KR20030010652A - 화자의 음성 파형들이 그의 주변으로 전파되는 것을방지하는 기능을 갖는 음성 통신 시스템 - Google Patents

화자의 음성 파형들이 그의 주변으로 전파되는 것을방지하는 기능을 갖는 음성 통신 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명의 음성 통신 시스템은 화자의 음파에 의한 화자의 피부 진동을 전기적 사운드 신호로 변환하는 피부 진동 감지기를 구비한다. 음성 통신 시스템은 음파에 의한 공기 진동을 전기적 사운드 신호로 변환하는 공기 진동 감지기를 갖는다. 또, 음성 통신 시스템은 통신 네트위크와 연결되는 사운드 수신기/전송기를 구비한다. 음성 통신 시스템의 사운드 전송기는 피부 진동 감지기 또는 공기 진동 감지기로부터의 전기적 사운드 신호를 통신 네트위크로 전송한다. 음성 통신 시스템은 피부 진동 감지기 또는 공기 진동 감지기의 출력 신호에 응답하여 화자의 음파를 상쇄시키기 위한 상쇄파를 발생하는 상쇄파 발생기를 구비한다.

Description

화자의 음성 파형들이 그의 주변으로 전파되는 것을 방지하는 기능을 갖는 음성 통신 시스템{VOICE COMMUNICATION SYSTEM HAVING FUNCTION OF PREVENTING SPEAKER'S VOICE WAVES FROM BEING SPREADED OUT AROUND HIM}
전화기 등과 같은 음성 통신 시스템을 사용하여 통신이 행해질 때, 화자의 음성이 그의 주변으로 전파된다. 이와 같은 화자 음성 전파는 통신 기밀 또는 사생활의 누설, 소음 발생 등의 원인이 된다.
또한, 소음이 많은 환경에서 음성 통신을 하는 경우에는 화자의 음성과 소음이 함께 음성 통신 시스템을 통해 상대방에게 전달되기 때문에 상대방이 화자의 음성을 인식하는데 곤란을 겪게 될 뿐만 아니라, 지하철 역, 공사장 등과 같이 소음이 많은 환경에 있는 자 역시 상대방의 음성을 인식하는데 상당한 곤란을 겪게 된다.
따라서, 현재, 음성 통신 분야에서, 화자 음성이 그의 주변으로 전파되지 않도록 하는 기술, 그리고 또한 매우 소음이 많은 환경에서도 화자의 순수한 음성만을 전송할 수 있는 기술이 절실히 요구되고 있다.
본 발명은 통신 시스템에 관한 것으로, 더 구체적으로는 음성 신호를 송신 및 수신하는 음성 통신 시스템에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 음성 통신 시스템을 보여주는 블럭도;
도 2는 도 1의 사운드 수신기/전송기의 예를 보여주는 도면;
도 3은 본 발명에 따른 전화기 세트의 사용례 및 그 원리를 설명하기 위한도면;
도 4는 본 발명이 적용된 전화기 세트의 회로도;
도 5는 도 1의 상쇄파 발생기의 바람직한 실시예를 보여주는 블럭도;
도 6은 도 1의 피부 진동 감지기의 실시예를 보여주는 블럭도;
도 7은 도 1의 피부 진동 감지기의 다른 실시예를 보여주는 블럭도;
도 8은 도 7의 8-8을 따라 절개된 광 섬유들의 단면도;
도 9는 도 1의 피부 진동 감지기의 또 다른 실시예를 보여주는 단면도;
도 10은 도 1의 피부 진동 감지기를 구비하는 전화기 세트의 송수화기의 단면도; 그리고
도 11은 도 1의 피부 진동 감지기의 또 다른 실시예를 보여주는 단면도이다.
본 발명은 화자의 음성이 그의 주변으로 전파되는 것을 방지하는 음성 통신 시스템을 제공한다. 또, 본 발명은 주변의 소음이 제거된, 순수한 화자 음성만을 전송하는 음성 통신 시스템을 제공한다.
일반적으로, 사람이 말을 하는 동안에 그 화자의 성대가 진동하게 되고 그에 따라서 화자의 피부 또한 진동한다. 사람이 발성할 때, 성대 진동은 입, 코, 귀, 몸통 등 내에서 생기는 공명 현상에 의해 발성자(또는 화자)의 볼, 목, 코, 귀, 머리, 또는 가슴 부위의 피부가 진동한다. 본 발명은 이와 같은 자연 현상을 이용한다.
본 발명의 일 특징에 따르면, 음성 통신 시스템은 화자의 음파(voice wave)에 의한 화자의 피부 진동(skin vibration)을 제1의 전기적 사운드 신호(electrical sound signal)로 변환하는 피부 진동 감지기(skin vibration sensor device)를 구비한다. 또, 음성 통신 시스템은 상기 음파에 의한 공기 진동을 제2의 전기적 사운드 신호로 변환하는 공기 진동 감지기(air vibration sensor device)를 구비한다.
또, 상기 음성 통신 시스템은 유선, 무선, 또는 컴퓨터 통신 네트워크 등과 같은 통신 네트위크와 연결되는 사운드 수신기/전송기(sound receiver/transmitter)를 구비한다. 특히, 사운드 전송기는 상기 제1 또는 제2의 전기적 사운드 신호를 상기 통신 네트위크로 전송한다. 또, 음성 통신 시스템은 상기 제1 또는 제2의 전기적 사운드 신호에 응답하여 화자의 상기 음파를 상쇄시키기위한 상쇄파(canceling wave)를 발생하는 상쇄파 발생기(canceling wave generater)를 구비한다.
한 실시예에서, 상기 피부 진동 감지기는 광 신호들을 화자의 피부(예컨대, 볼, 목, 코, 귀, 머리, 또는 가슴 부위의 피부 등)로 조사하고 그리고 화자의 피부로부터 반사되는 상기 조사된 광신호들의 전부 또는 일부를 수광하는 것에 의해 화자의 피부 진동을 감지한다.
다른 실시예에서, 상기 피부 진동 감지기는, 탄성부재(resilient assembly), 그리고 상기 탄성 부재에 의해 밀봉되는 콘덴서 마이크로폰(또는 커패시티브 마이크로폰)으로 구성된다. 상기 탄성부재는 음성 통신이 행해지는 동안 화자의 피부에 접촉된다.
또 다른 실시예에서, 상기 피부 진동 감지기는 무빙 코일 마이크로폰(또는 다이내믹 마이크로폰)으로 구성된다. 상기 무빙 코일 마이크로폰은, 고정틀(settling frame), 이 고정틀 내에 권선되는 도체 코일(conductive coil) 및, 상기 도체 코일 내부에서 이동가능하도록 설치되는 영구자석(permanent magnet)을 구비한다. 상기 영구 자석의 일 단부는 음성 통신이 행해지는 동안에 화자의 피부에 접촉된다.
여기서는 바람직한 실시예들을 통하여 본 발명을 상세히 설명한다. 하지만, 본 발명이 기재된 실시예들에만 한정되도록 하려는 의도는 아니다. 도면 또는 상세한 설명에서 동일하거나 유사한 구성요소들에는 동일하거나 유사한 참조 부호들이 병기된다.
이하, 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 음성 통신 시스템을 보여주는 블럭도이다.
도 1을 참조하면, 음성 통신 시스템(10)은 피부 진동 감지기(100), 공기 진동 감지기(200), 스위치 회로(switching circuit)(300), 그리고 사운드 수신기/전송기(sound receiver/transmitter)(400)를 구비한다.
피부 진동 감지기(100)는 화자의 발성시 목과 입안의 공명 음파에 의한 화자의 피부 진동을 전기적 사운드 신호(제1의 전기적 사운드 신호)로 변환한다. 공기 진동 감지기(200)는 화자의 입으로부터 분출되는 음파에 의한 공기 진동을 전기적 사운드 신호(제2의 전기적 사운드 신호)로 변환한다. 스위치 회로(300)는 피부 진동 감지기(100)로부터의 전기적 사운드 신호와 공기 진동 감지기(200)로부터의 전기적 사운드 신호 중 하나가 사운드 수신기/전송기(400)로 전달되도록 하는 신호 전달 경로를 제공한다. 스위치 회로(300)의 신호 전달 경로는 화자(또는 시스템 사용자)에 의해 선택될 수 있다. 사운드 수신기/전송기(400)는 유선, 무선, 또는 컴퓨터 통신 네트워크 등과 같은 통신 네트워크(500)에 연결된다.
또, 음성 통신 시스템(10)은 상쇄파 발생기(600)를 구비한다. 상쇄파 발생기(600)는 스위치 회로(300)의 출력단에 연결된다. 상쇄파 발생기(600)는 스위치 회로(300)의 출력단으로부터의 전기적 사운드 신호에 응답하여 화자의 음파를 상쇄시키기 위한 상쇄파를 발생한다.
도 2는 도 1의 사운드 수신기/전송기(400)의 예를 보여주는 도면이다. 도 2를 참조하면, 사운드 수신기/전송기(400)는 전화기 세트(400a)를 구비한다. 전화기 세트(400a)는 본체(402)와 송수화기(404)로 구성된다.
전화기 세트(400a)의 본체(402)에는 전화기 회로(406)가 설치된다. 이 전화기 회로(406)는 통신 네트워크(500)와 연결된다.
전화기 세트(400a)의 송수화기(404)에는 피부 진동 감지기(100)와 공기 진동 감지기(200)가 설치된다. 공기 진동 감지기(200)로서는 마이크로폰이 사용되는 것이 바람직하다. 또, 송수화기(404)에는 상쇄파 발생 회로(canceling wave generation circuit: CWG)(610)와 라우드 스피커(loud speaker)(이하, 스피커)(620)로 구성되는 상쇄파 발생기(600)가 설치된다. 또한, 송수화기(404)는 다른 하나의 스피커(410)을 더 구비한다. 이 스피커(410)는 음성 통신 동안에 사용자가 상대방의 음성을 듣는데 사용된다.
도 3은 본 발명에 따른 전화기 세트의 사용례 및 그 원리를 설명하기 위한 도면이다. 도 3을 참조하여, 사람이 말을 하는 동안에는 화자의 성대가 진동한다. 화자의 성대 진동은 입, 코, 귀, 몸통 등 내에서 공명이 생기도록 한다. 이러한 현상에 의해 화자의 볼, 목, 코, 귀, 머리, 또는 가슴 부위 등의 피부가 진동한다.
도 4는 본 발명이 적용된 전화기 세트의 회로도이다. 도 4를 참조하면, 전화기 세트는 본체(402)와 송수화기(404)를 구비하는 디지털 전화기 세트이다.
송수화기(404)는 피부 진동 감지기(100), 공기 진동 감지기(200), 그리고 수신용 스피커(410)를 구비한다.
본체(402)에는 상쇄파 발생 회로(610)와 상쇄파의 발생을 위한 스피커(620)로 구성되는 상쇄파 발생기(600)가 설치된다. 하지만, 상쇄파 발생 회로(610)와 스피커(620)는, 도 2에서와 같이, 송수화기(404)에 설치될 수도 있다. 송수화기(404)의 피부 진동 감지기(100) 및 공기 진동 감지기(200)는 본체(402)의 상쇄파 발생 회로(610)와 유선 또는 무선으로 연결된다.
한편, 송수화기(404) 내에 상쇄파 발생 회로(610)과 스피커(620) 둘다 설치되는 경우에는 상쇄파 발생 회로(610)로 전원을 공급하는 것이 필요하다. 이를 위해, 본체(402)로부터의 전력선이 송수화기(404)에 연결된다. 이와는 달리, 송수화기(404) 내부에 재충전 가능한 배터리(rechargeable battery)를 설치하고, 본체(402)에 충전 회로를 설치하여 송수화기를 본체(402)에 올려 두는 동안에 송수화기(404)의 배터리가 충전되도록 할 수도 있다.
또한, 본체(402)는 전화기 회로를 구비한다. 전화기 회로는, 상쇄파 발생 회로(610)로부터 제공되는 아날로그 사운드 신호를 디지털 사운드 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환기(ADC)(418)와, 디지털 사운드 신호를 처리하기 위한 디지털 신호 처리기(DSP)(420)를 갖는다. 디지털 신호 처리기(420)의 내부에는 통신 네트워크(500)로 전송하기 위해 디지털 사운드 신호를 코딩하기 위한 인코더(422)와 통신 네트워크(500)로부터 수신된 디지털 사운드 신호를 디코딩하기 위한 디코더(424)가 집적되어 있다. 또, 전화기 회로는 디코더(424)로부터 제공되는 디지털 사운드 신호를 아날로그 사운드 신호로 변환하는 디지털-아날로그 변환기(DAC)(426)를 구비한다. 디지털-아날로그 변환기(426)는 송수화기(404)의 수신용 스피커(410)와 연결된다.
비록 이 실시예에서는 디지털 전화기 세트에 본 발명이 적용된 경우를 설명하였으나, 본 발명은 이동 전화기 등과 같은 어떤 형태의 전화기에도 적용될 수 있다.
도 5는 도 1의 상쇄파 발생기(600)의 바람직한 실시예를 보여주는 블럭도이다.
도 5를 참조하면, 상쇄파 발생 회로(610)는 1차 전력 증폭 회로(634), 밴드패스 필터 회로(636), 위상 반전 회로(638), 그리고 2차 전력 증폭 회로(640)를 구비한다. 증폭 회로(634)는 증폭 이득의 조절이 가능한 회로로서, 스위치 회로(300)로부터 제공되는 전기적 사운드 신호를 증폭하여 음성 주파수 대역(300-3400 Hz)의 밴드 패스 필터 회로(Band Pass Filter: BPF)(636)로 제공한다. 밴드 패스 필터(636)는 피부 진동 감지기(100) 또는 공기 진동 감지기(200)의 출력 신호 중 음성 대역 주파수(300-3400 Hz)만을 통과시키고 이 음성 대역 주파수보다 높거나 낮은 주파수는 통과시키지 않으므로써 고품질의 통화를 행할 수 있도록 한다.
위상 반전 회로(638)은 밴드 패스 필터 회로(636)의 출력 신호의 위상을 반전시킨다. 위상 반전 회로(638)의 입력 신호와 그것의 출력 신호의 크기는 동일한 반면, 그들 간의 위상 차이는 180도 이다. 위상 반전 회로(638)의 출력은 증폭 회로(640)를 통해 스피커(620)으로 제공된다.
또, 상쇄파 발생 회로(610)는 상쇄파 볼륨 조절 회로(642)를 더 구비한다. 상쇄파 볼류 조절 회로(642)는 위상 반전 회로(644) 및 음량 비교기(646)로 구성된다.
위상 반전 회로(644)는 공기 진동 감지기(예컨데, 마이크로폰)(200)로부터 제공되는 전기적 사운드 신호의 위상을 반전시킨다. 위상 반전 회로(644)의 출력은 음량 비교기(646)의 한 입력으로 제공된다. 음량 비교기(646)의 다른 입력으로는 전력 증폭 회로(640)의 출력이 제공된다. 음량 비교기(646)는 위상 반전 회로(644)의 출력과 증폭 회로(640)의 출력을 비교하고, 그 차이가 있을 때(즉, 화자의 음성파와 스피커(620)으로부터 출력되는 상쇄파 간에 차이가 있는 경우)에는 음성파와상쇄파가 상호 완전히 상쇄되어 화자의 주변으로 퍼져 나가지 않도록 증폭 회로(640)의 증폭 이득을 조절한다.
도 6은 도 1의 피부 진동 감지기(100)의 실시예를 보여주는 블럭도이다.
도 6을 참조하면, 피부 진동 감지기(100)는 광 신호들을 화자의 피부로 조사하고 그리고 화자의 피부로부터 반사되는 상기 조사된 광 신호들의 전부 또는 일부를 수광하는 것에 의해 화자의 피부 진동을 감지하는 광 픽-업 모듈(100a)을 포함한다.
광 픽-업 모듈(100a)은, 도 6에 도시된 바와 같이, 불투명의 고정틀(650)을 구비한다. 고정틀(650)의 일부에는 투명한 창(652)이 형성되어 있다. 이 창(562)은 시스템 사용자(또는 화자)의 피부(654)로 향하도록 음성 통신 시스템에 설치된다.
광 픽-업 모듈(100a)은 광 신호들을 발생하는 발광 소자(656), 이 발광 소자(656)로부터의 광 신호들을 편광하기 위한 렌즈(658), 발광 소자(656)으로부터의 광 신호들이 화자의 피부(654)로 조사되도록 광 경로를 제공하는 광도파 수단으로서 그리고 화자의 피부(654)로부터 반사되는 광 신호들의 광 경로를 제공하는 광도파 수단으로서 기능하는 광 빔 분할기(또는 하프 미러)(660), 이 광 빔 분할기(660)로부터 반사되는 광 신호들을 집광하는 렌즈(662), 그리고 집광된 광 신호들을 전기적 사운드 신호로 변환하는 수광 소자(664)로 구성된다. 이와 같이, 이 실시예의 광 픽-업 모듈(100a)은 화자의 피부에 광 신호들을 조사하는 것에 의해 화자의 음성에 의한 피부 진동을 전기적 사운드 신호로 변환한다.
이 실시예에서, 발광 소자(656)로서는 레이저 다이오드, LED(Light EmittingDiode), EL(Electro Luminescence) 소자, 전기 램프 등이 사용될 수 있다. 그리고, 수광 소자(664)로서는 포토 다이오드가 사용될 수 있다.
도 7은 도 1의 피부 진동 감지기(100)의 다른 실시예를 보여주는 블럭도이다. 이 실시예의 피부 진동 감지기(100) 역시 광 픽-업 모듈(100b)로 구성된다.
도 7에 도시된 바와 같이, 광 픽-업 모듈(100b)은 불투명의 고정틀(680)을 구비한다. 고정틀(680)의 일부에는 투명한 창(682)이 형성되어 있다. 이 창(682)은 시스템 사용자의 피부(690)로 향하도록 음성 통신 시스템에 설치된다.
광 픽-업 모듈(100b)은, 광 신호들을 발생하는 발광 소자(684), 이 발광 소자(684)로부터의 광 신호들을 편광하기 위한 렌즈(686), 광 신호들이 화자의 피부(690)로 조사되도록 광 경로를 제공하는 광도파 수단으로서 작용하는 일 그룹(또는 다발)의 광 섬유들(688), 화자의 피부(690)로부터 반사되는 광 신호들의 광 경로를 제공하는 광도파 수단으로서 기능하는 다른 그룹(또는 다발)의 광 섬유들(692), 이 광 섬유들(692)를 통해 전달되는 광 신호들을 집광하는 렌즈(694), 그리고 집광된 광 신호들을 전기적 사운드 신호로 변환하는 수광 소자(696)를 포함한다. 이와 같이, 광 픽-업 모듈(100b)은 광 신호들을 화자의 피부에 조사하는 것에 의해 화자의 음성에 의한 피부 진동을 전기적 사운드 신호로 변환한다.
한편, 도 7에 도시된 복수의 광 섬유들(688)은 하나의 광 섬유로 대치될 수도 있다. 이와 마찬가지로, 광 섬유들(692) 역시 하나의 광 섬유로 대치될 수 있다. 또, 도 6 및 도 7에 도시된 광 픽-업 모듈들(100a, 100b) 각각은 반도체 공정기술에 의해 하나의 칩으로 집적화 되는 것이 바람직하다.
이 실시예에서도, 발광 소자(684)로서는 레이저 다이오드, LED, EL 소자, 전기 램프 등이 사용될 수 있다. 그리고, 수광 소자(696)로서는 포토 다이오드가 사용될 수 있다.
도 8은 도 7의 8-8을 따라 절개된 광 섬유들의 단면도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 2 그룹들의 광 섬유들(688, 692)은 광 픽-업 모듈(100b) 내에서 상호 교대로 배치된다. 이와 같이, 발광 소자(684)와 연결되는 광 섬유(688)와 수광 소자(696)와 연결되는 광 섬유(692)가 상호 교대로 배치하는 경우에는 발광 소자(684)로부터 조사된 광의 전부 또는 일부는 광 섬유(688)의 내부에서 여러번 전반사되어서 화자의 피부 쪽으로 출력되므로 전반된 광이 피부에 조사되는 면적은 광 섬유(688)의 단면적보다 커진다. 피부로부터 반사된 광의 전부 또는 일부는 광 섬유(692)로 입력되는데, 이 광 역시 여러 번의 전반사를 거친 후 수광 소자(696)로 전달된다. 수광 소자(696)는 반사된 광 신호들을 전기적 사운드 신호로 변환한다.
도 9는 도 1의 피부 진동 감지기(100)의 또 다른 실시예를 보여주는 단면도이다. 도 9를 참조하여, 이 실시예의 피부 진동 감지기(100c)는 콘덴서 마이크로폰 또는 커패시티브 마이크로폰(700)과, 이 마이크로폰(700)을 밀봉하는 탄성 부재(710)로 구성됩니다. 탄성 부재(710)는 화자의 피부와 접촉되는 상면을 갖는다. 마이크로폰(700)과 탄성 부재(710) 간에는 공기, 질소 등과 같은 기체가 들어 있는 공간(730)이 존재한다. 마이크로폰(700)은 절연성의 내부 고정틀(732)을 갖는데, 이 고정틀(732)은 탄성 부재(710)의 상면을 향하도록 형성된 개구(opening)를 갖고 있다.
또, 마이크로폰(700)은 진동판(diaphragm)으로서 기능하는 상부 도체판(734), 고정틀(732)의 바닥에 고정되는 하부 도체판(736), 고정틀(732)의 상부와 상부 도체판(734) 사이에 그리고 상부 도체판(734)와 하부 도체판(736) 사이에 설치되어서 상부 도체판(734)이 움직일 수 있도록 하는 다수의 절연성의 탄성체들(738)을 구비한다. 상부 및 하부 도체판들(734, 736)은 증폭용 트랜지스터(도시되지 않음)와 연결된다. 상부 도체판(734)와 하부 도체판(736)은 하나의 커패시터를 형성하는데, 이 커패시터의 용량은 상부 도체판(또는 진동판)(734)의 진동에 따라서 변한다. 따라서, 피부 진동 감지기(100c)는 화자의 음성에 의한 피부 진동을 전기적 사운드 신호로 변환한다.
탄성 부재(710)의 상부 표면은, 화자 피부의 미세한 진동이 마이크로폰(700)의 효과적으로 전달될 수 있도록 하기 위해, 콘덴서 마이크로폰(700)의 상부 표면보다 크게 형성되는 것이 바람직하다. 이와는 달리, 탄성 부재(710)의 상부 표면이 콘덴서 마이크로폰(700)의 상부 표면과 거의 동일하도록 형성될 수도 있다.
도 10은 도 1의 피부 진동 감지기(100)를 구비하는 전화기 세트의 송수화기(404)의 단면도이다. 도 10을 참조하면, 진동 감지기(100)는, 그것의 상부 표면(즉, 화자의 피부와 접촉되는 부분들)이 화자 피부에 균일한 접촉압력을 가하도록 스프링(740) 등을 통해 송수화기(404)에 유연하게 설치된다.
도 11은 도 1의 피부 진동 감지기(100)의 또 다른 실시예를 보여주는 단면도이다. 이 실시예의 피부 진동 감지기(100)는 무빙 코일 마이크로폰(또는 다이내믹 마이크로폰)(100d)을 포함한다. 무빙 코일 마이크로폰(100d)은, 고정틀(750), 이 고정틀(750) 내에 설치되는 보빈(bobbin)(752), 이 보빈(752) 내에 권선되는 도체 코일(754) 및, 탄성체 링들(758)을 사용하여 도체 코일(754) 내부에서 이동가능하도록 설치되는 영구자석(756)을 구비한다. 이 영구 자석(756)의 일단은 음성 통신이 행해지는 동안에 화자의 피부에 접촉된다.
또, 화자 피부와의 부드러운 접촉을 위해서 영구자석(756)의 상면에 수지 등과 같은 탄성을 갖는 물질이 코팅되는 것이 바람직하다. 보빈(752)에 권선된 도체 코일(754)의 양단은 증폭용 트랜지스터(도시되지 않음)와 연결된다. 영구자석(756)의 움직임에 따라서 코일(754)에 유도되는 기전력이 변한다. 따라서, 피부 진동 감지기(100d)는 화자의 음성에 의한 피부 진동을 전기 신호로 변환한다.
앞의 설명에서, 본 발명이 적용된 전화기 세트를 통해 본 발명을 상세히 설명하였지만, 본 발명은 헤드 세트, 이어폰 세트 등을 구비하는 어떠한 음성 통신 시스템에도 적용될 수 있다는 것을 유의해야 한다. 특히, 본 발명의 원리는 순수한 화자의 음성만을 요구하는 음성 인식 시스템에도 유용하게 적용될 수 있다.
본 발명의 음성 통신 시스템은 화자의 음성이 그의 주변으로 전파되지 않도록 하므로 음성 통신에서 기밀 누설, 소음 발생 등을 막을 수 있다. 또한, 본 발명의 음성 통신 시스템은 주변의 소음이 제거된, 순수한 화자 음성만을 전송하므로 고품질의 음성 통화 또는 음성 인식을 가능하게 한다.

Claims (37)

  1. 음성 통신 시스템에 있어서:
    화자의 음파에 의한 화자의 피부 진동을 제1의 전기적 사운드 신호로 변환하는 피부 진동 감지기;
    상기 음파에 의한 공기 진동을 제2의 전기적 사운드 신호로 변환하는 공기 진동 감지기; 그리고
    상기 제1 또는 제2의 전기적 사운드 신호에 응답하여 화자의 상기 음파를 상쇄시키기 위한 상쇄파를 발생하는 상쇄파 발생기를 포함하는 것을 특징으로 하는 음성 통신 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 사운드 전송기는 통신 네트워크로 상기 제1 또는 제2의 전기적 사운드 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 음성 통신 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 피부 진동 감지기는 광 신호들을 화자의 피부로 조사하고 그리고 화자의 피부로부터 반사되는 상기 조사된 광신호들의 전부 또는 일부를 수광하는 것에 의해 화자의 피부 진동을 감지하는 것을 특징으로 하는 음성 통신 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 피부 진동 감지기는,
    탄성부재, 그리고
    상기 탄성 부재에 의해 밀봉되는 콘덴서 마이크로폰을 포함하고;
    상기 탄성부재는 화자의 피부에 접촉되는 것을 특징으로 하는 음성 통신 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 피부 진동 감지기는 무빙 코일 마이크로폰을 포함하고;
    상기 무빙 코일 마이크로폰은, 고정틀, 이 고정틀 내에 권선되는 도체 코일 및, 이 도체 코일 내부에서 이동가능하도록 설치되는 영구자석을 구비하며;
    상기 영구 자석의 일 단부는 화자의 피부에 접촉되는 것을 특징으로 하는 음성 통신 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 사운드 전송기는 전화기 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 음성 통신 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 전화기 회로는 유선 네트워크, 무선 네트워크 및, 컴퓨터 통신 네트워크 중 어느 하나에 연결되는 것을 특징으로 하는 음성 통신 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 사운드 전송기는 본체와 이 본체에 유선 또는 무선으로 연결되는 송수화기를 구비하는 전화기 세트를 포함하고,
    상기 상쇄파 발생기는 상기 본체에 설치되는 것을 특징으로 하는 음성 통신 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 사운드 전송기는 본체와 이 본체에 유선 또는 무선으로 연결되는 송수화기를 구비하는 전화기 세트를 포함하고,
    상기 상쇄파 발생기는 상기 송수화기에 설치되는 것을 특징으로 하는 음성 통신 시스템.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 제1 또는 제2의 전기적 사운드 신호를 선택적으로 전송하기 위한 스위치 회로를 더 포함하고,
    상기 스위치 회로의 신호 전달 경로는 화자에 의해 선택되는 것을 특징으로 하는 음성 통신 시스템.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 상쇄파는 상기 음파와 반대의 위상을 갖는 것을 특징으로 하는 음성 통신 시스템.
  12. 음성 통신 시스템에 있어서:
    광 신호들을 화자의 피부로 조사하여서 화자의 음파에 의한 화자의 피부 진동을 감지하고, 상기 감지된 피부 진동을 제1의 전기적 사운드 신호로 변환하는 광 픽-업 모듈; 그리고
    상기 제1의 전기적 사운드 신호를 전송하는 사운드 전송기를 포함하는 것을 특징으로 하는 음성 통신 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 광 픽-업 모듈은,
    상기 광 신호들을 발생하는 발광 수단,
    상기 광 신호들이 화자의 피부로 조사되도록 유도하는 제1의 광도파 수단,
    상기 조사된 광 신호들의 적어도 일부가 반사되는 것을 수집하는 제2의 광도파 수단, 그리고
    상기 수집된 광 신호들을 상기 제1의 전기적 사운드 신호로 변환하는 수광 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 음성 통신 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1의 광도파 수단 및 상기 제2의 광도파 수단 각각은 광 섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 음성 통신 시스템.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제1의 광도파 수단 및 상기 제2의 광도파 수단은 제1 그룹의 광섬유들 및 제2 그룹의 광섬유들을 각각 포함하고,
    상기 제1 그룹의 광섬유들과 상기 제2 그룹의 광섬유들은 상기 광 픽-업 모듈 내에 교대로 배치되는 것을 특징으로 하는 음성 통신 시스템.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 광 픽-업 모듈은,
    상기 광 신호들을 발생하는 발광 소자,
    상기 광 신호들을 편광하기 위한 제1의 렌즈,
    상기 광 신호들이 화자의 피부로 조사되도록 유도하는 제1 다발의 광 섬유들,
    상기 조사된 광 신호들의 적어도 일부가 반사되는 것을 수집하는 제2 다발의 광 섬유들,
    상기 제2 그룹의 광 섬유들로부터 전달되는 광 신호들을 집광하는 제2의 렌즈, 그리고
    상기 집광된 광 신호들을 상기 제1의 전기적인 사운드 신호로 변환하는 수광 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 음성 통신 시스템.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 발광 소자는 레이저 다이오드, LED(Light Emitting Diode), EL(Electro Luminescence) 소자, 전기 램프 중 하나인 것을 특징으로 하는 음성 통신 시스템.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 수광 소자는 포토 다이오드인 것을 특징으로 하는 음성 통신 시스템.
  19. 제12항에 있어서,
    상기 제1의 전기적 사운드 신호의 위상을 반전시키는 위상 반전 회로,
    상기 위상 반전 회로의 출력을 증폭하는 증폭 회로, 그리고
    상기 증폭 회로의 출력에 응답하여 화자의 음파를 상쇄하기 위한 상쇄파를 발생하는 스피커를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음성 통신 시스템.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 음파에 의한 공기 진동을 제2의 전기적 사운드 신호로 변환하는 공기 진동 감지기, 그리고
    상기 제1의 전기적 사운드 신호 또는 상기 제2의 전기적 사운드 신호를 선택적으로 상기 사운드 전송기로 제공하는 스위치 회로를 더 포함하고,
    상기 스위치 회로의 신호 전달 경로는 화자에 의해 선택되는 것을 특징으로 하는 음성 통신 시스템.
  21. 제12항에 있어서,
    상기 음파에 의한 공기 진동을 제2의 전기적 사운드 신호로 변환하는 공기 진동 감지기,
    상기 제1 또는 제2의 전기적 사운드 신호를 선택적으로 상기 사운드 전송기로 제공하는 스위치 회로,
    상기 스위치 회로로부터의 상기 제1 또는 제2의 전기적 사운드 신호의 위상을 반전시키는 제1의 위상 반전 회로,
    상기 제1의 위상 반전 회로의 출력을 증폭하는 그리고 증폭 이득의 조절이 가능한 증폭 회로,
    상기 증폭 회로의 출력에 응답하여 화자의 음파를 상쇄시키기 위한 상쇄파를 발생하는 스피커,
    상기 제2의 전기적 사운드 신호의 위상을 반전시키는 제2의 위상 반전 회로; 그리고
    상기 제2의 위상 반전 회로의 출력과 상기 증폭 회로의 출력을 비교하고, 그 차이에 따라서 상기 증폭 회로의 상기 증폭 이득을 조절하는 음량 비교기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음성 통신 시스템.
  22. 제13항에 있어서,
    상기 제1의 광도파 수단 및 상기 제2의 광도파 수단은 광 빔 분할기(또는 하프 미러)인 것을 특징으로 하는 음성 통신 시스템.
  23. 제12항에 있어서,
    상기 사운드 전송기는 전화기 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 음성 통신 시스템.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 전화기 회로는 유선 네트워크, 무선 네트워크 및, 컴퓨터 통신 네트워크 중 어느 하나에 연결되는 것을 특징으로 하는 음성 통신 시스템.
  25. 제21항에 있어서,
    상기 사운드 전송기는 본체와 이 본체에 유선 또는 무선으로 연결되는 송수화기를 구비하는 전화기 세트를 포함하고,
    상기 스피커는 상기 본체에 설치되는 것을 특징으로 하는 음성 통신 시스템.
  26. 제21항에 있어서,
    상기 사운드 전송기는 본체와 이 본체에 유선 또는 무선으로 연결되는 송수화기를 구비하는 전화기 세트를 포함하고,
    상기 스피커는 상기 송수화기에 설치되는 것을 특징으로 하는 음성 통신 시스템.
  27. 제21항에 있어서,
    상기 스위치 회로의 신호 전달 경로는 화자에 의해 선택되는 것을 특징으로 하는 음성 통신 시스템.
  28. 제24항에 있어서,
    상기 음성 통신 시스템은 전화기 세트, 헤드 세트, 이어폰 세트 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 광 픽-업 모듈은 상기 전화기 세트의 송수화기, 상기 헤드 세트 및, 상기 이어폰 세트 중 적어도 하나에 설치되는 것을 특징으로 하는 음성 통신 시스템.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 광 픽-업 모듈은 상기 송수화기, 상기 헤드 세트 및, 상기 이어폰 세트에 유연하게 설치되어서 상기 탄성부재의 상부 표면의 각 부분들은 피부에 균등한 접촉 압력들을 가하는 것을 특징으로 하는 음성 통신 시스템.
  30. 음성 통신 시스템에 있어서:
    화자의 피부에 접촉되는 탄성부재와 이 탄성부재에 의해 밀봉되는 콘덴서 마이크로폰을 구비하는 그리고 화자의 음파에 의한 화자의 피부 진동을 제1의 전기적 사운드 신호로 변환하는 피부 진동 감지기;
    상기 제1의 전기적 사운드 신호를 전송하는 사운드 전송기;
    상기 음파에 의한 공기 진동을 제2의 전기적 사운드 신호로 변환하는 공기 진동 감지기;
    상기 제1 또는 제2의 전기적 사운드 신호를 선택적으로 상기 사운드 전송기로 제공하는 스위치 회로;
    상기 스위치 회로로부터의 상기 제1 또는 제2의 전기적 사운드 신호의 위상을 반전시키는 제1의 위상 반전 회로;
    상기 제1의 위상 반전 회로의 출력을 증폭하는 그리고 증폭 이득의 조절이 가능한 증폭 회로; 그리고
    상기 증폭 회로의 출력에 응답하여 화자의 음파를 상쇄시키기 위한 상쇄파를 발생하는 스피커를 포함하는 것을 특징으로 하는 음성 통신 시스템.
  31. 제30항에 있어서,
    상기 공기 진동 감지기로부터의 상기 제2의 전기적 사운드 신호의 위상을 반전시키는 제2의 위상 반전 회로; 그리고
    상기 제2의 위상 반전 회로의 출력과 상기 증폭 회로의 출력을 비교하고, 그 차이에 따라서 상기 증폭 회로의 상기 증폭 이득을 조절하는 음량 비교기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음성 통신 시스템.
  32. 제31항에 있어서,
    상기 음성 통신 시스템은 전화기 세트, 헤드 세트, 이어폰 세트 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 피부 진동 감지기는 상기 전화기 세트의 송수화기, 상기 헤드 세트 및, 상기 이어폰 세트 중 적어도 하나에 설치되는 것을 특징으로 하는 음성 통신 시스템.
  33. 제32항에 있어서,
    상기 피부 진동 감지기는 상기 송수화기, 상기 헤드 세트 및, 상기 이어폰 세트에 유연하게 설치되어서 상기 탄성부재의 상부 표면의 각 부분들은 피부에 균등한 접촉 압력들을 가하는 것을 특징으로 하는 음성 통신 시스템.
  34. 제30항에 있어서,
    상기 탄성부재는 화자의 피부에 접촉되는 상부 표면을 갖고, 상기 콘덴서 마이크로폰은 상기 탄성부재에 의해 밀봉되는 상부 표면을 가지며, 상기 탄성부재의 상기 상부 표면의 면적은 상기 콘덴서 마이크로폰의 상기 상부 표면의 면적보다 큰 것을 특징으로 하는 음성 통신 시스템.
  35. 음성 통신 시스템에 있어서:
    고정틀, 이 고정틀 내에 권선되는 도체 코일 및, 이 도체 코일 내부에서 이동가능하도록 설치되는 영구자석을 구비하는 그리고 상기 영구자석의 일 단부가 화자의 피부에 접촉하는 것에 의해 화자의 음파에 의한 화자의 피부 진동을 제1의 전기적 사운드 신호로 변환하는 피부 진동 감지기;
    상기 제1의 전기적 사운드 신호를 전송하는 사운드 전송기;
    상기 음파에 의한 공기 진동을 제2의 전기적 사운드 신호로 변환하는 공기 진동 감지기;
    상기 제1 또는 제2의 전기적 사운드 신호를 선택적으로 상기 사운드 전송기로 제공하는 스위치 회로;
    상기 스위치 회로로부터의 상기 제1 또는 제2의 전기적 사운드 신호의 위상을 반전시키는 제1의 위상 반전 회로;
    상기 제1의 위상 반전 회로의 출력을 증폭하는 그리고 증폭 이득의 조절이 가능한 증폭 회로;
    상기 증폭 회로의 출력에 응답하여 화자의 음파를 상쇄시키기 위한 상쇄파를 발생하는 스피커;
    상기 공기 진동 감지기로부터의 상기 제2의 전기적 사운드 신호의 위상을 반전시키는 제2의 위상 반전 회로; 그리고
    상기 제2의 위상 반전 회로의 출력과 상기 증폭 회로의 출력을 비교하고, 그 차이에 따라서 상기 증폭 회로의 상기 증폭 이득을 조절하는 음량 비교기를 포함하는 것을 특징으로 하는 음성 통신 시스템.
  36. 제35항에 있어서,
    상기 음성 통신 시스템은 전화기 세트, 헤드 세트, 이어폰 세트 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 피부 진동 감지기는 상기 전화기 세트의 송수화기, 상기 헤드 세트 및, 상기 이어폰 세트 중 적어도 하나에 설치되는 것을 특징으로 하는 음성 통신 시스템.
  37. 제36항에 있어서,
    상기 피부 진동 감지기는 상기 송수화기, 상기 헤드 세트 및, 상기 이어폰 세트에 유연하게 설치되어서 상기 탄성부재의 상부 표면의 각 부분들은 피부에 균등한 접촉 압력들을 가하는 것을 특징으로 하는 음성 통신 시스템.
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