KR102536323B1 - 스피커 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

Abstract

스피커 장치가 개시된다. 본 스피커 장치는 제1 사운드 출력면이 구비된 제1 스피커, 제1 사운드 출력면과 기설정된 각도를 형성하는 제2 사운드 출력면이 구비된 제2 스피커 및 사운드 신호를 하이-패스 필터링하여 제1 사운드 성분을 획득하고, 제1 사운드 성분을 진폭 변조하여 변조된 제1 사운드 성분을 획득하며, 사운드 신호를 로우-패스 필터링하여 제2 사운드 성분을 획득하고, 변조된 제1 사운드 성분을 제1 스피커를 통해 출력하며, 제2 사운드 성분을 제2 스피커를 통해 출력하는 프로세서를 포함한다.

Description

스피커 장치 및 그 제어 방법 { SPEAKER APPARATUS AND CONTROL METHOD THEREOF }

본 개시는 스피커 장치 및 그 제어 방법에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 사용자에게 고도감(elevation perception)을 제공하는 스피커 장치 및 그 제어 방법에 대한 것이다.

최근 다양한 유형의 스피커 장치가 일반 가정에 설치되고 있다. 예를 들어, 스피커 장치는 스테레오 채널 스피커 시스템, 홈 시어터 스피커 시스템 및 사운드 바 스피커 등일 수 있다.

이중, 스테레오 채널 스피커 시스템 및 홈 시어터 스피커 시스템은 복수의 스피커를 포함할 수 있으며, 각 스피커는 서로 다른 위치에 배치되어야 하며, 각 스피커의 크기 및 설치 공간 상의 조건 등에 따라 설치에 제약이 있을 수 있다. 이러한 제약에 따라 음장 효과가 저하되는 문제가 있다.

스테레오 채널 스피커 시스템 및 홈 시어터 스피커 시스템의 문제를 해결하기 위해 바(bar) 형태로 구현된 사운드 바 스피커가 개발되었다. 다만, 사운드 바 스피커는 그 형태 상의 제약으로 인해 다양한 음장 효과를 제공하기 어려운 문제가 있다.

또한, 최근 컨텐츠에 포함된 사운드 신호는 채널 수가 증가하고 있는 추세이며, 특히 사용자에게 고도감(elevation perception)을 제공하는 채널이 추가되고 있다. 고도감이란 음원이 사용자의 귀높이보다 높은 곳에서 출력되는 것으로 느끼게 하는 개념을 의미하며, sound source elevation localization이라고 불릴 수도 있다.

이러한 고도감을 제공하는 방법으로는, 스피커를 사용자의 귀높이보다 높은 곳에 설치하는 제1 방법, 라우드 스피커 어레이 시스템을 이용한 Beamformer 시스템을 사용하는 제2 방법 및 두부전달함수(Head related transfer function, HRTF)를 이용한 컨볼루션 처리 방식을 사용하는 제3 방법 등이 있을 수 있다.

먼저, 제1 방법은 도 1a에 도시된 바와 같이, 음원이 물리적으로 사용자의 귀높이보다 높은 곳에서 출력되기 때문에 음상의 고도감 효과는 가장 확실하다. 다만, 제1 방법은 설치 공간 상의 제약이 가장 큰 문제가 있다.

제2 방법은 음파가 갖는 물리적 특성 중 지향 특성을 제어하기 위해, 음원으로서의 복수의 라우드 스피커를 나란히 설치하여 어레이 시스템을 형성하는 방식이다. 이러한 어레이 시스템은 음원 간 간격, 음원 간 재생 시간 지연 조건, 음원들의 크기의 관계 및 사용 주파수 대역 등이 특정한 조건을 만족시키도록 복수의 독립된 음파를 방사하여 집속 음파(Acoustic beam)를 생성할 수 있다. 집속 음파는 특정한 공간 방향으로 음압이 매우 협소하게 분포되어 있는 지향 특성이 있는 음파를 의미한다. 이러한 집속 음파가 벽면 등을 향해 방사되고, 다시 구면 방사되면 특정 위치로부터 소리가 나는 듯한 느낌을 제공할 수 있다. 예를 들어, 스피커 어레이 시스템은 도 1b의 상단에 도시된 바와 같이, 복수의 스피커를 포함할 수 있으며, 복수의 스피커는 도 1b의 하단에 도시된 바와 같이, 각각이 음파를 방사하나, 최종적으로는 하나의 음파로서 방사되어 지향성을 높일 수 있다. 다만, 이러한 어레이 시스템을 형성하기 위해서는 여러 개의 스피커를 포함하는 상당한 규모의 하드웨어 시스템이 필요한 문제가 있다.

또는, 도 1c에 도시된 바와 같이, 고도감 음향 신호를 출력하기 위한 출력면이 사운드 바 스피커의 윗면에 형성된 사운드 바 스피커가 개발되기도 하였다. 도 1d는 도 1c의 측면도이다. 이러한 방법은 Top-firing 방식이라고도 불리며, Top-firing 방식으로 음상의 고도감을 얻기 위해 Horn 구조를 도입하고 있다. 다만, Horn 구조는 Driver unit이 실질적으로 가지고 있는 진동판 면적을 Horn 구조와 결합시킴으로써, 근사적으로 음압을 높이기 위한 방법일 뿐이며, 공간 음압 분포 상의 지향 특성을 충분히 개선시키기에는 역부족이다. 이러한 방사 음압을 증가시키기 위해서는 Horn 구조의 물리적인 길이 및 구경이 충분하게 길고 클 필요가 있다. 다만, 최근의 스피커 장치가 소형화되는 추세에 의할 때, Horn 구조를 사용하는 경우, 실질적으로 방사 음압 증가 효과를 확보하는 데는 한계가 있다.

제3 방법은 사람의 청각 특성을 이용한 방식으로서, 사람이 음상을 느끼기 위해 이용하게 되는 물리적 특성 중 하나인 HRTF(Head Related Transfer Function, 頭部傳達函數 (두부전달함수))를 이용하는 방법이다. 구체적으로, 음향 신호를 컨볼루션 처리한 후에 재생함으로써, 원하는 공간적 위치에서 음상을 느낄 수 있게 만드는 방식이다. 이 방식을 이용하기 위해서는 사용자의 위치 및 사운드의 출력 위치가 매우 중요한 요소이며, 이상적인 청취 위치 조건에서 어긋나는 경우 제작자가 의도했던 음상 효과를 얻기 어렵게 되는 문제가 있다. 또한, HRTF는 사용자에 따라 그 물리적 특성이 달라지는 문제도 있다.

이상과 같이 스피커 장치의 설치에 있어서 공간적인 제약 및 하드웨어적인 제약을 극복하면서도 사용자에게 고도감을 제공하기 위한 스피커 장치가 개발될 필요가 있다.

본 개시는 상술한 필요성에 따른 것으로, 본 개시의 목적은 설치 공간 상의 제약을 극복하면서도 사용자에게 고도감(elevation perception)을 제공할 수 있는 스피커 장치 및 그 제어 방법을 제공함에 있다.

이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 스피커 장치는 제1 사운드 출력면이 구비된 제1 스피커, 상기 제1 사운드 출력면과 기설정된 각도를 형성하는 제2 사운드 출력면이 구비된 제2 스피커 및 사운드 신호를 하이-패스 필터링하여 제1 사운드 성분을 획득하고, 상기 제1 사운드 성분을 진폭 변조하여 변조된 제1 사운드 성분을 획득하며, 상기 사운드 신호를 로우-패스 필터링하여 제2 사운드 성분을 획득하고, 상기 변조된 제1 사운드 성분을 상기 제1 스피커를 통해 출력하며, 상기 제2 사운드 성분을 상기 제2 스피커를 통해 출력하는 프로세서를 포함한다.

여기서, 상기 사운드 신호는 사용자 전방의 상측에서 출력되도록 사운드 믹싱된 신호일 수 있다.

그리고, 상기 제1 스피커는 상기 제1 사운드 출력면이 천장 방향을 향하도록 배치되고, 상기 제2 스피커는 상기 제2 사운드 출력면이 사용자 방향을 향하도록 배치될 수 있다.

여기서, 상기 변조된 제1 사운드 성분은 상기 천장 방향으로 출력된 후, 상기 천장에 반사되어 상기 변조된 제1 사운드 성분의 주파수 대역보다 낮은 주파수 대역으로 시프트될 수 있다.

한편, 상기 프로세서는 상기 제1 사운드 성분에 대응되는 주파수 대역보다 높은 비가청음 주파수 대역으로 상기 제1 사운드 성분을 진폭 변조할 수 있다.

여기서, 상기 프로세서는 상기 제1 사운드 출력면과 전방의 장애물과의 거리에 기초하여 상기 비가청음의 음압을 결정할 수 있다.

한편, 상기 프로세서는 상기 제1 사운드 성분에서 기설정된 적어도 하나의 주파수에 대응되는 주파수 성분의 크기를 변경하고, 상기 주파수 성분의 크기가 변경된 제1 사운드 성분을 상기 진폭 변조할 수 있다.

여기서, 상기 프로세서는 두부전달함수(Head Related Transfer Function, HRTF)에 기초하여 상기 기설정된 적어도 하나의 주파수를 결정할 수 있다.

한편, 상기 프로세서는 상기 사운드 신호를 제1 컷오프 주파수에서 상기 하이-패스 필터링하여 상기 제1 사운드 성분을 획득하고, 상기 사운드 신호를 제2 컷오프 주파수에서 상기 로우-패스 필터링하여 상기 제2 사운드 성분을 획득하며, 상기 제1 컷오프 주파수는 상기 제2 컷오프 주파수보다 작을 수 있다.

또한, 상기 제1 스피커는 적어도 하나의 초음파 트랜스듀서(transducer)를 포함할 수 있다.

한편, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 제1 사운드 출력면이 구비된 제1 스피커 및 제1 사운드 출력면과 기설정된 각도를 형성하는 제2 사운드 출력면이 구비된 제2 스피커를 포함하는 스피커 장치의 제어 방법은 사운드 신호를 하이-패스 필터링하여 제1 사운드 성분을 획득하고, 상기 사운드 신호를 로우-패스 필터링하여 제2 사운드 성분을 획득하는 단계, 상기 제1 사운드 성분을 진폭 변조하여 변조된 제1 사운드 성분을 획득하는 단계 및 상기 변조된 제1 사운드 성분을 상기 제1 스피커를 통해 출력하며, 상기 제2 사운드 성분을 상기 제2 스피커를 통해 출력하는 단계를 포함한다.

여기서, 상기 사운드 신호는 사용자 전방의 상측에서 출력되도록 사운드 믹싱된 신호일 수 있다.

한편, 상기 제1 스피커는 상기 제1 사운드 출력면이 천장 방향을 향하도록 배치되고, 상기 제2 스피커는 상기 제2 사운드 출력면이 사용자 방향을 향하도록 배치될 수 있다.

여기서, 상기 변조된 제1 사운드 성분은 상기 천장 방향으로 출력된 후, 상기 천장에 반사되어 상기 변조된 제1 사운드 성분의 주파수 대역보다 낮은 주파수 대역으로 시프트될 수 있다.

한편, 상기 변조된 제1 사운드 성분을 획득하는 단계는 상기 제1 사운드 성분에 대응되는 주파수 대역보다 높은 비가청음 주파수 대역으로 상기 제1 사운드 성분을 진폭 변조할 수 있다.

여기서, 상기 변조된 제1 사운드 성분을 획득하는 단계는 상기 제1 사운드 출력면과 전방의 장애물과의 거리에 기초하여 상기 비가청음의 음압을 결정할 수 있다.

한편, 상기 제1 사운드 성분에서 기설정된 적어도 하나의 주파수에 대응되는 주파수 성분의 크기를 변경하는 단계를 더 포함하고, 상기 변조된 제1 사운드 성분을 획득하는 단계는 상기 주파수 성분의 크기가 변경된 제1 사운드 성분을 상기 진폭 변조할 수 있다.

여기서, 상기 주파수 성분의 크기를 변경하는 단계는 두부전달함수(Head Related Transfer Function, HRTF)에 기초하여 상기 기설정된 적어도 하나의 주파수를 결정할 수 있다.

한편, 상기 제1 사운드 성분 및 상기 제2 사운드 성분을 획득하는 단계는 상기 사운드 신호를 제1 컷오프 주파수에서 상기 하이-패스 필터링하여 상기 제1 사운드 성분을 획득하고, 상기 사운드 신호를 제2 컷오프 주파수에서 상기 로우-패스 필터링하여 상기 제2 사운드 성분을 획득하며, 상기 제1 컷오프 주파수는 상기 제2 컷오프 주파수보다 작을 수 있다.

또한, 상기 제1 스피커는 적어도 하나의 초음파 트랜스듀서(transducer)를 포함할 수 있다.

이상과 같은 본 개시의 다양한 실시 예에 따르면, 스피커 장치는 스피커에 따라 출력되는 주파수 성분이 구분되어 사용자에게 고도감(elevation perception)을 제공하면서도 고품질의 음향을 제공할 수 있으며, 고주파수 음향 성분에 대한 진폭 변조 및 자기 복조(self-demodulation)에 따라 설치 공간 상의 제약을 극복하는 효과를 제공할 수 있다.

도 1a 내지 도 1d는 종래 기술에 따른 스피커 장치를 나타낸다.
도 2a는 본 개시의 일 실시 예에 따른 스피커 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2b는 스피커 장치의 세부 구성의 일 예를 나타내는 블럭도이다.
도 3a는 본 개시의 일 실시 예에 따른 제1 스피커 및 제2 스피커의 배치 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 3b는 본 개시의 일 실시 예에 따른 프로세서의 동작을 순차적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따른 고도감 향상을 위한 신호 처리를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 개시의 일 실시 예에 따른 진폭 변조를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 개시의 일 실시 예에 따른 트위터를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 개시의 일 실시 예에 따른 스피커 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

이하에서, 첨부된 도면을 이용하여 본 개시의 다양한 실시 예들에 대하여 구체적으로 설명한다.

도 2a는 본 개시의 일 실시 예에 따른 스피커 장치(100)를 설명하기 위한 도면이다. 도 2a에 따르면, 스피커 장치(100)는 제1 스피커(110), 제2 스피커(120) 및 프로세서(130)를 포함한다.

스피커 장치(100)는 사운드 신호를 수신하여 음향으로서 출력하는 장치일 수 있다. 예를 들어, 스피커 장치(100)는 스테레오 채널 스피커 시스템, 홈 시어터 스피커 시스템, 사운드 바 스피커 등일 수 있다. 가령, 스피커 장치(100)가 스테레오 채널 스피커 시스템인 경우, 스피커 장치(100)는 사운드 신호에서 제1 채널의 신호 및 제2 채널의 신호를 각각 제1 출력부 및 제2 출력부를 통해서 출력할 수 있다. 여기서, 제1 출력부 및 제2 출력부는 서로 별개의 장치로 구현될 수 있다.

다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 스피커 장치(100)가 사운드 바 스피커인 경우, 제1 출력부 및 제2 출력부는 하나의 바 타입의 스피커 내에서 서로 이격된 형태로 구현될 수도 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 제1 출력부 및 제2 출력부가 각각 제1 스피커(110) 및 제2 스피커(120)인 것으로 설명한다. 다만, 상술하였듯이 제1 스피커(110) 및 제2 스피커(120)는 하나의 바 타입의 스피커 내에 구비될 수도 있다.

제1 스피커(110) 및 제2 스피커(120)는 전기 신호를 입력받고, 입력된 전기 신호에 기초하여 진동판을 진동시켜 사운드를 방사할 수 있다. 특히, 제1 스피커(110) 및 제2 스피커(120)는 각각 제1 사운드 출력면 및 제2 사운드 출력면을 구비하며, 제1 사운드 출력면 및 제2 사운드 출력면을 통해 사운드를 방사할 수 있다. 즉, 제1 스피커(110) 및 제2 스피커(120)는 사운드를 하나의 진행 방향으로만 방사할 수 있다. 또한, 제1 스피커(110) 및 제2 스피커(120)가 사운드를 하나의 진행 방향으로만 방사한다면, 제1 스피커(110) 및 제2 스피커(120)의 형태, 종류 등은 무방하다.

한편, 제1 스피커(110)의 제1 사운드 출력면과 제2 스피커(120)의 제2 사운드 출력면은 서로 기설정된 각도로 형성될 수 있다. 예를 들어, 스피커 장치(100)가 사운드 바 스피커인 경우, 제1 스피커(110)의 제1 사운드 출력면은 상측을 향하도록 형성되고, 제2 스피커(120)의 제2 사운드 출력면은 전방을 향하도록 형성될 수 있다.

이러한 형태는 제조 과정 상의 문제이나, 설치 과정 상에서도 동일한 형태로 구현될 수도 있다. 예를 들어, 스피커 장치(100)가 스테레오 채널 스피커 시스템이고, 제1 스피커(110) 및 제2 스피커(120)가 서로 별개의 장치로 구현된 경우, 제1 스피커(110)의 제1 사운드 출력면은 상측을 향하도록 제1 스피커(110)가 배치되고, 제2 스피커(120)의 제2 사운드 출력면은 전방을 향하도록 제2 스피커(120)가 배치될 수도 있다.

한편, 제1 사운드 출력면 및 제2 사운드 출력면은 사운드 방사홀을 포함할 수 있다. 사운드 방사홀은 평면의 메쉬 형태일 수 있다. 또는, 사운드 방사홀은 곡면의 메쉬 형태일 수도 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 사운드 방사홀은 특정한 형태를 갖지 않을 수도 있다. 예를 들어, 제1 스피커(110) 및 제2 스피커(120)의 일측은 오목하게 파인 형태이며, 제1 스피커(110) 및 제2 스피커(120)는 오목하게 파인 영역의 내부에 구비된 진동판을 통해 사운드를 방사할 수도 있다. 이 경우, 사운드 방사홀은 오목하게 파인 영역 자체를 의미할 수 있다.

프로세서(130)는 스피커 장치(100)에 구비된 구성을 제어함으로써 스피커 장치(100)의 동작을 전반적으로 제어할 수 있다.

일 실시 예에 따라 프로세서(130)는 디지털 시그널 프로세서(digital signal processor(DSP), 마이크로 프로세서(microprocessor), TCON(Time controller)으로 구현될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 중앙처리장치(central processing unit(CPU)), MCU(Micro Controller Unit), MPU(micro processing unit), 컨트롤러(controller), 어플리케이션 프로세서(application processor(AP)), 또는 커뮤니케이션 프로세서(communication processor(CP)), ARM 프로세서 중 하나 또는 그 이상을 포함하거나, 해당 용어로 정의될 수 있다. 또한, 프로세서(130)는 프로세싱 알고리즘이 내장된 SoC(System on Chip), LSI(large scale integration)로 구현될 수도 있고, FPGA(Field Programmable gate array) 형태로 구현될 수도 있다.

프로세서(130)는 사운드 신호를 하이-패스 필터링하여 제1 사운드 성분을 획득하고, 제1 사운드 성분을 진폭 변조하여 변조된 제1 사운드 성분을 획득하며, 사운드 신호를 로우-패스 필터링하여 제2 사운드 성분을 획득할 수 있다.

여기서, 신호 처리의 순서는 변경될 수도 있다. 예를 들어, 프로세서(130)는 제1 사운드 성분 및 제2 사운드 성분을 먼저 획득하고, 이후 제1 사운드 성분을 진폭 변조할 수도 있다. 또는, 프로세서(130)는 제2 사운드 성분을 먼저 획득하고, 이후 제1 사운드 성분을 먼저 획득하여 진폭 변조할 수도 있다.

프로세서(130)는 변조된 제1 사운드 성분을 제1 스피커(110)를 통해 출력하며, 제2 사운드 성분을 제2 스피커(120)를 통해 출력할 수 있다.

여기서, 사운드 신호는 사용자 전방의 상측에서 출력되도록 사운드 믹싱된 신호일 수 있다. 사운드 믹싱은 다양한 소리를 녹음하고, 이를 처리하는 동작을 의미한다. 예를 들어, 피아노, 기타, 베이스가 동시에 연주되는 경우, 각 악기에 마이크를 부착하고, 마이크를 통해 각 악기로부터 출력되는 사운드가 저장된다. 이후, 피아노 사운드, 기타 사운드, 베이스 사운드를 신호 처리하여, 스테레오 채널의 사운드 신호 또는 5.1 채널의 사운드 신호를 생성하는 과정이 사운드 믹싱 과정이다. 가령, 스테레오 채널의 사운드 신호에서 좌 채널의 사운드 신호는 사용자를 기준으로 좌측에서 출력되는 느낌을 제공하도록 신호 처리되고, 스테레오 채널의 사운드 신호에서 우 채널의 사운드 신호는 사용자를 기준으로 우측에서 출력되는 느낌을 제공하도록 신호 처리될 수 있다.

이상과 같이 프로세서(130)가 신호 처리하는 사운드 신호는 사용자 전방의 상측에서 출력되도록 사운드 믹싱된 신호로서, 고도감을 제공하기 위한 신호일 수 있다.

다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 스피커 장치(100)는 제1 스피커(110) 및 제2 스피커(120) 외에 추가 스피커를 더 포함할 수 있다. 또한, 스피커 장치(100)는 고도감을 제공하기 위한 사운드 신호 뿐만 아니라 좌 채널의 사운드 신호 및 우 채널의 사운드 신호를 더 포함하는 사운드 신호를 수신할 수도 있다. 이 경우, 프로세서(130)는 사운드 신호를 채널 별로 분리하고, 분리된 채널 별 사운드 신호를 대응되는 스피커로 제공할 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 사운드 신호가 사용자 전방의 상측에서 출력되도록 사운드 믹싱된 신호인 것으로 설명한다.

한편, 제1 스피커(110)는 제1 사운드 출력면이 천장 방향을 향하도록 배치되고, 제2 스피커(120)는 제2 사운드 출력면이 사용자 방향을 향하도록 배치될 수 있다.

그에 따라, 사운드 신호 중 상대적으로 저주파 대역의 제2 사운드 성분은 방해물이 없이 사용자에게 직접 전달되어 고품질의 음향을 제공할 수 있다.

한편, 변조된 제1 사운드 성분은 고주파 성분으로 구성되기 때문에, 제1 스피커(110)는 적어도 하나의 초음파 트랜스듀서(transducer)를 포함할 수 있다. 트랜스듀서를 이용하는 경우, 고주파수 성분의 사운드 성분을 출력하면서도 물리적 공간을 절약할 수 있다.

한편, 변조된 제1 사운드 성분은 제1 스피커(110)에 의해 천장 방향으로 출력된 후, 천장에 반사되는 과정에서 변조된 제1 사운드 성분의 주파수 대역보다 낮은 주파수 대역으로 시프트될 수 있으며, 이를 자기 복조(self-demodulation)라고 한다.

자기 복조는 음파가 갖는 물리적 특성 중, 높은 주파수를 가지면서 서로 유사한 주파수를 갖는 두 음파를 자유 공간에 방사하는 경우, 상대적으로 낮은 주파수 성분으로 복조되는 현상을 의미한다.

이때, 프로세서(130)는 제1 사운드 성분에 대응되는 주파수 대역보다 높은 비가청음 주파수 대역으로 제1 사운드 성분을 진폭 변조할 수 있다. 이 경우, 사용자는 제1 스피커(110)에서 출력되는 변조된 제1 사운드 성분은 들을 수 없다. 반면, 변조된 제1 사운드 성분이 천장을 통해 반사되면, 변조된 제1 사운드 성분이 가청음 주파수 대역으로 자기 복조될 수 있다. 즉, 반사된 제1 사운드 성분의 주파수 대역이 낮아지게 되고, 사용자는 반사된 제1 사운드 성분을 들을 수 있게 된다.

이러한 동작을 통해, 사용자의 입장에서는 제1 스피커(110)에서 아무런 소리가 출력되지 않고, 천장에서 소리가 출력되는 것으로 느낄 수 있다. 즉, 사용자는 소리의 고도감을 느낄 수 있게 된다.

그리고, 프로세서(130)는 제1 사운드 출력면과 전방의 장애물과의 거리에 기초하여 비가청음 주파수 대역을 결정할 수 있다. 예를 들어, 스피커 장치(100)는 센서를 더 포함하고, 프로세서(130)는 센서를 통해 제1 사운드 출력면로부터 천장까지의 거리를 감지할 수 있다. 그리고, 프로세서(130)는 감지된 거리에 기초하여 비가청음의 주파수 대역을 결정할 수 있으며, 특히 감지된 거리가 멀어질수록 비가청음의 주파수 대역을 높일 수 있다.

또한, 프로세서(130)는 제1 사운드 출력면과 전방의 장애물과의 거리에 기초하여 비가청음의 음압을 결정할 수도 있다. 예를 들어, 스피커 장치(100)는 센서를 더 포함하고, 프로세서(130)는 센서를 통해 제1 사운드 출력면로부터 천장까지의 거리를 감지할 수 있다. 그리고, 프로세서(130)는 감지된 거리에 기초하여 비가청음의 음압을 결정할 수 있으며, 특히 감지된 거리가 멀어질수록 비가청음의 음압을 크게 할 수 있다. 여기서, 비가청음의 음압은 비가청음 신호의 진폭을 의미할 수 있다.

한편, 프로세서(130)는 제1 사운드 성분에서 기설정된 적어도 하나의 주파수에 대응되는 주파수 성분의 크기를 변경하고, 주파수 성분의 크기가 변경된 제1 사운드 성분을 진폭 변조할 수 있다. 즉, 프로세서(130)는 진폭 변조 전에 주파수 성분의 크기를 변경할 수 있다.

예를 들어, 프로세서(130)는 약 4kHz에 대응되는 주파수 성분의 크기를 낮추고, 약 9kHz에 대응되는 주파수 성분의 크기를 높일 수 있다.

여기서, 프로세서(130)는 두부전달함수(Head Related Transfer Function, HRTF)에 기초하여 기설정된 적어도 하나의 주파수를 결정할 수 있다. 즉, 프로세서(130)는 두부전달함수에 기초하여 적어도 하나의 주파수를 결정하고, 결정된 적어도 하나의 주파수에 대응되는 주파수 성분의 크기를 변경할 수 있다. 두부전달함수는 동일한 소리를 전방위에서 발생시켜 방향에 따른 주파수 반응을 측정한 결과를 나타낸다.

한편, 프로세서(130)는 사운드 신호를 제1 컷오프 주파수에서 하이-패스 필터링하여 제1 사운드 성분을 획득하고, 사운드 신호를 제2 컷오프 주파수에서 로우-패스 필터링하여 제2 사운드 성분을 획득하며, 제1 컷오프 주파수는 제2 컷오프 주파수보다 작을 수 있다.

다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 프로세서(130)는 동일한 컷오프 주파수에서 사운드 신호를 하이-패스 필터링하고, 로우-패스 필터링할 수도 있다. 또는, 제1 컷오프 주파수가 제2 컷오프 주파수보다 클 수도 있다.

도 2b는 스피커 장치(100)의 세부 구성의 일 예를 나타내는 블럭도이다. 도 2b에 따르면, 스피커 장치(100)는 제1 스피커(110), 제2 스피커(120), 프로세서(130), 센서(140), 통신부(150), 사용자 인터페이스부(160)를 포함한다. 도 2b에 도시된 구성요소들 중 도 2a에 도시된 구성요소와 중복되는 부분에 대해서는 자세한 설명을 생략하도록 한다.

프로세서(130)는 센서(140)를 통해 제1 사운드 출력면과 전방의 장애물과의 거리를 감지할 수 있다. 또한, 프로세서(130)는 센서(140)를 통해 사용자를 감지할 수도 있다.

여기서, 센서(140)는 사용자를 감지하기 위한 적외선 센서, 이미지 센서, 온도 센서, 키넥트, 뎁스 카메라 및 초음파 센서 등으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 센서(140)는 카메라로 구성될 수 있다. 카메라는 정지 영상 또는 동영상을 촬영하기 위한 구성이다. 특히, 카메라는 스피커 장치(100)의 전방에 위치한 사용자를 촬영하는데 이용될 수 있다. 이 경우, 센서(140)는 화각이 넓은 복수의 카메라로 구성되거나, 하나의 카메라 및 카메라를 회전시키기 위한 모터로 구성될 수도 있다. 제어부(130)는 카메라에 의해 촬영된 이미지로부터 사용자의 수 및 위치 등을 감지할 수 있다.

프로세서(130)는 사용자의 위치에 기초하여 제1 사운드 성분이 변조될 비가청음 주파수 대역을 결정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(130)는 사용자가 가까이 있는 경우보다 멀리 경우에 비가청음 주파수 대역을 더 높여서 제1 사운드 성분을 변조할 수도 있다.

그 밖에 프로세서(130)는 사용자의 위치에 기초하여 제1 사운드 출력면과 제2 사운드 출력면이 형성하는 기설정된 각도의 변경을 요청할 수도 있다. 예를 들어, 프로세서(130)는 사용자의 위치에 기초하여 제1 사운드 출력면과 제2 사운드 출력면이 형성하는 기설정된 각도를 높일 것을 요청하는 사운드 신호를 출력할 수 있다. 특히, 프로세서(130)는 기설정된 각도를 높이기 위해 제1 스피커(110)의 배치 상태를 변경할 것을 요청하는 사운드 신호를 출력할 수도 있다.

다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 스피커 장치(100)는 구동부(미도시)를 더 포함하고, 프로세서(130)는 제1 스피커(110)의 배치 상태가 변경되도록 구동부를 제어할 수도 있다.

통신부(150)는 다양한 유형의 통신방식에 따라 다양한 유형의 소스 장치와 통신을 수행하는 구성이다. 통신부(150)는 와이파이 칩, 블루투스 칩, 무선 통신 칩, NFC 칩 등을 포함한다. 프로세서(130)는 통신부(150)를 이용하여 각종 소스 장치와 통신을 수행하고, 소스 장치로부터 사운드 신호를 수신할 수 있다.

와이파이 칩, 블루투스 칩은 각각 WiFi 방식, 블루투스 방식으로 통신을 수행한다. 와이파이 칩이나 블루투스 칩을 이용하는 경우에는 SSID 및 세션 키 등과 같은 각종 연결 정보를 먼저 송수신하여, 이를 이용하여 통신 연결한 후 각종 정보들을 송수신할 수 있다. 무선 통신 칩은 IEEE, 지그비(zigbee), 3G(3rd Generation), 3GPP(3rd Generation Partnership Project), LTE(Long Term Evoloution) 등과 같은 다양한 통신 규격에 따라 통신을 수행하는 칩을 의미한다. NFC 칩(124)은 135kHz, 13.56MHz, 433MHz, 860~960MHz, 2.45GHz 등과 같은 다양한 RF-ID 주파수 대역들 중에서 13.56MHz 대역을 사용하는 NFC(Near Field Communication) 방식으로 동작하는 칩을 의미한다.

또한, 통신부(150)는 HDMI, MHL, USB, DP, 썬더볼트, RGB, D-SUB, DVI 등과 같은 유선 통신 인터페이스를 더 포함할 수 있다. 프로세서(130)는 통신부(150)의 유선 통신 인터페이스를 통해 소스 장치와 연결될 수 있다. 이 경우, 프로세서(130)는 유선 통신 인터페이스를 통해 소스 장치로부터 사운드 신호를 수신할 수 있다.

사용자 인터페이스부(160)는 다양한 사용자 인터랙션(interaction)을 수신한다. 여기서, 사용자 인터페이스부(160)는 스피커 장치(100)의 구현 예에 따라 다양한 형태로 구현 가능하다. 예를 들어, 사용자 인터페이스부(160)는 스피커 장치(100)에 구비된 버튼, 사용자 음성을 수신하는 마이크, 사용자 모션을 감지하는 카메라 등일 수 있다. 또는, 사용자 인터페이스부(160)는 터치패드와 상호 레이어 구조를 이루는 터치 스크린 형태로 구현될 수도 있다. 이 경우, 사용자 인터페이스부(160)는 디스플레이로 사용될 수도 있다.

그 밖에 스피커 장치(100)는 디스플레이 및 마이크 등을 포함할 수도 있다.

디스플레이는 LCD(Liquid Crystal Display), OLED(Organic Light Emitting Diodes) 디스플레이, PDP(Plasma Display Panel) 등과 같은 다양한 형태의 디스플레이로 구현될 수 있다. 디스플레이 내에는 a-si TFT, LTPS(low temperature poly silicon) TFT, OTFT(organic TFT) 등과 같은 형태로 구현될 수 있는 구동 회로, 백라이트 유닛 등도 함께 포함될 수 있다. 한편, 디스플레이는 터치 감지부와 결합하여 터치 스크린으로 구현될 수 있다.

마이크는 사용자 음성이나 기타 소리를 입력받아 오디오 데이터로 변환하기 위한 구성이다.

프로세서(130)는 마이크를 통해 입력된 사용자 음성에 기초하여 스피커 장치(100)를 제어할 수도 있다. 또한, 프로세서(130)는 현재의 동작 상태 등을 디스플레이하도록 디스플레이를 제어할 수도 있다.

이상과 같은 동작을 통해 사용자는 천장에서 음향이 출력되는 느낌을 받을 수 있다. 즉, 사용자는 고도감을 느낄 수 있다.

또한, 사운드 신호의 고주파 성분인 제1 사운드 성분 및 저주파 성분인 제2 사운드 성분을 구분하여 출력함에 따라 좀더 고품질의 음향을 제공할 수 있다.

구체적으로, 제1 사운드 성분은 자기 복조되기 때문에 변조되기 전으로 정확하게 복원되지 않을 수 있다. 또한, 천장에서 반사되는 제1 사운드 성분 중 특정 지점에서 반사되는 제1 사운드 성분의 세기가 강할 수는 있으나, 특정 지점이 아닌 다른 지점에서도 제1 사운드 성분이 반사될 수도 있으며, 이는 노이즈로 느껴질 수 있다. 즉, 반사된 제1 사운드 성분은 상대적으로 품질이 낮아질 수 있다. 다만, 고도감을 느낄 수 있게 되는 음향성분 가운데, 음질의 기여도가 큰 제2 사운드 성분은 사용자에게 직접 전달되기 때문에, 상대적으로 고음질을 유지할 수 있다. 즉, 사용자는 고품질의 제2 사운드 성분을 주로 느끼면서, 추가적으로 제1 사운드 성분에 의해 고도감을 느낄 수 있게 된다.

이하에서는 도면을 통해 본원의 동작을 좀더 구체적으로 설명한다.

도 3a는 본 개시의 일 실시 예에 따른 제1 스피커(110) 및 제2 스피커(120)의 배치 상태를 설명하기 위한 도면이다.

도 3a에 도시된 바와 같이, 제1 스피커(110)는 제1 사운드 출력면이 천장 방향을 향하도록 배치되고, 제2 스피커(120)는 제2 사운드 출력면이 사용자 방향을 향하도록 배치될 수 있다. 이때, 제1 스피커(110)의 제1 사운드 출력면과 제2 스피커(120)의 제2 사운드 출력면이 형성되는 각도는 90도 보다 작을 수 있다.

그리고, 제1 스피커(110)를 통해 출력되는 변조된 제1 사운드 성분은 천장에 반사된 후 사용자에게 도달되며, 제2 스피커(120)를 통해 출력되는 제2 사운드 성분은 직접 사용자에게 도달될 수 있다.

이러한 제1 스피커(110) 및 제2 스피커(120)의 배치 상태는 스피커 장치(100)의 제조 당시에 결정될 수도 있고, 이후 설치 공간에 따라 결정될 수도 있다. 또한, 설치 공간에 따라 제1 스피커(110) 및 제2 스피커(120)가 배치된 후라도, 사용자의 위치에 따라 변경될 수도 있다. 프로세서(130)는 배치 상태의 변경이 필요한 경우, 구동부를 통해 직접 배치 상태를 변경하거나 사용자에게 배치 상태의 변경이 필요함을 통지할 수도 있다.

도 3b는 본 개시의 일 실시 예에 따른 프로세서(130)의 동작을 순차적으로 설명하기 위한 도면이다.

먼저, 프로세서(130)는 사운드 신호를 하이-패스 필터링하여 제1 사운드 성분을 획득하고(310), 사운드 신호를 로우-패스 필터링하여 제2 사운드 성분을 획득할 수 있다(311).

예를 들어, 프로세서(130)는 약 2~3kHz의 주파수 대역을 기준으로 고주파 대역의 제1 사운드 성분 및 중~저주파 대역의 제2 사운드 성분을 획득할 수 있다. 이는 인간의 청각이 공간 위치적 음상 지각 특성을 고려하여, 이어지는 후처리 단계에서의 불필요한 처리를 행하지 않도록 하기 위함이다. 이에 대한 구체적인 설명은 후술한다.

여기서, 프로세서(130)는 주파수 대역의 분할 시 2~3kHz의 주파수대역 중 2kHz 또는 3kHz를 Cross-over point로 사용하여, 분할 대역 간에 Cross-over point 주파수의 전, 후 주파수 대역이 서로 오버랩되도록 대역을 분할할 수 있다.

그리고, 프로세서(130)는 고도감 향상을 위해 제1 사운드 성분을 신호 처리할 수 있다(320). 구체적으로, 프로세서(130)는 제1 사운드 성분에서 기설정된 적어도 하나의 주파수에 대응되는 주파수 성분의 크기를 변경할 수 있다.

구체적으로, 프로세서(130)는 고도감을 느끼기 위해 필요한 주파수 특성을 갖도록 제1 사운드 성분을 보정할 수 있다. 여기서, 고도감을 느끼기 위해 필요한 주파수 특성을 Spectral cue라고 한다.

예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 사운드 성분은 두부전달함수(Head related transfer function, HRTF)의 특성 중, 고도감을 느끼게 하는데 효과적인 것으로 알려져 있는 약 4kHz(410), 8kHz(420-1), 12kHz(420-2) 부근의 Spectral cue를 포함할 수 있다.

프로세서(130)는 제1 Spectral cue(410)에 대응되는 주파수 성분의 크기를 낮추고, 제2 Spectral cue(420-1) 및 제3 Spectral cue(420-2)에 대응되는 주파수 성분의 크기를 높여 고도감이 강조된 제1 사운드 성분을 획득할 수 있다.

사용자의 정면에서 출력되는 제2 사운드 성분만으로는 고도감을 제공하기 어렵다. 다만, 제2 사운드 성분이 고도감이 강조된 제1 사운드 성분과 함께 출력됨에 따라 사용자에게 고도감을 제공할 수 있다.

또한, 중~저주파 대역의 제2 사운드 성분은 고주파 대역의 제1 사운드 성분보다 음향 신호가 갖는 청각적 존재감은 더 크다. 따라서, 프로세서(130)는 제2 사운드 성분에 의해 고품질의 청각적 존재감을 제공하면서, 이와 동시에 제1 사운드 성분을 통해 사용자에게 고도감을 제공할 수 있다.

다시 도 3b를 설명하면, 프로세서(130)는 제1 사운드 성분의 고도감 향상을 위한 신호 처리 후, 제1 사운드 성분을 진폭 변조할 수 있다(330).

즉, 프로세서(130)는 제1 사운드 성분을 진폭 변조함으로써, 음파 방사 지향 특성을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 프로세서(130)는 약 10~20kHz 내의 캐리어 신호를 사용하여 제1 사운드 성분을 진폭 변조할 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 사운드 성분이 가청음 주파수 대역(510)보다 높은 비가청음 주파수 대역(520)으로 진폭 변조됨에 따라 사용자에게는 들리지 않으면서도 높은 지향 특성을 확보할 수 있다.

한편, 사운드 신호를 필터링하지 않고 진폭 변조하는 경우, 즉 제1 사운드 성분의 주파수 대역(510) 및 제2 사운드 성분의 주파수 대역(511)을 모두 진폭 변조하는 경우, 신호 왜곡이 커질 수 있다. 먼저, 음향 특성 상 낮은 주파수 대역의 신호는 변조 후 자기 복조 과정에서 신호 왜곡이 상대적으로 커지는 문제가 있다. 또한, 사운드 신호를 필터링하고 변조하는 경우 고주파 대역의 신호를 출력할 수 있는 스피커가 요구되나, 사운드 신호를 필터링하지 않고 변조하는 경우 저주파 대역부터 고주파 대역의 신호를 출력할 수 있는 스피커가 요구된다. 즉, 매우 높은 사양의 스피커가 필요할 수 있다.

이상과 같은 이유로 프로세서(130)는 사운드 신호를 필터링하고, 고주파 대역의 사운드 성분만을 진폭 변조할 수 있다. 이 경우, 변조된 제1 사운드 성분은 제1 스피커(110)를 통해 출력되며, 제1 스피커(110)는 도 6에 도시된 바와 같이, 재생 가능 주파수 대역이 약 35~40kHz 수준의 트위터(Tweeter)로서 구현될 수 있다. 제2 스피커(120)가 사용자의 정면으로 제2 사운드 성분을 출력하는 경우, 트위터는 제2 스피커(120)의 윗면에 구현될 수 있다. 그리고, 트위터는 천장을 향하여 변조된 제1 사운드 성분을 출력할 수 있다.

한편, 복수의 트위터를 이용하여 초음파 트랜스듀서 어레이를 형성하는 경우, 저비용으로 제1 스피커(110)를 구현하면서도 높은 음압 레벨을 달성할 수 있다. 또한, 트위터의 크기가 작기 때문에 스피커 장치(100)의 크기도 소형화가 가능하다.

프로세서(130)는 트위터를 통해 변조된 제1 사운드 성분을 설치 공간의 천장으로 출력하고, 변조된 제1 사운드 성분은 천장에서 반사되어, 사용자에게 반사되는 위치로부터 음파가 방사되는 느낌을 제공할 수 있다. 즉, 사용자는 고도감을 느낄 수 있다.

도 7은 본 개시의 일 실시 예에 따른 스피커 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

제1 사운드 출력면이 구비된 제1 스피커 및 제1 사운드 출력면과 기설정된 각도를 형성하는 제2 사운드 출력면이 구비된 제2 스피커를 포함하는 스피커 장치의 제어 방법은 먼저, 사운드 신호를 하이-패스 필터링하여 제1 사운드 성분을 획득하고, 사운드 신호를 로우-패스 필터링하여 제2 사운드 성분을 획득한다(S710). 그리고, 제1 사운드 성분을 진폭 변조하여 변조된 제1 사운드 성분을 획득한다(S720). 그리고, 변조된 제1 사운드 성분을 제1 스피커를 통해 출력하며, 제2 사운드 성분을 제2 스피커를 통해 출력한다(S730).

여기서, 사운드 신호는 사용자 전방의 상측에서 출력되도록 사운드 믹싱된 신호일 수 있다.

한편, 제1 스피커는 제1 사운드 출력면이 천장 방향을 향하도록 배치되고, 제2 스피커는 제2 사운드 출력면이 사용자 방향을 향하도록 배치될 수 있다.

여기서, 변조된 제1 사운드 성분은 천장 방향으로 출력된 후, 천장에 반사되어 변조된 제1 사운드 성분의 주파수 대역보다 낮은 주파수 대역으로 시프트될 수 있다.

한편, 변조된 제1 사운드 성분을 획득하는 단계(S720)는 제1 사운드 성분에 대응되는 주파수 대역보다 높은 비가청음 주파수 대역으로 제1 사운드 성분을 진폭 변조할 수 있다.

여기서, 변조된 제1 사운드 성분을 획득하는 단계(S720)는 제1 사운드 출력면과 전방의 장애물과의 거리에 기초하여 비가청음의 음압을 결정할 수 있다.

한편, 제1 사운드 성분에서 기설정된 적어도 하나의 주파수에 대응되는 주파수 성분의 크기를 변경하는 단계를 더 포함하고, 변조된 제1 사운드 성분을 획득하는 단계(S720)는 주파수 성분의 크기가 변경된 제1 사운드 성분을 진폭 변조할 수 있다.

여기서, 주파수 성분의 크기를 변경하는 단계는 두부전달함수(Head Related Transfer Function, HRTF)에 기초하여 기설정된 적어도 하나의 주파수를 결정할 수 있다.

한편, 제1 사운드 성분 및 제2 사운드 성분을 획득하는 단계(S710)는 사운드 신호를 제1 컷오프 주파수에서 하이-패스 필터링하여 제1 사운드 성분을 획득하고, 사운드 신호를 제2 컷오프 주파수에서 로우-패스 필터링하여 제2 사운드 성분을 획득하며, 제1 컷오프 주파수는 제2 컷오프 주파수보다 작을 수 있다.

그리고, 제1 스피커는 적어도 하나의 초음파 트랜스듀서(transducer)를 포함할 수 있다.

이상과 같은 본 개시의 다양한 실시 예에 따르면, 스피커 장치는 스피커에 따라 출력되는 주파수 성분이 구분되어 사용자에게 고도감(elevation perception)을 제공하면서도 고품질의 음향을 제공할 수 있으며, 고주파수 음향 성분에 대한 진폭 변조 및 자기 복조(self-demodulation)에 따라 설치 공간 상의 제약을 극복하는 효과를 제공할 수 있다.

한편, 본 개시의 일시 예에 따르면, 이상에서 설명된 다양한 실시 예들은 기기(machine)(예: 컴퓨터)로 읽을 수 있는 저장 매체(machine-readable storage media)에 저장된 명령어를 포함하는 소프트웨어로 구현될 수 있다. 기기는, 저장 매체로부터 저장된 명령어를 호출하고, 호출된 명령어에 따라 동작이 가능한 장치로서, 개시된 실시 예들에 따른 전자 장치(예: 전자 장치(A))를 포함할 수 있다. 명령이 프로세서에 의해 실행될 경우, 프로세서가 직접, 또는 프로세서의 제어 하에 다른 구성요소들을 이용하여 명령에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 명령은 컴파일러 또는 인터프리터에 의해 생성 또는 실행되는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장매체는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적'은 저장매체가 신호(signal)를 포함하지 않으며 실재(tangible)한다는 것을 의미할 뿐 데이터가 저장매체에 반영구적 또는 임시적으로 저장됨을 구분하지 않는다.

또한, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 이상에서 설명된 다양한 실시 예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 온라인으로 배포될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.

또한, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 이상에서 설명된 다양한 실시 예들은 소프트웨어(software), 하드웨어(hardware) 또는 이들의 조합을 이용하여 컴퓨터(computer) 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록 매체 내에서 구현될 수 있다. 일부 경우에 있어 본 명세서에서 설명되는 실시 예들이 프로세서 자체로 구현될 수 있다. 소프트웨어적인 구현에 의하면, 본 명세서에서 설명되는 절차 및 기능과 같은 실시 예들은 별도의 소프트웨어 모듈들로 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈들 각각은 본 명세서에서 설명되는 하나 이상의 기능 및 동작을 수행할 수 있다.

한편, 상술한 다양한 실시 예들에 따른 기기의 프로세싱 동작을 수행하기 위한 컴퓨터 명령어(computer instructions)는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체(non-transitory computer-readable medium)에 저장될 수 있다. 이러한 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장된 컴퓨터 명령어는 특정 기기의 프로세서에 의해 실행되었을 때 상술한 다양한 실시 예에 따른 기기에서의 처리 동작을 특정 기기가 수행하도록 한다. 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체의 구체적인 예로는, CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등이 있을 수 있다.

또한, 상술한 다양한 실시 예들에 따른 구성 요소(예: 모듈 또는 프로그램) 각각은 단수 또는 복수의 개체로 구성될 수 있으며, 전술한 해당 서브 구성 요소들 중 일부 서브 구성 요소가 생략되거나, 또는 다른 서브 구성 요소가 다양한 실시 예에 더 포함될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 일부 구성 요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 개체로 통합되어, 통합되기 이전의 각각의 해당 구성 요소에 의해 수행되는 기능을 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따른, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성 요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 적어도 일부 동작이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.

이상에서는 본 개시의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 개시는 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 개시의 요지를 벗어남이 없이 당해 개시에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 개시의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

100 : 스피커 장치 110 : 제1 스피커
120 : 제2 스피커 130 : 프로세서
140 : 센서 150 : 통신부
160 : 사용자 인터페이스부

Claims (20)

1. 제1 사운드 출력면이 구비된 제1 스피커;
   상기 제1 사운드 출력면과 기설정된 각도를 형성하는 제2 사운드 출력면이 구비된 제2 스피커; 및
   사운드 신호를 하이-패스 필터링하여 제1 사운드 성분을 획득하고, 상기 제1 사운드 성분에서 기설정된 적어도 하나의 제1 주파수에 대응되는 주파수 성분의 크기를 낮추고 상기 제1 사운드 성분에서 기설정된 적어도 하나의 제2 주파수에 대응되는 주파수 성분의 크기를 높이고, 상기 주파수 성분의 크기가 변경된 제1 사운드 성분을 진폭 변조하여 변조된 제1 사운드 성분을 획득하며,
   상기 사운드 신호를 로우-패스 필터링하여 제2 사운드 성분을 획득하고,
   상기 변조된 제1 사운드 성분을 상기 제1 스피커를 통해 출력하며, 상기 제2 사운드 성분을 상기 제2 스피커를 통해 출력하는 프로세서;를 포함하는, 스피커 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 사운드 신호는,
   사용자 전방의 상측에서 출력되도록 사운드 믹싱된 신호인, 스피커 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1 스피커는, 상기 제1 사운드 출력면이 천장 방향을 향하도록 배치되고,
   상기 제2 스피커는, 상기 제2 사운드 출력면이 사용자 방향을 향하도록 배치되는, 스피커 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 변조된 제1 사운드 성분은,
   상기 천장 방향으로 출력된 후, 상기 천장에 반사되어 상기 변조된 제1 사운드 성분의 주파수 대역보다 낮은 주파수 대역으로 시프트되는, 스피커 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 프로세서는,
   상기 제1 사운드 성분에 대응되는 주파수 대역보다 높은 비가청음 주파수 대역으로 상기 제1 사운드 성분을 진폭 변조하는, 스피커 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 프로세서는,
   상기 제1 사운드 출력면과 전방의 장애물과의 거리에 기초하여 상기 비가청음의 음압을 결정하는, 스피커 장치.
7. 삭제
8. 제1항에 있어서,
   상기 프로세서는,
   두부전달함수(Head Related Transfer Function, HRTF)에 기초하여 상기 기설정된 적어도 하나의 제1 및 제2 주파수를 결정하는, 스피커 장치.
9. 제1항에 있어서,
   상기 프로세서는,
   상기 사운드 신호를 제1 컷오프 주파수에서 상기 하이-패스 필터링하여 상기 제1 사운드 성분을 획득하고, 상기 사운드 신호를 제2 컷오프 주파수에서 상기 로우-패스 필터링하여 상기 제2 사운드 성분을 획득하며,
   상기 제1 컷오프 주파수는, 상기 제2 컷오프 주파수보다 작은, 스피커 장치.
10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 스피커는,
    적어도 하나의 초음파 트랜스듀서(transducer)를 포함하는, 스피커 장치.
11. 제1 사운드 출력면이 구비된 제1 스피커 및 제1 사운드 출력면과 기설정된 각도를 형성하는 제2 사운드 출력면이 구비된 제2 스피커를 포함하는 스피커 장치의 제어 방법에 있어서,
    사운드 신호를 하이-패스 필터링하여 제1 사운드 성분을 획득하고, 상기 사운드 신호를 로우-패스 필터링하여 제2 사운드 성분을 획득하는 단계;
    상기 제1 사운드 성분에서 기설정된 적어도 하나의 제1 주파수에 대응되는 주파수 성분의 크기를 낮추고 상기 제1 사운드 성분에서 기설정된 적어도 하나의 제2 주파수에 대응되는 주파수 성분의 크기를 높이는 단계;
    상기 주파수 성분의 크기가 변경된 제1 사운드 성분을 진폭 변조하여 변조된 제1 사운드 성분을 획득하는 단계; 및
    상기 변조된 제1 사운드 성분을 상기 제1 스피커를 통해 출력하며, 상기 제2 사운드 성분을 상기 제2 스피커를 통해 출력하는 단계;를 포함하는, 제어 방법.
12. ◈청구항 12은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

    제11항에 있어서,
    상기 사운드 신호는,
    사용자 전방의 상측에서 출력되도록 사운드 믹싱된 신호인, 제어 방법.
13. ◈청구항 13은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

    제11항에 있어서,
    상기 제1 스피커는, 상기 제1 사운드 출력면이 천장 방향을 향하도록 배치되고,
    상기 제2 스피커는, 상기 제2 사운드 출력면이 사용자 방향을 향하도록 배치되는, 제어 방법.
14. ◈청구항 14은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

    제13항에 있어서,
    상기 변조된 제1 사운드 성분은,
    상기 천장 방향으로 출력된 후, 상기 천장에 반사되어 상기 변조된 제1 사운드 성분의 주파수 대역보다 낮은 주파수 대역으로 시프트되는, 제어 방법.
15. ◈청구항 15은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

    제11항에 있어서,
    상기 변조된 제1 사운드 성분을 획득하는 단계는,
    상기 제1 사운드 성분에 대응되는 주파수 대역보다 높은 비가청음 주파수 대역으로 상기 제1 사운드 성분을 진폭 변조하는, 제어 방법.
16. ◈청구항 16은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

    제15항에 있어서,
    상기 변조된 제1 사운드 성분을 획득하는 단계는,
    상기 제1 사운드 출력면과 전방의 장애물과의 거리에 기초하여 상기 비가청음의 음압을 결정하는, 제어 방법.
17. 삭제
18. ◈청구항 18은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

    제11항에 있어서,
    상기 주파수 성분의 크기를 변경하는 단계는,
    두부전달함수(Head Related Transfer Function, HRTF)에 기초하여 상기 기설정된 적어도 하나의 제1 및 제2 주파수를 결정하는, 제어 방법.
19. ◈청구항 19은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

    제11항에 있어서,
    상기 제1 사운드 성분 및 상기 제2 사운드 성분을 획득하는 단계는,
    상기 사운드 신호를 제1 컷오프 주파수에서 상기 하이-패스 필터링하여 상기 제1 사운드 성분을 획득하고, 상기 사운드 신호를 제2 컷오프 주파수에서 상기 로우-패스 필터링하여 상기 제2 사운드 성분을 획득하며,
    상기 제1 컷오프 주파수는, 상기 제2 컷오프 주파수보다 작은, 제어 방법.
20. ◈청구항 20은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

    제11항에 있어서,
    상기 제1 스피커는,
    적어도 하나의 초음파 트랜스듀서(transducer)를 포함하는, 제어 방법.

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