KR20220079460A

KR20220079460A - 파라메트릭 오디오 유닛을 구비한 안경

Info

Publication number: KR20220079460A
Application number: KR1020210170771A
Authority: KR
Inventors: 안드레아 루스코니 클레리치 벨트라미; 페루치오 보토니
Original assignee: 유사운드 게엠바하
Priority date: 2020-12-04
Filing date: 2021-12-02
Publication date: 2022-06-13
Also published as: US11668959B2; CN114609802A; CA3140778A1; EP4009662A1; EP4009662B1; DE102020132254A1; US20220179243A1; AU2021273572A1; TW202223499A; JP2022089801A

Abstract

본 발명은, 적어도 하나의 스피커를 갖는 안경 다리(2)를 구비한 오디오 정보 출력용 안경(1)에 관한 것이며, 안경 다리(2)는, 사용하고자 하는 귀에서 의도한 대로 배치될 때, 귓구멍(7)으로부터 멀리 이격되며, 그에 따라 스피커에 의해 발생된 음파가 주변을 통해 이격된 귓구멍(7)에 전달된다. 본 발명에 따라, 스피커는 초음파 스피커(8)이다. 게다가, 안경(1)은 초음파 스피커(8)를 포함하는 파라메트릭 오디오 유닛(5)을 가지며, 이 오디오 유닛(5)으로, 귀에 보내지는 가청 사운드 빔(6)이 발생될 수 있다.

Description

파라메트릭 오디오 유닛을 구비한 안경{EYEWEAR WITH PARAMETRIC AUDIO UNIT}

본 발명은, 적어도 하나의 스피커를 갖는 안경 다리를 구비한 오디오 정보 출력용 안경에 관한 것이며, 안경 다리는, 사용하고자 하는 귀에 의도한 대로 배치될 때, 귀의 귓구멍으로부터 멀리 이격되며, 그에 따라 스피커에 의해 발생된 음파가 주변을 통해 이격된 귓구멍에 전달된다.

오디오 정보 출력용 안경은 US 2014/0268016에서 알려져 있으며, 가청 파장 스펙트럼에서 음파를 방출하는, 안경 다리에 일체화된 스피커를 포함한다. 안경을 의도한 대로 배치하면, 스피커는 사용자의 귀의 귓구멍으로부터 이격되며, 따라서, 스피커로부터 방출된 가청 음파가 주변을 통해 이격된 귓구멍에 전달되어야 한다. 이점은, 전달된 오디오 정보를 주변에 위치한 사람들이 엿듣게 될 수 있는 단점이 있다.

US 2014/0270316A1은 스피커와 음향 음-전도 요소를 갖는 안경을 기재하며, 이 음향 음-전도 요소에 의해, 스피커에 의해 발생한 음이 사용자의 귓구멍에 전도될 수 있으며, 사용자만 이 오디오 정보를 감지할 수 있다. 음-전도 요소는, 안경의 다리로부터 시작하여, 사용자의 귓구멍 내로 연장한다. 이 경우, 귓구멍에 바로 음-전도 요소를 배치함으로 인해, 주변 잡음이 억압될 수 있다는 단점이 있다. 게다가, 사용자는, 오디오 시스템이 귓구멍에 바로 또는 귓구멍에 배치될 때 방해가 됨을 감지한다.

본 발명의 목적은 관련 기술로부터 알려진 단점을 제거하는 것, 특히 오디오 정보가 주변에 위치한 사람들에 의해 감지될 수 없고, 관련 주변 잡음이 억제되지 않으며 및/또는 착용감이 부정적으로 영향을 받지 않으면서 오디오 정보를 사용자에게 전달될 수 있게 하는 오디오 정보 출력용 안경을 만드는 것이다.

이 목적은 독립 특허청구항 1의 특성을 갖는 오디오 정보 출력용 안경에 의해 달성된다.

본 발명은, 적어도 하나의 스피커를 포함하는 안경 다리를 구비한 오디오 정보 출력용 안경에 관한 것이다. 안경 다리는, 사용하고자 하는 귀에서 의도한 대로 배치될 때, 귀의 귓구멍으로부터 멀리 이격되며, 그에 따라 스피커에 의해 발생된 음파가 주변을 통해 이격된 귓구멍에 전달된다. 용어, "주변"은 안경 주변이며 음이 자유롭게 전파할 수 있는 개방 공간을 의미하는 것으로 이해된다. 안경은 그러므로, 안경의 다리로부터 시작하여, 사용자의 귓구멍 내로 연장하는 음-전도 요소를 포함하지 않는다. 대신, 오디오 정보는 안경으로부터 간접적으로 주변 또는 주위 공기를 통해 귓구멍에 전달된다.

스피커는 초음파 스피커로서 설계된다. 이 초음파 스피커로, 초음파 범위의 음파가 그러므로 방출될 수 있으며, 이 음파는 사람의 귀에 의해 감지될 수 없다. 바람직하게도, 초음파 스피커는, 가청 파장 스펙트럼의 음파가 초음파 스피커로 방출될 수 없도록 설계된다. 게다가, 안경은, 초음파 스피커를 포함하는 파라메트릭(parametric) 오디오 유닛을 갖는다. 파라메트릭 오디오 유닛은, 귀에, 특히 귓구멍에 보내지는 가청 사운드 빔이 파라메트릭 오디오 유닛에 의해 발생될 수 있는 방식으로 설계된다. 가청 사운드 빔은 초음파 스피커에 의해 발생한 초음파로부터 생긴다. 파라메트릭 오디오 유닛은, 이를 위해, 공기 중의 음 전파의 비선형성을 활용하여 가청 음을 특히 변조된 초음파 빔에 의해, 바람직하게는 변조된 조사압(radiation pressure)에 의해 발생시킨다. 파라메트릭 오디오 유닛에 의해 발생한 고 지향성 사운드 빔은 본래 측엽(side lobes)이 없다. 유리하게도, 오디오 정보는 그러므로 근처에 위치한 사람들이 오디오 정보를 감지할 수 없게 파라메트릭 오디오 유닛으로부터 사용자로 타겟화 된 방식으로 전달될 수 있다. 동시에, 비접촉, 즉 사용자의 귀로부터 이격됨, 음 전달 및 관련 높은 착용감 레벨로 인해 매우 높은 고객 수용도를 달성할 수 있다. 파라메트릭 오디오 유닛은 그러므로 비접촉 음 전달을 위해 설계된다. 사용자는 귓구멍의 바로 근처에서 어떠한 장애 요소를 착용할 필요가 없으며, 이는 오디오 정보가 귀로부터 이격된 영역으로부터 집중하여(in a focused manner) 주변을 통해 귀로, 특히 귓구멍으로 전달되기 때문이다. 예컨대, 귓구멍의 바로 근처에서 음-전도 요소와 같은 장애 요소가 회피된다는 사실로 인해, 귓구멍은 막혀 있지 않으며(clear), 따라서 주변 잡음이 방해 받지 않고 귓구멍에 진입할 수 있다.

파라메트릭 오디오 유닛은, 이 파라메트릭 오디오 유닛에 의해, 사운드 빔의 음 전파 방향으로 서로 앞뒤로 배치되는 가청 음의 다중 가상 소스가 발생될 수 있는 방식으로 설계된다. 바람직하게도, 파라메트릭 오디오 유닛은, 가청 음의 다중 가상 소스가 음 전파 방향으로 동위상으로(in phase) 더해지도록 설계된다. 결국, 가청 음의 가상 소스는, 초음파 변환기로부터의 거리가 증가함에 따라 음 전파 방향으로 더 커지게 된다. 사운드 빔 외부에서, 가청 음의 가상 소스는 서로와 상이한 위상이며 파괴적으로 간섭한다.

더 나아가, 파라메트릭 오디오 유닛은, 초음파 스피커에 의해 발생한 사운드 빔이 특히 변조된, 1차 파를 포함하는 방식으로 설계된다. 1차 파는 바람직하게는 초음파이다. 추가로 또는 대안적으로, 파라메트릭 오디오 유닛은, 초음파 스피커에 의해 발생한 사운드 빔이 2차 파를 포함하는 방식으로 설계된다. 바람직하게도, 2차 파는 음 전파 방향으로 1차 파에 뒤따른다. 게다가, 2차 파는 바람직하게는 공기 흡수로 인해 복조된 가청 음파이다. 용어, "가청 음"은 사람이 들을 수 있는 파장 스펙트럼에서의 음을 의미하는 것으로 이해된다. 바람직하게도, 2차 파는 1차 파로부터 생기며, 1차 파는, 초음파 스피커로부터의 거리가 증가함에 따라 공기 흡수로 인해 복조되어 가청 음으로 변환된다. 결국, 오디오 정보는 초음파 스피커에 인접한 제1 영역에서는 들을 수 없는 반면, 오디오 정보는 음 전파 방향으로 제1 영역에 뒤따르는 제2 영역에서는 들을 수 있다.

1차 파가 초음파 스피커로부터의 거리에 대응하는 흡수 길이를 가질 때 유리하며, 이 거리 내에서, 1차 파 및/또는 사운드 빔의 초음파는 공기에 의해 흡수된다. 분자 마찰 및 기타 분자 속성으로 인해, 사운드 빔의 음향 에너지의 일부분이 공기를 통해 도중에 흡수된다. 초음파와 같은 더 고 주파수는 가청 음과 같은 저 주파수보다 상당히 더 크게 흡수된다. 음 전파 방향으로의 음 전파의 경우에, 1차 파 및/또는 사운드 빔의 초음파는 그러므로 흡수 길이에 걸쳐 공기에 의해 연속해서 및 본질적으로는 완전히 흡수되는 반면, 2차 파 및/또는 가청 음은 흡수 길이에 걸쳐 더 큰 범위를 갖는다.

이런 점에서, 안경 다리가 의도한 대로 배치된다면, 1차 파의 흡수 길이가 초음파 스피커와 귓구멍 사이의 거리 이하이며, 흡수 길이는 특히 6cm, 5.5cm, 5cm, 4.5cm, 4cm, 3.5cm, 3cm, 2.5cm, 2cm, 1.5cm 또는 1cm 이하이다. 결국, 변조된 1차 파 및/또는 변조된 초음파는 귓구멍이 위치한 거리에서 가청 음으로 충분히 강하게 복조되며, 그에 따라 복조된 가청 음은 귓구멍의 영역에 존재하여 사용자에 의해 감지될 수 있다.

파라메트릭 오디오 유닛이 변조기, 특히 오디오 신호 변조기를 포함하며, 이러한 변조기로, 변조된 초음파 신호가 초음파 스피커를 위해 발생될 수 있을 때 유리하다.

바람직하게도, 변조된 초음파 신호는, 1차 파, 가청 음의 가상 소스 및/또는 2차 파가 발생될 수 있는 방식으로 변조된다. 추가로 또는 대안적으로, 변조된 초음파 신호는, 변조된 초음파 신호를 이용하여, 생성되며 초음파 스피커에 의해 방출되는 변조된 초음파가 공기 흡수로 인해 및/또는 초음파 스피커로부터의 거리가 증가함에 따라 가청 음으로 복조되는 방식으로 변조된다.

더 나아가, 변조된 초음파 신호가, 변조된 초음파 신호나 초음파 신호로 발생된 음파가 공기 흡수로 인해 및/또는 공기 중의 음 전파의 비선형성으로 인해 초음파 스피커로부터의 거리가 증가함에 따라 음 전파 방향으로 가청 음으로 복조되는 방식으로 설계될 때 유리하다.

마찬가지로, 변조기가, 오디오 신호를 기초로 하여, 초음파 반송 신호, 특히 초음파 반송 신호의 진폭을 변조하는 방식으로 설계될 때 유리하다. 오디오 신호는 사용자에게 전달될 오디오 정보 및/또는 가청 음 신호이다.

파라메트릭 오디오 유닛이, 오디오 신호를 변조기에 제공하는 신호 소스를 포함하고 및/또는 초음파 반송 신호를 변조기에 제공하는 진동기를 포함할 때 또한 유리하다.

파라메트릭 오디오 유닛이 오디오 신호를 필터링하기 위한 적어도 하나의 필터, 특히 고역 필터 및/또는 저역 필터를 포함할 때 또한 유리하다.

더 나아가, 파라메트릭 오디오 유닛이 특히 필터링된 오디오 신호의 변동 범위를 감소시키기 위한 적어도 하나의 동적 압축기를 포함할 때 유리하다.

유리한 향상된 실시예에서, 더 나아가, 파라메트릭 오디오 유닛이 변조된 초음파 신호를 증폭하기 위한 증폭기를 포함할 때 유리하다.

마찬가지로, 초음파 스피커가 초음파를 발생시키기 위한 바람직하게는 압전, MEMS 음 변환기일 때 유리하다.

게다가, 초음파 스피커가 사운드 빔 축을 가질 때 유리하며, 이 사운드 빔 축을 따라, 사운드 빔이 음 전파 방향으로 방출될 수 있다. 더 나아가, 초음파 스피커가, 사운드 빔 축을 따라 전파하는 초음파 스피커의 사운드 빔이, 안경 다리가 의도한 대로 배치될 때 귓구멍을 향해 보내지는 방식으로, 안경 다리에 배치될 때 유리하다. 결국, 초음파 스피커가 귓구멍에 바로 방출하며, 결국 본질적으로 오디오 정보를 주변에 위치한 사람들이 엿들을 수 없음이 보장된다.

초음파 스피커가, 초음파를 발생시키기 위해, 스트로크 축 방향으로 편향할 수 있는 적어도 하나의 음-발생 요소를 포함할 때 또한 유리하다. 음-발생 요소는 바람직하게는 특히 압전식 캔틸레버 아암일 수 있으며, 이러한 아암은 그 2개의 단부 중 하나의 단부만이 지지 기판에 바람직하게는 부착되며, 따라서 다른 한 단부는 자유롭게 진동할 수 있다. 추가로 또는 대안적으로, 음-발생 요소는 단단한 스트로킹 플레이트로서 설계되며, 이러한 스트로킹 플레이트는 수직 스트로크 축에 대해 편향될 수 있다.

본 발명의 유리한 향상된 실시예에서, 음-발생 요소의 스트로크 축이 초음파 스피커의 사운드 빔 축에 병렬로 및/또는 동심으로(concentrically) 배치된다.

초음파 스피커는 복수의 인접하게 배치된 음-발생 요소를 포함할 때 유리하다. 이들은 바람직하게는 초음파 스피커의 공통 음-발생 영역을 형성한다.

초음파 스피커, 특히 그 음-발생 요소가 안경 다리의 외측, 특히 외측 상에서 또는 외측의 외측 리세스에서 배치될 때 유리하다. 추가로 또는 대안적으로, 초음파 스피커, 특히 그 음-발생 요소가 외측에 대해 평면 또는 동일 평면에 배치될 때 유리하다.

파라메트릭 오디오 유닛이, 변조기, 필터, 동적 압축기 및/또는 증폭기를 포함하는 전자 칩, 특히 ASIC을 가질 때 유리하다.

전자 칩이 MEMS 음향 변환기의 지지 기판에 내장될 때 유리하다. 용어, 내장된"은 전자 칩이 반송 기판에 의해 완전히, 즉 모든 측에서 둘러싸임을 의미하는 것으로 이해된다.

본 발명은, 앞선 기재에 따른 안경에서의 파라메트릭 오디오 유닛 사용에 관한 것이며, 언급한 특성은 개별적으로 또는 임의의 조합으로 존재할 수 있다.

본 발명의 추가 장점은 다음의 예시적인 실시예에서 기재된다.
도 1은 파라메트릭 오디오 유닛을 포함하는, 오디오 정보 출력용 안경의 개략적 측면도를 도시한다.
도 2는 파라메트릭 오디오 유닛의 상세도를 도시한다.

도 1은 오디오 정보 출력용 안경(1)의 측면도를 도시한다. 안경(1)은 안경(4)을 위한 지지 프레임(3)에 배치되는 2개의 안경 다리(2)를 포함한다. 도 1에 나타낸 측면도에서, 2개의 안경 다리(2) 중 단 하나만 볼 수 있다. 안경(1)은 오디오 안경으로서 설계된다. 안경 다리(2)는, 이를 사고자 하는 사용자의 귀에 의도한 대로 배치될 때, 귓구멍(7)으로부터 이격되어 배치된다. 결국, 오디오 정보는 개방 주변을 통해 이격된 귓구멍(7)에 전달되어야 한다.

오디오 정보를 출력하기 위해, 안경(1)은, 도 1에 개략적으로 나타낸 파라메트릭 오디오 유닛(5)을 포함한다. 용어, "파라메트릭"은, 특히 오디오 유닛(5)이 오디오 신호(20)로부터 파라미터, 특히 이 신호의 진폭을 추출하며 및/또는 이들 파라미터를 사용하여 가청 사운드 빔(6)을 발생시킨다는 점을 의미한다. 다음에서 상세하게 설명할 바와 같이, 파라메트릭 오디오 유닛(5)은, 가청 사운드 빔(6)이 이 파라메트릭 오디오 유닛에 의해 발생될 수 있는 방식으로 설계된다. 도 1에 따라, 이 사운드 빔(6)은, 안경(1)이 의도한 대로 사용자의 머리에 배치될 때 사용자의 귀를 향해 보내진다. 귀의 귓구멍(7)은 도 1에 개략적으로 나타낸다. 사운드 빔(6)은, 안경(1)이 의도한 대로 배치될 때 귀의 이 귓구멍(7)을 향해 보내진다. 결국, 오디오 정보는 타겟화 된 방식으로 귀에 전달되며, 그에 따라 주변에 위치한 사람들은 엿들을 수 없다. 게다가, 파라메트릭 오디오 유닛(5)은 비접촉이도록 설계되며, 그에 따라, 물리적 음 전달 요소가 파라메트릭 오디오 유닛(5)과 귀 사이에 배치되지 않는다. 대신, 오디오 정보는 주변을 통해 자유롭게 전달된다. 용어, "주변"은 안경(1)과 귀 주변의 공기와 파라메트릭 오디오 유닛(5) 외부에 위치한 공기를 지칭하는 것으로 이해될 것이다. 유리하게도, 안경(1)은 높은 착용감 레벨로 차별화되며, 이는 음-전도, 물리적 요소가 귓바퀴 또는 귓구멍(7)에 배치되지 않기 때문이다. 이점은, 귓구멍(7)이 막히지 않으며, 예컨대 사용자를 지나친 차량과 같은 외부 잡음이 청각에 의해 감지할 수 있다는 추가 장점이 있다.

도 1에 따라, 파라메트릭 오디오 유닛(5)은, 사운드 빔(6)을 발생시키는 초음파 스피커(8)를 포함한다. 도 2에서, 초음파 스피커(8)와 이에 의해 발생한 사운드 빔(6)은 다시 한번 상세하게 나타낼 것이다.

초음파 스피커(8)는 사운드 빔 축(9)을 갖는다. 이 사운드 빔 축(9)을 따라, 초음파 스피커(8)는, 안경 다리(2)로부터 멀리 향하는 음-발생 방향(10)으로 초음파를 방출할 수 있다. 도 1에 자명한 바와 같이, 초음파 스피커(8)는, 음-발생 방향(10)으로 사운드 빔 축(9)을 따라 전파하는 사운드 빔(6)이, 안경 다리(2)가 의도한 대로 배치될 때 귓구멍(7)을 향해 보내지는 방식으로 안경 다리(2)에 배치된다.

초음파를 발생시키기 위해, 초음파 스피커(8)는, 스트로크 축(12)을 따라 편향될 수 있는 적어도 하나의 음-발생 요소(11)를 포함한다. 본 예시적인 실시예에서, 음-발생 요소(11)는, 스트로크 축(12)에 수직으로 연장하는 단단한 플레이트로서 설계된다. 음-발생 요소(11)의 스트로크 축(12)은 초음파 스피커(8)의 사운드 빔 축(9)에 평행하게 및/또는 동심으로 배치된다. 본 예시적인 실시예에 따라, 초음파 스피커(8) 및/또는 그 음-발생 요소(11)는, 음-발생 요소(11)가 그 음파를 주변에 바로 전달할 수 있는 방식으로 안경 다리(2)에 배치된다. 이를 위해, 초음파 스피커(8), 특히 그 음-발생 요소(11)가 안경 다리(2)의 외측(13)에 배치된다. 초음파 스피커(8), 특히 그 음-발생 요소(11)는 바로 안경 다리(2)의 외측(13) 및/또는 외측 리세스(14)에 배치될 수 있다. 이런 상황에서, 더 나아가, 초음파 스피커(8), 특히 음-발생 요소(11)가 안경 다리(2)의 외측(13)에 관해 평면이거나 동일 평면인 방식으로 배치될 때 유리하다.

본 경우에, 초음파 스피커(8)는 초음파를 발생시키기 위한 MEMS 음 변환기로서 설계된다. 이것은 지지 기판(15)을 포함하며, 이 지지 기판(15)에 대해, 음-발생 요소(11)가 스트로크 축(12)을 따라 편향될 수 있다. 바람직하게도, MEMS 음 변환기는, 음-발생 요소(11)로서 설계되거나, 음-발생 요소(11)에 일체화되거나 음-발생 요소(11)에 결합되는 압전 액추에이터(본 경우에 나타내지 않음)를 포함한다.

도 1에 따라, 파라메트릭 오디오 유닛(5)은 변조기(16)를 포함한다. 변조기(16)에 의해, 파라메트릭 오디오 유닛(5)은 변조된 초음파 신호(17)를 발생시킬 수 있으며, 이 변조된 초음파 신호(17)로, 초음파 스피커(8)가 작동되어 초음파(23)를 발생시킬 수 있다. 변조기(16)는 바람직하게는 칩(28)으로서 설계된다. 도 2에 따라, 이 칩(28)은 바람직하게는 지지 기판(15)에 내장된다.

변조된 초음파 신호(17)는, 초음파 스피커(8)에 의해 발생된 초음파(23)가 초음파 전파 방향(10)으로 초음파 스피커(8)로부터 더 멀리 움직일수록 공기에 의해 흡수되는 방식으로 변조되며, 그 결과 가청 음(18)으로 변환되며 및/또는 복조된다. 그에 따라, 파라메트릭 오디오 유닛(5)은, 변조된 초음파 빔에 의해 가청 음을 발생시키기 위해 공기 중의 음 전파의 비선형성을 활용한다.

도 1에 따라, 변조기(16)는 초음파 반송 신호(19)와 오디오 정보를 포함하는 오디오 신호(20)를 활용하여 변조된 초음파 신호(17)를 발생시킨다. 초음파 반송 신호(19)는 진동기(21)에 의해 변조기(16)에 제공된다. 더 나아가, 파라메트릭 오디오 유닛(5)은, 오디오 신호(20)를 변조기(16)에 제공하는 신호 소스(22)를 포함한다.

변조기(16)는, 특히 공기 흡수 및/또는 공기 중의 음 전파의 비선형성을 고려하여, 초음파 스피커(8)에 의해 방출되는 초음파가 가청 음(18)으로 및/또는 가청 음의 소스로 - 바람직하게는 초음파 스피커(8)로부터의 규정된 거리에서 - 복조되는 방식으로 오디오 신호(20)를 기초로 하여 초음파 반송 신호(19)를 변조하는 방식으로 설계되며, 가청 음은 오디오 신호(20)의 오디오 정보를 재현한다. 이를 위해, 변조기(16)는 특히 초음파 반송 신호(19)의 진폭을 오디오 신호(20)로 변조한다.

도 1 및 도 2로부터 자명한 바와 같이, 변조된 초음파 신호(17)로 작동되는 초음파 스피커(8)는 사운드 빔(6)을 발생시킨다. 사운드 빔(6)은 1차 파(24)와 2차 파(25)를 발생시킨다. 1차 파(24)는 비선형 상호작용을 하는 초음파 빔이다. 2차 파(25)는 가청 사운드 빔이다. 사운드 빔(6)은 가청 사운드의 다중 가상 소스(26)를 포함하며, 이러한 다중 가상 소스는 특히 1차 파(24)를 기초로 하여 형성되며 및/또는 음 전파 방향(10)으로 서로 앞뒤에 배치된다. 이들 가상 소스는 음 전파 방향(10)으로 동위상으로 더해지며, 가청 음의 가상 소스(26)는, 초음파 스피커(8)로부터의 거리가 증가함에 따라 더 커지게 된다. 이런 식으로, 초음파와 그에 의해 여기되는 가청 음의 소스는 동일한 음속으로 전파하며, 그에 따라 모든 기본파는 음 전파 방향(10)으로 동위상이며, 결국 음 전파 방향(10)으로 개별 오디오 기본파의 구조적 중첩을 야기한다. 이 위상 관계는 모든 다른 방향에 적용되지는 않으며, 그에 따라 이들 기본파는 파괴적으로 중첩된다. 결국, 2차 파(25) 및/또는 가청 음파의 강한 지향성이 달성된다.

특히 도 2로부터 자명한 바와 같이, 1차 파(24)는 흡수 길이(27)를 갖는다. 흡수 길이(27)는 1차 파(24) 및/또는 1차 초음파 빔의 전파 방향으로 비선형적 상호작용 섹션이 길이를 나타낸다. 이 흡수 길이(27) 내에서, 1차 파(24)는 공기에 의해 흡수되며 및/또는 결국 2차 파(25)와 가청 음(18)이 발생한다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 특히 1차 파(24)의 흡수 길이(27)가 초음파 스피커(8)와 귓구멍(7) 사이의 거리 이하일 때 유리하다. 결국, 초음파(23)는 귓구멍(7)에 충돌하기 전 가청 음(18)으로 변환됨을 보장할 수 있다.

도 2에서, 초음파 스피커(8)로부터의 거리에 따른 단일 변조된 진동 처리의 자체-복조는 예를 들어 3개의 상이한 거리(X1, X2 및 X3)에 대한 파형의 시간적 프로파일을 기초로 하여 예시한다. 제1 거리(X1)에서, 초음파 스피커(8)에 의해 발생하는 음파는 변조된 초음파 신호(17)에 의해 특징화된다. 초음파 반송 신호(19)의 변조된 반송파는 여전히 매우 자명하다. 거리가 증가함에 따라, 자체 복조는 결국, 흡수 길이(27) 내에서, 더 큰 제2 거리(X2)에서, 변조된 초음파 신호 및/또는 초음파 반송 신호(19)의 오디오 신호(20)와의 중첩을 야기한다. 거리가 계속 증가함에 따라, 초음파 및/또는 초음파 반송 신호(19)는 결국 가청 음파보다 상당히 더 큰 댐핑을 최종적으로 겪으며, 흡수 길이(27)를 초과하면 최종적으로 사라지며, 그에 따라, 오로지, 오디오 신호(20)가 거리(X3)에서는 검출할 수 있다.

본 발명은 나타내고 기재한 예시적인 실시예로 제한하지 않는다. 청구범위 내의 변경은, 이들이 상이한 예시적인 실시예에서 나타내며 기재되더라도, 특성들의 임의의 조합인 것으로서, 또한 가능하다.

1: 안경 2: 안경 다리
3: 지지 프레임 4: 렌즈
5: 파라메트릭 오디오 유닛 6: 사운드 빔
7: 귓구멍 8: 초음파 스피커
9: 사운드 빔 축 10: 음-발생 방향
11: 음-발생 요소 12: 스트로크 축
13: 외측 14: 외측 리세스
15: 지지 기판 16: 변조기
17: 변조된 초음파 신호 18: 가청 음
19: 초음파 반송 신호 20: 오디오 신호
21: 진동기 22: 신호 소스
23: 초음파 24: 1차 파
25: 2차 파 26: 가청 음의 가상 소스
27: 흡수 길이 28: 칩
X1: 제1 거리 X2: 제2 거리
X3: 제3 거리

Claims

적어도 하나의 스피커를 포함하는 안경 다리(2)를 구비한 오디오 정보 출력용 안경(1)으로서,
상기 안경 다리(2)는, 사용하고자 하는 귀에서 의도한 대로 배치될 때, 귓구멍(7)으로부터 멀리 이격되며, 그에 따라 상기 스피커에 의해 발생된 음파가 주변을 통해 이격된 상기 귓구멍(7)에 전달되되,
상기 스피커가 초음파 스피커(8)인 것과,
상기 안경(1)이 상기 초음파 스피커(8)를 포함하는 파라메트릭 오디오 유닛(5)을 가지며, 상기 파라메트릭 오디오 유닛(5)으로, 귀를 향해 보내지는 가청 사운드 빔(6)이 발생될 수 있는 것을 특징으로 하는, 안경.
청구항 1에 있어서, 상기 파라메트릭 오디오 유닛(5)이, 상기 파라메트릭 오디오 유닛(5)에 의해, 사운드 빔의 음 전파 방향으로 서로 앞뒤로 배치되는 가청 음의 다중 가상 소스(26)가 발생될 수 있는 방식으로 설계되며, 상기 다중 가상 소스는 바람직하게는 음 전파 방향(10)으로 동위상으로(in phase) 더해지는 것을 특징으로 하는, 안경.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 파라메트릭 오디오 유닛(5)이, 상기 초음파 스피커(8)에 의해 발생된 사운드 빔(6)이 1차 파(24)와, 상기 음 전파 방향(10)으로 상기 1차 파(24) 다음의 2차 파(25)를 포함하며, 상기 2차 파(25)는 공기 흡수로 인해 복조되도록 설계되는 것을 특징으로 하는, 안경.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 안경 다리(2)가 의도한 대로 배치될 때, 1차 파(24)의 흡수 길이(27)가 상기 초음파 스피커(8)와 귓구멍(7) 사이의 거리 이하이며, 상기 흡수 길이(27)는 특히 5cm, 4cm, 3cm 또는 2cm 이하인 것을 특징으로 하는, 안경.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파라메트릭 오디오 유닛(5)이 변조기(16)를 포함하며, 상기 변조기(16)로, 특히 가청 음의 가상 소스(26), 1차 파(24) 및/또는 2차 파(25)를 발생시키기 위한 변조된 초음파 신호(17)가 상기 초음파 스피커(8)를 위해 발생될 수 있는 것을 특징으로 하는, 안경.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서, 변조된 초음파 신호(17)가, 공기 흡수로 인해 상기 초음파 스피커(8)로부터의 거리가 증가함에 따라 상기 음 전파 방향(10)으로 가청 음(18)으로 복조되는 방식으로 설계되는 것을 특징으로 하는, 안경.
청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서, 변조기(16)가, 오디오 신호(20)를 기초로 하여, 초음파 반송 신호(19), 특히 초음파 반송 신호(19)의 진폭을 변조하는 방식으로 설계되는 것을 특징으로 하는, 안경.
청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파라메트릭 오디오 유닛(5)이, 오디오 신호(20)를 변조기(16)에 제공하는 신호 소스(22)를 포함하고 및/또는 초음파 반송 신호(19)를 상기 변조기(16)에 제공하는 진동기(21)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 안경.
청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파라메트릭 오디오 유닛(5)이 오디오 신호(20)를 필터링하기 위한 적어도 하나의 필터, 특히 고역 필터 및/또는 저역 필터,
특히 필터링된 상기 오디오 신호(20)의 변동 범위를 감소시키기 위한 적어도 하나의 동적 압축기 및/또는
변조된 초음파 신호를 증폭하기 위한 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는, 안경.
청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서, 상기 초음파 스피커(8)가 초음파를 발생시키기 위한 바람직하게는 압전, MEMS 음 변환기인 것을 특징으로 하는, 안경.
청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서, 상기 초음파 스피커(8)가 사운드 빔 축(9)을 가지며, 상기 사운드 빔 축(9)을 따라, 사운드 빔(6)이 음 전파 방향(10)으로 방출될 수 있고 및/또는
상기 초음파 스피커(8)가, 상기 사운드 빔 축(9)을 따라 전파하는 상기 초음파 스피커의 사운드 빔(6)이, 상기 안경 다리(2)가 의도한 대로 배치될 때 귓구멍(7)을 향해 보내지는 방식으로, 상기 안경 다리(2)에 배치되는 것을 특징으로 하는, 안경.
청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서, 상기 초음파 스피커(8)가, 초음파를 발생시키기 위해, 스트로크 축(12) 방향으로 편향할 수 있는 적어도 하나의 음-발생 요소(11)를 포함하는 것 및/또는
상기 음-발생 요소(11)의 스트로크 축(12)이 상기 초음파 스피커(8)의 사운드 빔 축(9)에 병렬로 및/또는 동심으로(concentrically) 배치되는 것을 특징으로 하는, 안경.
청구항 1 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 있어서, 상기 초음파 스피커(8), 특히 그 음-발생 요소(11)가 상기 안경 다리(2)의 외측(13)에, 특히 외측(13) 상에, 외측 리세스(14)에 및/또는 상기 외측(13)에 대해 평면 또는 동일 평면에 배치되는 것을 특징으로 하는, 안경.
청구항 1 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파라메트릭 오디오 유닛(5)은, 변조기(16), 필터, 동적 압축기 및/또는 증폭기를 포함하는 전자 칩(28), 특히 ASIC을 갖는 것을 특징으로 하는, 안경.
청구항 1 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 기재된 안경에 사용하기 위한 파라메트릭 오디오 유닛(5).