KR102039839B1 - 공기전도 방식과 골전도 방식이 결합된 소리전달시스템 및 이의 동작방법 - Google Patents

공기전도 방식과 골전도 방식이 결합된 소리전달시스템 및 이의 동작방법 Download PDF

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Abstract

사용자에게 공기전도 방식 및 골전도 방식을 결합 이용하여 소리를 전달할 수 있는 소리전달시스템이 제공된다. 소리전달시스템은, 외부에서 전달된 소리를 서로 다른 전달방식의 제1신호 및 제2신호로 각각 처리하여 적어도 하나를 출력하는 본체 및 상기 본체로부터 출력되는 상기 제1신호를 공기전도방식으로 사용자에게 출력하고, 상기 제2신호를 골전도방식으로 출력하는 출력유닛을 포함한다.

Description

공기전도 방식과 골전도 방식이 결합된 소리전달시스템 및 이의 동작방법{Sound delivery system combined air conduction type and bone conduction type and driving method thereof}
본 발명은 소리전달시스템 및 이의 동작방법에 관한 것으로, 특히 사용자에게 공기전도 방식 및 골전도 방식을 결합 이용하여 소리를 전달할 수 있는 소리전달시스템 및 이의 동작방법에 관한 것이다.
일반적으로 사람이 소리를 들을 수 있는 방법은 공기전도(air conduction) 방식과 골전도(bone conduction) 방식이 있다.
공기전도 방식은 소리가 공기 매체를 통하여 사람의 내이로 전달되는 방식으로, 이어폰 또는 헤드폰을 이용하여 귀의 내부 공간의 공기를 진동시켜 소리를 전달한다.
그러나, 종래의 공기전도 방식은 이어폰 또는 헤드폰에 의해 사람의 귀가 외부로부터 차폐되므로, 주변의 소음을 정상적으로 인지하지 못해 안전사고의 위험이 높아지며, 이어폰 또는 헤드폰을 장시간 사용하게 되는 경우에 소음성 난청이 발생될 위험이 높아진다. 또한, 공기전도 방식의 이어폰 또는 헤드폰은 귀의 내부 공간의 공기를 통해 소리를 전달하므로 특정 영역대를 벗어난 음역대에서는 소리의 재생이 효과적이지 않다.
골전도 방식은 사람의 뼈, 예컨대 두개골을 통해 소리가 달팽이관에 전달되어 청각신경을 거쳐 뇌로 전달되는 방식이다. 골전도 방식은 골전도 헤드셋 또는 헤드폰을 사람의 귀에 인접된 피부에 밀착시키고, 내부의 진동자를 이용하여 진동신호를 두개골로 전달함으로써 소리를 전달한다. 이러한 골전도 방식의 헤드셋 또는 헤드폰은 공기전도 방식의 이어폰 또는 헤드폰에 비하여 사람의 귀를 차폐시키지 않기 때문에 안전사고의 위험이 감소하고, 장시간 사용시에도 청각에 무리가 없다. 그러나, 종래의 골전도 방식의 헤드셋 또는 헤드폰은 뼈를 통해 소리를 전달하므로 고음역대에서 소리의 재생이 효과적이지 않다.
본 발명은 공기전도 방식과 골전도 방식을 결합하여 사용자에게 소리를 전달할 수 있는 소리전달시스템 및 이의 동작방법을 제공하고자 하는 데 있다.
본 발명의 실시예에 따른 소리전달시스템은, 외부에서 전달된 소리를 서로 다른 전달방식의 제1신호 및 제2신호로 각각 처리하여 적어도 하나를 선택적으로 출력하는 본체; 및 상기 본체로부터 출력되는 상기 제1신호를 공기전도방식으로 사용자에게 출력하고, 상기 제2신호를 골전도방식으로 출력하는 출력유닛을 포함한다.
여기서, 출력유닛은 케이스의 일측에 수납되고, 상기 제1신호를 출력하는 제1출력장치; 상기 케이스의 타측에서 상기 제1출력장치와 수평방향으로 인접되도록 수납되고, 상기 제2신호를 출력하는 제2출력장치; 및 상기 제1출력장치 및 상기 제2출력장치의 사이에 배치된 중앙 격벽을 통해 상기 제1출력장치와 상기 제2출력장치를 물리적으로 분리시켜 상기 제1신호 및 상기 제2신호 간 신호 간섭을 저감시키는 간섭방지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 소리전달시스템의 동작방법은, 외부에서 소리를 수집하여 전기신호로 변환하는 단계; 변환된 상기 전기신호를 서로 다른 주파수 대역을 갖는 공기전도방식의 제1신호와 골전도방식의 제2신호로 분리하는 단계; 분리된 상기 제1신호 및 제2신호 각각의 출력비율 및 주파수별 진폭 중 적어도 하나를 조절하여 증폭하는 단계; 증폭된 상기 제1신호 및 상기 제2신호 각각에서 특정 주파수대역의 신호를 필터링하여 제거하는 단계; 및 필터링 된 상기 제1신호와 상기 제2신호 중 적어도 하나를 선택적으로 출력하는 단계를 포함한다.
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본 발명의 소리전달시스템은, 공기전도방식의 출력장치와 골전도방식의 출력장치를 하나의 케이스 내에 함께 구성하고, 외부에서 수집된 소리를 각 출력장치에 분배하여 출력함으로써, 사용자에게 공기전도방식 및 골전도방식 모두를 이용하여 소리를 제공할 수 있다.
또한, 소리전달시스템은, 공기전도방식의 출력장치 및 골전도방식의 출력장치 각각의 출력레벨 및 각 출력장치에 제공되는 신호의 주파수별 진폭을 선택적으로 제어하여 조절함으로써, 사용자의 주변환경 또는 상황에 따라 소리전달의 효율성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 소리전달시스템이 구성된 헤드셋 장치를 나타내는 도면이다.
도 1b는 도 1a의 헤드셋 장치를 착용한 모습을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 소리전달시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2의 출력유닛의 구조를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 3의 분해사시도를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 소리전달시스템의 동작방법을 나타내는 도면이다.
이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참고로 그 구성 및 작용을 설명하기로 한다.
도면들 중 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호 및 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자들은 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있으며 본 발명의 범위가 다음에 기술하는 실시예에 한정되는 것은 아니다.
도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 소리전달시스템이 구성된 헤드셋 장치를 나타내는 도면이고, 도 1b는 도 1a의 헤드셋 장치를 착용한 모습을 나타내는 도면이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 소리전달시스템(10)은 외부로부터 소리를 수집하여 처리하는 본체(100)와 상기 본체(100)에 의해 처리된 소리를 사용자에게 제공하는 출력유닛(200)으로 구성될 수 있다.
소리전달시스템(10)은 도 1a에 도시된 바와 같이 사용자가 목과 귀에 걸어 착용할 수 있는 헤드셋 장치(1)에 구성될 수 있다. 그리고, 도 1b에 도시된 바와 같이, 사용자가 헤드셋 장치(1)를 착용한 경우에 소리전달시스템(10)의 출력유닛(200)은 사용자의 귀 및 이에 인접되는 영역에 위치될 수 있다.
본 발명의 소리전달시스템(10)은 출력유닛(200)에 서로 다른 전달방식, 예컨대 공기전도 방식 및 골전도 방식에 따른 2개의 출력장치가 구비될 수 있다. 이에, 소리전달시스템(10)은 사용자 주변의 소리 또는 외부기기, 예컨대 스마트 폰 등과 같은 외부기기로부터 제공되는 소리를 수집하여 공기전도 방식 및 골전도 방식으로 각각 처리하고, 처리된 결과물을 출력유닛(200)을 통해 사용자에게 서로 다른 전달방식을 통해 제공할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 소리전달시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 소리전달시스템(10)은 본체(100)와 출력유닛(200)을 포함할 수 있다. 소리전달시스템(10)은 앞서 도 1을 참조하여 설명한 바와 같이, 사용자에게 귀걸이 형태로 착용될 수 있으며, 무선 또는 유선 통신방식을 통해 외부기기(300)와 통신할 수 있다.
여기서, 외부기기(300)는 스마트 폰 등과 같은 핸드헬드(hand-held) 기기일 수 있으며, 소정의 어플리케이션 등을 통해 소리전달시스템(10)의 동작을 제어하거나 소리전달시스템(10)에 소정의 소리를 제공할 수 있다.
소리전달시스템(10)의 본체(100)는 외부로부터 수집되는 소리신호를 소정의 전기신호로 처리하고, 처리된 전기신호를 출력유닛(200)으로 제공할 수 있다. 본체(100)는 수집부(110), 신호처리부(120), 제어부(130) 및 배터리(140)를 포함할 수 있다.
수집부(110)는 사용자 주변의 소리신호를 수집하는 마이크(111) 및 외부기기(300)와 통신을 통해 소리신호를 수집하는 통신부(113)를 포함할 수 있다. 마이크(111)와 통신부(113)는 후술될 제어부(130)의 제어에 따라 그 동작이 제어될 수 있다.
마이크(111)는 정면 영역에서 신호감도가 우수한 단일 지향성을 가질 수 있으며, 이에 사용자가 도 1의 헤드셋 장치(1)를 착용한 경우에 사용자의 측면에서 발생되는 소리신호를 용이하게 수집할 수 있다.
통신부(113)는 외부기기(300)와 통신하여 외부기기(300)에서 출력되는 소리신호를 용이하게 수집할 수 있다. 통신부(113)는 외부기기(300)와 유선 또는 무선방식으로 통신할 수 있는데, 본 발명의 소리전달시스템(10)이 헤드셋 장치(1) 내에 구성되는 것을 감안하여 통신부(113)는 무선인터넷 또는 블루투스를 이용하여 외부기기(300)와 통신할 수 있다.
신호처리부(120)는 수집부(110)에서 수집된 소리신호를 가공하고, 이를 출력유닛(200)에 제공할 수 있다. 신호처리부(120)는 신호변환 및 분리부(121), 제1증폭기(123), 제2증폭기(124), 제1필터(126) 및 제2필터(127)를 포함할 수 있다. 신호처리부(120)는 제어부(130)의 제어에 따라 수집부(110)로부터 전달된 소리신호를 출력유닛(200)에 맞도록 가공하여 출력할 수 있다.
신호변환 및 분리부(121)는 수집부(110)로부터 전달된 소리신호를 전기적인 신호로 변환하고, 변환된 신호를 제1신호와 제2신호로 분리할 수 있다. 신호변환 및 분리부(121)는 변환된 신호를 서로 다른 출력방식을 갖는 제1신호와 제2신호로 분리할 수 있다. 여기서, 제1신호는 사용자에게 공기전도 방식으로 출력되도록 하는 신호이고, 제2신호는 사용자에게 골전도 방식으로 출력되도록 하는 신호일 수 있다. 또한, 제1신호는 고음역대의 신호일 수 있고, 제2신호는 저음역대의 신호일 수 있다.
신호변환 및 분리부(121)는 전기적 신호, 즉 소리신호가 변환된 신호를 복제하여 동일한 주파수 및 진폭을 갖는 제1신호와 제2신호로 분리할 수 있다. 또한, 신호변환 및 분리부(121)는 전기적 신호를 소정의 주파수 영역대로 분리하여 서로 다른 주파수 대역을 갖는 제1신호와 제2신호로 분리할 수 있다
제1증폭기(123)는 신호변환 및 분리부(121)에서 출력된 제1신호를 증폭할 수 있다. 제2증폭기(124)는 신호변환 및 분리부(121)에서 출력된 제2신호를 증폭할 수 있다. 제1증폭기(123)와 제2증폭기(124)는 PWM 방식을 이용한 디지털 증폭기일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
제1필터(126)는 제1증폭기(123)에 의해 증폭된 제1신호에서 특정 주파수 영역의 신호를 분리하여 제거할 수 있다. 제2필터(127)는 제2증폭기(124)에 의해 증폭된 제2신호에서 특정 주파수 영역의 신호를 분리하여 제거할 수 있다. 제1필터(126) 및 제2필터(127)는 패시브 소자를 이용한 밴드패스(band-pass)필터일 수 있다.
제어부(130)는 사용자의 선택 또는 외부기기(300)로부터 제공된 제어신호에 기초하여 수집부(110) 및 신호처리부(120)의 동작을 제어할 수 있다.
제어부(130)는 수집부(110)의 마이크(111) 및 통신부(113)가 선택적으로 동작되도록 제어할 수 있다. 예컨대, 제어부(130)는 마이크(111) 및 통신부(113)가 모두 동작되도록 제어하거나 또는 마이크(111) 및 통신부(113) 중 하나가 동작되도록 제어할 수 있다.
또한, 제어부(130)는 신호처리부(120)에서 생성되는 제1신호와 제2신호의 출력비율이 조절되도록 제어할 수 있다. 예컨대, 제어부(130)는 메모리(미도시)를 포함할 수 있고, 상기 메모리에는 사용자 또는 외부기기(300)로부터 제공되는 출력비율 설정값이 저장될 수 있다. 제어부(130)는 메모리에 저장된 출력비율 설정값에 기초하여 신호처리부(120)의 신호변환 및 분리부(121)에서 제1신호와 제2신호의 출력비율이 조절되도록 제어할 수 있다. 이에, 신호변환 및 분리부(121)는 제어부(130)의 제어에 따라 0~100% 범위 내에서 제1신호와 제2신호 각각의 출력비율을 조절하여 각 증폭기로 출력할 수 있다.
또한, 제어부(130)는 신호처리부(120)에서 생성되는 제1신호와 제2신호 각각의 주파수별 진폭이 조절되도록 제어할 수 있다. 예컨대, 제어부(130)의 메모리에는 사용자 또는 외부기기(300)에서 제공된 주파수별 진폭 설정값이 저장될 수 있다. 제어부(130)는 메모리에 저장된 주파수별 진폭 설정값에 기초하여 신호처리부(120)의 신호변환 및 분리부(121)에서 제1신호와 제2신호 각각의 주파수별로 진폭이 조절되도록 제어할 수 있다. 이에, 신호변환 및 분리부(121)는 제어부(130)의 제어에 따라 제1신호와 제2신호 각각에서 주파수별로 진폭을 조절하고, 이를 각 증폭기로 출력할 수 있다.
배터리(140)는 본 발명의 소리전달시스템(10)이 동작되도록 본체(100) 및 출력유닛(200)에 소정의 동작전원을 공급할 수 있다. 배터리(140)는 외부전원에 의해 충전이 가능한 리튬-이온 배터리일 수 있다. 또한, 본체(100)에는 배터리(140)의 상태를 외부로 나타낼 수 있는 하나 이상의 LED(미도시)가 추가로 구성될 수 있으며, 사용자가 LED의 발광 형태 또는 색을 인지하여 외부전원으로 배터리(140)를 충전시킬 수 있다.
출력유닛(200)은 본체(100)로부터 전달되는 제1신호와 제2신호를 서로 다른 전달방식으로 사용자에게 출력할 수 있다. 출력유닛(200)은 본체(100)와 유선으로 연결되는 제1출력장치(210)와 제2출력장치(220)를 포함할 수 있다.
제1출력장치(210)는 본체(100)로부터 출력된 제1신호를 사용자에게 소리로 제공할 수 있다. 제1출력장치(210)는 사용자의 외이도 내부로 삽입되는 공기전도 형태의 소리전달장치, 예컨대 이어폰일 수 있다. 이러한 제1출력장치(210)는 본체(100)로부터 전달된 제1신호를 사용자의 귀 내부 공간에서 진동시킴으로써 사용자에게 제1신호에 대응되는 소리를 출력하게 된다.
제2출력장치(220)는 본체(100)로부터 출력된 제2신호를 사용자에게 소리로 제공할 수 있다. 제2출력장치(220)는 사용자의 귀에 인접된 부분의 접촉되는 골전도 형태의 소리전달장치, 예컨대 진동패드일 수 있다. 이러한 제2출력장치(220)는 본체(100)로부터 전달된 제2신호를 사용자의 피부를 통해 뼈에 진동시킴으로써 사용자에게 제2신호에 대응되는 소리를 출력하게 된다.
도 3은 도 2의 출력유닛의 구조를 나타내는 도면이고, 도 4는 도 3의 분해사시도를 나타내는 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 출력유닛(200)은 제1출력장치(210)와 제2출력장치(220)가 하나의 케이스, 예컨대 하부 케이스(201) 내에서 인접되어 배치된 일체형 구조를 가질 수 있다. 이때, 출력유닛(200)의 제1출력장치(210)와 제2출력장치(220) 사이에는 신호 간섭을 방지할 수 있는 간섭방지부(205)가 배치될 수 있다. 이는 제1출력장치(210)의 출력 주파수와 제2출력장치(220)의 출력 주파수가 서로 달라 제1신호와 제2신호가 동시에 출력될 때 상호 간에 신호 간섭이 일어나는 것을 방지하기 위함이다.
하부 케이스(201)는 일면, 즉 상부가 개구된 박스 형태일 수 있다. 하부 케이스(201)는 내부에 삽입되는 제1출력장치(210) 및 제2출력장치(220)의 형태에 따라 그 형태가 달라질 수 있는데, 본 실시예는 원형의 제1출력장치(210)와 사각형의 제2출력장치(220)의 형태에 따라 하부 케이스(201)는 일측이 원호를 형성하도록 구성될 수 있다.
간섭방지부(205)는 하부 케이스(201) 내부에 삽입되어 배치될 수 있다. 간섭방지부(205)는 제1출력장치(210)가 배치될 제1영역(205a), 제2출력장치(220)가 배치될 제2영역(205c) 및 제1영역(205a)과 제2영역(205c) 사이의 격벽(205b)을 포함하여 구성될 수 있다. 간섭방지부(205)는 격벽(205b)을 통해 제1출력장치(210)와 제2출력장치(220) 사이를 물리적으로 분리시키면서, 두 장치 간의 신호 간섭을 방지할 수 있다.
제1출력장치(210)는 간섭방지부(205)의 제1영역(205a) 상에 안착되어 배치될 수 있다. 제1출력장치(210)는 제1신호라인(206)을 통해 본체(100)에 연결된 공기전도 출력부(215), 상기 공기전도 출력부(215)의 외측면을 감싸는 제1프레임(211) 및 상기 공기전도 출력부(215)의 상부면에 구비되며 사용자의 귀 내부에 삽입되는 제1케이싱(216)을 포함할 수 있다.
공기전도 출력부(215)는 제1신호라인(206)을 통해 본체(100)로부터 전달되는 전기적인 제1신호에 따라 진동신호를 출력하는 제1진동모듈(212) 및 상기 제1진동모듈(212) 상부에 배치되어 진동신호에 따른 진동을 발생시키는 제1진동판(213)을 포함할 수 있다.
제1케이싱(216)은 공기전도 출력부(215)에서 발생되는 진동에 의한 소리를 사용자의 귀 내부로 출력할 수 있다. 제1케이싱(216)의 외주면에는 일측으로 연장되어 형성된 돌출부(216a)가 구성되고, 상기 돌출부(216a)에는 진동에 의한 소리를 사용자의 귀 내부로 전달하는 하나 이상의 통공이 형성된다. 또한, 제1출력장치(210)는 제1케이싱(216)의 외주면을 덮어 보호하는 연성 재질의 이어 캡(217)을 더 포함할 수 있다.
제2출력장치(220)는 간섭방지부(205)의 제2영역(205c) 상에 안착되어 배치될 수 있다. 제2출력장치(220)는 제2신호라인(207)을 통해 본체(100)에 연결된 골전도 출력부(225), 상기 골전도 출력부(225)의 외측면을 감싸는 제2프레임(221) 및 상기 골전도 출력부(225)의 상부면에 구비되어 사용자의 피부에 밀착되는 제2케이싱(226)을 포함할 수 있다.
골전도 출력부(225)는 제2신호라인(207)을 통해 본체(100)로부터 전달되는 전기적인 제2신호에 따라 진동신호를 출력하는 제2진동모듈(222) 및 상기 제2진동모듈(222) 상부에 배치되어 진동신호에 따른 진동을 발생시키는 제2진동판(223)을 포함할 수 있다.
제2케이싱(226)은 골전도 출력부(225)에서 발생되는 진동에 의한 소리를 사용자의 피부 및 그 내부의 뼈를 통해 전달할 수 있다.
한편, 사용자에게 정확한 소리를 제공하기 위하여 제1출력장치(210)는 사용자의 귀 내부에 정확하게 삽입되어야 하며, 제2출력장치(220)는 사용자의 피부에 최대한 밀착되어야 한다. 이에, 본 실시예의 제1출력장치(210)는 하부 케이스(201) 또는 간섭방지부(205)로부터 탈착되어 소정 길이로 연장될 수 있다. 이에, 제1출력장치(210)의 귀 내부 삽입의 용이성을 높일 수 있다. 또한, 제2출력장치(220)는 사용자의 피부에 접촉되는 제2케이싱(226)을 소정의 탄성을 갖는 물질로 구성할 수 있다. 이에, 제2출력장치(220)를 사용자에게 최대 밀착하여 접촉시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 실시예의 소리전달시스템(10)은 공기전도방식의 출력장치와 골전도방식의 출력장치를 하나의 케이스 내에 함께 구성하고, 외부에서 수집된 소리를 각 출력장치에 분배하여 출력함으로써, 사용자에게 공기전도방식 및 골전도방식 모두를 이용하여 소리를 제공할 수 있다.
또한, 소리전달시스템(10)은 사용자의 제어에 따라 공기전도방식의 출력장치 및 골전도방식의 출력장치 각각의 출력레벨 및 각 출력장치에 제공되는 신호의 주파수별 진폭을 선택적으로 조절함으로써, 사용자의 주변환경 또는 상황에 따른 소리전달의 효율성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 소리전달시스템의 동작방법을 나타내는 도면이다.
이하, 도 2 내지 도 5를 참조하여, 본 실시예의 소리전달시스템(10)의 동작방법에 대해 상세하게 설명한다.
소리전달시스템(10)의 본체(100)에 구비된 수집부(110)에 의해 외부로부터 소리가 수집될 수 있다(S10).
예컨대, 수집부(110)의 마이크(111)는 소리전달시스템(10)의 인근에서 발생되는 소리를 수집할 수 있다. 또한, 통신부(113)는 외부기기(300)로부터 제공되는 소리를 수집할 수 있다.
이때, 제어부(130)는 수집부(110)의 마이크(111)와 통신부(113) 중 하나가 동작되어 소리를 수집하도록 제어하거나 또는 마이크(111)와 통신부(113) 모두가 동작되어 소리를 수집하도록 제어할 수 있다.
이어, 신호처리부(120)의 신호변환 및 분리부(121)는 수집부(110)에 의해 수집된 소리신호를 전기적인 신호로 변환하고(S20), 변환된 신호를 제1신호와 제2신호로 각각 분리할 수 있다(S30).
신호변환 및 분리부(121)는 변환된 전기신호를 서로 다른 전달방식을 갖는 제1신호와 제2신호로 분리할 수 있다. 제1신호는 공기전달방식으로 소리를 전달하기 위한 신호이고, 제2신호는 골전도방식으로 소리를 전달하기 위한 신호일 수 있다. 또한, 제1신호는 고음영역대의 신호이고, 제2신호는 저음영역대의 신호일 수도 있다.
계속해서, 제어부(130)는 사용자의 선택 또는 외부기기(300)의 제어에 기초하여 제1신호와 제2신호의 출력을 제어할 수 있다(S40).
예컨대, 제어부(130)는 기 설정된 출력비율 설정값에 기초하여 신호변환 및 분리부(121)의 동작을 제어할 수 있다. 신호변환 및 분리부(121)는 제어부(130)의 제어에 따라 0~100% 범위 내에서 제1신호와 제2신호 각각의 출력비율을 조절하여 출력할 수 있다.
또한, 제어부(130)는 기 설정된 주파수별 진폭 설정값에 기초하여 신호변환 및 분리부(121)의 동작을 제어할 수 있다. 신호변환 및 분리부(121)는 제어부(130)의 제어에 따라 각 신호에서 주파수별로 진폭을 조절하여 출력할 수 있다.
다음으로, 신호처리부(120)의 제1증폭기(123)는 신호변환 및 분리부(121)에서 출력되는 제1신호를 증폭하고(S50), 제1필터(126)는 증폭된 제1신호에서 특정 주파수대역의 신호를 필터링하여 제거할 수 있다(S55).
이어, 필터링 된 제1신호를 제1출력장치(210)에 출력하고, 제1출력장치(210)는 사용자의 귀 내부에 제1신호에 따른 진동을 발생시켜 소리를 출력할 수 있다(S70).
또한, 신호처리부(120)의 제2증폭기(124)는 신호변환 및 분리부(121)에서 출력되는 제2신호를 증폭하고(S60), 제2필터(127)는 증폭된 제2신호에서 특정 주파수대역의 신호를 필터링하여 제거할 수 있다(S65).
이어, 필터링 된 제2신호를 제2출력장치(220)에 출력하고, 제2출력장치(220)는 사용자의 피부를 통해 뼈에 제2신호에 따른 진동을 발생시켜 소리를 출력할 수 있다(S80).
한편, 제1출력장치(210)와 제2출력장치(220)는 제어부(130)의 신호처리부(120) 제어에 따라 함께 동작되어 소리를 출력하거나 또는 두 장치 중 하나만이 동작되어 소리를 출력할 수 있다.
예컨대, 제어부(130)에 의해 신호변환 및 분리부(121)에서 제1신호와 제2신호의 출력비율이 100:0으로 제어되면, 출력유닛(200)에서는 제1출력장치(210)만 동작되어 사용자에게 제1신호에 따른 소리를 제공할 수 있으며, 그 반대의 경우에는 제2출력장치(220)만 동작되어 사용자에게 제2신호에 따른 소리를 제공할 수 있다.
또한, 제어부(130)에 의해 신호변환 및 분리부(121)에서 제1신호와 제2신호의 출력비율이 50:50으로 제어되면, 출력유닛(200)에서는 제1출력장치(210)와 제2출력장치(220)가 모두 동작되어 사용자에게 제1신호에 따른 소리와 제2신호에 따른 소리를 동일한 레벨로 제공할 수 있다.
이와 함께, 제어부(130)에 의해 신호변환 및 분리부(121)에서 제1신호 및 제2신호 각각에 대한 주파수별 진폭조절이 제어되면, 신호변환 및 분리부(121)는 기 설명된 제1신호와 제2신호의 출력비율 조절과 함께 각 신호에서 주파수별로 진폭, 즉 소리세기를 조절하여 출력할 수 있다. 이에 따라, 출력유닛(200)의 제1출력장치(210) 및 제2출력장치(220)에서는 특정 주파수대역의 진폭이 증가 또는 감소된 제1신호 및 제2신호에 따른 소리를 사용자에게 제공할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 실시예의 소리전달시스템(10)은 공기전도방식의 출력장치와 골전도방식의 출력장치를 하나의 케이스 내에 함께 구성하고, 외부에서 수집된 소리를 각 출력장치에 분배하여 출력함으로써, 사용자에게 공기전도방식 및 골전도방식 모두를 이용하여 소리를 제공할 수 있다.
이때, 소리전달시스템(10)은 공기전도방식의 출력장치 및 골전도방식의 출력장치 각각의 출력레벨 및 각 출력장치에 제공되는 신호의 주파수별 진폭을 선택적으로 제어하여 조절함으로써, 사용자의 주변환경 또는 상황에 따라 소리전달의 효율성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
1: 헤드셋 장치 10: 소리전달시스템
100: 본체 110: 수집부
120: 신호처리부 130: 제어부
140: 배터리 200: 출력유닛
201: 하부 케이스 205: 간섭방지부
210: 제1출력장치 215: 공기전도 출력부
220: 제2출력장치 225: 골전도 출력부

Claims (14)

  1. 외부에서 전달된 소리를 서로 다른 전달방식의 제1신호 및 제2신호로 각각 처리하여 적어도 하나를 선택적으로 출력하는 본체; 및
    상기 본체로부터 출력되는 상기 제1신호를 공기전도방식으로 사용자에게 출력하고, 상기 제2신호를 골전도방식으로 출력하는 출력유닛을 포함하고,
    상기 출력유닛은,
    케이스의 일측에 수납되고, 상기 제1신호를 출력하는 제1출력장치;
    상기 케이스의 타측에서 상기 제1출력장치와 수평방향으로 인접되도록 수납되고, 상기 제2신호를 출력하는 제2출력장치; 및
    상기 제1출력장치 및 상기 제2출력장치의 사이에 배치된 중앙 격벽을 통해 상기 제1출력장치와 상기 제2출력장치를 물리적으로 분리시켜 상기 제1신호 및 상기 제2신호 간 신호 간섭을 저감시키는 간섭방지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 소리전달시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 본체는,
    외부에서 전달되는 소리를 수집하는 수집부;
    수집된 소리를 전기적 신호로 변환하고, 변환된 신호를 서로 다른 전달방식의 상기 제1신호 및 제2신호로 각각 분리하여 출력하는 신호처리부; 및
    상기 신호처리부의 상기 제1신호 및 제2신호의 출력을 제어하는 제어부를 포함하는 소리전달시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 신호처리부는,
    분리된 상기 제1신호 및 제2신호 각각을 증폭하는 증폭기; 및
    증폭된 제1신호 및 제2신호 각각에서 특정 주파수 대역의 신호를 필터링하는 대역필터를 더 포함하는 소리전달시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 신호처리부는,
    상기 제어부의 제어에 기초하여 상기 제1신호 및 제2신호 각각의 출력비율을 조절하여 출력하는 것을 특징으로 하는 소리전달시스템.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 신호처리부는,
    상기 제어부의 제어에 기초하여 상기 제1신호 및 제2신호 각각의 주파수별 진폭을 조절하여 출력하는 것을 특징으로 하는 소리전달시스템.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1출력장치는 사용자의 외이도 내부로 삽입되어 사용자에게 상기 제1신호를 출력하는 기도 이어폰이고,
    상기 제2출력장치는 사용자의 외이도에 인접된 피부에 밀착되어 뼈를 통해 사용자에게 상기 제2신호를 출력하는 골전도 이어폰인 것을 특징으로 하는 소리전달시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 소리전달시스템은 사용자에게 착용되는 헤드셋 장치에 구성되고,
    상기 본체에 시스템 구동을 위한 배터리가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 소리전달시스템.
  9. 외부에서 소리를 수집하여 전기신호로 변환하는 단계;
    변환된 상기 전기신호를 서로 다른 주파수 대역을 갖는 공기전도방식의 제1신호와 골전도방식의 제2신호로 분리하는 단계;
    분리된 상기 제1신호 및 제2신호 각각의 출력비율 및 주파수별 진폭 중 적어도 하나를 조절하여 증폭하는 단계;
    증폭된 상기 제1신호 및 상기 제2신호 각각에서 특정 주파수대역의 신호를 필터링하여 제거하는 단계; 및
    필터링 된 상기 제1신호와 상기 제2신호 중 적어도 하나를 선택적으로 출력하는 단계를 포함하는 소리전달시스템의 동작방법.
  10. 삭제
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제1신호와 상기 제2신호는 상기 전기신호를 동일하게 복제하여 각각 분리되는 것을 특징으로 하는 소리전달시스템의 동작방법.
  12. 삭제
  13. 제9항에 있어서,
    상기 제1신호와 상기 제2신호 중 적어도 하나를 선택적으로 출력하는 단계는,
    조절된 출력비율에 따라 상기 제1신호와 상기 제2신호 중 적어도 하나를 출력하는 단계인 것을 특징으로 하는 소리전달시스템의 동작방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 제1신호와 상기 제2신호 중 적어도 하나를 선택적으로 출력하는 단계는,
    조절된 주파수별 진폭에 따라 상기 제1신호와 상기 제2신호 중 적어도 하나를 출력하는 단계인 것을 특징으로 하는 소리전달시스템의 동작방법.
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