KR20070092832A - 보청기 사용자를 위한 휴대용 단말기의 전자기파 발생 장치 - Google Patents

보청기 사용자를 위한 휴대용 단말기의 전자기파 발생 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 보청기 사용자를 위한 휴대용 단말기의 전자기파 발생 장치에 있어서, 상기 휴대용 단말기에서 디지털화된 음향 신호의 대역 폭을 변환시키며 상기 보청기 사용자에 의해 조절 가능한 펄스 대역 변조 신호 변환부와 상기 펄스 대역 변조 신호 변환부로부터 변환된 상기 펄스 대역 변조 신호를 이용하여 전자기파를 발생시키는 보조 코일을 포함하여 보청기를 착용한 사용자의 휴대용 단말기의 사용시 발생하는 하울링 현상을 제거하고 별도의 증폭기를 이용하여 구성하는 장치보다 저렴하게 설계할 수 있으며 사용자의 조절에 의해 펄스 대역 변조를 통해 사용의 편의성을 증대시키며 하드웨어적인 설계가 완료된 후에도 소프트웨어로 수정이 가능하여 설계 용이성을 향상시킬 수 있다.
하울링 현상, 보청기, 히어링 에이드, 마이크로 스피커

Description

보청기 사용자를 위한 휴대용 단말기의 전자기파 발생 장치{APPARATUS FOR ELECTROMAGANETIC WAVE GENERATOR FOR USER OF HEARING AID IN PORTABLE TERMINAL}
도 1은 일반적인 휴대용 단말기의 전자기파 발생 장치와 보청기의 구성을 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 휴대용 단말기의 전자파 발생 장치와 보청기의 구성을 도시한 도면 및
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 휴대용 단말기의 전자기파 발생 장치로 입출력되는 신호의 파형을 도시한 도면.
본 발명은 휴대용 단말기에서 보청기 사용자를 위한 기능에 관한 것으로, 특히 보청기 사용자의 휴대용 단말기 사용시 발생하는 하울링 현상을 방지하기 위한 장치에 관한 것이다.
최근 이동통신 기술의 급격한 발달에 따라 특히 무선 음성 통화 및 정보 교 환이 가능한 휴대용 단말기는 현대인의 필수품이 되었다. 이러한 휴대용 단말기는 그 활용범위가 넓어 많은 사용자가 이용하지만 청각 장애인들은 많이 활용하지 못하고 있다.
일반적으로 청각 장애인들은 보청기를 착용한 상태에서 상기 휴대용 단말기를 이용한다. 상기 보청기의 기본 구조는 마이크로폰과 증폭부(앰프) 그리고 수화기(리시버)로 이루어져 있으며, 상기 마이크로폰은 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시켜 증폭부로 보내고 상기 증폭부는 증폭된 소리를 다시 아날로그 신호로 바꾸어 수화기로 전달하여 청각이 좋지 않은 사람에게 음성 신호를 제공한다.
하지만 상기와 같은 보청기를 사용하는 사람이 상기 휴대용 단말기의 이용시 하울링(Howling) 현상이 발생한다. 여기에서 상기 하울링 현상은 상기 보청기의 마이크로폰으로 입력된 소리가 앰프에서 증폭되어 수신기를 통해 출력되는데, 이렇게 수신기에서 출력된 소리가 다시 마이크로폰으로 입력되고 이것이 다시 재증폭되어 수신기에서 출력되기를 반복되는 현상이 발생하여 어느 특정 주파수대의 음량, 즉 진폭이 기하급수적으로 커지게 되는 일종의 공진 현상처럼 괴음이 발생되는 현상을 말한다.
미국의 경우 청각 장애인이 상기 휴대용 단말기를 사용하는데 문제가 없도록 미국 연방통신위원회(FCC)에서 제정한 보청기 호환성 인증(HAC : Hearing Aid Compatibility)을 받도록 하고 있고, 상기 휴대용 단말기 제조사들은 청각이 좋지 않은 사용자들이 상기 휴대용 단말기를 사용하는데 불편함이 없는 제품을 생산하고 있다.
상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 보청기의 마이크로폰에 전자기파를 감지하는 장치를 내장하여 상기 휴대용 단말기에서 발생되는 전자기파를 감지하여 수신음을 직접 청취할 수 있도록 하는 보청기가 개발되었다.
도 1은 일반적인 휴대용 단말기에서 전자기파를 발생하는 장치와 보청기의 의 구성을 도시한 블록도이다.
상기 도 1을 참조하면, 상기 휴대용 단말기의 전자기파 발생 장치(100)는 신호 처리부(110), 제 2 증폭기(103), 음향 코일(105) 및 보조 코일(107)를 포함하여 구성된다.
상기 음향 코일(105)은 음성 신호를 발생하기 위한 코일로써 전자기파를 발생시키는 보조 코일(107)과 서로 분리되어 구성된다. 또한 상기 음향 코일(105)은 보조 코일 접속선을 통해서 신호 처리부(110)와 직렬로 접속되어 있으며 상기 신호 처리부(110)에서 출력되는 디지털 음성 신호를 음향 신호로 출력한다.
상기 보조 코일(107)은 보조 코일 접속선을 통해서 음향 코일 접속선에 병렬로 접속되어 있으며, 상기 보조 코일 접속선 상에는 상기 음향 코일 접속선을 통해 인가되는 디지털 신호를 증폭시키기 위한 제 2 증폭기(103)와 연결되어 있다. 상기 제 2 증폭기(103)는 상기 제 1 증폭기에서 증폭된 아날로그 음성 신호의 세기가 전자기파를 발생시키기에 미약하기 때문에 상기 전자기파를 발생시키기 위한 아날로그 음성 신호의 세기로 증폭시킨 후 보조 코일(107)로 전송하여 상기 보조 코일(107)에서 상기 전자기파가 출력되도록 한다.
상기 신호 처리부(110)는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 변환기(112)와 상기 변환기(112)에서 변환된 아날로그 신호를 증폭하여 음향 코일(105)로 전송하기 위한 제 1 증폭기(114)로 구성되며 상기 휴대용 단말기에서 수신되는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하고 상기 아날로그 신호로 변환된 신호를 스피커를 통해 송출하기 위하여 일정 크기의 신호로 증폭시킨다. 또한 상기 신호 처리부(110)는 전자기파를 발생하기 위하여 아날로그 신호를 상기 보조 코일(107)로 전송한다.
보청기(120)는 마이크로 폰(122), 증폭부(124) 및 스피커(126)로 구성된다.
상기 보청기(120)의 마이크로 폰(122)은 상기 휴대용 단말기의 전자기파 발생 장치(100)의 보조 코일(107)에서 발생되는 전자기파를 감지하여 상기 보청기(120)의 증폭부(124)로 출력한다. 상기 증폭부(124)에서는 일정 크기의 아날로그 신호로 증폭하여 상기 스피커(126)로 전달하고 상기 스피커(126)를 통해 보청기 사용자에게 음성 신호를 제공한다.
하지만, 상기와 같은 휴대용 단말기의 전자기파 발생 장치(100)는 전자기파를 발생시키기 위한 아날로그 음성 신호로 증폭시키기 위한 별도의 장치(예 : 제 2 증폭기(103))가 필요한 구조로 생산시의 생산 단가가 높아진다는 문제점이 발생한다.
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목 적은 보청기 사용자를 위한 하울링 현상을 방지하기 위한 휴대용 단말기의 전자기파 발생 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 디지털 음성 신호를 이용하여 전자기파를 발생시키기 위한 장치를 제공함에 있다.
상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따르면, 보청기 사용자를 위한 휴대용 단말기의 전자기파 발생 장치에 있어서, 상기 휴대용 단말기에서 디지털화된 음향 신호의 대역 폭을 변환시키며 상기 보청기 사용자에 의해 조절 가능한 펄스 대역 변조 신호 변환부와 상기 펄스 대역 변조 신호 변환부로부터 변환된 상기 펄스 대역 변조 신호를 이용하여 전자기파를 발생시키는 보조 코일을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하 본 발명은, 보청기 사용자의 휴대용 단말기 사용시 발생하는 하울링 현상을 방지하기 위한 장치에 관해 설명할 것이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 휴대용 단말기의 전자기파 발생 장치와 보청기의 구성을 도시한 도면이다. 이하 설명에서 도 3은 상기 휴대용 단말기의 전자기파 발생 장치에서 발생되는 신호의 파형을 도시한 도면이다.
상기 도 2를 참조하면, 상기 휴대용 단말기의 전자기파 발생 장치는 신호 처리부(200), 음향 코일(205), 펄스 대역 변조(PWM : Pulse-Width Modulation, 이하 'PWM'이라 함) 신호 변환부(207) 및 보조 코일(213)을 포함하여 구성되며 출력 버퍼(209), 안정화 회로(211)를 이용하여 상기 변환 신호에 포함된 잡음을 제거할 수 있다.
상기 신호 처리부(200)는 상기 휴대용 단말기에서 수신되는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하고 상기 변환된 아날로그 신호를 스피커를 통해 송출하기 위하여 일정 크기의 신호로 증폭시킨다. 상기 신호 처리부(200)는 상기 휴대용 단말기의 안테나를 통해 수신되는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하기 위한 변환기(201)와 상기 변환기(201)를 통해 아날로그 신호로 변환된 신호를 스피커를 통해 송출하기 위하여 일정 크기의 신호로 증폭시켜주는 증폭기(203)를 포함하여 구성된다.
상기 음향 코일(205)은 음성 신호를 발생하기 위한 코일로써 전자기파를 발생시키는 보조 코일(213)과 서로 분리되어 구성된다. 또한 상기 음향 코일(205)은 보조 코일 접속선을 통해서 신호 처리부(200)와 직렬로 접속되어 있다.
상기 PWM 신호 변환부(207)는 상기 휴대용 단말기가 출력하는 디지털 음성 신호의 대역 폭을 변환하여 잡음이 적은 펄스 PWM 신호로 변환하도록 한다. 상기 PWM은 펄스 변조 방식의 하나로, 디지털 음성 신호의 충격 계수(Duty Ratio)에 따라서 펄스의 폭을 변화시켜 변조하는 방식으로 전압을 일정하게 유지하고 시간을 단계별로 조정하는 방식으로 상기 PWM 신호는 <수학식 1> 및 <수학시 2>와 같은 전압 출력과 출력 시간을 가진다.
Figure 112006016664430-PAT00001
여기에서 Vout은 PWM 신호의 출력 전압, Vunit은 디지털 신호의 단위 전압을 말하며 상기 PWM 신호로 변환하여도 출력되는 전압은 일정하게 유지된다.
다음 <수학식 2>는 상기 PWM 신호의 출력 시간을 구하는 식을 나타낸다.
Figure 112006016664430-PAT00002
여기에서 Tout은 PWM 신호의 출력 시간, Tunit은 디지털 신호의 단위 시간, n은 디지털 신호의 비트 수, Dn은 n-bit에 해당하는 디지털 신호를 말한다.
예를 들어 도 3(a)와 같은 단위 전압이 3V이고 디지털 신호의 단위 시간이 256us인 8bit 디지털 음성 신호(11001100)가 상기 펄스 대역 변조 신호 변환부(207)에 입력되면 다음과 같은 상기 PWM 신호의 출력 시간이 구해진다.
Figure 112006016664430-PAT00003
상기 PWM 신호 변환부(207)는 상기 <수학식 2>에 의해 구해진 출력 시간 (204usec) 만큼의 펄스 폭이 변환된 신호를 출력하며 순차적으로 8bit 신호가 6번 인가될 경우 도 3(b)와 같은 PWM 신호가 출력된다.
이러한 PWM 신호 변환부(207)는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현이 가능하여 제품 개발이 용이하다는 장점이 있다. 또한 사용자에 의해 조절이 가능하도록 소프트웨어적으로 구성하여 사용자 편의(예 : 특정 주파수대의 음량을 낮추거나 노이즈 필터를 선택하여 가장 낮은 노이즈가 들리도록)를 증대할 수 있다.
상기 보조 코일(213)은 보청기 사용자가 수신음을 청취할 수 있도록 전자기파를 발생하는 코일로 보조 코일 접속선을 통해서 음향 코일 접속선에 병렬로 접속되어 있으며, 상기 보조 코일 접속선 상에는 상기 음향 코일 접속선을 통해 인가되는 디지털 음성 신호를 상기 PWM 신호로 변환하기 위한 상기 PWM 신호 변환부(207)와 연결되어 상기 PWM 신호 변환부(207)에서 출력된 신호에 따라 전자기파의 발생을 제어한다. 예를 들어 상기 PWM 신호 변환부(207)에서 변환된 도 3(b)와 같은 신호의 전자기파가 발생되며 상기 보조 코일(213)에서 발생되는 전자기파의 파형은 도 3(c)와 같다.
상기 휴대용 단말기의 전자기파 발생 장치는 상기 PWM 신호에 포함된 잡음을 제거하기 위한 안정화 회로(211) 및 출력 버퍼(209)를 더 포함하여 구성할 수 있다.
상기 안정화 회로(211)는 상기 PWM 신호에 포함된 잡음을 제거하기 위한 회로로 상기 잡음을 제거하기 위한 캐패시터 또는 코일을 사용할 수 있다.
상기 출력 버퍼(209)는 상기 보조 코일(213)의 가용 여부에 따라 상기 보조 코일(213)의 가용시 상기 PWM 신호를 상기 보조 코일(213)로 출력하고 상기 보조 코일(213)이 가용하지 않은 상태로 확인되면 상기 PWM 신호 변환부(207)로부터 입력되는 상기 PWM 신호를 임시적으로 저장한다.
보청기(220)는 마이크로 폰(222), 증폭부(224) 및 스피커(226)로 구성되며 상기 보청기(220)의 마이크로 폰(222)은 상기 휴대용 단말기의 전자기파 발생 장치의 보조 코일(213)에서 발생되는 전자기파를 감지하여 상기 보청기(220)의 증폭부(224)로 출력한다. 상기 증폭부(224)에서는 일정 크기의 아날로그 신호로 증폭하여 상기 스피커(226)로 전달하고 상기 스피커(226)를 통해 보청기 사용자에게 음성 신호를 제공한다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 펄스 대역 변조 신호 변환부를 이용하여 전자기파를 발생함으로 보청기를 착용한 사용자의 휴대용 단말기의 사용시 발생하는 하울링 현상을 제거하고 별도의 증폭기를 이용하여 구성하는 장치보다 저렴하게 설계할 수 있으며 사용자의 조절에 의해 펄스 대역 변조가 가능하여 사용의 편의성이 증대된다. 또한 펄스 대역 변조 신호 변환부는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현이 가능하여 소프트웨어로 구현시 미세 조정 및 개발 이후 개선이 가능하여 개발이 용이한 장점이 있다.

Claims (8)

  1. 보청기 사용자를 위한 휴대용 단말기의 전자기파 발생 장치에 있어서,
    상기 휴대용 단말기에서 디지털화된 음향 신호의 대역 폭을 변환시키며 상기 보청기 사용자에 의해 조절 가능한 펄스 대역 변조 신호 변환부와,
    상기 펄스 대역 변조 신호 변환부로부터 변환된 상기 펄스 대역 변조 신호를 이용하여 전자기파를 발생시키는 보조 코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    디지털 음성 신호를 아날로그 음성 신호로 변환하고 상기 아날로그 신호로 변환된 신호를 스피커를 통해 송출하기 위하여 일정 크기의 신호로 증폭시켜주는 신호 처리부와,
    상기 신호 처리부에서 출력되는 신호를 이용하여 음성 신호를 발생시키는 음향 코일을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 펄스 대역 변조 신호 변환부로부터 입력되는 펄스 대역 변조 신호를 임 시적으로 저장하여 출력시키는 출력 버퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 펄스 대역 변조 신호에 포함된 잡음을 제거하기 위한 안정화 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 신호 처리부는,
    상기 휴대용 단말기의 수신부를 통해 수신되는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하기 위한 디지털 아날로그 변환기(DAC : Digital-to-Analog converter)와,
    상기 변환기를 통해 아날로그 신호로 변환된 신호를 스피커를 통해 송출하기 위하여 일정 크기의 신호로 증폭시켜주는 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 안정화 회로는,
    상기 보조 코일과 연결되며, 상기 펄스 대역 변조 신호에 포함된 잡음을 제 거하기 위한 회로로 상기 잡음을 제거하기 위한 캐패시터 및 코일을 사용하는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 펄스 대역 변조 신호 변환부는,
    소프트웨어로 구현 가능한 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 펄스 대역 변조 신호 변환부는,
    사용자의 선택에 따라 특정 주파수대의 음량을 조절하거나 노이즈가 적은 음향 신호를 제공하도록 하는 것을 특징으로 하는 장치.
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