KR20190126886A - 사운드 변환기를 위한 증폭기 유닛 및 사운드 생성 유닛 - Google Patents

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KR20190126886A
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안드레아 루스코니 크레리치 벨트라미
펠루치오 보트토니
마르쿠스 하엔즐러
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유사운드 게엠바하
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Abstract

본 발명은 사운드 재생 및/또는 사운드 녹음을 위한 적어도 하나의 오디오 증폭기(3a, 3b)를 포함하는 마이크로폰 및 라우드스피커로서 동작 가능한 MEMS 사운드 변환기(2)를 위한 증폭기 유닛(1)에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 증폭기 유닛(1)은 이를 위해 제공된 MEMS 사운드 변환기(2)가 라우드스피커 및 마이크로폰으로서 동시에 작동 가능하도록 설계된다. 더욱이, 본 발명은 마이크로폰 및 라우드스피커로서 동작 가능한 MEMS 사운드 변환기(2)와 사운드 재생 및/또는 사운드 녹음을 위해 상기 사운드 변환기(2)에 연결된 증폭기 유닛(1)을 포함하는 사운드 생성 유닛에 관한 것이다.

Description

사운드 변환기를 위한 증폭기 유닛 및 사운드 생성 유닛
본 발명은 사운드 재생 및/또는 사운드 녹음을 위한 적어도 하나의 오디오 증폭기를 포함하는 마이크로폰(microphone) 및 라우드스피커(loudspeaker)로서 동작 가능한 사운드 변환기, 특히 MEMS(멤스) 사운드 변환기를 위한 증폭기 유닛에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 사운드 변환기, 특히 마이크로폰 및 라우드스피커로서 동작 가능한 MEMS 사운드 변환기와 사운드 재생 및/또는 사운드 녹음을 위해 상기 사운드 변환기에 연결된 증폭기 유닛을 포함하는 사운드 생성 유닛에 관한 것이다.
소음 제거를 위한 장치 및 방법, 소위 능동 소음 감소(ANR : active noise reduction) 방법 또는 능동 소음 제거(ANC : active noise cancellation) 방법은 종래 기술로부터 알려져 있다.
이러한 유형의 장치는 예를 들어 헤드폰 또는 헤드셋에 배치되고, 주변 소음은 헤드폰 상에 배치된 마이크로폰에 의해 초기에 녹음된(recorded)다는 점에서 방행하는 주변 소음은 소음 제거를 위해 감소된다.
녹음된 음향 신호에 기초하여, 장치는 주변 소음에 적합한 방지 소음(anti-noise)을 생성하고, 음악과 함께 헤드폰의 라우드스피커가 재생한다. 상기 방지 소음(anti-noise) 및 주변 소음은 파괴적인 간섭을 통해 서로 상쇄되기 때문에, 주변 소음 없이 단지 음악만이, 특히 헤드폰 착용자에게만 도달한다.
US 2016/0182987 A1은 마이크로폰을 포함하고 드라이버 배치를 포함하는 장치를 기술하고 있다. 상기 장치는 사운드 변환기를 작동시키는 마이크로폰 드라이버 및 라우드스피커 드라이버를 포함하고, 사운드 변환기는 마이크로폰 및 라우드스피커로서 이용될 수 있다.
상기 장치의 단점은 ANR 방법이 상기 장치의 도움으로 수행될 수 없다는 것이다.
따라서, 본 발명의 목적은 주변 소음을 효과적으로 억제할 수 있는 장치를 창출하는 것이다.
본 목적은 독립 특허 청구항들의 특징을 갖는 증폭기 유닛 및 사운드 생성 유닛에 의해 달성된다.
상기와 같은 과제를 달성하기 위하여 제안된 본 발명인 MEMS 사운드 변환기를 위한 증폭기 유닛을 이루는 구성수단은, 마이크로폰 및 라우드스피커로서 동작 가능한 MEMS 사운드 변환기를 위한 증폭기 유닛에 있어서, 사운드 재생 및/또는 사운드 녹음을 위한 적어도 하나의 오디오 증폭기(3a, 3b)를 포함하고, 상기 증폭기 유닛(1)은 이를 위해 제공된 상기 MEMS 사운드 변환기(2)가 라우드스피커 및 마이크로폰으로서 동시에 작동될 수 있도록 설계되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 증폭기 유닛(1)은 이를 위해 제공된 상기 MEMS 사운드 변환기(2)가 사운드 생성과 동시에 마이크로폰으로 활용될 수 있도록 하는 프로세서(4), 특히 디지털 신호 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 프로세서(4)는 동일한 MEMS 사운드 변환기(2)를 통해 방출된 오디오 신호 및 동시에 검출된 음향 신호에 기초하여 주변 소음을 필터링 및/또는 억제할 수 있는 방식으로, 사운드 상쇄(cancellation)를 위해 설계되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 프로세서(4)는 마이크로폰으로서 동작하는 MEMS 사운드 변환기(2)에 의해 검출된 음향 신호를 방출된 유용한 사운드를 나타내는 제1 음향 신호 성분과 주변 소음을 나타내는 제2 음향 신호 성분으로 분리하는 방식으로 설계되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 프로세서(4)는 상기 제2 음향 신호 성분에 기초하여 방지 소음(anti-noise) 신호를 생성하고 상기 방지 소음(anti-noise) 신호를 유용한 사운드를 포함하는 입력 신호와 결합하여 오디오 신호를 형성하는 방식으로 설계되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 프로세서(4)는 상기 MEMS 사운드 변환기(2)를 라우드스피커로서의 동작과 마이크로폰으로서의 동작 사이에서 스위칭할 수 있는 방식으로 설계되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 증폭기 유닛(1)은 오디오 신호가 사운드 재생을 위해 그에 제공된 MEMS 사운드 변환기(2)로 출력될 수 있도록 하고, 상기 MEMS 사운드 변환기(2)의 음향 신호가 사운드 녹음을 위해 수신될 수 있도록 하는 하이브리드(hybrid) 오디오 증폭기(3c)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 증폭기 유닛(1)은 오디오 신호의 사운드 재생을 위한 라우드스피커 증폭기(3a) 및 음향 신호의 사운드 녹음을 위한 마이크로폰 증폭기(3b)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 오디오 증폭기(3a, 3b)는 특히 압전의, 상기 MEMS 사운드 변환기(2)를 동작시킬 수 있는 방식으로 설계되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 증폭기 유닛(1)은 적어도 하나의 오디오 증폭기(3a, 3b)에 연결되는 적어도 하나의 신호 처리기(5a, 5b)를 포함하고, 상기 신호 처리기를 통해 오디오 신호는 사운드 재생을 위해 사전 조정될 수 있고, 음향 신호는 사운드 녹음을 위해 조정될 수 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 프로세서(4)는 적어도 하나의 오디오 증폭기(3a, 3b) 및/또는 적어도 하나의 신호 처리기(5a, 5b)에 대한 데이터 링크(11)를 포함하고, 상기 데이터 링크를 통해, 방출된 오디오 신호 및 검출된 음향 신호 및 상기 신호 처리기(5a, 5b)에서 처리될 오디오 데이터는 상기 프로세서(4)로 전송될 수 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 증폭기 유닛(1)은 바람직하게는 동시에, 오디오 신호가 상기 증폭기 유닛(1)으로부터 상기 MEMS 사운드 변환기(2)로 전송될 수 있도록 하고 음향 신호가 상기 MEMS 사운드 변환기(2)로부터 상기 증폭기 유닛(1)으로 전송될 수 있도록 하는 적어도 하나의, 특히 유선 및/또는 양방향의 인터페이스(10)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 증폭기 유닛(1)은 단일 칩 상에 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명인 사운드 생성 유닛을 이루는 구성수단은, 마이크로폰 및 라우드스피커로서 동작 가능한 MEMS 사운드 변환기(2)와; 사운드 재생 및/또는 사운드 녹음을 위해 상기 MEMS 사운드 변환기(2)에 연결된 증폭기 유닛(1)을 포함하고, 상기 증폭기 유닛(1)은 전술한 기술적 특징들 중 적어도 하나의 특징에 따라 설계되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 MEMS 사운드 변환기(2)는 라우드스피커로서 작동하여 오디오 신호를 출력할 수 있고 동시에 마이크로폰으로서 작동하여 음향 신호를 녹음할 수 있는 동시의 사운드 변환기로 설계되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 MEMS 사운드 변환기(2)는 압전 상기 MEMS 사운드 변환기인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 증폭기 유닛(1) 및 상기 MEMS 사운드 변환기(2)는 단일 칩 상에 배치되는 것을 한다,
또한, 상기 MEMS 사운드 변환기(2)는 MEMS 사운드 변환기(2)의 다이어프램(diaphragm)(13)에 결합된 적어도 하나의 사운드 변환기 유닛(21, 22)을 포함하고, 상기 적어도 하나의 사운드 변환기 유닛은 사운드 생성을 위해 상기 MEMS 사운드 변환기(2)의 다이어프램(13)을 편향시킬 수 있고 사운드 검출을 위해 상기 다이어프램(13)의 편향을 검출할 수 있는 것을 특징으로 한다,
또한, 적어도 하나의 사운드 변환기 유닛(21, 22)은 적어도 두 개의 사운드 변환기 레이어(layer)(29, 30)를 포함하고, 상기 다이어프램(13)은 하나의 사운드 변환기 레이어(29, 30)를 통해 편향될 수 있고 상기 다이어프램(13)의 편향은 다른 사운드 변환기 레이어를 통해 검출될 수 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 MEMS 사운드 변환기(2)는 상기 다이어프램(13)에 연결된 적어도 하나의 제1 사운드 변환기 유닛(21) 및 상기 다이어프램(13)에 연결된 적어도 하나의 제2 사운드 변환기 유닛(22)을 포함하고, 여기서 두 사운드 변환기 유닛(21, 22) 중 하나는 상기 다이어프램(13)을 편향시킬 수 있고 다른 사운드 변환기 유닛(21, 22)은 상기 다이어프램(13)의 편향을 검출할 수 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 적어도 하나의 사운드 변환기 유닛(21, 22) 및/또는 두 개의 사운드 변환기 레이어(layer)(29, 30) 중 적어도 하나는 상기 프로세서(4)가 적어도 하나의 사운드 변환기 유닛(21, 22) 및/또는 두 개의 사운드 변환기 레이어(layer)(29, 30) 중 적어도 하나를 통해 사운드 생성을 위해 상기 다이어프램(13)을 편향시킬 수 있고 사운드 검출을 위해 편향을 검출할 수 있도록, 상기 증폭기 유닛(1)의 프로세서(4)에 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 MEMS 사운드 변환기(2)의 적어도 두 개의 사운드 변환기 유닛(21, 22)은 특히 탄성적 연결 요소(24)를 통해 서로 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 MEMS 사운드 변환기(2)는 상기 다이어프램(13)이 상기 사운드 변환기(2)의 왕복 축(20)의 적어도 한 방향으로의 편향이 제한되도록 하는 제한 요소(23)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 다이어프램(13)은 특히 상기 제한 요소(23)에 의해 분리되는, 제1 다이어프램 영역(25) 및 제2 다이어프램 영역(26)을 포함하고, 여기서 사운드 변환기 유닛(21, 22)들 중 하나는 사운드 생성을 위해 상기 제1 다이어프램 영역(25)에서 상기 다이어프램(13)을 편향시킬 수 있고 다른 사운드 변환기 유닛(21, 22)은 사운드 검출을 위해 상기 제2 다이어프램 영역(26)에서 상기 다이어프램(13)의 편향을 검출할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 주변 소음을 효과적으로 억제할 수 있는 사운드 변환기를 위한 증폭기 유닛 및 사운드 생성 유닛을 제공할 수 있는 효과를 발생한다.
도 1은 두 개의 오디오 증폭기, 프로세서 및 두 개의 신호 처리기를 포함하는 증폭기 유닛의 블록도.
도 2는 두 개의 오디오 증폭기, 프로세서 및 두 개의 신호 처리기를 포함하는 증폭기 유닛의 대안적인 예시적인 실시 예의 블록도.
도 3은 하이브리드(hybrid) 오디오 증폭기, 프로세서 및 두 개의 신호 처리기를 포함하는 증폭기 유닛의 대안적인 예시적인 실시 예의 블록도.
도 4는 지지 요소 및 다이어프램(diaphragm)을 포함하는 사운드 변환기의 개략적인 단면도.
도 5는 사운드 변환기의 다른 예시적인 실시 예의 개략적인 단면도.
도 6은 사운드 변환기의 다른 예시적인 실시 예의 개략적인 단면도.
도 7은 사운드 변환기의 다른 예시적인 실시 예의 개략적인 단면도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 상기와 같은 과제, 해결수단 및 효과를 가지는 본 발명인 사운드 변환기를 위한 증폭기 유닛 및 사운드 생성 유닛에 관한 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다.
본 발명은 마이크로폰 및 라우드스피커로서 동작 가능한 MEMS(멤스) 사운드 변환기를 위한 증폭기 유닛에 관한 것이다. 따라서 상기 증폭기 유닛은 MEMS 증폭기 유닛 또는 MEMS 사운드 변환기 증폭기 유닛일 수 있다. 상기 MEMS 사운드 변환기는 이하에서 단순화를 위해 사운드 변환기로 지칭할 수 있다.
상기 증폭기 유닛은, 예를 들어 주변 소음에 대한 능동 소음 감소(ANR : active noise reduction) 방법 또는 능동 보상을 수행하기 위해 이용될 수 있다. 상기 사운드 변환기를 작동시키는 증폭기 유닛뿐만 아니라 사운드 변환기는 주변 소음이 상기 증폭기 유닛의 도움으로 감소된다는 점에서, 착용자 또는 사용자에게 더 높은 품질의 음악, 톤(tones) 및/또는 스피치(speech)를 제공하기 위하여, 예를 들어 헤드폰, 헤드셋, 인 이어(in-ear) 헤드폰, 헤드폰을 포함하는 헬멧, 또는 모바일폰에 배치된다. 상기 ANR 방법에서, 주변 소음은 예를 들어 방지 소음(anti-noise)을 통해 상쇄된다. 상기 능동 보상은 주변 소음이 방지 소음(anti-noise)을 통해 상쇄된다는 사실에 의해 구별될 수 있다. 주변 소음의 수동 보상은 예를 들어 헤드폰의 방음에 의해 형성될 수 있다.
또한, 상기 증폭기 유닛은 사운드 재생 및/또는 사운드 녹음을 위한 적어도 하나의 오디오 증폭기를 포함한다. 상기 오디오 증폭기는 예를 들어 상기 사운드 변환기가 마이크로폰으로서 작동될 때 상기 사운드 변환기에 의해 녹음된 음향 신호를 처리 및/또는 컨디셔닝할 수 있다. 예를 들어, 상기 오디오 증폭기는 상기 음향 신호가 디지털 방식으로 저장될 수 있는 방식으로 상기 음향 신호를 처리할 수 있다.
상기 오디오 증폭기의 도움으로, 예를 들어 상기 사운드 변환기가 라우드스피커로 작동될 때 상기 증폭기 유닛으로 들어가는 오디오 신호는 처리될 수 있다. 이 경우, 상기 오디오 증폭기는 상기 오디오 신호가 상기 사운드 변환기에 의해 음파, 예를 들어 톤(tones), 음악 및/또는 스피치(speech)로 변환될 수 있는 방식으로 상기 오디오 신호를 처리 및/또는 컨디셔닝할 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 증폭기 유닛은 이를 위해 제공된 상기 사운드 변환기가 라우드스피커 및 마이크로폰으로서 동시에 작동될 수 있도록 설계된다. 상기 사운드 변환기를 라우드스피커와 마이크로폰으로 동시에 작동한다는 것은 예를 들어, 상기 증폭기 유닛이 배치된 헤드폰을 착용한 사람이 상기 사운드 변환기가 동시에 라우드스피커로서 사운드를 재생하고 마이크로폰으로서 사운드를 녹음할 수 있다는 인상을 받는다는 것을 의미할 수 있다.
전술한 바와 같이, 상기 능동 노이즈 감소(ANR) 방법에서, 주변 소음은 마이크로폰에 의해 녹음된다. 이를 기초로, 상기 방지 소음(anti-noise)이 생성되고, 상기 방지 소음(anti-noise)은 바람직하게는 동시에, 헤드폰의 라우드스피커에 의해 음악과 함께 출력된다. 음악의 방지 소음(anti-noise) 구성 요소는 주변 소음을 방해하여 상쇄한다. 음악은 남아 있고, 사용자는 주변 소음을 듣지 못한다. 특히, 상기 사운드 변환기의 도움으로, 주변 소음이 녹음될 수 있고 동시에, 대응하는 방지 소음(anti-noise)이 음악과 함께 재생될 수 있다. 상기 주변 소음과 상기 방지 소음(anti-noise)은 파괴적인 간섭을 통해 서로 상쇄되므로, 결과적으로 음악만이 남는다.
마이크로폰 및 라우드스피커로서 상기 사운드 변환기의 동시 작동으로 인해, 본 발명에 따른 증폭기 유닛의 사운드 변환기가 동시에 주변 소음을 녹음하고 음악에 대하여 대응하는 방지 소음(anti-noise)을 재생하기 때문에, 주변 소음을 녹음하기 위한 마이크로폰 또는 방지 소음(anti-noise)만을 출력하기 위한 라우드스피커가 유리하게 생략될 수 있다. 그 결과, 상기 ANR 방법이 단지 단일의 사운드 변환기만의 도움으로 수행될 수 있으므로, 결과적으로 헤드폰이 더 저렴한 비용으로 제조될 수 있다. 한 지점에서 사운드, 특히 주변 소음이 녹음되고 음악이 상기 사운드 변환기에 의해 재생되기 때문에 사운드 품질이 향상된다. 라우드스피커 및 마이크로폰으로서의 사운드 변환기의 도움으로, 상기 방지 소음(anti-noise)은 상기 관련된 주변 소음이 펴져 있는 지점에서 생성되므로, 결과적으로 상기 방지 소음(anti-noise)은 상기 관련 주변 소음과 정확하게 일치된다.
또한, ANR 방법의 속도는, 상기 주변 소음의 녹음 지점과 상기 방지 소음(anti-noise)의 재생 지점 사이의 사운드의 전파 시간이 고려될 필요가 없기 때문에, 더 빠르게 수행될 수 있다.
본 발명의 유리한 개선된 실시 예에서, 상기 증폭기 유닛은 프로세서를 포함하고, 이를 위해 제공된 사운드 변환기는 프로세서의 도움으로 사운드 생성과 동시에 마이크로폰으로서 사용될 수 있다. 상기 프로세서는 디지털 신호 프로세서로 설계될 수도 있다. 상기 프로세서는 예를 들어, 컴퓨터 프로그램이 실행되는 산술 논리 유닛(arithmetic logic unit)을 포함할 수 있고, 이는 녹음된 음향 신호로부터 주변 소음을 필터링하고, 이를 기초로 하여 방지 소음(anti-noise)을 생성한다. 프로세서는 또한 적어도 하나의 오디오 증폭기를 작동시킬 수 있다. 바람직하게는, 상기 프로세서는 방지 소음(anti-noise)을 바람직하게는 음악과 함께 재생하기 위해, 사운드 재생을 위해 상기 사운드 변환기에 연결된 오디오 증폭기에 상기 방지 소음(anti-noise)을 전달할 수 있다. 상기 프로세서가 동일한 사운드 변환기를 통해 방출된 오디오 신호 및 동시에 검출된 음향 신호에 기초하여 주변 소음을 필터링 및/또는 억제할 수 있는 방식으로, 사운드 상쇄(cancellation)를 위해 설계될 때 유리하다. 상기 프로세서는 주변 소음을 기초로 방지 소음(anti-noise)을 형성하고 상기 방지 소음(anti-noise)을 상기 사운드 변환기로 반환한다. 이 사운드 변환기는 라우드스피커로서 상기 방지 소음(anti-noise)을 음악과 함께 출력한다.
상기 프로세서가 마이크로폰으로서 동작하는 MEMS 사운드 변환기에 의해 검출된 음향 신호를 방출된 유용한 사운드를 나타내는 제1 음향 신호 성분과 주변 소음을 나타내는 제2 음향 신호 성분으로 분리하는 방식으로, 설계될 때 유리하다. 유용한 사운드는 예를 들어 음악, 톤(tones) 및 스피치(speech)를 포함하고, 이들은 청취자가 이용할 수 있게 한다. 반면에 주변 소음은 소음을 방해한다. 결과적으로, 주변 소음이 추가로 처리될 수 있다. 상기 주변 소음에 기초하여, 방지 소음(anti-noise)이 생성되어 주변 소음을 상쇄시킬 수 있다.
바람직하게는, 상기 주변 노이즈는 검출된 음향 신호로부터 필터링될 수 있거나 또는 차이 신호가 형성된다는 점에서 상기 음향 신호로부터 분리될 수 있다. 라우드스피커 및 마이크로폰으로서의 상기 사운드 변환기의 동시 작동의 경우에, 마이크로폰으로서의 상기 사운드 변환기를 통해 검출된 음향 신호는 주변 소음 및 유용한 사운드를 포함하므로, 상기 주변 소음은 차이 형성의 도움으로 상기 검출된 음향 신호로부터 분리될 수 있다. 상기 유용한 사운드는 이 경우에, 라우드스피커에 의해 생성된 오디오 신호에 해당하므로 알려진 상태에 있다. 따라서, 상기 검출된 음향 신호는 오디오 신호에 따라 생성된 음파로부터 발생하거나 유용한 사운드를 포함하는 제1 음향 신호 성분 및 주변 소음으로부터 발생하는 제2 음향 신호 성분을 포함한다. 예를 들어, 상기 제1 음향 신호 성분은 상기 주변 소음을 포함하는 제2 음향 신호 성분만이 남도록, 특히 그로부터 감산되어 상기 음향 신호로부터 필터링되거나 분리될 수 있다. 이의 하나의 장점은, 상기 제1 음향 신호 성분이 적어도 음악, 톤(tones) 및 스피치(speech)를 포함하는 음파를 생성시키는 오디오 신호에 해당하기 때문에, 알려진 상태에 있다는 점이다.
상기 프로세서가 상기 제2 음향 신호 성분에 기초하여 방지 소음(anti-noise) 신호를 생성하고 상기 방지 소음(anti-noise) 신호를 유용한 사운드를 포함하는 입력 신호와 결합하여 오디오 신호를 형성하는 방식으로 프로세서가 설계될 때 또한 유리하다. 상기 입력 신호는 예를 들어 스피치(speech), 음악 또는 톤(tones)을 포함할 수 있다. 상기 입력 신호는 예를 들어 음악 파일로부터 발생할 수 있다. 또한, 상기 프로세서는 음파가 발생 될 때 상기 주변 소음을 상쇄하는 상기 방지 소음(anti-noise) 신호를 생성할 수 있다. 또한, 상기 프로세서는 상기 방지 소음 신호(anti-noise)와 입력 신호를 결합하여 상기 오디오 신호를 형성할 수 있고, 이는 MEMS 사운드 변환기로 전송되어 적절한 음파를 생성한다. 상기 음파에는 음악, 톤(tones) 또는 스피치(speech)를 포함하는 유용한 사운드와 상기 주변 소음을 상쇄하는 방지 소음(anti-noise)이 포함된다.
더욱이, 상기 프로세서가 상기 MEMS 사운드 변환기를 라우드스피커로서의 동작과 마이크로폰으로서의 동작 사이에서 스위칭할 수 있는 방식으로 상기 프로세서가 설계될 때 유리하다. 이를 위해, 상기 프로세서는, 예를 들어, 라우드스피커로서의 동작과 마이크로폰으로서의 동작 사이에서 상기 사운드 변환기를 스위칭할 수 있는 스위칭 유닛을 포함할 수 있다. 상기 프로세서가 라우드스피커로서의 사운드 변환기 작동과 마이크로폰으로서의 작동 사이에서 충분히 빠르게 스위칭하면, 상기 사운드 변환기가 동시에 또는 동시에 라우드스피커 및 마이크로폰으로서 작동된다는 인상을 사람들에게 줄 수 있다. 예를 들어, 상기 사운드 변환기는 라우드스피커 인터벌(interval)에서 라우드스피커로서 작동될 수 있고 마이크로폰 인터벌(interval)에서 마이크로폰으로서 작동될 수 있다. 유리하게는, 상기 라우드스피커 인터벌 및 상기 마이크로폰 인터벌이 번갈아 형성될 수 있다. 이 두 인터벌이 충분히 빠르게 번갈아 가면, 상기 사운드 변환기가 동시에 음파를 생성하고 감지하는 것으로 인식될 수 있다. 이 경우에 상기 프로세서는 상기 라우드스피커 인터벌과 상기 마이크로폰 인터벌 사이를 스위칭할 수 있다.
상기 증폭기 유닛이 오디오 신호가 사운드 재생을 위해 그에 제공된 사운드 변환기로 출력될 수 있도록 하고, 상기 사운드 변환기의 음향 신호가 사운드 녹음을 위해 수신될 수 있도록 하는 하이브리드(hybrid) 오디오 증폭기를 포함할 때 또한 유리하다. 따라서, 상기 하이브리드 오디오 증폭기는 상기 오디오 신호를 상기 사운드 변환기로 전송 수 있고, 동시에, 동일한 사운드 변환기로부터 음악 및 주변 소음을 포함한 음향 신호를 수신할 수 있도록 설계된다. 상기 하이브리드 오디오 증폭기는 단일의 오디오 라인을 통해 상기 사운드 변환기에 연결될 수 있다.
상기 증폭기 유닛이 오디오 신호의 사운드 재생을 위한 라우드스피커 증폭기 및 음향 신호의 사운드 녹음을 위한 마이크로폰 증폭기를 포함하는 경우에도 유리하다. 결과적으로 두 개의 증폭기 각각은 그들의 특정 작업에 특화될 수 있다. 라우드스피커 증폭기는 상기 사운드 변환기의 사운드 재생을 위해 상기 오디오 신호를 사전 조정하도록 최적화될 수 있다. 상기 마이크로폰 증폭기는 또한 마이크로폰에 의해 녹음된 음향 신호를 처리하기 위해 최적화될 수 있다. 상기 음향 신호는 음악 및 주변 소음을 포함하기 때문에, 상기 마이크로폰 증폭기는 상기 주변 소음을 상기 음악과 분리하는 방식으로 최적화될 수 있다. 이어서, 상기 주변 소음은 그에 기초하여 방지 소음을 생성하기 위해 처리될 수 있다. 상기 두 개의 증폭기는 각각 오디오 라인의 도움으로 상기 사운드 변환기에 개별적으로 연결될 수 있다. 또는, 상기 증폭기들에서 나오는 두 개의 오디오 라인은 초기에 결합될 수 있고, 결과적으로 단지 하나의 오디오 라인만이 상기 사운드 변환기로 연결된다.
또한, 상기 오디오 증폭기는 MEMS 사운드 변환기가 그것의 도움으로 동작할 수 있는 방식으로 설계될 때 유리하다. 상기 MEMS 사운드 변환기는 또한 압전 MEMS 사운드 변환기일 수 있다. 상기 MEMS 사운드 변환기는 특히 공간 절약형으로 설계될 수 있고 단지 낮은 전력 소비를 가지기 때문에, 예를 들어 배터리로 작동하는 헤드폰은 긴 서비스 수명을 가진다. 또한, 상기 MEMS 사운드 변환기는 전기 신호를 통해 라우드스피커로 쉽게 작동할 수 있다. 또한, 특히 마이크로폰으로서의 압전 MEMS 사운드 변환기는 전기 음향 신호를 즉시 생성하고, 이는 상기 오디오 증폭기에 의해 직접 처리될 수 있다.
또한, 상기 증폭기 유닛이 적어도 하나의 오디오 증폭기에 연결되는 적어도 하나의 신호 처리기를 포함할 때 유리하다. 상기 오디오 신호는 상기 신호 처리기를 통해 사운드 재생을 위해 사전 조정될 수 있다. 상기 신호 처리기는 예를 들어 상기 오디오 신호를 필터링, 사전 증폭 및/또는 변조할 수 있고, 결과적으로 상기 오디오 증폭기는 사운드 재생을 위해 상기 사운드 변환기로 이를 전달할 수 있다.
부가적으로 또는 대안적으로, 상기 음향 신호는 상기 신호 처리기를 통해 사운드 녹음을 위해 조정될 수 있다. 상기 신호 처리기는 예를 들어 역시 이러한 목적을 위해 상기 음향 신호를 필터링, 사전 증폭, 변조, 디지털화 및/또는 저장할 수 있다. 상기 신호 처리기는 또한 예를 들어, 상기 음향 신호에 포함된 주변 소음을 음악으로부터 분리하는 방식으로 설계될 수도 있다. 상기 신호 처리기는 또한 예를 들어 상기 주변 소음에 적합한 방지 소음(anti-noise)을 생성할 수 있다. 상기 신호 처리기는 또한 상기 방지 소음(anti-noise)을 상기 라우드스피커 증폭기에 공급할 수 있고, 결과적으로 상기 라우드스피커 증폭기는 주변 소음을 상쇄하기 위해 방지 소음(anti-noise)과 함께 음악을 재생한다.
상기 프로세서가 적어도 하나의 오디오 증폭기에 대한 데이터 링크를 포함할 때 또한 유리하다. 부가적으로 또는 대안적으로, 상기 프로세서는 또한 적어도 하나의 신호 처리기에 대한 데이터 링크를 포함할 수 있다. 상기 데이터 링크를 통해, 방출된 오디오 신호 및 검출된 음향 신호 및 상기 신호 처리기에서 처리될 오디오 데이터는 상기 프로세서로 전송될 수 있다. 상기 데이터 링크는 또한 양방향 데이터 링크로 설계될 수 있고, 결과적으로 데이터가 양방향으로 전달될 수 있다. 또한, 상기 데이터 링크는 또한 회로 보드의 스트립 도체(strip conductor)로 설계될 수도 있다.
상기 증폭기 유닛이 바람직하게는 동시에, 오디오 신호가 상기 증폭기 유닛으로부터 상기 사운드 변환기로 전송될 수 있도록 하고 음향 신호가 상기 사운드 변환기로부터 상기 증폭기 유닛으로 전송될 수 있도록 하는 적어도 하나의 인터페이스를 포함할 때 유리하다. 또한, 상기 인터페이스는 유선 및/또는 양방향으로 설계될 수 있다. 상기 인터페이스는 예를 들어 오디오 잭, RCA 커넥터, XLR 커넥터, speakON 커넥터 및/또는 USB 연결로 설계될 수 있다. 상기 인터페이스로 인해, 상기 사운드 변환기는 상기 증폭기 유닛에 분리 가능하게 연결될 수 있다. 그러나, 상기 인터페이스는 납땜 연결로 설계될 수 있고, 결과적으로 상기 사운드 변환기가 상기 증폭기 유닛에 고정적으로 연결된다.
상기 증폭기 유닛이 단일 칩 상에 배치될 때 또한 유리하다. 결과적으로, 상기 증폭기 유닛은 상기 오디오 증폭기, 상기 신호 처리기, 프로세서 및/또는 데이터 링크와 함께 단일 칩 상에 배치될 수 있다. 상기 증폭기 유닛은 특히 공간 절약 방식으로 ASIC에 배치될 수 있다.
또한, 마이크로폰 및 라우드스피커로서 동작 가능한 사운드 변환기를 포함하는 사운드 생성 유닛이 제공된다. 상기 사운드 생성 유닛은 또한 사운드 재생 및/또는 사운드 녹음을 위해 상기 사운드 변환기에 연결된 증폭기 유닛을 포함한다.
상기 사운드 생성 유닛은 예를 들어 헤드폰, 헤드셋, 인 이어(in-ear) 헤드폰 및/또는 모바일폰에 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 증폭기 유닛은 전술한 설명 및/또는 하기 설명의 하나 또는 다수의 특징에 따라 설계된다.
상기 사운드 생성 유닛의 유리한 개선된 실시 예에서, 상기 사운드 변환기는 라우드스피커로서 작동하여 오디오 신호를 출력할 수 있고 동시에 마이크로폰으로서 작동하여 음향 신호를 녹음할 수 있는 동시의(simultaneous) 사운드 변환기로 설계된다. 이 경우에, "동시에"는 청취자가 상기 동시의 사운드 변환기가 마이크로폰으로서 사운드 및 특히 주변 소음을 녹음하고 동시에, 라우드스피커로 작동하여 음악 및 특히 방지 소음(anti-noise)을 출력한다는 인상을 얻는 것을 의미할 수 있다.
상기 사운드 변환기가 압전 MEMS 사운드 변환기일 때 매우 유리하다. 상기 압전 MEMS 사운드 변환기는 특히 공간 절약형으로 설계될 수 있고 낮은 전력 소비를 가지므로, 상기 사운드 생성 유닛은 에너지 효율적인 방식으로 작동될 수 있다. 상기 압전 MEMS 사운드 변환기는 또한 오디오 신호를 통해 특히 쉽게 활성화될 수 있다.
상기 증폭기 유닛 및 사운드 변환기가 단일 칩 상에 배치될 때 또한 유리하다. 결과적으로, 상기 사운드 생성 유닛은 단일 부품으로서, 예를 들어 ASIC 상에 제조될 수 있다. 또한, 구성요소들, 예를 들어, 상기 프로세서와 상기 적어도 하나의 오디오 증폭기 사이의 연결 경로는 예를 들어 ASIC에서 짧게 유지될 수 있어서, 결과적으로 오디오 데이터의 처리 속도가 또한 감소된다. 상기 사운드 생성 유닛이 단일 칩 상에 배치될 때, 상기 구성요소들 사이의 데이터 링크는 칩 상에 직접적으로 간단한 스트립 도체들(strip conductors)에 의해 형성될 수 있다.
상기 사운드 변환기가 사운드 변환기의 다이어프램(diaphragm)에 결합된 적어도 하나의 사운드 변환기 유닛을 포함할 때 유리하고, 이는 사운드 생성을 위해 상기 사운드 변환기의 다이어프램을 편향시킬 수 있고 사운드 검출을 위해 상기 다이어프램의 편향을 검출할 수 있다. 상기 사운드 변환기 유닛은 예를 들어 압전 특성을 갖는 사운드 변환기 요소를 포함할 수 있다. 결과적으로, 상기 음향 변환기 요소는 전기 신호, 예를 들어 오디오 신호를 적용함으로써 편향될 수 있다. 부가적으로, 예를 들어 음향 신호와 같은 전기 신호는 상기 사운드 변환기 요소의 편향 동안 생성될 수 있다. 또한, 상기 사운드 변환기 요소는 커플링 요소를 통해 상기 다이어프램에 연결될 수 있어, 결과적으로 편향(deflection)이 상기 사운드 변환기 요소와 상기 다이어프램 사이에서 전달될 수 있다. 따라서 편향이 상기 사운드 변환기 유닛으로부터 상기 다이어프램 상으로 전달되면, 음파가 생성된다. 편향이 상기 다이어프램으로부터 상기 사운드 변환기 유닛 상으로 전달되면, 음파가 감지된다.
적어도 하나의 사운드 변환기 유닛이 적어도 두 개의 사운드 변환기 레이어(layer)을 포함할 때 유리하고, 여기서 상기 다이어프램은 하나의 사운드 변환기 레이어를 통해 편향될 수 있고 상기 다이어프램의 편향은 다른 사운드 변환기 레이어를 통해 검출될 수 있다. 상기 하나의 사운드 변환기 레이어는 라우드스피커로서 작동될 수 있고 다른 사운드 변환기 레이어는 마이크로폰으로서 작동될 수 있다. 결과적으로, 상기 사운드 변환기는 사운드 변환기 유닛을 통해 동시에 또는 동시에 함께 라우드스피커 및 마이크로폰으로 작동될 수 있다. 또한, 상기 사운드 변환기 레이어는 적어도 하나의 오디오 증폭기에 연결될 수 있다. 추가로 또는 대안적으로, 상기 사운드 변환기 레이어는 또한 상기 증폭기 유닛의 프로세서에 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 사운드 변환기 레이어가 라우드스피커로서 작동되는 경우, 라우드 스피커 증폭기에 연결될 수 있다. 추가로 또는 대안적으로, 제2 사운드 변환기 레이어는 마이크로폰으로서 작동될 수 있고 마이크로폰 증폭기에 연결될 수 있다.
바람직하게는, 적어도 두 개의 사운드 변환기 레이어는 왕복 축의 방향으로 서로 위아래로 겹쳐져서 배치된다. 결과적으로, 상기 두 개의 사운드 변환기 레이어는 균일한 방식으로 편향된다.
또한, 적어도 하나의 사운드 변환기 유닛은 상기 프로세서가 사운드 생성을 위해 적어도 하나의 사운드 변환기 유닛을 통해 상기 다이어프램을 편향시킬 수 있고 사운드 검출을 위해 편향을 검출할 수 있도록, 상기 증폭기 유닛의 프로세서에 연결될 때 유리하다. 결과적으로, 상기 프로세서는 예를 들어, 라우드스피커로서의 동작과 마이크로폰으로서의 동작 사이에서 상기 사운드 변환기 유닛을 스위칭할 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 두 개의 사운드 변환기 레이어 중 적어도 하나는 역시 상기 증폭기 유닛의 프로세서에 연결될 수 있어서, 결과적으로 상기 프로세서는 상기 두 개의 사운드 변환기 레이어 중 적어도 하나를 통해 사운드 생성을 위해 상기 다이어프램을 편향시킬 수 있고 사운드 검출을 위해 편향을 검출할 수 있다.
또한, 상기 사운드 변환기의 적어도 두 개의 사운드 변환기 유닛이 연결 요소를 통해 서로 결합될 때 유리하다. 이를 위해, 상기 연결 요소는 유리하게 탄성적으로 설계될 수 있다. 결과적으로, 예를 들어, 라우드스피커로서 작동되는 하나의 사운드 변환기 유닛의 편향은 마이크로폰으로서 작동되는 다른 사운드 변환기 유닛 상으로 전달될 수 있다.
상기 사운드 변환기가 상기 사운드 변환기의 다이어프램이 상기 사운드 변환기의 왕복 축의 적어도 한 방향으로의 진동이 제한되도록 하는 제한 요소를 포함할 때 또한 유리하다. 상기 제한 요소는 상기 다이어프램에 대해 정지되어(stationary) 있다. 상기 제한 요소는 예를 들어 상기 사운드 변환기의 지지 요소와 함께 일체형(one piece)으로 설계될 수 있다. 상기 제한 요소는, 예를 들어 상기 다이어프램이 상기 제한 요소를 향하는 방향으로 진동하는 동안 상기 제한 요소에 충격을 가할 수 있는 방식으로 배치될 수 있다. 결과적으로, 진동은 상기 왕복 축을 따라 적어도 하나의 방향으로 제한된다. 또한, 상기 다이어프램은 또한 상기 제한 요소에 연결될 수 있어서, 결과적으로 상기 다이어프램의 진동은 상기 왕복 축을 따라 양방향으로 제한된다. 이를 위해, 상기 다이어프램은 예를 들어 상기 제한 요소 상에 고정 결합될 수 있다. 상기 제한 요소는 또한 상기 다이어프램이 내측으로 슬라이딩되는 홈을 포함할 수 있어서, 결과적으로 상기 다이어프램의 진동은 상기 왕복 축을 따라 양방향으로 제한된다. 상기 다이어프램의 진동은 물론 상기 제한 요소의 영역에서만 제한된다. 상기 제한 요소 근처에서, 상기 다이어프램은 계속 진동할 수 있다. 그러나 상기 제한 요소는 상기 다이어프램을 두 개의 다이어프램 영역으로 나눈다.
상기 다이어프램이 제1 다이어프램 영역 및 제2 다이어프램 영역을 포함할 때 유리하고, 여기서 사운드 변환기 유닛들 중 하나는 사운드 생성을 위해 제1 다이어프램 영역에서 상기 다이어프램을 편향시킬 수 있고 다른 사운드 변환기 유닛은 사운드 검출을 위해 제2 다이어프램 영역에서 상기 다이어프램의 편향을 검출할 수 있다. 상기 두 개의 다이어프램 영역은 예를 들어 상기 제한 요소에 의해 분리될 수 있다. 그 결과, 상기 사운드 변환기는 라우드스피커 및 마이크로폰으로 동시에 또는 동시에 작동될 수 있다. 또한, 상기 사운드 변환기는 단일의 다이어프램을 사용하여 이러한 방식으로 작동될 수 있다.
또한, 상기 제한 요소는 적어도 두 개의 사운드 변환기 유닛 사이에 배치될 수 있다. 결과적으로, 하나의 사운드 변환기 유닛이 각각의 경우 하나의 다이어프램 영역에 배치될 수 있어서, 결과적으로, 예를 들어, 제1 다이어프램 영역의 다이어프램이 라우드스피커로서 작동될 수 있고, 제2 다이어프램 영역의 다이어프램이 마이크로폰으로서 작동될 수 있다.
본 발명의 추가 장점은 다음의 예시적인 실시 예에서 설명된다.
도 1은 두 개의 오디오 증폭기(3a, 3b), 프로세서(4) 및 두 개의 신호 처리기(5a, 5b)를 포함하는 사운드 변환기(2)를 동작시키기 위한 증폭기 유닛(1)의 블록도를 도시한다.
이 예시적인 실시 예에서, 상기 오디오 증폭기(3a)는 상기 사운드 변환기(2)를 위한 오디오 신호를 증폭시켜서 상기 사운드 변환기(2)가 라우드스피커(loudspeaker)로서 작동될 수 있도록 하는 라우드스피커(loudspeaker) 증폭기로서 설계된다.
이 예시적인 실시 예에서, 상기 오디오 증폭기(3b)는 상기 사운드 변환기(2)로부터 나오는 음향 신호를 증폭시켜서 상기 사운드 변환기(2)가 마이크로폰(microphone)으로서 작동될 수 있도록 하는 마이크로폰(microphone) 증폭기로서 설계된다.
또한, 본 실시 예의 상기 오디오 증폭기(3a) 및 상기 신호 처리기(5a)는 라우드스피커 유닛(loudspeaker unit)(6)을 형성하도록 결합되고, 상기 오디오 증폭기(3b) 및 상기 신호 처리기(5b)는 마이크로폰 유닛(microphone unit)(7)을 형성하도록 결합된다. 예를 들어, 상기 라우드스피커 유닛(6) 및/또는 상기 마이크로폰 유닛(7)은 하나의 구성 요소(component)로서, 특히 단일 칩 상에 제조될 수 있고 상기 증폭기 유닛(1)을 형성하도록 결합된다.
상기 증폭기 유닛(1)은 오디오 신호, 예를 들어 음악 및/또는 스피치(speech)의 피드 인(feed-in)을 위한 오디오 입력부(input)(8)를 포함하고, 이는 상기 라우드스피커 유닛(6) 및/또는 상기 신호 프로세서 (5a)로 이어진다.
대안적으로, 상기 오디오 입력부(input)(8)는 또한 상기 오디오 신호를 상기 라우드스피커 증폭기(3a)로 직접 전달할 수 있다. 상기 오디오 인풋(8)은 예를 들어 MP3 플레이어, CD 플레이어로부터의 음악 신호 및/또는 예를 들어 모바일폰으로부터의 라디오(ridio) 신호를 상기 증폭기 유닛(1)으로 공급할 수 있다.
오디오 신호를 피드 아웃(feed-out)하기 위해, 상기 증폭기 유닛(1)은 오디오 출력부(output)(9)를 포함하고, 이는 상기 마이크로폰 유닛(7)으로부터 이어지고 및/또는 상기 신호 프로세서(5b)로부터 멀어지도록 이어진다. 상기 오디오 출력부(ouutput)(9)는 또한 음악 또는 스피치(speech) 신호를 메모리 유닛 및/또는 모바일폰으로 전달할 수 있고, 여기서 저장되거나 대화 파트너에게 전송된다.
또한, 상기 오디오 입력부(input)(8) 및 오디오 출력부(output)(9)는 인터페이스(여기서는 도시되지 않음)를 포함 할 수 있어서, 상기 오디오 신호는 예를 들어, 유선 방식으로 상기 증폭기 유닛(1)으로 및/또는 상기 증폭기 유닛(1)으로부터 전달될 수 있다.
상기 증폭기 유닛(1)은 상기 사운드 변환기(2)가 상기 증폭기 유닛(1)에 연결될 수 있도록 인터페이스(10)를 포함한다. 상기 인터페이스(10) 및/또는 상기 오디오 입력부(8) 및/또는 상기 오디오 출력부(9)의 인터페이스는 예를 들어, 상기 사운드 변환기(2)가 상기 증폭기 유닛(1)에 분리 가능하게 연결될 수 있도록, 유선 및/또는 양방향 및/또는 예를 들어 오디오 잭(audio jack), RCA 커넥터, XLR 커넥터, speakON 커넥터 및/또는 USB 연결로 설계될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 상기 인터페이스는 또한 광학적으로 설계될 수 있다.
부가적으로 또는 대안적으로, 상기 사운드 변환기(2)는 또한 예를 들어 납땜 연결의 도움으로 상기 인터페이스(10)에 고정 결합될 수도 있다.
이 예시적인 실시 예에서, 상기 프로세서(4)는 상기 오디오 증폭기(3a)와 상기 오디오 증폭기(3b) 사이에 배치되고 데이터 링크(data link)(11)의 도움으로 상기 두 개의 오디오 증폭기(3a, 3b) 각각에 연결된다(단순화를 위해 하나의 데이터 링크에만 참조 번호가 제공됨). 또한, 상기 데이터 링크(11)는 상기 프로세서(4)로부터 상기 인터페이스(10)까지 연장된다.
상기 데이터 링크(11)는 또한 유선 및/또는 양방향으로 설계될 수 있다. 상기 데이터 링크(11)는 전기 및/또는 광학 신호를 전송하도록 설계될 수 있다. 또한, 상기 데이터 링크(11)는 회로 기판상의 스트립 도체(strip conductor)로서 설계될 수도 있다.
상기 증폭기 유닛(1)은 또한 예를 들어 헤드폰, 헤드셋, 인-이어(in-ear) 헤드폰, 라우드스피커 또는 라우드스피커들을 포함하는 헬멧, 또는 모바일폰 내에 배치될 수 있고, 음악, 톤(tones) 및/또는 스피치(speech)가 상기 증폭기 유닛(1)의 도움으로 상기 사운드 변환기(2)에 의해 재생 및/또는 녹음될(recorded) 수 있다. 음악이 녹음될 때, 상기 사운드 변환기(2)는 마이크로폰으로서 사용될 수 있다. 음악이 재생될 때, 상기 사운드 변환기(2)는 라우드스피커로서 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 상기 증폭기 유닛(1)의 도움으로, 능동 노이즈 감소(ANR : active noise reduction) 방법이 또한 수행될 수 있다. 이를 위해, 상기 증폭기 유닛(1)은 상기 사운드 변환기(2)가 사운드 녹음용 마이크로폰 및 사운드 재생용 라우드스피커로서 동시에 작동할 수 있도록 설계된다.
이 경우, "동시"는 음악, 톤(tones) 또는 스피치(speech)의 청취자가 단지 방지 소음(anti-noise)을 통해 주변 소음의 상쇄가 동시에 일어난다는 인상(impression)을 얻는다는 것을 의미할 수도 있다. 예를 들어, 인간 청각의 제한된 시간적 해상도(temporal resolution)로 인해, 방지 소음(anti-noise)을 통해 주변 소음의 상쇄가 인간 청각의 가장 짧은 시간적 해상도(temporal resolution) 내에서 일어날 때 충분할 수 있다.
디지털 신호 프로세서로서 설계될 수 있는 상기 프로세서(4)의 도움으로, 상기 사운드 변환기(2)는 사운드 발생 동안 동시에 마이크로폰으로서 사용될 수 있다.
예를 들어, 상기 프로세서(4)는 컴퓨터 프로그램이 실행되는 산술 논리 유닛(arithmetic logic unit)을 포함할 수 있고, 이는 상기 사운드 변환기(2)에 의해 녹음된 사운드를 처리한다. 상기 프로세서(4)는 예를 들어 녹음된 사운드에서 주변 소음(noise)을 필터링할 수 있다. 상기 프로세서(4)는 또한 음악과 함께 상기 사운드 변환기(2)에 의해 재생되고 상기 주변 소음을 상쇄시키는 주변 소음에 기초하여 방지 소음(anti-noise)을 형성할 수도 있다. 음악 및 방지 소음(aiti-noise)의 재생은 주변 소음(noise)의 녹음과 동시에 수행될 수 있으므로, 상기 주변 소음은 대응하는 방지 소음(anti-noise)에 의해 본질적으로 즉시 상쇄된다.
따라서, 상기 사운드 변환기(2)는 마이크로폰으로서, 예를 들어 음악 및 주변 소음을 녹음한다. 상기 증폭기 유닛(1)은 주변 소음을 분리하고 이에 기초하여 대응하는 방지 소음(anti-noise)을 생성한다. 상기 방지 소음(anti-noise)은 현재 라우드스피커로서 사용되는 사운드 변환기(2)에 의해 재생될 음악과 함께 재생된다. 상기 방지 소음(anit-noise)은 상기 주변 소음의 녹음과 동시에 상기 사운드 변환기(2)에 의해 음악과 함께 재생될 수 있다. 이러한 방식으로 생성된 사운드의 방지 소음(anti-noise) 구성 요소는 상기 주변 소음을 파괴적으로 방해하여 주변 소음을 제거한다. 남은 것은 청취자에 의해 인식되는 음악이다.
단일 사운드 변환기(2)에 의해 특히, 주변 소음을 포함하는 사운드의 녹음 및 사운드의 동시 발생으로 인해, 능동 노이즈 감소 방법은 높은 품질로 수행될 수 있다. 대응하는 방지 소음(anti-noise)을 이용하여 주변 소음의 상쇄는 역시 상기 주변 소음이 녹음되는 지점에서 하나의 사운드 변환기(2)의 도움으로 발생한다. 결과적으로, 주변 소음의 녹음 지점과 방지 소음(anti-noise)의 재생 지점 사이의 전파 시간은 방지 소음(anti-noise)의 계산에서 고려될 필요가 없으므로, 상기 방지 소음(anti-noisse)은 더 빨리 계산될 수 있다.
상기 증폭기 유닛(1)은 또한 하나의 제조 단계에서 칩(chip) 상에 제조될 수 있다. 예를 들어, 상기 오디오 증폭기(3a, 3b), 상기 프로세서(4), 신호 처리기(5a, 5b) 및/또는 상기 데이터 링크(11)는 상기 칩 상에 배치될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 상기 인터페이스(10) 및/또는 상기 오디오 입력부(8) 및/또는 상기 오디오 출력부(9)의 인터페이스는 또한 상기 칩 상에 배치될 수 있다.
도 2는 상기 증폭기 유닛(1)의 대안적인 예시적인 실시 예를 블록도로 도시한다. 단순화를 위해, 도 1과 관련하여 상술한 것과 동일한 특징 및 기능은 이 시점부터 다시 설명되지 않는다. 이 예시적인 실시 예에서, 상기 프로세서(4)는 상기 라우드스피커 유닛(6)과 상기 마이크로폰 유닛(7) 사이에 배치된다. 상기 프로세서(4)는 상기 라우드스피커 유닛(6) 및 상기 마이크로폰 유닛(7)에 대한 데이터 링크(11)를 포함한다. 상기 프로세서(4)는 상기 데이터 링크(11)의 도움으로 상기 신호 처리기(5a)와 상기 오디오 증폭기(3a) 사이에 연결된다. 또한, 상기 프로세서(4)는 상기 데이터 링크(11)의 도움으로 상기 신호 처리기(5b)와 상기 오디오 증폭기(3b) 사이에 연결된다.
이 예시적인 실시 예에서, 상기 프로세서(4)는 특히 주변 소음 및 음악을 포함하고 상기 오디오 증폭기(3b)에 의해 처리된 사운드를 추가로 처리할 수 있다. 특히, 상기 프로세서(4)는 상기 주변 소음에 기초하여 방지 소음(anti-noise)을 생성할 수 있다. 상기 프로세서(4)는 이어서 상기 방지 소음(anti-noise)을 상기 라우드스피커 유닛(6) 내로 전달할 수 있고, 여기서 상기 방지 소음(anti-noise)은 상기 오디오 증폭기(3a)의 도움으로 사운드 재생을 위한 상기 사운드 변환기(2)로 전달된다.
도 3은 사운드 변환기(2), 하이브리드(hybrid) 오디오 증폭기(3c), 프로세서(4) 및 두 개의 신호 처리기(5a, 5b)를 포함하는 증폭기 유닛(1)의 다른 대안적인 예시적인 실시 예를 도시한다.
이 예시적인 실시 예에서, 상기 증폭기 유닛(1)은 단일의 하이브리드 오디오 증폭기(3c)를 포함하는데, 이는 오디오 신호를 상기 사운드 변환기(2)에 공급하기 위해 사운드 재생을 위한 상기 오디오 신호를 증폭시킬 수 있고, 예를 들어, 음향 신호를 저장하기 위해 사운드 녹음을 위한 상기 사운드 변환기(2)로부터의 오디오 신호를, 특히 동시에, 처리할 수 있다. 상기 하이브리드 오디오 증폭기(3c)는 또한 예를 들어, 녹음된 음향 신호로부터 주변 소음을 필터링하고 그에 기초하여 방지 소음(anti-noise)을 생성할 수 있다. 상기 하이브리드 오디오 증폭기(3c)는 또한 상기 방지 소음(anit-noise)을 다시 증폭시키고 음악과 함께 사운드 재생을 위해 상기 사운드 변환기(2)로 전달할 수 있다.
부가적으로 또는 대안적으로, 상기 프로세서(4)는 또한 녹음된 음향 신호로부터 상기 주변 소음을 필터링하고 상기 방지 소음(anit-noise)을 생성할 수도 있다.
도 4는 지지 요소(support element)(12) 및 다이어프램(diaphragm)(13)을 포함하는 사운드 변환기(2)의 개략적인 단면도를 도시한다. 상기 사운드 변환기(2)는 다이어프램(13)이 배치된 지지 요소(12)를 포함한다. 상기 다이어프램(13)의 도움으로, 상기 다이어프램(13) 위에 위치한 공기가 진동하여 음파가 생성될 수 있다. 그 결과, 상기 사운드 변환기(2)는 라우드스피커로서 작동된다. 또한, 음파로 인해 진동하는 상기 다이어프램(13) 위의 공기는 상기 다이어프램(13)을 진동시킬 수 있다. 그 결과, 상기 사운드 변환기(2)는 마이크로폰으로서 작동된다. 상기 다이어프램(13)은 왕복 축(20)을 따라 편향될(deflected) 수 있다.
본 예시적인 실시 예에 따르면, 상기 사운드 변환기(2)는 제1 사운드 변환기 유닛(21) 및 제2 사운드 변환기 유닛(22)을 포함한다.
또한, 상기 제1 사운드 변환기 유닛(21)은 제1 커플링 요소(16)의 도움으로 이 경우에 상기 다이어프램(13)에 연결되는 제1 사운드 변환기 요소(14)를 포함할 수 있다. 상기 제2 사운드 변환기 유닛(22)은 제2 커플링 요소(17)의 도움으로 이 경우에 상기 다이어프램(13)에 연결되는 제2 사운드 변환기 요소(15)를 포함할 수 있다. 상기 두 개의 커플링 요소(16, 17)는 상기 다이어프램(13)에 고정적으로 연결될 수 있다.
본 예시적인 실시 예에 따르면, 커플링 플레이트(27, 28)가 각각 상기 커플링 요소(16, 17)와 상기 다이어프램(13) 사이에 배치된다. 각각의 커플링 플레이트(27, 28)로 인해, 상기 다이어프램(13)과 상기 사운드 변환기 유닛(21, 22) 사이의 편향의 평면 전달이 각각 가능해질 수 있다.
상기 제1 사운드 변환기 요소(14) 및/또는 상기 제2 사운드 변환기 요소(15)는 예를 들어 압전 요소를 포함할 수 있어서, 전기 신호가 상기 사운드 변환기 요소(14, 15)의 편향(deflection)으로 변환될 수 있고, 상기 사운드 변환기 요소(14, 15)의 편향(deflection)이 전기 신호로 변환될 수 있다. 상기 제1 사운드 변환기 요소(14) 및/또는 상기 제2 사운드 변환기 요소(15)는 대응하는 커플링 요소(16, 17)의 도움으로 상기 다이어프램(13)에 연결되어 있기 때문에, 상기 사운드 변환기 요소(14, 15)의 편향은 상기 다이어프램(13) 상으로 전달될 수 있고/있거나 상기 다이어프램(13)의 진동은 상기 사운드 변환기 요소(14, 15) 상으로 전달될 수 있다.
유리하게는, 예를 들어, 상기 제1 사운드 변환기 유닛(21)은 라우드스피커로서 작동될 수 있다. 따라서, 음파가 상기 제1 사운드 변환기 유닛(21)의 도움으로 생성될 수 있다. 또한, 상기 제2 사운드 변환기 유닛(22)은 마이크로폰으로서 작동될 수 있다. 따라서, 음파는 상기 제2 사운드 변환기 유닛(22)의 도움으로 녹음될 수 있다. 상기 제1 사운드 변환기 유닛(21)은 상기 제2 사운드 변환기 유닛(22)과 동시에 함께 또는 동시에 작동될 수 있어서, 음파는 상기 사운드 변환기(2)의 도움으로 동시에 함께 또는 동시에 생성 및 검출될 수 있다. 상기 두 개의 사운드 변환기 유닛(21, 22)이 상기 다이어프램(13)에 연결되어 있기 때문에, 음파는 상기 사운드 변환기(2)의 도움으로 생성 및 검출될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 사운드 변환기 유닛(21)은 라우드스피커로서 작동되어, 음파가 오디오 신호에 기초하여 생성되고, 이는 음악, 톤(tones) 및 스피치(speech)뿐만 아니라, 방지 소음(anti-noise)을 포함할 수 있다.
상기 제2 사운드 변환기 유닛(22)은 예를 들어 마이크로폰으로서 작동될 수 있어서, 음향 신호가 음파에 기초하여 검출된다. 상기 검출된 음향 신호는 두 개의 음향 신호 성분을 포함할 수 있다. 제1 음향 신호 성분은 예를 들어 주변 소음을 포함할 수 있다. 부가적으로, 제2 음향 신호 성분은 상기 제1 사운드 변환기 유닛(21)에 의해 동시에 생성되는 스피치(speech), 톤(tones) 및 음악 및/또는 방지 소음(anti-noise)을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 검출된 음향 신호는 상기 제1 음향 신호 성분 및 상기 제2 음향 신호 성분으로 구성된다. 그러나, 상기 제2 음향 신호 성분은 알려져 있기 때문에, 상기 제1 음향 변환기 유닛(21)에서 생성된 오디오 신호에 대응하기 때문에, 상기 제2 음향 신호 성분은 상기 음향 신호로부터 필터링될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 음향 신호 성분은 상기 음향 신호로부터 감산될 수 있다. 차이 신호가 확인될 수 있다. 결과적으로, 주변 소음을 포함하는 상기 제1 음향 신호 성분이 확인될 수 있다.
도 4의 본 예시적인 실시 예에 따르면, 상기 제1 사운드 변환기 유닛(21)은 제1 사운드 변환기 영역(18)에 배치된다. 부가적으로 또는 대안적으로, 본 예시적인 실시 예에 따른 상기 제2 사운드 변환기 유닛(22)은 제2 사운드 변환기 영역(19)에 배치된다. 상기 두 개의 사운드 변환기 영역(18, 19)은 서로 거리 A를 가질 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 상기 두 개의 사운드 변환기 유닛(21, 22)은 또한 서로 거리 A를 가질 수 있다. 상기 거리 A로 인해, 상기 커플링 요소(16, 17)는 또한 서로 이격되어, 상기 다이어프램(13)과 상기 대응하는 사운드 변환기 요소(14, 15) 사이의 편향(deflection)을 전달한다. 결과적으로, 음파를 생성 및/또는 검출하기 위한 상기 두 개의 사운드 변환기 유닛(21, 22)은 서로 거의 영향을 미치지 않는다.
예를 들어, 상기 제1 사운드 변환기 유닛(21)은 라우드스피커로서 동작하여 음파가 발생된다. 상기 커플링 요소(16)는 상기 제1 사운드 변환기 영역(18)에서 상기 제1 사운드 변환기 요소(14)의 편향을 상기 다이어프램 상으로 전달하고, 이는 대응하는 진동을 형성한다. 상기 제2 사운드 변환기 유닛(22)은 상기 제1 사운드 변환기 유닛(21)과 동시에 함께 또는 동시에 마이크로폰으로서 작동될 수 있다. 음파의 도움으로, 상기 제2 사운드 변환기 영역(19)의 상기 다이어프램(13)이 진동하게 되고; 상기 진동은 상기 커플링 요소(17)에 의해 상기 제2 사운드 변환기 요소(15) 상으로 전달된다. 따라서, 음파가 단일의 사운드 변환기(2)를 통해 동시에 함께 또는 동시에 생성되고 감지될 수 있다.
대안적으로, 두 개의 사운드 변환기 유닛(21, 22)은 또한 라우드스피커 및/또는 마이크로폰으로서 작동될 수 있다. 예를 들어, 상기 두 개의 사운드 변환기 유닛(21, 22)은 라우드 스피커 인터벌(interval)에서 라우드 스피커로서 그리고 시간적으로 후속하는 마이크로폰 인터벌(interval)에서 마이크로폰으로서 작동될 수 있다.
도 5는 사운드 변환기(2)의 다른 예시적인 실시 예의 개략적인 단면도를 도시한다. 간단하게 하기 위해, 앞의 도면에서와 동일한 특징은 다시 설명하지 않을 것이다.
예를 들어, 제1 다이어프램 영역(25)의 다이어프램(13)은 상기 제1 사운드 변환기 유닛(21)의 도움으로 진동으로 설정될 수 있어 음파가 생성된다. 따라서, 상기 다이어프램(13)은 상기 사운드 변환기(2)의 라우드스피커 기능을 위해 상기 제1 다이어프램 영역(25)에서 이용된다. 제2 다이어프램 영역(26)에서, 음파는 상기 다이어프램(13)을 진동으로 설정할 수 있다; 상기 진동은 상기 제2 사운드 변환기 유닛(22)에 의해 검출될 수 있다. 따라서, 상기 다이어프램(13)은 상기 사운드 변환기(2)의 마이크로폰 기능을 위해 상기 제2 다이어프램 영역(26)에서 이용된다.
또한, 상기 다이어프램(13)은 제1 다이어프램 영역(25) 및 제2 다이어프램 영역(26)을 포함할 수 있다. 본 예시적인 실시 예에 따르면, 상기 두 개의 다이어프램 영역(25, 26)은 상기 다이어프램(13) 상에 서로 인접하여 배치된다. 이와 같은 도 5의 예시적인 실시 예에서, 제한 요소(23)는 상기 두 개의 다이어프램 영역(25, 26) 사이에 배치된다.
상기 제한 요소(23)의 도움으로, 상기 왕복 축(20)을 따라 상기 제한 요소(23)의 영역에서 상기 다이어프램(13)의 편향(deflection)이 제한될 수 있다. 예를 들어, 상기 다이어프램(13)은 상기 제한 요소(23) 상에 특히 느슨하게 받쳐져서, 상기 제한 요소(23)의 방향으로 상기 왕복 축(20)을 따른 편향이 방지된다. 부가적으로 또는 대안적으로, 상기 다이어프램(13)은 또한 상기 제한 요소(23)에 연결될 수 있어서, 상기 왕복 축(20)을 따른 편향이 양방향으로 제한된다. 상기 다이어프램(13)은 예를 들어 상기 제한 요소(23) 상에 접착 결합될 수 있다. 상기 제한 요소(23)는 예를 들어 상기 지지 요소 (12)와 일체형(one piece)으로 설계될 수 있다.
상기 제1 사운드 변환기 영역(18)은 상기 제1 다이어프램 영역(25)에 배치될 수 있고, 상기 제2 사운드 변환기 영역(19)은 상기 제2 다이어프램 영역(26)에 배치될 수 있다.
도 6은 사운드 변환기(2)의 다른 예시적인 실시 예의 개략적인 단면도를 도시한다.
본 예시적인 실시 예에 따르면, 상기 두 개의 사운드 변환기 유닛(21, 22)은 연결 요소(24)의 도움으로 서로 연결된다. 상기 연결 요소(24)는 상기 두 개의 사운드 변환기 유닛(21, 22)을 결합하여, 상기 사운드 변환기 유닛(21, 22)의 편향이 특정 다른 사운드 변환기 유닛(21, 22) 상으로 전달되도록 한다. 본 예시적인 실시 예에 따르면, 상기 연결 요소(24)는 상기 두 개의 사운드 변환기 유닛(21, 22)의 두 개의 커플링 요소(16, 17) 사이에 각각 배치된다.
또한, 상기 연결 요소(24)는 탄성적으로 설계될 수 있어서, 사운드 변환기 유닛(21, 22)의 편향으로 인한 거리 A의 변화가 보상될 수 있다. 상기 연결 요소(24)는 예를 들어 스프링 요소를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 음향 변환기 유닛(21) 및/또는 상기 제2 음향 변환기 유닛(22)은 적어도 하나의 오디오 증폭기(3a, 3b)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 음향 변환기 유닛(21)이 음파를 발생시키기 위해 라우드스피커로서 작동된다면, 상기 제1 음향 변환기 유닛(21)은 라우드스피커 증폭기로서 작동되는 상기 오디오 증폭기(3a, 3b)에 연결될 수 있다. 상기 제1 사운드 변환기 유닛(21)이 라우드 스피커로서 작동될 때, 예를 들어, 도 1 및 도 2로부터 상기 오디오 증폭기(3a)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 음향 변환기 유닛(22)이 예를 들어 음파를 검출하기 위해 마이크로폰으로서 작동된다면, 상기 제2 사운드 변환기 유닛(22)은 또한 상기 오디오 증폭기(3a, 3b)에 연결될 수 있다. 상기 제2 사운드 변환기 유닛(22)이 예를 들어 마이크로폰으로서 작동된다면, 예를 들어, 도 1 및 도 2로부터 상기 오디오 증폭기(3b)에 연결될 수 있다.
도 7은 사운드 변환기(2)의 다른 예시적인 실시 예의 개략적인 단면도를 도시한다. 본 예시적인 실시 예에 따르면, 상기 사운드 변환기 요소(14)는 제1 사운드 변환기 레이어(layer)(29) 및 제2 사운드 변환기 레이어(layer)(30)를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 두 개의 사운드 변환기 레이어(29, 30) 모두가 상기 사운드 변환기 요소(14)를 형성할 수 있다. 상기 두 개의 사운드 변환기 레이어(29, 30)는 상기 왕복 축(20)의 방향으로 서로 위아래로 겹쳐져서 배치될 수 있다. 상기 두 개의 사운드 변환기 레이어(29, 30)는 각각 압전 요소로서 설계될 수 있다. 본 실시 예의 상기 제1 사운드 변환기 요소(14)는 서로 위아래로 겹쳐져서 배치된 두 개의 압전 요소에 의해 형성될 수 있다.
상기 두 개의 사운드 변환기 레이어(29, 30) 중 하나가 음파를 발생시키기 위해 라우드스피커로서 작동되고 다른 사운드 변환기 레이어(29, 30)가 음파를 검출하기 위해 마이크로폰으로서 작동되는 경우에 유리하다. 따라서, 하나의 사운드 변환기 레이어(29, 30)의 도움으로 음파가 생성될 수 있고 다른 사운드 변환기 레이어(29, 30)의 도움으로 음파가 검출될 수 있다.
따라서, 음파는, 예를 들어 상기 제1 사운드 변환기 레이어(29)에 의해 생성될 수 있고, 동시에 또는 이와 함께 동시에, 음파가 상기 제2 사운드 변환기 레이어(30)의 도움으로 검출될 수 있다.
또한, 상기 두 개의 사운드 변환기 레이어(29, 30)는 특정 오디오 증폭기(3a, 3b)에 연결될 수 있다. 라우드스피커로서 작동되는 사운드 변환기 레이어(29, 30)는 라우드스피커 증폭기로서 작동되는 오디오 증폭기(3a, 3b)에 연결될 수 있고, 마이크로폰으로서 작동되는 사운드 변환기 레이어(29, 30)는 마이크로폰 증폭기로서 작동되는 오디오 증폭기(3a, 3b)에 연결될 수 있다.
대안적으로, 상기 사운드 변환기(2)는 또한 적어도 두 개의 사운드 변환기 레이어(29, 30)를 포함하여, 이전 도면들과 유사하게, 두 개의 사운드 변환기 유닛(21, 22)을 포함할 수도 있다.
본 발명은 도시되고 설명된 예시적인 실시 예들로 제한되지 않는다. 상이한 예시적인 실시 예들에서 표현되고 설명되더라도, 특징들에 대한 임의의 조합이 있는 것처럼 청구항들의 범위 내에서의 변형이 또한 가능하다.
1 : 증폭기 유닛 2 : MEMS(멤스) 사운드 변환기
3a, 3b : 오디오 증폭기 4 : 프로세서
5a, 5b : 신호 처리기 6 : 라우드스피커 유닛(loudspeaker unit)
7 : 마이크로폰 유닛(microphone unit)8 : 오디오 입력부(audio input)
9 : 오디오 출력부(audio output) 10 : 인터페이스
11 : 데이터 링크(data link) 12 : 지지 요소(support element)
13 : 다이어프램(diaphragm) 14 : 제1 사운드 변환기 요소
15 : 제2 사운드 변환기 요소 16 : 제1 커플링 요소
17 : 제2 커플링 요소 18 : 제1 사운드 변환기 영역
19 : 제2 사운드 변환기 영역 20 : 왕복 축(reciprocation axis)
21 : 제1 사운드 변환기 유닛 22 : 제2 사운드 변환기 유닛
23 : 제한 요소 24 : 연결 요소
25 : 제1 다이어프램 영역 26 : 제2 다이어프램 영역
27 : 제1 커플링 플레이트 28 : 제2 커플링 플레이트
29 : 제1 사운드 변환기 레이어 30 : 제2 사운드 변환기 레이어
A : 거리

Claims (24)

  1. 마이크로폰 및 라우드스피커로서 동작 가능한 MEMS 사운드 변환기(2)를 위한 증폭기 유닛(1)에 있어서,
    사운드 재생 및/또는 사운드 녹음을 위한 적어도 하나의 오디오 증폭기(3a, 3b)를 포함하고,
    상기 증폭기 유닛(1)은 이를 위해 제공된 상기 MEMS 사운드 변환기(2)가 라우드스피커 및 마이크로폰으로서 동시에 작동될 수 있도록 설계되는 것을 특징으로 하는 사운드 변환기를 위한 증폭기 유닛.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 증폭기 유닛(1)은 이를 위해 제공된 상기 MEMS 사운드 변환기(2)가 사운드 생성과 동시에 마이크로폰으로 활용될 수 있도록 하는 프로세서(4), 특히 디지털 신호 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 하는 사운드 변환기를 위한 증폭기 유닛.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 프로세서(4)는 동일한 MEMS 사운드 변환기(2)를 통해 방출된 오디오 신호 및 동시에 검출된 음향 신호에 기초하여 주변 소음을 필터링 및/또는 억제할 수 있는 방식으로, 사운드 상쇄(cancellation)를 위해 설계되는 것을 특징으로 하는 사운드 변환기를 위한 증폭기 유닛.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 프로세서(4)는 마이크로폰으로서 동작하는 MEMS 사운드 변환기(2)에 의해 검출된 음향 신호를 방출된 유용한 사운드를 나타내는 제1 음향 신호 성분과 주변 소음을 나타내는 제2 음향 신호 성분으로 분리하는 방식으로 설계되는 것을 특징으로 하는 사운드 변환기를 위한 증폭기 유닛.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 프로세서(4)는 상기 제2 음향 신호 성분에 기초하여 방지 소음(anti-noise) 신호를 생성하고 상기 방지 소음(anti-noise) 신호를 유용한 사운드를 포함하는 입력 신호와 결합하여 오디오 신호를 형성하는 방식으로 설계되는 것을 특징으로 하는 사운드 변환기를 위한 증폭기 유닛.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 프로세서(4)는 상기 MEMS 사운드 변환기(2)를 라우드스피커로서의 동작과 마이크로폰으로서의 동작 사이에서 스위칭할 수 있는 방식으로 설계되는 것을 특징으로 하는 사운드 변환기를 위한 증폭기 유닛.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 증폭기 유닛(1)은 오디오 신호가 사운드 재생을 위해 그에 제공된 MEMS 사운드 변환기(2)로 출력될 수 있도록 하고, 상기 MEMS 사운드 변환기(2)의 음향 신호가 사운드 녹음을 위해 수신될 수 있도록 하는 하이브리드(hybrid) 오디오 증폭기(3c)를 포함하는 것을 특징으로 하는 사운드 변환기를 위한 증폭기 유닛.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 증폭기 유닛(1)은 오디오 신호의 사운드 재생을 위한 라우드스피커 증폭기(3a) 및 음향 신호의 사운드 녹음을 위한 마이크로폰 증폭기(3b)를 포함하는 것을 특징으로 하는 사운드 변환기를 위한 증폭기 유닛.
  9. 청구항 8에 있어서,
    오디오 증폭기(3a, 3b)는 특히 압전의, 상기 MEMS 사운드 변환기(2)를 동작시킬 수 있는 방식으로 설계되는 것을 특징으로 하는 사운드 변환기를 위한 증폭기 유닛.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 증폭기 유닛(1)은 적어도 하나의 오디오 증폭기(3a, 3b)에 연결되는 적어도 하나의 신호 처리기(5a, 5b)를 포함하고, 상기 신호 처리기를 통해 오디오 신호는 사운드 재생을 위해 사전 조정될 수 있고, 음향 신호는 사운드 녹음을 위해 조정될 수 있는 것을 특징으로 하는 사운드 변환기를 위한 증폭기 유닛.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 프로세서(4)는 적어도 하나의 오디오 증폭기(3a, 3b) 및/또는 적어도 하나의 신호 처리기(5a, 5b)에 대한 데이터 링크(11)를 포함하고, 상기 데이터 링크를 통해, 방출된 오디오 신호 및 검출된 음향 신호 및 상기 신호 처리기(5a, 5b)에서 처리될 오디오 데이터는 상기 프로세서(4)로 전송될 수 있는 것을 특징으로 하는 사운드 변환기를 위한 증폭기 유닛.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 증폭기 유닛(1)은 바람직하게는 동시에, 오디오 신호가 상기 증폭기 유닛(1)으로부터 상기 MEMS 사운드 변환기(2)로 전송될 수 있도록 하고 음향 신호가 상기 MEMS 사운드 변환기(2)로부터 상기 증폭기 유닛(1)으로 전송될 수 있도록 하는 적어도 하나의, 특히 유선 및/또는 양방향의 인터페이스(10)를 포함하는 것을 특징으로 하는 사운드 변환기를 위한 증폭기 유닛.
  13. 청구항 1 내지 청구항 12 중, 어느 한 항에 있어서,
    상기 증폭기 유닛(1)은 단일 칩 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 사운드 변환기를 위한 증폭기 유닛.
  14. 마이크로폰 및 라우드스피커로서 동작 가능한 MEMS 사운드 변환기(2)와;
    사운드 재생 및/또는 사운드 녹음을 위해 상기 MEMS 사운드 변환기(2)에 연결된 증폭기 유닛(1)을 포함하고,
    상기 증폭기 유닛(1)은 전술한 청구항들 중 적어도 하나에 청구된 바와 같이 설계되는 것을 특징으로 하는 사운드 생성 유닛.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 MEMS 사운드 변환기(2)는 라우드스피커로서 작동하여 오디오 신호를 출력할 수 있고 동시에 마이크로폰으로서 작동하여 음향 신호를 녹음할 수 있는 동시의 사운드 변환기로 설계되는 것을 특징으로 하는 사운드 생성 유닛.
  16. 청구항 14에 있어서,
    상기 MEMS 사운드 변환기(2)는 압전 상기 MEMS 사운드 변환기인 것을 특징으로 하는 사운드 생성 유닛.
  17. 청구항 14에 있어서,
    상기 증폭기 유닛(1) 및 상기 MEMS 사운드 변환기(2)는 단일 칩 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 사운드 생성 유닛.
  18. 청구항 14에 있어서,
    상기 MEMS 사운드 변환기(2)는 MEMS 사운드 변환기(2)의 다이어프램(diaphragm)(13)에 결합된 적어도 하나의 사운드 변환기 유닛(21, 22)을 포함하고, 상기 적어도 하나의 사운드 변환기 유닛은 사운드 생성을 위해 상기 MEMS 사운드 변환기(2)의 다이어프램(13)을 편향시킬 수 있고 사운드 검출을 위해 상기 다이어프램(13)의 편향을 검출할 수 있는 것을 특징으로 하는 사운드 생성 유닛.
  19. 청구항 18에 있어서,
    적어도 하나의 사운드 변환기 유닛(21, 22)은 적어도 두 개의 사운드 변환기 레이어(layer)(29, 30)를 포함하고, 상기 다이어프램(13)은 하나의 사운드 변환기 레이어(29, 30)를 통해 편향될 수 있고 상기 다이어프램(13)의 편향은 다른 사운드 변환기 레이어를 통해 검출될 수 있는 것을 특징으로 하는 사운드 생성 유닛.
  20. 청구항 18에 있어서,
    상기 MEMS 사운드 변환기(2)는 상기 다이어프램(13)에 연결된 적어도 하나의 제1 사운드 변환기 유닛(21) 및 상기 다이어프램(13)에 연결된 적어도 하나의 제2 사운드 변환기 유닛(22)을 포함하고, 여기서 두 사운드 변환기 유닛(21, 22) 중 하나는 상기 다이어프램(13)을 편향시킬 수 있고 다른 사운드 변환기 유닛(21, 22)은 상기 다이어프램(13)의 편향을 검출할 수 있는 것을 특징으로 하는 사운드 생성 유닛.
  21. 청구항 19에 있어서,
    적어도 하나의 사운드 변환기 유닛(21, 22) 및/또는 두 개의 사운드 변환기 레이어(layer)(29, 30) 중 적어도 하나는 상기 프로세서(4)가 적어도 하나의 사운드 변환기 유닛(21, 22) 및/또는 두 개의 사운드 변환기 레이어(layer)(29, 30) 중 적어도 하나를 통해 사운드 생성을 위해 상기 다이어프램(13)을 편향시킬 수 있고 사운드 검출을 위해 편향을 검출할 수 있도록, 상기 증폭기 유닛(1)의 프로세서(4)에 연결되는 것을 특징으로 하는 사운드 생성 유닛.
  22. 청구항 20에 있어서,
    상기 MEMS 사운드 변환기(2)의 적어도 두 개의 사운드 변환기 유닛(21, 22)은 특히 탄성적 연결 요소(24)를 통해 서로 결합되는 것을 특징으로 하는 사운드 생성 유닛.
  23. 청구항 20에 있어서,
    상기 MEMS 사운드 변환기(2)는 상기 다이어프램(13)이 상기 사운드 변환기(2)의 왕복 축(20)의 적어도 한 방향으로의 편향이 제한되도록 하는 제한 요소(23)를 포함하는 것을 특징으로 하는 사운드 생성 유닛.
  24. 청구항 23에 있어서,
    상기 다이어프램(13)은 특히 상기 제한 요소(23)에 의해 분리되는, 제1 다이어프램 영역(25) 및 제2 다이어프램 영역(26)을 포함하고, 여기서 사운드 변환기 유닛(21, 22)들 중 하나는 사운드 생성을 위해 상기 제1 다이어프램 영역(25)에서 상기 다이어프램(13)을 편향시킬 수 있고 다른 사운드 변환기 유닛(21, 22)은 사운드 검출을 위해 상기 제2 다이어프램 영역(26)에서 상기 다이어프램(13)의 편향을 검출할 수 있는 것을 특징으로 하는 사운드 생성 유닛.
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