KR20030014973A - 성대의 진동을 이용한 통신장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 성대의 진동을 이용한 통신장치에 관한 것으로, 성대의 진동을 전기적 신호로 변환하는 입력장치와, 상기 입력장치에서 입력된 신호를 증폭하기 위한 초단증폭부와, 상기 조단증폭부에서 증폭된 신호를 재 증폭하는 오피엠프1와, 상기 오피엠프1에서 증폭된 신호의 주파수를 보정하는 주파수 조절부와, 상기 오피엠프1에서 증폭된 신호를 재 증폭하는 오피엠프2와, 상기 오피엠프2에서 증폭된 신호 중에 잡음성분을 제거하기 위한 감도조절부와, 상기 감도조절부에서 출력된 신호를 입력받아 검파회로를 이용하여 음성신호의 레벨을 결정하는 음성레벨검출부와, 음성신호의 입력이 끝난 후에도 일정시간동안 송화기가 동작하도록 하기 위한 지연시간을 설정하는 지연시간설정부와, 상기 음성레벨검출부의 신호와 지연시간설정부의 지연시간을 합하여 음성신호의 출력시간에 따른 제어신호를 출력하는 제어부 및 음성입력이 있을 경우, 상기 제어부의 제어신호에 의하여 송화기를 동작함과 동시에 상기 주파수 조절부로부터 입력받은 음성신호를 전송하는 통신장치로 구성되어, 목에서 직접감지한 성대의 진동을 전기적 신호로 변환하여 음성통신을 하기 때문에, 소방서의 화재진압이나 군부대의 훈련 등에서 방독면을 착용한 상태에서도 목소리에 의한 음성통신이 가능하며, 공장이나 건설현장 등의 소음이 많은 곳에서도 고품질의 음성통화가 가능하도록 하는 효과가 있도록 한 것이다.
Description
본 발명은 성대의 진동을 이용한 통신장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 성대의 진동을 목에서 직접 감지하여 음성신호로 변환한 후, 통신기기를 이용하여 음성통신을 할 수 있도록 한 것으로써, 소방서의 화재진압이나 군부대의 훈련 등에서 방독면을 착용한 상태에서도 목소리에 의한 음성통신이 가능하도록 한 것이다.
사람의 음성은 후두(喉頭)에 있는 성대가 진동하여 나오는 진동음으로 목소리라고도 하며, 사람이 낼 수 있는 목소리의 범위는 80㎐∼1280㎐이다.
현재, 음성통신을 하는 기기로는 핸드폰이나 무전기 등의 통신기기가 일반화되어 있으며, 운전자들의 편의를 위한 핸즈프리 등의 통신보조장치 등도 사용되고 있다.
그러나, 상기 핸드폰이나 무전기 또는 핸즈프리 등의 통신기기는 사람의 귀와 입에 직접 기기를 밀착시켜 사용하기 때문에, 화재진압 등으로 방독면을 착용할 경우에는 통신기기를 사용하지 못하게 되며, 대부분의 무전기는 송신스위치를 누른 후에 음성을 송신하기 때문에, 양손을 필요로 하는 일을 할 경우에도 무전기를 사용하지 못하게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기 종래의 통신기기가 지닌 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 목에서 직접감지한 성대의 진동을 전기적 신호로 변환한 후, 상기 전기적 신호를 증폭하고 주파수 대역별로 신호의 세기를 조절하여 원하는 음성신호로 변환함으로써, 방독면 등을 착용한 상태에서도 음성통신을 할 수 있도록 하는 성대의 진동을 이용한 통신장치를 제공함에 있다.
도 1은 본 발명에 의한 성대의 진동을 이용한 통신장치의 블록도.
도 2a는 본 발명에 의한 성대의 진동을 이용한 통신장치의 음성신호 검출부에 대한 회로도.
도 2b는 본 발명에 의한 성대의 진동을 이용한 통신장치의 음성신호 검출 회로에 대한 입출력 신호.
도 3은 본 발명에 의한 성대 진동을 이용한 통신장치의 주파수 조절부에 대한 블록도.
도 4는 본 발명에 의한 성대 진동을 이용한 통신장치의 공진회로도.
도 5는 본 발명에 의한 성대 진동을 이용한 통신장치의 사시도.
도 6a는 본 발명에 의한 성대 진동을 이용한 통신장치의 입력장치 단면도.
도 6b는 본 발명에 의한 성대 진동을 이용한 통신장치의 입력장치 작동상태도.
* 도면의 주요부분의 부호에 대한 설명 *
1 : 입력장치2 : 제어장치
3 : 통신장치201 : 초단증폭부
202 : 오피엠프1 203 : 주파수 조절부
204 : 오피엠프2 205 : 감도조절부
206 : 음성레벨검출부207 : 지연시간설정부
208 : 제어부
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 성대의 진동을 이용한 통신장치는, 성대의 진동을 전기적 신호로 변환하는 입력장치(1)와, 상기 입력장치(1)에서 입력된 신호를 증폭하기 위한 초단증폭부(201)와, 상기 초단증폭부(201)에서 증폭된 신호를 재 증폭하는 오피엠프1(202)와, 상기 오피엠프1(202)에서 증폭된 신호의 주파수를 보정하는 주파수조절부(203)와, 상기 오피엠프1(202)에서 증폭된 신호를 재 증폭하는 오피엠프2(204)와, 상기 오피엠프2(204)에서 증폭된 신호 중에 잡음성분을 제거하기 위한 감도조절부(205)와, 상기 감도조절부(205)에서 출력된 신호를 입력받아 검파회로를 이용하여 음성신호의 레벨을 결정하는 음성레벨검출부(206)와, 음성신호의 입력이 끝난 후에도 일정시간동안 송화기가 동작하도록 하기 위한 지연시간을 설정하는 지연시간설정부(207)와, 상기 음성레벨검출부(206)의 신호와 지연시간설정부(207)의 지연시간을 합하여 음성신호의 출력시간에 따른 제어신호를 출력하는 제어부(208) 및 음성입력이 있을 경우, 상기 제어부(208)의 제어신호에의하여 송화기를 동작함과 동시에 상기 주파수조절부(203)로부터 입력받은 음성신호를 전송하는 통신장치(3)로 구성된 것을 특징으로 한다.
이하에서 상기한 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 의한 성대의 진동을 이용한 통신장치의 블록도로서, 성대의 진동이 입력장치(1)로 입력되면, 전기적인 신호로 변환되어 제어장치(2)의 초단증폭부(201)로 입력된다.
그러나, 상기 성대의 진동은 피부를 통하여 전달되기 때문에 전기적 신호로 변환할 경우 그 신호가 약하고 저주파 대역에 밀집하게 된다.
따라서, 초단증폭부(201)에서 상기 전기적 신호를 직접 결합(direct-coupling) 트렌지스터 2단 증폭을 이용하여 증폭하게 된다.
상기 초단증폭부(201)에서 증폭된 신호는 오피엠프1(202)에서 재 증폭된 후 주파수조절부(203)와 오피엠프2(204)로 입력되며, 주파수조절부(203)는 입력된 신호를 특정 주파수대역별로 조절한다.
상기 주파수대역은 중간주파수(intermediate frequence)가 100㎐, 300㎐, 1㎑, 3㎑및 10㎑ 이면서 일정한 대역폭을 갖는 주파수대역을 말한다.
여기서, 조절되는 주파수 대역은 음성의 주 대역인 80㎐∼1280㎐ 내의 주파수를 조절하여 음성신호를 출력하게 되며, 주로 고주파대역에 대하여 조절하게 된다.
또한, 상기 오피엠프1(202)에서 증폭된 신호는 오피엠프2(204)로 입력되어재 증폭된 후 감도조절부(205)로 입력되며, 상기 감도조절부(205)는 외부 소음에 대한 음성신호의 감도를 높인다.
상기 감도조절부(205)에서 출력된 음성신호는 음성레벨검출부(206)로 입력되어, 일정전압 이상의 음력신호가 있을 경우에는 온 신호를 출력하고, 일정전압 미만의 음력신호가 있을 경우에는 오프 신호를 출력한다.
그리고, 지연시간설정부(207)는 이용자가 호흡 등의 이유로 짧은 시간동안 음성입력이 이루어지지 않을 경우에, 통신장치(3)가 송신상태에서 수신상태로의 전환이나 수신상태에서 송신상태로의 전환이 반복하는 것을 방지하기 위하여, 음성입력이 중단된 후에도 일정시간동안 송신상태를 유지하도록 하는 지연지간을 설정한다.
제어부(208)는 상기 음성레벨검출부(206)와 지연시간설정부(207)의 신호를 입력받아 통신장치(3)의 송수신상태를 제어한다.
도 2a는 본 발명에 의한 성대의 진동을 이용한 통신장치의 음성신호 검출부에 대한 회로도이고, 도 2b는 본 발명에 의한 성대의 진동을 이용한 통신장치의 음성신호 검출 회로에 대한 입출력 신호로서, 오피엠프2(204)에서 증폭된 신호가 입력되면, 감도조절부(205)에서 입력신호에 대한 감도를 조절한다.
상기 감도조절부(205)를 거친 신호는 도 4b의 V1로 표시되며, 여기서 V1은 직류성분을 제거한 상태로 도시한 것이며, 상기 V1이 검파회로를 거치게 되면 V2와 같은 신호로 변환된다.
상기 신호가 기준치(여기서는 2×VL) 이상일 경우, 에이엠피(amp :amplifier)를 동작하게 되며, 슈미트트리거회로(Schmitt trigger circuit)를 거쳐 도 2b의 V3와 같은 출력을 얻는다.
이때, V3의 출력이 VT일 경우 오프(off)신호가 출력되고, V3의 출력이 0일 경우 온(on)신호가 출력되며, Td는 동작지연시간으로 이용자의 음성입력이 순간적으로 중지되는 경우에도 통신장치(3)의 송화기가 계속적으로 동작하도록 하기 위한 것으로 C1과 R1에 의하여 조정된다.
또한, 상기 스미트트리거회로는 입력진폭이 소정의 값을 넘으면 급격히 작동하여 거의 일정한 출력을 얻고, 소정의 값 이하가 되면 즉시 복구하는 동작을 하는 회로이다.
상기와 같은 동작으로 출력된 신호는 통신장치(3)의 송화기를 음성입력이 있을 경우에 동작하도록 하여 별도의 조작 없이 자동으로 송화기와 수화기를 동작하도록 한다.
도 3은 본 발명에 의한 성대 진동을 이용한 통신장치의 주파수 조절부에 대한 블록도로서, 이용자마다 서로 다른 음성의 주파수를 보정하기 위하여 오피엠프1(202)에서 출력된 신호가 입력되면, 분배기를 거쳐 각각의 주파수대역별로 조절을 한 후에 결합기를 거쳐 하나의 신호로 출력된다.
도 4는 본 발명에 의한 성대 진동을 이용한 통신장치의 공진회로도로서, 비제이티(BJT : Bipolar Junction Transistors)의 에미터 출력이 베이스 입력으로 피드백되어 공진주파수를 출력하며, 상기 공진 주파수는 R2, R3, C2 및 C3에 의하여 조절할 수 있다.
도 5는 본 발명에 의한 성대 진동을 이용한 통신장치의 사시도로서, 상기 입력장치(1)는 성대의 진동을 입력받아 전기적신호로 변환하여 전송하는 송신장치(8)와, 상기 송신장치(8)가 성대의 진동을 충분히 입력받을 수 있는 위치에 고정시키는 고정대(5) 및 상기 송신장치(8)와 고정대(5)가 이용자의 머리에서 이탈되지 않도록 지지하는 지지대(4)로 이루어진다.
상기 지지대(4)는 이용자의 머리에 고정되도록 하는 고정지지구(41)와, 이용자의 머리모양에 따라 조절 가능하도록 하는 조절지지구(42) 및 상기 고정지지구(41)와 조절지지구(42)를 연걸하는 연결구(43)로 이루어지며, 상기 고정지지구(41)의 일측에 좌우조절봉(44)을 설치한다.
또한, 상기 고정대(5)는 좌우조절봉(44)에 의하여 송신장치(8)의 좌우위치를 조절하는 좌우조절구(53)와, 상기 송신장치(8)의 상하위치를 조절하는 상하조절구(52) 및 상하조절봉(54)과, 상기 상하조절봉(54)에 연결되어 송신장치(8)를 이용자의 목에 밀착하도록 하는 전후조절구(51)로 이루어지며, 상기 좌우조절구(53)와 상하조절구(52)는 결합되어 있다.
그리고, 상기 송신장치(8)에서 입력된 이용자의 음성신호는 제어장치(2)로 입력되고, 상대방의 음성은 수신장치(6)를 통하여 이용자에게 전달되며, 상기 송신장치(8)와 제어장치(2) 및 수신장치(6)는 케이블(7)로 연결된다.
도 6a는 본 발명에 의한 성대 진동을 이용한 통신장치의 입력장치 단면도이고, 도 6b는 본 발명에 의한 성대 진동을 이용한 통신장치의 입력장치 작동상태도로서, 상기 송신장치(8)는 성대의 진동을 입력받는 마이크(82)가 상기 마이크케이스(83)에 내장되며, 상기 마이크케이스(83)는 고정봉(511)에 고정되고, 상기 고정봉(511)의 후면에 스프링(512)이 설치되어, 이용자가 머리를 움직이더라도 피부에 밀착되도록 한다.
또한, 상기 마이크케이스(83)의 내부에는, 마이크(82)에 신호가 입력될 때 외부신호에 의하여 발생하는 하울링(howling)을 방지하기 위하여, 실리콘 등의 충진재(81)로 충진한다.
여기서, 상기 하울링은 어떤 장치에서의 출력이 입력장치로 피드백(feedback)되어 재 증폭된 후 다시 출력되는 상태를 반복하게 되는 것이다.
상기 본 발명은 당업자의 요구에 따라 기본 개념을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 목에서 직접감지한 성대의 진동을 전기적 신호로 변환하여 음성통신을 하기 때문에, 소방서의 화재진압이나 군부대의 훈련 등에서 방독면을 착용한 상태에서도 목소리에 의한 음성통신이 가능하며, 공장이나 건설현장 등의 소음이 많은 곳에서도 고품질의 음성통화가 가능하도록 하는 효과가 있다.
Claims (4)
- 성대의 울림을 전기적 신호로 변환하여 음성통신을 하는 통신장치에 있어서,성대의 진동을 전기적 신호로 변환하는 입력장치(1)와,상기 입력장치(1)에서 입력된 신호를 증폭하기 위한 초단증폭부(201)와,상기 초단증폭부(201)에서 증폭된 신호를 재 증폭하는 오피엠프1(202)와,상기 오피엠프1(202)에서 증폭된 신호의 주파수를 보정하는 주파수조절부(203)와,상기 오피엠프1(202)에서 증폭된 신호를 재 증폭하는 오피엠프2(204)와,상기 오피엠프2(204)에서 증폭된 신호 중에 잡음성분을 제거하기 위한 감도조절부(205)와,상기 감도조절부(205)에서 출력된 신호를 입력받아 검파회로를 이용하여 음성신호의 레벨을 결정하는 음성레벨검출부(206)와,음성신호의 입력이 끝난 후에도 일정시간동안 송화기가 동작하도록 하기위한 지연시간을 설정하는 지연시간설정부(207)와,상기 음성레벨검출부(206)의 신호와 지연시간설정부(207)의 지연시간을 합하여 음성신호의 출력시간에 따른 제어신호를 출력하는 제어부(208) 및음성입력이 있을 경우, 상기 제어부(208)의 제어신호에 의하여 송화기를 동작함과 동시에 상기 주파수조절부(203)로부터 입력받은 음성신호를 전송하는 통신장치(3)로 구성된 것을 특징으로 하는 성대의 진동을 이용한 통신장치.
- 제 1항에 있어서,상기 입력장치(1)는성대의 진동을 입력받아 전기적 신호로 변환하는 마이크(12)와 하울링을 방지하기 위한 충진재(11)가 내장된 마이크케이스(13)가 고정봉(511)에 고정되며, 상기 고정봉(511)의 후면에 스프링(512)이 설치된 송신장치(8)와,상기 송신장치(8)가 성대의 진동을 충분히 입력받을 수 있는 위치에 고정시키는 고정대(5) 및상기 송신장치(8)와 고정대(5)가 이용자의 머리에서 이탈되지 않도록 지지하는 지지대(4)로 이루어진 것을 특징으로 하는 성대의 진동을 이용한 통신장치.
- 제 2항에 있어서,상기 지지대(4)는이용자의 머리에 고정되도록 하는 고정지지구(41)와,이용자의 머리모양에 따라 조절 가능하도록 하는 조절지지구(42)와,상기 고정지지구(41)와 조절지지구(42)를 연걸하는 연결구(43) 및상기 고정지지구(41)의 일측에 좌우조절봉(44)을 설치한 것을 특징으로 하는 성대의 진동을 이용한 통신장치.
- 제 2항에 있어서,상기 고정대(5)는상기 좌우조절봉(44)에 의하여 송신장치(8)의 좌우위치를 조절하는 좌우조절구(53)와,상기 송신장치(8)의 상하위치를 조절하는 상하조절구(52) 및 상하조절봉(54)과,상기 상하조절봉(54)에 연결되어 송신장치(8)를 이용자의 목에 밀착하도록 하는 전후조절구(51)로 이루어진 것을 특징으로 하는 성대의 진동을 이용한 통신장치.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| A201 | Request for examination | ||
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20010814 |
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| PA0201 | Request for examination | ||
| PG1501 | Laying open of application | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20031023 Patent event code: PE09021S01D |
|
| E601 | Decision to refuse application | ||
| PE0601 | Decision on rejection of patent |
Patent event date: 20040209 Comment text: Decision to Refuse Application Patent event code: PE06012S01D Patent event date: 20031023 Comment text: Notification of reason for refusal Patent event code: PE06011S01I |