KR102284371B1 - 무선음향기기 - Google Patents

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Abstract

일측에 음향홀이 형성된 하우징; 상기 하우징에 실장되며 상기 음향홀을 통해 소리를 출력하는 음향출력부; 상기 음향출력부의 타측에 위치하도록 상기 하우징에 실장되는 기판; 상기 기판의 타측에 위치하도록 상기 하우징에 실장되며 한 쌍의 전극을 포함하는 배터리; 상기 기판에 실장되며 RF신호를 공급하여 무선통신을 수행하는 무선통신부; 상기 한 쌍의 전극과 상기 기판을 연결하여 상기 배터리로부터 전원을 공급받는 한 쌍의 전원단자; 및 상기 한 쌍의 전극 중 적어도 하나와 연결되어 RF신호를 상기 무선통신부로부터 상기 한 쌍의 전극 중 적어도 하나에 공급하는 급전라인을 포함하고, 상기 급전라인과 연결된 전극은 상기 RF신호를 방사하는 안테나인 것을 특징으로 하는 무선음향기기에 관한 것이다.

Description

무선음향기기{PORTABLE SOUND EQUIPMENT}
본 발명은 단말기와 무선통신을 통해 단말기로부터 음향신호를 수신하여사용자에게 음향을 제공하는 귀에 삽입 가능한 초소형 무선음향기기에 관한 것이다.
무선음향기기는 단말기로부터 음향신호를 수신하고 마이크를 통해 수집한 음향정보를 단말기에 전송하는 이어폰과 마이크가 결합된 음향장치를 의미하며 이어셋이라고도 한다. 종래에는 무선음향기기를 단말기의 이어잭에 단자를 꼽아 음향 신호를 받는 유선 방식을 이용하였으나, 이동성 및 사용의 편의성 측면에서 최근 무선통신방식의 무선음향기기의 수요가 증가하고 있다.
무선음향기기의 크기는 더 작아져서 귀에 삽입하는 이어버드에 무선통신부와 배터리가 구비되어 별도의 본체 없이 직접 외부 단말기와 무선통신을 수행할 수 있는 장치가 개발되고 있다. 휴대성 및 착용감의 향상을 위해 그 크기가 더 작아짐에 따라 내부에 부품을 배치할 공간이 작아짐에 따라 부품의 효과적인 배치가 중요한 문제로 나타난다. 특히 무선통신 성능을 위해 전자기파를 이용하는 안테나의 배치가 중요하다.
본 발명은 사용자의 귀에 삽입하는 초소형 무선음향기기에 있어서, 무선통신성능을 개선하고 하우징 내부의 공간 활용도를 높인 무선음향기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
일측에 음향홀이 형성된 하우징; 상기 하우징에 실장되며 상기 음향홀을 통해 소리를 출력하는 음향출력부; 상기 음향출력부의 타측에 위치하도록 상기 하우징에 실장되는 기판; 상기 기판의 타측에 위치하도록 상기 하우징에 실장되며 한 쌍의 전극을 포함하는 배터리; 상기 기판에 실장되며 RF신호를 공급하여 무선통신을 수행하는 무선통신부; 상기 한 쌍의 전극과 상기 기판을 연결하여 상기 배터리로부터 전원을 공급받는 한 쌍의 전원단자; 및 상기 한 쌍의 전극 중 적어도 하나와 연결되어 RF신호를 상기 무선통신부로부터 상기 한 쌍의 전극 중 적어도 하나에 공급하는 급전라인을 포함하고, 상기 급전라인과 연결된 전극은 상기 RF신호를 방사하는 안테나인 것을 특징으로 하는 무선음향기기를 제공한다.
상기 배터리의 한 쌍의 전극은 상기 기판과 마주보는 제1 전극과 상기 하우징의 타측을 향하는 제2 전극을 포함하며, 상기 급전라인은 상기 제2 전극에 연결될 수 있다.
상기 제2 전극이 상기 제1 전극보다 면적이 더 클 수 있다.
상기 급전라인은 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 동시에 연결될 수 있다.
상기 제1 전극은 양극이고 상기 제2 전극은 음극이며, 상기 제1 전극이 상기 제2 전극보다 크기가 더 크고, 상기 제2 전극을 통해 상기 제1 전극을 통해 송신하는 신호보다 더 낮은 주파수 대역의 신호를 송신할 수 있다.
상기 기판은 그라운드를 포함하며, 상기 급전라인과 연결된 전극과 상기 기판의 그라운드 사이를 연결하는 접지라인을 더 포함할 수 있다.
상기 각각의 전원단자는 RF신호가 통과하는 것을 저지하는 알에프 초크(RF choke)를 더 포함할 수 있다.
상기 급전라인은 DC신호가 통과하는 것을 차단하는 디씨 블로킹(DC blocking)을 포함할 수 있다.
상기 기판은 중첩 배치되는 한 쌍의 인쇄회로기판과 상기 한 쌍의 인쇄회로기판을 연결하는 플렉서블 기판을 포함할 수 있다.
상기 하우징은 상기 일측에 상기 음향출력부에서 출력되는 소리가 증폭되는 공명공간을 더 포함할 수 있다.
상기 기판은 상기 급전라인을 통해 공급되는 RF신호의 주파수를 보정하는 매칭회로를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 무선음향기기는 배터리를 이용하여 안테나를 구현할 수 있어, 안테나를 위한 부재의 개수를 줄이고, 안테나를 위한 공간을 줄일 수 있다.
또한, 인쇄회로기판의 그라운드와 안테나의 거리가 종래에 비해 이격하여 배치할 수 있어 근거리 무선통신 성능이 제고될 수 있다.
본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명과 관련된 무선음향기기를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명과 관련된 무선음향기기를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명과 관련된 무선음향기기의 일 실시예에 따른 하우징 내부의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명과 관련된 무선음향기기의 일 실시예에 따른 배터리와 기판 사이를 연결관계를 설명하기 위한 개념도이다.
도 5는 본 발명과 관련된 무선음향기기의 다른 실시예에 따른 배터리와 기판 사이를 연결관계를 설명하기 위한 개념도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명과 관련된 무선음향기기(100)를 설명하기 위한 블록도이고, 도 2는 본 발명과 관련된 무선음향기기를 도시한하우징(101, 102, 103) 도면이다. 도 1및 도2를 참조하면 본 발명의 무선음향기기(100)는 외관을 형성하는 하우징(101, 102, 103)과 하우징 내부에 실장되는 무선통신부(140), 마이크(120), 제어부(180), 배터리(190), 사용자 입력부(110), 음향출력부(150)를 포함한다.
본 발명의 무선음향기기(100)는 도 2에 도시된 바와 같이 사용자의 귀에 삽입되어 소리를 출력하는 휴대용 장치로서, 휴대성을 위해 크기가 작은 것을 특징으로 한다. 특히 최근에는 본체와 유선으로 연결하지 않고 무선방식으로 신호를 수신하여 음향신호를 출력할 수 있다.
하우징의 일측(101)은 음향홀(153)이 형성되어 음향출력부(150)에서 출력되는 소리가 출력될 수 있으며, 음향홀(153)이 형성된 일측이 사용자의 귀에 삽입된다. 하우징의 타측(102)은 외측으로 노출되나, 최근엔 사용의 편의성을 위해 가능한 바깥쪽으로 노출되는 부분이 최소로 줄어들 수 있는 인이어(in-ear) 타입의 무선음향기기(100)가 선호되고 있다. 하우징의 일측(101)과 타측(102) 사이(103)는 오목하게 인입되어 사용자가 일측 부분을 귀에 삽입시 잘 빠지지 않도록 고정될 수 있다.
음향출력부(150)는 호신호 수신, 통화모드 또는 녹음 모드, 음성인식 모드, 방송수신 모드 등에서 무선통신부(140)로부터 수신되거나 메모리에 저장된 오디오 데이터 및 마이크(120)에서 수신한 음향을 변환하여 출력할 수 있다. 음향출력부(150)는 호신호 수신음, 메시지 수신음 등과 관련된 음향 신호를 출력하기도 한다.
음향출력부(150)는 전기적 신호를 소리로 만드는 변환기로서, 진동판(diaphragm), 보이스 코일 및 마그넷을 주요 구성으로 한다.
진동판은 얇은 비닐막으로 진동판의 진동이 공기의 흐름을 변화시켜 소리를 생성한다. 저역에서 고역까지 모든 주파수 대역을 하나의 진동판으로 처리하기 위해 진동판에 특수재료를 증기압착과 같은 방법으로 덧씌울 수 있다.
마그넷은 페라이트(아철산염), 알리코(철, 니켈, 알루미늄, 코발트의 합금), 사마늄-코발트, 그리고 네오디뮴 등의 물질로 만들어지며, 일반적으로 도넛형상으로 이루어진다. 마그넷은 자기장을 형성하며, 보이스 코일은 상기 마그넷이 형성한 자기장 내에 위치한다.
보이스 코일은 진동판에 부착된 코일로서, 음향신호에 따라 전류가 흐른다. 마그넷이 형성하는 자기장 내에서 보이스 코일에 흐르는 전류가 변화하면 전자기 유도현상에 의해 보이스 코일에 힘이 가해져 진동판이 움직인다. 즉, 음향신호에 따라 보이스 코일에 흐르는 전류가 변화하고, 그에 따라 진동판의 움직여 음향신호를 소리로 구현하여 사용자에게 제공한다.
본 발명과 같이 무선음향기기(100)는 크기가 작기 때문에 하우징(101, 102, 103)에 내부에 실장되는 음향출력부(150)의 크기는 점점 작아지고 음향출력부(150)에서 출력되는 소리가 바로 음향홀(153)을 통해 출력되는 구조를 가질 수 있다. 다만, 이러한 구조는 저음 대역의 음질의 저하가 불가피 한 문제가 있어, 가능한 하우징(101, 102, 103) 내에 공명공간(154)을 확보하기 위해서는 하우징(101, 102, 103) 내부에 실장되는 부품은 더욱 조밀하게 배치되어야 한다.
마이크(120)는 외부의 음향신호를 전기적인 음성 데이터로 처리한다. 처리된 음성 데이터는 무선음향기기(100)에서 수행중인 기능 또는 실행 중인 응용프로그램에 따라 다양하게 활용될 수 있다. 한편, 마이크(120)에는 외부의 음향 신호를 받는 과정에서 발생되는 잡음(noise)을 제거하기 위한 다양한 잡음 제거(노이즈 캔슬링(noise canceling)) 알고리즘이 구현될 수 있다.
노이즈 캔슬링을 구현하기 위해 2개 이상의 마이크(120)를 구비할 수 있으며, 마이크(120)의 위치에 따라 다르게 취득되는 소리를 기초로, 사용자의 음성인지 주변의 잡음인지를 판단할 수 있다.
또한, 마이크(120)에서 인식한 외부 소리를 증폭하여 음향출력부(150)를 통해 제공하여 청력이 나쁜 사용자의 청력을 보완하는 보조기구로서 역할도 할 수 있다.
사용자 입력부(110)는 사용자로부터 정보를 입력 받기 위한 것으로서, 사용자 입력부(110)를 통해 정보가 입력되면, 제어부(180)는 입력된 정보에 대응되도록 무선음향기기(100)의 동작을 제어할 수 있다. 이러한, 사용자 입력부(110)는 기계식 (mechanical) 입력수단(예를 들면 돔 스위치 (dome switch), 조그 휠, 조그 스위치 등) 및 터치식 입력수단을 포함할 수 있다.
제어부(180)는 마이크(120) 및 사용자 입력부(110)로부터 수신한 제어신호를 기초로 무선통신부(140), 음향출력부(150)를 제어한다. 마이크(120)에서 수신한 소리를 증폭하여 음향출력부(150)로 출력하거나, 무선통신부(140)를 통해 수신한 음향데이터에 따라 음향출력부(150)를 제어하여 사용자에게 음악이나 통화음을 제공할 수 있다. 또한 사용자 입력부(110)에서 입력된 신호에 기초하여 무선음향기기(100)의 동작을 제어하거나, 무선통신부(140)를 통해 외부 단말기에 상기 사용자 입력부(110)에서 입력된 제어신호를 송신할 수 있다.
배터리(190)는 제어부(180)의 제어에 의해 각 전자부품에 전원을 공급하고, 충전단자를 통해 외부 전원을 충전할 수 있다. 상기 충전단자는 데이터를 송수신하는 인터페이스의 기능을 동시에 할 수 있다.
배터리(190)는 작은 공간에 실장하고 충전과 방전이 가능한 2차 전지를이용할 수 있다. 대표적인 예로 리튬이온 배터리를 들 수 있다. 리튬이온 배터리는 음극(192)과 양극(191)으로 이루어진 한 쌍의 전극(194, 192), 그리고 전극(194, 192) 사이에 위치하는 전해질을 포함하며, 전해질과 전극(194, 192) 사이에 산화 환원 반응이 잉ㄹ어나면서 전자가 이동하며 전원을 공급한다.
무선통신부(140)는 외부 단말기와 연결하거나, 서버와 무선통신을 수행하기 위한 장치로서, 무선통신 대상, 거리, 데이터 양 및 속도 등에 따라 다른 통신방식을 이용할 수 있다. 각 통신방식에 따라 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 이런 무선통신 모듈로서 무선음향기기(100)에 주로 이용되는 통신방식은 근거리 무선통신이다.
근거리 통신 방식으로서, 블루투스(Bluetooth™), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus) 등이 있다.
무선음향기기(100) 주변에 상기 무선음향기기(100)와 통신 가능한 단말기를 감지(또는 인식)할 수 있다. 나아가, 제어부(180)는 상기 감지된 단말기가 본 발명에 따른 무선음향기기(100)와 통신하도록 인증된 단말기인 경우, 무선음향기기(100)에서 처리되는 데이터의 적어도 일부를, 상기 무선통신부(140)를 통해 단말기로 전송할 수 있다.
따라서, 무선음향기기(100)의 사용자는, 이동 단말기에서 처리되는 데이터를, 무선음향기기(100)를 통해 이용할 수 있다. 예를 들어 사용자는, 이동 단말기에 전화가 수신된 경우, 무선음향기기(100)를 통해 전화 통화를 수행하거나, 이동 단말기에 메시지가 수신된 경우, 무선음향기기(100)를 통해 상기 수신된 메시지를 확인하는 것이 가능하다.
전술한 바와 같이 무선음향기기의 크기가 작아짐에 따라 부품간의 간격이 좁아지게 되는 데 무선통신을 위한 안테나는 주변 부품의 영향을 받기 때문에 가능한 외측에 배치하는 것이 바람직하다. 또한, 사용자의 몸과 맞닿는 부분을 피해서 배치해야 사용자가 착용한 상태에서 무선통신 성능이 저하되는 것을 막을 수 있다. 하우징의 일측(101)은 사용자의 귀에 삽입하여 직접 닿는 부분이므로 하우징의 타측(102)에 안테나가 위치할 수 있다. 다만, 하우징(101, 102, 103)의 내부 공간이 작아 안테나를 배치할 공간이 적어 부품설계에 어려움이 있다.
종래에는 무선음향기기(100)의 배터리(190)를 가운데 두고 양면에 한 쌍의 인쇄회로기판(181a, 181b)으로 이루어진 구조를 이용했었다. 이러한 구조는 인쇄회로기판(181a, 181b)에 위치하는 그라운드와 하우징(101, 102, 103)의 타측에 위치하는 안테나와 거리가 가까워 무선통신 성능이 저하되는 문제가 있었다.
상기 문제를 해소하기 위해 본 발명은 배터리(190)의 전극(194, 192)을 안테나로 이용하고, 배터리(190)와 기판의 배치를 종래와 다리 하여 안테나와 기판의 그라운드 사이의 거리를 이격시킬 수 있다. 도 3은 본 발명과 관련된 무선음향기기(100)의 일 실시예에 따른 하우징(101, 102, 103) 내부의 구성을 설명하기 위한 단면도이다.
도면상 하측이 음향홀(153)이 형성된 하우징의 일측(101)이고 상측이 배터리(190)가 위치하는 타측(102)이다. 본 발명의 기판은 복수개의 인쇄회로기판(181a, 181b)과 상기 복수개의 인쇄회로기판(181a, 181b)을 연결하는 플렉서블 기판(182)을 포함할 수 있다. 도면상 인쇄회로기판(181a, 181b)은 2개만 개시되어 있으나, 필요한 경우 추가적으로 더 구비할 수 있으며, 플렉서블 기판(182)을 추가적으로 배치하여 마이크(120)나, 사용자 입력부(110)와 같은 부품과 제어부(180)를 연결하는 신호 통로로서 역할을 할 수 있다.
기판(181a, 181b, 182)은 그라운드를 포함할 수 있다. 그라운드와 각종부품을 연결하여 접지시켜 부품의 성능을 안정화시킬 수 있다. 특히 안테나는 그라운드와 연결여부 및 거리의 영향을 많이 받는다. 그라운드는 전도성 물질로 이루어진 부재로서, 가능한 넓은 면적을 가지는 것이 접지성능 상 유리한 바, 기판(181a, 181b, 182)의 전체 면적에 걸쳐 배치할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이 음향출력부(150)는 음향신호에 따라 진동판을 진동하여 소리를 출력하며, 음향홀(153)과 음향출력부(150) 사이에 공명공간(154)에서 음이 증폭되어 실제 출력보다 더 큰 소리를 전달 할 수 있다.
본 발명의 무선음향기기(100)는 하우징(101, 102, 103)의 타측에 배치된 배터리(190)는 음극(192)과 양극(191)으로 이루어진 한 쌍의 전극(194, 192)을 포함할 수 있다. 한 쌍의 전극(194, 192)은 크기가 같을 수도 있으나 차이가 날 수 있다. 송수신하고자 하는 주파수를 고려하여 적절한 크기의 전극(194, 192)을 안테나로 이용할 수 있다. 본 실시예는 설명의 편의를 위해 음극(192)이 더 큰 실시예를 기초로 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명과 관련된 무선음향기기(100)의 일 실시예에 따른 배터리(190)와 기판(181a, 181b, 182) 사이를 연결관계를 설명하기 위한 개념도이다. 기판(181a, 181b, 182)은 제어부(180)로서 각종 부품을 제어하는 구동칩을 포함하고, 상기 배터리(190)로부터 전원을 공급받아 음향출력부(150), 무선통신부(140), 사용자 입력부(110) 등의 부품을 제어할 수 있다. 배터리(190)로부터 전원을 인가 받기 위해 배터리(190)의 음극(192)과 양극(191)에 각각 연결되는 한 쌍의 전원단자(183a, 183b)를 포함할 수 있다.
본 발명은 배터리(190)의 음극(192) 또는 양극(191) 중 하나를 무선통신부(140)에서 인가하는 RF신호를 전자기파 형태로 방사하기 위한 안테나로 이용한다. 배터리(190)의 전극(194, 192)은 전도성 물질을 포함하고, 배터리(190)에서 공급되는 전원은 DC전원이고 무선신호는 RF신호로서, 서로 성질에 차이가 있어 전극(194, 192)을 안테나로 이용할 수 있다. RF신호를 배터리(190)의 전극(194, 192)에 연결하기 위해 전원단자(183a, 183b)와 별도로 인쇄회로기판(181a, 181b)과 연결된 급전라인(143)을 더 포함할 수 있다.
급전라인(143)과 별도로 인쇄회로기판(181a, 181b)의 그라운드와 연결하는 접지라인(144)을 더 포함할 수 있다. 본 발명의 무선음향기기(100)와 같이 크기가 작은 무선장치는 인쇄회로기판(181a, 181b)의 그라운드와 안테나의 거리가 가깝게 되어 임피던스가 낮아지는 문제가 있다. 임피던스를 높이기 위해 그라운드와 안테나의 거리를 가능한 이격시키고 추가적으로 접지라인(144)을 통해 안테나를 접지시켜 임피던스를 강제로 높일 수 있다.
본 발명은 배터리(190)의 한 쌍의 전극(194, 192) 중 안테나방사체로 이용되는 전극(194, 192)을 인쇄회로기판(181a, 181b)과 이격되는 위치에 배치하여 안테나의 임피던스가 낮아지는 것을 방지하고, 그라운드라인을 구비하여 안정적으로 신호를 송수신하는 안테나를 구현할 수 있다. 접지라인(144)과 그라운드 라인 및 전원단자(183a, 183b)는 플렉서블 기판(182)을 이용하거나 도전성 테이프 등을 이용하여 구현할 수 있다.
DC전원과 RF신호는 직류전류와 교류전류로서 서로 간섭이 일어나는 것을 방지하기 위해 전원단자(183a, 183b)에 알에프 초크(RF choke, 184)를 구비하여 RF신호가 전원단자(183a, 183b)를 통해 기판으로 흘러 들어오는 것을 방지할 수 있다. 또한, RF신호를 인가하는 급전라인(143)에는 DC전원(DC신호)을 차단하는 디씨 블로킹(DC blocking, 145)을 구비하여 직류전류가 유입되는 것을 방지할 수 있다. 급전라인(143)뿐만 아니라 접지라인(144)에도 디씨 블로킹(145)을 구비할 수 있다.
무선음향기기(100)는 근거리에 있는 외부 단말기와 연결하기 위해 블루투스 또는 와이파이와 같은 근거리 무선통신 기술을 이용할 수 있는 바, 본 발명의 무선통신부(140)는 블루투스 또는 와이파이 무선통신을 위해 이용될 수 있다. 예를 들어 블루투스의 경우 2.4GHz의 신호를 이용할 수 있으며, 해당 주파수의 신호를 송수신하기 위해 안테나의 크기는 신호의 파장길이에 반비례하게 된다. 다만, 배터리(190)의 전극(194, 192)을 이용하여 안테나를 구현하는 경우 안테나의 크기의 미세한 조정이 어려운 바, 매칭회로를 통해 원하는 주파수 대역의 신호를 송신하도록 공진주파수를 조정할 수 있다.
도 5는 본 발명과 관련된 무선음향기기(100)의 다른 실시예에 따른 배터리(190)와 기판(181a, 181b, 182) 사이를 연결관계를 설명하기 위한 개념도이다. 본 실시예는 배터리(190)의 음극(192)과 양극(191)을 모두 안테나로 이용할 수 있다.
근거리 무선통신 기술은 사물인터넷 기술이 확산됨에 따라 그 이용량이 많아 보다 많은 주파수 대역의 할당이 필요하여 최근에는 사용하는 주파수 대역을 확대하였다. 이렇게 다양한 주파수 대역의 신호를 송수신하기 위해 추가적으로 안테나를 구비할 필요가 있으며, 본 발명은 배터리(190)의 전극(194, 192)을 양면 모두 사용하여 충족할 수 있다.
이때, 크기가 작은 전극(194, 192)이 고주파 대역의 신호를 송수신하고 크기가 작은 전극(194, 192)이 저주파 대역의 신호를 송수신 할 수 있다. 본 실시 예에서는 음극(192)의 크기가 크므로 음극(192)은 2.4GHz의 신호를 위한 방사체로 이용되고, 양극(191)은 5.8GHz의 신호를 위한 방사체로 이용될 수 있다.
음극(192)과 양극(191)을 연결하는 급전라인(143)을 통해 다른 주파수의 신호를 합성하여 전달하면 각 전극(194, 192)은 공진주파수에 대응되는 신호만 방사할 수 있는 바, 도 5에 도시된 바와 같이 하나만 이용하여 구현할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 무선음향기기(100)는 배터리(190)를 이용하여 안테나를 구현할 수 있어, 안테나를 위한 부재의 개수를 줄이고, 안테나를 위한 공간을 별도로 확보할 필요가 없다. 또한, 인쇄회로기판(181a, 181b)의 그라운드와 안테나의 거리가 종래에 비해 이격하여 배치할 수 있어 근거리 무선통신 성능이 제고될 수 있다.
따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
100: 무선음향기기 110: 사용자 입력부
120: 마이크 130: 센싱부
140: 무선통신부 142: 급전부
143: 급전라인 144: 접지라인
145: 디씨 블로킹 150: 음향출력부
153: 음향홀 154: 공명공간
180: 제어부 181a, 181b: 인쇄회로기판
182: 플렉서블기판 183a, 183b: 전원단자
184: 알에프 초크 190: 배터리
191: 양극 192: 음극

Claims (11)

  1. 일측에 음향홀이 형성된 하우징;
    상기 하우징에 실장되며 상기 음향홀을 통해 소리를 출력하는 음향출력부;
    상기 음향출력부의 타측에 위치하도록 상기 하우징에 실장되는 기판;
    상기 기판의 타측에 위치하도록 상기 하우징에 실장되며 한 쌍의 전극을 포함하는 배터리;
    상기 기판에 실장되며 RF신호를 공급하여 무선통신을 수행하는 무선통신부;
    상기 한 쌍의 전극과 상기 기판을 연결하여 상기 배터리로부터 전원을 공급받는 한 쌍의 전원단자; 및
    상기 한 쌍의 전극 중 적어도 하나와 연결되어 RF신호를 상기 무선통신부로부터 상기 한 쌍의 전극 중 적어도 하나에 공급하는 급전라인을 포함하고,
    상기 급전라인과 연결된 전극은 상기 RF신호를 방사하는 안테나인 것을 특징으로 하는 무선음향기기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배터리의 한 쌍의 전극은 상기 기판과 마주보는 제1 전극과 상기 하우징의 타측을 향하는 제2 전극을 포함하며,
    상기 급전라인은 상기 제2 전극에 연결되는 것을 특징으로 하는 무선음향기기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2 전극이 상기 제1 전극보다 면적이 더 큰 것을 특징으로 하는 무선음향기기.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 급전라인은 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 동시에 연결되는 것을 특징으로 하는 무선음향기기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 전극은 양극이고 상기 제2 전극은 음극이며,
    상기 제1 전극이 상기 제2 전극보다 크기가 더 크고,
    상기 제2 전극을 통해 송신하는 신호는 상기 제1 전극을 통해 송신하는 신호보다 더 낮은 주파수 대역의 신호인 것을 특징으로 하는 무선음향기기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 그라운드를 포함하며,
    상기 급전라인과 연결된 전극과 상기 기판의 그라운드 사이를 연결하는 접지라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선음향기기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전원단자는 RF신호가 통과하는 것을 저지하는 알에프 초크(RF choke)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선음향기기.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 급전라인은 DC신호가 통과하는 것을 차단하는 디씨 블로킹(DC blocking)을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선음향기기.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 기판은
    중첩 배치되는 한 쌍의 인쇄회로기판과 상기 한 쌍의 인쇄회로기판을 연결하는 플렉서블 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선음향기기.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 일측에 상기 음향출력부에서 출력되는 소리가 증폭되는 공명공간을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선음향기기.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 상기 급전라인을 통해 공급되는 RF신호의 주파수를 보정하는 매칭회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선음향기기.
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