KR102033876B1 - 진동 패드 및 이를 포함하는 음향 진동 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 진동 패드 및 이를 포함하는 시스템에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 음향을 이용해 음향의 비트를 체감할 수 있도록 진동을 생성하는 진동 패드 및 이를 포함하는 시스템으로서, 무게와 부피가 최소화되어 간편하게 휴대할 수 있거나 운반이 용이하고, 사용자가 현재 감상 중인 음향의 비트에 맞게 진동을 생성하며, 더 나아가 사용자의 설정에 따라 다양한 느낌의 진동을 박자에 맞게 생성하여 음향을 감상하는 사용자의 체감 효과를 한층 더 높일 수 있도록 하며, 제조 비용이 획기적으로 절감될 수 있는 진동 패드 및 이를 포함하는 시스템에 관한 것이다.

Description

진동 패드 및 이를 포함하는 음향 진동 시스템{Vibration pad and Vibration system using sound comprising the same}
본 발명은 진동 패드 및 이를 포함하는 음향 진동 시스템에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 음향을 이용해 음향의 비트를 체감할 수 있도록 진동을 생성하는 진동 패드 및 이를 포함하는 음향 진동 시스템으로서, 무게와 부피가 최소화되어 간편하게 휴대할 수 있거나 운반이 용이하고, 사용자가 현재 감상 중인 음향의 비트에 맞게 진동을 생성하며, 더 나아가 사용자의 설정에 따라 다양한 느낌의 진동을 박자에 맞게 생성하여 음향을 감상하는 사용자의 체감 효과를 한층 더 높일 수 있도록 하며, 제조 비용이 획기적으로 절감될 수 있는 진동 패드 및 이를 포함하는 음향 진동 시스템에 관한 것이다.
음향장치, TV, 모니터, 극장의 스크린 등을 통해 영상이나 음악을 감상할 때 주로 시각이나 청각에만 의존하는 기존의 방식과는 다른 독특하고 다양한 체험을 원하는 현대인의 심리를 반영하여 인간의 오감 중 촉각 즉, 기분 나쁘지 않을 정도의 간단한 신체 자극을 통해 영상이나 음악에 동기된 환경 효과를 연출함으로써, 영상이나 음악에 더욱 몰입할 수 있도록 하는 장치 및 방법에 대한 필요성이 대두되어 왔다.
일 예로서, 극장이나 놀이공원의 대형 이벤트 홀, 입체 영화관 등의 의자에 앉아 영화를 감상할 경우 영상 속의 여러 가지 상황을 간접적으로나마 체험할 수 있도록 음향 진동 장치를 구비한 음향 진동 체감 의자가 많이 사용되고 있다.
이러한 음향 진동 체감 의자 중에서 대표적인 것으로서, 트랜스듀서 등과 같은 진동 장치를 구비한 음향 진동 체감용 의자가 있으며, 이는 사운드와 의자가 동기화되어 영상의 사운드에 따라 의자가 진동하는 시스템으로서 고가의 트랜스듀서, 아날로그 주파수 필터, 앰프 등을 포함하여 비용이 높은 단점이 있다.
또한, 이러한 음향 진동 체감용 의자는 아날로그 음향 신호를 단순히 아날로그 주파수 필터 등을 통해 주파수 대역별 아날로그 음향 신호로 분리한 후 이를 직접 트랜스듀서와 같은 진동부에 직접 입력하여 진동을 구현하는 장치로서, 아날로그 음향 신호의 세기에 수동적으로만 반응할 뿐 사용자가 임의로 진동의 변경이나 추가를 할 수 없는 문제가 있다.
따라서, 음향을 이용해 음향의 비트를 체감할 수 있도록 진동을 생성하는 진동 패드 및 이를 포함하는 음향 진동 시스템으로서, 무게와 부피가 최소화되어 간편하게 휴대할 수 있거나 운반이 용이하고, 사용자가 실제로 체감하는 음향의 비트와 박자에 맞게 다양한 진동 효과를 주어 사용자의 흥을 한층 더 돋울 수 있도록 하며, 제조비용이 절감될 수 있는 진동 패드 및 이를 포함하는 음향 진동 시스템이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 음향을 이용해 음향의 비트를 체감할 수 있도록 진동을 생성하는 진동 패드 및 이를 포함하는 음향 진동 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 무게와 부피가 최소화되어 간편하게 휴대할 수 있거나 운반이 용이하고 제조 비용이 절감될 수 있는 진동 패드 및 이를 포함하는 음향 진동 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
나아가, 본 발명은 사용자가 실제로 체감하는 음향의 비트와 박자에 맞게 다양한 진동 효과를 주어 사용자에게 음악 감상의 효과를 한층 더 높일 수 있는 진동 패드 및 이를 포함하는 음향 진동 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은,
쿠션을 포함하는 진동 패드용 진동 모듈로서, 상기 쿠션에 실장되어 고정되는 고정부, 상기 고정부에 연결되어 사용자의 인체에 접촉함으로써 상기 사용자에게 진동을 전달하는 진동 전달부, 및 진동을 생성하여 상기 진동 전달부에 상기 생성된 진동을 인가하는 진동부를 포함하고, 상기 고정부 내부의 빈 공간에 상기 진동 전달부가 배치되고, 상기 고정부와 상기 진동 전달부는 하나 이상의 탄성부재를 매개로 서로 연결되는 것을 특징으로 하는, 진동 모듈을 제공한다.
여기서, 상기 진동 전달부는 상기 진동부가 연결되는 진동 플레이트 및 상기 진동 플레이트의 상부면에 배치되는 하나 이상의 돌출핀을 포함하는 것을 특징으로 하는, 진동 모듈을 제공한다.
또한, 상기 고정부는 원형 고리 형상이고, 상기 진동 플레이트의 형상은 상기 고정부 내부의 빈 공간의 형상에 상응하는 원형이며, 상기 고정부 내벽과 상기 진동 플레이트 사이의 이격된 거리는 1 내지 100 mm인 것을 특징으로 하는, 진동 모듈을 제공한다.
그리고, 상기 탄성부재는 복수개로 구비되고, 상기 복수개의 탄성부재는 상기 고정부와 상기 진동 플레이트 사이의 이격된 공간에 균일한 간격으로 배치되는 것을 특징으로 하는, 진동 모듈을 제공한다.
나아가, 상기 고정부의 상부면과 상기 돌출핀의 상부면은 동일한 선상에 배치되는 것을 특징으로 하는, 진동 모듈을 제공한다.
또한, 상기 돌출핀의 단면적은 상기 진동 플레이트의 상부면 면적 대비 15 내지 40%인 것을 특징으로 하는, 진동 모듈을 제공한다.
한편, 상기 진동부는 본체와 회전봉으로 이루어진 모터, 상기 회전봉에 연결되는 편심추 및 상기 본체를 상기 진동 전달부에 고정하는 결합부재를 포함하는 것을 특징으로 하는, 진동 모듈을 제공한다.
그리고, 쿠션, 상기 쿠션에 실장되어 구비되는 하나 이상의 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 진동 모듈, 상기 진동 모듈 각각에 구동신호를 전송하는 제어부, 및 상기 각각의 진동 모듈 및 상기 제어부에 전원을 공급하는 전원부를 포함하는, 진동 패드를 제공한다.
한편, 음향을 이용한 진동 시스템으로서, 휴대 단말기에 설치되는 휴대 단말기용 어플리케이션, 및 상기 휴대 단말기용 어플리케이션으로부터의 진동 제어 신호에 따라 진동을 생성 및 전달하는 제8항의 진동 패드를 포함하고, 상기 휴대 단말기용 어플리케이션은 상기 휴대 단말기의 마이크부에 제공된 아날로그 음향 신호로부터 변환된 디지털 음향 신호, 인터넷을 통한 스트리밍 디지털 음향 신호, 또는 상기 휴대 단말기의 내부 저장소에 보관된 음원 파일로부터의 디지털 음향 신호를 처리하여 상기 진동 제어 신호를 생성하고, 상기 진동 패드는 상기 제어부를 통해 상기 진동 제어 신호를 수신하여 이에 따라 상기 하나 이상의 진동 모듈 각각을 구동하는 구동신호를 상기 진동 모듈 각각에 전송하는 것을 특징으로 하는, 음향을 이용한 진동 시스템을 제공한다.
여기서, 상기 휴대 단말기용 어플리케이션은 상기 디지털 음향 신호를 고속 푸리에 변환 처리하여 상기 진동 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는, 음향을 이용한 진동 시스템을 제공한다.
본 발명에 따른 진동 패드는 인체에 접촉되는 부분의 정밀한 설계를 통해 사용자의 체감 효과를 극대화 할 수 있는 우수한 효과를 나타낸다.
또한, 본 발명에 따른 진동 패드는 무게와 부피가 최소화되어 간편하게 휴대할 수 있거나 운반이 용이하고 제조 비용이 절감될 수 있는 우수한 효과를 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 진동 패드에 포함되는 진동 모듈의 분해사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 진동 패드에 포함되는 진동 모듈의 구성을 개략적으로 나타낸 측면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 진동 패드를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 음향을 이용한 진동 시스템의 개요도이다.
도 5는 본 발명에 따른 음향을 이용한 진동 시스템의 구동 방식을 순차적으로 보여주는 플로우 차트이다.
도 6은 본 발명에 따른 음향을 이용한 진동 시스템의 세부 구성을 개략적으로 도시한 것이다.
도 7은 도 6에서 세부 구성 중 비트생성부의 세부 구성을 개략적으로 도시한 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명된 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성 요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 진동 패드에 포함되는 진동 모듈의 분해사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 진동 패드에 포함되는 진동 모듈의 구성을 개략적으로 나타낸 측면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 진동 패드를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 진동 패드(1000)는 진동을 생성시켜 사용자에게 진동을 전달하는 하나 이상의 진동 모듈(100), 상기 하나 이상의 진동 모듈(100) 각각이 실장되어 배치되는 쿠션(200), 무선 또는 유선으로 음향에 관한 진동신호를 수신하여 상기 진동 모듈(100) 각각에 구동신호를 전송하는 제어부(미도시), 상기 하나 이상의 진동 모듈(100) 및 상기 제어부에 전원을 공급하는 전원부 등을 포함할 수 있다.
상기 진동 모듈(100)은 이의 상부면이 외부로 노출된 상태로 상기 쿠션(200)에 실장되어 구비되고, 구체적으로 상기 쿠션(200)에 고정되는 고정부(110), 상기 고정부(110)에 연결되어 사용자의 인체에 접촉함으로써 사용자에게 진동을 전달하는 진동 전달부(120), 진동을 생성하여 상기 진동 전달부(120)에 상기 생성된 진동을 인가하는 진동부(130)를 포함할 수 있다.
상기 고정부(110)의 형상은 특별히 제한되지 않고, 예를 들어, 내부의 빈 공간에 상기 진동 전달부(120)가 배치될 수 있는 고리, 바람직하게는 원형 고리 형상을 가질 수 있고, 진동 패드(1000)에 적용되기 위한 강도를 보유하는 동시에 경량인 플라스틱 소재로 이루어질 수 있다.
상기 진동 전달부(120)는 상기 진동부(130)가 연결되는 진동 플레이트(121), 상기 진동 플레이트(121)의 상부면에 배치되는 하나 이상의 돌출핀(122), 상기 진동 플레이트(121)와 상기 고정부(110)를 연결시키는 탄성부재(123) 등을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 진동 플레이트(121)는 상기 고정부(110)와 동일한 소재로 이루어질 수 있고, 상기 고정부(110) 내부의 빈 공간에 배치되며, 상기 고정부(110) 내부의 빈 공간의 형상에 상응한 형상, 예를 들어, 원형의 형상을 가질 수 있으며, 상기 진동 플레이트(121)와 상기 고정부(110) 내벽 사이의 이격된 거리는 전체적으로 약 1 내지 100 mm 일 수 있다.
상기 진동 플레이트(121)와 상기 고정부(110) 내벽 사이의 이격된 거리가 전체적으로 약 1 mm 미만인 경우 상기 진동 플레이트(121)의 진동시 상기 진동 플레이트(121)와 상기 고정부(110) 사이에 간섭이 일어나 진동의 전달이 불가하거나 상기 고정부(110) 또는 상기 진동 전달부(120)가 파손될 우려가 있는 반면, 100 mm 초과인 경우 상기 진동 플레이트(121)로부터 상기 고정부(110)로 전달되는 2차 진동이 미미하여 사용자에게 전달되는 진동 체감 효과가 저하될 수 있다.
상기 돌출핀(122)은 사용자의 인체와 접촉하는 부분으로서 상기 진동부(130)에 의해 생성되어 상기 진동 플레이트(121)로 전달된 진동을 사용자에게 집중적으로 전달하는 기능을 수행하고, 이를 위해 단면적이 상기 진동 플레이트(121)의 상부면 면적 대비 15 내지 40%로 설계될 수 있고, 도 2에 도시된 바와 같은 진동 모듈(100)의 측면을 기준으로 상기 돌출핀(122)의 상부면이 상기 고정부(110)의 상부면과 동일한 선상에 위치할 수 있도록 하는 높이로 설계될 수 있다.
또한, 상기 돌출핀(122)은 사용자에게 부드러운 진동 체감을 전달하기 위해, 고무, 예를 들어, 스티렌부타디엔고무(Styrene Butadien Rubber), 폴리클로로프렌고무(Poly Chloroprene Rubber), 니트릴고무(Nitrile-Butadiene Rubber), 부틸고무(Iso prene-isobutylene Rubber), 부타디엔고무(Butadiene Rubber), 이소프렌고무(Isoprene Rubber), 에틸렌프로필렌고무(Ethylene Propylene Rubber), 다황화물계고무(Polysulfide Rubber), 실리콘고무(Silicone Rubber), 플루오로고무(Fluoro Rubber), 우레탄고무(Urethane Rubber) 및 아크릴고무(Acrylic Rubber)로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 고무로 이루어질 수 있다.
이로써, 진동 패드(1000)의 사용자가 이의 인체를 상기 진동 패드(1000)에 접촉시킬 때 상기 진동 모듈(100)의 상기 고정부(110)와 상기 돌출핀(122)이 상기 인체에 동시에 접촉하게 되고, 사용자는 상기 돌출핀(122)과의 접촉에 의한 1차 진동 및 상기 고정부(110)와의 접촉에 의한 2차 진동을 동시에 체감할 수 있게 된다.
상기 탄성부재(123)는 상기 고정부(110)와 상기 진동 플레이트(121)를 서로 연결하는 수단으로서, 예를 들어, 스프링 등을 포함할 수 있고, 상기 고정부(110)와 상기 진동 플레이트(121) 사이의 이격된 공간에서 균일한 간격으로 배치될 수 있다.
또한, 상기 탄성부재(123)는 외력에 의해 수축 또는 팽창하는 탄성을 보유함으로써, 상기 진동 플레이트(121)의 하부에 연결되는 진동부(130)의 무게로 인해 상기 진동 플레이트(121)가 중력방향인 하부로 처질 수 있도록 하고, 이러한 경우 앞서 기술한 바와 같이, 상기 고정부(110)의 상부면과 상기 돌출핀(122)의 상부면이 동일한 선상에 위치할 수 있도록 하는 정도의 탄성을 보유할 수 있다.
상기 진동부(130)는 모터본체(131)와 회전봉(132)을 갖는 모터, 예를 들어, AC모터, DC모터, 기어드모터, 스테핑모터, 서보모터, 브러쉬모터, 브러쉬리스모터, 리버서블모터, 셰이드형 모터, 싱크로너스 모터, 유니버셜 모터, 바람직하게는 브러쉬리스모터, 상기 회전봉(132)에 연결되는 편심추(133), 상기 모터본체(131)를 상기 진동 플레이트(121)의 하부면에 고정하기 위한 브라켓 등의 결합부재(134) 등을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 회전봉(132)에 연결되는 편심추(133)는 상기 회전봉(132)이 상기 편심추(133)의 무게 중심에서 일측으로 편중된 부분에 연결될 수 있다면 특별히 형상이 제한되지 않고, 상기 결합부재(134)는 볼트와 너트 등에 의해 상기 모터본체(131)를 상기 진동 플레이트(121)의 하부면에 고정할 수 있다면 특별히 제한되지 않는다.
앞서 기술한 구조를 통해, 본 발명에 따른 진동 모듈(100)은 상기 진동부(130)의 모터본체(131)로부터 회전봉(132)이 회전하게 되고, 상기 회전봉(132)이 말단에 연결된 편심추가 회전하면서 상기 모터본체(131)가 상하 방향으로 진동하게 되고, 상기 모터본체(131)의 진동이 상기 진동 플레이트(121)에 전달되어 상기 진동 플레이트(121)의 상부면에 구비된 돌출핀(122)이 상하로 진동하면서 이에 접촉한 사용자의 인체에 1차 진동을 전달하고, 상기 1차 진동으로부터 파생된 2차 진동이 상기 탄성부재(123)를 매개로 상기 진동 플레이트(121)에 연결된 상기 고정부(110)를 통해 사용자의 인체에 전달됨으로써, 사용자는 상기 2차 진동에 의한 약한 진동을 넓은 범위에서 체감하는 동시에 상기 1차 진동에 의한 강한 진동을 좁은 범위에서 체감함으로써 더욱 효과적인 진동 체감을 경험할 수 있다.
상기 쿠션(200)은 사용자의 인체를 지지하는 기능을 수행하고, 이의 내부에 실장된 상기 진동 모듈(100)을 외부로부터 보호하는 기능을 함께 수행할 수 있으며, 예를 들어, 메모리폼, 우레탄폼, 폴리에틸렌폼, 매직폼 및 라텍스로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 1종 이상의 소재로 이루어질 수 있고, 바람직하게는 사용자에게 쾌적한 환경을 제공할 수 있도록 하이소비드(Hisobead) 소재를 포함하는 쿨시트, 젤리시트, 통풍시트 또는 메쉬형시트로 이루어질 수 있으며, 상기 쿠션(200)의 외부 표면은 별도의 외부 자켓에 의해 커버될 수 있다.
상기 제어부는 후술하는 음향 진동 시스템을 구성하는 휴대 단말기용 어플리케이션(4000)으로부터 생성된 진동 제어 신호를 유선 또는 무선으로 수신하고 수신된 진동 제어 신호를 증폭하여 상기 진동 모듈(100)의 진동부(130) 중 모터본체(131)를 구동할 수 있는 구동 신호를 생성하고 이러한 구동 신호에 의해 각각의 진동 모듈(100)을 구동하는 기능을 수행한다.
또한, 상기 전원부는 별도의 케이블을 통해 상기 진동 모듈(100) 각각의 모터에 연결되어 전원을 인가하고, 상기 제어부에도 전원을 인가하는 기능을 수행하며, 축전지 또는 전원 케이블 등을 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 음향을 이용한 진동 시스템의 개요도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 음향을 이용한 진동 시스템은 휴대 단말기(3000)에 설치되어 상기 휴대 단말기(3000)를 통해 시스템 외부의 음원(2000)으로부터 제공된 디지털 음향 신호 또는 제공된 아날로그 음향 신호로부터 변환된 디지털 음향 신호를 입력받거나 상기 휴대 단말기(3000)의 내부 저장소에 저장된 음원 파일로부터의 디지털 음향 신호를 처리하는 휴대 단말기용 어플리케이션(4000), 상기 휴대 단말기용 어플리케이션(4000)을 통해 처리된 음향 신호에 따라 생성된 제어 신호를 수신하여 이에 따라 진동을 생성하는 진동 패드(1000) 등을 포함할 수 있다.
상기 음원(2000)은 아날로그 또는 디지털 음향(sound) 신호를 제공할 수 있다면 특별히 제한되지 않고, 일반적으로 스피커를 보유한 음향기기, TV, 모니터, 음원 스트리밍 서버 등을 포함할 수 있다.
상기 휴대 단말기(3000)는 음향 신호를 입력받을 수 있는 입력부 또는 음원 파일이 저장된 저장부, 입력된 또는 저장된 음향 신호를 처리하여 제어 신호를 생성하는 어플리케이션이 설치된 처리부, 생성된 제어 신호를 무선 또는 유선으로 전송하는 전송부 등을 구비할 수 있다면, 특별히 제한되지 않고, 예를 들어, 스마트폰, 태블릿 PC 등을 포함할 수 있다. 한편, 상기 휴대 단말기(3000)는 외부로부터 음향 신호를 입력받지 않고 내부 저장소에 저장된 음원 파일을 처리하고 제어 신호를 생성할 수도 있다.
도 5는 본 발명에 따른 음향을 이용한 진동 시스템의 구동 방식을 순차적으로 보여주는 플로우 차트이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 음향을 이용한 진동 시스템은 아래 단계들을 포함하는 방법에 의해 구동되고, 아래 각각의 단계들은 동시 또는 순차적으로 수행될 수 있다.
외부의 음원(2000)으로부터의 아날로그 또는 디지털 음향 신호를 휴대 단말기(3000)로 입력하는 단계(S100),
휴대 단말기(3000)에 설치된 프로그램(4000)에 의해 음향 신호를 제어 신호로 변환하는 단계(S200),
휴대 단말기(3000)에 설치된 프로그램(4000)이 변환된 제어 신호를 진동 패드(1000)로 전송하는 단계(S300), 및
진동 패드(1000)는 휴대 단말기(3000)로부터 제어 신호를 수신하여 제어 신호에 따라 상기 진동 장치를 구동하여 진동을 생성하는 단계(S400).
구체적으로, 단계(S100)에서 휴대 단말기(3000)는 예를 들어 마이크 등을 통해 음향 신호를 입력받을 수 있고, 단계(S200)에서 휴대 단말기(3000)에 설치된 프로그램은 예를 들어 모바일 어플리케이션으로 다운로드 받아 설치될 수 있으며, 단계(S300)에서 제어신호의 전송은 블루투스, 와이파이 등의 무선 통신이나 USB 케이블 등을 통한 유선 통신으로 수행될 수 있고, 단계(S400)에서 진동 모듈(100)은 예를 들어 BLDC 진동 모터 등을 포함할 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 음향을 이용한 진동 시스템의 세부 구성을 개략적으로 도시한 것이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 휴대 단말기(3000)는 마이크부(410)에 의해 음원(2000)으로부터 제공되는 디지털 음향 신호 또는 제공된 아날로그 음향 신호로부터 A/D 변환부(420)에 의해 변환된 디지털 음향 신호를 입력받거나, 상기 휴대 단말기(3000)의 내부 저장소에 보관된 음원 파일로부터의 디지털 음향 신호를 이용하여, 상기 휴대 단말기(3000)에 설치된 프로그램으로서 휴대 단말기용 어플리케이션(4000)을 통해 상기 음향 신호를 처리하게 된다.
구체적으로, 상기 휴대 단말기용 어플리케이션(4000)은 고속 푸리에 변환부(510)에서 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transition; FFT) 연산을 통해 입력된 디지털 음향 신호를 N 개의 주파수 대역 별 신호로 분할하고, 비트 생성부(520)에서 특정 주파수 대역의 음향 신호를 선택하고 이로부터 비트를 생성하며, 진동 신호 생성부(530)에서 상기 비트생성부(520)로부터 생성된 비트에 따른 진동 제어 신호를 생성하여 이를 진동 패드(1000)로 전송하게 된다.
여기서, 상기 고속 푸리에 변환(FFT)은 입력된 디지털 음향 신호를 수학적 연산에 의해 각 주파수 대역별 N 개의 디지털 신호로 분할하는 수단으로 종래 아날로그 음향 신호를 아날로그 주파수 필터에 의해 주파수 대역별로 분할하는 것과 달리 음향 신호의 누락이나 추가 없이 각 주파수 대역별 음향 신호로 정밀하게 분할할 수 있다.
도 7은 도 6에서 세부 구성 중 비트 생성부의 세부 구성을 개략적으로 도시한 것이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 상기 휴대 단말기용 어플리케이션(4000)에서 비트 생성부(520)는 평균 파워 계산부(521), 비트 검출부(522), 주기 검출부(523), 출력 비트 생성부(524) 등을 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 평균 파워 계산부(521)는 상기 고속 푸리에 변환부(510)에서 출력되는 N 개의 주파수 대역별 디지털 음향 신호, 특히 저주파 대역의 디지털 음향 신호의 이동 평균 파워(moving average power)를 실시간으로 항상 계산한다. 여기서, 음향 신호의 이동 평균 파워는 단순히 특정 순간의 신호의 크기(볼륨)가 아니라 상기 특정 순간의 신호와 그 이전의 일정 시간 동안의 신호의 크기(볼륨)를 평균한 값으로 신호의 전반적인 크기(볼륨)의 추세를 나타내는 인자이다.
또한, 상기 비트 검출부(522)는 상기 평균 파워 계산부(521)로부터 주파수 대역 별 디지털 음향 신호의 이동 평균 파워를 입력받아 비트를 검출하기에 가장 적절한 특정 주파수 대역의 음향 신호, 예를 들어, 전반적인 신호의 크기(볼륨)의 변화가 큰 음향 신호를 선택한다. 비트는 주로 드럼 소리와 같은 저주파 대역의 소리이므로 일반적으로 저주파 대역 신호 중 하나가 선택된다. 선택된 특정 주파수 대역 신호를 실시간으로 관찰하여 피크값을 갖는 지점을 비트로 검출한다.
여기서, 선택된 특정 주파수 대역 신호 크기의 피크값은 잘못된 비트 검출을 방지하기 위해 이동 평균 파워의 일정 배수 이상, 예를 들어 2배 이상의 크기를 갖는 시점으로 제한할 수 있다.
그리고, 상기 주기 검출부(523)는 상기 비트 검출부(522)에서 연속적으로 검출되는 비트를 통계적으로 분석하여 선택된 음향 신호의 악보에서의 마디를 찾는다. 악보에서의 마디를 찾는다는 의미는 시간 축에 따라 진행되는 악보에서 하나의 마디가 연주되는 시간 간격(주기)과 각 마디의 시작 시간을 찾는 것을 의미한다. 실시간으로 연주되는 음향에서 악보의 마디를 찾게 되면 박자에 맞는 다양한 리듬의 진동을 자유롭게 추가할 수 있다.
다음으로, 상기 출력 비트 생성부(524)는 상기 비트 검출부(522)에서 검출한 비트와 상기 주기 검출부(523)에서 찾은 선택된 음향 신호의 악보에서의 마디, 즉 각 마디가 연주되는 시간 간격(주기)과 각 마디의 시작 시간으로부터 실제 음향이 갖는 박자에 맞추어 사용자의 설정에 따라 다양한 리듬의 출력 비트를 생성하게 된다.
결과적으로, 상기 진동 신호 생성부(530)는 상기 출력 비트 생성부(524)에서 생성된 출력 비트에 기초하여 상기 진동 패드(1000)에서 각각의 진동 모듈(100)을 구성하는 진동부(130)의 모터본체(131)를 구동할 진동 제어 신호를 생성하여 통신 규약에 맞추어 블루투스, 와이파이, 유선통신 등을 통해 상기 진동 패드(1000)의 제어부(300)로 전송하게 된다. 여기서, 사용자의 설정에 따라 상기 출력 비트의 리듬, 강도나 길이, 깊이 등에 대한 다양한 변화를 줄 수 있다.
또한, 상기 진동 제어 신호는 상기 진동 패드(1000)의 진동부(130)에 포함되는 진동 모터 등의 모터본체(131)가 복수 개인 경우 각각의 진동 모듈(100)에 대한 진동 제어 신호를 모두 포함할 수 있고, 상기 진동 제어 신호는 진동 모듈(100)으로서 모터본체(131)의 회전 강약 조절을 위해 펄스폭 변조 방식을 사용할 수 있다.
또한, 상기 휴대 단말기용 어플리케이션(4000)은 사용자가 진동의 크기와 방식을 선택할 수 있는 메뉴를 제공할 수 있다. 예를 들어, 음향의 볼륨에 따라 진동의 크기가 자동 조절되거나, 사용자가 임의로 진동 강도를 조절할 수 있다. 또한 미리 설정된 리듬 중 하나를 선택하게 하여 사용자가 원하는 리듬의 진동을 박자에 맞춰 출력할 수 있다.
그리고, 복수 개의 진동 모듈(100)은 동일하게 또는 상이하게 구동될 수 있고, 예를 들어, 빠른 비트에 상응하는 진동은 진동 패드(1000)의 등받이 부분에 구비된 진동 모듈(100)에 의해 구현되고, 느린 비트에 상응하는 진동은 패드의 착석부 부분에 구비된 진동 모듈(100)에 의해 구현될 수도 있고, 일정한 시간 패턴에 따라 등받이 부분 및 착석부 부분에 각각 구비된 진동 모듈(100)이 동일하게 구현되는 것과 상이하게 구현되는 것이 교대로 반복될 수도 있다. 이를 통해 본 발명에 따른 진동 패드(1000) 및 이를 포함하는 진동 시스템은 음향의 비트를 다양한 방식으로 체감할 수 있도록 할 수 있다.
본 발명에 따른 음향을 이용한 진동 패드(1000)는 종래 음향 진동 장치에 구비된 트랜스듀서가 필요 없고 모터 등의 진동 모듈(100)에 의해 진동이 구현되기 때문에 무게와 부피를 최소화할 수 있으므로 간편하게 휴대할 수 있거나 이동이 용이하며, 제조 비용이 절감될 수 있다.
본 명세서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허 청구 범위의 구성 요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.
1000 : 진동 패드 2000 : 음원
3000 : 휴대 단말기 4000 : 휴대 단말기용 어플리케이션

Claims (10)

  1. 쿠션을 포함하는 진동 패드용 진동 모듈로서,
    상기 쿠션에 실장되어 고정되는 고정부,
    상기 고정부에 연결되어 사용자의 인체에 접촉함으로써 상기 사용자에게 진동을 전달하는 진동 전달부, 및
    진동을 생성하여 상기 진동 전달부에 상기 생성된 진동을 인가하는 진동부를 포함하고,
    상기 고정부 내부의 빈 공간에 상기 진동 전달부가 배치되고, 상기 고정부와 상기 진동 전달부는 하나 이상의 탄성부재를 매개로 서로 연결되며,
    상기 진동 전달부는 상기 진동부가 연결되는 진동 플레이트 및 상기 진동 플레이트의 상부면에 배치되는 하나 이상의 돌출핀을 포함하고,
    상기 진동부로부터 생성되어 상기 진동 플레이트로 전달된 1차 진동으로부터 파생된 2차 진동이 상기 진동 플레이트로부터 상기 고정부로 전달될 수 있도록 상기 고정부 내벽과 상기 진동 플레이트 사이의 이격된 거리는 1 내지 100 mm인 것을 특징으로 하는, 진동 모듈.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 고정부는 원형 고리 형상이고,
    상기 진동 플레이트의 형상은 상기 고정부 내부의 빈 공간의 형상에 상응하는 원형인 것을 특징으로 하는, 진동 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 탄성부재는 복수개로 구비되고,
    상기 복수개의 탄성부재는 상기 고정부와 상기 진동 플레이트 사이의 이격된 공간에 균일한 간격으로 배치되는 것을 특징으로 하는, 진동 모듈.
  5. 삭제
  6. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 돌출핀의 단면적은 상기 진동 플레이트의 상부면 면적 대비 15 내지 40%인 것을 특징으로 하는, 진동 모듈.
  7. 제1항 및 제3항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 진동부는 본체와 회전봉으로 이루어진 모터, 상기 회전봉에 연결되는 편심추 및 상기 본체를 상기 진동 전달부에 고정하는 결합부재를 포함하는 것을 특징으로 하는, 진동 모듈.
  8. 쿠션,
    상기 쿠션에 실장되어 구비되는 하나 이상의 제1항 및 제3항 내지 제4항 중 어느 한 항의 진동 모듈,
    상기 진동 모듈 각각에 구동신호를 전송하는 제어부, 및
    상기 각각의 진동 모듈 및 상기 제어부에 전원을 공급하는 전원부를 포함하는, 진동 패드.
  9. 음향을 이용한 진동 시스템으로서,
    휴대 단말기에 설치되는 휴대 단말기용 어플리케이션, 및
    상기 휴대 단말기용 어플리케이션으로부터의 진동 제어 신호에 따라 진동을 생성 및 전달하는 제8항의 진동 패드를 포함하고,
    상기 휴대 단말기용 어플리케이션은 상기 휴대 단말기의 마이크부에 제공된 아날로그 음향 신호로부터 변환된 디지털 음향 신호, 인터넷을 통한 스트리밍 디지털 음향 신호, 또는 상기 휴대 단말기의 내부 저장소에 보관된 음원 파일로부터의 디지털 음향 신호를 처리하여 상기 진동 제어 신호를 생성하고,
    상기 진동 패드는 상기 제어부를 통해 상기 진동 제어 신호를 수신하여 이에 따라 상기 하나 이상의 진동 모듈 각각을 구동하는 구동신호를 상기 진동 모듈 각각에 전송하는 것을 특징으로 하는, 음향을 이용한 진동 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 휴대 단말기용 어플리케이션은 상기 디지털 음향 신호를 고속 푸리에 변환 처리하여 상기 진동 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는, 음향을 이용한 진동 시스템.
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