JP2019115039A - 複数の振動板を備えた音響器機 - Google Patents

Abstract

【課題】音響器機の内部に複数の振動板を配列して音量を効果的に調節し、音質を改善することができる複数の振動板を備えた音響器機を提供する。【解決手段】イヤホン１のような音響器機のハウジング１００がドライバー２を基準に二つ以上の空間に分割される。使用者の耳に入るノズル１０２とハウジングの後側の通気孔１００ａを覆うように振動板Ａ及び振動板Ｂを取り付ける。【効果】振動板とハウジングがなす空間のサイズと振動板の設置位置を調節して最適の音質を確保することができる。ハウジングが密閉型である場合、低域帯の音圧損失の防止に有利である。【選択図】図３

Description

本発明は複数の振動板を備えた音響器機に関する。

イヤホンはスピーカーモジュールのようなダイナミックユニットが通常一つの振動板を備えている。

二つ以上の振動板を備える技術として、例えば米国特許出願公開第２０１７／０１８８２１６号明細書は、図１ａに示すように、振動器８”の、耳に向かう入口に振動板５”をさらに設け、使用者のボタン４ａ’の押し動作によって振動板５”がヒンジ５ａ’を中心に開放したり閉鎖したりして周りの音を聞くとか振動器８”の音響信号が伝達されることができるようにしたイヤホンを開示している。この特許は、使用者がイヤホンの使用中に耳から抜け出さなくても周りの音が聞けるという利点があるが、振動板５”が音響の質を高めるための部材ではない。

他の音響機器として大型のアンプ型スピーカー装置は、豊かな低音を再生するためにキャビネットの背面にパッシブ振動板を備えている。例えば、韓国登録特許第１０−１６２２０８号公報は、開放部１１”と向き合うように配置された振動板２０”で発生する振動を伝達部材９０”を介してパッシブ振動板３０”に直接伝達してキャビネットの背面で低音を再生して放出する技術を開示している。しかし、この特許は、伝達部材９０”を取り付けなければならない煩わしさがあり、設計に制約がある欠点がある。

イヤホンを含めた現在の音響機器は、器機の内部に複数の振動板を配列して音量を効果的に調節し、音質を改善することに対しては考慮していない。

米国特許出願公開第２０１７／０１８８２１６号明細書 韓国登録特許第１０−１６２２０８号公報

したがって、本発明は音響器機の内部に複数の振動板を配列して音量を効果的に調節し、音質を改善することができる複数の振動板を備えた音響器機を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するために、本発明の一実施例は、複数の振動板を備えた音響機器であって、音響器機を取り囲んで外観をなすハウジングと、ハウジングの内部に配置されたドライバーと、ハウジングがなす空間の境界に又は境界に隣接して取り付けられた追加の振動板とを含む、音響器機を提供する。

前記ハウジングがなす空間は、ドライバーを基準に、一側に形成された第１空間と、前記一側に対向して形成された第２空間とを含み、前記追加の振動板は前記第１空間に取り付けられる第１振動板を含むことができる。

前記追加の振動板は前記第２空間に取り付けられる第２振動板をさらに含むことができる。

前記第１空間と第２空間は第１振動板と第２振動板によって外部から密閉した空間であってもよい。

本発明の具体的な実施例は、音響器機に属するイヤホンであって、イヤホンを取り囲んで外観をなすハウジングと、ハウジングの内部に配置され、主振動板を含むドライバーと、ハウジングがなす空間の境界に又は境界に隣接して取り付けられた追加の振動板とを含み、前記ハウジングがなす空間は、ドライバーを基準に、一側に形成された第１空間と、前記一側に対向して形成された第２空間とを含み、前記追加の振動板は前記第１空間に取り付けられる第１振動板を含む、イヤホンを提供する。

前記追加の振動板は前記第２空間に取り付けられる第２振動板をさらに含むことができる。

前記第１空間と第２空間は第１振動板と第２振動板によって外部から密閉した空間であってもよい。

前記ハウジングは第１空間に使用者の耳の内部に向けて音響を放出するノズルをさらに含み、前記第１振動板は前記ノズルを覆う位置に取り付けられることができる。

前記ハウジングは、第２空間の後方に通気孔としての開口が形成され、前記第２振動板は前記開口を覆う位置に取り付けられることができる。

本発明によると、音響器機のハウジングがなす空間の境界に複数の振動板が位置するので、音響の質を維持しながら低域帯の音圧損失を防止することができる。

本発明によると、音響器機のハウジングの内部がドライバーを基準に複数の空間に分割され、それぞれの空間が振動板によって規定されるので、空間のサイズと振動板の設置位置を調節することによって最適の音質を確保することができる。

先行特許のイヤホンの構造を示す図である。 他の先行特許のイヤホンの構造を示す図である。 本発明の一実施例による複数の振動板を備えたイヤホンの側断面図である。 図２のイヤホンの斜視図である。 本発明の一実施例による、複数の振動板を備えたイヤホンの音響調節機能を説明する概念図である。 本発明の一実施例によるイヤホンの製作過程で、第１及び第２振動板の装着段階別に測定した周波数−音圧グラフである。 本発明の他の実施例による複数の振動板を備えたイヤホンの側断面図である。

本発明の目的及び効果、そしてそれらを達成するための技術的構成は添付図面に基づいて後で詳細に説明される実施例を参照すると明らかになるであろう。本発明の説明において、公知の機能又は構成についての具体的な説明が本発明の要旨を不必要にあいまいにすることができると判断される場合にはその詳細な説明を省略する。

明細書全般にわたり、ある部分がある構成要素を“含む”というとき、これは特に反対する記載がない限り、他の構成要素を排除するものではなく、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。一方、本発明の実施例において、それぞれの構成要素、機能ブロック又は手段は一つ又はそれ以上の下位構成要素から構成されることができ、各構成要素が行う電気的、電子的及び機械的機能は電子回路、集積回路、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）などの公知の多様な素子又は機械的要素から具現されることができ、それぞれ別個に具現されるとか二つ以上が一つに統合されて具現されることもできる。

本発明は音響器機のフレーム、すなわちハウジングがなす空間の境界に複数の振動板を位置させるので、具体的には音響器機のハウジングの内部をドライバーを基準に二つ以上の空間に分割し、それぞれの空間の少なくとも一部が振動板によって境界をなすようにしているので、空間のサイズと振動板の設置位置を調節することによって最適の音質を確保することができ、低域帯の音圧損失を防止することができることを特徴とする。

本発明は、イヤホン、スピーカーを含めた全ての音響機器に適用可能である。以下では具体例としてイヤホンを基準に説明する。

図２は本発明の一実施例による複数の振動板を備えたイヤホン１の側断面図、図３は図２のイヤホン１の斜視図である。図面の左側は耳の内部、例えば外耳道に向かう側であり、下側は外部に向かう側である。便宜上左側を前方又は前面と、右側を後方又は後面とも表記する。

本発明による振動板は気密構造の板はもちろんのこと、空気の通過が可能な、例えば防水構造のメンブレインを含むものと解釈される。

両図を一緒に参照すると、ハウジング１００はイヤホン１の外観をなし、前方からノズル１０２、側面及び後面１０４を含む。ハウジング１００がなすシリンダー形空間の内部にドライバー２が装着される。ドライバー２はＢＡ（ｂａｌａｎｃｅｄ ａｒｍａｔｕｒｅ）、圧電型又は静電型トランスデューサー又は電磁石部品を含む音響再生部品又はモジュールを意味する。後面１０４には通気孔としての開口１００ａが形成される。ノズル１０２の前方にはイヤプラグ（図示せず）が挿入できる。

ハウジング１００は一例を示すものであり、イヤホン１の変更及び開発によってどれでも適宜採用することができる。

ドライバー２はケーシング２００によってフレームが規定される。ケーシング２００は側面２０２及び後面２０４を含めて一体に製作される。ドライバー２は既存のいずれのものを適用しても良い。図示のドライバー２は三つのドーム（ｄｏｍｅ）状に形成された主振動板２０と主振動板２０の下側に順に取り付けられた上部プレート２２及びヨーク２４を含む。ヨーク２４にはマグネット（図示せず）が装着される。

本発明の一実施例によるイヤホン１のノズル１０２の前面外周にはフランジ１０６が形成され、フランジ１０６の前方にリップ部１０８が取り付けられている。リップ部１０８の前面には第１振動板Ａが取り付けられる。第１振動板Ａはノズル１０２を覆うように装着される。第１振動板Ａはハウジング１００の前方を密封するように気密に装着されることが好ましい。

また、後面１０４の開口１００ａと対面する内側にはリブ１１０が形成され、リブ１１０の前面には第２振動板Ｂが取り付けられる。第２振動板Ｂは開口１００ａを覆うように装着される。第２振動板Ｂはハウジング１００の後面１０４を密封するように気密に装着されることが好ましい。もしくは、第２振動板Ｂは空気は通過するが水は通過しないメッシュ型の防水メンブレインであってもよい。

第１振動板Ａと第２振動板Ｂは弾性体、例えばシリコンから製作されることができるが、円滑に振動することができる媒質であれば既存のいずれも採用することができ、形状も制限されない。また、本発明による第１及び第２振動板Ａ、Ｂは気密構造の板はもちろんのこと、空気の通過が可能な、例えば防水構造のメンブレインを含むものと解釈される。また、典型的なカーネル型イヤホンだけでなく、ボイスコイル一体型の平板型振動板又はしわ振動板を使うことができる。また、図示のものとは違い、第１振動板Ａをノズル１０２の内部に配置するとか第２振動板Ｂをハウジング１００の外部に配置するなど、設置位置は制限されない。

図４は以上で説明した本発明の一実施例による、複数の振動板を備えたイヤホン１の音響調節機能を説明するための概念図である。各部材は概念的に代表的に図示した。

イヤホン１はハウジング１００によってフレームが規定される。イヤホン１の内部は、ドライバー２を基準に、前方の第１空間Ｖ_１と後方の第２空間Ｖ_２に区分される。

第１空間Ｖ_１と第２空間Ｖ_２は気密に遮断されるとかハウジング１００の通路又はドライバー２の連通経路（図示せず）によって連通することができる。

ドライバー２の主振動板２０が駆動すれば、第１空間Ｖ_１を通じて伝達された振動によって第１振動板Ａが駆動する。第１振動板Ａの駆動によって前面で音響が再生される。第１空間Ｖ_１が密閉しているとともに所定値以下の体積を有する場合、主振動板２０の振動はほとんど消失されずに第１振動板Ａに伝達される。第１振動板Ａの設置位置がノズル１０２の内側に行くほど、第１空間Ｖ_１の体積を減らすことができる。

第２空間Ｖ_２は通常第１空間Ｖ_１より大きな容積を有するように製作される。ドライバー２の主振動板２０が駆動するとき、第２空間Ｖ_２の存在は振動に抵抗する要因となることができる。しかし、ドライバー２の駆動時に第２振動板Ｂも一緒に動くので、体積による抵抗を緩和させることができる。第２振動板Ｂは、その振動によって、第２空間Ｖ_２を通じて伝達される低周波数帯の音響が消失せずに再生されるようにする。

第１及び第２振動板Ａ、Ｂの音響改善又は調節能力は第１空間Ｖ_１及び第２空間Ｖ_２のサイズと、ハウジング１００及びケーシング２００の壁厚さ又は長さによっても影響を受けるので、これらの要素を一緒に考慮して最適の音質を維持するように設計する。

以上で説明した図４のイヤホン１の構造はハウジング１００が密閉型又は防水型である場合に適用することが好ましい。この場合、第１振動板Ａと第２振動板Ｂは密閉空間をなす境界部の役割をし、外部とイヤホン１の内部を隔離する。しかし、図４のイヤホン１の構造は適切な変形によって開放型、例えばハウジング１００の前面に圧力平衡ポート又は後面に更なる通気孔が形成された場合にも適用することができる。

図５は本発明の一実施例によるイヤホン１の製作過程で、第１及び第２振動板Ａ、Ｂの装着段階別に測定した周波数−音圧グラフである。

グラフＬ_１はドライバー２の後側のハウジング１００を取り付けないで第１振動板Ａと第１空間Ｖ_１を形成した段階（ａ）、グラフＬ_２はドライバー２の後側のハウジング１００を取り付けて第２空間Ｖ_２を形成した段階（ｂ）、グラフＬ_３は第２空間Ｖ_２に第２振動板Ｂを取り付けた段階（ｃ）を示す。

段階（ａ）で、低周波数帯の音圧特性を最大化することができることが分かる。段階（ｂ）では、第２空間Ｖ_２が密閉して体積による抵抗を受けて低域特性が劣化した。特に、２０Ｈｚ〜２００Ｈｚの低域帯で大きくは５％の音圧損失が発生した。段階（ｃ）では、ハウジング１００の後方の体積が密閉し、第２振動板Ｂを付け加えることによって低域帯の音質が大幅改善された。特に、超低域帯である２０Ｈｚ〜１００Ｈｚでの音圧損失の防止に効果的であった。

図６は本発明の他の実施例による複数の振動板を備えたイヤホン１の側断面図である。

図２の実施例との相違点は、ケーシング２００に前面２０６を取り付けた点と、前面２０６とハウジング１００間の間隙をガスケットｇで遮断した点である。図２の場合、ケーシング２００に前面を取り付ける必要なしに主振動板２０とノズル１０２を直接連通させて第１空間Ｖ_１を形成した。本実施例の場合、前面２０６と主振動板２０の間に更なる第３空間Ｖ_３が形成される点が違う。しかし、当業者であれば第３空間Ｖ_３は第１空間Ｖ_１と連通するので、後者に含まれることを理解することができるであろう。第３空間Ｖ_３は多様な形状のケーシング２００を有するドライバーユニット２を適用するときに形成されることができる。

図６の実施例も前述したような効果を発揮することは明らかである。当業者であれば第２実施例の変形例の一つ以上を適用することができることを理解することができるであろう。

以上で説明した本発明の技術思想の特徴は複数の振動板によって規定される複数の空間による音質最適化及び低域帯音圧損失の防止にある。したがって、本発明は典型的なイヤホンだけでなく、スピーカー、マイクロホンなどを含めた全ての音響部品に適用することができるものである。

以上で本発明の特定の実施例について説明したが、本発明は他の多様な形態に具現されることができる。したがって、前述した実施例は本発明の開示を完全にし、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供するものであり、本発明は特許請求範囲に記載された請求項によって定義される。

本発明は典型的なイヤホンだけでなく、スピーカー、マイクロホンなどを含めた全ての音響部品に適用可能である。

Claims (7)

1. 複数の振動板を備えた音響機器であって、
   音響器機の外観をなすハウジングと、
   ハウジングの内部に配置され、主振動板を含むドライバーと、
   ハウジングがなす空間の境界に又は境界に隣接して取り付けられた追加の振動板とを含み、
   前記ハウジングがなす空間は、ドライバーを基準に、一側に形成された第１空間と、前記一側に対向して形成された第２空間とを含み、前記追加の振動板は、前記第１空間の境界又は境界に隣接して取り付けられる第１振動板と、前記第２空間の境界又は境界に隣接して取り付けられる第２振動板とを含む、音響器機。
2. 前記第１空間と第２空間は第１振動板と第２振動板によって外部から密閉した空間である、請求項１に記載の音響器機。
3. 複数の振動板を備えたイヤホンであって、
   イヤホンを取り囲んで外観をなすハウジングと、
   ハウジングの内部に配置され、主振動板を含むドライバーと、
   ハウジングがなす空間の境界に又は境界に隣接して取り付けられた追加の振動板とを含み、
   前記ハウジングがなす空間は、ドライバーを基準に、一側に形成された第１空間と、前記一側に対向して形成された第２空間とを含み、前記追加の振動板は、前記第１空間の境界又は境界に隣接して取り付けられる第１振動板と、前記第２空間の境界又は境界に隣接して取り付けられる第２振動板とを含む、イヤホン。
4. 前記第１空間と第２空間は第１振動板と第２振動板によって外部から密閉した空間である、請求項３に記載のイヤホン。
5. 前記ハウジングは、第１空間に使用者の耳の内部に向けて音響を放出するノズルを含み、前記第１振動板は前記ノズルを覆う位置に取り付けられる、請求項３に記載のイヤホン。
6. 前記ハウジングは、第２空間の後方に通気孔としての開口が形成され、前記第２振動板は前記開口を覆う位置に取り付けられる、請求項３に記載のイヤホン。
7. 前記第２振動板は空気は通過するが水は通過しないメッシュ型のメンブレインである、請求項３に記載のイヤホン。