KR102081957B1 - 평면파 합성 기법을 이용한 수평 어레이형 음향 재생 장치 - Google Patents

Abstract

평면파 합성 기법을 이용한 수평 어레이형 음향 재생 장치가 개시되며, 본원의 일 실시예에 따른 평면파 합성 기법을 이용한 수평 어레이형 음향 재생 장치는, 입력되는 제1구동 신호에 따라 저음역대의 음향을 방사하는 복수 개의 저음부 스피커 모듈, 입력되는 제2구동 신호에 따라 중음역대의 음향을 방사하는 복수 개의 중음부 스피커 모듈, 입력되는 제3구동 신호에 따라서 고음역대의 음향을 방사하는 고음부 리본 트위터 및 상기 복수 개의 저음부 스피커 모듈, 상기 복수 개의 중음부 스피커 모듈 및 상기 고음부 리본 트위터를 수용하는 메인 바디를 포함하고, 상기 수평 어레이형 음향 재생 장치에 의해 방사되는 음향은 상기 저음역대의 음향, 상기 중음역대의 음향 및 상기 고음역대의 음향 중 적어도 하나가 상호 중첩되어 음향 방사면을 형성하면서 방사되는 것일 수 있다.

Description

평면파 합성 기법을 이용한 수평 어레이형 음향 재생 장치{HORIZONTAL ARRAY TYPE APPARATUS FOR REPRODUCING SOUND USING WAVE FIELD SYSNTESIS TECHNOLOGY}

본원은 평면파 합성 기법을 이용한 수평 어레이형 음향 재생 장치에 관한 것이다.

평면파 합성 기법(음장 합성 재생 기술, WFS)이란, 임의의 1차 음원에서 발생하는 1차 파면을 다수의 스피커를 통해 재생되는 소리로 합성하여 스피커 어레이에 대한 임의의 체적안에 1차 파면과 동일한 파장을 발생시키는 음장 재생 기술을 말한다. 이러한 평면파 합성 기법에 의하면 청취 공간 상의 여러 청취차에게 동등한 음장을 제공할 수 있는 장점이 있다.

종래의 평면파 합성 기법을 이용한 음향 시스템은 실험 음악이나 소리 예술 부분에서 어느 정도의 성과를 거둔바 있으나, 어레이 사운드의 질감, 음압의 부족, 공간적인 왜곡(aliasing) 현상, 음원 간 간섭, 유연한 어레이 컨트롤 알고리즘의 부재 등의 원인으로 인하여 음악과 라이브 사운드에 대하여 적용되기에는 어려움이 있어왔다. 특히, 종래의 어레이형 음향 시스템은 청취 공간 내에서의 간섭과 소멸 현상을 극복하지 못하여 청취자에게 전달되는 음향의 명료도가 저하되는 단점이 있었다.

본원의 배경이 되는 기술은 한국등록특허공보 제10-1823437호에 개시되어 있다.

본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 공간적인 왜곡(aliasing) 현상 및 음원 간 간섭 문제가 발생하지 않으면서 충분한 음압을 제공할 수 있는 평면파 합성 기법을 이용한 수평 어레이형 음향 재생 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 평면파 합성 기법을 이용한 수평 어레이형 음향 재생 시스템을 구현하기 위한 개별 단위 구조체가 되고, 구분되는 스피커 모듈 각각이 고음역대, 중음역대 및 저음역대의 음향을 각각 방사함으로써 음향이 상호 중첩되어 음향 방사면을 형성할 수 있는 평면파 합성 기법을 이용한 수평 어레이형 음향 재생 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

다만, 본원의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 일 실시예에 따른 평면파 합성 기법을 이용한 수평 어레이형 음향 재생 장치는, 입력되는 제1구동 신호에 따라 저음역대의 음향을 방사하는 복수 개의 저음부 스피커 모듈, 입력되는 제2구동 신호에 따라 중음역대의 음향을 방사하는 복수 개의 중음부 스피커 모듈, 입력되는 제3구동 신호에 따라서 고음역대의 음향을 방사하는 고음부 리본 트위터 및 상기 복수 개의 저음부 스피커 모듈, 상기 복수 개의 중음부 스피커 모듈 및 상기 고음부 리본 트위터를 수용하는 메인 바디를 포함할 수 있다.

또한, 상기 수평 어레이형 음향 재생 장치에 의해 방사되는 음향은 상기 저음역대의 음향, 상기 중음역대의 음향 및 상기 고음역대의 음향 중 적어도 하나가 상호 중첩되어 음향 방사면을 형성하면서 방사되는 것일 수 있다.

또한, 상기 복수 개의 저음부 스피커 모듈 각각은, 100Hz 내지 600Hz 범위의 음역대의 음향을 방사할 수 있다.

또한, 상기 복수 개의 중음부 스피커 모듈 각각은, 600Hz 내지 3kHz 범위의 음역대의 음향을 방사할 수 있다.

또한, 상기 고음부 리본 트위터는, 3kHz 내지 17kHz 범위의 음역대의 음향을 방사할 수 있다.

또한, 상기 복수 개의 저음부 스피커 모듈은, 상기 메인 바디의 하부 영역에 길이 방향을 따라 서로 미리 설정된 제1 간격을 가지도록 수용될 수 있다.

또한, 상기 복수 개의 중음부 스피커 모듈은, 상기 메인 바디의 중간 영역에 길이 방향을 따라 서로 미리 설정된 제2간격을 가지도록 수용될 수 있다.

또한, 상기 고음부 리본 트위터는, 상기 메인 바디의 상부 영역에 수용될 수 있다.

또한, 상기 제1 간격은 상기 제2 간격보다 크게 설정될 수 있다.

또한, 상기 저음부 스피커 모듈의 직경은 상기 중음부 스피커 모듈의 직경보다 크게 구비될 수 있다.

또한, 상기 복수의 저음부 스피커 모듈은, 상기 메인 바디의 길이 방향을 따라 상기 메인 바디에 수용되고, 상기 복수의 중음부 스피커 모듈은, 상기 복수의 저음부 스피커 모듈이 수용된 영역의 전방에 상기 메인 바디의 길이 방향을 따라 배치될 수 있다.

또한, 상기 고음부 리본 트위터는, 상기 복수의 중음부 스피커 모듈이 배치된 영역의 전방에 상기 메인 바디의 길이 방향과 나란하게 배치될 수 있다.

한편, 본원의 일 실시예에 따른 평면파 합성 기법을 이용한 수평 어레이형 음향 재생 시스템은, 저음역대의 음향을 방사하는 복수 개의 저음부 스피커 모듈, 중음역대의 음향을 방사하는 복수 개의 중음부 스피커 모듈 및 고음역대의 음향을 방사하는 고음부 리본 트위터를 포함하는 수평 어레이형 음향 재생 장치 및 상기 저음부 스피커 모듈의 제어를 위한 제1구동 신호, 상기 중음부 스피커 모듈의 제어를 위한 제2구동 신호 및 상기 고음부 리본 트위터의 제어를 위한 제3구동 신호 중 적어도 하나를 생성하여 상기 수평 어레이형 음향 재생 장치에 인가하는 신호 처리 장치를 포함할 수 있다.

또한, 상기 수평 어레이형 음향 재생 시스템은 복수 개의 상기 수평 어레이형 음향 재생 장치 및 복수 개의 상기 신호 처리 장치를 포함할 수 있다.

또한, 상기 복수 개의 신호 처리 장치 각각은 4개의 상기 수평 어레이형 음향 재생 장치를 제어할 수 있다.

또한, 상기 신호 처리 장치는, 상기 수평 어레이형 음향 재생 시스템이 설치되는 음향 공간 내에 음향이 전달되지 않는 음영 지역이 형성되지 않도록 상기 제1구동 신호, 상기 제2구동 신호 및 상기 제3구동 신호 중 적어도 하나를 생성할 수 있다.

또한, 상기 신호 처리 장치는, 미리 설정된 가상 음원 위치로부터 상기 수평 어레이형 음향 재생 시스템이 설치되는 음향 공간 내에 음향이 방사되는 것으로 인식되도록 상기 제1구동 신호, 상기 제2구동 신호 및 상기 제3구동 신호 중 적어도 하나를 생성할 수 있다.

상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본원을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.

전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 공간적인 왜곡(aliasing) 현상 및 음원 간 간섭 문제가 발생하지 않으면서 충분한 음압을 제공할 수 있는 평면파 합성 기법을 이용한 수평 어레이형 음향 재생 시스템을 제공할 수 있는 효과가 있다.

전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 평면파 합성 기법을 이용한 수평 어레이형 음향 재생 시스템을 구현하기 위한 개별 단위 구조체가 되고, 구분되는 스피커 모듈 각각이 고음역대, 중음역대 및 저음역대의 음향을 각각 방사함으로써 음향이 상호 중첩되어 음향 방사면을 형성할 수 있는 평면파 합성 기법을 이용한 수평 어레이형 음향 재생 장치를 제공할 수 있다.

전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 수평 어레이형 음향 재생 시스템을 이루는 개별 단위 구조체 각각 또는 개별 단위 구조체 내 모듈들에 대한 독립적인 제어를 통해 사용자가 원하는 음향 방사 패턴에 부합하는 출력 음향을 청중들에게 전달할 수 있는 효과가 있다.

전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 종래의 음향 재생 시스템에 비해 음향 재생 장치로부터의 거리 대비 음압 감쇄 비율이 향상된 수평 어레이형 음향 재생 시스템을 제공할 수 있는 효과가 있다.

전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 음원 간 간섭에 의하여 청중의 특정 위치에 음향이 전달되지 않는 음영 지역의 형성이 방지될 수 있는 효과가 있다.

전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 수평 어레이형 음향 재생 시스템이 설치되는 음향 공간의 공간적 특성을 고려하여 개별 단위 구조체인 음향 재생 장치의 형상을 결정하고, 음향 공간의 공간적 특성을 고려하여 복수의 개별 단위 구조체를 포함하는 배치 구조의 패턴을 결정할 수 있으므로, 건물, 방 등 음향 공간에 맞춤형인 음향 재생 시스템을 구축할 수 있는 효과가 있다.

다만, 본원에서 얻을 수 있는 효과는 상기된 바와 같은 효과들로 한정되지 않으며, 또 다른 효과들이 존재할 수 있다.

도 1은 본원의 일 실시예에 따른 평면파 합성 기법을 이용한 수평 어레이형 음향 재생 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본원의 일 실시예에 따른 평면파 합성 기법을 이용한 수평 어레이형 음향 재생 장치의 개략적인 구성도이다.
도 3은 평면파 합성 기법을 이용한 수평 어레이형 음향 재생 시스템이 마련되는 공간 특성을 고려하여 결정된 저음부 스피커 모듈, 중음부 스피커 모듈 및 고음부 리본 트위터의 배치 구조에 기초한 본원의 일 실시예에 따른 평면파 합성 기법을 이용한 수평 어레이형 음향 재생 장치를 나타낸 도면이다.
도 4는 평면파 합성 기법을 이용한 수평 어레이형 음향 재생 시스템이 마련되는 공간 특성을 고려하여 결정된 저음부 스피커 모듈, 중음부 스피커 모듈 및 고음부 리본 트위터의 배치 구조에 기초한 본원의 다른 실시예에 따른 평면파 합성 기법을 이용한 수평 어레이형 음향 재생 장치를 나타낸 도면이다.
도 5는 본원의 일 실시예에 따른 평면파 합성 기법을 이용한 수평 어레이형 음향 재생 시스템에 의한 평면파 유형의 맵핑 결과를 나타낸 도면이다.
도 6은 본원의 일 실시예에 따른 평면파 합성 기법을 이용한 수평 어레이형 음향 재생 시스템에 의한 점음원 유형의 맵핑 결과를 나타낸 도면이다.
도 7은 본원의 일 실시예에 따른 평면파 합성 기법을 이용한 수평 어레이형 음향 재생 시스템에 의한 제한된 경계면을 가지는 평면파 유형의 맵핑 결과를 나타낸 도면이다.
도 8은 본원의 일 실시예에 따른 평면파 합성 기법을 이용한 수평 어레이형 음향 재생 시스템에 의한 제한된 점음원 유형의 맵핑 결과를 나타낸 도면이다.
도 9는 본원의 일 실시예에 따른 평면파 합성 기법을 이용한 수평 어레이형 음향 재생 시스템에 의한 비대칭 유형의 맵핑 결과를 나타낸 도면이다.
도 10a는 2개의 스피커를 포함하는 종래의 음향 재생 시스템에 의할 때 발생하는 간섭 현상을 나타낸 도면이다.
도 10b는 9개의 스피커를 포함하는 종래의 음향 재생 시스템에 의할 때 발생하는 간섭 현상을 나타낸 도면이다.
도 10c는 본원의 일 실시예에 따른 평면파 합성 기법을 이용한 수평 어레이형 음향 재생 시스템에 의할 때 간섭 현상이 저감되는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본원의 일 실시예에 따른 평면파 합성 기법을 이용한 수평 어레이형 음향 재생 시스템에 의한 거리에 따른 음압 감쇄 비율을 종래의 음향 재생 시스템의 경우와 비교하여 나타낸 도면이다.
도 12a는 무대 전방에 음향 재생 장치 어레이가 설치된 경우의 본원의 일 실시예에 따른 평면파 합성 기법을 이용한 수평 어레이형 음향 재생 시스템에 의하여 형성되는 음장을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 12b는 십자가 모양의 공간 특성을 공간에 설치된 음향 재생 장치 어레이가 설치된 경우의 본원의 일 실시예에 따른 평면파 합성 기법을 이용한 수평 어레이형 음향 재생 시스템에 의하여 형성되는 음장을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 12c는 무대 후방에 음향 재생 장치 어레이가 설치된 경우의 본원의 일 실시예에 따른 평면파 합성 기법을 이용한 수평 어레이형 음향 재생 시스템에 의하여 형성되는 음장을 예시적으로 나타낸 도면이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결" 또는 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에", "상부에", "상단에", "하에", "하부에", "하단에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

참고로, 본원의 실시예에 관한 설명 중 방향이나 위치에 관련된 용어(전방, 후방, 길이 방향, 상하 방향 등)는 도면에 나타나 있는 각 구성의 배치 상태를 기준으로 설명한 것이다. 예를 들면, 도 2에서 보았을 때 상방은 12시 방향, 하방은 6시 방향, 길이방향은 4시에서 10시 방향, 전방은 8시 방향, 후방은 2시 방향일 수 있다.

다만, 이러한 방향 설정은 본원 장치의 배치 상태에 따라 달라질 수 있다. 예를 들면, 필요에 따라서는 도 2 기준 상향이 수평 방향(길이 방향)을 향하도록 본원 장치가 배치될 수 있고, 다른 예로 도 2 기준 상향이 비스듬한 경사 방향을 향하도록 본원 장치가 배치될 수 있다.

본원은 평면파 합성 기법을 이용한 수평 어레이형 음향 재생 장치에 관한 것이다. 또한, 본원은 평면파 합성 기법을 이용한 수평 어레이형 음향 재생 장치를 포함하는 수평 어레이형 음향 재생 시스템에 관한 것이다.

도 1은 본원의 일 실시예에 따른 평면파 합성 기법을 이용한 수평 어레이형 음향 재생 시스템의 개략적인 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본원의 일 실시예에 따른 평면파 합성 기법을 이용한 수평 어레이형 음향 재생 시스템(1)(이하, '수평 어레이형 음향 재생 시스템(1)'라 한다.)은, 평면파 합성 기법을 이용한 수평 어레이형 음향 재생 장치(10), 신호 처리 장치(20), 중앙 제어 장치(30) 및 파워 앰프(미도시)를 포함할 수 있다.

또한, 본원의 수평 어레이형 음향 재생 시스템(1)은 고해상 수평형 어레이 시스템, High Resoulution Horizontal Array, HRH, 로움(ROUM) 시스템 등으로 달리 지칭될 수 있다.

평면파 합성 기법을 이용한 수평 어레이형 음향 재생 장치(10), 신호 처리 장치(20), 중앙 제어 장치(30) 및 파워 앰프(미도시)는 상호 연결되는 네트워크(미도시)를 통하여 통신할 수 있다.

네트워크(미도시)는 예시적으로 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 네트워크, LTE(Long Term Evolution) 네트워크, 5G 네트워크, WIMAX(World Interoperability for Microwave Access) 네트워크, 인터넷(Internet), LAN(Local Area Network), Wireless LAN(Wireless Local Area Network), WAN(Wide Area Network), PAN(Personal Area Network), 블루투스(Bluetooth) 네트워크, 와이파이(Wi-fi) 네트워크, 위성 방송 네트워크, 아날로그 방송 네트워크, DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 네트워크 등이 포함되나 이에 한정되지는 않는다.

이하에서는 도 2 내지 도 4를 참조하여, 수평 어레이형 음향 재생 장치(10)의 형상, 기능, 동작 등을 상세히 설명하도록 한다. 참고로, 본원 명세서에 관한 설명에서, 수평 어레이형 음향 재생 장치(10)는 음향 재생 장치(10)로 간단히 지칭될 수 있다.

도 2는 본원의 일 실시예에 따른 평면파 합성 기법을 이용한 수평 어레이형 음향 재생 장치의 개략적인 구성도이다.

도 2를 참조하면, 본원의 일 실시예에 따른 평면파 합성 기법을 이용한 수평 어레이형 음향 재생 장치(10)(이하, '수평 어레이형 음향 재생 장치(10)'라 한다.)는, 복수의 저음부 스피커 모듈(100), 복수의 중음부 스피커 모듈(200), 고음부 리본 트위터(300) 및 메인 바디(400)를 포함할 수 있다.

복수 개의 저음부 스피커 모듈(100) 각각은, 복수 개의 저음부 스피커 모듈(100) 각각에 대하여 입력되는 제1구동 신호에 따라 저음역대의 음향을 방사할 수 있다.

여기서, 본원의 일 실시예에 따른 저음역대의 음향이란 100Hz 내지 600Hz 범위의 음역대(달리 말해, 주파수 범위)의 음향을 의미하는 것일 수 있다. 달리 말해, 복수 개의 저음부 스피커 모듈(100) 각각은, 100Hz 내지 600Hz 범위의 음역대의 음향을 방사할 수 있다.

또한, 복수 개의 중음부 스피커 모듈(200) 각각은, 복수 개의 중음부 스피커 모듈(200) 각각에 대하여 입력되는 제2구동 신호에 따라 중음역대의 음향을 방사할 수 있다.

여기서, 본원의 일 실시예에 따른 중음역대의 음향이란 600Hz 내지 3kHz 범위의 음역대(달리 말해, 주파수 범위)의 음향을 의미하는 것일 수 있다. 달리 말해, 복수 개의 중음부 스피커 모듈(100) 각각은, 600Hz 내지 3kHz 범위의 음역대의 음향을 방사할 수 있다.

또한, 고음부 리본 트위터(300)는, 입력되는 제3구동 신호에 따라서 고음역대의 음향을 방사할 수 있다.

여기서, 본원의 일 실시예에 따른 고음역대의 음향이란 3kHz 내지 17kHz 범위의 음역대(달리 말해, 주파수 범위)의 음향을 의미하는 것일 수 있다. 달리 말해, 고음부 리본 트위터(300)는, 3kHz 내지 17kHz 범위의 음역대의 음향을 방사할 수 있다.

또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 제1구동 신호 내지 제3구동 신호를 통합하여 재생 구동 신호로 지칭할 수 있다. 달리 말해, 재생 구동 신호는 수평 어레이형 음향 재생 장치(10)의 저음부 스피커 모듈(100), 중음부 스피커 모듈(200) 및 고음부 리본 트위터(300) 각각에 인가되는 제1구동 신호, 제2구동 신호 및 제3구동 신호를 포함하는 개념으로 이해될 수 있다.

또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 고음부 리본 트위터(300)는 도 2를 참조하면 메인 바디(400)의 길이 방향을 따라 길게 연장된 단일한 형태로 구비되는 것으로 이해될 수 있으나 이에만 한정되는 것은 아니며, 단일한 부재로 구비되지 않고 멤브레인 진동막을 포함하는 복수의 어레이 구조로 마련될 수 있다. 예를 들면, 고음부 리본 트위터(300)는 길이 1m 당 43 개의 하위 스피커 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 20cm²의 면적을 갖는 멤브레인 진동막을 구비한 고음부 리본 트위터(300)의 경우, 4kHz 이상의 음역대에서 125dB 이상의 음압을 송출하도록 구현될 수 있다.

다만, 저음부 스피커 모듈(100), 중음부 스피커 모듈(200) 및 고음부 리본 트위터(300) 각각이 방사하는 음향의 음역대 범위는 상기에서 서술한 수치 범위에만 한정되는 것은 아니다. 다른 예로, 저음역대의 음향과 중음역대의 음향의 경계가 되는 저역 주파수 경계는 수평 어레이형 음향 재생 장치(10)가 소정의 주파수에 대하여 제공 가능한 최대 음압에 기초하여 결정되는 것일 수 있다. 또한, 중음역대의 음향과 고음역대의 음향의 경계가 되는 고역 주파수의 경계는 수평 어레이형 음향 재생 장치(10)가 설치되는 공간 특성에 기초하여 결정되는 해당 설치 공간에 대한 에일리어싱 주파수(aliasing frequency)값을 고려하여 결정되는 것일 수 있다. 예를 들면, 수평 어레이형 음향 재생 장치(10)가 설치되는 설치 공간에 대한 에일리어싱 주파수 값이 산출되면, 산출된 에일리어싱 주파수 값 이상의 음역대의 경우 고음부 리본 트위터(300)에 할당될 수 있다.

또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 수평 어레이형 음향 재생 장치(10)에 의해 방사되는 음향은 저음부 스피커 모듈(100)에 의한 저음역대의 음향, 중음부 스피커 모듈(200)에 의한 중음역대의 음향 및 고음부 리본 트위터(300)에 의한 고음역대의 음향 중 적어도 하나가 상호 중첩되어 음향 방사면을 형성하면서 방사되는 것일 수 있다. 달리 말해, 수평 어레이형 음향 재생 장치(10)는 복수의 음역대 구간으로 분리되어 방사되는 음향 신호에 대한 음장 합성 기법(WFS: Wave Field Synthesis)에 기초하여 필요한 음향을 생성하는 것일 수 있다. 또한, 여러 음역대의 음향이 상호 중첩되어 음향 방사면의 형상은 후술하는 신호 처리 장치(20)의 맵핑 결과에 기초하여 결정될 수 있으며, 음향 방사면을 소정의 형상으로 구현함으로써 원하는 음향 방사 패턴에 부합하도록 출력 음향을 청중에게 전달할 수 있다.

또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 복수의 저음부 스피커 모듈(100) 각각은 서로 상이한 특성을 가지는 저음부의 음향을 방사하도록 구현될 수 있다. 마찬가지로, 복수의 중음부 스피커 모듈(200) 각각은 서로 상이한 특성을 가지는 중음부의 음향을 방사하도록 구현될 수 있다. 달리 말해, 저음부 스피커 모듈(100)에 입력(인가)되는 제1 구동 신호는 하나의 수평 어레이형 음향 재생 장치(10)에 대하여 인가되는 것이라도 수평 어레이형 음향 재생 장치(10)에 포함된 저음부 스피커 모듈(100) 별로 상이하게 결정될 수 있다. 또한, 마찬가지로 중음부 스피커 모듈(200)에 입력(인가)되는 제2 구동 신호는 하나의 수평 어레이형 음향 재생 장치(10)에 대하여 인가되는 것이라도 수평 어레이형 음향 재생 장치(10)에 포함된 중음부 스피커 모듈(200) 별로 상이하게 결정될 수 있다.

일예로, 독립적으로 인가되는 제1 구동 신호 또는 제2 구동 신호에 의하여 저음부 스피커 모듈(100) 또는 중음부 스피커 모듈(200)에 의해 방사되는 음향의 출력 시간이 상호 소정의 시간만큼의 지연 시간을 두고 출력됨으로써 전체적으로 소정의 지향성(지향각)을 가지는 음향 신호가 수평 어레이형 음향 재생 장치(10)에서 재생될 수 있고, 이에 따라 출력 음향 신호를 청취하는 청취자는 음향 신호가 소정의 위치(방향)로부터 발산되는 것으로 감각할 수 있다.

또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 복수 개의 저음부 스피커 모듈(100)은 메인 바디(400)의 하부 영역에 길이 방향을 따라 서로 미리 설정된 제1 간격을 가지도록 수용될 수 있다.

또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 복수 개의 중음부 스피커 모듈(200)은, 메인 바디(400)의 중간 영역에 길이 방향을 따라 서로 미리 설정된 제2간격을 가지도록 수용될 수 있다.

또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 고음부 리본 트위터(300)는, 메인 바디(400)의 상부 영역에 수용될 수 있다.

달리 말해, 메인 바디(400)의 상하 방향을 기준으로 상단에는 고음부 리본 트위터(300)가 배치되고, 중단에는 복수의 중음부 스피커 모듈(200)이 배치(하나의 열을 형성하며 나란히 배치되거나 복수의 열을 형성하며 나란히 배치되는 것을 포함한다.)되고, 하단에는 복수의 저음부 스피커 모듈(100)이 배치되는 것일 수 있다.

여기서, 본원의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 간격은 상기 제2 간격보다 크게 설정될 수 있다. 일예로, 제1 간격은 어느 하나의 저음부 스피커 모듈(100)의 중심부와 이웃 저음부 스피커 모듈(100)의 중심부 사이의 간격을 기준으로 하여 30cm로 설정되고, 제2 간격은 어느 하나의 중음부 스피커 모듈(200)의 중심부와 이웃 중음부 스피커 모듈(200)의 중심부 사이의 간격을 기준으로 하여 5.5cm로 구비될 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 다른 예로, 상기 제1 간격 및 상기 제2 간격은 저음부 스피커 모듈(100)의 직경 및 중음부 스피커 모듈(200)의 직경에 기초하여 결정되는 것일 수 있다.

또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 간격 및 상기 제2 간격은 수평 어레이형 음향 재생 장치(10)가 설치되는 공간 특성을 고려하여 결정되거나, 각각의 모듈에 의해 방사되어 상호 중첩되는 음향이 소정의 형상을 가지는 음향 방사면을 형성하기에 적합한 값으로 결정되는 것일 수 있다. 예를 들어, 복수의 저음부 스피커 모듈(100)의 직경 및 복수의 저음부 스피커 모듈(100) 각각에 의하여 방사되는 음향이 중첩되어 형성되는 방사면의 형상을 고려하여 상기 제1 간격이 결정되고, 복수의 중음부 스피커 모듈(200)의 직경 및 복수의 중음부 스피커 모듈(200) 각각에 의하여 방사되는 음향이 중첩되어 형성되는 방사면의 형상을 고려하여 상기 제2 간격이 결정되는 것일 수 있다.

또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 저음부 스피커 모듈(100)의 직경은 중음부 스피커 모듈(200)의 직경보다 크게 구비될 수 있다. 예시적으로, 저음부 스피커 모듈(100)은 8 내지 12인치 중 어느 하나의 직경을 가지도록 구비되고, 중음부 스피커 모듈(200)은 1 내지 3인치 중 어느 하나의 직경을 가지도록 구비될 수 있다. 다만, 이에만 한정되는 것은 아니며, 실시예에 따라 수평 어레이형 음향 재생 장치(10)가 설치되는 공간 특성 또는 각각의 모듈에 의해 방사되어 상호 중첩되는 음향이 형성하는 방사면의 형상 중 적어도 하나에 기초하여 다양한 값으로 저음부 스피커 모듈(100) 또는 중음부 스피커 모듈(200)의 직경이 결정되는 것일 수 있다.

또한, 본원의 일 실시예에 따르면 복수 개의 저음부 스피커 모듈(100)은 메인 바디(400)의 길이 방향을 따라 2개 내지 4개 중 어느 하나의 수만큼 구비될 수 있다. 또한, 본원의 일 실시예에 따르면 복수 개의 중음부 스피커 모듈(200)은 메인 바디(400)의 길이 방향을 따라 15개 또는 16개의 중음부 스피커 모듈(200)을 포함하는 열을 형성하고, 형성된 열이 메인 바디(400)의 중간 영역에 상하 방향을 따라 두 줄 배치되는 것일 수 있다.

또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 수평 어레이형 음향 재생 장치(10)는 수평 어레이형 음향 재생 시스템(1)을 구축하기 위한 하나의 개별 단위 구조일 수 있다. 달리 말해, 도 1을 참조하면, 수평 어레이형 음향 재생 시스템(1)은 복수 개의 수평 어레이형 음향 재생 장치(10)를 포함하고, 복수 개의 수평 어레이형 음향 재생 장치(10)는 길이 방향을 따라 나란히 배치되어 음향 재생 장치 어레이(1000)를 형성하는 것일 수 있다. 다만, 수평 어레이형 음향 재생 장치(10)의 배치 구조는 수평 어레이형 음향 재생 시스템(1)이 설치된 건물, 룸 등의 음향 공간에 따라 다양하게 결정될 수 있다. 이러한 음향 재생 장치 어레이(1000)의 다양한 배치 구조는 도 12a 내지 도 12c를 참조하여 상세히 후술하도록 한다.

또한, 본원의 일 실시예에 따르면 음향 재생 장치 어레이(1000)의 전체 길이는 수평 어레이형 음향 재생 시스템(1)에 탑재되는 어레이 제어 기능들의 유형 또는 수평 어레이형 음향 재생 시스템(1)이 구축되는 음향 공간의 공간 특성 중 적어도 하나에 기초하여 결정되는 것일 수 있다.

또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 음향 재생 장치 어레이(1000)를 형성하는 복수 개의 수평 어레이형 음향 재생 장치(10) 각각은 하나 이상의 신호 처리 장치(20)에 의해 인가되는 재생 구동 신호(구체적으로, 제1 구동 신호 내지 제3 구동 신호)에 의하여 제어됨으로써, 수평 어레이형 음향 재생 장치(10) 각각에 의하여 출력되는 음향 신호의 방사 패턴이 서로 상이하게 결정되는 것일 수 있다. 즉, 본원의 수평 어레이형 음향 재생 시스템(1)은 단위 구조체(수평 어레이형 음향 재생 장치(10))를 음향 공간 특성에 맞게 여러 개 배치하고, 배치된 단위 구조체 각각을 신호 처리 장치(20) 또는 중앙 제어 장치(30)에 의하여 독립적으로 제어함으로써 원하는 음향 신호 방사 패턴을 맞춤형으로 결정하여 음향 시스템을 구축한 것으로 이해될 수 있다.

또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 메인 바디(400)에는 저음부 스피커 모듈(100) 또는 중음부 스피커 모듈(200)의 직경, 상기 제1 간격 및 상기 제2 간격에 기초하여 형상 및 사이즈가 결정되고, 저음부 스피커 모듈(100) 또는 중음부 스피커 모듈(200)이 수용되도록 함몰된 수용 공간이 형성되는 것일 수 있다. 이에 따라, 수평 어레이형 음향 재생 장치(10)가 설치되는 음향 공간 내의 실내 벽등의 내측에 외부에서 바라볼 때 눈에 띄지 않는 형태로 설치될 수 있다.

또한, 전술한 메인 바디(400) 내의 수용 공간은 수평 어레이형 음향 재생 장치(10)가 음향 공간 내에서 설치되는 위치(높이, 방향) 등에 기초하여 저음부 스피커 모듈(100) 또는 중음부 스피커 모듈(200)에서 방사되는 음향 신호가 소정의 방향을 향하여 출력되도록 형성되는 것일 수 있다.

도 3은 평면파 합성 기법을 이용한 수평 어레이형 음향 재생 시스템이 마련되는 공간 특성을 고려하여 결정된 저음부 스피커 모듈, 중음부 스피커 모듈 및 고음부 리본 트위터의 배치 구조에 기초한 본원의 일 실시예에 따른 평면파 합성 기법을 이용한 수평 어레이형 음향 재생 장치를 나타낸 도면이다.

도 3을 참조하면, 복수의 저음부 스피커 모듈(100)은, 메인 바디(400)의 길이 방향을 따라 메인 바디(400)에 수용되고, 복수의 중음부 스피커 모듈(200)은, 복수의 저음부 스피커 모듈(100)이 수용된 영역의 전방에 메인 바디(200)의 길이 방향을 따라 배치되는 것일 수 있다.

본원의 일 실시예에 따르면, 도 3에 도시된 형상을 가지는 본원의 일 실시예에 따른 수평 어레이형 음향 재생 장치(10)는 수평 어레이형 음향 재생 장치(10)가 설치되는 영역에 상하 방향을 기준으로 확보된 공간이 상대적으로 좁은 경우, 도 2에 도시된 바와 같이 저음부 스피커 모듈(100) 및 중음부 스피커 모듈(200)을 상하 방향으로 배치하는 것이 아니라, 저음부 스피커 모듈(100)의 전방에 중음부 스피커 모듈(200)의 전방에 오도록 전후 방향으로 저음부 스피커 모듈(100) 및 중음부 스피커 모듈(200)을 배치한 것일 수 있다.

도 4는 평면파 합성 기법을 이용한 수평 어레이형 음향 재생 시스템이 마련되는 공간 특성을 고려하여 결정된 저음부 스피커 모듈, 중음부 스피커 모듈 및 고음부 리본 트위터의 배치 구조에 기초한 본원의 다른 실시예에 따른 평면파 합성 기법을 이용한 수평 어레이형 음향 재생 장치를 나타낸 도면이다.

도 4를 참조하면, 본원의 다른 실시예에 따른 수평 어레이형 음향 재생 장치(10)의 경우, 복수의 저음부 스피커 모듈(100)은, 메인 바디(400)의 길이 방향을 따라 메인 바디(400)에 수용되고, 복수의 중음부 스피커 모듈(200)은, 복수의 저음부 스피커 모듈(100)이 수용된 영역의 전방에 메인 바디(200)의 길이 방향을 따라 배치되고, 고음부 리본 트위터(300)는, 복수의 중음부 스피커 모듈(200)이 배치된 영역의 전방에 메인 바디(400)의 길이 방향과 나란하게 배치될 수 있다.

본원의 일 실시예에 따르면, 도 4에 도시된 형상을 가지는 본원의 다른 실시예에 따른 수평 어레이형 음향 재생 장치(10)는 음향 공간 내의 상측(예를 들면, 천장과 인접하여 설치되는 경우, 발코니 아래에 설치되는 경우 등)에 설치되기에 적합한 수평 어레이형 음향 재생 장치(10)의형상으로써, 저음부 스피커 모듈(100), 중음부 스피커 모듈(200) 및 고음부 리본 트위터(300)에서 방사되는 음향 신호가 전체적으로 하측을 향하도록 적어도 일부가 하측을 향하여 소정의 각도로 기울어진 형태로 형성될 수 있다.

또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 신호 처리 장치(20)는 수평 어레이형 음향 재생 장치(10)의 형상에 따라(달리 말해, 도 2 내지 도 4 각각에 해당하는 형상을 가지는 수평 어레이형 음향 재생 장치(10) 각각의 유형에 대하여) 제1 구동 신호 내지 제 3 구동 신호를 상이하게 결정하도록 구현될 수 있다.

이하에서는, 수평 어레이형 음향 재생 장치(10)에 제1 구동 신호 내지 제3 구동 신호를 인가하기 위한 신호 처리 장치(20), 복수의 신호 처리 장치(20)를 통합 제어하기 위한 중앙 제어 장치(30), 파워 앰프 등 수평 어레이형 음향 재생 시스템(1)을 이루는 하위 요소들의 동작에 관해 상세히 서술하도록 한다.

파워 앰프(미도시)는 악기의 소리, 사람의 목소리 등의 원형 음향 신호(달리 말해, 오디오 입력 신호)를 수신하고, 수신된 원형 음향 신호를 미리 설정된 증폭 레벨에 부합하도록 증폭하여 수평 어레이형 음향 재생 장치(10)에 전달할 수 있다.

보다 구체적으로, 파워 앰프는 아날로그 신호에 해당하는 수신된 원형 음향 신호를 디지털 신호로 변환하고, 변환된 디지털 신호를 미리 설정된 증폭 레벨에 부합하도록 증폭한 후 재차 아날로그 형식의 출력 음향 신호로 변환하여 변환된 출력 음향 신호를 수평 어레이형 음향 재생 장치(10)에 전달하는 것일 수 있다. 이 때, 수평 어레이형 음향 재생 장치(10) 각각은 전달 받은 출력 음향 신호를 신호 처리 장치(20)에 의해 인가된 제 1구동 신호 내지 제3 구동 신호 중 적어도 하나에 기초하여 재생하도록 동작할 수 있다.

또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 파워 앰프는 수평 어레이형 음향 재생 장치(10)와 독립적으로 마련되어 원형 음향 신호를 증폭하여 수평 어레이형 음향 재생 장치(10)에 전달하도록 구현될 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 다른 예로, 파워 앰프는 수평 어레이형 음향 재생 장치(10)에 내장되는 것일 수 있다. 달리 말해, 실시예에 따라 수평 어레이형 음향 재생 장치(10)는 파워 앰프를 포함할 수 있다.

또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 파워 앰프는 파워 앰프와 연계된 신호 처리 장치(20)로부터 미리 설정된 증폭 레벨에 대한 제4 구동 신호를 수신하고, 제4 구동 신호에 기초하여 원형 음향 신호를 출력 음향 신호로 변환 및 증폭하는 것일 수 있다. 여기서, 제4구동 신호는 앰프 구동 신호로 달리 지칭될 수 있다.

또한, 본원의 일 실시예에 따르면 파워 앰프는 수평 어레이형 음향 재생 시스템(1)의 유연한 운용을 위하여, 비 실시간적(non-real time)인 음향 방사 패턴 생성 기능을 일부 보유할 수 있다. 예를 들어, 파워 앰프는 수평 어레이형 음향 재생 장치(10)에 의한 음향 출력 특성을 강화하거나 소정의 방향으로 음향의 방사 방향을 일부 조절할 수 있다. 상술한 비 실시간적인 음향 방사 패턴 생성 기능이라는 용어의 의미는 음향 공간 내에서 출력 음향이 재생되는 동안 파워 앰프를 조작함으로써 실시간(real-time)으로 음향 방사 패턴을 조정할 수는 없지만, 출력 음향 재생에 앞서(원형 음향 신호 인가에 앞서) 파워 앰프의 비 실시간적 음향 방사 패턴 생성 기능(예를 들면, 음향 출력 특성 강화, 음향 방사 방향 일부 조정 등)을 활용하여 전체 시스템이 소정의 음향 방사 패턴을 생성할 수 있는 상태를 구축할 수 있다.

또한, 파워 앰프와 연계된 전력 요구 사항은 음향 재생 장치 어레이(1000)의 길이 1m 당 2.5kW로 결정될 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 전술한 2.5kW의 수치는 음향 재생 장치 어레이(1000)를 이루는 모든 스피커 모듈이 최대의 효율을 보이기 위하여 결정된 값일 수 있으며, 일반적인 수평 어레이형 음향 재생 시스템(1)의 운용에 있어서는, 전체 전력 중 적은 부분만을 사용하게 되며, 소정의 방사 패턴을 형성하기 위하여 일부 스피커 모듈에서 고음압의 출력이 요구되는 경우에만 전체 전력의 대부분이 사용되는 것일 수 있다.

신호 처리 장치(20)는 저음부 스피커 모듈(100)의 제어를 위한 제1 구동 신호, 중음부 스피커 모듈(200)의 제어를 위한 제2 구동 신호 및 고음부 리본 트위터(300)의 제어를 위한 제3 구동 신호 중 적어도 하나를 생성하여 수평 어레이형 음향 재생 장치(10)에 인가할 수 있다. 특히, 신호 처리 장치(20)는 미리 설정된 음향 방사 패턴과 연계된 맵핑 신호에 기초하여 재생 구동 신호(제1구동 신호 내지 제3구동 신호)를 생성하고, 생성된 재생 구동 신호를 수평 어레이형 음향 재생 장치(10)에 전송할 수 있다.

또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 신호 처리 장치(20)는 디지털 신호 처리 장치, DSP(Digital Signal Processor) 등으로 달리 지칭될 수 있다.

여기서, 제1 구동 신호 내지 제3 구동 신호는 저음부 스피커 모듈(100), 중음부 스피커 모듈(200) 및 고음부 리본 트위터(300)에서의 출력 음향 신호의 출력 시간, 모듈 간의 상대적 출력 지연 시간, 출력 주파수, 출력 음압, 음질 중 적어도 하나를 조절하기 위해 수평 어레이형 음향 재생 장치(10)에 인가되는 것일 수 있다.

또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 수평 어레이형 음향 재생 시스템(1)은 복수 개의 신호 처리 장치(20)를 포함하며, 복수 개의 신호 처리 장치(20) 각각은 4개의 수평 어레이형 음향 재생 장치(10)를 제어하도록 구현될 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.

달리 말해, 수평 어레이형 음향 재생 시스템(1)은 복수의 수평 어레이형 음향 재생 장치(10)가 연속적으로 배치된 음향 재생 장치 어레이(1000)를 포함하고, 신호 처리 장치(20)는 음향 재생 장치 어레이(1000)에 포함된 소정의 수의 수평 어레이형 음향 재생 장치(10)에 대한 재생 구동 신호를 생성하도록 복수 개 마련될 수 있다. 여기서, 상기 소정의 수는 4개로 결정될 수 있다. 다만, 이에만 한정되는 것은 아니며, 음향 공간의 공간 특성 또는 음향 재생 장치 어레이(1000)의 배치 구조 중 적어도 하나에 기초하여 상기 소정의 수가 결정되는 것일 수 있다.

이때, 중앙 제어 장치(30)는, 복수 개 마련되는 신호 처리 장치(20) 각각에 대해 인가되는 맵핑 신호를 서로 상이하게 생성할 수 있다.

또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 파워 앰프는 복수 개 마련되는 신호 처리 장치(20)의 수만큼 구비되고, 파워 앰프 및 신호 처리 장치(20) 각각은 하나의 파워 앰프 및 해당 파워 앰프에 대응되는 신호 처리 장치(20)에 대하여 독립적으로 할당된 신호 처리 채널을 기초로 하여 앰프 구동 신호(제4구동 신호)를 송수신하는 것일 수 있다.

또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 신호 처리 장치(20) 각각은 수평 어레이형 음향 재생 시스템(1)이 설치되는 음향 공간 내에 음향이 전달되지 않는 음영 지역이 형성되지 않도록 제1구동 신호, 제2구동 신호 및 제3구동 신호 중 적어도 하나를 생성하는 것일 수 있다.

또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 신호 처리 장치(20) 각각은 미리 설정된 가상 음원 위치로부터 수평 어레이형 음향 재생 시스템(1)이 설치되는 음향 공간 내에 음향이 방사되는 것으로 인식되도록 제1구동 신호, 제2구동 신호 및 제3구동 신호 중 적어도 하나를 생성하는 것일 수 있다.

달리 말해, 복수의 신호 처리 장치(20) 각각은 수평 어레이형 음향 재생 시스템(1)을 이루는 단위체인 복수의 수평 어레이형 음향 재생 장치(10) 각각을 독립적으로 제어하는 동시에 하나의 수평 어레이형 음향 재생 장치(10) 내의 저음부 스피커 모듈(100), 중음부 스피커 모듈(200) 및 고음부 리본 트위터(300) 각각을 독립적으로 제어함으로써, 사용자가 목적하는 음향 방사 패턴을 구축할 수 있다.

여기서, 수평 어레이형 음향 재생 시스템(1)에 의해 구축할 수 있는 음향 방사 패턴의 대표적인 예는 평면파 유형, 점음원 유형, 제한된 경게면을 가지는 평면파 유형, 제한된 점음원 유형, 비대칭 유형, 복합 유형 등일 수 있다.

즉, 수평 어레이형 음향 재생 시스템(1)은 복수의 신호 처리 장치(20)를 구비하여 이를 통하여 단위체(수평 어레이형 음향 재생 장치(10)) 또는 단위체에 포함된 개별 스피커 모듈 각각에서 방사되는 음향의 특성을 다양하게 제어(또는 조절)함으로써 개별 스피커 모듈 또는 단위체에 의해 방사되는 음향 중 적어도 하나가 상호 중첩되면서 형성되는 음향 방사면의 형상을 다양하게 결정할 수 있다.

또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 신호 처리 장치(20)는 메인 신호 처리를 위한 렌더링 엔진과 연계된 것일 수 있다.

또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 신호 처리 장치(20)는 원형 음향 신호를 파워 앰프 또는 필요에 따라 수평 어레이형 음향 재생 장치(10)로 전달하기 위한 오디오 신호 처리를 위한 기능 및 원하는 음향 방사 패턴을 구현하기 위하여 제1 구동 신호 내지 제4 구동 신호와 연계된 실시간 계수를 계산하기 위한 기능을 보유할 수 있다. 달리 말해, 제1 구동 신호 내지 제4 구동 신호는 원하는 음향 방사 패턴을 구현하기 위하여 신호 처리 장치(20)가 계산한 실시간 계수에 기초하여 결정되는 것일 수 있다.

또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 제1 구동 신호 내지 제4 구동 신호는 신호 처리 장치(20) 및 신호 처리 장치(20)에 할당된 수평 어레이형 음향 재생 장치(10) 사이 또는 신호 처리 장치(20) 및 신호 처리 장치(20)에 할당된 파워 앰프 사이에 형성된 신호 채널(Channel)에 의해 송수신되는 것일 수 있다.

또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 신호 처리 장치(20) 각각은 할당된 수평 어레이형 음향 재생 장치(10) 각각의 음향 재생 장치 어레이(1000)에서의 위치 정보를 고려하여 해당 어레이형 음향 재생 장치(10)에 인가되는 제1 구동 신호 내지 제3 구동 신호를 결정하는 것일 수 있다. 달리 말해, 신호 처리 장치(20)는 수평 어레이형 음향 재생 장치(10)의 실제 위치 정보에 기초하여 해당 수평 어레이형 음향 재생 장치(10)를 제어하는 것일 수 있다.

또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 신호 처리 장치(20)는 레벨 딜레이 필터 기능, 다이내믹 조절 등 다양한 음향 방사 패턴 형성을 위한 기능을 보유할 수 있다.

중앙 제어 장치(30)는 수평 어레이형 음향 재생 시스템(1)의 복수의 신호 처리 장치(20)를 통합적으로 제어하는 중앙 제어 수단으로 이해될 수 있다. 예시적으로, 중앙 제어 장치(30)는 하나 이상의 PC 기반의 디바이스일 수 있다.

다만, 중앙 제어 장치의 유형(30)은 PC 기반의 디바이스에만 한정되는 것은 아니며, 중앙 제어 장치(30)는 스마트폰(Smartphone), 스마트패드(SmartPad), 태블릿 PC등과 PCS(Personal Communication System), GSM(Global System for Mobile communication), PDC(Personal Digital Cellular), PHS(Personal Handyphone System), PDA(Personal Digital Assistant), IMT(International Mobile Telecommunication)-2000, CDMA(Code Division Multiple Access)-2000, W-CDMA(W-Code Division Multiple Access), Wibro(Wireless Broadband Internet) 단말기 같은 모든 종류의 유/무선 통신 장치를 포함할 수 있다.

또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 하나의 중앙 제어 장치(30)에는 복수 개의 신호 처리 장치(20)가 할당될 수 있으며, 중앙 제어 장치(30)는 할당된 신호 처리 장치(20)에 소정의 음향 방사 패턴 구현을 위한 맵핑 신호를 전송할 수 있다.

또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 중앙 제어 장치(30)는 미리 설정된 음향 방사 패턴에 대한 사용자 입력을 수신하고, 사용자 입력에 기초하여 맵핑 신호를 생성하여 신호 처리 장치(20)에 인가할 수 있다.

또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 중앙 제어 장치(30)는, 수평 어레이형 음향 재생 시스템(1)이 설치되는 음향 공간의 공간 특성 또는 음향 재생 장치 어레이(1000)의 배치 구조 중 적어도 하나를 고려하여 맵핑 신호를 생성할 수 있다.

본원의 실시예에 관한 설명에서 맵핑은 음향 재생 장치 어레이(1000)를 형성하는 복수의 음향 재생 장치(10) 각각(또는 음향 재생 장치(10) 내 모듈, 리본 트위터 각각)에 대하여 또는 파워 앰프에 대하여 인가되는 제1 구동 신호 내지 제4 구동 신호의 내용을 수평 어레이형 음향 재생 시스템(1)이 설치된 공간의 음향 상황 또는 청음 영역(예를 들면, 청중이 위치하는 영역) 등을 고려하여 결정하는 프로세스로 이해될 수 있다.

또한, 실시예에 따라, 이러한 맵핑 프로세스는 중앙 제어 장치(30)의 사용자에 의해 인가되는 사용자 입력에 기초하여 수행되는 것이거나, 중앙 제어 장치(30)에서 결정된 음향 방사 패턴 유형에 기초하여 복수의 신호 처리 장치(20) 각각에서 수행되는 것일 수 있다.

또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 중앙 제어 장치(30)에서 신호 처리 장치(20)로 전송되는 맵핑 신호는 악기, 사람의 목소리 등의 개별 음원에 대한 각각의 원형 음향 신호를 특정 수평 어레이형 음향 재생 장치(10)가 설정된 음향 방사 패턴에 부합하게 재생하도록 원형 음향 신호를 수평 어레이형 음향 재생 장치(10) 각각에 대하여 위치시키기 위한 신호로 이해될 수 있다.

달리 말해, 맵핑 신호는 개별 음원 별로 상이하게 생성되어 신호 처리 장치(20)로 전송될 수 있으며, 신호 처리 장치(20)에 의해 맵핑 신호에 기초하여 생성된 제1 구동 신호 내지 제3 구동 신호는 수평 어레이형 음향 재생 장치(10) 각각에 대하여 상이하게 생성될 수 있다.

또한, 중앙 제어 장치(30)는 평면파 유형, 점음원 유형, 제한된 경계면을 가지는 평면파 유형, 제한된 점음원 유형, 비대칭 유형, 복합 유형 등 소정의 음향 방사 패턴을 형성하기 위하여 복수의 신호 처리 장치(20) 각각이 할당된 수평 어레이형 음향 재생 장치(10) 또는 파워 앰프에 인가해야 할 제1 구동 신호 내지 제4 구동 신호(또는 재생 구동 신호 및 앰프 구동 신호)에 대하여 미리 설정된 사전 설정 정보를 해당 사전 설정 정보를 통하여 구현하고자 하는 음향 방사 패턴과 연계하여 저장할 수 있다.

달리 말해, 중앙 제어 장치(30)는 소정의 유형에 부합하는 음향 방사 패턴과 연계된 맵핑 신호(달리 말해, 제1 구동 신호 내지 제4 구동 신호에 대한 조합 결과)를 사전 설정 정보로써 저장한 것일 수 있다. 예를 들면, 중앙 제어 장치(30)는 평면파 유형의 음향 방사 패턴을 형성하기 위한 사전 설정 정보, 점은원 유형의 음향 방사 패턴을 결정하기 위한 사전 설정 정보 등을 생성하여 보유할 수 있다. 즉, 중앙 제어 장치(30)는 미리 설정된 음향 방사 패턴의 유형 중 어느 하나의 유형에 대한 맵핑 신호를 사전 설정 정보로 하여 저장할 수 있다.

따라서, 사용자(예를 들면, 수평 어레이형 음향 재생 시스템(1)을 조작하는 음향 엔지니어) 등은 중앙 제어 장치(30)에 기 저장된 사전 설정 정보를 불러옴으로써 소정의 음향 방사 패턴을 구현할 수 있다. 물론, 기 저장된 사전 설정 정보를 불러온 후 불러온 사전 설정 정보의 적어도 일부 사항을 수정함으로써 보다 세밀한 음향 방사 패턴 구현이 가능할 수 있다. 달리 말해, 중앙 제어 장치(30)는 사전 설정 정보 중 어느 하나를 선택하는 사용자 선택 입력을 수신하여, 선택된 사전 설정 정보와 연계된 맵핑 신호를 생성하여 신호 처리 장치(20)에 인가할 수 있다.

또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 중앙 제어 장치(30)는 사용자의 조작에 의하여 수평 어레이형 음향 재생 시스템(1)의 복수의 수평 어레이형 음향 재생 장치(10) 각각 또는 수평 어레이형 음향 재생 장치(10)의 저음부 스피커 모듈, 중음부 스피커 모듈, 고음부 리본 트위터 각각에 대한 볼륨 조절 기능, 음소거 처리 기능 및 튜닝 기능 중 적어도 하나를 포함하는 개별 제어 기능을 지원하는 콘솔을 포함할 수 있다.

또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 중앙 제어 장치(30)는 음향 방사각 조절 기술 또는 파면 합성 기술과 연계하여 맵핑 신호를 생성 및 전송하는 것일 수 있다.

이하에서는 수평 어레이형 음향 재생 시스템(1)에 의해 구현 가능한 음향 방사 패턴 유형 각각에 대하여 도 5 내지 도 9를 참조하여 상세히 서술하도록 한다.

본원의 일 실시예에 따르면, 미리 설정된 음향 방사 패턴은 평면파 유형, 점음원 유형, 제한된 경계면을 가지는 평면파 유형, 제한된 점음원 유형 또는 비대칭 유형을 포함할 수 있다. 또한, 미리 설정된 음향 방사 패턴은 평면파 유형, 점음원 유형, 제한된 경계면을 가지는 평면파 유형, 제한된 점음원 유형 또는 비대칭 유형 중 적어도 둘 이상이 조합된 복합 유형을 포함할 수 있다.

도 5는 본원의 일 실시예에 따른 평면파 합성 기법을 이용한 수평 어레이형 음향 재생 시스템에 의한 평면파 유형의 맵핑 결과를 나타낸 도면이다.

도 5를 참조하면, 중앙 제어 장치(30)의 맵핑 신호에 기초하여 구현된 음향 방사 패턴(맵핑 결과)는 Thrice 등의 연산 프로그램을 기초하여 시각화될 수 있다. 예를 들어, 연산 프로그램은 맵핑 신호에 기초하여 수평 어레이형 음향 재생 시스템(1)에 의한 출력 음향 신호의 파면 형상을 계산할 수 있다. 보다 정확한 계산을 위하여 400Hz의 사인파를 기준으로 파면 형상이 계산될 수 있으며, 모든 스피커 모듈 또는 리본 트위터에 의해 방사되는 음향의 중첩을 반영하여 계산된 음압값 또는 RMS 값을 통해 파면 형상을 시각화할 수 있다.

또한, 도 5내지 도9를 참조하면 도 5내지 도9는 수평 어레이형 음향 재생 시스템(1)이 구축된 음향 공간을 상측에서 바라본 평면도일 수 있으며, 진한 검은색으로 표시된 영역은 음향 재생 장치 어레이(1000)가 배치된 영역으로 이해될 수 있다. 또한, 도 5 내지 도 9에 도시된 음향 재생 장치 어레이(1000)는 수평 어레이형 음향 재생 시스템(1)이 구축된 음향 공간 내 벽면 등에 의한 제약 사항에 의하여 곡선 형태로 배치된 것을 확인할 수 있다.

도 5를 참조하면, 평면파 유형의 음향 방사 패턴의 경우, 방사 방향에 수직하는 가상의 선 상에 위치하는 모든 청중에게 해당 출력 음향을 상호 동등하게 인지시킬 수 있는 장점이 있다. 다만, 평면파 유형의 음향 방사 패턴의 경우, 출력 음향이 음향 공간 상의 내벽 등의 구조물에 의해 반사되거나 리버브 문제가 발생하거나 내벽 등의 구조물에 음향 초점이 맞추어지는 등의 단점이 있으며, 출력 음향이 소정의 위치에 위치하는 음원으로부터 방사되는 것으로 인식되지 않기 때문에 청중들이 음원의 위치가 어디인지를 인식할 수 없다는 단점이 있다.

도 6은 본원의 일 실시예에 따른 평면파 합성 기법을 이용한 수평 어레이형 음향 재생 시스템에 의한 점음원 유형의 맵핑 결과를 나타낸 도면이다.

도 6을 참조하면, 수평 어레이형 음향 재생 시스템(1)은 음향 재생 장치 어레이(1000)가 배치된 영역의 중심부의 후방(도 6 기준 12시 방향)으로 3m 이격된 위치의 점음원에서 방사되는 것으로 청중들에 의해 인지되는 점음원 유형의 음향 방사 패턴에 부합하도록 출력 음향을 제공할 수 있다. 달리 말해, 수평 어레이형 음향 재생 시스템(1)은 점음원 유형의 음향 방사 패턴을 구현하기 위한 맵핑에 기초하여 가상의 위치에 음원을 위치시킬 수 있다. 따라서, 음향 공간 내의 청중들은 각각의 청중의 위치에 관계없이, 또한 음향 재생 장치 어레이(1000)의 실제 위치와 무관하게 가상 음원 위치(도 6의 경우, 음향 재생 장치 어레이(1000)의 중심부로부터 후방 3m 이격된 위치)로부터 출력 음향이 방사되는 것으로 인지할 수 있다.

도 7은 본원의 일 실시예에 따른 평면파 합성 기법을 이용한 수평 어레이형 음향 재생 시스템에 의한 제한된 경계면을 가지는 평면파 유형의 맵핑 결과를 나타낸 도면이다.

도 7을 참조하면, 수평 어레이형 음향 재생 시스템(1)은 맵핑 신호에 기초하여 복수의 수평 어레이형 음향 재생 장치(10) 및 수평 어레이형 음향 재생 장치(10) 내 스피커 모듈, 리본 트위터(100, 200, 300) 등을 독립적으로 제어함에 따라 제한된 경계면을 가지는 평면파 유형의 음향 방사 패턴의 출력 음향을 제공할 수 있다. 제한된 경계면을 가지는 평면파 유형의 음향 방사 패턴을 제공하기 위한 맵핑 신호는 일반 평면파 유형의 음향 방사 패턴을 제공하기 위한 맵핑 신호와 유사할 수 있으나, 제한된 경계면이 평면파의 음향 방사면 형성 면적을 제한할 수 있다.

제한된 경계면을 가지는 평면파의 경우, 경계면을 어느 영역에 위치시키도록 맵핑 신호를 결정하느냐에 따라 필요한 곳에 출력 음향이 집중적으로 전달될 수 있고, 음향학적으로 출력 음향을 반사하는 내벽 등의 구조물에 원천적으로 출력 음향이 도달하지 않도록 할 수 있다. 보다 구체적인 예시로서, 청중이 위치하는 음향 공간 중 청각에 문제가 있는 청중(예를 들면, 고령자의 경우)이 모여있는 공간이 존재하는 경우, 해당 공간에 도달되는 출력 음향과 연계된 맵핑 신호를 나머지 공간에 도달되는 출력 음향과 연계된 맵핑 신호를 상이하게 설정하고, 개별적인 이퀄라이제이션을 통하여 해당 공간에 더 큰 출력 음향이 전달될 수 있도록 구현될 수 있다. 이와 관련하여, 본원의 일 실시예에 따르면, 수평 어레이형 음향 재생 시스템(1)은 제한된 경계면을 가지는 평면파 유형의 음향 방사 패턴을 활용하여 빔 포밍(Beam Forming)을 수행할 수 있다.

도 8은 본원의 일 실시예에 따른 평면파 합성 기법을 이용한 수평 어레이형 음향 재생 시스템에 의한 제한된 점음원 유형의 맵핑 결과를 나타낸 도면이다.

도 8을 참조하면, 점음원 유형의 음향 방사 패턴에 경계를 적용하여 호형의 부채꼴 부분에만 출력 음향이 도달하는 것을 확인할 수 있다. 도 8을 참조하면, 제한된 점음원 유형의 맵핑 결과, 약 60도 정도의 호형 부채꼴 내부 영역으로 출력 음향이 제한적으로 도달될 수 있다.

도 9는 본원의 일 실시예에 따른 평면파 합성 기법을 이용한 수평 어레이형 음향 재생 시스템에 의한 비대칭 유형의 맵핑 결과를 나타낸 도면이다.

도 9를 참조하면, 비대칭 유형의 맵핑은 점음원 유형의 음향 방사 패턴을 기초로 하거나 평면파 유형의 음향 방사 패턴을 기초로 하는 경우 모두에서 활용될 수 있다. 이러한 비대칭 유형의 맵핑은 대칭으로 위치한 청중들에 비하여 연주자, 악기, 목소리 등의 음원이 비대칭적으로 위치하는 경우 등에서 비대칭적으로 형성된 음향 공간을 보정하기 위하여 활용될 수 있다. 또한, 비대칭 유형의 맵핑은 피드백 방지 측면에서도 유용할 수 있으며, 스테레오-서브 공간을 형성하는 데에도 활용될 수 있다.

또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 수평 어레이형 음향 재생 시스템(1000)은 상술한 맵핑 유형(평면파, 제한된 경계면을 가지는 평면파, 점음원, 제한된 점음원, 비대칭 등)을 조합한 맵핑 유형을 구현할 수 있다. 일예로, 복수의 음원에 의한 여러 소리를 음향 공간 내에 출력해야 하는 경우, 개별 음원에 대한 맵핑 유형을 서로 상이하게 결정할 수 있다.

도 10a는 2개의 스피커를 포함하는 종래의 음향 재생 시스템에 의할 때 발생하는 간섭 현상을 나타낸 도면이고, 도 10b는 9개의 스피커를 포함하는 종래의 음향 재생 시스템에 의할 때 발생하는 간섭 현상을 나타낸 도면이고, 도 10c는 본원의 일 실시예에 따른 평면파 합성 기법을 이용한 수평 어레이형 음향 재생 시스템에 의할 때 간섭 현상이 저감되는 것을 설명하기 위한 도면이다.

특히 도 10a는 두 개의 음향 재생 장치(스피커)가 상호 5m만큼 이격된 형태의 종래 음향 재생 시스템을, 도 10b는 9개의 음향 재생 장치(스피커)가 상호 1m만큼 이격된 형태의 종래 음향 재생 시스템을 나타낸 것이며, 푸른색으로 도시된 영역은 음향 공간 내에서 음향이 전달되지 않는 음영 지역에 해당하는 것일 수 있다.

도 10a 내지 도 10c를 참조하면, 본원의 수평 어레이형 음향 재생 시스템(1)에 의할 때, 종래의 음향 재생 시스템의 경우보다 음원 혹은 스피커(음향 재생 장치)에서 방사되는 출력 음향 간의 간섭이 방지되어 균일한 명료도를 음향 공간 내의 청중들에게 전달할 수 있는 것을 확인할 수 있다.

또한, 도 10a 및 도 10b를 비교하면, 음향 재생 장치(스피커)가 구비되는 수를 증가시키더라도 다중의 스피커가 동일하거나 상호 유사한 신호를 방사하는 경우 보강 간섭 또는 상쇄 간섭이 즉각적으로 발생하는 것을 확인할 수 있으며, 이는, 스피커의 위치를 조정하거나 출력 음향의 주파수를 조정하더라도 간섭 발생 지역이 다소 변동될 뿐, 간섭에 의한 음영 지역 발생 자체는 방지할 수 없다.

이와 달리, 도 10c를 참조하면, 본원의 수평 어레이형 음향 재생 시스템(1)에 의할 때, 조밀한 간격으로 다수의 스피커를 배치하고, 각각의 스피커(음향 재생 장치)가 방사하는 음향이 상호 중첩되어 음향 방사면을 형성하면서 방사되므로, 간섭에 의하여 음영 지역이 발생하는 문제가 해결될 수 있다.

도 11은 본원의 일 실시예에 따른 평면파 합성 기법을 이용한 수평 어레이형 음향 재생 시스템에 의한 거리에 따른 음압 감쇄 비율을 종래의 음향 재생 시스템의 경우와 비교하여 나타낸 도면이다.

도 11을 참조하면, 본원의 일 실시예에 따른 평면파 합성 기법을 이용한 수평 어레이형 음향 재생 시스템에 의한 거리에 따른 음압 감쇄 비율은 도 11의 상측의 그래프를 통해 확인할 수 있으며, 종래의 음향 재생 시스템에 의한 거리에 따른 음압 감쇄 비율은 도 11의 하측의 그래프를 통해 확인할 수 있다.

또한, 도 11을 참조하면, 종래의 음향 재생 시스템의 경우 스피커로부터의 거리가 2배만큼 멀어지는 경우 6dB만큼의 음압 감쇄가 발생하는 반면, 수평 어레이형 음향 재생 시스템(1)의 경우, 음향 재생 장치 어레이(1000)로부터의 거리가 2배만큼 멀어지는 경우에도 3dB만큼의 음압 감쇄만이 발생하는 것을 확인할 수 있다. 이에 따라, 수평 어레이형 음향 재생 시스템(1)에 의할 때 멀리 떨어진 청중을 위하여 음압을 과도하게 올릴 필요가 없어지므로, 음향 재생 장치 어레이(1000)에 멀리 위치한 청중에게 낮은 음압 레벨로도 음향을 잘 전달할 수 있을 뿐만 아니라 근접한 위치에 위치하는 청중이 멀리 떨어진 청중을 위한 높은 음압으로 고통을 호소하는 상황이 방지될 수 있다.

도 12a는 무대 전방에 음향 재생 장치 어레이가 설치된 경우의 본원의 일 실시예에 따른 평면파 합성 기법을 이용한 수평 어레이형 음향 재생 시스템에 의하여 형성되는 음장을 예시적으로 나타낸 도면이고, 도 12b는 십자가 모양의 공간 특성을 공간에 설치된 음향 재생 장치 어레이가 설치된 경우의 본원의 일 실시예에 따른 평면파 합성 기법을 이용한 수평 어레이형 음향 재생 시스템에 의하여 형성되는 음장을 예시적으로 나타낸 도면이고, 도 12c는 무대 후방에 음향 재생 장치 어레이가 설치된 경우의 본원의 일 실시예에 따른 평면파 합성 기법을 이용한 수평 어레이형 음향 재생 시스템에 의하여 형성되는 음장을 예시적으로 나타낸 도면이다.

도 12a 내지 도 12c를 참조하면, 수평 어레이형 음향 재생 시스템(1) 개별적으로 제어되는 단위체인 복수의 수평 어레이형 음향 재생 장치(10)를 포함하는 음향 재생 장치 어레이(1000)의 배치 구조를 수평 어레이형 음향 재생 시스템(1)이 구축되는 음향 공간의 공간 특성을 고려하여 결정할 수 있음을 확인할 수 있다.

예시적으로, 도 12a를 참조하면, 음향 공간 내의 청중은 음향 재생 장치 어레이(1000)의 실제 위치와 무관하게 맵핑 결과에 따른 음향 방사 패턴에 기초하여 음장이 형성되어 가상 음원의 위치에서 출력 음향이 방사되는 것으로 인식하므로, 무대의 전방에 음향 공간과 다소 가깝게 음향 재생 장치 어레이(1000) 배치하더라도 어레이와 근접한 청중이 과도하게 큰 음압이 전달되는 문제가 방지된다.

또한, 도 12a를 참조하면, 분홍색 선은 제1음원에 의한 출력 음향이 평면파 유형의 음향 방사 패턴에 기초하여 전달되는 음장을 나타낸 것이고, 초록색 선은 제2음원에 의한 출력 음향이 점음원 유형의 음향 방사 패턴에 기초하여 전달되는 음장을 나타낸 것이다. 이렇듯 수평 어레이형 음향 재생 시스템(1)은 음원 각각에 대하여 음향 방사 패턴을 상이하게 결정할 수 있다.

또한, 도 12b를 참조하면, 십자가 형상의 음향 공간과 같이 특수한 공간 특성을 가지는 음향 공간 내에서도 제한된 점음원 유형의 음향 방사 패턴을 활용하면, 음향 공간 내부 전역에 균일한 음장을 형성할 수 있는 효과가 있다.

또한, 도 12c를 참조하면, 그랜드 피아노(grand piano), 드럼과 밴드(drum set), 사회자의 목소리(worship leader) 등 다양한 위치 및 유형의 음원에 대하여 청중들이 인식하는 음원별 가상 음원의 위치를 상이하게 결정함으로써, 청중들이 어느 음원이 어디에서 오는지를 구분하여 인지할 수 있도록 하여 음향 공간감을 불러일으킬 수 있다. 달리 말해, 중앙 제어 장치(30)는, 복수의 음원에 의해 발생하는 복수의 원형 음향 신호 각각에 대하여 맵핑 신호를 서로 상이하게 결정할 수 있다. 결정된 복수의 원형 음향 신호 각각에 대한 맵핑 신호는 각각의 원형 음향 신호에 대하여 할당된 신호 처리 장치(20)로 전송될 수 있다.

전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1: 평면파 합성 기법을 이용한 수평 어레이형 음향 재생 시스템
10: 평면파 합성 기법을 이용한 수평 어레이형 음향 재생 장치
20: 신호 처리 장치
30: 중앙 제어 장치
100: 저음부 스피커 모듈
200: 중음부 스피커 모듈
300: 고음부 리본 트위터
400: 메인 바디
1000: 음향 재생 장치 어레이

Claims (11)

1. 평면파 합성 기법을 이용한 수평 어레이형 음향 재생 장치에 있어서,
   입력되는 제1구동 신호에 따라 저음역대의 음향을 방사하는 복수 개의 저음부 스피커 모듈;
   입력되는 제2구동 신호에 따라 중음역대의 음향을 방사하는 복수 개의 중음부 스피커 모듈;
   입력되는 제3구동 신호에 따라서 고음역대의 음향을 방사하는 고음부 리본 트위터; 및
   상기 복수 개의 저음부 스피커 모듈, 상기 복수 개의 중음부 스피커 모듈 및 상기 고음부 리본 트위터를 수용하는 메인 바디,
   를 포함하고,
   상기 수평 어레이형 음향 재생 장치에 의해 방사되는 음향은 상기 저음역대의 음향, 상기 중음역대의 음향 및 상기 고음역대의 음향 중 적어도 하나가 상호 중첩되어 음향 방사면을 형성하면서 방사되되,
   상기 제1구동 신호 내지 상기 제3구동 신호는,
   미리 설정된 음향 방사 패턴과 연계된 맵핑 신호에 기초하여 상기 저음역대의 음향, 상기 중음역대의 음향 및 상기 고음역대의 음향 각각에 대한 상대적 출력 지연 시간, 출력 음압 및 음질을 조절하도록 상기 저음부 스피커 모듈, 상기 중음부 스피커 모듈 및 상기 고음부 리본 트위터 각각에 대하여 개별적으로 생성되고,
   상기 저음부 스피커 모듈, 상기 중음부 스피커 모듈 및 상기 고음부 리본 트위터 각각에 대하여 개별적으로 생성된 상기 제1구동 신호 내지 상기 제3구동 신호에 의하여, 상기 음향 재생 장치와 연계된 음향 공간 내의 청중이 인식하는 음원의 위치가 미리 설정된 가상 음원 위치로 결정되는 것을 특징으로 하는, 수평 어레이형 음향 재생 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 복수 개의 저음부 스피커 모듈 각각은, 100Hz 내지 600Hz 범위의 음역대의 음향을 방사하고,
   상기 복수 개의 중음부 스피커 모듈 각각은, 600Hz 내지 3kHz 범위의 음역대의 음향을 방사하고,
   상기 고음부 리본 트위터는, 3kHz 내지 17kHz 범위의 음역대의 음향을 방사하는 것을 특징으로 하는, 수평 어레이형 음향 재생 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 복수 개의 저음부 스피커 모듈은, 상기 메인 바디의 하부 영역에 길이 방향을 따라 서로 미리 설정된 제1 간격을 가지도록 수용되고,
   상기 복수 개의 중음부 스피커 모듈은, 상기 메인 바디의 중간 영역에 길이 방향을 따라 서로 미리 설정된 제2간격을 가지도록 수용되고,
   상기 고음부 리본 트위터는, 상기 메인 바디의 상부 영역에 수용되는 것인, 수평 어레이형 음향 재생 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제1 간격은 상기 제2 간격보다 크게 설정되는 것을 특징으로 하는, 수평 어레이형 음향 재생 장치.
5. 제3항에 있어서,
   상기 저음부 스피커 모듈의 직경은 상기 중음부 스피커 모듈의 직경보다 크게 구비되는 것을 특징으로 하는, 수평 어레이형 음향 재생 장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 복수의 저음부 스피커 모듈은, 상기 메인 바디의 길이 방향을 따라 상기 메인 바디에 수용되고,
   상기 복수의 중음부 스피커 모듈은, 상기 복수의 저음부 스피커 모듈이 수용된 영역의 전방에 상기 메인 바디의 길이 방향을 따라 배치되는 것인, 수평 어레이형 음향 재생 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 고음부 리본 트위터는, 상기 복수의 중음부 스피커 모듈이 배치된 영역의 전방에 상기 메인 바디의 길이 방향과 나란하게 배치되는 것인, 수평 어레이형 음향 재생 장치.
8. 평면파 합성 기법을 이용한 수평 어레이형 음향 재생 시스템에 있어서,
   저음역대의 음향을 방사하는 복수 개의 저음부 스피커 모듈, 중음역대의 음향을 방사하는 복수 개의 중음부 스피커 모듈 및 고음역대의 음향을 방사하는 고음부 리본 트위터를 포함하는 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 따른 수평 어레이형 음향 재생 장치; 및
   상기 저음부 스피커 모듈의 제어를 위한 제1구동 신호, 상기 중음부 스피커 모듈의 제어를 위한 제2구동 신호 및 상기 고음부 리본 트위터의 제어를 위한 제3구동 신호 중 적어도 하나를 생성하여 상기 수평 어레이형 음향 재생 장치에 인가하는 신호 처리 장치,
   를 포함하고,
   상기 신호 처리 장치는,
   미리 설정된 음향 방사 패턴과 연계된 맵핑 신호에 기초하여 상기 저음역대의 음향, 상기 중음역대의 음향 및 상기 고음역대의 음향 각각에 대한 상대적 출력 지연 시간, 출력 음압 및 음질이 조절되도록 상기 제1구동 신호 내지 상기 제3구동 신호를 상기 저음부 스피커 모듈, 상기 중음부 스피커 모듈 및 상기 고음부 리본 트위터 각각에 대하여 개별적으로 생성하고,
   상기 저음부 스피커 모듈, 상기 중음부 스피커 모듈 및 상기 고음부 리본 트위터 각각에 대하여 개별적으로 생성된 상기 제1구동 신호 내지 상기 제3구동 신호에 의하여, 상기 음향 재생 장치와 연계된 음향 공간 내의 청중이 인식하는 음원의 위치가 미리 설정된 가상 음원 위치로 결정되는 것을 특징으로 하는, 수평 어레이형 음향 재생 시스템.
9. 제8항에 있어서,
   상기 수평 어레이형 음향 재생 시스템은 복수 개의 상기 수평 어레이형 음향 재생 장치 및 복수 개의 상기 신호 처리 장치를 포함하고,
   상기 복수 개의 신호 처리 장치 각각은 4개의 상기 수평 어레이형 음향 재생 장치를 제어하는 것을 특징으로 하는, 수평 어레이형 음향 재생 시스템.
10. 제9항에 있어서,
    상기 신호 처리 장치는,
    상기 수평 어레이형 음향 재생 시스템이 설치되는 음향 공간 내에 음향이 전달되지 않는 음영 지역이 형성되지 않도록 상기 제1구동 신호, 상기 제2구동 신호 및 상기 제3구동 신호 중 적어도 하나를 생성하는 것인, 수평 어레이형 음향 재생 시스템.
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