KR102114162B1 - 터치 컨트롤 기능을 구비한 무선이어폰 케이스 보호장치 - Google Patents

터치 컨트롤 기능을 구비한 무선이어폰 케이스 보호장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선이어폰 케이스를 내부에 수용하여 보호하는 무선이어폰 케이스 보호장치에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 터치 및 음성의 인식을 통해 무선이어폰과 연동된 스마트 기기의 제어가 가능하며, 직관적인 인터페이스를 제공하여 사용상 편리성이 향상되고, 휨 등에 의한 신호왜곡을 최소화 하기 위하여 터치패드의 구조를 변경하고 상기 터치패드에서 출력된 신호를 보정하여 신호왜곡에 의해 스마트 기기가 오작동 되는 것을 방지할 수 있는 터치 컨트롤 기능을 구비한 무선이어폰 케이스 보호장치에 대한 것이다.

Description

터치 컨트롤 기능을 구비한 무선이어폰 케이스 보호장치{Protection apparatus for wireless earphone case having function of touch control}
본 발명은 무선이어폰 케이스를 내부에 수용하여 보호하는 무선이어폰 케이스 보호장치에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 터치 및 음성의 인식을 통해 무선이어폰과 연동된 스마트 기기의 제어가 가능하며, 직관적인 인터페이스를 제공하여 사용상 편리성이 향상되고, 휨 등에 의한 신호왜곡을 최소화 하기 위하여 터치패드의 구조를 변경하고 상기 터치패드에서 출력된 신호를 보정하여 신호왜곡에 의해 스마트 기기가 오작동 되는 것을 방지할 수 있는 터치 컨트롤 기능을 구비한 무선이어폰 케이스 보호장치에 대한 것이다.
최근 출시된 무선이어폰은 휴대성, 음질 등에서 좋은 평가를 받고 있으며, 시장 점유율을 높여 가고 있는 상황이다. 상기 무선이어폰은 하기 특허문헌 및 도 1에 도시된 바와 같이 미사용 시 케이스(100)에 보관되게 되는데, 상기 케이스는 무선이어폰을 보호할 뿐만 아니라 무선이어폰을 충전하는 등의 기능을 수행한다.
(특허문헌)
공개특허공보 제10-2019-0103674호(2019. 09. 05. 공개) "무선 이어폰용 케이스"
하지만, 상기 무선이어폰의 소형화로 인해 컨트롤 인터페이스 기능이 제한되고 있으며, 무선이어폰용 케이스는 단순히 충전 기능을 제공하며 무선이어폰을 보호하는 역할을 수행할 뿐이어서 상기 케이스를 통해 무선이어폰의 사용상 단점을 개선할 수 없는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,
본 발명은 무선이어폰 케이스를 내부에 수용하여 보호하는 무선이어폰 케이스 보호장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 터치 및 음성의 인식을 통해 무선이어폰과 연동된 스마트 기기의 제어가 가능한 무선이어폰 케이스 보호장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 직관적인 인터페이스를 제공하여 사용상 편리성이 향상된 무선이어폰 케이스 보호장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 휨, 접힘, 굽힘, 눌림 등에 의한 신호왜곡을 최소화 하기 위하여 터치패드의 구조를 변경하고 상기 터치패드에서 출력된 신호를 보정하여, 신호왜곡에 의해 스마트 기기가 오작동 되는 것을 방지할 수 있도록 하는 무선이어폰 케이스 보호장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 유선 및 무선 충전 기능을 이용하여 무선이어폰 케이스의 배터리를 충전할 수 있으며, 충전포트를 이용하여 무선이어폰 케이스와 통신을 수행할 수 있는 무선이어폰 케이스 보호장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 앞서 본 목적을 달성하기 위해서 다음과 같은 구성을 가진 실시예에 의해서 구현된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 무선이어폰 케이스 보호장치는 내부에 무선이어폰 케이스를 수용하여 보호하는 하우징과, 사용자가 상기 하우징을 터치함에 따라 변화하는 전기신호를 발생시키는 터치패널부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 무선이어폰 케이스 보호장치는 내부에 무선이어폰 케이스를 수용하여 보호하는 하우징과, 상기 하우징의 일 측에 형성되어 사용자의 음성을 인식하여 무선이어폰과 연동된 스마트 기기의 작동신호를 발생시키는 음성인식부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 무선이어폰 케이스 보호장치에 있어서 상기 터치패널부는 구동신호를 인가받아 사용자의 터치 또는 상기 터치패널부의 휨에 따라 변화하는 정전용량에 따른 신호를 출력하는 제1센서부와, 상기 제1센서부와 제2센서부의 사이에 위치하여 신호를 차단하는 신호차단층과, 구동신호를 인가받아 상기 터치패널부의 휨에 따라 변화하는 정전용량에 따른 신호를 출력하는 제2센서부를 포함하는 것을 특징으로한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 무선이어폰 케이스 보호장치에 있어서 상기 터치패널부가 아래로 휘는 경우, 상기 제1센서부의 노드 사이에 형성되는 기생 커패시턴스는 증가하고, 상기 제2센서부의 노드 사이에 형성되는 기생 커패시턴스는 감소하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 무선이어폰 케이스 보호장치는 상기 터치패널부에 구동신호을 인가하고 상기 터치패널부에 출력된 신호를 분석하여 스마트 기기 작동신호를 출력하는 터치제어모듈을 가지는 통합제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 무선이어폰 케이스 보호장치에 있어서 상기 터치제어모듈은 상기 제1센서부 및 제2센서부 각각에 구동신호를 출력하는 구동신호출력모듈과, 상기 제1센서부 및 제2센서부에서 각각 출력된 신호를 확인하여 사용자의 터치 이외의 왜곡 신호가 발생하였는지 판단하고 왜곡 신호가 발생하였다고 판단시 왜곡 신호가 제거된 터치 신호를 출력하는 왜곡보정모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 무선이어폰 케이스 보호장치에 있어서 상기 왜곡보정모듈은 상기 제2센서부에서 출력된 신호를 확인하여, 신호의 변화를 감지한 경우 왜곡 신호가 있다고 판정하고 신호의 변화량을 출력하고, 신호의 변화를 감지하지 못한 경우 왜곡 신호가 없다고 판정하는 제2센서모듈과, 상기 제1센서부에서 출력된 신호를 확인하여, 신호의 변화를 감지한 경우 상기 제1센서부에서 출력된 신호 및 신호의 변화량을 출력하는 제1센서모듈과, 상기 제2센서모듈에서 왜곡 신호가 없다고 판정한 경우 상기 제1센서모듈에서 출력된 신호를 터치 신호로 출력하며, 상기 제2센서모듈에서 왜곡 신호가 있다고 판정하고 신호의 변화량이 출력된 경우 상기 제1센서모듈에서 출력된 신호의 변화량에서 상기 제2센서모듈에서 출력된 변화량을 가감하여 왜곡신호 이외에 터치 신호가 있는지 판단하고, 터치 신호가 있다고 판단한 경우 상기 제1센서모듈에서 출력된 신호에서 상기 제2센서모듈에서 출력된 변화량을 가감하여 왜곡 신호가 제거된 터치 신호를 생성하여 출력하는 연산모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 무선이어폰 케이스 보호장치에 있어서 상기 터치제어모듈은 상기 왜곡보정모듈에서 출력된 터치 신호를 분석하여 터치명령을 추출하고 저장부에 저장된 터치매칭정보를 확인하여 터치명령에 매칭되는 스마트 기기 작동신호를 출력하는 신호판단모듈을 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 무선이어폰 케이스 보호장치에 있어서 상기 하우징은 유연성이 있는 재질로 이루어지는 상면커버와 하부커버로 이루어지며, 상기 터치패널부는 상면커버와 하부커버 사이에 위치하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 무선이어폰 케이스 보호장치는 상기 하우징의 일 측에 형성되어 사용자의 음성을 분석하여 음성명령을 추출하고 저장부에 저장된 음성매칭정보를 확인하여 음성명령에 매칭되는 스마트 기기 작동신호를 출력하는 음성인식부와, 무선이어폰과 연동된 스마트 기기와 무선통신을 수행하는 무선통신부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 무선이어폰 케이스 보호장치는 상기 보호장치의 작동을 위한 전원을 공급하고 상기 케이스의 배터리를 충전하기 위한 전원을 공급하는 배터리와, 상기 하우징이 무선충전기에 인접시 상기 보호장치의 배터리를 무선 충전 방식으로 충전하는 무선충전부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 무선이어폰 케이스 보호장치에 있어서 상기 터치패널부는 하우징의 일측에 위치하고 상기 무선충전부는 하우징의 타측에 위치하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 무선이어폰 케이스 보호장치는 유선 충전 방식으로 상기 배터리 또는 케이스의 배터리를 충전하도록 하는 충전포트를 추가로 포함하며, 상기 충전포트는 상기 하우징의 내측에 설치되어 상기 케이스와 결합하여 케이스 내부의 배터리에 전원을 공급하는 내부충전포트와, 상기 하우징의 외측에 설치되어 전원공급장치와 연결되어 전원을 공급받아 내부의 배터리에 전원을 공급하는 외부충전포트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 무선이어폰 케이스 보호장치에 있어서 상기 통합제어부는 상기 음성인식부에서 출력된 작동명령을 무선통신부를 통해 상기 스마트 기기에 전송하는 음성제어모듈과, 유선 또는 무선 충전 방식에 의하여 배터리의 충전을 제어하는 충전제어모듈을 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 앞서 본 실시예와 하기에 설명할 구성과 결합, 사용관계에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
본 발명은 무선이어폰 케이스를 내부에 수용하여 보호할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 터치 및 음성의 인식을 통해 무선이어폰과 연동된 스마트 기기의 제어가 가능한 효과가 있다.
또한, 본 발명은 직관적인 인터페이스를 제공하여 사용상 편리성이 향상된 효과가 있다.
또한, 본 발명은 휨, 접힘, 굽힘, 눌림 등에 의한 신호왜곡을 최소화 하기 위하여 터치패드의 구조를 변경하고 상기 터치패드에서 출력된 신호를 보정하여, 신호왜곡에 의해 스마트 기기가 오작동 되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 유선 및 무선 충전 기능을 이용하여 무선이어폰 케이스의 배터리를 충전할 수 있으며, 충전포트를 이용하여 무선이어폰 케이스와 통신을 수행할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 무선이어폰 및 케이스를 나타내는 사진.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 보호장치를 서로 다른 방향에서 바라본 사시도.
도 3은 전측면부 및 후측면부가 제거된 도 1의 보호장치를 측면에서 바라본 사시도.
도 4는 도 1의 보호장치의 세부 구성을 나타내는 블럭도.
도 5는 도 4의 터치패널부의 세부 구성을 나타내는 단면도.
도 6은 도 4의 통합제어부의 세부 구성을 나타내는 블럭도.
도 7은 종래의 터치패널부에서 신호 왜곡이 발생함을 설명하기 위한 참고도.
도 8 및 9는 도 4의 터치패널부를 이용하여 신호 왜곡을 최소화하기 위한 원리를 설명하기 위한 참고도.
이하에서는 본 발명에 따른 터치 컨트롤 기능을 구비한 무선이어폰 케이스 보호장치의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 특별한 정의가 없는 한 본 명세서의 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 기술자가 이해하는 당해 용어의 일반적 의미와 동일하고 만약 본 명세서에 사용된 용어의 의미와 충돌하는 경우에는 본 명세서에 사용된 정의에 따른다. 명세서 전체에서, 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.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 보호장치를 서로 다른 방향에서 바라본 사시도이며, 도 3은 전측면부 및 후측면부가 제거된 도 1의 보호장치를 측면에서 바라본 사시도이고, 도 4는 도 1의 보호장치의 세부 구성을 나타내는 블럭도이며, 도 5는 도 4의 터치패널부의 세부 구성을 나타내는 단면도이고, 도 6은 도 4의 통합제어부의 세부 구성을 나타내는 블럭도이며, 도 7은 종래의 터치패널부에서 신호 왜곡이 발생함을 설명하기 위한 참고도이고, 도 8 및 9는 도 4의 터치패널부를 이용하여 신호 왜곡을 최소화하기 위한 원리를 설명하기 위한 참고도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 터치 컨트롤 기능을 구비한 무선이어폰 케이스 보호장치를 도 2 내지 9를 참조하여 설명하면, 상기 무선이어폰 케이스 보호장치는 내부에 무선이어폰 케이스(A)를 수용하여 보호하는 하우징(1)과, 사용자가 상기 하우징(1)을 터치함에 따라 변화하는 전기신호를 발생시키는 터치패널부(2)와, 사용자의 음성을 인식하여 작동신호를 발생시키는 음성인식부(3)와, 무선이어폰과 연동된 스마트 기기와 무선통신을 수행하는 무선통신부(4)와, 상기 보호장치의 작동을 위한 전원을 공급하는 배터리(5)와, 상기 하우징(1)이 무선충전기에 인접시 배터리(5)를 무선 충전 방식으로 충전하는 무선충전부(6)와, 유선 충전 방식으로 상기 배터리(5)를 충전하도록 하는 충전포트(7)와, 상기 보호장치의 작동 상태를 표시하는 상태표시부(8)와, 상기 보호장치의 작동을 제어하기 위한 설정 정보가 저장된 저장부(9)와, 상기 보호장치의 전체적인 작동을 제어하는 통합제어부(10) 등을 포함한다. 상기 보호장치의 구체적인 설명에 앞서 상기 보호장치와 관련되는 종래의 장치들을 살펴보면, 상기 무선이어폰은 스마트 기기와 연동되어 음성을 출력하며 미사용시 케이스에 의해 보호되어 충전되게 되며, 상기 케이스는 내부에 배터리를 탑재하여 무선이어폰을 충전함과 동시에 보호하게 되고, 상기 스마트 기기는 예를 들어 스마트폰을 들 수 있으며 무선이어폰과 연동되어 무선이어폰을 통해 음성이 출력되도록 하며, 상기 무선충전기는 전력을 무선으로 송신한다.
상기 하우징(1)은 내부에 무선이어폰 케이스(A)를 수용하여 보호하는 구성으로, 가죽, 고무, 섬유 등과 같은 유연성이 있는 재질로 구성되는 것이 바람직하다. 무선이어폰은 케이스에 의해 보호되는데, 케이스 역시 딱딱한 재질의 플라스틱으로 제조되므로, 무선이어폰을 수용한 케이스를 떨어뜨리는 경우, 케이스 또는/및 무선이어폰이 파손될 염려가 있으므로, 상기 하우징(1)은 유연성이 있는 재질로 형성되어 상기 케이스를 수용하므로 케이스가 지면 등에 떨어지더라도 파손이 일어나는 것을 방지할 수 있다. 상기 하우징(1)은 상면커버(11)와 하부커버(12)로 이루어지며, 상기 터치패널부(2) 등은 상기 상면커버(11)와 하부커버(12) 사이에 위치하게 된다. 상기 하우징(1)은 상기 케이스를 수용할 수 있는 다양한 형상으로 이루어질 수 있으나, 예컨대 정면부(13)와, 상기 정면부(13)에서 절곡 연장되어 하면을 형성하는 하면부(14)와, 상기 하면부(14)에서 절곡 연장되어 후면을 형성하는 후면부(15)와, 상기 후면부(15)에서 절곡 연장되어 상기 정면부(13)를 커버하는 덮개부(16)와, 상기 정면부(13)와 후면부(15)를 각각 연결하는 전측면부(17)와 후측면부(미도시)와, 상기 전측면부(17)에 결합되는 연결고리부(18) 등을 포함하는 형태를 가질 수 있다. 상기 덮개부(16)를 상기 정면부(13)에 탈착식으로 결합될 수 있도록 상기 정면부(13)와 덮개부(16)에는 다양한 방식이 고정 수단이 설치될 수 있으며, 예컨대 상기 덮개부(16)에 벨크로후크를 형성하고 상기 정면부(13)에 밸크로루프를 형성하여 상기 정면부(13)와 덮개부(16)가 벨크로 방식으로 결합할 수 있도록 할 수 있다. 상기 하우징(1)에는 연결고리부(18)가 형성되므로, 사용자는 다양한 위치에 손쉽게 보호장치의 설치가 가능하게 된다. 또한, 도시하지 않았지만 상기 하우징(1)의 외측에 벨크로후크를 설치하는 경우 의류, 가방 등에 상기 보호장치를 붙인 상태에서 소지가 가능하며, 붙인 상태 그대로 조작하거나 분리하여 조작이 이루어지도록 할 수 있다.
상기 터치패널부(2)는 사용자가 상기 하우징(1)을 터치함에 따라 변화하는 전기신호를 발생시키는 구성으로, 제1센서부(21), 신호차단층(22), 제2센서부(23) 등을 포함한다. 유연한 재질의 보호층(200) 및 상기 보호층(200) 사이에 위치하는 터치 센서(100)로 이루어지는 터치패널은 도 7에 도시된 바와 같이 굽힘에 의해 터치 센서(100)의 노드 사이의 기생 커패시턴스가 급격하게 증가(H)한다. 따라서, 종래에는 터치패널의 굽힘, 휨이 발생할 경우 터치패널을 사용자가 터치하지 않았음에도 터치패널을 터치한 것과 왜곡 신호가 발생하여 오작동을 일으키는 문제가 있었다. 특히, 본 발명의 터치패널부(2)는 유연성을 가진 재질로 이루어지는 상부커버(11)와 하부커버(12)의 사이에 위치하며, 플렉시블 PCB를 활용하거나 상부커버(11) 하단에 직접 인쇄 방식으로 형성하므로, 상기 터치패널부(2)는 유연함에 의하여 발생할 수 있는 신호왜곡을 최소화할 수 있는 구조로 설계되어야 하는데, 이에 대해서는 하기에서 자세히 설명하기로 한다.
상기 제1센서부(21)는 통합제어부(10)로부터 구동신호(구동전압)를 인가받아 도전체의 터치 또는/및 상기 터치패널부(2)의 휨에 따라 변화하는 정전용량에 따른 신호를 출력하는 구성으로, 종래의 정전용량 방식의 터치 센서(100)가 사용될 수 있다. 한편, 도 9의 (a)에 도시된 바와 같이 종래에는 제1센서부((21)의 감도 향상을 위해 통상적으로 공정에서 허용되는 50um 이하의 노드(21a) 사이 간격을 가지나, 상기 제1센서부(21)의 노드 사이에 발생하는 기생 커패시턴스는 인접노드 사이의 거리와 인접 노드 단면적의 곱에 의해 산정되므로, 본 발명에 따른 상기 제1센서부(21)는 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이 굽힘으로 인한 신호 왜곡을 최소화하기 위하여 보호장치가 허용하는 최대거리를 사용하게 된다. 즉, 사용자의 터치를 감지하여 작동신호를 출력할 수 있는 감도를 만족시키는 범위 내에서 최소 노드 면적, 최대 노드 사이 거리를 산정하여 제1센서부를 형성하게 된다. 상기 센서IC의 성능에 따라서 상기 최소 노드 면적, 최대 노드 사이 거리를 계산하는 것은 주지의 사실이므로 산정하는 방법에 대해 자세한 설명을 생략하기로 한다.
상기 신호차단층(ground, 22)은 상기 제1센서부(21)와 제2센서부(22)의 사이에 위치하여 신호를 차단하는 구성으로, 상기 신호차단층(22)의 존재로 인해 상기 제1센서부(21)는 제2센서부(22)에 의해 영향을 받지 않고 마찬가지로 제2센서부(22)는 제1센서부(21)에 의해 영향을 받지 않게 된다.
상기 제2센서부(23)는 통합제어부(10)로부터 구동신호(구동전압)를 인가받아 터치패널부(2)의 휨에 따라 변화하는 정전용량에 따른 신호를 출력하는 구성으로, 상기 신호차단층(22)의 하측에 위치하는 차이만 있을 뿐 상기 제1센서부(23)와 동일한 구성을 포함하으로 자세한 설명은 생략하기로 한다. 상기 제1센서부(21)의 노드 사이에는 기생 커패시턴스(Cpi)가 형성되고, 상기 제2센서부(21)의 노드 사이에는 기생 커패시턴스(Cpo)가 형성되는데(제1센서부(21)와 제2센서부(23) 사이에는 신호차단층(22)이 형성되므로 제1센서부(21)와 제2센서부(23) 사이에는 기생 커패시턴스가 생성되지 않음), 도 8에 도시된 같이 터치패널부(2)에 굳힘이 발생하는 경우 Cpi는 증가하고 Cpo는 Cpi 증가분에 비례하여 감소하게 되며(도 8에 도시된 것과 반대로 터치패널부(2)에 굳힘이 발생하는 경우 Cpi는 감소하고 Cpo는 Cpi 감소분에 비례하여 증가함), 즉 하기의 수학식 1과 같이 되며, 하기의 수학식 1에서 Y는 비례상수로, 제1센서부(21) 및 제2센서부(21) 각각에서 기생 캐패시턴스는 노드 사이의 거리에만 영향을 받으므로, 터치패널부를 휘는 실험을 반복하여 Cpi 변화분, Cpo 변화분을 확인하여 Y를 산정할 수 있으면 기 산정된 Y는 저장부(9)에 저장되어 왜곡 신호를 보정할 때 사용되게 된다(즉, 저장부(9)는 Cpo의 특정 변화값에 대응하는 Y값이 저장되어 있음). 따라서, Cpi 증가분과 Cpi 감소분을 가감하는 경우 사용자의 터치가 아니라 휨 등에 의해 발생하는 신호 왜곡을 제거할 수 있게 된다.
[수학식 1]
Cpi 증가분 + Y×Cpi 감소분=0
상기와 같은 터치패널부(2)를 이용하여 사용자 터치에 의해 상기 스마트 기기를 제어하는 방법은 하기에서 자세히 설명하기로 한다. 한편, 제1센서부(21)와 제2센서부(23) 사이에는 신호차단층(22)이 형성되므로, 사용자가 하우징(1)을 터치하는 경우 제1센서부(21)에서는 정전용량이 변하게 되나, 제2센서부(21)에서는 정전용량이 변하지 않게 된다.
상기 음성인식부(3)는 상기 하우징(1)의 일측에 형성되어 사용자의 음성을 인식하여 작동신호를 발생시키는 구성으로, 사용자의 음성을 분석하여 음성명령을 추출하고 상기 저장부(9)에 저장된 음성매칭정보를 확인하여 음성명령에 매칭되는 스마트 기기 작동신호를 출력한다. 예컨대, 표 1과 같이, 특정 음성명령와 스마트 기기 작동신호가 매칭된 음성매칭정보가 상기 저장부(9)에 저장되어 있는데, 사용자가 "OKAY"라고 발음한 경우 상기 음성인식부(3)는 저장부(9)에 저장된 음성매칭정보를 확인하여 "OKAY"에 매칭되는 "전화받기" 작동명령을 출력한다. 무선이어폰 또는 스마트 기기는 음성인식 기능을 가질 수 있으나, 무선이어폰은 공간의 협소로 충분한 음성인식 기능을 발휘할 수 있는 부품의 설치가 어렵고, 스마트 기기는 통상적으로 가방, 호주머니 등에 위치하므로 스마트 기기의 위치를 옮기지 않는 이상 충분한 음성인식 기능을 수행할 수 없는데, 상기 보호장치는 소형 악세사리 형태로 제작되어 항시 사용사와 근거리에 위치시킬 수 있어 음성인식률을 배가하여 스마트기기의 음성인식 기능의 활동도를 보완할 수 있다.
음성명령 작동신호
PLAY 음성 재생
OKAY 전화받기
CALL 전화걸기
상기 무선통신부(4)는 무선이어폰과 연동된 스마트 기기와 무선통신을 수행하는 구성으로, 사용자의 터치 및 음성에 따라 발생하는 스마트 기기 작동신호를 무선 통신이 방식으로 스마트 기기에 전달한다. 상기 무선통신부(4)는 안테나, 모뎀 등을 포함하여 블루투스 등과 같은 근거리 통신규격을 이용하는 종래의 무선통신을 위한 기술이 사용될 수 있다.
상기 배터리(5)는 상기 보호장치의 작동을 위한 전원을 공급하는 구성으로, 상기 케이스가 상기 하우징(1) 내부에 위치하는 경우 상기 배터리(4)에 공급된 전원이 상기 케이스의 배터리를 충전하게 된다. 상기 배터리(4)는 충전 가능한 이차 전지가 사용되게 된다.
상기 무선충전부(6)는 상기 하우징(1)이 무선충전기에 인접시 배터리(5)를 무선 충전 방식으로 충전하는 구성으로, 상기 하우징(1)의 일측에 위치하게 된다. 예컨대, 하우징(1)의 정면부(13)를 커버하는 덮개부(16) 부분에 터치패널부(2)를 위치시키고 하우징(1)의 후면부(15)에 상기 무선충전부(6)를 위치시키는 경우, 상기 하우징(1)의 덮개부(16)를 터치하는 경우 터치패널부(2)는 변화된 신호를 출력하게 되고, 상기 하우징(1)의 후면부(15)를 무선충전기에 인접시키는 경우 무선충전기에 전송된 전력을 공급받아 내부의 배터리(5)를 충전하게 된다.
상기 충전포트(7)는 유선 충전 방식으로 상기 배터리(5) 및/또는 케이스의 배터리를 충전하도록 하는 구성으로, 상기 하우징(1)의 내측에 설치되어 상기 케이스와 결합하여 케이스 내부의 배터리에 전원을 공급하는 내부충전포트(71)와, 상기 하우징(1)의 외측에 설치되어 전원공급장치와 연결되어 전원을 공급받아 내부의 배터리(5)에 전원을 공급하는 외부충전포트(72)를 포함한다. 또한, 상기 내부충전포트(71)를 통해 보호장치와 케이스 사이에서 데이터 통신을 수행할 수 있다.
상기 상태표시부(8)는 상기 보호장치의 작동 상태를 표시하는 구성으로, 예컨대 엘이디, 햅틱모터 등을 사용하여 보호장치 및/또는 케이스의 상태를 표시할 수 있다. 상기 저장부(9)는 상기 보호장치의 작동을 제어하기 위한 설정 정보가 저장되어 있다.
상기 통합제어부(10)는 상기 보호장치의 전체적인 작동을 제어하는 구성으로, 터치제어모듈(110), 음성제어모듈(120), 충전제어모듈(130), 상태제어모듈(140) 등을 포함한다.
상기 터치제어모듈(110)은 상기 터치패널부(2)에 구동신호(구동전압)을 인가하고 상기 터치패널부(2)에 출력된 신호를 분석하여 스마트 기기 작동신호를 출력하는 구성으로, 구동신호출력모듈(111), 왜곡보정모듈(112), 신호판단모듈(113) 등을 포함한다.
상기 구동신호출력모듈(111)은 상기 제1센서부(21) 및 제2센서부(22) 각각에 구동신호를 출력하는 구성이다.
상기 왜곡보정모듈(112)은 제1센서부(21) 및 제2센서부(22)에서 각각 출력된 신호를 확인하여 사용자의 터치 이외의 휨 등에 의한 왜곡 신호가 발생하였는지 판단하고 왜곡 신호가 발생하였다고 판단시 왜곡 신호가 제거된 터치 신호를 출력하는 구성으로, 제2센서모듈(112a), 제1센서모듈(112b), 연산모듈(112c) 등을 포함한다.
상기 제2센서모듈(112a)은 상기 제2센서부(22)에서 출력된 신호를 확인하여, 임계치 이상의 신호의 변화를 감지한 경우 왜곡 신호가 있다고 판정하고 신호의 변화량을 출력하고, 신호의 변화를 감지하지 못한 경우 왜곡 신호가 없다고 판정하는 구성이다.
상기 제1센서모듈(112b)는 상기 제1센서부(11)에서 출력된 신호를 확인하여, 임계치 이상의 신호의 변화를 감지한 경우 상기 제1센서부(11)에서 출력된 신호 및 신호의 변화량을 출력하는 구성이다.
상기 연산모듈(112c)은 상기 제2센서모듈(112a)에서 왜곡 신호가 없다고 판정한 경우 상기 제1센서모듈(112b)에서 출력된 신호를 터치 신호로 출력하며, 상기 제2센서모듈(112b)에서 왜곡 신호가 있다고 판정하고 신호의 변화량이 출력된 경우 상기 제1센서모듈(112b)에서 출력된 신호의 변화량에서 상기 제2센서모듈(112a)에서 출력된 변화량을 가감하여 왜곡신호 이외에 터치 신호가 있는지 판단하고, 터치 신호가 있다고 판단한 경우 상기 제1센서모듈(112b)에서 출력된 신호에서 상기 제2센서모듈(112a)에서 출력된 변화량을 가감하여 왜곡 신호가 제거된 터치 신호를 생성하여 출력하는 구성이다. 구체적으로, 제2센서모듈(112a)에 출력된 변화량과 저장부(9)에 저장된 Y값을 곱한 후 제1센서모듈(112b)에서 출력된 변화량을 더한 값이 0(정확히는 0을 기준으로 하여 상하 일정 범위에 있는 경우)인 경우 왜곡 신호만 존재하는 것으로 판단하고 그 이외의 경우 터치신호가 있는 것으로 판단할 수 있다. 사용자의 터치에 의해 형성되는 터치 캐패시턴스(C) 및/또는 휨 등에 의해 기생 캐패시턴스(Cpi)가 변화하는 경우 상기 제1센서부(21)에서 변화된 신호를 출력하게 되며, 상기 제2센서부(23)에서는 신호차단층(22)에 의해 사용자의 터치에 의해 터치 캐패시터스가 형성될 수 없고, 휨 등에 의해 기생 캐패시턴스(Cpo)가 변화하는 경우에만 상기 제2센서부(23)는 변화된 신호를 출력하므로, 상기 제2센서모듈(112a)이 변화량을 출력하는 경우 왜곡 신호가 있는 경우이므로 상기 제1센서모듈(112b)에서 출력된 신호에서 상기 변화량을 가감하여 왜곡 신호가 제거된 터치 신호만을 출력할 수 있게 된다. 구체적으로, 사용자의 터치 및 하측으로 휨이 동시에 발생한 경우, 제1센서부(21)에서는 터치 캐패시턴스(C) 발생하고 기생 캐패시턴스(Cpi)가 증가되어 제1센서부(21)는 변화된 신호를 출력하고, 제2센서부(21)에서는 기생 캐패시턴스(Cpo)가 감소되어 제2센서부(23)는 변화된 신호를 출력하며, Cpo는 Cpi 증가분과 비례하여 감소하므로 상기 제1센서(21)에서 출력된 신호에서 Cpo 감소분을 차감함으로써 휨 등에 의해 생성된 왜곡 신호가 제거된 터치 신호를 산정할 수 있다. 반대로, 상측으로 휨이 발생하는 경우, 제1센서(21)에서 출력된 신호에서 Cpo 증가분을 더함으로써 휨 등에 의해 생성된 왜곡 신호가 제거된 터치 신호를 산정할 수 있다.
상기 신호판단모듈(113)은 상기 왜곡보정모듈(112)에서 출력된 터치 신호를 분석하여 터치명령을 추출하고 상기 저장부(9)에 저장된 터치매칭정보를 확인하여 터치명령에 매칭되는 스마트 기기 작동신호를 출력한다. 예컨대, 표 2과 같이, 특정 터치명령와 스마트 기기 작동신호가 매칭된 터치매칭정보가 상기 저장부(9)에 저장되어 있는데, 사용자가 저면을 1초 터치한 경우 상기 신호판단모듈(113)은 저장부(9)에 저장된 터치매칭정보를 확인하여 "전면터치 1초"에 매칭되는 "정지" 작동명령을 출력하여 무선통신부(4)를 통해 상기 스마트 기기에 전송한다.
터치명령 작동신호
연속 2회 터치 음성 재생
전면터치 1초 음성 정지
위에서 아래 스윕 볼륨 증가
상기 음성제어모듈(120)은 상기 음성인식부(3)에서 출력된 작동명령을 무선통신부(4)를 통해 상기 스마트 기기에 전송한다. 상기 충전제어모듈(130)은 유선 및/또는 무선에 의한 배터리(5)의 충전을 제어한다. 상기 상태제어모듈(140)은 보호장치 및/또는 케이스 상태(충전상태 등)가 상태표시부(8)에 디스플레이될 수 있도록 상기 상태표시부(8)를 제어한다.
이상에서, 출원인은 본 발명의 다양한 실시예들을 설명하였지만, 이와 같은 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 일 실시예일 뿐이며, 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 한 어떠한 변경예 또는 수정예도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.
1: 하우징 2: 터치패널부 3: 음성인식부
4: 무선통신부 5: 배터리 6: 무선충전부
7: 충전포트 8: 상태표시부 9: 저장부
10: 통합제어부 11: 상부커버 12: 하부커버
13: 정면부 14: 하면부 15: 후면부
16: 덮개부 17: 전측면부 18: 연결고리부
21: 제1센서부 22: 신호차단층 23: 제2센서부
71: 내부충전포트 72: 외부충전포트
110: 터치제어모듈 120: 음성제어모듈 130: 충전제어모듈
140: 상태제어모듈 111: 구동신호출력모듈 112: 왜곡보정모듈
113: 신호판단모듈 112a: 제2센서모듈 112b: 제1센서모듈
112c: 연산모듈

Claims (14)

  1. 내부에 무선이어폰 케이스를 수용하여 보호하는 하우징과, 사용자가 상기 하우징을 터치함에 따라 변화하는 전기신호를 발생시키는 터치패널부를 포함하며,
    상기 터치패널부는 구동신호를 인가받아 사용자의 터치 또는 상기 터치패널부의 휨에 따라 변화하는 정전용량에 따른 신호를 출력하는 제1센서부와, 상기 제1센서부와 제2센서부의 사이에 위치하여 신호를 차단하는 신호차단층과, 구동신호를 인가받아 상기 터치패널부의 휨에 따라 변화하는 정전용량에 따른 신호를 출력하는 제2센서부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선이어폰 케이스 보호장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 무선이어폰 케이스 보호장치는
    상기 하우징의 일 측에 형성되어 사용자의 음성을 인식하여 무선이어폰과 연동된 스마트 기기의 작동신호를 발생시키는 음성인식부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 무선이어폰 케이스 보호장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 터치패널부가 아래로 휘는 경우, 상기 제1센서부의 노드 사이에 형성되는 기생 커패시턴스는 증가하고, 상기 제2센서부의 노드 사이에 형성되는 기생 커패시턴스는 감소하는 것을 특징으로 하는 무선이어폰 케이스 보호장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 무선이어폰 케이스 보호장치는
    상기 터치패널부에 구동신호를 인가하고 상기 터치패널부에 출력된 신호를 분석하여 스마트 기기 작동신호를 출력하는 터치제어모듈을 가지는 통합제어부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 무선이어폰 케이스 보호장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 터치제어모듈은
    상기 제1센서부 및 제2센서부 각각에 구동신호를 출력하는 구동신호출력모듈과, 상기 제1센서부 및 제2센서부에서 각각 출력된 신호를 확인하여 사용자의 터치 이외의 왜곡 신호가 발생하였는지 판단하고 왜곡 신호가 발생하였다고 판단시 왜곡 신호가 제거된 터치 신호를 출력하는 왜곡보정모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선이어폰 케이스 보호장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 왜곡보정모듈은
    상기 제2센서부에서 출력된 신호를 확인하여, 신호의 변화를 감지한 경우 왜곡 신호가 있다고 판정하고 신호의 변화량을 출력하고, 신호의 변화를 감지하지 못한 경우 왜곡 신호가 없다고 판정하는 제2센서모듈과,
    상기 제1센서부에서 출력된 신호를 확인하여, 신호의 변화를 감지한 경우 상기 제1센서부에서 출력된 신호 및 신호의 변화량을 출력하는 제1센서모듈과,
    상기 제2센서모듈에서 왜곡 신호가 없다고 판정한 경우 상기 제1센서모듈에서 출력된 신호를 터치 신호로 출력하며, 상기 제2센서모듈에서 왜곡 신호가 있다고 판정하고 신호의 변화량이 출력된 경우 상기 제1센서모듈에서 출력된 신호의 변화량에서 상기 제2센서모듈에서 출력된 변화량을 가감하여 왜곡신호 이외에 터치 신호가 있는지 판단하고, 터치 신호가 있다고 판단한 경우 상기 제1센서모듈에서 출력된 신호에서 상기 제2센서모듈에서 출력된 변화량을 가감하여 왜곡 신호가 제거된 터치 신호를 생성하여 출력하는 연산모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선이어폰 케이스 보호장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 터치제어모듈은
    상기 왜곡보정모듈에서 출력된 터치 신호를 분석하여 터치명령을 추출하고 저장부에 저장된 터치매칭정보를 확인하여 터치명령에 매칭되는 스마트 기기 작동신호를 출력하는 신호판단모듈을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 무선이어폰 케이스 보호장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 하우징은 유연성이 있는 재질로 이루어지는 상면커버와 하부커버로 이루어지며, 상기 터치패널부는 상면커버와 하부커버 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 무선이어폰 케이스 보호장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 무선이어폰 케이스 보호장치는
    상기 하우징의 일 측에 형성되어 사용자의 음성을 분석하여 음성명령을 추출하고 저장부에 저장된 음성매칭정보를 확인하여 음성명령에 매칭되는 스마트 기기 작동신호를 출력하는 음성인식부와, 무선이어폰과 연동된 스마트 기기와 무선통신을 수행하는 무선통신부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 무선이어폰 케이스 보호장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 무선이어폰 케이스 보호장치는
    상기 보호장치의 작동을 위한 전원을 공급하고 상기 케이스의 배터리를 충전하기 위한 전원을 공급하는 배터리와, 상기 하우징이 무선충전기에 인접시 상기 보호장치의 배터리를 무선 충전 방식으로 충전하는 무선충전부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 무선이어폰 케이스 보호장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 터치패널부는 하우징의 일측에 위치하고 상기 무선충전부는 하우징의 타측에 위치하는 것을 특징으로 하는 무선이어폰 케이스 보호장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 무선이어폰 케이스 보호장치는
    유선 충전 방식으로 상기 배터리 또는 케이스의 배터리를 충전하도록 하는 충전포트를 추가로 포함하며, 상기 충전포트는 상기 하우징의 내측에 설치되어 상기 케이스와 결합하여 케이스 내부의 배터리에 전원을 공급하는 내부충전포트와, 상기 하우징의 외측에 설치되어 전원공급장치와 연결되어 전원을 공급받아 내부의 배터리에 전원을 공급하는 외부충전포트를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선이어폰 케이스 보호장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 통합제어부는
    상기 음성인식부에서 출력된 작동명령을 무선통신부를 통해 상기 스마트 기기에 전송하는 음성제어모듈과, 유선 또는 무선 충전 방식에 의하여 배터리의 충전을 제어하는 충전제어모듈을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 무선이어폰 케이스 보호장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20190070703A (ko) * 2017-12-13 2019-06-21 금강테크 (주) 스마트 기기와 연동이 가능한 기능성 의류 및 그의 제작 방법

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