KR920007601Y1 - 헤드폰 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

헤드폰
제1도는 본 고안의 한 실시예의 단면도.
제2도는 본 고안의 한 실시예의 등가 회로도.
제3도 및 제4도는 본 고안의 한 실시예 및 종래의 헤드폰의 주파수 특성도.
제5도는 종래의 헤드폰의 한예의 단면도.
제6도는 종래의 헤드폰의 한예의 등가 회로도.
제7도는 종래의 헤드폰의 다른예의 단면도.
제8도는 종래의 헤드폰의 다른예의 등가 회로도.
제9도는 종래의 헤드폰의 설명에 사용하는 주파수 특성도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 드라이버 유니트 2 : 하우징
2B : 백 하우징 6 : 진동판
13,14 : 덕트 17 : 캐비티 케이스
본 고안은, 헤드폰에 관한 것으로, 특히, 헤드폰의 저음역 및 고음역의 특성의 개선에 관한 것이다.
본 고안은, 헤드폰이 있어서, 백 하우징(back housing)의 일부에 캐비티 케이스를 형성하여, 이 캐비티 케이스와 백 하우징 사이를 지름보다 길이가 긴 음향관을 거쳐서 연통시키고, 이 캐비티 케이스 및 음량관에 의해 생기는 공진 주파수를 진동계의 질량과 백하우징과 컴플라이언스(compliance)에 의해 발생하는 공진 주파수의 근처에 설정하므로서, 고역에 생기는 피크를 억제하고, 고역 특성을 개선함과 동시에, 이와같이 고역에 생기는 피크를 억제하므로서, 최저 공진 주파수를 낮게할 수 있게 한 것이다.
배면이 밀폐되어 있지 아니한 소위 오픈 에어형 헤드폰은, 종래, 제5도에 도시한 바와같이 구성되어 있었다.
제5도에 있어서, (51)은 드라이버 유니트, (52)는 하우징이다. 드라이버 유니트(51)는, 자기 회로를 형성하는 마그네트(53), 플레이트(54), 요크(55)와, 진동계를 형성하는 진동판(56), 보이스 코일(57)에 의해 구성된다. 이 드라이버 유니트(51)의 중심부에는 관통공(58)이 형성되고, 이 관통공(58)에 우레탄 등의 저항재(59)가 매설이된다. 또한, 드라이버 유니트(51)에 복수의 구멍(60)이 형성되고, 이 구멍(60)에 저항재(61)가 점착된다. 드라이버 유니트(51)가 하우징(52)에 설치된다. 이 하우징(52)에는 복수의 구멍(62)이 형성되어 있다.
이 오픈 에어형 헤드폰의 음향적인 동작 특성은, 제6도에 도시한 등가 회로로 나타낼 수 있다.
제6도에 있어서, Md,Cd,Rd는 각각 전동계의 등가질량, 컴플라이언스, 음량 저항을 도시하는 것이다. 이와같이, 진동계는, 등가질량(Md), 컴플라이언스(Cd), 음향저항(Rd)의 직렬 회로로 나타내어 진다. Vs는 진동판을 전후로 누르는 힘으로, 전압원으로 나타내어진다. Ra는 드라이버 유니트(51)에 형성된 관통공(58) 및 구멍(60)에 의한 음향 저항이다. Cb및 Rb는 각각 하우징(52)에 의해 형성되는 백 하우징에 의한 컴플라이언스 및 음향 저항을 나타낸다. 이와같이, 배면 음향계는 컴플라이언스(Cb)와 음향 저항(Rb)의 병렬회로로 나타내어진다. Ccup, Mcup, Rcup는 각각 커플러의 컴플라이언스, 등가 질량, 음향저항을 나탄내다.
백 하우징의 음향저항(Rb)을 형성하는 구멍(62)에는 저항재가 설치되어 있지 않으므로, 음향 저항(Rb)은 음향저항(Ra)에 비해서 무시할 수 있을 정도로 적고, 또한, 백 하우징의 컴플라이언스(Cb), 음향저항(Ra)의 직렬 공진 회로로 간주된다. 고로, 저음공진 주파수(fo)는,로 부여된다.
오픈 에어형 헤드폰에서는, 진동계의 저음공진 주파수(fo)이하에서는 응답성이 저하된다. 이 때문에, 저역특성을 양호하게 하기 위해서는, 저음공진 주파수(fo)를 낮게 할 필요가 있다.
상기 식에 나타낸 바와같이, 저음공진 주파수(fo)를 낮게 하기 위해서는 진동계의 컴플라이언스(Cd)를 높게 하거나, 등가 질량(Md)을 무겁게할 필요가 있다. 그러나, 컴플라이언스(Cd)를 높게하는 데에는 한계가 있으며, 또한, 진동계의 등가 질량(Md)을 무겁게 하면, 감도의 저하나 고음역에 있어서 음향 특성의 노화를 초래한다.
제7도에 도시한 바와같이, 하우징(52)의 일부에 덕트(71)를 형성하도록 한 헤드폰이 제안되어 있다.(일본국 실용신안 공개소화 59-177287호 공보). 그래서, 구멍(60)에는 저항재를 설치하지 않고 음향저항(Ra)을 거의 0으로 하여, 하우징(52)의 구멍(62)에 저항재(72)를 설치해, 음향저항(Ra)을 적당하게 설정한다.
지름보다 길이가 긴 음향관은, 등가 질량을 갖는다. 이로 인하여, 이와같이 덕트(71)를 형성하므로서, 제8도에 도시한 바와같이, 진동계의 등가질량(Md), 컴플라이언스(Cd), 음향저항(R6) 및 음향저항(Ra)의 직렬 회로에 덕트(71)에 의한 등가 질량(Lduct)이 가해지게 되고, 그 저음 공진 주파수(fo)를 낮출수가 있고, 저음역에 있어서 특성을 개선할 수가 있다.
그러나, 이와같이 덕트(71)를 형성하여 최저 공진 주파수(fo)를 낮추는 경우, 덕트(71)의 등가 질량(Lduct)과 병렬로 있는 음향저항(Rb)을 크게할 필요가 있다. 즉, 제9도에 도시한 바와같이, 음향저항(Rb)과 병렬인 컴플라이언스 (Cb)와 진동계의 질량(Md)에 의해 공진 회로가 형성되고, 이에 의해, 제9도에서 P로 도시한 바와같이, 주파수 3kHz 내지 5kHz에서 생기는 피크가 커지는 문제가 있다.
따라서, 본 고안의 목적은 고역에서 생기는 피크를 억제할 수가 있도록 하고, 고역 특성을 개선함과 동시에, 고역에 생기는 피크를 억제할 수가 있으므로서, 음향저항(Rb)을 크게할 수 있고, 최저 공진 주파수(fo)를 낮출 수가 있도록한 헤드폰을 제공함에 있다.
본 고안은, 백 하우징의 일부에 캐비티 케이스를 형성하여, 캐비티와 백 하우징 사이를 지름보다 길이가 긴 음향관을 거쳐서 연통시켜, 캐비티 케이스 및 음향관으로 생기는 공진 주파수를 진동계의 질량과 백 하우징에 의해 생기는 공진 주파수의 근처에 설정하도록 한 것을 특징으로 하는 헤드폰이다.
덕트(13) 및 캐비티 케이스(17)에 의해, 등가 질량(Mtt) 및 컴플라이언스(Ctt)가 형성된다. 이 등가 질량(Mtt) 및 컴플라이언스(Ctt)로 형성되는 공진 회로의 공진 주파수를 백캐비티와 진동계의 질량에 의해 생기는 공진 주파수의 근처에 설정하므로서, 백 하우징과 진동계의 질량과의 공진에 의해 생기는 피크를 억제할 수가 있다.
다음에, 본 고안의 일실시예에 대해서 도면을 참조하여 설명을 한다.
제1도는 본 고안의 한 실시예를 도시한 것이다. 제1도에 있어서, (1)은 전기신호를 음성 출력으로 변환하는 드라이버 유니트, (2)는 드라이버 유니트(1)가 고정 설치되는 하우징이다.
드라이버 유니트(1)는, 자기 회로를 형성하는 마그네트(3), 플레이트(4), 요크(5)와 진동계를 형성하는 진동판(6), 보이스 코일(7)에 의해 구성되어 있다. 즉, 디스크상의 마그네트(3)의 양면에 플레이트(4) 및 요크(5)가 고착된다. 마그네트(3)로서는, 예컨대, 사마륨 코발트 마그네트가 사용된다. 플레이트(4)와 요크(5)가 대향하는 사이에 자기 갭이 형성되고, 이 자기 갭에 진동판(6)에 고착된 보이스 코일(7)이 삽입된다. 진동판(6)으로서는, 예를 들어, 두께 6㎛의 폴리에스텔 필름이 사용된다. 진동판(6)의 전면부에는, 보호판(8)이 배치된다. 이 보호판(8)은 도시하지 않았으나, 비교적 큰 질량의 펀칭 메탈로 형성되는 방진용의 보호판과, 그 외측의 기포로 형성되는 방진용의 보호판과, 작은 직경의 질량의 펀칭 메탈로 형성되는 의공용의 보호판으로 되어 있다.
마그네트(3), 플레이트(4), 요크(5)의 중심부에는, 관통공(9)이 형성된다. 또한, 드라이버 유니트(1)에는, 복수의 구멍(10)이 형성된다. 관통공(9)에는, 우레탄 등의 저항재(11)가 매설된다.
드라이버 유니트(1)가 하우징(2)에 설치되고, 그 접합부에 가요성이 있으며, 탄성을 갖는 합성고무 또는, 수지 등의 링(2)이 끼워붙여 있다. 하우징(2)은, 원추형의 형상으로 되어 있어서, 이 원추형의 하우징(2)의 정점에 위쪽으로 연장되는 덕트(13)가 형성이 됨과 동시에, 하우징(2)에서 측방으로 연장되는 덕트(14)가 형성된다. 덕트(14)의 단부는 개부(15)로 되어 있다. 덕트(14)의 단부에 금속제의 링(16)이 끼워 넣어져 있다.
원추형의 하우징(2)의 정점에 캐비티 케이스(17)가 설치되어, 이 캐비티 케이스(17)에 의해 형성 되는 캐비티와, 하우징(2)에 의해 형성되는 백 하우징(2B)가 덕트(13)를 거쳐서 연통된다. 케비티 케이스(17)의 중심부에 개구(18)가 형성된다. 케비티 케이스(17)에 의해 형성되는 캐비티에 우레탄 등의 저항재(19)가 매설되고, 이 저항재(19)에 의해 개구(18)가 폐쇄된다.
하우징(2)에는, 복수의 구멍(20)이 형성되어 있다. 이 구멍(20)에 저항재(21)가 접착된다. 드라이버 유니트(1)에서 도출된 리드선(22A 및 22B)가 덕트(14)에 연해서 덕트(14)의 단부에 형성된 구멍(23)에서 인출된다.
또한, 덕트(13)는, 예컨대 401×1.5㎜이며, 캐비티 케이스(17)에 의해 형성되는 캐비티의 용적은, 예컨대, 70㎣이다.
제2도는 한 실시예의 음향 등가회로이다. 제2도에 있어서, Md,Cd,Rd는 각각 진동계의 등가질량, 컴플라이언스, 음향 저항이며, Cd,Rd는 각각 백하우징(2B)의 컴플라이언스, 음향 저항이다. Ccup, Mcup, Rcup는 각각 커플러의 컴플라이언스, 음향 저항, 등가 질량이다. Rda는 구멍(10)에 의한 음향 저항이며, 이 음향 저항(Rda)은, 구멍(10)에 저항재가 설치되어 있지 않으므로, 거의 0이다. Mduct는 각각 덕트(14)에 의한 등가 질량이며, Mtt, Ctt, Rtt는 각각 덕트(13), 캐비티 케이스(17), 개구(18)에 의한 등가 질량 컴플라이언스, 음향 저항이다.
제2도에 있어서, 진동계의 등가질량 (Md), 컴플라이언스(Cd), 음향 저항(Rd)의 직렬 회로에는, 덕트(14)에 의한 등가 질량(Mduct)이 가해지므로, 그 몫, 최저 공진 주파수(fo)가 저하된다. 이 최초 공진 주파수(fo)는, 음향 저항(Rd)가 클수록 낮게 할수가 있으나, 음향 저항(Rd)을 크게 하면, 진동계의 등가 질량(Md)과 백 하우징(2B)의 컴플라이언스(Cd)와의 공진에 의해, 주파수 3kHz 내지 5kHz에 생기는 피크가 억압된다.
즉, 이 덕트(13)의 등가 질량 (Mtt) 및 케비티 케이스(17)에 의한 컴플라이언스(Ctt)에 의해 공진 회로가 형성된다. 이로 인하여, 이 공진 회로의 공진 주파수에서는, 등가 질량(Mtt), 컴플라이언스(Ctt), 음향 저항(Rtt)으로 형성되는 회로의 양단의 임피던스가 적어진다. 따라서 이 공진회로의 공진 주파수를 진동계의 등가 질량(Md)과 백 하우징(2B)의 컴플라이언스(Cd)와의 공진 주파수로 선택하여 두면, 등가질량(Md)과 컴플라이언스(Cd)에 의해 생기는 피크를 억제할 수가 있다.
제3도는, 제7도에 도시한 종래의 헤드폰의 주파수 특성과, 본 고안의 한 실시예의 주파수 특성을 비교한 것이다.
제3도에 있어서, 횡축은 주파수이고, 종축은 축력 음압레벨이다. A1이 본 고안의 한 실시예의 주파수 특성이고, A2가 제7도에 도시한 종래의 헤드폰의 주파수 특성이다.
제3도에서도 명백한 바와 같이, 이 한 실시예에서는 3kHz 내지 5kHz에 생기는 피크(P)가 억압되고, 고역 특성이 개선되어 있다.
이와 같이 3kHz 내지 5kHz에 생기는 피크(P)가 억압되는 것이므로, 음향 저항(Rd)은, 제7도에 도시한 종래의 헤드폰에 비해서 크게 할수가 있다. 음향 저항(Rd)을 크게하면, 최저 공진 주파수(fo)를 낮게 할 수가 있다.
제4도는, 제7도에 도시한 종래의 헤드폰에 비해서 음향 저항(Rd)을 크게한 경우의 주파수 특성을 도시하는 것이다. 제4도에 있어서, B1은 이와 같이 음향 저항(Rd)을 크게한 경우의 본 고안의 한 실시예의 주파수 특성이고, B2는 제7도에 도시한 종래의 헤드폰의 주파수 특성이다. 3kHz 내지 5kHz에 생기는 피크를 거의 같은 정도까지 허용한 경우, 제4도에 도시한 바와 같이, 최저 공진 주파수(fo)를 종래의 헤드폰과 비교하여 낮게 할 수가 있다.
또한, 상기 한 실시예에서는, 케비티 케이스(17)의 구멍(18)을 저항재(19)로 폐쇄하도록 하고 있으나, 이 저항재(19)를 제외하고 구멍(18)을 막는 컴플라이언스(Ctt)에 의해 생기는 공지 회로의 Q가 높아지며, 공진점이 오른다. 저항재(19)를 삽입하므로서, 공진점이 내려가며, 캐비티 케이스(17)의 용적을 적게할 수가 있다.
본 고안은, 밀폐형의 헤드폰에도 동일하게 적용할 수가 있다.
본 고안에 의하면, 덕트(13) 및 캐비티 케이스(17)에 의해 등가 질량(Mtt) 및 컴플라이언스(Ctt)로 형성되는 공진 회로가 형성되고, 이 공진 회로의 공진 주파수가 백 하우징과 진동계의 질량에 의해 생기는 공진 주파수의 근처에 설치되어 있다. 이로 인하여, 백 하우징과 진동계의 질량의 공진에 의해 생기는 피크를 억제할 수가 있다. 이로 인하여, 백 하우징과 진동계의 질량의 공진에 의해 생기는 피크를 억제할 수가 있다. 이와 같이 백캐비티의 컴플라이언스와 진동계의 질량의 공진에 의해 생기는 피크를 억제할 수가 있으므로, 고역 특성이 개선됨과 동시에, 음향 저항(Rd)을 크게 할수가 있고, 저역 공진 주파수(fb)를 낮출수가 있다.

Claims (1)

  1. 하우징(2)에 부착된 진동판(6)의 진동에 의해 음성이 전방으로 방출되도록 되어진 헤드폰에 있어서, 상기 하우징(2)의 상기 진동판(6)보다 후방의 백 하우징부(2B)에 캐비티(17)를 설치하고, 상기 백 하우징부(2B)와 캐비티(17)의 경계부에 상기 백 하우징부(2B)와 캐비티(17)를 연통시키는 지름보다 길이가 긴 음향판(13)을 개재시켜 형성되는 헤드폰.
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