KR20070104897A - 향상된 음향 재생을 위한 오디오 디바이스 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 오디오 신호를 재생하기 위한 스피커를 포함하는 제1 오디오 경로와: 제1 주파수와 제2 주파수 사이에 놓이는 오디오 신호의 주파수 성분을 통과시키고(상기 제1 주파수는 상기 제2 주파수보다 더 낮음) 상기 제1 주파수보다 낮고 상기 제2 주파수보다 높은 오디오 신호의 주파수 성분을 감쇠하기 위한 대역-통과 필터(22)와, 대역-통과 필터링된 오디오 신호의 진폭을 검출하기 위한 검파기(23)와, 대역-통과 필터링된 오디오 신호의 진폭에 의한 제3 주파수를 갖는 주기 신호를 배가시키기 위한 곱셈기(24)와, 상기 배가된 주기 신호를 재생하기 위한 진동 디바이스(13)(여기서 제3 주파수는 실질적으로 진동 디바이스의 공진 주파수와 동일함)를 직렬로 포함하는 제2 오디오 경로를 포함하는 오디오 디바이스에 관한 것이다.

Description

향상된 음향 재생을 위한 오디오 디바이스{AUDIO DEVICE FOR IMPROVED SOUND REPRODUCTION}
본 발명은 오디오 신호의 더 높은 주파수 부분을 재생을 위한 스피커를 포함하는 제1 오디오 경로와 오디오 신호의 더 낮은 주파수 부분을 재생하기 위한 진동 디바이스를 포함하는 제2 오디오 경로를 포함하는 오디오 디바이스에 관한 것이다.
본 발명은 예컨대, 이동 전화기 또는 게임용 디바이스에 이용될 수 있다.
미국 특허번호 6,809,635는 복조된 오디오 통신을 두 경로로 분리시키는 이동 통신 디바이스를 개시한다. 제1 경로는 직렬로 저역-통과 필터, 제1 오디오 증폭기와 진동 모터를 포함한다. 제2 경로는 직렬로 고역-통과 필터, 제2 오디오 증폭기와 고음용 스피커(tweeter)를 포함한다. 상기 두 필터의 통과-대역은 재생되는 오디오 통신의 음향 품질을 변화시키도록 선택될 수 있다. 실질적으로 비-감쇠 방식으로 저역 주파수 성분을 통과시고 실질적으로 고역 주파수 성분을 감쇠시키는 저역-통과 필터의 출력은, 오디오 통신에 존재하는 더 낮은 주파수 성분을 재생하는 허용 가능한 가청음의 출력을 생성하는데 충분한 입력 전력으로 진동 모터를 구동하기 위해 비교적 높은 이득을 갖는 제1 오디오 증폭기의 입력이다. 고역-통과 필터의 출력은, 더 높은 주파수 가청음을 재생하는데 있어서 고음용 스피커의 더 높은 효율의 결과로서 제1 오디오 증폭기의 이득보다 비교적 더 낮은 이득을 갖는 제2 오디오 증폭기 쪽 입력이다.
본 발명의 목적은 종래의 기술과 비교되는 향상된 음향 재생을 허용하는 오디오 디바이스를 제안하는 것이다.
이를 위해, 본 발명에 관한 오디오 디바이스는:
- 제1 주파수와 제2 주파수 사이에 놓이는 오디오 신호의 주파수 성분을 통과시키고(상기 제1 주파수는 상기 제2 주파수보다 더 낮음) 제1 주파수보다 낮고 상기 제2 주파수보다 높은 오디오 신호의 주파수 성분을 감쇠하기 위한 대역-통과 필터와,
- 대역-통과 필터링된 오디오 신호의 진폭을 검출하기 위한 검파기와,
- 대역-통과 필터링된 오디오 신호의 진폭에 의한 제3 주파수를 갖는 주기 신호를 배가시키기 위한 곱셈기와,
- 상기 배가된 주기 신호를 재생하기 위한 진동 디바이스(여기서 제3 주파수는 실질적으로 상기 진동 디바이스의 공진 주파수와 동일함)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
대역-통과 필터, 검파기 및 곱셈기를 직렬로 포함하는 프로세싱 디바이스 덕택에, 상기 오디오 신호의 더 낮은 주파수 부분은 매우 효과적이고 정확한 방식으로 재생된다.
제1 오디오 경로는 제2 주파수보다 높은 오디오 신호의 주파수 성분을 통과시키고 상기 제2 주파수보다 더 낮은 오디오 신호의 주파수 성분을 감쇠시키기 위한 고역-통과 필터와 이 고역-통과 필터링된 오디오 신호를 재생하기 위해 적응된 스피커를 포함할 수 있다. 이러한 제1 오디오 경로는 상기 오디오 신호를 증폭시키기 위한 증폭기와 이 증폭된 오디오 신호를 재생하기 위해 적응되는 스피커를 포함한다.
유익하게도, 상기 검파기는 피크 검파기 또는 포락선 검파기 또는 다이오드이고 제1 주파수는 실질적으로 20Hz와 동일하며 제2 주파수는 실질적으로 100Hz와 동일하다.
제2 오디오 경로는 상기 주기 신호를 발생시키기 위한 발생기를 포함할 수 있다. 제2 주파수보다 더 낮은 검출된 대역-통과 필터링된 오디오 신호의 주파수 성분을 통과시키고 상기 제2 주파수보다 더 높은 검파된 대역-통과 필터링된 오디오 신호의 주파수 성분을 감쇠시키기 위해 상기 검파기와 곱셈기 사이에 배열된 저역-통과 필터를 또한 포함할 수 있다. 이러한 제2 오디오 경로는 진동 디바이스와 발생기 사이에 배열되는 제어 경로를 포함할 수 있는데, 상기 발생기는 진동 디바이스의 파라미터에 의존하여 제3 주파수를 조정하도록 적응된다. 상기 곱셈기와 진동 디바이스 사이에 배열된 증폭기를 또한 포함할 수 있다.
본 발명은 또한 이러한 오디오 디바이스를 포함하는 이동 전화기에 관한 것이다.
본 발명의 이러한 및 다른 측면은 지금부터 설명되는 실시예로부터 명백해지며 이 실시예를 참조하여 설명될 것이다.
- 도 1은 본 발명에 관한 오디오 디바이스의 블록도를 도시한 도면;
- 도 2는 본 발명에 관한 프로세싱 디바이스의 블록도를 도시한 도면.
도 1을 참조하면, 본 발명에 관한 오디오 디바이스가 도시된다. 이 오디오 디바이스는 예컨대, 이동 전화기와 같은 휴대용 장치에 병합될 수 있다. 그러나 이러한 휴대용 장치가 예컨대, 개인용 디지털 어시스턴트 (PDA), 게임용 디바이스 등과 같은 오디오 디바이스를 포함하는 임의의 다른 휴대용 장치가 될 수 있다는 사실은 당업자에게 명백해 질 것이다.
상기 휴대용 장치는 이동 전화기의 예에서, 입력 오디오 신호를 수신하고 이와 똑같은 예에서 복조된 출력 오디오 신호(v1)를 제공하기 위해 예컨대, 무선 주파수 RF 수신기와 같은 오디오 수신기(미도시)를 포함한다.
상기 복조된 출력 오디오 신호(v1)는 이때 두 경로로 분리된다. 제1 경로는 지금부터 더 상세히 설명되는 프로세싱 디바이스(11), 제1 오디오 증폭기(12) 그리고 예컨대, 종래의 변환기와 같은 진동 디바이스(13)를 포함한다. 추가적으로, 상기 진동 디바이스(13)는 조용한 진동 알림(silent vibration alert)을 생성하는 종래의 기능을 실행하도록 이용되는데 이때 인입 콜(incoming call) 또는 메시지(v2)에 응답하여 이동 전화기의 사용자에 의해 그렇게 하도록 프로그래밍된 경우이다. 제1 오디오 증폭기(11)는 허용 가능한 가청음의 출력을 생성하기 위해 충분한 입력 전력을 갖는 진동 디바이스(13)를 구동하기 위한 비교적 높은 이득을 전형 적으로 갖는다.
제2 경로는 직렬로 고역-통과 필터(14), 제2 오디오 증폭기(15) 및 종래의 스피커(16)를 포함한다. 상기 고역-통과 필터(14)는 실질적으로 비-감쇠 방식으로 더 높은 주파수 성분(예컨대, 101Hz 이상)을 실질적으로 통과시키고 더 낮은 주파수 성분(예컨대, 100Hz 미만)을 실질적으로 감쇠시킨다. 제2 오디오 증폭기(15)는 더 높은 주파수 가청음을 재생하는데 있어서 스피커(16)의 더 높은 효율의 결과로서 제1 오디오 증폭기의 이득보다 비교적 더 낮은 이득을 갖는다.
상기 고역-통과 필터는 상기 오디오 디바이스의 적절한 동작에 필수적이지 않다. 대역-통과 필터에 의해 대체될 수 있거나 또는 필터가 전혀 없어도 된다.
상기 휴대용 장치는 핸드셋 및 헤드셋을 포함할 수 있다. 이와 같은 경우 상기 진동 디바이스(13)는 핸드셋 또는 헤드셋 또는 둘 다에 존재할 수 있다. 이와 같은 것은 스피커에 적용된다. 상기 핸드셋과 헤드셋은 서로 유선 또는 무선으로 연결될 수 있다.
본 발명에 관한 프로세싱 디바이스는 도 2에 개략적으로 도시된다. 상기 프로세싱 디바이스(11)는 대역-통과 필터(22),검파기(23) 및 곱셈기(24)를 포함한다.
대역-통과 필터(22)는 낮은 주파수 범위 즉, 대략 20Hz 내지 100Hz에 대응하는 통과-대역을 갖는다. 그러므로 상기 대역-통과 필터(22)는 이러한 낮은 주파수 범위 밖의 모든 주파수를 제거한다.
상기 검파기(23)는 대역-통과 필터(22)로부터 수신된 신호를 검출하기 위해 적응된다. 이 검파기(23)는 그 자체로서 공지된 예컨대, 피크 검파기이지만, 또한 그 자체로서 공지된 포락선 검파기가 될 수 있다. 아주 경제적인 실시예에서, 상기 검파기는 다이오드에 의해 구성될 수 있다. 검파기(23)에 의해 생성되는 신호는 낮은 주파수 범위 내에 존재하는 결합된 신호의 진폭을 나타낸다.
곱셈기(24)는 발생기(26)에 의해 발생되는 주파수(fG)를 갖는 주기(예컨대, 사인 곡선) 신호와 이 신호를 배가시킨다. 이 발생기 주파수(fG)는 유익하게도 상기 진동 디바이스의 공진 주파수(f0)와 동일하다.
곱셈기(24)의 출력 신호는 주파수(fG)를 갖지만 이 주파수의 진폭은 낮은 주파수 범위에 포함된 신호에 의존한다. 낮은 주파수 범위에 포함되는 임의의 신호가 주파수(fG)와 동일한 주파수를 갖는 출력 신호가 생성되도록 한다는 사실을 주목한다.
더욱이, 상기 프로세싱 디바이스는 더 높은 주파수 성분(101Hz 이상)를 감쇠시키기 위해 검파기(23)와 곱셈기(24) 사이에 배열되는 저역-통과 필터(25)를 포함할 수 있다. 이러한 저역-통과 필터는 상기 검파기(23)에 의해 발생될 수 있는 임의의 필요로 하지 않는 주파수를 줄이는 것을 돕는다.
상기 진동 디바이스(13)는 공진 주파수(f0)에서 바람직하게 구동된다. 이것은 고 음향 레벨(high sound level)을 초래한다. 위의 서술로부터 명백해지는 바와 같이, 상기 프로세싱 디바이스는 대역-통과 필터(22)에 의해 한정된 낮은 주파수 범위 내에 있는 모든 오디오 신호를 위한 공진 주파수(f0)의 음향 출력을 생성한다. 이것은 낮은 오디오 주파수를 진동 디바이스의 특성으로 "조정"하여 적합한 음향 레벨에서 이들을 재생시키는 것을 가능케 한다.
선택적으로, 제어 경로(28)는 진동 디바이스(13)와 발생기(26) 사이에 존재될 수 있다. 이러한 제어 경로는 발생기(26)가 (순간)임피던스와 같은 진동 디바이스의 파라미터에 종속하여 주파수(f0)를 조정하도록 허용하는데, 특히 공진 주파수(f0)가 예컨대, 온도 변화 및/또는 생산 파라미터에서 의 편차로 인해 변할 수 있기 때문이다.
위에서 언급된 실시예가 본 발명을 제한하기 보다는 오히려 설명하고, 당업자는 첨부된 청구항에 의해 한정된 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 많은 대안적인 실시예를 설계할 수 있다는 사실을 주의해야 한다.
예컨대, 본 발명의 원리는 3개 이상의 경로로 일반화 될 수 있는데, 각 추가적인 경로는 추가적인 프로세싱 디바이스와 추가적인 진동 디바이스를 포함하고, 각 진동 디바이스는 주어진 낮은 주파수 범위에 대응한다. 이와 같은 경우에, 사용자가 듣게 되는 최종 오디오 신호는 스피커로부터 오는 높은 주파수 오디오 신호와 다른 진동 디바이스로부터 오는 낮은 주파수 오디오 신호의 합이다.
본 청구범위에서, 괄호에 놓인 임의의 참조기호는 청구범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. "포함하는" 및 "포함하다"등의 어구는 임의의 청구항 또는 본 명세서 전체에서 열거되는 것을 제외한 단계 또는 요소의 존재를 배제하지 않는다. 요소의 단수 참조는 이러한 요소의 복수 참조를 배제하지 않으며 반대로, 요소의 복수 참조는 요소의 단수 참조를 배제하지 않는다. 본 발명은 여러 다른 요소를 포함하는 하드웨어와 적합하게 프로그래밍된 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 여러 수단을 열거하는 디바이스 청구항에서, 이러한 수단 중 여러 수단은 하드웨어의 하나 및 동일한 품목에 의해 구체화될 수 있다. 특정 방법이 서로 다른 종속항에서 열거된다는 단순한 사실은, 이러한 방법의 결합이 이익을 주도록 사용될 수 없음을 가리키지 않는다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 오디오 신호의 더 높은 주파수 부분을 재생을 위한 스피커를 포함하는 제1 오디오 경로와 오디오 신호의 더 낮은 주파수 부분을 재생하기 위한 진동 디바이스를 포함하는 제2 오디오 경로를 포함하는 오디오 디바이스에 관한 것이다. 본 발명은 예컨대, 이동 전화기 또는 게임용 디바이스에 이용가능 하다.

Claims (10)

  1. 오디오 신호를 재생하기 위한 스피커(16)를 포함하는 제1 오디오 경로와, 제2 오디오 경로를 포함하는 오디오 디바이스로서:
    - 제1 주파수와 제2 주파수 사이에 놓이는 오디오 신호의 주파수 성분을 통과시키고(상기 제1 주파수는 상기 제2 주파수보다 더 낮음) 상기 제1 주파수보다 낮고 상기 제2 주파수보다 높은 오디오 신호의 주파수 성분을 감쇠하기 위한 대역-통과 필터(22)와,
    - 대역-통과 필터링된 오디오 신호의 진폭을 검출하기 위한 검파기(23)와,
    - 대역-통과 필터링된 오디오 신호의 진폭에 의한 제3 주파수를 갖는 주기 신호를 배가시키기 위한 곱셈기(24)와,
    - 상기 배가된 주기 신호를 재생하기 위한 진동 디바이스(13)(여기서 제3 주파수는 실질적으로 진동 디바이스의 공진 주파수와 동일함)를
    직렬로 포함하는, 오디오 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 오디오 경로는 제2 주파수보다 높은 오디오 신호의 주파수 성분을 통과시키고 상기 제2 주파수보다 더 낮은 오디오 신호의 주파수 성분을 감쇠시키기 위한 고역-통과 필터를 더 포함하고, 상기 스피커(16)는 이 고역-통과 필터링된 오디오 신호를 재생하기 위해 적응되는, 오디오 디바이스.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 오디오 경로는 오디오 신호를 증폭시키기 위한 증폭기(15)를 더 포함하고, 상기 스피커(16)는 상기 증폭된 오디오 신호를 재생하도록 적응되는, 오디오 디바이스.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 검파기(23)는 피크 검파기 또는 포락선 검파기 또는 다이오드인, 오디오 디바이스.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 제2 오디오 경로는 주기 신호를 발생시키기 위한 발생기(26)를 추가로 포함하는, 오디오 디바이스.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 제2 오디오 경로는 제2 주파수보다 더 낮은 검파된 대역-통과 필터링된 오디오 신호의 주파수 성분을 통과시키고 상기 제2 주파수보다 더 높은 검파된 대역-통과 필터링된 오디오 신호의 주파수 성분을 감쇠시키기 위해 상기 검파기(23)와 곱셈기(24) 사이에 배열된 저역-통과 필터(25)를 추가로 포함하는, 오디오 디바이스.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 제2 오디오 경로는 진동 디바이스(13)와 발생기(26) 사이에 배열되는 제어 경로(28)를 추가로 포함하며, 상기 발생기는 진동 디바이스의 파라미터에 의존하여 제3 주파수를 조정하도록 적응되는, 오디오 디바이스.
  8. 제 1 항에 있어서, 제1 주파수는 실질적으로 20Hz와 동일하고 제2 주파수는 실질적으로 100Hz와 동일한, 오디오 디바이스.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 제2 오디오 경로는 곱셈기(24)와 진동 디바이스(13) 사이에 배열된 증폭기(12)를 추가로 포함하는, 오디오 디바이스.
  10. 제 1 항에서 청구한 바와 같이 오디오 디바이스를 포함하는, 이동 전화기.
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