KR101559155B1 - Microphone device - Google Patents
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Abstract
마이크로폰 장치가 개시된다. 본 발명의 마이크로폰 장치는 음성 신호를 수신하는 트랜듀서, 상기 트랜듀서로부터 수신한 신호를 디지털 신호로 변환하는 디지털 변환부 및 상기 디지털 변환부로부터 상기 디지털 신호를 수신하고, 상기 디지털 신호가 미리 정해진 개시(開始) 음성인지 판단하고, 상기 디지털 신호가 상기 개시 음성이면 턴-온(turn-on) 신호를 발생시키는 개시 판단부를 포함한다.A microphone device is disclosed. A microphone device of the present invention includes a transducer for receiving a voice signal, a digital converter for converting a signal received from the transducer into a digital signal, a demodulator for receiving the digital signal from the digital converter, (Start) voice, and if the digital signal is the start voice, generates a turn-on signal.
Description
본 발명은 마이크로폰 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 음성 개시 기능이 구현된 마이크로폰 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a microphone device, and more particularly, to a microphone device in which a voice start function is implemented.
최근의 스마트폰, 태블릿 컴퓨터 등의 전자 장치는 다양한 음성 인식 기능을 제공한다. 음성 인식 기능의 정확성 및 편의성을 향상시키기 위해서 음성 개시(voice triggering) 기능이 사용되어 왔다. 음성 개시 기능은 전자 장치가 대기(슬립 ; sleep) 모드에 있다가, 사용자의 미리 정해진 개시 음성을 인식하여 턴-온(turn-on) 모드로 변환되는 것이다. 음성 개시 기능에 대해서는 대한민국 특허 공개공보 10-2013-0105219(2013.09.25)에 개시되어 있다.Recent electronic devices such as smart phones and tablet computers provide various voice recognition functions. A voice triggering function has been used to improve the accuracy and convenience of the speech recognition function. The voice initiation function is that the electronic device is in a sleep (sleep) mode and then recognizes the user's predetermined start voice and is converted into a turn-on mode. The voice initiation function is disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2013-0105219 (Feb.
음성 개시 기능을 사용하기 위해서는 전자 장치가 대기 상태에서 항상 외부의 음성 신호를 전송받아 처리하는 상태를 유지하여야 한다. 이를 위해서는 전자 장치의 프로세서가 항상 동작 상태를 유지하여야 한다. 이러한 프로세서의 동작은 필연적으로 많은 전력 소모를 동반한다.In order to use the voice initiation function, the electronic device must always maintain the state of receiving and processing the external voice signal in the standby state. To do this, the processor of the electronic device must be kept operating at all times. The operation of these processors is inevitably accompanied by a lot of power consumption.
최근의 전자 장치는 점차 복합적인 기능을 수행하고 있지만, 그 크기는 작아지고 박형화되고 있어 복합적인 기능을 수행하기 위한 충분한 전력 저장 공간을 구비하는데 한계가 있다. 따라서 음성 개시 기능의 많은 전력 소모는 전자 장치의 전력 관리에 큰 문제가 되어 왔다.[0004] Recent electronic devices are gradually performing a complex function, but their sizes are becoming smaller and thinner and there is a limitation in having sufficient power storage space for performing a complex function. Therefore, much power consumption of the voice initiation function has become a serious problem in the power management of electronic devices.
본 발명이 해결하려는 과제는, 음성 개시 기능을 구현하는데 있어서 전력 소모를 최소화할 수 있는 마이크로폰 장치를 제공하는 것에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a microphone device capable of minimizing power consumption in implementing a voice initiation function.
본 발명이 해결하려는 다른 과제는, 음성 개시 기능을 구현하는데 있어서 디지털 변환부의 샘플링 주파수를 변화하여 음성 개시 기능의 품질을 유지하면서도 디지털 변환부의 전력 소모를 줄일 수 있는 마이크로폰 장치를 제공하는 것에 있다.Another object of the present invention is to provide a microphone device capable of reducing the power consumption of the digital conversion unit while maintaining the quality of the voice initiation function by changing the sampling frequency of the digital conversion unit in implementing the voice initiation function.
본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는, 마이크로폰 장치에서 음성 개시 기능을 구현하여 하나의 패키지로 제공하는 것이다.Another object to be solved by the present invention is to implement a voice initiation function in a microphone device to provide it as one package.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로폰 장치는 음성 신호를 수신하는 트랜듀서, 상기 트랜듀서로부터 수신한 신호를 디지털 신호로 변환하는 디지털 변환부 및 상기 디지털 변환부로부터 상기 디지털 신호를 수신하고, 상기 디지털 신호가 미리 정해진 개시(開始) 음성인지 판단하고, 상기 디지털 신호가 상기 개시 음성이면 턴-온(turn-on) 신호를 발생시키는 개시 판단부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a microphone device including a transducer for receiving a voice signal, a digital converter for converting a signal received from the transducer into a digital signal, And a start determiner for determining whether the digital signal is a predetermined start signal and generating a turn-on signal if the start signal is the start signal.
일 측에 있어서, 상기 개시 판단부는 상기 턴-온 신호가 발생하기 전에는 활성 상태이고, 상기 턴-온 신호가 발생한 후에는 비활성 상태일 수 있다.On one side, the start determination unit may be in an active state before the turn-on signal is generated, and may be in an inactive state after the turn-on signal is generated.
일 측에 있어서, 상기 디지털 신호는 상기 턴-온 신호가 발생하기 전에는 상기 개시 판단부로 전달되어 처리되고, 상기 턴-온 신호가 발생한 후에는 외부 프로세서로 전달되어 처리될 수 있다.On the one hand, the digital signal may be transmitted to the start determination unit before the turn-on signal is generated, and after the turn-on signal is generated, it may be transmitted to the external processor for processing.
일 측에 있어서, 상기 턴-온 신호는 외부 프로세서가 상기 디지털 신호를 수신하여 처리하도록 활성화시키는 명령 신호일 수 있다.On one side, the turn-on signal may be a command signal that activates an external processor to receive and process the digital signal.
일 측에 있어서, 상기 외부 프로세서의 상기 활성화가 종료되면, 상기 개시 판단부가 온 상태가 될 수 있다.On one side, when the activation of the external processor is terminated, the start determination section can be turned on.
일 측에 있어서, 상기 외부 프로세서는 상기 마이크로폰 장치가 탑재된 전자 장치를 제어하는 메인 프로세서일 수 있다.On one side, the external processor may be a main processor that controls an electronic device on which the microphone device is mounted.
일 측에 있어서, 내부 클럭 발생부를 더 포함할 수 있다.And may further include an internal clock generator on one side.
일 측에 있어서, 상기 내부 클럭 발생부는 상기 개시 판단부와 동일한 활성 또는 비활성 상태가 되도록 제어될 수 있다.On one side, the internal clock generator may be controlled to be in the same active or inactive state as the initiation determiner.
일 측에 있어서, 상기 디지털 변환부는 상기 턴-온 신호가 발생하기 전에는 상기 내부 클럭 발생부로부터 클럭 신호를 수신하고, 상기 턴-온 신호가 발생한 후에는 외부 클럭 발생부로부터 클럭 신호를 수신할 수 있다.The digital converter may receive the clock signal from the internal clock generator before the turn-on signal is generated, and may receive the clock signal from the external clock generator after the turn-on signal is generated have.
일 측에 있어서, 상기 내부 클럭 발생부의 클럭 신호와 상기 외부 클럭 발생부의 클럭 신호 중 상기 디지털 변환부에 공급되는 클럭 신호를 선택할 수 있는 신호 선택기를 더 포함할 수 있다.The signal selector may further include a signal selector for selecting a clock signal supplied to the digital converter from the clock signal of the internal clock generator and the clock signal of the external clock generator.
일 측에 있어서, 상기 신호 선택기는 상기 개시 판단부에 의해 신호의 선택이 제어될 수 있다.On one side, the signal selector may control the selection of the signal by the start determination section.
일 측에 있어서, 상기 내부 클럭 발생부의 클럭 신호의 주파수를 변화시켜 상기 디지털 변환부와 상기 개시 판단부가 수신하는 클럭 신호를 다르게 설정하는 클럭 주파수 조절부를 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a clock frequency adjusting unit for changing the frequency of the clock signal of the internal clock generating unit and setting the clock signal received by the digital converting unit differently from the clock signal received by the start determining unit.
일 측에 있어서, 상기 턴-온 신호가 발생하기 전에, 상기 디지털 변환부가 수신하는 클럭 신호의 주파수는 상기 개시 판단부가 수신하는 클럭 신호보다 작을 수 있다.On one side, before the turn-on signal is generated, the frequency of the clock signal received by the digital conversion unit may be smaller than the clock signal received by the start determination unit.
일 측에 있어서, 상기 디지털 변환부는 상기 턴-온 신호가 발생하기 전보다 상기 턴-온 신호가 발생한 후에 수신하는 클럭 신호가 더 높은 주파수의 클럭 신호일 수 있다.On one side, the digital converter may receive a clock signal having a higher frequency after the turn-on signal is generated before the turn-on signal is generated.
일 측에 있어서, 상기 디지털 변환부는 상기 턴-온 신호가 발생하기 전보다 상기 턴-온 신호가 발생한 후에 더 큰 샘플링 주파수로 신호를 변환할 수 있다.On one side, the digital converter may convert the signal to a larger sampling frequency after the turn-on signal occurs before the turn-on signal occurs.
일 측에 있어서, 상기 디지털 변환부는 상기 턴-온 신호가 발생하기 전보다 상기 턴-온 신호가 발생한 후에 더 큰 전력을 소모할 수 있다.On one side, the digital converter may consume a larger amount of power after the turn-on signal is generated before the turn-on signal is generated.
일 측에 있어서, 상기 디지털 변환부 및 상기 개시 판단부는 하나의 ASIC으로 형성되고, 상기 음성 신호가 통과되는 음향홀을 구비하고, 상기 트랜듀서 및 상기 ASIC을 내부에 수용하는 하우징을 더 포함할 수 있다.The digital conversion unit and the start determination unit may further include a housing formed of one ASIC and having an acoustic hole through which the voice signal is passed and accommodating the transducer and the ASIC therein have.
본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로폰 장치는 음성 개시 기능을 구현하는데 있어서 전력 소모를 최소화할 수 있는 효과가 있다.The microphone device according to an embodiment of the present invention has an effect of minimizing power consumption in implementing a voice initiation function.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로폰 장치는 음성 개시 기능을 구현하는데 있어서 디지털 변환부의 샘플링 주파수를 변화하여 음성 개시 기능의 품질을 유지하면서도 디지털 변환부의 전력 소모를 줄일 수 있는 효과가 있다.In addition, the microphone device according to an embodiment of the present invention has an effect of reducing the power consumption of the digital conversion unit while maintaining the quality of the voice initiation function by changing the sampling frequency of the digital conversion unit in implementing the voice initiation function.
또한, 본 발명의 일 실시에 따른 마이크로폰 장치는 음성 개시 기능을 구현하여 하나의 패키지로 제공할 수 있는 효과가 있다.In addition, the microphone device according to one embodiment of the present invention has an effect of providing a voice start function and providing it as one package.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로폰 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로폰 장치의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로폰 장치의 슬립 모드 상태의 동작을 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로폰 장치의 턴-온 모드 상태의 동작을 설명하기 위한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로폰 장치의 단면도이다.1 is a block diagram showing a configuration of a microphone device according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating an operation of a microphone device according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram illustrating an operation of a microphone device in a sleep mode state according to an embodiment of the present invention.
4 is a block diagram illustrating an operation of the microphone device in the turn-on mode state according to an embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view of a microphone device according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명하는데 있어서, 해당 분야에 이미 공지된 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명을 부가하는 것이 본 발명의 요지를 불분명하게 할 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명에서 이를 일부 생략하도록 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 본 발명의 실시예들을 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 해당 분야의 관련된 사람 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 구성을 나타낸다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In describing the present invention, if it is judged that it is possible to make the gist of the present invention obscure by adding a detailed description of a technique or configuration already known in the field, it is omitted from the detailed description. In addition, terms used in the present specification are terms used to appropriately express the embodiments of the present invention, which may vary depending on the person or custom in the relevant field. Therefore, the definitions of these terms should be based on the contents throughout this specification. Like reference numerals in the drawings denote like elements.
이하, 첨부한 도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로폰 장치에 대해 설명한다.Hereinafter, a microphone device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5 attached hereto.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로폰 장치의 구성을 나타낸 블록도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로폰 장치의 동작을 설명하기 위한 순서도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로폰 장치의 슬립 모드 상태의 동작을 설명하기 위한 블록도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로폰 장치의 턴-온 모드 상태의 동작을 설명하기 위한 블록도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로폰 장치의 단면도이다.
1 is a block diagram showing a configuration of a microphone device according to an embodiment of the present invention. 2 is a flowchart illustrating an operation of a microphone device according to an embodiment of the present invention. 3 is a block diagram illustrating an operation of a microphone device in a sleep mode state according to an embodiment of the present invention. 4 is a block diagram illustrating an operation of the microphone device in the turn-on mode state according to an embodiment of the present invention. 5 is a cross-sectional view of a microphone device according to an embodiment of the present invention.
먼저, 도 1을 참조하면, 마이크로폰 장치(800)는 트랜듀서(100), 디지털 변환부(200), 개시 판단부(300), 내부 클럭 발생부(400), 신호 선택기(500) 및 클럭 주파수 조절부(600)를 포함한다. 트랜듀서(100)는 음성 신호를 수신하여 전기 신호로 변환한다. 디지털 변환부(200)는 트랜듀서(100)로부터 수신한 전기 신호를 디지털 신호(DS)로 변환한다. 개시 판단부(300)는 디지털 신호(DS)가 미리 정해진 개시(開始) 음성인지 판단하고, 디지털 신호(DS)가 개시 음성이면 턴-온(turn-on) 신호를 발생시킨다. 내부 클럭 발생부(400)는 디지털 변환부(200) 및 개시 판단부(300)에 클럭 신호를 공급한다. 신호 선택기(500)는 디지털 변환부(200)에 공급되는 클럭 신호를 선택한다. 클럭 주파수 조절부(600)는 내부 클럭 발생부(400)의 클럭 신호의 주파수를 변화시킨다.
Referring to FIG. 1, a
마이크로폰 장치(800)는 전자 장치에 탑재되어 있을 수 있다. 전자 장치는 예를 들면, 스마트폰, 태블릿 컴퓨터 또는 멀티미디어 플레이어 등이 될 수 있으며 이에 한정되지 않는다. 전자 장치는 마이크로폰 장치(800)를 포함하여, 마이크로폰 이외의 다른 구성들을 제어할 수 있는 메인 프로세서를 가진다. 메인 프로세서는 마이크로폰 장치(800)에 있어서 외부 프로세서(1000)에 해당한다.
The
구체적으로, 트랜듀서(transducer)(100)는 음성 신호를 수신하여, 음성 신호를 전기 신호로 변환한다. 변환된 전기 신호는 아날로그 형태를 가진다. 트랜듀서(100)가 변환한 전기 신호는 디지털 변환부(200)로 전송된다.Specifically, the
트랜듀서(100)가 수신하는 신호는 음성 신호에는 특정한 의미를 가지는 음성뿐만 아니라 특정한 의미를 가지지 않는 음향까지 포함한다. 즉, 음성 신호는 포괄적인 소리 신호(acoustic signal)에 해당한다.The signal received by the
트랜듀서(100)는 멤스(MEMS) 소자, 멤브레인 소자 또는 ECM(Electret Condenser/Capacitor Microphone) 소자 등일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
The
디지털 변환부(200)(ADC ; Analog-Digital Converter)는 트랜듀서(100)로부터 전기 신호를 수신하여, 디지털 신호(DS)로 변환한다. 변환된 디지털 신호(DS)는 개시 판단부(300) 또는 외부 프로세서(1000)에 전송된다. 더욱 구체적으로, 턴-온 신호(TS)가 발생하기 전인 슬립 모드(sleep mode)에서는 디지털 신호(DS)가 개시 판단부(300)로 전송되어 처리되고, 턴-온 신호(TS)가 발생한 후인 턴-온 모드(turn-on mode)에서는 디지털 신호(DS)가 외부 프로세서(1000)에 전송된다. 더욱 자세한 내용은 아래에서 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명한다.
디지털 변환부(200)는 일정한 샘플링 주파수에 따라 아날로그 신호를 디지털 신호(DS)로 변환한다. 높은 샘플링 주파수에 의해 신호를 변환하는 경우, 변환된 디지털 신호(DS)의 품질이 향상될 수 있다. 그러나 높은 샘플링 주파수에 의해 신호를 변환하는 경우 보다 많은 전력이 소비된다. 디지털 변환부(200)의 샘플링 주파수는 디지털 변환부(200)가 수신하는 클럭 신호에 의해 결정될 수 있다.
The
개시 판단부(300)는 슬립 모드에서 디지털 변환부(200)로부터 디지털 신호(DS)를 수신한다. 개시 판단부(300)는 수신한 디지털 신호(DS)가 미리 정해진 개시 음성 신호인지 여부를 판단하는 디지털 신호(DS) 처리 장치이다. 개시 판단부(300)는 디지털 신호(DS)와 개시 음성 신호를 비교하여 두 신호가 실질적으로 동일한 음성인지를 판단한다.The
개시 음성 신호는 메모리(310)에 저장되어 있다. 개시 음성 신호가 저장된 메모리(310)는 개시 판단부(300) 내부에 포함되어 있을 수 있다. 개시 판단부(300) 내부의 메모리(310)는 개시 음성 신호만을 저장하는 용도로만 제한적으로 사용되므로 전자 장치에 탑재된 메인 메모리보다 매우 작은 용량을 가질 수 있다. 그러나 개시 음성 신호가 저장된 메모리는 외부에 존재하고, 개시 판단부(300)가 상기 메모리에 접근하여 정보를 읽을 수도 있다. 그러나 개시 판단부(300) 내부에 메모리를 포함하는 경우, 전체 소비 전력을 줄일 수 있다.The start speech signal is stored in the
개시 음성 신호는 미리 정해진 특정 음성이 될 수 있다. 개시 음성 신호는 슬립 모드에 있는 전자 장치를 턴-온 모드로 전환하여 다른 명령을 수신할 준비 상태에 있도록 변경하는 신호일 수 있다. 예를 들어, 개시 음성 신호는 전자 장치가 음성 인식이 가능한 상태가 된 턴-온 모드가 되도록 전자 장치의 상태를 변경할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치가 "철수에게 전화"라는 명령에 의해 철수의 전화에 전화를 거는 동작을 수행하는 스마트폰이고, 개시 음성 신호가 "안녕, 나의 폰!"인 경우, 슬립 모드에 있는 스마트폰에 "철수에게 전화"라는 음성을 입력하여도 아무런 동작을 수행하지 않는다. 다만, "안녕, 나의 폰!"이라는 개시 음성 신호를 입력하면 스마트폰이 슬립 모드에서 턴-온 모드로 변경되고, 이러한 경우 "철수에게 전화"라는 음성을 입력하면 철수의 전화에 전화를 거는 동작이 수행된다.The start speech signal may be a predetermined specific speech. The start voice signal may be a signal that changes the electronic device in the sleep mode to the turn-on mode so that it is ready to receive another command. For example, the start speech signal may change the state of the electronic device such that the electronic device is in a turn-on mode in which speech recognition is enabled. For example, if the electronic device is a smartphone that performs an operation to call a telephone number of a caller by the command "Call a caller ", and the start voice signal is" The phone does not perform any action when the user inputs a voice called "telephone call". However, if the start voice signal of "Hello, my phone!" Is inputted, the smartphone is changed from the sleep mode to the turn-on mode. In this case, if the voice " Is performed.
개시 음성 신호는 음성 인식 제어의 오작동을 방지할 수 있다. 특정 동작을 수행하도록 설정된 음성 명령을 다수 개가 존재할 수 있다. 또한, 음성 명령은 사용의 편의성 등을 위해서 특정한 의미를 가지고, 자주 사용되는 언어로 설정되는 경우가 일반적이다. 따라서, 전자 장치가 개시 음성 신호 없이도 음성 명령을 인식하여 동작하는 경우 오작동이 있을 수 있다. 예를 들어, 사용자가 "어제 철수에게 전화를 했는데 철수 어머니가 받더라."라는 말을 하는 경우에 전자 장치는 사용자의 말에서 "철수에게 전화"를 인식하여 철수에게 전화를 거는 동작을 수행할 수 있다. 이와 같이 사용자의 의도와 다른 오작동이 발생할 수 있으므로, 개시 음성 신호를 설정하여 음성 인식 제어의 오작동을 방지할 수 있다.
The start speech signal can prevent the malfunction of the speech recognition control. There may be a plurality of voice commands configured to perform a particular operation. In addition, the voice command has a specific meaning for the convenience of use, and is often set in a frequently used language. Thus, there may be a malfunction if the electronic device recognizes and operates a voice command without a start voice signal. For example, if the user says, " Yesterday, I called Joe, Joe's mother received it, "the electronic device would recognize the call to Joe from the user & . Since malfunctions different from the intention of the user may occur as described above, malfunction of the speech recognition control can be prevented by setting the start speech signal.
도 2 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로폰 장치의 동작을 설명하도록 한다.The operation of the microphone device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 4. FIG.
마이크로폰 장치 및 전자 장치는 초기에 슬립 모드 상태이다. 슬립 모드 상태는 개시 판단부(300)에서 턴-온 신호(TS)가 발생하기 전을 의미한다. 턴-온 신호(TS)가 발생한 후는 턴-온 모드로 전환된다.The microphone device and the electronic device are initially in the sleep mode. The sleep mode state means before the
도 2와 함께 도 3을 참조하면, 슬립 모드 상태에서 개시 판단부(300)는 활성 상태에 있고, 외부 프로세서(1000)는 비활성 상태에 있다. 디지털 변환부(200)에서 변환된 디지털 신호(DS)는 개시 판단부(300)에 전송되어 처리된다. 개시 판단부(300)는 수신한 디지털 신호(DS)가 미리 정해진 개시 음성인지 판단한다.Referring to FIG. 3 together with FIG. 2, in the sleep mode, the
슬립 모드에서 외부 프로세서(1000)는 디지털 신호(DS)를 수신하고 처리하지 않는다. 외부 프로세서(1000)는 전자 장치의 메인 프로세서이다. 따라서 이러한 외부 프로세서(1000)가 디지털 변환부(200)로부터 디지털 신호(DS)를 수신하여 처리하는 것은 개시 판단부(300)에서 신호를 수신하여 처리하는 것보다 많은 전력이 소모된다. 신호의 수신 및 처리에 있어서 소모되는 전력은 전자 장치 및 개시 판단부(300)의 특성 및 성능 등에 따라 다르지만, 통상적으로 2배 이상의 전력 소모 차이를 보인다. 따라서 슬립 모드 상태에서 외부 프로세서(1000)는 디지털 변환부(200)로부터 신호를 수신하여 처리하는 것에 대해 비활성 상태를 유지하고, 개시 판단부(300)는 디지털 변환부(200)로부터 신호를 수신하여 처리하도록 활성 상태를 유지하는 것이 전력 소모를 줄일 수 있다.In the sleep mode, the
슬립 모드에서 개시 판단부(300)는 내부 클럭 발생부(400)로부터 클럭 신호(IC)를 수신한다. 내부 클럭 발생부(400)의 클럭 신호(IC)는 전자 장치의 클럭 신호(OC)보다 낮은 주파수를 가진다. 따라서 개시 판단부(300)에 있어서는, 마이크로폰 장치(800) 외부의 전자 장치의 클럭 신호(OC)를 수신하여 동작하는 것보다 내부 클럭 신호(IC)를 수신하여 동작하는 것이 전력 소모량이 적을 수 있다.In the sleep mode, the
또한, 슬립 모드 상태에서는 디지털 변환부(200)도 내부 클럭 발생부(400)의 클럭 신호(IC)를 수신한다. 상술한 것과 같이, 내부 클럭 발생부(400)의 클럭 신호(IC)의 주파수는 전자 장치의 클럭 신호(OC) 주파수보다 낮기 때문에 전력 소모량이 적을 수 있다.In the sleep mode, the
더 나아가, 디지털 변환부(200)는 개시 판단부(300)보다도 낮은 주파수의 클럭 신호를 수신할 수 있다. 클럭 주파수 조절부(600)는 내부 클럭 발생부(400)의 클럭 신호의 주파수를 변환한다. 클럭 주파수 조절부(600)에 의해 개시 판단부(300)보다 주파수가 작은 클럭 신호를 수신할 수 있다. 이러한 경우, 전력 소모량이 더욱 감소될 수 있다.Furthermore, the
클럭 주파수 조절부(600)는 내부 클럭 발생부(400)의 클럭 신호(IC)의 주파수를 감소시켜 디지털 변환부(200)에 공급되는 클럭 신호를 생성할 수 있다. 또한, 반대로, 내부 클럭 발생부(400)의 클럭 신호(IC)의 주파수를 증가시켜 개시 판단부(300)에 공급되는 클럭 신호를 생성할 수 있다.The
디지털 변환부(200)에 낮은 주파수의 클럭 신호가 공급되면 샘플링 주파수가 낮아질 수 있다. 샘플링 주파수가 낮은 경우 변환된 디지털 신호(DS)의 품질이 떨어질 수 있다. 그러나 개시 판단부(300)에서 디지털 신호(DS)가 개시 음성인지 판단하는 것은 고품질의 디지털 신호(DS)를 요구하지 않는다. 따라서 디지털 변환부(200)는 슬립 모드에서 개시 판단부(300)에서 요구하는 최소한의 품질만을 유지할 수 있는 클럭 신호의 주파수를 유지하다가, 턴-온 모드에서는 상대적으로 높은 주파수의 클럭 신호를 수신하여 변환하는 디지털 신호(DS)의 품질을 일정 수준 이상으로 유지할 수 있다. 이와 같이, 디지털 변환부(200)의 샘플링 주파수를 변화시키는 것을 통해 소모되는 전력을 최소화할 수 있다.
The sampling frequency may be lowered when a low frequency clock signal is supplied to the
도 2와 함께 도 4를 참조하면, 개시 판단부(300)에서 디지털 신호(DS)가 개시 음성이라고 판단하면, 턴-온 신호(TS)를 발생시키다. 발생된 턴-온 신호(TS)는 외부 프로세서(1000)에 전송될 수 있다. 턴-온 신호(TS)는 상술한 것과 같이 마이크로폰 장치(800) 및 전자 장치를 슬립 모드에서 턴-온 모드로 변경시킨다.Referring to FIG. 4 together with FIG. 2, when the
턴-온 모드가 되면, 외부 프로세서(1000)가 디지털 신호(DS)를 수신하여 처리하도록 활성화된다. 이러한 경우, 디지털 신호(DS)는 더 이상 개시 판단부(300)로 전송되어 처리되지 않는다.In the turn-on mode, the
또한, 턴-온 모드가 되면, 개시 판단부(300) 및 내부 클럭 발생부(400)가 비활성 상태가 된다. 비활성 상태는 전력 소모량을 줄이거나 혹은 완전 오프(off)상태를 유지하는 것이다. 개시 판단부(300) 및 내부 클럭 발생부(400)가 비활성 상태로 변환되는 것은 외부 프로세서(1000)의 제어에 의해서 수행될 수 있다. 또한, 개시 판단부(300)에서 턴-온 신호(TS)가 발생된 경우, 외부 프로세서(1000)의 제어와 무관하게 개시 판단부(300) 및 내부 클럭 발생부(400)를 비활성 상태로 변환시킬 수 있다.Also, in the turn-on mode, the
또한, 턴-온 모드가 되면, 디지털 변환부(200)는 변환한 디지털 신호(DS)를 외부 프로세서(1000)에 전송한다. 또한, 디지털 변환부(200)는 외부 클럭 발생부(1100)로부터 클럭 신호(OS)를 수신한다. 외부 클럭 발생부(1100)는 마이크로폰 장치(800)가 탑재되는 전자 장치를 구동하기 위해 필요한 클럭 발생부를 의미한다. 외부 클럭 발생부(1100)는 마이크로폰 장치(800) 내부에 포함된 내부 클럭 발생부(400)와 구별된다.Also, in the turn-on mode, the
외부 클럭 발생부(1100)의 클럭 신호(OS)는 내부 클럭 발생부(400)의 클럭 신호(IS)보다 주파수가 높다. 내부 클럭 발생부(400)의 경우, 개시 판단부(300)와 디지털 변환부(200)에 제한적으로 사용되는 클럭 신호만을 발생하나, 외부 클럭 발생부(1100)는 전자 장치 전체에 사용되는 클럭 신호를 발생시키므로 클럭 주파수가 높을 수 있다. 수신하는 클럭 신호의 주파수가 높아짐에 따라 샘플링 주파수가 높아질 수 있고, 결과적으로 변환되는 디지털 신호(DS)의 품질이 높아질 수 있다.The clock signal OS of the
디지털 변환부(200)는 슬립 모드에서보다 턴-온 모드에서 더 많은 전력을 소모할 수 있다. 그러나 슬립 모드에서 디지털 변환부(200)에서 변환된 디지털 신호(DS)가 개시 판단에만 한정적으로 사용되었던 것과 달리, 턴-온 모드에서는 사용자의 다양한 명령 등에 따라 다양한 용도로 사용될 수 있다. 따라서 경우에 따라 높은 품질의 신호가 필요한 경우가 있으므로 더 많은 전력을 소모하더라도 높은 샘플링 주파수를 유지할 필요가 있다.The
위에서 살펴본 것과 같이, 디지털 변환부(200)는 상태가 슬립 모드와 턴-온 모드인지에 따라 내부 클럭 발생부(400) 또는 외부 클럭 발생부(1100)에서 클럭 신호를 수신한다. 마이크로폰 장치(800)는 디지털 변환부(200)에 공급되는 클럭 신호를 선택할 수 있는 신호 선택기(500)가 더 구비될 수 있다. 신호 선택기(500)는 디지털 변환부(200)에 내부 클럭 발생부(400)의 클럭 신호(IC)가 공급될지, 외부 클럭 발생부(1100)의 클럭 신호(OC)가 공급될지 선택할 수 있다. 신호 선택기(500)는 개시 판단부(300)에 의해 신호의 선택이 제어될 수 있다. 신호 선택기(500)는 예를 들어, 개시 판단부(300)에서 턴-온 신호(TS)가 발생된 경우 클럭 신호의 공급부를 내부 클럭 발생부(400)에서 외부 클럭 발생부(1100)로 변경하도록 제어할 수 있다. 또한, 개시 판단부(300)의 활성/비활성 상태에 따라 클럭 신호 공급부가 변경되도록 제어될 수 있다. 즉, 개시 판단부(300)가 활성 상태인 경우, 신호 선택기(500)가 내부 클럭 발생부(400)의 클럭 신호(IC)를 디지털 변환부(200)에 공급하도록 제어할 수 있다. 또한, 개시 판단부(300)가 비활성 상태인 경우, 신호 선택기(500)가 외부 클럭 발생부(1100)의 클럭 신호(OC)를 디지털 변환부(200)에 공급하도록 제어할 수 있다. 그러나 개시 판단부(300)가 신호 선택기(500)를 제어하는 것은 상술한 방법에 한정되는 것은 아니다.As described above, the
턴-온 모드에서 외부 프로세서(1000)는 디지털 신호(DS)를 수신하여 처리한다. 이러한 과정에서 외부 프로세서(1000)는 사용자의 명령 등에 따라 소정의 동작을 수행한다. 외부 프로세서(1000)에서 소정의 동작이 완료되거나, 사용자가 전자 장치의 슬립 모드를 명령하면, 전자 장치는 다시 슬립 모드로 변환된다. 슬립 모드에서는 다시 개시 판단부(300)와 내부 클럭 발생부(400)가 활성 상태로 변환된다. 디지털 변환부(200)는 내부 클럭 발생부(400)의 클럭 신호(IC)를 수신하여 동작하고, 샘플링 주파수는 낮아질 수 있다. 또한, 변환된 디지털 신호(DS)는 개시 판단부(300)로 전송되어 처리된다. 외부 프로세서(1000)는 디지털 신호(DS)를 수신하여 처리하는 동작을 수행하지 않는 비활성 상태로 전환된다.In the turn-on mode, the
이상에서 살펴본 것과 같이, 슬립 모드에서는 외부 프로세서(1000)는 비활성 상태가 되고, 개시 판단부(300)와 디지털 변환부(200)가 내부 클럭 발생부(400)의 클럭 신호(IC)에 의해 동작되고, 턴-온 모드에서는 개시 판단부(300)와 내부 클럭 발생부(400)가 비활성 상태가 되고, 외부 프로세서(1000)는 활성화된다. 이러한 방식으로 각 부분의 활성/비활성을 조절하여 전력 소모를 최소화할 수 있다. 개시 판단부(300) 및 내부 클럭 발생부(400)가 별도로 존재하지 않아, 항상 턴-온 모드를 유지하면서 모든 디지털 신호(DS)가 외부 프로세서(1000)에 전송되어 처리되는 경우 동일한 기능을 수행할 수는 있지만 전력 소모량은 매우 높다는 문제가 있다. 본 발명의 마이크로폰 장치(800)를 이용하면, 외부 프로세서(1000)가 단독으로 기능을 수행하는 것보다 전력 소모량을 절반 이하로 줄일 수 있다.
As described above, in the sleep mode, the
이하, 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로폰 장치(800)의 구조에 대해서 설명한다.Hereinafter, a structure of a
트랜듀서(100)는 기판(710)에 실장되는 하나의 소자로 형성될 수 있다. 트랜듀서(100)는 신호를 입출력하는 전극 패드가 구비되어 기판(710)과 연결될 수 있다.The
디지털 변환부(200), 개시 판단부(300), 내부 클럭 발생부(400) 및 신호 선택기(500)는 하나의 ASIC(190)으로 구현될 수 있다. ASIC(190)에는 신호를 증폭할 수 있는 증폭기도 포함될 수 있다. ASIC(190)도 기판(710)에 실장되는 칩 형태로 형성될 수 있다.The
경우에 따라서, 디지털 변환부(200)가 하나의 칩으로 구현되고, 개시 판단부(300)가 다른 하나의 칩으로 구현되는 것도 가능함은 물론이다. 이러한 경우, 내부 클럭 발생부(400) 및 신호 선택기(500)는 개시 판단부(300)와 함께 하나의 칩으로 구현되는 것이 바람직하다.It goes without saying that the
마이크로폰 장치(800)는 트랜듀서(100)와 ASIC(190)을 수용하는 하우징(700)을 포함한다. 하우징(700)은 하면(710)과 하면(710)과의 사이에 수용 공간을 마련하는 커버부(720)를 포함한다. 하면(710)은 트랜듀서(100)와 ASIC(190)이 실장되는 기판(710)으로 형성될 수 있다.The
하우징(700)은 음성 신호가 통과되는 음향홀(730)이 구비된다. 음향홀(730)은 커버부(720)에 형성될 수도 있고, 기판(710)에 형성될 수도 있다. 트랜듀서(100)는 음성 신호를 원활하게 수신할 수 있도록 음향홀(730) 주변에 실장될 수 있다.The
마이크로폰 장치(800)는 전자 장치에 탑재되어 신호 및 전원을 입출력할 수 있는 전극 패드를 구비한다. 전극 패드가 전자 장치와 전기적으로 연결되어, 전원 등을 공급받을 수 있고, 턴-온 신호(TS) 등을 전송할 수 있다.
The
이상, 본 발명의 마이크로폰 장치의 실시예들에 대해 설명하였다. 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부한 도면에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 관점에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 범위는 본 명세서의 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.The embodiments of the microphone device of the present invention have been described above. The present invention is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various modifications and changes may be made by those skilled in the art to which the present invention pertains. Therefore, the scope of the present invention should be determined by the equivalents of the claims and the claims.
100 : 트랜듀서 200 : 디지털 변환부
300 : 개시 판단부 400 : 내부 클럭 발생부
500 : 신호 선택기 600 : 클럭 주파수 조절부
700 : 하우징 800 : 마이크로폰 장치
1000 : 외부 프로세서 1100 : 외부 클럭 발생부
DS : 디지털 신호 TS : 턴-온 신호
IC : 내부 클럭 신호 OC : 외부 클럭 신호100: transducer 200: digital conversion unit
300: start determination unit 400: internal clock generation unit
500: Signal selector 600: Clock frequency adjuster
700: housing 800: microphone device
1000: external processor 1100: external clock generator
DS: digital signal TS: turn-on signal
IC: Internal clock signal OC: External clock signal
Claims (17)
상기 트랜듀서로부터 수신한 신호를 디지털 신호로 변환하는 디지털 변환부; 및
상기 디지털 변환부로부터 상기 디지털 신호를 수신하고, 상기 디지털 신호가 미리 정해진 개시(開始) 음성인지 판단하고, 상기 디지털 신호가 상기 개시 음성이면 턴-온(turn-on) 신호를 발생시키는 개시 판단부를 포함하되,
상기 개시 판단부는 상기 턴-온 신호가 발생하기 전에는 활성 상태이고, 상기 턴-온 신호가 발생한 후에는 비활성 상태가 되는 마이크로폰 장치.
A transducer for receiving a voice signal;
A digital converter for converting a signal received from the transducer into a digital signal; And
A start determination unit for receiving the digital signal from the digital conversion unit and determining whether the digital signal is a predetermined start sound and generating a turn-on signal if the digital signal is the start sound Including,
Wherein the start determining unit is in an active state before the turn-on signal is generated and becomes inactive after the turn-on signal is generated.
상기 턴-온 신호는 외부 프로세서가 상기 디지털 신호를 수신하여 처리하도록 활성화시키는 명령 신호인 마이크로폰 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the turn-on signal is a command signal that activates an external processor to receive and process the digital signal.
상기 외부 프로세서의 상기 활성화가 종료되면, 상기 개시 판단부가 활성 상태가 되는 마이크로폰 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein when the activation of the external processor is terminated, the start determination unit becomes active.
상기 외부 프로세서는 상기 마이크로폰 장치가 탑재된 전자 장치를 제어하는 메인 프로세서인 것을 특징으로 하는 마이크로폰 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the external processor is a main processor for controlling an electronic device on which the microphone device is mounted.
상기 트랜듀서로부터 수신한 신호를 디지털 신호로 변환하는 디지털 변환부;
상기 디지털 변환부로부터 상기 디지털 신호를 수신하고, 상기 디지털 신호가 미리 정해진 개시(開始) 음성인지 판단하고, 상기 디지털 신호가 상기 개시 음성이면 턴-온(turn-on) 신호를 발생시키는 개시 판단부; 및
상기 개시 판단부와 동일한 활성 또는 비활성 상태가 되어 상기 개시 판단부에 클럭 신호를 공급하는 내부 클럭 발생부
를 포함하는 마이크로폰 장치.
A transducer for receiving a voice signal;
A digital converter for converting a signal received from the transducer into a digital signal;
A start determining unit that receives the digital signal from the digital converting unit, determines whether the digital signal is a predetermined start (start) sound, and generates a turn-on signal if the digital signal is the start voice, ; And
An internal clock generating unit which is activated or inactivated in the same manner as the start determining unit and supplies a clock signal to the start determining unit,
≪ / RTI >
상기 디지털 변환부는 상기 턴-온 신호가 발생하기 전에는 상기 내부 클럭 발생부로부터 클럭 신호를 수신하고, 상기 턴-온 신호가 발생한 후에는 외부 클럭 발생부로부터 클럭 신호를 수신하는 마이크로폰 장치.
6. The method of claim 5,
Wherein the digital converter receives the clock signal from the internal clock generator before the turn-on signal is generated, and receives the clock signal from the external clock generator after the turn-on signal is generated.
상기 내부 클럭 발생부의 클럭 신호와 상기 외부 클럭 발생부의 클럭 신호 중 상기 디지털 변환부에 공급되는 클럭 신호를 선택할 수 있는 신호 선택기를 더 포함하는 마이크로폰 장치.
The method according to claim 6,
Further comprising a signal selector for selecting a clock signal to be supplied to the digital converter from the clock signal of the internal clock generator and the clock signal of the external clock generator.
상기 신호 선택기는 상기 개시 판단부에 의해 신호의 선택이 제어되는 마이크로폰 장치.
8. The method of claim 7,
Wherein the signal selector controls the selection of the signal by the start determination unit.
상기 내부 클럭 발생부의 클럭 신호의 주파수를 변화시켜 상기 디지털 변환부와 상기 개시 판단부가 수신하는 클럭 신호를 다르게 설정하는 클럭 주파수 조절부를 더 포함하는 마이크로폰 장치.
6. The method of claim 5,
Further comprising a clock frequency adjuster for changing a frequency of a clock signal of the internal clock generator and setting the clock signal received by the digital converter to a different value.
상기 턴-온 신호가 발생하기 전에, 상기 디지털 변환부가 수신하는 클럭 신호의 주파수는 상기 개시 판단부가 수신하는 클럭 신호보다 작은 마이크로폰 장치.
10. The method of claim 9,
Wherein the frequency of the clock signal received by the digital conversion unit is smaller than the clock signal received by the start determination unit before the turn-on signal is generated.
상기 디지털 변환부는 상기 턴-온 신호가 발생하기 전보다 상기 턴-온 신호가 발생한 후에 수신하는 클럭 신호가 더 높은 주파수의 클럭 신호인 마이크로폰 장치.
6. The method of claim 5,
Wherein the digital converter is a clock signal having a higher frequency than a clock signal received after the turn-on signal is generated before the turn-on signal is generated.
상기 디지털 변환부는 상기 턴-온 신호가 발생하기 전보다 상기 턴-온 신호가 발생한 후에 더 큰 샘플링 주파수로 신호를 변환하는 마이크로폰 장치.
6. The method of claim 5,
Wherein the digital converter converts the signal to a larger sampling frequency after the turn-on signal occurs before the turn-on signal occurs.
상기 디지털 변환부는 상기 턴-온 신호가 발생하기 전보다 상기 턴-온 신호가 발생한 후에 더 큰 전력을 소모하는 마이크로폰 장치.
6. The method of claim 5,
Wherein the digital converter consumes a larger amount of power after the turn-on signal is generated before the turn-on signal is generated.
상기 디지털 변환부 및 상기 개시 판단부는 하나의 ASIC으로 형성되고,
상기 음성 신호가 통과되는 음향홀을 구비하고, 상기 트랜듀서 및 상기 ASIC을 내부에 수용하는 하우징을 더 포함하는 마이크로폰 장치.6. The method according to any one of claims 1 to 5,
Wherein the digital conversion unit and the start determination unit are formed of one ASIC,
Further comprising: a housing having an acoustic hole through which the voice signal passes, the housing housing the transducer and the ASIC therein.
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JP3674990B2 (en) * | 1995-08-21 | 2005-07-27 | セイコーエプソン株式会社 | Speech recognition dialogue apparatus and speech recognition dialogue processing method |
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