KR102378675B1 - 마이크로폰, 마이크로폰을 포함하는 전자 장치 및 전자 장치의 제어 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 다양한 실시예들은, 마이크로폰, 상기 마이크로폰을 포함하는 전자 장치 및 상기 마이크로폰을 제어하는 방법으로서, 상기 전자 장치는 오디오 신호가 입력되는 제 1 홀 및 제 2 홀을 포함하는 기판과, 제 1 측이 개방되고 제 2 측이 폐쇄되며, 상기 제 1 측이 상기 기판과 결합되어 내부에 공명 공간을 형성하는 케이스; 상기 기판의 제 1 홀을 통해 입력되는 오디오 신호를 전기적인 신호로 변환하되, 서로 이격되어 배치된 제 1 플레이트 및 제 1 멤브레인을 포함하는 제 1 오디오 생성부; 상기 기판의 제 2 홀을 통해 입력되는 오디오 신호를 전기적인 신호로 변환하되, 서로 이격되어 배치된 제 2 플레이트 및 제 2 멤브레인을 포함하는 제 2 오디오 생성부; 상기 제 1 오디오 생성부 및 상기 제 2 오디오 생성부 사이에 배치되되, 제 1 측이 상기 케이스에 결합되고, 제 2 측이 상기 기판에 결합되어, 상기 제 1 오디오 생성부 및 상기 제 2 오디오 생성부의 공간을 분리하는 차음벽; 상기 제 1 오디오 생성부 및 상기 제 2 오디오 생성부와 전기적으로 연결되고, 상기 제 1 오디오 생성부 및 상기 제 2 오디오 생성부를 통해 전달된 오디오 신호를 분석하여, 임계값을 초과하는 노이즈 신호를 제거하는 신호 처리부를 포함하는 마이크로폰과, 상기 마이크로폰과 전기적으로 연결된 프로세서를 포함하되, 상기 제 1 오디오 생성부의 감도는 상기 제 2 오디오 생성부의 감도보다 더 낮게 구성하여, 일정 레벨 이상의 소음을 제거함으로써, 마이크로폰이 사용자의 오디오 명령을 정확히 수신하도록 할 수 있다. 본 발명에 개시된 다양한 실시예들 이외의 다른 다양한 실시예가 가능하다.
Description
본 발명의 다양한 실시예들은, 마이크로폰, 상기 마이크로폰을 포함하는 전자 장치 및 상기 전자 장치를 제어하는 방법에 관한 것이다.
스마트 폰, TV(television), 자동차, 세탁기, 냉장고 및 드론 등의 전자 장치는 사용자의 오디오 명령(command)을 전기적인 신호로 변환하는 마이크로폰을 구비할 수 있다.
마이크로폰이 사용자의 오디오 명령을 수신함에 따라, 전자 장치는 해당 기능을 수행할 수 있다.
최근에는 MEMS(micro electro mechanical system)기술을 이용하여 초소형화된 마이크로폰이 개발되고 있다.
전자 장치가 사용자의 오디오 명령을 통해 해당 기능을 수행할 수 있게 하기 위해, 마이크로폰은 사용자의 위치 및 주변 환경에 상관없이 사용자의 오디오 명령을 정확히 수신할 수 있어야 한다.
그러나, 전자 장치의 주변에 소음이 많거나, 전자 장치 자체에서 발생되는 소음이 큰 경우, 마이크로폰 자체에서 클리핑(clipping)이 발생하여 사용자의 오디오 명령을 수신하지 못할 수 있다. 즉, 일정 레벨 이상의 오디오 신호가 마이크로폰에 입력되는 경우, 마이크로폰에 포화(saturation)가 발생되어 사용자의 오디오 명령을 수신하지 못할 수 있다.
예를 들면, TV, 자동차, 세탁기 및 청소기와 같이 기본 소음이 큰 전자 장치는 사용자의 오디오 명령에 따른 기능을 수행하지 못할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들은, 전자 장치에서 일정 레벨 이상의 소음이 발생되더라도, 사용자의 오디오 명령을 정확히 수신할 수 있는 마이크로폰, 상기 마이크로폰을 포함하는 전자 장치 및 상기 전자 장치를 제어하는 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는, 오디오 신호가 입력되는 제 1 홀 및 제 2 홀을 포함하는 기판과, 제 1 측이 개방되고 제 2 측이 폐쇄되며, 상기 제 1 측이 상기 기판과 결합되어 내부에 공명 공간을 형성하는 케이스; 상기 기판의 제 1 홀을 통해 입력되는 오디오 신호를 전기적인 신호로 변환하되, 서로 이격되어 배치된 제 1 플레이트 및 제 1 멤브레인을 포함하는 제 1 오디오 생성부; 상기 기판의 제 2 홀을 통해 입력되는 오디오 신호를 전기적인 신호로 변환하되, 서로 이격되어 배치된 제 2 플레이트 및 제 2 멤브레인을 포함하는 제 2 오디오 생성부; 상기 제 1 오디오 생성부 및 상기 제 2 오디오 생성부 사이에 배치되되, 제 1 측이 상기 케이스에 결합되고, 제 2 측이 상기 기판에 결합되어, 상기 제 1 오디오 생성부 및 상기 제 2 오디오 생성부의 공간을 분리하는 차음벽; 상기 제 1 오디오 생성부 및 상기 제 2 오디오 생성부와 전기적으로 연결되고, 상기 제 1 오디오 생성부 및 상기 제 2 오디오 생성부를 통해 전달된 오디오 신호를 분석하여, 임계값을 초과하는 노이즈 신호를 제거하는 신호 처리부를 포함하는 마이크로폰과, 상기 마이크로폰과 전기적으로 연결된 프로세서를 포함하되, 상기 제 1 오디오 생성부의 감도는 상기 제 2 오디오 생성부의 감도보다 더 낮을 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 마이크로폰은, 제 1 측이 개방되고 제 2 측이 폐쇄되며, 오디오 신호가 입력되는 제 1 홀 및 제 2 홀을 포함하는 기판에 상기 제 1 측이 결합되어 내부에 공명 공간을 형성하는 케이스; 상기 기판의 제 1 홀을 통해 입력되는 오디오 신호를 전기적인 신호로 변환하되, 서로 이격되어 배치된 제 1 플레이트 및 제 1 멤브레인을 포함하는 제 1 오디오 생성부; 상기 기판의 제 2 홀을 통해 입력되는 오디오 신호를 전기적인 신호로 변환하되, 서로 이격되어 배치된 제 2 플레이트 및 제 2 멤브레인을 포함하는 제 2 오디오 생성부; 상기 제 1 오디오 생성부 및 상기 제 2 오디오 생성부 사이에 배치되되, 제 1 측이 상기 케이스에 결합되고, 제 2 측이 상기 기판에 결합되어, 상기 제 1 오디오 생성부 및 상기 제 2 오디오 생성부의 공간을 분리하는 차음벽; 및 상기 제 1 오디오 생성부 및 상기 제 2 오디오 생성부와 전기적으로 연결되고, 상기 제 1 오디오 생성부 및 상기 제 2 오디오 생성부를 통해 전달된 오디오 신호를 분석하여, 임계값을 초과하는 노이즈 신호를 제거하는 신호 처리부를 포함하되, 상기 제 1 오디오 생성부의 감도는 상기 제 2 오디오 생성부의 감도보다 더 낮을 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 마이크로폰을 제어하는 방법은, 제 1 오디오 생성부 및 제 2 오디오 생성부가 기판에 형성된 제 1 홀 및 제 2 홀을 통해 오디오 신호를 수신하는 동작; 신호 처리부가 상기 제 1 오디오 생성부 및 상기 제 2 오디오 생성부를 통해 전달되는 오디오 신호에서 임계값을 초과하는 신호를 검출하는 동작; 상기 신호 처리부가 상기 제 1 오디오 생성부를 통해 수신된 오디오 신호가 임계값을 초과한 경우, 상기 임계값을 초과하는 오디오 신호를 증폭하는 동작; 상기 신호 처리부가 상기 증폭된 오디오 신호를 반전시키는 동작; 상기 신호 처리부가 상기 반전된 오디오 신호를 상기 제 2 오디오 생성부에 전달하는 동작; 및 상기 신호 처리부가 상기 제 2 오디오 생성부의 유동을 일정 레벨로 제어하여, 임계값을 초과하는 오디오 신호를 제거하는 동작을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 일정 레벨 이상의 소음과 사용자의 오디오 명령이 함께 마이크로폰에 입력되는 경우, 마이크로폰 내부에 구비된 제 1 오디오 생성부, 제 2 오디오 생성부 및 딜레이 플레이트를 통해, 일정 레벨 이상의 소음(예: 클리핑 신호)을 제거함으로써, 마이크로폰이 사용자의 오디오 명령을 정확히 수신하고, 이에 따라 전자 장치가 해당 기능을 수행하게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른, 오디오 모듈의 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 마이크로폰의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 딜레이 플레이트의 구성을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 신호 처리부의 구성 및 동작을 설명하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 마이크로폰의 제어 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 마이크로폰의 구성을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 마이크로폰의 구성을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 마이크로폰의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른, 오디오 모듈의 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 마이크로폰의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 딜레이 플레이트의 구성을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 신호 처리부의 구성 및 동작을 설명하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 마이크로폰의 제어 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 마이크로폰의 구성을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 마이크로폰의 구성을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 마이크로폰의 구성을 나타내는 도면이다.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블럭도이다.
도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제 1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108)와 통신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 장치(150), 음향 출력 장치(155), 표시 장치(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 햅틱 모듈(179), 카메라 모듈(180), 전력 관리 모듈(188), 배터리(189), 통신 모듈(190), 가입자 식별 모듈(196), 및 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 표시 장치(160) 또는 카메라 모듈(180))가 생략되거나 다른 구성 요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 예를 들면, 표시 장치(160)(예: 디스플레이)에 임베디드된 센서 모듈(176)(예: 지문 센서, 홍채 센서, 또는 조도 센서)의 경우와 같이, 일부의 구성요소들이 통합되어 구현될 수 있다.
프로세서(120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 구동하여 프로세서(120)에 연결된 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)을 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다. 프로세서(120)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(176) 또는 통신 모듈(190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(132)에 로드하여 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서), 및 이와는 독립적으로 운영되고, 추가적으로 또는 대체적으로, 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 또는 지정된 기능에 특화된 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 여기서, 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)와 별개로 또는 임베디드되어 운영될 수 있다.
이런 경우, 보조 프로세서(123)는, 예를 들면, 메인 프로세서(121)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(121)가 액티브(예: 어플리케이션 수행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)와 함께, 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 표시 장치(160), 센서 모듈(176), 또는 통신 모듈(190))과 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성 요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부 구성 요소로서 구현될 수 있다. 메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 또는 비휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다.
프로그램(140)은 메모리(130)에 저장되는 소프트웨어로서, 예를 들면, 운영 체제(142), 미들 웨어(144) 또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다.
입력 장치(150)는, 전자 장치(101)의 구성요소(예: 프로세서(120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신하기 위한 장치로서, 예를 들면, 마이크(예: 도 3의 마이크로폰(300)), 마우스, 또는 키보드를 포함할 수 있다.
음향 출력 장치(155)는 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력하기 위한 장치로서, 예를 들면, 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용되는 스피커와 전화 수신 전용으로 사용되는 리시버를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 일체 또는 별도로 형성될 수 있다.
표시 장치(160)는 전자 장치(101)의 사용자에게 정보를 시각적으로 제공하기 위한 장치로서, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 표시 장치(160)는 터치 회로(touch circuitry) 또는 터치에 대한 압력의 세기를 측정할 수 있는 압력 센서를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(170)은 소리와 전기 신호를 쌍방향으로 변환시킬 수 있다. 일 실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 장치(150)를 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 장치(155), 또는 전자 장치(101)와 유선 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102)(예: 스피커 또는 헤드폰))를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(176)은 전자 장치(101)의 내부의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 센서 모듈(176)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.
인터페이스(177)는 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 유선 또는 무선으로 연결할 수 있는 지정된 프로토콜을 지원할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 인터페이스(177)는 HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(178)는 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))를 물리적으로 연결시킬 수 있는 커넥터, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(179)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 햅틱 모듈(179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈, 이미지 센서, 이미지 시그널 프로세서, 또는 플래시를 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리하기 위한 모듈로서, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구성될 수 있다.
배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급하기 위한 장치로서, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(190)은 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108))간의 유선 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(190)은 프로세서(120)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되는, 유선 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 통신 모듈(190)은 무선 통신 모듈(192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(194)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함하고, 그 중 해당하는 통신 모듈을 이용하여 제 1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi direct 또는 IrDA(infrared data association) 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(199)(예: 셀룰러 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부 전자 장치와 통신할 수 있다. 상술한 여러 종류의 통신 모듈(190)은 하나의 칩으로 구현되거나 또는 각각 별도의 칩으로 구현될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 무선 통신 모듈(192)은 가입자 식별 모듈(196)에 저장된 사용자 정보를 이용하여 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 구별 및 인증할 수 있다.
안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부로 송신하거나 외부로부터 수신하기 위한 하나 이상의 안테나들을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 통신 모듈(190)(예: 무선 통신 모듈(192))은 통신 방식에 적합한 안테나를 통하여 신호를 외부 전자 장치로 송신하거나, 외부 전자 장치로부터 수신할 수 있다.
상기 구성요소들 중 일부 구성요소들은 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input/output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))를 통해 서로 연결되어 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제 2 네트워크(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104) 간에 송신 또는 수신될 수 있다. 전자 장치(102, 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 다른 하나 또는 복수의 외부 전자 장치에서 실행될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로 또는 요청에 의하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 그와 연관된 적어도 일부 기능을 외부 전자 장치에게 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 외부 전자 장치는 요청된 기능 또는 추가 기능을 실행하고, 그 결과를 전자 장치(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 수신된 결과를 그대로 또는 추가적으로 처리하여 요청된 기능이나 서비스를 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다.
도 2는, 다양한 실시에 따른, 오디오 모듈(170)의 블럭도(200)이다. 도 2를 참조하면, 오디오 모듈(170)은, 예를 들면, 오디오 입력 인터페이스(210), 오디오 입력 믹서(220), ADC(analog to digital converter)(230), 오디오 신호 처리기(240), DAC(digital to analog converter)(250), 오디오 출력 믹서(260), 또는 오디오 출력 인터페이스(270)를 포함할 수 있다.
오디오 입력 인터페이스(210)는 입력 장치(150)의 일부로서 또는 전자 장치(101)와 별도로 구성된 마이크(예: 다이나믹 마이크, 콘덴서 마이크, 또는 피에조 마이크)를 통하여 전자 장치(101)의 외부로부터 획득한 소리에 대응하는 오디오 신호를 수신할 수 있다. 예를 들어, 외부의 전자 장치(102)(예: 헤드셋 또는 마이크)로부터 오디오 신호를 획득하는 경우, 오디오 입력 인터페이스(210)는 상기 외부의 전자 장치(102)와 연결 단자(178)를 통해 유선으로, 또는 무선 통신 모듈(192)을 통하여 무선으로(예: Bluetooth 통신) 연결되어 오디오 신호를 수신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 오디오 입력 인터페이스(210)는 상기 외부의 전자 장치(102)로부터 획득되는 오디오 신호와 관련된 제어 신호(예: 입력 버튼을 이용한 볼륨 조정 신호)를 수신할 수 있다. 오디오 입력 인터페이스(210)는 복수의 오디오 입력 채널들을 포함하고, 각각의 오디오 입력 채널별로 다른 오디오 신호를 수신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 추가적으로 또는 대체적으로, 오디오 입력 인터페이스(210)는 전자 장치(101)의 다른 구성 요소(예: 프로세서(120) 또는 메모리(130))로부터 오디오 신호를 입력 받을 수 있다.
오디오 입력 믹서(220)는 입력된 복수의 오디오 신호들을 적어도 하나의 오디오 신호로 합성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 오디오 입력 믹서(220)는, 오디오 입력 인터페이스(210)를 통해 입력된 복수의 아날로그 오디오 신호들을 적어도 하나의 아날로그 오디오 신호로 합성할 수 있다.
ADC(230)는 아날로그 오디오 신호를 디지털 오디오 신호로 변환할 수 있다. 일 실시예에 따르면, ADC(230)는 오디오 입력 인터페이스(210)를 통해 수신된 아날로그 오디오 신호, 또는 추가적으로 또는 대체적으로 오디오 입력 믹서(220)를 통해 합성된 아날로그 오디오 신호를 디지털 오디오 신호로 변환할 수 있다.
오디오 신호 처리기(240)는 ADC(230)를 통해 입력받은 디지털 오디오 신호, 또는 전자 장치(101)의 다른 구성 요소로부터 수신된 디지털 오디오 신호에 대하여 다양한 처리를 수행할 수 있다. 예를 들어, 오디오 신호 처리기(240)는 하나 이상의 디지털 오디오 신호들에 대해 샘플링 비율 변경, 하나 이상의 필터 적용, 보간(interpolation) 처리, 증폭 또는 감쇄(예: 일부 주파수 대역 또는 전 주파수 대역의 증폭 또는 감쇄) 처리, 노이즈 처리(예: 노이즈 또는 에코 감쇄), 채널 변경(예: 모노 및 스테레오간 전환), 합성(mixing), 또는 지정된 신호 추출을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 오디오 신호 처리기(240)의 적어도 일부 기능은 이퀄라이저(equalizer)의 형태로 구현될 수 있다.
DAC(250)는 디지털 오디오 신호를 아날로그 오디오 신호로 변환할 수 있다. 일 실시예에 따르면, DAC(250)는 오디오 신호 처리기(240)에 의해 처리된 디지털 오디오 신호, 또는 전자 장치(101)의 다른 구성 요소로부터 획득한 디지털 오디오 신호를 아날로그 오디오 신호로 변환할 수 있다.
오디오 출력 믹서(260)는 출력할 복수의 오디오 신호들을 적어도 하나의 오디오 신호로 합성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 오디오 출력 믹서(260)는 DAC(250)를 통해 아날로그로 전환된 오디오 신호 및 다른 아날로그 오디오 신호(예: 오디오 입력 인터페이스(210)를 통해 수신한 아날로그 오디오 신호)를 적어도 하나의 아날로그 오디오 신호로 합성할 수 있다.
오디오 출력 인터페이스(270)는 DAC(250)를 통해 변환된 아날로그 오디오 신호, 또는 추가적으로 또는 대체적으로 오디오 출력 믹서(260)에 의해 합성된 아날로그 오디오 신호를 음향 출력 장치(155)(예: 스피커(예: dynamic driver 또는 balanced armature driver), 또는 리시버를 통해 전자 장치(101)의 외부로 출력할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 음향 출력 장치(155)는 복수의 스피커들을 포함하고, 오디오 출력 인터페이스(270)는 상기 복수의 스피커들 중 적어도 일부 스피커들을 통하여 서로 다른 복수의 채널들(예: 스테레오, 또는 5.1채널)을 갖는 오디오 신호를 출력할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 오디오 출력 인터페이스(270)는 외부의 전자 장치(102)(예: 외부 스피커 또는 헤드셋)와 연결 단자(178)를 통해 유선으로, 또는 무선 통신 모듈(192)을 통하여 무선으로 연결되어 오디오 신호를 출력할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은 오디오 입력 믹서(220) 또는 오디오 출력 믹서(260)를 별도로 구비하지 않고, 오디오 신호 처리기(240)의 적어도 일부 기능으로서 복수의 디지털 오디오 신호들을 합성하여 적어도 하나의 디지털 오디오 신호를 생성할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은 오디오 입력 인터페이스(210)를 통해 입력된 아날로그 오디오 신호, 또는 오디오 출력 인터페이스(270)를 통해 출력될 오디오 신호를 증폭할 수 있는 오디오 증폭기(미도시)(예: 스피커 증폭 회로)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 오디오 증폭기는 오디오 모듈(170)과 별도의 모듈로 구성될 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치 (예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
본 문서에서, "A 또는 B", "A 및/또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C" 또는 "A, B 및/또는 C 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", "첫째" 또는 "둘째" 등의 표현들은 해당 구성요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구성된 유닛을 포함하며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)으로 구성될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 컴퓨터)로 읽을 수 있는 저장 매체(machine-readable storage media)(예: 내장 메모리(136) 또는 외장 메모리(138))에 저장된 명령어를 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(140))로 구현될 수 있다. 기기는, 저장 매체로부터 저장된 명령어를 호출하고, 호출된 명령어에 따라 동작이 가능한 장치로서, 개시된 실시예들에 따른 전자 장치(예: 전자 장치(101))를 포함할 수 있다. 상기 명령이 프로세서(예: 프로세서(120))에 의해 실행될 경우, 프로세서가 직접, 또는 상기 프로세서의 제어하에 다른 구성요소들을 이용하여 상기 명령에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 명령은 컴파일러 또는 인터프리터에 의해 생성 또는 실행되는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장매체는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적’은 저장매체가 신호(signal)를 포함하지 않으며 실재(tangible)한다는 것을 의미할 뿐 데이터가 저장매체에 반영구적 또는 임시적으로 저장됨을 구분하지 않는다.
다양한 실시예들에 따른 구성 요소(예: 모듈 또는 프로그램) 각각은 단수 또는 복수의 개체로 구성될 수 있으며, 전술한 해당 서브 구성 요소들 중 일부 서브 구성 요소가 생략되거나, 또는 다른 서브 구성 요소가 다양한 실시예에 더 포함될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 일부 구성 요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 개체로 통합되어, 통합되기 이전의 각각의 해당 구성 요소에 의해 수행되는 기능을 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따른, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성 요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 적어도 일부 동작이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 마이크로폰의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발의 제 1 실시예에 따른 마이크로폰(300)은, 기판(310), 케이스(320), 제 1 오디오 생성부(330), 제 2 오디오 생성부(340), 차음벽(350), 신호 처리부(360) 및 딜레이 플레이트(370)를 포함할 수 있다.
상기 기판(310)은 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101))에 구비될 수 있다. 상기 기판(310)은 외부로부터 오디오 신호가 입력되는 제 1 홀(301) 및 제 2 홀(302)을 포함할 수 있다. 상기 제 1 홀(301) 및 제 2 홀(302)은 기판(310)을 수직으로 관통하여 형성될 수 있다. 상기 제 1 홀(301) 및 제 2 홀(302)을 통해 입력된 오디오 신호는 각각 제 1 오디오 생성부(330) 및 제 2 오디오 생성부(340)로 전달될 수 있다. 상기 제 1 홀(301) 및 제 2 홀(302)은 소정 간격으로 이격되어 형성될 수 있다. 상기 기판(310)은 PCB(printed circuit board) 또는 FPCB(flexible printed circuit board)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 제 1 홀(301) 및 제 2 홀(302)을 통해 입력된 오디오 신호는 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101))의 사용자가 음성을 통해 전달하는 사용자 명령일 수 있다.
상기 케이스(320)는 제 1 측(예: 하부)이 개방되고, 제 2 측(예: 상부)이 폐쇄될 수 있다. 상기 케이스(320)는 상기 제 1 오디오 생성부(330) 및 제 2 오디오 생성부(340), 신호 처리부(360) 및 딜레이 플레이트(370) 등의 요소를 둘러쌓아 보호할 수 있다. 상기 케이스(320)는 제 1 측이 기판(310)과 결합되어 내부에 공명 공간을 형성할 수 있다. 상기 케이스(320)는 금속 또는 세라믹 재질 등으로 구성될 수 있다.
상기 제 1 오디오 생성부(330)는 와이어(335)를 통해 신호 처리부(360)와 연결될 수 있다. 상기 제 1 오디오 생성부(330)는 기판(310)의 제 1 홀(301)을 통해 입력되는 오디오 신호를 전기적인 신호로 변환할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 제 1 오디오 생성부(330)는 기판(310)의 제 1 홀(301)을 통해 입력된 사용자의 오디오 명령을 통해 제 1 오디오 출력신호를 생성하고, 이 생성된 제 1 오디오 출력신호를 와이어(335)를 통해 신호 처리부(360)에 전달할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제 1 오디오 생성부(330)는 제 1 플레이트(332)(예: 고정막) 및 제 1 멤브레인(334)(예: 진동막)을 포함할 수 있다. 상기 제 1 오디오 생성부(330)는 제 1 홀(301) 주변의 기판(310) 상에 배치될 수 있다. 상기 제 1 멤브레인(334)은 제 1 홀(301)에 의해 노출될 수 있다. 상기 제 1 플레이트(332) 및 제 1 멤브레인(334)은 소정 간격으로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 제 1 플레이트(332) 및 제 1 멤브레인(334)은 상기 제 1 홀(301)을 통해 입력된 오디오 신호가 통과할 수 있도록, 복수개의 홀(예: 도 4의 홀(375))을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 제 1 플레이트(332)는 고정되어 있고, 제 1 멤브레인(334)은 진동을 유발하도록 유동적일 수 있다. 예를 들어, 상기 기판(310)의 제 1 홀(301)을 통해 오디오 신호가 입력되면, 상기 제 1 멤브레인(334)이 진동할 수 있다. 상기 제 1 멤브레인(334)이 진동함에 따라 상기 제 1 플레이트(332) 및 제 1 멤브레인(334) 사이의 간격이 변동될 수 있다. 이 변동에 따라 상기 제 1 플레이트(332) 및 제 1 멤브레인(334) 사이의 정전용량이 변하게 되고, 이 변화된 정전용량은 전기적인 신호로 변환될 수 있다. 상기 제 1 플레이트(332)는 제 1 멤스(MEMS) 백플레이트를 포함할 수 있고, 상기 제 1 멤브레인(334)은 제 1 멤스(MEMS) 멤브레인을 포함할 수 있다.
상기 제 2 오디오 생성부(340)는 연결선(345)을 통해 신호 처리부(360)와 연결될 수 있다. 상기 제 2 오디오 생성부(340)는 기판(310)의 제 2 홀(302)을 통해 입력되는 오디오 신호를 전기적인 신호로 변환할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 제 2 오디오 생성부(340)는 기판(310)의 제 2 홀(302)을 통해 입력된 사용자의 오디오 명령을 통해 제 2 오디오 출력신호를 생성하고, 이 생성된 제 2 오디오 출력신호를 연결선(345)을 통해 신호 처리부(360)에 전달할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제 2 오디오 생성부(340)는 제 2 플레이트(342)(예: 고정막) 및 제 2 멤브레인(344)(예: 진동막)을 포함할 수 있다. 상기 제 2 오디오 생성부(340)는 제 2 홀(302) 주변의 기판(310) 상에 배치될 수 있다. 상기 제 2 플레이트(342) 및 제 2 멤브레인(344)은 소정 간격으로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 제 2 플레이트(342) 및 제 2 멤브레인(344)은 상기 제 2 홀(302)을 통해 입력된 오디오 신호가 통과할 수 있도록, 복수개의 홀(예: 도 4의 홀(375))을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 제 2 플레이트(342)는 고정되어 있고, 제 2 멤브레인(344)은 진동을 유발하도록 유동적일 수 있다. 예를 들어, 상기 기판(310)의 제 2 홀(302)을 통해 오디오 신호가 입력되면, 상기 제 2 멤브레인(344)이 진동할 수 있다. 상기 제 2 멤브레인(344)이 진동함에 따라 상기 제 2 플레이트(342) 및 제 2 멤브레인(344) 사이의 간격이 변동될 수 있다. 이 변동에 따라 상기 제 2 플레이트(342) 및 제 2 멤브레인(344) 사이의 정전용량이 변하게 되고, 이 변화된 정전용량은 전기적인 신호로 변환될 수 있다. 상기 제 2 플레이트(342)는 제 2 멤스(MEMS) 백플레이트를 포함할 수 있고, 상기 제 2 멤브레인(344)은 제 2 멤스(MEMS) 멤브레인을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제 2 오디오 생성부(340)는 신호 처리부(360)로부터 전류가 공급되면, 상기 제 2 플레이트(342) 및 제 2 멤브레인(344) 사이에 전하가 유발되어 전동이 발생될 수 있다. 이 진동에 따라 상기 제 2 플레이트(342) 및 제 2 멤브레인(344) 사이의 정전용량이 변하게 되고, 이 변화된 정전용량은 전기적인 신호로 변환될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제 1 오디오 생성부(330) 및 제 2 오디오 생성부(340)는 기판(310)의 제 1 홀(301) 및 제 2 홀(302)의 대응 위치에 배치될 수 있다. 상기 제 1 오디오 생성부(330) 및 제 2 오디오 생성부(340)는 소정 간격을 두고 서로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 제 1 플레이트(332)는 제 2 플레이트(342)보다 더 두꺼울 수 있다. 상기 제 1 플레이트(332)는 제 2 플레이트(342)보다 상대적으로 감도가 더 낮을 수 있다. 상기 제 2 플레이트(342)는 제 1 플레이트(332)보다 상대적으로 감도가 더 높을 수 있다. 예를 들면, 상기 제 1 플레이트(332)의 감도는 -42dB이고, 제 2 플레이트(342)의 감도는 -30dB일 수 있다. 상기 제 1 플레이트(332)는 제 2 플레이트(342)보다 상대적으로 감도가 낮으므로, 쉽게 포화(saturation)가 발생되지 않을 수 있다. 상기 제 2 플레이트(342)는 제 1 플레이트(332)보다 상대적으로 감도가 높으므로, 작은 오디오 신호를 수용할 수 있다.
상기 차음벽(350)은 상기 제 1 오디오 생성부(330) 및 제 2 오디오 생성부(340) 사이에 배치될 수 있다. 상기 차음벽(350)은 제 1 측(예: 상측)이 케이스(350)에 결합되고, 제 2 측(예: 하측)이 기판(310)에 결합될 수 있다. 상기 차음벽(350)은 상기 제 1 오디오 생성부(330) 및 제 2 오디오 생성부(340)의 공간을 분리할 수 있다. 상기 차음벽(350)은 제 1 오디오 생성부(330)를 통해 생성된 제 1 오디오 출력신호 및 제 2 오디오 생성부(340)를 통해 생성된 제 2 오디오 출력신호 간에 간섭이 일어나는 것을 방지할 수 있다.
상기 신호 처리부(360)는 기판(310) 상에 배치될 수 있다. 상기 처리부(360)는 제 2 오디오 생성부(340)와 인접하여 배치될 수 있다. 상기 신호 처리부(360)는 와이어(335)를 통해 제 1 오디오 생성부(330)와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 신호 처리부(360)는 연결선(345)을 통해 제 2 오디오 생성부(340)와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 신호 처리부(360)는 제 1 오디오 생성부(330) 및 제 2 오디오 생성부(340)에 전원을 공급할 수 있다. 상기 신호 처리부(360)는 제 1 오디오 생성부(330) 및 제 2 오디오 생성부(340)를 통해 전달된 오디오 신호를 처리할 수 있다. 상기 신호 처리부(360)는 제 1 오디오 생성부(330) 및 제 2 오디오 생성부(340)에 의해 전달되는 제 1 오디오 출력신호 및 제 2 오디오 출력신호를 합성할 수 있다. 상기 신호 처리부(360)는 기판(310)의 제 1 홀(301) 및 제 2 홀(302)을 통해 입력되는 오디오 신호를 분석하여, 임계값 이상의 노이즈 신호(예: 큰 소음)를 제거할 수 있다. 상기 신호 처리부(360)는 임계값 이상의 노이즈 신호가 제거된 사용자의 오디오 명령을 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101))에 출력할 수 있다. 상기 신호 처리부(360)는 ASIC(application specific integrated circuit)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 신호 처리부(360)는 도 2에 개시된 오디오 신호 처리기(240)를 포함할 수 있다.
상기 딜레이 플레이트(370)는 상기 제 2 오디오 생성부(340)에 포함될 수 있다. 상기 딜레이 플레이트(370)는 기판(310)의 제 2 홀(302)에 의해 노출될 수 있다. 상기 딜레이 플레이트(370)는 상기 제 2 멤브레인(344) 및 기판(310) 사이에 배치될 수 있다. 상기 딜레이 플레이트(370)는 기판(310)의 제 2 홀(302)을 통해 입력되는 오디오 신호가 제 2 오디오 생성부(340)의 제 2 멤브레인(344)에 도달되는 시간을 지연시켜, 마이크로폰(300)에 포화(saturation)가 발생되는 것을 방지할 수 있다. 상기 딜레이 플레이트(370)는 제 1 멤브레인(334)에 비해, 상기 제 2 멤브레인(344)으로 입력되는 오디오 신호의 위상을 지연시킬 수 있다. 상기 딜레이 플레이트(370)는 위상 지연필터 또는 위상 지연메쉬일 수 있다. 상기 딜레이 플레이트(370)는 메탈 또는 패브릭(fabric)으로 구성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 딜레이 플레이트의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 딜레이 플레이트(370)는 복수개의 홀(375)을 포함할 수 있다. 상기 홀(375)의 크기는 상이할 수 있다. 상기 딜레이 플레이트(370)는 홀(375)의 크기에 따라 오디오 신호의 위상 지연률이 달라질 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제 1 오디오 생성부(330)의 제 1 플레이트(332) 및 제 1 멤브레인(334)과, 제 2 오디오 생성부(340)의 제 2 플레이트(342) 및 제 2 멤브레인(344)에도 상기 딜레이 플레이트(370)에 형성된 홀(375)과 동일한 홀이 형성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 오디오 생성부(330)의 제 1 플레이트(332) 및 제 1 멤브레인(334)과, 제 2 오디오 생성부(340)의 제 2 플레이트(342) 및 제 2 멤브레인(344)에 형성된 홀(375)의 개수 및 패턴 등에 따라 오디오 신호의 감도에 차이가 발생될 수 있다. 예를 들면, 홀(375)의 크기가 작을수록 감도가 높고, 홀(375)의 크기가 클수록 감도가 낮을 수 있다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 신호 처리부의 구성 및 동작을 설명하는 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 신호 처리부(360)는 앰프(362) 및 인버터(364)를 포함할 수 있다.
상기 앰프(362)는 기판(310)의 제 1 홀(301) 및 제 2 홀(302)을 통해 입력되는 오디오 신호를 증폭할 수 있다. 상기 인버터(364)는 앰프(362)를 통해 증폭된 신호를 반전(inverting)시킬 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제 1 오디오 생성부(330) 및 제 2 오디오 생성부(340)는 기판(310)의 제 1 홀(301) 및 제 2 홀(302)을 통해 오디오 신호를 수신할 수 있다. 상기 오디오 신호는 사용자의 오디오 명령 또는 임계값 이상의 노이즈를 포함할 수 있다.
예를 들면, 상기 제 2 오디오 생성부(340)의 제 2 플레이트(342)보다 더 두꺼운 제 1 플레이트(332)를 포함하는 제 1 오디오 생성부(330)에 기 설정된 임계값을 초과하는 오디오 신호가 수신되고, 제 2 오디오 생성부(340)에 사용자의 오디오 명령이 수신되는 경우, 상기 임계값을 초과하는 제 1 오디오 생성부(330)의 오디오 신호는 신호 처리부(360)에 전달될 수 있다.
상기 신호 처리부(360)에 전달된 오디오 신호는, 앰프(362)를 통해 제 1 오디오 생성부(330) 및 제 2 오디오 생성부(340)의 게인(gain) 차이(예: 12dB) 만큼 증폭될 수 있다.
상기 앰프(362)를 통해 증폭된 신호는 인버터(364)를 통해 반전되어, 상기 제 2 오디오 생성부(340)에 전달될 수 있다. 상기 제 2 오디오 생성부(340)는 상기 신호 처리부(360)를 통해 전달된 신호에서 포화(saturation)가 발생될 소지가 있는 노이즈 신호를 일정 레벨로 제어하여 출력할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 신호 처리부(360)는 제 2 오디오 생성부(340)의 오디오 신호 및 상기 인버터(364)를 통해 반전된 신호를 합성할 수 있다. 상기 인버터(364)를 통해 반전된 신호는 제 2 오디오 생성부(340)의 오디오 신호와 역위상이므로, 제 1 오디오 생성부(340)의 신호와 제 2 오디오 생성부(340)의 오디오 신호가 합성될 때, 제 1 오디오 생성부(330)의 신호가 제거될 수 있다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 마이크로폰의 제어 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 6은 제 1 오디오 생성부(330)의 제 1 플레이트(332)가 제 2 오디오 생성부(340)의 제 2 플레이트(342)보다 더 두꺼운 경우에 대한 신호 처리부의 동작일 수 있다. 즉, 상기 제 1 플레이트(332)는 제 2 플레이트(342)보다 상대적으로 감도가 더 낮을 수 있다. 예를 들면, 상기 제 1 플레이트(332)의 감도는 -42dB이고, 제 2 플레이트(342)의 감도는 -30dB일 수 있다.
먼저, 동작 410에서, 상기 제 1 오디오 생성부(330) 및 제 2 오디오 생성부(340)는 기판(310)의 제 1 홀(301) 및 제 2 홀(302)을 통해 오디오 신호를 수신할 수 있다.
동작 420에서, 신호 처리부(360)는 상기 제 1 오디오 생성부(330) 및 제 2 오디오 생성부(340)를 통해 전달되는 오디오 신호 중, 어느 오디오 신호가 임계값을 초과하는지를 검출 및 판단할 수 있다.
동작 430에서, 신호 처리부(360)는 제 1 오디오 생성부(330)를 통해 수신된 오디오 신호가 임계값을 초과한 경우, 상기 임계값을 초과하는 오디오 신호를 앰프(362)를 통해 증폭할 수 있다.
동작 440에서, 신호 처리부(360)는 상기 동작 430에서 증폭된 오디오 신호를 인버터(364)를 통해 반전시킬 수 있다.
동작 450에서, 신호 처리부(360)는 상기 동작 440에서 반전된 오디오 신호를 제 2 오디오 생성부(340)에 전달할 수 있다.
동작 460에서, 신호 처리부(360)는 상기 동작 450과 동시에, 제 2 오디오 생성부(340)의 제 2 멤브레인(344)의 유동을 일정 레벨로 제어하여, 상기 제 2 오디오 생성부(340)에 전달된 오디오 신호에서 포화(saturation)가 발생될 소지가 있는 노이즈 신호(예: 임계값 초과 신호)를 제거하여 출력할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 마이크로폰의 구성을 나타내는 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 마이크로폰(300)은, 기판(310), 케이스(320), 제 1 오디오 생성부(330), 제 2 오디오 생성부(340), 차음벽(350), 신호 처리부(360) 및 딜레이 플레이트(370)를 포함할 수 있다.
상기 제 1 오디오 생성부(330)는 제 1 플레이트(332) 및 제 1 멤브레인(334)을 포함할 수 있다. 상기 제 2 오디오 생성부(340)는 제 2 플레이트(342) 및 제 2 멤브레인(344)을 포함할 수 있다.
도 7에 개시된 마이크로폰(300)은 도 3에 개시된 마이크로폰(300)에 비해, 제 1 멤브레인(334) 및 제 2 멤브레인(344)의 구성 및 기능만 다르고, 그 외의 다른 구성요소들에 대한 위치, 기능 및 동작은 동일할 수 있다.
도 7을 참조하면, 제 1 멤브레인(334)의 두께는 제 2 멤브레인(344)의 두께보다 더 두꺼울 수 있다(예: 대략 2배).
다양한 실시예에 따르면, 상기 제 1 멤브레인(334)은 제 2 멤브레인(344)보다 상대적으로 감도가 더 낮을 수 있다. 예를 들면, 제 1 멤브레인(334)의 감도는 -36dB이고, 제 2 멤브레인(344)의 감도는 -30dB일 수 있다. 상기 제 1 멤브레인(334)과 제 2 멤브레인(344)의 감도 차이는 6dB일 수 있다. 상기 제 1 멤브레인(334)은 제 2 멤브레인(344)보다 상대적으로 감도가 낮으므로, 마이크로폰(300)에 포화(saturation)가 쉽게 발생되지 않을 수 있다. 상기 제 2 멤브레인(344)은 제 1 멤브레인(334)보다 상대적으로 감도가 높으므로, 작은 오디오 신호를 수용할 수 있다.
도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 마이크로폰의 구성을 나타내는 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 마이크로폰(300)은, 기판(310), 케이스(320), 제 1 오디오 생성부(330), 제 2 오디오 생성부(340), 차음벽(350), 신호 처리부(360) 및 딜레이 플레이트(370)를 포함할 수 있다.
상기 제 1 오디오 생성부(330)는 제 1 플레이트(332) 및 제 1 멤브레인(334)을 포함할 수 있다. 상기 제 2 오디오 생성부(340)는 제 2 플레이트(342) 및 제 2 멤브레인(344)을 포함할 수 있다.
도 8에 개시된 마이크로폰(300)은 도 3에 개시된 마이크로폰(300)에 비해, 제 1 오디오 생성부(330) 및 제 2 오디오 생성부(340)의 구성 및 기능만 다르고, 그 외의 다른 구성요소들에 대한 위치, 기능 및 동작은 동일할 수 있다.
도 8을 참조하면, 제 1 오디오 생성부(330)의 면적(예: 폭)은 제 2 오디오 생성부(340)의 면적보다 더 작을 수 있다(예: 대략 2배).
다양한 실시예에 따르면, 상기 제 1 오디오 생성부(330)는 제 2 오디오 생성부(340)보다 상대적으로 감도가 더 낮을 수 있다. 예를 들면, 제 1 오디오 생성부(330)의 감도는 -36dB이고, 제 2 오디오 생성부(340)의 감도는 -30dB일 수 있다. 상기 제 1 오디오 생성부(330)와 제 2 오디오 생성부(340)의 감도 차이는 6dB일 수 있다. 상기 제 1 오디오 생성부(330)는 제 2 오디오 생성부(340)보다 상대적으로 감도가 낮으므로, 마이크로폰(300)에 포화(saturation)가 쉽게 발생되지 않을 수 있다. 상기 제 2 오디오 생성부(340)는 제 1 오디오 생성부(330)보다 상대적으로 감도가 높으므로, 작은 오디오 신호를 수용할 수 있다.
도 9는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 마이크로폰의 구성을 나타내는 도면이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 마이크로폰(300)은, 기판(310), 케이스(320), 제 1 오디오 생성부(330), 제 2 오디오 생성부(340), 차음벽(350), 신호 처리부(360) 및 딜레이 플레이트(370)를 포함할 수 있다.
상기 제 1 오디오 생성부(330)는 제 1 플레이트(332) 및 제 1 멤브레인(334)을 포함할 수 있다. 상기 제 2 오디오 생성부(340)는 제 2 플레이트(342) 및 제 2 멤브레인(344)을 포함할 수 있다.
도 9에 개시된 마이크로폰(300)은 도 3에 개시된 마이크로폰(300)에 비해, 제 1 멤브레인(334) 및 제 2 멤브레인(344)의 구성 및 기능만 다르고, 그 외의 다른 구성요소들에 대한 위치, 기능 및 동작은 동일할 수 있다.
도 9를 참조하면, 상기 제 1 오디오 생성부(330)의 제 1 멤브레인(334)과, 제 2 오디오 생성부(340)의 제 2 멤브레인(344)은 복수개의 홀(375)을 포함할 수 있다. 상기 제 1 멤브레인(334) 및 제 2 멤브레인(344)에 형성된 홀(375)의 개수 및 패턴 등에 따라 오디오 신호의 감도가 다를 수 있다. 예를 들면, 홀(375)의 크기가 작을수록 감도가 높고, 홀(375)의 크기가 클수록 감도가 낮을 수 있다. 상기 제 1 멤브레인(334)에 형성된 홀(375)의 크기는 제 2 멤브레인(344)에 형성된 홀(375)의 크기보다 더 클 수 있다(예: 대략 2배).
다양한 실시예에 따르면, 상기 제 1 멤브레인(334)은 제 2 멤브레인(344)보다 상대적으로 감도가 더 낮을 수 있다. 예를 들면, 제 1 멤브레인(334)의 감도는 -36dB이고, 제 2 멤브레인(344)의 감도는 -30dB일 수 있다. 상기 제 1 멤브레인(334)과 제 2 멤브레인(344)의 감도 차이는 6dB일 수 있다. 상기 제 1 멤브레인(334)은 제 2 멤브레인(344)보다 상대적으로 감도가 낮으므로, 마이크로폰(300)에 포화(saturation)가 쉽게 발생되지 않을 수 있다. 상기 제 2 멤브레인(344)은 제 1 멤브레인(334)보다 상대적으로 감도가 높으므로, 작은 오디오 신호를 수용할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 스마트 폰, TV(television), 자동차, 세탁기, 냉장고, 웨어러블 기기 및 드론 등을 포함하는 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101))는 상술한 바와 같이 구성된 마이크로폰을 포함할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 다양한 실시예에 따라 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 변경 및 변형한 것도 본 발명에 속함은 당연하다.
300: 마이크로폰 301: 제 1 홀
302: 제 2 홀 310: 기판
320: 케이스 330: 제 1 오디오 생성부
332: 제 1 플레이트 334: 제 1 멤브레인
340: 제 2 오디오 생성부 342: 제 2 플레이트
344: 제 2 멤브레인 350: 차음벽
360: 신호 처리부 370: 딜레이 플레이트
302: 제 2 홀 310: 기판
320: 케이스 330: 제 1 오디오 생성부
332: 제 1 플레이트 334: 제 1 멤브레인
340: 제 2 오디오 생성부 342: 제 2 플레이트
344: 제 2 멤브레인 350: 차음벽
360: 신호 처리부 370: 딜레이 플레이트
Claims (20)
- 전자 장치에 있어서,
오디오 신호가 입력되는 제 1 홀 및 제 2 홀을 포함하는 기판과,
제 1 측이 개방되고 제 2 측이 폐쇄되며, 상기 제 1 측이 상기 기판과 결합되어 내부에 공명 공간을 형성하는 케이스;
상기 기판의 제 1 홀을 통해 입력되는 오디오 신호를 전기적인 신호로 변환하되, 서로 이격되어 배치된 제 1 플레이트 및 제 1 멤브레인을 포함하는 제 1 오디오 생성부;
상기 기판의 제 2 홀을 통해 입력되는 오디오 신호를 전기적인 신호로 변환하되, 서로 이격되어 배치된 제 2 플레이트 및 제 2 멤브레인을 포함하는 제 2 오디오 생성부;
상기 제 1 오디오 생성부 및 상기 제 2 오디오 생성부 사이에 배치되되, 제 1 측이 상기 케이스에 결합되고, 제 2 측이 상기 기판에 결합되어, 상기 제 1 오디오 생성부 및 상기 제 2 오디오 생성부의 공간을 분리하는 차음벽; 및
상기 제 1 오디오 생성부 및 상기 제 2 오디오 생성부와 전기적으로 연결되고, 상기 제 1 오디오 생성부 및 상기 제 2 오디오 생성부를 통해 전달된 오디오 신호를 분석하여, 임계값을 초과하는 노이즈 신호를 제거하는 신호 처리부를 포함하는 마이크로폰과,
상기 마이크로폰과 전기적으로 연결된 프로세서를 포함하되,
상기 제 1 오디오 생성부의 감도는 상기 제 2 오디오 생성부의 감도보다 더 낮고,
상기 제 2 멤브레인 및 상기 제 2 홀이 마주 보는 사이에는, 상기 제 2 홀과 이격되어 배치되고, 상기 제 2 홀을 통해 입력되는 오디오 신호가 상기 제 2 멤브레인에 도달되는 시간을 지연시키도록 구성된 딜레이 플레이트가 배치된 전자 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 제 1 플레이트는 상기 제 2 플레이트보다 더 두꺼운 전자 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 제 1 플레이트는 고정되어 있고, 상기 제 1 멤브레인은 상기 제 1 홀을 통해 입력되는 오디오 신호를 통해 진동을 유발하도록 유동적이며,
상기 제 2 플레이트는 고정되어 있고, 상기 제 2 멤브레인은 상기 제 2 홀을 통해 입력되는 오디오 신호를 통해 진동을 유발하도록 유동적인 전자 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 제 1 플레이트 및 상기 제 1 멤브레인은 상기 제 1 홀을 통해 입력된 오디오 신호가 통과할 수 있도록 복수개의 홀을 포함하고,
상기 제 2 플레이트 및 상기 제 2 멤브레인은 상기 제 2 홀을 통해 입력된 오디오 신호가 통과할 수 있도록 복수개의 홀을 포함하는 전자 장치. - 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 딜레이 플레이트는 상기 제 2 홀을 통해 입력된 오디오 신호가 통과할 수 있도록 복수개의 홀을 포함하는 전자 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 신호 처리부는,
상기 제 1 오디오 생성부를 통해 전달되는 상기 임계값을 초과하는 노이즈 신호를 증폭하는 앰프; 및
상기 앰프를 통해 증폭된 신호를 반전시키는 인버터를 포함하는 전자 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 제 1 멤브레인의 두께는 상기 제 2 멤브레인의 두께보다 더 두꺼운 전자 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 제 1 오디오 생성부의 면적은 상기 제 2 오디오 생성부의 면적보다 더 작은 전자 장치. - 제 4항에 있어서,
상기 제 1 멤브레인에 형성된 홀의 크기는 상기 제 2 멤브레인에 형성된 홀의 크기보다 더 큰 전자 장치. - 마이크로폰에 있어서,
제 1 측이 개방되고 제 2 측이 폐쇄되며, 오디오 신호가 입력되는 제 1 홀 및 제 2 홀을 포함하는 기판에 상기 제 1 측이 결합되어 내부에 공명 공간을 형성하는 케이스;
상기 기판의 제 1 홀을 통해 입력되는 오디오 신호를 전기적인 신호로 변환하되, 서로 이격되어 배치된 제 1 플레이트 및 제 1 멤브레인을 포함하는 제 1 오디오 생성부;
상기 기판의 제 2 홀을 통해 입력되는 오디오 신호를 전기적인 신호로 변환하되, 서로 이격되어 배치된 제 2 플레이트 및 제 2 멤브레인을 포함하는 제 2 오디오 생성부;
상기 제 1 오디오 생성부 및 상기 제 2 오디오 생성부 사이에 배치되되, 제 1 측이 상기 케이스에 결합되고, 제 2 측이 상기 기판에 결합되어, 상기 제 1 오디오 생성부 및 상기 제 2 오디오 생성부의 공간을 분리하는 차음벽; 및
상기 제 1 오디오 생성부 및 상기 제 2 오디오 생성부와 전기적으로 연결되고, 상기 제 1 오디오 생성부 및 상기 제 2 오디오 생성부를 통해 전달된 오디오 신호를 분석하여, 임계값을 초과하는 노이즈 신호를 제거하는 신호 처리부를 포함하되,
상기 제 1 오디오 생성부의 감도는 상기 제 2 오디오 생성부의 감도보다 더 낮고,
상기 제 2 멤브레인 및 상기 제 2 홀이 마주 보는 사이에는, 상기 제 2 홀과 이격되어 배치되고, 상기 제 2 홀을 통해 입력되는 오디오 신호가 상기 제 2 멤브레인에 도달되는 시간을 지연시키도록 구성된 딜레이 플레이트가 배치된 마이크로폰. - 제 11항에 있어서,
상기 제 1 플레이트는 상기 제 2 플레이트보다 더 두꺼운 마이크로폰. - 제 11항에 있어서,
상기 제 1 플레이트는 고정되어 있고, 상기 제 1 멤브레인은 상기 제 1 홀을 통해 입력되는 오디오 신호를 통해 진동을 유발하도록 유동적이며,
상기 제 2 플레이트는 고정되어 있고, 상기 제 2 멤브레인은 상기 제 2 홀을 통해 입력되는 오디오 신호를 통해 진동을 유발하도록 유동적인 마이크로폰. - 제 11항에 있어서,
상기 제 1 플레이트 및 상기 제 1 멤브레인은 상기 제 1 홀을 통해 입력된 오디오 신호가 통과할 수 있도록 복수개의 홀을 포함하고,
상기 제 2 플레이트 및 상기 제 2 멤브레인은 상기 제 2 홀을 통해 입력된 오디오 신호가 통과할 수 있도록 복수개의 홀을 포함하는 마이크로폰. - 삭제
- 제 11항에 있어서,
상기 딜레이 플레이트는 상기 제 2 홀을 통해 입력된 오디오 신호가 통과할 수 있도록 복수개의 홀을 포함하는 마이크로폰. - 제 11항에 있어서,
상기 제 1 멤브레인의 두께는 상기 제 2 멤브레인의 두께보다 더 두꺼운 마이크로폰. - 제 11항에 있어서,
상기 제 1 오디오 생성부의 면적은 상기 제 2 오디오 생성부의 면적보다 더 작은 마이크로폰. - 제 14항에 있어서,
상기 제 1 멤브레인에 형성된 홀의 크기는 상기 제 2 멤브레인에 형성된 홀의 크기보다 더 큰 마이크로폰. - 마이크로폰을 포함하는 전자 장치의 제어 방법에 있어서,
기판에 형성된 제 1 홀을 통해 입력되는 오디오 신호를 전기적인 신호로 변환하되, 서로 이격되어 배치된 제 1 플레이트 및 제 1 멤브레인을 포함하는 제 1 오디오 생성부 및 상기 기판에 형성된 제 2 홀을 통해 입력되는 오디오 신호를 전기적인 신호로 변환하되, 서로 이격되어 배치된 제 2 플레이트 및 제 2 멤브레인을 포함하는 제 2 오디오 생성부가 상기 기판에 형성된 상기 제 1 홀 및 상기 제 2 홀을 통해 오디오 신호를 수신하는 동작;
신호 처리부가 상기 제 1 오디오 생성부 및 상기 제 2 오디오 생성부를 통해 전달되는 오디오 신호에서 임계값을 초과하는 신호를 검출하는 동작;
상기 신호 처리부가 상기 제 1 오디오 생성부를 통해 수신된 오디오 신호가 임계값을 초과한 경우, 상기 임계값을 초과하는 오디오 신호를 증폭하는 동작;
상기 신호 처리부가 상기 증폭된 오디오 신호를 반전시키는 동작;
상기 신호 처리부가 상기 반전된 오디오 신호를 상기 제 2 오디오 생성부에 전달하는 동작; 및
상기 신호 처리부가 상기 제 2 오디오 생성부의 유동을 일정 레벨로 제어하여, 임계값을 초과하는 오디오 신호를 제거하는 동작을 포함하되,
상기 제 2 멤브레인 및 상기 제 2 홀이 마주 보는 사이에는, 상기 제 2 홀과 이격되어 배치되고, 상기 제 2 홀을 통해 입력되는 오디오 신호가 상기 제 2 멤브레인에 도달되는 시간을 지연시키도록 구성된 딜레이 플레이트가 배치되도록 구성된 방법.
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