KR20190022513A

KR20190022513A - 능동 피드백 시스템을 갖는 촉각 사운드 장치

Info

Publication number: KR20190022513A
Application number: KR1020187035496A
Authority: KR
Inventors: 사로쉬 크와자; 제임스 에이. 킴펠; 존 알렉시우; 토드 체르네키; 피터 알. 윌리엄스
Original assignee: 써브팩, 아이엔씨.
Priority date: 2016-05-09
Filing date: 2017-05-05
Publication date: 2019-03-06
Also published as: CN109843245A; EP3454815A4; KR102138104B1; US10390156B2; US20170325039A1; WO2017196666A1; EP3454815A1

Abstract

촉각 사운드 장치는 전기적 신호를 모션으로 변환하는 트랜스듀서(transducer)를 포함한다. 하나 이상의 멤브레인들은 트랜스듀서(transducer)에 결합되고 트랜스듀서로부터 사용자(user)로 진동을 전달하도록 구성된다. 제1 센서는 트랜스듀서의 진동을 모니터링한다. 하나 이상의 회로는 트랜스듀서의 진동을 모니터링하는 제1 센서로부터 수신된 신호에 기초하여 전기 신호를 생성한다.

Description

능동 피드백 시스템을 갖는 촉각 사운드 장치

본 개시의 실시예는 일반적으로 촉각 사운드 장치(tactile sound device)에 유용한 전기활성 트랜스듀서와 같은 전기활성 트랜스듀서에 관한 것이다.

레코딩 엔지니어들, DJ들 및 음악 제작자들은 그들의 작업 동안 음악 및/또는 사운드(sound)들을 선택 및 혼합(mixing and mixing)한다. 이러한 직원들을 보조하기 위해 개발된 하나의 디바이스는, 일반적으로 약 5Hz 내지 약 200Hz의 범위 내의 저 주파수 사운드를 취하고 착용 가능한 사운드 디바이스를 착용하거나 안착된 사운드 디바이스에 대해 휴지(resting)를 통해 그러한 디바이스와 접촉하는 사람의 신체에 전달되는 진동들로 사운드가 변화하는 다단 촉각 사운드 디바이스이며, 진동들로 회전되는 사운드들의 주파수는 사운드 디바이스에 공급되는 음악 또는 사운드의 베이스 주파수들인 경향이 있다. 이러한 진동들의 전달은 사람들이 이 촉각 사운드 디바이스에 대해 착용하거나 앉은 동안 그들이 듣고 있는 음악 또는 소리를 느끼는 것을 돕는다. 이러한 방식으로, 촉각 디바이스는 청취 환경(listening environment)에서 하나 이상의 스피커로부터의 공기를 통해 송신되기 때문에, 청취자가 직접 이러한 소리를 경험하기 위한 보다 직접 및 최적화된 방법을 제공하고, 여기서 왜곡, 감쇠, 공명 및 다른 음향 및/또는 전기적 영향이 청취자가 최적의 경험으로부터 청취자를 배제할 수 있다.

음향 장치는 예를 들어 백팩, 좌석 쿠션(seat cushion) 또는 조끼(vest)의 형태를 취할 수 있다. 사운드 디바이스의 백팩 착용가능 버전은 사용자에 바로 인접하여 착용되는 영역을 포함한다. 백팩은 사용자(user)를 넘어 지나가는 스트랩(strap)들을 포함할 수 있으며, 상기 스트랩들은 상기 장치를 신체의 구역들과 직접 접촉하도록 고정하기 위해 상기 사용자의 어깨들(shoulders)을 통과한다. 시트에서 사용되는 버전은 시트의 등받이(backrest)에 대해 위치되는 영역을 가질 수 있고, 사운드 장치를 제 위치에 유지하기 위한 스트랩 및/또는 다른 세쿠레이션(secubrements)을 포함할 수 있다. 사운드 디바이스의 어느 하나의 버전에서, 음악 또는 사운드들은, 다수의 적합한 소스들 중 임의의 것으로부터 촉각 디바이스 세트(tactile device set)를 위한 하나 이상의 제어 시스템들을 포함하는 제어 박스에 공급된다. 스마트폰, 컴퓨터, 또는 사운드 보드와 같은 입력 신호들을 제공하는 소스 디바이스는 예를 들어, 블루투스, 와이-파이(wi-fi) 등과 같은 하나 이상의 무선 통신 방법들을 사용하여, 예를 들어, 제어 박스에 대한 하드 배선(hard wireing)에 의해 제어 시스템들에 통신될 수 있고, 상기 언급된 예시적인 사운드 디바이스들은 적어도 하나의 제어 시스템, 예를 들어, 제어 박스로부터의 전기 신호들을 진동 운동으로 변환하는 적어도 하나의 전기활성 트랜스듀서를 포함할 수 있다. 진동은 사운드 장치 상에 제공된 비회전 멤브레인(vibrotactile membrane)으로 전달될 수 있고, 이에 의해 일차 및/또는 이차 멤브레인을 통해 사용자에게 전달될 수 있다. 이러한 유형의 사운드 디바이스는 또한 예를 들어, 비디오들 또는 영화들을 시청하는 경험을 향상시키고, 비디오 게임을 재생하고, 예를 들어, 이러한 촉각 전달 시스템들을 통해 전달되는 정확하고 최적의 저주파수 오디오의 렌디션을 통해 가상 현실(virtual reality)(VR) 헤드세트들을 착용하기 위해 사용될 수 있다.

촉각 사운드 디바이스의 바디와 같은 인클로저 내에 장착된 전기활성 트랜스듀서에 대해, 트랜스듀서의 주파수 응답은 트랜스듀서에 작용하는 힘들에 부분적으로 의존한다. 본 명세서에서 사용되고 오디오 기술에서 사용되는 용어 "주파수 응답"은 그래프의 x-축 상의 주파수 범위이며, 신호 강도(종종 라우드니스(loudness)로 표현됨)는 y-축 상에 있다. 이러한 장치에서의 바람직한 주파수 응답은 플랫 응답 곡선(flat response curve)(각 주파수는 동일한 강도로 렌더링됨)일 수 있다. 정적 로딩 조건의 경우, 즉 스피커 또는 서브우퍼에서와 같은, 트랜스듀서의 원하는 주파수 응답은, 인클로저(enclosure)에 의해 초래되는 주파수 응답에서의 변동(counterchange)을 카운터하기 위한 등화 스킴(equalization scheme), 및 일부 경우에 환경(예를 들어, 홈, 콘서트 홀, 스타디움 또는 다른 환경)의 영향에 의해 미리 신뢰성 있게 설정될 수 있다.

그러나, 촉각 사운드 디바이스는 동적 로딩 조건(dynamic loading condition)에 있고 정적 로딩 조건이 아니다. 동적 로딩 조건(dynamic loading conditions)은 디바이스를 착용하거나 사용하는 사람이 이동할 수 있기 때문에, 그리고/또는 이러한 디바이스가 부착되는 착좌 장치의 조성 및/또는 실제 신체 조성 및/또는 조성물이 원하는 주파수 응답 및/또는 다른 오디오 특성의 변화를 야기할 수 있기 때문에 존재한다. 이러한 동적 로딩 조건(dynamic loading condition)은 음향 장치에서 트랜스듀서의 주파수 응답 및/또는 다른 오디오 특성을 초기 조건으로부터 변화시킬 수 있다. 이러한 변화는 트랜스듀서의 주파수 응답, 종종 주파수 응답(예를 들어, 비평탄 응답 곡선) 또는 다른 바람직하지 않은 출력, 예를 들어 위상 시프트(phase shift), 고조파, 인터모듈러(intermodular) 및 다른 왜곡(distortion), 과도(transient) 오버(over) 또는 언더(under) 강조 등과 같은 다른 바람직하지 않은 출력을 야기하지 않는 다른 오디오 특성을 포함하는 출력 특성을 예측하고 제어하기 어렵게 하며, 이러한 동적 로딩 조건은 또한 공진 및 다른 왜곡들을 야기할 수 있고, 디바이스 내의 내부 컴포넌트의 다른 고장 상태를 생성할 수 있다.

본 발명의 실시예는, 하나 이상의 센서를 통해 트랜스듀서의 주파수 응답을 모니터링하고, 바람직한 주파수 응답 곡선(frequency response curve)을 제공하기 위해 트랜스듀서의 활성화를 제어하고 다른 바람직하지 않은 오디오 특성 및/또는 이러한 트랜스듀서의 안전한 동작을 보장하기 위해 능동 피드백 루프(active feedback loop)를 사용함으로써, 상기 식별된 이슈를 처리하고자 한다. 존재하는 센서들은 또한 전송될 수 있는 다양한 데이터를 수집하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 일체형 능동 피드백 루프와 일체형 증폭기를 갖는 이 전기활성 트랜스듀서는 촉각 사운드 장치(tactile sound device)에서 사용될 수 있고, 본 명세서에 개시된 전자 트랜스듀서는 임의의 착용형 음향 장치 또는 안착형 음향 장치(seated type sound device)와 함께 사용될 수 있고, 예를 들어, 본 발명의 일 측면에 따른 전자 트랜스듀서는 시트(seat) 또는 안착된 위치에 사용되는 임의의 장치에 사용될 수 있다. 이러한 트랜스듀서와 결합할 수 있는 적합한 시트는 사무용 의자, 소파(sofa), 시뮬레이터 시트, 테마 파크 시트, 극장 시트, 자동차 시트 등을 포함하지만, 이에 한정되지 않으며, 전기활성 트랜스듀서는 시트 내에 내장(예를 들어, 매립)될 수 있거나 또는 시트(seat)의 외부 표면과 접촉하여 배치되거나 시트 내에 부분적으로 위치되고 부분적으로 돌출하는 장치의 형태일 수 있다.

일 실시예에서, 전기활성 트랜스듀서는 적어도 하나의 일체형 능동 피드백 제어 루프(integral active feedback control loop) 및 적어도 하나의 통합 증폭기를 갖는다. 전기활성 트랜스듀서는 위치 센서, 배향 센서, 힘 센서, 부하 센서, 온도 센서, 압력 센서, 근접 센서, 광학 센서 전기 센서, 및/또는 자기 센서 중 하나 이상을 포함할 수 있고; 적어도 그러한 센서로부터의 입력은 하나 이상의 전기활성 트랜스듀서의 주파수 응답을 제어하기 위해 증폭기에 대한 적어도 하나의 신호를 제어하는데 사용될 수 있다.

일부 실시예에서, 전기활성 트랜스듀서 배열(electroactive transducer arrangement)이 착용 가능한 음향 장치 내로 결합될 수 있고, 음향 장치는 사용자 신체에 배치되거나 본체 상에 착용되거나 본체에 대해 위치되는 의류 또는 물품으로 통합되는 별도의 유닛일 수 있다. 따라서, 전기활성 트랜스듀서는 백팩(bagback), 조끼(vest), 바디 슈트(body-suit), 재킷(jacket) 또는 임의의 다른 의복을 포함하지만 이에 제한되지 않는 임의의 유형의 착용 가능한 물품으로 통합될 수 있다.

일 실시예에서, 전기활성 트랜스듀서는 능동 피드백 제어 루프(active feedback control loop) 및 증폭기를 포함한다. 능동 피드백 제어 루프는 트랜스듀서 배열(transducer arrangement)과 통합될 수 있다. 또한, 증폭기(amplifier)는 증폭기 및 트랜스듀서가 단일 유닛(unit)으로 통합되는 것을 포함하여, 매우 근접할 수 있다는 점에서 트랜스듀서와 통합될 수 있다. 능동 피드백 제어 루프는 증폭기에 동작 가능하게 연결된 하나 이상의 센서를 포함할 수 있는데, 예를 들어, 하나 이상의 센서로부터의 출력은 예를 들어, 하나 이상의 후속 프로세스를 위한 입력(들)으로서 사용될 수 있으며, 예를 들어, 최적의 주파수 응답을 제공하기 위해 적어도 하나의 트랜스듀서를 제어하기에 적합한 출력 전기 신호를 제공하는 증폭기에 대한 적어도 하나의 신호 및/또는 이러한 능동 피드백 제어 루프에 의해 결정되는 바와 같은 다른 오디오 특성을 제어하기 위해 사용될 수 있다.

일부 실시예에서, 능동 피드백 제어 시스템은 촉각 수단을 통해 사용자에게 오디오 신호의 경험(experience)을 전달하는 트랜스듀서(transducer)의 애플리케이션의 동적 특성을 수용한다. 이러한 전달(delivery)은 이러한 입력 오디오 신호의 정확한 변환을 포함하여, 이러한 트랜스듀서 배열의 출력은 시스템에 제공되는 입력의 정확한 표현(representation)이다. 이를 달성하기 위해, 사용자 및 트랜스듀서 장치의 콘텍스트(context)가 실시간으로 측정되고 모니터링되어 이러한 표현의 정확도를 보장한다. 이 표현의 일 양상은 주파수 응답의 정확성(accuracy)이며, 이에 의해 임의의 주파수 및/또는 그의 세트의 표현은 그러한 주파수들을 포함하는 입력 신호에 대해 동일한 상대적 강도(relative intensity)를 갖는다.

일부 실시예들에서, 피드백 제어 DSP(즉, feedback control Digital Signal Processor); 디지털 아날로그 트랜스듀서(DAC, Digital Analog Converter); 증폭기; 전기활성 트랜스듀서; 및 상기 트랜스듀서 및 상기 피드백 제어 DSP와 동작 가능하게 연결된 센서를 포함하는 전기활성 트랜스듀서에 최적의 주파수 응답을 제공하기 위한 시스템이 개시되어 있으며, 상기 센서로부터의 입력은 적어도 하나의 신호를 증폭기(amplifier)로 제어하여서 상기 트랜스듀서의 주파수 응답을 제어한다. 일부 실시예들에서, 센서는 가속도계를 포함할 수 있다.

일부 실시예들에서, 촉각 사운드 디바이스는 하우징 및 하우징 내에 위치 가능한 전기활성 트랜스듀서를 포함하고; 전기활성 트랜스듀서는 사람에게 전달되는 진동을 발생시키도록 구성되고; 전기활성 트랜스듀서는 능동 피드백 제어 루프 및 증폭기를 포함하고; 능동 피드백 제어 루프 및 증폭기는 전기활성 트랜스듀서와 일체(integral)이다. 센서는 트랜스듀서에 인접하게 배치될 수 있고, 트랜스듀서에 통합될 수 있고, 하나 이상의 멤브레인에 내장될 수 있고/있거나 착용 가능한 의복, 인클로저(enclosure), 시트(seat) 또는 다른 표면의 일부 상에 장착될 수 있다. 일부 실시예들에서, 트랜스듀서들은 그들이 척추의 베이스(base)와 같은 특정 신체 부분들(specific body parts) 상에 배치될 수 있도록 조정된 그들의 위치들을 가질 수 있다.

또 다른 양상에서, 전기활성 트랜스듀서에서 최적의 주파수 응답을 제공하는 방법이 개시되며, 상기 방법은: a) 피드백 제어 DSP; DAC; 증폭기; 전기활성 트랜스듀서; 및 상기 전기활성 트랜스듀서 및 상기 피드백 제어 DSP와 동작 가능하게 결합되는 하나 이상의 센서들을 포함하는 오디오 시스템을 제공하는 단계; b) 전기활성 트랜스듀서를 통해, 상기 신호의 각 주파수 성분의 동일한 세기를 갖는 신호를 포함하는 미리 결정된 배치에서 알려진 하나 이상의 입력 신호들을 생성하는 단계; c) 상기 하나 이상의 센서들을 이용하여 상기 트랜스듀서들에 의해 생성되는 출력 신호들 및 입력 신호들 모두를 모니터링하는 단계; d) 상기 트랜스듀서의 모니터링된 출력과 상기 입력 신호들로부터의 편차를 비교함으로써, 계산된 편차가 동일한 또는 유사한 세기를 갖는 각각의 주파수로 표현되는 최적의 주파수 응답을 갖는 진동에 대해 달성될 수 있도록 임의의 분산을 확인하는 단계를 포함한다.

또한, 최적 주파수 응답은 주파수 스펙트럼의 특정 부분들을 부스팅(boosting) 또는 감쇠(attenuation)하는 것에 기초하는 주파수와 강도 사이의 관계에 기초할 수 있다. 예를 들어, 능동 피드백 시스템은 플랫 주파수 응답(flat frequency response)을 달성하도록 구성될 수 있고 및/또는 다른 주파수 응답 곡선, 예를 들어 다양한 장르에 대한 다양한 프리셋 등화 곡선(예를 들어, 듀브(dub), 힙 홉(hip hop), 팝(pop), 고전적(classical), 영화트랙(movie soundtrack) 등)을 제공하도록 구성될 수 있고, 및/또는 주파수 범위(예를 들어, Fletcher -Muchchison 등각 곡선 등)를 가로질러 절대적인 동등 강도로부터 변할 수 있는 동일한 세기의 물리-음향 감지와 매칭하도록 구성될 수 있다.

이 방법은 e) 하나 이상의 센서로부터 피드백 제어 DSP로 입력 신호를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다. DSP는 예를 들어 최적의 주파수 응답을 생성 할 수 있다. 이 방법은 f) 상기 피드백 제어 DSP로부터의 신호를 DAC로 전송하는 단계, g) DAC의 신호를 증폭기로 전송하는 단계; h) 증폭기로부터의 신호를 전기활성 트랜스듀서로 전송하는 단계; i) 단계 b) 내지 e)를 반복하고, 모니터링된 진동에 기초하여 입력 신호를 조정하는 단계를 포함할 수 있다.

일부 실시예에서, 이러한 조정은 하나 이상의 주파수에서 수행될 수 있다. 즉, 하나 이상의 센서들로부터의 각각의 출력은 하나 이상의 제어 시스템들로 상이한 주파수들에서 샘플링(sampling) 및/또는 통신될 수 있다. 예를 들어, 변위 센서(정지부의 위치로부터 트랜스듀서의 절대 또는 상대 변위를 측정하는 것)는 단지 예외 또는 임계 기반으로 제어 시스템과 통신할 수 있고, 여기서 힘 센서(예를 들어, 스트레인 게이지(strain gauge))는 예를 들어 10Hz 내지 100Hz에서 샘플링될 수 있고, 이러한 정보를 동일한 또는 작은 주파수에서 제어 시스템으로 통신할 수 있다.

일부 실시예들에서, 제어 시스템은 이러한 제어 시스템들과의 통신의 샘플 레이트(sample rate)들 및 주파수들(frequency)을 다르게 하기 위한 상이한 센서들(및/또는 이들의 세트들)을 구성할 수 있다. 일부 센서들은, 예를 들어, 평균, Max-Min, Poisson 분포 또는 하나 이상의 제어 시스템들로의 통신에 적합한 다른 처리된 출력을 생성하기 위해 인입 미가공 센서 데이터에 작용하는 하나 이상의 알고리즘들을 채용할 수 있다.

일부 실시예들에서, 이러한 구성 프로세스는 이러한 트랜스듀서 구성과 관련하여 사용자의 위치를 모니터링하고 측정하기 위해 사용될 수 있어서, 그들의 위치가 예상된 출력을 실현된 출력과 비교하여 능동 피드백 시스템들을 변경하는 경우, 이러한 위치 변화를 고려하기 위해 입력 신호를 변경할 수 있다. 일부 실시예들에서, 이러한 정보는 사용자의 하나 이상의 선호도들을 계산하기 위해 사용될 수 있고, 출력을 변화시키기 위해 입력 신호의 특정 특성들을 변경하는데 사용될 수 있으며; 예를 들어, 상기 유닛에 대해 단단히 누르는 사용자(user)와 상관된 측정(measurement correlated)은 더 높은 전체 강도(total intensity)에 대한 사용자 선호도를 추론하기 위해 사용될 수 있으며, 이는 전체 출력 강도를 변경하는데 사용될 수 있다.

트랜스듀서가 우세하게 낮은 주파수, 예를 들어 200Hz 이하의 주파수를 출력할 수 있기 때문에, 능동 피드백 프로세싱 내에 내재된 시간 레이턴시는 수십 밀리초(milliseconds)의 일부 실시예에서 충분히 낮고, 이는 예를 들어 100Hz 신호가 10ms 듀레이션을 갖는 경우 실시간으로 고려되기 때문에, 액티브 피드백 시스템에 의한 입력 신호의 변동이 그러한 뮤직 또는 다른 과도 재료(예를 들어 필름 스코어 또는 사운드 효과 트랙)를 포함하는 그러한 입력 신호의 다음 발생 전에 발생할 것이다.

일 실시예에서, 촉각 사운드 장치는 전기 신호를 운동으로 변환하는 트랜스듀서(transducer); 트랜스듀서에 결합되고 트랜스듀서로부터 사용자 신체(user)로 진동을 전달하도록 구성된 하나 이상의 멤브레인(membrane); 트랜스듀서의 진동을 모니터링하는 제1 센서; 및 트랜스듀서의 진동을 모니터링하는 제1 센서로부터 수신된 신호에 기초하여 전기 신호를 생성하는 하나 이상의 회로를 포함한다.

일 실시예에서, 하나 이상의 회로들은, 오디오 입력 신호를 수신하고, 제 1 센서로부터의 신호를 수신하는 디지털 신호 프로세서(DSP), 제 1 센서로부터의 신호에 기초하여 수정된 신호를 생성하기 위해 오디오 입력 신호를 프로세싱하는 DSP, 수정된 신호를 아날로그 신호로 변환하는 디지털-아날로그 트랜스듀서(DAC), 및 트랜스듀서에 대한 전기적 신호를 생성하기 위해 아날로그 신호를 증폭하는 증폭기를 포함한다.

일 실시예에서, 트랜스듀서는 인클로저(enclosure)를 포함하고, 제1 센서 및 증폭기는 인클로저 내에 위치된다. 일 실시예에서, 제1 센서는 하나 이상의 멤브레인 내에 내장된다.

일 실시예에서, 하나 이상의 회로들은 제1 센서로부터 수신된 신호에 기초하여 전기 신호의 등화(equalization)를 조정한다.

일 실시예에서, 하나 이상의 회로들은, 제 1 센서로부터 수신된 신호에 의해 표시된 바와 같이, 원하는 주파수 응답을 진동의 주파수 응답과 비교하고, 비교에 기초하여 전기 신호의 등화를 조정한다.

일 실시예에서, 제1 센서는 가속도계(accelerometer)이다.

일 실시예에서, 촉각 사운드 디바이스는 제1 센서와 상이한 타입의 센서인 제2 센서를 포함한다. 하나 이상의 회로들은 제2 센서로부터 수신된 신호에 기초하여 트랜스듀서에 대한 전기적 신호를 생성한다.

일 실시예에서, 제2 센서는 온도 센서이고, 하나 이상의 회로들은 온도 센서로부터 수신된 신호에 기초하여 트랜스듀서에 대한 전기 신호를 생성한다.

일 실시예에서, 제2 센서는 압력 센서이고, 하나 이상의 회로들은 압력 센서로부터 수신된 신호에 기초하여 트랜스듀서에 대한 전기 신호를 생성한다.

일 실시예에서, 제2 센서는 근접 센서이고, 하나 이상의 회로들은 근접 센서로부터 수신된 신호에 기초하여 트랜스듀서에 대한 전기 신호를 생성한다.

일 실시예에서, 제2 센서는 홀 효과 센서(hall effect sensor)이고, 하나 이상의 회로들은 홀 센서로부터 수신된 신호에 기초하여 트랜스듀서에 대한 전기 신호를 생성한다.

일 실시예에서, 제2 센서는 방위 센서(orientation sensor)이고, 하나 이상의 회로들은 배향 센서로부터 수신된 신호에 기초하여 트랜스듀서에 대한 전기 신호를 생성한다.

일 실시예에서, 제2 센서는 스피커 및/또는 헤드폰으로부터 사운드를 모니터링하는 마이크로폰이고, 하나 이상의 회로는 마이크로폰으로부터 수신된 신호에 기초하여 트랜스듀서에 대한 전기 신호를 생성한다. 일 실시예에서, 하나 이상의 회로는 마이크로폰으로부터 수신된 신호 및 제1 센서로부터 수신된 신호에 기초하여 트랜스듀서에 대한 전기 신호의 위상을 조정한다.

일 실시예에서, 하나 이상의 회로는 제1 센서로부터 수신된 신호에 기초하여 트랜스듀서에 제공된 전기 신호의 등화(equalization)를 조정한다. 하나 이상의 회로는 불안전한 동작 조건을 방지하기 위해 제2 센서로부터 수신된 신호에 기초하여 트랜스듀서에 제공된 전기 신호를 조정한다.

일 실시예에서, 하나 이상의 회로들은 저역 통과 컷오프 주파수(low pass cut-off frequency) 아래의 저주파 성분들을 식별하기 위해 입력 오디오 신호에 대해 저역 통과 필터링을 수행하고, 하나 이상의 회로들은 저주파 성분들을 포함하도록 트랜스듀서에 대한 전기 신호를 생성한다.

일 실시예에서, 촉각 사운드 디바이스는 착용가능한 장치이다. 일 실시예에서, 촉각 사운드 디바이스는 시트(seat)이다.

일 실시예에서, 촉각 사운드 장치(tactile sound device)에서의 동작 방법은: 전기 신호를 촉각 사운드 장치의 트랜스듀서(transducer)로 움직임으로 변환하는 단계; 트랜스듀서에 결합된 촉각 사운드 장치의 하나 이상의 멤브레인을 통해 트랜스듀서로부터의 진동을 사용자에게 전달하는 단계; 제1 센서로 트랜스듀서의 진동을 모니터링하는 단계; 및 트랜스듀서의 진동을 모니터링하는 제1 센서로부터 수신된 신호에 기초하여 전기 신호를 생성하는 단계를 포함한다.

본 발명의 실시예는, 하나 이상의 센서를 통해 트랜스듀서의 주파수 응답을 모니터링하고, 바람직한 주파수 응답 곡선(frequency response curve)을 제공하기 위해 트랜스듀서의 활성화를 제어하고 다른 바람직하지 않은 오디오 특성 및/또는 이러한 트랜스듀서의 안전한 동작을 보장하기 위해 능동 피드백 루프(active feedback loop)를 사용함으로써, 상기 식별된 이슈를 처리하고자 한다.

본 발명의 실시예들은 이하의 설명에 나타나 있으며, 도면들에 도시되어 있으며, 특히, 첨부된 청구범위에 명확하게 나타나 있다.
도 1은 사용자에게 착용된 배낭의 형태로 도시된 촉각 사운드 장치의 후방 투시도이다.
도 2는 촉각 사운드 장치의 후방도이다.
도 3은 촉각 사운드 장치의 정면도이다.
도 4는 도 2의 라인 4-4를 따라 취한 단면도이다.
도 5a는 선행기술 트랜스듀서의 개략적인 정면도이다.
도 5b는 도5a 의 선행기술 트랜스듀서의 개략적인 단면도이다.
도 5c는 도 5a와 도 5b의 트랜스듀서를 통합하는 선행기술 촉각 사운드 장치를 통한 신호 흐름을 도시하는 흐름도이다.
도 6a는 일 실시예에 따른 전기활성 트랜스듀서의 개략적인 정면도이다.
도 6b는 도 6a의 전기활성 트랜스듀서의 개략 단면도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 예시적인 촉각 음향 장치를 통한 신호 흐름을 나타내는 흐름도이며, 여기서 사운드 장치는 일체 가속도계와 피드백 제어 루프를 포함하는 도 6a 및 도 6b의 전기활성 트랜스듀서를 포함한다.
도 8은 본 발명에 따른 촉각 사운드 장치를 통한 신호 흐름을 나타내는 흐름도이며, 여기서 사운드 장치는 동적 부하 조건뿐만 아니라 피드백 제어 루프를 센싱하는 센서를 포함한다.
도 9a는 이상적인 주파수 응답 곡선을 도시한다.
도 9b는 응답 곡선이 제 1 로딩 조건에 응답하여 생성되는 정정되지 않은 주파수 응답 곡선을 도시한다
도 9c는 제 1 로딩 조건과 상이한 제 2 로딩 조건에 응답하여 생성되는 정정되지 않은 주파수 응답 곡선을 도시한다.
도 10은 멤브레인(membrane) 상에 또는 그 안에 내장된 센서들의 세트들의 예시적인 포지셔닝(positioning)을 도시한다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 촉각 사운드 장치를 통한 신호 흐름을 나타내는 블록도이다.

도 1-4 및 6-8은 본 발명의 일 측면에 따른 착용 가능한 촉각 사운드 장치(10)를 나타낸다. 도 5a-5c는 선행기술 트랜스듀서 및 선행기술 트랜스듀서를 포함하는 촉각 사운드 디바이스를 통한 신호 흐름을 나타낸다.

도 1 내지 3을 참조하면, 사운드 장치(10)는 사용자의 등(12)에 인접하여 위치된 착용 가능한 백팩의 형태로 도시된다. 다른 실시예에서, 사운드 장치(10)는 시트(예를 들어, 영화관 시트(movie theater seat), 자동차 시트(car seat))일 수 있다. 사운드 장치(10)는, 사용자의 등(12)에 근접하여 위치된 후방 영역(10a)을 포함한다. 스트랩(10b, 10c)은 사용자의 어깨부를 통과하고, 사용자의 팔을 감고, 후방 영역(10a)을 재결합하도록 후방으로 연장된다. 한 쌍의 흉부 스트랩(10d, 10e)은 스트랩(10b, 10c)에 각각 연결된다. 버클(10f)은 도 3에 도시된 바와 같이 흉부 스트랩(10d, 10e)을 함께 선택적으로 고정하여, 사용자의 신체 둘레에 음향 장치(10)를 고정한다. 스트랩(10b-10e)은 사운드 장치(10)가 사용자의 신체에 대해 편안하게 유지될 수 있도록 선택적으로 조절될 수 있다.

도 1 및 도 4를 참조하면, 후방 영역(10a)은 사용자의 등(12)에 인접하여 위치될 수 있는 1차 멤브레인(14), 1차 멤브레인(14)에 인접한 2차 멤브레인(16), 및 사운드 장치(10)의 외면을 형성하고 2차 멤브레인(16)으로부터 거리를 두고 이격된 외측 멤브레인(18)을 포함하나 이에 제한되지 않는 인클로저(enclosure)를 포함한다. 내부 캐비티(10f)는 외부 멤브레인(18)의 내부 표면과 이차 멤브레인(16) 사이에 형성된다. 상기 1차 및 2차 멤브레인은, 대신, 후술하는 바와 같이 2개의 분리된 멤브레인의 특성을 구현하는 단일 멤브레인(single membrane)일 수 있다. 더 나아가, 사용자의 바디(12)로의 진동들의 전달을 변경하기 위해 1차 및 2차 멤브레인들에 더하여 하나 이상의 추가적인 멤브레인들이 이용될 수 있다.

본 발명은 1차 멤브레인(14)이 대형 강성 멤브레인일 수 있고, 폴리프로필렌, HDPE, PVC 등과 같은 다수의 열가소성 플라스틱들 중 임의의 것, 또는 탄소-섬유와 같은 복합 재료들로 제조될 수 있다. 이러한 2차 멤브레인(16)은 마이크로셀룰러 엘라스토머들(EVA), 우레탄들(PU), 고무들 등으로 제조된 마이크로셀형 폴리머 멤브레인(104)일 수 있지만; 바람직하게는, 진동들에 대해 더 큰 댐핑 효과를 갖는 마이크로셀형 폴리우레탄으로 구성될 수 있다. 상기 2차 멤브레인(104)은 1차 멤브레인(10)보다 적은 표면적을 가질 수 있다.

하나 이상의 전기활성 트랜스듀서(electroactive transducers, 20)는 캐비티(10f) 내에 그리고 외부 멤브레인(18)과 2차 멤브레인(16) 사이에 위치될 수 있다. 본원에 개시된 바와 같은 전기활성 트랜스듀서(20)는 촉각 트랜스듀서(tactile transducer)일 수 있다는 것이 이해될 것이다. 전기활성 트랜스듀서는 음향 장치(10)의 사용자에게 내장 감각(visceral sensation)을 부여하는데 사용될 수 있는 임의의 다른 구성요소를 포함할 수 있다.

트랜스듀서(들)(20)는 2차 멤브레인(16) 상에 위치되거나 2차 멤브레인(16) 내에 내장된다. 다른 재료들은 구조물, 강성 및 강도와 함께 형성된 인클로저를 제공하기 위해 후방 영역(10a) 내에서 이용될 수 있다. 이들 재료는 인클로저의 일부를 형성할 수 있지만, 이들은 본 명세서에서 더 논의되지 않는다. 이렇게 형성된 인클로저의 재료 및 구조는 트랜스듀서(20)에 의해 생성된 운동의 품질에 불리하고(abrimly) 의도하지 않게(exitly) 영향을 미칠 수 있다.

촉각 사운드 장치(10)에는 임의의 적절한 방식으로 후방 영역(10a)에 선택적으로 고정될 수 있는 제어 박스(22)가 제공될 수 있다. 배선(24)은 예를 들어, 외부 멤브레인(18) 내의 개구(10g)를 통해 사운드 장치(10)의 후방 영역(10a)의 내부(10f)(도 4) 내로 제어 박스(22)로부터 외측으로 연장한다. 제어 박스(22)는 후방 영역(10)의 내부(10f) 내에 위치된 하나 이상의 전기활성 트랜스듀서(20)와 영향을 끼치게 결합될 수 있다. 각각의 전기활성 트랜스듀서(20)는 전기 신호를 모션(motion)으로 변환하는 임의의 유형의 트랜스듀서(transducer)일 수 있다. 이러한 전기활성 트랜스듀서(20)는 촉각 트랜스듀서(tactile transducer), 여자기(exciter), 압전 액추에이터(piezoelectric actuator), 피스톤 구동기(piston driver) 또는 제어 박스(22) 또는 다른 소스로부터 수신된 전기 신호를 운동으로 변환하는 임의의 다른 메커니즘을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 전기 신호는 배선(24)을 통해 전달될 수 있거나, 블루투스(Bluetooth) 신호 또는 임의의 다른 적절한 방식으로 무선으로 전달될 수 있다. 헤드폰(26)은 제어 장치(22)와 선택적으로 영향을 끼치게 결합될 수 있다.

트랜스듀서(20)는 2차 멤브레인(16)에 직접 부착될 수 있거나 또는 트랜스듀서(20)는 2차 멤브레인(16)에 내장될 수 있다. 트랜스듀서(20)는 앞뒤로 이동하는 자석(24)(도 6(b))을 포함할 수 있고, 이에 의해 도 4에서 화살표 "A"로 표시된 것과 같은 진동을 발생시킨다. 자석(24)은 하키용 퍽(hockey puck)과 유사한 크기일 수 있고, 약간의 중량을 가질 수 있다. 따라서, 자석(24)이 전후로 이동할 때, 이는 사람이 느낄 수 있는 진동을 생성한다. 진동 "A"는 2차 멤브레인(16)에 의해 감쇠되고, 2차 멤브레인 표면(16a)을 가로지르며 소실된다. 1차 멤브레인(14)은 2차 멤브레인(16)과 결합된다. 1차 멤브레인(14)은 2차 멤브레인(16)으로부터의 진동을 수집하고, 이들 진동 "B"(도 4)를 사용자의 등(12)로 전달한다. 1차 멤브레인(14)은 사용자의 등(12)에 근접한 촉각 사운드 장치(10)의 영역과 거의 동일한 표면적을 갖는 큰 강성 막을 포함할 수 있다. 진동 "B"는 사용자의 등(12)으로 전달되고, 사용시에 내장 감각(내장 감각)을 생성한다. 사용자가 경험하는 이러한 내장감은 사용자가 자신의 몸을 통해 음악이나 소리를 느끼게 한다.

앞서 설명한 바와 같이, 상기 사용자의 등(12)으로 전달되는 진동 "B"이 상기 사용자의 등(12)으로 전달되어 사용자가 경험하는 진동이 항상 원하는 주파수 응답을 가질 수 없다는 점에서, 전술한 바와 같은 시스템 내에서 발생할 수 있다. 이는 크게 사람의 몸이 스피커 인클로져 처럼 행동한다는 사실에 기인한다. 그러나, 정적(static)을 유지하고, 그 위에 정적 로딩 조건(static loading condition)을 갖는 스피커 인클로저와 달리, 즉, 모든 시간에 동일한 위치에서, 그리고 그에 작용하는 동일한 외부 힘으로, 사람은 하나 이상의 트랜스듀서에 대해 그의 위치를 변경하는 것, 또는 예를 들어, 다양한 컴포넌트가 압축되도록 유닛에 대해 가압하거나, 또는 누워 있거나 누워졌을 때, 또는 누워 있을 때 구성요소의 상대적 배향을 변경하는 것을 포함하여, 이동할 수 있다. 이러한 이동은, 음향의 주파수들에 악영향을 끼치는 것을 포함하여, 변할 수 있는 동적 로딩 조건들(dynamic loading conditions)을 생성할 수 있고, 이에 따라 주파수 응답이 사용자에 대해 최적이도록 한다.

도 5a-5c는 선행기술 트랜스듀서 및 트랜스듀서를 통합하는 촉각 사운드 디바이스를 통한 신호 흐름을 나타낸다. 상기 선행기술 트랜스듀서는 일반적으로 100으로 표시되고, 스프링 서스펜션(106)을 통해 인클로저(102)에 결합되는 자석 매스(104)가 제공되는 인클로저(102)를 포함한다. 트랜스듀서(100)는 또한 보이스 코일(108)을 포함하고 커넥터(110)와 영향을 끼치게 결합된다. 도 5c는 트랜스듀서(100)를 포함하는 촉각 사운드 장치에서 신호 흐름을 나타낸다. 입력 신호(input signal, 112)(I/O 포트로부터 유선, 무선 또는 신호)는 미리 설정된 등화 응답 곡선(equalization response curve)을 위해 DSP(Digital Signal Processor)(114)에서 처리된다. 이 신호는 디지털 아날로그 트랜스듀서(DAC, 116)로 통과되며, 여기서 신호는 디지털 신호로부터 아날로그 신호로 변환되고, 증폭기(amplifier, 118)로 통과되고 최종적으로 트랜스듀서(transducer, 100)로 전달된다.

도 5c에 도시된 이러한 선행기술 시스템에서, 동적 로딩 조건(즉, 사운드 장치를 착용한 사람이 주위를 움직일 때) 하에서, 주파수 응답은, 사용자 신체 구성(근육, 지방, 뼈)뿐만 아니라, 사용자의 신체, 사용자 자세에 대한 장치의 커플링(coupling)에 부분적으로 의존한다. 의자 등받이에 고정된 선행기술 음향 장치의 실시예에서, 주파수 응답(frequency response)은 의자와 음향 장치 사이의 상호작용뿐만 아니라 위의 모든 것에 의존한다. 선행 기술 시스템에는 메인 PCB 상에 증폭기가 있고 트랜스듀서에 증폭 신호 (즉, 입력 신호보다 높은 전압)를 전달하는 2 개의 선이 있다. 일부 실시예에서, 시스템이 다수의 드랜스듀서를 필요로 하는 경우, 각각의 트랜스듀서는 증폭기, 예를 들어 메인 PCB 상의 증폭기 회로(amplifier circuitry)를 필요로 할 수 있다. 이러한 배열은 회로 기판이 더 크고 트랜스듀서에 증폭된 라인(amplified line)을 필요로 하며, 이들 모두는 바람직하지 않다.

일 실시예에서, 상기 단락에 명시된 이러한 문제는 동적 로딩 조건(dynamic loading condition)에서의 적응적 균등화를 포함하여, 능동 피드백 처리가 가능한 사운드 장치(10)를 제공함으로써 해결된다. 음향 장치(10)는 능동 피드백 시스템(active feedback system) 및 일체형 증폭기를 갖는 전기활성 트랜스듀서를 포함할 수 있다.

도 6a 및 6b는 일반적으로 20으로 표시된 전기활성 트랜스듀서를 도시한다. 트랜스듀서(20)는 인클로저(22)를 포함할 수 있으며, 여기에 스프링 서스펜션(26)을 통해 인클로저(22)에 결합되는 자석 매스(24)가 제공된다. 트랜스듀서(20)는 또한 보이스 코일(28)을 포함하고 커넥터(30)와 작동적으로 결합된다. 트랜스듀서(20)는 또한 능동 피드백 루프(34)(도 7)를 위한 인쇄 회로 기판(32), 인티그럴 가속도계(integral accelerometer, 36) 및 인티그럴 증폭기(integral amplifier, 38)를 포함한다. 가속도계(36)는 능동 피드백 루프(34)에 통합된다. PCB(32)는 자석(24) 상에 직접 장착될 수 있다는 것에 주목해야 한다. 자석(24) 상의 PCB(32) 상의 증폭기(38)의 위치는 자석(24)이 증폭기(38)에 대한 히트싱크(heatsink)로서 작용할 수 있도록 한다. 증폭기(38)는 회로 컴포넌트이고 가속도계(36)는 회로 컴포넌트이다. 능동 피드백 루프(34)는 디바이스의 주파수 응답을 제어하기 위해 이들 2개의 하드웨어 구성요소를 이용하고 적절한 소프트웨어를 이용한다. 트랜스듀서 (20)는 또한 예를 들어, 이동하는 자석 (24)에 전력을 공급하는 하나 이상의 배터리 형태의 전원 (도시하지 않음)을 포함한다. 현재 개시된 시스템에서, 증폭기(38)는 트랜스듀서(20)와 일체(integral)이다. 하나보다 많은 트랜스듀서를 포함할 수 있는 사운드 디바이스의 실시예들에서, 증폭기 디바이스들(38)이 트랜스듀서들(20) 상에 위치될 수 있기 때문에, 라인 레벨 신호들(즉, 더 낮은 전압)만이 각각의 트랜스듀서(20)에 전송될 필요가 있다. 이러한 배열은 모듈성(modularity)을 개선하고, 현재 시스템에서 컴포넌트 계정(component account) 및 배선 복잡성을 감소시킨다.

전기활성 트랜스듀서(20)를 포함하는 음향 장치(10)의 신호 흐름은 도 7에 표현된다. 입력 신호(40)는 피드백 제어 DSP 유닛(Feedback Control DSP unit, 42)의 형태로 특수화된 DSP 유닛으로 전달된다. 입력 신호(40)는 디지털 오디오 신호 또는 아날로그 오디오 신호일 수 있다. 피드백 제어 DSP(42)는 가속도계 센서(36)로부터의 피드백 입력(도 6A)에 따라 신호(즉, 필요한 경우 신호 및/또는 그 요소의 부스팅 또는 감소)를 수신하고 수정한다. 수정된 신호는 DAC(44), 그 다음에 증폭기(38), 및 최종적으로 트랜스듀서(20)를 통과한다. 트랜스듀서(20)는 전기 신호를 2차 멤브레인(16)으로, 이어서 1차 멤브레인으로, 그리고 최종적으로 신체로 통과되는 진동 "A"(도 1)로 변환한다.

사람이 움직이는 경우, 가속도계(36)는 신호를 피드백 제어 DSP(40)에 제공할 것이고, 그 신호는 DAC(44)로 전송되는 신호를 수정할 것이다. 따라서, 피드백 제어 루프(34)(도 7)는 사운드 장치(10)를 통한 신호 흐름의 적응형 균등화를 제공한다. 특히, 가속도계(36)는 트랜스듀서(20)에서의 진동을 모니터링하고, 모니터링된 진동을 나타내는 출력 신호를 생성한다. 이 출력 신호는 피드백 제어 루프(34)를 통해 피드백 제어 DSP(42)로 전송된다. 모니터링된 진동의 주파수 응답은 원하는 주파수 응답과 비교된다. 피드백 제어 DSP(42)로부터 증폭기(38)로의 신호는 시스템에서 원하는 주파수 응답을 더 근접하게 생성하기 위해 (예를 들어, 상이한 주파수 대역들을 조정함으로써) 조정적으로 균등화된다.

피드백 제어 DSP 유닛(42)은 등화 응답 곡선을 적용함으로써 신호를 수신하고 수정하며, 즉, DSP(42)는 응답 곡선을 측정하고, 응답 곡선이 원하는 주파수 응답으로부터 벗어나는지, 그리고 그 다음, 응답이 원하는 주파수 응답에 매칭하도록 등화 응답 곡선을 적용한다. 신호는 가속도계(36)로부터의 입력에 따라 수정된다. 이 시스템은 자동-균등화, 실시간 자동 동적 교정, 편위 제어(즉, 화살표 "A"(도 4))로 표시된 바와 같이 트랜스듀서가 전후로 진동하는 정도), 트랜스듀서(20)에 대한 안전한 작동 존(zone)을 유지하는 것, 사용자 인터페이스 기능을 위한 센서 자체로서 트랜스듀서(20)상의 압력을 조정하도록 사용자에게 묻는 사용자 피드백, 진단 및 테스트를 위해 사용될 수 있다. 상기 시스템은 로컬(locally) 또는 원격 위치(remote location)로부터, 예를 들어 네트워크 또는 다른 통신 프로토콜을 이용하여 상기 위로부터의 데이터를 저장 및/또는 통신할 수 있다.

일반적으로 말하면, 피드백 제어 DSP(42), DAC(44) 및 증폭기(38)는 집합적으로 트랜스듀서 제어 시스템(90) 또는 트랜스듀서 제어기로서 지칭될 수 있는 회로들이다. 트랜스듀서 제어 시스템(90)은 입력 신호(40)를 수신한다. 트랜스듀서 제어 시스템(90)은 입력 신호(40)에 대한 균등화를 처리 및 적용하여 트랜스듀서(20)에 제공되는 전기 신호를 생성한다. 트랜스듀서 제어 시스템(90)은 가속도계(36)와 같은 센서들로부터 센서 출력 신호들을 수신하는 피드백 입력들을 갖는다. 센서 출력 신호들에 응답하여, 트랜스듀서 제어 시스템(90)은 트랜스듀서(20)에 대한 전기 신호가, 예를 들어, 전기 신호의 주파수 응답(frequency response)을 조정하기 위해 균등화를 적용함으로써 어떻게 발생되는지를 조정할 수 있다. 트랜스듀서 제어 시스템(90)과 그 회로의 여러 다른 예는 나머지 도면을 참조하여 설명될 것이다.

DSP(42)에 의해 DAC(44)에 제공된 신호에 대한 임의의 조정은 또한 DAC(1204)에 의해 출력되는 신호 및 트랜스듀서(1206)에 제공되는 전기 신호를 조정하는 효과를 갖는다. 일부 실시예들에서, 피드백 제어 DSP는 하나 이상의 아날로그 또는 디지털 오디오 신호들과 하나 이상의 관계들을 갖는 비-오디오 정보를 해석할 수 있는 연관된 MCU를 통합하거나 가질 수 있다.

다른 실시예에서, 전기활성 트랜스듀서(20)는 가속도계(36)에 더하여 또는 그 대신에 하나 이상의 센서의 타입을 포함할 수 있다. 이러한 다른 하나 이상의 센서는 일반적으로 참조번호 46(도 8)으로 표시된다. 센서(들)(46)는 능동 피드백 루프(active feedback loop)(50)에 통합될 수 있다. 센서(들)(46)는 예를 들어, 하나 이상의 위치 센서, 배향 센서, 힘 센서, 로드 센서, 온도 센서, 압력 센서, 근접 센서, 광학 센서, 전기 센서, 및/또는 자기 센서(magnetic sensor)(즉, 자력계(magnetometer))를 포함할 수 있다. 각각의 센서는 물리적 현상(위치, 배향, 부하, 온도, 압력, 근접 등)을 감지할 수 있고, 감지된 물리적 현상(위치, 배향, 부하, 온도, 압력, 근접 등)의 레벨을 나타내는 센서 출력 신호(sensor output signal)를 생성할 수 있다. 증폭기(48) 및 센서(들)(46)는 회로 컴포넌트이고, 이 실시예에서 능동 피드백 루프(50)는 트랜스듀서(20)를 제어하기 위해 이들 2개의 하드웨어 성분과 적절한 소프트웨어를 사용한다.

온도 센서는 보이스 코일(28)의 온도를 모니터링하기 위해 사용될 수 있다. 센서(들)(46)는 피드백 제어 루프(50)를 통해 피드백 제어 DSP(52)에 측정된 응답을 전송한다. 피드백 제어 DSP(52)는 센서 출력 신호를 DAC(54)로 전송하며, 이 DAC는 센서(들)(46)의 측정된 응답에 기초하여 신호를 증폭기(48)(및 그에 따라 트랜스듀서(20)에 제공된 전기 신호를 변경)로 변경한다. 도 8에 도시된 시스템을 통한 신호 흐름은 피드백 제어 DSP(52)로 전송되는 다른 소스로부터의 입력 신호(56)에 의해 개시될 수 있다.

도 9a-9c를 참조하면, 3개의 개별 반응 곡선 그래프(response curve graph)가 도시되어 있다. 인클로저 내에 장착된 전기활성 트랜스듀서에 대해, 트랜스듀서의 주파수 응답은 트랜스듀서에 작용하는 힘들에 부분적으로 의존한다. 본 명세서 및 오디오 기술에서 사용되는 “주파수 응답"은 그래프의 x-축 상의 주파수 범위이며, 강도 및 라우드니스(loudness)는 y-축 상에 있다. 이러한 디바이스에서 원하는 주파수 응답은 도 9A에 도시된 것과 같은 플랫 응답 곡선(flat response curve)으로서 예시될 수 있다. 정적 로딩 조건(static loading condition), 즉 스피커 또는 서브우퍼에서와 같이, 트랜스듀서의 원하는 주파수 응답은 인클로저(enclosure)에 의해 행해지는 주파수 응답에서의 변동들을 카운터하기 위해 등화 스킴(equalization scheme)과 함께 미리-가능하고 신뢰성 있게 세팅될 수 있다.

그러나, 동적 로딩 조건 하에 있는 디바이스에서, 선행기술 트랜스듀서(도 5a)가 사용될 때, 주파수 응답 곡선은 도 9a에 도시된 원하는 주파수 응답 곡선이 아닐 것이다. 도 9b 는 제 1 동적 로딩 조건 하에서 생성된 제 1 미보정 주파수 응답 곡선(first uncorrected frequency response curve)을 도시한다. 도 9c는 제2 동적 로딩 조건 하에서 생성된 제2 미보정 주파수 응답 곡선(second uncorrected frequency response curve)을 나타낸다. 따라서, 예를 들어, 제 2 미보정 주파수 응답 곡선은, 서로 다른 사용자, 앉은 음향 장치가 맞물리는 다른 좌석 또는 의자, 또는 사용자에게 음향 장치를 고정하는 다른 방법, 또는 의복, 백팩 또는 의자 등에 관련될 수 있다. 이러한 동적 로딩 조건은 도 9a에 도시된 것과 같은 플랫 주파수 응답을 제공하기 위해 동적 균등화 스킴(dynamic equalization scheme)을 필요로 한다. 본 발명의 일 양상에 따르면, 본 명세서에 개시된 트랜스듀서(20)는 시스템이 피드백 제어 루프(34 또는 50)(도 7 또는 도 8)를 통해 주파수 응답을 모니터링할 수 있고, 도 9a의 원하는 플랫 주파수 응답 곡선이 달성될 수 있도록 주파수 응답을 조정 및 정정할 수 있다는 점에서 이러한 동적 균등화를 제공할 수 있다.

일 실시예에서, 주파수 응답은 플랫(flat)하지 않는 원하는 주파수 응답을 달성하도록 조정될 수 있지만, 일부 주파수들은 감쇠되고 다른 것들은 부스트(boost)된다. 일부 실시예에서, 이러한 주파수 곡선은 과도현상(transient)(제한)을 제한하도록 추가로 처리될 수 있고, 일정한 출력(압축), 누적(accentuate transients)(확장)을 제공하고, 다른 오디오 특성을 강조하거나 강조한다.

센서

하나 이상의 압력 센서는, 예를 들어, 멤브레인(membrane)에 내장될 수 있고, 이상적으로 사용자와 직접 접촉하는 멤브레인(membrane)으로, 이러한 멤브레인에 대한 사용자의 상대 압력이 측정될 수 있다. 이러한 측정은 멤브레인에 대한 사용자의 상대 위치를 계산하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 멤브레인의 배향의 평면이 수직(즉, 0°의 경사)을 나타내는 것으로 명목상 간주된다면, 실제로 그렇게 될 수 없을지라도, 사용자가 앞으로 기울면 멤브레인 상의 압력이 감소될 것이고, 이들이 후방으로 후퇴하면, 멤브레인과 사용자 사이에서, 공칭(nominal) 또는 실제 상대 정규화된 관계(예를 들어, 특정 사용자와 트랜스듀서 배열의 동작을 위한 기준선을 설정하기 위해 구성 프로세스가 착수될 때)로부터 멤브레인 상의 압력이 증가될 것이다. 센서 데이터의 세트로서 표현된 이러한 정보는 이전에 구성된 DSP로 통과될 수 있고, 이는 그 후 이러한 데이터를 해석하고, 멤브레인(들)을 활성화(activate)하여 주파수 응답 및 다른 오디오 특성을 최적화하기 위해 트랜스듀서 장치에 연결된 증폭기로 전송되는 신호를 조정할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 멤브레인 내로 기울인다면, 입력 DSP는 특정 주파수들을 감쇠시켜 사용자가 더 많은 힘으로 멤브레인에 대해 누르는 것을 고려하고, 그 결과 사용자가 멤브레인과 정상 관계에 있는 경우보다 더 강한 촉각 출력을 받게 된다.

도 10은 멤브레인(1001) 상에 또는 내장된 센서(46) 세트들의 예시적인 포지셔닝을 예시하며, 이는 본 예에서 사용자에 가장 가까운 1차 멤브레인(14)이고 사용자들과 직접 접촉할 수 있다. 일부 실시예들에서, 도 10에 도시된 바와 같이, 사용자에 가장 가까운 멤브레인(1001)은 압력 센서들 또는 여기에 설명된 다른 센서와 같은 센서들(46)의 세트들을 포함할 수 있다. 센서(46)는 예를 들어, 사용자의 수직 및 측방향 이동이 결정될 수 있도록 배열된다.

각각의 센서는 센서 동작 범위 및 성능을 감소시키는 임의의 잡음 또는 다른 아티팩트(artifact)를 감소시키도록 장착될 수 있다. 예를 들어, 센서는 외부 입력들이 적어도 부분적으로 중화되고, 모니터된 디바이스, 예를 들어, 트랜스듀서(transducer)가 적어도 부분적으로 이러한 분리를 통해 최적화되도록 환경으로부터 충분히 분리될 수 있다. 예를 들어, 압력 센서는 고무 탑재대(rubber mounting)에 장착되어 탄성적으로 분리될 수 있다.

센서 동작

일부 실시예들에서, 센서들(sensors)은 다음을 위해 사용될 수 있다.

i. 측정의 신뢰도 확인 또는 검증 향상 - 다수의 센서들로부터의 측정들은 측정의 신뢰도 및/또는 검증을 개선하기 위해 서로에 대해 비교될 수 있다.

ii.보호 - 예를 들어, 임계치에 접근했을때, 도달했을때, 또는 초과했을때, 또는 이러한 임계치에 도달하려는 경향이 있을때, 응답, 입력, 또는 출력 신호를 조정, 제한 또는 정지하기 위해 측정을 사용한다.

iii.정정(enhancement) 또는 강화(enhancement) - 예를 들어 특정 행동(behavior)을 정정하거나 특정 특성을 향상시키기 위한 측정을 사용한다.

iv. 측정, 피드백 제어, 임계 결함들의 보고 및 진단들을 위한 내부 또는 외부 시스템들로의 통신

센서들은 본 명세서에 개시된 바와 같은 일부 실시예들에서 활성 피드백 시스템(active feedback system)의 일부를 형성할 수 있고, 아래의 위치에 포지션될 수 있다.

i. 사용자와 인접한/가까운 곳

ii. 멤브레인 상에 내장/장착

iii. 트랜스듀서 인클로저(transducer enclosure) 상에 또는 내부

iv. 인클로저(enclosure)의 외부 표면, 착용가능한 디바이스 및/또는 시트 상

일 양태는, 이러한 사용자에 의해 경험되는 트랜스듀서 배열의 동작에 대한 보다 대표적인 정보를 제공할 수 있는, 사용자의 센서(sensor)가 사용자에 대한 폐쇄(closeness)인, 센서의 배치(placement)이다. 예를 들어, 도 11에 도시된 바와 같이, 인입 오디오 신호(1101)는 아날로그 형태로 ADC(1102)(아날로그에서 디지털 컨버터로)에 입력되고, 디지털 형태의 변환된 신호를 DSP(1103)(디지털 신호 프로세서)로 전송하고, 이는 능동 피드백 프로세스를 포함하고, 멤브레인 내장 센서로부터 센서 출력 신호(1110)를 수신하도록 구성된다. 입력 오디오 신호는 또한 DSP(1103)에 의해 판독될 수 있는 아날로그 신호 또는 디지털 신호일 수 있다. 다음에 DSP(1103)는 처리된 디지털 신호를 DAC(1104)(디지털에서 아날로그 트랜스듀서로)로 전송하고, 디지털 신호는 디지털 신호를 아날로그 형태로 변환하고 아날로그 형태로 신호를 증폭기(1105)로 전송한다. 증폭기(1105)는 아날로그 신호를 증폭하고, 진동을 발생시키기 위해 트랜스듀서 배열(1106)을 에너지화하기에 적합한 전기 신호를 출력한다. 진동은 하나 이상의 매립된 센서(1108)를 포함하는 하나 이상의 멤브레인(1107)으로 전달된다. 멤브레인들(1107) 및 센서들(1108)은 사용자(1109)에 근접하여, 내장된 센서들로 사용자와 멤브레인들 사이에 물리적 접촉이 있다.

이러한 방식으로, 센서들(1108), 예를 들어 압력 센서, 방위 센서, 로드 센서, 힘 센서 등은 사용자(1109)에 의해 경험되는 트랜스듀서 장치(1106)의 출력을 나타내는 출력 신호들을 생성할 수 있다. 이 정보는, DSP가 출력 신호를 DAC(104)로 조정할 수 있고, 결과적으로 사용자 경험에 대해 서브 최적인 임의의 아티팩트들 또는 특성들을 고려하기 위해 컴포넌트들(confined components)과 함께, DSP(1103)로 센서 출력 신호들(1110)의 형태로 전송될 수 있다. 예를 들어, 이는 주파수 응답을 조정하는 것(하이 패스/로우 패스/노치 등)을 포함할 수 있고, 사용자(1109)에 의해 경험되는 보다 최적의 주파수 응답을 생성하기 위해 하나 이상의 주파수 세그먼트들(부스팅(boosting) 또는 감쇠(attenuation)을 통해)의 진폭을 조정하는 것을 포함할 수 있다. 이는 일부 실시예들에서, 사용자 선호도들을 충족시키기 위해 DSP(1103)에 의해 구성(configuration)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 갈바닉 피부 응답 센서(galvanic skin response sensor)가 사용자 땀을 측정하기 위해 사용될 수 있고; 이는 차례로, 예를 들어, 추론을 통해, 이러한 계산 또는 특정된 사용자 선호들을 충족시키기 위해 특정 사용자 선호도들을 계산하고 출력 진폭을 조정하는 데 사용될 수 있다. 다른 특징들은 다른 오디오 소스들과의 위상 정렬, 예를 들어, 헤드폰들, 과도(transient)들을 감소시키기 위한 제한 또는 압축, 노이즈 또는 다른 필터링 등을 포함할 수 있다.

센서는 또한 사용자(user)의 상에 또는 주위 또는 장치 외부에 배치될 수 있다. 예를 들어, 외부 마이크로폰(external microphone)은 트랜스듀서에 제공되는 신호의 위상을 조정함으로써 다른 오디오 소스들과 트랜스듀서의 위상 정렬 및/또는 시간 정렬을 위해 사용될 수 있다. 이 센서는 또한 디바이스로부터 나오는 특정한 색다른 사운드를 검출하기 위해 사용될 수 있다.

도 12는, 적어도 하나의 트랜스듀서 배열, 헤드폰 및 적어도 하나의 스피커를 포함하는, 복수의 출력 디바이스에 대해 입력 신호를 상이한 주파수로 분할하는 DSP(1203)를 도시한다. 이 실시예에서, 오디오 신호(1201)는 소스로부터의 아날로그 신호(1201)를 DSP(1203)로의 전송을 위한 디지털 신호로 변환하는 ADC(1202)로 전송된다. DSP(1203)는, 헤드폰(1210)의 라우드스피커의 후속 에너지 공급을 위해, 입력 신호를 주파수 범위에 의해 ACC1(1204)로 전송하기 위한 개별 신호로, 헤드폰(1210)의 라우드스피커의 후속 에너지 공급을 위한 DAC2(1208)로 분할한다. 이러한 예시적인 실시예에서, 이러한 세그멘테이션은, 옥타브 기울기당 12dB를 갖는, 200Hz의 컷-오프 주파수에서 일어나지만, 이러한 주파수 선택 및/또는 대안적인 슬로프들은 DSP 및/또는 도 13에 도시된 바와 같이, DSP 및/또는 하나 이상의 센서로부터의 인입 소스 물질(materials) 및/또는 출력에 응답하여 다이나믹하게 결정될 수 있는 초기화 프로세스의 일부로서 미리 구성될 수 있다.

도 13을 참조하면, DSP(1203)는 들어오는 오디오 신호를 상이한 주파수 범위들로 분할하고, 상이한 주파수 신호들을 DAC 1(1204) 및 DAC 2(1208)로 송신한다. 저역 통과 필터는 차단 주파수 200 Hz 아래의 저주파 성분들로 입력 신호를 필터링하기 위해 사용되고, 이러한 저주파 성분들은 DAC(1204)에 제공된다. 고역 통과 필터는, 200 Hz의 컷-오프 주파수(cut-off frequency) 이상의 고주파 성분들로 입력 신호를 필터링하는데 사용되고, 이러한 고주파 성분들은 DAC(1208)에 제공된다. 다른 실시예들에서, 전체 주파수 오디오 신호들은 DAC(1204) 및 DAC(1208) 모두에 제공될 수 있다.

이들 DAC들(1204 및 1208)로 전송되는 신호들은 센서들 중 하나 이상의 세트들을 형성하는 출력들을 이용하여 조정될 수 있다. 예를 들어, 트랜스듀서(1206)에 부착된 센서들로부터의 센서 출력 신호들(1315 및 1316)은, 예를 들어, 보이스 코일의 가속도를 측정하는 가속도계와, 보이스 코일의 온도를 측정하는 온도 센서에 의해 제공될 수 있으며, 이는 함께 트랜스듀서 배열 액티브 피드백 보호 시스템의 일부로서 사용될 수 있는 정보 세트들을 제공하도록 구성된다.

DSP(1203)는 또한 하나 이상의 멤브레인(1107)에 내장된 센서들로부터 센서 출력 신호(1314 및 1317)를 수신할 수 있다. 예를 들어, 센서 출력 신호(1314)는 오리엔테이션 센서(orientation sensor)로부터 수신될 수 있다. 센서 출력 신호(1317)는 압력 센서로부터 수신될 수 있다. DSP (1203) 는 헤드폰들 또는 라우드스피커 (1210) 들의 출력들을 검출하기 위해 하나 이상의 멤브레인들로 통합되는 하나 이상의 센서들로부터 센서 출력 신호들(1313)을 수신할 수도 있다. 이러한 센서는 그러한 멤브레인에 내장 될 수 있고 / 있거나 사용자의 근위에, 예를 들면 그들의 좌석, 의복, 편리한 표면 등에 배치 될 수 있다. 이러한 센서들로부터의 정보(Information)들은 예를 들어 블루투스, 와이파이(wifi) 또는 다른 무선 송신들에 의해 DSP로 전송될 수 있으며, DSP는 그러한 디바이스들의 인클로저의 내부 또는 외부에 있는 센서들을 포함하여, 라우드스피커(loudspeaker)들 및/또는 헤드폰들(1210) 내에 또는 내부에 배치된 센서들로부터 센서 출력 신호들(1312)을 수신할 수 있다.

이들 정보 세트들 각각은, 하나 이상의 사용자들에 대한 이러한 신호들의 재생을 구성 및/또는 최적화하기 위해, DSP(1203)에 오디오 신호들의 프로세싱을 개별적으로 및/또는 집합적으로 통지할 수 있다.

도 14는 트랜스듀서 배열(transducer arrangement)에 바로 인접한 것을 포함하여, 근접하게 배치된 센서들의 세트를 도시한다. 각각의 센서는 트랜스듀서 배열(1400)의 동작을 관리하기 위해 사용될 수 있는 정보 세트를 제공하며, 따라서 이러한 장치에 대해 미리 결정된 안전 동작 조건 내에 머무르도록, 예를 들어 트랜스듀서 배열(1400)은 배열(arrangement)의 동작을 모니터링할 수 있도록 연결된 4개의 센서를 갖는다. 이들은 가속도계(1401), 온도 센서(1402), 홀 효과 센서(Hall effect sensor, 1403) 및 광학 센서(1404)를 포함한다. 본 명세서에 개시된 바와 같이, 가속도계(1401)는 보이스 코일의 속도 및 가속도를 모니터할 수 있고, 따라서, 코일의 편위(excursion)가 안전 동작 파라미터(safe operating parameter)를 초과하는지를 나타낼 수 있다. 이러한 파라미터들은 DSP에 의해 저장될 수 있다. 센서 2, 온도 센서 1402는 음성 코일의 온도를 모니터할 수 있다. 이 정보는 그 동작을 통한 음성 코일의 열 축적이, 접속된 DSP(1403)에 의해 저장되는 하나 이상의 임계치들을 초과할 가능성이 있는 때를 나타낼 수 있다. 홀 효과 센서(1403)는 예를 들어, 트랜스듀서 장치가 알려진 위치로부터 이동될 때, 연결된 DSP의 계산들에 통지할 수 있는 전압의 형태로 정보 세트를 제공할 수 있도록 포지셔닝을 표시할 수 있다. 센서 4, 광학 센서(1404)가, 예를 들어, DSP 및/또는 다른 센서(예를 들어, 1402, 1402 및 1403)에 의해 제공되는 정보 세트의 지원에 제 2 인자를 제공하기 위해, 음성 코일 동작을 모니터링하기 위해 각각의 트랜스듀서 내에 배치될 수 있다. 도 14는 트랜스듀서 배열(transducer arrangement)과 관련하여 이러한 센서들의 몇몇 예시적인 포지셔닝을 도시한다.

도 15는 트랜스듀서 장치가 동작하고 있는 환경을 모니터하도록 장착된 마이크로폰(1505, 1506)의 형태인 추가적인 센서를 갖는 도 14에서 설명된 센서 세트를 도시한다. 예를 들어, 이들 센서들(1505 및 1506)은, 도 13에 도시된 바와 같이, 트랜스듀서 구성과 함께 사용되는 스피커 시스템의 오디오 출력을 수신하기 위해 사용될 수 있으며, 이에 따라, 이들은 능동 피드백 시스템(active feedback system)의 일부를 포함하는 DSP(1203)에 정보를 제공한다. 센서(1505, 1506)는 인클로저 상에 장착될 수 있다.

도 16은 능동 피드백 보호 시스템을 도시하며, 여기서 가속도계(1607) 및 온도 센서(1608)는 센서 출력 신호의 형태로 DSP(1603)에 정보를 제공한다. DSP(1603)는 정보 데이터스토어(datastore, 1606)에 유지된 저장된 정보 세트와 이러한 정보를 비교한다. 이러한 저장된 정보는 트랜스듀서 배열(1609)의 정상 및/또는 안전한 동작 파라미터를 나타낼 수 있다. 이들 정보 세트는 안전한 동작 조건 내에서 및/또는 최적의 동작 조건 내에서 트랜스듀서 배열(1609)의 동작을 유지하기 위해 DAC(1604) 및 증폭기(1605)로 전송된 출력 신호의 변동의 계산에서 DSP(1603)에 의해 사용될 수 있다. 도 16의 동작들 및 컴포넌트들은 또한 도 13과 같은 본 명세서에서 설명된 다른 실시예들 중 임의의 실시예와 통합될 수 있다.

일부 실시예들에서, 많은 타입들의 센서들이 능동 피드백 시스템에서 하나 이상의 DSP들에 의해 프로세싱될 수 있는 센서 출력 신호들의 형태로 정보 세트들을 제공하기 위해 배치될 수 있다. 이하, 하기의 비 제한적 예들을 설명한다.

센서들은 사운드 레벨들을 캡처하고 캡처된 사운드 레벨들을 나타내는 출력 신호를 생성하기 위해 사용되는 마이크로폰들일 수 있다. 캡처된 사운드 레벨은, 사용자에 대한 오디오 특성을 최적화 및/또는 커스터마이즈하기 위해, DSP 및/또는 스피커들의 출력을 모니터링하고 및/또는 헤드폰들의 출력을 모니터링하기 위해 사용된다. 보호(protection) 또는 강화(enhancement)를 위한 피드백 시스템의 응답(response)을 조정하기 위해 마이크로폰은 특정 주파수 대역들에서 사운드를 검출하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 시스템에 내장된 마이크로폰(microphone)은 하나 이상의 특정 실패 모드(failure mode)와 상관되는 알려진 주파수 대역에서 사운드를 검출하기 위해 사용될 수 있다. 그 후, 능동 피드백 시스템은 측정의 임계성(criticality)에 따라 응답을 조정(adjust), 제한(limit) 또는 정지(stop)할 수 있다.

센서들은 가속도계들, 홀 효과 센서들, 자이로스코프들 또는 수은 틸트 스위치들과 같은 방위 센서들, 전기적 또는 기계적 압력 센서들, 포토다이오드들 또는 포토레지스터들과 같은 광학 센서들(optical sensors)과 같은 물리적 또는 자기적 위치 센서들일 수 있다. 센서들은, 이전 상태에 대한 사용자의 위치(position) 또는 방향(orientation)의 변화를 모니터링 또는 검출하기 위한 다른 센서들과 개별적으로 또는 조합하여 사용될 수 있다. 사용자 위치 또는 배향의 변화를 모니터링 또는 검출하기 위한 이러한 시스템은 이들 센서들의 조합을 포함할 수 있고/있거나 트랜스듀서 배열(transducer arrangement)과 관련하여 사용자의 위치의 변화를 검출하도록 이들 센서들의 어레이를 형성할 수 있다. 이들 센서들 또는 센서 어레이들은 환경 및/또는 서로 관련하여 사용자 및/또는 트랜스듀서 배열 위치를 초기화 및 구성하기 위해 사용될 수 있다.

일부 실시예에서, 다른 센서, 예를 들어 힘 및 부하 센서(force and load sensors)의 조합을 포함할 수 있는 압력 센서는 사용자에 의해 촉각 사운드 장치에 인가되는 압력의 양을 나타내는 센서 출력 신호를 제공할 수 있다. 이 정보는 또한 사용자의 존재를 검출하고, 사용자가 존재하지 않는 경우 출력을 변화(muting)시키기 위해 사용될 수 있다. 이는 사용자에 의해 착용되고/되거나 사용자가 앉는, 예를 들어, 의자(cherega) 또는 소프트(sofa)에 착용되는 트랜스듀서 장치의 상대적 및 절대 위치설정을 포함할 수 있다.

근접 센서는, 예를 들어, 광학 및/또는 IR 파장들의 반사/굴절들을 결정하기 위해, 사용자의 트랜스듀서 배열(transducer arrangement)로의 근접성을 결정하고 이러한 근접성을 나타내는 센서 출력 신호를 생성하기 위해, 예를 들어, 포토 레지스터(photosistor)들 또는 광학 또는 IR LED를 채용할 수 있다. 예를 들어, 이러한 센서는 시트(seat)에 대한 사용자의 거리(variation)의 변화를 결정하기 위해, 예를 들어, 사용자가 전방으로 쏠렸는지(leaning forward)를 결정하고 따라서 트랜스듀서 어레이에 덜 연결된 지를 결정하기 위해 착용가능한 트랜스듀서 배열의 시트 백(seat back)에 배치될 수 있다. 이 예에서, DSP는 사용자에 의해 감지되는 신호의 일정한 진폭을 유지하도록 트랜스 듀서 장치의 출력을 증가시키고 및 / 또는 트랜스 듀서 장치 내의 특정 트랜스 듀서에 대한 진폭을 증가 또는 감소시킬 수 있으며, 예를 들어 예를 들어 시트(seat)의 베이스(base)에서 진폭을 증가시키는 한편, 시트 가 이러한 트랜스 듀서 장치와 결합되는 시트 백(seat back)에서 진폭을 감소시키는 것이 바람직하다.

역 EMP(back Electro-Magnetic Field) 센서는, 예를 들어, DSP에 공급될 수 있는 PWM(Pulse Width Modulated) 출력을 생성하는 트랜스듀서 구성에서 하나 이상의 트랜스듀서의 동작을 감지하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 신호는 적절한 경험을 사용자에게 제공하기 위해, 안전한 동작 구역(safe operating zone) 및/또는 신호 최적화 및/또는 분산(variance)에 있어서 트랜스듀서 배열의 동작을 유지시키면서 트랜스듀서 장치의 보호에 사용될 수 있다.

트랜스듀서의 진동을 측정하기 위해 다양한 센서가 사용될 수 있다. 예를 들어, 가속도계는 트랜스듀서의 힘 또는 가속도를 측정하는데 사용될 수 있다. 자력계(magnetometer)는 자속(magnetic flux)을 측정하는데 사용될 수 있다.

갈바닉 피부 반응 센서(예를 들면, EKG)는 트랜스듀서 장치에 의해 제공되는 경험과의 사용자 결합을 최적화하기 위해 DSP에 이용 가능하게 될 수 있는 생리학적 정보 세트를 제공할 수 있다.

온도 센서는 접촉식 또는 비접촉식 센서일 수 있다. 온도 센서는 증폭기(예를 들어, 도 12의 증폭기(1205 및/또는 1209))와 같은 구성 요소를 포함하는 트랜스듀서 배열 및/또는 그 구성요소의 온도를 모니터하기 위해 사용될 수 있는 다음의 예시적인 유형을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 써모커플(thermocouple) 또는 써모파일(thermopile)은 전기 소자, 전기 소자 또는 임의의 기능성 또는 미용 인클로저의 온도를 모니터하는데 사용될 수 있다. 임계 한계(critical limit)가 초과되면, 예를 들어, 컴포넌트에 대한 손상(damage)을 야기할 수 있는 온도, 또는 사용자에게 불편할 수 있는 온도가, DSP는 출력의 진폭을 줄이거나 출력을 완전히 없앨 수 있다. 온도 센서의 예는 서모스탯(thermostat), 서미스터(thermistor), 저항성 온도 검출기(resistive temperature detectors) 및 써모커플(thermocouples)을 포함한다.

센서를 이용한 트랜스듀서 보호

트랜스듀서는 트랜스듀서의 동작을 모니터링하기 위해 트랜스듀서에 인접하게 위치된 하나 이상의 관련 센서를 가질 수 있다. 이것은 예를 들어 가속도계 및/또는 온도 센서(temperature sensor)를 포함할 수 있으며, 이들 모두는 트랜스듀서에 직접 연결될 수 있다. 이는 도 16에 도시되어 있다.

예를 들어, 가속도계(1607)는 트랜스듀서(1609)의 변위를 모니터링할 수 있다. 온도 센서(1608)는 트랜스듀서(1609)의 동작 온도를 모니터링할 수 있다. 그런 다음, 이러한 센서에 의해 생성된 정보는 트랜스듀서를 구동하는 증폭기(1605) 및/또는 그러한 증폭기의 입력 신호를 제어하는 DSP(1603)로 통신될 수 있다. 양자의 경우에, 이러한 정보는 적어도 부분적으로 트랜스듀서 동작을 보호하도록 동작하는 능동 피드백 루프(active feedback loop)의 일부를 형성할 수 있어서, 트랜스듀서(1609)는 이러한 트랜스듀서(1609) 또는 트랜스듀서 배열(1609)의 정상 동작 파라미터 밖에 있지 않다. 예를 들어, 트랜스듀서(1609)의 가속 속도가 그것이 구성되는 파라미터를 초과하는 경우, DSP(1603)는 트랜스듀서(1609)가 정상 동작 조건 내에 머무르고 무 안전 동작 조건(unsafe operating conditions)에서 동작하는 것이 방지되도록, 증폭기(1605)로 입력 신호를 수정, 필터링, 제한, 압축 또는 다른 방식으로 변경할 수 있다. 일부 실시예들에서, 이러한 조건들은 다른 타입의 센서, 예를 들어, 온도 센서(1608), 안전한 동작 파라미터들에 대해 그러한 DSP를 구성하는데 사용된 정보(information)에 의해 모니터링될 수 있다.

일부 실시예들에서, 이러한 센서들 및 능동 피드백은 트랜스듀서 장치에 대한 정규화된 동작 상태를 유지하기 위해 그것의 출력을 감쇠시키도록 구성된 증폭기를 갖는 능동 보호 피드백 회로(active protection feedback circuit)로서 동작할 수 있다. 예를 들어, 이러한 센서들로부터의 입력(input)들을 받아들이는 이러한 증폭기(amplifier)에 특정한 입력들이 있을 수 있고, 트랜스듀서 배열(transducer arrangement)을 구동하는 증폭기의 (특정 주파수들에서 또는 모든 주파수에서 전체 이득으로서) 이득을 감소시키는 적절한 회로가 있을 수 있다. 가속도계는 이동 엘리먼트의 가속도 또는 힘을 모니터하는데 사용될 수 있다. 임계 한계(critical limit)가 도달되면, 센서로부터 발생된 정보는 안전한 작동 구역으로의 작동을 제한하기 위해 사용될 수 있다. 써모커플(thermocouple) 또는 써모파일(thermopile)과 같은 온도 센서는 전기 소자, 전기 소자 또는 임의의 기능성 또는 미용 인클로저(cosmetic enclosures)의 온도를 모니터하는데 사용될 수 있다. 임계 한계(critical limit)가 초과되면, 예를 들어, 컴포넌트에 대한 손상(damage)을 야기할 수 있는 온도, 및/또는 사용자에게 불편할 수 있는 온도가 초과되면, 센서에 의해 생성된 정보는 예를 들어 출력을 제한하거나 중단시키기 위해 입력 신호를 제어하기 위해 사용될 수 있다. 광학 센서는 이동 부품의 위치를 모니터하는데 사용될 수 있고, 부품이 임계 한계(critical limit)로 구성된 위치에 도달하면 입력을 변화시킨다. 예를 들어, 트랜스듀서(transducer)에서, 광학 또는 IR LED와 광다이오드 쌍(photodiode pairs)이 직접 또는 반사 구성(reflective configuration)으로 사용되어, 구성요소 또는 구성요소의 이동(movement)이 임계 위치(critical location)로 및/또는 임계 위치(critical location)로 넘어가는 것을 제한하는 광 게이트로서 사용될 수 있다.

DSP

DSP 프로세서는 능동 피드백 시스템(active feedback system)의 일부를 형성할 수 있다. DSP 프로세서 또는 프로세서들(processors)은 유닛(unit)에 통합될 수 있고/있거나 유닛 외부에 있을 수 있고, 장치(device)에 근접하여 또는 네트워크를 통해 원격으로 유선 또는 무선으로 연결될 수 있다. DSP 프로세서는 하나 이상의 센서로부터 입력을 받아들이고, 이러한 입력을 평가하고 이 입력에 기초하여 하나 이상의 동작을 취하도록 동작한다. DSP는 트랜스듀서 배열의 특정 동작 환경들을 나타내는 센서 입력 샘플들의 저장소(repository)를 가질 수 있다. 예를 들어, 이것은 수직으로 또는 수평으로 정렬된 트랜스듀서 배열을 갖는 센서들의 응답을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 이것은, 그러한 센서들에 의해 측정된 바와 같은 최적의 주파수 응답 또는 다른 오디오 특성들을 나타내는 하나 이상의 센서들, 또는 다른 센서들 및/또는 사용자에 의해 선택된 하나 이상의 센서들을 포함할 수 있다. DSP는 센서 입력들 및 측정들, 측정들의 계산들 및 상관들, 임계적 측정들, 임계 결함들(critical fault) 및 임계 결함들의 주파수, 특정 조건들에 대해 수행되는 보정 및 개선들, 및 시스템 또는 특정 서브시스템들의 일반적인 상태 등과 같은 정보를 저장할 수 있다. DSP 프로세서는 또한 이러한 정보를 서브시스템들(subsystems) 또는 외부 시스템들로, 또는 네트워크를 통해 또는 네트워크 상에서 통신할 수 있다. DSP는 또한, 서브시스템 또는 외부 시스템으로부터, 로컬 또는 네트워크를 통해, 구성 정보, 업데이트된 설정 또는 시스템 상태 설정을 수신할 수 있다.

DSP는, 트랜스듀서 구성에 접속된 증폭기에 공급될 때, 최적화된 및/또는 특정 주파수 응답 또는 다른 오디오 특성들을 생성할 수 있는 출력 신호를 생성하기 위해 입력 오디오 신호를 수정하기 위한 프로세스들을 개시할 수 있다.

DSP 프로세스는, 예를 들어 시트 또는 다른 환경적 아티팩트(artifacts)에 의해 야기된 특정 공진을 제거하기 위해, Q(필터의 스텝니스(steepness))의 가변 레이트를 갖는 필터링(노치, 하이, 로우, 멀티 밴드, 대역통과 등)을 포함할 수 있다. DSP는 증폭기들에 공급되는 신호들을 변화시키기 위한 알고리즘들의 범위를 채용할 수 있다. 이러한 알고리즘은 예를 들어 입력 신호의 분석 및/또는 센서 출력 신호의 분석을 통해 전개될 수 있다. DSP는 증폭기의 동작에 의해 야기되는 임의의 불일치를 더 조정하기 위해 증폭기의 출력을 모니터링할 수도 있다.

다른 프로세스들은 과도(transient)들 및 다른 피크들을 감소시키기 위해 출력 오디오 신호를 제한하는 것, 전체 동적 범위(overall dynamic range)를 감소시키기 위해 오디오를 압축하고 더 일관된 동작 레벨을 생성하는 것을 포함할 수 있다. 다른 프로세스는 오디오 신호가 잠재적으로 다른 오디오 신호, 예를 들어 헤드폰 및/또는 라우드스피커(loudspeaker) 등과 정렬되도록 출력 오디오의 위상 정렬(phase alignment)을 포함할 수 있다.

DSP는 또한 출력 신호를 감쇠시키는 역할을 할 수 있고, 일부 경우들에서, 예를 들어, 가속도계(accelerometer) 및 온도 센서들(예를 들어, 가속도계(accelerometer) 및 온도 센서(temperature sensor))이 트랜스듀서들을 보호하며, 가속도가 트랜스듀서에 대한 안전한 동작 환경을 초과하거나 및/또는 예를 들어, 트랜스듀서의 보이스 코일이 안전한 동작 조건들을 초과하는 열을 발생시키는 것을 나타내는, 트랜스듀서 및/또는 온도 측정들에 대한 안전한 동작 환경을 초과한다는 것을 나타낼 수 있다. DSP는, 일부 실시예들에서, 허위양성(false positives)을 피하기 위해, 그리고/또는 이러한 입력들을 저장된 값들과 비교하여, 출력 신호의 적절한 변화(variation)를 초과하는 하나 이상의 임계치들을 초과하는 것을 미리 초과함으로써 실패 상태를 회피하도록, 다수의 센서 입력들을 상관시킬 수 있다.

DSP는 초기 구성 상태(initial configuration state)를 가질 수 있어서, DSP는 특정 오디오 신호들을 생성하고, 그 다음, 하나 이상의 환경에서 하나 이상의 사용자들에 대한 특정 트랜스듀서 구성에 대한 최적의 오디오 출력을 생성하기 위해 그러한 신호들을 측정하기 위해 센서들을 사용한다. 이러한 구성은 DSP에 의해 저장될 수 있고, 사용자에 대한 오디오 경험을 최적화하는 특성을 갖는 출력 신호를 생성하기 위해 입력 신호에 대한 수정(modification)을 생성할 수 있다. 일부 실시예들에서, 이는, 예를 들어, 멤브레인의 특정 지점으로부터 임펄스를 생성하는 것과 같은 촉각 감각들(tactile sensations)을 통해, 사용자에게 명령들을 제공하는 DSP를 수반할 수 있고, 이에 따라, 멤브레인에 대한 그들의 신체 위치가 결정되고, 그리고 출력 신호가 최적 오디오 응답에 대해 조정된 출력 신호가 결정될 수 있도록, 예를 들어, 좌측이 멤브레인의 특정 포인트로부터 임펄스를 생성한다. 예를 들어, 하나의 임펄스는 멤브레인에 린(lean)을 의미하고, 2개의 펄스는 린 아웃(lean out)을 의미하고, 3개의 펄스는 구성 완료(configuration complete)를 의미한다.

DSP 프로세서는 또한 인입 오디오 신호를 수용하고, 그 신호를 처리하여, 예를 들어 200Hz 및 다른 신호 부분, 예를 들어 200Hz 내지 20Khz가 다른 오디오 디바이스, 예를 들어, 헤드폰 또는 쌍(또는, 세트) 라우드스피커의 세트와 함께, 적절한 주파수들로 제공되도록 하는 것을 또한 포함할 수 있다. 이 예에서, DSP는 트랜스듀서 장치 및 다른 오디오 장치(헤드폰/라우드스피커들) 모두에 대한 신호들을 처리할 수 있다. 이들 다른 디바이스들 중 어느 하나는 그 안에 포함된 하나 이상의 센서들을 가질 수 있고/있거나 DSP는, DSP에 의해 착수되는 능동 피드백을 능동 피드백(active feedback)에 통지할 수 있는 센서 입력들을 제공하기 위해 연결된, 라우드스피커를 모니터링하기 위한 마이크로폰들과 같은 연관된 외부 센서들을 가질 수 있다. 예를 들어, 그러한 마이크로폰(들)은 예를 들어 각각의 어깨 스트랩(shoulder strap) 상에 착용가능한 조끼(vorgable)의 전방에 배치될 수 있다.

일부 실시예에서, 능동 피드백 시스템은 초기화 및 구성 동작(initialization operations)의 세트를 통합할 수 있고, 이에 의해 트랜스듀서 장치는 특정 환경에서 특정 사용자에게 최적화된다. 예를 들어, 이는 차량, 룸(room), 시트(seat), 카우치(couch) 또는 다른 오디오 장치, 예를 들어 스피커 및/또는 헤드폰과 같은 다른 환경일 수 있다.

구성 프로세스는, 촉각적(tactile), 오디오(audio) 또는 시각적(visual) 통신 및 이들의 조합을 통해, 사용자에게 명령을 포함할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 트랜스듀서 배열(transducer arrangement)에 대해 특정 관계(specific relationship)에 자신을 위치시키도록 요청되고, 예를 들어, 그것들이 평행하고, 트랜스듀서 장치에 의해 생성된 촉각 출력을 제공하는 멤브레인과 직접 접촉하도록, 그 자체를 정렬한다.

능동 피드백 시스템은, 트랜스듀서 배열(transducer arrangement)에 의해 전달된 주파수들을 초과하는 주파수들을 제공하는 헤드폰 및 스피커들과 같은 다른 오디오 소스들의 통합을 포함할 수 있다. 이러한 다른 오디오 디바이스들의 통합은, 예를 들어, 200㎐의 크로스 오버 주파수 및 예를 들어 옥타브당 12db의 롤 오프(roll off)와 함께, 트랜스듀서 배열 및 다른 오디오 디바이스들 모두에 대한 신호들로의 주파수에 의한 분리 전에 능동 피드백 시스템 모니터링 및/또는 인커밍 오디오 신호들을 제어하는 것을 수반할 수 있다. 능동 피드백 시스템들은 또한 각각의 신호 소스가 능동 피드백의 DSP 프로세싱에 의해 개별적으로 처리되는 그러한 별개의 입력 신호들 상에서 동작할 수 있다. 이 예에서, 각각의 DSP 프로세서는 프로세서의 동작을 서로 DSP 프로세서에 통지할 수 있고, 일부 실시예에서, 이러한 DSP 프로세서에 대한 계층 또는 다른 전체 능동 피드백 제어 시스템이 있을 수 있다.

예를 들어, 드럼(drum)과 같은 고속 상승 시간을 포함하는 오디오 소스는, 예를 들어, 저주파를 위한 헤드폰 및 저주파에 대한 트랜스듀서 배열에 대해 동시에 전달되는 저주파수 및 고주파수 모두를 포함하는 주파수 범위를 가질 수 있다. 이 예에서, 초기 웨이브 프론트의 시간 정렬(the time alignment of the initial wave front)은 오디오 품질에 상당히 영향을 미칠 수 있고, 이와 같이 DSP 프로세싱은 신호가 양쪽 헤드폰 및 트랜스듀서 어레인지먼트(arrangement)를 위해 증폭기들에 제공되는 상대적인 시간을 사용자가 동시에 경험하게 할 수 있다. 이 접근법은 스피커들에 적용될 수 있으며, 여기서 사용자로부터의 스피커들의 거리는 고려될 수 있다.

인클로저

트랜스듀서 인클로저(transducer enclosure)(예를 들어, 인클로저(22))는 다수의 트랜스듀서들을 포함할 수 있으며, 예를 들어, 다른 지지 전기적 및 기계적 컴포넌트들을 포함하는 PCB 상에 장착될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 트랜스듀서들은, 증폭기 등과 같은 그러한 마운팅에 적합하지 않은 컴포넌트들을 통합하는 PCB에 부착된 배선 하네스(wiring harness)를 갖는 플렉서블 재료(flexible material)에 내장될 수 있다.

일부 실시예들에서, 인클로저(enclosure)는 트랜스듀서들 및 증폭기들과 같은 관련 컴포넌트들에 의해 발생된 열의 분산에 적합한 금속과 같은 재료들로 만들어질 수 있다. 이러한 금속은, 세라믹, 폴리머, 탄소 섬유 복합체, 목재 및 천연 섬유 복합체와 같은 열 분산성(heat dispersion properties)을 갖는 다른 재료들과 조합될 수 있으며, 반도체 등과 같이, 열 소산을 위해 이러한 인클로저(enclosure)를 이용하는 증폭기들은 종종 출력(output)의 와트(watt) 당 더 적은 히트 싱크 면적을 요구하는 클래스 D에서 작동할 수 있다.

인클로저(enclosure)는 또한 이들이 착용식 의류, 좌석, 코치(couches) 및 다른 인공물에 부착되도록 하는 장착 능력을 포함할 수 있다. 인클로저(enclosure)는 그들의 응용에 따라 강성(rigid) 또는 가요성일 수 있다.

다른 고려사항

여기서 설명된 설명 및 예시들은 예시적이며, 실시예들은 도시된 정확한 세부사항들에 한정되지 않는다.

본 발명은 일 실시예에서, 전기활성 트랜스듀서(electroactive transducer)는 능동 피드백 제어 루프(active feedback control loop) 및 증폭기를 포함하고, 능동 피드백 제어 루프가 상기 트랜스듀서와 일체(integral)일 수 있다.

능동 피드백 제어 루프는 증폭기와 동작 가능하게 결합되는 하나 이상의 센서를 포함하며, 센서 입력은 증폭기에 대한 신호를 제어하고 최적의 주파수 응답을 제공하기 위해 트랜스듀서를 제어하기 위해 사용된다.

일 실시예에서, 전기활성 트랜스듀서에 최적의 주파수 응답을 제공하기 위한 시스템은 피드백 제어 DSP, DAC, 증폭기, 트랜스듀서, 및 상기 트랜스듀서 및 상기 피드백 제어 DSP와 동작 가능하게 결합된 센서를 포함한다. 센서로부터의 입력은 증폭기로의 신호를 제어하고, 이에 의해 트랜스듀서를 제어한다.

센서는 위치 센서, 방위 센서, 힘 센서, 부하 센서, 온도 센서, 압력 센서, 근접 센서, 광학 센서, 전기 센서, 또는 자기 센서(magnetic sensor)일 수 있다.

일 실시예에서, 촉각 사운드 장치(tactile sound device)는 하우징(housing) 및 하우징 내에 위치 가능한 전기활성 트랜스듀서(electroactive transducer)를 포함한다. 전기활성 트랜스듀서는 사람에게 전달되는 진동을 발생시키도록 구성된다. 전기활성 트랜스듀서는 능동 피드백 제어 루프(active feedback control loop) 및 증폭기를 포함한다. 능동 피드백 제어 루프 및 증폭기는 전기활성 트랜스듀서와 일체이다.

하우징은 신체에 위치 가능한 착용 가능한 장치(wearable device)이다. 착용 가능한 장치는 백팩, 조끼, 바디 슈트, 의복 일 수 있고, 백팩, 조끼, 바디 슈트, 의복 및 전기활성 트랜스듀서는 백팩, 조끼, 바디 슈트, 의복에 포함된다.

하우징은 시트와 함께 사용되도록 구성될 수 있다. 하우징은 사무용 의자, 소파, 극장, 또는 자동차 시트와 함께 사용될 수 있다. 하우징은 시트와 일체형일 수 있다. 하우징은 시트의 등받이(backrest)에 대해 하우징을 고정하는 커넥터를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 전기활성 트랜스듀서(electroactive transducer)에서 최적의 주파수 응답을 제공하는 방법이 개시된다. 방법은 a) 피드백 제어 DSP, DAC, 증폭기, 전기활성 트랜스듀서, 및 전기활성 트랜스듀서 및 피드백 제어 DSP와 작동적으로 결합된 하나 이상의 센서를 포함하는 오디오 시스템을 제공하는 단계; b) 전기활성 트랜스듀서에 의해 진동을 발생시키는 단계; c) 하나 이상의 센서를 사용하여 진동을 모니터링하는 단계; d) 모니터링된 진동을 최적 주파수 응답과 비교하는 단계; e) 진동 및 최적 주파수 응답의 비교에 기초하여 하나 이상의 센서로부터의 입력 신호를 피드백 제어 DSP로 전송하는 단계; f) 피드백 제어 DSP로부터 DAC로 신호를 전송하는 단계; g) DAC로부터 증폭기로 신호를 전송하는 단계; h) 증폭기로부터의 신호를 전기활성 트랜스듀서에 전송하는 단계; i) 단계 b) 내지 e)를 반복하는 단계 및 모니터링된 진동에 기초하여 입력 신호를 조정하는 단계

일 실시예에서, 전기활성 트랜스듀서(electroactive transducer), 전기활성 트랜스듀서를 포함하는 촉각 음향 시스템(tactile sound system) 및 그것으로부터 최적의 주파수 응답을 생성하는 시스템 및 방법이 개시된다. 전기활성 트랜스듀서는 인테그럴 능동 피드백 제어 루프(integral active feedback control loop) 및 인테그럴 증폭기를 포함한다. 트랜스듀서는 피드백 제어 DSP, DAC, 및 가속도계와 같은 센서와 동작 가능하게 결합된다. 트랜스듀서는 사용자가 듣고 있는 사운드 또는 음악을 느낄 수 있도록 사용자의 몸에 전달되는 진동을 발생시킨다. 센서는 트랜스듀서의 진동을 모니터링하고, 입력 신호를 피드백 제어 DSP에 전송한다. 모니터링된 진동이 최적의 주파수 응답과 비교되고, 피드백 제어 DSP로부터의 신호와 증폭기로의 신호가 조절되어 시스템에서 최적의 주파수 응답을 보다 근접하게 생성한다.

10: 사운드 장치
14: 1차 멤브레인
16: 2차 멤브레인
18: 외측 멤브레인
20: 전기활성 트랜스듀서

Claims

전기 신호를 모션으로 변환하는 트랜스듀서(transducer);
상기 트랜스듀서에 결합되고, 상기 트랜스듀서로부터의 진동을 사용자에게 전달하는 하나 또는 복수 개의 멤브레인(membrane);
상기 트랜스듀서의 진동을 모니터링하는 제1 센서; 및
상기 트랜스듀서의 진동을 모니터링하는 상기 제1 센서로부터 수신된 신호에 기초하여 상기 전기 신호를 생성하는 하나 또는 복수 개의 회로를 포함하는 촉각 사운드 장치.
제1항에 있어서,
상기 하나 또는 복수 개의 회로들은,
상기 제1센서로부터의 신호 및 오디오 입력 신호를 수신하고, 상기 오디오 입력 신호를 상기 제1 센서로부터의 신호에 기초하여 변형 신호를 생성하도록 처리하는 디지털 신호 프로세서(DSP);
상기 변형 신호를 아날로그 신호로 변환하는 디지털 아날로그 트랜스듀서(DAC); 및
상기 아날로그 신호를 증폭하여 상기 트랜스듀서에 대한 상기 전기 신호를 생성하는 증폭기;를 포함하는 촉각 사운드 장치.
제1항에 있어서,
상기 트랜스듀서는,
인클로저(enclosure)를 포함하고,
상기 제1 센서 및 상기 증폭기는,
상기 인클로저 내에 위치하는 촉각 사운드 장치.
제1항에 있어서,
상기 하나 또는 복수 개의 회로들은,
상기 제1 센서로부터 수신된 신호에 기초하여 상기 전기 신호의 등화(equalization)를 조정하는 촉각 사운드 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 하나 또는 복수 개의 회로들은,
상기 제 1 센서로부터 수신된 신호에 따라, 원하는 주파수 응답을 상기 진동의 주파수 응답과 비교하고, 상기 비교에 기초하여 상기 전기 신호의 등화를 조정하는 촉각 사운드 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1센서는.
상기 하나 또는 복수 개의 멤브레인 내에 내장되는 것을 특징으로 하는 촉각 사운드 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 센서는,
가속도계인 것을 특징으로 하는 촉각 사운드 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 센서와는 다른 종류의 센서인 제2 센서;를 더 포함하고,
상기 하나 또는 복수 개의 회로들은,
상기 제2 센서로부터 수신된 신호에 기초하여 상기 트랜스듀서에 대한 상기 전기적 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 촉각 사운드 장치.
제8항에 있어서,
상기 제2 센서는,
온도 센서이고,
상기 하나 또는 복수 개의 회로들은,
상기 온도 센서로부터 수신된 신호에 기초하여 상기 트랜스듀서에 대한 상기 전기 신호를 생성하는 촉각 사운드 장치.
제8항에 있어서,
상기 제2 센서는,
압력 센서이고,
상기 하나 또는 복수 개의 회로들은,
상기 압력 센서로부터 수신된 신호에 기초하여 상기 트랜스듀서에 대한 상기 전기 신호를 생성하는 촉각 사운드 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 제 2 센서는,
근접 센서이고,
상기 하나 또는 복수 개의 회로들은,
상기 근접 센서로부터 수신된 신호에 기초하여 상기 트랜스듀서에 대한 상기 전기 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 촉각 사운드 장치.
제8항에 있어서,
상기 제2 센서는,
홀 효과 센서(hall effect sensor)이고,
상기 하나 또는 복수 개의 회로들은,
상기 홀 효과 센서로부터 수신된 신호에 기초하여 상기 트랜스듀서에 대한 상기 전기 신호를 생성하는 촉각 사운드 장치.
제8항에 있어서,
상기 제2 센서는,
방위 센서(orientation sensor)이고,
상기 하나 또는 복수 개의 회로들은,
상기 방위 센서로부터 수신된 신호에 기초하여 상기 트랜스듀서에 대한 상기 전기 신호를 생성하는 촉각 사운드 장치.
제8항에 있어서,
상기 제2 센서는,
스피커 및/또는 헤드폰으로부터 사운드를 모니터링하는 마이크로폰이고,
상기 하나 또는 복수 개의 회로들은,
상기 마이크로폰으로부터 수신된 신호에 기초하여 상기 트랜스듀서에 대한 상기 전기 신호를 생성하는 촉각 사운드 장치.
제 14 항에 있어서,
상기 하나 또는 복수 개의 회로들은,
상기 마이크로폰으로부터 수신된 신호 및 상기 제 1 센서로부터 수신된 신호에 기초하여 상기 트랜스듀서에 대한 상기 전기 신호의 위상(phase)을 조정하는 촉각 사운드 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 하나 또는 복수 개의 회로들은,
상기 제 1 센서로부터 수신된 신호에 기초하여 상기 트랜스듀서에 제공되는 상기 전기 신호의 등화를 조정하고,
상기 하나 또는 복수 개의 회로들은,
상기 제 2 센서로부터 수신된 신호에 기초하여 상기 트랜스듀서에 제공되는 상기 전기 신호를 조정하여 무 안전 동작 조건(unsafe operating condition)들을 방지하는 촉각 사운드 장치.
제1항에 있어서,
상기 하나 또는 복수 개의 회로들은,
저역 통과 차단 주파수(low pass cut-off frequency) 아래의 저주파 성분들을 식별하기 위해 입력 오디오 신호에 저역 통과 필터링을 수행하고,
상기 저주파 성분들을 포함하도록 상기 트랜스듀서에 대한 상기 전기 신호를 생성하는 촉각 사운드 장치.
제1항에 있어서,
상기 촉각 사운드 장치는,
웨어러블 디바이스(wearable device)인 것을 특징으로 하는 촉각 사운드 장치.
제1항에 있어서,
상기 촉각 사운드 장치는,
시트(seat)인 것을 특징으로 하는 촉각 사운드 장치.
촉각 사운드 장치의 동작 방법에 있어서,
전기 신호를 상기 촉각 사운드 장치의 트랜스듀서(transducer)를 이용하여 모션(motion)으로 변환하는 단계;
상기 트랜스듀서(transducer)에 결합된 상기 촉각 사운드 장치의 하나 또는 복수 개의 멤브레인을 통해 상기 트랜스듀서로부터의 진동을 사용자에게 전달하는 단계;
제1 센서로 상기 트랜스듀서(transducer)의 진동을 모니터링하는 단계; 및
상기 트랜스듀서(transducer)의 진동을 모니터링하는 상기 제1 센서로부터 수신된 신호에 기초하여 상기 전기 신호를 생성하는 단계;를 포함하는 촉각 사운드 장치의 동작 방법.