KR20110073404A - 소음제어 / 사운드테라피 기능의 조명 장치 시스템 - Google Patents

소음제어 / 사운드테라피 기능의 조명 장치 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 소음제거 알고리즘의 소음/음향 기술 및 소프트웨어 기술, 소음 집음용 마이크 및 지향성(빔포밍) 스피커가 포함된 아날로그, 디지털 회로 설계 등 전기/전자 공학 기술, 컨텐츠 재생 기술, 화이트 노이즈 기술을 이용한 사운드 테라피 기술 및 인테리어 디자인에 의한 조명 효과를 통해 저전력/고효율의 LED 스탠드 형태의 조명 기구를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명은 일정 공간에서의 소음을 제거 또는 감쇄하여 학습 의욕을 고취하고 사운드 테라피 효과를 실현하여 집중력을 향상시키는 일반 사무용, 가정용 또는 학습용 조명 기구 또는 건물 내부의 인테리어 조명 기구로 사용됨으로써 별도의 장치 없이도 방음 또는 사운드 테라피를 실현할 수 있다.

Description

소음제어 / 사운드테라피 기능의 조명 장치 시스템{Light Apparatus System of Noise Cancellation and Sound therapy function}
본 발명은 소음제거 알고리즘의 소음/음향 기술 및 소프트웨어 기술, 소음 집음용 마이크 및 지향성(빔포밍) 스피커가 포함된 아날로그, 디지털 회로 설계 등 전기/전자 공학 기술, 컨텐츠 재생 기술, 화이트 노이즈 기술을 이용한 사운드 테라피 기술 및 인테리어 디자인에 의한 조명 효과를 통해 저전력/고효율의 LED 스탠드 형태의 조명 기구를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명은 일정 공간에서의 소음을 제거 또는 감쇄하여 학습 의욕을 고취하고 사운드 테라피 효과를 실현하여 집중력을 향상시키는 일반 사무용, 가정용 또는 학습용 조명 기구 또는 건물 내부의 인테리어 조명 기구로 사용됨으로써 별도의 장치 없이도 방음 또는 사운드 테라피를 실현할 수 있다.
본 발명은 소음제거 알고리즘의 소음/음향 기술 및 소프트웨어 기술, 소음 집음용 마이크 및 지향성(빔포밍) 스피커가 포함된 아날로그, 디지털 회로 설계 등 전기/전자 공학 기술, 컨텐츠 재생 기술, 화이트 노이즈 기술을 이용한 사운드 테라피 기술 및 인테리어 디자인에 의한 조명 효과를 통해 저전력/고효율의 LED 스탠드 형태의 조명 기구를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명은 일정 공간에서의 소음을 제거 또는 감쇄하여 학습 의욕을 고취하고 사운드 테라피 효과를 실현하여 집중력을 향상시키는 일반 사무용, 가정용 또는 학습용 조명 기구 또는 건물 내부의 인테리어 조명 기구로 사용됨으로써 별도의 장치 없이도 방음 또는 사운드 테라피를 실현할 수 있다.
소음제거 알고리즘의 소음/음향 기술 및 소프트웨어 기술, 소음 집음용 마이크 및 지향성(빔포밍) 스피커가 포함된 아날로그, 디지털 회로 설계 등 전기/전자 공학 기술, 컨텐츠 재생 기술, 화이트 노이즈 기술을 이용한 사운드 테라피 기술
소음원으로부터 발생한 소음은 공기의 진동으로 전달되고 사람 귓속의 고막을 진동시켜 소리를 들을 수 있게 한다.
현재까지 연구되고 개발된 능동 소음 제어 기술은 이렇게 공기 중으로 전파되는 소소음의 위상을 180도 반전하여 이를 원래의 소음과 중첩시킴으로써 원래의 소음을 상쇄시키는 원리에 기반하였다.
공기 중으로 전파되는 소음을 방음 또는 흡음 처리된 소재를 이용한 기구물에 의해 1차 제거되며, 공기 전파 및 진동을 근본적으로 차폐시키기 위한 진공 차폐층 및 필터를 통하여 소음이 제거된다.
따라서 본 발명에서는 원래의 소음 신호에 변이되는 주파수 특성을 반영하여 이를 보상하고 그 위상을 180도 반전하여 외이도에서 소음 신호와 중첩시킴으로써 효과적으로 소음을 상쇄시킬 수 있다.
그러나 현실적으로는 이렇게 원래의 소음 신호와 소음 상쇄 신호를 중첩시킨다 하더라도 완벽하게 원래의 소음 신호가 상쇄되지 못하고 잔여 신호가 남게 되며 이 잔여 신호는 새로운 소음원으로 작용하기도 한다.
본 발명에서는 소음 제거 뿐만 아니라, 전대역 주파수에 걸친 백색 잡음(White Noise; 화이트 노이즈)으로 소음 감쇄 효과뿐만 아니라, 집중력 강화 효과를 얻을 수 있다.
본 발명에 의하면 외부 소음을 마이크로폰으로 집음하여 반대파를 생성하여 제거하는 능동 소음제거에 있어서, 상쇄되는 스피커 출력의 음파를 다시 집음하는 과정에서 중첩되어 에코와 하울링이 발생하지 않도록 제거 알고리즘을 통하여 제거한다. 또한 백색잡음(화이트노이즈) 발생으로 특정 주파수 대역의 밴드 패스 필터 역할을 하여 수동적인 소음제거의 기본적인 효과를 기대할 수 있다.
본 발명에 의하면 이어폰 또는 헤드폰을 사용하는 각종 휴대용 기기를 청취할 때 외부 소음을 효과적으로 상쇄시켜 주므로 듣고자 하는 오디오 신호만을 재생하여 들을 수 있으며, 외부 소음에 대응하여 고음량으로 청취할 필요가 없으므로 청력을 보호할 수 있어 소음성 난청을 예방할 수 있고 또한 음량을 높이지 않고도 휴대용 기기를 청취할 수 있으므로 휴대용 기기의 전력 소모를 감소시킬 수 있다.
또한 오디오 신호를 청취하지 않고 외부 소음만을 상쇄시킨 상태에서는 주변 소음 환경으로부터 영향을 받지 않고 업무, 학습 등에 대한 집중력을 향상시킬 수 있다.
숙면/기분전환/건강관리 사운드를 개발되어 사운드 테라피의 치료적 효과가 과학적으로 증명되며, 소리치료분야를 진일보시키는 의미를 갖게 되었다.
정신집중도가 높은 일을 하는 수험생이나 연구원들에게 기억력과 집중력을 눈에 띄게 높여 주는 효과가 과학적으로 검증되었다. 이제는 집중력을 강화가 요구되는 수험생 및 학생들이 테라피 사운드로 안정과 명상에 필요한 심리상태를 이룰 수 있으며 창조적인 발상과 사고를 가질 수 있게 한다.
- 대양의 파도(휴식)
바닷가의 파도치는 소리는 귀하를 바닷가에서 편하게 쉬고 있는 듯한 기분을 느끼게 해주며 물결의 잔잔한 리듬이 안정을 주는데 도움을 준다.
- 내리는 비(안정)
부드러운 빗소리와 사운드는 평화로움과 안정감을 만들어 안정과 휴식에 효과적이다.
소나기가 내리는 소리는 특히 높은 음조의 주변 소음을 막아주는데 효과가 높다.
- 냇물(집중력, 창의력)
끊임없이 흘러내리는 신선한 느낌의 계곡물소리는 긴장을 해소하고 사무실이나 집에서 일상적인 활동을 하는데 배경음으로 아주 좋다.
- 백색소음(집중력): 공부잘하는 소리
안정적으로 들리는 폭포의 낙수소리와 사운드는 완벽한 천연의 백색 소음이라고 할수 있으며 주변의 소음을 차단하는데 효과적이다.
- 밀림지(안정, 휴식)
평화롭게 지저귀는 새소리와 사운드는 귀하를 멀리 떨어진 깊은 숲속에 있는 것과 같은 심리적 안정감을 주며 깊은 명상속으로 빠져 들게 한다.
- 뇌우(기분전환)
누적된 스트레스와 긴장을 풀어드리고 빗소리와 어우러진 천둥소리가 예민해진 신경을 부드럽게 감싸듯이 어루만져 준다.
- 힘의 조화(기분전환)
베타의 파장 범주안에서 느리고 낮게 울어대는 귀뚜라미 울음의 공명이 역시 베타파장의 느린 율동감과 조화를 이루며 마치 여름저녁 부둣가의 한가로움 같은 느낌을 만들어 준다. 그러나 베타파가 갖고있는 본연의 활성화 효과는 마음상태에 따라 의욕을 충만시킬 수 잇다.
- 알파구름(집중력, 창의력)
하프가 들려주는 알파파의 음율이 귀하의 활력을 촉진시켜주고 편안한 휴식을 즐길 수 있다.

도 1
본 발명의 소음제어 사운드테라피 조명장치의 전체 시스템 블럭도
도 2
본 발명의 소음제어, 사운드테라피 및 조명의 예상 기대 효과 범위
도 3
본 발명의 소음제어 사운드테라피 조명장치의 스테레오 렌더링 예상도
Figure pat00001
구체적인 내용
부호의 설명

Claims (4)

  1. 소음제어 / 사운드테라피 기능을 위한 소음 제어 처리부와 집음용 마이크로폰, 소음제어기(안티노이즈(소음반대파) 출력기), 백색잡음 발생기, 사운드테라피 컨텐츠 재생기, 이퀄라이저, 오디오를 출력하기 위한 (빔포밍 지향성)스피커를 포함하는 모노 또는 듀얼(스테레오) 조명 장치
  2. 소음 제어 방법에 있어서,
    공기 중으로 전파된 소음 신호의 위상차, 지연, 진폭 변동, 주파수 특성 변동 등 변이된 특성들을 반영하여 이를 보정한 역 위상의 소음 상쇄 신호를 생성하는 과정;
    상기 생성된 소음 상쇄 신호로 소음 상쇄 후 남는 잔여 신호를 최저 가청 음압 준위 이하로 최소화하기 위해 잔여 신호의 최소화에 적응하도록 최적화된 소음 상쇄 신호를 생성하는 과정;
    상기 가산된 신호를 스피커 유닛으로 출력함으로써 스피커 유닛으로 출력된 최적화된 소음 상쇄 신호에 의해 변이된 소음 신호가 제거되는 과정을 포함하는 능동 소음 제어 방법 및 백색잡음 재생을 이용한 일정 주파수 대역의 밴드패스필터 효과의 수동 소음 제어 방법.

  3. 소음 제어 장치에 있어서,
    공기 중으로 전파되는 소음 신호를 집음하는 마이크로폰 그리고 음향 신호를 출력하는 스피커 유닛;
    상기 이어폰부의 마이크로폰으로부터 출력되는 공기 중으로 전파되는 소음 신호 중 원하는 대역의 신호만을 추출하는 필터와 추출된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환해 주는 ADC;
    잔여 신호에 적응하여 최적화된 소음 상쇄 신호를 출력하는 적응형 신호 처리부;
    상기 적응형 신호 처리부로부터 출력되는 최적화된 소음 상쇄 신호와 오디오 신호를 가산하여 이를 아날로그 신호로 변환하는 DAC 그리고 변환된 신호를 증폭하는 증폭기를 포함하는 능동 소음 제어 장치.
  4. 다양한 주파수대별 잡음(화이트/핑크/레드/블루/브라운 노이즈) 발생기와 각종 뇌파 자극 및 임상 효과가 검증 완료/진행/예정인 사운드 테라피 오디오 컨텐츠 재생기

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