KR101659515B1 - 다목적 원음 외부차단형 음향장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다목적 원음 외부차단형 음향장치에 관한 것으로, 일차적으로 차단판이 사용자 음성(음원)을 차단하고, 제1 스피커 및 제2 스피커에서 사용자 음성(원음)과 반대되는 위상 음파 출력 및 화이트 노이즈를 발생하여 외부로 누출되는 원음을 제거함으로써, 사용자의 음성이 주변 사람들에게 들리지 않으므로 사람이 많이 모인 공공장소에서도 타인에게 방해를 주지 않으면서 통화를 할 수 있으며, 사용자의 통화내용의 보안(保安)이 가능하여 사생활 보호가 가능하고, 반복적인 발음연습을 위한 언어 학습용으로도 다양하게 활용할 수 있다.

Description

다목적 원음 외부차단형 음향장치{MULTI-PURPOSED AUDIBLE APPARATUS FOR CANCELING USER'S VOICE}
본 발명은 다목적 원음 외부차단형 음향장치에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 사용자의 음성이 주변 사람들에게 들리지 않게 되어 사람이 많이 모인 공공장소에서도 타인에게 방해를 주지 않으면서 통화를 할 수 있으며, 사용자의 통화내용의 보안(保安)이 가능하여 사생활 보호가 가능하고, 반복적인 발음연습을 위한 언어 학습용으로도 다양하게 활용할 수 있는 다목적 원음 외부차단형 음향장치에 관한 것이다.
일반적으로 이어폰(헤드폰)과 같은 장치는 휴대형 오디오 플레이어나 휴대형 라디오와 같은 메인 출력장치의 보조출력수단으로서 이용되어 왔다.
그러나 최근 이동통신단말기 등과 같은 휴대형 데이터 송수신장치 및 자신의 음성을 녹음한 후, 재생할 수 있도록 구현된 휴대형 언어학습기 등이 등장하면서, 이어폰(헤드폰)은 단순한 보조출력수단에 그치지 않고, 마이크를 부가하여 보조입력장치로서의 기능까지 수행할 수 있도록 개발되고 있다. 하지만, 이어폰(헤드폰)과 같은 장치는 사용자 음성(음원)이 타인에게 방해를 주어 소음공해를 유발하고 막대한 정신적인 피해를 주고 있다.
도 1은 마이크가 부가된 일반적인 이어폰의 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래 이어폰은 핸드폰과 같은 메인장치의 입/출력단자에 결합하는 커넥터(10)와, 외부로부터 전달된 음향을 사용자에게 전달하는 스피커가 내장되며 사용자의 귀에 삽입되도록 외관이 형성된 이어폰 부(20)와, 커넥터(10)와 이어폰부(20)에 내장된 스피커를 전기적으로 연결하는 신호 선(15)과, 사용자의 구강 부에 위치하도록 신호 선 상에 설치된 마이크(30)와, 마이크(30)와 커넥터 사이의 신호 선 사이에 연결되며 핸드폰의 호출 음에 응답할 수 있도록 호출응답 버튼(42)을 갖는 제어기(40)를 구비한다.
여기서, 사용자의 귀에 삽입될 수 있도록 외관이 형성된 이어폰 부(20)는 수지재의 케이스(22) 내부에 스피커가 내장되며, 스피커 외주 및 수지재의 케이스(22) 일부에 고무재질의 캡(24)이 씌워진다. 위와 같은 마이크 부가형 이어폰에서, 사용자는 이어폰 부(20)를 자신의 귀에 삽입하고, 핸드폰이 호출된 경우, 제어기(40)에 형성된 호출응답 버튼(42)을 누르는 것으로, 핸드폰의 직접적인 조작 없이 마이크(30)와 하우징(22) 내부에 내장된 스피커를 통해 상대방과 통화를 할 수 있다.
그러나, 종래 이어폰은 사용자 음성(음원)이 외부로 누출되어 타인에게 방해를 주어 소음공해를 유발하고 막대한 정신적인 피해를 주고 있는 문제가 있으며, 사생활 보호가 어려운 단점이 있다.
국내 공개특허 제2003-0080634호
전술한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 일차적으로 차단 판이 사용자 음성(원음)을 차단하고, 제1 스피커 및 제2 스피커에서 사용자 음성의 원음신호와 반대되는 위상을 갖는 원음신호 출력 및 화이트 노이즈를 발생하여, 사용자의 음성이 외부로 누출되는 것을 방지함으로써, 사용자의 음성이 주변 사람들에게 들리지 않게 되어 사람이 많이 모인 공공장소에서도 타인에게 방해를 주지 않으면서 통화를 할 수 있으며, 사용자의 통화내용의 보안(保安)이 가능하여 사생활 보호가 가능하고, 반복적인 발음연습을 위한 언어 학습용으로도 다양하게 활용할 수 있는 다목적 원음 외부차단형 음향장치를 제공함에 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다목적 원음 외부차단형 음향장치는 사용자 음성(음원)이 외부로 누출되는 것을 차단하기 위한 소음차단 부재; 상기 소음차단 부재에 설치되며 사용자 음성을 집음하여 전기신호로 변환하는 마이크로폰; 상기 마이크로폰에 수신된 사용자 음성의 원음신호를 기초로 하여 상기 원음신호에 대한 반대위상 원음신호 및 화이트 노이즈를 발생하고 송신하는 전기제어부; 상기 전기제어부의 제어에 따라 반대위상 원음신호를 발생하여 외부로 누출되는 소음을 상쇄할 수 있도록 음향을 출력하는 제1 스피커; 상기 전기제어부의 제어에 따라 화이트 노이즈를 발생하여 외부로 누출되는 소음을 재차 중화할 수 있도록 음향을 출력하는 제2 스피커; 상기 마이크로폰에 의해 변환된 음향신호를 외부 전화기로 송신하기 위한 음향신호 송신부; 및 외부 전화기에서 송신한 음향신호를 수신하고 사용자에게 전달하는 음향신호 수신부를 포함한다.
상기 전기제어부에서 생성한 반대위상 원음신호 정보는 저장부에 저장되고, 상기 저장부에 저장된 반대위상 원음신호 정보는 상기 제1 스피커 및/또는 상기 제2 스피커의 음향 출력에 사용될 수 있다.
상기 소음차단 부재는 사용자 음성(음원)이 외부로 누출되는 것을 차단하기 위한 것으로, 소음을 흡음하고 차단하는 차단 판, 상기 차단 판을 지지하는 프레임, 상기 프레임의 양 끝단에 설치되는 귀걸이용 거치부, 및 상기 프레임의 하단부에 설치되는 손잡이용 거치부로 구성된다.
상기 제1 스피커 및 상기 마이크로폰은 상기 차단 판의 내측 면에 설치되고, 상기 마이크로폰은 사용자의 입과 근접하여 설치되며, 상기 제2 스피커는 상기 차단 판의 외측 면에 설치될 수 있다.
상기 프레임에는 전원부와 온 오프 버튼이 구비될 수 있고, 상기 프레임의 하부에는 턱 지지 부가 구비될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 일차적으로 차단 판이 사용자 음성(원음)을 차단하고, 제1 스피커 및 제2 스피커에서 사용자 음성의 원음신호와 반대되는 위상을 갖는 원음신호 출력 및 화이트 노이즈를 발생하여, 사용자의 음성이 외부로 누출되는 것을 방지함으로써, 사용자의 음성이 주변 사람들에게 들리지 않게 되어 사람이 많이 모인 공공장소에서도 타인에게 방해를 주지 않으면서 통화를 할 수 있으며, 사용자의 통화내용의 보안(保安)이 가능하여 사생활 보호가 가능하고, 반복적인 발음연습을 위한 언어 학습용으로도 다양하게 활용할 수 있다.
도 1은 마이크가 부가된 일반적인 이어폰의 사시도
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 다목적 원음 외부차단형 음향장치를 보인 사시도
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 다목적 원음 외부차단형 음향장치의 사용을 보인 사시도
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 다목적 원음 외부차단형 음향장치의 구성도
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 다목적 원음 외부차단형 음향장치에 대하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 다목적 원음 외부차단형 음향장치를 보인 사시도이고, 도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 다목적 원음 외부차단형 음향장치의 사용을 보인 사시도이며, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 다목적 원음 외부차단형 음향장치의 구성도이다.
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다목적 원음 외부차단형 음향장치(100)는 소음차단 부재(110)와, 마이크로폰(120)과, 전기제어부(150)와, 제1 스피커(160)와, 제2 스피커(170)와, 음향신호 송신 부(130)와, 음향신호 수신 부(140)를 포함한다.
소음차단 부재(110)는 사용자 음성(음원)이 외부로 누출되는 것을 차단하기 위한 것으로, 소음을 흡음하고 차단하는 차단 판(111), 상기 차단 판(111)을 지지하는 프레임(112), 상기 프레임(112)의 양 끝단에 설치되는 귀걸이용 거치부(113a), 및 상기 프레임(112)의 하단부에 설치되는 손잡이용 거치부(113b)로 구성된다. 상기 프레임(112)은 사용자의 얼굴을 향하여 원호 형으로 절곡되는 형상이고, 상기 차단 판(111)은 상기 프레임(112)의 상면으로부터 설치되어 사용자의 코 높이까지 연장 형성되며, 상기 프레임(112)의 상부에는 차단판 서포트(112a)가 형성된다. 도면에는 도시하지 않았으나, 소음을 흡음하기 위하여 차단 판(111)의 내측 면에는 흡음 필름이나 흡음 천이 부착될 수도 있다.
상기 프레임(112)에는 전원부(115)와 온 오프 버튼(117)이 구비될 수 있다.
전원부(115)는 일회용 건전지와 같은 교체 타입 또는 전원 잭을 통해서 전원이 충전될 수 있는 충전타입으로 구성될 수 있다.
온 오프 버튼(117)은 전원부(115)의 전원을 인가하여 작동과 중지를 선택할 수 있고, 제2 스피커(170)를 선택적으로 작동할 수 있도록 하는 기능을 포함한다.
상기 프레임(112)의 귀걸이용 거치부(113a)는 사용자의 귀에 걸어 사용할 수 있도록 구성될 수도 있고(도 2 참조), 또는 손잡이용 거치부(113b)는 손으로 잡고 사용할 수 있는 형태로 구성될 수도 있다(도 3 참조).
마이크로폰(120)은 지지대와 그 지지대 끝단에 설치되는 마이크로 구성될 수 있다. 마이크로폰(120)은 차단 판(111) 위에 설치되어 사용자 음성을 집음하여 전기신호로 변환하는 기능을 한다. 마이크는 사용자의 구강 부에 근접하도록 설치되는 것이 바람직하다(도 3 참조).
전기제어부(150)는 프레임(112) 내부에 설치될 수 있으며, 마이크로폰(120)에 수신된 사용자 음성의 원음신호를 기초로 하여, 상기 원음신호에 대한 반대위상 원음신호 및 화이트 노이즈를 발생하고 송신하는 기능을 한다.
소음 상쇄용의 제1 스피커(160)는 전기제어부(150)의 제어에 따라, 반대위상 원음신호를 발생하여 사용자 음성(음원)이 외부로 누출되어 소음을 유발하지 않도록 음향을 출력하는 장치이다. 제1 스피커(160)는 마이크로폰(120)과 근접하여 설치되는 것이 바람직하다.
소음 중화용의 제2 스피커(170)는 전기제어부(150)의 제어에 따라, 화이트 노이즈를 발생하여 사용자 음성(음원)이 외부로 누출되어 소음을 유발하지 않도록 음향을 출력하는 장치이다. 제2 스피커(170)는 외부로 누출되는 소음을 재차 중화하여 제거한다.
제1 스피커(160) 및 마이크로폰(120)은 차단 판(111)의 내측 면에 설치되고 마이크로폰(120)은 사용자의 구강 부와 근접하도록 설치되며, 제2 스피커(170)는 차단 판(111)의 외측 면에 설치될 수 있다.
음향신호 송신 부(130)는 프레임(112)의 내부에 설치되며 마이크로폰(120)에 의해 변환된 음향신호를 외부 전화기로 송신하기 기능을 한다.
그리고 음향신호 수신 부(140)는 외부 전화기에서 송신한 음향신호를 수신하고 사용자에게 전달하는 기능을 하는 것으로 이어폰을 포함한다.
전기제어부(150)에서 생성한 반대위상 원음신호 정보는 저장부(151)에 저장되고, 저장부(151)에 저장된 반대위상 원음신호 정보는 제1 스피커(160) 및 제2 스피커(170) 중 어느 하나 이상의 음향 출력에 사용될 수 있다.
본 발명의 마이크로폰(120)과, 제1 스피커(160)와, 제2 스피커(170)의 위치를 좀더 구체적으로 살펴보면, 마이크로폰(120)과 제1 스피커(160)는 음파의 상쇄를 위해 같은 수평선상에 있어야 한다. 마이크로폰(120)의 음파를 전기제어부(150)에서 순간적으로 반대 위상 파를 만들어 제1 스피커(160)에서 발송하는 방식이므로 반드시 마이크폰(120)에 먼저 음파(음성)가 도달되어야 한다. 따라서 마이크로폰(120)이 사용자 입술에 가깝게 위치하고 그 다음에 제1 스피커(160)가 위치되도록 구성된다.
또한, 제2 스피커(170)의 위치에 있어서, 제2 스피커(170)에서 나오는 음파(소리)는 화이트 노이즈로서, 제1 스피커(160)로 상쇄되지 못하고 새어나온 소리를 보안을 위해 중화시키는 목적이므로 차단 판(111) 바깥쪽에 위치되어야 한다.
이와 같이 구성된 다목적 원음 외부차단형 음향장치의 작용효과에 대하여 설명한다.
사용자 음성(음원)은 마이크로폰(120)에 의해 집음되며, 집음된 음원은 전기신호로 변환된다. 마이크로폰(120)에 의해 변환된 음향신호는 음향신호 송신 부(130)에 의해서 외부 전화기로 송신되며, 음향신호 수신 부(140)에서는 외부 전화기에서 송신한 음향신호를 수신하고 사용자에게 전달한다.
사용자 음성(음원)의 누출방지는 일차적으로 소음차단 부재(110)에 의해서 수행된다. 즉, 소음차단 부재(110)는 사용자 구강 부의 전면에 위치하여 사용자 음성(음원)이 외부로 누출되지 않도록 한다.
사용자 음성(음원)중 마이크로폰(120)에 의해 집음되지 못하고 외부로 누출되는 음원이나 소음차단 부재(110)에 의해 차단되지 못한 음원은 외부로 누출될 경우 소음으로 작용하게 되는데, 본 발명에서는 노이즈 캔슬링(Noise Cancelling) 기능을 활용하여 소음을 제거한다.
다시 말해서, 전기제어부(150)는 마이크로폰(120)에 수신된 사용자 음성의 원음신호를 기초로 하여, 상기 원음신호에 대한 반대위상 원음신호를 생성하고 송출한다. 상기 전기제어부(150)의 제어에 따라 제1 스피커(160)는 반대위상 원음신호를 출력하여 외부로 누출되는 소음을 상쇄한다.
또한, 전기제어부(150)는 마이크로폰(120)에 수신된 사용자 음성의 원음신호를 기초로 하여, 화이트 노이즈를 발생하고, 상기 전기제어부(150)의 제어에 따라 제2 스피커(170)는 화이트 노이즈를 출력하여 잔여 소음을 중화시켜서 제거한다.
이와 같이 노이즈 캔슬링 기능과 화이트 노이즈 기능을 활용하여 사용자의 음성이 외부로 누출되는 것을 효과적으로 방지함으로써, 사용자의 음성이 주변 사람들에게 들리지 않게 되어 사람이 많이 모인 공공장소에서도 타인에게 방해를 주지 않으면서 통화를 할 수 있으며, 사용자의 통화내용의 보안(保安)이 가능하여 사생활 보호가 가능하고, 반복적인 발음연습을 위한 언어 학습용으로도 다양하게 활용할 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이 차단 판(111)의 내측 면에는 흡음 필름이나 흡음 천이 부착됨으로써 소음을 제거하는 효과를 높일 수 있으며, 온 오프 버튼(117)은 전원부(115)의 전원을 인가하여 작동과 중지를 선택할 수 있고, 제2 스피커(170)를 선택적으로 작동할 수 있다.
상기 전기제어부(150)에서 생성한 반대위상 원음신호 정보는 저장부(151)에 저장되고, 상기 저장부(151)에 저장된 반대위상 원음신호 정보는 상기 제1 스피커(160) 및 상기 제2 스피커(170) 중 어느 하나 이상의 음향 출력에 사용될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 일차적으로 차단 판이 사용자 음성(원음)을 차단하고, 제1 스피커 및 제2 스피커에서 사용자 음성의 원음신호와 반대되는 위상을 갖는 원음신호 출력 및 화이트 노이즈를 발생하여, 사용자의 음성이 외부로 누출되는 것을 방지함으로써, 사용자의 음성이 주변 사람들에게 들리지 않게 되어 사람이 많이 모인 공공장소에서도 타인에게 방해를 주지 않으면서 통화를 할 수 있으며, 사용자의 통화내용의 보안(保安)이 가능하여 사생활 보호가 가능하고, 반복적인 발음연습을 위한 언어 학습용으로도 다양하게 활용할 수 있다.
그리고, 본 발명은 한정된 실시 예와 도면을 통하여 설명되었으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재된 특허청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
100: 다목적 원음 외부차단형 음향장치
110: 소음차단 부재
111: 차단 판
112: 프레임
115: 전원부
117: 온 오프 버튼
118: 길이조절 밴드
120: 마이크로폰
130: 음향신호 송신 부
140: 음향신호 수신 부
150: 전기제어부
151: 저장부
160: 제1 스피커
170: 제2 스피커

Claims (6)

  1. 사용자 음성(음원)이 외부로 누출되는 것을 차단하기 위한 소음차단 부재(110); 상기 소음차단 부재(110)에 설치되며 사용자 음성을 집음하여 전기신호로 변환하는 마이크로폰(120); 상기 마이크로폰(120)에 수신된 사용자 음성의 원음신호를 기초로 하여 상기 원음신호에 대한 반대위상 원음신호 출력 및 화이트 노이즈를 발생하고 송신하는 전기제어부(150); 상기 전기제어부(150)의 제어에 따라 반대위상 원음신호를 발생하여 외부로 누출되는 소음을 상쇄할 수 있도록 음향을 출력하는 제1 스피커(160); 상기 전기제어부(150)의 제어에 따라 화이트 노이즈를 발생하여 외부로 누출되는 소음을 재차 중화할 수 있도록 음향을 출력하는 제2 스피커(170); 상기 마이크로폰(120)에 의해 변환된 음향신호를 외부 전화기로 송신하기 위한 음향신호 송신 부(130); 및 외부 전화기에서 송신한 음향신호를 수신하고 사용자에게 전달하는 음향신호 수신 부(140);를 포함하되,
    상기 전기제어부(150)에서 생성한 반대위상 원음신호 정보는 저장부(151)에 저장되고, 상기 저장부(151)에 저장된 반대위상 원음신호 정보는 상기 제1 스피커(160)와 상기 제2 스피커(170) 중 어느 하나 이상의 음향 출력에 사용되며,
    상기 소음차단 부재(110)는 소음을 흡음하고 차단하는 차단 판(111), 상기 차단 판(111)을 지지하는 프레임(112), 상기 프레임(112)의 양 끝단에 설치되는 귀걸이용 거치부(113a), 및 상기 프레임(112)의 하단부에 설치되는 손잡이용 거치부(113b)로 구성되되,
    상기 프레임(112)은 사용자의 얼굴을 향하여 원호 형으로 절곡되는 형상이고, 상기 차단 판(111)은 상기 프레임(112)의 상면으로부터 설치되어 사용자의 코 높이까지 연장 형성되며, 상기 프레임(112)의 상부에는 차단판 서포트(112a)가 형성되는 것을 특징으로 하는 다목적 원음 외부차단형 음향장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 스피커(160) 및 상기 마이크로폰(120)은 상기 차단 판(111)의 내측 면에 설치되고, 상기 마이크로폰(120)은 사용자의 구강 부와 근접하여 설치되며, 상기 제2 스피커(170)는 상기 차단 판(111)의 외측 면에 설치되는 것을 특징으로 하는 다목적 원음 외부차단형 음향장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 프레임(112)에는 전원부(115)와 온 오프 버튼(117)이 구비되는 것을 특징으로 하는 다목적 원음 외부차단형 음향장치.
  6. 삭제
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