초록 ▼

2. 개발내용 및 결과
○ BA 드라이버를 이용한 하이엔드 커스텀 이어폰의 개발
- 업체 1위의 검증받은 리시버 제작 업체인 Knowles 사를 선정
- 각 모듈별 감도 및 주파수 특성, 음질 특성 조사, Woofer (CI, ED series), tweeter (TWFK, WBFK, ED series), Full-range (ED, TWFK series) 선정
- 모든 모듈은 최대 19 kHz 까지 고주파수 출력 특성 확인
- 음향관과 수동 필터 설계를 통한 1, 2 채널 BA 드라이버 방식의 커스텀 이

2. 개발내용 및 결과
○ BA 드라이버를 이용한 하이엔드 커스텀 이어폰의 개발
- 업체 1위의 검증받은 리시버 제작 업체인 Knowles 사를 선정
- 각 모듈별 감도 및 주파수 특성, 음질 특성 조사, Woofer (CI, ED series), tweeter (TWFK, WBFK, ED series), Full-range (ED, TWFK series) 선정
- 모든 모듈은 최대 19 kHz 까지 고주파수 출력 특성 확인
- 음향관과 수동 필터 설계를 통한 1, 2 채널 BA 드라이버 방식의 커스텀 이어폰 제작
○ 전자기, 음향, 열 변형 인자를 고려한 3차원 유한 요소 해석과 최적 설계
- 음향관 설계를 위해 3D 해석 툴 (COMSOL v4.2)을 이용하여 음향관 지름과 길이, 음향관 수에 따른 해석
- 3D 해석을 통해 음향관 지름 최소 2 mm, 길이 7 mm 로 선정
- 전자기 해석 툴 (P-SPICE)을 이용하여 2 채널 커스텀 이어폰 설계 시 BA driver 조합에 필요한 passive crossover network filter 설계
- 협소한 이어몰드 공간 구조를 고려하여 1 차 수동 필터 설계
- 협소 공간 내 필터 설계를 위해 인덕턴스를 배제한 음향 필터 설계 제작 및 음향 실험 수행과 최적 필터 설계
- 폐쇄감 방지를 위한 음향 vent의 유무에 따른 감도 특성 실험
- Vent 설계 시 저주파 대역 감도 감소 확인
○ 스마트폰용 사용자 청력검사 어플리케이션 개발
- GUI 환경에서의 커스텀 이어폰의 양측 동시제어 및 적합 소프트웨어 구현
- 사용자 정보, 모드 설정 기능, 양쪽 이어폰 동시/ 독립적으로 청력테스트 기능
- Android OS 기반의 20~20,000 Hz 대역의 사용자 청력 검사 프로그램
○ 이어몰드의 구조 설계
- 귓속형 보청기보다 넓은 지름을 가진 출력단 구성을 위한 구조 설계
- 1 단 및 2 단 출력 방식에 따른 1 hole 및 2 hole 구조 설계
- 커스텀 이어폰 디자인을 위한 출력단 hole 링 적용 가능한 구조 설계
- 하드 타입의 이어몰드 재질을 이용한 제작
○ 이어몰드형 커스텀 이어폰 설계 및 제작
- 1 종류의 1 채널 타입과 4 종류의 2 채널 커스텀 이어폰 시제품 제작

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 개발결과의견서 ... 2
• 최종보고요약서 ... 3
• 최종보고서 목차 ... 5
• 제 1 장 서 론 ... 7
• 1.1 개발대상기술의 배경 및 필요성 ... 7
• 1) 개발대상제품의 개요 ... 7
• 2) 개발대상제품의 필요성 ... 8
• 1.2 국내.외 개발 현황 ... 8
• 1) 국내 관련기술 현황 ... 8
• 2) 국외 관련기술현황 ... 9
• 3) 국내.외 시장현황 ... 10
• 4) 기술개발 차별화 및 선행특허 회피 전략 ... 11
• 1.3 연구개발과제의 추진체계 ... 11
• 1.4 연구 개발 수행 내용 및 결과 ... 12
• 제 2 장 과제개발 내용 및 방법 ... 13
• 2.1 커스텀 이어폰용 BA 드라이버 선정과 이어몰드 구조설계 ... 13
• 1) 커스텀 이어폰 설계를 위한 BA 드라이버 대상 선정 ... 13
• 2) 사람 귀의 구조와 이어몰드 구조분석 ... 13
• 3) 환기구 (vent)의 유무에 따른 이어몰드 제작 ... 16
• 4) Sound canal의 구조설계 ... 17
• 5) 이어몰드에 따른 다양한 페이스 플레이트 제작 ... 18
• 6) 그 외 주변기기 ... 19
• 2.2 음향 모델링 해석 ... 20
• 1) 1차 Sound canal 의 길이 직경에 대한 3차원 음향 해석 ... 20
• 2) 2차 Sound canal 의 길이 직경에 대한 3차원 음향 해석 ... 22
• 2.3 드라이버 구동회로설계 ... 25
• 1) 커스텀 이어폰의 2채널 BA드라이버 구동을 위한 필터 설계 ... 25
• 2) 1st passive crossover network filter circuit의 설계 ... 26
• 3) 2nd passive crossover network filter circuit의 설계 ... 29
• 2.4 기기 주파수 응답특성 측정 ... 31
• 1) 커스텀 이어폰 주파수 응답 특성 측정을 위한 실험 설계 ... 31
• 2) LabView 기반의 커스텀 이어폰 주파수 응답 측정 프로그램 개발 ... 31
• 3) 실험 환경 장치 구성 ... 32
• 4) 1ch BA 드라이버 구동용 커스텀 이어폰 설계 제작 및 응답 특성 ... 33
• 5) 2ch BA 드라이버 구동용 커스텀 이어폰 응답 특성 측정 (1) ... 34
• 6) 2ch BA 드라이버 구동용 커스텀 이어폰 응답 특성 측정 (2) ... 35
• 7) 2ch BA 드라이버 구동용 커스텀 이어폰 응답 특성 측정 (3) ... 37
• 8) 2ch BA 드라이버 구동용 커스텀 이어폰 응답 특성 측정 (4) ... 39
• 2.5 청력검사프로그램 ... 41
• 1) GUI 환경에서의 커스텀 이어폰의 양측 동시제어 및 적합 소프트웨어 구현 ... 41
• 2.6 정량적 목표 ... 43
• 1) 소음 차폐도 검사 ... 43
• 2) 음압감도 ... 44
• 3) 주파수 응답 특성 ... 44
• 4) 정량적 목표의 수정 요인 ... 45
• 제 3 장 사업성과 ... 46
• 3.1. 기술적 성과 ... 46
• 3.2. 경제적 성과 ... 46
• 3.3. 기타 성과 ... 46
• 제 4 장 결 론 ... 47
• 4.1 기술개발 결과 ... 47
• 4.2 향후계획 ... 47
• 4.3 예상효과 (기대효과) ... 47
• 첨부자료1. 2채널 커스텀 이어폰 3종 시험성적서 (TYPE Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ) ... 48
• 첨부자료2. 논문실적 총 5건 (학술대회 4건, 학술등재지 1건) ... 49
• 첨부자료3. 개발된 커스텀 이어폰 시제품 5 종류 ... 56
• 끝페이지 ... 56