KR100542891B1 - 폴리플루오르화비닐리덴 발진자를 이용한 통신용 송/수신장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폴리플루오르화비닐리덴(PVDF) 발진자를 이용한 통신용 송/수신 장치에 관한 것이다. 본 발명의 PVDF 발진자를 이용한 통신용 수신 장치는, 가청 주파수대역의 신호를 수신하여, 이를 증폭하기 위한 제 1증폭 수단; 상기 제 1앰프로부터 수신한 신호를, 상기 PVDF 발진자의 구동을 위하여 고출력의 구동전압으로 증폭하기 위한 제 2증폭 수단; 상기 제 2앰프로부터 수신한 신호를 증폭하고, 상기 제 2앰프와 상기 PVDF 발진자의 임피던스를 매칭하기 위한 변환 수단; 및 필름 형태의 압전체로서, 상기 변환 수단으로부터 수신한 신호를 발진하기 위한 상기 PVDF 발진자를 포함한다.

PVDF, 발진자, 이어폰, 마이크, 압전체

Description

폴리플루오르화비닐리덴 발진자를 이용한 통신용 송/수신 장치{Transmitter/Receiver for Radio Communication using PVDF Oscillator}

도 1은 본 발명에 따른 PVDF 발진자를 이용한 통신용 수신 장치의 일실시예 구조도,

도 2는 본 발명에 따른 PVDF 발진자를 이용한 통신용 송신 장치의 일실시예 구조도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

110 : 오디오 앰프 120 : 파워 앰프

130 : 변환기 140 : PVDF 발진자

150 : 배킹 레이어 160 : 금속판

본 발명은 폴리플루오르화비닐리덴(이하, 간단히 'PVDF'라 함) 발진자를 이용한 통신용 송/수신 장치에 관한 것으로서, 특히 양손을 모두 사용하여야 하는 작업환경, 특히 방재 관련 업무를 수행하는 인원의 통신의 편의성 및 운용의 효율성을 얻기 위한 PVDF 발진자를 이용한 통신용 송/수신 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 손을 사용하지 않은 상태에서 좌우의 청력확보를 요하는 직업종사자(소방관, 경찰, 안전관리 종사자, 군인, 교환원 등)는, 골도 이어폰 및 성대 부착형 마이크를 사용하고 있으며, 그의 사용량은 점차적으로 증가하고 있는 추세이다.

현재 사용되고 있는 골도 이어폰은, 발생하는 음파를 특정한 전달판에 인가하고, 이를 귀 부근의 피부에 밀착시켜, 전달판에서 발생하는 진동을 귀 부근의 뼈에 직접 인가하여 소리를 전달하는 구조를 가진다.

그러나, 이러한 종래의 골도 이어폰은, 음파를 진동판에 인가하는 별도의 진동구조를 가져야 하므로, 결과적으로 그 크기 및 구동 방법이 복잡해지며, 특히 음질의 저하를 가져오는 심각한 문제점이 있다. 또한 구조가 복잡해짐으로 인해 그 크기가 크고, 사용시 부착면이 넓은 문제점이 있다.

한편, 성대부분에 부착하여 사용하는 부착형 마이크의 경우, 사용상의 편의성은 제공되나, 그 크기가 큰 문제점이 있다. 또한 사용시 호흡하는 공기의 흐름에 기인하는 음성 이외의 소리의 유입 등으로 인하여 음질이 저하되고, 올바른 신호를 전달하기가 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 필름 형태의 압전체인 PVDF를 사용함으로써, 가청 주파수대역의 신호를 발생/검출하도록 하여, 사용의 편의성을 제공하기 위한 PVDF 발진자를 이용한 통신용 송/수신 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 폴리플루오르화비닐리덴(PVDF) 발진자를 이용한 통신용 수신 장치에 있어서, 가청 주파수대역의 신호를 수신하여, 이를 증폭하기 위한 제1 증폭수단; 상기 제1 증폭수단으로부터 수신한 신호를, 상기 PVDF 발진자의 구동을 위하여 고출력의 구동전압으로 증폭하기 위한 제2 증폭수단; 상기 제2 증폭수단으로부터 수신한 신호를 증폭하고, 상기 제2 증폭수단과 상기 PVDF 발진자의 임피던스를 매칭하기 위한 변환 수단; 필름 형태의 압전체로서, 상기 변환 수단으로부터 수신한 신호를 발진하기 위한 상기 PVDF 발진자; 및 필름 형태로서, 일면은 상기 PVDF 발진자의 일면에 접촉되고, 타면은 귀에 연결된 골 구조에 인접한 피부에 직접 접촉되도록 배치되어, 상기 PVDF 발진자의 진동이 물리적 증폭되어 쉽게 인체에 전달되도록 하기 위한 금속판;을 포함하는 PVDF 발진자를 이용한 통신용 수신 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은, PVDF 발진자를 이용한 통신용 송신 장치에 있어서, 필름 형태의 압전체로서, 성대로부터 전달되는 신호를 발진하기 위한 상기 PVDF 발진자; 상기 PVDF 발진자로부터 수신한 신호를 전압신호로 변환하기 위한 변환 수단; 상기 변환 수단으로부터 수신한 신호를 증폭하기 위한 제1 증폭수단; 상기 제1 증폭수단으로부터 수신한 신호의 잡음을 걸러내기 위한 필터; 상기 필터로부터 수신한 신호의 전압 레벨을 통신장치의 입력에 맞도록 증폭하기 위한 제2 증폭수단; 및 필름 형태로서, 일면은 상기 PVDF 발진자의 일면에 접촉되고, 타면은 성대에 인접한 피부에 직접 접촉되도록 배치되어, 성대에서 울리는 음성신호가 물리적 증폭되어 쉽게 상기 PVDF 발진자에 전달되도록 하기 위한 금속판;을 포함하는 PVDF 발진자를 이용한 통신용 송신 장치를 제공한다.

삭제

본 발명은 필름 형태의 압전체인 PVDF 발진자를 사용하여 가청 주파수대역의 신호를 발생/검출하도록 하고, PVDF 발진자면에 부착된 금속진동판을 사용하여 귀부근의 뼈에 진동을 주어 소리를 전송하며, 동일한 방식으로 목부분에 부착한 금속진동판으로 성대의 울림을 PVDF 발진자로 전달하여 마이크의 기능을 수행하도록 할 수 있다.

상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조 번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 PVDF 발진자를 이용한 통신용 수신 장치의 일실시예 구조도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 수신 장치는, 오디오 프리앰프(Audio Preamp)(110), 파워앰프(Power Amp)(120), 변환기(Transformer)(130) 및 PVDF 발진자(140)를 포함하며, 상기 PVDF 발진자(140)의 보호를 위한 배킹 레이어(Backing Layer)(150) 및 금속판(160)을 더 포함할 수 있다.

상기 오디오 프리앰프(110)는 가청 주파수대역의 신호를 수신하여, 이를 증폭하는 기능을 담당한다. 일반적인 이어폰의 경우, 이와 같은 오디오 프리앰프만을 사용하여 음을 듣는 것이 가능하다. 그러나, 본 발명에서 상기 오디오 프리앰프(110)는 상기 PVDF 발진자(150)의 구동을 위한 상기 파워 앰프(120)의 사전 증폭단의 기능을 담당하게 된다. 일반적으로, 상기 오디오 프리앰프(110)의 출력은 음성 신호 전압(Audio Signal Voltage)의 형태이다.

상기 파워 앰프(120)는 상기 오디오 프리앰프(110)에 의하여 증폭된 음성 신호 전압을 상기 PVDF 발진자(140)의 구동을 위하여 고출력(수십 V 이상)의 구동전압으로 증폭하는 기능을 담당한다.

상기 변환기(130)는 상기 파워 앰프(120)의 출력전압을 증폭하여 상기 PVDF 발진자(140)의 구동효율을 향상시키는 동시에, 상기 파워 앰프(120)와 상기 PVDF 발진자(140)의 임피던스(Impedance)를 매칭(Matching)하여 신호의 임피던스 차이를 최소화하는 기능을 담당한다.

상기 변환기(130)의 출력은 상기 PVDF 발진자(140)에 두 부분으로 인가되는데, 이는 상기 PVDF 발진자(140)에 크기는 같고 부호가 반대인 전압을 인가함으로써, 푸시-풀(Push-Pull) 방식으로 상기 PVDF 발진자(140)를 구동하여, 동일한 에너지로 보다 큰 상기 PVDF 발진자(140)의 출력을 만드는 역할을 한다.

상기 변환기(130)는 증폭된 전압의 신호를 가청 주파수대역의 진동범위를 지니는 필름 형태의 상기 PVDF 발진자(140)로 인가하게 되며, 상기 PVDF 발진자(140)는 필름 형태의 압전체로서, 전송하고자 하는 음성신호의 진동을 발생하는 기능을 담당하게 된다.

본 발명에서는, 이러한 음성신호를 귀부근의 피부 아래의 뼈에 진동으로 공급하기 위하여, 상기 PVDF 발진자(140)의 표면에 소정의 두께(예를 들어, 약 0.5 mm)를 지니는 상기 금속판(160)을 부착하여, 발진자의 진동이 쉽게 전달될 수 있도록 한다.

도 2는 본 발명에 따른 PVDF 발진자를 이용한 통신용 송신 장치의 일실시예 구조도로서, 목부분의 성대 부위에 부착되는 것이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 송신 장치는, 프리앰프(210), 임피던스 변환기(220), 밴드패스필터(Band Pass Filter; 이하, 간단히 'BPF'라 함)(230), 오디오 게인 앰프(240) 및 PVDF 발진자(140)를 포함하고 있으며, 상기 PVDF 발진자(140)의 보호를 위한 배킹 레이어(Backing Layer)(150) 및 금속판(160)을 더 포함할 수 있다.

먼저, 상기 금속판(160)은 성대에서 울리는 음성신호가 상기 PVDF 발진자(140)로 쉽게 전달되도록 하는 기능을 담당한다.

상기 PVDF 발진자(140)는 상기 금속판(160)으로부터 수신한 신호를 발진하여, 전기적인 신호로 출력하는 기능을 담당한다. 이때 얻어지는 신호는, 전하량의 변화성분일 수 있다.

상기 임피던스 변환기(210)는 상기 PVDF 발진자(140)로부터 수신하는 신호를 전압신호로 변환하는 기능을 담당하며, 이렇게 얻어진 전압신호는 상기 프리앰프(220)가 증폭하는 기능을 담당하게 된다.

상기 BPF(230)는 호흡시에 발생하는 공기의 흐름으로 인한 성대부위의 잡음 발생을 억제하기 위하여, 예컨대 2 ~ 8 kHz 대역의 신호를 통과시키는 기능을 담당하여, 호흡시 발생하는 공기의 흐름으로 인한 잡음의 유입을 최소화하여, 음성신호의 전달을 보다 용이하게 할 수 있도록 한다.

이후, 상기 오디오 게인 앰프(240)는 신호전압의 레벨을 통신장치의 입력수준에 맞도록 증폭하여, 통신 장치의 입력부(도시되지 않음)에 전달하는 기능을 담당한다.

본 발명의 송/수신 장치는, PVDF 발진자(140) 자체가 전기적 절연구조이므로, 양자 모두 전기적으로 절연된 구조일 수 있으며, 방수 및 방폭기능을 지니게 하여 외부의 환경에 무관하게 사용하도록 할 수 있다.

따라서, 본 발명의 송/수신 장치는, 위험물 주변에서 작업을 진행하는 소방관 등 극한 환경에서 작업하는 경우에 적합하며, 방수 기능을 기본적으로 지니므로 기상 상태에 무관하게 사용하도록 할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

상기와 같은 본 발명은, 통신용 송/수신 장치에 PVDF 발진자를 이용함으로써, 내환경성 및 내구성이 우수하도록 하는 효과가 있으며, 좌우 청력의 확보가 용이하도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 통신용 송/수신 장치에 PVDF 발진자를 이용함으로써, 손을 사용하지 않고서도 마이크의 사용이 용이하도록 하며, 외부 잡음의 유입 등에 대한 완벽한 대응이 가능하므로, 극한 환경에서 작업하는 경우에 적합하도록 하는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 폴리플루오르화비닐리덴(PVDF) 발진자를 이용한 통신용 수신 장치에 있어서,

   가청 주파수대역의 신호를 수신하여, 이를 증폭하기 위한 제1 증폭수단;

   상기 제1 증폭수단으로부터 수신한 신호를, 상기 PVDF 발진자의 구동을 위하여 고출력의 구동전압으로 증폭하기 위한 제2 증폭수단;

   상기 제2 증폭수단으로부터 수신한 신호를 증폭하고, 상기 제2 증폭수단과 상기 PVDF 발진자의 임피던스를 매칭하기 위한 변환 수단;

   필름 형태의 압전체로서, 상기 변환 수단으로부터 수신한 신호를 발진하기 위한 상기 PVDF 발진자; 및

   필름 형태로서, 일면은 상기 PVDF 발진자의 일면에 접촉되고, 타면은 귀에 연결된 골 구조에 인접한 피부에 직접 접촉되도록 배치되어, 상기 PVDF 발진자의 진동이 물리적 증폭되어 쉽게 인체에 전달되도록 하기 위한 금속판;

   을 포함하는 PVDF 발진자를 이용한 통신용 수신 장치.
2. 삭제
3. PVDF 발진자를 이용한 통신용 송신 장치에 있어서,

   필름 형태의 압전체로서, 성대로부터 전달되는 신호를 발진하기 위한 상기 PVDF 발진자;

   상기 PVDF 발진자로부터 수신한 신호를 전압신호로 변환하기 위한 변환 수단;

   상기 변환 수단으로부터 수신한 신호를 증폭하기 위한 제1 증폭수단;

   상기 제1 증폭수단으로부터 수신한 신호의 잡음을 걸러내기 위한 필터;

   상기 필터로부터 수신한 신호의 전압 레벨을 통신장치의 입력에 맞도록 증폭하기 위한 제2 증폭수단; 및

   필름 형태로서, 일면은 상기 PVDF 발진자의 일면에 접촉되고, 타면은 성대에 인접한 피부에 직접 접촉되도록 배치되어, 성대에서 울리는 음성신호가 물리적 증폭되어 쉽게 상기 PVDF 발진자에 전달되도록 하기 위한 금속판;

   을 포함하는 PVDF 발진자를 이용한 통신용 송신 장치.
4. 삭제

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