KR100968407B1 - 노이즈제거 헤드폰 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 외부에서 유입되는 노이즈를 제거하는 헤드폰에 관한 것으로, 외부의 노이즈를 제거하기 위해 발생되는 감쇠음이 원래의 음향과 합쳐지면서 저음대역이 변화되는 현상을 최소화하기 위해 헤드폰하우징이나 내부하우징에 공기유입구와 공기유입컨트롤러를 형성하여 공기유입구를 개폐함으로써 저음이 강조되는 현상을 최소화하는 노이즈제거 헤드폰을 제공한다. 본 발명에 의하면, 노이즈제거를 위한 감쇠음을 출력할 때, 공기유입구를 열거나 닫음으로써 헤드폰의 내부의 공기압력을 적절히 조절함으로써, 노이즈제거로 인한 저음역대의 변화가 방지되어 외부의 노이즈가 제거되어도 스피커를 통해 출력되는 음향은 원래의 음향에 가까운 음향이 출력될 수 있다는 효과가 있다.
노이즈제거, 헤드폰, 공기유입구, 공기유입컨트롤러

Description

노이즈제거 헤드폰{Noise Cancelling Headphone}
본 발명은 외부에서 유입되는 노이즈를 제거하는 헤드폰에 관한 것이다.
일반적으로 혼자서 주변 소음에 대한 방해를 받지 않고 음악 등을 감상하기 위해서 헤드폰을 많이 사용한다. 그러나 소음이 큰 지하철이나 공사장 근처를 지나는 경우에는 외부의 노이즈로 인해 헤드폰에서 나오는 음악 등의 원래 음향과 외부의 노이즈가 중복되어 들려 원래의 음향을 청취하는데 방해가 되므로 외부의 노이즈가 차단되는 수동적인 방법으로 밀폐형 헤드폰이 이용되고 있고, 그 중에서도 귀를 완전히 덮어 외부의 노이즈를 차단하는 어라운드-이어 헤드폰(Around-ear headphone)과 귓속으로 삽입되는 커널타입 인-이어 헤드폰(Canal type in-ear headphone) 등이 이에 해당된다.
그런데, 최근에는 능동적으로 노이즈를 차단하는 방법으로 일본공개특허 제2001-69590에서 제시된 'Noise Reduction Headset'에서와 같이 마이크로 외부의 노이즈를 수신하고, 수신된 노이즈를 분석하여 노이즈를 상쇄할 수 있는 반대 위상의 감쇠음을 생성하여 출력함으로써, 노이즈를 상쇄시킨다. 이때, 일반적으로는 1kHz 이하의 낮은 주파수 범위에서 노이즈를 상쇄할 수 있는 감쇠음이 출력되는데, 이는 높은 주파수 범위에서는 노이즈제거 효율이 떨어지기 때문이다.
그러므로 상기와 같이 능동적으로 소음을 제거하는 과정에서 외부의 소음을 상쇄하기 위해 출력되는 감쇠음과 스피커에서 출력되는 음향이 중첩되어 노이즈를 제거하는 주파수대인 저음역대의 음압이 변화되기 때문에 원래의 음향 특성과 다른 음향 특성으로 출력된다는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 노이즈제거과정에서 저음역대이 변화되는 것을 방지하여 원래의 음향에 가까워지는 노이즈제거 헤드폰을 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 내부에 전면이 개방된 수용공간을 갖고, 공기유입구가 형성된 헤드폰하우징; 노이즈가 입력되는 마이크; 상기 노이즈를 분석하여 감쇠음을 생성하는 감쇠부; 상기 헤드폰하우징의 수용공간에 수용되며, 입력되는 전기적 신호에 따른 음향과 상기 회로에서 생성된 감쇠음을 발생시키는 스피커; 및 상기 공기유입구를 개폐하여 순간적인 공기유입량을 조절할 수 있는 공기유입컨트롤러; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 노이즈제거 헤드폰을 제공한다.
또한, 내부에 전면이 개방된 수용공간을 갖는 헤드폰하우징; 상기 헤드폰하우징의 수용공간에 수용되고, 내부에 전면이 개방된 수용공간을 갖으며 공기유입구가 형성된 내부하우징; 노이즈가 입력되는 마이크; 상기 노이즈를 분석하여 감쇠음을 생성하는 감쇠부; 상기 내부하우징의 수용공간에 수용되며, 입력되는 전기적 신호에 따른 음향과 상기 회로에서 생성된 감쇠음을 발생시키는 스피커; 및 상기 공기유입구를 개폐하여 순간적인 공기유입량을 조절할 수 있는 공기유입컨트롤러; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 노이즈제거 헤드폰을 제공한다.
이때, 상기 감쇠부의 작동을 On/Off 시키는 스위치를 더 포함하고, 상기 감쇠부가 작동시 연동되어 상기 공기유입컨트롤러는 상기 공기유입구를 폐쇄하거나, 상기 감쇠부가 작동시 연동되어 상기 공기유입컨트롤러는 상기 공기유입구를 개방하는 것을 특징으로 하는 노이즈제거 헤드폰을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 노이즈제거를 위한 감쇠음을 출력할 때, 공기유입구를 열거나 닫음으로써 헤드폰의 내부의 공기압력을 적절히 조절함으로써, 노이즈제거로 인한 저음역대의 변화가 방지되어 외부의 노이즈가 제거되어도 스피커를 통해 출력되는 음향은 원래의 음향에 가까운 음향이 출력될 수 있다는 효과가 있다.
또한, 스위치를 형성하여 사용자가 필요에 따라 노이즈제거 기능을 On/Off할 수 있고, 노이즈제거 기능과 공기유입컨트롤러가 연동시켜 노이즈제거 기능의 On/Off에 따라 자동으로 공기유입구가 개폐됨으로써 저음역대의 변형을 최소화할 수 있으며, 노이즈제거 기능을 On/Off하는 스위치와는 별개의 공기유입컨트롤러 스위치를 형성하여 저음역대의 변화가 최소화되도록 공기유입구의 개폐를 조절할 수 있으므로, 사용자는 원래의 음향에 가까운 음향을 항시 들을 수 있다는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도1은 본 발명의 일실시예로 노이즈를 제거할 수 있는 헤드폰을 도시한 단면도이다.
본 발명의 헤드폰은 헤드폰하우징(110), 내부하우징(120), 마이크(140), 감쇠부(130), 스위치(116), 스피커(150), 덮개(160), 공기유입컨트롤러(170)를 포함하여 구성된다.
헤드폰하우징(110)은 내부에 수용공간이 형성되고, 전면이 개방된다.
내부하우징(120)은 헤드폰하우징(110)의 수용공간에 수용되고, 헤드폰하우징(110)과 마찬가지로 내부에 수용공간이 형성되고, 전면이 개방된다.
그리고 헤드폰하우징(110) 또는 내부하우징(120)의 측면이나 후면에는 공기유입구(114)가 형성되는데, 공기유입구(114)는 스피커(150)의 진동판이 진동될 때, 순간적인 공기가 유입되는 통로의 역할을 한다.
마이크(140)는 외부의 노이즈가 입력되고, 일반적으로는 스피커(150)의 전면에 가깝게 장착되지만, 스피커(150)의 전면이 아닌 다른 곳에 장착되어도 무방하 다.
감쇠부(130)는 헤드폰하우징(110)의 수용공간에 수용되어, 마이크(140)를 통해 입력되는 외부의 노이즈를 분석하여 외부의 노이즈를 상쇄할 수 있는 감쇠음을 생성하는 회로가 형성되어 있다.
스위치(116)는 감쇠부(130)의 전원을 On/Off하는 역할을 한다.
스피커(150)는 내부하우징(120)의 수용공간에 수용되고, 입력되는 전기적 신호에 따라 음향이 출력되는데, 오디오 등을 통해 출력되는 음향과 감쇠부(130)에서 생성된 감쇠음이 출력된다.
덮개(160)는 헤드폰하우징(110)과 내부하우징(120)의 개방된 전면을 덮는 역할을 하고 스피커(150)에서 출력되는 음향이 통과되는 음통공이 촘촘하게 형성된다.
공기유입컨트롤러(170)는 헤드폰하우징(110)이나 내부하우징(120)에 형성된 공기유입구(114)를 개폐한다. 이때, 공기유입컨트롤러(170)는 다양한 방식으로 형성되어도 무관한데, 본 발명의 일실시예에서는 공기유입구(114)의 양측에 걸림부를 형성하여 개폐단이 슬라이딩되도록 형성되었다.
이때, 스피커(150)의 후면의 공간이 일정하게 유지되어야 스피커(150)를 통해서 출력되는 음향이 일정하게 출력되므로 헤드폰하우징(110)의 수용공간에 내부하우징(120)을 수용하고, 내부하우징(120)의 수용공간에 스피커(150)를 수용한다. 즉, 내부하우징(120)의 수용공간에는 스피커(150)만을 수용하고, 스피커(150) 이외의 부품들은 내부하우징(120)과 헤드폰하우징(110)의 사이에 수용하는 것이 바람직 하다.
도2는 노이즈제거를 위해 감쇠부(130)가 On/Off되는 경우에 주파수에 따른 음압의 크기를 도시한 그래프이고, 도3은 외부의 노이즈에 대해 감쇠음을 생성하여 노이즈가 감쇠되는 것을 도시한 그래프이다.
스위치(116)가 On되면, 마이크(140)를 통해 외부의 노이즈가 입력되고, 입력된 노이즈는 감쇠부(130)에서 분석되며, 분석된 노이즈를 바탕으로 감쇠음이 생성되어, 스피커(150)를 통해 출력된다. 그러므로 외부의 노이즈와 출력된 감쇠음이 합쳐지면서 외부의 노이즈가 감쇠된다. 이때, 상기와 같이 생성되는 감쇠음은 비교적 효과가 크게 나타나는 1kHz 이하 저음역대의 주파수에 맞추어져 있다.
그런데, 스피커(150)를 통해 원래의 음향과 감쇠음이 동시에 출력이 되기 때문에 도2에 도시된 곡선 204와 같이 저음역대의 음압이 상승되는 현상이 발생한다. 이때, 곡선 202는 원래 음향의 음압을 나타내는 곡선이다. 원래의 음향과 감쇠음이 합쳐지면서 저음역대의 음압이 상승됨으로써 노이즈제거 헤드폰(100)을 착용한 사용자는 원래 음향과 다른 음향을 듣게 되므로, 이를 해결하기 위해 공기유입컨트롤러(170)를 이용하여 공기유입구(114)가 폐쇄됨으로써 저음역대의 음압이 원래의 음향에 가까워지도록 할 수 있다.
도4는 본 발명의 다른 실시예로 내부하우징에 공기유입구가 형성된 헤드폰을 도시한 사시도이다.
공기유입컨트롤러(170)를 조절하여 공기유입구(114)를 개폐하는 방식은 다양한 방법이 적용될 수 있는데, 첫째로, 수동으로 공기유입컨트롤러(170)를 조절할 수 있다. 이 경우에 일예로 헤드폰의 좌우 양측의 헤드폰하우징(110)의 후면이나 측면에 공기유입구(114)가 형성되고, 공기유입구(114)를 개폐하기 위해 공기유입구(114)의 양측에 걸림턱(172)이 형성되어 공기유입컨트롤러(170)의 개폐단(170)을 슬라이딩 방식으로 조절할 수 있다.
그러므로 노이즈제거 기능의 On/Off와는 별개로 저음역대의 변화에 따라 공기유입컨트롤러(170)가 개폐될 수 있으므로 저음역대의 변화가 최소화됨으로써, 사용자는 최적의 음향을 청취할 수 있다는 장점이 있다.
둘째로, 도4에 도시된 바와 같이, 자동으로 공기유입컨트롤러(170)가 조절되기 위하여 공기유입컨트롤러(170)의 일측에는 걸림턱(172)이 형성되고, 타측에는 레일(184)이 형성된다. 그리고 공기유입컨트롤러(170)에는 레일(184)위에서 회전하여 상기 공기유입컨트롤러(170)가 움직일 수 있도록 톱니바퀴(182)가 장착된다. 그러므로 전동모터(180)에 의해 톱니바퀴(182)가 레일(184)의 위를 회전하여 이동함으로써 공기유입컨트롤러(170)가 이동됨으로써, 공기유입구(114)를 개폐할 수 있다.
이때, 노이즈 제거를 위한 감쇠부(130)가 스위치(116) On될 때, 전동모터(180)와 연동하여 공기유입구(114)가 개방된다. 그러므로 사용자는 노이즈제거가 실행이 되는 경우에나 실행되지 않는 경우에나 변형되지 않은 원래의 음향에 가까운 음향을 청취할 수 있다는 장점이 있다.
셋째로, 자동으로 공기유입컨트롤러(170)가 조절되고, 노이즈 제거를 위한 감쇠부(130)의 실행을 위한 스위치(116)의 On/Off와 관계없이 별도로 공기유입컨트롤러 스위치(미도시)가 존재하여 공기유입컨트롤러(170)가 조절될 수 있다. 즉, 공기유입컨트롤러(170)를 수동으로 조작하는 것이 아니라, 상기 공기유입컨트롤러 스위치를 이용하여 자동으로 공기유입구가 개폐됨으로써, 헤드폰의 좌우에 있는 공기유입구(114)가 동시에 개폐될 수 있다는 장점이 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도1은 본 발명의 일실시예로 노이즈를 제거할 수 있는 헤드폰을 도시한 단면도이다.
도2는 노이즈제거를 위해 감쇠부가 On/Off되는 경우에 주파수에 따른 음압의 크기를 도시한 그래프이다.
도3은 외부의 노이즈에 대해 감쇠음을 생성하여 노이즈가 감쇠되는 현상을 도시한 그래프이다.
도4는 본 발명의 다른 실시예로 내부하우징에 공기유입구가 형성된 헤드폰을 도시한 사시도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 노이즈제거 헤드폰
110: 헤드폰하우징
114: 공기유입구
116: 스위치
120: 내부하우징 130: 감쇠부
140: 마이크 150: 스피커
160: 덮개
170: 공기유입컨트롤러
180: 모터

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 내부에 전면이 개방된 수용공간을 갖는 헤드폰하우징;
    상기 헤드폰하우징의 수용공간에 수용되고, 내부에 전면이 개방된 수용공간을 갖으며 공기유입구가 형성된 내부하우징;
    노이즈가 입력되는 마이크;
    상기 노이즈를 분석하여 감쇠음을 생성하는 감쇠부;
    상기 감쇠부의 작동을 On/Off 시키는 스위치;
    상기 내부하우징의 수용공간에 수용되며, 입력되는 전기적 신호에 따른 음향과 상기 감쇠부에서 생성된 감쇠음을 출력시키는 스피커; 및
    상기 스위치에 의한 상기 감쇠부의 On/Off에 따라 순간적인 공기유입량을 조절할 수 있도록 상기 공기유입구를 개폐시키는 공기유입컨트롤러; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 노이즈제어 헤드폰.
  3. 삭제
  4. 제2항에 있어서,
    상기 감쇠부가 작동시 연동되어 상기 공기유입컨트롤러는 상기 공기유입구를 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 노이즈제거 헤드폰.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 감쇠부가 작동시 연동되어 상기 공기유입컨트롤러는 상기 공기유입구를 개방하는 것을 특징으로 하는 노이즈제거 헤드폰.
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