KR101194904B1 - 이어마이크로폰 - Google Patents

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KR101194904B1 KR1020110036157A KR20110036157A KR101194904B1 KR 101194904 B1 KR101194904 B1 KR 101194904B1 KR 1020110036157 A KR1020110036157 A KR 1020110036157A KR 20110036157 A KR20110036157 A KR 20110036157A KR 101194904 B1 KR101194904 B1 KR 101194904B1
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Abstract

이어마이크로폰이 개시된다. 상기 이어마이크로폰은 외부 잡음 신호를 제1 전기 신호로 변환하는 제1 마이크, 상기 제1 전기 신호를 필터링하고, 필터링된 신호와 외부 기기로부터 제공되는 제2 전기 신호를 가산하기 위한 신호 처리기, 및 상기 신호 처리기의 출력 신호를 음성 신호로 변환하여 출력하는 스피커를 포함한다.

Description

이어마이크로폰{EARMICROPHONE}
본 발명의 개념에 따른 실시 예는 이어마이크로폰에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 상기 이어마이크로폰의 덮개 또는 하우징 등을 통해 외이도로 유입된 잡음 신호의 위상과 반대 위상을 갖는 신호를 출력함으로써, 상기 외이도로 유입된 상기 잡음 신호를 공간상, 즉 외이도 내에서 제거할 수 있는 이어마이크로폰에 관한 것이다.
일반적으로 이어마이크로폰은 일반적인 이어폰과 같이 음향의 청취와 통신을 위해 음향기기나 휴대폰과 같은 외부기기에 결합된 상태로 사용자의 귀에 착용되어 사용되는 것이다.
도 1은 종래 이어마이크로폰의 개략적인 구성을 도시한다.
도 1을 참조하면, 상기 이어마이크로폰은 외부 기기(1)와 결합되는 커넥터(10) 및 사용자의 귀에 착용되는 본체(20)로 구성된다. 본체(20)는 상기 사용자의 귀속으로 들어가도록 된 형상이면서, 사용자의 귀와 대향되는 면에는 음성 신호를 출력하기 위한 스피커(22)와 상기 사용자의 외이도를 통해 전달되는 음성 신호를 전기 신호로 변환하여 커넥터(10)로 출력하기 위한 마이크(23)를 포함한다.
그러나, 상기 이어마이크로폰의 경우, 외부 잡음이 상기 이어마이크로폰의 덮개 또는 하우징 등을 통하여 외이도로 유입되는 문제점이 있다. 상기 외이로도 유입된 잡음 신호는 사용자의 난청을 유발할 수 있다. 또한, 상기 외이도로 유입되는 상기 잡음 신호가 마이크를 통해 상대방에게 전달되어 음질을 떨어뜨리는 문제점이 있다.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는 이어마이크로폰의 덮개 또는 하우징 등을 통해 외이도로 유입된 잡음 신호의 위상과 반대 위상을 갖는 신호를 출력함으로써, 상기 외이도로 유입된 상기 잡음 신호를 공간상, 즉 외이도 내에서 제거할 수 있는 이어마이크로폰을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 이어마이크로폰은 외부 잡음 신호를 제1 전기 신호로 변환하는 제1 마이크, 상기 제1 전기 신호를 필터링하고, 필터링된 신호와 외부 기기로부터 제공되는 제2 전기 신호를 가산하기 위한 신호 처리기, 및 상기 신호 처리기의 출력 신호를 음성 신호로 변환하여 출력하는 스피커를 포함한다.
상기 이어마이크로폰은 외이도를 통해 제공되는 사용자의 음성 신호를 제3 전기 신호로 변환하기 위한 제2 마이크를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 전기 신호의 위상은 상기 외부 잡음 신호의 위상과 반대일 수 있다.
또한, 상기 제2 마이크는 백-홀(back hole)을 포함하는 캐패시터 마이크로 구현될 수 있다.
또한, 상기 제1 마이크는 상기 이어마이크로폰의 하우징을 관통하는 홀을 통해 상기 외부 잡음 신호를 수신할 수 있다.
또한, 상기 신호 처리기는 상기 제1 전기 신호를 필터링하기 위한 필터 및 상기 필터의 출력 신호와 상기 제2 전기 신호를 가산하기 위한 가산기를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 이어마이크로폰은 외이도를 통해 제공되는 사용자의 음성 신호 및 상기 외이도로 유입된 잡음 신호를 제1 전기 신호로 변환하는 제1 마이크, 상기 제1 전기 신호를 필터링하고, 필터링된 신호와 외부 기기로부터 제공되는 제2 전기 신호를 가산하기 위한 신호 처리기, 및 상기 신호 처리기의 출력 신호를 음성 신호로 변환하여 출력하는 스피커를 포함한다.
상기 이어마이크로폰은 상기 사용자의 상기 음성 신호를 제3 전기 신호로 변환하기 위한 제2 마이크를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 전기 신호의 위상은 상기 사용자의 상기 음성 신호의 위상 및 상기 잡음 신호의 위상과 반대일 수 있다.
또한, 상기 신호 처리기는 상기 제1 전기 신호를 필터링하기 위한 필터 및 상기 필터의 출력 신호와 상기 제2 전기 신호를 가산하기 위한 가산기를 포함할 수 있다.
또한, 상기 필터는 상기 제1 전기 신호에 포함된 상기 사용자의 음성 신호 성분을 제거할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 이어마이크로폰은 상기 이어마이크로폰의 덮개 또는 하우징 등을 통해 외이도로 유입된 잡음 신호를 제거함으로써, 사용자의 난청을 예방할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 이어마이크로폰은 상기 외이도로 유입된 상기 잡음 신호를 제거함으로써, 상대방에게 전달되는 음성 신호의 질을 향상시키는 효과가 있다.
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 상세한 설명이 제공된다.
도 1은 종래 이어마이크로폰의 개략적인 구성을 도시한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이어마이크로폰의 구성을 도시한다.
도 3은 도 2에 도시된 이어마이크로폰의 부분 확대도이다.
도 4는 도 2에 도시된 방음 부재의 좌측면도이다.
도 5는 도 2에 도시된 이어마이크로폰에 포함된 일부 구성의 블럭도이다.
도 6은 도 5에 도시된 신호 처리기의 블럭도이다.
도 7은 도 6에 도시된 필터의 회로도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이어마이크로폰의 구성을 도시한다.
도 9는 도 8에 도시된 이어마이크로폰에 포함된 일부 구성의 블럭도이다.
도 10은 도 9에 도시된 신호 처리기의 블럭도이다.
도 11은 도 10에 도시된 필터의 회로도이다.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.
본 발명의 개념에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이어마이크로폰의 구성을 도시한다.
도 2를 참조하면, 이어마이크로폰(1000)은 외부 기기(1)와 결합되는 커넥터(10) 및 사용자의 귀에 착용되는 본체(100)를 포함한다. 커넥터(10)와 본체(100)는 케이블(C)을 통해 전기적으로 결합된다.
본체(100)는 상기 사용자의 귀속으로 들어갈 수 있는 크기를 갖는 하우징(110)을 포함한다. 하우징(110)은 일측이 절곡된 비직선 형상을 가질 수 있다. 또한, 하우징(110)의 외이도 대향면에는 그 중앙 부분에 음성 신호를 입출력하기 위한 개방부(111)가 형성된다. 하우징(110)의 내측에는 스피커(120), 제2 마이크(130), 및 제1 마이크(135)가 구비된다.
제2 마이크(130)는 외이도를 통해 제공되는 사용자의 음성 신호를 전기 신호로 변환하여 커넥터(10)로 출력한다.
실시 예에 따라, 제2 마이크(130)는 백-홀(back hole; 134)을 포함하는 캐패시터 마이크로 구현될 수 있다. 이 경우, 제2 마이크(130)는 사용자의 음성 신호를 증폭하여 출력하는 효과를 갖는다. 또한, 백-홀(134)을 포함하는 제2 마이크(130)는 양방향 특성 및 잡음에 강한 특성을 갖는다.
제1 마이크(135)는 외부 잡음 신호를 전기 신호로 변환한다. 제1 마이크(135)는 하우징(110)의 개방부(111) 반대측에 위치한다. 또한, 하우징(110)의 측면에는 상기 외부 잡음 신호를 제1 마이크(135)로 제공하기 위한 외부 관통홈(112)이 구비된다. 제1 마이크(135)는 입력단이 외부 관통홈(112)을 향하도록 배치되어, 외부 관통홈(112)을 통해 제공되는 상기 외부 잡음 신호를 수신할 수 있다.
또한, 제1 마이크(135)의 좌측면, 즉 외이도 대향면은 방음 부재(140)로 둘러 쌓여있다. 따라서, 상기 외부 잡음 신호가 방음 부재(140)의 내부로 유입되는 것이 차단되며, 제1 마이크(135)는 방음 부재(140)에 의해 고정 지지된다.
제1 마이크(135)는 상기 외부 잡음 신호를 전기 신호로 변환하고, 상기 전기 신호를 신호 처리기(170)로 전송한다. 이때, 제1 마이크(135)의 출력 신호의 위상은 상기 외부 잡음 신호의 위상과 반대일 수 있다.
신호 처리기(170)는 제1 마이크(135)의 출력 신호를 수신하여 상기 출력 신호를 필터링 하고, 필터링된 신호와 외부 기기(1), 예컨대 이동 전화기로부터 커넥터(10)를 통해 제공되는 전기 신호를 가산하여 출력한다.
스피커(120)는 신호 처리기(170)의 출력 신호를 음성 신호로 변환하여 출력한다. 스피커(120)의 출력단(121)으로부터 출력되는 음성 신호는 방음 부재(140)의 제1 관통홈(143), 하우징(110)의 개방부(111), 및 덮개(160)의 개방홈(161)을 통해 외이도로 전달된다.
따라서, 덮개(160) 또는 하우징(110) 등을 통해 외이도로 유입된 잡음 신호는 제거될 수 있다. 상기 외이도로 유입된 상기 잡음 신호는 공간상에 존재하는 잡음 신호를 의미한다. 즉, 스피커(120)의 출력 신호에 포함된 잡음 신호와 상기 외이도로 유입된 상기 잡음 신호는 서로 공간상, 즉 외이도 내에서 상쇄될 수 있다.
스피커(120)와 제2 마이크(130)는 서로 평행하게 배치되며, 스피커(120)와 제2 마이크(130)는 이들을 지지하기 위한 방음 부재(140)에 의해 하우징(110)의 내측에 고정 지지된다. 이때, 스피커(120)의 출력단(121)과 제2 마이크(130)의 입력단(131)이 같은 방향을 향하도록 배치된다. 즉, 스피커(120)는 출력단(121)이 하우징(110)의 개방부(111)를 향하도록 배치되고, 제2 마이크(130)는 입력단(131)이 하우징(110)의 개방부(111)을 향하도록 배치된다. 따라서, 스피커(120)는 출력단(121)이 외이도의 대향면을 향하도록 배치되고, 제2 마이크(130)는 입력단(131)이 상기 외이도의 대향면을 향하도록 배치된다.
도 2에 도시된 방음 부재(140)는 단일층이나, 실시예에 따라 소음 차폐를 위한 방음 부재(140)는 다층으로 구성될 수 있다. 또한, 방음 부재(140)는 이어마이크로폰(1000)의 조립을 용이하게 하기 위하여 다수 개로 분리되어 형성될 수 있다.
하우징(110)의 외이도측 외부에는 이어마이크로폰(1000)이 사용자의 귀속에 밀착되도록 하기 위한 덮개(160)가 구비된다. 덮개(160)는 하우징(110)의 외이도측 일부를 감싸면서 그 외측에는 다수의 돌기들(162)이 형성되고 그 중앙 부분에는 하우징(110)의 개방부(111)와 연통되는 개방홈(161)이 형성된다. 이때, 덮개(160)는 사용자의 귀속에 밀착되므로, 부드러운 촉감을 갖고 밀착성이 있는 재질, 예컨대 실리콘으로 구성될 수 있다.
따라서, 사용자의 음성 신호는 외이도를 통해 덮개(160)의 개방홈(161), 하우징(110)의 개방부(111), 및 방음 부재(140)의 제2 관통홈(144)을 통해 제2 마이크(130)의 입력단(131)으로 제공된다. 또한, 상기 사용자의 상기 음성 신호는 제3 관통홈(145)을 통해 제2 마이크(130)의 백-홀(134)로 제공된다.
본 발명에 의한 이어마이크로폰(1000)은 블루투스(bluetooth) 기술을 이용하여 구현될 수 있다. 이 경우, 이어마이크로폰(1000)은 커넥터(10)를 포함하지 않을 수 있다.
도 3은 도 2에 도시된 이어마이크로폰의 부분 확대도이고, 도 4는 도 1에 도시된 방음 부재의 좌측면도이다. 즉, 도 4는 외이도측에서 본 방음 부재(140)의 외관 형상을 도시한다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 방음 부재(140)는 원통 형상으로 단차(계단형태) 형성되어 구성되면서, 내측에 스피커(120)를 배치하기 위한 스피커 수납홈(141) 및 제2 마이크(130)를 배치하기 위한 마이크 수납홈(142)을 구비한다. 여기서, 스피커 수납홈(141)과 마이크 수납홈(142)은 외부 충격으로 인한 진동이나 본체(100) 내부의 기구에서 발생되는 기계적 진동을 최소화하기 위해 스피커(120)와 제2 마이크(130)를 고정시킨다.
그리고 스피커 수납홈(141)의 좌측면, 즉 외이도 대향면의 중앙부분에는 스피커(120)로부터 출력된 음성 신호가 외이도로 전달되도록 하기 위한 제1 관통홈(143)이 형성된다. 또한, 마이크 수납홈(142)에 대응되는 위치에는 제2 관통홈(144)이 형성된다. 따라서, 제2 마이크(130)는 제2 관통홈(144)을 통해 외이도로부터 전달되는 사용자의 음성 신호를 수신할 수 있다.
실시 예에 따라, 제2 마이크(130)는 백-홀(134)을 포함하는 캐패시터 마이크일 수 있다. 제2 마이크(130)의 백-홀(134)은 제2 마이크(130)의 입력단(131)의 반대측면에 위치한다. 이때, 방음 부재(140)에는 사용자의 음성 신호를 제2 마이크(130)의 백-홀(134)로 제공하기 위한 제3 관통홈(145)이 형성된다.
도 2 내지 도 4에 도시된 제3 관통홈(145)은 제1 관통홈(143)과 제2 관통홈(144) 사이에 위치하나, 본 발명이 제3 관통홈(145)의 위치에 한정되는 것은 아니며, 제3 관통홈(145)은 복수 개로 구현될 수도 있다. 또한, 제3 관통홈(145)은 스피커 수납홈(141)과 연통되도록 구현될 수도 있다. 또한, 하우징(110)의 개방부(111)는 제1 관통홈(143), 제2 관통홈(144), 및 제3 관통홈(145) 각각에 대응되는 다수의 홀들을 포함할 수 있다.
도 5는 도 2에 도시된 이어마이크로폰의 일부 구성들의 블럭도이다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 이어마이크로폰(1000)은 제1 마이크(135), 신호 처리기(170), 및 스피커(120)를 포함한다.
제1 마이크(135)는 외부 잡음 신호를 전기 신호로 변환하여 출력한다. 제1 마이크(135)의 출력 신호(-n1(t))의 위상은 상기 외부 잡음 신호의 위상과 반대이다.
신호 처리기(170)는 제1 마이크(135)의 출력 신호(-n(t))를 수신하여 필터링 하고, 필터링된 신호와 외부 기기(1)로부터 제공되는 전기 신호(s1(t))를 가산한다.
스피커(120)는 신호 처리기(170)의 출력 신호를 음성 신호로 변환하여 출력한다. 이때, 덮개(160) 또는 하우징(110) 등을 통해 외이도로 유입된 잡음 신호는 스피커(120)의 출력 신호에 포함된 잡음 신호와 서로 공간상, 즉 외이도 내에서 상쇄된다.
따라서, 본 발명에 의한 이어마이크로폰(1000)은 상기 외이도로 유입된 상기 잡음 신호를 상기 외이도 내에서 제거함으로써, 상기 사용자의 난청을 예방할 수 있다.
또한, 상기 외이도로 유입된 상기 잡음 신호는 상기 외이도 내에서 제거되므로, 제2 마이크(130)는 상기 외이도로부터 제공되는 상기 사용자의 음성 신호만을 전기 신호로 변환할 수 있다. 즉, 제2 마이크(130)의 출력 신호는 잡음 신호 성분을 포함하지 않는다.
도 6은 도 5에 도시된 신호 처리기의 블럭도이다.
도 2 내지 도 6을 참조하면, 신호 처리기(170)는 필터(172) 및 가산기(174)를 포함한다.
필터(172)는 제1 마이크(135)의 출력 신호(-n1(t))를 필터링한다. 필터(172)의 이득(K)은 0보다 크고 1보다 작은 값일 수 있다. 제1 마이크(135)의 출력 신호(-n(t))는 외부 관통홈(112)을 통해 제공된 외부 잡음 신호가 변환된 전기 신호이므로 상기 외이도로 유입된 잡음 신호에 비해 크기(또는 진폭)가 크기 때문이다.
가산기(174)는 필터의 출력 신호(-K*n1(t))와 외부 기기(1)로부터 제공되는 전기 신호(s1(t))를 가산한다.
도 7은 도 6에 도시된 필터의 회로도이다.
도 2 내지 도 7을 참조하면, 필터(172)는 입력단(172-1)과 출력단(172-2) 사이에 직렬로 접속된 제1 캐패시터(C1) 및 제1 저항(R2)을 포함한다. 또한, 필터(172)는 제1 저항(R2)과 제1 캐패시터(C1)의 공통 노드(172-3)와 접지단 사이에 접속된 제2 저항(R1) 및 필터(172)의 출력단(172-2)과 접지단 사이에 접속된 제3 저항(R3)를 더 포함한다.
필터(172)는 제1 마이크(135)의 출력 신호(-n1(t))에 포함된 직류 성분을 제거할 수 있다. 또한, 필터(172)의 이득(K)은 필터(172)에 포함된 소자들의 소자 값에 따라 조절될 수 있다. 이때 이득(K)는 0보다 크고 1보다 작은 값일 수 있다. 따라서, 필터(172)의 출력 신호(-K*n1(t))의 크기(또는 진폭)는 제1 마이크(135)의 출력 신호(-n1(t))의 크기(또는 진폭)보다 작을 수 있다.
또한, 필터(172)는 제1 마이크(135)와 가산기(174) 사이에 접속되어 임피던스 매칭(impedance matching)을 수행할 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이어마이크로폰의 구성을 도시한다.
이하에서는, 상술한 바와 중복되는 기재는 생략되며 차이점이 기술된다.
도 8을 참조하면, 이어마이크로폰(1001)은 외부 기기(1)와 결합되는 커넥터(10) 및 사용자의 귀에 착용되는 본체(100)를 포함한다. 이때, 커넥터(10)와 본체(100)는 케이블(C)을 통해 전기적으로 결합된다.
본체(100)는 상기 사용자의 귀속으로 들어갈 수 있는 크기를 갖는 하우징(110)을 포함한다. 하우징(110)의 내측에는 스피커(120), 제2 마이크(130), 및 제1 마이크(137)가 구비된다.
제2 마이크(130)는 외이도를 통해 제공되는 사용자의 음성 신호를 전기 신호로 변환하고, 상기 전기 신호를 커넥터(10)를 통해 외부 기기(1)로 출력한다.
제1 마이크(137)는 상기 외이도를 통해 제공되는 상기 사용자의 상기 음성 신호 및 상기 외이도로 유입된 잡음 신호를 전기 신호로 변환하여 신호 처리기(175)로 출력한다. 제1 마이크(137)의 출력 신호의 위상은 상기 사용자의 상기 음성 신호의 위상 및 상기 외이도로 유입된 상기 잡음 신호의 위상과 반대일 수 있다.
제1 마이크(137)는 제2 마이크(130)의 입력단(131)의 반대측면에 위치하며, 제2 마이크(130)와 일직선상에 배치될 수 있다. 따라서, 제2 마이크(130)와 제1 마이크(137)는 방음 부재(140)의 마이크 수납홈(142)에 일직선 상으로 배치될 수 있다. 이때, 제2 마이크(130)는 마이크 수납홈(142)의 외이도 측에 배치되고, 제1 마이크(137)는 제2 마이크(130)의 우측에 배치될 수 있다. 또한, 제2 마이크(130)는 입력단(131)이 상기 외이도를 향하도록 배치되고, 제1 마이크(137)는 입력단(139)이 상기 외이도의 반대 방향을 향하도록 배치된다. 다만, 본 발명의 이어마이크로폰(1000)이 제1 마이크(137)의 위치에 한정되는 것은 아니며, 제1 마이크(137)의 위치는 방음 부재(140)의 내부에서 변화가능하다.
신호 처리기(175)는 제1 마이크(137)의 출력 신호를 수신하여 상기 출력 신호를 필터링하고, 필터링된 신호와 외부 기기(1)로부터 커넥터(10)를 통해 제공되는 전기 신호를 가산하여 출력한다.
스피커(120)는 신호 처리기(170)의 출력 신호를 음성 신호로 변환하여 출력한다. 스피커(120)의 출력단(121)으로부터 출력되는 음성 신호는 방음 부재(140)의 제1 관통홈(143), 하우징(110)의 개방부(111), 및 덮개(160)의 개방홈(161)을 통해 외이도로 전달된다.
따라서, 스피커(120)는 신호 처리기(175)의 출력 신호를 음성 신호로 변환하여 출력함으로써, 덮개(160) 또는 하우징(110) 등을 통해 외이도로 유입된 공간상의 잡음 신호를 제거할 수 있다. 따라서, 스피커(120)의 출력 신호에 포함된 잡음 신호와 상기 외이도로 유입된 상기 잡음 신호는 서로 공간상, 즉 외이도 내에서 상쇄된다.
도 9는 도 8에 도시된 이어마이크로폰의 일부 구성들의 블럭도이다.
도 8 내지 도 9를 참조하면, 이어마이크로폰(1001)은 제1 마이크(137), 신호 처리기(175), 및 스피커(120)를 포함한다.
제1 마이크(137)는 외이도를 통해 제공되는 사용자의 음성 신호 및 상기 외이도로 유입된 잡음 신호를 전기 신호로 변환하여 출력한다. 제1 마이크(137)의 출력 신호의 위상은 상기 사용자의 상기 음성 신호 및 상기 잡음 신호의 위상과 반대이다. 즉, 제1 마이크(137)의 출력 신호는 음성 신호 성분(-s2(t)) 및 잡음 신호 성분(-n2(t))을 포함한다.
신호 처리기(175)는 제1 마이크(137)의 출력 신호를 수신하여 필터링하고, 필터링된 신호와 외부 기기(1)로부터 제공되는 신호(s1(t))를 가산한다.
스피커(120)는 신호 처리기(175)의 출력 신호를 음성 신호로 변환하여 출력한다. 이때, 외부로부터 덮개(160) 또는 하우징(110) 등을 통해 외이도로 유입된 공간상의 잡음 신호는 스피커(120)의 출력 신호에 포함된 잡음 신호 성분과 공간상에서 서로 상쇄된다.
도 10은 도 9에 도시된 신호 처리기의 일 실시예이다.
도 8 내지 도 10을 참조하면, 신호 처리기(175)는 필터(177) 및 가산기(179)를 포함한다.
필터(177)는 제1 마이크(137)의 출력 신호를 필터링한다. 즉, 필터(177)는 제1 마이크(137)의 상기 출력 신호에 포함된 음성 신호 성분(-s2(t))을 제거할 수 있다. 따라서, 필터(177)의 출력 신호에는 잡음 신호 성분(-n2(t))만이 포함된다.
가산기(179)는 필터(177)의 출력 신호(-n2(t))와 외부 기기(1)로부터 제공되는 전기 신호(s1(t))를 가산한다.
도 11은 도 10에 도시된 필터의 회로도이다.
도 8 내지 도 11을 참조하면, 필터(177)는 입력단(177-1)과 출력단(177-2) 사이에 직렬로 접속된 제2 캐패시터(C2) 및 제3 캐패시터(C3)를 포함한다. 또한, 필터(177)는 제2 캐패시터(C2)와 제3 캐패시터(C3)의 공통 노드(177-3)와 접지단 사이에 접속된 제4 저항(R4) 및 필터(177)의 출력단(177-2)과 접지단 사이에 접속된 제5 저항(R5)를 더 포함한다.
필터(177)는 제1 마이크(137)의 출력 신호에 포함된 음성 신호 성분(-s2(t))을 제거하고, 고주파 신호, 즉 잡음 신호 성분(-n2(t))만을 통과시킬 수 있다.
또한, 필터(177)는 제1 마이크(137)와 가산기(179) 사이에 접속되어 임피던스 매칭(impedance matching)을 수행할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
1 : 외부 기기 10 : 커넥터
20 : 본체 22 : 스피커
23 : 마이크 100 : 본체
110 : 하우징 120 : 스피커
130 : 제2 마이크 135 : 제1 마이크
137 : 제1 마이크 140 : 방음 부재
160 : 덮개 170, 175 : 신호 처리기
172, 177 : 필터 174, 179 : 가산기
1000, 1001 : 이어마이크로폰

Claims (11)

  1. 사용자의 귀 속에 착용되는 이어마이크로폰에 있어서,
    외부 잡음 신호를 입력받아 상기 외부 잡음 신호의 위상과 반대의 위상을 갖는 제1 전기 신호로 변환하는 제1 마이크; 상기 제1 전기 신호를 필터링하고, 필터링된 신호와 외부 기기로부터 제공되는 제2 전기 신호를 가산하기 위한 신호 처리기; 및 상기 신호 처리기의 출력 신호를 입력받아 제1 전기 신호와 제2 전기 신호가 가산된 신호를 외이도 내로 출력하는 스피커;를 포함함으로써,
    외이도 내로 유입된 외부 잡음 신호가 상기 스피커를 통해 출력되는 제1 전기 신호와 상쇄되어 제거되도록 하는 것을 특징으로 하는 이어마이크로폰.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이어마이크로폰은 외이도를 통해 제공되는 사용자의 음성 신호를 제3 전기 신호로 변환하기 위한 제2 마이크를 더 포함하는 이어마이크로폰.
  3. 삭제
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제2 마이크는 백-홀(back hole)을 포함하는 캐패시터 마이크인 이어마이크로폰.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 마이크는 상기 이어마이크로폰의 하우징을 관통하는 홀을 통해 상기 외부 잡음 신호를 수신하는 이어마이크로폰.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 신호 처리기는,
    상기 제1 전기 신호를 필터링하기 위한 필터; 및
    상기 필터의 출력 신호와 상기 제2 전기 신호를 가산하기 위한 가산기를 포함하는 이어마이크로폰.
  7. 사용자의 귀 속에 착용되는 이어마이크로폰에 있어서,
    외이도를 통해 제공되는 사용자의 음성 신호 및 외이도로 유입된 외부 잡음 신호를 입력받아 상기 사용자의 음성 신호 및 외부 잡음 신호의 위상과 반대의 위상을 갖는 제1 전기 신호로 변환하는 제1 마이크; 상기 제1 전기 신호를 필터링하고, 필터링된 신호와 외부 기기로부터 제공되는 제2 전기 신호를 가산하기 위한 신호 처리기; 및 상기 신호 처리기의 출력 신호를 입력받아 제1 전기 신호와 제2 전기 신호가 가산된 신호를 외이도 내로 출력하는 스피커;를 포함함으로써,
    외이도를 통해 제공되는 사용자의 음성 신호 및 외이도 내로 유입된 외부 잡음 신호가 스피커를 통해 출력되는 제1 전기 신호와 상쇄되어 제거되는 것을 특징으로 하는 이어마이크로폰.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 이어마이크로폰은 상기 사용자의 상기 음성 신호를 제3 전기 신호로 변환하기 위한 제2 마이크를 더 포함하는 이어마이크로폰.
  9. 삭제
  10. 제7항에 있어서,
    상기 신호 처리기는,
    상기 제1 전기 신호를 필터링하기 위한 필터; 및
    상기 필터의 출력 신호와 상기 제2 전기 신호를 가산하기 위한 가산기를 포함하는 이어마이크로폰.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 필터는 상기 제1 전기 신호에 포함된 상기 사용자의 음성 신호 성분을 제거하는 이어마이크로폰.
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