KR200261257Y1 - 차량용 핸즈프리 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 운전 중 휴대전화 사용에 따른 안전성 및 편리성을 극대화함과 동시에 통화품질을 개선시킬 수 있는 자동차용 핸즈프리 장치에 관한 것으로서, 휴대폰을 통해 출력되는 상대가입자의 음성신호를 출력하는 스피커 증폭부와, 스피커 증폭부의 출력신호로부터 음성신호의 레벨을 검출하는 음성레벨 검출부와, 마이크를 통해 입력되는 운전자의 음성신호를 증폭하는 마이크신호 증폭부와, 상대가입자의 음성신호가 스피커를 통해 출력될 때 상대가입자의 음성신호가 상대가입자의 휴대폰으로 다시 출력되는 것을 차단하는 음성스위칭부로 구성되는 음성처리부; 차량전원으로부터 휴대폰의 배터리 전압을 충전하는 충전부; 충전부의 전압변동분을 감지하는 충전전압 검출부; 충전전압 검출부에서 충전전압의 변동이 감지되면 이를 착신 호의 발생으로 인지하여 소정시간 후에 자동적으로 통화가 연결되는 자동착신 기능이 수행되도록 상기 휴대폰의 마이크단자를 단락시키는 마이콤; 마이크신호 증폭부와 스피커 증폭부에 서로 다른 레벨의 전압을 인가하는 전원부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 핸즈프리 장치{Handsfree device for using in vehicle}

본 고안은 핸즈프리 장치에 관한 것으로 특히, 자동차의 운전 중에 보다 안전하고 편리하게 휴대폰을 사용할 수 있도록 자동착신 기능을 포함한 다기능의 자동차용 핸즈프리 장치에 관한 것이다.

정보화 사회에서 정보통신 분야의 발전은 전세계적으로 확산되고 있으며 이에 따라 정보통신 분야와 관련된 연구 개발이 활발히 진행되고 있다.

특히, 그 중에서도 이동통신 분야는 그 시장이 광범위할 뿐만 아니라 연구 개발의 속도도 무척 빠르게 진행되고 있으며 이에 따라 대기업 등 대다수의 벤처기업들이 이동통신 분야에 적극적으로 참여하고 있는 추세에 있다.

일 예로서, 휴대용 전화기의 보급 및 사용은 근래에 들어 폭발적인 증가 추세에 있으며, 아울러 자동차의 폭넓은 보급으로 인하여 자동차 운행 도중에도 휴대용 전화기를 사용하는 경우가 매우 빈번하게 이루어지고 있는 실정이다.

하지만, 운전중 휴대용 전화기를 이용하는 것은 운전자의 집중력을 저하시키는 등 안전사고가 발생할 우려가 적지 않기 때문에 정부에서는 '운전중의 통화금지 법안' 등을 마련하고 있으며, 운전중 휴대폰 사용을 억제하려는 법적인 노력이 시도되고 있다.

한편, 이러한 사회적 추세와 휴대폰의 편리한 사용 환경 등을 감안하여 운전자들에게 호응을 얻게 된 것이 차량내 장착되는 이른 바, 핸즈프리 장치이다. 이 핸즈프리 장치는 통상 송화용 마이크로폰, 수화용 스피커, 충전기 및 단축 번호 발신용 스위치(미리 상대방의 전화 번호를 기억시켜 두어 1회의 스위치 조작으로 상대를 호출하는 것) 등을 대시보드에 설치하여 사용함으로써, 운전자는 핸들로부터 손을 떼지 않고도 통화가 가능한 편리한 이점이 있다.

이와 같은 휴대용 전화기의 자동차용 핸즈프리 장치는 자동차 내부의 운전자가 쉽게 조작할 수 있는 위치에 설치되고, 자동차 배터리에 연결되어 휴대용 전화기를 충전시킬 수 있도록 되어 있다.

또한, 마이크 및 스피커가 연결되어 있고 핸즈프리 기능을 수행할 수 있도록 휴대용 전화기와 결합되는 커넥터가 구비되어 있으며, 상기 마이크는 사용자의 음성을 전기적인 신호로 변환하여 휴대용 전화기로 출력함으로써 상대방 전화가입자와 통화할 수 있도록 하고, 상기 스피커는 휴대용 전화기에서 출력되는 상대방 전화가입자의 음성을 사용자에게 전달하는 기능을 수행한다.

이러한 자동차용 핸즈프리 장치는 휴대용 전화기를 운전자가 직접 손으로 파지(把持)하지 않고도 호(呼) 발신자와 호 착신자간의 통화가 이루어질 수 있다는 점에서 추후에는 모든 차량에 필수적으로 부착되는 단계로까지 발전할 수 있으리라 전망된다.

다시 말해서, 휴대용 전화기의 통화키를 조작하는 것에 의해 상대방의 음성은 핸즈프리 세트의 스피커를 통해 출력되고 운전자의 음성은 마이크를 통해 상대방에게 전달되기 때문에 운전중 전화 통화에 기인한 집중력이 저하되는 것을 최소한도로 방지하고자 하였다.

그러나 이와 같은 핸즈프리 장치는 스피커와 마이크간에 상호 영향으로 인한 하울링 현상과 에코 현상이 심각하여 통화품질이 현저하게 저하되고, 스피커의 출력이 매우 작다는 문제점이 있었다.

본 고안은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 운전 중 휴대전화 사용에 따른 안전성 및 편리성을 극대화함과 동시에 통화품질을 개선시킬 수 있는 자동차용 핸즈프리 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 고안의 자동차용 핸즈프리 장치는 휴대폰을 통해 출력되는 상대가입자의 음성신호를 출력하는 스피커 증폭부와, 상기 스피커 증폭부의 출력신호로부터 음성신호의 레벨을 검출하는 음성레벨 검출부와, 마이크를 통해 입력되는 운전자의 음성신호를 증폭하는 마이크신호 증폭부와, 상기 상대가입자의 음성신호가 스피커를 통해 출력될 때 상대가입자의 음성신호가 상대가입자의 휴대폰으로 다시 출력되는 것(에코현상)을 차단하는 음성스위칭부로 구성되는 음성처리부; 차량전원으로부터 상기 휴대폰의 배터리 전압을 충전하는 충전부; 상기 충전부의 전압변동분을 감지하는 충전전압 검출부; 상기 충전전압 검출부에서 충전전압의 변동이 감지되면 이를 착신 호의 발생으로 인지하여 소정시간 후에 자동적으로 통화가 연결되는 자동착신 기능이 수행되도록 상기 휴대폰의 마이크단자를 단락시키는 마이콤; 상기 차량전원을 제 1의 전압레벨로 변환하여 이를 상기 스피커 증폭부에 인가하고, 상기 제 1의 전압레벨을 상기 제 1의 전압레벨보다 낮은 제 2의 전압레벨로 변환하여 상기 마이크신호 증폭부로 인가하는 것에 의해 상기 마이크신호 증폭부와 스피커 증폭부에 서로 다른 레벨의 전압을 인가하는 전원부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 고안의 차량용 핸즈프리 장치의 구성블록도

도 2는 도 1의 전원부의 상세 구성도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

11 : 전원부 11a : 제 1 정전압부

11b : 제 2 정전압부 13 : 음성처리부

13a : 스피커 증폭부 13b : 마이크신호 증폭부

13c : 음성스위칭부 13d : 음성레벨 검출부

15 : 충전부 17 : 충전전압 검출부

19 : 디스플레이부

이하, 본 고안의 다기능의 자동차용 핸즈프리 장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 1은 본 고안의 자동차용 핸즈프리 장치의 구성블록도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 고안의 자동차용 핸즈프리 장치는 크게 차량의배터리로부터 전원을 공급받아 요소에 선택적으로 서로 다른 레벨의 전압을 제공하는 전원부(11)와, 마이크를 통해 입력되는 음성신호를 증폭하고, 휴대폰에서 출력되는 상대방의 음성신호를 증폭함과 동시에 통화를 위한 스위칭 동작을 구현하는 음성처리부(13)와, 차량의 배터리로부터의 전압을 받아 휴대폰의 배터리로 충전을 위한 전압으로 변환하는 상기 충전부(15)와, 상기 충전전압의 변화를 검출하는 충전전압 검출부(17) 및 이들을 제어하는 마이콤(19)을 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 음성처리부(13)는 다시 이어 잭(Ear Jack)을 통해 입력되는 휴대폰의 음성출력을 증폭하는 스피커 증폭부(13a)와, 마이크를 통해 입력된 사용자의 음성신호를 증폭하는 마이크신호 증폭부(13b)와, 스위칭 동작을 통해 자동착신 기능을 수행하는 음성스위칭부(13c)와, 상기 스피커 증폭부(13a)에서 출력되는 음성신호의 레벨을 검출하는 음성레벨 검출부(13d)로 구성된다.

참고로, 상기 마이크신호 증폭부(13b)로 운전자의 음성신호를 출력하는 마이크는 본 고안의 핸즈프리 장치에서 외부로 돌출되지 않고 내장된다.

상기 충전부(15)는 시가잭을 통해 차량의 전원을 휴대폰의 배터리 충전을 위한 전압으로 변환하고 상기 배터리의 과충전을 방지한다. 즉, 휴대폰의 배터리를 충전시키기 위해서는 4.2V의 정전압이 필요하다. 이를 위해 외부 회로의 구성에 따라 스탭-업(Step-Up), 스탭-다운(Step-Down), 인버팅(Inverting)이 모두 가능한 DC-DC 컨버터 컨트롤IC를 사용하며, 차량의 전원이 바로 입력되는 관계로 내압이 35V인 콘덴서를 사용한다.

한편, 상기 마이콤(19)에 의해 제어되며 자동착신, 비밀통화, 배터리의 충/방전 상태 등을 표시하는 디스플레이부가 더 구비되며, 상기 디스플레이부(21)는 LED로 구성되는데, 자동착신인 상태에는 자동착신 램프(21a)가 발광하고, 비밀통화중일 때는 비밀통화 램프(21b)가 발광하며, 배터리의 충/방전 상태를 각각 서로 다른 색깔로서 표시하는 충/방전 램프(21c)가 발광한다.

상기 음성스위칭부(13)는 통화시 스피커 증폭부(13a)의 출력이 있을 때 마이크 입력을 차단하는 반이중(Half Duplexer) 방식으로 하울링(howling)과 에코(echo)를 제거한다.

상기 충전전압 검출부(17)는 착신에 따른 링신호가 출력될 때 변화하는 상기 충전부(15)의 미세한 충전전압을 감지하여 변화된 전압의 변동분을 증폭한 후, 전압 비교를 통해 로직 레벨로 변환하여 상기 마이콤(19)으로 출력한다. 이때, 상기 마이콤(19)은 충전전압 검출부(17)로부터 충전전압이 변화하였음을 감지한 감지신호가 입력되면 휴대폰의 마이크 단자를 단락시켜 자동착신 기능을 구현한다.

상기 음성레벨 검출부(13d)는 가변저항을 이용하여 마이크의 볼륨을 사용자에 따라 알맞게 조절하며, 스피커 출력에 의해 반응하여 동작한다.

상기 전원부(11)는 전술한 바와 같이 충전전압 검출부(17) 및 음성처리부(13)로 전원을 공급하게 되는데, 상기 음성처리부(13)는 마이크 증폭부(13b) 및 스피커 증폭부(13a)를 포함하고 있다. 이에, 상기 전원부(11)는 마이크 증폭부(13b)와 스피커 증폭부(13a)에 각각 서로 다른 레벨의 전압을 인가하여 마이크와 스피커 상호간에 영향을 받지 않도록 한다.

다시 말해서, 상기 전원부(11)는 도 2에 도시한 바와 같이, 제 1정전압부(11a)와 제 2 정전압부(11b)로 구성되며, 시거잭을 통해 입력된 차량의 배터리 전압을 상기 제 1 정전압부(11a)에서 9V로 변환한 후 스피커 증폭부(13a)로 인가하고, 상기 제 1 정전압부(11a)에서 출력되는 9V의 전압을 다시 제 2 정전압부(11b)에서 6V로 변환한 후, 마이크 증폭부(13b), 마이콤(19), 충전전압 검출부(17)로 인가한다.

이와 같이, 마이크 증폭부(13b)에 인가하는 전압(6V)에 비해 스피커 증폭부(13a)에 더 큰 전압(9V)을 인가하여 더 큰 스피커 출력을 얻을 수 있도록 한다.

이와 같은 본 고안의 차량용 핸즈프리 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

휴대폰을 거치대(도시하지 않음)에 장착한 상태에서 휴대폰의 이어 잭에 이어폰 선을 연결하고 충전부(15)를 차량의 시거잭에 연결하면 충전부(15)가 휴대폰과 연결되면서 차량의 전원이 휴대폰의 배터리에 충전된다.

이렇게 휴대폰의 배터리에 차량의 전원을 충전하는 도중에 전화벨이 울리게 되면, 상기 충전부(15)의 충전전압은 미세하게 변하게 되고, 이에 충전전압 검출부(17)는 크게 두 부분으로 나누면 앞단의 증폭부, 뒷단의 비교부가 있으며, 첫 번째단으로 들어온 배터리 신호가 증폭된 후, 증폭된 신호가 두 번째단의 일정 레벨의 신호와 비교된 후 전화가 왔음을 마이콤(19)에서 인식한다.

따라서, 마이콤(19)은 현재 착신 호(呼)가 발생되었음을 인지하여 일정 시간 후 자동적으로 통화를 연결하여 운전자가 휴대폰을 조작하지 않고 통화를 할 수 있도록 한다. 즉, 충전전압 검출부(17)로부터 충전전압이 변동되었음을 알리는 신호가 입력되면, 마이콤(19)은 휴대폰과 연결된 이어잭의 마이크 단자를 소정시간 동안 로우레벨(0V)로 떨어뜨려 통화를 연결한다.

이때, 운전자와 상대가입자간에 통화가 연결되어 통화가 이루어지고 있을 때에는 상기 음성스위칭부(13c)는 상기 스피커 증폭부(13a)의 출력이 있을 때 마이크를 통해 입력되는 운전자의 음성신호를 차단하여 상대가입자의 음성신호가 스피커를 통해 출력됨과 동시에 운전자의 음성신호가 휴대폰을 통해 출력되는 것을 방지하고 상대가입자의 음성신호가 핸즈프리의 마이크를 통해 들어가 상대가입자 자신의 음성을 듣게 되는 현상을 방지 및 제어한다.

한편, 상기 전원부(11)는 스피커 증폭부(13a)와 마이크신호 증폭부(13b)에 전원을 공급하는데, 더 큰 스피커 출력을 얻기 위해 제 1 정전압부(11a)에서 상기 차량 배터리로부터의 전원을 9V로 변환한 후, 상기 스피커 증폭부(13a)로 제공하고, 제 2 정전압부(11b)에서는 6V의 전원을 마이크신호 증폭부(13b)로 제공한다.

즉, 상기 전원부(11)는 마이크신호 증폭부(13b)와 스피커 증폭부(13a)로 전압을 제공하는데, 상기 전원부(11)로부터의 전원은 상기 마이크신호 증폭부(13b) 및 스피커 증폭부(13a)뿐만 아니라 마이콤(19), 충전전압 검출부(17) 등이 있으며, 대부분은 6V의 동작전압을 필요로 한다.

이때, 6V의 전압을 스피커 증폭부(13a)에도 그대로 인가할 경우에는 마이크신호 증폭부(13b)와 동일한 레벨의 전압을 인가하게 되므로 이는 상호 작용에 의한 에코나 하울링 현상 등을 유발할 수가 있다. 따라서, 본 고안에 따른 전원부(11)는 마이크신호 증폭부(13b)에 인가되는 6V의 동작전압에 비해 더 큰 9V의 전압을 스피커 증폭부(13a)에 인가함으로써, 상호 작용에 의한 에코나 하울링을 제거하고, 보다 큰 스피커의 출력을 얻을 수가 있다.

한편, 마이콤(19)은 디스플레이부(21)를 제어하여 현재 통화가 자동착신 상태인지, 비밀통화 모드인지를 해당 LED를 통해 운전자가 인식할 수 있도록 표시한다.

이상에서 상술한 바와 같이, 본 고안의 차량용 핸즈프리 장치는 다음과 같은 효과가 있다.

자동착신 기능을 통해 운전자의 조작없이도 자동적으로 통화가 연결되도록 하고, 스피커 증폭부와 마이크신호 증폭부에 서로 다른 레벨의 최적의 전압을 인가함으로써 스피커 출력을 개선시킬 수가 있다.

또한, 음성스위칭부가 상대 가입자의 음성신호가 출력되는 시점에서는 운전자의 음성신호가 휴대폰으로 인가되지 않도록 운전자의 음성신호를 차단함으로써 에코 및 하울링 현상을 제거하여 통화품질을 개선시킬 수 있다.

Claims (2)

1. 휴대폰을 통해 출력되는 상대가입자의 음성신호를 출력하는 스피커 증폭부와, 상기 스피커 증폭부의 출력신호로부터 음성신호의 레벨을 검출하는 음성레벨 검출부와, 마이크를 통해 입력되는 운전자의 음성신호를 증폭하는 마이크신호 증폭부와, 상기 상대가입자의 음성신호가 스피커를 통해 출력될 때 상대가입자의 음성신호가 상대가입자의 휴대폰으로 다시 출력되는 것을 차단하는 음성스위칭부로 구성되는 음성처리부;

   차량전원으로부터 상기 휴대폰의 배터리 전압을 충전하는 충전부;

   상기 충전부의 전압변동분을 감지하는 충전전압 검출부;

   상기 충전전압 검출부에서 충전전압의 변동이 감지되면 이를 착신 호의 발생으로 인지하여 소정시간 후에 자동적으로 통화가 연결되는 자동착신 기능이 수행되도록 상기 휴대폰의 마이크단자를 단락시키는 마이콤;

   상기 차량전원을 제 1의 전압레벨로 변환하여 이를 상기 스피커 증폭부에 인가하고, 상기 제 1의 전압레벨을 상기 제 1의 전압레벨보다 낮은 제 2의 전압레벨로 변환하여 상기 마이크신호 증폭부로 인가하는 것에 의해 상기 마이크신호 증폭부와 스피커 증폭부에 서로 다른 레벨의 전압을 인가하는 전원부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 핸즈프리 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 마이콤에 의해 제어되며 자동착신, 비밀통화, 충/방전 상태를 표시하는 발광램프로 구성된 디스플레이부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 핸즈프리 장치.