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수신된 음향신호를 전기신호로 변환하여 출력하는 복수 개의 마이크로폰으로 구성된 마이크로폰 배열;상기 마이크로폰 배열에서 출력되는 복수 개의 아날로그 신호를 입력으로 받아 증폭하고 각각 디지털 신호로 변환한 후에 변환된 디지털 신호를 스마트폰으로 출력하는 기능을 포함하고 스마트폰으로부터 입력된 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하여 스피커로 출력하는 기능을 선택적으로 포함하는 아날로그 인터페이스 부; 상기 아날로그 인터페이스 부로부터 입력된 디지털 신호에 대해 보청기 동작에 필요한 신호처리를 수행하고 상기 신호처리된 디지털 신호를 상기 아날로그 인터페이스 부로 출력하거나 또는 아날로그 신호로 변환하여 스피커로 출력하는 스마트폰; 상기 아날로그 인터페이스 부 또는 상기 스마트폰으로부터 입력된 상기 아날로그 신호를 음향신호로 변환하는 스피커; 상기 아날로그 인터페이스 부와 상기 스마트폰을 연결하는 제1 연결장치;상기 스피커를 상기 스마트폰 또는 상기 아날로그 인터페이스 부에 연결하는 제3 오디오 잭 및 상기 제3 오디오 잭에 연결되는 오디오 케이블로 구성된 제2 연결장치; 및상기 마이크로폰 배열과 상기 아날로그 인터페이스 부를 연결하는 제3 연결장치;를 포함하며,상기 마이크로폰 배열과 연결된 상기 제3 연결장치가 상기 오디오 케이블과 물리적으로 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 스마트폰 기반의 보청기
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제1항에 있어서, 상기 아날로그 인터페이스 부는, 상기 제3 연결장치를 통하여 상기 마이크로폰 배열로부터 전달받은 상기 복수 개의 아날로그 신호를 각각 증폭하는 복수 개의 아날로그 증폭기;상기 아날로그 증폭기의 출력신호를 입력으로 받아 각각 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환기;상기 아날로그-디지털 변환기의 출력신호를 입력으로 받아 직렬 데이터 송수신부로 데이터를 출력하는 Read FIFO 메모리; 상기 Read FIFO 메모리 출력신호를 입력으로 받아 상기 제1 연결장치를 통하여 상기 스마트폰에 전달하는 역할과 상기 아날로그 증폭기의 증폭이득(amp gain)을 제어하는 증폭이득 제어(amp gain control)신호를 상기 스마트폰으로부터 수신하는 역할과 상기 수신된 증폭이득 제어신호를 상기 아날로그 증폭기에 전달하는 역할을 수행하는 디바이스 직렬데이터 송수신기;상기 아날로그-디지털 변환기에 인가되는 제1클락신호, 상기 Read FIFO 메모리에 인가되는 제2클락신호 및 상기 디바이스 직렬데이터 송수신기에 인가되는 제3클락신호를 생성하는 클락생성기; 및상기 제1 연결장치를 통하여 상기 스마트폰으로부터 직류전압(VCC)을 공급받아 상기 아날로그 증폭기, 상기 아날로그-디지털 변환기, 상기 Read FIFO 메모리, 상기 디바이스 직렬데이터 송수신기, 상기 클락생성기 및 상기 제3 연결장치에 각각 인가되는 공급전압을 생성하는 공급전압변환기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트폰 기반의 보청기
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제3항에 있어서, 상기 아날로그 인터페이스 부는, 상기 디바이스 직렬데이터 송수신기를 통하여 상기 스마트폰으로부터 데이터를 입력받는 Write FIFO 메모리;상기 Write FIFO 메모리로부터 데이터를 입력받아 상기 스피커를 구성하는 이어폰을 구동하는 두 개의 아날로그 신호를 출력하되, 델타-시그마 모듈레이터를 포함하는 스피커 구동회로; 및 상기 스피커 구동회로로부터 입력받은 상기 두 개의 아날로그 신호를 상기 제2 연결장치로 전달하는 제1 오디오 잭을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트폰 기반의 보청기
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제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 아날로그 인터페이스 부를 구성하는 회로를 한 개의 집적회로 칩(integrated circuit chip)에 구현하는 것을 특징으로 하는 스마트폰 기반의 보청기
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제3항 또는 제 4항에 있어서, 상기 스마트폰은,중앙처리장치와 그래픽처리장치를 포함하는 응용프로세서;데이터 포트를 통하여 상기 응용프로세서와 상기 제1 연결장치를 연결하는 호스트 직렬데이터 송수신기;상기 응용프로세서와 연결된 램;상기 응용프로세서와 연결된 디스플레이 및 터치센서 모듈;직류공급전압을 생성하여 상기 데이터 포트를 통하여 상기 제1 연결장치로 공급하는 공급전압발생기; 및 플래시 메모리;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트폰 기반의 보청기
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제 6항에 있어서, 상기 스마트폰은, 상기 제2 연결장치와 상기 스마트폰을 연결하는 제2 오디오 잭; 및상기 제2 오디오 잭과 상기 응용프로세서를 연결하는 디지털-아날로그 변환기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트폰 기반의 보청기
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제 1항에 있어서, 상기 아날로그 인터페이스 부는, 보청기의 동작에 필요한 필터뱅크 분리, 출력진폭범위압축(wide dynamic range compression) 및 주파수 이퀄라이제이션 기능을 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 스마트폰 기반의 보청기
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제 1항에 있어서, 상기 스마트폰은, 빔포밍(beamforming), 필터뱅크 분리, 출력진폭범위압축, 또는 주파수 이퀄라이제이션 기능을 소프트웨어를 이용하여 수행하는 것을 특징으로 하는 스마트폰 기반의 보청기
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제 6항에 있어서, 상기 스마트폰은, 상기 응용프로세서에 포함된 상기 그래픽처리장치를 활용함으로써 빔포밍(beamforming), 출력전압범위압축, 필터 뱅크 분리 또는 주파수 이퀄라이제이션 기능을 수행하여 상기 기능을 수행하는데 소요되는 시간을 감소시키는 것을 특징으로 하는 스마트폰 기반의 보청기
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제 7항에 있어서, 상기 램은,상기 아날로그 인터페이스 부로부터 상기 제1 연결장치를 통하여 상기 스마트폰에 전달된 데이터를 저장하는 입력데이터 버퍼; 상기 응용프로세서에서 실행되는 앱 프로그램을 저장하는 앱 프로그램 저장부; 및상기 스피커로 출력할 데이터를 저장하는 출력데이터 버퍼;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트폰 기반의 보청기
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제 11항에 있어서, 상기 앱 프로그램은,상기 입력데이터 버퍼로부터 읽은 데이터에 대해 상기 보청기의 동작에 필요한 디지털 신호처리를 수행하고 그 결과 데이터를 상기 출력데이터 버퍼에 저장하는 디지털 신호처리 프로그램;상기 호스트 직렬데이터 송수신기, 상기 디스플레이 및 터치센서 모듈, 상기 디지털-아날로그 변환기를 구동하는 구동 프로그램; 및상기 아날로그 증폭기의 증폭이득값을 계산하는 증폭이득결정 프로그램;을 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트폰 기반의 보청기
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제 12항에 있어서, 상기 디지털 신호처리 프로그램은,상기 램의 상기 입력데이터 버퍼로부터 데이터를 읽어들이고, 상기 읽어들인 데이터를 기반으로 상기 복수개의 마이크로폰과 상기 복수 개의 아날로그 증폭기의 직렬연결장치의 감도(sensitivity) 특성이 각각 모두 동일하게 되도록 상기 읽어들인 데이터 값들을 각 마이크로폰 별로 조정(calibration)하고, 상기 조정된 데이터 값들에 대해 빔포밍(beamforming) 동작을 수행하여 하나의 신호를 생성하고, 상기 하나의 신호에 대해 필터뱅크(filter bank) 분리 동작을 수행하여 주파수 대역(frequency band)이 서로 다른 복수개의 신호를 생성하고, 상기 복수개의 신호에 대해 각각 출력진폭범위압축(wide dynamic range compression) 동작과 이퀄라이제이션(equalization) 동작을 수행하고, 그 결과 데이터를 합하여 하나의 최종신호로 만든 후, 상기 최종신호를 상기 램의 상기 출력데이터 버퍼에 저장하는 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 스마트폰 기반의 보청기
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제 1항에 있어서,상기 제2 연결장치가 스피커를 스마트폰에 연결한 경우에,상기 마이크로폰에 수신된 음향신호가 상기 제3 연결장치, 상기 아날로그 인터페이스 부, 상기 제1 연결장치, 상기 스마트폰, 상기 제2 연결장치를 순차적으로 통과하여 상기 스피커에서 음향신호로 출력되기까지의 지연시간(latency)이 0
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제 1항에 있어서,상기 제2 연결장치가 스피커를 아날로그 인터페이스 부에 연결한경우에,상기 마이크로폰에 수신된 음향신호가 상기 제3 연결장치, 상기 아날로그 인터페이스 부, 상기 제1 연결장치, 상기 스마트폰, 상기 제1 연결장치, 상기 아날로그 인터페이스 부, 상기 제2 연결장치를 순차적으로 통과하여 상기 스피커에서 음향신호로 출력되기까지의 지연시간(latency)이 0
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제 1항에 있어서, 상기 아날로그 인터페이스 부는별도의 전원공급장치 대신 상기 제1 연결장치를 통하여 상기 스마트폰으로부터 직류전원을 공급받는 것을 특징으로 하는 스마트폰 기반의 보청기
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제 1항에 있어서,별도의 디지털 신호처리 칩 대신 상기 스마트폰의 응용프로세서를 이용하여 보청기 동작에 필요한 디지털 신호처리를 수행하는 것을 특징으로 하는 스마트폰 기반의 보청기
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제 1항에 있어서, 상기 제1 연결장치는 일단이 상기 스마트폰의 데이터 포트와 연결되며, 직류전압을 공급하는 도선과 데이터를 전송하는 도선을 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트폰 기반의 보청기
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제 6항에 있어서, 상기 그래픽처리장치를 상기 중앙처리장치의 보조프로세서(co-processor)로 사용하는 것을 특징으로 하는 스마트폰 기반의 보청기
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제7항에 있어서, 상기 오디오 케이블은 일단이 상기 제3 오디오 잭에 연결되고 다른 일단은 사용자의 양쪽 귀에 위치하고 스피커를 구성하는 두 개의 이어폰에 연결되며,상기 제3 오디오 잭은 상기 아날로그 인터페이스 부의 제1 오디오 잭 또는 스마트폰의 제2 오디오 잭에 선택적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 스마트폰 기반의 보청기
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제 20항에 있어서, 상기 제3 연결장치는 직류전압을 공급하는 도선과 아날로그 신호를 전송하는 도선을 포함하는 복수개의 도선; 복수개의 인쇄기판; 한 개의 커넥터; 및 한 개의 막대기 모양의 지지대(supporting rod)로 구성되고, 상기 복수 개의 인쇄기판은 각각 상기 지지대를 따라 직렬형태로 배치되고, 상기 복수 개의 인쇄기판의 표면에 각각 한 개 또는 복수 개의 마이크로폰을 부착하고, 상기 복수 개의 마이크로폰은 각각 복수 개의 도선을 통하여 상기 커넥터에 전기적으로 연결되고, 상기 커넥터는 상기 아날로그 인터페이스 부에 연결되어 상기 복수 개의 마이크로폰을 각각 상기 아날로그 인터페이스 부에 전기적으로 연결하고, 상기 지지대는 잘 휘어지고 속이 빈 관 형태의 막대기로 상기 복수 개의 인쇄기판과 상기 복수 개의 도선을 상기 지지대의 안쪽 빈 공간에 위치시켜 상기 복수 개의 인쇄기판, 상기 복수 개의 인쇄기판의 표면에 부착된 상기 복수 개의 마이크로폰과 상기 복수 개의 도선을 기계적으로 지지하고 보호하는 역할을 수행하는 것을 특징으로 하는 스마트폰 기반의 보청기
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제 21항에 있어서, 상기 제3 연결장치를 구성하는 상기 지지대와 상기 제2 연결장치를 구성하는 상기 오디오 케이블이 길이 방향으로 서로 평행하게 근접하여 배치되고 물리적으로 결합된 것을 특징으로 하는 스마트폰 기반의 보청기
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제 21항에 있어서, 상기 마이크로폰 배열을 구성하는 상기 복수 개의 마이크로폰을 상기 제3 연결장치를 구성하는 상기 지지대를 따라 직렬 형태로 배치하고 인접한 두 마이크로폰 사이의 간격을 불균일하게 배치하는 것을 특징으로 하는 스마트폰 기반의 보청기
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제 21항에 있어서, 상기 마이크로폰 배열을 구성하는 상기 복수 개의 마이크로폰을 상기 제3 연결장치를 구성하는 상기 지지대를 따라 상기 아날로그 인터페이스 부에 가까운 위치부터 시작하여 상기 아날로그 인터페이스 부로부터 멀어지는 방향으로 차례대로 직렬형태로 배치할 때, 첫 번째 배치한 마이크로폰(M1)과 두 번째 배치한 마이크로폰(M2) 사이의 간격을 고려하는 최고주파수 입력음향신호의 음파 파장의 절반 크기로 정하고, 세 번째 배치하는 마이크로폰부터는 다음에 배치할 마이크로폰(MN+1)과 상기 첫 번째 배치한 마이크로폰(M1) 사이의 간격을 직전에 배치한 마이크로폰(MN)과 상기 첫 번째 배치한 마이크로폰(M1) 사이의 간격에 일정한 상수값을 곱한 값으로 정하는 것을 특징으로 하는 스마트폰 기반의 보청기
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제 24항에 있어서,상기 첫 번째 배치한 마이크로폰(M1)으로부터 수신된 신호는 올패스(all-pass) 필터를 통과시키고, 두 번째 배치한 마이크로폰(M2)으로부터 수신된 신호는 대역폭(bandwidth)이 상기 최고주파수 입력음향신호의 최고주파수와 동일한 저역통과필터를 통과시키고, 세 번째 배치한 마이크로폰(M3)으로부터 수신된 신호에 대해서는 직전에 배치한 마이크로폰으로부터 수신된 신호에 적용한 대역폭을 상기 일정한 상수값으로 나눈 값을 대역폭으로 가지는 저역통과 필터를 통과시키고, 상기 복수 개의 마이크로폰으로부터 수신된 신호를 각각 상기 필터를 통과시킨 결과 신호값들을 모두 더하여 합신호를 생성하고, 상기 합신호를 미분필터를 통과시켜 빔포밍된 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 스마트폰 기반의 보청기
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제 25항에 있어서,상기 복수 개의 마이크로폰으로부터 수신된 신호를 각각 상기 필터를 통과시킨 결과 신호값들에 대해 각각 서로 다른 지연시간을 거치게 하고 각각 서로 다른 상수를 곱한 후에 그 결과 신호값들을 모두 더하여 합신호를 생성하고, 상기 합신호를 미분필터를 통과시켜 빔포밍된 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 스마트폰 기반의 보청기
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제 1항에 있어서, 상기 아날로그 인터페이스 부가 상기 스마트폰의 뒷면에 위치하도록 상기 아날로그 인터페이스 부를 구성하는 장치를 상기 스마트폰에 부착된 스마트폰 케이스 또는 상기 스마트폰과 직접 물리적으로 결합하여 고정시키는 것을 특징으로 하는 스마트폰 기반의 보청기
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제 1항에 있어서, 상기 아날로그 인터페이스 부를 동글(dongle) 형태로 제작하여 상기 스마트폰의 데이터 포트를 통하여 상기 아날로그 인터페이스 부를 상기 스마트폰에 결합하는 것을 특징으로 하는 스마트폰 기반의 보청기
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제 3항에 있어서, 디바이스 직렬데이터 송수신기는 상기 제1 연결장치를 통하여 USB 1
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