SMART EARSET HAVING KEYWORD WAKEUP FUNCTION

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예 및 첨부하는 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하되, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭함을 전제하여 설명하기로 한다.

발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에서 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 당해 구성요소만으로 이루어지는 것으로 한정되어 해석되지 아니하며, 다른 구성요소들을 더 포함할 수 있는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에서 “~수단”, “~부”, “~모듈”, “~블록”으로 명명된 구성요소들은 적어도 하나 이상의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이들 각각은 소프트웨어 또는 하드웨어, 또는 이들의 결합에 의하여 구현될 수 있다.

본 발명에서 이용가능한 근거리 무선통신 기술로는, 무선랜(Wireless LAN), 블루투스(Bluetooth), 적외선통신(IrDA), 지그비(ZigBee), UWB(UWB) 등이 있으나, 블루투스를 이용한 경우에 대해서 설명하기로 한다. 물론, 블루투스 이외의 근거리 무선통신 기술이 본 발명에 적용될 수 있다.

그리고, 본 발명의 동작 설명에 있어, 이어셋과 스마트폰간 동작에 대해서 설명하기로 한다. 물론, 스마트폰 이외의 무선통신 접속이 가능한 단말과 상호 접속 및 통신이 이루어질 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 키워드 웨이크업 기능을 갖는 스마트 이어셋의 제어회로블록도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 키워드 웨이크업 기능을 갖는 스마트 이어셋(100)은, 발화자 음성을 집음하여 음성신호를 생성하는 마이크로폰(101)과, 음성신호에 대응한 키워드를 생성하고, 키워드에 대응한 구동신호를 생성하는 제어부(102)와, 구동신호에 대응하여 구동이 이루어지는 무선통신 모듈(103)을 포함한다.

여기서, 키워드는 특정 단말의 특정 프로그램을 실행시키는 텍스트일 수 있다. 즉, 키워드는 “시리”, “빅스비”, “오케이구글”과 같이 스마트폰(200) 등에 설치된 어플리케이션의 명칭일 수 있으며, 또한 특정 단말을 구동시키는 명칭일 수 있다. 이에 키워드는 프로그램별로 미리 설정되거나 사용자에 의해 임의로 설정될 수 있다. 이와 같이, 키워드는 등록된 다수의 단말 중에서 특정 단말을 구동시키는 것일 수 있으며, 또는 하나의 단말에 설치된 특정 프로그램을 실행시키는 것일 수 있다.

한편, 제어부(102)는 음성신호에 대응한 키워드가 일치하는지 판단하는 기능을 수행할 뿐 아니라, 무선통신 모듈(103)의 전원을 제어하는 기능을 수행한다.

본 실시예에서는 마이크로폰(101)을 이용한 음성신호에 의해 구동이 이루어지는 경우에 대해 설명하고 있으나, 스마트 이어셋(100)에 형성된 버튼, 센서 등의 다양한 인터페이스수단을 이용하여 무선통신 모듈(103)의 구동여부를 제어할 수 있다.

한편, 점선으로 표시한 바와 같이, 마이크로폰(101)과 제어부(102)는 하나의 칩(Chip)으로 구성될 수 있다. 즉, 상기한 바와 같이 무선통신 모듈(103)로 공급되는 전원이 제어부(102)에 의해 제어될 수 있다.

본 실시예에서 무선통신 모듈(103)로는 블루투스 모듈을 이용할 수 있다. 마이크로폰(101)과 제어부(102)가 하나의 칩(Chip)으로 구성될 경우, 블루투스 모듈만을 교체할 수 있으며, 또한 다른 근거리 무선통신 모듈로 교체도 가능할 것이다.

한편, 제어부(102)는 마이크로폰(101) 또는 외부신호(전환신호)에 대응하여 대기상태로의 전환 제어를 수행한다. 즉, 제어부(102)는 미리 설정된 조건에서 무선통신 대기상태로 전환하는 전환신호를 생성할 수 있다. 이에 무선통신 모듈(103)은 전환신호에 대응하여 구동이 정지된다.

한편, 미도시되어 있으나, 키워드가 저장된 저장부가 제어부(102)와 접속되며, 제어부(102)의 요청에 대응하여 생성된 키워드와 저장된 키워드의 비교가 이루어질 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 키워드 웨이크업 기능을 갖는 스마트 이어셋(100)에서는, 스마트 이어셋(100)과 스마트폰(200)의 페어링이 이루어진 후, 무선통신 모듈(103)이 미리 설정된 조건에서 대기상태로 전환되면, 무선통신 모듈(103)로 공급하는 전원을 차단한다. 즉, 마이크로폰(101)과 제어부(102)만을 구동시키고, 무선통신 모듈(103)은 구동을 정지시켜 최소 전력으로 구동이 이루어지도록 한다. 한편, 대기상태에서 음성신호가 생성되면, 음성신호에 대응한 키워드를 생성하여 미리 설정된 키워드에 존재하는지 판단한다. 키워드가 존재할 경우, 무선통신 모듈(103)을 구동시켜 해당 키워드에 대응하여 스마트폰(200)과의 통신 접속 제어를 수행한다.

한편, 무선통신 모듈(103)이 대기상태로 전환되는 조건으로는, 음성이 설정시간동안 생성되지 않을 경우, 스마트 이어셋(100) 및 스마트폰(200)에서의 사용자 조작 등에 의해 이루어질 수 있다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 키워드 웨이크업 기능을 갖는 스마트 이어셋의 제어회로블록도이다.

한편, 도 2의 설명에 있어, 중복 설명을 피하기 위해 도 1과의 차이점만 설명하기로 한다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 키워드 웨이크업 기능을 갖는 스마트 이어셋(100)은, 발화자 음성을 집음하여 음성신호를 생성하는 마이크로폰(111)과, 음성신호에 대응한 키워드를 생성하고, 키워드가 미리 설정된 키워드일 경우에 구동신호를 생성하는 키워드 판단부(112)와, 구동신호에 대응하여 통신처리부(114)를 구동시켜 통신처리부(114)의 구동을 제어하며, 미리 설정된 조건에서 통신처리부(114)를 대기상태로 전환하는 전환신호를 생성하는 컨트롤러(113)와, 입출력되는 신호에 대한 통신처리가 이루어지는 통신처리부(114)를 포함한다.

도 1의 스마트 이어셋(100)에 대비하여, 도 1의 제어부(102)는 키워드 판단 및 전원 제어가 이루어지는데 반해, 본 실시예에서는 키워드 판단부(112)가 도 1의 제어부(102)의 일부 기능만을 수행한다. 즉, 키워드 판단부(112)에서는 키워드 일치여부를 판단하며, 컨트롤러(113)에서는 전원을 공급 또는 차단하는 기능을 수행한다.

이에 컨트롤러(113)에서는 마이크로폰(111) 또는 외부신호(전환신호)에 대응하여 대기상태로의 전환 제어가 이루어질 수 있다. 즉, 컨트롤러(113)는 미리 설정된 조건에서 무선통신 대기상태로 전환하는 전환신호를 생성할 수 있다. 이에 컨트롤러(113)와 통신처리부(114)는 전환신호에 대응하여 구동이 정지될 수 있다.

한편, 점선으로 표시한 바와 같이, 키워드 판단부(112), 컨트롤러(113) 및 통신처리부(114)는 하나의 칩(Chip)으로 구성될 수 있다. 즉, 마이크로폰(111) 및 키워드 판단부(112)만을 상시 구동시키고, 음성신호 또는 이벤트신호 등이 발생하기 전까지 컨트롤러(113) 및 통신처리부(114)는 대기상태를 유지한다. 다시 말해, 통신처리부(114)로 공급되는 전원이 컨트롤러(113)에 의해 제어될 수 있다.

키워드 판단부(112), 컨트롤러(113) 및 통신처리부(114)가 하나의 칩(Chip)으로 구성될 경우, 하나의 칩과 마이크로폰(111)으로 스마트 이어셋(100)이 구성됨으로써, 부품 교체가 용이할 뿐 아니라 다른 무선통신 모듈로의 교체도 용이하다.

본 실시예에서 통신처리부(114)로는 블루투스 모듈을 이용할 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 키워드 웨이크업 기능을 갖는 스마트 이어셋(100)에서는, 스마트 이어셋(100)과 스마트폰(200)의 페어링이 이루어진 후, 무선통신 모듈이 미리 설정된 조건에서 대기상태로 전환되면, 컨트롤러(113)는 통신처리부(114)로 공급하는 전원을 차단한 후 컨트롤러(113) 자신도 스스로 구동을 정지시킨다. 이 때, 키워드 판단부(112)는 온(On) 상태를 계속 유지한다. 즉, 마이크로폰(111)과 키워드 판단부(112)만을 구동시키고, 컨트롤러(113) 및 통신처리부(114)는 구동을 정지시켜 최소 전력으로 구동이 이루어지도록 한다. 한편, 대기상태에서 음성신호가 생성되면, 키워드 판단부(112)에서는 음성신호가 키워드에 일치하는지 판단하여 미리 설정된 키워드와 일치하면, 컨트롤러(113)를 구동시키고, 컨트롤러(113)에 의한 연속제어를 통해 통신처리부(114)가 연속구동되어 스마트폰(200)과 통신을 수행한다.

한편, 컨트롤러(113) 및 통신처리부(114)가 대기상태로 전환되는 조건으로는, 음성이 설정시간동안 생성되지 않을 경우, 스마트 이어셋(100) 및 스마트폰(200)의 사용자 조작 등에 의해 이루어질 수 있다.

한편, 이와 같은 스마트 이어셋(100)을 이용하여 스마트폰(200)간 무선통신이 이루어질 경우에는 스마트 이어셋(100)에서의 키워드의 생성이 중요한 요소로 작용한다. 즉, 외부 소음이 존재하는 상태에서 발화자의 음성인식률을 향상시킬 필요가 있으며, 이에 외부 소음을 제거하는 기술이 필요하다. 이하, 스마트 이어셋(100)의 구조 및 기능에 대해 설명한다.

먼저, 본 발명의 설명에 이용되는 홀(Hole)의 종류에 대해 설명한다.

백홀(BH) : 스피커 드라이버 유닛의 후미에 형성된 구멍

미세홀(H) : 직경이 100㎛ 이하 또는 바람직하게는 40㎛ 이하의 구멍

통공(O) : 직경이 100㎛ 초과하는 구멍

이하에서는 본 발명에 적용되는 키워드 웨이크업 기능을 갖는 스마트 이어셋이 구현된 일 예를 특정한 실시예를 통해 설명하기로 한다.

한편, 본 발명의 실시예에 대한 설명 순서는 다음과 같다.

먼저, 본 발명의 키워드 웨이크업 기능을 갖는 스마트 이어셋에 스피커 드라이버 유닛과 인-이어 마이크로폰(In-ear microphone)을 내설시킨 경우에 대해 설명하기로 한다(도 3 내지 도 5). 이어서, 본 발명의 키워드 웨이크업 기능을 갖는 스마트 이어셋에 스피커 드라이버 유닛, 인-이어 마이크로폰 및 아웃-이어 마이크로폰(Out-ear microphone)을 내설시킨 경우에 대해 설명하기로 한다(도 6).

한편, 본 발명에서 제시하는 기술은 스피커 드라이버 유닛과 아웃-이어 마이크로폰을 내설시킨 경우나, 스피커 드라이버 유닛만 내설시킨 경우에도 적용될 수 있다.

도 3은 본 발명에 적용되는 일 실시예로서, 키워드 웨이크업 기능을 갖는 스마트 이어셋의 개념도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 키워드 웨이크업 기능을 갖는 스마트 이어셋은, 통공(O)이 형성된 케이스(1)와, 케이스(1) 내부에 형성되어 외이도로부터 전달되는 음성을 집음하는 인-이어 마이크로폰(2)과, 케이스(1) 내부에 형성되어 외이도로 음향을 출력하는 스피커 드라이버 유닛(3)을 포함한다.

여기에, 본 발명에서는 백홀(BH)이 형성된 스피커 드라이버 유닛(3)의 후미에 공명 케이스(4)를 더 형성시키고 있다.

그리고, 공명 케이스(4)에는 외부 소음이 차폐되는 크기의 미세홀(H)이 형성되어 있다.

한편, 레이저를 사용하여 스피커 드라이버 유닛(3)의 백홀(BH) 위치에 미세홀(H)을 형성시켜 외부 소음이 유입되는 것을 막을 수 있으나, 가공 비용이 상승한다는 단점이 발생한다.

이에 본 발명에서는 외부 소음을 차폐할 수 있는 홀의 최소 직경을 공명 케이스(4)에 형성시킨다. 구체적으로 직경이 100㎛ 이하 또는 40㎛ 이하인 미세홀(H)을 형성시키는 것이 바람직하다. 바람직하게는 40㎛ 이하인 미세홀(H)을 형성시키는 것이 좋다.

한편, 스피커 드라이버 유닛(3)은 다이나믹 드라이버 유닛(Dynamic driver unit)과 밸런스드 아마추어 드라이버 유닛(Balanced armature driver unit)을 선택적으로 이용할 수 있다. 스피커 드라이버 유닛(3)으로서 다이나믹 드라이버 유닛이 적용될 경우에 공명 케이스(4)는 백홀(BH)이 형성된 배면 형상과 유사하거나 동일한 형상으로 커버될 수 있으며, 통상 원통형상을 갖는다. 이와 마찬가지로, 스피커 드라이버 유닛(3)으로서 밸런스드 아마추어 드라이버 유닛이 적용될 경우에 공명 케이스(4)는 백홀(BH)이 형성된 배면 형상과 유사하거나 동일한 형상으로 커버될 수 있다. 그리고, 스피커 드라이버 유닛(3)의 배면과 공명 케이스(4)의 접촉면이 밀폐된다.

본 실시예에서는 인-이어 마이크로폰(2)과 스피커 드라이버 유닛(3)이 1개씩 구성된 경우에 대해 설명하고 있으나, 다수 구성될 수 있다.

한편, 본 실시예에서는 내벽(11, 12) 및 공명 케이스(4)를 이용하여 설치 공간(SP1, SP2)을 분리하는 것을 예시하고 있으나, 케이스, 케이스에 분리가능하거나 일체로 결합된 내벽, PCB(Printed Circuit Board) 등을 이용하여 설치 공간(SP1, SP2)을 분리할 수 있다. 즉, 설치 공간(SP1, SP2)을 케이스, 내벽, PCB 등을 포함하는 격리체를 이용하여 분리시킬 수 있다. 이에, 케이스, 내벽, PCB 등으로 공명 공간(RS)을 형성시킬 경우에는 미세홀(H)이 케이스, 내벽, PCB 등에 형성될 것이다.

여기서, 격리체로서 내벽을 이용할 경우에는, 미세홀(H)이 형성된 내벽으로부터 스피커 드라이버 유닛(3) 방향으로 연장되는 원통 또는 다각형 통 형상으로 공명 공간(RS)을 형성시킬 수 있다. 즉, 다이나믹 드라이버 유닛의 경우에는 통상 원통형상으로 공명 공간(RS)을 형성할 수 있으며, 밸런스드 아마추어 드라이버 유닛의 경우에는 통상 사각기둥형상으로 공명 공간(RS)을 형성할 수 있을 것이다. 물론, 상기한 바와 같이, 스피커 드라이버 유닛(3)의 배면 형상과 유사하거나 동일한 형상을 갖는 것이 바람직하다. 그리고, 스피커 드라이버 유닛(3)의 배면과 공명 케이스(4)의 접촉면이 밀폐된다.

또한, 격리체로서 PCB를 이용할 경우에는, PCB가 통상 평판이므로 케이스(1)의 소정 위치를 절개한 단면을 밀폐하는 방식으로 실장될 수 있다. 즉, 소정의 위치에서 케이스(1)를 절개했을 때 개구된 영역을 PCB가 온전하게 밀폐하는 구조를 갖는다. 그리고, PCB는 일면이 설치 공간(SP1)을 향하고, 타면이 설치 공간(SP2)을 향하는데, 설치 공간(SP2)을 분리하는 내벽(11)이 PCB의 타면에 접촉하여 밀폐된다. 이에 내벽(11)을 기준으로 스피커 드라이버 유닛과 인이어 마이크로폰이 분리 설치될 수 있다.

이와 같이 다양한 방법이 적용될 수 있는 이어셋에 형성된 미세홀(H)은 스피커 드라이버 유닛(3)의 백홀(BH)과 케이스(1)에 형성된 통공(O)을 연통시키게 된다.

설치 공간(SP1, SP2)을 분리하는 기술에 대해 좀 더 구체적으로 설명한다.

케이스(1)의 내부에는 격리체에 의해 외부 공간(SP1)과 내부 공간(SP2)으로 분리되어 있다. 본 실시예에서는 격리체가 내벽(11, 12) 및 공명 케이스(4)로 구성되는 것을 예시하고 있다. 물론, 공명 케이스(4)만으로 격리체를 구성할 수도 있다.

내부 공간(SP2)은 제1내벽(11)에 의해 분리되며, 제1내벽(11)으로 분리된 일측 공간에는 인-이어 마이크로폰(2)이 내설되고, 타측 공간에는 스피커 드라이버 유닛(3)이 내설된다.

스피커 드라이버 유닛(3) 및 공명 케이스(4)는 제1내벽(11)과 제2내벽(12)에 끼워져 외부 공간(SP1)과 스피커 음향 통로(SH)를 공간적으로 분리시키게 된다. 인-이어 마이크로폰(2)은 마이크로폰 집음 통로(VH) 중에 설치될 수 있다. 즉, 인-이어 마이크로폰(2)이 장착된 일측 공간은 마이크로폰 집음 통로(VH)를 형성시키게 되며, 스피커 드라이버 유닛(3)이 장착된 타측 공간은 스피커 음향 통로(SH)와 공명 공간(RS)을 형성시키게 된다. 이와 같이, 일측 공간은 마이크로폰 집음 통로(VH)로 이용되는데, 노즐 부위에서는 제1내벽(11)과 케이스(1)를 이용하여 마이크로폰 집음 통로(VH)를 형성시키고, 몸체 중앙 부위에서는 제1내벽(11)과 별도의 목소리 가이드 내벽(미도시) 등을 이용하여 마이크로폰 집음 통로(VH)를 형성시킬 수 있다. 이에 목소리 입력의 직진성을 향상시킬 수 있다. 한편, 타측 공간은 스피커 음향 통로(SH)로 이용되는데, 노즐 부위에서는 제1내벽(11)과 케이스(1)를 이용하여 스피커 음향 통로(SH)를 형성시키고, 몸체 중앙 부위에서는 제1내벽(11), 제2내벽(12) 및 케이스(1)를 선택적으로 이용하여 스피커 음향 통로(SH)을 형성시키거나 공명 공간(RS)을 형성시킬 수 있다. 이에 스피커 재생음의 직진성을 향상시킬 수 있으며 저음 재생을 원활히 수행할 수 있다.

한편, 격리체에 형성되는 미세홀(H)의 직경은 격리체의 두께에 대비하여 설정되는 것이 바람직하다. 일례로서, 미세홀(H)의 직경과 격리체의 두께 비는 1 : 100 ~ 1,000 범위 내에서 설정될 수 있으며, 1 : 1,000 이상으로 설정되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 격리체의 두께가 1㎜(1,000㎛)일 경우에, 미세홀(H)의 직경은 1 ~ 10㎛ 범위 내에서 설정할 수 있을 것이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 키워드 웨이크업 기능을 갖는 스마트 이어셋은, 케이스, 내벽, PCB 등을 포함하는 격리체에 형성되는 미세홀(H)을 이용하여 외부 소음을 차폐시킴과 아울러 이어셋 안쪽과 바깥쪽의 기압을 동일하게 유지시킬 수 있다. 또한, 미세홀(H)과 스피커 드라이버 유닛(3)의 백홀(BH)을 포함한 배면부 사이에 공명 공간(RS)을 형성시킴으로써 음향을 풍성하게 강화시킬 수 있다.

뿐만 아니라, 백홀(BH)과 통공(O) 사이에 상대적으로 작은 직경을 갖는 미세홀(H)을 형성시킴으로써, 저역통과필터(Low Pass Filter)의 기능을 수행하게 된다. 이를 통해 신호처리된 데이터를 네트워크를 통해 전송할 때, 데이터량을 줄이기 위해 대역폭을 고음역/저음역을 제거하게 되는데, 미세홀(H)을 통과한 신호는 저음역(100hz 이하)에 해당하여 데이터량에 영향을 미치지 않게 된다.

도 4는 본 발명에 적용되는 다른 실시예로서, 키워드 웨이크업 기능을 갖는 스마트 이어셋의 개념도이다.

한편, 도 4의 설명에 있어, 중복 설명을 피하기 위해 도 3과의 차이점만 설명하기로 한다.

도 4를 참조하면, 본 실시예에서는 공명 케이스(4)에 통공(O)을 형성시키고 있으며, 해당 통공(O)을 메쉬(Mesh)(5)로 커버하고 있다.

즉, 외부 소음을 차폐할 수 있는 홀의 최소 직경(40㎛)에 대비하여 10배 이상 큰 직경으로 통공(O)을 형성시키고, 통공(O)의 직경에 반비례하는 밀도를 갖는 메쉬(5)로 커버할 수도 있다. 이 때, 메쉬(5)의 밀도는 튜닝을 고려하여 결정될 수 있으며, 해당 밀도의 ±20% 범위 내에서 세팅되는 것이 바람직하다. 이는 통공(O)과 메쉬(5)가 조합되어 외부 소음을 차폐하기 때문에, 상호 보완을 통해 효과적으로 외부 소음을 차폐할 수 있을 뿐 아니라 이어셋 안쪽과 바깥쪽의 기압을 동일하게 유지시킬 수 있다.

이와 같이, 외부 소음을 차폐할 수 있는 홀의 직경이 40㎛ 전후에서 가능하다는 것을 고려하면, 대략 10배 이상 큰 0.4 ~ 0.6㎜의 구멍(미세홀(H))을 뚫은 후 부족해진 소음 차폐 능력을 보완하면서 음향 튜닝을 위해 300 ~ 600 수 이상 고밀도의 메쉬(5)로 통공(O)을 커버하면, 외부 소음이 외이도 및 인-이어 마이크로폰(2)으로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 원하는 인-이어 마이크로폰(2)의 기술 구현이 가능하게 되는 것이다.

한편, 본 실시예서는 메쉬(5)를 이용하여 통공(O)을 커버하는 경우에 대해 설명하고 있으나, 미세홀이 형성된 패드(미도시)를 이용하여 통공(O)을 커버할 수도 있다. 또한, 튜닝 등의 목적으로 도 3에서 형성시킨 미세홀(H)에 메쉬(5)를 커버할 수도 있다.

도 3 및 도 4에서와 같이, 본 발명의 스피커 드라이버 유닛(3)의 후미에 외부 소음을 차폐하는 공명 케이스(4)를 형성시킴으로써, 외부 소음이 유입되는 것은 차폐하여 음향 품질은 향상시킬 수 있으며, 인-이어 마이크로폰(2)으로 소음이 입력되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 스피커 드라이버 유닛(3)의 후미에 형성된 백홀(BH)을 통해 외부 소음이 유입되어 사용자의 외이도로 전달되거나, 외부 소음이 스피커 음향 통로(SH)와 마이크로폰 집음 통로(VH)를 따라 인-이어 마이크로폰(2)으로 입력되는 문제를 해결할 수 있다. 또한, 스피커 드라이버 유닛(3)의 진동판 뒤쪽의 공명 공간(RS)이 더 형성될 뿐만 아니라 공명 공간(RS)이 케이스(1)의 통공(O)에 연통됨으로써 백볼륨을 향상시키고 동일 기압을 유지시킬 수 있다. 이에 스피커 드라이버 유닛(3)의 저음이 강화됨으로써 음향 품질을 향상시킬 수 있다.

구체적으로, 본 발명에서는 외부 소음을 차폐할 수 있는 100㎛, 바람직하게는 40㎛ 전후의 미세홀(H)을 공명 케이스(4)에 직접 형성시킬 수 있다. 또한, 100㎛ 초과의 직경을 갖는 통공(O)을 공명 케이스(4)에 형성시키고, 해당 통공(O)의 직경에 반비례하는 밀도를 갖는 메쉬(5)로 커버할 수 있다. 그리고, 외부 소음을 차폐할 수 있는 100㎛, 바람직하게는 40㎛ 전후의 미세홀(H)을 공명 케이스(4)에 형성시키고, 튜닝을 위해 해당 미세홀(H)을 메쉬(5)로 커버할 수 있다.

이에, 미세홀(H)이 형성된 공명 케이스(4)를 이용하여 이어셋 안쪽과 바깥쪽의 기압을 동일하게 유지시킴과 아울러 케이스(1)에 형성된 통공(O)을 통해 유입되는 외부 소음을 차폐시킨다.

또한, 공명 케이스(4)에 의해 공명 공간(RS)이 확장되어 백볼륨이 향상됨으로써 저음을 강화시켜 음향 품질을 향상시킬 수 있으며, 스피커 드라이버 유닛(3)의 동작에 의해 백홀(BH) 및 미세홀(H)(통공(O)과 메쉬(5), 미세홀(H)과 메쉬(5))을 통해 음향이 역출력되는 경우에도 공명 케이스(4)의 미세홀(H)(통공(O)과 메쉬(5), 미세홀(H)과 메쉬(5))을 거치게 되므로 100Hz 이하의 저음역만 출력되어 케이스(1)의 통공(O)을 통해 새어나오는 음향도 차폐할 수 있다.

한편, 도 3 내지 도 6에서 제시한 키워드 웨이크업 기능을 갖는 스마트 이어셋은 케이스(1) 내부에 공명 케이스(4)를 형성시킴으로 인해, 공명 케이스(4)를 설치하기 위한 공간을 필요로 한다.

이에, 격리체를 형성할 수 있는 케이스, 내벽, PCB 등에 미세홀을 직접 형성시키는 방안에 대해 설명한다.

도 5는 본 발명에 적용되는 또 다른 실시예로서, 키워드 웨이크업 기능을 갖는 스마트 이어셋의 개념도이다.

한편, 도 5의 설명에 있어, 중복 설명을 피하기 위해 도 3 및 도 4와의 차이점만 설명하기로 한다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 키워드 웨이크업 기능을 갖는 스마트 이어셋은, 케이스(1)와, 케이스(1)의 내부에 형성된 공간을 외부 공간(SP1)과 내부 공간(SP2)으로 분리시키고, 미세홀(H)을 형성시킨 격리체(6)와, 내부 공간(SP2)을 격리시키는 제1내벽(11)과, 제1내벽(11)으로 분리된 일측 공간에 내설된 인-이어 마이크로폰(2)과, 제1내벽(11)으로 분리된 타측 공간에 내설된 스피커 드라이버 유닛(3)과, 스피커 드라이버 유닛(3)의 설치 공간을 형성시키는 제2내벽(12)과, 스피커 드라이버 유닛(3)의 백홀(BH)을 포함한 배면부와 연통되는 공명 공간(RS)을 형성시키고, 공명 공간(RS)이 미세홀(H)과 연통되는 위치에 형성되는 제3내벽(13)을 포함한다.

여기서, 격리체(6)로는 케이스, 내벽, PCB 등을 이용할 수 있으며, 본 실시예에서는 PCB(6)를 이용하는 경우에 대해 설명하기로 한다. 즉, PCB(6)에 미세홀(H)을 형성시키고 있다.

한편, 일측 공간은 마이크로폰 집음 통로(VH)로 이용되는데, 노즐 부위에서는 제1내벽(11)과 케이스(1)를 이용하여 마이크로폰 집음 통로(VH)를 형성시키고, 몸체 중앙 부위에서는 제1내벽(11)과 별도의 목소리 가이드 내벽(미도시) 등을 이용하여 마이크로폰 집음 통로(VH)를 형성시킬 수 있다. 이에 목소리 입력의 직진성을 향상시킬 수 있다. 한편, 타측 공간은 스피커 음향 통로(SH)로 이용되는데, 노즐 부위에서는 제1내벽(11)과 케이스(1)를 이용하여 스피커 음향 통로(SH)를 형성시키고, 몸체 중앙 부위에서는 제1내벽(11), 제2내벽(12), 제3내벽(13) 및 케이스(1)를 선택적으로 이용하여 스피커 음향 통로(SH)을 형성시키거나 공명 공간(RS)를 형성시킬 수 있다. 이에 스피커 재생음의 직진성을 향상시킬 수 있으며 저음 재생을 원활히 수행할 수 있다. 그리고, 제1내벽(11) 및 제3내벽(13)을 이용하여 PCB(6)를 안착시킬 수 있다.

한편, 미세홀(H) 위치에 통공(H)이 형성될 수 있으며, 즉 미세홀(H)의 직경이 10㎛ 범위를 초과한 통공(H)이 형성될 경우에는 미세홀(H)이 형성된 패드(미도시)를 이용하여 통공(H)을 커버할 수도 있다. 또한, 통공(H)을 패드(미도시)로 커버하는 경우에 대해 설명하고 있으나, 미세홀(H)이 형성된 패드(미도시)를 스피커 드라이버 유닛(3)의 백홀에 직접 장착할 수도 있을 것이다.

한편, 패드(미도시)는 외부 공간(SP1) 또는 내부 공간(SP2) 측에서 장착될 수 있으며, PCB(6)에 직접 실장될 수도 있다.

패드(미도시)에 형성된 미세홀(H)의 직경의 크기에 대응하여 다양한 튜닝이 가능할 것이다. 또한, 패드(미도시)를 메쉬(Mesh) 형태로 제작할 경우에는 메쉬 밀도에 따라 다양한 튜닝도 가능하다.

한편, 스피커 음향 통로(SH) 상에 스피커 드라이버 유닛(3)을 설치할 수 있으며, 더욱 구체적으로는 노즐에 스피커 드라이버 유닛(3)을 설치할 수 있다. 이에, 스피커 드라이버 유닛(3)의 전면부에 스피커 음향 통로(SH)가 짧게 형성되고, 스피커 드라이버 유닛(3)의 후면부에 더 큰 공명 공간(RS)이 형성될 수 있다.

도 6은 본 발명에 적용되는 또 다른 실시예로서, 키워드 웨이크업 기능을 갖는 스마트 이어셋의 개념도이다.

한편, 도 6의 설명에 있어, 중복 설명을 피하기 위해 도 3 내지 도 5와의 차이점만 설명하기로 한다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 키워드 웨이크업 기능을 갖는 스마트 이어셋은, 도 3 내지 도 5와 비교하여 케이스(1) 내부에 형성되어 이어셋 외부로부터 전달되는 음향(음성과 외부 소음)을 집음하는 아웃-이어 마이크로폰(7)을 더 형성시키고 있다.

아웃-이어 마이크로폰(7)이 외부 공간(SP1)에 내설될 수 있다. 이에, 케이스(1)에는 기압 유지 및 집음을 위한 통공(O)이 형성될 수 있다.

즉, 본 실시예에서 제시한 키워드 웨이크업 기능을 갖는 스마트 이어셋의 케이스(1)에는 통공(O)이 형성되는데, 케이스(1)에 형성된 통공(O)을 통해 유입되는 음성 및 외부 소음은 아웃-이어 마이크로폰(7)으로 입력되며, 이에 아웃-이어 마이크로폰(7)에서는 발화자의 음성이 생성되었는지 여부를 확인하거나, 아웃-이어 마이크로폰(7)으로 입력되는 발화자의 음성을 참고하여 인-이어 마이크로폰(2)으로 입력되는 음성을 원래의 음성으로 복원하는데 참고신호로 이용할 수 있다. 한편, 발화자의 음성이 혼합된 외부 소음이 설정값, 예를 들어 40db 이상일 경우에는 아웃-이어 마이크로폰(7)의 구동을 정지시키고 인-이어 마이크로폰(2)만을 구동시켜 원래의 음성으로 복원하는 것이 바람직하다. 이 경우에는 미리 저장된 사용자 음성 샘플을 이용하여 원음 복원을 진행할 수 있다.

한편, 도 3 내지 도 6에서 제시된 키워드 웨이크업 기능을 갖는 스마트 이어셋은, 공명 케이스(4)에 미세홀(H)을 형성시키거나 통공(O)과 메쉬(5)를 형성시키는 경우에 대해 설명하고 있으나, 공명 케이스(4)에 미세홀(H)과 메쉬(5)를 형성시킬 수 있다. 즉, 이중 소음 차폐와 함께 스피커 드라이버 유닛(3)의 튜닝을 위해 공명 케이스(4)에 미세홀(H)과 메쉬(5)를 형성시킬 수 있다. 즉, 공명 공간(RS)이 형성됨에 따라 스피커 드라이버 유닛(3)의 진동판이 치우치는 문제를 완화시킬 수 있으므로, 케이스(1)에 형성된 통공(O)을 미세홀(H)로 대체할 수도 있다. 이에 케이스(1)에 형성된 미세홀(H)에 의해 1차 소음 차폐가 이루어지고, 공명 케이스(4)의 형성된 미세홀(H), 통공(O)과 메쉬(5)의 조합, 미세홀(H)과 메쉬(5)의 선택적 조합에 의해 2차 소음 차폐가 이루어지는 효과를 얻을 수 있다.

이하, 본 발명의 키워드 웨이크업 기능을 갖는 스마트 이어셋의 동작 과정에 대해 설명하기로 한다.

먼저, 키워드 웨이크업 기능을 갖는 스마트 이어셋이 스마트폰에 페어링된 상태라고 가정하며, 페어링에는 유무선통신방식을 이용할 수 있으며, 바람직하게는 와이파이, 블루투스, NFC 등과 같은 근거리 무선통신방식을 이용할 수 있다. 본 실시예에서는 블루투스로 페어링된 상태에서 키워드 웨이크업 기능을 갖는 스마트 이어셋이 동작하는 과정에 대해 설명하기로 한다.

한편, 본 실시예에서는 스마트폰과 페어링된 상태에서 키워드 웨이크업 기능을 갖는 스마트 이어셋과 스마트폰간 송수신 과정에 대해 설명하지만, 키워드 웨이크업 기능을 갖는 스마트 이어셋 자체에 스마트폰 기능을 포함시킬 수 있으므로 키워드 웨이크업 기능을 갖는 스마트 이어셋 자체적으로 모든 과정을 처리할 수도 있을 것이다.

그리고, 본 실시예에서는 인-이어 마이크로폰(2)과 스피커 드라이버 유닛(3)이 내설되며, 스피커 드라이버 유닛(3)에 공명 케이스(4)가 적용된 키워드 웨이크업 기능을 갖는 스마트 이어셋(통화용 블루투스 이어셋)을 이용하는 경우에 대해 설명하기로 한다.

마지막으로, 본 실시예에서는 페어링이 이루어진 후, 대기상태라고 가정한다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 키워드 웨이크업 기능을 갖는 스마트 이어셋이 스마트폰과 연동되는 과정을 나타낸 흐름도이다.

도 7은 도 1의 키워드 웨이크업 기능을 갖는 스마트 이어셋이 구동되는 과정에 대한 것이다.

도 7을 참조하면, 최초 구동이 이루어진 후 대기상태를 유지하면(S1), 마이크로폰(101)과 제어부(102)만을 구동시켜 음성신호가 생성되는지 여부를 판단한다(S2). 즉, 마이크로폰(101)과 제어부(102)만을 구동시켜 최소 전력으로 구동이 이루어지도록 한다.

이 때, 음성신호가 생성되면, 음성신호에 대응한 키워드를 생성하고, 해당 키워드가 미리 설정되어 있는지 판단한다(S3). 여기서, 외부 소음이 존재할 경우에, 입을 통해 전파된 발화자의 음성 및 외부 소음은 케이스(1)의 통공(O)을 통해 유입되지만, 공명 케이스(4)의 미세홀(H), 또는 공명 케이스(4)의 통공(O)과 메쉬(5)에 의해 차폐되므로, 유스타키오관을 통해 외이도로 전파된 발화자의 음성만이 인-이어 마이크로폰(2)으로 유입되어 신호처리되므로, 외부 소음이 포함되지 않은 발화자의 원음을 용이하게 복원할 수 있다. 즉, 음성인식률이 향상되어 정확한 키워드의 생성이 가능한 것이다.

해당 키워드가 미리 설정되어 있지 않다고 판단되면(S4), 재입력을 요구하고(S5), 해당 키워드가 미리 설정되어 있다고 판단되면(S4), 무선통신 모듈(103)을 구동시킨다(S6).

이어서, 해당 키워드에 대응한 무선통신 접속 처리가 이루어지게 된다(S7). 한편, 본 실시예에서는 스마트폰과의 무선통신이 이루어지는 것을 예시하고 있으나, 해당 키워드가 특정 단말 및 프로그램일 경우에는 해당 특정 단말 및 프로그램에 접속 및 실행이 이루어지는 무선통신 접속 처리가 이루어질 것이다.

이에, 무선통신 접속 처리에 의해 상호 통신이 가능하게 될 것이다(S8).

한편, 이어셋 또는 스마트폰으로부터 전환신호가 생성되면(S9), 제어부(102)에서는 무선통신 모듈(103)로 전원 공급을 중지시킨다(S10). 이 때, 전환신호는 음성 생성 여부, 스마트폰 조작 여부, 이벤트 경과 시간 등에 의해 생성될 수 있다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 키워드 웨이크업 기능을 갖는 스마트 이어셋이 스마트폰과 연동되는 과정을 나타낸 흐름도이다.

도 8은 도 2의 키워드 웨이크업 기능을 갖는 스마트 이어셋이 구동되는 과정에 대한 것이다.

도 8을 참조하면, 최초 구동이 이루어진 후 대기상태를 유지하면(S11), 마이크로폰(111)과 키워드 판단부(112)만을 구동시켜 음성신호가 생성되는지 여부를 판단한다(S12). 즉, 마이크로폰(111)과 키워드 판단부(112)만을 구동시켜 최소 전력으로 구동이 이루어지도록 한다.

이 때, 음성신호가 생성되면, 키워드 판단부(112)는 음성신호에 대응한 키워드를 생성하고, 해당 키워드가 미리 설정되어 있는지 판단한다(S13). 여기서, 외부 소음이 존재할 경우에, 입을 통해 전파된 발화자의 음성 및 외부 소음은 케이스(1)의 통공(O)을 통해 유입되지만, 공명 케이스(4)의 미세홀(H), 또는 공명 케이스(4)의 통공(O)과 메쉬(5)에 의해 차폐되므로, 유스타키오관을 통해 외이도로 전파된 발화자의 음성만이 인-이어 마이크로폰(2)으로 유입되어 신호처리되므로, 외부 소음이 포함되지 않은 발화자의 원음을 용이하게 복원할 수 있다. 즉, 음성인식률이 향상되어 정확한 키워드의 생성이 가능한 것이다.

해당 키워드가 미리 설정되어 있지 않다고 판단되면(S14), 재입력을 요구하고(S15), 해당 키워드가 미리 설정되어 있다고 판단되면(S14), 컨트롤러(113)를 구동시키고, 컨트롤러(113)에 의한 연속제어를 통해 통신처리부(114)를 연속구동시킨다(S16).

이어서, 해당 키워드에 대응한 무선통신 접속 처리가 이루어지게 된다(S17). 한편, 본 실시예에서는 스마트폰과의 무선통신이 이루어지는 것을 예시하고 있으나, 해당 키워드가 특정 단말 및 프로그램일 경우에는 해당 특정 단말 및 프로그램에 접속 및 실행이 이루어지는 무선통신 접속 처리가 이루어질 것이다.

이에, 무선통신 접속 처리에 의해 상호 통신이 가능하게 될 것이다(S18).

한편, 이어셋 또는 스마트폰으로부터 전환신호가 생성되면(S19), 전환신호는 컨트롤러(113)로 전송된다. 이에 컨트롤러(113)에서는 통신처리부(114)로 전원 공급을 중지시키고 자신도 대기상태로 전환한다(S20). 이 때, 전환신호는 음성 생성 여부, 스마트폰 조작 여부, 이벤트 경과 시간 등에 의해 생성될 수 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 키워드 웨이크업 기능을 갖는 스마트 이어셋이 특정 장치와 연동되는 과정을 나타낸 흐름도이다.

도 9를 참조하면, 무선통신 상태가 유지되고 있는 상태에서(S21), 발화자의 음성이 생성되었는지 판단하여(S22), 발화자의 음성이 생성되면, 발화자의 음성에 대응하는 명령신호를 생성한다(S22).

이 때, 입을 통해 전파된 발화자의 음성 및 외부 소음은 케이스(1)의 통공(O)을 통해 유입되지만, 공명 케이스(4)의 미세홀(H), 또는 공명 케이스(4)의 통공(O)과 메쉬(5)에 의해 차폐되므로, 유스타키오관을 통해 외이도로 전파된 발화자의 음성만이 인-이어 마이크로폰(2)으로 유입되어 신호처리되므로, 외부 소음이 포함되지 않은 발화자의 원음을 용이하게 복원할 수 있다. 이에 정확한 명령신호의 생성이 가능하게 된다.

이어서, 키워드 웨이크업 기능을 갖는 스마트 이어셋에서는 명령신호를 페어링된 장치로 전송한다(S23).

이에 해당 장치에서 명령신호에 대응한 제어가 이루어지게 된다(S24).

한편, 해당 장치의 구동에 따라 음향신호가 생성될 경우(S25), 해당 음향신호는 키워드 웨이크업 기능을 갖는 스마트 이어셋으로 전송되며(S26), 이어서 해당 음향신호는 스피커 드라이버 유닛(3)을 통해 출력된다(S27). 이 때, 외부 소음이 발생하여 케이스(1)의 통공(O)을 통해 외부 소음이 유입되더라도, 공명 케이스(4)의 미세홀(H), 또는 공명 케이스(4)의 통공(O)과 메쉬(5)에 의해 차폐되므로, 외부 소음이 포함되지 않은 스피커 음향을 출력할 수 있다.

한편, 스피커 드라이버 유닛(3)을 통해 음향이 출력되는 도중에 발화자의 음성이 생성될 경우, 발화자의 음성은 인-이어 마이크로폰(2)을 통해 수음되며, 발화자의 음성에 대응하는 명령신호가 생성되면, 발화자의 명령신호는 해당 장치로 전송되어 명령신호에 대응한 제어가 이루어지게 된다.

한편, 도 9는 인-이어 마이크로폰(2)과 스피커 드라이버 유닛(3)이 내설된 키워드 웨이크업 기능을 갖는 스마트 이어셋을 이용하는 경우에 대해 설명하고 있으나, 아웃-이어 마이크로폰(7)이 포함된 키워드 웨이크업 기능을 갖는 스마트 이어셋을 이용할 경우, 스피커 드라이버 유닛(3)을 통해 음향이 출력되는 도중에 발화자의 음성이 생성되면, 아웃-이어 마이크로폰(7)을 이용하여 발화자의 발화여부를 판단하여 현재 스피커 드라이버 유닛(3)을 통해 출력되는 음향을 줄이는 제어가 있을 수 있다. 이는 인-이어 마이크로폰(2)을 통해 발화자 음성을 정확하게 수음하기 위함이다. 한편, 발화자의 음성이 혼합된 외부 소음이 설정값, 예를 들어 40db 이상일 경우에는 아웃-이어 마이크로폰(7)의 구동을 정지시키고 인-이어 마이크로폰(2)만을 구동시켜 원래의 음성으로 복원할 수도 있다. 이 때, 미리 저장된 사용자 음성 샘플을 이용하여 원음 복원을 진행하는 것이 바람직하다.

이상 몇 가지의 실시예를 통해 본 발명의 기술적 사상을 살펴보았다.

본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기재사항으로부터 상기 살펴본 실시예를 다양하게 변형하거나 변경할 수 있음은 자명하다. 또한, 비록 명시적으로 도시되거나 설명되지 아니하였다 하여도 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기재사항으로부터 본 발명에 의한 기술적 사상을 포함하는 다양한 형태의 변형을 할 수 있음은 자명하며, 이는 여전히 본 발명의 권리범위에 속한다. 첨부하는 도면을 참조하여 설명된 상기의 실시예들은 본 발명을 설명하기 위한 목적으로 기술된 것이며 본 발명의 권리범위는 이러한 실시예에 국한되지 아니한다.