KR20080005955A - 사운드 발생기를 포함하는 휴대용 방수 물체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사운드 발생 장치(12)와 마이크로프로세서(1)를 포함하는 잠수용 시계같은 휴대용 방수 물체에 관한 발명으로서, 상기 휴대용 방수 물체는 물체 착용자가 위치한 매질(가령, 대기 또는 물)의 함수로 서로 다른 두 주파수 중 하나에서 음향 신호를 발생시키는 것을 특징으로 한다.

Description

사운드 발생기를 포함하는 휴대용 방수 물체{WATERPROOF OBJECT THAT CAN BE WORN COMPRISING A SOUND GENERATOR}

본 발명은 공기나 물 속에서 존재할 수 있는 휴대용 방수 물체에 관한 발명으로서 사운드 발생기를 포함한다. 특히, 본 발명은 전기-음향 트랜스듀서같은 사운드 발생 장치를 포함하는 잠수 시계에 관한 발명이다.

사람은 공기 중에서와 물 속에서 똑같이 소리를 인지하지 못한다. 그러나, 안전을 이유로 하는 경우에, 시계 착용자는 공기 중에서든 물속에서든 최적의 방식으로 경보를 전달받아야 한다. 이는 시계 착용자가 잠수 중일 때 특히 중요하다. 시계 착용자가 최대 잠수 깊이에 도달하거나 자신의 잠수 시간을 초과할 때 충분한 시간 내에 경보를 전달받아야 할 것이다.

잠수 시계에 관하여는 Seiko 사의 일본 공개 특허 JP 60-001588 호 및 JP 07-333359 호와, Casio 사의 JP 57-101786 호를 관련 선행 기술로 들 수 있다. JP 60-001588 호에 공개된 전자 시계는 음향 시간 알람 및 음향 수심 알람을 발생시킬 수 있다. 가청 신호 주파수는 두 알람에 대해 동일하다. 그러나, 시간 알람인지 수심 알람인지에 따라 알람의 특징(반복 주파수, 사운드 길이)이 다르다.

JP 57-101786호에 공개된 전자 시계는 도달한 수심을 표시하면서, 이 수심이 지정 값에 도달할 때 음향 신호를 발생시키는 장치를 포함한다.

JP 07-333359 호에서는 수심 측정치가 지정 값에 도달하였는지를 검출하는 수단이 개시되고 있다. 음향 알람이 이때 생성되고 바늘이 동작한다.

이러한 세개의 선행 기술 자료들은 시계 착용자가 잠수 중일 때 음향 알람을 생성하는 기술을 제공하고 있다. 그러나, 이 세가지 자료 중 어느 것도 사용자가 위치한 매질(대기 또는 물)의 함수로 알람의 주파수를 적응시키는 바에 관하여 제시하는 바가 없다. 음향 신호가 전파되는 매질(공기 또는 물)과 청취 장치(외측 귀/ 내측 귀 또는 잠수 중 인지의 경우 두개강의 뼈)가 신호에 대한 필터로 작용함이 관측되었다. 이들은 인지 필터(perception filter)라 현재 불리고 있다. 사용자가 위치한 매질에 따라, 주어진 주파수에 대해, 방출된 음향 파워와 사용자가 인지한 음향 파워 간에 차이를 표시하는 실험적 곡선을 얻을 수 있다. 따라서, 대기 중에서는 사용자가 인지하는 사운드가 1~10kHz 사이의 넓은 주파수 범위에서 인지 필터에 의해 매우 조금만 감쇠될 뿐이다. 물에서는 사운드 전송이 40dB의 감쇠로 800~1000 Hz의 주파수에서 최적으로 나타난다. 그러나 두배 높은 주파수에서는 감쇠가 60dB보다 크다.

따라서, 사용자가 위치한 매질에 관계없이 최적의 사운드 인지 기능을 사용자에게 제공할 수 있는 사운드 발생기 장치를 구비한 잠수용 시계같은 휴대용 물체를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.

따라서 본 발명은 사용자가 위치한 매질(가령, 공기 또는 물)에 따라 두가지 주파수 중 하나에서 음향 신호를 방출할 수 있는 것을 특징으로 하는 잠수 등에 사용되는 휴대용 방수 물체에 관련된다.

이러한 특징들로 인해, 본 발명은 사용자가 위치한 매질에 관계없이, 최적 방식으로 사용자에게 경보를 전달할 수 있는 잠수용 시계같은 휴대용 물체를 제공한ㄴ다. 특히, 사용자가 잠수 중일 때 방출되는 사운드 주파수가, 가장 편안한 수준으로 전달되는 것을 보장하도록 선택된다. 사용자가 대기 중에 있을 때도 마찬가지다.

사용자가 대기 중에 있거나 물속에 있는지 여부에 따라 최적의 사운드 인지를 보장할 수 있는 주파수들은 실질적으로 다르다. 왜냐하면, 이 두 매질 내 사운드의 전파 성질이 본질적으로 다르기 때문이다. 또한, 청취 과정에서 사용자가 사용하는 기관이 물속일 때와 대기 중일 때 서로 다르기 때문이다. 대기 중에서는 사람이 사운드를 대부분 자신의 외측 귀를 이용하여 인지하지만, 물속에서는 두개강의 뼈와 내측 귀를 이용하여 사운드를 인지하는 편이다.

본 발명의 제 1 변형에 따르면, 휴대용 물체는 시계가 대기 중에 있는지 또는 수중에 있는지를 마이크로프로세서에 표시하기 위해 사용자가 작동시키는 수동 스위치를 포함한다. 발명의 제 2 변형에 따르면, 휴대용 물체는 상기 휴대용 물체가 위치하고 있는 매질을 검출하는 검출 수단을 포함하며, 이 검출 수단은 상기 휴대용 물체가 대기 중에 있는지 또는 수중에 있는지를 마이크로프로세서에 표시하기 위한 신호를 제공한다. 이 검출 수단은 습도 센서 또는 압력 센서일 수 있고, 이 압력 센서는 측정되는 압력에 따라, 시계가 대기 중에 있는지 수중에 있는지 등을 마이크로프로세서에 표시할 수 있다.

도 1은 대기 중에서와 수중에서 사람의 음향 인지를 나타내는 그래프.

도 2는 시계의 전자 회로의 순서도.

본 발명은 사용자가 대기 중에 있는지 또는 수중에 있는지에 따라, 두가지 주파수 중 하나에서 알람 신호를 방출할 수 있는 잠수용 시계같은 휴대용 물체를 제공하는 것을 기본 아이디어로 한다. 사용자가 어떤 매질에 위치할지라도, 사용자에게 이 두가지 주파수는 최적의 방식으로 경보를 전달하여야 한다. 본 발명에 따른 시계는 따라서 사용자의 안전성을 크게 증가시킨다.

도 1은 대기 중에서 그리고 수중에서 사람의 음향 인지의 차이를 나타내는 그래프다. 이 그래프는 주어진 주파수(x축)에서 dB 단위로 표시되는 감쇠(y축)를 방출된 음향 파워와 사용자가 인지한 음향 파워에 대해 나타낸다. 곡선 A는 대기 중에서 전파될 때의 사운드의 감쇠를 나타낸다. 따라서 대기 중에서는 사람이 인지한 소리가 1~10kHz 사이의 넓은 주파수 범위에서 매우 조금만 감쇠되는 것을 알 수 있다. 이는 대기의 경우, 소리를 전파시키는 매질 및 사람의 청취 기관이 사운드를 약간만 감쇠시킨다는 논리로 설명할 수 있다. 수중에서는(곡선 B 참조), 800~1000Hz의 주파수에서 사운드 전송이 최적이며, 이때 감쇠는 40dB 수준이다. 두 곡선 A와 B 간의 차이는 이 두 곡선을 성립시키는 데 사용된 기준 음압 P₀가 대기의 경우와 수중의 경우에 서로 다르다는 사실에서 부분적으로 설명된다. 공기 중에서, P₀는 20μPa이고 수중에서 P₀는 1μPa이다. 이러한 차이는 대기 중인지 수중인지에 따라 사운드 전파 현상에 차이가 있다는 사실에 의해서도 부분적으로 설명된다. 마지막으로, 청취 과정에 사용되는 신체의 기관이 대기 중일 때와 수중일 때 서로 다르기 때문이다. 대기 중에서는 사람이 본질적으로 외측 귀를 이용하여 사운드를 인지하지만, 수중에서는 사람이 두개강의 뼈와 외측 귀를 주 수단으로 하여 사운드를 인지한다.

도 2는 본 발명에서 사용하는 시계의 다양한 전자 회로도를 나타내는 순서도다. 이 시계는 마이크로프로세서(1)를 포함하고, 이 마이크로프로세서(1)의 한개의 입력은 수동 스위치(2)에 연결되거나, 압력 센서(4)같은, 시계가 위치한 매질을 검출하는 검출 수단에 연결된다. 따라서, 본 발명의 단순화된 변형에 따르면, 시계 착용자는 자신이 대기 중에 있는지 또는 수중에 있는지를 시계에 표시하기 위해 두 안정한 상태 사이를 옮겨다니는 수동 스위치(2)를 작동시킨다. 본 발명의 선호 실시예에 따르면, 매질을 검출하는 것은 압력 센서(4)로서, 매질 변화에 링크된 압력 변화를 검출한다.

압력 센서(4)에 의해 검출된 압력 변화나 수동 스위치(2)의 조작은 전기 신호를 발생시키고, 이 전기 신호는 상태 컨트롤러 회로(6)의 입력에 인가된다. 이 전기 신호는 시계가 대기 중에 있을 경우 높은 레벨, 수중에 있을 경우 낮은 레벨을 취할 것이다. 수동 스위치(2) 또는 압력 센서(4)에 의해 생성된 전기 신호의 레 벨의 함수로, 상태 컨트롤러 회로(6)는 주파수 선택 회로(8)의 입력에 제어 신호를 인가할 것이다. 이러한 제어 신호의 효과로, 주파수 선택 회로(8)는 주파수 발생 회로(10)의 출력에서 압전 소자같은 음향 트랜스듀서(12)에 인가될 두개의 가용 주파수 중 하나(f₁ 또는 f₂)를 선택할 것이다.

본원 발명의 범위 내에서 얼마든지 수정 및 변형이 가능하다. 특히, 본 발명이 잠수용 시계에 관하여 설명되었으나, 수륙양용 게임(즉, 물속에서도 할수 있는 게임기), 방수 카메라, 수심계, 또는 경보기 등등과 같은 다른 휴대용 물체에도 적용될 수 있다. 예를 들어, 수중에서도 대기 중에서처럼 사용자가 쉽게 인지할 수 있는 멜로디를 수륙양용 게임이 발생시킬 수 있다. 방수 카메라의 경우, 카메라는 대기 중인지 수중인지에 따라 서로 다른 사운드를 발생시켜서, 촬영 과정이 진행 중임을 사용자에게 표시할 수 있다. 수심계는 잠수자가 최대 잠수 깊이에 도달하였음을 잠수자에게 알릴 수 있고, 대기 중에서 또다른 기능을 가질 수 있다. 마지막으로, 경보기는 사람이 위치한 매질 여하에 상관없이, 정해진 경보를 사람에게 전달할 수 있다.

Claims (9)

1. 사운드 발생 장치(12)와 마이크로프로세서(1)를 포함하는 휴대용 방수 물체에 있어서,

   휴대용 방수 물체의 사용자가 위치한 매질의 함수로 두가지 주파수(f₁, f₂) 중 하나의 음향 신호를 방출하는 것을 특징으로 하는 휴대용 방수 물체.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 주파수(f₁)는 1~10kHz의 범위 내에 있고, 상기 제 2 주파수(f₂)는 800~1000 Hz의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 휴대용 방수 물체.
3. 제 1 항 또는 2 항에 있어서, 상기 휴대용 방수 물체가 대기 중에 있는지 또는 수중에 있는지를 마이크로프로세서(1)에 표시하기 위해 상기 물체의 착용자가 동작시키는 수동 스위치(2)를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 방수 물체.
4. 제 1 항 또는 2 항에 있어서, 상기 휴대용 방수 물체가 위치한 매질을 검출하는 검출 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 방수 물체.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 검출 수단이 습도 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 방수 물체.
6. 제 4 항에 있어서, 상기 검출 수단은 압력 센서(4)로서, 측정되는 압력의 함수로 상기 휴대용 방수 물체가 대기 중에 있는지 또는 수중에 있는지를 표시하는 신호를 마이크로프로세서(1)에 제공하는 것을 특징으로 하는 휴대용 방수 물체.
7. 제 3 항에 있어서, 수동 스위치(2)를 작동시키거나 검출 수단에 의해 매질 변화를 검출함으로서 전기 신호가 발생되고, 이 전기 신호는 상태 컨트롤러 회로(6)의 입력에 인가되고, 상기 상태 컨트롤러 회로(6)는 상기 전기 신호에 따라, 주파수 선택 회로(8)에 제어 신호를 인가하고, 이에 따라,주파수 발생 회로(10)의 출력에서 두 가용 주파수(f₁ 또는 f₂) 중 하나 또는 다른 하나를 주파수 선택 회로(8)가 선택하며, 선택된 주파수의 신호가 사운드 발생 장치(12)에 최종적으로 인가되는 것을 특징으로 하는 휴대용 방수 물체.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 사운드 발생 장치(12)가 압전 트랜스듀서를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 방수 물체.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 휴대용 물체가 잠수용 시계인 것을 특징으로 하는 휴대용 방수 물체.

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