KR101117255B1 - 청력보정 기능을 가지는 음향변환기기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 음향기기 사용자가 청력이 저하된 경우 TV, 라디오, 전화기(유선 전화기, 무선 전화기 및 휴대 전화기를 포함한다), 오디오, MP3 등의 음향기기 소리를 각각의 사용자의 청각에 맞춰 자동 조정하여 명료한 음질로 듣도록 하는 청력보정 기능을 가지는 음향변환기기에 관한 것이다. 본 발명은, 음향기기로부터 받은 음향신호를 각 개인의 청각 능력에 맞추어 주파수 대역별로 이득을 보정하는 청력보정부; 상기 청력보정부에서 보정된 음향신호를 필요에 따라 신호크기제어 및 잡음제거처리를 수행하는 신호처리부; 상기 신호처리부에서 처리된 음향신호를 음향변환소자로 전달하고, 상기 음향변환소자를 구동시켜 음향을 출력시키는 음향변환소자 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 청각 능력이 저하된 사람들에게 TV/Radio/MP3/전화기/기타 음향기기와 연결하여 사용자 나이별 청각 능력에 맞도록 각 주파수 특성을 보정하여 명료한 음질로 들리도록 보정 해 주고 과도하게 음압을 올리는 것을 배제하여 청력을 보호할 수 있다.

Description

청력보정 기능을 가지는 음향변환기기{Apparatus for sound converting having function of hearing correction}
본 발명은 이어폰, 헤드폰 등의 음향변환기기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 음향기기 사용자가 청력이 저하된 경우 TV, 라디오, 전화기(유선 전화기, 무선 전화기 및 휴대 전화기를 포함한다), 오디오, MP3 등의 음향기기 소리를 각각의 사용자의 청각에 맞춰 자동 조정하여 명료한 음질로 듣도록 하는 청력보정 기능을 가지는 음향변환기기에 관한 것이다.
일반적으로 사람들은 20Hz부터 20KHz까지의 가청주파수대역의 소리를 들을 수 있으나 생활 잡음이 증가하면서 청취 환경이 나빠지고 있다.
또한, 일반인들의 청각이 사람마다 편차가 있으며 연령에 따라 전체적인 청각 능력이 저하되어 도 1에 도시된 바와 같이 연령에 따른 청각 능력이 저하되고 있으며 특히, 고주파 영역에서의 청각 능력 저하가 두드러진다.
청력이 저하된 영역에서도 잘 듣기 위하여 음향기기의 출력을 높이게 되고, 이는 청력이 저하된 부분만의 음압이 높아지는 것이 아닌 전체 음압이 높아져 청력이 손상되는 결과를 초래한다.
따라서, 청력이 저하 된 경우 저하된 청력을 주파수 밴드별로 보정하여 주어야 원하는 음을 들어 정확하게 음을 이해 할 수 있고 상대방과의 통신이 가능해 지며 청력이 손상되는 것을 방지하게 된다.
따라서, TV, Radio, MP3, 전화기 및 기타 음향기기와 연결하여 소리를 듣는 음향변환기기에 있어서, 사용자의 청각 능력에 맞도록 각 주파수 밴드별로 특성을 보정하여 명료한 음질로 들리도록하면서 귀에 손상을 주는 것을 예방하여야 할 필요가 있다.
최근에는 TV, 라디오, MP3, 전화기, 오디오, 핸드폰 등과 음향변환기기를 연결하면서 주변의 잡음(소음)을 제거하는 기술이 사용되거나 음향신호를 진동으로 바꾸어 전달하여 주변의 소음으로부터 격리시키는 기술이 사용되고 있고, 각 개인별 취향 또는 음악의 성격에 맞는 이퀄라이제이션 기능을 음향기기 본체에서 적용하고 있으나 각 개인의 청력에 맞추거나 청력을 보호하는 기능은 제공하지 않고 있다.
도 2 는 종래의 음향기기와 음향변환기기의 연결을 나타낸 블록 구성도이다.
종래의 음향변환기기는 음향기기와 음향변환소자(리시버, 스피커)에 콘넥터를 연결하여 사용하는데, 이러한 경우에는, 도 2의 구성도와 같이 종래 음향변환기기(200)는 음향기기(210)에 콘넥터(201), 케이블(202), 음향변환소자(203)를 순차적으로 구성하여 사용하고 있다.
또한, 음향기기와 음향변환소자(리시버, 스피커)의 연결에 콘넥터를 사용하지 않고 직접 유선으로 연결하는 음향변환기기(300)의 경우에는 도 3과 같이 음향기기(310)의 출력단에 케이블(302)을 통하여 직접 음향변환소자(303)에 연결되어 음향신호를 듣도록 구성되어 있다.
그러나, 이와 같은 종래의 음향변환기기에 있어서, 음향변환소자는 음향기기에서 단순히 음향 신호의 크기만 조절하거나 개인별 취향 또는 음악의 성격에 맞는 이퀄라이제이션 커브를 선택하거나 저음을 키운 전기신호를 바로 받아 음향신호로 변환하도록 되어 있어 사용자의 나이별 청력 저하에 따른 보정 기능 및 청력 보호 기능이 없는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 사용자가 TV, 라디오, MP3, 전화기, 오디오, 핸드폰등의 음향기기의 출력의 주파수 특성을 사용자의 청각 능력에 맞춰 조정하여 사용자의 나이별 청력 저하에 따라 출력 주파수대역을 보정하고 결과적으로 명료한 음질로 들을 수 있도록 하여 청력을 보호하는 기능을 제공하는 청력보정 기능을 가지는 음향변환기기를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 청력보정 기능을 가지는 음향변환기기는, 음향기기로부터 받은 음향신호를 각 개인의 청각 능력에 맞추어 주파수 대역별로 이득을 보정하는 청력보정부; 상기 청력보정부에서 보정된 음향신호를 필요에 따라 신호크기제어 및 잡음제거처리를 수행하는 신호처리부; 상기 신호처리부에서 처리된 음향신호를 음향변환소자로 전달하고, 상기 음향변환소자를 구동시켜 음향을 출력시키는 음향변환소자 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 청력보정부는, 외부의 PC 또는 전용 장비와 연결되고, 그로부터 주어진 음원으로부터 측정자의 청각 특성과 맞는 음원을 찾아 청력 측정의 기준으로 정하고, 이를 기준으로 청력 측정을 하여 사용자에게 맞도록 음질을 보정한다.
상기 청력보정부는, 각 개인의 나이에 따른 청각 능력에 맞추어 주파수 대역별로 이득을 보정한다.
상기 청력보정부는, 개인별 보정을 통계적인 청력 특성을 기반으로 설정하되, 개인별 보정을 미리 설정되어 있는 보정치 중에서 선택하는 기능을 가진다.
상기 음향기기는, 모노, 스테레오, 또는 다채널중 적어도 어느 하나로 구성하는 것이 바람직하다.
상기 음향기기는, 진동으로 음향을 전달하는 기기에 적용되는 것이 더욱 바람직하다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 음향변환기기에 의하면, 청각 능력이 저하된 사람들에게 TV/Radio/MP3/전화기/기타 음향기기와 연결하여 사용자 나이별 청각 능력에 맞도록 각 주파수 특성을 보정하여 명료한 음질로 들리도록 보정 해 주고 과도하게 음압을 올리는 것을 배제하여 청력을 보호하는 효과가 있다.
도 1은 나이에 따른 청력 저하를 그래프로 표시한 도면.
도 2는 종래의 음향변환기기를 나타낸 블록 구성도.
도 3는 종래의 음향변환기기에서 음향기기와 음향변환소자가 선으로 연결된 상태를 나타낸 블록 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 음향변환기기를 나타낸 블록 구성도.
도 5은 본 발명에 따른 음향변환기기의 주파수 보정을 위한 장치 구성을 나타낸 도면.
도 6는 본 발명에 따른 음향변환기기의 주파수 보정을 위한 장치 구성을 음향변환기기 내부 설정된 보정치 중에서 선택하는 경우를 나타낸 도면.
도 7는 본 발명에 따른 음향변환기기의 주파수 보정을 위한 장치 구성을 청력보정부 외부에 전자부품을 두어 보정치를 선택하는 경우를 나타낸 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 4은 본 발명에 따른 음향변환기기를 나타낸 블록 구성도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 음향변환기기(400)는 음향기기(410)로부터 받은 음향신호를 각 개인의 청각 능력에 맞추어 주파수 대역별로 이득을 보정하는 청력보정부(401); 상기 청력보정부(401)에서 보정된 음향신호를 필요에 따라 신호크기제어 및 잡음제거처리를 수행하는 신호처리부(402); 상기 신호처리부(402)에서 처리된 음향신호를 음향변환소자(420)로 전달하고, 상기 음향변환소자(420)를 구동시켜 음향을 출력시키는 음향변환소자 구동부(403)로 구성된다.
상기 청력보정부(401)는 청각 능력에 맞추기 위하여 주파수 밴드별로 이득을 보정한다.
신호처리부(402)에서는 음향신호의 크기를 조절해 주고, 필요에 따라 잡음제거등을 위한 신호처리를 수행하게 된다.
음향변환소자 구동부(403)는 청력 보정부(401)로부터 받은 신호나 청력 보정부(401)와 신호처리부(402)를 거친 신호를 음향변환소자(420)에서 전기 신호를 충분한 음향신호로 변환하기 위한 구동력을 키우는 역할을 한다.
음향변환소자 구동부(403)를 거친 신호는 각종 음향변환소자(420)에 전달되어 음향신호로 변환되어 인체의 청력 전달 시스템으로 전달된다.
상기 청력보정부(401)는, 외부의 PC(510) 또는 전용 장비(520)와 연결되고, 그로부터 주어진 음원으로부터 측정자의 청각 특성과 맞는 음원을 찾아 청력 측정의 기준으로 정하고, 이를 기준으로 청력 측정을 하여 사용자에게 맞도록 음질을 보정할 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 음향변환기기의 주파수 밴드별 보정을 위한 장치 구성을 나타낸 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 음향변환기기(500)의 주파수 밴드별 청력보정은, PC(510) 또는 전용 장비(520)가 사용될 수 있으며 전치 보정법에 의하여 보다 쉽고, 빠르며 간편하게 사용자 스스로 사용자에게 적합한 보정치 선택이 가능하도록 하고, 필요에 따라 보정된 주파수별 이익(증폭도)에 따라 증폭도가 많은 주파수 대역에서 사용자가 불쾌감을 느낄 정도 또는 청각에 해를 주는 정도의 음압 이상이 나오는 것을 방지하기 위하여 주파수 대역별 증폭도와 청각에 해를 주는 음압 레벨, 사용자가 지정한 volume에 따라 최종 음압 레벨을 보정하여 최적의 음을 사용자에게 제공한다.
상기 주파수 밴드별 보정에 사용되는 전치 보정법은 측정시 시간적/공간적인 여유를 가지고 보다 정확한 측정을 위하여 PC(510) 또는 전용장비(520)에서 제공되는 다양한 특성의 음원으로부터 측정자의 청력 특성과 맞는(사용자가 인지하는 명료도가 높은) 음원을 찾아 청력 측정의 기준으로 정하고, 이를 기준으로 짧은 시간 내에 주파수별 청력과 불쾌하게 느끼는 수준의 음량을 측정하고, 측정된 결과를 바탕으로 PC(510) 또는 전용장비(520)에서 자동으로 헤드셋에 사용 될 보정치를 계산하고, 계산된 보정치를 음향변환기기(500)에 적용하여 최적의 음을 사용자에게 제공한다. 측정시 사용되는 소자와 실제 사용되는 소자간의 특성 차이에서 발생하는 오차를 방지하기 위하여 청각 능력 측정시 음향변환기기(500) 자체에 있는 리시버(501)를 사용한다.
정확한 측정을 위한 PC(510) 또는 전용장비(520)이 제공되지 않는 상황에서 사용하거나 간단하게 측정하여 청력 특성에 맞는 보정을 하기 위하여 통계적으로 얻어진 청력 특성 중에서 선택하여 사용하는 기능이 제공된다.
이때, 통계적으로 얻어진 일반적인 청력 측정치는 도 6과 같이 음향변환기기 내에 서로 다른 보정치로 계산되고 변환되어있는 보정치 중에서 간편하게 선택하거나, 도 7과 같이 청력보정부(701) 외부에 저항(R), 코일(L), C(콘덴서)응의 전자부품(702)을 사용하여 개인에 적합한 보정치를 선택 할 수 있다.
PC(510) 또는 전용 장비(520), 간단한 보정장치와 음향변환기기의 연결 인터페이스(530)는 USB, I2S, I2C, UART, SPI 등을 통한 유선 연결 또는 induction coil, Bluetooth, CDMA, Binary CDMA, FM, AM, 적외선등에 의한 무선 연결 방식을 사용 할 수 있고 필요에 따라 음향변환기기 내에 자체적으로 보유 할 수도 있다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
410 : 음향기기 400 : 음향변환기기
401 : 청력 보정부 402 : 신호처리부
403 : 음향변환소자 구동부 420 : 음향변환소자
510 : PC 520 : 전용 장비

Claims (6)

  1. 음향기기로부터 받은 음향신호를 각 개인의 청각 능력에 맞추어 주파수 대역별로 이득을 보정하는 청력보정부;
    상기 청력보정부에서 보정된 음향신호에 의해 신호크기제어 및 잡음제거처리를 수행하는 신호처리부;
    상기 신호처리부에서 처리된 음향신호를 음향변환소자로 전달하고, 상기 음향변환소자를 구동시켜 음향을 출력시키는 음향변환소자 구동부를 포함하는 청력보정 기능을 가지는 음향변환기기에 있어서,
    상기 청력보정부는,
    외부의 PC 또는 전용장비에서 제공되는 다수의 음원으로부터 측정자가 명료도가 높게 인지하는 음원을 청력 측정의 기준으로 정하고, 이를 기준으로 일정 시간 내에 주파수별 청력과 기준값 이상으로 불쾌하게 느끼는 수준의 음량을 측정하고, 측정된 결과를 바탕으로 상기 PC 또는 전용장비에서 헤드셋에 사용될 보정치를 계산하고, 계산된 보정치를 음향변환기기에 적용하는 것을 특징으로 하는 청력보정 기능을 가지는 음향변환기기.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 청력보정부는,
    각 개인의 나이에 따른 청각 능력에 맞추어 주파수 대역별로 이득을 보정하는 것을 특징으로 하는 청력보정 기능을 가지는 음향변환기기.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 청력보정부는,
    개인별 보정을 통계적인 청력 특성을 기반으로 설정하되, 개인별 보정을 미리 설정되어 있는 보정치 중에서 선택하는 기능을 가지는 것을 특징으로 하는 청력보정 기능을 가지는 음향변환기기.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 음향기기는,
    모노, 스테레오, 또는 다채널중 적어도 어느 하나로 구성하는 것을 특징으로 하는 청력보정 기능을 가지는 음향변환기기.
  6. 삭제
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