KR20050015290A - Air conduction and bone conduction speaker - Google Patents

Abstract

PURPOSE: An air conduction and bone conduction speaker is provided to reduce the power consumption by using a both-sides speaker structure having an air conduction function and a bone conduction function. CONSTITUTION: An air conduction and bone conduction speaker includes an upper diaphragm(1), a lower diaphragm(2), a voice coil(5), and a permanent magnet(6). One of the upper and the lower diaphragms is connected to the voice coil. The other is connected to the permanent magnet. An air vibration process and a bone vibration process are simultaneously generated according to vibration of the voice coil and the permanent magnet.

Description

기도 및 골도 스피커{Air conduction and bone conduction speaker} Air conduction and bone conduction speaker

본 발명은 기도 및 골도를 통해 음향을 수신할 수 있는 스피커에 관한 것이다. 이 스피커는 모든 음향 청취 수단에 적용할 수 있다. 이 스피커를 실장한 음향 단말기는 정상인이 정상적인 환경에서는 기도를 통해 음향을 청취할 수 있으며, 난청자 또는 정상인이 공기 진동에 의해 음향의 청취가 어려운 환경에서 골도를 통해 유용하게 이용할 수 있다.The present invention relates to a speaker capable of receiving sound through the airway and bone bone. This speaker is applicable to all sound listening means. The acoustic terminal equipped with this speaker can be used to listen to sound through the airway in normal environment, and the hearing impaired or normal person can be usefully used through bone conduction in an environment where it is difficult to hear sound by air vibration.

골도 전화기에 관해 특허 제 100109760호, 제 100297981호 등 다수 특허가 출원되어 있으며, 골도 진동자에 관한 특허도 제 100103913호, 제 200235799호 등 다수가 출원되어 있다. 기도 및 골도 겸용 유선 전화기가 개발되어 판매되고 있다. 이 골도 유선 전화기는 일반 스피커를 응용한 것으로서, 공기 진동을 기계 진동으로 변환함에 따라 전력 소모에 비해 진동 강도의 한계가 있었다. 이와 같이 종래의 골도 방식에서는 진동 강도를 높이기 위해 입력 신호를 크게 증폭해야 함에 따라 별도의 전원 장치인 어댑터가 필요하였다. 따라서 무선 전화기, 휴대폰 등과 같이 배터리 전원을 이용하는 단말기에 적용하기 어려운 문제점이 있었다.  A number of patents, such as patents 100109760 and 100297981, have been applied for a bone conduction telephone, and a number of patents relating to bone conduction vibrators have also been filed, for example, 100103913 and 200235799. Landline phones for both airway and bone conduction have been developed and sold. This bone-wired telephone is an application of a general speaker, which has a limit of vibration strength compared to power consumption by converting air vibration into mechanical vibration. As such, in the conventional bone conduction method, an input signal, which is a separate power supply device, is required as the input signal must be amplified to increase the vibration intensity. Therefore, there is a problem that is difficult to apply to a terminal using a battery power, such as a cordless phone, a mobile phone.

본 발명의 스피커는 배터리와 같은 저전력 전원을 사용하는 음향 단말기에서도 기도 및 골도 청취가 가능하도록 고안된 것으로 보이스코일, 영구 자석, 진동판 두개를 이용한다. The speaker of the present invention is designed to be able to listen to airways and bones even in an acoustic terminal using a low power source such as a battery, and uses a voice coil, a permanent magnet, and two diaphragms.

일반적인 스피커에서는 영구 자석을 고정시키고 보이스 코일이 움직이도록 되어 있다. 진동판과 연결된 보이스 코일에 전기적 신호를 흘리면 플레밍의 왼손 법칙에 의해 보이스 코일이 진동판을 진동시키게 된다. 이 진동판이 공기를 진동시켜 기도 청취 경로인 외이, 중이, 내이를 통해 음향을 청취하게 된다. In a typical speaker, the permanent magnet is fixed and the voice coil is moved. When an electrical signal flows through the voice coil connected to the diaphragm, the voice coil vibrates the diaphragm according to Fleming's left-hand rule. The diaphragm vibrates air to hear sound through the outer, middle and inner ear, which are airway listening paths.

다른 방법으로서 보이스 코일을 고정시키고 영구 자석에 진동판을 직접 연결한 경우를 생각할 수 있다. 이때 보이스 코일은 일종의 솔레노이드로서 동작한다. 솔레노이드에 음향 신호를 인가하면 솔레노이드 내부에 자력선이 생성되며, 이 자력선은 음향 파형에 따라 자극이 N극 또는 S극으로 변화된다. 솔레노이드 한끝에 영구 자석을 고정시키면 영구 자석 자극은 N극 또는 S극중 한극으로 고정되어 있으므로 음향 파형에 따라 영구 자석을 당기거나 밀게 된다. 이 동작에 의해 영구 자석이 진동하게 된다. 영구 자석의 진동은 진동판을 진동시킴으로써 기계적 진동을 발생하게 된다. 기계적 진동은 뼈를 진동시켜 내이로 직접 음향을 청취할 수 있는 골도 청취에 이용할 수 있다.As another method, a case in which a voice coil is fixed and a diaphragm is directly connected to a permanent magnet can be considered. At this time, the voice coil operates as a kind of solenoid. When an acoustic signal is applied to the solenoid, a magnetic force line is generated inside the solenoid. The magnetic force line changes the magnetic pole to the N pole or the S pole according to the acoustic waveform. When the permanent magnet is fixed to one end of the solenoid, the permanent magnet magnetic pole is fixed to one of the north pole and the south pole, so the permanent magnet is pulled or pushed according to the acoustic waveform. This operation causes the permanent magnet to vibrate. Vibration of the permanent magnet causes mechanical vibration by vibrating the diaphragm. Mechanical vibration can be used to listen to bone bones, which can vibrate bones and hear sound directly into the inner ear.

본 발명은 이상의 두 가지 방법을 모두 이용하였다. 즉 보이스 코일과 영구자석을 고정시키지 않고 보이스 코일에 전기적 신호를 입력하면 보이스 코일과 영구 자석이 모두 진동하도록 하였다. 이때 보이스 코일 및 보이스 코일에 연결된 진동판의 질량과 영구 자석 및 영구 자석에 연결된 진동판의 질량을 조절하여 진동 강도를 조절할 수 있다. 또한 진동판의 재질, 형상에 따라 기도 청취 특성 및 골도 청취 특성이 결정된다. 이와 같이 본 발명은 하나의 스피커로서 기도 청취, 골도 청취가 모두 가능하여 주변 환경에 무관하게 정상인과 청각 장애인이 모두 음향을 청취할 수 있는 스피커를 개발하는데 목적이 있다. The present invention used both of the above methods. In other words, if the voice coil and the permanent magnet is input to the voice coil without fixing the voice coil and the permanent magnet both vibrates. At this time, the vibration intensity can be controlled by adjusting the mass of the voice coil and the diaphragm connected to the voice coil and the mass of the permanent magnet and the diaphragm connected to the permanent magnet. In addition, airway listening characteristics and bone conduction listening characteristics are determined according to the material and shape of the diaphragm. As described above, an object of the present invention is to develop a speaker capable of listening to airway and bone conduction as one speaker so that both normal people and deaf people can hear sound regardless of the surrounding environment.

상기한 목적을 달성하기 위하여 이하 본 발명을 첨부 도면에 의거하여 상세하게 설명한다.In order to achieve the above object, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 은 본 발명이 적용되는 기도 및 골도 스피커의 실시예로서 윗 진동판(1), 아래 진동판(2), 윗 덮개(3), 아래 덮개(4), 보이스 코일(5), 영구 자석(6), 탑 플레이트(7) 및 구조물(8)로 구성되어 있다. 여기서 보이스 코일과 영구 자석은 모두 고정되어 있지 않으며 각각 진동판과 접촉되어 있다. 전기적 신호가 보이스 코일(5)에 인가되면 한극이 고정된 영구 자석(6)과의 상호 작용에 의해 윗 진동판(1)이 진공하게 된다. 또한 보이스 코일(5)이 솔레노이드처럼 동작함에 따라 보이스 코일(5) 내부에는 자계가 형성된다. 전기적 신호인 음향 파형에 따라 자력선의 방향이 바뀌므로 영구 자석(6)을 밀거나 당기게 되어 아래 진동판(2)을 진동하게 된다. 이때 자속을 강하게 하기 위해 솔레노이드 내부에 순철과 같은 탑 플레이트(7)를 둘 수도 있다. 양 진동판(1,2)과 접촉된 보이스 코일(5)과 영구 자석(6)의 질량 및 진동판의 두께, 재질에 따라 원하는 공기 진동 및 기계 진동을 얻을 수 있다. 공기 진동은 기도 청취, 기계 진동은 골도 청취에 이용할 수 있다. 이와 같이 본 발명은 영구 자석(6)의 진동을 직접 전달하는 기계 진동 방식이므로 공기 진동을 기계 진동으로 변환하는 방식에 비해 저전력으로 골도 진동을 얻을 수 있는 장점이 있다. 1 is an embodiment of an airway and bone conduction speaker to which the present invention is applied, the upper diaphragm 1, the lower diaphragm 2, the upper cover 3, the lower cover 4, the voice coil 5, the permanent magnet 6 ), Top plate 7 and structure 8. Here, both the voice coil and the permanent magnet are not fixed and are in contact with the diaphragm, respectively. When an electrical signal is applied to the voice coil 5, the upper diaphragm 1 is vacuumed by the interaction with the permanent magnet 6 in which the one pole is fixed. In addition, as the voice coil 5 operates like a solenoid, a magnetic field is formed inside the voice coil 5. Since the direction of the magnetic field lines is changed according to the acoustic waveform which is an electrical signal, the permanent magnet 6 is pushed or pulled to vibrate the lower diaphragm 2. At this time, in order to strengthen the magnetic flux may be placed in the solenoid top plate (7) such as pure iron. Depending on the mass of the voice coil 5 and the permanent magnet 6 and the thickness and material of the diaphragm in contact with both diaphragms 1 and 2, desired air vibration and mechanical vibration can be obtained. Air vibrations can be used for airway listening and mechanical vibrations for bone conduction. As described above, since the present invention is a mechanical vibration method for directly transmitting the vibration of the permanent magnet 6, there is an advantage of obtaining bone conduction vibration at low power as compared to the method of converting air vibration into mechanical vibration.

도 1에서는 영구 자석(6)이 보이스 코일(5)의 중심에 놓여 있는 내자형 스피커 실시예를 설명하였지만, 영구 자석이 보이스 코일의 바깥쪽에 위치하는 외자형 스피커에도 적용할 수 있다. 본 발명의 기도 및 골도 겸용 스피커는 보이스 코일의 규모, 영구 자석의 크기, 진동판의 재질, 진동판의 두께 등에 따라 다양하게 구성할 수 있다.In FIG. 1, an embodiment of a magnetic speaker in which the permanent magnet 6 is placed at the center of the voice coil 5 has been described. However, the permanent magnet 6 may also be applied to an external speaker in which the permanent magnet is located outside the voice coil. Combined airway and bone conduction speaker of the present invention can be configured in various ways depending on the size of the voice coil, the size of the permanent magnet, the material of the diaphragm, the thickness of the diaphragm.

본 발명의 스피커는 양면 스피커 구조를 가지고 있으며, 하나의 스피커로서 기도 청취 및 골도 청취가 가능하다. 기도 청취는 기존 스피커의 기능과 유사하지만, 부가적으로 골도 청취 기능을 가지는 장점이 있다. 본 발명의 골도 진동은 영구 자석의 직접 진동을 이용함에 따라 전력 소모가 적은 특징이 있다. 따라서 어댑터 전원을 사용하는 음향 단말기뿐만 아니라 배터리 전원을 사용하는 휴대폰, 헤드폰, 무선전화기, 무전기 등 이동 단말기에도 적용할 수 있다. The speaker of the present invention has a double-sided speaker structure, it is possible to hear the airway and bones as one speaker. Airway listening is similar to that of existing speakers, but additionally has the advantage of having bone conduction. The bone conduction vibration of the present invention is characterized by low power consumption by using the direct vibration of the permanent magnet. Therefore, the present invention can be applied not only to an acoustic terminal using an adapter power but also to a mobile terminal such as a battery-powered mobile phone, headphones, a cordless phone, and a radio.

도 1 은 본 발명이 적용되는 기도 및 골도 스피커의 실시예 구성도이다. 1 is an embodiment configuration of the airway and bone conduction speaker to which the present invention is applied.

Claims (1)

윗 진동판(1), 아래 진동판(2), 보이스 코일(5), 영구 자석(6) 으로 구성되어 있으며, 한쪽 진동판은 보이스 코일(5)과 연결되어 있고 다른 진동판은 영구 자석(6)과 연결되어 있어서 보이스 코일과 영구 자석이 진동함에 따라 공기 진동과 골도 진동을 동시에 발생하는 것을 특징으로 하는 기도 및 골도 겸용 스피커It consists of an upper diaphragm (1), a lower diaphragm (2), a voice coil (5), a permanent magnet (6), one diaphragm is connected to the voice coil (5), and the other diaphragm is connected to the permanent magnet (6). As the voice coil and the permanent magnet vibrate, the airway and bone conduction speakers simultaneously generate air and bone conduction vibrations.