WO2026005271A1 - 누설음 상쇄 구조를 갖는 오디오 장치 - Google Patents

누설음 상쇄 구조를 갖는 오디오 장치

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WO2026005271A1
WO2026005271A1 PCT/KR2025/006314 KR2025006314W WO2026005271A1 WO 2026005271 A1 WO2026005271 A1 WO 2026005271A1 KR 2025006314 W KR2025006314 W KR 2025006314W WO 2026005271 A1 WO2026005271 A1 WO 2026005271A1
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hole
space
audio device
sound
housing
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이병민
임성훈
장주희
이용훈
이제옥
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Samsung Electronics Co Ltd
Original Assignee
Samsung Electronics Co Ltd
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    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; ELECTRIC HEARING AIDS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/10—Earpieces; Attachments therefor ; Earphones; Monophonic headphones
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    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/20—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics
    • H04R1/22—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired frequency characteristic only 
    • H04R1/24—Structural combinations of separate transducers or of two parts of the same transducer and responsive respectively to two or more frequency ranges
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    • H04R1/22—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired frequency characteristic only 
    • H04R1/28—Transducer mountings or enclosures modified by provision of mechanical or acoustic impedances, e.g. resonator, damping means
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    • H04R1/32—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only
    • H04R1/34—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only by using a single transducer with sound reflecting, diffracting, directing or guiding means
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; ELECTRIC HEARING AIDS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R9/00—Transducers of moving-coil, moving-strip, or moving-wire type
    • H04R9/06—Loudspeakers

Definitions

  • the present disclosure relates to an audio device having a leakage noise canceling structure.
  • Personal audio devices such as earphones, are worn on a user's ears and can provide a variety of audio content.
  • a personal audio device can be connected to a host device, such as a smartphone, either wired or wirelessly, and output sound based on signals received from the host device.
  • an audio device may include a housing that at least partially forms an exterior of the audio device and a speaker disposed within the housing.
  • the housing may include a front space having a first hole facing an ear of a user wearing the audio device and a rear space having a second hole formed in a different direction from the first hole.
  • the speaker may be configured to generate a first sound output to the outside through the front space and the first hole and a second sound output to the outside through the rear space and the second hole.
  • the front space may be configured to have a first resonant frequency of 12 kHz to 20 kHz.
  • the rear space may be configured to have a second resonant frequency of 1 kHz to 6 kHz so that a portion of the first sound and at least a portion of the second sound cancel each other.
  • an earphone may include a housing having a front space and a rear space formed therein, and a speaker disposed within the housing so as to at least partially separate the front space and the rear space, and configured to generate sound transmitted to the outside through the front space and the rear space.
  • the front space may be configured to have a first fundamental frequency of 12 kHz to 20 kHz.
  • the rear space may be configured to have a second fundamental frequency of 1 kHz to 6 kHz.
  • Figure 1 illustrates an audio device according to one embodiment.
  • Figure 2 illustrates an audio device according to one embodiment.
  • Figure 3 is a diagram showing a Helmholtz resonator.
  • Figure 4 is a diagram showing an equal loudness contour.
  • FIG. 5 is a graph showing sound pressure levels measured according to frequency, according to one embodiment.
  • Figure 6 illustrates an audio device according to one embodiment.
  • FIG. 7 illustrates an audio device according to one embodiment.
  • FIGS. 8A and 8B illustrate an audio device according to one embodiment.
  • FIG. 8c is an exploded perspective view of a first housing of an audio device according to one embodiment.
  • FIG. 9 is a block diagram of an exemplary electronic device according to one embodiment.
  • Figure 1 illustrates an audio device according to one embodiment.
  • an audio device (1) may be an audio output device configured to transmit sound by being worn on a user's ear (5).
  • the audio device (1) may include an earpiece, an earphone, earbuds, or a headphone.
  • the audio device (1) may be referred to as an open wireless stereo (OWS) speaker.
  • OWS open wireless stereo
  • an audio device (1) may include a speaker (10) configured to output sound.
  • the audio device (1) may include, for example, a front space (e.g., a front space (50) of FIG. 2) and a rear space (e.g., a rear space (60) of FIG. 2) of the speaker (10). Sound of the speaker (10) may be output through the front space and the rear space.
  • the speaker (10) may output a front sound (16) through a first hole (55) of the front space.
  • the speaker (10) may output a rear sound (18) through a second hole (65) of the rear space.
  • the audio device according to the comparative example may be an in-ear type earphone.
  • the audio device according to the comparative example may be worn in a form inserted into the ear canal of the user's ear (5).
  • the audio device (1) can be worn in a form that is not inserted into the ear canal of the user's ear (5), unlike in-ear type earphones.
  • the audio device (1) can be placed on the concha of the ear (5) so as not to block the entrance of the external auditory canal of the user's ear (5). Since the audio device (1) does not block the ear canal of the user's ear (5), the audio device (1) may not be uncomfortable even when used for a long time. However, due to the characteristic of not blocking the user's ear (5), a part of the front sound (16) output from the audio device (1) may leak to the outside.
  • the front sound (16) of the speaker (10) may be output near the entrance of the user's external auditory canal. Since the audio device (1) does not completely block the user's external auditory canal, a part of the front sound (16), like the sound (6), may leak to the outside. Sound leaking outside can cause noise damage to people next to you and may not guarantee the user's privacy.
  • the rear sound (18) of the speaker (10) can be used.
  • the rear sound (18) of the speaker (10) can be output from a location further away from the entrance of the user's external auditory canal than the front sound.
  • at least a part of the rear sound (18) can meet the sound (6) at any point or space (9) outside of the audio device (1).
  • the sound (6) and the sound (8) can have opposite phases, and when the sound (6) and the sound (8) meet and cancel each other, the performance of the sound (6) leaked to the outside can be degraded and/or at least a part of the sound (6) leaked to the outside can be canceled. Accordingly, the leaked sound can be reduced.
  • Fig. 2 illustrates an audio device according to one embodiment.
  • Fig. 2 may be a cross-section corresponding to line A-A' of Fig. 8b.
  • an audio device (1) may include a housing (or case) (20).
  • the housing (20) may form at least a portion of the exterior of the audio device (1).
  • the audio device (1) may include a bracket (30) disposed inside a housing (20).
  • the speaker (10) may be mounted on the bracket (30) so as to be positioned inside the housing (20).
  • at least a portion of the bracket (30) may be formed integrally with the housing (20).
  • the speaker (10) may include a frame (or enclosure) (12), a magnet (13), a voice coil (11), and a diaphragm (14) accommodated by the frame (12).
  • the diaphragm (14) may be supported by, for example, a frame (12).
  • the diaphragm (14) may be mounted on the frame (12) so as to vibrate.
  • the diaphragm (14) may generate sound waves by vibrating.
  • the voice coil (11) may interact with the magnet (13) by forming a magnetic field according to the applied current.
  • the voice coil (11) may mechanically move according to the interaction with the magnet (13).
  • the diaphragm (14) may vibrate according to the movement of the voice coil (11).
  • a front space (50) having a first hole (55) and a rear space (60) having a second hole (65) may be formed within the housing (20).
  • the front space (50) and the rear space (60) may be distinguished based on the diaphragm (14) of the speaker (10).
  • the front of the diaphragm (14) may be connected to the front space (50), and the rear of the diaphragm (14) may be connected to the rear space (60).
  • the front of the diaphragm (14) may be communicated with the exterior of the audio device (1) through the front space (50) and the first hole (55).
  • the rear of the diaphragm (14) may be communicated with the rear space (60) through the internal space of the frame (12) and one or more holes (15) formed in the frame (12).
  • the inner space of the frame (12) and one or more holes (15) of the frame (12) may be understood as being included in the rear space (60).
  • the rear surface of the diaphragm (14) may be communicated with the exterior of the audio device (1) through the rear space (60) and the second hole (65).
  • the front space (50) and the rear space (60) may be referred to as the front cavity and the rear cavity of the audio device (1), respectively.
  • the front space (50) of the speaker (10) may be formed by the bracket (30).
  • the front space (50) may be formed by the bracket (30) and the housing (20).
  • the first hole (55) of the front space (50) may be formed by the bracket (30) and/or the housing (20).
  • At least a portion of the bracket (30) and/or a portion of the housing (20) forming the front space (50) may be referred to as a front wall of the speaker (10).
  • the first hole (55) included in the front space (50) may be referred to as a front hole, a front radiation hole, a port, or an acoustic port.
  • the rear space (60) of the speaker (10) may be formed at least partially by the housing (20).
  • the rear space (60) may be formed by the housing (20), the frame (12) of the speaker (10), and the bracket (30).
  • the second hole (65) of the rear space (60) may be formed, for example, by the housing (20).
  • a portion of the housing (20), at least a portion of the bracket (30), and at least a portion of the frame (12) of the speaker (10), which form the rear space (60), may be referred to as a rear wall of the speaker (10).
  • the second hole (65) included in the rear space (60) may be referred to as a rear hole, a rear radiation hole, a port, or an acoustic port.
  • the first hole (55) of the front space (50) may be closer to the user's ear (5) than the second hole (65) of the rear space (60).
  • the second hole (65) of the rear space (60) may be formed in a different direction from the first hole (55) of the front space (50).
  • the first hole (55) of the front space (50) may face toward the ear (5) (or the entrance of the external auditory canal) of the user wearing the audio device (1).
  • the second hole (65) of the rear space (60) may face away from the ear (5) (or the entrance of the external auditory canal) of the user wearing the audio device (1).
  • the speaker (10) (or diaphragm (14)) can generate front sound (16) that is output to the outside through the front space (50) and rear sound (18) that is output to the outside through the rear space (60).
  • the front sound (16) and the rear sound (18), which are generated by the diaphragm (14) vibrating between the front space (50) and the rear space (60), can have opposite phases.
  • at least a portion of the front sound (16) (e.g., sound (6)) can leak from the inside to the outside of the user's ear (5).
  • the leaked front sound (16) e.g., sound (6)
  • the rear sound (18) e.g., sound (8)
  • Figure 3 is a diagram showing a Helmholtz resonator.
  • Figure 4 is a diagram showing an equal loudness contour.
  • the Helmholtz resonator formula is as follows: Mathematical Formula 1.
  • V may be a volume of an internal space of the resonator (e.g., a volume of a front space (50) or a volume of a rear space (60) in FIG. 2)
  • A may be an area of an opening area connected to the internal space (e.g., a cross-sectional area of a first hole (55) or a cross-sectional area of a second hole (65) in FIG. 2)
  • l may be a length of the opening area (or neck) (e.g., a length (l1) of a first hole (55) or a length (l2) of a second hole (65) in FIG. 2).
  • the horizontal axis of Fig. 4 represents frequency, and the vertical axis represents sound pressure level.
  • sound volume curves that humans perceive as having the same loudness are shown according to frequency and sound pressure level.
  • the sound volume level that humans perceive may vary depending on the frequency or sound pressure level. For example, as shown in Fig. 4, even if the frequency or sound pressure level is different, the human ear can perceive it as having the same sound volume level. For example, the human ear can hear a sound of about 3 kHz louder than another frequency, even if the sound pressure level is lower. In other words, the human ear can hear a sound of about 3 kHz most sensitively or loudly.
  • the resonance frequency of the front space (50) and the resonance frequency of the rear space (60) of the audio device (1) can be set.
  • the resonant frequency of the front space (50) may be set as high as possible for acoustic characteristics (e.g., within the audible frequency range).
  • the front space (50) may have a first resonant frequency.
  • the first resonant frequency of the front space (50) may be 7 kHz or higher.
  • the first resonant frequency of the front space (50) may be 10 kHz or higher.
  • the first resonant frequency of the front space (50) may be, for example, 7 kHz to 10 kHz.
  • the first resonant frequency of the front space (50) may be, for example, 7 kHz to 15 kHz.
  • the first resonant frequency of the front space (50) may be, for example, 7 kHz to 20 kHz.
  • the first resonant frequency of the front space (50) may be, for example, 12 kHz to 20 kHz.
  • the first resonant frequency of the front space (50) may be, for example, 7 kHz to 20 kHz.
  • the range of the resonant frequency of the rear space (60) can be set to include the frequency of sound most perceived by humans (e.g., 3 kHz).
  • the rear space (60) can have a second resonant frequency.
  • the second resonant frequency of the rear space (60) can be 3 kHz or less.
  • the second resonant frequency of the rear space (60) can be 1 kHz to 3 kHz.
  • the second resonant frequency of the rear space (60) can be 6 kHz or less.
  • the second resonant frequency of the rear space (60) can be 1 kHz to 6 kHz. Accordingly, sounds in a frequency band that are sensitively perceived by a user can be effectively canceled out and interfered with.
  • the first resonant frequency of the front space (50) may be the fundamental frequency of the front space (50), and/or the second resonant frequency of the rear space (60) may be the fundamental frequency of the rear space (60).
  • a Helmholtz resonator can be applied to the front space (50) and the rear space (60).
  • the volume of the front space (50) may be smaller than the volume of the rear space (60).
  • the volume of the front space (50) may be 50% or less of the volume of the rear space (60).
  • the volume of the front space (50) may be 65% or less of the volume of the rear space (60).
  • the width of the second hole (65) of the rear space (60) may be smaller than the width of the first hole (55) of the front space (50).
  • the width of the second hole (65) of the rear space (60) may be 50% or less of the width of the first hole (55) of the front space (50).
  • the length (l1) of the first hole (55) of the front space (50) may be greater than the length (l2) of the second hole (65) of the rear space (60).
  • the length (l2) of the second hole (65) of the rear space (60) may be 80% or less of the length (l1) of the first hole (55) of the front space (50).
  • the effect of destructive interference of the front sound (16) by the rear sound (18) may vary depending on the distance between the first hole (55) through which the front sound (16) is radiated and the second hole (65) through which the rear sound (18) is radiated.
  • the closer the distance between the first hole (55) and the second hole (65), the more the effect of destructive interference of the front sound (16) leaking to the outside may be enhanced.
  • the distance between the first hole (55) and the second hole (65) may be 0.4 mm to 1.5 mm.
  • the first hole (55) may be closer to the ear of the user wearing the audio device (1) than the second hole (65).
  • the angle (s) between the first hole (55) of the front space (50) and the second hole (65) of the rear space (60) may be 30 degrees or more.
  • the angle (s) may be 30 degrees or more and 330 degrees or less.
  • the angle (s) may be 20 degrees or more and 330 degrees or less.
  • the angle (s) may be the angle between the central axis (a1) of the first hole (55) and the central axis (a2) of the second hole (65).
  • the audio device (1) may include a first acoustic member (e.g., a first acoustic member (857) of FIG. 8B) covering a first hole (55) of a front space (50) and/or a second acoustic member (e.g., a second acoustic member (867) of FIG. 8B) covering a second hole (65) of a rear space (60).
  • the first acoustic member and the second acoustic member may include a mesh screen or a grill to prevent wind noise.
  • FIG. 5 is a graph showing a sound pressure level measured according to a frequency according to an embodiment.
  • the graph (501) may be a graph measuring the sound pressure level of the front sound (16) of the audio device (1) at a specified distance (about 50 cm).
  • the graph (501) shows a sound pressure level according to a frequency measured when only the front sound (16) is output among the front sound (16) and the rear sound (18) of the audio device (1).
  • the graph (502) may be a graph measuring the sound pressure level of the rear sound (18) of the audio device (1) at a specified distance.
  • the graph (502) shows a sound pressure level according to a frequency measured when only the rear sound (18) is output among the front sound (16) and the rear sound (18) of the audio device (1).
  • the graph (503) may be a graph measuring the sound pressure level of the audio device (1) at a specified distance.
  • the graph (503) represents the sound pressure level according to frequency measured when both the front sound (16) and the rear sound (18) of the audio device (1) are output.
  • the sound pressure level may be reduced compared to when only the front sound (16) is output (graph (501)). This may be because a portion of the front sound (16) is canceled out and interfered by the rear sound (18).
  • the degree of reduction in the sound pressure level may be greatest in the frequency range of 1 kHz to 3 kHz, to which humans are most sensitive.
  • Figure 6 illustrates an audio device according to one embodiment.
  • the audio device (1) may be an open-type earphone (or earbud).
  • the audio device (1) may include a first housing (610), a second housing (620) coupled to the first housing (610), and a cable (630) connected to the second housing (620).
  • the first housing (610) may be a portion that is placed on the user's ear when worn.
  • the audio device (1) is illustrated as being connected by a wire via the cable (630), but the audio device (1) may be configured to enable wireless connection with an external device. In this case, the audio device (1) may not include the cable (630).
  • a speaker (10) may be placed within the first housing (610) and/or the second housing (620).
  • the first housing (610) and/or the second housing (620) may form a front space (50) and a rear space (60) for the speaker (10).
  • FIG. 7 illustrates an audio device according to one embodiment.
  • an audio device (701) may include a head portion (710) and a hook portion (720) extending from the head portion (710).
  • the head portion (710) and the hook portion (720) may be referred to as a housing of the audio device (701).
  • the head portion (710) can accommodate a speaker (10).
  • the head portion (710) can form a front space (50) and a rear space (60) of the speaker (10).
  • a first hole (705) e.g., the first hole (55) of FIG. 2) and a second hole (706) (e.g., the second hole (65) of FIG. 2) can be formed in the head portion (710).
  • the first hole (705) can connect the front space (50) to the outside
  • the second hole (706) can connect the rear space (60) to the outside.
  • the cross-sectional area of the second hole (706) can be smaller than the cross-sectional area of the first hole (705).
  • the hook portion (720) may be configured to be hooked onto the ear (5) such that the head portion (710) is positioned adjacent to the user's ear (5).
  • Figures 8a and 8b illustrate an audio device according to one embodiment.
  • Figure 8c is an exploded perspective view of a first housing of the audio device according to one embodiment.
  • the audio device (801) may include an on-ear type headphone.
  • the audio device (801) may include a first housing (810R), a first hook portion (820R), and a second housing (830R) corresponding to the user's right ear, and a third housing (810L), a second hook portion (820L), and a fourth housing (830L) corresponding to the user's left ear.
  • the first housing (810R) can be mounted on the user's right ear when worn.
  • the first hook portion (820R) can extend from the first housing (810R) to the second housing (830R).
  • the first hook portion (820R) can have a shape that can be hung on the user's ear.
  • the first hook portion (820R) can be hung on the user's ear to secure the first housing (810R) mounted on the user's ear.
  • various components of the audio device (801) can be arranged in the second housing (830R). For example, at least one of the components of FIG. 9 can be arranged in the second housing (830R).
  • the third housing (810L) can be mounted on the user's left ear when worn.
  • the second hook portion (820L) can extend from the third housing (810L) to the fourth housing (830L).
  • the second hook portion (820L) can have a shape that can be hung on the user's ear.
  • the second hook portion (820L) can be hung on the user's ear to secure the third housing (810L) mounted on the user's ear.
  • various components of the audio device (801) can be arranged in the fourth housing (830L). For example, at least one of the components of FIG. 9 can be arranged in the fourth housing (830L).
  • the audio device (801) may further include a headband (840).
  • the headband (840) may extend from the second housing (830R) to the fourth housing (830L).
  • the headband (840) may be configured to be fitted to the user's head. By fitting the headband (840) to the user's head, the audio device (801) may be maintained in a state of being worn by the user.
  • a first housing (810R) of an audio device (801) may be formed with a first hole (855) (e.g., the first hole (55) of FIG. 2), a second hole (865) (e.g., the second hole (65) of FIG. 2), and a microphone hole (875).
  • the audio device (801) may include a speaker (e.g., the speaker (10) of FIG. 2 or the speaker (810) of FIG. 8C) positioned within the first housing (810R), and the first housing (810R) may form a front space (e.g., the front space (50) of FIG. 2) and a rear space (e.g., the rear space (60) of FIG. 2) for the speaker.
  • the first hole (855) of the first housing (810R) may be included in the front space of the first housing (810R), and the second hole (865) of the first housing (810R) may be included in the rear space of the first housing (810R).
  • the audio device (801) may further include a first acoustic member (857) disposed within a first hole (855) of the first housing (810R) and/or a second acoustic member (867) disposed within a second hole (865) of the first housing (810R).
  • the first acoustic member (857) and the second acoustic member (867) may include a mesh screen or a grill to prevent wind noise.
  • an audio device (801) may include a speaker (810) (e.g., speaker (10) of FIG. 2), a bracket (814), a flexible printed circuit board (FPCB) (816), and a microphone (818).
  • the speaker (810), the bracket (814), the FPCB (816), and the microphone (818) may be disposed within a first housing (810R).
  • the first housing (810R) may include a lower part (811) and an upper part (812).
  • the lower part (811) and the upper part (812) may be coupled to each other to form a space that accommodates a speaker (810), a bracket (814), an FPCB (816), and a microphone (818).
  • the lower part (811) and the upper part (812) may be coupled to each other to form the front space and the rear space for the speaker (810).
  • the first hole (855) of the front space and the second hole (865) of the rear space may be formed in the lower part (811) of the first housing (810R).
  • the microphone hole (875) may be formed in the upper part (812) of the first housing (810R).
  • an FPCB (816) may be placed on one side of the bracket (814). On the other side of the bracket (814), a portion of a speaker (810) may be placed, and another portion of the speaker (810) may be positioned within the hollow portion of the bracket (814).
  • the bracket (814) may be coupled to the lower part (811) and/or the upper part (812) of the first housing (810R).
  • the bracket (814), together with the lower part (811) and the upper part (812) of the first housing (810R), may define the front space and the rear space for the speaker (810).
  • the bracket (814) may be understood to be included in the housing (810R) forming the front space and the rear space.
  • the FPCB (816) may be mounted on the bracket (814).
  • a microphone (818) may be disposed on the FPCB (816).
  • the microphone (818) may be aligned with a microphone hole (875) of the first housing (810R).
  • the microphone (818) may include a sensor configured to detect sound received through the microphone hole (875).
  • the microphone (818) may include a micro electro-mechanical systems (MEMS) microphone.
  • the FPCB (816) may be electrically connected to the microphone (818) and the speaker (810). Electrical signals for the microphone (818) and the speaker (810) may be transmitted through the FPCB (816).
  • the description of the first housing (810R) provided with reference to FIGS. 8b and 8c can be applied to the third housing (810L) in a substantially identical or corresponding manner.
  • the audio devices of the present disclosure are exemplified as personal audio output devices such as earphones, but are not limited thereto.
  • the audio devices of the present disclosure may include various types of electronic devices, such as a head-mounted display (HMD), which are equipped with a speaker (10), a front space (50) for the speaker (10), and a rear space (60).
  • HMD head-mounted display
  • FIG. 9 is a block diagram of an exemplary electronic device according to one embodiment.
  • an electronic device (901) may include a processor (920), a memory (930), a wireless communication circuit (992), an antenna (997), a sensor (976), a speaker (955) (e.g., speaker (10) of FIG. 1), and a battery (989).
  • the processor (920) may include processing circuitry or control circuitry, such as a micro controller unit (MCU), a central processing unit (CPU), a sensor processor, a sensor hub, an application processor (AP), and/or a communication processor (CP).
  • MCU micro controller unit
  • CPU central processing unit
  • AP application processor
  • CP communication processor
  • the processor (920) may control the operation of the electronic device (901). In one embodiment, the operation controlled by the processor (920) may be performed at least in part by a processor of an external device (e.g., electronic device (902)) paired to the electronic device (901).
  • an external device e.g., electronic device (902)
  • the speaker (955) can output an acoustic signal (or audio signal) received from an external electronic device (902) (e.g., a user's terminal).
  • an external electronic device e.g., a user's terminal
  • a battery (989) may power components of the electronic device (901).
  • the battery (989) may include a rechargeable secondary battery or a fuel cell.
  • the wireless communication circuit (992) can establish a wireless communication channel with the electronic device (902) and perform communication using the established communication channel.
  • the wireless communication circuit (992) can transmit various data (e.g., audio data) to an external electronic device (902) connected (e.g., paired) through a designated network (e.g., a short-range communication network) or receive data from the external electronic device (902) through the antenna (997).
  • the antenna (997) may transmit a signal (e.g., data or power) to an external electronic device (902), or receive a signal from an external electronic device (902).
  • the antenna (997) may include one or more antennas that include a radiator formed of a conductor or conductive pattern formed on a substrate (e.g., a PCB).
  • the senor (976) can detect the operating state of the electronic device (901) or the external environmental state, and generate an electrical signal or data value corresponding to the detected state.
  • the sensor (976) can include, but is not limited to, a gesture sensor, a gyro sensor, a pressure sensor, a magnetic sensor, an acceleration sensor, a grip sensor, a proximity sensor, a color sensor, an IR (infrared) sensor, a biometric sensor, a temperature sensor, a humidity sensor, or an illuminance sensor, for example.
  • the memory (930) may store various data used by at least one component of the electronic device (901), such as the processor (920) or the sensor (976).
  • the data may include, for example, input data or output data for software and commands related thereto.
  • the memory (930) may include volatile memory and/or non-volatile memory.
  • the memory (930) may store one or more programs (or applications) and instructions executed by the processor (920) and/or the processor of the external electronic device (902). In one embodiment, the memory (930) may temporarily and/or provisionally store data input/output from the electronic device (901) and/or the external electronic device (902).
  • an audio device (1) may include a housing (20) that at least partially forms an exterior of the audio device (1) and a speaker (10) disposed within the housing (20).
  • a front space (50) having a first hole (55) facing an ear of a user wearing the audio device (1) and a rear space (60) having a second hole (65) formed in a different direction from the first hole (55) may be formed.
  • the speaker (10) may be configured to generate a first sound (16) output to the outside through the front space (50) and the first hole (55) and a second sound (18) output to the outside through the rear space (60) and the second hole (65).
  • the front space (50) may be configured to have a first resonant frequency of 12 kHz to 20 kHz.
  • the rear space (60) may be configured to have a second resonant frequency of 1 kHz to 6 kHz so that at least a portion of the first sound (16) and at least a portion of the second sound (18) cancel each other out.
  • the first resonant frequency of the front space (50) may be the first fundamental frequency of the front space (50).
  • the second resonant frequency of the rear space (60) may be the second fundamental frequency of the rear space (60).
  • the volume of the front space (50) may be smaller than the volume of the rear space (60).
  • the volume of the front space (50) may be 65% or less of the volume of the rear space (60).
  • the width of the second hole (65) of the rear space (60) may be smaller than the width of the first hole (55) of the front space (50).
  • the width of the second hole (65) of the rear space (60) may be 50% or less of the width of the first hole (55) of the front space (50).
  • the length (l1) of the first hole (55) of the front space (50) may be greater than the length (l2) of the second hole (65) of the rear space (60).
  • the length (l2) of the second hole (65) of the rear space (60) may be 80% or less of the length (l1) of the first hole (55) of the front space (50).
  • the audio device (1) may include a first mesh screen covering the first hole (55) of the front space (50) and a second mesh screen covering the second hole (65) of the rear space (60).
  • the second hole (65) of the rear space (60) may be located further from the ear than the first hole (55) of the front space (50).
  • the distance between the first hole (55) and the second hole (65) may be 0.4 mm to 1.5 mm.
  • the audio device (1) may be an open-type earphone that is not inserted into the ear canal of the user when worn on the user's ear.
  • the housing (20) may include a head portion (710) that includes the front space (50) and the rear space (60), and accommodates the speaker (10); and an ear hook portion (720) that is configured to be hung on the ear so that the head portion (710) is positioned adjacent to the ear of the user.
  • the audio device (1) may be a head mounted display (HMD).
  • HMD head mounted display
  • the speaker (10) may include a frame (12) positioned within the housing (20) and a diaphragm (14) accommodated within the frame (12) and configured to vibrate to produce the first sound (16) and the second sound (18).
  • the housing (20) and the frame (12) may at least partially form the front space (50) and at least partially form the rear space (60).
  • the diaphragm (14) may be arranged within the frame (12) such that the front surface of the diaphragm (14) is connected to the front space (50) and the rear surface of the diaphragm (14) is connected to the internal space of the frame (12).
  • the rear surface of the diaphragm (14) may be connected to the rear space (60) through the internal space of the frame (12) and a hole formed in the frame (12).
  • an earphone (1) may include a housing (20) having a front space (50) and a rear space (60) formed therein; and a speaker (10) disposed within the housing (20) so as to at least partially separate the front space (50) and the rear space (60), and configured to generate sound transmitted to the outside through the front space (50) and the rear space (60).
  • the front space (50) may be configured to have a first fundamental frequency of 12 kHz to 20 kHz.
  • the rear space (60) may be configured to have a second fundamental frequency of 1 kHz to 6 kHz.
  • the volume of the front space (50) may be 65% or less of the volume of the rear space (60).
  • the front space (50) may include a first hole (55) acoustically connected to the exterior.
  • the rear space (60) may include a second hole (65) acoustically connected to the exterior.
  • the width of the second hole (65) of the rear space (60) may be 50% or less of the width of the first hole (55) of the front space (50).
  • the second hole (65) of the rear space (60) may be located further from the ear than the first hole (55) of the front space (50).
  • the earphone (1) may be an open-type earphone that is not inserted into the user's ear canal.
  • first,” “second,” or “first” or “second” may be used merely to distinguish one component from another, and do not limit the components in any other respect (e.g., importance or order).
  • a component e.g., a first component
  • another component e.g., a second component
  • functionally e.g., a third component
  • module used in various embodiments of this document may include a unit implemented in hardware, software, or firmware, and may be used interchangeably with terms such as logic, logic block, component, or circuit.
  • a module may be an integral component, or a minimum unit or part of such a component that performs one or more functions.
  • a module may be implemented in the form of an application-specific integrated circuit (ASIC).
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • Various embodiments of the present document may be implemented as software including one or more instructions stored on a machine-readable storage medium.
  • a processor of the device may call at least one instruction among the one or more instructions stored from the storage medium and execute it. This enables the device to operate to perform at least one function according to the at least one instruction called.
  • the one or more instructions may include code generated by a compiler or code executable by an interpreter.
  • the machine-readable storage medium may be provided in the form of a non-transitory storage medium.
  • “non-transitory” only means that the storage medium is a tangible device and does not contain a signal (e.g., electromagnetic waves), and this term does not distinguish between cases where data is stored semi-permanently and cases where it is stored temporarily in the storage medium.
  • the method according to the various embodiments disclosed in the present document may be provided as included in a computer program product.
  • the computer program product may be traded as a product between a seller and a buyer.
  • the computer program product may be distributed in the form of a machine-readable storage medium (e.g., compact disc read only memory (CD-ROM)), or may be distributed online (e.g., downloaded or uploaded) via an application store (e.g., Play Store TM ) or directly between two user devices (e.g., smart phones).
  • an application store e.g., Play Store TM
  • at least a portion of the computer program product may be temporarily stored or temporarily generated in a machine-readable storage medium, such as the memory of a manufacturer's server, an application store's server, or an intermediary server.
  • each component e.g., a module or a program of the above-described components may include one or more entities, and some of the entities may be separated and placed in other components.
  • one or more components or operations of the aforementioned components may be omitted, or one or more other components or operations may be added.
  • a plurality of components e.g., a module or a program
  • the integrated component may perform one or more functions of each of the plurality of components identically or similarly to those performed by the corresponding component among the plurality of components prior to the integration.
  • the operations performed by a module, program, or other component may be executed sequentially, in parallel, iteratively, or heuristically, or one or more of the operations may be executed in a different order, omitted, or one or more other operations may be added.

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Abstract

일 실시 예에 따른, 오디오 장치는, 오디오 장치의 외관을 형성하는 하우징 및 하우징 내에 배치되는 스피커를 포함하고, 하우징 내에는, 오디오 장치를 착용한 사용자의 귀를 향하는 제1 홀을 갖는 전면 공간 및 1 홀과 다른 방향으로 형성된 제2 홀을 갖는 후면 공간이 형성되고, 스피커는, 전면 공간과 제1 홀을 통해 외부로 출력되는 제1 음향 및 후면 공간과 제2 홀을 통해 외부로 출력되는 제2 음향을 생성하도록 구성되고, 전면 공간은 12kHz 내지 20kHz의 제1 공진 주파수를 갖도록 구성되며, 제1 음향의 일부와 제2 음향의 적어도 일부가 상쇄 간섭되도록, 후면 공간은 1kHz 내지 6kHz의 제2 공진 주파수를 갖도록 구성될 수 있다.

Description

누설음 상쇄 구조를 갖는 오디오 장치
본 개시는 누설음 상쇄 구조를 갖는 오디오 장치에 관한 것이다.
이어폰과 같은 개인용 오디오 장치는, 사용자의 귀에 착용되어 다양한 오디오 콘텐츠를 제공할 수 있다. 예를 들어, 개인용 오디오 장치는, 스마트 폰과 같은 호스트 장치와 유선 또는 무선으로 연결되어, 상기 호스트 장치로부터 수신된 신호에 기반한 음향을 출력할 수 있다.
상술한 정보는 본 개시에 대한 이해를 돕기 위한 목적으로 하는 배경 기술(related art)로 제공될 수 있다. 상술한 내용 중 어느 것도 본 개시와 관련하여 종래 기술(prior art)로서 적용될 수 있는지에 관해서는 어떠한 주장이나 결정이 제기되지 않는다.
일 실시 예에 따른, 오디오 장치는, 상기 오디오 장치의 외관을 적어도 부분적으로 형성하는 하우징 및 상기 하우징 내에 배치되는 스피커를 포함할 수 있다. 상기 하우징 내에는, 상기 오디오 장치를 착용한 사용자의 귀를 향하는 제1 홀을 갖는 전면 공간 및 상기 제1 홀과 다른 방향으로 형성된 제2 홀을 갖는 후면 공간이 형성될 수 있다. 상기 스피커는, 상기 전면 공간과 상기 제1 홀을 통해 외부로 출력되는 제1 음향 및 상기 후면 공간과 상기 제2 홀을 통해 외부로 출력되는 제2 음향을 생성하도록 구성될 수 있다. 상기 전면 공간은 12kHz 내지 20kHz의 제1 공진 주파수를 갖도록 구성될 수 있다. 상기 제1 음향의 일부와 상기 제2 음향의 적어도 일부가 상쇄 간섭되도록, 상기 후면 공간은 1kHz 내지 6kHz의 제2 공진 주파수를 갖도록 구성될 수 있다.
일 실시 예에 따른, 이어폰은, 내부에 전면 공간 및 후면 공간이 형성되는 하우징 및 상기 전면 공간과 상기 후면 공간을 적어도 부분적으로 구분하도록 상기 하우징 내에 배치되고, 상기 전면 공간 및 상기 후면 공간을 통해 외부로 전달되는 음향을 생성하도록 구성된, 스피커를 포함할 수 있다. 상기 전면 공간은 12kHz 내지 20kHz의 제1 기본 주파수를 갖도록 구성될 수 있다. 상기 후면 공간은 1kHz 내지 6kHz의 제2 기본 주파수를 갖도록 구성될 수 있다.
도 1은, 일 실시 예에 따른, 오디오 장치를 나타낸다.
도 2는 일 실시 예에 따른, 오디오 장치를 나타낸다.
도 3은 헬름홀츠 공명기를 나타내는 도면이다.
도 4는 등청감 곡선(equal loudness contour)을 나타내는 도면이다.
도 5는 일 실시 예에 따른, 주파수에 따라 측정된 음압 레벨을 나타내는 그래프이다.
도 6은, 일 실시 예에 따른, 오디오 장치를 나타낸다.
도 7은 일 실시 예에 따른, 오디오 장치를 나타낸다.
도 8a 및 도 8b는 일 실시 예에 따른, 오디오 장치를 나타낸다.
도 8c는 일 실시 예에 따른 오디오 장치의 제1 하우징의 분해 사시도이다.
도 9는 일 실시 예에 따른 예시적인 전자 장치의 블록도이다.
이하의 설명에서, 서로 다른 도면을 참조하더라도 동일한 참조 부호를 갖는 구성에 대한 설명은 특별한 언급이 없는 한, 실질적으로 동일하게, 유사하게, 또는 대응하는 방식으로 적용될 수 있다. 또한, 동일한 참조 부호를 갖는 구성에 대해 중복되는 설명은 반복되지 않을 수 있다. 특정 도면을 참조하는 이하의 설명에서, 다른 도면의 참조 부호가 참조될 수 있다.
도 1은, 일 실시 예에 따른, 오디오 장치를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 일 실시 예에 따른, 오디오 장치(1)는, 사용자의 귀(5)에 착용되어, 음향을 전달하도록 구성된 오디오 출력 장치일 수 있다. 예를 들어, 오디오 장치(1)는, 이어피스(earpiece), 이어폰(earphone). 이어 버즈(earbuds), 또는 헤드폰(headphone)을 포함할 수 있다. 오디오 장치(1)는 OWS(open wireless stereo) 스피커로 참조될 수 있다.
예를 들어, 오디오 장치(1)는, 음향을 출력하도록 구성된 스피커(10)를 포함할 수 있다. 오디오 장치(1)는, 예를 들어, 스피커(10)의 전면 공간(예: 도 2의 전면 공간(50))과 후면 공간(예: 도 2의 후면 공간(60))을 포함할 수 있다. 상기 전면 공간 및 상기 후면 공간을 통해, 스피커(10)의 음향이 출력될 수 있다. 예를 들어, 스피커(10)는 상기 전면 공간의 제1 홀(55)을 통해 전면 음향(16)을 출력할 수 있다. 예를 들어, 스피커(10)는 상기 후면 공간의 제2 홀(65)을 통해 후면 음향(18)을 출력할 수 있다.
비교 예에 따른 오디오 장치는, 인이어 타입(in-ear type)의 이어폰일 수 있다. 예를 들어, 비교 예의 오디오 장치는, 사용자의 귀(5)의 이도 내에 삽입되는 형태로 착용될 수 있다.
예를 들어, 오디오 장치(1)는, 인이어 타입의 이어폰과 달리, 사용자의 귀(5)의 이도 내에 삽입되지 않는 형태로, 착용될 수 있다. 예를 들어, 오디오 장치(1)는, 이를 착용한 사용자의 귀(5)의 외이도 입구를 막지 않도록, 귀(5)의 이갑개 상에 얹혀질 수 있다. 사용자의 귀(5)의 이도를 막지 않기 때문에, 오디오 장치(1)를 장시간 사용하더라도 불편하지 않을 수 있다. 그러나, 사용자의 귀(5)를 막지 않는 특성으로 인해, 오디오 장치(1)로부터 출력되는 전면 음향(16)의 일부는 외부로 누설될 수 있다. 예를 들어, 스피커(10)의 전면 음향(16)은, 사용자의 외이도의 입구 근처에서 출력될 수 있다. 오디오 장치(1)가 사용자의 외이도를 완전히 폐쇄하지 않기 때문에, 음향(6)과 같이, 전면 음향(16)의 일부는, 외부로 누설될 수 있다. 외부로 누설되는 음향은, 옆사람에게 소음의 피해를 줄 수 있고, 사용자의 프라이버시(privacy)가 보장되지 않을 수 있다.
이와 같이, 오디오 장치(1) 외부로 누설되는 음향을 줄이기 위하여, 스피커(10)의 후면 음향(18)이 이용될 수 있다. 예를 들어, 스피커(10)의 후면 음향(18)은, 상기 전면 음향보다, 사용자의 외이도의 입구에서 더 멀리 떨어진 위치에서 출력될 수 있다. 예를 들어, 음향(8)과 같이, 후면 음향(18)의 적어도 일부는, 오디오 장치(1)의 외부의 임의의 지점 또는 공간(9)에서, 음향(6)과 만날 수 있다. 음향(6)과 음향(8)은, 서로 반대되는 위상을 가질 수 있고, 음향(6)과 음향(8)이 만나 상쇄 간섭됨으로써, 외부로 누설된 음향(6)의 성능이 열화되거나 및/또는 외부로 누설된 음향(6)의 적어도 일부가 소멸될 수 있다. 이에 따라 누설되는 음향이 감소될 수 있다.
도 2는 일 실시 예에 따른, 오디오 장치를 나타낸다. 도 2는 도 8b의 라인 A-A'에 대응하는 단면일 수 있다.
도 2를 참조하면, 일 실시 예에 따른, 오디오 장치(1)는, 하우징(또는 케이스)(20)을 포함할 수 있다. 하우징(20)은, 오디오 장치(1)의 외관의 적어도 일부를 형성할 수 있다.
일 실시 예에서, 오디오 장치(1)는, 하우징(20) 내부에 배치된 브라켓(30)을 포함할 수 있다. 스피커(10)는, 하우징(20) 내부에 위치하도록 브라켓(30) 상에 안착될 수 있다. 일 실시 예에서, 브라켓(30)의 적어도 일부는, 하우징(20)과 일체로 형성될 수 있다.
일 실시 예에서, 스피커(10)는, 프레임(또는 인클로저)(12), 프레임(12)에 의해 수용되는, 마그넷(13), 보이스 코일(11) 및 다이어프램(14)을 포함할 수 있다.
다이어프램(14)은, 예를 들어, 프레임(12)에 의해 지지될 수 있다. 예를 들어, 다이어프램(14)은, 진동할 수 있도록, 프레임(12)에 안착될 수 있다. 다이어프램(14)은 진동함으로써, 음파를 생성할 수 있다. 예를 들어, 보이스 코일(11)은 인가된 전류에 따라 자기장을 형성함으로써, 마그넷(13)과 상호 작용할 수 있다. 마그넷(13)과 상호 작용에 따라, 보이스 코일(11)은, 기계적으로 운동할 수 있다. 보이스 코일(11)의 운동에 따라, 다이어프램(14)이 진동할 수 있다.
일 실시 예에서, 하우징(20) 내에는, 제1 홀(55)을 갖는 전면 공간(50) 및 제2 홀(65)을 갖는 후면 공간(60)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 전면 공간(50)과 후면 공간(60)은, 스피커(10)의 다이어프램(14)을 기준으로 구분될 수 있다. 예를 들어, 다이어프램(14)의 전면은, 전면 공간(50)에 연결되고, 다이어프램(14)의 후면은, 후면 공간(60)에 연결될 수 있다. 다이어프램(14)의 상기 전면은, 전면 공간(50) 및 제1 홀(55)을 통해 오디오 장치(1)의 외부와 연통될 수 있다. 예를 들어, 다이어프램(14)의 상기 후면은, 프레임(12)의 내부 공간, 및 프레임(12)에 형성된 하나 이상의 홀들(15)을 통해, 후면 공간(60)에 연통될 수 있다. 선택적으로, 프레임(12)의 상기 내부 공간 및 프레임(12)의 하나 이상의 홀들(15)은, 후면 공간(60)에 포함되는 것으로 이해될 수 있다. 다이어프램(14)의 상기 후면은, 후면 공간(60) 및 제2 홀(65)을 통하여 오디오 장치(1)의 외부와 연통될 수 있다. 전면 공간(50)과 후면 공간(60)은, 각각, 오디오 장치(1)의 전면 캐비티(cavity) 및 후면 캐비티로 참조될 수 있다.
일 실시 예에서, 스피커(10)의 전면 공간(50)은, 브라켓(30)에 의해 형성될 수 있다. 대안적으로, 전면 공간(50)은, 브라켓(30) 및 하우징(20)에 의해 형성될 수 있다. 전면 공간(50)의 제1 홀(55)은, 브라켓(30) 및/또는 하우징(20)에 의해 형성될 수 있다. 전면 공간(50)을 형성하는 브라켓(30)의 적어도 일부 및/또는 하우징(20)의 일부는, 스피커(10)의 전방 벽으로 참조될 수 있다. 전면 공간(50)에 포함된 제1 홀(55)은, 전면 홀, 전면 방사 홀, 포트(port), 또는 음향 포트로 참조될 수 있다.
예를 들어, 스피커(10)의 후면 공간(60)은, 하우징(20)에 의해 적어도 부분적으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 후면 공간(60)은, 하우징(20), 스피커(10)의 프레임(12), 및 브라켓(30)에 의해 형성될 수 있다. 후면 공간(60)의 제2 홀(65)은, 예를 들어, 하우징(20)에 의해 형성될 수 있다. 후면 공간(60)을 형성하는, 하우징(20)의 일부, 브라켓(30)의 적어도 일부, 및 스피커(10)의 프레임(12)의 적어도 일부는, 스피커(10)의 후방 벽으로 참조될 수 있다. 후면 공간(60)에 포함된 제2 홀(65)은, 후면 홀, 후면 방사 홀, 포트, 또는 음향 포트로 참조될 수 있다.
일 실시 예에서, 사용자가 오디오 장치(1)를 착용 시, 전면 공간(50)의 제1 홀(55)은, 후면 공간(60)의 제2 홀(65) 보다, 사용자의 귀(5)에 더 인접할 수 있다. 일 실시 예에서, 후면 공간(60)의 제2 홀(65)은, 전면 공간(50)의 제1 홀(55)과 상이한 방향으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 전면 공간(50)의 제1 홀(55)은, 오디오 장치(1)를 착용한 사용자의 귀(5)(또는 외이도의 입구)를 향할 수 있다. 예를 들어, 후면 공간(60)의 제2 홀(65)은, 오디오 장치(1)를 착용한 사용자의 귀(5)(또는 외이도의 입구)로부터 멀어지는 방향을 향할 수 있다.
일 실시 예에서, 스피커(10)(또는 다이어프램(14))는, 전면 공간(50)을 통해 외부로 출력되는 전면 음향(16) 및 후면 공간(60)을 통해 외부로 출력되는 후면 음향(18)를 생성할 수 있다. 전면 공간(50)과 후면 공간(60) 사이에서 진동하는 다이어프램(14)에 의해 생성된, 전면 음향(16)과 후면 음향(18)은 반대 위상을 가질 수 있다. 도 1을 참조하여 상술한 바와 같이, 전면 음향(16)의 적어도 일부(예: 음향(6))는, 사용자의 귀(5)의 안쪽으로부터 바깥쪽으로 누설될 수 있다. 그러나, 누설된 전면 음향(16)의 적어도 일부(예: 음향(6))는, 전면 음향(16)과 반대 위상을 갖는 후면 음향(18)의 적어도 일부(예: 음향(8))에 의해 상쇄 간섭될 수 있다. 이에 따라 누설되는 음향이 감소될 수 있다.
도 3은 헬름홀츠 공명기를 나타내는 도면이다.
도 4는 등청감 곡선(equal loudness contour)을 나타내는 도면이다.
헬름홀츠 공명기 식은, 하기 수학식 1과 같다.
상기 수학식 1에서, f는, 공진 주파수이고, c는 음속일 수 있다. 상기 수학식 1 및 도 3에서, V는, 공명기의 내부 공간의 체적(예: 도 2의 전면 공간(50)의 체적 또는 후면 공간(60)의 체적)이고, A는 상기 내부 공간에 연결된 개구 영역의 면적(예: 도 2의 제1 홀(55)의 단면적 또는 제2 홀(65)의 단면적)이고, l은, 상기 개구 영역(또는 목)의 길이(예: 도 2의 제1 홀(55)의 길이(l1) 또는 제2 홀(65)의 길이(l2))일 수 있다.
도 4의 가로 축은 주파수를 나타내고 세로 축은 음압 레벨을 나타낸다. 도 4에서 인간이 같은 크기로 느끼는 음량 곡선들을 주파수와 음압 레벨에 따라 나타내었다. 인간이 귀로 느끼는 음량 레벨은, 주파수나 음압 레벨에 따라 상이할 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 주파수나 음압 레벨이 상이하더라도, 인간의 귀는 동일한 음량 레벨로 인지할 수 있다. 예를 들어, 인간의 귀는, 음압 레벨이 다른 주파수보다 낮더라도 약 3kHz의 음향을 더 크게 들을 수 있다. 즉, 인간의 귀는 약 3kHz의 음향을 가장 민감하게 또는 가장 크게 들을 수 있다.
위와 같은 주파수에 따른 인간의 음향 인지 특성을 고려하여, 오디오 장치(1)의 전면 공간(50)의 공진 주파수와 후면 공간(60)의 공진 주파수가 설정될 수 있다.
예를 들어, 도 2를 참조하면, 전면 공간(50)의 공진 주파수는, 음향 특성을 위하여 가능한 높게 설정될 수 있다(예: 가청 주파수 범위 내에서). 예를 들어, 전면 공간(50)은, 제1 공진 주파수를 가질 수 있다. 예를 들어, 전면 공간(50)의 상기 제1 공진 주파수는, 7kHz 이상일 수 있다. 예를 들어, 전면 공간(50)의 상기 제1 공진 주파수는, 10kHz 이상일 수 있다. 전면 공간(50)의 상기 제1 공진 주파수는, 예를 들어, 7kHz 내지 10kHz일 수 있다. 전면 공간(50)의 상기 제1 공진 주파수는, 예를 들어, 7kHz 내지 15kHz일 수 있다. 전면 공간(50)의 상기 제1 공진 주파수는, 예를 들어, 7kHz 내지 20kHz일 수 있다. 전면 공간(50)의 상기 제1 공진 주파수는, 예를 들어, 12kHz 내지 20kHz일 수 있다. 전면 공간(50)의 상기 제1 공진 주파수는, 예를 들어, 7kHz 내지 20kHz일 수 있다.
예를 들어, 후면 공간(60)의 공진 주파수의 범위는, 인간이 가장 크게 인지하는 음향의 주파수(예: 3kHz)를 포함하도록 설정될 수 있다. 예를 들어, 후면 공간(60)은, 제2 공진 주파수를 가질 수 있다. 예를 들어, 후면 공간(60)의 상기 제2 공진 주파수는, 3kHz 이하일 수 있다. 예를 들어, 후면 공간(60)의 상기 제2 공진 주파수는, 1kHz 내지 3kHz일 수 있다. 예를 들어, 후면 공간(60)의 상기 제2 공진 주파수는, 6kHz 이하일 수 있다. 예를 들어, 후면 공간(60)의 상기 제2 공진 주파수는, 1kHz 내지 6kHz일 수 있다. 이에 따라, 사용자에게 민감하게 인지되는 주파수 대역의 음향이 효과적으로 상쇄 간섭될 수 있다.
일 실시 예에서, 전면 공간(50)의 상기 제1 공진 주파수는, 전면 공간(50)의 기본 주파수(fundamental frequency)이고, 및/또는 후면 공간(60)의 상기 제2 공진 주파수는, 후면 공간(60)의 기본 주파수일 수 있다.
상술한 상기 제1 공진 주파수와 상기 제2 공진 주파수를 위하여, 헬름홀츠 공명기가 전면 공간(50) 및 후면 공간(60)에 적용될 수 있다.
예를 들어, 전면 공간(50)의 체적은, 후면 공간(60)의 체적 보다 작을 수 있다. 예를 들어, 전면 공간(50)의 체적은, 후면 공간(60)의 체적의 50% 이하일 수 있다. 예를 들어, 전면 공간(50)의 체적은, 후면 공간(60)의 체적의 65% 이하일 수 있다.
예를 들어, 후면 공간(60)의 제2 홀(65)의 너비는, 전면 공간(50)의 제1 홀(55)의 너비보다, 작을 수 있다. 예를 들어, 후면 공간(60)의 제2 홀(65)의 너비는, 전면 공간(50)의 제1 홀(55)의 너비의 50% 이하일 수 있다.
예를 들어, 전면 공간(50)의 제1 홀(55)의 길이(l1)는, 후면 공간(60)의 제2 홀(65)의 길이(l2) 보다 클 수 있다. 예를 들어, 후면 공간(60)의 제2 홀(65)의 길이(l2)는, 전면 공간(50)의 제1 홀(55)의 길이(l1)의 80% 이하일 수 있다.
예를 들어, 후면 음향(18)에 의한, 전면 음향(16)의 상쇄 간섭의 효과는, 전면 음향(16)이 방사되는 제1 홀(55)과 후면 음향(18)이 방사되는 제2 홀(65) 사이의 거리에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 제1 홀(55)과 제2 홀(65) 사이의 거리가 가까울수록, 외부로 누설되는 전면 음향(16)이 상쇄 간섭되는 효과가 향상될 수 있다. 예를 들어, 제1 홀(55)과 제2 홀(65) 사이의 거리는, 0.4mm 내지 1.5mm 일 수 있다. 제1 홀(55)은, 제2 홀(65) 보다, 오디오 장치(1)를 착용한 사용자의 귀에 더 가까울 수 있다.
일 실시 예에서, 전면 공간(50)의 제1 홀(55)과 후면 공간(60)의 제2 홀(65)의 각도(s)는, 30도 이상일 수 있다. 예를 들어, 각도(s)는 30도 이상 330도 이하일 수 있다. 예를 들어, 각도(s)는 20도 이상 330도 이하일 수 있다. 각도(s)는, 제1 홀(55)의 중심축(a1)과 제2 홀(65)의 중심축(a2) 사이의 각도일 수 있다.
일 실시 예에 따른, 오디오 장치(1)는, 전면 공간(50)의 제1 홀(55)을 커버하는 제1 음향 부재(예: 도 8b의 제1 음향 부재(857)) 및/또는 후면 공간(60)의 제2 홀(65)을 커버하는 제2 음향 부재(예: 도 8b의 제2 음향 부재(867))를 포함할 수 있다. 상기 제1 음향 부재 및 상기 제2 음향 부재는, 메쉬 스크린 또는 윈드 노이즈(wind noise)를 방지하기 위한 그릴(grill)을 포함할 수 있다.
도 5는 일 실시 예에 따른, 주파수에 따라 측정된 음압 레벨을 나타내는 그래프이다. 도 5에서, 그래프(501)는, 지정된 거리(약 50 cm 거리)에서 오디오 장치(1)의 전면 음향(16)의 음압 레벨을 측정한 그래프일 수 있다. 예를 들어, 그래프(501)는, 오디오 장치(1)의 전면 음향(16)과 후면 음향(18) 중 전면 음향(16)만 출력되었을 때 측정된, 주파수에 따른 음압 레벨을 나타낸다. 그래프(502)는, 지정된 거리에서 오디오 장치(1)의 후면 음향(18)의 음압 레벨을 측정한 그래프일 수 있다. 예를 들어, 그래프(502)는, 오디오 장치(1)의 전면 음향(16)과 후면 음향(18) 중 후면 음향(18)만 출력되었을 때 측정된, 주파수에 따른 음압 레벨을 나타낸다.
그래프(503)는, 지정된 거리에서 오디오 장치(1)의 음압 레벨을 측정한 그래프일 수 있다. 예를 들어, 그래프(503)는, 오디오 장치(1)의 전면 음향(16)과 후면 음향(18)이 모두 출력되었을 때 측정된, 주파수에 따른 음압 레벨을 나타낸다.
도 5를 참조하면, 전면 음향(16) 및 후면 음향(18)이 모두 출력되는 경우(그래프(503)), 전면 음향(16)만 출력되는 경우(그래프(501)) 보다, 음압 레벨이 감소될 수 있다. 이는, 후면 음향(18)에 의해, 전면 음향(16)의 일부가 상쇄 간섭되기 때문일 수 있다. 특히, 인간이 가장 민감하게 느끼는 1kHz 내지 3kHz의 주파수 범위에서, 음압 레벨이 감소되는 정도가 가장 클 수 있다.
도 6은, 일 실시 예에 따른, 오디오 장치를 나타낸다.
도 6을 참조하면, 오디오 장치(1)는, 오픈형 이어폰(또는 이어버드)일 수 있다. 일 실시 예에 따른, 오디오 장치(1)는, 제1 하우징(610) 및 제1 하우징(610)에 결합된 제2 하우징(620), 및 제2 하우징(620)에 연결된 케이블(630)을 포함할 수 있다. 제1 하우징(610)은, 착용 시, 사용자의 귀에 안착되는 부분일 수 있다. 도 6에서는, 케이블(630)을 통하여 유선으로 연결되는 오디오 장치(1)가 도시되었으나, 오디오 장치(1)는 외부 장치와 무선 연결이 가능하도록 구성될 수 있다. 이 경우, 오디오 장치(1)는 케이블(630)을 포함하지 않을 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 하우징(610) 및/또는 제2 하우징(620) 내에는, 스피커(10)가 배치될 수 있다. 제1 하우징(610) 및/또는 제2 하우징(620)은, 스피커(10)를 위한 전면 공간(50) 및 후면 공간(60)을 형성할 수 있다.
도 7은 일 실시 예에 따른, 오디오 장치를 나타낸다.
도 7을 참조하면, 오디오 장치(701)(예: 도 2의 오디오 장치(1))는, 헤드 부분(710) 및 헤드 부분(710)으로부터 연장되는 후크 부분(720)을 포함할 수 있다. 헤드 부분(710) 및 후크 부분(720)은 오디오 장치(701)의 하우징으로 참조될 수 있다.
예를 들어, 헤드 부분(710)은, 스피커(10)를 수용할 수 있다. 헤드 부분(710)은, 스피커(10)의 전면 공간(50) 및 후면 공간(60)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 헤드 부분(710)에는, 제1 홀(705)(예: 도 2의 제1 홀(55)) 및 제2 홀(706)(예: 도 2의 제2 홀(65))이 형성될 수 있다. 제1 홀(705)은, 전면 공간(50)을 외부로 연통할 수 있고, 제2 홀(706)은, 후면 공간(60)을 외부로 연통할 수 있다. 제2 홀(706)의 단면적은, 제1 홀(705)의 단면적보다 작을 수 있다.
예를 들어, 후크 부분(720)은, 헤드 부분(710)이 사용자의 귀(5)에 인접하게 위치되도록 귀(5)에 걸리도록 구성될 수 있다.
도 8a 및 도 8b는 일 실시 예에 따른, 오디오 장치를 나타낸다. 도 8c는 일 실시 예에 따른 오디오 장치의 제1 하우징의 분해 사시도이다.
도 8a를 참조하면, 오디오 장치(801)(예: 도 2의 오디오 장치(1))는, 온 이어 타입(on-ear type)의 헤드폰을 포함할 수 있다. 예를 들어, 오디오 장치(801)는, 사용자의 오른쪽 귀에 대응하는, 제1 하우징(810R), 제1 후크 부분(820R), 및 제2 하우징(830R)과, 사용자의 왼쪽 귀에 대응하는, 제3 하우징(810L), 제2 후크 부분(820L), 및 제4 하우징(830L)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 하우징(810R)은, 착용 시 사용자의 오른쪽 귀 상에 안착될 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 후크 부분(820R)은, 제1 하우징(810R)으로부터 제2 하우징(830R)까지 연장될 수 있다. 제1 후크 부분(820R)은 사용자의 귀에 걸릴 수 있는 형상을 가질 수 있다. 제1 후크 부분(820R)은, 사용자의 귀에 걸림으로써, 사용자의 귀 상에 안착된 제1 하우징(810R)을 고정시킬 수 있다. 일 실시 예에서, 제2 하우징(830R)에는, 오디오 장치(801)의 다양한 구성이 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 하우징(830R)에는, 도 9의 구성 요소들 중 적어도 하나가 배치될 수 있다.
일 실시 예에서, 제3 하우징(810L)은, 착용 시 사용자의 왼쪽 귀 상에 안착될 수 있다. 일 실시 예에서, 제2 후크 부분(820L)은, 제3 하우징(810L)으로부터 제4 하우징(830L)까지 연장될 수 있다. 제2 후크 부분(820L)은 사용자의 귀에 걸릴 수 있는 형상을 가질 수 있다. 제2 후크 부분(820L)은, 사용자의 귀에 걸림으로써, 사용자의 귀 상에 안착된 제3 하우징(810L)을 고정시킬 수 있다. 일 실시 예에서, 제4 하우징(830L)에는, 오디오 장치(801)의 다양한 구성이 배치될 수 있다. 예를 들어, 제4 하우징(830L)에는, 도 9의 구성 요소들 중 적어도 하나가 배치될 수 있다.
일 실시 예에서, 오디오 장치(801)는, 헤드 밴드(840)를 더 포함할 수 있다. 헤드 밴드(840)는, 제2 하우징(830R)으로부터 제4 하우징(830L)까지 연장될 수 있다. 헤드 밴드(840)는, 사용자의 머리에 안착되도록 구성될 수 있다. 헤드 밴드(840)까 사용자의 머리에 안착됨으로써, 오디오 장치(801)가 사용자에게 착용된 상태가 유지될 수 있다.
도 8b를 참조하면, 일 실시 예에 따른, 오디오 장치(801)의 제1 하우징(810R)에는, 제1 홀(855)(예: 도 2의 제1 홀(55)), 제2 홀(865)(예: 도 2의 제2 홀(65)), 및 마이크 홀(875)이 형성될 수 있다. 오디오 장치(801)는, 제1 하우징(810R) 내에 위치한 스피커(예: 도 2의 스피커(10) 또는 도 8c의 스피커(810))를 포함할 수 있고, 제1 하우징(810R)는, 상기 스피커를 위한 전면 공간(예: 도 2의 전면 공간(50)) 및 후면 공간(예: 도 2의 후면 공간(60))을 형성할 수 있다. 제1 하우징(810R)의 제1 홀(855)은, 제1 하우징(810R)의 상기 전면 공간에 포함될 수 있고, 제1 하우징(810R)의 제2 홀(865)은, 제1 하우징(810R)의 상기 후면 공간에 포함될 수 있다.
일 실시 예에 따른, 오디오 장치(801)는, 제1 하우징(810R)의 제1 홀(855) 내에 배치된 제1 음향 부재(857) 및/또는 제1 하우징(810R)의 제2 홀(865) 내에 배치된 제2 음향 부재(867)를 더 포함할 수 있다. 제1 음향 부재(857) 및 제2 음향 부재(867)는, 메쉬 스크린 또는 윈드 노이즈를 방지하기 위한 그릴을 포함할 수 있다.
도 8b 및 도 8c를 참조하면, 일 실시 예에 따른, 오디오 장치(801)는, 스피커(810)(예: 도 2의 스피커(10)), 브라켓(814), FPCB(flexible printed circuit board)(816), 및 마이크(818)를 포함할 수 있다. 스피커(810), 브라켓(814), FPCB(816), 및 마이크(818)는, 제1 하우징(810R) 내에 배치될 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 하우징(810R)은, 하부 파트(lower part)(811)와 상부 파트(upper part)(812)를 포함할 수 있다. 하부 파트(811)와 상부 파트(812)는, 상호 결합됨으로써, 스피커(810), 브라켓(814), FPCB(816), 및 마이크(818)를 수용하는 공간을 형성할 수 있다. 하부 파트(811)와 상부 파트(812)는, 상호 결합됨으로써, 스피커(810)를 위한 상기 전면 공간과 상기 후면 공간을 형성할 수 있다. 상기 전면 공간의 제1 홀(855) 및 상기 후면 공간의 제2 홀(865)은, 제1 하우징(810R)의 하부 파트(811)에 형성될 수 있다. 마이크 홀(875)은, 제1 하우징(810R)의 상부 파트(812)에 형성될 수 있다.
일 실시 예에서, 브라켓(814)의 일측에는 FPCB(816)가 배치될 수 있다. 브라켓(814)의 타측에는, 스피커(810)의 일부가 배치될 수 있고, 스피커(810)의 다른 일부는, 브라켓(814)의 중공 내에 위치할 수 있다.
일 실시 예에서, 브라켓(814)은, 제1 하우징(810R)의 하부 파트(811) 및/또는 상부 파트(812)에 결합될 수 있다. 브라켓(814)은, 제1 하우징(810R)의 하부 파트(811)와 상부 파트(812)와 함께, 스피커(810)를 위한 상기 전면 공간과 상기 후면 공간을 정의할 수 있다. 이러한 점에서, 브라켓(814)은, 상기 전면 공간과 상기 후면 공간을 형성하는 하우징(810R)에 포함되는 것으로 이해될 수 있다.
일 실시 예에서, FPCB(816)는 브라켓(814) 상에 안착될 수 있다. FPCB(816) 상에는 마이크(818)가 배치될 수 있다. 마이크(818)는, 제1 하우징(810R)의 마이크 홀(875)에 정렬될 수 있다. 마이크(818)는 마이크 홀(875)을 통해 수신되는 음향을 검출하도록 구성된 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 마이크(818)는 MEMS(micro electro-mechanical systems) 마이크를 포함할 수 있다. FPCB(816)는 마이크(818) 및 스피커(810)에 전기적으로 연결될 수 있다. FPCB(816)를 통해, 마이크(818) 및 스피커(810)를 위한 전기적 신호들이 전송될 수 있다.
도 8b 및 도 8c를 참조하여 제공된, 제1 하우징(810R)에 대한 설명은, 제3 하우징(810L)에 대해서도 실질적으로 동일하게 또는 대응하는 방식으로 적용될 수 있다.
본 개시의 오디오 장치들은, 이어폰과 같은 개인용 음향 출력 장치로 예시되었으나 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 본 개시의 오디오 장치는, HMD(head mounted display)와 같이, 스피커(10), 스피커(10)를 위한 전면 공간(50), 및 후면 공간(60)이 구비된, 다양한 유형의 전자 장치를 포함할 수 있다.
도 9는 일 실시 예에 따른 예시적인 전자 장치의 블록도이다.
도 9를 참조하면, 일 실시 예에 따른 전자 장치(901)(예: 도 1의 오디오 장치(1))는, 프로세서(920), 메모리(930), 무선 통신 회로(992), 안테나(997), 센서(976), 스피커(955)(예: 도 1의 스피커(10)) 및 배터리(989)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 프로세서(920)는 MCU(micro controller unit), 중앙처리장치(CPU, central processing unit), 센서 프로세서(sensor processor), 센서 허브(sensor hub), 어플리케이션 프로세서(AP, application processor), 및/또는 커뮤니케이션 프로세서(CP, communication processor)와 같은, 프로세싱 회로(processing circuitry) 또는 제어 회로(control circuitry)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 프로세서(920)는 전자 장치(901)의 동작을 제어할 수 있다. 일 실시 예에서, 프로세서(920)에 의해 제어되는 동작은 전자 장치(901)에 페어링된 외부 장치(예: 전자 장치(902))의 프로세서에 의해 적어도 부분적으로 수행될 수 있다.
일 실시 예에서, 스피커(955)는 외부의 전자 장치(902)(예: 사용자의 단말)로부터 수신된 음향 신호(또는 오디오 신호)를 출력할 수 있다.
일 실시 예에서, 배터리(989)는 전자 장치(901)의 구성 요소에 전력을 공급할 수 있다. 배터리(989)는 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지(fuel cell)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 무선 통신 회로(992)는 전자 장치(902)와 무선 통신 채널을 수립하고, 수립된 통신 채널을 이용하여 통신을 수행할 수 있다. 일 실시 예에서, 무선 통신 회로(992)는 안테나(997)를 통해 다양한 데이터(예: 오디오 데이터)들을 지정된 네트워크(예: 근거리 통신 네트워크)를 통해 연결(예: 페어링)되어 있는 외부 전자 장치(902)로 송신하거나, 외부 전자 장치(902)로부터 수신할 수 있다.
일 실시 예에서, 안테나(997)는 신호(예: 데이터 또는 전력)를 외부의 전자 장치(902)로 전송하거나, 외부의 전자 장치(902)로부터 신호를 수신할 수 있다. 비제한적인 예를 들어, 안테나(997)는 서브 스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 하나 또는 그 이상의 안테나들을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 센서(976)는 전자 장치(901)의 작동 상태, 또는 외부의 환경 상태를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 센서(976)는, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
일 실시 예에서, 메모리(930)는, 전자 장치(901)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(920) 또는 센서(976))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 메모리(930)는, 휘발성 메모리 및/또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 메모리(930)는 프로세서(920) 및/또는 외부 전자 장치(902)의 프로세서에 의해 실행되는 하나 이상의 프로그램들(one or more programs)(또는 어플리케이션)과 인스트럭션들(instructions)을 저장할 수 있다. 일 실시 예에서, 메모리(930)는 전자 장치(901) 및/또는 외부의 전자 장치(902)에서 입력/출력되는 데이터들 일시적으로 및/또는 임시적으로 저장할 수 있다.
일 실시 예에 따른, 오디오 장치(1)는, 상기 오디오 장치(1)의 외관을 적어도 부분적으로 형성하는 하우징(20) 및 상기 하우징(20) 내에 배치되는 스피커(10)를 포함할 수 있다. 상기 하우징(20) 내에는, 상기 오디오 장치(1)를 착용한 사용자의 귀를 향하는 제1 홀(55)을 갖는 전면 공간(50) 및 상기 제1 홀(55)과 다른 방향으로 형성된 제2 홀(65)을 갖는 후면 공간(60)이 형성될 수 있다. 상기 스피커(10)는, 상기 전면 공간(50)과 상기 제1 홀(55)을 통해 외부로 출력되는 제1 음향(16) 및 상기 후면 공간(60)과 상기 제2 홀(65)을 통해 외부로 출력되는 제2 음향(18)를 생성하도록 구성될 수 있다. 상기 전면 공간(50)은 12kHz 내지 20kHz의 제1 공진 주파수를 갖도록 구성될 수 있다. 상기 제1 음향(16)의 일부와 상기 제2 음향(18)의 적어도 일부가 상쇄 간섭되도록, 상기 후면 공간(60)은 1kHz 내지 6kHz의 제2 공진 주파수를 갖도록 구성될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 전면 공간(50)의 상기 제1 공진 주파수는 상기 전면 공간(50)의 제1 기본 주파수(fundamental frequency)일 수 있다. 상기 후면 공간(60)의 상기 제2 공진 주파수는, 상기 후면 공간(60)의 제2 기본 주파수일 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 전면 공간(50)의 체적은, 상기 후면 공간(60)의 체적 보다 작을 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 전면 공간(50)의 상기 체적은, 상기 후면 공간(60)의 상기 체적의 65% 이하일 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 후면 공간(60)의 상기 제2 홀(65)의 너비는, 상기 전면 공간(50)의 상기 제1 홀(55)의 너비보다, 작을 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 후면 공간(60)의 상기 제2 홀(65)의 상기 너비는, 상기 전면 공간(50)의 상기 제1 홀(55)의 상기 너비의 50% 이하일 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 전면 공간(50)의 상기 제1 홀(55)의 길이(l1)는, 상기 후면 공간(60)의 상기 제2 홀(65)의 길이(l2) 보다 클 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 후면 공간(60)의 상기 제2 홀(65)의 길이(l2)는, 상기 전면 공간(50)의 상기 제1 홀(55)의 길이(l1)의 80% 이하일 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 오디오 장치(1)는, 상기 전면 공간(50)의 상기 제1 홀(55)을 커버하는 제1 메쉬 스크린(mesh screen) 및 상기 후면 공간(60)의 상기 제2 홀(65)을 커버하는 제2 메쉬 스크린을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 오디오 장치(1)가 상기 사용자의 상기 귀에 착용된 상태에서, 상기 후면 공간(60)의 상기 제2 홀(65)은, 상기 전면 공간(50)의 상기 제1 홀(55)보다, 상기 귀에서 더 멀리 위치할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제1 홀(55)과 상기 제2 홀(65) 사이의 거리는, 0.4mm 내지 1.5mm일 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 오디오 장치(1)는, 상기 사용자의 상기 귀에 착용될 시, 상기 사용자의 이도 내에 삽입되지 않는 오픈형 이어폰일 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 하우징(20)은, 상기 전면 공간(50)과 상기 후면 공간(60)을 포함하고, 상기 스피커(10)를 수용하는 헤드 부분(head portion)(710); 및 상기 헤드 부분(710)이 상기 사용자의 상기 귀에 인접하게 위치되도록 상기 귀에 걸리도록 구성되는, 이어 후크 부분(ear hook portion)(720)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 오디오 장치(1)는, HMD(head mounted display)일 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 스피커(10)는, 상기 하우징(20) 내에 위치된 프레임(12) 및 상기 프레임(12) 내에 수용되고, 상기 제1 음향(16) 및 상기 제2 음향(18)를 생성하기 위하여 진동하도록 구성된 다이어프램(14);을 포함할 수 있다. 상기 하우징(20) 및 상기 프레임(12)는, 상기 전면 공간(50)을 적어도 부분적으로 형성하고; 상기 후면 공간(60)을 적어도 부분적으로 형성할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 다이어프램(14)은, 상기 다이어프램(14)의 전면이 상기 전면 공간(50)에 연통되고 상기 다이어프램(14)의 후면이 상기 프레임(12)의 내부 공간에 연통되도록, 상기 프레임(12) 내에 배치될 수 있다. 상기 다이어프램(14)의 후면은, 상기 프레임(12)의 상기 내부 공간 및 상기 프레임(12)에 형성된 홀을 통해, 상기 후면 공간(60)에 연통될 수 있다.
일 실시 예에 따른, 이어폰(1)은, 내부에 전면 공간(50) 및 후면 공간(60)이 형성되는 하우징(20); 및 상기 전면 공간(50)과 상기 후면 공간(60)을 적어도 부분적으로 구분하도록 상기 하우징(20) 내에 배치되고, 상기 전면 공간(50) 및 상기 후면 공간(60)을 통해 외부로 전달되는 음향을 생성하도록 구성된, 스피커(10);를 포함할 수 있다. 상기 전면 공간(50)은 12kHz 내지 20kHz의 제1 기본 주파수를 갖도록 구성될 수 있다. 상기 후면 공간(60)은 1kHz 내지 6kHz의 제2 기본 주파수를 갖도록 구성될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 전면 공간(50)의 상기 체적은, 상기 후면 공간(60)의 상기 체적의 65% 이하일 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 전면 공간(50)은, 상기 외부에 음향적으로 연결된 제1 홀(55)을 포함할 수 있다. 상기 후면 공간(60)은, 상기 외부에 음향적으로 연결된 제2 홀(65)을 포함할 수 있다. 상기 후면 공간(60)의 상기 제2 홀(65)의 상기 너비는, 상기 전면 공간(50)의 상기 제1 홀(55)의 상기 너비의 50% 이하일 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 이어폰(1)이 상기 사용자의 상기 귀에 착용된 상태에서, 상기 후면 공간(60)의 상기 제2 홀(65)은, 상기 전면 공간(50)의 상기 제1 홀(55)보다, 상기 귀에서 더 멀리 위치할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 이어폰(1)은, 사용자의 이도 내에 삽입되지 않는 오픈형 이어폰일 수 있다.
본 문서의 다양한 실시 예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시 예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시 예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", "A 또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C", "A, B 및 C 중 적어도 하나", 및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제1", "제2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제1) 구성요소가 다른(예: 제2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
본 문서의 다양한 실시 예들에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로와 같은 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일 실시 예에서, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시 예들은 기기(machine)에 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기의 프로세서는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장 매체는, 비일시적(non-transitory) 저장 매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적'은 저장 매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장 매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
일 실시 예에서, 본 문서에 개시된 다양한 실시 예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory(CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두 개의 사용자 장치들(예: 스마트 폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있으며, 복수의 개체 중 일부는 다른 구성요소에 분리 배치될 수도 있다. 다양한 실시 예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.

Claims (15)

  1. 오디오 장치(audio device)(1)에 있어서,
    상기 오디오 장치(1)의 외관을 적어도 부분적으로 형성하는 하우징(20); 및
    상기 하우징(20) 내에 배치되는 스피커(10)를 포함하고,
    상기 하우징(20) 내에는, 상기 오디오 장치(1)를 착용한 사용자의 귀를 향하는 제1 홀(55)을 갖는 전면 공간(50) 및 상기 제1 홀(55)과 다른 방향으로 형성된 제2 홀(65)을 갖는 후면 공간(60)이 형성되고,
    상기 스피커(10)는, 상기 전면 공간(50)과 상기 제1 홀(55)을 통해 외부로 출력되는 제1 음향(16) 및 상기 후면 공간(60)과 상기 제2 홀(65)을 통해 외부로 출력되는 제2 음향(18)를 생성하도록 구성되고,
    상기 전면 공간(50)은 12kHz 내지 20kHz의 제1 공진 주파수를 갖도록 구성되고,
    상기 제1 음향(16)의 일부와 상기 제2 음향(18)의 적어도 일부가 상쇄 간섭되도록, 상기 후면 공간(60)은 1kHz 내지 6kHz의 제2 공진 주파수를 갖도록 구성되는,
    오디오 장치(1).
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 전면 공간(50)의 상기 제1 공진 주파수는 상기 전면 공간(50)의 제1 기본 주파수(fundamental frequency)이고;
    상기 후면 공간(60)의 상기 제2 공진 주파수는, 상기 후면 공간(60)의 제2 기본 주파수인,
    오디오 장치(1).
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 전면 공간(50)의 체적은, 상기 후면 공간(60)의 체적 보다 작은,
    오디오 장치(1).
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 전면 공간(50)의 상기 체적은, 상기 후면 공간(60)의 상기 체적의 65% 이하인,
    오디오 장치(1).
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나의 청구항에 있어서,
    상기 후면 공간(60)의 상기 제2 홀(65)의 너비는, 상기 전면 공간(50)의 상기 제1 홀(55)의 너비보다, 작은,
    오디오 장치(1).
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 후면 공간(60)의 상기 제2 홀(65)의 상기 너비는, 상기 전면 공간(50)의 상기 제1 홀(55)의 상기 너비의 50% 이하인,
    오디오 장치(1).
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 하나의 청구항에 있어서,
    상기 전면 공간(50)의 상기 제1 홀(55)의 길이(l1)는, 상기 후면 공간(60)의 상기 제2 홀(65)의 길이(l2) 보다 큰,
    오디오 장치(1).
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 후면 공간(60)의 상기 제2 홀(65)의 길이(l2)는, 상기 전면 공간(50)의 상기 제1 홀(55)의 길이(l1)의 80% 이하인,
    오디오 장치(1).
  9. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 하나의 청구항에 있어서,
    상기 전면 공간(50)의 상기 제1 홀(55)을 커버하는 제1 메쉬 스크린(mesh screen); 및
    상기 후면 공간(60)의 상기 제2 홀(65)을 커버하는 제2 메쉬 스크린;을 포함하는,
    오디오 장치(1).
  10. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 하나의 청구항에 있어서,
    상기 오디오 장치(1)가 상기 사용자의 상기 귀에 착용된 상태에서, 상기 후면 공간(60)의 상기 제2 홀(65)은, 상기 전면 공간(50)의 상기 제1 홀(55)보다, 상기 귀에서 더 멀리 위치하는,
    오디오 장치(1).
  11. 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 하나의 청구항에 있어서,
    상기 제1 홀(55)과 상기 제2 홀(65) 사이의 거리는, 0.4mm 내지 1.5mm인,
    오디오 장치(1).
  12. 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 하나의 청구항에 있어서,
    상기 오디오 장치(1)는, 상기 사용자의 상기 귀에 착용될 시, 상기 사용자의 이도 내에 삽입되지 않는 오픈형 이어폰인,
    오디오 장치(1).
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 하우징(20)은:
    상기 전면 공간(50)과 상기 후면 공간(60)을 포함하고, 상기 스피커(10)를 수용하는 헤드 부분(head portion)(710); 및
    상기 헤드 부분(710)이 상기 사용자의 상기 귀에 인접하게 위치되도록 상기 귀에 걸리도록 구성되는, 이어 후크 부분(ear hook portion)(720)을 포함하는,
    오디오 장치(1).
  14. 청구항 1 내지 청구항 13 중 어느 하나의 청구항에 있어서,
    상기 스피커(10)는:
    상기 하우징(20) 내에 위치된 프레임(12); 및
    상기 프레임(12) 내에 수용되고, 상기 제1 음향(16) 및 상기 제2 음향(18)를 생성하기 위하여 진동하도록 구성된 다이어프램(14);을 포함하고,
    상기 하우징(20) 및 상기 프레임(12)는:
    상기 전면 공간(50)을 적어도 부분적으로 형성하고;
    상기 후면 공간(60)을 적어도 부분적으로 형성하는,
    오디오 장치(1).
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 다이어프램(14)은, 상기 다이어프램(14)의 전면이 상기 전면 공간(50)에 연통되고 상기 다이어프램(14)의 후면이 상기 프레임(12)의 내부 공간에 연통되도록, 상기 프레임(12) 내에 배치되고,
    상기 다이어프램(14)의 후면은, 상기 프레임(12)의 상기 내부 공간 및 상기 프레임(12)에 형성된 홀을 통해, 상기 후면 공간(60)에 연통되는,
    오디오 장치(1).
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