KR101423570B1 - 이어폰 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사용자의 고막을 보호하고 풍부하고 부드러운 저음 발생이 가능하여 저음과 고음의 음 재생이 균형을 이룰 수 있도록 한 이어폰에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 음을 재생하기 위하여 사용되는 이어폰으로서, 하우징과; 상기 하우징 내에 설치되는 스피커 유닛과; 이어폰의 사용시 귓속의 기압을 상기 하우징 외부의 주변 대기압과 동일하게 유지시키기 위해 상기 하우징에 형성되는 관통구멍; 을 포함하여, 공기는 자유롭게 통과할 수 있으나 재생하는 음 중에서 상대적으로 파장이 길고 진폭이 큰 저음 부분이 상기 관통구멍을 통과하기 어렵게 설정될 수 있도록, 상기 관통구멍의 길이를 1로 할 때 상기 관통구멍의 직경은 0.4보다 작게 설정되는 것을 특징으로 하는 이어폰이 제공된다.

Description

이어폰 {EARPHONE}

본 발명은 이어폰에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 사용자의 고막을 보호하고 풍부하고 부드러운 저음 발생이 가능하여 저음과 고음의 음 재생이 균형을 이룰 수 있도록 한 이어폰에 관한 것이다.

휴대용 라디오 및 카세트 테이프 플레이어는 물론 스마트폰, MP3 플레이어, 휴대폰, PDA, 노트북 컴퓨터 등의 전자 제품들이 점차적으로 작고 가볍게 제작됨에 따라, 이들 전자 제품의 휴대가 더욱 용이해지고 있다.

휴대 가능한 이들 전자 제품을 사용하여 주변 사람들에게 피해를 주지 않고 오디오 정보를 청취하기 위해서는 마이크로 스피커가 장착된 이어폰이나 헤드폰의 사용이 필수적이며, 그 중에서도 크기가 작고 휴대가 용이한 이어폰의 사용이 점차 증가하고 있다.

이러한 이어폰은 통상 하우징의 외면에 탄성 재질의 이어피스가 장착되고, 하우징의 내부에서 이어피스가 장착된 쪽을 향하여 진동판이 배치되는 마이크로 스피커가 이 하우징 내에 내장되어 이루어진다. 사용시, 전술한 이어피스가 사용자의 외이도(外耳道)에 밀착된 상태로 소리가 전달되는 구조로 되어 있다.

그러나, 이러한 구조의 일반적인 이어폰은 장시간 외이도에 밀착하여 사용할 경우 사용자의 외이도에 가해지는 통증으로 인하여 고통 및 불쾌감을 호소할 우려가 있으며, 사용자의 고막에도 악영향을 미칠 수 있다.

따라서, 상기와 같은 관점에서, 하우징의 이어피스와 근접한 부분에, 이 하우징의 내부와 외부를 연통시킬 수 있는 관통구멍을 형성하여 하우징의 내부 공간과 이어피스가 밀착된 외이도 내부 공간과의 압력 균형을 도모하여 사용자에게 유발될 수 있는 통증을 저감하는 기술도 제시되어 있다.

그러나, 이러한 구조의 이어폰은 관통구멍이 형성되는 하우징의 구조 때문에 중저음 대역의 손실을 유발하여 전체적인 음향의 주파수 대역에 걸쳐 대폭적인 변화를 유발함으로써 음색이 흐트러지는 등의 문제가 발생하게 되었다.

즉, 음의 파장이 길고 진폭이 큰 저음은 고음에 비해 하우징에 형성된 관통구멍을 통하여 하우징 외부로 유출되기 쉽다. 그에 따라 사용자가 청취할 때, 재생되는 음의 저음 부분은 작고 고음 부분은 크게 들리게 되며, 저음 부분을 크게 듣기 위해 볼륨을 높이면 고음 부분이 함께 커져 고막에 대한 자극이 심해지고, 장시간 이와 같은 상태가 지속되면 난청이 발생될 우려가 있다.

또한, 전체 음악 장르에 적합한 소리를 발생시킬 수 없어, 저음이 적고 중음 및 고음이 강조되는 음악 장르에만 적합한 이어폰이 될 수밖에 없다.

특허등록 제10-1045613호 공보

이러한 종래의 문제점들을 해결하기 위한 본 발명은, 하우징의 구조를 개선하여 하우징의 내부와 외부를 연통시키는 관통구멍의 직경 및 길이를 저음이 통과하기 어렵게 형성하여 관통구멍을 통한 저음 유출을 방지함으로써, 사용자의 고막을 보호하며 풍부하고 부드러운 저음 발생이 가능하며 저음과 고음의 음 재생이 균형을 이룰 수 있도록 한 이어폰을 제공하고자 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 음을 재생하기 위하여 사용되는 이어폰으로서, 하우징과; 상기 하우징 내에 설치되는 스피커 유닛과; 이어폰의 사용시 귓속의 기압을 상기 하우징 외부의 주변 대기압과 동일하게 유지시키기 위해 상기 하우징에 형성되는 관통구멍; 을 포함하여, 공기는 자유롭게 통과할 수 있으나 재생하는 음 중에서 상대적으로 파장이 길고 진폭이 큰 저음 부분이 상기 관통구멍을 통과하기 어렵게 설정될 수 있도록, 상기 관통구멍의 길이를 1로 할 때 상기 관통구멍의 직경은 0.4보다 작게 설정되는 것을 특징으로 하는 이어폰이 제공된다.

상기 하우징은, 상기 스피커 유닛에서 발생된 소리가 사용자의 고막 쪽으로 출력될 수 있도록 형성된 출력구멍과; 상기 출력구멍을 형성하기 위해 전방으로 돌출하는 출력관; 을 포함하며, 상기 관통구멍은 상기 출력관과 함께 상기 하우징의 전면부에 형성되는 것이 바람직하다.

상기 관통구멍은 상기 출력관과 평행하게 형성되고, 상기 출력관의 중심선과 상기 스피커 유닛의 중심선은 서로 일치하지 않도록 어긋나는 것이 바람직하다.

상기 관통구멍의 길이는 1.9mm 이상이고 상기 관통구멍의 직경은 0.7mm 이하로 정해지는 것이 바람직하다.

상기 스피커 유닛은, 내부공간이 후방을 향하도록 개구되는 프레임과, 상기 프레임의 내부공간에 부착되는 마그넷과, 상기 마그넷의 후방에 배치되는 진동판과, 상기 마그넷과 협력하여 진동함에 따라 상기 진동판을 진동시키는 보이스코일을 포함한다. 이때, 상기 스피커 유닛은, 상기 하우징 내에서 상기 진동판이 후방을 향하도록 배치되는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 하우징의 구조를 개선하여 하우징의 내부와 외부를 연통시키는 관통구멍의 직경 및 길이를 저음이 통과하기 어렵게 형성한 이어폰이 제공될 수 있다.

본 발명의 이어폰에 의하면, 관통구멍을 통한 저음 유출이 방지될 수 있다.

그에 따라 본 발명의 이어폰에 의하면, 사용자의 고막을 보호하며 풍부하고 부드러운 저음 발생이 가능하며 저음과 고음의 음 재생이 균형을 이룰 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 이어폰의 단면도, 그리고
도 2는 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 이어폰과 종래기술에 따른 이어폰의 주파수에 따른 음압 변화를 비교하기 위한 그래프이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 이어폰을, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1에는 전기 신호를 음향 신호로 변환시켜 음을 재생하기 위하여 사용되는 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 이어폰의 단면도가 도시되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 이어폰은, 전방 케이스(11)와 후방 케이스(16)로 이루어진 하우징(10)과, 이 하우징(10) 내에 설치되는 스피커 유닛(20)을 포함한다.

본 명세서에 있어서, 전방 혹은 전면은 사용자의 고막을 향한 쪽을 의미하며, 후방 혹은 후면은 사용자의 고막 반대쪽을 의미한다.

전방 케이스(11)에는 스피커 유닛(20)에서 발생된 소리가 사용자의 고막 쪽으로 출력될 수 있도록 출력구멍(12)이 형성된다. 출력구멍(12)을 형성하기 위해 전방 케이스(11)에는 전방으로 돌출하는 출력관(13)이 설치되고, 이 출력관(13)의 외주에는 사용자의 귓구멍에 밀착하여 끼워지도록 고무 등의 탄성체로 만들어지는 이어 피스(ear piece)(14)가 부착된다.

후방 케이스(16)에는 스피커 유닛(20)에 전기 신호를 전달하기 위한 전선(17)이 부싱(18)을 통해 고정된다.

스피커 유닛(20)은, 도 1을 참조하면, 전방 케이스(11)와 후방 케이스(16) 사이에 끼워져 고정되는 것을 알 수 있다. 하지만, 스피커 유닛(20)은 전방 케이스(11)에 고정되거나 후방 케이스(16)에 고정될 수 있으며, 그 고정방식에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 따르면, 하우징(10)의 형상은, 출력관(13)의 중심선과 스피커 유닛(20)의 중심선이 서로 일치하지 않도록 만들어지는 것이 바람직하다. 이를 위해 전방 케이스(11)에 형성된 출력관(13)은 전방 케이스(11)의 일측 측벽부(11a)에 인접하게 위치된다. 또한, 전방 케이스(11)의 전면부(11b) 두께는 측벽부(11a)의 두께보다 두껍게 형성된다. 전면부(11b)의 두께를 측벽부(11a)의 두께보다 두껍게 형성하기 위해서는 출력관(13)이 도 1에 도시된 바와 같이 일측으로 치우치도록 배치되는 것이 유리하다.

귀 속의 기압을 외부의 기압(주변 대기압)과 동일하게 유지시키기 위해 하우징(10)에는 관통구멍(15)이 형성된다. 이러한 관통구멍(15)은 전방 케이스(11)에 형성되며, 특히 전방 케이스의 측벽부(11a)보다는 두께가 더욱 두꺼운 전면부(11b)에 형성되는 것이 바람직하다. 관통구멍(15)은 출력관(13)과 함께 하우징(10)의 전면부에 형성된다.

본 발명에 따르면, 관통구멍(15)의 직경 및 길이는 공기는 자유롭게 통과할 수 있으나 저음 부분이 통과하기 어렵게 설정된다. 관통구멍의 길이를 1로 할 때 관통구멍의 직경은 0.4보다 작게 설정되는 것이 바람직하며, 구체적으로는 관통구멍의 길이는 대략 1.9mm 이상이고 관통구멍의 직경은 대략 0.7mm 이하로 정해지는 것이 바람직하다.

기압을 맞추기 위한 관통구멍(15)의 기능을 수행하기 위해서는 관통구멍(15)이 고막(도시생략)과 스피커 유닛(20) 사이에 존재하여야 한다. 즉, 사용자의 귓구멍은 출력관(13) 주위에 설치된 이어 피스(14)에 의해 외부 대기와는 차단되므로, 스피커 유닛(20), 전방 케이스(11), 귓구멍 내벽과 고막에 의해 구획되는 공간은 외부와 차단된다. 이 공간의 기압을 외부 기압과 일치시키기 위해서는 전방 케이스(11)에 관통구멍(15)이 형성되는 것이 바람직하다.

전방 케이스(11)에 형성되는 관통구멍(15)의 길이의 최대값은 해당 관통구멍이 형성된 이어폰의 전방 케이스의 두께에 의해 제한된다. 도 1에는 관통구멍(15)이 전방 케이스(11)의 두께방향으로, 즉 출력구멍(12)과 평행한 방향으로 형성된 것이 도시되어 있지만, 경사지게 형성될 수도 있다.

또한, 관통구멍(15)의 직경의 최소값은 공기가 통과할 수 있고 전방 케이스(11)의 제작시 실현 가능한 값으로 제한된다.

스피커 유닛(20)은, 내부공간이 사용자의 고막 반대쪽을 향하도록, 즉 후방을 향하도록 개구되는 프레임(21)과, 이 프레임(21)의 내부공간에 부착되는 마그넷(22)과, 이 마그넷(22)의 후방에 배치되는 진동판(23)과, 마그넷(22)과 협력하여 진동함에 따라 진동판(23)을 진동시키도록 마그넷(22)과 프레임(21) 사이에 배치되는 보이스코일(24)을 포함한다. 마그넷(22)의 후면에는 플레이트(27)가 부착되고, 프레임(21)의 후방에는 인쇄회로기판(29)이 배치된다.

본 발명에 따르면, 도 1에 도시된 바와 같이, 하우징(10) 내에서 진동판(23)이 후방을 향하도록 스피커 유닛(20)이 배치된다. 진동판(23)이 후방을 향하도록 설치되면, 진동판이 전방을 향하도록 설치된 경우에 비하여 하우징(10)의 내부공간을 더욱 크게 활용할 수 있고, 결과적으로 풍부하고 부드러운 저음 발생이 가능하여 장시간 청취시에도 고막에 부담을 적게 줄 수 있다.

또한, 프레임(21)에는 복수개의 내부구멍(21a)과 복수개의 외부구멍(21b)이 각각 원형으로 배열되도록 형성될 수 있다. 복수개의 내부구멍(21a)은 프레임(21)에 있어서 마그넷(22) 주위에 배열되고, 복수개의 외부구멍(21b)은 내부구멍(21a)보다 프레임(21)의 외주 가장자리에 가깝게 배열된다.

도 1에는 하우징(10)이 전방 케이스(11)와 후방 케이스(16)로 이루어진 것이 예시되어 있지만, 본 발명의 변형예에 따르면 하우징이 좌우 케이스로 이루어지도록 변형될 수도 있다.

도 2에는, 전술한 바와 같이 본 발명에 따른 관통구멍(15)을 갖는 이어폰과, 본 발명의 관통구멍에 비해 길이는 짧고 직경은 넓어 저음부분이 통과할 수 있는 관통구멍을 갖는 이어폰으로, 주파수에 따른 음압을 비교한 그래프가 도시되어 있다. 여기에서, 본 발명에 따른 관통구멍(15)을 갖는 이어폰에 의한, 주파수에 따른 음압 변화는 실선으로 표시되어 있다. 또한, 종래기술에 따른 관통구멍을 갖는 이어폰에 의한, 주파수에 따른 음압 변화는 점선으로 표시되어 있다.

도 2를 참조하면, 저음부분에 해당하는 주파수 영역(대략 20 내지 500 Hz)에서, 저음부분이 쉽게 통과할 수 있는 종래의 이어폰은 본 발명에 따른 이어폰에 비해 음압이 현저하게 낮은 것을 알 수 있다. 결국, 관통구멍(15)의 길이 및 직경을 저음부분이 통과하기 어렵게 설정하여 제작한 본 발명의 이어폰에 의하면, 저음부분을 양호하게 재생할 수 있음을 알 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 이어폰을, 예시된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이상에서 설명된 실시예와 도면에 의해 한정되지 않으며, 특허청구범위 내에서 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.

10: 하우징 11: 전방 케이스
11a: 측벽부 11b: 전면부
12: 출력구멍 13: 출력관
14: 이어 피스 15: 관통구멍
16: 후방 케이스 17: 전선
18: 부싱 20: 스피커 유닛
21: 프레임 21a: 내부구멍
21b: 외부구멍 22: 마그넷
23: 진동판 24: 보이스코일
27: 플레이트 29: 인쇄회로기판

Claims (5)

1. 음을 재생하기 위하여 사용되는 이어폰으로서,
   하우징(10)과;
   상기 하우징 내에 설치되는 스피커 유닛(20)과;
   이어폰의 사용시 귓속의 기압을 상기 하우징 외부의 주변 대기압과 동일하게 유지시키기 위해 상기 하우징에 형성되는 관통구멍(15); 을 포함하며,
   공기는 자유롭게 통과할 수 있으나 재생하는 음 중에서 상대적으로 파장이 길고 진폭이 큰 저음 부분이 상기 관통구멍을 통과하기 어렵게 설정될 수 있도록, 상기 관통구멍의 길이를 1로 할 때 상기 관통구멍의 직경은 0.4보다 작게 설정되며,
   상기 하우징은, 상기 스피커 유닛에서 발생된 소리가 사용자의 고막 쪽으로 출력될 수 있도록 형성된 출력구멍(12)과, 상기 출력구멍을 형성하기 위해 전방으로 돌출하는 출력관(13)을 포함하며,
   상기 하우징의 전면부(11b)의 두께는 측벽부(11a)의 두께보다 두껍게 형성되며,
   상기 관통구멍은 상기 출력관과 함께 상기 하우징의 전면부에 형성되고, 상기 출력관은 상기 하우징의 측벽부에 인접하게 위치되고, 상기 관통구멍은 상기 출력관과 평행하게 형성되어, 상기 출력관의 중심선과 상기 스피커 유닛의 중심선은 서로 일치하지 않는 것을 특징으로 하는 이어폰.
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 관통구멍의 길이는 1.9mm 이상이고 상기 관통구멍의 직경은 0.7mm 이하로 정해지는 것을 특징으로 하는 이어폰.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 스피커 유닛은, 프레임과, 상기 프레임의 내부공간에 부착되는 마그넷과, 상기 마그넷의 후방에 배치되는 진동판과, 상기 마그넷과 협력하여 진동함에 따라 상기 진동판을 진동시키는 보이스코일을 포함하며,
   상기 스피커 유닛은, 상기 하우징 내에서 상기 진동판이 후방을 향하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 이어폰.

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