KR102135802B1 - 음향 방출 영역을 제한하는 웨어러블 음향 변환 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음향이 웨어러블 음향 변환 장치의 외측의 방출 영역에 도달하는 것을 제한하는 웨어러블 음향 변환 장치에 관한 것이다.
본 발명인 음향 방출 영역을 제한하는 웨어러블 음향 변환 장치는 전방에 개방구가 형성된 본체와, 제 1 및 제 2 전방 스피커들과, 제 1 및 제 2 후방 스피커들과, 제 1 및 제 2 후방 스피커들로 제 1 및 2 기준 전기 신호를 각각 인가하는 동위상 처리 경로와, 제 1 및 제 2 기준 전기 신호를 위상 반전시키고, 제 1 전방 스피커와 제 1 후방 스피커의 간격과, 제 2 전방 스피커와 제 1 후방 스피커 간의 간격 각각에 따라 위상 반전된 제 1 기준 전기 신호를 시간 지연시킨 제 1 및 제 2 지연 신호와, 제 1 전방 스피커와 제 2 후방 스피커 간의 간격과, 제 2 전방 스피커와 제 2 후방 스피커의 간격 각각에 따라 위상 반전된 제 2 기준 전기 신호를 시간 지연시킨 제 3 및 제 4 지연 신호로부터, 제 1 지연 신호와 제 3 지연 신호의 합인 제 1 감쇄 전기 신호와, 제 2 지연 신호와 제 4 지연 신호의 합인 제 2 감쇄 전기 신호를 각각 제 1 및 제 2 전방 스피커로 인가하는 역위상 처리 경로를 구비하는 데이터 프로세서로 구성된다.

Description

음향 방출 영역을 제한하는 웨어러블 음향 변환 장치{WEARABLE SOUND CONVERTING APPARATUS FOR LIMITING SOUND EMISSION AREA}

본 발명은 웨어러블 음향 변환 장치에 관한 것으로서, 특히 웨어러블 음향 변환 장치의 중심 부근의 착용자의 청각 기관에 도달한 음향이 웨어러블 음향 변환 장치의 외측의 방출 영역에 도달하는 것을 제한하는 웨어러블 음향 변환 장치에 관한 것이다.

방송 폰이나 PMP 폰 등 멀티미디어가 스마트폰의 주요 기능으로 내장됨에 따라 스마트폰을 통하여 여러 가지 컨텐츠들을 감상할 수 있게 되었다. 이러한 시대적 조류로 인해 무선 헤드셋의 수요도 증가하고 있다.

무선 통신 방식 중에서, 블루투스는 무선 통신 기기 간에 근거리에서 저전력으로 무선 통신을 하기 위한 표준으로 이도 컴퓨터, 스마트폰, 헤드셋, 개인 휴대 정보 단말기(PDA), 개인용 컴퓨터(PC), 인쇄기 등의 기기 간에 정보 전송을 처리한다. 블루투스는 통상 10미터에서 최대 수백 미터 사이에 무선으로 데이터를 송수신할 수 있는 통신 기술이다. 이러한 기술을 이용하여, 별도의 통신용 케이블 없이 목에 건 상태에서 음향을 재생하는 넥밴드 형태의 스피커가 개발되어 상용화되었다.

또한, 종래의 넥밴드 형태의 스피커에서 발생된 음향은 착용자뿐만 아니라, 착용자의 주변으로도 전달되어, 착용자만의 음향 감상에 방해가 될 뿐만 아니라, 주변 사람들에게 불필요한 음향이 전달되는 문제가 있었다.

대한민국 특허등록 제10-1755320호

본 발명은 웨어러블 음향 변환 장치에 관한 것으로서, 특히 웨어러블 음향 변환 장치의 중심 부근의 착용자의 청각 기관에 도달하는 음향이 웨어러블 음향 변환 장치의 외측으로 방출되는 영역을 제한하는 웨어러블 음향 변환 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명인 음향 방출 영역을 제한하는 웨어러블 음향 변환 장치는 전방에 개방구가 형성된 본체와, 본체의 중심을 기준으로 하여 본체의 전방에 위치되며 개방구의 일측과 타측에 각각 장착된 제 1 및 제 2 전방 스피커들과, 본체의 중심을 기준으로 하여 본체의 후방에 위치되며 개방구의 일측과 타측에 각각 장착된 제 1 및 제 2 후방 스피커들과, 제 1 및 제 2 후방 스피커들로 제 1 및 2 기준 전기 신호를 각각 인가하는 동위상 처리 경로와, 제 1 및 제 2 기준 전기 신호를 위상 반전시키고, 제 1 전방 스피커와 제 1 후방 스피커의 간격과, 제 2 전방 스피커와 제 1 후방 스피커 간의 간격 각각에 따라 위상 반전된 제 1 기준 전기 신호를 시간 지연시킨 제 1 및 제 2 지연 신호와, 제 1 전방 스피커와 제 2 후방 스피커 간의 간격과, 제 2 전방 스피커와 제 2 후방 스피커의 간격 각각에 따라 위상 반전된 제 2 기준 전기 신호를 시간 지연시킨 제 3 및 제 4 지연 신호로부터, 제 1 지연 신호와 제 3 지연 신호의 합인 제 1 감쇄 전기 신호와, 제 2 지연 신호와 제 4 지연 신호의 합인 제 2 감쇄 전기 신호를 각각 제 1 및 제 2 전방 스피커로 인가하는 역위상 처리 경로를 구비하는 데이터 프로세서로 구성된다.

또한, 데이터 프로세서의 역위상 처리 경로는 반전된 제 1 및 제 2 기준 전기 신호 각각에서 기설정된 관심 주파수 대역에 포함되는 신호만을 통과시키는 필터부와, 필터부로부터의 제 1 및 제 2 기준 전기 신호 각각을 시간 지연시키는 제 1 내지 제 4 지연부와, 제 1 및 제 3 지연부로부터의 제 1 및 제 3 지연 신호를 합산하는 제 1 합산부와, 제 2 및 제 4 지연부로부터의 제 2 및 제 4 지연 신호를 합산하는 제 2 합산부를 구비하는 것이 바람직하다.

또한, 전방 스피커와 후방 스피커의 출력 방향은 본체부의 중심으로부터의 기준 거리 상측 지점이고, 전방 스피커와 후방 스피커는 밀폐형 스피커인 것이 바람직하다.

본 발명은 위상 반전과 시간 지연을 적용하여 사용자의 청각 기관으로부터 근거리에서는 소리가 증폭되거나 최소한으로 감쇄되도록 하고, 원거리에서는 소리가 감쇄되도록 하여, 착용자 주변의 사람이 스피커에서 방출되는 소리를 잘 듣지 못하도록 하여 착용자의 대화 중의 비밀성을 유지할 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 음향 방출 영역을 제한하는웨어러블 음향 변환 장치의 구성도이다.
도 2는 도 1의 웨어러블 음향 변환 장치의 사시도이다.

이하에서, 본 발명은 실시예와 도면을 통하여 상세하게 설명된다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 실시 예의 다양한 변경(modification), 균등물(equivalent), 및/또는 대체물(alternative)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.

본 문서에서, "가진다", "가질 수 있다", "포함한다", 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.

본 문서에서, "A 또는 B", "A 또는/및 B 중 적어도 하나", 또는 "A 또는/및 B 중 하나 또는 그 이상" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", 또는 "A 또는 B 중 적어도 하나"는, (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는 (3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.

본 문서에서 사용된 "제1", "제2", "첫째", 또는 "둘째" 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, 제1 사용자 기기와 제2 사용자 기기는, 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 사용자 기기를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 문서에 기재된 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.

어떤 구성요소(예: 제1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제2 구성요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어((operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나 "접속되어(connected to)" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소(예: 제1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제2 구성요소)에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.

본 문서에서 사용된 표현 "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, "~에 적합한(suitable for)", "~하는 능력을 가지는(having the capacity to)", "~하도록 설계된(designed to)", "~하도록 변경된(adapted to)", "~하도록 만들어진(made to)", 또는 "~를 할 수 있는(capable of)"과 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 "~하도록 구성(또는 설정)된"은 하드웨어적으로 "특별히 설계된(specifically designed to)"것만을 반드시 의미하지 않을 수 있다. 대신, 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성(또는 설정)된 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(generic-purpose processor)(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.

본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 문서에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 문서에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 문서의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.

도 1은 본 발명에 따른 웨어러블 음향 변환 장치의 구성도이고, 도 2는 도 1의 웨어러블 음향 변환 장치의 사시도이다.

본 발명인 웨어러블 음향 변환 장치는 전원의 온/오프 입력과, 볼륨 조절, 재생 곡의 선택/이동, 전화 통화 시작 및 전화 통화 종료 등을 획득하는 입력부(1)와, 전원의 온/오프 상태와 현재 수행 중인 모드(재생, 전화 통화 등)의 표시를 수행하는 표시부(3)와, 필요한 전원을 공급하는 전원부(5)와, 외부의 전자 통신 기기(예를 들면, 스마트폰, 패드, 테블릿 pc 등)와 유선 및/또는 무선 통신(예를 들면, 블루투스 통신, 와이파이 통신 등)을 수행하는 통신부(7), 전기 신호를 음향(소리)으로 방출하는 제 1 및 제 2 전방 스피커(9a, 9b) 및 제 1 및 제 2 후방 스피커(10a, 10b)(이하에서, 스피커부로 통칭됨)와, 음향 등을 포함하는 외부 소리를 획득하는 마이크(11)와, 상술된 구성요소들을 제어하며, 제 1 및 제 2 후방 스피커(10a, 10b) 각각으로 음향 방출될 전기 신호(제 1 및 제 2 기준 전기 신호)를 인가하고, 제 1 및 제 2 후방 스피커(10a, 10b)를 통하여 방출되어 음향 변환 장치의 외측으로 전달되는 음향을 감쇄시키거나 제거하기 위한 전기 신호(제 1 및 제 2 감쇄 전기 신호)를 제 1 및 제 2 전방 스피커(9a, 9b) 각각으로 인가하여, 음향 변환 장치의 외측에서의 음향 방출 영역을 제한하는 데이터 프로세서(20)로 구성된다. 다만, 전원부(5), 통신부(7) 및 마이크(11)는 본 발명이 속하는 기술분야에 통상의 지식을 가진 자에게 널리 알려진 기술에 불과하여 상세한 설명이 생략된다.

본 발명인 웨어러블 음향 변환 장치는 도 2에서와 같이 전방의 제 1 및 제 2 단부(30a), (30b) 사이에 개방부를 구비하며 내측이 중공되어 착용자의 목 주위나 어깨에 안착되는 본체부(30)를 구비한다. 본체부(30)는 적어도 일부분이 탄성을 지니도록 된다.

입력부(1)는 본체부(30)에 형성되며, 전원의 온/오프 입력과, 볼륨 조절, 재생 곡의 선택/이동, 전화 통화 시작 및 전화 통화 종료 등을 획득하기 위한 복수의 입력부(1a, 1b)로 구성된다.

표시부(3)는 본체부(30)에 형성되며, 재생 모드 또는 전화 통화 모드가 수행 중임을 표시하며, 예를 들면 색상(청색, 적색)이나 점멸을 다르게 표시할 수 있는 1개의 표시기로 구성될 수 있다.

제 1 및 제 2 전방 스피커(9a, 9b) 각각은 본체(30)의 중심(O)을 기준으로 하여 본체(30)의 전방(개방부가 위치된 방향)에 위치되며, 제 1 및 제 2 후방 스피커(10a, 10b) 각각은 본체(30)의 중심(O)을 기준으로 하여 본체(30)의 후방에 위치된다. 제 1 전방 스피커(9a)와 제 1 후방 스피커(10a)는 우측 청각 기관(E1)을 위한 것으로 개방부의 좌측에 장착되고, 제 2 전방 스피커(9b)와 제 2 후방 스피커(10b)는 좌측 청각 기관(E2)을 위한 것으로 개방부의 우측에 장착된다.

제 1 전방 스피커(9a)와 제 1 후방 스피커(10a)의 출력 방향(음 방출 방향)은 본체부(30)의 중심으로부터의 제 1 상측 지점(예를 들면, 우측 청각 기관(E1)이 위치될 영역)을 향하여 음 방출을 할 수 있도록 제 1 단부(30a)에 근접하여 본체부(30)에 배치되며, 제 2 전방 스피커(9b)와 제 2 후방 스피커(10b)의 출력 방향은 본체부(30)의 중심으로부터의 제 2 상측 지점(예를 들면, 좌측 청각 기관(E2)이 위치될 영역)을 향하여 음 방출을 할 수 있도록 제 2 단부(30b)에 근접하여 본체부(30)에 배치된다.

제 1 및 제 2 상측 지점 각각은 착용자가 웨어러블 음향 변환 장치를 목 주위나 어깨 위쪽에 착용할 때, 착용자의 우측 및 좌측 청각 기관(E1, E2)이 위치될 것으로 예상되는 지점으로, 보통의 사람들에게 적용하기 위한 평균적인 좌측 및 우측 청각 기관의 위치 지점에 해당된다.

제 1 및 제 2 전방 스피커(9a, 9b)와, 제 1 및 제 2 후방 스피커(10a, 10b)는 제 1 및 제 2 상측 지점을 향하여 음향 방출을 수행하는 밀폐형 스피커이며, 스피커의 후면에 리버스(reverse)가 발생되지 않는 스피커이다.

데이터 프로세서(20)는 데이터 처리 등을 수행하여 재생 모드나 전화 통화 모드 등을 수행하는 프로세서(예를 들면, CPU 등)와, 본체의 중심(O) 또는 개방부에 대해서 동일 측에 위치된 스피커들 간의 간격(즉, 제 1 전방 스피커(9a)와 제 1 후방 스피커(10a) 간의 제 1 간격(D1-1)와, 제 2 전방 스피커(9b)와 제 2 후방 스피커(10b) 간의 간격 제 2 간격(D2-1))과, 중심(O)에 대해서 서로 대칭적이거나 마주하는 스피커들 간의 간격(D2)(즉, 제 1 전방 스피커(9a)와 제 2 후방 스피커(10b) 간의 제 3 간격 (D1-2)와, 제 2 전방 스피커(9b)와 제 1 후방 스피커(10a) 간의 제 4 간격 (D2-2))을 포함하는 스피커들 간의 간격(D)과, 각 간격(D)(D1-1, D2-1, D1-2, D2-2)에 대응하는 소리의 지연 시간(=간격(D)/소리(음파)의 속도)을 저장하는 저장 공간을 포함한다. 지연 시간은 각 제 1 내지 제 4 간격(D1-1, D2-1, D1-2, D2-2)에 대응하는 제 1 내지 제 4 지연 시간)을 포함한다. 또한, 저장 공간에는 감쇄 전기 신호를 생성하는 알고리즘 등을 저장한다.

또한, 데이터 프로세서(20)는 음향인 전기 신호의 처리를 위한 관심 주파수 대역을 저장한다. 관심 주파수 대역은 사람의 음성 주파수 대역을 포함하며, 예를 들면, 400~1500Hz을 포함한다.

데이터 프로세서(20)는 재생 모드나 전화 통화 모드의 수행 시에 통신부(7)를 통하여 디지털 전기 신호(R(right) 및 L(left) 디지털 전기 신호로 구성될 수 있음)를 획득하고 디지털 전기 신호의 위상을 유지하면서 아날로그 전기 신호인 제 1 및 제 2 기준 전기 신호(예를 들면, R(right) 기준 전기 신호와, L(left) 기준 전기 신호)로 변환시켜 제 1 및 제 2 후방 스피커(10a), (10b) 각각으로 각각을 인가하는 동위상(in-phase) 처리 경로와, 디지털 전기 신호의 위상을 반전(reverse)시키고, 스피커들 간의 간격(D)에 대응하는 지연 시간만큼 지연시킨 후 아날로그 신호인 감쇄 전기 신호들(제 1 및 제 2 감쇄 전기 신호)로 변환시켜 제 1 및 제 2 전방 스피커(9a, 9b) 각각으로 전송하는 역위상(reverse-phase) 처리 경로를 포함한다.

먼저, 동위상 처리 경로는 R 및 L 디지털 전기 신호 각각을 아날로그 전기 신호(제 1 및 제 2 기준 전기 신호)로 변환하는 디지털-아날로그 변환부(DAC)와, 아날로그 전기 신호(제 1 및 제 2 기준 전기 신호)를 증폭하는 증폭부를 구비하여, 증폭된 아날로그 신호인 제 1 및 제 2 기준 전기 신호를 제 1 및 제 2 후방 스피커(10a, 10b)로 각각 인가하는 동위상 처리 경로로 구성된다.

다음으로, 역위상 처리 경로는 R 및 L 디지털 전기 신호 각각을 반전시키는 제 1 및 제 2 반전부와, 제 1 및 제 2 반전부로부터의 반전된 R 및 L 디지털 신호 각각에서, 관심 주파수 대역에 포함되는 반전된 R 및 L 디지털 신호만을 통과시키는 제 1 및 제 2 필터부와, 제 1 필터부로부터의 반전된 R 디지털 전기 신호를 제 1 지연 시간만큼 지연시키는 제 1 지연부와 제 1 필터부로부터의 반전된 R 디지털 전기 신호를 제 4 시간만큼 지연시키는 제 4 지연부와, 제 2 필터부로부터의 반전된 L 디지털 전기 신호를 제 2 지연 시간만큼 지연시키는 제 2 지연부와 제 2 필터부로부터의 반전된 L 디지털 전기 신호를 제 3 시간만큼 지연시키는 제 3 지연부와, 제 1 지연부로부터의 디지털 전기 신호와 제 3 지연부로부터의 디지털 전기 신호를 합산하는 제 1 합산부와, 제 2 지연부로부터의 디지털 전기 신호와 제 4 지연부로부터의 디지털 전기 신호를 합산하는 제 2 합산부와, 제 1 및 제 2 합산부 각각으로부터의 합산된 디지털 전기 신호 각각을 아날로드 전기 신호인 제 1 및 제 2 감쇄 전기 신호로 변환하는 제 1 및 제 2 디지털-아날로그 변환부(DAC)와, 제 1 및 제 2 디지털-아날로그 변환부 각각으로부터의 제 1 및 제 2 감쇄 전기 신호 각각을 증폭하는 제 1 및 제 2 증폭부를 구비하고, 증폭된 제 1 및 제 2 감쇄 전기 신호 각각을 제 1 및 제 2 전방 스피커(9a, 9b)로 각각 인가한다.

제 1 및 제 2 반전부는 예를 들면, 디지털 신호가 '222'인 경우, '-222'로 반전시키는 처리를 수행하다.

제 1 및 제 2 필터부는 기설정된 관심 주파수 대역에 포함된 반전된 디지털 신호만을 통과시키고, 기설정된 주파수 대역 이외의 반전된 디지털 신호를 제거하는 필터 기능(예를 들면, band pass filter)을 수행한다.

먼저, 스피커 평면의 외측(점선으로 도시된 도형의 외측) 방향(즉, 전방 방향)으로에 위치된 위치(S1)로의 소리 전달 과정이 설명된다. 위치(S1)에는 제 1 및 제 2 후방 스피커(10a), (10b) 각각으로부터 방출된 소리들(제 1 및 제 2 기준 전기 신호 각각에 대응하는 제 1 및 제 2 후방 소리)와, 제 1 전방 스피커(9a)로부터 방출된 소리(전방 소리)(제 1 감쇄 전기 신호에 대응하는 소리)가 전달된다. 기설정된 관심 주파수 대역에서, 제 1 및 제 2 후방 소리와 전방 소리의 위상이 반대이므로, 위치(S1)에서는 기설정된 관심 주파수 대역에서의 소리가 상당히 감쇄되거나 완전 상쇄된다. 즉, 기설정된 관심 주파수 대역에 포함되는 사람의 음성이 위치(S1)에서 상당히 감쇄되어 도달된다. 이러한 감쇄 현상은 스피커 평면의 외측 주변에서 동일하게 성취된다.

또한, 위치(S2)에는 제 1 및 제 2 후방 스피커(10a), (10b)로부터 방출된 소리들(제 1 및 제 2 기준 전기 신호 각각에 대응하는 제 1 및 제 2 후방 소리)와, 제 2 전방 스피커(9b)로부터 방출된 소리(전방 소리)(제 2 감쇄 전기 신호에 대응하는 소리)가 전달된다. 기설정된 관심 주파수 대역에서, 제 1 및 제 2 후방 소리와 전방 소리의 위상이 반대이므로, 위치(S2)에서는 기설정된 관심 주파수 대역에서의 소리가 상당히 감쇄되거나 완전 상쇄된다. 즉, 기설정된 관심 주파수 대역에 포함되는 사람의 음성이 위치(S2)에서 상당히 감쇄되어 도달된다. 이러한 감쇄 현상은 스피커 평면의 외측 주변에서 동일하게 성취된다.

다음으로, 제 1 및 제 2 전방 스피커(9a, 9b) 및 제 1 및 제 2 후방 스피커(10a, 10b)로 둘러싸인 스피커 평면(점선으로 도시된 도형의 내측 평면)의 상방향(상측 방향)에 위치될 제 1 및 제 2 청각 기관(E1), (E2)로의 소리 전달 과정이 설명된다. 제 1 청각 기관(E1)에 제 1 후방 스피커(10a)로부터 방출된 소리(제 1 기준 전기 신호에 대응하는 후방 소리)와, 제 1 전방 스피커(9a)로부터 방출된 소리(전방 소리)(제 1 감쇄 전기 신호에 대응하는 소리)가 전달된다. 기설정된 관심 주파수 대역에서 위상이 반대가 아니므로 후방 소리와 전방 소리가 합하여져서, 제 1 청각 기관(E1)에서 제 1 기준 전기 신호에 대응하는 소리가 증폭되거나, 감쇄되지 않거나 최소한 감쇄된다. 또한, 제 2 청각 기관(E2)에 제 2 후방 스피커(10b)로부터 방출된 소리(제 2 기준 전기 신호에 대응하는 후방 소리)와, 제 2 전방 스피커(9b)로부터 방출된 소리(전방 소리)(제 2 감쇄 전기 신호에 대응하는 소리)가 전달된다. 기설정된 관심 주파수 대역에서 위상이 반대가 아니므로 후방 소리와 전방 소리가 합하여져서, 제 2 청각 기관(E2)에서 제 2 기준 전기 신호에 대응하는 소리가 증폭되거나, 감쇄되지 않거나 최소한 감쇄된다.

관심 주파수 대역에서, 제 1 청각 기관(E1) 또는 제 2 청각 기관(E2)에서 감지된 음압(dB)의 경우, 동위상 처리 경우와 역위상 처리 경우를 비교할 때, 일부 증폭되거나 소폭 감쇄된다(기설정된 주파수 대역에서의 음압들 간의 편차가 적음). 그러나, 전방 1m의 위치에서 감지된 음압(dB)의 경우, 약 10dB 이상 상당히 감쇄된다. 즉, 역위상 처리에 의해, 착용자 주변의 사람이 제 1 및 2 후방 스피커(10a), (10b)와 제 1 및 제 2 전방 스피커(9a), (9b)에서 방출되는 소리를 잘 듣지 못하도록 한다.

다양한 실시 예에 따른 장치(예: 프로세서 또는 그 기능들) 또는 방법(예: 동작들)의 적어도 일부는, 예컨대, 프로그램 모듈의 형태로 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체(computer-readable storage media)에 저장된 명령어로 구현될 수 있다. 상기 명령어가 프로세서에 의해 실행될 경우, 상기 하나 이상의 프로세서가 상기 명령어에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체는, 예를 들면, 메모리가 될 수 있다.

컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체는, 하드디스크, 플로피디스크, 마그네틱 매체(magnetic media)(예:자기테이프), 광기록 매체(optical media)(예: CD-ROM, DVD(Digital Versatile Disc), 자기-광 매체(magnetoopticalmedia)(예: 플롭티컬 디스크(floptical disk)), 하드웨어 장치(예: ROM, RAM, 또는 플래시 메모리 등)등을 포함할 수 있다. 또한, 프로그램 명령에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다. 상술한 하드웨어 장치는 다양한 실시 예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지다.

다양한 실시 예에 따른 프로세서 또는 프로세서에 의한 기능들은 전술한 구성요소들 중 적어도 하나 이상을 포함하거나, 일부가 생략되거나, 또는 추가적인 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따른 모듈, 프로그램 모듈 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱(heuristic)한 방법으로 실행될 수 있다. 또한, 일부 동작은 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형의 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

1: 입력부 3: 표시부
5: 전원부 7: 통신부
11: 마이크 20: 데이터 프로세서

Claims (4)

1. 전방에 개방구가 형성된 본체와;
   본체의 중심을 기준으로 하여 본체의 전방에 위치되며 개방구의 일측과 타측에 각각 장착된 제 1 및 제 2 전방 스피커들과;
   본체의 중심을 기준으로 하여 본체의 후방에 위치되며 개방구의 일측과 타측에 각각 장착된 제 1 및 제 2 후방 스피커들과;
   제 1 및 제 2 후방 스피커들로 제 1 및 2 기준 전기 신호를 각각 인가하는 동위상 처리 경로와, 제 1 및 제 2 기준 전기 신호를 위상 반전시키고, 제 1 전방 스피커와 제 1 후방 스피커의 간격과, 제 2 전방 스피커와 제 1 후방 스피커 간의 간격 각각에 따라 위상 반전된 제 1 기준 전기 신호를 시간 지연시킨 제 1 및 제 2 지연 신호와, 제 1 전방 스피커와 제 2 후방 스피커 간의 간격과, 제 2 전방 스피커와 제 2 후방 스피커의 간격 각각에 따라 위상 반전된 제 2 기준 전기 신호를 시간 지연시킨 제 3 및 제 4 지연 신호로부터, 제 1 지연 신호와 제 3 지연 신호의 합인 제 1 감쇄 전기 신호와, 제 2 지연 신호와 제 4 지연 신호의 합인 제 2 감쇄 전기 신호를 각각 제 1 및 제 2 전방 스피커로 인가하는 역위상 처리 경로를 구비하는 데이터 프로세서로 구성된 것을 특징으로 하는 음향 방출 영역을 제한하는 웨어러블 음향 변환 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   데이터 프로세서의 역위상 처리 경로는 위상 반전된 제 1 및 제 2 기준 전기 신호 각각에서 기설정된 관심 주파수 대역에 포함되는 신호만을 통과시키는 필터부와, 필터부로부터의 위상 반전된 제 1 및 제 2 기준 전기 신호 각각을 시간 지연시키는 제 1 내지 제 4 지연부와, 제 1 및 제 3 지연부로부터의 제 1 및 제 3 지연 신호를 합산하는 제 1 합산부와, 제 2 및 제 4 지연부로부터의 제 2 및 제 4 지연 신호를 합산하는 제 2 합산부를 구비하는 것을 특징으로 하는 음향 방출 영역을 제한하는 웨어러블 음향 변환 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   제 1 및 제 2 전방 스피커와 제 1 및 제 2 후방 스피커의 출력 방향은 본체부의 중심으로부터의 기준 거리 상측 지점이고, 제 1 및 제 2 전방 스피커와 제 1 및 제 2 후방 스피커는 밀폐형 스피커인 것을 특징으로 하는 웨어러블 음향 변환 장치.
4. 제 2 항에 있어서,
   기설정된 관심 주파수 대역은 400~1,500Hz인 것을 특징으로 하는 웨어러블 음향 변환 장치.

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