KR101847070B1 - 신체활용형 스마트 통화장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사용자의 손을 이용하여 통화음을 귀로 전달하는 것으로 안정적인 통화 환경을 제공하는 손목 착용형 웨어러블 디바이스에 관한 것으로, 사용자의 손목에 착용되는 밴드와, 밴드에 사용자의 손 방향을 향해 설치되며 사용자가 밴드를 착용한 손의 손가락을 붙인 상태에서 손을 접시형태로 오므린 후 귀를 덮으면 손의 손바닥을 향해 통화음을 출력하는 스피커와, 밴드에 결합되어 사용자의 음성을 수신하는 마이크를 포함한다.

Description

신체활용형 스마트 통화장치 {Smart Call Device for Using Body}

본 발명은 신체활용형 스마트 통화장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 사용자의 손을 이용하여 통화음을 귀로 전달하는 것으로 안정적인 통화 환경을 제공하는 손목 착용형 웨어러블 디바이스에 관한 것이다.

전자기기의 소형화가 가능해지면서 신체에 착용 가능한 고성능의 웨어러블 디바이스의 구현이 가능하게 되어, 스마트워치, 스마트밴드 및 핸즈프리 등의 제품이 상용화 되고 있다.

편리한 통화를 위해서는 통화음을 출력하는 스피커 및 사용자의 음성을 수신하는 마이크가 인체의 귀와 입에 대응하게 배치되어야 하지만, 스마트워치와 스마트밴드와 같은 손목 착용형 웨어러블 디바이스는 장치가 소형이고, 착용 부위가 손목이기 때문에 다양한 자세를 취하기가 어려워 편리하게 통화하기가 어려운 상태이다.

현재 스마트워치로 통화를 하기 위해서는 음성을 수신할 때 장치를 귀에 대고, 말을 할 때 입에 근접시켜야 하는 번거로움이 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 스피커의 출력을 크게 하는 대안이 제시되었으나, 이러한 방법은 개인의 프라이버시를 침해하고, 주변에는 소음 공해의 원인이 되는 문제가 있다.

안정적인 통화를 위해 스마트워치에 마이크가 포함된 이어폰을 연결하여 통화하는 방법이 이용되고 있으나, 이는 휴대전화에 이어폰을 연결하는 것과 큰 차이가 없다.

또한, 공개특허공보 10-2016-0012553과 같이 스마트워치에 통화를 위한 별도의 구성을 인출시킨 후 통화를 할 수 있는 발명이 고안되기도 하였으나, 즉시 통화를 해야 하는 사용자가 소형의 스마트워치에서 통화를 위한 구성을 인출 시킨 후 손가락에 장착한 다음 통화를 하는 것은 스마트워치의 사용을 오히려 번거롭게 한다.

이러한 문제의 대안으로 귀에 착용할 수 있는 핸즈프리가 제시되었으나, 핸즈프리를 상기 귀에 착용하는 상태로 이용하는 사용자가 많아 외부 소리의 차단에 의해 사용자가 위험을 신속히 인지하지 못하는 문제와 바깥귀길을 상시 막고 있게 되어 귀에 질병이 발생되는 문제가 있었다.

공개특허공보 10-2016-0012553 : 웨어러블 디바이스를 이용한 통화장치

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 사항을 고려하여 제안된 것으로, 본 발명은 사용자의 손을 이용하여 통화음을 귀로 전달하는 것으로 안정적인 통화 환경을 제공하는 손목 착용형 신체활용형 스마트 통화장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 단지 손가락을 붙인 상태에서 손을 오므린 후 귀를 덮는 단순한 동작만으로도 편리하고 신속하게 통화 환경을 제공할 수 있는 신체활용형 스마트 통화장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 사용자에 따라 다양한 신체 구조와 자세에 대응하여 자동으로 통화음을 출력하는 스피커가 자동으로 최적의 각도로 조절되는 신체활용형 스마트 통화장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 기술적 사상에 의한 신체활용형 스마트 통화장치는, 사용자의 손목에 착용되는 밴드와, 상기 밴드에 상기 사용자의 손 방향을 향해 설치되며, 상기 사용자가 상기 밴드를 착용한 손의 손가락을 붙인 상태에서 상기 손을 접시형태로 오므린 후 귀를 덮으면 상기 손의 손바닥을 향해 통화음을 출력하는 스피커와, 상기 밴드에 결합되어 상기 사용자의 음성을 수신하는 마이크를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 스피커는 지향성 스피커인 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 스피커에서 출력된 통화음을 수신하는 피드백센서와, 상기 스피커의 하부에 결합되어 상기 피드백센서로 수신된 상기 통화음의 울림 정도가 기 설정된 수준 이상이면 상기 스피커의 통화음이 출력되는 방향을 상기 사용자의 손바닥 방향 내에서 가변시키는 각도제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 각도제어기는 상기 피드백센서로 수신된 상기 통화음에서 잔향 시간을 측정하는 것으로 상기 울림 정도를 산출하고, 상기 울림 정도가 상기 기 설정된 수준 이상이면 상기 잔향 시간이 상기 기 설정된 수준 미만이 될 때까지 상기 스피커의 통화음이 출력되는 방향을 가변시키는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 각도제어기는 상기 밴드에 설치되는 제1구동기와, 상기 제1구동기에 결합된 기어와 치합되며, 상기 스피커와 결합되어 상기 사용자의 손목이 형성된 방향을 회전축으로 하여 상기 스피커를 좌우방향으로 회전시키는 턴테이블과, 회전축이 상기 턴테이블의 회전축과 직교되게 상기 스피커와 상기 턴테이블 사이에 결합되어 상기 스피커를 상하방향으로 회전시키는 제2구동기를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 각도제어기는 상기 밴드에 상기 사용자의 손 방향을 향해 설치되고 상부에는 구형의 요입된 홈이 형성된 조인트소켓과, 상부는 상기 스피커의 하부와 결합되고 하부는 볼조인트가 형성되어 상기 조인트소켓의 홈에 결합되며 상기 볼조인트의 표면에는 기어와 같은 다수개의 딤플이 형성된 지지축과, 상기 조인트소켓 내에 설치되며 상기 볼조인트의 측면에 치합되는 기어를 포함하고 구동되면 상기 지지축을 상기 기어의 회전 방향으로 회전시키는 제1구동기와, 상기 조인트소켓 내에 설치되며 회전축이 상기 제1구동기의 기어와 직교되는 방향이면서 상기 볼조인트의 저면에 치합되는 기어를 포함하고 구동되면 상기 지지축을 상기 기어의 회전 방향으로 회전시키는 제2구동기를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 신체활용형 스마트 통화장치에 따르면,

첫째, 본 발명은 손목에 착용된 상태에서 입에 인접시킴과 동시에 사용자의 손을 이용하여 통화음을 귀로 전달할 수 있기 때문에 안정적인 통화가 가능한 효과가 있다.

둘째, 사용자는 통화 시 단지 손가락을 붙이고 손을 오므려 귀를 덮는 단순한 동작만으로 즉시 통화를 시작할 수 있게 된다.

셋째, 사용자의 손에는 부가적으로 착용되는 장치가 없기 때문에 통화 종료 후 또는 통화 중에도 원하면 즉시 손을 자유로이 사용할 수 있다. 특히, 버스 또는 지하철과 같이 흔들리는 환경에서는 충격을 받았을 때 즉시 손잡이를 잡기 위해 손을 사용할 수 있기 때문에 보다 안전하게 통화를 즐길 수 있게 된다.

넷째, 본 발명을 이용하여 통화를 하기 위해서는 손으로 귀를 감싸기 때문에 통화 시 외부 음이 자연스럽게 차단된다.

다섯째, 본 발명은 통화음이 손으로 귀를 감싼 공간 내에 출력되기 때문에 통화음의 음량을 크게 출력할 필요가 없고, 손목에 착용한 본 발명은 입에 인접해 있기 때문에 큰 목소리로 말하지 않아도 되기 때문에 사생활을 보호하고, 소음을 발생하지 않게 된다.

여섯째, 무지향성 스피커보다 소리의 잔향이 신속히 감쇠되는 지향성 스피커를 사용하기 때문에 통화음의 울림 현상을 저감할 수 있게 된다.

일곱째, 사용자의 자세가 적합하지 않아 통화음에 울림이 많이 발생하면 이를 피드백센서가 감지하고 각도제어기가 적절한 방향으로 스피커의 각도를 조절하기 때문에 사용자에 따라 상이한 신체 구조와 통화 자세에 대응할 수 있게 된다.

여덟째, 본 발명은 통화시에만 이용되기 때문에 핸즈프리와 같이 상시 귀에 착용하는 오용으로부터 발생되는 안전 및 건강상의 문제를 방지할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 신체활용형 스마트 통화장치를 이용하여 통화 하는 모습을 나타낸 예시 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 신체활용형 스마트 통화장치를 이용하여 통화 시 사용자의 손을 이용하여 통화음이 전달되는 경로를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 신체활용형 스마트 통화장치와, 스피커의 세부 구조를 나타낸 도면.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 신체활용형 스마트 통화장치의 각도제어기의 세부 구성을 설명하기 위한 하우징의 단면도.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 신체활용형 스마트 통화장치의 각도제어기의 세부 구성을 설명하기 위한 각도제어기의 단면도 및 부분확대도.

이하, 본 발명에 따른 신체활용형 스마트 통화장치의 바람직한 실시 예에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 신체활용형 스마트 통화장치는 손목에 착용하는 웨어러블 디바이스를 이용하여 통화를 실시할 수 있는 장치로서, 사용자의 손(11)을 이용하여 통화음을 귀(12)로 전달하는 특징을 포함한다.

이 때, 통화에는 유선전화, 무선전화, 무전기 등 사용자 간의 음성을 주고받는 통신을 의미한다.

구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 신체활용형 스마트 통화장치는 사용자의 손목에 착용되는 밴드(150)와, 밴드(150)에 사용자의 손(11) 방향을 향해 설치되며, 사용자가 밴드(150)를 착용한 손(11)의 손가락을 붙인 상태에서 손(11)을 접시형태로 오므린 후 귀(12)를 덮으면 손(11)의 손바닥을 향해 통화음을 출력하는 스피커(120)와, 밴드(150)에 결합되어 사용자의 음성을 수신하는 마이크(140)를 포함한다.

밴드(150)는 가죽과 같은 유연한 소재로 구성되거나, 다수개의 플라스틱계 또는 금속계의 블록이 연속하여 힌지 연결되는 등 사용자의 손목에 착용되기 위한 다양한 방식으로 구성될 수 있다.

또한, 밴드(150)에는 먼저 하우징(110)이 결합된 후, 하우징(110)에 스피커(120) 및 마이크(140)와 같은 구성이 결합되는 것으로, 하우징(110)을 매개로 밴드에 설치될 수 있다.

스피커(120)는 통화음을 출력하는 구성으로서, 사용자가 이 실시예를 착용한 손(11)의 손가락을 붙인 상태에서 손(11)을 접시형태로 오므린 후 귀(12)를 덮으면, 스피커(120)가 손바닥에 형성된 오목한 부위로 통화음을 출력하여 사용자의 손(11)에서 반사된 통화음이 사용자의 귀(12)로 전달되게 하는 특징을 포함한다.

귀의 외이는 소리가 도달되면 바깥귀길까지 소리를 전달하는 구조를 가지고 있으며, 외이의 너비는 오므린 손 너비의 약 1/4에 이르기 때문에 오므린 손으로 귀를 덮은 상태에서 손바닥의 오목한 부위에 형성된 공간을 향해 소리를 출력하면 출력된 거의 모든 소리가 귀로 전달될 수 있게 된다.

소리가 밀폐된 공간에서 무작위로 반사되면 소리에 울림현상 및 잔향이 발생되어 통화음의 품질이 저하될 수 있다.

따라서 울림현상 및 잔향을 최소화하기 위해 스피커(120)는 지향성 스피커(120)로 구성될 수 있다.

지향성 스피커(120)는 목적으로 하는 방향으로만 소리를 방사하는 지향성을 갖게 한 스피커(120) 시스템이다. 일반적으로 명료한 음향을 제공하기 위해 둘 이상의 동일 구경 스피커(120)를 같은 평면상에 배치하고 하나의 스피커(120)로 동작되도록 한 칼럼스피커(120) 또는 라인스피커(120)가 이용되고 있다. 또한, 초음파에 가청 소리를 함께 송출하는 초지향성 스피커(120)도 지향성 스피커(120)에 포함된다.

스피커(120)가 지향성 스피커(120)로 구성되고, 스피커(120)가 손바닥을 향해 통화음을 출력하면, 손바닥에서 반사된 통화음은 거의 모두 귀에 도달할 수 있게 된다. 물론, 손은 평면이 아니기 때문에 손바닥에 반사된 지향성 스피커(120)의 통화음은 보다 넓은 범위로 산란되어 반사되지만, 외이의 너비는 충분히 넓기 때문에 반사된 대부분의 통화음이 귀를 향하게 된다.

하지만, 사용자가 바람직하지 않은 자세를 취하여 손바닥 내에서 반사되는 통화음이 많아지게 되면 통화음에 울림현상 및 잔향이 증가하게 될 수 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 신체활용형 스마트 통화장치는 밴드(150)에 설치되어 스피커(120)에서 출력된 통화음을 수신하는 피드백센서(130)를 더 포함할 수 있다.

피드백센서(130)는 소리 신호를 수신하는 센서로서 마이크(140)와 동일한 종류의 센서일 수 있으나, 사용자의 음성을 수신하는 것 보다는 스피커(120)에서 출력된 통화음을 수신하는 것을 주요 목적으로 한다.

피드백센서(130)는 통화음을 수신을 효과적으로 하기 위해 스피커(120)와 동일한 방향을 향해 설치되는 것이 바람직하다. 일 실시예로써 스피커(120)와 나란하게 설치될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 신체활용형 스마트 통화장치는 스피커(120)의 하부에 결합되어 피드백센서(130)로 수신된 통화음의 울림 정도가 기 설정된 수준 이상이면 스피커(120)의 통화음이 출력되는 방향을 사용자의 손바닥 방향 내에서 가변시키는 각도제어기(160)를 더 포함할 수 있다.

도 4a 및 도 4b를 참조하면, 각도제어기(160)의 제1 실시예는 밴드(150)에 설치되는 제1구동기(161)와, 제1구동기(161)에 결합된 기어(163)와 치합되며, 스피커(120)와 결합되어 사용자의 손목이 형성된 방향을 회전축으로 하여 스피커(120)를 좌우방향으로 회전시키는 턴테이블(164)과, 회전축이 턴테이블(164)의 회전축과 직교되게 스피커(120)와 턴테이블(164) 사이에 결합되어 스피커(120)를 상하방향으로 회전시키는 제2구동기(162) 등이 구성된다.

제1 실시예에서는 각도제어기(160)의 구성이 하우징(110)을 매개로 밴드(150)에 결합되는 것으로 실시되었다. 이 실시예와 같이 각도제어기(160)의 턴테이블(164)이 하우징(110) 내에 설치되는 것으로 실시될 경우, 스피커(120)는 외부로 돌출되게 하기 위한 축(165)을 매개로 턴테이블(164)과 결합될 수 있다.

도 5를 참조하면, 각도제어기(160)의 제2 실시예는 밴드(150)에 사용자의 손(11) 방향을 향해 설치되고, 상부에는 구형의 요입된 홈이 형성된 조인트소켓(168)과, 상부는 스피커(120)의 하부와 결합되고 하부는 볼조인트(167)가 형성되어 조인트소켓(168)의 홈에 결합되며 볼조인트(167)의 표면에는 기어와 같은 다수개의 딤플이 형성된 지지축(166)과, 조인트소켓(168) 내에 설치되며 볼조인트(167)의 측면에 치합되는 기어(163)를 포함하고 구동되면 지지축(166)을 기어(163)의 회전 방향으로 회전시키는 제1구동기(161)와, 조인트소켓(168) 내에 설치되며 회전축이 제1구동기(161)의 기어(163)와 직교되는 방향이면서 볼조인트(167)의 저면에 치합되는 기어(163)를 포함하고 구동되면 지지축(166)을 기어(163)의 회전 방향으로 회전시키는 제2구동기(162) 등이 구성된다.

지지축(166)의 하부에 형성된 볼조인트(167)에는 상하방향 및 좌우방향으로 일정하게 요입되는 딤플이 형성되어 제1구동기(161)의 기어(163)와 제2구동기(162)의 기어(163)에 동시에 치합된다.

도 5에 도시된 제2 실시예를 기준으로, 제1구동기(161)가 구동되면 지지축(166)은 좌우방향으로 회전하게 되며, 제2구동기(162)가 구동되면 지지축(166)은 전후방향으로 회전하게 된다. 지지축(166)이 회전하면 지지축(166)의 상부에 결합된 스피커(120)도 함께 회전하여 통화음을 출력하는 방향이 전환되어지게 된다.

상술된 바와 같은 각도제어기(160)의 제1 실시예 및 제2 실시예는 스피커(120)의 각도를 제어하고자 하는 기능을 달성하기 위한 일 실시예인 것으로, 다른 구조 및 구성들을 통해 동일한 목적을 달성할 수 있음이 자명하다.

또한, 각도제어기(160)는 피드백센서(130), 제1구동기(161) 및 제2구동기(162)와 전기적으로 연결되는 제어부(도시되지 않음)를 포함한다.

일 실시예로써, 제어부는 피드백센서(130)로 수신된 통화음에서 잔향 시간(reverberation time)을 측정하는 것으로 울림 정도를 산출할 수 있다. 잔향 시간은 음원을 정지시킨 뒤에 음이 완전히 감쇠되는 시간을 측정하는 것이다. 잔향 시간을 측정하는 기준에는 ISO 3382 국제 표준 규격이 있으며, 이 규격에는 EDT, RT20, RT30, RT60 파라미터를 규정하고 있다. 예를 들어, 제어부는 잔향 시간이 0.2초 이상일 경우 통화음의 울림 정도가 과도한 것으로 판단할 수 있다.

제어부는 울림 정도가 기 설정된 수준 이상이면 잔향 시간이 기 설정된 수준 미만이 될 때까지 스피커(120)의 통화음이 출력되는 방향을 가변시킨다. 일 예로써, 통화음의 울림 정도의 기 설정된 수준, 즉 잔향 시간이 0.2초 이상인 것으로 검출되면 제어부는 잔향 시간이 0.2초 미만이 되는 자세가 될 때 까지 각도제어기(160)의 제1구동기(161) 및 제2구동기(162)를 순차적으로 또는 동시에 구동시켜 스피커(120)가 향하는 각도를 가변한다.

제어부는 울림 정도를 판단하는 데 잔향 시간 말고도, D50 또는 C80과 같은 파라미터를 활용할 수도 있다.

이어서, 도면을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 신체활용형 스마트 통화장치의 사용 예를 설명한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 이 실시예에 전화가 걸려오면 먼저 별도로 구성된 터치화면(도시되지 않음)을 조작하여 전화를 연결한다. 이어서, 사용자는 밴드(150)를 착용한 손의 손가락을 붙인 상태에서 손을 접시형태로 오므린 후 귀를 덮는다. 이 때, 스피커(120)는 사용자의 손바닥을 향하여 통화음을 출력하는 것으로 사용자의 손에서 통화음이 반사되어 사용자의 귀에 도달되게 한다.

손의 위치는 밴드(150)에 결합된 마이크(140)가 입과 인접할 수 있도록 밴드(150)를 착용한 손의 손가락이 귀를 덮고, 손바닥은 볼의 일부를 덮는 형태로 자세를 취하는 것이 바람직하다.

사용자는 이 자세를 통해 신체활용형 스마트 통화장치를 손목에 착용한 상태에서도 안정적인 통화를 할 수 있게 된다.

만약, 피드백센서(130)로 검출되는 울림 정도가 기 설정된 수준 이상이면 각도제어기(160)가 울림 정도가 감소되는 지점을 찾아 여러 방향으로 스피커(120)의 각도를 가변시킨다.

이상에서의 설명에서와 같이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명이 구현되어 있음을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 명시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구 범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

110 : 하우징 120 : 스피커
130 : 피드백센서 140 : 마이크
150 : 밴드 160 : 각도제어기

Claims (6)

1. 사용자의 손목에 착용되는 밴드와;
   상기 밴드에 상기 사용자의 손 방향을 향해 설치되며, 상기 사용자가 상기 밴드를 착용한 손의 손가락을 붙인 상태에서 상기 손을 접시형태로 오므린 후 귀를 덮으면 상기 손의 손바닥을 향해 통화음을 출력하는 지향성의 스피커와;
   상기 밴드에 결합되어 상기 사용자의 음성을 수신하는 마이크와;
   상기 스피커와 동일한 방향으로 나란히 설치되어, 상기 스피커에서 출력된 통화음을 수신하는 피드백센서와;
   상기 스피커의 하부에 결합되어 상기 피드백센서로 수신된 상기 통화음의 울림 정도가 기 설정된 수준 이상이면 상기 스피커의 통화음이 출력되는 방향을 상기 사용자의 손바닥 방향 내에서 가변시키는 각도제어기를 포함하고,
   상기 각도제어기는 상기 밴드에 상기 사용자의 손 방향을 향해 설치되고, 상부에는 구형의 요입된 홈이 형성된 조인트소켓과; 상부는 상기 스피커의 하부와 결합되고, 하부는 볼조인트가 형성되어 상기 조인트소켓의 홈에 결합되며, 상기 볼조인트의 표면에는 기어와 같은 다수개의 딤플이 형성된 지지축과; 상기 조인트소켓 내에 설치되며, 상기 볼조인트의 측면에 치합되는 기어를 포함하고, 구동되면 상기 지지축을 상기 기어의 회전 방향으로 회전시키는 제1구동기와; 상기 조인트소켓 내에 설치되며, 회전축이 상기 제1구동기의 기어와 직교되는 방향이면서 상기 볼조인트의 저면에 치합되는 기어를 포함하고, 구동되면 상기 지지축을 상기 기어의 회전 방향으로 회전시키는 제2구동기를 포함하고,
   상기 지지축은 상기 제1구동기가 구동되면 좌우방향으로 회전하고, 상기 제2구동기가 구동되면 전후방향으로 회전하는 것을 특징으로 하는 신체활용형 스마트 통화장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,
   상기 각도제어기는 상기 피드백센서로 수신된 상기 통화음에서 잔향 시간을 측정하는 것으로 상기 울림 정도를 산출하고, 상기 울림 정도가 상기 기 설정된 수준 이상이면 상기 잔향 시간이 상기 기 설정된 수준 미만이 될 때까지 상기 스피커의 통화음이 출력되는 방향을 가변시키는 것을 특징으로 하는 신체활용형 스마트 통화장치.
5. 삭제
6. 삭제

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