KR101583627B1

KR101583627B1 - 제어된 음향 누설 포트를 갖는 이어폰

Info

Publication number: KR101583627B1
Application number: KR1020147035290A
Authority: KR
Inventors: 마이클 비. 하우스; 야신 아즈미; 스콧 피. 포터; 조나단 에스. 아세; 앤드류 피. 브라이트; 크리스토퍼 알. 윌크
Original assignee: 애플 인크.
Priority date: 2012-06-20
Filing date: 2013-06-19
Publication date: 2016-01-19
Also published as: KR102236081B1; US8971561B2; TWI501654B; DE112013003105B4; KR20190028564A; US20200267470A1; US20220240004A1; AU2013277149C1; US20130343594A1; AU2013277149A1; AU2013277149B2; US10356510B2; WO2013192340A1; KR102124182B1; US10694282B2; US20150163583A1; KR20160008654A; CN105992092B; CN104396276B; KR20190133286A

Abstract

착용자의 외이도(ear canal) 속으로 삽입되도록 치수가 정해진 팁 부분, 팁 부분으로부터 바깥쪽으로 연장되는 본체 부분, 및 본체 부분으로부터 연장되는 튜브 부분을 포함하는 이어폰 하우징을 갖는 이어폰. 본체 부분은 팁 부분이 외이도 속으로 삽입될 때 귀의 귓바퀴 부분(pinna region)에 대향하는 전면 부분(face portion)을 갖는다. 하우징 내의 드라이버로부터 외이도로 사운드를 출력하는 1차 출력 개구(primary output opening)가 팁 부분에 형성된다. 외이도로부터 주변 환경으로 공기를 출력하는 2차 출력 개구(secondary output opening)가 전면 부분에 형성된다. 1차 출력 개구 및 2차 출력 개구는 튜브 부분이 수직 방향 아래쪽으로 위치할 때 수평 방향으로 정렬되고, 1차 출력 개구, 튜브 부분 및 2차 출력 개구 사이에 형성된 각도는 90도 미만이다.

Description

제어된 음향 누설 포트를 갖는 이어폰{AN EARPHONE HAVING A CONTROLLED ACOUSTIC LEAK PORT}

본 발명의 실시예는 제어된 음향 누설 포트를 갖는 이어폰 조립체에 관한 것이다. 다른 실시예들이 또한 기술되고 청구된다.

이동하면서 MP3 플레이어를 듣거나, 가정에서 고성능 스테레오 시스템을 듣거나, 소비자들은 그들의 듣는 즐거움을 위해 외이도-내(intra-canal) 및 이개-내(intra-concha) 이어폰을 점점 더 선택하고 있다. 두 가지 유형의 전기 음향 변환기 디바이스는 수신기 또는 드라이버(이어피스 스피커)를 포함하는 상대적으로 낮은 프로파일 하우징을 갖는다. 낮은 프로파일 하우징은 착용자에게 편의를 제공하는 한편, 또한 매우 우수한 음질을 제공한다.

외이도-내 이어폰은 통상적으로 사용자의 외이도(ear canal) 내에 맞고 그와 밀봉(seal)을 형성하도록 설계된다. 따라서 외이도-내 이어폰은 하우징으로부터 연장되는 음향 출력 튜브 부분을 갖는다. 음향 출력 튜브 부분의 개방 단부(open end)는 착용자의 외이도 속으로 삽입될 수 있다. 음향 출력 튜브 부분은 통상적으로, 고무 또는 실리콘 소재로 만들어진 가요성 및 탄력성의 팁 또는 캡을 형성하거나, 그것이 장착된다. 팁은 안목이 있는 오디오 애호가를 위해 주문 성형될 수 있거나, 또는 대량으로 제조된 피스일 수 있다. 팁 부분이 사용자의 귀 속으로 삽입될 때, 팁은 외이도 벽에 압착되고 외이도 내측에 밀봉된(본질적으로 밀폐된) 캐비티를 만든다. 밀봉된 캐비티가 외이도로의 최대 사운드 출력 파워를 허용하지만, 그것은 외부 진동을 증폭함으로써 전체적인 음질을 약화시킬 수 있다.

반면에, 이개-내 이어폰은 통상적으로 외이(outer ear)에 맞고, 내부의 외이도(inner ear canal) 바로 위에 놓인다. 이개-내 이어폰은 통상적으로 외이도 내에서 밀봉되지 않으므로, 외이도-내 이어폰과 동일한 문제들을 겪지 않는다. 그러나, 사운드가 이어폰으로부터 누설되어 외이도에 도달하지 못할 수 있기 때문에, 음질은 사용자에게 최적이 아닐 수 있다. 또한, 귀 모양 및 크기의 차이로 인해, 상이한 양의 사운드가 누설되어, 사용자들 사이에서 일관성 없는 음향 성능을 가져올 수 있다.

본 발명의 실시예는 착용자의 외이도 속으로 삽입되도록 치수가 정해진 팁 부분, 팁 부분으로부터 바깥쪽으로 연장되는 본체 부분, 및 본체 부분으로부터 연장되는 튜브 부분을 갖는 이어폰 하우징을 포함하는 이어폰이다. 본체 부분 내의 드라이버에 의해 생성된 소리를 외이도 내로 출력하기 위한 1차 출력 개구(primary output opening)가 팁 부분에 형성된다. 공기를 외부 환경으로 통기(vent)시키기 위한 2차 출력 개구(secondary output opening)는 본체 부분의 전면(face)에 형성된다. 본체 부분의 전면은 팁 부분이 외이도 속으로 삽입될 때 귀의 귓바퀴 부분(pinna region)에 대향한다. 1차 출력 개구 및 2차 출력 개구는 서로 수평 방향으로 정렬될 수 있고, 서로에 대해 예각을 형성하도록 상이한 방향들을 대향할 수 있다.

2차 출력 개구는 이어폰 내의 음향 압력(acoustic pressure)을 외부의 주변 환경으로 노출시키기 위한 제어된 누설 포트의 역할을 할 수 있다. 이러한 양태에서, 2차 출력 개구는 이어폰의 음향 응답을 수정하도록 교정될 수 있다. 예를 들어, 2차 출력 개구는, 전체적인 이어폰 성능을 개선하기 위하여, 6㎑ 주위의 피크에서 음압 레벨을 감소시키고 이어폰의 주파수 응답을 튜닝하도록 교정될 수 있다.

상기 발명의 내용은 본 발명의 모든 양태들을 총망라한 목록을 포함하는 것은 아니다. 본 발명이 위에서 요약된 다양한 양태들의 모든 적절한 조합들로부터 실시될 수 있는 모든 시스템들 및 방법들 뿐만 아니라, 아래의 상세한 설명에 개시된 것, 특히 출원과 함께 제출된 특허청구범위에서 지적된 것들을 포함한다는 것이 고려된다. 그러한 조합들은 상기 발명의 내용에서 구체적으로 언급되지 않은 특별한 이점들을 갖는다.

실시예들은 첨부 도면의 도면들에서 제한이 아닌 예로서 도시되며, 첨부 도면들에서 동일한 도면 부호는 유사한 요소를 지시한다. 본 명세서에서 "일" 또는 "하나의" 실시예에 대한 언급들이 반드시 동일한 실시예를 언급하는 것은 아니며, 이들이 적어도 하나를 의미한다는 것에 주목해야 한다.
<도 1>
도 1은 이어폰의 일 실시예의 사시도이다.
<도 2>
도 2는 오른쪽 귀 내에 착용한 이어폰의 일 실시예의 측면도를 도시한다.
<도 3>
도 3은 이어폰의 일 실시예의 상부 절단 사시도를 도시한다.
<도 4>
도 4는 이어폰의 일 실시예의 상부 절단 사시도를 도시한다.
<도 5>
도 5는 이어폰 하우징의 일 실시예 내에 포함될 수 있는 내부 음향 컴포넌트들의 분해 사시도를 도시한다.
<도 6a>
도 6a는 음향 튜닝 부재의 일 실시예의 정면 사시도를 도시한다.
<도 6b>
도 6b는 음향 튜닝 부재의 일 실시예의 후면 사시도를 도시한다.
<도 6c>
도 6c는 음향 튜닝 부재의 일 실시예의 상부 단면도를 도시한다.
<도 7>
도 7은 음향 튜닝 부재를 갖는 이어폰의 일 실시예의 측 단면도를 도시한다.
<도 8>
도 8은 음향 튜닝 부재를 갖는 이어폰의 일 실시예의 측 단면도를 도시한다.

이 섹션에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 여러 바람직한 실시예를 설명할 것이다. 실시예들에 설명된 부품들의 형상, 상대적 위치 및 다른 양태들이 명확하게 정의되지 않을 때마다, 본 발명의 범주는 도시된 부품들로만 제한되지 않으며, 단지 예시를 목적으로 함을 의미한다. 또한, 많은 상세사항들이 제시되지만, 본 발명의 일부 실시예들은 이들 상세사항이 없이 실시될 수 있다는 것이 이해된다. 다른 예들에서, 본 설명의 이해를 모호하게 하지 않기 위해, 잘 알려진 구조들 및 기술들은 상세히 나타내지 않았다.

도 1은 이어폰의 일 실시예의 사시도이다. 일 실시예에서, 이어폰(100)은 개선된 음향 성능을 위하여 귀(본 예에서, 오른쪽 귀)의 이개(concha) 내에 놓여지고 외이도 내로 연장되도록 치수가 정해질 수 있다. 이러한 양태에서, 이어폰(100)은 외이도-내 이어폰 및 이개-내 이어폰의 혼합으로 여겨질 수 있다. 대표적으로, 이어폰 하우징(102)은 이개-내 이어폰처럼 이개 내에 놓이는 본체 부분(104) 및 외이도-내 이어폰과 유사한 외이도 내로 연장되는 팁 부분(106)을 형성할 수 있다. 수신기 또는 드라이버(도시되지 않음)가 하우징(102) 내에 포함될 수 있다. 드라이버의 양태들은 아래에서 더 상세히 논의될 것이다.

튜브 부분(114)은 본체 부분(104)으로부터 연장될 수 있다. 튜브 부분(114)은, 동력공급되는 음원(도시되지 않음)으로부터 드라이버로 연장되는 전선(wire)들을 포함할 수 있는, 케이블(120)을 포함하도록 치수가 정해질 수 있다. 전선은 드라이버에 의해 들리게 될 오디오 신호를 운반할 수 있다. 또한, 튜브 부분(114)은 이어폰(100)의 음향 성능을 향상시키는 음향 통로(acoustic pathway)를 제공하도록 치수가 정해질 수 있다. 이러한 특징은 도 7을 참조하여 더 상세히 설명될 것이다. 일부 실시예들에서, 튜브 부분(114)은 실질적으로 수직 방향으로 본체 부분(104)으로부터 연장되어, 본체 부분(104)이 실질적으로 수평 배향일 때 튜브 부분(114)은 본체 부분(104)으로부터 수직 방향 아래쪽으로 연장된다.

하우징(102)은 1차 출력 개구(108) 및 2차 출력 개구(110)를 포함할 수 있다. 1차 출력 개구(108)는 팁 부분(106) 내에 형성될 수 있다. 팁 부분(106)이 외이도 내에 위치할 때, 1차 출력 개구(108)는 (오디오 신호에 응답하여) 드라이버에 의해 생성된 사운드를 외이도 내로 출력한다. 1차 출력 개구(108)는 이어폰(100)의 원하는 음향 성능을 달성하기에 적합한 임의의 크기 및 치수들을 가질 수 있다.

2차 출력 개구(110)는 본체 부분(104) 내에 형성될 수 있다. 2차 출력 개구(110)는 외이도를 통기시키고/시키거나 이어폰(100)으로부터 이어폰(100) 외측의 외부 환경으로 사운드를 출력하도록 치수가 정해질 수 있다. 외부 또는 주변 환경은 이어폰(100) 외측의 주위 환경 또는 대기를 지칭하는 것으로 이해되어야 한다. 이러한 양태에서, 2차 출력 개구(110)는 상대적으로 작고 제어된 양의 공기가 외이도 및 이어폰 하우징(102)으로부터 외부 환경으로 누설되게 하는 누설 포트의 역할을 할 수 있다. 음향학적으로 바람직한 것으로 발견되고, 동일한 사용자가 이어폰을 착용할 때 뿐만 아니라 사용자들 사이에서도 일관성 있게 유지될 수 있는 공기 누설량을 달성하기 위해 그의 크기 및 형상이 선택되기 때문에, 2차 출력 개구(110)는, 제어되지 않는 누설과는 달리, 제어된 누설 포트인 것으로 간주된다. 이는, 이어폰과 외이도 사이의 상당한 양의 공기 누설이 귀 내에서의 이어폰의 위치설정 및 사용자의 귀 크기에 따라 달라질 수 있게 하는, 통상적인 이개-내 이어폰과는 대조적이다. 따라서, 그러한 경우에 공기 누설량은 제어되지 않으며, 결과적으로 일관성 없는 음향 성능을 가져온다.

2차 출력 개구(110) 밖으로 누설되는 공기의 양을 제어하는 것은 많은 이유로 중요하다. 예를 들어, 이어폰(100) 내의 드라이버가 외이도 내로 사운드를 방출함에 따라, 낮은 주파수들에서의 높은 압력 레벨이 외이도 내측에서 발생할 수 있다. 이러한 높은 압력은 사용자에게 불쾌한 음향 효과를 야기할 수 있다. 앞에서 논의된 바와 같이, 팁 부분(106)은 외이도 내로 연장되므로, 상당한 양의 공기가 팁 부분(106) 주위의 외이도 밖으로 누설되는 것을 방지한다. 대신에, 공기는 2차 출력 개구(110) 밖으로 향해진다. 2차 출력 개구(110)는 외이도로부터 이어폰 하우징(102) 밖으로 제어된 직접 통로를 제공하여, 외이도 내의 음향 압력이 이어폰(100) 외측의 주변 환경으로 노출되거나 통기될 수 있다. 외이도 내의 압력을 감소시키면 사용자의 음향 경험을 개선한다. 사용자의 외이도의 크기에 상관없이 거의 동일한 양의 공기 누설이 발생할 것으로 예상되도록, 2차 출력 개구(110)는 제어된 크기 및 형상을 갖는다. 이는 결국, 사용자들 사이에서 실질적으로 일관성 있는 이어폰(100)의 음향 성능을 가져온다. 또한, 일 실시예에서, 증가된(최대가 아닌 경우라면) 사운드 출력이 외이도에 도달하도록, 공기 누설의 양이 제어될 수 있다.

2차 출력 개구(110)는 또한 주파수 응답을 튜닝하고/하거나 동일한 사용자 사이 및 사용자들에 걸쳐 이어폰(100)의 일관성 있는 저음 응답(bass response)을 제공하도록 교정될 수 있다. 2차 출력 개구(110)는, 그것이 주어진 사양 또는 설계 파라미터에 따라 (제조된 로트의 적어도 하나의 표본으로) 검사되거나 평가되었다는 점에서, 교정된다. 다시 말하면, 그것은 단지 무작위의 개구가 아니라, 특정한 목적을 위해, 즉 주파수 응답을 튜닝하고/하거나 동일한 사용자 사이 및 사용자들에 걸쳐 일관성 있는 저음 응답을 제공하는 데 도움이 되는 방식으로 이어폰의 주파수 응답을 변화시키기 위하여, 의도적으로 형성되었다. 이러한 양태에서, 2차 출력 개구(110)는 1차 출력 개구(108)의 음압 주파수 응답을 수정하도록 교정될 수 있다.

예를 들어, 일 실시예에서, 2차 출력 개구(110)는 6㎑ 주위의 피크에서 주파수 응답을 튜닝하고 음압 레벨을 증가시키는 데 사용될 수 있다. 특히, 2차 출력 개구(110)가 더 커짐에 따라 청취자를 위한 전체적인 음질은 개선된다는 것이 인식된다. 그러나, 큰 개구는 미적으로 매력적이지 않을 수 있으므로 가능한 가장 작은 개구를 유지하는 것이 바람직하다. 그러나, 더 작은 개구는 6㎑의 피크 주위에서 원하는 음향 성능을 가져오지 않을 수 있다(예를 들어, 음향 인덕턴스(acoustic inductance)가 증가할 수 있다). 이러한 양태에서, 2차 출력 개구(110)의 크기 및/또는 형상은, 상대적으로 작은 크기 및 바람직한 형상을 가지면서도 여전히 6㎑의 피크에서 최적의 음향 성능을 달성하도록 검사되고 교정되었다. 예를 들어, 2차 출력 개구(110)는 약 3㎟ 내지 약 15㎟, 예를 들어, 약 7㎟ 내지 약 12㎟, 예를 들어 9㎟의 표면적을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 2차 출력 개구(110)는 종횡비가 약 3:2일 수 있다. 따라서, 2차 출력 개구(110)는, 예를 들어, 직사각형 형상 또는 타원 형상과 같은 세장형 형상을 가질 수 있다. 그러나, 2차 출력 개구(110)는 원하는 음향 성능을 달성하기에 적합한 것으로 발견된 다른 크기들 및 형상들을 가질 수 있다는 것이 고려된다.

2차 출력 개구(110)의 크기 및 형상은 또한 동일한 사용자를 위해 그리고 상이한 사용자들 사이에서 보다 일관성 있는 저음 응답을 이어폰(100)에 제공하도록 교정될 수 있다. 특히, 앞에서 논의된 바와 같이, 이어폰으로부터 주변 환경으로의 공기 누설이 제어되지 않을 때(예를 들어, 그것이 외이도 및 이어폰 하우징의 외측면 사이의 갭을 통해 발생할 때), 이어폰의 저음 응답을 포함할 수 있는 음향 성능은 사용자의 귀의 크기 및 귀 내에서의 위치설정에 따라 달라질 것이다. 2차 출력 개구(110)는 고정된 크기 및 형상의 것이고 따라서 실질적으로 동일한 방식으로 외이도 및/또는 이어폰(100) 내의 음향 압력을 통기시킬 수 있으므로, 사용자의 귀의 크기 및 귀 내에서의 이어폰(100)의 위치설정에 관계없이, 이어폰(100)은 동일한 사용자가 이어폰(100)을 착용할 때마다 그리고 상이한 사용자들 사이에서 실질적으로 일관성 있는 저음 응답을 갖는다.

또한, 2차 출력 개구(110)는, 2차 출력 개구(110)가 없는 이어폰에 비해, 외부로 발산되는 사운드의 양(예를 들어, 제어되지 않는 사운드 누설)을 감소시킬 수 있는 것으로 믿어진다. 이러한 양태에서, 드라이버 다이어프램에 의해 생성된 동일한 음압 레벨에 대하여, 2차 출력 개구(110)를 갖는 이어폰(100)은 외부로 발산되는 사운드를 더 적게 생성할 것이며, 결과적으로 2차 출력 개구(110)가 없는 이어폰보다 외이도에 도달하는 사운드가 더 많게 된다.

주변 환경으로의 일관성 있는 통기를 보장하기 위하여, 2차 출력 개구(110)는 이어폰(100)이 귀 내에 위치할 때 귀에 의해 막히지 않는 하우징(102)의 일부분 내에 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 2차 출력 개구(110)는 본체 부분(104)의 전면 부분(face portion)(112) 내에 형성된다. 전면 부분(112)은, 팁 부분(106)이 외이도 내에 위치할 때, 귀의 귓바퀴 부분에 대향할 수 있다. 따라서, 2차 출력 개구(110)는 이어폰(100)이 귀 내에 위치할 때 귓바퀴 부분에 대향한다. 또한, 2차 출력 개구(110)가 세장형 형상을 갖는 경우, 이어폰(100)이 귀에 위치할 때 가장 긴 치수는 실질적으로 수평 방향으로 배향될 수 있어서, 그것은 외이도로부터 바깥쪽으로 연장되게 된다. 이러한 양태에서, 팁 부분(106)이 외이도 내에 위치할 때, 2차 출력 개구(110)의 상당한(전체가 아닌 경우라면) 표면적은 계속해서 귀에 의해 막히지 않는다. 다른 실시예들에서, 2차 출력 개구(110)는, 외이도 및/또는 이어폰 하우징(102)으로부터의 사운드를 외측의 환경으로 통기시키도록 하기에 적합한 임의의 방향을, 예를 들어, 수직 또는 대각선으로, 전면 부분(112) 내에서 가질 수 있다.

팁 부분(106) 및 본체 부분(104)을 포함하는 이어폰 하우징(102)은 강성 플라스틱(rigid plastic) 등과 같은 실질적으로 비순응성(non-compliant) 및 비탄력성(non-resilient)의 소재로 형성될 수 있다. 이러한 양태에서, 통상적인 외이도-내 이어폰과는 달리, 팁 부분(106)이 외이도와 접촉하고 그와 밀봉을 형성할 수 있더라도, 순응성 또는 탄력성 팁을 갖는 외이도-내 이어폰에 의해 통상적으로 형성되는 것처럼 공기 밀봉(airtight seal)을 형성하도록 설계되지 않는다. 팁 부분(106), 본체 부분(104) 및 튜브 부분(114)은 동일하거나 상이한 소재로 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 팁 부분(106) 및 본체 부분(104)은 임의의 기존의 성형 프로세스를 이용해 하나의 일체로 형성된 피스 또는 별도의 피스들로서 원하는 형상 및 크기로 성형될 수 있다. 또한, 외이도에 대향하는 팁 부분(106)의 단부(end)가 본체 부분(104)에 비해 감소된 크기 또는 직경을 가져서 외이도 내에 편안하게 맞도록, 팁 부분(106)은 본체 부분(104)으로부터 점점 가늘어지는 테이퍼(tapered) 형상을 가질 수 있다. 따라서, 이어폰(100)은 사운드 출력을 집중시키기 위하여 고무 또는 실리콘 팁과 같은 별도의 가요성(탄력성 또는 순응성) 팁을 필요로 하지 않는다. 다른 실시예들에서, 팁 부분(106)은, 순응성 또는 가요성 소재로 형성될 수 있거나 순응성 캡이 장착될 수 있어, 외이도 내에 밀봉된 캐비티를 만들 것이다.

도 2는 오른쪽 귀 내에 착용한 이어폰의 일 실시예의 측면도를 도시한다. 귀(200)는 머리의 측면으로부터 돌출된 외이(external ear)의 살이 많은 부분(meaty portion)인 귓바퀴 부분(202)을 포함한다. 이개(concha)(204)는 외이도(206) 내로 이어지는 귓바퀴 부분(202)의 곡선(curved) 캐비티 부분이다. 이어폰(100)은, 팁 부분(106)이 외이도(206)로 연장되고 본체 부분(104)이 이개(204) 내에 놓이도록, 귀(200) 내에 위치할 수 있다. 팁 부분(106)의 테이퍼 형상은 팁 부분(106)의 접촉 영역(208)이 외이도(206)의 벽과 접촉하고 외이도(206)와 밀봉을 형성하도록 허용할 수 있다. 앞에서 논의된 바와 같이, 팁 부분(106)은 플라스틱과 같은 비순응성 또는 강성 소재로 이루어질 수 있으므로, 밀봉은 밀폐되지 않을 수 있다. 대안적으로, 접촉 영역(208)에서 팁 부분(106) 주위에 형성된 밀봉은 밀폐될 수도 있다.

본체 부분(104)의 전면 부분(112)은, 이어폰(100)이 귀(200) 내에 위치할 때, 귓바퀴 부분(202)에 대향한다. 2차 출력 개구(110)는 또한 귓바퀴 부분(202)에 대향하여, 사운드가 2차 출력 개구(110)를 나가서 귓바퀴 부분(202)을 향하고 주변 환경으로 가게 된다. 2차 출력 개구(110)는 귓바퀴 부분(202)에 대향하지만, 그것의 크기, 방향 및 전면 부분(112)에 대한 위치설정으로 인해, 귓바퀴 부분(202)에 의해 막히지 않는다.

도 3은 이어폰의 일 실시예의 상부 절단 사시도를 도시한다. 특히, 이 도면으로부터, 1차 출력 개구(108) 및 2차 출력 개구(110)는 하우징(102)의 상이한 측면들을 따라 위치하여, 아래에 설명되는 바와 같이, 개구들이 상이한 방향들을 대향하고 서로에 대해 예각을 형성하게 되는 것을 알 수 있다. 예를 들어, 1차 출력 개구(108)는 후방측(back side)(310)의 반대편이고 외이도에 대향하는 단부 부분(end portion)(308)에 형성될 수 있는 한편, 2차 출력 개구(110)는 귓바퀴 부분에 대향하고 하우징(102)의 전방측(front side)(312)의 반대편인 전면 부분(112)에 형성될 수 있다.

튜브 부분(114)이 수직으로 배향될 때, 1차 출력 개구(108) 및 2차 출력 개구(110)는 동일한 수평면(300), 즉, 튜브 부분(114)의 길이 치수 또는 길이 방향 축(360)에 대하여 본질적으로 수직인 평면과 교차한다. 1차 출력 개구(108)와 2차 출력 개구(110) 사이에서 그리고 수평면(300) 내에서 형성된 각도(α)는 예각일 수 있다. 일 실시예에서, 각도(α)는 튜브 부분(114)의 길이 방향 축(360)으로부터 방사상으로 뻗고 1차 출력 개구(108)의 중심 및 2차 출력 개구(110)의 중심을 관통하여 각각 연장되는 라인(304) 및 라인(306)에 의해 정의될 수 있다. 일 실시예에서, 각도(α)는 90도 미만, 예를 들어, 약 80도 내지 약 20도, 약 65도 내지 약 35도, 또는 40도 내지 50도, 예를 들어, 45도일 수 있다.

대안적으로, 1차 출력 개구(108) 및 2차 출력 개구(110)의 방향은, 1차 출력 개구(108)의 중심을 관통하는 제1 축(340) 및 2차 출력 개구(110)의 중심을 관통하는 제2 축(342)에 의해 형성된 각도(β)로 정의될 수 있다. 제1 축(340) 및 제2 축(342)은 동일한 수평면(300) 내에서 형성될 수 있다. 제1 축(340)과 제2 축(342) 사이의 각도(β)는 90도 미만, 예를 들어, 약 85도 내지 45도, 대표적으로는, 60도 내지 70도일 수 있다.

다른 실시예들에서, 1차 출력 개구(108) 및 2차 출력 개구(110)의 방향은 드라이버(302)에 대해 정의될 수 있다. 특히, 이 도면에서 볼 수 있는 바와 같이, 드라이버(302)의 정면(front face)(314)은, 1차 출력 개구(108) 및 2차 출력 개구(110) 둘 모두에 대향하지만, 개구들(108, 110)이 형성되는 측면(side)(308) 또는 전면 부분(112) 중 어느 것에 대해서도 평행하지 않다. 오히려, 드라이버(302)의 단부 부분은 1차 출력 개구(108) 쪽으로 팁 부분(106)으로 연장되고, 드라이버(302)의 나머지 부분은 전면 부분(112)을 따라 연장된다. 이러한 양태에서, 1차 출력 개구(108) 및 2차 출력 개구(110) 둘 모두는 드라이버 정면(314)의 앞에 있는 것으로 간주될 수 있지만, 2차 출력 개구(110)의 전체 면적은 드라이버 정면(314)에 대향할 수 있는 한편, 1차 출력 개구(108)의 단지 일부분만 드라이버 정면(314)에 대향할 수 있고 나머지는 드라이버(302)의 측면에 대향한다.

도 3에 도시된 이어폰의 보다 상세한 표현인, 도 4에 도시된 바와 같이, 음향 및/또는 보호 소재(acoustic and/or protective material)가 1차 출력 개구(108) 및 2차 출력 개구(110) 중 하나 또는 둘 모두 위에 배치될 수 있다. 대표적으로, 음향 소재(432) 및 보호 소재(430)는 1차 출력 개구(108) 위에 배치될 수 있다. 음향 소재(432)는 정의되고 의도적인 음향 저항(acoustic resistance) 또는 필터링 효과를 제공하는 음향학적으로 엔지니어링된 소재(acoustically engineered material)의 피스일 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 음향 소재(432)는 드라이버(302)로부터 출력된 특정 음압파(sound pressure wave)를 필터링하도록 제조되는 메시(mesh) 또는 폼(foam) 소재이다. 보호 소재(430)는 이어폰(100)의 음향 성능에 심하게 영향을 미치지 않는다는 것을 의미하는 음향학적으로 투명한 소재일 수 있다. 오히려, 보호 소재(430)는 먼지, 물 또는 임의의 다른 바람직하지 않은 소재 또는 물품이 하우징(102)에 유입되는 것을 방지함으로써 디바이스를 보호한다. 보호 소재(430)는, 예를 들어, 메시, 중합체 혹은 폼, 또는 드라이버(302)로부터의 음압파의 출력을 위한 본질적으로 개방된 통로(open passage)를 허용하는 임의의 다른 소재일 수 있다.

1차 출력 개구(108)와 유사하게, 음향 소재(436) 및 보호 소재(434)는 2차 출력 개구(110) 위에 배치될 수 있다. 음향 소재(432)와 유사하게, 음향 소재(436)는 드라이버(302)로부터 출력된 원하는 음압파를 필터링하도록 제조된 메시 또는 폼 소재일 수 있다. 보호 소재(434)는 음향학적으로 투명한 소재, 예를 들어, 메시, 중합체 혹은 폼, 또는 이물질이나 물품으로부터 이어폰(100)을 보호하고 드라이버(302)로부터의 음압파의 출력을 위한 본질적으로 개방된 통로를 허용하는 임의의 다른 소재일 수 있다.

음향 소재들(432, 436) 및 보호 소재들(430, 434) 각각은, 개구들 위에서 스냅 피트(snap fit)일 수 있는 샌드위치 구조물을 형성하기 위해 그들 각각의 개구들 위에서 조합되는 단일 피스들일 수 있다. 대안적으로, 소재들은 개구들 위에 접착(glue)되거나 달리 부착(adhere)될 수 있다. 일부 실시예들에서, 음향 소재들(432, 436) 및 보호 소재들(430, 434)은 또한 복합 소재들 또는 다층 소재들일 수 있다. 추가적으로, 음향 소재들(432, 436) 및 보호 소재들(430, 434)은 임의의 순서로 그들 각각의 개구들 위에 위치할 수 있다는 것이 고려된다.

본체 부분(104)은 드라이버(302)의 대향하는 면들 주위에 형성된 전방 챔버(420) 및 후방 챔버(422)로 나누어진다. 전방 챔버(420)는 드라이버(302)의 정면(314) 주위에 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 전방 챔버(420)는 하우징(102)의 본체 부분(104)과 팁 부분(106)에 의해 형성된다. 이러한 양태에서, 드라이버(302)의 정면(314)에 의해 생성된 음파(428)는 전방 챔버(420)를 지나 1차 출력 개구(108)를 통해 외이도로 이동한다. 또한, 전방 챔버(420)는 외이도 내의 음향 압력 또는 공기파(air wave)(426)를 2차 출력 개구(110) 밖으로 외부 환경으로 통기시키기 위한 음향 통로를 제공할 수 있다. 앞에서 논의한 바와 같이, 2차 출력 개구(110)는 교정된 개구이므로, 2차 출력 개구(110)를 지나는 음파(428) 및 공기파(426)의 전송이 제어되어, 사용자들 사이에서 이어폰(100)의 음향 성능이 일관성 있게 된다.

후방 챔버(422)는 드라이버(302)의 배면(back face)(424) 주위에 형성될 수 있다. 후방 챔버(422)는 하우징(102)의 본체 부분(104)에 의해 형성된다. 이어폰(100)의 다양한 내부 음향 컴포넌트들은 전방 챔버(420) 및 후방 챔버(422) 내에 포함될 수 있고, 이들은 도 5를 참조하여 더 상세히 논의될 것이다.

도 5는 이어폰 하우징 내에 포함될 수 있는 내부 음향 컴포넌트들의 분해 사시도를 도시한다. 하우징(102)의 팁 부분(106)은 캡 부분(502)에 의해 형성될 수 있는데, 이는, 본 실시예에서, 하우징(102) 내에 포함될 수 있는 내부 음향 컴포넌트들을 드러내기 위해 하우징(102)의 베이스 부분(504)으로부터 제거되는 것으로 도시된다. 내부 음향 컴포넌트들은 드라이버 시트(driver seat)(506)를 포함할 수 있다. 드라이버 시트(506)는 캡 부분(502) 내에 그리고 드라이버(302)의 정면(314) 앞에 맞도록 치수가 정해질 수 있다. 일 실시예에서, 드라이버 시트(506)는 드라이버(302)의 정면(314)에 밀봉될 수 있다. 대안적으로, 드라이버 시트(506)는 드라이버(302) 앞에 위치할 수 있지만 드라이버(302)에 직접 밀봉되지 않는다. 따라서, 드라이버 시트(506)는 도 4를 참조하여 앞에서 논의된 전방 챔버(420) 내에 위치한다. 드라이버 시트(506)는, 2차 출력 개구(110)와 정렬되고 유사한 치수들을 포함하는 출력 개구(508)를 포함할 수 있어, 드라이버(302)에 의해 생성된 사운드가 드라이버 시트(506)를 지나 2차 출력 개구(110)로 출력될 수 있다. 드라이버 시트(506)는 1차 출력 개구(108)에 대응하고 그와 정렬되는 다른 출력 개구(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 드라이버 시트(506)는, 예를 들어, 하우징(102)과 동일한 소재(예를 들어, 플라스틱과 같은 실질적으로 강성인 소재) 또는 상이한 소재(예를 들어, 순응성 중합체성 소재)로 형성된 성형된 구조물일 수 있다.

음향 소재(436) 및 보호 소재(434)는 드라이버 시트(506)에 의해 2차 출력 개구(110) 위에 제자리에 보유될 수 있다. 일 실시예에서, 음향 소재(436) 및 보호 소재(434)는 드라이버 시트(506)와 2차 출력 개구(110) 사이에 위치한다. 대안적으로, 그들은 드라이버 시트(506)의 내부 표면에 그리고 개구(508) 위에 부착될 수 있어, 그들은 드라이버 시트(506)가 캡 부분(502) 내에 있을 때 2차 출력 개구(110)에 중첩된다. 도시되지는 않았지만, 1차 출력 개구(108)를 덮는 음향 소재(432) 및 보호 소재(430)는, 또한 내부 음향 컴포넌트들로 간주된다. 음향 소재(432) 및 보호 소재(430)는 소재들(436, 434)에 대하여 논의된 것과 유사한 방식으로 1차 출력 개구(108) 위에 조립될 수 있다.

음향 튜닝 부재(510)는 드라이버(302)의 배면(424) 뒤에(즉, 도 4에 도시된 후방 챔버(422) 내에) 위치하고 본체 부분(104)의 베이스 부분(504) 내에 맞는다. 일 실시예에서, 음향 튜닝 부재(510)는 드라이버(302)의 배면(424) 근처에 위치하지만 드라이버(302)에 직접 부착되지 않는다. 다른 실시예에서, 음향 튜닝 부재(410)는 드라이버(302)에 직접 부착될 수 있다. 음향 튜닝 부재(510)가 드라이버(302) 근처에 위치할 때, 음향 튜닝 부재(510)와 본체 부분(104)은 드라이버(302)의 후방 체적 챔버(back volume chamber)를 정의한다. 드라이버 후방 체적 챔버의 크기 및 형상은 이어폰의 전체적인 음향 성능에 중요하다. 음향 튜닝 부재(510)가 후방 체적 챔버의 적어도 일부분을 정의하므로, 음향 튜닝 부재(510)는 이어폰(100)의 음향 성능을 수정하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 음향 튜닝 부재(510)는 그의 치수들을 변화시킴으로써 이어폰(100)의 주파수 응답을 튜닝하도록 치수가 정해질 수 있다.

특히, 음향 튜닝 부재(510) 및 이어폰 하우징(102)에 의해 드라이버(302) 주위에 형성된 후방 체적 챔버의 크기는, 예를 들어, 약 2㎑ 내지 약 3㎑의 주파수 범위(즉, 열린 귀 이득(open ear gain)) 내에서 이어폰(100)의 공진(resonance)를 지시할 수 있다. 외이도는 통상적으로 공진기처럼 작용하며, 열릴 때 특정한 공진 주파수를 갖고 닫힐 때 상이한 공진 주파수를 갖는다. 외이도가 열려 있을 때 고막(ear drum)에서의 음향 응답은 열린 귀 이득으로 지칭된다. 2㎑ 내지 3㎑ 주위의 공진 주파수가 통상적으로 사용자들에 의해 선호된다. 음향 튜닝 부재(510)는 이 범위 내의 주파수로 이어폰(100)의 공진을 튜닝하도록 치수가 정해질 수 있다. 구체적으로는, 음향 튜닝 부재(510)가 드라이버(302) 뒤에서 더 큰 영역을 차지할 때(즉, 후방 체적 챔버의 공기 체적이 감소할 때), 열린 귀 이득은 주파수에 있어서 증가한다. 반면에, 음향 튜닝 멤버(510)가 드라이버(302) 뒤에서 더 작은 영역을 차지할 때(즉, 후방 체적 챔버 내의 공기 체적이 증가할 때), 열린 귀 이득은 주파수에 있어서 감소한다. 따라서, 음향 튜닝 부재(510)의 치수들은 원하는 음향 성능을 달성하기 위해 이어폰(100)의 공진을 튜닝하도록 수정될 수 있다.

또한, 음향 튜닝 부재(510)는 튜브 부분(114) 내에 형성된 음향 덕트 및 저음 포트(518)와 후방 체적 챔버 사이에 음향 채널을 형성할 수 있다. 음향 덕트 및 저음 포트(518)와 함께 음향 채널의 치수들은 또한, 이어폰(100)의 음향 성능을 수정하도록 선택될 수 있다. 특히, 치수들은 아래에서 더 상세히 논의될 바와 같이 이어폰의 저음 응답(예를 들어, 1㎑ 미만의 주파수)을 제어하도록 선택될 수 있다.

통상적인 이어폰 설계에서, 이어폰 하우징 자체는 드라이버 주위의 후방 체적 챔버를 정의한다. 따라서, 이어폰 하우징의 크기 및 형상은 이어폰의 음향 성능에 영향을 미친다. 그러나, 음향 튜닝 멤버(510)는 이어폰 하우징(102) 내에서 별도의 구조물일 수 있다. 이와 같이, 음향 튜닝 부재(510)의 크기 및 형상은, 이어폰 하우징(102)의 크기 및 형상을 변화시키지 않고, 원하는 음향 성능을 달성하도록 변화될 수 있다. 또한, 특정 치수들, 예를 들어, 본체 부분의 크기가 음향 튜닝 부재(510)에 의해 형성된 후방 체적 챔버의 크기를 수정하도록 변화될 수 있는 동안, 음향 튜닝 부재(510)의 전체적인 폼 팩터는 실질적으로 동일하게 유지될 수 있고, 결국, 연관된 이어폰의 음향 성능을 수정한다는 것이 고려된다. 예를 들어, 음향 튜닝 부재(510)는 실질적으로 원뿔 형상의 구조물일 수 있다. 원뿔의 단부를 형성하는 벽 부분의 두께는, 음향 튜닝 부재(510)에 의해 정의된 공기 체적이 더 작도록, 증가될 수 있거나, 또는 그 두께는 공기 체적을 증가시키기 위해 감소될 수 있다. 그러나, 벽 두께에 상관없이, 외부 원뿔 형상은 유지된다. 따라서, 큰 공기 체적을 정의하는 음향 튜닝 부재(510) 및 상대적으로 더 작은 공기 체적을 정의하는 또 다른 음향 튜닝 부재는 둘 모두, 동일한 크기의 이어폰 하우징 내에 맞을 수 있다.

음향 성능이 드라이버마다 다르기 때문에, 폼 팩터를 변화시키지 않고 음향 튜닝 부재(510)에 의해 정의된 공기 체적을 수정하는 능력은 중요하다. 음향 성능의 일부 양태들은 드라이버 후방 체적 챔버의 크기에 의해 지시될 수 있다. 따라서, 드라이버들 사이의 음향 일관성을 개선하기 위한 하나의 방식은 후방 체적 챔버 크기를 수정하는 것이다. 음향 튜닝 부재(510)는 드라이버 후방 체적을 정의하므로, 상이한 성능 레벨들의 드라이버들을 수용하도록 제조될 수 있다. 또한, 음향 튜닝 부재(510)는 이어폰 하우징(102)과 별도일 수 있으며, 이에 따라 특정한 드라이버를 수용하도록 그의 치수들을 수정하는 것은 이어폰 하우징(102)의 설계에 대한 변경을 필요로 하지 않는다.

음향 튜닝 부재(510)는 또한, 하우징(102)의 튜브 부분(114) 내에 형성된 음향 덕트에 후방 체적 챔버를 음향학적으로 연결하는 음향 출력 포트(512)를 포함한다. 음향 덕트는 튜브 부분(114) 내에 형성된 저음 포트(518)에 음향학적으로 연결된다. 저음 포트(518)는 하우징(102)으로부터 외부 환경으로 사운드를 출력한다. 단일 저음 포트(518)가 도시되어 있지만, 튜브 부분(114)은 하나보다 많은 저음 포트, 예를 들어, 튜브 부분(114)의 대향하는 측면들에 2개의 저음 포트를 포함할 수 있다는 것이 고려된다.

또한, 음향 튜닝 부재(510)는 음향 튜닝 부재(510)로부터 사운드를 출력하는 튜닝 포트(514)를 포함할 수 있다. 튜닝 포트(514)는, 음향 튜닝 부재(510)로부터의 사운드가 하우징(102) 외측의 외부 환경으로 출력될 수 있도록, 하우징(102)에 형성된 튜닝 출력 포트(532)와 정렬될 수 있다. 음향 출력 포트(512), 튜닝 포트(514), 음향 덕트 및 저음 포트(518)의 각각은 아래에서 더 상세히 논의될 바와 같이 이어폰(100)의 음향 성능을 향상시키는 음향학적으로 교정된 개구들 또는 통로들이다.

전력 및/또는 오디오 신호를 드라이버(302)로 전송하기 위한 전선들을 포함할 수 있는 케이블(120)은 음향 튜닝 부재(510)에 연결될 수 있다. 케이블(120)은 케이블(120)에 추가된 변형 완화(strain relief)를 제공하기 위하여 제조 프로세스 동안 음향 튜닝 부재(510)에 오버몰딩(overmolding)될 수 있다. 케이블(120)의 음향 튜닝 부재(510)로의 오버몰딩은, 힘이 케이블(120)에 가해질 때 케이블(120)이 드라이버(302)로부터 분리되는 것을 방지하는 데 도움이 된다. 추가된 변형 완화를 제공하는 것에 더하여, 케이블(120) 및 음향 튜닝 부재(510)를 하나의 기계적 부품으로 조합하면, 단일 피스가 이어폰 하우징(102) 내에서 더 적은 공간을 차지하게 된다. 따라서, 케이블(120)의 근단(near end) 및 음향 튜닝 부재(510)는 단일 피스로서 이어폰 하우징(102)으로 조립될 수 있다. 특히, 음향 튜닝 부재(510)를 본체 부분(104) 내에 삽입하기 위하여, 케이블(120)의 원단(far end)은 본체 부분(104) 내에 삽입되고 음향 튜닝 부재(510)가 (그에 부착된 케이블(120)의 근단과 함께) 베이스 부분(504) 내에 고정될(seated) 때까지 튜브 부분(114)의 단부를 지나 아래로 당겨진다.

내부 컴포넌트들은 먼지 및 다른 이물질의 진입을 방지하기 위하여 튜닝 포트(514) 및/또는 저음 포트(518) 위에 형성된 보호 소재를 더 포함할 수 있다. 대표적으로, 보호 메시(520)는 튜닝 포트(514)를 덮도록 치수가 정해질 수 있고 보호 메시(522)는 저음 포트(518)를 덮도록 치수가 정해질 수 있다. 보호 메시(520) 및 보호 메시(522)의 각각은 실질적으로 사운드 전송에 방해가 되지 않는 음향학적으로 투명한 소재로 만들어질 수 있다. 대안적으로, 보호 메시(520, 522) 중 하나 또는 둘 모두는, 정의되고 의도적인 음향 저항 또는 필터링 효과를 제공하는 음향 메시 소재로 만들어질 수 있다. 보호 메시(520) 및 보호 메시(522)는 제자리로의 스냅 피트이거나 접착제, 글루 등을 사용하여 제자리에 보유될 수 있다. 도시되지는 않았지만, 일부 실시예들에서, 도 3을 참조하여 앞에서 논의된 것들과 같은 추가적인 음향 소재가 이어폰(100)의 주파수 응답을 튜닝하기 위해 튜닝 포트(514) 및/또는 저음 포트(518) 위에 배치될 수 있다는 것이 더 고려된다.

테일 플러그(tail plug)(524)는 튜브 부분(114) 내에서 케이블(120)을 고정시키는 데 도움이 되기 위해 제공될 수 있다. 테일 플러그(524)는 튜브 부분(114)의 개방 단부 내에 삽입될 크기의 외부 직경을 갖는 실질적으로 원통형의 구조물일 수 있다. 일 실시예에서, 테일 플러그(524)는 튜브 부분(114)의 내부 직경에 따를(conform) 수 있는 실질적으로 탄력성의 소재로 형성될 수 있다. 다른 실시예들에서, 테일 플러그(524)는 플라스틱과 같은 실질적으로 강성의 소재로 형성될 수 있다. 테일 플러그(524)는 임의의 적합한 고정 메커니즘, 예를 들어, 스냅 피트 구성, 접착제, 화학적 결합 등에 의해 튜브 부분(114) 내에 보유될 수 있다. 테일 플러그(524)는 케이블(120)을 수용하도록 치수가 정해진 중심 개구 및 개방 단부들을 포함할 수 있어, 케이블(120)은 그것이 튜브 부분(114) 내에 삽입될 때 테일 플러그(524)까지 이어질 수 있다. 연결 저음 포트(connecting bass port)(530)는 또한 테일 플러그(524)의 측면 벽을 지나 형성될 수 있다. 사운드가 저음 포트(518) 밖으로 이동하는 것을 용이하게 하기 위해, 테일 플러그(524)가 튜브 부분(114) 내로 삽입될 때 연결 저음 포트(530)는 저음 포트(518)와 정렬한다.

일 실시예에서, 내부 음향 컴포넌트들은 다음과 같이 이어폰(100)을 형성하도록 조립될 수 있다. 음향 소재(436) 및 보호 소재(434)는 2차 출력 개구(110) 위에 배치될 수 있으며, 소재들(434, 436)을 제자리에 보유하기 위해 드라이버 시트(506)는 캡 부분(502) 내에 삽입될 수 있다. 1차 출력 개구(108)의 음향 소재(432) 및 보호 소재(430)는 유사한 방식으로 조립될 수 있다. 드라이버(302)의 정면(314)은 드라이버(302)가 캡 부분(502) 내에서 제자리에 보유되도록 드라이버 시트(506)에 부착될 수 있다. 음향 튜닝 부재(510)에 부착된 케이블(120)은, 음향 튜닝 부재(510)가 본체 부분(504) 내에 위치할 때까지, 본체 부분(104)을 지나 튜브 부분(114)을 거쳐 삽입될 수 있다. 보호 메시(520), 보호 메시(522) 및 테일 플러그(525)는 하우징(102) 내에서 음향 튜닝 부재(510)의 전 또는 후에 위치할 수 있다. 마지막으로, 드라이버(302)는 하우징(102)의 본체 부분(104) 내에 삽입될 수 있다. 전술한 내용은 단지 하나의 대표적인 조립 동작이다. 내부 음향 컴포넌트들은 최적의 음향 성능을 갖는 이어폰을 제공하기에 충분한 임의의 방식 및 임의의 순서로 조립될 수 있다.

도 6a는 음향 튜닝 부재의 일 실시예의 정면 사시도를 도시한다. 음향 튜닝 부재(510)는 실질적으로 폐쇄된 본체 부분(642) 및 이어폰 하우징(102) 내에 위치할 때 드라이버(302)를 향해 열리는 개방된 전면 부분(540)을 갖는 튜닝 부재 하우징 또는 케이싱(644)에 의해 형성된다. 케이싱(644)은 연관된 드라이버의 음향 응답을 튜닝할 수 있는 임의의 크기 및 형상을 가질 수 있다. 특히, 케이싱(644)의 치수들은 그것이 사용되는 이어폰의 중간대역 및 저음 응답을 튜닝하는 데 도움이 되는 것일 수 있다. 대표적으로, 일 실시예에서, 케이싱(644)의 후방측 내에 형성된 음향 홈(acoustic groove)(646)(도 6b 참조)에 음향학적으로 결합된 음향 출력 포트(512)를 갖는 실질적으로 원뿔 형상의 본체 부분(642)을 형성한다. 실질적으로 원뿔 형상의 본체 부분(642)이 설명되어 있지만, 다른 형상들, 예를 들어, 정사각형, 직사각형 또는 삼각형 형상의 구조물 또한 고려된다.

일 실시예에서, 음향 출력 포트(512)는 케이싱(644)의 벽을 통해 형성된 개구일 수 있다. 대안적으로, 음향 출력 포트(512)는 케이싱(644)의 에지로부터 안쪽으로 형성된 슬롯(slot)일 수 있다. 음향 출력 포트(512)는 음향 튜닝 부재(510)로부터 음향 홈(646)으로 사운드를 출력한다. 음향 홈(646)은 튜브 부분(114)에 형성된 음향 덕트로 음향 통로를 제공한다. 음향 출력 포트(512) 및 음향 홈(646)은 이어폰(100)의 음향 응답을 튜닝하도록 치수가 정해진다. 이러한 양태에서, 음향 출력 포트(512) 및 음향 홈(646)은, 주어진 사양 또는 설계 파라미터에 따라 (제조된 로트 중 적어도 하나의 표본으로) 검사되거나 평가되었다는 점에서, 교정된다. 다시 말하면, 그것들은 단지 무작위의 개구들 또는 홈들이 아니라, 특정한 목적을 위해, 즉, 주파수 응답을 튜닝하고 저음 응답을 개선하는 데 도움이 되는 방식으로 이어폰의 주파수 응답을 수정하기 위하여, 의도적으로 형성된다.

예를 들어, 이어폰(100) 내의 음향 인덕턴스가 이어폰(100)의 중간대역 응답 및 저음 응답을 제어한다는 것이 인식된다. 또한, 이어폰(100) 내의 음향 저항은 저음 응답에 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 음향 출력 포트(512) 및 음향 홈(646)의 크기 및 형상은 이어폰(100) 내에서 최적의 중간대역 및 저음 응답을 허용하는 원하는 음향 인덕턴스 및 저항 레벨을 달성하도록 선택될 수 있다. 특히, 이어폰(100) 내에서 음향 질량(acoustic mass)이 증가하면, 그 결과 더 낮은 주파수들에서 이어폰(100)으로부터 더 큰 사운드 에너지 출력을 야기한다. 그러나, 이어폰(100) 내의 공기 질량(air mass)은, 바람직하지 않은 레벨로 음향 저항을 증가시키지 않고 극대화되어야 한다. 따라서, 음향 출력 포트(512) 및 음향 홈(646)은 이어폰(100) 내에서 음향 인덕턴스 및 음향 저항의 균형을 맞추도록 교정될 수 있어, 음향학적으로 바람직한 중간대역 및 저음 응답이 달성된다. 대표적으로, 음향 출력 포트(512)는 약 0.5㎟ 내지 약 4㎟, 또는 약 1㎟ 내지 약 2㎟, 예를 들어, 약 1.3㎟의 표면적을 가질 수 있다. 음향 출력 포트(512)는 그것의 폭 치수와 상이한 높이 치수를 가질 수 있으며, 예를 들어, 높이 치수는 폭 치수보다 약간 더 클 수 있다. 대안적으로, 음향 출력 포트(512)의 높이 및 폭 치수는 실질적으로 동일할 수 있다.

음향 홈(646)은 음향 출력 포트(512)의 것과 실질적으로 매칭되는 단면 치수들을 가질 수 있다. 앞에서 논의된 바와 같이, 음향 홈(646)은 케이싱(644)의 후방측 내에 형성된 홈일 수 있다. 음향 홈(646)은 음향 출력 포트(512)로부터 케이싱(644)의 후방 단부를 향해 연장된다. 음향 튜닝 부재(510)가 이어폰 하우징(102) 내에 위치할 때, 음향 홈(646)은 음향 출력 포트(512)와 튜브 부분(114) 사이에 폐쇄된 음향 채널(650)(도 6c 참조)을 형성하기 위해 하우징(102)의 내부 표면을 따라 형성된 하우징 홈(housing groove)(648)과 짝을 이룬다. 대안적으로, 하우징 홈(648)은 생략될 수 있고 음향 홈(646)은 하우징(102)의 임의의 내부 표면과 짝을 이룸으로써 음향 채널(650)을 형성할 수 있거나, 또는 음향 홈(646)은 그것이 음향 채널(650)을 형성하기 위해 임의의 다른 표면과 짝을 이룰 필요가 없도록 폐쇄된 채널로서 형성될 수 있다. 음향 튜닝 부재(510)에 의해 형성된 후방 체적 챔버 내의 음파는, 음향 튜닝 멤버(510)로부터 음향 채널(650)을 지나 튜브 부분(114)으로 이동한다. 음향 홈(646)(및 결과적인 음향 채널(650))의 길이, 폭 및 깊이는 음향학적으로 바람직한 중간대역 및 저음 응답이 이어폰(100)에 의해 달성되도록 하는 것일 수 있다. 대표적으로, 길이, 폭 및 깊이는, 바람직하지 않은 레벨로 저항을 증가시키지 않고 이어폰(100) 내에서 최적의 음향 질량을 허용할 만큼 충분히 클 수 있다.

도 6a 및 도 6b를 다시 참조하면, 튜닝 포트(514)는 음향 튜닝 부재(510)의 상부 부분을 따라 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 튜닝 포트(514)는 개방된 전면 부분(540)의 외부 에지로부터 연장되는 슬롯이다. 대안적으로, 튜닝 포트(514)는 외부 에지 근처에서 형성된 개구일 수 있지만 외부 에지를 지나 연장되지 않는다. 그것의 튜닝 기능들에 더하여, 튜닝 포트(514)는 또한 도 6b에 도시된 바와 같이 케이블(120)로부터 드라이버로 연장되는 전선(602)들을 수용하도록 치수가 정해질 수 있다. 대표적으로, 케이블(120)은 케이블(120)의 개방 단부가 튜닝 포트(514) 근처에 위치하도록 본체 부분(642)의 후방측을 따라 오버몰딩될 수 있다. 케이블(120)의 개방 단부로부터 연장되는 전선(602)들은 튜닝 포트(514)를 통과하고, 전기 단자들, 예를 들어, 드라이버의 후방측 상에 부착될 수 있어, 드라이버에 전력 및/또는 오디오 신호를 제공할 수 있다.

음향 튜닝 부재(510)는 플라스틱과 같은 실질적으로 비순응성 소재를 원하는 형상 및 크기로 성형함으로써 형성될 수 있다. 대안적으로, 음향 튜닝 부재(510)는, 이어폰(100)의 음향 성능을 향상시키기에 적합한 형상을 유지할 수 있는 한, 순응성 또는 탄력성 소재와 같은 임의의 소재로 형성될 수 있다. 음향 튜닝 부재(510)는 하우징(102)과 분리되어 형성될 수 있어, 이어폰 하우징(102)의 내측에 놓이거나 장착된다. 음향 튜닝 부재(510)는 이어폰 하우징(102)과 분리된 피스이므로, 그것은 이어폰 하우징(102)과 상이한 형상을 가질 수 있고, 이어폰 하우징(102) 없이 형성된 후방 챔버(422)와 상이한 형상을 갖는 후방 체적 챔버를 정의할 수 있다. 대안적으로, 하우징(102) 및 음향 튜닝 부재(510)는 단일 피스로서 일체로 형성될 수 있다.

도 6b는 음향 튜닝 부재(510)의 후방측 사시도를 도시한다. 이 도면으로부터, 음향 홈(646)은 음향 튜닝 부재(510)의 후방측에 의해 형성되고 음향 출력 포트(512)로부터 음향 튜닝 부재(510)의 후방 단부를 향해 연장됨을 볼 수 있다.

도 6c는 이어폰 하우징(102) 내에 위치한 음향 튜닝 부재(510)의 상부 단면도를 도시한다. 이 도면으로부터 볼 수 있는 바와 같이, 음향 튜닝 부재(510)가 하우징(102) 내에 위치할 때, 음향 홈(646)은 음향 채널(650)을 형성하기 위해 하우징(102)의 내부 표면을 따라 형성된 하우징 홈(648)과 정렬된다. 도 7 및 도 8을 참조하여 더 상세히 설명되는 바와 같이, 음향 채널(650)은 음향 출력 포트(512)로부터 튜브 부분(114)으로 연장되어, 음향 튜닝 부재(510)에 의해 정의된 후방 챔버 내에서의 사운드가 후방 체적 챔버로부터 튜브 부분(114)으로 이동할 수 있다.

계속해서 도 6c를 참조하면, 음향 출력 포트(512) 및 음향 홈(646)에 의해 달성된 음향 특성들에 더하여, 본체 부분(642)은 음향 튜닝 부재(510) 내에서 공기 체적을 변화시키기 위하여 제조 프로세스 동안 크기가 증가되거나 감소될 수 있는 체적 수정 부분(660)을 포함할 수 있다. 앞에서 논의된 바와 같이, 음향 튜닝 부재(510)는 이어폰 하우징 내에서 드라이버 주위에 후방 체적 챔버를 정의한다. 따라서, 음향 튜닝 부재(510) 내에서 공기 체적의 증가는 또한, 후방 체적 챔버를 증가시키고, 이는 이어폰(100)의 음향 성능을 수정한다. 음향 튜닝 부재(510) 내에서 공기 체적의 감소는 후방 체적 챔버를 감소시킨다. 체적 수정 부분(660)은 음향 튜닝 부재(510)에 의해 정의된 후방 체적 챔버의 체적을 변화시키기에 충분한 음향 튜닝 부재(510)의 내부 표면의 임의의 부분을 따라 위치할 수 있고, 임의의 크기 및 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 체적 수정 부분(660)은 음향 튜닝 부재(510)의 내부 프로파일이 실질적으로 곡선 형상을 갖도록 음향 튜닝 부재(510)의 중심 영역을 따라 위치할 수 있다. 체적 수정 부분(660)은 음향 튜닝 부재(510)의 벽의 부분들을 두껍게 하거나 음향 튜닝 부재(510) 내에 별도의 플러그 부재를 장착함으로써 형성될 수 있다. 또한, 체적 수정 부분(660)의 크기 및 형상은 음향 튜닝 부재(510)의 전체적인 폼 팩터를 수정하지 않고 변화될 수 있다. 따라서, 제조하는 동안, 하나의 음향 튜닝 부재(510)는 큰 공기 체적을 정의하도록 만들어질 수 있는 한편 또 다른 것은 더 작은 공기 체적용량을 정의하지만, 둘 모두는 동일한 전체적인 폼 팩터를 갖기 때문에 동일한 유형의 이어폰 하우징(102) 내에 맞을 수 있다. 케이블(120)은 도 6c에 도시된 바와 같이 음향 튜닝 부재(510)의 체적 수정 부분(660) 내에서 오버몰딩될 수 있다. 다른 실시예들에서, 케이블(120)은 음향 튜닝 부재(510)의 임의의 부분 내에서 오버몰딩될 수 있다.

도 7은 이어폰의 일 실시예의 측 단면도를 도시한다. 하우징(102)의 일부분과 함께, 음향 튜닝 부재(510)는, 드라이버(302) 주위에 후방 체적 챔버(706)를 형성하는 것으로 도시된다. 이 도면으로부터 보여질 수 있는 바와 같이, 음향 튜닝 부재(510)의 체적 수정 부분(660)은 이어폰 하우징(102)에 의해 정의된 후방 챔버(422) 내에서 상당한 면적을 차지하므로, 후방 체적 챔버(706)의 크기는 하우징 후방 챔버(422)보다 더 작다. 앞에서 논의된 바와 같이, 체적 수정 부분(660)의 크기 및 형상은 원하는 크기의 후방 체적 챔버(706)를 달성하도록 수정될 수 있다.

드라이버(302)의 배면에 의해 생성된 음파는 음향 채널(650)을 지나 이어폰(100)의 튜브 부분(114) 내에 형성된 음향 덕트(704)로 전송될 수 있다. 음향 채널(650)은 드라이버(302)로부터 음향 덕트(704)로 사운드를 전송하기 위해 정의된 음향 통로를 제공한다. 앞에서 논의된 바와 같이, 음향 채널(650)은, 음향 튜닝 부재(510)의 외부 표면을 따르는 음향 홈(646)과 이어폰 하우징(102)의 내부 표면을 따르는 하우징 홈(648)을 정렬하거나 짝을 맞춤으로써 형성되는, 에워싸인(enclosed) 채널일 수 있다. 대안적으로, 음향 채널(650)은 음향 홈(646) 또는 하우징 홈(648) 중 하나에 의해 형성될 수 있거나, 하우징(102) 내에 장착된 별도의 구조물일 수 있다.

음향 덕트(704)는 공기 또는 사운드가 튜브 부분(114)의 하나의 단부로부터 다른 단부로 통과하도록 허용하는 튜브 부분(114) 내에 형성된 도관(conduit)일 수 있다. 음향 덕트(704)를 통과하는 공기 또는 사운드는, 음향 덕트(704) 내의 사운드가 하우징(102) 외측의 환경으로 출력될 수 있도록, 저음 포트(518)를 통해 음향 덕트(704)를 나갈 수 있다.

사운드 통로를 제공하는 것에 더하여, 음향 덕트(704)는 또한 케이블(120) 및 케이블(120)을 통해 드라이버(302)로 지나가는 다양한 전선들을 수용할 수 있다. 특히, 케이블(120)은 음향 덕트(702) 및 음향 튜닝 부재(510)의 후방측을 지나갈 수 있다. 앞에서 논의된 바와 같이, 케이블(120) 내의 전선들은, 케이블(120)의 단부 밖으로 그리고 튜닝 포트(514)를 지나 연장될 수 있어, 그들은 드라이버(302)에 부착될 수 있다.

도 8은 이어폰의 일 실시예의 측 단면도를 도시한다. 이어폰(100)을 통해 드라이버(302)의 배면에 의해 생성된 음파(802)의 전송은 도 8에 도시된다. 특히, 이 도면으로부터, 음향 튜닝 부재(510) 및 하우징(102)이 드라이버(302)의 후방측 주위에 후방 체적 챔버(706)를 형성하는 것을 볼 수 있다. 드라이버(302)에 의해 생성된 음파(802)는 후방 체적 챔버(706)로 이동한다. 음파(802)는 음향 출력 포트(512)를 지나 후방 체적 챔버(706)를 다시 나갈 수 있다. 음향 출력 포트(512)로부터, 음파(802)는 음향 채널(650)을 지나 음향 덕트(704)로 이동한다. 음향 덕트(704)를 따라 이동하는 음파(802)는, 음향 덕트(704)를 나가 저음 포트(518)를 지나 주변 환경으로 갈 수 있다. 음파(802)는 또한 후방 체적 챔버(706)를 나가, 하우징(102)에 형성된 튜닝 출력 포트(532)와 정렬되는, 음향 튜닝 부재(510)의 튜닝 포트를 지나 주변 환경으로 갈 수 있다는 것을 또한 주목해야 한다.

음향 출력 포트(512), 음향 채널(650), 음향 덕트(704) 및 저음 포트(518)의 각각은 원하는 음향 응답을 달성하도록 교정된다. 특히, 이들 구조물들의 각각의 단면적이 감소함에 따라, 후방 체적 챔버(706) 내의 음향 저항은 증가한다. 음향 저항의 증가는 저음 응답을 감소시킨다. 따라서, 이어폰(100)의 저음 응답을 증가시키기 위해, 음향 출력 포트(512), 음향 채널(650), 음향 덕트(704) 및 저음 포트(518) 중 하나 이상의 단면적이 증가될 수 있다. 저음 응답을 감소시키기 위해, 음향 출력 포트(512), 음향 채널(650), 음향 덕트(704) 및 저음 포트(518) 중 하나 이상의 단면적은 감소된다. 일 실시예에서, 음향 출력 포트(512), 음향 채널(650), 음향 덕트(704) 및/또는 저음 포트(518)의 단면적은 약 1㎟ 내지 약 8㎟, 예를 들어, 3㎟ 내지 약 5㎟의 범위, 대표적으로는 약 4㎟일 수 있다.

추가적으로, 또는 대안적으로, 음향 출력 포트(512), 음향 채널(650), 음향 덕트(704) 및 저음 포트(518) 중 하나 이상에 대해 더 작은 단면적이 요구되는 경우, 음향 튜닝 부재(510) 내의 체적 수정 부분(660)의 크기 및 형상은 더 작은 통로에 의해 야기된 저항에 있어서의 임의의 증가와 균형을 맞추도록 감소될 수 있다. 특히, 체적 수정 부분(660)의 크기 및/또는 형상의 감소는 음향 튜닝 부재(510)에 의해 형성된 후방 체적 챔버(706)를 다시 증가시킬 것이다. 이러한 더 큰 공기 체적은 음향 저항을 감소시키고, 결국 저음 응답을 개선하는 데 도움이 될 것이다.

소정 실시예들이 설명되고 첨부 도면에 도시되었지만, 그러한 실시예들은 광범위한 발명을 제한하는 것이 아니라 단지 예시적인 것이며, 다양한 다른 수정들을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 떠올릴 수 있기 때문에, 본 발명은 도시되고 설명된 특정 구성들 및 배열들로 한정되지 않음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 본 명세서에서 누설 포트로도 지칭되는 2차 출력 개구는, 이어폰의 음향 응답을 개선하기에 적합한 이어폰 하우징의 임의의 부분 내에 형성될 수 있고, 임의의 크기 및 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 2차 출력 개구는, 이어폰이 귀 내에 위치할 때, 이어폰 하우징의 상측(top side) 또는 하측(bottom side)과 같이, 귀의 귓바퀴 부분에 대향하지 않는 하우징의 측면 부분(side portion) 내에, 또는 귀의 귓바퀴 부분의 반대편인 하우징의 측면 내에 형성될 수 있다. 또한, 음향 튜닝 부재는, 음향 능력들을 갖는 임의의 유형의 이어피스, 예를 들어, 귀를 에워싸는 헤드폰(circumaural headphone), 귀에 얹는 헤드폰(supra-aural headphone) 또는 이동 전화 헤드셋의 음향 응답을 개선하는 데 사용될 수 있다. 따라서, 본 설명은 제한하는 대신에 예시적인 것으로 간주되어야 한다.

Claims

이어폰으로서,
팁 부분의 외측면이 착용자의 귀와 접촉하는 동안 상기 귀 속으로 삽입되도록 치수가 정해진 상기 팁 부분, 및 상기 팁 부분으로부터 바깥쪽으로 연장되는 본체 부분을 갖는 이어폰 하우징 - 상기 본체 부분은, 상기 팁 부분이 상기 귀 속으로 삽입될 때, 상기 귀의 귓바퀴 부분(pinna region)에 대향하는 전면 부분(face portion)을 가짐 -;
상기 팁 부분에 형성된 1차 출력 개구(primary output opening) - 상기 1차 출력 개구는 상기 이어폰 하우징 내에 포함된 드라이버의 다이어프램에 의해 생성된 사운드를 상기 귀 내로 출력함 -; 및
상기 전면 부분에 형성된 2차 출력 개구(secondary output opening) - 상기 2차 출력 개구는 상기 귀를 주변 환경으로 통기(vent)시킴 -
를 포함하며,
상기 1차 출력 개구 및 상기 2차 출력 개구는, 상이한 방향들을 대향하고, 상기 드라이버의 사운드 출력면(sound output face) 앞에 위치하고,
상기 팁 부분이 상기 귀 속으로 삽입될 때, 상기 본체 부분은 상기 귀의 이개 내에 놓이고 상기 2차 출력 개구는 상기 귓바퀴 부분을 대향하고, 상기 2차 출력 개구는 상기 귓바퀴 부분에 의해 방해받지 않은 채로 남아있도록 치수가 정해지는, 이어폰.
삭제
제1항에 있어서, 상기 드라이버의 단부 부분(end portion)이 상기 이어폰 하우징의 상기 팁 부분으로 연장되는, 이어폰.
제1항에 있어서, 상기 2차 출력 개구는 6㎑ 주위에서 음압 레벨을 수정하도록 교정되는, 이어폰.
제1항에 있어서, 상기 2차 출력 개구는, 표면적이 3㎟ 내지 12㎟인, 이어폰.
제1항에 있어서, 상기 2차 출력 개구는, 종횡비가 3:2인, 이어폰.
제1항에 있어서, 상기 2차 출력 개구는, 상기 팁 부분이 상기 귀 속으로 삽입될 때, 수평 방향으로 배향되는 세장형 형상을 갖는, 이어폰.
제1항에 있어서, 상기 2차 출력 개구는, 상이한 사용자들이 착용할 때, 상기 이어폰의 음향 성능에 일관성을 제공하도록 치수가 정해지는, 이어폰.
제1항에 있어서, 상기 1차 출력 개구 및 상기 2차 출력 개구는 상기 드라이버의 상기 사운드 출력면과 정렬되어 대향하고 있는, 이어폰.
제1항에 있어서, 상기 팁 부분 및 상기 본체 부분은 비순응성(non-compliant) 소재로 형성되는, 이어폰.
이어폰으로서,
착용자의 귀 속으로 삽입되도록 치수가 정해진 팁 부분 및 상기 팁 부분으로부터 바깥쪽으로 연장되는 본체 부분을 갖는 이어폰 하우징 - 상기 본체 부분은, 상기 팁 부분이 상기 귀 속으로 삽입될 때, 상기 귀의 귓바퀴 부분에 대향하는 전면 부분을 가짐 -;
상기 팁 부분에 형성된 1차 출력 개구 - 상기 1차 출력 개구는 상기 하우징 내에 포함된 드라이버로부터 상기 귀 내로 사운드를 출력함 -; 및
상기 1차 출력 개구와 상이한 방향을 대향하도록 상기 전면 부분에 형성된 2차 출력 개구 - 상기 2차 출력 개구는 상기 귀를 주변 환경으로 통기시킴 -
를 포함하며,
상기 1차 출력 개구 및 상기 2차 출력 개구는 상기 드라이버의 동일한 측 상에 있고, 상기 1차 출력 개구의 중심을 관통하는 제1 축과 상기 2차 출력 개구의 중심을 관통하는 제2 축 사이의 교차점에서 형성된 각도가 90도 미만이고,
상기 팁 부분이 상기 귀 속으로 삽입될 때, 상기 본체 부분은 상기 귀의 이개 내에 놓이고 상기 2차 출력 개구는 상기 귓바퀴 부분을 대향하고, 상기 2차 출력 개구는 상기 귓바퀴 부분에 의해 방해받지 않은 채로 남아있도록 치수가 정해지는, 이어폰.
삭제
제11항에 있어서, 상기 2차 출력 개구는 상기 1차 출력 개구의 음압 주파수 응답을 수정하는, 이어폰.
제11항에 있어서, 상기 2차 출력 개구는, 표면적이 3㎟ 내지 12㎟인, 이어폰.
제11항에 있어서, 상기 2차 출력 개구는, 종횡비가 3:2인, 이어폰.
제11항에 있어서, 상기 2차 출력 개구는, 상기 본체 부분에 대하여 수직 방향으로 연장되는 튜브 부분이 수직 방향 아래쪽으로 위치할 때, 수평 방향으로 배향되는 세장형 형상을 갖는, 이어폰.
이어폰으로서,
벽을 갖는 이어폰 하우징을 포함하고,
상기 벽은 (1) 전방측을 포함하며, 상기 전방측은 (2) 단부와 연결되고, 상기 단부에는 1차 음향 출력 개구가 형성되며, 상기 단부는 (3) 전면 부분과 연결되고, 상기 전면 부분에는 2차 출력 개구가 형성되며, 상기 전면 부분은 (4) 후방측과 연결되고, 상기 후방측은 상기 전방측과 연결되며 드라이버를 둘러싸고,
상기 전면 부분 및 상기 전방측은, 착용자의 귀에 삽입되어 상기 착용자의 귀와 접촉하도록 치수가 정해진 상기 이어폰 하우징의 테이퍼진(tapered) 부분을 형성하고,
상기 1차 음향 출력 개구는 상기 이어폰 하우징 내에 포함된 드라이버의 다이어프그램에 의해 생성된 음향을 상기 귀로 출력하도록 치수가 정해지고, 상기 2차 출력 개구는 상기 귀로부터 외부 환경으로 통기(vent)하도록 치수가 정해지고,
상기 1차 음향 출력 개구 및 상기 2차 출력 개구는 서로 다른 방향을 대향하며 상기 드라이버의 음향 출력면 위에 위치하는, 이어폰.
삭제
제17항에 있어서, 상기 1차 음향 출력 개구의 중심을 관통하는 제1 축과 상기 2차 출력 개구의 중심을 관통하는 제2 축 사이의 교차점에서 형성된 각도가 90도 미만인, 이어폰.
제17항에 있어서, 상기 1차 음향 출력 개구 및 상기 2차 출력 개구는, 상기 테이퍼진 부분이 상기 착용자의 귀에 삽입될 때 동일 수평 평면 내에서 수평 방향으로 정렬되는, 이어폰.