KR101693162B1 - 이어플러그 - Google Patents

Abstract

이어플러그가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 이어플러그는, 사용자의 외이도에 착탈되는 이어플러그에 있어서, 소리출력부가 내장되어 있는 하우징, 상기 하우징과 일체형 또는 분리형으로 구성되어 있으며, 사용자의 외이도와 접촉하는 이어캡, 상기 이어플러그의 외부로부터 소리신호를 획득하는 소리검출부, 상기 소리검출부에서 획득한 소리신호가 지정된 주의소리를 포함하는지를 판별하는 소리판별부, 상기 소리신호가 상기 지정된 주의소리를 포함하지 않은 경우 상기 소리신호를 상기 소리출력부를 통해 출력시키는 제어부를 포함한다.

Description

이어플러그 {An earplug}

본 발명은 사용자의 외이도에 착탈되는 이어플러그에 관한 것으로, 보다 자세하게는 소리검출부에서 획득한 소리신호에 지정된 주의소리가 포함되어 있는지를 판별하여 선택적으로 소리를 출력시키는 이어플러그에 관한 것이다.

군에서 사격 또는 포격 훈련시 폭음으로부터 장병들의 청력을 보호하기 위해 이어플러그 착용을 권면하고 있다. 통상적으로 사용하고 있는 것은 메모리폼(memory foam)형 이어플러그로써, 폭음을 약 30~40dB가량 감쇄시켜주고 있다. 덕분에 장병들의 청력은 보호되지만 상호간의 의사소통에 어려움이 있어 다음과 같은 문제점들이 발생하고 있다.

첫째로, 통제관의 통제지시를 피훈련자가 올바르게 청취할 수가 없다. 이 때문에 통제관이 탄알집 제거를 지시함에도 피훈련자가 잘못 알아듣고 탄피받이를 제거하는 등 의사소통의 오류가 발생하고 있다.

둘째로, 통제관이 주변상황을 인지하지 못하여 우발상황에 대처하지 못하고 있다. 상기 이어플러그는 피훈련자뿐만 아니라 통제관도 착용하고 있다. 이 때문에 통제관의 청력기능이 감쇠되어 주변의 우발상황을 제대로 인지하지 못하고 있다.

셋째로, 이어플러그를 착용한 상태에서 통신장비를 이용한 지휘통제가 제한된다. 전시 또는 훈련시에 사격을 실시하면서 아군과 통신을 해야 하는 경우가 있다. 그러나 상기 이어플러그를 착용하게 되면 통신장비를 통한 의사소통이 제한되어, 통신시마다 이어플러그를 착탈해야 하는 번거로움이 있다.

넷째로, 위와 같은 제한사항 때문에 몇몇 통제관들이 이어플러그를 착용하지 않아 청력이 손실되고 있다. 위에서 서술한 문제점들은 전시 또는 훈련시 큰 불편함을 초래하고 있다. 이 때문에 몇몇 통제관들은 이어플러그를 미착용하고 있는데, 이는 통제관들의 청력손실로 이어지게 된다.

본 발명은 폭발음과 같은 지정된 주의소리가 검출되는 경우 소리출력을 중단하고, 상기 주의소리가 검출되지 않은 경우에 선별적으로 소리출력기능을 활성화시킴으로써 위와 같은 문제점을 극복하고자 한다.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 언급된 기술적 과제들을 해결하기 위한, 본 발명의 일 실시예에 따른 이어플러그는, 사용자의 외이도에 착탈되는 이어플러그에 있어서, 소리출력부가 내장되어 있는 하우징, 상기 하우징과 일체형 또는 분리형으로 구성되어 있으며, 사용자의 외이도와 접촉하는 이어캡, 상기 이어플러그의 외부로부터 소리신호를 획득하는 소리검출부, 상기 소리검출부에서 획득한 소리신호가 지정된 주의소리를 포함하는지를 판별하는 소리판별부, 상기 소리신호가 상기 지정된 주의소리를 포함하지 않은 경우 상기 소리신호를 상기 소리출력부를 통해 출력시키는 제어부를 포함한다.

상기 소리판별부는 저역통과필터(Low Pass Filter) 또는 고역통과필터(High Pass Filter)로 구성된 필터모듈과 상기 필터모듈을 통과한 소리신호의 세기를 측정하는 세기측정모듈을 포함할 수 있다.

상기 소리출력부를 통해 출력되는 소리의 세기가 소정의 범위의 세기가 되도록 조정하는 세기조정부를 더 포함할 수 있다.

상기 이어캡은 사용자의 외이도와 접촉하는 부분이 메모리폼(memory foam) 재질일 수 있다.

상기 하우징은 상기 소리판별부를 내장하고 있는 본체부, 및 중공형상이며, 상기 본체부에서 사용자의 귀 방향으로 돌출형성되어 있는 이어캡연결부를 포함하되, 상기 소리출력부는 상기 이어캡연결부의 중공에 위치할 수 있다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 아래와 같은 다양한 효과들을 가진다.

첫째로, 통제관의 통제지시를 피훈련자가 올바르게 청취할 수 있다. 본 발명에서는 포성, 총성과 같은 폭발음과 사람의 음성을 구분하여 선택적으로 소리를 출력하기 때문에 피훈련자가 통제관의 음성을 잘 들을 수 있다.

둘째로, 통제관의 상황판단 능력이 향상된다. 위와 같은 이유로 폭발음 이외의 소리를 명확히 전달받기 때문에, 통제관이 이어플러그를 착용하여도 주변 상황을 올바르게 판단할 수 있게 된다.

셋째로, 통제관의 청력을 보호할 수 있다. 기존에는 의사소통의 어려움으로 통제관이 이어플러그를 미착용하는 사례들이 있었는데, 본 발명으로 하여금 이어플러그를 착용하여도 의사소통이 원활하게 되어, 통제관의 이어플러그 착용을 유도할 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 이어플러그의 단면도 및 정면도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 이어플러그의 평면도 및 저면도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 작동 순서도를 나타낸 도면이다.
도 4는 다른 실시예에 따른 작동 순서도를 나타낸 도면이다.
도 5는 포성, 총성, 음성 등의 주파수별 세기를 나타낸 도면이다.
도 6은 포성, 총성, 음성 등을 구별할 수 있는 주파수 대역을 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 이어플러그에 대해 설명하기로 한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이어플러그가 도시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 이어플러그는, 사용자의 외이도에 착탈되는 이어플러그에 있어서, 소리출력부가 내장되어 있는 하우징, 상기 하우징과 일체형 또는 분리형으로 구성되어 있으며, 사용자의 외이도와 접촉하는 이어캡, 상기 이어플러그의 외부로부터 소리신호를 획득하는 소리검출부, 상기 소리검출부에서 획득한 소리신호가 지정된 주의소리를 포함하는지를 판별하는 소리판별부, 상기 소리신호가 상기 지정된 주의소리를 포함하지 않은 경우 상기 소리신호를 상기 소리출력부를 통해 출력시키는 제어부를 포함한다.

상기 소리출력부(12)는 상기 소리검출부(18)에서 획득한 소리신호를 출력하는 장치로서, 상기 하우징 내부에 사용자의 외이도를 향해 배치될 수 있다. 상기 소리출력부(12)의 예시로는 스피커, 드라이버 등이 있다.

상기 이어캡(10)은 사용자의 외이도에 접촉하는 부분으로서, 상기 하우징과 일체형 또는 분리형으로 구성될 수 있다. 일체형으로 구성되었다는 것은 상기 하우징과 상기 이어캡(10)이 하나로 이루어져 있어서 분리할 수 없다는 뜻이고, 분리형으로 구성되었다는 것은 서로 별개의 부품으로서 분리 및 결합이 가능하다는 뜻이다.

일 실시예에 따라, 상기 이어캡(10)은 사용자의 외이도와 접촉하는 부분이 메모리폼(memory foam) 재질로 이루어질 수 있다. 여기서 메모리폼(memory foam)이란 미국 나사(NASA)에서 개발한 것으로서, 폴리우레탄을 주원료로 특수 화학 처리하여 복원력이 우수하다.

일 실시예에 따라, 상기 이어캡(10)은 사용자의 외이도와 접촉하는 부분이 라텍스 재질로 이루어질 수 있다. 여기서 라텍스란 고무액을 주원료로하여 폼산이나 아세트산 같은 첨가물을 넣고 응고시킨 것으로서, 탄성이 우수하다.

일 실시예에 따라, 상기 이어캡(10)은 중공형상이며, 상기 이어캡(10)의 내주면(11)은 플라스틱 재질일 수 있다. 이로서 상기 이어캡(10)의 탈착이 용이하게 된다. 여기서 중공형상이란 중앙에 구멍이 있는 형상을 말한다.

상기 소리검출부(18)는 상기 이어플러그의 외부로부터 소리신호를 획득하는 장치로서, 마이크 등이 그 예이다. 이때 상기 소리검출부는 도 1 및 도 2처럼 사용자의 외이도 반대방향을 향하여 배치될 수 있다.

상기 소리판별부는 상기 소리검출부(18)에서 획득한 소리신호가 지정된 주의소리를 포함하는지를 판별한다.

일 실시예에 따를 때, 주의소리에는 총성, 포성 등과 같은 폭발음이 포함될 수 있다. 도 5 및 도 6을 보면 총성, 포성과 같은 주의소리의 주파수 스펙트럼(22, 23)은 20 ~ 100 hz(30), 10,000 ~ 20,000 hz(31) 대역에서 음성 또는 일상적 소리의 주파수 스펙트럼(20, 21)과 소리세기에 있어 현격히 차이가 있음을 알 수 있다. 따라서 상기 소리판별부는 상기 대역(30, 31)에서 소리세기를 비교하여, 상기 소리검출부(18)에서 획득한 소리신호에 주의소리가 포함되어 있는지 판별할 수 있다.

이를 위하여, 일 실시예에 따라 상기 소리판별부는 저역통과필터(Low Pass Filter), 고역통과필터(High Pass Filter), 또는 대역저지필터(Band Stop Filter)로 구성된 필터모듈과 상기 필터모듈을 통과한 소리신호의 세기를 측정하는 세기측정모듈을 포함할 수 있다. 상기 소리검출부(18)에서 획득한 소리신호가 상기 필터모듈을 통해 20 ~ 100 hz(30), 10,000 ~ 20,000 hz(31) 대역에 포함되는 성분이 남게 되고, 상기 세기측정모듈이 상기 대역(30, 31) 소리신호의 세기(dB)를 측정하여 일정 수준이상이면 주의소리가 포함되어 있다고 판별할 수 있다. 이를 위해 상기 저역통과필터, 고역통과필터, 대역저지필터의 통과대역이 20~100hz, 10,000~20,0000hz 에 포함될 수 있다.

상기 제어부는 상기 소리신호가 상기 지정된 주의소리를 포함하지 않은 경우 상기 소리신호를 상기 소리출력부를 통해 출력시킨다.

일 실시예에 따라 상기 소리검출부에서 획득한 소리신호에 총성, 포성과 같은 주의소리가 포함되어 있는 경우 상기 제어부는 상기 소리신호의 출력을 차단하고, 상기 주의소리가 포함되어 있지 않은 경우에 상기 소리신호를 상기 소리출력부를 통해 출력시킬 수 있다. 즉 총성, 포성과 같이 사용자의 청력을 손상시킬 수 있는 소리가 발생할 때는 소리 출력을 차단시키고, 상기 총성, 포성이 발생하지 않을 때는 소리를 출력시킴으로서 사격 또는 포격 훈련 시에도 서로간의 의사소통을 원활하게 할 수 있다.

상기 이어플러그는 상기 소리출력부를 통해 출력되는 소리의 세기가 소정의 범위의 세기가 되도록 조정하는 세기조정부를 더 포함할 수 있다. 상기 소리출력부를 통해 출력되는 소리의 세기가 너무 크면 사용자의 청력을 상하게 하고, 반대로 너무 작으면 의사소통이 힘들기 때문에 세기를 조정하여 의사소통을 원활하게 하기 위함이다. 상기 소정의 범위는 일상적인 사람간의 대화에 있어서의 소리세기일 수 있다.

일 실시예에 따를 때, 상기 하우징은 도 1처럼 본체부 및 이어캡연결부를 포함할 수 있다. 상기 본체부의 내부에는 상기 소리판별부가 위치하게 되고, 상기 이어캡연결부는 상기 본체부에서 사용자의 귀 방향으로 돌출형성되어 있을 수 있다. 또한 상기 소리출력부는 상기 이어캡연결부의 중공에 위치할 수 있다.

일 실시예에 따를 때, 상기 이어플러그는 도 1 및 도 2처럼 상기 이어플러그에 전력을 공급하는 배터리(14) 또는 이를 충전하는 충전단자(15)를 포함할 수 있다.

상기 이어플러그의 작동예는 다음과 같다. 상기 이어플러그의 작동 모드는 도 3 및 도 4처럼 두가지가 있을 수 있으며 모드전환스위치(17)를 통해 모드전환이 가능할 수 있다.

우선 도 3의 모드에서는 우선 소리검출부에서 소리신호를 획득한다. 상기 획득한 소리신호를 필터모듈에서 필터링을 한 후, 세기측정모듈에서 상기 필터링된 소리신호의 세기를 측정하여 주의소리가 포함되어 있는지를 판단한다. 그 후 상기 획득한 소리신호에 주의소리가 포함되어 있지 않으면 소리를 출력하고, 주의소리가 포함되어 있으면 소리출력을 차단할 수 있다.

도 4의 모드는 세기조정부의 활성화 모드이다. 야간작전 또는 경계작전시 작은 음성소리로 인해 의사소통에 차질이 있을 수 있다. 따라서 도 4의 모드에서는 작은 세기의 소리는 의사소통에 적당한 소리로 키우고, 너무 큰 세기의 소리는 청력보호를 위해 의사소통에 적당한 소리로 줄일 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

10 : 이어캡
11 : 이어캡 내주면
12 : 소리출력부
13 : 소리출력부의 구멍
14 : 배터리
15 : 충전단자
16 : 소리판별부 및 제어부
17 : 모드전환스위치
18 : 소리검출부
20 : 일상적 상태의 주파수 스펙트럼
21 : 음성대화시의 주파수 스펙트럼
22 : 총성발생시의 주파수 스펙트럼
23 : 포성발생시의 주파수 스펙트럼
30, 31 : 음성과 폭발음(총성, 포성)을 구분할 수 있는 주파수 대역

Claims (9)

1. 사용자의 외이도에 착탈되는 이어플러그에 있어서,
   소리출력부가 내장되어 있는 하우징;
   상기 하우징과 일체형 또는 분리형으로 구성되어 있으며, 사용자의 외이도와 접촉하는 이어캡;
   상기 이어플러그의 외부로부터 소리신호를 획득하는 소리검출부;
   상기 소리검출부에서 획득한 소리신호 중 지정된 주의소리를 포함하는지를 판별한 후 기 설정된 주파수 대역을 통과시키는 필터모듈, 및 기 설정된 주파수 대역에 포함된 소리 신호의 세기가 일정 세기 이하인지를 판단하는 세기측정모듈을 포함하는 소리판별부;
   상기 소리신호의 세기가 일정 세기 이하인 경우 상기 소리신호를 상기 소리 출력부를 통해 출력시키는 제어부를 포함하는 이어플러그.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 필터모듈은,
   저역통과필터(Low Pass Filter), 고역통과필터(High Pass Filter), 또는 대역저지필터(Band Stop Filter)를 포함하는 이어플러그.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 저역통과필터의 통과대역이 20~100hz에 포함되는, 이어플러그.
4. 제 2항에 있어서,
   상기 고역통과필터의 통과대역이 10000~20000hz에 포함되는, 이어플러그.
5. 제 2항에 있어서,
   상기 대역저지필터의 통과대역이 20~100hz, 10000~20000hz에 포함되는, 이어플러그.
6. 제1항에 있어서,
   상기 소리출력부를 통해 출력되는 소리의 세기가 소정의 범위의 세기가 되도록 조정하는 세기조정부를 더 포함하는, 이어플러그.
7. 제1항에 있어서,
   상기 이어캡은
   사용자의 외이도와 접촉하는 부분이 메모리폼(memory foam) 또는 라텍스 재질인, 이어플러그.
8. 제7항에 있어서,
   상기 이어캡은 중공형상이며, 상기 이어캡의 내주면은 플라스틱 재질인, 이어플러그.
9. 제1항에 있어서,
   상기 하우징은
   상기 소리판별부를 내장하고 있는 본체부; 및
   중공형상이며, 상기 본체부에서 사용자의 귀 방향으로 돌출형성되어 있는 이어캡연결부를 포함하되,
   상기 소리출력부는 상기 이어캡연결부의 중공에 위치하는, 이어플러그.

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