KR101207274B1 - 음향 재생 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음향 재생 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 음향 재생 장치는 제1, 제2 및 제3 음원 신호를 받아, 청취 영역에서의 음압 레벨이 청취 영역이 아닌 영역에서의 음압 레벨보다 높도록 제1, 제2 및 제3 음원 신호의 크기와 위상을 제어하여, 제1, 제2 및 제3 제어 음원 신호를 출력하는 제어 수단; 제1 제어 음원 신호를 받아 음향을 재생하는 제1 스피커; 제2 제어 음원 신호를 받아 음향을 재생하는 제2 스피커; 및 제3 제어 음원 신호를 받아 음향을 재생하는 제3 스피커를 포함하고, 상기 제1, 제2 및 제3 스피커는 원형으로 배열되며, 상기 원형으로 배열된 상기 제1, 제2 및 제3 스피커의 하방에 상기 청취 영역이 위치되어 있다.

Description

음향 재생 장치{SOUND REPRODUCING APPARATUS}

본 발명은 음향 재생 장치에 관한 것이다.

다수의 음원을 사용한 음향 제어 기술은 전통적으로 몇 개의 지점에서의 음향 특성을 개선하기 위하여 개발되어 왔다. 그러나, 최근에는, 청취자가 위치하는 특정 공간에 대하여 음향 특성을 개선하기 위한 것으로 개발되고 있다.

다수의 음원을 사용한 음향 제어는 크게 세 가지로 나누어지는데, 하나는 음장 재현 방법, 다른 하나는 다수의 능동 음원(active source, 예를 들어 음원)을 사용하여 공간의 소리 크기를 감소시키고자 하는 능동 소음 제어이며, 또 다른 하나는 특정 형상으로 배열한 음원 사이의 간격을 변화시키거나[R. C. Jones, 'On the theory of the directional patterns of continuous source distributions on a plane surface,' J. Acoust. Soc. Am.16(3), 147-171(1945)], 각 음원 간의 시간 지연과 크기를 변화시킴으로써 특정 각도로 방사되는 음향 파워를 증대시키는 제어[R. L. Prichard, 'Maximum directivity index of a linear point array,' J. Acoust. Soc. Am. 26, 1034-1039(1954)]이다.

이러한 제어는 주로 능동 소나(active sonar)를 위하여 연구되었는데, 대표적으로는 Dolph[C. L. Dolph, 'A current distribution for broadside arrays which optimizes the relationship between beamwidth and sidelobe level,' Proc. IRE 34(6), 335-348 (1946)]에 의해 제안된 바와 같이, 음원으로부터 특정한 방향각 내로 방사되는 음향 파워 외의 성분, 즉 부엽(side lobe)의 영향을 받지 않도록 일정한 크기의 부엽을 발생시키는 음원 어레이의 가중치 함수를 갖는 수학적인 해(수식해)에 대해 연구되었다. 그러나, 이러한 특정 음원 어레이에 대한 수식해는 임의의 음원에 대해 적용하기 어려웠고, 그래서 임의의 음원 배열을 가정하여 특정 방향으로의 최대 방향성을 갖도록 하는 최적화 연구가 Streit[Roy L. Streit, 'Optimization of discrete array of arbitrary geometry,'J. Acost. Soc. Am. 69(1), 199-212 (1981)]에 의해 수행되었다. 하지만, 이러한 연구 역시 음원 배열만을 임의로 가정하였을 뿐, 다양한 음원의 방사 형태 및 반사와 흡음을 갖는 일반적인 청취 공간에 적용하기는 적합하지 않은 방법이라 할 수 있다.

이와 같이 방사 패턴을 최적화하는 연구와는 달리, 청취자가 위치하는 공간에 대해 음압 레벨을 제어하는 기술은 능동 소음 제어[P. Lueg 1936 Process of silencing sound oscillations. US Patent No. 2,043,416]에서 연구되었다.

능동 소음 제어 방법은 배경 소음원이 형성하는 음향 위치 에너지 혹은 음향 파워를 2차 음원을 사용하여 능동적으로 소음을 제어하는 방법으로, 저 주파수 대역에서 청취자를 중심으로 혹은 전 공간에 대하여 정숙성을 획득하는 방법이다. 이 때, 소음이 성공적으로 제어되어 정숙성을 획득한 공간을 정숙 공간(quiet zone)이라 한다.

그리고, 미국특허 제5,802,190호(Linear speaker array)에는 청취자까지의 거리 혹은 반사를 무시하는 등의 제한된 가정을 사용하여 방향성과 같은 간접적인 특성을 제어하는 기술에 대해 공지되어 있다. 또한, 미국특허 제5,910,990호(Apparatus and method for automatic equalization of personal multi-channel audio system)에는 전달 함수를 사용하여 왜곡 없이 신호를 재생하는 방법에 대해 공지되어 있다.

이와 같이, 종래의 다수의 음원을 이용한 공간의 소리 제어 방법은 단순히 음원 사이의 시간 지연과 그 입력 크기를 변화시키는 것에 그쳤으며, 제한된 형태의 음원 배열을 사용하여 음원의 방향성만을 변화시켰을 뿐, 가변적인 청취자의 위치 혹은 청취자가 위치할 수 있는 공간에 대한 고려를 하지 않았다. 또한, 종래의 방법은 대부분 자유 공간의 경우만을 고려하여, 반사나 흡음 등 청취 공간의 특성을 고려하지 못하는 문제점을 가지고 있었다.

또한, 청취자가 위치하는 공간의 음압 레벨을 크도록 최적화하는 알고리듬으로서 종래에는 일반적인 스피커 어레이의 형태에 대해 제안된 바 있고, 또한 선형 스피커 어레이를 이용하여 청취 영역의 음압 레벨이 크도록 최적화한 기술이 제안된 바 있다.

본 발명은 원형 스피커 어레이를 사용하여, 청취 영역에서의 음압 레벨이 상기 청취 영역이 아닌 영역에서의 음압 레벨보다 높도록 하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 종래 기술에서 제안된 바 없는 원형 스피커 어레이를 사용하여, 음향 공간 내의 영역별로 음압 레벨의 상대적인 차이를 증대시키는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 종래 기술에서 제안된 바 없는 원형 스피커 어레이를 사용하여, 음향학적 밝기(brightness)에 해당하는 음압 레벨의 크기뿐만 아니라 서로 다른 영역 사이의 음향학적 대비(contrast)를 증대시키는 제어를 수행하는 것을 목적으로 한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 여기에 언급되지 않은 본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

청구항 1에 관한 발명인 음향 재생 장치는, 제1, 제2 및 제3 음원 신호를 받아, 청취 영역에서의 음압 레벨이 청취 영역이 아닌 영역에서의 음압 레벨보다 높도록 제1, 제2 및 제3 음원 신호의 크기와 위상을 제어하여, 제1, 제2 및 제3 제어 음원 신호를 출력하는 제어 수단; 제1 제어 음원 신호를 받아 음향을 재생하는 제1 스피커; 제2 제어 음원 신호를 받아 음향을 재생하는 제2 스피커; 및 제3 제어 음원 신호를 받아 음향을 재생하는 제3 스피커를 포함하고, 상기 제1, 제2 및 제3 스피커는 원형으로 배열되며, 상기 원형으로 배열된 상기 제1, 제2 및 제3 스피커의 하방에 상기 청취 영역이 위치하고 있다.

청구항 1에 관한 발명인 음향 재생 장치는, 제어 수단이 제1, 제2 및 제3 음원 신호를 받아 청취 영역에서의 음압 레벨이 청취 영역이 아닌 영역에서의 음압 레벨보다 높도록 제1, 제2 및 제3 음원 신호의 크기와 위상을 제어하여, 제1, 제2 및 제3 제어 음원 신호를 출력한다. 제1 스피커는 이 제1 제어 음원 신호를 받아 음향을 재생한다. 제2 스피커는 이 제2 제어 음원 신호를 받아 음향을 재생한다. 제3 스피커는 이 제3 제어 음원 신호를 받아 음향을 재생한다 여기서는, 제1 스피커, 제2 스피커, 제3 스피커로만 기재하고 있지만, 이는 스피커의 순서를 기재하고 있는 것일 뿐이므로 3개의 스피커에 한정되는 것이 아니고, 실제로는 스피커 어레이로서 구현되는 것이다. 음향 재생 장치를 이용하는 청취자는 음향 재생 장치와의 상대적인 위치 관계가 바뀔 수 있다. 또한, 음향 재생 장치를 이용하지 않는 사람은 음향 재생 장치로부터 출력되는 음향을 들을 필요가 없다. 그래서, 본 발명은 음향 재생 장치를 이용하는 청취자가 위치하는 영역, 즉, 청취 영역에서만 그 음향 재생 장치에 의한 음향이 크게 들리고, 청취자가 위치하지 않는 영역, 즉, 청취 영역이 아닌 영역에서는 잘 안 들리도록 크기와 위상이 제어된 제어 음원 신호를 스피커에 입력하여, 청취 영역과 비청취 영역을 생성하고 있다.

따라서, 청구항 1에 관한 발명인 음향 재생 장치는 청취자가 위치하는 영역, 즉, 청취 영역에서의 음압 레벨을 청취자가 위치하지 않는 영역, 즉, 청취 영역이 아닌 영역에서의 음압 레벨보다 크게 할 수 있고, 이에 의하여, 그 음향 재생 장치를 이용하는 사람만이 음향을 즐기는 음향 환경을 제공할 수 있다.
또한, 청구항 1에 관한 발명인 음향 재생 장치는, 제어 수단은, 청취 영역과 제2 스피커 간의 거리가 증가됨에 따라, 제2 제어 음원 신호의 크기를 감소시키고, 제2 제어 음원 신호의 위상을 증가시키며, 제1 및 제3 제어 음원 신호의 크기 및 위상을 증가시킨다.
이 청구항 1에 관한 발명인 음향 재생 장치는, 청취자가 특정의 스피커로부터 멀어짐에 따라, 즉 청취 영역과 그 특정의 스피커 간의 거리가 증가됨에 따라, 그 특정의 스피커에 입력되는 제어 음원 신호의 크기는 감소시키고, 위상은 증가시키며, 그 특정의 스피커가 아닌 스피커에 입력되는 제어 음원 신호는 그 크기 및 위상을 증가시켜, 청취자가 멀어짐에 따라 청취 영역도 그 멀어진 위치에 생성되도록 하고 있다. 한편, 스피커 어레이 중 청취자와 상대적으로 가까운 스피커에 입력되는 음원 신호의 크기는 청취자가 멀어질수록 작게 되어야 하고, 스피커 어레이 중 청취자와 상대적으로 먼 스피커에 입력되는 음원 신호의 크기는 청취자가 멀어질수록 크게 되어야 하며, 위상은 모든 음원 신호에 있어서 전반적으로 증가되어야 하는 경향이 있다.
따라서, 청구항 1에 관한 발명인 음향 재생 장치는, 청취자가 스피커로부터 점점 멀어지더라도 그에 따라 멀어진 위치에 청취 영역을 생성할 수 있고, 이에 의하여, 그 음향 재생 장치를 이용하는 사람만이 음향을 즐기는 음향 환경을 제공할 수 있다.
또한, 청구항 1에 관한 발명인 음향 재생 장치는, 상기 제1, 제2 및 제3 스피커는, 상기 청취 영역과 상기 청취 영역이 아닌 영역의 윗쪽 공간부에 원형으로 배열되어 있다.
또한, 청구항 1에 관한 발명인 음향 재생 장치는, 상기 공간부는, 파라솔의 아랫면이나 천정일 수 있다.

청구항 2에 관한 발명인 음향 재생 장치는, 제1, 제2 및 제3 음원 신호를 받아, 청취 영역에서의 공간평균음향에너지와 제1, 제2 및 제3 음원 신호의 에너지의 합과의 비가 최대가 되도록 제1, 제2 및 제3 음원 신호의 크기와 위상을 제어하여, 제1, 제2 및 제3 제어 음원 신호를 출력하는 제어 수단; 제1 제어 음원 신호를 받아 음향을 재생하는 제1 스피커; 제2 제어 음원 신호를 받아 음향을 재생하는 제2 스피커; 및 제3 제어 음원 신호를 받아 음향을 재생하는 제3 스피커를 포함하고, 상기 제1, 제2 및 제3 스피커는 원형으로 배열되며, 상기 원형으로 배열된 상기 제1, 제2 및 제3 스피커의 하방에 상기 청취 영역이 위치하고 있다.

청구항 2에 관한 발명인 음향 재생 장치는, 제어 수단이 제1, 제2 및 제3 음원 신호를 받아 청취 영역에서의 공간평균음향에너지와 제1 및 제2 음원 신호의 에너지의 합과의 비가 최대가 되도록 제1, 제2 및 제3 음원 신호의 크기와 위상을 제어하여, 제1, 제2 및 제3 제어 음원 신호를 출력한다. 제1 스피커는 이 제1 제어 음원 신호를 받아 음향을 재생한다. 제2 스피커는 이 제2 제어 음원 신호를 받아 음향을 재생한다. 제3 스피커는 이 제3 제어 음원 신호를 받아 음향을 재생한다. 여기서는, 제1 스피커, 제2 스피커, 제3 스피커로만 기재하고 있지만, 이는 스피커의 순서를 기재하고 있는 것일뿐이므로 3개의 스피커에 한정되는 것이 아니고, 실제로는 스피커 어레이로서 구현되는 것이다. 음향 재생 장치를 이용하는 청취자는 음향 재생 장치와의 상대적인 위치 관계가 바뀔 수 있다. 또한, 음향 재생 장치를 이용하지 않는 사람은 음향 재생 장치로부터 출력되는 음향을 들을 필요가 없다. 그래서, 본 발명은 음향 재생 장치를 이용하는 청취자가 위치하는 영역, 즉, 청취 영역에서만 그 음향 재생 장치에 의한 음향이 크게 들리고, 청취자가 위치하지 않는 영역, 즉, 청취 영역이 아닌 영역에서는 잘 안 들리도록 하기 위하여, 청취 영역에서의 공간평균음향에너지와 제1, 제2 및 제3 음원 신호의 에너지의 합과의 비가 최대가 되도록 크기와 위상이 제어된 제어 음원 신호를 스피커에 입력하여, 청취 영역과 비청취 영역을 생성하고 있다.

따라서, 청구항 2에 관한 발명인 음향 재생 장치는 청취자가 위치하는 영역, 즉, 청취 영역에서의 음압 레벨을 청취자가 위치하지 않는 영역, 즉, 청취 영역이 아닌 영역에서의 음압 레벨보다 크게 할 수 있고, 이에 의하여, 그 음향 재생 장치를 이용하는 사람만이 음향을 즐기는 음향 환경을 제공할 수 있다.
또한, 청구항 2에 관한 발명인 음향 재생 장치는, 제어 수단은, 청취 영역과 제2 스피커 간의 거리가 증가됨에 따라, 제2 제어 음원 신호의 크기를 감소시키고, 제2 제어 음원 신호의 위상을 증가시키며, 제1 및 제3 제어 음원 신호의 크기 및 위상을 증가시킨다.
이 청구항 2에 관한 발명인 음향 재생 장치는, 청취자가 특정의 스피커로부터 멀어짐에 따라, 즉 청취 영역과 그 특정의 스피커 간의 거리가 증가됨에 따라, 그 특정의 스피커에 입력되는 제어 음원 신호의 크기는 감소시키고, 위상은 증가시키며, 그 특정의 스피커가 아닌 스피커에 입력되는 제어 음원 신호는 그 크기 및 위상을 증가시켜, 청취자가 멀어짐에 따라 청취 영역도 그 멀어진 위치에 생성되도록 하고 있다. 한편, 스피커 어레이 중 청취자와 상대적으로 가까운 스피커에 입력되는 음원 신호의 크기는 청취자가 멀어질수록 작게 되어야 하고, 스피커 어레이 중 청취자와 상대적으로 먼 스피커에 입력되는 음원 신호의 크기는 청취자가 멀어질수록 크게 되어야 하며, 위상은 모든 음원 신호에 있어서 전반적으로 증가되어야 하는 경향이 있다.
따라서, 청구항 2에 관한 발명인 음향 재생 장치는, 청취자가 스피커로부터 점점 멀어지더라도 그에 따라 멀어진 위치에 청취 영역을 생성할 수 있고, 이에 의하여, 그 음향 재생 장치를 이용하는 사람만이 음향을 즐기는 음향 환경을 제공할 수 있다.
또한, 청구항 2에 관한 발명인 음향 재생 장치는, 상기 제1, 제2 및 제3 스피커는, 상기 청취 영역과 상기 청취 영역이 아닌 영역의 윗쪽 공간부에 원형으로 배열되어 있다.
또한, 청구항 2에 관한 발명인 음향 재생 장치는, 상기 공간부는, 파라솔의 아랫면이나 천정일 수 있다.

청구항 3에 관한 발명인 음향 재생 장치는, 제1, 제2 및 제3 음원 신호를 받아, 청취 영역에서의 공간평균음향에너지와 청취 영역이 아닌 영역에서의 공간평균음향에너지의 비가 최대가 되도록 제1, 제2 및 제3 음원 신호의 크기와 위상을 제어하여, 제1, 제2 및 제3 제어 음원 신호를 출력하는 제어 수단; 제1 제어 음원 신호를 받아 음향을 재생하는 제1 스피커; 제2 제어 음원 신호를 받아 음향을 재생하는 제2 스피커; 및 제3 제어 음원 신호를 받아 음향을 재생하는 제3 스피커를 포함하고, 상기 제1, 제2 및 제3 스피커는 원형으로 배열되며, 상기 원형으로 배열된 상기 제1, 제2 및 제3 스피커의 하방에 상기 청취 영역이 위치하고 있다.

청구항 3에 관한 발명인 음향 재생 장치는, 제어 수단이 제1, 제2 및 제3 음원 신호를 받아 청취 영역에서의 공간평균음향에너지와 청취 영역이 아닌 영역에서의 공간평균음향에너지의 비가 최대가 되도록 제1, 제2 및 제3 음원 신호의 크기와 위상을 제어하여, 제1, 제2 및 제3 제어 음원 신호를 출력한다. 제1 스피커는 제1 제어 음원 신호를 받아 음향을 재생한다. 제2 스피커는 제2 제어 음원 신호를 받아 음향을 재생한다. 제3 스피커는 제3 제어 음원 신호를 받아 음향을 재생한다. 여기서는, 제1 스피커, 제2 스피커, 제3 스피커로만 기재하고 있지만, 이는 스피커의 순서를 기재하고 있는 것일 뿐이므로 3개의 스피커에 한정되는 것이 아니고, 실제로는 스피커 어레이로서 구현되는 것이다. 음향 재생 장치를 이용하는 청취자는 음향 재생 장치와의 상대적인 위치 관계가 바뀔 수 있다. 또한, 음향 재생 장치를 이용하지 않는 사람은 음향 재생 장치로부터 출력되는 음향을 들을 필요가 없다. 그래서, 본 발명은 음향 재생 장치를 이용하는 청취자가 위치하는 영역, 즉, 청취 영역에서만 그 음향 재생 장치에 의한 음향이 크게 들리고, 청취자가 위치하지 않는 영역, 즉, 청취 영역이 아닌 영역에서는 잘 안 들리도록 하기 위하여, 청취 영역에서의 공간평균음향에너지와 청취 영역이 아닌 영역에서의 공간평균음향에너지의 비가 최대가 되도록 크기와 위상이 제어된 제어 음원 신호를 스피커에 입력하여, 청취 영역과 비청취 영역을 생성하고 있다.

따라서, 청구항 3에 관한 발명인 음향 재생 장치는 청취자가 위치하는 영역, 즉, 청취 영역에서의 음압 레벨을 청취자가 위치하지 않는 영역, 즉, 청취 영역이 아닌 영역에서의 음압 레벨보다 크게 할 수 있고, 이에 의하여, 그 음향 재생 장치를 이용하는 사람만이 음향을 즐기는 음향 환경을 제공할 수 있다.
또한, 청구항 3에 관한 발명인 음향 재생 장치는, 제어 수단은, 청취 영역과 제2 스피커 간의 거리가 증가됨에 따라, 제2 제어 음원 신호의 크기를 감소시키고, 제2 제어 음원 신호의 위상을 증가시키며, 제1 및 제3 제어 음원 신호의 크기 및 위상을 증가시킨다.
이 청구항 3에 관한 발명인 음향 재생 장치는, 청취자가 특정의 스피커로부터 멀어짐에 따라, 즉 청취 영역과 그 특정의 스피커 간의 거리가 증가됨에 따라, 그 특정의 스피커에 입력되는 제어 음원 신호의 크기는 감소시키고, 위상은 증가시키며, 그 특정의 스피커가 아닌 스피커에 입력되는 제어 음원 신호는 그 크기 및 위상을 증가시켜, 청취자가 멀어짐에 따라 청취 영역도 그 멀어진 위치에 생성되도록 하고 있다. 한편, 스피커 어레이 중 청취자와 상대적으로 가까운 스피커에 입력되는 음원 신호의 크기는 청취자가 멀어질수록 작게 되어야 하고, 스피커 어레이 중 청취자와 상대적으로 먼 스피커에 입력되는 음원 신호의 크기는 청취자가 멀어질수록 크게 되어야 하며, 위상은 모든 음원 신호에 있어서 전반적으로 증가되어야 하는 경향이 있다.
따라서, 청구항 3에 관한 발명인 음향 재생 장치는, 청취자가 스피커로부터 점점 멀어지더라도 그에 따라 멀어진 위치에 청취 영역을 생성할 수 있고, 이에 의하여, 그 음향 재생 장치를 이용하는 사람만이 음향을 즐기는 음향 환경을 제공할 수 있다.
또한, 청구항 3에 관한 발명인 음향 재생 장치는, 상기 제1, 제2 및 제3 스피커는, 상기 청취 영역과 상기 청취 영역이 아닌 영역의 윗쪽 공간부에 원형으로 배열되어 있다.
또한, 청구항 3에 관한 발명인 음향 재생 장치는, 상기 공간부는, 파라솔의 아랫면이나 천정일 수 있다.

청구항 4에 관한 발명인 음향 재생 장치는, 제1, 제2 및 제3 음원 신호를 받아, 청취 영역에서의 공간평균음향에너지와 청취 영역 및 청취 영역이 아닌 영역을 합친 전체 영역에서의 공간평균음향에너지의 비가 최대가 되도록 제1, 제2 및 제3 음원 신호의 크기와 위상을 제어하여, 제1, 제2 및 제3 제어 음원 신호를 출력하는 제어 수단; 제1 제어 음원 신호를 받아 음향을 재생하는 제1 스피커; 제2 제어 음원 신호를 받아 음향을 재생하는 제2 스피커; 및 제3 제어 음원 신호를 받아 음향을 재생하는 제3 스피커를 포함하고, 상기 제1, 제2 및 제3 스피커는 원형으로 배열되며, 상기 원형으로 배열된 상기 제1, 제2 및 제3 스피커의 하방에 상기 청취 영역이 위치하고 있다.

청구항 4에 관한 발명인 음향 재생 장치는, 제어 수단이 제1, 제2 및 제3 음원 신호를 받아 청취 영역에서의 공간평균음향에너지와 청취 영역 및 청취 영역이 아닌 영역을 합친 전체 영역에서의 공간평균음향에너지의 비가 최대가 되도록 제1, 제2 및 제3 음원 신호의 크기와 위상을 제어하여, 제1, 제2 및 제3 제어 음원 신호를 출력한다. 제1 스피커는 제1 제어 음원 신호를 받아 음향을 재생한다. 제2 스피커는 제2 제어 음원 신호를 받아 음향을 재생한다. 제3 스피커는 제3 제어 음원 신호를 받아 음향을 재생한다 여기서는, 제1 스피커, 제2 스피커, 제3 스피커로만 기재하고 있지만, 이는 스피커의 순서를 기재하고 있는 것일 뿐이므로 3개의 스피커에 한정되는 것이 아니고, 실제로는 스피커 어레이로서 구현되는 것이다. 음향 재생 장치를 이용하는 청취자는 음향 재생 장치와의 상대적인 위치 관계가 바뀔 수 있다. 또한, 음향 재생 장치를 이용하지 않는 사람은 음향 재생 장치로부터 출력되는 음향을 들을 필요가 없다. 그래서, 본 발명은 음향 재생 장치를 이용하는 청취자가 위치하는 영역, 즉, 청취 영역에서만 그 음향 재생 장치에 의한 음향이 크게 들리고, 청취자가 위치하지 않는 영역, 즉, 청취 영역이 아닌 영역에서는 잘 안 들리도록 하기 위하여, 청취 영역에서의 공간평균음향에너지와 청취 영역 및 청취 영역이 아닌 영역을 합친 전체 영역에서의 공간평균음향에너지의 비가 최대가 되도록 크기와 위상이 제어된 제어 음원 신호를 스피커에 입력하여, 청취 영역과 비청취 영역을 생성하고 있다.

따라서, 청구항 4에 관한 발명인 음향 재생 장치는 청취자가 위치하는 영역, 즉, 청취 영역에서의 음압 레벨을 청취자가 위치하지 않는 영역, 즉, 청취 영역이 아닌 영역에서의 음압 레벨보다 크게 할 수 있고, 이에 의하여, 그 음향 재생 장치를 이용하는 사람만이 음향을 즐기는 음향 환경을 제공할 수 있다.
또한, 청구항 4에 관한 발명인 음향 재생 장치는, 제어 수단은, 청취 영역과 제2 스피커 간의 거리가 증가됨에 따라, 제2 제어 음원 신호의 크기를 감소시키고, 제2 제어 음원 신호의 위상을 증가시키며, 제1 및 제3 제어 음원 신호의 크기 및 위상을 증가시킨다.
이 청구항 4에 관한 발명인 음향 재생 장치는, 청취자가 특정의 스피커로부터 멀어짐에 따라, 즉 청취 영역과 그 특정의 스피커 간의 거리가 증가됨에 따라, 그 특정의 스피커에 입력되는 제어 음원 신호의 크기는 감소시키고, 위상은 증가시키며, 그 특정의 스피커가 아닌 스피커에 입력되는 제어 음원 신호는 그 크기 및 위상을 증가시켜, 청취자가 멀어짐에 따라 청취 영역도 그 멀어진 위치에 생성되도록 하고 있다. 한편, 스피커 어레이 중 청취자와 상대적으로 가까운 스피커에 입력되는 음원 신호의 크기는 청취자가 멀어질수록 작게 되어야 하고, 스피커 어레이 중 청취자와 상대적으로 먼 스피커에 입력되는 음원 신호의 크기는 청취자가 멀어질수록 크게 되어야 하며, 위상은 모든 음원 신호에 있어서 전반적으로 증가되어야 하는 경향이 있다.
따라서, 청구항 4에 관한 발명인 음향 재생 장치는, 청취자가 스피커로부터 점점 멀어지더라도 그에 따라 멀어진 위치에 청취 영역을 생성할 수 있고, 이에 의하여, 그 음향 재생 장치를 이용하는 사람만이 음향을 즐기는 음향 환경을 제공할 수 있다.
또한, 청구항 4에 관한 발명인 음향 재생 장치는, 상기 제1, 제2 및 제3 스피커는, 상기 청취 영역과 상기 청취 영역이 아닌 영역의 윗쪽 공간부에 원형으로 배열되어 있다.
또한, 청구항 4에 관한 발명인 음향 재생 장치는, 상기 공간부는, 파라솔의 아랫면이나 천정일 수 있다.

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삭제

이상에서와 같이 본 발명은, 음향 재생 장치가 설치되는 음향 공간의 특성을 고려한 전달 함수를 파악하여 청취 영역 생성에 최적화된 음원 신호를 얻어내고 있으므로, 음향 공간 내의 영역별로 음압 레벨의 상대적인 차이를 증대시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 음향학적 밝기(brightness)에 해당하는 음압 레벨의 크기를 제한된 입력 총 크기 하에서 최대로 하는 제어를 하여, 청취 영역에서의 음압 레벨을 최대로 할 수 있고, 이에 따라, 청취자가 위치하는 영역에서만 크게 들리는 음향 환경을 만들 수 있다.

또한, 본 발명은 청취 영역과 비청취 영역 사이의 음향학적 대비(contrast)를 증대시키는 제어를 하여, 청취 영역과 비청취 영역 사이의 음압 레벨의 차이를 크게 할 수 있고, 이에 따라, 청취자가 위치하는 영역에서만 크게 들리는 음향 환경을 만들 수 있다.

또한, 본 발명은 청취 영역과 전체 음향 공간 사이의 음향학적 대비(contrast)를 증대시키는 제어를 하여, 청취 영역과 전체 음향 공간 사이의 음압 레벨의 차이를 크게 할 수 있고, 이에 따라, 청취자가 위치하는 영역에서만 크게 들리는 음향 환경을 만들 수 있다.

이상과 같은 본 발명에 대한 해결하고자 하는 과제, 과제 해결 수단, 효과 외의 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시예 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 음향 재생 장치의 구성도.
도 2는 본 발명의 음향 재생 장치를 이용하여 음향 공간에서 청취 영역과 비청취 영역을 생성하는 과정을 나타낸 플로우차트.

이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 첨부된 도면은 본 발명의 내용을 보다 쉽게 개시하기 위하여 설명되는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 첨부된 도면의 범위로 한정되는 것이 아님은 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 알 수 있을 것이다. 본 발명의 장점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

먼저, 본 발명에 관련된 이론적인 배경을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 음향 재생 장치의 구성도이다. 도 1에는 음향 공간을 개략적으로 나타나 있는데, 이 음향 공간에는 음원으로서의 역할을 하는 제1 스피커, 제2 스피커 및 제3 스피커가 설치되어 있다. 또한, 이 음향 공간은 청취자가 위치하는 영역(이하, '청취 영역'이라 한다)과 청취자가 위치하지 않는 영역(이하, '비청취 영역'이라 한다)으로 나누어진다.(즉, 음향 공간은 청취 영역과 비청취 영역을 합친 전체 영역이다.) 다만, 도 1에서는 청취 영역과 비청취 영역을 도식화하여 음영이 들어간 폐곡면을 청취 영역으로, 나머지 공간을 비청취 영역으로 구별하고 있다. 따라서, 실제로 비청취 영역은 음향 공간 내에서 청취자가 위치하는 영역을 제외한 모든 영역에 해당하는 개념이다.

음향 공간에 제1 내지 제n 음원이 있을 때, 제1 내지 제n 음원에 의하여 만들어지는, 음향 공간 내에 있어서의 임의의 지점(

, 마이크로폰이 설치되는 지점)에서의 음압(

, 마이크로폰에 의하여 검지되는 신호)은 다음의 수학식 1과 같이 표현할 수 있다.

여기서

는

의 위치에 있는 i번째 음원(sound source)에 입력되는 신호이며,

는

와

의 관계를 표현하는 전달함수이다.

상기 수학식 1을 음원이 2개이고, 지점이 2개인 경우에 대해 행렬의 형태로 표현하면 다음의 수학식 2와 같이 표현할 수 있다.

그런데, 도 1에 도시된 바와 같이, 마이크로폰이 설치되는 지점이 청취 영역(audible zone)에 2개(즉, j=1, 2), 비청취 영역(inaudible zone)에 2개인 경우에 대한 행렬식 표현은 다음의 수학식 3, 4와 같다. 수학식 3, 4에서의 하첨자 a는 audible zone, u는 inaudible zone을 의미한다.

또한, 청취 영역과 비청취 영역을 모두 포함하는 음향 공간에 대한 행렬식 표현은 다음의 수학식 5와 같다. 수학식 5에서의 하첨자 t는 total zone을 의미한다.

다음으로는, 어떤 영역에서의 음향 특성을 표현하는 대표적인 물리량을 정해야 하는데, 본 발명에서는 그 물리량을 공간평균음향에너지로 정의하였으며, 이는 다음의 수학식 6과 같이 표현할 수 있다.

공간평균음향에너지를 어떤 영역에서의 음향 특성을 표현하는 대표적인 물리량으로 정한 이유는 각 지점에서의 음압 레벨만으로는 어떤 영역에서의 음향 특성을 표현하는데 있어 부족하기 때문이다. 따라서, 본 발명에서는 청취 영역의 공간평균음향에너지, 비청취 영역의 공간평균음향에너지, 음향 공간의 공간평균음향에너지를 각각의 영역에서의 음압 레벨이라고 생각하기로 한다.

또한, 수학식 6에서 행렬

은 어떤 영역에서 각 음원이 만들어내는 간섭 정도를 나타내는 상관행렬이다. 그리고 2라는 숫자는 어떤 영역에서 마이크로폰이 설치된 지점의 개수를 나타낸다. 이해의 편의를 위하여 수학식 6은 지점의 개수가 2인 간단한 경우에 대하여 표현한 것이지만, 이는 어떤 영역 내부에 마이크로폰이 설치된 지점의 개수에 따라 달라질 수 있다.

다음으로 상기 수학식 6을 사용하여 청취 영역과 비청취 영역과 음향 공간 각각의 공간평균음향에너지, 즉 각 영역의 음압 레벨은 다음의 수학식 7, 8, 9로 표현할 수 있다.

다음은 상기 수학식 7 내지 9로 정의된 각 영역에서의 음압 레벨을 이용하여 본 발명이 행하고자 하는, 음향 공간 내에서 청취 영역과 비청취 영역을 생성하기 위하여 필요한 제1 음원 신호 및 제2 음원 신호를 결정하는 방법을 설명한다.

이 결정 방법에는 3가지를 들 수 있다. 첫번째는 청취 영역에서의 음압 레벨과 입력의 총 크기와의 대비를 최대로 하는 음원 신호를 결정하는 것, 두번째는 청취 영역의 음압 레벨과 비청취 영역의 음압 레벨의 대비를 최대로 하는 음원 신호를 결정하는 것, 세번째는 청취 영역의 음압 레벨과 음향공간의 음압 레벨의 대비를 최대로 하는 음원 신호를 결정하는 것이다. 다만, 이상에서 들고 있는 3가지 결정 방법 외에도 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 얼마든지 다른 결정 방법이 존재할 수 있음은 당업자에게 명백하다. 그럼, 각각의 결정 방법에 대하여 설명한다.

1. 청취 영역에서의 음압 레벨과 입력의 총 크기의 대비를 최대로 하는 음원 신호의 결정

입력의 총 크기는 제1 음원 신호의 복소 크기의 절대치와 제2 음원 신호의 복소 크기의 절대치의 합으로 정의되고, 이를 제어 노력(control effort)의 총 크기라고 부를 수 있다. 입력의 총 크기는 다음의 수학식 10으로 표현된다.

여기서,

은 입력의 총 크기, 즉 제어 노력을 공간평균음향에너지의 차원(dimension)으로 변화시키는 정규화 상수이다.

이제, 청취 영역에서의 음압 레벨과 입력의 총 크기와의 대비는 수학식 7 및 10을 이용하여 다음의 수학식 11과 같이 되며, 이를 “음향 밝기(acoustic brightness)”로 정의한다.

따라서, 청취 영역에서의 음압 레벨과 입력의 총 크기의 대비를 최대로 하는 음원 신호를 결정하는 것은 상기 수학식 11에서

의 값을 최대로 하는 음원 신호를 구하는 문제로 된다.

상기 수학식 11은 수학적으로 레일레이 몫(Reyleigh quotient)

를 최대로 하는 문제로 정식화할 수 있으며, 이는 다음의 수학식 12와 같이 표현된다.

상기 수학식 12에서 보는 바와 같이

의 값을 최대로 하는 음원 신호를 구하는 것은 일반화된 고유치 문제의 최대 고유치를 구하는 것과 동일하게 된다. 그리고 최대 고유치에 해당하는 고유 벡터가 제1 음원 신호와 제2 음원 신호가 된다.

2. 청취 영역의 음압 레벨과 비청취 영역의 음압 레벨의 대비를 최대로 하는 음원 신호의 결정

청취 영역의 음압 레벨과 비청취 영역의 음압 레벨의 대비는 수학식 7과 8을 이용하여 다음의 수학식 13과 같이 되며, 이를 “음향 대조 1(acoustic contrast 1)”로 정의한다.

따라서, 청취 영역에서의 음압 레벨과 비청취 영역의 음압 레벨의 대비를 최대로 하는 음원 신호를 결정하는 것은 상기 수학식 13에서

의 값을 최대로 하는 음원 신호를 구하는 문제로 된다.

상기 수학식 13은 수학적으로 레일레이 몫(Reyleigh quotient)

를 최대로 하는 문제로 정식화할 수 있으며, 이는 다음의 수학식 14와 같이 표현된다

상기 수학식 14에서 보는 바와 같이

의 값을 최대로 하는 음원 신호를 구하는 것은 일반화된 고유치 문제의 최대 고유치를 구하는 것과 동일하게 된다. 그리고 최대 고유치에 해당하는 고유 벡터가 제1 음원 신호와 제2 음원 신호가 된다.

3. 청취 영역의 음압 레벨과 음향공간의 음압 레벨의 대비를 최대로 하는 음원 신호의 결정

청취 영역의 음압 레벨과 음향 공간의 음압 레벨의 대비는 수학식 7과 9를 이용하여 다음의 수학식 15과 같이 되며, 이를 “음향 대조 2(acoustic contrast 2)”로 정의한다.

따라서, 청취 영역의 음압 레벨과 음향 공간의 음압 레벨의 대비를 최대로 하는 음원 신호를 결정하는 것은 상기 수학식 15에서의

값을 최대로 하는 음원 신호를 구하는 문제로 된다.

상기 수학식 15는 수학적으로 레일레이 몫(Reyleigh quotient)

를 최대로 하는 문제로 정식화할 수 있으며, 이는 다음의 수학식 16과 같이 표현된다

상기 수학식 16에서 보는 바와 같이

의 값을 최대로 하는 음원 신호를 구하는 것은 일반화된 고유치 문제의 최대 고유치를 구하는 것과 동일하게 된다. 그리고 최대 고유치에 해당하는 고유 벡터가 제1 음원 신호와 제2 음원 신호가 된다.

이상의 이론적인 내용을 정리하면, 본 발명은 종래의 방법들이 청취자와 음원 사이의 관계를 제한적인 형태로 반영하였던 것에 비해, 전달 함수를 모두 파악하여 최적의 음원 신호를 얻어내는 방법을 사용한 것이다. 그로 인해, 본 발명은 음압 레벨을 줄이기만 하는 능동 소음 제어 등과 달리, 음향 공간 내의 영역별로 음압 레벨의 상대적인 차이를 증대시키는 것이다. 즉, 본 발명은 음향학적 밝기(brightness)에 해당하는 음압 레벨의 크기뿐만 아니라 서로 다른 두 영역 사이의 음향학적 대비(contrast)를 증대시키는 제어를 수행하는 것이다.

이하에서는 본 발명에 따른 구체적인 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

[실시예]

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 음향 재생 장치의 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 음향 재생 장치는 음원부(100), 감지부(200), 신호발생부(300), 신호분석부(400)로 이루어진다. 음원부(100)는 다수의 음원에 해당하는 복수의 스피커(110)와 이 복수의 스피커를 구동할 수 있는 다채널 오디오 앰프(120)로 이루어지며, 감지부(200)는 청취 영역과 비청취 영역에 설치된 복수의 마이크로폰으로 이루어지고, 신호 발생부(300)는 음원부의 다채널 오디오 앰프를 통해 각각의 스피커에 동기화된 개별 음원 신호를 부여할 수 있으며, 신호분석부(400)는 음원부(100)에 입력되는 음원 신호(q)와 감지부(200)에서 감지되는 음향 신호(p)와의 전달함수를 계측하여, 상기 수학식 11의 음향 밝기(

)를 최대로 하거나(음향 밝기 제어), 상기 수학식 13의 음향 대조 1(

)을 최대로 하거나(음향 대조 1 제어), 또는, 상기 수학식 15의 음향 대조 2(

)를 최대로 하는(음향 대조 2 제어) 음원 신호를 결정하여 그 정보를 신호 발생부(300)에 전달하게 된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 음향 재생 장치를 이용하여 음향 공간에서 청취 영역과 비청취 영역을 생성하는 과정을 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2는 본 발명의 음향 재생 장치를 이용하여 음향 공간에서 청취 영역과 비청취 영역을 생성하는 과정을 나타낸 플로우차트이다.

먼저, 신호 분석부(400)에서 음원부(100)의 음원 신호와 감지부(200)의 음향 신호와의 사이의 전달 함수를 계측한다(단계 S1). 그런데, 전달 함수를 계측함에 있어서, 스피커의 수와 마이크로폰의 수에 따라 많은 양의 측정을 필요로 하므로, 통상적으로 사용되는 다음과 같은 간단한 방법으로 전달 함수 계측에 편의성을 도모할 수 있다. 이 간단한 방법은, 다수의 스피커에 입력되는 음원 신호로서 각각 상관성이 없는 백색 잡음을 입력시킨 후, 각각의 마이크로폰에서 감지된 음향 신호에서 각각의 음원의 기여도를 분리해냄으로써 한 번의 측정으로 음원부의 음원 신호와 감지부의 음향 신호와의 사이의 전달 함수를 계측하는 것이다.

다음으로, 신호 분석부(400)에서 단계 S1에서 측정된 전달 함수를 이용하여 상기 수학식 11의 음향 밝기(

)를 최대로 하거나, 상기 수학식 13의 음향 대조 1(

)을 최대로 하거나, 또는, 상기 수학식 15의 음향 대조 2(

)를 최대로 하는 음원 신호를 결정하고, 이 정보를 신호 발생부(300)에 전달한다(단계 S2). 여기서, 단일의 주파수에 대하여 기술하고 있으나, 복수의 주파수로 이루어진 경우에는 각각의 주파수에 대한 음원 신호를 결정하는 것으로 이해하면 무방하다. 또한, 여기서 결정된 음원 신호는, 후술하는 단계 S3에서, 원음 신호(청취 영역에 들리게 하고자 하는 임의의 소리)를 필터링하는 필터링 계수로 기능한다.

다음으로, 신호 발생부(300)에서 신호 분석부(400)로부터 전달 받은 정보에 기초하여 원음 신호를 단계 S2에서 결정된 음원 신호로 필터링하여, 청취영역 생성에 최적화된 음원 신호(필터링된 음원 신호), 즉 제어 음원 신호를 발생시키고, 이를 청취 영역 생성에 최적화된 음원 신호를 발생시켜 음원부(100)에 전달한다(단계 S3). 여기서, 단일의 주파수에 대하여 기술하고 있으나, 복수의 주파수로 이루어진 경우에는 각각의 주파수에 있어서, 원음 신호를 결정된 음원 신호로 필터링하고, 최적화된에 대한 음원 신호, 즉 제어 음원 신호를 발생시키는 것으로 이해하면 무방하다.

다음으로, 음원부(100)는 신호 발생부(300)로부터의 최적화된 음원 신호를 앰프 및 스피커를 통하여 출력하고(단계 S4), 이에 따라 음향 공간에는 청취 영역과 비청취 영역이 생성되게 된다(단계 S5).

이러한 일 실시예의 음향 재생 장치는 음향 공간의 크기 등과, 그 음향 공간 내에서 다수의 스피커가 설치되는 위치, 청취자의 위치 등의 가변 변수들이 임의로 결정될 수 있는 경우에 대응하는 것을 염두에 둔 것이다. 따라서, 이 경우에는 변수들이 달라질 때마다 전달함수가 달라지게 되므로, 전달함수의 계측을 위하여 감지부와 신호 분석부가 포함되어 있다.

그런데, 본 발명의 음향 재생 장치가 실제의 음향 제품에 적용되는 경우를 생각해본다. 예를 들어, 본 발명의 음향 재생 장치는 파라솔의 아랫면이나 천정 등에 설치될 수 있다. 이때 청취 영역은 원형으로 배열된 스피커의 하부에 청취자가 위치하는 공간이므로, 사용자의 시야를 가리지 않으면서 청취 영역에 집중된 소리를 제공한다.

파라솔의 아랫면이나 천정 등에 설치되어 있으므로, 음원부와 청취 영역과의 상대 위치 관계가 설정되어 있다고 말할 수 있다. 그렇다면, 이런 경우에는, 전달함수가 결정되어 있는 것이고, 전달함수가 결정되어 있다면 청취 영역 생성에 최적화된, 각 스피커에 입력되는 음원 신호도 결정되어 있다고 말할 수 있다. 따라서, 이러한 경우에는 음향 재생 장치에 감지부와 신호 분석부가 포함되지 않아도 무방하다.

본 발명이 실제로 적용될 수 있는 다양한 음향관련 제품을 생각해보면, 상술한 경우 외에도 스피커가 원형으로 배열되는 경우라면 모두 적용될 수 있다. 또한, 이러한 경우들에 있어서, 상술한 바와 같이 청취자와의 상대 위치 관계가 결정되어 있는 경우라면 청취 영역 생성에 최적화된 음원 신호는 정해져 있는 것이므로, 감지부와 신호 분석부 없이 음향 재생 장치가 구성될 수 있다.

음향 밝기 제어는 같은 입력 크기에 대해 청취 영역에서 최대 읍압 레벨을 갖도록 하는 것이므로, 입력의 크기를 크게 해줄 수 없는 경우, 입력의 크기가 제한 되어 있는 경우에 더욱 유용하다. 그러나, 음향 밝기 제어는 청취 영역 이외의 영역에서 음향 대조 1 제어 및 음향 대조 2 제어보다 상대적으로 소리가 크다는 단점이 있다. 따라서, 청취 영역 이외의 영역에서 소리가 매우 작지 않아도 무방한 경우에 더욱 효율적이고 효과적이다.

음향 대조 1 제어 및 음향 대조 2 제어는 입력의 크기가 지나치게 제한되어 있지 않는 한 음향 밝기 제어보다 더 우수한 청취 영역 생성 결과를 가져온다. 또한, 음향 대조 1 제어 및 음향 대조 2 제어는 청취 영역 이외의 영역에서 소리가 매우 작아지게 되므로, 음향 재생 장치의 크기가 소형, 중형, 대형의 모든 경우에 대해서 음향 밝기 제어보다 더 우수하다.

음향 대조 1 제어와 음향 대조 2 제어는 대부분의 경우에 결과가 서로 비슷하나, 저주파수 대역에 대한 제어에 있어서는 그 결과가 조금 차이가 난다. 음향 대조 2 제어는, 청취 영역으로 선택되는 영역, 그 이외의 영역이 어떻게 설정되느냐에 따라 청취 영역 생성 결과의 변화가 음향 대조 1 제어보다 심하다.

또한, 본원 발명에서는 청취자가 스피커로부터 멀어지는 경우 즉, 청취 영역이 스피커로부터 멀어지는 경우에 각 스피커에 입력되는 음원 신호의 크기 및 위상이 어떻게 제어되는 지에 대하여 고찰하였다. 청취 영역이 어느 하나의 스피커 간의 거리가 멀어짐에 따라, 그 스피커에 입력되는 음원 신호의 크기는 점점 작아지고, 다른 스피커에 입력되는 음원 신호의 크기는 점점 커진다 또한, 위상의 경우에는 청취 영역이 멀어짐에 따라 전반적으로 증가하는 경향이 있다.

본 발명이 적용된 음향 기기는 그것을 이용하는 사람에게만 잘 들리고, 다른 사람들에게는 그 음향 기기로부터 나오는 소리가 들리지 않게 하는 것이 가능하고, 따라서, 개인적인 음향 공간의 생성이 가능하다. 이에 따라, 유무선 이어폰, 헤드폰이 없이도 개인적인 청취가 가능하다.

이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 음원부 110 : 스피커
111 : 제1 스피커 112 : 제2 스피커
113 : 제3 스피커 120 : 다채널 오디오앰프
200 : 감지부 300 : 신호 발생부
301 : 제1 신호 발생부 302 : 제2 신호 발생부
303 : 제3 신호 발생부 400 : 신호 분석부

Claims (7)

1. 제1, 제2 및 제3 음원 신호를 받아, 청취 영역에서의 음압 레벨이 상기 청취 영역이 아닌 영역에서의 음압 레벨보다 크도록 상기 제1, 제2 및 제3 음원 신호의 크기와 위상을 제어하여, 제1, 제2 및 제3 제어 음원 신호를 출력하는 제어 수단;
   상기 제1 제어 음원 신호를 받아 음향을 재생하는 제1 스피커;
   상기 제2 제어 음원 신호를 받아 음향을 재생하는 제2 스피커; 및
   상기 제3 제어 음원 신호를 받아 음향을 재생하는 제3 스피커;
   를 포함하고,
   상기 제1, 제2 및 제3 스피커는 원형으로 배열되며, 상기 원형으로 배열된 상기 제1, 제2 및 제3 스피커의 하방에 상기 청취 영역이 위치하고,
   상기 제어 수단은, 상기 청취 영역과 상기 제2 스피커 간의 거리가 증가됨에 따라, 상기 제2 제어 음원 신호의 크기를 감소시키고, 상기 제2 제어 음원 신호의 위상을 증가시키며, 상기 제1 및 제3 제어 음원 신호의 크기 및 위상을 증가시키고,
   상기 제1, 제2 및 제3 스피커는 상기 청취 영역과 상기 청취 영역이 아닌 영역의 윗쪽 공간부에 원형으로 배열되고,
   상기 공간부는 파라솔의 아랫면이나 천정인,
   음향 재생 장치.
2. 제1, 제2 및 제3 음원 신호를 받아, 청취 영역에서의 공간평균음향에너지와 상기 제1, 제2 및 제3 음원 신호의 에너지의 합과의 비가 최대값을 갖도록 상기 제1, 제2 및 제3 음원 신호의 크기와 위상을 제어하여, 제1, 제2 및 제3 제어 음원 신호를 출력하는 제어 수단;
   상기 제1 제어 음원 신호를 받아 음향을 재생하는 제1 스피커;
   상기 제2 제어 음원 신호를 받아 음향을 재생하는 제2 스피커; 및
   상기 제3 제어 음원 신호를 받아 음향을 재생하는 제3 스피커
   를 포함하고,
   상기 제1, 제2 및 제3 스피커는 원형으로 배열되며, 상기 원형으로 배열된 상기 제1, 제2 및 제3 스피커의 하방에 상기 청취 영역이 위치하고,
   상기 제어 수단은, 상기 청취 영역과 상기 제2 스피커 간의 거리가 증가됨에 따라, 상기 제2 제어 음원 신호의 크기를 감소시키고, 상기 제2 제어 음원 신호의 위상을 증가시키며, 상기 제1 및 제3 제어 음원 신호의 크기 및 위상을 증가시키고,
   상기 제1, 제2 및 제3 스피커는 상기 청취 영역과 상기 청취 영역이 아닌 영역의 윗쪽 공간부에 원형으로 배열되고,
   상기 공간부는 파라솔의 아랫면이나 천정인,
   음향 재생 장치.
3. 제1, 제2 및 제3 음원 신호를 받아, 청취 영역에서의 공간평균음향에너지와 상기 청취 영역이 아닌 영역에서의 공간평균음향에너지의 비가 최대값을 갖도록 상기 제1, 제2 및 제3 음원 신호의 크기와 위상을 제어하여, 제1, 제2 및 제3 제어 음원 신호를 출력하는 제어 수단;
   상기 제1 제어 음원 신호를 받아 음향을 재생하는 제1 스피커;
   상기 제2 제어 음원 신호를 받아 음향을 재생하는 제2 스피커; 및
   상기 제3 제어 음원 신호를 받아 음향을 재생하는 제3 스피커
   를 포함하고,
   상기 제1, 제2 및 제3 스피커는 원형으로 배열되며, 상기 원형으로 배열된 상기 제1, 제2 및 제3 스피커의 하방에 상기 청취 영역이 위치하고,
   상기 제어 수단은, 상기 청취 영역과 상기 제2 스피커 간의 거리가 증가됨에 따라, 상기 제2 제어 음원 신호의 크기를 감소시키고, 상기 제2 제어 음원 신호의 위상을 증가시키며, 상기 제1 및 제3 제어 음원 신호의 크기 및 위상을 증가시키고,
   상기 제1, 제2 및 제3 스피커는 상기 청취 영역과 상기 청취 영역이 아닌 영역의 윗쪽 공간부에 원형으로 배열되고,
   상기 공간부는 파라솔의 아랫면이나 천정인,
   음향 재생 장치.
4. 제1, 제2 및 제3 음원 신호를 받아, 청취 영역에서의 공간평균음향에너지와 상기 청취 영역 및 상기 청취 영역이 아닌 영역을 합친 전체 영역에서의 공간평균음향에너지의 비가 최대값을 갖도록 상기 제1, 제2 및 제3 음원 신호의 크기와 위상을 제어하여, 제1, 제2 및 제3 제어 음원 신호를 출력하는 제어 수단;
   상기 제1 제어 음원 신호를 받아 음향을 재생하는 제1 스피커;
   상기 제2 제어 음원 신호를 받아 음향을 재생하는 제2 스피커; 및
   상기 제3 제어 음원 신호를 받아 음향을 재생하는 제3 스피커
   를 포함하고,
   상기 제1, 제2 및 제3 스피커는 원형으로 배열되며, 상기 원형으로 배열된 상기 제1, 제2 및 제3 스피커의 하방에 상기 청취 영역이 위치하고,
   상기 제어 수단은, 상기 청취 영역과 상기 제2 스피커 간의 거리가 증가됨에 따라, 상기 제2 제어 음원 신호의 크기를 감소시키고, 상기 제2 제어 음원 신호의 위상을 증가시키며, 상기 제1 및 제3 제어 음원 신호의 크기 및 위상을 증가시키고,
   상기 제1, 제2 및 제3 스피커는 상기 청취 영역과 상기 청취 영역이 아닌 영역의 윗쪽 공간부에 원형으로 배열되고,
   상기 공간부는 파라솔의 아랫면이나 천정인,
   음향 재생 장치.
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