KR20020027079A - 적외선 다이오드를 이용한 쌍방향 핸즈프리 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량 안이나, 기타 좁은 공간에서 휴대폰이나 휴대 정보 단말기를 사용하여 통화할 때 손을 사용하지 않는 적외선 핸즈프리 장치에 관한 것으로 한 쌍의 송신단과 수신단이 하나로 결합된 한 쌍의 송수신단 중에서 하나는 핸드폰의 이어폰 잭에 연결시키고, 다른 하나는 사람의 귀에 편하게 착용할 수 있도록 만들어 원거리는 기존의 핸드폰으로 음성신호를 주고받으며 차량 안이나 기타 좁은 공간에서는 이 장치를 통하여 무선으로 음성신호를 주고받을 수 있도록 하여 차량 운전자로 하여금 전화통화를 편하게 할 수 있으므로 송수신 처리가 간편하여 사용자가 차령의 운전 시 안전운전에 방해받지 않는 효과가 있고, 또한 무선 이어폰을 사용하기 때문에 동승자에게 방해를 주지 않고 통화가 가능하고 저렴한 비용으로 핸즈프리 장치가 제공될 수 있는 뛰어난 효과가 있다.

Description

적외선 다이오드를 이용한 쌍방향 핸즈프리 장치 {Two way hands free apparatus using infrared diode}

본 발명은 차량에서 휴대 전화기나 휴대 정보 단말기(PDA :Personal Digital Assistant)를 사용하여 발신, 착신, 통화 등을 행할 때 손을 사용치 않도록 해주는 핸즈프리(Hands-Free) 장치에 관한 것으로, 특히 적외선 다이오드를 응용한 무선 이어세트(Ear Set)를 사용하는 핸즈프리 장치에 관한 것이다.

종래의 핸즈프리 장치는 휴대폰의 보급이 급격히 증가됨에 따라 차량에서 휴대폰을 사용하는 경우가 매우 많아지게 되었고 이와 더불어 휴대 정보 단말기 관련제품의 개발이 활발해지면서 이동 중 전화를 사용하는 경우가 더욱 많아지고 있었다.

또한, 차량으로 이동 중에 운전자가 이러한 핸드폰을 사용하여 전화를 걸거나 휴대 정보 단말기를 사용하고자 할 경우 안전 운전에 장애가 되지 않도록 이들 휴대 정보 단말기에는 핸즈프리 기능이 제공되고 있었다.

도 1은 이러한 종래 기술에 따른 핸즈프리 기능의 실시예를 들어 첨부된 도면을 참고로 다음과 같이 설명한다.

상대방으로부터 걸려온 전화를 받아 통화를 할 경우 사용자의 말소리는 차량에 부착되어 있는 마이크(20)를 통해 입력되어 마이크용 입력 증폭기(18)에 의해 증폭된 다음 차량에 설치된 접속장치(16)로 입력되어 상대방에게 전달된다.

또한, 반대의 경우는 상대방의 말소리는 접속장치(16), 스피커 구동을 위한 출력 증폭기(17) 및 차량에 설치된 스피커(19)를 차례로 통과하여 사용자에게 전달되며 이는 스피커(19)로부터 발생된 소리가 마이크(20)로 직접 유입되므로 이른바 하울링(hawling)현상이 발생될 소지가 있었다.

도 2는 종래 기술에 따른 핸즈프리 기능의 실시예를 들어 첨부된 도면을 참고로 다음과 같이 설명한다.

이어세트를 사용하고 있는데 도 1의 경우와 유사하지만 귀와 입에 근접한 이어세트의 이어폰(21) 및 마이크(22)를 사용하는 점이 다르므로 도 1에 도시한 바의 실시예에서 발생되는 상술한 문제점이 다소 해소되었다.

그러나, 도 1의 하울링 현상을 방지하기 위한 장치가 추가되어 설비비용의상승이 초래되는 문제점이 있었다.

또한, 차량의 소음 등으로 인해 전화 당사자간에 의사 소통에 지장이 있을뿐더러 동승한 사람에게 방해가 되며 비밀 유지도 어려운 문제점이 있었다.

그리고, 더욱이 착신 및 발신 처리를 위해 휴대폰이나 휴대 정보 단말기의 자판을 직접 접촉하여야 하므로 운전 시 위험을 초래할 수 있는 문제점이 있었다.

도 2는 이어세트를 연결하는 신호선이 운전자의 방해가 될뿐더러 이어세트를 벗는 것이 매우 번거롭기 때문에 사용을 꺼리는 문제점이 있었다.

또한, 착신 및 발신의 경우 도 1의 예와 동일한 위험이 초래될 수 있는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로 본 발명의 목적은 안전 운전에 방해가 되지 않고, 착신 및 발신 처리가 용이하며, 동승한 사람에게 방해를 주지 않으며 비밀 유지가 가능하고, 저렴한 비용으로 구현될 수 있는 새로운 무선 핸즈프리 장치에 대한 요구가 점증되고 있으므로 차량 운전자가 저렴한 가격으로 안전운전을 하면서 고음질 통화를 손쉽게 제공받는데 있다.

본 발명의 상기 목적은 하울링 현상을 방지함과 아울러 착발신 처리가 용이하며, 외부로 통화내용이 새나가지 않아 동승자에게 불쾌감을 주지 않고 또 비밀 유지가 가능한 적외선 다이오드를 응용한 쌍방향 핸즈프리 무선 이어세트를 사용하며, 적은 전력 소모로 수은전지 하나만으로 장기간 동안 사용할 수 있고 가격이 저렴하며 부피가 상당히 작아서 착용이 용이하여 안전운전에 방해가 되지 않으며 자동차나 기타 다른 가전 제품에 의한 전자파 잡음이 없어 고음질의 통화를 제공해 주는 무선 핸즈프리 장치를 달성하였다.

도 1은 종래의 핸즈프리 장치의 구성의 일례를 개략적으로 나타낸 블럭도,

도 2는 종래의 핸즈프리 장치의 구성의 다른 예를 개략적으로 나타낸 블럭도,

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예의 적외선 다이오드를 이용한 쌍방향 핸즈프리 장치의 송신부를 도시한 기본구조 블럭도,

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예의 적외선 다이오드를 이용한 쌍방향 핸즈프리 장치의 수신부를 도시한 기본구조 블럭도,

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예의 적외선 다이오드를 이용한 쌍방향 핸즈프리 장치의 이어세트 구성를 도시한 개략적 블럭도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1, 13 : 휴대폰

2 : 오디오 앰프 (이득= ×30)

3 : 전압 주파수 변환기 (Voltage to Frequency converter)

4 : 펄스 발생기 (Pulse Generator)5 : 발광 다이오드(LED)

6 : 포토 다이오드(Photo Diode)

7 : 전류전압 앰프 (Current to Voltage AMP)

8 : 펄스 판별 회로 (Pulse Discriminator)

9 : 주파수 전압 변환기 (Frequency to Voltage converter)

10 : 저역 필터 (Low Pass Filter)

11 : 오디오 앰프 (Audio AMP)

12, 21 : 이어폰14, 15 : 송수신기

16 : 접속장치17 : 출력 증폭기

18 : 입력 증폭기19 : 스피커

20, 22 : 마이크

이하, 본 발명의 구성을 바람직한 실시예를 들어 첨부된 도면을 참고로 상세히 설명한다.

우선, 하울링 현상에 대하여 설명하면 일종의 피드백 현상으로 출력의 전부 또는 일부분이 시스템의 입력부에 재 입력되데 입력된 신호는 증폭되어 출력되는 것으로 보다 쉽게 설명하면 마이크와 스피커가 너무 가까우면 "삐익" 하고 기분 나쁜 소리가 나는데 마이크에서 나온 소리가 스피커를 통해 증폭되고 다시 이 소리가 마이크를 통해 스피커를 통해 더욱 커지게 되는 현상이 반복되면 그 소리가 너무 커져서 가청주파수를 넘게 되어 우리 귀에는 "삐익" 하는 소리로 들리게 되는 것을 하울링 현상이라 하며 하기 설명은 이러한 하울링 현상을 방지한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 핸즈프리 장치 중 핸즈프리 송수신장치 중 송신단의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도로 휴대폰(1)과, 오디오 앰프(2)(Audio AMP)와, 전압 주파수 변환기(3)(Voltage to Frequency Converter)와, 펄스 발생기(4)(Pulse Generator)와, 발광 다이오드(5)(LED)로 구성되어 있다.

상기 휴대폰(1)은 수신 및 발신 신호 주파수를 오디오 앰프(2)로 전송하는 것이다.

상기 오디오 앰프(2)(Audio AMP)는 휴대폰으로부터 들어온 음성 신호 주파수를 증폭하는 것이고 증폭 이득은 ×30이다.

상기 전압 주파수 변환기(3)(Voltage to Frequency Converter)는 입력전압을 주파수 변환하여 톱니파를 생성하고 생성된 톱니파 신호 주파수를 펄스 발생기에 입력한다.

상기 펄스 발생기(4)(Pulse Generator)는 톱니파 신호로 들어온 신호 주파수가 펄스 발생기를 거쳐 펄스 신호를 생성하게 되는데 신호주파수의 형태는 표 1과 같다.

상기 휴대폰(1), 오디오 앰프(2)(Audio AMP), 전압 주파수 변환기(3) (Voltage to Frequency Converter), 펄스 발생기(4)(Pulse Generator)를 걸친 과정을 PFM(Pulse Frequency Modulation) 변조 방식이라고 하고, 이것은 음성 신호의 변화에 따라 펄스 주기가 변하는데 음성 신호가 작으면 주기가 짧고, 음성 신호가 크면 주기가 길어지게 된다.

상기 발광 다이오드(5)는 PFM(Pulse Frequency Modulation) 변조된 신호가 LED(5)(Light Emitted Diode)를 통해 차량 운전자의 귀에 착용된 송수신기에 전달된다.

도 2는 본 발명에 따른 핸즈프리 장치 중 핸즈프리 송수신장치 중 수신단의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이고 포토 다이오드(6)(Photo Diode), 전류 전압 앰프(7)(Current to Voltage AMP), 펄스 판별회로(8)(Pulse Discriminator), 주파수 전압 변환기(9)(Frequency to Voltage Converter), 저역필터(10)(Low Pass Filter), 오디오 앰프(11)(Audio AMP), 이어폰(12)으로 구성되어 있다.

상기 포토 다이오드(6)(Photo Diode)는 핸드폰에 연결된 송수신장치의 송신단으로부터 나온 PFM 변조된 신호를 포토 다이오드(6)가 전달받게 된다.

상기 전류 전압 앰프(7)(Current to Voltage AMP)는 PFM 변조 신호를 증폭하여 펄스 판별회로(8)로 전달하게 된다.

상기 펄스 판별회로(8)(Pulse Discriminator)는 증폭된 PFM 변조 신호는 노이즈(잡음)가 첨가된 신호이므로 펄스 판별회로가 잡음을 제거하는 역할을 하게 된다.

상기 주파수 전압 변환기(9)(Frequency to Voltage Converter)는 입력주파수를 전압으로 변환하여 저역 필터에 전달하는 것이다.

상기 저역 필터(10)(Low Pass Filter)는 주파수 전압 변화기를 통한 신호는 10㎑ 이하의 신호만을 통과시켜고 상기 신호는 반송파를 제거한다.

상기 오디오 앰프(11)(Audio AMP)는 상기 저역 필터(10)에서 반송파가 제거된 신호를 다시 증폭해 준다.

상기 이어폰(12)은 상기 오디오 앰프(11)에서 증폭된 신호는 사람이 들을 수있는 가청 주파수의 음성 신호로 재생되는 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 핸즈프리 장치를 실제로 휴대폰에 연결하여 사용할 경우에 대한 블록도이다.

하나의 송수신기(14)가 휴대폰(13)에 연결되고 다른 하나의 송수신기(15)는 차량운전자의 귀에 부착되어 있으며 핸드폰(13)에 부착된 송수신기(14)의 LED(Light Emitted Diode)로부터 나오는 PFM 변조된 음성 신호를 차량운전자의 귀에 착용하고 있는 송수신기(15)의 포토 다이오드(Photo Diode)가 전달받아 음성신호를 복원시켜 차량운전자가 상대방의 말을 들을 수 있게 함으로써, 차량운전자의 말은 앞의 경우와 마찬가지로 차량운전자의 말이 PFM 변조되어 LED(Light Emitted Diode)를 통해 반대편 송수신기(14)의 포토 다이오드(Photo Diode)에 전달되고 이것을 음성신호로 복원시킨 후 휴대폰으로 이 복원된 신호를 전달 시켜 주고 이것을 휴대폰(13)을 통해 상대방에게 전달되는 것이다.

이상 설명한 본 발명에 대하여 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 상기 실시 예에 기재된 내용에만 한정되는 것이 아니다.

이상에서 설명한 바와 같이, 스피커에서 나온 소리가 마이크로 직접 입력됨으로 인한 하울링 현상을 방지함은 물론 착발신 처리가 간편하여 사용자가 차량의 운전시 안전운전에 방해받지 않는 효과가 있고 또한, 스피커로부터 외부의 소리가새나가지 않으므로 동승자를 방해하지 않을뿐더러 통화상의 비밀 유지가 가능해지며, 저렴한 비용으로 핸즈프리 장치가 제공될 수 있는 효과가 있으며 그리고, 낮은 전력소모로 인하여 수은전지 하나로 장기간 동안 사용할 수 있어 경제적으로 유용하고 가격이 저렴하며, 고음질의 통화가 가능한 효과가 있으므로 무선통신산업상 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (3)

1. 무선 핸즈프리는 음성신호를 받아들이는 휴대폰(1)과, 신호 주파수를 증폭하는 오디오 앰프(2)와, 톱니파 신호를 생성하는 전압 주파수 변환기(3)와, 톱니파 신호를 펄스 신호로 변환하는 펄스 발생기(4)와, 변조신호를 송수신하는 발광 다이오드(5)로 구성된 송신부와, 변조 신호를 받아들이는 포토 다이오드(6)와, 변조 신호를 증폭하는 전류 전압 앰프(7)와, 잡음을 제거하는 펄스 판별회로(8)와, 주파수를 전압으로 변환하는 주파수 전압 변환기(9)와, 반송파를 제거하는 저역 필터(10)와, 반송파 신호를 증폭하는 오디오 앰프(11)와, 음성신호가 출력되는 이어폰(12)으로 구성된 수신부로 구성된 것을 특징으로 하는 적외선 다이오드를 이용한 쌍방향 핸즈프리 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 송신부의 발광 다이오드(5)와 수신부의 포토 다이오드(6)는 적외선 다이오드를 이용하여 송수신하는 것을 특징으로 하는 적외선 다이오드를 이용한 쌍방향 핸즈프리 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 휴대폰(1)은 휴대폰에 접속한 핸즈프리 장치 중 하나의 송수신기가 휴대폰에 연결되고 다른 하나의 송수신기는 이어폰에 연결되어 핸드폰의 발광다이오드로부터 나온 PFM(Pulse Frequency Modulation) 변조 음성신호를 이어폰의 포토 다이오드가 전달받아 음성신호를 복원하여 음성신호를 들을 수 있는 것을 특징으로 하는 적외선 다이오드를 이용한 쌍방향 핸즈프리 장치.