KR101436866B1 - 음압 조절 기능을 지닌 음향변환장치 및 음향변환장치의 음압 보정 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음향변환장치에 관한 것으로, 외부로부터 인가되는 전기 신호(음향 신호)의 음압을 용적에 대응하여 조절할 수 있는 용적에 대응하는 음압 조절 기능을 지닌 음향변환장치에 관한 것이다.
본 발명인 용적에 대응하여 음압 조절 기능을 지닌 음향변환장치 는 프레임, 프레임 내에 설치되는 자기 회로, 전기 신호를 인가받아 자기 회로와의 상호 전자기력에 의해 진동하는 보이스 코일, 보이스 코일의 진동에 의해 진동하며 음향을 발생시키는 진동판, 외부로부터 인가되는 전기 신호를 용적에 대응하여 설정된 이득 데이터를 기준으로 처리하여 보이스 코일로 인가하는 음압 보정 장치를 포함한다.

Description

음압 조절 기능을 지닌 음향변환장치 및 음향변환장치의 음압 보정 방법{SOUND TRANSDUCER WITH SOUND PRESSURE CONTROLLING FUNCTION AND SOUND PRESSURE CORRECTING METHOD OF SOUND TRANSDUCER}

본 발명은 음향변환장치에 관한 것으로, 누설이 있는 음향변환장치에서, 외부로부터 인가되는 전기 신호(음향 신호)의 음압을 조절하여 누설의 영향을 제거하는 음압 조절 기능을 지닌 음향변환장치에 관한 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 음향변환장치의 단면도이다.

이에 도시된 바와 같이, 일반적인 음향변환장치(스피커)는, 프레임(1)과, 프레임(1)의 내측에 삽입 장착되는 요크(2)와, 요크(2)로 자속을 전달하거나 요크(2)로부터 자속을 전달받는 내륜 마그네트(3) 및 외륜 마그네트(4)와, 내륜 마그네트(3) 또는 외륜 마그네트(4)로부터 자속을 전달받아 보이스코일(7)에 직각으로 자속이 전달되도록 하는 내륜 탑플레이트(5) 및 외륜 탑플레이트(6)와, 내륜 마그네트(3) 및 내륜 탑플레이트(5)와, 외륜 마그네트(4) 및 외륜 탑플레이트(6) 간의 공극에 일부분이 삽입되는 보이스 코일(7), 보이스 코일(7)이 내측에 부착되어 보이스 코일(7)의 상하 운동에 따른 진동을 발생하는 진동판(8)과, 음방출공(11)이 형성되되 진동판(8)을 보호하는 프로텍터(10) 등으로 이루어진다.

그리고, 보이스코일(7)의 인출선은 진동판(8)의 저면에 선갈이 본드를 사용하여 부착고정되며, 프레임(1)의 측면을 관통하여 또는 프레임(1)에 형성된 홈(미도시)을 통하여 외부로 인출되어 프레임(1)의 외부 측면을 따라 터미널(14)에 각각 납땜된다.

또한, 구조적으로 편진동을 잡아주고, 보이스 코일(7)의 리드선의 끊어짐을 방지하여 음향변환장치의 신뢰성을 높이기 위해 댐퍼(미도시)가 진동판 하부에 설치될 수 있다. 종래의 마이크로스피커의 적용에서 보면 사용음원이 중고역대가 많아 비교적 진동이 안정적이었으며, 부품 수, 작업 공정 등을 고려하여 댐퍼를 적용하지 않은 경우가 많았으나, 통신기술이 발달하며 저역대의 음원 사용이 많아지면서 댐퍼를 사용하는 경우가 많아졌다.

그러나 종래의 마이크로스피커 모듈은 전체 용적(크기)이 작기 때문에 저음 재생력이 나빠지고 전반적으로 음의 밸런스가 좋지 않은 단점이 있다.

특히, 음향변환장치의 불량에 의한 공기 누설이 발생할 경우 공진주파수 이전영역에서 진동판 진폭이 증가하여 제품의 불량을 유도하는 문제가 있다.

본 발명은 공기 누설이 발생된 음향변환장치 내에서 음압 보정/조절이 가능하도록 하는 음압 조절 기능을 지닌 음향변환장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 음압 보정 회로부로의 전원인가가 가능하면서, 음향신호가 음압 보정 회로부로 인가되어, 처리된 후, 보이스 코일로 인가되도록 하는 전기적 구성을 구비하는 음압 조절 기능을 지닌 음향변환장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 음향변환장치의 소형화로 인한 재생력과, 음의 밸런스를 향상시킬 수 있는 음압 조절 기능을 지닌 음향변환장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 음압 조절이 되도록 하여, 공기 누설이 발생하더라도 정상 장치와 비교하여 그 음압에 차이가 없도록 하는 음압 조절 기능을 지닌 음향변환장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 적은 용적 내에서도 진동판이 최대허용진폭 이내로 진동 진폭을 감소시키는 음압 조절 기능을 지닌 음향변환장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 일부 주파수 대역에서 발생하는 불량에 대하여 청음상 이음을 지니는 음향변환장치를 폐기하지 않고, 원하는 특성을 지니도록 조절하여, 이 이음을 제거할 수 있는 음압 조절 기능을 지닌 음향변환장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 음향변환장치의 공기 누설 발생을 용이하게 판단하여, 이 공기 누설 발생에 의한 영향을 제거하는 음압 조절 기능을 지닌 음향변환장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명인 음압 조절 기능을 지는 음향변환장치는프레임과, 프레임 내에 설치되는 자기 회로, 전기 신호를 인가 받아 자기 회로와의 상호 전자기력에 의해 진동하는 보이스 코일, 보이스 코일의 진동에 의해 진동하며 음향을 발생시키는 진동판으로 구성된 음향변환장치에 있어서, 외부로부터 인가되는 전기 신호를 음향변환장치의 공기 누설 정도에 대응하여 설정된 이득 데이터를 기준으로 처리하여 보이스 코일로 인가하는 음압 보정 회로와, 프레임의 상면에 위치하며 보이스 코일 및 진동판이 부착되는 서스펜션부와 프레임의 하면에 위치하며 음압 보정 회로가 설치되는 터미널부를 포함하는 FPCB 기판을 구비한다.

또한, 음압 보정 회로는 진동판을 최대허용진폭 또는 원하는 진폭까지 진동시키는 것이 바람직하다.

또한, FPCB 기판은, 서스펜션부와 터미널부를 연결하며 프레임의 일 측면에 위치하는 측면 연결부를 더 포함하며, 음압 보정 회로는 터미널부에서 측면 연결부의 반대 측 위치에 설치되는 것이 바람직하다.

또한, 음향 변환 장치는 음압 보정회로의 동작 정지 상태에서, 공기 누설이 발생된다.

또한, 본 발명인 음향변환장치의 음압 보정 방법은 프레임과, 프레임 내에 설치되는 자기 회로, 전기 신호를 인가 받아 자기 회로와의 상호 전자기력에 의해 진동하는 보이스 코일, 보이스 코일의 진동에 의해 진동하며 음향을 발생시키는 진동판 및, 전기 신호를 음향변환장치의 공기 누설 정도에 대응하여 설정된 이득 데이터를 기준으로 처리하여 보이스 코일로 인가하는 음압 보정 회로를 구비하는 음향변환장치의 음압 보정 방법에 있어서, 음향변환장치의 전류 특성, 임피던스 특성 및 주파수 특성 중의 적어도 하나 이상을 측정하는 단계와, 측정된 특성과, 정상적인 특성을 비교하여, 음향변환장치의 공기 누설 발생 여부를 판단하는 단계와, 측정된 특성과 정상적인 특성 간의 차이를 이용하여 음향변환장치의 공기 누설 정도에 대응한 음압 보정 이득을 결정하는 단계 및, 결정된 음압 보정 이득을 음압 보정 회로에 설정하는 단계를 포함한다.

또한, 음압 보정 방법은 음압 보정 방법은 측정 단계 이전에 음압 보정 회로에 대한 동작 정지를 수행하거나, 전기 회로를 음압 보정 회로를 우회하여 보이스 코일에 인가되도록 하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 결정 단계는 진동판을 최대허용진폭 또는 원하는 진폭까지 진동시키는 음압 보정 이득을 결정한다.

본 발명은 공기 누설이 발생된 음향변환장치 내에서 음압 보정/조절이 가능하도록 하여, 정상적인 범위 내의 주파수 특성을 지니도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 음압 보정 회로부로의 전원인가가 가능하면서, 음향신호가 음압 보정 회로부로 인가되어, 처리된 후, 보이스 코일로 인가되도록 하는 전기적 구성을 구비하는 음압 조절 기능을 제공하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 음향변환장치의 소형화로 인한 재생력과, 음의 밸런스를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 음압 조절이 되도록 하여, 공기 누설이 발생하더라도 정상 장치와 비교하여 그 음압에 차이가 없도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 누설이 있더라도 진동판이 최대허용진폭 이내로 또는 원하는 진폭 이내로 조절하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 일부 주파수 대역에서 발생하는 불량에 대하여 청음상 이음을 지니는 음향변환장치를 폐기하지 않고, 원하는 특성을 지니도록 조절하여, 이 이음을 제거할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 음향변환장치의 공기 누설 발생을 용이하게 판단하여, 이 누설 발생에 의한 영향을 제거하는 효과가 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 음향변환장치의 단면도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 음향변환장치의 분해사시도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 음향변환장치의 단면도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 음향변환장치가 구비하는 FPCB 기판 및 FPCB 기판상에 설치된 음압 보정 회로부를 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 음향변환장치가 구비하는 FPCB 기판의 터미널부를 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 음향변환장치가 구비하는 프레임과 자기 회로가 결합된 모습을 도시한 도면,
도 7은 음압 보정 회로부(700)의 실시예,
도 8은 누설이 발생된 음향변환장치와 정상인 음향변환장치의 진동 진폭 그래프,
도 9는 이득 설정 시스템의 개략 구성도,
도 10은 전류 측정에 의한 누설 판단 그래프,
도 11은 임피던스 크기 측정에 의한 누설 판단 그래프,
도 12는 주파수 특성 측정에 의한 누설 판단 그래프,
도 13은 음향변환장치의 음압 보정 방법 순서도이다.

이하 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.

도 2는 발명의 일 실시예에 따른 음향변환장치의 분해사시도, 도 3은 발명의 일 실시예에 따른 음향변환장치를 상부에서 바라본 도면이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 음향변환장치는, 프레임(100), 프레임(100) 내에 구비되며, 요크(210), 영구자석(220), 탑 플레이트(230)로 이루어지는 자기 회로(200), 요크(210)의 측면과 영구자석(220) 사이의 공간에서 상호전자기력에 의해 진동하는 보이스 코일(300), 보이스 코일(300)의 진동에 의해 진동하며 음향을 발생하며, 센터 진동판(420) 및 사이드 진동판(410)을 포함하는 진동판(400), 보이스 코일(300)로 전기적인 신호를 전달하며, 진동판(400)의 진동을 잡아주는 서스펜션 및 외부 단자로부터 전기적인 신호를 받아들이는 단자의 역할을 겸하는 FPCB 기판(500), 최상부에 위치하여 음향변환장치의 부품을 보호하는 프로텍터(610), 프레임의 하면에 결합하며 음향변환장치의 부품을 보호하는 하부 커버(620), 및 프레임(100) 내에 위치되며, FPCB 기판(500) 상에 설치되어 음향변환장치의 음향 특성을 최적화해 주는 음압 보정 회로부(700)을 포함한다.

프레임(100)은, 요크(210), 영구자석(220), 탑 플레이트(230)를 포함하는 자기 회로(200)가 중앙에 설치된다. 따라서 중앙은 자기 회로(200)를 설치하기 위한 빈 공간이 마련되며, 자기 회로(200)가 설치된 바깥쪽으로 공명 공간인 인클로져(140: 도 6 참조)가 구비된다. 프레임(100) 상에 보이스 코일(300), 진동판(400), FPCB 기판(500)이 서로 부착된 진동 부재가 설치된다. FPCB 기판(500)의 하부에 보이스 코일(300)이 부착되고, 보이스 코일(300)의 부착부와 소정 간격을 두고 사이드 진동판(410)이 부착된다. 또한 FPCB 기판(500)의 상부에는 센터 진동판(420)이 부착된다. FPCB 기판(500)에 보이스 코일(300), 진동판(400)이 부착된 부분인 서스펜션부(510: 도 4 참조)는 프레임(100)의 상부에 안착되며, 서스펜션부(510)로부터 절곡되어 형성된 측면 연결부(520: 도 4 참조)는 프레임(100)의 측면에 위치한다. 또한 측면 연결부(520)로부터 절곡되어 서스펜션부(510)와 평행하게 위치하는 터미널부(530)는 프레임(100)의 하부에 안착되게 된다.

프레임(100)에 자기 회로(200)와 진동 부재가 설치된 다음에는, 프레임(100)의 상부에는 프로텍터(610)가, 프레임(100)의 하부에는 하부 커버(620)가 각각 결합되어 프레임(100)에 설치된 부품들을 보호하게 된다.

보이스 코일(300)은 납땜 등의 방식으로 서스펜션부(510)와 본딩되며, 테잎이나 기타 접착제에 의해 서스펜션부(510)에 부착된다. 서스펜션부(510)에 의해 진동판(400)의 진동이 상, 하 방향으로만 이루어지도록 하여 분할진동이나 편진동과 같은 이상 진동을 방지하여 음질을 향상시킬 수 있다. 진동판(400)은 중앙부에 위치한 센터 진동판(420)과, 센터 진동판(420)의 외부에 위치하며 링 형상으로 형성된 사이드 진동판(410)을 구비한다. 센터 진동판(420)은 상부로 돌출된 돔 형상이며, 사이드 진동판(410)은 하부로 돌출된 돔 형상이다. 센터 진동판(420)은 서스펜션부(510)의 상부에 부착되고, 사이드 진동판(410)은 서스펜션부(510)의 하부에 부착된다.

한편, 센터 진동판(420)과 사이드 진동판(410)은 필요에 따라 같은 재질의 필름으로 제조되거나, 다른 재질의 필름으로 제조될 수 있다. 센터 진동판(420)은 PE, PP 같은 열가소성 필름으로 제조되며, 필요에 따라 UV 몰딩 등이 행해질 수 있다. 또한 사이드 진동판(410)은 PE, PP같은 열가소성 필름과 TPU같은 열가소성 우레판 필름을 합지하여 제조할 수 있다. 센터 진동판(420)과 사이드 진동판(410)은 담당하는 음역대가 다르므로, 사이드 진동판(410)은 연성 및 탄성을 증가시켜 저주파 대역의 음향 특성을 향상시키고, 센터 진동판(420)은 가벼우면서 강성을 증가시켜 중, 고주파 대역의 음향 특성을 향상시킬 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 음향변환장치가 구비하는 FPCB 기판 및 FPCB 기판상에 설치된 음압 보정 회로부를 도시한 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 음향변환장치가 구비하는 FPCB 기판(500)은 프레임(100)의 상면에 위치하며 보이스 코일(300) 및 진동판(400)이 부착되는 서스펜션부(510)와 프레임(100)의 하면에 위치하며 음압 보정 회로부(700)가 설치되는 터미널부(520)와 서스펜션부(510)와 터미널부(520)를 연결하며 프레임(100)의 측면에 위치하는 측면 연결부(530)를 포함한다.

서스펜션부(510)는 프레임(100)의 상면에 안착되는 가장자리부인 안착부(512), 보이스 코일(300) 밑 진동판(400)이 부착되는 중앙부(514) 및 안착부(512)와 중앙부(514)를 연결하며 댐핑 효과를 주는 연결부(516)를 포함한다. 서스펜션부(510)에 형성된 FPCB의 도전성 패턴을 통해 보이스코일(300)로 전기적인 신호가 전달된다. FPCB의 도전성 패턴은 안착부(512) 및 연결부(516)를 거쳐 중앙부(514)로 연결되며, 중앙부(514)에는 보이스 코일(300)과 납땜되는 본딩부(미도시)가 마련될 수 있다.

터미널부(520)는 프레임(100)의 하면에 설치되며, 외부로부터 전기적인 신호가 단자(524)와 음압 보정 회로부(700)을 설치할 수 있는 설치면(522)을 포함한다. 단자(524)는 총 4개가 형성되며, 단자(524)와 연결되는 인입선은, 음향 신호(전기 신호)의 (+)극과, (-)극, 전원(+DC, GND/-DC)이다. 터미널부(520) 및 측면 연결부(530)에도 물론 전기적인 신호를 전달할 수 있는 FPCB 패턴이 형성되어, 단자(524)를 통해 전달된 전기 신호가 측면 연결부(530) 및 서스펜션부(510)를 거쳐 보이스 코일(300)로 전달되도록 한다. 프레임(100)에는 측면 연결부(530)가 삽입되는 측면 연결부 수용홈(170: 도 4 참조), 터미널부(520)가 삽입되는 터미널부 수용홈(180: 도 2 참조)이 형성되고, 프레임(100)의 측면에는 단자(524)를 프레임(100) 외부로 인출할 수 있도록 단자 인출홀(190: 도 2 참조)이 형성된다. 프레임(100)에 FPCB 기판(500)을 설치한 다음, 프레임(100) 하부에 하부 커버(620)를 결합하여, FPCB 기판(500)과 기타 음향변환장치의 부품들을 보호할 수 있도록 한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 음향변환장치가 구비하는 FPCB 기판의 터미널부를 도시한 도면이다. FPCB 기판(500)의 터미널부(520)는 네 모서리에 각각 단자(524)를 구비하며, 단자(524)로부터 음압 보정 회로부(700)로 전기 신호가 입력되거나, 음압 보정 회로부(700)를 거쳐 보이스 코일(300)로 신호를 전달하는 도전성 패턴(524a, 524b, 524c, 524d, 524e, 524f)이 형성된다. 도전성 패턴(524a, 524b, 524c, 524d, 524e, 524f) 중 2개는 휴대폰 등 음향변환장치가 설치되는 전기 기기로부터 전기 신호를 입력받는 신호 입력용 패턴(524a, 524b)이며, 다른 2개는 전기 기기로부터의 전원 공급용으로 음압 보정 회로부(700)의 입력으로 연결되며 +DC와 -DC/GND가 되는 전원 공급용 패턴(524c, 524d)이며, 나머지 2개는 음압 보정 회로부(700)로부터의 출력으로, 보이스 코일(300)로 처리된 신호를 출력하는 신호 출력용 패턴(524e, 524f)이다.

신호 출력용 패턴(524e, 524f)과 보이스 코일(300) 간의 전기적 연결을 위해, 측면 연결부(530) 및 서스펜션부(510)에도, 도전성 패턴이 당연히 형성된다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 음향변환장치가 구비하는 프레임과 자기 회로가 결합된 모습을 도시한 도면이다. 프레임(100)은, 요크(210), 영구자석(220: 도 2 참조), 탑 플레이트(230)를 포함하는 자기 회로(200)가 중앙에 설치된다. 따라서 중앙은 자기 회로(200)를 설치하기 위한 빈 공간이 마련되며, 요크(210)의 둘레 형상에 대응하는 형상을 가져 요크(210)가 결합될 수 있는 내벽(110)을 포함한다. 또한 프레임(100)의 외형을 형성하는 외벽(120)이 내벽(110)과 소정 간격을 두고 형성된다. 외벽(120)과 내벽(110)을 연결하는 리브(130)가 복수 개 구비되며, 내벽(110), 외벽(120) 및 리브(130) 사이에 형성되는 공간은 공명 공간인 인클로져(140)로 이용된다. 인클로져(140) 중 일부에는 앞서 설명한 음압 보정 회로부(700)가 위치할 수 있도록 하여, 음향변환장치 내부에 음압 보정 회로부(700)를 일체로 구비하도록 할 수 있다. 음향변환장치 내부에 음압 보정 회로부(700)을 일체로 구비할 경우, 조립이 간단하고 부품 관리가 용이하다는 장점이 있다. 음압 보정 회로부(700)의 위치는 FPCB 기판(500) 상 어느 곳에나 설치가 가능하나, 음압 보정 회로부(700)는 측면 연결부(630)의 반대측 일측에 형성되도록 하여 FPCB 기판(500)을 프레임(100)에 조립하는 것을 용이하게 할 수 있다.

또한 프레임(100)의 외벽(120) 상면에는 사이드 진동판(410)이나 FPCB 기판(500)의 서스펜션부(510) 또는 프로텍터(610)가 안착될 수 있는 안착면(150)이 형성된다. 또한 프레임(100)의 외벽(120) 상면의 네 모서리에는, 사이드 진동판(410)이나 FPCB 기판(500)의 서스펜션부(510) 또는 프로텍터(610)의 안착 시 위치를 용이하게 정하도록 돕는 돌기부(160)가 형성될 수 있다. 앞서 설명한 바와 마찬가지로, 프레임(100)의 외벽(120)의 일 외측면에는 FPCB 기판(500)의 측면 연결부(630)가 수용될 수 있는 측면 연결부 수용홈(170)이 형성된다. 또한 프레임(100)의 하면에는 터미널부(520)가 삽입되는 터미널부 수용홈(180:도 3 참조)이 형성되고, 프레임(100)의 측면에는 단자(524)를 프레임(100) 외부로 인출할 수 있도록 단자 인출홀(190: 도 3 참조)이 형성된다.

음압 보정 회로부(700)는 기본적으로 이퀄라이져 기능과 증폭 기능을 수행하는 소자가 사용될 수 있다. 즉, 음압 보정 회로부(700)는 음향변환장치에 입력되는 전기 신호 또는 출력되는 전기 신호를 주파수에 따라 또는 주파수 대역에 따라 그 이득 또는 이득값(gain)을 조정할 수 있는 소자가 적용됩니다.

본 실시예에서, 음압 보정 회로부(700)와, FPCB 기판(500)은 하나의 음압 보정 장치로 지칭되며, 이 음압 보정 장치는 외부로부터 인가 받는 전기 신호를 처리하여 보이스 코일(300)로 인가하는 기능을 수행한다.

도 7은 음압 보정 회로부(700)의 실시예이다.

본 실시예에서는, 음압 보정 회로부(700)가 디지털 스피커 모듈로 사용된 경우로, 리시버 모듈로도 사용될 수 있다. 음압 보정 회로부(700)는 입력신호인 전기 신호를 입력 받아, 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 컨버터(710)와, 아날로그 신호의 저주파 대역을 처리하는 LPF(저대역필터)(712)와, LPF(712)로부터의 신호를 입력받아, 입력된 신호의 크기에 따라 출력의 크기를 동적으로 조절하여 제한하는 DRC(Dynamic Range Compreesion)(714)와, 아날로그 신호의 고주파 대역을 처리하는 HPF(고대역필터)(716)와, HPF(716) 로부터의 신호를 입력받아, 입력된 신호의 크기에 따라 출력의 크기를 동적으로 조절하여 제한하는 DRC(Dynamic Range Compression)(718), 및 DRC(714) 및 DRC(718)로부터의 신호들을 합하여 출력하는 가산부(720)를 구비한다. 본 실시예에서, DRC(716) 및 (718)의 경우, Enhanced DRC가 적용되어, 일부 대역에서만 음압이 작아지도록 할 수도 있다. 음압 보정 회로부(700)의 이득(+이득, -이득)을 조절/설정하여, 주파수 대역마다 원하는 이득의 증가/감소를 제어할 수 있다.

본 음압 보정 회로부(700)의 경우, 예시적인 경우에 해당되므로, 음압 보정 회로부(700)에 입력되는 신호의 종류(아날로그 신호, 디지털 신호)에 따라, 컨버터(710)는 디지털-아날로그 컨터버 또는 아날로그-디지털 컨버터가 사용될 수도 있다.

도 8은 누설이 발생된 음향변환장치와 정상인 음향변환장치의 진동 진폭 그래프이다. 누설이 발생되었다는 것은 인클로져의 back volume이 실링(sealing)이 정상적이지 않아서, 진동판의 움직임(진동폭, 진동변위)이 커지는 것을 의미한다. 여기서, Back volume이란 진동판 후면을 포함해 음향 변환 장치의 후면 백홀과 연결되어있는 공간으로 진동판이 움질일 때 강성(stiffness)의 역할을 한다.

도 8의 누설 시 진폭 그래프는 정상 시 진폭 그래프에 비하여, 예를 들면 1kHz 이하의 저대역 주파수 영역에서, 그 진폭(진동변위)이 현저하게 큼이 확인된다. 누설 정도가 클수록 진동판이 진동할 때 공기가 가지는 강성이 작아지게 되고, 이러한 진동특성에 의해서 공진점 이전 주파수 대역에서 누설이 없는 경우 진동판이 진동할 때보다 진동력이 증가하게 되고 진폭이 커지게 된다.

이러한 누설의 유무에 따라, 진동 특성이 다르게 되므로, 이러한 진동 특성이 유사하거나 동일하도록 음압 보정 회로부(700)의 이득을 누설 유무(또는 누설의 정도)와 주파수 대역에 따라 설정할 필요가 있게 된다.

따라서, 본 발명에서는, 공진 주파수 이하의 저대역 주파수 또는 저대역 주파수 대역 및, 음향변환장치의 누설을 고려하여, 입력 신호에 대한 감쇄 처리를 수행하여, 출력하도록 한다. 또한, 특정 상황에서, 입력 신호에 대한 증폭 처리가 필요한 경우, 이에 대한 처리도 당연히 수행할 수 있다.

위와 같은 감쇄 처리를 위한 이득 하향 및, 증폭 처리를 위한 이득 상향을 위해, 하기의 이득 설정 시스템이 요구된다.

도 9는 이득 설정 시스템의 개략 구성도이다. 자세하게는, 특성 측정 장치(1000)는 음압 보정 회로부(700)의 동작 정지 상태에서, 음향변환장치의 특성(전류 특성, 임피던스 특성, 주파수 특성)측정하여 저장하고, 이득 설정 장치(1100)는 특성 측정 장치(1000)에 의해 측정된 음향변환장치의 특성에 따라, 최대허용진폭 또는 원하는 진폭 이내로 개별 음향변환장치의 진폭을 조절하기 위한 이득을 설정한다. 이득 설정 장치(1100)는 이렇게 결정된 이득을 포함하는 음압 보정 회로부(700)에 대한 주파수별 또는 주파수 대역별 이득 테이블을 생성하여 저장한다. 다만, 이득 설정 장치(1100)는 일차적으로 설정된 이득을 음압 보정 회로부(700)를 정상 동작 시킨 후에, 다시 음향변환장치의 특성을 특성 측정 장치(1000)에 의해 측정하도록 하고, 이에 측정된 특성이 정상 특성에 해당되는지 검사를 수행한다. 이러한 음압 보정 회로부(700)에 대한 설정과, 재측정(전류 특성, 임피던스 특성, 주파수 특성), 재설정, 재측정 등의 반복적인 수행을 통하여, 최적의 이득값을 설정할 수 있게 된다.

자세하게, 특성 측정 장치(1000)는 음압 보정 회로부(700)가 동작 정지된 상태에서, 음향변환장치에 다양한 주파수/주파수 대역의 전기 신호를 생성하여 인가하는 오실레이터와, 인가되는 전기 신호의 전류 변화를 감지하는 전류 감지 장치로 구성된 전류 특성 측정부(1010)를 구비한다. 전류 특성 측정부(1010)에 오실레이터와 전류 감지 장치 및 음향 변환 장치를 직렬로 연결된다.

도 10은 전류 측정에 의한 누설 판단 그래프이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 정상 시료 전류 그래프와 누설 불량 시료 전류 그래프를 비교하면, 예를 들면 400Hz에서는 누설 불량 시료 전류값이 정상 시료 전류값보다 크고, 1kHz에서는 누설 불량 시료 전류값이 정상 시료 전류값보다 큼을 알 수 있다. 이러한 정상 시료 전류 특성과 측정된 전류 특성을 비교하여, 측정된 음향변환장치에 누설의 발생 유무와, 누설의 발생 정도(주파수 대역에 따른 전류 차이에 관련됨)를 판단할 수 있다.

다음으로, 특성 측정 장치(1000)는 음압 보정 회로부(700)가 동작 정지된 상태에서, 음향변환장치에 다양한 주파수/주파수 대역의 전기 신호를 생성하여 인가하는 오실레이터와, 전기 신호가 인가된 음향변환장치의 임피던스를 측정하는 임피던스 특성 측정부(1020)를 구비한다.

도 11은 임피던스 크기 측정에 의한 누설 판단 그래프이다. 도 11에 도시된 바와 같이, 예를 들면 1kHz 주변 주파수 대역에서, 정상 시료 임피던스 그래프에서, 정상 시료인 음향변환장치는 최고 임피던스를 가지고, 누설 불량 시료 임피던스 그래프에서, 누설 불량인 음향변환장치는 1kHz 보다 낮은 주파수 대역에서, 정상 시료보다 작은 최고 임피던스를 가짐이 확인된다. 이러한 정상 시료 임피던스 특성과 측정된 임피던스 특성을 비교하여, 측정된 음향변환장치에 누설의 발생 유무와, 누설의 발생 정도(최고 임피던스들 간의 차이 또는 최고 임피던스를 나타낼 때의 주파수 차이에 관련됨)를 판단할 수 있다.

또한, 특성 측정 장치(1000)는 주파수 특성을 측정하여 저장한다. 여기서, 특성 측정 장치(1000)는 음향변환장치에 다양한 주파수/주파수 대역의 전기 신호를 생성하여 인가하는 오실레이터와, 음향변환장치로부터의 감도(SPL) 레벨을 측정하는 마이크로폰 등을 포함하여, 주파수 특성 데이터를 획득하는 주파수 특성 측정부(1030)를 구비한다.

도 12는 주파수 특성 측정에 의한 누설 판단 그래프이다. 도 12에 도시된 바와 같이, 정상 시료 주파수 특성 그래프에서, 상한선과 하한선 사이에 주파수 그래프가 위치될 경우, 정상적인 음향변환장치로 판단되며, 누설 불량 시료 주파수 특성 그래프에서, 누설이 발생된 음향변환장치에 따른 주파수 특성은 상한선과 하한선 사이를 벗어나는 영역에 주파수 그래프가 위치됨이 확인된다. 이러한 정상 시료 주파수 특성과 측정된 주파수 특성을 비교하여, 측정된 음향변환장치에 누설의 발생 유무와, 누설의 발생 정도(감도 레벨들 간의 차이에 관련됨)를 판단할 수 있다.

이득 설정 장치(1100)는 특성 측정 장치(1000)로부터 전류 특성, 임피던스 측정 및 주파수 특성 중의 적어도 하나 이상을 획득하여, 누설 발생여부와, 누설 발생 정도를 확인하고, 이 누설을 해소하기 위한 주파수 이득을 상향 또는 하향 조정하여 설정한다.

전류 특성을 이용할 경우, 이득 설정 장치(1100)는 정상 전류 특성을 벗어나는 정도(전류값 차이)를 기준으로 하여 주파수 이득을 상향 또는 하향 조정하여, 주파수 또는 주파수 대역별 이득 테이블을 설정한다. 예를 들면, 이득 테이블은 주파수 대역마다, Band1(0~100Hz), Band2(101~200Hz) 등에서, 이득을 각각 포함한다.

임피던스 특성을 이용할 경우, 이득 설정 장치(1100)는 임피던스 크기의 차이를 기준으로 하여 주파수 이득을 상향 또는 하향 조정하여, 주파수 또는 주파수 대역별 이득 테이블을 설정한다.

주파수 특성을 이용할 경우, 이득 설정 장치(1100)는 감도 레벨(SPL) 크기의 차이를 기준으로 하여, 주파수 이득을 상향 또는 하향 조정하여 주파수 또는 주파수 대역별 이득 테이블을 설정한다.

이득 설정 장치(1100)는 음향변환장치의 음압 보정 회로부(700)에 상술된 이득 테이블(또는 이득 데이터)에 따른 설정이 수행되도록 하고, 음압 보정 회로부(700)는 설정된 이득 테이블에 따른 이득이 발생되도록 입력되는 신호를 처리하여 출력하게 된다. 이득 설정 장치(1100)는 마이크로 칩 형태의 음압 보정 회로부(700)에 이득 테이블에 따른 매개 변수를 설정할 수 있는 장치에 해당된다.

이에 따라, 음압 보정 회로부(700)는 외부 기기로부터 인가되는 전기 신호(음향 신호)를 이들 이득 데이터에 따라 처리하여, 보이스 코일(300)로 인가하게 된다.

도 13은 음향변환장치의 음압 보정 방법 순서도이다.

자세하게는, 단계(S10)에서, 특성 측정 장치(1000)는 음향변환장치 내에 설치된 음압 보정 회로부(700)에 대한 동작 정지 상태(예를 들면, 전원 오프)이거나 전기 신호를 음압 보정 회로부(700)를 우회하여 직접 보이스 코일(300)에 인가되도록 하는 상태에서, 전류 특성, 임피던스 특성, 주파수 특성 중의 적어도 하나 이상을 측정한다.

다음으로, 단계(S12)에서, 이득 결정 장치(1100)는 측정된 전류 특성, 임피던스 특성, 주파수 특성과, 정상적인 전류 특성, 임피던스 특성, 주파수 특성을 각각 비교하여, 누설 발생 여부를 판단한다. 만약 누설이 발생된 경우이면, 단계(S14)로 진행하고, 그렇지 않으면 종료된다.

단계(S14)에서, 이득 결정 장치(1100)는 누설 발생 정도를 전류 차이, 임피던스 차이, 주파수 감도 레벨 차이 중의 적어도 하나 이상을 이용하여, 이득의 상향 또는 하향을 결정하여, 이득 데이터를 생성한다.

단계(S16)에서, 이득 결정 장치(1100)는 음압 보정 회로부(700)에 생성된 이득 데이터를 저장 설정한다.

또한, 누설 발생 정도에 따른 정밀한 설정을 위해, 단계(S16) 이후에, 단계(S10) 내지 (S16)를 반복적으로 수행할 수 있다.

또한, 음압 보정 회로부(700)의 경우, 음향변환장치의 제작이 완료되고, 누설에 의한 음압 보정 이득이 결정되고, 음압 보정 회로부(700)에 대한 이득 설정을 수행한 이후에, 추가적인 공정을 통하여 음압 보정 회로부(700)가 설치될 수도 있다. 또한, 음압 보정 회로부(700)가 음향변환장치 내에 장착된 이후에, 누설 여부 및 누설 정도를 기준으로 한 이득 결정 및 설정이 수행될 수도 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형의 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

100: 프레임 200: 자기 회로
210: 요크 220: 영구 자석
230: 탑 플레이트 300: 보이스코일
400: 진동판 410: 사이드 진동판
420: 센터 진동판 500: FPCB 기판
510: 서스펜션부 520: 측면 연결부
530: 터미널부 522: 설치면
524: 단자

Claims (7)

1. 프레임과, 프레임 내에 설치되는 자기 회로, 전기 신호를 인가 받아 자기 회로와의 상호 전자기력에 의해 진동하는 보이스 코일, 보이스 코일의 진동에 의해 진동하며 음향을 발생시키는 진동판으로 구성된 음향변환장치에 있어서,
   외부로부터 인가되는 전기 신호를 음향변환장치의 공기 누설 정도에 대응하여 설정된 이득 데이터를 기준으로 처리하여 보이스 코일로 인가하는 음압 보정 회로와;
   프레임의 상면에 위치하며 보이스 코일 및 진동판이 부착되는 서스펜션부와 프레임의 하면에 위치하며 음압 보정 회로가 설치되는 터미널부를 포함하는 FPCB 기판을 구비하는 것을 특징으로 하는 음압 조절 기능을 지닌 음향변환장치.
2. 제1항에 있어서,
   음압 보정 회로는 진동판을 최대허용진폭 또는 원하는 진폭까지 진동시키는 것을 특징으로 하는 음압 조절 기능을 지닌 음향변환장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   FPCB 기판은, 서스펜션부와 터미널부를 연결하며 프레임의 일 측면에 위치하는 측면 연결부를 더 포함하며, 음압 보정 회로는 터미널부에서 측면 연결부의 반대 측 위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 음압 조절 기능을 지닌 음향변환장치.
4. 제1항에 있어서, 음향 변환 장치는 음압 보정회로의 동작 정지 상태에서, 공기 누설이 발생되는 것을 특징으로 하는 음압 조절 기능을 지닌 음향변환장치.
5. 프레임과, 프레임 내에 설치되는 자기 회로, 전기 신호를 인가 받아 자기 회로와의 상호 전자기력에 의해 진동하는 보이스 코일, 보이스 코일의 진동에 의해 진동하며 음향을 발생시키는 진동판 및, 전기 신호를 음향변환장치의 공기 누설 정도에 대응하여 설정된 이득 데이터를 기준으로 처리하여 보이스 코일로 인가하는 음압 보정 회로를 구비하는 음향변환장치의 음압 보정 방법에 있어서,
   음향변환장치의 전류 특성, 임피던스 특성 및 주파수 특성 중의 적어도 하나 이상을 측정하는 단계와;
   측정된 특성과, 정상적인 특성을 비교하여, 음향변환장치의 공기 누설 발생 여부를 판단하는 단계와;
   측정된 특성과 정상적인 특성 간의 차이를 이용하여 음향변환장치의 공기 누설 정도에 대응한 음압 보정 이득을 결정하는 단계 및;
   결정된 음압 보정 이득을 음압 보정 회로에 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 음향변환장치의 음압 보정 방법.
6. 제5항에 있어서, 음압 보정 방법은 측정 단계 이전에 음압 보정 회로에 대한 동작 정지를 수행하거나, 전기 회로를 음압 보정 회로를 우회하여 보이스 코일에 인가되도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 음향변환장치의 음압 보정 방법.
7. 제5항에 있어서, 결정 단계는 진동판을 최대허용진폭 또는 원하는 진폭까지 진동시키는 음압 보정 이득을 결정하는 것을 특징으로 하는 음향변환장치의 음압 보정 방법.

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