KR20200043584A - 차량용 독립 음장 형성 장치 및 차량용 독립 음장 형성 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 음원을 제공하는 장치와 통신하는 차량용 독립 음장 형성 장치는, 차량 내 소정의 포커싱 영역에서 음향이 집중되도록 상기 음원을 변환하기 위한 필터링 계수를 저장하는 저장부, 상기 차량 내에서의 차량운행상태정보를 수신하는 통신부 및 상기 통신부로부터 수신한 상기 차량운행상태정보에 따라 상기 필터링 계수를 업데이트하여 상기 포커싱 영역에서 상기 음향이 재생되도록 하는 상기 음원의 볼륨 조정범위를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

차량용 독립 음장 형성 장치 및 차량용 독립 음장 형성 방법{SEPARATE SOUND FIELD FORMING APPARATUS USED IN A CAR AND METHOD FOR FORMING SEPARATE SOUND FILED USED IN THE CAR}

본 발명은 차량용 독립 음장 형성 장치 및 차량용 독립 음장 형성 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 차량운행상태정보에 따라 포커싱 영역에서 재생되도록 하는 음원의 볼륨 범위를 제어하여 독립 음장의 효과가 제대로 구현될 수 있도록 하는, 차량용 독립 음장 형성 장치 및 차량용 독립 음장 형성 방법에 관한 것이다.

모바일 단말, PMP, MP3 플레이어 등의 휴대형 기기를 블루투스나 AUX와 같은 유무선 연결수단을 통해 스피커로 출력하는 등, 차량에 구비된 AVN시스템의 발전과 더불어 차량 내 사운드에 대한 관심이 증대하고 있다. 특히, 차량 내 스피커를 통해 출력되는 음향을 차량 내 위치(탑승자의 탑승 위치)에 따라 조절하기 위한 연구가 활발하다.

음향 제어는 음장 재현 방식, 다수의 능동 음원을 사용하여 공간의 소리 크기를 감소시키는 능동 소음 제어 방식, 특정 형상으로 배열한 음원 사이의 간격을 변화시키는 방식, 각 음원 간의 시간 지연과 크기를 변화시켜 특정 각도로 방사되는 음향 파워를 증대시키는 방식 등이 있다.

특히, 차량 내 특정 영역에서는 음원이 보다 크게 들리고, 다른 영역에서는 음원이 거의 들리지 않게 설정하는 방식을 차량 내 구현하는 것도 매우 중요하다. 다만, 이는 차량 내 음원이 아닌 기타 배경소음이 산재할 경우, 배경소음이 있어도 독립 음장을 제대로 구현할 수 있도록 하는 게 필요하다.

본 발명에서는 차량 운행 상태 정보까지 고려하여 상대적으로 잘 들리도록 설정한 포커싱 영역에서 재생 가능한 음향의 범위를 컨트롤함으로서 비포커싱 영역에서는 잘 들리지 않도록 구현한 독립 음장의 효과가 보다 정확히 반영될 수 있도록 하는 데에 그 목적이 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 음원을 제공하는 장치와 통신하는 차량용 독립 음장 형성 장치에 있어서, 차량 내 소정의 포커싱 영역에서 음향이 집중되도록 상기 음원을 변환하기 위한 필터링 계수를 저장하는 저장부, 상기 차량 내에서의 차량운행상태정보를 수신하는 통신부 및 상기 통신부로부터 수신한 상기 차량운행상태정보에 따라 상기 필터링 계수를 업데이트하여 상기 포커싱 영역에서 상기 음향이 재생되도록 하는 상기 음원의 볼륨 조정범위를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 독립 음장 형성 장치에서의 독립 음장 형성 방법은, 음원을 수신하는 단계, 차량 내 소정의 포커싱 영역에서 음향이 집중되도록 상기 음원을 변환하기 위한 필터링 계수를 리딩하는 단계, 차량 내에서의 차량운행상태정보를 수신하는 단계 및 상기 차량운행상태정보에 따라 상기 필터링 계수를 업데이트하여 상기 포커싱 영역에서 상기 음향이 재생되도록 하는 상기 음원의 볼륨 조정범위를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명에서는 차량 운행 상태 정보까지 고려하여 상대적으로 잘 들리도록 설정한 포커싱 영역에서 재생 가능한 음향의 범위를 컨트롤함으로서 비포커싱 영역에서는 잘 들리지 않도록 구현한 독립 음장의 효과가 보다 정확히 반영될 수 있도록 한다.

특히 각 좌석에 위치한 개별 사용자의 독립적인 청취 스타일을 더욱 보장할 수 있게 된다.

기존에 장착된 차량 내 스피커를 이용하거나, 성능 향상을 위한 부가적 스피커만을 장착함으로써 차량 내 음향을 특정 영역에 포커싱할 수 있게 된다.

차량운행상태에 따라 각 좌석에 위치한 각 청취자의 청취 스타일을 존중할 수 있게 되어 독립 음장 제어가 가능해진다.

특정 위치(브라이트존)에서만 들리게 조절하고, 그 외 위치(다크존)에서는 매우 약하게 들리거나 들리지 않게 조절할 수 있을 뿐만 아니라, 차량 내 음향 포커싱을 사용자가 선택하거나 조절할 수 있다.

본 발명의 목적은 차량 내 스피커의 위치를 변화시키지 않고, 기존에 장착된 스피커를 이용하여 차량 내 음향을 특정 영역에 포커싱할 수 있는 독립 음장 형성 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 차량에 이미 설치되어 있는 차량용 AVN 장치를 교체하지 않으면서 기존 시스템에 차량용 독립 음장 형성 장치를 별도로 삽입하기만 하면 되므로 독립 음장 형성 시스템 구현이 보다 용이해진다는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 독립 음장 형성 장치를 설명하기 위한 차량용 독립 음장 형성 시스템.
도 2는 차량 내부에 독립 음장 형성 장치가 설치된 일례를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 독립 음장 형성 장치의 저장부에 저장된 룩업 테이블을 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 독립 음장 형성 방법을 설명하기 위한 순서도.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.

일반적인 독립 음장 형성 시스템에 따르면, 차량 내 좌석 간 음을 분리하여 서로 다른 음향이 들릴 수 있게 된다. 다만, 이러한 시스템은 음원을 제공하는 음원장치와 별도로 차량 내에서 발생하는 배경 소음은 고려하지 않아 실제로는 독립 음장의 효과가 제대로 부여되지 않는 측면이 있다.

예를 들어, 차량 내 배경소음이 50DB이고 좌석 간 음압차이가 20DB인 경우, 상대적으로 잘 들리는 영역에서는 60DB의 소리가 들리고, 상대적으로 잘 들리지 않는 영역에서는 40DB의 소리가 들릴 수 있다, 다만, 잘 들리지 않는 영역에서는 40DB의 소리가 들려도 배경소음에 묻히게 되므로 결과적으로는 잘 들리지 않게 되어 독립 음장이 구현될 수 있는 것이다.

그러나, 동일한 경우에 상대적으로 잘 들리는 영역에서 80DB의 소리가 들리고, 상대적으로 잘 들리지 않는 영역에서 60DB의 소리가 들리도록 설정이 된다면 상대적으로 잘 들리지 않는 영역에서도 50DB의 배경소음을 초과하여 결과적으로 소리가 들리게 된다. 이는, 독립 음장을 제대로 구현하지 못한 것이다.

따라서, 본 발명에서는 차량 운행 상태 정보까지 고려하여 상대적으로 잘 들리도록 설정한 포커싱 영역에서 재생 가능한 음향의 범위를 컨트롤함으로서 비포커싱 영역에서는 잘 들리지 않도록 구현한 독립 음장의 효과가 보다 정확히 반영될 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 독립 음장 형성 시스템에 대한 블록도이다.

실시예에 따른 차량용 독립 음장 형성 시스템은 AVN장치(1), 사용자 입력부(2), 차량용 독립 음장 형성 장치(3), 앰프부(4), 및 스피커부(5)를 포함할 수 있다.

AVN장치(1)는 차량에 기본으로 설치되어 있는 오디오 시스템으로서, 유선 또는 무선 통신을 통해 내외부 장치와 연결되어 다양한 음원을 공급한다. 각 모듈과 내외부 장치와의 유무선 연결방식은 종래의 다양한 방식을 이용할 수 있다. 그에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

사용자 입력부(2)는 AVN장치(1)로부터 공급되는 음원 신호에 대한 사용자 입력을 수신한다. 또는, 실시예에 따라 사용자 입력부(2) 자체에서 음원을 공급할 수도 있다. 사용자 입력부(2)는 터치 스크린(미도시), 조그 셔틀(미도시), 스위치(미도시), 버튼(미도시) 등의 장치로 구현될 수 있다. 사용자 입력부(2)는 음원 신호의 출력을 포커싱할 브라이트존(BZ)의 위치 선택에 대한 사용자 입력을 수신할 수 있다. 사용자 입력부(2)를 통한 사용자 선택 정보는 유선 또는 무선 통신(WIFI, BT 등) 등을 통해 제어부(100)로 전송될 수 있다.

예를 들어, 도 2b와 같은 이미지가 터치 스크린상에 표시되면 사용자는 해당 이미지를 확인하면서 브라이트존(BZ)으로 설정할 위치를 선택할 수 있다. 브라이트존(BZ)의 위치 설정과 관련한 사용자 입력은 제어부(100)가 음향 신호를 생성하는 데 이용되며, 구체적으로, 음원 신호를 필터링할 필터링 계수를 결정한다.

사용자 조작의 편의를 위한 인터페이스를 제공하기 위해, 조그 셔틀(미도시)이나 스위치(미도시) 등을 통한 사용자 입력에 대응해 브라이트존(BZ)으로 설정될 영역이 차량 내 디스플레이를 통해 시각적으로 표시될 수 있다.

실시예에 따라 사용자 입력부(2)는 터치스크린을 포함하는 모바일 단말(스마트폰, 태블릿 PC 등)을 포함할 수 있다. 해당 음원이 포커싱 될 영역까지 터치스크린을 통해 사용자에 의해 선택될 수 있다.

실시예에 따라, 사용자 입력부(2)에서도 음원을 제공하고 AVN 장치(1)에서도 또 다른 음원을 제공하여 두 가지의 음원이 각각 포커싱 될 각각의 영역을 사용자 입력부(2)를 통해 선택할 수도 있다. 다만, 이 경우에는, 각 영역에 대한 필터링 계수가 독립적으로 적용될 수 있다. 즉, 제1 포커싱 영역에는 제1 필터링 계수가 적용되어 제1 음원이 제1 음향 신호로 출력될 수 있고, 제2 포커싱 영역에는 제2 필터링 계수가 적용되어 제2 음원이 제2 음향 신호로 출력될 수 있다. 이 경우에는, 특히 각 좌석에 위치한 개별 사용자의 독립적인 청취 스타일을 더욱 보장할 수 있게 된다.

예를 들어, 차량 내 AVN 장치(1)를 통해 음악이 재생되는 도중에 모바일 단말에서도 사운드(예: 벨소리, 통화음)가 출력되어야 하는 경우가 있다. 이때, 음악의 출력이 포커싱되는 위치와 모바일 단말의 알림 사운드가 포커싱되는 위치를 제어할 필요가 있다. 예를 들면 음악은 조수석에서 들리고 통화음은 운전석에서 주로 들리도록 할 필요가 있다. 이와 같은 경우에, 각 포커싱 영역에 대한 각 필터링 계수를 이용하여 차량 내에서 출력되는 다양한 음향의 위치를 제어할 수 있게 된다. 또는, 다른 실시예에 따라 차량 내 AVN장치(1)를 통해 제1 음원과 제2 음원이 함께 제공될 수도 있으며, 두 가지의 음원이 각각 포커싱 될 각각의 영역을 사용자 입력부(2)를 통해 선택할 수도 있다. 이 경우에도, 각 영역에 대한 필터링 계수가 독립적으로 적용될 수 있다.

그리고, 특히, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 차량에 이미 설치되어 있는 차량용 AVN 장치(1)를 교체하지 않으면서 도 1에 도시한 바와 같이 기존 시스템에 차량용 독립 음장 형성 장치(3)를 별도로 삽입하기만 하면 되므 로 기존 시스템에 대한 변형을 최소화할 수 있다는 장점이 있다 다만, 이는 일 실시예에 불과하며, 다른 실시예에 따라서는, 차량용 AVN 장치(1)와 독립 음장 형성 장치(3)를 하나의 시스템으로 구현할 수도 있다.

차량용 독립 음장 형성 장치(3)는 AVN장치(1)로부터 음원을 수신하여 해당 음원이 차량 내 소정 공간에서 독립된 형태로 재생되도록 하는 것으로 제어부(100), 통신부(200), 및 저장부(300)를 포함할 수 있다.

제어부(100)는 AVN장치(1)로부터 음원을 수신하여 해당 음원의 출력을 차량 내 브라이트존(BZ)에 포커싱하기 위한 음향 신호를 생성한다. 음향 신호는 스피커부(5)에서 출력될 신호로서 음원을 소정의 필터링 계수를 이용해 필터링함으로써 생성된다.

필터링 계수는 브라이트존(BZ)(예를 들어, 운전자석)의 공간평균음향에너지와 브라이트존(BZ) 외의 영역인 다크존(DZ)(예를 들어, 운전자석 외의 좌석들)의 공간평균음향에너지의 비가 최대가 되도록 하는 계수이다.

제어부(100)에 의해 생성된 음향 신호는 앰프부(4)에 의해 다채널로 분리되어 증폭되고, 스피커부(5)를 통해 출력된다. 음향 신호에 의해 스피커부(5)에서 출력되는 음향은 설정된 브라이트존(BZ)에만 포커싱될 것이다.

상기 설명에서는 브라이트존(BZ)을 운전자석이 위치한 영역으로 상정하였지만, 브라이트존(BZ)의 위치는 사용자 입력 등에 의해 달리 설정될 수 있다. 구체적으로, 사용자는 터치 스크린(미도시), 조그 셔틀(미도시), 스위치(미도시), 버튼(미도시) 등의 수단을 통해 브라이트존(BZ)의 위치를 설정하거나 그 설정을 변경할 수 있고, 이때, 브라이트존(BZ)의 위치에 대응하는 필터링 계수가 저장부(300)에 기저장되어, 제어부(100)가 음향 신호를 생성하는 데 참조될 수 있다.

예를 들어 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 운전자석(Front Left)이 브라이트존(BZ)으로 설정되고, 그 외의 좌석(Front Right, Rear Left, Rear Right)은 다크존(DZ)으로 설정될 수 있다. 즉, 도 2b와 같은 이미지가 터치 스크린에 표시되고, 사용자가 운전석(Front Left)의 위치를 터치하여 브라이트존(BZ)으로 설정하면, 제어부(100)는 운전석(Front Left)을 브라이트존(BZ)으로 설정하기 위한 필터링 계수로 음원을 필터링하여 음향 신호를 생성한다.

또, 사용자가 조수석(Front Right)의 위치를 터치하여 브라이트존(BZ)으로 설정하면, 제어부(100)는 조수석(Front Right)을 브라이트존(BZ)으로 설정하기 위한 필터링 계수로 음원을 필터링하여 음향 신호를 생성한다. 운전석(Front Left)을 브라이트존(BZ)으로 설정하기 위한 필터링 계수 및 조수석(Front Right)을 브라이트존(BZ)으로 설정하기 위한 필터링 계수는 미리 산출될 수 있다. 브라이트존(BZ)은 하나 또는 그 이상의 좌석 영역일 수 있다.

즉, 차량 내 좌석(Front Left, Front Right, Rear Left, Rear Right)을 브라이트존(BZ)으로 설정하기 위한 각각의 필터링 계수가 저장부(300)에 기저장될 수 있고, 제어부(100)는 사용자 입력에 기초해 저장부(300)에 기저장된 필터링 계수를 독출하여 음원을 필터링하여 음향 신호를 생성하여 전달함으로써, 앰프부(4)와 스피커부(5)에 의해 음향 신호가 출력된다. 물론, 음향 신호에 의해 출력되는 음향은 사용자가 설정한 브라이트존(BZ)에 포커싱될 것이다.

특히, 본 발명에서 제어부(100)는 통신부(200)로부터 차량운행상태정보를 수신하여, 해당 차량운행상태정보에 따라 저장부(300)로부터 독출한 필터링 계수를 실시간 업데이트할 수 있다. 즉, 업데이트한 필터링 계수를 기초로 음원을 최종적으로 필터링함으로서, 브라이트존에서 음향이 재생되도록 하는 음원의 볼륨 조정범위를 제어할 수 있게 된다.

본 발명의 실시예에 따른 차량운행상태정보는 스피커부(5)를 통해 재생되는 음원으로부터 비롯된 소리가 아닌 운전 중 발생하는 엔진 소음, 기어 변경 소음 등의 차량 내부의 배경소음을 포함할 수 있다.

제어부(100)는 차량운행상태정보를 기초로 차량이 빠르게 이동하여 차량 내 배경소음이 크다고 판단할 경우, 브라이트존에서 음향이 재생되도록 하는 음원의 볼륨 조절범위를 상대적으로 높일 수 있다. 예를 들어, 전술한 예에서 브라이트존과 다크존의 차이를 20DB 정도로 설정한 상태에서 차량 내 배경소음이 50DB 정도 된다고 판단할 경우, 브라이트존에서 음향이 재생되도록 하는 음원의 볼륨 조절범위를 60DB까지 상향 조정하게 되면 다크존에서 음향이 재생되도록 하는 음원의 볼륨 조절범위가 40DB정도로 조정될 수 있다. 이는, 다크존에서 음원의 볼륨 조절범위가 40DB정도로 조정되더라도 50DB인 배경소음에 가려지게 되므로 원래의 독립음장형성 취지에 맞게 다크존에서는 음향이 재생되지 않는 것처럼 하는 효과를 얻을 수 있게 되는 것이다.

반면, 제어부(100)는 차량운행상태정보를 기초로 차량이 느리게 이동하거나 정차하여 차량 내 배경소음이 적다고 판단할 경우, 브라이트존에서 음향이 재생되도록 하는 음원의 볼륨 조절범위를 상대적으로 낮출 수 있다. 즉, 음원의 볼륨 조절범위에 제한을 둘 수 있다. 예를 들어, 전술한 예에서 브라이트존과 다크존의 차이를 20DB 정도로 설정한 상태에서 차량 내 배경소음이 10DB 정도 된다고 판단할 경우, 브라이트존에서 음향이 재생되도록 하는 음원의 볼륨 조절범위를 30DB까지 하향 조정하게 되면, 다크존에서 음향이 재생되도록 하는 음원의 볼륨 조절범위가 10DB 정도까지 하향 조정될 수 있다. 이는, 차량 내 배경소음이 10DB인 상태에서도 브라이트존에서 음향이 재생되도록 하는 음원의 볼륨 조절범위가 60DB 정도로 설정되고 다크존에서 음향이 재생되도록 하는 음원의 볼륨 조절범위가 40DB 정도로 설정되게 된다면 결과적으로 다크존으로 설정하였어도 해당 영역에서 소리가 들리게 되므로 원래의 독립음장형성 취지에 맞지 않게 되는 것이다. 따라서, 차량 내 배경소음이 10DB인 상태에서는 다크존에서 음향이 재생되도록 하는 음원의 볼륨 조절범위가 10DB까지 조정됨으로서, 원래의 독립음장형성 취지에 맞게 다크존에서는 음향이 재생되지 않는 것처럼 하는 효과를 얻을 수 있게 되는 것이다.

따라서, 차량운행상태에 따라 각 좌석에 위치한 각 청취자의 청취 스타일을 존중할 수 있게 되어 독립 음장 제어가 가능해진다.

그리고, 차량운행상태정보에 따라 포커싱 영역에서 음향이 재생되도록 하는 음원의 볼륨 조절범위를 조절하는 것은 재생 음원이 복수개인 경우에도 동일/유사하게 적용될 수 있다. 즉, 모바일 단말로부터 수신한 제1 음원을 제1 포커싱 영역을 통해 제1 필터링 계수를 이용하여 제1 음향 신호로 변환하고, AVN 장치(1)로부터 수신한 제2 음원을 제2 포커싱 영역을 통해 제2 필터링 계수를 이용해 제2 음향 신호로 변환하는 경우, 제1 포커싱 영역에서는 차량운행상태정보에 따라 제1 필터링 계수를 업데이트하여 제1 음원의 볼륨 조절범위를 조절함과 동시에, 제2 포커싱 영역에서는 차량운행상태정보에 따라 제2 필터링 계수를 업데이트하여 제2 음원의 볼륨 조절범위를 조절할 수 있다.

브라이트존에서 음향이 재생되도록 하는 음원의 볼륨 조절범위의 상한과 하한에 대한 정보는 미리 설정되어 저장부(300)에 저장될 수 있다. 그리고, 해당 정보는 차량운행상태정보와 관련하여 미리 설정될 수 있으며, 사용자에 의해 변경될 수도 있다.

다만, 본 발명의 경우, 차량운행상태정보는 차량 내부로부터 발생한 소음을 포함하나, 다른 실시예에 따라 차량 외부로부터 발생한 소음까지 포함할 수도 있다. 이런 경우, 별도의 마이크로폰(미도시)를 설치하여, 차량 외부로부터 발생한 소음을 수집하고 해당 소음 정보까지 반영하여 필터링 계수를 업데이트할 수도 있다.

제어부(100)는 AVN장치(1)로부터 공급된 음원 신호를 최종적으로 음향 신호로 변환하여 출력하도록 제어할 수 있다. 제어부(100)는 앰프부(4)를 제어하여 음향 신호를 증폭하는 과정에서 음원의 볼륨을 조정할 수 있으며 음향 신호는 최종적으로 스피커부(5)를 통해 출력된다.

저장부(300)는 각 좌석(Front Left, Front Right, Rear Left, Rear Right)을 브라이트존(BZ)으로 설정하기 위한 필터링 계수를 다양한 방식(예를 들어, 테이블)으로 저장할 수 있다.

통신부(200)는 차량 내 구성부품(센서 등, 미도시)으로부터 차량운행상태정보를 수신하여 제어부(100)로 전송할 수 있다. 본 발명에서 차량운행상태정보는 CAN(Controller Area Network), 이더넷, 플렉스레이(Flexray), 브로드알-리치(BroadR-Reach) 네트워크 등을 통해 수신될 수 있다.

차량에 구비된 센서(미도시)는 압력 센서, 가차속 센서, 각차속 센서, 유량 센서, 온도 센서, 흡기압 센서, 조향 센서, 충돌방지 센서, 에어백 센서, 스로틀 포지션 센서(TPS), 에어템프센서(ATS), 액셀페달센서(APS), 차속 센서, G 센서, 자이로 센서, 충돌감지센서, 차고센서, 서스펜션 조절 센서, 에어컨 센서, 레이더 센서, 라이더 센서, 관성측정센서, 위성항법센서, 카메라 센서, 페달 센서, 산소포화도 센서, 적외선 센서 등을 포함할 수 있다. 여기서, 차량 센서는 앞서 나열한 것으로 한정되지 않고, 차량에 구비 또는 장착 가능한 모든 센서를 의미하는 것으로 이해해야 한다.

한편, 스트레인게이지나 가속도계 등의 진동측정센서가 구비되는 경우, 해당 진동측정센서로부터 생성된 차량의 진동정보를 기초로 역으로 차량 내 배경소음정보가 산출될 수도 있다.

앰프부(4)는 제어부(100)로부터 수신된 음향 신호를 다채널로 분리하여 증폭하고, 그 신호는 스피커부(5)로 전달되어 브라이트존(BZ)에 포커싱되는 방식으로 출력된다.

도 2a 내지 도 2b는 차량 내부에 차량용 독립 음장 형성 장치(3)가 설치된 일례를 나타낸 도면이다.

구체적으로, 도 2a 내지 2b에 도시된 바와 같이, 4㎝ 간격으로 이격된 복수의 스피커에 의하여 포커싱 영역 설정 시스템이 구성될 수 있다. 그리고, 포커싱 영역은 도 2a에 표시된 차량 내 4개의 좌석 영역, 즉, 운전석 영역(Front Left, FL), 조수석 영역(Front Right, FR), 좌측 뒷자석 영역(Rear Left, RL), 우측 뒷자석 영역(Rear Right, RR)에서 이루어질 수 있다. 다만, 이는 어디까지나 실시예에 불과하고 차량의 크기, 내부 공간 구조, 내부 구성의 위치 등에 따라 다양한 방식으로 설정 시스템이 구성될 수 있을 것이다.

다시 도 2a 및 2b를 참조하면, 음원 공간(여기서는 차량 내부 공간에 해당)에는 임의의 위치에 음향으로 기능하는 제1 스피커와 제2 스피커가 설치된다. 제1 스피커와 제2 스피커는 브라이트존(Bright Zone, 이하, 'BZ')과 다크존(Dark Zone, 이하, 'DZ')의 영역에 포함되지 않지만, 이에 한정되지 않는다.

브라이트존(BZ)이란 제1 스피커 및 제2 스피커로부터 출력되는 소리가 임계치 이상으로 들리는 영역을 의미하고, 다크존(DZ)이란 제1 스피커 및 제2 스피커로부터 출력되는 소리가 임계치 미만으로 들리는 영역을 의미한다. 간단히 설명하면, 브라이트존(BZ)은 소리가 들리는 영역으로 사용자가 음원을 포커싱시키기 위한 영역을 의미하고, 다크존(DZ)은 소리가 들리지 않는 영역으로 사용자가 음원을 포커싱시키지 않는 영역일 수 있다. 브라이트존(BZ)과 다크존(DZ)의 구분은 음압 레벨의 대조, 더욱 상세하게는, 공간평균음향에너지의 대조에 따른 것이므로, 다크존(DZ) 영역에서 소리가 전혀 들리지 않게 제어될 수도 있지만, 작게나마 소리가 감지되도록 제어될 수도 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 독립 음장 형성 장치(3)의 저장부(300)에 저장된 룩업 테이블을 나타내는 도면이다.

저장부(300)는 도 3에 도시된 바와 같은 룩업 테이블의 형태로 필터링 계수를 저장할 수 있다. 이때, 차량 내부 공간은 음원의 출력이 포커싱될 수 있는 복수의 영역으로 구분될 수 있고, 룩업 테이블에는 구분된 복수의 영역, 예를 들어, 운전석 영역(FL), 조수석 영역(FR), 좌측 뒷자석 영역(RF), 우측 뒷자석 영역(RR)에 대응하는 필터링 계수가 정의될 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 저장부(300)에 저장된 룩업 테이블에는 포커싱 영역과 그에 대응하는 필터링 계수가 정의되어 있다. 제 1 음원신호를 운전석 영역(FL)에 포커싱하는 경우, 다시 말해 제 1 음원신호에 대한 브라이트존(BZ)을 운전석 영역(FL)으로 설정하는 경우에 제어부(100)는 필터링 계수1(FC1)에 기초해 제 1 음원신호를 필터링해서 대응하는 제 1 음향신호를 생성할 수 있다. 이럴 경우, 제 1 음향신호는 운전석 영역(FL)에만 들리고, 나머지 영역에는 잘 들리지 않거나 아예 들리지 않을 것이다.

제 2 음원신호를 운전석 영역(FL)과 조수석 영역(FR)에 포커싱하는 경우, 다시 말해 제 2 음원 신호에 대한 브라이트존(BZ)을 운전석 영역(FL)과 조수석 영역(FR)으로 설정하는 경우에 제어부(100)는 필터링 계수5(FC5)에 기초해 제 2 음원신호를 필터링해서 대응하는 제 2 음향신호를 생성할 수 있다. 이럴 경우, 제 2 음향신호는 운전석 영역(FL)과 조수석 영역(FR)에만 들리고, 나머지 영역에는 잘 들리지 않거나 아예 들리지 않을 것이다. 다만, 저장부(300)의 저장 방식은 도 3의 룩업 테이블에 한정되지 않고, 다양한 방식을 이용해 필터링 계수를 저장할 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 독립 음장 형성 장치(3)의 차량용 독립 음장 형성 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 4에 도시한 바와 같이, 제어부(100)는 AVN장치(1)를 통해 음원을 수신할 수 있다(s10). 이 때, 사용자 입력부(2)를 통한 음원이 수신되어 해당 음원도 재생될 수도 있다. 저장부(300)에는 차량 내 소정의 포커싱 영역에서 음향이 집중되도록 음원을 변환하기 위한 필터링 계수가 기 저장되어 있으므로, 제어부(100)는 저장부(300)로부터 해당 필터링 계수를 리딩할 수 있다(s20). 이때, 제어부(100)는 필터링 계수를 기초로 음원을 음향으로 변환하여 포커싱 영역에서는 음향이 집중적으로 재생될 것이다. 그리고, 차량 내 좌석 중 포커싱 영역에 대한 선택은 사용자 입력부(2)로부터 사용자 명령을 수신하여 수행될 수 있다. 이러한 상황에서, 제어부(100)는 통신부(또는 차량운행정보수신부, 200)를 통해 차량 내에서의 차량운행상태정보를 수신할 수 있다(s30). 차량운행상태정보는 특히 차량 내부의 배경 소음을 포함할 수 있다. 제어부(100)는 차량운행상태정보에 따라 필터링 계수를 실시간 업데이트하여 포커싱 영역에서 음향이 재생되도록 하는 음원의 볼륨 조정범위를 제어할 수 있다(s40). 음원의 볼륨 조정범위가 제어된 상황에서 변환된 음향은 앰프부(4)를 통해 증폭되어 스피커부(5)를 통해 재생될 것이다. 음원의 볼륨 조정범위가 상향 조정되거나 하향 제한됨에 따라 비 포커싱 영역에서는 음원이 들리지 않아 독립 음장의 효과를 실감나게 볼 수 있다.

이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (12)

1. 음원을 제공하는 장치와 통신하는 차량용 독립 음장 형성 장치에 있어서,
   차량 내 소정의 포커싱 영역에서 음향이 집중되도록 상기 음원을 변환하기 위한 필터링 계수를 저장하는 저장부;
   상기 차량 내에서의 차량운행상태정보를 수신하는 통신부; 및
   상기 통신부로부터 수신한 상기 차량운행상태정보에 따라 상기 필터링 계수를 업데이트하여 상기 포커싱 영역에서 상기 음향이 재생되도록 하는 상기 음원의 볼륨 조정범위를 제어하는 제어부;를 포함하는,
   차량용 독립 음장 형성 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 필터링 계수는 상기 포커싱 영역의 공간평균음향에너지와 상기 포커싱 영역 외의 영역의 공간평균음향에너지의 비가 최대가 되도록 하는 계수인,
   차량용 독립 음장 형성 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 통신부는 상기 차량운행상태정보를 CAN 통신을 통해 수신하는,
   차량용 독립 음장 형성 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 차량운행상태정보는 상기 차량 내의 배경소음 정보를 포함하고,
   상기 차량 내의 배경소음 정보는 상기 차량의 진동을 측정하는 진동측정센서로부터 생성된 진동정보를 기초로 산출되는 것인,
   차량용 독립 음장 형성 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 차량 내 소정의 포커싱 영역은 사용자 입력을 통해 복수의 영역 중에 선택된 영역인,
   차량용 독립 음장 형성 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 음원은 상기 사용자 입력을 수행하는 모바일 단말로부터 수신한 제1 음원 및 AVN 장치에 저장된 제2 음원을 포함하고,
   상기 제1 음원은 제1 포커싱 영역을 통해 제1 음향신호로 변환되고,
   상기 제2 음원은 제2 포커싱 영역을 통해 제2 음향신호로 변환되며,
   상기 제1 포커싱 영역에 대한 선택과 상기 제2 포커싱 영역에 대한 선택은 상기 모바일 단말을 통한 상기 사용자 입력에 기초한 것인,
   차량용 독립 음장 형성 장치.
7. 음원을 수신하는 단계;
   차량 내 소정의 포커싱 영역에서 음향이 집중되도록 상기 음원을 변환하기 위한 필터링 계수를 리딩하는 단계;
   차량 내에서의 차량운행상태정보를 수신하는 단계; 및
   상기 차량운행상태정보에 따라 상기 필터링 계수를 업데이트하여 상기 포커싱 영역에서 상기 음향이 재생되도록 하는 상기 음원의 볼륨 조정범위를 제어하는 단계;를 포함하는,
   차량용 독립 음장 형성 장치에서의 독립 음장 형성 방법.
8. 제7항에 있어서,
   상기 필터링 계수는 상기 포커싱 영역의 공간평균음향에너지와 상기 포커싱 영역 외의 영역의 공간평균음향에너지의 비가 최대가 되도록 하는 계수인,
   차량용 독립 음장 형성 장치에서의 독립 음장 형성 방법.
9. 제7항에 있어서,
   상기 차량운행상태정보는 CAN 통신을 통해 수신되는,
   차량용 독립 음장 형성 장치에서의 독립 음장 형성 방법.
10. 제7항에 있어서,
    상기 차량운행상태정보는 상기 차량 내의 배경소음 정보를 포함하고,
    상기 차량 내의 배경소음 정보는 상기 차량의 진동을 측정하는 진동측정센서로부터 생성된 진동정보를 기초로 산출되는 것인,
    차량용 독립 음장 형성 장치에서의 독립 음장 형성 방법.
11. 제7항에 있어서,
    상기 차량 내 소정의 포커싱 영역은 사용자 입력을 통해 복수의 영역 중에 선택된 영역인,
    차량용 독립 음장 형성 장치에서의 독립 음장 형성 방법.
12. 제11항에 있어서,
    상기 음원은 상기 사용자 입력을 수행하는 모바일 단말로부터 수신한 제1 음원 및 AVN 장치에 저장된 제2 음원을 포함하고,
    상기 제1 음원은 제1 포커싱 영역에서 제1 필터링 계수를 이용하여 제1 음향신호로 변환되고,
    상기 제2 음원은 제2 포커싱 영역에서 제2 필터링 계수를 이용하여 제2 음향신호로 변환되며,
    상기 제1 포커싱 영역에 대한 선택과 상기 제2 포커싱 영역에 대한 선택은 상기 모바일 단말을 통한 상기 사용자 입력에 기초한 것인,
    차량용 독립 음장 형성 장치에서의 독립 음장 형성 방법.
    

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