KR20180128483A

KR20180128483A - 비다공성 음향 멤브레인을 위한 압력 균등화 구조체

Info

Publication number: KR20180128483A
Application number: KR1020187032003A
Authority: KR
Inventors: 라이언 케낼리; 마이클 링퀴스트
Original assignee: 더블유.엘. 고어 앤드 어소시에이트스, 인코포레이티드
Priority date: 2016-04-06
Filing date: 2017-04-06
Publication date: 2018-12-03
Also published as: CN109196882A; CN109196882B; JP6777759B2; DE112017001923T5; WO2017176989A1; DE112017001923B4; US10911847B2; US20200329289A1; JP2019514277A

Abstract

하우징의 개구에 의해 한정된 음향 경로를 횡단하여 가로지르는 비다공성 멤브레인을 갖는 압력 균등화 조립체를 개시한다. 비다공성 멤브레인에 연결된 통기성 층은 음향 경로에 측 방향으로 배치될 수 있다. 음향 캐비티는 통기성 층과 비다공성 멤브레인에 의해 한정된다. 비다공성 멤브레인은 유체 또는 습기가 음향 캐비티 내로 침투하는 것을 방지하기 위해 하우징의 개구를 향하는 측면을 갖는다. 통기성 층은 벤팅 층을 제공함으로써 음향 캐비티 내의 압력을 더욱 균등하게 한다.

Description

비다공성 음향 멤브레인을 위한 압력 균등화 구조체

본 출원은 2016년 4월 6일자로 출원된 미국 임시 출원 제62/319,114호의 우선권을 주장하며, 그 전체 내용 및 개시 내용은 본 명세서에 참고로 포함된다.

본 발명은 일반적으로 압력 균등화 구조체에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은, 이에 한정되는 것은 아니지만, 음향 장치를 보호하고 음향 장치에서 압력을 균등하게 하기 위한 압력 균등화 구조체에 관한 것이다.

음향 커버 기술은 음향 장치의 민감한 구성 요소를 환경 조건으로부터 보호하기 위해 많은 적용예 및 환경에서 활용된다. 음향 장치의 다양한 구성 요소는 외부 환경으로부터의 파편, 수분 또는 기타 오염 물질과 접촉하지 않을 때 가장 잘 작동한다. 특히, 음향 변환기(예컨대, 마이크로폰)는 파울링(fouling)에 민감할 수 있다. 이러한 이유로 종종 음향 장치의 작동 부품을 음향 커버로 둘러쌀 필요가 있다.

공지된 보호 음향 커버는 비다공성 필름 및 팽창된 폴리테트라플루오르에틸렌(ePTFE)과 같은 다공성 멤브레인을 포함한다. 보호 음향 커버는 또한 미국 특허 제6,512,834호 및 미국 특허 제5,828,012호에 기재되어 있다. 보호 커버는 소리를 두 가지 방식으로 전달할 수 있다; 첫 번째는 음파를 통과시키도록 허용하는 것으로 저항성 보호 커버로 공지되어 있으며, 두 번째는 진동에 의해 음파를 생성하는 것으로 진동 음향 또는 반응성 보호 커버로 공지되어 있다.

일본 특허 출원 공보 제2015-142282호(P2015-142282A)에는 방수성 소리 전달 필름을 구비한 방수성 구성 요소가 개시되어 있다. 지지 층은 방수성 소리 전달 필름의 적어도 일 측면의 표면에 접착된다. 지지 층 폴리올레핀-시스템-수지 폼은 1.0 × 10⁷ Pa 미만의 손실 모듈러스를 갖는다.

일본 특허 출원 공보 제2015-111816호(P2015-111816A)는 방수성 환기 구조체 및 방수성 환기 부재를 개시한다.

WO 2015/064028호은 방수성 환기 구조체를 개시한다. 상기 구조체는 내부 공간 및 개구 섹션을 갖는 케이싱과, 상기 개구 섹션을 차단하는 방식으로 배치된 방수성 환기 필름과, 상기 내부 공간에 배치된 전자-음향 변환 구성 요소와, 케이싱의 내부 표면 및 방수성 환기 필름의 표면의 주연 에지 섹션에 직접 접착되는 제1 양면 접착 테이프와, 방수성 환기 필름의 반대쪽 표면의 주연 에지 섹션 및 상기 구성 요소에 직접 접착되는 제2 양면 접착 테이프를 포함한다. 방수성 환기 필름의 내수압은 50 ㎪ 이상이고, 제1 양면 접착 테이프의 기재는 폼 본체이다.

미국 특허 제6,188,773호는 소리 수용 개구 부분을 갖는 유닛 수납 챔버가 구비된 마이크 케이싱, 유닛 수납 챔버에 수납된 마이크 유닛, 및 소리 수용 개구 부분 상에 기밀하게 장착된 방수성 멤브레인을 포함하는 방수성 마이크로폰을 개시한다. 방수성 마이크로폰은 또한 마이크 케이싱에 형성되어 상기 유닛 수납 챔버가 상기 마이크 케이싱의 외부와 연통되도록 유도하는 배출 홀 및 상기 배출 홀 상에 장착된 압력 균등화 멤브레인을 더 포함한다.

미국 특허 출원 공보 제2014/0270273호는 MEMS 마이크로폰의 저 주파수 응답을 제어 및 조정하기 위한 시스템 및 방법을 개시한다. MEMS 마이크로폰은 멤브레인 및 복수의 공기 벤트를 포함한다. 멤브레인은 멤브레인 상에 작용하는 음향 압력이 멤브레인의 이동을 유발하도록 구성된다. 공기 벤트는 멤브레인에 근접하여 위치된다. 각 공기 벤트는 개방 위치 또는 폐쇄 위치에 선택적으로 위치되도록 구성된다. 제어기는 폐쇄 위치에 배치될 정수 개수의 공기 벤트를 결정하고, 정수 개수의 공기 벤트가 폐쇄 위치에 놓이도록 또한 임의의 나머지 공기 벤트가 개방 위치에 놓이도록 하는 신호를 생성한다.

미국 특허 출원 공보 제2015/0163572호는 음향 멤브레인 및 적어도 하나의 압력 벤트를 포함하는 스피커 또는 마이크로폰 모듈을 개시한다. 압력 벤트는 음향 멤브레인의 제1 측면 상의 기압을 음향 멤브레인의 제2 측면 상의 기압과 균등하게 한다. 또한, 압력 벤트는 스피커 또는 마이크로폰 모듈의 음향 경로에 위치된다. 이러한 방식으로, 음향 멤브레인의 상이한 측면 상의 기압 사이의 차이가 음향 멤브레인의 움직임을 방해하지 않을 수 있다. 하나 이상의 구현예에서, 압력 벤트는 음향적으로 불투명할 수 있다. 압력 벤트가 스피커 또는 마이크로폰 모듈의 음향 경로에 위치함에 기인하여, 음향적인 불투명함은 압력 벤트 자체가 스피커 또는 마이크로폰 모듈의 작동을 방해하지 않게 보장할 수 있다.

계속적으로 존재하는 문제는 많은 음향 커버 설계가 일부 환경에 적합하지 않다는 것이다. 예를 들어, 수분 침투에 대항해 설계의 탄성을 증가시키면, 음향 장치 주변의 공기압을 균일하게 하는 설계 능력이 저하될 수 있으며, 이는 온도, 주변 압력 또는 기타 환경 변화의 변화로 인해 유발될 수 있다. 압력차는 음향 커버 내의 멤브레인의 음향 응답에 영향을 미치거나 방해할 수 있으며 음향 변환기 바이어스를 유발할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 음향 장치용 압력 균등화 조립체는 하우징 외부와 그 내부의 음향 캐비티 사이에 음향파를 통과시키는 개구를 갖는 하우징에 의해 제공된다. 음향 캐비티를 향하는 제1 측면 및 개구를 향하는 제2 측면을 갖는 비다공성 멤브레인은 하우징과 연결된다. 비다공성 멤브레인의 제1 측면의 적어도 일부분과 연결된 통기성 층은 음향 캐비티를 한정하도록 구성된다. 음향 장치는 음향 캐비티와 연결될 수 있으며, 음향 장치는 음향파를 생성 및/또는 수신할 수 있다. 통기성 층은 6.9 ㎪에서 500 mL/min 이하의 음향 캐비티 내외로의 공기 흐름을 제공하여 음향 캐비티와 음향 캐비티 외부 환경 사이의 압력을 균일하게할 수 있다.

실시예에서, 압력 균등화 조립체의 구성 요소(또는 층)는, 음향 에너지의 흡수 또는 방향 전환(여기서는 삽입 손실로 설명됨)에 의해 야기되는, 압력 균등화 조립체로 조립된 음향 장치의 음향 감도의 감소를 유도할 수 있다. 삽입 손실은 임의의 비다공성 멤브레인 또는 통기성 층이 없이 유사하게 위치된 변환기와 비교하여 압력 균등화 조립체의 음향 변환기로 측정되는, 음향 압력의 감소(예컨대, ㏈)로서 측정될 수 있다. 바람직하게, 실시예는 주파수의 범위(즉, 주파수 범위에 걸쳐 진폭이 일정한 작은 삽입 손실)에 걸쳐 최소 삽입 손실(즉, 삽입 손실 또는 작은 삽입 손실 없음)을 생성할 것이다. 일부 실시예는 하나 이상의 주파수 또는 주파수 범위에서 진폭의 피크를 갖는 삽입 손실을 생성할 수 있다. 일부 실시예에서, 압력 균등화 조립체는 30 ㏈ 이하, 25 ㏈ 이하, 20 ㏈ 이하, 15 ㏈ 이하, 10 ㏈ 이하 또는 5 ㏈ 이하의 삽입 손실 피크를 가질 수 있다. 압력 균등화 조립체의 다양한 실시예는 통기성 층을 통해 6.9 ㎪에서 250 mL/min 이하, 6.9 ㎪에서 100 mL/min 이하의 음향 캐비티 내외로의 공기 흐름을 제공할 수 있다.

일부 실시예에서, 압력 균등화 조립체는 음향 캐비티와 주변 사이의 압력 증가 또는 압력차를 방지하거나 신속하게 제거하기에 충분히 높은 음향 캐비티 내외로의 공기 흐름을 제공할 수 있다. 압력 균등화 조립체는 음향 캐비티와 예를 들어 음향 캐비티 외부의 장치 하우징의 내부 환경 사이의 압력을 균등하게 할 수 있다. 압력 균등화 조립체는 습기가 음향 캐비티에 유입되는 것을 방지하도록 구성된 통기성 층을 포함할 수 있다.

일부 실시예에서, 압력 균등화 조립체는 그 위에 MEMS 음향 변환기를 갖는 마이크로 전기 기계(MEMs) 마이크로폰, 변환기, 음향 센서, 음향 스피커, 플렉스 회로 또는 유사한 장치를 포함하는 음향 장치를 구비할 수 있다.

일부 실시예에서, 압력 균등화 조립체는 음향 캐비티를 경계 짓는 통기성 층을 포함할 수 있다. 일부 경우, 통기성 층은 음향 캐비티 주위에 링을 포함할 수 있다. 통기성 층은 중합체 재료, 금속 재료, 세라믹 재료, 복합 재료, 직물 재료, 또는 공기를 통과시킬 수 있는 접착 재료일 수 있다. 어떤 경우에, 통기성 층은 양의 0이 아닌 수분 진입 압력 내성(예를 들어, 0.2 psi 이상)을 갖는다. 일부 경우, 통기성 층은 다공성 ePTFE 층, 직조된 직물 또는 직조된 직물 복합체를 포함할 수 있다.

일부 실시예에서, 압력 균등화 조립체는 비다공성 멤브레인의 제1 측면과 통기성 층의 적어도 일부 사이에 제1 접착제 층을 포함할 수 있다. 어떤 경우에는, 제2 접착제 층이 통기성 층과 음향 장치 사이에 부착될 수 있다. 제3 접착제 층은 비다공성 멤브레인과 하우징의 내부 표면 사이에 부착될 수 있다.

본 발명의 일부 실시예에 따르면, 음향 장치용 압력 균등화 조립체는 제1 측면 및 제2 측면을 갖는 음향 경로에 비다공성 멤브레인의 조립체에 의해 제공되며, 상기 제1 측면은 음향 캐비티를 향하고, 상기 비다공성 멤브레인의 제2 측면은 하우징의 개구를 향한다. 적층형 조립체는 음향 캐비티의 벽을 형성할 수 있고, 통기성 층을 포함하고, 통기성 층의 제1 측면은 비다공성 멤브레인의 제1 측면의 적어도 일부분과 부착되고, 통기성 층의 제2 측면은 음향 장치와 부착되도록 구성된다. 통기성 층은 6.9 ㎪에서 500 mL/min 이하의 음향 캐비티 내외로의 공기 흐름을 제공하여 음향 캐비티와 음향 캐비티 외부 환경 사이의 압력을 균등하게 한다.

일부 실시예들에서, 압력 균등화 조립체는 음향 경로로부터 측 방향으로 오프셋되어 있는 배출 경로를 부분적으로 한정하는 통기성 층의 일부분과 음향 캐비티를 유체 소통 가능하게 연결시키는 채널을 포함한다. 일부 실시예에서, 접착제 층은 통기성 층과 음향 장치 사이에서 연결될 수 있으며, 채널은 예를 들어, 채널을 형성하는 접착제 층의 보이드, 홈 또는 다른 네거티브 특징부로서 접착제 층에 존재할 수 있다. 일부 실시예에서, 개스킷은 통기성 층과 음향 장치 사이를 연결하고, 채널은 개스킷 내에 존재할 수 있다.

일부 실시예에서, 적층형 조립체는 배출 경로의 벽을 형성하고, 통기성 층은 배출 경로를 통과하는 공기가 통기성 층의 적어도 일부분을 통과하도록 배출 경로를 가로질러 배치된다. 일부 실시예에서, 배출 경로는 음향 캐비티와 음향 캐비티 외부 환경과 유체 소통 가능하게 연결되어 음향 캐비티와 음향 캐비티 외부 환경 사이의 압력을 균등하게 한다. 하우징은 비다공성 멤브레인, 적층형 조립체 및 음향 장치를 포함함으로써, 음향 경로가 하우징의 개구를 통해 하우징의 외부와 연결되게 하고 배출 경로가 음향 캐비티를 하우징의 내부 환경과 연결되게 한다.

이들 및 다른 실시예는 그 많은 장점 및 특징과 함께 이하의 설명 및 첨부된 도면과 함께 보다 상세히 설명된다.

본 발명은 첨부된 비-한정적인 도면을 참조하여 더 잘 이해될 것이다.
도 1은 실시예에 따른 압력 균등화 조립체를 갖는 음향 장치의 단면도를 도시한다.
도 2는 실시예에 따라 음향 장치 상에 배열된 도 1의 조립체와 같은 압력 균등화 조립체의 분해 사시도이다.
도 3은 압력 균등화 조립체의 다른 실시예를 갖는 음향 장치의 단면도이다.
도 4는 압력 균등화 조립체의 제2 다른 실시예를 갖는 음향 장치의 단면도이다.
도 5는 압력 균등화 조립체의 다양한 실시예에 대해, 음향 캐비티와 음향 캐비티 외부의 환경 사이의 시간에 따른 압력차를 보여주는 예시적인 차트를 도시한다.
도 6은 압력 균등화 조립체의 다양한 실시예에 대해, 상이한 주파수에서 음향 진폭(즉, ㏈ 단위의 음압 레벨)을 보여주는 예시적인 차트를 도시한다.
도 7은 압력 균등화 조립체의 다양한 실시예에 대해, 상이한 주파수에서의 삽입 손실(즉, 방해되지 않는 마이크로폰과 비교되는 음압 레벨의 차이)을 보여주는 예시적인 차트를 도시한다.

본원에 설명된 다양한 실시예는 음향 장치용 압력 균등화 조립체를 다룬다. 압력 균등화 조립체는 배출 경로를 제공함으로써 압력 균등화를 제공하는 통기성 층뿐만 아니라 습기 및 수분 침투로부터 보호하는 비다공성 멤브레인을 포함한다. 일 실시예에서, 음향 커버는 높은 침지 적용예를 위한 비다공성 멤브레인을 포함한다. 유리하게, 비다공성 멤브레인은 습기에 대한 내성을 제공하고 외부 환경으로부터의 잠재적 손상에서 음향 장치를 보호한다.

통기성 층은 비다공성 멤브레인과 상이할 수 있으며, 수분 침투로부터의 보호를 손상시키지 않으면서 음향 장치에서의 압력 균등화를 제공한다. 통기성 층은 외부 환경과 직접적으로 닿지 않는 배출 경로를 유도할 수 있다. 예를 들어, 배출 경로는 음향 장치를 포함하는 하우징 내의 압력 균등화 조립체를 빠져나갈 수 있는 반면, 음향 경로는 일반적으로 외부 환경에 대한 하우징 내의 개구로 유도된다. 이러한 이유로, 배출 경로는 반드시 방수성일 필요는 없으며, 배출 경로를 통해 원하는 압력 전달 속도를 제공하도록 조정될 수 있다. 예를 들어, 배출 경로는 음향 경로의 보호된 부분 또는 음향 캐비티와 하우징 내부의 배출 경로의 대향 단부 상의 환경 사이의 압력을 균등하게 하는 통기성 층에 의해 적어도 부분적으로 형성될 수 있다.

압력 균등화

배출 경로는 음향 장치를 포함하는 하우징의 내부 환경과 같이, 음향 캐비티와 음향 캐비티 외부의 환경 사이에 압력 균등화를 제공한다. 특히, 배출 경로는 배출 경로를 가로지르는 압력차에 의해 야기된 특정 배출 속도 또는 균등화 속도를 제공하도록 조정될 수 있다. 균등화 속도는 조립체가 초기 압력 값에서 초기 압력 값의 1/e배의 값으로, 또는 대략 63%로 균등화를 유지하는 데 필요한 시간으로 정의되는 지수적 감쇠 시상수(τ)로 설명될 수 있다. 또한, 균등화 속도는 다른 제2 값, 예를 들어, 95% 또는 99%를 참조하여 설명될 수 있다. 일 실시예에서, 배출 경로를 가로지르는 균등화 속도는 배출 경로를 형성하는 통기성 층의 재료 특성, 통기성 층의 표면적 및/또는 통기성 층의 두께를 선택함으로써 조정된다. 일반적으로, 공기가 통과할 수 있는 더 많은 영역을 갖는 통기성 층은 얇은 통기성 층보다 더 빠른 균등화 속도를 가질 것이고, 보다 큰 다공도를 갖는 재료는 상대적으로 낮은 다공성을 갖는 재료보다 더 빠른 균등화 속도로 전환될 것이다. 어떤 경우, 통기성 층의 통기성 또는 균등화 속도는 다공도, 두께 또는 표면적과 무관하게 통기성 층의 구조와 관련될 수 있다. 예를 들어, 통기성 층은 공기가 배출될 수 있는 채널 또는 보이드를 포함할 수 있다. 비다공성 재료는 전형적으로 균등화 속도가 놀랄 만큼 느리지만 확산 메커니즘을 통해 천천히 공기를 통과시킬 수 있다.

일 실시예에서, 균등화 속도는 음향 캐비티 내의 압력이 환경 변화와 단계적으로 균등화를 이루도록 충분히 높아지게 조정될 수 있다. 예를 들어, 음향 캐비티에서의 온도 변화는 음향 캐비티 내의 공기의 팽창 또는 수축을 유발할 수 있으며, 이는 음향 캐비티 내의 공기의 압력을 증가 또는 감소시키는 경향이 있다. 음향 캐비티 내에서 대기압보다 높거나 낮은 압력은 변환기가 자유 공기에서 편향되는 방식에 대해 편향되는 변환기의 능력에 영향을 줄 수 있다. 이러한 효과는 MEMs 변환기에서 특히 두드러질 수 있다. 따라서, 음향 캐비티의 압력 변화는 변환기의 음파에 대한 응답을 변경하여 변환기 바이어스를 유발할 수 있다. 주변 압력에 대해 음향 캐비티의 압력이 증가되거나 감소하면 비다공성 멤브레인의 변형 또는 응력이 유도되어, 비다공성 멤브레인의 음향 응답을 방해할 수 있고 비다공성 멤브레인에 의해 야기된 겉보기 삽입 손실이 증가시킬 수 있다. 균등화 속도는 충분히 높아, 공기가 대기로부터의 상당한 압력차를 야기하는 압력 상승 또는 손실을 실질적으로 방지하거나 완화시키기에 충분히 빠르게 배출 경로를 통해 음향 캐비티에 진입 또는 이를 이탈하게 허용한다. 압력 상승 또는 손실을 방자하거나 완화하면 변환기 바이어스가 완화되거나 방지될 수 있다. 압력 증가 또는 손실을 방지하거나 완화함으로써, 비다공성 멤브레인의 음향 응답을 달리 방해할 수 있는 비다공성 멤브레인의 변형을 완화하거나 방지할 수 있다.

일부 실시예에서, 균등화 속도는 특정 조건을 갖는 적용예를 위해 조정될 수 있다. 제1 비제한적인 예로서, 선박(예를 들어, 선적 컨테이너를 모니터링하기 위한)에서의 사용을 위해 구성된 음향 장치에 대해, 압력은 8시간 동안 13.8 ㎪(2 psi) 정도로 변동할 수 있다. 이러한 적용예에 있어서, 압력 균등화 조립체는 약 9600의 지수적 감쇠 시상수(τ)와 함께 약 0.034 ㎪/min(0.005 psi/min)의 속도로 균등화를 유지할 필요가 있을 수 있다. 제2 비제한적인 예로서, 승객 또는 화물 항공기와 함께 사용하도록 구성된 음향 장치에 있어서, 20분에 걸쳐 22.8 ㎪(3.3 psi) 정도의 이륙 동안 압력이 변동될 수 있다. 이러한 적용예에 있어서, 압력 균등화 조립체는 약 400의 음향 감쇠 시상수(τ)와 함께 약 1.14 ㎪/min(0.165 psi/min)의 속도로 균등화를 유지할 필요가 있을 수 있다. 제3 비제한적인 예로서, 빠르고 높은 엘리베이터와 함께 사용하기 위한 음향 장치에 있어서, 66초 동안 약 7.6 ㎪(1.1 psi) 정도로 변동할 수 있다. 이러한 적용예에 있어서, 압력 균등화 조립체는 약 22의 음향 감쇠 시상수(τ)와 함께 보다 빠르게, 예를 들어 약 6.89 ㎪/min(1 psi/min)의 속도로 균등화를 유지할 필요가 있을 수 있다. 다른 적용예에서는 균등화 속도가 더 빠르거나 더 느릴 수 있다. 특정 통기성 층은 삽입 손실을 최소화하면서 원하는 균등화 속도를 달성하기 위한 적용예에 기초하여 선택될 수 있다.

일 실시예에서, 균등화 속도는 또한 배출 경로에 의해 흡수 및/또는 반사되는 음파로 인한 음향 삽입 손실을 완화시키기에 충분히 낮도록 조정될 수 있다. 실제로, 발생기와 수신기 사이의 음향 경로에 임의의 삽입은 삽입 손실(예를 들어, 음향 캐비티의 비다공성 멤브레인 또는 벽의 음압 손실)을 야기할 수 있다. 음향 경로에서 통기성이 뛰어난 벤팅 층은 주파수 범위에 걸쳐 삽입 손실의 피크를 하나 이상 초래하는 것으로 나타났다. 따라서, 통기성 층은 바람직하게는 균등화를 가능하게 하기에 충분히 통기성이지만, 과도한 삽입 손실 또는 삽입 손실 피크를 유발할 정도로 그렇게 통기성이지는 않다. 따라서, 바람직한 실시예에서, 균등화 속도는 음향 캐비티의 벽의 충분한 음향 불투명도를 제공하면서 환경 변화 단계(즉, 변환기 바이어스 또는 멤브레인 응답 문제의 완화)와 균등화를 이룰 수 있는 범위 내에 있도록 조정된다(즉, 삽입 손실 또는 삽입 손실 피크의 완화).

음향 캐비티 안팎으로의 공기 흐름은 균등화 속도와 상관 관계가 있을 수 있다. 높은 공기 흐름은 보다 통기성이 높은 재료를 나타내며 변환기 바이어스를 방지하기에 충분한 압력 균등화 속도로 변환된다. 낮은 공기 흐름은 통기성이 낮은 재료를 나타내며, 일반적으로 삽입 손실 피크를 감소시키도록 변환된다. 유리하게는, 본 발명의 실시예는 변환기 바이어스를 완화시키기 위해 적절한 압력 균등화를 달성하지만 삽입 손실 피크를 완화시키기에 충분히 낮은 공기 흐름을 달성하는 중간 범위의 음향 캐비티 내외로의 공기 흐름을 제공한다. 일 실시예에서, 통기성 층은 6.9 ㎪(1 psi)에서 500 mL/min 이하, 예를 들어 250 mL/min 이하, 또는 100 mL/min 이하의 음향 캐비티 내외로의 공기 흐름을 제공하여 음향 캐비티와 음향 캐비티 외부의 환경 사이의 압력을 균등하게 한다. 변환기 바이어스를 방지하면서, 공기 흐름은 30 ㏈ 이하, 예를 들어 15 ㏈ 이하, 10 ㏈ 이하 또는 5 ㏈ 이하와 같은 삽입 손실 또는 삽입 손실 피크를 갖는 속도로 유지될 수 있다. 통기성 층을 통과하는 공기 흐름은 변환기 바이어스를 방지하기에 충분히 높다. 공기 흐름은 음향 캐비티와 음향 캐비티 외부의 환경 사이의 압력을 균형 있게 유지하여 대기로부터의 압력 불균형 또는 압력차를 방지하거나 완화시키기에 충분해야 한다. 일 실시예에서, 통기성 층을 통하는 공기 흐름 및 음향 캐비티 내외로의 공기 흐름은 6.9 ㎪(1 psi)에서 0 mL/min보다 크지만, 바람직하게는 0이 아니거나 0에 가깝다. 비다공성 멤브레인을 통과하는 공기 흐름은 무시할 수 있다.

일부 특정 예에서, 균등화 속도는 특정 용도에 대해 선택될 수 있다. 예를 들어, 외부 압력 또는 온도가 급격하게 변화할 것으로 예상되는 적용예에서 사용하기 위한 센서는 외부 압력 또는 온도가 보다 느리게 변하는 적용예에서 사용하기 위해 센서에 비해 증가된 통기성을 가질 수 있다.

압력 균등화 조립체

도 1은 실시예에 따른 음향 장치(14)에 대한 압력 균등화 조립체(10)의 단면도를 도시한다. 음향 장치(14)는 음향파를 생성 및/또는 수신하기 위한 전자 장치일 수 있다. 음향 장치(14)는 음향 캐비티(12)와 연결되어, 음향 장치에 의해 생성된 음향파가 음향 캐비티(12)로 직접 통과하여 음향 장치에 의해 수신된 음향파가 음향 캐비티(12)로부터 음향 장치(14)로 직접 전파되도록 한다. 예를 들어, 음향 장치(14)는 변환기(18)를 갖는 회로를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 변환기(18)는 마이크로폰 또는 다른 음향 센서, 스피커, 압력 센서 또는 다른 유사한 유형의 센서일 수 있다. 일부 실시예에서, 변환기(18)는 마이크로폰, 음향 센서 또는 음향 스피커와 같은 마이크로 전기 기계 장치(MEMs)일 수 있다. 음향 장치(14)는 변환기(18)를 그 위에 포함하는 전자 회로 보드, 예를 들어 플렉스 회로일 수 있다. 일부 실시예에서, 음향 장치(14)는 셀룰러 폰, 스마트 폰, 태블릿, 휴대용 마이크로폰, 핸드 헬드 컴퓨팅 장치 또는 다른 유사한 장치와 같은 휴대용 전자 장치용 감지 모듈 또는 제어 회로일 수 있다.

음향 장치(14)는 음향 장치(14)를 외부 환경으로부터 보호하는 하우징(16)에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸여 있고, 적어도 부분적으로 밀봉 및/또는 방수될 수 있다. 몇몇 경우에, 하우징(16)은 플라스틱 또는 금속 케이스일 수 있다. 하우징(16)은 음향 장치(14)를 적어도 부분적으로 둘러싸는 내부 환경(22)을 포함한다.

음향 경로(32)는 실시예에 따라 하우징(16)의 개구(36)에 의해 부분적으로 형성된다. 단일 개구가 도 1에 도시되어 있지만, 다른 실시예에서, 음향 경로 또는 개별적인 음향 경로를 집합적으로 정의하는 복수의 개구가 하우징 내에 있을 수 있다. 하우징(16) 내의 개구(36)는 음향파를 하우징(16)의 외부와 그 내부의 음향 캐비티(12) 사이에 통과시키기 위한 것이다. 일 실시예에서, 음향 경로(32)는 소리를 검출할 때, 압력파, 즉 음향파가 음향 장치(14)의 하우징(16)의 외부에서 변환기(18)로 전파될 수 있도록 배열된다. 다른 실시예와 유사하게, 음향 경로(32)는 음향 장치(14)에 의해 생성된 압력파가 하우징(16)의 외부를 향해 전파할 수 있도록 배열된다. 음향 경로(32)는 음향 캐비티(12)를 추가로 한정하는 비다공성 멤브레인(20)에 의해 횡단된다. 비다공성 멤브레인(20)이 음향 경로(32)를 가로지르기 때문에, 비다공성 멤브레인(20)은 본원에서 비다공성 음향 멤브레인으로 지칭될 수도 있다. 비다공성 멤브레인(20)은 음향 캐비티(12)를 향하는 제1 측면(20a) 및 개구(36)를 향하는 제2 대향 측면(20b)을 갖는다. 음향 캐비티(12)는 비다공성 멤브레인(20)과 변환기(18)를 포함하는 음향 장치(14)의 일부분 사이에 배치된다. 충분한 음향 커버를 제공하기 위해, 비다공성 멤브레인(20)의 최소 직경은 개구(36)의 최대 직경과 적어도 동일하거나 더 크다. 개구(36)의 최대 직경은 하우징의 적용예 및 구성에 따라 변할 수 있다. 본 발명의 압력 균등화 조립체는 임의의 크기의 개구에 적합하며 특별히 제한되지 않는다. 하나의 예시적인 실시예에서, 개구(36)의 직경은 0.1 ㎜ 내지 500 ㎜, 예를 들어 0.3 ㎜ 내지 25 ㎜, 예를 들어 0.5 ㎜ 내지 10 ㎜이다. 이러한 개구의 예시적인 직경에 기초하여, 비다공성 멤브레인의 최소 직경은 적어도 0.1 ㎜, 예를 들어 적어도 0.3 ㎜, 예를 들어 적어도 0.5 ㎜이다. 이러한 크기 관계를 가짐으로써 비다공성 멤브레인(20)은 음향 경로(32)를 완전히 가로질러 음향 캐비티(12) 내로의 유체 또는 습기의 침입을 방지한다. 하우징(16)의 내부 환경(22)은 또한 비다공성 멤브레인(20)에 의해 외부 환경으로부터의 유체 또는 습기의 침입으로부터 적어도 부분적으로 밀봉된다.

일부 실시예에서, 적층형 조립체(38)의 전체 두께는 약 25 ㎛ 내지 약 2500 ㎛ 정도일 수 있다. 일부의 경우, 적층형 조립체의 전체 두께는 약 100 ㎛ 내지 1000 ㎛ 정도일 수 있다. 다양한 적용예의 음향 장치는 다양한 구성을 갖는다. 제한적인 것은 아니지만, 일부 예시적인 적용예에서, 음향 장치는 예를 들어, 100 ㎛ 내지 1000 ㎛ 정도에서 비교적 얇은 두께를 갖는 MEMs 변환기와 조합하여 사용될 수 있다. 따라서, 적층형 조립체(38)를 통합하는 음향 장치는 0.2 내지 1.2 ㎜ 정도로 매우 얇을 수 있으며, 이것은 핸드 헬드 전자 장치와 같은 많은 소형 폼 적용예에 포함하기에 적합하다.

일 실시예에서, 비다공성 멤브레인은 비다공성 중합체 복합체의 층일 수 있다. 다양한 비다공성 멤브레인 재료는 중합체 필름(예를 들어, TPU, PET, 실리콘, 폴리스티렌 블록 공중합체, FEP 등) 또는 중합체 복합체를 포함할 수 있다. 확장된 폴리테트라플루오르에틸렌(ePTFE) 복합체 구조는 양호한 음향 및 수분 보호 균형을 제공한다. 다양한 비다공성 재료는 매우 얇고 가벼운 것 외에도 우수한 음향 전이를 가지며 우수한 수분 보호 기능을 제공한다. 예를 들어, 비다공성 재료는 낮은 표면 장력 유체에 대한 추가 보호 기능을 제공한다. 일 실시예에서, 비다공성 멤브레인은 500 ㎛ 이하, 예를 들어 200 ㎛ 이하, 또는 100 ㎛ 이하의 두께를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 비다공성 멤브레인은 100 ㎛ 이하, 50 ㎛ 이하 또는 20 ㎛ 이하의 두께를 가질 수 있다. 비다공성 멤브레인은 음향 캐비티 내의 변동하는 외부 압력 및/또는 변동하는 온도에 기인하여 압력 하에서 파열되는 것에 저항할 만큼 충분히 두껍고, 비다공성 멤브레인을 통과하는 음향 에너지를 최소한으로 차단하는 정도로 충분히 얇다. 비다공성 멤브레인은 음향 성능에 악영향을 미치는 멤브레인의 과도한 변형을 견딜 정도로 충분히 두껍다.

다공성 멤브레인(20)은 다음 실시예에 따라 음향 경로(32)를 가로질러 음향 장치(14) 및 하우징(16)과 연결된다. 본원에 기술된 바와 같이, 통기성 층(24)은 비다공성 멤브레인(20)의 제1 측면(20a)의 적어도 일부와 연결된다. 통기성 층(24)은 또한 음향 캐비티(12)를 한정한다. 통기성 층(24)은 음향 경로에 위치하지 않고, 음향 캐비티(12)의 배출을 위해 제공된다. 통기성 층(24)의 배치로 인해 배출로는 음향 경로(32)에 적어도 부분적으로 측 방향에 위치한다. 예를 들어, 비다공성 멤브레인(20)은 제1 접착제 층(26), 통기성 층(24) 및 제2 접착제 층(28)을 포함하는 적층형 조립체(38)에 의해 음향 장치(14)와 연결될 수 있다. 적층된 조립체(38)는 음향 캐비티(12)의 벽을 한정한다. 비다공성 멤브레인(20)은 제3 접착제 층(30)에 의해 음향 장치(14)에 대향하게 하우징(16)과 추가로 연결될 수 있다. 제3 접착제 층(30) 및 비다공성 멤브레인(20)은 액체가 내부 환경(22)으로 침입하지 않도록 하우징(16)을 밀봉한다. 제1 및 제2 접착제 층(26, 28) 및 통기성 층(24)은 음향 캐비티(12)와 내부 환경(22) 사이에 배출 경로(22)를 제공한다. 통기성 층(24)은 음향 캐비티(12)로부터의 삽입 손실 피크를 완화시키거나 방지하기에 충분히 느린, 예를 들어 500 mL/min 이하의 속도로 음향 캐비티(12) 내외로의 공기의 배출을 허용하지만; 음향 캐비티(12)와 음향 캐비티 외부의 환경 사이에서 압력을 균형 있게 유지할 수 있을 정도로 충분히 빨라서 압력 불균형 또는 압력차를 방지 또는 완화할 수 있다. 예를 들어, 통기성 층(24)은 음향 캐비티(12)와 내부 환경(22) 사이의 압력을 균형 있게 유지할 수 있다.

통기성 층(24)은 중합체 재료, 복합 재료, 직물 재료, 금속 재료, 또는 세라믹 재료뿐만 아니라 통기성 접착제 또는 접착제 층을 포함하는 많은 재료로 제조될 수 있다. 통기성 층(24)은 또한 배출 특징을 갖는 재료, 예를 들어 고유한 다공성 표면 특성 등을 갖는 재료를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 통기성 층은 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌과 같은 폴리올레핀 또는 플루오로 중합체를 포함하는 많은 중합체 재료로 제조될 수 있다. 플루오로 중합체는 고유한 소수성, 화학적 불활성, 내열성 및 가공 특성을 위해 사용될 수 있다. 예시적인 플루오로 중합체는 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 공중합체(FEP), 테트라플루오로에틸렌-(퍼플루오로알킬) 비닐 에테르 공중합체(PFA), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 등을 포함한다. 통기성 층은 본질적으로 소수성 재료로 만들어지지 않는다면, 당업계에 공지된 플루오로 함유 발수 발유 재료로 처리함으로써 다공성의 현저한 손실 없이 그들에게 부여될 소수성 특성을 가질 수 있다. 예를 들어, 미국 특허 제5,116,650호, 제5,286,279호, 제5,342,434호, 제5,376,441호 및 기타 특허에 개시된 발수 발유 재료 및 방법이 사용될 수 있다. 직물의 통기성 층은 직조된 직물, 직조되지 않은 직물 및 편직 재료를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 직물 통기성 층은 통기성 직물 재료 또는 직물/중합체 복합 재료를 포함할 수 있다. 예시적인 통기성 층은 Gore® ePTFE 부품 번호 AM1XX, Milliken® (170357) 직조된 직물, Ahlstrom Hollytex® (3254) 직조되지 않은 직물, Saatifil Acoustex® (160) 직조된 직물, Saatifil Acoustex® (90) 직조된 직물 및 Precision Fabrics® (B6700) 직조되지 않은 직물을 포함한다. 일 실시예에서, 통기성 층은 습기/수분 침투에 대한 2차 보호를 제공하기 위해 0이 아닌 양의 수분 진입 압력 내성을 갖는다.

특정 통기성 층은 넓은 범위의 기공 크기, 기공 체적, 수분 진입 압력, 평면 공기 투과성, 측 방향 투과성, 및 다른 재료 및/또는 부품 특성을 가질 수 있다. 비교의 목적으로, 다공성 ePTFE 통기성 층은 약 10 내지 1000 ㎛, 예를 들어 약 180 ㎛의 범위의 두께를 가질 수 있다.

도 2는 실시예에 따른 도 1에 도시된 압력 균등화 조립체(10)의 단순화된 조립도를 도시한다. 압력 균등화 조립체(10)는 음파가 케이스(16)의 외부로부터 오디오 장치(14)의 변환기(18)로 또는 그 반대로 전파되게 하는 음향 경로(32)를 형성하도록 배열된다. 압력 균등화 조립체(10)의 개별 구성 요소는 다양한 형상, 폭 또는 두께를 가질 수 있다. 도시된 예시적인 조립체(10)에서, 접착제 층(26, 28, 30) 및 통기성 층(24)은 중공 타원형 또는 원형을 취하지만, 본원의 범위 내에서 다른 중공 형이 가능하다. 통기성 층(24)은 통기성 층(24)이 음향 경로에 있지 않도록 비다공성 멤브레인(20)의 둘레를 따라 위치되는 링일 수 있다. 비다공성 멤브레인(20)은 상기 층의 형상과 일치하는 견고한 원형 또는 타원형 형상을 취하지만, 마찬가지로 다른 형상이 가능하다. 조립체(10)의 개별적인 구성 요소는 조립체의 기능적 특성을 변화시키기 위해 반복될 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 접착제 층(26, 28)은 음향 캐비티(12)의 체적을 증가시키기 위해 두껍게 하거나 이격된 층(미도시)을 포함할 수 있다. 더 큰 체적의 음향 캐비티는 더 작은 체적의 음향 캐비티보다 더 천천히 압력 변화하는 경향이 있다. 통기성 층(24)의 두께(즉, 음향 경로(32)의 방향으로의 두께)는 층을 통과하는 공기의 배출 속도를 각각 목표로 할 수 있다. 일 실시예에서, 통기성 층(24)의 두께는 1 ㎛ 내지 2000 ㎛, 예를 들어 10 ㎛ 내지 1000 ㎛ 또는 50 ㎛ 내지 500 ㎛이다. 유사하게, 통기성 층(24)의 폭(즉, 음향 경로(32)에 수직인 폭)은 적용예에 따라 변할 수 있다. 폭이 증가함에 따라 배출 속도가 감소될 수 있으며 그 반대일 수 있다. 일 실시예에서, 통기성 층(24)의 폭은 0.1 ㎜ 내지 250 ㎜, 예를 들어 0.2 ㎜ 내지 25 ㎜, 또는 0.5 ㎜ 내지 5 ㎜이다. 다양한 실시예에서, 상술된 층들 중 일부 서브 세트, 예를 들어 접착제 층(26, 28, 30)은 다른 접속 수단으로 대체될 수 있다.

접착제 층(26, 28, 30)과 같은 접착제 층은 두 부분을 연결하기 위해 각 측면에 접착제 표면을 갖는 임의의 적합한 층으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 접착제 층은 양면 플라스틱 테이프와 유사하게 접착제 표면 처리로 함침된 중합체 층일 수 있다. 접착제 층은 PET 배킹 및 점착성 아크릴 접착제(예를 들어, TESA® 4972)를 포함하는 양면 접착 테이프를 포함할 수 있다. 접착제 층은 압력 균등화 조립체의 원하는 두께에 따라 다양한 두께를 가질 수 있다. 예시적인 접착제 층은 5 내지 1000㎛ 정도로 임의의 적당한 두께일 수 있다. 접착제 층의 특정 예는 약 30 ㎛ 두께, 또는 약 48 ㎛ 두께이다. 일반적으로, 접착제 층은 방수성 및 비다공성이다. 그러나 어떤 경우에는 외부 환경에 인접한 접착제 층만이 방수되어야 할 수도 있다.

도 3은 실시예에 따른, 접착제 층이 없는 또 다른 압력 균등화 조립체(110)의 측 단면도이다. 압력 균등화 조립체(110)에서, 음향 장치(114)는 하우징(116) 내에 포함된다. 음향 장치(114)는 변환기(118)를 포함한다. 변환기(118)는 음향 장치(114), 비다공성 멤브레인(120) 및 통기성 층(124)에 의해 한정된다. 하우징(116)은 비다공성 멤브레인(120)에 대항해 편향되거나 이와 접촉한다. 비다공성 멤브레인(120)은 변환기(118) 주위에 음향 장치(114)를 더 접촉시키는 통기성 층(124)에 대항해 편향되거나 또는 이와 접촉한다. 몇몇의 경우에, 하우징(116)은 하우징을 비다공성 멤브레인(120)에 대항해 편향시키기 위한 내향 돌출부(102)를 포함할 수 있다. 압력 균등화 조립체(110)는 또한 비다공성 멤브레인에 의해 밀봉을 형성하기 위해 음향 장치(114)를 가압하여 케이스(116) 대해 타이트하게 음향 장치를 유지하는 브레이스(104)를 포함한다. 하나의 브레이스가 도 3에 도시되어 있지만, 다른 실시예에서 복수의 브레이스가 있을 수 있다.

도 4는 실시예에 따른 다른 배출 통로(232)를 갖는 다른 압력 균등화 조립체(210)의 측 단면도이다. 그 위에 설치된 변환기(218)를 갖는 음향 장치(214)는 음향 경로(232)를 통해 음향파를 검출(및/또는 전송)하도록 배열된다. 음향 경로(232)는 압력 변환기(218) 및 음향 장치(214)를 적어도 부분적으로 둘러싸는 하우징(216) 내의 개구(236)와 함께 정렬된다. 변환기(218)에 인접한 음향 경로(232)의 일부분은 음향 캐비티(212)를 한정한다. 배출 경로(234)는 음향 경로(232)로부터 오프셋되고 음향 캐비티(212)와 하우징(216)의 내부 부분(222) 사이의 압력을 균등하게 하도록 구성된다.

통기성 층(224)은 변환기(218) 위에 배치된다. 통기성 층(224)은 음향 경로(232)와 정렬된 제1 보이드(224a)를 갖는다. 통기성 층(224)의 제1 보이드(224a)는 음향 경로(232)를 따른 음향파의 전달을 용이하게 한다. 배출 경로(234)는 음향 경로(232)로부터 오프셋되어 있는 통기성 층(224)의 폐쇄 부분(224b)을 통과한다. 본원에 사용된 바와 같이, 오프셋은 비다공성 멤브레인을 통해 음향 경로(232) 내에 정렬되지 않는 배출 경로(234)를 지칭한다. 이격 층(228)은 변환기(218)에 대향하는 통기성 층(224)과 접해 배치된다. 이격 층(228)은 기계적 압력 또는 유사한 수단에 의해 예를 들어 접착제에 의해 통기성 층(224)과 연결될 수 있다. 이격 층(228)은 음향 경로(232)와 정렬된 제1 보이드(228a) 및 배출 경로(234)와 정렬된 제2 보이드(228b)를 갖는다. 이격 층(228)의 제2 보이드(228b)는 제2 보이드와 정렬되는 통기성 층(224)의 일부를 통해 원하는 압력 배출 속도를 용이하게 하기 위한 크기를 갖는다. 비다공성 멤브레인 층(220)은 통기성 층(224)에 대향하여 이격 층(228)에 인접하여 배치된다. 비다공성 멤브레인 층(220)은 예컨대 접착제, 기계적 압력 등에 의해 이격 층(228)과 연결될 수 있다. 비다공성 멤브레인 층(220)은, 비다공성 멤브레인 층(220)의 적어도 일부가 음향 경로(232)에서 음향 멤브레인(220a)을 형성하도록 이격 층(228)의 제1 보이드(228a) 위의 음향 경로(232)를 횡단한다. 비다공성 멤브레인 층(220)은 이격 층(228)의 제2 보이드(228b)와 정렬되는, 배출 경로(234)를 추가 한정하는 보이드(220b)를 갖는다. 음향 경로(232)는 음향 장치(214) 근처의 배출 경로(234)과 유체 소통 가능하게 연결될 수 있다. 예를 들어, 스페이서(226)는 음향 경로(232)를 배출 경로(234)와 유체 소통 가능하게 연결할 수 있다. 음향 경로(232)는 음향 장치(214)의 음의 표면 특징부(예를 들어, 홈 또는 경로), 통기성 층(224) 내의 음의 표면 특징부, 음향 장치(214)와 통기성 층(224) 사이의 개스킷 또는 접착제 층, 또는 유사한 수단과 같은 임의의 다른 적절한 수단에 의해 배출 경로(234)와 유체 소통 가능하게 연결될 수 있다.

비다공성 멤브레인 층(220)은 하우징(216) 내의 개구(236)와 연결되어, 개구가 음향 경로(232)를 추가로 한정하게 한다. 비다공성 멤브레인 층(220)은 하우징(216)의 개구(236)에, 예를 들어 접착제 코팅, O-링 개스킷, 또는 유사한 밀봉 수단을 사용하여 부착 또는 달리 밀봉될 수 있다. 일부 경우에 있어서, 비다공성 멤브레인 층(220)은 밀봉을 형성하기 위해 기계적 힘을 이용하여 하우징(216)의 개구(236)에 대항하여 가압될 수 있다. 예를 들어, 비다공성 멤브레인 층(220)은 케이싱(216)의 내향 돌출부(230)와 접할 수 있다. 비다공성 멤브레인 층(220)은 또한 배출 경로(234)를, 예를 들어 하우징(216)의 내부 부분(222)과 연결할 수도 있다. 다양한 추가적인 층은 상이한 기능적 특성을 제공하기 위해 상기 기술된 층과 함께 사용될 수 있다. 예를 들어, 음향 캐비티(212)의 체적을 증가시키거나 또는 비다공성 멤브레인 층(220)을 개구(236)로부터 더 멀리 이격시키는 추가의 이격 층이 사용될 수 있다.

본 발명은 다음의 비제한적인 실시예 및 테스트 결과를 고려하여 보다 잘 이해될 것이다.

테스트 결과

압력 균등화 테스트

마이크로폰 캐비티 압력 균등화는 시뮬레이션된 음향 캐비티와 환경 사이에 증가된 압력차를 균등화하는 데 걸리는 시간을 측정하는 테스트 방법이다. 압력 용기는 압력 흡입구를 통해 가압되고 2개의 프리스케일 세미컨덕터 MPX4250A 압력 변환기를 포함한다. 시뮬레이션된 음향 캐비티(마이크로폰 캐비티)는 음향 압력 균등화 조립체와 압력 변환기의 계면에서 생성되며, 압력 균등화 조립체는 비다공성 멤브레인 및 통기성 층을 포함한다. 압력 균등화 조립체는 압력 용기에 넣기 전에 주변 압력에서 압력 변환기에 부착된다. 압력 균등화 조립체가 부착된 압력 변환기는 시뮬레이션된 마이크로폰 캐비티의 압력을 측정하는 반면 다른 압력 변환기는 압력 용기의 환경 압력을 측정한다. 압력 용기는 압축 공기와 조절기를 사용하여 27.6 ㎪(4 psi)로 가압된다. 압력 변환기에 의해 측정된 압력은 압력이 같거나 미리 정의된 시간이 경과할 때까지 기록된다. 두 개의 변환기 사이의 시간에 따른 압력차에 대한 데이터는 이후에 재료 성능의 척도로서 사용될 수 있는 지수적 감쇠 시상수(τ)와 같은 파라미터에 의해 기술될 수 있다. 3τ는 초기 압력의 95%가 균등화되는 시간에 해당한다. τ가 높을수록 균등화가 느리고 통기성이 낮아진다.

삽입 손실 감지 테스트

삽입 손실 피크는 각 압력 균등화 조립체를 강판의 오리피스에 연결하고 지지대 내에서 조립체를 완전히 감싸고 오리피스 및 조립체를 통과한 후 스피커로 발생되는 소리를 측정함으로써 감지될 수 있다. Knowles® SPU0410LR5H MEMS 측정용 마이크로폰은 각 샘플 조립체의 뒷면에 대항해 가압되고 지지대에 내장된 쇼어 "0" 경도가 18인 폼 피스를 사용하여 제 위치에 고정된다. 지지대는 지지대에 내장된 1/8th 인치 원통형 N42 등급 NdFeB 자석을 통해 강판과 접촉하여 완전히 고정된다. 각각의 전체 샘플 조립체는 Br

el & Kjær ® 4232 무반향 박스 내에서 내부 드라이버 또는 스피커로부터 6.5 ㎝ 떨어진 곳에 배치된다. 스피커는 100 ㎐에서 11.8 ㎑의 주파수 범위에 걸쳐 88 ㏈ 음압 레벨의 주파수 스위프를 수행한다. 측정 마이크로폰은 음향 응답을 주파수 범위에 걸쳐 ㏈ 단위의 음압 레벨로 측정한다. 일반적으로, 통기성 층을 갖는 조립체는 주파수 범위에 걸쳐 음압 레벨의 일정한 작은 하강을 나타낸다. 삽입 손실 피크는 임의의 주파수 또는 주파수 범위에서 음압 레벨의 현저한 하강의 존재에 기초하여 확인되었다.

ATEQ 공기 흐름

ATEQ 공기 흐름은 압력 균등화 조립체 샘플을 통해 공기의 층류 체적 유량을 측정하는 테스트 방법이다. 삽입 손실 감지 테스트 방법에 사용된 샘플 조립체(고정구 및 샘플 배치)는 통기성 층이 음향 장치 대신 강판의 개구를 향하도록 부품이 반전되는 것을 제외하고는 ATEQ 공기 흐름 테스트에도 사용된다. 샘플 조립체는 강판에 압축만을 가하고 O-링을 사용하여 강판의 상부 표면을 밀봉하는 방식으로 2개의 플레이트 사이에 클램핑된다. ATEQ 프리미어 D 콤팩트 유동 테스트기(Flow Tester)는 강판의 오리피스를 통해 6.9 ㎪(1 psi)의 공기압을 가함으로써 음향 커버를 통과하는 공기 흐름 속도(mL/min)를 측정하는데 사용된다.

예시 1

도 1의 배치와 유사한 조립체가 조립되어, 하기 표 1에 기재된 바와 같이 다양한 추가의 통기성 층 재료의 배출 속도를 평가한다. 공기 흐름 테스트에서 샘플 조립체는 강판의 오리피스에 대해 반전되고 클램핑되어 공기가 오리피스를 통해 음향 캐비티로 전달될 수 있게 한다. ATEQ® 프리미어 D 콤팩트 유동 테스트기(Flow Tester)를 사용하여 강판의 오리피스를 통해 1 psi의 공기압을 가함으로써 음향 캐비티로부터의 (즉, 통기성 층을 통과하는) 공기 흐름 속도(mL/min)를 측정하였다.

압력 균등화 테스트에서, 각 샘플 조립체는 제1 압력 변환기를 포함하는 시뮬레이션된 마이크로폰 캐비티와 연결되고, 대기압에서 시뮬레이션된 마이크로폰 캐비티에 부착(밀봉)되었다. 시뮬레이션된 마이크로폰 캐비티 및 샘플 조립체를 시뮬레이션된 마이크로폰 캐비티 외부의 제2 압력 변환기를 따라 압력 용기에 삽입했다. 압력 용기는 압축된 공기 및 조절기를 사용하여 4 psi로 가압되었다. 각각의 제1 및 제2 압력 변환기에 의해 기록된 압력은 압력이 같거나 미리 정의된 시간이 경과할 때까지 시간에 따라 기록되었다. 시간에 따른 압력 균등화를 위한 데이터는, 예를 들어 조립체가 초기 압력 값에서 초기 압력 값의 1/e 배의 값(또는 약 63%)으로 균등화를 유지하는 데 필요한 시간으로 정의되는 지수적 감쇠 시상수(τ)와 같은 파라미터에 의해 표현될 수 있다.

삽입 손실 피크는 삽입 손실 검출 테스트와 관련하여 전술한 기술을 사용하여 검출된다.

예시 A.

5층을 사용하여 음향 보호 커버 조립체가 구성되었다. 제1 층은 PET 뒷면 및 점착된 아크릴 접착제(TESA® 4972, 48 ㎛ 두께)로 구성된 양면 접착 테이프의 링이다. 제2 층은 제1 층의 상부에 적층되었다. 제2 층은 연속된 비다공성 중합체 필름이었다. 제3 층은 제1 및 제2 층의 상부에 적층되었다. 제3 층은 PET 뒷면 및 점착된 아크릴 접착제(TESA® 4983, 30 ㎛ 두께)로 구성된 양면 접착 테이프의 링이었다. 제4 층은 처음 3개의 층의 상부에 적층되었다. 제4 층은 직물 재료의 링(Milliken & Company, 부품 번호 170357)이었다. 제5 층은 처음 4개의 층의 상부에 적층되었다. 제5 층은 PET 뒷면 및 점착된 아크릴 접착제(TESA® 4983, 30 ㎛ 두께)로 구성된 양면 접착 테이프의 링이었다. 이 조립체는 압력 균등화, ATEQ 공기 흐름 및 음향 삽입 손실에 대해 테스트되었다. 샘플은 제4 층이 각각 압력 변환기, 공기압 소스 또는 마이크로폰에 가장 가깝도록 배향되었다. 이 샘플은 3.24초의 지수적 시상수에 의해 입증된 적절한 압력 균등화 시간을 가졌다. 이 샘플은 또한 21 mL/min의 허용 가능한 공기 흐름과 삽입 손실 피크가 없는 음향 응답을 가졌다.

예시 B.

음향 보호 커버는 예시 A에 기술된 바와 같이 5개의 층으로 구성되었다. 그러나, 샘플의 제4 층은 폴리에스테르 직조되지 않은 재료(Hollytex®, Ahlstrom Corporation, 등급: 3254, 0.102 ㎜ 두께)였다. 이 조립체는 압력 균등화, ATEQ 공기 흐름 및 음향 삽입 손실에 대해 테스트되었다. 샘플은 제4 층이 각각 압력 변환기, 공기압 소스 또는 마이크로폰에 가장 가깝도록 배향되었다. 이 샘플은 3.06초의 지수적 시상수에 의해 입증되는 적절한 압력 균등화 시간을 가졌다. 이 샘플은 또한 22 mL/min의 허용 가능한 공기 흐름 속도와 삽입 손실 피크가 없는 음향 응답을 가졌다.

예시 C.

음향 보호 커버는 예시 A에 기술된 바와 같이 5개의 층으로 구성되었다. 그러나, 샘플의 제4 층은 공기 저항이 160 Rayls인 폴리에스테르 직조된 재료(Saatifil Acoustex®, Saati Group, Inc.의 사업부인 SaatiTech, 아이템명: Acoustex 160, 0.06 ㎜ 두께)였다. 이 조립체는 압력 균등화, ATEQ 공기 흐름 및 음향 삽입 손실에 대해 테스트되었다. 샘플은 제4 층이 각각 압력 변환기, 공기압 소스 또는 마이크로폰에 가장 가깝도록 배향되었다. 이 샘플은 1.21초의 지수적 시상수에 의해 입증되는 적절한 압력 균등화 시간을 가졌다. 이 샘플은 또한 13 mL/min의 허용 가능한 공기 흐름 속도와 삽입 손실 피크가 없는 음향 응답을 가졌다.

예시 D.

음향 보호 커버는 예시 A에 기술된 바와 같이 5 개의 층으로 구성되었다. 그러나, 샘플의 제4 층은 고어(Gore) ePTFE 재료(Gore® ePTFE 부품 번호 AM1XX, WL Gore & Associates, Inc., 190 g/㎡, 0.185 ㎜ 두께)였다. 이 조립체는 압력 균등화, ATEQ 공기 흐름 및 음향 삽입 손실에 대해 테스트되었다. 샘플은 제4 층이 각각 압력 변환기, 공기압 소스 또는 마이크로폰에 가장 가깝도록 배향되었다. 이 샘플은 100.7초의 지수적 시상수에 의해 입증되는 적절한 압력 균등화 시간을 가졌다. 공기 흐름 테스트는 공기 흐름을 측정할 만큼 충분히 민감하지 않았으며, 음향 응답은 삽입 손실 피크를 나타내지 않았다.

비교예

예시 W.

음향 보호 커버 조립체는 3개의 층을 사용하여 구성되었다. 제1 층은 PET 뒷면 및 점착된 아크릴 접착제(TESA® 4972, 48 ㎛ 두께)로 구성된 양면 접착 테이프의 링이었다. 제2 층은 제1 층의 상부에 적층되었다. 제2 층은 연속된 비다공성 중합체 필름이었다. 제3 층은 제1 및 제2 층의 상부에 적층되었다. 제3 층은 PET 뒷면 및 점착된 아크릴 접착제(TESA® 4972, 48 ㎛ 두께)로 구성된 양면 접착 테이프의 링이었다. 이 조립체는 압력 균등화, ATEQ 공기 흐름 및 음향 삽입 손실에 대해 테스트되었다. 이 샘플은 75,758초의 지수적 시상수에 의해 입증되는 부적절한 압력 균등화 시간을 가졌다. 이 샘플은 1 mL/min(테스트 오류/열악한 밀봉)의 공기 흐름 속도 및 삽입 손실 피크가 없는 음향 응답을 가졌다.

예시 X.

음향 보호 커버는 예시 A에 기술된 바와 같이 5개의 층으로 구성되었다. 그러나, 샘플의 제4 층은 공기 저항이 90 Rayls인 폴리에스테르 직조된 재료(Saatifil Acoustex®, Saati Group, Inc.의 사업부인 SaatiTech, 아이템명: Acoustex 90, 0.12 ㎜ 두께)였다. 이 조립체는 압력 균등화, ATEQ 공기 흐름 및 음향 삽입 손실에 대해 테스트되었다. 샘플은 제4 층이 각각 압력 변환기, 공기압 소스 또는 마이크로폰에 가장 가깝도록 배향되었다. 이 샘플은 0.28초의 지수적 시상수에 의해 입증되는 적절한 압력 균등화 시간을 가졌다. 이 샘플은 또한 363 mL/min의 공기 흐름 속도를 가졌으며 음향 응답의 삽입 손실 피크를 보였다.

예시 Y-1.

음향 보호 커버 조립체는 4개의 층을 사용하여 구성되었다. 제1 층은 PET 뒷면 및 실리콘 접착제(Avery Dennison Corporation, 140 ㎛ 두께)로 구성된 양면 접착 테이프의 링이었다. 제2 층은 제1 층의 상부에 적층되었다. 제2 층은 상업적으로 입수할 수 있는 비다공성 FEP 필름이었다. 제3 층은 제1 및 제2 층의 상부에 적층되었다. 제3 층은 PET 뒷면 및 실리콘 접착제(Avery Dennison Corporation, 140 ㎛ 두께)로 구성된 양면 접착 테이프의 링이었다. 제4 층은 처음 3개의 층 위에 적층되었다. 제4 층은 직조된 재료의 링(Precision Fabrics Group, Inc., 부품 번호: B6700)이었다. 이 조립체는 압력 균등화, ATEQ 공기 흐름 및 음향 삽입 손실에 대해 테스트되었다. 이 샘플은 1.04초의 지수적 시상수에 의해 입증되는 적절한 압력 균등화 시간을 가졌다. 이 샘플은 677 mL/min의 공기 흐름 속도를 가졌으며 음향 응답의 삽입 손실 피크를 보였다.

예시 Y-2.

음향 보호 커버 조립체는 4개의 층을 사용하여 구성되었다. 제1 층은 PET 뒷면 및 점착된 아크릴 접착제(TESA® 4972, 48 ㎛ 두께)로 구성된 양면 접착 테이프의 링이었다. 제2 층은 제1 층의 상부에 적층되었다. 제2 층은 연속된 비다공성 중합체 필름이었다. 제3 층은 제1 및 제2 층의 상부에 적층되었다. 제3 층은 PET 뒷면 및 점착된 아크릴 접착제(TESA® 4983, 30 ㎛ 두께)로 구성된 양면 접착 테이프의 링이었다. 제4 층은 처음 3 개의 층 위에 적층되었다. 제4 층은 직조된 재료의 링(Milliken & Company, 부품 번호: 170357)이었다. 이 조립체는 압력 균등화, ATEQ 공기 흐름 및 음향 삽입 손실에 대해 테스트되었다. 이 샘플은 0.39초의 지수적 시상수에 의해 입증되는 적절한 압력 균등화 시간을 가졌다. 이 샘플은 2377 mL/min의 공기 흐름 속도를 가졌으며 음향 응답의 삽입 손실 피크를 보였다.

예시 Z.

음향 보호 커버는 예시 1에 기술된 바와 같이 5개의 층으로 구성되었다. 그러나, 샘플의 제4 층은 폴리에스테르 개방 셀 폼(Foamex®, FXI, Inc., 인치 당 90개의 기공, 0.635 ㎜ 두께)였다. 이 조립체는 압력 균등화, ATEQ 공기 흐름 및 음향 삽입 손실에 대해 테스트되었다. 샘플은 제4 층이 각각 압력 변환기, 공기압 소스 또는 마이크로폰에 가장 가깝도록 배향되었다. 이 샘플은 매우 작은 (0.5초 미만) 지수적 시상수에 의해 입증되는 적절한 압력 균등화 시간을 가졌다. 이 샘플은 1190 mL/min의 공기 흐름 속도를 가졌으며 음향 응답의 삽입 손실 피크를 보였다.

비다공성 멤브레인 또는 통기성 층(개방 홀 제어부)이 없는 것과 비교하여 이러한 통기성 층의 결과는 하기 표 1에 상세히 기재되어 있다. 도 5 내지 도 7은 다양한 예시 조립체의 압력 균등화 및 음향 특성을 보여주는 예시적인 차트를 도시한다.

도 5는 상기 언급된 예시 조립체 각각에 대한 다수의 테스트의 평균 dP 값에 대한 시간에 따른 압력차 곡선을 도시한다. 대조군은 테스트 기간 동안 dP가 현저하게 감소하지 않았다. 다공성 멤브레인을 갖는 통기성 조립체 각각은 테스트 기간 동안 dP가 감소되었다. 균등화는 점근적이기 때문에, 표 1을 참조하여 아래에 나타낸 것처럼, 63% 압력 균등화가 발생하는 동안의 평균 시간으로서 효과적인 균등화 시간이 결정된다. 이 값은 95%의 균등화를 나타내기 위해 3을 곱하거나 필요하다면 99%의 균등화를 나타내기 위해 4.6을 곱할 수 있다.

도 6은 도 5를 참조하여 전술한 상이한 테스트 조립체들의 음향 응답을 도시한다. 이상적인 경우와 비교하기 위해 "오픈 마이크" 또는 커버가 없는 변환기가 주파수 응답에 대해 테스트되었다. 이후에, 각 조립체에 대해 적층된 조립체를 전면 플레이트에 부착하고 MEMS 테스트 변환기를 적층된 조립체에 연결했다. 조립체의 초기 주파수 응답은 각 테스트 조립체에 대해 테스트되었다.

도 7은 전술한 상이한 테스트 조립체들의 삽입 손실의 진폭을 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한다. 삽입 손실은 각 테스트 경우의 주파수 응답과 이상적인 경우(즉 비다공성 층 또는 통기성 층을 갖지 않는 "개방 마이크" 제어부)의 주파수 응답 사이의 차에 기초하여 결정된다.

위의 표 1은, 음향 캐비티와 음향 캐비티 외부의 환경 사이에서 1초 이상 증가한 4 psi의 유도된 압력차에 대한, 음향 캐비티와 음향 캐비티 외부의 환경 사이에서의 1 psi의 압력차와 평균 압력 균등화 시간을 가했을 때 통기성 층을 통과하는 평균 유속에 대한 테스트 데이터를 반영한다. 전술하여 반영한 바와 같이, 일반적으로 증가된 유속은 보다 빠른 압력 균등화에 대응한다. 통기성 층이 없는 대조군은 통기성 테스트보다 몇 배 정도 더 천천히 배출되고, 이는 비다공성 멤브레인을 가로질러 접착제 층을 통과하거나 또는 작은 결함부를 통과하여 확산됨으로써 설명될 수 있다. 압력보다 더 빨리 배출되는 통기성 층이 아닌 개방된 구멍이 있는 제어 장치를 음향 캐비티에 추가할 수 있다. 일반적으로, 평균 유속이 큰(예를 들어, 363 mL/min 이상) 통기성 재료를 갖는 샘플은 현저한 삽입 손실 피크를 나타내었고, 평균 유속이 낮은 샘플은 그렇지 않았다.

본 발명은 이제 명확성 및 이해의 목적으로 상세하게 설명되었다. 그러나, 당업자는 첨부된 청구항의 범위 내에서 특정 변경 및 수정이 실시될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

전술한 설명에서, 설명의 목적으로, 본 발명의 다양한 실시예에 대한 이해를 제공하기 위해 많은 세부 사항이 제시되었다. 그러나, 특정 실시예는 이들 세부 사항 중 일부 없이 또는 추가 세부 사항으로 실시될 수 있음은 당업자에게 명백할 것이다.

몇몇 실시예를 개시하였으므로, 당업자는 실시예의 사상을 벗어나지 않고 다양한 수정, 대안 구성 및 등가물이 사용될 수 있음을 인식할 것이다. 또한, 본 발명을 불필요하게 모호하게 하는 것을 피하기 위해 다수의 공지된 공정 및 요소는 설명되지 않았다. 따라서, 상기 설명은 본 발명의 범위 또는 청구 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 안 된다.

값의 범위가 제공되는 경우, 그 범위의 상한과 하한 사이에서 문맥상 명확히 달리 지시되지 않는 한, 하한 단위의 가장 작은 분율에 대한 각 중간 값이 또한 구체적으로 개시됨을 이해해야 한다. 명시된 범위의 임의의 명시된 값 또는 명시되지 않은 중간 값과 그 명시된 범위의 임의의 명시된 값 또는 중간 값 사이의 임의의 협소 범위가 포함된다. 이들 작은 범위의 상한 및 하한은 독립적으로 범위에 포함 또는 배제될 수 있고, 그 어느 한쪽 또는 양쪽 모두의 작은 범위가 작은 범위에 포함되는 각각의 범위는, 명시된 범위의 임의의 특별히 배제되는 한도를 조건으로 하여 본 발명 내에 또한 포함된다. 명시된 범위가 하나 또는 두 개의 한도를 포함하는 경우, 이러한 포함된 한도 중 하나 또는 둘 모두를 제외하는 범위 또한 포함된다.

본 명세서 및 첨부된 청구의 범위에서 사용된 단수 형태(관사 및 부정관사)는 문맥상 명확히 다르게 지시하지 않는 한 복수 개를 포함한다. 또한, 본 명세서 및 하기 청구의 범위에서 사용되는 경우, "포함한다", "포함하는", "수용한다", "수용하는", "구비한다", "구비하는" 및 "갖는다"는 명시된 특징부, 정수부, 구성 요소, 또는 단계의 존재를 구체화하는 것으로 의도되지만, 하나 이상의 다른 특징부, 정수, 구성 요소, 단계, 동작 또는 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

이하에서, 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위해 추가의 예시가 설명된다:

예시 1. 음향 장치용 음향 균등화 조립체에 있어서, 상기 음향 균등화 조립체는 하우징 외부와 그 내부의 음향 캐비티 사이에서 음향파를 통과시키는 개구를 갖는 하우징과, 음향 캐비티를 향하는 제1 측면 및 개구를 향하는 제2 측면을 갖고 하우징과 연결되는 비다공성 멤브레인과, 상기 비다공성 멤브레인의 제1 측면의 적어도 일부분과 연결되고 상기 음향 캐비티를 한정하도록 구성되는 통기성 층과, 및 상기 음향 캐비티와 연결되고 음향파를 생성 및/또는 수용할 수 있는 음향 장치를 포함하고, 상기 통기성 층은 6.9 ㎪에서 500 mL/min 이하의 음향 캐비티 내외로의 공기 흐름을 제공하여 음향 캐비티와 음향 캐비티 외부의 환경 사이의 압력을 균등하게 하는 것인, 음향 균등화 조립체.

예시 2. 삽입 손실 피크가 30 ㏈ 이하인, 임의의 전술된 또는 후속 예시의 조립체.

예시 3. 음향 캐비티 내외로의 공기 흐름이 6.9 ㎪에서 250 mL/min 이하인, 임의의 전술된 또는 후속 예시의 조립체.

예시 4. 삽입 손실 피크가 30 ㏈ 이하인, 전술된 예시의 조립체.

예시 5. 음향 캐비티 내외로의 공기 흐름이 6.9 ㎪에서 100 mL/min 이하인, 임의의 전술된 또는 후속 예시의 조립체.

예시 6. 삽입 손실 피크가 30 ㏈ 이하인, 전술된 예시의 조립체.

예시 7. 음향 캐비티 내외로의 공기 흐름이 변환기 바이어스를 방지하기에 충분히 높은, 임의의 전술된 또는 후속 예시의 조립체.

예시 8. 음향 캐비티 내외로의 공기 흐름이 비다공성 멤브레인의 음향 응답을 달리 방해할 수 있는 압력차를 방지하기에 충분히 높은, 임의의 전술된 또는 후속 예시의 조립체.

예시 9. 음향 캐비티 내외로의 공기 흐름이 변환기 바이어스를 방지하기에 충분한, 임의의 전술된 또는 후속 예시의 조립체.

예시 10. 음향 캐비티 내외로의 공기 흐름이 비다공성 멤브레인의 음향 응답을 달리 방해할 수 있는 압력차를 방지하기에 충분한, 임의의 전술된 또는 후속 예시의 조립체.

예시 11. 음향 캐비티 외부의 환경은 상기 하우징의 내부 환경을 포함하는, 임의의 전술된 또는 후속 예시의 조립체.

예시 12. 비다공성 멤브레인은 습기가 음향 캐비티에 진입하는 것을 방지하도록 구성되는, 임의의 전술된 또는 후속 예시의 조립체.

예시 13. 음향 장치가 마이크로 전기 기계(MEMs) 마이크로폰을 포함하는, 임의의 전술된 또는 후속 예시의 조립체.

예시 14. 음향 장치는 변환기를 포함하는, 임의의 전술된 또는 후속 예시의 조립체.

예시 15. 음향 장치는 음향 센서를 포함하는, 임의의 전술된 또는 후속 예시의 조립체.

예시 16. 음향 장치는 음향 스피커를 포함하는, 임의의 전술된 또는 후속 예시의 조립체.

예시 17. 음향 장치는 그 위에 MEMS 음향 변환기를 갖는 플렉스 회로를 포함하는, 임의의 전술된 또는 후속 예시의 조립체.

예시 18. 통기성 층이 링을 포함하는, 임의의 전술된 또는 후속 예시의 조립체.

예시 19. 통기성 층은 중합체 재료, 복합 재료, 직물 재료, 금속 재료, 세라믹 재료 또는 공기를 통과시킬 수 있는 접착 재료 중 하나를 포함하는, 임의의 전술된 또는 후속 예시의 조립체.

예시 20. 통기성 층은 양의 0이 아닌 수분 진입 압력 내성을 갖는, 전술된 예시의 조립체.

예시 21. 통기성 층은 0.2 psi 이상의 수분 진입 압력 내성을 갖는 예시 19의 조립체.

예시 22. 통기성 층은 다공성 ePTFE 층을 포함하는, 임의의 전술된 또는 후속 예시의 조립체.

예시 23. 통기성 층은 직조된 직물 또는 직조된 직물 복합체를 포함하는, 임의의 전술된 또는 후속 예시의 조립체.

예시 24. 통기성 층은 직조되지 않은 직물 또는 직조되지 않은 직물 복합체를 포함하는, 임의의 전술된 또는 후속 예시의 조립체.

예시 25. 비다공성 멤브레인의 제1 측면과 통기성 층의 적어도 일부 사이에 제1 접착제 층을 더 포함하는, 임의의 전술된 또는 후속 예시의 조립체.

예시 26. 통기성 층과 음향 장치 사이에 제2 접착제 층을 더 포함하는, 임의의 전술된 또는 후속 예시의 조립체.

예시 27. 비다공성 멤브레인을 하우징의 내부 표면과 연결하는 제3 접착제 층을 더 포함하는, 임의의 전술된 예시의 조립체.

예시 28. 음향 장치용 음향 균등화 조립체에 있어서, 제1 측면 및 제2 측면을 갖는 음향 경로의 비다공성 멤브레인 - 상기 제1 측면은 음향 캐비티를 향하고 상기 비다공성 멤브레인의 상기 제2 측면은 상기 음향 경로의 개구를 향함 - 과, 상기 음향 캐비티의 벽을 한정하는 적층형 조립체 - 상기 적층형 조립체는 통기성 층을 포함하고, 상기 통기성 층의 제1 측면은 상기 비다공성 멤브레인의 제1 측면의 적어도 일부분과 부착되고, 상기 통기성 층의 제2 측면은 상기 음향 장치와 부착하도록 구성되고, 상기 통기성 층은 상기 음향 캐비티와 상기 음향 캐비티 외부의 환경 사이의 압력을 균등화하기 위해 6.9 ㎪에서 500 mL/min 이하의 음향 캐비티 내외로의 공기 흐름을 제공함 - 를 포함하는 것인, 음향 균등화 조립체.

예시 29. 배출 경로를 부분적으로 한정하는 통기성 층의 일부분과 상기 음향 캐비티를 유체 소통 가능하게 연결하는 채널을 더 포함하며, 상기 배출 경로는 음향 경로로부터 측 방향으로 오프셋되어 있는, 임의의 전술된 또는 후속 예시의 조립체.

예시 30. 통기성 층과 음향 장치 사이에 연결된 접착제 층을 더 포함하고, 상기 접착제 층은 채널을 포함하는, 전술된 예시의 조립체.

예시 31. 통기성 층과 음향 장치 사이에 연결된 개스킷을 더 포함하며, 상기 개스킷은 채널을 포함하는, 임의의 전술된 예시의 조립체.

예시 32. 적층형 조립체는 배출 경로의 벽을 한정하고, 통기성 층은, 배출 경로를 통과하는 공기가 상기 통기성 층의 적어도 일부분을 통과하도록 상기 배출 경로를 가로질러 배치되는, 임의의 전술된 또는 후속 예시의 조립체.

예시 33. 배출 경로는, 음향 캐비티와 상기 음향 캐비티 외부 환경 사이의 압력을 균등하게 하기 위해, 상기 음향 캐비티를 상기 음향 캐비티 외부의 환경과 유체 소통 가능하게 연결하는, 임의의 전술된 또는 후속 예시의 조립체.

예시 34. 비다공성 멤브레인, 적층형 조립체 및 음향 장치를 포함하는 하우징을 더 포함하고, 상기 음향 경로는 상기 하우징 내의 개구를 통해 하우징의 외부와 연결되고, 상기 배출 경로는 상기 음향 캐비티를 하우징의 내부 환경과 연결하는, 전술된 예시의 조립체.

예시 35. 삽입 손실 피크가 30 ㏈ 이하인, 임의의 전술된 또는 후속 예시의 조립체.

예시 36. 음향 캐비티 내외로의 공기 흐름은 6.9 ㎪에서 250 mL/min 이하인, 임의의 전술된 또는 후속 예시의 조립체.

예시 37. 삽입 손실 피크가 30 ㏈ 이하인, 전술된 예시의 조립체.

예시 38. 음향 캐비티 내외로의 공기 흐름은 6.9 ㎪에서 100 mL/min 이하인, 임의의 전술된 또는 후속 예시의 조립체.

예시 39. 삽입 손실 피크가 30 ㏈ 이하인, 전술된 예시의 조립체.

예시 40. 음향 캐비티 내외로의 공기 흐름이 변환기 바이어스를 방지하기에 충분히 높은, 전술된 예시의 조립체.

예시 41. 음향 캐비티 내외로의 공기 흐름은 비다공성 멤브레인의 음향 응답을 달리 방해할 수 있는 압력차를 방지하기에 충분히 높은, 전술된 예시의 조립체.

예시 42. 음향 캐비티 내외로의 공기 흐름은 변환기 바이어스를 방지하기에 충분한, 임의의 전술된 또는 후속 예시의 조립체.

예시 43. 음향 캐비티 내외로의 공기 흐름은 비다공성 멤브레인의 음향 응답을 달리 방해할 수 있는 압력차를 방지하기에 충분히 높은, 임의의 전술된 예시의 조립체.

Claims

음향 장치용 음향 균등화 조립체로서,
제1 측면 및 제2 측면을 갖는 음향 경로의 비다공성 멤브레인 - 상기 제1 측면은 음향 캐비티를 향하고 상기 비다공성 멤브레인의 상기 제2 측면은 상기 음향 경로의 개구를 향함 - 과,
상기 음향 캐비티의 벽을 한정하는 적층형 조립체 - 상기 적층형 조립체는 통기성 층을 포함하고, 상기 통기성 층의 제1 측면은 상기 비다공성 멤브레인의 제1 측면의 적어도 일부분과 부착되고, 상기 통기성 층의 제2 측면은 상기 음향 장치와 부착하도록 구성되고, 상기 통기성 층은 상기 음향 캐비티와 상기 음향 캐비티 외부의 환경 사이의 압력을 균등화하기 위해 6.9 ㎪에서 500 mL/min 이하의 음향 캐비티 내외로의 공기 흐름을 제공함 - 를 포함하는 음향 균등화 조립체.
제1항에 있어서, 외부 환경과 상기 음향 경로의 개구 사이에 음향파를 통과시키기 위한 개구를 갖는 하우징과,
상기 하우징 내에 포함되고 상기 음향 캐비티에 인접하여 위치되는 음향 장치를 더 포함하는 음향 균등화 조립체.
제2항에 있어서, 상기 음향 캐비티 외부의 환경은 상기 하우징의 내부 환경을 포함하는 것인 음향 균등화 조립체.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 음향 장치는 그 위에 MEMS 음향 변환기를 갖는 마이크로 전기 기계(MEMs) 마이크로폰, 변환기, 음향 스피커, 또는 플렉스 회로 중 하나를 포함하는 것인 음향 균등화 조립체.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 통기성 층은 링을 포함하는 것인 음향 균등화 조립체.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 통기성 층은 중합체 재료, 복합 재료, 직물 재료, 금속 재료, 세라믹 재료, 또는 공기를 통과시킬 수 있는 접착 재료 중 하나를 포함하는 것인 음향 균등화 조립체.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 통기성 층은 양의 0이 아닌 수분 진입 압력 내성을 갖는 것인 음향 균등화 조립체.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 통기성 층은 다공성 ePTFE 층을 포함하는 것인 음향 균등화 조립체.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 통기성 층은 직조된 직물, 직조된 직물 복합체, 직조되지 않은 직물, 또는 직조되지 않은 직물 복합체 중 하나를 포함하는 것인 음향 균등화 조립체.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 음향 캐비티의 음향 경로로부터 측 방향으로 오프셋되어 있는 배출 경로를 부분적으로 한정하는 통기성 층의 일부분과 음향 캐비티를 유체 소통 가능하게 연결시키는 채널을 더 포함하는 음향 균등화 조립체.
제10항에 있어서, 상기 통기성 층과 상기 음향 장치 사이에 연결된 접착제 층을 더 포함하며, 상기 접착제 층은 상기 채널을 포함하는 것인 음향 균등화 조립체.
제10항에 있어서, 상기 통기성 층과 상기 음향 장치 사이에 연결된 개스킷을 더 포함하고, 상기 개스킷은 채널을 포함하는 것인 음향 균등화 조립체.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적층형 조립체는 배출 경로의 벽을 한정하고, 상기 통기성 층은 상기 배출 경로를 통과하는 공기가 통기성 층의 적어도 일부분을 통과하도록 상기 배출 경로를 가로질러 배치되는 것인 음향 균등화 조립체.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조립체는 30 ㏈ 이하의 삽입 손실 피크를 갖는 것, 음향 균등화 조립체.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 음향 캐비티 내외로의 공기 흐름은 6.9 ㎪에서 250 mL/min 이하인 것인 음향 균등화 조립체.