KR200342183Y1 - 개인 머리전달함수 대응 바이노럴 입체 음향 녹음용 이어폰 시스템 - Google Patents

Abstract

본 고안은 헤드폰이나 이어폰을 이용하여 개인 머리전달함수에 상응하여 바이노럴 형태의 입체 녹음이 가능하도록 한 이어폰 시스템을 개시한다.

본 고안은 별도의 바이노럴 마이크로폰 시스템을 준비하지 않고도 개인 머리전달함수에 따른 바이노럴 입체 음향의 녹음이 가능한 이어폰 시스템을 제공하기 위하여 청취자의 귀에 밀접되는 이어폰 하우징의 외측에 마이크로폰이 설치된 바이노럴 입체 음향의 녹음이 가능한 이어폰 시스템을 제안한다.

이에 따라 본 고안은 별도의 바이노럴의 마이크로폰 세팅 없이 수음(收音) 가능하게 될 뿐 만 아니라, 특히 인종, 나이, 성별, 체격등 개인에 따른 머리전달 함수에 상응하는 차이를 보상하는 정위감과 공간감을 얻게되어 간편하게 바이노럴로 녹음된 음악을 바이노럴로 청취할 수 있게 되어 우수한 음질로 청취할 수 있게 됨과 아울러, 압박감과 피로감이 크게 감소되어 편리하게 사용할 수 있게 되는 효과가 있다.

Description

개인 머리전달함수 대응 바이노럴 입체 음향 녹음용 이어폰 시스템{Earphone System for Personal Head Transmission Function Correspondence Binaural Spatial Audio Recording}

본 고안은 개인 머리전달함수 대응 바이노럴 입체 음향 녹음용 이어폰 시스템에 관한 것으로 특히 이어폰을 이용하여 개인 전달 함수에 상응하여 바이노럴 형태의 입체 녹음이 가능하도록 한 이어폰 시스템에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이 중형 이상의 스피커로 양호한 주파수 특성의 스테레오 음향을 청취하려면 리스닝 룸의 크기가 일정 규모 이상이어야 하며, 흡음재등을 시설하여야 하므로 경제적 부담이 막대하게 될 뿐만 아니라, 특히, 주택가이거나 공동 주택인 대부분의 경우 큰 음량을 내는 것은 타인에게 불쾌감을 주게 되므로 음악을 즐기기 원하는 많은 이들에게 어려움을 주게 되었다.

더구나, 이러한 중형 스피커들은 가격 대비 성능(Cost Performance)면에서 매우 부담스러운 것이어서 음악 기호가들의 경제적 부담을 크게 가중시키고 있는 것이다.

그러므로, 근래에는 스피커에 비하여 약 6배 이하의 가격이면서도 고음질이며, 차음성이 우수하여 자유로이 고 음량으로 음악을 즐길수 있으며, 리스닝 룸이나 방음 시설이 불필요한 이어폰의 사용이 크게 확대되었다.

반면에 이러한 이어폰을 메인 시스템으로 할 경우에는 오디오의 전송이론상 스테레오포닉 시스템(Streophonic System)이 아닌 바이노럴(Binaural System)이 되는 것이나, 대부분의 음악은 스테레오포닉 시스템으로 녹음된 것이어서, 음의 정위(定位)가 변화되고, 확산이나 방향등의 공간감이 매우 부자연스럽게 되어 장시간 듣게 되면 압박감과 피로감이 심화되는 문제점이 있는 것이다.

따라서, 이어폰에 적합한 바이노럴로 입체감을 얻기 위해서는 바이노럴의 마이크로폰 세팅으로 수음(收音)하는 것이 원칙이며, 이는 사람의 머리 모형과 같은 물체의 양 옆에 마이크로폰을 설치하되, 마이크로폰끼리의 간격은 사람의 머리 사이즈를 기준으로 할 것과 마이크로폰의 지향성은 무 지향성에 가까운 것으로 할 것등이 조건으로 제시되어 있다.

이와 같이 하여 수음된 음성 신호를 재생시켜 이어폰으로 청취하면 이론상으로는 음의 정위(定位)나 확산, 방향등 공간감이 매우 자연스러운 입체감이 되어야 하나, 실제로는 인종, 나이, 성별, 체격등 개인에 따라 머리전달함수에 차이가 발생되어 만족스러운 개인에 따라 음의 정위(定位)나 공간감을 얻기 어렵게 되는 문제점이 있을 뿐만 아니라, 청취를 원하는 음악마다 별도의 바이노럴 마이크로폰 시스템을 준비하여 녹음 작업을 하여야 하는 문제점이 있는 것이다.

본 고안의 목적은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 별도의 바이노럴 마이크로폰 시스템을 준비하지 않고도 개인 머리전달함수에 따른 바이노럴 입체 음향의 녹음이 가능한 이어폰 시스템을 제공함에 있다.

도 1은 본 고안에 의한 바이노럴 입체 음향 녹음용 이어폰 작동 개념을 보인 설명도.

도 2는 본 고안에 의한 이어폰 시스템의 구성을 보인 종단면도.

※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※

21:이어폰 스피커

21':와이어

22:차음벽

23:마이크로폰

24:방풍캡

25:하우징

이러한 본 고안의 목적은 청취자의 귀에 밀접되는 이어폰 하우징의 외측에 마이크로폰이 설치된 개인 머리전달함수 대응 바이노럴 입체 음향의 녹음이 가능한 이어폰 시스템을 제안한다.

이에 따라 본 고안은 별도의 바이노럴의 마이크로폰 세팅 없이 수음(收音) 가능하게 될 뿐 만 아니라, 특히 인종, 나이, 성별, 체격등 개인에 따른 머리전달 함수에 상응하는 차이를 보상하는 정위감과 공간감을 얻게되어 간편하게 바이노럴로 녹음된 음악을 바이노럴로 청취할 수 있게 되어 우수한 음질로 청취할 수 있게 됨과 아울러, 압박감과 피로감이 크게 감소되어 편리하게 사용할 수 있게 되는 효과가 있다.

이러한 본 고안을 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1에 본 고안에 의하여 청취자가 머리전달함수(Head Related Transfer Function)를 이용하여 녹음하고 재생하는 개념을 도시하였으며,

마이크로폰(12,13)에 의하여 청취자의 고막위치에서 수집한 음향을 녹음수단(14)에 의하여 녹음하여 이어폰(15,16)으로 재생하도록 한 바이노럴 녹음 시스템을 도시하였다.

이는 청취자(11)의 고막 위치에서 수집한 음향을 동일한 위치에서 재생하여 고막에 전달하게 되는 것이므로, 청취자(11)가 실제 듣게 되는 음의 정위(定位)와, 공간감을 그대로 전달할 수 있게 되는 것이다. 여기서 청취자(11)은 동일한 사람으로 이해하여야 한다.

이러한 개념을 구현한 본 고안에 의한 이어폰을 도2로 도시하였다.

이에서 볼 수 있는 바와 같이 본 고안에서는 청취자의 귀에 밀접되는 이어폰 스피커(21)와, 이어폰 스피커(21) 및 이에 전력을 공급하기 위한 와이어(21')가 매설되며, 전면에 음방출공이 형성된 하우징(25)을 구비하여서 된 공지의 것에 있어서, 스피커(21)의 외측에 설치된 차음벽(22) 및 무지향성 마이크로폰(23), 방풍캡(24) 그리고 와이어(21')가 매설하여서 된 것이다.

이와 같이 된 본 고안은 이어폰 스피커(21)의 와이어(21')에 연결된 플러그로 재생 출력 신호가 인가되어 이어폰으로 사용하게 됨은 물론이려니와, 특히 녹음시 녹음 수단의 입력단에 마이크로폰(23)의 와이어(21')가 연결되어 바이노럴 시스템으로 녹음하게 되는 것이다.

즉, 본 고안에서는 청취자의 양 고막에 이어폰을 끼우면 마이크로폰(23)이 청취자가 실제로 음악을 듣게 되는 고막 위치에 근접하여 설치되어 있다.

이러한 마이크로폰(23)은 무지향성이므로, 고막으로 청취자가 듣게 되는 음향 상태와 마이크로폰(23)으로 수집되는 음향 신호가 동일한 음의 정위(定位)와, 확산이나 방향등의 공간감으로 되는 것이며, 이러한 음향 신호는 와이어(21')를 통하여 녹음수단으로 전달되어 2채널로 녹음되는 것이다.

이러한 녹음과정에서 필요에 따라 자동음량조절회로와, 신호의 증폭이나 전송 과정에서 생기는 변형을 보정(補正)하기 위하여 증폭이나 전송로에 삽입하고, 그 특성을 종합해서 균일화하기 위한 등화기(等化器, equalizer)등을 사용하며, 실제로는 모든 방향의 머리전달함수를 합산하여 구하는 것이 바람직하다.

이와 같이 하여 녹음수단으로 녹음된 음향 신호는 즉시 재생하여 청취자의 이어폰에 연결된 와이어(21')로 공급하거나 필요한 시기에 재생할 수 있음은 물론이다.

특히, 이와 같이 하여 녹음수단에 녹음된 내용은 필요에 따라 카세트 테이프나 CD등의 저장 매체에 저장하여 필요한 시기에 필요한 장비로 재생하여 청취할 수 있으며, 일단 녹음수단에 저장된 내용은 마이크로폰(23)이 내장되지 않은 일반적인 이어폰만으로 재생할 수 있으므로, 널리 보급가능하다.

이러한 경우에 본 고안에서는 바이노럴(Binaural System)으로 녹음된 음악을 바이노럴 시스템인 이어폰으로 청취하게 되는 것이므로, 음의 정위(定位)가 정확하며, 확산이나 방향등의 공간감이 실제의 음악 연주회에서와 동일한 상태가 되어 장시간 듣더라도 압박감과 피로감이 거의 없게 되는 것이며, 이상적인 입체 음악 감상이 가능하게 되는 것이다.

또한, 본 고안에서는 녹음수단의 내부 구성으로 음량자동조절회로와 등화기를 예시하였으나, 기타 여러 음향 처리 수단을 사용할 수 있음은 물론이다.

이상과 같은 본 고안은 특히 별다른 시스템을 준비하지 않고도 본 고안에 의한 이어폰에 부설된 마이크로폰(23)에 통상의 녹음수단을 연결하는 것 만으로 간단하게 인종, 나이, 성별, 체격등 개인에 따른 머리전달함수에 상응하는 차이를 보상하는 바이노럴 시스템으로 녹음이 가능하게 되는 것이고, 이를 본 고안에 의한 이어폰이나 일반적인 이어폰으로 재생하여 편리하게 사용할 수 있게 되는 것이어서, 바이노럴 녹음 시스템을 저가로 구축할 수 있게 되는 효과가 있는 것이며, 재생시 실제의 청취자가 실제로 듣게 되는 입체 음향과 음의 정위(定位)가 정확히 일치하며, 확산이나 방향등의 공간감이 정확한 양질의 입체 음향으로 재생할 수 있는 효과가 있는 것이다.

이에 따라 본 고안은 공연 실황등 현장감이 필요한 분야, 강연, 강의등 명료한 음향 녹음이 필요한 분야등에서 탁월한 성능을 제공할 수 있게 된다.

Claims (3)

1. 청취자의 귀에 밀접되는 이어폰 스피커(21)와, 이어폰 스피커(21) 및 이에 전력을 공급하기 위한 와이어(21')가 매설되며, 전면에 음방출공이 형성된 하우징(25)을 구비하여서 된 공지의 것에 있어서, 상기 이어폰 스피커(21)의 외측에 차음벽(22)과, 무 지향성 마이크로폰(23), 방풍캡(24)을 순차 설치하며, 하우징(25)에 와이어(21')가 매설된 개인 머리전달함수 대응 바이노럴 입체 음향의 녹음이 가능한 이어폰 시스템.
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