KR101582747B1 - 지향성 다채널 스피커 시스템 및 이를 포함하는 오디오시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지향성 다채널 스피커 시스템 및 이를 포함하는 오디오 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수개의 채널로 이루어진 다채널 스피커 시스템에 있어서, 상기 다채널을 구성하는 적어도 하나의 스피커가 지향성 스피커부를 구성하는 것을 특징으로 하는 지향성 다채널 스피커 시스템을 제공한다.
상기와 같은 본 발명에 의하면, 음향을 다채널로 구분하여 출력하고, 적어도 1개 채널 이상의 음향을 더욱 명확하게 청취할 수 있도록 하여 특정 청취자에게 입체적인 음향을 제공할 수 있음은 물론, 주위 사람들에게 피해를 주지 않고 보다 선명한 음향을 제공하며, 위치에 대한 제약이 없이 자유롭게 설치할 수 있고, 특히 고주파 음향의 경우에도 신호감쇄나 간섭이 없이 멀리까지 전달할 수 있다.

Description

지향성 다채널 스피커 시스템 및 이를 포함하는 오디오시스템{Directional multi-channel speaker system, and the audio system comprising the same}

본 발명은 스피커 시스템 및 이를 포함하는 오디오시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 음향을 다채널로 구분하여 출력하고, 적어도 1개 채널 이상의 음향을 더욱 명확하게 청취할 수 있도록 하여 특정 청취자에게 입체적인 음향을 제공할 수 있음은 물론, 주위 사람들에게 피해를 주지 않고 보다 선명한 음향을 제공할 수 있으며, 위치에 대한 제약이 없이 자유롭게 설치할 수 있고, 특히 고주파 음향의 경우에도 신호감쇄나 간섭이 없이 멀리까지 전달할 수 있는 지향성 다채널 스피커 시스템 및 이를 포함하는 오디오시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 스피커(Speaker)는 전기신호를 진동으로 변환하여 공기 중에 전달함으로써 소리를 생성하게 되는데, 이러한 스피커는 공기 중에 진동을 전달할 때 등방성을 가지며 전달하게 된다.

이에 따라, 청취자는 스피커를 기준으로 전 방향에서 스피커에서 발생되는 소리를 들을 수 있게 된다.

그러나 하나의 스피커에서 발생되는 음향은 청취자가 들을 수는 있지만, 높낮이가 다른 음향이 섞여있어서 정보전달이 정확하게 되지 않는 문제점이 있다.

이를 해소하기 위해, 공개특허 10-2004-0103158호에서 개진된 바와 같이, 다수의 채널을 분배하여 음역대를 구분하여 출력함에 따라 입체적 음향을 청취할 수 있으며, 정보전달율 역시 향상되었다.

더 나아가, 저음의 경우, 다른 음역대에 비하여 소리가 작은 문제점을 보완하기 위해 서브저음에 관한 채널을 더 분배하여 사용되고 있다.

그러나 이러한 다양한 채널을 통해 입체적으로 음향을 청취하더라도 각 채널에서 발생된 음향간 간섭 등으로 인해 대사 등의 정보전달이 용이하게 이루어지지 않는 문제점이 발생되며, 역으로 대사 등의 음향으로 인해 주위 배경음향이 묻히는 경우도 발생하게 된다.

더욱이 가정 내 홈시어터를 구축할 경우 5.1 채널 혹은 6.1 채널 등을 이용하여 음향을 출력하게 되면 주위 사람들에게 소음을 동반한 진동을 발생시켜 피해를 주게 되는 경우가 종종 있다.

또, 기존의 5.1 채널 혹은 6.1 채널 등은 각 스피커의 위치가 고정되어져야 하므로 설치장소에 따라 위치적인 제약이 많이 따르게 되는 문제와, 아울러 고주파 음향의 경우 신호감쇄가 커 원거리 전파가 어려운 한계가 있다.

이에 따라, 다채널을 통해 입체적으로 음향을 출력할 때, 특정 청취자에게 보다 선명하고 깨끗한 음향을 전달하도록 하면서 주위사람들에게는 최소한의 소음 내지 진동만을 발생시켜 피해를 최소화할 수 있으면서, 위치에 대한 제약이 없이 자유롭게 설치할 수 있고, 특히 고주파 음향의 경우에도 신호감쇄나 간섭이 없이 멀리까지 전달할 수 있는 기술에 대한 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해소하기 위해 안출된 것으로써, 음향을 다채널로 구분하여 출력하고, 적어도 1개 채널 이상의 음향을 더욱 명확하게 청취할 수 있도록 하여 특정 청취자에게 입체적인 음향을 제공할 수 있음은 물론, 주위 사람들에게 피해를 주지 않고 보다 선명한 음향을 제공할 수 있으며, 위치에 대한 제약이 없이 자유롭게 설치할 수 있고, 특히 고주파 음향의 경우에도 신호감쇄나 간섭이 없이 멀리까지 전달할 수 있는 지향성 다채널 스피커 시스템 및 이를 포함하는 오디오시스템을 제공하는 것이 목적이다.

상기 목적을 이루기 위한 본 발명은,

복수개의 채널로 이루어진 다채널 스피커 시스템에 있어서, 상기 다채널을 구성하는 적어도 하나의 스피커가 지향성 스피커인 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 지향성 스피커부는, 초음파를 이용하며, 일반적으로 음원을 일정한 크기로 증폭한 후, 이를 초음파 진동자가 송출할 수 있는 주파수 대역으로 변조한 다음, 이와 간섭을 일으키는 초음파를 송출하여 가청주파수 대역으로 바꾸어 사람이 들을 수 있도록 하는 장비로서, 초음파의 직진성을 이용하여 주변 사람에게는 들리지 않도록 지향성을 갖는 특징을 가진다.

이러한 지향성 스피커는 증폭기와 초음파 모듈로 구성되어질 수 있으며, 증폭기는 신호제어부의 제어신호에 따라 특정 채널에서 출력되는 음향을 증폭하고, 이와 함께 초음파 모듈에 내장된 초음파 진동자에 적합한 주파수로 변조한다.

이와 같이 변조된 음향은 초음파 모듈을 통해 송출되어진다. 이때 초음파 모듈은 초음파를 송출하는 어떠한 수단도 채택되어질 수 있으며, 예를 들어 압전세라믹을 초음파 진동자로 하는 초음파 모듈이 고려될 수 있다.

그리고 상기 초지향성 스피커의 출력방향을 조절하기 위한 위치조절부가 더 구비된다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 의한 초지향성 다채널 스피커 시스템 및 오디오 시스템에 의하면, 음향을 다채널로 구분하여 출력하고, 적어도 1개 채널 이상의 음향을 더욱 명확하게 청취할 수 있도록 하여 특정 청취자에게 입체적인 음향을 제공할 수 있음은 물론, 주위 사람들에게 피해를 주지 않고 보다 선명한 음향을 제공할 수 있게 하는 매우 유용하고 효과적인 발명이다.

나아가 지향성 스피커는 위치에 대한 제약이 없이 자유롭게 설치할 수 있고, 특히 고주파 음향의 경우에도 신호감쇄나 간섭이 없이 멀리까지 전달할 수 있는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명 실시예에 따른 초지향성 다채널 스피커 시스템을 포함하는 오디오시스템을 도시한 도면이고,
도 2는 본 발명에 따른 초지향성 다채널 사운드장치의 지향성 스피커부를 도시한 도면이며,
도 3은 본 발명에 따른 지향성 스피커부에 위치조절부가 더 구비된 상태를 도시한 도면이고,

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.

몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함(comprising 또는 including)"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, "일(a 또는 an)", "하나(one)", "그(the)" 및 유사 관련어는 본 발명을 기술하는 문맥에 있어서(특히, 이하의 청구항의 문맥에서) 본 명세서에 달리 지시되거나 문맥에 의해 분명하게 반박되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.

본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 지향성 다채널 스피커 시스템을 포함하는 오디도 장치를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 지향성 다채널 스피커 시스템의 지향성 스피커부를 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명에 따른 지향성 스피커부에 위치조절부가 더 구비된 상태를 도시한 도면이다.

도면에서 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 오디오 시스템(10)은 디코더(100), 제어부(200), 지향성 스피커부(300), 및 음향스피커부(400)로 구성된다.

디코더(100)는 음향출력장치(미도시)에서 출력되는 소정의 채널로 인코딩된 음향신호를 다수의 채널로 디코딩하기 위해 구비된다.

그리고 지향성 스피커부(300)는 디코더(100)를 통해 분리된 다수의 채널 중 적어도 어느 하나의 채널을 통해 전달되는 음향을 초지향성 음향으로 변환시켜 출력하기 위해 구비된다.

음향스피커부(400)는 디코더(100)에서 분리된 다수의 채널 중 지향성 스피커를 통해 출력되는 채널을 제외한 나머지 채널을 통해 전달되는 음향을 출력하기 위해 구비된다.

예를 들어, 5.1 채널의 경우 서브우퍼를 제외한 전면 좌측 스피커(301), 전면 우측 스피커(302), 전면 중앙 스피커(303), 후면 좌측 스피커(304), 후면 우측 스피커(305) 중 적어도 하나 이상을 지향성 스피커로 구현하고, 나머지 스피커를 일반 음향스피커로 구현할 수 있다.

바람직하게는 상기 지향성 스피커부(300)는 전면 중앙 스피커에 배치하고, 보다 바람직하게는 서브우퍼를 제외한 전면 좌측 스피커, 전면 우측 스피커, 전면 중앙 스피커, 후면 좌측 스피커, 후면 우측 스피커 모두를 지향성 스피커로써 구현한다. 후자의 경우 음향스피커부(400)는 서브우퍼만이 여기에 포함되어진다.

이러한 본 발명의 오디오시스템(10)의 작동상태를 살펴보면, 디코더(100)에 의해 출력된 다채널의 각 음향신호는 제어부(200)로 입력되고, 제어부(200)는 설정된 바에 따라 각 채널의 음향을 지향성 스피커부(300)와 음향스피커부(400)로 독립된 채널을 이용하여 분리하여 출력하도록 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 의하면 보다 바람직하게는 전면 중앙 스피커만을 지향성 스피커부(300)로 구성할 경우 대사 및 가사를 포함하는 정보전달이 보다 효과적으로 이루어질 수 있는 반면, 전면 좌측 스피커, 전면 우측 스피커, 전면 중앙 스피커, 후면 좌측 스피커, 후면 우측 스피커 모두를 지향성 스피커로써 구현할 경우 각 채널로 전달되는 음향을 간섭없이 입체적으로 분명하게 들을 수 있으면서 주위에 소음을 발생시키지 않아 편안하고 안심하게 들을 수 있는 장점을 제공한다.

또한, 상기 지향성 스피커는 기존 일반적인 스피커 시스템을 이용하여 입체적 효과를 극대화하기 위해서는 특정한 위치에 설치되어야 하는 공간적 제약을 해결할 수 있게 해준다. 따라서, 전면 좌측 스피커, 전면 우측 스피커, 전면 중앙 스피커, 후면 좌측 스피커, 후면 우측 스피커 중 어느 하나 내지 2이상을 지향성 스피커로 구성하면 위치에 대한 제약없이 시스템을 구성하는 것이 가능해진다.

도 2에 도시한 바와 같이 본 발명 스피커 시스템을 구성하는 지향성 스피커부(300)는, 초음파를 이용하며, 일반적으로 음원을 일정한 크기로 증폭한 후, 이를 초음파 진동자가 송출할 수 있는 주파수 대역으로 변조한 다음, 이와 간섭을 일으키는 초음파를 송출하여 가청주파수 대역으로 바꾸어 사람이 들을 수 있도록 하는 장비로서, 초음파의 직진성을 이용하여 주변 사람에게는 들리지 않도록 지향성을 갖는 특징을 가진다.

이러한 지향성 스피커는 증폭기(310)와 초음파 모듈(320)로 구성되어질 수 있으며, 증폭기(310)는 신호제어부의 제어신호에 따라 특정 채널에서 출력되는 음향을 증폭하고, 이와 함께 초음파 모듈(320)에 내장된 초음파 진동자에 적합한 주파수로 변조한다.

이와 같이 변조된 음향은 초음파 모듈(320)을 통해 송출되어진다. 이때 초음파 모듈은 초음파를 송출하는 어떠한 수단도 채택되어질 수 있으며, 예를 들어 압전세라믹을 초음파 진동자로 하는 초음파 모듈이 고려될 수 있다.

이러한 지향성 스피커부(300)는 도 3에 도시한 바와 같이 지향성 음향의 출력방향을 조절하기 위한 위치조절부(330)가 더 구비됨이 바람직하다.

이 위치조절부(330)는 지향성 스피커(320)의 출력방향을 상하 및 좌우방향으로 회전시키도록 하는 것으로, 특정 대상을 상하/좌우로 회전시킬 수 있는 구성이면 사용이 가능하다.

이에, 청취자가 원하는 방향으로 지향성 스피커(320)를 위치시킨 후, 초지향성 음향을 출력시킬 수 있다.

물론, 도 3에서 도시한 바와 같이, 청취자의 위치를 추종하기 위한 감지센서(340)가 더 구비되고, 이 감지센서(340)의 신호를 수신하여 위치조절부(330)를 제어함에 따라 자동 제어가 가능한 제어부(350)가 더 구비될 수 있다.

이러한 구성을 통해 청취자가 원래의 위치를 벗어나 이동하더라도 입체적 음향의 특성이 감쇄되어지는 일 없이 청취하는 것이 가능해 진다.

더욱이 청취자가 원거리에 위치하더라도 특히 고주파 음향을 본 발명에 따른 지향성 스피커로 전달할 경우 감쇄나 간섭이 없이 효과적으로 전달할 수 있는 점에서 특히 기존의 일반 음향시스템만으로는 해결할 수 없는 공간적인 제약을 해결할 수 있게 해준다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예로써, 본 발명에 따른 스피커 시스템이 공연장 내지 극장 등의 좌석(500)에 구현된 예를 도시하고 있다.

좌석(500)의 등받이 부위 중 사람의 머리가 위치하는 좌, 우측 중 어느 하나 혹은 양측에 각각 후면 좌측 스피커(304) 또는/및 후면 우측 스피커(305)를 지향성 스피커로써 구현한다. 이 경우 예를 들어 영화의 음향 중 뒤에서 전달되는 배경음향이 실제로 청취자의 머리 뒤로부터 좌우 귀에 가까이 출력되어지므로 훨씬 더 현장감이 넘치는 사운드를 구현할 수 있다.

이 경우 기존에 돌비 디지털 시스템 등에서 후방으로부터 전방에 전달되는 배경음향과 전방에서 후방으로 전달되는 대사 등이 간섭을 일으켜 내용전달이 잘 이루어지지 않는 문제도 동시에 해결될 수 있다.

10 : 지향성 다채널 스피커 시스템
100 : 디코더
200 : 제어부
300 : 지향성 스피커부
400 : 음향 스피커부

Claims (6)

1. 복수개의 채널로 이루어진 다채널 스피커 시스템에 있어서, 상기 다채널을 구성하는 적어도 하나의 스피커가 지향성 스피커부를 구성하고,
   상기 지향성 스피커부는,
   서브우퍼를 제외한 나머지 스피커가 지향성 스피커로 이루어지고,
   상기 지향성 스피커부의 출력방향을 조절하기 위한 위치조절부;와
   청취자의 위치를 추종하기 위한 감지센서; 및
   상기 감지센서의 신호를 수신하여 위치조절부를 제어함에 따라 자동 제어가 가능한 제어부;가 더 구비되고,
   상기 지향성 스피커부는 좌석의 등받이에 설치되되, 청취자의 머리 좌우 뒤측 중 적어도 하나에 설치되는 것을 특징으로 하는 지향성 다채널 스피커 시스템.
   
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6. 제1항에 의한 지향성 다채널 스피커 시스템을 포함하는 오디오 시스템.

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