KR102607338B1 - 천연 양모를 이용하여 저음 음질을 조절하고 방사형의 이중 울림통을 포함하는 스피커의 구조 및 음질의 특성에 따라 스피커의 구조를 자동 설계하는 인공지능 시스템 - Google Patents

천연 양모를 이용하여 저음 음질을 조절하고 방사형의 이중 울림통을 포함하는 스피커의 구조 및 음질의 특성에 따라 스피커의 구조를 자동 설계하는 인공지능 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 음향을 발생시키는 스피커 유닛; 전자 회로로 구성되는 네트워크; 및, 스피커 유닛과 상기 네트워크가 내장되는 인클로저;를 포함하되, 인클로저의 형태는 둘 이상의 원통형 실린더가 서로 연통되도록 결합되어 외벽 및 내벽 중 적어도 어느 하나를 포함하는 벽체에 복수의 굴곡면이 형성되어 있는 형태를 갖게 하며, 인클로저의 내부 공간 중, 스피커 유닛에서 음향이 방출되는 경로로 설정된 일 면에 대향되는 타면에는 천연 양모가 배치되도록 하고, 방사형 구조로 설계된 이중 울림통을 포함하는 스피커의 구조를 기초로 유저 단말로부터 스피커의 설치 장소, 스피커의 선호 음질 특성에 대한 질의를 수행하여, 질의에 대한 응답을 수신함으로써, 기초 설계 데이터를 수집하는 기초 설계 데이터 수집부; 기초 설계 데이터를 기반으로 스피커 유닛, 네트워크 및, 인클로저를 포함하는 스피커의 구성 요소에 대한 초기 레이아웃을 결정하는 초기 레이아웃 결정부; 스피커의 구성 요소에 대한 초기 레이아웃이 결정될 시, 결정된 초기 레이아웃에 변형을 방지하기 위한 변형 방지 부재를 부가함으로써, 스피커에 대한 최종 레이아웃을 결정하는 최종 레이아웃 결정부; 및, 스피커의 최종 레이아웃을 유저 단말에 시뮬레이션 이미지로 제공하는 시뮬레이션 이미지 제공부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

천연 양모를 이용하여 저음 음질을 조절하고 방사형의 이중 울림통을 포함하는 스피커의 구조 및 음질의 특성에 따라 스피커의 구조를 자동 설계하는 인공지능 시스템{STRUCTURE OF SPEAKER INCLUDING USES NATURAL WOOL TO CONTROL THE LOW SOUND QUALITY AND RADIAL DOUBLE ENCLOSURE AND ARTIFICIAL INTELLIGENCE SYSTEM THAT AUTOMATICALLY DESIGNS STRUCTURE OF SPEAKER ACCORDING TO SOUND QUALITY CHARACTERISTIC}
본 발명은 천연 양모를 이용하여 저음 음질을 조절하고 방사형의 이중 울림통을 포함하는 스피커의 구조 및 음질의 특성에 따라 스피커의 구조를 자동 설계하는 인공지능 시스템에 관련된 것으로서, 구체적으로는 기존 스피커가 갖는 울림통(또는 인클로저)의 형태는 사각 박스 등 평판형 구조로 이루어져 있어 내부와 외부의 음압 차이가 발생하기 쉬웠고 이에 음이 왜곡되는 문제가 쉬이 발생하였으나, 본 발명에서는 스피커의 울림통의 형태를 실린더 형태와 같은 방사형 구조로 채택하여, 스피커에서 발생하는 에너지 손실이 최소화되도록 하여 전면부로 전달되도록 함으로써 음이 왜곡되는 현상이 발생하는 것을 방지하는 구조를 제시하고, 이러한 스피커의 구조를 이용하여 유저가 스피커를 설치하려는 장소 및 스피커의 선호 음질 특성에 맞춤화된 스피커의 구조를 자동 설계하도록 하는 기술과 관련된 것이다.
스피커란 전기신호를 진동판의 진동으로 변환하여 공기에 소밀파를 발생시켜 음파를 복사하는 음향기기의 일종으로, 다양한 기술 분야에 적용되고 있다.
이러한 스피커는 종래 스피커 제조사로부터 설계 및 제작되어 시중에 유통되는 스피커를 구매하는 것이 일반적이었으나, 최근에는 개인의 개성이 강해지고, 인터넷을 통해 다양한 정보가 공유되면서, 스피커를 직접 설계 및 제작하려는 소비자들이 많아지고 있다.
이러한 분위기에 발맞춰 한국 등록특허 제10-0951810호에서는 스피커 설계 지원 장치, 방법 및 프로그램에 대한 기술로서, 보이스코일, 자기회로 및 진동판에 대한 설계를 지원하는 기술이 개시되기도 하였으나, 상술한 선행기술은 스피커의 구성 요소 중, 연산이 필요한 보이스코일, 자기회로, 진동판에 대한 연산을 지원하여 스피커 유닛의 일부 구성 요소에 대한 설계를 지원하는 기술이 개시되는 것에 불과하여, 스피커 유닛과 함께 스피커의 음질 및 성능에 상당한 영향을 끼치는 크로스오버 네트워크 및 인클로저에 대한 설계를 지원할 수 없다는 한계점이 존재하였다.
또한 상술한 선행기술의 경우, 숙련자와 미숙련자의 설계 차이를 최소화하고, 스피커의 설계에 요구되는 시간을 단축시킬 수 있다는 장점은 있으나, 스피커의 구동 방식에 따른 열 변형 및 진동 변형에 의한 스피커의 수명 단축을 해소하도록 하는 스피커의 설계를 지원하도록 기능할 수 없다는 점에서 다른 한계점이 존재하였다.
이에 본 발명은 종래 통상적으로 인클로저(즉 스피커의 울림통)의 구조가 대부분사각형 또는 평판형으로 이루어져 내부와 외부의 음압 차이가 발생하여 음이 왜곡되는 문제를 해소하고자, 인클로저의 형태를 실린더와 같은 방사형 구조를 갖게 하여 음압 차이로 인한 음 왜곡 현상의 발생을 최소화하도록 하는 인클로저의 구조를 제시하는 것을 제1 목적으로 한다.
또한 본 발명은 천연 양모를 이용하여 저음 음질을 조절하도록 하고, 상술한 음의 왜곡 현상을 최소화하는 인클로저가 적용된 스피커의 구조에 기반하여, 유저 단말로부터 스피커의 설치 장소 및 스피커의 선호 음질 특성에 대한 질의를 수행하고, 상술한 질의에 대한 응답에 기초하여 유저에게 맞춤화된 스피커의 구조를 자동 설계하여 스피커 설계의 편의를 증대시키도록 하는 기술을 제공하는 것에 제2 목적이 있다.
또한 본 발명은 스피커의 주요 구성인 스피커 유닛, 네트워크, 인클로저에 대한 자동 설계를 수행함과 아울러, 스피커의 내구성을 증진할 수 있는 구성을 추가하여, 스피커의 유지보수성을 개선하고, 스피커의 수명을 연장시킬 수 있도록 하는 스피커의 설계 모델을 제공하는 것에 제3 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 천연 양모를 이용하여 저음 음질을 조절하고 방사형의 이중 울림통을 포함하는 스피커의 구조는 음향을 발생시키는 스피커 유닛; 전자 회로로 구성되는 네트워크; 및, 스피커 유닛과 네트워크가 내장되는 인클로저;를 포함하되, 인클로저의 형태는 둘 이상의 원통형 실린더가 서로 연통되도록 결합되어 외벽 및 내벽 중 적어도 어느 하나를 포함하는 벽체에 복수의 굴곡면이 형성되어 있는 형태를 갖도록 하고, 인클로저의 내부 공간 중, 스피커 유닛에서 음향이 방출되는 경로로 설정된 일 면에 대향되는 타면에는 천연 양모가 배치되도록 하는 것을 특징으로 한다.
이때 상술한 인클로저는, 외부 인클로저와 내부 인클로저를 포함하는 이중 구조의 인클로저로 구성되되, 외부 인클로저와 내부 인클로저의 사이에는 간극이 형성되도록 하며, 간극에는 댐핑 재료가 충진되도록 하는 것이 바람직하다.
한편 하나 이상의 프로세서 및 상기 프로세서에서 수행 가능한 명령들을 저장하는 하나 이상의 메모리를 포함하는 컴퓨팅 장치에서 구현되는 천연 양모를 이용하여 저음 음질을 조절하고 방사형의 이중 울림통을 포함하는 스피커의 구조를 기반으로 음질의 특성에 따라 스피커의 구조를 자동 설계하는 인공지능 시스템에 있어서, 유저 단말로부터 스피커의 설치 장소, 스피커의 선호 음질 특성에 대한 질의를 수행하여, 유저 단말로부터 질의에 대한 응답을 수신함으로써, 스피커 설계에 요구되는 기초 설계 데이터를 수집하는 기초 설계 데이터 수집부; 기 설정된 인공지능 알고리즘에 의하여 수집된 기초 설계 데이터를 기반으로 스피커 유닛, 네트워크 및, 인클로저를 포함하는 스피커의 구성 요소에 대한 초기 레이아웃을 결정하는 초기 레이아웃 결정부; 초기 레이아웃 결정부에서 스피커의 구성 요소에 대한 초기 레이아웃이 결정될 시, 결정된 초기 레이아웃에 변형을 방지하기 위한 변형 방지 부재를 부가함으로써, 스피커에 대한 최종 레이아웃을 결정하는 최종 레이아웃 결정부; 및, 최종 레이아웃 결정부에서 결정된 스피커의 최종 레이아웃을 유저 단말에 시뮬레이션 이미지로 제공하는 시뮬레이션 이미지 제공부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때 상술한 기초 설계 데이터 수집부는, 스피커의 설치 장소에 대한 질의로서, 스피커를 설치하는 장소의 용도, 스피커를 설치하는 장소의 규모에 대한 질의를 수행하여 스피커의 설치 장소에 대한 응답을 수신하고, 스피커의 선호 음질 특성에 대한 질의로서, 저역대, 중역대 및 고역대 중 하나 이상의 선호 음역대에 대한 질의를 수행하여 스피커의 선호 음질 특성에 대한 응답을 수신하는 것이 바람직하다.
또한 상술한 초기 레이아웃 결정부는, 스피커의 설치 장소에 대한 응답 및, 스피커의 선호 음질 특성에 대한 응답을 고려하여 설계 대상이 되는 스피커의 규격 및 스피커의 종류를 결정한 후, 스피커의 규격 및 스피커의 종류에 대응되는 스피커 유닛의 크기, 진동판의 형태, 진동판의 재질을 결정하여 스피커 유닛을 설계하고, 스피커 유닛에 대응되는 네트워크의 전자 회로를 설계하며, 설계된 스피커 유닛 및 설계된 네트워크를 내장할 수 있는 인클로저의 크기 및 형태를 설계하여 스피커에 대한 초기 레이아웃을 결정하는 것이 바람직하다.
또한 상술한 최종 레이아웃 결정부는, 결정된 초기 레이아웃에 부가되는 변형 방지 부재로서, 탄소나노튜브(CNT, Carbon Nano Tube)를 스피커 유닛의 진동판의 적어도 일 면에 적용하여 보이스코일에 의해 발생하는 열 및, 반복적인 진동 운동에 따른 변형을 방지하도록 하는 것이 바람직하다.
또한 상술한 최종 레이아웃 결정부는, 스피커 유닛에서 요크를 지지하고 있는 하부 프레임을, 간극이 형성된 이중 구조의 프레임으로 구성하되, 제1 하부 프레임과 제2 하부 프레임은, 상호 대응되는 영역에 복수 개의 체결 홀이 마련되도록 하여, 제1 하부 프레임과 제2 하부 프레임이 결속되도록 하고, 제1 하부 프레임에 형성된 체결홀인 제1 체결홀은 타원 형상의 체결홀로 마련하고, 제2 하부 프레임에 형성된 체결홀인 제2 체결홀은 원 형상의 체결홀로 마련하며, 제1 체결홀과 제2 체결홀을 스프링부재가 끼움 결합된 체결 볼트를 이용하여 결속시킴으로써, 불필요한 방향으로 전달되는 진동수가 감쇄되도록 하는 것이 바람직하다.
또한 상술한 최종 레이아웃 결정부에서는, 제1 하부 프레임과, 제2 하부 프레임의 상호 마주보는 내측 일 면에 적어도 실리콘, 고무, 폴리우레탄 중 적어도 어느 하나를 포함하는 재질의 충격 흡수층을 더 부가하도록 하는 것이 바람직하다.
또한 상술한 시뮬레이션 이미지 제공부는, 최종 레이아웃을 기반으로 설계된 스피커의 3차원 모델링된 이미지 파일을 제1 시뮬레이션 이미지로 제공하고, 최종 레이아웃을 기반으로 설계된 스피커의 각 구성 요소들에 대한 조립 순서를 나타내는 이미지 파일을 제2 시뮬레이션 이미지로 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 본 발명에서는 종래 통상적으로 사용되는 사각형 등 평면 상으로 이루어진 인클로저의 형상적 특징에 의해 내부와 외부의 음압 차이가 발생하여 음이 왜곡되는 문제를 해소하고자, 인클로저의 형태를 음압을 견디기 우수한 형태를 갖는 방사형 구조를 갖게 하여 음압 차이로 인한 음 왜곡 현상의 발생을 최소화하고, 이를 통해 음향 기기로서의 품질이 극대화된 스피커의 구조를 제안할 수 있게 된다는 효과가 있다.
또한 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 본 발명에서는 인클로저의 내부 공간 중 스피커 유닛에서 음향이 방출되는 경로로 설정된 일 면에 대향하는 타면에 천연 양모로 이루어진 내부 댐핑 층이 형성되도록 하여, 종래 스피커 유닛에서 방출되는 저음이 인클로저의 내부 벽면에 그대로 부딪혀 음이 변질되던 문제를 해소하도록 하는 효과가 있다.
또한 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 본 발명에서는 유저 단말로부터 스피커의 설치 장소 및 스피커의 선호 음질 특성에 대한 질의를 수행하여, 질의에 대한 응답을 기초로 유저에게 맞춤화 된 스피커의 구조를 자동 설계함으로써, 스피커의 설계 편의를 증진시키도록 하는 기술을 제공하도록 하는 효과가 있다.
또한 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 본 발명에서는 스피커의 설계에 대한 지식이 전무한 유저라 하더라도, 본인의 취향에 맞는 스피커의 설계안을 제공받을 수 있게 된다는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 본 발명에서는 유저의 니즈가 반영된 설계 데이터를 이용하여 스피커의 기초 레이아웃을 결정하는 것에서 나아가, 설계된 기초 레이아웃을 바탕으로, 스피커의 내구성을 증대하기 위한 변형 방지 부재 등이 자동 적용되도록 하여, 유지보수성이 증대되고, 수명이 증대된 스피커의 설계 및 제작을 지원하도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 천연 양모를 이용하여 저음 음질을 조절하고 방사형의 이중 울림통을 포함하는 스피커의 구조에 대한 개략적인 개념도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 천연 양모를 이용하여 저음 음질을 조절하고 방사형의 이중 울림통을 포함하는 스피커의 구조를 기반으로 음질의 특성에 따라 스피커의 구조를 자동 설계하는 인공지능 시스템의 구성도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따라 유저 단말로부터 기초 설계 데이터가 수집되는 예.
도 4 내지 6은 본 발명의 일 실시 예에 따라 스피커 유닛에 대한 초기 레이아웃이 설계되는 예.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따라 진동판의 열 변형 및 진동 운동에 따른 변형을 방지하기 위하여 진동판의 일 면에 탄소나노튜브가 적용된 예.
도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 방진 기능을 제공하는 하부 프레임의 구조에 대한 개념도.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 컴퓨팅 장치의 내부 구성의 일 예.
이하에서는, 다양한 실시 예들 및/또는 양상들이 이제 도면들을 참조하여 개시된다. 하기 설명에서는 설명을 목적으로, 하나이상의 양상들의 전반적 이해를 돕기 위해 다수의 구체적인 세부사항들이 개시된다. 그러나, 이러한 양상(들)은 이러한 구체적인 세부사항들 없이도 실행될 수 있다는 점 또한 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 인식될 수 있을 것이다.
이후의 기재 및 첨부된 도면들은 하나 이상의 양상들의 특정한 예시적인 양상들을 상세하게 기술한다. 하지만, 이러한 양상들은 예시적인 것이고 다양한 양상들의 원리들에서의 다양한 방법들 중 일부가 이용될 수 있으며, 기술되는 설명들은 그러한 양상들 및 그들의 균등물들을 모두 포함하고자 하는 의도이다.
본 명세서에서 사용되는 "실시 예", "예", "양상", "예시" 등은 기술되는 임의의 양상 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되지 않을 수도 있다.
또한, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 해당 특징 및/또는 구성요소가 존재함을 의미하지만, 하나이상의 다른 특징, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 제 1, 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
또한, 본 발명의 실시 예들에서, 별도로 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 실시 예에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 발명은 천연 양모를 이용하여 저음 음질을 조절하고 방사형의 이중 울림통을 포함하는 스피커의 구조 및 음질의 특성에 따라 스피커의 구조를 자동 설계하는 인공지능 시스템(10)에 관련된 것으로서, 구체적으로는 종래 통상적으로 사용되는 인클로저의 구조가 대부분 사각형 또는 평판형으로 이루어져 있어 내부와 외부의 음압 차이로 인한 음 왜곡 현상이 쉽게 발생하곤 하였던 문제를 해소하고자, 인클로저의 형태를 실린더와 같은 방사형 구조를 갖게 하여 음압 차이로 인한 음 왜곡 현상의 발생을 최소화하도록 하는 인클로저의 구조를 제시하는 것을 제1 목적으로 하고, 천연 양모를 이용하여 저음 음질을 조절하고 상술한 음의 왜곡 현상을 최소화하는 인클로저가 적용된 스피커의 구조에 기반하여, 유저 단말로부터 스피커의 설치 장소 및 스피커의 선호 음질 특성에 대한 질의를 수행하고, 상술한 질의에 대한 응답에 기초하여 유저에게 맞춤화된 스피커의 구조를 자동 설계하여 스피커 설계의 편의를 증대시키도록 하는 기술을 제공하는 것을 제2 목적으로 하며, 스피커의 주요 구성인 스피커 유닛, 네트워크, 인클로저에 대한 자동 설계를 수행함과 아울러, 스피커의 내구성을 증진할 수 있는 구성을 추가하여, 스피커의 유지보수성을 개선하고, 스피커의 수명을 연장시킬 수 있도록 하는 스피커의 설계 모델을 제공하는 것을 제3 목적으로 한다.
이하에서는 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 대한 설명으로서 첨부된 도면을 참조하여 보다 세부적인 설명을 수행하기로 하며, 하나 이상의 기술적 특징 또는 발명을 구성하는 구성 요소를 설명하기 위하여 다수의 도면이 동시 참조될 수 있을 것이다.
먼저 천연 양모를 이용하여 저음 음질을 조절하고 방사형의 이중 울림통을 포함하는 스피커의 구조에 대한 설명을 개진하여 보면, 본 발명에서는 음향을 발생시키는 스피커 유닛, 전자 회로로 구성되는 네트워크 및, 전술한 스피커 유닛과 네트워크가 내장되는 인클로저를 포함하도록 하여 음의 왜곡 현상을 최소화하는 스피커의 구조를 이루도록 하되, 상술한 인클로저에 특징적인 소재 및 특징적인 형상을 적용함으로써 음의 왜곡 현상을 최소화하도록 한다.
구체적으로 본 발명에서 설명하는 인클로저는 둘 이상의 원통형 실린더가 서로 연통되도록 결합되는 형태를 가질 수 있다. 일 예로 도 1을 참조하여 보면, 6개의 실린더가 서로 연통되도록 결합된 형태를 갖는 인클로저의 예(A)와, 9개의 실린더가 서로 연통되도록 결합된 형태를 갖는 인클로저의 예(B)를 살펴볼 수 있다.
이때 도 1에 도시된 것과 같이 본 발명에서 설명하는 인클로저는 둘 이상의 원통형 실린더가 서로 연통되도록 결합되는 형태를 가짐으로써 외벽 및 내벽 중 적어도 어느 하나를 포함하는 벽체에 복수의 굴곡면이 형성되도록 하며, 이러한 형태적 구조를 갖는 인클로저에 의하면, 종래 단순히 평면으로 설계되던 인클로저에 비하여 발생된 음압을 견디는 능력이 향상되어, 음압 차이로 인한 음의 왜곡 발생율을 저감시킬 수 있게 된다.
한편 상술한 인클로저의 소재는 통상의 알루미늄, 합금, PVC(Poly Vinyl Chloride), 석재, 목재 등 다양한 재질의 소재가 사용될 수 있을 것이나, 바람직하게는 음향이 방출되는 경로로 설정된 일면(예를 들어 전면부)은 통상의 패브릭 소재 등을 적용하고, 상술한 일 면을 제외한 타 면(즉, 전면부를 제외한 나머지 영역들)에 대한 소재는 앞서 언급한 알루미늄, 합금, PVC(Poly Vinyl Chloride), 석재, 목재 상술한 소재 중 어느 하나의 소재가 일괄 적용되도록 하여, 타 면에서 소재의 특성에 따른 진동 감쇠율이 균일해지도록 함으로써, 균일한 음향 특성을 나타내도록 함이 바람직할 것이다.
또한 바람직하게 본 발명에서는 스피커 유닛이 내장되는 인클로저의 내부 공간 중, 스피커 유닛에서 음향이 배출되는 경로로 설정된 일 면에 대향하는 타 면에는 천연 양모가 배치되도록 하는 것이 바람직하다.
일 예로서, 스피커 유닛에서 음향이 배출되는 경로가 전면이라고 가정할 때, 인클로저의 내부 공간 중 전면에 대향하는 후면 또는 상술한 전면을 제외한 나머지 타 면들에 천연 양모(즉, 울)를 배치하여 인클로저의 내부에 천연 양모로 이루어진 내부 댐핑 층이 형성되도록 할 수 있는 것이다.
더욱 구체적인 예로서, 상술한 천연 양모로 형성되는 내부 댐핑 층은 이중 구조를 갖는 인클로저의 단면 두께와 동일한 두께로 형성되거나, 이중 구조를 갖는 인클로저의 단면 두께의 0.5 내지 2배의 두께 범위로 형성될 수 있을 것이고, 이러한 내부 댐핑 층의 두께는 제조하려는 스피커가 저역대 스피커인지, 중역대 스피커인지 또는 고역대 스피커인지 여부에 따라 가변적으로 조절되도록 하여 스피커 유닛에서 방출되는 저음 에너지의 양에 비례하는 내부 댐핑 층 두께를 갖게 함으로써 더욱 효과적인 저음 음질 조절이 이루어지도록 함이 바람직하다.
한편 앞서 언급한 본 발명의 내부 댐핑 층은, 내부 댐핑 층이 구비되지 않던 종래 스피커 구조와 비교하였을 때, 스피커 유닛에서 방출되는 저음이 인클로저의 내부 벽면에 그대로 부딪혀 음이 변질되는 문제를 초래하지 아니할 뿐만이 아니라, 내부 댐핑 층에 의하여 스피커 유닛에서 방출되는 저음이 내부 댐핑 층으로 흡수되어 내부 댐핑 층으로 하여금 부드러운 저음으로 변형시키도록 기능함으로써 스피커 유닛에서 방출되는 저음 음질을 향상시킬 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 다른 바람직한 실시 예로서, 본 발명에서는 전술한 인클로저를 외부 인클로저와 내부 인클로저를 포함하는 이중 구조의 인클로저로 구성하되, 외부 인클로저와 내부 인클로저 사이에는 소정의 간극이 형성되도록 하여, 외부 인클로저와 내부 인클로저 사이에 형성된 간극에 댐핑 재료가 충진되는 공간이 마련되도록 할 수도 있다.
구체적으로 상술한 댐핑 재료는 예를 들어, 부직포, 유리 섬유, 양모 중 적어도 어느 하나를 포함하는 재료가 사용될 수 있으며, 이러한 댐핑 재료의 충진으로 인하여, 음압에 의해 내부의 공기가 단열팽창/단열 압축하는 것을 등온팽창/등온압축되게 하는 역할을 수행하여 스피커의 음향 품질 향상에 기여할 수 있게 된다.
한편 다음으로 도 2를 참조하여, 천연 양모를 이용하여 저음 음질을 조절하고 방사형의 이중 울림통을 포함하는 스피커의 구조를 기반으로 음질의 특성에 따라 스피커의 구조를 자동 설계하는 인공지능 시스템(10)에 대한 구성도를 상세히 살펴보면, 본 발명에서는 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 천연 양모를 이용하여 저음 음질을 조절하고 방사형의 이중 울림통을 포함하는 스피커의 구조를 기반으로 음질의 특성에 따라 스피커의 구조를 자동 설계하는 인공지능 시스템(10)의 주요 구성으로서, 유저 단말(20)에 스피커의 설치 장소, 스피커의 선호 음질 특성에 대한 질의를 수행하여 유저 단말(20)로부터 질의에 대한 응답을 수신함으로써, 스피커 설계에 요구되는 기초 설계 데이터를 수집하는 기초 설계 데이터 수집부(11)를 포함한다.
구체적으로 상술한 기초 설계 데이터 수집부(11)에서는 유저 단말(20)에 응답을 요청하는 질의 중, 스피커의 설치 장소에 대한 질의로서, 스피커를 설치하는 장소의 용도, 스피커를 설치하는 장소의 규모에 대한 질의를 수행하여 스피커의 설치 장소에 대한 응답을 수신하도록 하고, 스피커의 선호 음질 특성에 대한 질의로서, 저역대, 중역대 및 고역대 중 하나 이상의 선호 음역대에 대한 질의를 수행하여, 스피커의 선호 음질 특성에 대한 응답을 수신하도록 한다.
한 실시 예로서 도 3을 동시 참조하여 보면, 도 3의 100에서는 유저 단말(20)에 스피커의 설치 장소 및 스피커의 선호 음질 특성에 대한 응답을 요청하기 위한 질의를 수행하기 위하여, 질의 인터페이스를 제공하는 예가 도시되어 있는 것을 알 수 있다.
전술한 바와 같이 도 3의 100에서는 스피커를 설치하는 장소의 용도에 대한 질의를 제공하고 이에 대한 응답으로 스피커의 설치 장소의 용도가 가정용인지 또는 업장용인지에 대한 응답을 수신할 수 있고, 스피커를 설치하는 장소의 규모에 대한 질의에 대하여, 구체적인 면적 정보를 응답으로써 수신할 수 있다.
또한 스피커의 선호 음질 특성에 대한 질의로서, 스피커 출력 시 선호하는 음역대에 대한 응답으로써, 저역대, 중역대 및 고역대 중 하나 이상의 응답을 수신(이때 음역대에 대한 응답을 복수 수신하는 것은, 스피커를 구성하는 스피커 유닛의 개수 및 종류를 결정하는 파라미터로 사용하기 위함이다.)할 수 있으며, 선호하는 스피커의 음질 특성에 대한 다른 질의로서, 중후한 음향을 선호하는지 또렷한 음향을 선호하는지에 대한 응답을 수신할 수 있다.
즉 본 발명에서는 상술한 실시 예와 같은 질의를 수행하여, 스피커의 기초 설계 데이터를 수집하도록 기능할 수 있는 것이고, 이렇게 수집된 기초 설계 데이터를 이용하여 스피커의 초기 레이아웃을 결정할 수 있게 된다.
구체적으로, 본 발명에서는 주요 구성으로서, 스피커에 대한 초기 레이아웃을 결정하도록 하는 초기 레이아웃 결정부(12)를 포함하고, 이러한 초기 레이아웃 결정부(12)의 기능 수행에 의하여, 전술한 기 설정된 인공지능 알고리즘에 의하여 전술한 기초 설계 데이터 수집부(11)에서 수집된 기초 설계 데이터를 기반으로 음향을 발생시키는 스피커 유닛, 전자회로로 구성되는 네트워크(또는 크로스 오버 네트워크, Cross over network) 및, 스피커 유닛과 네트워크가 내장되는 하우징의 역할을 하는 인클로저(Enclosure)를 포함하는 스피커의 구성 요소에 대한 초기 레이아웃을 결정하도록 한다.
이때 상술한 인공지능 알고리즘은, 스피커의 설치 장소에 대한 응답 및, 스피커의 선호 음질 특성에 대한 응답에 따라 설계 대상이 되는 스피커의 규격 및 스피커의 종류가 학습되어 있어, 스피커의 규격 및 스피커의 종류에 대응되는 스피커 유닛의 크기, 진동판의 형태, 진동판의 재질을 결정하여 스피커 유닛을 설계하고, 스피커 유닛에 대응되는 네트워크의 전자 회로를 설계하며, 설계된 스피커 유닛 및 설계된 네트워크를 내장할 수 있는 인클로저의 최적 크기 및 최적 형태를 설계하여 스피커에 대한 초기 레이아웃을 결정하도록 기능하는 머신러닝 모듈의 개념으로 이해될 수 있다.
일 실시 예로서 도 4를 참조하여 보면, 도 4의 200에서는 전술한 초기 레이아웃 결정부(12)의 기능 수행에 의하여, 스피커 유닛의 초기 레이아웃이 결정된 예가 도시되어 있다.
상술한 초기 레이아웃 결정부(12)에서는, 스피커 유닛의 초기 레이아웃으로서, 진동판, 더스트캡, 엣지, 바스켓, 스파이더, 마그넷, 요크, 폴피스, 보이스코일, 포머를 비롯한 스피커 유닛의 세부 구성 요소들에 대한 설계를 수행하는 것으로 이해될 수 있을 것이다.
이때, 상술한 진동판(Diaphram)은 진동판의 떨림에 의하여 공기를 밀어내며 소리를 내도록 기능하는 구성 요소로 이해될 수 있고, 초기 레이아웃 결정부(12)에서는 진동판의 형태(예를 들어, 콘 타입임지, 혼 타입인지, 돔 타입인지 등)를 결정하고, 진동판의 재질(종이인지, 경질듀라루민인지 티타늄합금인지 플라스틱인지 등)을 결정하도록 기능한다. 또한 상술한 더스트 캡(Dust cap)은 보이스 코일을 먼지로부터 보호하기 위한 구성 요소이며, 초기 레이아웃 결정부(12)에서는 스피커 유닛의 크기에 대응하는 더스트 캡의 형상과 크기를 결정하도록 기능한다.
또한 상술한 엣지(Edge)는 진동판을 바스켓에 유연하게 고정시키도록 하는 구성 요소이고, 초기 레이아웃 결정부(12)에서는 엣지의 재질(고무 및 섬유 중 어느 하나)을 결정하도록 기능한다. 또한 상술한 바스켓(Basket)은 진동판과 마그넷 등을 부착하여 고정시키도록 하는 프레임 워크에 해당하는 구성 요소이고, 상술한 초기 레이아웃 결정부(12)에서는, 바스켓의 형상, 크기, 곡률 및 재질을 결정하도록 기능한다.
또한 상술한 스파이더(Spider)는 보이스코일을 제자리에 고정시키고 자유롭게 움직이게 하는 주름진 골판지와 같은 구성 요소이고, 상술한 초기 레이아웃 결정부(12)에서는 스파이더의 형상, 크기 및 위치를 결정하도록 기능한다. 또한 상술한 마그넷(Magnet)은 보이스코일에 직류를 흘리는 영구 자석으로, 초기 레이아웃 결정부(12)에서는 영구 자석을 페라이트를 사용할지 네오디뮴을 사용할지를 결정하도록 기능한다. 또한 상술한 요크(Yoke)는 마그넷에서 자속을 이끌어 내는 자로를 의미하며, 초기 레이아웃 결정부(12)에서는 요크의 형상과 요크의 재질을 결정하도록 기능한다.
또한 상술한 폴피스(Pole piece)는 보이스코일에 의해 생성되는 자기장을 모아주는 기능을 하는 자기회로의 구성 요소로서, 상술한 초기 레이아웃 결정부(12)에서는 폴피스의 형상 및 크기를 결정하도록 기능한다. 또한 상술한 보이스코일은 콘이 앞뒤로 움직이게 자기장을 발생시키도록 하는 기능을 수행하며, 마그넷과 상호 작용하여 소리가 출력되도록 하는 구성 요소이고, 초기 레이아웃 결정부(12)에서는 보이스 코일의 보빈(또는 포머, Former) 사용 여부(예를 들어 1.5W이하의 저출력용 스피커는 보빈을 사용하지 않으며, 1.5W이상의 고출력용 스피커의 경우 보빈을 사용하도록 함)와, 보이스코일의 권폭, 보이스 코일의 형상(라운드형인지 스퀘어형인지 또는 리본형인지)와, 보이스코일의 재질, 턴(Tern)수 등을 결정하도록 기능한다.
한편 초기 레이아웃 결정부(12)에서는 스피커 유닛의 초기 레이아웃 뿐만이 아니라, 스피커의 네트워크에 대한 초기 레이아웃의 설계 및 인클로저의 초기 레이아웃에 대한 설계 또한 가능하다.
이에 대한 실시 예로서 도 5의 201에는 전술한 초기 레이아웃 결정부(12)의 기능 수행에 의하여 설계 대상이 되는 스피커의 네트워크에 대한 전자회로가 구성되어 있는 예가 도시되어 있고, 도 6의 202에는 전술한 초기 레이아웃 결정부(12)의 기능 수행에 의하여 설계 대상이 되는 스피커의 인클로저에 대한 초기 레이아웃이 도출된 예가 도시되어 있음을 알 수 있다.
이때 네트워크는 소리를 걸러주는 일종의 필터 역할을 수행하며, 네트워크의 차수는 소리를 몇 번 필터링 해주는가에 관련이 있으며, 일반적으로 차수가 높아질수록 커팅 주파수의 감쇄율이 높아지는 특성이 있다.
일 실시 예로서, 1차 네트워크는 전자회로 상에 콘덴서가 하나 있는 경우 1차 네트워크라고 하며, 컷팅 주파수 아래로 옥타브당 6dB의 음압 감쇄 특성을 가진다. 또한 2차 네트워크는 전자회로 상에 콘덴서 1개 코일이 1개 있는 경우를 2차 네트워크로 정의하며, 컷팅 주파수 아래로 옥타브 당 12dB의 음압 감쇄 특성을 가진다. 또한 3차 네트워크는 전자회로 상에 콘덴서와 코일이 3개 있는 경우를 3차 네트워크로 정의하며, 컷팅 주파수 아래로 옥타브당 18dB의 음압 감쇄 특성을 갖는다. 또한 4차 네트워크는 전자회로 상에 콘덴서와 코일이 총 4개 있는 경우를 4차 네트워크로 정의하며 컷팅 주파수 아래로 옥타브당 24dB의 음압 감쇄 특성을 갖는다.
이때 음압은 스피커에 1W의 전력을 공급했을 때 1m 앞에서 측정한 소리의 크기로 음압이 높을수록 작은 소리의 섬세함을 잘 표현할 수 있으나, 음압이 높아질 수록 잡음도 늘어난다는 단점이 있다.
이에 본 발명에서는 전술한 기초 설계 데이터 수집 시, 유저 단말(20)로 하여금 음압에 대한 질의로서, 섬세한 소리를 원하는지 또는 전력 공급 대비 큰 소리를 원하는지에 대한 추가 질의를 수행하여, 추가 질의에 대한 응답으로부터 네트워크의 차수를 설계하도록 기능할 수 있을 것이며, 본 발명은 이에 제한하지 않는다.
또한 초기 레이아웃 결정부(12)에서는 전술한 바와 같이 인클로저의 설계에도 관여할 수 있다. 일 예로, 인클로저는 가로, 세로, 깊이에 대한 비가 0.6:1:1.62의 비를 갖도록 하여(예를 들어 가로 145mm, 세로 260mm, 깊이 175mm) 설계될 수 있다.
물론 본 발명의 다른 실시 예에서는 인클로저는 스피커 드라이버의 진동판이 스파이더(또는 서스팬션)에 의해 움직일 수 있는 공기의 부피에 해당하는 값인 Vas, 자유 상태에서의 스피커 공진 주파수인 Fs, 공진 주파수에서 Q의 총합인 Qts의 파라미터로부터 스피커 인클로저의 부피(Vb), 인클로저의 공진 주파수(Fb), 주파수 응답이 3dB(기준의 1/2)이하로 떨어지는 지점의 주파수인 컷 오프 주파수(F3)로부터 EBP를 계산(EBP=Fs/Qes, 이때, Qes는 공진주파수에서의 전기적 서스팬션에 의한 제어값)하여, EBP가 90보다 큰 값이면 베이스 리플렉스 방식(인클로저에 덕트를 형성하여 구멍을 뚫어 놓은 형상)으로 설계하고, 90 이하이면 덕트가 형성되어 있지 않은 밀폐형 방식으로 설계하도록 하는 공지의 인클로저 설계 공식을 이용하도록 할 수도 있을 것이며 본 발명은 이에 제한하지 않는다.
즉 본 발명에서는 초기 레이아웃 결정부(12)에서 스피커의 주요 구성인 스피커 유닛, 네트워크 및 인클로저에 대한 초기 레이아웃이 스피커의 설계 방식이 학습된 인공지능 알고리즘에 의하여 자동 설계됨으로써, 스피커의 설계에 대한 지식이 전무한 유저라 하더라도, 스피커의 설계를 직접 수행할 수 있게 되는 효과가 있다.
한편 본 발명에서는 다른 주요 구성으로서, 전술한 초기 레이아웃 결정부(12)에서 스피커의 구성 요소에 대한 초기 레이아웃이 결정되면, 결정된 초기 레이웃에 스피커의 변형을 방지하기 위한 변형 방지 부재를 부가함으로써, 스피커에 대한 최종 레이아웃을 결정하는 최종 레이아웃 결정부(13)를 포함한다.
구체적으로 최종 레이아웃 결정부(13)에서는 초기 레이아웃 결정부(12)에서 결정된 스피커의 초기 레이아웃에 부가되는 변형 방지 부재로서, 탄소나노튜브(CNT, Carbon Nano Tube)를 스피커 유닛에 포함되는 진동판의 적어도 일 면에 적용하여 보이스 코일에 의해 발생하는 열 및, 반복적인 진동 운동에 따른 변형을 방지하도록 한다.
일 실시 예로서, 도 7을 참조하여 보면, 도 7의 210에서는 전술한 스피커 유닛의 초기 레이아웃 중, 진동판에 대응되는 영역에 탄소나노튜브가 적용된 예가 도시되어 있음을 알 수 있다.
이때, 상술한 탄소나노튜브는 예를 들어 필름 상으로 가공된 것이 이용될수 있으며, 에폭시 접착제를 이용하여 진동판의 적어도 일 면, 바람직하게는 양 면에 부착될 수 있다. 이러한 탄소나노튜브는 진동판에 적용될 시, 보이스코일에서 발생하는 열 에너지가 진동판으로 전달되는 경우, 진동판 전체에 열 에너지를 고르게 분포시키면서도, 열 변형이 적어 진동판이 열 에너지에 의해 변형되는 것을 방지하도록 하는 효과를 제공할 수 있다.
또한 상술한 탄소나노튜브는 특유의 기계적 강도와 유연성(예를 들어 탄소 섬유는 1%만 변형되어도 결합이 끊어지는 반면, 탄소나노튜브는 15%의 변형을 견디는 강도와 유연성이 있음)에 의하여, 진동판이 반복적인 진동 운동을 수행하는 것에 대한 저항력을 발휘할 수 있어 스피커 유닛의 열 변형 및 진동 변형을 최소화시킬 수 있다는 효과가 있다.
이때 본 발명의 다른 실시 예에서는, 상기 탄소나노튜브를 대체하여 탄소 동소체 중 하나이고, 탄소 원자들이 모여 2차원 평면을 이루고 있는 그래핀을 변형 방지 부재로서 사용할 수도 있을 것이며, 본 발명은 이에 제한하지 않는다.
또한 이에 더하여, 본 발명의 최종 레이아웃 결정부(13)에서는 전술한 변형 방지 부재와 함께 스피커의 이용 상 편의를 개선하기 위한 수단으로서, 스피커 유닛에서 요크를 지지하고 있는 하부 프레임을 간극이 형성된 이중 구조의 프레임으로 구성되도록 할 수도 있다.
구체적으로 도 8의 220을 동시 참조하여 설명하면, 본 발명에서는 요크를 제1 하부 프레임과 제2 하부 프레임으로 이루어진 이중 구조의 프레임으로 구성하되, 상호 대응되는 영역에 복수 개의 체결 홀이 마련되도록 하여 제1 하부 프레임과 제2 하부 프레임을 결속시키도록 한다.
다만 이때, 제1 하부 프레임에 형성된 체결홀인 제1 체결홀(h1)은 장축을 갖는, 즉 평면 위의 두 정점에서의 거리 합이 일정한 점들의 자취를 나타내는 타원 형상의 체결홀로서 마련하되, 장축의 방향이 타원의 중심을 향하도록 하는 위치에 형성하고, 제2 하부 프레임에 형성된 체결홀인 제2 체결홀(h2)은 평면 위의 한 점으로부터 일정한 거리에 있는 점들의 자취인 원 형상의 체결홀로 마련하도록 함이 바람직하고, 상술한 제1 체결홀(h1)과 제2 체결홀(h2)은 스프링부재가 끼움 결합된 체결 볼트를 이용해 결속시키도록 함이 바람직하다.
도 9에서는 전술한 이중 구조의 하부 프레임의 단면도와 함께, 제1 하부 프레임의 평면도(221A) 및 제2 하부 프레임의 평면도(221B)를 도시하였으며, 이들 평면도들(221A, 221B)로부터 제1 체결홀(h1)과 제2 체결홀(h2)의 구체적인 형상을 살펴볼 수 있다.
한편 이러한 체결홀들의 형상에 의하면, 스피커 유닛에서 발생하는 진동이 하부 프레임까지 전달되는 경우에 있어서, 제1 하부 프레임과 제2 하부 프레임에 결합된 체결 볼트가 제1 체결홀(h1)의 장축 범위 내에서 탄력적으로 유동되는 반면 체결 볼트의 끝 단부는 제2 체결홀(h2)에 단단히 고정되어, 외부 진동에 대한 구조적 안정성을 확보할 수 있고, 이를 통해 스피커 유닛에서 발생한 진동을 하부 프레임의 구조적 특징에 의하여 소산시킬 수 있기 때문에, 제2 하부 프레임으로 전달되는 진동수를 크게 감쇄시킬 수 있는 것이다.
즉 이에 따르면, 종래 불필요하게 스피커의 하부 측까지 전달되던 진동의 수를 저감 시키기 위하여, 스피커 구매 시, 부속 부재로서 고가의 방진 패드를 구매해야만 했던 문제를 해소하도록 하는 효과가 발휘될 수 있다.
또한 이에 더하여, 최종 레이아웃 결정부(13)에서는 제1 하부 프레임과 제2 하부 프레임의 상호 마주보는 내측 일면에 적어도 실리콘, 고무, 폴리우레탄 중 적어도 어느 하나를 포함하는 재질의 충격 흡수층을 부가하도록 하여, 스피커의 하부 측까지 전달되던 진동의 수를 더욱 저감하도록 기능할 수도 있을 것이며 본 발명은 이에 제한하지 않는다.
아울러, 도 9에는 명시적을 도시하지 않았으나, 제1 체결홀(h1) 및 제2 체결홀(h2)이 형성된 제1 하부 프레임과 제2 하부 프레임은 소정 두께를 갖도록 하고, 체결 볼트와 너트를 이용하여 제1 하부 프레임과 제2 하부 프레임을 결속시킴에 있어서, 체결 볼트의 머리부와 너트가 돌출되어 하부 프레임의 평탄화가 이루어지지 않는 문제를 해소하고자, 제1 체결홀(h1)과 제2 체결홀(h2)에 체결 볼트의 머리부와 체결 볼트의 바디부 끝단에 결합되는 너트의 결속 위치를 고정시키도록 하는 단턱부가 마련되어 있을 수도 있을 것이며 본 발명은 이에 제한하지 않는다.
다시 도 2로 돌아와서, 본 발명에서는 다른 주요 구성으로서 전술한 최종 레이아웃 결정부(13)에서 결정된 스피커의 최종 레이아웃의 산출물을 유저 단말(20)에 시뮬레이션 이미지로 제공하는 시뮬레이션 이미지 제공부(14)를 포함하도록 한다.
이때, 상술한 시뮬레이션 이미지 제공부(14)는, 최종 레이아웃을 기반으로 설계된 스피커의 3차원 모델링 이미지 파일을 제1 시뮬레이션 이미지로 제공하도록 하고, 3차원 모델링 이미지 파일에 대한 회전 뷰를 지원하여 유저가 최종 설계된 스피커의 외형을 면밀히 살펴볼 수 있도록 함이 바람직하다.
또한 이에 더 나아가 상술한 시뮬레이션 이미지 제공부(14)는 최종 레이아웃을 기반으로 설계된 스피커의 각 구성 요소들에 대한 분해도를 제공함과 아울러, 분해된 각 구성 요소들에 대한 조립 순서를 나타내는 조립도를 포함하는 이미지 파일을 제2 시뮬레이션 이미지로 제공하도록 함이 바람직하다.
즉 이는 자동 설계된 스피커의 내부 구성 요소를 유저 측에 상세히 제공함과 아울러, 유저가 내부 구성 요소를 구매하여 직접 스피커를 조립하는 경우에 있어서 제2 시뮬레이션 이미지를 통하여 전문가의 도움 없이 스스로 기 설계된 스피커에 대한 제작을 지원하기 위한 구성으로 이해될 수 있을 것이다.
물론 본 발명의 다른 실시 예에서는, 유저가 스피커를 직접 제작하기 어려운 경우를 대비하여, 기 연계된 스피커 제조 업체 측에 상술한 제2 시뮬레이션 이미지를 제공함으로써, 유저에게 맞춤화된 스피커가 주문 제작될 수 있도록 기능할 수도 있을 것이며, 본 발명은 이에 제한하지 않는다.
한편 본 발명에서는 기 설계된 스피커의 제작을 지원하기 위하여, 제2 시뮬레이션 이미지 제공 시, 최종 레이아웃에 기반한 스피커의 각 구성 요소를 구매할 수 있는 구매처에 대한 링크 정보를 함께 제공하여 유저가 스피커를 설계하고 스피커를 직접 조립하여 제작하는 과정에 이르는 프로세스에 대한 전반적인 지원이 이루어지도록 할 수도 있을 것이다.
물론 본 발명의 다른 실시 예에서는, 시뮬레이션 이미지 제공부(14)에 의해 제공된 시뮬레이션 이미지에서 편집 기능을 제공하여, 유저 단말(20)에서 스피커의 설계에 사용된 모든 구성 요소들 중 하나 이상의 구성 요소에 대한 변경이 수행될 수 있도록 할 수도 있을 것이며 본 발명은 이에 제한하지 않는다.
종합적으로 이상에서 설명한 천연 양모를 이용하여 저음 음질을 조절하고 방사형의 이중 울림통을 포함하는 스피커의 구조 및 음질의 특성에 따라 스피커의 구조를 자동 설계하는 인공지능 시스템에 의하면, 본 발명에서는 종래 사각형 등 평면 상으로 이루어진 인클로저의 일반적인 형상적 특징에 의해 내부와 외부의 음압 차이가 발생하여 음이 왜곡되는 문제를 해소하고자, 인클로저의 형태를 음압을 견디기 우수한 형태를 갖는 실린더와 같이 방사형 구조를 갖게 하여 음압 차이로 인한 음 왜곡 현상의 발생을 최소화하도록 하고, 이를 통해 음향 기기로서의 품질이 극대화된 스피커의 구조를 제안할 수 있게 된다는 효과가 있다.
또한 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 본 발명에서는 인클로저의 내부 공간 중 스피커 유닛에서 음향이 방출되는 경로로 설정된 일 면에 대향하는 타면에 천연 양모로 이루어진 내부 댐핑 층이 형성되도록 하여, 종래 스피커 유닛에서 방출되는 저음이 인클로저의 내부 벽면에 그대로 부딪혀 음이 변질되던 문제를 해소하도록 하는 효과가 있다.
또한 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 본 발명에서는 유저 단말로부터 스피커의 설치 장소 및 스피커의 선호 음질 특성에 대한 질의를 수행하여, 질의에 대한 응답을 기초로 유저에게 맞춤화 된 스피커의 구조를 자동 설계함으로써, 스피커의 설계 편의를 증진시키도록 하는 기술을 제공하도록 하는 효과가 있다.
또한 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 본 발명에서는 스피커의 설계에 대한 지식이 전무한 유저라 하더라도, 본인의 취향에 맞는 스피커의 설계안을 제공받을 수 있게 된다는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 본 발명에서는 유저의 니즈가 반영된 설계 데이터를 이용하여 스피커의 기초 레이아웃을 결정하는 것에서 나아가, 설계된 기초 레이아웃을 바탕으로, 스피커의 내구성을 증대하기 위한 변형 방지 부재 등이 자동 적용되도록 하여, 유지보수성이 증대되고, 수명이 증대된 스피커의 설계 및 제작을 지원하도록 하는 효과가 있다.
이상과 같이 실시 예들이 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
다음으로 도 10을 참조하여 보면, 도 10에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 컴퓨팅 장치의 내부 구성의 일 예를 도시하였으며, 이하의 설명에 있어서, 상술한 도 1 내지 9에 대한 설명과 중복되는 불필요한 실시 예에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 10에 도시한 바와 같이, 컴퓨팅 장치(10000)은 적어도 하나의 프로세서(processor)(11100), 메모리(memory)(11200), 주변장치 인터페이스(peripheral interface)(11300), 입/출력 서브시스템(I/O subsystem)(11400), 전력 회로(11500) 및 통신 회로(11600)를 적어도 포함할 수 있다. 이때, 컴퓨팅 장치(10000)은 촉각 인터페이스 장치에 연결된 유저 단말이기(A) 혹은 전술한 컴퓨팅 장치(B)에 해당될 수 있다.
메모리(11200)는, 일례로 고속 랜덤 액세스 메모리(high-speed random access memory), 자기 디스크, 에스램(SRAM), 디램(DRAM), 롬(ROM), 플래시 메모리 또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 메모리(11200)는 컴퓨팅 장치(10000)의 동작에 필요한 소프트웨어 모듈, 명령어 집합 또는 그밖에 다양한 데이터를 포함할 수 있다.
이때, 프로세서(11100)나 주변장치 인터페이스(11300) 등의 다른 컴포넌트에서 메모리(11200)에 액세스하는 것은 프로세서(11100)에 의해 제어될 수 있다.
주변장치 인터페이스(11300)는 컴퓨팅 장치(10000)의 입력 및/또는 출력 주변장치를 프로세서(11100) 및 메모리 (11200)에 결합시킬 수 있다.
프로세서(11100)는 메모리(11200)에 저장된 소프트웨어 모듈 또는 명령어 집합을 실행하여 컴퓨팅 장치(10000)을 위한 다양한 기능을 수행하고 데이터를 처리할 수 있다.
입/출력 서브시스템(11400)은 다양한 입/출력 주변장치들을 주변장치 인터페이스(11300)에 결합시킬 수 있다. 예를 들어, 입/출력 서브시스템(11400)은 모니터나 키보드, 마우스, 프린터 또는 필요에 따라 터치스크린이나 센서 등의 주변장치를 주변장치 인터페이스(11300)에 결합시키기 위한 컨트롤러를 포함할 수 있다. 다른 측면에 따르면, 입/출력 주변장치들은 입/출력 서브시스템(11400)을 거치지 않고 주변장치 인터페이스(11300)에 결합될 수도 있다.
전력 회로(11500)는 단말기의 컴포넌트의 전부 또는 일부로 전력을 공급할 수 있다. 예를 들어 전력 회로(11500)는 전력 관리 시스템, 배터리나 교류(AC) 등과 같은 하나 이상의 전원, 충전 시스템, 전력 실패 감지 회로(power failure detection circuit), 전력 변환기나 인버터, 전력 상태 표시자 또는 전력 생성, 관리, 분배를 위한 임의의 다른 컴포넌트들을 포함할 수 있다.
통신 회로(11600)는 적어도 하나의 외부 포트를 이용하여 다른 컴퓨팅 장치와 통신을 가능하게 할 수 있다.
또는 상술한 바와 같이 필요에 따라 통신 회로(11600)는 RF 회로를 포함하여 전자기 신호(electromagnetic signal)라고도 알려진 RF 신호를 송수신함으로써, 다른 컴퓨팅 장치와 통신을 가능하게 할 수도 있다.
이러한 도 10의 실시 예는, 컴퓨팅 장치(10000)의 일례일 뿐이고, 컴퓨팅 장치(11000)은 도 10에 도시된 일부 컴포넌트가 생략되거나, 도 10에 도시되지 않은 추가의 컴포넌트를 더 구비하거나, 2개 이상의 컴포넌트를 결합시키는 구성 또는 배치를 가질 수 있다. 예를 들어, 모바일 환경의 통신 단말을 위한 컴퓨팅 장치는 도 10에 도시된 컴포넌트들 외에도, 터치스크린이나 센서 등을 더 포함할 수도 있으며, 통신 회로(1160)에 다양한 통신방식(WiFi, 3G, LTE, Bluetooth, NFC, Zigbee 등)의 RF 통신을 위한 회로가 포함될 수도 있다. 컴퓨팅 장치(10000)에 포함 가능한 컴포넌트들은 하나 이상의 신호 처리 또는 어플리케이션에 특화된 집적 회로를 포함하는 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어 및 소프트웨어 양자의 조합으로 구현될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 방법들은 다양한 컴퓨팅 장치를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령(instruction) 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 특히, 본 실시 예에 따른 프로그램은 PC 기반의 프로그램 또는 모바일 단말 전용의 어플리케이션으로 구성될 수 있다. 본 발명이 적용되는 애플리케이션은 파일 배포 시스템이 제공하는 파일을 통해 이용자 단말에 설치될 수 있다. 일 예로, 파일 배포 시스템은 이용자 단말이기의 요청에 따라 상기 파일을 전송하는 파일 전송부(미도시)를 포함할 수 있다.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어구성요소의 조합으로 구현될 수 있다.
예를 들어, 실시 예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다.
또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다.
또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨팅 장치상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다.
소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시 예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시 예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광 기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다.
프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시 예들이 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시 예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (9)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 천연 양모를 이용하여 저음 음질을 조절하고 방사형의 이중 울림통을 포함하는 스피커의 구조에 있어서,
    음향을 발생시키는 스피커 유닛;
    전자 회로로 구성되는 네트워크; 및,
    상기 스피커 유닛과 상기 네트워크가 내장되도록 내부 공간이 마련된 인클로저;를 포함하되,
    상기 인클로저의 형태는 둘 이상의 원통형 실린더가 서로 연통되도록 결합되어 외벽 및 내벽 중 적어도 어느 하나를 포함하는 벽체에 복수의 굴곡면이 형성되어 있는 형태를 갖도록 하고,
    상기 인클로저의 내부 공간 중, 상기 스피커 유닛에서 음향이 방출되는 경로로 설정된 일 면에 대향하는 타면에는 천연 양모가 배치되도록 하는 것을 특징으로 하는 천연 양모를 이용하여 저음 음질을 조절하고 방사형의 이중 울림통을 포함하는 스피커의 구조를 기반으로 음질의 특성에 따라 스피커의 구조를 자동 설계하는 인공지능 시스템에 있어서,
    유저 단말로부터 스피커의 설치 장소, 스피커의 선호 음질 특성에 대한 질의를 수행하여, 상기 유저 단말로부터 상기 질의에 대한 응답을 수신함으로써, 스피커 설계에 요구되는 기초 설계 데이터를 수집하는 기초 설계 데이터 수집부;
    기 설정된 인공지능 알고리즘에 의하여 수집된 기초 설계 데이터를 기반으로 상기 스피커 유닛, 상기 네트워크 및, 상기 인클로저를 포함하는 스피커의 구성 요소에 대한 초기 레이아웃을 결정하는 초기 레이아웃 결정부;
    상기 초기 레이아웃 결정부에서 스피커의 구성 요소에 대한 초기 레이아웃이 결정될 시, 결정된 초기 레이아웃에 변형을 방지하기 위한 변형 방지 부재를 부가함으로써, 스피커에 대한 최종 레이아웃을 결정하는 최종 레이아웃 결정부; 및,
    상기 최종 레이아웃 결정부에서 결정된 스피커의 최종 레이아웃을 상기 유저 단말에 시뮬레이션 이미지로 제공하는 시뮬레이션 이미지 제공부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 천연 양모를 이용하여 저음 음질을 조절하고 방사형의 이중 울림통을 포함하는 스피커의 구조를 기반으로 음질의 특성에 따라 스피커의 구조를 자동 설계하는 인공지능 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 기초 설계 데이터 수집부는,
    상기 스피커의 설치 장소에 대한 질의로서,
    스피커를 설치하는 장소의 용도, 스피커를 설치하는 장소의 규모에 대한 질의를 수행하여 상기 스피커의 설치 장소에 대한 응답을 수신하고,
    상기 스피커의 선호 음질 특성에 대한 질의로서,
    저역대, 중역대 및 고역대 중 하나 이상의 선호 음역대에 대한 질의를 수행하여 상기 스피커의 선호 음질 특성에 대한 응답을 수신하는 것을 특징으로 하는 천연 양모를 이용하여 저음 음질을 조절하고 방사형의 이중 울림통을 포함하는 스피커의 구조를 기반으로 음질의 특성에 따라 스피커의 구조를 자동 설계하는 인공지능 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 초기 레이아웃 결정부는,
    상기 스피커의 설치 장소에 대한 응답 및, 상기 스피커의 선호 음질 특성에 대한 응답을 고려하여 설계 대상이 되는 스피커의 규격 및 스피커의 종류를 결정한 후,
    상기 스피커의 규격 및 스피커의 종류에 대응되는 스피커 유닛의 크기, 진동판의 형태, 진동판의 재질을 결정하여 스피커 유닛을 설계하고, 상기 스피커 유닛에 대응되는 네트워크의 전자 회로를 설계하며, 설계된 스피커 유닛 및 설계된 네트워크를 내장할 수 있는 인클로저의 크기 및 형태를 설계하여 상기 스피커에 대한 초기 레이아웃을 결정하는 것을 특징으로 하는 천연 양모를 이용하여 저음 음질을 조절하고 방사형의 이중 울림통을 포함하는 스피커의 구조를 기반으로 음질의 특성에 따라 스피커의 구조를 자동 설계하는 인공지능 시스템.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 최종 레이아웃 결정부는,
    상기 결정된 초기 레이아웃에 부가되는 변형 방지 부재로서, 탄소나노튜브(CNT, Carbon Nano Tube)를 상기 스피커 유닛의 진동판의 적어도 일 면에 적용하여 보이스코일에 의해 발생하는 열 및, 반복적인 진동 운동에 따른 변형을 방지하도록 하는 것을 특징으로 하는 천연 양모를 이용하여 저음 음질을 조절하고 방사형의 이중 울림통을 포함하는 스피커의 구조를 기반으로 음질의 특성에 따라 스피커의 구조를 자동 설계하는 인공지능 시스템.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 최종 레이아웃 결정부는,
    상기 스피커 유닛에서 요크를 지지하고 있는 하부 프레임을, 간극이 형성된 이중 구조의 프레임으로 구성하되,
    제1 하부 프레임과 제2 하부 프레임은, 상호 대응되는 영역에 복수 개의 체결 홀이 마련되도록 하여, 상기 제1 하부 프레임과 상기 제2 하부 프레임이 결속되도록 하고,
    상기 제1 하부 프레임에 형성된 체결홀인 제1 체결홀은 타원 형상의 체결홀로 마련하고, 상기 제2 하부 프레임에 형성된 체결홀인 제2 체결홀은 원 형상의 체결홀로 마련하며, 상기 제1 체결홀과 상기 제2 체결홀을 스프링부재가 끼움 결합된 체결 볼트를 이용하여 결속시킴으로써, 불필요한 방향으로 전달되는 진동수가 감쇄되도록 하는 것을 특징으로 하는 천연 양모를 이용하여 저음 음질을 조절하고 방사형의 이중 울림통을 포함하는 스피커의 구조를 기반으로 음질의 특성에 따라 스피커의 구조를 자동 설계하는 인공지능 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 최종 레이아웃 결정부에서는,
    상기 제1 하부 프레임과, 상기 제2 하부 프레임의 상호 마주보는 내측 일 면에 적어도 실리콘, 고무, 폴리우레탄 중 적어도 어느 하나를 포함하는 재질의 충격 흡수층을 더 부가하도록 하는 것을 특징으로 하는 천연 양모를 이용하여 저음 음질을 조절하고 방사형의 이중 울림통을 포함하는 스피커의 구조를 기반으로 음질의 특성에 따라 스피커의 구조를 자동 설계하는 인공지능 시스템.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 시뮬레이션 이미지 제공부는,
    상기 최종 레이아웃을 기반으로 설계된 스피커의 3차원 모델링된 이미지 파일을 제1 시뮬레이션 이미지로 제공하고,
    상기 최종 레이아웃을 기반으로 설계된 스피커의 각 구성 요소들에 대한 조립 순서를 나타내는 이미지 파일을 제2 시뮬레이션 이미지로 제공하는 것을 특징으로 하는 천연 양모를 이용하여 저음 음질을 조절하고 방사형의 이중 울림통을 포함하는 스피커의 구조를 기반으로 음질의 특성에 따라 스피커의 구조를 자동 설계하는 인공지능 시스템.
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