KR20030069471A - 음향 입출력장치 및 이를 적용한 마이크 일체형 이어폰 - Google Patents

Abstract

마이크로폰 및 스피커를 하나의 몸체 내부에 내장한 음향 입출력장치 및 이를 적용한 마이크 일체형 이어폰이 개시된다. 본 발명의 마이크 일체형 이어폰은 사람의 귀에 삽입되는 이어폰 몸체 내에 내장형마이크 및 스피커가 내장되며, 그 몸체 외측으로 지향성인 외장형마이크가 더 부가된다. 그리고 내장형마이크 및 외장형마이크를 선택적으로 입력단자에 연결시키는 모드전환스위치가 구비된다. 이와 같은 이어폰은 외부 환경에 따라 사용자가 모드전환 스위치를 통해 선택적으로 내장형마이크 또는 외장형마이크를 이용하여 음성을 입력할 수 있다. 즉, 소음이 많은 지역에서는 모드전환스위치를 소음모드로 위치시켜 사용자의 귀에서 발생된 음성이 내장형마이크를 통해 상대방에게 전달되도록 하며, 소음이 적은 지역에서는 사용자의 입에서 출력된 음성이 외장형마이크를 통해 상대방에게 전달되도록 함으로서 소음에 의한 통화 간섭을 줄일 수 있다. 또한, 외장형마이크를 이용하는 경우에는 내장형마이크와 스피커의 근접설치에 따른 통화 간섭을 줄이기 위해 이용되는 회로의 전원 공급을 차단함으로서 전력소모를 감소시킬 수 있으며, 입에서 발생된 음성 입력을 통해 보다 명확하게 메시지를 전달할 수 있다.

Description

음향 입출력장치 및 이를 적용한 마이크 일체형 이어폰{Sound input/output device and microphone-integrated earphone employing the same}

본 발명은 음향입출력장치에 관한 것으로서, 특히, 마이크로폰(Microphone:이하, '마이크'라 한다) 및 스피커(Speaker)를 하나의 몸체 내부에 내장한 음향 입출력장치 및 이를 적용한 마이크 일체형 이어폰에 관한 것이다.

일반적으로 이어폰(헤드폰)과 같은 장치는 휴대형 오디오 플레이어나 휴대형 라디오와 같은 메인출력장치의 보조출력수단으로서 이용되어 왔다. 그러나 최근 이동통신단말기 등과 같은 휴대형 데이터송수신장치 및 자신의 음성을 녹음한 후, 재생할 수 있도록 구현된 휴대형 언어학습기 등이 등장하면서, 이어폰(헤드폰)은 단순한 보조출력수단에 그치지 않고, 마이크를 부가하여 보조입력장치로서의 기능까지 수행할 수 있도록 개발되고 있다.

도 1은 마이크가 부가된 일반적인 이어폰의 사시도이다. 도면에서 이어폰은 핸드폰과 같은 메인장치의 입/출력단자에 결합되는 커넥터(10)와, 사용자의 귀에 삽입될 수 있도록 외관이 형성된 스피커(20)와, 커넥터(10)와 스피커(20)를 연결하는 신호선(15)과, 일반적인 사람의 구강부에 위치하도록 신호선 상에 설치된 마이크(30), 그리고 마이크(30)와 커넥터 사이의 신호선 사이에 연결되며, 핸드폰의 호출음에 응답할 수 있도록 호출응답버튼(42)을 갖는 제어기(40)를 구비한다.

위와 같은 마이크 부가형 이어폰은 핸드폰이 호출된 경우, 사용자가 제어기에 형성된 호출응답버튼(42)을 누르는 것으로, 핸드폰의 직접적인 조작없이 마이크(30)와 스피커(20)를 통해 상대방과 통화를 할 수 있게 된다.

그러나 상기와 같은 마이크 부가형 이어폰은 사용자가 몸을 움직이거나 이동중인 경우에는 마이크(30)가 사용자의 구강부로부터 이격될 수 있어 효과적으로 메시지를 전달하지 못하는 문제점이 있었다. 또한, 마이크(30)가 외부 소음에 노출되어 있는 관계로, 소음이 많은 지역인 경우, 주변 소음까지 상대방에게 함께 전달되어 상대방에게 사용자의 메시지를 제대로 전달하지 못하는 문제점이 있었다.

위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 출원인은 인체의 구강부와 귀가 서로 연통되어 있는 특징을 이용하여 마이크로의 외부소음 인입을 저감시킬 수 있으며, 사용자의 동작 중에도 효과적으로 메시지 전달을 수행할 수 있는 음향 입/출력장치 및 이를 적용한 마이크 일체형 이어폰을 제안한 바 있다(출원번호 10-2001-0061260). 또한, 상기와 같은 마이크 일체형 이어폰에서 마이크 및 스피커가 근접 설치됨에 따라 발생하는 하울링 및 에코를 저감시키도록 개선한 음향 입/출력장치 및 이를 적용한 마이크 일체형 이어폰을 제안한 바 있다(출원번호 10-2001-0088886).

제안한 종래의 음향 입출력장치 및 이를 적용한 마이크 일체형 이어폰은 신호처리부를 구비하며, 신호처리부는 송수신모드에 따라 마이크 입력레벨과 스피커 출력레벨을 조정한다. 즉, 신호처리부는 수화음이 검출되면, 마이크의 입력레벨이 낮아지도록 제어하며, 마이크 입력이 검출되면, 스피커 출력레벨이 낮아지도록 제어함으로서 마이크와 스피커의 근접설치에 따른 통화 간섭을 최소화시키며, 하울링 및 에코의 발생을 저감시키도록 하였다.

그러나 위와 같은 종래의 음향 입출력장치 및 이어폰은, 신호처리부를 이용하여 양방향통신을 수행할 수 있는 잇점은 있지만 비소음지역에서도 반드시 신호처리가 수행되므로 불필요한 전력소모를 발생시키는 문제점이 있었다. 또한, 비소음지역에서도 사람의 구강부를 통한 명확한 음성이 전달되지 못하고, 귀에서 발생된비교적 부정확한 음성이 전달될 수 밖에 없다는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 비소음지역인 경우, 전력소모를 저감시킬 수 있으면서 구강부에서 발생된 명확한 음성으로 메시지를 전달할 수 있는 음향 입출력장치 및 이를 적용한 마이크 일체형 이어폰을 제공하는 데 있다.

도 1은 일반적인 마이크 부가형 이어폰의 사시도,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 핸드폰용 이어폰의 사시도, 그리고

도 3은 도 2에 보인 핸드폰용 이어폰의 블록도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10, 110: 커넥터20, 210: 이어폰스피커

30, 220, 230: 마이크40, 130: 제어기

42, 134: 호출응답버튼120: 이어폰

122: 삽입부124: 돌출부

132, 262: 모드전환조작스위치200: 핸드폰

240: 신호검출부250: 스위칭소자

260: 모드전환스위치264: 모드전환스위칭부

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 음향 입출력장치는, 전달된 전기적신호를 음향으로 변환하여 출력하는 스피커; 상기 스피커와 일체로 설치되며, 발생된 음향을 전기적신호로 변환하여 출력하는 제1 마이크로폰; 발생된 음향을 전기적신호로 변환하여 출력하는 제2 마이크로폰; 및 상기 제1 마이크로폰 및 상기 제2 마이크로폰을 선택적으로 내부입력단에 연결하는 모드전환스위치;를 포함한다.

또한, 음향 입출력장치는, 상기 스피커에 전달되는 전기적신호가 검출되면, 상기 제1 마이크로폰으로부터 발생된 전기적신호를 단속하기 위한 단속신호를 출력하는 신호검출부; 및 상기 신호검출부로부터 출력된 단속신호에 따라 상기 제1 마이크로폰으로부터 발생된 전기적신호를 스위칭하는 스위칭소자;를 더 포함한다.

그리고 상기 모드전환스위치는 상기 제2 마이크로폰을 통해 음향을 입력받도록 조작된 경우, 상기 신호검출부에 공급되는 전원을 차단하도록 구성한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 음향 입출력장치를 적용한 마이크 및 스피커 일체형 이어폰은, 메인장치와 전기적으로 연결하기 위한 커넥터;사용자의 귀에 일부가 삽입될 수 있도록 외관이 형성된 몸체 내에 설치되며, 상기 커넥터를 통해 메인장치로부터 전달된 전기적신호를 음향으로 변환하여 출력하는 스피커; 상기 몸체 내부에 설치되며, 상기 사용자의 귀에서 발생된 음향을 전기적신호로 변환하여 상기 커넥터를 통해 상기 메인장치에 출력하는 제1 마이크로폰; 상기 몸체 외부에 설치되며, 발생된 음향을 전기적신호로 변환하여 상기 메인장치에 출력하는 제2 마이크로폰; 및 사용자의 조작에 의해 상기 제1 마이크로폰 및 상기 제2 마이크로폰을 선택적으로 상기 커넥터의 음성출력단에 연결하는 모드전환스위치;를 포함한다.

또한, 상기 마이크 및 스피커 일체형 이어폰은, 상기 커넥터로부터 상기 스피커에 전달되는 전기적신호가 검출되면, 상기 제1 마이크로폰으로부터 상기 커넥터에 전달되는 전기적신호를 단속하기 위한 단속신호를 출력하는 신호검출부; 및 상기 제1 마이크로폰과 상기 커넥터 사이에 연결되며, 상기 신호검출부로부터 출력된 단속신호에 따라 개폐되는 스위칭소자;를 더 포함한다. 여기서, 상기 모드전환스위치는 상기 제2 마이크로폰을 통해 음향을 입력받도록 조작된 경우, 상기 신호검출부에 공급되는 전원을 차단할 수 있도록 구현한다.

또한, 상기 제2 마이크로폰은 상기 본체 외부에 다양하게 설치할 수 있으며, 즉, 종래와 같이 신호선 상에 설치할 수도 있으며, 상기 본체로부터 사용자의 구강부측으로 돌출시킨 바 형태를 취할 수도 있다. 바람직하게는, 상기 본체의 귀 삽입부에 대향하여 상기 본체와 일체로 형성하며, 이때, 사용자의 입에서 발성되는 소리를 집음하기 위한 지향성 마이크로폰을 이용한다.

이상과 같은 본 발명의 음향 입출력장치 및 이를 적용한 마이크 및 스피커 일체형 이어폰에 의하면, 사용자는 외부환경에 따라, 즉, 주변에 소음이 많고 적음에 따라 상기 모드전환스위치를 통해 상기 제1 마이크로폰 및 상기 제2 마이크로폰을 선택적으로 사용할 수 있으며, 제2 마이크로폰 이용시는 전력소모를 감소시킬 수 있을뿐만아니라 구강부에서 발생된 음성으로 메시지를 보다 정확하게 전달할 수 있다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 목걸이형 핸드폰용 이어폰의 사시도이다. 핸드폰용 이어폰은 커넥터(110), 마이크 일체형 이어폰(120), 그리고 제어기(130)를 포함한다.

커넥터(110)는 핸드폰(200)의 입출력단자와 연결된다.

마이크 일체형 이어폰(120)은 단일의 몸통을 가지며, 사용자의 귀에 삽입되는 삽입부(122)와 귀 외측으로 돌출되는 돌출부(124)를 갖는다. 삽입부(122)측에는 사용자의 귀를 보호하기 위하여 그리고 사용자의 귀에 밀착 또는 밀폐시키기 위하여 인체적합형 고무(또는 스폰지)가 덮어 씌어진다. 그리고 도시되지는 않았지만 이어폰 내부에는 몸체 내에 스피커와 내장형마이크가 사용자의 귀 내부를 향하여 설치되며, 돌출부측으로 스피커 및 내장형마이크와는 차폐물을 통해 분리된 외장형마이크가 내장된다. 편의상 몸통 내부에 내장된 마이크들에 대하여 삽입부(120)측으로 형성된 마이크는 내장형마이크로, 돌출부(124)측으로 형성된 마이크는 외장형마이크로 명명한다.

제어기(130)는 커넥터(110)와 마이크 일체형 이어폰(120)을 연결하는 신호선 사이에 설치되며, 사용자에 의해 소음모드 또는 일반모드로 조작할 수 있는 모드전환조작스위치(132) 및 호출응답 겸용 재다이얼링버튼(134)을 갖는다. 소음모드는 내장형마이크를 통해 입력된 사용자의 메시지를 핸드폰(200)에 출력한다. 일반모드는 외장형마이크를 통해 입력된 사용자의 메시지를 핸드폰(200)에 출력한다.

도 3은 도 2에 보인 핸드폰용 이어폰의 블록도이다. 이어폰은 스피커(210), 내장형마이크(220), 외장형마이크(230), 신호검출부(240), 스위칭소자(250), 그리고 모드전환스위치(260)를 구비한다.

스피커(210)는 사용자의 귀에 일부가 삽입될 수 있도록 외관이 형성된 몸통(120) 내부에 설치되며, 커넥터(110)를 통해 핸드폰(200)으로부터 전달된 전기적신호를 음향으로 변환하여 사용자의 귀에 출력한다.

내장형마이크(220)는 몸통 내부에 스피커와 함께 내장 설치되며, 사용자의 귀에서 발생된 음향을 전기적신호로 변환하여 커넥터(110)를 통해 핸드폰(200)에 출력한다.

외장형마이크(230)는 몸통(120)의 삽입부(122)에 대향하여 돌출부(124)측에 설치되며, 사용자의 구강부에서 발생된 음향을 전기적신호로 변환하여 커넥터(110)를 통해 핸드폰(200)에 출력한다. 이때, 외장형마이크(230)는 사용자의 구강부로부터 발생되는 음성을 집음할 수 있도록 지향성 마이크가 이용되는 것이 바람직하다.

신호검출부(240)는 스피커(210)로 출력되는 전기적신호를 검출하고, 내장형마이크(220)로부터 핸드폰(200)의 입력단에 전달되는 음성신호를 단속하기 위한 단속신호를 출력한다.

스위칭소자(250)는 내장형마이크(220)와 마이크 출력단자 사이에 연결되며, 신호검출부(240)로부터 출력된 단속신호에 따라 개폐된다. 스위칭소자(250)는 내장형마이크(220)와 마이크 출력단자 사이를 신호검출부(240)의 차단/연결신호에 응답하여 차단/연결할 수 있는 다양한 소자가 이용될 수 있다. 예를 들어, 트랜지스터와 같은 반도체소자가 이용될 수 있으며, 릴레이와 같은 소자를 이용할 수도 있다.

모드전환스위치(260)는 사용자의 모드전환조작스위치(262)의 조작에 의해 내장형마이크 연결단자 및 외장형마이크연결단자를 선택적으로 마이크 출력단자에 연결하는 스위칭부(264)를 구비한다. 모드전환조작스위치(260)는 슬라이드 형태로 내장형마이크(220) 및 외장형마이크(230)를 선택할 수 있으며, 푸쉬버튼 형식으로 어느 한 마이크를 선택할 수도 있다.

위와 같은 핸드폰용 이어폰은 도 2에 보인 바와 같이 제어기(130) 하단에 핸드폰고리를 형성하고, 핸드폰을 그 고리에 걸수 있도록 할 수 있으며, 사용자가 줄을 목에 걸어 핸드폰(200)을 사용자의 몸에 고정시킬 수 있다.

한편, 커넥터(110)가 핸드폰(200)의 입출력단자에 연결되고, 마이크 일체형 이어폰 몸체(120) 일부가 사용자의 귀에 삽입된 상태에서 핸드폰(200)이 호출된 경우, 사용자는 제어기(130)의 호출응답버튼(134)을 눌러 상대방과 통화를 할 수 있게 된다. 이때, 슬라이드 방식의 모드전환조작스위치(262)의 위치가 소음모드측으로 위치한 경우, 즉, 내장형마이크(220)를 연결시킨 경우, 신호검출부(240)는 핸드폰(200)으로부터 스피커(210)로 전달되는 전기적신호가 검출되면,내장형마이크(220)를 통한 입력신호를 차단하기 위한 차단신호를 스위칭소자(250)에 출력한다. 이에 따라 스위칭소자(250)는 개방된다. 그러면 내장형마이크(220)를 통한 사용자의 음성신호는 핸드폰(200)에 전달되지 않게 된다. 반면, 신호검출부(240)는 스피커(210)로 전달되는 전기적신호가 검출되지 않는 동안은 연결신호를 스위칭소자(250)에 출력한다. 이에 따라 스위칭소자(250)는 단락상태가 되며, 내장형마이크(220)를 통해 입력된 음성신호는 핸드폰(200)에 출력된다. 이는 두 통화자가 동시에 송화를 하는 경우, 서로 메시지를 정확히 전달받을 수 없어 어느 한 측에서 송화를 중단하는 점을 감안하여 양방향 통신이 아닌 단방향 통신을 수행하도록 한 것이다. 이에 따라 별도의 신호처리로직을 이용하지 않고도 스피커(210) 및 내장형마이크(220)의 근접설치에 따른 하울링 및 에코를 방지 할 수 있게 된다.

또한, 핸드폰용 이어폰은 외부환경에 따라 내장형마이크(220) 및 외장형마이크(230)를 이용할 수 있다. 즉, 주변에 소음이 많은 지역인 경우, 사용자는 모드전환조작스위치(262)를 소음모드로 위치시켜 이어폰에 내장된 내장형마이크(220)를 통해 자신의 음성을 상대방에게 전달한다. 그리고 주변에 소음이 적은 지역인 경우에는 모드전환조작스위치(262)를 일반모드로 전환하고, 마이크 일체형 이어폰(120)의 돌출부(124)에 설치된 외장형마이크(230)를 통해 자신의 음성을 상대방에게 전달할 수 있다. 또한, 모드전환스위치(260)는 일반모드로 조작된 경우, 신호검출부(240)로 공급되는 전원을 차단한다. 이는, 사용자의 음성을 외장형마이크를 통해 전달하는 경우, 내장형마이크(220)에 의한 하울링 및 에코를 고려하지않아도 되므로 신호검출부(240)의 동작에 따른 전력소모를 감소시키기 위한 것이다.

위와 같은 핸드폰용 마이크 및 스피커 일체형 이어폰은 사용자가 모드전환스위치 조작을 통해 소음이 많은 지역에서는 사용자의 귀에서 발생되는 소리로 메시지를 전달할 수 있으며, 주변 소음이 비교적 적은 지역에서는 사용자의 입으로 출력되는 정확한 음성으로 메시지를 전달할 수 있게 된다.

이상과 같은 본 발명의 음향입출력장치 및 마이크 일체형 이어폰은 단방향 통신을 수행하므로 회로의 구현이 간단하며, 사용자가 외부환경에 따라 스위치를 조작하여 내장형마이크 및 외장형마이크를 선택할 수 있어 불필요한 전력소모를 감소시킬 수 있을 뿐만아니라 상황에 따라 상대방에게 보다 명확한 메시지를 전달할 수 있게 된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능할 것이다.

Claims (8)

1. 전달된 전기적신호를 음향으로 변환하여 출력하는 스피커;

   상기 스피커와 일체로 설치되며, 발생된 음향을 전기적신호로 변환하는 제1마이크로폰;

   발생된 음향을 전기적신호로 변환하는 제2 마이크로폰; 및

   사용자의 조작에 의해 상기 제1 마이크로폰 및 상기 제2 마이크로폰을 선택적으로 음성입력단에 연결하는 모드전환스위치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 입출력장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 스피커에 전달되는 전기적신호가 검출되면, 상기 제1 마이크로폰으로부터 발생된 전기적신호를 단속하기 위한 단속신호를 출력하는 신호검출부; 및

   상기 신호검출부로부터 출력된 단속신호에 따라 상기 제1 마이크로폰으로부터 발생된 전기적신호가 스위칭될 수 있도록 개폐되는 스위칭소자;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 입출력장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 모드전환스위치는 상기 제2 마이크로폰으로부터 음향을 입력받도록 조작된 경우, 상기 신호검출부에 공급되는 전원을 차단하도록 구성된 것을 특징으로 하는 음향 입출력장치.
4. 메인장치와 전기적으로 연결하기 위한 커넥터;

   사용자의 귀에 일부가 삽입될 수 있도록 외관이 형성된 몸체 내부에 설치되며, 상기 커넥터를 통해 상기 메인장치로부터 전달된 전기적신호를 음향으로 변환하여 출력하는 스피커;

   상기 몸체 내부에 설치되며, 사용자의 귀에서 발생된 음향을 전기적신호로 변환하여 상기 커넥터를 통해 상기 메인장치에 출력하는 제1 마이크로폰;

   발생된 음향을 전기적신호로 변환하여 상기 메인장치에 출력하는 제2 마이크로폰; 및

   사용자의 조작에 의해 상기 제1 마이크로폰 및 상기 제2 마이크로폰을 선택적으로 상기 커넥터의 음성출력단에 연결하는 모드전환스위치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크 및 스피커 일체형 이어폰.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 커넥터로부터 상기 스피커에 전달되는 전기적신호가 검출되면, 상기 제1 마이크로폰으로부터 상기 커넥터에 전달되는 전기적신호를 단속하기 위한 단속신호를 출력하는 신호검출부; 및

   상기 제1 마이크로폰과 상기 커넥터 사이에 연결되며, 상기 신호검출부로부터 출력된 단속신호에 따라 개폐되는 스위칭소자;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크 및 스피커 일체형 이어폰.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 모드전환스위치는 상기 제2 마이크로폰을 통해 음향을 입력받도록 조작된 경우, 상기 신호검출부에 공급되는 전원을 차단하는 것을 특징으로 하는 마이크 및 스피커 일체형 이어폰.
7. 제 4항에 있어서,

   상기 제2 마이크로폰은 상기 본체의 귀 삽입부에 대향하여 상기 본체와 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 마이크 및 스피커 일체형 이어폰.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 제2 마이크로폰은 지향성 마이크로폰인 것을 특징으로 하는 마이크 및 스피커 일체형 이어폰.