KR101437965B1 - 휴대단말기의 오디오 출력장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 오디오 출력장치는 초음파 생성 모듈을 채용하여 초음파 반송파(Carrier)를 발생시키고 지향성 스피커를 이용하여 전파함으로써, 오디오 출력장치의 지향성을 크게 향상시켰다. 또한, 휴대단말기는 지향성(DMB, MP3, 3G통화 기능 시) 사운드 뿐 아니라, 무지향성(벨 소리, 알람, 모닝콜 등) 사운드의 출력이 가능해야 하기 때문에 본 발명에 따른 오디오 출력장치는 오디오 신호의 전달경로에 스위칭부(10)를 별도로 두어, 지향성 사운드와 무지향성 사운드를 선택적으로 출력할 수 있도록 설계하였다. 본 발명에 따른 오디오 출력장치는, 사용자의 선택에 따라 각기 다른 제어신호를 생성하는 제어부와, 상기 제어신호에 따라 오디오 신호를 제1경로나 제2경로로 전달하는 스위칭부와, 상기 제1경로에 위치하여 지향성 사운드를 생성하는 초음파 생성 모듈과, 상기 제2경로에 위치하여 상기 오디오 신호를 증폭하는 오디오 증폭기와, 상기 초음파 생성 모듈이나 오디오 증폭기에서 출력된 신호를 공기 압력파로 변환하여 공기 중으로 출력하는 스피커부를 포함하여 구성된다.

지향성 스피커

Description

휴대단말기의 오디오 출력장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR OUTPUTTING AUDIO OF MOBILE TERMINAL}

도1은 종래기술에 따른 휴대단말기의 오디오 출력을 나타낸 도면.

도2와 도3은 본 발명에 따른 오디오 출력장치를 나타낸 도면.

도4는 본 발명의 제1실시예에 따른 초음파 생성 모듈의 구성도.

도5는 본 발명의 제2실시예에 따른 초음파 생성 모듈의 구성도.

도6은 본 발명에 따른 스피커를 휴대단말기의 하측에서 바라본 단면도.

도7은 본 발명의 제1실시예에 따른 오디오 출력장치의 동작을 나타내는 흐름도.

*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***

10 : 스위칭부 20 : 초음파 생성 모듈

30 : 오디오 증폭기 40 : 스피커부

42 : 제1스피커(지향성 스피커) 46 : 제2스피커(무지향성 스피커)

50 : 초음파 발생부 60 : 변조부

70 : 증폭기 100 : 제어부

200 : 오디오 출력장치

본 발명은 휴대단말기에 관한 것으로, 특히 지향성 사운드와 무지향성 사운드를 출력하는 휴대 단말기의 오디오 출력장치 및 방법에 관한 것이다.

최근 이동통신 기술의 발달과 사용자의 다양한 요구에 따라 휴대단말기의 기능이 점차 복잡하고 다양해 지고 있으며, 특히 멀티미디어 기능이 강화되고 있다.

휴대단말기는 더 이상 음성통화 기능만을 제공하는 기기가 아니며, 디지털 방송(Digital Multimedia Broadcast, DMB)수신 기능, 화상통화(3G통화) 기능, 음악(MP3 등) 청취기능 등의 다양한 멀티미디어 기능을 장착하게 되었다. 도1은 종래기술에 따른 휴대단말기의 오디오 출력을 나타낸 도면이다.

그러나, 도1에 도시된 바와 같이, 휴대단말이 디지털 방송(DMB)수신 기능, 화상통화(3G통화) 기능, 음악(MP3 등)청취 기능과 같은 멀티미디어 기능들을 구비하게 되면서, 사용자는 공공장소에서의 단말기 사용에 제약이 따르는 불편함을 갖게 되었다. 즉, 멀티미디어 기능에 따른 단말의 스피커 출력이 주위의 다른 사람들에게 방해를 줄 수 있어 반드시 이어폰(Ear phone)을 사용해야 하는 불편함과, 이어폰없이 단말기의 멀티미디어 기능을 사용할 경우 주위 사람들의 비난을 감수해야 하는 문제가 생겼다.

이러한 문제를 해결하기 위해 지향성을 갖는 스피커가 개발되기는 하였으나, 기존의 지향성 스피커의 성능은 60%도 되지 않기 때문에 기존의 지향성 스피커가 장착된 휴대단말기를 공공 장소에서 사용하기에는 다소 문제가 있었다.

본 발명의 주요 관점은 발명자가 위에서 언급된 종래 기술의 문제점들을 인식하였다는데 있으며, 발명자는 아래와 같이, 이런 문제점의 해결책을 제시하였다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 그 목적은,

지향성 사운드의 출력과 무지향성 사운드의 출력을 선택적으로 수행하는 오디오 출력장치를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 오디오 출력장치는

사용자의 선택에 따라 각기 다른 제어신호를 생성하는 제어부와, 상기 제어신호에 따라 오디오 신호를 제1경로나 제2경로로 전달하는 스위칭부와, 상기 제1경로에 위치하여 지향성 사운드를 생성하는 초음파 생성 모듈과, 상기 제2경로에 위치하여 상기 오디오 신호를 증폭하는 오디오 증폭기와, 상기 초음파 생성 모듈이나 오디오 증폭기에서 출력된 신호를 공기 압력파로 변환하여 공기 중으로 출력하는 스피커부를 포함하여 구성된다.

바람직하게, 상기 초음파 생성 모듈은 기준 초음파를 발생시키는 초음파 발생부와, 상기 기준 초음파를 반송파로 하여 상기 오디오 신호를 변조하는 변조부와, 상기 변조된 신호와 기준 초음파를 일정 레벨까지 증폭하는 증폭부로 구성된다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 오디오 출력방법은

단말의 오디오 신호가 지향성을 필요로 하는 것인지 판단하는 단계와, 상기 판단에 따라, 상기 오디오 신호를 제1경로의 초음파 생성 모듈이나 제2경로의 오디오 증폭기로 선택적으로 전달하는 단계와, 상기 초음파 생성 모듈이나 오디오 증폭기에서 출력된 신호를 공기 압력파로 변환하여 공기 중으로 출력하는 단계로 이루어진다.

바람직하게, 오디오 신호 전달단계는 상기 오디오 신호가 지향성을 필요로 하는 것이면 제1경로의 초음파 생성 모듈로 전달하는 단계와, 지향성을 필요로 하는 것이 아니면 제2경로의 오디오 증폭기로 전달하는 단계로 이루어진다.

바람직하게, 상기 초음파 생성 모듈은 기준 초음파를 발생시키는 단계와, 상기 기준 초음파를 반송파로 하여 상기 오디오 신호를 변조하는 단계와, 상기 변조된 신호와 기준 초음파를 일정 레벨까지 증폭하는 단계를 수행하여 지향성 사운드를 출력한다.

본 발명은, 하나의 사운드 출력장치가 지향성 사운드 출력과 무지향성 사운드 출력을 모두 수행할 수 있도록 하는데 착안점이 있다.

즉, 본 발명에 따른 사운드 출력장치의 사운드 신호는 2개의 전달경로를 통해 출력되는데, 그 중 지향성이 요구되는 사운드는 초음파 출력모듈을 거치도록 하고 무지향성이 요구되는 사운드는 상기 초음파 출력모듈을 거치지 않도록 제어한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도2와 도3은 본 발명에 따른 오디오 출력장치를 나타낸 도면으로, 도2는 단 말에 사생활 모드(Private Mode)가 설정된 경우 오디오 출력장치의 동작을 나타낸 것이고, 도3은 단말의 사생활 모드(Private Mode)가 해제된 상태일 때 오디오 출력장치의 동작을 나타낸 것이다.

도2와 도3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 오디오 출력장치 (100)는 사용자의 선택이나 오디오 신호의 종류에 따라 각기 다른 제어신호를 생성하는 제어부(100)와, 상기 제어신호에 따라 오디오 신호를 제1경로나 제2경로로 전달하는 스위칭부(10)와, 상기 제1경로에 위치하여 지향성 사운드를 생성하는 초음파 생성 모듈(200)과, 상기 제2경로에 위치하여 무지향성의 오디오 신호를 증폭하는 오디오 증폭기(30)와, 상기 초음파 생성 모듈(200)이나 오디오 증폭기(30)에서 출력된 전기적 오디오 신호를 가청공기 압력파로 변환하여 공기 중으로 출력하는 스피커부(40)를 포함한다.

도4는 본 발명의 제1실시예에 따른 초음파 생성 모듈(200)의 구성도이다.

도4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 초음파 생성 모듈(200)은 기준 초음파를 발생시키는 초음파 발생부(50)와, 상기 기준 초음파를 반송파로 하여 단말의 각종 미디어 칩(예: MM칩, Midi칩, DMB칩 등)에서 생성되는 오디오 신호를 변조하는 변조부(60)와, 상기 변조된 신호와 기준 초음파를 일정 레벨까지 증폭하는 증폭부(70)로 구성된다.

도7은 본 발명의 제1실시예에 따른 오디오 출력장치의 동작을 나타내는 흐름도이다. 도2, 도3, 도4, 그리고 도7을 참조하여 본 발명에 따른 오디오 출력장치의 동작을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본발명에 따른 휴대단말기는 사용자나 타인을 사생활 보호를 위해, 별도의 혼자듣기 기능을 갖는 것이 바람직하다.

① 사생활 모드(Private Mode) 설정.

디지털 방송(DMB), 화상통화(3G통화), 음악(MP3 등) 청취와 같이 스피커를 사용해야 하는 미디어 기능들을 이어폰없이 동작시키고자 할 때, 사용자는 먼저, 단말의 기능선택 메뉴에서 혼자듣기 기능을 설정한다. 이러한 혼자듣기 기능(or 사생활 모드)은 사용자의 별도 조작없이 자동으로 설정될 수 있다. 사용자가 단말의 특정 미디어 기능들(디지털 방송(DMB), 화상통화(3G통화), 음악(MP3 등) 등)을 선택할 때 혼자듣기 기능이 자동으로 실행되도록 단말을 설계함으로써, 혼자듣기 기능의 자동설정이 가능하다.

상기 혼자듣기 기능의 선택에 의해 사생활 모드가 설정되면, 제어부(100)은 단말의 오디오 신호를 제1경로로 전달하도록 하는 제어신호를 생성한다. 그리고, 상기 스위칭부(10)는 상기 제어신호에 따라 단말의 오디오 신호를 상기 초음파 생성 모듈(20)로 인가한다. (S10 ~ S20) 상기 오디오 신호는 발신측 단말로부터 수신된 발신자의 음성신호나 휴대단말기에 내장된 각종 미디어 칩(예: 엠엠 칩(MM(Multi-Media) chip), 미디 칩(Midi Chip), 디지털 방송 칩(DMB chip) 등)에서 생성된 사운드 신호로서, 소정의 처리과정을 거친 가청주파수 대역의 신호이다.

한편, 상기 초음파 생성 모듈(20)의 초음파 발생부(50)는 상기 오디오 신호를 실어 나르는 반송파로서, 기준 초음파를 발생시켜 상기 변조부(60)와 증폭부(70)로 출력한다.

상기 변조부(60)는 상기 초음파 발생부(50)로부터 수신한 기준 초음파를 반송파로 하여, 상기 오디오 신호를 변조한다. (S30) 그리고 변조된 신호를 상기 증폭부(70)로 전송한다. 상기 증폭부(70)는 상기 변조된 신호와 초음파 발생부(50)의 초음파 신호를 수신하여 일정 레벨로 증폭한다. (S40) 그리고 증폭된 상기 두 신호는 상기 스피커부(40)로 출력된다.

상기 스피커부(40)는 전기적 신호를 진동판을 통해 가청 공기 압력파로 변환시키는 트랜스 듀서(transducer)를 포함한다. 상기 스피커부(40)는 상기 증폭된 두 신호를 입력받아 그에 따른 가청 공기압력파를 발생시킨다. 상기 스피커부(40)에 의해 발생된 상기 두 신호의 공기 압력파는 공기 중을 투과하면서 공기의 비선형성에 의해 컴비네이션 톤을 생성하게 되고 사용자는 이들 두 신호의 주파수 차에 해당하는 지향성이 강한 음파를 듣게 된다. (S50)

② 사생활 모드(Private Mode) 해제 또는 공중 모드(Public Mode)로 전환.

벨 소리, 알람, 모닝콜 등과 같은 스피커의 사운드가 지향성일 필요가 없거나 무지향성이어야 하는 경우 혹은 단말의 사생활 모드를 해제하고자 하는 경우, 사용자는 상기 단말에 설정된 혼자듣기 기능을 해제한다.

혼자듣기 기능의 해제로 인해 단말이 공중 모드(Public Mode)로 전환되면, 상기 제어부(100)는 상기 단말의 오디오 신호를 제2경로로 전달하도록 하는 제어신호를 생성한다. 그러면 상기 스위칭부(10)는 오디오 증폭기(30)로 상기 단말의 오디오 신호를 인가한다.

상기 증폭기(30)는 스위칭부(10)로부터 인가된 오디오 신호를 일정 레벨로 증폭하여 스피커부(40)로 입력한다. 그러면 스피커부(40)는 상기 입력된 신호에 따른 가청 공기 압력파를 발생시켜 공기 중으로 출력한다. (S20 & S50)

위 실시예에 따른 스피커부(40)는 기존의 지향성 스피커를 채용한 것이다. 그러나 기존의 지향성 스피커의 지향성은 60%도 되지 않기 때문에 기존 지향성 스피커의 성능에만 의존하여 혼자듣기 기능을 구현하기에는 다소 문제가 있다. 오히려, 위 본원발명의 실시예에서처럼 지향성이 60%도 되지 않는 기존의 지향성 스피커를 채용했을 때, 하나의 스피커로 지향성 사운드와 무지향성 사운드를 출력하는 것이 가능하다.

도5는 본 발명의 제2실시예에 따른 초음파 생성 모듈의 구성도이다.

도5에 도시된 바와 같이 본 발명의 제2실시예에 따른 스피커부(40)는 지향성 스피커(42)와 무지향성 스피커(46)를 모두 포함하는 구성이다.

단말이 사생활 모드로 설정되어 혼자듣기 기능을 수행할 때, 오디오 신호의 출력은 상기 제1실시예와 동일하게 이루어진다. 반면, 벨 소리, 알람, 모닝콜 등과 같은 스피커의 사운드가 지향성일 필요가 없거나 무지향성이어야 하는 경우 혹은 설정된 혼자듣기 기능이 해제된 경우, 상기 제어부(100)의 제어에 따라 단말의 오디오 신호는 제2경로에 위치한 오디오 증폭기(30)로 인가된다.

그리고 상기 증폭기(30)는 스위칭부(10)로부터 인가된 상기 오디오 신호를 일정 레벨로 증폭하여 상기 스피커부(40)의 무지향성 스피커(46)로 입력한다. 이후, 무지향성 스피커(46)에 입력된 신호는 소정 처리 절차를 거쳐 공기 중으로 출력된다.

도6은 본 발명에 따른 스피커를 휴대단말기의 하측에서 바라본 단면도이다.

단말기 몸체의 일측에 부착된 본 발명의 스피커는 도6A에 도시된 바와 같이 사용자가 스피커의 일측을 누르면 그 눌러진 방향으로 기울어지도록 구현할 수 있다. 상기 스피커가 기울어지는 정도는 사용자의 누르는 힘에 비례할 것이며, 스피커의 기울어지는 방향 즉, 스피커의 지향방향은 도6A의 4방향(①,②,③,④)을 포함한 모든 방향으로 가능하다.

도6B는 사용자가 스피커의 좌측을 일정한 힘으로 눌렀을 때 본 발명의 스피커가 좌측 방향으로 상기 누르는 힘에 비례하여 기울어지는 모습을 나타낸 것이다. 그리고 도6C는 사용자가 스피커의 우측을 눌렀을 때 본 발명의 스피커가 사용자의 누르는 힘에 비례하여 우측 방향으로 기울어지는 모습을 나타낸 것이다.

이상 기술된 바와 같이, 본 발명에 따른 오디오 출력장치는 초음파 생성 모듈을 채용하여 초음파 반송파(Carrier)를 발생시키고 지향성 스피커를 이용하여 전파함으로써, 오디오 출력장치의 지향성을 크게 향상시켰다.

또한, 휴대단말기는 지향성(DMB, MP3, 3G통화 기능 시) 사운드 뿐 아니라, 무지향성(벨 소리, 알람, 모닝콜 등) 사운드의 출력이 가능해야 하기 때문에 본 발명에 따른 오디오 출력장치는 오디오 신호의 전달경로에 스위칭부(10)를 별도로 두어, 지향성 사운드와 무지향성 사운드를 선택적으로 출력할 수 있도록 설계하였다.

본 발명은 도면에 도시된 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 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (9)

1. 제어신호에 근거하여 오디오 신호를 제1경로 및 제2경로 중에서 어느 하나로 선택적으로 전달하는 스위칭부와;

   상기 제1경로에 위치하여 상기 오디오 신호를 이용하여 지향성 사운드를 생성하는 초음파 생성 모듈과;

   상기 제2경로에 위치하여 상기 오디오 신호를 증폭하는 오디오 증폭기와;

   상기 초음파 생성 모듈이나 오디오 증폭기에서 출력된 신호를 공기 압력파로 변환하여 공기 중으로 출력하는 스피커부와; 그리고

   멀티미디어 기능이 실행되는 경우, 상기 멀티미디어 기능에 대응하는 오디오 신호를 상기 제1경로로 전달하도록 제1 제어신호를 생성하고, 전화가 수신되는 경우, 벨소리에 대응하는 오디오 신호를 상기 제2경로로 전달하도록 제2 제어신호를 생성하는 제어부를 포함하여 구성되며,

   상기 초음파 생성 모듈은,

   기준 초음파를 발생시키는 초음파 발생부와; 상기 기준 초음파를 반송파로 하여 상기 멀티미디어 기능에 대응하는 오디오 신호를 변조하는 변조부와; 상기 변조된 신호와 상기 기준 초음파를 일정 레벨까지 증폭하는 증폭부로 구성되고,

   상기 스피커부는, 전기적 신호를 진동판을 통해 가청 공기입력파로 변환시키는 트랜스 듀서(transducer)를 구비하고, 컴비네이션 톤이 생성되도록 상기 트랜스 듀서를 이용하여 상기 변조된 신호와 상기 기준 초음파에 대응하는 서로 다른 가청 공기압력파를 발생시키는 것을 특징으로 하는 오디오 출력장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 멀티미디어 기능은,

   디지털 방송 시청기능, 화상통화기능, 동영상/음악 재생기능 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징을 하는 오디오 출력장치.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,

   상기 스피커부는 지향성 스피커에 의해 구현된 것임을 특징으로 하는 오디오 출력장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 스피커부는

   상기 초음파 생성 모듈에서 출력된 신호를 공기 압력파로 변환하여 공기 중으로 출력하는 지향성 스피커와;

   상기 오디오 증폭기에서 출력된 신호를 소정 처리하여 공기 중으로 출력하는 무지향성 스피커로 구성되는 것을 특징으로 하는 오디오 출력장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 스피커부는,

   본체의 일면에 평행하도록 배치되고, 상기 본체의 일면에 대한 일 방향으로 틸팅되도록 형성되는 것임을 특징으로 하는 오디오 출력장치.
7. 멀티미디어 기능이 실행되는 경우에는 지향성 사운드가 출력되도록 제1 제어신호를 생성하고, 전화가 수신되는 경우에는 비지향성 사운드가 출력되도록 제2 제어신호를 생성하는 단계와;

   상기 제1 제어신호 및 상기 제2 제어신호 중 어느 하나에 근거하여 ,오디오 신호를 제1경로의 초음파 생성 모듈이나 제2경로의 오디오 증폭기로 선택적으로 전달하는 단계와; 그리고

   상기 초음파 생성 모듈이나 오디오 증폭기에서 출력된 신호를 스피커부에서 공기 압력파로 변환하여 공기 중으로 출력하는 단계로 이루어지고,

   상기 초음파 생성 모듈은,

   기준 초음파를 발생시키는 단계와;

   상기 기준 초음파를 반송파로 하여 상기 오디오 신호를 변조하는 단계와;

   상기 변조된 신호와 기준 초음파를 일정 레벨까지 증폭하는 단계를 수행하여 지향성 사운드를 출력하며,

   상기 스피커부는,

   전기적 신호를 진동판을 통해 가청 공기입력파로 변환시키는 트랜스 듀서(transducer)를 구비하고, 컴비네이션 톤이 생성되도록 상기 트랜스 듀서를 이용하여 상기 변조된 신호와 상기 기준 초음파에 대응하는 서로 다른 가청 공기압력파를 발생시키는 것을 특징으로 하는 오디오 출력방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 멀티미디어 기능은,

   디지털 방송 시청기능, 화상통화기능, 동영상/음악 재생기능 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 오디오 출력방법.
9. 삭제

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