KR100252589B1 - 가상 서라운드 음향 출력 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명의 특징은 음향 신호를 다수개의 신호로 분리하여 출력하는 음향 신호 분리부와, 사용자의 전방 소정 개소에 배치되어 음향을 출력시키는 좌우 스피커를 포함하는 오디오 시스템에 관한 것으로, 상기 음향 신호 분리부에서 출력되는 모노 신호와 좌우 후음 신호를 좌우 스테레오 신호에 대하여 소정의 위상차를 갖도록 하는 위상 제어 수단과, 상기 음향 신호 분리부에서 출력되는 모노 신호와 좌우 후음 신호를 좌우 스테레오 신호에 대하여 소정의 이득비를 갖도록 하는 이득 제어 수단과, 상기 위상 및 이득 제어 수단에서 출력되는 신호들과 좌우 스테레오 신호들중에서 모노 신호를 공통으로 포함하여 좌우스피커에 대응하는 좌우 신호 쌍들이 소정의 순서를 가지고 동시에 출력되도록 하는 선택 출력부를 포함하는 가상 서라운드 음향 출력 시스템에 의하여 각각 출력되는 음향을 동시 음향으로 착각되도록 하는 것을 특징으로 하는 것이다.

Description

가상 서라운드 음향 출력 시스템.

본 발명은 오디오 시스템에 관한 것으로서, 특히 복수개의 스피커를 통하여 출력되는 음향 신호가 다수개의 스피커를 사용하여 출력되는 것과 동일한 음향 효과를 갖도록 할 수 있는 가상 서라운드 음향 출력 시스템에 관한 것이다.

오디오 시스템은 가청 가능한 주파수의 음향을 소정의 매체에 기록 또는 재생하는 것으로서, 상기 오디오 시스템에는 텔레비전, 라디오, 테이프 카세트 레코더 CD 플레이어(Compact Disk Player)등이 있다.

상기한 오디오 시스템 중에서 텔레비전이나 라디오는 방송국에서 음향을 소정의 변조 과정을 통하여 공중파로 전송하면 이를 수신하여 사용자가 가청 가능한 음향으로 복조 하여 소정의 음향 출력 수단(이하 스피커)을 통하여 상기 복조된 음향을 출력하는 것이다.

상기한 텔레비전이나 라디오를 통해서 음향을 출력하는 방식에는 모노(Mono)방식과 스테레오(Stereo) 방식과 서라운드(Surround) 방식이 있다.

상기한 모노 방식은 하나의 주파수 대역을 사용하여 음향 신호를 방송하는 것으로서 음의 발원지에 상관없이 일개 소정 장소에 배치된 음향 취득 수단에 의하여 취득된 음향을 방송하는 것이므로, 상기 오디오 시스템을 통하여 출력되는 음향 신호는 원래의 음향 신호와는 다소 차이가 발생하게 된다.

그리고, 상기한 스테레오 방식은 복수의 주파수 대역을 사용하여 음향 신호를 방송하는 것으로서, 음의 발원지에 따라 좌측 스테레오 신호와 우측 스테레오 신호로 나누어 상기 좌측 스테레오 신호와 우측 스테레오 신호를 각각 상기 복수개의 주파수 대역으로 전송되도록 하는 것이므로 상기 모노 방식에 비하여 원음에 더욱 근접한 음향 신호가 상기 오디오 시스템을 통하여 출력되는 것이고, 상기 서라운드 방식은 상기 스테레오 방식의 일 예로서 음의 발원지로부터 출력되는 음향 신호와 상기 음향 신호가 임의의 사물에 의하여 반사되는 잔향 신호를 함께 출력되도록 하는 방식이다.

상기한 오디오 시스템의 기술 진보 및 경제적인 풍요에 따른 여가 시간의 증대로 인하여, 최근에는 상기 오디오 시스템으로부터 출력되는 음향을 단순히 듣던 시대에서 벗어나 오디오 시스템으로부터 출력되는 음향을 느끼는 시대로 변환되었고, 이로 인하여 사용자들은 음악을 감상하거나 영화를 감상함에 있어서 원음에 가까운 음향을 선호하게 됨과 아울러 경제적이면서 음향 출력 성능이 우수한 제품을 선호하게 되었다.

도 1은 상기한 서라운드 방식의 오디오 시스템을 나타내는 블록도이다.

상기 오디오 시스템은 안테나(ANT)로부터 입력되는 공중파 신호에서 잡음을 제거한 후 가청주파수의 신호를 출력하는 음향 처리부(10)와, 상기 음향 처리부(10)로부터 출력되는 신호와 상기 오디오 시스템의 주변기기(20)로부터 출력되는 신호 중에서 소정의 신호를 선택하는 스위치부(30)와, 상기 스위치부(30)로부터 출력되는 음향 신호가 다수 개로 분할 출력되도록 소정의 처리 과정을 수행하는 음향 신호 분리부(40)와, 상기 음향 신호 분리부(40)에서 출력되는 신호를 출력하는 스피커(50a, 50b, 50c, 50d, 50e)를 포함한다.

보다 상세하게 상기 음향 신호 분리부(40)에서 출력되는 신호는 사용자에게 원음에 상당하는 음향을 전달하기 위하여 실내의 다수개 소정 장소에 배치되는 다수개의 스피커(50a, 50b, 50c, 50d, 50e)를 통해서 분산 출력된다.

그리고, 상기 다수개의 스피커(50a, 50b, 50c, 50d, 50e)를 보다 상세하게 살펴보면 모노신호(L+R)를 출력하는 센터(Center) 스피커(50a)와 좌측 스테레오 신호(L)를 출력하는 레프트(Left) 스피커(50b)와, 우측 스테레오 신호(R)를 출력하는 라이트(Right) 스피커(50c)와, 좌측 후음(사용자의 후방으로부터 청취되는 음향 즉, 잔향 신호; Lsur)을 출력하는 레프트 리어(Left Rear) 스피커(50d) 및, 우측 후음(Rsur)을 출력하는 라이트 리어(Right Rear) 스피커(50e)로 나누어진다.

상기한 바와 같이 구성된 오디오 시스템에서 사용자가 음향 청취에 대하여 최대의 만족을 느끼도록 하기 위한 스피커의 배치를 도 2를 통해서 나타낸다.

상기 스피커의 배치에서 좌우 스피커의 배치는 대칭 되도록 하는 것이 중요하다.

상기 센터 스피커(50a)는 사용자(60)를 중심으로 사용자(60)의 전방으로 소정 거리 이격된 위치에 배치되어 모든 방향으로 음향을 출력하고, 상기 라이트 스피커(50c)는 센터 스피커(50a)를 중심으로 사용자(60)의 우측으로 소정 각도(45°)를 갖는 위치에 사용자(60)와 대향하도록 배치되어 전방으로만 음향 신호를 출력하고, 상기 레프트 스피커(50b)는 센터 스피커(50a)를 중심으로 사용자(60)의 좌측으로 소정 각도(45°)를 갖는 위치에 사용자(60)와 대향하도록 배치되어 전방으로 음향을 출력한다.

상기 레프트 리어 스피커(50d)는 사용자(60)의 후방에 사용자(60)를 중심으로 좌측으로 소정 각도(45°)를 갖는 위치에 위치되어 좌측 후음을 출력하고, 상기 라이트 리어 스피커(50e)는 사용자(60)의 후방에 사용자(60)를 중심으로 우측으로 소정 각도(45°)를 갖는 위치에 배치되어 우측 후음을 출력한다.

따라서, 상기한 다수개의 스피커(50a)(50b)(50c)(50d)(50e)로부터 출력되는 신호는 사용자에게 도달되는 거리의 차이로 인하여 모노 신호(L+R)와 좌우 스테레오 신호(L,R)와 좌우 후음 신호(Lsur,Rsur)가 각각 다른 감쇄비를 갖게 되고, 또한 상기한 도 2에 나타내는 바와 같이 다수개의 스피커(50a)(50b)(50c)(50d)(50e)의 배치 위치의 차이로 인하여 사용자에게는 상기 모노 신호(L+R)와 좌우 스테레오 신호(L,R)와 좌우 후음 신호(Lsur,Rsur)가 각각 다른 위상차를 갖는 것으로 느껴지게 된다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래의 오디오 시스템에서 사용자가 원음에 상당하는 서라운드 음향을 청취하기 위해서는 상기한 바와 같이 다수개의 스피커를 사용자를 중심으로 특정 각도를 갖는 실내의 소정 위치에 정확도 있게 배치하여야 하기 때문에, 상기 스피커를 배치함에 있어서 상기 스피커의 배치 위치에 정확성을 가하는 것이 용이하지 않게 되는 문제점이 있었다.

또한 상기 복수개의 리어 스피커가 오디오 시스템의 본체로부터 상당히 이격된 위치에 배치되기 때문에, 스피커와 본체를 연결하는 와이어의 길이가 길어져서 상기한 와이어의 처리가 용이하지 않게 됨과 아울러 상기한 바와 같이 와이어가 길어짐에 의하여 상기 와이어를 거치면서 신호의 감쇄가 발생하게 되는 문제점이 있었다.

상기한 바와 같은 문제점을 해소하기 위한 본 발명은 복수개의 스피커를 통하여 출력되는 음향 신호가 다수개의 스피커를 사용하여 출력되는 것과 동일한 음향 효과를 갖도록 할 수 있는 가상 서라운드 음향 출력 시스템을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 서라운드 방식의 오디오 시스템을 나타내는 블록도.

도 2는 종래의 다수개의 스피커의 최적 배치 위치를 나타내는 도면.

도 3은 본 발명에 따른 오디오 시스템을 나타내는 블록도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 음향 처리부 20 : 주변 기기

30 : 스위치부 40 : 음향 신호 분리부

50b : 좌측 스피커 50c : 우측 스피커

70 : 위상 및 이득 제어부 80 : 선택 출력부

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은 음향 신호를 다수개의 신호로 분리하여 출력하는 음향 신호 분리부와, 사용자의 전방 소정 개소에 배치되어 음향을 출력시키는 좌우 스피커를 포함하는 오디오 시스템에 있어서, 상기 음향 신호 분리부에서 출력되는 모노 신호와 좌우 후음 신호를 좌우 스테레오 신호에 대하여 소정의 위상차를 갖도록 하는 위상 제어 수단과, 상기 음향 신호 분리부에서 출력되는 모노 신호와 좌우 후음 신호를 좌우 스테레오 신호에 대하여 소정의 이득비를 갖도록 하는 이득 제어 수단과, 상기 위상 및 이득 제어 수단에서 출력되는 신호들과 좌우 스테레오 신호들중에서 모노 신호를 공통으로 포함하여 좌우스피커에 대응하는 좌우 신호 쌍들이 소정의 순서를 가지고 동시에 출력되도록 하는 선택 출력부를 포함하는 것에 의하여 각각 출력되는 음향을 동시 음향으로 착각되도록 하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 부가적인 특징은 상기 위상 지연 수단은 모노 신호는 좌측 스테레오 신호에 대하여 -45°의 위상차를 갖도록 하고 좌측 후음 신호는 좌측 스테레오 신호에 대하여 +90°의 위상차를 갖도록 하고, 우측 후음 신호는 우측 스테레오 신호에 대하여 -90°의 위상차를 갖는 것을 특징으로 하고, 다른 부가적인 특징은 상기 이득 제어 수단은 좌우 스테레오 음향의 이득을 기준으로 하여 모노 음향의 이득은 소정치 감쇄시키고, 좌우 후음향의 이득비는 소정치 증가시키는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 살펴보면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 오디오 시스템의 블록도이다.

상기 오디오 시스템은 안테나(ANT)로부터 입력되는 공중파 신호에서 잡음을 제거한 후 가청주파수의 신호를 출력하는 음향 처리부(10)와, 상기 음향 처리부(10)로부터 출력되는 신호와 상기 오디오 시스템의 주변기기(20)로부터 출력되는 신호 중에서 소정의 신호를 선택하는 스위치부(30)와, 상기 스위치부(30)로부터 출력되는 음향 신호가 각각 소정의 세기를 갖는 모노 신호(L+R)와 우측 스테레오 신호(R)와 좌측 스테레오 신호(L)와 좌측 후음 신호(Lsur)와 우측 후음 신호(Rsur)로 분할 출력되도록 소정의 처리 과정을 수행하는 음향 신호 분리부(40)와, 상기 음향 신호 분리부(40)에서 출력되는 모노 신호(L+R)와 좌측 후음 신호(Lsur)와 우측 후음 신호(Rsur)의 위상을 지연시킴과 아울러 각 신호의 이득을 제어하여 출력하는 위상 및 이득 제어부(70)와, 상기 위상 및 이득 제어부(70)에서 출력되는 좌측 후음 신호(Lsur)와 모노 신호(L+R)와 우측 후음 신호(Rsur) 및 좌우측 스테레오 신호(S,R)에서 우측 스테레오 신호(R)와 우측 후음 신호(Rsur)와 모노 신호(L+R)를 하나의 출력단으로 소정의 시간 간격으로 출력하고 좌측 스테레오 신호(L)와 좌측 후음 신호(Lsur)와 모노 신호(L+R)를 다른 출력단으로 소정의 시간 간격으로 출력하는 선택 출력부(80)와, 상기한 선택 출력부(80)로부터 출력되는 좌측 스테레오 신호(L)와 좌측 후음 신호(Lsur)와 모노 신호(L+R)를 출력하는 좌측 스피커(50b)와, 상기 선택 출력부(80)에서 출력되는 우측 스테레오 신호(R)와 모노 신호(L+R)와 우측 후음 신호(Rsur)를 출력하는 우측 스피커(50c)를 포함한다.

상기 위상 및 이득 제어부(70)를 보다 상세하게 나타내면 음향 신호 분리부(40)에서 출력되는 우측 스테레오 신호(R)와 좌측 스테레오 신호(L)를 기준 신호로하여 모노 신호(L+R)의 위상은 상기 우측 스테레오 신호(R)와 좌측 스테레오 신호(L)에 대하여 동일한 위상차(45°)를 갖도록 함과 아울러 상기 모노 신호(L+R)는 좌우 스테레오 신호(L,R)보다 상기 도 2에 나타내는 바와 같이 원거리에 있으므로 좌우 스테레오 신호(L,R)보다 기 설정된 소정치로 이득을 감쇄 한다. 그리고, 상기 우측 후음 신호(Rsur)는 우측 스테레오 신호(R)에 대하여 소정치(-90°)의 위상차를 갖도록 하고 좌측 후음 신호(Lsur)는 좌측 스테레오 신호(L)에 대하여 소정치(+90°)의 위상차를 갖도록 함과 아울러 상기한 복수개의 후음 신호(Lsur, Rsur)는 상기 좌우 스테레오 신호(L,R)에 대하여 도 2를 통해서 도시되는 바와 같이 사용자와의 거리가 근거리이므로 기 설정된 소정치로 이득을 증가시킨다.

상기 위상 및 이득 제어부(70)에 의하여 소정의 위상차와 이득차를 갖는 다수개의 신호들(R, L, L+R, Rsur, Lsur)은 선택 출력부(80)에 의하여 상기한 바와 같이 복수개의 출력단으로 소정의 출력 순서를 가지고 출력되어 복수개의 스피커(50b)(50c)를 통해서 외부로 출력된다.

보다 상세하게 상기한 복수개의 스피커(50b)(50c)를 통해서 출력되는 신호의 출력 순서는 좌우측 스테레오 신호(L)(R)와 모노 신호(L+R)쌍과 좌우측 후음 신호(Lsur)(Rsur)의 순으로 출력된다.

그러므로, 상기 복수개의 스피커를 통하여 출력되는 신호는 스피커를 다수개 소정 지점에 배치하였을 경우와 동일한 위상차로 사용자가 청취할 수 있게 되는 것이므로, 복수개의 스피커를 통하여 출력되는 신호가 서라운드 방식의 음향 효과를 나타내게 되는 것이다.

이상에서와 같이 동작되는 본 발명은 복수개의 스피커를 사용하여 다수개의 스피커를 사용한 서라운드 방식의 음향 효과를 내는 것이므로, 스피커의 수가 감소됨에 따라 경제성이 향상되는 효과가 있고, 실내의 특정 위치에 상기한 스피커를 배치하지 않게 됨으로 인하여 사용의 편리성이 대폭 향상되는 효과가 있고, 본체와 상기 스피커 사이의 동선의 길이가 짧아져서 상기 본체와 스피커를 연결하는 와이어의 처리가 용이하게 되는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 음향 신호를 다수개의 신호로 분리하여 출력하는 음향 신호 분리부와, 사용자의 전방 소정 개소에 배치되어 음향을 출력시키는 좌우 스피커를 포함하는 오디오 시스템에 있어서,

   상기 음향 신호 분리부에서 출력되는 모노 신호와 좌우 후음 신호를 좌우 스테레오 신호에 대하여 소정의 위상차를 갖도록 하는 위상 제어 수단과;

   상기 음향 신호 분리부에서 출력되는 모노 신호와 좌우 후음 신호를 좌우 스테레오 신호에 대하여 소정의 이득비를 갖도록 하는 이득 제어 수단과;

   상기 위상 및 이득 제어 수단에서 출력되는 신호들과 좌우 스테레오 신호들중에서 모노 신호를 공통으로 포함하여 좌우스피커에 대응하는 좌우 신호 쌍들이 소정의 순서를 가지고 동시에 출력되도록 하는 선택 출력부를 포함하는 것에 의하여 각각 출력되는 음향을 동시 음향으로 착각되도록 하는 것을 특징으로 하는 가상 서라운드 음향 출력 시스템.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 위상 지연 수단은 모노 신호는 좌측 스테레오 신호에 대하여 -45°의 위상차를 갖도록 하고 좌측 후음 신호는 좌측 스테레오 신호에 대하여 +90°의 위상차를 갖도록 하고, 우측 후음 신호는 우측 스테레오 신호에 대하여 -90°의 위상차를 갖는 것을 특징으로 하는 가상 서라운드 음향 출력 시스템.
3. 청구항 1에 있어서, 이득 제어 수단은 좌우 스테레오 음향의 이득을 기준으로 하여 모노 음향의 이득비는 소정치 감쇄하도록 하고, 좌우 후음향의 이득비는 소정치 증가시키는 것을 특징으로 하는 가상 서라운드 음향 출력 시스템.

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