KR101595964B1 - 볼륨 및 주파수 자동 조절 이어폰 - Google Patents

Abstract

본 발명은 볼륨 및 주파수 자동 조절 이어폰에 관한 것으로서, 외부 소음을 집음하는 마이크와, 외부 소음의 주파수 대역에 대응하여 가변되는 출력 음향의 주파수를 테이블형태로 저장하는 메모리와, 외부 소음의 주파수 대역을 판별하고, 메모리로부터 해당 외부 소음의 주파수 대역에 대응하는 출력 음향의 주파수에 대해 출력제어를 수행하는 컨트롤러와, 출력제어에 대응하는 음향을 출력하는 스피커를 포함한다. 본 발명에 따르면, 외부 소음의 주파수 대역에 따라 출력 음향의 주파수를 가변함으로써 가장 명확한 음향 전달이 이루어질 수 있으며, 궁극적으로 이어폰의 볼륨 조절과 관련하여 사용자의 인의적인 조작이 불필요하므로 사용자 편의성을 향상시킬 수 있다.

Description

볼륨 및 주파수 자동 조절 이어폰{EARPHONE FOR AUTOMATIC CONTROLLING VOLUME AND FREQUENCY}

본 발명은 볼륨 및 주파수 자동 조절 이어폰에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 외부 소음의 주파수 대역에 대응하여 이어폰의 볼륨을 자동으로 조절하는 볼륨 및 주파수 자동 조절 이어폰에 관한 것이다.

최근, 스마트폰을 포함한 다양한 소형기기가 대중화되고 있으며, 웨어러블(Wearable) 기기도 대중화를 앞두고 있다.

이러한 기기들을 이용하여 특히 실외에서 음악, 동영상 및 DMB를 실행하는 경우에 주로 이어폰을 이용하게 된다. 한편, 이어폰은 음악, 동영상 및 DMB에 집중할 수 있도록 외부 소음을 차단하는 구조를 갖는 것이 일반적이다.

그러나, 외부 소음을 차단하는데 한계가 있다. 이에 외부 소음이 이어폰으로 입력될 경우에는 사용자는 자연스럽게 볼륨을 높이게 된다.

이후, 외부 소음이 사라지게 되면 볼륨을 낮추어야 하는데, 사용자는 이를 쉽게 인지하지 못하게 되고, 높여진 볼륨에 익숙해지게 된다. 이는 청력 손실을 유발하는 문제로 발전할 수 있다.

최근 한 연구 결과에 따르면, MP3 플레이어 등을 통해 이어폰을 자주 사용하는 계층인 20대 대학생을 대상으로 청각 실험을 한 결과, 약 70%의 조사대상자가 30대가 가청 가능해야 하는 음높이의 소리를 듣지 못하였으며, 약 30%의 조사대상자가 40대가 가청 가능해야 하는 음높이의 소리를 듣지 못하였다.

이와 같이, 기존 이어폰은 외부 소음에 대하여 능동적으로 대처하지 못하는 단점이 있다.

한편, 이러한 문제를 해결하기 위해 외부 소음에 대응하여 볼륨을 자동 조절하는 기술이 제안된 바 있으나, 이 기술은 단순히 외부 소음 레벨에 대응하여 볼륨을 조절하도록 함으로써 외부 소음의 종류에 효과적으로 대응하지 못하는 단점이 있다.

대한민국 공개실용신안공보 제20-2011-0005930호(공개일 2011.06.15.)

따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 마이크를 통해 외부 소음의 주파수 대역에 따라 출력 음향의 주파수를 가변하여 볼륨을 조절하는 볼륨 및 주파수 자동 조절 이어폰을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 볼륨 및 주파수 자동 조절 이어폰은, 외부 소음을 집음하는 마이크; 상기 외부 소음의 주파수 대역에 대응하여 가변되는 출력 음향의 주파수를 테이블형태로 저장하는 메모리; 상기 외부 소음의 주파수 대역을 판별하고, 상기 메모리로부터 해당 외부 소음의 주파수 대역에 대응하는 출력 음향의 주파수에 대해 출력제어를 수행하는 컨트롤러; 및 출력제어에 대응하는 음향을 출력하는 스피커를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 컨트롤러는, 외부 소음 신호의 주파수를 분석하는 주파수 분석부; 주파수별 레벨을 측정하는 레벨 측정부; 분석된 주파수 및 주파수별 레벨을 입력으로 하고, 현재 출력되는 볼륨 레벨 및 출력 주파수에 대응하여 학습을 수행하는 학습부; 상기 학습부로부터 출력된 학습신호에 대응하여 출력레벨을 조절하는 출력레벨 조절부; 상기 학습부로부터 출력된 학습신호에 대응하여 출력주파수를 조절하는 출력주파수 조절부; 및 상기 출력레벨 조절부, 출력주파수 조절부로부터 출력되는 신호를 조합하는 조합부를 포함한다.

여기에, 상기 컨트롤러는, 현재 출력되는 음향의 주파수 영역 이외의 영역에서 소거주파수를 생성하는 소거주파수 생성부를 더 포함할 수 있다.

한편, 상기 레벨 측정부는 상기 주파수 분석부에서 분리된 대역 신호에 대한 이득값을 측정하여 레벨을 결정하는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 볼륨 및 주파수 자동 조절 이어폰에 따르면, 외부 소음의 주파수 대역에 따라 출력 음향의 주파수를 가변함으로써 가장 명확한 음향 전달이 이루어질 수 있다.

결국 본 발명에 따르면, 이어폰의 볼륨 조절과 관련하여 사용자의 인의적인 조작이 불필요하므로 사용자 편의성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 볼륨 및 주파수 자동 조절 이어폰의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 컨트롤러의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 볼륨 및 주파수 자동 조절 이어폰의 동작흐름도이다.

이하, 본 발명의 볼륨 및 주파수 자동 조절 이어폰에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 볼륨 및 주파수 자동 조절 이어폰의 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 볼륨 및 주파수 자동 조절 이어폰은, 외부 소음을 집음하는 마이크(1)와, 외부 소음의 주파수 대역에 대응하여 가변되는 출력 음향의 주파수를 테이블형태로 저장하는 메모리(2)와, 외부 소음의 주파수 대역을 판별하고, 메모리(2)로부터 해당 외부 소음의 주파수 대역에 대응하는 출력 음향의 주파수에 대해 출력제어를 수행하는 컨트롤러(3)와, 출력제어에 대응하는 음향을 출력하는 스피커(4)를 포함한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 볼륨 및 주파수 자동 조절 이어폰은, 마이크(1)를 통해 외부 소음을 수집하며, 이 때 자신 이어폰의 스피커(4)를 통해 새어나오는 음향도 소음으로 간주하는 것이 바람직하다. 이어서, 외부 소음을 컨트롤러(3)에 입력되며, 이에 컨트롤러(3)에서는 먼저 주파수 대역을 확인하고, 주파수 대역이 확인되면, 메모리(2)에 저장된 테이블을 통해 현재 출력되는 음향의 주파수 및 출력 정도(dB)를 제어하게 된다. 이에 스피커(4)를 통해 제어된 음향의 출력이 이루어지게 되며, 이는 주변 외부 소음의 종류(주파수 대역)에 대응하여 제어가 이루어지게 되므로 사용자의 가청력을 향상시킬 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 컨트롤러의 구성도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 컨트롤러(3)는, 외부 소음 신호의 주파수를 분석하는 주파수 분석부(31)와, 주파수별 레벨을 측정하는 레벨 측정부(32)와, 분석된 주파수 및 주파수별 레벨을 입력으로 하고, 현재 출력되는 볼륨 레벨 및 출력 주파수에 대응하여 학습을 수행하는 학습부(33)와, 학습부(33)로부터 출력된 학습신호에 대응하여 출력레벨을 조절하는 출력레벨 조절부(34)와, 학습부(33)로부터 출력된 학습신호에 대응하여 출력주파수를 조절하는 출력주파수 조절부(35)와, 주파수별 소음을 소거하는 주파수를 생성하는 소거주파수 생성부(36)와, 출력레벨 조절부(34), 출력주파수 조절부(35) 및 소거주파수 생성부(36)로부터 출력되는 신호를 조합하는 조합부(37)를 포함한다.

여기서, 레벨 측정부(32)는 주파수 분석부(31)에서 분리된 대역 신호에 대한 이득값을 측정하여 레벨을 결정한다.

이에 학습부(33)에서는 주파수별 이득값과 사용자가 조절한 볼륨 및 현재 출력되는 주파수를 입력으로 하여 학습이 이루어지게 된다.

한편, 소거주파수 생성부(36)는 컨트롤러(3)에 선택적으로 구성될 수 있으며, 소거주파수는 현재 출력되는 음향의 주파수 영역 이외의 영역에만 출력되는 주파수이다. 즉, 현재 출력되는 음향 이외의 주파수에서만 음향소거가 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.

그러면, 여기서 상기와 같이 구성된 볼륨 및 주파수 자동 조절 이어폰의 동작에 대해 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 볼륨 및 주파수 자동 조절 이어폰의 동작흐름도이다.

도 3을 참조하면, 마이크(1)로 외부 소음이 집음되면(S1), 외부 소음 신호는 컨트롤러(3)로 입력된다(S2).

이에 컨트롤러(3)의 주파수 분석부(31)에서는 외부 소음 신호의 주파수를 분석하고(S3), 레벨 측정부(32)에서는 분석된 주파수별 레벨을 측정한다(S4).

이에 학습부(33)에서는 분석된 주파수 및 주파수별 레벨을 입력으로 하고, 현재 출력되는 볼륨 레벨 및 출력 주파수에 대응하여 학습을 수행한다(S5).

학습 결과에 대응하여 출력레벨 조절부(34)에서는 현재 출력되는 음향의 출력레벨 조절이 이루어짐과 동시에 출력주파수 조절부(35)에서는 현재 출력되는 음향의 출력주파수 조절이 이루어지게 된다. 한편, 출력레벨 및 출력주파수의 조절이 이루어짐과 동시에, 학습 결과에 대응하여 소거주파수 생성부(36)에서는 주파수별 소음을 소거하는 주파수를 생성한다. 이에 출력레벨 및 출력주파수가 조절된 음향이 출력되게 되며, 이와 함께 외부 소음에 대한 소거가 이루어지게 된다(S6). 이 소거주파수는 내부적인 주파수간 상쇄를 이용하는 것이 아니라, 내부적으로 생성된 소거주파수와 외부 소음주파수를 상쇄시키는 것이다. 또한 소거주파수는 현재 출력되는 음향의 주파수 이외의 영역에서만 출력된다.

한편, 학습된 결과는 메모리(2)에 저장되며(S7), 이 때 외부 소음 신호, 현재 볼륨 및 출력 주파수, 조절된 출력레벨 및 출력주파수를 테이블화하여 저장한다.

만약, 외부 소음 신호, 현재 볼륨 및 출력 주파수가 동일하게 입력될 경우에는 학습을 거치지 않고, 메모리(2)에 저장된 출력레벨 및 출력주파수를 출력하여 조절한다.

한편, 사용자가 외부 소음 신호에 대응하여 제어된 결과를 재조절하는 경우에는(S8 ~ S9) 이를 사용자 선호값으로 별도 저장하고(S10), 추후 동일한 외부 소음 신호가 입력될 경우에는 사용자 선호값으로 제어를 수행하는 것이 바람직할 것이다. 이 때, 외부 소음 신호의 동일 여부는 기존 학습된 외부 소음의 설정 범위 내에 있을 경우에 동일하다고 판단하는 것이 바람직하다.

이와 같이 본 발명은, 기존 이어폰이 음원을 정확히 출력하는데 주력하여 사용자의 인터페이스에 능동적으로 대처하지 못하는 단점을 보완할 수 있다. 일례로서, 지하철에서 이어폰을 통해 음악을 감상하고 있을 때, 많은 이용자가 탑승하여 주변의 소음이 발생할 경우 사용자가 볼륨을 조절하고 소음이 사라지면 다시 볼륨을 낮춰야하는 불편함을 없앨 수 있다.

또한, 기존 이어폰 기술이 외부의 소음을 차단할 방법과 소리를 정확히 표현하면서 청력을 보호하는 방법에 대해 개발되었다면, 본 발명은 외부 소음의 주파수 대역에 대응하여 출력 음향의 주파수를 가변함으로써 가청력을 향상시킬 수 있는 방법에 대해 제안하고 있다.

이상에서 몇 가지 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것이 아니고 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다.

1 : 마이크 2 : 메모리
3 : 컨트롤러 31 : 주파수 분석부
32 : 레벨 측정부 33 : 학습부
34 : 출력레벨 조절부 35 : 출력주파수 조절부
36 : 소거주파수 생성부 37 : 조합부
4 : 스피커

Claims (4)

1. 외부 소음을 집음하는 마이크;
   상기 외부 소음의 주파수 대역에 대응하여 가변되는 출력 음향의 주파수를 테이블형태로 저장하는 메모리;
   상기 외부 소음의 주파수 대역을 판별하고, 상기 메모리로부터 해당 외부 소음의 주파수 대역에 대응하는 출력 음향의 주파수에 대해 출력제어를 수행하는 컨트롤러; 및
   출력제어에 대응하는 음향을 출력하는 스피커를 포함하며,
   
   상기 컨트롤러는,
   외부 소음 신호의 주파수를 분석하는 주파수 분석부;
   주파수별 레벨을 측정하는 레벨 측정부;
   분석된 주파수 및 주파수별 레벨을 입력으로 하고, 현재 출력되는 볼륨 레벨 및 출력주파수에 대응하여 학습을 수행하는 학습부;
   상기 학습부로부터 출력된 학습신호에 대응하여 출력레벨을 조절하는 출력레벨 조절부;
   상기 학습부로부터 출력된 학습신호에 대응하여 출력주파수를 조절하는 출력주파수 조절부; 및
   상기 출력레벨 조절부, 출력주파수 조절부로부터 출력되는 신호를 조합하는 조합부를 포함하며,
   
   상기 레벨 측정부는 상기 주파수 분석부에서 분리된 대역 신호에 대한 주파수별 이득값을 측정하여 레벨을 결정하며,
   상기 컨트롤러는, 상기 외부 소음에 대응하여 제어된 결과가 사용자에 의해 재조절되는 경우에, 재조절된 값을 사용자 선호값으로 저장하며,
   상기 컨트롤러는 재조절된 값과 동일한 외부 소음이 입력될 경우 상기 사용자 선호값으로 제어를 수행하며,
   
   상기 학습부는 상기 주파수별 이득값, 상기 사용자 선호값 및 상기 출력주파수를 입력으로 하여 학습이 이루어지는 볼륨 및 주파수 자동 조절 이어폰.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 컨트롤러는, 현재 출력되는 음향의 주파수 영역 이외의 영역에서 소거주파수를 생성하는 소거주파수 생성부를 더 포함하는 볼륨 및 주파수 자동 조절 이어폰.
4. 삭제

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