KR20030058432A - 음향 입/출력 장치 및 이를 적용한 마이크로폰 일체형이어폰 - Google Patents

음향 입/출력 장치 및 이를 적용한 마이크로폰 일체형이어폰 Download PDF

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Abstract

하울링 및 에코현상을 방지할 수 있는 음향 입/출력 장치 및 이를 적용한 마이크로폰 일체형 이어폰이 개시된다. 음향 입/출력장치는 입력되는 음향신호를 출력하는 스피커, 주위의 음향을 집음하여 전기신호로 변환하는 집음마이크로폰, 사용자에 의한 발성유무를 확인하는 발성확인마이크로폰, 및 집음마이크로폰으로부터 입력되는 신호 중 스피커로부터 출력된 신호의 성분을 제거하며 발성확인마이크로폰에 의해 확인된 사용자의 발성유무에 따라 변환된 전기신호의 증폭율을 조절하는 회로부를 구비한다. 음향 입/출력 장치 및 이를 적용한 마이크로폰 일체형 이어폰은 주위 환경에서 발생된 소음이 마이크로폰을 통해 입력되는 것을 방지할 수 있을 뿐만아니라, 하울링 및 에코현상을 방지할 수 있게 된다.

Description

음향 입/출력 장치 및 이를 적용한 마이크로폰 일체형 이어폰{Audio signal input/output device and earphone employing microphone}
본 발명은 음향 입/출력 장치 및 이를 적용한 마이크로폰 일체형 이어폰에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 주위 환경에서 발생된 소음이 마이크로폰을 통해 입력되는 것을 방지할 수 있는 음향 입/출력 장치 및 이를 적용한 마이크로폰 일체형 이어폰에 관한 것이다.
주변 환경에서 발생된 소음의 영향을 적게 받으면서 음향을 입/출력 할 수 있는 장치가 개발되고 있다. 이러한 장치는 휴대용 오디오 플레이어, 휴대용 이동 단말기 등에 널리 채용되고 있으며, 이어폰과 마이크로폰이 분리된 형상을 이루고 있다. 일반적으로, 입/출력 장치의 이어폰은 귀에 삽입되어 이용되며, 마이크로폰은 구강부 근처에 위치되도록 형성된다. 입/출력 장치의 이어폰과 마이크로폰이 적절한 거리로 이격됨으로써, 스피커에서 출력되는 신호가 마이크로폰으로 역입력되어 신호가 왜곡되는 것이 방지된다.
그런데, 이러한 구조의 음향 입/출력 장치는 외부로부터 발생된 신호가 노출된 마이크로폰을 통해 입력될 수 있을 뿐만아니라, 이동중에는 마이크로폰과 인체의 구강부와의 이격거리가 변동될 수 있어 신호의 레벨이 변동될 수 있다. 또한, 마이크로폰과 이어폰을 상호 분리되도록 형성하여야 하기 때문에 구조가 복잡해지고, 부피가 커져 휴대상의 불편함이 있는 단점이 있다.
상기한 문제점을 개선하기 위하여 본 발명의 출원인은 음향 입/출력 장치 및 이를 적용한 마이크 일체형 이어폰에 대한 발명을 출원한 바 있다(출원번호 : 10-2001-0061260).
도 1은 본 출원인에 의해 선출원된 음향 입/출력장치가 적용된 마이크 일체형 이어폰을 개략적으로 나타내 보인 단면도이다. 도면을 참조하면, 마이크 일체형 이어폰(10)은 본체(11), 본체(11)내에 설치된 마이크로폰(17), 및 스피커(19)를 구비한다.
본체(11)는 귀에 일부를 삽입할 수 있도록 적절한 크기 및 형태로 구현된다. 또한, 본체(11)는 내부에 마이크로폰(17)과 스피커(19)를 장착할 수 있으면서 외부로부터 내부로 신호선을 삽입할 수 있도록 홈이 형성되어 있다.
마이크로폰(17)은 귀로부터 발생되는 신호를 입력받을 수 있도록 본체(11)내에 지지부재(15)에 의해 지지되어 설치되며, 신호처리부(13)가 구비된 회로기판과 접속되어 있다. 지지부재(15)는 음향신호의 입출이 용이하도록 일부가 관통되게 형성된다. 또는, 지지부재(15)는 마이크로폰(17)의 일측과 본체가 상호 결합되도록 형성될 수도 있다.
스피커(19)는 진동판을 갖는 통상적인 것이 적용되며, 귀(1)의 고막을 향해 음향신호를 출력할 수 있도록 본체(11)내에 설치되어 있다.
참조부호 14는 외부기기로부터 입력되는 음향신호를 본체(11) 내부로 전송하고, 마이크로폰(17)으로 입력된 신호를 외부기기로 전송하기 위한 신호선들이 삽입되는 홀이다. 또한, 참조부호 12는 스폰지와 같은 소재로 된 덮개를 끼울 수 있도록 형성된 걸림턱이다.
신호처리부(13)는 스피커(19)로부터 출력된 음향신호가 마이크로폰(17)으로 유입되지 않도록 음향신호에 대한 신호처리를 수행한다.
도 2는 도 1의 마이크로폰 일체형 이어폰의 개략적인 블록도이다. 도면을 참조하면, 신호처리부(13)는 스피커(19)로부터 출력되는 신호 및 마이크로폰(17)으로 입력되는 신호를 수신하며, 마이크로폰(17)으로 입력되는 신호 중 스피커(19)로부터 출력되는 신호의 성분이 제거되도록 스피커(19)로부터 출력되는 음향신호의 볼륨을 제어한다.
그런데, 상기한 음향 입/출력 장치와 같이 마이크로폰(17)이 귀 속에 삽입되는 경우에 주위의 소음을 차단하고 정확한 음성만을 집음할 수 있지만, 스피커(19)와 근접되어 설치되기 때문에 하울링 및 에코현상이 발생될 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선함과 동시에 본 출원인에 의해 선출원된 발명을 개량하기 위하여 창안된 것으로서, 주위 환경에서 발생된 소음이 마이크로폰을 통해 입력되는 것을 방지할 수 있을 뿐만아니라, 하울링 및 에코현상을 방지할 수 있는 음향 입/출력 장치 및 이를 적용한 마이크로폰 일체형 이어폰을 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 본 출원인에 의해 선출원된 음향 입/출력장치가 적용된 마이크로폰 일체형 이어폰을 개략적으로 나타내 보인 단면도,
도 2는 도 1의 마이크로폰 일체형 이어폰의 개략적인 블록도,
도 3은 본 발명에 따른 음향 입/출력장치가 적용된 마이크로폰 일체형 이어폰을 개략적으로 나타내 보인 단면도,
도 4는 도 3의 마이크로폰 일체형 이어폰의 측면도,
도 5는 도 3의 마이크로폰 일체형 이어폰의 개략적인 블록도, 그리고
도 6은 도 3의 마이크로폰 일체형 이어폰의 회로부를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 귀 10 : 이어폰
11 : 본체 12 : 걸림턱
14 : 홀 15 : 지지부재
17 : 집음마이크로폰 18 : 발성확인 마이크로폰
19 : 스피커 20 : 회로부
22 : 제어신호 발생부 25 : 신호처리부
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 음향 입/출력 장치는, 입력되는 음향신호를 출력하는 스피커, 주위의 음향을 집음하여 전기신호로 변환하는 집음마이크로폰, 사용자에 의한 발성유무를 확인하는 발성확인마이크로폰, 및 상기 집음마이크로폰으로부터 입력되는 신호 중 상기 스피커로부터 출력된 신호의 성분을 제거하며 상기 발성확인마이크로폰에 의해 확인된 상기 사용자의 발성유무에 따라 변환된 상기 전기신호의 증폭율을 조절하는 회로부를 구비한다.
여기서, 상기 회로부는 상기 사용자의 발성유무에 따라 상기 전기신호의 증폭율을 조절하기 위한 제어신호를 변화시켜 출력하는 제어신호발생부, 상기 제어신호에 따라 상기 전기신호의 증폭율을 조절하는 신호처리부, 및 상기 스피커로 출력되는 상기 음향신호의 유무를 검출하는 스피커신호검출부를 구비한다. 상기 신호처리부는 검출된 상기 음향신호의 유무에 따라 상기 집음마이크로폰으로부터 입력되는 신호 중 상기 스피커로부터 출력된 신호의 성분이 제거되도록 상기 전기신호의 증폭율을 조절한다.
한편, 본 발명에 따른 마이크로폰 일체형 이어폰은 귀에 삽입될 수 있도록 형성된 본체 내에 설치되며 입력되는 음향신호를 출력하는 스피커, 상기 본체 내에 설치되며 상기 귀로부터 발생되는 음향을 집음하여 전기신호로 변환하는 집음마이크로폰, 상기 본체의 외부에 설치되며 사용자에 의한 발성유무를 확인하는 발성확인마이크로폰, 및 상기 집음마이크로폰으로부터 입력되는 신호 중 상기 스피커로부터 출력된 신호의 성분을 제거하며 상기 발성확인마이크로폰에 의해 확인된 상기 사용자의 발성유무에 따라 변환된 상기 전기신호의 증폭율을 조절하는 회로부를 구비한다. 여기서, 상기 스피커와 상기 집음마이크로폰은 동일축선 상에 배치된다.
이로써, 음향 입/출력 장치는 주위 환경에서 발생된 소음이 마이크로폰을 통해 입력되는 것을 방지할 수 있을 뿐만아니라, 하울링 및 에코현상을 방지할 수 있게 된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 음향 입/출력장치가 적용된 마이크로폰 일체형 이어폰을 개략적으로 나타내 보인 단면도이고, 도 4는 도 3의 마이크로폰 일체형 이어폰의 측면도이다. 여기서, 도 1 및 도 2에 기재된 부재와 동일한 부재에 대하여는 동일한 부재번호를 부여하였다.
도면을 참조하면, 마이크 일체형 이어폰(10)은 본체(11), 본체(11) 내에 설치된 집음마이크로폰(17), 본체(11) 외부에 설치된 발성확인 마이크로폰(18), 스피커(19), 및 본체(11) 내부에 설치된 회로부(20)를 구비한다.
본체(11)는 귀에 일부를 삽입할 수 있도록 적절한 크기 및 형태로 구현된다. 또한, 본체(11)는 내부에 집음마이크로폰(17)과 스피커(19)를 장착할 수 있으면서 외부로부터 내부로 신호선을 삽입할 수 있도록 홈이 형성되어 있다.
집음마이크로폰(17)은 귀로부터 발생되는 음향을 입력받을 수 있도록 본체(11)내에 지지부재(15)에 의해 지지되어 설치되며, 회로부(20)인 회로기판과 접속되어 있다. 집음마이크로폰(17)은 귀로부터 발생되는 음향을 집음하여 전기신호로 변환한다.
지지부재(15)는 음향신호의 입출이 용이하도록 일부가 관통되게 형성된다. 또는, 지지부재(15)는 집음마이크로폰(17)의 일측과 본체(11)가 상호 결합되도록 형성될 수도 있다.
발성확인 마이크로폰(18)은 본체(11)의 외부에 설치되며, 사용자에 의한 발성유무를 확인한다. 여기서, 발성확인 마이크로폰(18)은 귓바퀴의 연골부위에 접촉될 수 있도록 본체(11)의 하단부 외측에 설치되는 것이 바람직하다.
스피커(19)는 진동판을 갖는 통상적인 것이 적용되며, 귀(1)의 고막을 향해 음향신호를 출력할 수 있도록 본체(11)내에 설치되어 있다. 여기서, 집음마이크로폰(17)과 스피커(19)는 본체(11)의 크기를 최소화하고, 형태를 간단하게 하기 위하여 동일축선 상에 배치되는 것이 바람직하다. 또한, 스피커(19)로부터 출력된 음향이 집음마이크로폰(17)으로 직접 입력되지 않도록 음향출력방향과 음향입력방향이 서로 반대되는 것이 바람직하다.
참조부호 14는 외부기기로부터 입력되는 음향신호를 본체(11) 내부로 전송하고, 집음마이크로폰(17)으로 입력된 신호를 외부기기로 전송하기 위한 신호선들이 삽입되는 홀이다. 또한, 참조부호 12는 스폰지와 같은 소재로 된 덮개(12a)를 끼울 수 있도록 형성된 걸림턱이다.
회로부(20)는 스피커(19)로부터 출력된 음향신호가 집음마이크로폰(17)으로 유입되지 않도록 음향신호에 대한 신호처리를 수행한다. 또한, 회로부(20)는 발성확인 마이크로폰(18)에 의해 확인된 사용자의 발성유무에 따라 집음마이크로폰(17)에 의해 변환된 전기신호의 증폭율을 조절한다.
도 5는 도 3의 마이크로폰 일체형 이어폰의 개략적인 블록도이다. 도면을 참조하면, 회로부(20)는 스피커신호 검출부(21), 제어신호 발생부(22), 및 신호처리부(25)를 구비한다.
도면을 참조하여 마이크로폰 일체형 이어폰의 작용을 설명하면, 스피커신호 검출부(21)는 스피커(19)로 입력되는 음향신호의 유무를 검출한다. 음향신호가 검출되면, 스피커신호 검출부(21)는 음향신호를 제어신호 발생부(22)에 전송하여 음향신호의 존재를 통지한다.
제어신호 발생부(22)는 스피커신호 검출부(21)로부터 스피커(19)로 입력되는 음향신호의 유무에 대한 확인신호를 수신한다. 또한, 제어신호 발생부(22)는 발성확인 마이크로폰(18)으로부터 사용자의 발성유무를 확인신호를 수신한다. 제어신호 발생부(22)는 사용자의 발성유무에 따라 집음마이크로폰(17)에 의해 변환된 전기신호의 증폭율이 조절될 수 있도록 제어신호를 출력한다. 또한, 스피커(19)로 출력되는 음향신호의 유무에 따라 집음마이크로폰(17)으로 입력되는 신호 중에 스피커(19)에 의해 출력된 신호가 제거될 수 있도록 제어신호를 출력한다.
신호처리부(25)는 제어신호 발생부(22)로부터 출력되는 제어신호를 수신한다. 신호처리부(25)는 수신된 제어신호에 기초하여 집음마이크로폰(17)에 의해 출력되는 전기신호의 증폭율을 조절한다. 예컨대, 사용자에 의한 발성이 확인되지 않았지만, 집음마이크로폰(17)에 의해 음향이 집음된 경우에는 신호처리부(25)는 집음마이크로폰(17)에 의해 변환된 전기신호의 증폭율이 최저가 되도록 집음마이크로폰(17)의 볼륨을 조절한다.
사용자에 의한 발성이 확인되고 스피커(19)로 출력되는 음향신호가 확인되지 않은 경우에, 신호처리부(25)는 집음마이크로폰(17)에 의해 출력된 전기신호의 증폭율이 최대가 되도록 집음마이크로폰(17)의 볼륨을 조절한다.
사용자에 의한 발성이 확인되고 동시에 스피커(19)로 출력되는 음향신호가 확인된 경우에, 신호처리부(25)는 집음마이크로폰(17)에 의해 출력되는 전기신호의 증폭율이 중간레벨 정도가 되도록 집음마이크로폰(17)의 볼륨을 조절한다. 이 경우, 신호처리부(25)는 집음마이크로폰(17)으로부터 입력되는 신호 중 스피커(19)로부터 출력된 음향의 신호성분이 제거되도록 전기신호의 증폭율을 조절한다.
이로써, 사용자에 의해 발성된 음향은 정확하게 집음마이크로폰(17)으로 입력되고, 스피커(19)에 의해 출력된 음향은 제거되며, 동시에 집음마이크로폰(17)과 스피커(19)가 근접되어 설치됨으로 인한 하울링현상이나 에코현상은 제거되게 된다.
도 6은 도 3의 마이크로폰 일체형 이어폰의 회로부를 개략적으로 나타낸 블록도이다. 도면을 참조하면, 스피커신호 검출부(21)는 스피커(19)로 입력되는 음향신호를 증폭하며, 증폭된 음향신호를 제어신호 발생부(22)에 송신한다. 발성확인마이크로폰(18)는 발성확인신호를 증폭하는 발성확인신호 증폭부(18a)를 구비하며, 증폭된 신호를 제어신호 발생부(22)로 송신한다.
제어신호 발생부(22)는 수신된 음향신호 및/또는 발성확인신호에 따라 제어신호를 발생하는 소정의 논리회로로 구현된다. 집음마이크로폰(17)은 변환된 전기신호를 증폭하는 증폭부(17a)를 구비하며, 신호처리부(25)는 변환된 전기신호의 증폭율을 수신된 제어신호에 따라 조절한다.
본 발명에 따른 음향 입/출력 장치 및 이를 적용한 마이크로폰 일체형 이어폰에 의하면, 주위 환경에서 발생된 소음이 마이크로폰을 통해 입력되는 것을 방지할 수 있을 뿐만아니라, 하울링 및 에코현상을 방지할 수 있게 된다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

Claims (7)

  1. 입력되는 음향신호를 출력하는 스피커;
    주위의 음향을 집음하여 전기신호로 변환하는 집음마이크로폰;
    사용자에 의한 발성유무를 확인하는 발성확인마이크로폰; 및
    상기 집음마이크로폰으로부터 입력되는 신호 중 상기 스피커로부터 출력된 신호의 성분을 제거하며, 상기 발성확인마이크로폰에 의해 확인된 상기 사용자의 발성유무에 따라 변환된 상기 전기신호의 증폭율을 조절하는 회로부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 입/출력 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 회로부는,
    상기 사용자의 발성유무에 따라 상기 전기신호의 증폭율을 조절하기 위한 제어신호를 변화시켜 출력하는 제어신호발생부; 및
    상기 제어신호에 따라 상기 전기신호의 증폭율을 조절하는 신호처리부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 입/출력 장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 회로부는,
    상기 스피커로 출력되는 상기 음향신호의 유무를 검출하는 스피커신호검출부를 더 포함하며,
    상기 신호처리부는 검출된 상기 음향신호의 유무에 따라 상기 집음마이크로폰으로부터 입력되는 신호 중 상기 스피커로부터 출력된 신호의 성분이 제거되도록 상기 전기신호의 증폭율을 조절하는 것을 특징으로 하는 음향 입/출력 장치.
  4. 귀에 삽입될 수 있도록 형성된 본체 내에 설치되며, 입력되는 음향신호를 출력하는 스피커;
    상기 본체 내에 설치되며, 상기 귀로부터 발생되는 음향을 집음하여 전기신호로 변환하는 집음마이크로폰;
    상기 본체의 외부에 설치되며, 사용자에 의한 발성유무를 확인하는 발성확인마이크로폰; 및
    상기 집음마이크로폰으로부터 입력되는 신호 중 상기 스피커로부터 출력된 신호의 성분을 제거하며, 상기 발성확인마이크로폰에 의해 확인된 상기 사용자의 발성유무에 따라 변환된 상기 전기신호의 증폭율을 조절하는 회로부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로폰 일체형 이어폰.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 스피커와 상기 집음마이크로폰은 동일축선 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 마이크로폰 일체형 이어폰.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 회로부는,
    상기 사용자의 발성유무에 따라 상기 전기신호의 증폭율을 조절하기 위한 제어신호를 출력하는 제어신호발생부; 및
    상기 제어신호에 따라 상기 전기신호의 증폭율을 조절하는 신호처리부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로폰 일체형 이어폰.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 회로부는,
    상기 스피커로 출력되는 상기 음향신호의 유무를 검출하는 스피커신호검출부를 더 포함하며,
    상기 신호처리부는 검출된 상기 음향신호의 유무에 따라 상기 집음마이크로폰으로부터 입력되는 신호 중 상기 스피커로부터 출력된 신호의 성분이 제거되도록 상기 전기신호의 증폭율을 조절하는 것을 특징으로 하는 마이크로폰 일체형 이어폰.
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