KR101802764B1 - 휴대용 음향기기 - Google Patents

Abstract

본체; 상기 본체와 연결되며, 사용자의 귀에 장착되는 이어버드; 외부소리를 수집하는 마이크; 상기 휴대용 음향기기의 상태정보를 수집하는 센싱부; 및 음향 데이터에 따른 소리를 제공하도록 상기 이어버드를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 센싱부에서 수집한 상태정보가 소정기준을 충족하면 상기 마이크에서 수집한 외부소리를 상기 이어버드를 통해 제공하는 ESA (External Sound Awareness) 기능을 활성화하는 휴대용 음향기기는 ESA 기능을 부가하여 휴대용 음향기기를 사용하는 중에도 외부소리를 듣지 못하여 발생하는 사고 등을 방지할 수 있다.

Description

휴대용 음향기기{WIRELESS SOUND EQUIPMENT}

본 발명은 단말기와 무선통신을 통해 단말기로부터 음향신호를 수신하고 단말기를 제어하는 제어신호를 송신하는 휴대용 음향기기에 관한 것이다.

음향기기는 단말기로부터 음향신호를 수신하고 마이크를 통해 수집한 음향정보를 단말기에 전송하는 음향장치를 의미한다. 종래에는 휴대용 음향기기를 단말기의 이어잭에 단자를 꼽아 음향 신호를 받는 유선 방식을 이용하였으나, 이동성 및 사용의 편의성 측면에서 최근 무선통신방식의 휴대용 음향기기의 수요가 증가하고 있다.

사용자의 몸에 휴대할 수 있도록 머리에 밴드형상으로 끼우는 헤드폰 타입, 귀에다 거는 타입 및 귀에 끼우는 타입 등 휴대성을 고려한 디자인의 휴대용 음향기기의 개발이 이루어지고 있다.

최근에는 이어버드를 귀에 장착하지 않은 경우에도 사용자가 휴대하기 용이하도록 목에 거치할 수 있는 밴드를 구비한 휴대용 음향기기에 대한 수요가 급증하고 있다.

본 발명은 공명공간을 구비한 스피커 모듈을 포함하는 휴대용 음향기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본체; 상기 본체와 연결되며, 사용자의 귀에 장착되는 이어버드; 외부소리를 수집하는 마이크; 상기 휴대용 음향기기의 상태정보를 수집하는 센싱부; 및 음향 데이터에 따른 소리를 제공하도록 상기 이어버드를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 센싱부에서 수집한 상태정보가 소정기준을 충족하면 상기 마이크에서 수집한 외부소리를 상기 이어버드를 통해 제공하는 ESA (External Sound Awareness) 기능을 활성화 하는 휴대용 음향기기를 제공한다.

상기 이어버드는 한 쌍을 구비하며, 상기 센싱부는 상기 이어버드를 사용자의 귀에 착용여부를 감지하는 착탈센서이고, 상기 제어부는, 상기 한 쌍의 이어버드 모두를 사용자가 귀에 착용한 경우에 ESA 기능을 활성화하고, 적어도 일측이 착용되지 않은 경우에 ESA 기능을 비활성화할 수 있다.

상기 착탈센서는, 상기 이어버드에 부착된 스위치, 근접센서, 조도 센서, IR센서 또는 온도센서 중 적어도 하나일 수 있다.

상기 제어부는 상기 착탈센서에서 기준시간 이상 착용한 것으로 감지된 경우에 ESA 기능을 활성화할 수 있다.

상기 음향 데이터를 외부 단말기 또는 기지국으로부터 수신하는 무선통신부를 더 포함할 수 있다.

상기 센싱부는 호신호를 수신여부를 감지하며, 상기 제어부는 호신호가 감지 시 상기 ESA 기능을 활성화하고, 통화가 종료되면 상기 ESA 기능을 비활성화할 수 있다.

상기 이어버드는 한 쌍을 구비하고, 상기 제어부는 상기 ESA 기능이 활성화된 경우, 일측의 이어버드는 상기 음향 데이터에 따른 음향을 제공하고, 타측의 이어버드는 상기 마이크에서 수집한 외부소리를 제공할 수 있다.

상기 센싱부는, 상기 휴대용 음향기기의 이동속도를 감지하는 가속도 센서 또는 위치변화를 감지하는 위치기반 서비스(LBS) 중 하나이고, 상기 음향기기의 이동속도가 기준속도 이상인 경우에는 상기 ESA 기능을 활성화하고, 기준속도 미만인 경우 상기 ESA 기능을 비활성화할 수 있다.

상기 센싱부는 상기 마이크에서 수신한 외부소리의 크기를 감지하는 음량측정장치를 포함하고, 상기 제어부는 상기 음량측정장치에서 제1 기준음량 이상의 외부소리가 감지되면 ESA 기능을 활성화하고 기준음량 이하의 외부소리가 감지되면 ESA 기능을 비활성화할 수 있다.

상기 제1 기준음량은 50dB일 수 있다.

상기 제어부는, 상기 제1 기준음량 보다 큰 제2 기준음량의 외부소리를 감지하는 경우 상기 ESA 기능을 비활성화 하거나, 외부소리를 작게 전환하여 상기 이어버드에 공급할 수 있다.

상기 제2 기준음량은 110dB일 수 있다.

상기 제어부는 상기 음량측정장치에서 측정한 외부소리의 크기가 일정한 크기의 소리가 반복적으로 감지되는 경우, 이를 필터링하여 사용자에게 제공하지 않을 수 있다.

상기 제어부는 상기 ESA 기능이 활성화된 경우 상기 마이크에서 수집한 상기 외부소리를 상기 음향 데이터에 따른 음향에 혼합하여 상기 이어버드에 제공할 수 있다.

상기 마이크에서 수집한 외부소리를 증폭하는 증폭기를 더 포함할 수 있다.

상기 착용부를 사용자가 착용시 사용자의 몸과 닿는 부분의 적어도 일부 표면은 코팅하여 매끄러운 면을 가질 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 이어버드를 양쪽 모두 착용했는지 여부를 판단하는 단계; 센싱부에서 수집한 휴대용 음향기기의 상태정보를 수집하는 단계; 상기 상태정보가 기준범위를 만족하는지 여부를 판단하는 단계; 마이크에서 외부소리를 수집하는 단계; 및 상기 이어버드를 양쪽에 모두 착용하고 상기 센싱부에서 수집한 상태정보가 상기 기준범위를 만족하는 경우, 상기 마이크에서 수집한 외부소리를 상기 이어버드를 통해 제공하는 ESA (External Sound Awareness) 기능을 활성화하는 단계를 포함하는 휴대용 음향기기 제어방법 제공한다.

상기 상태정보는 상기 휴대용 음향기기가 호신호의 수신 여부이고,

상기 ESA 기능을 활성화하는 단계는 상기 호신호를 수신중인 경우 상기 ESA 기능을 활성화할 수 있다.

상기 상태정보는 상기 휴대용 음향기기의 이동속도이고, 상기 ESA 기능을 활성화하는 단계는 상기 이동속도가 기준속도 이상인 경우 상기 ESA 기능을 활성화할 수 있다.

상기 상태정보는 상기 마이크에서 수집한 외부소리의 음량이고, 상기 ESA 기능을 활성화하는 단계는 상기 마이크에서 수집한 외부소리의 음량을 제1 기준음량 및 상기 제1 기준음량보다 큰 제2 기준음량과 비교하는 단계; 상기 수집한 외부소리의 음량이 상기 제1 기준음량 이하인 경우 ESA 기능을 비활성화하는 단계; 상기 수집한 외부소리의 음량이 상기 제1 기준음량 이상 상기 제2 기준음량 이하인 경우 ESA 기능을 활성화하는 단계; 및 상기 수집한 외부소리의 음량이 상기 제2 기준음량 이상인 경우 ESA 기능을 비활성화 하거나, ESA 기능을 활성화하되 외부소리를 감소하여 사용자에게 제공하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 휴대용 음향기기는 ESA 기능을 부가하여 휴대용 음향기기를 사용하는 중에도 외부소리를 듣지 못하여 발생하는 사고 등을 방지할 수 있다.

ESA 기능을 사용자가 수동으로 ON/OFF 하는 것이 아니라 사용환경에 따라 자동으로 ON/OFF되어 사용성이 향상된 장점이 있다.

본체와 사용자의 몸의 마찰로 인한 소음을 사용자에게 제공하지 않아 ESA 기능활성화에 따른 휴대용 음향장치의 음질을 저하를 방지한다.

본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 휴대용 음향기기의 구성을 나타내는 블록도 이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 음향기기의 일 방향에서 본 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 음향기기의 이어버드 착용 태양을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 음향기기의 사용 태양을 도시한 도면이다.
도 5는 음량과 주변환경의 상관관계를 나타낸 예시 표이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 음향기기의 사용 태양을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 휴대용 음향기기의 ESA작동 여부를 나타낸 표이다.
도 8은 본 발명의 휴대용 음향기기의 제어방법의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 휴대용 음향기기의 제어방법의 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 휴대용 음향기기의 ESA작동 여부에 따른 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대해 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 음향기기의 블록도이고, 도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 음향기기(200)의 일 방향에서 본 사시도이다.

본 발명의 휴대용 음향기기(200)는 탄성밴드(210), 하우징(220)으로 이루어진 본체를 외관의 기본 구조로 하고, 상기 하우징(220) 내부에 제어부(280), 무선통신부(285), 음향출력부(240), 마이크(260), 사용자 입력부(270), 센싱부(275) 및 전원공급부(290) 등이 실장된다.

탄성밴드(210)는 C자 형상의 곡선으로 휘어지며 탄성을 가지고 있어, 힘을 가하면 소정 범위내에서 상C자 형상의 곡선의 곡률이 변화되고 힘이 제거되면 원래 모양으로 복귀된다. 하우징(220)은 탄성밴드(210)의 양단에 결합하여 상기 휴대용 음향기기(200)의 C자형 곡선의 양 단부에 위치한다. 내부와 외부에 인쇄회로기판(281), 무선통신부(285), 배터리(291)와 같은 각종 부품이 삽입된다.

상기 탄성밴드(210)와 상기 하우징(220)은 별도의 독립된 구조를 연결하여 조립할 수도 있고, 탄성밴드(210)는 연성재질로 하우징(220)은 강성재질로 이중사출하여 하나의 부재로 형성할 수도 있다.

휴대용 음향기기(200)는 사용자의 목에 착용하여 휴대할 수 있다. 특히 본 발명의 휴대용 음향기기(200)는 사용자의 목에 밀착될 수 있도록 본체의 내부 지름을 더 작게 구성할 수 있다. 사용자의 목에 밀착되면 걷거나 뛸 때 흔들림을 줄일 수 있고, 휴대용 음향기기의 본체가 쇄골을 치거나 목에서 이탈하는 문제를 방지할 수 있다.

탄성밴드(210)에 곡률변화를 감지하는 변위센서를 구비하여 사용자가 착용 시에 상기 휴대용 음향기기(200)의 단부를 벌리는 것을 감지할 수 있다. 이 경우 탄성밴드(210)의 곡률이 완만하게 변화하므로, 사용자가 휴대용 음향기기(200)를 사용하려는 것을 판단하고, 휴대용 음향기기(200)의 전원을 ON하거나, 외부 단말기와 동기화 할 수 있다.

사용자가 착용한 것인지 휴대 중에 벌어진 것인지 여부를 보다 정확히 판단하기 위해 변위센서에서 탄성밴드(210)의 곡률이 크게 변화한 이후의 곡률도 함께 고려할 수 있다. 탄성밴드(210)의 곡률이 제1 크기로 크게 변화하고 이후 곡률이 휴대용 음향기기(200)를 거치한 상태보다 완만한 제2 크기의 곡률로 고정된 경우 휴대용 음향기기(200)를 사용자가 목에 착용한 것으로 판단할 수 있다.

상기 변위센서 이외에 사용자가 착용시 목과 닿는 착용면에 온도감지 센서, 광센서 또는 심박센서와 같은 센서를 구비하여 온도가 사람의 체온 범위이거나 밝기가 어두워지고, 심박이 감지되면 사용자가 착용한 것으로 판단하고 휴대용 음향기기(200)의 전원을 ON하거나, 무선통신부(285)를 활성화 하여 외부 단말기와 동기화 할 수 있다.

또는 물리적 방식으로 눌러지는 스위치를 구비하여 사용자가 착용하면 돌출된 스위치가 눌려서 ON신호를 생성하고 소정시간 이상 스위치의 ON상태가 유지되면 휴대용 음향기기(200)의 전원을 ON하거나, 외부 단말기와 동기화 할 수 있다. 상기 센서와 스위치는 복수 개를 구비하여 복수개의 값을 조합하여 착용여부에 대한 정확한 판단을 할 수 있다.

하우징(220)은 상기 탄성밴드(210)의 양단에 한 쌍 구비될 수 있으며, 내부공간에 각종 부품이 실장된다. 하우징의 외측에 마이크, 사용자 입력부(270), 인터페이스부 등이 구비되고, 음향케이블이 외측으로 돌출되어 이어버드(241)와 연결된다.

상기 이어버드(241)가 안착되는 이어버드 안착부(225)를 더 구비할 수 있으며, 이어버드(241)끼리 부착되어 고정될 수 있다.

하우징(220)은 내부 부품을 보호하기 위해 강성이 있는 부재를 이용하며, 합성수지를 사출하여 형성되거나 금속, 예를 들어 스테인레스 스틸(STS), 알루미늄(Al), 티타늄(Ti) 등으로 형성될 수도 있다.

음향출력부(240)는 음향신호에 따라 음향을 출력하는 장치로서, 하우징에 실장되는 스피커를 포함할 수 있고, 이어버드(241)는 하우징의 외부에 위치하나, 음향 케이블을 통해 하우징과 연결될 수 있다.

이어버드(241)는 사용자의 귀에 끼워서 소리를 전달하는 장치이고, 스피커는 사용자의 귀에 삽입하지 않고 귀와 이격된 상태에서 소리를 전달하는 장치이다. 이어버드(241)에서 출력되는 소리의 크기는 스피커에서 출력되는 소리에 비해 작다. 이어버드(241)는 본체와 분리 가능하여 사용자의 귀에 삽입할 수 있고 스피커는 본체 내부에 위치한다. 스피커는 사용자의 귀 바로 아래 위치하도록 탄성밴드(210)부분보다 본체 부분에 위치할 수 있다.

무선통신부(285)는 외부 단말기와 같은 다른 휴대용 기기나 기지국으로부터 데이터를 받거나 사용자 입력부를 통해 입력받은 명령을 다른 휴대용 기기로 무선방식으로 전달한다. 무선통신부(285)는 근거리에 위치하는 휴대용 기기와 신호를 송수신하기 위해서는 근거리 무선통신방식을 이용하며, 근거리 무선통신은 블루투스(Bluetooth™), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus) 기술 중 적어도 하나를 이용하여, 근거리 통신을 지원할 수 있다.

근거리 무선통신을 수행할 수 있는 다른 휴대용 전자기기가 통신가능 범위에 위치하는 경우, 일단 한번 등록하면 이후에는 감지되면 자동으로 연결할 수 있다.

또는 기지국으로부터 신호를 송수신 하기 위해서는 이동통신을 위한 기술표준들 또는 통신방식을 이용한다. 예를 들어, GSM(Global System for Mobile communication), CDMA(Code Division Multi Access), CDMA2000(Code Division Multi Access 2000), EV-DO(Enhanced Voice-Data Optimized or Enhanced Voice-Data Only), WCDMA(Wideband CDMA), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 등)에 따라 구축된 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다.

상기 무선 신호는, 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다.

마이크(260)는 외부의 음향 신호를 전기적인 음성 데이터로 처리한다. 처리된 음성 데이터는 무선통신부(285)를 통해 외부 단말기 또는 외부 서버로 전달된다. 마이크(260)에는 외부의 음향 신호를 입력 받는 과정에서 발생되는 잡음(noise)을 제거하기 위한 다양한 잡음 제거 알고리즘이 구현될 수 있다.

사용자 입력부(270)는 사용자가 휴대용 음향기기(200)를 제어하기 위한 입력부로서, 통화 버튼(272), 음량조절 등을 위한 버튼(273), 전원 버튼(271) 등을 일 예로 들 수 있다. 사용자 입력부(270)는 가압방식 이외에 슬라이드 방식 터치 방식 등을 이용하여 사용자의 명령을 입력받을 수 있고, 휴대용 음향기기는 사용자가 직접 보고 작동하지 않기 때문에 물리적인 버튼 형식을 주로 이용한다.

또한 통상의 이동 단말기와 같이 키패드를 구비하고 있지 않아 상세한 명령등을 입력하기 위해 마이크를 통해 입력된 소리를 분석하여 명령을 추출하여 제어부에 전달하는 음성인식 센서도 사용자 입력부(270)에 포함될 수 있다.

센싱부(275)는 휴대용 음향기기(200) 자체의 상태 및 주변의 상황을 인지하는 장치로서, 이어버드를 사용자가 귀에 착용했는지 여부를 감지하는 착탈센서(276), 주변의 밝기를 감지하는 조도센서, 휴대용 음향기기의 기울기 및 위치를 감지하기 위한 자이로 센서와 가속도 센서, 이어버드(241)(ear bud)가 이어버드 홀더(225)에 위치했는지 여부를 감지하는 이어버드 스위치 등을 포함할 수 있다.

센싱부(275)는 직접적으로 외부환경을 센싱하는 장치도 있으나, 더 넓은 의미의 센싱부(275) 간접적으로 다른 입력장치 또는 센싱부(275)에서 수집한 정보를 기초로 휴대용 음향기기(200)의 상태나 주변의 상황을 판단하는 장치까지 포함한다. 예를 들면 마이크를 통해 감지한 외부소리의 크기를 감지하는 음량측정장치, 상기 무선통신부를 통해 호신호가 수신되는지 여부를 감지하는 장치 등을 모두 포함할 수 있다.

터치입력을 감지하는 터치센서나, 전술한 음성인식 센서와 같이 사용자 입력을 감지하기 위한 센서는 센싱부(275)이면서 사용자 입력부(270)로서 기능을 수행할 수 있다.

제어부(280)는 상기 무선통신부로부터 수신한 데이터를 기초로 음향출력부(240)을 제어하여 소리를 출력하도록 제어하고, 사용자 입력부를 통해 입력된 명령에 따라 휴대용 전자기기를 제어하거나, 휴대용 전자기기와 연결된 다른 휴대용 전자기기에 신호를 전달한다.

제어부(280)는 하우징(220)의 내부에 실장되는 메인기판 위에 실장되는 각종 IC의 형태로 구현될 수 있으며, 음향출력부 이외에 마이크를 통해 입력되는 소리, 사용자 입력부를 통해 입력되는 사용자 명령 등을 처리하며, 각종 센서에서 감지한 데이터를 기초로 휴대용 음향출력부를 제어할 수 있다.

제어부(280)는 근거리 무선통신부에서 감지한 외부 단말기와 자동으로 연결되도록 무선통신부를 제어할 수 있고, 감지된 다른 휴대용 전자기기가 기인증된 기기인 경우 자동으로 연결할 수 있다.

전원공급부(290)는 제어부(280)의 제어 하에서, 외부의 전원, 내부의 전원을 인가받아 휴대용 음향장치(200)에 포함된 각 구성요소들에 전원을 공급한다.

이동 단말기의 멀티미디어 기능이 확대됨에 따라 이동 단말기에서 제공하는 소리를 주위에 영향을 미치지 않으면서 듣기 위해 휴대용 음향기기(200)의 수요가 증가하면서 다양한 형태의 휴대용 음향기기(200)가 등장하고 있으며, 특히 무선방식의 휴대용 음향기기(200)는 사용의 편의성이 증대된 형태이다.

다만, 휴대용 음향기기(200)의 사용이 확대됨에 따라 실내뿐만 아니라 실외에서 그리고 이동 중에 휴대용 음향기기(200)를 이용하는 비율이 증대하고 있다. 오픈형 이어폰의 경우 이어버드(241)가 귀에 완전히 밀착되지 않아 외부소리가 어느 정도 유입될 수 있으나, 귀에서 쉽게 이탈하는 문제가 있어 귀에 밀착되는 커널형 이어버드(241)가 대체적으로 이용된다. 커널형 이어버드(241)는 변형 가능한 실리콘이나 우레탄과 같은 소재를 포함하는 이어캡을 구비하며, 상기 이어캡이 사용자의 귀의 형상에 맞추어 변형되며 귀에 밀착되어 외부소리의 유입을 막고 귀에서 이어버드가 이탈되는 것을 방지한다.

다만, 외부소리가 완전히 차단되면, 자전거나 차량의 경적소리 등을 듣지 못해 사고가 발생하는 문제가 있다. 자전거 경적의 인지거리가 음향기기를 사용하지 않는 경우를 1이라고 하면 음향기기를 사용하는 경우에는 1/2 내지 1/3까지 저하되기 때문에 사고 발생의 위험이 크다.

사용자가 휴대용 음향기기(200)의 사용 중에 발생하는 사고를 줄여야 하는 필요성이 있어 각국에서는 외부 소리를 차단하는 휴대용 음향기기(200)를 법률로 제한하고 있다. 또한, 외부소리가 들리지 않는 상태에서 통화를 하게 되면 사용자가 자기 목소리를 들을 수 없어 크게 말하여 주변에 소음을 발생하는 문제가 있다.

상기 문제를 해결하기 위해 본 발명의 제어부(280)는 ESA(External Sound Awareness) 기능을 수행할 수 있다. ESA란 외부소리를 마이크(260)를 통해 수집하여 상기 이어버드(241)를 통해 사용자에게 제공하는 기술로서, 이어버드(241)를 착용하고 있음에도 외부 소리를 들을 수 있는 기능이다.

다만, ESA 기능을 수동으로 사용자가 활성화 하는 경우 번거로움이 있고, 실제 기능을 사용하지 않게 되는 문제가 있어, 본 발명의 제어부(280)는 상기 휴대용 음향기기(200)의 상태정보를 수집하는 센싱부(275)에서 수집한 데이터를 기초로 제어부(280)는 ESA 기능을 활성화 할지 여부를 결정할 수 있다.

도 3은 본 발명의 ESA 기능의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다. 센싱부(275)에서 수집한 정보를 기초로 ESA를 실행할지 여부를 제어부(280)의 ESA자동제어모듈에서 결정한다. 센싱부(275)는 이어버드(241)가 귀에 착용되었는지 여부를 판단하는 착탈센서, 휴대용 음향기기(200)의 이동 속도를 감지하는 속도센서, 마이크(260)에서 수집한 소리의 음량을 측정하는 음량측정장치, 통화 여부를 감지하는 호신호 감지센서 등을 포함할 수 있으며, 각 센서들의 구체적인 동작은 후술한다.

센싱부(275)에서 수집한 데이터를 기초로 ESA자동제어 모듈은 소정기준을 충족하면 마이크(260)에서 수집한 외부소리를 음향 데이터에 따른 소리와 함께 이어버드(241)를 통해 제공한다(점선 흐름 참고). 상기 음향 데이터는 블루투스와 같은 무선통신부(285)를 통해 수집될 수 있고, 유선 방식 또는 저장부에 저장된 음향 데이터일 수 있다. 이때 오디오 믹싱을 통해 외부소리와 음향데이터에 따른 소리를 혼합하여 사용자에게 제공한다.

음향데이터에 따른 소리와 외부소리는 그대로 믹싱할 수 있고, 또는 어느 일측을 증폭 또는 감소시켜 적절하게 배합할 수 있다. 실험적으로는 음향데이터에 따른 소리는 그대로 두고 마이크(260)에서 수집한 소리만 증폭기로 20dB 증폭했을 때, 이어버드(241) 한쪽을 빼고 한쪽만 들었을 때와 유사한 소리를 제공하는 것으로 나타났다. 다만, 이는 마이크(260)의 성능과 음향데이터의 녹음 음량에 따라 달라질 수 있다.

센싱부(275)에서 수집한 데이터를 기초로 ESA자동제어 모듈은 소정기준을 충족하지 못하면 ESA 기능을 비활성화하여 음향데이터에 따른 소리만 이어버드(241)로 제공한다(실선 흐름 참고).

ESA가 활성화되면 외부소리가 사용자에게 전달되기 때문에 본체가 사용자의 몸이나 옷에 닿아 스치는 소리도 마이크(260)에 수집된다. 이와 같은 잡음은 휴대용 음향기기(200)의 음질을 떨어뜨리게 되는바, 하우징(220)의 표면을 매끄럽게 가공하여 사용자의 몸과 닿아 마찰음이 생기는 것을 방지한다.

무광의 재질을 표현하기 위해서는 일부러 하우징(220)의 외관을 부식하거나, 금형 자체에 패턴을 표현하여 거친 표면을 연출하기도 하나, 본 실시예의 하우징(220)은 마찰음을 최소화하기 위해 표면을 매끄럽게 연출한다. 매끄러운 표면을 형성하기 위해 자외선코팅(UV coating: Ultra Violet Coating) 기법을 이용할 수 있다.

자외선코팅이란 자외선조사로 단시간에 경화되는 도료를 이용하여 피도물을 코팅하는 방법으로 표면이 매끈하고 광택이 나며, 우레탄 도료에 비하여 내화학성, 내부식성이 강하다.

도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 음향기기(200)의 이어버드(241) 착용 태양을 도시한 도면이다. ESA는 사용자가 휴대용 음향기기(200)를 사용할 때, 즉, 이어버드(241)를 귀에 착용한 상태에서 음악을 듣거나 통화할 때 필요한 기능인 바, 도 4의 (a)와 같이 이어버드(241)를 착용하지 않은 상태에서는 구동하지 않는다.

사용자의 귀는 한 쌍이기 때문에 사용자가 양쪽 귀에 모두 착용한 경우가 아니고 도 4의 (b)와 같이 한 쪽 귀에만 착용한 경우에는 외부소리를 들을 수 있기 때문에 ESA 기능이 활성화될 필요가 없다.

도 4의 (c)와 같이 양쪽 귀에 착용한 경우에는 외부소리를 들을 수 없기 때문에 ESA 기능이 활성화 될 필요가 있다. 즉, 사용자가 이어버드(241)를 모두 착용한 경우에만 ESA 기능을 활성화 하고, 이어버드(241)에 구비된 착탈센서(276)을 이용하여 양측의 이어버드(241)가 모두 사용자의 귀에 삽입된 것을 감지할 수 있다.

착탈센서(276)의 구체적인 예로, 이어버드(241)에 부착된 스위치를 사용자가 누르면 착용을 감지하고, 근접센서, 조도센서, IR센서와 같은 빛을 이용한 센서를 이용하여 이어버드(241)의 착용여부를 감지할 수 있다. 또는 온도센서를 이용하여 사람의 체온과 유사 범위의 온도가 감지되면 착용한 것으로 감지할 수 있다. 상기 센서 종류 중 2개 이상을 조합하여 착용여부를 감지할 수도 있다.

착탈센서(276)는 실제 사용자가 착용하지 않더라도 예를 들면 손으로 잡는 경우 등에 센서가 작동할 수 있는 바, 제어부(280)는 기준시간 이상 착용한 것으로 감지된 경우에만 ESA 기능을 활성화 할 수 있따.

실내에서도 전화를 수신한 경우 양쪽 귀 모두 이어버드(241)를 착용하고 있는 상태에서는 외부소리가 들리지 않아 큰 소리로 전화를 받게 되어, 한 쪽 이어버드(241)를 빼고 통화하는 경우가 많다. 따라서, 제어부(280)는 호신호가 수신되는 것(통화중인 것)을 감지하면 ESA 기능을 활성화하고, 통화가 종료되면 ESA 기능을 비활성화 할 수 있다. 통화여부는 호신호의 수신여부를 기초로 감지할 수도 있고, 사용자가 말하는 것이 마이크를 통해 인지되면 통화중인 것을 감지할 수 있다.

실제 한 쪽 이어버드(241)를 뺀 것처럼 일 측의 이어버드(241)에서는 무선통신부(285)에서 수신한 음향신호를 제공하고, 다른 이어버드(241)에서는 외부소리를 제공할 수도 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 음향기기(200)의 사용 태양을 도시한 도면으로 (a)는 실내에서 사용하는 경우를 도시하고, (b)는 외부에서 사용하는 경우를 도시하고 있다. 외부소리를 들어야 하는 상황은 시끄러운 상황에 있을 때 이므로 ESA 기능은 조용한 실내에서는 비활성화 되고 시끄러운 실외에서는 활성화될 필요가 있다.

실내에 있는 지 실외에 있는지 여부는 마이크(260)를 통해 수집된 외부소리의 크기를 기초로 판단할 수 있다. 소정크기 이상의 외부소리가 감지되는 경우 실외에 있는 것로 판단하고 ESA 기능을 활성화할 수 있다. 즉, 마이크(260)에서 수집된 외부소리의 음량을 감지하는 음량측정장치가 센싱부(275)가 될 수 있다.

도 6은 음량과 주변환경의 상관관계를 나타낸 예시 표로서, 조용한 실내에서는 50dB 이하의 외부소리가 감지된다. 50dB를 제1 기준음량으로 기준을 잡으면 제1 기준음량 이상의 외부소리가 감지되면 ESA 기능을 활성화하고, 제1 기준음량 이하의 외부소리가 감지되면 ESA 기능을 비활성화할 수 있다. 제1 기준음량은 50dB보다 더 크거나 작을 수 있다.

도 6을 참조하면 자동차 경적음은 110dB인데 이보다 큰 전투기의 이착륙 소리와 같이 너무 큰 소리는 귀를 보호하기 위해 ESA 기능을 OFF할 수 있다. 제2 기준음량 이상(예를 들면 경적소리보다 큰 소리인 110dB 이상)의 외부소리가 감지되는 경우 ESA 기능을 비활성화 할 수 있다. 이는 사용자의 귀를 보호하기 위해 제2 기준음량을 추가적인 기준으로 설정할 수 있다.

제1 기준음량 이상의 소리이더라도 소정시간 이상 유사한 크기의 소리가 감지되는 경우 ESA 기능을 비활성화하고 제3 기준음량 이상의 소리가 유입되면 외부소리를 이어버드(241)를 통해 사용자에게 제공할 수 있다. 지속적으로 발생하는 비슷한 크기의 소리는 주의를 기울일 필요가 없는 잡음인 경우가 대부분이기 때문에 음질을 향상시키면서 사고 위험은 방지하기 위함이다. 제3 기준음량은 위험을 경고하는 자동차의 경적소음에 대응하는 음량(100dB이상)을 예로 들 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 음향기기(200)의 사용 태양을 도시한 도면으로 사용자가 자전거를 타면서 사용하거나 운전을 하는 경우 외부소리가 작더라도 차량의 경적음 등을 들어야 하기 때문에 ESA 기능을 활성화할 필요가 있다. 따라서, 걷는 속도 이상의 속도를 기준속도(예를 들면 시속 10km)로 설정하고 기준속도 이상의 속도가 감지되면 ESA 기능을 활성화한다.

휴대용 음향기기(200)의 속도는 이동속도를 감지하는 가속도 센서 또는 위치기반 서비스(LBS: location based service) 중 하나를 이용할 수 있다. 전자는 휴대용 음향기기(200) 자체에 구비한 센서이나, 위치기반 서비스는 기지국이나 위성항법장치(GPS)와 연결하는 무선통신방식을 통해 위치변화를 산출하여 속도를 감지할 수 있다.

도 8은 본 발명의 휴대용 음향기기(200)의 ESA작동여부를 나타낸 표이다. 이상에서 살펴본 바와 같이 제어부(280)는, 마이크(260)를 통해 수집한 외부소리이 크기에 따라, 이어폰의 착용 여부, 통화 중인지 여부에 따라 ESA의 활성화 여부를 결정할 수 있다.

도 8의 (a)를 참고하면 이어폰을 미착용한 경우 소리의 크기에 상관없이 ESA는 비활성화 되며, 미착용은 한쪽에만 착용한 경우를 포함한다. 즉, 이어버드(241)를 양쪽에 모두 착용한 경우에만, ESA 기능을 활성화한다.

마이크(260)를 통해 유입되는 외부소리가 제1 기준음량 이하(예를 들어 50dB 이하)인 경우는 실내에 있으므로, 위험요소가 없어 ESA 기능을 비활성화한다(도 6의 (a)상황). 다만, 걷는 속도 이상(기준속도 이상)으로 이동하는 것을 감지하는 경우, 외부에 있는 것으로 판단하여 자동차 경적 등의 외부소리를 사용자가 감지해야 하는 바, ESA 기능을 활성화 한다(도 7의 상황).

이어버드(241)를 양쪽에 모두 착용한 경우에 호신호를 수신하여 통화를 하게되면 ESA 기능을 활성화하여 사용자가 큰 목소리를 내지 않도록 한다. 이는 실내이든 실외이든 관계없이 활성화하며, 사용자가 큰 목소리로 통화하게 되어 주변에 소음을 발생하게 되는 것을 방지하기 위함이다.

다만, 외부소리가 제2 기준음량 이상(예를 들어 110dB이상)인 경우, 사용자의 귀 손상을 방지하기 위해 ESA 기능을 비활성화 한다. 예를 들어 전투기가 날아가는 소리와 같은 소음을 그 예로 들 수 있다.

도 8의 (b)는 외부소리가 제2 기준음량 이상인 경우 ESA 기능을 완전히 비활성화하는 게 아니라, 외부소리를 감소시켜 사용자에게 제공하여 사용자의 귀 손상을 예방한다.

도 9은 본 발명의 휴대용 음향기기(200)의 제어방법의 일 실시예를 도시한 도면으로 도 8의 (a)와 같이 각 상황에 따라 ESA 기능을 ON/OFF여부를 판단하기 위한 제어부(280)의 흐름을 도시한 도면이다.

먼저 이어버드(241)를 양쪽을 착용하고 있는지를 판단한다(S10). 양측을 모두 착용하고 있지 않으면, ESA 기능은 불필요하므로 비활성화한다(S70). 이어버드(241)를 양쪽 모두 착용한 경우, 호신호를 수신중(통화중)이면(S20) ESA 기능을 활성화한다.

통화중도 아니면 휴대용 음향기기(200)의 이동속도를 기준속도와 비교하여 기준속도 이상인 경우(S30) 사용자가 외부에 있다고 판단하여, ESA 기능을 활성화한다.

기준속도 이하인 경우에도 실내인 경우, 마이크(260)에서 수집한 외부소리가 제1 기준음량보다 작기 때문에 ESA 기능이 불필요하나, 제1 기준음량보다 큰 경우 ESA 기능이 필요하다(S40). 다만, 외부소리가 제2 기준음량보다 큰 경우 사용자의 귀를 보호하기 위해 ESA 기능을 비활성화한다(S50, S70).

제1 기준음량보다 크고 제2 기준음량보다 작아서 ESA를 활성화하더라도, 지속적으로 반복적으로 감지되는 소리는 필터링하여 사용자에게 제공하지 않고, 자동차 경적음 같이 갑자기 감지된 다른 크기의 소리만 제공하여 음향 데이터에 따른 음향의 음질을 유지하면서, 외부 경고음은 들을 수 있다.

또는 자전거의 경적음이나 자동차의 경적음과 같이 사용자에게 경고를 위한 소리보다 작은 크기의 외부소리는 필터링하여 사용자에게 제공하지 않고, 일정 크기 이상의 소리만 제공할 수 있다. 즉, 이는 제1 기준음량의 크기를 더 높게 설정하거나, ESA 기능을 활성화하되 제1 기준음량과 제2 기준음량 사이의 제3 기준음량을 설정하여 제3 기준음량 이하의 외부소리는 필터링 하는 방법으로 구현할 수 있다.

도 10는 본 발명의 휴대용 음향기기(200)의 제어방법의 다른 실시예를 도시한 도면으로 도 8의 (b)와 같이 각 상황에 따라 ESA 기능을 ON/OFF여부를 판단하기 위한 제어부(280)의 흐름을 도시한 도면이다.

전술한 상황은 유사하나 다만 제2 기준음량보다 외부소리가 큰 경우 ESA 기능을 완전히 비활성화하는 것이 아니라 활성화하되 외부소리를 줄여서 사용자에게 제공하여 큰 소리로 인한 귀의 손상을 방지할 수 있다(S80, S85).

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 휴대용 음향기기(200)는 ESA 기능을 부가하여 휴대용 음향기기(200)를 사용하는 중에도 외부소리를 듣지 못하여 발생하는 사고 등을 방지할 수 있다.

ESA 기능을 사용자가 수동으로 ON/OFF하는 것이 아니라 사용환경에 따라 자동으로 ON/OFF되어 사용성이 향상된 장점이 있다. 또한, 본체와 사용자의 몸의 마찰로 인한 소음까지 사용자에게 제공하지 않아 휴대용 음향기기(200)의 음질을 저하시키지 않는다.

상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

200: 휴대용 음향기기 210: 탄성밴드
220: 하우징 240: 음향출력부
241: 이어버드 260: 마이크
270: 사용자 입력부 275: 센싱부
280: 제어부 285: 무선통신부
290: 전원공급부 291: 배터리

Claims (20)

1. 음향을 제공하는 휴대용 음향기기에 있어서,
   본체;
   상기 본체와 연결되며, 사용자의 귀에 장착되는 이어버드;
   외부소리를 수집하는 마이크;
   상기 휴대용 음향기기의 상태정보를 수집하는 센싱부; 및
   음향 데이터에 따른 소리를 제공하도록 상기 이어버드를 제어하는 제어부를 포함하고,
   상기 센싱부는 상기 휴대용 음향기기의 이동속도를 감지하는 가속도 센서 또는 위치변화를 감지하는 위치기반 서비스(LBS) 중 하나를 포함하고,
   상기 제어부는 상기 휴대용 음향기기의 이동속도가 기준속도 이상인 경우 상기 마이크에서 수집한 외부소리를 상기 이어버드를 통해 제공하는 ESA (External Sound Awareness) 기능을 활성화하고, 기준속도 미만인 경우 상기 ESA 기능을 비활성화하는 휴대용 음향기기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 이어버드는 한 쌍을 구비하며,
   상기 센싱부는 상기 이어버드를 사용자의 귀에 착용여부를 감지하는 착탈센서를 포함하고,
   상기 제어부는, 상기 한 쌍의 이어버드가 모두 사용자의 귀에 착용된 경우에 ESA 기능을 활성화하고, 적어도 일측이 착용되지 않은 경우에 ESA 기능을 비활성화하는 것을 특징으로 하는 휴대용 음향기기.
3. 제2항에 있어서,
   상기 착탈센서는,
   상기 이어버드에 부착된 스위치, 근접센서, 조도 센서, IR센서 또는 온도센서 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 휴대용 음향기기.
4. 제2항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 착탈센서에서 기준시간 이상 착용한 것으로 감지된 경우에 ESA 기능을 활성화하는 것을 특징으로 하는 휴대용 음향기기.
5. 제1항에 있어서,
   상기 음향 데이터를 외부 단말기 또는 기지국으로부터 수신하는 무선통신부를 더 포함하는 휴대용 음향기기.
6. 제1항에 있어서,
   상기 센싱부는 호신호 의 수신여부를 감지하며,
   상기 제어부는 호신호 를 감지 시 상기 ESA 기능을 활성화하고, 통화가 종료되면 상기 ESA 기능을 비활성화하는 것을 특징으로 하는 휴대용 음향기기.
7. 제1항에 있어서,
   상기 이어버드는 한 쌍을 구비하고,
   상기 제어부는 상기 ESA 기능이 활성화된 경우,
   일측의 이어버드는 상기 음향 데이터에 따른 음향을 제공하고,
   타측의 이어버드는 상기 마이크에서 수집한 외부소리를 제공하는 것을 특징으로 하는 휴대용 음향기기.
8. 삭제
9. 음향을 제공하는 휴대용 음향기기에 있어서,
   본체;
   상기 본체와 연결되며, 사용자의 귀에 장착되는 이어버드;
   외부소리를 수집하는 마이크;
   상기 휴대용 음향기기의 상태정보를 수집하는 센싱부; 및
   음향 데이터에 따른 소리를 제공하도록 상기 이어버드를 제어하는 제어부를 포함하고,
   상기 센싱부는 상기 마이크에서 수신한 외부소리의 크기를 감지하는 음량측정장치를 포함하고,
   상기 제어부는 상기 음량측정장치에서 제1 기준음량 이상의 외부소리가 감지되면 ESA 기능을 활성화하고 기준음량 이하의 외부소리가 감지되면 ESA 기능을 비활성화하며,
   상기 제1 기준음량 보다 큰 제2 기준음량의 외부소리를 감지하는 경우 상기 ESA 기능을 비활성화하거나, 외부소리를 작게 전환하여 상기 이어버드에 공급하는 것을 특징으로 하는 휴대용 음향기기.
10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 기준음량은 50dB인 것을 특징으로 하는 휴대용 음향기기.
11. 삭제
12. 제9항에 있어서,
    상기 제2 기준음량은 110dB인 것을 특징으로 하는 휴대용 음향기기.
13. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 음량측정장치에서 측정한 외부소리의 크기가 일정한 크기의 소리가 반복적으로 감지되는 경우, 이를 필터링하여 사용자에게 제공하지 않는 것을 특징으로 하는 휴대용 음향기기.
14. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 ESA 기능이 활성화된 경우
    상기 마이크에서 수집한 상기 외부소리를 상기 음향 데이터에 따른 음향에 혼합하여 상기 이어버드에 제공하는 것을 특징으로 하는 휴대용 음향기기.
15. 제1항에 있어서,
    상기 마이크에서 수집한 외부소리를 증폭하는 증폭기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 음향기기.
16. 제1항에 있어서,
    상기 본체를 사용자가 착용시 사용자의 몸과 닿는 부분의 적어도 일부 표면은 코팅하여 매끄러운 면을 가지는 것을 특징으로 하는 휴대용 음향기기.
17. 이어버드를 양쪽 모두 착용했는지 여부를 판단하는 단계;
    휴대용 음향기기의 이동속도를 감지하는 단계;
    마이크에서 외부소리를 수집하는 단계;
    상기 이어버드를 양쪽에 모두 착용하고 상기 이동속도가 기준속도 이상인 경우 상기 마이크에서 수집한 외부소리를 상기 이어버드를 통해 제공하는 ESA (External Sound Awareness) 기능을 활성화하는 단계;
    상기 이동속도가 기준속도 이하인 경우, 상기 마이크에서 수집한 외부소리의 음량을 제1 기준음량 및 상기 제1 기준음량보다 큰 제2 기준음량과 비교하는 단계;
    상기 수집한 외부소리의 음량이 상기 제1 기준음량 이하인 경우 ESA 기능을 비활성화하는 단계;
    상기 수집한 외부소리의 음량이 상기 제1 기준음량 이상 상기 제2 기준음량 이하인 경우 ESA 기능을 활성화하는 단계; 및
    상기 수집한 외부소리의 음량이 상기 제2 기준음량 이상인 경우 ESA 기능을 비활성화하거나, ESA 기능을 활성화하되 외부소리를 감소하여 사용자에게 제공하는 단계를 포함하는 휴대용 음향기기 제어방법.
18. 제17항에 있어서,
    상기 휴대용 음향기기가 호신호를 수신중인 경우 상기 ESA 기능을 활성화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 음향기기 제어방법.
    
19. 삭제
20. 삭제

Images