KR20080098390A - 사운드 재생 - Google Patents

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KR20080098390A
KR20080098390A KR1020087021023A KR20087021023A KR20080098390A KR 20080098390 A KR20080098390 A KR 20080098390A KR 1020087021023 A KR1020087021023 A KR 1020087021023A KR 20087021023 A KR20087021023 A KR 20087021023A KR 20080098390 A KR20080098390 A KR 20080098390A
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transducer
transducers
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KR1020087021023A
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로날두스 엠. 아알츠
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코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R3/00—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
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  • Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
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Abstract

사운드 시스템(8)은 변환기 유닛(1) 및 주파수 맵핑 장치(2)를 포함한다. 변환기 유닛은 변환기들(14)의 어레이를 포함한다. 주파수 맵핑 장치는 오디오 입력 신호(Vin)의 주파수 범위를 변환기 유닛의 공진 주파수 또는 헬름홀츠 주파수와 같은 변환기 유닛이 최대 효율성을 갖는 주파수에 맵핑하도록 구성된다. 변환기 유닛(1)은 변환기 유닛(1)의 헬름홀츠 주파수를 생성하기 위한 주파수 맵핑 장치(2)에 결합된 전용 변환기(13)를 포함할 수 있다. 사운드 시스템은 변환기들(14)의 어레이에 의해 생성되는 사운드를 조향하기 위해 구성된 사운드 처리 장치(3)를 추가적으로 포함할 수 있다.
사운드 시스템, 변환기 유닛, 주파수 맵핑 장치, 공진 주파수, 헬름홀츠 주파수

Description

사운드 재생{SOUND REPRODUCTION}
본 발명은 사운드 재생에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 다른 오디오 주파수 범위들에 더하여 저음 범위(bass range)와 같은 특정 오디오 주파수 범위를 효과적으로 재생할 수 있는 사운드 시스템에 관한 것이다.
라우드 스피커들과 같은 오디오 변환기들이, 그들이 특정한 최소 사운드 레벨에서 사운드를 정확하게 랜더링할 수 있는 제한된 주파수 범위를 갖는 것이 공지되어 있다. 고 충실도 오디오 시스템들(high fidelity audio systems)은 일반적으로 고 주파수 범위를 재생하는 비교적 작은 변환기들(트위터들(tweeters)), 및 저 주파수 범위를 재생하는 비교적 큰 변환기들(우퍼들(woofers))을 갖는다. 적합한 사운드 레벨에서 가장 낮은 가청 주파수들(약 20 내지 100 Hz)을 재생하기 위해 요구되는 변환기 유닛들(즉, 변환기들이 수용된 인클로저들(enclosures))이 공간의 실질적인 양을 차지한다. 이러한 이유에 대하여, 소위 서브우퍼들(subwoofers)은 일반적으로 개별 변환기 유닛들에 수용된다. 그러나, 소비자들은 종종 필수적으로 작은 변환기 유닛들(transducer units)을 갖는 콤팩트 오디오 세트들을 선호한다. 이에 더하여, 소비자들은 자택에 서브우퍼 유닛들(subwoofer units)을 포함하는 다수의 변환기 유닛들을 수용하는 것을 좋아하지 않는다.
"가상 피치(virtual pitch)"와 같은 음향 심리적 현상들을 이용하여 변환기 크기 문제를 해결하는 것이 제시되어왔다. 저 주파수 신호 성분들의 고조파들을 생성함으로써, 실제로 이들 성분들을 재생하지 않고 이러한 신호 성분들의 존재를 제시하는 것이 가능하다. 그러나, 이러한 해결책은 실제로 저 주파수("저음(bass)") 신호 성분들의 생성을 대신하지 않는다.
국제 특허 출원 WO 2005/027569(필립스)는 라우드스피커와 같은 변환기의 구동 신호를 재생하기 위한 장치를 개시한다. 구동 신호는 변환기의 공진 주파수와 실질적으로 동일한 주파수를 갖는다. 공진 주파수에서 변환기를 구동함으로써, 저 주파수들에서 매우 효과적인 사운드 재생이 달성될 수 있다. 그러나, 특정한 공진 주파수들에서 높은 사운드 레벨들을 달성하기 위해, 변환기의 전치(displacement)는 매우 크게 되고, 어떤 경우들에는 엄청나게 크게 된다는 것이 발견되었다.
추가의 변환기 유닛들을 요구하지 않고 비교적 작은 변환기 유닛들을 이용하여, 종래의 기술의 이들 및 다른 문제들을 극복하고 저음 대역(bass band)과 같은, 특정 주파수 대역의 효과적인 재생을 허용하는 사운드 시스템을 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.
따라서, 본 발명은, 변환기 유닛 및 주파수 맵핑 장치(frequency mapping device)를 포함하는 사운드 시스템을 제공하고, 변환기 유닛은 변환기들의 어레이를 포함하고, 주파수 매핑 장치는 오디오 입력 신호의 주파수 범위를 변환기 유닛이 최대 효율성을 갖는 주파수에 매핑하도록 구성된다.
변환기들의 어레이, 즉 단일 변환기 유닛들에 적어도 두 개의 변환기들을 제공함으로써, 다양한 주파수 범위들을 충실하게 재생하는 것이 가능하다. 오디오 입력 신호의 주파수 범위를 변환기 유닛이 최대의 효율성 및/또는 최대의 민감도를 갖는 주파수에 매핑하도록 구성된 주파수 맵핑 장치를 제공함으로써, 선택된 주파수 범위의 매우 효과적인 재생이 달성될 수 있다. 결과로서, 예를 들면 비교적 작은 변환기 유닛을 이용하여 매우 효율적으로 저음 주파수들을 재생하는 것이 가능하다. 여분의 공간을 차지하고, 개별 배선을 필요로 하고, 비용을 추가하는 추가의 서브우퍼 유닛은 본 발명의 사운드 시스템에서 요구되지 않는다.
변환기 유닛이 최대 효율성을 갖는 주파수는 변환기 또는 변환기의 공진 주파수일 수 있고, 바람직하게는 최고 음압 레벨(sound pressure level)을 재생하는 공진 주파수일 수 있다. 그러나, 변환기 유닛이 최대 효율성을 갖는 주파수는 변환기 유닛의 헬름홀츠 주파수(Helmholtz frequency)인 것이 바람직하다. 즉, 주파수 맵핑 장치는 바람직하게는 오디오 입력 신호의 주파수 범위를 변환기 유닛의 헬름홀츠 주파수에 맵핑하도록 구성된다.
본 명세서에서 변환기 유닛은 하나 이상의 변환기들이 수용된 인클로저를 포함하는 것이 이해되고, 변환기는 사운드를 재생하기 위한 라우드스피커와 같은 장치인 것이 주의된다. 주파수 범위를 변환기 유닛의 헬름홀츠 주파수에 맵핑하는 것은 유럽 특허 출원 EP 05108634.6 및 상기 유럽 특허 출원으로부터 파생된 어떤 특허들 및 특허 출원들에 더 자세하게 논의되어 있고, 그의 전체 내용들이 본 문서에 통합되어 있음이 또한 주의된다.
두 개, 세 개 이상의 변환기들을 포함할 수 있는 변환기들의 어레이는 이롭게는 지향성의 사운드를 재생하기 위해 이용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 사운드 시스템은 변환기들의 어레이에 의해 생성된 사운드를 조향하도록 구성된 사운드 처리 장치를 더 포함한다. 이는 사운드를 시스템의 사용자에게 향하게 하고, 시스템의 변환기 유닛(들)의 위치를 덜 중요하게 한다.
제 1 실시예에서, 전용 변환기는 변환기 유닛의 헬름홀츠 주파수 또는 공진 주파수를 생성하도록 주파수 맵핑 장치에 결합된다. 이러한 실시예에서, 헬름홀츠 주파수를 재생하기 위해 변환기들의 어레이에 추가하여 개별 변환기가 제공될 수 있다. 이러한 전용 변환기는 이러한 목적을 위해 특징적으로 설계될 수 있다.
제 2 실시예에서, 변환기들의 어레이는 변환기 유닛의 헬름홀츠 주파수 또는 공진 주파수를 생성하도록 주파수 맵핑 장치에 결합된다. 이러한 실시예에서, 전용 변환기는 공진 또는 헬름홀츠 주파수가 변환기들의 어레이들에 의해서 재생되기 때문에 생략될 수 있다. 이롭게는, 제 2 실시예는 주파수 맵핑된 신호를 어레이 신호들과 조합하기 위한 조합 유닛들을 더 포함한다.
변환기 유닛의 어레이는 적어도 세 개의 변환기들, 바람직하게는 적어도 다섯 개의 변환기들을 포함할 수 있다. 더 많은 수의 변환기들, 예를 들면 단일 변환기 유닛에서 10 또는 20 개의 변환기들이 또한 가능하다.
변환기 유닛이 단지 변환기들 및 인클로저만을 포함할 수 있을지라도, 이로운 실시예에서, 주파수 맵핑 장치 및 사운드 처리 장치는 변환기 유닛에 통합된다. 따라서, 변환기 유닛은 추가의 성분들을 요구하지 않고 정규의 오디오 입력 신호를 수신하고 이러한 신호를 재생할 수 있다.
본 발명은 또한 상기에 규정된 사운드 시스템에서 사용하기 위한 변환기 유닛을 제공한다. 변환기들의 어레이를 포함하고 추가적으로 전용 변환기를 포함할 수 있는 이러한 변환기 유닛은 그의 헬름홀츠 주파수를 재생하도록 구성된다. 주파수 맵핑 장치 및/또는 신호 처리 장치는 변환기 유닛에 통합될 수 있다.
본 발명은 또한 변환기들의 어레이를 포함하는 변환기 유닛을 이용하여 사운드를 재생하는 방법을 제공하고, 상기 방법은 오디오 입력 신호의 주파수 범위를 변환기 유닛의 헬름홀츠 주파수에 맵핑하는 단계를 포함한다. 본 발명의 방법은 또한 변환기들의 어레이에 의해 생성된 사운드를 조향하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 추가적으로 상기에 규정된 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램 제품을 제공한다. 컴퓨터 프로그램 제품은 CD 또는 DVD와 같은 데이터 캐리어(data carrier)에 저장된 컴퓨터 실행가능 명령들의 세트를 포함할 수 있다. 프로그래머블 컴퓨터가 상기 규정된 바와 같은 방법을 실행하게 하는 컴퓨터 실행가능 명령들의 세트는 예를 들면, 인터넷을 통해 원격 서버로부터 다운로딩을 가능하게 할 수 있다.
본 발명은 첨부하는 도면들에 예시된 예시적인 실시예들을 참조하여 이하에 더 설명될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 변환기 유닛의 제 1 실시예의 개략적인 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 변환기 유닛의 제 2 실시예의 개략적인 투시도.
도 3은 본 발명에 따른 변환기 유닛의 제 3 실시예의 개략적인 단면도.
도 4는 본 발명에서 이용되는 주파수 매핑 장치를 개략적으로 도시하는 도면.
도 5는 본 발명에서 이용되는 주파수 범위들의 매핑을 개략적으로 도시하는 도면.
도 6은 본 발명에 따른 사운드 시스템의 제 1 실시예를 개략적으로 도시하는 도면.
도 7은 본 발명에 따른 사운드 시스템의 제 2 실시예를 개략적으로 도시하는 도면.
단지 도 1에 비제한적인 예로서 도시된 변환기 유닛(1)은 제 1 개방 단부(open end; 11) 및 제 2 개방 단부(12)를 갖는 연장된 공동 본체(elongate hollow body; 10)를 포함한다. 도시된 예에서, 공동 본체(10)는 본질적으로, 원형 단면을 갖는 관형(tubular)이다. 그러나, 직사각형, 정사각형, 삼각형, 육각형, 팔각형 등과 같이 다른 단면 형상들 또한 가능하다. 변환기들(13, 14)은 공동 본체(10)에 구성된다. 단일의 제 1 변환기(13)는 저음 주파수들(bass frequencies)을 재생하는 역할을 한다. 저음 주파수들을 제외한 모든 오디오 주파수들을 재생하기 위한 역할을 할 수 있는 수 개의 제 2 변환기들(14)은 사운드를 지향하기 위해 이용될 수 있는 변환기 어레이를 구성한다. 두 개 이상의 제 1 변환기들(13)이 제공될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 유사하게는, 사운드 조향(sound steering)이 요구되지 않는 경우 단일의 제 2 변환기(14)로 충분할지라도, 제 2 변환기들(14)의 수는 필수적으로 5 개는 아니고, 2 개 내지 10 개의 변환기들 또는 그 이상의 범위일 수 있다.
본 발명의 중요한 양태에 따라서, 제 1 변환기(13)는, 변환기 유닛(1)의 공진 주파수 또는 헬름홀츠 주파수와 같은 변환기 유닛이 가장 효율적이고/효율적이거나 가장 민감한 주파수에서 동작하도록 구성된다. 이는 낮은 입력 전력에서 높은 사운드 레벨이 된다. 변환기 유닛(1)은 저음 범위에서 공진 또는 헬름홀츠 주파수를 갖도록 설계되고, 비록 예를 들면 45 Hz, 50 Hz, 60 Hz, 또는 70 Hz도 또한 알맞지만, 바람직하게는 55 Hz이다.
공지된 헬름홀츠 주파수는 소위 반공진(anti-resonance)이 변환기 유닛에서 일어나는 주파수이고, 이는 변환기의 최소 진폭(excursion)이 된다는 것이 주의된다.
본 발명의 중요한 다른 양태에 따라서, 주파수 범위는 본질적으로 공진 또는 헬름홀츠 주파수와 같은 변환기 유닛의 가장 효율적인 주파수에 맵핑된다. 이는 맵핑된 주파수 범위, 바람직하게는 저음 주파수 범위가 매우 높은 효율성으로 재생되게 한다. 이는 주파수 맵핑이 이후 도 4 및 도 5를 참조하여 더 자세하게 설명될 것이다.
도 2의 변환기 유닛(1)은 수직 위치로 이용하도록 구성되는 것으로 도시된다. 스탠드(15)는 제 2 개방 단부(도 1의 12)가 블록되지 않은 방식으로 변환기 유닛(1)을 지지하도록 제공된다. 도 2의 예시적인 실시예에서, 스탠드(15)는 공동 본체(10) 쪽으로 연장한 로드들(rods)을 지지하는 링형 기반을 포함하고, 상기 기반은 본체(10)보다 약간 큰 직경을 갖는다. 이러한 방식으로, 안정한 수직 위치가 제공된다.
대조적으로, 도 1의 실시예는 예를 들면, 텔레비전 장치의 전방 또는 아래에 수평 위치에서 이용되기에 더 적합하다. 물론, 도 1의 실시예는 바람직하다면 적합한 지지 요소들이 또한 제공될 수 있다.
수평 위치에서 이용될 수 있거나, 적합한 스탠드를 가진 수평 위치에서 이용될 수 있는 도 3의 대안적인 실시예에서, 단일의 제 2 변환기들(14)이 제공되고, 제 1 변환기(들)(13)는 생략된다. 이러한 실시예는 이후 도 7을 참조하여 더 자세히 설명될 것이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 실시예들에서, 변환기 유닛(1)은 두 개의 개방 단부들을 갖는다. 그러나, 본 발명은 그렇게 제한되지 않고 실시예들은 단지 단일의 개방 단부를 갖는 것이 예상될 수 있다. 단부(12)는 막힐 수 있고, 라우드스피커(13) 및 공동 본체(10)의 단부(12)의 사이의 폐쇄된 챔버를 생성한다. 대안으로, 라우드스피커(13)는 단부(12)가 막히도록 마운트될 수 있고, 가능하게는 공동 본체(10)의 내부를 외면한다. 공동 본체의 내부 직경은 일정할 필요는 없지만, 라우드스피커(13) 근처에서 더 클 수 있고, 더 큰 챔버를 생성한다.
상기에 언급된 주파수 맵핑은 도 4에 도시된 바와 같이 주파수 맵핑 장치(2)를 이용하여 달성될 수 있다. 도 4에 비제한적인 예로서 도시된 오디오 주파수 맵 핑 장치(2)는 대역 통과 필터(21), 검출기(22), (선택적인) 저역 통과 필터(23), 다중화기(24) 및 발생기(25)를 포함한다. 필터(21)는 (도 5를 참조하여 이후 더 자세하게 설명될) 제 1 오디오 주파수 범위 I에 대응하는 통과 대역을 갖고, 제 1 범위 밖의 모든 주파수들을 제거한다. 검출기(22)는 필터(21)로부터 수신된 신호 VF를 검출한다. 검출기(22)는 바람직하게는 원래 공지된 피크 검출기(peak detector)이지만, 또한 원래 공지된 엔벨로프 검출기(envelope detector)일 수 있다. 매우 경제적인 실시예에서, 검출기는 다이오드로 구성될 수 있다.
검출기(22)에서 생성된 신호 VE는 제 1 범위 I(도 5 참조)내 존재하는 조합된 신호들의 진폭을 나타낸다. 다중화기(24)는 신호 VE를 다중화하거나, 선택적인 필터(13)가 존재하는 경우, 신호 V0에 의해 그의 필터링된 버전 VE은 주파수 fw를 갖는다. 이러한 신호 V0는 적합한 발생기(25)에 의해 생성될 수 있다. 다중화기(24)의 (진폭 변조된) 출력 신호 VM는 대략 fw와 같은 평균 주파수를 갖고, 그의 진폭은 제 1 오디오 주파수 범위 I에 포함된 신호들에 의존한다. 발생기 주파수 fw를 변화시킴으로써, 평균 주파수 및 제 2 오디오 주파수 범위 Ⅱ(도 5)의 위치가 변경될 수 있다.
오디오 주파수 맵핑 장치(2)는 상기에 언급된 국제 특허 출원 WO 2005/027568에 더 자세하게 기재되고, 그의 전체 내용들은 본 명세서에 통합된다.
예시적인 오디오 주파수 범위들의 분포는 도 5에 개략적으로 도시된다. 제 1 주파수 범위 I은 20 Hz로부터 100 Hz의 범위에 이르도록 비제한적인 예로 도시된다. 이러한 오디오 입력 신호(도 4의 Vin)의 제 1 주파수 범위 I은 제 2 주파수 범위 Ⅱ에 맵핑되고, 본 예는 60 Hz 주위에 집중된다. (도 4의 변조된 신호 VM의) 제 2 주파수 범위 Ⅱ는 제 1 주파수 범위 I보다 더 좁아지고, 그에 포함된다는 것이 이해될 수 있다.
본 발명에 따라, 제 1 변환기(도 1 및 도 2의 13)은 제 2 주파수 범위 Ⅱ를 수신하고, 제 3 주파수 범위 Ⅲ는 제 2 변환기들(14)에 의해 수신된다. 이에 더하여, 제 2 주파수 범위 Ⅱ는 변환기 유닛이 가장 효율적인 주파수, 예를 들면, 공진 주파수를 포함하지만, 바람직하게는 변환기 유닛(도 1 내지 도 3의 1)의 헬름홀츠 주파수를 포함한다. 제 2 주파수 범위 Ⅱ는 이러한 최대 효율 주파수 주위에 집중되는 것이 바람직하다. 만약 제 2 주파수 범위 Ⅱ가 주파수 맵핑 장치(2)에 의해 생성되고 이용된 최대 효율 주파수가 변환기 유닛의 헬름홀츠 주파수인 경우, 헬름홀츠 주파수 fH는 바람직하게는 발생기 주파수 fw와 거의 같다. 수학적으로는,
Figure 112008061145313-PCT00001
로 표현된다.
제 3 주파수 범위 Ⅲ는 도 5의 예에서 100 Hz로부터 그 이상에 이른다. 이러한 제 3 주파수 범위는 제 2 변환기들(14)에 의해 렌더링된다(도 1 내지 도 3을 참조). 따라서, 제 1 주파수 범위 I은 더 좁은 주파수 범위 Ⅱ 위로 맵핑되고, 제 1 변환기(13)(도 1 및 도 2)에 의해 재생되고, 제 3 주파수 범위 Ⅲ는 제 2 변환기들(14)에 의해 재생된다. 도 3의 실시예에서, 제 2 주파수 범위 Ⅱ는 또한 제 2 변환기들(14)에 의해 재생되는 것이 주의된다.
도 5의 예에서, 주파수 범위들 I 및 Ⅲ 사이에 오버랩(overlap)은 없고, 적어도 -3 dB 레벨과 같은 특정한 진폭 레벨에서도 없다. 그러나, 본 발명은 한정되지 않고, 몇몇 오버랩은 발생할 수 있고, 더 이로울 수 있다. 그러나, 일반적으로는 제 2 주파수 범위 Ⅱ 및 제 3 주파수 범위 Ⅲ 사이의 어떠한 오버랩도 회피된다.
본 발명의 특징들은 도 6에 개략적으로 도시된 사운드 시스템(8)에서 구현된다. 도시된 비제한적인 예에서, 사운드 시스템(8)은 변환기 유닛(1), 주파수 맵핑(FM) 장치(2), 및 사운드 처리(SP) 장치(3)를 포함한다. 사운드 시스템(8)은 사운드 소스(CD 플레이어, DVD 플레이어, MP3 플레이어, 인터넷 단자, 무선 튜너), 하나 이상의 증폭기들, 및 간략화를 위해 도시되지 않은 다른 유닛들과 같은 다른 장치들을 포함할 수 있다.
도 6의 주파수 맵핑 장치(2)는 도 4의 주파수 맵핑 장치(2)에 대응할 수 있고, 바람직하게는 변환기 유닛(1)의 공진 주파수 f0 또는 헬름홀츠 주파수 fH에 맵핑될 주파수 대역(도 5의 제 1 주파수 범위 I)을 선택하도록 입력 신호 Vin를 대역 통과 필터링하기 위한 대역 통과 필터(도 4의 21)를 포함한다. 주파수 맵핑 장치(2)의 출력 신호 VM는 신호 Vin에 따라 헬름홀츠 주파수를 생성하기 위해 제 1 변환기(일반적으로:라우드스피커)(13)로 공급된다.
증폭기 및/또는 하나 이상의 필터들을 포함할 수 있는 사운드 처리 장치(3) 는 입력 신호 Vs를 수신하고, 신호 Vin 및 수 개의 신호들 x1, x2, ..., xn을 출력한다. 신호들 x1, x2, ..., xn의 각각은 변환기 유닛(1)의 변환기(일반적으로:라우드스피커)(14)로 공급된다. 신호 Vin는 주파수 맵핑(FM) 장치(2)에 의해 수신되고, 신호 VM로 변환되고, 이는 변환기 유닛(1)의 제 1 변환기(13)에 공급된다.
사운드 처리 장치(3)는 지향성 사운드 신호들을 생성하기 위한 사운드 지향 유닛(sound direction unit)을 포함할 수 있다. 즉, 신호들 x1 ... xn은 변환기 유닛(1)에 의해 생성될 때 조합된 사운드가 변환기 유닛에 관련하여 특정한 제어된 방향을 갖는 방식으로(예를 들면, 적합한 대응하는 지연들을 도입함으로써) 신호 Vs로부터 유도된다. 지연-및-합계 빔형성은 공지되어 있고, B.D. van Veen 및 K.M. Buckley의 논문, Beamforming: A versatile approach to spatial filtering, IEEE ASSP Magazine, pp.4-24, Vol.5, No. 2, April 1988을 참조하고, 그의 전체 내용들은 여기서 본 명세서에 통합되었다.
입력 신호 Vs는 단일 채널(단일) 신호로 제한되지 않고, 이러한 신호는 5.1 신호와 같은 스테레오 또는 다채널 신호일 수 있는 것이 이해될 것이다. 사운드 시스템(8)은 예를 들면, 둘, 셋, 넷, 또는 다섯 개의 이러한 유닛들인, 하나 이상의 변환기 유닛(1)을 포함할 수 있다. 본 발명의 사운드 시스템에서, (더 낮은) 저음 사운드가 변환기 유닛(들)(1)에 의해 충분한 레벨에서 재생될 수 있도록 개별 서브-우퍼 유닛을 제공하는 것을 요구되지 않는다.
도 6의 사운드 시스템(8)은 도 1 및 도 2에 따라 변환기 유닛(1)을 이용하도록 설계되고, 여기서 제 1 변환기(13)가 존재한다. 본 발명에 따라, 제 1 변환기(13)는 변환기 유닛의 공진 주파수, 바람직하게는 변환기 유닛의 헬름홀츠 주파수와 같은 변환기 유닛의 최대 효율 주파수에서 동작된다. 도 7에 도시된 사운드 시스템(8)의 대안적인 실시예는 도 3의 변환기 유닛(1)을 이용하도록 설계되고, 제 1 변환기(13)는 존재하지 않는다.
도 7의 예시적인 사운드 시스템(8)은 변환기 유닛(1), 주파수 맵핑(FM) 장치(2), 사운드 처리(SP) 장치(3), 및 조합 유닛들(5)을 포함한다. 사운드 시스템(8)은 사운드 소스(CD 플레이어, DVD 플레이어, MP3 플레이어, 인터넷 단자, 무선 튜너), 하나 이상의 증폭기들, 및 간략화를 위해 도시되지 않은 다른 유닛들과 같은 추가의 장치들을 포함할 수 있다.
조합 유닛들(5) 각각은 주파수 맵핑(FM) 유닛(2)에 의해 출력된 신호 VM 및 사운드 처리(SP) 유닛(3)에 의해 출력된 신호 xi(i=1 ... n)를 수신하고, 개별적인 조합된 신호들 각각은 (제 2) 변환기(14)로 출력된다. 따라서, 변환기들(14) 각각은 개별적인 신호 xi 및 신호 VM을 재생한다. 게인 제어 유닛들(도시되지 않음)은신호들 xi에 관련된 신호 VM의 게인을 제어하기 위해 제공될 수 있다. 단지 단일(제 2) 변환기(14)가 사용되는 경우, 사운드 처리 장치(3)는 단순한 접속으로 교체될 수 있고, 신호들 Vin 및 x1을 Vs와 동일하게 만든다.
본 발명은 그의 공진 및 헬름홀츠 주파수를 동작하도록 설계된 변환기 유닛이 추가의 사운드 주파수들을 재생하기 위해 이롭게는 하나 이상의 추가의 변환기들을 포함할 수 있다는 관점에 기초한다. 본 발명은 복수의 추가의 변환기들이 사운드가 특정 방향으로 조향되게 하는 다른 관점으로부터 이득을 얻는다.
본 발명은 자석, 코일 및 콘을 갖는 종래의 전자기 라우드스피커들에 제한되지 않지만, 정전식 라우드스피커들과 같은 다른 오디오 변환기들에 적용될 수 있다.
본 명세서에 사용된 어떤 용어들은 본 발명의 범위를 제한하도록 구성되는 것이 아님이 주의된다. 특히, 용어 "포함하다" 및 "포함하는"은 명확하게 지정되지 않은 어떠한 요소들도 배제하는 것을 의미하지 않는다. 단일 (회로) 소자들은 다중 (회로) 소자들 또는 그들의 동등물들로 대신될 수 있다.
본 발명은 상기에 예시된 실시예들에 제한되지 않고 많은 변경들 및 추가들이 첨부된 청구항에 규정된 바와 같은 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않게 행해질 수 있다는 것이 본 기술의 당업자들에 의해서 이해될 것이다.

Claims (15)

  1. 변환기 유닛(1) 및 주파수 맵핑 장치(2)를 포함하는 사운드 시스템(8)에 있어서,
    상기 변환기 유닛은 변환기들(14)의 어레이를 포함하고, 상기 주파수 맵핑 장치는 오디오 입력 신호(Vin)의 주파수 범위를 상기 변환기 유닛이 최대 효율을 갖는 주파수에 맵핑하도록 구성되는, 사운드 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 변환기 유닛이 최대 효율을 갖는 주파수는 상기 변환기 유닛의 공진 주파수인, 사운드 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 변환기 유닛이 최대 효율을 갖는 주파수는 상기 변환기 유닛의 헬름홀츠 주파수(Helmholtz frequency)인, 사운드 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 변환기들(14)의 어레이에 의해 생성되는 사운드를 조향하도록 구성된 사운드 처리 장치(3)를 더 포함하는, 사운드 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    전용 변환기(13)는 상기 변환기 유닛(1)의 헬름홀츠 주파수를 생성하도록 상기 주파수 맵핑 장치(2)에 결합되는, 사운드 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 변환기들(14)의 어레이는 상기 변환기 유닛(1)의 상기 헬름홀츠 주파수를 생성하도록 상기 주파수 맵핑 장치(2)에 결합되는, 사운드 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    주파수 맵핑된 신호(VM)를 어레이 신호들(x1, ..., xn)과 조합하는 조합 유닛들을 더 포함하는, 사운드 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 변환기 유닛(1)의 어레이는 적어도 세 개의 변환기들(14)을 포함하고, 바람직하게는 적어도 다섯 개의 변환기들(14)을 포함하는, 사운드 시스템.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 주파수 맵핑 장치(2) 및 상기 사운드 처리 장치(3)는 상기 변환기 유 닛(1)에 통합되는, 사운드 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    적어도 두 개의 변환기 유닛들(1) 및 증폭기 장치를 포함하는, 사운드 시스템.
  11. 변환기들(14)의 어레이를 포함하는 변환기 유닛을 이용하는 사운드 재생 방법에 있어서,
    오디오 입력 신호(Vin)의 주파수 범위를 상기 변환기 유닛이 최대 효율을 갖는 주파수로 맵핑하는 단계를 포함하는, 사운드 재생 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 변환기 유닛이 최대 효율을 갖는 주파수는 상기 변환기 유닛의 공진 주파수인, 사운드 재생 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 변환기 유닛이 최대 효율을 갖는 주파수는 상기 변환기 유닛의 헬름홀츠 주파수인, 사운드 재생 방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 변환기들(14)의 어레이에 의해 생성되는 사운드를 조향하는 단계를 더 포함하는, 사운드 재생 방법.
  15. 제 1 항에 따른 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램 제품.
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