KR20080009602A

KR20080009602A - 골전도 오디오 송수신 장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR20080009602A
Application number: KR1020060069403A
Authority: KR
Inventors: 정치환; 이영주
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2006-07-24
Filing date: 2006-07-24
Publication date: 2008-01-29

Abstract

본 발명은 단일한 골전도 진동소자를 이용하여 오디오 송수신이 용이하도록 한 골전도 오디오 송수신 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 단일한 골전도 진동소자를 적용하고 해당 진동소자를 통한 오디오 정보의 입출력을 분리하도록 함과 아울러 음압형 마이크를 선택적으로 활용할 수 있도록 함으로써, 외부 소음 환경에 무관하게 명료한 오디오를 수신할 수 있고 작은 소리로도 명료한 오디오를 전송할 수 있으며, 청각이 좋지 않거나 정확한 음성을 제공하지 못하는 사용도 용이하게 음성 통화가 가능해지는 효과가 있다.

Description

골전도 오디오 송수신 장치 및 그 방법{BONE CONDUCTION AUDIO TRANSMITTING-RECEIVING APPARATUS AND METHOD THEREOF}

도 1은 골전도 진동소자를 적용한 단말기의 예들을 보인 구성도.

도 2는 본 발명 일 실시예의 구성을 보인 블록도.

도 3은 본 발명 일 실시예의 음성 추출 방식을 보인 개념도.

도 4는 본 발명 일 실시예의 입출력 진동 분리부의 구성을 보인 블록도.

***도면의 주요부분에 대한 부호의 설명***

1: 단말기 2: 마이크

3: 키패드 4: 표시부

5: 접촉 감지부 6: 골전도 진동소자

7: 스피커 8: 측면 스위치

12: 마이크 13: 스피커

14: 골전도 진동소자 15: 입출력 진동 분리부

16: 스위칭부 17: 음성 신호 처리부

18: 제어부 19: 접촉 감지부

20: 무선 통신 송수신부 21: 안테나

22: 사용자 인터페이스 30: 입출력 진동 분리부

본 발명은 골전도 오디오 송수신 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 단일한 골전도 진동소자를 이용하여 오디오 송수신이 용이하도록 한 골전도 오디오 송수신 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적인 음성 송수신을 위한 단말기는 음압형 스피커와 마이크를 통해 음성, 즉 오디오를 송수신하기 때문에 주변의 소음 환경에 따라 적절한 대응을 하지 못하는 경우가 발생하게 된다. 예를 들어 주변 소음이 심한 경우 상대방의 말을 잘 이해하기 어렵고, 자신의 말 역시 정확하게 전달하기 어렵다. 혹은 주변이 너무 조용한 상황에서 큰 소리로 통화하기 어려운 경우가 있고, 스피커를 통해 재공되는 상대방의 말이 주변에까지 들리게 되는 경우도 있다.

이러한 불편함을 해결하기 위해 단말기에 유선 혹은 무선으로 연결하여 사용할 수 있는 외부 접속용 음성 송수신용 장치가 있으나, 단말기와 별도로 휴대해야 하는 번거로움이 있고 통화 시 빠르게 장착하기 힘들며 소음이 큰 환경에서는 역시 크게 효과가 없다.

따라서 일반적인 음성 송수화 방식인 음압형이 소음이 큰 환경에 적합하지 못함을 보완하기 위해 골전도 방식의 음성 송수화 방식이 최근에 적용되고 있다. 골전도 방식은 공기 중의 음파가 외이도와 고막 ·고실소골(鼓室小骨)을 통하여 내이에 도달하여 소리로 들리는 공기전도(空氣傳導)에 대응하는 말로서 음성이 통화 자의 두개골을 진동시켜 내이에 소리를 전달하는 방식이다.

최근에는 골전도 스피커를 적용한 단말기 제품들이 등장하였으나, 골전도 스피커를 적용함으로써 외부 소음이 큰 환경에서도 상대방의 음성은 잘 들을 수 있으나, 음성은 여전히 기존의 어쿠스틱(acoustic) 방식의 음압형 마이크(예를 들어, 마이크로폰(microphone))을 적용고 있어, 자신의 음성을 전달할 경우 발생되는 문제점은 여전히 존재하게 된다. 또한, 골전도 스피커는 사용자의 두개골, 광대뼈 등과 같은 제한된 골전도 민감 부위에 접촉되었을 때만 명료하게 수신할 수 있는데, 일반적인 음압형 마이크의 위치는 스피커와 대향하여 반대쪽에 위치하므로 상대방의 음성을 잘 듣기 위해서는 스피커 부위를 두개골 부위에 밀착 시켜야 하고 자신의 음성을 잘 전달하기 위해서는 마이크 부분을 입 부위에 가까이 해야 하므로 통화 시 단말기에 귀와 입의 위치를 맞추어 사용해야 하는 번거로움이 있다. 또, 일반 통화와 골전도를 이용한 통화를 수동 조작을 통해 선택하여야 하므로 전환 조작이 번거롭다.

골전도 진동소자를 통한 골전도 음성 송수신의 효율을 높이기 위하여 새롭게 제안하는 본 발명 실시예의 목적은 단일한 골전도 진동소자를 적용하고 해당 진동소자를 통한 오디오 정보의 입출력을 분리하도록 함과 아울러 음압형 마이크를 선택적으로 활용할 수 있도록 함으로써, 외부 소음 환경에 무관하게 명료한 오디오를 수신하고 작은 소리로도 명료한 오디오를 전송할 수 있도록 한 골전도 오디오 송수신 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.

본 발명 실시예의 다른 목적은 골전도 진동소자와 함께 사용자의 사용 상태를 확인할 수 있는 접촉감지 수단을 부가하여 사용자가 골전도 방식의 통화를 실시할 것인지를 별도의 수동 조작 없이도 알 수 있도록 함으로써, 통화 방식의 용이한 전환이 가능하도록 한 골전도 오디오 송수신 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.

본 발명 실시예의 또 다른 목적은 골전도 진동소자를 통해 제공하는 오디오 정보와 음압형 마이크를 통해 제공되는 오디오 정보 중에서 공통적인 정보만을 필요한 정보로 추출하여 전송하도록 함으로써, 골전도 진동소자 및 음압형 마이크를 통해 유입되는 잡음들을 효과적으로 제거할 수 있도록 한 골전도 오디오 송수신 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.

본 발명 실시예의 또 다른 목적은 적응형 필터를 적용하여 단일한 골전도 진동소자를 이용하면서도 이를 동시에 양방향으로 사용할 수 있도록 신호처리함으로써, 양방향으로 골전도 방식 오디오 송수신을 실시하기위한 구성품을 최소화하여 장착 공간과 비용을 줄이도록 한 골전도 오디오 송수신 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 골전도 오디오 송수신 장치는 물리적 진동과 전기적 신호를 상호 변환시키는 골전도 진동소자와, 상기 골전도 진동소자에 오디오 신호를 제공하고, 상기 골전도 진동소자로부터의 오디오 신호를 수신하는 오디오 신호 처리부와, 상기 오디오 신호 처리부와 상기 골전도 진동소자 사이에 위치하여 양방향 오디오 신호 송수신이 가능하도록 입출력 신호를 분리하는 입출력 진동 분리부를 포함하여 이루어진다.

상기 골전도 진동소자의 적용 여부를 판단하기 위해 상기 골전도 진동소자에 인접 배치된 접촉 감지부와, 상기 접촉 감지부의 출력에 따라 상기 골전도 진동소자의 적용 여부를 판단하여 상기 스위칭부의 동작을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

상기 입출력 진동 분리부는 상기 오디오 신호 처리부가 제공하는 오디오 신호를 상기 골전도 진동소자에 아날로그 정보로 제공하는 디지털 아날로그 변환부와, 상기 골전도 진동소자가 제공하는 아날로그 정보 및 상기 디지털 아날로그 변환부의 출력이 혼합된 신호를 디지털로 변환하는 아날로그 디지털 변환부와, 상기 오디오 신호 처리부가 제공하는 오디오 신호를 적응성 필터링하여 출력하는 적응성 필터링부와, 상기 아날로그 디지털 변환부의 출력에서 상기 적응성 필터링부의 출력을 감산하여 그 결과를 상기 적응성 필터링부의 필터 계수를 조절하는 오차 정보로 제공함과 아울러 상기 골전도 진동소자를 통해 제공되는 사용자의 오디오 신호로서 출력하는 덧셈부를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 본 발명은 사용자가 골전도 진동소자를 두부에 밀착시키고 통화를 실시하는 단계와, 상기 골전도 진동소자가 상기 통화시 사용자의 음성 발음에 의한 진동으로 오디오 신호를 생성함과 아울러 사용자에게 제공되는 오디오 신호에 따른 진동을 상기 사용자에게 제공하는 단계와, 상기 골전도 진동소자를 통해 얻어진 오디오 신호에서 상기 골전도 진동소자로 제공되는 오디오 신호를 적응적으로 필터링하여 입출력 진동을 분리하는 단계를 포함하여 이루어진다.

상기한 바와 같은 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면들을 통해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1a 내지 도 1c는 본 발명 일 실시예의 구성을 보인 것으로, 도시한 바와 같이 음압식 마이크(2), 음압식 스피커(7), 키패드(3), 표시부(4), 측면 스위치(8)를 포함하는 단말기(1)에 접촉 감지부(5) 및 골전도 진동소자(6)를 더 구성한 구성예들을 보인 것이다. 각각 도 1a는 바(bar)형 이동통신 단말기의 구성예이고, 도 1b는 폴더(folder)형 이동통신 단말기의 구성예이며, 도 1c는 슬라이드(slide)형 이동통신 단말기의 구성예이다. 상기와 같은 접촉 감지부(5) 및 골전도 진동소자(6)를 추가하는 구성은 상기 도시한 이동통신 단말기 외에도 음성을 포함하는 오디오 신호를 송수신하기 위한 다양한 단말 수단들에 적용이 가능하다. 예를 들면, 일반 유선 전화기, 무선 전화기, 무전기, 헤드셋과 같은 오디오 송수신이 가능한 디바이스들에는 모두 적용이 가능하다.

상기 접촉 감지부(5)는 상기 골전도 진동소자(6)와 사용자의 두부 밀착 정도를 감지하는 수단으로, 이를 통해 별도의 전환 조작 없이도 사용자가 통화 중에 골전도 진동소자(6)의 사용 여부를 결정할 수 있도록 한다. 물론, 이러한 기능대신 측면키(8)를 이용하거나 별도의 입력 수단을 이용할 경우 상기 접촉 감지부(5)는 생략될 수 있으나, 사용자의 편의를 위해서는 상기 접촉 감지부(5)에 의한 자동적인 통화 모드 전환 기능을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 접촉 감지부(5)는 상기 골전도 진동소자(6)에 인접하여 배치되는 것이 바람직하며, 상기 접촉 감지부(5)는 압력, 온도, 정전용량, 저항, 초음파, 적외선, 외부광 등의 감지 대상을 이용할 수 있으며, 카메라가 내장된 경우 이를 활용할 수도 있다. 즉, 압력 센서, 온도 센서 등을 이용할 수 있고, 정전용량이나 저항이 변화되는 접촉 센서를 이용할 수 있으며, 초음파에 의한 반사파를 이용하여 대상과의 거리를 측정하는 초음파 센서를 이용할 수 있다. 혹은 적외선 송수신부를 구성하여 반사되는 적외선을 측정하는 방식이나 단순 수광센서를 구성하여 사용자에 의해 상기 센서가 가려지는 정도를 측정하는 방식도 적용이 가능하며, 카메라를 수광 센서로 사용할 수도 있다. 혹은 단순 스위치 방식을 적용할 수도 있다.

일반적으로, 두부에서 골전도 방식의 오디오 정보 송수신이 가능할 정도로 진동에 민감한 골전도 민감 영역은 주로 단단한 뼈가 노출되는 부위이므로, 두부, 광대뼈, 턱뼈등이 상기 골전도 진동소자(6)가 밀착되는 부위로 선정될 수 있다. 따라서, 단말기의 구조나 사용자의 사용 습관등을 고려하여 장착 대상 디바이스에서의 골전도 진동소자(6)의 배치가 결정되어야 한다.

도 2는 보다 구체적인 골전도 진동소자를 이용한 오디오 송수신 장치의 구성을 보인 것으로, 여기서는 이동통신 단말기 혹은 무선 단말기에 적용한 경우를 예로들었다.

실질적으로 중요한 구성은 음성 신호처리부(17)와 입출력 진동 분리부(15) 및 골전도 진동소자(14)이며, 이를 보조하기 위한 목적으로 스위칭부(16)나 음압형 마이크(12) 및 음압형 스피커(13)가 추가될 수 있다. 또한, 상기 설명한 골전도 방식의 적용 여부를 사용자의 움직임에 따라 결정하기 위한 접촉 감지부(19) 및 이를 제어할 제어부(18)가 더 구성될 수 있으며, 사용자 인터페이스(22)와 무선 통신 송 수신부(20) 및 안테나(21)는 적용 디바이스에 종속적인 부가 구성이라 할 수 있다. 따라서, 사용자 인터페이스(22)나 무선 통신 송수신부(20) 및 안테나(21)는 다른 음성 입출력 수단들과 대체가능하며 생략도 가능하다.

실질적으로, 상기 음성 신호 처리부(17)나 입출력 진동 분리부(15)는 복잡한 알고리즘이나 신호 처리가 필요할 수 있는데, 그 일부 기능은 상기 제어부(18)가 대신하여 처리할 수도 있으므로 실체적인 디바이스 구성에서 상기 음성 신호 처리부(17)나 입출력 진동 분리부(15)의 구성중 일부 혹은 전부는 상기 제어부(18)와 통합될 수도 있다는 것에 주의한다. 특히, 이동통신 단말기에 적용하는 경우라면 상기 제어부(18)는 이동통신 모뎀에 대응될 수 있으므로 내부적으로 구성된 각종 아날로그 디지털 변환 기능, 디지털 아날로그 변환 기능, 오디오 코덱, 신호처리 기능들을 활용할 수 있다.

그러면, 상기 구성을 좀더 상세히 설명하도록 한다.

먼저, 음성 신호 처리부(17)는 사용자에게 제공할 오디오 신호를 외부에서 제공받아 적절히 처리하거나 내부적으로 생성하여 적절히 처리한 후 이를 상기 입출력 진동 분리부(15)를 통해 상기 골전도 진동소자(14)에 제공함으로써 사용자가 느낄 수 있는 물리적 진동을 제공한다. 또한, 상기 골전도 진동소자(14)를 통해 사용자가 음성을 발음하여 생기는 진동을 전기적 신호로 만들거나 기타 다른 진동을 제공하여 전기적 신호로 만들면 이 신호를 상기 입출력 진동 분리부(15)를 통해 획득하여 적절하게 처리하게 된다.

상기 음성 신호 처리부(17)의 적절한 처리는 이득 조절이나 필터링 등을 포 함하며, 상기 음성 신호 처리부(17)가 상기 오디오 신호를 수신하고 제공하는 대상은 도시한 경우와 같이 제어부(18)를 경유하여 무선 신호로 오디오 신호를 송수신하는 무선 통신 송수신부(20)일 수 있고, 내부적인 메모리등에서 재생거나 저장되도록 하는 수단일 수 있으며, 유선 통신망을 통해 송수신되는 오디오 신호 입출력 수단일 수도 있다.

상기 스위칭부(16)는 상기 음성 신호 처리부(17)의 오디오 입출력 경로를 상기 골전도 진동소자(14)와 연결된 입출력 진동 분리부(15)의 입력단 및 출력단, 음압형 스피커부(13) 그리고 음압형 마이크부(12)와 선택적으로 연결하기 위한 것이며, 경우에 따라서는 이들 중 3종류 이상의 경로가 선택될 수도 있다. 상기 스위칭(16)는 일반적인 스위치 구성이 모두 사용 가능하며, 예를 들어 트랜지스터 스위치, 집적회로 스위치와 같은 전자 스위치나 기계식 절환 스위치, 미세전기기계(Micro-electro-mechanical system:MEMS) 스위치등이 사용될 수 있다.

상기 구성은 오디오 신호의 송수신을 위해 골전도 진동소자(14)와 음압형 소자(12, 13)를 이용하고 있으므로 골전도 통화모드와 음압형 통화모드의 2종류 모드를 선택적으로 사용하며, 필요한 경우 이들을 혼합한 혼합 통화모드를 사용할 수 도 있다.

상기 제어부(18)는 상기 사용자 인터페이스(22)를 통한 사용자의 수동 설정으로 상기 골전도 진동소자(14)의 사용 여부를 지시받아 상기 스위칭부(16)를 조절하여 원하는 입출력 소자와의 경로를 설정할 수 있고, 접촉 감지부(19)의 신호를 근거로 상기 스위칭부(16)를 조절하여 경로를 설정할 수 있다.

상기와 같은 구성을 통해 단일한 골전도 진동소자(14)만을 이용하여 원활한 오디오 송수신이 가능해지며, 선택적으로 음압형 소자들(12, 13)을 이용하여 오디오 송수신을 실시할 수 있다.

도 3은 상기와 같은 단순한 기본적인 동작 방식 외에 좀더 실질적인 활용성을 높이기 위한 오디오 신호 처리 방식을 보이는 개념도로서, 상기 골전도 진동소자(14)만을 이용하여 사용자가 제공하는 물리적인 진동을 오디오 신호로 변환할 경우 발생되는 잡음을 줄이고, 음압형 마이크(12)만을 이용하여 오디오 신호를 획득할 경우 발생되는 소음에 의한 잡음을 줄이기 위해서, 상기 각 오디오 신호 획득 수단들을 모두 이용하는 방식이 설명되어 있다. 상기 사용자(25)의 빗금친 부분(A)은 골전도 민감영역을 나타낸 것이다. 실질적으로 이 부분에 상기 골전도 진동소자(14)가 밀착되는 것이 바람직하지만 도시된 바와 같은 밀착도 가능하며 명료한 도시를 위해 상기와 같은 예를 든 것임에 주의한다.

즉, 사용자가 오디오 신호를 제공하는 경우, 사용자(25)의 두부에 밀착된 골전도 진동소자(14)가 사용자의 발음에 따른 진동을 전기적 신호로 변환하고, 이를 입출력 진동 분리부(15)가 사용자측으로 제공되는 신호와 분리하여 스위칭부(16)를 통해 음성 신호 처리부(17)에 제공함으로써 상기 음성신호 처리부(17)는 사용자의 음성을 추출할 제 1오디오 소스를 얻게 된다.

상기 과정과 동시에, 음압형 마이크(12)가 사용자의 음성에 의한 공기의 진동을 전기적 신호로 변환하여 상기 스위칭부(16)를 통해 음성 신호 처리부(17)에 제공하게 되므로 상기 음성신호 처리부(17)는 사용자의 음성을 추출할 제 2오디오 소스를 얻게 된다.

상기 제 1오디오 소스에는 사용자의 음성에 의한 진동 뿐만 아니라 출력될 오디오 신호에 의한 잡음이 다소 섞여 있을 수 있고, 밀착 부위의 움직임에 따른 진동이 잡음으로 섞여 있을 수 있다. 그리고, 제 2오디오 소스에는 환경적인 외부 소음이 섞여 있을 수 있고 사용자의 움직임에 따른 소음 역시 섞여 있을 수 있다.

따라서, 상기 제 1오디오 소스 및 제 2오디오 소스를 비교하여 공통적인 신호가 실질적인 사용자의 음성이 되므로 그 외의 오디오 신호들을 제거하거나 상기 공통 신호만 추출하면 상기 각 잡음들이 제거된 사용자의 음성만을 얻을 수 있게 된다. 즉, 2가지 종류의 상이한 음성 획득 수단들을 모두 이용하여 잡음이 제거된 음성을 얻을 수 있으며, 상기 음압형 마이크(12)는 대부분의 오디오 송수신 디바이스에 적용되어 있으므로 별도의 추가 비용이 발생되지 않는다.

도 4는 상기 단일한 골전도 진동소자(14)를 오디오 신호를 진동으로 변환하는 수단으로 사용함과 동시에 외부 오디오 신호에 의한 진동을 전기적인 오디오 신호로 변환하는 수단으로 사용할 경우 송수신되는 신호들을 구분하기 위한 입출력 진동 감시부의 구체적인 구성예를 보인 블록도로서, 도시한 바와 같이 적응성 필터링 알고리즘을 이용한 적응성 필터부(31)를 이용하게 된다. 도시된 경우에는 디지털 오디오 신호를 이용하고, 디지털 신호처리 방식(제어부에서 동작할 수도 있음)으로 적응성 필터부(31)를 구성한 경우이므로 디지털-아날로그 상태를 상호 전환하는 수단들(32, 34)이 구성되어 있다. 아날로그 오디오 신호만을 이용하는 경우에는 디지털 아날로그 변환기 및 아날로그 디지털 변환기가 필요하지 않으며, 상기 적응 성 필터부를 하드웨어적으로 구현할 수도 있다.

상기 적용된 적응형 필터링 방식은 필터의 계수(coefficient)를 스스로 갱신하여 불명확한 시스템(system)을 통과한 출력과 원하는 출력 간의 오차를 줄여가는 방식으로 동작하는 필터링 방식으로 음향 기기의 에코(echo) 또는 잡음을 제거하기 위해 사용되는 신호처리 방법이다. 이러한 적응형 필터링 방식을 단일 골전도 진동 소자(14)를 통한 입출력 신호를 분리하는데 적용하여 신호들을 분리하는 과정을 설명한다.

먼저 사용자에게 제공할 디지털 오디오 신호 x(k)는 제 1노드(N1)를 통해 디지털 아날로그(D/A) 변환기(32)와 적응형 필터부(31)에 동시에 전달되고 상기 디지털 아날로그 변환기(32)를 통과한 신호는 아날로그 신호 x(t)로 변환되어 제 2노드(N2)에서 임피던스 관계에 의해 일부는 골전도 진동소자(14)에 전달되어 물리적 진동으로 출력되고, 나머지 신호 yr(t)는 아날로그 디지털(A/D) 변환기(34)로 전달된다. 이 때 외부 진동입력 신호 b(t)가 상기 골전도 진동소자(14)에 입력되면 상기 제 2노드(N2)를 거쳐 상기 yr(t)와 합성되면서 상기 아날로그 디지털 변환기(34)로 입력되어 상기 신호(yr(t)+b(t))가 디지털 신호 d(k)로 변환된다.

여기서 상기 적응형 필터부(31)의 출력 y(k)와 상기 아날로그 디지털 변환기(34)에 의해 디지털 변환된 신호 d(k)의 차는 가산기(33)에 의해 합산되어 오차신호 e(k)를 만들게 되며, 상기 e(k)는 다시 적응형 필터부(31)로 궤환되어 상기 필터의 계수를 조절할 수 있는 요인으로 사용된다. 이때, 상기 e(k)는 결국 적응형 알고리즘(Adaptive algorithm)에 의해 수신되는 혼합 정보들 중에서 적응성 필터링 을 통한 출력되는 정보를 필터링한 진동 입력 신호 b(t)의 디지털 값(사용자가 제공한 오디오 신호)이 되므로 상기 골전도 진동소자(14)를 통해 사용자에게 제공할 오디오 신호를 진동으로 출력하는 동시에 사용자 자신의 발성에 의한 골전도 진동 음성 입력을 오디오 신호로 추출할 수 있다.

이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 골전도 오디오 송수신 장치 및 그 방법은 단일한 골전도 진동소자를 적용하고 해당 진동소자를 통한 오디오 정보의 입출력을 분리하도록 함과 아울러 음압형 마이크를 선택적으로 활용할 수 있도록 함으로써, 외부 소음 환경에 무관하게 명료한 오디오를 수신할 수 있고 작은 소리로도 명료한 오디오를 전송할 수 있으며, 청각이 좋지 않거나 정확한 음성을 제공하지 못하는 사용도 용이하게 음성 통화가 가능해지는 효과가 있다.

본 발명의 실시예에 따른 골전도 오디오 송수신 장치 및 그 방법은 골전도 진동소자와 함께 사용자의 사용 상태를 확인할 수 있는 접촉감지 수단을 부가하여 사용자가 골전도 방식의 통화를 실시할 것인지를 별도의 수동 조작 없이도 알 수 있도록 함으로써, 용이한 통화 방식의 전환을 통해 사용자가 용이하게 원하는 방식으로 통화 모드를 변경할 수 있고, 통화중에도 간단한 환경 변화를 통해 이러한 모드 변경을 실시할 수 있어 비밀을 요하는 통화 정보를 인접한 사람이 확인하지 못하게 하거나 자신이 제공할 비밀 정보를 타인이 눈치 채기 어려운 작은 동작과 작은 목소리로 전달할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 실시예에 따른 골전도 오디오 송수신 장치 및 그 방법은 골전도 진동소자를 통해 제공하는 오디오 정보와 음압형 마이크를 통해 제공되는 오디오 정보 중에서 공통적인 정보만을 필요한 정보로 추출하여 전송하도록 함으로써, 골전도 진동소자 및 음압형 마이크를 통해 유입되는 잡음들을 효과적으로 제거할 수 있어 골전도 오디오 송신의 품질을 크개 개선할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 실시예에 따른 골전도 오디오 송수신 장치 및 그 방법은 적응형 필터를 적용하여 단일한 골전도 진동소자를 이용하면서도 이를 동시에 양방향으로 사용할 수 있도록 신호처리함으로써, 양방향으로 골전도 방식 오디오 송수신을 실시하기위한 구성품을 최소화하여 장착 공간과 비용을 줄이면서도 단일 밀착 등에 의해 사용 편의성을 높일 수 있는 효과가 있다.

Claims

물리적 진동과 전기적 신호를 상호 변환시키는 골전도 진동소자와;

상기 골전도 진동소자에 오디오 신호를 제공하고, 상기 골전도 진동소자로부터의 오디오 신호를 수신하는 오디오 신호 처리부와;

상기 오디오 신호 처리부와 상기 골전도 진동소자 사이에 위치하여 양방향 오디오 신호 송수신이 가능하도록 입출력 신호를 분리하는 입출력 진동 분리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 골전도 오디오 송수신 장치.
제 1항에 있어서,

상기 음성 신호 처리부에 오디오 신호를 제공하는 음압식 마이크부와;

상기 음성 신호처리부에서 제공되는 오디오 신호를 출력하는 음압식 스피커부와;

상기 음압식 마이크부, 스피커부 그리고 입출력 진동 분리부와 상기 음성 신호 처리부 사이에 위치하여 오디오 신호 송수신 경로를 선택하는 스위칭부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 골전도 오디오 송수신 장치.
제 2항에 있어서,

상기 골전도 진동소자의 적용 여부를 판단하기 위해 상기 골전도 진동소자에 인접 배치된 접촉 감지부와;

상기 접촉 감지부의 출력에 따라 상기 골전도 진동소자의 적용 여부를 판단하여 상기 스위칭부의 동작을 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 골전도 오디오 송수신 장치.
제 3항에 있어서, 상기 접촉 감지부는 압력, 온도, 정전용량, 초음파, 적외선, 광량을 포함하는 감지 대상 중 적어도 하나를 통해 상기 골전도 진동소자와 사용자의 접촉 정도를 전기적으로 정량하는 수단인 것을 특징으로 하는 골전도 오디오 송수신 장치.
제 2항에 있어서, 상기 골전도 진동소자의 적용 여부를 결정하기 위한 입력 수단과; 상기 입력 수단의 출력에 따라 상기 골전도 진동소자의 적용 여부를 판단하여 상기 스위칭부의 동작을 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 골전도 오디오 송수신 장치.
제 1항에 있어서,

상기 오디오 신호 처리부와 연결되어 수신된 오디오 신호를 제공하고, 제공받은 오디오 신호를 송출하는 무선 모뎀부와;

상기 무선 모뎀부와 연결되어 무선 신호를 송수신하는 무선 통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 골전도 오디오 송수신 장치.
제 1항에 있어서, 상기 골전도 진동소자는 물리적 진동을 전기 신호로 변환하고, 전기 신호를 물리적 진동으로 변환하는 가역성을 가지는 마그네틱, 전자, 정전 또는 압전 방식의 진동 변환기인 것을 특징으로 하는 골전도 오디오 송수신 장치.
제 1항에 있어서, 상기 입출력 진동 분리부는

상기 오디오 신호 처리부가 제공하는 오디오 신호를 상기 골전도 진동소자에 아날로그 정보로 제공하는 디지털 아날로그 변환부와;

상기 골전도 진동소자가 제공하는 아날로그 정보 및 상기 디지털 아날로그 변환부의 출력이 혼합된 신호를 디지털로 변환하는 아날로그 디지털 변환부와;

상기 오디오 신호 처리부가 제공하는 오디오 신호를 적응성 필터링하여 출력하는 적응성 필터링부와;

상기 아날로그 디지털 변환부의 출력에서 상기 적응성 필터링부의 출력을 감산하여 그 결과를 상기 적응성 필터링부의 필터 계수를 조절하는 오차 정보로 제공함과 아울러 상기 골전도 진동소자를 통해 제공되는 사용자의 오디오 신호로서 출력하는 덧셈부를 포함하는 것을 특징으로 하는 골전도 오디오 송수신 장치.
제 2항에서, 상기 오디오 신호 처리부는 상기 입출력 진동 분리부로부터 수신한 오디오 신호와 상기 음압식 스피커부로부터 수신한 오디오 신호를 비교하여 공통 신호를 제외한 신호들을 필터링하는 것을 특징으로 하는 골전도 오디오 송수 신 장치.
사용자가 골전도 진동소자를 두부에 밀착시키고 통화를 실시하는 단계와;

상기 골전도 진동소자가 상기 통화시 사용자의 음성 발음에 의한 진동으로 오디오 신호를 생성함과 아울러 사용자에게 제공되는 오디오 신호에 따른 진동을 상기 사용자에게 제공하는 단계와;

상기 골전도 진동소자를 통해 얻어진 오디오 신호에서 상기 골전도 진동소자로 제공되는 오디오 신호를 적응적으로 필터링하여 입출력 진동을 분리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 골전도 오디오 송수신 방법.
제 10항에 있어서, 상기 사용자가 골전도 진동소자를 두부에 밀착시키고 통화를 실시하는 단계는 사용자와 상기 골전도 진동소자의 밀착 정도를 상기 골전도 진동소자에 인접 배치된 접촉 감지부를 통해 파악한 후 통화수단을 상기 골전도 진동소자로 선택하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 골전도 오디오 송수신 방법.
제 10항에 있어서, 상기 골전도 진동소자와 함께 음압식 마이크를 통해 사용자의 음성을 오디오 신호로 획득하는 단계와;

상기 입출력 진동을 분리하는 단계를 통해 얻어진 오디오 신호와 상기 음압식 마이크를 통해 얻어진 오디오 신호를 비교하여 공통 신호외의 신호를 필터링하 는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 골전도 오디오 송수신 방법.