KR20190110389A

KR20190110389A - 공기전도 트랜스듀서와 골전도 트랜스듀서 일체형 이어폰

Info

Publication number: KR20190110389A
Application number: KR1020180032301A
Authority: KR
Inventors: 김형호
Original assignee: 김형호
Priority date: 2018-03-20
Filing date: 2018-03-20
Publication date: 2019-09-30

Abstract

본 발명은 오디오기기의 전기적인 신호를 공기전도 트랜스듀서를 통해 오디오신호로 변환하여 출력하거나 골전도 트랜스듀서를 통해 진동신호로 변환하여 출력하는 이어폰에 관한 것으로, 오디오기기(1)로부터 입출력되는 오디오신호에 관한 이득을 조절하기 위하여 제어신호를 출력하는 제어기(11)와, 상기 제어기(11)의 제어신호로 공기전도 트랜스듀서(21)로 전송되는 오디오신호의 이득을 조절하는 제1이득조절기(12)와, 상기 제어기(11)의 제어신호로 골전도 트랜스듀서(22)로 전송되는 오디오신호의 이득을 조절하는 제2이득조절기(13)를 포함하는 오디오 입출력부(10); 상기 제1이득조절기(12)에서 이득이 조절된 오디오신호를 음향신호로 변환하여 출력하는 공기전도 트랜스듀서(21)와, 상기 제2이득조절기(13)에서 이득이 조절된 오디오신호를 진동신호로 변환하여 출력하는 골전도 트랜스듀서(22)를 포함하는 이어폰부(20)를 포함하는 것이다. 본 발명은 공기전도 트랜스듀서와 골전도 트랜스듀서가 일체로 설치되어 정상적인 청각을 가진 사용자에게 고막의 손상을 최소화할 수 있도록 하고, 청각장애를 가진 사용자에게 보다 선명한 음향을 듣고 구분할 수 있도록 하며, 사용자의 사용 환경에 따라 골전도 트랜스듀서를 마이크로폰으로 활용할 수 있어 이어폰의 기능향상과 사용의 편의성을 향상시킨 것이다.

Description

공기전도 트랜스듀서와 골전도 트랜스듀서 일체형 이어폰{Earphone Assembled Aero Conduction Transducer and Bone Conduction Transducer}

본 발명은 이어폰에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 오디오기기의 전기적인 신호를 공기전도 트랜스듀서를 통해 오디오신호로 변환하여 출력하거나 골전도 트랜스듀서를 통해 진동신호로 변환하여 출력하는 이어폰에 관한 것이다.

일반적으로 이어폰은 전기에너지를 음향에너지로 변환하는 기기로, 스피커와 같이 소리를 공간에 방사하는 것을 목적으로 하지 않고 귀의 고막에 진동을 전하여 들을 수 있게 한 것이다. 귀 구멍에 꽂아서 사용할 수 있는 것을 특히 이어폰이라 하고, 머리에 걸어서 귀를 덮게 한 것을 헤드폰이라 한다. 구조적으로는 영구자석과 음성코일 및 진동판으로 이루어지는 전자형(마그네틱형), 진동판에 가동코일을 부착한 동전형(다이내믹형), 압전소자를 사용한 압전형(크리스털형) 등이 있다.

또한, 공기 분자를 통해 들리는 소리는 청각 장애인에게 잘 전달되지 않으므로 두개골을 형성하고 있는 머리뼈를 직접 진동시킴으로써 골전도를 통해 청각신경을 자극하여 음향을 청취할 수 있는 골전도 이어폰 등의 골전도 진동장치가 최근 보급되고 있다.

종래에 귀의 고막이 정상인 사람은 통상의 이어폰을 사용하지만, 귀의 고막이 정상적인 기능을 수행하지 못하는 청각장애를 가진 사람은 골전도 이어폰을 사용한다.

더욱이 정상적인 청력을 가진 사람이 이어폰의 음량을 지속적으로 높게 잡을 경우에 일정 시간이 경과하면 고막에 손상을 주게 된다. 또한, 청각장애를 가진 사람은 골전도를 통해서만 음을 느낄 수 있어 진동신호를 높게 잡는 문제가 있었다.

본 발명과 관련된 선행기술로서, 특허문헌 1은 상부가 개방되어 소정의 내부 공간이 구비된 원통 형상의 하우징, 하우징의 개방된 위치에 설치되며 두상에 접촉되는 마스토이드, 하우징의 내부 하단에 안착되며 외경면에 전기적 음향신호가 인가되는 음성코일이 감겨진 요크, 요크에 밀접하게 배치되고 음성코일에 인접하도록 배치된 마그넷, 마스토이드와 요크 사이에 설치되며 마그넷의 진동과 함께 진동하여 진동이 마스토이드에 전달되는 스프링, 및 스프링 외측에 위치하여 음성코일에서 발생되는 자력과의 상호작용에 의해 물리적으로 진동하는 마그넷에 의해 진동하는 음향 진동판을 포함하는 골전도 진동장치가 공개되어 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-2011-0006830호(2011.01.21. 공개)

본 발명은 상기 문제를 해결하기 위하여, 이어폰에 공기전도 트랜스듀서와 골전도 트랜스듀서를 일체로 구성하여 공기전도와 골전도의 기능을 조절할 수 있도록 함으로써, 정상의 청각을 가진 사용자와 청각장애를 가진 사용자가 모두 이용할 수 있는 이어폰을 제공하기 위한 것이 목적이다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 오디오기기로부터 입출력되는 오디오신호에 관한 이득을 조절하기 위하여 제어신호를 출력하는 제어기와, 상기 제어기의 제어신호로 공기전도 트랜스듀서로 전송되는 오디오신호의 이득을 조절하는 제1이득조절기와, 상기 제어기의 제어신호로 골전도 트랜스듀서로 전송되는 오디오신호의 이득을 조절하는 제2이득조절기를 포함하는 오디오 입출력부; 상기 제1이득조절기에서 이득이 조절된 오디오신호를 음향신호로 변환하여 출력하는 공기전도 트랜스듀서와, 상기 제2이득조절기에서 이득이 조절된 오디오신호를 진동신호로 변환하여 출력하는 골전도 트랜스듀서를 포함하는 이어폰부를 포함하는 공기전도 트랜스듀서와 골전도 트랜스듀서 일체형 이어폰을 제공한 것이 특징이다.

또한, 본 발명에서, 상기 이어폰부 내부에 공기전도 트랜스듀서가 전방에 설치되고, 골전도 트랜스듀서가 후방에 설치되거나 또는 이어폰부 내부에 골전도 트랜스듀서가 전방에 설치되고, 공기전도 트랜스듀서가 후방에 설치되거나 또는 이어폰부 내부에 공기전도 트랜스듀서와 골전도 트랜스듀서가 상하 병렬로 설치된 것 중 어느 하나가 적용될 수 있다.

또한, 본 발명에서, 상기 이어폰이 유선인 경우에 오디오 입출력부와 이어폰부가 분리되어 구성되고, 상기 이어폰이 무선인 경우에 오디오 입출력부는 오디오기기에 포함되되, 상기 오디오 입출력부와 이어폰에는 각각 무선신호를 송수신하는 장치를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명에서, 상기 오디오기기, 오디오 입출력부 및 이어폰부는 독립적으로 구성되되, 오디오기기, 오디오 입출력부 및 이어폰부에는 각각 무선신호를 송수신하는 장치를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명에서, 상기 골전도 트랜스듀서는 진동신호를 전기적인 신호로 변환하여 오디오 입출력부로 전송하고, 오디오 입출력부는 입력된 전기적인 신호를 제2이득조절기에서 이득을 조절한 후 오디오기기로 입력되도록 하는 마이크로폰 기능을 수행할 수 있다.

본 발명에 따르면, 공기전도 트랜스듀서와 골전도 트랜스듀서가 일체로 설치된 이어폰을 정상적인 청각을 가진 사용자가 사용할 때에 공기전도에 의한 음향을 최소화하는 대신 골전도로 음향을 들을 수 있도록 하여 고막의 손상을 최소화할 수 있고, 청각장애를 가진 사용자가 사용할 때에 골전도에 의한 진동신호와 더불어 공기전에 의한 음향을 모두 들을 수 있어 보다 선명한 음향을 듣고 구분할 수 있도록 하며, 사용자의 사용 환경에 따라 골전도 트랜스듀서를 마이크로폰으로 활용할 수 있어 이어폰의 기능향상과 사용의 편의성을 향상시킨 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 실시 예로, 공기전도 트랜스듀서와 골전도 트랜스듀서 일체형 이어폰을 나타낸 구성도이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명에 따른 공기전도 트랜스듀서와 골전도 트랜스듀서 일체형 이어폰에서 공기전도 트랜스듀서와 골전도 트랜스듀서의 다양한 배치를 나타낸 구성도이다.
도 5는 본 발명에 따른 다른 실시 예로, 공기전도 트랜스듀서와 골전도 트랜스듀서 일체형 이어폰을 나타낸 구성도이다.
도 6은 본 발명에 따른 공기전도 트랜스듀서와 골전도 트랜스듀서 일체형 이어폰에서 이어폰부를 사용자의 귀에 꽂은 상태에서 작용을 나타낸 개략도이다.

이하, 본 발명에 따른 공기전도 트랜스듀서와 골전도 트랜스듀서 일체형 이어폰에 관한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1에서, 오디오기기(1)는 음향신호를 발생하거나 외부에서 입력된 음향신호를 입력받아 전송하는 것이다. 오디오기기(1)는 보청기, MP3 플레이어, 라디오, 무선헤드폰 또는 휴대폰 등 음향을 입출력할 수 있는 기기를 포함한다.

오디오 입출력부(10)는 이어폰부(20)와 일체로 구성되거나 또는 오디오기기(1)에 일체로 구성된다. 오디오 입출력부(10)는 오디오기기(1)와 이어폰부(20) 사이에 연결되어 오디오기기(1)에서 발생된 오디오신호의 이득 조절을 제어하여 출력한다. 제어기(11)는 오디오기기(1)로부터 입출력되는 오디오신호에 관한 이득을 조절하기 위하여 제어신호를 출력한다.

제1이득조절기(12)는 제어기(11)의 제어신호로 공기전도 트랜스듀서(21)로 전송되는 오디오신호의 이득을 조절한다. 제1이득조절기(12)는 공기전도 트랜스듀서(21)로 입출력되는 신호가 강도에 따라 신호의 변화를 조절한다. 따라서 제어기(11)는 자동 이득조절이 가능한 것이 좋다.

제2이득조절기(13)는 제어기(11)의 제어신호로 골전도 트랜스듀서(22)로 전송되는 오디오신호의 이득을 조절한다. 제2이득조절기(13)는 골전도 트랜스듀서(22)로 입출력되는 신호가 강도에 따라 신호의 변화를 조절한다. 따라서 제어기(11)는 자동 이득조절이 가능한 것이 좋다.

이어폰부(20)는 사용자의 귀에 삽입되는 것이다. 이어폰부(20)의 공기전도 트랜스듀서(21)는 제1이득조절기(12)에서 이득이 조절된 오디오신호를 음향신호로 변환하여 출력한다. 공기전도 트랜스듀서(21)에서 출력된 음향은 사용자의 고막에 진동을 주어 청각신경을 자극할 수 있도록 한다.

이어폰부(20)의 골전도 트랜스듀서(22)는 제2이득조절기(13)에서 이득이 조절된 오디오신호를 진동신호로 변환하여 출력한다. 골전도 트랜스듀서(22)는 진동이 사용자의 두개골에 전도되어 직접 내이에 전달되도록 한다.

도 2에서, 이어폰부(20) 내에 공기전도 트랜스듀서(21)와 골전도 트랜스듀서(22)가 모두 설치되되, 골전도 트랜스듀서(22)가 후방에 설치되어 진동을 발생시키고, 공기전도 트랜스듀서(21)가 전방에 설치되어 음향신호를 출력한다.

또한, 도 3의 변형 예에서, 이어폰부(20) 내에 공기전도 트랜스듀서(21)와 골전도 트랜스듀서(22)가 모두 설치되되, 골전도 트랜스듀서(22)가 전방에 설치되어 진동을 발생시키고, 공기전도 트랜스듀서(21)가 후방에 설치되어 음향신호를 출력한다.

또한, 도 4의 변형 예에서, 이어폰부(20) 내에 공기전도 트랜스듀서(21)와 골전도 트랜스듀서(22)가 모두 설치되되, 공기전도 트랜스듀서(21)와 골전도 트랜스듀서(22)가 상하 또는 좌우 동일한 위치에 설치되어 음향신호와 진동신호를 출력한다.

또한, 오디오기기(1)에 이어폰이 유선으로 연결되는 경우에는 오디오 입출력부(10)와 이어폰부(20)가 분리되어 구성될 수 있다. 또, 오디오기기(1)에 이어폰이 무선으로 연결되는 경우에는 오디오 입출력부(10)는 오디오기기(1)에 포함되되, 오디오 입출력부(10)와 이어폰부(20)에는 각각 무선신호를 송수신하는 장치를 포함할 수 있다.

또한, 오디오기기(1), 오디오 입출력부(10) 및 이어폰부(20)는 독립적으로 구성되되, 오디오기기(1), 오디오 입출력부(10) 및 이어폰부(20)에는 각각 무선신호를 송수신하는 장치를 포함할 수 있다.

이와 같이 이루어진 본 발명에 따른 공기전도 트랜스듀서와 골전도 트랜스듀서 일체형 이어폰의 사용을 설명한다.

먼저, 정상적인 청력을 가진 사용자는 이어폰부(20)의 골전도 트랜스듀서(22)와 공기전도 트랜스듀서(21)를 동시에 사용할 때, 공기전도 트랜스듀서(21)로부터 출력되는 음향신호의 공기전도를 줄이는 대신에 골전도 트랜스듀서(22)로부터 진동신호를 동시에 수신하여 고막의 손상을 최소화할 수 있다.

또한, 청각장애를 가진 사용자는 이어폰부(20)의 골전도 트랜스듀서(22)와 공기전도 트랜스듀서(21)를 동시에 사용할 때, 공기전도 트랜스듀서(21)로부터 출력되는 음향신호와 더불어 골전도 트랜스듀서(22)에서 전달되는 진동신호를 모두 동시에 수신하여 더욱 선명한 음향정보를 전달받을 수 있다.

다음으로, 본 발명의 다른 실시 예로, 도 5에서, 이어폰부(20)의 골전도 트랜스듀서(22)가 진동신호를 전기적인 신호로 변환하여 오디오 입출력부(10)를 거쳐 오디오기기(1)로 전송하는 마이크로폰의 기능을 수행할 수 있다. 이는 사용자의 사용 환경에 따라 골전도 트랜스듀서(22)를 마이크로폰으로 사용할 수 있도록 한 것이다.

따라서 오디오기기(1)에서 발생된 오디오신호는 오디오 입출력부(10)의 제1이득조절기(12)에서 제어기(11)의 제어신호로 이득 조절된 오디오신호가 이어폰부(20)의 공기전도 트랜스듀서(21)로 전달되어 음향신호로 출력되고, 골전도 트랜스듀서(22)는 사용자가 음성을 발음할 때에 두개골에서 발생되는 진동신호를 오디오신호로 변환하여 오디오 입출력부(10)의 제2이득조절기(13)에서 제어신호로 이득 조절된 오디오신호가 오디오기기(1)로 전달되도록 하는 것이다.

그러므로 제2실시 예에서는 이어폰부(20)의 공기전도 트랜스듀서(21)는 스피커의 기능을 수행하고, 골전도 트랜스듀서(22)는 마이크로폰의 기능을 수행할 수 있어 오디오기기와 무선 또는 유선으로 음향신호를 송수신할 수 있다.

이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

1: 오디오기기
10: 오디오 입출력부 11: 제어기 12: 제1이득조절기 13: 제2이득조절기
20: 이어폰부 21: 공기전도 트랜스듀서 22: 골전도 트랜스듀서

Claims

오디오기기(1)로부터 입출력되는 오디오신호에 관한 이득을 조절하기 위하여 제어신호를 출력하는 제어기(11)와, 상기 제어기(11)의 제어신호로 공기전도 트랜스듀서(21)로 전송되는 오디오신호의 이득을 조절하는 제1이득조절기(12)와, 상기 제어기(11)의 제어신호로 골전도 트랜스듀서(22)로 전송되는 오디오신호의 이득을 조절하는 제2이득조절기(13)를 포함하는 오디오 입출력부(10);
상기 제1이득조절기(12)에서 이득이 조절된 오디오신호를 음향신호로 변환하여 출력하는 공기전도 트랜스듀서(21)와, 상기 제2이득조절기(13)에서 이득이 조절된 오디오신호를 진동신호로 변환하여 출력하는 골전도 트랜스듀서(22)를 포함하는 이어폰부(20)를 포함하는, 공기전도 트랜스듀서와 골전도 트랜스듀서 일체형 이어폰.
제1항에 있어서, 상기 이어폰부(20) 내부에 공기전도 트랜스듀서(21)가 전방에 설치되고, 골전도 트랜스듀서(22)가 후방에 설치되거나 또는 이어폰부(20) 내부에 골전도 트랜스듀서(22)가 전방에 설치되고, 공기전도 트랜스듀서(21)가 후방에 설치되거나 또는 이어폰부(20) 내부에 공기전도 트랜스듀서(21)와 골전도 트랜스듀서(22)가 상하 병렬로 설치된 것 중 어느 하나가 적용된, 공기전도 트랜스듀서와 골전도 트랜스듀서 일체형 이어폰.
제1항에 있어서, 상기 이어폰이 유선인 경우에 오디오 입출력부(10)와 이어폰부(20)가 분리되어 구성되고, 상기 이어폰이 무선인 경우에 오디오 입출력부(10)는 오디오기기(1)에 포함되되, 상기 오디오 입출력부(10)와 이어폰부(20)에는 각각 무선신호를 송수신하는 장치를 포함하는, 공기전도 트랜스듀서와 골전도 트랜스듀서 일체형 이어폰.
제1항에 있어서, 상기 오디오기기(1), 오디오 입출력부(10) 및 이어폰부(20)는 독립적으로 구성되되, 오디오기기(1), 오디오 입출력부(10) 및 이어폰부(20)에는 각각 무선신호를 송수신하는 장치를 포함하는, 공기전도 트랜스듀서와 골전도 트랜스듀서 일체형 이어폰.
제1항에 있어서, 상기 골전도 트랜스듀서(22)는 진동신호를 전기적인 신호로 변환하여 오디오 입출력부(10)로 전송하고, 오디오 입출력부(10)는 입력된 전기적인 신호를 제2이득조절기(13)에서 이득을 조절한 후 오디오기기(1)로 입력되도록 하는 마이크로폰 기능을 수행하는, 공기전도 트랜스듀서와 골전도 트랜스듀서 일체형 이어폰.