KR200249355Y1 - 차량용 스테레오 음향 재생을 위한 스피커 배치를 갖춘차량 - Google Patents

Abstract

본 고안은 차량 내에서 모든 승객에게 좌우 균형 잡힌 스테레오 음향을 제공할 수 있는 차량용 스테레오 음향 재생을 위한 스피커 배치와 신호처리기 및 이들을 갖춘 차량에 관한 것이다. 본 고안은 차량 내에서 모든 승객에게 좌우 균형 잡힌 스테레오 음향을 제공하는 데에 그 목적이 있다. 본 고안에 따른 복수개의 스피커가 설치된 대시보드를 갖춘 차량은, 상기 차량의 상기 대시보드의 중앙의 왼쪽에 설치되어 오른쪽 스테레오 신호를 입력받는 제1 스피커와, 상기 차량의 상기 대시보드의 중앙의 오른쪽에 설치되어 왼쪽 스테레오 신호를 입력받는 제2 스피커를 더 포함하는 대시보드를 갖추고 있다.

Description

차량용 스테레오 음향 재생을 위한 스피커 배치를 갖춘 차량{Vehicle having speaker configuration for stereo sound reproduction}

본 고안은 차량용 스테레오 음향 재생을 위한 스피커 배치를 갖춘 차량에 관한 것으로서, 특히 차량 내에서 모든 승객에게 좌우 균형 잡힌 스테레오 음향을 제공할 수 있는 차량용 스테레오 음향 재생을 위한 스피커 배치를 갖춘 차량에 관한 것이다.

도 1은 종래의 스테레오 스피커를 사용하여 스테레오 음향을 재생하는 것을 도시한 도면이다. 도 1과 같이 두 개의 스피커(11, 12)를 떨어뜨려서 앞에 두고 스피커(11, 12)를 통해 소리를 내면 사람은 두 스피커(11, 12) 사이의 어떤 점에서 음원(13)이 있는 것으로 느끼게 된다. 이때에, 두 스피커(11, 12)의 음량이 같으면, 두 스피커(11, 12) 사이의 한가운데에 음원(13)이 있는 것으로 느끼며, 한 쪽을 크게 틀수록 음원(13)은 그 쪽으로 치우쳐 존재하는 것으로 느끼는 것이다. 따라서, 스테레오 스피커(11, 12)에서 같은 거리에 위치한 청취자는 2개의 스피커 사이를 잇는 선상에 좌우 균형 잡힌 스테레오 음향을 자연스럽게 느낄 수 있다. 그러나, 다수의 사람이 있을 때에는 두 스피커(11, 12)를 한 변으로 하는 정삼각형의 꼭지점에 앉은 사람만이 스테레오음향의 효과를 느낄 수 있고, 다른 사람들은 자신에게 가까운 쪽 스피커로 모든 음이 치우쳐 들리게 된다.

도 2는 종래의 멀티채널 스피커를 사용하여 승용차에서 스테레오 음향을 재생하는 것을 도시한 도면이다. 도 2와 같은 종래의 카오디오 스피커 배치를 보면 많은 스피커의 수(6∼11개)에도 불구하고 운전자 및 모든 승객들의 위치가 정 중앙이 아니다. 따라서, 도 1에서와 같이 사람의 위치가 정 중앙이 아니기 때문에 좌우 균형 잡힌 스테레오 음향을 느낄 수 없게 된다. 또한, 스테레오 신호는 전방 ±30°에 배치된 좌우 스피커의 재생을 위해 만들어지지만 도 2와 같은 현재의 카오디오 스피커 배치는 이러한 스테레오 신호를 모든 승객들에게 비대칭으로 배치된 좌측 전후면 스피커, 우측 전후면 스피커를 통해 동시에 재생하기 때문에 도 1에서 느낄 수 있는 좌우 균형 잡힌 스테레오 음향을 어느 누구도 느낄 수 없다. 이러한종래의 카오디오 스피커 배치는 스테레오 신호를 정 중앙에 있지 않은 모든 승객에게 전후방에서 동시에 재생하기 때문에 좌우 균형 잡힌 스테레오 음향을 어느 누구에게도 제공할 수 없다는 문제점이 있었다.

도 3A와 3B는 종래의 고급 승용차에서 한 사람에게 스테레오 음향을 제공하기 위한 신호지연의 개념도이다. 이는 운전자 또는 귀빈 한 사람에게만 스테레오 음향을 제공하기 위한 신호지연처리의 개념이다. 이상적인 스테레오 청취는 모든 스피커가 청취자로부터 동일한 거리에 있어야 한다. 따라서, 청취자를 원점으로 하고 가장 먼 스피커까지의 거리를 반지름으로 하는 원을 그려 가장 먼 스피커보다 가까이에 위치한 모든 스피커의 입력신호는 원주 상에 가상으로 위치될 수 있도록 지연처리를 한다. 이 기술은 2인 이상의 승객에게는 지연 값을 정할 수가 없기 때문에 한 명으로 한정될 수밖에 없는 문제점이 있었다. 자동차 실내 음향 환경은 일반 청취실과는 달리 공간상으로 좁은 장소에 시트 등의 흡음재, 유리창 등의 반사재 및 갖가지 액세서리 등이 배치되어 있어 잔향 시간 및 주파수 특성이 매우 열악하다. 따라서, 이러한 음향환경을 개선하기 위해서는 잔향 신호 처리가 필수적인데, 실제 홀에서 듣는 잔향 효과를 얻기 위해서는 전면 스피커에 실제 무대 전면에서 발생되는 초기 반사음을 부가하여야하며, 후면 스피커에는 실제 무대 뒷면에서 발생되는 후부 잔향음을 부가하여야 한다. 하지만, 기존의 차량용 오디오에서는 모든 스피커에 동일한 잔향 신호를 부가하였다.

상기 문제점을 해결하기 위한 본 고안은 차량 내에서 모든 승객에게 좌우 균형 잡힌 스테레오 음향을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

도 1은 스테레오 스피커를 사용하여 스테레오 음향을 재생하는 것을 도시한 도면.

도 2는 종래의 멀티채널 스피커를 사용하여 승용차에서 스테레오 음향을 재생하는 것을 도시한 도면.

도 3A와 3B는 종래의 고급 승용차에서 한 사람에게 스테레오 음향을 제공하기 위한 신호지연의 개념도.

도 4A는 실내에서의 음향 재생을 도시한 도면.

도 4B는 초기 반사음 및 후부 잔향음의 시간에 따른 크기의 변화를 도시한 도면.

도 5는 본 고안의 실시예를 위한 차량용 스피커의 제1 배치를 도시한 도면.

도 6은 본 고안의 실시예를 위한 차량용 스피커의 제2 배치를 도시한 도면.

도 7은 본 고안의 실시예를 위한 차량용 스피커의 제3 배치를 도시한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11, 12, 14a, 14b, 14c, 14d, 15a, 15b, 15c, 15d : 스테레오 스피커

13 : 사람이 느끼는 음원의 위치 16, 17 : 우퍼

21 : 제1 좌측 스피커 22 : 제1 우측 스피커

23 : 제2 좌측 스피커 24 : 제2 우측 스피커

25, 35, 45 : 제1 후면 스피커 26, 36, 46 : 제2 후면 스피커

31a, 41a : 제1 좌측 저주파수 스피커

31b, 41b : 제1 좌측 고주파수 스피커

32a : 제1 우측 저주파수 스피커 32b : 제1 우측 고주파수 스피커

33a : 제2 좌측 저주파수 스피커 33b : 제2 좌측 고주파수 스피커

34a, 44a : 제2 우측 저주파수 스피커

34b, 44b : 제2 우측 고주파수 스피커

37 : 초저음 후면 스피커 42 : 제1 우측 트위터(tweeter)

43 : 제2 좌측 트위터(tweeter)

본 고안의 관점에 따른 복수개의 스피커가 설치된 대시보드를 갖춘 차량은, 상기 차량의 상기 대시보드의 중앙의 왼쪽에 설치되어 오른쪽 스테레오 신호를 입력받는 제1 스피커와, 상기 차량의 상기 대시보드의 중앙의 오른쪽에 설치되어 왼쪽 스테레오 신호를 입력받는 제2 스피커를 더 포함하는 대시보드를 갖추고 있다.

도 4A는 실내에서의 음향 재생을 도시한 도면이고, 도 4B는 초기반사음 및 후부 잔향음의 시간에 따른 크기의 변화를 도시한 도면이다. 차량 안에서 실재 홀에서 듣는 잔향효과를 얻기 위해서는 차량의 전면에 배치된 전면 스피커에는 실제 무대 전면에서 발생되는 초기 반사음을 부가하고, 차량의 후면에 배치된 후면 스피커에는 실재 홀의 뒤쪽에서 반사되는 후부 잔향음을 부가한다. 그러면, 차량 안에 있는 사람에게는 홀 안에 있는 것 같은 느낌을 줄 수 있다.

도 5는 본 고안의 실시예를 위한 차량용 스피커의 제1 배치를 도시한 도면이다. 제1 좌측 스피커(21)는 차량의 전단의 왼쪽에 설치되어 있고, 제2 우측 스피커(24)는 차량의 전단의 오른쪽에 설치되어 있다. 제1 좌측 스피커(21)와 제2우측 스피커(24)는 기존의 차량에 배치되어 있는 스피커이다. 여기에, 제1 우측 스피커(22)와 제2 좌측 스피커(23)가 각각 전단의 중앙에 부가 설치되어 있는데, 제1 좌측 스피커(21) 및 제2 우측 스피커(24)와 같은 기존의 다른 스피커들과 동일한 높이에 설치되어 있다. 제1 우측 스피커(22)와 제2 좌측 스피커(23)는 풀-레인지(full-range) 스피커이다. 그리고, 각각의 스피커들(21, 22, 23, 24)은 일정한 방향성을 가지도록 설치되어 있는데, 제1 좌측 스피커(21)와 제1 우측 스피커(22)는 앞좌석의 좌측의자 쪽을 향해 있고, 제2 좌측 스피커(23)와 제2 우측 스피커(24)는 앞좌석의 우측의자 쪽을 향해 있다.

제1 좌측 스피커(21)와 제2 좌측 스피커(23)는 초기 반사음이 부가된 좌측신호(L)를 입력받고, 제1 우측 스피커(22)와 제2 우측 스피커(24)는 초기 반사음이 부가된 우측신호(R)를 입력받는다. 따라서, 중앙에 설치된 한 조의 제1 우측 스피커(22)와 제2 좌측 스피커(23)로 인하여 동일한 시간에 좌우 스테레오 신호가 모든 승객에게 도달된다.

제1 후면 스피커(25)와 제2 후면 스피커(26)는 기존의 차량에 배치되어 있는 스피커들이고, 전면 스테레오 스테이지 효과를 보충하기 위한 것이다. 제1 배치에서는 제1 후면 스피커(25)와 제2 후면 스피커(26)를 우퍼로 사용한다. 제1 후면 스피커(25)는 차량의 왼쪽 뒷좌석의 뒤쪽에 설치되어 있다. 제2 후면 스피커(26)는 오른쪽 뒷좌석의 뒤쪽에 설치되어 있다. 음향 신호가 제1 후면 스피커(25)와 제2 후면 스피커(26)에 입력되기 전에 지연기를 통하여 신호를 지연시킴으로써 제1 후면 스피커(25)와 제2 후면 스피커(26)는 지연된 좌우 스테레오 신호를 출력하여 후면에 음상이 정위되는 부작용을 방지한다, 또한, 음향 신호가 제1 후면 스피커(25)와 제2 후면 스피커(26)에 입력되기 전에 후부 잔향음이 부가되고 중저음 대역 통과 필터링과 잔향 신호처리를 수행하여 박진감 있는 중저음의 사운드를 재생하여 극장에서 느낄 수 있는 서라운드 감을 제공한다.

따라서, 제1 배치는 모든 승객에게 좌우 균형 잡힌 완벽한 스테레오 음향을 제공한다. 즉, 제1 배치는 도 2와 같은 종래의 차량용 스피커 배치에 따른 스테레오 음향 재생의 문제점을 극복하고, 기존의 차량용 스피커 배치 방식으로 인한 스테레오 스테이지 감 결여 문제를 근본적으로 해결할 수 있다.

도 6은 본 고안의 실시예를 위한 차량용 스피커의 제2 배치를 도시한 도면이다. 제2 배치는 기본 개념에 있어서 제1 배치와 같으나, 고주파수 스피커와 저주파수 스피커로 분리된 2-웨이(2-way) 방식의 스피커를 사용하거나 고주파수 스피커와 저주파수 스피커가 동축으로 묶여서 제작된 동축(Coaxial) 스피커를 사용한다는 것이 다르다. 제1 좌측 저주파수 스피커(31a)와 제1 좌측 고주파수 스피커(31b)는 차량의 전단의 왼쪽에 설치되어 있고, 제2 우측 저주파수 스피커(34a)와 제2 우측 고주파수 스피커(34b)는 차량의 전단의 오른쪽에 설치되어 있다. 제1 좌측 저주파수 스피커(31a)와 제1 좌측 고주파수 스피커(31b)와 제2 우측 저주파수 스피커(34a)와 제2 우측 고주파수 스피커(34b)는 기존의 차량에 배치되어 있는 스피커이다. 여기에, 제1 우측 저주파수 스피커(32a)와 제1 우측 고주파수 스피커(32b)와 제2 좌측 저주파수 스피커(33a)와 제2 좌측 고주파수 스피커(33b)는 각각 전단의 중앙에 부가 설치되어 있다. 제1 우측 저주파수 스피커(32a)와 제2 좌측 저주파수 스피커(33a)는 각각 제1 좌측 저주파수 스피커(31a) 및 제2 우측 저주파수 스피커(34a)와 같은 기존의 다른 스피커들과 같은 높이에 설치되어 있으며, 제1 우측 고주파수 스피커(32b)와 제2 좌측 고주파수 스피커(33b)는 각각 제1 좌측 고주파수 스피커(31b) 및 제2 우측 고주파수 스피커(34b)와 같은 기존의 다른 스피커들과 같은 높이에 설치되어 있다. 제1 우측 저주파수 스피커(32a)와 제1 우측 고주파수 스피커(32b)는 저주파수 스피커와 고주파수 스피커로 분리된 2-웨이(2-way) 방식의 스피커를 이루거나 고주파수 스피커와 저주파수 스피커가 동축으로 묶여서 제작된 동축(Coaxial) 스피커를 이루고, 제2 좌측 저주파수 스피커(33a)와 제2 좌측 고주파수 스피커(33b)도 저주파수 스피커와 고주파수 스피커로 분리된 2-웨이(2-way) 방식의 스피커를 이루거나 고주파수 스피커와 저주파수 스피커가 동축으로 묶여서 제작된 동축(Coaxial) 스피커를 이룬다. 그리고, 각각의 스피커들(31a, 31b, 32a, 32b, 33a, 33b, 34a, 34b)은 일정한 방향성을 가지도록 설치되어 있는데, 제1 좌측 저주파수 스피커(31a)와 제1 좌측 고주파수 스피커(31b)와 제1 우측 저주파수 스피커(32a)와 제1 우측 고주파수 스피커(32b)는 앞좌석의 좌측의자 쪽을 향해 있고, 제2 좌측 저주파수 스피커(33a)와 제2 좌측 고주파수 스피커(33b)와 제2 우측 저주파수 스피커(34a)와 제2 우측 고주파수 스피커(34b)는 앞좌석의 우측의자 쪽을 향해 있다.

제1 좌측 저주파수 스피커(31a)와 제1 좌측 고주파수 스피커(31b)와 제2 좌측 저주파수 스피커(33a)와 제2 좌측 고주파수 스피커(33b)는 초기 반사음이 부가된 좌측신호(L)를 입력받고, 제1 우측 저주파수 스피커(32a)와 제1 우측 고주파수 스피커(32b)와 제2 우측 저주파수 스피커(34a)와 제2 우측 고주파수 스피커(34b)는 초기 반사음이 부가된 우측신호(R)를 입력받는다. 중앙에 설치된 한 조의 제1 우측 저주파수 스피커(32a)와 제1 우측 고주파수 스피커(32b)와 제2 좌측 저주파수 스피커(33a)와 제2 좌측 고주파수 스피커(33b)로 인하여 동일한 시간에 좌우 스테레오 신호가 모든 승객에게 도달된다.

제1 후면 스피커(35)와 제2 후면 스피커(36)와 초저음 후면 스피커(37)는 기존의 차량에 배치되어 있는 스피커들이고, 전면 스테레오 스테이지 효과를 보충하기 위한 것이다. 제2 배치에서는 제1 후면 스피커(35)와 제2 후면 스피커(36)와 초저음 후면 스피커(37)를 우퍼로 사용한다. 제1 후면 스피커(35)는 차량의 왼쪽 뒷좌석의 뒤쪽에 설치되어 있다. 제2 후면 스피커(36)는 오른쪽 뒷좌석의 뒤쪽에 설치되어 있다. 초저음 후면 스피커(37)는 차량의 가운데 뒷좌석의 뒤쪽에 설치되어 있다. 그리고, 음향 신호가 제1 후면 스피커(35)와 제2 후면 스피커(36)와 초저음 후면 스피커(37)에 입력되기 전에 지연기를 통하여 신호를 지연시킴으로써 제1 후면 스피커(35)와 제2 후면 스피커(36)와 초저음 후면 스피커(37)는 지연된 좌우 스테레오 신호를 출력하여 후면에 음상이 정위되는 부작용을 방지한다, 또한, 제1 후면 스피커(35)와 제2 후면 스피커(36)에는 음향 신호가 입력되기 전에 후부 잔향음이 부가되고 중저음 대역 통과 필터링과 잔향 신호처리를 수행하고, 초저음 후면 스피커(37)에는 음향 신호가 입력되기 전에 초저음 대역 통과 필터링을 수행하여 박진감 있는 중저음의 사운드를 재생하여 극장에서 느낄 수 있는 서라운드 감을 제공한다.

따라서, 제2 배치는 모든 승객에게 좌우 균형 잡힌 완벽한 스테레오 음향을 제공한다. 즉, 제2 배치는 도 2와 같은 종래의 차량용 스피커 배치에 따른 스테레오 음향 재생의 문제점을 극복하고, 기존의 차량용 스피커 배치 방식으로 인한 스테레오 스테이지 감 결여 문제를 근본적으로 해결할 수 있다.

도 7은 본 고안의 실시예를 위한 차량용 스피커의 제3 배치를 도시한 도면이다. 제3 배치는 기본 개념에 있어서, 제2 배치와 같으나, 인간이 소리의 방향성을 찾는 것은 고주파수 대역을 이용한다는 점에 착안하여 자동차 전면의 중앙에는 고주파수 스피커(트위터(tweeter))(42, 43)만을 사용한다는 것이 다르다. 제1 좌측 저주파수 스피커(41a)와 제1 좌측 고주파수 스피커(41b)는 차량의 전단의 왼쪽에 설치되어 있고, 제2 우측 저주파수 스피커(44a)와 제2 우측 고주파수 스피커(44b)는 차량의 전단의 오른쪽에 설치되어 있다. 제1 좌측 저주파수 스피커(41a)와 제1 좌측 고주파수 스피커(41b)와 제2 우측 저주파수 스피커(44a)와 제2 우측 고주파수 스피커(44b)는 기존의 차량에 배치되어 있는 스피커이다. 여기에, 제1 우측 트위터(tweeter)(42)와 제2 좌측 트위터(tweeter)(43)는 각각 전단의 중앙에 부가 설치되어 있는데, 제1 좌측 고주파수 스피커(41b) 및 제2 우측 고주파수 스피커(44b)와 같은 기존의 다른 스피커들과 같은 높이에 설치되어 있다. 제1 우측 트위터(tweeter)(42)와 제2 좌측 트위터(tweeter)(43)는 모두 방향성을 보정하기 위한 고주파수 스피커이다. 그리고, 각각의 스피커들(41a, 41b, 42, 43, 44a, 44b)은 일정한 방향성을 가지도록 설치되어 있는데, 제1 좌측 저주파수 스피커(41a)와 제1 좌측 고주파수 스피커(41b)와 제1 우측 트위터(tweeter)(42)는 앞좌석의 좌측의자 쪽을 향해 있고, 제2 좌측 트위터(tweeter)(43)와 제2 우측 저주파수 스피커(44a)와 제2 우측 고주파수 스피커(44b)는 앞좌석의 우측의자 쪽을 향해 있다.

제1 좌측 저주파수 스피커(41a)와 제1 좌측 고주파수 스피커(41b)와 제2 좌측 트위터(tweeter)(43)는 초기 반사음이 부가된 좌측신호(L)를 입력받고, 제1 우측 트위터(tweeter)(42)와 제2 우측 저주파수 스피커(44a)와 제2 우측 고주파수 스피커(44b)는 초기 반사음이 부가된 우측신호(R)를 입력받는다. 중앙에 설치된 한 조의 제1 우측 트위터(tweeter)(42)와 제2 좌측 트위터(tweeter)(43)로 인하여 동일한 시간에 좌우 스테레오 신호가 모든 승객에게 도달된다.

제1 후면 스피커(45)와 제2 후면 스피커(46)는 기존의 차량에 배치되어 있는 스피커들이고, 전면 스테레오 스테이지 효과를 보충하기 위한 것이다. 제3 배치에서는 제1 후면 스피커(45)와 제2 후면 스피커(46)를 우퍼로 사용한다. 제1 후면 스피커(45)는 차량의 왼쪽 뒷좌석의 뒤쪽에 설치되어 있다. 제2 후면 스피커(46)는 오른쪽 뒷좌석의 뒤쪽에 설치되어 있다. 그리고, 음향 신호가 제1 후면 스피커(45)와 제2 후면 스피커(46)에 입력되기 전에 지연기를 통하여 신호를 지연시킴으로써 제1 후면 스피커(45)와 제2 후면 스피커(46)는 지연된 좌우 스테레오 신호를 출력하여 후면에 음상이 정위되는 부작용을 방지한다, 또한, 제1 후면 스피커(45)와 제2 후면 스피커(46)에 음향 신호가 입력되기 전에 후부 잔향음이 부가되고 중저음대역 통과 필터링과 잔향 신호처리를 수행하여 박진감 있는 중저음의 사운드를 재생하여 극장에서 느낄 수 있는 서라운드 감을 제공한다.

따라서, 제3 배치는 모든 승객에게 좌우 균형 잡힌 완벽한 스테레오 음향을 제공한다. 즉, 제3 배치는 도 2와 같은 종래의 차량용 스피커 배치에 따른 스테레오 음향 재생의 문제점을 극복하고, 기존의 차량용 스피커 배치 방식으로 인한 스테레오 스테이지 감 결여 문제를 근본적으로 해결할 수 있다.

이상으로, 본 고안에 따른 실시예를 위한 제1 배치, 제2 배치, 제3 배치가 상세히 설명되었으므로, 이를 이용하여 이하 본 고안에 따른 바람직한 실시예를 도면 없이 간단히 설명한다.

<실시예>

제1 배치, 제2 배치 및 제3 배치들의 전방 스피커들이 처음부터 대시보드에 일체로 장착되어 있고, 그 대시보드를 차량에 설치한다. 물론, 제1 스피커는 차량의 대시보드의 중앙의 왼쪽에 설치되어 오른쪽 스테레오 신호를 입력받고, 제2 스피커는 차량의 대시보드의 중앙의 오른쪽에 설치되어 왼쪽 스테레오 신호를 입력받는다. 그 나머지는 본 고안에 따른 실시예를 위한 제1 배치, 제2 배치, 제3 배치에 대한 상술한 설명과 동일하다.

본 고안은 기존 자동차에서는 구현할 수 없었던 모든 승객에게 좌우 균형 잡힌 스테레오 음향을 제공할 수 있으며, 기존에 장착된 스피커를 최대한 사용하고 한 조의 부가 스피커를 장착함으로써 적은 비용으로도 손쉬운 설치가 가능하다. 자동차 설계 단계에서 본 고안이 제시한 스피커 배치와 함께 적용하면 완벽한 스테레오 음향을 제공하는 자동차 생산이 가능하게 된다. 본 고안은 좌우 스피커가 모든 승객에게 동일한 거리에 놓음으로써 정확한 스테레오 스테이지를 모든 승객에게 제공할 수 있다.

Claims (1)

1. 복수개의 스피커가 설치된 대시보드를 갖춘 차량에 있어서,

   상기 차량의 상기 대시보드의 중앙의 왼쪽에 설치되어 오른쪽 스테레오 신호를 입력받는 제1 스피커와,

   상기 차량의 상기 대시보드의 중앙의 오른쪽에 설치되어 왼쪽 스테레오 신호를 입력받는 제2 스피커를 더 포함하는 대시보드를 갖춘 것을 특징으로 하는 스테레오 음향 재생을 위한 차량.