KR200282080Y1 - 골전도 소자를 이용한 무선 단말기용 핸즈프리 장치 - Google Patents

Abstract

음성 신호를 두개골을 진동시키기 위한 신호로 변환하여 출력하는 골전도 소자를 이용한 무선 단말기용 핸즈프리 장치를 제공한다.

무선 단말기용 핸즈프리 장치는 음성 신호를 전기적 신호로 변환하기 위한 마이크, 마이크를 통해 입력되는 음성 신호 및 무선 단말기로 수신된 음성 신호를 증폭하고 감도를 조절하기 위한 제어 수단 및 제어 수단에서 증폭되어 출력되는 음성 신호를 진동 신호로 변환하며, 진동자를 진동시켜 무선 단말기 사용자가 진동을 음성으로 감지할 수 있도록 하기 위한 골전도 스피커를 구비한다.

이와 같은 골전도 소자를 이용한 무선 단말기용 핸즈프리 장치에 의하면 이어폰을 장시간 사용함에 따른 청각 저하 증세를 예방할 수 있고, 주변 환경의 소리에 관계없이 통화가 가능하여 원동기 운전중이나 작업 중에도 용이하게 전화 통화를 할 수 있게 된다.

Description

골전도 소자를 이용한 무선 단말기용 핸즈프리 장치{Hands-free Apparatus for Wireless Terminal Using Bone Conduction Device}

본 고안은 핸즈프리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 음성 신호를 두개골을 진동시키기 위한 신호로 변환하여 출력하는 골전도 소자를 이용한 무선 단말기용 핸즈프리 장치에 관한 것이다.

최근 무선 통신 기술의 발전에 따라 무선 단말기의 보급율이 날로 증가하고 있다. 이러한 무선 단말기의 보급은 사용자가 언제 어디서든지 원하는 상대와 전화 통화를 할 수 있는 이점이 있는 동시에 여러 가지 사회적인 문제 또한 내포하고 있다.

무선 단말기 사용으로 인한 대표적인 문제 중의 하나는 운전 중 무선 단말기 사용으로 인한 교통 사고의 유발이다. 이에 따라 최근 들어 무선 단말기를 사용함에 있어 사용자가 손을 사용하지 않고 통화할 수 있는 핸즈프리 장치 장치들이 개발되고 있다. 핸즈프리 장치 장치는 무선 단말기와 케이블로 연결된 이어폰 및 마이크를 포함하고 있으며, 사용자는 이어폰을 귀에 꽂고 통화를 시도할 수 있다.

특히, 최근에는 원동기를 이용한 배달 서비스가 급증하고 있으며, 배달 서비스 제공자들은 주로 무선 단말기를 통해 사용자의 주문 내용을 접수하는 것이 일반적이다. 이 경우 배달 서비스 제공자들이 핸즈프리 장치 장치의 이어폰을 항상 귀에 꽂은 상태에서 원동기를 조작하기 때문에 주변 교통 상황에 집중력을 저하시켜 사고 발생율이 높은 문제점이 있다. 이와 같이, 종래의 핸즈프리 장치는 이어폰을 귀에 꽂은 상태에서 통화를 하여야 하므로 장시간 이어폰을 장착하는 경우 귀에 무리를 일으키고 청력을 저하시킬 수 있으며, 원동기 운전 중에는 외부의 소음으로 인하여 통화가 원만하게 이루어지지 않아 업무에 좋지 않은 영향을 미치게 되는 단점이 있다.

이러한 문제점을 해결하고자, 근래에는 무선 핸즈프리 장치 장치가 개발되고 있으나, 헬멧을 착용한 상태에서 업무를 수행하는 사람들이 사용하기에는 불편한 점이 많다.

뿐만 아니라 건설현장 근무자, 경찰, 군인 등과 같이 무전기 등의 무선 단말기를 이용하여 조직원들과 계속적인 연락을 취하면서 행동해야 하고, 외부의 위험으로부터 자신을 보호하기 위한 헬멧을 착용해야 하는 직업을 가진 사람들의 경우에도 헬멧을 착용한 상태에서도 자유롭게 상대와 교신할 수 있는 핸즈프리 장치 장치가 절실히 요구되고 있는 실정이다.

한편, 노환 등으로 인한 난청자, 후천적 청각 장애자가 타인과 의사소통을 용이하게 할 수 있는 골전도(Bone Conduction) 소자가 개발되어 사용되고 있다. 골전도 소자는 이러한 난청 문제를 해결하기 위하여 개발된 소자이다. 사람이 말을 할 때 소리가 전달되는 경로는 크게 두 가지가 있으며, 첫째는 입으로부터 나오는 발성자의 소리가 주위의 공기를 진동시켜 귓바퀴로 소리를 모아 외이도를 거쳐 내이로 들어가는 경로이며, 이를 기도음이라 한다. 두 번째는 공기를 통하지 않고발성자의 성대 진동이 두개골의 진동을 통해 내이로 직접 전달되는 경로이며, 이를 골전도라 한다. 골전도는 소리가 두개골을 통해 귀속으로 전달되는 과정을 말하며 골전도 소자는 이를 이용하여 두개골을 진동시키는 것에 의해 소리를 들을 수 있도록 하는 기계적/전기적 변환기를 말한다.

골전도 소자를 이용하면 청각 장애가 있는 경우나 소음이 심한 장소에서도 음성/음향을 용이하게 청취할 수 있다.

본 고안은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 무선 단말기에 연결한 골전도 소자를 헬멧 등에 부착하여 이어폰을 사용하지 않고도 통화를 용이하게 할 수 있도록 하는 데 그 기술적 과제가 있다.

본 고안의 다른 기술적 과제는 골전도 소자를 무선 단말기에 연결하여 소음이 심한 장소에서도 통화를 용이하게 할 수 있는 골전도 소자를 이용한 무선 단말기용 핸즈프리 장치를 제공하는 데 있다.

도 1은 본 고안에 골전도 소자를 이용한 무선 단말기용 핸즈프리 장치를 무선 단말기에 접속한 상태를 설명하기 위한 도면,

도 2는 도 1에 도시한 제어 수단의 상세 블록도,

도 3은 도 1에 도시한 제어 수단의 외관을 구성한 예를 나타내는 도면,

도 4는 도 1에 도시한 골전도 스피커 및 마이크의 외관을 구성한 예를 나타내는 도면,

도 5는 본 고안에 의한 골전도 스피커를 부착하기 위한 수단을 설명하기 위한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

10 : 무선 단말기 20 : 제어수단

30 : 골전도 스피커 40 : 마이크

100 : 핸즈프리 장치 202 : 전원 공급부

204 : 온/오프 스위치 206 : 전원 공급 표시부

210 : 음성 입력 신호 증폭부 212 : 음성 입력 신호 조절부

214 : 감도 조절 스위치 216 : 감도 조절 표시부

218 : 제어부 220 : 음성 출력 신호

222 : 음성 출력 신호 증폭부 224 : 골전도 스피커

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 고안은 음성 신호를 전기적 신호로 변환하기 위한 마이크; 상기 마이크를 통해 입력되는 음성 신호 및 무선 단말기로 수신된 음성 신호를 증폭하고 감도를 조절하기 위한 제어 수단; 및 상기 제어 수단에서 증폭되어 출력되는 음성 신호를 진동 신호로 변환하며, 진동자를 진동시켜 상기 무선 단말기 사용자가 진동을 음성으로 감지할 수 있도록 하기 위한 골전도 스피커;를 구비한다.

여기에서 제어 수단은 전원 공급부; 상기 마이크를 통해 입력되는 신호를 증폭하여 무선 단말기로 전송하기 위한 음성 입력 신호 증폭부; 상기 음성 입력 신호 증폭부에서 증폭된 신호가 설정된 신호보다 클 경우 음성 신호의 감도를 조절하기 위한 음성 입력 신호 조절부; 상기 무선 단말기를 통하여 제어 수단으로 수신된 음성 신호가 설정된 세기보다 클 경우 음성 신호의 감도를 조절하기 위한 음성 출력 신호 조절부; 및 음성 출력 신호 조절부에서 출력되는 음성 신호가 상기 골전도 스피커를 구동시킬 수 있는 크기를 갖도록 증폭하기 위한 음성 출력 신호 증폭부;를 구비한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다. 이하의 설명에서 무선 단말기라 함은 셀룰러 폰, PCS, PDA, TRS 등 모든 종류의 무선망을 통하여 통신할 수 있는 이동통신 단말기를 모두 포함하는 개념이다.

도 1은 본 고안에 의한 골전도 소자를 이용한 무선 단말기용 핸즈프리 장치를 무선 단말기에 접속한 상태를 설명하기 위한 도면이다.

도시된 것과 같이, 무선 단말기용 핸즈프리 장치(100)는 무선 단말기(10)의 이어폰 잭에 케이블에 의해 접속되는 제어 수단(20), 제어 수단(20)에 케이블에 의해 접속되는 골전도 스피커(20) 및 마이크(40)를 구비한다.

여기에서, 제어 수단(20)은 핸즈프리 장치(100)를 조작하기 위한 리모콘으로 동작하며, 무선 단말기(10)로 수신된 음성 신호 및 마이크(40)를 통해 입력되는 음성 신호를 증폭하고 감도를 조절하는 역할을 한다. 골전도 스피커(20)는 제어 수단(20)에서 증폭되어 출력되는 음성 신호를 진동 신호로 변환하며, 진동자로써 동작하는 헬멧을 진동시켜 사용자가 진동을 음성으로 감지할 수 있도록 한다. 또한, 마이크(40)는 음성 신호를 전기적 신호로 변환하여 제어 수단(20)으로 입력하는 음성 입력 수단으로서, 저항성 마이크를 사용하여 마이크의 정면에서 입력되는 음성 신호는 최대한 받아들이고, 측면이나 후면에서 들어오는 음성은 정면에서 오는 신호보다 상대적으로 작게 입력을 받도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 제어 수단(20), 골전도 스피커(30) 및 마이크(40)는 사용자가 장착하기 편리하게 케이블로 연결하여 구성하는 것이 바람직하지만 외형을 일체화하여 구성하는 것도 가능하다.

이러한 무선 단말기용 핸즈프리 장치(100)는 무선 단말기(10)의 이어폰 잭에 케이블을 통해 접속하는 것이 바람직하며, 건설 현장 근무자, 배달 서비스 제공자 등이 착용하는 헬멧에 부착 수단(도시하지 않음)을 이용하여 부착하여 사용할 수 있다. 이 경우 헬멧은 골전도 소자의 진동자로 사용된다. 또한, 부착 수단은 예를 들어, 일면은 자석이고 다른 한 면은 헬멧에 강하게 접착될 수 있는 접착 스티커로 구성하여 골전도 스피커(30)를 자석에 부착시키고 접착 스티커를 헬멧에 접착하여 사용할 수 있다.

이와 같은 핸즈프리 장치(100)를 이용하여 무선 단말기로 통화하는 경우를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 무선 단말기(10)로 수신되는 음성 신호를 출력하는 과정을 설명하면 다음과 같다. 무선 단말기(10) 사용자는 핸즈프리 장치(100)의 제어 수단(20)을조작하여 통화가 이루어지도록 할 수 있다. 사용자가 핸즈프리 장치(100) 또는 무선 단말기(10)의 키를 조작하여 통화로가 형성된 후, 무선 단말기(10)로 수신된 음성 신호는 제어수단(20)에서 증폭되어 골전도 스피커(30)로 전송된다. 골전도 스피커(30)는 진동자(본 고안에서는 헬멧)를 진동시켜, 제어수단(20)으로부터 출력된 진동 신호가 핸즈프리 장치(100) 사용자에게 음성 신호로 감지되도록 한다. 즉, 사용자는 진동 신호가 사용자의 내이를 진동시킴에 따라, 내이의 진동에 의해 음성 신호를 감지할 수 있게 된다.

한편, 사용자가 발성하는 음성 신호를 상대방에게 전달하는 과정을 설명하면 다음과 같다. 핸즈프리 장치(100) 사용자의 음성 신호는 마이크(40)를 통해 제어 수단(20)으로 입력되어 전기적 신호로 변환되고 증폭되어 무선 단말기(10)로 입력된다. 무선 단말기(10)로 입력된 음성 신호는 일반적인 무선 통화 방식에 의해 상대방에게 전달되게 된다.

도 2는 도 1에 도시한 제어 수단의 상세 구성도이다.

도시된 것과 같이, 본 고안에 의한 핸즈프리 장치(100)의 제어 수단(20)은 전원 공급부(202), 온/오프(on/off) 스위치(204), 전원 공급 표시부(206), 음성 입력 신호 증폭부(208), 음성 입력 신호 조절부(210), 감도 조절 스위치(212), 감도 조절 표시부(214), 제어부(216), 음성 출력 신호 조절부(218) 및 음성 출력 신호 증폭부(220)를 구비한다.

전원 공급부(202)는 제어 수단(20)에 주전원을 공급하기 위한 부분으로 제어 수단(20) 내의 각 전기소자에 전원을 공급하며, 범용적으로 구입하기 용이한 AA 사이즈 건전지를 장착하여 사용할 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다. 온/오프 스위치(204)는 전원 공급부(202)로부터 전원이 인가된 상태에서 사용자가 제어 수단(20)의 사용 여부를 결정할 수 있는 스위치이며, 장시간 사용시나 보관시에는 온/오프 스위치를(204) 오프 상태로 하여 각 전기 소자에 보내는 전원을 차단할 수 있다. 전원 공급 표시부(206)는 전원 잔량을 표시하는 부분으로 LED로 구성할 수 있다. 예를 들어, 전원 잔량이 회로를 동작시키는 데 문제가 없으면 점등 상태를 유지하고, 전원 잔량이 회로를 동작시키는 데 부족하게 되면 LED를 오프하여 사용자에게 전원을 교체할 것을 알린다.

음성 입력 신호 증폭부(208)는 마이크(40)를 통해 입력되는 음성 신호를 증폭하기 위한 것이다. 마이크(40)로 입력되는 음성 신호는 매우 미약하므로 무선 단말기를 통한 통화시 원활한 통화가 이루어지지 않으므로 음성 입력 신호 증폭부(208)에서 일단 증폭을 한 후에 음성 신호를 전달하는 것이다. 음성 입력 신호 조절부(210)는 마이크(40)에서 입력된 후 음성 입력 신호 증폭부(208)에서 증폭된 신호가 설정된 신호보다 클 경우 입력되는 신호의 감도를 조절한다.

제어부(216)는 제어 수단(20)의 각 부분과 연계하여 전원 공급 및 차단, 마이크(40)의 입력 신호와 스피커(30) 출력 신호 조절 등을 수행한다.

음성 출력 신호 조절부(218)는 무선 단말기(10)로 수신된 음성 신호가 설정된 세기보다 클 경우 사용자가 듣기에 적합한 세기로 조절한다. 음성 출력 신호 증폭부(220)는 무선 단말기(10)에서 출력되는 음성 신호가 제어부(216) 및 음성 출력 신호 조절부(218)를 통하여 입력되면 입력된 음성 신호가 골전도 스피커(30)를구동시킬 수 있는 크기를 갖도록 증폭한다.

이와 같이, 무선 단말기(10)로 수신된 음성 신호가 음성 출력 신호 조절부(218) 및 음성 출력 신호 증폭부(220)를 통해 전류 신호로 변환되어 골전도 스피커(30)로 입력되면, 골전도 스피커(30)는 입력된 전류신호를 인식하여 진동자로 작용하는 헬멧을 진동시키게 되고, 이에 따라 헬멧을 착용한 사용자 내이의 청각 신경에 소리를 전달함으로써 소리를 정상적으로 들을 수 있게 된다.

한편, 무선 단말기(10)의 각 제품은 송수신 음성 신호의 세기가 각 제조사마다 다르므로, 음성 신호를 청취하기에 전반적으로 균등한 세기의 신호는 문제가 되지 않지만 매우 작은 신호가 출력되는 무선 단말기의 경우에는 음성 신호를 최대한 증폭시키는 것이 필요하다. 감도 조절 스위치(212)는 이러한 역할을 하는 것으로 매우 작은 크기의 음성 신호에 대하여 음성 신호의 감도를 증폭시키는 역할을 한다. 감도 조절 표시부(214)는 감도 조절 스위치의 동작 상태를 사용자가 확인할 수 있도록 표시하는 장치로서 LED로 구성할 수 있으며, 예를 들어, 감도 조절 스위치(212)가 동작되어 송수신 음성 신호를 증폭하면 LED가 점등 상태가 되도록 하고, 감도 조절 스위치(212)가 동작되지 않을 경우에는 표시등을 오프하도록 구성할 수 있다.

도 3은 도 1에 도시한 제어 수단의 외관을 구성한 예를 나타내는 도면이다.

도시된 것과 같이, 본 고안의 핸즈프리 장치(100)에 적용되는 제어 수단(20)은 전원 공급부(202)에 범용적으로 구입하기 용이한 AA 사이즈 건전지를 장착하여 사용할 수 있도록 구성한다. 또한, 본 고안의 휴대와 보관을 용이하게 하기 위하여 제어 수단(202)의 일면에 클립(226)구성하여, 사용자의 의복에 부착하여 사용할 수 있도록 한다.

사용자는 온/오프 스위치(204)를 조작하여 제어 수단(20)에 전원이 공급되도록 하거나 차단할 수 있다. 온/오프 스위치(204)를 온 상태로 하여 제어 수단(20)에 전원이 공급되면, 전원 공급 표시부(206)가 점등되게 되며, 온/오프 스위치(204)를 오프 상태로 하여 제어 수단(20)에 전원이 차단되면 전원 공급 표시부(206)의 표시등이 오프되게 된다.

도 4는 도 1에 도시한 골전도 스피커 및 마이크의 외관을 구성한 예를 나타내는 도면이고, 도 5는 본 고안에 의한 골전도 스피커를 부착하기 위한 수단을 설명하기 위한 도면이다.

도 4에 도시한 것과 같이, 골전도 스피커(30)는 케이블에 의해 제어 수단(20)과 접속되며, 골전도 스피커(30)는 헬멧에 부착하여, 헬멧을 진동자로서 동작하게 하여 사용할 수 있다. 마이크(40)는 헬멧을 착용한 사용자가 핸즈프리 장치(100)를 장착한 경우 사용자의 입 주변에 위치하도록 구성한다.

도 5는 핸즈프리 장치(100)의 골전도 스피커(20)를 헬멧에 고정시키기 위한 부착 수단(50)을 나타낸다.

골전도 스피커(30)를 헬멧에 부착하여 헬멧을 진동자로서 사용하기 위하여, 부착 수단은 예를 들어, 일면은 자석(52)이고 다른 한 면은 헬멧에 강하게 접착될 수 있는 접착 스티커 구성하여, 골전도 스피커(30)를 자석(52)에 부착시키고 접착 스티커를 헬멧에 접착하여 사용할 수 있다.

이와 같이, 본 고안이 속하는 기술분야의 당업자는 본 고안이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 고안의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 실용신안청구범위에 의하여 나타내어지며, 실용신안청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 고안의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

상술한 바와 같이 본 고안에 의하면 이어폰을 장시간 사용함에 따른 청각 저하 증세를 예방할 수 있고, 이어폰이 귀를 덮지 않아 답답함을 해소할 수 있다. 또한, 주변 환경의 소리에 관계없이 통화가 가능하여 원동기 운전중이나 작업 중에도 용이하게 전화 통화를 할 수 있게 된다. 아울러, 핸즈프리 장치 사용자가 조작하기 편한 곳에 탈부착이 가능한 제어 수단에 의해 핸즈프리 장치를 조작할 수 있고, 사용자의 두 귀가 주변 상황을 감지할 수 있도록 항상 노출되어 있기 때문에 핸즈프리 장치 사용에 의한 작업 능률 저하 및 안전 사고 등을 예방할 수 있다.

Claims (9)

1. 음성 신호를 전기적 신호로 변환하기 위한 마이크;

   상기 마이크를 통해 입력되는 음성 신호 및 무선 단말기로 수신된 음성 신호를 증폭하고 감도를 조절하기 위한 제어 수단; 및

   상기 제어 수단에서 증폭되어 출력되는 음성 신호를 진동 신호로 변환하며, 진동자를 진동시켜 상기 무선 단말기 사용자가 진동을 음성으로 감지할 수 있도록 하기 위한 골전도 스피커;

   를 구비하는 골전도 소자를 이용한 무선 단말기용 핸즈프리 장치.
2. 제1 항에 있어서,

   상기 제어 수단은 전원 공급부;

   상기 마이크를 통해 입력되는 신호를 증폭하여 무선 단말기로 전송하기 위한 음성 입력 신호 증폭부;

   상기 음성 입력 신호 증폭부에서 증폭된 신호가 설정된 신호보다 클 경우 음성 신호의 감도를 조절하기 위한 음성 입력 신호 조절부;

   상기 무선 단말기를 통하여 제어 수단으로 수신된 음성 신호가 설정된 세기보다 클 경우 음성 신호의 감도를 조절하기 위한 음성 출력 신호 조절부; 및

   음성 출력 신호 조절부에서 출력되는 음성 신호가 상기 골전도 스피커를 구동시킬 수 있는 크기를 갖도록 증폭하기 위한 음성 출력 신호 증폭부;

   를 구비하는 골전도 소자를 이용한 무선 단말기용 핸즈프리 장치.
3. 제2 항에 있어서,

   상기 제어 수단은 상기 제어 수단의 사용 여부를 선택하기 위한 온/오프 스위치; 및

   상기 전원 공급부에서 공급되는 전원 잔량 여부를 표시하기 위한 전원 공급 표시부;

   를 더 구비하는 골전도 소자를 이용한 무선 단말기용 핸즈프리 장치.
4. 제2 항에 있어서,

   상기 제어 수단은 상기 제어 수단으로부터 출력되는 신호 중 작은 크기의 음성 신호를 증폭시키고 감도를 조절하기 위한 감도 조절 스위치를 더 구비하는 골전도 소자를 이용한 무선 단말기용 핸즈프리 장치.
5. 제4 항에 있어서,

   상기 제어 수단은 상기 감도 조절 스위치의 동작 여부에 따라 점등되거나 소등되는 감도 조절 표시부를 더 구비하는 골전도 소자를 이용한 무선 단말기용 핸즈프리 장치.
6. 제2 항에 있어서,

   상기 전원 공급 표시부는 LED로 구성하는 골전도 소자를 이용한 무선 단말기용 핸즈프리 장치.
7. 제1 항에 있어서,

   상기 제어 수단의 외관에는 사용자와 탈부착이 용이한 클립을 구비하는 골전도 소자를 이용한 무선 단말기용 핸즈프리 장치.
8. 제1 항에 있어서,

   상기 진동자는 헬멧으로 구성하는 골전도 소자를 이용한 무선 단말기용 핸즈프리 장치.
9. 제1 항에 있어서,

   상기 골전도 스피커는 일면이 자석이며 다른 일면이 접착 스티커로 구성된 부착 수단에 의해 상기 진동자에 고정되도록 하는 골전도 소자를 이용한 무선 단말기용 핸즈프리 장치.