KR20140074299A - 통화장치 - Google Patents

Abstract

공기 전도음만으로는 잘 들리지 않는 환경하에서도 쉽게 들리고 부품수가 적어 실장도 용이하고 소비 전력이 작은 통화장치를 제공한다. 통화장치(100)는 이용자의 귀 및/또는 귀 주변의 인체에 적어도 일부를 접촉시킬 수 있는 위치에 마련된 접촉부재로서의 기능을 가진 보호 패널(101)과, 보호 패널(101)에 대해 면접합되어 있으며 보호 패널(101)로부터 이용자의 두개골을 통해서는 이용자의 청각 기관에 진동이 전달되지 않는 가청 대역의 주파수대의 진동을 행하는 진동자(111)를 구비한다.

Description

통화장치{COMMUNICATION DEVICE}

본 발명은, 휴대전화 단말이나 고정전화 단말 등의 통화장치에 관한 것이다.

휴대전화 단말의 착신시나 음악 재생시 등에 공기를 진동시키는 공기 전도음(空氣傳導音; air-conducted sound)을 발하는 수단으로서 종래의 스피커 대신에 패널 스피커를 이용하는 것이 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조). 그러나 공기 전도음만으로는 공기 전도음보다 소음이 큰 경우에 잘 들리지 않게 되는 경우가 있었다.

한편 주위의 소음이 심한 장소에서는 골전도(骨傳導)가 유효하다는 것이 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 2 참조). 그러나 골전도와 같이 두개골을 진동시킬만큼 강한 진동은, 휴대전화 등 전력이 적은 기기에는 소비 전력면에서 부적합하였다. 원래 골전도의 소리는 작기 때문에 공기 전도음에 묻히기 쉽다. 따라서 진동을 크게 할 필요가 있으며 또한 그 큰 진동이 케이스에 전달되지 않도록 진동부와 케이스는 격리된 구조로 할 필요가 있어 제조가 복잡하다는 결점이 있었다.

또 종래의 진동자에서는 보호 패널이 유리와 같이 단단한 소재로 형성되어 있거나 방수 등으로 모퉁이가 접착되어 있거나 한 경우, 보호 패널의 표면을 진동시키려면 큰 전력이 필요하였다. 따라서 종래의 진동자는 휴대전화와 같은 전력이 적은 기기에는 소비 전력면에서 부적합하였다.

특허문헌 1: 일본특허 제3929465호 공보 특허문헌 2: 일본공개특허 2003-145048호 공보

본 발명의 과제는, 공기 전도음만으로는 잘 들리지 않는 환경하에서도 쉽게 들리고 부품수가 적어 실장도 용이하고 소비 전력이 작은 통화장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해 이하의 사항을 제안하였다. 아울러 이해를 용이하게 하기 위해 본 발명의 실시형태에 대응하는 부호를 붙여 설명하는데 이에 한정되지는 않는다.

(1) 본 발명은, 이용자의 귀 및/또는 귀 주변의 인체에 적어도 일부를 접촉시킬 수 있는 위치에 마련된 접촉부재(101,210,340,401)와, 상기 접촉부재에 대해 면접합되어 있으며 상기 접촉부재로부터 이용자의 두개골을 통해서는 이용자의 청각 기관에 진동이 전달되지 않는 가청 대역의 주파수대의 진동을 행하는 진동자(111,211,311,411,511)를 구비한 통화장치(100,200,300,400,500)를 제안한다.

이 발명에 의하면, 접촉부재는 이용자의 귀 및/또는 귀 주변의 인체에 적어도 일부를 접촉시킬 수 있는 위치에 마련되어 있다. 진동자는, 접촉부재에 대해 면접합되어 있으며 접촉부재로부터 이용자의 두개골을 통해서는 이용자의 청각 기관에 진동이 전달되지 않는 가청 대역의 주파수대의 진동을 행한다. 따라서 통화장치는 공기 전도음만으로는 잘 들리지 않는 환경하에서도 쉽게 들리고 부품수가 적어 실장도 용이하고 소비 전력을 줄일 수 있다.

(2) 본 발명은, 이용자의 귀 및/또는 귀 주변의 인체에 적어도 일부를 접촉시킬 수 있는 위치에 마련된 접촉부재(101,210,340,401)와, 상기 접촉부재에 대해 면접합되어 있으며 상기 접촉부재로부터 청각 기관에 전달되는 진동과 공기 전도음 중, 이용자의 두개골을 통해 이용자의 내이(內耳)에 전달되는 진동이, 이용자의 외이(外耳)를 통해 이용자의 내이에 전달되는 진동과 공기 전도음보다 작은 가청 대역의 주파수대의 진동을 행하는 진동자(111,211,311,411)를 구비한 통화장치(100,200,300,400,500)를 제안한다.

이 발명에 의하면, 접촉부재는 이용자의 귀 및/또는 귀 주변의 인체에 적어도 일부를 접촉시킬 수 있는 위치에 마련되어 있다. 진동자는 접촉부재에 대해 면접합되어 있으며 접촉부재로부터 이용자의 인체를 통해 청각 기관에 전달되는 진동과 공기 전도음 중, 이용자의 두개골을 통해 이용자의 내이에 전달되는 진동이, 이용자의 외이를 통해 이용자의 내이에 전달되는 진동과 공기 전도음보다 작은 가청 대역의 주파수대의 진동을 행한다. 따라서 통화장치는 공기 전도음만으로는 잘 들리지 않는 환경하에서도 공기 전도음과 더불어 진동도 인체에게 전달할 수 있게 되어 쉽게 들리고 부품수가 적어 실장도 용이하고 소비 전력을 줄일 수 있다.

(3) 본 발명은 (1) 또는 (2)에 기재된 통화장치에 있어서, 상기 진동자(111,211,311,411,511)는 압전 소자인 것을 특징으로 하는 통화장치(100,200,300,400,500)를 제안한다.

이 발명에 의하면, 진동자는 압전 소자이다. 따라서 진동자를 소형이며 저렴하게 할 수 있다.

(4) 본 발명은 (3)에 기재된 통화장치에 있어서, 상기 진동자(111,211,311,411,511)는 판면(板面)의 법선 방향에서 보았을 때의 형상이 직사각형상인 판형상으로 형성된 적층형 바이몰프 압전 소자인 것을 특징으로 하는 통화장치(100,200,300,400,500)를 제안한다.

이 발명에 의하면, 진동자는 판면의 법선 방향에서 보았을 때의 형상이 직사각형상인 판형상으로 형성된 적층형 바이몰프 압전 소자이다. 따라서 소형의 진동자면이면서도 필요한 진동을 용이하게 확보할 수 있다.

(5) 본 발명은 (3) 또는 (4)에 기재된 통화장치에 있어서, 상기 진동자(111,211,311,411,511)는 굴곡 진동을 행하는 것을 특징으로 하는 통화장치(100,200,300,400,500)를 제안한다.

이 발명에 의하면, 진동자의 굴곡 진동에 의해 접촉부재가 유리와 같이 단단한 소재로 형성되어 있거나, 방수 등으로 모퉁이가 접착되어 있는 경우에도 적은 소비 전력으로 진동을 발생시킬 수 있다.

(6) 본 발명은 (1) 내지 (5) 중 어느 한 항에 기재된 통화장치에 있어서, 상기 진동자(111,211,311,411)의 상기 접촉부재(101,210,340,401)에 접합되어 있는 면과는 반대측에는 공극(S)이 마련되어 있는 것, 및/또는 상기 진동자의 진동에 추종하여 변형되는 탄성 부재가 접촉되어 있는 것을 특징으로 하는 통화장치(100,200,300,400)를 제안한다.

이 발명에 의하면, 진동자의 접촉부재에 접합되어 있는 면과는 반대측에는 공극이 마련되어 있고, 및/또는 진동자의 진동에 추종하여 변형되는 탄성 부재가 접촉되어 있다. 따라서 진동자는 진동을 저해시키지 않고 진동할 수 있어 진동 에너지의 손실이 줄어든다. 따라서 통화장치는 소형의 진동자를 이용함과 동시에 소비 전력을 낮게 억제할 수 있다.

(7) 본 발명은, (1) 내지 (6) 중 어느 한 항에 기재된 통화장치에 있어서, 상기 접촉부재(101,210,340,401)와 상기 진동자(111,211,311,411)는 양면 테이프(113,213,313)에 의해 면접합되는 것을 특징으로 하는 통화장치(100,200,300,400)를 제안한다.

이 발명에 의하면, 접촉부재와 진동자는 양면 테이프에 의해 면접합되어 있다. 따라서 진동자의 보유지지 구조가 간단해져 통화장치는 더욱 소형화 및 경량화된 장치로 할 수 있다.

(8) 본 발명은, (1) 내지 (7) 중 어느 한 항에 기재된 통화장치에 있어서, 상기 통화장치는 통상의 사용 상태보다 대음량으로 이용자에게 음성을 전달하는 대음량 모드로 동작할 수 있으며, 상기 대음량 모드시에 상기 진동자(511)를 진동시키는 신호를 증폭하는 증폭부(557)를 구비한 것을 특징으로 하는 통화장치(500)를 제안한다.

이 발명에 의하면, 통화장치는 통상의 사용 상태보다 대음량으로 이용자에게 음성을 전달하는 대음량 모드로 동작할 수 있으며, 대음량 모드시에 진동자를 진동시키는 신호를 증폭하는 증폭부를 구비한다. 따라서 통화장치는 난청자가 알아듣기 쉬운 음성 전달을 행할 수 있다.

(9) 본 발명은 (8)에 기재된 통화장치에 있어서, 상기 대음량 모드시에는, 의사 귀(擬似耳; artificial ear)를 탑재한 더미 헤드에 진동자 직상(直上) 위치 또는 최대 출력을 얻을 수 있는 위치를 중심으로 하여, 상기 접촉부재를 의사 귀에 4∼10N의 압력으로 댄 상태에서, 더미 헤드의 고막 위치에서의 공기 전도음이 주파수 1kHz에서 100dBA이상의 측정치를 얻을 수 있는 것을 특징으로 하는 통화장치(500)를 제안한다.

이 발명에 의하면, 통화장치는 대음량 모드시에는, 의사 귀를 탑재한 더미 헤드에 진동자 직상 위치 또는 최대 출력을 얻을 수 있는 위치를 중심으로 하여 상기 접촉부재를 의사 귀에 4∼10N의 압력으로 댄 상태에서, 더미 헤드의 고막 위치에서의 공기 전도음이 주파수 1kHz에 대해 100dBA이상의 측정치를 얻을 수 있다. 따라서 통상의 통화장치에서는 있을 수 없는 정도의 대음량을 출력할 수 있어 난청자의 이용에 적합한 통화장치로 할 수 있다.

(10) 본 발명은, (8) 또는 (9)에 기재된 통화장치에 있어서, 상기 신호의 다이나믹 레인지를 압축하는 다이나믹 레인지 압축부(555)를 구비한 것을 특징으로 하는 통화장치(500)를 제안한다.

이 발명에 의하면, 통화장치는 신호의 다이나믹 레인지를 압축하는 다이나믹 레인지 압축부를 구비한다. 이로써 리크루트먼트(recruitment) 현상을 가진 난청자에 대해서는 다이나믹 레인지 압축을 크게 함으로써 본 현상을 경감시킬 수 있다. 따라서 통화장치는 알아듣기 쉬운 음성 전달을 실현할 수 있다.

(11) 본 발명은 (8) 내지 (10) 중 어느 한 항에 기재된 통화장치에 있어서, 상기 대음량 모드시에 주파수 이퀄라이징을 행하는 이퀼라이저부(554)를 구비한 것을 특징으로 하는 통화장치(500)를 제안한다.

이 발명에 의하면, 통화장치는 대음량 모드시에 주파수 이퀄라이징을 행하는 이퀼라이저부를 구비한다. 따라서 통화장치는 특정 주파수가 귀에 들리기도 하고 들리지 않기도 하는 난청자에게 이퀄라이징 처리에 의해 그 주파수대의 소리를 억제하거나 증폭할 수 있어 난청자가 알아듣기 쉬운 음성 전달을 실현할 수 있다.

(12) 본 발명은 (11)에 기재된 통화장치에 있어서, 상기 이퀼라이저부(554)는 2kHz∼4kHz의 주파수 대역의 음량을 억제하는 것을 특징으로 하는 통화장치를 제안한다.

이 발명에 의하면, 이퀼라이저부는 2kHz∼4kHz의 주파수 대역의 음량을 억제한다. 따라서 통화장치는 귀에 들어오기 쉬운 음 누설 주파수(2kHz∼4kHz)의 출력을 억제할 수 있다.

(13) 본 발명은 (8) 내지 (12) 중 어느 한 항에 기재된 통화장치에 있어서, 상기 접촉부재(501)는 통화장치의 케이스(510)와 직접 접촉하지 않게 상기 케이스와의 사이에 거리를 유지하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 통화장치(500)를 제안한다.

이 발명에 의하면, 접촉부재는 통화장치의 케이스와 직접 접촉하지 않게 케이스와의 사이에 거리를 유지하도록 배치되어 있다. 따라서 접촉부재가 크게 진동해도 케이스와 접촉하지 않아 불쾌한 진동음의 발생을 방지할 수 있다.

본 발명에 의하면, 예를 들면 공기 전도음만으로는 잘 들리지 않는 환경하에서도 공기 전도음과 더불어 진동을 인체에게 전달할 수 있게 되어 알아듣기 쉬운 음성 전달을 할 수 있다.

또 종래의 골전도 장치보다 실장이 용이하고 소비 전력을 줄이고 그 부품수도 줄일 수 있다.

또한 통화장치의 케이스 등이 진동하더라도 촉각으로 느끼지 못할 정도의 크기의 진동이므로 불쾌하게 느껴지지도 않는다.

도 1은, 제1 실시형태의 통화장치(100)를 도시한 사시도이다.
도 2는, 통화장치(100)의 일부를 도 1 중의 화살표 A-A로 절단한 단면도이다.
도 3은, 제2 실시형태의 통화장치(200)를 도시한 사시도이다.
도 4는, 통화장치(200)의 일부를 도 3 중의 화살표 B-B로 절단한 단면도이다.
도 5는, 제3 실시형태의 통화장치(300)를 도시한 사시도이다.
도 6은, 통화장치(300)의 일부를 도 5 중의 화살표 C-C로 절단한 단면도이다.
도 7은, 제4 실시형태의 통화장치(400)를 도시한 사시도이다.
도 8은, 보호 패널(101)의 진동 모양을 과장하여 도시한 도면이다.
도 9는, 제5 실시형태의 통화장치(500)를 도시한 사시도이다.
도 10은, 통화장치(500)의 일부를 도 9 중의 화살표 D-D로 절단한 단면도이다
도 11은, 제5 실시형태의 통화장치(500)의 내부 구성의 개략을 도시한 블럭도이다.
도 12는, 이퀼라이저부(554)가 행하는 주파수 이퀄라이징의 예를 도시한 도면이다.
도 13은, 난청자의 청력을 설명하는 그래프이다.
도 14는, 리크루트먼트 현상을 설명하는 도면이다.
도 15는, 다이나믹 레인지 압축 처리의 개요를 나타내는 도면이다.

이하, 도면을 이용하여 본 발명의 실시형태에 대해 상세히 설명하기로 한다.

아울러 본 실시형태에서의 구성요소는 적절히 기존의 구성요소 등과의 치환이 가능하며 또 다른 기존의 구성요소와의 조합을 포함한 다양한 변형이 가능하다. 따라서 본 실시형태의 기재로, 특허청구범위에 기재된 발명의 내용을 한정하는 것은 아니다.

(제1 실시형태)

도 1은, 제1 실시형태의 통화장치(100)를 도시한 사시도이다.

아울러 도 1을 포함하여 이하에 도시한 각 도면은 모식적으로 도시한 도면으로서, 각 부의 크기, 형상은 이해를 용이하게 하기 위해 적절히 과장하여 도시하였다.

이하의 설명에서는, 도 1 중에서 보이는 쪽의 면을 표면이라고 칭하고, 보이지 않는 쪽의 면을 이면이라고 칭한다.

통화장치(100)는 케이스(110)의 표면측에 보호 패널(101)과 조작 키(102)와 마이크(103)를 구비한 휴대전화 단말이다.

보호 패널(101)은 표시 화면상에 마련되어 있으며 이용자의 귀나 귀 주변의 인체에 적어도 일부를 접촉시킴으로써 본 발명에서의 연골 전도를 이용한 음성 전달을 가능하게 하는 접촉부재이다. 보호 패널(101)은 1mm 두께 이하의 아크릴, PET 등의 투명한 수지 소재가 바람직한데, 표시부 보호 패널의 강화유리 소재여도 좋다. 어느 쪽이든 보호 패널(101)은 외부로부터의 압력에 의해 큰 휨이 생기지 않고 진동자(111)가 파단되지 않도록 굽힘 강도가 높은 소재를 이용하는 것이 바람직하다.

본 실시형태의 보호 패널(101)은 표면이 터치 패널로 구성되어 있으며 통화장치(100)의 각종 정보를 표시하는 표시부로서의 기능과 숫자나 문자 입력, 각종 선택 등을 행할 때 조작되는 조작부로서의 기능을 가지고 있다.

또 보호 패널(101)의 이면측에는 진동자(111)가 마련되어 있다. 진동자(111)에 대해서는 후술하기로 한다.

조작 키(102)는 터치 패널을 이용하지 않아도 조작 입력을 할 수 있도록 마련된 조작 부재이다.

마이크(103)는 통화시의 음성을 입력하는 마이크이다.

도 2는, 통화장치(100)의 일부를 도 1 중의 화살표 A-A로 절단한 단면도이다.

보호 패널(101)은 그 주위가 케이스(110)에 고정되어 있다. 또 보호 패널(101)의 이면측에는 진동자(111)가 양면 테이프(113)에 의해 면접합되어 있다.

케이스(110)는 수지 또는 알루미늄 등의 금속 다이캐스팅에 의해 형성되어 있다. 케이스(110)에는 보호 패널(101)을 고정시키는 고정부(110a)가 보호 패널(101)의 주연부에 대응하여 형성되어 있다.

진동자(111)는 양면 테이프(113)를 이용하여 보호 패널(101)에 대해 전면(全面)이 접착되어 있으며 진동자(111)의 진동은 그대로 보호 패널(101)에 전달된다. 또 진동자(111)는 보호 패널(101)로부터 이용자의 두개골을 통해 이용자의 청각 기관에 진동이 전달되지 않는 가청 대역의 주파수대의 진동을 음성 신호에 응하여 행한다. 다시 말하면, 진동자(111)는 종래의 골전도보다 약한 진동을 행한다.

아울러 본 실시형태에서는, 보호 패널(101)로부터는 이용자의 두개골을 통해서는 이용자의 청각 기관에 진동이 전달되지 않도록 진동자(111)가 진동을 한다. 여기서 진동자(111)에 부여하는 파워를 크게 하거나 또는 보호 패널(10)을 이용자가 강한 힘으로 두개골에 갖다댄 경우에는 진동자(111)의 진동이, 두개골을 통해 이용자의 청각 기관에 진동이 약간 전달되는 경우도 있을 수 있다. 그러나 본 발명에서 진동자(111)에 부여하는 파워는, 그 소비 전력을 작게 하기 위해 두개골을 진동시킬 정도의 진동을 보호 패널(101)에 발생시키기에 충분한 진동을 발생시키지 않는다. 따라서 보호 패널(101)로부터 청각 기관에 전달되는 진동과 공기 전도음 중, 이용자의 두개골을 통해 이용자의 내이에 전달되는 진동은, 이용자의 외이를 통해 이용자의 내이에 전달되는 진동과 공기 전도음보다 충분히 작다.

본 실시형태의 진동자(111)가 발생하는 진동은 단순한 상하 진동이 아니라 굴곡 진동이다. 보호 패널(101)을 진동자(111)의 굴곡 진동에 의해 굽히는 진동을 부여함으로써 보호 패널(101)의 표면은 물결치듯이 진동하여 보호 패널 표면에 생성된 복수의 물결로부터 공기 전도음이 생성된다.

도 8은, 보호 패널(101)의 진동 모양을 과장하여 도시한 도면이다. 진동자(111)가 접착되어 있는 위치에 대응한 진동 위치(101a)에서 국소적으로 크게 굴곡 진동이 생긴다. 이 굴곡 진동이 보호 패널(101)의 다른 위치에 전해지고 그 진동은 진동 위치(101a)로부터의 거리가 멀어짐에 따라 진동의 진폭이 작아지게 되어 있다. 이와 같이 진동자(111)가 굴곡 진동을 행하기 때문에 보호 패널(101)이 유리와 같이 단단한 소재로 형성되어 있거나 방수 등으로 모퉁이가 접착되어 있는 경우에도 적은 소비 전력으로 필요한 진동을 보호 패널(101)에 발생시킬 수 있다.

또 이 진동이 보호 패널(101)을 통해 이용자의 귀 근방의 연골에 전달되고 외이도 내에서 음파를 생성하여 고막으로 전달되어 최종적인 소리로서 인식된다. 본 실시형태의 진동자(111)가 발생하는 진동은, 보호 패널(101)을 통해 이용자의 귀 근방의 연골에 전달되어 외이도 안에서 공기 전도음이 발생한다. 또 보호 패널(101)의 진동에 의해 공기 전도음이 발생한다. 그리고 고막에는 연골을 통해 전달되는 진동과 공기 전도음에 의한 진동이 전달되어 최종적인 소리로서 인식된다. 종래의 골전도는 두개골을 진동시켜 직접 내이(달팽이관, 세반고리관 등)에 진동을 보냄으로써 소리를 인식시키기 때문에, 고막을 사용하지 않지만, 필요로 하는 진동의 에너지가 크다. 이에 반해 본 방식은 일단 외이도를 진동시켜 공기에 의한 음파 진동(공기 전도음)을 생성하고 고막을 통해 통상의 소리와 마찬가지의 인식을 하는 점에서 골전도와는 크게 다르다. 또 뼈를 진동시킬 필요가 없기 때문에 골전도에 비해 미약한 진동이라도 음성을 전달할 수 있어 필요한 진동의 에너지가 작다.

본 실시형태의 진동자(111)는 길쭉한 형상, 즉 판면의 법선 방향에서 보았을 때의 형상이 직사각형상인 판형상으로 형성된 압전 세라믹의 바이몰프 소자로서, 벤딩 모드(휨 진동)로 구동한다. 진동자(111)에 사용하는 압전 재료는 D31정수 260pm/V의 고변위의 압전 재료를, 1층 30㎛의 재료를 16층 겹친 소자이며, 사이즈는 23.5mm×3.3mm×0.5mm이며, 용량이 1μF(1kHz에서)이며, 전압 0Vpp∼22Vpp로 구동한다.

압전 소자로 이루어진 진동자(111)는 용량성 부하이므로 전압 구동형의 D급 앰프로부터 음성 신호에 충실한 전압을 압전 소자에 인가함으로써 진동자(111)는 음성 신호를 재현하도록 진동한다. D급 앰프로서는, 예를 들면 아사히 카세이(旭化成) 일렉트로닉스 주식회사제의 AK7845를 이용할 수 있다.

배선(112)은 진동자(111)에 구동에 필요한 신호를 보내는 도선이다.

양면 테이프(113)는 진동자(111)와 보호 패널(101)을 접합하기 위한 접착 부재이다. 양면 테이프(113)의 기재(基材)는 부직포나 아크릴 폼 등이며, 접착재는 아크릴계의 강력(15N/20mm정도)한 것으로서, 내구성, 테이프 치수 안정성이 우수한 범용 양면 테이프를 이용하였다. 아울러 양면 테이프(113)의 두께는 0.1mm∼0.2mm의 것(예를 들면, DIC주식회사제 810HD)이 바람직하다.

케이스(110)와 진동자(111) 사이에는 공극(S)이 마련되어 있다. 이 공극(S)을 마련함으로써 진동자(111) 및 보호 패널(101)의 진동을 저해하는 것을 방지할 수 있다. 아울러 공극(S)의 부분에는 진동을 저해하지 않는 유연한 탄성 부재, 예를 들면 스펀지형 부재 등을 마련해도 좋다. 이 탄성 부재는 진동자(111)의 진동에 따라 변형되는 것이면 되고, 예를 들면 경도가 낮은 엘라스토머 등이어도 좋다.

음성 신호에 기초하여 진동자(111)가 진동하면, 보호 패널(101)은 진동자(111)와 함께 진동하여 공기 전도음을 발생한다. 또 이때에 이용자가 보호 패널(101)의 진동자(111)가 마련되어 있는 부근을 귀 부근의 연골에 갖다대면 보호 패널(101)의 진동이 연골에 전달되어 외이도 안에 공기 전도음이 발생한다. 그리고 고막에는 연골을 통한 진동과 공기 전도음에 의한 진동이 전달되어 이용자는 소리로서 인식한다.

이상 설명한 것처럼, 제1 실시형태에 의하면 보호 패널(101)의 진동에 의해 생기는 공기 전도음 외에 골전도보다 약한 진동이 귀 주변의 연골을 진동시켜 외이도 안에 공기 전도음이 발생한다. 그리고 고막에는, 보호 패널(101)이 발생시킨 공기 전도음과, 연골을 통해 외이도 안에 발생한 공기 전도음과, 연골로부터 직접 고막에 전달되는 진동에 의해 고막이 진동한다. 이와 같이 제1 실시형태에 의하면, 통화장치(100)는 2계통의 공기 전도음과 진동을 고막에게 전달할 수 있어 소음이 많은 환경에서도 알아듣기 쉬운 음성 전달을 할 수 있다.

또 외이도를 막거나 하여 외부의 공기 전도음을 통과시키지 않는 장치(예를 들면 커널형 이어폰이나 귀마개, 방음 귀마개 등)를 장착하고 있더라도, 그 장치 위에 통화장치(100)를 접촉시킴으로써 그 장치가 진동하여 외이도측에 공기 전도음을 발하는 것 외에 인체에 진동을 전달할 수 있다.

또한 진동자(111)는 보호 패널(101)에 대해 접착되어 있을 뿐이어서 부품수가 적어도 되므로 제조도 용이하다.

나아가 통화장치(100)는 리시버용의 공기 전도음을 전달하기 위한 구멍(소리 구멍)을 마련하지 않아도 되므로 방수성, 방진성이 높다. 또 소리 구멍이 불필요하므로 귀 등에 의해 소리 구멍을 막아 음성을 알아들을 수 없게 되는 문제도 발생하지 않는다.

또 진동자(111)의 진동은, 종래의 골전도의 경우에 비해 에너지가 현격히 작은 진동이므로 이용자가 불쾌하게 느낄 것도 없고 소비 전력도 낮게 억제할 수 있다.

(제2 실시형태)

도 3은, 제2 실시형태의 통화장치(200)를 도시한 사시도이다.

이하의 설명에서는 도 3 중에서 보이는 쪽의 면을 표면이라고 칭하고, 보이지 않는 쪽의 면을 이면이라고 칭한다.

아울러 전술한 제1 실시형태와 마찬가지의 기능을 발휘하는 부분에는, 말미에 동일한 부호를 붙이고 중복되는 설명을 적절히 생략하기로 한다.

제2 실시형태의 통화장치(200)는 제1 실시형태의 통화장치(100)와 마찬가지로 케이스(210)의 표면측에 보호 패널(201)과 조작 키(202)와 마이크(203)을 구비한 휴대전화 단말이다.

단, 제2 실시형태의 통화장치(200)는 진동자(211)가 마련되어 있는 위치가 제1 실시형태와 다르다. 구체적으로는 진동자(211)는 케이스(210)에 이면측으로부터 면접합되어 있다.

도 4는, 통화장치(200)의 일부를 도 3 중의 화살표 B-B로 절단한 단면도이다.

통화장치(200)는, 케이스(210)의 일단부 근방에서 이면측으로부터 진동자(211)가 양면 테이프(213)에 의해 면접합되어 있다.

케이스(210)는 수지 또는 알루미늄 등의 금속 다이캐스팅에 의해 형성되어 있다. 케이스(210)는 외부로부터의 압력에 의해 큰 휨이 생기지 않고 진동자(211)가 파단되지 않도록 굽힘 강도가 높은 소재를 이용하는 것이 바람직하다.

진동자(211)는 양면 테이프(213)를 이용하여 케이스(210)에 대해 전면이 접착되어 있으며 진동자(111)의 진동은 그대로 케이스(210)에 전달된다. 아울러 진동자(211)는 접착되어 있는 위치가 다른 것 외에는 제1 실시형태의 진동자(111)와 마찬가지이다. 또 진동자(211)는 케이스(210)로부터 이용자의 두개골을 통해 이용자의 청각 기관에 진동이 전달되지 않는 가청 대역의 주파수대의 진동을 음성 신호에 응하여 행한다. 다시 말하면 진동자(211)는 종래의 골전도보다 약한 진동을 행한다.

본 실시형태의 진동자(211)가 발생하는 진동은 케이스(210)를 통해 이용자의 귀 근방의 연골에 전달된다. 연골에 전달된 진동의 작용에 대해서는 제1 실시형태와 마찬가지이다.

배선(212)은, 진동자(211)에 구동에 필요한 신호를 보내는 도선이다.

양면 테이프(213)는, 진동자(211)와 케이스(210)를 접합하기 위한 접착 부재이다. 양면 테이프(213) 자체는 제1 실시형태의 양면 테이프(113)와 동일하다.

통화장치(200)의 이면측에는 배면 케이스(220)가 마련되어 있다. 배면 케이스(220)는 케이스(210)에 대해 이면측에서부터 고정되어 있으며 진동자(211)는 케이스(210)와 배면 케이스(220) 사이에 마련되어 있다.

케이스(210)와 배면 케이스(220) 사이에는 공극(S)이 마련되어 있다. 이 공극(S)을 마련함으로써 진동자(211) 및 케이스(210)의 진동을 저해하는 것을 방지할 수 있다. 아울러 공극(S)의 부분에는 제1 실시형태에서 설명한 것처럼 탄성 부재를 마련해도 좋다.

음성 신호에 기초하여 진동자(211)가 진동하면, 케이스(210)는 진동자(211)와 함께 진동하여 공기 전도음을 발생시키다. 또 이때에 이용자가 케이스(210)의 진동자(211)가 마련되어 있는 부근을 귀 부근의 연골에 갖다대면 케이스(210)의 진동이 연골에 전달되어 외이도 안에 공기 전도음이 발생한다. 그리고 고막에는 연골을 통한 진동과 공기 전도음에 의한 진동이 전달되어 이용자는 소리로서 인식한다.

이상 설명한 바와 같이 제2 실시형태에 의하면, 진동자(211)를 케이스(210)에 면접합하도록 접착시켰기 때문에 통화장치(200)는 제1 실시형태의 통화장치(100)와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 또 통화장치(200)는 보호 패널(201) 본래의 기능을 본 발명의 실시를 위해 제한하거나 그 반대로 보호 패널(201)의 기능을 우선하기 위해 본 발명의 실시를 제한하지 않고 본 발명을 이용할 수 있다.

(제3 실시형태)

도 5는, 제3 실시형태의 통화장치(300)를 도시한 사시도이다.

아울러 전술한 제1 실시형태와 마찬가지의 기능을 발휘하는 부분에는 말미에 동일한 부호를 붙이고 중복되는 설명을 적절히 생략하기로 한다.

제3 실시형태의 통화장치(300)는 제1 케이스(310)와 제2 케이스(320)가 축부(330)를 중심으로 하여 회전 이동 가능한 가동부로서 형성된, 폴딩 가능한 휴대전화 단말이다.

상술한 제1 실시형태 및 제2 실시형태의 통화장치는, 접촉부재의 기능을 보호 패널(101) 또는 케이스(210)가 겸비하였으나 제3 실시형태의 통화장치(300)에서는 접촉부재와 케이스 등을 독립적으로 마련하였다.

도 5는, 제1 케이스(310) 및 제2 케이스(320)를 연 상태인 사용 형태를 도시하고 있으며, 이하 제1 케이스(310) 및 제2 케이스(320) 각각이 접혔을 때에 마주보는 면 면, 즉, 도 5에서 보이는 쪽의 면을 표면이라고 칭한다. 한편 제1 케이스(310) 및 제2 케이스(320) 각각이 접힌 수납 형태일 때에 바깥쪽으로 노출되어 있는 쪽의 면, 즉 도 5에서 가려져 있는 쪽의 면을 이면이라고 칭한다.

제1 케이스(310)의 표면에는 보호 패널(301)과 접촉부재(340)가 마련되어 있다.

보호 패널(301)은 표시 화면상에 마련되어 있으며 표시 화면을 보호한다

접촉부재(340)는 제1 케이스(310)의 축부(330)로부터 먼 쪽의 단부 근방에 배치되어 있으며 이용자의 귀 및/또는 귀 주변의 인체에 접촉시킬 수 있다. 접촉부재(340)의 이면측에는 진동자(311)가 마련되어 있다. 접촉부재(340)는 외부로부터의 압력에 의해 큰 휨이 생기지 않고 진동자(311)가 파단되지 않도록, 굽힘 강도가 높은 소재를 이용하는 것이 바람직하다. 접촉부재(340) 및 진동자(311)의 상세에 대해서는 후술하기로 한다.

제2 케이스(320)의 표면에는 조작 키(321)와 마이크(322)가 마련되어 있다.

조작 키(321)는 숫자나 문자 입력, 각종 선택을 할 때 조작되는 조작 부재이다.

마이크(322)는 통화시의 음성을 입력하는 마이크이다.

도 6은, 통화장치(300)의 일부를 도 5 중의 화살표 C-C로 절단한 단면도이다.

접촉부재(340)는 주위가 양면 테이프(314)를 통해 제1 케이스(310)에 고정되어 있다. 또 접촉부재(340)의 이면측에는 진동자(311)가 양면 테이프(313)에 의해 면접합되어 있다. 진동자(311) 및 양면 테이프(313)는 제1 실시형태의 진동자(111) 및 양면 테이프(113)와 마찬가지이며 배선(312)도 제1 실시형태의 배선(112)과 마찬가지로 마련되어 있다.

접촉부재(340)는 인체와의 접촉을 부드럽게 하기 위해 표면을 실리콘 고무 등으로 피복해도 좋다.

제1 케이스(310)는 수지 또는 알루미늄 등의 금속 다이캐스팅에 의해 형성되어 있다. 제1 케이스(310)에는 접촉부재(340)를 고정시키는 고정부(310a)가 접촉부재(340)의 주연부(周緣部)에 대응하여 형성되어 있다. 그리고 접촉부재(340)는 고정부(310a)와의 사이에 양면 테이프(314)를 끼워 고정되어 있다. 접촉부재(340)는 양면 테이프(314)를 끼움으로써 제1 케이스(310)와는 직접 접촉하지는 않는다. 따라서 접촉부재(340)는 양면 테이프의 유연성에 의해 진동하기 쉬운 상태로 보유지지되어 있다.

또 접촉부재(340)와 고정부(310a)의 접합 면적을 최대한 크게 함으로써 접촉부재(340)의 공진을 경감시키는 것도 바람직하다.

이상 설명한 것처럼 제3 실시형태에 의하면, 진동자(311)를 접촉부재(340)에 면접합하도록 접착하였기 때문에 통화장치(300)는 제1 실시형태의 통화장치(300)와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 또 통화장치(300)는 접촉부재(340)를 마련하였기 때문에 제1 케이스(310)나 보호 패널(301)의 영향을 받지 않고 진동 전달에 적합한 재료를 이용할 수 있다. 또한 접촉부재(340)는 양면 테이프(314)의 유연성에 의해 진동하기 쉬운 상태로 보유지지되어 있기 때문에 통화장치(300)는 진동 에너지의 손실을 방지할 수 있다.

(제4 실시형태)

도 7은, 제4 실시형태의 통화장치(400)를 도시한 사시도이다.

아울러 전술한 제1 실시형태와 마찬가지의 기능을 발휘하는 부분에는, 말미에 동일한 부호를 붙이고 중복되는 설명을 적절히 생략하기로 한다.

통화장치(400)는 케이스(410)의 표면측에 보호 패널(401)과 조작 키(402)와 마이크(403)와 전자(電磁) 리시버(404)를 구비한 휴대전화 단말이다.

보호 패널(401)과 조작 키(402)와 마이크(403)는, 각각 제1 실시형태의 보호 패널(101)과 조작 키(102)와 마이크(103)와 마찬가지이다. 보호 패널(401)의 이면측에는 제1 실시형태와 마찬가지로 진동자(411)가 면접합되어 마련되어 있다.

전자 리시버(404)는 통화시에 공기 전도음을 발하는 소형 스피커이다. 제4 실시형태의 통화장치(400)는 통화시에는 상술한 진동자(411)의 진동에 의해 보호 패널(401)이 진동하여 공기 전도음을 발생시킴과 동시에 인체로의 진동 전달도 행한다. 또한 통화장치(400)는 전자 리시버(404)로부터 적극적으로 공기 전도음을 발생시킨다.

이상 설명한 것처럼 제4 실시형태의 통화장치(400)는 진동자(411)와 전자 리시버(404)를 함께 구비하기 때문에 보다 알아듣기 쉬운 통화장치로 할 수 있다.

(제5 실시형태)

도 9는, 제5 실시형태의 통화장치(500)를 도시한 사시도이다.

이하의 설명에서는 도 9 중에서 보이는 쪽의 면을 표면이라고 칭하고, 보이지 않은 쪽의 면을 이면이라고 칭한다.

아울러 전술한 제1 실시형태와 마찬가지의 기능을 발휘하는 부분에는 말미에 동일한 부호를 붙이고 중복되는 설명을 적절히 생략하기로 한다.

제5 실시형태의 통화장치(500)는, 제1 실시형태의 통화장치(100)와 마찬가지로 케이스(510)의 표면측에 보호 패널(501)과 조작 키(502)와 마이크(503)를 구비한 휴대전화 단말이다.

도 10은, 통화장치(500)의 일부를 도 9 중의 화살표 D-D로 절단한 단면도이다.

보호 패널(501)은, 주위가 양면 테이프(514)를 통해 케이스(510)에 고정되어 있다. 또 보호 패널(501)의 이면측에는 진동자(511)가 양면 테이프(513)에 의해 면접합되어 있다. 진동자(511)는 길쭉한 형상, 즉, 판면의 법선 방향에서 보았을 때의 형상이 직사각형상인 판형상으로 형성된 압전 세라믹의 바이몰프 소자로서, 벤딩 모드(휨 진동)로 구동한다. 진동자(111)에 사용하는 압전 재료는 D31정수 260pm/V의 고변위의 압전 재료를, 1층 30㎛의 재료를 24층 겹친 소자이며, 사이즈는 23.5mm×4.5mm×0.7mm이며, 전압 0Vpp∼30Vpp로 구동한다. 따라서 진동자(511)는 제1 실시형태의 경우보다 큰 진동 출력을 얻을 수 있다. 본 실시형태의 통화장치(500)는 통상의 음성 재생을 행하는 동작 모드(이하, 통상 모드) 외에 통상 모드보다 현저하게 음량이 큰 대음량 모드를 구비하고 있다. 본 실시형태에서는, 상술한 바와 같이 24층으로 겹친 압전 소자를 이용함으로써 통상 모드시에는 압전 소자의 능력에 여유를 가진 구동을 한다. 반면 대음량 모드시에는 압전 소자에 의해 큰 진동을 일으키도록 신호를 보내 대음량을 발생시킬 수 있다. 대음량 모드의 상세에 대해서는 후술하기로 한다. 아울러 진동자(511)의 부착 방법은 제1 실시형태의 진동자(111)와 마찬가지이다. 양면 테이프(513)는 제1 실시형태의 양면 테이프(113)와 마찬가지이며 배선(512)도 제1 실시형태의 배선(112)과 마찬가지로 마련되어 있다.

케이스(510)는 수지 또는 알루미늄 등의 금속 다이캐스팅에 의해 형성되어 있다. 케이스(510)에는 보호 패널(501)을 고정하는 고정부(510a)가 보호 패널(501)의 주연부에 대응하여 형성되어 있다. 그리고 보호 패널(501)은 고정부(510a)와의 사이에 양면 테이프(514)를 끼우고 고정되어 있다. 보호 패널(501)은 양면 테이프(514)를 끼움으로써 케이스(510)와는 직접 접촉하지는 않는다. 또 보호 패널(501)의 주연부와 케이스(510) 사이에는 공극(S2)이 마련되어 있으며 이 부분에 대해서도 보호 패널(501)은 케이스(510)와는 직접 접촉하지는 않고 소정 거리를 유지하고 있다. 따라서 보호 패널(501)은 양면 테이프의 유연성에 의해 진동하기 쉬운 상태로 보유지지되어 있어 큰 진동을 행할 수 있다. 또 보호 패널(501)이 큰 진동을 행하더라도 케이스(510)와 접촉하지 않기 때문에 보호 패널(501)과 케이스(510)가 진동시에 접촉하여 「드르르」하는 불쾌한 진동음이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또 보호 패널(501)과 고정부(510a)의 접합 면적을 최대한 크게 함으로써 보호 패널(501)의 공진을 경감시키는 것도 바람직하다.

도 11은, 제5 실시형태의 통화장치(500)의 내부 구성의 개략을 도시한 블럭도이다.

통화장치(500)는 진동자(511)와 통신부(551)와 구동 회로부(552)를 구비하고 있다.

통신부(551)는 통화를 관리하는 회로이다. 통신부(551)에서는 음성 신호가 구동 회로부(552)에 출력된다.

구동 회로부(552)는 진동자(511)를 구동하는 신호를 생성하는 회로이다. 구동 회로부(552)는 이퀼라이저부(EQ)(554)와 다이나믹 레인지 압축부(DRC)(555)와 출력 컨트롤러(OPC)(556)와 앰프(AMP)(557)를 구비하고 있다.

이퀼라이저부(EQ)(554)는 주파수 이퀄라이징을 행한다. 이퀼라이저부(554)는 통신부(551)로부터 얻은 음성 신호에, 필요한 경우에 주파수 이퀄라이징을 행하여 다이나믹 레인지 압축부(555)로 보낸다. 이퀼라이저부(554)의 구체적인 동작에 대해서는 후술하기로 한다.

다이나믹 레인지 압축부(DRC)(555)는 DRC(다이나믹 레인지 컴프레션) 기능에 의해 알아듣기 쉬운 소리를 만든다. 다이나믹 레인지 압축부(555)는 이퀼라이저부(554)로부터 얻은 음성 신호에, 필요한 경우에 다이나믹 레인지의 압축 처리를 행하여 출력 컨트롤러(556)로 보낸다. 다이나믹 레인지 압축부(555)의 구체적인 동작에 대해서는 후술하기로 한다.

출력 컨트롤러(OPC)(556)는 출력의 제한을 행한다. 출력 컨트롤러(556)의 이 기능은 다이나믹 레인지 압축부(555)의 3밴드 DRC의 결과 출력을 가산할 때에 부적합한 과대 출력이 발생하는 것을 방지하는 기능이다. 본 기능에 의해 과대 출력으로 청각 기능을 손상시키는 것을 방지할 수 있다.

앰프(AMP)(557)는 출력 컨트롤러(556)로부터 얻은 음성 신호를 증폭하여 진동자(511)로 보내는 증폭부이다. 이 앰프(557)로서는, 예를 들면 신일본 무선사제의 NJW1263를 이용할 수 있다. 앰프(557)는 대음량 모드시에는 통상 모드시보다 증폭율을 대폭 높인다.

다음으로 대음량 모드에 대해 설명하기로 한다. 상술한 바와 같이 본 실시형태의 통화장치(500)는 통상 모드 외에 통상 모드보다 음량이 현저히 큰 대음량 모드를 구비하고 있다. 통상 모드는 청각 기능이 정상적인 이용자에게 적합한 음성 전달을 행할 수 있는 모드이다. 반면 대음량 모드는, 청력이 저하되어 있어 통상 모드에서는 음성을 알아듣기 힘든 이용자(이하, 난청자)에게 알아듣기 쉬운 음성 전달을 행하는 모드이다. 이러한 모드의 설정은 이용자가 행하는 것이 아니며, 예를 들면 제조 공정에서 설정하거나 판매점에서 설정하는 것이 바람직하다. 또 이 설정 변경시에 이퀼라이저부(554) 및 다이나믹 레인지 압축부(555)의 구체적인 동작 파라미터의 설정을, 이용자(난청자)에게 맞춘 적절한 값으로 설정한다.

통상 모드시에는 구동 회로부(552)는 앰프(557)에 의한 신호의 증폭율을 낮게 억제하여 진동자(511)를 진동시킨다. 또 통상 모드시에는 구동 회로부(552)는 이퀼라이저부(554) 및 다이나믹 레인지 압축부(555)를 기능시키지 않는다.

이에 대하여, 대음량 모드시에는 구동 회로부(552)는 앰프(557)에 의한 신호의 증폭율을 크게 하여 이퀼라이저부(554) 및 다이나믹 레인지 압축부(555)를 기능시킨다.

여기서 대음량 모드시에 어느 정도의 음량으로 할지에 대해 설명하기로 한다. 실제 통화시에는 음원이 다양하며 또 이용자에 의해 받아들이는 방법이 다양하므로 하기 시험법을 이용하여 대음량 모드시의 음량을 규정한다.

1kHz의 정현파음을 통화장치(500)에 입력하여 통화장치(500)로부터 출력되는 소리가 최대가 되도록 설정한다. 그리고 보호 패널(501)을 ITU-T권고 P.58에 준거하는 장치, 예를 들면 B&K사제 Type 4128D의 HATS(Head and Torso Simulator)로 표준 의사 귀(Standardised Right Ear Simulator Type 4158C)에 장착한다. 다음으로 교정된 핸드 세트 포지셔너(Type 4606)를 이용하여 의사 귀에 대는 중심 위치를 진동자(511)의 직상 또는 최대 음량을 내는 위치에 맞춘다. 이 상태에서 보호 패널(501)을 의사 귀에 4∼10N의 압력을 가하여 댄다. 그리고 고막 위치의 교정된 마이크에 의해 공기 전도음의 음압을 IEC 60651규격에 의해 규정되는 A특성 필터를 통해 소리의 크기 dBA를 측정하였을 때 100dBA 이상의 공기 전도음을 출력하도록 앰프(557)의 증폭율이 설정되어 있다.

이 설정에서는 통화장치(500)는 공기 전도음만으로 100dBA를 출력하고 있다. 그러나 실제 이용시에는 공기 전도음 뿐 아니라 보호 패널(501)로부터 인체로 전달되는 진동 성분이 청각 기관에 전달됨으로써 이용자가 느끼는 소리의 크기(loudness)는 공기 전도음보다 커진다.

대음량 모드시에는 이퀼라이저부(554)는 EQ기능에 의한 난청자의 듣기 대책과 EQ기능에 의한 음 누설 대책을 행한다.

난청자는 다양한 듣기의 주파수 특성을 갖기 때문에 각각의 듣기 특성에 맞춘 고도의 주파수 이퀄라이징(예: 10밴드 EQ기능)을 실시함으로써, 보다 들리기 쉬운 음성 전달이 가능해진다. 따라서 이 난청자용 이퀄라이징은 이용자 개인에 맞춘 설정치로 하는 것이 바람직하다.

또 압전 소자는 2∼4kHz 주파수대의 출력이 큰 특성을 가지고 있다. 필요 이상으로 출력되는 이들 대역을 이퀄라이징 처리로 억제함으로써 주파수 특성을 향상시키면서 음 누설로서 귀에 들어오기 쉬운 2∼4kHz주파수 대역의 출력을 억제한다.

도 12는, 이퀼라이저부(554)가 실시하는 주파수 이퀄라이징의 예를 도시한 도면이다.

본 실시형태에서는, 대음량 모드에서는 통상 모드보다 큰 진동 출력을 얻을 수 있는 진동자(511)를 이용하고 있기 때문에 주파수 이퀄라이징 처리에 의해 진동을 감쇠시킨 대역의 진동이 지나치게 감소하는 일도 없어 적절한 진동 진폭을 확보하면서 주파수 특성을 개선할 수 있다.

이 주파수 이퀄라이징 처리를, 도 12를 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.

도 12 중의 일점쇄선으로 도시한 특성(F1)은, 통상 모드로 진동자(511)를 22Vpp로 구동하였을 때의 주파수 특성을 나타낸다.

도 12 중의 파선으로 도시한 특성(F2)는, 대음량 모드로 진동자(511)를 30Vpp로 구동하였을 때의 주파수 특성을 나타낸다.

도 12 중의 실선으로 도시한 특성(F3)는, 대음량 모드로 진동자(511)를 30Vpp로 구동하고 또한 주파수 이퀄라이징 처리를 행하였을 때의 주파수 특성을 나타낸다.

특성(F2)는, 24층의 진동자(511)를 대음량 모드로 구동함으로써 통상 모드시의 특성(F1)보다 전체적으로 진동 레벨이 증가하였다. 그러나 2∼4kHz주파수대의 출력이 큰 경향은 특성(F1)의 경우와 마찬가지이다. 이 특성(F2)에 주파수 이퀄라이징 처리를 행하여 2∼4KHz주파수대의 진동을 감쇠시켜 줌으로써 특성(F3)에서는 전체적으로 주파수 특성이 균일에 가깝다. 또 피크 부근의 진동을 감쇠시킨 후의 특성(F3)에서도 특성(F1)과 비교하여 손색이 없는 진동 레벨을 확보하였다. 따라서 이용자에게 전달되는 진동의 레벨이 저하되지 않아 이용자는 음 누설을 감소시키면서 충분한 음량으로 보다 자연스러운 주파수 특성의 소리를 들을 수 있다.

다음으로 대음량 모드시의 다이나믹 레인지 압축에 대해 설명하기로 한다.

난청자는 작은 소리는 잘 들리지 않는 반면 큰 소리는 건청자(健聽者)와 비슷한 정도로 들리는 특성을 가진 경우가 많다. 즉, 단순히 대음량으로 해도 반대로 시끄럽고 불쾌하게 느껴지는 경우가 있다. 그래서 본 실시형태에서는 다이나믹 레인지 압축부(555)에 의해 작은 소리를 크게 하고 큰 소리는 작은 소리보다 증폭시키지 않는 다이나믹 레인지 압축 처리를 행한다. 다이나믹 레인지 압축 처리는, 예를 들면 주파수 대역마다(예를 들면 저대역, 중대역, 고대역으로 3분할하여) 각각 다른 다이나믹 레인지 압축을 행함으로써 다양한 난청의 들림 타입에 대응할 수 있다. 본 실시형태에서는, 앞서 도시한 도 11에 도시한 바와 같이 저대역용 다이나믹 레인지 압축부(555a)와, 저대역용 다이나믹 레인지 압축부(555b)와, 저대역용 다이나믹 레인지 압축부(555c)의 3개의 다이나믹 레인지 압축부가 마련되어 있다.

도 13은, 난청자의 청력을 설명하는 그래프이다.

도 13에서 왼쪽이 저음(저주파수), 오른쪽이 고음(고주파수)을 나타낸다. 또 하방으로 갈수록 음량이 크다.

음량이 작으면 작아서 들리지 않지만, 음량을 크게 하면 들리는 영역이 된다. 이 문턱값을 청력 문턱값이라고 부르기로 한다. 이 청력 문턱값은 사용자가 들을 수 있는 최소 음량이 된다.

들리는 영역에서 음량을 더 증가시키면 너무 커서 불쾌하게 느껴지는 영역이 되어 버린다. 이 문턱값을 불쾌 문턱값이라고 부르기로 한다. 이 불쾌 문턱값은 사용자가 참고 들을 수 있는 최대 음량이 된다.

이 도 13은, 일반적인 감음성(感音性) 난청의 청력 그래프로서, 낮은 소리는 작아서 들리지 않는 소리부터 너무 커서 시끄럽고 불쾌하게 느껴지는 소리까지의 폭(다이나믹 레인지)이 크다. 반대로 높은 소리에서는 작아서 들리지 않는 소리부터 너무 커서 시끄럽게 느껴지는 소리까지의 폭(다이나믹 레인지)이 작다. 따라서 이러한 난청 타입의 경우에는 높은 소리의 주파수로 다이나믹 레인지 압축을 크게 함으로써 알아듣기 쉬워진다.

도 14는, 리크루트먼트 현상을 설명하는 도면이다.

감음성 난청의 난청자에게는, 리크루트먼트 현상(청각 보충 현상)이라는 현상이 생기는 경우가 있다. 도 14 중의 선(L1)은 실제로 귀에 들려오는 소리의 크기에 대한, 건청자가 느끼는 소리의 크기와의 대략적인 관계를 나타낸다. 선(L2)는 실제로 귀에 들려오는 소리의 크기에 대한, 리크리트먼트 현상이 생기는 난청자가 느끼는 소리의 크기와의 대략적인 관계를 나타낸다. 건청자에게는, 선(L1)과 같이 귀에 들려오는 실제 소리의 크기와 느끼는 소리의 크기가 비례한다면, 선(L2)로 나타난 바와 같이 리크루트먼트 현상이 생기는 난청자에게는 문턱값(P)보다 작은 소리는 들리지 않고 문턱값을 초과하면 들리는 음량이 급상승한 것처럼 느껴진다. 즉, 작은 소리는 잘 들리지 않지만 큰 소리는 건청자보다 급격히 크게 느껴져 불쾌해진다. 따라서 리크루트먼트 현상을 가진 난청자에 대해서는 소리를 단순히 증폭시키는 것이 아니고 적절히 다이나믹 레인지 압축 처리를 행하여 작은 소리와 큰 소리의 차이를 좁힌 후에 증폭시킴으로써, 이러한 리크루트먼트 현상을 가진 감음성 난청의 난청자도 알아듣기 쉬운 음성 전달을 행할 수 있다.

도 15는, 다이나믹 레인지 압축 처리의 개요를 도시한 도면이다.

다이나믹 레인지 압축 처리에 의해 큰 소리와 작은 소리의 차이가 줄어들어 작은 소리의 최저 수준을 실질적으로 끌어올린 것과 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

아울러 본 실시형태에서는 앰프(557) 앞에 이퀼라이저부(554)를 배치한 예를 들었으나 앰프(557) 전단의 이퀼라이저부(554) 대신에 앰프(557) 후단에 필터(밴드 패스 필터나 로우패스 필터)를 삽입하도록 해도 좋다.

또 제5 실시형태의 구성은 제2 실시형태 내지 제4 실시형태에 적용해도 좋다.

이상 설명한 것처럼, 제5 실시형태에 의하면 통화장치(500)는 보다 큰 진동 출력을 얻을 수 있는 진동자(511)를 이용하였다. 그리고 대음량 모드로 이퀼라이저부(554)와 다이나믹 레인지 압축부(555)를 이용하여 난청자에게 들리기 쉬운 음성 전달을 실현하였다. 이 음성 전달은 단순한 공기 전도음뿐 아니라 인체에 전달되는 진동에 의해서도 행해지므로 난청자에게 매우 알아듣기 쉬운 음성 전달이 된다.

이상, 이 발명의 실시형태에 대해 도면을 참조하여 상술하였으나 구체적인 구성은 이 실시형태에 한정되지 않으며 이 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위의 설계 등도 포함된다.

(변형 형태)

(1) 각 실시형태에서 진동자는 양면 테이프를 이용하여 보호 패널이나 케이스 등에 면접합되는 예를 들어 설명하였다. 이에 한정되지 않으며 예를 들면 접착제를 이용해도 좋다.

(2) 각 실시형태에서 통화장치는 휴대전화 단말인 예를 들어 설명하였다. 이에 한정되지 않으며 예를 들어 고정전화나 무선기 등 다른 종류의 통화장치여도 좋다.

(3) 제2 실시형태의 도 3, 도 4에 케이스(210)에 진동자(211)를 설치하고 배면 케이스(220)와의 사이에 공극(S)을 마련한 예를 도시하였다. 이에 한정되지 않으며 예를 들면 케이스(210)를 배면 케이스라고 생각하고 배면 케이스(220)를 표시부의 보호 패널에 상당하는 부재(접촉부재)라고 생각하면, 표시부와는 반대면의 케이스에 진동자를 설치하는 형태도 생각할 수 있다. 접촉부재의 크기는 배면 전체면을 덮는 크기여도 좋지만, 귀에 대기 쉬운 배면의 일부로 해도 좋다. 이 접촉부재의 재질은 제1 실시형태의 것에 준하지만, 이 경우에는 불투명해도 좋다. 또 배면 전체면을 접촉부재로 할 경우에는 진동자는 귀가 닿기 쉬운 위치가 되는 상부에 설치되는 것이 바람직하다. 또 배면의 일부를 접촉부재로 할 경우에는 진동자는 접촉부재 중앙에 설치되어도 좋다. 또 이러한 형태의 경우, 귀를 표시부와는 반대면의 케이스에 대고 사용할 수 있다. 이 이용 방법의 경우에는 도 3의 마이크(203)를 표시부와는 반대면에 설치하는 것이 바람직하다.

이 형태에 의하면, 제2 실시형태의 효과를 그대로 얻을 수 있는 것 외에 표시부의 액자 부분을 보다 좁게 설계할 수 있게 되고 또 표시부의 보호 패널면에 피지가 묻지 않아 편리성이 높아진다는 효과를 얻을 수 있다.

(4) 제5 실시형태에서 대음량 모드를 갖기 위해 진동자가 되는 압전 소자의 두께와 적층수를 적절히 증가시킨 예를 들었다. 이에 한정되지 않으며 예를 들면 진동자의 폭이나 길이를 바꾸어 진동자를 크게 해도 좋고 압전 재료를 보다 고변위 재료로 해도 좋다. 또 예를 들면 복수의 진동자를 병행으로 나열하여 탑재하고 동일 접촉부재에 대해 복수의 진동자가 적절한 배치가 되도록 해도 좋다.

아울러 제1 실시형태 내지 제5 실시형태 및 변형 형태는 적절히 조합하여 이용할 수도 있는데 상세한 설명은 생략하기로 한다.

100,200,300,400,500 통화장치
101,201,301,401,501 보호 패널
102,202,321,402,502 조작 키
103,203,322,403,503 마이크
110,210,410,510 케이스
110a,310a,510a 고정부
111,211,311,411,511 진동자
112,212,312,512 배선
113,213,313,314,513,514 양면 테이프
220 배면 케이스
310 제1 케이스
320 제2 케이스
330 축부
340 접촉부재
404 전자 리시버
551 통신부
552 구동 회로부
554 이퀼라이저부
555 다이나믹 레인지 압축부
555a 저대역용 다이나믹 레인지 압축부
555b 중대역용 다이나믹 레인지 압축부
555c 고대역용 다이나믹 레인지 압축부
556 출력 컨트롤러
557 앰프
S,S2 공극

Claims (13)

1. 이용자의 귀 및/또는 귀 주변의 인체에 적어도 일부를 접촉시킬 수 있는 위치에 마련된 접촉부재와,
   상기 접촉부재에 대해 면접합되어 있으며 상기 접촉부재로부터 이용자의 두개골을 통해서는 이용자의 청각 기관에 진동이 전달되지 않는 가청 대역의 주파수대의 진동을 행하는 진동자를 구비한 통화장치.
2. 이용자의 귀 및/또는 귀 주변의 인체에 적어도 일부를 접촉시킬 수 있는 위치에 마련된 접촉부재와,
   상기 접촉부재에 대해 면접합되어 있으며 상기 접촉부재로부터 청각 기관에 전달되는 진동과 공기 전도음 중, 이용자의 두개골을 통해 이용자의 내이(內耳)에 전달되는 진동이, 이용자의 외이(外耳)를 통해 이용자의 내이에 전달되는 진동과 공기 전도음보다 작은 가청 대역의 주파수대의 진동을 행하는 진동자를 구비한 통화장치.
3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
   상기 진동자는 압전 소자인 것을 특징으로 하는 통화장치.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 진동자는 판면(板面)의 법선 방향에서 보았을 때의 형상이 직사각형상인 판형상으로 형성된 적층형 바이몰프 압전 소자인 것을 특징으로 하는 통화장치.
5. 청구항 3 또는 4에 있어서,
   상기 진동자는 굴곡 진동을 행하는 것을 특징으로 하는 통화장치.
6. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 진동자의 상기 접촉부재에 접합되어 있는 면과는 반대측에는 공극이 마련되어 있는 것, 및/또는 상기 진동자의 진동에 추종하여 변형되는 탄성 부재가 접촉되어 있는 것을 특징으로 하는 통화장치.
7. 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 접촉부재와 상기 진동자는 양면 테이프에 의해 면접합되어 있는 것을 특징으로 하는 통화장치.
8. 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 통화장치는, 통상의 사용 상태보다 대음량으로 이용자에게 음성을 전달하는 대음량 모드로 동작할 수 있으며,
   상기 대음량 모드시에, 상기 진동자를 진동시키는 신호를 증폭하는 증폭부를 구비한 것을 특징으로 하는 통화장치.
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 대음량 모드시에는, 의사 귀(擬似耳; artificial ear)를 탑재한 더미 헤드에 진동자 직상(直上) 위치 또는 최대 출력을 얻을 수 있는 위치를 중심으로 하여, 상기 접촉부재를 의사 귀에 4∼10N의 압력으로 댄 상태에서, 더미 헤드의 고막 위치에서의 공기 전도음이 주파수 1kHz에서 100dBA 이상의 측정치를 얻을 수 있는 것을 특징으로 하는 통화장치.
10. 청구항 8 또는 9에 있어서,
    상기 신호의 다이나믹 레인지를 압축하는 다이나믹 레인지 압축부를 구비한 것을 특징으로 하는 통화장치.
11. 청구항 8 내지 10 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 대음량 모드시에 주파수 이퀄라이징을 행하는 이퀼라이저부를 구비한 것을 특징으로 하는 통화장치.
12. 청구항 11에 있어서,
    상기 이퀼라이저부는 2kHz∼4kHz의 주파수 대역의 음량을 억제하는 것을 특징으로 하는 통화장치.
13. 청구항 8 내지 12 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접촉부재는 통화장치의 케이스와 직접 접촉하지 않게 상기 케이스와의 사이에 거리를 유지하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 통화장치.

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