KR20050061684A - 마이크/스피커 기능을 갖는 싱글 이어폰을 사용하는무선통신기 - Google Patents

Abstract

무선통신기에 사용하는 오디오 기기로서, 가역성이 있는 마이크/스피커 기능을 갖는 싱글 이어폰 1개만을 사용하여, 전기적 피드백을 실용적으로 필요한 -60dB로 하며 그 싱글 이어폰을 무선통신기내에 수납하고 착탈가능하게 지지하는 콤팩트한 무선통신기, 특히 휴대전화기를 제공한다.

전기적 피드백을 -60dB로 하기 위해 마이크/스피커 기능을 갖는 싱글 이어폰의 특성을 이용하여 그 캔슬 회로에 압축기와 신장기를 조합하고, 또한 그 싱글 이어폰의 코드를 무선통신기내에 수납하도록 하며, 이어폰을 그 무선통신기로부터 분리하지 않는 구조로 하고, 그 싱글 이어폰과 무선기 본체에 마이크로파 대역 무선 트랜시버를 각각 설치하여, 싱글 이어폰과 무선통신기 본체 사이를 마이크로파 대역 반송파에 의한 송수신 통신도 실시할 수 있도록 하며, 싱글 이어폰의 사용방식의 자유도를 확대하는 구성으로 함으로써, 특히 소형이면서 콤팩트하고 사용하기 쉬운 휴대전화기를 제공할 수 있도록 하였다.

Description

마이크/스피커 기능을 갖는 싱글 이어폰을 사용하는 무선통신기{Wireless communication device using earphone with microphone and speaker function}

본 발명은 가역성(可逆性,reversibility)에 따른 마이크/스피커 기능을 갖는 싱글 이어폰을 사용하고, 전기적 피드백이 없는 오디오 송수신 회로부를 구비한 무선통신기로서, 그 싱글 이어폰과 상기 오디오 송수신 회로부를 코드로 접속하며, 그 이어폰을 사용하지 않을 때는 이어폰의 코드를 감아 들여 그 무선기내에 착탈가능하게 수납 지지하고, 또한 그 싱글 이어폰과 상기 오디오 송수신 회로부간의 오디오 송수신을 실시하는 근거리 무선통신용인 소형 무선 트랜시버를 구비한 소형이면서 콤팩트한 무선통신기, 특히 휴대전화기에 관한 것이다.

종래의 무선통신기, 예를 들면 휴대전화기(2)는 도 10에 나타낸 바와 같이 일반적으로 마이크(6)와 스피커(3)로 이루어진 오디오 기기로 구성되어 있거나, 혹은 이어폰으로 듣고 싶을 때에는 휴대전화기(2)와는 별도로 휴대하고 있는 이어폰(8)을 꺼내, 그 코드(8a)의 선단에 있는 잭(8b)을 휴대전화기(2)의 측면에 있는 이어폰 커넥터(7)에 장착하였었다.

그러나, 이어폰 없이 들을 경우에는 반드시 어느 쪽 손이든 한 손을 사용하여 스피커(3)가 귀 가까이에, 마이크(6)가 입 언저리 부근에 오도록 휴대전화기(2)를 위치시킬 필요가 있어 불편하다. 한편, 이어폰(8)을 사용할 경우에는 스피커(3)를 귀 근처에 부착시킬 필요는 없지만, 마이크(6) 부근에 입 언저리를 위치시킬 필요가 있으며, 휴대전화기(2)를 두는 장소에 따라서 손을 사용하지 않아도 되는 경우가 있는 정도이다. 또한, 9는 안테나부를 가리킨다.

그래서, 골전도 음성진동을 픽업하는 골전도 마이크와 음압형 스피커를 동일 케이스에 넣은 골전도 이어폰 마이크가 제안되었다. 이는 압전 바이몰프(bimorph)를 음향-전기신호변환소자로 사용하여, 이를 이어폰 마이크 케이스의 귓구멍 삽입부에 수납하고, 골전도 음성진동을 검출함과 동시에 이 귓구멍 삽입부의 선단 개구부를 통해 스피커의 수화음을 방출하는 것이 일본 특허공개 평5-199577호 공보(제 2 및 제 3 페이지, 도 1를 참조)와 일본 특허공개 평8-265887호 공보(제 2 및 제 3 페이지, 도 1를 참조)에 개시되어 있다.

그러나, 상술한 바와 같이 골전도 마이크와 음압형 스피커를 동일 케이스에 내장하고 있기 때문에, 음성의 하우링(울림현상)이 발생하기 쉽다는 문제점이 있었다. 또한, 이와 같은 이어폰 마이크를 휴대전화기(2)에 장착하게 되면, 그 콤팩트화에 반하는 것이 되므로, 이러한 측면에서도 문제점이 발생하였다.

때문에, 본 특허 발명자는 음성을 귓구멍내에서의 공기 전도를 통해 음성신호전류로 변환시키는 음향입력-전기신호출력 변환 마이크 기능과, 외부로부터 수신한 음성 신호 전류를 음성으로 변환하여 귓구멍내의 공기 전도를 통해 내이(內耳,속귀)로 전달하는 전기신호출력-음향입력 변환 이어폰 기능을 동시에 구비한 음성 하우링이 없는 가역성을 갖는 이어폰을 1개만, 즉 가역성을 갖는 싱글 이어폰을 사용함으로써, 전자적 피드백이 없고 콤팩트하게 설계하기 쉬은 전이중(Full-duplex) 오디오 통신회로를 제안하였다. 그 종래예는 아직 문제점을 안고 있는데, 하기의 구체적인 예를 사용하여 그 문제점에 대해 설명한다.

휴대전화기(2)의 무선통신 송수신 안테나부(9)를 통해 수신한 수신신호, 안테나부(9)로 전달될 수신신호를 처리하는 고주파 송수신 처리회로부로부터의 수신신호를 입력받는 입력단자와, 그 회로부로 송신신호를 출력하는 출력단자를 구비하며, 수신신호의 성분만이 송신신호 중에서 제거되도록 하는, 즉 전기적인 피드백을 적게 한 최초로 제안한 전이중 오디오 통신회로이지만, 그 개선이 충분하지 않는 종래예의 블록도를 도 8에 나타내었다.

도 8에 있어서, 200은 종래의 그 전이중 오디오 통신회로(이어폰과 접속되는 오디오 송수신 회로부)를 나타내며, 10은 출력단자, 11은 입력단자, 12는 마이크 기능을 갖는 이어폰의 입출력단자를 나타낸다. G1, Z1은 각각 입력단의 수신 전압과 출력단의 등가부하저항을 나타낸다. 또한, G2, Z2는 각각 입출력단의 출력전압과 등가부하저항을 나타낸다.

그 동작은 다음과 같이 이루어진다. 입력단자(11)를 통해 입력된 상기 고주파 송수신 처리회로부 수신신호(G1)는 연산증폭회로(A1) 및 저항회로(R1)를 경유하여 입출력단자(12)를 통해 부하저항(Z2)으로 출력된다.

한편, 입출력단자(12)틀 통해 입력된 입력전압(G2)은 저항회로(R2) 및 연산증폭회로(A2)를 경유하여 출력단자(10)를 통하고 상기 고주파 송수신 처리회로부로 송신되는 송신신호는 부하저항(Z1)으로 출력된다.

그러나, 이 경우, 출력단자(10)를 통과하는 신호 성분은 입력단자(11)로부터 연산증폭회로(A1), 저항회로(R1, R2) 및 연산증폭회로(A2)를 경유한 신호 성분도 포함되며 피드백의 원인이 되기도 하므로, 도 8과 같이 입력 단자(11)와 저항 회로(R2) 및 연산증폭회로의 접속점(13)과의 사이에 분기회로를 형성하였다. 그 분기회로는 연산반전증폭회로(I1)와 이득/위상조정회로(14)로 이루어진다.

이 분기회로와 저항회로(R2)에 의해, 입력신호(G1)의 캔슬 회로(15)를 형성한다. 즉, 먼저 캔슬 회로(15)의 제 1 입력단자(15a)를 통해 입력되는 입력신호(G1)를 연산반전증폭회로(I1)에 의해 위상을 반전시킨 후, 이득/위상조정회로(14)에서, 캔슬 회로(15)의 제 2 입력단자(15b)를 통해 입력되어 저항회로(R2)를 통과하는 입력신호(G1)와 동일 진폭이면서 역위상이 되도록 조정하고 접속점(13)에서 합성하여 입력신호(G1) 성분만 서로 제거하도록 설정하여, 캔슬 회로(15)의 출력단자(15c)를 통해 출력한다.

따라서, 출력단자(10)에서는 입출력단자를 통해 입력된 입력전압만의 성분이 되어야 하지만, 그러나 실제로는 완전히 제거하는 것은 어려우며, 일반적으로 전기적 피드백은 -30dB 정도이었다.

도 6에 나타낸 바와 같은 캔슬 회로(15)에서 전기적 피드백의 캔슬량을 더욱 향상시켜 -40dB 이하로 하기 위해서는 캔슬 회로(15)의 각 회로상수를 정확하게 설정해야만 하는데, 그들 회로 상수가 적어도 상수값으로부터 상수의 쉬프트 변화가 있다면, 그 캔슬량은 급격하게 저하되므로, 안정된 캔슬 회로는 -30dB 정도가 한도였었다.

본 발명은 상술한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는 음향입력-전기신호출력 변환 마이크 기능과 그 역인 전기신호입력-음향출력 이어폰 기능을 동시에 구비한 하우링이 없는 마이크 기능을 갖는 이어폰을 제공하고, 또 그것을 1개만 사용, 즉 오디오 송수신 회로부가 전기적 피드백을 실용적으로 향상시키기 때문에 그 캔슬 회로(15)에 압축기와 신장기를 조합하여 캔슬량를 -60dB정도까지 안정적으로 얻을 수 있으며 상술한 가역성에 따른 마이크 기능을 갖는 1개의 이어폰(싱글 이어폰)을 사용함으로써, 이어폰의 코드를 감아들여 무선통신기내에 용이하게수납할 수 있으며, 이어폰도 분리하지 않고 착탈가능하게 무선통신기에 세팅할 수 있을 뿐만아니라, 그 싱글 이어폰과 무선통신기 본체에 무선 트랜시버를 마련함으로써, 싱글 이어폰과 본체를 무선 접속할 수 있는 사용하기 쉬운 소형 콤팩트 설계의 무선통신기, 특히 휴대전화기를 제공하는 것이다.

상기 목적을 해결하기 위해, 본 발명의 마이크/스피커 기능을 갖는 싱글 이어폰을 사용하는 무선통신기는 무선통신 송수신용 안테나부와, 그 무선통신신호의 반송 주파수 대역 고주파 송수신 처리회로부와, 오디오 송수신 회로부와, 음성을 송신 오디오 신호로 변환하는 마이크 기능 및 상기 오디오 송수신 회로부로부터의 수신 오디오 신호를 음성으로 변환하는 스피커 기능을 갖는 오디오 트랜스듀서를 적어도 구비한 무선통신기에 있어서, 상기 오디오 트랜스듀서는 제 1 오디오 트랜스듀서 기기와 제 2 오디오 트랜스듀서 기기를 포함하며, 상기 제 1 오디오 트랜스듀서 기기는, 마이크/스피커 기능을 갖는 가역성이 있는 마그네틱형 또는 다이나믹형 또는 크리스탈형 중의 어느 한 싱글 이어폰과, 그 싱글 이어폰에 대한 상기 송신 오디오 신호의 출력과 상기 수신 오디오 신호의 입력을 겸용하는 싱글 이어폰의 입출력 단자와, 싱글 이어폰의 입출력 단자와, 상기 무선통신기 본체내에 있는 상기 오디오 송수신 회로부의 입출력단자를 직접 접속하는 코드와, 그 이어폰을 사용하지 않을 때는 그 이어폰을 상기 무선통신기 본체내에 수납하여 그 벽면에 착탈가능하게 지지하는 이어폰 지지부와, 그 이어폰이 상기 지지부에 세팅되었을 때, 상기 코드를 그 무선통신기 본체내로 감아들이는 코드권취기구를 구비하고, 상기 제 2 오디오 트랜스듀서 기기는, 상기 싱글 이어폰과, 그 싱글 이어폰에 의해 음성을 변환한 상기 송신 오디오 신호에 의해 마이크로파 무선 반송파로 변조하여 안테나를 통해 발신하는 한편, 무선 반송파를 상기 안테나를 통해 수신하여 검파한 수신 오디오 신호를 음성으로 변환시키는 싱글 이어폰으로 송신하는 이어폰측의 제 1 무선 트랜시버와, 상기 무선통신기 본체 벽면에 위치하여, 상기 제 1 무선 트랜시버로부터의 무선 반송파를 안테나를 통해 수신하여 검파한 송신 오디오 신호를 상기 오디오 송수신 회로부의 입출력단자로 입력하는 한편, 그 오디오 송수신 회로부의 입출력단자를 통해 입력된 수신 오디오 신호에 의해 무선 반송파를 변조하여, 안테나로부터 그 이어폰측 제 1 무선 트랜시버를 향해 발신하는 본체측의 제 2 무선 트랜시버를 구비하며, 상기 오디오 송수신 회로부는, 수신 오디오 신호 입력단자를 통해 입력받은 수신 신호를 상기 이어폰의 입출력단자로 출력하기 위해 그 사이에 접속된 제 1 증폭회로 및 그것과 직렬로 접속된 제 1 임피던스 회로와, 상기 이어폰의 입출력 단자로부터의 송신 신호를 송신 오디오 신호 출력단자로 출력하기 위해 그 사이에 접속된 제 2 임피던스 회로 및 그것과 직렬로 접속된 제 2 증폭회로와, 상기 입력단자를 통해 입력받은 수신 신호가, 상기 제 2 증폭회로를 경유하여 상기 출력단자로 출력되는 것을 방지하기 위해, 상기 제 2 임피던스 회로 및 제 2 증폭회로의 접속점과 상기 입력단자와의 사이에 반전증폭회로 및 그것과 직렬로 접속된 이득/위상조정회로로 이루어진 분기회로를 구비하고, 상기 제 2 임피던스 회로와 상기 분기회로에 의해, 그 사이의 신호 합성 접속점에서 상기 입력단자틀 통해 입력받은 수신 신호가 합성되어, 캔슬되는 캔슬 회로를 형성하고, 상기 입력단자측 상기 캔슬 회로의 제 1 입력단자로의 입력은 제 1 압축기를 통해 입력되고, 상기 입출력단자측 상기 캔슬 회로의 제 2 입력단자로의 입력은 제 2 압축기를 통해 입력되며, 이들의 합성 캔슬된 입력신호는 신장기를 통해 상기 출력단자로 출력되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 마크네틱형 이어폰은 음성의 귓구멍내에서의 공기 전도를 통해 그 음파를 진동부재에서 받아, 그것과 접속되는 자석을 진동시키고, 상기 자석을 감고 있는 코일부에 송신 오디오 신호 전류를 생성하여 상기 입출력단자로 출력하는 마이크 기능과, 수신 오디오 신호 전류를 상기 입출력단자를 통해 입력하고 상기 코일부에 흘려 상기 자석을 진동시키고 상기 진동부재에 생성되는 음파를 공기 전도를 통해 그 귓구멍내로 출력하는 이어폰 기능을 구비하며, 상기 다이나믹형 이어폰은 음성의 귓구멍내에서의 공기 전도를 통해 그 음파를 진동부재로 받아, 그것과 접속되는 코일부를 자석과 자기 요크로 형성되는 정자계(靜磁界) 간격폭으로 변위시키고, 코일부에 송신 오디오 신호 전류를 생성하여 상기 입출력단자로 출력하는 마이크 기능과, 수신 오디오 신호 전류를 상기 입출력단자릍 통해 입력하고 상기 코일부로 흘려, 상기 정자계 간격폭으로 상기 코일부를 변위시키고 상기 진동부재를 진동시킴으로써 생성되는 음파를 공기 전도를 통해 그 귓구멍내로 출력하는 이어폰 기능을 구비하며, 상기 크리스탈형 이어폰은 음성의 귓구멍내에서의 공기 전도를 통해 그 음파를 압전소자부재에서 받아 그 압전소자부재를 변위진동시킴으로써, 송신 오디오 신호 전압을 생성하여 상기 입출력단자로 출력하는 마이크 기능과, 수신 오디오 신호 전압을 상기 입출력단자를 통해 입력하여 상기 압전소자부재에 인가하며, 그 압전소자부재를 변위진동시켜 생성되는 음파를 공기 전도를 통해 그 귓구멍내에 출력하는 이어폰 기능을 구비한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 무선통신기는 휴대전화기인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제 1 및 제 2 압축기는 대수비율로 1/2로 압축하며, 신장기는 대수비율로 2배로 신장시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제 1 및 제 2 증폭회로는 각각 연산증폭회로, 상기 반전증폭회로는 연산반전증폭회로, 상기 제 1 및 제 2 임피던스회로는 각각 저항회로인 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 마이크/스피커 기능을 갖는 싱글 이어폰을 사용하는 무선통신기에 대해 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 마이크/스피커 기능을 갖는 싱글 이어폰을 사용하는 무선통신기의 일 실시예를 나타낸 외관도이다. 이 실시예는 무선통신기를 휴대전화기로 했을 경우에 대해 그 실시예를 나타낸 것이다. 도 2는 그 휴대전화기의 구성도를 나타낸다.

도 1에서는 그 휴대전화기(1)의 본체의 표시부와 키가 있는 앞면과 뒷면을 도시하고 있으며, 부호 9는 그 안테나부를 가리킨다.

뒷면쪽에는 코드권취기구(80)가 있다. 50, 60, 70은 싱글 이어폰으로, 후술하는 도 5의 이어폰 중의 어느 하나를 나타낸다. 도 2 좌측의 싱글 이어폰(50, 60, 70)은 코드(50a)에 의해, 코드권취기구(80)를 통해 전이중 오디오 통신회로(오디오 송수신 회로부)(100)의 입출력단자(12)에 접속된다.

상기의 좌측 싱글 이어폰(50, 60, 70)과, 이 좌측 싱글 이어폰이 직접 코드(50a)에 의해 코드권취기구(80)를 통해 접속되는 오디오 송수신 회로부측의 입출력단자(12) 까지는 도 2에 나타낸 바와 같이 제 1 오디오 트랜스듀서 기기(A)로 한다.

한편, 도 2 우측의 싱글 이어폰(50, 60, 70)은 그 싱글 이어폰측의 입출력단자(54, 64, 74)를 경유하여 제 1 무선트랜시버(91)로 접속된다.

그 싱글 이어폰으로 사용자의 음성을 변환한 송신 오디오 신호(Tx)에 의해, 제 1 무선 트랜시버(91)는 마이크로파 무선 반송파를 변조하여 마이크로파 대역 오디오로부터 그 반송파를 발신시킨다.

한편, 그 제 1 무선 트랜시버(91)는 마이크로파 무선 반송파를 상기 마이크로파 대역 안테나로부터 수신하여 검파한 수신 오디오 신호(Rx)를 음성으로 변환시키는 싱글 이어폰으로 입출력단자(54, 64, 74)를 경유하여 송신한다.

또한, 휴대전화기(1)의 본체 벽면에는, 전이중 오디오 통신회로(오디오 송수신 회로부)(100)의 입출력단자(12)와 접속된 제 2 무선 트랜시버(92)가 배설된다.

제 2 무선 트랜시버(92)는 제 1 무선 트랜시버(91)로부터의 마이크로파 무선반송파를 마이크로파 대역 안테나로부터 수신하고, 검파한 송신 오디오 신호(Tx)를 오디오 송수신 회로부(100)의 입출력단자(12)로 입력하는 한편, 그 입출력단자(12)를 통해 입력된 수신 오디오 신호(Rx)에 의해 마이크로파 무선 반송파를 변조하여, 그 마이크로파 대역 안테나로부터 이어폰측의 제 1 무선 트랜시버를 향해 무선 반송파를 발신한다.

상기와 같은 우측 싱글 이어폰(50, 60, 70)과, 그것을 접속하는 제 1 무선 트랜시버(91)와, 마이크로파 대역 반송파(93)를 통해 접속하는 제 2 무선 트랜시버(92)와, 그것과 접속하는 입출력단자(12)까지를 도 2에 나타낸 바와 같이 제 2 오디오 트랜스듀서 기기(B)라 한다.

사용자는 제 1 오디오 트랜스듀서 기기(A)와 제 2 오디오 트랜스듀서 기기(B) 중 어느 하나, 즉 그 시점에서 상황이 좋은 쪽을 사용하여도 좋으며, 혹은 기기(A, B) 양쪽을 동시에 사용하여도 좋다.

또한, 도 2에 나타낸 마이크로파 대역에 따른 무선 트랜시버는 근래, 단거리 통신으로서 특히 휴대정보단말기용 무선통신으로서 표준 규격화하여 공개되고 있는 Bluetooth기술(BlueTooth SIG Inc USA의 등록상표)을 이용할 수 있다. 그 기술에서는 면허없이 자유롭게 사용할 수 있는 2.45GHz대역의 마이크로파를 이용하여 적어도 1Mbps의 속도로 통신할 수 있다. 기기간의 거리가 수 m 이내이면 이용할 수 있다. 그 무선 트랜시버는 소형/저소비전력이 특징이다.

본 발명은 싱글 이어폰을 사용하는 무선통신기에 그 공개된 마이크로파 대역 무선 트랜시버를 싱글 이어폰과 무선통신기와의 접속용으로 이용하고, 사용자가 사용하기 쉬운 이어폰을 선택가능하게 할 수 있다. 즉, 상기 기기 A 또는 B를 선택할 수 있는 자유도가 높은 소형이면서 콤팩트한 무선통신기(특히 휴대전화기)를 제공하는 것이다.

이어, 본 발명의 마이크/스피커 기능을 갖는 싱글 이어폰의 구조를 도 7에 의해 설명한다. 이들은 모두 가역성을 가지며 입출력단자를 갖는다. 도 7(a)는 마그네틱형 싱글 이어폰(50), (b)는 다이나믹형 싱글 이어폰(60), (c)는 크리스탈형 싱글 이어폰(70)의 일 실시예를 나타낸다. 도 7(a)는 귓구멍 삽입부(50a)가 있는 타입이지만, 도 7(b)와 같이 귓바퀴의 귓속 개강(介腔, 귀 입구)내에 장착할 수 있는 외형의 개강장착형상(50b)이어도 좋다. 도 7(c)도 상술한 어느 형상이어도 좋다.

도 7(a)에 있어서, 51은 진동판, 52는 영구자석과 그 지지부, 53은 영구자석을 감고 있는 코일부, 54는 코일부의 양단에 접속하는 싱글 이어폰의 입출력단자이다.

음성은 귓구멍내의 공기 전도를 통해 귓구멍 삽입부(50a)를 통과하여 진동판(51)을 진동시키고, 그것과 접속된 영구자석(52)을 진동시켜 코일부(53)에 음성신호전류를 생성한다(음향입력-전기신호 출력변환 마이크 기능)

외부로부터 보내오는 음성전류를 코일부(53)에 흘려 그 자성자석(52)을 진동시키고 진동판(51)을 진동시키며, 귓구멍삽입부(50a)를 통과하여 귓구멍내의 공기전도를 통해 내이로 전달한다(전기신호입력-음향출력 변환 스피커 기능). 이상과 같은 쌍방향 각 변환을 동시에 실시할 수 있는 가역성이 있는 마이크/스피커 기능을 갖는 싱글 이어폰이다.

이어, 도 7(b)에 있어서, 61은 진동막, 62는 영구자석, 63은 코일부, 64는 보이스 코일의 양단에 접속한 싱글 이어폰의 입출력단자, 65는 자기 요크이다.

여기서, 음성은 귓구멍내의 공기 전도를 통해 개강장착형상(50b)의 중앙홀을 통과하여 진동막(61)을 진동시키며, 그것과 접속된 코일부(63)를 진동시킨다. 그 코일부(63)는 영구자석(62)과 자기 요크(65)에 의해 형성된 자계의 틈새에 배설되어 있으므로, 코일부(63)에 음성신호 전류를 생성한다.

한편, 외부로부터 보내오는 음성 전류를 코일부(63)에 흘려 코일부(63)를 진동시키고, 그것과 접속된 진동막(61)을 진동시키며, 귓구멍내의 공기 전도를 통해 내이속으로 전달한다. 이상과 같은 쌍방향 각 변환은 동시에 실시할 수 있다.

이어, 도 7(c)에 있어서, 71은 진동막, 72는 진동막에 장착되어 있는 압전소자재, 73은 그 지지금속판, 74는 진동막(72)과 지지금속판(73)에 각각 접속되어 있는 싱글 이어폰의 입출력단자이다.

여기서, 음성은 귓구멍내의 공기 전도를 통해 귓구멍 삽입부(50a)를 통과하여 진동막(71)을 진동시키고, 진동막(71)과 지지금속판(73) 사이에 끼인 압전소자재(72)에 진동압력을 인가한다. 이로 인해 그 양단에 생성된 음성전압이 입출력단자(74)를 통해 출력된다.

한편, 외부로부터 보내오는 음성전압을 입출력단자(74)를 통해 입력하며 압전소자재(72)에 인가하여 압전소자(72)를 진동시키고, 그것에 장착된 진동판(71)을 진동시키며, 귓구멍내의 공기 전도를 통해 내이로 전달한다. 이상과 같은 쌍방향 각 변환은 동시에 실시할 수 있다.

본 발명의 전이중 오디오 통신회로의 일 실시예를 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도 3에 있어서, 100은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전이중 오디오 통신회로(이어폰과 접속하는 오디오 송수신 회로부)이다. 도면 중, 종래예의 도 8과 동일 기능은 동일 부호를 사용하며, 그 설명은 생략한다. 또한, 접속한 이어폰은 도 7에 도시된 마이크/스피커 기능을 갖는 싱글 이어폰(50, 60, 70)이다.

16은 제 1 압축기, 17은 제 2 압축기, 18은 신장기이다.

이어, 본 발명의 전이중 오디오 통신회로의 동작을 도 3을 참조하여 설명한다.

먼저, 입력단자(11)를 통해 입력되는 입력신호는 연산증폭회로(A1)(제 1 증폭회로) 및 저항회로(R1)(제 1 임피던스 회로)를 경유하여 입출력단자(12)를 통해 부하 저항(Z2)으로 출력된다.

한편, 입출력단자(12)를 통해 입력된 입력전압(G2)은 제 2 압축기(17), 저항회로(R2)(제 2 임피던스 회로), 연산증폭회로(A2)(제 2 증폭회로) 및 신장기(18)를 경유하여 출력단자(10)를 통해 부하 저항(Z1)으로 출력된다.

때문에, 출력단자(10)를 통과하는 신호 성분에는 입력단자(11)로부터 연산증폭기(A1), 저항기(R1), 압축기(17), 저항기(R2), 연산증폭기(A2), 신장기(18)를 경유하여 피드백하는 입력단자(11)로부터의 입력신호성분이 포함되어 있다.

이 입력단자(11)로부터의 입력신호성분을 제거하기 위해, 입력단자(11)로부터 제 1 압축기(16)를 경유하여, 연산반전증폭회로(I1) 및 이득/위상조정회로(14)로 이루어진 분기 회로를 통해 접속점(13)에 접속하며, 저항회로(R2)와 상기 분기회로에서, 입력단자(11)를 통해 입력된 입력신호성분을 제거하는 캔슬 회로를 형성하고 있다.

입력단자(11)를 통해 입력된 입력신호는 압축기(16)를 경유하여 캔슬 회로(15)의 제 1 입력단자(15a)를 통해 입력되어 연산반전증폭회로에서 위상이 반전되고, 또한 이득/위상이 조정되며, 캔슬 회로의 제 2 입력단자(15b)를 통해 입력되어 저항기(R2)를 통과하는 입력신호와 그 진폭을 동일하게 하여 위상을 역위상으로 맞추고, 접속점에서 합성하여 입력신호를 제거하도록 하여, 캔슬 회로의 출력단(15c)을 통해 출력한다. 동시에 입출력단자를 통해 입력된 입력신호는 제거 않고 그대로 통과된다.

이 경우의 압축기(16, 17), 신장기(18)의 입출력 특성을 도 4에 나타내었다. 압축은 대수비율 1/2, 신장은 대수비율 2배로 한다. 대수비율을 각각 1/3, 3배, 1/4, 4배로 할 수도 있는데, 점차 부자연스런 음성이 된다.

도 4에는 입력단자를 통해 입력된 입력전압(G1)을 0dBV로 하여, 그 각부에서의 전압 레벨(dBV)을 실선과 화살표로 나타내고 있다. 한편, 입출력단자를 통해 입력되는 입력전압(G2)을 0dBV로 하여, 그 각 부에서의 전압 레벨(dBV)을 점선과 화살표로 나타내고 있다.

또한, 도 9에는 비교를 위해, 종래예 도 8의 각 부에서의 전압 레벨(dBV)이 도시되어 있다. 도 4에 있어서, 감쇠기(-3dB)(19)와 연산증폭기(6dB)(A3)는 설명을 위해 각 부의 레벨을 도 4와 도 9에서 동일하게 하기 위해 삽입한 것으로, 본래는 불필요한 것이다. 또한, 간단히 하기 위해, R1≪R2, R1=Z2, R2=R3으로 하였다. 도 2와 도 7을 비교하여 분명하게 밝힌 바와 같이, 종래예의 도 9에서는 출력단자(10)에서의 출력레벨이 -30dB의 차가 있는 것에 비해, 본 발명의 도 4에서는 -60dB의 차가 있어, 결국 종래보다도 대수비율로 2배 개선되었음을 알 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대전화기(1)의 싱글 이어폰의 코드권취기구(80)를 상세하게 나타낸 것이다. 도 5는 휴대전화기(1)의 상부 부분을 도시한 것으로, (a)(c)는 정면도로, 일부 단면을 나타내며, (b)는 측면 외관도이다.

도 5에 있어서, (a)는 마이크/스피커 기능을 갖는 1개의 싱글 이어폰(50, 60, 70)이며, 그것을 전화기(1)내에 수납하고, 그 측벽에 형성한 이어폰 지지부(90)에 싱글 이어폰(50, 60, 70)을 장착하였으며, 코드(50a)는 코드 권취 스프링(80a)에 의해 감겨 코드권취기구(80)에 수납된 상태를 나타낸다.

(b)는 그 측면도이며, 싱글 이어폰(50, 60, 70)이 셋팅된 상태를 나타낸다.

(c)는 싱글 이어폰(50, 60, 70)을 이어폰 지지부(90)로부터 분리하여, 잡아 당기면 코드 권취 스프링(80a)에 저항하며 인출할 수 있다. 코드권취기구(80)는 역전에 의해 감겨 수납된 코드(50a)를 순차적으로 외부로 꺼낸다.

이상과 같이 이어폰을 1개로 하고, 게다가 가역성을 이용하고 있으므로, 소형화가 불가능한 오디오 기기의 부품 스페이스를 대폭적으로 줄이는 것이 가능해지며, 도 5와 같이 코드권취기구를 수납하여도 소형이면서 콤팩트하고 사용하기 쉬운 휴대전화기(1)로 만들 수 있다.

본 발명의 마이크/스피커 기능을 갖는 싱글 이어폰을 사용하는 무선통신기는 다음과 같은 효과를 갖는다.

오디오 기기는 가역성이 있는 마이크/스피커 기능을 갖는 1개의 싱글 이어폰을 사용할 뿐이므로, 오디오 기기의 소형화가 어려운 점을 고려할 때, 무선통신기, 특히 휴대전화기의 콤팩트화에 유리해진다. 따라서, 또한, 싱글 이어폰을 휴대전화기에 접속하여 분리하지 않고 전화기내에 수납하며, 착탈가능하게 측면에 지지시키고, 또한 그 코드도 전화기내에 권취시키는 사용하기 쉬운 소형 휴대전화기를 제공할 수 있다. 휴대전화기와 이어폰을 별도로 휴대할 경우에 비해 특히 이용하기 쉽다.

또한, 이 마이크/스피커 기능을 갖는 1개의 싱글 이어폰을 입출력단자에 접속한 오디오 송수신 회로부(전이중 오디오 통신회로)는 입력단자를 통해 입력된 입력신호가 출력단자에 대부분 나타나지 않도록 하기 위해, 이득과 위상을 조정하는 캔슬 회로에 압축기와 신장기를 조합함으로써, 종래예에서는 안정되게 동작하는 한계라고 말해졌던 -30dB를 크게 향상시켜 -60dB정도의 안정된 동작을 하는 무선통신기, 특히 휴대전화기를 제공할 수 있다.

도 1은 마이크/스피커 기능을 갖는 싱글 이어폰을 사용하는 무선통신기의 외관도.

도 2는 마이크/스피커 기능을 갖는 싱글 이어폰을 사용하는 무선통신기의 구성도.

도 3은 본 발명의 일 실시예인 전이중 오디오 통신회로의 구성도.

도 4는 본 발명의 도 3에 도시한 구성도의 각 부의 신호레벨의 예를 나타낸 도면으로, 여기서 캔슬량은 30dB에서의 계산이다.

도 5는 본 발명의 휴대전화기의 윗부분을 나타낸 것으로, (a)(c)는 일부가 단면으로 표시된 정면도, (b)는 측면도. (a)는 싱글 이어폰을 전화기내에 수납하고, 그 측벽에 싱글 이어폰이 지지되며, 코드가 내부의 권취기구에 권취된 상태를 나타내고, (c)는 싱글 이어폰을 꺼낸 상태를 나타낸다.

도 6은 본 발명에 사용하는 압축기, 신장기의 입출력 특성도.

도 7은 본 발명의 마이크/스피커 기능을 갖는 싱글 이어폰을 나타낸 도면.

도 8은 종래예의 전이중 오디오 통신회로를 나타내는 구성도.

도 9는 종래예의 도 8에 도시한 구성도의 각 부의 신호레벨의 예를 나타낸 도면으로, 여기에서 캔슬량은 30dB에서의 계산이다.

도 10은 종래의 휴대전화기의 외관도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

A : 제 1 오디오 트랜스듀서 기기 B : 제 2 오디오 트랜스듀서 기기

A1 : 제 1 증폭회로, 연산증폭회로 A2 : 제 2 증폭회로, 연산증폭회로

A3 : 연산증폭기(6dB) I1 : 연산반전증폭회로

G1 : 입력단의 입력전압 G2 : 입출력단으로부터의 입력전압

R1 : 제 1 임피던스 회로, 저항회로 R2 : 제 2 임피던스 회로, 저항회로

R3 : 저항회로 Z1 : 출력단의 부하저항

Z2 : 입출력단의 부하저항 1, 2 : 휴대전화기

3 : 스피커 6 : 마이크

7 : 이어폰 커넥터 8 : 종래의 이어폰

9 : 안테나부 10 : 출력단자

11 : 입력단자

12 : 마이크/스피커 기능을 갖는 싱글 이어폰 입출력단자

13 : 신호합성회로, 접속점 14 : 이득/위상조정회로

15 : 캔슬 회로 15a : 캔슬 회로의 제 1 입력단자

15b : 캔슬 회로의 제 2 입력단자 15c : 캔슬 회로의 출력단자

16 : 제 1 압축기 17 : 제 2 압축기

18 : 신장기 19 : 감쇠기(-3dB)

50, 60, 70 : 마이크/스피커 기능을 갖는 싱글 이어폰

50a : 코드 51, 61, 71 : 진동판, 진동막

52, 62, 72 : 영구자석 53, 63 : 코일부

54, 64, 74 : 싱글 이어폰의 입출력단자

65 : 자기 요크 73 : 지지 금속판

80 : 코드권취기구 80a : 코드 권취 스프링

90 : 이어폰 지지부 91 : 이어폰측 제 1 무선 트랜시버

2 : 본체측 제 2 무선 트랜시버 93 : 마이크로파 대역 반송파

94 : 반송 주파수 대역 고주파 송수신 처리회로

100, 200 : 무선통신기의 전이중 오디오 통신회로(이어폰으로 접속하는 오디오 송수신 회로부)

Claims (5)

1. 무선통신 송수신용 안테나부와, 그 무선통신신호의 반송 주파수 대역 고주파 송수신 처리회로부와, 오디오 송수신 회로부와, 음성을 송신 오디오 신호로 변환하는 마이크 기능 및 상기 오디오 송수신 회로부로부터의 수신 오디오 신호를 음성으로 변환하는 스피커 기능을 갖는 오디오 트랜스듀서를 적어도 구비한 무선통신기에 있어서,

   상기 오디오 트랜스듀서는 제 1 오디오 트랜스듀서 기기와 제 2 오디오 트랜스듀서 기기를 포함하며,

   상기 제 1 오디오 트랜스듀서 기기는,

   마이크/스피커 기능을 갖는 가역성이 있는 마그네틱형 또는 다이나믹형 또는 크리스탈형 중의 어느 한 싱글 이어폰과,

   그 싱글 이어폰에 대한 상기 송신 오디오 신호의 출력과 상기 수신 오디오 신호의 입력을 겸용하는 싱글 이어폰의 입출력 단자와,

   싱글 이어폰의 입출력 단자와, 상기 무선통신기 본체내에 있는 상기 오디오 송수신 회로부의 입출력단자를 직접 접속하는 코드와,

   그 이어폰을 사용하지 않을 때는 그 이어폰을 상기 무선통신기 본체내에 수납하여 그 벽면에 착탈가능하게 지지하는 이어폰 지지부와,

   그 이어폰이 상기 지지부에 세팅되었을 때, 상기 코드를 그 무선통신기 본체내로 감아들이는 코드권취기구를 구비하고,

   상기 제 2 오디오 트랜스듀서 기기는,

   상기 싱글 이어폰과,

   그 싱글 이어폰에 의해 음성을 변환한 상기 송신 오디오 신호에 의해 마이크로파 무선 반송파로 변조하여 안테나를 통해 발신하는 한편, 무선 반송파를 상기 안테나를 통해 수신하여 검파한 수신 오디오 신호를 음성으로 변환시키는 싱글 이어폰으로 송신하는 이어폰측의 제 1 무선 트랜시버와,

   상기 무선통신기 본체 벽면에 위치하여, 상기 제 1 무선 트랜시버로부터의 무선 반송파를 안테나를 통해 수신하여 검파한 송신 오디오 신호를 상기 오디오 송수신 회로부의 입출력단자로 입력하는 한편, 그 오디오 송수신 회로부의 입출력단자를 통해 입력된 수신 오디오 신호에 의해 무선 반송파를 변조하여, 안테나로부터 그 이어폰측 제 1 무선 트랜시버를 향해 발신하는 본체측의 제 2 무선 트랜시버를 구비하며,

   상기 오디오 송수신 회로부는,

   수신 오디오 신호 입력단자를 통해 입력받은 수신 신호를 상기 이어폰의 입출력단자로 출력하기 위해 그 사이에 접속된 제 1 증폭회로 및 그것과 직렬로 접속된 제 1 임피던스 회로와,

   상기 이어폰의 입출력 단자로부터의 송신 신호를 송신 오디오 신호 출력단자로 출력하기 위해 그 사이에 접속된 제 2 임피던스 회로 및 그것과 직렬로 접속된 제 2 증폭회로와,

   상기 입력단자를 통해 입력받은 수신 신호가, 상기 제 2 증폭회로를 경유하여 상기 출력단자로 출력되는 것을 방지하기 위해, 상기 제 2 임피던스 회로 및 제 2 증폭회로의 접속점과 상기 입력단자와의 사이에 반전증폭회로 및 그것과 직렬로 접속된 이득/위상조정회로로 이루어진 분기회로를 구비하고,

   상기 제 2 임피던스 회로와 상기 분기회로에 의해, 그 사이의 신호 합성 접속점에서 상기 입력단자틀 통해 입력받은 수신 신호가 합성되어, 캔슬되는 캔슬 회로를 형성하고, 상기 입력단자측 상기 캔슬 회로의 제 1 입력단자로의 입력은 제 1 압축기를 통해 입력되고, 상기 입출력단자측 상기 캔슬 회로의 제 2 입력단자로의 입력은 제 2 압축기를 통해 입력되며, 이들의 합성 캔슬된 입력신호는 신장기를 통해 상기 출력단자로 출력되는 것을 특징으로 하는 마이크/스피커 기능을 갖는 싱글 이어폰을 사용하는 무선통신기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 마크네틱형 이어폰은 음성의 귓구멍내에서의 공기 전도를 통해 그 음파를 진동부재에서 받아, 그것과 접속되는 자석을 진동시키고, 상기 자석을 감고 있는 코일부에 송신 오디오 신호 전류를 생성하여 상기 입출력단자로 출력하는 마이크 기능과, 수신 오디오 신호 전류를 상기 입출력단자를 통해 입력하고 상기 코일부에 흘려 상기 자석을 진동시키고 상기 진동부재에 생성되는 음파를 공기 전도를 통해 그 귓구멍내로 출력하는 이어폰 기능을 구비하며,

   상기 다이나믹형 이어폰은 음성의 귓구멍내에서의 공기 전도를 통해 그 음파를 진동부재로 받아, 그것과 접속되는 코일부를 자석과 자기 요크로 형성되는 정자계(靜磁界) 간격폭으로 변위시키고, 코일부에 송신 오디오 신호 전류를 생성하여 상기 입출력단자로 출력하는 마이크 기능과, 수신 오디오 신호 전류를 상기 입출력단자릍 통해 입력하고 상기 코일부로 흘려, 상기 정자계 간격폭으로 상기 코일부를 변위시키고 상기 진동부재를 진동시킴으로써 생성되는 음파를 공기 전도를 통해 그 귓구멍내로 출력하는 이어폰 기능을 구비하며,

   상기 크리스탈형 이어폰은 음성의 귓구멍내에서의 공기 전도를 통해 그 음파를 압전소자부재에서 받아 그 압전소자부재를 변위진동시킴으로써, 송신 오디오 신호 전압을 생성하여 상기 입출력단자로 출력하는 마이크 기능과, 수신 오디오 신호 전압을 상기 입출력단자를 통해 입력하여 상기 압전소자부재에 인가하며, 그 압전소자부재를 변위진동시켜 생성되는 음파를 공기 전도를 통해 그 귓구멍내에 출력하는 이어폰 기능을 구비한 것을 특징으로 하는 마이크/스피커 기능을 갖는 싱글 이어폰을 사용하는 무선통신기.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 무선통신기는 휴대전화기인 것을 특징으로 하는 마이크/스피커 기능을 갖는 싱글 이어폰을 사용하는 무선통신기.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 및 제 2 압축기는 대수비율로 1/2로 압축하며, 신장기는 대수비율로 2배로 신장시키는 것을 특징으로 하는 마이크/스피커 기능을 갖는 싱글 이어폰을 사용하는 무선통신기.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 및 제 2 증폭회로는 각각 연산증폭회로, 상기 반전증폭회로는 연산반전증폭회로, 상기 제 1 및 제 2 임피던스회로는 각각 저항회로인 것을 특징으로 하는 마이크/스피커 기능을 갖는 싱글 이어폰을 사용하는 무선통신기.