KR20230108105A - 마스크용 발광형 음성 전달장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 마스크 착용자의 음성에 의해 진동하는 진동막을 통해 음성을 명확하게 전달할 수 있으며, 음성에 의해 진동막이 진동할 때 음성을 인식하여 외부로 빛을 방출할 수 있도록 한 마스크용 발광형 음성 전달장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 마스크용 발광형 음성 전달장치는, 마스크에 관통되게 형성되는 설치공과 연통되는 개구부가 형성되고 테두리가 마스크의 설치공의 주변부에 결합되는 링 형태의 마운트유닛; 테두리가 상기 마운트유닛에 결합되어 마운트유닛의 개구부를 통해 전달되는 마스크 착용자의 음파에 의해 진동하는 진동막; 및, 상기 마운트유닛에 설치되어 마스크 착용자의 음파를 감지하면 빛을 방출하는 발광유닛;을 포함한다.

Description

마스크용 발광형 음성 전달장치{Sound Transmitting Device for Mask}
본 발명은 마스크에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 마스크를 착용한 상태에서 사용자의 음성에 의해 진동하면서 음성을 정확하게 전달할 수 있으며, 음성에 의해 진동막이 진동할 때 음성을 인식하여 외부로 빛을 방출할 수 있도록 한 마스크용 발광형 음성 전달장치에 관한 것이다.
마스크는, 개인이 가스, 증기, 에어로졸(예를 들어, 먼지, 안개 및/또는 생물학적 작용제)과 같은 위험한 물질에 노출되는 환경에서 사용된다. 마스크는 저렴한 일회용 마스크부터, 교체가능한 여과 카트리지를 포함하는 재사용가능한 마스크에 이르기까지 매우 다양한 유형을 갖는다.
통상의 마스크는 착용자의 입 전체를 가리기 때문에 사용자의 음성이 마스크에 부딪혀 음파가 외부로 정확하게 전달되지 않아 착용자의 스피치를 정확하게 이해할 수 없게 하는 경향이 있어서 사람 간의 소통을 어렵게 만든다.
이러한 문제를 해결하기 위한 것으로, 국내 공개특허 10-2018-0115670호에 사용자에 의해 생성된 음파에 응답하여 진동하도록 구성된 음성 전달 멤브레인을 갖는 음성 전달 특징부를 구비한 호흡기 마스크가 개시되어 있다.
그러나 종래의 호흡기 마스크에 구비되는 음성 전달 멤브레인은 두께가 얇은 평면으로 이루어지며, 얇은 천이나 직물로 이루어진 마스크에 적용할 경우 음성 전달을 명확하게 하는데 한계가 있다.
또한 기존의 마스크는 음성 전달 멤브레인을 통해 음성만 전달하여, 음성을 시각적으로 전달하는 효과는 제공하지 못한다.
대한민국 공개특허 10-2018-0115670호(2018.10.23. 공개)
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 마스크 착용자의 음성에 의해 진동하여 음성을 명확하게 전달할 수 있으며, 음성에 의해 진동막이 진동할 때 음성을 인식하여 외부로 빛을 방출함으로써 심미적인 효과도 얻을 수 있도록 한 마스크용 발광형 음성 전달장치에 관한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 마스크용 발광형 음성 전달장치는, 마스크에 관통되게 형성되는 설치공과 연통되는 개구부가 형성되고 테두리가 마스크의 설치공의 주변부에 결합되는 링 형태의 마운트유닛; 테두리가 상기 마운트유닛에 결합되어 마운트유닛의 개구부를 통해 전달되는 마스크 착용자의 음파에 의해 진동하는 진동막; 및, 상기 마운트유닛에 설치되어 마스크 착용자의 음파를 감지하면 빛을 방출하는 발광유닛;을 포함한다.
상기 발광유닛은, 상기 마운트유닛에 부착되는 PCB기판과, 상기 PCB기판에 설치되어 마스크 착용자의 음파를 감지하는 음성인식칩과, 상기 PCB기판에 설치되어 음성인식칩에 의해 음파가 감지되면 외부로 빛을 방출하는 LED를 포함할 수 있다.
상기 마운트유닛을 가로지르도록 설치되는 기판지지대를 더 포함하며, 상기 PCB 기판은 기판지지대의 중앙에 설치되어 진동막의 중앙부를 통해서 빛을 방출할 수 있다.
상기 마운트유닛은, 마스크의 설치공의 전방에 배치되는 원형 링 형태의 홀더와, 상기 마스크의 후방에서 상기 홀더의 내주면에 착탈 가능하게 결합되면서 홀더를 마스크의 설치공의 주변부에 고정하는 고정부재와, 상기 홀더의 전방에서 홀더의 외주면에 착탈 가능하게 결합되면서 상기 진동막의 테두리 부분을 상기 홀더에 대해 고정하는 링 형태의 클램프부재를 포함할 수 있다.
상기 클램프부재는 광투과성 재질로 이루어져 상기 발광유닛에서 방출된 빛을 외부로 투과할 수 있다.
상기 발광유닛은 측방으로 빛을 방출하여 상기 클램프부재를 통해 외부로 빛을 방출할 수 있다.
본 발명에 따르면, 마스크 본체의 소정 부위(예를 들어 착용자의 입술과 대응하는 중앙부)에 음파에 의해 진동하는 진동막이 설치되어, 사용자가 발성을 할 때 음파에 의해 진동막이 원활하게 진동하게 되므로 진동막에 의해 외부로 명확한 음성을 전달할 수 있다.
또한 사용자의 음성에 의해 진동하는 진동막이 설치되는 마운트유닛에 사용자의 음성을 감지하여 빛을 방출하는 발광유닛이 설치되므로, 사용자가 발성을 하면 발광유닛에서 빛을 방출함으로써 외부에서 사용자가 발성하는 것을 시각적으로 도 알 수 있어 주목도를 향상시키고, 심미감도 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크용 발광형 음성 전달장치가 적용된 마스크의 전방에서 본 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시한 마스크의 후방에서 본 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크용 발광형 음성 전달장치의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 마스크용 발광형 음성 전달장치의 분해 단면도이다.
도 5는 도 4에 도시한 마스크용 발광형 음성 전달장치의 결합 상태를 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 마스크용 발광형 음성 전달장치의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 마스크용 발광형 음성 전달장치의 단면도이다.
도 8은 도 7에 도시한 마스크용 발광형 음성 전달장치의 발광유닛을 나타낸 정면도이다.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 예에 불과할 뿐이며, 본 출원의 출원시점에 있어서 본 명세서의 실시예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 마스크용 발광형 음성 전달장치를 후술된 실시예에 따라 구체적으로 설명하도록 한다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크용 발광형 음성 전달장치를 나타낸 것이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 마스크(1)는 미세먼지나 가스, 에어로졸 등을 차단할 수 있는 유연한 직물이나 종이, 또는 수지로 된 마스크 본체(2)와, 마스크 본체(2)를 착용자의 귀 또는 후두부에 걸수 있는 끈(3)을 포함한다. 마스크 본체(2)의 중앙부에는 소정의 직경을 갖는 원형의 설치공(4)이 관통되게 형성되고, 상기 설치공(4)에는 착용자의 음성을 명확하게 전달하기 위한 발광형 음성 전달장치가 설치된다. 상기 설치공(4)은 마스크 본체(2)의 중앙부에 형성될 필요는 없고 마스크 본체(2)의 중앙에서 양측으로 소정 거리만큼 편심된 위치에 형성될 수도 있다.
음성 전달장치는 마스크 본체(2)의 설치공(4)에 결합되는 링 형태의 마운트유닛과, 테두리가 상기 마운트유닛에 결합되어 마운트유닛의 개구부를 통해 전달되는 마스크 착용자의 음파에 의해 진동하는 진동막(210), 및 상기 마운트유닛에 설치되어 마스크 착용자의 음파를 감지하면 빛을 방출하는 발광유닛(250)을 포함한다.
상기 마운트유닛은 진동막(210)을 마스크 본체(2)에 용이하게 설치함과 더불어 효과적인 집음 성능을 제공하기 위한 것으로, 측면에 마스크 본체(2)의 설치공(4)의 주변부가 끼워져 고정되는 결합홈(223)이 원주방향을 따라 형성되어 있는 원형 링 형태의 홀더(220)와, 상기 홀더(220)의 전방에서 홀더(220)의 외주면에 착탈 가능하게 결합되면서 상기 진동막(210)의 테두리 부분을 상기 홀더(220)에 대해 고정하는 링 형태의 클램프부재(230)를 포함할 수 있다.
상기 홀더(220)는 전방부 외주연부에 외측 플랜지(222)가 전방으로 돌출되게 형성되어 있으며, 중앙에 개구부가 개방되게 형성되어 있는 원형 링으로 이루어진다. 홀더(220)의 외측 플랜지(222)의 외면에는 클램프부재(230)와 나선 결합되는 나사산이 형성되어 있다. 홀더(220)의 개구부의 후단부는 후방에서 전방으로 갈수록 내경이 줄어드는 원추형으로 되어, 사용자의 발성에 의해 생성된 음파를 전방의 진동막(210) 쪽으로 집중함으로써 진동막(210)이 더욱 원활하게 진동할 수 있도록 하는 집음 기능을 한다.
클램프부재(230)는 대략 'ㄱ'자형 단면 형태를 갖는 원형 링으로 이루어져 홀더(220)의 전방에서 홀더(220)의 외측 플랜지(222)에 결합된다. 클램프부재(230)의 내주면에는 홀더(220)의 외측 플랜지(222)의 나사산과 나선 결합되는 나사산(232)이 형성되어 있다. 물론 이 실시예에서 홀더(220)의 외측 플랜지(222)와 클램프부재(230)는 나사산에 의한 나선 결합 방식으로 착탈될 수 있으나, 이외에도 후크 결합방식 등으로 착탈될 수도 있을 것이다.
한편, 이 실시예에서 상기 마운트유닛의 홀더(220)는 단일체로 되어 마스크 본체(2)의 설치공(4)의 주변부에 고정되지만, 도 4 및 도 5에 도시한 것과 같이 마운트유닛이 마스크 본체(2)의 설치공(4)의 전방에 배치되는 원형 링 형태의 홀더(220)와, 상기 마스크 본체(2)의 후방에서 상기 홀더(220)의 내주면에 착탈 가능하게 결합되면서 홀더(220)를 마스크 본체(2)의 설치공(4)의 주변부에 고정하는 고정부재(240)와, 상기 홀더(220)의 전방에서 홀더(220)의 외주면에 착탈 가능하게 결합되면서 상기 진동막(210)의 테두리 부분을 상기 홀더(220)에 대해 고정하는 링 형태의 클램프부재(230)를 포함하여 구성될 수도 있다.
상기 홀더(220)는 전방이 개방된 'ㄷ' 형의 단면 형태를 가지며 중앙에 개구부가 개방되게 형성되어 있는 원형 링으로 이루어진다. 홀더(220)의 내측 플랜지(221)와 외측 플랜지(222) 각각에는 클램프부재(230) 및 고정부재(240)와 각각 나선 결합되는 나사산이 형성되어 있다.
고정부재(240)는 중앙에 홀더(220)의 개구부와 연통되는 원형의 개구부가 형성되어 있는 원반형으로 이루어지며, 중앙의 개구부 주변에 상기 홀더(220)의 내측 플랜지(221)의 나사산과 나선 결합되는 나사산이 형성되어 있는 수나사부(241)를 구비한다. 또한 고정부재(240)의 수나사부(241)의 후단부에는 후방에서 전방으로 갈수록 내경이 줄어드는 원추형의 구멍 형태로 되어, 사용자의 발성에 의해 생성된 음파를 전방의 진동막(210) 쪽으로 집중함으로써 진동막(210)이 더욱 원활하게 진동할 수 있도록 하는 집음부(242)가 형성될 수 있다.
클램프부재(230)는 전술한 실시예의 클램프부재(230)와 동일한 구성으로 이루어질 수 있다. 즉, 클램프부재(230)는 대략 'ㄱ'자형 단면 형태를 갖는 원형 링으로 이루어져 홀더(220)의 전방에서 홀더(220)의 외측 플랜지(222)에 나선 결합된다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 진동막(210)은 홀더(220)의 직경과 대체로 일치하거나 그 보다 작은 직경을 갖는 얇은 원반 형태의 필름으로 되어 홀더(220)의 전단부에 배치되며, 홀더(220)의 개구부를 통해 전달되는 마스크 착용자의 음파에 의해 진동함으로써 착용자의 음성을 외부로 명확하게 전달할 수 있다. 진동막(210)은 전술한 것과 같이 클램프부재(230)의 테두리 부분과 홀더(220)의 테두리 부분에 사이에 고정될 수 있는데, 이 때 진동막(210)의 테두리가 움직이지 않고 고정되도록 클램프부재(230)의 후방부에 고무나 실리콘과 같은 탄성 재질의 가스켓링(225)을 배치하여, 클램프부재(230)가 홀더(220)의 외측 플랜지(222)에 결합될 때 진동막(210)의 테두리 부분을 홀더(220)의 외측 플랜지(222)의 전단부에 대해 탄력적으로 밀착하여 지지할 수도 있을 것이다.
물론 이와 다르게 진동막(210)은 테두리 부분이 클램프부재(230)의 테두리 부분 또는 홀더(220)의 테두리 부분에 초음파 융착 또는 접착 방식으로 부착될 수도 있다.
진동막(210)은 착용자의 음성에 의해 원활하게 진동할 수 있도록 얇은 천이나 수지 재질의 필름으로 만들어질 수 있다. 진동막(210)은 음파에 의한 진동폭을 증가시키도록 중심부에 외부로(전방으로) 볼록한 돔 형태의 진동증폭부(211)가 구비되어 있다. 이와 같이 진동막(210)이 단순한 평면으로 이루어지지 않고 중앙부에 원형 돔 형태의 진동증폭부(211)가 형성된 원반형으로 이루어짐으로써 음파에 의한 진동을 더욱 원활하게 할 수 있는 이점이 있다.
상기 진동막(210)은 진동증폭부(211)를 제외한 나머지 부분, 즉, 진동증폭부(211)와 테두리 부분 사이 부분이 단순한 평면으로 이루어질 수 있지만, 진동증폭부(211)와 테두리 부분 사이에 전방으로 볼록한 곡면 형태로 보조증폭부(212)가 형성되고, 상기 보조증폭부(212)에 주름부(214)가 형성된 구조를 가질 수도 있다. 상기 주름부(214)는 이 실시예에서와 같이 복수개가 나선형으로 형성될 수도 있지만, 반경방향 또는 원주방향을 따라 주름진 웨이브 형태로 형성될 수도 있을 것이다.
진동막(210)은 얇은 천이나 수지 재질의 필름으로 이루어지기 때문에 발광유닛(250)에서 방출된 빛은 진동막(210)을 통해 외부로 방출될 수 있다.
발광유닛(250)은 홀더(220)에 설치되어 마스크 착용자의 음파를 감지하면 빛을 방출함으로써 외부에서 사용자가 발성하는 것을 시각적으로 알려주는 작용을 한다.
이 실시예에서 발광유닛(250)은 홀더(220)의 전방면에 설치되는 복수의 PCB기판(251)과, 상기 PCB기판(251)에 설치되어 마스크 착용자의 음파를 감지하는 음성인식칩(252)과, 상기 PCB기판(251)에 설치되어 음성인식칩(252)에 의해 음파가 감지되면 전방을 향해 빛을 방출하는 LED(253)를 포함한다.
상기 발광유닛(250)은 홀더(220)의 원주방향을 따라 복수개가 일정 간격으로 설치될 수 있으나, 이와 다르게 단일하게 설치될 수도 있다.
상기 PCB기판(251)에는 초소형의 배터리(미도시)를 구비한 전원공급부(미도시)가 마련될 수 있다. 또한 상기 전원공급부(미도시)의 배터리(미도시)를 충전하기 위하여 홀더(220)에 외부의 전원공급기와 전기적으로 연결하기 위한 충전포트(254)가 마련될 수 있다.
이러한 발광유닛(250)은 전방을 향해 빛을 방출하게 구성될 수도 있지만, 도 6에 도시한 것과 같이 홀더(220)가 후방으로 개방된 'ㄷ' 형의 단면 형태를 가지며, 발광유닛(250)의 LED(253)가 측방을 향해 빛을 방출하여 클램프부재(230)를 통해서 외부로 빛을 방출하게 구성될 수도 있을 것이다. 이 경우 클램프부재(230)는 광투과성 수지 재질로 되어 발광유닛(250)의 LED(253)에서 방출된 빛을 외부로 유도하여 방출하는 도광판의 기능을 한다.
또한 발광유닛(250)이 홀더(220)의 원주방향을 따라 배치되지 않고 홀더(220)의 중앙부에 배치되어 진동막(210)의 중앙부를 통해서 빛을 방출할 수 있도록 하기 위하여, 도 7 및 도 8에 도시한 것과 같이 홀더(220)의 개구부를 가로지르도록 기판지지대(260)를 설치하고, 기판지지대(260)이 중앙부에 발광유닛(250)의 PCB기판(251)을 설치하여, 진동막(210)의 중앙부를 통해서 빛을 방출하도록 할 수 있다.
이 때 기판지지대(260)는 사용자의 발성에 의한 음파가 진동막(210)에 도달하는 것을 방해하는 것을 최소화할 수 있도록 일자형 또는 십자형(+) 바아 형태로 된 것이 바람직하다.
이상에서 본 발명은 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기에서 설명된 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 부가 및 변형이 가능할 것임은 당연하며, 이와 같은 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 실용신안등록청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
1 : 마스크 2 : 마스크 본체
3 : 끈 4 : 설치공
210 : 진동막 211 : 진동증폭부
212 : 보조증폭부 214 : 주름부
220 : 홀더 221 : 내측 플랜지
222 : 외측 플랜지 223 : 결합홈
230 : 클램프부재 232 : 나사산
240 : 고정부재 241 : 수나사부
242 : 집음부 250 : 발광유닛
251 : PCB기판 252 : 음성인식칩
253 : LED 254 : 충전포트
260 : 기판지지대

Claims (7)

  1. 마스크에 관통되게 형성되는 설치공과 연통되는 개구부가 형성되고 테두리가 마스크의 설치공의 주변부에 결합되는 링 형태의 마운트유닛;
    테두리가 상기 마운트유닛에 결합되어 마운트유닛의 개구부를 통해 전달되는 마스크 착용자의 음파에 의해 진동하는 진동막; 및,
    상기 마운트유닛에 설치되어 마스크 착용자의 음파를 감지하면 빛을 방출하는 발광유닛;
    을 포함하는 마스크용 발광형 음성 전달장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 발광유닛은, 상기 마운트유닛에 부착되는 PCB기판과, 상기 PCB기판에 설치되어 마스크 착용자의 음파를 감지하는 음성인식칩과, 상기 PCB기판에 설치되어 음성인식칩에 의해 음파가 감지되면 외부로 빛을 방출하는 LED를 포함하는 마스크용 발광형 음성 전달장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 마운트유닛을 가로지르도록 설치되는 기판지지대를 더 포함하며, 상기 PCB 기판은 기판지지대의 중앙에 설치되어 진동막의 중앙부를 통해서 빛을 방출하도록 된 마스크용 발광형 음성 전달장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 마운트유닛은, 측면에 마스크의 설치공의 주변부가 끼워져 고정되는 결합홈이 원주방향을 따라 형성되어 있는 원형 링 형태의 홀더와, 상기 홀더의 전방에서 홀더의 외주면에 착탈 가능하게 결합되면서 상기 진동막의 테두리 부분을 상기 홀더에 대해 고정하는 링 형태의 클램프부재를 포함하는 마스크용 발광형 음성 전달장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 마운트유닛은, 마스크의 설치공의 전방에 배치되는 원형 링 형태의 홀더와, 상기 마스크의 후방에서 상기 홀더의 내주면에 착탈 가능하게 결합되면서 홀더를 마스크의 설치공의 주변부에 고정하는 고정부재와, 상기 홀더의 전방에서 홀더의 외주면에 착탈 가능하게 결합되면서 상기 진동막의 테두리 부분을 상기 홀더에 대해 고정하는 링 형태의 클램프부재를 포함하는 마스크용 발광형 음성 전달장치.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 클램프부재는 광투과성 재질로 이루어져 상기 발광유닛에서 방출된 빛을 외부로 투과하도록 된 마스크용 발광형 음성 전달장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 발광유닛은 측방으로 빛을 방출하여 상기 클램프부재를 통해 외부로 빛을 방출하는 마스크용 발광형 음성 전달장치.
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