KR20000024573A

KR20000024573A - Dual directional communication headset with noise reduction

Info

Publication number: KR20000024573A
Application number: KR1020000008342A
Authority: KR
Inventors: 이성태
Original assignee: 이성태
Priority date: 2000-02-21
Filing date: 2000-02-21
Publication date: 2000-05-06
Also published as: KR100366065B1

Abstract

PURPOSE: A headset for telephonic communication in both directions is provided to transmit/receive a voice signal in a state of noises being blocked, even calling in both directions in a state of higher noise environment, by interrupting noise input to a microphone by earplugs. CONSTITUTION: A headset for telephonic communication in both directions makes a user hear a sound signal emitted from a speaker, by forming the speaker in an earplug of the headset, and catches a vibration of the eardrum when the user talks, by setting up a microphone in the other earplug. The headset uses a vibrator instead of the speaker. The headset covers the microphone with a smooth sound absorption material, to insert the microphone to an external auditory canal.

Description

Headset for two-way calling with reduced noise. {Dual directional communication headset with noise reduction}

본 발명은 소음이 감소되는 양방향 통화용 해드셋에 관한 것으로, 해드셋의 귀마개 한쪽 내부에만 스피커를 설치하고 다른쪽 귀마개 내부에는 마이크를 설치하여 해드셋을 착용하고 양방향 통화를 할 때 주변에 존재하는 소음이 마이크에 입력되는 것을 귀마개와 머리가 막아줌으로 하여 높은 소음환경에서 양방향 통화를 하더라도 소음은 차단된 상태에서 음성신호만을 주고 받을 수 있도록 한 양방향 통화용 해드셋에 관한 것이다.The present invention relates to a headset for two-way call with reduced noise, the speaker is installed only on one side of the earplug of the headset and the microphone is installed inside the other earplug to wear the headset and make a two-way call when the noise is present around the microphone The ear plug and the head block the input to the two-way headset for two-way call to send and receive only a voice signal in a state of noise is blocked even if the two-way call in a high noise environment.

통상, 해드셋을 끼고서 양방향 통화를 하는 경우에 있어서는 해드셋의 양쪽 귀마개 내부에 스피커가 설치되어 있어서 양쪽 귀로는 수신된 신호를 듣고, 마이크는 사용자의 입 앞에 설치되어 있어서 입으로부터 방출되는 음성신호를 포착하도록 되어있다.In general, when making a two-way call with a headset, a speaker is installed inside both earplugs of the headset to listen to the received signal, and a microphone is installed in front of the user's mouth to capture a voice signal emitted from the mouth. It is.

그러나 주변에 높은 소음이 존재하는 곳에서 해드셋을 사용하고 있는 환경에서는 입 앞에 설치된 마이크로 음성 신호와 함께 주변 소음이 입력되기 때문에 음성 신호와 함께 주변소음이 같이 증폭되어 상대방에게 전달되게 됨으로 상대방의 스피커에는 음성신호와 소음이 동시에 방출된다. 따라서 소음환경 하에서 양방향 통화를 하는 해드셋을 사용하는 경우에는 귀마개를 이용하여 주변소음을 차단한다 하더라도 상대방의 마이크를 통하여 입력된 신호가 스피커에서 방출되는 것을 차단할 수는 없었다. 따라서 소음이 심각한 환경에서 양방향 통화를 하는 경우에는 서로 어떠한 이야기를 하는지 알수가 없으며 계속적으로 재 확인을 해야하는 불편이 따랐다.However, in the environment where the headset is used in the presence of high noise, the ambient noise is input together with the micro voice signal installed in front of the mouth, so the ambient noise is amplified and transmitted to the other party's speaker. Voice signal and noise are emitted at the same time. Therefore, in the case of using a headset which makes a two-way call under a noise environment, even if the ambient noise is blocked using an earplug, the signal input through the microphone of the other party cannot be prevented from being emitted from the speaker. Therefore, when making a two-way call in a noisy environment, it was difficult to know what they were talking to each other and had to constantly check again.

또한 해드셋의 마이크를 입 앞에 설치하는 경우에 있어서는 입에서 방출되는 수증기가 마이크에 닿게 되며 마이크가 차가운 경우에는 곧바로 결로 현상이 발생하여 마이크의 성능을 저하시키며, 마이크가 아주 차가와 0도 밑으로 떨어지는 경우에는 입에서 방출된 수증기가 마이크에 얼어 붙게 되므로 마이크의 기능이 정지하게 되는 문제점이 있었다.In addition, when the headset microphone is placed in front of the mouth, water vapor emitted from the mouth touches the microphone, and when the microphone is cold, condensation occurs immediately, degrading the performance of the microphone. In this case, there is a problem that the function of the microphone is stopped because water vapor emitted from the mouth is frozen in the microphone.

이러한 문제점을 해결하기 위해서 소련과 같은 나라에서는 마이크를 목의 성대부분에 밀착하여 사용하는 해드셋을 개발하여 사용하고 있는데, 이러한 방식의 해드셋은 마이크의 성능이 결로현상과 결빙현상에 의하여 감소되거나 정지되는 문제는 해결할 수 있으나 성대의 진동신호를 목의 피부를 통하여 투과된 것을 포착하기 때문에 고주파 성분이 급격히 감소된 신호만을 포착하게 됨으로 음색이 변하며 심한 경우에는 음향정보의 정밀도가 떨어져 전달된 음성신호가 어떤 의미인지 쉽게 알기가 어려웠다.In order to solve this problem, countries such as the Soviet Union have developed and used a headset that uses the microphone in close contact with the vocal cords of the neck. In this type of headset, the performance of the microphone is reduced or stopped due to condensation and freezing. The problem can be solved, but because the vibration signal of the vocal cords is captured through the skin of the neck, only the signal of which the high frequency component is sharply reduced is changed and the tone is changed. It was hard to know what it means.

또한 이동하는 차량의 외부에서 통화를 하는 경우와 바람이 심하게 불고 있는 환경에서 통화를 하는 경우에 있어서도 바람에 의해 생성되는 소음이 심하여 명확한 음성통신을 할 수가 없었다. 이때 종래에 많이 사용하는 방법은 바람을 차단하는 스펀지나 솜 등을 사용하는 wind shield 또는 wind screen을 사용하였는데 이러한 방법도 또한 한계가 있어서 바람의 속도가 높거나 차량의 이동 속도가 높은 경우에 있어서는 음성이 제대로 전달되지 않는 문제점이 있었다.In addition, even when talking on the outside of a moving vehicle and in a call where there is a severe wind, the noise generated by the wind is too high to make clear voice communication. At this time, the conventional method used a wind shield or a wind screen using a sponge or cotton to block the wind. This method also has a limitation, so in the case of a high wind speed or a high moving speed of the vehicle, There was a problem that was not delivered properly.

이러한 문제점을 해결하기 위해서 능동소음 통제 방식의 해드셋이 미국을 포함한 선진국에서 개발되어 사용되고 있으나, 이러한 방식도 저주파 영역에서는 효과적이나 고주파 영역에서는 그 성능이 저하되어 음성주파수 대역인 1 kHz 대역에서는 소음의 감소효과가 적으며, 이러한 방식의 해드셋을 제작 및 생산하기 위해서는 많은 비용이 들고 있다.In order to solve this problem, the active noise control headset has been developed and used in developed countries including the United States, but this method is effective in the low frequency region, but its performance is deteriorated in the high frequency region, and noise is reduced in the 1 kHz band. It is less effective and expensive to manufacture and produce headsets of this type.

따라서, 높은 소음환경하에서도 저 비용으로 음향신호를 명확하게 전달하여주며, 추운 곳에서 사용하여도 결로와 결빙에 의해 성능이 저하되지 않고, 바람이 심하게 부는 곳 또는 움직이는 차량에서도 사용이 가능한 양방향 통화용 해드셋이 필요한 실정이다.Therefore, it clearly delivers sound signal at low cost even in high noise environment and does not degrade performance due to dew condensation and freezing even when used in cold places, and can be used even in severe wind or moving vehicles. This requires a headset.

양방향 음성통신을 하는 해드셋은 각각의 해드셋에 마이크와 스피커가 설치되어서 성대의 진동신호를 마이크로 감지하여 증폭하고 전달함으로써 상대방의 스피커를 진동하게 하며 스피커의 진동은 상대방의 고막을 진동시켜 상대방이 음성을 인식하게 된다. 이때 해드셋의 마이크가 입 앞에 위치함으로써 소음, 결빙 및 바람의 영향 등의 문제가 발생하는데 해드셋의 마이크를 주변소음이 도달하지 않거나 적게 도달하는 장소에 설치하며, 동시에 입에서 방출되는 수증기가 도달하지 않는 장소에 설치하며, 또 사용자가 빠르게 이동하거나 바람이 불어도 마이크에 영향이 없는 곳에 설치하여야 한다.Headset for two-way voice communication is equipped with a microphone and speaker in each headset to detect, amplify and transmit the vibration signal of the vocal cords to vibrate the speaker of the other party, the vibration of the speaker vibrates the eardrum of the other party to the voice To be recognized. At this time, the microphone of the headset is located in front of the mouth, causing problems such as noise, freezing, and wind effects.The microphone of the headset is installed in a place where ambient noise does not reach or is less reached, and at the same time, water vapor emitted from the mouth does not reach. It should be installed in a place and it should be installed in a place where the user doesn't affect the microphone even if the user moves fast or winds.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해서 양방향 음성 통신용 해드셋의 마이크를 고막 근처의 외이도에 또는 해드셋의 귀마개 내부에 설치하여 말을 하는 사람의 성대가 진동할 때 고막이 진동하는 것을 포착하게 하여 양방향 음성 통신을 할 수 있도록 한다.In order to solve this problem, the microphone of the headset for bidirectional voice communication can be installed in the ear canal near the eardrum or inside the earplug of the headset so that the eardrum vibrates when the speaker's vocal cord vibrates to perform bidirectional voice communication. Make sure

도1은 본 발명에 의한 소음이 감소되는 양방향 통화용 해드셋의 단면도.1 is a cross-sectional view of the headset for two-way communication in which noise is reduced according to the present invention.

도2는 본 발명에 의한 소음이 감소되는 양방향 통화용 해드셋의 다른 단면도.Figure 2 is another cross-sectional view of the headset for two-way call noise is reduced according to the present invention.

도3은 본 발명에 의한 소음이 감소되는 양방향 통화용 해드셋을 착용한 마이크가 설치된 쪽의 단면도.Figure 3 is a cross-sectional view of the side of the microphone is installed wearing a headset for two-way call is reduced noise according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

1 귀마개 2 스피커 3 마이크1 earplug 2 speaker 3 microphone

4 흡음재 5 조임밴드 6 수신용전선4 Sound absorbing material 5 Tightening band 6 Receiving wire

7 송신용전선 8 진동자 9 외이도7 Transmission cable 8 Oscillator 9 Ear canal

10 고막 11 귀바퀴10 eardrum 11 ear wheels

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 소음이 감소되는 양방향 통화용 해드셋은 한쪽의 귀마개(1) 내부에는 스피커(2)를 설치하여 상대방이 전달한 음성신호를 들을 수 있도록 하며, 다른 쪽의 귀마개(1) 내부에는 마이크(3)를 설치하여 말을 하는 사람의 고막(10)이 진동하는 것을 포착하여 상대방에게 전달하도록 한 것이다. 이것은 양쪽의 귀마개(1) 내부에 모두 스피커(2)를 설치하여 두 귀로는 소리를 듣기만 하고 마이크(3)는 입 앞에 설치하여 성대의 진동을 포착하는 종래의 방식과는 달리 한쪽 귀는 듣기만 하고 다른쪽 귀는 신호를 포착하는데 사용하도록 한 것이다.Headset for two-way call to reduce the noise of the present invention for achieving the above object is to install a speaker (2) inside one earplug (1) to hear the voice signal transmitted by the other, the other earplug (1 The inside of the microphone 3 is installed to capture the vibration of the person's eardrum 10 is to transmit to the other party. Unlike the conventional method in which the speaker 2 is installed inside both ear plugs 1 to listen to the sound with both ears, and the microphone 3 is installed in front of the mouth to capture the vibration of the vocal cords. The other ear is used to capture the signal.

사람이 말을 하면 성대가 진동을 하며, 성대의 진동은 입과 귀를 연결하는 유스타키오관을 통하여 자신의 고막(10)을 진동하게 한다. 이렇게 자신의 고막(10)을 진동하게 하여 자신이 현재 어떠한 말을 하고 있는지를 스스로 확인하게 되는데 이때 진동되는 고막(10)은 자신이 말하는 음성신호를 외이도(9)를 통하여 밖으로 방출하게 된다. 물론 이때 방출되는 신호의 크기는 크지 않기 때문에 평소에 인식하기는 힘들다.When a person speaks, the vocal cords vibrate, and the vocal cords vibrate their eardrum 10 through the eustachian tube that connects the mouth and ears. By vibrating his eardrum 10, he himself checks what he is currently talking about. The vibrating eardrum 10 will release his or her voice signal through the ear canal 9. Of course, since the magnitude of the emitted signal is not large, it is difficult to recognize normally.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 기본적인 기술사상을 구현하기 위한 각 구성들에 대하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, each component for implementing the basic technical idea of the present invention with reference to the accompanying drawings will be described in detail.

도 1은 해드셋의 양쪽 귀마개(1) 내부의 구성이 다르며, 왼쪽은 마이크(3)이 오른쪽에는 스피커(2)가 설치된 것을 보여주고 있다. 왼쪽 귀마개(1)의 내부에는 마이크(3)이 흡음재(4)의 끝에 설치되어 해드셋을 착용하는 사람의 외이도(9)에 삽입이 될 수 있도록 귀마개(1)의 끝보다 더 밖으로 돌출되어 있음을 볼 수 있다. 마이크(3)에서 포착된 음성신호는 송신용전선(7)을 통하여 증폭기로 보내지며, 스피커(2)는 수신용전선(6)을 통하여 상대방의 음성신호를 받을 수 있도록 되어있다. 이와 같이 구성된 두 개의 귀마개(1)는 조임밴드(5)에 의하여 연결되었으며 보통 조임밴드(5)를 머리에 걸쳐서 사용하게 되는데, 조임밴드(5)는 양쪽의 귀마개(1)를 사용자의 머리에 밀착시켜 소음이 귀마개(1)의 내부에 입력되는 것을 막는다.Figure 1 shows that the configuration of the inner ear plug 1 of the headset is different, the left side of the microphone 3, the right side shows that the speaker 2 is installed. Inside the left earplug 1, the microphone 3 is installed at the end of the sound absorbing material 4 so that it protrudes further than the tip of the earplug 1 so that it can be inserted into the ear canal 9 of the person wearing the headset. can see. The voice signal captured by the microphone 3 is sent to the amplifier through the transmission wire 7, and the speaker 2 is capable of receiving the voice signal of the other party through the reception wire 6. The two ear plugs 1 configured as described above are connected by a tightening band 5 and usually use a fastening band 5 over the head, and the fastening band 5 includes both ear plugs 1 on the user's head. Close contact prevents noise from being input into the ear plug 1.

그림 2는 스피커(2) 대신에 진동자(8)을 설치한 것이 다르며 나머지는 그림 1과 동일하다. 스피커(2) 대신에 진동자(8)을 사용한 것은 음성신호를 골도(骨道)를 거쳐 청신경에 도달하도록 한 것으로 이러한 방법을 사용하는 경우 2가지 장점을 획득할 수 있다. 첫째 스피커(2)와 마이크(3)을 가까이 설치하면 스피커(2)에서 방출되는 음성신호가 다시 마이크(3)으로 입력되어 마이크(3), 증폭기 그리고 스피커(2)가 폐회로를 형성함으로써 발생하는 하울링(houling) 현상을 방지할 수 있다. 스피커(2)와 마이크(3)를 사용하는 경우에 증폭기의 증폭도를 너무 많이 높이게 되면 스피커(2)에서 방출된 소리가 사람의 머리를 투과하여 반대쪽에 설치된 마이크 (3)에 도달할 수 있는데 이렇게 되면 하울링이 발생하여 사용자의 귀가 큰 소음에 노출되게 된다. 이러한 것을 방지하기 위해서 스피커(2) 대신에 진동자(8)을 사용하면 청신경에서 음성신호를 감지하되 진동자(8)의 진동이 음향신호가 아니기 때문에 마이크(3)에 입력되는 것을 방지할 수가 있다. 둘째는 진동자를 사용하는 경우 청각에 장애가 존재하는 사람도 사용이 가능하다는 점이다.Figure 2 differs from the installation of a vibrator (8) instead of the speaker (2) and the rest is the same as Figure 1. The use of the vibrator 8 instead of the speaker 2 allows the voice signal to reach the auditory nerve via the bone canal, and two advantages can be obtained when using this method. First, when the speaker 2 and the microphone 3 are installed close to each other, the voice signal emitted from the speaker 2 is input to the microphone 3 again, and the microphone 3, the amplifier, and the speaker 2 are generated by forming a closed circuit. Howling can be prevented. In the case of using the speaker (2) and the microphone (3), if the amplification of the amplifier is increased too much, the sound emitted from the speaker (2) can penetrate the head of the person and reach the microphone (3) installed on the opposite side. Howling occurs when the user's ear is exposed to loud noise. In order to prevent this, if the vibrator 8 is used instead of the speaker 2, the audio signal is detected by the auditory nerve, but the vibration of the vibrator 8 is not an acoustic signal, thereby preventing the microphone 3 from being input. Second, the use of a vibrator can be used by people with hearing impairments.

도 3은 음성신호 포착용 마이크(3)을 외이도(9)에 설치한 것을 보여주고 있는데, 흡음재(4)의 지지를 받은 마이크(3)이 고막(10) 앞의 외이도(9)에 설치되어 있는 것을 보여주고 있다. 고막(10)이 성대의 진동에 의하여 진동을 하면 그 진동신호가 외이도(9)를 따라 밖으로 전달되며 이때 외이도(9)에 설치된 마이크(3)에서 그 신호를 포착하여 송신용전선(7)을 통하여 증폭기로 보내주게 된다. 이때 흡음재 (4)는 마이크(3)을 지지하여 외이도(9)에 삽입되는 것을 도울 뿐만아니라 외이도 (9)내에서 음이 산란되는 것을 막으며, 동시에 마이크(3)이 외이도(9)에 닫게 됨으로하여 발생하는 소음도 줄일 수 있다.FIG. 3 shows that the microphone 3 for capturing a voice signal is installed in the ear canal 9, wherein the microphone 3 supported by the sound absorbing material 4 is installed in the ear canal 9 in front of the tympanic membrane 10. It is showing what it is. When the tympanic membrane 10 vibrates due to the vibration of the vocal cords, the vibration signal is transmitted out along the ear canal 9, and at this time, the microphone 3 installed in the ear canal 9 captures the signal and transmits the transmission wire 7. To the amplifier. At this time, the sound absorbing material (4) supports the microphone (3) to help not only to be inserted into the ear canal (9), but also to prevent scattering of sound in the ear canal (9), and at the same time to close the microphone (3) to the ear canal (9) Therefore, the noise generated can be reduced.

이때 귀바퀴(11)과 흡음재(4) 그리고 마이크(3)은 귀마개(1)로 둘러싸여 있어서 주변의 소음이 입력되려면 귀마개(1)의 투과손실과 흡음재(4)의 투과 손실을 합한 것 만큼의 감소가 된 상태에서 마이크(3)에 입력되기 때문에 고막(10)에서 입력되는 음성신호는 크게 입력되며 주변에서 입력되는 소음은 32 dB 정도의 투과 손실에 의한 감소를 하게 됨으로 소음은 작게 입력된다. 또한 고막의 진동신호는 성대의 진동신호와 거의 유사하며 고주파 성분이 약간 감소하나 다른 어떤 방법보다도 명확하게 음성을 전달하면서 주변의 소음을 줄일 수 있다.At this time, the ear wheel 11, the sound absorbing material (4) and the microphone (3) is surrounded by the ear plug (1), so that the ambient noise is input as much as the sum of the transmission loss of the ear plug (1) and the transmission loss of the sound absorbing material (4). Since it is input to the microphone 3 in a state of being turned on, the voice signal input from the eardrum 10 is inputted largely, and the noise input from the surroundings is reduced by the transmission loss of about 32 dB, so the noise is inputted small. In addition, the vibration signal of the tympanic membrane is almost similar to the vibration signal of the vocal cords, and the high frequency component is slightly reduced.

이와 같이 설치된 해드셋은 마이크(3)이 외이도(9) 내에 설치되어 있고 귀마개(1)에 의하여 보호되기 때문에 입김이 도달하지도 않고, 바람이나 빠른 이동에 의한 영향도 해결되어 여러환경에서 그 장점을 발휘하게 된다.Since the headset 3 is installed in the ear canal 9 and is protected by the ear plug 1, the headset is not reached, and the impact caused by wind or rapid movement is solved. Done.

이러한 해드셋은 신호를 유선에 의하여 주고 받는 방법도 가능하나 증폭기에 송수신기를 설치하여 무선으로도 사용이 가능하고, 조임밴드(5)가 없이 각각의 귀에 삽입되는 이어폰 형태로도 사용이 가능하며, 마이크(3)이 부착된 쪽의 귀마개 (1)만을 사용하여 송신용만으로도 사용이 가능하다.These headsets can also be used to send and receive signals by wire, but can be used wirelessly by installing transceivers in the amplifier, and can also be used in the form of earphones inserted into each ear without a tightening band (5), and a microphone. It can be used only for transmission by using only the earplug (1) on the side to which (3) is attached.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 소음이 감소되는 양방향 통화용 해드셋에 의하면, 주변에 높은 소음이 존재하는 곳에서 음성신호만을 명확하게 포착하여 전달함으로써 양방향 음성통신을 신속하고 정확하게 할 수 있도록 하여주며, 추운 곳에서 사용시 마이크의 감도의 저하를 막고, 바람이 부는 환경에서 또 이동하는 차량에서 음성통신을 정확하게 할 수 있도록 하여 음성통신의 효율성을 높힌 것이다. 이러한 해드셋이 사용될 수 있는 곳은 전투용 차량내 음성통신, 발전소와 시끄러운 공장내의 통신, 바람이 부는 야외, 달리는 차량내에서의 음성통신, 지하철 내의 핸드폰 통신, 그리고 추운 지방에서의 양방향 음성통신에 있어서는 그 효용이 크다고 판단된다.As described above, according to the headset for bidirectional communication in which the noise of the present invention is reduced, it is possible to quickly and accurately perform two-way voice communication by clearly capturing and transmitting only a voice signal in the presence of high noise in the vicinity. When used in a cold place, the microphone's sensitivity is prevented and the voice communication can be performed accurately in a windy environment and in a moving vehicle, thereby improving the efficiency of the voice communication. These headsets can be used in voice communications in combat vehicles, in power plants and in noisy factories, voice communications in windy outdoors, running cars, mobile phone communications in the subway, and two-way voice communications in cold climates. Its utility is judged to be great.

Claims

A speaker is formed inside the ear plug on one side of the headset so that the user can hear the sound signal emitted from the speaker. A microphone is installed inside the ear plug on the other side to capture the vibration of the eardrum when the user speaks to make a two-way call. Headset for two-way calling, characterized in that it can be done.

The headset of claim 1, wherein a vibrator is used instead of a speaker.

The headset according to claim 1 or 2, wherein the microphone is installed inside the earplug, but the microphone is wrapped with a soft sound absorbing material to support or insert the microphone into the ear canal.