KR101525468B1 - 청각 보조시스템 - Google Patents

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Abstract

청각 보조시스템은 센서부, 판단부 및 진동유닛을 포함한다. 상기 센서부는 서로 이격되어 소리 발생부에서 발생한 소리를 각각 인식하는 제1 및 제2 센서들을 포함한다. 상기 판단부는 상기 센서부의 제1 및 제2 센서들로부터 각각 인식된 소리를 바탕으로, 상기 소리 발생부의 위치를 판단한다. 상기 진동유닛은 상기 소리 발생부의 위치에 대응되는 진동을 발생한다.

Description

청각 보조시스템{HEARING ASSISTANT SYSTEM}
본 발명은 청각 보조시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 난청환자, 청각장애인 또는 일반인의 청각을 보조하는 청각 보조시스템에 관한 것이다.
최근 이어폰 등의 과다사용 등의 이유로 난청 환자 또는 나아가 청력을 잃은 청각 장애인의 수도 증가하고 있어, 난청 환자나 청각 장애인의 청력을 보조하는 청각 보조장치가 많이 개발되고 있다. 또한, 최근에는 일반인의 경우에도 이어폰 등의 착용으로 외부 위험의 감지가 소홀한 경우가 증가하고 있어 청각 보조장치의 필요성이 증가하고 있다.
이러한 청각 보조장치의 경우, 소리 외에 청각 장애인등이 인식할 수 있는 수단을 통해 간접적으로 소리를 전달하는 방법이 적용되고 있으며, 대표적으로 압전소자나 진동기 등을 이용하여 진동으로 소리를 전달하는 방법 또는 광을 이용해 소리의 발생을 알리는 방법 등이 다수 개발되고 있다.
예를 들어, 일본공개특허 특개2000-166961호에서는 청각장애인이 인식하고 싶은 특정 생활음을 기억장치에 기억한 상태에서 해당 생활음이 발생하는 경우 진동장치로 이를 전달하며, 특히 긴급도에 따라 진동의 크기를 증가시키는 기술을 개시하고 있다. 또한, 대한민국 공개특허 제2000-0031793호에서는 주변의 소리를 진동으로 변환시켜 반복 진동되는 진동을 인식하여 소리를 감지하도록 하는 기술을 개시하고 있다.
이상과 같이, 많은 문헌들이 소리를 진동으로 변환시키거나 소리를 광으로 변환시켜 난청환자나 청각 장애인의 소리 인식을 보조하는 기술을 개시하고 있으나, 광으로 전달하는 경우 사용자는 항상 광을 지켜보며 그 의미를 파악해야하는 불편함이 있으며, 진동으로 전달하는 경우 소리가 발생하는 방향이나 소리가 발생하는 위치까지의 거리 등을 사용자가 직관적으로 인식하기에는 한계가 있다.
이에 따라, 난청환자나 청각 장애인등의 사용자는 특히 위험한 상황에서 직관적인 대응이 어려워 위험에 노출되는 문제가 있다.
이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 소리의 방향과 소리의 근접도를 직관적으로 인식할 수 있는 청각 보조시스템에 관한 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 청각 보조시스템은 센서부, 판단부 및 진동유닛을 포함한다. 상기 센서부는 서로 이격되어 소리 발생부에서 발생한 소리를 각각 인식하는 제1 및 제2 센서들을 포함한다. 상기 판단부는 상기 센서부의 제1 및 제2 센서들로부터 각각 인식된 소리를 바탕으로, 상기 소리 발생부의 위치를 판단한다. 상기 진동유닛은 상기 소리 발생부의 위치에 대응되는 진동을 발생한다.
일 실시예에서, 상기 판단부에서 판단하는 상기 소리 발생부의 위치는, 사용자를 기준으로 한 상기 소리 발생부의 방향 및 사용자로부터 상기 소리 발생부까지의 거리를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 진동유닛은 서로 이격된 제1 및 제2 진동부들을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 및 제2 진동부들 각각은, 상기 소리 발생부의 방향에 따라 서로 다른 시간 간격으로 진동할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 및 제2 진동부들 중, 상기 소리 발생부에 근접하게 위치한 진동부가 먼저 진동할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 및 제2 진동부들은, 상기 소리 발생부까지의 거리에 따라 다른 세기로 진동할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 및 제2 진동부들의 진동의 시간 간격 및 진동의 세기를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 사용자의 귀, 어깨부위, 목부위 중 어느 하나의 한쪽에 상기 제1 센서가 고정되고, 상기 제2 센서는 다른쪽에 고정될 수 있다.
일 실시예에서, 사용자의 귀, 어깨부위, 목부위, 가슴부위, 허리부위, 팔부위, 손주변 중 어느 하나의 한쪽에 상기 제1 진동부가 고정되고, 상기 제2 진동부는 다른쪽에 고정될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 센서부는 제1 정면센서, 제1 후면센서 및 제1 측면센서를 포함하고, 상기 제2 센서부는 제2 정면센서, 제2 후면센서 및 제2 측면센서를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 판단부에서는, 상기 제1 및 제2 정면센서들, 상기 제1 및 제2 후면센서들, 및 상기 제1 및 제2 측면센서들로부터 인식된 소리를 바탕으로 상기 소리 발생부의 위치를 사용자의 정면, 후면 또는 측면 중 어느 하나로 판단할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 서로 이격된 제1 및 제2 센서들에 의해 소리가 인식되며, 소리 발생부의 위치를 판단부에서 판단한 후 사용자에게 진동으로 소리 발생부의 위치를 알리므로, 사용자는 진동으로 소리 발생부의 위치를 파악할 수 있어 편의성이 향상된다.
특히, 제1 및 제2 센서들은 사람의 귀와 유사하게 서로 이격되도록 배치되며, 사람의 귀에서 소리가 도달하는 시간의 차이로 소리의 방향을 인식하는 것과 유사하게, 상기 판단부에서 상기 제1 및 제2 센서들까지 소리가 도달하는 시간의 차이를 바탕으로 소리의 방향을 판단할 수 있어, 소리의 방향을 정확하게 측정할 수 있다.
나아가, 이렇게 측정된 소리의 방향이 서로 이격된 제1 및 제2 진동부들의 시간차 진동으로 사용자에게 전달되므로, 사용자는 제1 및 제2 진동부의 시간차이를 바탕으로 소리의 방향을 직관적으로 인식할 수 있다.
또한, 상기 판단부에서는 상기 제1 및 제2 센서들에서 측정된 소리의 세기를 바탕으로 소리까지의 거리를 판단할 수 있어, 소리까지의 거리를 정확하게 측정할 수 있으며, 소리의 세기에 따라 제1 및 제2 진동부들의 진동의 세기가 다르게 전달되므로 사용자는 소리까지의 거리를 직관적으로 인식할 수 있다.
나아가, 상기 제1 및 제2 센서들은 사용자의 귀와 유사하게 서로 이격되며 사용자의 귀, 어깨, 목부위 등에 고정될 수 있으며, 상기 제1 및 제2 진동부들은 사용자의 인식의 편의를 위해 사용자의 귀, 어깨, 목, 가슴, 팔, 손부위 등에 고정될 수 있으므로, 최적화된 위치에서 소리 측정 및 진동 전달의 효과가 향상되며 이에 따른 사용자의 편의성 및 직관적 인식력이 향상될 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 센서부들이 각각 정면센서, 후면센서 및 측면센서를 포함하므로, 소리 발생부의 위치가 사용자를 중심으로 정면, 후면, 측면 중 어느 위치인지 즉각적으로 판단할 수 있어 사용자의 편의성 및 직관적 인식력이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 청각 보조시스템을 도시한 블록도이다.
도 2는 도 1의 청각 보조시스템의 센서부 및 상기 센서부에 의한 센싱 영역을 도시한 개략도이다.
도 3은 도 1의 청각 보조시스템에서 소리의 방향을 인지하는 방법을 도시한 모식도이다.
도 4는 도 1의 청각 보조시스템에서 소리의 위치를 인지하는 방법을 도시한 모식도이다.
도 5는 도 1의 청각 보조시스템을 이용하여 임의의 위치에서의 소리의 방향과 소리의 위치를 인지하는 예를 도시한 모식도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 청각 보조시스템을 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 의한 청각 보조시스템(10)은 센서부(100), 판단부(200), 제어부(300) 및 진동유닛(400)을 포함하며, 상기 청각 보조시스템(10)으로부터 소정방향으로 소정거리 이격된 소리 발생부(20)의 위치를 측정하여 사용자에게 정보를 제공한다.
상기 센서부(100)는 제1 센서(110) 및 제2 센서(120)를 포함하며, 상기 제1 센서(110) 및 제2 센서(120)는 소정거리 서로 이격되어 배치된다. 즉, 도 1에서는 상기 제1 센서(110) 및 제2 센서(120)가 블록도의 형태로 도시되었으나, 상기 제1 및 제2 센서들(110, 120)은 모두 사용자, 즉 난청환자 또는 청각 장애인 등의 신체에 서로 소정거리 이격되도록 부착된다. 예를 들어, 상기 제1 센서(110)는 사용자의 귀, 어깨부위, 목부위, 가슴부위, 허리부위 중 어느 한쪽(오른쪽)에 부착되고, 상기 제2 센서(120)는 사용자의 귀, 어깨부위, 목부위, 가슴부위, 허리부위 중 다른 한쪽(왼쪽)에 부착될 수 있다.
그리하여, 상기 제1 센서(110) 및 상기 제2 센서(120)는 정상인이 양쪽 귀를 통해 청각을 인지하는 것과 유사하게 사용자의 신체를 중심으로 양쪽에 각각 위치하여 정상인과 유사하게 상기 소리 발생부(20)에서 발생하는 소리를 측정할 수 있다.
한편, 정상인은 양쪽 귀에 전달되는 소리의 미세한 차이를 구별하여 소리가 발생하는 방향을 인식하고, 양쪽 귀에 전달되는 소리의 세기를 구별하여 소리가 발생하는 위치까지의 거리를 인식한다.
본 실시예에서는 상기 제1 및 제2 센서들(110, 120), 및 상기 판단부(200)는, 상기 정상인의 소리 방향 및 소리까지의 거리를 인식하는 메커니즘과 실질적으로 동일하게 상기 소리 발생부(20)의 방향 및 상기 소리 발생부(20)까지의 거리를 측정 및 판단한다.
즉, 상기 소리 발생부(20)에서 발생한 소리는 상기 제1 및 제2 센서들(110, 120)이 서로 이격되어 위치하므로 시간 차이를 가지며 상기 제1 및 제2 센서들(110, 120)에 의해 감지된다. 이 경우, 상기 판단부(200)는 상기 제1 및 제2 센서들(110, 120)에서 소리가 측정된 시간 차이에 관한 정보를 바탕으로, 상기 소리 발생부(20)의 방향을 판단한다. 소리 방향의 판단에 대한 보다 구체적인 설명은 도 3을 참조하여 후술한다.
한편, 상기 제1 및 제2 센서들(110, 120)에서 인식된 소리 세기의 크기를 바탕으로, 상기 판단부(200)는 상기 소리 발생부(20)까지의 거리를 판단하며, 이에 관한 구체적인 설명은 도 4를 참조하여 후술한다.
이와 같이, 상기 판단부(200)에서는 상기 제1 및 제2 센서들(110, 120)에서 각각 인식된 소리에 관한 정보를 바탕으로 사용자를 기준으로 한 상기 소리 발생부(20)의 방향 및 사용자로부터 상기 소리 발생부(20)까지의 거리를 포함하는 상기 소리 발생부(20)의 위치를 판단한다.
이렇게 상기 판단부(200)에서 판단된 정보를 바탕으로 상기 제어부(300)는 상기 진동유닛(400)의 진동을 제어한다.
상기 진동유닛(400)은 제1 진동부(410) 및 제2 진동부(420)를 포함하며, 상기 제1 및 제2 진동부들(410, 420) 각각은 상기 제어부(300)의 제어에 따라 개별적으로 진동되어, 사용자에게 소리에 관한 정보를 제공한다.
도 1에서는, 상기 제1 및 제2 진동부들(410, 420)도 블록도의 형태로 도시되었으나, 상기 제1 및 제2 진동부들(410, 420)은 모두 사용자의 신체에 서로 소정거리 이격되도록 부착된다. 예를 들어, 상기 제1 진동부(410)는 사용자의 귀, 어깨부위, 가슴부위, 허리부위, 팔부위, 손주변 중 어느 한쪽(오른쪽)에 부착되고, 상기 제2 진동부(420)는 사용자의 귀, 어깨부위, 가슴부위, 허리부위, 팔부위, 손주변 중 다른 한쪽(왼쪽)에 부착될 수 있다.
이 경우, 상기 제1 진동부(410)는 상기 제1 센서(110)와 인접하도록 배치될 수 있으며, 마찬가지로 상기 제2 진동부(420)도 상기 제2 센서(120)와 인접하도록 배치될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 진동부(410) 및 상기 제1 센서(110)는 모두 사용자의 오른쪽 귀 주변에 부착되고, 상기 제2 진동부(420) 및 상기 제2 센서(120)는 모두 사용자의 왼쪽 귀 주변에 부착될 수 있다. 그리하여, 정상인이 양쪽 귀를 통해 청각을 인지하는 것과 유사하게, 사용자는 양쪽 귀에 각각 부착된 제1 및 제2 센서들을 통해 인식된 소리에 관한 정보를 양쪽 귀에 각각 부착된 제1 및 제2 진동부들의 진동 특성으로 파악할 수 있다.
이와 달리, 사용자의 착용의 편의성을 향상시키기 위해 상기 제1 진동부(410) 및 상기 제1 센서(110)는 모두 사용자의 오른쪽 가슴부위, 즉 오른쪽 옆구리 부분에 부착되고, 상기 제2 진동부(420) 및 상기 제2 센서(120)는 모두 사용자의 왼쪽 가슴부위, 즉 왼쪽 옆구리 부분에 부착될 수 있다.
한편, 상기 제1 및 제2 진동부들(410, 420)은 상기 제어부(300)의 제어에 따라 각각 진동하여, 사용자에게 상기 소리 발생부(20)의 방향에 관한 정보 및 상기 소리 발생부(20)까지의 거리에 관한 정보를 모두 전달한다.
구체적으로, 상기 제1 및 제2 진동부들(410, 420) 각각은 상기 소리 발생부(20)의 방향에 따라 서로 다른 시간 간격으로 진동하여, 사용자를 기준으로 한 상기 소리 발생부(20)의 방향에 관한 정보를 사용자가 직관적으로 인식할 수 있도록 한다. 예를 들어, 상기 소리 발생부(20)가 사용자를 중심으로 어느 한쪽 방향으로 치우치는 정도가 클수록 상기 제1 및 제2 진동부들(410, 420) 사이의 진동 발생의 시간차를 증가시켜, 사용자가 방향을 직관적으로 인식하도록 할 수 있다. 이와 관련한 보다 구체적인 설명은 도 3에서 상술한다.
또한, 상기 제1 및 제2 진동부들(410, 420)은 상기 소리 발생부(20)까지의 거리에 따라 진동의 세기를 다르게 진동하여, 사용자로부터 상기 소리 발생부(20)까지의 거리에 관한 정보를 사용자가 직관적으로 인식할 수 있도록 한다. 예를 들어, 상기 소리 발생부(20)가 사용자로부터 가까워질수록 상기 제1 및 제2 진동부들(410, 420)의 진동의 세기를 증가시켜, 사용자가 거리를 직관적으로 인식하도록 할 수 있다. 이와 관련한 보다 구체적인 설명은 도 4에서 상술한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 상기 제어부(300)는 상기 판단부(200)로부터 판단된 상기 소리 발생부(20)의 방향 및 거리에 관한 정보를 전달받아, 상기 제1 및 제2 진동부들(410, 420)의 진동의 시간차 및 진동의 세기를 제어한다.
도 2는 도 1의 청각 보조시스템의 센서부 및 상기 센서부에 의한 센싱 영역을 도시한 개략도이다.
도 2를 참조하면, 상기 제1 센서부(110)는 제1 정면센서(111), 제1 후면센서(112) 및 제1 측면센서(113)를 포함하고, 상기 제2 센서부(120)는 제2 정면센서(121), 제2 후면센서(122) 및 제2 측면센서(123)를 포함한다.
본 실시예에 의한 청각 보조시스템에서 소리의 방향 및 소리까지의 거리를 인지하는 방법은 후술할 도 3 및 도 4에 상세히 설명되고 있으나, 소리의 방향 및 소리까지의 거리를 인지하기 전에 사용자를 중심으로 소리 발생부(20)가 정면인지, 후면인지 또는 측면인지 선행적으로 판단하는 것이 필요하다.
따라서, 본 실시예에서는, 사용자의 정면(A)으로부터 발생한 소리는 상기 제1 센서부(110)의 제1 정면센서(111) 및 상기 제2 센서부(120)의 제2 정면센서(121)가 인지하여 상기 판단부(200)가 상기 소리 발생부(20)가 사용자의 정면(A)에 위치함을 판단한다. 마찬가지로, 사용자의 후면(B)에서 발생한 소리는 상기 제1 후면센서(112) 및 상기 제2 후면센서(122)가 인지하여 상기 판단부(200)가 상기 소리 발생부(20)가 사용자의 후면(B)에 위치함을 판단한다. 나아가, 사용자의 우측면(C) 또는 좌측면(D)에서 발생한 소리는 상기 제1 측면센서(113) 및 상기 제2 측면센서(123)가 인지하여 위치를 판단한다.
이 경우, 상기 판단부(200)는 상기 정면, 후면 및 측면센서들에서 인식되는 소리의 상대적 크기를 서로 비교하여 상기 소리 발생부(20)의 위치를 판단할 수 있다.
이와 같이, 본 실시예에서는, 선행적으로 상기 판단부(200)에 의해 상기 소리 발생부(20)가 사용자를 중심으로 정면(A), 후면(B), 우측면(C) 또는 좌측면(D) 중 어디에 위치하는지 판단한 후, 구체적인 소리의 방향 및 소리까지의 거리를 판단한다.
도 3은 도 1의 청각 보조시스템에서 소리의 방향을 인지하는 방법을 도시한 모식도이다.
도 3에서는 설명의 편의상, 판단부(200) 및 제어부(300)에 대한 도시는 생략하고, 제1 센서(110)와 제1 진동부(410)가 인접하고, 제2 센서(120)와 제2 진동부(420)가 인접하며, 제1 센서(110)와 제2 센서(120)는 서로 이격되며, 제1 진동부(410)와 제2 진동부(420)도 서로 이격된 것을 도시하였다.
또한, 도 3에서는 소리 발생부(20)가 상기 제1 센서(110) 및 상기 제2 센서(120)의 중앙부로부터 동일한 반경 상에 다양한 위치에 위치하는 경우를 예로 설명하여, 사용자로부터 소리 발생부(20)까지의 거리는 동일하지만 사용자를 기준으로 한 상기 소리 발생부(20)의 방향이 다른 예를 도시하였다.
도 3을 참조하면, 상기 소리 발생부(20)가 상기 제1 센서(110) 및 상기 제2 센서(120)로부터 동일한 거리인 P0에 위치한 경우, 상기 소리 발생부(20)에서 발생된 소리는 상기 제1 및 제2 센서들(110, 120)까지 동일한 시간에 도달하므로 이에 따라, 상기 제1 및 제2 진동부들(410, 420)이 각각 진동하는 경우 진동의 시간차는 없어(Δt0=0) 상기 제1 및 제2 진동부들(410, 420)은 동시에 진동하게 된다.
한편, 상기 소리 발생부(20)가 사용자를 기준으로 오른쪽으로 약간 치우친 위치인 PR1에 위치한 경우, 상기 소리 발생부(20)에서 발생된 소리는 상기 제2 센서(120)보다 상기 제1 센서(110)에 보다 빨리 도달하므로 이에 따라, 상기 제1 진동부(410)가 소정의 시간차(Δt1)로 상기 제2 진동부(420)보다 빨리 진동한다.
또한, 상기 소리 발생부(20)가 사용자를 기준으로 오른쪽으로 약간 더 치우친 위치인 PR2에 위치한 경우, 상기 소리 발생부(20)에서 발생된 소리는 상기 제2 센서(120)보다 상기 제1 센서(110)에 보다 빨리 도달하므로 이에 따라, 상기 제1 진동부(410)가 소정의 시간차(Δt2)로 상기 제2 진동부(420)보다 빨리 진동한다. 이 경우, 상기 소리 발생부(20)는 오른쪽으로 더 치우쳤으므로, 상기 PR2에서의 시간차(Δt2)가 PR1에서의 시간차(Δt1)보다 크다.
나아가, 상기 소리 발생부(20)가 사용자를 기준으로 오른쪽인 PRn에 위치한 경우, 상기 소리 발생부(20)에서 발생된 소리는 상기 제2 센서(120)보다 상기 제1 센서(110)에 보다 빨리 도달하므로 이에 따라, 상기 제1 진동부(410)가 최대의 시간차(Δtn=Δtmax)로 상기 제2 진동부(420)보다 빨리 진동한다.
반면, 상기 소리 발생부(20)가 사용자를 기준으로 왼쪽으로 약간 치우친 위치인 PL1에 위치한 경우, 상기 소리 발생부(20)에서 발생된 소리는 상기 제1 센서(110)보다 상기 제2 센서(120)에 보다 빨리 도달하므로 이에 따라, 상기 제2 진동부(420)가 소정의 시간차(Δt1)로 상기 제1 진동부(410)보다 빨리 진동한다. 마찬가지로 상기 소리 발생부(20)가 PL2, ..., PLn 등에 위치하는 경우 소정의 시간차(Δt2, ..., Δtmax)로 상기 제2 진동부(420)가 상기 제1 진동부(410)보다 빨리 진동한다.
한편, 상기 시간차들(Δt1, Δt2, ..., Δtmax)의 크기는 사용자가 진동의 시간차를 감지할 수 있는 범위 내에서 다양하게 미리 설정될 수 있다.
또한, 도 3에서는 상기 소리 발생부(20)가 사용자의 정면, 좌측면 또는 우측면에 위치하는 경우는 생략하였으나, 상기 소리 발생부(20)가 사용자의 후면에 위치하는 경우와 동일하게 사용자를 기준으로 상기 소리 발생부(20)의 위치를 센싱한 후 이에 대응되는 진동이 시간차를 가지며 전달된다.
이와 같이, 사용자는 상기 제1 및 제2 진동부들(410, 420)의 진동 발생의 시간차를 인식하여 상기 소리 발생부(20)가 발생하는 방향을 직관적으로 확인할 수 있어, 편의성이 향상되고, 특히, 안전과 관련된 위급한 상황에서 긴급한 대응을 수행할 수 있게 된다.
한편, 사용자에 따라 좌우의 진동의 시간차를 인식하지 못하는 경우도 있을 수 있다. 이를 위해, 도 3에 도시된 바와 같은 제1 및 제2 진동부들(410, 420)을 서로 이격시켜 위치하지 않고, 복수의 진동자들이 밴드형 목걸이나, 허리띠 등의 링(ring) 형태에 일정 간격으로 배치될 수 있다.
그리하여, 상기 제1 및 제2 센서들(110, 120)에서 인식된 상기 소리 발생부(20)의 방향에 위치한 진동자가 진동함으로써, 좌우 진동의 시간차를 인식하지 못하는 사용자는 상기 링을 따라 배치된 진동자들 중 진동하는 진동자의 위치를 직관적으로 인식하여 상기 소리 발생부(20)의 방향을 직관적으로 인식할 수 있게 된다.
도 4은 도 1의 청각 보조시스템에서 소리의 위치를 인지하는 방법을 도시한 모식도이다.
도 4에서는 설명의 편의상, 판단부(200) 및 제어부(300)에 대한 도시는 생략하고, 제1 센서(110)와 제1 진동부(410)가 인접하고, 제2 센서(120)와 제2 진동부(420)가 인접하며, 제1 센서(110)와 제2 센서(120)는 서로 이격되며, 제1 진동부(410)와 제2 진동부(420)도 서로 이격된 것을 도시하였다.
또한, 도 4에서는 제1 센서(110)에서 소리 발생부(20)까지의 거리와 제2 센서(120)에서 소리 발생부(20)까지의 거리가 동일하게 유지된 상태에서 사용자로부터 소리 발생부(20)까지의 거리가 다양하게 변하는 경우를 예로 설명하여, 상기 소리 발생부(20)의 방향은 동일하지만 상기 소리 발생부(20)까지의 거리가 다른 예를 도시하였다.
도 4를 참조하면, 상기 소리 발생부(20)가 사용자로부터 가장 먼 거리인 S0에 위치한 경우, 상기 소리 발생부(20)에서 발생된 소리는 상기 제1 및 제2 센서들(110, 120)까지 동일한 시간에 전달되기는 하지만 거리가 멀기 때문에 거의 전달되지 않는다. 이에 따라, 상기 제1 및 제2 진동부들(410, 420)도 진동을 발생하지 않는다(진동의 세기
Figure 112013054000636-pat00001
).
한편, 상기 소리 발생부(20)가 사용자쪽으로 근접한 위치인 S1에 위치한 경우, 상기 소리 발생부(20)에서 발생된 소리는 상기 제1 및 제2 센서들(110, 120)까지 동일한 시간에 전달되며 사용자까지의 거리가 파악되면, 상기 제1 및 제2 진동부들(410, 420)은 이에 대응되는 세기(I1)로 진동을 발생한다.
또한, 상기 소리 발생부(20)가 사용자쪽으로 보다 근접한 위치인 S2에 위치한 경우, 상기 소리 발생부(20)에서 발생된 소리는 상기 제1 및 제2 센서들(110, 120)까지 동일한 시간에 전달되며 사용자까지의 거리가 파악되면, 상기 제1 및 제2 진동부들(410, 420)은 이에 대응되는 세기(I2)로 진동을 발생한다. 이 경우, 상기 S2가 S1보다 사용자쪽으로 보다 근접한 위치이므로, 상기 제1 및 제2 진동부들(410, 420)에서 발생되는 진동의 세기는 증가(즉, I2>I1)하게 된다.
나아가, 상기 소리 발생부(20)가 사용자에 최대로 근접한 위치인 Sm에 위치한 경우, 상기 제1 및 제2 진동부들(410, 420)은 최대 진동 세기(Imax)로 진동을 발생한다.
한편, 상기 진동의 세기(I1, I2, ..., Imax)는 사용자의 진동을 감지할 수 있는 범위 내에서 다양하게 미리 설정될 수 있다.
마찬가지로, 도 4에서도 상기 소리 발생부(20)가 사용자의 정면, 좌측면 또는 우측면에 위치하는 경우는 생략하였으나, 상기 소리 발생부(20)가 사용자의 후면에 위치하는 경우와 동일하게 사용자를 기준으로 상기 소리 발생부(20)의 위치를 센싱한 후 이에 대응되는 진동의 세기를 전달할 수 있다.
이와 같이, 사용자는 상기 제1 및 제2 진동부들(410, 420)에서 발생되는 진동의 세기를 인식하여 상기 소리 발생부(20)의 근접도를 직관적으로 확인할 수 있어, 편의성이 향상되고, 특히, 안전과 관련된 위급한 상황에서 긴급한 대응을 수행할 수 있게 된다.
도 5는 도 1의 청각 보조시스템을 이용하여 임의의 위치에서의 소리의 방향과 소리의 위치를 인지하는 예를 도시한 모식도이다.
도 5는 소리 발생부(20)가 임의의 위치에 위치한 경우, 제1 및 제2 진동부들(410, 420)의 진동의 크기 및 진동의 시간차를 설명하기 위해, 판단부(200) 및 제어부(300)를 생략하여 도시하였다.
도 5를 참조하면, 상기 소리 발생부(20)는 상기 제1 센서(110)로부터 제1 거리(d1)만큼 이격되고, 상기 제2 센서(120)로부터 제2 거리(d2)만큼 이격된 위치 Pr에 위치한다(d1>d2).
상기 소리 발생부(20)의 위치 Pr은 사용자를 중심으로 왼쪽 방향으로 치우쳐 위치하므로, 상기 소리 발생부(20)에서 발생한 소리는 상기 제2 센서(120)에서 먼저 센싱된 후 상기 제1 센서(110)에서 센싱된다.
이 경우, 상기 판단부(200)는 상기 제1 및 제2 센서들(110, 120) 각각에서 센싱된 시간차를 바탕으로 상기 소리 발생부(20)의 위치 Pr의 방향을 판단한다. 또한, 상기 판단부(200)는 상기 제1 및 제2 센서들(110, 120)에서 센싱된 소리의 크기를 바탕으로 상기 소리 발생부(20)의 위치 Pr까지의 거리를 판단한다.
이렇게 판단된 상기 소리 발생부(20)의 위치에 관한 정보를 바탕으로 상기 제어부(300)는 상기 제1 및 제2 진동부들(410, 420)의 진동을 제어한다.
즉, 상기 소리 발생부(20)의 위치 Pr까지의 거리에 대응되도록 미리 설정된 세기(Ir)로 상기 제1 및 제2 진동부들(410, 420)이 진동한다.
또한, 상기 소리 발생부(20)의 위치 Pr의 방향에 대응되도록 미리 설정된 시간차(Δtr)로 상기 제1 및 제2 진동부들(410, 420)이 진동한다. 즉, 상기 제2 진동부(420)가 상기 소리 발생부(20)의 소리를 인식하고 소정의 시간(tr)이 경과한 후 진동이 시작된다면, 상기 제1 진동부(410)는 상기 제2 진동부(420)와의 시간차(Δtr)가 추가로 경과한 시간(tr+Δtr)에 진동이 시작된다. 이 경우, 상기 소정의 시간(tr)은 상기 판단부(200) 및 상기 제어부(300)에서 위치 판단 및 제어명령을 수행하기까지의 시간이며, 가능하면 최소인 것이 바람직하다.
따라서, 사용자는 상기 진동의 세기(Ir) 및 진동의 시간차(Δtr)를 바탕으로 상기 소리 발생부(20)의 위치 Pr를 직관적으로 인지할 수 있게 된다.
상기와 같은 본 발명의 실시예들에 의하면, 서로 이격된 제1 및 제2 센서들에 의해 소리가 인식되며, 소리 발생부의 위치를 판단부에서 판단한 후 사용자에게 진동으로 소리 발생부의 위치를 알리므로, 사용자는 진동으로 소리 발생부의 위치를 파악할 수 있어 편의성이 향상된다.
특히, 제1 및 제2 센서들은 사람의 귀와 유사하게 서로 이격되도록 배치되며, 사람의 귀에서 소리가 도달하는 시간의 차이로 소리의 방향을 인식하는 것과 유사하게, 상기 판단부에서 상기 제1 및 제2 센서들까지 소리가 도달하는 시간의 차이를 바탕으로 소리의 방향을 판단할 수 있어, 소리의 방향을 정확하게 측정할 수 있다.
나아가, 이렇게 측정된 소리의 방향이 서로 이격된 제1 및 제2 진동부들의 시간차 진동으로 사용자에게 전달되므로, 사용자는 제1 및 제2 진동부의 시간차이를 바탕으로 소리의 방향을 직관적으로 인식할 수 있다.
또한, 상기 판단부에서는 상기 제1 및 제2 센서들에서 측정된 소리의 세기를 바탕으로 소리까지의 거리를 판단할 수 있어, 소리까지의 거리를 정확하게 측정할 수 있으며, 소리의 세기에 따라 제1 및 제2 진동부들의 진동의 세기가 다르게 전달되므로 사용자는 소리까지의 거리를 직관적으로 인식할 수 있다.
나아가, 상기 제1 및 제2 센서들은 사용자의 귀와 유사하게 서로 이격되며 사용자의 귀, 어깨, 목부위 등에 고정될 수 있으며, 상기 제1 및 제2 진동부들은 사용자의 인식의 편의를 위해 사용자의 귀, 어깨, 목, 가슴, 팔, 손부위 등에 고정될 수 있으므로, 최적화된 위치에서 소리 측정 및 진동 전달의 효과가 향상되며 이에 따른 사용자의 편의성 및 직관적 인식력이 향상될 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 센서부들이 각각 정면센서, 후면센서 및 측면센서를 포함하므로, 소리 발생부의 위치가 사용자를 중심으로 정면, 후면, 측면 중 어느 위치인지 즉각적으로 판단할 수 있어 사용자의 편의성 및 직관적 인식력이 향상될 수 있다.
본 발명에 따른 청각 보조시스템은 난청환자, 청각 장애인 또는 일반인의 청각 보조 기기로 사용될 수 있는 산업상 이용 가능성을 갖는다.
10 : 청각 보조시스템 20 : 소리발생부
100 : 센서부 110 : 제1 센서
120 : 제2 센서 200 : 판단부
300 : 제어부 400 : 진동유닛
410 : 제1 진동부 420 : 제2 진동부

Claims (11)

  1. 서로 이격되어 소리 발생부에서 발생한 소리를 각각 인식하는 제1 및 제2 센서들을 포함하는 센서부;
    상기 센서부의 제1 및 제2 센서들로부터 각각 인식된 소리를 바탕으로, 사용자를 기준으로 한 상기 소리 발생부의 방향을 판단하는 판단부; 및
    서로 이격된 제1 및 제2 진동부들을 포함하여 상기 소리 발생부의 방향에 대응되는 진동을 발생하는 진동유닛을 포함하고,
    상기 제1 및 제2 진동부들 각각은, 상기 소리 발생부의 방향에 따라 서로 다른 시간 간격으로 진동하는 것을 특징으로 하는 청각 보조시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 진동부들 중, 상기 소리 발생부에 근접하게 위치한 진동부가 먼저 진동하는 것을 특징으로 하는 청각 보조시스템.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 진동부들의 진동의 시간 간격을 제어하는 제어부를 더 포함하는 청각 보조시스템.
  8. 제1항에 있어서, 사용자의 귀, 어깨부위, 목부위 중 어느 하나의 한쪽에 상기 제1 센서가 고정되고, 상기 제2 센서는 다른쪽에 고정되는 것을 특징으로 하는 청각 보조시스템.
  9. 제1항에 있어서, 사용자의 귀, 어깨부위, 목부위, 가슴부위, 허리부위, 팔부위, 손주변 중 어느 하나의 한쪽에 상기 제1 진동부가 고정되고, 상기 제2 진동부는 다른쪽에 고정되는 것을 특징으로 하는 청각 보조시스템.
  10. 제1항에 있어서, 상기 제1 센서부는 제1 정면센서, 제1 후면센서 및 제1 측면센서를 포함하고, 상기 제2 센서부는 제2 정면센서, 제2 후면센서 및 제2 측면센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 청각 보조시스템.
  11. 제10항에 있어서, 상기 판단부에서는, 상기 제1 및 제2 정면센서들, 상기 제1 및 제2 후면센서들, 및 상기 제1 및 제2 측면센서들로부터 인식된 소리를 바탕으로 상기 소리 발생부의 방향을 사용자의 정면, 후면 또는 측면 중 어느 하나로 판단하는 것을 특징으로 하는 청각 보조시스템.
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