WO2021060585A1 - 음향출력장치 및 영상표시장치 - Google Patents

음향출력장치 및 영상표시장치 Download PDF

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WO2021060585A1
WO2021060585A1 PCT/KR2019/012578 KR2019012578W WO2021060585A1 WO 2021060585 A1 WO2021060585 A1 WO 2021060585A1 KR 2019012578 W KR2019012578 W KR 2019012578W WO 2021060585 A1 WO2021060585 A1 WO 2021060585A1
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WO
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speaker
sound
speaker module
housing
module
Prior art date
Application number
PCT/KR2019/012578
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English (en)
French (fr)
Inventor
박종하
이동윤
정석희
Original Assignee
엘지전자 주식회사
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00—Details of television systems
    • H04N5/44—Receiver circuitry for the reception of television signals according to analogue transmission standards
    • H04N5/60—Receiver circuitry for the reception of television signals according to analogue transmission standards for the sound signals
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00—Details of television systems
    • H04N5/64—Constructional details of receivers, e.g. cabinets or dust covers

Definitions

  • the present invention relates to an audio output device and an image display device, and more particularly, to an audio output device and an image display device capable of implementing multi-channel sound using a rotatable speaker.
  • Image display devices are devices that output images, and as the information society develops, the demand for image display devices is increasing in various forms.
  • LCD Liquid Crystal Display Device
  • PDP Plasma Display Panel
  • ELD Electro luminescent Display
  • VFD Vauum Fluorescent Display
  • OLED Organic Light Emitting Diode
  • Video display devices are multimedia devices that not only receive broadcasts and provide them to users, but also can watch movies, search the Internet, etc., and display photos or pictures like a frame even if you are not directly watching video and use them as interior devices. Sometimes it is used for listening to music.
  • an audio device such as a home theater device including a plurality of speakers is increasingly provided in the image display device.
  • the home theater device since the home theater device includes a plurality of speakers, it takes up a lot of space and the user must arrange each speaker by himself, so it may be difficult to implement a perfect sound. In addition, since you have to buy a home theater separately, it can be accompanied by a financial burden.
  • An object of the present invention is to provide a sound output device and an image display device capable of implementing multi-channel sound using a rotatable speaker.
  • a display located in front of the case; A speaker housing coupled to the case; A speaker module accommodated in the speaker housing and outputting sound; A motor rotating the speaker module in the speaker housing; And a controller configured to output sound signals of different channels according to a direction in which the speaker module is directed when the motor is rotated.
  • the speaker housing includes a cylindrical member extending in one direction, and the speaker module may rotate about a rotation axis extending in the one direction.
  • the speaker module may include a pair of vertical modules that are rotated around a rotation axis extending in a vertical direction and disposed in the left and right directions of the display.
  • the vertical module may provide a direct sound to a user when it faces inward from a vertical direction on the front of the display, and may provide a reflected sound to a user when it faces outward from a vertical direction on the front of the display.
  • the speaker module may include a horizontal module that rotates about a rotation axis extending in a horizontal direction and is positioned above the display.
  • the speaker housing includes a horizontal housing extending in the horizontal direction and positioned above the display, and three horizontal modules positioned at left, right, and center of the horizontal housing may be accommodated.
  • a horizontal module positioned at the center is fixed in a direction toward the user without rotating to output sound.
  • the horizontal module may provide a direct sound to a user when the front face of the display faces downward from a vertical direction, and may provide a reflected sound to a user when the front face of the display faces upward from a vertical direction.
  • the speaker module may include a curved diaphragm corresponding to a side surface of the cylinder.
  • the speaker module may include a cylindrical rotating housing having a cylindrical side of the speaker housing and a side spaced apart by a predetermined distance, and the diaphragm may form a continuous curved surface with a side surface of the rotating housing.
  • the control unit may keep the output time shorter as the frequency of the sound output from the speaker module increases, and keep the output time longer as the frequency of the sound output from the speaker module decreases.
  • the control unit may remove the rotation noise by storing information on rotation noise generated when the speaker module rotates and outputting an acoustic signal for compensating the rotation noise together.
  • the control unit may lower a frequency of sound when the speaker module rotates in a direction closer to a user, and increase a frequency of sound when the speaker module rotates in a direction away from the user.
  • Speaker housing A speaker module accommodated in the speaker housing and outputting sound; A motor rotating the speaker module in the speaker housing; And a control unit for outputting sound signals of different channels according to a direction in which the speaker module is directed when the motor is rotated.
  • the speaker housing includes a cylindrical member extending in one direction, the speaker module rotates about a rotation axis extending in the one direction, and the speaker module may include a diaphragm having a curved surface corresponding to a side surface of the cylinder.
  • the speaker module may include a cylindrical rotating housing having a cylindrical side of the speaker housing and a side spaced apart by a predetermined distance, and the diaphragm may form a continuous curved surface with a side surface of the rotating housing.
  • the speaker housing includes a hemispherical member, and the speaker module rotates about a rotation axis extending in a vertical direction, and the speaker module may include a plurality of speaker modules disposed at different angles from the bottom of the speaker housing. .
  • the control unit may keep the output time shorter as the frequency of the sound output from the speaker module increases, and keep the output time longer as the frequency of the sound output from the speaker module decreases.
  • the control unit may remove the rotational noise by storing information on rotational noise generated when the speaker module rotates and outputting an acoustic signal for compensating the rotational noise together.
  • the control unit may lower a frequency of sound when the speaker module rotates in a direction closer to a user, and increase a frequency of sound when the speaker module rotates in a direction away from the user.
  • the video display device of the present invention can realize multi-channel sound without having a separate home theater device, and thus, there is an advantage in that the utilization of space is increased.
  • FIGS. 1A and 1B are diagrams illustrating a conventional image display device and an audio output device.
  • FIG. 2 is a block diagram of an image display device according to the present invention.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram showing an embodiment of an image display device of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a method of providing sound through an image display device of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram showing a method of controlling a speaker module of an image display device according to the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram showing a method of providing sound through the sound output device of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of a conventional speaker accommodated in a speaker housing.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line B-B of FIG. 3.
  • FIGS 9A and 9B are conceptual diagrams showing another embodiment of the sound output device of the present invention.
  • FIG. 1A and 1B are diagrams illustrating a conventional image display device 100 and an audio output device 160.
  • the conventional display unit since the conventional display unit is located in front of the user, it provides only one channel of sound provided from the front direction, which is a characteristic of the sound output unit 160 of the general image display device 100.
  • the image display device 100 has become larger, an image display device 100 having an audio output unit 160 on the left and right sides of the image display device 100 to implement up to two channels has also appeared.
  • a separate sound output device may be provided.
  • a home theater composed of a plurality of speakers is a typical example.
  • a plurality of speakers 21L, 21R, 22L, 22R, 23L, 23R, 24L, 24R, 25, 27 may be disposed in a direction surrounding a user in order to implement a plurality of channels.
  • a plurality of speakers (21L, 21R, 22L, 22R, 23L, 23R, 24L, 24R, 25, 27) implement multi-channel sound by using And take up a lot of space.
  • the number of speakers 21L, 21R, 22L, 22R, 23L, 23R, 24L, 24R, 25, 27 is large, maintenance is difficult and there is a burden on cost.
  • the direction of the output sound may be changed using a speaker type in which a plurality of speakers are arranged in an array.
  • a speaker type in which a plurality of speakers are arranged in an array.
  • beam forming By varying the output of each speaker to form a beam (beam forming), and by adjusting the direction of the beam, the direction of the output sound can be controlled.
  • beamforming the number of necessary speakers must be large, and the angle change range by beamforming is also limited, so there is a limit to channel implementation.
  • the present invention provides an image display device 100 including a speaker module capable of implementing multi-channel sounds using a small number of speakers.
  • the description is made based on the image display device 100 including a display, but the sound output device 160 consisting of only each speaker module or a plurality of speaker modules is also included in the present invention.
  • an image display device 100 includes a broadcast receiving unit 105, an external device interface unit 130, a storage unit 140, a user input interface unit 150, and A sensor unit (not shown), a control unit 170, a display module 180, and an audio output unit 160 may be included.
  • the broadcast reception unit 105 may include a tuner unit 110, a demodulation unit 120, and a network interface unit 130.
  • the tuner unit 110 and the demodulation unit 120 so as not to include the network interface unit 130, and on the contrary, while having the network interface unit 130, the tuner unit 110 ) And the demodulation unit 120 may be designed not to be included.
  • the broadcast reception unit 105 may include an external device interface unit 135.
  • a broadcast signal from a set-top box may be received through the external device interface unit 135.
  • the tuner 110 selects a channel selected by a user from among radio frequency (RF) broadcast signals received through the antenna 50 or an RF broadcast signal corresponding to all pre-stored channels.
  • the selected RF broadcast signal is converted into an intermediate frequency signal or a baseband video or audio signal.
  • the tuner unit 110 may process a digital broadcast signal or an analog broadcast signal.
  • the analog baseband video or audio signal (CVBS/SIF) output from the tuner 110 may be directly input to the controller 170.
  • the tuner unit 110 sequentially selects RF broadcast signals of all broadcast channels stored through a channel memory function among RF broadcast signals received through an antenna in the present invention, and converts them to an intermediate frequency signal or a baseband video or audio signal. Can be converted to
  • the tuner unit 110 may include a plurality of tuners in order to receive broadcast signals of a plurality of channels.
  • a single tuner that simultaneously receives broadcast signals of multiple channels is also possible.
  • the demodulation unit 120 receives the digital IF signal DIF converted by the tuner unit 110 and performs a demodulation operation.
  • the demodulator 120 may output a stream signal TS after performing demodulation and channel decoding.
  • the stream signal may be a signal in which a video signal, an audio signal, or a data signal is multiplexed.
  • the stream signal output from the demodulator 120 may be input to the controller 170.
  • the controller 170 After performing demultiplexing, image/audio signal processing, and the like, the controller 170 outputs an image to the display module 180 and outputs an audio to the sound output unit 160.
  • the external device interface unit 130 may transmit or receive data with the connected external device 190.
  • the external device interface unit 130 may include an A/V input/output unit (not shown) or a wireless communication unit (not shown).
  • the external device interface unit 130 may be connected to an external device such as a digital versatile disk (DVD), a Blu ray, a game device, a camera, a camcorder, a computer (laptop), a set-top box, etc. by wire or wireless , It is also possible to perform input/output operations with external devices.
  • DVD digital versatile disk
  • Blu ray Blu ray
  • game device such as a game device, a camera, a camcorder, a computer (laptop), a set-top box, etc.
  • a computer laptop
  • set-top box etc.
  • the A/V input/output unit may receive video and audio signals from an external device. Meanwhile, the wireless communication unit may perform short-range wireless communication with another electronic device.
  • the network interface unit 135 provides an interface for connecting the image display device 100 to a wired/wireless network including an Internet network.
  • the network interface unit 135 may receive content or data provided by the Internet or a content provider or a network operator through a network.
  • the storage unit 140 may store a program for processing and controlling each signal in the control unit 170, or may store a signal-processed video, audio, or data signal.
  • the storage unit 140 may perform a function for temporary storage of a video, audio, or data signal input to the external device interface unit 130.
  • the storage unit 140 may store information on a predetermined broadcast channel through a channel storage function such as a channel map.
  • FIG 2 illustrates an embodiment in which the storage unit 140 is provided separately from the control unit 170, but the scope of the present invention is not limited thereto.
  • the storage unit 140 may be included in the control unit 170.
  • the user input interface unit 150 transmits a signal input by the user to the controller 170 or transmits a signal from the controller 170 to the user.
  • the remote control device 200 transmits/receives user input signals such as power on/off, channel selection, and screen setting, or local keys such as power keys, channel keys, volume keys, and set values (not shown).
  • a user input signal input from the controller 170 is transmitted to the controller 170, or a user input signal input from a sensor unit (not shown) that senses a user's gesture is transmitted to the controller 170, or a signal from the controller 170 is transmitted. It can be transmitted to the sensor unit (not shown).
  • the control unit 170 through the tuner unit 110, the demodulation unit 120, or the external device interface unit 130, demultiplexes the input stream or processes the demultiplexed signals to output video or audio. It can generate and output signals.
  • the image signal processed by the controller 170 may be input to the display module 180 and displayed as an image corresponding to the corresponding image signal.
  • the image signal processed by the controller 170 may be input to an external output device through the external device interface unit 130.
  • the audio signal processed by the control unit 170 may be sound output to the sound output unit 160.
  • the voice signal processed by the control unit 170 may be input to an external output device through the external device interface unit 130.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram showing an embodiment of the image display device 100 of the present invention.
  • the image display apparatus 100 includes a display 180 and a plurality of speaker modules 161 and 163 disposed around the display 180 as an audio output unit 160.
  • the display 180 is a device that outputs an image, and a case covers the back of the display 180, protects the display 180, and various parts including the controller 170 controlling the display 180 are mounted on the case. I can.
  • the speaker modules 161 and 163 are devices that output sound, and are accommodated in a case coupled to the speaker housing 162 and rotate in the speaker housing 162 to change the direction of outputting the sound. As shown in FIG. 3, cylindrical speaker modules 161 and 163 may be accommodated in a cylindrical speaker housing 162.
  • the speaker housing 162 has a vertical housing extending in the vertical direction and a horizontal housing extending in the horizontal direction, and the speaker modules 161 and 163 are vertical modules 163 housed in the vertical housing and horizontal modules housed in the horizontal housing. Includes (161). Since the user's ears are located on both left and right sides, the vertical module 163 is disposed on the left and right of the display 180 and the horizontal module 161 is disposed on the top of the display 180 in order to realize a channel by separating the left sound and the right sound. Can be.
  • the speaker housing 162 may be implemented in a mesh shape corresponding to a position at which sound is output.
  • the angle for transmitting the sound to the user is about 120° for each sound output unit 160, so the cylindrical speaker housing 162 corresponding to 120° is composed of a mesh and the rest
  • the part can be implemented in a solid form without holes.
  • the vertical module 163 located in the vertical housing rotates about a rotation axis extending in the vertical direction
  • the horizontal module 161 located in the horizontal housing rotates about a rotation axis extending in the left and right directions.
  • the horizontal module 161 may include three horizontal modules 161 at the left, right and center as shown in FIG. 3 in order to provide the left and right sounds separately. Each of the three horizontal modules 161 may rotate and may rotate at the same time.
  • a motor 164 may be included to rotate the speaker modules 161 and 163, and the motor 164 may rotate several to tens of times per second. When the motor 164 rotates, the direction in which the speaker modules 161 and 163 face is changed, and the controller 170 may control the speaker modules 161 and 163 to output sound of a different channel according to the direction.
  • the sound output unit 160 consisting of speaker modules 161 and 163 that are accommodated in the speaker housing 162 and rotate around the motor is not a part of the image display device 100 but is itself an independent sound output device. Can function as 160. Accordingly, not only the image display device 100 including the rotating sound output unit 160 but also the sound output device 160 itself is included in the scope of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram showing a method of providing sound through the image display device 100 of the present invention.
  • 4A illustrates a channel capable of outputting while the vertical module 163 rotates
  • FIG. 4B illustrates a channel capable of outputting while the horizontal module 161 rotates.
  • the vertical modules 163 are located on the left and right of the display 180, sound can be provided to the user in the left and right directions.
  • a first angle toward the user which is the vertical module 163
  • direct sound may be provided to the user, and sound output from the left or right of the front may be provided to the user (Front Left, Front Right). That is, at the first angle, the sound of the channel output from the speakers 21L and 21R located in front left and right of FIG. 1 is output.
  • the left vertical module 163 and the right vertical module 163 have a front sound (Front Left/Front Right) provided from the front left and right according to an angle, a surround sound provided from the side left and right directions (Surround Left/Surround Right), and the rear left and right.
  • Six sounds can be implemented, such as the surround back sound (Surround Back Left/ Surround Back Right) provided in the direction.
  • the front sound (Front Left/Front Right) is a direct sound
  • the surround sound (Surround Left/Surround Right) is an indirect sound that is reflected once from the side wall and reaches the user.
  • the surround back sound (Surround Back Left/ Surround Back Right) is an indirect sound that is reflected twice from the side wall and the back wall and transmitted to the user.
  • a pair of vertical modules 163 may be used to implement multiple channels provided in various directions surrounding the user's perimeter.
  • the horizontal module 161 positioned above the display 180 rotates about an axis extending in the horizontal direction, and the output direction is changed in the vertical direction.
  • sound is not directly transmitted to the user and is reflected on the ceiling or reflected on the ceiling and the rear wall to transmit an indirect sound.
  • three horizontal modules 161C, 161L, and 161R may be arranged side by side.
  • the horizontal module 161C positioned in the center radiates sound in a direction perpendicular to the rotation axis, it reaches the user as illustrated in (b) of FIG. 4 and can implement a center channel.
  • the center horizontal module 161C may be fixed in a direction toward the user without rotating.
  • the horizontal modules 161L and 161R located on the left and right may be inclined toward the horizontal module 161C located in the center so that sound reaches the user located in the center.
  • the left and right horizontal modules 161L and 161R may implement an indirect sound reaching the user by hitting the ceiling and the rear wall as shown in FIG. 4B. It is possible to realize a front height channel (Front Height Left/Right) that is reflected from the ceiling and provided from the front upward direction, and a rear height channel (Rear Height Left/Right) that is reflected from the ceiling and the rear wall twice and provided from the rear upward direction (Rear Height Left/Right). . In this way, the horizontal module 161 may implement five channels.
  • the image display device 100 including the sound output unit 160 capable of implementing 7.1.4 channels of sound can be implemented. I can. Although the woofer is shown to be located on the rear surface of the display 180 in FIG. 3, since the woofer has no direction, it can be placed anywhere in the image display device 100.
  • FIG. 5 is a diagram showing a method of controlling the speaker modules 161 and 163 of the image display apparatus 100 of the present invention. Referring to FIG. 5, a method of implementing 7.1.4 channels will be described in more detail.
  • the channel can be expanded by adding a front height channel (Front Height Left/Right) and a rear height channel (Rear Height Left/Right), which are sounds provided from the upper side through a decoder and bypass mixing of the 7.1 channel audio input.
  • 7.1.4 channels can be implemented by providing sound signals of different channels to two vertical modules 163 and three horizontal modules 161 and one woofer through a channel divider.
  • each of the vertical modules 163L and 163R implements three channels, it is possible to output sound based on sound signals of other channels according to the direction in which they are rotated.
  • the horizontal modules 161L and 161R positioned on the left and right of the horizontal modules 161 each implement two channels, so that sound can be output based on sound signals of different channels according to directions.
  • the horizontal module 161C and the woofer 167 positioned in the middle may output sound of one channel without rotating.
  • FIG. 6 is a diagram showing a method of providing sound through the sound output device 160 of the present invention.
  • the output time may be changed according to the frequency of the output sound in order to implement a beam shape similar to that of the radiated sound from a fixed speaker.
  • the speaker modules 161 and 163 output short high tones and long low tones, the speaker modules 161 and 163 rotate, so high tones can implement a sound with a small radiation angle ( ⁇ 1), and low tones have a large radiation angle ( ⁇ 2). A sound with) can be implemented. Therefore, as shown in FIG. 6, a beam similar to the sound output from the fixed speaker can be implemented.
  • the control unit 170 may control the former by tuning the wavelength to a longer length and outputting the tuning to a shorter wavelength in the latter case so that the user does not feel the sound difference due to rotation.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of a conventional speaker accommodated in a speaker housing 162
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of the speaker modules 161 and 163 of the present invention in a cross-sectional view taken along line B-B of FIG. 3.
  • a conventional speaker includes a conical cone 25 and a conical diaphragm 28 attached to the cone 25. When a current corresponding to an acoustic signal is applied to the electromagnet 23 coupled to the center of the diaphragm 28, the electromagnet moves up and down on the drawing by the magnetic force of the magnet 24 located around the electromagnet 23. Vibrate (28).
  • a large space is formed between the speaker housing 162 and the diaphragm 28 as shown in FIG. 7. And an air chamber is created. Air in the air chamber may not rotate at the same speed when the speaker modules 161 and 163 rotate, and noise may be generated due to friction of the air.
  • the speaker modules 161 and 163 of the present invention may have a diaphragm 1636 having a shape corresponding to the cylindrical shape of the speaker housing 162.
  • the diaphragm 1636 having a curved surface corresponding to the side circumference of the cylindrical speaker housing 162 has a uniform spacing between the diaphragm 1636 and the speaker housing 162. Even if the speaker modules 161 and 163 rotate, since the diaphragm 1636 and the speaker housing 162 maintain a certain distance, the air chamber as shown in FIG. 7 can be removed, thereby minimizing noise caused by rotation.
  • the rotating speaker modules 161 and 163 may be accommodated in a curved rotating housing 1638 corresponding to a cylindrical speaker module for stable rotation.
  • the rotating housing 1638 may form a continuous curved surface together with the diaphragm 1636. Since the spacing between the speaker housing 162 and the rotating housing 1638 and the diaphragm 1636 is constant, air resistance can be minimized when the speaker modules 161 and 163 rotate.
  • the magnet 1634, yoke 1631, center pole 1632, etc. have weight, so if they are biased toward one side from the center of rotation, there is a problem that the speaker modules 161 and 163 shake when rotating. As shown, it can be arranged to be located at the center of the cylinder. In order to connect the curved diaphragm 1636 and the electromagnet 1633 positioned at the center of rotation, a connection part 1637 extending elongated to one side of the electromagnet 1633 may be included.
  • noise canceling can be performed by software to reduce rotation noise.
  • the noise caused by rotation can be eliminated by collecting the rotational noise and outputting the sound by mixing the sound of the inverse waveform that can cancel it.
  • FIGS. 9A and 9B are conceptual diagrams showing another embodiment of the sound output device 160 of the present invention. As described above, various channels may be implemented using the vertical module 163 and the horizontal module 161 located around the display 180, but as shown in FIG. 9A, the sound output device 160 having a hemispherical shape is used. Can be used.
  • the speaker module 165 accommodated in the hemispherical speaker housing 166 is rotated by the motor 164 and transmitted to the user as shown in FIG. 9B according to the rotation angle.
  • the hemispherical sound output device 160 may provide sound to the user in various ways according to the arrangement position, but the present embodiment will be described based on a case where it is arranged in front of the user.
  • the speaker module 165 transmits a direct sound and outputs a sound of a center speaker. Otherwise, it may output an indirect sound reflected off a wall and provided to the user.
  • it When it is reflected only on the sidewall, it provides surround sound (surround left/surround right) provided from the side direction, and when it is reflected on the front side, it provides front sound (front left/front right).
  • a surround back sound (surround back left/surround back right) can be provided, and thus at least seven channel sounds can be provided.
  • a front height channel front height left/front height right
  • a rear height channel rear height left/rear height right
  • sounds of various channels may be output by outputting sounds of different channels according to the rotational speed.
  • Various channels can be implemented by reducing the number of speakers.
  • an optimal path may be calculated and surround sound may be provided to the user output according to the angle of the sound output unit 160.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Details Of Audible-Bandwidth Transducers (AREA)

Abstract

케이스; 상기 케이스의 전면에 위치하는 디스플레이; 상기 케이스에 결합하는 스피커 하우징; 상기 스피커 하우징에 수납되고 음향을 출력하는 스피커 모듈; 상기 스피커 모듈을 상기 스피커 하우징 내부에서 회전시키는 모터; 및 상기 모터의 회전시 상기 스피커 모듈이 향하는 방향에 따라 상이한 채널의 음향신호를 출력하는 제어부를 포함하는 영상표시장치는 별도의 홈시어터 장치를 구비하지 않고도 다채널음향을 구현할 수 있어, 공간의 활용도가 높아지는 장점이 있다.

Description

음향출력장치 및 영상표시장치
본 발명은 음향출력장치 및 영상표시장치에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 회전 가능한 스피커를 이용하여 다채널의 음향을 구현할 수 있는 음향출력장치 및 영상표시장치에 관한 것이다.
영상표시장치는 영상을 출력하는 장치로서, 정보화 사회가 발전함에 따라 영상표시장치에 대한 요구도 다양한 형태로 증가하고 있으며, 이에 부응하여 근래에는 LCD(Liquid Crystal Display Device), PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electro luminescent Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display), OLED(Organic Light Emitting Diode) 등 다양한 영상표시장치가 연구되어 사용되고 있다.
영상표시장치는 멀티미디어 기기로서, 단순히 방송을 수신하여 사용자에게 제공할 뿐만 아니라, 영화감상, 인터넷 검색 등을 할 수 있고, 직접적으로 영상물을 감상하지 않더라도 액자처럼 사진이나 그림을 디스플레이하여 인테리어 장치로서 활용하기도 하며 음악감상을 위해 이용하기도 한다.
멀티미디어 기기로서 역할에 충실하기 위해서는 영상자체의 퀄리티 뿐만 아니라 사운드의 퀄리티도 중요하게 여겨지고 있어, 별도의 스피커를 추가로 구매하여 설치하는 소비자가 증가하고 있다. 또는, 다채널의 음향을 구현하기 위해 복수개의 스피커를 포함하는 홈시어터 장치와 같은 음향장치가 영상표시장치에 추가적으로 구비하는 경우가 많아지고 있다.
홈시어터 장치와 영상표시장치를 도시한 도 1a에 도시된 바와 같이 홈시어터 장치는 복수개의 스피커를 포함하므로 공간을 많이 차지하고 사용자가 스스로 각 스피커를 배치해야하므로 완벽한 음향의 구현이 어려울 수 있다. 또한 홈시어터를 별도로 사야하므로 금전적인 부담도 함께 수반될 수 있다.
본 발명은 회전가능한 스피커를 이용하여 다채널의 음향을 구현할 수 있는 음향출력장치 및 영상표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
케이스; 상기 케이스의 전면에 위치하는 디스플레이; 상기 케이스에 결합하는 스피커 하우징; 상기 스피커 하우징에 수납되고 음향을 출력하는 스피커 모듈; 상기 스피커 모듈을 상기 스피커 하우징 내부에서 회전시키는 모터; 및 상기 모터의 회전시 상기 스피커 모듈이 향하는 방향에 따라 상이한 채널의 음향신호를 출력하는 제어부를 포함하는 영상표시장치를 제공한다.
상기 스피커 하우징은 일방향으로 연장된 원통형상의 부재를 포함하고, 상기 스피커 모듈은 상기 일방향으로 연장된 회전축을 중심으로 회전할 수 있다.
상기 스피커 모듈은 수직방향으로 연장된 회전축을 중심으로 회전하고 상기 디스플레이의 좌우 방향에 각각 배치되는 한 쌍의 수직모듈을 포함할 수 있다.
상기 수직모듈은, 상기 디스플레이의 전면에 수직방향에서 내측을 향하는 경우 직접음을 사용자에게 제공하고, 상기 디스플레이 전면에 수직방향에서 외측을 향하는 경우 반사음을 사용자에게 제공할 수 있다.
상기 스피커 모듈은 수평방향으로 연장된 회전축을 중심으로 회전하고 상기 디스플레이의 상부에 위치하는 수평모듈을 포함할 수 있다.
상기 스피커 하우징은 상기 수평방향으로 연장되고 상기 디스플레이의 상부에 위치하는 수평 하우징을 포함하고, 상기 수평 하우징에 좌측, 우측, 중앙에 위치하는 3개의 수평모듈이 수납될 수 있다.
상기 수평모듈 중 중앙에 위치하는 수평모듈은 회전하지 않고 사용자를 향하는 방향으로 고정되어 음향을 출력할 수 있다.
상기 수평모듈은 상기 디스플레이의 전면에 수직방향에서 하부를 향하는 경우 직접음을 사용자에게 제공하고, 상기 디스플레이의 전면에 수직방향에서 상부를 향하는 경우 반사음을 사용자에게 제공할 수 있다.
상기 스피커 모듈은 상기 원통의 측면에 상응하는 곡면의 진동판을 포함할 수 있다.
상기 스피커 모듈은, 상기 스피커 하우징의 원통 측면과 소정거리 이격된 측면을 갖는 원통형의 회전 하우징을 포함하고, 상기 진동판은 상기 회전 하우징의 측면과 연속적인 곡면을 형성할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 스피커 모듈에서 출력되는 음향의 주파수가 높을수록 출력시간을 짧게 유지하고, 상기 스피커 모듈에서 출력되는 음향의 주파수가 낮을수록 출력시간을 길게 유지할 수 있다.
상기 제어부는 상기 스피커 모듈이 회전시 발생하는 회전소음에 대한 정보를 저장하고 상기 회전소음을 보상하는 음향신호를 함께 출력하여 상기 회전소음을 제거할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 스피커 모듈이 사용자에게 가까워지는 방향으로 회전하는 경우 음향의 주파수를 낮추고 상기 스피커 모듈이 사용자에서 멀어지는 방향으로 회전하는 경우 음향의 주파수를 높일 수 있다.
스피커 하우징; 상기 스피커 하우징에 수납되고 음향을 출력하는 스피커 모듈; 상기 스피커 모듈을 상기 스피커 하우징 내부에서 회전시키는 모터; 및 상기 모터의 회전시 상기 스피커 모듈이 향하는 방향에 따라 상이한 채널의 음향신호를 출력하는 제어부를 포함하는 음향출력장치를 제공한다.
상기 스피커 하우징은 일방향으로 연장된 원통형상의 부재를 포함하고, 상기 스피커 모듈은 상기 일방향으로 연장된 회전축을 중심으로 회전하며 상기 스피커 모듈은 상기 원통의 측면에 상응하는 곡면의 진동판을 포함할 수 있다.
상기 스피커 모듈은, 상기 스피커 하우징의 원통 측면과 소정거리 이격된 측면을 갖는 원통형의 회전 하우징을 포함하고, 상기 진동판은 상기 회전 하우징의 측면과 연속적인 곡면을 형성할 수 있다.
상기 스피커 하우징은 반구형상의 부재를 포함하고 상기 스피커 모듈은 수직방향으로 연장된 회전축을 중심으로 회전하며, 상기 스피커 모듈은 상기 스피커 하우징의 바닥부터 상이한 각도에 배치되는 복수개의 스피커 모듈을 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 스피커 모듈에서 출력되는 음향의 주파수가 높을수록 출력시간을 짧게 유지하고, 상기 스피커 모듈에서 출력되는 음향의 주파수가 낮을수록 출력시간을 길게 유지할 수 있다.
상기 제어부는 상기 스피커 모듈이 회전시 발생하는 회전소음에 대한 정보를 저장하고 상기 회전소음을 보상하는 음향신호를 함께 출력하여 상기 회전소음을 제거 할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 스피커 모듈이 사용자에게 가까워지는 방향으로 회전하는 경우 음향의 주파수를 낮추고 상기 스피커 모듈이 사용자에서 멀어지는 방향으로 회전하는 경우 음향의 주파수를 높일 수 있다.
본 발명의 영상표시장치는 별도의 홈시어터 장치를 구비하지 않고도 다채널음향을 구현할 수 있어, 공간의 활용도가 높아지는 장점이 있다.
스피커 개수보다 더 많은 채널의 음향을 구현할 수 있어, 디자인의 자유도 증대 및 제품원가 절감이 가능하다.
본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.
도 1a 및 도 1b는 종래의 영상표시장치 및 음향출력장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 영상표시장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 영상표시장치의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 4는 본 발명의 영상표시장치를 통해 음향을 제공하는 방법을 도시한 도면이다.
도5는 본 발명의 영상표시장치의 스피커 모듈을 제어하는 방법을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 음향출력장치를 통해 음향을 제공하는 방법을 도시한 도면이다.
도 7은 종래의 스피커를 스피커 하우징에 수납한 형태를 단면이다.
도 8은 도 3의 B-B의 단면도이다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 음향출력장치의 다른 실시예를 도시한 개념도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1a및 도 1b는 종래의 영상표시장치(100) 및 음향출력장치(160)를 도시한 도면이다. 도 1a를 참조하면 종래의 디스플레이부는 사용자의 전면에 위치하고 있어 전면방향에서 제공하는 1채널의 음향만을 제공하는 것이 일반적인 영상표시장치(100)의 음향출력부(160)의 특징이다. 최근에 영상표시장치(100)가 대형화 되면서 영상표시장치(100)의 좌우에 각각 음향출력부(160)를 구비하여 2채널까지 구현하는 영상표시장치(100)도 등장하고 있다.
다만 종래의 영상표시장치(100)에 장착된 음향출력부(160)는 디스플레이의 배면이나 측면방향으로 소리가 출력되기 때문에 다채널을 구현하기 어려워 별도의 음향출력장치를 구비할 수 있다. 예를 들어 복수개의 스피커로 구성된 홈 시어터를 그 대표적인 예로 들 수 있다. 도 1a에 도시된 바와 같이 복수개의 채널을 구현하기 위해 사용자를 둘러싸는 방향으로 복수개의 스피커(21L, 21R, 22L, 22R, 23L, 23R, 24L, 24R, 25, 27)가 배치될 수 있다. 복수개의 스피커(21L, 21R, 22L, 22R, 23L, 23R, 24L, 24R, 25, 27)가 를 이용하여 다채널의 음향을 구현하는 경우 현장감 있는 음향을 제공할 수 있으나, 사용자가 직접 배치해야 하고, 공간을 많이 차지하는 문제가 있다. 또한 스피커(21L, 21R, 22L, 22R, 23L, 23R, 24L, 24R, 25, 27)가 의 개수가 많아 유지 관리가 어렵고 비용에 대한 부담이 있다.
또는 도 1b오 같이 복수개의 스피커가 어레이를 이루며 배치되는 스피커 형태를 이용하여 출력되는 소리의 방향을 달리 할 수 있다. 각 스피커의 출력을 달리하여 빔을 형성(빔포밍)하고 빔의 방향을 조정하여 출력되는 소리의 방향을 제어할 수도 있다. 다만, 빔포밍을 위해서는 필요한 스피커의 개수가 많아야 하고 빔포밍에 의한 각도 변경 범위도 제한적이어서 채널 구현에 한계가 있다.
이에 본 발명은 적은 개수의 스피커를 이용하여 다채널의 음향을 구현할 수 있는 스피커 모듈을 구비한 영상표시장치(100)를 제공한다. 여기서 디스플레이를 포함하는 영상표시장치(100)를 기준으로 설명하나, 각각의 스피커 모듈 또는 복수개의 스피커 모듈만으로 이루어진 음향출력장치(160)도 본 발명에 포함된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상표시장치(100)의 내부 블록도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 영상표시장치(100)는, 방송 수신부(105), 외부장치 인터페이스부(130), 저장부(140), 사용자입력 인터페이스부(150), 센서부(미도시), 제어부(170), 디스플레이 모듈(180), 음향출력부(160)를 포함할 수 있다. 방송 수신부(105)는, 튜너부(110), 복조부(120), 및 네트워크 인터페이스부(130)를 포함할 수 있다. 물론, 필요에 따라, 튜너부(110)와 복조부(120)를 구비하면서 네트워크 인터페이스부(130)는 포함하지 않도록 설계하는 것도 가능하며, 반대로 네트워크 인터페이스부(130)를 구비하면서 튜너부(110)와 복조부(120)는 포함하지 않도록 설계하는 것도 가능하다.
한편, 방송 수신부(105)는, 도면과 달리, 외부장치 인터페이스부(135)를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 셋탑 박스로부터의 방송 신호가, 외부장치 인터페이스부(135)를 통해 수신되는 것도 가능하다.
튜너부(110)는, 안테나(50)를 통해 수신되는 RF(Radio Frequency) 방송 신호 중 사용자에 의해 선택된 채널 또는 기저장된 모든 채널에 해당하는 RF 방송 신호를 선택한다. 또한, 선택된 RF 방송 신호를 중간 주파수 신호 혹은 베이스 밴드 영상 또는 음성신호로 변환한다.
예를 들어, 선택된 RF 방송 신호가 디지털 방송 신호이면 디지털 IF 신호(DIF)로 변환하고, 아날로그 방송 신호이면 아날로그 베이스 밴드 영상 또는 음성 신호(CVBS/SIF)로 변환한다. 즉, 튜너부(110)는 디지털 방송 신호 또는 아날로그 방송 신호를 처리할 수 있다. 튜너부(110)에서 출력되는 아날로그 베이스 밴드 영상 또는 음성 신호(CVBS/SIF)는 제어부(170)로 직접 입력될 수 있다.
한편, 튜너부(110)는, 본 발명에서 안테나를 통해 수신되는 RF 방송 신호 중 채널 기억 기능을 통하여 저장된 모든 방송 채널의 RF 방송 신호를 순차적으로 선택하여 이를 중간 주파수 신호 혹은 베이스 밴드 영상 또는 음성 신호로 변환할 수 있다.
한편, 튜너부(110)는, 복수 채널의 방송 신호를 수신하기 위해, 복수의 튜너를 구비하는 것이 가능하다. 또는, 복수 채널의 방송 신호를 동시에 수신하는 단일 튜너도 가능하다.
복조부(120)는 튜너부(110)에서 변환된 디지털 IF 신호(DIF)를 수신하여 복조 동작을 수행한다.
복조부(120)는 복조 및 채널 복호화를 수행한 후 스트림 신호(TS)를 출력할 수 있다. 이때 스트림 신호는 영상 신호, 음성 신호 또는 데이터 신호가 다중화된 신호일 수 있다.
복조부(120)에서 출력한 스트림 신호는 제어부(170)로 입력될 수 있다. 제어부(170)는 역다중화, 영상/음성 신호 처리 등을 수행한 후, 디스플레이 모듈(180)에 영상을 출력하고, 음향출력부(160)로 음성을 출력한다.
외부장치 인터페이스부(130)는, 접속된 외부 장치(190)와 데이터를 송신 또는 수신할 수 있다. 이를 위해, 외부장치 인터페이스부(130)는, A/V 입출력부(미도시) 또는 무선 통신부(미도시)를 포함할 수 있다.
외부장치 인터페이스부(130)는, DVD(Digital Versatile Disk), 블루레이(Blu ray), 게임기기, 카메라, 캠코더, 컴퓨터(노트북), 셋탑 박스 등과 같은 외부 장치와 유/무선으로 접속될 수 있으며, 외부 장치와 입력/출력 동작을 수행할 수도 있다.
A/V 입출력부는, 외부 장치의 영상 및 음성 신호를 입력받을 수 있다. 한편, 무선 통신부는, 다른 전자기기와 근거리 무선 통신을 수행할 수 있다.
네트워크 인터페이스부(135)는, 영상표시장치(100)를 인터넷망을 포함하는 유/무선 네트워크와 연결하기 위한 인터페이스를 제공한다. 예를 들어, 네트워크 인터페이스부(135)는, 네트워크를 통해, 인터넷 또는 컨텐츠 제공자 또는 네트워크 운영자가 제공하는 컨텐츠 또는 데이터들을 수신할 수 있다.
저장부(140)는, 제어부(170) 내의 각 신호 처리 및 제어를 위한 프로그램이 저장될 수도 있고, 신호 처리된 영상, 음성 또는 데이터 신호를 저장할 수도 있다.
또한, 저장부(140)는 외부장치 인터페이스부(130)로 입력되는 영상, 음성 또는 데이터 신호의 임시 저장을 위한 기능을 수행할 수도 있다. 또한, 저장부(140)는, 채널 맵 등의 채널 기억 기능을 통하여 소정 방송 채널에 관한 정보를 저장할 수 있다.
도 2의 저장부(140)가 제어부(170)와 별도로 구비된 실시예를 도시하고 있으나, 본 발명의 범위는 이에 한정되지 않는다. 저장부(140)는 제어부(170) 내에 포함될 수 있다.
사용자입력 인터페이스부(150)는, 사용자가 입력한 신호를 제어부(170)로 전달하거나, 제어부(170)로부터의 신호를 사용자에게 전달한다.
예를 들어, 원격제어장치(200)로부터 전원 온/오프, 채널 선택, 화면 설정 등의 사용자 입력 신호를 송신/수신하거나, 전원키, 채널키, 볼륨키, 설정치 등의 로컬키(미도시)에서 입력되는 사용자 입력 신호를 제어부(170)에 전달하거나, 사용자의 제스처를 센싱하는 센서부(미도시)로부터 입력되는 사용자 입력 신호를 제어부(170)에 전달하거나, 제어부(170)로부터의 신호를 센서부(미도시)로 송신할 수 있다.
제어부(170)는, 튜너부(110) 또는 복조부(120) 또는 외부장치 인터페이스부(130)를 통하여, 입력되는 스트림을 역다중화하거나, 역다중화된 신호들을 처리하여, 영상 또는 음성 출력을 위한 신호를 생성 및 출력할 수 있다.
제어부(170)에서 영상 처리된 영상 신호는 디스플레이 모듈(180)로 입력되어, 해당 영상 신호에 대응하는 영상으로 표시될 수 있다. 또한, 제어부(170)에서 영상 처리된 영상 신호는 외부장치 인터페이스부(130)를 통하여 외부 출력장치로 입력될 수 있다.
제어부(170)에서 처리된 음성 신호는 음향출력부(160)로 음향 출력될 수 있다. 또한, 제어부(170)에서 처리된 음성 신호는 외부장치 인터페이스부(130)를 통하여 외부 출력장치로 입력될 수 있다.
도 3은 본 발명의 영상표시장치(100)의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 3을 참조하면 영상표시장치(100)는 디스플레이(180)와 음향출력부(160)로서 디스플레이(180) 주변에 배치되는 복수개의 스피커 모듈(161, 163)을 포함한다.
디스플레이(180)는 영상을 출력하는 장치로서 케이스가 디스플레이(180)의 배면을 커버하며 디스플레이(180)를 보호하고, 케이스에 디스플레이(180)를 제어하는 제어부(170)를 비롯한 각종 부품이 실장될 수 있다.
상기 스피커 모듈(161, 163)은 음향을 출력하는 장치로서, 케이스에 결합된 에 수납되며 스피커 하우징(162) 내부에서 회전하며 음향을 출력하는 방향이 바뀌는 것이 특징이다. 도 3에 도시된 바와 같이 원통 형상의 스피커 하우징(162) 내에 원통형상의 스피커 모듈(161, 163)이 수납될 수 있다.
스피커 하우징(162)은 수직방향으로 연장된 수직 하우징과 수평방향으로 연장된 수평 하우징이 있으며, 스피커 모듈(161, 163)은 수직 하우징에 수납된 수직모듈(163)과 수평 하우징에 수납된 수평모듈(161)을 포함한다. 사용자의 귀가 좌우 양측에 위치하므로 좌측사운드와 우측사운드를 구분하여 채널을 구현하기 위해 수직모듈(163)은 디스플레이(180)의 좌우에 배치되고 수평모듈(161)은 디스플레이(180)의 상부에 배치될 수 있다.
스피커 하우징(162)은 회전하지 않으므로 음향이 출력되는 위치에 상응하여 매쉬(mesh) 형태로 구현될 수 있다. 예를 들어 도 4의 (a)와 같이 음향이 사용자에게 전달되기 위한 각도는 각 음향출력부(160) 별로 약 120° 되므로 120°에 상응하는 원통형의 스피커 하우징(162)은 매쉬로 구성되고 나머지 부분은 홀이 없는 솔리드 형태로 구현될 수 있다.
수직하우징에 위치하는 수직모듈(163)은 상하방향으로 연장된 회전축을 중심으로 회전하고 수평하우징에 위치하는 수평모듈(161)은 좌우방향으로 연장된 회전축을 중심으로 회전한다. 수평모듈(161)은 좌측과 우측의 음향을 구분하여 제공하기 위해 도 3에 도시된 바와 같이 좌측, 우측 및 중앙에 3개의 수평모듈(161)을 포함할 수 있다. 3개의 수평모듈(161)은 각각 회전할 수 있고 동시에 회전할 수도 있다.
스피커 모듈(161, 163)을 회전시키기 위해 모터(164)를 포함할 수 있으며, 모터(164)는 초당 수회 내지는 수십 회를 회전할 수 있다. 모터(164)가 회전하면 스피커 모듈(161, 163)이 향하는 방향이 변경되고 방향에 따라 다른 채널의 소리를 출력하도록 제어부(170)는 상기 스피커 모듈(161, 163)을 제어할 수 있다.
이와 같이 스피커 하우징(162)에 수납되어 모터를 중심으로 회전하는 스피커 모듈(161, 163)으로 구성된 음향출력부(160)는 영상표시장치(100)의 일부가 아니라 그 자체로서 독립적인 음향출력장치(160)로서 기능을 할 수 있다. 따라서, 회전하는 음향출력부(160)를 포함하는 영상표시장치(100)뿐만 아니라 음향출력장치(160) 자체도 본 발명 범위에 포함된다.
도 4는 본 발명의 영상표시장치(100)를 통해 음향을 제공하는 방법을 도시한 도면이다. 도 4의 (a)는 수직모듈(163)이 회전하면서 출력할 수 있는 채널을 도시하고 있으며 도 4의 (b)는 수평모듈(161)이 회전하면서 출력할 수 있는 채널을 도시하고 있다.
도 4의 (a)를 참고하면 수직모듈(163)은 디스플레이(180)의 좌우에 위치하므로 사용자에게 좌우 방향에서 음향을 제공할 수 있다. 수직모듈(163)인 사용자를 향하는 제1각도에서, 직접음을 사용자에게 제공할 수 있으며 전면의 좌측 또는 전면의 우측에서 출력되는 소리를 사용자에게 제공할 수 있다(Front Left, Front Right). 즉 제1 각도에서는 도 1의 전방 좌우에 위치하는 스피커(21L, 21R)에서 출력되는 채널의 음향을 출력한다.
수직모듈(163)이 회전하면서 영상표시장치(100)의 바깥쪽을 향할 때, 사용자에게 직접 소리가 전달되지 못하고 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 간접음을 전달하게 된다.
좌측 수직모듈(163)과 우측 수직모듈(163)은 각도에 따라 전면 좌우에서 제공되는 전면 음향(Front Left/Front Right), 측면 좌우방향에서 제공되는 서라운드 음향(Surround Left/Surround Right), 배면 좌우방향에서 제공되는 서라운드 백 음향(Surround Back Left/ Surround Back Right)과 같이 6개 음향을 구현할 수 있다. 전면 음향(Front Left/Front Right)은 직접음이고, 서라운드 음향(Surround Left/Surround Right)은 측면벽에서 1회 반사되어 사용자에게 도달하는 간접음이다. 서라운드 백 음향(Surround Back Left/ Surround Back Right)은 측면벽과 배면벽에서 2회 반사되어 사용자에게 전달되는 간접음이다. 한 쌍의 수직모듈(163)을 이용하여 사용자의 둘레를 둘러싼 다양한 방향에서 제공되는 다채널을 구현할 수 있다.
도 4의 (b)를 참조하면 디스플레이(180) 상측에 위치하는 수평모듈(161)은 수평방향으로 연장된 축을 중심으로 회전하며 상하방향으로 출력 방향이 바뀐다. 영상표시장치(100)의 바깥쪽을 향할 때, 사용자에게 직접 소리가 전달되지 못하고 천장에 반사되거나 천장과 배면 벽에 반사되어 간접음을 전달하게 된다.
도 3에 도시된 바와 같이 수평모듈(161C, 161L, 161R)은 3개가 나란히 배치될 수 있다. 가운데 위치하는 수평모듈(161C)은 회전축에 수직방향으로 음을 방사하면 도 4의 (b)에 도신된 바와 같이 사용자에게 도달하며 센터채널(Center)을 구현할 수 있다. 이 경우 가운데 수평모듈(161C)은 회전하지 않고 사용자를 향하는 방향으로 고정될 수 있다.
좌우에 위치하는 수평모듈(161L, 161R)은 중앙에 위치하는 사용자에게 음향이 도달하도록 가운데 위치하는 수평모듈(161C) 방향으로 기울어질 수 있다. 좌우 수평모듈(161L, 161R)은 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 천장 및 배면벽에 부딪쳐 사용자에게 도달하는 간접음을 구현할 수 있다. 천장에 반사되어 전면 상측방향에서 제공되는 프론트 하이트 채널(Front Height Left/Right)과 천장 및 배면벽에 2회 반사되어 배면 상측방향에서 제공되는 리어 하이트 채널(Rear Height Left/Right)를 구현할 수 있다. 이와 같이 수평모듈(161)은 5개의 채널을 구현할 수 있다.
사용자의 수평방향 둘레로 7개의 채널, 상측 방향에서 제공되는 4개 채널 그리고 우퍼까지 포함하면 7.1.4채널의 음을 구현할 수 있는 음향출력부(160)를 포함하는 영상표시장치(100)를 구현할 수 있다. 도 3에 우퍼는 디스플레이(180) 배면에 위치하는 것으로 도시되어 있으나, 우퍼는 방향성이 없으므로 영상표시장치(100) 어디에 배치할 수 있다.
도5는 본 발명의 영상표시장치(100)의 스피커 모듈(161, 163)을 제어하는 방법을 도시한 도면으로, 도 5를 참조하여 보다 구체적으로 7.1.4채널의 구현방법에 대해 살펴보도록 한다. 7.1 채널의 오디오 입력을 디코더와 바이패스 믹싱을 통해 상측에서 제공되는 음향인 프론트 하이트 채널(Front Height Left/Right)과 리어 하이트 채널(Rear Height Left/Right)를 추가하여 채널을 확장할 수 있다. 채널 디바이더를 통해 2개의 수직모듈(163)과 3개의 수평모듈(161) 및 하나의 우퍼에 각각 다른 채널의 음향신호를 제공하여 7.1.4채널을 구현할 수 있다.
전술한 바와 같이 수직모듈(163L, 163R)은 각각 3개의 채널을 구현하므로 회전 시 향하는 방향에 따라 다른 채널의 음향신호를 기초로 사운드를 출력할 수 있다. 수평모듈(161) 중 좌우에 위치하는 수평모듈(161L, 161R)은 각각 2개의 채널을 구현하므로 방향에 따라 다른 채널의 음향신호를 기초로 사운드를 출력할 수 있다. 가운데 위치하는 수평모듈(161C)과 우퍼(167)는 회전하지 않고 한 채널의 음향을 출력할 수 있다.
도 6은 본 발명의 음향출력장치(160)를 통해 음향을 제공하는 방법을 도시한 도면이다. 특정 채널의 오디오 신호를 인가할 때 고정형 스피커에서의 방사 음향과 유사한 빔형상을 가질 수 있도록 구현하기 위해 출력되는 음향의 주파수에 따라 출력시간을 달리할 수 있다. 도 6을 참고하면 고음일수록 방향성이 강하므로 형성하는 빔의 방사각(α1, α2)이 작아진다. 스피커 모듈(161, 163)은 고음은 짧게 출력하고 저음은 길게 출력하면 스피커 모듈(161, 163)은 회전하므로 고음은 작은 방사각(α1)을 가지는 사운드를 구현할 수 있고 저음은 큰 방사각(α2)을 가지는 사운드를 구현할 수 있다. 따라서 도 6에 도시된 바와 같이 고정형 스피커에서 출력하는 사운드와 유사한 빔을 구현할 수 있다.
또한, 본 발명의 스피커 모듈(161, 163)은 회전하므로 도플러 효과가 발생할 수 있다. 사용자와 각 스피커 모듈(161, 163) 사이를 연결하는 직선을 기준으로 직선에 가까워지는 방향으로 회전시 파장이 짧아지고 직선에 멀어지는 방향으로 회전시 파장이 길어진다. 이와 같은 도플러 효과를 최소화 하기 위해 제어부(170)는 전자의 경우 파장을 길게 튜닝하여 출력하고 후자의 경우 파장을 짧게 튜닝하여 출력하여 회전에 따른 음향 차이를 사용자가 느끼지 않도록 제어할 수 있다.
도 7은 종래의 스피커를 스피커 하우징(162)에 수납한 형태를 단면이고, 도 8은 도 3의 B-B의 단면도로 본 발명의 스피커 모듈(161, 163)의 단면이다. 종래의 스피커는 원뿔형상의 콘(25)과, 콘(25)에 부착된 원뿔형상의 진동판(28)을 포함한다. 진동판(28)의 중앙에 결합된 전자석(23)에 음향신호에 상응하는 전류를 인가하면 전자석(23)의 주변에 위치하는 자석(24)의 자기력에 의해 전자석은 도면상 상하방향으로 이동하며 진동판(28)을 진동시킨다.
본 발명과 같이 회전하는 스피커 모듈(161, 163)을 구현하기 위해 원통형의 스피커 하우징(162)에 수납하면 도 7에 도시된 바와 같이 스피커 하우징(162) 과 진동판(28) 사이에 큰 공간이 형성되어 에어챔버가 생긴다. 에어챔버 내의 공기는 스피커 모듈(161, 163)이 회전 시 같은 속도로 회전하지 못해 공기의 마찰에 의한 소음이 발생할 수 있다.
에어챔버에 의한 소음이 발생하는 문제를 해결하기 위해 본 발명의 스피커 모듈(161, 163)은 스피커 하우징(162)의 원통 형상에 상응하는 형상의 진동판(1636)을 가질 수 있다. 원통형상의 스피커 하우징(162) 측면 둘레에 상응하는 곡면의 진동판(1636)은 진동판(1636)과 스피커 하우징(162) 사이의 간격이 일정하게 형성된다. 스피커 모듈(161, 163)이 회전하더라도 진동판(1636)과 스피커 하우징(162) 사이가 일정 간격을 유지하므로 도 7과 같은 에어챔버를 제거할 수 있어 회전에 의한 소음을 최소화 할 수 있다.
회전하는 스피커 모듈(161, 163) 안정적인 회전을 위해 원통형의 스피커 모듈에 상응하는 곡면의 회전 하우징(1638)에 수납될 수 있다. 회전 하우징(1638)은 진동판(1636)과 함께 연속적인 곡면을 형성할 수 있다. 스피커 하우징(162)과 회전 하우징(1638) 및 진동판(1636) 사이 간격이 일정하여 스피커 모듈(161, 163)이 회전시 공기저항을 최소화 할 수 있다.
또한 도 7과 같이 자석(1634), 요크(1631), 중심 폴(1632) 등은 무게가 있어 회전 중심에서 일측으로 치우치면 회전시 스피커 모듈(161, 163)이 흔들리는 문제가 있는 바, 도 8에 도시된 바와 같이 원기둥의 중심 부분에 위치하도록 배치할 수 있다. 곡면의 진동판(1636)과 회전 중심에 위치하는 전자석(1633)을 연결하기 위해 전자석(1633)의 일측에 길게 연장된 연결부(1637)를 포함할 수 있다.
에어챔버를 제거하더라도 회전시 소음이 발생할 수 있으며 회전소음을 줄이기 위해 소프트웨어적으로 노이즈 캔슬링을 할 수 있다. 회전소음을 수집하고 이를 상쇄할 수 있는 역파형의 사운드를 섞어서 음향을 출력하면 회전에 의한 소음을 제거할 수 있다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 음향출력장치(160)의 다른 실시예를 도시한 개념도이다. 전술한 바와 같이 디스플레이(180) 주변에 위치하는 수직모듈(163)과 수평모듈(161)을 이용하여 다양한 채널을 구현할 수도 있으나, 도 9a에 도시된 바와 같이 반구 형상의 음향출력장치(160)를 이용할 수 있다.
반구형상의 스피커 하우징(166)에 수납된 스피커 모듈(165)은 모터(164)에 의해 회전하고 회전 각도에 따라 도 9b와 같이 사용자에게 전달된다. 반구형상의 음향출력장치(160)는 배치 위치에 따라 다양한 방식으로 사용자에게 소리를 제공할 수 있으나 본 실시예는 사용자의 전면에 배치한 경우를 기초로 설명하도록 한다.
스피커 모듈(165)이 사용자를 직접 향하도록 배치된 각도에서는 직접음을 전달하며 센터(center)스피커의 음향을 출력하고 그 외에는 벽에 반사되어 사용자에게 제공되는 간접음을 출력할 수 있다. 측벽에만 반사되면 측면 방향에서 제공되는 서라운드 음향(surround left/surround right)을 제공하고, 전면에도 반사되면 프론트 음향(front left/front right)을 제공한다. 배면에 반사되면 서라운드 백 음향(surround back left/surround back right)을 제공할 수 있어 적어도 7개의 채널 음향을 제공할 수 있다.
반구의 중심으로부터 수직방향으로 다른 각도 상에 위치하는 스피커 모듈(1651, 1652)를 복수개를 배치하는 경우 상측 방향으로 소리를 추가로 송출가능하여 상측 방향에서 제공되는 음향도 출력이 가능하다. 즉, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 프론트 하이트 채널(front height left/front height right) 및 리어 하이트 채널(rear height left/ rear height right)를 구현할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 회전 속도에 맞춰 다른 채널의 음향을 출력하여 다양한 채널의 음향을 출력할 수 있다. 스피커의 개수를 줄이고도 다양한 채널을 구현할 수 있다.
또한, 방의 크기 사용자의 위치를 기본정보로 입력하면 최적의 경로를 산출하여 음향출력부(160)의 각도에 따라 출력되는 사용자에게 서라운드 음향을 제공할 수 있다.
상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (20)

  1. 케이스;
    상기 케이스의 전면에 위치하는 디스플레이;
    상기 케이스에 결합하는 스피커 하우징;
    상기 스피커 하우징에 수납되고 음향을 출력하는 스피커 모듈;
    상기 스피커 모듈을 상기 스피커 하우징 내부에서 회전시키는 모터; 및
    상기 모터의 회전시 상기 스피커 모듈이 향하는 방향에 따라 상이한 채널의 음향신호를 출력하는 제어부를 포함하는 영상표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스피커 하우징은 일방향으로 연장된 원통형상의 부재를 포함하고,
    상기 스피커 모듈은 상기 일방향으로 연장된 회전축을 중심으로 회전하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 스피커 모듈은
    수직방향으로 연장된 회전축을 중심으로 회전하고 상기 디스플레이의 좌우 방향에 각각 배치되는 한 쌍의 수직모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 수직모듈은,
    상기 디스플레이의 전면에 수직방향에서 내측을 향하는 경우 직접음을 사용자에게 제공하고,
    상기 디스플레이 전면에 수직방향에서 외측을 향하는 경우 반사음을 사용자에게 제공하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 스피커 모듈은
    수평방향으로 연장된 회전축을 중심으로 회전하고 상기 디스플레이의 상부에 위치하는 수평모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 스피커 하우징은
    상기 수평방향으로 연장되고 상기 디스플레이의 상부에 위치하는 수평 하우징을 포함하고,
    상기 수평 하우징에 좌측, 우측, 중앙에 위치하는 3개의 수평모듈이 수납되는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 수평모듈 중 중앙에 위치하는 수평모듈은 회전하지 않고 사용자를 향하는 방향으로 고정되어 음향을 출력하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 수평모듈은
    상기 디스플레이의 전면에 수직방향에서 하부를 향하는 경우 직접음을 사용자에게 제공하고,
    상기 디스플레이의 전면에 수직방향에서 상부를 향하는 경우 반사음을 사용자에게 제공하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 스피커 모듈은
    상기 원통의 측면에 상응하는 곡면의 진동판을 포함하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 스피커 모듈은,
    상기 스피커 하우징의 원통 측면과 소정거리 이격된 측면을 갖는 원통형의 회전 하우징을 포함하고,
    상기 진동판은 상기 회전 하우징의 측면과 연속적인 곡면을 형성하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 스피커 모듈에서 출력되는 음향의 주파수가 높을수록 출력시간을 짧게 유지하고,
    상기 스피커 모듈에서 출력되는 음향의 주파수가 낮을수록 출력시간을 길게 유지하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 스피커 모듈이 회전시 발생하는 회전소음에 대한 정보를 저장하고
    상기 회전소음을 보상하는 음향신호를 함께 출력하여 상기 회전소음을 제거하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 스피커 모듈이 사용자에게 가까워지는 방향으로 회전하는 경우 음향의 주파수를 낮추고
    상기 스피커 모듈이 사용자에서 멀어지는 방향으로 회전하는 경우 음향의 주파수를 높이는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
  14. 스피커 하우징;
    상기 스피커 하우징에 수납되고 음향을 출력하는 스피커 모듈;
    상기 스피커 모듈을 상기 스피커 하우징 내부에서 회전시키는 모터; 및
    상기 모터의 회전시 상기 스피커 모듈이 향하는 방향에 따라 상이한 채널의 음향신호를 출력하는 제어부를 포함하는 음향출력장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 스피커 하우징은 일방향으로 연장된 원통형상의 부재를 포함하고,
    상기 스피커 모듈은 상기 일방향으로 연장된 회전축을 중심으로 회전하며
    상기 스피커 모듈은
    상기 원통의 측면에 상응하는 곡면의 진동판을 포함하는 것을 특징으로 하는 음향출력장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 스피커 모듈은,
    상기 스피커 하우징의 원통 측면과 소정거리 이격된 측면을 갖는 원통형의 회전 하우징을 포함하고,
    상기 진동판은 상기 회전 하우징의 측면과 연속적인 곡면을 형성하는 것을 특징으로 하는 음향출력장치.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 스피커 하우징은 반구형상의 부재를 포함하고
    상기 스피커 모듈은 수직방향으로 연장된 회전축을 중심으로 회전하며,
    상기 스피커 모듈은
    상기 스피커 하우징의 바닥부터 상이한 각도에 배치되는 복수개의 스피커 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 음향출력장치.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 스피커 모듈에서 출력되는 음향의 주파수가 높을수록 출력시간을 짧게 유지하고,
    상기 스피커 모듈에서 출력되는 음향의 주파수가 낮을수록 출력시간을 길게 유지하는 것을 특징으로 하는 음향출력장치.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 스피커 모듈이 회전시 발생하는 회전소음에 대한 정보를 저장하고
    상기 회전소음을 보상하는 음향신호를 함께 출력하여 상기 회전소음을 제거하는 것을 특징으로 하는 음향출력장치.
  20. 제14항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 스피커 모듈이 사용자에게 가까워지는 방향으로 회전하는 경우 음향의 주파수를 낮추고
    상기 스피커 모듈이 사용자에서 멀어지는 방향으로 회전하는 경우 음향의 주파수를 높이는 것을 특징으로 하는 음향출력장치.
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