KR101926429B1

KR101926429B1 - 안전사고 예방 및 노이즈 제거 기능을 갖는 헤드셋

Info

Publication number: KR101926429B1
Application number: KR1020170145235A
Authority: KR
Inventors: 이진표
Original assignee: 이진표
Priority date: 2017-11-02
Filing date: 2017-11-02
Publication date: 2019-03-07

Abstract

본 발명은 안전사고 예방 및 노이즈 제거 기능을 갖는 헤드셋에 관한 것으로 더욱 자세하게는, 능동형 소음 제거(Active Noise cancelling, ANC) 방식의 능동소음제거부가 형성되어, 주변의 소음을 억제시킴으로써 사용자에게 더욱 쾌적한 청취환경을 제공하며, 사용자의 움직임을 감지하는 상기 움직임감지부를 구비하여 사용자의 보행 또는 자전거등의 이동을 감지하여 상기 음향출력부를 자동으로 회전시킴으로써 외부에서 발생하는 위험신호를 청취할 수 있는 안전사고 예방 및 노이즈 제거 기능을 갖는 헤드셋에 관한 것이다.

Description

안전사고 예방 및 노이즈 제거 기능을 갖는 헤드셋{Headset with safety accident prevention and noise canceling function.}

본 발명은 안전사고 예방 및 노이즈 제거 기능을 갖는 헤드셋에 관한 것으로, 외부의 위험 신호에 반응 할 수 있도록 사용자의 움직임을 감지하여 소리를 송출하는 스피커를 회전시킴으로써, 사용자가 보행이나 자전거 등의 이동 시 외부의 위험 소리를 감지할 수 있도록 안전사고 예방 및 노이즈 제거 기능을 갖는 헤드셋에 대한 것이다.

일반적으로 헤드셋은 스테레오 시스템이나 음향 장비에서 나오는 전기 신호를 음향(소리) 신호로 변환하는 장치를 말하며, 사용자가 직접 귀에 착용하여 귀의 고막에 음의 진동을 전달되도록 하는 기계이다.

또한, 가청주파수 대역내에 잡음이 많은 상황에서는 인간의 인식능력이 현저히 저하되기 때문에 음성통신 및 음향 장비에 있어서 잡음을 제거 하는 기술이 필요로 하게 되었다. 이러한 잡음을 제거하기 위하여 흡음재를 사용하여 소음을 흡수하는 수동형 소음 제거(Passive Noise Cancelling,PNC)방식이 있으며, 이어팁이나 이어패드를 이용한 소음 차단이 이에 해당된다.

능동형 소음 제거(Active Noise cancelling, ANC)방식은 전자적인 음향이나 전자기계 장치를 통해서 원하지 않는 잡음을 소리의 중첩의 원리를 사용하여 제거하는 방식을 모두 포함하며, 일본공개특허 제2013-110746호(2013.06.06)에서는 액티브 노이즈 컨트롤 시스템(Active Noise Control System)을 가지는 오디오 헤드셋에 관하여 기재하고 있으며, 도 1의 a는 외부의 소음을 수신하는 외부 마이크(28)와 스피커(18)의 내부에 위치하는 마이크(36)에서 수집되는 소음을 가감하여 상기 스피커(18)로 노이즈를 감소시킬 수 있는 반대되는 주파수를 송출하는 액티브 노이즈 컨트롤 시스템(Active Noise Control System)을 갖는 오디오 헤드셋을 도시하고 있다.

상기 능동형 소음 제거(Active Noise cancelling, ANC)방식은 마이크를 이용하여 외부의 소음을 수집하여 이를 서로 180도의 위상차를 갖는 음파를 발생시켜 소음을 상쇄시키는 제거 방식으로, 도 2를 참조하면, 헤드폰 마이크에서 분석한 소음의 파형(Interference Sinal)을 수집하고, 이와 180도의 위상차를 갖는 음파(Signal in phase opposition)를 스피커를 통하여 출력하여 상기 두 음파간의 중첩에 의해 상쇄시킨 음파(Interference signal reduction)를 통해 사용자자 노이즈가 제거된 소리를 청취할 수 있다.

그러나 종래와 같은 통상적인 헤드셋은 귀를 전체적으로 덮어 소리가 밖으로 새지 않도록 이루어짐에 따라서, 동시에 밖에서 나는 소리도 들리지 않는 구조로 되어 있어, 사용자가 헤드셋을 착용하고 보행 또는 자전거 등을 이용할 시에 외부에서의 위험 신호를 인지하지 못하여 안전상에 많은 문제점들이 야기된다.

일본공개특허 제2013-110746호(2013.06.06)

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 주변의 소음을 억제하여 사용자의 청취환경을 더욱더 쾌적하게 유지하며, 외부에서 발생하는 위험신호를 청취가능 하도록 사용자의 움직임을 감지하여 안전사고 예방이 가능한 헤드셋을 제공하고자 한다.

본 발명은, 외부의 음향기기부터 소리신호를 수신 받아 상기 소리신호에 상응하는 소리를 출력하는 헤드셋에 있어서, 상기 헤드셋 주변의 소음을 수집하여 상기 소음에 반대되는 위상의 소음제거신호를 생성하는 능동소음제거부; 상기 능동소음제거부로부터의 소음제거신호가 가산된 소리를 출력하는 음향출력부; 사용자의 움직임을 감지하는 움직임감지부; 및 상기 움직임감지부로부터 움직임신호를 인가받아 상기 사용자의 이동 또는 정지를 판단하는 헤드셋제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 음향출력부는 회전 가능하도록 형성되며, 상기 헤드셋제어부는 상기 사용자의 이동시에는 사용자의 귀가 개방되며, 상기 사용자의 정지시에는 사용자의 귀가 밀폐되도록 상기 음향출력부를 자동으로 회전시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 움직임감지부는 상기 음향출력부의 회전을 감지하는 회전센싱부를 더 포함하며, 상기 헤드셋제어부는 상기 음향출력부의 회전에 따라 상기 음향출력부에서 출력되는 소리의 크기를 조절하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 움직임감지부는 상기 사용자단말기에 내장된 GPS모듈에 따른 사용자의 이동정보를 수신 가능하도록 상기 사용자 단말기와 단거리 무선 통신을 수행하는 블루투스송신부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 능동소음제거부는 상기 헤드셋제어부로부터 상기 외부의 음향기기로부터의 소리신호를 인가받아 상기 헤드셋 주변의 소리신호에서 상기 외부의 음향기기로부터의 소리신호를 감산하여 상기 헤드셋 주변의 소음신호를 검출하는 가감산처리부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성에 따른 본 발명은 능동형 소음 제거(Active Noise cancelling, ANC) 방식의 능동소음제거부가 형성되어, 주변의 소음을 억제시킴으로써 사용자에게 더욱 쾌적한 청취환경을 제공하며, 사용자의 움직임을 감지하여 음향출력부를 자동으로 회전시킴으로써 외부에서 발생하는 위험신호를 청취할 수 있어 안전사고를 예방할 수 있는 헤드셋을 제공하고자 한다.

도 1은 종래의 노이즈제거 기능을 갖는 헤드셋을 도시한 구성도.
도 2는 능동노이즈제거 방식을 설명하기 위한 그래프.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 헤드셋의 구성도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 움직임감지부의 구성도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 음향출력부의 회전동작을 도시한 예시도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 음향출력부의 회전동작을 도시한 예시도.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 음향출력부의 회전동작을 도시한 예시도.

이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.

첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 안전사고 예방 및 노이즈 제거 기능을 갖는 헤드셋(1000)의 구성도로서, 도 3을 참조하면 상기 헤드셋(1000)은 헤드셋제어부(100), 능동소음제거부(200), 움직임감지부(300) 및 음향출력부(400)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 헤드셋제어부(100)는 상기 능동소음제거부(200), 상기 움직임감지부(300) 및 상기 음향출력부(400)를 제어하기 위한 구성으로, 사용자의 단말기, MP3, 라디오 등의 외부의 음향기기로부터 소리신호를 인가받아 상기 소리신호에 상응하는 소리를 출력하도록 상기 헤드셋(1000)를 제어할 수 있다.

상기 능동소음제거부(200)는 상기 헤드셋(1000) 주변의 소음을 수집하여 상기 소음에 반대되는 위상의 소리신호를 생성하여 소음을 제거하기 위한 구성으로, 마이크(211) 및 가감산처리부(210)을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 마이크(211)는 주변의 소음을 수집하기 위한 구성으로, 상기 헤드셋(1000)의 내부 또는 외부에 적어도 하나 이상 형성되어 외부 또는 내부로부터의 소음을 수집할 수 있다.

삭제

또한, 상기 능동소음제거부(200)은 가청음역대를 벗어난 저주파 영역의 소음을 제거할 수 있으며, 상기 저주파 소음은 인간의 귀로 들을 수 없는 20Hz이하의 저주파에 의한 소음을 말하며 사람의 귀에는 들리지 않지만 상기 저주파 소음에 장시간 노출되면 신경계, 호르몬 분비, 호흡 등에 이상이 생기고 스트레스로 인한 각종 질병에 노출될 수 있다. 따라서, 상기 능동소음제거부(200)는 사용자의 이동에 관계없이 저주파의 소음을 지속적으로 제거하는 것이 바람직하다.

상기 음향출력부(400)는 스피커(410) 및 상기 음향출력부(400)의 소리의 크기를 조절하는 음량조절부(420)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 스피커(410)는 상기 헤드셋제어부(100)로부터 인가받은 신호에 상응하는 소리를 출력하여 사용자의 외이도에 상기 소리를 전달하기 위한 구성이며, 상기 스피커(410)는 사용자의 귀와 가까운 방향으로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 음향출력부(400)는 회전 가능하도록 형성될 수 있으며, 상기 헤드셋제어부(100)로부터 신호를 받아 구동되는 서보모터 및 회전축을 더 포함하여 일정 각도만큼 회전시킴으로써, 사용자의 귀가 개방되도록 상기 음향출력부(400)를 자동으로 회전시킬 수 있다. 이때, 상기 서보모터 및 회전축은 상기 음향출력부(400)가 사용자의 귀를 개방 또는 밀폐시키도록 제어하기 위한 구성으로, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 상기 음향출력부(400)를 개폐하기 위한 구성이면 어떠한 구성 또는 형상으로 변형 실시가 가능하다.

아울러, 본 발명의 일실시예에 따른 상기 헤드셋(1000)은 도면상에는 도시하지 않았지만 상기 음향출력부(400)가 사용자의 귀에 거치되는 형태 또는 사용자의 두상의 후부에 탄성을 지닌 링 밴드 형태의 지지부를 더 구비하여 형성 되는 것이 바람직하다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 상기 움직임감지부(300)의 구성을 도시한 구성도로서, 도 3 내지 도 4를 참조하면, 상기 움직임감지부(300)는 회전센싱부(310) 및 블루투스송신부(320)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

상기 움직임감지부(300)는 사용자의 움직임을 감지하기 위한 구성으로, 가속도 센서, GPS센서, 자이로센서 등을 이용하여 본 발명의 요지에 벗어남이 없이 사용자의 움직임을 감지하기 위한 구성이면 어떠한 구성으로도 변형실시가 가능하다. 또한 상기 움직임감지부(300)를 이용한 사용자의 움직임을 감지하는 예로써, 상기 움직임감지부(300)는 사용자가 보행 또는 자전거 등을 이용하여 이동을 할 때, 변화되는 가속도, 각가속도 또는 거리를 측정하여 상기 헤드셋제어부(100)에 측정한 움직임 신호를 전달하여 상기 움직임 신호의 일정 시간 또는 일정 거리에 따른 변화량에 따라 사용자의 이동 또는 정지를 판단할 수 있다, 더욱 바람직하게는 사용자단말기(10)와 단거리무선통신을 통하여 연동하여 상기 사용자단말기(10)에 내장된 센서를 이용하여 사용자의 움직임을 감지할 수 있다.

상기 블루투스송신부(320)는 사용자단말기(10)와 연동되어 단거리 무선통신을 수행하기 위한 구성으로서, 상기 사용자단말기(10)의 블루투스모듈(11)과 연동되어 상기 사용자단말기(10)에 내장된 GPS모듈(12)로부터 사용자의 이동정보를 수신받아 상기 사용자의 움직임을 감지하며, 상기와 같은 구성에 따른 본 발명의 헤드셋(1000)은 사용자의 움직임을 감지하기 위한 센서를 상기 헤드셋(1000) 내부에 구비하지 않아도 되어 상기 헤드셋(1000)의 무게를 감소시킬 수 있고, 센서를 구동하는데 사용되는 전력이 필요치 않아, 상기 헤드셋(1000)에 내장되는 배터리의 수명을 향상 시킬 수 있는 장점이 있다.

상기와 같은 구성에 따른 본 발명의 상기 헤드셋제어부(100)는 상기 사용자의 이동시에는 사용자의 귀가 개방되며, 상기 사용자의 정지시에는 사용자의 귀가 밀폐되도록 상기 음향출력부(400)를 자동으로 회전시키도록 제어할 수 있다.

또한, 상기 움직임감지부(300)는 상기 음향출력부(400)의 회전을 감지하는 상기 회전센싱부(310)를 더 포함하여, 상기 헤드셋제어부(100)는 상기 음향출력부(400)의 회전에 따라 상기 음향출력부(400)에서 출력되는 소리의 크기를 조절할 수 있다. 이때, 상기 회전센싱부(310)는 상기 음향출력부(400)의 회전을 감지하기 위한 구성으로, 자이로센서 또는 스위치의 구성으로 형성되어 상기 회전셍싱부(310)의 회전을 감지할 수 있다.

아울러, 상기 헤드셋제어부(100)는 상기 음향출력부(400)의 음량조절부(420)는 사용자의 귀가 개방되도록 상기 음향출력부(400)가 회전되면 출력되는 음량의 소리를 높여서 사용자에게 전달되는 신호대잡음비(Signal to Noise Ratio, SNR)가 증가하도록 제어하며, 상기 사용자의 귀가 밀폐되도록 상기 음향출력부(400)가 회전되면 출력되는 음량의 소리를 낮추어 사용자의 청력을 보호할 수 있다. 또한, 상기 음향조절부(420)의 제어는 상기 헤드셋제어부(100)에서 사용자의 움직임을 판단하여 자동으로 조절할 수 있으며, 상기 헤드셋제어부(100)에서 사용자가 이동 중으로 판단하였을 때, 상기 음향출력부(400)에서 출력되는 음량의 크기를 점진적으로 증가 또는 감소시키는 것이 바람직하다.

도 5 내지 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 상기 음향출력부(400)의 회전을 도시하기 위한 도면으로서, 도 5는 상기 음향출력부(400)의 수평축을 중심으로 상방으로 회전되어 사용자의 귀가 외부에 노출되도록 상기 음향출력부(400)가 회전하는 것을 도시하며, 도 6은 상기 음향출력부(400)의 수직축을 중심으로 회전되어 상기 스피커(410)가 사용자의 귀에 멀어지는 방향으로 회전되는 것을 도시하고 있으며, 도 7의 (a)는 상기 음향출력부(400)가 수평축을 중심으로 좌우방향으로 슬라이드되어 상기 음향출력부(400)가 개폐되는 것을 도시하며, 도 7의 (b)는 중심축을 중심으로 상기 음향출력부(400)가 회전됨으로써 개폐되는 것을 도시하고 있다.

상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 일실시예에 따른 헤드셋(1000)은 능동형 소음 제거(Active Noise cancelling, ANC) 방식의 능동소음제거부(200)가 형성되어, 주변의 소음을 억제시킴으로써 사용자에게 더욱 쾌적한 청취환경을 제공하며, 사용자의 움직임을 감지하는 상기 움직임감지부(300)를 구비하여 사용자의 보행 또는 자전거등의 이동을 감지하여 상기 음향출력부(400)를 자동으로 회전시킴으로써 외부에서 발생하는 위험신호를 청취할 수 있어 안전사고를 예방할 수 있다.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.

사용자단말기(10) 블루투스모듈(11)
GPS모듈(12)
헤드셋(1000)
헤드셋 제어부(100)
능동소음제거부(200) 가감산처리부(210)
마이크(211)
움직임감지부(300) 회전센싱부(310)
블루투스 송신부(320)
음향출력부(400) 스피커(410)
음량조절부(420)

Claims

외부의 음향기기부터 소리신호를 수신 받아 상기 소리신호에 상응하는 소리를 출력하는 헤드셋에 있어서,
상기 헤드셋 주변의 소음을 수집하여 상기 소음에 반대되는 위상의 소음제거신호를 생성하는 능동소음제거부;
상기 능동소음제거부로부터의 소음제거신호가 가산된 소리를 출력하는 음향출력부;
사용자의 움직임을 감지하는 움직임감지부; 및
상기 움직임감지부로부터 움직임신호를 인가받아 상기 사용자의 이동 또는 정지를 판단하는 헤드셋제어부;
를 포함하되,
상기 음향출력부는 회전 가능하도록 형성되며,
상기 헤드셋제어부는 상기 사용자의 이동시에는 사용자의 귀가 개방되며, 상기 사용자의 정지시에는 사용자의 귀가 밀폐되도록 상기 음향출력부를 자동으로 회전시키는 것을 특징으로 하는 안전사고 예방 및 노이즈 제거 기능을 갖는 헤드셋.
삭제
제1항에 있어서, 상기 움직임감지부는
상기 음향출력부의 회전을 감지하는 회전센싱부를 더 포함하며,
상기 헤드셋제어부는 상기 음향출력부의 회전에 따라 상기 음향출력부에서 출력되는 소리의 크기를 조절하는 것을 특징으로 하는 안전사고 예방 및 노이즈 제거 기능을 갖는 헤드셋.
제1항에 있어서,
상기 움직임감지부는 사용자단말기에 내장된 GPS모듈에 따른 사용자의 이동정보를 수신 가능하도록 상기 사용자 단말기와 단거리 무선 통신을 수행하는 블루투스송신부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안전사고 예방 및 노이즈 제거 기능을 갖는 헤드셋.
삭제