KR100735243B1

KR100735243B1 - 이동통신 단말기의 스피커 보정 장치 및 방법

Info

Publication number: KR100735243B1
Application number: KR1020050126416A
Authority: KR
Inventors: 정우찬; 유희준; 안수환
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-12-20
Filing date: 2005-12-20
Publication date: 2007-07-03
Anticipated expiration: 2025-12-20
Also published as: KR20070065704A

Abstract

이동통신 단말기에서 스피커 출력을 보정하는 장치 및 방법에 관한 것으로서, 사용자가 손에 들고 있는 이동통신 단말기의 상태를 기준으로 가상의 기준 축을 계산하고, 상기 이동통신 단말기의 움직임에 따른 가속도 값을 검출하고, 상기 검출된 가속도 값을 속도 값으로 환산 및 분석하여, 상기 분석된 속도 값에 따라 상기 스피커의 출력 레벨을 제어함으로써, 동작기반 기능 수행 시 움직임에 의한 스피커의 음량 오차를 보정하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

이동통신 단말기, 스피커 음량 보정, 가속도 센서

Description

이동통신 단말기의 스피커 보정 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR COMPENSATING A SPEAKER IN MOBILE COMMUNICATION TERMINAL}

도 1은 종래의 동작기반기능 수행 시 이동통신 단말기의 움직임에 따른 스피커 출력을 도시하는 도면,

도 2는 본 발명에 따른 동작기반기능 수행 시 가상 스피커 위치에서 이동통신 단말기의 움직임에 따른 스피커 출력을 도시하는 도면,

도 3은 본 발명에 따른 이동통신 단말기의 장치 구성을 도시하는 도면,

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 3축 가속도 센서를 도시하는 도면,

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 스피커 출력을 보정하는 과정을 도시하는 도면,

도 6 은 본 발명의 실시 예에 따른 가상의 기준 3축과, 가상 스피커의 위치를 도시한 도면.

본 발명은 이동통신 단말기의 스피커 보정 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 가속도 센서를 이용하여 이동통신 단말기의 움직임을 검출하고 그 검출된 움직임에 따라 스피커의 출력 레벨을 보정하는 이동통신 단말기의 스피커 보정 장치 및 방법에 관한 것이다.

최근 이동통신 단말기는 각종 센서를 내장하여 그에 따른 다양한 기능을 제공하고 있다. 이를테면, 가속도 센서를 이용하여 이동통신 단말기의 움직임에 따라 여러 가지 기능을 수행할 수 있도록 있다. 사용자가 이동통신 단말기를 쥔 채로 허공에 번호 "1"을 그리면, 그 번호로 할당된 발신자번호가 자동 발신되는 기능이 한 예이다. 뿐만 아니라, 비트박스, 음악연주, 각종 게임 등 상기 이동통신 단말기의 움직임에 따른 기능들은 날로 늘어가고 있는 추세이다.

이와 같이 이동통신 단말기는 비트박스, 음악연주, 각종 게임 등의 기능이 실행될 때, 내장된 스피커를 통해 음향을 출력한다.

하지만, 상기 동작 기반 기능의 수행 중 스피커는 출력 레벨이 일정하므로, 이동통신 단말기의 위치 변화에 따라 사용자는 그 출력 레벨이 변하는 것처럼 느끼게 된다. 즉, 이동통신 단말기가 사용자의 귀로부터 멀어질 때는 스피커의 출력 레벨이 작게 느껴지고, 가까워질 때는 출력 레벨이 크게 느껴진다.

도 1은 종래의 동작기반기능 수행 시 이동통신 단말기의 움직임에 따른 스피커 출력을 도시하고 있다. 도 1을 참조하면, 이동통신 단말기(100)가 위치 1에서 위치 2로 움직이며 동작기반 기능을 수행할 때, 동일한 출력 레벨로 음향을 출력하기 때문에 이동통신 단말기(100)가 위치 1에 있을 때보다 위치 2에 있을 때 스피커의 음향이 더 크게 들리게 된다.

따라서, 실제로 스피커가 일정한 출력 레벨로 음향을 출력해도 이동통신 단말기가 계속적으로 움직이기 때문에 사용자에게는 그 출력된 음향이 일정하게 들리지 않게 되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 가속도 센서를 이용하여 이동통신 단말기의 동작기반 기능 수행 시 사용자에게 스피커의 음향이 일정하게 느껴지도록 그 출력 레벨을 보정하는 방법 및 장치를 제공함에 있다. 더 구체적으로 표현하면, 이동통신 단말기를 흔들어 비트박스나 음악연주를 할 때 사용자는 단말기가 흔들리는 양 끝 지점의 중간부분에서 스피커의 음향이 출력되는 것처럼 느끼도록 스피커의 출력 레벨을 보정하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 즉, 사용자가 이동통신 단말기를 좌우로 흔들던, 위아래도 흔들던, 사선으로 흔들던 간에 흔드는 양 끝 지점의 중간부분에서 항상 소리가 나오는 것처럼 하려는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 이동통신 단말기의 스피커 음량을 보정하는 장치는, 단말기의 움직임에 따른 가속도 값을 검출하는 센서부; 음향을 출력하는 스피커부; 및 상기 센서부에서 검출한 가속도 값을 속도 값으로 환산하고 속도 값의 변화에 따라 상기 스피커부의 출력 레벨을 조정하는 제어부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 이동통신 단말기의 스피커 음량을 보정하는 방법은, 사용자의 손에 쥐어진 이동통신 단말기의 상태를 기준으로 가상의 기준 축을 계산하는 과정; 상기 가상의 기준 축을 중심으로 상기 이동통신 단말기의 움직임에 따른 가속도 값을 검출하는 과정; 상기 검출된 가속도 값을 적분하여 속도 값으로 환산하는 과정; 상기 환산된 속도 값을 분석하는 과정; 및 상기 분석된 속도 값에 따라 스피커의 출력 레벨을 제어하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단 된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명에 따른 동작기반기능 수행 시 이동통신 단말기의 움직임에 따른 가상스피커 위치에서 스피커 출력을 도시하고 있다. 도 2을 참조하면, 상기 이동통신 단말기(100)는 위치 1에서 위치 2로 움직이면서 동작기반 기능을 수행하며, 이때 스피커의 출력은 이동통신 단말기(100)의 움직임에 따라 달라지게 된다. 즉, 스피커의 출력은 위치 1과 위치 2에서 각각 달라지게 된다. 따라서 사용자는 동작기반 기능을 수행 중에 스피커가 위치 1, 2, 3과 같이 다른 위치에 있더라도 스피커의 음량이 일정하게 출력되는 것처럼 듣게 된다.

도 3은 본 발명에 의한 이동통신 단말기의 스피커 보정 장치에 대한 블록 구성도이다. 도3을 참조하면, 제어부(200)는 상기 단말기의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(200)는 센서부(230)로부터 검출된 가속도 값을 입력받아 속도 값으로 환산하고, 롬(203)에 저장된 스피커 제어 테이블 패턴과의 비교에 의해 스피커 제어 신호를 출력하는 역할을 한다. 예를 들어, 센서부(230)에서 검출된 가상의 X축의 가속도 값을 가상의 X축의 속도 값으로 환산하여, 롬(203)에 저장된 스피커 제어 테이블 패턴과 일치 여부를 비교한 후 일치되는 패턴에 따라 스피커 출력 제어신호를 발생시킨다.

롬(203)은 상기 제어부(200)의 처리 및 제어를 위한 프로그램의 마이크로 코드와 스피커 제어 테이블을 저장한다.

센서부(230)는 가속도 센서로서, 시간의 변화에 따라 가속도의 변화를 측정하여 검출된 값을 제어부(200)로 전달한다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 3축 가속도 센서를 도시하고 있다.

도 4에서 상기 3축 가속도 센서는 센서 자체적인 X, Y, Z축 방향에 대한 정의를 가지고 있다. 또한 각각의 방향을 기준으로 시간 t의 변화에 따라 X축(410)의 가속도 Ax(t)(412), Y축(420)의 가속도 Ay(t)(422) 및, Z축(430)의 가속도 Az(t)(432)를 구하여 시간의 변화에 따라 가속도의 변화를 측정하여 단말기의 움직임을 측정한다. 그리고, 가속도 값은 각 축을 기준으로 (+), (-) 방향의 값으로 표현된다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 스피커 출력 보정 과정을 도시하고 있다. 먼저, 첫 번째 과정(S510)은 동작기반 기능 수행 시 사용자가 항상 일정하게 단말기를 잡고 수행하는 것이 아니기 때문에, 센서 자체적으로 정의된 X, Y, Z축의 방향 정의를 도 6에서 도시한 바와 같이 사용자 입장에서 보는 가상의 기준X, Y, Z축 의 방향으로 보정해 줄 필요가 있다. 즉, 사용자가 손에 쥔 단말기 상태를 기준으로 가상의 기준 축(3축)을 계산하는 과정이다.

상기 계산을 위해 단말기 정지 시점에서 중력 가속도의 방향과 크기가 이용된다. 즉, 정지 시 사용자가 단말기를 손에 들고 있을 때에는 어떠한 경우라도 센서에서 검출된 3축의 가속도 값을 벡터 합산하면 크기는 9.8m/s²이고 방향은 중력가속도 방향과 일치하게 된다. 따라서 상기 합산된 벡터 방향은 지평면과 수직인 방향이 되며, 이 방향이 상기 가상의 기준 (+)Z축 방향(620)으로 정의한다. 가상의 기준 (+)Z축 방향(620)의 정의가 끝나면, 기존의 센서 자체적으로 정의된 (+)Z축 방향(430)과 상기 과정에서 정의된 가상의 기준 (+)Z축 방향(620)이 서로 얼마나 틀어졌는지 그 각도 차를 계산한다. 그 각도 차가 계산되면 기존 센서 자체에서 정의된 X, Y축(410,420)을 상기 각도 차만큼 틀어주어 계산하면 가상의 기준 X, Y축에 대한 (+)방향(600,610)도 정의할 수 있다. 결국, 상기 과정을 통해 계산된 가상의 기준 3축을 보면, 도 6에서 도시된 바와 같이, 가상의 기준 X축은 사용자의 양 어깨가 이루는 선과 일치하는 방향으로서, 가상의 기준 (+)X축(600)은 사용자의 오른쪽 팔로부터 뻗어나가는 방향이 된다. 가상의 기준 Y축은 사용자의 전, 후 방향이 이루는 선과 일치하는 방향으로서, 가상의 기준 (+)Y축(610)은 사용자의 전 방향으로 뻗어나가는 방향이 된다. 또한 가상의 기준Z축(620)은 지평면과 수직인 방향으로서, 가상의 기준 (+)Z축은 중력방향이 된다.

위와 같이 센서 자체의 3축을 사용자 입장에서 정의된 가상의 기준 3축으로 변환하는 이유는 다음과 같다. 즉, 사용자가 단말기를 손에 쥔 상태에 따라 센서에 서 정의된 3축의 방향은 변하므로, 센서에서 정의된 3축에서 검출되는 가속도 값을 가상의 기준 3축 방향의 가속도 값으로 변환함으로써 사용자가 어떠한 상태로 단말기를 들고 있더라도 단말기가 어떠한 방향으로 흔들리는지 알 수 있기 때문이다.

이와 같이, 가상의 기준 3축이 계산되면, 다음 과정(S520)으로 이동하여, 단말기의 움직임에 따라 가상의 기준 3축에서 가속도 성분을 실시간으로 검출한다. 다음, 가상의 기준 3축에서 가속도 성분이 검출되면, 이 검출된 가속도 성분을 속도 값으로 환산하는 과정(S530)이 필요하다. 즉, 가상의 기준 X축을 예로 들면, 센서를 통해 출력되는 가속도 값을 한번 적분하여 속도 값으로 환산하게 되면, 가상의 기준 X축의 속도 값이 (+)방향인지 (-)방향인지, 크기가 0이 되는 시점이 언제인지도 알 수 있게 된다.

다음 과정은 상기 과정(S530)에서 검출된 각 축의 속도 성분을 분석하는 단계이다. 본 단계는 가상의 기준 3축에서 검출되는 속도 성분의 패턴에 따라 스피커 출력을 제어하기 위함이다. 가상의 기준 3축에서 검출되는 속도 성분을 지속적으로 감시하면서 <표1>에 도시된 바와 같이 각 축의 속도 값의 패턴에 따라 스피커 출력을 제어하게 된다. <표1>은 본 발명의 실시 예에 따른 3축 가속도 센서의 가속도 검출 값으로부터 구한 속도의 변화 패턴에 따른 스피커 출력을 나타내는 표이다.

일례로 상기 <표1>에 도시된 속도 값의 패턴에 따라 스피커 출력을 제어하는 방법으로 가상의 기준 X축에 대해 설명해 보겠다. 가상의 기준 X축은 사용자의 양 어깨가 이루는 선과 평행한 축이다. 또한 기존의 단말기에 설정된 X축을 가상의 기준 X축으로 변환하면 사용자의 오른쪽에서부터 뻗어나가는 방향이 가상의 기준 (+) X 방향이 된다. 따라서 사용자가 단말을 왼쪽에서 오른쪽으로 움직이면 가상의 기준 X축의 속도 값은 (+)Ax(t)값이 될 것이다. 반대로 사용자가 단말을 오른쪽에서 왼쪽으로 움직이면 가상의 기준 X축의 속도 값은 (-)Ax(t)값이 될 것이다. 따라서, 가상의 기준 X축의 속도 값이 (+)Ax(t) -> 0 -> (-)Ax(t)의 패턴으로 값이 변하는 것은 사용자가 단말기를 속도가 "0"인 지점까지 오른쪽으로 멀리 가져 갔다가 왼쪽으로 다시 돌아오는 상태임을 알 수 있다. 그렇다면 이 상태에서는 단말기의 속도가 "0"인 지점에서 스피커 출력을 최대로 제어해야 한다. 왜냐하면, 사용자의 오른쪽으로 단말기가 멀어졌기 때문에 스피커 출력을 키워주어야 사용자는 단말기가 오른쪽으로 이동했어도 사용자의 정 중앙에서 소리가 나오는 것처럼 들리게 된다.

다른 일례로 상기 <표1>에 도시된 속도 값의 패턴에 따라 스피커 출력을 제어하는 방법으로 가상의 기준 Y축에 대해 설명해 보겠다. 가상의 기준Y축은 사용자의 전후 방이 이루는 선과 평행한 축이다. 또한 기존의 단말기에 설정된 Y축을 가상의 기준 Y축으로 변환하면 사용자의 신체 앞쪽으로 뻗어가는 방향이 (+) Y 방향이 된다. 따라서 사용자가 단말을 사용자의 신체로부터 먼 쪽으로 움직이면 가상의 기준 Y축의 속도 값은 (+)Ay(t)값이 될 것이다. 반대로 사용자가 단말을 신체의 먼 쪽에서 가까운 쪽으로 움직이면 가상의 기준 Y축의 속도 값은 (-)Ay(t)값이 될 것이다. 따라서, 가상의 기준Y축의 속도 값이 (+)Ay(t) -> 0 -> (-)Ay(t)의 패턴으로 값이 변하는 것은 사용자가 단말기를 속도가 "0"인 지점까지 신체로부터 멀리 가져갔다가 가까운 쪽으로 다시 돌아오는 상태임을 알 수 있다. 그렇다면 이 상태에서는 단말기의 속도가 "0"인 지점에서 가상의 기준 Y축 상의 스피커 출력을 최대로 해야 한다. 반대로 가상의 기준Y축의 속도 값이 (-)Ay(t) -> 0 -> (+)Ay(t)의 패턴으로 값이 변하는 것은 사용자가 단말기를 속도가 "0"인 지점까지 신체로부터 가까이 가져왔다가 먼 쪽으로 다시 돌아가는 상태이므로, 이 상태에서는 단말기의 속도가 "0"인 지점에서 Y축 상의 스피커 출력을 최소로 해야 한다. 상기 과정을 통한 스피커 제어로 사용자는 단말기의 스피커 출력이 Y축 방향으로 왕복 운동을 하는 중간 지점에서 항상 소리가 나는 것처럼 들리게 된다.

다음으로 가상의 Z축에 대한 설명은 Y축에 대한 설명과 유사하므로 생략하기로 한다.

따라서 위와 같은 과정으로 스피커 출력을 제어한다면, 사용자가 단말기를 가상의 기준 3축에서 어느 방향으로 흔들어도 도 6에 도시된 A지점에서 소리가 항상 출력되는 것처럼 단말기가 제어된다. 즉, 단말기의 흔들림에 관계없이 일정한 소리의 출력을 유지하게 된다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 이동통신 단말기에서 동작기반 기능 수행 시 스피커 출력을 보정하여 사용자가 항상 일정한 레벨의 소리를 감상할 수 있도록 하는 이점이 있다. 즉, 동작기반 기능으로 비트 박스나 노래를 연주할 경우 사용자가 들리는 음량이 움직임에 따라 변하는 단점을 보완할 수 있다.

Claims

이동통신 단말기의 움직임에 따른 가속도 값을 검출하는 센서부;

음향을 출력하는 스피커부; 및

상기 가속도 값으로부터 속도 값을 계산하고, 상기 속도 값의 변화에 따라 상기 이동통신 단말기와 사용자 사이의 거리를 추정한 후, 상기 추정된 거리에 비례하여 상기 스피커부의 출력 레벨을 조정하는 제어부를 포함하는, 이동통신 단말기의 스피커 보정장치.
제 1 항에 있어서,

상기 센서부는 X, Y, Z축의 3축에 대한 가속도 값을 검출함을 특징으로 하는 이동통신 단말기의 스피커 보정장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제어부는 상기 가속도 값을 사용자를 기준으로 한 기준 축에 대한 가속도 값으로 변환한 후 상기 속도 값을 계산함을 특징으로 하는, 이동통신 단말기의 스피커 보정장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제어부는 상기 추정 결과, 상기 이동통신 단말기와 사용자 사이의 거리가 멀어지고 있으면 상기 스피커부의 출력 레벨을 높이고, 가까와지고 있으면 출력 레벨을 줄임을 특징으로 하는 이동통신 단말기의 스피커 보정장치.
이동통신 단말기의 스피커 보정방법에 있어서,

센서부에 설정된 축으로부터 사용자를 기준으로 한 기준 축을 계산하는 과정;

상기 이동통신 단말기의 움직임에 따라 상기 기준 축에 대한 가속도를 검출하는 과정;

상기 검출된 가속도 값을 적분하여 속도 값을 계산하는 과정;

상기 계산된 속도 값의 변화를 상기 기준 축에 대해 분석하는 과정 및

상기 분석에 의해 상기 이동통신 단말기와 사용자 사이의 거리를 추정한 후, 상기 추정된 거리에 비례하여 스피커의 출력 레벨을 제어하는 과정을 포함하는, 이동통신 단말기의 스피커 보정방법.
제 5 항에 있어서,

상기 추정 결과 상기 스피커의 출력 레벨을 제어하는 과정이, 상기 이동통신 단말기와 사용자 사이의 거리가 멀어지고 있으면 상기 스피커부의 출력 레벨을 높이고, 가까와지고 있으면 출력 레벨을 줄임을 특징으로 하는 이동통신 단말기의 스피커 보정방법.