KR20180095542A - 결합된 이어컵과 이어버드를 갖춘 헤드폰 - Google Patents

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KR20180095542A
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카일 데이먼 슬레이터
루크 존 캠벨
드라간 페트로빅
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누라 홀딩스 프러프라이어테리 리미티드
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Abstract

인-이어 헤드폰을 오버-이어 헤드폰 또는 온-이어 헤드폰과 결합함으로써 소리에 대한 청취자의 즐거움을 증대시키는 장치 및 방법을 제공한다. 일 실시예에서, 헤드폰은 청취자의 외이도 쪽으로 돌출한 이어버드를 갖춘 이어컵을 포함한다. 이어컵은 실질적으로 청취자의 귀를 둘러싸며, 아음속 및 저주파 진동을 청취자의 피부에 전달하여 진동촉각 응답을 자극시킨다. 이어버드는 청취자의 외이도 내에 배치되어 전체 범위의 가청 주파수를 전달한다. 추가로, 헤드폰은 이어컵 및 이어버드와 함께 수동 및 능동 소음 제거 모두를 제공한다.

Description

결합된 이어컵과 이어버드를 갖춘 헤드폰
관련 출원에 대한 참조
본 출원은 다음의 2016년 4월 16일자로 출원된 호주 가특허출원 제2016901426호 및 2016년 1월 14일자로 출원된 호주 가특허출원 제2016900104호에 대한 우선권을 주장하면서 2017년 1월 4일자로 출원된 미국 특허 출원 제15/398,282호에 대한 우선권을 주장하며, 이들 출원은 그 전체가 본 명세서에 참조로 병합된다.
본 발명은 전반적으로 음악, 음성 또는 다른 소리를 청취하기 위한 헤드폰에 관한 것으로, 특히 외이도에 직접 소리를 전달하는 인-이어(in-ear) 영역과, 추가적인 오디오 진동촉각 자극(audio vibrotactile stimulation)을 전달하는 오버-이어(over-ear) 또는 온-이어(on-ear) 영역을 결합하는 것에 관한 것이다.
이어버드(ear-bud) 또는 인-이어 모니터는 외이도에서 요구되는 음파를 생성하여, 자유장 라우드 스피커(loud speaker) 또는 라이브 음악이나 스피치로부터 경험되는 소리와 동등한 청각적 지각을 창출할 수 있다. 하지만, 청각적 지각은 소리의 인간 경험의 한 측면일 뿐이다. 피부 감각 시스템도 피부 감각 수용체의 기계적인 진동을 통해 저주파 소리를 감지할 수 있다. 이것은 진동촉각 자극으로 알려져 있다.
피부는 진동촉각 자극에 대한 지각과 관련하여 기계적 수용체 (mechanoreceptor)로도 알려진 상이한 두 종류의 접촉 및 두 종류의 진동 수용체: 즉 마이스너 소체(Meissner's corpuscles)와 파치니 소체(Pacinian corpuscles)를 갖고 있다. 마이스너 소체는 약 20Hz의 공진 주파수를 가지며, 파치니 소체는 약 200Hz의 공진 주파수를 갖는다. 그 결과, 피부 감각 시스템은 낮은 가청 주파수와 저주파 진동(subsonic vibration)에 가장 민감하다.
청취자가 라이브 또는 자유장 스피커로 재생된 소리를 경험하는 것과 유사한 방식으로 청취자가 이어버드 또는 인-이어 모니터에 의해 재생된 소리를 경험하게 하기 위해, 진동촉각 자극 및 음향 자극 모두가 중요하다. 또한, 일반적으로 소리와 음악의 경험은 진동촉각 자극을 추가함으로써 향상될 수 있다.
본 발명은 인-이어 헤드폰을 오버-이어 헤드폰 또는 온-이어 헤드폰과 결합함으로써 소리에 대한 청취자의 즐거움을 증대시키는 장치 및 방법을 제공한다. 일 실시예에서, 헤드폰은 청취자의 외이도 쪽으로 돌출한 이어버드를 갖춘 이어컵(ear-cup)을 포함한다. 이어컵은 실질적으로 청취자의 귀를 덮거나 둘러싸며, 저주파 진동을 청취자의 피부에 전달하여 빠르게 작용하는 기계적 수용체를 자극시킨다. 이어버드는 청취자의 외이도 내에 배치되어 전체 가청 범위의 주파수를 전달한다. 추가로, 헤드폰은 이어컵 및 이어버드와 함께 수동 차음을 제공하며, 선택적으로 능동 소음 제거를 포함할 수 있다.
본 실시예들의 이러한 목적, 특징 및 특성과 다른 목적, 특징 및 특성은, 본 명세서의 일부를 형성하는 첨부된 청구범위 및 도면과 함께 이하의 상세한 설명을 연구함으로써 당업자에게 더욱 명백해질 것이다. 첨부된 도면은 다양한 실시예들에 대한 예시를 포함하지만, 도면들은 청구된 내용을 제한하는 것으로 의도되지 않는다.
도 1은 일 실시예에 따라 청취자의 머리에 인접하게 놓인 헤드폰을 도시한다.
도 2는 일 실시예에 따른 헤드폰(100)의 정면도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 이어컵 중 하나의 3/4을 도시한다.
도 4는 일 실시예에 따라, 청취자의 귀에 인접하게 놓이고 헤드폰과 관련된 이어컵을 도시한다.
도 5는 일 실시예에 따른, 헤드폰과 관련된 이어컵의 단면도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 스피커 및 음향 챔버의 위치를 도시한다.
도 7은 일 실시예에 따른, 헤드폰과 관련된 내부 전자 모듈을 도시한다.
도 8은 본 명세서에 게재된 기술이 자극하는 피부 진동 수용체의 감각 역치를 나타낸다.
도 9는 일 실시예에 따라 청취자를 주변 소리로부터 격리시키고 청취자에게 고품질의 오디오를 전달하는 방법의 흐름도이다.
도 10은 머신이 본 명세서에서 논의된 방법 또는 모듈 중 어느 하나 이상을 수행하도록 하는 명령 세트가 실행될 수 있는 컴퓨터 시스템의 예시적인 형태로 머신을 나타낸 개략도이다.
용어
본 명세서의 전반에 걸쳐 사용되는 용어, 약어 및 어구에 대한 간략한 정의가 아래에 제공된다.
본 명세서에서 "저주파 진동"은 20Hz 이하의 진동을 의미한다. 본 명세서에서 "저주파수 오디오"란 실질적으로 20Hz에서 250Hz 범위 내의 진동을 의미한다. 본 명세서에서 "중간 주파수 오디오"는 실질적으로 250Hz 내지 4000Hz 범위 내의 진동을 의미한다. 본 명세서에서 "고주파수 오디오"란 실질적으로 4000Hz 내지 22,000 Hz 범위 내의 진동을 의미한다.
본 명세서에서 "일 실시예" 또는 "실시예"는, 실시예와 관련하여 설명된 특정한 특징, 구조 또는 특성이 본 개시 내용의 적어도 하나의 실시예에 포함됨을 의미한다. 본 명세서의 다양한 곳에서 "일 실시예에서"라는 문구가 반드시 모두 동일한 실시예를 가리키는 것은 아니며, 다른 실시예들을 상호 배제하는 별개의 또는 대안적인 실시예도 아니다. 더욱이, 일부 실시예들에 의해 나타날 수 있지만 다른 실시예에 의해 발현될 수 없는 다양한 특징들이 설명된다. 유사하게, 일부 실시예를 위한 요건일 수 있지만 다른 실시예를 위한 요건이 아닐 수 있는 다양한 요건들이 설명된다.
문맥이 다른 것을 명료하게 요구하지 않는 한, 상세한 설명 및 청구범위 전반에 걸쳐, "포함하다", "포함하는" 등의 단어는 배타적인 또는 완전한 의미와는 반대되는 포괄적인 의미로 고려되어야 하는데, 즉 "포함하지만 이에 국한되지 않는다"의 의미로 고려된다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, "연결되는", "결합되는" 또는 이들의 임의의 변형은 2개 이상의 요소 사이의 직접 또는 간접적인 임의의 연결 또는 결합을 의미한다. 요소들 간의 결합 또는 연결은 물리적, 논리적 또는 이들의 조합일 수 있다. 예를 들어, 2개의 장치는 직접, 또는 하나 이상의 중개 채널이나 장치를 통해 결합될 수 있다. 다른 예로서, 장치들은 서로 어떠한 물리적인 연결을 공유하지 않으면서 그 사이로 정보가 전달될 수 있는 방식으로 결합될 수 있다. 추가로, 본 명세서에서 사용될 때 "여기에서", "위에서", "아래에서", 그리고 유사한 의미의 단어들은 전체로서 본 명세서를 언급하는 것이고, 본 명세서의 임의의 특정한 부분을 지칭하지 않는다. 문맥이 허용하면, 단수 또는 복수를 사용하는 상세한 설명의 단어는 각각 복수 또는 단수를 포함할 수 있다. 2 이상의 항목의 목록과 관련하여 "또는"이라는 단어는 단어에 대한 다음의 해석을 모두 포함하는데, 목록 내 임의의 항목, 목록 내 모든 항목 및 목록 내 항목들의 임의의 조합을 포함한다.
명세서가, 구성요소 또는 특징이 "포함될 수도 있다", "포함될 수 있다", "포함될 수 있을 것이다" 또는 "포함될 수 있을지 모른다"라거나, 구성요소 또는 특징이 특성을 "가질 수도 있다", "가질 수 있다", "가질 수 있을 것이다" 또는 "가질 수 있을지 모른다"라고 기술하면, 특정한 구성요소 또는 특징은 포함되거나 특성을 갖는 것이 요구되는 것은 아니다.
용어 "모듈"은 광범위하게 소프트웨어, 하드웨어 또는 펌웨어 구성요소(또는 이들의 임의의 조합)를 지칭한다. 모듈은 통상 특정한 입력을 이용하여 유용한 데이터 또는 다른 출력을 생성할 수 있는 기능적인 구성요소이다. 모듈은 독립적일 수도 있고 아닐 수 있다. 응용 프로그램("애플리케이션(application)"이라고도 함)은 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있거나, 모듈이 하나 이상의 응용 프로그램을 포함할 수 있다.
상세한 설명에서 사용된 용어는, 어떤 예와 관련하여 사용되더라도, 가장 광범위하고 합리적인 방식으로 해석되도록 의도된다. 이 명세서에서 사용된 용어는 일반적으로 당해 분야에서, 개시 내용의 문맥 안에서, 그리고 각 용어가 사용되는 특정한 문맥에서 그들의 통상적인 의미를 갖는다. 편의를 위해, 예컨대 대문자, 기울임꼴 또는 인용부호를 사용하여 어떤 용어들은 강조될 수 있다. 강조 표시의 사용은 용어의 범위와 의미에 영향을 미치지 않고, 용어의 범위와 의미는 강조 표시의 여부와 상관없이 동일한 문맥에서는 동일하다. 동일한 구성요소가 하나 이상의 방식으로 설명될 수 있다.
결과적으로, 다른 언어 및 동의어는 여기에서 논의된 임의의 하나 이상의 용어에 대해 사용될 수 있지만, 용어가 여기에서 상술되거나 논의되는지 여부에 특별한 중요성이 부여되지 않는다. 하나 이상의 동의어에 대한 설명은 다른 동의어의 사용을 배제하지 않는다. 여기에서 논의된 임의의 용어의 예를 포함하여, 본 명세서의 어디에서나 예를 사용하는 것은 단지 예시적인 것이고, 본 명세서 또는 임의의 예시된 용어의 범위 및 의미를 더 제한하려고 의도된 것은 아니다. 마찬가지로, 본 개시 내용은 본 명세서에 주어진 다양한 실시예들로 제한되지 않는다.
헤드폰
도 1은 일 실시예에 따라 청취자의 머리에 인접하게 놓인 헤드폰을 도시한다. 헤드폰(100)은 청취자의 귀에 걸쳐 놓인 이어컵(110), 헤드 밴드(120), 및 청취자의 외이도 입구에 또는 그 안에 놓인 이어버드(미도시)를 포함한다. 헤드폰(100)은 다양한 음향 챔버를 포함하여 가청 주파수 및 아음속 주파수를 청취자에게 전달한다. 헤드폰(100)은 고전적인 헤드폰보다 청취자에 대한 더 많은 접촉점(touch-point)을 갖는데, 헤드 밴드(120), 이어컵(110)뿐 아니라 이어버드에서 접촉한다. 청취자에 대한 많은 접촉점이 있기 때문에, 헤드폰(100)은 단단하고 편안한 착용감을 제공한다.
도 2는 일 실시예에 따른 헤드폰(230)의 정면도를 도시한다. 이어버드(200)는 각각의 이어컵(220) 내에 배치된다. 헤드폰(230)은 유선 연결(210), 무선 접속, 데이터 네트워크, 무선 네트워크, 전화 네트워크, 방송 신호, 또는 이들의 임의의 조합을 통해 오디오 소스에 연결될 수 있다. 데이터 네트워크는 임의의 근거리 통신망(LAN), 도시권 통신망(MAN), 광역 통신망(WAN), 공공 데이터 네트워크(예컨대, 인터넷), 단거리 무선 네트워크, 또는 상업적으로 소유된 독점적인 패킷 교환 방식 네트워크(예컨대 독점 케이블 또는 광섬유 네트워크 등이나 이들의 임의의 조합)와 같은 임의의 적합한 패킷 교환 방식 네트워크를 포함할 수 있다. 덧붙여, 무선 네트워크는 예를 들어 셀룰러 네트워크(cellular network)일 수 있으며, 글로벌 진화를 위한 향상된 데이터 전송 속도 기술(EDGE), 일반 패킷 무선 서비스(GPRS), 이동통신을 위한 국제표준 시스템(GSM), 인터넷 프로토콜 멀티미디어 서브시스템(IMS), 범용 이동 통신 시스템(UMTS) 등을 포함하는 다양한 기술뿐만 아니라, 예컨대 마이크로파 접속을 위한 월드와이드 상호연동(WiMAX), 롱 텀 에볼루션(LTE) 네트워크, 코드 분할 다중 접속(CDMA), 광대역 코드 분할 다중 접속(WCDMA), 와이파이(WiFi), 무선랜(WLAN), 블루투스(Bluetooth®), 인터넷 프로토콜(IP) 기반의 데이터 캐스팅(data casting), 위성, 이동 애드혹 네트워크(MANET) 등, 또는 이들의 임의의 조합과 같은 임의의 다른 적합한 무선 매체를 사용할 수 있다.
유선 연결은 아날로그나 디지털 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다. 방송 신호는 주파수 변조(FM) 라디오, 진폭 변조(AM) 라디오, 또는 국가 텔레비젼 시스템 위원회(NTSC)의 규격, 고도화 텔레비젼 시스템 위원회(ATSC)의 규격, 통합 디지털 방송 규격(ISDB), 위상 반전 주사선 부호화(PAL), 색 신호를 선 순차 방식으로 전송하여 메모리로 복원하는 기술(SECAM), 디지털 비디오 방송(DVB), 디지털 지상파 멀티미디어 방송(DTMB), 또는 이들의 임의의 조합과 같이 임의의 조합된 오디오-비디오 전송 표준으로 될 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 이어컵들 중 하나의 3/4을 도시한다. 이어컵(300)은 이어버드(310)를 포함한다. 청취자의 편안함을 높이기 위해, 스프링 또는 유연한 뼈대와 같은 탄성 부착물에 의해 이어버드가 이어컵에 부착될 수 있다. 탄성 부착물은 충분한 자유도를 제공하여, 청취자의 귀 모양에 수동적으로 맞춰짐으로써 유니버셜 핏(universal fit)이 이루어질 수 있다. 이어버드(310)는 연질의 이어버드 팁(320)을 포함하여 청취자의 편안함을 더욱 증가시킨다. 연질의 이어버드 팁(320)은 공기, 물 또는 점성 유체와 같은 유체로 채워진 부드러운 재질로 제조될 수 있다. 부드러운 재질로 인해 팁은 청취자의 귀에 편안하게 그 모양이 형성될 수 있으며, 청취자의 외이도로 들어갈 수 있다. 종래의 이어버드와 인-이어 모니터(IEM)와 달리, 인-이어 영역이 떨어지는 것을 방지하는 데에 요구되는 힘이, 청취자의 외이도 피부 또는 귓속 접촉점에서 마찰에 의해 발생될 필요가 없다. 대신에, 이어컵(300)으로부터 이어버드(310)에 가해진 완만한 힘이 청취자의 외이도 내부 또는 청취자의 외이도 입구에 이어버드(310)를 유지하고, 따라서 청취자의 외이도 내부에서의 마찰을 제거함으로써 청취자의 안락감을 향상시킨다. 이어버드(310)는 선명한 소리를 청취자의 외이도에 직접 전달한다.
도 4는 일 실시예에 따라, 청취자의 귀에 인접하게 놓이고 헤드폰과 관련된 이어컵을 도시한다. 이어컵(400)은 진동촉각 스피커(420) 및 이어버드(430)를 포함한다.
청취자의 외이도 내 또는 그 입구에 배치된 이어버드(430)는 청각 스피커(410)와, 이어컵 외측의 오디오 및 이어버드 외측의 오디오와 같은 외부 오디오로부터 청취자의 외이도를 폐쇄하는 연질의 이어버드 팁(440)을 포함한다. 청각 스피커(410)는 밸런스 아마추어 드라이버(balanced armature driver) 또는 다이내믹 드라이버(dynamic driver)일 수 있다.
이어컵(400)은 주변 소리의 상당 부분이 청취자의 귀에 도달하는 것을 방지하도록 배치된다. 이어컵(400)은 청취자의 머리(귀 주위)를 눌러서 청취자의 귀를 완전히 둘러쌀 수 있거나, 청취자의 머리와 청취자의 귀에 부분적으로 압박을 가할 수 있거나, 청취자의 귀(귀 위)에만 압박을 가할 수 있다.
진동촉각 스피커(420)는 다이나믹 라우드 스피커(dynamic loud speaker)일 수 있다. 진동촉각 스피커(420)는 청취자의 머리 또는 청취자의 귀에 저주파 진동 또는 저주파수 오디오를 전달할 수 있다. 청취자의 외이도가 이어버드(430)에 의해 폐쇄되기 때문에, 진동촉각 스피커(420)는 동등한 표준 헤드폰보다 큰 음압 레벨로 구동될 수 있다. 결과적으로, 큰 음압은 향상된 진동촉각 자극을 제공한다. 스프링(450)은 이어컵(400)에 대한 이어버드(430)의 탄성 부착을 제공하여, 여기에서 논의된 바와 같이 청취자의 편안함을 증가시킨다. 진동촉각 스피커(420)는 또한 주변 소음을 제거하는 능동 소음 제거를 제공하는 데에 사용될 수 있다.
이어컵(400) 및 이어버드(430)는 수동 차음을 위한 추가적인 방법을 제공한다. 청취자의 외이도 내 또는 그 입구에 놓인 연질의 이어버드 팁(440)과 이어컵(400)은 헤드폰을 착용하는 동안 청취자가 들을 수 있는 외부 소음의 양을 많이 감소시키는 이중 격리층을 제공한다. 추가로, 이중 격리층은 헤드폰에서 외부 환경으로 누출되는 소리의 양을 크게 줄인다. 이중 격리층은 다른 사람들을 위한 우수한 차음을 제공하여 청취자가 청취자 주위로부터 방해받지 않고 소리를 즐길 수 있게 한다.
또한, 차음의 이중 층은 청취자의 청력 프로파일의 특성을 향상시킨다. 차음은 외이도로 들어가는 외부 소음의 양을 줄이게 한다. 결과적으로, 차음은, 2016년 5월 13일자로 출원되고 청각 자극의 개인화라는 명칭을 가진 미국 특허출원 제15/154,694호에 기재된 바와 같이 청취자의 청력 프로파일의 보다 빠르고 정확한 측정을 가능하게 하는데, 상기 특허출원은 참조로 본 명세서에 병합된다.
도 5는 일 실시예에 따른, 헤드폰과 관련된 이어컵의 단면도이다. 이어컵(500)은 제1 스피커(510), 제1 음향 챔버(520), 제2 스피커(530), 제2 음향 챔버(540), 이어버드(550), 이어버드 팁(555), 복수의 마이크로폰(560, 570, 580, 590), 이어패드(ear-pad; 505), 및 선택적인 음향 투과성 뼈대(515)를 포함한다.
제1 스피커(510)는 제1 범위의 주파수를 방출한다. 제1 스피커(510)는 접촉 모드 스피커, 라우드 저주파수 음향 스피커, 스피커, 우퍼와 같은 저주파수 스피커, 또는 피부 수용체를 전기적으로 자극하는 장치일 수 있다. 제1 스피커(510)에 의해 방출된 주파수의 제1 범위는 일반적으로 저주파 진동, 저주파수 오디오 또는 중간 주파수 오디오를 강조하는 광범위한 가청 주파수를 포함할 수 있다. 제1 범위의 주파수는 입력된 오디오에 저역 통과 필터를 수행함으로써 생성될 수 있다.
제1 음향 챔버(520)는 청취자의 피부의 진동촉각 자극을 이용하여 청취자에게 제1 범위의 주파수를 전달한다. 제1 음향 챔버(520)는 이어컵(500) 내에 배치되지만, 이어버드(550)의 외부에 배치될 수 있다. 제1 음향 챔버(520)는 청취자의 피부에 인접하여 배치된다. 제1 음향 챔버(520)는 또한 헤드폰과 관련된 헤드 밴드 내에 배치될 수 있다. 제1 음향 챔버(520)는 선택적인 음향 투과성 뼈대(515) 또는 이어패드(505)를 통해 청취자에게 제1 범위의 주파수를 전달한다. 뼈대의 외관은, 이어버드(550)가 외이도 내를 관통하지 않음을 사용자에게 보여 준다.
제2 스피커(530)는 제2 범위의 주파수를 방출한다. 제2 범위의 주파수는 입력된 오디오에서 가청 주파수의 전체 범위, 또는 제1 범위의 주파수를 실질적으로 보충하는 주파수와 같은 가청 주파수의 부분 집합을 포함할 수 있다. 제2 스피커(530)는 스피커, 또는 트위터와 같은 고주파수 스피커일 수 있다. 제1 스피커(510) 및 제2 스피커(530)는, 도 7에서 설명되는 바와 같이 크로스오버 회로로부터 제1 범위의 주파수 및 제2 범위의 주파수를 수신할 수 있다. 선택적으로, 제1 스피커(510) 및 제2 스피커(530)는 주파수의 전체 범위를 수신할 수 있고, 제1 범위의 주파수 및 제2 범위의 주파수만 각각 방출하도록 수동적으로 튜닝될 수 있다.
제2 음향 챔버(540)는 청취자의 귀의 음향 자극을 통해 청취자에게 제2 범위의 주파수를 전달한다. 제2 음향 챔버(540)는 헤드폰과 관련된 이어버드 내에 배치된다.
이어버드(550)는 제2 음향 챔버(540)를 둘러싸고 있다. 이어버드(550)는 청취자의 외이도 내 또는 그 입구에 배치된다. 이어버드(550)는 주변 소리의 상당 부분 및 제1 범위의 주파수의 상당 부분이 청취자의 외이도에 도달하는 것을 방지한다.
이어컵(500)은 수동 소음 제거에 추가하여, 하나 이상의 마이크로폰(560, 570, 580, 590), 제1 스피커(510) 또는 제2 스피커(530), 및 하나 이상의 소음 제거 회로(미도시)를 사용하여 능동 소음 제거(ANC: active noise cancellation)를 수행할 수 있다. 이어컵(500)은 하나 이상의 마이크로폰(560, 570, 580, 590)을 포함한다. 하나 이상의 마이크로폰(560, 570, 580, 590)은 복수의 원하지 않는 오디오 신호를 측정한다. 원하지 않는 오디오 신호는, 사용된 마이크로폰의 위치에 따라 피드포워드 메커니즘이나 피드백 메커니즘, 또는 이들의 조합을 사용하여 처리된다.
ANC는 적어도 하나의 마이크로폰(560, 570, 580, 590) 및 적어도 하나의 스피커(510, 530)의 임의의 조합을 사용하여 이루어질 수 있다. 하나의 가능한 구현예로는, 마이크로폰(560)을 사용하여 이어컵(500) 외부의 원하지 않는 오디오 신호를 측정하고, 제1 스피커(510)를 사용하여 제1 음향 챔버(520)로 들어가는 원하지 않는 오디오 신호를 제거하며, 마이크로폰(570 또는 590)을 사용하여 원하지 않는 오디오 신호가 얼마나 잘 제거되고 이에 따라 그 제거를 조정하는지 점검하는 것이다. 다른 가능한 구현예는, 마이크로폰(560)을 사용하여 이어컵(500) 외부의 원하지 않는 오디오 신호를 측정하고, 제1 스피커(510)를 사용하여 제1 음향 챔버(520)로 들어가는 원하지 않는 오디오 신호를 제거하며, 마이크로폰(570 또는 590)을 사용하여 제1 음향 챔버(520) 내 원하지 않는 오디오 신호를 측정하고, 제2 스피커(530)를 사용하여 마이크로폰(570 또는 590)에 의해 측정된 원하지 않는 오디오 신호를 제거하며, 마이크로폰(580)을 사용하여 원하지 않는 오디오 신호가 얼마나 잘 제거되고 이에 따라 그 제거를 조정하는지 점검하는 것이다.
복수의 마이크로폰(560, 570, 580, 590) 및 복수의 스피커(510, 530)와 함께 하나 이상의 소음 제거 회로가 능동 소음 제거에 사용된다. 하나 이상의 소음 제거 회로는 디지털 또는 아날로그일 수 있다. 디지털 소음 제거 회로는 ANC를 수행하기 위한 프로세서를 포함할 수 있다. 복수의 원하지 않는 오디오 신호의 각각의 원하지 않는 오디오 신호에 대해, 하나 이상의 소음 제거 회로는 소거 신호를 생성하여, 이 소거 신호가 원하지 않는 오디오와 파괴적으로 간섭하게 된다. 소거 신호는 원하지 않는 오디오의 위상 변화 또는 원하지 않는 오디오의 반전된 극성을 포함하고, 따라서 원하지 않는 오디오 신호와 파괴적으로 간섭할 수 있다. 복수의 원하지 않는 오디오 신호의 각각의 원하지 않는 오디오 신호에 대해, 하나 이상의 소음 제거 회로는 소거 신호를 제1 스피커(510) 또는 제2 스피커(530)에 전달한다. 소음 제거 회로는 복수의 마이크로폰(560, 570, 580, 590) 각각과 관련될 수 있거나, 단일한 소음 제거 회로가 복수의 마이크로폰(560, 570, 580, 590) 중에서 2개 이상의 마이크로폰과 관련될 수 있다.
여기에 설명된 기술은, 청취자의 고막에 증가된 압력과 고주파수 소음을 포함한 능동 소음 제거의 바람직하지 않은 영향을 최소화한다. 제2 음향 챔버(540)를 둘러싸는 이어버드(550)는 이어버드 팁(555)을 포함하여, 청취자의 외이도를 제1 스피커(510)에 의해 생성된 능동 소음 제거의 바람직하지 않은 영향으로부터 격리시킨다. 이어버드 팁(555)에 의해 제공되는 격리는 ANC의 2단계를 허용하는바: 먼저 헤드폰의 외부로부터 제1 음향 챔버(520)로 수행되고; 둘째로 제1 음향 챔버(520)로부터 제2 음향 챔버(540)로 수행된다. ANC의 제2 단계는, 마이크로폰(590), 제2 스피커(530) 및 마이크로폰(580)과 같은 제2 음향 챔버(540)의 외부에 있는 마이크로폰을 사용하여 수행된다.
이어버드 팁(555)에 의해 제공된 청취자의 외이도 격리는, 제1 스피커(510)의 자극이 이어버드(550)를 통해 전달된 자극에 최소로 영향을 끼치거나 전혀 영향을 미치지 않도록 보장한다. 어떤 경우에는 신호 처리가 이어버드 음향 자극에다 이어컵 음향 자극의 효과를 결합하거나 제거하기 위해 사용될 수 있다.
청취자의 외이도 내 또는 그 입구에 놓인 이어버드 팁(555) 및 이어컵(500)은 외부 소음, 즉 헤드폰을 착용하는 동안 청취자가 들을 수 있는 주변 소리의 양을 많이 감소시키는 이중 격리층을 제공한다. 이중 격리층은 이어버드(550) 내에 위치된 마이크로폰(580)이 주변 소리로부터의 간섭 없이 청취자의 음성을 검출하고, 음성 통신을 가능하게 한다. 예를 들어, 마이크로폰(580)에 의해 검출된 청취자의 음성은 "음악 재생 중지", "음악 재생 시작", "좋아하는 노래 찾기" 등과 같이 헤드폰을 제어하는 명령으로 해석될 수 있다. 추가로, 헤드폰은 마이크로폰(580)에 의해 검출된 청취자의 음성을 저장 또는 다른 사용자에게 전송하기 위한 원격 프로세서에 보낼 수 있다. 일 실시예에서, 헤드폰은 휴대폰 헤드셋으로 작용할 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 스피커 및 음향 챔버의 위치를 도시한다. 헤드폰(630)은 스피커(600), 음향 챔버(610), 헤드 밴드(620), 선택적인 챔버(640), 분리기(650), 및 선택적인 음향 투과성 뼈대(660)를 포함한다. 스피커(600) 및 음향 챔버(610)는 헤드폰(630)과 관련된 헤드 밴드(620) 내에 배치될 수 있다. 스피커(600) 및 음향 챔버(610)는 도 5의 제1 스피커(510) 및 제1 음향 챔버(520)일 수 있다. 선택적으로, 도 5의 제1 스피커(510) 및 제1 음향 챔버(520)에 덧붙여 스피커(600) 및 음향 챔버(610)가 존재할 수 있다. 스피커(600)는 저주파 진동, 낮은 가청 주파수, 중간 주파수 또는 고주파수를 포함하는 제1 범위의 주파수를 방출할 수 있다. 스피커(600)는 단일한 스피커일 수 있고, 음향 챔버(610)는 헤드 밴드(620)의 내부를 둘러싸는 단일한 음향 챔버일 수 있다. 선택적으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 2 이상의 스피커(600) 또는 2 이상의 음향 챔버(610)가 있을 수 있다. 좌측 및 우측 음향 챔버(610)는 헤드 밴드(620)와 관련된 선택적인 챔버(640)에 의해 분리될 수 있다. 선택적으로, 좌측 및 우측 음향 챔버(610)는 음향 불투명성 재료로 만들어진 분리기(650)에 의해 분리될 수 있다. 헤드 밴드(620)의 외부면에 배치된 음향 투과성 뼈대(660)는 제1 범위의 주파수가 통과하여 청취자에게 도달하게 한다.
도 7은 일 실시예에 따른, 헤드폰과 관련된 내부 전자 모듈을 도시한다. 내부 전자 모듈은 오디오 소스(700), 크로스오버 회로(710) 및 선택적인 파워 앰프(power amplifier; 720)를 포함한다. 오디오 소스(700)는 크로스오버 회로(710) 및 선택적인 파워 앰프(720)에 연결된다. 오디오 소스(700)는 오디오 신호를 크로스오버 회로(710)에 보낸다. 크로스오버 회로(710)는 저주파수 오디오 또는 저주파 진동을 고주파수 오디오와 분리한다. 크로스오버 회로(710)는 저주파수 오디오를 선택적인 파워 앰프(720)에 보낸다. 별도로, 크로스오버 회로(710)는 고주파수 오디오를 선택적인 파워 앰프(720)에 보낸다. 크로스오버 회로(710)는 프로세서를 포함하는 디지털 회로일 수 있거나, 아날로그 회로일 수 있다. 저주파수 오디오는 진동촉각 스피커로 보내어지는 한편, 고주파수 오디오는 음향 스피커로 보내어진다. 저주파수 오디오 및 고주파수 오디오는 저주파수 및 고주파수 오디오 범위에 각각 대응할 수 있지만, 반드시 대응되는 것은 아니다.
적은 음향 자극을 유발하거나 귀로부터 더 멀리 위치되는 대안적인 실시예가 반드시 크로스오버 회로(710)를 필요로 하지 않을 수 있다. 마찬가지로, 대안적인 실시예가 선택적인 파워 앰프(720)를 필요로 하지 않을 수 있다.
다른 실시예에서, 크로스오버 회로(710)는 필요 없고, 음향 스피커 및 진동촉각 스피커 모두는 전체 범위의 주파수를 수신한다. 음향 스피커와 진동촉각 스피커는 수신된 전체 범위의 주파수를 재생할 수 있다. 선택적으로, 음향 스피커 및 진동촉각 스피커는 어떤 범위의 주파수만을 방출하도록 튜닝될 수 있다. 예를 들어, 진동촉각 스피커는 저주파수 오디오 또는 저주파 진동을 방출하도록 튜닝될 수 있는 한편, 음향 스피커는 고주파수 오디오를 방출하도록 튜닝될 수 있다. 중간 주파수 오디오는 제1 스피커 또는 제2 스피커에 의해 방출될 수 있다.
도 8은 본 명세서에 게재된 기술이 자극하는 피부 진동 수용체의 감각 역치를 나타낸다. 가장 민감한 주파수는 500Hz 이하이다. 진동촉각 스피커는 이 주파수 범위에서 자극을 제공하도록 최적화될 수 있다.
도 9는 일 실시예에 따라 청취자를 주변 소리로부터 격리시키고 청취자에게 고품질의 오디오를 전달하는 방법의 흐름도이다. 단계 900에서, 청취자의 피부에 인접한 헤드폰 내에 배치된 제1 스피커는 청취자에게 제1 범위의 주파수를 전달한다. 전달된 제1 범위의 주파수는 청취자의 피부에 진동촉각 응답을 유도한다. 제1 범위의 주파수는, 통상 입력된 오디오 신호에 포함된 저주파 진동, 저주파수 오디오 또는 중간 주파수 오디오를 강조하는 광범위한 가청 주파수를 포함할 수 있다. 제1 스피커는 헤드폰과 관련된 이어컵 또는 헤드폰과 관련된 헤드 밴드에 배치될 수 있다.
단계 910에서, 제1 스피커로부터 제1 범위의 주파수가 전달됨과 동시에, 헤드폰과 관련된 이어버드 내에 배치된 제2 스피커는 청취자의 외이도에 제2 범위의 주파수를 전달한다. 제2 범위의 주파수는 전체 범위의 가청 주파수, 또는 제1 범위의 주파수를 실질적으로 보충하는 주파수와 같은 가청 주파수의 부분 집합을 포함할 수 있다.
이어컵과 이어버드는 주변 소리가 청취자 쪽으로, 그리고 청취자로부터 환경 쪽으로 통과하는 것을 차단함으로써 수동 소음 제거를 제공한다. 헤드폰에 결합된 이어컵은 청취자의 귀를 실질적으로 둘러쌈으로써 대부분의 주변 소리가 청취자에게 도달하는 것을 차단하고, 청취자의 오디오의 대부분이 환경으로 누출되는 것을 차단한다. 이어컵은 청취자의 머리를 눌러서 청취자의 귀를 완전히 둘러쌀 수 있거나, 청취자의 머리와 청취자의 귀에 부분적으로 압박을 가할 수 있거나, 청취자의 귀에 대해서만 압박을 가할 수 있다. 이어버드는 청취자의 외이도를 폐쇄하고, 또한 청자의 외이도를 청취자의 외이도 밖의 오디오로부터 격리시키며 이어버드를 둘러싸는 환경을 이어버드 내 오디오로부터 격리시킨다. 청취자의 외이도 내에 배치된 이어버드의 위치는 스프링 또는 탄성 뼈대와 같은, 이어컵의 탄성 부착물을 사용하여 자동으로 조정될 수 있다. 이러한 자동 조정은 청취자의 외이도 밀봉을 향상시켜 수동 소음 제거를 향상시킨다.
또한, 헤드폰은 능동 소음 제거(ANC)를 제공할 수 있다. 헤드폰과 관련된 소음 제거 회로는 복수의 마이크로폰으로부터 복수의 원하지 않는 오디오 신호를 얻는다. 복수의 마이크로폰은 헤드폰 외부에 배치된 제1 마이크로폰, 이어컵 내부에 배치되지만 이어버드의 외부에 배치된 제2 마이크로폰, 및 이어버드 내에 배치된 제3 마이크로폰을 포함한다. 소음 제거 회로는 디지털 또는 아날로그일 수 있으며, 본 명세서에 설명된 바와 같이 복수의 마이크로폰에 대응하는 하나 이상의 소음 제거 회로를 포함할 수 있다.
복수의 원하지 않는 오디오 신호의 각각의 원하지 않는 오디오 신호에 대해, 소음 제거 회로는 소거 신호를 생성하여, 이 소거 신호가 원하지 않는 오디오와 파괴적으로 간섭하게 한다. 소거 신호는 원하지 않는 오디오의 위상 변화 또는 원하지 않는 오디오의 반전된 극성을 포함할 수 있으며, 따라서 원하지 않는 오디오 신호를 파괴적으로 간섭할 수 있다. 복수의 원하지 않는 오디오 신호의 각각의 원하지 않는 오디오 신호에 대해, 소음 제거 회로는 하나 이상의 스피커에 소거 신호를 전달한다. 하나 이상의 스피커는 제1 스피커 또는 제2 스피커를 포함한다.
헤드폰과 관련된 전자 부품은 입력되는 오디오 신호를 제1 범위의 주파수 및 제2 범위의 주파수로 분리한다. 전자 부품은 프로세서 또는 아날로그 회로일 수 있다. 덧붙여, 전자 부품은 아음속 및 저주파를 생성하여 진동촉각 자극을 향상시킬 수 있다. 먼저, 전자 부품은 오디오 신호를 수신한다. 그 후에 전자 부품은 대역 통과 필터링을 수행하여 오디오 신호를 제1 범위의 주파수와 제2 범위의 주파수로 분리한다. 제1 범위의 주파수는 저주파수 오디오 또는 저주파 진동을 포함한다. 제2 범위의 주파수는 고주파수 오디오를 포함한다. 중간 주파수 오디오는 제1 범위의 주파수 또는 제2 범위의 주파수에 포함될 수 있다. 전자 부품은 제1 범위의 주파수를 제1 스피커에 보내고, 제2 범위의 주파수를 제2 스피커에 보낸다. 전자 부품이 프로세서인 경우에, 프로세서는 본 명세서에서 설명된 바와 같이 임의의 유형의 프로세서 또는 마이크로컨트롤러일 수 있다.
더욱이, 주파수 분리는 스피커의 음향 튜닝에 의해 완전히 수동으로 이루어질 수 있다. 다시 말해, 제1 스피커는 저주파수 오디오 또는 저주파 진동만 방출하도록 튜닝될 수 있는 한편, 제2 스피커는 고주파수 오디오를 방출하도록 튜닝될 수 있다. 중간 주파수 오디오는 제1 또는 제2 스피커에서 방출될 수 있다.
컴퓨터
도 10은 머신이 본 명세서에서 논의된 방법 또는 모듈 중 어느 하나 이상을 수행하도록 하는 명령 세트가 실행될 수 있는 컴퓨터 시스템(1000)의 예시적인 형태로 머신을 나타낸 개략도이다.
도 10의 예에서, 컴퓨터 시스템(1000)은 프로세서, 메모리, 비휘발성 메모리 및 인터페이스 장치를 포함한다. 본 명세서에 설명된 바와 같이, 프로세서를 사용하여 ANC를 수행하고, 입력되는 주파수를 다양한 주파수 대역으로 분리할 수 있다. 프로세서는 헤드폰의 밴드 내부 또는 이어컵 내부와 같이 헤드폰 내에 위치될 수 있다. 또한, 프로세서는 원격 컴퓨터에 위치되어 유선 또는 무선 연결을 통해 헤드폰으로부터 입력되는 주파수를 수신할 수 있다. 다양한 공통 부품들(예컨대, 캐시 메모리)은 단순화를 위해 생략된다. 컴퓨터 시스템(1000)은, 도 1 내지 도 9의 예에 기술된 임의의 구성요소(및 본 명세서에 기술된 임의의 다른 구성요소)가 구현될 수 있는 하드웨어 장치를 설명하기 위한 것이다. 컴퓨터 시스템(1000)은 적용 가능하고 공지된 또는 편리한 임의의 유형으로 될 수 있다. 컴퓨터 시스템(1000)의 구성요소들은 버스를 통해 또는 임의의 다른 공지된 또는 편리한 장치를 통해 함께 결합될 수 있다.
본 개시 내용은 임의의 적합한 물리적 형태를 취하는 컴퓨터 시스템(1000)을 고려한다. 제한이 아닌 예로서, 컴퓨터 시스템(1000)은 임베디드 컴퓨터 시스템, 시스템-온-칩(SOC), 단일 보드 컴퓨터 시스템(SBC; 예컨대, 컴퓨터-온-모듈(COM) 또는 시스템-온-모듈(SOM)과 같은), 데스크탑 컴퓨터 시스템, 랩탑 또는 노트북 컴퓨터 시스템, 대화형 키오스크(interactive kiosk), 메인 프레임, 컴퓨터 시스템 망, 이동 전화기, 개인 디지털 보조장치(PDA), 서버, 또는 이들 둘 이상의 조합으로 될 수 있다. 적절한 경우에, 컴퓨터 시스템(1000)은 하나 이상의 컴퓨터 시스템(1000)을 포함하거나, 단일체로 또는 분산형으로 되거나, 여러 위치에 걸쳐 놓여 있거나, 여러 머신에 걸쳐 있거나, 하나 이상의 네트워크에 하나 이상의 클라우드 구성요소를 포함할 수 있는 클라우드에 속할 수 있다. 적절한 경우에, 하나 이상의 컴퓨터 시스템(1000)은 본 명세서에 설명되거나 예시된 하나 이상의 방법의 하나 이상의 단계를 실질적으로 공간적 또는 시간적 제한 없이 수행할 수 있다. 제한이 아닌 예로서, 하나 이상의 컴퓨터 시스템(1000)은 본 명세서에 설명되거나 예시된 하나 이상의 방법의 하나 이상의 단계를 실시간으로 또는 배치 모드(batch mode)로 수행할 수 있다. 하나 이상의 컴퓨터 시스템(1000)은 적절한 경우에 상이한 시간에 또는 상이한 위치에서 본 명세서에 설명되거나 예시된 하나 이상의 방법의 하나 이상의 단계를 수행할 수 있다.
프로세서는 예를 들어 인텔(Intel)의 펜티엄(Pentium) 마이크로프로세서 또는 모토로라(Motorola)의 파워 PC 마이크로프로세서와 같은 종래의 마이크로프로세서일 수 있다. 당업자는, "기계 판독가능(저장) 매체" 또는 "컴퓨터 판독가능(저장) 매체"라는 용어가 프로세서에 의해 액세스 가능한 임의의 유형의 장치를 포함한다는 것을 알고 있을 것이다.
메모리는 예를 들어 버스(bus)에 의해 프로세서에 연결된다. 메모리는, 제한이 아닌 예로서, 다이나믹 RAM(DRAM) 및 스태틱 RAM(SRAM)과 같은 랜덤 액세스 메모리(RAM)를 포함할 수 있다. 메모리는 로컬, 원격 또는 분산형일 수 있다.
또한, 버스는 프로세서를 비휘발성 메모리 및 드라이브 유닛에 연결한다. 비휘발성 메모리는 종종 자기 플로피 또는 하드 디스크, 자기 광학 디스크, 광학 디스크, CD-ROM, EPROM, 플래시(FLASH) 또는 EEPROM과 같은 읽기 전용 메모리(ROM), 자기 또는 광 카드, 또는 많은 양의 데이터를 위한 다른 형태의 저장장치가 있다. 이러한 데이터 중 일부는 종종 컴퓨터 시스템(1000)에서 소프트웨어의 실행 중에 직접 메모리 액세스 프로세스에 의해 메모리에 기록된다. 비휘발성 저장장치는 로컬, 원격 또는 분산형일 수 있다. 시스템이 메모리에서 사용 가능한 모든 데이터로 창출될 수 있기 때문에 비휘발성 메모리는 선택 사항이다. 전형적인 컴퓨터 시스템은 통상 적어도 프로세서, 메모리 및 메모리를 프로세서에 연결하는 장치(예컨대, 버스)를 포함할 것이다.
소프트웨어는 전형적으로 비휘발성 메모리 또는 드라이브 유닛에 저장된다. 사실상, 메모리에 대규모 프로그램을 저장하는 것은 불가능할 수도 있다. 그럼에도 불구하고, 소프트웨어를 실행하려면 필요한 경우에 처리하기 적합한 컴퓨터 판독가능 위치로 이동되는데, 예시를 위해 이 위치를 본 명세서에서는 메모리라 한다. 소프트웨어가 실행을 위해 메모리로 이동될 때에도 프로세서는 전형적으로 하드웨어 레지스터를 사용하여 소프트웨어와 관련된 값을 저장하고, 이상적으로 실행 속도를 높이는 역할을 하는 로컬 캐시를 사용할 것이다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 소프트웨어 프로그램이 "컴퓨터 판독가능 매체에 구현된" 것으로 언급될 때 소프트웨어 프로그램은 임의의 공지되거나 편리한 위치(비휘발성 저장장치로부터 하드웨어 레지스터로)에 저장되는 것으로 가정된다. 프로그램과 관련된 적어도 하나의 값이 프로세서에 의해 판독가능한 레지스터에 저장될 때, 프로세서는 "프로그램을 실행하도록 구성된" 것으로 간주된다.
또한, 버스는 프로세서를 네트워크 인터페이스 장치에 연결한다. 인터페이스는 하나 이상의 모뎀 또는 네트워크 인터페이스를 포함할 수 있다. 모뎀 또는 네트워크 인터페이스는 컴퓨터 시스템(1000)의 일부로 간주될 수 있다. 인터페이스는 아날로그 모뎀, ISDN 모뎀, 케이블 모뎀, 토큰 링 인터페이스, 위성 전송 인터페이스(예컨대 "디렉 PC(direct PC)"), 또는 컴퓨터 시스템을 다른 컴퓨터 시스템에 연결하는 다른 인터페이스를 포함할 수 있다. 인터페이스는 하나 이상의 입력 또는 출력 장치를 포함할 수 있다. I/O 장치는, 제한이 아닌 예로서, 키보드, 마우스 또는 다른 포인팅 장치, 디스크 드라이브, 프린터, 스캐너, 및 디스플레이 장치를 포함하는 다른 입력 또는 출력 장치를 포함할 수 있다. 디스플레이 장치는, 제한이 아닌 예로서, 음극선관(CRT), 액정 디스플레이(LCD), 또는 다른 적용 가능한 공지되거나 편리한 디스플레이 장치를 포함할 수 있다. 단순화를 위해, 도 10의 예에 도시되지 않은 임의의 장치의 제어기는 인터페이스에 속한 것으로 가정된다.
작동시, 컴퓨터 시스템(1000)은 디스크 운영 시스템과 같은 파일 관리 시스템을 포함한 운영 시스템 소프트웨어에 의해 제어될 수 있다. 관련된 파일 관리 시스템 소프트웨어를 가진 운영 시스템 소프트웨어의 한 예로는 워싱턴주, 레드먼드에 있는 마이크로소프트 코퍼레이션(Microsoft Corporation)의 윈도우(Windows®) 및 관련된 파일 관리 시스템으로 알려진 운영 시스템 제품군이다. 관련된 파일 관리 시스템 소프트웨어를 가진 운영 시스템 소프트웨어의 다른 예로는 리눅스(Linux ™) 운영 시스템 및 관련된 파일 관리 시스템이 있다. 파일 관리 시스템은 전형적으로 비휘발성 메모리 또는 드라이브 유닛에 저장되며, 프로세서로 하여금 운영 시스템에 의해 요구되는 다양한 동작을 실행하게 하여, 데이터를 입력 및 출력하고, 비휘발성 메모리 또는 드라이브 유닛에 파일을 저장하는 것을 포함하여 메모리에 데이터를 저장한다.
상세한 설명의 일부분은 컴퓨터 메모리 내 데이터 비트에 작동의 알고리즘 및 기호적 표현으로 나타낼 수 있다. 이러한 알고리즘 설명 및 표현은 데이터 처리 기술 분야의 당업자가 그 작업 내용을 다른 당업자에게 가장 효과적으로 전달하기 위해 사용되는 수단이다. 여기서, 알고리즘은 일반적으로 원하는 결과를 이끌어 내는 일관성 있는 작동 순서로 이해된다. 이 작동은 물리량을 물리적으로 조작해야 하는 것이다. 통상, 반드시 그런 것은 아니지만, 이러한 양은 저장, 전송, 결합, 비교 및 기타 조작이 가능한 전기 또는 자기 신호의 형태를 취한다. 원칙적으로 일반적인 사용의 이유로, 신호를 비트, 값, 요소, 기호, 문자, 용어, 숫자 등으로 나타내는 것이 때때로 편리하다는 것이 입증되었다.
하지만, 이들 및 유사한 용어 모두는 적절한 물리량과 관련되며 단지 이러한 양에 적용되는 편리한 라벨일 뿐이라는 것을 염두에 두어야 한다. 다음의 논의로부터 명백한 바와 같이, 특별히 다르게 명시하지 않는 한, 상세한 설명의 전반에 걸쳐 "처리", "컴퓨팅", "계산", "결정", "디스플레이" 또는 "생성" 등과 같은 용어를 사용하는 논의는, 컴퓨터 시스템의 레지스터 및 메모리 내의 물리(전자)량으로 표현된 데이터를 컴퓨터 시스템의 메모리, 레지스터 또는 다른 정보 저장, 전송 또는 디스플레이 장치 내의 물리량으로 유사하게 표현되는 다른 데이터로 조작 및 변환하는 컴퓨터 시스템이나 유사한 전자 컴퓨팅 장치의 동작 및 프로세스를 가리킨다.
본 명세서에 제시된 알고리즘 및 디스플레이는 본질적으로 임의의 특정한 컴퓨터 또는 다른 장치와 관련된 것이 아니다. 다양한 범용 시스템이 본 명세서의 교시에 따라 프로그램과 함께 사용될 수 있거나, 일부 실시예의 방법을 수행하기 위해 보다 특수하게 장치를 구성하는 것이 편리할 수도 있다. 다양한 시스템에 요구되는 구조는 아래 설명으로부터 명백하게 될 것이다. 덧붙여, 이러한 기술은 임의의 특정한 프로그래밍 언어를 참조하여 설명되지 않으며, 따라서 다양한 실시예가 다양한 프로그래밍 언어를 사용하여 구현될 수 있다.
다른 실시예에서, 머신은 독립형 장치로서 작동하거나 다른 머신에 연결(예컨대, 네트워크화)될 수 있다. 네트워크 배치에서, 머신은 클라이언트-서버 네트워크 환경에서 서버 또는 클라이언트 머신의 용량으로 작동하거나, 피어 투 피어(peer-to-peer; 또는 분산형) 네트워크 환경에서 피어 머신으로 작동할 수 있다.
머신은 서버 컴퓨터, 클라이언트 컴퓨터, 퍼스널 컴퓨터(PC), 태블릿 PC, 랩탑 컴퓨터, 셋톱 박스(STB), 개인 디지털 보조장치(PDA), 이동 전화기, 아이폰(iPhone), 블랙베리(Blackberry), 프로세서, 전화기, 웹 어플라이언스, 네트워크 라우터, 스위치 또는 브리지, 또는 해당 머신이 수행할 동작을 지정하는 일련의 명령(순차적 또는 다르게)을 실행할 수 있는 임의의 머신으로 될 수 있다.
기계 판독가능 매체 또는 기계 판독가능 저장 매체가 예시적인 실시예에서 단일한 매체로 도시되어 있지만, "기계 판독가능 매체" 및 "기계 판독가능 저장 매체"라는 용어는, 하나 이상의 명령 세트를 저장하는 단일한 매체 또는 다중 매체(예를 들어, 중앙 집중식 또는 분산형 데이터베이스, 또는 관련된 캐시 및 서버)를 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, "기계 판독가능 매체" 및 "기계 판독가능 저장 매체"라는 용어는 머신의 실행을 위한 일련의 명령을 저장, 인코딩 또는 운반할 수 있고, 머신이 현재 제시된 기술 및 혁신의 하나 이상의 방법 또는 모듈을 수행하게 하는 임의의 매체를 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
일반적으로, 본 개시 내용의 실시예를 구현하기 위해 실행되는 루틴은 "컴퓨터 프로그램"으로 지칭되는 운영 시스템이나 특정 애플리케이션, 구성품, 프로그램, 항목, 모듈 또는 명령 시퀀스의 일부로서 구현될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 전형적으로 컴퓨터의 다양한 메모리 및 저장 장치에 다양한 시간에 설정된 하나 이상의 명령을 포함하고, 컴퓨터의 하나 이상의 처리 유닛 또는 프로세서에 의해 판독되고 실행될 때 컴퓨터로 하여금 본 개시 내용의 다양한 양상들을 포함하는 요소들을 실행하기 위한 작동을 이행하게 한다.
더구나, 실시예들이 완전하게 작동하는 컴퓨터 및 컴퓨터 시스템의 맥락으로 설명되었지만, 당업자라면 다양한 실시예가 다양한 형태의 프로그램 제품으로 배포될 수 있으며, 본 개시 내용이 실제로 이러한 배포에 영향을 주는 데에 사용되는 임의의 유형의 컴퓨터 또는 컴퓨터 판독가능 매체에 관계없이 동등하게 적용됨을 이해할 것이다.
기계 판독가능 저장 매체, 기계 판독가능 매체, 또는 컴퓨터 판독가능(저장) 매체의 다른 예들은, 그 중에서도, 휘발성 및 비휘발성 메모리 장치, 플로피 및 다른 제거 가능한 디스크, 하드 디스크 드라이브, 광학 디스크(예컨대, 읽기 전용 콤팩트 디스크 메모리(CD ROM), 디지털 다목적 디스크(DVD) 등)와 같은 기록 가능한 유형의 매체들과, 디지털 및 아날로그 통신 링크와 같은 전송 유형 매체를 포함하지만, 이들에 한정되지 않는다.
일부 상황에서, 예를 들어, 2진수의 1에서 2진수의 0으로 또는 그 역으로의 상태 변화와 같은 메모리 장치의 작동은 물리적 변환과 같은 변환을 포함할 수 있다. 특정한 유형의 메모리 장치에서, 이러한 물리적 변환은 물품을 다른 상태 또는 다른 것으로 물리적으로 변환시키는 것을 포함할 수 있다. 제한이 아닌 예로서, 일부 유형의 메모리 장치의 경우, 상태 변화는 전하의 축적 및 저장 또는 저장된 전하의 방출을 포함할 수 있다. 마찬가지로, 다른 메모리 장치에서, 상태 변화는 자기 방위의 물리적 변화 또는 변환, 또는 결정질에서 비정질로 또는 그 반대와 같이 분자 구조의 물리적 변화 또는 변환을 포함할 수 있다. 전술한 설명은, 메모리 장치에서 2진수의 1에서 2진수의 0으로 또는 그 역으로의 상태 변화가 물리적인 변환과 같은 변환을 포함할 수 있는 완전한 목록을 의미하지 않는다. 오히려, 전술한 설명은 예시적인 예로서 의도된다.
저장 매체는 전형적으로 일시적이지 않으며, 일시적이지 않은 장치를 포함할 수 있다. 이러한 맥락에서, 일시적이지 않은 저장 매체는, 장치가 그 물리적인 상태를 변경할 수 있음에도, 장치가 유형(有形)의 물리적 형태를 갖는 것을 의미하는 유형의 장치를 포함할 수 있다. 따라서, 예를 들어, 일시적이지 않은 것은 이러한 상태 변화에도 불구하고 유형이 남아있는 장치를 가리킨다.
비고
청구된 내용에 대한 다양한 실시예의 전술한 설명은 예시 및 설명의 목적으로 제공되었다. 이는 완전한 것으로, 또는 청구된 내용을 개시된 바로 그 형태로 한정하려는 것이 아니다. 많은 수정 및 변형이 당업자에게 명백할 것이다. 실시예들은 본 발명의 원리와 이의 실현 가능한 적용을 가장 잘 설명하기 위하여 선택되고 설명되었으며, 이로써 관련 기술 분야의 다른 당업자가 청구된 내용, 다양한 실시예 및 고려되는 특정한 용도에 맞는 다양한 수정을 이해할 수 있다.
실시예들이 완전하게 기능하는 컴퓨터 및 컴퓨터 시스템의 맥락으로 설명되었지만, 당업자는 다양한 실시예들이 다양한 형태의 프로그램 제품으로 배포될 수 있고, 본 개시 내용이 실제로 이러한 배포에 영향을 주는 데에 사용되는 임의의 유형의 머신 또는 컴퓨터 판독가능 매체에 관계없이 동등하게 적용됨을 이해할 것이다.
상세한 설명이 어떤 실시예와 고려되는 최선의 형태를 설명하고 있지만, 전술한 설명이 얼마나 상세하게 나타나는지에 관계없이, 실시예들은 많은 방식으로 실시될 수 있다. 시스템 및 방법의 상세한 설명은, 본 명세서에 여전히 포함되면서, 그 구현의 상세에서 상당히 변동될 수 있다. 전술한 바와 같이, 다양한 실시예의 어떤 특징 또는 양상을 설명할 때 사용된 특정한 용어는, 그 용어가 관련된 본 발명의 특수한 특성, 특징 또는 양상에 제한되도록 용어가 여기에서 재정의됨을 의미하는 것으로 취급되어서는 안 된다. 일반적으로 다음의 청구범위에서 사용되는 용어는, 이들 용어가 본 명세서에 명시적으로 정의되지 않는다면, 본 발명을 본 명세서에 개시된 특정한 실시예로 한정하도록 고려되어서는 안 된다. 따라서, 본 발명의 실제 범위는 개시된 실시예뿐 아니라, 청구범위 하에서 실시예들을 실시하거나 구현하는 모든 균등한 방식을 포함한다.
본 명세서에 사용된 언어는 주로 가독성과 교육적인 목적을 위해 선택되었고, 본 발명의 내용을 기술하거나 한정하도록 선택되지 않았다. 그러므로, 본 발명의 범위는 이러한 상세한 설명에 의해 한정되는 것이 아니라, 여기에 기초하는 출원서 내 임의의 청구항에 의해 한정되게 된다. 따라서, 다양한 실시예들에 대한 개시 내용은 예시적인 것으로서, 다음의 청구범위에서 설명되는 실시예들의 범위를 제한하는 것은 아니다.

Claims (30)

  1. 주변 소리로부터 청취자를 격리하고, 청취자에게 오디오를 전달하는 헤드폰으로서,
    청취자의 귀에 또는 그 주위에 배치되어, 주변 소리의 상당 부분이 청취자의 외이도에 도달하는 것을 방지하는 이어컵(ear-cup)을 포함하고,
    상기 이어컵은,
    저주파수 오디오 또는 저주파 진동을 포함하는 제1 범위의 주파수를 방출하는 제1 스피커;
    청취자의 피부의 진동촉각 자극을 통해 청취자에게 상기 제1 범위의 주파수를 전달하고, 청취자의 귀 또는 그 주위에 배치된 제1 음향 챔버;
    상기 주변 소리의 상당 부분 및 상기 제1 범위의 주파수가 상기 청취자의 외이도에 도달하는 것을 방지하도록 청취자의 외이도에 인접한 이어버드(ear-bud)
    를 포함하며,
    상기 이어버드는,
    가청 주파수의 상당 부분을 포함하는 제2 범위의 주파수를 방출하는 제2 스피커; 및
    청취자의 외이도의 음향 자극을 통해 청취자에게 상기 제2 범위의 주파수를 동시에 전달하는 제2 음향 챔버
    를 포함하는 헤드폰.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 범위의 주파수는 상기 제1 범위의 주파수를 실질적으로 보충하고,
    상기 제2 범위의 주파수는 상기 제1 범위의 주파수보다 높게 되는 헤드폰.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 음향 챔버 내에 배치되어, 상기 제1 음향 챔버 내 제1 오디오 소음을 받아들이는 제1 마이크로폰;
    상기 제1 마이크로폰으로부터 상기 제1 오디오 소음을 수신하고, 상기 제1 오디오 소음을 제거하기 위한 제1 소거 신호를 생성하며, 상기 제1 소거 신호를 스피커로 전달하도록 된 소음 제거 회로
    를 포함하고,
    상기 스피커는 상기 제1 스피커 또는 상기 제2 스피커 중 적어도 하나를 포함하는 헤드폰.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 헤드폰의 외부에 배치되어, 상기 주변 소리를 받아들이는 제2 마이크로폰을 포함하고,
    상기 소음 제거 회로는, 상기 제2 마이크로폰으로부터 상기 주변 소리를 수신하고, 상기 주변 소리를 제거하기 위한 환경 소거 신호를 생성하며, 상기 환경 소거 신호를 상기 제1 스피커로 전달하도록 된 헤드폰.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 음향 챔버 내에 배치되어, 상기 제2 음향 챔버 내 제2 오디오 소음을 받아들이는 제3 마이크로폰을 포함하고,
    상기 소음 제거 회로는, 상기 제3 마이크로폰으로부터 상기 제2 오디오 소음을 수신하고, 상기 제2 오디오 소음을 제거하기 위한 제2 소거 신호를 생성하며, 상기 제2 소거 신호를 상기 제2 스피커로 전달하도록 된 헤드폰.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 이어버드는, 청취자의 외이도를 능동 소음 제거의 원하지 않는 영향으로부터 격리시키는 이어버드 팁을 포함하고,
    상기 원하지 않는 영향은 고주파수 소음 및 청취자의 고막에 대한 증가된 압력을 포함하는 헤드폰.
  7. 제1항에 있어서,
    청취자의 음성을 검출하고 음성 통신을 가능하게 하도록 상기 이어버드 내부에 마이크로폰을 포함하는 헤드폰.
  8. 제1 범위의 주파수를 방출하는 제1 스피커;
    상기 제1 범위의 주파수를 청취자에게 전달하도록 청취자의 피부에 인접한 제1 음향 챔버;
    상기 제2 범위의 주파수를 방출하는 제2 스피커; 및
    청취자의 귀의 음향 자극을 통해 청취자에게 상기 제2 범위의 주파수를 동시에 전달하고, 청취자의 외이도에 인접한 제2 음향 챔버
    를 포함하는 헤드폰.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 음향 챔버는 청취자의 피부의 진동촉각 자극을 통해 청취자를 자극하는 헤드폰.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제1 범위의 주파수는 저주파 진동을 포함하는 헤드폰.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 제1 음향 챔버는 상기 헤드폰과 관련된 이어컵 내에 배치된 헤드폰.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 제1 음향 챔버는 상기 헤드폰과 관련된 헤드 밴드 내에 배치된 헤드폰.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 제2 음향 챔버는 상기 헤드폰과 관련된 이어버드 내에 배치된 헤드폰.
  14. 제8항에 있어서,
    주변 소리의 상당 부분이 청취자의 귀에 도달하는 것을 방지하는 이어컵; 및
    상기 제2 음향 챔버를 둘러싸고, 청취자의 외이도의 입구에 놓이거나 청취자의 외이도 내에 삽입되며, 주변 소리의 상당 부분과 상기 제1 범위의 주파수의 상당 부분이 청취자의 외이도에 도달하는 것을 방지하는 이어버드
    를 포함하는 헤드폰.
  15. 제14항에 있어서,
    음성 통화가 가능한 사용자의 음성을 검출하도록 상기 이어버드 내부의 마이크로폰을 포함하는 헤드폰.
  16. 제14항에 있어서,
    청취자의 외이도에 인접한 상기 이어버드의 위치를 자동으로 조정하기 위한 상기 이어버드와 상기 이어컵 사이의 유연성 있는 부착물을 포함하는 헤드폰.
  17. 제8항에 있어서,
    이어컵 내 오디오의 상당 부분이 상기 헤드폰을 둘러싸는 환경으로 빠져나오는 것을 방지하는 상기 이어컵; 및
    상기 제2 음향 챔버를 둘러싸는 이어버드로서, 청취자의 외이도의 입구에 놓이거나 청취자의 외이도 내에 삽입되며, 이어버드 내 오디오의 상당 부분이 이어버드를 둘러싸는 환경으로 빠져나오는 것을 방지하는 상기 이어버드
    를 포함하는 헤드폰.
  18. 제8항에 있어서,
    상기 제1 스피커는, 접촉 모드 스피커, 라우드(loud) 저주파수 음향 스피커, 또는 피부 수용체(cutaneous receptor)를 전기적으로 자극하는 장치 중 적어도 하나를 포함하는 헤드폰.
  19. 제8항에 있어서,
    적어도 하나의 원하지 않는 오디오 신호를 받아들이는 적어도 하나의 마이크로폰;
    각각의 원하지 않는 오디오 신호에 대해, 소거 신호를 생성하여 소거 신호가 원하지 않는 오디오 신호와 파괴적으로 간섭하고, 각각의 원하지 않는 오디오 신호에 대해, 상기 소거 신호를 하나 이상의 스피커로 전달하는 소음 제거 회로
    를 포함하고,
    상기 하나 이상의 스피커는 상기 제1 스피커 또는 상기 제2 스피커를 포함하는 헤드폰.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 헤드폰의 외부에 배치된 제1 마이크로폰, 이어컵 내에 배치된 제2 마이크로폰, 및 이어버드 내에 배치된 제3 마이크로폰을 포함하는 헤드폰.
  21. 제8항에 있어서,
    상기 제2 음향 챔버를 둘러싸는 이어버드를 포함하며,
    상기 이어버드는, 청취자의 외이도를 능동 소음 제거의 원하지 않는 영향으로부터 격리시키는 이어버드 팁을 포함하고,
    상기 원하지 않는 영향은 고주파수 소음 및 청취자의 고막에 대한 증가된 압력을 포함하는 헤드폰.
  22. 제8항에 있어서,
    상기 제2 음향 챔버를 둘러싸는 이어버드를 포함하며,
    상기 이어버드는, 청취자의 외이도를 주변 소음으로부터 격리시키는 이어버드 팁을 포함하고,
    상기 이어버드 팁은 이어버드 팁의 형상을 청취자의 외이도의 형상으로 조절하도록 부드러운 재질을 포함하며,
    상기 부드러운 재질은 유체를 포함하는 헤드폰.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 유체는 공기, 물 또는 점성 유체를 포함하는 헤드폰.
  24. 주변 소리로부터 청취자를 격리하고, 청취자에게 오디오를 전달하는 방법으로서,
    상기 방법은,
    청취자의 피부에 인접한 헤드폰 내에 배치된 제1 스피커로부터 제1 범위의 주파수를 전달하며, 청취자의 피부에 진동촉각 응답을 유도하는 단계를 포함하는, 제1 스피커로부터 전달하는 단계; 및
    상기 제1 스피커로부터 전달하는 단계와 동시에, 헤드폰과 관련된 이어버드내에 배치된 제2 스피커로부터 제2 범위의 주파수를 청취자의 외이도에 전달하는, 제2 스피커로부터 전달하는 단계
    를 포함하는 방법.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 제1 스피커로부터 전달하는 단계는, 상기 헤드폰과 관련된 이어컵 내에 배치된 상기 제1 스피커로부터 낮은 가청 주파수와 저주파 진동을 청취자의 피부에 전달하는 단계를 포함하는 방법.
  26. 제24항에 있어서,
    상기 제1 스피커로부터 전달하는 단계는, 상기 헤드폰과 관련된 헤드 밴드 내에 배치된 상기 제1 스피커로부터 낮은 가청 주파수와 저주파 진동을 청취자의 피부에 전달하는 단계를 포함하는 방법.
  27. 제24항에 있어서,
    상기 제2 스피커로부터 전달하는 단계는, 상기 제1 스피커로부터 전달하는 단계와 동시에, 상기 헤드폰과 관련된 이어버드 내에 배치된 상기 제2 스피커로부터 고주파수 오디오를 청취자의 외이도로 전달하는 단계를 포함하는 방법.
  28. 제24항에 있어서,
    청취자의 귀를 상기 헤드폰에 결합된 이어컵으로 실질적으로 둘러싸고, 청취자의 귀를 주변 소리로부터 격리시키는 단계와, 상기 헤드폰을 둘러싸는 환경을 상기 이어컵 내 오디오로부터 격리시키는 단계를 포함하는, 청취자의 귀를 실질적으로 둘러싸는 단계; 및
    청취자의 외이도를 상기 이어버드로 차단하고, 청취자의 외이도를 청취자 외이도의 외부의 오디오로부터 격리시키는 단계와, 상기 이어버드를 둘러싸는 환경을 상기 이어버드 내 오디오로부터 격리시키는 단계를 포함하는, 차단하는 단계를 포함하는 방법.
  29. 제24항에 있어서,
    복수의 마이크로폰으로부터 복수의 원하지 않는 오디오 신호를 획득하는 단계로서, 상기 복수의 마이크로폰은 상기 헤드폰의 외부에 배치된 제1 마이크로폰, 이어컵 내에 배치된 제2 마이크로폰, 및 상기 이어버드 내에 배치된 제3 마이크로폰을 포함하는, 단계;
    상기 복수의 원하지 않는 오디오 신호의 각각의 원하지 않는 오디오 신호에 대해, 소음 제거 회로에 의해 소거 신호를 생성하여, 상기 소거 신호가 원하지 않는 오디오 신호와 파괴적으로 간섭하는 단계; 및
    상기 복수의 원하지 않는 오디오 신호의 각각의 원하지 않는 오디오 신호에 대해, 상기 소거 신호를 하나 이상의 스피커에 전달하는 단계로서, 상기 하나 이상의 스피커는 상기 제1 스피커 또는 상기 제2 스피커를 포함하는, 단계
    를 포함하는 방법.
  30. 제24항에 있어서,
    상기 청취자의 외이도 내에 배치된 상기 이어버드의 위치를 자동으로 조정하는 단계를 포함하는 방법.
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