KR101648042B1 - ANC(Active Noise Cancellation) 기능을 가지는 휴대폰용 이어폰 시스템 - Google Patents

ANC(Active Noise Cancellation) 기능을 가지는 휴대폰용 이어폰 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 휴대폰용 이어폰 시스템은, ANC(Active Noise Cancellation) 기능을 가지는 휴대폰용 이어폰 시스템으로서, 이어폰에 구비되는 스피커, ANC용 마이크 및 음성입력용 마이크; 휴대폰에 구비되는 디지털 오디오 인터페이스로서, 상기 이어폰이 이어폰 잭을 통하여 상기 휴대폰과 연결된 경우, 디지털 오디오 신호를 아날로그 오디오 신호로 변환하고 증폭하여 상기 이어폰 잭을 통해 상기 스피커로 출력하되, 상기 ANC용 마이크에서 수집되어 상기 이어폰 잭을 통해 입력되는 신호를 이용하여 상기 이어폰 주변의 소음을 상쇄시켜 출력하는 디지털 오디오 인터페이스; 상기 이어폰에 구비되는 제1 디지털 코어로서, 상기 이어폰이 상기 이어폰 잭을 통하여 상기 휴대폰과 연결된 경우, 상기 ANC용 마이크에서 수집되는 신호를 상기 이어폰 잭을 통해 상기 디지털 오디오 인터페이스로 전달하는 제1 디지털 코어; 상기 휴대폰에 구비되는 디지털 USB 호스트 인터페이스로서, 상기 이어폰이 USB 커넥터를 통하여 상기 휴대폰과 연결된 경우, 상기 디지털 오디오 신호를 상기 USB 커넥터를 통해 상기 이어폰으로 출력하는 디지털 USB 호스트 인터페이스; 상기 이어폰에 구비되는 제2 디지털 코어로서, 상기 USB 커넥터를 통해 입력되는 상기 디지털 오디오 신호를 출력하되, 상기 ANC용 마이크에서 수집되는 신호를 이용하여 상기 이어폰 주변의 소음을 상쇄시켜 출력하는 제2 디지털 코어; 및 상기 이어폰에 구비되는 ADC 및 증폭 회로부로서, 상기 제2 디지털 코어로부터의 상기 디지털 오디오 신호를 아날로그 오디오 신호로 변환하고 증폭하여 상기 스피커로 출력하는 ADC 및 증폭 회로부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

ANC(Active Noise Cancellation) 기능을 가지는 휴대폰용 이어폰 시스템{Earphone system for mobile phone with Active Noise Cancellation function}
본 발명은 휴대폰용 이어폰에 관한 것으로, 보다 상세하게는 ANC 기능을 가지는 휴대폰용 이어폰 시스템에 관한 것이다.
본 절에서는 반드시 종래 기술만은 아닌 본 발명에 관련된 배경 정보를 제공한다.
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 회로를 구비한다.
기존의 ANC 이어폰에는 ANC 회로를 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.
또한, 전형적인 휴대폰에서 오디오 코덱은 아날로그 오디오 신호를 출력하는데, 아날로그 오디오 신호는 이어폰의 스피커까지 전달되는 과정에서 음질의 왜곡 및 손실이 발생하므로 고음질 구현에 한계가 있다.
이에 본 출원인은 특허출원 제2014-0165267호에서, 휴대폰으로부터 디지털 오디오 신호를 이어폰 잭 또는 USB 커넥터를 통해 입력받고 휴대폰으로부터 ANC 기능을 위한 전원을 공급받음으로써 별도의 배터리가 필요 없으며 음질의 왜곡 및 손실을 최소화하여 고음질을 구현할 수 있는 휴대폰용 이어폰을 제안한 바 있다.
여기서 휴대폰으로부터 USB 커넥터를 통하여 디지털 오디오 신호를 입력받는 경우는 특별한 문제가 되지 않으나, 이어폰 잭을 통하여 디지털 오디오 신호를 입력받고 이어폰에서 ANC 동작을 수행할 경우 이어폰 라인과 이어폰 내에서 디지털 신호가 왜곡될 가능성이 있으며 이어폰 회로의 복잡도가 증가할 우려가 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 ANC 기능을 위한 별도의 배터리 없이 ANC 기능을 제공할 수 있고, 이어폰 라인과 이어폰 내에서 디지털 신호가 왜곡되는 것을 막을 수 있는 휴대폰용 이어폰 시스템을 제공하는 데 있다.
다만 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 이하의 설명으로부터 또 다른 기술적 과제가 도출될 수도 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 휴대폰용 이어폰 시스템은, ANC(Active Noise Cancellation) 기능을 가지는 휴대폰용 이어폰 시스템으로서, 이어폰에 구비되는 스피커, ANC용 마이크 및 음성입력용 마이크; 휴대폰에 구비되는 디지털 오디오 인터페이스로서, 상기 이어폰이 이어폰 잭을 통하여 상기 휴대폰과 연결된 경우, 디지털 오디오 신호를 아날로그 오디오 신호로 변환하고 증폭하여 상기 이어폰 잭을 통해 상기 스피커로 출력하되, 상기 ANC용 마이크에서 수집되어 상기 이어폰 잭을 통해 입력되는 신호를 이용하여 상기 이어폰 주변의 소음을 상쇄시켜 출력하는 디지털 오디오 인터페이스; 상기 이어폰에 구비되는 제1 디지털 코어로서, 상기 이어폰이 상기 이어폰 잭을 통하여 상기 휴대폰과 연결된 경우, 상기 ANC용 마이크에서 수집되는 신호를 상기 이어폰 잭을 통해 상기 디지털 오디오 인터페이스로 전달하는 제1 디지털 코어; 상기 휴대폰에 구비되는 디지털 USB 호스트 인터페이스로서, 상기 이어폰이 USB 커넥터를 통하여 상기 휴대폰과 연결된 경우, 상기 디지털 오디오 신호를 상기 USB 커넥터를 통해 상기 이어폰으로 출력하는 디지털 USB 호스트 인터페이스; 상기 이어폰에 구비되는 제2 디지털 코어로서, 상기 USB 커넥터를 통해 입력되는 상기 디지털 오디오 신호를 출력하되, 상기 ANC용 마이크에서 수집되는 신호를 이용하여 상기 이어폰 주변의 소음을 상쇄시켜 출력하는 제2 디지털 코어; 및 상기 이어폰에 구비되는 ADC 및 증폭 회로부로서, 상기 제2 디지털 코어로부터의 상기 디지털 오디오 신호를 아날로그 오디오 신호로 변환하고 증폭하여 상기 스피커로 출력하는 ADC 및 증폭 회로부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 이어폰이 상기 이어폰 잭을 통하여 상기 휴대폰과 연결되면, 상기 제1 디지털 코어는 상기 이어폰 잭을 통하여 상기 디지털 오디오 인터페이스로 상기 이어폰의 식별 정보를 전송할 수 있다.
상기 제1 디지털 코어는, 상기 이어폰이 상기 이어폰 잭을 통하여 상기 휴대폰과 연결되고 상기 휴대폰이 멀티미디어 재생 모드이며 ANC 온(ON) 모드인 경우, 상기 휴대폰으로부터 상기 이어폰 잭의 마이크 라인을 통해 공급되는 전원으로 상기 ANC용 마이크를 동작시킬 수 있다.
상기 제1 디지털 코어는, 상기 이어폰이 상기 이어폰 잭을 통하여 상기 휴대폰과 연결되고 상기 휴대폰이 통화 모드이며 ANC 온(ON) 모드인 경우, 상기 휴대폰으로부터 상기 이어폰 잭의 마이크 라인을 통해 공급되는 전원으로 상기 ANC용 마이크 및 상기 음성입력용 마이크를 동작시킬 수 있다.
상기 휴대폰용 이어폰 시스템은 상기 이어폰에 구비되는 센서를 더 포함하고, 상기 제1 디지털 코어는, 상기 이어폰이 상기 이어폰 잭을 통하여 상기 휴대폰과 연결된 경우 상기 센서로부터 입력되는 신호를 상기 이어폰 잭을 통하여 상기 디지털 오디오 인터페이스로 전송할 수 있다.
상기 ADC 및 증폭 회로부는, 상기 ANC용 마이크에서 수집되는 신호를 증폭하고 디지털 신호로 변환하여 상기 제1 디지털 코어 또는 상기 제2 디지털 코어로 제공할 수 있다.
상기 이어폰이 상기 USB 커넥터를 통하여 상기 휴대폰과 연결되면, 상기 제2 디지털 코어는 상기 USB 커넥터를 통하여 상기 디지털 USB 호스트 인터페이스로 상기 이어폰의 식별 정보를 전송할 수 있다.
상기 휴대폰용 이어폰 시스템은 상기 이어폰에 구비되는 LDO(low drop-out)부로서, 상기 이어폰이 상기 USB 커넥터를 통하여 상기 휴대폰과 연결되고 상기 휴대폰이 멀티미디어 재생 모드이며 ANC 온(ON) 모드인 경우, 상기 휴대폰으로부터 상기 USB 커넥터의 VDD 라인을 통해 전원을 공급받아 일정한 전압을 출력하여 상기 ANC용 마이크에 제공하는 LDO부를 더 포함할 수 있다.
상기 휴대폰용 이어폰 시스템은 상기 이어폰에 구비되는 LDO(low drop-out)부로서, 상기 이어폰이 상기 USB 커넥터를 통하여 상기 휴대폰과 연결되고 상기 휴대폰이 통화 모드이며 ANC 온(ON) 모드인 경우, 상기 휴대폰으로부터 상기 USB 커넥터의 VDD 라인을 통해 전원을 공급받아 일정한 전압을 출력하여 상기 ANC용 마이크 및 상기 음성입력용 마이크에 제공하는 LDO부를 더 포함할 수 있다.
상기 휴대폰용 이어폰 시스템은 상기 이어폰에 구비되는 센서를 더 포함하고, 상기 제2 디지털 코어는, 상기 이어폰이 상기 USB 커넥터를 통하여 상기 휴대폰과 연결된 경우 상기 센서로부터 입력되는 신호를 상기 USB 커넥터를 통하여 상기 디지털 USB 호스트 인터페이스로 전송할 수 있다.
상기된 본 발명에 의하면, ANC 기능을 위한 별도의 배터리 없이 ANC 기능을 제공할 수 있고, 이어폰 라인과 이어폰 내에서 디지털 신호가 왜곡되는 것을 막을 수 있는 장점 등이 있다.
다만 본 발명의 효과는 상기된 바와 같은 효과로 한정되지 않으며, 이하의 설명으로부터 또 다른 기술적 효과가 도출될 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대폰용 이어폰(이하, 이어폰이라 함)을 포함하는 휴대폰용 이어폰 시스템의 구성을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이어폰이 이어폰 잭(130)을 통하여 휴대폰(100)과 연결된 경우의 초기 구동 동작을 보여준다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이어폰이 이어폰 잭(130)을 통하여 휴대폰(100)과 연결된 경우, 휴대폰이 멀티미디어 재생 모드이고 이어폰이 ANC 온(ON) 모드인 경우의 동작을 보여준다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 이어폰이 이어폰 잭(130)을 통하여 휴대폰(100)과 연결된 경우, 휴대폰이 멀티미디어 재생 모드이고 ANC 오프(OFF) 모드인 경우의 동작을 보여준다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 이어폰이 이어폰 잭(130)을 통하여 휴대폰(100)과 연결된 경우, 휴대폰이 통화 모드이고 ANC 온(ON) 모드인 경우의 동작을 보여준다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 이어폰이 이어폰 잭(130)을 통하여 휴대폰(100)과 연결된 경우, 휴대폰이 통화 모드이고 ANC 오프(OFF) 모드인 경우의 동작을 보여준다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 이어폰이 이어폰 잭(130)을 통하여 휴대폰(100)과 연결된 경우, 센서(310)로부터 신호가 입력되는 경우의 동작을 보여준다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 이어폰이 이어폰 잭(130)을 통하여 휴대폰(100)과 연결된 경우, 휴대폰(100)이 디폴트 상태이고 ANC 온(ON) 모드인 경우의 동작을 보여준다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 이어폰이 USB 커넥터(140)를 통하여 휴대폰(100)과 연결된 경우의 초기 구동 동작을 보여준다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 이어폰이 USB 커넥터(140)를 통하여 휴대폰(100)과 연결된 경우, 휴대폰이 멀티미디어 재생 모드이고 ANC 온(ON) 모드인 경우의 동작을 보여준다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 이어폰이 USB 커넥터(140)를 통하여 휴대폰(100)과 연결된 경우, 휴대폰이 멀티미디어 재생 모드이고 ANC 오프(OFF) 모드인 경우의 동작을 보여준다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 이어폰이 USB 커넥터(140)를 통하여 휴대폰(100)과 연결된 경우, 휴대폰이 통화 모드이고 이어폰이 ANC 온(ON) 모드인 경우의 동작을 보여준다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 이어폰이 USB 커넥터(140)를 통하여 휴대폰(100)과 연결된 경우, 휴대폰이 통화 모드이고 ANC 오프(OFF) 모드인 경우의 동작을 보여준다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 이어폰이 USB 커넥터(140)를 통하여 휴대폰(100)과 연결된 경우, 센서(310)로부터 신호가 입력되는 경우의 동작을 보여준다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 이어폰이 USB 커넥터(140)를 통하여 휴대폰(100)과 연결된 경우, 휴대폰(100)이 디폴트 상태이고 ANC 온(ON) 모드인 경우의 동작을 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)을 포함하는 휴대폰용 이어폰 시스템의 구성을 나타낸다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 이어폰은 이어폰 모듈(200), 좌우 스피커(290, 280) ANC용 마이크(260_1,2, 250_1,2), 음성입력용 마이크(270), 사용자 인터페이스 모듈(300)을 포함하여 이루어진다.
본 실시예에 따른 이어폰은 휴대폰(100)에 연결될 수 있으며, 휴대폰(100)은 어플리케이션 프로세서(110), 디지털 오디오 인터페이스(120), 이어폰 잭(130), USB 커넥터(140)를 구비할 수 있다.
어플리케이션 프로세서(110)는 휴대폰(100)의 이른바 중앙처리장치로서, CPU 기능, GPU 기능 등을 수행하며, 통화 모드 또는 멀티미디어 재생 모드에서 디지털 오디오 신호를 제공한다.
이어폰이 이어폰 잭(130)을 통하여 휴대폰(100)과 연결된 경우, 어플리케이션 프로세서(110)는 디지털 오디오 신호를 디지털 오디오 인터페이스(120)로 제공하고, 디지털 오디오 인터페이스(120)가 구동된다.
이어폰 잭(130)은 예컨대 4극 잭으로서, 마이크 라인(MIC), 좌스피커 라인(L), 우스피커 라인(R)을 통해 이어폰 모듈(200)과 휴대폰(100)을 연결하며, 마이크 라인(MIC), 좌스피커 라인(L), 우스피커 라인(R) 각각에 대응하는 단자들과 접지 단자를 가진다. 이어폰 잭(130)은 예컨대 3.5파이 잭일 수 있다.
디지털 오디오 인터페이스(120)는 어플리케이션 프로세서(110)로부터 입력되는 디지털 오디오 신호를 아날로그 오디오 신호로 변환하고 증폭하여, 좌오디오 신호와 우오디오 신호를 이어폰 잭(130)의 좌스피커 라인(L)과 우스피커 라인(R)을 통해 좌우 스피커(290, 280)로 직접 출력한다.
디지털 오디오 인터페이스(120)는 마이크 바이어스 공급부(121)에서 이어폰 잭(130)의 마이크 라인(MIC)을 통해 이어폰의 후술할 제1 디지털 코어(210), ANC용 마이크(260_1,2, 250_1,2), 음성입력용 마이크(270) 등의 구동을 위한 전원을 공급한다.
디지털 오디오 인터페이스(120)는 이어폰의 제1 디지털 코어(210)로부터 ANC용 마이크(260_1,2, 250_1,2)에서 수집된 신호 또는 음성입력용 마이크(270)의 신호를 이어폰 잭(130)의 마이크 라인(MIC)을 통해 수신한다.
디지털 오디오 인터페이스(120)는 오디오 코덱과 더불어 ANC 엔진을 보유하며, ANC 온(ON) 모드인 경우 오디오 신호를 출력할 때에 ANC용 마이크(260_1,2, 250_1,2)에서 수집된 신호를 이용하여 이어폰 주변의 소음을 상쇄시켜 출력한다.
또한 디지털 오디오 인터페이스(120)는 이어폰의 제1 디지털 코어(210)로부터 버튼 감지 신호, 센서 신호 등을 이어폰 잭(130)의 마이크 라인(MIC)을 통해 수신할 수 있다.
경로 제어부(122)는 마이크 바이어스 공급부(121)에서 공급되는 전원을 이어폰 잭(130)의 마이크 라인(MIC)으로 전달하고, 이어폰 잭(130)의 마이크 라인(MIC)을 통해 들어오는 ANC용 마이크 신호, 버튼 감지 신호, 센서 신호, 음성입력용 마이크 신호를 디지털 오디오 인터페이스(120)의 해당 입력단자로 전달하는 역할을 한다.
이어폰이 USB 커넥터(140)를 통하여 휴대폰(100)과 연결된 경우, 어플리케이션 프로세서(110) 내의 디지털 USB 호스트 인터페이스(111)가 구동되고 디지털 USB 호스트 인터페이스(111)는 디지털 오디오 신호를 USB 커넥터(140)로 제공한다.
USB 커넥터(140)는 VDD 라인, D+ 라인, D- 라인을 통해 이어폰 모듈(200)과 휴대폰(100)을 연결하며, VDD 라인, D+ 라인, D- 라인 각각에 대응하는 단자들과 접지 단자를 가진다. USB 커넥터(140)는 예컨대 USB 2.0 커넥터일 수 있다.
디지털 USB 호스트 인터페이스(111)는 USB 커넥터(140)의 VDD 라인을 통해 이어폰의 후술할 USB 디지털 인터페이스(220)와 제2 디지털 코어(230), ANC용 마이크(260_1,2, 250_1,2), 음성입력용 마이크(270) 등의 구동을 위한 전원을 공급한다.
디지털 USB 호스트 인터페이스(111)는 이어폰으로 USB 커넥터(140)의 D+, D- 라인을 통해 좌우 오디오 신호 및 클록 신호를 출력하고, 이어폰과 디지털 데이터를 송수신한다. 예컨대 D+ 라인을 통해 좌오디오 신호 및 클록 신호를 출력하고, D- 라인을 통해 우오디오 신호를 출력 및 디지털 데이터를 송수신할 수 있다. 또는 D- 라인을 통해 좌오디오 신호를 출력 및 디지털 데이터를 송수신하고, D+ 라인을 통해 우오디오 신호 및 클록 신호를 출력할 수도 있다.
이어폰 모듈(200)은 제1 디지털 코어(210), USB 디지털 인터페이스(220), 제2 디지털 코어(230), LDO(low drop-out)부(235), ADC 및 증폭 회로부(240), 센서 인터페이스(311), 버튼 감지부(321)를 포함한다. 이러한 이어폰 모듈(200)은 하나의 집적회로칩 또는 여러 개의 집적회로칩들로 구현될 수 있다. 사용자 인터페이스 모듈(300)은 센서(310), 기능 버튼(320)을 포함한다.
제1 디지털 코어(210)는 디지털 오디오 인터페이스(120)로부터 이어폰 잭(130)의 마이크 라인(MIC)을 통해 공급되는 전원을 바이어스 회로(Bias R, Bias L, Bias V)에 공급하여 ANC용 마이크(260_1,2, 250_1,2), 음성입력용 마이크(270)를 구동시킨다.
제1 디지털 코어(210)는, ANC용 마이크(260_1,2, 250_1,2)에서 수집되어 ADC 및 증폭 회로부(240)에서 증폭 및 디지털 신호로 변환된 신호를 입력받아 이어폰 잭(130)의 마이크 라인(MIC)을 통해 휴대폰(100)의 디지털 오디오 인터페이스(120)로 전달한다.
그리고 제1 디지털 코어(210)는, 음성입력용 마이크(270)를 통해 입력되어 ADC 및 증폭 회로부(240)에서 증폭 및 디지털 신호로 변환된 신호를 입력받아 이어폰 잭(130)의 마이크 라인(MIC)을 통해 휴대폰(100)의 디지털 오디오 인터페이스(120)로 전달한다.
또한 제1 디지털 코어(210)는 센서(310)로부터 센서 인터페이스(311)를 통해 입력되는 센서 신호 및 기능 버튼(320)으로부터 버튼 감지부(321)를 통해 입력되는 버튼 감지 신호를 이어폰 잭(130)의 마이크 라인(MIC)을 통해 디지털 오디오 인터페이스(120)로 전달한다.
USB 디지털 인터페이스(220)는 USB 커넥터(140)의 D+라인, D- 라인을 통해 휴대폰(100)의 디지털 USB 호스트 인터페이스(111)와 좌우오디오 신호, 클록 신호, 디지털 데이터 등의 디지털 신호를 송수신한다.
LDO부(235)는 USB 커넥터(140)의 VDD 라인을 통해 전원을 공급받아 일정한 전압을 출력하여 USB 디지털 인터페이스(220), 제2 디지털 코어(230), ADC 및 증폭 회로부(240), 센서(300) 등에 제공한다.
제2 디지털 코어(230)는 휴대폰(100)의 디지털 USB 호스트 인터페이스(111)로부터 USB 커넥터(140)의 D+, D- 라인을 통해 USB 디지털 인터페이스(220)를 거쳐 들어오는 디지털 오디오 신호를 ADC 및 증폭 회로부(240)로 출력한다. 제2 디지털 코어(230)는 ANC 엔진을 보유하며, ANC 온(ON) 모드인 경우 오디오 신호를 출력할 때에 ANC용 마이크(260_1,2, 250_1,2)에서 수집된 신호를 이용하여 이어폰 주변의 소음을 상쇄시켜 출력한다.
또한 제2 디지털 코어(230)는 센서(310)로부터 센서 인터페이스(311)를 통해 입력되는 센서 신호 및 기능 버튼(320)으로부터 버튼 감지부(321)를 통해 입력되는 버튼 감지 신호를 USB 디지털 인터페이스(220)를 거쳐 USB 커넥터(140)의 D+라인 또는 D- 라인을 통해 휴대폰(100)의 디지털 USB 호스트 인터페이스(111)로 전송한다.
ADC 및 증폭 회로부(240)는 ANC용 마이크(260_1,2, 250_1,2)로부터 입력되는 신호를 증폭 및 디지털 아날로그 변환하여 제1 디지털 코어(210) 또는 제2 디지털 코어(230)로 제공하고, 음성입력용 마이크(270)로부터 입력되는 신호를 증폭 및 디지털 아날로그 변환하여 제1 디지털 코어(210) 또는 제2 디지털 코어(230)로 제공한다. 또한 ADC 및 증폭 회로부(240)는 이어폰이 USB 커넥터(140)를 통해 휴대폰(100)과 연결된 경우에 제2 디지털 코어(230)로부터 입력되는 디지털 오디오 신호를 디지털 아날로그 변환 및 증폭하여 좌우 스피커(290, 280)로 출력한다.
ADC 및 증폭 회로부(240)는 도시된 바와 같이 ANC용 마이크(260_1,2, 250_1,2), 좌우 스피커(290, 280), 음성입력용 마이크(270) 각각에 대응하는 아날로그 증폭기와 아날로그 디지털 컨버터(ADC) 또는 디지털 아날로그 컨버터(DAC), 그리고 제1 디지털 코어(210) 또는 LDO부(235)로부터 입력되는 전압을 각각 ANC용 마이크(260_1,2, 250_1,2) 및 음성입력용 마이크(270)에 공급하는 바이어스 회로(Bias R, Bias L, Bias V)를 포함할 수 있다.
센서(310)는 이어폰에 부착 또는 내장 가능한 것으로서, 사용자의 동작 또는 상태, 주변 상태 등을 감지하는 센서일 수 있다. 예컨대, 센서(310)는 모션 센서, 가속도 센서, 자이로 센서, 조도 센서, 온도 센서, 지문인식 센서, 헬스케어 센서 등을 포함할 수 있다. 센서(310)에서 생성된 센서 신호는 센서 인터페이스(311)를 통해 제1 디지털 코어(210) 또는 제2 디지털 코어(230)로 전달된다.
기능 버튼(320)은 사용자가 이어폰 또는 휴대폰을 제어할 수 있도록 하는 물리적인 버튼으로서, 예컨대 통화/종료 버튼, ANC On/Off 버튼, 볼륨업 버튼, 볼륨다운 버튼 등을 포함할 수 있다. ANC On/Off 기능은 휴대폰(100)에서 제어할 수 있도록 구현될 수도 있다. 버튼 감지부(321)는 기능 버튼(320)을 감지하여 버튼 감지 신호를 생성하고 이를 제1 디지털 코어(210) 또는 제2 디지털 코어(230)로 전달한다.
이하에서는, 도 2 내지 15를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 이어폰의 동작에 관하여 보다 구체적으로 설명한다. 도 2 내지 15를 참조하면, 이어폰의 구성요소들과 휴대폰의 구성요소들 간의 신호 전달 경로들을 활성화(Active) 상태와 비활성화(Inactive) 상태로 구분하여 표시하였다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이어폰이 이어폰 잭(130)을 통하여 휴대폰(100)과 연결된 경우의 초기 구동 동작을 보여준다.
이어폰이 이어폰 잭(130)을 통하여 휴대폰(100)과 연결되면, 제1 디지털 코어(210)는 이어폰 잭(130)의 마이크 라인(MIC)을 통하여 휴대폰(100)의 디지털 오디오 인터페이스(120)로 이어폰의 식별 정보를 전송한다. 여기서 이어폰의 식별 정보는 본 발명의 실시예에 따른 이어폰이 연결되었음을 휴대폰으로 알리기 위한 것으로, 예컨대 미리 정의된 아이디일 수 있다.
휴대폰(100)의 디지털 오디오 인터페이스(120)는 이어폰으로부터 전송되는 이 식별 정보를 확인함으로써 본 발명의 실시예에 따른 이어폰이 연결되었음을 인식할 수 있다.
이어폰으로부터 들어온 식별 정보를 통하여 본 발명의 실시예에 따른 이어폰이 연결되었음이 인식되면, 디지털 오디오 인터페이스(120)의 마이크 바이어스 공급부(121)는 이어폰 잭(130)의 마이크 라인(MIC)을 통하여 이어폰의 제1 디지털 코어(210)로 전원을 공급한다. 그러면 제1 디지털 코어(210)는 그것이 가지고 있는 기능을 수행할 준비를 하게 된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이어폰이 이어폰 잭(130)을 통하여 휴대폰(100)과 연결된 경우, 휴대폰이 멀티미디어 재생 모드이고 이어폰이 ANC 온(ON) 모드인 경우의 동작을 보여준다.
멀티미디어 재생 모드는 휴대폰(100)에 저장되어 있는 멀티미디어 파일을 재생하거나 휴대폰(100)에 수신되는 스트리밍 데이터를 재생할 때의 모드를 의미한다. ANC 온(ON) 모드 및 오프(OFF) 모드는 기능 버튼(320) 중 ANC On/Off 버튼의 상태/입력 또는 휴대폰(100)에 마련되는 ANC On/Off 버튼의 상태/입력에 따라 정해질 수 있다.
도 3을 참조하면, 디지털 오디오 인터페이스(120)의 마이크 바이어스 공급부(121)는 이어폰 잭(130)의 마이크 라인(MIC)을 통하여 이어폰의 제1 디지털 코어(210)로 전원을 공급한다. 제1 디지털 코어(210)는 바이어스 회로(Bias R, Bias L)에 전원을 공급하여 ANC용 마이크(260_1,2, 250_1,2)를 구동시키고, 스위치(211)를 오프(OFF) 상태로 함으로써 바이어스 회로(Bias V)에 전원을 차단하여 음성입력용 마이크(270)가 구동되지 않도록 한다. ADC 및 증폭 회로부(240)는 ANC용 마이크(260_1,2, 250_1,2)에서 수집되는 신호를 증폭 및 디지털 신호로 변환하여 제1 디지털 코어(210)로 제공하고, 제1 디지털 코어(210)는 이 신호를 이어폰 잭(130)의 마이크 라인(MIC)을 통하여 디지털 오디오 인터페이스(120)에 전달한다.
디지털 오디오 인터페이스(120)는 어플리케이션 프로세서(110)로부터 입력되는 멀티미디어 오디오 신호에서 ANC용 마이크(260_1,2, 250_1,2)에서 수집된 신호를 이용하여 이어폰 주변의 소음을 상쇄시키고, 이를 디지털 아날로그 변환 및 증폭하여, 이어폰 잭(130)의 좌스피커 라인(L)과 우스피커 라인(R)을 통해 좌우 스피커(290, 280)로 직접 출력한다.
한편, 제1 디지털 코어(210)는 버튼 감지부(321)를 통해 입력되는 버튼 감지 신호를 이어폰 잭(130)의 마이크 라인(MIC)을 통해 디지털 오디오 인터페이스(120)에 전달한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 이어폰이 이어폰 잭(130)을 통하여 휴대폰(100)과 연결된 경우, 휴대폰이 멀티미디어 재생 모드이고 ANC 오프(OFF) 모드인 경우의 동작을 보여준다. 여기서는 편의상 도 3의 경우와 차이가 있는 부분에 대하여만 설명하기로 한다.
ANC 오프(OFF) 모드인 경우, 제1 디지털 코어(210)는 바이어스 회로(Bias R, Bias L)에 전원을 차단함으로써 ANC용 마이크(260_1,2, 250_1,2)의 동작을 중지시킨다. 디지털 오디오 인터페이스(120) 역시 ANC 기능을 수행하지 않는다.
따라서 디지털 오디오 인터페이스(120)는 멀티미디어 오디오 신호를 ANC 처리 없이 디지털 아날로그 변환 및 증폭하여, 이어폰 잭(130)의 좌스피커 라인(L)과 우스피커 라인(R)을 통해 좌우 스피커(290, 280)로 직접 출력한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 이어폰이 이어폰 잭(130)을 통하여 휴대폰(100)과 연결된 경우, 휴대폰이 통화 모드이고 ANC 온(ON) 모드인 경우의 동작을 보여준다.
통화 모드는 휴대폰(100)으로 음성 통화 또는 영상 통화를 수행할 때의 모드를 의미한다.
도 5를 참조하면, 디지털 오디오 인터페이스(120)의 마이크 바이어스 공급부(121)는 이어폰 잭(130)의 마이크 라인(MIC)을 통하여 이어폰의 제1 디지털 코어(210)로 전원을 공급한다. 제1 디지털 코어(210)는 바이어스 회로(Bias R, Bias L)에 전원을 공급하여 ANC용 마이크(260_1,2, 250_1,2)를 구동시키고, 스위치(211)를 온(ON) 시킴으로써 바이어스 회로(Bias V)에 전원을 공급하여 음성입력용 마이크(270)를 구동시킨다. ADC 및 증폭 회로부(240)는 ANC용 마이크(260_1,2, 250_1,2)에서 수집되는 신호를 증폭 및 디지털 신호로 변환하여 제1 디지털 코어(210)로 제공하고, 음성입력용 마이크(270)를 통해 입력되는 신호를 증폭 및 디지털 신호로 변환하여 제1 디지털 코어(210)로 제공한다. 제1 디지털 코어(210)는 ANC용 마이크(260_1,2, 250_1,2)에서 수집된 신호와 음성입력용 마이크(270)를 통해 입력된 신호를 이어폰 잭(130)의 마이크 라인(MIC)을 통하여 디지털 오디오 인터페이스(120)의 해당 입력 단자로 제공한다.
디지털 오디오 인터페이스(120)는 어플리케이션 프로세서(110)로부터 입력되는 통화 오디오 신호에서 ANC용 마이크(260_1,2, 250_1,2)에서 수집된 신호를 이용하여 이어폰 주변의 소음을 상쇄시키고, 이를 디지털 아날로그 변환 및 증폭하여, 이어폰 잭(130)의 좌스피커 라인(L)과 우스피커 라인(R)을 통해 좌우 스피커(290, 280)로 직접 출력한다.
한편, 제1 디지털 코어(210)는 버튼 감지부(321)를 통해 입력되는 버튼 감지 신호를 이어폰 잭(130)의 마이크 라인(MIC)을 통해 디지털 오디오 인터페이스(120)에 전달한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 이어폰이 이어폰 잭(130)을 통하여 휴대폰(100)과 연결된 경우, 휴대폰이 통화 모드이고 ANC 오프(OFF) 모드인 경우의 동작을 보여준다. 여기서는 편의상 도 5의 경우와 차이가 있는 부분에 관하여만 설명하기로 한다.
ANC 오프(OFF) 모드인 경우, 제1 디지털 코어(210)는 바이어스 회로(Bias R, Bias L)에 전원을 차단함으로써 ANC용 마이크(260_1,2, 250_1,2)의 동작을 중지시킨다. 디지털 오디오 인터페이스(120) 역시 ANC 기능을 수행하지 않는다.
따라서 디지털 오디오 인터페이스(120)는 통화 오디오 신호를 ANC 처리 없이 디지털 아날로그 변환 및 증폭하여, 이어폰 잭(130)의 좌스피커 라인(L)과 우스피커 라인(R)을 통해 좌우 스피커(290, 280)로 직접 출력한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 이어폰이 이어폰 잭(130)을 통하여 휴대폰(100)과 연결된 경우, 센서(310)로부터 신호가 입력되는 경우의 동작을 보여준다.
제1 디지털 코어(210)는 센서(310)로부터 센서 인터페이스(311)를 통해 센서 신호가 입력되면, 센서 신호를 이어폰 잭(130)의 마이크 라인(MIC)을 통해 휴대폰(100)의 디지털 오디오 인터페이스(120)로 전송한다. 디지털 오디오 인터페이스(120)는 이 센서 신호를 어플리케이션 프로세서(110)로 전달한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 이어폰이 이어폰 잭(130)을 통하여 휴대폰(100)과 연결된 경우, 휴대폰(100)이 디폴트 상태이고 ANC 온(ON) 모드인 경우의 동작을 보여준다. 디폴트 상태란 휴대폰(100)이 멀티미디어 재생 모드도 아니고 통화 모드도 아닌 상태를 의미한다.
이어폰이 이어폰 잭(130)을 통하여 휴대폰(100)과 연결되어 있으므로, 전원이 디지털 오디오 인터페이스(120)의 마이크 바이어스 공급부(121)로부터 이어폰 잭(130)의 마이크 라인(MIC)을 통하여 제1 디지털 코어(210)로 공급된다.
제1 디지털 코어(210)는 바이어스 회로(Bias R, Bias L)에 전원을 공급하여 ANC용 마이크(260_1,2, 250_1,2)를 구동시키고, 스위치(211)를 오프(OFF) 상태로 함으로써 바이어스 회로(Bias V)에 전원을 차단하여 음성입력용 마이크(270)가 구동되지 않도록 한다. ADC 및 증폭 회로부(240)는 ANC용 마이크(260_1,2, 250_1,2)에서 수집되는 신호를 증폭 및 디지털 신호로 변환하여 제1 디지털 코어(210)로 제공하고, 제1 디지털 코어(210)는 이 신호를 이어폰 잭(130)의 마이크 라인(MIC)을 통하여 디지털 오디오 인터페이스(120)에 전달한다.
디지털 오디오 인터페이스(120)의 ANC 엔진은, ANC용 마이크(260_1,2, 250_1,2)에서 수집된 신호를 이용하여 이어폰 주변의 소음을 상쇄시키는 신호를 생성하고, 이를 디지털 아날로그 변환 및 증폭하여, 이어폰 잭(130)의 좌스피커 라인(L)과 우스피커 라인(R)을 통해 좌우 스피커(290, 280)로 직접 출력한다.
이와 같이 휴대폰(100)이 디폴트 상태에서 ANC 온(ON) 모드로 설정하고 사용자가 이어폰을 귀에 꽂으면, ANC 기능을 이용하여 사용자는 주변의 소음으로부터 차단될 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 이어폰이 USB 커넥터(140)를 통하여 휴대폰(100)과 연결된 경우의 초기 구동 동작을 보여준다.
이어폰이 USB 커넥터(140)을 통하여 휴대폰(100)과 연결되면, 제2 디지털 코어(230)는 USB 디지털 인터페이스(220)를 거쳐 USB 커넥터(140)의 D+라인 또는 D- 라인을 통해 디지털 USB 호스트 인터페이스(111)로 이어폰의 식별 정보를 전송한다. 여기서 이어폰의 식별 정보는 ANC 기능을 가지는 본 발명의 실시예에 따른 이어폰이 연결되었음을 휴대폰으로 알리기 위한 것으로, 예컨대 미리 정의된 아이디일 수 있다.
휴대폰(100)의 디지털 USB 호스트 인터페이스(111)는 이어폰으로부터 전송되는 이 식별 정보를 확인함으로써 본 발명의 실시예에 따른 이어폰이 연결되었음을 인식할 수 있다.
이어폰으로부터 들어온 식별 정보를 통하여 본 발명의 실시예에 따른 이어폰이 연결되었음이 인식되면, 디지털 USB 호스트 인터페이스(111)는 VDD 라인을 통하여 LDO부(235)로 전원을 공급한다. 그러면 LDO부(235)는 일정한 전압을 출력하여 USB 디지털 인터페이스(220), 제2 디지털 코어(230) 등에 제공하고, 제2 디지털 코어(230) 등은 그것이 가지고 있는 기능을 수행할 준비를 하게 된다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 이어폰이 USB 커넥터(140)를 통하여 휴대폰(100)과 연결된 경우, 휴대폰이 멀티미디어 재생 모드이고 ANC 온(ON) 모드인 경우의 동작을 보여준다.
도 10을 참조하면, 디지털 USB 호스트 인터페이스(111)에서 출력되는 멀티미디어 신호의 좌오디오 신호와 우오디오 신호는 USB 커넥터(140)의 D+ 라인과 D- 라인을 통해 USB 디지털 인터페이스(220)를 거쳐 제2 디지털 코어(230)로 입력된다.
VDD 라인을 통해 전원을 공급받은 LDO부(235)는 바이어스 회로(Bias R, Bias L)에 일정한 전압을 공급하여 ANC용 마이크(260_1,2, 250_1,2)를 구동시키고, ADC 및 증폭 회로부(240)는 ANC용 마이크(260_1,2, 250_1,2)에서 수집되는 신호를 증폭 및 디지털 신호로 변환하여 제2 디지털 코어(230)로 제공한다.
제2 디지털 코어(230)는 ANC용 마이크(260_1,2, 250_1,2)를 통하여 수집된 신호를 이용하여 좌오디오 신호와 우오디오 신호에 대하여 이어폰 주변의 소음을 상쇄시키는 동작을 수행하고, 이렇게 처리된 좌오디오 신호와 우오디오 신호를 ADC 및 증폭 회로부(240)로 출력한다. 제2 디지털 코어(230)로부터의 좌오디오 신호와 우오디오 신호는 ADC 및 증폭 회로부(240)에서 디지털 아날로그 변환 및 증폭된 후 좌우 스피커(290, 280)를 통해 출력된다.
한편, 제2 디지털 코어(230)는 버튼 감지부(321)를 통해 입력되는 버튼 감지 신호를 USB 디지털 인터페이스(220)를 거쳐 USB 커넥터(140)의 D+ 라인 또는 D- 라인을 통해 디지털 USB 호스트 인터페이스(111)로 전송한다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 이어폰이 USB 커넥터(140)를 통하여 휴대폰(100)과 연결된 경우, 휴대폰이 멀티미디어 재생 모드이고 ANC 오프(OFF) 모드인 경우의 동작을 보여준다. 여기서는 편의상 도 10의 경우와 차이가 있는 부분에 대하여만 설명하기로 한다.
ANC 오프(OFF) 모드인 경우, LDO부(235)는 바이어스 회로(Bias R, Bias L)에 전원을 차단함으로써 ANC용 마이크(260_1,2, 250_1,2)의 동작을 중지시킨다. 제2 디지털 코어(230) 역시 ANC 기능을 수행하지 않는다.
따라서 제2 디지털 코어(230)는 USB 디지털 인터페이스(220)를 통해 입력된 좌오디오 신호와 우오디오 신호를 ANC 처리 없이 ADC 및 증폭 회로부(240)로 출력하고, 좌오디오 신호와 우오디오 신호는 ADC 및 증폭 회로부(240)에서 디지털 아날로그 변환 및 증폭된 후 좌우 스피커(290, 280)를 통해 출력된다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 이어폰이 USB 커넥터(140)를 통하여 휴대폰(100)과 연결된 경우, 휴대폰이 통화 모드이고 이어폰이 ANC 온(ON) 모드인 경우의 동작을 보여준다.
도 12를 참조하면, 디지털 USB 호스트 인터페이스(111)에서 출력되는 통화 신호의 오디오 신호는 USB 커넥터(140)의 D+ 라인과 D- 라인을 통해 USB 디지털 인터페이스(220)를 거쳐 제2 디지털 코어(230)로 입력된다.
VDD 라인을 통해 전원을 공급받은 LDO부(235)는 바이어스 회로(Bias R, Bias L)에 일정한 전압을 공급하여 ANC용 마이크(260_1,2, 250_1,2)를 구동시키고, 또한 바이어스 회로(Bias V)에도 일정한 전압을 공급하여 음성입력용 마이크(270)를 구동시킨다.
ADC 및 증폭 회로부(240)는 ANC용 마이크(260_1,2, 250_1,2)에서 수집되는 신호를 증폭 및 디지털 신호로 변환하여 제2 디지털 코어(230)로 제공하고, 음성입력용 마이크(270)를 통해 입력되는 신호를 증폭 및 디지털 신호로 변환하여 제2 디지털 코어(230)로 제공한다.
제2 디지털 코어(230)는 ANC용 마이크(260_1,2, 250_1,2)를 통하여 수집된 신호를 이용하여 좌오디오 신호와 우오디오 신호에 대하여 이어폰 주변의 소음을 상쇄시키는 동작을 수행하고, 이렇게 처리된 좌오디오 신호와 우오디오 신호를 ADC 및 증폭 회로부(240)로 출력한다. 제2 디지털 코어(230)로부터의 좌오디오 신호와 우오디오 신호는 ADC 및 증폭 회로부(240)에서 디지털 아날로그 변환 및 증폭된 후 좌우 스피커(290, 280)를 통해 출력된다.
또한 제2 디지털 코어(230)는 음성입력용 마이크(270)를 통해 입력된 신호를 USB 디지털 인터페이스(220)로 전달하고, USB 디지털 인터페이스(220)는 이를 D+ 라인 또는 D- 라인을 통해 휴대폰(100)의 디지털 USB 호스트 인터페이스(111)로 전송한다. 제2 디지털 코어(230)는 휴대폰(100)으로부터 입력되는 음성신호와 음성입력용 마이크(270)로부터 입력되는 음성신호의 충돌을 방지하기 위하여, 시분할 처리 또는 필터링 처리를 수행할 수 있다. 또한 제2 디지털 코어(230)는 음성입력용 마이크(270)로부터 입력되는 신호를 노이즈 제거 처리하여 휴대폰(100)으로 전달할 수 있다.
한편, 제2 디지털 코어(230)는 버튼 감지부(321)를 통해 입력되는 버튼 감지 신호를 USB 디지털 인터페이스(220)를 거쳐 USB 커넥터(140)의 D+ 라인 또는 D- 라인을 통해 디지털 USB 호스트 인터페이스(111)로 전송한다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 이어폰이 USB 커넥터(140)를 통하여 휴대폰(100)과 연결된 경우, 휴대폰이 통화 모드이고 ANC 오프(OFF) 모드인 경우의 동작을 보여준다. 여기서는 편의상 도 12의 경우와 차이가 있는 부분에 관하여만 설명하기로 한다.
ANC 오프(OFF) 모드인 경우, LDO부(235)는 바이어스 회로(Bias R, Bias L)에 전원을 차단함으로써 ANC용 마이크(260_1,2, 250_1,2)의 동작을 중지시킨다. 제2 디지털 코어(230) 역시 ANC 기능을 수행하지 않는다.
따라서 제2 디지털 코어(230)는 USB 디지털 인터페이스(220)를 통해 입력된 좌오디오 신호와 우오디오 신호를 ANC 처리 없이 ADC 및 증폭 회로부(240)로 출력하고, 좌오디오 신호와 우오디오 신호는 ADC 및 증폭 회로부(240)에서 디지털 아날로그 변환 및 증폭된 후 좌우 스피커(290, 280)를 통해 출력된다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 이어폰이 USB 커넥터(140)를 통하여 휴대폰(100)과 연결된 경우, 센서(310)로부터 신호가 입력되는 경우의 동작을 보여준다.
제2 디지털 코어(230)는 센서(310)로부터 센서 인터페이스(311)를 통해 센서 신호가 입력되면, 센서 신호를 USB 디지털 인터페이스(220)를 거쳐 USB 커넥터(140)의 D+ 라인 또는 D- 라인을 통해 휴대폰(100)의 디지털 USB 호스트 인터페이스(111)로 전송한다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 이어폰이 USB 커넥터(140)를 통하여 휴대폰(100)과 연결된 경우, 휴대폰(100)이 디폴트 상태이고 ANC 온(ON) 모드인 경우의 동작을 보여준다.
이어폰이 USB 커넥터(140)를 통하여 휴대폰(100)과 연결되어 있으므로, 전원이 디지털 USB 호스트 인터페이스(111)로부터 USB 커넥터(140)의 VDD 라인을 통하여 LDO부(235)로 공급된다.
LDO부(235)는 바이어스 회로(Bias R, Bias L)에 일정한 전압을 공급하여 ANC용 마이크(260_1,2, 250_1,2)를 구동시키고, ADC 및 증폭 회로부(240)는 ANC용 마이크(260_1,2, 250_1,2)에서 수집되는 신호를 증폭 및 디지털 신호로 변환하여 제2 디지털 코어(230)로 제공한다.
제2 디지털 코어(230)는 ANC용 마이크(260_1,2, 250_1,2)에서 수집된 신호를 이용하여 이어폰 주변의 소음을 상쇄시키는 신호를 생성하고, 이를 ADC 및 증폭 회로부(240)로 출력한다. 이 신호는 ADC 및 증폭 회로부(240)에서 디지털 아날로그 변환 및 증폭된 후 좌우 스피커(290, 280)를 통해 출력된다.
이와 같이 휴대폰(100)이 디폴트 상태에서 ANC 온(ON) 모드로 설정하고 사용자가 이어폰을 귀에 꽂으면, ANC 기능을 이용하여 사용자는 주변의 소음으로부터 차단될 수 있다.
상기된 본 발명에 의하면, ANC 기능을 위한 별도의 배터리 없이 ANC 기능을 제공할 수 있고, 이어폰과 휴대폰이 USB 커넥터를 통해 연결되는 경우 USB 커넥터를 통해 디지털 오디오 신호를 입력받아 이어폰에서 ANC 처리를 수행함으로써 음질의 왜곡 및 손실을 최소화하여 고음질을 구현할 수 있으며, 이어폰과 휴대폰이 이어폰 잭을 통하여 연결되는 경우 휴대폰에서 ANC 처리된 오디오 신호를 이어폰 잭을 통해 스피커로 직접 출력함으로써 이어폰 라인과 이어폰 내에서 디지털 신호가 왜곡되는 것을 최소화할 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 (10)

  1. ANC(Active Noise Cancellation) 기능을 가지는 휴대폰용 이어폰 시스템에 있어서,
    이어폰에 구비되는 스피커, ANC용 마이크 및 음성입력용 마이크;
    휴대폰에 구비되는 디지털 오디오 인터페이스로서, 상기 이어폰이 이어폰 잭을 통하여 상기 휴대폰과 연결된 경우, 디지털 오디오 신호를 아날로그 오디오 신호로 변환하고 증폭하여 상기 이어폰 잭을 통해 상기 스피커로 출력하되, 상기 ANC용 마이크에서 수집되어 상기 이어폰 잭을 통해 입력되는 신호를 이용하여 상기 이어폰 주변의 소음을 상쇄시켜 출력하는 디지털 오디오 인터페이스;
    상기 이어폰에 구비되는 제1 디지털 코어로서, 상기 이어폰이 상기 이어폰 잭을 통하여 상기 휴대폰과 연결된 경우, 상기 ANC용 마이크에서 수집되는 신호를 상기 이어폰 잭을 통해 상기 디지털 오디오 인터페이스로 전달하는 제1 디지털 코어;
    상기 휴대폰에 구비되는 디지털 USB 호스트 인터페이스로서, 상기 이어폰이 USB 커넥터를 통하여 상기 휴대폰과 연결된 경우, 상기 디지털 오디오 신호를 상기 USB 커넥터를 통해 상기 이어폰으로 출력하는 디지털 USB 호스트 인터페이스;
    상기 이어폰에 구비되는 제2 디지털 코어로서, 상기 USB 커넥터를 통해 입력되는 상기 디지털 오디오 신호를 출력하되, 상기 ANC용 마이크에서 수집되는 신호를 이용하여 상기 이어폰 주변의 소음을 상쇄시켜 출력하는 제2 디지털 코어; 및
    상기 이어폰에 구비되는 ADC 및 증폭 회로부로서, 상기 제2 디지털 코어로부터의 상기 디지털 오디오 신호를 아날로그 오디오 신호로 변환하고 증폭하여 상기 스피커로 출력하는 ADC 및 증폭 회로부를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대폰용 이어폰 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이어폰이 상기 이어폰 잭을 통하여 상기 휴대폰과 연결되면, 상기 제1 디지털 코어는 상기 이어폰 잭을 통하여 상기 디지털 오디오 인터페이스로 상기 이어폰의 식별 정보를 전송하는 것을 특징으로 하는 휴대폰용 이어폰 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 디지털 코어는, 상기 이어폰이 상기 이어폰 잭을 통하여 상기 휴대폰과 연결되고 상기 휴대폰이 멀티미디어 재생 모드이며 ANC 온(ON) 모드인 경우, 상기 휴대폰으로부터 상기 이어폰 잭의 마이크 라인을 통해 공급되는 전원으로 상기 ANC용 마이크를 동작시키는 것을 특징으로 하는 휴대폰용 이어폰 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 디지털 코어는, 상기 이어폰이 상기 이어폰 잭을 통하여 상기 휴대폰과 연결되고 상기 휴대폰이 통화 모드이며 ANC 온(ON) 모드인 경우, 상기 휴대폰으로부터 상기 이어폰 잭의 마이크 라인을 통해 공급되는 전원으로 상기 ANC용 마이크 및 상기 음성입력용 마이크를 동작시키는 것을 특징으로 하는 휴대폰용 이어폰 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 이어폰에 구비되는 센서를 더 포함하고,
    상기 제1 디지털 코어는, 상기 이어폰이 상기 이어폰 잭을 통하여 상기 휴대폰과 연결된 경우 상기 센서로부터 입력되는 신호를 상기 이어폰 잭을 통하여 상기 디지털 오디오 인터페이스로 전송하는 것을 특징으로 하는 휴대폰용 이어폰 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 ADC 및 증폭 회로부는, 상기 ANC용 마이크에서 수집되는 신호를 증폭하고 디지털 신호로 변환하여 상기 제1 디지털 코어 또는 상기 제2 디지털 코어로 제공하는 것을 특징으로 하는 휴대폰용 이어폰 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 이어폰이 상기 USB 커넥터를 통하여 상기 휴대폰과 연결되면, 상기 제2 디지털 코어는 상기 USB 커넥터를 통하여 상기 디지털 USB 호스트 인터페이스로 상기 이어폰의 식별 정보를 전송하는 것을 특징으로 하는 휴대폰용 이어폰 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 이어폰에 구비되는 LDO(low drop-out)부로서, 상기 이어폰이 상기 USB 커넥터를 통하여 상기 휴대폰과 연결되고 상기 휴대폰이 멀티미디어 재생 모드이며 ANC 온(ON) 모드인 경우, 상기 휴대폰으로부터 상기 USB 커넥터의 VDD 라인을 통해 전원을 공급받아 일정한 전압을 출력하여 상기 ANC용 마이크에 제공하는 LDO부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대폰용 이어폰 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 이어폰에 구비되는 LDO(low drop-out)부로서, 상기 이어폰이 상기 USB 커넥터를 통하여 상기 휴대폰과 연결되고 상기 휴대폰이 통화 모드이며 ANC 온(ON) 모드인 경우, 상기 휴대폰으로부터 상기 USB 커넥터의 VDD 라인을 통해 전원을 공급받아 일정한 전압을 출력하여 상기 ANC용 마이크 및 상기 음성입력용 마이크에 제공하는 LDO부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대폰용 이어폰 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 이어폰에 구비되는 센서를 더 포함하고,
    상기 제2 디지털 코어는, 상기 이어폰이 상기 USB 커넥터를 통하여 상기 휴대폰과 연결된 경우 상기 센서로부터 입력되는 신호를 상기 USB 커넥터를 통하여 상기 디지털 USB 호스트 인터페이스로 전송하는 것을 특징으로 하는 휴대폰용 이어폰 시스템.
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