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KR20240152942A - 사운드를 생성하기 위한 조립체 - Google Patents

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KR20240152942A
KR20240152942A KR1020247033113A KR20247033113A KR20240152942A KR 20240152942 A KR20240152942 A KR 20240152942A KR 1020247033113 A KR1020247033113 A KR 1020247033113A KR 20247033113 A KR20247033113 A KR 20247033113A KR 20240152942 A KR20240152942 A KR 20240152942A
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South Korea
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diaphragm
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sound
paragraph
generating
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라훌 코프카
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프레드네시 모하레
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Abstract

사운드를 생성하기 위한 조립체. 본 발명은 일 실시예에서 서로 고정되거나 서로에 대해 이동될 수 있는 표면을 포함하는 복수의 형태를 사용하여 사운드를 생성하기 위한 조립체를 제공한다. 이러한 표면은 전자기식, 정전기식, 압전식으로 구현되거나, 트랜스듀서로 구현되거나, 열로 활성화되거나, 영구적으로 자화되거나, 또는 기계적 활성화를 포함하지만 이에 국한되지 않는 임의의 다른 수단에 의해 활성화될 수 있다. 상기 표면은 자유로운 부상(free floating), 구속(constrained), 부양(levitated), 또는 이들의 조합일 수 있는 다양한 형태일 수 있다. 상기 표면 자체는 접힐 수 있고, 말릴 수 있고, 팽창될 수 있고, 특수화될 수 있고, 또는 이의 임의의 조합일 수 있다.

Description

사운드를 생성하기 위한 조립체{ASSEMBLY FOR GENERATING SOUND}
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은, 전체 내용이 본 명세서에 병합된, 2016년 10월 4일자로 출원된 미국 가특허 출원 번호 62/404,093의 우선권을 주장한다.
기술 분야
본 발명은 사운드 발생 및 사운드 생성에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 예시적으로 스피커 조립체를 포함하여 사운드(sound: 음)를 생성하기 위한 신규한 구조물 및 조립체에 관한 것이다.
종래의 마이크로폰 및 스피커는 다양한 물질 및 형태를 사용한다. 하나의 일반적으로 사용되는 유형의 마이크로폰/스피커 조립체는 적어도 권선 코일, 자석(들), 및 이 코일과 자석(들) 중 하나에 부착된 다이어프램(diaphragm)을 포함하는 음성 코일 기반 조립체이다. 스피커로서 동작할 때, 코일이 여기(excitation)되면 자기장이 생성되어, 자석과 코일 사이에 상대 운동을 일으켜 다이어프램을 운동시켜 사운드를 생성한다.
다른 일반적인 스피커 형태는 자기장 감응 다이어프램이 2개의 고정자 사이에 위치된 정전기식 스피커이다. 교류 극성의 전기 전류로 한 쌍의 고정자가 여기되면 교류 전기장이 생성되어, 다이어프램을 2개의 고정자 사이에서 운동시켜 사운드를 생성한다.
그러나, 더 높은 감도, 더 작은 크기, 더 작은 중량, 더 간단한 디자인 및 구조물, 더 낮은 비용, 개선된 제조 효율, 및 폼 팩터(form factor)의 장점 및/또는 이전에 가능하지 않은 응용을 제공하면서 사운드 출력의 충실도(fidelity)를 향상시키는 스피커 조립체가 요구된다.
본 발명은 사운드를 생성하기 위한 조립체를 제공한다. 상기 조립체는 전자기장/정전기장 생성 구조물과 결합된 제1 표면, 및 전자기장/정전기장 감응 구조물과 결합된 제2 표면을 포함한다. 상기 제1 표면과 상기 제2 표면은, 상기 전자기장/정전기장 생성 구조물이 전자기장/정전기장을 생성하는 것에 응답하여, 상기 제1 표면과 상기 제2 표면 중 적어도 하나가 상기 제1 표면과 상기 제2 표면 중 다른 표면에 대해 이동하게 추진되도록 서로 간격을 두고 배치될 수 있다.
상기 제1 표면과 상기 제2 표면은 동축으로 배치된 환형 표면일 수 있다. 일 실시예에서, 상기 제1 표면과 상기 제2 표면 중 하나는 다이어프램을 포함한다. 보다 구체적인 실시예에서, 상기 제1 표면과 상기 제2 표면 중 하나는 확장 가능한 구조물을 갖는 다이어프램을 포함한다.
상기 제1 표면과 상기 제2 표면은 복수의 탄성 테더(resilient tether)에 의해 상호 연결될 수 있다.
상기 제1 표면과 상기 제2 표면 중 하나가 다이어프램을 포함하는 일 실시예에서, 상기 다이어프램은 복수의 가요성 있게 상호 연결된 다이어프램 세그먼트를 포함한다.
상기 제1 표면과 상기 제2 표면 각각은 상기 제1 표면과 상기 제2 표면이 서로에 대해 간격을 두고 배치되도록 스페이서(spacer)의 양측에 장착될 수 있다.
상기 제1 표면과 상기 제2 표면 중 하나 또는 둘 모두는 나선형 표면을 포함할 수 있다.
상기 제1 표면과 상기 제2 표면 중 적어도 하나에는 하나 이상의 표면 강성 조절기(surface rigidity adjuster)가 제공될 수 있다.
상기 제1 표면과 상기 제2 표면 중 하나가 다이어프램인 일 실시예에서, 상기 다이어프램에는 대전 입자 또는 대전 층 또는 자기 감응 입자 또는 자기 감응 층이 배치될 수 있다.
상기 다이어프램은 하나 이상의 대전 입자 층 또는 자기 감응 입자 층을 포함할 수 있으며, 상기 대전 입자 층 또는 자기 감응 입자 층 각각은 2개의 다이어프램 기판 층 사이에 배치된다.
일 실시예에서, 상기 제1 표면과 상기 제2 표면 중 하나는 다이어프램을 포함하며, 다이어프램에는 하나 이상의 전기 전도성 구조물이 적층식으로 또는 삭감식으로 형성된다.
상기 제1 표면과 상기 제2 표면 중 하나는 하나 이상의 전기 전도성 구조물을 갖는 다이어프램을 포함할 수 있고 각각의 전도성 구조물은 2개의 다이어프램 기판 층 사이에 배치된다.
상기 제1 표면과 상기 제2 표면 중 하나가 다이어프램을 포함하는 일 실시예에서, 상기 다이어프램은 전기 전도성 메시(mesh) 구조물을 포함할 수 있고, 상기 전기 전도성 메시 구조물은 상기 메시 구조물의 전도성 요소들 사이에 개재된 비-전기 전도성 충전재(filler material)를 갖고, 각각의 사이 공간(interspace) 내의 충전재의 외부 둘레(external periphery)는 적어도 하나의 인접한 사이 공간 내의 충전재의 외부 둘레로부터 분리되어 있다.
상기 제1 표면과 상기 제2 표면 중 하나가 다이어프램을 포함하는 다른 실시예에서, 상기 다이어프램은 전기 전도성 메시 구조물을 포함하고, 상기 메시 구조물의 전도성 요소들 사이에 공기 갭(air gap)의 사이 공간을 갖는다.
상기 제1 표면과 상기 제2 표면 중 하나에는 전기 전도성 구조물이 배치될 수 있는 반면, 상기 제1 표면과 상기 제2 표면 중 다른 하나에는 전자기장 감응 구조물이 배치될 수 있고, 상기 전기 전도성 구조물과 상기 전자기장 감응 구조물은 실질적으로 동일한 구조물을 갖는다.
상기 제1 표면과 상기 제2 표면 중 하나가 다이어프램을 포함하는 또 다른 실시예에서, 상기 다이어프램에는 복수의 전기 전도성 구조물이 배치될 수 있고, 상기 복수의 전기 전도성 구조물 각각은 다른 것과 전기적으로 절연되어 있다.
상기 복수의 전기 전도성 구조물 중 하나는 전류를 운반하도록 구성될 수 있고, 상기 복수의 전기 전도성 구조물 중 적어도 하나는 임의의 외부에서 인가된 전류와는 절연될 수 있다.
보다 특정한 실시예에서, 상기 복수의 전기 전도성 구조물 중 하나는 제1 전류를 운반하도록 구성되고, 상기 복수의 전기 전도성 구조물 중 다른 하나는 제2 전류를 운반하도록 구성되며, 상기 제1 전류와 상기 제2 전류는 서로 전기적으로 절연되어 있다.
상기 복수의 전기 전도성 구조물 중 하나는 상기 복수의 전기 전도성 구조물 중 적어도 하나의 다른 것에 비해 상이한 구조적 특성을 가질 수 있다.
상기 제1 표면과 상기 제2 표면 중 하나가 다이어프램을 포함하는 특정 실시예에서, 상기 다이어프램은 제1 단면 두께를 가질 수 있고, 적어도 하나의 추가적인 다이어프램 영역은 제1 단면 폭과 같지 않은 단면 두께를 가질 수 있다.
상기 조립체의 일 실시예에서, 상기 제1 표면과 상기 제2 표면 중 하나는 다이어프램을 포함하고, 상기 다이어프램은 입력 다이어프램으로서 구성된다.
상기 조립체의 다른 실시예에서, 상기 제1 표면과 상기 제2 표면 중 하나는 다이어프램을 포함하고, 상기 다이어프램은 마이크로폰 다이어프램으로서 구성된다.
상기 복수의 독립적인 전도성 구조물 중 하나는 제1 오디오 채널에 대응하는 제1 입력 신호 스트림에 연결될 수 있고, 상기 복수의 독립적인 전도성 구조물 중 다른 하나는 제2 오디오 채널에 대응하는 제2 입력 신호 스트림에 연결될 수 있다.
상기 제1 표면과 상기 제2 표면 중 하나가 다이어프램을 포함하는 일 실시예에서, 상기 다이어프램은 유체 기밀 격실(fluid tight compartment)을 형성하도록 함께 밀봉되는 복수의 비-다공성 막(non-porous membrane)을 포함할 수 있으며, 상기 유체 기밀 격실은 대기압을 초과하는 가스를 사용하여 팽창된다. 상기 유체 기밀 격실의 경계는 상기 복수의 비-다공성 막이 장착되는 하나 이상의 강성의 스페이서, 및 상기 유체 기밀 격실의 둘레를 한정하는 하나 이상의 체결구(fastener)에 의해 한정될 수 있다.
다른 실시예에서, 본 발명은 사운드를 생성하기 위한 조립체를 포함할 수 있다. 상기 조립체는 (i) 하나 이상의 파동 생성 표면으로서, 상기 하나 이상의 파동 생성 표면은 상기 파동 생성 표면의 운동이 음파(sound wave)를 생성하도록 구성되고, 상기 하나 이상의 파동 생성 표면은 왕복 운동, 순환 운동, 회전 운동 또는 타원 운동 중 임의의 운동을 위해 구성된, 상기 하나 이상의 파동 생성 표면, (ii) 가청 사운드를 생성하기 위해 하나 이상의 상기 파동 생성 표면을 제1 위치로부터 제2 위치 운동으로 구동하도록 구성된 드라이버(driver), 및 (iii) (a) 하나 이상의 상기 파동 생성 표면의 공기 흐름 특성 또는 (b) 하나 이상의 상기 파동 생성 표면의 운동 방향 또는 운동 속도 중 임의의 것을 변경하도록 구성된 하나 이상의 액추에이터를 포함할 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 반경 방향 스피커 조립체를 도시한다.
도 1c 내지 도 1g는 스피커 조립체용 다이어프램의 예시적인 실시예를 도시한다.
도 2a 및 도 2b는 스피커 조립체를 위한 연결된 표면의 실시예를 도시한다.
도 3a 내지 도 3d는 스피커 조립체를 위한 스페이서 장착 표면의 실시예를 도시한다.
도 3e 내지 도 3g는 접힐 수 있는 또는 말릴 수 있는 스피커 조립체의 실시예를 도시한다.
도 4a 내지 도 4c는 장력 조절 가능한 스피커 조립체의 실시예를 도시한다.
도 5a 및 도 5b는 스피커 조립체용 확장 가능한 다이어프램을 도시한다.
도 6a 및 도 6b는 자성 또는 대전 감응 입자가 상부에 제공된 스피커 조립체용 다이어프램을 도시한다.
도 7a 및 도 7b는 전기 전도성 구조물을 포함하는 다이어프램 표면의 실시예를 도시한다.
도 8a 내지 도 8k, 도 9a, 도 9c, 도 9d, 도 10a, 도 10b 및 도 11은 하나 이상의 전도성 구조물이 상부에 배치된 다이어프램 표면의 실시예를 도시한다.
도 9b는 복수의 단면을 갖는 다이어프램 구조물을 도시한다.
도 12a 내지 도 12r은 회전 스피커 조립체 및 그 구성 요소의 실시예를 도시한다.
도 12s 내지 도 12tt는 진동 스피커(oscillatory speaker) 조립체 및 그 구성 요소의 실시예를 도시한다.
도 12u 및 도 12v는 본 발명의 교시에 따라 막 구조물에 기초하여 신규한 스피커 조립체 구조물의 실시예를 도시한다.
도 13은 본 명세서의 다른 곳에서 논의된 조립체의 하나 이상의 실시예를 포함하는 예시적인 드럼 조립체를 도시한다.
본 발명은 서로 고정되거나 서로에 대해 이동될 수 있는 복수의 표면을 사용하여 사운드를 발생시키기 위한 조립체를 제공한다. 이러한 표면은 전자기식, 정전기식, 압전식, 트랜스듀서(transducer)로 구현되거나, 열로 활성화되거나, 영구적으로 자화되거나, 또는 기계적 활성화를 포함하지만 이로 국한되지 않는 임의의 다른 수단에 의해 활성화될 수 있다.
아래에서 상세히 설명된 바와 같이, 표면은 자유로운 부상(free floating) 형태, 구속(constrained)된 형태, 부양(levitated)된 형태, 또는 이들의 조합일 수 있는 다양한 형태일 수 있다. 표면 자체는 접힐 수 있고, 말릴 수 있고, 팽창될 수 있고, 특수화될 수 있고, 또는 이의 임의의 조합일 수 있다.
반경 방향 스피커 조립체
도 1a에 도시된 제1 실시예에서, 본 발명은 제1 반경을 갖는 제1 원통형 표면(102) 및 상기 제1 반경보다 더 작은 제2 반경을 갖는 제2 원통형 표면(104)을 포함하는 반경 방향으로 구성된 스피커 조립체를 포함하고, 제1 및 제2 원통형 표면은 길이방향 축(ℓ)을 중심으로 동축으로 배치된다. 다시 말해, 제1 및 제2 원통형 표면은 제2 원통형 표면이 제2 원통형 표면 내에 포개지도록 공통 길이방향 축을 중심으로 동축으로 정렬된다. 제1 원통형 표면과 제2 원통형 표면 중 적어도 하나는 정전기장/전기장 생성 요소와 결합된 반면, 제1 원통형 표면과 제2 원통형 표면 중 다른 하나는 하나 이상의 정전기장/전기장 감응 요소와 결합된다. 정전기장/전기장 생성 요소에 의해 생성된 정전기장이 변하면, 전자기장/전기장 감응 요소가 운동하여, 동축으로 포개진 제1 및 제2 원통형 표면의 표면들 사이에 상대 운동이 야기된다. 본 발명의 일 실시예에서, 제1 원통형 표면(102)과 제2 원통형 표면(104) 중 하나는 다이어프램 표면이고, 스피커 조립체는, 정전기장 생성 요소에 의해 생성된 정전기장이 변하면, 다이어프램이 반경 방향으로 팽창하거나 반경 방향으로 수축하여 사운드를 생성하도록 구성된다.
본 발명의 제1 실시예에서, 다이어프램 표면은 제1 원통형 표면(102)을 포함한다. 본 발명의 다른 실시예에서, 다이어프램 표면은 제2 원통형 표면(104)을 포함한다.
제1 원통형 표면(102)과 제2 원통형 표면(104)은 임의의 개수의 기구에 의해 제 위치에 부착되거나 고정될 수 있는 것으로 이해된다. 일 실시예에서, 제1 및 제2 원통형 표면은 복수 개의 탄성 또는 탄력성 테더에 의해 서로 연결된다. 도 1b는 제1 원통형 표면(102)과 제2 원통형 표면(104)의 상면도로서, 상기 표면이 복수의 탄성 테더(106, 108, 110, 112 및 114)에 의해 서로 부착되는 방식을 도시한다. 상기 탄성 테더는 제1 및 제2 원통형 표면(102 및 104)이 원통형 표면들 중 하나 또는 둘 모두가 팽창하거나 수축하는 것을 통해 상대 운동을 허용하는 방식으로 서로 부착되도록 선택되고 부착된다. 추가적으로, 상기 테더의 탄성 특성은 상기 원통형 표면들의 상대 운동을 야기하는 정전기장이 인가되는 것이 중단되면 상기 표면이 원래의 형태를 회복하는 것을 돕는다. 본 발명을 구현하기 위해, 제1 표면과 제2 표면은 반드시 완전 원통형일 필요는 없고, 임의의 유사하거나 실질적으로 유사한 2D 또는 3D 형상을 포함할 수 있는 것으로 더 이해된다.
도 1c에 도시된 실시예에서, 제1 원통형 표면과 제2 원통형 표면 중 임의의 하나(및 일 실시예에서 둘 모두)는 실질적으로 원통형인 표면 또는 다각형 표면을 형성하도록 서로 결합된 복수의 세그먼트(예를 들어, 116, 118 및 120)로 구성된 분할된 표면이다. 해당 원통형 표면이 다이어프램인 본 발명의 일 실시예에서, 실린더를 형성하도록 세그먼트를 결합시키는 것은 다이어프램이 팽창하고 수축할 수 있게 하는 하나 이상의 조인트, 접힘, 종이 접기(origami) 유형 연결 또는 다른 체결구를 사용함으로써 달성될 수 있다. 도 1d는 조인트로 연결된 다이어프램 구조물의 상면도를 도시한다. 도 1c에 도시된 세그먼트가 실질적으로 스트립 형상이지만, 임의의 다른 규칙적인 또는 불규칙적인 형상이 개별 세그먼트에 사용될 수 있는 것으로 이해된다.
도 1e에 도시된 다른 실시예에서, 제1 원통형 표면과 제2 원통형 표면 중 하나 또는 둘 모두는 원통형 표면이 나선형 코일을 조이거나 또는 푸는 것에 의해 팽창하거나 수축될 수 있도록 가요성 나선형 구조물(122)을 가질 수 있다. 도 1f는 나선형 구조물(122)을 갖는 원통형 표면의 상면도를 도시한다. 본 발명의 일 실시예에서, 나선형 구조물(122)은 스피커 다이어프램을 포함한다. 도 1e는 원통형 표면에 대해 나선형 구조물을 도시하고 있지만, 제1 원통형 표면 및 제2 원통형 표면은 임의의 다른 탄성적으로 확장 가능하거나 또는 탄성적으로 접을 수 있는 구조물을 동등하게 포함할 수 있는 것으로 이해된다.
도 1g 및 도 1h는 복수의 결합된 세그먼트(124, 126, 128)를 포함하면서 동시에 나선형 형태를 갖는 원통형 표면의 측면도 및 상면도를 각각 도시한다.
부양되거나 현수(suspend)된 표면을 갖는 스피커 조립체
도 2a 및 도 2b에 도시된 본 발명의 제2 실시예는 제1 표면(202)과 제2 표면(204)을 포함하는 스피커 조립체를 포함하고, 제1 표면과 제2 표면은 복수의 탄성 체결구(206 내지 212)에 의해 서로 탄성적으로 부착된다. 본 발명의 일 실시예에서, 상기 탄성 체결구는 탄성 테더 또는 다른 체결구(206 내지 212)를 포함할 수 있으며, 이는 여기된 단계(excited phase)에서 2개의 표면 사이에 상대 운동을 허용하고, 휴지 단계(rest phase)에서 2개의 표면이 서로에 대해 원래의 위치를 다시 차지할 수 있게 한다. 제1 표면(202)과 제2 표면(204) 중 적어도 하나는 정전기장/전기장 생성 요소에 결합되는 반면, 제1 표면(202)과 제2 표면(204) 중 다른 하나는 하나 이상의 정전기장/전기장 감응 요소에 결합된다. 여기된 단계에서, 정전기장/전기장 생성 요소에 의해 생성된 정전기장/전기장이 변하면, 정전기장/전기장 감응 요소가 운동하여, 2개의 표면 사이에 상대 운동이 야기되는 반면, 휴지 단계에서는 2개의 표면은 서로에 대해 원래의 위치를 다시 차지한다. 본 발명의 일 실시예에서, 제1 표면(202)과 제2 표면(204) 중 하나는 다이어프램 표면일 수 있고, 스피커 조립체는 정전기장/전기장 생성 요소에 의해 생성된 정전기장/전기장이 변하면 다이어프램이 운동하여 사운드를 생성하도록 구성된다.
전술된 형태는 제1 표면(202)과 제2 표면(204)을 서로 연결, 부양 또는 현수시키는데 사용될 수 있고, 이에 의해 상기 제1 표면과 제2 표면을 서로 부착하기 위한 별도의 하우징을 요구하는 것을 없애 준다. 바람직한 실시예에서, 제1 표면과 제2 표면은 최적의 형태로 배열된 2개 이상의 테더(일 실시예에서는 실질적으로 삼각형 형태로 배열된 총 3개의 테더를 포함할 수 있음)를 사용하여 서로 연결된다.
특정 실시예에서, 제1 표면과 제2 표면은 예를 들어 자석, 전기 전하 또는 전기장을 사용하여 하나의 표면이 다른 표면에 대해 부양되는 것을 보장하도록 부양된 배열로 있을 수 있는 것으로 이해된다. 이러한 실시예에서, 제1 표면과 제2 표면은 추가적으로 서로 연결될 수 있다.
스페이서 기반 스피커 조립체
도 3a 및 도 3d에 도시된 본 발명의 제3 실시예는 제1 표면(302) 및 제2 표면(304)을 포함하는 스피커 조립체를 포함하고, 상기 제1 표면과 제2 표면은 적어도 하나의 스페이서 조립체(306)를 사용하여 서로 상대 운동이 가능하도록 상호 고정되어 있다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 제1 표면(302)과 제2 표면(304)은 각각 스페이서(306)의 양측에 부착될 수 있으며, 이는 일 실시예에서 제1 표면(302)과 제2 표면(304)을 각각 스페이서(306)에 부착함으로써 달성될 수 있으며, 또는 다른 실시예에서 스페이서(306) 위로 표면(302)과 표면(304)을 신장시킨 다음 상기 두 표면의 에지(edge)를 서로 부착시킴으로써 달성될 수 있다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 스페이서(306)는 표면(302)과 표면(304)을 서로 분리시켜 이들 사이에 상대 운동을 허용하는 스페이서 또는 프레임 구조물을 포함할 수 있다. 도 3c 및 도 3d는 표면(302 및 304)이 상부에 장착된 스페이서(306)의 사시도를 각각 도시한다. 여기된 단계에서, 상기 2개의 표면(302 및 304)을 스페이서(306)에 장착하면 2개의 표면 사이에 상대 운동이 가능하고, 휴지 단계에서 2개의 표면이 서로에 대해 원래 위치를 다시 차지할 수 있다. 제1 표면(302)과 제2 표면(304) 중 적어도 하나는 정전기장/전기장 생성 요소에 결합될 수 있는 반면, 제1 표면(302)과 제2 표면(304) 중 다른 하나는 하나 이상의 정전기장 감응 요소에 결합된다. 여기된 단계에서, 정전기장/전기장 생성 요소에 의해 생성된 정전기장/전기장이 변하면, 정전기장/전기장 감응 요소가 운동하여 2개의 표면 사이에 상대 운동이 야기되는 반면, 휴지 단계에서 2개의 표면은 서로에 대해 원래의 위치를 다시 차지하게 한다. 본 발명의 일 실시예에서, 제1 표면(302)과 제2 표면(304) 중 하나는 다이어프램 표면일 수 있고, 스피커 조립체는 자기장/전기장 생성 요소에 의해 생성된 정전기장/전기장이 변하면 다이어프램이 운동하여 사운드를 생성하도록 구성된다.
전술된 구성은 제1 표면(302)과 제2 표면(304)을 서로 장착하는데 사용될 수 있고, 이에 의해 상기 제1 표면과 제2 표면을 서로에 대해 부착시키기 위한 별도의 외부 하우징에 대한 필요를 없애 준다. 일 실시예에서, 제1 표면(302)과 제2 표면(304)을 스페이서(306)에 부착하는 것은 상기 제1 표면과 제2 표면 사이에 밀봉된 격실을 생성하고, 이 격실은 다양한 실시예에서 정상 대기압에서 가압 기체, 부분 진공 또는 기체(예를 들어, 공기)를 포함할 수 있다.
본 발명의 스페이서는, 상기 제1 표면과 제2 표면이 대향된 형태 또는 실질적으로 대향된 형태로 장착되어 제1 표면과 제2 표면이 규정된 분리 거리만큼 분리될 수 있게 하는 임의의 스페이서 프레임을 포함할 수 있다. 도 3b 내지 도 3d에 도시된 스페이서는 대체로 직사각형의 프레임 형상이지만, 원형 프레임 형상, 삼각형 프레임 형상 또는 임의의 다른 규칙적인 또는 불규칙적인 다각형 프레임 형상을 포함하지만 이들로 국한되지 않는 임의의 다른 스페이서 형상이 동등하게 고려될 수 있는 것으로 이해된다.
본 발명의 특정 실시예에서, 전술한 종류의 복수의 스페이서 기반 스피커 조립체는 더 큰 스피커 조립체를 형성하도록 가요성 있게 상호 연결될 수 있다. 이러한 형태의 예시적인 실시예가 도 3e 내지 도 3g에 제공된다. 도 3e의 실시예에서, 직사각형 조립체(306, 308, 312)는 조인트 또는 체결구(314 및 316)를 통해 더 큰 선형으로 구성된 조립체로 조립된다. 도 3f의 실시예에서, 직사각형 스피커 조립체(318, 320, 322, 324, 326, 328)는 조인트 또는 체결구(330, 332, 334, 336, 338)를 통해 더 큰 직사각형 스피커 형태로 조립된다. 도 3g에 도시된 실시예에서, 삼각형 스피커 조립체(340, 342, 344)는 조인트(346, 348)를 통해 선형으로 불규칙적인 형상을 갖는 더 큰 스피커 조립체를 형성하도록 선형으로 조립된다. 조인트 또는 체결구(및 일 실시예에서 탄성 또는 가요성 체결구)를 사용하여 다수의 스피커 조립체를 조립하면 스피커 조립체를 더 큰 형태로 조립할 때 변형이 완화되어, 추가적으로 이러한 더 큰 형태를 접거나 말 수 있는 것이 보장될 수 있는 것으로 이해된다.
외부 구속부(constraint) 기반 스피커 조립체
도 4a 내지 도 4c에 도시된 본 발명의 대안적인 실시예에서, 스피커 조립체는 장착 링(mounting ring)(404)과 같은 외부 구속부에 장착된 표면(402)을 포함하고, 장착 링에는 선택적으로 표면(402)의 장력을 변화시킬 수 있도록 구성된 하나 이상의 장력 조절기(예를 들어, 장력 로드(tensioning rod)(406, 408, 410, 412))가 제공된다. 일 실시예에서, 표면(402)은 제2 표면(도시되지 않음)에 대향될 수 있다. 여기된 단계에서, 링(404) 상에 표면(402)을 장착하면 표면(402)과 상기 대향하는 제2 표면 사이에 상대 운동이 가능해서, 휴지 단계에서 2개의 표면이 서로에 대해 원래의 위치를 다시 차지할 수 있게 된다. 표면(402)과 대향 제2 표면 중 적어도 하나는 정전기장/전기장 생성 요소에 결합될 수 있는 반면, 표면(402)과 제2 표면 중 다른 하나는 하나 이상의 정전기장 감응 요소에 결합될 수 있다. 여기된 단계에서, 정전기장/전기장 생성 요소에 의해 생성된 정전기장/전기장이 변하면, 정전기장/전기장 감응 요소가 운동하여, 2개의 표면 사이에 상대 운동이 야기되는 한편, 휴지 단계에서 2개의 표면은 서로 원래의 위치를 다시 차지하게 된다. 본 발명의 일 실시예에서, 표면(402)은 다이어프램 표면일 수 있고, 스피커 조립체는 자기장/전기장 생성 요소에 의해 생성된 정전기장이 변하면 다이어프램이 운동하여 사운드를 생성하도록 구성된다.
확장 가능한 다이어프램 기반 스피커 조립체
본 발명의 일 실시예에서, 스피커 조립체의 다이어프램은 확장 가능한 구조물, 예를 들어, 도 5a 또는 도 5b에 도시된 접히거나 또는 주름진 구조물을 가질 수 있다. 도 5a는 평탄한(flat) 유형/시트(sheet) 유형의 다이어프램(502)을 도시하는 반면, 도 5b는 상기 논의된 반경 방향 스피커 조립체 실시예에서 구현될 수 있는 유형의 다이어프램(502)을 도시한다. 다이어프램에 대해 확장 가능한(예를 들어, 주름진) 표면 구조물을 구현함으로써, 상기 다이어프램은 실질적으로 동일한 치수의 비-확장 가능한 다이어프램보다 더 많은 공기를 이동시킬 수 있는 것으로 밝혀졌다.
자화된 다이어프램 표면을 갖는 스피커 조립체
종래 기술의 해결책은 일반적으로 고정된 영구 자석 및 이동하는 전자석을 사용하는 것을 수반한다. 본 발명은 이동하는 영구 자석 및 고정된 또는 이동하는 전자석을 수반하는 스피커 조립체를 통해 사운드를 생성하는 것을 추구한다.
본 발명은 다음의 신규한 스피커 조립체 형태 중 하나 이상에 의해 이것을 달성한다.
도 6a에 도시된 본 발명의 제1 실시예에서, 이동하는 영구 자석은 자화되는 이동하는 스피커 표면(예를 들어, 다이어프램 표면)의 형태를 취한다. 이것은, 자성 또는 자기 감응 입자 및/또는 층으로 다이어프램 표면을 코팅하는 것, 상기 다이어프램 표면을 자성 또는 자기 감응 입자 및/또는 층으로 매립하는 것, 및 적층식 프린팅(additive printing)을 사용하여 다이어프램 표면 상에 자성 또는 자기 감응 입자를 증착시키는 것을 포함하지만 이들로 국한되지 않는 많은 상이한 방식으로 달성될 수 있다.
도 6a는 대전 입자의 코팅이 상부에 증착된 다이어프램 표면(602)을 도시한다. 상기 표면을 자성 또는 자기 감응 입자 또는 전기 전도성 구조물로 코팅함으로써, 상기 표면(602)은 자기 감응성 또는 전도성이도록 구성되어, 상기 표면은 하나 이상의 고정된 또는 이동하는 전자석에 의해 생성된 자기장/정전기장의 변화에 응답할 수 있고 또는 대안적인 실시예에서 전기 전도성 구조물을 통해 전기 전류를 인가함으로써 자기장/정전기장을 생성하는데 사용될 수 있다. 자성 또는 자기 감응 입자의 코팅을 사용함으로써 또는 다이어프램 표면(602) 상에 전기 전도성 구조물을 적용함으로써, 조립체는 부피가 큰 자석에 대한 필요성을 회피하고, 스피커 조립체에 대한 다양한 얇은 폼 팩터 형태를 채택할 수 있게 한다. 코팅을 적용하는 것을 통해 다이어프램에 자성 또는 자기 감응 입자 또는 전기 전도성 구조물을 적용하는 것에 더하여, 자성 또는 자기 감응 입자 또는 전기 전도성 구조물은 기판 상에 부착된 금속 시트를 에칭하는 것을 포함하는 삭감식 처리에 의해 또는 기판 상에 미리 한정된 패턴으로 자성 또는 자기 감응 입자 또는 전기 전도성 구조물을 증착하는 것을 포함하는 적층식 처리에 의해 다이어프램 표면 상에 추가적으로 매립될 수 있다.
도 6b에 도시된 특히 유리한 실시예에서, 다이어프램(604)은 제1 기판(606)과 제2 기판(608) 사이에 자성 또는 자기 감응 요소, 또는 입자 또는 코팅, 또는 전기 전도성 구조물의 층(610)을 끼워 넣음으로써 형성된다. 이러한 구성을 채택하면 운동, 충격 또는 통상적인 마모 및 찢어짐으로 인해 다이어프램의 외부 층으로부터 자성 또는 자기 감응 요소, 입자 또는 코팅, 또는 전기 전도성 구조물의 일부 또는 전부가 제거되거나 또는 흘러내리는 것을 상당히 감소시킬 수 있는 것으로 이해된다.
자성 또는 자기 감응 입자 또는 전기 전도성 구조물을 기판에 부착할 때, 기계적, 열적 또는 화학적 수단 중 임의의 하나 이상이 사용될 수 있다. 대전 입자 또는 자기 감응 입자를 이동하는 표면에 적용하는 것에 관한 모든 상기 실시예의 교시는 스피커 조립체 내 이동하는 표면에 하나 이상의 전도성 요소를 부착하기 위한 목적으로 동등하게 적용될 수 있는 것으로 이해된다.
전기 전도성 구조물을 갖는 스피커 조립체
도 7a에 도시된 본 발명의 일 실시예에서, 스피커 조립체의 이동하는 표면 또는 다이어프램(702)은 전기 전도성 구조물에 걸쳐 전기장이 인가하는 것에 응답하여 정전기장을 생성할 수 있는 전기 전도성 구조물(704)을 포함할 수 있고, 전기 전도성 구조물 사이의 하나 이상의 사이 공간은 비-전도성 충전재(706)를 사용하여 충전되고, 일 실시예에서 충전재는 엄격히 그리드(grid) 구조물 내에 존재하고, 그리드 구조물과 충전재 사이에 오버랩(overlap)이 없다. 적절한 충전재를 선택함으로써, 다이어프램(702)은 스피커 조립체 내에서 이동하는 표면으로서 기능하는데 필요한 적절한 가요성 또는 탄성 특성을 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 충전재는 그리드 구조물과 오버랩될 수 있다.
도 7b에 도시된 본 발명의 일 실시예에서, 스피커 조립체의 이동하는 표면 또는 다이어프램(708)은 그리드의 전기 전도성 요소들 사이에 사이 공간 (714)을 갖는 전기 전도성 그리드 또는 메시 구조물(712)을 포함할 수 있다. 사이 공간의 면적이 충분히 작은 것을 보장함으로써, 전기 전도성 그리드 또는 메시 구조물(712)은 스피커 조립체 내에서 사운드를 생성하기 위한 다이어프램으로서 만족스럽게 기능하는 것으로 밝혀졌다. 전도성 물질을 둘러싸는 막 물질을 제거하는 것에 의해, 다이어프램의 중량과 두께가 줄여들어 중량이 더 낮아지고, 요구되는 신호 전력이 더 낮아지고, 설계/제조 복잡성이 더 낮아지고, 비용이 더 절감되고, 효율성, 감도, 충실도가 향상되고, 더 얇아지고, 폼 팩터가 더 많아지면서도, 다이어프램에 의해 생성된 정전기장의 장 강도가 더 강해지는 것으로 밝혀졌다.
또한 스피커 조립체의 모든 상기 실시예에서 음향 응답은, 구조물, 장 강도, 자성 또는 자기 감응 요소, 전기 전도성 요소의 패턴/분포, 전도체 크기, 전도체의 권선 수, 전류, 이격된 대전 입자 크기, 자화, 보자력 등 중 하나 이상을 구성하는 것을 포함하여, 고도로 튜닝 가능한 것으로 밝혀졌다. 본 발명은 추가적으로 형상, 크기, 두께 변동, 물질, 장력, 현수 등에 기초하여 음향 특성을 가변시킬 수 있게 한다.
구성 가능한 전도체 형상을 갖는 스피커 조립체
다이어프램 내 또는 스피커 조립체의 표면 내 전도성 구조물을 매립하기 위해 적층식(증착 기반) 또는 삭감식(에칭 기반) 제조 방법을 사용하면 실질적으로 얇은 다이어프램 또는 표면을 제조할 수 있게 하고, 추가적으로 임의의 원하는 형상 또는 크기의 전도성 구조물을 제조할 수 있게 하는 것을 포함하여 여러 장점을 제공할 수 있는 것으로 밝혀졌다.
도 8a 내지 도 8g는 본 발명의 교시에 따라 제조될 수 있는 다이어프램(802 내지 814)의 예시적인 실시예를 도시한다. 다이어프램(802)은 단일 환형 나선형 전도성 구조물(802b)이 상부에 제공된 다이어프램 표면(802a)을 포함한다. 다이어프램(804)은 단일 직사각형 나선형 전도성 구조물(804b)이 상부에 제공된 다이어프램 표면(804a)을 포함한다. 다이어프램(806)은 단일 삼각형 나선형 전도성 구조물(806b)이 상부에 제공된 삼각형 다이어프램 표면(806a)을 포함한다. 다이어프램(808)은 실질적으로 e-형상의 전도성 구조물(808b)이 상부에 제공된 다이어프램 표면(808a)을 포함한다. 다이어프램(810)은 지그재그 형상의 전도성 구조물(810b)이 상부에 제공된 다이어프램 표면(810a)을 포함한다. 다이어프램(812)은 다수의 나선형의 전도성 구조물(812b 내지 812f)이 상부에 제공된 다이어프램 표면(812a)을 포함한다. 다이어프램(814)은 제1 나선형 전도성 구조물(814b) 및 이 제1 나선형 전도성 구조물(814b) 내에 배치된 제2 나선형 전도성 구조물(814c)이 상부에 제공된 다이어프램 표면(814a)을 포함한다. 다이어프램 상에 증착되거나 다이어프램 내에 매립된 전도성 구조물의 형상 및 크기를 변화시키는 것에 의해, 본 발명은 전기장 또는 자기장에 특정 방식으로 응답하기 위해 다이어프램을 구성할 수 있는 것으로 이해된다. 도 8f 및 도 8g에 도시된 종류의 실시예에서, 동일한 다이어프램 상에 다수의 독립적인 전도성 구조물이 존재하면 다이어프램의 제1 부분이 전기장 또는 자기장의 변화에 제1 방식으로 응답하고, 다이어프램의 제2 부분이 상기 전기장 또는 자기장의 변화에 제2 방식으로 응답하여, 이에 의해 단일 다이어프램 내에 복수의 개별적으로 작동 가능한 영역을 생성하고, 고도로 튜닝 가능한 다이어프램 응답을 가능하게 할 수 있다.
도 8h의 도시에서, 다이어프램(816)은 다이어프램 표면(816a)을 포함하고, 이 다이어프램 표면 위에는, 이 다이어프램 표면(816a)의 중심에 위치된 제1 나선형 전도성 구조물(816b), 및 상기 제1 나선형 전도성 구조물(816b) 주위에 배치된 제2, 제3, 제4 및 제5 나선형 전도성 구조물(816c, 816d, 816e, 및 816f)(이들 각각은 제1 나선형 전도성 구조물(816b)에 비해 상대적으로 크기가 더 작음)이 제공된다.
도 8i의 도시에서, 다이어프램(818)은 다이어프램 표면(818a)을 포함하고, 이 다이어프램 표면 위에는, 다이어프램 표면(818a)의 중심에 위치된 제1 나선형 전도성 구조물(818b), 및 상기 제1 나선형 전도성 구조물(818b) 주위에 배치된 제2, 제3, 제4 및 제5 나선형 전도성 구조물(818c, 818d, 818e 및 818f)(이들 각각은 제1 나선형 전도성 구조물(818b)과 실질적으로 동일한 크기임)이 제공된다.
전도성 구조물의 형태 및 위치를 변화시킴으로써, 다이어프램의 상이한 영역이 상이한 음향 응답을 위해 튜닝될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 복수의 독립적인 전도성 구조물이 복수의 독립적인 입력 신호 스트림에 연결될 수 있으며, 각각의 입력 신호 스트림은 신호/음악 채널에 대응하며, 이에 의해 단일 다이어프램을 통해 다중 채널 사운드를 생성할 수 있는 스피커 조립체를 생성한다.
특정 실시예에서, 전도성 구조물의 크기 또는 치수는 다이어프램의 응답을 구성하도록 변경될 수 있다. 특정 실시예에서, 다이어프램의 제1 부분에서의 전도성 구조물의 치수 특성은 다이어프램의 제2 부분에서의 전도성 구조물의 치수 특성과 상이할 수 있으며, 이에 의해 상기 다이어프램의 상기 제1 부분과 제2 부분이 상태의 변화, 예를 들어, 전기장, 자기장 또는 정전기장의 변화에 대해 상이한 음향 응답을 할 수 있다.
도 9a에 도시된 실시예에서, 다이어프램(902)은 제1 전도성 구조물(902b) 및 제2 전도성 구조물(902c)이 상부에 배치된 다이어프램 표면(902a)을 포함하며, 제1 전도성 구조물의 폭과 제2 전도성 구조물의 폭은 상당히 상이하다. 다른 실시예에서, 제1 전도성 구조물 및 제2 전도성 구조물의 요소의 형상, 길이, 크기, 두께, 깊이, 밀도, 권선 수 또는 임의의 다른 치수 특성이 장의 변화에 대해 다른 응답을 보장하기 위해 서로 상이할 수 있는 것으로 이해된다.
도 9c의 도시에서, 다이어프램(916)은 제1, 제2, 제3 및 제4 나선형 전도성 구조물(916b, 916c, 916d 및 916e)이 상부에 제공된 다이어프램 표면(916a)을 포함하며, 여기서 전도성 구조물(916c 및 916d)은 전도성 구조물(916b 및 916e)보다 더 높은 권선 밀도를 갖는다.
도 9d의 도시에서, 다이어프램(918)은 제1, 제2, 제3 및 제4 나선형 전도성 구조물(918b, 918c, 918d 및 918e)이 상부에 제공된 다이어프램 표면(918a)을 포함하며, 여기서 전도성 구조물(918c 및 918d)은 전도성 구조물(918b 및 918e)보다 더 적은 권선 수를 갖는다.
전도성 구조물의 형태 및 위치를 변화시킴으로써, 다이어프램의 상이한 영역은 상이한 음향 응답을 위해 튜닝될 수 있다.
상기 실시예들 중 하나 이상을 구현함으로써, 복수의 독립적인 전도성 구조물은, 각각의 입력 신호 스트림이 신호/음악 채널에 대응하는, 복수의 독립적인 입력 신호 스트림에 연결될 수 있고, 이에 의해 단일 다이어프램을 통해 다중 채널 사운드를 생성할 수 있는 스피커 조립체를 생성할 수 있는 것으로 이해된다.
다른 실시예에서, 복수의 전도성 구조물의 위치는 원하는 음향 응답을 위해 다이어프램을 구성하도록 정밀하게 선택될 수 있다. 예를 들어, 제한 없이, 다양한 실시예에서, 전도성 구조물은 다이어프램에 걸쳐 고르게 분포될 수 있거나, 또는 다이어프램의 중심을 향해 보다 조밀하게 분포될 수 있거나, 또는 다이어프램의 중심으로부터 멀리 분포될 수 있다.
다른 실시예에서, 복수의 전도성 구조물의 위치는 단일 막에 다중 채널 사운드용 다이어프램을 구성하도록 정밀하게 선택될 수 있다. 예를 들어, 제한 없이, 다양한 실시예에서, 전도성 구조물은 전도성 구조물이 다른 전도성 구조물을 둘러싸지 않을 수 있도록 다이어프램에 걸쳐 고르게 분포될 수 있거나, 또는 다이어프램의 중심과, 이 다이어프램의 중심에 근접한 각각의 전도성 구조물의 단부 사이의 증가된 거리에서 유사한 형상의 동심 패턴으로 분포될 수 있다.
추가적으로, 다이어프램의 음향 응답은 또한, 다이어프램 자체의 두께를 변화시키는 것에 의해, 예를 들어, 일부 실시예에서, 상이한 두께를 각각 갖는 다수의 영역을 단일 다이어프램 내에 갖는 것에 의해 변할 수 있는 것으로 이해된다. 도 9b는, 다이어프램(904)이 균일한 단면을 갖는 반면, 다이어프램(906, 908, 910, 912 및 914)이 불균일한 단면을 갖는, 복수의 예시적인 다이어프램 단면을 도시한다.
모든 상기 구성 가능한 파라미터가 상부에 전도성 구조물을 갖는 다이어프램 실시예와 관련하여 설명되었지만, 본 교시는 대전 입자 또는 자기 감응 입자를 다이어프램 표면 상에 또는 다이어프램 표면 내에 증착, 부착 또는 매립하는 것에 동등하게 적용 가능한 것으로 이해된다. 이러한 실시예에서 변할 수 있는 특정 파라미터는 대전 입자 또는 자기 감응 입자, 입자의 크기, 표면 상/표면 내 입자 밀도, 입자 적용 배열 또는 패턴, 및 입자의 자화 레벨 및/또는 보자력의 선택을 포함한다.
음향 응답을 튜닝하기 위해 변화될 수 있는 다이어프램 표면의 특성은 다이어프램 물질, 다이어프램의 두께(균일한 단면을 가질 때), 다이어프램 두께의 가변성(다이어프램이 불균일한 단면을 가질 때), 및 다이어프램의 외부 장력의 선택을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 다이어프램의 외부 장력은 하나 이상의 다이어프램 장착부, 테더 또는 장력 조절기(예를 들어, 장력 로드)를 조절함으로써 조절 가능하다. 보다 특정한 실시예에서, 다이어프램의 장력은 수동으로 또는 알고리즘으로 조절될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 다이어프램 특성은 가변 개수의 리테이너(retainer) 또는 테더, 상기 리테이너 또는 테더의 위치, 및 이러한 리테이너 또는 테더의 구조적 특성(예를 들어, 스프링 상수)을 갖는 것에 의해 변화될 수 있다.
정합된 전도체 형상 및 자성 물질 형상을 갖는 스피커 조립체
본 발명의 일 실시예에서, 스피커 조립체는 전도성 구조물이 상부에 배치된 제1 표면, 및 자성 또는 자기 감응 구조물이 상부에 배치된 제2 표면을 포함할 수 있으며, 상기 제1 표면과 제2 표면은, 상기 전도성 구조물에 걸쳐 전기장이 인가되거나 또는 상기 전도성 구조물을 통해 전류가 인가되면, 상기 제1 표면과 제2 표면 중 하나가 상기 제1 표면과 제2 표면 중 다른 하나에 대해 운동하도록 구성된다. 이 실시예에서, 제1 표면 상에 배치된 전도성 구조물과, 제2 표면 상에 배치된 자성 또는 자기 감응 구조물은 구조적으로 실질적으로 동일하며, 이는 스피커 조립체가 선형 음향 응답 특성을 나타내는 것으로 밝혀졌다. 전도성 구조물 및/또는 자성 또는 자기 감응 구조물을 생성하는데 적층식 기술/삭감식 기술을 더 적용함과 함께, 상기 전도성 구조물과 자성 또는 자기 감응 구조물에 구조적으로 동일한 형상을 결합하면 다른 스피커 조립체에 비해 효율성, 충실도, 감도, 더 단순한 디자인, 구조, 중량, 크기, 비용, 폼 팩터, 및 이전에는 불가능했던 응용을 포함하지만 이에 국한되지는 않는 다수의 개선을 제공할 수 있는 것으로 밝혀졌다.
전도성 구조물과 자성 또는 자기 감응 구조물을 특정 방식으로 상대적으로 배열하면 더욱 더 향상된 성능을 제공할 수 있는 것으로 밝혀졌다. 예를 들어, 일 실시예에서, 2개의 구조물은 서로 인접하지만 그 어느 구조물도 다른 구조물을 둘러싸지 않으며, 하나의 구조물이 다른 구조물에 대해 상대적으로 운동하는 것은 상기 구조물의 평면에 수직이다. 다른 실시예에서, 2개의 구조물은 하나의 구조물이 다른 구조물을 둘러싸도록 서로 인접할 수 있고, 이 경우 2개의 구조물 사이에 상대적인 운동은 2개의 구조물의 평면 내에 있어서, 그 결과 형상이 변화(팽창/수축)하는 구조를 생성할 수 있다.
도 10a는 제1 표면(1002a)과 제2 표면(1002b)을 갖는 스피커 조립체의 일 실시예를 도시하며, 제1 표면(1002a) 상에 배치된 삼각형 전도성 구조물(1004a)과, 제2 표면(1002b) 상에 배치된 대응하는 삼각형 자성 구조물(1004b)은 실질적으로 동일한 구조물을 갖는다. 도 10b는 제1 표면(1006a)과 제2 표면(1006b)을 갖는 스피커 조립체의 일 실시예를 도시하며, 제1 표면(1006a) 상에 배치된 나선형 전도성 구조물(1008a)과, 제2 표면(1006b) 상에 배치된 대응하는 나선형 자성 구조물(1008b)은 실질적으로 동일한 구조물을 갖는다.
수동 또는 능동 댐핑(damping)을 갖는 스피커 조립체
본 발명의 일 실시예에서, 스피커 조립체의 다이어프램 표면에는 복수의 이산 전도성 구조물이 제공된다. 상기 다이어프램 표면은 적어도 1차 전류 운반 전도성 구조물(즉, 1차 구동 전도성 구조물)을 포함하며, 상기 전도성 구조물을 통해 전류가 인가되면 다이어프램이 제2 표면 방향으로 또는 상기 제2 표면과 반대 방향으로 또는 상기 제2 표면과 관련된 자기장 또는 정전기장 또는 전기장 방향과 반대 방향으로 이동하게 된다. 다이어프램 표면에는 전류를 운반할 수도 있고 운반하지 않을 수도 있는 하나 이상의 2차 전도성 구조물이 추가적으로 제공된다.
도 11에 도시된 실시예에서, 다이어프램 표면(1102)은 상부에 배치된 1차 전류 운반 전도성 구조물(1104) 및 복수의 2차 전도성 구조물(1106 내지 1112)을 갖는다. 2차 전도성 구조물 중 하나 이상이 수동 구조물(서로 연결된 두 단부를 갖는 전도성 구조물)인 실시예에서, 다이어프램이 운동하면 상기 2차 전도성 구조물이 제2 표면에 의해 생성된 정전기장을 통해 이동하며, 각각의 2차 전도성 구조물에 대응하는 기전력과 유도 전류 및 정전기장이 생성된다. 본 발명의 실시예에서, 하나 이상의 2차 전도성 구조물은, 1차 전류 운반 전도성 구조물에 의해 생성된 정전기장과, 각각의 2차 전도성 구조물 주위에 생성된 상기 정전기장 사이의 상호 작용이 다이어프램이 운동하는 방향에 대항하여, 다이어프램 응답을 제어하고 정밀 튜닝(fine-tuning)하는 댐핑 기구로 작용하도록 구성되고 위치될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 하나 이상의 2차 전도성 구조물은, 각각의 2차 전도성 구조물에 의해 생성된 정전기장(들)이 제2 표면과 관련된 정전기장과 상호 작용하고, 2차 전도성 구조물의 형태 및 위치에 따라, 상기 다이어프램의 운동 방향에 대항하거나 이 운동 방향을 보완하도록 구성되고 위치된 외부 여기 소스(excitation source)에 의해 여기되고 활성일 수 있다. 특정 실시예에서, 2차 전도성 구조물들 중 하나 이상은 그 크기 및 방향이 변할 수 있는 직류 전류에 의해 구동되거나 또는 이에 인가될 수 있는 활성 신호에 의해 구동될 수 있다.
특정 실시예에서, 1차 전도성 구조물과 2차 전도성 구조물 중 하나 또는 둘 모두는, 유효 루프 길이 및/또는 권선 수를 짧게 하는 것(shorting)에 의해 변화되어, 상기 루프에 의해 생성된 대응하는 전기장의 세기를 조절하도록 가변 루프 길이 및/또는 가변 개수의 권선을 갖도록 구성된다. 가변 루프 길이는 스피커 조립체의 음향 응답을 정밀 튜닝하기 위한 추가 기구를 제공하는 것으로 이해된다.
도 8j에 도시된 본 발명의 일 실시예에서, 다이어프램(820)은 다이어프램 표면(820a)을 포함하고, 이 다이어프램 표면 위에는, 다이어프램 표면(820a)의 중심에 위치된 제1 나선형 전도성 구조물(820b), 및 상기 제1 나선형 전도성 구조물(820b) 주위에 배치된 제2, 제3, 제4 및 제5 나선형 형상 전도성 구조물(820c, 820d, 820e 및 820f)이 제공된다. 이 도시에서, 제1 나선형 전도성 구조물은 직류 전류/활성 신호에 의해 구동되도록 구성된 1차 전도성 구조물인 반면, 제2, 제3, 제4 및 제5 나선형 전도성 구조물(820c, 820d, 820e 및 820f) 각각은 전류/활성 신호를 운반하지 않는 폐루프 구조물이다. 1차 전류 운반 전도성 구조물 및 2차 폐루프 구조물의 개수와 위치를 선택함으로써, 다이어프램은 특정 음향 응답을 위해 튜닝될 수 있다.
도 8k에 도시된 본 발명의 일 실시예에서, 다이어프램(822)은 다이어프램 표면(822a)을 포함하고, 이 다이어프램 표면 위에는, 다이어프램 표면(822a)의 중심에 위치된 제1 나선형 전도성 구조물(822b), 및 상기 제1 나선형 전도성 구조물(822b) 주위에 배치된 제2, 제3, 제4 및 제5 나선형 전도성 구조물(822c, 822d, 822e, 및 822f)이 제공된다. 이 도시에서, (i) 제1 나선형 전도성 구조물(822b)은 직류 전류/활성 신호에 의해 구동되도록 구성된 1차 전도성 구조물이고, (ii) 제2 나선형 전도성 구조물(822c)은 선택적으로 직류 전류/활성 신호를 운반하도록 구성되거나 또는 선택적으로 짧아질 수 있는 폐쇄 가능한 루프에 의해 둘러싸인 폐루프를 포함하는 전도성 구조물이고, (iii) 제3 나선형 전도성 구조물(822d)은 직류 전류/활성 신호를 운반하도록 구성된 전도성 구조물이고, (iv) 제4 나선형 전도성 구조물(822e)은 단일 폐루프를 포함하는 전도성 구조물이며, (v) 제5 나선형 전도성 구조물(822f)은 2개의 동심으로 배치된 폐루프를 포함하는 전도성 구조물이다. 전류 운반 전도체 구조물 및 폐루프 구조물의 개수, 위치, 및 유형을 선택하는 것에 의해, 다이어프램은 특정 음향 응답을 위해 튜닝될 수 있다.
회전식 스피커 조립체
본 발명의 일 실시예에서, 스피커 조립체는 회전식 스피커를 포함할 수 있으며, 여기서 회전 속도는 사운드를 변조하기 위해 변화될 수 있다.
사운드는, 공기와 같은 매체를 이동시키고 매체를 변조시켜 입력 (오디오) 신호의 함수로서 매체에 압력의 변화를 생성하는 것에 의해 발생된다. 일반적인 스피커에서 이들 기능은 모두 공통 구동/제어 기구를 통해 동일한 이동 표면(들)으로 구현된다.
그러나, 복수의 기구를 통해 구현되는 기능, 즉 공기 흐름을 생성하기 위한 제1 기구, 및 공기의 흐름을 변조하여 진폭, 주파수, 위상과 같은 입력 오디오 신호의 특성을 구현하기 위한 제2 기구를 통해 구현되는 기능을 가질 수 있다. 이러한 실시예에서, 전력/에너지 및 변조는 2개의 별개의 시스템에 의해 처리되며, 이러한 접근법은 전통적인 오디오 신호 증폭기의 필요성을 없앨 수 있다.
이러한 공기 흐름을 생성하는 것은 날개(wing), 블레이드(blade), 돛 등과 같은 복수의 구조물을 이동시키는 것에 의해 달성된다. 에어포일(airfoil)은 이러한 구조물의 형상이다.
상기 유형의 장치 또는 시스템은 공기 흐름이 생성되는 방식에 따라 크게 2개의 카테고리로 분류될 수 있는데, 즉
1) 진동 운동(oscillatory motion)(예를 들어, 각운동, 선형 운동 등)을 통한 것, 및
2) 회전 운동을 통한 것
으로 분류될 수 있다.
종래 기술은 피치(pitch)를 선형 제어 또는 비틀림 제어하는 것에 더 특정 중점을 두고 주로 블레이드의 피치를 제어하는 것에 의해 공기의 흐름을 조절하여 사운드를 발생시키는 것을 수반한다.
본 발명은 공기의 흐름을 변조하고 사운드를 생성하는 신규한 기술을 제공한다. 이 기술은, 다음 사항, 즉
1) 부피 변화, 접는 것을 포함하여 직접적인 형상의 변화, 및 방향타(rudder), 엘리베이터, 에일러론(aileron), 댐퍼, 스포일러, 엘러본(elevon), 스태빌레이터, 플랩(flap), 플래퍼론(flaperon), 트림 탭(trim tab), 밸런스 탭, 안티-밸런스 탭, 서보 탭, 슬랫(slat), 슬롯(slot), 에어포일 면적 변경, 관성 모멘트 등 중 하나 이상을 사용하는 것을 포함하지만 이에 국한되지 않는 에어포일 제어에 의해 유효 형상을 변화시키는 것에 의해 에어포일의 공기 흐름 특성을 변화시키는 것,
2) 운동 방향 및/또는 운동 속도 및 정적 기반 및/또는 동적 기반으로 이러한 속도의 고차 미분을 변경하는 것을 포함한다.
요구되는 제어는 그 자체가, 전자기식(예를 들어, 솔레노이드, 모터), 전기식(예를 들어, 바이모프(bimorph), 다중 모프(multi-morph)를 포함하는 압전식), 전열식(예를 들어, 바이메탈 스트립, 가열 유체), 유체 흐름식(예를 들어, 유압식, 공압식) 등을 포함하지만 이에 국한되지는 않는 다수의 수단에 의해 수행될 수 있는 하나 이상의 액추에이터를 통해 수행될 수 있다.
또한, 이러한 액추에이터는 다음 사항, 즉 로드, 진동 디스크, 기어, 풀리, 벨트, 체인, 단일 링크/다중 링크 링크판, 스와시플레이트(swashplate), 유압 호스, 슬립 링(slip ring), 정류자, 수은 접촉, 유도성, 용량성, 무선, 광학식 등 중 하나 이상에 의해 상기 제어에 영향을 줄 수 있다.
일 실시예에서, 제어 방법/구현은 블레이드 구조물 자체에 통합되어 잡음, 설계/제조 복잡성, 비용 등의 감소, 효율, 신뢰성, 성능, 충실도, 감도 등의 향상을 가져올 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 하나 이상의 외부 구조물은 공기 흐름을 원하는 영역 및/또는 방향으로 지향 및/또는 제한하여 음파 도파로로서 효과적으로 작용하도록 하는데 사용될 수 있다.
이들 다양한 방법은 추가적인 실현 및/또는 향상을 생성하기 위해 여러 방식으로 더 결합될 수 있다. 예시적인 실현은 특정 파라미터, 예를 들어, 주파수 응답에 최적화된 다수의 드라이버, 동축으로 배치된 다수의 드라이버 배열 등을 포함한다.
도 12a 내지 도 12d는 모터(1200a) 및 상기 모터 상에 회전 가능하게 장착된 회전 블레이드(1200b 내지 1200f)를 포함하는 본 발명의 양태의 제1 예시적인 실시예를 도시한다. 도 12a에 도시된 제1 동작 모드에서, 블레이드(1200b 내지 1200f)는 제1 블레이드 형상을 갖는 반면, 도 12c에 도시된 제2 동작 모드에서, 블레이드(1200b 내지 1200f)는 제1 블레이드 형상과는 상이한 제2 블레이드 형상을 갖는다. 도 12b 및 도 12d는 제1 및 제2 동작 모드에서의 블레이드(1200b)의 상이한 블레이드 형상을 각각 더 도시한다. 전술한 바와 같이, 제1 및 제2 동작 모드 사이의 형상의 변화는, 전자기식(예를 들어, 솔레노이드, 모터), 전기식(예를 들어, 바이모프, 다중 모프를 포함하는 압전식), 전열식(예를 들어, 바이메탈 스트립, 가열 유체), 유체 흐름식(예를 들어, 유압식, 공압식) 등을 포함하지만 이들로 국한되지 않는 임의의 적절한 액추에이터(들)에 의해 달성될 수 있다. 도 12a 내지 도 12d의 실시예에서, 공기의 흐름을 변조하는 것은 주로 블레이드의 형상을 변화시키는 것에 의해 수행된다. 이것은 위에 설명된 임의의 수단을 통해 달성된다. 바람직한 실시예에서, 블레이드를 연결하는 허브(hub)가 없어서 블레이드를 제어하는 것은 허브 구조물에 의해 수행되지 않는다. 또한, 이 실시예에서는 블레이드가 회전자에 대해 고정되어 있기 때문에 공기의 흐름 변화 및 그리하여 사운드의 생성은 비틀림 제어를 통한 블레이드의 피치 변화에 의해서는 수행되지 않는다.
도 12e, 도 12f 및 도 12ff는 상이한 구조물(1208)을 도시하는데, 여기서 회전 블레이드(1208b 내지 1208f)는 외부 원통형 구조물(1208a) 상에 각각 장착되고, 각각의 블레이드는 하나 이상의 선회부 또는 다른 적절한 커넥터 또는 장착부(1208g 내지 1208k)에 의해 상기 구조물 상에 장착된다. 원통형 구조물 상에 블레이드를 선회 가능하게 장착한 결과, 이러한 블레이드의 위치가 (예를 들어, 도 12e 및 도 12f에 도시된 방식에서 적어도 제1 위치로부터 제2 위치로) 선택적으로 변경되어, 이에 의해 블레이드를 통한 공기 흐름이 변조될 수 있다. 도 12e 및 도 12f는 구조물(1208)의 상면도를 도시하는 반면, 도 12ff는 상기 구조물(1208) 및 그 구성 요소, 즉 원통형 구조물(1208a), 블레이드(1208b, 1208c 및 1208d), 및 대응하는 선회 가능한 장착부(1208g, 1208h 및 1208i)의 단면도를 도시하는 것으로 이해된다.
다시 한번, 블레이드를 연결하는 허브가 없어서 블레이드를 제어하는 것은 허브 구조물에 의해 수행되지 않는다는 것이 주목된다. 공기 흐름을 변조하는 것은 주로 블레이드의 유효 피치를 변경하는 것에 의해 달성된다. 피치를 제어하는 것은 전술된 임의의 수단을 통해 달성될 수 있다.
도 12g에 도시된 또 다른 실시예(1212)에서, 예시적인 원통형 구조물(1208a) 또는 회전 블레이드 조립체는 외부 원통형 구조물(1212a)로 둘러싸일 수 있고, 이는 음파 도파로로서 사용될 수 있다.
도 12h 내지 도 12k는 모터(1214a) 및 이 모터(1214a)의 회전축을 중심으로 회전하는 복수의 블레이드(1214b 내지 1214d)를 포함하는 장치(1214)의 예시적인 실시예를 도시한다. 이 실시예에서 블레이드는 블레이드의 에지에 걸쳐 토크가 생성되도록 배열된다는 것이 주목된다. 공기 흐름을 변조하는 것은 꽃잎이나 우산을 개폐하는 것과 유사한 방식으로 블레이드 구조물을 이동시키는 것에 의해 블레이드의 유효 피치를 변경하는 것에 의해 주로 달성된다. 피치를 제어하는 것은 전술된 다수의 수단에 의해 그 자체가 수행될 수 있는 하나 이상의 액추에이터를 통해 수행되고, 이 액추에이터는 전자기식인 것으로 한정되지 않는다. 도 12h 및 도 12j는 블레이드(1214b 내지 1214d)가 (다소 압축된 형태이거나 반-폐쇄된 형태로) 서로 상대적으로 근접해 있는 제1 동작 모드의 측면도 및 정면도를 각각 제공하는 반면, 도 12i 및 도 12k는 블레이드(1214b 내지 1214d)가 펼쳐진 형태로 배열되어 있는 제2 동작 모드의 측면도 및 정면도를 각각 제공한다. 제1 동작 모드와 제2 동작 모드(및 다른 이러한 동작 모드) 사이를 토글링(toggling)하는 것에 의해, 장치(1214)는 공기의 흐름을 변조할 수 있고, 이에 따라 생성된 공기 흐름에 기초하여 사운드를 생성할 수 있다.
도 12l은 전술된 유형의 예시적인 블레이드(1214b)를 도시하고, 블레이드 위를 통과하는 공기 흐름에 의해 상기 블레이드의 단부들에 걸쳐 토크가 생성되는 방향을 도시한다.
도 12m 내지 도 12o는 모터가 상부에 회전 가능하게 장착된 블레이드 쌍의 세트를 갖는 본 발명의 실시예를 도시하며, 여기서 각각의 블레이드 쌍 내 블레이드는 블레이드 쌍 내 다른 블레이드에 더 가까이 또는 더 멀어지게 제어 가능하게 이동될 수 있다. 도 12m 및 도 12n에서, 장치(1224)는 3 세트의 블레이드 쌍, 즉 제1 쌍(1224b, 1224c), 제2 쌍(1224d, 1224e) 및 제3 쌍(1224f, 1224g)을 포함하는 6개의 회전 블레이드(1224b 내지 1224g)의 세트를 갖는 모터(1224a)를 포함한다. 도 12m에 도시된 제1 동작 모드에서, 각각의 블레이드 쌍 내 2개의 블레이드 각각은 다른 블레이드로부터 오프셋되어, 길이방향 축을 따라 볼 때, 모두 6개의 블레이드가 동시에 보일 수 있다. 도 12n에 도시된 제2 동작 모드에서, 각각의 블레이드 쌍 내 2개의 블레이드 각각은 서로 정렬되어, 길이방향 축을 따라 볼 때 각각의 블레이드 쌍 중 단 하나의 블레이드(1224b, 1224e, 1224g)만이 보일 수 있다. 도 12o는 도 12m 및 도 12n에 보다 일반적으로 도시된 배열(1224)에 대한 보다 특정 실시예(1228)를 도시하고, 여기서 블레이드(1228b 및 1228c, 1228d 및 1228e, 및 1228f 및 1228g)의 각각의 쌍은 내부 연결된 또는 내부 결합된 쌍을 포함하고, 여기서 각 쌍 내 블레이드는 테더 또는 다른 체결구(1228h, 1228i 및 1228j)를 사용하여 서로 연결된다. 체결구의 테더는 각각의 블레이드 쌍 내 블레이드의 최대 허용 가능한 분리 거리를 제한하도록 선택된다. 각각의 블레이드 쌍 내 블레이드들 사이에 상대 운동이 작동하는 것은 예를 들어 전술된 임의의 하나 이상의 액추에이터에 기초하여 임의의 다수의 방식으로 달성될 수 있는 것으로 이해된다.
도 12p 및 도 12q는 2개의 별개의 블레이드 세트(1230a 및 1230b)가 공통 축을 따라 장착된 또 다른 배열(1230)의 사시도 및 정면도를 각각 도시한다. 2개의 별개의 블레이드 세트의 상대적인 회전 및/또는 상대적인 분리 거리를 제어하는 것에 의해, 상기 블레이드로부터 발생하는 공기 흐름이 제어될 수 있다.
도 12r은 2개의 별개의 모터(1232a, 1234a) 및 대응하는 블레이드 조립체(1232b, 1234b)가 공기 흐름을 변조하는데 사용되는 본 발명의 다른 실시예(1232)를 도시한다. 2개의 조립체 중 하나 또는 둘 모두에 의해 야기된 각각의 공기 흐름을 변조하는 것에 의해, 전체 공기 흐름(및 이러한 공기 흐름에 의해 생성된 사운드)이 변조될 수 있다.
도 12s, 도 12t 및 도 12tt는 진동 표면(oscillatory surface)의 형상/제어 표면 특성이 압전 바이모프를 사용하여 변화될 수 있는 본 발명의 또 다른 실시예(1234)를 도시한다. 이 도시에서, 진동 모터(oscillatory motor)(1234a)는 상부에 장착된 진동 표면(1234b)을 갖고, 진동 표면(1234b)은 상부에 제공된 복수의 압전 바이모프(1234c 내지 1234e)를 갖는다. 도 12s는, 압전 바이모프에 신호가 전달되면 진동 표면(1234b)이 수축된 형상을 취하는 제1 동작 모드를 도시하는 반면, 도 12t는, 압전 바이모프에 신호가 전달되면 진동 표면(1234b)이 팽창된 형상을 취하는 제2 동작 모드를 도시한다. 진동 표면(1234b)의 형상을 변화시키는 것에 의해, 본 발명은 상기 진동 표면을 진동시키는 것에 의해, 및 피치 제어, 형상 제어 또는 전술된 임의의 다른 방법을 포함하지만 이들로 국한되지 않는 하나 이상의 다른 방법에 의해 생성된 공기 흐름을 제어하고, 이에 따라 최종 음향 신호를 제어한다. 도 12tt는 진동 모터(1234a)에 의해 야기되는 진동 표면(1234b)의 진동 운동을 예시하기 위해 실시예(1234)의 측면도를 도시한다.
막/다이어프램 구성
공기를 변위시키기 위해, 이상적으로 다이어프램/표면은, 변위된 공기에 왜곡을 도입할 뿐만 아니라 효율을 저하시키는 변형이 자체에 일어나지 않도록 강직할 필요가 있다. 그러나, 강직성(stiffness)을 달성하는 일반적인 방식은 다이어프램/표면을 강하게 만드는 것에 의하는데, 이는 적절한 브레이싱(bracing) 및 다른 방법을 수반하여 중량을 증가시켜 효율 및 그리하여 충실도를 감소시킨다.
본 발명은 매우 경량이지만 강직한 다이어프램/표면을 제공한다. 다이아프램 물질은 중합체 발포체와 같은 응력 및 운동 하에서 그 형상을 유지할 수 있는 중공형 및 그리하여 경량의 물질 층으로 구성된다. 이것은 층을 완전히 캡슐화하여 강도와 구조적 완전성을 부여하도록 막과 같은 물질의 매우 얇은 층으로 층의 모든 측면을 덮는 것에 의해 더욱 강화된다.
도 12u 및 도 12v에 도시된 바람직한 실시예에서, 본 발명은 상당한 중량 관련 장점(즉, 알려진 구조물보다 상당히 더 경량)을 제공하면서 뛰어난 강도 및/또는 강직성을 갖는 것으로 발견된 추가적인 구조물(1238)을 제공한다. 구조물(1238)은, (바람직하게는 본 명세서에서 이전에 논의된 유형의 스페이서(1238d)에 의해 분리된 상태로) 서로 상하에 배치되고 에지에서 밀봉될 수 있는 비-다공성 물질의 2개의 얇은 막(1238a 및 1238b)(또는 단일 막을 접은 것)을 포함한다. 이후 가압 가스(예를 들어, 공기)는 최종적으로 밀봉된 격실에 도입될 수 있다. 가스가 팽창하는 경향에 의해, 극히 경량이면서 전체 구조물에 강성 및 그리하여 강직성이 부여된다. 선택적으로 경량의 기구를 사용하여, 전체 구조물이 풍선이나 렌즈, 예를 들어, 하나 이상의 체결구(1238c, 1238e)(예를 들어, 리벳, 별 형상 스테이플, 와이어 또는 다른 체결구)처럼 고르지 않게 팽창하는 것을 방지할 수 있다. 구조물은 구조적 완전성, 예를 들어, 경량의 중공형 튜브를 보강하기 위해 가볍고 강한 내부 스페이서(1238)를 사용하는 것에 의해 강직화될 수 있다. 이러한 다이어프램은 음향 신호를 생성하기 위해 구속된 또는 구속되지 않은 응용에 모두 사용될 수 있으며, 매우 가볍지만 강직해서, 비용을 절감하면서, 효율, 충실도, 전력이 증가하고, 설계/제조 가능성이 단순화되는 것으로 밝혀졌다.
추가적으로, 전도체 또는 자성 물질은 더 높은 완전성 및/또는 신뢰성을 위해 외부 표면(들) 상의 또는 심지어 내부 표면 상의 다이어프램과 쌍을 이룰 수 있다.
드럼 조립체
본 발명의 일 실시예에서, 하나 이상의 조립체는 드럼 조립체로서 구현될 수 있으며, 여기서 드럼 다이어프램은 전술된 다이어프램 특성 중 임의의 하나 이상을 가질 수 있고, 드럼 다이어프램의 음향 또는 진동 응답(percussion response)은 스테퍼(stepper) 모터 또는 비틀림 나사 또는 전술된 다른 기구를 포함하지만 이들로 국한됨이 없이 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 임의의 수단을 사용하여 튜닝될 수 있다.
도 13은 드럼 몸체(1302), 전도성 구조물(1306)이 상부에 형성된 제1 표면(1304), 및 자성 또는 자기 감응 입자들이 상부에 배치된 제2 표면(1308)을 포함하는 예시적인 드럼 조립체(1300)의 분해도를 도시한다.
드럼 조립체 내에 본 발명의 전술된 조립체에 따라 전도성 구조물과 자성 또는 자기 감응 구조물의 조합을 구현하는 것에 의해, 본 발명은 (i) 결합된 드럼/스피커, (ii) 결합된 드럼/마이크로폰, (iii) 결합된 드럼/스피커/마이크로폰, 또는 (iv) 정밀 튜닝 가능한 드럼을 포함하는 다수의 최종 용도에 응용할 수 있다. 전술된 바와 같이, 드럼 조립체는 (수동으로 또는 알고리즘으로) 수동 방식 또는 표준 방식일 수 있는데, 즉 내부에서 능동적으로 정밀 튜닝 가능하거나 또는 장력을 받거나, 또는 외부에서 튜닝 가능하거나 또는 장력을 받을 수 있다.
내장 마이크로폰 조립체
본 발명의 중요한 특징은 전술된 조립체 또는 형태 중 임의의 것을 사용하여 고유한 내장형 마이크로폰을 생성하는 것이다. 마이크로폰은 다수의 모드, 즉 스피커 전용, 마이크로폰 전용, 스피커/잡음 소거(noise-cancellation: NC) 조합 모드에서 사용될 수 있다. 이것은 잡음 환경, 예를 들어, 작업 공간, 차량 등에서 더 응용될 수 있다. 마이크로폰의 상당히 더 큰 사운드 수집 영역은 매우 민감하여 다양한 응용에서 전개될 수 있게 한다. 조립체의 두께가 얇아서 사용될 수 있는 응용을 더 촉진할 수 있다.
박형/평탄한 사운드 기술은 전체 사운드 범위에 대해 완전히 적용 가능하다. 이 시스템은 독립형, 스탠드/벽/천장/문 장착형, 가구 장착형(예를 들어, 테이블 밑바닥, 등받이/머리 받침대), 차량용 헤드레스트(표준형/맞춤형/귀마다 능동적인 잡음 소거) 등을 포함하지만 이들로 국한되지 않는 다양한 형태를 취할 수 있고, 잠재적인 형태 및/또는 응용을 상상에 남겨두고, 다른 물체, 예를 들어, 램프 갓, 조명 고정구, 또는 개인용/휴대용 형태, 예를 들어, 헤드폰, 이어폰, 지갑 등에 감싸이거나/통합될 수 있다.
모든 응용은 능동적인 잡음 감소/소거를 위해 다양한 모드에서, 즉 스피커 전용 모드, 마이크로폰 전용 모드, 및 스피커/마이크로폰 조합 모드에서 더 사용될 수 있다. 적용 가능한 모드는 사용자 및/또는 응용에 의해 동적으로 선택될 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예는 본 명세서에서 설명되고 예시되었지만, 이들 실시예는 단지 예시적인 것으로 이해된다. 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면 첨부된 청구 범위에 의해 한정된 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나거나 위배되지 않고 형태 및 상세에서 다양한 변형이 이루어질 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 추가적으로, 본 발명은 본 명세서에 구체적으로 개시되지 않은 임의의 요소 없이 실시될 수 있으며, 구체적으로 고려된 특정 실시예에서는 본 명세서에 구체적으로 개시되지 않은 임의의 요소 없이 실시되도록 의도된다.

Claims (27)

  1. 사운드(sound)를 생성하기 위한 조립체로서,
    정전기장 생성 구조물과 결합된 제1 표면; 및
    정전기장 감응 구조물과 결합된 제2 표면을 포함하고;
    상기 제1 표면과 상기 제2 표면은, 전자기장/정전기장 생성 구조물이 전자기장/정전기장을 생성하는 것에 응답하여, 상기 제1 표면과 상기 제2 표면 중 적어도 하나가 상기 제1 표면과 제2 표면 중 다른 하나에 대해 이동하게 추진되도록 서로 간격을 두고 배치되는 것을 특징으로 하는 사운드를 생성하기 위한 조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 표면과 상기 제2 표면은 동축으로 배치된 환형 표면인 것을 특징으로 하는 사운드를 생성하기 위한 조립체.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 표면과 상기 제2 표면 중 하나는 다이어프램(diaphragm)을 포함하는 것을 특징으로 하는 사운드를 생성하기 위한 조립체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 표면과 상기 제2 표면 중 하나는 확장 가능한 구조물을 갖는 다이어프램을 포함하는 것을 특징으로 하는 사운드를 생성하기 위한 조립체.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 표면과 상기 제2 표면은 복수의 탄성 테더(resilient tether)에 의해 상호 연결된 것을 특징으로 하는 사운드를 생성하기 위한 조립체.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 표면과 상기 제2 표면 중 하나는 다이어프램을 포함하고, 상기 다이어프램은 복수의 가요성 있게 상호 연결된 다이어프램 세그먼트를 포함하는 것을 특징으로 하는 사운드를 생성하기 위한 조립체.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 표면과 상기 제2 표면 각각은 상기 제1 표면과 제2 표면이 서로 간격을 두고 배치되도록 스페이서의 양측에 장착되는 것을 특징으로 하는 사운드를 생성하기 위한 조립체.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 표면과 상기 제2 표면 중 하나 또는 둘 모두는 나선형 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 사운드를 생성하기 위한 조립체.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 표면과 상기 제2 표면 중 적어도 하나에는 하나 이상의 표면 강성 조절기(surface rigidity adjuster)가 제공되는 것을 특징으로 하는 사운드를 생성하기 위한 조립체.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 표면과 상기 제2 표면 중 하나는 다이어프램이고, 상기 다이어프램 상에 대전 입자 또는 대전 층 또는 자기 감응 입자 또는 자기 감응 층이 배치된 것을 특징으로 하는 사운드를 생성하기 위한 조립체.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 다이어프램은 하나 이상의 대전 입자 층 또는 자기 감응 입자 층을 포함하고, 상기 대전 입자 층 또는 자기 감응 입자 층 각각은 2개의 다이어프램 기판 층 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 사운드를 생성하기 위한 조립체.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1 표면과 상기 제2 표면 중 하나는 다이어프램을 포함하고, 상기 다이어프램 상에 하나 이상의 전기 전도성 구조물이 적층식으로 또는 삭감식으로 형성된 것을 특징으로 하는 사운드를 생성하기 위한 조립체.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제1 표면과 상기 제2 표면 중 하나는 하나 이상의 전기 전도성 구조물을 갖는 다이어프램을 포함하고, 각각의 전도성 구조물은 2개의 다이어프램 기판 층 사이에 배치된 것을 특징으로 하는 사운드를 생성하기 위한 조립체.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제1 표면과 상기 제2 표면 중 하나는 다이어프램을 포함하고, 상기 다이어프램은 상기 메시(mesh) 구조물의 전도성 요소들 사이에 개재된 비-전기 전도성 충전재를 갖는 전기 전도성 메시 구조물을 포함하고, 각각의 사이 공간(interspace) 내 충전재의 외부 둘레는 적어도 하나의 인접한 사이 공간 내 충전재의 외부 둘레와는 분리된 것을 특징으로 하는 사운드를 생성하기 위한 조립체.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 제1 표면과 상기 제2 표면 중 하나는 다이어프램을 포함하고, 상기 다이어프램은 전기 전도성 메시 구조물을 포함하고, 상기 메시 구조물의 전도성 요소들 사이에 공기 갭의 사이 공간을 갖는 것을 특징으로 하는 사운드를 생성하기 위한 조립체.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 제1 표면과 상기 제2 표면 중 하나에는 전기 전도성 구조물이 배치되어 있는 반면, 상기 제1 표면과 상기 제2 표면 중 다른 하나에는 전자기장 감응 구조물이 배치되어 있고, 상기 전기 전도성 구조물과 상기 전자기장 감응 구조물은 실질적으로 동일한 구조물을 갖는 것을 특징으로 하는 사운드를 생성하기 위한 조립체.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 제1 표면과 상기 제2 표면 중 하나는 다이어프램을 포함하고, 상기 다이어프램 상에는 복수의 전기 전도성 구조물이 배치되어 있고, 상기 복수의 전기 전도성 구조물 각각은 다른 것과 전기적으로 절연된 것을 특징으로 하는 사운드를 생성하기 위한 조립체.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 복수의 전기 전도성 구조물 중 하나는 전류를 운반하도록 구성되고, 상기 복수의 전기 전도성 구조물 중 적어도 하나는 임의의 외부에서 인가된 전류와는 절연된 것을 특징으로 하는 사운드를 생성하기 위한 조립체.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 복수의 전기 전도성 구조물 중 하나는 제1 전류를 운반하도록 구성되고, 상기 복수의 전기 전도성 구조물 중 다른 하나는 제2 전류를 운반하도록 구성되며, 상기 제1 전류와 상기 제2 전류는 서로 전기적으로 절연된 것을 특징으로 하는 사운드를 생성하기 위한 조립체.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 복수의 전기 전도성 구조물 중 하나는 상기 복수의 전기 전도성 구조물 중 적어도 하나의 다른 것에 비해 다른 구조적 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 사운드를 생성하기 위한 조립체.
  21. 제1항에 있어서,
    상기 제1 표면과 상기 제2 표면 중 하나는 다이어프램을 포함하고, 상기 다이어프램은 제1 단면 두께를 갖고, 적어도 하나의 추가적인 다이어프램 영역은 제1 단면 폭과 같지 않은 단면 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 사운드를 생성하기 위한 조립체.
  22. 제1항에 있어서,
    상기 제1 표면과 상기 제2 표면 중 하나는 다이어프램을 포함하고, 상기 다이어프램은 입력 다이어프램으로서 구성된 것을 특징으로 하는 사운드를 생성하기 위한 조립체.
  23. 제1항에 있어서,
    상기 제1 표면과 상기 제2 표면 중 하나는 다이어프램을 포함하고, 상기 다이어프램은 마이크로폰 다이어프램으로서 구성된 것을 특징으로 하는 사운드를 생성하기 위한 조립체.
  24. 제17항에 있어서,
    상기 복수의 독립적인 전도성 구조물 중 하나는 제1 오디오 채널에 대응하는 제1 입력 신호 스트림에 연결되고, 상기 복수의 독립적인 전도성 구조물 중 다른 하나는 제2 오디오 채널에 대응하는 제2 입력 신호 스트림에 연결된 것을 특징으로 하는 사운드를 생성하기 위한 조립체.
  25. 제1항에 있어서,
    상기 제1 표면과 상기 제2 표면 중 하나는 다이어프램을 포함하고, 상기 다이어프램은 유체 기밀 격실(fluid tight compartment)을 형성하도록 함께 밀봉된 복수의 비-다공성 막(non-porous membrane)을 포함하고, 상기 유체 기밀 격실은 대기압을 초과하는 가스를 사용하여 팽창되는 것을 특징으로 하는 사운드를 생성하기 위한 조립체.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 유체 기밀 격실의 경계는,
    상기 복수의 비-다공성 막이 장착되는 강성의 스페이서(spacer); 및
    상기 유체 기밀 격실의 둘레를 한정하는 하나 이상의 체결구(fastener)
    중 하나 이상에 의해 한정되는 것을 특징으로 하는 사운드를 생성하기 위한 조립체.
  27. 사운드를 생성하기 위한 조립체로서,
    하나 이상의 파동 생성 표면(wave generating surface)으로서, 상기 하나 이상의 파동 생성 표면은 상기 파동 생성 표면이 운동하면 음파(sound wave)를 생성하도록 구성되고, 상기 하나 이상의 파동 생성 표면은 임의의 하나의 왕복 운동, 순환 운동, 회전 운동 또는 타원 운동을 위해 구성된, 상기 하나 이상의 파동 생성 표면;
    사운드를 생성하기 위해 하나 이상의 상기 파동 생성 표면을 제1 위치로부터 제2 위치로 구동시키도록 구성된 드라이버(driver); 및
    (i) 하나 이상의 상기 파동 생성 표면의 공기 흐름 특성 또는 (ii) 하나 이상의 상기 파동 생성 표면의 운동 방향 또는 운동 속도 중 하나를 변경하도록 구성된 하나 이상의 액추에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 사운드를 생성하기 위한 조립체.
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