KR20160046146A - 마이크로 스피커 - Google Patents

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Abstract

전기 신호를 음향 신호로 변환시키기 위한 마이크로 스피커가 개시된다.
일 실시형태에 따른 마이크로 스피커는, 링 형상을 갖는 마그넷(240)과; 상기 마그넷이 부착되며 사용자의 고막을 향하도록 배치되는 프레임(210)과; 상기 프레임의 외주 둘레에 형성되며 상기 마그넷의 주위에 코일이 위치하도록 진동판(260)을 설치하기 위한 전방 케이스(220)와; 상기 전방 케이스의 후방에 부착되는 후방 케이스(230)와; 상기 마그넷의 중심에 배열되도록 상기 프레임에 형성되는 중심구멍(211)과; 상기 프레임과 상기 진동판 사이에 배치되는 상기 코일(250); 을 포함할 수 있다.

Description

마이크로 스피커{MICRO SPEAKER}
본 발명은 전기 신호를 음향 신호로 변환시키기 위한 마이크로 스피커에 관한 것이다.
일반적으로 마이크로 스피커는 이어폰이나 헤드폰에 사용되고 있으며, 휴대용 라디오 및 카세트 테이프 플레이어는 물론 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, 그에 따라 마이크로 스피커의 사용이 점차 증가하고 있다.
도 1에는 종래기술에 따른 마이크로 스피커의 단면도가 도시되어 있고, 도 2에는 그 사시도가 도시되어 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 마이크로 스피커(100)는 사용자의 고막을 향해 배치되는 전면 커버(160)와 그 반대쪽을 향해 배치되는 하우징(110)에 의해 외형이 형성되고, 하우징(110)의 내부에 마그넷(120)이 배치된다.
하우징(110)은 도 1에서 볼 때 아래쪽을 향하여 일부분이 돌출되어 있으며, 그 내부에 마그넷(120)이 배치된다. 마그넷(120) 상에는 평탄한 패널(130)이 배치된다. 마그넷(120)과는 반대쪽 표면, 즉 하우징(110)의 외면 상에는 인쇄 회로 기판(140)이 배치된다.
하우징(110) 내에는 마그넷(120)과 함께 자기장을 형성하기 위한 코일(180)이 배치된다. 마이크로 스피커(100)의 내부에는 전기적인 신호를 받아들여 공기를 진동시키기 위한 진동판(170)이 배치된다. 또한, 하우징(110)의 내부에는 진동판(170)을 고정시키기 위한 고정 링(150)이 더 배치된다.
동시에, 하우징(110) 및 전면 커버(160)에는 마이크로 스피커의 내부와 외부 를 연결하기 위한 여러 개의 관통구멍(111, 161)들이 배치된다.
이와 같이 구성된 마이크로 스피커(100)는, 각 부품들을 접착제에 의해 부착시킴으로써 제조된다. 즉, 접착제에 의해 인쇄 회로 기판(140)을 하우징(110)의 외부에 부착시키고, 마그넷(120)을 하우징(110)의 내부에 부착시킨다. 또한, 접착제에 의해 고정링(150)을 하우징(110)에 부착시킴으로써 진동판(170)과 코일(180)을 설치하고, 전면 커버(160)과 하우징(110)을 부착시켜 조립을 완료한다.
그런데, 고음영역에서는 진동판(170)이 피스톤처럼 진동운동을 하지 않는다. 다시 말해서, 진동판의 중심에 비하여 가장자리에서의 진동 변위가 매우 작아, 고음영역에서의 진동운동은 실질적으로 진동판의 중심에서만 일어나게 된다.
그에 따라 고음영역과 저음영역의 확실한 음재생과 청취감 향상을 위해, 마이크로 스피커의 음질 개선 연구가 지속될 필요가 있다.
이러한 종래의 문제점들을 해결하기 위한 본 발명은, 고음의 출구와 저음의 출구를 각각 형성하여 고음영역의 재생음과 저음영역의 재생음이 별개의 전용 출구를 통하여 마이크로 스피커의 하우징 외부로 출력될 수 있도록 함으로써 더욱 양호한 음질의 마이크로 스피커를 제공하고자 하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 전기 신호를 음향 신호로 변환시키기 위한 마이크로 스피커로서, 링 형상을 갖는 마그넷과; 상기 마그넷이 부착되며 사용자의 고막을 향하도록 배치되는 프레임과; 상기 프레임의 외주 둘레에 형성되며 상기 마그넷의 주위에 코일이 위치하도록 진동판을 설치하기 위한 전방 케이스와; 상기 전방 케이스의 후방에 부착되는 후방 케이스와; 상기 마그넷의 중심에 배열되도록 상기 프레임에 형성되는 중심구멍과; 상기 프레임과 상기 진동판 사이에 배치되는 상기 코일; 을 포함하는, 마이크로 스피커가 제공된다.
일 실시형태에 따른 마이크로 스피커는, 상기 마그넷과 상기 진동판 사이에 배치되는 링 형상의 보조 진동판을 포함할 수 있다.
일 실시형태에 따른 마이크로 스피커는, 상기 마그넷의 주위에 환형으로 배열되도록 상기 프레임에 형성되는 제1 관통구멍을 포함할 수 있다.
일 실시형태에 따른 마이크로 스피커는, 상기 전방 케이스에 형성되어 환형으로 배열되는 제2 관통구멍을 포함할 수 있다.
일 실시형태에 따른 마이크로 스피커는, 상기 제2 관통구멍보다 외측에서 상기 전방 케이스에 형성되어 환형으로 배열되는 제3 관통구멍과; 상기 관통구멍의 후방에 형성되는 우회 통로; 를 포함할 수 있다.
상기 프레임은, 상기 제1 관통구멍보다 반경방향 외측에 상기 후방 케이스를 향하여 돌출 형성되는 제1 내부벽을 포함하여, 상기 코일은 상기 마그넷과 상기 제1 내부벽 사이에 위치될 수 있다.
상기 전방 케이스는, 외주 가장자리에서 상기 후방 케이스를 향하여 연장되는 외부벽과, 상기 외부벽으로부터 내측으로 이격되어 상기 후방 케이스를 향하여 연장되는 제2 내부벽을 포함하여, 상기 우회 통로는 상기 제2 내부벽과 상기 외부벽의 사이에 형성되고, 상기 진동판은 상기 제2 내부벽에 고정될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 의하면, 고음의 출구와 저음의 출구를 각각 형성하여 고음영역의 재생음과 저음영역의 재생음이 별개의 전용 출구를 통하여 마이크로 스피커의 하우징 외부로 출력될 수 있는 마이크로 스피커가 제공될 수 있어, 더욱 확실한 음재생이 가능해지고 청취감이 향상될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 마이크로 스피커에 의하면, 진동판이 고막과는 반대쪽을 향하고 있고, 스피커의 내부공간이 확대될 수 있어, 진동판에서의 음재생시 진동공간의 확대로 고막에 대한 자극이 감소될 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시형태에 따른 마이크로 스피커에 의하면, 음의 재생량이 커질 수 있어 스피커의 볼륨을 지나치게 증가시키지 않고도 충분히 음 청취가 가능하게 될 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 마이크로 스피커의 단면도,
도 2는 종래기술에 따른 마이크로 스피커의 사시도,
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 마이크로 스피커의 단면도,
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 마이크로 스피커의 사시도,
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른 마이크로 스피커의 작용효과를 설명하기 위한 그래프이다.
이하, 본 발명의 일 실시형태에 따른 마이크로 스피커를, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 3에는 본 발명의 일 실시형태에 따른 마이크로 스피커의 단면도가 도시되어 있고, 도 4에는 그 사시도가 도시되어 있다. 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 전기 신호를 음향 신호로 변환시키기 위하여 사용되는, 본 발명에 따른 마이크로 스피커(200)는, 마그넷(240)이 부착되며 사용자의 고막을 향하여 배치되는 프레임(210)과, 이 프레임(210)의 외주 둘레에 형성되며 진동판(260)이 설치되는 전방 케이스(220)와, 이 전방 케이스(220)의 후방에 부착되는 후방 케이스(230)를 포함한다.
본 명세서에 있어서, 전방 혹은 전면은 사용자의 고막을 향한 쪽을 의미하며, 후방 혹은 후면은 사용자의 고막 반대쪽을 의미한다.
진동판(260)의 전방에는 코일(250)이 부착되며, 이 코일(250)은 종래와 마찬가지로 마그넷(240)과 협력하여 진동함으로써 진동판(260)을 진동시킨다. 고정 링(261)은 진동판(260)을 전방 케이스(220)에 부착시키기 위해 사용된다.
마그넷(240)은 중심부분에 관통구멍이 형성되어 있는 대략 원형의 링 형상을 가진다. 마그넷(240)이 후면, 즉 내부에 부착되어 있는 프레임(210)은 순철로 제작될 수 있다. 이 프레임(210)에는 하나의 중심구멍(211)이 중심에 형성되는 동시에, 복수개의 제1 관통구멍(213)이 환형으로 배열되도록 형성될 수 있다. 마그넷(240)의 후면에는 패널(241)이 부착되어 있다.
패널(241)의 후면에는 보조 진동판(265)이 설치된다. 보조 진동판(265)은, 스피커의 내부에서 방사되는 고음을 가능한 한 중심부분으로 모아 스피커의 외부로 출력할 수 있도록 하기 위한 것이다. 예를 들어, 보조 진동판(265)은 수평방향으로 반으로 잘린 도넛 형상을 가질 수 있다.
프레임(210)의 외주 둘레에 플라스틱 등의 탄성중합체에 의해 프레임(210)과 일체로 형성되도록 사출될 수 있는 전방 케이스(220)에는 제2 관통구멍(221) 및 제3 관통구멍(222)이 환형으로 배열되도록 형성된다. 제3 관통구멍(222)은 제2 관통구멍(221)보다 가장자리측, 즉 프레임(210)으로부터 멀리 위치되고, 제2 관통구멍(221)은 제3 관통구멍(222)보다 전방 케이스(220)의 중심측, 즉 프레임(210)에 가깝게 위치된다.
중심구멍(211)은 진동판(260)의 중심부분과 마주하도록 배치되고, 제1 관통구멍(213)은 코일(250)을 마주하도록 배치될 수 있다. 중심구멍(211)은 진동판의 중심부분에서 집중적으로 발생하는 고음영역의 재생음을 주로 출력하는 통로(즉, 주 고음출구)로서의 역할을 수행할 수 있고, 제1 관통구멍(213)은 코일(250)의 진동에 의한 고음의 코일 진동음이 주로 배출되는 통로(즉, 주 코일발생음 출구)로서의 역할을 수행할 수 있다.
또, 제2 관통구멍(221)은 진동판(260)의 가장자리부분, 즉 진동판(260)을 고정하는 고정링(261)과 코일(250) 사이의 영역과 마주하도록 배치될 수 있다. 그에 따라 제2 관통구멍(221)은 진동판(260)에 의한 진동판 진동음 중 저음이 주로 배출되는 통로(즉, 주 저음출구)로서의 역할을 수행할 수 있다.
저음은 그 특성상 고음에 비해 개방된 부분을 쉽게 빠져나가므로, 진동판(260)과 후방 케이스(230) 사이에서 반사되는 저음, 중음 및 고음 중에서 저음 및 중음은 고음에 비해 우회 통로(223) 및 제3 관통구멍(222)을 통해 상대적으로 쉽게 전달될 수 있다. 그에 따라 제3 관통구멍(222)은 서라운드 중음 및 저음의 주 출구로서의 역할을 수행할 수 있다.
전방 케이스(220)의 후방에는, 예컨대 SUS304 등의 소재로 만들어지는 후방 케이스(230)가 부착된다. 이 후방 케이스(230)에는 제4 관통구멍(231)이 환형으로 배열되도록 형성되며, 후방 케이스(230)의 후면에는 인쇄 회로 기판(270)이 부착된다.
프레임(210)에는 후방을 향하여 돌출하는 제1 내부벽(215)이 형성되어, 코일(250)은 마그넷(240)과 프레임의 제1 내부벽(215) 사이에 위치된다. 제1 내부벽(215)은 제1 관통구멍(211)보다 반경방향 외측에서 후방 케이스(230)를 향하여 돌출 형성된다.
또한 전방 케이스(220)는, 외주 가장자리에서 후방을 향하여 연장되는 외부벽(226)과, 이 외부벽(226)으로부터 중심을 향해, 즉 외부벽(226)으로부터 내측으로 이격되어 후방을 향하여 연장 형성되는 제2 내부벽(225)을 포함할 수 있다.
제2 내부벽(225)과 외부벽(226)의 사이에는 우회 통로(223)가 형성되며, 진동판(260)을 고정하기 위한 고정 링(261)은 제2 내부벽(225)에 부착된다.
진동판(260)과의 간섭을 방지하기 위해 제2 내부벽(225)은 제1 내부벽(215)보다 높게 형성되며, 제1 및 제2 내부벽(215, 225)은 후방 케이스(230)와 접촉하지 않는다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 스피커의 중심에 중심구멍(211)을 형성함으로써 진동판(260)의 중심에서 주로 발생되는 고음영역의 재생음을 원활하게 스피커 외부로 출력시킬 수 있다. 또한, 고음출력용의 보조 진동판(265)을 스피커의 내부 중심부분에 설치함으로써 스피커의 내부에서 방사되는 고음을 가능한 한 가운데로 모아 중심구멍(211)을 통하여 스피커 외부로 출력할 수 있도록 할 수 있다.
도 5에는 본 발명의 일 실시형태에 따른 마이크로 스피커의 작용효과를 설명하기 위한 주파수 응답 그래프가 도시되어 있으며, 실선으로 표시된 것이 본 발명의 실시형태에 의해 도출된 결과이고 점선으로 표시된 것이 비교예에 의해 도출된 결과이다. 도 5의 그래프를 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 의해 그래프 우측의 고음영역에서 비교예에 비하여 현저히 양호한 응답 결과가 얻어짐을 확인할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 전방을 향하여 배치되는 프레임(210)의 후면에 마그넷(240)이 설치되고, 이 마그넷(240)의 주위에 코일(250)이 위치될 수 있도록 진동판(260)이 설치된다. 즉, 도 1에 도시된 종래의 마이크로 스피커(100)의 경우에 마그넷(120)이 하우징(110)에 접착된 상태에서 이 하우징(110) 외면에 인쇄 회로 기판(140)이 고정되고 있지만, 본 발명에 따른 마이크로 스피커(200)의 경우에는 마그넷(240)은 전방의 프레임(210)에 고정되고 인쇄 회로 기판(270)은 후방의 후방 케이스(230)에 고정된다.
이와 같이 코일(250)이 진동판(260)의 전방에 위치되므로, 진동판(260)에 의한 진동판 진동음과 함께 코일(250)에 의한 코일 진동음이 사용자의 고막에 전달될 수 있다. 그에 따라, 고주파 영역에 해당하는 코일 진동음이 사용자의 고막에 전달될 수 있어 전체적으로 고주파 영역으로 대역폭이 증대되는 효과를 거둘 수 있게 된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 코일(250)과 마그넷(240)이 진동판(260)에 비해 전방, 즉 사용자의 고막을 향해 배치되어 있기 때문에, 진동판(260)이 고막의 반대쪽인 후방, 즉 귓구멍의 바깥쪽을 향하여 진동하게 된다. 그에 따라 청취시 고막에 대한 영향이 작아져, 장시간 청취에 따른 피로감이 종래에 비해 현저하게 감소될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 제3 관통구멍(222)의 후방에는 우회 통로(223)가 형성되며, 이 우회 통로(223) 및 제3 관통구멍(222)을 통하여 진동판(260)의 진동에 의해 발생하는 저음 및 중음(음성대역)이 사용자의 고막에 전달됨으로써 서라운드 효과를 거둘 수 있다.
저음은 그 특성상 고음에 비해 개방된 부분을 쉽게 빠져나가므로, 진동판(260)과 후방 케이스(230) 사이에서 반사되는 저음, 중음 및 고음 중에서 저음 및 중음은 고음에 비해 우회 통로(223) 및 제3 관통구멍(222)을 통해 상대적으로 쉽게 전달될 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 일 실시형태에 따른 마이크로 스피커를, 예시된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이상에서 설명된 실시형태와 도면에 의해 한정되지 않으며, 특허청구범위 내에서 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.
200: 마이크로 스피커 210: 프레임
211: 중심구멍 213: 제1 관통구멍
220: 전방 케이스 221: 제2 관통구멍
222: 제3 관통구멍 223: 우회 통로
230: 후방 케이스 231: 제4 관통구멍
240 : 마그넷 241: 패널
250: 코일 260: 진동판
261: 고정 링 265: 보조 진동판
270: 인쇄 회로 기판

Claims (7)

  1. 전기 신호를 음향 신호로 변환시키기 위한 마이크로 스피커로서,
    링 형상을 갖는 마그넷과;
    상기 마그넷이 부착되며 사용자의 고막을 향하도록 배치되는 프레임과;
    상기 프레임의 외주 둘레에 형성되며 상기 마그넷의 주위에 코일이 위치하도록 진동판을 설치하기 위한 전방 케이스와;
    상기 전방 케이스의 후방에 부착되는 후방 케이스와;
    상기 마그넷의 중심에 배열되도록 상기 프레임에 형성되는 중심구멍과;
    상기 프레임과 상기 진동판 사이에 배치되는 상기 코일;
    을 포함하는, 마이크로 스피커.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 마그넷과 상기 진동판 사이에 배치되는 링 형상의 보조 진동판을 포함하는, 마이크로 스피커.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 마그넷의 주위에 환형으로 배열되도록 상기 프레임에 형성되는 제1 관통구멍을 포함하는, 마이크로 스피커.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 전방 케이스에 형성되어 환형으로 배열되는 제2 관통구멍을 포함하는, 마이크로 스피커.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제2 관통구멍보다 외측에서 상기 전방 케이스에 형성되어 환형으로 배열되는 제3 관통구멍과, 상기 관통구멍의 후방에 형성되는 우회 통로를 포함하는, 마이크로 스피커.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 프레임은, 상기 제1 관통구멍보다 반경방향 외측에 상기 후방 케이스를 향하여 돌출 형성되는 제1 내부벽을 포함하여, 상기 코일은 상기 마그넷과 상기 제1 내부벽 사이에 위치되는, 마이크로 스피커.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 전방 케이스는, 외주 가장자리에서 상기 후방 케이스를 향하여 연장되는 외부벽과, 상기 외부벽으로부터 내측으로 이격되어 상기 후방 케이스를 향하여 연장되는 제2 내부벽을 포함하여, 상기 우회 통로는 상기 제2 내부벽과 상기 외부벽의 사이에 형성되고, 상기 진동판은 상기 제2 내부벽에 고정되는, 마이크로 스피커.
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