KR101612767B1 - 지향성 스피커 모듈을 구비한 휴대용 단말기 및 지향성 스피커 모듈 방법 - Google Patents

지향성 스피커 모듈을 구비한 휴대용 단말기 및 지향성 스피커 모듈 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 지향성 스피커 모듈을 구비한 휴대용 단말기 및 지향성 스피커 모듈 방법에 관한 것으로, 전방향으로 음향을 방출할 수 있도록 하우징의 내부에 설치되는 제 1 스피커와, 제 1 스피커의 후방으로 일직 선상에 설치되는 제 2 스피커와, 제 1 스피커와 제 2 스피커에 서로 다른 위상 변환과 음압 조절이 이루어져서 지향성이 유지되도록 하는 신호처리부와, 지향성 모드에 따라 음향신호의 위상 변환과 음압 조절을 통해 지향성으로 제어하고, 음성통화용 모드 또는 스피커폰 모드에 따라 음향신호를 임피던스 정합 기능에 의해 지향성모드와 스피커폰모드와 음성 통화용 모드중 어느 하나로 구동시켜 상기 음향신호를 출력 제어하는 제어부를 포함한다. 따라서 본 발명에 의하면, 다이폴 특성을 이용하여 개인음향 공간을 생성할 수 있도록 하는 지향성 스피커를 휴대용 단말기에서 구현함으로써, 사용자는 사람들이 많은 환경에서 주변 사람들에 소음을 발생시키지 않으면서도, 이어폰과 같은 장치를 휴대해야 하는 불편함을 없앨 수 있어, 영상통화, 디지털 멀티미디어 방송, 게임 등의 서비스 이용시 사용자 편의성을 높일 수 있다.
스피커, 지향성, 위상, 음압, 휴대용 단말기

Description

지향성 스피커 모듈을 구비한 휴대용 단말기 및 지향성 스피커 모듈 방법{MOBILE TERMINAL HAVING A DIRECTING-TYPE SPEAKER MODULE AND METHOD FOR DIRECTING-TYPE SPEAKER MODULE}
본 발명은 지향성 스피커 모듈을 구비한 휴대용 단말기 및 지향성 스피커 모듈 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 휴대폰이나 PMP와 같은 소형 휴대용 단말기에서 스피커의 다이폴 특성을 활용하여 지향성 특성을 효과적으로 보존할 수 있도록 한 지향성 스피커 모듈을 구비한 휴대용 단말기 및 지향성 스피커 모듈 방법에 관한 것이다.
일반적으로 스피커란, 전기적인 신호를 공기의 진동으로 바꾸어 사람의 귀에서 소리를 느낄 수 있도록 하는 장치이다. 진동판이 있는 보이스 코일에 전류를 흘리면 전류의 방향에 따라 보이스 코일이 상하운동을 하게 되고, 이때 진동판이 공기중에 소리를 발생하게 된다. 이러한 소리는 공기 중에 전파되어 사람의 귀에 전달되는데, 공기중의 전파 과정에서 회절과 반사 등에 의해 소리의 방향이 변하게 된다. 일반적으로 사용하는 스피커는 소리의 방향이 스피커를 중심으로 모든 방향으로 전파되는데, 이를 무지향성 스피커라고 한다.
이에 반해, 소리를 일정한 방향으로만 전달하는 스피커를 지향성 스피커라 하는데, 군용 통신, 산악지역에서의 긴급방송, 박물관 및 전시장 등에서의 안내 방송 등에 활용되고 있다. 이들 지향성 스피커는 구현 방식에 따라 어레이(Array)방식 스피커, 초음파 방식 스피커 및 돔형 스피커 방식으로 구분된다.
어레이 방식의 스피커는, 옴니 스피커 여러 개를 직렬 또는 병렬식으로 배열하고, 각 스피커에 입력되는 음향신호의 위상값을 다르게 조절함으로써, 음파가 공기중으로 확산되는 과정에서 음파간 보강 및 상쇄간섭을 일으키도록 한다. 이를 통해 음향신호가 특정방향에서만 들리고, 그 이외의 지역에서는 들리지 않거나 아주 낮은 음압으로 들리도록 한다. 또한, 이 기술은 개별 스피커에 대해 독립적으로 위상을 제어함으로써, 소리를 전달하는 방향을 자유롭게 조정할 수 있다는 장점을 가진다. 하지만, 위상에 의한 음향신호의 방향 조정을 위해서는 개별 스피커간에 수 cm 이상의 이격거리를 보장하여야 하며, 다수의 스피커를 사용하여야 한다는 점에서 휴대용 기기에서 요구되는 소형화에 한계가 있다는 단점을 가진다.
그리고 초음파 방식의 스피커는, 인간의 가청 영역밖의 신호를 소리를 전달하는 매개체로 사용하여 소리를 전달토록 하는 방식이다. 주로 수십 KHz 대역의 주파수를 사용하며, 음성 신호를 초음파 대역 신호로 변조하여 초음파 변환기를 통해 초음파 주파수를 갖는 소리 에너지로 변환한 후 공기중으로 전달하게 된다. 공기중에 전달된 초음파 신호는 공기의 비선형성(Nonlinearity)에 의해 발생된 음성대역 하모닉스를 통해 음파 대역 소리로 재생된다. 초음파 대역을 사용하므로 지향특성이 매우 강하다는 것과 초음파 신호를 발생시키는 진동판의 방향을 변경하면 소리의 전달방향을 제어할 수 있다는 장점이 있다. 하지만, 초음파용 음성신호의 생성 및 전달을 위해서는 초음파 신호 생성을 위한 별도의 변조 장치를 구비하여야 하며, 초음파 대역에 대한 공진 효율이 높은 진동판이 사용되어야 한다는 단점을 가진다.
또한, 돔형 스피커는 스피커 주변에 음향을 반사시키기 위한 돔을 구성하여 소리가 한 방향으로 집중되어 전달할 수 있도록 하는 것이다. 즉, 무지향성 스피커로부터 발생한 음향신호를 스피커 외부를 둘러싼 반사판이 일정한 방향으로 음향신호가 전달되도록 함으로써 소리의 집중도를 향상시킨 것이다. 이는 구성이 간단하다는 장점을 가지지만, 외부 반사판은 충분한 크기로 형성하여야 하므로 소형화가 어렵다는 단점을 가진다.
어레이 스피커를 이용한 지향성 스피커는 대한민국특허 출원 제10-2003-0096197호(다수의 마이크로폰을 이용한 지향성 제어 가능 스피커시스템 및 그 방법), 대한민국특허 제10-0519052호(다수의 스피커를 이용한 밝고 어두운 소리 공간 형성방법) 등에서 제안되고 있다. 대한민국특허 출원 제10-2003-0096197호에서는 여러 개의 스피커 엘리먼트를 통해 동일한 음파 신호를 소리로 변환 출력하되, 각 스피커 엘리먼트의 입력 신호의 위상을 조금씩 바꾸어 줌으로써 출력된 신호들 간의 상쇄/보강 간섭에 의해 일정한 방향에 대해서만 소리가 들리게 하는 어레이 방식의 지향성 스피커가 도시되어 있다. 또한, 미국특허 US 제6,584,205호(Modulator Processing for a Parametric Speaker System), 대한민국특허 제10-0622078호(초지향성 스피커 시스템 및 신호처리 방법) 등에서는 초음파 방식의 지향성 스피커 구현방법이 제안되었다. 하지만, 이러한 선행기술들 모두 휴대용 단말 적용을 위한 소형화에 대한 문제점을 해결하지는 못하고 있는 실정이다.
본 발명의 기술적 과제는 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 마이크로 스피커를 일정 거리 이격시켜서 일직 선상으로 배치하여 다이폴 특성으로 지향성 기능을 구현할 수 있으며, 더욱이 일직 선상으로 배치되는 2개의 마이크로 스피커에 대한 위상제어와 음압을 서로 다르게 제어함으로써, 전면 지향성을 증대시킬 수 있는 지향성 스피커 모듈을 구비한 휴대용 단말기 및 지향성 스피커 모듈 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 지향성 스피커 모듈을 패키징 할 경우에 후방 마이크로 스피커의 지향성 성능 저하를 방지하도록 사이드 가이드를 통한 음향공간과 전달통로의 형성으로 지향성 특성을 유지시킬 수 있도록 한 지향성 스피커 모듈을 구비한 휴대용 단말기 및 지향성 스피커 모듈 방법을 제공한다.
본 발명의 일 관점에 따른 지향성 스피커 모듈을 구비한 휴대용 단말기는, 전방향으로 음향을 방출할 수 있도록 하우징의 내부에 설치되는 제 1 스피커와, 제 1 스피커의 후방으로 일직 선상에 설치되는 제 2 스피커와, 제 1 스피커와 제 2 스피커에 서로 다른 위상 변환과 음압 조절이 이루어져서 지향성이 유지되도록 하는 신호처리부와, 지향성 모드에 따라 음향신호의 위상 변환과 음압 조절을 통해 지향성으로 제어하고, 음성통화용 모드 또는 스피커폰 모드에 따라 음향신호를 임피던스 정합 기능에 의해 지향성모드와 스피커폰모드와 음성 통화용 모드중 어느 하나로 구동시켜 상기 음향신호를 출력 제어하는 제어부를 포함하는 지향성 스피커 모듈을 구비한 휴대용 단말기를 제공한다.
그리고 제 1 스피커와 제 2 스피커는 다이폴 스피커일 수 있다.
또한, 신호처리부는, 지향성 모드인 경우 제 1, 2 스피커에 음향신호가 지향성으로 출력되도록 위상을 변환하는 위상변환부와, 지향성 모드인 경우 제 1, 2 스피커의 입력값의 변압과 전류 조정을 통해 음향신호가 지향성으로 출력되도록 음압이 조절되는 음압조절부와, 제 1, 2 스피커를 지향성모드와 스피커폰모드와 음성통화용 모드 중 어느 하나로 구동되도록 임피던스 정합 기능을 수행하는 임피던스 정합부와, RF 모듈로부터 입력되는 고주파의 음향신호를 역확산(dispreading) 및 채널 복호(channel decoding)화하여 제공하는 모뎀부와, 제어부의 제어에 따라 지향성 스피커 모드로 전환되는 경우 위상 변환기능을 활성화하여 지향성을 갖도록 하는 위상 제어신호와 모뎀부로부터 입력된 음향신호를 상기 위상변환부에 제공하는 음향처리부를 포함할 수 있다.
또한, 하우징의 전면 중앙에 형성되는 메인음향출력부와, 메인음향출력부의 양측으로 제 2 스피커의 음향신호가 전파될 수 있도록 하우징에 형성되는 제 1, 2 보조음향출력부와, 제 1 스피커와 상기 제 2 스피커의 지향성을 유지하도록 제 1, 2 보조음향출력부와 근접하는 거리에 각각 설치되는 사이드가이드를 포함할 수 있다.
또한, 사이드가이드를 통하여 제 2 스피커의 음향신호의 전달과 제 1 스피커의 측면 방사를 차단할 수 있도록 음향공간과, 제 2 스피커의 음향신호 전달을 위해 음향신호의 전달 통로를 가질 수 있다.
또한, 지향성 스피커 모듈은 패키징되어 상기 휴대용 단말기에 장착될 수 있다.
또한, 하우징의 후면부에 제 2 스피커의 음압을 감쇄시킬 수 있는 흡음재를 더 포함할 수 있다.
그리고 본 발명의 일 관점에 따른 지향성 스피커 모듈 방법으로는, 휴대용 단말기의 지향성 모드에 따라 음향 신호가 제 1 스피커와 제 2 스피커에 서로 다른 위상 변환과 음압 조절이 이루어져서 지향성이 유지되도록 제어하는 단계와, 상기 변환된 음향 신호가 메인음향출력부와 제 1, 2 보조음향출력부를 통해 지향성으로 출력되는 단계를 포함하는 지향성 스피커 모듈 방법을 제공한다.
더욱이 지향성이 유지되도록 제어하는 단계에서는, 제 1, 2 스피커가 지향성 스피커로 구동되도록 임피던스 정합 기능을 수행하는 단계와, 음향신호에 대하여 지향성으로 출력되도록 위상변환부에서 위상을 변환하는 단계와, 제 1, 2 스피커의 입력값의 변압과 전류 조정을 통해 음향신호가 지향성으로 출력되도록 음압조절부 에서 음압이 조절되는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 변환된 음향 신호가 메인음향출력부와 제 1, 2 보조음향출력부를 통해 지향성으로 출력되는 단계는, 상기 제 1, 2 보조음향출력부측으로 출력되는 상기 음향신호는, 상기 메인음향출력부로 출력되는 음향 신호 중 측면 및 후면으로 방사되는 음향신호에 대해 감쇄를 일으키도록 위상 및 음압 제어가 이루어져서 지향성을 유지할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 다이폴 특성을 이용하여 개인음향 공간을 생성할 수 있도록 하는 지향성 스피커를 휴대용 단말기 및 지향성 스피커 모듈 방법을 구현함에 있어, 지향성 특성을 효과적으로 유지하면서 범용성을 확보하기 위한 지향성 스피커를 제공하는 것이다. 따라서 사용자는 사람들이 많은 환경에서 주변 사람들에 소음을 발생시키지 않으면서도, 이어폰과 같은 장치를 휴대해야 하는 불편함을 없앨 수 있어, 영상통화, DMB, Game 등의 서비스 이용시 사용자 편의성을 높일 수 있다. 또한 멀티모드 스피커의 서비스에 따른 제어 절차를 통해 사용자는 음성 통화, 영상통화, DMB등의 사용 환경에 따라 스피커의 동작 모드를 변경함으로써 원하는 서비스를 편리하게 이용할 수 있는 효과를 가진다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하 기에서 본 발명을 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 발명에서의 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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단말기에서의 지향성 스피커 모듈을 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 지향성 스피커 모듈의 평단면도이고, 도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 지향성 스피커 모듈의 작동 흐름도이다.
도 1에 도시된 지향성 스피커 모듈은, 크게 하우징(100)의 내부에 설치되어 전방향으로 음향을 방출할 수 있는 제 1 스피커(101)와, 제 1 스피커(101)의 후방으로 일직 선상에 설치되는 제 2 스피커(102)와, 제 1 스피커(101)와 제 2 스피커(102)에 서로 다른 위상 변환과 음압 조절이 이루어져서 지향성이 유지되도록 하는 신호처리부(110)와, 신호처리부(110)를 제어하는 제어부(120)를 포함할 수 있다.
하우징(100)은 합성수지재 또는 금속재로 제작될 수 있으며, 휴대폰이나 DMB 등의 휴대용 단말기에 장착 가능한 크기를 가지고서 제작될 수 있다.
그리고 하우징(100)의 내부 중앙에 설치되는 제 1 스피커(101)와 제 2 스피 커(102)는, 다이폴(dipole) 특성을 갖는 스피커로서 두 개의 스피커(101)(102)가 동일 선상에서 하우징(100)의 내부에 배치 설치될 수 있다. 설치 순서는 상관없으나 설명의 편의를 위하여 제 1 스피커(101)가 전방측에 설치되고, 제 1 스피커(101)와 일직 선상의 후방으로 제 2 스피커(102)가 설치될 수 있다.
제 1 스피커(101)와 제 2 스피커(102)에는 서로 다른 위상으로 변환시키고 음압을 조절하여 음향신호가 지향성을 갖도록 하는 신호처리부(110)가 설치될 수 있다.
신호처리부(110)는, 위상변환부(111)와, 음압조절부(112)와, 임피던스 정합부(113)와, 모뎀부(114)와, 음향처리부(115)를 포함할 수 있다. 그리고 이들을 제어하는 제어부(120)를 포함할 수 있다.
여기서, RF 모듈(116)은 안테나(S1)를 통해 고주파의 음향신호를 수신하여 모뎀부(114)로 제공한다.
모뎀부(114)는 RF 모듈(116)로부터 입력되는 고주파의 음향신호를 역확산(dispreading) 및 채널 복호(channel decoding)화 하여 음향처리부(115)에 제공한다.
음향처리부(115)는 제어부(120)의 제어에 따라 지향성 스피커 모드로 전환되는 경우 위상 변환기능을 활성화하여 지향성을 갖도록 하는 위상 제어신호를 위상변환부(111)에 제공하고, 모뎀부(114)로부터 입력된 음향신호를 위상변환부(111)에 제공한다.
또한, 음향처리부(115)는 제어부(120)의 제어에 따라 음성 통화용 모드로 전 환되는 경우 제 1, 2 스피커(101)(102)에 음향신호를 제공한다.
또, 음향처리부(115)는 제어부(120)의 제어에 따라 멀티미디어 컨텐츠를 수행하기 위해 스피커폰 모드로 전환되는 경우 제 1, 2 스피커(101)(102)로 음향신호를 제공한다.
그리고 위상변환부(111)는 지향성 스피커 모드로 전환되는 경우 음향처 리부(115)로부터 입력되는 음향신호에 대하여 제 1, 2 스피커(101)(102)로 출력되는 음향신호의 위상이 서로 다른 위상으로 지향성을 갖도록, 즉 영상통화용 카메라(미도시됨)를 통해 촬상된 사용자 영상의 정면에 대해서는 음향신호의 출력이 기설정된 출력 레벨의 최대(예컨대, 100%)가 되도록 하고, 영상의 정면과 양쪽 측면 사이에 대해서는 기설정된 출력 레벨(예컨대, 정면을 기준으로 촬상 영상이 10° 틀어지면 음향신호의 최대 출력 90%가 되도록 하며, 20°틀어지면 음향신호의 최대 출력 80%,...,90°틀어지면 음향신호의 최대 출력 10%)이 되도록 하며, 촬상된 사용자 영상의 양쪽 측면에 대해서는 음향신호의 출력이 기설정된 출력 레벨의 최소(예컨대, 0%)가 되도록 임피던스 정합부(113)에 의해 구동된 제 1, 2 스피커(101)(102)를 통해 출력하도록 다이폴 특성의 위상으로 변환한다.
음압조절부(112)는, 지향성 모드인 경우 제 1, 2 스피커(101)(102)의 입력값의 변압과 전류 조정을 통해 음향신호가 지향성으로 출력되도록 음압을 조절할 수 있다.
임피던스 정합부(113)는 제어부(120)로부터 입력되는 임피던스 제어신호에 따라 임피던스 조절, 즉 지향성 스피커 모드로 기설정된 임피던스로 조절하거나 또 는 스피커폰 모드로 기설정된 임피던스로 조절하거나 혹은 음성 통화용 모드로 기설정된 임피던스로 조절하여 제 1, 2 스피커(101)(102)를 선택적으로 지향성 스피커 모드와 스피커폰 모드와 음성 통화용 모드 중 어느 하나로 구동할 수 있도록 임피던스 정합 기능을 수행한다.
그리고 제어부(120)는 예컨대, 마이크로 프로세서 유닛(micro processor unit)으로서, 단말기내 모뎀부(114) 및 음향처리부(115) 등의 동작을 제어하고, 입력장치(130)로부터 입력되는 각종 키입력 신호에 대응하여 해당 프로그램을 구동하도록 제어하며, 단말기의 동작 중에 발생되는 상태 정보와 제한된 키입력 숫자의 문자들과 다량의 동영상 및 정지영상 등을 디스플레이부(140)로 제공하도록 제어한다.
또한, 제어부(120)는 지향성 스피커 모드로 전환되는 경우 제 1, 2 스피커(101)(102)에 구동신호를 제공함과 동시에 위상 변환기능을 활성화하여 지향성을 갖도록 하는 위상 제어신호를 위상변환부(111)에 제공하고, 이어서 모뎀부(114)로부터 입력된 음향신호를 위상변환부(111)에 제공되도록 음향 처리부(115)를 제어한다.
또한, 제어부(120)는 음성 통화용 모드로 전환되는 경우 제 1, 2 스피커(101)(102)에 구동신호를 제공함과 동시에 음향신호를 제공하도록 음향 처리부(115)를 제어하며, 또한, 임피던스 제어신호를 임피던스 정합부(113)에 제공함과 동시에 제 1, 2 스피커(101)(102)로 음향신호를 제공하도록 음향 처리부(115)를 제어한다.
또, 제어부(120)는 멀티미디어 컨텐츠를 수행하기 위해 스피커폰 모드로 전환되는 경우 제 1, 2 스피커(101)(102)로 구동신호를 제공하거나 혹은 임피던스 정합부(113)로 임피던스 제어신호를 제공함과 동시에 제 1, 2 스피커(101)(102)에 음향신호를 제공하도록 음향처리부(115)를 제어한다.
그리고 도 2에 도시된 것과 같이, 하우징(100)의 전면 중앙으로 제 1 스피커(101)로부터의 음향을 출력하는 메인음향출력부(103)가 형성되고, 이 메인음향출력부(103)의 양측으로 제 2 스피커(102)의 음향신호가 전파될 수 있도록 하우징(100)의 양측에 일정 거리 이격 되어 제 1, 2 보조음향출력부(104)(105)가 형성될 수 있다.
그리고 일직 선상에 설치되는 제 1 스피커(101)와 제 2 스피커(102)의 지향성을 유지하도록 하우징(100)의 내부에 각각의 제 1, 2 보조음향출력부(104)(105)와 근접하는 거리에 후방측을 향하는 평면의 사이드가이드(106)가 설치될 수 있다,
사이드가이드(106)를 통하여 제 2 스피커(102)의 음향신호의 전달과 제 1 스피커(101)의 측면 방사를 차단할 수 있도록 음향공간(107)과 제 2 스피커(102)의 음향신호 전달을 위해 음향신호의 전달 통로(108)를 마련할 수 있다.
덧붙여, 하우징(100)의 후면부에 제 2 스피커(102)의 음압을 감쇄시킬 수 있도록 다공질의 섬유질로 제작된 흡음재(109)를 더 포함할 수 있으며, 더 나아가 이와 같은 지향성 스피커 모듈은 패키징되어 휴대용 단말기(미도시)에 장착될 수 있다.
다음에, 상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 실시 예에서 휴대용 단말기에서의 모드별 스피커 제어 과정에 대하여 설명한다.
먼저, 지향성 스피커 모듈 방법으로는, 휴대용 단말기의 지향성 모드에 따라 음향 신호가 제 1 스피커와 제 2 스피커에 서로 다른 위상 변환과 음압 조절이 이루어져서 지향성이 유지되도록 제어하는 단계와, 변환된 음향 신호가 메인음향출력부와 제 1, 2 보조음향출력부를 통해 지향성으로 출력되는 단계를 포함할 수 있다. 이에 따라 하기에서는 도 3을 참고하여 좀 더 자세히 설명하면, 전화기능이 시작되면, RF 모듈(116)에서는 안테나(S1)를 통해 고주파의 음향신호를 수신하여 모뎀부(114)로 제공하며, 모뎀부(114)에서는 RF 모듈(116)로부터 입력되는 고주파의 음향신호를 역확산 및 채널 복호화하여 음향처리부(115)에 제공한다.
이때, 제어부(120)에서는 단말기에서 신호모드가 진동모드인지 스피커폰 모드인지를 체크하게 되며, 스피커폰 모드인 경우 벨소리를 출력하게 된다.(S10)
다음으로, 제어부(120)에서 음성 통화인가? 아님 영상 통화인가? 를 체크(S20)하고, 음성통화인 경우에는 리시버 모드로 동작 설정하여 통화시작(S30) 즉, 임피던스 정합부(113)로부터 임피던스 제어신호를 제공하고, 모뎀부(114)로부터 입력된 음향신호를 제 1, 2 스피커(101)(102)에 제공되도록 음향 처리부(115)를 제어한다.
그러면, 임피던스 정합부(113)에서는 제어부(120)로부터 입력되는 임피던스 제어신호에 따라 음성 통화용 모드로 기설정된 임피던스로 조절하여 제 1, 2 스피커(101)(102)가 리시버로 구동되도록 임피던스 정합 기능을 수행한다. 그리고 음향 처리부(115)에서는 제어부(120)의 제어에 따라 모뎀부(114)로부터 입력된 음향신호 를 리시버로 구동된 제 1, 2 스피커(101)(102)에 제공한다.
제 1, 2 스피커(101)(102)에서는 임피던스 정합부(113)의 정합 기능에 따라 리시버로 동작된 후 음향처리부(115)로부터 제공되는 음향신호를 메인음향출력부(103)와 제 1, 2 보조음향출력부(104)(105)를 통해 사용자가 청취할 수 있도록 출력한다.
한편, 제어부(120)에서 음성 통화인가? 아님 영상 통화인가? 를 체크(S20)하고, 영상통화인 경우에는 지향성 스피커 모드로 동작 설정하여 통화를 시작한다(S40) 즉, 임피던스 정합부(113)로 임피던스 제어신호를 제공하고, 모뎀부(114)로부터 입력된 음향신호를 위상변환부(111)에 제공되도록 음향처리부(115)를 제어하며, 위상 변환기능을 활성화하여 지향성을 갖도록 하는 위상 제어신호를 위상변환부(111)에 제공한다.
그리고 음압조절부(112)에서도 제 1, 2 스피커(101)(102)의 입력값의 변압과 전류 조정을 통해 음향신호가 지향성으로 출력되도록 음압을 조절하게 된다.
그러면, 임피던스 정합부(113)에서는 제어부(120)로부터 입력되는 임피던스 제어신호에 따라 지향성 스피커 모드로 기설정된 임피던스로 조절하여 제 1, 2 스피커(101)(102)가 구동되도록 임피던스 정합 기능을 수행한다. 그리고 음향처리부(115)에서는 제어부(120)의 제어에 따라 위상 변환기능을 활성화하여 지향성을 갖도록 하는 위상 제어신호를 위상변환부(111)에 제공하고, 모뎀부(114)로부터 입력된 음향신호를 위상변환부(111)에 제공한다.
다음으로, 위상변환부(111)에서는 음향처리부(115)로부터 입력되는 위상 제 어신호에 따라 음향신호에 대하여 제 1, 2 스피커(101)(102)로 출력되는 음향신호의 위상과 다른 위상으로 다이폴 특성을 갖도록 변환, 즉 영상통화용 카메라(미도시됨)를 통해 촬상된 사용자 영상의 정면에 대해서는 음향신호의 출력이 기설정된 출력 레벨의 최대(예컨대, 100%)가 되도록 하고, 영상의 정면과 양쪽 측면 사이에 대해서는 기설정된 출력 레벨(예컨대, 정면을 기준으로 촬상 영상이 10° 틀어지면 음향신호의 최대 출력 90%가 되도록 하며, 20°틀어지면 음향신호의 최대 출력 80%,...,90°틀어지면 음향신호의 최대 출력 10%)이 되도록 하며, 촬상된 사용자 영상의 양쪽 측면에 대해서는 음향신호의 출력이 기설정된 출력 레벨의 최소(예컨대, 0%)가 되도록 위상을 변환하여 임피던스 정합부(113)에 의해 구동된 제 1, 2 스피커(101)(102)로부터 메인음향출력부(103)와 제 1, 2 보조음향출력부(104)(105)를 통해 사용자로의 지향성을 갖도록 출력한다.
이때, 하우징(100)내에 설치된 사이드가이드(106)를 통하여 일직 선상에 설치되는 제 1 스피커(101)와 제 2 스피커(102)의 지향성이 유지될 수 있으며, 더욱이 사이드가이드(106)를 통하여 형성된 음향공간(107)에서는 제 2 스피커(102)의 음향신호의 전달과 제 1 스피커(101)의 측면 방사를 차단할 수 있고, 하우징(100)의 양측의 제 1, 2 보조음향출력부(104)(105)로 이어질 수 있도록 하는 전달 통로(108)를 통해 제 2 스피커(102)의 음향 신호 전달을 위해 음향 신호가 방사될 수 있다.
즉, 제 1, 2 보조음향출력부(104)(105)측으로 출력되는 음향신호는 메인음향출력부(103)로 출력되는 음향 신호 중 측면 및 후면으로 방사되는 음향신호에 대해 감쇄를 일으키도록 위상 및 음압 제어가 이루어져서 지향성을 유지할 수 있다.
또한, 하우징(100)의 후면부에 설치되는 흡음재(109)로 하여 음압 분포가 전면측으로 집중되도록 제 2 스피커(102)의 음압을 감쇄시킬 수 있다. 즉, 흡음재(109)의 사용으로 인해 제 2 스피커(102)의 후면 방사에 대한 위상 및 읍압 제어 요구 수준이 낮아지면, 측면 감쇄에 보다 집중될 수 있는 최적화가 가능하여 궁극적으로 지향성이 향상될 수 있다.
다음과 같이 리시버모드로 동작 설정하여 통화시작(S30)하는 경우와 지향성 스피커 모드로 동작 설정하여 통화시작(S40)하는 각 경우에서 모드전환 요청(S50)이 있으면 모드 전환 후(S60) 통화를 하고, 통화가 끝나면(S70) 전화기능이 종료된다.
그리고 도 4에서와 같이 엔터테인먼트 기능이 시작되면, 지향성 스피커 모드로 동작 설정하여 서비스를 제공(S100)하게 되고, 리시버 내지는 스피커폰 모드로 모드전환 요청(S110)이 있으면, 모드 전환 후 서비스를 계속(S120) 진행하게 된다.
그리고 서비스의 종료(S130) 요청이 있으면, 엔터테인먼트 기능을 종료하게 된다.
여기서 지향성 스피커 모드의 동작 서비스는, 위에서 설명한 바와 같이 제 1, 2 스피커(101)(102)의 위상 제어 및 음압 제어를 통하고, 사이드가이드(106)를 통한 음향공간(107) 및 전달통로(108)로 하여 지향성이 유지되는 상태에서 음향 출력이 이루어질 수 있다.
본 발명에 의한 단말기에서의 모드별 다중 스피커 제어 방법은 컴퓨터 프로 그램으로 작성 가능하다. 이 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다. 또한, 해당 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 정보저장매체(computer readable media)에 저장되고, 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써 다중 스피커 제어 방법을 구현한다. 정보저장매체는 자기 기록매체, 광 기록매체 및 캐리어 웨이브 매체를 포함한다.
이상에서와 같이, 본 발명은 지향성 스피커폰 모듈을 지원함으로써, 영상통화와 디지털 멀티미디어 방송 및 게임 등의 서비스를 이용 시 이어폰 등을 사용하지 않아도 주변 사람들에게 소음을 발생시키지 않으면서 청취가 가능하여 사용상의 편의성을 높일 수 있고, 또한, 멀티 모드 스피커의 서비스에 따른 제어 절차를 통해 사용자 측면에서는 음성통화 및 영상통화와 디지털 멀티미디어 방송 등의 사용환경에 따라 일일이 스피커 모드를 변경할 필요없이 자동적으로 수행됨에 따라 편리한 서비스 환경을 이용할 수 있다.
지금까지 본 발명에 대하여 그 일부 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명에서의 지향성 스피커 모듈을 구비한 휴대용 단말기 및 지향성 스피커 모듈 방법은, CDMA망, W-CDMA망, HSDPA망, GSM망 등은 물론이고 제4세대를 포함하여 향후 구현될 모든 이동 통신 시스템에서 사용되는 이동통신 단말기를 통해 제공되는 멀티미디어 기능, 예컨대, 디지털 멀티미디어 방송을 수신하여 시청하는 기능, 화상통화 기능, MP3 등의 음악 청취기능 등의 다양한 기능들을 위한 서비스를 제공할 때에 이용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단말기에서의 지향성 스피커 모듈을 구성도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 지향성 스피커 모듈의 평단면도이고,
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 지향성 스피커 모듈의 작동 흐름도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 하우징 101, 102 : 제 1, 2 스피커
103 : 메인음향출력부 104, 105 : 제 1, 2 보조음향출력부
106 : 사이드가이드 107 : 음향공간
108 : 전달통로 109 : 흡음재
110 : 신호처리부 111 : 위상변환부
112 : 음압조절부 113 : 임피던스 정합부
114 : 모뎀부 115 : 음향처리부
116 : RF모듈 120 : 제어부
130 : 입력장치 140 : 디스플레이부

Claims (10)

  1. 전방향으로 음향을 방출할 수 있도록 하우징의 내부에 설치되는 제 1 스피커와,
    상기 제 1 스피커의 후방으로 일직 선상에 설치되는 제 2 스피커와,
    상기 제 1 스피커와 상기 제 2 스피커에 서로 다른 위상 변환과 음압 조절이 이루어져서 지향성이 유지되도록 하는 신호처리부와,
    상기 제 1 스피커와 상기 제2 스피커가 지향성 스피커 모드로 구동되는 경우 음향신호의 위상 변환 및 상기 음향신호의 음압 조절을 수행하고, 상기 제 1 스피커와 상기 제 2 스피커가 음성통화용 모드 또는 스피커폰 모드 중 어느 하나로 구동되는 경우 상기 음향신호가 상기 제 1 스피커와 상기 제 2 스피커로 제공되도록 제어하는 제어부를 포함하며,
    상기 신호처리부는,
    상기 제 1 스피커와 상기 제2 스피커가 상기 지향성 스피커 모드로 구동되는 경우 상기 지향성 스피커 모드로 기 설정된 임피던스로 상기 제1 스피커와 상기 제2 스피커에 관한 임피던스를 변경하고, 상기 제 1 스피커와 상기 제2 스피커가 음성통화용 모드로 구동되는 경우 상기 음성통화용 모드로 기 설정된 임피던스로 상기 임피던스를 변경하며, 상기 제 1 스피커와 상기 제2 스피커가 스피커폰 모드로 구동되는 경우 상기 스피커폰 모드로 기 설정된 임피던스로 상기 임피던스를 변경하는 임피던스 정합부를 포함하는
    지향성 스피커 모듈을 구비한 휴대용 단말기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 스피커와 상기 제 2 스피커는 다이폴 스피커인 지향성 스피커 모듈을 구비한 휴대용 단말기.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 하우징의 전면 중앙에 형성되는 메인음향출력부와,
    상기 메인음향출력부의 양측으로 상기 제 2 스피커의 음향신호가 전파될 수 있도록 상기 하우징에 형성되는 제 1, 2 보조음향출력부와,
    상기 제 1 스피커와 상기 제 2 스피커의 지향성을 유지하도록 상기 제 1, 2 보조음향출력부와 근접하는 거리에 각각 설치되는 사이드가이드
    를 포함하는 지향성 스피커 모듈을 구비한 휴대용 단말기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 사이드가이드를 통하여 상기 제 2 스피커의 음향신호의 전달과 상기 제 1 스피커의 측면 방사를 차단할 수 있도록 음향공간과,
    상기 제 2 스피커의 음향신호 전달을 위해 음향신호의 전달 통로를 가지게 되는 지향성 스피커 모듈을 구비한 휴대용 단말기.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
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