KR20100112372A - Apparatus and method for controlling a air pressure of eardrum - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 고막의 기압 조절 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 비행기나 고속 열차와 같이 고속이면서 동시에 기압 변화가 큰 교통 수단에서 급격한 기압변화에 따른 고막의 통증을 최소화하도록 하는 고막의 기압 조절 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a pressure control device and method of the tympanic membrane, and more particularly, to control the pressure of the tympanic membrane to minimize the pain of the tympanic membrane due to the rapid change in air pressure in a high speed and large pressure change such as an airplane or a high-speed train. An apparatus and method are provided.
고막은 두께 0.1㎜ 정도의 얇고 투명한 은백색의 막으로서, 세 겹으로 이루어져 있다. 세 겹 중 바깥쪽은 피부층, 중간은 섬유층, 안쪽은 점막층으로 되어 있다. 외이(外耳)와 중이(中耳)의 경계에 위치하며, 가로축은 9mm, 세로축은 8mm로 원형에 가까운 타원형이다. 전체적인 모양은 원추형으로서, 뾰족한 원추 끝이 중이의 안쪽으로 향해 있다. The tympanic membrane is a thin, transparent, silvery white film with a thickness of about 0.1 mm and consists of three layers. Of the three layers, the outer skin layer, the middle fiber layer, and the inner mucosa layer. It is located at the boundary between the outer and middle ear. The horizontal axis is 9mm and the vertical axis is 8mm. The overall shape is conical, with the pointed tip of the cone pointing toward the inside of the middle ear.
고막은 외이도를 통해 전달된 음파를 진동시키는 진동판 역할을 한다. 고막의 안쪽에는 청소골의 일부인 망치뼈의 망치뼈자루가 붙어 있어서 고막의 진동수를 조절하는 역할을 한다. 고막을 통해 청소골로 전달된 음파는 내이의 달팽이관으로 전달된다.The eardrum serves as a diaphragm that vibrates sound waves transmitted through the ear canal. Inside the eardrum, the hammer bones of the hammer bones, which are part of the scavenging bones, are attached to adjust the frequency of the eardrum. Sound waves transmitted to the clearing bone through the eardrum are transmitted to the cochlea of the inner ear.
평상 시 인체는 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이, 고막 외부 압력과 내이(內耳)의 압력을 동일하게 유지함으로써 고막을 정상상태로 유지할 수 있도록 조절한다.As shown in FIG. 1A, the human body is controlled to maintain the eardrum in a normal state by maintaining the pressure outside the tympanic membrane and the pressure of the inner ear.
그러나, 비행기 혹은 고속 열차의 경우 운동 속도가 매우 빠르거나 고도의 변화가 심해서 외부의 기압이 급격하게 변화하게 된다. 이 경우, 인체 기압 조절 기능이 급격한 기압의 변화를 따라가지 못하여 고막의 이상 팽창이 발생한다. 즉, 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이, 내이의 기압이 고막 외부의 기압보다 높아지게 되어 고막이 외부 방향으로 팽창된다. 그리하면, 고막과 외부의 기압차이로 인해 순간적인 고막의 변화가 발생하여 탑승자의 통증을 유발하는 문제점이 있다. 특히, 노약자와 같이 조절 능력이 약한 경우 통증이 지속되는 문제점이 있다.However, in the case of an airplane or a high-speed train, the speed of movement is very fast or the altitude changes so much that the external air pressure changes rapidly. In this case, the human body pressure regulating function fails to follow the rapid change in air pressure, causing abnormal swelling of the tympanic membrane. That is, as shown in FIG. 1B, the air pressure in the inner ear becomes higher than the air pressure outside the eardrum, and the eardrum expands in the outward direction. Then, there is a problem that a momentary change of the eardrum occurs due to the difference in pressure between the eardrum and the outside causing the pain of the occupant. In particular, there is a problem that the pain persists when the control ability is weak, such as the elderly.
또한, 비행기 혹은 고속 열차의 경우 운동 속도가 매우 빠르거나 고도의 변화가 심해서 주기적인 고정잡음이 발생한다. 그리하면, 탑승객은 고정잡음으로 인해 심리적 불안감을 느끼게 되는 문제점이 있다.In addition, in the case of an airplane or a high-speed train, the movement speed is very fast or the altitude change is severe and periodic fixed noise occurs. Thus, the passengers have a problem in which psychological anxiety is felt due to the fixed noise.
본 발명은 상기한 종래의 사정을 감안하여 제안된 것으로, 내이의 기압과 고막 외부의 기압 차이에 해당하는 압력으로 고막을 가압하여 급격한 외부 기압 변화로 인해 내이와 고막 외부의 기압에 차이가 발생하는 것을 방지하도록 한 고막의 기압 조절 장치 및 방법을 제공함에 목적이 있다.The present invention has been proposed in view of the above-described conventional circumstances, and the pressure difference corresponding to the pressure difference between the inner pressure of the inner ear and the tympanic membrane causes the difference between the inner pressure and the outer pressure of the eardrum due to a sudden external air pressure change. It is an object of the present invention to provide an air pressure regulating device and method for preventing a tympanic membrane.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 고막의 기압 조절 장치는, 고막으로 출력된 출력 음원과 고막에 의해 반사된 출력 음원의 반사 음원을 근거로 고막 내부 및 외부의 기압 차이값을 측정하는 측정부; 고막을 가압하는 가압부; 및 측정부에서 측정된 기압 차이값에 해당하는 압력으로 고막을 가압하도록 가압부를 제어하는 제어부를 포함한다.In order to achieve the above object, the air pressure control apparatus of a tympanic membrane according to a preferred embodiment of the present invention, the pressure difference between the inside and outside of the tympanic membrane based on the output sound source output to the tympanic membrane and the reflected sound source reflected by the tympanic membrane. A measuring unit measuring a value; Pressing unit for pressing the eardrum; And a control unit controlling the pressurizing unit to pressurize the eardrum at a pressure corresponding to the pressure difference value measured by the measuring unit.
측정부는, 출력 음원을 발생하여 고막으로 출력하는 음원 출력 모듈; 고막에 의해 반사된 반사 음원을 수신하는 음원 수신 모듈; 및 음원 출력 모듈에서 출력된 출력 음원과 음원 수신 모듈에서 수신한 반사 음원을 근거로 압력 차이값을 산출하는 산출 모듈을 포함한다.The measuring unit may include: a sound source output module generating an output sound source and outputting the output sound drum; A sound source receiving module for receiving the reflected sound source reflected by the eardrum; And a calculation module for calculating a pressure difference value based on the output sound source output from the sound source output module and the reflected sound source received by the sound source receiving module.
측정부는, 출력 음원을 발생하여 고막으로 출력하는 음원 출력 모듈; 고막에 의해 반사된 반사 음원을 수신하는 음원 수신 모듈; 음원 출력 모듈에서 출력된 출력 음원과 음원 수신 모듈에서 수신한 반사 음원을 근거로 음원 반사 특성값을 산출하는 산출 모듈; 및 산출 모듈에 산출한 음원 반사 특성값에 해당하는 압력 차이 값을 검출하는 검출 모듈을 포함한다.The measuring unit may include: a sound source output module generating an output sound source and outputting the output sound drum; A sound source receiving module for receiving the reflected sound source reflected by the eardrum; A calculation module for calculating a sound source reflection characteristic value based on the output sound source output from the sound source output module and the reflection sound source received from the sound source receiving module; And a detection module for detecting a pressure difference value corresponding to the sound source reflection characteristic value calculated in the calculation module.
측정부는, 음원 반사 특성값에 해당하는 압력 차이값을 저장하고 있는 저장 모듈을 추가로 포함한다.The measurement unit further includes a storage module that stores a pressure difference value corresponding to the sound source reflection characteristic value.
음원 출력 모듈은, 최대 가청주파수를 초과하는 출력 음원을 발생한다.The sound source output module generates an output sound source that exceeds the maximum audio frequency.
산출 모듈은, 출력 음원의 크기에 대한 반사 음원의 크기의 비율을 음원 반사 특성값으로 산출한다.The calculation module calculates the ratio of the magnitude of the reflected sound source to the magnitude of the output sound source as the sound source reflection characteristic value.
가압부는, 기압 차이값에 해당하는 가압 음원을 출력하여 고막을 가압한다.The pressurizing unit outputs a pressurized sound source corresponding to the pressure difference value to pressurize the eardrum.
가압부는, 최소 가청주파수 미만의 가압 음원을 출력한다.The pressurizing unit outputs a pressurized sound source below the minimum audio frequency.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 고막의 기압 조절 방법은, (a) 측정부에 의해 고막으로 출력된 출력 음원과 고막에 의해 반사된 출력 음원의 반사 음원을 근거로 고막 내부 및 외부의 기압 차이값을 측정하는 단계; 및 (b) 가압부에 의해 (a) 단계에서 측정한 기압 차이값에 해당하는 압력을 고막에 가압하는 단계를 포함한다.In order to achieve the above object, the method for adjusting the air pressure of a tympanic membrane according to a preferred embodiment of the present invention is based on (a) an output sound source output to the tympanic membrane by the measuring unit and a reflected sound source of the output sound source reflected by the tympanic membrane. Measuring a difference in air pressure inside and outside the tympanic membrane; And (b) pressurizing the eardrum with a pressure corresponding to the pressure difference value measured in step (a) by the pressurizing unit.
(a) 단계는, (a-1) 음원 출력 모듈에 의해 출력 음원을 발생하여 고막으로 출력하는 단계; (a-2) 음원 수신 모듈에 의해 고막에 의해 반사된 반사 음원을 수신하는 단계; 및 (a-3) 산출 모듈에 의해 (a-1) 단계에서 출력된 출력 음원과 (a-2) 단계에서 수신한 반사 음원을 근거로 압력 차이값을 산출하는 단계를 포함한다.Step (a) comprises: (a-1) generating an output sound source by the sound source output module and outputting it to the eardrum; (a-2) receiving the reflected sound source reflected by the eardrum by the sound source receiving module; And (a-3) calculating a pressure difference value based on the output sound source output in step (a-1) and the reflected sound source received in step (a-2) by the calculation module.
(a) 단계는, (a-1) 음원 출력 모듈에 의해 출력 음원을 발생하여 고막으로 출력하는 단계; (a-2) 음원 수신 모듈에 의해 고막에 의해 반사된 반사 음원을 수 신하는 단계; (a-3) 산출 모듈에 의해 (a-1) 단계에서 출력된 출력 음원과 (a-2) 단계에서 수신한 반사 음원을 근거로 음원 반사 특성값을 산출하는 단계; 및 (a-4) 검출 모듈에 의해 (a-3) 단계에 산출한 음원 반사 특성값에 해당하는 압력 차이값을 저장부로부터 검출하는 단계를 포함한다.Step (a) comprises: (a-1) generating an output sound source by the sound source output module and outputting it to the eardrum; (a-2) receiving the reflected sound source reflected by the eardrum by the sound source receiving module; calculating a sound source reflection characteristic value based on the output sound source output in step (a-1) and the reflected sound source received in step (a-2) by the calculating module (a-3); And (a-4) detecting, by the detection module, a pressure difference value corresponding to the sound source reflection characteristic value calculated in step (a-3) from the storage unit.
(a-1) 단계에서는, 음원 출력 모듈에 의해 최대 가청주파수를 초과하는 출력 음원을 발생한다.In step (a-1), the sound source output module generates an output sound source exceeding the maximum audio frequency.
(a-3) 단계에서는, 산출 모듈에 의해 출력 음원의 크기에 대한 반사 음원의 크기의 비율을 음원 반사 특성값으로 산출한다.In step (a-3), the ratio of the size of the reflected sound source to the size of the output sound source is calculated by the calculation module as the sound source reflection characteristic value.
상 기 (b) 단계에서는, 가압부에 의해 (a) 단계에서 측정한 기압 차이값에 해당하는 가압 음원을 출력하여 고막을 가압한다.In step (b), the pressurizing unit outputs a pressurized sound source corresponding to the pressure difference value measured in step (a) to pressurize the eardrum.
(b) 단계에서는, 가압부에 의해 최소 가청주파수 미만의 가압 음원을 출력한다.In step (b), the pressurizing unit outputs a pressurized sound source below the minimum audio frequency.
이러한 본 발명에 따르면, 고막의 기압 조절 장치 및 방법은 고막에서 반사되는 음원을 근거로 산출한 내이의 압력과 고막 외부의 기압 차이에 해당하는 압력을 고막에 가압함으로써, 급격한 외부 기압 변화로 인해 내이와 고막 외부의 기압에 차이가 발생하는 것을 방지하는 것이 가능하다.According to the present invention, the air pressure control apparatus and method of the tympanic membrane is caused by a sudden external air pressure change by pressurizing the tympanic pressure corresponding to the pressure difference between the inner ear and the tympanic membrane, which is calculated based on the sound source reflected from the tympanic membrane. It is possible to prevent the difference in air pressure outside the tympanic membrane.
또한, 고막의 기압 조절 장치 및 방법은 급격한 외부 기압 변화로 인해 내이와 고막 외부의 기압에 차이가 발생하는 것을 방지함으로써, 비행기나 고속 열차와 같이 고속이면서 동시에 기압 변화가 큰 교통 수단에서 급격한 기압변화에 따른 고 막의 통증을 최소화하는 것이 가능하다.In addition, the air pressure control device and method of the tympanic membrane prevents the difference in the air pressure between the inner ear and the tympanic membrane due to the rapid change in the external air pressure, thereby rapidly changing the atmospheric pressure in a high speed and large air pressure change mode such as an airplane or a high-speed train. It is possible to minimize the pain of the tympanic membrane.
부수적으로, 고막의 기압 조절 장치 및 방법은 급격한 기압변화에 따른 고막의 통증을 최소화함으로써, 비행기나 고속 열차와 같이 기압 변화가 큰 교통 수단을 이용하는 승객들의 불편을 최소화하는 것이 가능하다.Incidentally, the device and method for adjusting the pressure of the eardrum minimize the pain of the eardrum caused by the rapid change in pressure, thereby minimizing the inconvenience of passengers using a means of transportation with a large change in pressure, such as an airplane or a high-speed train.
또한, 고막의 기압 조절 장치 및 방법은 고막과 외부의 압력차를 측정하기 위해 최대 가청주파수를 초과하는 음원을 고막에 인가하고, 압력을 조절하기 위해 최소 가청주파수 미만의 음원을 고막에 인가함으로써, 탑승자가 음원을 인지하지 못하여 불쾌감을 최소화하고, 일반적인 청각 기능을 저해하지 않으면서 압력차를 측정하는 것이 가능하다.In addition, the air pressure control device and method of the eardrum is applied to the eardrum by applying a sound source exceeding the maximum audible frequency to the eardrum to measure the pressure difference between the eardrum and the outside, and by applying a sound source below the minimum audible frequency to the eardrum to control the pressure. It is possible for the occupant to not perceive the sound source, to minimize discomfort, and to measure the pressure difference without disturbing general hearing function.
부수적으로, 고막의 기압 조절 장치 및 방법은 외부 음향 신호를 재생함으로써, 고정잡음으로 인한 사용자의 심리적 불안감을 최소화하는 것이 가능하다.Incidentally, the apparatus and method for adjusting the air pressure of the tympanic membrane can reproduce the external sound signal, thereby minimizing the psychological anxiety of the user due to the fixed noise.
부수적으로, 고막의 기압 조절 장치를 헤드 셋 형태로 생산하면 휴대 및 사용이 간편하며, 비교적 간단한 구조이기 때문에 저렴한 비용으로 대량 제작할 수 있다.Incidentally, if the air pressure regulator of the tympanic membrane is produced in the form of a headset, it is easy to carry and use, and because of the relatively simple structure, it can be mass-produced at low cost.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가진다. 또한, 본 발명을 설 명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, the most preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention. . First, in adding reference numerals to the components of each drawing, the same components have the same reference numerals as much as possible even though they are shown in different drawings. In addition, in the business card which sets out this invention, when it is determined that the detailed description about the well-known structure or function which concerns may obscure the summary of this invention, a detailed description is abbreviate | omitted.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 이하의 실시예는 본 발명을 더욱 쉽게 이해하기 위하여 제공하는 것이고, 본 실시예에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings in order to help understanding of the present invention. The following examples are provided to more easily understand the present invention, and the present invention is not limited to these examples.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 고막의 기압 조절 장치를 설명하기 위한 블록도이고, 도 3은 도 2의 측정부를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 2 is a block diagram for explaining an air pressure adjusting device of a tympanic membrane according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a view for explaining the measurement unit of FIG. 2.
도 2에 도시된 바와 같이, 고막의 기압 조절 장치(100)는 측정부(110), 제어부(120), 가압부(130)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the air
측정부(110)는 고막(20)으로 출력된 출력 음원과 고막(20)에 의해 반사된 반사 음원을 근거로 고막(20) 내부 및 외부의 기압 차이값을 측정한다. 더욱 상세하게 설명하면, 내이(10)의 압력과 고막(20)의 외부(즉, 외이(30))의 압력에 압력차가 발생하면 고막(20)의 팽창 정도에 변화가 발생한다. 이때, 고막(20)의 팽창 정도에 따라 고막(20)의 단단함 정도가 변하면서 음원 전달 특성 및 음원 반사 특성에 변화가 발생한다. 즉, 내이(10)의 압력과 고막(20) 외부(즉, 외이(30)) 압력의 차이가 '0'에 가까운 부분에서는 고막(20)의 운동성이 가장 좋기 때문에 음원 전달 특성이 가장 높다. 두 압력차가 많이 날수록 고막(20)이 단단해지면서 음원 전달 특성이 감소한다. 고막(20)에 가해지는 음원은 일부 고막(20)을 통과해서 전달되고, 그 나머지는 손실되거나 반사된다. 따라서, 측정부(110)는 상술한 고막(20)의 특성을 이용하여 도 3에 도시된 바와 같이, 출력 음원을 고막(20)으로 출력하고, 고막(20)에 의해 반사된 출력 음원의 반사 음원을 이용하여 내이(10)의 압력과 고막(20) 외부(즉, 외이(30))의 압력의 압력차를 측정한다.The
제어부(120)는 측정부(110)에서 측정된 기압 차이값에 해당하는 압력으로 고막(20)을 가압하도록 가압부(130)를 제어한다. 이때, 제어부(120)는 기압 차이값이 고막(20)의 팽창 정도를 계산한 결과 팽창이 이루어져서 사용자가 통증을 느낄 수 있기 때문에 기압 차이값에 해당하는 압력으로 고막(20)을 가압하여 고막(20)의 팽창을 완화시키기 위해서 가압부(130)를 제어한다.The
가압부(130)는 제어부(120)의 제어에 따라 소정 압력으로 고막(20)을 가압한다. 이때, 가압부(130)는 저음을 낼 수 있는 스피커가 사용된다. 스피커는 진동판의 움직임을 통해 압력을 만들어낼 수 있는 특징이 있는데, 스피커가 귓구멍에 가깝게 위치하게 되면 고막(20)과의 근접한 거리와 귀의 관으로 밀폐되어 있는 특성에 의해 고막(20)에 압력을 가할 수 있다. 여기서, 가압부(130)는 가압 음원을 발생하여 고막(20)에 압력을 가하기 때문에 가청주파수의 최소 한계인 20㎐ 미만의 음원을 발생하여 인체가 인지하지 못하는 압력을 고막(20)으로 인가한다. 이처럼, 고막의 기압 조절 장치 및 방법은 고막(20)에서 반사되는 음원을 근거로 산출한 내 이(10)의 압력과 고막(20) 외부의 기압 차이에 해당하는 압력을 고막(20)에 가압함으로써, 급격한 외부 기압 변화로 인해 내이(10)와 고막(20) 외부의 기압에 차이가 발생하는 것을 방지하는 것이 가능하다.The pressurizing
또한, 고막의 기압 조절 장치 및 방법은 급격한 외부 기압 변화로 인해 내이(10)와 고막(20) 외부의 기압에 차이가 발생하는 것을 방지함으로써, 비행기나 고속 열차와 같이 고속이면서 동시에 기압 변화가 큰 교통 수단에서 급격한 기압변화에 따른 고막(20)의 통증을 최소화하는 것이 가능하다.In addition, the air pressure control device and method of the tympanic membrane prevents a difference in the air pressure between the
부수적으로, 고막의 기압 조절 장치 및 방법은 급격한 기압변화에 따른 고막(20)의 통증을 최소화함으로써, 비행기나 고속 열차와 같이 기압 변화가 큰 교통 수단을 이용하는 승객들의 불편을 최소화하는 것이 가능하다.Incidentally, the device and method for adjusting the air pressure of the eardrum minimize the pain of the
도 4 및 도 6은 도 2의 측정부의 구성을 설명하기 위한 도면이다.4 and 6 are views for explaining the configuration of the measuring unit of FIG.
도 4에 도시된 바와 같이, 측정부(110)는 음원 출력 모듈(111), 음원 수신 모듈(113), 산출 모듈(115)을 포함한다.As shown in FIG. 4, the measuring
음원 출력 모듈(111)은 출력 음원을 발생하여 고막(20)으로 출력한다. 더욱 상세하게 설명하면, 음원 출력 모듈(111)은 음원 반사 특성을 이용하여 압력차를 계산하는데 사용하는 음원이 사용자의 일상적인 청각 작용에 방해를 주지않는 출력 음원을 발생한다. 즉, 음원 출력 모듈(111)은 고막(20)의 팽창 정도를 상시 혹은 일정 주기로 측정해야 하는데 통상적인 가청주파수 범위인 대략 20㎐ 내지 20㎑ 정도의 범위에 있는 음원을 사용하면 사용자가 이를 인지할 수 있기 때문에 미약한 음원을 인가하더라도 불쾌감을 유발할 수 있다. 따라서, 음원 출력 모듈(111)은 가청주파수의 최대 한계인 20㎑를 초과하는 출력 음원을 발생한다.The sound
음원 수신 모듈(113)은 고막(20)에 의해 반사된 반사 음원을 수신한다. 즉, 고막(20)에 가해지는 출력 음원은 일부가 고막(20)을 통과해서 내이(10)로 전달된다. 음원 수신 모듈(113)은 내이(10)로 전달된 출원 음원을 제외한(즉, 고막(20)에 의해 반사된) 반사 음원을 수신한다. 물론, 고막(20)을 통과하거나 반사된 음원 이외에도 손실되는 음원이 발생할 수도 있다. 이처럼, 고막의 기압 조절 장치 및 방법은 고막(20)과 외부의 압력차를 측정하기 위해 최대 가청주파수를 초과하는 음원을 고막(20)에 인가하고, 압력을 조절하기 위해 최소 가청주파수 미만의 음원을 고막(20)에 인가함으로써, 탑승자가 음원을 인지하지 못하여 불쾌감을 최소화하고, 일반적인 청각 기능을 저해하지 않으면서 압력차를 측정하는 것이 가능하다.The sound
산출 모듈(115)은 음원 출력 모듈(111)에서 출력된 출력 음원과 음원 수신 모듈(113)에서 수신한 반사 음원을 근거로 기압 차이값을 산출한다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이, A 지점은 내이(10)의 압력과 고막(20) 외부(즉, 외이(30)) 압력의 차이가 '0'에 가까운 부분으로 고막(20)의 운동성이 가장 좋기 때문에 음원 전달 특성이 가장 높다. 이때, 두 압력의 차이가 커질수록 음원 전달 특성이 B 지점 또는 C 지점 방향으로 이동하며, 두 압력차가 많이 날수록 고막(20)이 단단해지면서 음원 전달 특성이 감소한다. 고막(20)에 가해지는 음량은 일부 고막(20)을 통과해서 전달되고, 그 나머지는 손실되거나 반사된다. 이러한 고막(20)의 음원 전달 특성을 고려하면 압력차에 따라 도 6에 도시된 바와 같이, 음원 반사 특성에 대한 그 래프를 얻을 수 있다.The calculating
산출 모듈(115)은 상술한 음원 전달 특성 및 음원 반사 특성을 이용하여 하기의 수학식 1과 같은 전달 특성 함수를 도출한다. 산출 모듈(115)은 출력 음원 및 반사 음원의 크기를 전달 특성 함수에 대입하여 기압 차이값을 산출한다.The
QR : 출력 음원 크기에 대한 반사 음원 크기의 비Q R : Ratio of the reflected source size to the output source size
α : 상수α: constant
f() : 음원 전달 특성 및 음원 반사 특성을 이용하여 도출한 전달 특성 함수f (): The transmission characteristic function derived from the sound source propagation characteristic and the sound source reflection characteristic
PA : 고막 외부(즉, 외이) 기압P A : Atmospheric pressure outside the tympanic membrane
PE : 내이의 기압P E : Barometric pressure in the inner ear
도 7은 도 2의 측정부의 다른 구성을 설명하기 위한 도면이다.7 is a view for explaining another configuration of the measuring unit of FIG. 2.
도 7에 도시된 바와 같이, 측정부(110)는 음원 출력 모듈(111), 음원 수신 모듈(113), 산출 모듈(115), 검출 모듈(117), 저장 모듈(119)을 포함한다.As shown in FIG. 7, the
음원 출력 모듈(111)은 출력 음원을 발생하여 고막(20)으로 출력한다. 음원 출력 모듈(111)은 가청주파수의 최대 한계인 20㎑를 초과하는 출력 음원을 발생한다.The sound
음원 수신 모듈(113)은 고막(20)에 의해 반사된 반사 음원을 수신한다.The sound
산출 모듈(115)은 음원 출력 모듈(111)에서 출력된 출력 음원과 음원 수신 모듈(113)에서 수신한 반사 음원을 근거로 음원 반사 특성값을 산출한다. 이때, 산출 모듈(115)은 출력 음원의 크기에 대한 반사 음원의 크기의 비율을 음원 반사 특성값으로 산출한다.The
검출 모듈(117)은 산출 모듈(115)에서 산출한 음원 반사 특성값에 해당하는 압력 차이값을 저장 모듈(119)로부터 검출한다.The
저장 모듈(119)은 음원 반사 특성값에 해당하는 압력 차이값을 저장하고 있다. 이때, 저장 모듈(119)은 음원 전달 특성을 고려하여 내이(10) 측과 고막(20) 외부(즉, 외이(30))의 압력차에 따른 특성 그래프(도 6 참조)를 저장한다.The
도 8 및 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 고막의 기압 조절 장치의 일례를 설명하기 위한 도면이다.8 and 9 are diagrams for explaining an example of the pressure regulator of the tympanic membrane according to the embodiment of the present invention.
도 8에 도시된 바와 같이, 고막의 기압 조절 장치(100)는 제1발진기(210a)에서 출력 음원을 발생한다. 제1발진기(210a)에서 발생한 출력 음원은 제1증폭기(220a)에서 고막(20)의 단단함 정도를 측정하기 위해 사용하는 출력 음원(즉, 20 kHz를 초과하는 음원)으로 변환된다. 제1증폭기(220a)에서 변환된 음원은 제1스피커(230a)를 통해 고막(20)으로 출력된다.As shown in FIG. 8, the air
마이크로폰(240)은 고막(20)에 반사된 반사 음원을 수신한다. 마이크로폰(240)에서 수신된 반사 음원은 제2증폭기/필터(220b)에서 증폭 및 필터링되어 연산기(250)로 전달된다. 연산기(250)는 제2증폭기/필터(220b)로부터 수신한 반사 음 원의 크기 및 제1증폭기(220a)로부터의 출력 음원의 크기를 이용하여 기압 차이값을 산출한다. 즉, 제1발진기(210a)를 통해 생성되는 출력 음원은 고막(20)으로 발사되어 일정량이 반사되어 마이크로폰(240)으로 입력되는데, 연산기(250)는 이 두 음원을 이용하여 압력 차이값을 연산한다. 압력 차이값이 연산되면 이 결과를 제3증폭기(220c)의 이득을 결정하는데 사용한다. 이때, 믹서(260)는 외부 입력 단자(270)를 통해 입력되는 외부 음원과 고막(20)에 압력을 가하기 위해서 제2발진기(210b)에서 생성한 가압 음원을 믹싱하여 제2스피커(230b)를 통해 고막(20)으로 출력한다. 여기서, 압력계(280)는 연산기(250)의 연산 과정에서 상시 기압 변화가 필요한 경우 보조적으로 활용할 수도 있다.The
상술한 고막의 기압 조절 장치(100)는 도 9에 도시된 바와 같이, 이어폰을 기본으로 하는 헤드 셋 형태로 구성되며 배터리로 구동한다. 배터리의 수명은 비행기를 고려했을 경우 최대 20시간 정도의 동작을 보장할 수 있도록 한다. 물론, 고막의 기압 조절 장치(100)는 외부 전원을 통해 구동할 수도 있다. 이어폰의 단면에는 측정용 마이크로폰(240)과 가압 및 오디오 신호 재생을 위한 스피커(230)가 부착된다. 이어폰의 경우 가압 작용을 용이하게 하기 위해 귀와 밀착할 수 있는 구조로 제작된다. 헤드 셋 내부에는 배터리 및 스위치, 외부 음향 신호 입력 단자(270), 신호 처리 및 신호 생성을 위한 전자 회로 장치(예컨대, 도 8에 도시된 구성)가 위치한다.As described above, the air
이처럼, 고막의 기압 조절 장치 및 방법은 외부 음향 신호를 재생함으로써, 고정잡음으로 인한 사용자의 심리적 불안감을 최소화하는 것이 가능하다.As described above, the apparatus and method for adjusting the pressure of the tympanic membrane can reproduce the external sound signal, thereby minimizing the psychological anxiety of the user due to the fixed noise.
부수적으로, 고막의 기압 조절 장치(100)를 헤드 셋 형태로 생산하면 휴대 및 사용이 간편하며, 비교적 간단한 구조이기 때문에 저렴한 비용으로 대량 제작할 수 있다.Incidentally, if the
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 고막의 기압 조절 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.10 is a flowchart illustrating a method of adjusting the air pressure of the tympanic membrane according to the embodiment of the present invention.
먼저, 사용자가 기압 조절 장치(100)를 귀에 착용한 후에 고막의 기압 조절 장치(100)에 전원을 인가한다. 그에 따라, 음원 출력 모듈(111)은 소정의 주파수를 갖는 출력 음원을 생성하고, 이를 스피커를 통해 사용자의 고막(20)으로 출력한다(S100). 이때, 음원 출력 모듈(111)은 사용자의 불쾌감 유발을 방지하기 위해 가청주파수의 최대 한계인 20㎑를 초과하는 주파수의 출력 음원을 발생한다.First, after the user wears the air
출력된 출력 음원은 고막(20)에 가해지는 음량은 일부 고막(20)을 통과해서 전달되고, 그 나머지는 손실되거나 반사된다. 음원 수신 모듈(113)은 고막(20)에 의해 반사된 반사 음원을 수신하여 산출 모듈(115)로 전송한다(S110).The output sound source output to the
산출 모듈(115)은 음원 출력 모듈(111)에서 발생한 출력 음원과 음원 수신 모듈(113)에서 수신한 반사 음원을 이용하여 사용자의 내이(10) 및 고막(20) 외부의 기압 차이값을 산출한다(S120). 이때, 산출 모듈(115)은 상술한 수학식 1을 이용하여 기압 차이값을 산출하고, 이를 제어부(120)로 전송한다.The calculating
제어부(120)는 산출 모듈(115)로부터 전송된 기압 차이값에 해당하는 압력으로 사용자의 고막(20)을 가압하도록 가압부(130)를 제어한다(S130). 그에 따라, 가 압부(130)는 저음을 낼 수 있는 스피커(230)의 진동판 움직임을 통해 압력을 생성하여 사용자의 고막(20)을 가압한다. 이때, 가압부(130)는 가압 음원을 발생하여 고막(20)에 압력을 가하기 때문에 가청주파수의 최소 한계인 20㎐ 미만의 음원을 발생하여 탑승자가 스피커(230)를 통해 출력되는 음원을 인식하지 못하는 상태에서 고막(20)을 가압한다.The
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 고막의 기압 조절 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.11 is a flowchart illustrating a method for adjusting the air pressure of the tympanic membrane according to another embodiment of the present invention.
먼저, 사용자가 기압 조절 장치(100)를 귀에 착용한 후에 고막의 기압 조절 장치(100)에 전원을 인가한다. 그에 따라, 음원 출력 모듈(111)은 소정의 주파수를 갖는 출력 음원을 생성하고, 이를 스피커를 통해 사용자의 고막(20)으로 출력한다(S200). 이때, 음원 출력 모듈(111)은 사용자의 불쾌감 유발을 방지하기 위해 가청주파수의 최대 한계인 20㎑를 초과하는 주파수의 출력 음원을 발생한다.First, after the user wears the air
출력된 출력 음원은 고막(20)에 가해지는 음량은 일부 고막(20)을 통과해서 전달되고, 그 나머지는 손실되거나 반사된다. 음원 수신 모듈(113)은 고막(20)에 의해 반사된 반사 음원을 수신하여 산출 모듈(115)로 전송한다(S210).The output sound source output to the
산출 모듈(115)은 음원 출력 모듈(111)에서 발생한 출력 음원과 음원 수신 모듈(113)에서 수신한 반사 음원을 이용하여 고막(20)의 음원 반사 특성값을 산출한다(S220). 즉, 산출 모듈(115)은 출력 음원의 크기에 대한 반사 음원의 크기의 비율을 음원 반사 특성값으로 산출한다.The
검출 모듈(117)은 음원 반사 특성값에 해당하는 압력 차이값을 저장하고 있는 저장 모듈(119)로부터 산출한 음원 반사 특성값에 해당하는 압력 차이값을 검출한다(S230). 검출 모듈(117)은 검출한 압력 차이값은 제어부(120)로 전송한다.The
제어부(120)는 검출 모듈(117)로부터 전송된 기압 차이값에 해당하는 압력으로 사용자의 고막(20)을 가압하도록 가압부(130)를 제어한다(S240). 그에 따라, 가압부(130)는 저음을 낼 수 있는 스피커의 진동판 움직임을 통해 압력을 생성하여 사용자의 고막(20)을 가압한다. 이때, 가압부(130)는 가압 음원을 발생하여 고막(20)에 압력을 가하기 때문에 가청주파수의 최소 한계인 20㎐ 미만의 음원을 발생하여 인체가 인지하지 못하는 압력으로 고막(20)을 가압한다.The
상술한 바와 같이, 고막의 기압 조절 장치 및 방법은 고막(20)에서 반사되는 음원을 근거로 산출한 내이(10)의 압력과 고막(20) 외부의 기압 차이에 해당하는 압력을 고막(20)에 가압함으로써, 급격한 외부 기압 변화로 인해 내이(10)와 고막(20) 외부의 기압에 차이가 발생하는 것을 방지하는 것이 가능하다.As described above, the apparatus and method for adjusting the air pressure of the tympanic membrane is characterized in that the pressure corresponding to the pressure difference between the pressure in the
또한, 고막의 기압 조절 장치 및 방법은 급격한 외부 기압 변화로 인해 내이(10)와 고막(20) 외부의 기압에 차이가 발생하는 것을 방지함으로써, 비행기나 고속 열차와 같이 고속이면서 동시에 기압 변화가 큰 교통 수단에서 급격한 기압변화에 따른 고막(20)의 통증을 최소화하는 것이 가능하다.In addition, the air pressure control device and method of the tympanic membrane prevents a difference in the air pressure between the
부수적으로, 고막의 기압 조절 장치 및 방법은 급격한 기압변화에 따른 고막(20)의 통증을 최소화함으로써, 비행기나 고속 열차와 같이 기압 변화가 큰 교통 수단을 이용하는 승객들의 불편을 최소화하는 것이 가능하다.Incidentally, the device and method for adjusting the air pressure of the eardrum minimize the pain of the
부수적으로, 고막의 기압 조절 장치 및 방법은 고막(20)과 외부의 압력차를 측정하기 위해 최대 가청주파수를 초과하는 음원을 고막(20)에 인가하고, 압력을 조절하기 위해 최소 가청주파수 미만의 음원을 고막(20)에 인가함으로써, 탑승자가 음원을 인지하지 못하여 불쾌감을 최소화하고, 일반적인 청각 기능을 저해하지 않으면서 압력차를 측정하는 것이 가능하다.Incidentally, the apparatus and method for adjusting the air pressure of the tympanic membrane applies a sound source exceeding the maximum audible frequency to the
부수적으로, 고막의 기압 조절 장치 및 방법은 외부 음향 신호를 재생함으로써, 고정잡음으로 인한 사용자의 심리적 불안감을 최소화하는 것이 가능하다.Incidentally, the apparatus and method for adjusting the air pressure of the tympanic membrane can reproduce the external sound signal, thereby minimizing the psychological anxiety of the user due to the fixed noise.
부수적으로, 고막의 기압 조절 장치(100)를 헤드 셋 형태로 생산하면 휴대 및 사용이 간편하며, 비교적 간단한 구조이기 때문에 저렴한 비용으로 대량 제작할 수 있다.Incidentally, if the
이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예에 대해 설명하였으나, 다양한 형태로 변형이 가능하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형예 및 수정 예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.Although a preferred embodiment according to the present invention has been described above, modifications can be made in various forms, and those skilled in the art may make various modifications and modifications without departing from the claims of the present invention. It is understood that it may be practiced.
도 1은 기압차이에 의해 고막 팽창을 설명하기 위한 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a diagram for explaining tympanic swelling due to a pressure difference.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 고막의 기압 조절 장치를 설명하기 위한 블록도.Figure 2 is a block diagram for explaining the air pressure control apparatus of the tympanic membrane according to the embodiment of the present invention.
도 3은 도 2의 측정부를 설명하기 위한 블록도.FIG. 3 is a block diagram illustrating the measuring unit of FIG. 2. FIG.
도 4 및 도 6은 도 2의 측정부의 구성을 설명하기 위한 도면.4 and 6 are views for explaining the configuration of the measuring unit of FIG.
도 7은 도 2의 측정부의 다른 구성을 설명하기 위한 도면.FIG. 7 is a diagram for explaining another configuration of the measuring unit of FIG. 2. FIG.
도 8 및 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 고막의 기압 조절 장치의 일례를 설명하기 위한 도면.8 and 9 are diagrams for explaining an example of an air pressure regulating device of the tympanic membrane according to the embodiment of the present invention.
도 10 및 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 고막의 기압 조절 방법을 설명하기 위한 흐름도.10 and 11 are a flow chart for explaining a method for adjusting the air pressure of the tympanic membrane according to the embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10: 내이 20: 고막10: inner ear 20: eardrum
30: 외이 100: 기압 조절 장치30: outer 100: barometer
110: 측정부 111: 음원 출력 모듈110: measuring unit 111: sound source output module
113: 음원 수신 모듈 115: 산출 모듈113: sound source receiving module 115: output module
117: 검출 모듈 119: 저장 모듈117: detection module 119: storage module
120: 제어부 130: 가압부120: control unit 130: pressure unit
210: 발진기 220: 증폭기210: oscillator 220: amplifier
240: 마이크로폰 250: 연산기240: microphone 250: calculator
Claims (15)
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KR1020090030849A KR20100112372A (en) | 2009-04-09 | 2009-04-09 | Apparatus and method for controlling a air pressure of eardrum |
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KR1020090030849A KR20100112372A (en) | 2009-04-09 | 2009-04-09 | Apparatus and method for controlling a air pressure of eardrum |
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KR1020090030849A KR20100112372A (en) | 2009-04-09 | 2009-04-09 | Apparatus and method for controlling a air pressure of eardrum |
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- 2009-04-09 KR KR1020090030849A patent/KR20100112372A/en not_active Application Discontinuation
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