KR20200056328A - 발화자 음성 복원기능을 갖는 이어셋 - Google Patents

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Abstract

발화자 음성 복원기능을 갖는 이어셋이 개시된다. 본 발명에 의한 발화자 음성 복원기능을 갖는 이어셋은, 통공이 형성된 케이스와, 케이스에 내설되며, 백홀(Back Hole)이 형성된 적어도 하나의 스피커 드라이버 유닛과, 스피커 드라이버 유닛이 내설된 공간과 분리되어 내설되는 인-이어 마이크로폰(In-ear microphone)을 포함하며, 스피커 드라이버 유닛 및 인-이어 마이크로폰은 격리체에 의해 통공으로부터 격리되어 내설되며, 통공과 백홀을 연통시키는 미세홀이 격리체에 형성되며, 미세홀과 백홀 사이에 공명 공간이 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

발화자 음성 복원기능을 갖는 이어셋{Headset for blocking noise}
본 발명은 노이즈 블로킹 헤드셋에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 외부 소음을 차폐하여 스피커 음향 및 발화자 음성의 품질을 향상시키는 발화자 음성 복원기능을 갖는 이어셋에 관한 것이다.
이어셋은 통상 인-이어 이어폰(In-ear earphone)으로서, 귓바퀴 및 외이도에 삽입한 상태로 음향을 청취하는 음향장비이다.
한편, 이어셋이 외이도에 삽입됨에 따라 이어셋 안쪽(인체 압력)과 바깥쪽(대기압)의 기압차가 발생하게 된다. 즉, 이어셋에 형성된 이어팁이 외이도 내벽에 밀착됨에 따라 이어셋 안쪽과 바깥쪽의 기압차가 발생하게 되는 것이다.
그런데, 이 기압차는 스피커 드라이버 유닛의 진동판에 영향을 미치게 되는데, 구체적으로 진동판이 이어셋 바깥쪽으로 치우치는 현상이 발생한다. 이러한 현상으로 인해 음향 출력이 어려워질 뿐 아니라 소리가 왜곡되는 문제가 있다.
이에, 이러한 진동판의 치우침을 방지하기 위해, 스피커 드라이버 유닛의 후미에는 백홀(Back Hole)이 형성되어 있다. 스피커 드라이버 유닛의 후미에 형성된 백홀은 케이스에 형성된 통공과 연통되어 이어셋 안쪽과 바깥쪽의 기압을 동일하게 유지시키는 기능을 수행하게 된다. 이에 진동판이 정위치에서 진동이 이루어질 수 있는 것이다. 여기서, 스피커 드라이버 유닛은 크게, 다이나믹 드라이버 유닛(Dynamic driver unit)과 밸런스드 아마추어 드라이버 유닛(Balanced armature driver unit)으로 대별될 수 있다.
한편, 진동판 동작시 서로 다른 압력차가 발생되도록 인위적으로 조절할 수 있는데, 그 방법 중 하나로서, 메쉬(Mesh) 밀도가 서로 다른 댐퍼 등으로 백홀을 커버하는 것이다. 이러한 방법을 이용하여 스피커 드라이버 유닛을 튜닝하기도 한다.
그런데, 스피커 드라이버 유닛의 후미에 형성된 백홀은 외부 소음이 입력되는 경로로서 작용하는 문제점이 있다. 그렇다하여 스피커 드라이버 유닛의 후미에 형성된 백홀을 폐쇄시키게 되면, 상기한 진동판 치우침 현상이 발생하게 되어 항공기 내부 혹은 높은 산악지대 등에서는 사용할 수 없게 된다. 또한, 스피커 드라이버 유닛의 백홀이 폐쇄되면, 진동판의 진동이 억제되어 소리가 왜곡되는 문제가 있다.
이에, 스피커 드라이버 유닛의 후미에 형성된 백홀을 통해 외부 소음이 유입되는 것은 차폐하면서 스피커 음향 및 발화자 음성의 품질을 향상시킬 수 있는 방안이 필요하다.
문헌 1. 대한민국특허청 특허공개번호 제10-2008-0001575호, “스피커 뒤의 하우징에 음향 구멍들의 조절 가능 부위를 가진 귀 삽입형 및 이어 플러그 유형 이어폰” 문헌 2. 대한민국특허청 특허등록번호 제10-1583627호, “제어된 음향 누설 포트를 갖는 이어폰”
따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 케이스에 형성된 통공과 스피커 드라이버 유닛에 형성된 백홀을 연통시키는 미세홀을 설치 공간을 분리하는 격리체에 형성시키고, 미세홀과 백홀 사이에 공명 공간을 형성시킴으로써, 외부 소음을 차폐할 뿐 아니라 이를 통해 스피커 음향 및 발화자 음성의 품질을 향상시킬 수 있도록 하는 발화자 음성 복원기능을 갖는 이어셋을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 발화자 음성 복원기능을 갖는 이어셋은, 통공이 형성된 케이스; 상기 케이스에 내설되며, 백홀(Back Hole)이 형성된 적어도 하나의 스피커 드라이버 유닛; 및 상기 스피커 드라이버 유닛이 내설된 공간과 분리되어 내설되는 인-이어 마이크로폰(In-ear microphone);을 포함하며,
상기 스피커 드라이버 유닛 및 인-이어 마이크로폰은 격리체에 의해 상기 통공으로부터 격리되어 내설되며, 상기 통공과 상기 백홀을 연통시키는 미세홀이 상기 격리체에 형성되며, 상기 미세홀과 상기 백홀 사이에 공명 공간이 형성된다.
이 때, 상기 미세홀이 형성된 상기 격리체는 상기 백홀을 포함하여 상기 스피커 드라이버 유닛의 후미를 커버하는 공명 케이스일 수 있다. 또한, 상기 격리체는 상기 케이스의 내벽 또는 PCB(Printed Circuit Board)일 수 있다.
한편, 상기 미세홀은 그 직경이 100㎛ 이하 또는 40㎛ 이하로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 미세홀은 그 직경이 100㎛ 이상으로 형성될 수 있으며, 상기 미세홀에는 메쉬가 커버될 수 있다. 상기 메쉬의 밀도는 상기 통공의 직경에 반비례하며, 상기 스피커 드라이버 유닛의 튜닝시, 상기 메쉬의 밀도는 ±20% 범위 내에서 세팅되는 것이 바람직하다.
여기에, 상기 통공을 통해 유입된 음성 및 외부 소음을 수음하는 아웃-이어 마이크로폰(Out-ear microphone)이 상기 미세홀과 상기 통공 사이에 형성될 수 있다.
한편, 상기 미세홀의 직경은 상기 격리체의 두께에 대비하여 설정되는 것이 바람직하며, 상기 미세홀의 직경과 상기 격리체의 두께 비는 1 : 1,000 이상으로 설정되는 것이 더욱 바람직하다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 발화자 음성 복원기능을 갖는 이어셋에 따르면, 스피커 드라이버 유닛의 백홀로 유입되는 외부 소음을 원천적으로 차폐함으로써, 외부 소음이 없는 스피커 음향만을 외이도로 전달할 수 있을 뿐만 아니라 외부 소음이 없는 발화자 음성만을 마이크로폰(인-이어 마이크로폰)으로 전달할 수 있으므로, 스피커 음향 및 발화자 음성의 품질을 향상시킬 수 있다.
또한, 스피커 드라이버 유닛의 공명 공간을 형성시킴과 아울러 이어셋 안쪽과 바깥쪽의 기압을 동일하게 유지시킬 수 있으므로, 저음 재생이 원활해짐에 따라 소리의 왜곡을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소음 차폐 이어셋의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 소음 차폐 이어셋의 개념도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 소음 차폐 이어셋의 개념도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 소음 차폐 이어셋의 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 소음 차폐 이어셋이 스마트폰과 연동되는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 소음 차폐 이어셋이 특정 장치와 연동되는 과정을 나타낸 흐름도이다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예 및 첨부하는 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하되, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭함을 전제하여 설명하기로 한다.
발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에서 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 당해 구성요소만으로 이루어지는 것으로 한정되어 해석되지 아니하며, 다른 구성요소들을 더 포함할 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에서 “~수단”, “~부”, “~모듈”, “~블록”으로 명명된 구성요소들은 적어도 하나 이상의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이들 각각은 소프트웨어 또는 하드웨어, 또는 이들의 결합에 의하여 구현될 수 있다.
이하, 본 발명의 설명에 이용되는 홀(Hole)의 종류에 대해 설명한다.
백홀(BH) : 스피커 드라이버 유닛의 후미에 형성된 구멍
미세홀(H) : 직경이 100㎛ 이하 또는 바람직하게는 40㎛ 이하의 구멍
통공(O) : 직경이 100㎛ 초과하는 구멍
이하에서는 본 발명의 발화자 음성 복원기능을 갖는 이어셋(이하, “소음 차폐 이어셋”이라 함)이 구현된 일 예를 특정한 실시예를 통해 설명하기로 한다.
한편, 본 발명의 실시예에 대한 설명 순서는 다음과 같다.
먼저, 본 발명의 소음 차폐 이어셋에 스피커 드라이버 유닛과 인-이어 마이크로폰(In-ear microphone)을 내설시킨 경우에 대해 설명하기로 한다(도 1 내지 도 3). 이어서, 본 발명의 소음 차폐 이어셋에 스피커 드라이버 유닛, 인-이어 마이크로폰 및 아웃-이어 마이크로폰(Out-ear microphone)을 내설시킨 경우에 대해 설명하기로 한다(도 4).
한편, 본 발명에서 제시하는 기술은 스피커 드라이버 유닛과 아웃-이어 마이크로폰을 내설시킨 경우나, 스피커 드라이버 유닛만 내설시킨 경우에도 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소음 차폐 이어셋의 개념도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 소음 차폐 이어셋은, 통공(O)이 형성된 케이스(1)와, 케이스(1) 내부에 형성되어 외이도로부터 전달되는 음성을 집음하는 인-이어 마이크로폰(2)과, 케이스(1) 내부에 형성되어 외이도로 음향을 출력하는 스피커 드라이버 유닛(3)을 포함한다.
여기에, 본 발명에서는 백홀(BH)이 형성된 스피커 드라이버 유닛(3)의 후미에 공명 케이스(4)를 더 형성시키고 있다.
그리고, 공명 케이스(4)에는 외부 소음이 차폐되는 크기의 미세홀(H)이 형성되어 있다.
한편, 레이저를 사용하여 스피커 드라이버 유닛(3)의 백홀(BH) 위치에 미세홀(H)을 형성시켜 외부 소음이 유입되는 것을 막을 수 있으나, 가공 비용이 상승한다는 단점이 발생한다.
이에 본 발명에서는 외부 소음을 차폐할 수 있는 홀의 최소 직경을 공명 케이스(4)에 형성시킨다. 구체적으로 직경이 100㎛ 이하 또는 40㎛ 이하인 미세홀(H)을 형성시키는 것이 바람직하다. 바람직하게는 40㎛ 이하인 미세홀(H)을 형성시키는 것이 좋다.
한편, 스피커 드라이버 유닛(3)은 다이나믹 드라이버 유닛(Dynamic driver unit)과 밸런스드 아마추어 드라이버 유닛(Balanced armature driver unit)을 선택적으로 이용할 수 있다. 스피커 드라이버 유닛(3)으로서 다이나믹 드라이버 유닛이 적용될 경우에 공명 케이스(4)는 백홀(BH)이 형성된 배면 형상과 유사하거나 동일한 형상으로 커버될 수 있으며, 통상 원통형상을 갖는다. 이와 마찬가지로, 스피커 드라이버 유닛(3)으로서 밸런스드 아마추어 드라이버 유닛이 적용될 경우에 공명 케이스(4)는 백홀(BH)이 형성된 배면 형상과 유사하거나 동일한 형상으로 커버될 수 있다. 물론, 공명 케이스(4)는 다양한 형상으로 제조될 수 있다. 그리고, 스피커 드라이버 유닛(3)의 배면과 공명 케이스(4)의 접촉면이 밀폐된다.
본 실시예에서는 인-이어 마이크로폰(2)과 스피커 드라이버 유닛(3)이 1개씩 구성된 경우에 대해 설명하고 있으나, 다수 구성될 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 내벽(11, 12) 및 공명 케이스(4)를 이용하여 설치 공간(SP1, SP2)을 분리하는 것을 예시하고 있으나, 케이스, 케이스에 분리가능하거나 일체로 결합된 내벽, PCB(Printed Circuit Board) 등을 이용하여 설치 공간(SP1, SP2)을 분리할 수 있다. 즉, 설치 공간(SP1, SP2)을 케이스, 내벽, PCB 등을 포함하는 격리체를 이용하여 분리시킬 수 있다. 이에, 케이스, 내벽, PCB 등으로 공명 공간(RS)을 형성시킬 경우에는 미세홀(H)이 케이스, 내벽, PCB 등에 형성될 것이다.
여기서, 격리체로서 내벽을 이용할 경우에는, 미세홀(H)이 형성된 내벽으로부터 스피커 드라이버 유닛(3) 방향으로 연장되는 원통 또는 다각형 통 형상으로 공명 공간(RS)을 형성시킬 수 있다. 즉, 다이나믹 드라이버 유닛의 경우에는 통상 원통형상으로 공명 공간(RS)을 형성할 수 있으며, 밸런스드 아마추어 드라이버 유닛의 경우에는 통상 사각기둥형상으로 공명 공간(RS)을 형성할 수 있을 것이다. 물론, 상기한 바와 같이, 스피커 드라이버 유닛(3)의 배면 형상과 유사하거나 동일한 형상을 갖는 것이 바람직하다. 그리고, 스피커 드라이버 유닛(3)의 배면과 공명 케이스(4)의 접촉면이 밀폐된다.
또한, 격리체로서 PCB를 이용할 경우에는, PCB가 통상 평판이므로 케이스(1)의 소정 위치를 절개한 단면을 밀폐하는 방식으로 실장될 수 있다. 즉, 소정의 위치에서 케이스(1)를 절개했을 때 개구된 영역을 PCB가 온전하게 밀폐하는 구조를 갖는다. 그리고, PCB는 일면이 설치 공간(SP1)을 향하고, 타면이 설치 공간(SP2)을 향하는데, 설치 공간(SP2)을 분리하는 내벽(11)이 PCB의 타면에 접촉하여 밀폐된다. 이에 내벽(11)을 기준으로 스피커 드라이버 유닛과 인이어 마이크로폰이 분리 설치될 수 있다.
이와 같이 다양한 방법이 적용될 수 있는 이어셋에 형성된 미세홀(H)은 스피커 드라이버 유닛(3)의 백홀(BH)과 케이스(1)에 형성된 통공(O)을 연통시키게 된다.
설치 공간(SP1, SP2)을 분리하는 기술에 대해 좀 더 구체적으로 설명한다.
케이스(1)의 내부에는 격리체에 의해 외부 공간(SP1)과 내부 공간(SP2)으로 분리되어 있다. 본 실시예에서는 격리체가 내벽(11, 12) 및 공명 케이스(4)로 구성되는 것을 예시하고 있다. 물론, 공명 케이스(4)만으로 격리체를 구성할 수도 있다.
내부 공간(SP2)은 제1내벽(11)에 의해 분리되며, 제1내벽(11)으로 분리된 일측 공간에는 인-이어 마이크로폰(2)이 내설되고, 타측 공간에는 스피커 드라이버 유닛(3)이 내설된다.
스피커 드라이버 유닛(3) 및 공명 케이스(4)는 제1내벽(11)과 제2내벽(12)에 끼워져 외부 공간(SP1)과 스피커 음향 통로(SH)를 공간적으로 분리시키게 된다. 인-이어 마이크로폰(2)은 마이크로폰 집음 통로(VH) 중에 설치될 수 있다. 즉, 인-이어 마이크로폰(2)이 장착된 일측 공간은 마이크로폰 집음 통로(VH)를 형성시키게 되며, 스피커 드라이버 유닛(3)이 장착된 타측 공간은 스피커 음향 통로(SH)와 공명 공간(RS)을 형성시키게 된다. 이와 같이, 일측 공간은 마이크로폰 집음 통로(VH)로 이용되는데, 노즐 부위에서는 제1내벽(11)과 케이스(1)를 이용하여 마이크로폰 집음 통로(VH)를 형성시키고, 몸체 중앙 부위에서는 제1내벽(11)과 별도의 목소리 가이드 내벽(미도시) 등을 이용하여 마이크로폰 집음 통로(VH)를 형성시킬 수 있다. 이에 목소리 입력의 직진성을 향상시킬 수 있다. 한편, 타측 공간은 스피커 음향 통로(SH)로 이용되는데, 노즐 부위에서는 제1내벽(11)과 케이스(1)를 이용하여 스피커 음향 통로(SH)를 형성시키고, 몸체 중앙 부위에서는 제1내벽(11), 제2내벽(12) 및 케이스(1)를 선택적으로 이용하여 스피커 음향 통로(SH)을 형성시키거나 공명 공간(RS)을 형성시킬 수 있다. 이에 스피커 재생음의 직진성을 향상시킬 수 있으며 저음 재생을 원활히 수행할 수 있다.
한편, 격리체에 형성되는 미세홀(H)의 직경은 격리체의 두께에 대비하여 설정되는 것이 바람직하다. 일례로서, 미세홀(H)의 직경과 격리체의 두께 비는 1 : 100 ~ 1,000 범위 내에서 설정될 수 있으며, 1 : 1,000 이상으로 설정되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 격리체의 두께가 1㎜(1,000㎛)일 경우에, 미세홀(H)의 직경은 1 ~ 10㎛ 범위 내에서 설정할 수 있을 것이다.
이와 같이 구성된 본 발명의 소음 차폐 이어셋은, 케이스, 내벽, PCB 등을 포함하는 격리체에 형성되는 미세홀(H)을 이용하여 외부 소음을 차폐시킴과 아울러 이어셋 안쪽과 바깥쪽의 기압을 동일하게 유지시킬 수 있다. 또한, 미세홀(H)과 스피커 드라이버 유닛(3)의 백홀(BH)을 포함한 배면부 사이에 공명 공간(RS)을 형성시킴으로써 음향을 풍성하게 강화시킬 수 있다.
뿐만 아니라, 백홀(BH)과 통공(O) 사이에 상대적으로 작은 직경을 갖는 미세홀(H)을 형성시킴으로써, 저역통과필터(Low Pass Filter)의 기능을 수행하게 된다. 이를 통해 신호처리된 데이터를 네트워크를 통해 전송할 때, 데이터량을 줄이기 위해 대역폭을 고음역/저음역을 제거하게 되는데, 미세홀(H)을 통과한 신호는 저음역(100hz 이하)에 해당하여 데이터량에 영향을 미치지 않게 된다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 소음 차폐 이어셋의 개념도이다.
한편, 도 2의 설명에 있어, 중복 설명을 피하기 위해 도 1과의 차이점만 설명하기로 한다.
도 2를 참조하면, 본 실시예에서는 공명 케이스(4)에 통공(O)을 형성시키고 있으며, 해당 통공(O)을 메쉬(Mesh)(5)로 커버하고 있다.
즉, 외부 소음을 차폐할 수 있는 홀의 최소 직경(40㎛)에 대비하여 10배 이상 큰 직경으로 통공(O)을 형성시키고, 통공(O)의 직경에 반비례하는 밀도를 갖는 메쉬(5)로 커버할 수도 있다. 이 때, 메쉬(5)의 밀도는 튜닝을 고려하여 결정될 수 있으며, 해당 밀도의 ±20% 범위 내에서 세팅되는 것이 바람직하다. 이는 통공(O)과 메쉬(5)가 조합되어 외부 소음을 차폐하기 때문에, 상호 보완을 통해 효과적으로 외부 소음을 차폐할 수 있을 뿐 아니라 이어셋 안쪽과 바깥쪽의 기압을 동일하게 유지시킬 수 있다.
이와 같이, 외부 소음을 차폐할 수 있는 홀의 직경이 40㎛ 전후에서 가능하다는 것을 고려하면, 대략 10배 이상 큰 0.4 ~ 0.6㎜의 구멍(미세홀(H))을 뚫은 후 부족해진 소음 차폐 능력을 보완하면서 음향 튜닝을 위해 300 ~ 600 수 이상 고밀도의 메쉬(5)로 통공(O)을 커버하면, 외부 소음이 외이도 및 인-이어 마이크로폰(2)으로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 원하는 인-이어 마이크로폰(2)의 기술 구현이 가능하게 되는 것이다.
한편, 본 실시예서는 메쉬(5)를 이용하여 통공(O)을 커버하는 경우에 대해 설명하고 있으나, 미세홀이 형성된 패드(미도시)를 이용하여 통공(O)을 커버할 수도 있다. 또한, 튜닝 등의 목적으로 도 1에서 형성시킨 미세홀(H)에 메쉬(5)를 커버할 수도 있다.
도 1 및 도 2에서와 같이, 본 발명의 스피커 드라이버 유닛(3)의 후미에 외부 소음을 차폐하는 공명 케이스(4)를 형성시킴으로써, 외부 소음이 유입되는 것은 차폐하여 음향 품질은 향상시킬 수 있으며, 인-이어 마이크로폰(2)으로 소음이 입력되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 스피커 드라이버 유닛(3)의 후미에 형성된 백홀(BH)을 통해 외부 소음이 유입되어 사용자의 외이도로 전달되거나, 외부 소음이 스피커 음향 통로(SH)와 마이크로폰 집음 통로(VH)를 따라 인-이어 마이크로폰(2)으로 입력되는 문제를 해결할 수 있다. 또한, 스피커 드라이버 유닛(3)의 진동판 뒤쪽의 공명 공간(RS)이 더 형성될 뿐만 아니라 공명 공간(RS)이 케이스(1)의 통공(O)에 연통됨으로써 백볼륨을 향상시키고 동일 기압을 유지시킬 수 있다. 이에 스피커 드라이버 유닛(3)의 저음이 강화됨으로써 음향 품질을 향상시킬 수 있다.
구체적으로, 본 발명에서는 외부 소음을 차폐할 수 있는 100㎛, 바람직하게는 40㎛ 전후의 미세홀(H)을 공명 케이스(4)에 직접 형성시킬 수 있다. 또한, 100㎛ 초과의 직경을 갖는 통공(O)을 공명 케이스(4)에 형성시키고, 해당 통공(O)의 직경에 반비례하는 밀도를 갖는 메쉬(5)로 커버할 수 있다. 그리고, 외부 소음을 차폐할 수 있는 100㎛, 바람직하게는 40㎛ 전후의 미세홀(H)을 공명 케이스(4)에 형성시키고, 튜닝을 위해 해당 미세홀(H)을 메쉬(5)로 커버할 수 있다.
이에, 미세홀(H)이 형성된 공명 케이스(4)를 이용하여 이어셋 안쪽과 바깥쪽의 기압을 동일하게 유지시킴과 아울러 케이스(1)에 형성된 통공(O)을 통해 유입되는 외부 소음을 차폐시킨다.
또한, 공명 케이스(4)에 의해 공명 공간(RS)이 확장되어 백볼륨이 향상됨으로써 저음을 강화시켜 음향 품질을 향상시킬 수 있으며, 스피커 드라이버 유닛(3)의 동작에 의해 백홀(BH) 및 미세홀(H)(통공(O)과 메쉬(5), 미세홀(H)과 메쉬(5))을 통해 음향이 역출력되는 경우에도 공명 케이스(4)의 미세홀(H)(통공(O)과 메쉬(5), 미세홀(H)과 메쉬(5))을 거치게 되므로 100Hz 이하의 저음역만 출력되어 케이스(1)의 통공(O)을 통해 새어나오는 음향도 차폐할 수 있다.
한편, 도 1 내지 도 8에서 제시한 소음 차폐 이어셋은 케이스(1) 내부에 공명 케이스(4)를 형성시킴으로 인해, 공명 케이스(4)를 설치하기 위한 공간을 필요로 한다.
이에, 격리체를 형성할 수 있는 케이스, 내벽, PCB 등에 미세홀을 직접 형성시키는 방안에 대해 설명한다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 소음 차폐 이어셋의 개념도이다.
한편, 도 3의 설명에 있어, 중복 설명을 피하기 위해 도 1 및 도 2와의 차이점만 설명하기로 한다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 소음 차폐 이어셋은, 케이스(1)와, 케이스(1)의 내부에 형성된 공간을 외부 공간(SP1)과 내부 공간(SP2)으로 분리시키고, 미세홀(H)을 형성시킨 격리체(6)와, 내부 공간(SP2)을 격리시키는 제1내벽(11)과, 제1내벽(11)으로 분리된 일측 공간에 내설된 인-이어 마이크로폰(2)과, 제1내벽(11)으로 분리된 타측 공간에 내설된 스피커 드라이버 유닛(3)과, 스피커 드라이버 유닛(3)의 설치 공간을 형성시키는 제2내벽(12)과, 스피커 드라이버 유닛(3)의 백홀(BH)을 포함한 배면부와 연통되는 공명 공간(RS)을 형성시키고, 공명 공간(RS)이 미세홀(H)과 연통되는 위치에 형성되는 제3내벽(13)을 포함한다.
여기서, 격리체(6)로는 케이스, 내벽, PCB 등을 이용할 수 있으며, 본 실시예에서는 PCB(6)를 이용하는 경우에 대해 설명하기로 한다. 즉, PCB(6)에 미세홀(H)을 형성시키고 있다.
한편, 일측 공간은 마이크로폰 집음 통로(VH)로 이용되는데, 노즐 부위에서는 제1내벽(11)과 케이스(1)를 이용하여 마이크로폰 집음 통로(VH)를 형성시키고, 몸체 중앙 부위에서는 제1내벽(11)과 별도의 목소리 가이드 내벽(미도시) 등을 이용하여 마이크로폰 집음 통로(VH)를 형성시킬 수 있다. 이에 목소리 입력의 직진성을 향상시킬 수 있다. 한편, 타측 공간은 스피커 음향 통로(SH)로 이용되는데, 노즐 부위에서는 제1내벽(11)과 케이스(1)를 이용하여 스피커 음향 통로(SH)를 형성시키고, 몸체 중앙 부위에서는 제1내벽(11), 제2내벽(12), 제3내벽(13) 및 케이스(1)를 선택적으로 이용하여 스피커 음향 통로(SH)을 형성시키거나 공명 공간(RS)를 형성시킬 수 있다. 이에 스피커 재생음의 직진성을 향상시킬 수 있으며 저음 재생을 원활히 수행할 수 있다. 그리고, 제1내벽(11) 및 제3내벽(13)을 이용하여 PCB(6)를 안착시킬 수 있다.
한편, 미세홀(H) 위치에 통공(H)이 형성될 수 있으며, 즉 미세홀(H)의 직경이 10㎛ 범위를 초과한 통공(H)이 형성될 경우에는 미세홀(H)이 형성된 패드(미도시)를 이용하여 통공(H)을 커버할 수도 있다. 또한, 통공(H)을 패드(미도시)로 커버하는 경우에 대해 설명하고 있으나, 미세홀(H)이 형성된 패드(미도시)를 스피커 드라이버 유닛(3)의 백홀에 직접 장착할 수도 있을 것이다.
한편, 패드(미도시)는 외부 공간(SP1) 또는 내부 공간(SP2) 측에서 장착될 수 있으며, PCB(6)에 직접 실장될 수도 있다.
패드(미도시)에 형성된 미세홀(H)의 직경의 크기에 대응하여 다양한 튜닝이 가능할 것이다. 또한, 패드(미도시)를 메쉬(Mesh) 형태로 제작할 경우에는 메쉬 밀도에 따라 다양한 튜닝도 가능하다.
한편, 스피커 음향 통로(SH) 상에 스피커 드라이버 유닛(3)을 설치할 수 있으며, 더욱 구체적으로는 노즐에 스피커 드라이버 유닛(3)을 설치할 수 있다. 이에, 스피커 드라이버 유닛(3)의 전면부에 스피커 음향 통로(SH)가 짧게 형성되고, 스피커 드라이버 유닛(3)의 후면부에 더 큰 공명 공간(RS)이 형성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 소음 차폐 이어셋의 개념도이다.
한편, 도 4의 설명에 있어, 중복 설명을 피하기 위해 도 1 내지 도 3과의 차이점만 설명하기로 한다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 소음 차폐 이어셋은, 도 1 내지 도 3과 비교하여 케이스(1) 내부에 형성되어 소음 차폐 이어셋 외부로부터 전달되는 음향(음성과 외부 소음)을 집음하는 아웃-이어 마이크로폰(7)을 더 형성시키고 있다.
아웃-이어 마이크로폰(7)이 외부 공간(SP1)에 내설될 수 있다. 이에, 케이스(1)에는 기압 유지 및 집음을 위한 통공(O)이 형성될 수 있다.
즉, 본 실시예에서 제시한 소음 차폐 이어셋의 케이스(1)에는 통공(O)이 형성되는데, 케이스(1)에 형성된 통공(O)을 통해 유입되는 음성 및 외부 소음은 아웃-이어 마이크로폰(7)으로 입력되며, 이에 아웃-이어 마이크로폰(7)에서는 발화자의 음성이 생성되었는지 여부를 확인하거나, 아웃-이어 마이크로폰(7)으로 입력되는 발화자의 음성을 참고하여 인-이어 마이크로폰(2)으로 입력되는 음성을 원래의 음성으로 복원하는데 참고신호로 이용할 수 있다. 한편, 발화자의 음성이 혼합된 외부 소음이 설정값, 예를 들어 40db 이상일 경우에는 아웃-이어 마이크로폰(7)의 구동을 정지시키고 인-이어 마이크로폰(2)만을 구동시켜 원래의 음성으로 복원하는 것이 바람직하다. 이 경우에는 미리 저장된 사용자 음성 샘플을 이용하여 원음 복원을 진행할 수 있다.
한편, 도 1 내지 도 4에서 제시된 소음 차폐 이어셋은, 공명 케이스(4)에 미세홀(H)을 형성시키거나 통공(O)과 메쉬(5)를 형성시키는 경우에 대해 설명하고 있으나, 공명 케이스(4)에 미세홀(H)과 메쉬(5)를 형성시킬 수 있다. 즉, 이중 소음 차폐와 함께 스피커 드라이버 유닛(3)의 튜닝을 위해 공명 케이스(4)에 미세홀(H)과 메쉬(5)를 형성시킬 수 있다. 즉, 공명 공간(RS)이 형성됨에 따라 스피커 드라이버 유닛(3)의 진동판이 치우치는 문제를 완화시킬 수 있으므로, 케이스(1)에 형성된 통공(O)을 미세홀(H)로 대체할 수도 있다. 이에 케이스(1)에 형성된 미세홀(H)에 의해 1차 소음 차폐가 이루어지고, 공명 케이스(4)의 형성된 미세홀(H), 통공(O)과 메쉬(5)의 조합, 미세홀(H)과 메쉬(5)의 선택적 조합에 의해 2차 소음 차폐가 이루어지는 효과를 얻을 수 있다.
이하, 본 발명의 소음 차폐 이어셋의 동작 과정에 대해 설명하기로 한다.
먼저, 소음 차폐 이어셋이 스마트폰에 페어링된 상태라고 가정하며, 페어링에는 유무선통신방식을 이용할 수 있으며, 바람직하게는 와이파이, 블루투스, NFC 등과 같은 근거리 무선통신방식을 이용할 수 있다. 본 실시예에서는 블루투스로 페어링된 상태에서 소음 차폐 이어셋이 동작하는 과정에 대해 설명하기로 한다.
한편, 본 실시예에서는 스마트폰과 페어링된 상태에서 소음 차폐 이어셋과 스마트폰간 송수신 과정에 대해 설명하지만, 소음 차폐 이어셋 자체에 스마트폰 기능을 포함시킬 수 있으므로 소음 차폐 이어셋 자체적으로 모든 과정을 처리할 수도 있을 것이다.
그리고, 본 실시예에서는 스마트폰에서 실행되는 음향신호를 전송받고, 통화 상태로 전환하여 발화자 음성신호를 전송하는 과정에 대해서만 설명하기로 한다.
그리고, 본 실시예에서는 인-이어 마이크로폰(2)과 스피커 드라이버 유닛(3)이 내설되며, 스피커 드라이버 유닛(3)에 공명 케이스(4)가 적용된 소음 차폐 이어셋(통화용 블루투스 이어셋)을 이용하는 경우에 대해 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 소음 차폐 이어셋이 스마트폰과 연동되는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 스마트폰에서 실행되는 파일에 음향이 포함되어 있으면, 스마트폰에서는 해당 음향신호를 소음 차폐 이어셋으로 전송한다(S11).
이에 소음 차폐 이어셋에서 해당 음향신호를 처리하여 스피커 드라이버 유닛(3)을 통해 출력한다(S12). 이 때, 외부 소음이 발생하여 케이스(1)의 통공(O)을 통해 외부 소음이 유입되더라도, 공명 케이스(4)의 미세홀(H), 또는 공명 케이스(4)의 통공(O)과 메쉬(5)에 의해 차폐되므로, 외부 소음이 포함되지 않은 스피커 음향을 출력할 수 있다.
스피커 드라이버 유닛(3)을 통해 음향이 출력되는 도중에 통화 요청이 있을 경우(S13), 사용자 조작에 대응하여 통화 상태로 전환되면, 스마트폰으로부터 전송되는 상대방 통화자의 음성신호를 처리하여 스피커 드라이버 유닛(3)을 통해 출력한다(S14). 이 경우에도 S12에서와 같이, 외부 소음이 유입되더라도 외부 소음이 포함되지 않은 스피커 음향을 출력할 수 있다.
한편, 발화자가 음성을 생성하면, 유스타키오관을 통해 외이도로 전파된 발화자의 음성이 인-이어 마이크로폰(2)을 통해 수음되며, 발화자의 음성신호는 스마트폰으로 전송되어 상대방 통화자에게 전송된다(S15).
이 때, 입을 통해 전파된 발화자의 음성 및 외부 소음이 케이스(1)의 통공(O)을 통해 유입되지만, 공명 케이스(4)의 미세홀(H), 또는 공명 케이스(4)의 통공(O)과 메쉬(5)에 의해 차폐되므로, 유스타키오관을 통해 외이도로 전파된 발화자의 음성만이 인-이어 마이크로폰(2)으로 유입되어 신호처리되므로, 외부 소음이 포함되지 않은 발화자의 원음을 용이하게 복원할 수 있다.
한편, 통화가 종료되면, 중단되었던 파일을 대기상태로 유지시키거나, 중단되었던 파일을 실행할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 소음 차폐 이어셋이 특정 장치와 연동되는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 먼저 제어하고자 하는 장치와 소음 차폐 이어셋간의 페어링을 진행한다(S21).
페어링이 이루어지면, 발화자의 음성이 생성되었는지 판단하여(S22), 발화자의 음성이 생성되면, 발화자의 음성에 대응하는 명령신호를 생성한다(S22).
이 때, 입을 통해 전파된 발화자의 음성 및 외부 소음은 케이스(1)의 통공(O)을 통해 유입되지만, 공명 케이스(4)의 미세홀(H), 또는 공명 케이스(4)의 통공(O)과 메쉬(5)에 의해 차폐되므로, 유스타키오관을 통해 외이도로 전파된 발화자의 음성만이 인-이어 마이크로폰(2)으로 유입되어 신호처리되므로, 외부 소음이 포함되지 않은 발화자의 원음을 용이하게 복원할 수 있다. 이에 정확한 명령신호의 생성이 가능하게 된다.
이어서, 소음 차폐 이어셋에서는 명령신호를 페어링된 장치로 전송한다(S23).
이에 해당 장치에서 명령신호에 대응한 제어가 이루어지게 된다(S24).
한편, 해당 장치의 구동에 따라 음향신호가 생성될 경우(S25), 해당 음향신호는 소음 차폐 이어셋으로 전송되며(S26), 이어서 해당 음향신호는 스피커 드라이버 유닛(3)을 통해 출력된다(S27). 이 때, 외부 소음이 발생하여 케이스(1)의 통공(O)을 통해 외부 소음이 유입되더라도, 공명 케이스(4)의 미세홀(H), 또는 공명 케이스(4)의 통공(O)과 메쉬(5)에 의해 차폐되므로, 외부 소음이 포함되지 않은 스피커 음향을 출력할 수 있다.
한편, 스피커 드라이버 유닛(3)을 통해 음향이 출력되는 도중에 발화자의 음성이 생성될 경우, 발화자의 음성은 인-이어 마이크로폰(2)을 통해 수음되며, 발화자의 음성에 대응하는 명령신호가 생성되면, 발화자의 명령신호는 해당 장치로 전송되어 명령신호에 대응한 제어가 이루어지게 된다.
한편, 도 5 및 도 6은 인-이어 마이크로폰(2)과 스피커 드라이버 유닛(3)이 내설된 소음 차폐 이어셋을 이용하는 경우에 대해 설명하고 있으나, 아웃-이어 마이크로폰(7)이 포함된 소음 차폐 이어셋을 이용할 경우, 스피커 드라이버 유닛(3)을 통해 음향이 출력되는 도중에 발화자의 음성이 생성되면, 아웃-이어 마이크로폰(7)을 이용하여 발화자의 발화여부를 판단하여 현재 스피커 드라이버 유닛(3)을 통해 출력되는 음향을 줄이는 제어가 있을 수 있다. 이는 인-이어 마이크로폰(2)을 통해 발화자 음성을 정확하게 수음하기 위함이다. 한편, 발화자의 음성이 혼합된 외부 소음이 설정값, 예를 들어 40db 이상일 경우에는 아웃-이어 마이크로폰(7)의 구동을 정지시키고 인-이어 마이크로폰(2)만을 구동시켜 원래의 음성으로 복원할 수도 있다. 이 때, 미리 저장된 사용자 음성 샘플을 이용하여 원음 복원을 진행하는 것이 바람직하다.
이상 몇 가지의 실시예를 통해 본 발명의 기술적 사상을 살펴보았다.
본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기재사항으로부터 상기 살펴본 실시예를 다양하게 변형하거나 변경할 수 있음은 자명하다. 또한, 비록 명시적으로 도시되거나 설명되지 아니하였다 하여도 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기재사항으로부터 본 발명에 의한 기술적 사상을 포함하는 다양한 형태의 변형을 할 수 있음은 자명하며, 이는 여전히 본 발명의 권리범위에 속한다. 첨부하는 도면을 참조하여 설명된 상기의 실시예들은 본 발명을 설명하기 위한 목적으로 기술된 것이며 본 발명의 권리범위는 이러한 실시예에 국한되지 아니한다.
1 : 케이스
2 : 인-이어 마이크로폰
3 : 스피커 드라이버 유닛
4 : 공명 케이스
5 : 메쉬(Mesh)
6 : PCB(Printed Circuit Board)
7 : 아웃-이어 마이크로폰

Claims (12)

  1. 통공이 형성된 케이스;
    상기 케이스에 내설되며, 백홀(Back Hole)이 형성된 적어도 하나의 스피커 드라이버 유닛; 및
    상기 스피커 드라이버 유닛이 내설된 공간과 분리되어 내설되는 인-이어 마이크로폰(In-ear microphone);을 포함하며,
    상기 스피커 드라이버 유닛 및 인-이어 마이크로폰은 격리체에 의해 상기 통공으로부터 격리되어 내설되며,
    상기 통공과 상기 백홀을 연통시키는 미세홀이 상기 격리체에 형성되며,
    상기 미세홀과 상기 백홀 사이에 공명 공간이 형성되는 발화자 음성 복원기능을 갖는 이어셋.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 미세홀이 형성된 상기 격리체는 상기 백홀을 포함하여 상기 스피커 드라이버 유닛의 후미를 커버하는 공명 케이스인 발화자 음성 복원기능을 갖는 이어셋.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 격리체는 상기 케이스의 내벽인 발화자 음성 복원기능을 갖는 이어셋.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 격리체는 PCB(Printed Circuit Board)인 발화자 음성 복원기능을 갖는 이어셋.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 미세홀은 그 직경이 100㎛ 이하 또는 40㎛ 이하로 형성되는 발화자 음성 복원기능을 갖는 이어셋.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 미세홀은 그 직경이 100㎛ 이상으로 형성되는 발화자 음성 복원기능을 갖는 이어셋.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 미세홀에는 메쉬가 커버되는 발화자 음성 복원기능을 갖는 이어셋.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 메쉬의 밀도는 상기 통공의 직경에 반비례하는 발화자 음성 복원기능을 갖는 이어셋.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 스피커 드라이버 유닛의 튜닝시, 상기 메쉬의 밀도는 ±20% 범위 내에서 세팅되는 발화자 음성 복원기능을 갖는 이어셋.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 통공을 통해 유입된 음성 및 외부 소음을 수음하는 아웃-이어 마이크로폰(Out-ear microphone)이 상기 미세홀과 상기 통공 사이에 형성되는 발화자 음성 복원기능을 갖는 이어셋.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 미세홀의 직경은 상기 격리체의 두께에 대비하여 설정되는 발화자 음성 복원기능을 갖는 이어셋.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 미세홀의 직경과 상기 격리체의 두께 비는 1 : 1,000 이상으로 설정되는 발화자 음성 복원기능을 갖는 이어셋.
KR1020190145033A 2018-11-14 2019-11-13 발화자 음성 복원기능을 갖는 이어셋 KR102191422B1 (ko)

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