WO2021206347A1 - 마이크 내장형 스피커 장치 및 이를 이용한 소음 제거 방법 - Google Patents

마이크 내장형 스피커 장치 및 이를 이용한 소음 제거 방법 Download PDF

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sound
speaker
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구본희
홍승근
김동준
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Definitions

  • the present invention relates to a speaker device with a built-in microphone and a method for removing noise using the same (APPARATUS OF SPEAKER WITH BUILT-IN MICROPHONE AND METHOD OF REDUCING NOISE USING BY THEREOF), wherein the , it relates to a technology for removing noise by outputting an inverse image of the collected sound.
  • Ambience noise can be introduced from all directions, and is naturally amplified or eliminated by reflection or diffraction.
  • ambient noise generated in general spaces such as rooms, offices, vehicles, airplanes, etc. and personal living spaces deteriorates the quality of life, and may cause deterioration of work efficiency as well as concentration.
  • Sound insulation or sound absorption construction can be constructed using products with excellent sound insulation or sound absorption effects in the process of installing a space, but it is difficult to add them when the facility construction has already been completed.
  • An object of the present invention is to efficiently remove spatial noise by installing a microphone module and a speaker driver at the same point.
  • Another object of the present invention is to prevent the vibration of the speaker driver installed at the same point from being transmitted to the microphone module.
  • Another object of the present invention is to improve the structure of a microphone module to prevent howling or feedback generated by a speaker driver.
  • Another object of the present invention is to reproduce a clear sound from which spatial noise is removed through an additional speaker module.
  • a speaker device with a built-in microphone includes a microphone module for generating a sound pickup signal by collecting sound from a medium, and transmitting a vibration corresponding to an inverse signal of the sound pickup signal to the medium. and a controller that receives the sound pickup signal from a speaker driver and the microphone module, generates an inverse signal of the sound pickup signal, and transmits the inverse signal to the speaker driver.
  • the microphone module uses a first band as a target band to collect sound from a medium, and a high-pitched contact microphone for generating a first sound pickup signal, and a second band that is a lower frequency band than the first band as a target band and a low-pitched contact microphone for collecting sound from the medium and generating a second sound-collecting signal, and a microphone controller for generating the sound-collecting signal by adding up the first and second sound-collecting signals.
  • the microphone module accommodates the high-pitched contact microphone and the low-pitched contact microphone, but is formed of an anti-magnetic material to prevent the influence of external magnetism, and feedback formed in a parabolic shape to improve the sound pickup rate It may further include a blocking housing.
  • the microphone module has a funnel-shaped treble that has one end in contact with the medium and transmits the vibration of the medium to the treble contact microphone through the other end in order to improve the sound collection rate of the sound transmitted from the medium.
  • a boost plate for and one end in contact with the medium and may further include a donut-shaped boost plate for transmitting the vibration of the medium to the contact microphone for bass through the other end.
  • the feedback blocking housing includes one or more through-holes at regular intervals along a circular arc, but includes a rubber plate covering an opening in contact with the medium, and the boost plate for high sound is, under the intervening of the rubber plate Transmits vibration to the high-pitched contact microphone, and the low-pitched boost plate is located inside the rubber plate, and includes one or more protrusions corresponding to the through-holes, and is positioned so that the protrusions pass through the through-holes. can do.
  • the speaker driver includes a vibrating unit having one side in contact with the medium to transmit vibration, a magnet transmitting vibration to the vibrating unit, and spaced apart from the outside of the magnet to generate a magnetic field according to the reversed-phase signal
  • a voice coil a voice coil fixing part for fixing the position of the voice coil on the outside of the voice coil, and one end being fixed to the voice coil fixing part in order to prevent the position of the voice coil from being changed with respect to the medium, and the other end being fixed to the medium
  • It may include a fixing bracket fixed to the.
  • the vibrating unit may include a microphone receiving unit recessed inside at one side contacting the medium, and the microphone module may be located in the microphone receiving unit spaced apart from the vibrating unit.
  • the middle portion further includes a microphone module support pole coupled to the speaker driver, so that vibration of the speaker driver is not transmitted to the microphone module, under the intervening rubber ring
  • the pole for supporting the microphone module may be coupled to the speaker driver.
  • the speaker driver is located inside the voice coil fixing part, and further includes a fixing groove for fixing the voice coil on an inner circumferential surface and a voice coil support part having a first screw thread on an outer circumferential surface, wherein the voice coil is provided with the fixing groove and a second screw thread corresponding to the first screw thread is formed on the inner circumferential surface of the voice coil fixing part, so that the position of the voice coil support part may be changed by rotation of the voice coil fixing part.
  • the microphone module may further include a speaker module positioned to face the opposite direction and generating a sound according to a signal applied by a user.
  • the speaker driver is positioned on one side of the magnet so that the magnet returns to its original position after vibration, and a wave spring having a multi-layer formed to have a thickness in proportion to the distance from the magnet is formed.
  • a wave spring having a multi-layer formed to have a thickness in proportion to the distance from the magnet is formed. may include more.
  • the noise removal method is a method for removing noise through a microphone-built speaker device in which a speaker and a microphone are integrally provided. Receiving a signal, generating an inverse signal of the sound pickup signal, and transmitting a vibration corresponding to the inverse signal to the medium through the speaker having a shape for accommodating the microphone.
  • the output generated through the speaker may be prevented from being input into the microphone by a feedback blocking housing having a parabolic shape accommodating the microphone.
  • the feedback blocking housing may be formed of an anti-magnetic material.
  • the feedback blocking housing may be accommodated inside the vibrating unit of the speaker that transmits vibration to the medium.
  • the feedback blocking housing is coupled to the vibrating unit spaced apart from the vibrating unit by a microphone supporting pole, and the vibration of the vibrating unit is caused by a rubber ring interposed between the microphone supporting pole and the vibrating unit. Microtransmission can be prevented.
  • the step of receiving the sound pickup signal includes generating a first phase signal of a balanced audio signal using a signal received from a high-pitched contact microphone of the microphone, in the low-pitched contact microphone of the microphone generating a second phase signal of the balanced audio signal using a received signal; generating the summed sound pickup signal by applying an inverse phase to any one of a first phase signal and a second phase signal of the balanced audio signal and receiving the sound pickup signal.
  • the present invention by installing the microphone module and the speaker driver at the same point, it is possible to efficiently remove the spatial noise.
  • the present invention by improving the structure of the microphone module, it is possible to improve the sound pickup rate of the sound transmitted to the medium.
  • the vibration of the speaker driver can be efficiently transmitted to the medium by fixing the speaker driver to the medium.
  • the present invention by improving the structure of the speaker driver, it is possible to set the output efficiency and sound quality of the speaker driver through a simple operation.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a microphone-embedded speaker device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an exploded view of a speaker device with a built-in microphone according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is an exploded view of a microphone module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is an exploded view of a speaker driver according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a processing flow diagram of using a single device in accordance with an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a processing flow diagram of the use of multiple connections according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is an exemplary view attached to the interior of a vehicle according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is an exemplary view illustrating a noise canceling area according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of an apparatus to which a speaker for sound reproduction is added according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a flowchart of a noise removal method according to an embodiment of the present invention.
  • the basic condition of the noise removal method is to generate an inverse wave at the same position as the noise generating position to cancel it.
  • the point at which the noise is generated may be regarded as the wall or obstacle, and the noise may be extinguished by generating a wave in the opposite phase to the wall or the obstacle.
  • a speaker driver may be used as the device for reproducing sound, and a microphone module for collecting noise is also required.
  • the microphone module collects the noise, performs reverse-phase processing on the received signal, and transmits it to the speaker driver, and the speaker driver outputs the reverse-phase-processed signal to cancel the noise.
  • the sound reproduced through the speaker driver may be picked up by the microphone module, and the picked-up sound may be amplified through the amplifier and output again by the speaker driver.
  • the speaker driver and the microphone module cannot be installed in the same location.
  • the feedback continuously increases the amplification amount of the amplifier, thereby causing damage to the amplifier circuit, the power supply circuit, and the speaker driver.
  • the feedback is easily generated at a specific frequency, and as the bandwidth of a quality factor (Q) value is widened, it may affect the entire frequency band.
  • the above-described method has a problem in that it is difficult to use in a noise-removing environment because it cannot accurately process the reverse phase of the input frequency by modifying the characteristics of the frequency.
  • the feedback occurs because both the speaker driver and the microphone module have a certain directivity, so it is advantageous to position the speaker driver and the microphone module in an Off-Axis state in order to prevent the feedback.
  • one embodiment of the present invention can prevent feedback by using a cover that can block a magnetic field as a cover of the microphone module in order to prevent feedback even on the on-axis, and positioning the microphone module inside the diaphragm of the speaker driver.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a microphone-embedded speaker device according to an embodiment of the present invention.
  • a speaker device with a built-in microphone includes a microphone module for generating a sound pickup signal by collecting sound from a medium, and a speaker for transmitting vibrations corresponding to an inverse signal of the sound pickup signal to the medium and a controller receiving the sound pickup signal from a driver and the microphone module, generating an inverse signal of the sound pickup signal, and transmitting the inverse signal to the speaker driver.
  • the microphone module includes a high-pitched contact microphone 101, a low-pitched contact microphone 103, a high-pitched boost plate 105, a low-pitched boost plate 107, a rubber plate 109, and a feedback blocking housing ( 111) and the like.
  • the speaker driver may include a magnet 113 , a voice coil 115 , a vibrating unit 117 , and a fixing bracket 119 .
  • the speaker driver may be mounted at the same position as the position of the microphone module in order to efficiently remove spatial noise.
  • the reason for installing the speaker driver in the same position as the microphone module is to reduce the processing power to compensate for the phase difference that may occur when the pickup position and the playback position are the same by making the pickup position and playback position the same, and to minimize the error. am.
  • an embodiment of the present invention arranges a microphone module inside a speaker driver for generating vibration, and applies a feedback prevention structure to pick up a noise signal and at the same time provide a device capable of reproducing a signal in reverse phase.
  • the vibrator 117 of the speaker driver may have a parabolic shape, and a microphone module capable of picking up high and low tones separately may be mounted therein.
  • the microphone module may be structurally separated so as not to be affected by the vibration of the speaker driver.
  • the vibrating part 117 of the speaker driver may include a microphone accommodating part recessed inside at one side contacting the medium, and the microphone module includes a vibrating part 117 and a vibrating part 117 in the microphone accommodating part. may be located apart.
  • the microphone module further includes a pole 121 for supporting a microphone module having one end fixedly coupled to the microphone module and a middle portion coupled to the speaker driver so that the vibration of the speaker driver is not transmitted to the microphone module.
  • a rubber ring 123 may be interposed between the support pole 121 and the speaker driver.
  • an embodiment of the present invention can be arranged and operated so that the microphone module and the speaker driver are accurately seated on the medium so that pickup and playback are completely independently operated.
  • the microphone module support pole 121 may allow the microphone module to accurately adsorb to the medium, and may be firmly attached to the target medium by using an adhesive on the rubber plate 109 .
  • the feedback blocking housing 111 accommodates the high-pitched contact microphone 101 and the low-pitched contact microphone 103, but may be formed of a magnetic material (anti-magnetic) to prevent the influence of external magnetism. It may be formed in a parabolic shape in order to improve the pitch.
  • an embodiment of the present invention may include an integrated terminal 125 for connecting the speaker driver and the microphone module.
  • the microphone module may use piezo diaphragms of different sizes, such as the high-pitched contact microphone 101 and the low-pitched contact microphone 103, to pick up the center frequency to be collected differently.
  • the microphone module for sound pickup is mounted at the same location where the speaker driver is mounted, but the microphone module uses a contact microphone (for example, a piezo microphone) to absorb noise in the air, and close contact It is possible to prevent feedback by collecting only the noise on the surface.
  • a contact microphone for example, a piezo microphone
  • the microphone module includes a magnetic feedback blocking housing to prevent the magnetic field of the speaker driver from being affected, thereby preventing feedback due to the magnetic field.
  • the vibrating unit 117 is connected to the magnet 115 and may transmit vibration to the medium through the vibrating unit 117 by driving in a moving magnetic method.
  • the vibration of the vibrating unit 117 may not have any effect on the microphone module by the rubber ring 123 .
  • the fixing bracket 119 may be connected to the voice coil fixing part of the speaker driver or the external housing of the speaker driver to be fixed to the medium.
  • the microphone module and the vibrator 117 may be mounted horizontally on the medium by the fixing bracket 119 .
  • FIG. 2 is an exploded view of a speaker device with a built-in microphone according to an embodiment of the present invention.
  • a speaker device with a built-in microphone may include a microphone module 210 and a speaker driver 220 .
  • the microphone module 210 and the speaker driver 220 may be configured in a form in which each component is stacked and coupled, and the microphone module 210 is coupled to the inside of the speaker driver 220 . can be formed in the form.
  • FIG 3 is an exploded view of a microphone module according to an embodiment of the present invention.
  • the microphone module 210 collects sound from a medium with a first band as a target band, and a high-pitched contact microphone 305 for generating a first sound pickup signal;
  • a low-pitched contact microphone 311 that collects sound from the medium using a second band, which is a lower frequency band than the first band, as a target band, and generates a second sound-collecting signal, and the first and second sound-collecting signals and a microphone controller configured to generate the sound pickup signal by summing the signals.
  • the first band and the second band may include a crossover band, and the sound pickup signal may correspond to the crossover band.
  • the treble contact microphone 305 and the low tone contact microphone 311 may connect a negative terminal (-) to the same ground, and each uses a positive terminal (+) as an individual output to provide a balanced audio signal (a balanced audio signal is resistant to noise characteristics) can be generated.
  • the balanced audio signal also has an effect of amplifying the entire signal.
  • the signals received by the high-pitched contact microphone 305 and the low-pitched contact microphone 311 are summed, and at this time, an overlapping crossover region becomes a substantially target band.
  • the crossover frequency may be adjusted by the user.
  • the crossover frequency range can be set in DSP, and the high-pitched contact microphone 305 is designated as a High Pass Filter (HPF) and the low-pitched contact microphone 311 is designated as an LPF (Low Pass Filter). You can adjust the over frequency.
  • HPF High Pass Filter
  • LPF Low Pass Filter
  • the high-pitched contact microphone 305 has a relatively smaller area than the low-pitched contact microphone 311, and the high-pitched contact microphone 305 and the low-pitched contact microphone 311 are stacked so that their central axes coincide with each other.
  • the microphone module 210 has one end in contact with the medium and a high-pitched contact microphone 305 through the other end in order to improve the sound collection rate of the sound transmitted from the medium.
  • a funnel-shaped boost plate 301 for transmitting the vibration of the medium may be further included.
  • the boost plate 301 for high sound is formed in a funnel shape, it is possible to amplify minute vibrations and efficiently transmit the amplified vibrations to the contact microphone 305 for high sound.
  • the material of the boost plate 301 for the high sound may use a material that can amplify vibration (for example, the density is configured to have the same sound propagation speed as ABS-concrete), and through this, the vibration is absorbed Vibration can be efficiently absorbed even in high-density media, which is difficult to achieve.
  • a material that can amplify vibration for example, the density is configured to have the same sound propagation speed as ABS-concrete
  • the microphone module 210 has one end in contact with the medium, and the low-pitched contact microphone 311 through the other end in order to improve the sound collection rate of the sound transmitted from the medium. It may further include a donut-shaped boost plate 307 for transmitting the vibration of the medium.
  • the boost plate 307 for the bass sound may be positioned so that the outer periphery coincides with the outer periphery of the contact microphone 311 for the bass sound, and the boost plate 301 for the treble sound passes through the inner part of the boost plate 307 for the bass sound may be located in the district.
  • the microphone module 210 accommodates a high-pitched contact microphone 305 and a low-pitched contact microphone 311, but a feedback blocking housing formed in a parabolic shape to improve sound collection rate (313) may be further included.
  • the feedback blocking housing 313 may be formed in a parabolic shape to amplify the sound generated in the medium, and only the sound generated in a target direction may be collected.
  • the feedback blocking housing 313 is formed of a radioactive material or a magnetic shield, so as to be described later, it is not affected by the magnetism of the speaker driver, so that the feedback phenomenon can be eliminated.
  • the microphone module 210 including the feedback blocking housing 313 is a contact microphone type that is not affected by acoustic characteristics, so that people or ambient noise is not easily picked up.
  • the feedback blocking housing 313 may include a rubber plate 303 covering the opening in contact with the medium.
  • the rubber plate 303 may be formed using a material capable of amplifying the target frequency band of the medium, and the target frequency may be obtained by adjusting the size and thickness.
  • the rubber plate 303 may have an edge at the edge to improve the reactivity in order to efficiently amplify and collect frequencies.
  • the rubber plate 303 may have an outer edge of the ring shape in order to pick up the sound of the correct spot.
  • the microphone module 210 can block a sound coming from the outside by compression when mounted on a medium, and can be accurately attached to the medium, so that proximity (Proximity) By increasing the effect, the bass sound absorption characteristics can be increased.
  • the rubber plate 303 includes one or more through holes at regular intervals along a circular arc, and the bass boost plate 307 is located inside the rubber plate 303 , but passes through the rubber plate 303 . It may include one or more protrusions corresponding to the spheres, and the protrusions may be positioned to pass through the through holes of the rubber plate 303 .
  • the high-pitched contact microphone 305 and the low-pitched contact microphone 311 may be at least one of a piezo microphone and a laser microphone.
  • the microphone built-in speaker device may further include a microphone module support pole 315 as a configuration for coupling the microphone module 210 and the speaker driver.
  • one end of the pole 315 for supporting the microphone module may be fixedly coupled to the feedback blocking housing 313 , and the middle may be coupled to the speaker driver.
  • the feedback blocking housing 313 and the pole 315 for supporting the microphone module are formed with threads corresponding to each other and may be fixed by screwing.
  • the pole 315 for supporting the microphone module and the speaker driver are interposed with the rubber ring 317 so that the vibration of the speaker driver is not transmitted to the microphone module 210 . can be combined.
  • FIG. 4 is an exploded view of a speaker driver according to an embodiment of the present invention.
  • the speaker driver 220 includes a vibrating unit 401 , a magnet 415 , a voice coil 409 , a voice coil fixing unit 417 , and a fixing bracket 407 . and attaches to the medium to generate vibration.
  • the voice coil 409 generates a magnetic field according to the reversed-phase signal applied through the microphone module.
  • the signal may be a sound signal output to the speaker driver 220 , and the magnet 415 may be moved by the magnetic field.
  • the voice coil fixing unit 417 accommodates the respective components, but may fix the position of the voice coil 409 outside the voice coil 409 .
  • the voice coil 409 can prevent the position relative to the medium from being changed by the voice coil fixing part 417 .
  • the voice coil 409 is located inside the voice coil fixing part 417, but the position relative to the magnet 415 may be variable.
  • the reason for changing the relative position is to take advantage of the fact that the sound characteristics vary according to the position of the voice coil 409 with respect to the magnet 415 .
  • the voice coil 409 and the magnet 415 should be located at 1/2 level from the center of the voice coil 409, and when the voice coil 409 and the magnet 415 are farther apart, the output decreases, The low-pitched sound occurs, and only the high-pitched tone is eventually heard, and as the voice coil 409 and the magnet 415 are adjacent to each other, the output rises and the low-pitched tone increases.
  • the speaker driver 220 allows the position of the magnet 415 or the voice coil 409 to be moved in detail from the outside, so that the efficiency and sound quality can be adjusted as desired by the user.
  • the speaker driver 220 is located inside the voice coil fixing part 417, and a fixing groove for fixing the voice coil 409 on the inner circumferential surface and a first screw thread are formed on the outer circumferential surface.
  • the voice coil 409 is fixed to the fixing groove, and a second thread corresponding to the first thread is formed on the inner circumferential surface of the voice coil fixing part 417, the voice coil high
  • the position of the voice coil support part 411 may be changed by rotation of the top part 417.
  • the magnet 415 is located inside the voice coil 409, but can be moved by the magnetic field.
  • the movement may be a vertical vibration, and the vibration of the magnet 415 may be transmitted to the vibrating unit 401 .
  • the vibrating unit 401 may transmit the vibration received by one surface in contact with the medium to the medium.
  • the vibrating unit 401 is formed in a parabolic shape and may include a microphone receiving unit recessed inwardly on one side contacting the medium, and the microphone module may include the vibrating unit 401 in the microphone receiving unit. may be located apart from
  • the vibrator 401 has a through hole formed in the center, the microphone module support pole is positioned through the through hole, and is fixed by a rubber ring, and one end of the microphone module support pole is the microphone It may be fixedly coupled to the module or the feedback blocking housing of the microphone module.
  • the suspension ring 413 may be included in order to prevent damage from being accumulated due to the five senses of vibration between the vibrating part 401 and the magnet 415 , and may be formed of a soft material.
  • the magnet 415 may further include a support spring 419 located on one surface of the magnet 415 to return to the original position after vibration.
  • the support spring 419 may be a wave spring having multiple layers.
  • the support spring 419 may have different thicknesses of the wave spring 613 having a plurality of layers, thereby increasing the reaction speed at low power and improving the problem of distortion even at high power.
  • the wave spring according to an embodiment of the present invention may have a multi-layer structure including a layer a, a layer b, and a layer c, and the thickness of each layer may be configured to form a ⁇ b ⁇ c .
  • the wave spring may move only the layer a in reproducing a small sound of a low power, and the layers a, b, and c may move together in reproducing a loud sound of a high power.
  • the wave spring according to an embodiment of the present invention has a different spring restoring force depending on the output, so that even if a sound with very strong transient characteristics is instantaneously input, it can have a fast restoring force without distortion and maximize the damping factor. can do.
  • the wave spring does not increase the size of the product because it can reduce the thickness by at least 1/2 compared to the existing spring, and because the restoring force is very strong, deformation does not occur even after long-term use.
  • the speaker driver 220 may further include a top cover 405 and a bottom cover 421 to accommodate each component, and the voice coil fixing part 417 may be used as a side cover.
  • an aluminum foil may be further included on the inner surface of the voice coil 409 .
  • one end of the fixing bracket 407 may be fixed to the voice coil fixing part 417 and the other end may be fixed to the medium.
  • one end of the fixing bracket 407 may be coupled to the upper cover 405 to be fixed to the medium.
  • a screw thread may be formed on one end of the inner circumferential surface of the fixing bracket 407 , and a screw thread corresponding to the above screw thread may be formed on the outer circumferential surface of the voice coil fixing part 417 or the top cover 405 , and may be coupled by mutual screw coupling. have.
  • the fixing bracket 407 is formed in a cylindrical shape, and one end of the outer periphery in contact with the medium may further include a contact portion extending outward, and the contact portion may include one or more through-holes to be coupled with the medium.
  • FIG. 5 is a processing flow diagram of single device usage according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a processing flow diagram of multiple connection usage according to an embodiment of the present invention.
  • latency is generated in order to prevent distortion of wavelengths due to latency between the sound pickup of the microphone module and reproduction of the speaker driver.
  • An analog circuit that is not used can be used to create a reversed-phase signal, amplify it again, and transmit it to the speaker driver.
  • the above-described method may reproduce a reverse-phase waveform input in real time, and may remove vibration noise generated at a target spot.
  • the target spot may be a part that needs noise reduction selected by the user.
  • adjustment of gain and/or phase, detection of a feedback frequency, etc. may be digitally controlled, if necessary, independent of analog circuitry.
  • the digital control may use a wireless or Bluetooth device, a portable device, a smart device, or an infotainment system of a car.
  • the measured noise or the noise level to be removed may be visually monitored using the above-described device, and may be adjusted according to the purpose of the user by adjusting the parameters.
  • an embodiment of the present invention may predict an effective mounting point and guide the mounting point.
  • an embodiment of the present invention may image the processing area for noise removal, and the user may designate the area within the possible range.
  • a gain controller or the like may be automatically applied.
  • FIG. 7 is an exemplary view attached to the interior of a vehicle according to an embodiment of the present invention.
  • one or more microphone-embedded speaker devices may be attached to and used in the same space as a vehicle.
  • the speaker device with a built-in microphone may be mounted on the lower area of the dashboard, inside the ceiling, A pillar, trunk hood, under a chair, etc., or formed in an adsorption type to form glass or wire
  • One or more may be mounted on a roof or the like.
  • the microphone-embedded speaker device is not limited to the above-described position, and may be installed and used in any spot or part where vibration may be generated and noise may be introduced.
  • FIG. 8 is an exemplary view illustrating a noise canceling area according to an embodiment of the present invention.
  • an embodiment of the present invention may calculate directivity according to a location at which a device is mounted.
  • an area to remove noise may be set, and noise may be controlled to be removed within the set area.
  • one or more directivity may be generated through volume control.
  • one embodiment of the present invention may be implemented in the form of an application, wherein the application recognizes one or more devices, controls the volume and phase to set the degree of attenuation, and various modes (car mode, room mode, tabletop mode), a function of simulating the space used, a function of setting a direction, a function of detecting a signal of a picked-up microphone and suggesting a point where an optimal attenuation characteristic is expected, and the like may include one or more.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of an apparatus to which a speaker for sound reproduction is added according to an embodiment of the present invention.
  • the speaker device 910 with a built-in microphone further includes a speaker module 920 that generates a sound according to a signal applied to the user in the opposite direction to the surface attached to the medium. can do.
  • the speaker module 920 can increase the frequency of use of the speaker device 910 with a built-in microphone for removing spatial noise, and can reproduce clean sound in a state in which spatial noise is removed even in a space where noise is generated.
  • FIG. 10 is a flowchart of a noise removal method according to an embodiment of the present invention.
  • a sound pickup signal is first received from a medium through the microphone (S1010).
  • the step (S1010) is a step of generating a first phase signal of a balanced audio signal using a signal received from the high-pitched contact microphone of the microphone, which is received from the low-pitched contact microphone of the microphone generating a second phase signal of the balanced audio signal using a signal; generating the summed sound pickup signal by applying an inverse phase to any one of a first phase signal and a second phase signal of the balanced audio signal; It may include the step of receiving a sound pickup signal.
  • the noise removal method generates an inverse signal of the sound pickup signal (S1020).
  • a vibration corresponding to the reversed-phase signal is transmitted to the medium through the speaker having a shape for accommodating the microphone ( S1030 ).
  • the output generated through the speaker may be prevented from being input into the microphone by a feedback blocking housing having a parabolic shape accommodating the microphone.
  • the feedback blocking housing may be formed of an anti-magnetic material.
  • the feedback blocking housing may be accommodated inside the vibrating unit of the speaker that transmits vibration to the medium.
  • the feedback blocking housing is coupled to the vibrating unit spaced apart from the vibrating unit by a microphone supporting pole, and the vibration of the vibrating unit is caused by a rubber ring interposed between the microphone supporting pole and the vibrating unit. Microtransmission can be prevented.
  • the configuration and method of the above-described embodiments are not limitedly applicable to the microphone-built speaker device and the noise removal method using the same according to the present invention, but the embodiments are each so that various modifications can be made. All or part of the embodiments may be selectively combined and configured.

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Abstract

마이크 내장형 스피커 장치 및 이를 이용한 소음 제거 방법이 개시된다. 본 발명의 일실시예에 따른 마이크 내장형 스피커 장치는, 매질로부터 소리를 수음하여 수음신호를 생성하는 마이크 모듈, 상기 수음신호의 역상신호에 상응하는 진동을 상기 매질에 전달하는 스피커 드라이버 및 상기 마이크 모듈로부터 상기 수음신호를 전달받아, 상기 수음신호의 역상신호를 생성하고, 상기 역상신호를 상기 스피커 드라이버에 전달하는 컨트롤러를 포함한다.

Description

마이크 내장형 스피커 장치 및 이를 이용한 소음 제거 방법
본 발명은 마이크 내장형 스피커 장치 및 이를 이용한 소음 제거 방법(APPARATUS OF SPEAKER WITH BUILT-IN MICROPHONE AND METHOD OF REDUCING NOISE USING BY THEREOF)에 관한 것으로써, 스피커 장치에 내장된 마이크로 매질에 전달되는 소리를 수음하고, 수음된 소리의 역상을 출력하여 소음을 제거하는 기술에 관한 것이다.
본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.
공간에서 발생하는 앰비언스 노이즈(Ambience Noise) 즉, 주변 소음은 제거하기가 매우 어렵다.
앰비언스 노이즈는 모든 방향에서 유입될 수 있으며, 반사나 회절 등에 의하여 자연적으로 증폭되거나 소멸된다.
특히, 방, 사무실, 차량, 비행기 등 일반적인 공간 및 개인 거주 공간에서 발생하는 주변 소음은 생활의 질을 저하시키고, 업무 능률은 물론 집중력을 저하시키는 원인이 되기도 한다.
또한, 장기간의 소음노출은 사용자에게 불쾌감을 줄 수 있으며, 이를 방지하기 위해 헤드폰 또는 이어폰을 착용한다거나 음향 장치의 볼륨을 증가시키는 경우 소음성 난청이 발생할 우려가 있어 악순환이 반복될 수 있다.
일반적으로 상기 앰비언스 노이즈를 제거하는 방법은 상기 공간에 차음을 하거나 흡음하는 방법이 있는데, 일반적인 생활환경에서는 차음이나 흡음 공사를 하기 어렵다는 문제점이 있다.
차음이나 흡음 공사는 공간을 시설하는 과정에서 차음이나 흡음 효과가 뛰어난 제품을 사용하여 시공할 수 있으나, 이미 시설 공사가 완료된 상태에서는 추가하기가 어렵다.
이에 따라, 별도의 추가 시공 없이 앰비언스 노이즈를 제거하는 기술의 필요성이 요구되고 있다.
본 발명의 목적은 마이크 모듈과 스피커 드라이버를 동일한 지점에 설치하여 공간 소음을 효율적으로 제거하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 동일한 지점에 설치된 스피커 드라이버의 진동을 마이크 모듈에 전달되지 않도록 하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 마이크 모듈의 구조를 개선하여, 매질에 전달되는 소리의 수음율을 향상시키는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 마이크 모듈의 구조를 개선하여 스피커 드라이버에 의해 발생하는 하울링 또는 피드백을 방지하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 스피커 드라이버를 매질에 고정시켜 스피커 드라이버의 진동을 효율적으로 매질에 전달하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 스피커 드라이버의 구조를 개선하여, 단순한 조작으로 스피커 드라이버의 출력효율 및 음질을 설정하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 추가적인 스피커 모듈을 통하여 공간 소음이 제거된 선명한 소리를 재생하는 것이다.
또한 상술한 바와 같은 목적들로 한정되지 않으며, 이하의 설명으로부터 또 다른 목적이 도출될 수도 있음은 자명하다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예에 따른 마이크 내장형 스피커 장치는 매질로부터 소리를 수음하여 수음신호를 생성하는 마이크 모듈, 상기 수음신호의 역상신호에 상응하는 진동을 상기 매질에 전달하는 스피커 드라이버 및 상기 마이크 모듈로부터 상기 수음신호를 전달받아, 상기 수음신호의 역상신호를 생성하고, 상기 역상신호를 상기 스피커 드라이버에 전달하는 컨트롤러를 포함한다.
이 때, 상기 마이크 모듈은, 제1 대역을 목표 대역으로 하여 매질로부터 소리를 수음하고, 제1 수음신호를 생성하는 고음용 컨택트 마이크, 상기 제1 대역보다 낮은 주파수 대역인 제2 대역을 목표 대역으로 하여 상기 매질로부터 소리를 수음하고, 제2 수음신호를 생성하는 저음용 컨택트 마이크 및 상기 제1 수음신호 및 상기 제2 수음신호를 합산하여 상기 수음신호를 생성하는 마이크 컨트롤러를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 마이크 모듈은, 상기 고음용 컨택트 마이크 및 상기 저음용 컨택트 마이크를 수용하되, 외부 자기의 영향을 방지하기 위하여 방자성 소재로 형성되고, 수음율을 향상시키기 위하여 파라볼라 형상으로 형성되는 피드백 차단 하우징을 더 포함할 수 있다.
이 때, 상기 마이크 모듈은, 상기 매질로부터 전달되는 소리의 수음율을 향상시키기 위하여, 일단이 상기 매질에 접촉하고, 타단을 통해 상기 고음용 컨택트 마이크에 상기 매질의 진동을 전달하는 깔대기 형상의 고음용 부스트 플레이트 및 일단이 상기 매질에 접촉하고, 타단을 통해 상기 저음용 컨택트 마이크에 상기 매질의 진동을 전달하는 도너츠 형상의 저음용 부스트 플레이트를 더 포함할 수 있다.
이 때, 상기 피드백 차단 하우징은, 원호를 따라 일정 간격으로 하나 이상의 관통구를 포함하되 상기 매질과 접촉하는 개방부를 커버하는 러버 플레이트를 포함하고, 상기 고음용 부스트 플레이트는, 상기 러버 플레이트의 개재하에 상기 고음용 컨택트 마이크에 진동을 전달하고, 상기 저음용 부스트 플레이트는, 상기 러버 플레이트의 내측에 위치하되, 상기 관통구에 대응하는 하나 이상의 돌기를 포함하고, 상기 돌기가 상기 관통구에 통과하도록 위치할 수 있다.
이 때, 상기 스피커 드라이버는, 일측면이 상기 매질에 접촉하여 진동을 전달하는 진동부, 상기 진동부에 진동을 전달하는 자석, 상기 자석 외측에 이격되어 위치하고, 상기 역상신호에 따라 자기장을 발생시키는 보이스코일, 상기 보이스코일 외측에서 상기 보이스코일의 위치를 고정하는 보이스코일고정부 및 상기 매질에 대한 상기 보이스코일의 위치가 가변되는 것을 방지하기 위하여 일단은 상기 보이스코일고정부에 고정되고, 타단은 상기 매질에 고정되는 고정브라켓을 포함할 수 있다.
이 때, 상기 진동부는, 상기 매질에 접촉하는 일측면에 내부로 함몰된 마이크수용부를 포함하고, 상기 마이크 모듈은, 상기 마이크수용부에 상기 진동부와 이격되어 위치할 수 있다.
이 때, 일단이 상기 마이크 모듈과 고정결합되고, 중단이 상기 스피커 드라이버와 결합되는 마이크 모듈 지지용 폴을 더 포함하고, 상기 스피커 드라이버의 진동이 상기 마이크 모듈로 전달되지 않도록, 고무링의 개재하에 상기 마이크 모듈 지지용 폴과 상기 스피커 드라이버가 결합될 수 있다.
이 때, 상기 스피커 드라이버는, 상기 보이스코일고정부 내부에 위치하되, 내주면에 상기 보이스코일을 고정하는 고정홈과 외주면에 제1 나사산이 형성되는 보이스코일지지부를 더 포함하고, 상기 보이스코일은 상기 고정홈에 고정되고, 상기 보이스코일고정부 내주면에 상기 제1 나사산에 대응하는 제2 나사산이 형성되어, 상기 보이스코일고정부의 회전에 의해 상기 보이스코일지지부의 위치가 가변될 수 있다.
이 때, 상기 마이크 모듈의 반대방향을 지향하도록 위치하고, 사용자에 의하여 인가되는 신호에 따라 소리를 발생시키는 스피커모듈을 더 포함할 수 있다.
이 때, 상기 스피커 드라이버는, 상기 자석이 진동 후에 원래 위치로 복귀하도록 상기 자석의 일면에 위치하며, 상기 자석과의 거리에 비례하여 두께가 두꺼워지도록 형성된 멀티레이어를 갖는 웨이브스프링(Wave spring)을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예에 따른 소음 제거 방법은 스피커 및 마이크가 일체형으로 구비된 마이크 내장형 스피커 장치를 통하여 소음을 제거하는 방법에 있어서, 상기 마이크를 통하여 매질로부터 수음신호를 수신하는 단계, 상기 수음신호의 역상신호를 생성하는 단계 및 상기 마이크를 수용하는 형태를 가지는 상기 스피커를 통하여 상기 역상신호에 상응하는 진동을 상기 매질에 전달하는 단계를 포함한다.
이 때, 상기 스피커를 통하여 발생한 출력은, 상기 마이크를 수용하는 파라볼라 형상의 피드백 차단 하우징에 의하여 상기 마이크로 입력되는 것이 방지될 수 있다.
이 때, 상기 피드백 차단 하우징은, 방자성 소재로 형성될 수 있다.
이 때, 상기 피드백 차단 하우징은, 상기 매질에 진동을 전달하는 상기 스피커의 진동부 내부에 수용될 수 있다.
이 때, 상기 피드백 차단 하우징은, 마이크 지지용 폴(Pole)에 의하여 상기 진동부와 이격되어 결합되되, 상기 마이크 지지용 폴과 상기 진동부 사이에 개재되는 고무링에 의하여 상기 진동부의 진동이 상기 마이크로 전달되지 않도록 할 수 있다.
이 때, 상기 수음신호를 수신하는 단계는, 상기 마이크의 고음용 컨택트 마이크에서 수신되는 신호를 이용하여 밸런스드(Balanced) 오디오 신호의 제1 위상 신호를 생성하는 단계, 상기 마이크의 저음용 컨택트 마이크에서 수신되는 신호를 이용하여 상기 밸런스드 오디오 신호의 제2 위상 신호를 생성하는 단계, 상기 밸런스드 오디오 신호의 제1 위상 신호 및 제2 위상 신호 중 어느 하나에 역상을 가하여 합산된 상기 수음신호를 생성하는 단계 및 상기 수음신호를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 마이크 모듈과 스피커 드라이버를 동일한 지점에 설치하여 공간 소음을 효율적으로 제거할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 동일한 지점에 설치된 스피커 드라이버의 진동을 마이크 모듈에 전달되지 않도록 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 마이크 모듈의 구조를 개선하여, 매질에 전달되는 소리의 수음율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 마이크 모듈의 구조를 개선하여 스피커 드라이버에 의해 발생하는 하울링 또는 피드백을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 스피커 드라이버를 매질에 고정시켜 스피커 드라이버의 진동을 효율적으로 매질에 전달할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 스피커 드라이버의 구조를 개선하여, 단순한 조작으로 스피커 드라이버의 출력효율 및 음질을 설정할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 추가적인 스피커 모듈을 통하여 공간 소음이 제거된 선명한 소리를 재생할 수 있다.
본 실시 예들의 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 마이크 내장형 스피커 장치의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 마이크 내장형 스피커 장치의 분해도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 마이크 모듈의 분해도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 스피커 드라이버의 분해도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 단일 장치 사용의 프로세싱 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 다중 연결 사용의 프로세싱 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따라 차량 실내에 부착된 사용예시도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따라 소음 제거 영역을 나타내는 예시도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따라 사운드 재생용 스피커가 추가된 장치의 단면도이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 소음 제거 방법의 흐름도이다.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
소음 제거 방법의 기본 조건은 소음이 발생하는 위치와 동일한 위치에서 역상의 파장을 발생시켜 이를 상쇄시키는 것이다.
이 때, 소음원이 벽 또는 장애물에 의해 차단되어 있는 경우에는, 소음이 발생하는 지점을 상기 벽 또는 장애물로 간주할 수 있으며, 상기 벽 또는 장애물에 역상의 파장을 발생시켜 소음을 소멸시킬 수 있다.
이 때, 소리를 재생하는 장치는 스피커 드라이버가 사용될 수 있으며, 소음을 수음하기 위한 마이크 모듈 또한 요구된다.
이 때, 마이크 모듈은 소음을 수음하고 수음된 신호에 역상처리를 하여 스피커 드라이버에 전달하고, 스피커 드라이버는 역상처리된 신호를 출력하여 소음을 소멸시킬 수 있다.
그러나, 스피커 드라이버를 통해 재생되는 소리는 마이크 모듈에 픽업될 수 있고, 픽업된 소리는 앰프를 통해 증폭되어 다시 스피커 드라이버에 의해 출력될 수 있다.
이것은 하울링 또는 피드백이라고 하며, 상기 피드백은 스피커 드라이버의 보이스코일을 기준으로 정면(On-Axis)에 마이크 모듈이 위치할 경우 쉽게 발생할 수 있다.
따라서, 일반적으로 스피커 드라이버와 마이크 모듈은 동일한 위치에 설치될 수 없다.
이 뿐만 아니라, 상기 피드백은 앰프의 증폭량을 지속적으로 증가시켜, 앰프 회로, 전원회로 및 스피커 드라이버의 손상을 발생시키기도 한다.
상기 피드백은 특정 주파수에서 쉽게 생성되며, Q(Quality factor)값의 대역폭이 넓어짐에 따라 주파수 전대역에 영향을 미칠 수 있다.
따라서, 그래픽 EQ(Equalizer)를 사용하여 피드백이 발생하는 주파수를 차단하는 방법 등을 통하여 상기 피드백을 방지하는 방법이 필요하다.
그러나, 상술한 방법은 주파수의 특성을 변형시켜, 입력되는 주파수의 역상을 정확하게 처리할 수 없어 소음제거 환경에서 사용하기 어렵다는 문제점이 있다.
또한, 피드백을 방지하기 위하여 마이크 모듈과 스피커 드라이버를 별개의 위치에 설치한 경우에는 마이크 모듈을 통해 제거하고자 하는 소음을 정확하게 픽업할 수 없을 뿐만 아니라, DSP(Digital Signal Processor) 등을 통해 보정을 해야한다는 어려움이 있다.
상기 피드백은 스피커 드라이버와 마이크 모듈이 모두 일정 지향성을 갖고 있기 때문에 발생하여 상기 피드백을 방지하기 위하여 스피커 드라이버 및 마이크 모듈을 Off-Axis 상태로 위치하는 것이 유리하다.
그러나, Off-Axis 상태는, 상술한 바와 같이 정확한 소리를 픽업할 수 없어 On-Axis 상태로 위치시키되, 피드백을 방지할 수 있는 방법이 필요하다.
이에 본 발명의 일실시예는 On-Axis 상에서도 피드백을 방지하기 위하여 자장을 차단할 수 있는 커버를 마이크 모듈의 커버로 사용하고, 스피커 드라이버의 진동판 내부에 상기 마이크 모듈을 위치시킴으로써 피드백을 방지할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 마이크 내장형 스피커 장치의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 마이크 내장형 스피커 장치는 매질로부터 소리를 수음하여 수음신호를 생성하는 마이크 모듈, 상기 수음신호의 역상신호에 상응하는 진동을 상기 매질에 전달하는 스피커 드라이버 및 상기 마이크 모듈로부터 상기 수음신호를 전달받아, 상기 수음신호의 역상신호를 생성하고, 상기 역상신호를 상기 스피커 드라이버에 전달하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 마이크 모듈은, 고음용 컨택트 마이크(101), 저음용 컨택트 마이크(103), 고음용 부스트 플레이트(105), 저음용 부스트 플레이트(107), 러버 플레이트(109) 및 피드백 차단 하우징(111) 등을 포함할 수 있다.
이 때, 상기 스피커 드라이버는, 자석(113), 보이스코일(115), 진동부(117) 및 고정브라켓(119) 등을 포함할 수 있다.
이 때, 본 발명의 일실시예는 공간 소음을 효율적으로 제거하기 위하여 마이크모듈의 위치와 동일한 위치에 스피커 드라이버를 장착할 수 있다.
마이크 모듈과 동일한 위치에 스피커 드라이버를 장착하는 이유는 픽업 위치와 재생 위치를 동일하게 하여, 동일하지 않은 위치에 있을 경우 발생할 수 있는 위상 차이를 보정하기 위한 프로세싱의 파워를 줄이고, 오차를 최소화하기 위함이다.
이를 위해, 본 발명의 일실시예는 진동을 만들어 내기 위한 스피커 드라이버의 내부에 마이크 모듈을 배치하고, 피드백 방지 구조를 적용하여, 소음 신호를 픽업하면서 동시에 역상의 신호를 재생할 수 있는 하나의 장치를 제시할 수 있다.
보다 상세하게는 상기 스피커 드라이버의 진동부(117)는, 파라볼라 형태를 가질 수 있으며, 그 내부에 고음과 저음을 분리하여 픽업할 수 있는 마이크 모듈이 탑재될 수 있다.
이 때, 상기 마이크 모듈은 스피커 드라이버의 진동에 영향을 받지 않도록 구조적으로 분리될 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 스피커 드라이버의 진동부(117)는 상기 매질에 접촉하는 일측면에 내부로 함몰된 마이크수용부를 포함할 수 있고, 상기 마이크 모듈은 상기 마이크수용부에 진동부(117)와 이격되어 위치할 수 있다.
또한, 상기 스피커 드라이버의 진동이 상기 마이크 모듈로 전달되지 않도록, 일단이 상기 마이크 모듈과 고정결합되고, 중단이 상기 스피커 드라이버와 결합되는 마이크 모듈 지지용 폴(121)을 더 포함하되, 상기 마이크 모듈 지지용 폴(121)과 상기 스피커 드라이버 사이에 고무링(123)을 개재할 수 있다.
상술한 구조를 통하여, 본 발명의 일실시예는 마이크 모듈과 스피커 드라이버가 상기 매질에 정확하게 안착되어 픽업 및 재생이 완전히 독립적으로 동작되도록 배치되고 운영될 수 있다.
또한, 마이크 모듈 지지용 폴(121)은 마이크 모듈이 매질에 정확하게 흡착할 수 있도록 할 수 있으며, 러버 플레이트(109)에 접착제를 사용하여 목적으로 하는 매질에 견고하게 부착할 수도 있다.
이 때, 피드백 차단 하우징(111)은 고음용 컨택트 마이크(101) 및 저음용 컨택트 마이크(103)를 수용하되, 외부 자기의 영향을 방지하기 위하여 방자성 소재(방자형)로 형성될 수 있고, 수음율을 향상시키기 위하여 파라볼라 형상으로 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예는 스피커 드라이버 및 마이크 모듈의 연결을 위한 통합 단자(125)를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 마이크 모듈은 고음용 컨택트 마이크(101) 및 저음용 컨택트 마이크(103)처럼 서로 다른 사이즈의 피에조 다이어프램을 사용하여 수음하고자 하는 중심 주파수를 서로 다르게 픽업할 수 있다.
이를 통해 목적으로 하는 수음 주파수 대역의 범위를 넓힐 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예는 스피커 드라이버가 장착된 동일한 위치에 수음용 마이크 모듈이 장착되지만, 상기 마이크 모듈은 컨택트 마이크(예를 들면 피에조 마이크)를 사용하여 공기중 소음은 수음하지 않고, 밀착면에 대한 소음만을 수음하여 피드백을 방지할 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 상기 마이크 모듈은 방자형의 피드백 차단 하우징을 포함하여 스피커 드라이버의 자장이 영향을 미치지 않도록 할 수 있어 자장에 의한 피드백 또한 방지할 수 있다.
이 때, 진동부(117)는 자석(115)과 연결되어 있으며, 무빙 마그네틱 방식의 구동으로 진동부(117)를 통해 매질로 진동을 전달할 수 있다.
이 때, 진동부(117)의 진동은 상기 고무링(123)에 의하여 마이크 모듈에 어떠한 영향도 미치지 않을 수 있다.
이 때, 고정브라켓(119)은 스피커 드라이버의 보이스코일고정부 또는 스피커 드라이버의 외부 하우징과 연결되어 상기 매질에 고정될 수 있다.
이 때, 마이크 모듈과 진동부(117)는 고정브라켓(119)에 의하여 상기 매질에 수평으로 장착될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 마이크 내장형 스피커 장치의 분해도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 마이크 내장형 스피커 장치는 마이크 모듈(210)과 스피커 드라이버(220)로 구성될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이 마이크 모듈(210)과 스피커 드라이버(220)는 각 구성요소가 적층하여 결합되는 형태로 구성될 수 있으며, 스피커 드라이버(220)의 내부에 마이크 모듈(210)이 결합되는 형태로 형성될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 마이크 모듈의 분해도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 마이크 모듈(210)은 제1 대역을 목표 대역으로 하여 매질로부터 소리를 수음하고, 제1 수음신호를 생성하는 고음용 컨택트 마이크(305), 상기 제1 대역보다 낮은 주파수 대역인 제2 대역을 목표 대역으로 하여 상기 매질로부터 소리를 수음하고, 제2 수음신호를 생성하는 저음용 컨택트 마이크(311) 및 상기 제1 수음신호 및 상기 제2 수음신호를 합산하여 상기 수음신호를 생성하는 마이크 컨트롤러를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 제1 대역 및 상기 제2 대역은 크로스오버 대역을 포함하고, 상기 수음신호는 상기 크로스오버 대역에 상응하는 것일 수 있다.
이 때, 고음용 컨택트 마이크(305)와 저음용 컨택트 마이크(311)는 동일한 그라운드에 마이너스 단자(-)를 연결할 수 있고, 각각 플러스 단자(+)를 개별 출력으로 사용하여 밸런스드(Balanced) 오디오 신호(밸런스트 오디오 신호는 노이즈 특성에 강함)를 생성할 수 있다.
상기 밸런스드 오디오 신호는 전체 신호를 증폭하는 효과도 갖는다.
상기 고음용 컨택트 마이크(305)와 상기 저음용 컨택트 마이크(311)에 수음되는 신호는 합산되고, 이 때, 중첩되는 크로스오버(Cross over) 영역이 실질적으로 목표로 하는 대역이 된다.
이 때, 크로스오버 주파수는 사용자에 의해 조절될 수 있다.
예를 들면, DSP에서 크로스오버 주파수 범위를 설정할 수 있으며, 고음용 컨택트 마이크(305)는 HPF(High Pass Filter)로 저음용 컨택트 마이크(311)는 LPF(Low Pass Filter)로 지정하여 사용자가 크로스오버 주파수를 조절할 수 있다.
이 때, 고음용 컨택트 마이크(305)는 저음용 컨택트 마이크(311)보다 상대적으로 좁은 면적을 가지고, 고음용 컨택트 마이크(305)와 저음용 컨택트 마이크(311)는 중심축이 일치되도록 이격되어 적층될 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 마이크 모듈(210)은, 상기 매질로부터 전달되는 소리의 수음율을 향상시키기 위하여, 일단이 상기 매질에 접촉하고, 타단을 통해 고음용 컨택트 마이크(305)에 상기 매질의 진동을 전달하는 깔대기 형상의 고음용 부스트 플레이트(301)를 더 포함할 수 있다.
이 때, 고음용 부스트 플레이트(301)는 깔대기 형상으로 형성됨으로써, 미세한 진동을 증폭시킬 수 있고, 증폭된 진동을 고음용 컨택트 마이크(305)에 효율적으로 전달할 수 있다.
이 때, 고음용 부스트 플레이트(301)의 소재는 진동을 증폭시킬 수 있는 소재(예를 들어, ABS-콘트리트와 동일한 음의 전파 속도를 갖게 밀도를 구성)를 사용할 수 있고, 이를 통해 진동을 수음하기 어려운 높은 밀도의 매질에서도 효율적으로 진동을 수음할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 마이크 모듈(210)은, 상기 매질로부터 전달되는 소리의 수음율을 향상시키기 위하여, 일단이 상기 매질에 접촉하고, 타단을 통해 저음용 컨택트 마이크(311)에 상기 매질의 진동을 전달하는 도너츠 형상의 저음용 부스트 플레이트(307)를 더 포함할 수 있다.
이 때, 저음용 부스트 플레이트(307)는 외주연이 저음용 컨택트 마이크(311)의 외주연과 일치하도록 위치할 수 있고, 고음용 부스트 플레이트(301)는 저음용 부스트 플레이트(307)의 내부 관통구에 위치할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 마이크 모듈(210)은, 고음용 컨택트 마이크(305) 및 저음용 컨택트 마이크(311)를 수용하되, 수음율을 향상시키기 위하여 파라볼라 형상으로 형성되는 피드백 차단 하우징(313)을 더 포함할 수 있다.
이 때, 피드백 차단 하우징(313)은 파라볼라(파라볼릭, Parabolic) 형상으로 형성되어, 매질에서 발생하는 소리를 증폭시킬 수 있으며, 목적으로 하는 방향에서 발생하는 소리만 수음할 수 있다.
또한, 피드백 차단 하우징(313)은 방사성 소재 또는 방자형으로 형성되어, 후술하는 바와 같이 스피커 드라이버의 자석에 의한 자기 영향을 받지 않아 피드백 현상을 제거할 수 있다.
또한, 피드백 차단 하우징(313)을 포함한 마이크 모듈(210)은 어쿠스틱 특성에 영향을 받지 않는 컨택트 마이크 형식으로써, 사람이나 주변 소음이 잘 수음되지 않는다.
이 때, 피드백 차단 하우징(313)은 상기 매질과 접촉하는 개방부를 커버하는 러버 플레이트(303)를 포함할 수 있다.
이 때, 러버 플레이트(303)는 매질의 목적으로 하는 주파수 대역을 증폭할 수 있는 재질을 사용하여 형성할 수 있으며, 크기 및 두께를 조정하여 목적으로 하는 주파수를 획득할 수도 있다.
이 때, 러버 플레이트(303)는 주파수를 효율적으로 증폭 수음하기 위하여, 가장 자리에 엣지를 두어 반응성을 향상시킬 수 있다.
또한, 러버 플레이트(303)는 정확한 스팟의 소리를 수음하기 위하여 외측 가장자리를 링 형태로 처리할 수 있다.
상기 링 형태를 통하여, 본 발명의 일실시예에 따른 마이크 모듈(210)은 매질에 장착시 압착에 의해 외부에서 유입되는 소리를 차단할 수 있으며, 매질에 정확하게 부착될 수 있어, 프록시미트(Proximity) 이펙트 증가로 저음 수음 특성이 증가될 수 있다.
이 때, 러버 플레이트(303)는, 원호를 따라 일정 간격으로 하나 이상의 관통구를 포함하고, 저음용 부스트 플레이트(307)는 러버 플레이트(303)의 내측에 위치하되, 러버 플레이트(303)의 관통구에 대응하는 하나 이상의 돌기를 포함할 수 있고, 상기 돌기가 러버 플레이트(303)의 관통구에 통과하도록 위치할 수 있다.
이 때, 고음용 컨택트 마이크(305) 및 저음용 컨택트 마이크(311)는 피에조(Piezo) 마이크 및 레이저(Laser) 마이크 중 적어도 어느 하나 이상일 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 마이크 내장형 스피커 장치는 마이크 모듈(210)과 스피커 드라이버를 결합하기 위한 구성으로 마이크 모듈 지지용 폴(315)을 더 포함할 수 있다.
이 때, 마이크 모듈 지지용 폴(315)은 일단이 피드백 차단 하우징(313)과 고정결합되고, 중단이 스피커 드라이버와 결합될 수 있다.
이 때, 피드백 차단 하우징(313)과 마이크 모듈 지지용 폴(315)은 상호 대응되는 나사산이 형성되어 나사결합으로 고정될 수도 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 마이크 내장형 스피커 장치는 스피커 드라이버의 진동이 마이크 모듈(210)로 전달되지 않도록, 고무링(317)의 개재하에 마이크 모듈 지지용 폴(315)과 스피커 드라이버가 결합될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 스피커 드라이버의 분해도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 스피커 드라이버(220)는 진동부(401), 자석(415), 보이스코일(409), 보이스코일고정부(417) 및 고정브라켓(407)을 포함하고, 매질에 부착되어 진동을 발생시킨다.
이 때, 보이스코일(409)은 상기 마이크모듈을 통하여 인가되는 역상신호에 따라 자기장을 발생시킨다.
이 때, 상기 신호는 스피커 드라이버(220)로 출력한 사운드 신호일 수 있으며, 상기 자기장에 의해 자석(415)을 움직이게 할 수 있다.
이 때, 보이스코일고정부(417)는 상기 각 구성요소들을 수용하되, 보이스코일(409) 외측에서 보이스코일(409)의 위치를 고정할 수 있다.
이 때, 보이스코일(409)은 보이스코일고정부(417)에 의해 매질에 대한 상대적인 위치가 가변되는 것을 방지할 수 있다.
이 때, 보이스코일(409)은 보이스코일고정부(417) 내부에 위치하되, 자석(415)에 대한 상대 위치가 가변될 수 있다.
상기 상대 위치를 가변하는 이유는, 자석(415)에 대한 보이스코일(409)의 위치에 따라 소리 특성을 달라지는 것을 이용하기 위함이다.
일반적으로, 보이스코일(409)과 자석(415)은 보이스코일(409)의 중심으로 1/2 수준에서 서로 위치해 있어야 하며, 보이스코일(409)과 자석(415)이 멀어질 경우에는 출력 저하, 저음 저하 현상이 발생하여 결국 고음만 들리게 되며, 보이스코일(409)과 자석(415)이 인접할수록 출력은 상승하고, 저음은 증가된다.
따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 스피커 드라이버(220)는 자석(415) 또는 보이스코일(409)의 위치를 외부에서 세부적으로 움직일 수 있도록 하여, 효율 및 음질을 사용자가 원하는데로 조정할 수 있다.
이 때, 본 발명의 일실시예에 따른 스피커 드라이버(220)는, 보이스코일고정부(417) 내부에 위치하되, 내주면에 상기 보이스코일(409)을 고정하는 고정홈과 외주면에 제1나사산이 형성되는 보이스코일지지부(411)를 더 포함하고, 상기 보이스코일(409)은 상기 고정홈에 고정되고, 보이스코일고정부(417) 내주면에 상기 제1나사산에 대응하는 제2나사산이 형성되어, 보이스코일고정부(417)의 회전에 의해 보이스코일지지부(411)의 위치가 가변되도록 구성될 수 있다
이 때, 자석(415)은 상기 보이스코일(409) 내측에 위치하되, 상기 자기장에 의해 움직일 수 있다.
이 때, 상기 움직임은 상하방향의 진동일 수 있으며, 자석(415)의 진동은 진동부(401)에 전달될 수 있다.
이 때, 진동부(401)는 일면이 상기 매질에 접촉하여 전달받은 진동을 상기 매질에 전달할 수 있다.
이 때, 진동부(401)는 파라볼라 형상으로 형성되어, 상기 매질에 접촉하는 일측면에 내부로 함몰된 마이크수용부를 포함할 수 있고, 상기 마이크 모듈은 상기 마이크수용부에 상기 진동부(401)와 이격되어 위치할 수 있다.
이 때, 진동부(401)는 가운데에 관통구가 형성되고, 상기 마이크 모듈 지지용 폴이 상기 관통구를 통과하여 위치하되 고무링에 의해 고정되고, 상기 마이크 모듈 지지용 폴의 일단이 상기 마이크 모듈 또는 상기 마이크 모듈의 피드백 차단 하우징과 고정결합될 수 있다.
이 때, 서스펜션링(413)은 진동부(401)와 자석(415) 사이에 진동이 오감에 따라 충격량이 누적되어 파손되는 것을 방지하기 위하여 포함될 수 있으며, 연질의 소재로 형성될 수 있다.
이 때, 자석(415)이 진동 후 원래 위치로 복귀할 수 있도록 자석(415)의 일면에 위치하는 지지스프링(419)을 더 포함할 수 있다.
이 때, 지지스프링(419)은 멀티레이어를 갖는 웨이브스프링(Wave spring)일 수 있다.
이 때, 지지스프링(419)은 다수의 레이어를 가진 웨이브 스프링(613)의 두께를 서로 다르게 하여, 저출력에서 반응 속도를 높이고 고출력에서도 디스토션이 발생하는 문제점을 개선할 수 있다.
예를 들면, 본 발명의 일실시예에 따른 웨이브스프링은 레이어a, 레이어b 및 레이어c를 포함하는 멀티 레이어 구조를 가질 수 있으며, 각 레이어의 두께는 a<b<c를 이루도록 구성될 수 있다.
이 때, 웨이브스프링은 저출력의 작은 소리 재생에서는 레이어a만 움직이고, 고출력의 큰 소리 재생에서는 레이어 a, b 및 c가 함께 움직일 수 있다.
따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 웨이브스프링은 출력에 따라 다른 스프링 복원력을 가짐으로써, 트랜지언트 특성이 아주 강한 소리가 순간적으로 입력되더라도 디스토션이 발생하지 않고 빠른 복원력을 가질 수 있으며, 댐핑 팩터를 최대화할 수 있다.
또한, 웨이브스프링은 기존 스프링에 비하여 최소 1/2 이상 두께를 줄일 수 있어 제품의 크기를 증가시키지 않으며, 복원력이 아주 강하여 장기간의 사용에도 변형이 발생하지 않는다.
또한, 스피커 드라이버(220)는, 각 구성요소를 수용하기 위하여 상단커버(405), 하단커버(421)를 더 포함할 수 있고, 보이스코일고정부(417)를 측면커버로 사용할 수도 있다.
이 때, 스피커 드라이버(220)의 성능을 향상시키기 위하여, 보이스코일(409) 내측면에 알루미늄호일을 더 포함할 수도 있다.
이 때, 고정브라켓(407)은 상기 매질에 대한 보이스코일(409)의 위치가 가변되는 것을 방지하기 위하여, 일단은 보이스코일고정부(417)에 고정되고, 타단은 상기 매질에 고정될 수 있다.
또한, 고정브라켓(407)은 일단이 상단커버(405)와 결합하여 매질에 고정될 수도 있다.
이 때, 고정브라켓(407)의 일단 내주면에는 나사산이 형성될 수 있고, 보이스코일고정부(417) 또는 상단커버(405) 외주면에는 위 나사산과 대응하는 나사산이 형성되어 상호 나사결합에 의해 결합될 수도 있다.
또한, 고정브라켓(407)은 원통형으로 형성되되, 매질과 접촉하는 일단 외주연에는 밖깥으로 확장하는 접촉부를 더 포함할 수 있으며, 상기 접촉부에는 상기 매질과 결합할 수 있도록 하나 이상의 관통구를 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 단일 장치 사용의 프로세싱 흐름도이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 다중 연결 사용의 프로세싱 흐름도이다.
도 5 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 마이크 내장형 스피커 장치는 마이크 모듈의 수음과 스피커 드라이버의 재생 사이의 레이턴시(Latency)로 인한 파장의 왜곡을 방지하기 위하여, 레이턴시가 발생하지 않는 아날로그 회로를 사용하여 역상 신호를 만들고, 이를 다시 증폭시켜 스피커 드라이버로 전달할 수 있다.
이 때, 상술한 방법은 실시간으로 입력되는 역상의 파형을 재생해낼 수 있고, 목적으로 하는 스팟에서 발생하는 진동 소음을 제거할 수 있다.
이 때, 목적으로 하는 스팟은 사용자가 선택한 소음제거가 필요한 부분일 수 있다.
또한, 게인 및/또는 위상의 조정, 피드백 주파수의 탐지 등은 필요에 따라 아날로그 회로와 상관없이 디지털로 컨트롤될 수 있다.
이 때, 디지털 컨트롤은 무선 또는 블루투스 장치를 사용할 수 있으며, 휴대용 장치 및 스마트 기기 또는 자동차의 인포테인먼트 시스템을 사용할 수도 있다.
이 때, 측정되는 소음 또는 제거되는 소음 정도는 상술한 장치를 사용하여 시각적으로 모니터링될 수 있으며, 파라미터를 조정하여 사용자의 목적에 맞게 조정될 수 있다.
이 때, 도 5 또는 도 6에 도시된 바와 같이, 하나의 장치로 구성된 경우와 다수의 장치가 연결된 경우를 구분하여 동작할 수 있고, 다수의 장치가 연결된 경우에는 연결된 수에 따른 프로세싱 알고리즘을 추가하여 보다 효율적인 주파수 관리가 가능하도록 할 수 있다.
이 때, 본 발명의 일실시예는 다수의 장치가 부착된 위치를 파악하고, 거리를 환산하여 소음이 제거되는 영역을 이미지로 처리할 수 있다.
이 때, 본 발명의 일실시예는 효과적인 장착 포인트를 예상하여 상기 장착 포인트를 안내해줄 수도 있다.
이 때, 본 발명의 일실시예는 소음 제거의 처리 영역을 이미지화하고, 가능한 범위내에서 사용자가 영역을 지정할 수도 있다.
이에 따라 본 발명의 일실시예는 게인 컨트롤러 등이 자동으로 적용될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따라 차량 실내에 부착된 사용예시도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 마이크 내장형 스피커 장치는 차량과 같은 공간 내에 하나 이상 부착되어 사용될 수 있다.
이 때, 본 발명의 일실시예에 따른 마이크 내장형 스피커 장치는 차량 내부에서 데시보드의 하단 영역, 천정 내부, A 필러, 트렁크 후드, 의자 밑 등에 장착될 수 있으며, 또는 흡착식으로 형성되어 유리 또는 선루프 등에 하나 이상 장착될 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 마이크 내장형 스피커 장치는 상술한 위치에 한정되는 것이 아니고, 진동이 발생하여 소음이 유입될 수 있는 어떠한 스팟 또는 부분 등에 설치되어 사용될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따라 소음 제거 영역을 나타내는 예시도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 일실시예는 장치가 장착되는 위치에 따른 지향성을 연산할 수 있다.
이 때, 본 발명의 일실시예는 하나 이상의 장치를 장착하여 사용하는 경우, 소음을 제거할 영역을 설정할 수 있고, 설정된 영역 내에서 소음이 제거되도록 컨트롤할 수 있다.
이 때, 하나 이상의 지향성은 볼륨 컨트롤을 통하여 생성될 수 있다.
이 때, 본 발명의 일실시예는 어플리케이션의 형태로 실시될 수 있으며, 상기 어플리케이션은 하나 이상의 장치를 인식하는 기능, 볼륨 및 페이즈를 컨트롤하여 감쇄 정도를 설정하는 기능, 다양한 모드(자동차 모드, 룸 모드, 탁상 모드)를 통한 사용 공간 시뮬레이션 기능, 방향 설정 기능, 픽업된 마이크의 신호를 감지하여 최적의 감쇄 특성이 예상되는 지점을 제안하는 기능 등을 하나 이상 포함할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따라 사운드 재생용 스피커가 추가된 장치의 단면도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 마이크 내장형 스피커 장치(910)는 매질에 부착되는 면의 반대방향에 사용자에 인가되는 신호에 따라 소리를 발생시키는 스피커 모듈(920)을 더 포함할 수 있다.
이 때, 스피커 모듈(920)은 공간 소음을 제거하기 위한 마이크 내장형 스피커 장치(910)의 사용 빈도를 높일 수 있으며, 소음이 발생하는 공간에서도 공간 소음이 제거된 상태에서 깨끗한 음질의 소리를 재생시킬 수 있다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 소음 제거 방법의 흐름도이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 스피커 및 마이크가 일체형으로 구비된 마이크 내장형 스피커 장치를 통하여 소음을 제거하는 방법은 먼저 상기 마이크를 통하여 매질로부터 수음신호를 수신한다(S1010).
이 때, 단계(S1010)는, 상기 마이크의 고음용 컨택트 마이크에서 수신되는 신호를 이용하여 밸런스트(Balanced) 오디오 신호의 제1 위상 신호를 생성하는 단계, 상기 마이크의 저음용 컨택트 마이크에서 수신되는 신호를 이용하여 상기 밸런스드 오디오 신호의 제2 위상 신호를 생성하는 단계, 상기 밸런스드 오디오 신호의 제1 위상 신호 및 제2 위상 신호 중 어느 하나에 역상을 가하여 합산된 상기 수음신호를 생성하는 단계 및 상기 수음신호를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 소음 제거 방법은 상기 수음신호의 역상신호를 생성한다(S1020).
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 소음 제거 방법은 상기 마이크를 수용하는 형태를 가지는 상기 스피커를 통하여 상기 역상신호에 상응하는 진동을 상기 매질에 전달한다(S1030).
이 때, 상기 스피커를 통하여 발생한 출력은, 상기 마이크를 수용하는 파라볼라 형상의 피드백 차단 하우징에 의하여 상기 마이크로 입력되는 것이 방지될 수 있다.
이 때, 상기 피드백 차단 하우징은, 방자성 소재로 형성될 수 있다.
이 때, 상기 피드백 차단 하우징은, 상기 매질에 진동을 전달하는 상기 스피커의 진동부 내부에 수용될 수 있다.
이 때, 상기 피드백 차단 하우징은, 마이크 지지용 폴(Pole)에 의하여 상기 진동부와 이격되어 결합되되, 상기 마이크 지지용 폴과 상기 진동부 사이에 개재되는 고무링에 의하여 상기 진동부의 진동이 상기 마이크로 전달되지 않도록 할 수 있다.
이상에서와 같이 본 발명에 따른 마이크 내장형 스피커 장치 및 이를 이용한 소음 제거 방법은 상기한 바와 같이 설명한 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

Claims (17)

  1. 매질로부터 소리를 수음하여 수음신호를 생성하는 마이크 모듈;
    상기 수음신호의 역상신호에 상응하는 진동을 상기 매질에 전달하는 스피커 드라이버; 및
    상기 마이크 모듈로부터 상기 수음신호를 전달받아, 상기 수음신호의 역상신호를 생성하고, 상기 역상신호를 상기 스피커 드라이버에 전달하는 컨트롤러; 를 포함하는 마이크 내장형 스피커 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 마이크 모듈은,
    제1 대역을 목표 대역으로 하여 매질로부터 소리를 수음하고, 제1 수음신호를 생성하는 고음용 컨택트 마이크;
    상기 제1 대역보다 낮은 주파수 대역인 제2 대역을 목표 대역으로 하여 상기 매질로부터 소리를 수음하고, 제2 수음신호를 생성하는 저음용 컨택트 마이크; 및
    상기 제1 수음신호 및 상기 제2 수음신호를 합산하여 상기 수음신호를 생성하는 마이크 컨트롤러; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크 내장형 스피커 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 마이크 모듈은,
    상기 고음용 컨택트 마이크 및 상기 저음용 컨택트 마이크를 수용하되,
    외부 자기의 영향을 방지하기 위하여 방자성 소재로 형성되고,
    수음율을 향상시키기 위하여 파라볼라 형상으로 형성되는 피드백 차단 하우징;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크 내장형 스피커 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 마이크 모듈은,
    상기 매질로부터 전달되는 소리의 수음율을 향상시키기 위하여,
    일단이 상기 매질에 접촉하고, 타단을 통해 상기 고음용 컨택트 마이크에 상기 매질의 진동을 전달하는 깔대기 형상의 고음용 부스트 플레이트; 및
    일단이 상기 매질에 접촉하고, 타단을 통해 상기 저음용 컨택트 마이크에 상기 매질의 진동을 전달하는 도너츠 형상의 저음용 부스트 플레이트; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크 내장형 스피커 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 피드백 차단 하우징은,
    원호를 따라 일정 간격으로 하나 이상의 관통구를 포함하되 상기 매질과 접촉하는 개방부를 커버하는 러버 플레이트; 를 포함하고,
    상기 고음용 부스트 플레이트는,
    상기 러버 플레이트의 개재하에 상기 고음용 컨택트 마이크에 진동을 전달하고,
    상기 저음용 부스트 플레이트는,
    상기 러버 플레이트의 내측에 위치하되, 상기 관통구에 대응하는 하나 이상의 돌기를 포함하고, 상기 돌기가 상기 관통구에 통과하도록 위치하는 것을 특징으로 하는 마이크 내장형 스피커 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 스피커 드라이버는,
    일측면이 상기 매질에 접촉하여 진동을 전달하는 진동부;
    상기 진동부에 진동을 전달하는 자석;
    상기 자석 외측에 이격되어 위치하고, 상기 역상신호에 따라 자기장을 발생시키는 보이스코일;
    상기 보이스코일 외측에서 상기 보이스코일의 위치를 고정하는 보이스코일고정부; 및
    상기 매질에 대한 상기 보이스코일의 위치가 가변되는 것을 방지하기 위하여 일단은 상기 보이스코일고정부에 고정되고, 타단은 상기 매질에 고정되는 고정브라켓; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크 내장형 스피커 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 진동부는,
    상기 매질에 접촉하는 일측면에 내부로 함몰된 마이크수용부; 를 포함하고,
    상기 마이크 모듈은,
    상기 마이크수용부에 상기 진동부와 이격되어 위치하는 것을 특징으로 하는 마이크 내장형 스피커 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    일단이 상기 마이크 모듈과 고정결합되고, 중단이 상기 스피커 드라이버와 결합되는 마이크 모듈 지지용 폴; 을 더 포함하고,
    상기 스피커 드라이버의 진동이 상기 마이크 모듈로 전달되지 않도록, 고무링의 개재하에 상기 마이크 모듈 지지용 폴과 상기 스피커 드라이버가 결합되는 것을 특징으로 하는 마이크 내장형 스피커 장치.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 스피커 드라이버는,
    상기 보이스코일고정부 내부에 위치하되, 내주면에 상기 보이스코일을 고정하는 고정홈과 외주면에 제1 나사산이 형성되는 보이스코일지지부; 를 더 포함하고,
    상기 보이스코일은 상기 고정홈에 고정되고,
    상기 보이스코일고정부 내주면에 상기 제1 나사산에 대응하는 제2 나사산이 형성되어, 상기 보이스코일고정부의 회전에 의해 상기 보이스코일지지부의 위치가 가변되는 것을 특징으로 하는 마이크 내장형 스피커 장치.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 마이크 모듈의 반대방향을 지향하도록 위치하고, 사용자에 의하여 인가되는 신호에 따라 소리를 발생시키는 스피커모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크 내장형 스피커 장치.
  11. 청구항 6에 있어서,
    상기 스피커 드라이버는,
    상기 자석이 진동 후 원래 위치로 복귀하도록 상기 자석의 일면에 위치하며, 상기 자석과의 거리에 비례하여 두께가 두꺼워지도록 형성된 멀티레이어를 갖는 웨이브스프링(Wave spring); 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크 내장형 스피커 장치.
  12. 스피커 및 마이크가 일체형으로 구비된 마이크 내장형 스피커 장치를 통하여 소음을 제거하는 방법에 있어서,
    상기 마이크를 통하여 매질로부터 수음신호를 수신하는 단계;
    상기 수음신호의 역상신호를 생성하는 단계; 및
    상기 마이크를 수용하는 형태를 가지는 상기 스피커를 통하여 상기 역상신호에 상응하는 진동을 상기 매질에 전달하는 단계;
    를 포함하는 소음 제거 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 스피커를 통하여 발생한 출력은,
    상기 마이크를 수용하는 파라볼라 형상의 피드백 차단 하우징에 의하여 상기 마이크로 입력되는 것이 방지되는 것을 특징으로 하는 소음 제거 방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 피드백 차단 하우징은,
    방자성 소재로 형성되는 것을 특징으로 하는 소음 제거 방법.
  15. 청구항 13에 있어서,
    상기 피드백 차단 하우징은,
    상기 매질에 진동을 전달하는 상기 스피커의 진동부 내부에 수용되는 것을 특징으로 하는 소음 제거 방법.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 피드백 차단 하우징은,
    마이크 지지용 폴(Pole)에 의하여 상기 진동부와 이격되어 결합되되, 상기 마이크 지지용 폴과 상기 진동부 사이에 개재되는 고무링에 의하여 상기 진동부의 진동이 상기 마이크로 전달되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 소음 제거 방법.
  17. 청구항 12에 있어서,
    상기 수음신호를 수신하는 단계는,
    상기 마이크의 고음용 컨택트 마이크에서 수신되는 신호를 이용하여 밸런스드(Balanced) 오디오 신호의 제1 위상 신호를 생성하는 단계;
    상기 마이크의 저음용 컨택트 마이크에서 수신되는 신호를 이용하여 상기 밸런스드 오디오 신호의 제2 위상 신호를 생성하는 단계;
    상기 밸런스드 오디오 신호의 제1 위상 신호 및 제2 위상 신호 중 어느 하나에 역상을 가하여 합산된 상기 수음신호를 생성하는 단계; 및
    상기 수음신호를 수신하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 소음 제거 방법.
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