 개시의 일부 실시예들에 따른 도9에서의 C-C 축의 골전도 소리전달장치의 단면도이다.
도11은 본 개시의 일부 실시예들에 따른 진동상태에서의 도8에서의 골전도 소리전달장치의 정면도이다.
도 12는 도 11에 따른 골전도 소리전달장치의 D-D 단면도이다.
도 13은 본 개시의 일부 실시예들에 따른 도 8에서의 골전도 소리전달장치를 나타내는 구조개략도이다.
도 14는 본 개시의 일부 실시예들에 따른 도 8에서의 골전도 소리전달장치를 나타내는 다른 하나의 구조개략도이다.
도 15는 본 개시의 일부 실시예들에 따른 도 8에서의 골전도 소리전달장치를 나타내는 다른 하나의 구조개략도이다.
도 16은 본 개시의 일부 실시예들에 따른 도 8에서의 골전도 소리전달장치를 나타내는 다른 하나의 구조개략도이다.
도 17은 본 개시의 일부 실시예들에 따른 상기 골전도 소리전달장치를 나타내는 구조개략도이다.
도 18은 본 개시의 일부 실시예들에 따른 도 17에서의 상기 골전도 소리전달장치의 E-E 축에 따른 단면도이다.
도 19는 본 개시의 일부 실시예들에 따른 도 17에서의 상기 골전도 소리전달장치를 나타내는 구조개략도이다.
도 20은 본 개시의 일부 실시예들에 따른 도 17에서의 상기 골전도 소리전달장치를 나타내는 다른 하나의 구조개략도이다.
도 21은 본 개시의 일부 실시예들에 따른 상기 골전도 소리전달장치를 나타내는 구조개략도이다.
도 22는 본 개시의 일부 실시예들에 따른 도 21에서의 상기 골전도 소리전달장치를 나타내는 구조개략도이다.
도 23은 본 개시의 일부 실시예들에 따른 상기 골전도 소리전달장치를 나타내는 구조개략도이다.
도 24는 본 개시의 일부 실시예들에 따른 도 23에서의 상기 골전도 소리전달장치의 정면도이다.
도 25는 본 개시의 일부 실시예들에 따른 도 24에서의 상기 골전도 소리전달장치의 F-F 축에 따른 단면도이다.
도 26은 본 개시의 일부 실시예들에 따른 도 23에서의 상기 골전도 소리전달장치를 나타내는 구조개략도이다.
도 27은 본 개시의 일부 실시예들에 따른 도 23에서의 상기 골전도 소리전달장치를 나타내는 다른 하나의 구조개략도이다.
도 28은 본 개시의 일부 실시예들에 따른 도 23에서의 상기 골전도 소리전달장치를 나타내는 다른 하나의 구조개략도이다.
도 29는 본 개시의 일부 실시예들에 따른 도 23에서의 상기 골전도 소리전달장치를 나타내는 다른 하나의 구조개략도이다.
도 30은 본 개시의 일부 실시예들에 따른 상기 골전도 소리전달장치를 나타내는 구조개략도이다.
도 31은 본 개시의 일부 실시예들에 따른 상기 골전도 소리전달장치를 나타내는 구조개략도이다.
도 32는 본 개시의 일부 실시예들에 따른 상기 골전도 소리전달장치를 나타내는 구조개략도이다.
도 33은 본 개시의 일부 실시예들에 따른 도 32에서의 상기 골전도 소리전달장치를 나타내는 구조개략도이다.
도 34는 본 개시의 일부 실시예들에 따른 적층구조의 고유주파수가 앞당긴 주파수응답곡선을 나타낸다.
도 35는 본 개시의 일부 실시예들에 따른 댐핑층을 구비하거나 또는 구비하지 않는 골전도 소리전달장치를 나타내는 주파수응답곡선이다.
도 36은 본 개시의 일부 실시예들에 따른 골전도 소리전달장치의 단면도이다.
도 37은 본 개시의 일부 실시예들에 따른 골전도 소리전달장치의 단면도이다.
도 38은 본 개시의 일부 실시예들에 따른 골전도 소리전달장치의 단면도이다.
도 2는 본 개시의 일부 실시예들에 따른 도1에서의 A-A 축의 골전도 소리전달장치의 단면도이다.
도 3은 본 개시의 일부 실시예들에 따른 다른 하나의 골전도 소리전달장치를 나타내는 구조개략도이다.
도 4는 본 개시의 일부 실시예들에 따른 골전도 소리전달장치를 나타내는 구조개략도이다.
도 5는 본 개시의 일부 실시예들에 따른 골전도 소리전달장치를 나타내는 구조개략도이다.
도 6은 본 개시의 일부 실시예들에 따른 도 5에서의 골전도 소리전달장치의 일부분 구조의 단면도이다.
도 7은 본 개시의 일부 실시예들에 따른 골전도 소리전달장치를 나타내는 구조개략도이다.
도 8은 본 개시의 일부 실시예들에 따른 골전도 소리전달장치를 나타내는 구조개략도이다.
도 9는 본 개시의 일부 실시예들에 따른 도8에서의 골전도 소리전달장치의 정면도이다.
도10은 본 개시의 일부 실시예들에 따른 도9에서의 C-C 축의 골전도 소리전달장치의 단면도이다.
도11은 본 개시의 일부 실시예들에 따른 진동상태에서의 도8에서의 골전도 소리전달장치의 정면도이다.
도 12는 도 11에 따른 골전도 소리전달장치의 D-D 단면도이다.
도 13은 본 개시의 일부 실시예들에 따른 도 8에서의 골전도 소리전달장치를 나타내는 구조개략도이다.
도 14는 본 개시의 일부 실시예들에 따른 도 8에서의 골전도 소리전달장치를 나타내는 다른 하나의 구조개략도이다.
도 15는 본 개시의 일부 실시예들에 따른 도 8에서의 골전도 소리전달장치를 나타내는 다른 하나의 구조개략도이다.
도 16은 본 개시의 일부 실시예들에 따른 도 8에서의 골전도 소리전달장치를 나타내는 다른 하나의 구조개략도이다.
도 17은 본 개시의 일부 실시예들에 따른 상기 골전도 소리전달장치를 나타내는 구조개략도이다.
도 18은 본 개시의 일부 실시예들에 따른 도 17에서의 상기 골전도 소리전달장치의 E-E 축에 따른 단면도이다.
도 19는 본 개시의 일부 실시예들에 따른 도 17에서의 상기 골전도 소리전달장치를 나타내는 구조개략도이다.
도 20은 본 개시의 일부 실시예들에 따른 도 17에서의 상기 골전도 소리전달장치를 나타내는 다른 하나의 구조개략도이다.
도 21은 본 개시의 일부 실시예들에 따른 상기 골전도 소리전달장치를 나타내는 구조개략도이다.
도 22는 본 개시의 일부 실시예들에 따른 도 21에서의 상기 골전도 소리전달장치를 나타내는 구조개략도이다.
도 23은 본 개시의 일부 실시예들에 따른 상기 골전도 소리전달장치를 나타내는 구조개략도이다.
도 24는 본 개시의 일부 실시예들에 따른 도 23에서의 상기 골전도 소리전달장치의 정면도이다.
도 25는 본 개시의 일부 실시예들에 따른 도 24에서의 상기 골전도 소리전달장치의 F-F 축에 따른 단면도이다.
도 26은 본 개시의 일부 실시예들에 따른 도 23에서의 상기 골전도 소리전달장치를 나타내는 구조개략도이다.
도 27은 본 개시의 일부 실시예들에 따른 도 23에서의 상기 골전도 소리전달장치를 나타내는 다른 하나의 구조개략도이다.
도 28은 본 개시의 일부 실시예들에 따른 도 23에서의 상기 골전도 소리전달장치를 나타내는 다른 하나의 구조개략도이다.
도 29는 본 개시의 일부 실시예들에 따른 도 23에서의 상기 골전도 소리전달장치를 나타내는 다른 하나의 구조개략도이다.
도 30은 본 개시의 일부 실시예들에 따른 상기 골전도 소리전달장치를 나타내는 구조개략도이다.
도 31은 본 개시의 일부 실시예들에 따른 상기 골전도 소리전달장치를 나타내는 구조개략도이다.
도 32는 본 개시의 일부 실시예들에 따른 상기 골전도 소리전달장치를 나타내는 구조개략도이다.
도 33은 본 개시의 일부 실시예들에 따른 도 32에서의 상기 골전도 소리전달장치를 나타내는 구조개략도이다.
도 34는 본 개시의 일부 실시예들에 따른 적층구조의 고유주파수가 앞당긴 주파수응답곡선을 나타낸다.
도 35는 본 개시의 일부 실시예들에 따른 댐핑층을 구비하거나 또는 구비하지 않는 골전도 소리전달장치를 나타내는 주파수응답곡선이다.
도 36은 본 개시의 일부 실시예들에 따른 골전도 소리전달장치의 단면도이다.
도 37은 본 개시의 일부 실시예들에 따른 골전도 소리전달장치의 단면도이다.
도 38은 본 개시의 일부 실시예들에 따른 골전도 소리전달장치의 단면도이다.
본 개시의 실시예들의 기술안을 더 명확히 설명하기 위해, 아래에서는 실시예들을 설명하는 데 사용되는 첨부도면들을 간단히 소개한다. 물론, 아래에서 설명하는 도면들은 단지 본 개시의 일부 예들 또는 실시예들이다. 본 분야의 통상의 기술자들은, 임의의 더 창조적인 노력을 하지 않고, 이러한 도면들에 근거하여 본 개시를 기타 유사한 상황에 응용할 수 있다. 상하문에서 명확히 얻을 수 있거나 설명된 경우 외에, 도면에 기재된 동일한 참고부호는 동일한 구조나 동작을 표시한다. 도면들은 설명 및 기재의 목적만을 위한 것이며, 본 개시의 범위를 한정하려는 것이 아님을 이해해야 한다. 도면들은 비례에 따라 작성된 것이 아님을 이해해야 한다.
본 개시의 설명의 편의를 위해, 용어 "중심", "상부면", "하부면", "상부", "하부", "꼭대기", "바닥", "내", "외", "축", "반지름", "둘레", "외부" 및 기타 위치관계를 나타내는 용어는 도면들에 따른 위치관계들에 기초하는 것이고, 장치들, 조립체들 또는 유닛들이 반드시 특정된 위치관계를 가지는 것을 의미하지 않으며, 이는 본 개시에 대한 한정으로 간주되지 말아야 한다.
여기에서 사용하는 용어 “시스템”, “엔진”, “유닛”, “모듈”, 및/또는 “블록”은 상이한 수준의 조립체들, 소자들, 부품들, 부분들 또는 조립을 구분하기 위한 하나의 방식임을 이해해야 한다. 다만, 이러한 단어들은 동일한 목적을 달성할 수 있는 다른 단어들에 의해 대체될 수 있다.
상하문에서 명확히 설명하지 아니한 한, 여기에서 사용한 단수표달방식 “하나”, “일”, “상기” 등은 복수를 포함한다. 더 알아두어야 할 것은 본 명세서에서 사용된 용어 "포함", “포괄”은 명시된 절차들 및 소자들의 존재를 명시하지만, 기타 절차 또는 소자들의 존재 또는 추가를 배제하지는 않는다는 것이다.
본 개시에서는 흐름도를 사용하여 본 개시의 실시예들에 따른 시스템에 의해 실행되는 동작들을 설명한다. 전후 동작들이 엄격한 순서에 따라 실행될 필요가 없음을 이해해야 한다. 반대로, 다양한 절차들은 반대 순서거나 동시에 실행될 수 있다. 그리고, 기타 동작들은 이러한 절차들에 추가될 수 있거나, 특정된 절차 또는 절차들은 이러한 절차들 중에서 제거될 수 있다.
본 개시의 일부 실시예들에서 제공되는 상기 골전도 소리전달장치는 베이스구조 및 적층구조를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 베이스구조는 상기 베이스구조 내부에 공심부를 구비하는 규칙적 또는 불규칙적인 3차원(3D) 구조일 수 있으며, 예를 들면, 상기 베이스구조는 공심틀구조일 수 있으며, 규칙적인 형상들, 예를 들면 직사각형 틀, 원형 틀, 및 규칙적인 다각형 틀과 임의의 불규칙적인 형상들을 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 상기 적층구조는 상기 베이스구조의 상기 공심부에 위치할 수 있거나, 또는 적어도 부분적으로 상기 베이스구조의 상기 공심부 위에 현수될 수 있다. 일부 실시예들에서는, 적어도 일부분의 상기 적층구조는 상기 베이스구조에 물리적으로 연결될 수 있다. 상기 "연결"은 상기 적층구조 및 상기 베이스구조를 각각 준비한 후, 상기 적층구조 및 상기 베이스구조는 용접, 리벳팅, 클램핑, 볼트연결, 등 수단에 의해 고정연결될 수 있거나, 또는 상기 적층구조는 상기 준비과정에서 물리증착(예를 들면, 물리기상증착) 또는 화학증착(예를 들면, 화학기상증착)을 통해 상기 베이스구조에 증착되는 것으로 이해할 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 적층구조의 적어도 일부분은 상기 베이스구조의 상면 또는 하면에 고정될 수 있으며, 상기 적층구조의 적어도 일부분은 진일보 상기 베이스구조의 측벽에 고정될 수도 있다. 예를 들면, 상기 적층구조는 외팔보일 수 있으며, 상기 외팔보는 판형구조일 수 있으며, 외팔보의 일단부는 상기 베이스구조의 상면 또는 하면, 또는 상기 베이스구조의 공심부가 위치하는 측벽에 연결될 수 있고, 상기 외팔보의 다른 단부는 상기 베이스구조에 연결 또는 접촉하지 않을 수 있으며, 따라서 상기 외팔보의 다른 단부는 상기 베이스구조의 공심부 내에 현수될 수 있다. 다른 하나의 예로써, 상기 적층구조는 진동막층(”현수막구조”라고도 부른다)을 포함할 수 있다. 상기 현수막구조는 상기 베이스구조에 고정연결될 수 있으며, 상기 적층구조는 상기 현수막구조의 상면 또는 하면에 배치될 수 있다. 다른 하나의 예로써, 상기 적층구조는 질량소자 및 하나 이상의 지지팔들을 포함할 수 있으며, 상기 질량소자는 상기 하나 이상의 지지팔들을 통해 상기 베이스구조에 고정연결될 수 있으며, 지지팔의 일단부는 상기 베이스구조에 연결될 수 있고, 상기 지지팔의 다른 단부는 상기 질량소자에 연결될 수 있으며, 따라서 상기 질량소자 및 상기 지지팔의 일부분은 상기 베이스구조의 공심부 내에 현수될 수 있다. 본 개시에서 언급된 "상기 베이스구조의 상기 공심부 내에 위치" 또는 "상기 베이스구조의 상기 공심부 내에 현수"는 "상기 베이스구조의 상기 공심부 내부, 아래 또는 위에 현수"됨을 의미할 수 있음을 이해해야 한다. 일부 실시예들에서는, 상기 적층구조는 진동유닛 및 음향변환유닛을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 베이스구조는 외부 진동신호에 따라 진동하고, 상기 진동유닛은 상기 베이스구조의 진동에 응답하여 변형된다. 음향변환유닛은 상기 진동유닛의 변형에 따라 전기신호를 생성한다. 여기서 상기 진동유닛 및 상기 음향변환유닛에 대한 설명은 단지 상기 적층구조의 작동원리를 소개하는 편의를 위한 것이며, 상기 적층구조의 실제 조합 및 구조를 한정하지 않음을 이해해야 한다. 사실상, 상기 진동유닛은 필수적인 것이 아닐 수 있으며, 그 기능은 완전히 상기 음향변환유닛에 의해 수행될 수 있다. 예를 들면, 상기 음향변환유닛의 구조에 대해 일정한 변경을 진행한 후, 상기 음향변환유닛은 직접 상기 베이스구조의 진동에 응답하여 전기신호를 생성할 수 있다.
상기 진동유닛은 외력 또는 관성의 작용하에서 쉽게 변형되는 상기 적층구조의 일부분이다. 상기 진동유닛은 외력 또는 관성력에 의해 생성되는 변형을 상기 음향변환유닛에 전달하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 진동유닛 및 상기 음향변환유닛은 중첩되어 상기 적층구조를 형성할 수 있다. 상기 음향변환유닛은 상기 진동유닛의 상층 또는 하층에 위치할 수도 있다. 예를 들면, 상기 적층구조가 외팔보구조인 경우, 상기 진동유닛은 적어도 하나의 탄성층을 포함할 수 있으며, 상기 음향변환유닛은 위로부터 아래로 차례로 배치된 제1 전극층, 제1 압전층, 및 제2 전극층을 포함할 수 있다. 상기 탄성층은 제1 전극층 또는 제2 전극층의 표면에 위치할 수 있다. 상기 탄성층은 진동 과정에서 변형될 수 있다. 상기 압전층은 상기 탄성층의 변형에 따라 전기신호를 생성할 수 있고, 상기 제1 전극층 및 상기 제2 전극층은 전기신호를 수집할 수 있다. 다른 하나의 예로써, 상기 진동유닛은 현수막구조일 수도 있다. 상기 현수막구조의 특정된 구역의 강도를 변경하고, 상기 현수막구조에 홀을 천공하고, 또는 평형추(질량소자라고도 부른다)를 상기 현수막구조 등에 설치함으로써, 상기 음향변환유닛에 가까운 상기 현수막구조는 외력의 작용하에서 더 쉽게 변형될 수 있으며, 따라서 상기 음향변환유닛을 구동하여 전기신호를 생성한다. 다른 하나의 예로써, 상기 진동유닛은 적어도 하나의 지지팔 및 질량소자를 포함할 수 있으며, 상기 질량소자는 지지팔을 통해 상기 베이스구조의 공심부 내에 현수될 수 있다. 상기 베이스구조가 진동할 때, 상기 진동유닛의 상기 지지팔 및 상기 질량소자는 상기 베이스구조에 상대적으로 이동할 수 있으며, 상기 지지팔의 변형은 상기 음향변환유닛에 작용하여 전기신호를 생성할 수 있다.
상기 음향변환유닛은 상기 진동유닛의 변형을 전기신호로 변환시키는 상기 적층구조의 일부분이다. 일부 실시예들에서는, 상기 음향변환유닛은 적어도 2개의 전극층들(예를 들면, 상기 제1 전극층 및 상기 제2 전극층), 및 상기 압전층을 포함할 수 있다. 상기 압전층은 상기 제1 전극층과 상기 제2 전극층 사이에 위치할 수 있다. 상기 압전층은 외력이 작용할 때 상기 압전층의 양단부에 전압을 생성하는 구조이다. 일부 실시예들에서는, 상기 압전층은 반도체 증착과정(예를 들면, 마그네트론 스퍼터링, 금속유기화학기상증착(MOCVD))에 의해 얻을 수 있는 압전고분자막일 수 있다. 본 개시의 일 실시예에서, 상기 압전층은 상기 진동유닛의 변형응력하에서 전압을 생성할 수 있고, 상기 제1 전극층 및 상기 제2 전극층은 전압(전기신호)을 수집할 수 있다. 본 개시의 일부 실시예들에서는, 상기 압전층의 재료는 압전필름 재료를 포함할 수 있다. 상기 압전필름 재료는 증착공정을 통해 제조되는(예를 들면, 마그네트론 스퍼터링 증착공정, 화학기상증착공정, 등) 필름재료(예를 들면, AlN 필름 재료)일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 압전층의 재료들은 압전 결정 재료 및 압전 세라믹 재료를 포함할 수 있다. 상기 압전 결정은 압전 단결정이다. 일부 실시예들에서는, 상기 압전 결정 재료는 결정, 스팔라이트, 방붕석(방붕석), 토르말린, 아연산염, GaAs, 티탄산바륨 및 그 파생구조 결정체, KH2PO4, NaKC4H4O6·4H2O(로셸염), 등, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다 상기 압전 세라믹 재료는 고상반응 및 상이한 재료 분말들의 소결에 의해 획득하는 미세립차들을 무작위로 수집함으로써 형성되는 압전 다결정일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 압전 세라믹 재료는 티탄산바륨(BT), 티탄산 지르코늄산 납(PZT), 니오븀산 바륨 리튬 납(PBLN), 변성 티탄산납, 질화 알루미늄(AIN), 산화 아연(ZnO), 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 압전층 재료는 압전고분자 재료, 예를 들면 폴리불화비닐리덴(PVDF)일 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 베이스구조 및 상기 적층구조는 상기 골전도 소리전달장치의 하우징에 위치할 수 있고, 상기 베이스구조는 상기 하우징의 내벽에 고정연결될 수 있고, 상기 적층구조는 상기 베이스구조에 의해 고정된다. 상기 골전도 소리전달장치의 하우징이 외력(예를 들면, 사람신체가 말할 때 하우징을 구동시켜 진동시킨다)하에 의해 진동하는 경우, 상기 하우징의 진동은 상기 베이스구조를 구동시켜 진동시킨다. 또한, 상기 진동유닛이 변형될 때, 상기 음향변환유닛의 압전층은 상기 진동유닛의 변형응력을 받아 전위차(전압)를 생성할 수 있다. 상기 음향변환유닛에서 각각 상기 압전층의 상면 및 하면에 위치하는 적어도 2개 전극층들(예를 들면, 상기 제1 전극층 및 상기 제2 전극층)은 상기 전위차를 수집하여 외부 진동신호를 전기신호로 변환시킬 수 있다. 단지 설명의 목적에 의해, 본 개시의 실시예들에 기재된 상기 골전도 소리전달장치는 이어폰(예를 들면, 골전도 이어폰 또는 기전도 이어폰), 안경, 가상현실장치, 헬멧, 등에 응용될 수 있으며, 상기 골전도 소리전달장치는 사람 신체의 머리(예를 들면, 얼굴), 목, 귀 부근, 및 머리 꼭대기, 등에 놓을 수 있다. 상기 골전도 소리전달장치는 사람이 말할 때 골격의 진동신호를 수집하고, 상기 진동신호를 전기신호로 변환시켜 소리수집을 구현할 수 있다. 상기 베이스구조는 상기 골전도 소리전달장치의 하우징에 상대적으로 독립된 구조에 한정되지 않음에 유의해야 한다. 일부 실시예들에서는, 상기 베이스구조는 상기 골전도 소리전달장치의 하우징의 일부분일 수도 있다.
상기 외부 진동신호를 수신한 후, 상기 골전도 소리전달장치(또는 골전도 소리전달장치)는 적층구조(상기 음향변환유닛 및 상기 진동유닛을 포함하는)를 이용해 상기 진동신호를 전기신호로 변환시키고, 백엔드 회로에 의해 처리된 후의 상기 전기신호를 출력한다. 공진은 "공진진동"이라고도 부를 수 있다. 상기 외부 진동신호의 상기 골전도 소리전달장치에 대한 작용하에서, 상기 외력의 주파수가 시스템의 고유진동주파수와 같거나 매우 접근하는 경우, 상기 진폭이 급격히 증가되는 현상을 공진으로 간주할 수 있으며, 주파수는 "공진주파수"라고 부를 수 있다. 상기 골전도 소리전달장치는 고유주파수를 가질 수 있고, 상기 외부 진동신호의 주파수가 상기 고유주파수에 접근하는 경우, 상기 적층구조는 큰 진폭을 생성할 수 있으며, 따라서 큰 전기신호를 출력한다. 그러므로, 상기 외부 진동에 대한 상기 골전도 소리전달장치의 공진이 발생하여 상기 고유주파수 가까이에 공진피크를 생성할 수 있다. 그러므로, 상기 골전도 소리전달장치의 공진주파수는 상기 고유주파수와 기본상 같을 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 골전도 소리전달장치의 고유주파수는 상기 적층구조의 고유주파수일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 적층구조의 고유주파수는 2.5 kHz 내지 4.5 kHz의 범위 내일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 사람신체의 골전도 신호가 1 kHz 후 급격히 감소되기 때문에, 상기 골전도 소리전달장치의 공진주파수(또는 상기 적층구조의 고유주파수)를 1 kHz 내지 5 kHz의 음성주파수대역 범위로 조절하는 것이 바람직하다. 일부 실시예들에서는, 상기 골전도 소리전달장치의 공진주파수는 2 kHz 내지 5 kHz의 범위 내일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 골전도 소리전달장치의 공진주파수는 2.5 kHz 내지 4.9kHz의 범위 내일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 골전도 소리전달장치의 공진주파수는 1 kHz 내지 4.5 kHz의 음성주파수대역 범위로 조절될 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 골전도 소리전달장치의 공진주파수는 2.5 kHz 내지 4.5 kHz의 음성주파수대역 범위로 조절될 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 골전도 소리전달장치의 공진주파수는 2.5 kHz 내지 3.5 kHz의 음성주파수대역 범위로 조절될 수 있다. 상기 공진주파수 범위의 조절에 따라, 상기 골전도 소리전달장치의 공진피크는 1kHz 내지 5 kHz의 음성 주파수대역 범위에 위치할 수 있으며, 따라서 상기 음성 주파수대역(예를 들면, 상기 공진피크 앞의 주파수대역의 범위, 예를 들면, 20 Hz 내지 5 kHz)의 진동에 응답하여 상기 골전도 소리전달장치의 민감도가 개선된다.
일부 실시예들에서는, 상기 골전도 소리전달장치의 공진주파수는 3.5kHz~4.7kHz의 범위 내에 있을 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 골전도 소리전달장치의 공진주파수는 4kHz~4.5kHz의 범위 내에 있을 수 있다.
상기 골전도 소리전달장치가 질량-스프링-댐핑 시스템 모형과 같을 수 있기 때문에, 상기 골전도 소리전달장치는 질량-스프링-댐핑 시스템이 작동시 여기력의 작용하에서 강제적 진동을 하는 것과 같을 수 있으며, 그 진동법칙은 질량-스프링-댐핑 시스템의 법칙과 일치할 수 있다. 그러므로, 상기 골전도 소리전달장치의 공진주파수는 상기 골전도 소리전달장치의 내부 부재들(예를 들면, 상기 진동유닛 또는 적층구조)의 등가강도 및 등가질량과 관련될 수 있다. 즉, 상기 골전도 소리전달장치의 공진주파수는 상기 골전도 소리전달장치의 내부 부재들의 등가강도와 양의 관계를 가질 수 있고, 상기 골전도 소리전달장치의 내부 부재들의 등가질량과 음의 관계를 가진다. 상기 등가강도는 상기 골전도 소리전달장치가 상기 질량-스프링-댐핑 시스템 모형과 동등하게 된 후의 강도가고, 상기 등가질량은 상기 골전도 소리전달장치가 상기 질량-스프링-댐핑 시스템 모형와 동등하게 된 후의 질량이다. 그러므로, 상기 골전도 소리전달장치의 공진주파수(또는 고유주파수)를 조절하는 것은 상기 진동유닛 또는 상기 적층구조의 등가강도 및 등가질량을 조절하는 것이다.
상기 골전도 소리전달장치에 있어서, 작동 중의 상기 골전도 소리전달장치는 상기 질량-스프링-댐핑 시스템 모형 여기력하에서 상기 질량-스프링-댐핑 시스템 모형의 강제진동과 같을 수 있으며, 및 상기 골전도 소리전달장치의 진동법칙은 상기 질량-스프링-댐핑 시스템 모형의 법칙과 일치할 수 있다. 여기력의 작용하에서, 상기 공진주파수f0의 영향력 파라미터는 상기 시스템 등가강도 
, 상기 시스템 등가질량 
, 및 상기 시스템 등가상대감쇠계수(감쇠비) 
를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 일부 실시예들에서는, 상기 시스템 등가강도 k는 상기 골전도 소리전달장치의 시스템 공진주파수 f 0 와 양의 관계를 가질 수 있으며, 상기 시스템 등가질량m는 상기 골전도 소리전달장치의 시스템 공진주파수 f 0 와 음의 관계를 가질 수 있으며, 상기 시스템 등가상대감쇠계수(감쇠비) 
는 상기 골전도 소리전달장치의 상기 시스템 공진주파수f 0 과 음의 관계를 가질 수 있다. 일부 실시예들에서는, 
은 상기 골전도 소리전달장치의 시스템에서의 공진주파수f 0 과 양의 관계를 가질 수 있다. 일부 실시예들에, 상기 주파수응답은 상기 아래의 공식(1)을 만족시킨다.
여기서, f 0 은 상기 골전도 소리전달장치의 시스템에서의 공진주파수f 0 이고, 
는 상기 시스템 등가강도가고, 
는 상기 시스템 등가질량이고, 
는 상기 시스템 등가상대감쇠계수(감쇠비)이다.
대부분의 골전도 소리전달장치들에 있어서, 특히 압전 골전도 소리전달장치들에 있어서, 상기 시스템 등가상대감쇠계수 
는 일반적으로 작으며, 상기 시스템의 공진주파수f 0 은 주로 상기 등가강도 및 상기 등가질량의 영향을 받을 수 있다. 도 8에 표시하는 상기 골전도 소리전달장치를 예로 들면, 지지팔(830)은 상기 진동시스템에 스프링, 댐핑 기능을 제공할 수 있고, 질량소자(840)는 진동시스템에 질량기능을 제공할 수 있다. 그러므로, 상기 지지팔(830)은 주로 상기 시스템 등가강도 k에 영향을 줄 수 있고, 동시에 상기 시스템 등가질량m에도 영향을 줄 수 있으며, 상기 질량소자(840)는 주로 상기 시스템 등가질량m에 영향을 줄 수 있고, 동시에 상기 시스템 등가강도 k에도 영향을 줄 수 있다. 상대적으로 복잡한 구조를 가지는 골전도 소리전달장치에 있어서, 이론상 상기 골전도 소리전달장치의 공진주파수 f 0 를 구하기가 어렵다. 상기 골전도 소리전달장치의 주파수응답은 한정된 요소 시물레션툴을 이용하여 상응한 구조 및 파라미터들의 모형을 구축함으로써 구할 수 있다. 일부 실시예들에서는, 아래에서 설명되는 상기 전극층(를 포함하는 상기 제1 전극층 및 상기 제2 전극층), 상기 압전층, 상기 탄성층, 및 상기 질량소자는 상이한 재료들을 선택하여 제조될 수 있으며, 상기 골전도 소리전달장치의 공진주파수 f 0 이 조절될 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 골전도 소리전달장치의 구조, 예를 들면 상기 지지팔 및 상기 질량소자의 구조, 상기 외팔보의 구조, 상기 천공한 현수막의 구조, 및 상기 현수막 및 상기 질량소자의 구조를 설계함으로써상기 골전도 소리전달장치의 공진주파수 f 0 이 조절될 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상이한 부재들의 크기들, 예를 들면, 상기 지지팔, 질량소자, 외팔보, 현수막, 등의 길이, 폭, 및 두께를 설계함으로써 상기 골전도 소리전달장치의 공진주파수 f 0 이 조절될 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 진동유닛 및 상기 음향변환유닛의 구조 파라미터들을 변경함으로써 상기 등가강도 및 상기 등가질량이 조절될 수 있으며, 따라서 상기 적층구조의 고유주파수가 상기 음성 주파수대역 범위로 감소될 수 있다. 예를 들면, 상기 진동유닛에 홀들을 설치함으로써, 상기 진동유닛의 등가강도가 조절될 수 있다. 다른 하나의 예로써, 상기 진동유닛에 질량소자를 설치함으로써, 상기 적층유닛의 등가질량이 조절될 수 있다. 다른 하나의 예로써, 상기 진동유닛에 지지팔을 설치함으로써 상기 적층유닛의 등가강도가 조절될 수 있다. 상기 진동유닛 및 상기 음향변환유닛의 구조 파라미터들의 조절에 관한 더 많은 내용에 관하여, 아래의 설명을 참고 바라며, 여기에서 중복하지 않는다.
도 1은 본 개시의 일부 실시예들에 따른 골전도 소리전달장치를 나타내는 구조개략도이다. 도 2는 본 개시의 일부 실시예들에 따른 도 1에서의 A-A 축을 따른 골전도 소리전달장치의 단면도이다.
도1 및 2에 나타내는 바와 같이, 상기 골전도 소리전달장치(100)는 베이스구조(110) 및 적층구조를 포함할 수 있다. 상기 적층구조의 적어도 일부분은 상기 베이스구조(110)에 연결될 수 있다. 상기 베이스구조(110)는 공심틀구조일 수 있으며, 상기 적층구조의 일부분(예를 들면, 상기 베이스구조(110)와 상기 적층구조 사이의 연결부로부터 멀리 떨어진 상기 적층구조의 단부)은 공심틀구조의 공심부에 위치할 수 있다. 상기 틀구조는 도1에 표시하는 정육면체에 한정되지 않음에 유의해야 한다. 일부 실시예들에서는, 상기 틀구조는 규칙적 또는 불규칙적인 구조, 예를 들면 절두체, 또는 원기둥체일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 적층구조는 상기 베이스구조(110)에 외팔보의 형식으로 고정연결될 수 있다. 또한, 상기 적층구조는 고정단부 및 자유단부를 포함할 수 있다. 상기 적층구조의 고정단부는 상기 틀구조에 고정연결될 수 있고, 상기 적층구조의 자유단부는 상기 틀구조에 연결 또는 접촉하지 않을 수 있으며, 따라서 상기 적층구조의 자유단부는 공심틀구조의 공심부 내에 현수될 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 적층구조의 고정단부는 상기 베이스구조(110)의 상면 또는 하면, 또는 상기 베이스구조(110)의 공심부가 위치하는 측벽에 연결될 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 베이스구조(110)의 공심부가 위치하는 측벽에는 상기 적층구조의 고정단부에 맞는 장착홈이 설치될 수도 있으며, 따라서 상기 적층구조의 고정단부는 상기 베이스구조(110)와 맞춰진다. 상기 적층구조와 상기 베이스구조(110) 사이의 안정성을 개선하기 위해, 일부 실시예들에서, 상기 적층구조는 연결대(140)를 포함할 수 있다. 단지 예로써, 도 1에 표시하는 바와 같이, 상기 연결대(140)는 상기 적층구조의 고정단부에 고정연결될 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 연결대(140)의 고정단부는 상기 베이스구조(110)의 상면 또는 하면에 위치할 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 연결대(140)의 고정단부는 상기 베이스구조(110)의 공심부가 위치하는 측벽에 위치할 수도 있다. 예를 들면, 상기 베이스구조(110)의 공심부가 위치하는 측벽에는 상기 고정단부에 맞는 장착홈가 설치되며, 따라서 상기 적층구조의 고정단부는 상기 장착홈을 통해 상기 베이스구조(110)에 맞춰진다. 여기서 상기 "연결"은 상기 적층구조와 상기 베이스구조(110)는 각각 상기 적층구조 및 상기 베이스구조(110)를 준비한 후, 용접, 리벳팅, 접착, 나사결합, 클램핑, 등 방식으로 고정연결하거나 또는 제조과정에서 물리증착(예를 들면, 물리기상증착) 또는 화학증착(예를 들면, 화학기상증착)을 통해 상기 적층구조를 상기 베이스구조(110)에 증착시키는 것으로 이해할 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 연결대(140)는 상기 적층구조와 상대적으로 독립된 구조 또는 상기 적층구조와 일체로 형성된 구조일 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 적층구조는 음향변환유닛(120) 및 진동유닛(130)을 포함할 수 있다. 상기 진동유닛(130)은 상기 적층구조에서의 탄성변형을 생성할 수 있는 일부분이다. 상기 음향변환유닛(120)은 상기 적층구조에서의 일부분이며, 상기 적층구조의 일부분은 상기 진동유닛(130)의 변형을 전기신호로 변환시킨다. 일부 실시예들에서는, 상기 진동유닛(130)은 상기 음향변환유닛(120)의 상면 또는 하면에 위치할 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 진동유닛(130)은 적어도 하나의 탄성층을 포함할 수 있다. 단지 설명의 목적으로써, 도 1에 표시하는 상기 진동유닛(130)은 위로부터 아래로 차례로 배치된 제1 탄성층(131) 및 제2 탄성층(132)을 포함할 수 있다. 상기 제1 탄성층(131) 및 상기 제2 탄성층(132)은 반도체 재료로 제조된 판형구조일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 반도체 재료는 이산화규소, 질화규소, 질화갈륨, 산화아연, 탄화규소, 등을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 제1 탄성층(131) 및 상기 제2 탄성층(132)의 재료들은 같거나 다를 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 음향변환유닛(120)은 위로부터 아래로 차례로 배치된 적어도 하나의 제1 전극층(121), 압전층(122), 및 제2 전극층(123)을 포함할 수 있다. 상기 탄성층들(예를 들면, 상기 제1 탄성층(131) 및 상기 제2 탄성층(132))은 상기 제1 전극층(121)의 상면 또는 상기 제2 전극층(123)의 하면에 위치할 수 있다. 상기 압전층(122)은 압전효과에 의해 상기 진동유닛(130)의 변형응력(예를 들면, 상기 제1 탄성층(131) 및 상기 제2 탄성층(132))하에서 전압(전위차)을 생성할 수 있고, 상기 제1 전극층(121) 및 상기 제2 전극층(123)은 전압(전기신호)를 출력할 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 압전층의 재료는 압전필름 재료를 포함할 수 있고, 상기 압전필름 재료는 증착공정을 통해 제조되는(예를 들면, 마그네트론 스퍼터링 증착공정, 화학기상증착공정, 등.) 필름 재료(예를 들면, AlN 필름 재료, PZT 필름재료)일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 압전층(122)의 재료들은 압전 결정 재료 및 압전 세라믹 재료를 포함할 수 있다. 상기 압전 결정 재료는 압전 단결정이다. 일부 실시예들에서는, 상기 압전 결정 재료는 결정, 스팔라이트, 보라사이트(방붕석), 토르말린, 아연산염, GaAs, 티탄산바륨 및 그 파생구조 결정체, KH2PO4, NaKC4H4O6·4H2O(로셸염), 등, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 상기 압전 세라믹 재료는 고상반응 및 상이한 재료 분말들의 소결에 의해 획득하는 미세립차들을 무작위로 수집함으로써 제조되는 압전 다결정일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 압전 세라믹 재료는 티탄산바륨(BT), PZT, 니오븀산 바륨 리튬 납(PBLN), 변성 티탄산납, 질화 알루미늄(AIN), 산화 아연(ZnO), 등, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 압전층(122)의 재료는 압전고분자 재료, 예를 들면 폴리불화비닐리덴(PVDF), 등일 수도 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 제1 전극층(121) 및 상기 제2 전극층(123)은 전도성 재료 구조들일 수 있다. 예로써, 전도성 재료들은 금속, 합금 재료, 산화금속 재료, 그래핀, 등, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 금속 및 합금 재료는 니켈, 철, 납, 백금, 티탄, 구리, 몰리브덴, 아연, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서는, 합금 재료는 구리-아연 합금, 구리-주석 합금, 구리-니켈-실리콘 합금, 구리-크롬 합금, 구리-은 합금, 등, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 산화금속 재료는RuO2, MnO2, PbO2, NiO, 등, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
상기 적층구조와 상기 베이스구조(110) 사이에 상대적 이동이 발생한 경우, 상기 적층구조에서 상기 진동유닛(130)(예를 들면, 상기 제1 탄성층(131) 또는 상기 제2 탄성층(132))은 상이한 위치들에서 변형도가 다르며, 즉, 상기 진동유닛(130)의 상이한 위치들은 상기 음향변환유닛(120)의 상기 압전층(122)에 상이한 변형응력을 가진다. 일부 실시예들에서는, 상기 골전도 소리전달장치(100)의 민감도를 개선하기 위해, 상기 음향변환유닛(120)은 상기 진동유닛(130)의 변형도가 큰 위치에만 설치될 수 있으며, 따라서 상기 골전도 소리전달장치의 신호소음비율(SNR)을 개선한다. 상응하게, 상기 음향변환유닛(120)의 상기 제1 전극층(121), 상기 압전층(122), 및/또는 상기 제2 전극층(123)의 면적은 상기 진동유닛(130)의 면적의 이하일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 골전도 소리전달장치(100)의 SNR를 더 개선하기 위해, 상기 진동유닛(130)에서 상기 음향변환유닛(120)에 의해 커버된 면적은 상기 진동유닛(130)의 면적의 1/2 이하일 수 있다. 바람직하게는, 상기 진동유닛(130)에서 상기 음향변환유닛(120)에 의해 커버된 면적은 상기 진동유닛(130)의 면적의 1/3 이하일 수 있다. 또한 바람직하게는, 상기 진동유닛(130)에서 상기 음향변환유닛(120)에 의해 커버된 면적은 상기 진동유닛(130)의 면적의 1/4 이하일 수 있다. 또한, 일부 실시예들에서는, 상기 음향변환유닛(120)의 위치는 상기 적층구조와 상기 베이스구조(110) 사이의 연결부에 가까울 수 있다. 상기 적층구조와 상기 베이스구조(110) 사이의 연결부 부근에서 외력이 작용될 때, 상기 진동유닛(130)(예를 들면, 상기 탄성층)은 큰 변형도를 생성할 수 있고, 상기 음향변환유닛(120)은 상기 적층구조와 상기 베이스구조(110) 사이의 연결부 부근에서 큰 변형도를 받을 수 있다. 상기 음향변환유닛(120)은 큰 변형응력을 가지는 구역에 설치되어 상기 골전도 소리전달장치(100)의 민감도를 개선하는 기초상에서 상기 골전도 소리전달장치(100)의 SNR를 개선한다. 상기 적층구조와 상기 베이스구조(110) 사이의 연결부 가까이의 상기 음향변환유닛(120)은 상기 적층구조의 자유단부와 관련됨에 유의해야 한다. 즉, 상기 음향변환유닛(120)과 상기 적층구조와 상기 베이스구조(110) 사이의 연결부의 거리는 상기 음향변환유닛(120)과 자유단부의 거리보다 작을 수 있음을 의미한다. 일부 실시예들에서는, 상기 음향변환유닛(120)에서의 상기 압전층(122)의 면적 및 위치만을 조절함으로써, 상기 골전도 소리전달장치(100)의 민감도 및 SNR을 개선할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 전극층(121)과 상기 제2 전극층(123)은 상기 진동유닛(130)의 표면을 전부 또는 부분적으로 덮을 수 있으며, 상기 압전층(122)의 면적은 상기 제1 전극층(121) 또는 상기 제2 전극층(123)의 면적 이하일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 제1 전극층(121) 또는 상기 제2 전극층(123) 위에서 압전층(122)에 의해 커버된 면적은 상기 제1 전극층(121) 또는 상기 제2 전극층(123)의 면적의 1/2 이하일 수 있다. 바람직하게는, 상기 제1 전극층(121) 또는 상기 제2 전극층(123) 위에서 압전층(122)에 의해 커버된 면적은 상기 제1 전극층(121) 또는 상기 제2 전극층(123)의 면적의 1/3 이하일 수 있다. 또한 바람직하게는, 상기 제1 전극층(121) 또는 상기 제2 전극층(123) 위에서 압전층(122)에 의해 커버된 면적은 상기 제1 전극층(121) 또는 상기 제2 전극층(123)의 면적의 1/4이하일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 제1 전극층(121)과 상기 제2 전극층(123) 사이의 연결에 의한 합선을 방지하기 위해, 상기 제1 전극층(121)의 면적은 상기 압전층(122) 또는 상기 제2 전극층(123)의 면적보다 작을 수 있다. 예를 들면, 상기 압전층(122), 상기 제2 전극층(123), 및 상기 진동유닛(130)의 면적은 같을 수 있으며, 상기 제1 전극층(121)의 면적은 상기 진동유닛(130)(예를 들면, 상기 탄성층), 상기 압전층(122), 또는 상기 제2 전극층(123)의 면적보다 작을 수 있다. 이런 경우, 상기 제1 전극층(121)의 전체구역은 상기 압전층(122)의 표면에 위치할 수 있고, 상기 제1 전극층(121)의 가장자리는 상기 압전층(122)의 가장자리로부터 일정한 거리를 가질 수 있으며, 따라서 상기 제1 전극층(121)은 상기 압전층(122)의 가장자리에서 나쁜 재료품질을 가지는 구역을 피하고, 상기 골전도 소리전달장치(100)의 SNR을 더 개선한다.
일부 실시예들에서는, 출력전기신호를 증가시키고 상기 골전도 소리전달장치(100)의SNR를 개선하기 위해, 상기 압전층(122)은 상기 적층구조의 중성층의 일측에 위치할 수 있다. 상기 중성층은 상기 적층구조에서 변형이 발생할 때 변형응력이 대체로 0인 평면층이다. 일부 실시예들에서는, 매 단위 두께의 상기 압전층(122)의 응력 및 응력변화구배를 조절(예를 들면, 증가시킴)함으로써, 상기 골전도 소리전달장치(100)의 SNR을 조절할 수도 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 음향변환유닛(120)(예를 들면, 상기 제1 전극층(121), 상기 압전층(122), 상기 제2 전극층(123), 및 상기 진동유닛(130)(예를 들면, 상기 제1 탄성층(131), 상기 제2 탄성층(132))의 형상, 두께, 재료, 및 크기(예를 들면, 길이, 폭, 및 두께)를 조절함으로써도, 상기 골전도 소리전달장치(100)의 SNR 및 민감도를 개선할 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 적층구조의 뒤틀림 변형을 제어하기 위해, 상기 적층구조에서의 각 층의 응력의 균형을 잡는 것이 필요하며, 따라서 상기 외팔보의 중성층의 상부와 하부 부분은 동일한 유형의 응력(예를 들면, 인장응력, 및 압축응력)을 받을 수 있으며, 응력의 크기는 같을 수 있다. 예를 들면, 상기 압전층(122)이AIN 재료층인 경우, 상기 압전층(122)은 상기 외팔보의 중성층의 일측에 배치될 수 있다. 일반적으로, 상기 AlN 재료층의 응력은 인장응력일 수 있으며, 상기 중성층의 다른 일측에서의 상기 탄성층의 압축응력은 인장응력일 수도 있다.
일부 실시예들에서는, 음향변환유닛(120)은 기타 층들을 위한 좋은 성장표면구조를 제공하기 위한 종자층(미도시)을 더 포함할 수 있고, 상기 종자층은 상기 제2 전극층(123)의 하면에 위치한다. 일부 실시예들에서는, 상기 종자층의 재료는 상기 압전층(122)의 재료와 같을 수 있다. 예를 들면, 상기 압전층의 재료(122)가 AlN인 경우, 상기 종자층의 재료도 AlN일 수 있다. 상기 음향변환유닛(120)이 상기 제2 전극층(123)의 하면에 위치하는 경우, 상기 종자층은 상기 제1 전극층(121)의 상면에 위치할 수 있음에 유의해야 한다. 또한, 상기 음향변환유닛(120)이 상기 종자층을 포함하는 경우, 상기 진동유닛(130)(예를 들면, 상기 제1 탄성층(131), 상기 제2 탄성층(132))은 종자층의 상기 압전층(122)으로부터 멀어지는 방향의 표면에 위치할 수 있다. 기타 실시예들에서는, 상기 종자층의 재료는 상기 압전층(122)의 재료와 다를 수 있다.
상기 적층구조의 형상은 도1에 표시하는 직사각형에 한정되지 않을 수 있으며, 규칙적 또는 불규칙적인 형상들 예를 들면 삼각형, 사다리꼴, 원형, 반원형, 1/4 원형, 타원형, 반타원형, 등일 수 있으며, 이는 여기의 기재에 한정되지 않음에 유의해야 한다. 그리고, 상기 적층구조들의 수량은 도1에 표시하는 하나에 한정되지 않을 수 있으며, 2개, 3개, 4개, 또는 더 많을 수도 있다. 상이한 적층구조들은 상기 베이스구조(110)의 공심부에 나란히 현수될 수 있거나, 또는 상기 베이스구조(110)의 공심부 내에 차례로 상기 적층구조의 각 층의 배치방향을 따라 차례로 현수될 수 있다.
도 3은 본 개시의 일부 실시예들에 따른 기타 골전도 소리전달장치를 나타내는 구조개략도이다. 도3에서의 상기 골전도 소리전달장치(300)는 도1에서의 상기 골전도 소리전달장치(100)와 실질적으로 같을 수 있으며, 주요 차이점은 도 3에서의 상기 골전도 소리전달장치(300)의 상기 적층구조의 형상이 다른 점이다. 도3에 표시하는 바와 같이, 상기 골전도 소리전달장치(300)는 베이스구조(310) 및 적층구조를 포함할 수 있고, 상기 적층구조의 형상은 사다리꼴일 수 있다. 또한, 상기 골전도 소리전달장치(300)에서의 상기 적층구조의 폭은 자유단부로부터 고정단부까지 점차 작아질 수 있다. 기타 실시예들에서, 상기 골전도 소리전달장치(300)에서의 상기 적층구조의 폭은 상기 자유단부로부터 상기 고정단부까지 점차 커질 수 있다. 여기에서 상기 베이스구조(310)의 구조는 상기 베이스구조(110)의 구조와 유사할 수 있고, 상기 진동유닛(330)의 구조는 상기 진동유닛(130)의 구조와 유사할 수 있음에 유의해야 한다. 상기 음향변환유닛(320)에서의 상기 제1 전극층(321), 상기 압전층(322), 및 상기 제2 전극층(323), 그리고, 상기 진동유닛(330)에서의 상기 제1 탄성층(331) 및 상기 제2 탄성층(332)의 상세 내용에 관하여, 도1 에서의 상기 음향변환유닛(120) 및 상기 진동유닛(130)의 각 층에 관한 내용을 참고 바란다. 그리고, 상기 음향변환유닛(120) 및 상기 진동유닛(130)에서의 기타 부재들(예를 들면, 종자층)은 도 3에 표시하는 상기 골전도 소리전달장치(300)에 응용될 수 있으며, 여기에서 중복하지 않는다.
도 4는 본 개시의 일부 실시예들에 따른 골전도 소리전달장치를 나타내는 구조개략도이다. 도 4에 표시하는 바와 같이, 상기 골전도 소리전달장치(400)는 베이스구조(410) 및 적층구조를 포함할 수 있으며, 상기 적층구조의 적어도 일부분은 상기 베이스구조(410)에 연결될 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 베이스구조(410)는 공심틀구조일 수 있으며, 상기 적층구조의 일부분(예를 들면, 상기 베이스구조(410)와 상기 적층구조 사이의 연결부로부터 멀리 떨어진 상기 적층구조의 단부)은 공심틀구조의 공심부에 위치할 수 있다. 상기 틀구조는 도4에 표시하는 정육면체 형상에 한정되지 않고, 일부 실시예들에서는, 상기 틀구조는 규칙적 또는 불규칙적인 구조, 예를 들면 프리즘, 또는 원기둥체일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 적층구조는 외팔보의 형식으로 상기 베이스구조(410)에 고정연결될 수 있다. 또한, 상기 적층구조는 고정단부 및 자유단부를 포함할 수 있다. 상기 적층구조의 고정단부는 상기 틀구조에 고정연결될 수 있으며, 상기 적층구조의 자유단부는 상기 틀구조에 연결 또는 접촉하지 않을 수 있으며, 따라서 상기 적층구조의 자유단부는 공심틀구조의 공심부 내에 현수될 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 적층구조의 고정단부는 상기 베이스구조(410)의 상면, 하면, 또는 상기 베이스구조(410)의 공심부가 위치하는 측벽에 연결될 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 베이스구조(410)의 공심부가 위치하는 측벽에는 상기 적층구조의 고정단부에 맞는 장착홈이 설치될 수 있으며, 따라서 상기 적층구조의 고정단부는 상기 베이스구조(410)와 맞춰진다. 여기서 상기 “연결”은 각각 상기 적층구조 및 상기 베이스구조(410)를 준비한 후, 용접, 리벳팅, 집기, 나사결합 등 방식으로 상기 적층구조와 상기 베이스구조(410)를 고정연결하거나, 또는 상기 적층구조는 상기 제작과정에서 물리증착(예를 들면, 물리기상증착) 또는 화학증착(예를 들면, 화학기상증착)을 통해 상기 적층구조를 상기 베이스구조(410)에 증착시키는 것으로 이해할 수 있다. 일부 실시예들에서는, 하나 이상의 적층구조는 상기 베이스구조(410)에 배치될 수 있으며, 예를 들면,상기 적층구조들의 수량은 1개, 2개, 3개, 7개, 등일 수 있다. 또한, 상기 복수의 상기 적층구조들은 상기 베이스구조(410)의 둘레방향을 따라 등거리로 균일하게 배치되거나, 또는 균일하지 않게 배치될 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 적층구조는 음향변환유닛(420) 및 진동유닛(430)를 포함할 수 있다. 상기 진동유닛(430)은 상기 음향변환유닛(420)의 상면 또는 하면에 위치할 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 진동유닛(430)은 적어도 하나의 탄성층을 포함할 수 있다. 상기 탄성층은 반도체 재료로 제조된 판형구조일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 반도체재료는 이산화규소, 질화규소, 질화갈륨, 산화아연, 탄화규소, 등을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 음향변환유닛(420)은 전극층 및 압전층(423)을 포함할 수 있고, 상기 전극층은 제1 전극(421) 및 제2 전극(422)을 포함할 수 있다. 본 개시의 실시예에서, 상기 압전층(423)은 상기 진동유닛(430)의 변형응력의 작용하에서 압전효과에 따라 전압(전위차)을 생성할 수 있으며, 상기 제1 전극(421) 및 상기 제2 전극(422)은 상기 전압(전기신호)을 출력할 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 제1 전극(421) 및 상기 제2 전극(422)은 간격을 두고 상기 압전층(423)의 동일한 표면(예를 들면, 상면 또는 하면)에 배치될 수 있으며, 상기 전극층 및 상기 진동유닛(430)은 상기 압전층(423)의 상이한 표면에 위치할 수 있다. 예를 들면, 상기 진동유닛(430)이 상기 압전층(423)의 하면에 위치하는 경우, 상기 전극층(상기 제1 전극(421) 및 상기 제2 전극(422))은 상기 압전층(423)의 상면에 위치할 수 있다. 다른 하나의 예로써, 상기 진동유닛(430)이 상기 압전층(423)의 상면에 위치하는 경우, 상기 전극층(상기 제1 전극(421) 및 상기 제2 전극(422))은 상기 압전층(423)의 하면에 위치할 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 전극층 및 상기 진동유닛(430)은 상기 압전층(423)의 동일한 측에 위치할 수도 있다. 예를 들면, 상기 전극층은 상기 압전층(423)과 상기 진동유닛(430) 사이에 위치할 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 제1 전극(421)은 제1 빗살형 구조(4210)로 구부러질 수 있고, 상기 제1 빗살형 구조(4210)은 복수의 빗살형 구조들을 포함할 수 있다. 상기 제1 빗살형 구조(4210)의 인접되는 빗살 구조들 사이에는 제1 간격이 존재하고, 상기 제1 간격은 같거나 다를 수 있다. 상기 제2 전극(422)은 제2 빗살형 구조(4220)로 구부러질 수 있고, 상기 제2 빗살형 구조(4220)는 복수의 빗살 구조들을 포함할 수 있다. 상기 제2 빗살형 구조(4220)의 인접되는 빗살 구조들 사이에는 제2 간격이 존재하고, 상기 제2 간격은 같거나 다를 수 있다. 상기 제1 빗살형 구조(4210)는 상기 제2 빗살형 구조(4220)와 서로 맞춰져서 상기 전극층을 형성할 수 있다. 또한, 상기 제1 빗살형 구조(4210)의 빗살형 구조는 상기 제2 빗살형 구조(4220) 사이의 제2 간격 내로 연장될 수 있으며, 상기 제2 빗살형 구조(4220)의 빗살형 구조들은 상기 제1 빗살형 구조(4210)의 제1 간격 내로 연장될 수 있으며, 따라서 서로 맞춰져서 상기 전극층을 형성할 수 있다. 상기 제1 빗살형 구조(4210)와 상기 제2 빗살형 구조(4220)는 서로 맞출 수 있으며, 따라서 상기 제1 전극들(421)과 상기 제2 전극(422)는 더 컴팩트하게 배치될 수 있으나, 교차하지 않을 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 제1 빗살형 구조(4210)와 상기 제2 빗살형 구조(4220)는 외팔보의 길이방향(예를 들면, 고정단부로부터 자유단부로의 방향)을 따라 연장될 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 압전층(423)은 바람직하게는 압전 세라믹 재료로 제조될 수 있다. 상기 압전층(423)이 상기 압전 세라믹 재료로 제조된 경우, 상기 압전층(423)의 극화방향은 상기 외팔보의 길이방향과 일치할 수 있다. 압전 세라믹의 압전상수(d33)의 특성은, 상기 출력신호를 대폭 증가시키는 데 이용되어 민감도를 개선할 수 있다. 압전상수(d33)는 상기 압전층을 이용하여 기계적 에너지를 전기 에너지로 변환하기 위한 적합한 비례상수이다. 도4에 표시하는 상기 압전층(423)은 기타 재료들로 제조될 수도 있음에 유의해야 한다. 기타 재료들로 제조된 상기 압전층(423)의 극화방향이 상기 외팔보의 두께방향과 일치한 경우, 상기 음향변환유닛(420)은 도1에 표시하는 상기 음향변환유닛(420)에 의해 대체될 수 있다.
상기 적층구조와 상기 베이스구조(410) 사이에 상대적인 이동이 발생하는 경우, 상기 적층구조에서의 상기 진동유닛(430)의 변형도는 상이한 위치들에서 다르며, 예를 들면, 상기 진동유닛(430)의 상이한 위치들은 상기 음향변환유닛(420)의 상기 압전층(423)에서 상이한 변형응력을 가질 수 있음을 의미한다. 일부 실시예들에서는, 상기 음향변환유닛(420)을 상기 진동유닛(430)의 변형도가 큰 위치에 설치하기만 함으로써 상기 골전도 소리전달장치치(400)의 SNR을 개선한다. 상응하게, 상기 음향변환유닛(420)의 상기 전극층 및/또는 상기 압전층(423)의 면적은 상기 진동유닛(430)의 면적 이하일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 골전도 소리전달장치(400)의 SNR를 더 개선하기 위해, 상기 진동유닛(430)에서 상기 음향변환유닛(420)에 의해 커버된 면적은 상기 진동유닛(430)의 면적보다 작을 수 있다. 바람직하게는, 상기 진동유닛(430)에서 상기 음향변환유닛(420)에 의해 커버된 면적은 상기 진동유닛(430)의 면적의 1/2 이하일 수 있다. 바람직하게는, 상기 진동유닛(430)에서 상기 음향변환유닛(420)에 의해 커버된 면적은 상기 진동유닛(430)의 면적의 1/3 이하일 수 있다. 또한 바람직하게는, 상기 진동유닛(430)에서 상기 음향변환유닛(420)에 의해 커버된 면적은 상기 진동유닛(430)의 면적의 1/4 이하일 수 있다. 또한, 일부 실시예들에서는, 상기 음향변환유닛(420)은 상기 적층구조와 상기 베이스구조(410) 사이의 연결부에 가까울 수 있다. 상기 진동유닛(430)이 외력을 받을 때, 상기 진동유닛(430)(예를 들면, 상기 탄성층)이 상기 적층구조와 상기 베이스구조(410) 사이의 연결부 가까이에서 큰 변형도를 생성하기 때문에, 상기 음향변환유닛(420)도 상기 적층구조와 상기 베이스구조(410) 사이의 연결부 가까이에서 큰 변형응력을 받으며, 상기 음향변환유닛(420)은 상대적으로 큰 변형응력을 가지는 구역에 배치되어, 상기 골전도 소리전달장치(400)의 민감도를 개선하는 기초상에서 상기 골전도 소리전달장치(400)의 SNR를 개선할 수 있다. 상기 음향변환유닛(420)이 상기 베이스구조(410)와 상기 적층구조 사이의 연결부에 가깝다는 것은 상기 적층구조의 자유단부에 상대적으로 일컷는 것이고, 예를 들면, 상기 음향변환유닛(420)으로부터 상기 적층구조와 상기 베이스구조(410) 사이의 연결부까지의 거리는 상기 음향변환유닛(420)으로부터 자유단부까지의 거리보다 작을 수 있음을 의미함에 유의해야 한다. 일부 실시예들에서는, 상기 음향변환유닛(420)에서의 상기 압전층(423)의 면적 및 위치만을 조절함으로써, 상기 골전도 소리전달장치(100)의 민감도 및 SNR를 개선할 수 있다. 예를 들면, 상기 전극층은 상기 진동유닛(430)의 표면의 전부 또는 일부분을 커버하며, 상기 압전층(423)의 면적은 상기 전극층의 면적 이하일 수 있다. 바람직하게는, 상기 진동유닛(430)에서 상기 압전층(423)에 의해 커버된 면적은 상기 전극층의 면적의 1/2 이하일 수 있다. 바람직하게는, 상기 진동유닛(430)에서 상기 압전층(423)에 의해 커버된 면적은 상기 전극층의 면적의 1/3 이하일 수 있다. 또한 바람직하게는, 상기 진동유닛(430)에서 상기 압전층(423)에 의해 커버된 면적은 상기 전극층의 면적의 1/4이하일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 압전층(423)의 면적은 상기 진동유닛(430)의 면적과 같을 수 있으며, 상기 전극층의 전체구역은 상기 압전층(423)에 위치할 수 있고, 상기 전극층의 가장자리는 상기 압전층(423)의 가장자리로부터 일정한 거리를 가질 수 있으며, 따라서 상기 전극층에서 상기 제1 전극(421)과 상기 제2 전극(422)은 상기 압전층(423)의 가장자리에서 나쁜 재료품질을 가지는 구역을 피할 수 있으며, 따라서 상기 골전도 소리전달장치(400)의 SNR을 더 개선한다.
일부 실시예들에서는, 상기 음향변환유닛(420)(상기 제1 전극(421), 상기 압전층(423), 및 상기 제2 전극(422)), 및 상기 진동유닛(430)(예를 들면, 상기 제1 탄성층(431), 상기 제2 탄성층(432))의 형상, 두께, 재료, 및 크기(예를 들면, 길이, 폭, 및 두께)는 조절되어 상기 골전도 소리전달장치(400)의 전기신호를 증가시키고 SNR 및 민감도를 개선할 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 골전도 소리전달장치(400)의 출력전기신호를 증가시키고 SNR을 개선하기 위해, 상기 제1 빗살형 구조(4210) 및 상기 제2 빗살형 구조(4220)의 단일 빗살구조의 길이와 폭, 상기 빗살 구조들 사이의 간격(예를 들면, 상기 제1 간격 및 상기 제2 간격), 전체 상기 음향변환유닛(420)의 길이가 조절될 수 있다.
도 5는 본 개시의 일부 실시예들에 따른 골전도 소리전달장치를 나타내는 구조개략도이다. 도 6은 본 개시의 일부 실시예들에 따른 도 5에서의 상기 골전도 소리전달장치의 일부분 구조의 단면도이다. 도5 및 6에 나타내는 바와 같이, 상기 골전도 소리전달장치(500)는 베이스구조(510) 및 적층구조를 포함할 수 있으며, 상기 적층구조의 적어도 일부분은 상기 베이스구조(510)에 연결될 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 베이스구조(510)는 공심틀구조일 수 있으며, 상기 적층구조의 일부분은 공심틀구조의 공심부에 위치할 수 있다. 상기 틀구조는 도 5에 표시하는 정육면체에 한정되지 않으며, 일부 실시예들에서는, 상기 틀구조는 규칙적 또는 불규칙적인 구조, 예를 들면 프리즘 또는 원기둥체일 수 있음에 유의해야 한다.
일부 실시예들에서는, 상기 적층구조는 음향변환유닛(520) 및 진동유닛을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 진동유닛은 상기 음향변환유닛(520)의 상면 또는 하면 에 배치될 수 있다. 도5에 표시하는 바와 같이, 상기 진동유닛은 현수막구조(530)를 포함할 수 있고, 상기 현수막구조(530)의 둘레측을 상기 베이스구조(510)에 연결함으로써 상기 현수막구조(530)은 상기 베이스구조(510)에 고정될 수 있고, 상기 현수막구조(530)의 중심구역은 상기 베이스구조(510)의 공심부 내에 현수될 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 현수막구조(530)은 상기 베이스구조(510)의 상면 또는 하면에 위치할 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 현수막구조(530)의 둘레측은 상기 베이스구조(510)의 공심부의 내벽에 연결될 수도 있다. 여기서 상기 “연결”은 상기 현수막구조(530)와 상기 베이스구조(510)를 각각 준 비한 후 기계적 고정(예를 들면, 강점착, 리벳팅, 클램핑, 상감, 등)을 통해 상기 현수막구조(530)를 상기 베이스구조(510)의 상면 또는 하면, 또는 상기 베이스구조(510)의 공심부의 측벽에 고정하거나, 또는 상기 준비과정에서 물리증착(예를 들면, 물리기상증착) 또는 화학증착(예를 들면, 화학기상증착)을 통해 상기 현수막구조(530)을 상기 베이스구조에 증착시키는 것으로 이해할 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 현수막구조(530)는 적어도 하나의 탄성층을 포함할 수 있다. 상기 탄성층은 반도체 재료로 제조된 막형 구조일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 반도체 재료는 이산화규소, 질화규소, 질화갈륨, 산화아연, 탄화규소, 단결정 실리콘, 다결정 실리콘, 등을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 현수막구조(530)의 형상은 예를 들면 원형, 타원형, 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형, 또는 기타 임의의 형상일 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 음향변환유닛(520)은 상기 현수막구조(530)의 상면 또는 하면에 위치할 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 현수막구조(530)는 상기 음향변환유닛(520)의 둘레방향을 따라 상기 음향변환유닛(520)의 중심 주위에 분포된 복수의 홀들(5300)을 포함할 수 있다. 복수의 홀들(5300)을 상기 현수막구조(530)에 배치함으로써, 상이한 위치들에서 상기 현수막구조(530)의 강도가 조절될 수 있으며, 따라서 상기 복수의 홀들(5300)에 가까운 구역의 상기 현수막구조(530)의 강도가 감소될 수 있으며, 상기 복수의 홀들(5300)로부터 멀리 떨어진 구역의 상기 현수막구조(530)의 강도는 상대적으로 클 수 있다는 것을 이해할 수 있다. 상기 현수막구조(530)과 상기 베이스구조(510) 사이에 상대적 이동이 발생하는 경우, 상기 복수의 홀들(5300)에 가까운 구역에서 상기 현수막구조(530)의 변형도는 상대적으로 클 수 있으며, 상기 복수의 홀들(5300)로부터 멀리 떨어진 구역에서 상기 현수막구조(530)의 변형도는 상대적으로 작다. 이 때, 상기 음향변환유닛(520)은 상기 현수막구조(530)에서 상기 복수의 홀들(5300)에 가까운 구역에 놓여지며, 이는 상기 음향변환유닛(520)에 의한 진동신호의 수집에 더 유리할 수 있으며, 따라서 상기 골전도 소리전달장치(500)의 민감도를 효과적으로 개선한다. 동시에, 상기 골전도 소리전달장치(500)에서 각 부재의 구조는 상대적으로 간단할 수 있으며, 이는 생산 또는 조립에 편리하다. 일부 실시예들에서는, 상기 현수막구조(530)에서의 홀(5300)은 임의의 형상일 수 있으며, 예를 들면, 원형 홀, 타원형 홀, 정사각형 홀, 또는 기타 다각형 홀들일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 복수의 홀들(5300)의 수량들, 거리들, 및 위치들을 변경시킴으로써 상기 골전도 소리전달장치(500)의 공진주파수 및 응력분포는 더 조절될 수 있으며(따라서 상기 공진주파수가 2kHz~5kHz의 범위 내에 있다), 따라서 상기 골전도 소리전달장치(500)의 민감도를 개선한다. 유의해야 할 점은 상기 공진주파수는 2kHz~5kHz의 범위에 한정되지 않으며, 3kHz~4.5kHz의 범위 내 또는 4kHz~4.5kHz의 범위 내일 수 있다는 것이다. 상기 공진주파수가 상이한 응용장면들에 따라 적응되게 조절될 수 있으며, 이는 여기의 기재에 한정되지 않는다.
도5 및 6에 의하면, 일부 실시예들에서는, 상기 음향변환유닛(520)은 위로부터 아래로 차례로 배치되는 제1 전극층(521), 압전층(522), 및 제2 전극층(523)을 포함할 수 있다. 상기 제1 전극층(521) 및 상기 제2 전극층(523)의 위치는 서로 교환될 수 있다. 상기 압전층(522)은 압전효과에 따라 상기 진동유닛의 변형응력(예를 들면, 상기 현수막구조(530))의 작용하에서 전압(전위차)을 생성할 수 있고, 상기 제1 전극층(521)과 상기 제2 전극층(523)은 전압(전기신호)을 출력할 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 압전층(522)은 압전 결정 재료 및 압전 세라믹 재료를 포함할 수 있다. 상기 압전 결정은 압전 단결정이다. 일부 실시예들에서는, 상기 압전 결정 재료는 결정, 스팔라이트, 방붕석, 토르말린, 아연산염, GaAs, 티탄산바륨 및 그 파생구조 결정체, KH2PO4, NaKC4H4O6·4H2O(로셸염), 등, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 상기 압전 세라믹 재료는 고상반응 및 상이한 재료 분말들의 소결에 의해 획득하는 미세립차들을 무작위로 수집함으로써 형성되는 압전 다결정일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 압전 세라믹 재료는 티탄산바륨(BT), 티탄산 지르코늄산 납(PZT), 니오븀산 바륨 리튬 납(PBLN), 변성 티탄산납, 질화 알루미늄(AIN), 산화 아연(ZnO), 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 압전층(522)은 압전고분자 재료, 예를 들면 폴리불화비닐리덴(PVDF), 등으로 제조될 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 제1 전극층(521) 및 상기 제2 전극층(523)은 전도성 재료로 제조될 수 있다. 예로써, 전도성 재료는 금속, 합금 재료, 산화금속 재료, 그래핀, 등, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 금속 및 상기 합금 재료는 니켈, 철, 납, 백금, 티탄, 구리, 몰리브덴, 아연, 등, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 합금 재료는 구리-아연 합금, 구리-주석 합금, 구리-니켈-실리콘 합금, 구리-크롬 합금, 구리-은 합금, 등, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 산화금속 재료는RuO2, MnO2, PbO2, NiO, 등, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
도 5에 표시하는 바와 같이, 일부 실시예들에서는, 복수의 홀들(5300)은 원형구역으로 에워쌀 수 있다. 상기 음향변환유닛(520)의 음압출력효과를 개선하기 위해, 상기 음향변환유닛(520)은 상기 현수막구조(530)에서 상기 복수의 홀들에 가깝게 배치될 수 있다. 또한, 상기 음향변환유닛(520)은 복수의 홀들(5300)에 의해 에워싸인 원형구역의 내측을 따라 분포된 고리형구조일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 고리형 구조의 상기 음향변환유닛들(520)은 상기 복수의 홀들(5300)에 의해 에워싸인 원형구역의 외측을 따라 분포될 수도 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 음향변환유닛(520)의 압전층(522)은 압전링일 수 있고, 상기 압전링의 상면 및 하면에 위치하는 상기 제1 전극층(521) 및 상기 제2 전극층(523)은 전극링들일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 음향변환유닛(520)에는 리드구조(5200)가 더 설치될 수 있으며, 이는 상기 전극링들(예를 들면, 상기 제1 전극층(521) 및 상기 제2 전극층(523))에 의해 수집된 전기신호를 후속의 회로들에 전송하는데 이용된다. 일부 실시예들에서는, 상기 골전도 소리전달장치(500)의 출력전기신호를 개선하기 위해, 상기 음향변환유닛(520)(예를 들면, 고리형구조)의 가장자리로부터 홀(5300)의 중심까지의 반경거리는 100μm~400μm의 범위 내일 수 있다. 바람직하게는, 상기 음향변환유닛(520)(예를 들면, 고리형구조)의 가장자리로부터 홀(5300)의 중심까지의 반경거리는 150μm~300μm의 범위 내일 수 있다. 더 바람직하게는, 상기 음향변환유닛(520)(예를 들면, 고리형구조)의 가장자리로부터 홀(5300)의 중심까지의 반경거리는 150μm~250μm의 범위 내일 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 골전도 소리전달장치(500)의 출력전기신호는 상기 리드구조(5200)의 형상, 크기(예를 들면, 길이, 폭, 두께) 및 재료를 조절함으로써 개선될 수도 있다.
대안 실시예들에서, 상이한 위치들에서 상기 현수막구조(530)의 변형응력은 상기 현수막구조(530)의 상이한 구역들의 두께 또는 밀도를 조절함으로써 더 변화될 수도 있다. 단지 설명의 목적으로써, 일부 실시예들에서는, 상기 음향변환유닛(520)는 고리형 구조로 설치되고, 상기 고리형 구조의 내부 구역에 위치하는 상기 현수막구조(530)의 두께는 상기 고리형 구조의 외부 구역에 위치하는 상기 현수막구조(530)의 두께보다 크다. 일부 실시예들에서, 상기 고리형 구조의 내부 구역에 위치하는 상기 현수막구조(530)의 밀도는 상기 고리형 구조의 외부 구역에 위치하는 상기 현수막구조(530)의 밀도보다 크다. 상이한 위치들에서 상기 현수막구조(530)의 밀도 또는 두께를 변경함으로써, 상기 고리형 구조의 내부 구역에 위치하는 상기 현수막의 질량은 상기 고리형 구조의 외부 구역에 위치하는 상기 현수막의 질량보다 크다. 상기 현수막구조(530)와 상기 베이스구조(510) 사이에 상대적 이동이 발생하는 경우, 상기 음향변환유닛(520)의 고리형구조에 가까운 상기 현수막구조(530)는 더 큰 정도로 변형될 수 있고 더 큰 변형응력을 생성할 수 있으며, 따라서 상기 골전도 소리전달장치(500)의 출력전기신호를 개선한다.
복수의 홀들(5300)에 의해 에워싸인 구역의 형상은 도5에 표시하는 원형에 한정되지 않을 수 있다. 복수의 홀들(5300)에 의해 에워싸인 구역의 형상은, 반원형, 1/4 원형, 타원형, 반타원형, 삼각형, 직사각형, 또는 기타 규칙적 또는 불규칙적인 형상들일 수도 있다. 음향변환유닛(520)의 형상은 복수의 홀들(5300)에 의해 에워싸인 구역의 형상에 따라 적응되게 조절될 수 있다. 예를 들면, 복수의 홀들(5300)에 의해 에워싸인 구역의 형상이 상기 직사각형인 경우, 음향변환유닛(520)의 형상은 상기 직사각형일 수 있으며, 상기 직사각형의 상기 음향변환유닛(520)은 상기 복수의 홀들(5300)에 의해 에워싸인 상기 직사각형의 내측 또는 외측을 따라 분포될 수 있다. 다른 하나의 예로써, 복수의 홀들(5300)에 의해 에워싸인 구역의 형상이 반원형인 경우, 음향변환유닛(520)의 형상은 반원형일 수 있으며, 상기 반원형의 음향변환유닛(520)은 복수의 홀들(5300)에 의해 에워싸인 반원형의 내측 또는 외측을 따라 분포될 수 있다. 일부 실시예들에서는, 도5에서의 상기 현수막구조(530)에는 홀을 구비하지 않을 수도 있다.
도 7은 본 개시의 일부 실시예들에 따른 골전도 소리전달장치를 나타내는 구조개략도이다. 도7에 표시하는 상기 골전도 소리전달장치(700)의 구조는 실질적으로 도5에 표시하는 상기 골전도 소리전달장치(500)의 구조와 같다. 그 차이점은 상기 도7에 표시하는 상기 골전도 소리전달장치(700)의 진동유닛은 현수막구조(730) 및 질량소자(740)를 포함할 수 있다는 점이다.
도7에 나타내는 바와 같이, 상기 골전도 소리전달장치(700)는 베이스구조(710) 및 적층구조를 포함할 수 있으며, 적어도 일부분의 상기 적층구조는 상기 베이스구조(710)에 연결될 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 베이스구조(710)는 공심틀구조일 수 있으며, 상기 적층구조의 일부분은 상기 공심틀구조의 공심부에 위치할 수 있다. 상기 공심틀구조는 도7에 표시하는 정육면체 형상에 한정되지 않고, 일부 실시예들에서는, 상기 공심틀구조는 규칙적 또는 불규칙적인 구조, 예를 들면 프리즘 또는 원기둥체일 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 적층구조는 음향변환유닛(720) 및 진동유닛을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 진동유닛은 상기 음향변환유닛(720)의 상면 또는 하면에 배치될 수 있다. 도7에 표시하는 바와 같이, 상기 진동유닛은 상기 현수막구조(730) 및 상기 질량소자(740)을 포함할 수 있고, 상기 질량소자(740)는 상기 현수막구조(730)의 상면 또는 하면에 위치할 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 현수막구조(730)는 상기 베이스구조(710)의 상면 또는 하면에 위치할 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 현수막구조(730)의 둘레측은 상기 베이스구조(710)의 상기 공심부의 내벽에 연결될 수도 있다. 여기서 상기 "연결"은 상기 현수막구조(730) 및 상기 베이스구조(710)를 각각 준비한 후, 기계적 고정(예를 들면, 강점착, 리벳팅, 클램핑, 상감, 등.)을 통해 상기 현수막구조(730)를 상기 베이스구조(710)의 상면 또는 하면, 또는 상기 베이스구조(710)의 상기 공심부의 측벽에 고정하거나, 또는 제조과정에서 물리증착(예를 들면, 물리기상증착) 또는 화학증착(예를 들면, 화학기상증착)을 통해 상기 현수막구조(730)를 상기 베이스구조(710)에 증착시키는 것으로 이해할 수 있다. 상기 진동유닛과 상기 베이스구조(710) 사이에 상대적 이동이 발생하는 경우, 상기 질량소자(740)와 상기 현수막구조(730)의 무게는 상이하고, 상기 현수막구조(730)의 상기 질량소자(740)가 위치하는 구역 또는 상기 현수막구조(730)의 상기 질량소자(740)에 가까운 구역의 변형도는 상기 현수막구조(730)의 상기 질량소자(740)로부터 멀리 떨어진 구역보다 크다. 상기 골전도 소리전달장치(700)의 출력음압을 향상시키기 위해, 상기 음향변환유닛들(720)은 상기 질량소자(740)의 둘레를 따라 분포될 수 있다. 일부 실시예들에서는, 음향변환유닛(720)의 형상은 질량소자(740)의 형상과 같거나 다를 수 있다. 바람직하게는, 음향변환유닛(720)의 형상은 질량소자(740)의 형상과 같을 수 있으며, 따라서 상기 음향변환유닛(720)의 각 위치는 상기 질량소자(740)에 가까울 수 있으며, 따라서 상기 골전도 소리전달장치(700)의 출력전기신호를 더 개선한다. 예를 들면, 상기 질량소자(740)는 원통형구조일 수 있으며, 상기 음향변환유닛(720)는 고리형구조일 수 있으며, 상기 고리형 음향변환유닛(720)의 내경은 질량소자(740)의 반경보다 클 수 있으며, 따라서 상기 음향변환유닛(720)은 상기 질량소자(740)의 둘레를 따라 배치될 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 음향변환유닛(720)은 제1 전극층, 제2 전극층, 및 상기 제1 전극층과 상기 제2 전극층 사이의 압전층을 포함할 수 있으며, 상기 제1 전극층, 상기 압전층, 및 상기 제2 전극층은 질량소자(740)의 형상에 적응되는 구조로 조합될 수 있다. 예를 들면, 상기 질량소자(740)는 원통형구조이고, 상기 음향변환유닛(720)은 고리형구조이다. 이 때, 상기 제1 전극층, 상기 압전층, 및 상기 제2 전극층은 전부 고리형구조들이고, 이는 위로부터 아래의 순서로 고리형구조로 배치되고 조합된다.
일부 실시예들에서는, 상기 음향변환유닛(720)와 상기 질량소자(740)는 상기 현수막구조(730)의 상이한 측면, 또는 현수막구조(730)의 동일한 측에 위치할 수 있다. 예를 들면, 상기 음향변환유닛(720)와 상기 질량소자(740)의 양자는 상기 현수막구조(730)의 상면 또는 하면에 위치하고, 상기 음향변환유닛(720)은 상기 질량소자(740)의 둘레방향을 따라 분포된다. 다른 하나의 예로써, 상기 음향변환유닛(720)은 상기 현수막구조(730)의 상면에 위치하고, 상기 질량소자(740)는 상기 현수막구조(730)의 하면에 위치한다. 이 때, 상기 질량소자(740)의 상기 현수막구조(730)에서의 투영은 상기 음향변환유닛(720)의 구역내에 있을 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 질량소자(740) 및 상기 압전층의 크기, 형상, 및 위치를 변경함으로써, 상기 골전도 소리전달장치(700)의 출력전기신호가 개선될 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 현수막구조(730)의 형상, 재료, 및 크기를 변경시킴으로써 상기 골전도 소리전달장치(700)의 음압출력효과가 개선될 수도 있다. 여기서, 상기 음향변환유닛(720)의 상기 제1 전극층, 상기 제2 전극층, 및 상기 압전층의 구조들 및 파라미터들은 도5에서의 상기 음향변환유닛(520)의 상기 제1 전극층(521), 상기 제2 전극층(523), 및 압전층(522)의 구조들 및 파라미터들과 유사하다. 상기 현수막구조(730)의 구조들 및 파라미터들 등은 상기 현수막구조(530)의 구조들 및 파라미터들 등과 유사하다. 상기 리드구조(7200)의 구조는 상기 리드구조(5200)의 구조와 유사하며, 여기에서 중복하지 않는다.
도 8은 본 개시의 일부 실시예들에 따른 상기 골전도 소리전달장치를 나타내는 구조개략도이다. 도 9는 본 개시의 일부 실시예들에 따른 도8에서의 상기 골전도 소리전달장치의 정면도이다. 도 10은 본 개시의 일부 실시예들에 따른 도9에서의 상기 골전도 소리전달장치의 C-C 축의 단면도이다. 도8 내지 도10 에 나타내는 바와 같이, 진동유닛은 적어도 하나의 지지팔(830) 및 질량소자(840)를 포함하고, 상기 질량소자(840)는 상기 적어도 하나의 지지팔(830)을 통해 베이스구조(810)에 연결된다. 상기 지지팔들(830)의 수량은 1개, 2개, 4개, 6개, 등일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 베이스구조(810)와 상기 지지팔(830) 사이의 연결 및 상기 질량소자(840)와 상기 지지팔(830) 사이의 연결은 용접 또는 점착의 수단에 의해 실행될 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 베이스구조(810) 및 상기 지지팔(830)은 마이크로-나노 가공공정을 통해 동일한 베이스 재료(예를 들면, 실리콘 기판) 위에 가공될 수 있다. 대안으로써, 상기 베이스구조(810), 상기 지지팔(830), 및 상기 질량소자(840)는 마이크로-나노 가공공정을 통해 하나의 베이스 재료(예를 들면, 실리콘 기판) 위에 가공될 수 있다. 일부 실시예들에서는, 음향변환유닛(820)은 상기 적어도 하나의 지지팔(830)의 상면, 하면, 또는 내부에 위치할 수 있다.
도8에 표시하는 바와 같이, 상기 베이스구조(810)은 직사각형틀구조이다. 일부 실시예들에서는, 상기 베이스구조(810)의 내부에는 공심부(예를 들면, 도10에 표시하는 공심의 내부 캐비티(811))를 포함할 수 있고, 상기 공심부는 상기 음향변환유닛(820) 및 상기 진동유닛을 수용하는 데 이용될 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 베이스구조(810)는 공심의 내부 캐비티(811)를 구비하는 틀구조를 포함할 수 있으며, 상기 지지팔(830) 및 상기 질량소자(840)의 양자는 상기 내부 캐비티(811) 내에 배치될 수 있고, 지지팔(830)의 일단부는 상기 베이스구조(810)에 연결될 수 있고, 상기 지지팔(830)의 다른 단부는 상기 질량소자(840)에 연결될 수 있다. 일부 실시예들에서는, 두께방향(도10에서의 화살표에 의해 표시하는 방향)에 수직이 되는 상기 공심부(예를 들면, 상기 공심의 내부 캐비티(811))의 단면의 형상은 원형, 사각형(예를 들면, 직사각형, 평행사변형), 오각형, 육각형, 칠각형, 팔각형 및 다른 규칙적인 또는 불규칙적인 형상들일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 두께방향에 수직이 되는 공심부의 단면의 형상은 직사각형일 수 있고, 임의의 변의의 길이는 0.8mm-2mm의 범위 내일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 임의의 변의의 길이는 1mm-1.5mm의 범위 내일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 베이스구조(810)의 공심의 내부 캐비티(811)의 형상은 질량소자(840)의 형상에 대응될 수 있다. 예를 들면, 상기 두께방향에 수직이 되는 상기 내부 캐비티(811)의 단면의 형상이 직사각형인 경우, 상기 두께방향에 수직이 되는 상기 질량소자(840)의 단면의 형상은 직사각형일 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 지지팔들(830)의 수량은 2개 이상이고, 상기 2개 이상의 지지팔들(830)은 상기 질량소자(840)의 주위에 배치된다. 예를 들면, 상기 지지팔들(830)의 수량은 2개, 3개, 4개, 6개, 7개, 등일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 두께방향에 수직이 되는 상기 질량소자(840)의 단면의 형상은 다각형이고, 상기 지지팔들(830)의 수량은 상기 다각형의 변의 수량에 대응된다. 예를 들면, 상기 지지팔들(830)의 수량은 상기 다각형의 변들의 수량과 같을 수 있다. 다른 하나의 예로써, 상기 지지팔들(830)의 수량은 상기 다각형의 변의 수량의 몇배(예를 들면, 2배, 3배, 5배, 등)일 수 있다. 단지 예로써, 상기 두께방향에 수직이 되는 상기 질량소자(840)의 단면의 형상이 사각형인 경우, 상기 지지팔들(830)의 수량은 4개일 수 있다. 상기 4개의 지지팔들(830)은 각각 상기 사각형의 4개의 변에 연결될 수 있다. 또는, 상기 두께방향에 수직이 되는 상기 질량소자(840)의 단면의 형상이 사각형인 경우, 상기 지지팔들(830)의 수량은 8개일 수 있으며, 매 2개의 지지팔들(830)은 상기 사각형의 4개의 변들 중 하나에 연결될 수 있다. 이러한 배치를 통해, 상기 지지팔(830) 및 상기 질량소자(840)에서의 응력은 더 균일할 수 있다. 일부 실시예들에서는, 각 지지팔(830)과 상기 질량소자(840) 사이의 연결부는 상기 질량소자(840)의 중심에 관해 회전대칭되게 배치될 수 있으며, 따라서 상기 지지팔(830)과 상기 질량소자(840)의 응력은 더 균일할 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 진동유닛은 4개의 지지팔들(830) 및 질량소자(840)을 포함할 수 있으며, 상기 4개의 지지팔들(830)의 각 지지팔의 일단부는 상기 베이스구조(810)의 상면 또는 하면, 또는 상기 베이스구조(810)의 공심부가 위치하는 측벽에 연결될 수 있으며, 상기 4개의 지지팔들(830)의 각 지지팔의 다른 단부는 상기 질량소자(840)의 상면, 하면, 또는 둘레측벽에 연결될 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 질량소자(840)는 상기 지지팔들(830)에 상대적으로 위 및/또는 아래를 향해 돌출할 수 있다. 예를 들면, 상기 4개의 지지팔들(830)의 단부들이 상기 질량소자(840)의 상면에 연결되는 경우, 상기 질량소자(840)는 상기 지지팔들(830)에 상대적으로 아래를 향해 돌출할 수 있다. 다른 하나의 예로써, 상기 4개의 지지팔들(830)의 단부들이 상기 질량소자(840)의 하면에 연결되는 경우, 상기 질량소자(840)는 상기 지지팔들(830)에 상대적으로 위를 향해 돌출할 수 있다. 다른 하나의 예로써, 상기 4개의 지지팔들(830)의 단부들이 상기 질량소자(840)의 둘레측벽에 연결되는 경우, 상기 질량소자(840)는 상기 지지팔들(830)에 상대적으로 위 및/또는 아래를 향해 돌출할 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 질량소자(840)의 상면과 상기 지지팔(830)의 상면은 기본상 동일한 수평면에 있을 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 질량소자(840)의 하면과 상기 지지팔(830)의 하면은 기본상 동일한 수평면에 있을 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 질량소자(840)의 하면과 상기 지지팔(830)의 하면이 기본상 동일한 수평면에 있을 수 있는 동시에 상기 질량소자(840)의 상면과 상기 지지팔(830)의 상면은 기본상 동일한 수평면에 있을 수 있다. 일부 실시예들에서는, 지지팔(830)의 형상이 직사각형, 즉, 상기 두께방향에 수직이 되는 상기 지지팔(830)의 단면의 형상은 직사각형이다. 직사각형의 대각선 중 하나는 상기 질량소자(840)에 연결되고, 상기 직사각형의 대각선 중 다른 하나는 상기 베이스구조(810)에 연결된다.
일부 실시예들에서는, 도 9에 표시하는 바와 같이, 상기 지지팔(830)의 길이(X)는 100μm~500μm의 범위 내일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 지지팔(830)의 길이(X)는 150μm~350μm의 범위 내일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 지지팔(830)의 폭(X)은 150μm~400μm의 범위 내일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 지지팔(830)의 폭(X)은250μm~350μm의 범위 내일 수 있다. 상기 지지팔(830)의 크기를 설계하고 조절함으로써, 상기 지지팔(830)의 강도가 조절될 수 있으며, 따라서 상기 골전도 소리전달장치(800)의 공진주파수를 조절한다.
또한, 상기 골전도 소리전달장치(800)는 음향변환유닛(820)를 포함할 수 있다. 도 10에 표시하는 바와 같이, 상기 음향변환유닛(820)은 위로부터 아래로 차례로 배치된 제1 전극층(821), 제1 압전층(822), 및 제2 전극층(823)을 포함할 수 있고, 상기 제1 전극층(821) 또는 상기 제2 전극층(823)은 상기 지지팔(830)(예를 들면, 상기 탄성층(824))의 상면 또는 하면에 연결될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 전극층(821)의 상면은 상기 지지팔(830)의 하면에 연결될 수 있고, 또는 상기 제2 전극층(823)의 하면은 상기 지지팔(830)의 상면에 연결될 수 있다. 상기 제1 압전층(822)은 압전효과에 따라 상기 진동유닛의 변형응력(예를 들면, 상기 지지팔들(830) 및 상기 질량소자(840))하에 전압(전위차)을 생성할 수 있으며, 상기 제1 전극층(821) 및 상기 제2 전극층(823)은 전압(전기신호)를 출력할 수 있다. 상기 골전도 소리전달장치(800)의 공진주파수가 특정된 주파수 범위(예를 들면, 2000 Hz 내지 5000 Hz) 내에 있게 하기 위해, 상기 음향변환유닛(820)(예를 들면, 상기 제1 전극층(821), 상기 제2 전극층(823), 및 상기 제1 압전층(822)), 상기 진동유닛(예를 들면, 상기 지지팔들(830))의 재료들 및 두께를 조절할 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 제1 전극층(821)의 두께는 80nm~250nm의 범위 내일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 제1 전극층(821)의 두께는 100nm~150nm의 범위 내일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 제2 전극층(823)의 두께는 80nm~250nm의 범위 내일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 제2 전극층(823)의 두께는 100nm~200nm의 범위 내일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 제1 압전층(822)의 두께는 0.8μm~2μm의 범위 내일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 제1 압전층(822)의 두께는 0.8μm~1.5μm의 범위 내일 수 있다. 상기 제1 전극층(821), 상기 제1 압전층(822), 및 상기 제2 전극층(823)의 두께를 설계하고 조절함으로써, 상기 골전도 소리전달장치(800)가 진동되는 기간에 상기 제1 압전층(822)가 받는 변형응력이 조절될 수 있으며, 따라서 상기 제1 압전층(822)은 더 큰 변형응력을 받을 수 있으며, 나아가서 상기 음향변환유닛(820)가 큰 전기신호를 생성하게 한다.
일부 실시예들에서는, 상기 제1 전극층(821) 및 상기 제2 전극층(823)의 재료는 일반적으로 반도체들에 사용되는 금속 재료들, 예를 들면, Mo, Cu, Al, Ti, Au, 등 중의 하나 또는 조합일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 제1 압전층(822)의 재료는 질화 알루미늄(AlN), 티탄산 지르코늄산 납 압전 세라믹(PZT), 폴리불화비닐리덴(PVDF), 산화 아연(ZnO), 등일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 골전도 소리전달장치(800)의 구조는 마이크로-나노 공정 기술을 사용함으로써 상기 골전도 소리전달장치(800)의 요구되는 기능들에 따라 베이스 재료(예를 들면, 실리콘 워이퍼) 위에 제조될 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 전극층(823)은 전자빔증발 또는 물리기상증착(PVD)의 마그네트론 스퍼터링을 통해 베이스 재료 위에 제조될 수 있다. 그 후, 상기 제1 압전층(822)은 전자빔증발 또는 물리기상증착(PVD)의 마그네트론 스퍼터링을 통해 상기 제2 전극층(823) 위에 제조될 수 있다. 최종적으로, 상기 제1 전극층(821)은 전자빔증발 또는 물리기상증착(PVD)의 마그네트론 스퍼터링을 통해 다시 상기 제1 압전층(822) 위에 제조될 수 있다. 일부 실시예들에서는, 식각장벽층은 베이스 재료(예를 들면, 상기 제2 전극층(823)를 제조하기 전) 위에 제조될 수 있으며, 상기 식각장벽층은 크기 상기 전극층(예를 들면, 상기 제1 전극층 또는 상기 제2 전극층)의 크기의 정확한 제어를 쉽게 할 수 있다. 상기 식각장벽층은 진일보 후속의 식각공정이 베이스 재료에 손상을 주는 것을 더 방지할 수 있다. 구체적으로, 상기 식각장벽층은 화학기상증착(CVD) 또는 열산화, 등 수단을 통해 베이스 재료 위에 제조될 수 있다. 상기 식각장벽층의 두께는 100nm~2μm의 범위 내일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 식각장벽층의 두께는 300nm~1μm의 범위 내일 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 제1 전극층(821) , 상기 제1 압전층(822), 및/또는 상기 제2 전극층(823)의 면적은 상기 지지팔(830)의 면적 이하이며, 상기 제1 전극층(821), 상기 제1 압전층(822), 상기 제2 전극층(823)의 일부분 및/또는 전체는 상기 적어도 하나의 지지팔(830)의 상면 또는 하면을 커버한다. 일부 실시예들에서는, 상기 제1 압전층(822)가 상기 제1 전극층(821)와 상기 지지팔(830)(예를 들면, 상기 제1 전극층(821) 및 상기 제1 압전층(822)가 위로부터 아래로 상기 지지팔의 상면에 배치되는 경우, 또는 상기 제1 전극층(821) 및 상기 제1 압전층(822)가 아래로부터 위로 상기 지지팔의 하면에 배치된 경우) 사이에 위치하는 경우, 상기 제1 전극층(821)의 면적은 상기 제1 압전층(822)의 면적 이하이고, 상기 제1 전극층(821)의 전체구역은 상기 제1 압전층(822)의 표면에 위치한다. 기타 실시예들에서, 상기 제1 전극층(821)의 면적은 상기 제1 압전층(822)의 면적과 같을 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 음향변환유닛(820)의 상기 제1 전극층(821), 상기 제1 압전층(822), 및 상기 제2 전극층(823)은 상기 지지팔(830)에 연결되는 질량소자(840)의 일단부에 위치한다. 일부 실시예들에서는, 상기 음향변환유닛(820)의 상기 제1 전극층(821), 상기 제1 압전층(822), 및 상기 제2 전극층(823)은 상기 베이스구조(810)에 연결되는 지지팔(830)의 일단부에 위치한다. 일부 실시예들에서는, 상기 음향변환유닛(820)의 상기 제1 전극층(821), 상기 제1 압전층(822), 및 상기 제2 전극층(823)은 상기 지지팔(830)에 연결되는 상기 질량소자(840)의 단부에 위치하고, 상기 음향변환유닛(820)의 상기 제1 전극층(821), 상기 제1 압전층(822), 상기 제2 전극층(823)은 상기 베이스구조(810)에 연결되는 지지팔(830)의 일단부에도 위치한다. 상기 지지팔(830)에 연결되는 상기 질량소자(840)의 단부 및 상기 베이스구조(810)에 연결되는 상기 지지팔(830)의 단부는 상기 진동유닛이 진동할 때 상대적으로 큰 변형응력을 가지고, 따라서 상기 음향변환유닛(820)의 상기 제1 전극층(821), 상기 제1 압전층(822), 및 상기 제2 전극층(823)은 상기 지지팔(830)에 연결되는 상기 질량소자(840)의 단부 및 상기 베이스구조(810)에 연결되는 상기 지지팔(830)의 단부에 배치되어 상대적으로 큰 전기신호를 생성한다.
일부 실시예들에서는, 상기 질량소자(840)는 상기 제1 전극층(821)의 상면 또는 하면 또는 상기 제2 전극층(823)의 상면 또는 하면에 위치할 수 있다. 예를 들면, 상기 질량소자(840)은 상기 제1 전극층(821)의 상면에 위치할 수 있거나, 또는 상기 질량소자(840)은 상기 제2 전극층(823)의 하면에 위치할 수 있다. 기타 실시예들에서, 상기 질량소자(840)의 상면은 상기 제1 전극층(821)의 상면과 가지런하거나 실질적으로 가지런할 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 질량소자(840)의 하면은 상기 제2 전극층(823)의 하면과 가지런하거나 실질적으로 가지런할 수 있다. 기타 실시예들에서, 상기 질량소자(840)의 상면은 상기 제1 전극층(821)의 상면과 가지런하거나 실질적으로 가지런할 수 있으며, 상기 질량소자(840)의 하면은 상기 제2 전극층(823)의 하면과 가지런하거나 실질적으로 가지런할 수 있다.
일부 실시예들에서는, 도10에 표시하는 바와 같이, 상기 음향변환유닛(820)은 적어도 하나의 탄성층(824)을 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 탄성층(824)은 상기 제1 전극층(821)의 상면 및/또는 하면 또는 상기 제2 전극층(823)의 상면 및/또는 하면에 위치할 수 있다. 예를 들면, 상기 적어도 하나의 탄성층(824)은 상기 제1 전극층(821)의 상면에 위치할 수 있고, 또는 상기 탄성층(824)은 상기 제2 전극층(823)의 하면에 위치할 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 지지팔(830)이 복수의 탄성층들(824)을 가지는 경우, 상기 음향변환유닛(820)는 상기 복수의 탄성층들(824) 사이에도 위치할 수 있다. 상기 탄성층(824)은 진동 과정에서 변형될 수 있으며, 상기 제1 압전층(822)는 상기 탄성층(824)의 변형에 기초하여 상기 전기신호를 생성할 수 있으며, 상기 제1 전극층(821)과 상기 제2 전극층(823)은 전기신호를 수집할 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 탄성층(824)의 두께는 0.5μm~10μm의 범위 내일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 탄성층(824)의 두께는 2μm~6μm의 범위 내일 수 있다. 상기 탄성층(824)의 두께를 설계하고 조절함으로써, 상기 골전도 소리전달장치(800)의 진동과정에서 상기 제1 압전층(822)가 받는 변형응력이 조절될 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 탄성층(824)의 두께는 상기 제1 압전층(822)의 두께의 1배~6배일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 탄성층(824)의 두께는 상기 제1 압전층(822)의 두께의 1배~3 배일 수 있다. 상기 탄성층(824)의 두께를 설정함으로써, 상기 제1 압전층(822)은 여전히 중성층(831)으로부터 멀리 떨어질 수 있으며, 상기 제1 압전층(822)이 받는 변형응력이 증가될 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 탄성층(824)은 반도체 재료로 제조된 판형구조일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 반도체 재료는 실리콘, 이산화규소, 질화규소, 질화갈륨, 산화 아연, 탄화규소, 등을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 음향변환유닛이 2개 이상의 탄성층들(824)를 포함하는 경우, 상이한 탄성층들(824)의 재료들은 같거나 다를 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 탄성층(824)은 단일 층구조(예를 들면, 단일 재료로 제조되는 층구조)일 수 있다. 단일 층구조의 재료는 실리콘(Si), 이산화규소(SiO2), 질화규소(SiNx), 또는 탄화규소(SiC), 등을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 일부 실시예들에서는, 상기 탄성층(824)은 다층구조(예를 들면, 여러가지 재료들로 구성된 다층구조, 각 층의 구조는 단일 재료로 제조될 수 있다)를 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 다층구조는 실리콘와 이산화규소의 조합재료, 실리콘과 질화규소의 조합재료, 등으로 제조될 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 탄성층들(824)의 하나 이상의 층들은 CVD 또는 PVD를 통해 상기 식각장벽층 또는 상기 베이스 재료 위에 제조될 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 음향변환유닛(820)은 와이어 결합 전극층(826)(PAD층)을 더 포함할 수 있고, 와이어 결합 전극층(826)은 상기 제1 전극층(821) 및 상기 제2 전극층(823) 위에 위치할 수 있다. 외부 도선(예를 들면, 금선, 알루미늄선, 등.)을 통해, 상기 제1 전극층(821) 및 상기 제2 전극층(823)는 외부 회로에 연결될 수 있으며, 따라서 상기 제1 전극층(821)와 상기 제2 전극층(823) 사이의 압전신호를 백엔드 처리회로로 도출한다. 일부 실시예들에서는, 상기 와이어 결합 전극층(826)의 재료는 동박, 티탄, 구리, 등을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 와이어 결합 전극층(826)의 두께는 100nm 내지 200nm의 범위 내일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 와이어 결합 전극층(826)의 두께는 150nm 내지 200nm의 범위 내일 수 있다. 상기 와이어 결합 전극층(826)의 두께를 설계하고 조절함으로써, 상기 골전도 소리전달장치(800)가 진동하는 과정에서 상기 제1 압전층(822)가 받는 변형응력이 조절될 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 와이어 결합 전극층(826)은 상기 베이스구조(810)에 배치된다. 예를 들면, 상기 와이어 결합 전극층(826)은 상기 베이스구조(810)의 상면 또는 하면에 배치될 수 있다. 상기 와이어 결합 전극층(826)는 상기 베이스구조(810)로부터 전기신호를 도출하는 데 이용될 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 전기신호는 전극리드(860)를 통해 상기 제1 전극층(821) 또는 상기 제2 전극층(823)으로부터 상기 베이스구조(810)로 안내될 수 있다. 상기 와이어 결합 전극층(826)은 금속 리프트 오프 공정 또는 제조공정 예를 들면, 식각 전의 점착을 통해 제조될 수 있다. 상기 제1 전극층(821), 상기 제1 압전층(822), 및 상기 제2 전극층(823)이 전부 제조된 후 상기 와이어 결합 전극층(826)가 제조될 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 음향변환유닛(820)은 제1 종자층(825)을 더 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 제1 종자층(825)은 상기 제2 전극층(823)과 상기 지지팔들(830) 사이에 위치할 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 제1 종자층(825)은 상기 탄성층(824)과 상기 제1 전극층(821) 사이 또는 상기 탄성층(824)과 상기 제2 전극층(823) 사이에 위치할 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 제1 종자층(825)의 재료는 상기 제1 압전층(822)의 재료와 같을 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 압전층(822)의 재료가 AlN인 경우, 상기 제1 종자층(825)의 재료도 AlN일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 제1 종자층(825)의 재료는 상기 제1 압전층(822)의 재료와도 다를 수 있다. 상술한 골전도 소리전달장치(800)의 공진주파수의 주파수는 2000 Hz 내지 5000 Hz의 범위에 한정되지 않으며, 4000 Hz 내지 5000 Hz, 또는 2300 Hz 내지 3300 Hz, 등 범위내일 수도 있음에 유의해야 한다. 상기 특정된 공진주파수 범위는 실제 조건에 따라 조절될 수 있다. 그리고, 상기 질량소자(840)가 상기 지지팔(830)에 상대적으로 위로 돌출하는 경우, 상기 음향변환유닛(820)은 상기 지지팔(830)의 하면에 위치할 수 있으며, 상기 제1 종자층(825)은 상기 질량소자(840)와 상기 지지팔(830) 사이에 위치할 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 제1 종자층(825)의 두께는 10nm~120nm의 범위 내일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 제1 종자층(825)의 두께는 40nm~80nm의 범위 내일 수 있다. 상기 제1 종자층(825)의 두께를 설계하고 조절함으로써, 상기 골전도 소리전달장치(800)가 진동하는 과정에서 상기 제1 압전층(822)가 받는 변형응력이 조절될 수 있다.
상기 제1 종자층(825)을 배치함으로써, 기타 층들에 좋은 성장면 구조를 제공할 수 있다. 예를 들면, 상기 탄성층(824)를 상기 전극층(상기 제1 전극층(821) 또는 상기 제2 전극층(823))에 안정되게 부착하기가 어려울 수 있다. 따라서, 상기 제1 종자층(825)은 전극층(상기 제1 전극층(821) 또는 상기 제2 전극층(823))에 부착될 수 있고, 상기 탄성층(824)은 상기 제1 종자층(825)에 부착되어 상기 층들 사이의 안정된 연결을 달성할 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 제1 종자층(825)은 상기 탄성층(824)의 상면에 제조될 수 있다. 상기 제1 종자층(825)은 예를 들면, CVD 또는 PVD와 같은 방법들을 통해 제조될 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 탄성층(824)은 상기 지지팔(830)과 상기 제1 전극층(821) 사이에 배치될 수 있고, 상기 제1 종자층(825)은 상기 탄성층(824)과 상기 제1 전극층(821) 사이에 배치될 수 있다. 또는, 상기 탄성층(824)은 상기 지지팔(830)과 상기 제2 전극층(823) 사이에 배치될 수 있고, 상기 제1 종자층(825)는 상기 탄성층(824)과 상기 제2 전극층(823) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들면, 상기 음향변환유닛(820)이 상기 지지팔(830)의 상면에 배치되는 경우, 상기 탄성층(824), 상기 제1 종자층(825), 상기 제2 전극층(823), 상기 제1 압전층(822), 및 상기 제1 전극층(821)은 아래로부터 위로 차례로 배치될 수 있다. 또는, 상기 음향변환유닛(820)이 상기 지지팔(830)의 하면에 배치되는 경우, 상기 탄성층(824), 상기 제1 종자층(825), 상기 제1 전극층(821), 상기 제1 압전층(822), 및 상기 제2 전극층(823)은 위로부터 아래로 차례로 배치될 수 있다. 이러한 설정을 통해, 큰 전기신호가 생성될 수 있고, 상기 음향변환유닛(820)의 층들 사이의 연결은 안정된다.
도 11은 본 개시의 일부 실시예들에 따른 도8에서의 진동상태에서의 상기 골전도 소리전달장치의 정면도이다. 도 12는 본 개시의 일부 실시예들에 따른 도 11에서의 골전도 소리전달장치의 D-D 단면도이다. 도 11 및 도 12에 나타내는 바와 같이, 상기 골전도 소리전달장치(800)의 진동유닛(예를 들면, 상기 지지팔(830))은 응변될 때 상기 중성층(831)을 구비하고, 상기 지지팔(830)이 변형될 때 상기 중성층(831)의 변형응력은 0이다. 이는, 상기 중성층(831)은 상기 지지팔(830)이 변형될 때 상기 지지팔(830)의 변형응력이 0인 위치층임을 의미한다. 압전재료(예를 들면, 상기 제1 압전층(822))에 의해 출력되는 상기 전기신호는 응력와 관련될 수 있으며, 두께방향에서의 각 층의 두께는 동일한 진동신호하에서 각 층의 응력분포에 영향을 줄 수 있다. 상기 중성층(831)이 상기 변형응력이 0인 위치층이기 때문에, 상기 지지팔(830)의 변형과정에서, 두께방향에서 상기 중성층(831)에 더 가까운 위치의 변형응력은 더 작다.
상술한 내용에 근거하여, 본 개시에 의해 제공되는 실시예들에서, 상기 탄성층(824)와 다른 층구조들의 두께 및 연결순서를 설계함으로써 상기 제1 압전층(822)과 상기 중성층(831)은 중첩되지 않을 수 있으며, 따라서 상기 제1 압전층(822)가 변형응력을 받을 수 있음을 확보하며, 따라서 상기 제1 압전층(822)는 상기 제1 전극층(821) 및/또는 상기 제2 전극층(823)와 상호작용하여 전기신호들을 생성할 수 있다. 또한, 본 개시의 실시예들 중의 실시예에서 각 층의 두께 설계를 통해, 상기 제1 압전층(822)은 상기 중성층(831)로부터 될수록 멀리 떨어질 수 있으며, 따라서 상기 제1 압전층(822)의 변형은 될수록 클 수 있으며, 따라서 출력전기신호를 될수록 크게 하며, 따라서 상기 골전도 소리전달장치의 민감도를 될수록 크게 한다.
일부 실시예들에서는, 상기 질량소자(840)는 단일층구조 또는 다층구조일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 질량소자(840)는 다층구조일 수 있으며, 상기 질량소자(840)의 층들의 수량, 각 층구조에 대응되는 재료 및 파라미터들은 상기 지지팔들(830)의 상기 탄성층(824)과 상기 음향변환유닛(820)의 층들의 수량, 각 층구조에 대응되는 재료들 및 파라미터들과 같거나 다를 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 질량소자(840)의 형상은 원형, 반원형, 타원형, 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형, 칠각형, 팔각형, 또는 기타 규칙적 또는 불규칙적인 형상들일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 질량소자(840)의 두께는 상기 지지팔들(830) 및 상기 음향변환유닛(820)의 총 두께와 같거나 다를 수 있다. 상기 질량소자(840)가 다층구조인 경우의 상기 질량소자(840)의 재료 및 크기에 관하여, 상기 음향변환유닛(820)에 대한 설명을 참고 바라며, 여기에서 중복하지 않는다. 그리고, 상기 음향변환유닛(820)의 각 층구조의 재료들 및 파라미터들은 도 1, 3, 4, 5, 및 7에서의 상기 골전도 소리전달장치에 응용될수도 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 질량소자(840)은 아래로부터 위로 차례로 배치된 제3 전극층, 제2 압전층, 및 제4 전극층을 포함할 수 있다. 상기 제3 전극층의 재료, 기능 및 제조방법은 상기 제1 전극층(821)의 재료, 기능 및 제조방법과 유사할 수 있고, 상기 제2 압전층의 재료, 기능 및 제조방법은 상기 제1 압전층(822)의 재료, 기능 및 제조방법과 유사할 수 있고, 상기 제4 전극층의 재료, 기능 및 제조방법은 상기 제2 전극층(823)의 재료, 기능 및 제조방법과 유사할 수 있고, 여기에서 중복하지 않는다. 일부 실시예들에서는, 상기 질량소자(840)은 베이스층을 더 포함할 수 있다. 상기 베이스층은 상기 제3 전극층, 상기 제2 압전층, 및 상기 제4 전극층을 탑재할 수 있고, 이는 상기 질량소자(840)의 무게를 증가시켜 상기 질량소자(840)의 관성을 개선하고, 따라서 상기 골전도 소리전달장치(800)의 민감도를 개선한다. 일부 실시예들에서는, 상기 질량소자(840)는 상기 베이스층과 상기 제3 전극층 사이에 배치된 제2 종자층을 더 포함한다. 상기 제2 종자층의 재료, 기능, 및 제조방법은 상기 제1 종자층(825)의 재료, 기능, 및 제조방법과 유사하며, 여기에서 중복하지 않는다. 일부 실시예들에서는, 상기 베이스층의 두께는 20μm~400μm의 범위 내일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 베이스층의 두께는 300μm~400μm의 범위 내일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 베이스층의 두께는 200μm~300μm의 범위 내일 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 두께방향에 수직이 되는 상기 질량소자(840)의 단면의 형상은 사각형이다. 일부 실시예들에서는, 상기 두께방향에 수직이 되는 상기 질량소자(840)의 단면의 형상은 직사각형이다. 일부 실시예들에서는, 상기 직사각형의 적어도 하나의 변의 길이는 600μm~1200μm의 범위 내일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 직사각형의 적어도 하나의 변의 길이는 750μm~1050μm의 범위 내일 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 질량소자(840)와 상기 지지팔(830) 위의 상기 음향변환유닛(820)은 상이한 베이스 재료들(예를 들면, 상이한 실리콘 워이퍼들) 위에 제조될 수 있으며, 또는 동일한 베이스 재료 위에 제조될 수 있다. 상기 질량소자(840)와 상기 지지팔(830) 위의 상기 음향변환유닛(820)이 상이한 베이스 재료들 위에 제조되는 경우, 상기 질량소자(840)는 광식각, 식각 및 다른 공정을 통해 베이스 재료에 제조될 수 있다. 그리고, 웨이퍼 수준 본딩은 상기 제조된 질량소자(840)를 포함하는 실리콘 베이스 재료에 실시될 수 있으며, 상기 베이스 재료는 상기 제조된 지지팔(830) 및 상기 제조된 베이스구조(810)를 포함한다. 일부 실시예들에서는, 본딩구역은 상기 질량소자(840)의 구역일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 본딩구역은 상기 질량소자(840)의 구역 및 상기 베이스구조(810)의 일부분 구역을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 베이스구조(810)에서 본딩구역의 면적은 상기 두께방향에 수직이 되는 상기 베이스구조(810)의 단면의 면적의10%-90%를 차지할 수 있다. 일부 실시예들에서는, 웨이퍼 박화공정은 상기 질량소자(840)가 위치하는 베이스 재료 위의 여분의 재료를 제거하는 데 이용될 수 있으며, 상기 여분의 재료는 상기 질량소자(840)를 포함하지 않는다. 일부 실시예들에서는, 상기 질량소자(840)는 상기 지지팔(830)을 제조하기 위한 베이스 재료 위에도 제조할 수 있다. 구체적으로, 상기 지지팔(830)을 제조하기 위한 베이스 재료의 다른 측(상기 지지팔(830)의 제조측의 반대측)에, 동작들, 예를 들면, 점착제 점착, 광식각 및 현상 처리를 실행할 수 있으며, 그 후, 딥 실리콘 식각 공정을 일정한 깊이까지 수행할 수 있다. 그 후, 상기 딥 실리콘 식각 공정을 더 실행하여 상기 질량소자(840)를 식각할 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 음향변환유닛(820)은 적어도 유효한 음향변환유닛을 포함할 수 있다. 상기 유효한 음향변환유닛은 상기 음향변환유닛의 나중에 전기신호를 공헌하는 일부분 구조일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 유효한 음향변환유닛은 상기 제1 전극층(821), 상기 제1 압전층(822), 및 상기 제2 전극층(823)의 중첩구역을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 전극층(821), 상기 제1 압전층(822), 및 상기 제2 전극층(823)은 동일한 형상 및 면적을 가지고, 상기 지지팔들(830)(또는 상기 탄성층(824))을 부분적으로 커버하며, 그리고, 상기 제1 전극층(821), 상기 제1 압전층(822), 및 상기 제2 전극층(823)은 유효한 음향변환유닛들이다. 다른 하나의 예로써, 상기 제1 전극층(821) 및 상기 제1 압전층(822)은 상기 지지팔(830)을 부분적으로 커버하며, 상기 제2 전극층(823)은 상기 지지팔(830)을 전부 커버하고, 그리고, 상기 제1 전극층(821), 상기 제1 압전층(822), 및 상기 제2 전극층(823)에서 상기 제1 전극층(821)에 대응되는 일부분은 상기 유효한 음향변환유닛을 구성한다. 다른 하나의 예로써, 상기 제1 전극층(821)은 상기 지지팔(830)을 부분적으로 커버하고, 상기 제1 압전층(822) 및 상기 제2 전극층(823)의 양자는 상기 지지팔(830)을 전부 커버하며, 그리고, 상기 제1 전극층(821), 상기 제1 압전층(822)의 상기 제1 전극층(821)에 대응되는 부분, 및 상기 제2 전극층(823)의 상기 제1 전극층(821)에 대응되는 부분은 유효한 변환유닛을 구성한다. 다른 하나의 예로써, 상기 제1 전극층(821), 상기 제1 압전층(822), 및 상기 제2 전극층(823)은 상기 지지팔(830)을 전부 커버하지만, 절연트렌치들(예를 들면, 전극절연채널(850))을 배치함으로써 상기 제1 전극층(821)은 복수의 독립된 전극들로 나뉘며, 그리고, 상기 제1 전극층(821)의 전기신호를 도출해내는 독립적인 전극부, 상기 제1 압전층(822)와 상기 제2 전극층(823)의 상응한 일부분은 유효한 변환유닛들이다. 상기 제1 전극층(821)에서 전기신호를 도출해내지 않는 독립적인 전극구역, 전기신호를 도출해내지 않는 상기 제1 전극층(821) 중의 상기 독립적인 전극에 대응되는 상기 제1 압전층(822) 및 상기 제2 전극층(823)의 구역, 및 상기 절연트렌치들은 전기신호를 제공하지 않을 수 있고, 주로 기계적 효과를 제공할 수 있다. 상기 골전도 소리전달장치(800)의 SNR을 개선하기 위해, 상기 유효한 음향변환유닛은 상기 지지팔(830)의 상기 질량소자(840) 부근 또는 상기 지지팔들(830)과 상기 베이스구조(810) 사이의 연결부 부근의 위치에 배치될 수도 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 유효한 음향변환유닛은 상기 질량소자(840)에 가까운 상기 지지팔(830)에 배치될 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 유효한 음향변환유닛이 상기 지지팔들(830)에서의 상기 질량소자(840)에 가깝거나 또는 상기 지지팔(830)과 상기 베이스구조(810) 사이의 연결부에 가까운 위치에 배치된 경우, 상기 지지팔(830)에서 상기 유효한 음향변환유닛의 커버면적 대 상기 지지팔(830)의 면적(상기 두께방향에 수직이 되는 상기 지지팔(830)의 단면의 면적)의 비율은 5%-40%의 범위 내일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 지지팔(830)에서 상기 유효한 음향변환유닛의 커버면적 대 상기 지지팔(830)의 면적(상기 두께방향에 수직이 되는 상기 지지팔(830)의 단면의 면적)의 비율은 25%-40%의 범위 내일 수 있다. 또한, 일부 실시예들에서는, 상기 지지팔(830)에서 상기 유효한 음향변환유닛의 커버면적 대 상기 지지팔(830)의 면적(상기 두께방향에 수직이 되는 상기 지지팔(830)의 단면의 면적)의 비율은 30%-35%의 범위 내일 수 있다.
SNR은 전자장치 또는 전자시스템의 신호 대 소음 비율이다. 상기 골전도 소리전달장치에서, 상기 SNR이 클 수록, 상기 골전도 소리전달장치의 전기신호 강도가 크고 상기 소음이 낮으며, 상기 골전도 소리전달장치의 효과가 더 좋다. 그러므로, 상기 SNR는 상기 골전도 소리전달장치의 파라미터 설계과정에서 매우 중요하다. 일부 실시예들에서는, 상기 SNR와 상기 골전도 소리전달장치의 민감도 
는 상기 골전도 소리전달장치의 배경소음 
과 관련된다. 일부 실시예들에서는, 상기 SNR은 상기 골전도 소리전달장치의 민감도 
와 양의 관계를 가지고고, 상기 SNR는 상기 골전도 소리전달장치의 배경소음 
와 음의 관계를 가진다. 일부 실시예들에서는, 상기 SNR은 
와 양의 관계를 가진다. 일부 실시예들에서는, 상기 골전도 소리전달장치의 SNR는 아래의 공식(2)에 따라 계산될 수 있다.
여기서, 
는 상기 골전도 소리전달장치의 민감도이고, 
는 상기 압전층(예를 들면, 상기 제1 압전층(822))의 압전상수 및 내응력와 관련된다. 상기 압전상수는 상기 압전층의 재료와 관련되며, 상기 압전층의 내응력은 상기 골전도 소리전달장치의 구조 및 외부하중과 관련된다. 일부 실시예들에서는, 상기 모형이 구축된 후, 상응한 외부하중하에서의 상이한 골전도 소리전달장치들의 민감도 
는 한정된 요소 수치계산방법의 방식으로 구할 수 있다. 
은 상기 골전도 소리전달장치의 배경소음이고, 이는 파라미터들, 예를 들면, 증폭회로(ASIC)의 배경소음 
및 변환기(음향변환유닛)의 배경소음값 
에 의해 결정될 수 있다. 상기 골전도 소리전달장치의 배경소음 
은 ASIC의 배경소음 
및 상기 변환기의 배경소음 
과 양의 관계를 가진다. 
은 상기 ASIC의 배경소음이고, 이는 상기 증폭회로의 설계과정에서 계산되거나 또는 상기 제조업자로부터 얻을 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 골전도 소리전달장치의 배경소음 
은 상기 파라미터들, 예를 들면, 볼츠만의 상수
, 화씨 온도 T, 정전력 상수 k, 상기 압전층(예를 들면, 상기 제1 압전층(822))의 유전손실 
, 상기 압전층(예를 들면, 상기 제1 압전층(822))의 유전율 
, 상기 압전층(예를 들면, 상기 제1 압전층(822))의 두께 
, 상기 골전도 소리전달장치의 유효한 음향변환유닛의 면적
, 상기 골전도 소리전달장치의 배경소음의 저주파 차단 주파수 
, 및 상기 골전도 소리전달장치의 배경소음의 고주파 차단 주파수 
과 관련될 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 골전도 소리전달장치의 배경소음 
은 상기 파라미터들, 예를 들면, 볼츠만의 상수
, 화씨 온도 T , 정전력 상수 k, 상기 압전층(예를 들면, 상기 제1 압전층(822))의 유전율 
, 상기 압전층(예를 들면, 상기 제1 압전층(822))의 두께d, 및 상기 골전도 소리전달장치의 배경소음의 고주파 차단 주파수 
과 양의 관계를 가질 수 있다. 상기 골전도 소리전달장치의 배경소음 
은 상기 골전도 소리전달장치의 유효한 음향변환유닛의 면적 
, 상기 골전도 소리전달장치의 배경소음의 저주파 차단 주파수 
, 및 상기 압전층(예를 들면, 상기 제1 압전층(822))의 유전손실 
와 음의 관계를 가질 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 골전도 소리전달장치의 배경소음 
은 상기 아래의 공식(3)를 통해 계산될 수 있다.
여기서, 
은 상기 증폭회로의 게인이고, 이는 상기 증폭회로의 설계과정에서 계산되거나 또는 상기 제조업자로부터 얻을 수 있다.
는 볼츠만의 상수이고, T 는 화씨 온도이고, k는 정전력 상수이고, 
는 상기 압전층(예를 들면, 상기 제1 압전층(822))의 유전손실, 
는 상기 압전층(예를 들면, 상기 제1 압전층(822))의 유전율이고, 
는 상기 압전층(예를 들면, 상기 제1 압전층(822))의 두께이고, 
는 상기 골전도 소리전달장치의 유효한 음향변환유닛의 면적이고, 
은 상기 골전도 소리전달장치의 배경소음의 저주파 차단 주파수이고, 
은 상기 골전도 소리전달장치의 배경소음의 고주파 차단 주파수이다.
공식(3)을 공식(2)로 대체하여 상기 골전도 소리전달장치의 SNR를 판정하기 위해 공식(4)를 판정할 수 있다.
공식(4) 중의 각 파라미터의 의미에 관하여, 상술한 해석을 참고 바란다. 상기 공식(4)에서, 상기 압전재료의 유전손실 
과 상기 압전재료의 유전율 
은 상기 압전층(예를 들면, 상기 제1 압전층)의 재료와 관련될 수 있다. 상기 공식(4)에서 SNR가 상기 유효한 음향변환유닛의 면적, 상기 압전층(예를 들면, 상기 제1 압전층(822))의 두께, 상기 압전층(예를 들면, 상기 제1 압전층(822))의 재료, 상기 민감도(이는 상기 골전도 소리전달장치 등의 재료 및 구조의 영향을 받는다), 또는 기타 계수들과 관련될 수 있음을 알 수 있다.
본 개시에서 제안하는 상기 골전도 소리전달장치의 SNR을 구하기 위한 공식에 의하면, 상기 전극층(상기 제1 전극층(821) 및 상기 제2 전극층(823)), 상기 압전층(상기 제1 압전층(822) 및 상기 제2 전극층(823)), 탄성층(824), 및 상기 질량소자(840), 등과 상기 골전도 소리전달장치의 구조가 설계되며, 따라서 상기 설계안들은 상기 골전도 소리전달장치의 SNR을 최대화하는 동시에 상기 공진주파수 
의 범위의 요구에 부합될 수 있다. 예를 들면, 상기 지지팔 및 질량소자의 구조(또는 상기 외팔보의 구조, 상기 천공된 현수막의 구조, 상기 현수막 및 질량소자의 구조, 등)는 설계되고, 상기 골전도 소리전달장치(예를 들면, 상기 지지팔(830) 및 상기 질량소자(840), 등의 길이들, 폭들, 두께들, 및 상기 유효한 음향전달유닛 등의 면적)이 설계될 수 있다. 단지 예로써, 상기 지지팔 및 상기 질량소자의 구조에서, 상기 음향변환유닛(820), 상기 지지팔(830), 및 상기 질량소자(840)의 재료들 및 크기들을 설계함으로써 상기 지지팔(830) 및 상기 질량소자의 강도가 조절될 수 있으며, 따라서 상기 지지팔(830)에서 응력집중이 발생할 수 있다. 상기 지지팔(830)에서 응력집중은 상기 골전도 소리전달장치의 출력전기신호를 향상시킬 수 있으며, 따라서 상기 골전도 소리전달장치의 출력 민감도 및 SNR를 최대화시킨다. 설계과정에서, 상기 골전도 소리전달장치가 더 좋은 신뢰성을 갖게끔 설계하는 것을 확보하기 위해, 상이한 부재들의 재료, 구조 및 크기를 조절함으로써 상기 SNR 가 조절될 수 있으며, 따라서 상기 SNR는 상기 최대 SNR보다 작다. 예를 들면, 상기 SNR는 상기 최대 SNR의 80% 내지 100%로 설계될 수 있고, 상기 SNR는 상기 최대 SNR의 50% 내지 100%로 설계될 수 있고, 상기 SNR는 상기 최대 SNR의 20% 내지 100%로 설계될 수 있다.
상기 지지팔(830)에서 상기 유효한 음향변환유닛의 커버면적이 작을 수록, 최종적으로 생성되는 전기신호 강도는 더 크다. 그러나, 상기 유효한 음향변환유닛의 면적의 감소는 그 전기용량을 감소시킬 수 있으며, 결국 최종적으로 출력 소음을 증가시킨다. 상기 지지팔(830)에서의 상기 유효한 음향변환유닛의 커버면적 대 상기 지지팔(830)의 면적(상기 두께방향에 수직이 되는 상기 지지팔(830)의 단면의 면적)의 비율을 상기 비율(예를 들면, 25%-40%)로 설정함으로써, 상기 유효한 음향변환유닛에 의해 생성되는 전기신호는 작은 소음을 가지는 강한 강도를 가질 수 있으며, 따라서 상기 골전도 소리전달장치(800)의 소리전달 효과는 더 좋다.
상기 골전도 소리전달장치(800)의 SNR은 출력전기신호의 강도와 양의 관계를 가질 수 있다. 상기 적층구조와 상기 베이스구조(810) 사이에 상대적 이동이 발생하는 경우, 상기 지지팔(830)과 상기 질량소자(840) 사이의 연결부 및 상기 지지팔들(830)과 상기 베이스구조(810) 사이의 연결부의 변형응력들은 상기 지지팔(830)의 중간구역(830)에서의 변형응력보다 상대적으로 크다. 상응하게, 상기 지지팔(830)과 상기 질량소자(840) 사이의 연결부 및 상기 지지팔(830)과 상기 베이스구조(810) 사이의 연결부에서의 출력전압의 강도는 상기 지지팔(830)의 중간구역에서의 출력전압의 강도보다 상대적으로 높다. 일부 실시예들에서는, 도 13과 도 14에 표시하는 바와 같이, 상기 음향변환유닛(820)이 상기 지지팔들(830)의 상면 또는 하면을 완전히 또는 거의 완전히 덮는 경우, 상기 골전도 소리전달장치(800)의 SNR을 개선하기 위해, 상기 전극절연트렌치(850)는 상기 제1 전극층(821)에 배치될 수 있고, 상기 전극절연트렌치(850)는 상기 제1 전극층(821)을 2개의 부분(또는 다수의 부분들)으로 나눌 수 있으며, 따라서 상기 제1 전극층(821)의 일부분은 상기 질량소자(840)에 가깝고, 상기 제1 전극층(821)의 기타 부분은 상기 지지팔(830)과 상기 베이스구조(810) 사이의 연결부에 가깝다. 상기 제1 전극층(821)와 상응한 제1 압전층(822) 및 상기 제2 전극층(823)에서 상기 전극절연트랜치(850)에 의해 나뉘어진 2개 부분에서, 전기신호를 도출하는 부분은 유효한 음향변환기유닛이다. 일부 실시예들에서는, 상기 전극절연트랜치(850)는 상기 지지팔(830)의 폭 방향에 따라 연장되는 직선일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 전극절연트랜치(850)의 폭은 20μm보다 작을 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 전극절연트랜치(850)의 폭은 2μm~20μm의 범위 내일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 전극절연트랜치(850)의 폭은 4μm~10μm의 범위 내일 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 전극절연트랜치(850)는 상기 제1 전극층(821) 또는 상기 제2 전극층(823)에 배치된다. 예를 들면, 상기 음향변환유닛(820)가 상기 지지팔(830)의 상면에 배치되는 경우, 상기 전극절연트랜치(850)는 상기 제1 전극층(821)에 배치될 수 있고, 상기 음향변환유닛(820)가 상기 지지팔(830)의 하면에 배치되는 경우, 상기 전극절연트랜치(850)는 상기 제2 전극층(823)에 배치될 수 있다. 상기 전극절연트랜치(850)는 상기 제1 전극층(821) 또는 상기 제2 전극층(823)을 2개 이상의 전극구역들로 나누도록 구성된다. 상기 나누어진 전극구역들의 수량은 2개, 3개, 5개, 등일 수 있다. 상기 전극절연트랜치(850)의 폭의 설계는 현재 가공기술을 통해 처리될 수 있도록 확보할 수 있으며, 동시에, 상기 전극절연트랜치(850)의 상기 골전도 소리전달장치의 SNR에 대한 영향을 최소화시킬 수 있다.
상기 베이스구조(810)에 연결된 단부로부터 상기 질량소자(840)에 연결된 단부로의 상기 지지팔(830)의 응력은 인장응력로부터 압축응력으로, 또는 압축응력으로부터 인장응력으로 변한다. 상기 전극층(예를 들면, 상기 제1 전극층(821))은 전하를 수집하기 위한 상기 압전층(예를 들면, 상기 제1 압전층(822))의 표면에 분포되고, 상기 압전층(예를 들면, 상기 제1 압전층(822))은 상이한 위치들에서 상이한 응력들을 받으며, 이는 상이한 전하들을 출력할 수 있다. 상기 골전도 소리전달장치의 출력 민감도를 최대화하기 위해, 상기 전극층(예를 들면, 상기 제1 전극층(821))은 상기 전극절연트랜치(850)를 통해 각기 상기 압전층(예를 들면, 상기 제1 압전층)의 표면을 커버하는 복수의 전극들로 나뉘어질 수 있다. 상기 신호수집 과정에서, 각 독립적인 부분전극층의 위치에 근거하여 적당한 독립적인 부분전극층을 선택하여 신호를 출력할 수 있다. 상기 전극절연트랜치(850)를 설계할 때, 상기 전극층의 일부분에 의해 커버된 전기신호를 도출하는 상기 지지팔(830)의 면적은 될수록 클 수 있으며, 따라서 상기 골전도 소리전달장치의 높은 출력 민감도 및 낮은 배경소음을 얻고, 그러므로 SNR를 향상시킨다.
상기 전극절연트렌치(850)는 상기 지지팔(830)의 폭방향에 따라 연장되는 직선에 한정되지 않을 수 있으며, 곡선, 구부러진 선, 파선, 등일 수도 있음에 유의해야 한다. 그리고, 상기 전극절연트렌치(850)는 예를 들면 도14에서의 전극절연트렌치(850)와 같이 상기 지지팔들(830)의 폭방향을 따라 연장되지 않을 수 있으며, 상기 전극절연트렌치(850)는 단지 상기 음향변환유닛(820)을 복수의 부분들로 나누기만 하면 되며, 이는 여기의 기재에 한정되지 않는다.
도 14에 표시하는 바와 같이, 상기 음향변환유닛(820)의 일부분 구조(예를 들면, 도13에서의 상기 전극절연트렌치들(850)과 상기 질량소자(840) 사이의 상기 음향변환유닛)가 상기 지지팔들(830)의 상기 질량소자(840)에 가까운 위치에 배치되는 경우, 상기 제1 전극층(821) 및/또는 상기 제2 전극층(823)은 전극리드(860)를 더 포함할 수 있다. 상기 제1 전극층(821)을 예로 들면, 상기 전극절연트렌치(850)는 상기 제1 전극층(821)을 2개의 부분들로 나누고, 상기 제1 전극층(821)의 일부분은 상기 질량소자(840)에 연결되거나 또는 상기 질량소자(840)에 가까우며, 상기 제1 전극층(821)의 기타 부분은 상기 지지팔(830)과 상기 베이스구조(810) 사이의 연결부에 가깝다. 상기 질량소자(840)에 가까운 상기 음향변환유닛(820)의 전압을 출력하기 위해, 상기 지지팔(830)과 상기 베이스구조(810) 사이의 연결부에 가까운 상기 제1 전극층(821)(도 14에 표시하는 제1 전극층(821)은 상기 지지팔(830)의 가장자리구역에 위치한다)은 상기 전극절연트랜치에 의해 부분구역으로 나뉠 수 있으며, 상기 부분구역은 상기 질량소자(840)에 연결되거나 또는 상기 질량소자(840)에 가까운 상기 음향변환유닛(820)의 일부분을 골전도 소리전달장치 장치(800)의 처리유닛에 전기연결시킨다. 일부 실시예들에서는, 상기 전극리드(860)의 폭(L1)은 20 μm 이하일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 전극리드(860)의 폭(L1)은 4 μm 내지 20 μm의 범위 내일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 전극리드(860)의 폭(L1)은 4 μm 내지 10 μm의 범위 내일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 전극리드는 상기 지지팔들(830)의 폭방향에서 임의의 위치에 위치할 수 있으며, 예를 들면, 상기 전극리드(860)는 상기 지지팔(830)의 중심 또는 상기 지지팔(830)의 폭방향에서 가장자리에 가까운 위치에 위치할 수 있다. 일부 실시예에서는, 상기 전극리드(860)는 폭방향에서 상기 지지팔(830)의 가장자리 부근에 위치할 수 있다. 상기 전극리드(860)를 배치함으로써, 상기 음향변환유닛(820)에서 전도선의 사용을 피할 수 있고, 동시에 상기 구조는 상대적으로 간단할 수 있으며, 이는 후속의 생산과 조립에 편리하다.
일부 실시예들에서는, 전극리드(860)는 상기 제1 전극층(821)에 배치되어, 상기 전극구역을 상기 베이스구조(810)에 연결시킨다. 일부 실시예들에서는, 상기 전극리드(860)는 상기 음향변환유닛(820)에 의해 생성되는 전기신호를 상기 베이스구조(810)로 도출시키고, 상기 와이어 결합 전극층(826)은 상기 베이스구조(810)로부터 전기신호를 도출해낼 수 있다. 상기 전극리드(860)의 폭의 설계를 통해, 상기 지지팔(830)에서 전극구역은 쉽게 구획될 수 있으며 동시에, 상기 전극리드(860)의 가공이 쉬워질 수 있다
상기 제1 압전층(822)의 압전재료가 식각에 의해 상기 지지팔(830)의 가장자리 부근의 구역에서 거칠 수 있음을 고려하면, 상기 압전재료의 품질은 악화될 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 제1 압전층(822)의 면적이 상기 제2 전극층(823)의 면적과 같은 경우, 상기 제1 전극층(821)이 좋은 압전재료를 구비하는 상기 압전재료 구역에 위치하게 하기 위해, 상기 제1 압전층(821)의 면적은 상기 제1 전극층(822)의 면적보다 작을 수 있으며, 따라서 상기 제1 전극층(821)의 가장자리구역은 상기 제1 압전층(822)의 가장자리구역를 피할 수 있으며, 전극수축트렌치(870(도 15에 표시하는 바와 같이)는 상기 제1 전극층(821)과 상기 제1 압전층(822) 사이에 형성될 수 있다. 상기 전극수축트렌치(870)를 배치함으로써, 나쁜 품질을 가지는 상기 제1 압전층(822)의 구역은 상기 제1 전극층(821)와 상기 제2 전극층(823)을 피할 수 있으며, 따라서 상기 골전도 소리전달장치(800)의 출력의 SNR를 개선한다. 일부 실시예들에서는, 상기 전극수축트렌치(870)의 폭은 2 μm 내지 20 μm의 범위 내일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 전극수축트렌치(870)의 폭은 2 μm 내지 10 μm의 범위 내일 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 전극수축트렌치(870)는 상기 제1 압전층(822)의 가장자리에 형성될 수 있다. 상기 제1 전극층(821)은 상기 제1 압전층(822)에서 상기 전극수축트렌치(870) 내에 위치한다. 일부 실시예들에서는, 상기 전극수축트렌치(870)의 폭은 20μm보다 작을 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 전극수축트렌치(870)의 폭은 2μm~10μm의 범위 내일 수 있다. 상기 전극수축트렌치(870)의 폭을 설계함으로써, 상기 지지팔(830)에서 전극구역은 쉽게 구획될 수 있고, 동시에, 상기 전극수축트렌치(870)의 가공이 쉬워질 수 있다.
일부 실시예들에서는, 본 개시의 하나 이상의 실시예에서 상기 골전도 소리전달장치(800)는 동시에 상기 전극절연트랜치(850), 상기 전극리드(860), 및 상기 전극수축트렌치(870)를 포함할 수 있다. 상기 전극절연트랜치(850), 상기 전극리드(860), 및 상기 전극수축트렌치(870)는 식각을 통해 제조될 수 있다. 예를 들면, 상기 식각은 차례로 상기 제1 전극층(821), 상기 제1 압전층(822), 및 상기 제2 전극층(823)에 대해 수행될 수 있다. 상기 제1 전극층(821), 상기 제1 압전층(822), 및 상기 제2 전극층(823)의 식각은 건식식각 또는 습식식각을 통해 수행될 수 있다. 상기 탄성층(824)가 배치되는 경우, 상기 탄성층(824)은 더 식각될 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 전극절연트랜치(850), 상기 전극리드(860), 및 상기 전극수축트렌치(870)이 전부 식각된 후, 상기 와이어 결합 전극층(826)은 상기 제1 전극층(821)에 배치될 수 있다.
도 16에 표시하는 바와 같이, 상기 질량소자(840)가 상기 지지팔(830)에 상대적으로 아래를 향해 돌출하는 것을 예로 들면, 상기 음향변환유닛(820)은 상기 지지팔들(830)의 길이방향에 따라 연장되는 연장구역(8210)를 더 포함할 수 있고, 상기 연장구역(8210)은 상기 질량소자(840)의 상면에 위치할 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 제1 전극층(821), 상기 제1 압전층(822), 및 상기 제2 전극층(823)의 중첩구역은 상기 질량소자(840)로 연장되어 상기 질량소자(840)에서 상기 연장구역(8210)을 형성한다. 상기 연장구역(8210)은 상기 지지팔(830)와 상기 질량소자(840) 사이의 연결부에서 응력집중을 방지할 수 있다. 상기 연장구역(8210)은 상기 질량소자(840)의 상면 또는 상기 질량소자(840)의 하면에 위치할 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 전극절연트랜치(850)은 상기 질량소자(840)의 상면에서 상기 연장구역(8210)의 가장자리구역에 배치되어 상기 지지팔(830)의 과도한 응력집중을 방지하고, 따라서 상기 지지팔(830)의 안정성을 개선한다. 일부 실시예들에서는, 상기 연장구역(8210)의 길이(상기 두께방향에 수직이 되는 평면에서의 길이, 도16에서의 길이W0를 참조)는 상기 지지팔(830)의 폭(상기 두께방향에 수직이 되는 평면에서의 폭, 도 에16서의 폭 W1을 참조)보다 크다. 여기서, 상기 연장구역(8210)의 길이는 상기 지지팔(830)의 폭에 대응된다. 일부 실시예들에서는, 상기 연장구역(8210)의 길이(상기 두께방향에 수직이 되는 평면에서의 길이, 도16에서의 폭 W1을 참조)는4μm~30μm의 범위 내일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 연장구역(8210)의 길이는 4μm~15μm의 범위 내일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 질량소자(840)에서 상기 연장구역(8210)의 폭(상기 두께방향에 수직이 되는 평면에서의 폭, 도 16에서의 폭(W1)을 참조)은 상기 지지팔(830)과 상기 질량소자(840)의 가장자리 사이의 연결부의 폭(상기 두께방향에 수직이 되는 평면에서의 폭, 도16에서의 폭(W2)을 참조)의1.2배~2배일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 질량소자(840)에서 상기 연장구역(8210)의 폭은 상기 지지팔(830)과 상기 질량소자(840)의 가장자리 사이의 연결부의 폭의 1.2배~1.5일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 질량소자(840)에서 상기 연장구역(8210)의 폭은 상기 지지팔(830)과 상기 질량소자(840)의 가장자리 사이의 연결부의 폭과 같을 수 있다.
도 17은 본 개시의 일부 실시예들에 따른 골전도 소리전달장치를 나타내는 구조개략도이다. 도 18은 본 개시의 일부 실시예들에 따른 도 17에서의 상기 골전도 소리전달장치의E-E 축을 따른 단면도이다. 도 17 및 도 18에서 표시하는 상기 골전도 소리전달장치(1700)의 전체적 구조는 도 8에서의 상기 골전도 소리전달장치(800)의 전체적 구조와 실질적으로 같으며, 차이점은 상기 지지팔의 형상이 다른 것이다. 도 17에 표시하는 바와 같이, 베이스구조(1710)는 장방체 틀구조이다. 일부 실시예들에서는, 상기 베이스구조(1710)의 내부에는 음향변환유닛(1720) 및 진동유닛이 현수되는 공심부분을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서는, 공심부의 형상은 원형, 사각형(예를 들면, 직사각형, 및 평행사변형), 오각형, 육각형, 칠각형, 팔각형, 또는 기타 규칙적 또는 불규칙적인 형상들일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 진동유닛은 4개의 지지팔들(1730) 및 질량소자(1740)를 포함할 수 있고, 상기 4개의 지지팔들(1730)의 각 지지팔의 단부는 상기 베이스구조(1710)의 상면 또는 하면, 또는 상기 공심부가 위치하는 측벽에 연결될 수 있으며, 상기 4개의 지지팔들(1730)의 각 지지팔의 다른 단부는 상기 질량소자(1740)의 상면, 하면, 또는 둘레측벽에 연결될 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 질량소자(1740)는 상기 지지팔들(1730)에 상대적으로 위 및/또는 아래를 향해 돌출할 수 있다. 예를 들면, 상기 4개의 지지팔들(1730)의 단부들이 상기 질량소자(1740)의 상면에 연결되는 경우, 상기 질량소자(1740)는 상기 지지팔들(1730)에 상대적으로 아래를 향해 돌출할 수 있다. 다른 하나의 예로써, 상기 4개의 지지팔들(1730)의 단부들이 상기 질량소자(1740)의 하면에 연결되는 경우, 상기 질량소자(1740)는 상기 지지팔들(1730)에 상대적으로 위를 향해 돌출할 수 있다. 다른 하나의 예로써, 상기 4개의 지지팔들(1730)의 단부들이 상기 질량소자(1740)의 둘레측벽들에 연결되는 경우, 상기 질량소자(1740)는 상기 지지팔들(1730)에 상대적으로 위 및/또는 아래를 향해 돌출할 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 질량소자(1740)의 상면은 상기 지지팔(1730)의 상면과 동일한 수평면에 놓이거나, 및/또는 상기 질량소자(1740)의 하면은 상기 지지팔(1730)의 하면과 동일한 수평면에 놓인다. 일부 실시예들에서는, 지지팔(1730)의 형상은 사다리꼴이며, 예를 들면, 두께방향에 수직이 되는 상기 지지팔(1730)의 단면의 형상은 사다리꼴이다. 작은 길이(사다리꼴의 짧은 변)를 가지는 상기 지지팔(1730)의 단부는 상기 질량소자(1740)에 연결되고, 긴 길이(사다리꼴의 긴 변)를 가지는 상기 지지팔(1730)의 단부는 상기 베이스구조(1710)에 연결된다. 다른 하나의 실시예에서, 긴 길이(사다리꼴의 긴 변)를 가지는 상기 지지팔(1730)의 단부는 상기 질량소자(1740)에 연결되고, 작은 길이(사다리꼴의 짧은 변)를 가지는 상기 지지팔(1730)의 단부는 상기 베이스구조(1710)에 연결된다.
일부 실시예들에서는, 상기 사다리꼴의 높이(도 17에 표시하는 높이)는 150μm~600μm의 범위 내일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 사다리꼴의 높이는 200μm~500μm의 범위 내일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 사다리꼴의 긴 변의 길이는 300μm~600μm의 범위 내일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 사다리꼴의 긴 변의 길이는 350μm~550μm의 범위 내일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 사다리꼴의 짧은 변의 길이는 100μm~400μm의 범위 내일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 사다리꼴의 짧은 변의 길이는 150μm~300μm의 범위 내일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 사다리꼴의 짧은 변의 길이는 150μm~250μm의 범위 내일 수 있다. 상기 지지팔(1730)의 관련 크기(예를 들면, 상기 사다리꼴의 긴 변의 길이, 짧은 변의 길이, 및 높이 등.)를 설계함으로써, 상기 지지팔(1730)의 강도가 조절될 수 있으며, 따라서 상기 골전도 소리전달장치(1700)의 공진주파수를 조절한다.
일부 실시예들에서는, 상기 음향변환유닛(1720)은 제1 전극층(1721), 제1 압전층(1722), 제2 전극층(1723), 탄성층(1731), 제1 종자층(1724), 및 와이어 결합 전극층(미도시), 등을 포함할 수 있다. 각 층의 재료, 두께, 배치순서, 및 제조방법은 도 8에 표시하는 실시예와 유사하면, 여기에서 중복하지 않는다.
일부 실시예들에서는, 상기 골전도 소리전달장치(1700)의 SNR을 개선하기 위해, 유효한 음향변환유닛은 상기 질량소자(1740)에 가깝거나 또는 상기 지지팔들(1730)과 상기 베이스구조(1710) 사이의 연결부에 가까운 상기 지지팔(1730)의 위치에 배치될 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 유효한 음향변환유닛은 상기 질량소자(1740)에 가까운 상기 지지팔들(1730)의 위치에 배치될 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 유효한 음향변환유닛이 상기 질량소자(1740)에 가깝거나 또는 상기 지지팔들(1730)과 상기 베이스구조(1710) 사이의 연결부에 가까운 상기 지지팔들(1730)의 위치에 배치되는 경우, 상기 유효한 음향변환유닛의 상기 지지팔들(1730)에서의 커버면적 대 상기 지지팔들(1730)의 면적의 비율은 5% 내지 40%의 범위 내일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 유효한 음향변환유닛의 상기 지지팔들(1730)에서의 커버면적 대 상기 지지팔들(1730)의 면적(상기 두께방향에 수직이 되는 상기 지지팔들(1730)의 단면의 면적)의 비율은 10% 내지 35%의 범위 내일 수 있다. 또한, 일부 실시예들에서는, 상기 유효한 음향변환유닛의 상기 지지팔들(1730)에서의 커버면적 대 상기 지지팔들(1730)의 면적(상기 두께방향에 수직이 되는 상기 지지팔들(1730)의 단면의 면적)의 비율은 15% 내지 20%의 범위 내일 수 있다.
상기 골전도 소리전달장치(1700)의 SNR은 출력전기신호의 강도와 양의 관계를 가진다. 상기 적층구조와 상기 베이스구조 사이에 상대적 이동이 발생하는 경우, 상기 지지팔(1730)과 상기 질량소자(1740) 사이의 연결부 및 상기 지지팔(1730)과 상기 베이스구조(1710) 사이의 연결부에서의 변형응력들은 상기 지지팔(1730)의 중간구역에서의 변형응력보다 상대적으로 크다. 또한, 상기 지지팔(1730)과 상기 질량소자(1740) 사이의 연결부 및 상기 지지팔(1730)과 상기 베이스구조(1710) 사이의 연결부의 출력전압들의 강도는 상기 지지팔들(1730)의 중간구역의 출력전압의 강도보다 상대적으로 크다. 일부 실시예들에서는, 도 19에 표시하는 바와 같이, 상기 음향변환유닛(1720)이 상기 지지팔들(1730)의 상면 또는 하면을 완전히 또는 거의 완전히 덮는 경우, 상기 골전도 소리전달장치(1700)의 SNR를 개선하기 위해, 전극절연트렌치(1750)는 상기 제1 전극층(1721)에 배치될 수 있고, 상기 전극절연트렌치(1750)는 상기 제1 전극층(1721)을 2개의 부분들로 나눌 수 있으며, 따라서 상기 제1 전극층(1721)의 일부분은 상기 질량소자(1740)에 가깝고, 상기 제1 전극층(1721)의 기타 부분은 상기 지지팔(1730)과 상기 베이스구조(1710) 사이의 연결부에 가깝다. 일부 실시예들에서는, 상기 전극절연트렌치(1750)는 상기 지지팔들(1730)의 폭방향에 따라 연장되는 직선일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 전극절연트렌치(1750)의 폭은 2 μm 내지 20 μm의 범위 내일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 전극절연트렌치(1750)의 폭은 4 μm 내지 10 μm의 범위 내일 수 있다.
상기 전극절연트렌치(1750)는 상기 지지팔(1730)의 폭방향에 따라 연장되는 직선에 한정되지 않을 수 있으며, 곡선, 구부러진 선, 파선, 등일 수 있음에 유의해야 한다. 그리고, 상기 전극절연트렌치(1750)는 예를 들면, 도19에 표시하는 전극절연트렌치(1750)와 같이, 상기 지지팔들(1730)의 폭방향을 따라 연장되지 않을 수 있으며, 상기 전극절연트렌치(1750)는 단지 상기 음향변환유닛(1720)을 복수의 부분으로 나누기만 하면 되며, 이는 여기의 기재에 한정되지 않는다.
도 20에 표시하는 바와 같이, 상기 음향변환유닛(1720)의 일부분 구조(예를 들면, 도19에서의 상기 전극절연트렌치(1750)과 상기 질량소자(1740) 사이의 상기 음향변환유닛)가 상기 지지팔들(1730)의 상기 질량소자(1740)에 가까운 위치에 배치된 경우, 상기 제1 전극층(1721) 및/또는 상기 제2 전극층은 전극리드(1760)도 포함할 수 있다. 상기 제1 전극층(1721)을 예로 들면, 상기 전극절연트렌치(1750)는 상기 제1 전극층(1721)를 2개의 부부으로 나누며, 상기 제1 전극층(1721)의 일부분은 상기 질량소자(1740)에 연결되거나 또는 상기 질량소자(1740)에 가까우며, 상기 제1 전극층(1721)의 기타 부분은 상기 지지팔(1730)과 상기 베이스구조(1110) 사이의 연결부에 가깝다. 상기 질량소자(1740)에 가까운 상기 음향변환유닛의 전압을 출력하기 위해, 상기 지지팔(1730)과 상기 베이스구조(1110) 사이의 연결부에 가까운 상기 제1 전극층(1721)의 일부분 구역(도면에 표시하는 바와 같이, 제1 전극층(1721)은 상기 지지팔들(1730)의 가장자리에 위치하며, 이는 전극리드(1760)으로 기재될 수 있다)은 상기 전극절연트렌치(1750)에 의해 분할될 수 있으며, 상기 전극리드(1760)은 상기 질량소자(1740)에 연결되거나 또는 상기 질량소자(1740)에 가까운 상기 음향변환유닛(1720)의 일부분을 상기 골전도 소리전달장치(1700)의 처리유닛에 전기연결한다. 일부 실시예들에서는, 상기 전극리드(1760)의 폭(L2)은 4 μm 내지 20 μm의 범위 내일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 전극리드(1760)의 폭(L2)은 4 μm 내지 10 μm의 범위 내일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 전극리드(1760)는 상기 지지팔(1730)의 폭방향에서 임의의 위치에 위치할 수 있으며, 예를 들면, 상기 전극리드(1760)는 상기 지지팔들(1730)의 중심 또는 상기 지지팔들(1730)의 폭방향에서 가장자리에 가까운 위치에 위치할 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 전극리드(1760)는 상기 지지팔(1730)의 폭방향에서 가장자리에 가까운 위치에 위치할 수 있다. 상기 전극리드(1760)를 배치함으로써, 상기 음향변환유닛(1720)에서 전도선의 사용을 피할 수 있으며, 동시에 상기 음향변환유닛의 구조는 상대적으로 간단하고, 이는 후속의 생산과 조립에 편리하다.
상기 제1 압전층(1722)의 압전재료는 식각에 의해 상기 지지팔(1730)의 가장자리에 가까운 구역에서 거칠어질 수 있으며, 이는 상기 압전층의 품질을 악화시킨다. 일부 실시예들에서는, 상기 제1 압전층(1722)의 면적이 상기 제2 전극층(1723)의 면적과 같은 경우, 상기 제1 전극층(1721)의 면적은 상기 제1 압전층(1722)의 면적보다 작아 상기 제1 전극층(1721)가 더 좋은 품질의 압전재료 구역에 위치하게 할 수 있으며, 따라서 상기 압전층(1721)의 가장자리 구역은 상기 제1 압전층(1722)의 가장자리 구역을 피하고, 전극수축트렌치(1770)(상기 전극수축트랜치의 구조는 도 15에서 전극수축트렌치(870)와 유사함)는 상기 제1 전극층(1721)과 상기 제1 압전층(1722) 사이에 형성된다. 상기 전극수축트렌치(1770)을 배치함으로써, 상기 제1 압전층(1722)의 나쁜 품질의 가장자리 구역은 상기 제1 전극층(1721)과 상기 제2 전극층(1723)을 피할 수 있으며, 따라서 상기 골전도 소리전달장치(1700)의 출력의 SNR를 개선한다. 일부 실시예들에서는, 상기 전극수축트렌치의 폭은 2 μm 내지 20 μm의 범위 내일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 전극수축트렌치의 폭은 2 μm 내지 10 μm의 범위 내일 수 있다.
도 20에 표시하는 바와 같이, 일부 실시예들에서는, 상기 질량소자(1740)가 상기 지지팔들(1730)에 상대적으로 아래를 향해 돌출하는 경우를 예로 들면, 상기 음향변환유닛(1720)은 상기 지지팔들(1730)의 길이방향을 따라 연장되는 연장구역(17210)을 더 포함할 수 있고, 상기 연장구역(17210)은 상기 질량소자(1740)의 상면에 위치할 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 제1 전극층(1721), 상기 제1 압전층(1722), 및 상기 제2 전극층(1723)의 중첩구역은 상기 질량소자(1740)로 연장되어 상기 연장구역(17210)을 형성한다. 상기 연장구역(17210)은 상기 질량소자(1740)의 상면 또는 하면에 위치할 수 있다. 일부 실시예들에서는, 전극절연트렌치(1750)는 상기 질량소자(1740)의 상면에서 상기 연장구역(17210)의 가장자리 위치에 배치되어 상기 지지팔들(1730)의 지나친 응력집중을 방지할 수 있으며, 따라서 상기 지지팔들(1730)의 안정성을 개선한다. 일부 실시예들에서는, 상기 연장구역(17210)의 폭(두께방향에 수직이 되는 평면에서의 폭, 도 20에서의 폭(W3)을 참조)은 상기 지지팔들(1730)의 폭(두께방향에 수직이 되는 평면에서의 폭, 도 20에서의 폭(W4)을 참조)보다 크다. 여기서, 상기 연장구역(17210)의 폭은 상기 지지팔들(1730)의 폭에 대응된다. 일부 실시예들에서는, 상기 연장구역(17210)의 폭은 4 μm 내지 30 μm의 범위 내일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 연장구역(17210)의 길이는 4 μm 내지 15 μm의 범위 내일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 질량소자(1740) 위의 상기 연장구역(17210)의 폭은 상기 지지팔들(1730)과 상기 질량소자(1740)의 가장자리 사이의 연결부의 폭의 1.2배 내지 2배일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 질량소자(1740) 위의 상기 연장구역(17210)의 폭은 상기 지지팔들(1730)과 상기 질량소자(1740)의 가장자리 사이의 연결부의 폭의 1.2배 내지 1.5배일 수 있다. 이 실시예에서 상기 음향변환유닛(1720), 상기 제1 전극층(1721), 상기 제2 전극층(1723), 상기 제1 압전층(1722), 상기 진동유닛, 및 상기 질량소자(1740)의 재료들, 크기들, 및 기타 파라미터들에 관하여, 도 8 내지 도 16의 내용을 참고 바라며, 여기에서 중복하지 않는다.
도 21은 본 개시의 일부 실시예들에 따른 기타 골전도 소리전달장치를 나타내는 구조개략도이다. 도 22는 본 개시의 일부 실시예들에 따른 도 21에서의 상기 골전도 소리전달장치를 나타내는 다른 하나의 구조개략도이다. 도21 및 도 22에 표시하는 상기 골전도 소리전달장치(1500)의 구조는 도 8에서의 상기 골전도 소리전달장치(800)의 구조와 실질적으로 같으며, 그 차이점은 상기 지지팔들의 형상이 다르다는 점이다. 도 21에 표시하는 바와 같이, 상기 베이스구조(2110)는 장방체 틀구조이다. 일부 실시예들에서는, 상기 베이스구조(2110)의 내부는 음향변환유닛 및 진동유닛을 현수하는 공심부분을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 진동유닛은 4개의 지지팔들(2130) 및 질량소자(2140)를 포함할 수 있으며, 상기 4개의 지지팔들(2130)의 각 지지팔의 일단부는 상기 베이스구조(2110)의 상면 또는 하면, 또는 상기 베이스구조(2110)의 공심부가 위치하는 측벽에 연결될 수 있으며, 상기 4개의 지지팔들(2130)의 각 지지팔의 다른 단부는 상기 질량소자(2140)의 상면, 하면, 또는 둘레측벽에 연결될 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 질량소자(2140)는 지지팔들(2130)에 상대적으로 위 및/또는 아래를 향해 돌출할 수 있다. 예를 들면, 상기 4개의 지지팔들(2130)의 단부들이 상기 질량소자(2140)의 상면에 연결되는 경우, 상기 질량소자(2140)는 상기 지지팔들(2130)에 상대적으로 아래를 향해 돌출할 수 있다. 다른 하나의 예로써, 상기 4개의 지지팔들(2130)의 단부들이 상기 질량소자(2140)의 하면에 연결되는 경우, 상기 질량소자(2140)는 상기 지지팔들(2130)에 상대적으로 위를 향해 돌출할 수 있다. 다른 하나의 예로써, 상기 4개의 지지팔들(2130)의 단부들이 상기 질량소자(2140)의 둘레측벽에 연결되는 경우, 상기 질량소자(2140)는 상기 지지팔들(2130)에 상대적으로 위 및/또는 아래를 향해 돌출할 수 있다. 일부 실시예들에서는, 각 상기 지지팔들(2130)의 형상들은 사다리꼴이고, 즉 상기 두께방향에 수직이 되는 상기 지지팔들(2130)의 단면의 형상은 사다리꼴이다. 각 상기 지지팔(2130)의 비교적 긴 길이(사다리꼴의 긴 변)를 가지는 단부는 상기 질량소자(2140)에 연결되고, 각 상기 지지팔(2130)의 비교적 작은 폭을 가지는 단부는 상기 베이스구조(2110)에 연결될 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 지지지지팔(2130)의 짧은 길이(사다리꼴의 짧은 변)를 가지는 단부는 상기 베이스구조(2110)에 연결된다. 일부 실시예들에서는, 상기 지지지지팔(2130)의 짧은 길이(사다리꼴의 짧은 변)를 가지는 단부는 상기 질량소자(2140)에 연결되고, 상기 지지팔(2130)의 비교적 긴 길이(사다리꼴의 긴 변)를 가지는 단부는 상기 베이스구조(2110)에 연결된다. 상기 음향변환유닛(820), 상기 제1 전극층(821), 상기 제2 전극층(823), 상기 진동유닛, 상기 질량소자(840), 상기 연장구역(8210), 상기 전극절연트렌치(850), 상기 전극리드(860), 상기 전극수축트렌치(870), 또는 기타 부재들(도 8 내지 도 10에서 표시하는)의 구조들, 크기들, 두께들과 같은 파라미터들은 상기 골전도 소리전달장치(2100)에 응용될 수 있으며, 여기서는 더 중복하지 않음에 유의해야 한다.
일부 실시예들에서는, 상기 두께방향에 수직이 되는 상기 지지팔의 단면의 형상이 다각형(예를 들면, 직사각형 또는 사다리꼴, 등.)인 경우, 상기 질량소자는 상기 지지팔에 상대적으로 위로 또는 아래로 돌출되게 배치될 수 있다. 이러한 방식으로 배치된 상기 질량소자는 상기 지지팔이 변형될 때 상기 지지팔의 변형응력을 증가시킬 수 있으며, 따라서 상기 음향변환유닛에 의해 출력되는 전기신호의 강도는 증가된다.
도 23은 본 개시의 일부 실시예들에 따른 골전도 소리전달장치를 나타내는 구조개략도이다. 도 24는 본 개시의 일부 실시예들에 따른 도 23에서의 상기 골전도 소리전달장치의 정면도이다. 도 25는 본 개시의 일부 실시예들에 따른 도 24에서의 상기 골전도 소리전달장치의 F-F 축에 따른 단면도이다. 도 23 내지 도 25에 표시하는 상기 골전도 소리전달장치(2300)의 구조는 도 8에 표시하는 상기 골전도 소리전달장치(800)의 구조와 실질적으로 같다. 그 차이점은 상기 골전도 소리전달장치(2300)의 각 상기 지지팔(2330)의 형상과 구조들이 상기 골전도 소리전달장치(800)의 각 상기 지지팔들(830)의 구조들과 다르다는 것이다. 일부 실시예들에서는, 베이스구조(2310)의 내부에는 음향변환유닛(2320) 및 진동유닛을 현수하는 공심부분을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 진동유닛은 4개의 지지팔들(2330) 및 질량소자(2340)를 포함할 수 있다. 상기 4개의 지지팔들(2330) 중의 각 지지팔의 일단부는 상기 베이스구조(2310)의 상면 또는 하면, 또는 상기 베이스구조의 공심위치가 위치하는 측벽에 연결될 수 있으며, 상기 4개의 지지팔들(2330)의 각각의 다른 단부는 상기 질량소자(2340)의 상면, 하면 또는 둘레측벽에 연결될 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 질량소자(2340)는 상기 지지팔들(2330)에 상대적으로 위 및/또는 아래를 향해 돌출할 수 있다. 예를 들면, 상기 4개의 지지팔들(2330)의 단부들이 상기 질량소자(2340)의 상면에 연결되는 경우, 상기 질량소자(2340)는 상기 지지팔들(2330)에 상대적으로 아래로 돌출할 수 있다. 다른 하나의 예로써, 상기 4개의 지지팔들(2330)의 단부들이 상기 질량소자(2340)의 하면에 연결되는 경우, 상기 질량소자(2340)는 상기 지지팔들(2330)에 상대적으로 위로 돌출할 수 있다. 다른 하나의 예로써, 상기 4개의 지지팔들(2330)의 단부들이 상기 질량소자(2340)의 둘레측벽에 연결되는 경우, 상기 질량소자(840)는 상기 지지팔들(2330)에 상대적으로 위 및/또는 아래를 향해 돌출할 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 질량소자(2340)의 상면은 상기 지지팔들(2330)의 상면과 동일한 수평면에 위치할 수 있으며, 및/또는 상기 질량소자(2340)의 하면은 상기 지지팔들(2330)의 하면과 동일한 수평면에 위치할 수 있다. 일부 실시예들에서는, 각 상기 지지팔들(2330)의 형상은 대체로 L형 구조일 수 있다. 도 23에 표시하는 바와 같이, 상기 지지팔들(2330)은 제1 막대형부(2331) 및 제2 막대형부(2332)를 포함할 수 있으며, 상기 제1 막대형부(2331)의 일단부는 상기 제2 막대형부(2332)의 일단부에 연결될 수 있다. 상기 제1 막대형부(2331)와 상기 제2 막대형부(2332) 사이에는 일정한 협각이 형성될 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 협각은 75° 내지 105°의 범위 내일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 제1 막대형부(2331)와 상기 제2 막대형부(2332) 사이의 연결부로부터 멀리 떨어진 제1 막대형부(2331)의 일단부는 상기 베이스구조(2310)에 연결되고, 상기 제1 막대형부(2331)와 상기 제2 막대형부(2332) 사이의 연결부로부터 멀리 떨어진 제2 막대형부(2332)의 일단부는 상기 질량소자(2340)의 상면, 하면, 또는 둘레측벽에 연결되며, 따라서 상기 질량소자(2340)는 상기 베이스구조(2310)의 공심부 내에 현수된다.
일부 실시예들에서는, 도23 내지 도 25에 나타내는 바와 같이, 상기 지지팔(2330)은 2개의 막대형부들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 지지팔(2330)은 제1 막대형부(2331) 및 제2 막대형부(2332)를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서는, 제1 막대형부(2331)의 일단부은 상기 질량소자(2340)에 연결될 수 있고, 제1 막대형부(2331)의 다른 단부는 제2 막대형부(2332)의 일단부에 연결될 수 있다. 상기 제2 막대형부(2332)의 다른 단부는 상기 베이스구조(2310)에 연결될 수 있다. 다각형 지지팔과 비교하여, 상기 제1 막대형부(2331) 및 상기 제2 막대형부(2332)를 포함하는 상기 지지팔(2330)은 제한된 공간에서 비교적 길게 설계될 수 있으며, 따라서 상기 지지팔(2330)의 강도는 더 작고, 상기 질량소자(2340)의 질량은 상대적으로 작게 배치될 수 있으며(예를 들면, 상기 지지팔(2330)에 상대적으로 위로 아래로 돌출할 필요가 없으며, 따라서 상기 질량소자(2340)의 위로 또는 아래로 돌출하는 구조는 더 가공할 필요가 없다), 따라서 상기 질량소자(2340)의 제조과정이 간단해질 수 있다.
이 실시예에서, 상기 지지팔(2330)과 상기 질량소자(2340)는 상술한 제조과정에 따라 제조될 수 있다. 그리고, 이 실시예에서는, 상기 질량소자(2340)를 상기 지지팔(2330)에 상대적으로 위로 또는 아래로 돌출하게 배치할 필요가 없으면, 상기 지지팔(2330)과 상기 질량소자(2340)은 동시에 동일한 베이스 재료로 제조되며, 따라서 제조과정을 간단화한다.
상기 제1 막대형부(2331)와 상기 질량소자(2340) 사이의 연결은 상기 다각형의 측면의 임의의 위치, 예를 들면, 측면의 단부 또는 측면의 중점에 위치할 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 제1 막대형부(2331)와 상기 질량소자(2340) 사이의 연결부는 상기 다각형의 측면의 단부에 위치한다(도24에 표시하는 바와 같이). 일부 실시예들에서는, 상기 제1 막대형부(2331)의 폭(N1)은 50μm~300μm의 범위 내일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 제1 막대형부(2331)의 폭(N1)은 80μm~200μm의 범위 내에 있을 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 제2 막대형부(2332)의 폭(N2)은 50μm~300μm의 범위 내에 있을 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 제2 막대형부(2332)의 폭(N2)은 80-200μm의 범위 내에 있을 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 제1 막대형부(2331)의 길이(L1)는 20μm~200μm의 범위 내에 있을 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 제1 막대형부(2331)의 길이(L1)는 30μm~100μm의 범위 내에 있을 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 제2 막대형부(2332)의 길이(L2)는 800μm~1300μm의 범위 내에 있을 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 제2 막대형부(2332))의 길이(L2)는 900μm~1200μm의 범위 내에 있을 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 제1 막대형부(2331)와 상기 제2 막대형부(2332) 사이의 협각(길이방향에서 협각)은 60°~120°의 범위 내일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 제1 막대형부(2331)와 상기 제2 막대형부(2332) 사이의 협각(길이방향에서 협각)은 75°~105°의 범위 내일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 제1 막대형부(2331)와 상기 제2 막대형부(2332) 사이의 협각(길이방향에서 협각)은 90°(예를 들면, 상기 제2 막대형부(2331)에 수직이 되는 상기 제1 막대형부(2331)의 길이방향)일 수 있다.
일부 실시예들에서는, 제1 막대형부(2331)의 일단부는 상기 질량소자(2340)에 연결될 수 있고, 제1 막대형부(2331)의 다른 단부는 상기 제2 막대형부(2332)의 비단부 위치(예를 들면, 상기 제1 막대형부(2331)의 다른 단부는 길이방향에서 상기 제2 막대형부(2332)의 중심부에 연결될 수 있다)에 연결될 수 있다. 제2 막대형부(2332)의 일단부는 상기 베이스구조(2310)(또는 상기 제2 막대형부(2332)의 양단부는 상기 베이스구조(2310)에 연결될 수 있다)에 연결될 수 있다. 이러한 연결방법을 통해, 상기 지지팔(2330)은 "T" 형상임을 이해할 수 있다.
도 30은 본 개시의 일부 실시예들에 따른 상기 골전도 소리전달장치(2300)를 나타내는 구조개략도이다. 도30에 표시하는 실시예와 도24에 표시하는 실시예 사이의 차이는 상기 지지팔과 상기 질량소자의 연결위치가 다른 것이다. 도 30에 표시하는 바와 같이, 상기 제1 막대형부(2331)과 상기 질량소자(2340) 사이의 연결부는 상기 질량소자(2340)의 다각형의 측면의 중간구역(예를 들면, 측면의 중간점)에 위치한다. 일부 실시예들에서는, 상기 제1 막대형부(2331)의 폭(N3)은 100μm~400μm의 범위 내일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 제1 막대형부(2331)의 폭(N3)은 150μm~300μm의 범위 내에 있을 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 제2 막대형부(2332)의 폭(N4)은 100μm~400μm의 범위 내일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 제2 막대형부(2332)의 폭(N4)은 150-300μm의 범위 내일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 제1 막대형부(2331)의 길이(L3)는 20μm~200μm의 범위 내일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 제1 막대형부(2331)의 길이(L3)는 30μm~100μm의 범위 내일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 제2 막대형부(2332)의 길이(L4)는 500μm~1000μm의 범위 내일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 제2 막대형부(2332)의 길이(L4)는 700μm~900μm 의 범위 내일 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 제1 막대형부(2331)과 상기 제2 막대형부(2332) 사이의 협각은 상기 다각형의 2개의 인접되는 변들 사이의 협각과 실질적으로 같을 수 있다. 예를 들면, 상기 다각형이 규칙적인 육각형인 경우, 2개의 인접되는 변들 사이의 협각은 120°일 수 있고, 상기 제1 막대형부와 상기 제2 막대형부 사이의 협각은 약 120°일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 두께방향에 수직이 되는 상기 질량소자(2340)의 단면이 직사각형인 경우, 상기 제1 막대형부(2331)는 상기 제2 막대형부(2332)에 수직이 된다. 이러한 설계를 통해, 상기 골전도 소리전달장치(2300)의 배치는 더 컴팩트화된다.
도 26은 본 개시의 일부 실시예들에 따른 도 23에서의 상기 골전도 소리전달장치를 나타내는 구조개략도이다. 도 27은 본 개시의 일부 실시예들에 따른 도 23에서의 상기 골전도 소리전달장치를 나타내는 다른 하나의 구조개략도이다. 도 28은 본 개시의 일부 실시예들에 따른 도 23에서의 상기 골전도 소리전달장치를 나타내는 다른 하나의 구조개략도이다. 도 29는 본 개시의 일부 실시예들에 따른 도 23에서의 상기 골전도 소리전달장치를 나타내는 다른 하나의 구조개략도이다. 도 26은 주로 상기 지지팔(2330)이 를2개의 막대형부들을 포함할 때의 상기 전극절연트랜치(2350)를 나타낸다. 도 27은 주로 상기 지지팔(2330)이 2개의 막대형부들을 포함할 때의 상기 전극절연트랜치(2350) 및 상기 전극리드(2360)를 나타낸다. 도 28은 주로 상기 지지팔(2330)이 2개의 막대형부들을 포함할 때의 전극수축트렌치(2370)를 나타낸다. 도 29는 주로 상기 지지팔(2330)이 2개의 막대형부들을 포함할 때의 상기 연장구역(2380)을 나타낸다. 도26 내지 도 29에 나타내는 바와 같이, 일부 실시예들에서는, 상기 음향변환유닛(2320)은 다층구조일 수 있다. 상기 음향변환유닛(2320)은 제1 전극층(2321), 제2 전극층(2323), 제1 압전층(2322), 탄성층(2324), 종자층, 와이어 결합 전극층(2326), 연장구역(2380), 전극절연트렌치(2350), 전극리드(2360), 전극수축트렌치(2370), 및 기타 구조들을 포함할 수 있다. 상기 음향변환유닛(2320)의 각 층의 구조, 및 상기 질량소자(2340), 등에 관하여, 상기 음향변환유닛(820), 상기 제1 전극층(821), 상기 제2 전극층(823), 상기 제1 압전층(822), 상기 진동유닛, 상기 질량소자(840), 상기 연장구역(8210), 상기 전극절연트렌치(850), 상기 전극리드(860), 상기 전극수축트렌치(870), 등과 같은 부재들의 구조들, 크기들, 두께들 등과 같은 파라미터들의 설명들을 참고 바라며, 여기서는 더 중복하지 않는다.
도 31은 본 개시의 일부 실시예들에 따른 골전도 소리전달장치(3100)를 나타내는 구조개략도이다. 상기 골전도 소리전달장치(3100)는 베이스구조(3110)를 포함할 수 있다. 도31에 표시하는 바와 같이, 일부 실시예들에서는, 지지팔(3130)은 3개의 막대형부들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 지지팔(3130)은 제1 막대형부(3131), 제2 막대형부(3132), 및 제3 막대형부(3133)를 포함할 수 있다. 제1 막대형부(3131)의 일단부는 질량소자(3140)에 연결될 수 있고, 제1 막대형부(3131)의 다른 단부는 제2 막대형부(3132)의 일단부에 연결될 수 있다. 상기 제2 막대형부(3132)의 다른 단부는 제3 막대형부의 일단부(3133)에 연결될 수 있다. 상기 제3 막대형부(3133)의 다른 단부는 상기 베이스구조에 연결될 수 있다. 이러한 구조설계를 통해, 상기 지지팔(3130)는 제한된 공간에서 비교적 길게 설계될 수 있으며, 상기 지지팔(3130)의 강도는 비교적 작을 수 있고, 그 질량은 상대적으로 작게 배치될 수 있으며(예를 들면, 상기 지지팔(3130)에 상대적으로 위 및/또는 아래를 향해 돌출할 필요가 없으며, 따라서 상기 질량소자(3140)의 위로 또는 아래로 돌출하는 구조는 더 가공될 필요가 없다), 따라서 소자(3140)의 제조과정은 간단화될 수 있다.
상기 제1 막대형부(3131)와 상기 질량소자(3140) 사이의 연결부는 다각형의 측면의 임의의 위치, 예를 들면, 측면의 단부 또는 측면의 중심점에 위치할 수 있다. 일부 실시예들에서는, 도 31에 표시하는 바와 같이, 상기 제1 막대형부(3131)와 상기 질량소자(3140) 사이의 연결은 상기 다각형의 측면의 단부에 위치할 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 제1 막대형부(3131)의 폭(N5)은 50μm~300μm의 범위 내일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 제1 막대형부(3131)의 폭(N5)은 80μm~150μm의 범위 내에 있을 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 제2 막대형부(3132)의 폭(N6)은 50μm~300μm의 범위 내일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 제2 막대형부(3132)의 폭(N6)은 80μm~150μm의 범위 내에 있을 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 제3 막대형부부(3133)의 폭(N7)은 의 범위 내일 수 있다50μm~300μm. 일부 실시예들에서는, 상기 제3 막대형부(3133)의 폭(N7)은 80μm~150μm의 범위 내에 있을 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 제1 막대형부(3131)의 길이(L5)는 20μm~200μm의 범위 내일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 제1 막대형부(3131)의 길이(L5)는 30μm~100μm의 범위 내에 있을 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 제2 막대형부(3132)의 길이(L6)는 600μm~1200μm의 범위 내에 있을 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 제2 막대형부(3132)의 길이(L6)는 800μm~1000μm의 범위 내에 있을 수 있다. 일부 실시예들에서는, a 길이L7 of 상기 제3 막대형부(3133)의 길이(L6)는 800μm~1300μm의 범위 내일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 제3 막대형부(3133)의 길이(L6)는900μm~1200μm의 범위 내에 있을 수 있다.
도 32는 본 개시의 일부 실시예들에 따른 상기 골전도 소리전달장치(3100)를 나타내는 구조개략도이다. 도 32에 표시하는 바와 같이, 상기 제1 막대형부(3131)와 상기 질량소자(3140) 사이의 연결은 상기 다각형의 측면의 중간점에 위치한다. 일부 실시예들에서는, 상기 제1 막대형부(3131)의 폭(N8)은 50μm~300μm의 범위 내일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 제1 막대형부(3131)의 폭(N7)은 80μm~150μm의 범위 내일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 제2 막대형부(3132)의 폭(N9)은 50μm~300μm의 범위 내일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 제2 막대형부(3132)의 폭(N9)은 80μm~150μm의 범위 내일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 제3 막대형부(3133)의 폭(N10)은 50μm~300μm의 범위 내일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 제3 막대형부(3133)의 폭(N10)은 80μm~150μm의 범위 내일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 제1 막대형부(3131)의 길이(L8)는 20μm~200μm의 범위 내일 수 있다. 일부 실시예들에서는, the 길이L8 of 상기 제1 막대형부(3131)의 길이(L8)는 30μm~100μm의 범위 내일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 제2 막대형부(3132)의 길이(L9)는 500μm~1000μm의 범위 내일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 제2 막대형부(3132)의 길이(L9)는 600μm~800μm의 범위 내일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 제3 막대형부(3133)의 길이(L10)는 800μm~1300μm의 범위 내일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 제3 막대형부(3133)의 길이(L10)는900μm~1200μm의 범위 내일 수 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 제1 막대형부(3131)와 상기 제2 막대형부(3132) 사이의 협각, 및 상기 제2 막대형부(3132)와 상기 제3 막대형부(3133) 사이의 협각은 상기 다각형의 2개의 인접되는 변들 사이의 협각과 실질적으로 같을 수 있다. 예를 들면, 상기 다각형이 규칙적인 육각형인 경우, 2개의 인접되는 변들 사이의 협각은 120°일 때, 상기 제1 막대형부(3131)와 상기 제2 막대형부(3132) 사이의 협각은 약 120°일 수 있으며, 상기 제2 막대형부(3132)와 상기 제3 막대형부(3133) 사이의 협각은 약 120°일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 골전도 소리전달장치(3100)의 구조를 더 컴팩트하게 하기 위해, 상기 두께방향에 수직이 되는 상기 질량소자(3140)의 단면은 직사각형이고, 상기 제2 막대형부(3132)는 상기 제1 막대형부(3131)에 수직이 되거나 실질적으로 수직이 되며, 및 상기 제2 막대형부(3132)는 상기 제3 막대형부(3133)에 수직이 되거나 실질적으로 수직이 된다.
일부 실시예들에서는, 상기 지지팔은 더 많은 막대형부들, 예를 들면, 제4 막대형부, 제5 막대형부, 등을 더 포함할 수 있다. 상기 지지팔에 포함되는 막대형부의 수량은 구체적으로 상기 지지부의 강도에 따라 설계될 수 있다.
도 33은 본 개시의 일부 실시예들에 따른 도32에서의 상기 골전도 소리전달장치(3100)를 나타내는 다른 하나의 구조개략도이다. 도 33은 상기 전극절연트랜치(3150)를 나타낸다. 일부 실시예들에서는, 상기 음향변환유닛(3120)은 다층구조이다. 상기 음향변환유닛(3120)은 구조들, 예를 들면, 제1 전극층, 제2 전극층, 제1 압전층, 탄성층, 종자층, 전극절연트랜치(3150), 및 전극수축트랜치, 등을 포함할 수 있다. 상기 음향변환유닛(3120)의 각 층의 구조 및 상기 질량소자(3140), 등에 관해서는, 도8 내지 도 10에서의 부재들, 예를 들면, 상기 음향변환유닛(820), 상기 제1 전극층(821), 상기 제2 전극층(823), 상기 압전층(822), 상기 진동유닛, 상기 질량소자(840), 상기 연장구역(8210), 상기 전극절연트랜치(850), 상기 전극리드(860), 상기 전극수축트렌치(870), 등의 파라미터들 예를 들면, 구조들, 크기들, 두께들, 등에 관한 설명들을 참고 바라며, 여기에서는 중복하지 더 않는다.
일부 실시예들에서는, 상기 지지팔과 상기 음향변환유닛의 두께의 합은 상기 질량소자의 두께보다 작다. 상기 음향변환유닛이 상기 지지팔의 상면 또는 하면에 배치되는 경우, 상기 지지팔과 상기 음향변환유닛의 두께의 합은 상기 지지팔의 두께와 상기 음향변환유닛의 두께의 합일 수 있음을 이해할 수 있다. 상기 음향변환유닛이 상기 지지팔의 내부에 배치되는 경우, 상기 지지팔과 상기 음향변환유닛의 두께의 합은 상기 지지팔의 두께일 수 있고, 그 내부에는 상기 음향변환유닛을 포함한다. 상기 두께방향에 수직이 되는 상기 지지팔의 단면의 형상이 다각형, 예를 들면, 직사각형 또는 사다리꼴인 경우에는, 상기 지지팔의 강도는 상대적으로 클 수 있으며, 따라서 상기 질량소자의 두께는 상응하게 비교적 두C게 설치되어 상기 질량소자의 질량이 더 크게 할 수 있으며, 따라서 상기 골전도 소리전달장치의 공진주파수는 하나 이상의 상기 실시예들에 한정된 범위 내에 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 지지팔과 상기 음향변환유닛의 두께의 합은 상기 질량소자의 두께 이상이다. 상기 지지팔이 2개의 막대형부들(예를 들면, 상기 제1 막대형부와 상기 제2 막대형부)을 포함할 때, 상기 지지팔은 3개의 막대형부들(예를 들면, 상기 제1 막대형부, 상기 제2 막대형부, 및 상기 제3 막대형부)을 포함하거나, 또는 상기 지지팔은 더 많은 수량의 막대형부들을 포함하며, 상기 지지팔의 강도는 비교적 작을 수 있고, 상기 질량소자의 두께는 상응하게 약하게 설정되어 상기 질량소자의 질량이 비교적 얇게 할 수 있으며, 따라서 상기 골전도 소리전달장치의 공진주파수는 상기 하나 이상의 실시예들에 한정된 범위 내에 있다.
일부 실시예들에서는, 상기 실시예들 중의 임의의 하나에 기재되는 상기 골전도 소리전달장치는 제한구조(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 제한구조는 판형구조이다. 일부 실시예들에서는, 상기 제한구조는 상기 베이스구조의 공심부에 위치한다. 상기 제한구조는 상기 적층구조의 위 또는 아래에 위치하거며 적층구조의 반대편에 배치된다. 일부 실시예들에서는, 상기 베이스구조가 수직관통구조인 경우, 상기 제한구조는 상기 베이스구조의 꼭대기 또는 밑면에 위치할 수 있다. 상기 적층구조의 상기 제한구조와 상기 질량유닛들은 간격을 두고 배치되며, 큰 영향을 받을 때 상기 제한구조는 상기 적층구조 내의 질량유닛들의 진폭을 한정할 수 있으며, 따라서 심한 진동에 의한 장치에 대한 손상을 방지한다. 일부 실시예들에서는, 상기 제한구조는 강성구조(예를 들면, 한정블록), 또는 일정한 탄성을 가지는 구조(예를 들면, 탄성큐션, 완충외팔보, 또는 완충지지팔과 한정블록이 동시에 배치)일 수 있다.
상기 적층구조는 고유주파수를 가지고, 외부 진동신호의 주파수가 상기 고유주파수에 접근하는 경우, 상기 적층구조는 큰 진폭을 생성할 수 있으며, 따라서 큰 전기신호를 출력한다. 그러므로, 상기 골전도 소리전달장치의 상기 외부 진동에 대한 응답은 상기 고유주파수 부근에 공진피크를 나타내는 것으로 표현될 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 적층구조의 파라미터들을 변경함으로써, 상기 적층구조의 고유주파수는 음성 주파수대역 범위로 이동할 수 있으며, 따라서 상기 골전도 소리전달장치의 공진피크는 음성주파수대역 범위에 위치할 수 있으며, 따라서 상기 음성주파수대역(예를 들면, 공진피크 앞의 주파수 범위)의 진동에 응답하는 상기 골전도 소리전달장치의 민감도를 개선한다. 도 34에 표시하는 바와 같이, 상기 적층구조의 앞당긴 고유주파수의 주파수응답곡선(도34에서의 실선곡선)에서의 공진피크(3401)에 대응되는 주파수는 상기 적층구조의 변하지 않은 고유주파수의 주파수응답곡선(도34에서의 점선곡선)에서의 공진피크(3402)에 대응되는 주파수에 상대적으로 작다. 주파수가 공진피크(3401)의 주파수보다 낮은 외부 진동신에 있어서, 상기 실선곡선에 대응되는 상기 골전도 소리전달장치는 높은 민감도를 가진다.
상기 적층구조의 변위출력공식은 아래와 같다.
상기 공진피크가 앞당겨짐와 같이, 상기 음성주파수대역에는 피크가 나타날 수 있다. 상기 골전도 소리전달장치가 신호를 수집하는 경우, 공진피크 주파수대역에는 너무 많은 신호가 있을 수 있으며, 이는 나쁜 통신효과를 초래할 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 골전도 소리전달장치에 의해 수집되는 음향신호의 품질을 개선하기 위해, 댐핑층은 상기 적층구조로 배치될 수 있다. 상기 댐핑층은 상기 진동 과정에서 상기 적층구조의 에너지 손실을 증가시킬 수 있으며, 특히 공진주파수대역에서의 손실을 증가시킬 수 있다. 여기서, 기계적 품질계수의 역수 1/Q는 상기 감쇠계수를 설명하는 데 아래와 같이 이용된다.
상기 적층구조의 손실계수 η와 상기 댐핑재료의 손실계수tan δ 사이의 관계는 아래와 같다.
X는 전단 파라미터이며, 이는 상기 적층구조의 각 층의 두께 및 재료 성질과 관련된다. Y는 강성 파라미터이며, 이는 상기 적층구조의 각 층의 두께 및 영률과 관련된다.
공식(6) 및 공식(7)에 의하면, 상기 댐핑층의 재료 및 각 상기 적층구조층의 재료들을 조절함으로써, 상기 적층구조의 손실계수 η는 적당한 범위 내로 조절될 수 있음을 알 수 있다. 상기 적층구조의 댐핑층의 댐핑이 증가되기 때문에, 기계적 품질계수 Q는 감소되며, 상응한 3 dB 대역이 증가된다. 상기 댐핑층의 댐핑은 상이한 응력(변형) 조건하에서 다르다. 예를 들면, 높은 응력 또는 큰 진폭에서 댐핑은 더 크다. 그러므로, 상기 적층구조의 비공진구역에서 작은 진폭 및 공진구역에서 큰 진폭의 특성을 이용할 수 있으며, 상기 댐핑구조층을 추가함으로써, 상기 골전도 소리전달장치의 민감도가 비공진구역에서 감소되지 않는 것을 확보하는 동시에 상기 Q값이 공진구역에서 감소되지 않을 수 있으며, 따라서 상기 골전도 소리전달장치의 주파수응답은 전체 주파수 범위에서 상대적으로 평탄하다. 도 35는 본 개시의 일부 실시예들에 따른 댐핑층을 구비하거나 구비하지 않는 골전도 소리전달장치를 나타내는 주파수응답곡선이다. 도 35에 표시하는 바와 같이, 댐핑층을 구비하는 상기 골전도 소리전달장치에 의해 출력되는 전기신호의 주파수응답곡선(3502)은 댐핑층을 구비하지 않는 상기 골전도 소리전달장치에 의해 출력되는 전기신호의 주파수응답곡선(3501)에 비교하여 상대적으로 평탄하다.
일부 실시예들에서는, 상기 골전도 소리전달장치는 적어도 하나의 댐핑구조층을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 댐핑구조층의 둘레측은 상기 베이스구조에 연결될 수 있다. 일부 실시예들에서는, 적어도 하나의 댐핑구조층은 상기 적층구조의 상면 및/또는 하면 또는 상기 적층구조의 다층구조들 사이에 위치할 수 있다. 일부 실시예들에서는, 대형 적층구조 및 상기 베이스구조에 있어서, 상기 댐핑구조층은 상기 베이스구조 또는 상기 적층구조의 표면에 직접 점착될 수 있다. 일부 실시예들에서는, MEMS장치에 있어서, 상기 댐핑구조층은 반도체공정을 통해, 예를 들면 증발, 스핀 코팅, 미세 조립, 등을 통해 상기 적층구조 및 상기 베이스구조에 연결될 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 댐핑구조층의 형상은 규칙적 또는 불규칙적인 형상, 예를 들면 원형, 타원형, 삼각형, 사각형, 육각형, 팔각형, 등일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 상기 골전도 소리전달장치의 전기신호 출력효과는 상기 댐핑막의 재료, 크기, 두께 등을 선택함으로써 개선될 수 있다.
상기 댐핑구조층을 더 명확하게 설명하기 위해, 외팔보(예를 들면, 도1에 표시하는 상기 골전도 소리전달장치(100), 도3에 표시하는 상기 골전도 소리전달장치(300), 도4에 표시하는 상기 골전도 소리전달장치(400)) 형식의 상기 골전도 소리전달장치는 예시적인 설명으로써 이용된다. 도 36은 본 개시의 일부 실시예들에 따른 골전도 소리전달장의 단면도이다. 도 36에 표시하는 바와 같이, 상기 골전도 소리전달장치(3600)는 베이스구조(3610), 적층구조(3620), 및 댐핑구조층(3630)을 포함할 수 있다. 또한, 적층구조(3620)의 일단부는 상기 베이스구조(3610)의 상면에 연결되고, 상기 적층구조(3620)의 다른 단부는 베이스구조(3610)의 공심부 내에 현수된다. 상기 댐핑구조층(3630)은 상기 적층구조(3620)의 상면에 위치한다. 상기 댐핑구조층(3630)의 면적은 상기 적층구조(3620)의 면적보다 클 수 있으며, 즉, 상기 댐핑구조층(3630)은 상기 적층구조(3620)의 상면만을 덮는 것이 아닐 수 있으며, 상기 적층구조(3620)와 상기 베이스구조(3610) 사이의 틈을 더 덮을 수 있다. 일부 실시예들에서는, 댐핑구조층(3630)의 둘레측의 적어도 일부분은 상기 베이스구조(3610)에 고정될 수 있다.
도 37은 본 개시의 일부 실시예들에 따른 골전도 소리전달장의 단면도이다. 도 37에 표시하는 바와 같이, 상기 골전도 소리전달장치(3700)은 베이스구조(3710), 적층구조(3720), 및 2개의 댐핑구조층들을 포함할 수 있다. 상기 2개의 댐핑구조층들은 제1 댐핑구조층(3730) 및 제2 댐핑구조층(3740)을 포함한다. 또한, 상기 제2 댐핑층(3740)은 상기 베이스구조(3710)의 상면에 연결된다. 상기 적층구조(3720)의 하면은 상기 제2 댐핑구조층(3730)의 상면에 연결된다. 적층구조(3720)의 일단부는 베이스구조(3710)의 공심부 내에 현수된다. 상기 제1 댐핑구조층(3730)은 상기 적층구조(3720)의 상면에 위치한다. 상기 제1 댐핑구조층(3730) 및/또는 상기 제2 댐핑구조층(3740)의 면적은 상기 적층구조(3720)의 면적보다 크다.
도 38은 본 개시의 일부 실시예들에 따른 골전도 소리전달장의 단면도이다. 도38에 표시하는 바와 같이, 상기 골전도 소리전달장치(3800)은 베이스구조(3810), 적층구조(3820), 및 댐핑구조층(3830)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 댐핑구조층(3830)은 상기 베이스구조(3810)의 하면에 위치한다. 상기 적층구조(3820)의 하면은 상기 댐핑구조층(3830)의 상면에 연결된다. 적층구조(3820)의 일단부는 베이스구조(3810)의 공심부 내에 현수된다.
상기 댐핑구조층(예를 들면, 상기 댐핑구조층(3630))은 도 36내지 도 38에 표시하는 상술한 적층구조의 상면 및/또는 하면에 한정되지 않으며, 상기 적층구조의 다층구조들 사이에 위치할 수도 있음에 유의해야 한다. 예를 들면, 상기 댐핑구조층은 상기 탄성층과 상기 제1 전극층 사이에 위치할 수 있다. 다른 하나의 예로써, 상기 댐핑구조층은 상기 제1 탄성층과 상기 제2 탄성층 사이에도 위치할 수 있다. 그리고, 상기 댐핑구조층은 외팔보의 형식으로 상술한 골전도 소리전달장치에 응용하는데 한정되지 않을 수 있으며, 도 5, 7, 8, 17, 21, 23, 및 31에 표시하는 상기 골전도 소리전달장치에도 응용될 수 있으며, 여기에서 중복하지 않는다.
이상에서 기본 원리를 설명하였으나, 물론, 본 분야의 통상의 기술자들에 있어서 상기의 상세설명은 하나의 실시예 뿐이고 본 개시에 대한 한정이 아니다. 여기에서 명백하게 해석하지 않았지만, 본 분야의 통상의 기술자들에 있어서, 본 개시에 대해 다양한 변형, 개량 및 수정을 할 수 있다. 이러한 변화, 개량, 및 수정은 본 개시의 교시를 받았으며, 이러한 변화, 개량, 및 수정은 여전히 본 개시의 바람직한 실시예의 요지와 범위내에 있는 것이다.
또한, 본 개시는 특정된 당어들을 사용하여 본 개시의 실시예들을 설명한다. 예를 들면, "하나의 실시예", "일 실시예", 및/또는 "일부 실시예들"은 본 개시의 적어도 하나의 실시예에 관련된 특정된 특징, 구조 또는 특성들을 가리킨다. 그러므로, 본 개시의 상이한 부분에서의 "하나의 실시예" 또는 "일 실시예" 또는 "대안 실시예" 중의 2개 이상은 동일한 실시예를 가리킨다고 생각할 필요가 없음을 강조하고 주의를 준다. 그리고 본 출원의 하나 이상의 실시예들의 특정된 특징들, 구조들 또는 특성들은 적당히 조합될 수 있다.
그리고, 본 분야의 통상의 기술자들에 있어서, 본 개시의 다양한 양태는 임의의 새롭고 유용한 처리들, 기계들, 제품들, 또는 재료들의 조합, 또는 임의의 새롭로 유용한 개선들을 포함한 여러가지 특허가능한 종류들 또는 상황들을 통해 설명되고 기재될 수 있다. 상응하게 본 개시의 각 방면은 전체적으로 하드웨어, 전체적으로 소프트웨어(펌웨어, 상주 소프트웨어, 마이크로 코드 등) 또는 소프트웨어와 하드웨어를 조합하여 구현될 수 있다. 상기 하드웨어 또는 소프트웨어는 “블록”, “모듈”, “엔진”, “유닛”, “조립체”, 또는 “시스템”으로 표시할 수 있다. 그리고, 본 개시의 각 방면들은 컴퓨터 판독가능한 프로그램 코드를 내장한 하나 또는 하나 이상의 컴퓨터 판독가능한 미디어 상의 컴퓨터 판독가능한 프로그램 코드를 포함하는 컴퓨터 제품으로 구현될 수 있다.
또한, 청구범위들에서 특정하는 외에, 설명되는 요소 또는 서열들을 처리하는 순서, 또는 수자, 자모, 또는 기타 명칭들의 사용은 인용된 주장하는 처리들 및 방법들을 임의의 순서로 한정하려는 의도는 아니다. 상술한 개시는 현재 유용하다고 인정되는 본 발명의 일부 실시예들의 다양한 예의 방식으로 논의되었지만, 이해해야 할 것은 이러한 상세내용은 단지 설명의 목적으로써 첨부된 청구범위들이 개시된 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 청구범위들은 본 개시의 실시예들의 요지와 범위 내에 떨어지는 모든 수정들 및 등가조합들에 대한 커버를 의도로 한다는 것이다. 예를 들면, 상술한 시스템 구성들은 하드웨어장치들로써 실행될 수 있으나, 또한 소프웨어만의 해결안으로써 실행될 수도 있으며, 예를 들면, 상술한 시스템을 기존의 처리장치거나 또는 이동장치에 장착하여 실행될 수 있다.
마찬가지로,본 개시에서 공개한 설명을 간단화하고, 따라서 본 개시의 하나 이상의 실시예들을 이해하는데 도움을 주기 위해, 본 개시의 실시예들의 상술한 설명에서는, 어떤 경우 하나의 실시예, 도면 또는 그에 대한 기재에 복수의 특징들이 조합될 수 있다. 그러나 이러한 개시 방법은 본 개시의 대상이 청구범위에 인용된 것보다 더 많은 특징들을 요구함을 의미하지 않는다. 실제로는, 실시예 특징들은 하나의 상술한 실시예의 모든 특징들보다 적다.
일부 실시예들에서는, 본 개시의 특정된 실시예들에서 설명하고 주장하는 데 이용되는 수량, 성질 등을 묘사하는 수자들은 일부 예들에서는 용어 “약”, “유사”, 또는 “기본상” 등으로 수식하여 이해하여야 한다. 별도의 설명이 없는 경우, "약", "대체로" 또는 "실질적으로"는 주장하는 수자가 ±20%의 변화를 허용함을 의미한다. 상응하게, 일부 실시예들에서는, 본 개시 및 청구범위에서 사용하는 수자 파라미터들은 개별적 실시예들의 바람직한 특성들에 따라 변할 수 있는 유사치들이다. 일부 실시예에서 수치 계수는 보고된 유효 숫자를 고려하고 일반적인 반올림 기술을 적용하여 해석되어야 한다. 본 개시의 일부 실시예들의 넓은 범위를 설명하는 수치 범위와 계수는 근사치들임에도 불구하고, 구체적인 실시예들에 설명된 수치들은 가능한 한 정확하게 보고된다.
여기에서 인용하는 각 특허, 특허출원, 특허출원공개 및 기타 재료들, 예를 들면, 문장, 서적, 설명서, 출판물, 서류, 등은 그 전체가 참조하여 본 명세서에 포함되어 있다. 본 개시의 내용들과 일치하지 않거나 또는 충돌되는 출원이력서류들 외에, 본 개시의 최대 청구범위를 한정하는 서류들(현재 또는 후속의 본 출원의 첨부서류)은 본 개시에서 제외된다. 유의해햐 할 것은 본 개시의 첨부 자료들과 본 개시에 기재된 내용들의 설명, 정의 및/또는 기술용어 사이에 임의의 불일치거나 또는 충돌이 있는 경우, 본 개시에서의 설명, 정의 및/또는 기술용어를 기준으로 하는 것이다.
최종적으로, 이해해야 할 것은 본 개시에서 설명하는 실시예들은 단지 본 개시의 실시예들의 원리들을 설명하는 데만 이용된다는 것이다. 기타 수정들도 본 개시의 범위 내에 있을 수 있다. 따라서, 예로써 및 비한정적으로, 본 개시의 실시예들의 대안적 구성들은 본 개시의 교시들과 일치하다고 인정될 수 있다. 상응하게, 본 개시의 실시예들은 본 개시에서 명시적으로 소개하고 기재한 실시예들에 한정되지 않는다.
Claims (66)
- 골전도 소리전달장치으로서,
진동유닛 및 음향변환유닛에 의해 형성되는 적층구조; 및
상기 적층구조를 탑재하도록 구성되고, 상기 적층구조의 적어도 일측이 상기 베이스구조에 물리적으로 연결되는 베이스구조를 포함하며,
상기 베이스구조는 외부 진동신호에 따라 진동하고, 상기 진동유닛은 상기 베이스구조의 진동에 응답하여 변형되고, 상기 음향변환유닛은 상기 진동유닛의 변형에 따라 전기신호를 생성하는,
골전도 소리전달장치. - 제1항에 있어서,
상기 골전도 소리전달장치의 공진주파수는 1kHz 내지 5 kHz의 범위 내인,
골전도 소리전달장치. - 제2항에 있어서,
상기 골전도 소리전달장치의 공진주파수는 2.5 kHz 내지 4.5 kHz의 범위 내인,
골전도 소리전달장치. - 제3항에 있어서,
상기 골전도 소리전달장치의 공진주파수는 2.5 kHz 내지 3.5 kHz의 범위 내인,
골전도 소리전달장치. - 제1항에 있어서,
상기 골전도 소리전달장치의 공진주파수는 상기 진동유닛의 강도와 양의 관계를 가지는,
골전도 소리전달장치. - 제1항에 있어서,
상기 골전도 소리전달장치의 공진주파수는 상기 적층구조의 질량과 음의 관계를 가지는,
골전도 소리전달장치. - 제1항 내지 제6항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 진동유닛은 적어도 하나의 지지팔 및 질량소자를 포함하고, 상기 질량소자는 상기 적어도 하나의 지지팔을 통해 상기 베이스구조에 연결되는,
골전도 소리전달장치. - 제7항에 있어서,
상기 음향변환유닛은 적어도 하나의 지지팔의 상면, 하면, 또는 내부에 위치하는,
골전도 소리전달장치. - 제7항에 있어서,
상기 음향변환유닛은 위로부터 아래로 차례로 배치된 제1 전극층, 제1 압전층, 및 제2 전극층을 포함하고, 상기 제1 전극층 또는 상기 제2 전극층은 상기 적어도 하나의 지지팔의 상면 또는 하면에 연결되는,
골전도 소리전달장치. - 제9항에 있어서,
상기 질량소자는 상기 제1 전극층의 상면 또는 하면 또는 상기 제2 전극층의 상면 또는 하면에 위치하는,
골전도 소리전달장치. - 제9항에 있어서,
상기 제1 전극층, 상기 제1 압전층, 또는 상기 제2 전극층의 면적은 상기 지지팔의 면적 이하이고, 상기 제1 전극층, 상기 제1 압전층, 또는 상기 제2 전극층의 일부분 또는 전부는 상기 적어도 하나의 지지팔의 상면 또는 하면을 커버하는,
골전도 소리전달장치. - 제9항에 있어서,
상기 제1 전극층의 면적은 상기 제1 압전층의 면적 이하이고, 상기 제1 전극층의 전체 면적은 상기 제1 압전층의 표면에 위치하는,
골전도 소리전달장치. - 제9항에 있어서,
상기 음향변환유닛의 상기 제1 전극층, 상기 제1 압전층, 및 상기 제2 전극층은 상기 질량소자에 연결되는 지지팔의 일단부에 위치하거나 또는 지지팔의 일단부는 상기 베이스구조에 연결되는,
골전도 소리전달장치. - 제9항에 있어서,
상기 음향변환유닛은 적어도 하나의 탄성층을 포함하고, 상기 적어도 하나의 탄성층은 상기 제1 전극층의 상면 또는 하면 또는 상기 제2 전극층의 상면 또는 하면에 위치하는,
골전도 소리전달장치. - 제14항에 있어서,
상기 음향변환유닛은 상기 탄성층과 상기 제1 전극층 사이 또는 상기 탄성층과 상기 제2 전극층 사이에 배치되는 제1 종자층을 더 포함하는,
골전도 소리전달장치. - 제14항에 있어서,
상기 음향변환유닛은 적어도 하나의 와이어 결합 전극층을 더 포함하고, 상기 와이어 결합 전극층은 상기 베이스구조에 배치되어 상기 베이스구조로부터 전기신호를 도출하는 데 이용되는,
골전도 소리전달장치. - 제9항에 있어서,
상기 골전도 소리전달장치에 중성층이 형성되고, 상기 지지팔이 변형될 때 상기 중성층의 변형응력이 0이고, 상기 중성층은 두께방향에서 상기 제1 압전층과 중첩되지 않는,
골전도 소리전달장치. - 제9항에 있어서,
상기 제1 전극층의 두께는 80nm~250nm의 범위 내이거나, 또는 상기 제2 전극층의 두께는 80nm~250nm의 범위 내인,
골전도 소리전달장치. - 제9항에 있어서,
상기 제1 압전층의 두께는 0.8μm~2μm의 범위 내인,
골전도 소리전달장치. - 제14항에 있어서,
상기 탄성층의 두께는 0.5μm~10μm의 범위 내인,
골전도 소리전달장치. - 제15항에 있어서,
상기 제1 종자층의 두께는 10nm~120nm의 범위 내인,
골전도 소리전달장치. - 제14항에 있어서,
상기 탄성층의 두께는 상기 제1 압전층의 두께의1배~6배인,
골전도 소리전달장치. - 제7항에 있어서,
상기 질량소자의 두께는 1μm~400μm의 범위 내인,
골전도 소리전달장치. - 제7항에 있어서,
상기 질량소자는 아래로부터 위로 차례로 배치된 베이스층, 제3 전극층, 제2 압전층, 및 제4 전극층을 포함하는,
골전도 소리전달장치. - 제24항에 있어서,
상기 질량소자는 상기 베이스층과 상기 제3 전극층 사이에 배치된 제2 종자층을 더 포함하는,
골전도 소리전달장치. - 제24항에 있어서,
상기 베이스층의 두께는 20μm~400μm의 범위 내인,
골전도 소리전달장치. - 제1항에 있어서,
상기 골전도 소리전달장치의 전기신호 강도 대 소음 강도의 비율은 전기신호 강도 대 소음 강도의 최대 비율의 50%-100%인,
골전도 소리전달장치. - 제7항에 있어서,
상기 음향변환유닛은 제1 전극층, 제1 압전층, 및 제2 전극층을 포함하며, 상기 제1 전극층, 상기 제1 압전층, 및 상기 제2 전극층의 중첩구역의 면적 대 두께방향에 수직이 되는 상기 지지팔의 단면의 면적의 비율은 5%-40%의 범위 내인,
골전도 소리전달장치. - 제9항에 있어서,
상기 제1 전극층 또는 상기 제2 전극층에 전극절연트랜치가 배치되고, 상기 전극절연트랜치는 상기 제1 전극층 또는 상기 제2 전극층을 2개 이상의 전극구역들로 나누는 데 이용되는,
골전도 소리전달장치. - 제29항에 있어서,
상기 전극절연트랜치의 폭은 20μm 이하인,
골전도 소리전달장치. - 제9항에 있어서,
상기 제1 전극층 또는 상기 제2 전극층에 전극리드가 배치되며, 상기 전극리드는 상기 전극구역을 상기 베이스에 연결시키는 데 이용되는,
골전도 소리전달장치. - 제31항에 있어서,
상기 전극리드의 폭은 20μm 이하인,
골전도 소리전달장치. - 제9항에 있어서,
상기 제1 전극층, 상기 제1 압전층, 및 상기 제2 전극층의 중첩구역은 상기 질량소자를 향해 연장되어 연장구역을 형성하고, 상기 연장구역은 상기 질량소자의 상면 또는 하면에 위치하는,
골전도 소리전달장치. - 제33항에 있어서,
상기 두께방향에 수직이 되는 평면에서의 상기 연장구역의 폭은 상기 두께방향에 수직이 되는 평면에서의 상기 지지팔 및 상기 질량소자의 연결부의 폭의 1.2배~2배인,
골전도 소리전달장치. - 제7항에 있어서,
상기 지지팔들의 수량은 2개 이상이고, 상기 2개 이상의 지지팔들은 상기 질량소자 주위에 배치되는,
골전도 소리전달장치. - 제7항에 있어서,
두께방향에 수직이 되는 상기 적어도 하나의 지지팔의 단면의 형상은 다각형인,
골전도 소리전달장치. - 제36항에 있어서,
상기 다각형의 변길이는 100μm~600μm의 범위 내인,
골전도 소리전달장치. - 제36항에 있어서,
상기 두께방향에 수직이 되는 상기 적어도 하나의 지지팔의 단면의 형상은 직사각형 또는 사다리꼴인,
골전도 소리전달장치. - 제7항에 있어서,
두께방향에 수직이 되는 상기 질량소자의 단면의 형상은 다각형이고, 상기 지지팔들의 수량은 상기 다각형의 변들의 수량에 대응되는,
골전도 소리전달장치. - 제38항에 있어서,
상기 두께방향에 수직이 되는 상기 지지팔의 단면의 형상은 직사각형이고, 상기 지지팔의 길이는 100μm~500μm의 범위 내이고, 상기 지지팔의 폭은 150μm~400μm의 범위 내인,
골전도 소리전달장치. - 제38항에 있어서,
상기 두께방향에 수직이 되는 상기 지지팔의 단면의 형상이 사다리꼴인 경우, 상기 사다리꼴의 높이는 150μm~600μm의 범위 내이고, 상기 사다리꼴의 긴 변의 길이는 300μm~600μm의 범위 내이고, 상기 사다리꼴의 짧은 변의 길이는 100μm~400μm 의 범위 내인,
골전도 소리전달장치. - 제7항에 있어서,
상기 지지팔은 제1 막대형부 및 제2 막대형부를 포함하고, 제1 막대형부의 일단부는 상기 질량소자에 연결하고, 상기 제1 막대형부의 다른 단부는 제2 막대형부의 일단부에 연결되고, 상기 제2 막대형부의 다른 단부는 상기 베이스에 연결되는,
골전도 소리전달장치. - 제42항에 있어서, 상기 제1막대형부의 길이는20μm~200μm의 범위 내이고, 상기 제1 막대형부의 폭은50μm~400μm의 범위 내인,
골전도 소리전달장치. - 제42항에 있어서,
상기 제2 막대형부의 길이는 500μm~1300μm의 범위 내이고, 상기 제2 막대형부의 폭은 50μm~400μm의 범위 내인,
골전도 소리전달장치. - 제43항에 있어서,
상기 제1 막대형부와 상기 질량소자 사이의 연결부가 상기 질량소자의 측면의 일단부에 위치하는 경우, 상기 제1 막대형부의 폭은 50μm~300μm의 범위 내이고, 상기 제1 막대형부의 길이는 20μm~200μm의 범위 내인,
골전도 소리전달장치. - 제44항에 있어서,
상기 제1 막대형부와 상기 질량소자 사이의 연결부가 상기 질량소자의 측면의 일단부에 위치하는 경우, 상기 제2 막대형부의 폭은 50μm~300μm의 범위 내이고, 상기 제2 막대형부의 길이는 800μm~1300μm 의 범위 내인,
골전도 소리전달장치. - 제43항에 있어서,
상기 제1 막대형부와 상기 질량소자 사이의 연결부가 상기 질량소자의 측면의 중간점에 위치하는 경우, 상기 제1 막대형부의 폭은 100μm~400μm의 범위 내이고, 상기 제1 막대형부의 길이는 20μm~200μm의 범위 내인,
골전도 소리전달장치. - 제44항에 있어서,
상기 제1 막대형부와 상기 질량소자 사이의 연결부가 상기 질량소자의 측면의 중간점에 위치하는 경우, 상기 제2 막대형부의 폭은 100μm~400μm의 범위 내이고, 상기 제2 막대형부의 길이는 500μm~1000μm의 범위 내인,
골전도 소리전달장치. - 제42항에 있어서, 상기 두께방향에 수직이 되는 상기 질량소자의 단면의 형은 직사각형이고, 상기 제1막대형부는 상기 제2 막대형부에 수직이 되는,
골전도 소리전달장치. - 제7항에 있어서,
상기 지지팔은 제1 막대형부, 제2 막대형부, 및 제3 막대형부를 포함하고,
제1 막대형부의 일단부는 상기 질량소자에 연결되고, 상기 제1 막대형부의 다른 단부는 제2 막대형부의 일단부에 연결되고, 상기 제2 막대형부의 다른 단부는 제3 막대형부의 일단부에 연결되고, 상기 제3 막대형부의 다른 단부는 상기 베이스에 연결되는,
골전도 소리전달장치. - 제50항에 있어서,
상기 제1 막대형부의 길이는 20μm~200μm의 범위 내이고, 상기 제1 막대형부의 폭은 50μm~300μm의 범위 내인,
골전도 소리전달장치. - 제50항에 있어서,
상기 제2 막대형부의 길이는 500μm~1200μm의 범위 내이고, 상기 제2 막대형부의 폭은 50μm~300μm의 범위 내인,
골전도 소리전달장치. - 제50항에 있어서,
상기 제3 막대형부의 길이는 800μm~1300μm의 범위 내이고, 상기 제3 막대형부의 폭은 50μm~300μm의 범위 내인,
골전도 소리전달장치. - 제51항에 있어서,
상기 제1 막대형부와 상기 질량소자 사이의 연결부가 상기 질량소자의 측면의 일단부에 위치하는 경우, 상기 제1 막대형부의 폭은 50μm~300μm의 범위 내이고, 상기 제1 막대형부의 길이는 20μm~200μm의 범위 내인,
골전도 소리전달장치. - 제52항에 있어서,
상기 제1 막대형부와 상기 질량소자 사이의 연결부가 상기 질량소자의 측면의 일단부에 위치하는 경우, 상기 제2 막대형부의 폭은 50μm~300μm의 범위 내이고, 상기 제2 막대형부의 길이는 600μm~1200μm의 범위 내인,
골전도 소리전달장치. - 제53항에 있어서,
상기 제1 막대형부와 상기 질량소자 사이의 연결부가 상기 질량소자의 측면의 일단부에 위치하는 경우, 상기 제3 막대형부의 폭은 50μm~300μm의 범위 내이고, 상기 제3 막대형부의 길이는 800μm~1300μm의 범위 내인,
골전도 소리전달장치. - 제51항에 있어서,
상기 제1 막대형부와 상기 질량소자 사이의 연결부가 상기 질량소자의 측면의 중간점에 위치하는 경우, 상기 제1 막대형부의 폭은 50μm~300μm의 범위 내이고, 상기 제1 막대형부의 길이는 20μm~200μm의 범위 내인,
골전도 소리전달장치. - 제52항에 있어서,
상기 제1 막대형부와 상기 질량소자 사이의 연결부가 상기 질량소자의 측면의 중간점에 위치하는 경우, 상기 제2 막대형부의 폭은 50μm~300μm의 범위 내이고, 상기 제2 막대형부의 길이는 500μm~1000μm의 범위 내인,
골전도 소리전달장치. - 제53항에 있어서, 상기 제1 막대형부와 상기 질량소자 사이의 연결부가 상기 질량소자의 측면의 중간점에 위치하는 경우, 상기 제3 막대형부의 폭은 50μm~300μm의 범위 내이고, 상기 제3 막대형부의 길이는 800μm~1300μm의 범위 내인,
골전도 소리전달장치. - 제50항에 있어서,
두께방향에 수직이 되는 상기 질량소자의 단면의 형상은 직사각형이고, 상기 제2 막대형부는 상기 제1 막대형부에 수직이 되고, 상기 제2 막대형부는 상기 제3 막대형부에 수직이 되는,
골전도 소리전달장치. - 제7항에 있어서,
상기 베이스구조는 공심의 내부 캐비티를 구비하는 틀구조를 포함하며, 상기 지지팔과 상기 질량소자의 양자는 상기 틀구조의 공심의 내부 캐비티에 배치되는,
골전도 소리전달장치. - 제61항에 있어서,
상기 질량소자의 형상은 상기 공심의 내부 캐비티의 형상에 대응되는,
골전도 소리전달장치. - 제7항에 있어서,
상기 지지팔의 두께와 상기 음향변환유닛의 두께의 합은 상기 질량소자의 두께보다 작은,
골전도 소리전달장치. - 제7항에 있어서,
상기 지지팔의 두께와 상기 음향변환유닛의 두께의 합은 상기 질량소자의 두께 이상인,
골전도 소리전달장치. - 제7항에 있어서,
상기 베이스구조의 내부 캐비티에 위치하는 제한구조를 더 포함하고, 상기 제한구조는 상기 베이스구조에 연결되며, 상기 제한구조는 상기 질량소자의 위 또는 아래에 위치하는,
골전도 소리전달장치. - 제1항에 있어서,
적어도 하나의 댐핑층을 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 댐핑층은 상기 적층구조의 상면, 하면, 또는 내부를 커버하는,
골전도 소리전달장치.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNPCT/CN2020/142533 | 2020-12-31 | ||
| PCT/CN2020/142533 WO2022141585A1 (zh) | 2020-12-31 | 2020-12-31 | 一种骨传导传声装置 |
| PCT/CN2021/082492 WO2022141827A1 (zh) | 2020-12-31 | 2021-03-23 | 一种骨传导传声装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230084268A true KR20230084268A (ko) | 2023-06-12 |
Family
ID=82135605
Family Applications (3)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020237011003A KR20230060523A (ko) | 2020-12-31 | 2020-12-31 | 골전도 소리전달장치 |
| KR1020237015608A KR20230084268A (ko) | 2020-12-31 | 2021-03-23 | 골전도 소리전달장치 |
| KR1020237012287A KR20230066092A (ko) | 2020-12-31 | 2021-03-23 | 골전도 마이크로폰 |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020237011003A KR20230060523A (ko) | 2020-12-31 | 2020-12-31 | 골전도 소리전달장치 |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020237012287A KR20230066092A (ko) | 2020-12-31 | 2021-03-23 | 골전도 마이크로폰 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (3) | US20230188911A1 (ko) |
| EP (3) | EP4184946A4 (ko) |
| JP (3) | JP2023542396A (ko) |
| KR (3) | KR20230060523A (ko) |
| CN (5) | CN116803102A (ko) |
| WO (3) | WO2022141585A1 (ko) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20240093718A (ko) * | 2022-07-27 | 2024-06-24 | 썬전 샥 컴퍼니, 리미티드 | 음향출력장치 |
| CN115368120B (zh) * | 2022-09-20 | 2023-04-25 | 苏州晶瓷超硬材料有限公司 | 一种氧化铝陶瓷及其生产工艺 |
Family Cites Families (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4150262A (en) * | 1974-11-18 | 1979-04-17 | Hiroshi Ono | Piezoelectric bone conductive in ear voice sounds transmitting and receiving apparatus |
| WO1994007342A1 (en) * | 1992-09-17 | 1994-03-31 | Knowles Electronics, Inc. | Bone conduction accelerometer microphone |
| JPH08195995A (ja) * | 1995-01-13 | 1996-07-30 | Mitsubishi Electric Corp | 骨伝導音声振動検出素子 |
| JP2006100954A (ja) * | 2004-09-28 | 2006-04-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 圧電型音響変換装置およびその製造方法 |
| KR100610181B1 (ko) * | 2004-10-27 | 2006-08-09 | 경북대학교 산학협력단 | 이식형 보청기에 구비되는 마이크로폰 |
| US7822215B2 (en) * | 2005-07-07 | 2010-10-26 | Face International Corp | Bone-conduction hearing-aid transducer having improved frequency response |
| US20090190782A1 (en) * | 2007-09-28 | 2009-07-30 | Yamaha Corporation | Vibration transducer |
| US8631711B2 (en) * | 2011-04-19 | 2014-01-21 | Eastman Kodak Company | MEMS composite transducer including compliant membrane |
| CN103096225B (zh) * | 2011-11-03 | 2018-05-18 | 北京美尔斯通科技发展股份有限公司 | 骨传导麦克风 |
| CN203181217U (zh) * | 2012-10-24 | 2013-09-04 | 深圳市康弘环保技术有限公司 | 压电陶瓷骨传导麦克风 |
| KR101871106B1 (ko) * | 2017-03-03 | 2018-06-25 | 한국세라믹기술원 | 압전 에너지 하베스터 및 압전 센서 |
| US10897677B2 (en) * | 2017-03-24 | 2021-01-19 | Cochlear Limited | Shock and impact management of an implantable device during non use |
| US20200196065A1 (en) * | 2018-12-12 | 2020-06-18 | Knowles Electronics, Llc | Microphone assemblies including integrated vibration transducer and wearable devices including the same |
| CN111050256A (zh) * | 2019-12-17 | 2020-04-21 | 武汉大学 | 一种小型化的高灵敏度压电式麦克风 |
| CN110602616B (zh) * | 2019-08-28 | 2021-02-19 | 武汉敏声新技术有限公司 | 一种高灵敏度mems压电式麦克风 |
| CN110987159B (zh) * | 2019-12-18 | 2022-09-16 | 京东方科技集团股份有限公司 | 声压传感器 |
| CN210958796U (zh) * | 2019-12-30 | 2020-07-07 | 瑞声声学科技(深圳)有限公司 | 一种骨导式麦克风 |
| CN211378247U (zh) * | 2019-12-30 | 2020-08-28 | 瑞声声学科技(深圳)有限公司 | 骨传导麦克风 |
| CN113141565B (zh) * | 2020-01-17 | 2024-08-13 | 深圳市韶音科技有限公司 | 一种传声器装置 |
-
2020
- 2020-12-31 WO PCT/CN2020/142533 patent/WO2022141585A1/zh active Application Filing
- 2020-12-31 KR KR1020237011003A patent/KR20230060523A/ko active Search and Examination
- 2020-12-31 JP JP2023518844A patent/JP2023542396A/ja active Pending
- 2020-12-31 CN CN202080106339.3A patent/CN116803102A/zh active Pending
- 2020-12-31 EP EP20967923.2A patent/EP4184946A4/en active Pending
-
2021
- 2021-03-23 CN CN202180067033.6A patent/CN116349249A/zh active Pending
- 2021-03-23 WO PCT/CN2021/082492 patent/WO2022141827A1/zh active Application Filing
- 2021-03-23 KR KR1020237015608A patent/KR20230084268A/ko active Search and Examination
- 2021-03-23 WO PCT/CN2021/082495 patent/WO2022141828A1/zh active Application Filing
- 2021-03-23 EP EP21912598.6A patent/EP4187924A4/en active Pending
- 2021-03-23 KR KR1020237012287A patent/KR20230066092A/ko active Search and Examination
- 2021-03-23 EP EP21912597.8A patent/EP4203508A4/en active Pending
- 2021-03-23 CN CN202110310911.4A patent/CN114697838A/zh active Pending
- 2021-03-23 CN CN202180064619.7A patent/CN116325802A/zh active Pending
- 2021-03-23 JP JP2023519932A patent/JP2023543513A/ja active Pending
- 2021-03-23 JP JP2023530705A patent/JP2023550132A/ja active Pending
- 2021-03-23 CN CN202110309635.XA patent/CN114697837A/zh active Pending
-
2023
- 2023-02-09 US US18/166,497 patent/US20230188911A1/en active Pending
- 2023-02-15 US US18/169,227 patent/US20230247352A1/en active Pending
- 2023-03-16 US US18/185,351 patent/US20230217163A1/en active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP4187924A1 (en) | 2023-05-31 |
| EP4203508A4 (en) | 2024-04-10 |
| KR20230060523A (ko) | 2023-05-04 |
| CN116349249A (zh) | 2023-06-27 |
| JP2023542396A (ja) | 2023-10-06 |
| US20230217163A1 (en) | 2023-07-06 |
| US20230247352A1 (en) | 2023-08-03 |
| CN114697838A (zh) | 2022-07-01 |
| US20230188911A1 (en) | 2023-06-15 |
| CN116325802A (zh) | 2023-06-23 |
| WO2022141585A1 (zh) | 2022-07-07 |
| EP4203508A1 (en) | 2023-06-28 |
| CN114697837A (zh) | 2022-07-01 |
| KR20230066092A (ko) | 2023-05-12 |
| JP2023550132A (ja) | 2023-11-30 |
| WO2022141828A1 (zh) | 2022-07-07 |
| JP2023543513A (ja) | 2023-10-16 |
| EP4184946A1 (en) | 2023-05-24 |
| EP4187924A4 (en) | 2024-03-20 |
| WO2022141827A1 (zh) | 2022-07-07 |
| EP4184946A4 (en) | 2024-02-21 |
| CN116803102A (zh) | 2023-09-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US12114129B2 (en) | Bone conduction microphone | |
| JP5986441B2 (ja) | 静電容量型トランスデューサ | |
| US20230217163A1 (en) | Bone conduction sound transmission devices | |
| CN112492472A (zh) | 压电式麦克风及压电式麦克风装置 | |
| WO2022193131A1 (zh) | 振动传感器以及麦克风 | |
| CN114697822A (zh) | 一种传声器装置 | |
| CN214409044U (zh) | 一种压电式mems加速度传感器 | |
| RU2809949C1 (ru) | Звукопередающие устройства с костной проводимостью | |
| CN115086815A (zh) | 振动传感器以及麦克风 | |
| RU2809760C1 (ru) | Микрофоны с костной проводимостью | |
| CN114014254A (zh) | 一种mems结构 | |
| RU2802593C1 (ru) | Микрофон костной проводимости | |
| TWI852052B (zh) | 傳聲器 | |
| RU2793293C1 (ru) | Микрофон | |
| CN213991016U (zh) | 压电式麦克风 | |
| EP4408020A1 (en) | Vibration sensor and microphone | |
| KR20230024877A (ko) | 마이크로폰 | |
| TW202308406A (zh) | 傳聲器 | |
| CN117499848A (zh) | Mems压电扬声器及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination |