KR101473173B1

KR101473173B1 - ANC(Active Noise Cancellation) 기능을 가지는 휴대폰용 이어폰

Info

Publication number: KR101473173B1
Application number: KR1020140103382A
Authority: KR
Inventors: 김철용
Original assignee: 영보엔지니어링 주식회사
Priority date: 2014-08-11
Filing date: 2014-08-11
Publication date: 2014-12-17

Abstract

본 발명에 따른 ANC(Active Noise Cancellation) 기능을 가지는 휴대폰용 이어폰은, 이어폰 주변의 소음 성분을 제거하기 위한 ANC 회로부; 및 휴대폰으로부터 공급되는 ANC용 전원을 상기 ANC 회로부에 전달하는 제어 회로부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

ANC(Active Noise Cancellation) 기능을 가지는 휴대폰용 이어폰{Earphone for mobile phone with Active Noise Cancellation function}

본 발명은 휴대폰에 사용되는 이어폰에 관한 것으로, 보다 상세하게는 ANC(Active Noise Cancellation) 기능을 가지는 휴대폰용 이어폰에 관한 것이다.

최근에, 이어폰을 통한 청취 시에 주변의 소음 성분을 제거하기 위한 기술로 ANC(Active Noise Cancellation) 기술을 도입한 이어폰이 각광을 받고 있다. ANC란, 외부에서 들어오는 소음을 마이크로 수집하고, 수집된 소음에 대하여 180도의 위상차를 가지는 신호를 생성하여, 신호의 중첩을 통해 잡음 성분을 제거하는 기술이다. 통상적으로 ANC 기능을 가지는 이어폰은, 마이크를 통하여 수집된 소음에 대하여 180도의 위상차를 가지는 신호를 생성하여 이어폰을 통하여 출력되는 신호와 합성함으로써 주변의 소음 성분을 제거하는 ANC 회로부를 구비한다.

기존의 ANC 이어폰에는 ANC 회로부를 위한 별도의 배터리가 장착되며, 이로 인하여 이어폰의 휴대성 및 사용 편의성에 제약이 있어 왔다. 또한, ANC 기술은 주로 음악 청취용 이어폰에 한하여 적용되어 왔으며, 휴대폰 등에 이용되는 이어폰, 즉, 통화용 마이크와 통화 버튼 또는 볼륨 조절 버튼 등의 기능 버튼을 구비하는 이어폰에는 위와 같은 배터리 문제, 구현의 어려움 등으로 인하여 아직까지 적용 및 상용화되지 못하고 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 휴대폰으로부터 ANC 기능을 위한 전원을 공급받음으로써 별도의 배터리가 필요 없는 휴대폰용 이어폰을 제공하는 데 있다.

또한, 휴대폰과 ANC 기능이 구현된 이어폰 간에 디지털 데이터 통신이 가능한 휴대폰용 이어폰을 제공하는 데 있다.

또한, 휴대폰의 통화 시와 멀티미디어 재생 시에 모두 ANC 기능을 수행할 수 있는 휴대폰용 이어폰을 제공하는 데 있다.

또한, 통화용 마이크와 통화 버튼 또는 볼륨 조절 버튼 등의 기능 버튼을 구비하는 이어폰에 ANC 기능이 구현된 휴대폰용 이어폰을 제공하는 데 있다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 ANC(Active Noise Cancellation) 기능을 가지는 휴대폰용 이어폰은, 이어폰 주변의 소음 성분을 제거하기 위한 ANC 회로부; 및 휴대폰으로부터 공급되는 ANC용 전원을 상기 ANC 회로부에 전달하는 제어 회로부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어 회로부는, 통화용 마이크에 전원을 공급하기 위한 마이크 라인을 통하여 상기 ANC용 전원이 상기 ANC 회로부에 전달되도록 하거나, 상기 휴대폰으로부터의 오디오 출력 신호를 상기 이어폰의 제1 스피커 및 제2 스피커에 각각 전달하기 위한 제1 오디오 라인 및 제2 오디오 라인 중 어느 하나인 제1 오디오 라인을 통하여 상기 ANC용 전원이 상기 ANC 회로부에 전달되도록 할 수 있다.

상기 제어 회로부는, 상기 ANC 회로부의 전원 입력단이 상기 마이크 라인과 연결되도록 스위칭하거나, 상기 ANC 회로부의 전원 입력단이 상기 제1 오디오 라인과 연결되도록 스위칭하는 제1 스위치를 포함할 수 있다.

상기 제1 스위치는, 상기 휴대폰이 통화 모드인 경우 상기 ANC 회로부의 전원 입력단이 상기 제1 오디오 라인과 연결되도록 스위칭하고, 상기 휴대폰이 멀티미디어 재생 모드인 경우 상기 ANC 회로부의 전원 입력단이 상기 마이크 라인과 연결되도록 스위칭할 수 있다.

상기 휴대폰용 이어폰은, 상기 제1 오디오 라인과 상기 제1 스피커와의 연결 및 상기 제2 오디오 라인과 상기 제2 스피커와의 연결을 스위칭하는 제2 스위치를 더 포함하고, 상기 제2 스위치는, 상기 휴대폰이 통화 모드인 경우 상기 제1 오디오 라인과 상기 제1 스피커는 연결되지 않고 상기 제2 오디오 라인과 상기 제2 스피커는 연결되도록 스위칭하고, 상기 휴대폰이 멀티미디어 재생 모드인 경우 상기 제1 오디오 라인과 상기 제1 스피커가 연결되고 상기 제2 오디오 라인과 상기 제2 스피커가 연결되도록 스위칭할 수 있다.

상기 제어 회로부는, 상기 제2 스위치와 상기 제1 및 제2 스피커 사이에 마련되어 상기 휴대폰이 통화 모드인 경우 상기 제2 오디오 라인과 상기 제1 스피커를 연결하는 제3 스위치를 더 포함할 수 있다.

상기 제어 회로부는, 상기 ANC 회로부의 전원 입력단과 상기 제1 스위치 사이에 마련되어, 상기 휴대폰으로부터 공급되는 ANC용 전원의 전압을 상기 ANC 회로부가 요구하는 소정 전압으로 변환하는 LDO 레귤레이터를 더 포함할 수 있다.

상기 제어 회로부는, 상기 휴대폰이 통화 모드인지 멀티미디어 재생 모드인지 모니터링하여 상기 제1 내지 제3 스위치들의 스위칭을 제어하는 초기화 및 스위칭제어부를 더 포함할 수 있다.

상기 제어 회로부는, 상기 이어폰에 구비되는 기능 버튼의 눌림에 따라 코딩된 디지털 신호를 상기 마이크 라인을 통하여 상기 휴대폰으로 전송하거나, 상기 제1 오디오 라인을 통하여 상기 휴대폰으로 전송할 수 있다.

상기 제어 회로부는, 상기 휴대폰이 멀티미디어 재생 모드인 경우 상기 코딩된 디지털 신호를 상기 마이크 라인을 통하여 상기 휴대폰으로 전송하고, 상기 휴대폰이 통화 모드인 경우 상기 코딩된 디지털 신호를 상기 제1 오디오 라인을 통하여 상기 휴대폰으로 전송할 수 있다.

상기 휴대폰은, 통화 모드인 경우 상기 ANC용 전원을 상기 제1 오디오 라인에 대응하는 제1 오디오 단자를 통하여 상기 이어폰으로 공급하고, 멀티미디어 재생 모드인 경우 상기 ANC용 전원을 상기 마이크 라인에 대응하는 마이크 단자를 통하여 상기 이어폰으로 공급하는 휴대폰용 제어 회로부를 구비할 수 있다.

상기 휴대폰용 제어 회로부는, 배터리로부터 공급되는 전압을 소정 전압으로 변환하는 LDO 레귤레이터; 상기 LDO 레귤레이터의 출력 또는 상기 휴대폰의 제1 오디오 출력을 선택적으로 상기 제1 오디오 단자와 연결하는 제4 스위치; 및 상기 LDO 레귤레이터의 출력을 상기 마이크 단자와 연결하거나 차단하는 제5 스위치를 포함할 수 있다.

상기 휴대폰이 통화 모드인 경우, 상기 제4 스위치는 상기 LDO 레귤레이터의 출력을 상기 제1 오디오 단자와 연결하고 상기 제5 스위치는 상기 LDO 레귤레이터의 출력을 상기 마이크 단자와 차단하고, 상기 휴대폰이 멀티미디어 재생 모드인 경우 상기 제4 스위치는 상기 제1 오디오 출력을 상기 제1 오디오 단자와 연결하고 상기 제5 스위치는 상기 LDO 레귤레이터의 출력을 상기 마이크 단자와 연결할 수 있다.

상기 휴대폰용 이어폰의 초기화 및 스위칭제어부는 상기 마이크 라인을 통하여 이어폰 식별 신호를 상기 휴대폰으로 전송하고, 상기 휴대폰은 상기 이어폰 식별 신호를 수신함으로써 상기 ANC 기능을 가지는 휴대폰용 이어폰이 연결되었음을 인식할 수 있다.

상기된 본 발명에 따른 휴대폰용 이어폰에 의하면, 휴대폰으로부터 ANC 기능을 위한 전원을 공급받으므로, 이어폰에 별도의 배터리가 구비되지 않아 이어폰의 휴대성 및 사용 편의성에 향상을 가져온다.

또한, 휴대폰과 ANC 기능이 구현된 이어폰 간에 디지털 데이터 통신이 가능한 장점이 있다.

또한 상기된 본 발명에 따른 휴대폰용 이어폰은, 통화 시와 멀티미디어 재생 시에 모두 ANC 기능을 수행할 수 있다.

또한 상기된 본 발명에 따른 휴대폰용 이어폰은, 통화용 마이크와 통화 버튼 또는 볼륨 조절 버튼 등의 기능 버튼을 구비함과 동시에 ANC 기능을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대폰용 이어폰의 구조를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대폰용 이어폰의 초기 구동 동작을 보여준다.
도 3은 휴대폰이 멀티미디어 재생 모드일 때 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대폰용 이어폰의 동작의 일 예를 보여준다.
도 4는 휴대폰이 멀티미디어 재생 모드일 때 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대폰용 이어폰의 동작의 다른 예를 보여준다.
도 5는 휴대폰이 통화 모드일 때 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대폰용 이어폰의 동작의 일 예를 보여준다.
도 6은 휴대폰이 통화 모드일 때 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대폰용 이어폰의 동작의 다른 예를 보여준다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이하 설명 및 첨부된 도면들에서 실질적으로 동일한 구성요소들은 각각 동일한 부호들로 나타냄으로써 중복 설명을 생략하기로 한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

본 명세서에서 ‘이어폰’이라 함은 휴대폰 또는 멀티미디어 재생 기기에 연결하여 그로부터 나오는 전기 신호를 음향 신호로 변환하는 장치를 총괄하는 것으로, 용어의 차이는 있으나 이어셋, 헤드폰, 헤드셋 등은 모두 이어폰의 범주에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대폰용 이어폰(이하, 이어폰이라 함)의 구조를 나타낸다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 이어폰(100)은 예컨대 4극 이어폰으로서, 이어폰(100)과 휴대폰(200)은 마이크 단자(MIC), 접지 단자(GND), 제1 및 제2 오디오 단자(HP_R, HP_L)를 구비한다. 본 실시예에서 제1 오디오 단자는 우 오디오 단자(HP_R)이고 제2 오디오 단자는 좌 오디오 단자(HP_L)인 것으로 설명하나, 그 반대일 수 있음은 물론이다. 본 실시예에 따른 이어폰(100)은 통화/종료 버튼(S/E), 볼륨업 버튼(V+), 볼륨다운 버튼(V-), ANC enable/disable 버튼(ANC) 등의 각종 기능 버튼을 보유할 수 있으며, 도시된 바와 같이 추가적인 기능 버튼을 구비할 수도 있다.

본 실시예에 따른 이어폰(100)은 ANC 기능을 수행하는 ANC 회로부(110)를 구비한다. ANC 회로부(110)는 마이크(131, 132)를 통하여 수집된 소음에 대하여 180도의 위상차를 가지는 신호를 생성하여, 이를 ANC 회로부(110)에 입력되는 오디오 신호와 합성함으로써, 주변의 소음 성분이 제거된 오디오 신호를 제1 및 제2 스피커(121, 122)를 통하여 출력한다. 본 실시예에서 제1 스피커(121)는 우 스피커이고 제2 스피커(122)는 좌 스피커인 것으로 설명하나, 그 반대일 수 있음은 물론이다.

전형적으로, 본 실시예에 따른 이어폰은(100)에는, 통화용 마이크(140)에 전원을 공급하고 통화용 마이크(140)로부터의 마이크 신호를 휴대폰(200) 측으로 전달하기 위한 마이크 라인이 존재한다. 도 1을 참조하면, 예컨대 상기 마이크 라인은 마이크 단자(MIC)로부터 통화용 마이크(140)까지(보다 엄밀하게는, 통화용 마이크(140) 앞단의 커패시터까지)를 의미한다.

또한 전형적으로, 본 실시예에 따른 이어폰(100)에는, 휴대폰(200)으로부터의 오디오 출력 신호를 제1 및 제2 스피커(121, 122)에 각각 전달하기 위한 제1 및 제2 오디오 라인이 존재한다. 도 1을 참조하면, 예컨대 상기 제1 및 제2 오디오 라인은 각각 우 오디오 단자(HP_R) 및 좌 오디오 단자(HP_L)로부터 ANC 회로부(110)의 입력단까지(보다 엄밀하게는, 후술할 제어 회로부(150)의 입력단까지)를 의미한다. 본 실시예에서 제1 오디오 라인은 우 오디오 단자(HP_R)를 통하여 들어오는 우 오디오 출력 신호를 전달하는 우 오디오 라인, 제2 오디오 라인은 좌 오디오 단자(HP_L)를 통하여 들어오는 좌 오디오 출력 신호를 전달하는 좌 오디오 라인인 것으로 설명하나, 그 반대일 수 있음은 물론이다.

한편, 본 실시예에 따른 이어폰(100)이 사용되는 휴대폰(200)은 전형적으로, 좌/우 오디오 신호를 출력하고 마이크 라인으로 마이크 바이어스 전압을 공급하며 마이크 라인을 통해 마이크 신호를 수신하고 이어폰(100)으로부터 들어오는 데이터를 디지털 데이터로 변환하는 오디오 서브 시스템(210)과, 이어폰(100)이 잭에 연결되는 것을 감지하는 이어폰 감지부(220)를 구비한다.

나아가서, 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대폰(200)은, ANC 회로부(110)를 위한 ANC용 전원을 이어폰(100)에 공급하고, 이어폰(100)으로부터 들어오는 데이터를 디코딩하는 휴대폰용 제어 회로부(230)를 구비한다.

휴대폰(200)은 통상적으로 통화 모드 또는 멀티미디어 재생 모드로 동작한다. 예컨대 통화 모드는 음성 통화 또는 영상 통화 시의 모드에 해당하고, 멀티미디어 재생 모드는 휴대폰(200)에 저장되어 있는 멀티미디어 파일을 재생하거나 휴대폰(200)에 수신되는 스트리밍 데이터를 재생할 때의 모드에 해당한다.

휴대폰용 제어 회로부(230)는 휴대폰(200)이 통화 모드인 경우 ANC용 전원을 우 오디오 단자(HP_R)를 통하여, 즉 이어폰(100)의 우 오디오 라인을 통하여 공급할 수 있다. 본 실시예에서는 ANC용 전원이 우 오디오 단자(HP_R) 및 우 오디오 라인을 통하여 공급되는 것으로 설명하나, 좌 오디오 단자(HP_L) 및 좌 오디오 라인을 통하여 공급될 수도 있음은 물론이다. 반면에, 휴대폰용 제어 회로부(230)는 휴대폰(200)이 멀티미디어 재생 모드인 경우 ANC용 전원을 마이크 단자(MIC)를 통하여, 즉 마이크 라인을 통하여 이어폰(100)으로 공급할 수 있다.

이를 위하여 휴대폰용 제어 회로부(230)는, 휴대폰(200)에 구비되는 배터리(BAT)로부터 공급되는 전압을 소정 전압으로 변화하는 LDO 레귤레이터(231), LDO 레귤레이터(231)의 출력 또는 오디오 서브 시스템(210)의 우 오디오 출력을 선택적으로 우 오디오 단자(HP_R)와 연결하는 스위치(SW4), 그리고 LDO 레귤레이터(231)의 출력을 마이크 단자(MIC)와 연결하거나 차단하는 스위치(SW5)를 포함할 수 있다. 예컨대 배터리(BAT)의 출력 전압은 3.7V이고, LDO 레귤레이터(231)의 출력 전압은 2.8V일 수 있다.

또한, 휴대폰용 제어 회로부(230)는 이어폰(100)으로부터 들어오는 데이터를 디코딩하는 디코더(232)와, 이어폰(100)의 종류에 따라 들어오는 데이터의 경로를 변경하기 위한 스위치(SW6)를 더 포함할 수 있다.

이러한 휴대폰용 제어 회로부(230)는 하나의 집적회로칩 또는 복수의 집적회로집들로 구현될 수 있다.

위와 같은 휴대폰용 제어 회로부(230)의 보다 구체적인 동작에 관하여는, 도 2 내지 6을 참조하여 보다 자세히 설명하기로 한다.

본 실시예에 따른 이어폰(100)은, 휴대폰(200)으로부터 공급되는 ANC용 전원을 ANC 회로부(110)에 전달하고, 기능 버튼들의 눌림에 따른 데이터를 휴대폰(200)으로 전달하기 위한 제어 회로부(150)를 구비한다.

상기 제어 회로부(150)는, 휴대폰(200)으로부터 공급되는 ANC용 전원이 이어폰(100)의 마이크 라인을 통하여 ANC 회로부(110)에 전달되도록 하거나, 또는 이어폰(100)의 우 및 좌 오디오 라인 중 하나인 우 오디오 라인을 통하여 ANC 회로부(110)에 전달되도록 한다. 본 실시예에서는 ANC용 전원이 우 오디오 라인을 통하여 ANC 회로부(110)에 전달되는 것으로 설명하나, 좌 오디오 라인을 통하여 전달될 수도 있음은 물론이다.

이를 위하여 제어 회로부(150)는, 이어폰(100)이 휴대폰(200)의 잭에 연결되면 이어폰 식별 신호를 전송하고 휴대폰(200)의 통화 모드 및 멀티미디어 재생 모드를 모니터링하여 그에 따라 스위치들(SW1~3)의 스위칭을 제어하는 초기화 및 스위칭제어부(151), ANC 회로부(110)의 전원 입력단과 스위치(SW1) 사이에 마련되어 휴대폰(200)으로부터 공급되는 ANC용 전원의 전압을 ANC 회로부(110)가 요구하는 소정 전압(예컨대, 1.8V)으로 변환하는 LDO 레귤레이터(153), ANC 회로부(110)의 전원 입력단이 마이크 라인과 연결되도록 스위칭하거나 우 오디오 라인과 연결되도록 스위칭하는 스위치(SW1), 우 오디오 라인과 우 스피커(121)와의 연결 및 좌 오디오 라인과 좌 스피커(122)와의 연결을 스위칭하는 스위치(SW2), 그리고 스위치(SW2)와 좌우 스피커(121, 122) 사이에 마련되어 좌 오디오 라인과 우 스피커(121)와의 연결을 스위칭하는 스위치(SW3)를 포함할 수 있다.

나아가, 제어 회로부(150)는, 상기 기능 버튼들(S/E, V+, V-, ANC 등)의 눌림에 따라 신호를 코딩하여, 코딩된 디지털 신호를 마이크 라인을 통하여 또는 우 오디오 라인을 통하여 휴대폰(200)으로 전송하는 코딩 및 제어부(152)를 더 포함할 수 있다. 기능 버튼들(S/E, V+, V-, ANC 등)마다 마련되는 저항들은 서로 다른 값을 가지므로 눌러진 기능 버튼에 따라서 코딩 및 제어부(152)로 들어오는 신호의 크기가 달라진다. 이러한 신호의 크기를 이용하여 코딩 및 제어부(152)는 어떤 기능 버튼이 눌러졌는지 구별할 수 있고, 코딩 및 제어부(152)는 눌러진 기능 버튼에 해당하는 신호를 코딩하여 휴대폰(200) 측으로 전송한다. 그러면 휴대폰(200)의 디코더(232)는 코딩 및 제어부(152)로부터 받은 신호를 디코딩하고 아날로그 신호로 변환하여 스위치(SW6)을 통해 오디오 서브 시스템(210)에 제공한다. 오디오 서브 시스템(210)은 이를 디지털 데이터로 변환하고, 휴대폰(200)은 해당 기능을 수행하게 된다.

이러한 제어 회로부(150)는 하나의 집적회로칩 또는 복수의 집적회로집들로 구현될 수 있다.

위와 같은 이어폰(100)의 제어 회로부(150)의 보다 구체적인 동작에 관하여는, 도 2 내지 6을 참조하여 보다 자세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대폰용 이어폰의 초기 구동 동작을 보여준다.

이어폰(100)이 휴대폰(200)의 잭에 연결되면, 이어폰 감지부(220)는 이를 감지하여 마이크 단자(MIC)가 오디오 서브 시스템(210) 및 휴대폰용 제어 회로부(230)에 연결되도록 한다. 그리고 LDO 레귤레이터(231) 및 디코더(232)는 활성화되고 스위치(SW6)는 단자 a와 c가 연결되며, 스위치(SW5)는 닫힘 상태가 된다. 그러면 마이크 라인을 통해 초기화 및 스위칭제어부(151)로 LDO 레귤레이터(231)의 출력 전압이 공급되고, 초기화 및 스위칭제어부(151)는 마이크 라인을 통해 이어폰 식별 신호를 전송한다. 이어폰 식별 신호는 ANC 기능을 가지는 본 발명에 따른 이어폰(100)이 연결되었음을 알리는 신호이다. 디코더(232)는 이어폰(100)에서 전송된 이어폰 식별 신호를 디코딩하여 스위치(SW6)을 통해 오디오 서브 시스템(210)으로 전달한다. 그러면 휴대폰(200)은 본 발명에 따른 이어폰(100)이 연결되었음을 인식하게 된다.

만일 이어폰이 휴대폰(200)의 잭에 연결되었는데 상기 이어폰 식별 신호가 들어오지 않으면, ANC 기능을 지원하지 않는 기존의 일반 이어폰이 연결된 것으로 판단되어, 스위치(SW5)는 열린 상태가 되고 스위치(SW6)는 단자 a와 단자 b가 연결되도록 스위칭됨으로써, 휴대폰(200)은 기존의 일반 이어폰이 연결된 경우와 동일하게 동작한다.

이처럼 기존의 일반적인 이어폰이 본 실시예에서 설명되는 휴대폰(200)에 연결될 수 있으며, 이러한 경우 휴대폰(200)은 이어폰이 전송하는 아날로그 신호를 받아서 처리하는 등 기존의 휴대폰과 마찬가지로 동작하게 된다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 이어폰(100)은 기존의 일반적인 휴대폰과도 연결될 수 있는데, 이러한 경우 이어폰(100)은 휴대폰으로 기능 버튼의 눌림에 따라 아날로그 신호를 전송하는 등 기존의 이어폰과 마찬가지로 동작하게 된다.

도 3 내지 6은 휴대폰(200)이 멀티미디어 재생 모드 및 통화 모드인 경우 본 발명의 일 실시예에 따른 이어폰(100)의 동작들의 예를 보여준다. 도 3은 휴대폰(200)이 멀티미디어 재생 모드일 때 본 발명의 일 실시예에 따른 이어폰(100)의 동작의 일 예로서, ANC 기능이 enable 되었을 때의 동작을 보여준다. 도 4는 휴대폰(200)이 멀티미디어 재생 모드일 때 본 발명의 일 실시예에 따른 이어폰(100)의 동작의 다른 예로서, ANC 기능이 disable 되었을 때의 동작을 보여준다. 도 5는 휴대폰(200)이 통화 모드일 때 본 발명의 일 실시예에 따른 이어폰(100)의 동작의 일 예로서, ANC 기능이 enable 되었을 때의 동작을 보여준다. 도 6은 휴대폰(200)이 통화 모드일 때 본 발명의 일 실시예에 따른 이어폰(100)의 동작의 다른 예로서, ANC 기능이 disable 되었을 때의 동작을 보여준다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 휴대폰(200)이 멀티미디어 재생 모드인 경우, 스위치(SW4)는 단자 a와 단자 c가 연결되도록 스위칭함으로써 오디오 서브 시스템(210)의 우 오디오 출력은 우 오디오 단자(HP_R)를 통하여 이어폰(100)의 우 오디오 라인과 연결되고, 스위치(SW5)는 닫힘으로써 LDO 레귤레이터(231)의 출력은 마이크 단자(MIC)를 통하여 이어폰(100)의 마이크 라인과 연결된다. 따라서 멀티미디어 재생 모드에서 휴대폰용 제어 회로부(230)는 LDO 레귤레이터(231)의 출력 전압을 마이크 단자(MIC)를 통하여 이어폰(100)의 마이크 라인으로 공급하게 된다.

이어폰(100)의 초기화 및 스위칭 제어부(151)는 휴대폰(200)이 통화 모드인지 멀티미디어 재생 모드인지 모니터링하기 위하여, 도시된 바와 같이 마이크 라인의 전압과 우 오디오 라인의 전압을 감지할 수 있다. 위에 설명한 것처럼 LDO 레귤레이터(231)의 출력 전압(예컨대 2.8V)은 멀티미디어 재생 모드에서 마이크 라인으로 공급되고 통화 모드에서 우 오디오 라인으로 공급되므로, 예컨대 마이크 라인의 감지된 전압이 2.8V이면 멀티미디어 재생 모드로, 우 오디오 라인의 감지된 전압이 2.8V이면 통화 모드로 판단될 수 있다.

ANC enable/disable 버튼(ANC)은 누를 때마다 상태가 변화되는 토글 방식일 수 있다. 코딩 및 제어부(152)는 ANC enable/disable 버튼(ANC)의 눌림에 따른 ANC 기능의 enable/disable 상태를 초기화 및 스위칭 제어부(151)에 전달할 수 있다.

초기화 및 스위칭 제어부(151)는 휴대폰(200)이 멀티미디어 재생 모드인지 통화 모드인지에 따라, 그리고 ANC 기능의 enable/disable 상태에 따라 스위치들(SW1~3)의 스위칭을 제어한다.

도 3을 참조하면, 휴대폰(200)이 멀티미디어 재생 모드이고 ANC 기능이 enable 상태인 경우, 스위치(SW1)는 단자 a가 단자 b와 연결되도록 스위칭함으로써 마이크 라인이 LDO 레귤레이터(153)를 통하여 ANC 회로부(110)의 전원 입력단과 연결된다. 따라서 ANC용 전원이 휴대폰(200)으로부터 마이크 라인을 통하여 ANC 회로부(110)로 공급된다. 휴대폰(200)이 멀티미디어 재생 모드인 경우 통화용 마이크(140)를 사용할 필요가 없으므로, 본 실시예에서와 같이 마이크 라인을 통하여 전원이 공급되어도 무방하다.

한편, 스위치(SW2)는 우 오디오 라인과 우 스피커(121)가 연결되고 좌 오디오 라인과 좌 스피커(122)가 연결되도록 스위칭하며, 스위치(SW3)는 열린 상태가 된다. 따라서 우 스피커(121)를 통하여 오디오 서브 시스템(210)의 우 오디오 출력 신호가, 좌 스피커(122)를 통하여 오디오 서브 시스템(210)의 좌 오디오 출력 신호가 나오게 된다. 이때 ANC 회로부(110)가 동작하므로 우 스피커(121) 및 좌 스피커(122)를 통하여 주변의 소음 성분이 제거된 소리가 나오게 된다.

또한, 코딩 및 제어부(152)는 기능 버튼들(S/E, V+, V-, ANC 등)의 눌림에 따라 코딩된 디지털 데이터를 NMOS(N1) 및 마이크 라인을 통하여 휴대폰(200)으로 전송한다. 그러면 디코더(232)는 이 데이터를 디코딩하고 아날로그 신호로 변환하여 오디오 서브 시스템(210)에 제공하게 된다. 휴대폰(200)이 멀티미디어 재생 모드인 경우 통화용 마이크(140)를 사용할 필요가 없으므로, 본 실시예에서와 같이 마이크 라인을 통하여 코딩 및 제어부(152)로부터의 데이터가 전달되어도 무방하다.

도 4를 참조하면, 휴대폰(200)이 멀티미디어 재생 모드이고 ANC 기능이 disable 상태인 경우, 스위치(SW2), 스위치(SW3), 코딩 및 제어부(152) 등의 동작은 도 3에 관하여 설명한 바와 동일하고, 다만 스위치(SW1)이 열린 상태가 됨으로써 ANC 회로부(110)에 전원이 공급되지 않는 점에서 차이가 있다. 따라서 ANC 회로부(110)가 동작하지 않게 된다. 즉, ANC 회로부(110)는 ANC 기능이 동작하지 않는 모드로 전환되며, 우 스피커(121) 및 좌 스피커(122)를 통하여 ANC 처리가 되지 않은 오디오 출력이 나오게 된다. 한편, 제어 회로부(150)에는 마이크 라인을 통하여 전원이 공급된다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 휴대폰(200)이 통화 모드인 경우, 스위치(SW5)는 열림으로써 LDO 레귤레이터(231)의 출력은 마이크 단자(MIC) 및 이어폰(100)의 마이크 라인과 차단되고, 스위치(SW4)는 단자 a와 단자 b가 연결되도록 스위칭함으로써 LDO 레귤레이터(231)의 출력은 우 오디오 단자(HP_R)를 통하여 이어폰(100)의 우 오디오 라인과 연결된다. 따라서 통화 모드에서 휴대폰용 제어 회로부(230)는 LDO 레귤레이터(231)의 출력 전압을 우 오디오 단자(HP_R)를 통하여 이어폰(100)의 우 오디오 라인으로 공급하게 된다.

도 5를 참조하면, 휴대폰(200)이 통화 모드이고 ANC 기능이 enable 상태인 경우, 스위치(SW1)은 단자 a와 단자 c가 연결되도록 스위칭함으로써 우 오디오 라인이 LDO 레귤레이터(153)을 통하여 ANC 회로부(110)의 전원 입력단과 연결된다. 따라서 ANC용 전원이 휴대폰(200)으로부터 우 오디오 라인을 통하여 ANC 회로부(110)로 공급된다. 본 실시예에서는, 휴대폰(200)이 통화 모드인 경우 통화용 마이크(140)를 사용하여야 하므로 마이크 라인을 통하여 전원을 공급하지 않고, 통화 모드에서는 스테레오 출력이 필요 없으므로 두 오디오 라인 중 하나를 전원 공급용으로 사용하는 것이다. 통화용 마이크(140)를 통하여 들어오는 신호는 도시된 바와 같이 마이크 라인을 통하여 오디오 서브시스템(210)의 MIC 단으로 입력된다.

한편, 스위치(SW2)는 좌 오디오 라인과 좌 스피커(122)는 연결되도록, 그러나 우 오디오 라인과 우 스피커(121)는 연결되지 않도록 스위칭함으로써, 우 오디오 라인을 통하여 들어오는 전원이 ANC 회로부(110)에 공급될 수 있도록 한다. 또한 스위치(SW3)는 닫힘 상태가 되어 좌 오디오 라인의 신호가 우 스피커(121)로 전달되도록 한다. 따라서 통화 모드에서는 좌 오디오 라인을 통하여 전달되는 통화 오디오 신호가 우 스피커(121) 및 좌 스피커(122)를 통하여 출력된다. ANC 회로부(110)는 우 오디오 라인 및 스위치(SW1)를 통해 전원이 공급되어 동작하므로, 우 스피커(121) 및 좌 스피커(122)를 통하여 주변의 소음 성분이 제거된 소리가 나오게 된다.

또한, 코딩 및 제어부(152)는 기능 버튼들(S/E, V+, V-, ANC 등)의 눌림에 따라 코딩된 디지털 데이터를 NMOS(N2) 및 우 오디오 라인을 통하여 휴대폰(200)으로 전송한다. 그러면 디코더(232)는 이 데이터를 디코딩하고 아날로그 신호로 변환하여 오디오 서브 시스템(210)에 제공하게 된다. 본 실시예에서 우 오디오 라인을 통하여는 오디오 신호가 전달되지 않으므로, 우 오디오 라인을 통하여 코딩 및 제어부(152)로부터의 데이터가 전달되어도 무방하다.

도 6을 참조하면, 휴대폰(200)이 통화 모드이고 ANC 기능이 disable 상태인 경우, 스위치(SW2), 스위치(SW3), 코딩 및 제어부(152) 등의 동작은 도 5에 관하여 설명한 바와 동일하고, 다만 스위치(SW1)가 열린 상태가 됨으로써 ANC 회로부(110)에 전원이 공급되지 않는 점에서 차이가 있다. 따라서 ANC 회로부(110)가 동작하지 않게 된다. 그러나 제어 회로부(150)에는 우 오디오 라인을 통하여 전원이 공급된다.

본 발명의 실시예에 따른 휴대폰용 이어폰에 의하면, 휴대폰으로부터 ANC 기능을 위한 전원을 공급받으므로, 이어폰에 별도의 배터리가 구비되지 않아 이어폰의 휴대성 및 사용 편의성에 향상을 가져온다.

나아가서, 휴대폰으로부터 전원을 공급받기 때문에, 전원이 요구되는 다양한 기능을 이어폰에서 구현할 수 있다. 예컨대, 이어폰에 LED를 장착하여, 재생되고 있는 음악을 시각적인 음악 비트로 표현할 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에 따른 휴대폰용 이어폰은, 통화 시와 멀티미디어 재생 시에 모두 ANC 기능을 수행할 수 있고, 필요에 따라 ANC 기능을 disable 시킬 수 있는 장점이 있다.

또한 본 발명의 실시예에 따른 휴대폰용 이어폰은, 통화용 마이크와 통화 버튼 또는 볼륨 조절 버튼 등의 기능 버튼을 구비함과 동시에 ANC 기능을 제공할 수 있다.

또한, 기존의 이어폰에 의하면 이어폰의 기능 버튼의 눌림에 따라 아날로그 신호가 이어폰으로부터 휴대폰으로 전송되었으나, 본 발명의 실시예에 따른 휴대폰용 이어폰에 의하면, 이어폰과 휴대폰의 4극 단자를 통하여 이어폰과 휴대폰 간에 디지털 데이터 통신이 가능한 장점이 있다.

나아가서, 이어폰에 구비되는 기능 버튼들에 대응하는 코딩된 디지털 데이터를 휴대폰 측으로 전송할 수 있어서, 이러한 기능 버튼을 이용하여 휴대폰의 게임이나 어플리케이션을 컨트롤 할 수도 있다. 예컨대, 기능 버튼들을 게임에서의 방향 키로 사용하거나, 어플리케이션의 사용자 입력 키로 사용할 수 있다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

삭제
ANC(Active Noise Cancellation) 기능을 가지는 휴대폰용 이어폰에 있어서,
이어폰 주변의 소음 성분을 제거하기 위한 ANC 회로부; 및
휴대폰으로부터 공급되는 ANC용 전원을 상기 ANC 회로부에 전달하는 제어 회로부를 포함하고,
상기 제어 회로부는, 통화용 마이크에 전원을 공급하기 위한 마이크 라인을 통하여 상기 ANC용 전원이 상기 ANC 회로부에 전달되도록 하거나, 상기 휴대폰으로부터의 오디오 출력 신호를 상기 이어폰의 제1 스피커 및 제2 스피커에 각각 전달하기 위한 제1 오디오 라인 및 제2 오디오 라인 중 어느 하나인 제1 오디오 라인을 통하여 상기 ANC용 전원이 상기 ANC 회로부에 전달되도록 하는 것을 특징으로 하는 휴대폰용 이어폰.
제2항에 있어서,
상기 제어 회로부는, 상기 ANC 회로부의 전원 입력단이 상기 마이크 라인과 연결되도록 스위칭하거나, 상기 ANC 회로부의 전원 입력단이 상기 제1 오디오 라인과 연결되도록 스위칭하는 제1 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대폰용 이어폰.
제3항에 있어서,
상기 제1 스위치는, 상기 휴대폰이 통화 모드인 경우 상기 ANC 회로부의 전원 입력단이 상기 제1 오디오 라인과 연결되도록 스위칭하고, 상기 휴대폰이 멀티미디어 재생 모드인 경우 상기 ANC 회로부의 전원 입력단이 상기 마이크 라인과 연결되도록 스위칭하는 것을 특징으로 하는 휴대폰용 이어폰.
제4항에 있어서,
상기 제1 오디오 라인과 상기 제1 스피커와의 연결 및 상기 제2 오디오 라인과 상기 제2 스피커와의 연결을 스위칭하는 제2 스위치를 더 포함하고,
상기 제2 스위치는, 상기 휴대폰이 통화 모드인 경우 상기 제1 오디오 라인과 상기 제1 스피커는 연결되지 않고 상기 제2 오디오 라인과 상기 제2 스피커는 연결되도록 스위칭하고, 상기 휴대폰이 멀티미디어 재생 모드인 경우 상기 제1 오디오 라인과 상기 제1 스피커가 연결되고 상기 제2 오디오 라인과 상기 제2 스피커가 연결되도록 스위칭하는 것을 특징으로 하는 휴대폰용 이어폰.
제5항에 있어서,
상기 제어 회로부는,
상기 제2 스위치와 상기 제1 및 제2 스피커 사이에 마련되어, 상기 휴대폰이 통화 모드인 경우 상기 제2 오디오 라인과 상기 제1 스피커를 연결하는 제3 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대폰용 이어폰.
제3항에 있어서,
상기 제어 회로부는,
상기 ANC 회로부의 전원 입력단과 상기 제1 스위치 사이에 마련되어, 상기 휴대폰으로부터 공급되는 ANC용 전원의 전압을 상기 ANC 회로부가 요구하는 소정 전압으로 변환하는 LDO 레귤레이터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대폰용 이어폰.
제6항에 있어서,
상기 제어 회로부는,
상기 휴대폰이 통화 모드인지 멀티미디어 재생 모드인지 모니터링하여 상기 제1 내지 제3 스위치들의 스위칭을 제어하는 초기화 및 스위칭제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대폰용 이어폰.
제2항에 있어서,
상기 제어 회로부는, 상기 이어폰에 구비되는 기능 버튼의 눌림에 따라 코딩된 디지털 신호를 상기 마이크 라인을 통하여 상기 휴대폰으로 전송하거나, 상기 제1 오디오 라인을 통하여 상기 휴대폰으로 전송하는 것을 특징으로 하는 휴대폰용 이어폰.
제9항에 있어서,
상기 제어 회로부는, 상기 휴대폰이 멀티미디어 재생 모드인 경우 상기 코딩된 디지털 신호를 상기 마이크 라인을 통하여 상기 휴대폰으로 전송하고, 상기 휴대폰이 통화 모드인 경우 상기 코딩된 디지털 신호를 상기 제1 오디오 라인을 통하여 상기 휴대폰으로 전송하는 것을 특징으로 하는 휴대폰용 이어폰.
제2항에 있어서,
상기 휴대폰은,
통화 모드인 경우 상기 ANC용 전원을 상기 제1 오디오 라인에 대응하는 제1 오디오 단자를 통하여 상기 이어폰으로 공급하고, 멀티미디어 재생 모드인 경우 상기 ANC용 전원을 상기 마이크 라인에 대응하는 마이크 단자를 통하여 상기 이어폰으로 공급하는 휴대폰용 제어 회로부를 구비하는 것을 특징으로 하는 휴대폰용 이어폰.
제11항에 있어서,
상기 휴대폰용 제어 회로부는,
배터리로부터 공급되는 전압을 소정 전압으로 변환하는 LDO 레귤레이터;
상기 LDO 레귤레이터의 출력 또는 상기 휴대폰의 제1 오디오 출력을 선택적으로 상기 제1 오디오 단자와 연결하는 제4 스위치; 및
상기 LDO 레귤레이터의 출력을 상기 마이크 단자와 연결하거나 차단하는 제5 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대폰용 이어폰.
제12항에 있어서,
상기 휴대폰이 통화 모드인 경우, 상기 제4 스위치는 상기 LDO 레귤레이터의 출력을 상기 제1 오디오 단자와 연결하고 상기 제5 스위치는 상기 LDO 레귤레이터의 출력을 상기 마이크 단자와 차단하고,
상기 휴대폰이 멀티미디어 재생 모드인 경우 상기 제4 스위치는 상기 제1 오디오 출력을 상기 제1 오디오 단자와 연결하고 상기 제5 스위치는 상기 LDO 레귤레이터의 출력을 상기 마이크 단자와 연결하는 것을 특징으로 하는 휴대폰용 이어폰.
제8항에 있어서,
상기 휴대폰용 이어폰의 상기 초기화 및 스위칭제어부는 상기 마이크 라인을 통하여 이어폰 식별 신호를 상기 휴대폰으로 전송하고,
상기 휴대폰은 상기 이어폰 식별 신호를 수신함으로써 상기 ANC 기능을 가지는 휴대폰용 이어폰이 연결되었음을 인식하는 것을 특징으로 하는 휴대폰용 이어폰.