KR20200143707A - 오디오 향상 청력 보호 시스템 - Google Patents

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KR20200143707A
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noise reduction
hearing protection
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KR1020207032084A
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라이언 제이. 콥트
조셉 지. 3세 부테라
로버트 제이. 3세 서머스
마크 합스터
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본지오비 어커스틱스 엘엘씨
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Abstract

사용자에 의해 착용될 오디오 향상 청력 보호 시스템은 1차 소음 감소 장치와 2차 소음 감소 장치를 갖는 주변 소음 감소 조립체를 포함한다. 상기 오디오 향상 청력 보호 시스템은 또한 원시 환경 오디오 신호를 수신하기 위해 하나 이상의 환경 마이크로폰을 갖는 오디오 입력 조립체를 포함한다. 상기 원시 오디오 신호는 사용자에게 전송되기 전에 디지털 신호 처리 조립체를 통해 처리된 오디오 신호로 변환된다. 상기 오디오 향상 청력 보호 시스템은 또한 처리된 오디오 신호를 사용자에게 전송하기 위해 적어도 하나의 스피커를 갖는 오디오 출력 조립체를 포함한다.

Description

오디오 향상 청력 보호 시스템
우선권의 주장
본 출원은, 2018년 4월 11일에 출원된 출원 번호 62/656,150을 갖는 가특허 출원의 우선권을 주장하는, 2019년 4월 11일에 출원된 출원 번호 16/381,659를 갖는 선출원된 미국 특허 출원의 우선권을 주장하고, 이들 선출원 문헌은 전체 내용이 본 명세서에 병합된다.
기술 분야
오디오 향상 청력 보호 시스템은 사용자가 받는 환경 소음의 레벨을 실질적으로 감소시키기 위한 주변 소음 감소 조립체, 사용자에게 청각적 풍경을 사실적으로 재현하기 위한 하나 이상의 환경 마이크로폰을 포함하는 오디오 입력 조립체, 및 처리된 오디오 신호를 사용자에게 전송하기 전에 원시 오디오 신호를 변환하는 디지털 신호 처리 조립체를 포함한다.
특정 산업 및 레크리에이션 활동에서 사람들은 극히 높은 레벨의 지속적인 주변 소음에 노출되는 환경에 있을 수 있다. 주변 소음은 120데시벨(dB) 이상의 지속되는 레벨을 초과할 수 있다. 소음 레벨이 높은 환경의 일부 예로는 예를 들어 재고 자동차 경주 이벤트, 공항, 채광 작업, 및 대규모 경기장 및 스타디움의 음악 콘서트 등을 포함한다. 일부 형태의 청력 보호 장치 없이 극히 높은 레벨의 주변 소음에 지속적으로 노출되면 심각한 청력 손실이 발생할 수 있으며, 이는 일부 경우에 이러한 환경에 있는 사람에게는 영구적일 수 있다. 안타깝게도 종종 청력 보호 장치로 인해 착용자가 소음 레벨이 높은 환경에서 다른 사람과 의사 소통하는 것이 불가능하지는 않더라도 어렵게 된다. 또한 청력 보호 장치는 착용자의 귀에 도달하는 환경 오디오 신호를 차단하거나 심각하게 제한함으로써 상황 인식을 심각하게 저하시킨다.
최신 청력 보호 장치의 단점 중 하나는 사용자를 위해 외부 세계 소리를 재현하는 데 사용하기 위해 환경 오디오 신호를 캡처하는 데 이용되는 마이크로폰(들)이 특정 높은 소음 레벨 환경의 청각적 풍경을 사실적으로 표현하지 못하는 경향이 있다는 것이다. 이는 부분적으로 주파수 응답이 크게 저하되고 매우 부자연스러운 것으로 인한 것으로, 예를 들어, 특히 앞뒤를 구별하고/하거나 위아래를 구별하는 면에서 환경 소리의 방향이 제한되거나 존재하지 않는다. 또한, 대부분의 최신 장치에 내장된 하드 리미터(hard limiter)가 존재하여, 시끄러운 일시적인 소리가 발생할 때마다 모든 소리를 차단한다.
전술한 문제를 극복하기 위한 하나의 시도는 보다 안전한 소음 레벨의 환경 소리를 재도입하기 위한 외부 장착 마이크로폰 조립체뿐만 아니라 전자 음성 통신 능력을 갖는 전자 청력 보조 장치를 포함한다. 그러나 이러한 장치에 대한 최신 기술은 완벽하지 않다.
최신 청력 보호 장치에 의해 나타나는 다른 중요한 단점은 종종 음성 통신을 수신하는 사람이 이해할 수 없을 만큼 음성 통신 신호가 심하게 필터링되고 왜곡되는 경향이 있다는 것이다.
최신 청력 보호 장치는 귀속형 플러그(in-ear plugs)/버드(buds) 또는 외부 귀마개(ear muff)로만 구성되는 경향이 있다. 안타깝게도 이러한 장치 자체는 그 어느 것도 항상 충분한 청력 보호 기능을 제공하지 않는다. 그러나 최신 귀속형 및 외부 귀마개를 동시에 착용하면 전체 청력 보호 기능은 증가하지만 의사 소통 품질 및 환경 인식 능력이 심각하게 저하된다.
이와 같이, 사용자가 존재하는 특정 높은 소음 레벨 환경의 청각적 풍경을 사실적으로 재생하는 오디오 향상 청력 보호 시스템을 제공하는 것이 매우 유익할 것이다. 주변 환경 소음 레벨, 즉 50dB 이상에서 상당한 감소를 제공하는 소음 감소 조립체를 포함하는 오디오 향상 청력 보호 시스템을 제공하는 것이 더욱 유익할 것이다. 이러한 소음 감소 조립체는 1차 및 2차 소음 감소 유닛을 모두 포함할 수 있다. 또 다른 장점은 사용자로부터 음성 통신 오디오 신호를 픽업하기 위해 음성 통신 수신기를 포함하는 오디오 향상 청력 보호 시스템을 제공함으로써 실현될 수 있다. 또 다른 장점은 사용자에게 전송되는 음성 통신의 음성 선명도 레벨을 증가시키는 디지털 신호 처리 조립체를 갖는 오디오 향상 청력 보호 시스템을 제공함으로써 실현될 수 있다.
본 발명은 오디오 향상 청력 보호 시스템에 관한 것이다. 일 실시예에서, 오디오 향상 청력 보호 시스템은 적어도 하나의 1차 소음 감소 유닛을 포함하는 주변 소음 감소 조립체를 포함한다. 다른 실시예에서, 주변 소음 감소 조립체는 또한 2차 소음 감소 유닛을 포함하고, 또 다른 하나의 추가 실시예에서, 주변 소음 감소 조립체는 상기 소음 감소 조립체가 사용자의 귀에 도달하는 주변 소음 레벨에서 상당한 감소를 제공하도록 적어도 하나의 2차 소음 감소 유닛에 상호 연결된 적어도 하나의 1차 소음 감소 유닛을 포함한다.
본 발명에 따른 오디오 향상 청력 보호 시스템은 또한 사용자를 둘러싼 청각적 풍경으로부터 환경 오디오 신호를 수신하도록 위치된 하나 이상의 환경 마이크로폰을 포함하는 오디오 입력 조립체를 포함한다. 적어도 하나의 추가 실시예에서, 본 발명에 따른 오디오 향상 청력 보호 조립체의 하나 이상의 환경 마이크로폰은 마이크로폰 매니폴드에 장착되고, 상기 마이크로폰 매니폴드는 상기 환경 오디오 신호를 기계적으로 필터링하기 위해 인간의 귀를 적어도 부분적으로 모방하도록 구성된다.
디지털 신호 처리 조립체는 본 발명에 따른 오디오 향상 청력 보호 시스템의 적어도 하나의 실시예에 포함된다. 디지털 신호 처리 조립체는 환경 오디오 신호를 처리된 오디오 신호로 변환하기 위해 디지털 프로세서를 포함한다. 적어도 하나의 실시예에서, 디지털 프로세서는 환경 소리 자체의 손실 또는 아티팩팅(artifacting, 비정상적 유입) 없이 사용자를 위해 극히 시끄러운 환경 소리를 안전한 레벨로 제한한다.
본 발명의 적어도 하나의 실시예에 따른 오디오 향상 사운드 보호 시스템은 또한 상기 처리된 오디오 신호를 사용자에게 전송하기 위해 하나 이상의 스피커를 포함하는 오디오 출력 조립체를 포함한다.
본 발명에 따른 디지털 신호 처리 조립체로부터의 처리된 오디오 신호는 임의의 수의 상이한 방식으로 결합될 수 있으며, 이에 의해 본 시스템은 높은 레벨의 주변 소음을 갖는 임의의 다양한 환경에서 효과적으로 이용될 수 있다.
일 실시예에서, 본 오디오 향상 청력 보호 시스템은 환경 오디오 신호와 음성 통신 오디오 신호 사이의 혼합을 지속적으로 조절할 수 있는 레벨 제어를 사용자에게 제공한다.
다른 실시예에서, 환경 오디오 신호는 높은 레벨의 주변 소음 환경에서 다른 사람들과 의사 소통하기 위한 푸쉬-투-토크(push-to-talk) 유형의 특징을 허용하기 위해 순간 스위치를 사용하는 것에 의해 스위칭온될 수 있다. 이러한 실시예에서, 음성 통신 오디오 신호는 항상 온(on) 상태일 수 있는 반면, 환경 오디오 신호는 음소거된다.
하나의 추가 실시예에서, 환경 오디오 신호 및 음성 통신 오디오 신호는 모두 활성화되지만, 디지털 프로세서는 환경 오디오 신호의 자동 음소거 및 음소거 해제를 위한 임계값을 갖도록 프로그래밍된다.
또 다른 실시예에서, 음성 통신 오디오 신호는 음악과 같은 엔터테인먼트를 운반하도록 설계된 추가적인 유선 또는 무선 오디오 신호와 결합되거나 이 오디오 신호로 대체될 수 있다. 이러한 실시예에서, 디지털 신호 처리 조립체는 음성 통신 오디오 신호에 대한 음성 선명도를 제공하거나 또는 엔터테인먼트를 포함하는 오디오 신호에 대한 디지털 오디오 향상을 제공하기 위해 다수의 모드로 프로그래밍된다. 오디오 신호가 별도의 채널에 남아있는 경우, 오디오 신호는 개별 의도된 목적을 위해 디지털 신호 처리 조립체에 의해 별도로 처리될 수 있다.
본 발명의 이들 및 다른 목적, 특징 및 장점은 상세한 설명뿐만 아니라 도면을 고려할 때 보다 명확해질 것이다.
본 발명의 본질에 대한 보다 완전한 이해를 위해, 첨부된 도면과 관련하여 취해진 다음의 상세한 설명을 참조해야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 오디오 향상 청력 보호 시스템의 일 예시적인 실시예의 정면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 오디오 향상 청력 보호 시스템의 일부의 외부 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 오디오 향상 청력 보호 시스템의 일부의 부분 내부 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 오디오 향상 청력 보호 시스템의 일부의 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 오디오 향상 청력 보호 시스템의 디지털 신호 처리 조립체의 하나의 예시적인 실시예의 개략도이다.
동일한 참조 부호는 여러 도면에 걸쳐 동일한 부분을 지칭한다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 일반적으로 도면 전체에 걸쳐 10으로 지시된 오디오 향상 청력 보호 시스템에 관한 것이다. 도 1의 예시적인 실시예는 본 발명에 따른 오디오 향상 청력 보호 시스템(10)의 정면도를 제공한다. 도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 오디오 향상 청력 보호 시스템(10)은 주변 소음 감소 조립체(20)를 포함한다. 도 1의 예시적인 실시예에 추가로 도시된 바와 같이, 주변 소음 감소 조립체(20)는 한 쌍의 1차 소음 감소 유닛(22)을 포함하고, 각 1차 소음 감소 유닛은 사용자의 귀 중 하나에 각각 대응한다. 또한, 도 1에는 지지 부재(23)가 도시되고, 이 지지 부재는 적어도 일 실시예에서 1차 소음 감소 유닛(22)을 서로 연결한다. 지지 부재(23)는 본 오디오 향상 청력 보호 시스템(10)을 사용자의 머리 및 귀에 대해 작동 배향으로 배치하는 것을 보다 용이하게 한다.
본 발명에 따른 각각의 1차 소음 감소 유닛(22)은 사용자의 귀에 도달하는 주변 소음의 레벨을 상당히 감소시키기 위해 사용자의 귀 중 대응하는 것을 둘러싸도록 구성된다. 적어도 하나의 실시예에서, 1차 소음 감소 유닛(22)은 밀봉부(22')를 포함한다. 도 3의 예시적인 실시예에서 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 밀봉부(22')는 오디오 향상 청력 보호 시스템(10)이 사용자의 귀에 대해 작동 배향으로 배치될 때 1차 소음 감소 유닛(22)의 밀봉부(22')가 사용자의 외이(outer ear) 위에서 외이를 완전히 둘러싸는 배향으로 위치될 수 있도록 원주 방향 형태를 포함한다. 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 따르면, 사용자의 귀 위에서 작동 배향으로 배치된 1차 소음 감소 유닛(22)은 사용자의 귀에 도달하는 주변 소음의 레벨을 적어도 30데시벨(dB)만큼 감소시킬 것이다.
본 발명의 오디오 향상 청력 보호 시스템(10)의 적어도 하나의 실시예에 따르면, 주변 소음 감소 조립체(20)는 적어도 하나의 2차 소음 감소 유닛(24)을 더 포함한다. 도 3 및 도 4의 예시적인 실시예를 살펴보면, 주변 소음 감소 조립체(20)는 상호 연결부(26)를 통해 대응하는 1차 소음 감소 유닛(22)에 상호 연결된 적어도 하나의 2차 소음 감소 유닛(24)을 포함한다. 적어도 하나의 실시예에서, 2차 소음 감소 유닛(24)은 사용자의 외이도(ear canal)의 개구 내에 삽입되도록 구성된 이어 버드(earbud)를 포함한다. 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있는 바와 같이, 이어 버드는 사용자의 외이도의 개구에 실질적으로 순응하여 개구를 완전히 밀봉하도록 이어 버드는 폼(foam), 실리콘, 겔 등을 포함하는 다양한 유연한 재료 중 임의의 것으로 구성될 수 있다.
도 3 및 도 4의 예시적인 실시예를 계속 참조하면, 2차 소음 감소 유닛(24)은 조절 가능한 상호 연결부(27)를 통해 대응하는 1차 소음 감소 유닛(22)에 상호 연결된다. 보다 구체적으로, 적어도 하나의 실시예에서, 조절 가능한 상호 연결부(27)는 1차 소음 감소 유닛(22)이 사용자의 귀 위에 작동 위치에 배치될 때 상호 연결부(26)를 후퇴시키는 테이크업 릴(take-up reel)을 포함한다. 적어도 하나의 실시예에서, 조절 가능한 상호 연결부(27)는 1차 소음 감소 유닛(22)의 내부 부분에 부착된 래칫형 테이크업 릴을 포함한다. 하나의 다른 실시예에서, 조절 가능한 상호 연결부(27)는 1차 소음 감소 유닛(22)의 내부 부분에 부착된 스프링 장착형 테이크업 릴을 포함한다. 이와 같이, 2차 소음 감소 유닛(24)은 2차 소음 감소 유닛(26), 즉 이어 버드를 사용자의 외이도의 개구에 삽입하는 것을 용이하게 하기 위해 상호 연결부(26)를 통해 1차 소음 감소 유닛(22)으로부터 외측으로 연장될 수 있다.
2차 소음 감소 유닛(24)이 사용자의 외이도의 개구에 작동 배향으로 적절히 위치되면, 상호 연결부(26)는 대응하는 1차 소음 감소 유닛(22)이 사용자의 외이 위에 그리고 외이 주위에 작동 가능하게 위치될 때 조절 가능한 상호 연결부(27)의 테이크업 릴로 후퇴한다. 조절 가능한 상호 연결부(27)로 인해, 상호 연결부(26)는 완전히 1차 소음 감소 유닛(22)의 내부에 남아 있어, 이에 의해 밀봉부(22')와 간섭하는 것이 제거되어, 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있는 바와 같이 1차 소음 감소 유닛(22)이 최대 레벨의 소음 감소를 제공하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 조절 가능한 상호 연결부(27)의 테이크업 스풀 주위에 상호 연결부(26)를 배치하면 단순히 상호 연결부(26)가 1차 소음 감소 유닛(22) 내에 모이는 것이 방지되어, 이에 따라 본 오디오 향상 청력 보호 시스템(10)을 착용하는 사용자의 편안함을 향상시킨다.
본 발명의 적어도 하나의 실시예에 따르면, 사용자의 외이도의 개구에 작동 배향으로 배치된 2차 소음 감소 유닛(24)은 사용자의 귀에 도달하는 주변 소음의 레벨을 적어도 20dB만큼 감소시킬 것이다. 또한, 주변 소음 감소 조립체(20)의 1차 소음 감소 유닛(22)과 2차 소음 감소 유닛(24)이 사용자에 각각의 작동 배향으로 모두 배치될 때, 사용자의 귀에 도달하는 주변 소음의 레벨은 실질적으로 적어도 50dB만큼 감소된다.
도 1의 예시적인 실시예를 다시 한번 참조하면, 본 발명에 따른 오디오 향상 청력 보호 시스템(10)은 또한 오디오 입력 조립체(30)를 포함한다. 본 발명에 따른 오디오 입력 조립체(30)는 적어도 하나의 환경 마이크로폰(32)을 포함한다. 적어도 하나의 실시예에서 그리고 도 1에 도시된 바와 같이, 오디오 입력 조립체(30)는 복수의 환경 마이크로폰(32)을 포함한다. 도 1에 추가로 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 오디오 입력 조립체(30)는 각각의 1차 소음 감소 유닛(22)에 장착된 마이크로폰 매니폴드(34)에 설치된 환경 마이크로폰(32)을 포함한다. 또한 도 1 및 도 2로부터 볼 수 있는 바와 같이, 적어도 하나의 실시예에서, 환경 마이크로폰(32)은 환경 마이크로폰(32)이 본 오디오 향상 청력 보호 시스템(10)을 착용한 사용자가 보고 있는 방향으로 전방을 향하도록 각각의 1차 소음 감소 유닛(22)에 장착된다. 한 쌍의 환경 마이크로폰(32)이 도 1의 예시적인 실시예에서 예로서 도시된 바와 같이 바이노럴(binaural) 구성으로 주변 소음 감소 조립체(20)에 장착된 대응하는 마이크로폰 매니폴드(34)에 수용될 때, 본 발명의 오디오 입력 조립체(30)는 사용자의 머리에 대해 임의의 방향으로 최소 20도의 해상도를 제공할 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 마이크로폰 매니폴드(34)는 인간의 귀를 적어도 부분적으로 모방하도록 구성된다. 이와 같이, 본 발명에 따른 마이크로폰 매니폴드(34)는 환경 오디오 신호(33)를 기계적으로 필터링하는 역할을 하여 사용자가 자신이 있는 환경의 청각적 풍경을 적어도 부분적으로 포함하는 환경 오디오 신호(33)를 사실적으로 재현할 수 있게 한다.
본 발명의 적어도 하나의 실시예에 따르면, 오디오 입력 조립체(30)는 적어도 하나의 음성 통신 수신기(36)를 더 포함한다. 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있는 바와 같이, 음성 통신 수신기(36)는 유선 구성을 포함할 수 있고, 예를 들어, 일반적으로 유선 헤드셋 및 이어 버드에 통합된 인라인 마이크로폰을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 추가 실시예에서, 음성 통신 수신기(36)는 예로서 블루투스 가능 오디오 수신기를 포함할 수 있는 무선 오디오 수신기를 포함할 수 있다. 도 1 및 도 2의 예시적인 실시예에서 볼 수 있는 바와 같이, 오디오 입력 조립체(30)는 1차 소음 감소 유닛(22)에 장착된 적어도 하나의 음성 통신 수신기(36)를 포함한다.
본 발명에 따른 오디오 향상 청력 보호 시스템(10)은 오디오 입력 조립체(30)로부터 원시 오디오 신호(42)를 수신하는 디지털 신호 처리 조립체(40)를 더 포함한다. 전술한 내용으로 이해할 수 있는 바와 같이, 원시 오디오 신호 입력(42)은 오디오 입력 조립체(30)의 환경 마이크로폰(32)에 의해 캡처된 환경 오디오 신호(33)를 포함할 수 있다. 적어도 일 실시예에서, 환경 마이크로폰(32)에 의해 캡처된 환경 오디오 신호(33)는 디지털 신호 처리 조립체(40)로 전송되기 전에 전치 증폭기(35)를 통해 처리된다. 대안적으로, 원시 오디오 신호 입력(42)은 오디오 입력 조립체(30)의 음성 통신 수신기(36)에 의해 캡처된 음성 통신 오디오 신호(37)를 포함할 수 있다. 하나의 다른 실시예에서, 원시 오디오 신호(42)는 환경 오디오 신호(33) 및 음성 통신 오디오 신호(37)를 모두 포함할 수 있다.
도 5의 예시적인 실시예를 참조하면, 디지털 신호 처리 조립체(40)는 위에서 언급한 바와 같이 환경 오디오 신호(33), 음성 통신 오디오 신호(37), 또는 이 둘의 조합을 포함할 수 있는 원시 오디오 신호(42)를 수신한다. 적어도 하나의 실시예에서, 본 발명에 따른 디지털 신호 처리 조립체(40)는, 후술되는 바와 같이, 처리 전에 원시 오디오 신호(42)의 진폭을 상승시키고 하나 이상의 스피커(52)를 구동하기 위한 증폭기(44)를 포함한다. 도 5의 예시적인 실시예를 더 살펴보면, 디지털 신호 처리 조립체(40)는 디지털 프로세서(46)를 더 포함한다. 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 따라, 디지털 프로세서(46)는, 이하에서 설명되는 바와 같이, 증폭된 원시 오디오 신호(42')를 수신하고, 오디오 출력 조립체(50)를 통해 사용자의 귀로 전송하기 위해, 증폭된 원시 오디오 신호(42')를 처리된 오디오 신호(48)로 변환한다.
본 발명에 따른 디지털 신호 처리 조립체(40)는 임의의 다양한 방식으로 프로그래밍될 수 있다. 일례로서, 하나 이상의 환경 마이크로폰(32)으로부터 획득된 환경 오디오 신호(33)는 디지털 신호 처리를 위한 시스템 및 방법에 관한 미국 특허 번호 8,160,274에 설명된 바와 같이 처리될 수 있다. 디지털 신호 처리를 위한 전술한 방법에 따라 환경 오디오 신호(33)를 처리하면 우수한 주파수 응답 제어를 갖는 처리된 오디오 신호(48)를 생성하여 실제 세계의 음향 환경을 자연스럽고 사실적으로 표현할 수 있게 된다. 또한 앞서 언급한 방법은 임의의 손실 없이 또는 다른 환경 소리에 아티팩팅을 추가함이 없이 극히 시끄러운 일시적인 소리를 안전한 레벨로 제한하는 것을 제공한다. 예를 들어, 말하는 사람 근처에서 총이 발사되면 총소리는 안전한 레벨로 제한될 수 있는 반면, 사람의 음성은 일관된 레벨로 유지되도록 처리된다. 이러한 방식으로 디지털 신호 처리 조립체(30)를 사용한 결과, 본 발명의 주변 소음 감소 조립체(20)는 능동 소음 감소 조립체(20)로서 기능한다. 적어도 하나의 추가 실시예에서, 디지털 프로세서(46)는 들어오는 원시 오디오 신호(42)에 기초하여 소음 상쇄 신호를 생성하여 주변 소음 감소 조립체(20)를 능동 "소음 상쇄" 소음 감소 조립체(20)로 변환하도록 프로그래밍된다.
디지털 신호 처리를 위한 전술한 방법은 전술한 바와 같이 마이크로폰 매니폴드(34)에 장착된 환경 마이크로폰(32)으로부터 환경 오디오 신호(33)를 획득할 때 특히 효과적이다. 보다 구체적으로, 마이크로폰 매니폴드(34)에 장착된 환경 마이크로폰(32)으로부터 획득된 원시 오디오 신호(42)는 청각적 풍경의 모든 축에서 환경 소리의 방향성을 완벽하게 재현하도록 처리될 수 있다.
음성 통신 오디오 신호(37)의 경우, 신호(37)는 협대역 디지털 신호 처리를 위한 시스템 및 방법에 관한 미국 특허 번호 9,264,004에 설명된 바와 같이 처리되거나, 또는 디지털 신호 처리를 위한 시스템 및 방법에 관한 미국 특허 번호 8,160,274에 설명된 바와 같이 처리될 수 있고, 이는 이 둘 모두가 사람의 음성의 선명도를 효과적이고 측정 가능하게 증가시킬 수 있기 때문이다.
이전과 같이, 원시 오디오 신호(42)는 본 발명에 따른 디지털 신호 처리 조립체(40)를 통해 처리된 오디오 신호(48)로 임의의 수의 상이한 방식으로 변환될 수 있으며, 이에 의해 본 오디오 향상 청력 보호 시스템(10)은 주변 소음 레벨이 높은 임의의 다양한 환경에서 효과적으로 이용될 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명에 따른 디지털 신호 처리 조립체(40)는 음성 통신 신호(37)로부터 증가된 음성 선명도를 제공하고, 들어오는 환경 오디오 신호(33)를 처리된 오디오 신호(48)로 변환하도록 프로그래밍되고, 이에 의해 사용자의 귀에 외부 세계의 청각적 풍경을 자연스럽고 사실적으로 재현할 수 있게 된다.
일 실시예에서, 본 오디오 향상 청력 보호 시스템(10)의 디지털 프로세서(46)는 사용자에게 전송되는 처리된 오디오 신호(48)를 최적화하기 위해 환경 오디오 신호(33)와 음성 통신 오디오 신호(37) 사이의 혼합을 지속적으로 조절할 수 있는 레벨 제어를 포함한다.
다른 실시예에서, 환경 오디오 신호(33)는 주변 소음 레벨이 높은 환경에서 다른 사람들과 의사 소통하기 위한 푸쉬-투-토크 유형의 특징을 허용하기 위해 순간적으로 스위칭온될 수 있다. 이러한 실시예에서, 음성 통신 오디오 신호(37)는 항상 온 상태일 수 있는 반면, 환경 오디오 신호(33)는 스위칭온 될 때까지 음소거된다.
하나의 추가 실시예에서, 환경 오디오 신호(33) 및 음성 통신 오디오 신호(37)는 모두 활성화되지만, 디지털 프로세서(46)는 환경 오디오 신호(33)의 자동 음소거 및 음소거 해제를 위한 임계 값을 갖도록 프로그래밍된다.
또 다른 실시예에서, 음성 통신 오디오 신호(37)는 음악과 같은 엔터테인먼트를 운반하도록 설계된 추가적인 유선 또는 무선 오디오 신호와 결합되거나 이 오디오 신호로 대체될 수 있다. 이러한 실시예에서, 디지털 신호 처리 조립체(40)는 음성 통신 오디오 신호(37)에 대한 음성 선명도를 제공하거나 엔터테인먼트를 포함하는 오디오 신호에 대한 디지털 오디오 향상을 제공하기 위해 다수의 모드로 프로그래밍된다. 오디오 신호가 별도의 채널에 남아있는 경우, 오디오 신호는 개별 의도된 목적을 위해 디지털 신호 처리 조립체(40)에 의해 개별적으로 처리될 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 오디오 향상 청력 보호 시스템(10)은 처리된 오디오 신호(48)를 디지털 신호 처리 조립체(40)로부터 사용자의 귀로 전송하기 위해 오디오 출력 조립체(50)를 더 포함한다. 본 발명에 따른 오디오 출력 조립체(50)는 처리된 오디오 신호(48)를 사용자의 귀로 전송하기 위해 적어도 하나의 스피커(52)를 포함한다. 도 3 및 도 4의 예시적인 실시예를 참조하면, 오디오 출력 조립체(50)는 단지 예로서 유연한 이어 버드와 같은 2차 소음 감소 유닛(24)에 장착된 적어도 하나의 스피커(52)를 포함한다. 적어도 하나의 실시예에서, 오디오 출력 조립체(50)는 한 쌍의 스피커(52)를 포함하고, 각각의 스피커는 사용자의 각 귀에 대응하는 상이한 2차 소음 감소 유닛(24)에 장착된다.
상호 연결부(26)는 처리된 오디오 신호(48)를 디지털 신호 처리 조립체(40)로부터 스피커(52)로 전송하는 것을 용이하게 하는 유선 연결을 포함하거나 유선 연결로 구성될 수 있다. 적어도 일 실시예에서, 스피커(52)는, 다시 한번 예로서, 블루투스 가능 오디오 스피커(52)를 포함할 수 있는 무선 오디오 스피커(52)를 포함한다.
본 발명의 설명된 실시예에 대해 많은 수정, 변경 및 변형이 이루어질 수 있기 때문에, 전술한 설명 및 첨부된 도면에 도시된 모든 사항은 본 발명을 제한하는 의미가 아니라 예시하는 것으로 해석되도록 의도된다. 따라서, 본 발명의 범위는 첨부된 청구 범위 및 그 법적 등가물에 의해 결정되어야 한다.

Claims (30)

  1. 사용자에 의해 착용될 오디오 향상 청력 보호 시스템으로서,
    주변 소음 감소 조립체,
    환경 오디오 신호를 수신하기 위해 적어도 하나의 환경 마이크로폰을 포함하는 오디오 입력 조립체,
    상기 환경 오디오 신호를 변환하기 위해 디지털 프로세서를 포함하는 디지털 신호 처리 조립체, 및
    처리된 오디오 신호를 상기 사용자에게 전송하기 위해 적어도 하나의 스피커를 포함하는 오디오 출력 조립체를 포함하는 것을 특징으로 하는 오디오 향상 청력 보호 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 주변 소음 감소 조립체는 적어도 하나의 1차 소음 감소 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 오디오 향상 청력 보호 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 주변 소음 감소 조립체는 적어도 하나의 2차 소음 감소 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 오디오 향상 청력 보호 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 2차 소음 감소 유닛은 상기 1차 소음 감소 유닛에 상호 연결되는 것을 특징으로 하는 오디오 향상 청력 보호 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 상호 연결부는 조절 가능한 상호 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 오디오 향상 청력 보호 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 오디오 입력 조립체는 적어도 하나의 마이크로폰 매니폴드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오디오 향상 청력 보호 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 적어도 하나의 환경 마이크로폰은 상기 적어도 하나의 마이크로폰 매니폴드에 수용되는 것을 특징으로 하는 오디오 향상 청력 보호 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 마이크로폰 매니폴드는 상기 환경 오디오 신호를 기계적으로 필터링하기 위해 인간의 귀를 적어도 부분적으로 모방하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 오디오 향상 청력 보호 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 한 쌍의 환경 마이크로폰을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오디오 향상 청력 보호 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 한 쌍의 환경 마이크로폰 각각은 대응하는 상이한 마이크로폰 매니폴드에 수용되는 것을 특징으로 하는 오디오 향상 청력 보호 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 상기 한 쌍의 마이크로폰 매니폴드는 바이노럴(binaural) 구성으로 상기 주변 소음 감소 조립체에 장착되는 것을 특징으로 하는 오디오 향상 청력 보호 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 상기 오디오 입력 조립체는 사용자의 머리에 대해 임의의 방향으로 최소 20도의 해상도를 제공하는 것을 특징으로 하는 오디오 향상 청력 보호 시스템.
  13. 제1항에 있어서, 상기 디지털 프로세서는 원시 오디오 신호를 상기 처리된 오디오 신호로 변환하도록 추가로 구성된 것을 특징으로 하는 오디오 향상 청력 보호 시스템.
  14. 제13항에 있어서, 상기 원시 오디오 신호는 상기 환경 오디오 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 오디오 향상 청력 보호 시스템.
  15. 제1항에 있어서, 상기 오디오 입력 조립체는 전치 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 오디오 향상 청력 보호 시스템.
  16. 제1항에 있어서, 상기 주변 소음 감소 조립체는 수동형인 것을 특징으로 하는 오디오 향상 청력 보호 시스템.
  17. 제1항에 있어서, 상기 주변 소음 감소 조립체는 능동형인 것을 특징으로 하는 오디오 향상 청력 보호 시스템.
  18. 사용자에 의해 착용될 오디오 향상 청력 보호 시스템으로서,
    1차 소음 감소 유닛 및 2차 소음 감소 유닛을 포함하는 주변 소음 감소 조립체,
    환경 오디오 신호를 수신하기 위해 복수의 환경 마이크로폰을 포함하는 오디오 입력 조립체,
    디지털 신호 처리 조립체, 및
    처리된 오디오 신호를 전송하기 위해 적어도 하나의 스피커를 포함하는 오디오 출력 조립체를 포함하는 것을 특징으로 하는 오디오 향상 청력 보호 시스템.
  19. 제18항에 있어서, 상기 2차 소음 감소 유닛은 조절 가능한 상호 연결부를 통해 상기 1차 소음 감소 유닛에 상호 연결된 것을 특징으로 하는 오디오 향상 청력 보호 시스템.
  20. 제18항에 있어서, 상기 주변 소음 감소 조립체는 주변 소음 레벨을 적어도 50 데시벨만큼 감소시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 오디오 향상 청력 보호 시스템.
  21. 제18항에 있어서, 상기 1차 소음 감소 유닛은 주변 소음 레벨을 적어도 30 데시벨만큼 감소시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 오디오 향상 청력 보호 시스템.
  22. 제18항에 있어서, 상기 2차 소음 감소 유닛은 주변 소음 레벨을 적어도 20 데시벨만큼 감소시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 오디오 향상 청력 보호 시스템.
  23. 제1항에 있어서, 상기 주변 소음 감소 조립체는 수동형인 것을 특징으로 하는 오디오 향상 청력 보호 시스템.
  24. 제1항에 있어서, 상기 주변 소음 감소 조립체는 능동형인 것을 특징으로 하는 오디오 향상 청력 보호 시스템.
  25. 사용자에 의해 착용될 오디오 향상 청력 보호 시스템으로서,
    사용자에 의해 쉽게 착용될 수 있도록 지지 부재에 의해 서로 연결된 한 쌍의 1차 소음 감소 유닛을 포함하는 주변 소음 감소 조립체,
    상기 한 쌍의 1차 소음 감소 유닛 중 다른 것에 각각 조절 가능하게 상호 연결된 한 쌍의 2차 소음 감소 유닛,
    환경 오디오 신호를 수신하기 위해 복수의 환경 마이크로폰을 포함하는 오디오 입력 조립체로서, 상기 복수의 환경 마이크로폰 각각은 상기 한 쌍의 1차 소음 감소 유닛 중 다른 것에 장착되는, 상기 오디오 입력 조립체,
    상기 환경 오디오 신호를 처리된 오디오 신호로 변환하기 위해 디지털 프로세서를 포함하는 디지털 신호 처리 조립체로서, 상기 디지털 프로세서는 환경 소리 자체의 손실 또는 아티팩팅(artifacting) 없이 극히 시끄러운 환경 소리를 사용자를 위해 안전한 레벨로 제한하는, 상기 디지털 신호 처리 조립체, 및
    상기 처리된 오디오 신호를 상기 사용자에게 전송하기 위해 복수의 스피커를 포함하는 오디오 출력 조립체를 포함하는 것을 특징으로 하는 오디오 향상 청력 보호 시스템.
  26. 제25항에 있어서, 상기 오디오 입력 조립체는 상기 사용자로부터 복수의 음성 통신 오디오 신호를 수신하기 위해 적어도 하나의 음성 통신 수신기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오디오 향상 청력 보호 시스템.
  27. 제26항에 있어서, 상기 디지털 프로세서는 상기 복수의 음성 통신 오디오 신호를 복수의 처리된 오디오 신호로 변환하도록 더 구성되고, 상기 디지털 프로세서는 음성 통신의 음성 선명도를 증가시키는 것을 특징으로 하는 오디오 향상 청력 보호 시스템.
  28. 제25항에 있어서, 상기 주변 소음 감소 조립체는 주변 소음 레벨을 적어도 50데시벨만큼 감소시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 오디오 향상 청력 보호 시스템.
  29. 제1항에 있어서, 상기 주변 소음 감소 조립체는 수동형인 것을 특징으로 하는 오디오 향상 청력 보호 시스템.
  30. 제1항에 있어서, 상기 주변 소음 감소 조립체는 능동형인 것을 특징으로 하는 오디오 향상 청력 보호 시스템.
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