KR20050035239A - 정전용량 센서를 이용한 자동통화/자동종료 이어폰 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이어폰 착/탈 감지에 의한 휴대폰 등에 사용되는 핸즈프리 이어폰 장치에서 휴대폰의 통화요구 상태에서 이어폰을 귀에 삽입하였을 때 자동으로 통화연결 모드로 전환되고, 통화 연결을 끊고자 할 때 이어폰을 귀에서 이탈하였을 때 통화종료 모드로 자동 절환 하여 스위치 조작이 필요 없도록 한 이어폰 장치에 관한 것이다. 기존의 휴대폰의 핸즈프리 이어폰 장치는 휴대폰 기기자체의 스위치를 조작하거나, 이어폰 장치에 설치되어 있는 착발신 스위치를 작동시켜야만 이어폰을 사용해서 휴대폰 통화를 할 수 있었다. 이를 개선하여 본 발명은 이어폰장치의 이어폰이 귀에 삽입되었는지를 감지하는 감지수단과, 그 감지수단에 의해 귀에 삽입되면 자동으로 통화연결 모드로, 귀에서 이어폰헤드가 이탈되면 자동으로 통화종료 및 대기 모드로 전환되는 것을 제어하는 콘트롤 수단을 포함하여 구성함을 특징으로 한다.

Description

정전용량 센서를 이용한 자동통화/자동종료 이어폰{Automatic call connection/disconnection earphone by capacitive-sensing method}

본 발명은 이어폰장치에 관한 것으로, 특히 휴대폰 등의 핸즈프리에 사용되는 이어폰 장치에서 이어폰헤드 착/탈 감지에 의한 휴대폰 동작 제어에 관한 기술로, 휴대폰의 핸즈프리에 사용되는 이어폰 장치에서 휴대폰의 통화요구 상태에서 이어폰을 귀에 삽입하였을 때 자동으로 통화연결 모드로 전환되고, 통화 연결을 끊고자 할 때 이어폰을 귀에서 이탈하여 통화종료 및 통화대기 모드로 자동절환 하여 스위치 조작이 필요 없도록 한 이어폰 장치에 관한 것이다

일반적으로 휴대폰 핸즈프리 이어폰은 스피커와 연결하여 휴대폰에 물리적 연결을 통해서 귀로 듣는 형태의 수단으로서, 이어폰 컨트롤 기능을 구현하여 사용자가 스위치 버튼을 손으로 눌러 기능을 선택하는 것이 대부분이다.

휴대폰 이어폰의 경우 휴대폰에 연결 후 휴대폰 키 스위치를 누르거나 하는 불편함이 있으며, 이를 해결한 휴대폰용 이어폰이 시판중이나 사람이 이어폰에 설치된 착발신 스위치를 눌러야 통화연결 모드로 전환되므로, 이는 운전 중에 이어폰을 귀에 꽂고 일정 기간 스위치를 눌러주어야 하며 이로 인해 운전 중에는 불편할 뿐 아니라 운전에 방해가 되는 단점이 있다. 또한 통화를 원치 않을 경우도 스위치를 따로 눌러 통화종료를 휴대폰에 전달하는 불편을 가지고 있다

본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 문제점을 해결 하고자 하는 새로운 이어폰장치에 관한 것으로, 특히 휴대폰 등의 핸즈프리에 사용되는 이어폰 장치에서 이어폰 착/탈 감지에 의한 휴대폰 동작 제어에 관한 기술로, 휴대폰의 핸즈프리에 사용되는 이어폰 장치에서 휴대폰의 통화요구 상태에서 이어폰헤드를 귀에 삽입하였을 때 자동으로 통화연결 모드로 전환되고, 통화 연결을 끊고자 할 때 이어폰을 귀에서 이탈하여 통화 종료 후 대기모드로 자동 절환 하여 스위치 조작이 필요 없도록 한 이어폰 장치에 관한 것 이다.

본 기술은 오늘날 MP3와 같은 오디오 기능을 탑재한 휴대폰의 경우에서도 불편을 해소할 수 있는 기술이다. 휴대폰의 MP3 오디오 플레이어를 청취 중 휴대폰으로부터 통화 요구가 있을 때 이어폰이 귀에 장착 되었는지 확인 한 후 장착된 경우 자동으로 통화연결 모드로 절환 하여 통화가 가능하도록 하고, 통화 종료시 이어폰을 귀에서 이탈함으로써 통화 종료를 마칠 수 있다. 더불어 통화대기 상태에서 다시 이어폰을 귀에 삽입하면 휴대폰 통화로 중단되었던 MP3 오디오 기능을 재개하는 서비스를 제공한다.

본 발명은 휴대폰에 결합하여 전화 통화를 돕는 핸즈프리 이어폰 장치에 있어서, 이어폰헤드(30) 에 설치되어 귀에 삽입되는지를 감지하는 정전용량 감지센서와, 감지 센서로부터 정전용량 변화 값을 감지하여 이어폰을 귀에 삽입하였는지 이탈되었는지를 감지하는 착탈 감지부와, 상기 센서의 착탈 감지에 의해 자동으로 통화연결 또는 통화종료를 제어하는 자동모드와, 착발신 스위치 온/오프에 의해 수동으로 연결하는 수동모드, 자동모드와 수동모드를 동시에 지원하는 복합모드를 선택할 수 있도록 한 휴대폰 메뉴 기능과, 메뉴에서 설정된 모드에 의해 설정된 모드에 따라 수동모드에서는 스위치에 의해 발생한 착신연결/해제 제어신호를 발생하고, 자동모드에서는 상기 착탈 감지부에서는 감지 센서로부터 소정시간 이상 이어폰을 귀에 끼운 유지 상태를 감지하고 자동으로 통화연결 신호를 발생하고, 이어폰헤드가 귀에서 이탈되면 통화연결을 해제하며, 복합모드에서는 자동모드와 수동모드를 동시에 지원하여 연결제어신호를 발생시켜 이어폰 잭을 통해 연결된 기기의 메인프로세서에 통화연결/통화종료 등을 제어하도록 연결제어신호를 출력하는 신호발생부와, 연결된 휴대폰으로부터의 전원에 의해 상기 각부 동작전원을 공급하는 전원부를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조해서 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 기존의 착발신 스위치 동작의 수동모드 핸즈프리 이어폰장치의 개요를 보인 구성도이다.

이에 도시된 바와 같이, 휴대폰(10)에 스피커선(1), 마이크선(2), 접지선(3)이 이어폰 잭(40)을 통하여 휴대폰에 연결되는 핸즈프리 이어폰에 있어서, 이어폰 잭(40)이 휴대폰에 연결된 상태에서 통화 연결을 요구하는 경우 휴대폰은 마이크 선(2)에 DC 전원을 공급한다. DC 전원을 공급 받은 핸즈프리 이어폰은 착발신 스위치(21)의 값에 따라 동작이 수행된다. 만약 착발신 스위치(21)가 동작하여 마이크 선(2)의 전압을 접지 값으로 일정시간 이상 변환하면 휴대폰은 사용자가 통화연결을 요구함을 인식하여 통화연결을 진행하여 마이크(22)와 스피커(30)를 통화여 통신을 한다. 통화연결 진행 상태에서 휴대전화의 종료 버튼을 누르거나 착발신 스위치(21)을 다시 누르면 휴대폰은 통화종료을 수행한다. 이와 같이 기존의 핸즈프리 이어폰은 착발신 스위치((21)에 의해서 휴대폰 통화연결/통화종료 동작이 이루어진다.

도 2 는 본 발명이 고안한 자동모드, 수동모드, 복합모드를 지원하는 핸즈프리 이어폰 시스템의 구성도를 나타낸다. 기존의 핸즈프리 이어폰 구성에 이어폰헤드(31) 위치에 만들어진 정전용량 감지센서(31)를 이용하여 이어폰헤드(30)가 귀에 삽입되는지를 검출하는 정전용량 감지센서(31)와, 그 감지센서(31)의 신호를 검출하여 귀에 이어폰헤드(30)가 소정시간 이상 귀에 착용/이탈 하였는지를 판별하는 착탈감지부(23)와, 착탈감지부(23)의 판별을 통해 휴대폰(10)의 통화연결/통화종료를 결정 할 수 있도록 연결제어신호를 발생하는 신호발생부(24)로 이루어져 이어폰을 이용한 통화를 제어하도록 구성된다.

도 3는 본 발명에 의한 정전용량 센서를 이용한 자동 착발신 핸즈프리 이어폰 시스템 블록도 구성 예를 나타내며, 통화/종료제어기(20)는 상기 휴대폰(10)과 연결되어 휴대폰(10)으로부터 전원을 공급받아 동작하고, 상기 이어폰헤드(30)에 설치된 정전용량 감지센서(31)로부터 이어폰헤드(30)을 귀에 삽입하였는지의 여부를 검출하고 소정시간이상 귀에 꽂은 상태가 유지되면, 착/이탈 알림신호를 휴대폰(10)에 출력하여 휴대폰(10)을 통화 모드로 제어하게 되며, 그 통화모드설정에 따라 이어폰을 이용한 통화가 가능해진다. 이후, 이어폰헤드(30)가 통화 중 귀에서 이탈되는 경우 이를 통화/종료제어기(20)는 이를 감지하여 상기 휴대폰(10)에 이탈 알림신호로서 통화연결을 해제시키게 된다. 이때 신호발생기(24)로부터 발생된 연결제어신호는 휴대폰의 스피커 선(1)을 통해 휴대폰에 전달된다.

이에 도2 에 도시된 바와 같이, 휴대폰에 결합하여 이어폰으로 전화통화 할 수 있는 이어폰 장치에 있어서,

이어폰헤드(30)에 설치되어 귀에 삽입되는지를 감지하는 정전용량 감지센서(31)와, 그 감지센서(31)를 통하여 이어폰헤드(30)가 귀에 삽입하였는지 이탈되었는지를 감지하는 착탈 감지부(23)와, 상기 감지센서(31)의 감지에 의해 자동으로 통화연결 이나 통화종료를 하는 자동모드와, 착발신 스위치 온/오프에 의해 수동으로 연결하는 수동모드와, 자동모드와 수동모드를 동시에 지원하는 복합모드를 사용자가 선택할 수 있도록 하는 휴대폰 소프트웨어의 메뉴 선택상의 설정된 모드에 따라, 수동모드에서는 스위치에 의해 연결/해제를 제어하고, 자동모드에서는 상기 착탈 감지부의 감지신호에 의해 이어폰을 소정시간 이상 귀에 끼운 상태를 유지하는 동안 자동으로 신호연결을 제어하고, 이어폰이 이탈되면 신호연결을 해제하며, 복합모드에서는 수동모드와 자동모드를 동시에 지원하며 우선하는 착발신 스위치 또는 신호발생기의 연결제어신호에 따라 이어폰 잭을 통해 연결된 휴대폰(10)의 메인프로세서에 통화연결/통화종료 모드 등을 제어하도록 연결제어신호를 출력하는 신호발생부(24)와, 외부 기기(10)로부터의 전송되는 전원 또는 밧데리 전원에 의해 상기 각부 동작전원을 공급하는 전원부(50)를 포함하여 구성된다.

본 발명에 의한 이어폰 장치는, 정전용량 감지센서(31)가 이어폰헤드(30)에 설치되어 이어폰헤드(30)가 귀에 삽입되었는지를 감지한다. 감지센서(31)와 착탈 감지부(23)는, 여러가지 방식을 사용할 수 있는데, 예를 들어, 열적외선 방식으로 인체의 근접을 감지하는 센서와, 온도센서를 이용하여 귀속 온도가 되었을 때 감지하는 센서와, 정전용량 터치센서를 이용하여 귀에 댔을 때 접촉을 감지하는 센서와, 빛 센서를 이용하여 귀에 꽂혔을 때 어두워지고 빼냈을 때 밝아지는 원리는 이용하는 센서 등 다양한 방법으로 구현이 가능하다.

본 발명은 이어폰헤드(30)의 소정부위에 착탈을 감지하기 위해 정전용량 감지 센서(31)를 설치하고 감지센서의 신호를 처리하는 착탈 감지부(23)를 둔 것을 특징으로 한다.

도 3은 본 발명이 고안한 수동모드, 자동모드 및 복합모드를 지원하는 자동 착발신 핸즈프리 이어폰의 구성도에서,

이어폰헤드(30)를 귀에 꽂게 되면, 정전용량 감지센서(31)가 귓속 삽입에 의한 접촉을 통해 착탈 감지부(23)에서 감지한다. 착탈 감지부(23)는 감지신호가 미리 정해둔 소정시간동안 지속적으로 접촉상태를 유지하는지를 판단하여 소정시간 이상 접촉이 유지되는 경우, 이어폰헤드(30)을 귀에 꽂은 것으로 판단하여 통화 제어를 하게 되는 것이다.

착탈 감지부(23)가 통화모드로 제어하게 되면, 신호발생부(24)에서 기기(10), 즉, 휴대폰에 착탈 알림신호를 출력하게 되며, 그 착탈 알림신호에 의해 휴대폰의 프로세서가 통화연결/통화종료를 제어한다.

여기서, 신호발생부(24)에서 발생시키는 신호는 하이 액티브(High Active), 로우 액티브(Low Active), 비트(Heart Beat) 신호 형태로 다양하게 전달할 수 있으며, 이는 기기(10)의 메인 프로세서에서 인식하는 프로그램에 따라 설정하면 된다.

본 발명에 의한 이어폰 장치는, 수동모드와, 자동모드와, 복합모드로서 동작시킬 수가 있는데, "수동모드"에서는 착발신 스위치에 의해 일반적인 기능의 이어폰 기능을 수행하고 장착/이탈 감지 센서(31) 및 착탈 감지부(23)는 동작하지 않으며, "자동모드" 에서는 귀에 이어폰헤드(30)의 착/탈을 판단하여 휴대폰 통화 요구가 있을 때 설정하여 놓은 기준 착용 시간 이상 착용 시 상대방과의 통화를 연결하고, 통화 연결 후 기준 이탈 시간 이상 이어폰헤드(30)가 귀로부터 이탈 되었을 때 통화단절 요구 내용을 휴대폰(10)에 알린다.

"복합모드"의 경우 휴대폰의 통화 요구가 있을 때 착발신 스위치(21)의 신호와 신호발생부(24)의 신호를 감지하고 우선적으로 요구하는 신호가 오면 이에 따라 휴대폰에 신호를 알려 휴대폰이 통화연결 또는 통화종료 상태로 전환하도록 한다.

"복합모드" 또는 "자동모드"에서 휴대폰에서 통화연결 요청이 오면 휴대폰은 통화/종료제어기(20)에 전원을 공급하고, 전원을 공급 받은 통화/종료제어기(20)는 귀에 이어폰헤드(30)가 착용되어 있는지를 센서프로세싱을 통해 판단한다.

"복합모드" 또는 "자동모드"에서 만약 센서프로세싱을 통해 기준 착용시간 이상으로 이어폰이 귀에 연속 장착되었을 때 이어폰이 착용되었음을 휴대폰에게 알려 통화 연결 상태로 전환한다.

"복합모드" 또는 "자동모드"에서 통화연결 상태 중 기준 이탈시간 이상 이어폰이 귀에서 이탈 되었을 경우 휴대폰으로 신호를 전달하여 휴대폰이 통화종료 모드로 변환하도록 한다. 통화종료 모드로 변환 된 휴대폰은 통화/종료제어기(20)에 전원공급을 차단한다.

도 5는 본 발명에 의한 정전용량 센서를 이용한 자동 핸즈프리 이어폰을 사용할 때의 동작 제어흐름도이다.

먼저, 이어폰 잭(40)을 휴대폰에 결합하여 두고, 통화대기 상태로부터 휴대폰 통화연결 요구가 있는 경우, “수동모드"인 경우는 통화버튼이 입력되면 즉시 통화모드로 가게 되며, 통화버튼이 입력될 때까지 대기하게 된다.

한편, "자동모드" 즉, 센서 자동감지인 경우는 통화/종료제어기(20)는 전원공급을 받고 센서프로세싱을 한다. 센서 프로세싱은 착탈 감지부(23)를 통해서 감지센서(31)의 신호를 검출하여 소정시간 이상 지속되는지를 판단한다. 소정시간 이상 지속되면 이어폰헤드(30)을 귀에 꽂은 것으로 판단하여 통화연결 모드로 들어가게 된다.

통화연결 모드는 앞에서 설명한 바와 같이 신호발생부(24)에서 휴대폰(10)으로 통화연결신호를 출력하게 되고, 그 통화연결신호에 의거하여 휴대폰(10)이 통화연결을 수행하는 것을 의미한다.

통화상태가 수행되는 중에 상대 휴대폰이 통화 종료이거나, 자동모드에서 통화종료는, 센서프로세싱에 의해 이루어지며, 소정시간이상 감지신호가 오프상태 즉, 이어폰헤드(30)을 귀에서 빼내어 소정시간 이상 지난 경우 자동으로 통화종료를 한다. 자동모드에서 통화종료는 통화/종료제어기(20)가 신호발생부(24)를 통해 통화 종료제어신호를 휴대폰(10)에 출력하여 휴대폰에서 통화종료를 하는 것이다.

“복합모드”에서는 “자동모드”와 “수동모드”를 모두 지원하는 기능으로 “수동모드”에서 제어하는 착발신 스위치와 “자동모드”에서 제어하는 정전 용량 감지센서를 복합적으로 사용한다.

즉 통화대기 상태에서 휴대폰이 통화연결을 원하는 경우 착발신 스위치의 통화연결 온 신호 와 감지센서 제어부의 통화연결을 요청하는 연결제어신호 중 어느 하나가 먼저 발생하면 휴대폰(10)에 통화연결 신호를 알려 통화연결하고, 통화연결 상태에서 오/오프 스위치의 오프 신호 또는 감지센서 제어부의 통화 종료 제어신호 중 우선하는 신호에 따라 통화종료를 수행하도록 한다.

도4는 본 발명에 의한 자동 착발신 이어폰의 휴대폰 사용 신호처리 타이밍도이다. 이에 도시된 바와 같이, 휴대폰은 통화대기모드와, 통화연결모드와, 통화종료모드로 나뉠 수 있는데, 통화대기모드에서는 휴대폰(10)에서 착신제어기(20)로 전원을 공급하지 않고 차단상태에 있게 된다. 이에 따라 통화/종료제어기(20)는 오프상태에 있게 되며, 이후, 휴대폰(10)에서 통화연결 요구 즉, 상대방으로부터 전화가 걸려오거나 휴대폰 통화를 위해 작동시켰을 때, 휴대폰(10)에서 이어폰 통화/종료제어기(20)에 동작전원을 공급하게 되며, 통화연결모드가 종료되어 통화대기상태가 되면 전원을 다시 차단한다.

통화/종료제어기(20)는 동작전원이 공급되면, 센터프로세싱을 하게 되는데, 감지센서(31)로부터 신호가 검출되면, 그 검출신호를 분석하여 이어폰을 귀에 삽입하였는지를 판단한다. 즉 일정시간 이상 감지센서(31)의 신호가 온 신호로 입력되는 경우 통화/종료제어기(20)는 알림신호를 휴대폰에 출력하여 통화모드를 수행하도록 한다. 이후 센서신호가 오프되면, 소정시간 이상 오프인지를 판단하여 소정시간이상 오프이면 상기 알림신호를 오프시켜 통화 대기상태로 만들게 되는 것이다.

따라서, 본 발명에 의한 정전용량 센서를 이용한 자동 핸즈프리 이어폰을 사용하는 경우 이어폰을 귀에 착/탈하는 동작만으로 휴대폰의 통화연결/통화종료를 자동 제어할 수 있게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 자동 착발신 핸즈프리 이어폰은, 이어폰에 정전용량 감지 센서를 설치하여 이어폰헤드(30)를 귀에 삽입하였는지 여부를 자동 감지하고, 이어폰헤드(30)를 귀에 삽입하여 소정시간 이상 유지시키는 경우와 소정시간 이상 이탈을 유지하는 경우 자동으로 휴대폰에 연결된 핸즈프리의 착발신 작동을 자동 제어하므로, 사용자가 다른 버튼 조작이나 기기조작 없이도 편리하게 이용할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 기존의 휴대폰 착발신 스위치를 이용한 핸즈프리 이어폰 시스템 구성도.

도 2는 본 발명에 의한 정전용량 센서를 이용한 통화/종료 자동 제어 이어폰 시스템 구성도

도 3는 본 발명에 의한 정전용량 센서를 이용한 통화/종료 자동제어 이어폰 시스템 구성 예

도 4는 본 발명에 의한 정전용량 센서를 이용한 통화/종료 자동제어 이어폰의 동작신호 처리 과정

도 5는 본 발명에 의한 정전용량 센서를 이용한 통화/종료 자동제어 이어폰의 복합모드 동작 흐름도

Claims (4)

1. 휴대폰에 연결하여 통화할 수 있도록 한 착발신 핸즈프리 이어폰장치에 있어서,

   상기 이어폰에 설치되어 귀에 삽입되는지를 검출하는 정전용량 감지센서(31)와, 그 센서의 신호를 분석하여 귀에 이어폰이 소정시간 이상 삽입되었는지 또는 소정시간 이상 이탈되었는지를 판단하여 그 이어폰장치와 연결된 휴대폰의 통화연결과 통화종료를 제어하는 것을 특징으로 하는 정전용량 감지센서를 이용한 자동 통화/종료 제어 이어폰장치.
2. 제 2 항에 있어서, 상기 정전용량 감지센서의 소정의 접촉부가 이어폰의 헤드(30)에 구성하여 이어폰이 직접적으로 귀에 장착/이탈 되었는지를 알 수 있도록 한 정전용량 감지센서를 이용한 자동 통화/종료 제어 이어폰장치.
3. 휴대폰에 결합하여 이어폰으로 송수신 통화를 할 수 있는 핸즈프리 이어폰 장치에 있어서, 이어폰헤드(30)에 정전용량 감지 센서 접촉부가 설치되어 귀에 삽입되는지를 감지하는 감지센서(31)와,

   그 감지 센서(31)가 이어폰헤드(30)을 귀에 삽입하였는지 이탈되었는지를 신호 처리하여 감지하는 착탈 감지부(23)와,

   그 착탈 감지부(23)의 신호처리 결과에 의거하여 연결제어신호를 발생시켜 이어폰 잭을 통해 연결된 기기(10)의 메인프로세서에 통화연결/통화종료 등을 제어하도록 연결제어신호를 출력하는 신호발생부(24)와, 외부 기기(10)로부터의 전송되는 전원 또는 밧데리 전원에 의해 상기 각부 동작전원을 공급하는 전원부(50)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 정전용량 센서를 이용한 자동 통화/종료 제어 이어폰장치.
4. 휴대폰에 연결하여 통화할 수 있도록 한 핸즈프리 이어폰장치에 있어서, 상기 감지센서(31)의 감지에 의해 자동으로 통화나 종료를 제어하는 자동모드와, 착발신 스위치 온/오프에 의해 수동으로 연결하는 수동모드와, 자동모드와 수동모드를 동시에 지원하는 복합모드를 사용자가 선택할 수 있도록 한 기능과,

   그 선택 기능에 의해 수동모드에서는 스위치에 의해 통화연결/통화종료를 제어하고, 자동모드에서는 상기 착탈감지부(23)의 감지신호에 의해 휴대폰의 통화요구 상태에서 이어폰헤드(30)을 소정시간 이상 귀에 끼운 상태를 유지하는 동안 자동으로 통화연결을 제어하고, 이어폰헤드(30)이 이탈되면 통화연결을 해제하며,

   복합모드에서는 수동모드와 자동모드를 동시에 지원하여 통화대기 상태에서 휴대폰이 통화연결을 원하는 경우 착발신 스위치의 통화연결 온 신호 와 착탈감지부(23) 신호처리에 의한 신호발생기의 통화연결을 요구하는 연결제어신호 중 어느 하나가 먼저 발생하면 휴대폰(10)에 통화연결 신호를 알려 통화연결하고, 통화연결 상태에서 오/오프 스위치의 오프 신호 또는 신호발생부의 통화종료 제어신호 중 우선하는 신호에 따라 통화종료를 수행하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 정전용량 감지센서를 이용한 자동 통화/종료 제어 이어폰장치