KR200319771Y1 - 5.1, 6.1, 7.1채널 겸용 헤드폰 시스템 - Google Patents

Abstract

본 고안은 다채널 헤드폰에 관한 것으로서, 구체적으로는 음향기기에서 출력되는 음향신호가 5.1채널, 6.1채널, 7.1채널로 가변되어도 한 개의 헤드폰으로써 각 음향신호를 적절한 유닛으로 재생할 수 있는 다채널 헤드폰에 관한 것이다. 본 고안에 따르면, 음향기기의 출력신호와 헤드폰의 재생 유닛의 연결상태를, 조합된 스위치의 다양한 온/오프 작용에 의해 음향기기에서 나오는 종류별 채널 신호를 한 개의 헤드폰으로도 적절히 재생할 수 있게 된다.

Description

5.1, 6.1, 7.1채널 겸용 헤드폰 시스템 {Headphone system for both 5.1, 6.1 and 7.1 channels}

본 고안은 다채널 헤드폰에 관한 것으로서, 구체적으로는 음향기기에서 출력되는 음향신호가 5.1채널, 6.1채널, 7.1채널로 가변되어도 한 개의 헤드폰으로써 각 음향신호를 충실히 재생할 수 있는 다채널 헤드폰 시스템에 관한 것이다.

오디오 스피커 시스템은 초창기의 2채널에서 다채널(가령 5.1채널, 6.1채널, 7.1채널 등)로 급속히 발전하였다. 2채널 스피커 시스템은 전통적인 스테레오의 기본 구성인 좌우 각 1개씩의 스피커가 있는 것을 의미한다. 한편, 다채널 스피커 시스템은 종래의 좌우 스피커만 있는 것이 아니라, 앞왼쪽, 앞오른쪽, 센터, 뒤왼쪽, 뒤오른쪽 등 청취자의 주위를 둘러싸도록 스피커가 배치되는 시스템을 의미한다.

도1a, b, c에 다채널 스피커 중 5.1, 6.1, 7.1채널 시스템을 간략하게 도시하였다. 도1a에서 볼 때, 5.1채널 시스템은 음향기기(홈씨어터, DVD 플레이어, PC, 게임기 등)로부터 출력되는 오디오신호를 입체적으로 재생하기 위하여, 센터(C)ㆍ앞왼쪽(FL)ㆍ앞오른쪽(FR)ㆍ뒤왼쪽(RL)ㆍ뒤오른쪽(RR) 스피커와 우퍼(W)로 구성된다. 우퍼(woofer, subwoofer라고도 함)는 중저음 전용 재생기로서, 저음은 방향성이 없어 0.1채널로 간주하기 때문에, 도1과 같은 스피커 시스템을 5.1채널 시스템이라 부른다. 도1b에서, 6.1채널 시스템은 5.1채널 시스템에 청취자 뒤쪽으로 뒤쪽센터(RC) 스피커가 추가된 것이고, 도1c의 7.1채널 시스템은 5.1채널에 청취자 뒤쪽으로 서라운드 왼쪽센터(SLC)와 서라운드 오른쪽센터(SRC) 스피커를 추가한 것이다.

이러한 다채널 스피커로 음악을 듣거나 영화를 감상하려면 각 채널별로 음향신호가 각각 따로 재생되는 음향기기와 연결하거나 다채널 전용 디코더를 사용하여야 한다. 현재 DVD 플레이어, PC의 사운드카드, PlayStation II 게임기 등에서 다채널 음향재생을 지원하고 있다.

한편, 스피커 시스템이 아닌 머리에 쓰는 헤드폰에도 다채널을 적용하는 기술이 최근에 등장하였다. 헤드폰의 왼쪽 및 오른쪽 귀 부분에 각각 앞 좌우, 뒤 좌우, 센터, 우퍼(진동자로 많이 대체되어 사용됨)를 배열하였다. 다채널 헤드폰의 예를 도2에 도시한다.

도2는 현재 상품화되어 있는 다채널 헤드폰의 왼쪽 부분(20a)만 예시하고 있는 것으로, 앞왼쪽 유닛(FL), 뒤왼쪽 유닛(RL), 센터 유닛(C), 진동 유닛(Vib)이 내장되어 있다. 센터 유닛(C)과 진동 유닛(Vib)은 좌우가 동일한 채널로서 작용한다. 스피커 시스템에서의 우퍼신호는 보통 헤드폰에서는 진동자(Vib)에 의해 진동을 발생시키는 용도로 사용된다.

이와 같이, 종래의 5.1채널 헤드폰의 경우에는, 진동 유닛을 제외하면 좌우측 각각에 3개의 유닛(FR, RR, C1)(FL, RL, C2)이 장착되어 각 유닛에 지정된 특정 채널의 음향을 재생하는 방식이었다.

종래의 다채널 헤드폰에서와 같이 특정 유닛이 특정 채널의 음향만을 재생하는 것이 아니라, 가변적으로 특정 유닛이 다른 채널의 음향도 재생할 수 있다면 다채널 헤드폰 사용시 음향의 방향성을 한층 높일 수 있을 것이다.

이를 위해 본 출원인은, 음향기기에서 출력되는 음향신호가 5.1채널, 6.1채널, 7.1채널로 가변되어도 한 개의 다채널 헤드폰으로써 각 음향신호를 적절한 유닛으로 재생할 수 있는 다채널 헤드폰을 개발하였다.

도1a~c는 다채널 스피커 시스템의 개념도.

도2는 일반적인 다채널 헤드폰의 구성도.

도3은 일반적인 5.1채널 헤드폰의 음향기기와의 연결도.

도4는 본 고안에 따른 다채널 헤드폰 시스템의 구성을 나타내는 배선도.

<도면부호의 설명>

20: 5.1채널 헤드폰

22: 앰프

23: 잭/플러그

30: 다채널 헤드폰

40: 음향기기-헤드폰 중계수단

S1, S2, S3, S4, S5: 스위치

실시예

도3은 일반적인 5.1채널 헤드폰(20)의 대표적인 연결도를 나타낸다. 오른쪽 귀 부분에 FR, RR, C1, Vib1 유닛이 설치되어 있고, 왼쪽 귀 부분에 FL, RL, C2, Vib2 유닛이 설치되어 있음을 알 수 있다. 도3은 도2의 헤드폰(20)을 구동하기 위한 디코더(21) 및 증폭기(22)를 함께 도시한 배선도로서, "23"은 증폭기(22)와 헤드폰(20)을 접속하는 잭/플러그를 나타낸다. 앞에서도 언급하였지만, 도2, 도3에 나타낸 다채널 헤드폰에서는 일반적인 스피커 시스템에서와는 달리 별도의 우퍼는 설치되지 않고 대신에 좌우측에 각각 설치된 진동자(Vib1, Vib2)에 우퍼신호(W)를 인가하여 중저음을 진동으로 변환하여 인체에 자극을 준다.

물론, 도3에 나타낸 5.1채널 헤드폰(20)은 음향기기(21 및 22)에서 5.1채널 신호가 나오는 경우에 가장 충실하게 음향을 재생할 수 있다. 그러나, 음향기기에서 6.1 또는 7.1채널 신호가 나올 때에는 5.1채널 헤드폰(20) 하나로 충실하게 각 채널의 음향을 재현하기는 곤란하다.

이를 극복하기 위하여, 본 고안에서는 도4와 같이 구성되는 다채널 헤드폰 시스템을 개시한다. 다채널 음향기기에서는, 5.1채널의 경우에는 C, FR, FL, RR, RL, W 신호가 출력되고, 6.1채널의 경우에는 이들 각 신호에 추가되어 RC(rear center) 신호가 출력되며, 7.1채널의 경우에는 상기 6.1채널 신호의 RC 신호가 좌우로 각각 분리되어 SRC(surround right center) 및 SLC(surround left center) 신호가 출력된다.

또한, 이와같은 음향기기에서 출력되는 각 신호를 재생하는 본 고안에 따른 다채널 헤드폰(30)에는 오른쪽 귀 부분에는 앞쪽에 위치하는 유닛(이하, " 우 앞쪽 유닛"), 중간에 위치하는 유닛(이하, "우 중간 유닛"), 뒤쪽에 위치하는 유닛(이하, "우 뒤쪽 유닛"), 우 진동유닛이 설치되고, 왼쪽 귀 부분에는 좌 앞쪽 유닛, 좌 중간 유닛, 좌 뒤쪽 유닛, 좌 진동유닛이 설치된다.

음향기기와 헤드폰(30) 사이에는 음향기기에서 출력되는 각 채널 신호를 헤드폰의 적절한 유닛에 전달하여 재생토록 하는 중계수단(40)이 접속된다.

상기 중계수단(40)은, 상기 음향기기에서 5.1채널 신호가 출력될 때에는, 출력되는 C 신호를 헤드폰의 좌우 앞쪽 유닛에 동시에 전달하고, FL 및 FR 신호를 헤드폰의 좌우 앞쪽 유닛에 각각 전달하고, RL 및 RR 신호를 헤드폰의 좌우 뒤쪽 유닛에 각각 전달하고, W 신호를 헤드폰의 좌우 진동유닛에 동시에 전달하며,

상기 음향기기에서 6.1채널 신호가 출력될 때에는, 출력되는 C 신호를 헤드폰의 좌우 앞쪽 유닛에 동시에 전달하고, FL 및 FR 신호를 헤드폰의 좌우 앞쪽 유닛에 각각 전달하고, RL 및 RR 신호를 헤드폰의 좌우 중간 유닛에 각각 전달하고, RC 신호를 헤드폰의 좌우 뒤쪽 유닛에 각각 전달하고, W 신호를 헤드폰의 좌우 진동유닛에 동시에 전달하며,

상기 음향기기에서 7.1채널 신호가 출력될 때에는, 출력되는 C 신호를 헤드폰의 좌우 앞쪽 유닛에 동시에 전달하고, FL 및 FR 신호를 헤드폰의 좌우 앞쪽 유닛에 각각 전달하고, RL 및 RR 신호를 헤드폰의 좌우 중간 유닛에 각각 전달하고, SLC 및 SRC 신호를 헤드폰의 좌우 뒤쪽 유닛에 각각 전달하는 기능을 한다.

이상과 같은 기능을 실현하기 위하여 도4에 나타낸 중계수단(40)에는(설명의 편의를 위하여 음향기기에서 출력되는 신호가 7.1채널인 경우로 설명한다. 따라서, 5.1채널의 경우에는 SRC 및 SLC 신호가 없으며, 6.1채널의 경우에는 SRC 및 SLC 신호 대신에 하나의 RC 신호가 출력된다) 상기 음향기기의 FR, SRC, W, SLC, FL 신호의 출력단자를 각각 상기 헤드폰의 앞쪽, 뒤쪽, 진동 유닛에 연결하는 배선과; 상기 음향기기의 C 출력단자를 상기 헤드폰의 앞쪽 유닛에 연결하는 배선과; 상기 음향기기의 RR 출력단자와 상기 헤드폰의 우 중간 유닛을 단속적으로 연결하는 스위치 S2와; 상기 음향기기의 RL 출력단자와 상기 헤드폰의 좌 중간 유닛을 단속적으로 연결하는 스위치 S5와; 상기 음향기기의 RR 단자와 SRC 단자를 단속하는 스위치 S3과; 상기 음향기기의 RL 단자와 SLC 단자를 단속하는 스위치 S4와; 상기 음향기기의 SRC 단자와 SLC 단자를 서로 접속시키거나 분리시키는 스위치 S1이 설치된다.

이러한 구조하에서, 상기 음향기기에서 5.1채널 신호가 출력될 때에는(반복하지만, 이 때에는 SRC와 SLC 신호는 나오지 않는다), 음향기기에서 출력되는 RL 및 RR 신호가 각각 헤드폰(30)의 좌우 뒤쪽 유닛에서 재생되도록 스위치 S3 및 S4가 ON되고, S2와 S5가 OFF된다. 5.1채널의 경우에는 SRC와 SLC 신호는 나오지 않기 때문에 S1의 ON/OFF는 의미가 없다.

다음에, 상기 음향기기에서 6.1채널 신호가 나올 때에는, S3와 S4가 차단되고 S2와 S5가 ON되어, 음향기기에서 출력되는 RR 신호는 헤드폰의 우 중간 유닛으로 전달되고 음향기기의 출력 RL 신호는 헤드폰의 좌 중간 유닛으로 전달되며 음향기기의 RC 신호는 헤드폰의 좌우 뒤쪽 유닛 모두에 전달되어 재생된다(6.1채널의경우에는 SRC 또는 SLC가 아닌 RC 신호만 출력되므로, S1이 ON됨으로써 RC 신호가 헤드폰의 좌우 뒤쪽 유닛 모두에서 재생된다).

마지막으로, 상기 음향기기에서 7.1채널 신호가 나올 때에는, 음향기기로부터 SRC 신호와 SLC 신호가 모두 출력되므로 이들을 각각 재생하기 위하여 S1이 차단되며, S3와 S4가 차단되고 S2와 S5가 ON되어, 음향기기에서 출력되는 RR 신호는 헤드폰의 우 중간 유닛으로 전달되고, 음향기기의 출력 RL 신호는 헤드폰의 좌 중간 유닛으로 전달되고, 음향기기의 SRC 및 SLC 신호는 각각 우 뒤쪽 유닛 및 좌 뒤쪽 유닛으로 전달되어 재생된다.

도4의 배선도에서 각 스위치 옆에 부기된 숫자 "5.1, 6.1, 7.1"의 의미는 각각, S1이 닫히면 헤드폰(40)이 6.1채널로 작용하고 S1이 열리면 7.1채널로 작용하며, S2가 ON되면 6.1 또는 7.1채널로 작용하며, S3이 ON되면 5.1채널로 작용하며, S4가 ON되면 5.1채널로 작용하며, S5가 온되면 6.1 또는 7.1채널로 작용한다는 의미이다.

이상의 각 채널별 스위치의 작용을 아래 표에 정리하였다.

	S1	S2	S3	S4	S5
5.1채널	×	OFF	ON	ON	OFF
6.1채널	ON	ON	OFF	OFF	ON
7.1채널	OFF	ON	OFF	OFF	ON

이상에서와 같이 본 고안에서는 조합된 스위치의 온/오프 작용에 의해 음향기기에서 나오는 종류별 채널 신호를 한 개의 헤드폰으로도 충실하게 재생할 수 있게 된다.

상기 실시예에서 설명한 스위치 S1~S5는 수동으로 절환할 수 있는 기계식 스위치인 것으로 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 수동으로 조작하더라도 기계식 접점방식이 아닌, 기계식릴레이를 사용할 수도 있고 반도체릴레이(SSR)를 사용할 수도 있다. 또한, 수동으로 조작하는 대신에 음향기기에서 출력되는 채널신호의 종류를 감지하여 자동으로 스위칭을 하는 회로에 의해 자동으로 채널 전환을 할 수도 있다. 이러한 수동 및 자동 조작에 의한 스위칭 기술은 본 고안이 속하는 기술분야의 당업자에게 자명한 사항이다.

이상의 실시예는 본 고안의 기술사상을 구체적으로 실시한 하나의 예일 뿐 본 고안의 기술적 범위를 한정하는 예는 아니다. 본 고안의 권리범위는 첨부한 특허청구범위에 의해 결정되는 것이다.

이상에서와 같이 본 발명에 따르면, 하나의 다채널 헤드폰으로 5.1채널 음향기기 뿐만 아니라, 6.1채널 음향기기 및 7.1채널 음향기기에도 사용할 수 있으므로, 별도의 헤드폰을 쓰지 않더라도 충실한 음향재생(방향감, 입체감 있는 음향재생)의 효과를 얻을 수 있다.

Claims (4)

1. C, FR, FL, RR, RL, W신호를 포함하는 5.1채널 신호 및 C, FR, FL, RR, RC, RL, W신호를 포함하는 6.1채널 신호 및 C, FR, FL, RR, SRC, SLC, RL, W신호를 포함하는 7.1채널 신호를 출력하는 다채널 음향기기와; 이 음향기기에서 출력되는 각 채널 신호를 재생하는 다채널 헤드폰과; 음향기기와 헤드폰 사이에 위치하여 음향기기에서 출력되는 각 채널 신호를 헤드폰의 유닛에 전달하여 재생토록 하는 중계수단으로 구성되는 다채널 헤드폰 시스템으로서,

   상기 헤드폰은, 우측 귀 부분에 앞쪽 유닛, 중간 유닛, 뒤쪽 유닛을 포함하고, 좌측 귀 부분에 앞쪽 유닛, 중간 유닛, 뒤쪽 유닛을 포함하며,

   상기 중계수단은

   상기 음향기기에서 5.1채널 신호가 출력될 때에는, 출력되는 FL 및 FR 신호를 헤드폰의 좌우 앞쪽 유닛에 각각 전달하고, RL 및 RR 신호를 헤드폰의 좌우 뒤쪽 유닛에 각각 전달하며,

   상기 음향기기에서 6.1채널 신호가 출력될 때에는, 출력되는 FL 및 FR 신호를 헤드폰의 좌우 앞쪽 유닛에 각각 전달하고, RL 및 RR 신호를 헤드폰의 좌우 중간 유닛에 각각 전달하고, RC 신호를 헤드폰의 좌우 뒤쪽 유닛에 각각 전달하며,

   상기 음향기기에서 7.1채널 신호가 출력될 때에는, 출력되는 FL 및 FR 신호를 헤드폰의 좌우 앞쪽 유닛에 각각 전달하고, RL 및 RR 신호를 헤드폰의 좌우 중간 유닛에 각각 전달하고, SLC 및 SRC 신호를 헤드폰의 좌우 뒤쪽 유닛에 각각 전달하는 것을 특징으로 하는 5.1, 6.1, 7.1채널 겸용 헤드폰.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 재생수단은 상기 음향기기의 RR 출력단자와 상기 헤드폰의 SRC 유닛을 단속적으로 연결하는 스위치 S2와; 상기 음향기기의 RL 출력단자와 상기 헤드폰의 SLC 유닛을 단속적으로 연결하는 스위치 S5와; 상기 음향기기의 RR 단자와 SRC 단자를 단속하는 스위치 S3과; 상기 음향기기의 RL 단자와 SLC 단자를 단속하는 스위치 S4와; 상기 음향기기의 SRC 단자와 SLC 단자를 서로 접속시키거나 분리시키는 스위치 S1을 포함하며,

   상기 스위치 S1~S5는 음향기기에서 출력되는 채널 종류에 따라 아래 표와 같이 전환되는 것을 특징으로 하는 5.1, 6.1, 7.1채널 겸용 헤드폰.

   S1 S2 S3 S4 S5 5.1채널 × OFF ON ON OFF 6.1채널 ON ON OFF OFF ON 7.1채널 OFF ON OFF OFF ON
3. 청구항 1 또는 2에서, 상기 스위치 S1~S5는 수동으로 절환되는 기계식 또는 반도체식 스위치인 것을 특징으로 하는 5.1, 6.1, 7.1채널 겸용 헤드폰.
4. 청구항 1 또는 2에서, 상기 스위치 S1~S5는, 음향기기에서 출력되는 채널신호의 종류를 감지하여 자동으로 스위칭을 하는 전자회로에 의해 자동으로 절환되는 것을 특징으로 하는 5.1, 6.1, 7.1채널 겸용 헤드폰.