KR101793691B1 - 음향 출력 장치 - Google Patents

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Abstract

적어도 하나의 음향 신호를 생성하는 본체 부, 소정 측면에 형성된 틈(slit)을 통해 상기 본체 부의 전면 방향으로 상기 음향 신호를 출력하는 적어도 하나의 전면 평판형 스피커 유닛을 포함하는 사운드 플레이트, 및 상기 본체 부와 상기 사운드 플레이트를 물리적으로 연결하는 체결 부를 포함하며, 상기 본체 부 및 상기 사운드 플레이트 중 적어도 하나는 상기 본체 부의 후면 방향으로 상기 음향 신호를 출력하는 적어도 하나의 후면 스피커 유닛을 포함하며, 입체 음향 효과를 제공할 수 있는 음향 출력 장치를 기재하고 있다.

Description

음향 출력 장치{Apparatus for outputting audio signal}
본 발명은 음향 출력 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 입체 음향을 구현할 수 있는 음향 출력 장치에 관한 것이다.
영상 기술의 발전에 힘입어 사용자는 3차원 입체 영상을 시청할 수 있게 되었다. 3차원 입체 영상은 양안 시차를 고려하여 좌시점 영상 데이터를 좌안에 노출시키고, 우시점 영상 데이터를 우안에 노출시킨다. 사용자는 3차원 영상 기술을 통하여 스크린으로부터 튀어나오거나 스크린 뒤로 들어가는 영상 오브젝트를 실감나게 인식할 수 있다. 여기서, 영상 오브젝트는, 하나의 영상 화면에 포함되는 영상 객체들을 뜻한다. 예를 들어, 하나의 영상 화면에 포함되는 나무, 사람, 집 등 각각이 영상 오브젝트이다.
한편, 영상 기술의 발전과 더불어 음향에 대한 사용자의 관심이 증대되고 있으며, 특히, 입체 음향 기술 또한 발전하고 있다. 입체 음향 기술은 사용자의 주위에 복수 개의 스피커를 배치하여, 사용자가 박진감 또는 위치감을 느낄 수 있도록 한다. 그러나, 종래의 입체 음향 기술에서는 사용자에게 다가오거나 사용자로부터 멀어지는 영상 오브젝트를 효과적으로 표현하지 못하므로 입체 영상에 부합하는 음향 효과를 제공할 수 없다. 복수 개의 스피커가 공간적으로 분리되어 배치되어야 하므로, 영상 시스템이 차지하는 공간이 클 수밖에 없으며, 영상 시스템의 크기 또는 부피 또한 클 수밖에 없다.
그러나, 디지털 TV와 같은 음향 출력 장치가 슬림화되면서, 음향을 직접적으로 출력하는 구성인 스피커 등도 슬림한 구조에 적합하게 제작될 필요가 있다. 그에 따라서, 크기 및 부피를 최소화하기 위해서 스피커가 물리적으로 단일화되는 추세에 있다. 스피커가 물리적으로 단일화되면, 음향의 박진감 또한 떨어질 수밖에 없으며 입체 음향 효과를 구현하기 어려워진다.
따라서, 음향 출력 장치를 슬림화하면서도 입체 음향 효과를 제공할 수 있는 음향 출력 장치를 제공할 필요가 있다.
본 발명에 따른 음향 출력 장치는 입체 음향 효과를 제공할 수 있는 음향 출력 장치의 제공을 목적으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 음향 출력 장치는 음향 출력 장치를 슬림화하면서도 다수개의 음향 깊이를 갖는 음향 신호를 출력하여 입체 음향 효과를 제공할 수 있는 음향 출력 장치의 제공을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 음향 출력 장치는 적어도 하나의 음향 신호를 생성하는 본체 부, 소정 측면에 형성된 틈(slit)을 통해 상기 본체 부의 전면 방향으로 상기 음향 신호를 출력하는 적어도 하나의 전면 평판형 스피커 유닛을 포함하는 사운드 플레이트, 및 상기 본체 부와 상기 사운드 플레이트를 물리적으로 연결하는 체결 부를 포함한다.
여기서, 상기 본체 부 및 상기 사운드 플레이트 중 적어도 하나는 상기 본체 부의 후면 방향으로 상기 음향 신호를 출력하는 적어도 하나의 후면 스피커 유닛을 포함한다.
또한, 상기 본체 부는 상기 전면 평판형 스피커 유닛과 상기 후면 스피커 유닛 각각으로 서로 다른 음향 깊이를 갖는 상기 음향 신호가 출력되도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 후면 스피커 유닛은 상기 전면 평판형 스피커 유닛으로 출력되는 상기 음향 신호보다 상기 음향 깊이가 작은 상기 음향 신호를 출력할 수 있다.
또한, 상기 본체 부는 상기 후면 방향으로 상기 음향 신호를 출력하는 적어도 하나의 상기 후면 스피커 유닛을 포함한다. 그리고, 상기 후면 스피커 유닛은 상기 후면 방향으로 인접한 수직면과 상기 본체 부 간의 거리에 따라서 상기 본체 부의 후면 상에 소정 각도로 배치될 수 있다.
또한, 상기 본체 부는 상기 음향 신호 내의 적어도 하나의 음향 오브젝트와 기준 위치 간의 거리를 나타내는 음향 깊이 정보를 획득하고, 상기 음향 깊이 정보에 따라서 상기 전면 평판형 스피커 유닛으로 출력될 전면 음향 신호와 상기 후면 스피커 유닛으로 출력될 후면 음향 신호를 생성할 수 있다.
또한, 상기 본체 부는 상기 음향 신호의 파워를 계산하고, 상기 계산된 파워를 이용하여 상기 음향 깊이 정보를 획득하는 음향 깊이 정보 획득부, 상기 음향 깊이 정보에 따라서, 상기 본체 부로 입력된 음향 신호를 2개 이상의 음향 신호로 분리하여, 제1 음향 깊이를 갖는 전면 음향 신호 및 상기 제1 음향 깊이보다 작은 값인 제2 음향 깊이 값을 갖는 후면 음향 신호를 생성하는 깊이 분리부, 상기 전면 음향 신호를 음성 처리하여 상기 전면 평판형 스피커 유닛으로 출력하는 전면 음향 처리부, 및 상기 후면 음향 신호를 음성 처리하여 상기 후면 스피커 유닛으로 출력하는 전면 음향 처리부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 사운드 플레이트는 일 측면 상에 배치되는 상기 적어도 하나의 전면 평판형 스피커 유닛, 및 상기 일 측면에 반대되는 다른 측면 상에 배치되며, 상기 다른 측면 상에 형성된 틈(slit)을 통해 상기 후면 방향으로 상기 음향 신호를 출력하는 상기 적어도 하나의 후면 스피커 유닛을 포함할 수 있다.
또한, 상기 본체 부는 머리 전달 함수(HRTF)를 이용하여 형성한 가상 음원인 제1 음향 신호 및 주 음향으로써 전면 방사되는 제2 음향 신호를 생성할 수 있다.
상기 적어도 하나의 전면 평판형 스피커 유닛은 상기 제1 음향 신호 및 상기 제2 음향 신호를 출력할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 음향 출력 장치의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 음향 출력 장치의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 음향 출력 장치의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 음향 출력 장치의 블록 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 5는 본 발명에 따른 음향 출력 장치가 구현하는 입체 음향 효과를 설명하기 위한 도면이다.
영상 기술의 발전 및 음향 출력 장치의 슬림화 추세에 따라서, 음향 출력 장치를 슬림화하면서도 입체 음향 효과를 제공할 수 있는 음향 출력 장치를 제공할 필요가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 전술한 슬림화 및 입체 음향 효과를 구현할 수 있는 본 발명에 따른 음향 출력 장치에 대하여 상세히 설명한다.
입체 음향 효과는 입체 영상을 제공하는 장치에 있어서 더욱 필요하다. 따라서, 이하에서는 입체 영상 또는 일반 영상을 제공할 수 있는 디지털 TV를 음향 출력 장치로서 예시한다. 또한, 음향 출력 장치는 음향을 출력하는 모든 전자기기일 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 음향 출력 장치의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 음향 출력 장치(100)는 본체 부(110), 사운드 플레이트(120), 및 체결 부(130)를 포함한다.
본체 부(110)는 적어도 하나의 음향 신호를 생성한다. 구체적으로, 본체 부(110)는 기 설정된 소정 기능을 수행할 수 있다. 또한, 예를 들어, 방송 신호를 수신받아 수신된 방송 신호에 대응되는 영상 또는 음향 신호를 생성할 수 있다. 또한, 본체 부(110)는 수신된 방송 신호에 대응되는 영상 신호를 출력하는 디스플레이 패널(미도시)를 포함할 수 있다.
사운드 플레이트(120)는 본체 부(110)의 전면 방향으로 본체 부(110)에서 생성된 음향 신호를 출력하는 적어도 하나의 전면 평판형 스피커 유닛(121)을 포함한다. 여기서, 사운드 플레이트(120)는 측면에 마련된 틈(예를 들어, 121)을 통해 음향을 방출하는 틈 방사형(slit-firing) 스피커 시스템이며, 전면 평판형 스피커 유닛(121)은 사운드 플레이트(120)의 소정 측면에 형성된 틈(slit)을 통해 음향 신호를 출력하는 틈 방사형 스피커 유닛으로 형성될 수 있다. 또한, 전면 평판형 스피커 유닛(121)은 본체 부(110)의 전면 방향으로 직접 음향을 방출하는 전면 방사형(front firing) 스피커가 된다.
체결 부(130)는 본체 부(110)와 사운드 플레이트(120)를 물리적으로 연결한다.
여기서, 본체 부(110) 및 사운드 플레이트(120) 중 적어도 하나는 본체 부(110)의 후면 방향으로 본체 부(110)에서 생성된 음향 신호를 출력하는 적어도 하나의 후면 스피커 유닛(122)을 포함한다. 도 1에서는 사운드 플레이트(120)가 후면 스피커 유닛(122)을 포함하는 경우를 예로 들어 도시하였다.
사운드 플레이트(120)가 후면 스피커 유닛(122)을 포함하는 경우, 후면 스피커 유닛(122)은 전면 평판형 스피커 유닛(121)과 동일하게 틈 방사형 스피커 유닛으로 형성될 수 있다.
도 1에 있어서, 상기 전면 방향은 본체 부(110)를 기준으로 우측 진행 방향이 되며, 후면 방향은 본체 부(110)를 기준으로 좌측 진행 방향이 된다.
또한, 음향 출력 장치(100)에 있어서, 사운드 플레이트(120)와 본체 부(110)는 물리적으로 분리된 구조를 가지며, 음향 출력 장치(100)는 사운드 플레이트(120)의 배치 위치에 따라서 스탠드 형 배치 상태와 벽걸이형 배치 상태를 가질 수 있다. 도 1 및 도 2에서는 스탠드 형 배치 상태를 갖는 음향 출력 장치(100)를 예시적으로 도시하였다. 그리고, 도 3에서는 벽걸이형 배치 상태를 갖는 음향 출력 장치(100)를 예시적으로 도시하였다.
도 2는 본 발명에 따른 음향 출력 장치의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 음향 출력 장치(200)는 본체 부(210), 사운드 플레이트(220), 및 체결 부(230)를 포함한다. 음향 출력 장치(200), 본체 부(210), 사운드 플레이트(220), 및 체결 부(230)는 각각 음향 출력 장치(100), 본체 부(110), 사운드 플레이트(120), 및 체결 부(130)와 동일 대응되는 구성으로, 도 1에서와 중복되는 구성 설명은 생략한다. 또한, 전면 평판형 스피커 유닛(221)은 전면 평판형 스피커 유닛(121)과 동일 대응된다.
도 1에 비하여, 본체 부(210)는 후면 방향으로 음향 신호를 출력하는 적어도 하나의 후면 스피커 유닛(222)을 포함한다. 즉, 도 1의 후면 스피커 유닛(122) 대신에 후면 스피커 유닛(222)을 포함한다. 도 1에서는 후면 스피커 유닛(222)이 본체 부(210)의 후면 상측 상에 형성된 경우를 예로 들어 도시하였다.
본체 부(210)에 포함되는 후면 스피커 유닛(222)은 본체 부(210)에 인접한 수직 면(240)과 본체 부(210) 간의 거리(d1)에 따라서, 본체 부(210)의 후면 상에 소정 각도, 예를 들어, a 도,로 배치될 수 있다. 여기서, 수직 면(240)은 음향 출력 장치(200)가 위치하는 공간의 일 벽면이 될 수 있다.
구체적으로, 음향 출력 장치(200)의 제작자는 본체 부(210)에 인접한 수직 면(240)과 본체 부(210) 간의 거리(d1)에 따라서 소정 각도 a를 최적화하여 설계할 수 있다. 그리고 소정 각도 a를 갖도록 후면 스피커 유닛(222)을 설계하였으면, 대응되는 거리(d1)를 권장 설치 거리로써 사용자에게 알릴 수 있다. 소정 각도 a 및 대응되는 거리(d1)는 후면 스피커 유닛(222)의 스피커 지향성 등의 제품 사양에 따라서 다른 값으로 설계될 수 있다.
스피커 시스템은 그 자체가 기구적 구조에 의해 일정 부피를 차지하게 되는데, 본원의 영상 출력 장치(100, 200)에서 본체 부(110, 210)는 사운드 플레이트(120, 220)와 분리되므로, 본체 부(110, 210)의 두께 및 부피를 최소화할 수 있다. 그리고, 사운드 플레이트(120, 220)를 틈 방사형 스피커로 형성함으로써, 사운드 플레이트(120, 220)의 두께 및 부피를 최소화할 수 있다. 또한, 본체 부(110, 210)가 액정 표시(LCD: Liquid Crystal Dislay) 패널 또는 유기 발광 다이오드(OLED: Organic Light Emitting Diode) 패널과 같은 초박형의 평판 패널을 디스플레이 패널(미도시)로써 포함하는 경우, 본체 부(110, 210)의 슬림화가 용이하다.
음향 출력 장치(100, 200)는 전면 평판형 스피커 유닛(121, 221)으로 음향 신호를 전방 방사(front firing)하고, 이와 별도로 후면 스피커 유닛(122, 222)으로 음향 신호를 후방 방사(back firing)한다. 여기서, 전면 평판형 스피커 유닛(121, 221)을 통하여 전방 방사(front firing)되는 음향 신호는 직접음의 비중이 높아서 사용자에게 주된 음향 신호로 인식될 수 있다. 그리고, 후면 스피커 유닛(122, 222)을 통하여 후방 방사(back firing)되는 음향 신호는 간접음의 비중이 높아서 사용자에게 부수적인 음향 신호로 인식될 수 있다. 따라서, 사용자가 주된 음향 신호와 부수적인 음향 신호를 개별적으로 인식할 수 있도록 하여, 입체 음향 효과를 제공할 수 있다.
예를 들어, 파도소리가 들리는 바닷가에서 주인공이 대화를 하고 있으며, 주인공은 시청자로부터 가까운 곳에 있고 바닷가는 시청자로부터 멀리 있다고 하자. 이 경우, 주인공의 대화를 전면 평판형 스피커 유닛(121, 221)을 통하여 주된 음향 신호로 재생하고, 파도소리를 후면 스피커 유닛(122, 222)을 통하여 부수적인 음향 신호로 재생한다면, 음향 신호를 듣는 사용자는 입체적인 음향 효과를 느낄 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 음향 출력 장치는 장치를 슬림화하면서 입체 음향 효과를 제공할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 음향 출력 장치의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 도 2의 음향 출력 장치(200)를 벽걸이형으로 배치한 음향 출력 장치(300)가 도시된다. 음향 출력 장치(300), 본체 부(310), 사운드 플레이트(320), 및 체결 부(330)는 각각 음향 출력 장치(200), 본체 부(210), 사운드 플레이트(220), 및 체결 부(230)와 동일 대응되는 구성으로, 도 2에서와 중복되는 구성 설명은 생략한다. 또한, 전면 평판형 스피커 유닛(321) 및 후면 스피커 유닛(322)은 전면 평판형 스피커 유닛(221) 및 후면 스피커 유닛(222)과 동일 대응된다.
음향 출력 장치(300)가 벽걸이형으로 걸린 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 사운드 플레이트(120)는 체결 부(330)를 통해 본체 부(310)의 후방에 배치된다. 또한, 벽걸이형 배치에서, 본체 부(310)는 별도의 벽면 체결 유닛(350)을 통해 벽면(360)에 부착될 수 있다.
또한, 사운드 플레이트(320)에 포함되는 전면 평판형 스피커 유닛(321)은 전면 방향으로 직접 음향을 방출하는 전면 방사형(front firing) 스피커가 된다. 그리고, 후면 스피커 유닛(321)은 후면 방향으로 음향을 방출하여 사용자가 간접음을 듣도록 하는 후면 방사형(back firing) 스피커가 된다.
도 4는 음향 출력 장치의 블록 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 4를 참조하면, 음향 출력 장치(400) 소정 기능을 수행하는 기능 블록들로 표현될 수 있다. 음향 출력 장치(400), 본체 부(410), 전면 평판형 스피커 유닛(421) 및 후면 스피커 유닛(422)는 각각 도 1의 음향 출력 장치(100), 본체 부(110), 전면 평판형 스피커 유닛(121) 및 후면 스피커 유닛(122)과 동일 대응되므로, 도 1 내지 도 3에서와 중복되는 설명은 생략한다.
본체 부(410)는 CD, DVD 등과 같은 영상 저장 매체, 음향 신호를 포함하는 방송 신호를 송출하는 외부의 방송국, 또는 기타 음향 신호를 제공하는 게임기 등의 장치로부터 음향 신호를 입력받는다. 여기서, 입력되는 음향 신호는 독립적인 음원으로부터 발생되는 적어도 하나의 음향을 포함할 수 있다. 전술한 예에서, 주인공의 대화 소리 및 파도 소리가 음향 신호에 포함되는 각각의 음향이 되며, 음향 각각을 음향 오브젝트(sound object)라 칭할 수 있다. 또 다른 예로, 오케스트라의 공연 실황을 녹음하여 생성된 음향 신호에는 기타, 바이올린, 오보에 등의 다양한 악기로부터 발생한 다양한 음향 오브젝트가 포함된다.
하나의 음향 신호에 포함되는 다수개의 음향 오브젝트는 각각의 음향 깊이 정보를 가질 수 있다. 여기서, 음향 깊이 정보는 음향 오브젝트와 기준 위치 간의 거리를 나타내는 정보이다. 구체적으로, 음향 깊이 정보는 음향 오브젝트가 발생한 위치, 예를 들어, 음원의 위치,와 기준 위치 간의 거리를 나타낸다. 그리고, 기준 위치는 해당 음향 출력 장치(400)가 권장하는 청취 위치 또는 해당 음향 출력 장치(400)가 자체적으로 설정한 소정 위치 등이 될 수 있다.
음향 깊이 정보는 깊이 인덱스로 표현될 수 있다. 예를 들어, 깊이 인덱스는 0 내지 1의 값을 가질 수 있으며, 음향 출력 장치(400)를 이용하여 음향 신호를 청취하는 사용자에게 더 가까운 곳에서 발생하는 것으로 표현해야하는 음향 오브젝트일수록, 깊이 인덱스 값을 크게 설정할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의상, 사용자에게서 가까울수록 음향 깊이 값이 커지고, 사용자에게서 멀수록 음향 깊이 값이 작아진다고 한다.
음향 출력 장치(400)는 전면 평판형 스피커 유닛(421)과 후면 스피커 유닛(422) 각각으로 서로 다른 음향 깊이(sound depth)를 갖는 음향 신호를 출력할 수 있다.
또한, 본제 부(410)는 후면 스피커 유닛(422)으로, 전면 평판형 스피커 유닛(421)으로는 출력되는 음향 신호보다 음향 깊이가 작은 음향 신호가 출력되도록 제어할 수 있다. 즉, 전면 평판형 스피커 유닛(421)으로 출력될 제1 음향 깊이 값을 갖는 음향 신호를 생성하고, 후면 스피커 유닛(422)으로 출력될 제1 음향 깊이 값보다 작은 값인 제2 음향 깊이 값을 갖는 음향 신호를 생성할 수 있다.
구체적으로, 본체 부(410)는 음향 깊이 정보 획득부(411), 깊이 분리부(412), 전면 음향 처리부(413), 및 후면 음향 처리부(414)를 포함할 수 있다.
음향 깊이 정보 획득부(411)는 음향 출력 장치(400)가 입력받는 음향 신호에 포함된 적어도 하나의 음향 오브젝트들의 음향 깊이 정보를 획득한다. 음향 깊이 정보는 음향 신호의 파워를 계산함으로써 획득할 수 있다. 예를 들어, 음향 신호를 구성하는 복수 개의 구간들 각각에 대하여 주파수 대역별 파워를 계산하고, 소정 구간에서 음향 신호의 파워가 크면 해당 음향 오브젝트는 사용자에게 더 근접한 위치에서 발생한 것으로 판단할 수 있다. 즉, 음향 깊이가 큰 값인 음향 오브젝트인 것으로 판단할 수 있다.
깊이 분리부(412)는 음향 출력 장치(400)로 입력된 음향 신호를 음향 깊이 값에 따라서 2개 이상의 음향 신호로 분리할 수 있다. 도 4에서는 2개의 음향 신호로 분리하는 경우를 예로 들어 도시하였으나, 2개 이상의 음향 신호로 분리하여, 전면 음향 처리부(413)로 적어도 하나의 음향 신호를 출력하거나, 후면 음향 처리부(414)로 적어도 하나의 음향 신호를 출력할 수도 있다.
또한, 깊이 분리부(412)는 제1 음향 깊이 값을 갖는 음향 신호를 전면 음향 처리부(413)으로 출력하고, 제1 음향 깊이 값보다 작은 값인 제2 음향 깊이 값을 갖는 음향 신호를 후면 음향 처리부(414)로 출력할 수 있다.
전면 음향 처리부(413)는 입력받은 음향 신호를 음성 처리 및 노이즈 제거 처리를 하여 주 음향으로써 전면 방사되는 음향 신호를 생성한다.
또한, 전면 음향 처리부(413)는 머리 전달 함수(HRTF: Head Related Transfer Function)를 이용하는 가상 음원 형성부(virtualizer)(미도시)를 포함할 수 있다. 가상 음원 형성부(virtualizer)(미도시)는 머리 전달 함수(HRTF)를 이용하여 가상 음원을 생성한다.
머리 전달 함수(HRTF)를 이용하는 가상 음원 형성부(virtualizer)는 입력된 음향 신호를 사용자가 입체 음향으로 인식할 수 있도록 변형하여 출력한다.
구체적으로, 머리 전달 함수(HRTF)는 음원의 공간적인 위치로부터 사용자의 양 귀까지의 경로 정보, 즉 주파수 전달 특성을 포함한다. 머리 전달 함수(HRTF)는 두 귀간의 레벨 차이(ILD,Inter-aural Level Difference) 및 두 귀 간에서 음향 시간이 도달하는 시간 차이(ITD, Inter-aural Time Difference)등의 단순한 경로 차이뿐만 아니라, 머리 표면에서의 회절, 귓바퀴에 의한 반사 등 복잡한 경로 상의 특성이 음의 도래 방향에 따라 변화하는 현상에 의하여 입체 음향을 인식할 수 있도록 한다. 따라서, 머리 전달 함수(HRTF)에 따라서 음향 신호를 변조 처리하면, 입체 음향을 생성할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본원의 본체 부(410), 구체적으로, 전면 음향 처리부(413),는 가상 음원을 생성하여 전면 평판형 스피커 유닛(421)으로 출력함으로써, 음향 입체감의 효과를 최대화시킬 수 있다.
이하에서는, 전면 평판형 스피커 유닛(421)이 출력하는 음향 신호에 있어서, 상기 주 음향으로써 전면 방사되는 음향 신호를 제1 음향 신호라 하고, 가상 음원 형성부에서 생성된 음향 신호를 제2 음향 신호라 한다.
또한, 전면 평판형 스피커 유닛(421)이 하나의 스피커 또는 한 쌍의 스피커를 구비하는 경우, 전면 음향 처리부(413)는 제1 음향 신호 및 제2 음향 신호를 혼합(mixing)하여 출력할 수 있다. 여기서, 한 쌍의 스피커는 대략 100Hz 내지 3kHz 대역의 중 저역의 음향(WF)을 출력하는 저음용 스피커인 적어도 하나의 우퍼 스피커 모듈과 대략 3kHz 이상의 고역 음향(TW)을 출력하는 고음용 스피커인 적어도 하나의 트위터 스피커 모듈로 형성될 수 있다.
전면 평판형 스피커 유닛(421)이 두 개 이상의 스피커 또는 두 쌍 이상의 스피커를 구비하는 경우, 전면 음향 처리부(413)는 제1 음향 신호 및 제2 음향 신호를 각각 전면 평판형 스피커 유닛(421)에 포함되는 서로 다른 스피커 또는 서로 다른 스피커로 출력할 수 있다.
후면 음향 처리부(414)는 상기 제1 음향 깊이 값보다 작은 값인 제2 음향 깊이 값을 갖는 음향 신호를 음성 처리 및 노이즈 제거 처리를 하여 후면 방사되는 음향 신호를 생성한다.
전면 평판형 스피커 유닛(421)은 전면 음향 처리부(413)에서 생성된 음향 신호를 입력받고, 이를 사용자가 청각적으로 인식할 수 있는 물리적 진동 신호로 변환하여 출력한다.
후면 스피커 유닛(422)은 후면 음향 처리부(414)에서 생성된 음향 신호를 입력받고, 이를 사용자가 청각적으로 인식할 수 있는 물리적 진동 신호로 변환하여 출력한다.
도 5는 본 발명에 따른 음향 출력 장치가 구현하는 입체 음향 효과를 설명하기 위한 도면이다. 도 5의 입체 음향 장치(500)는 도 1 내지 도 4에서 설명한 입체 음향 장치(100, 200, 300., 400)와 동일 대응되므로 상세 설명은 생략한다. 또한, 본체 부(510), 사운드 플레이트(520), 및 체결 부(530)는 각각 도 3의 본체 부(310), 사운드 플레이트(320), 및 체결 부(330)와 동일 대응되므로 상세 설명은 생략한다.
전면 평판형 스피커 유닛(521)을 통하여 전면 방사되는 제1 음향 신호(511)는 후면 스피커 유닛(522)으로 출력되는 제2 음향 신호의 음향 깊이 값보다 큰 음향 깊이 값을 갖는 음향 신호를 출력한다. 제1 음향 신호(511)는 직접음 비중이 커서 주 음향으로서 출력되며, 제1 음향층(550)을 형성한다.
그리고, 전면 평판형 스피커 유닛(521)을 통하여 전면 방사되는 제2 음향 신호(522)는 전술한 가상 음원 형성부(virtualizer)를 통하여 가상 음원으로 형성 및 출력되어, 제2 음향층(560)을 형성한다. 가상 음향인 제2 음향층(560)을 형성함으로써, 사용자(540)가 체감하는 음향 입체감의 효과를 더욱 증가시킬 수 있다.
또한, 후면 스피커 유닛(522)을 통하여 후면 방사되는 음향 신호(571, 572)는 인접한 벽 및 천장 중 적어도 하나에서 반사되어 제3 음향층(570)을 형성한다. 음향 신호(571, 572)는 사용자에게 간접음으로 인식되며, 따라서 부수 음향으로 인식될 수 있다.
따라서, 후면 음향 처리부(414)가 음향 신호(571, 572)를 생성하는데 있어서, 서로 다른 반사 경로를 갖는 음향 신호(571, 572)들이 상호 소멸간섭되지 않도록, 후면 스피커 유닛(522)으로 출력할 음향 신호를 생성할 때, 디 코릴레이션(De-correlation) 처리 및 출력될 음향 신호(571, 572)들 간 지연 보상(delay compensation) 처리 중 적어도 하나를 수행할 수 있다. 그러면, 제3 음향층(570)을 더욱 효과적으로 생성할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 서로 다른 음향 깊이를 갖는 다수개의 음향층을 생성하므로, 입체 음향 효과를 최대화하여 제공할 수 있으며, 사용자가 느끼는 입체감 효과를 최대화시킬 수 있다.
비록 상기 설명이 다양한 실시예들에 적용되는 본 발명의 신규한 특징들에 초점을 맞추어 설명되었지만, 본 기술 분야에 숙달된 기술을 가진 사람은 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서도 상기 설명된 장치의 형태 및 세부 사항에서 다양한 삭제, 대체, 및 변경이 가능함을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 상기 설명에서보다는 첨부된 특허청구범위에 의해 정의된다. 특허청구범위의 균등 범위 안의 모든 변형은 본 발명의 범위에 포섭된다.
100: 입체 음향 장치
110: 본체 부
120: 사운드 플레이트
130: 체결 부
121: 전면 평판형 스피커 유닛
122: 후면 스피커 유닛
410: 본체 부
411: 음향 깊이 정보 획득부
412: 깊이 분리부
413: 전면 음향 처리부
414: 후면 음향 처리부

Claims (10)

  1. 적어도 하나의 음향 신호를 생성하는 본체 부;
    소정 측면에 형성된 틈(slit)을 통해 상기 본체 부의 전면 방향으로 상기 음향 신호를 출력하는 적어도 하나의 전면 평판형 스피커 유닛을 포함하는 사운드 플레이트; 및
    상기 본체 부와 상기 사운드 플레이트를 물리적으로 연결하는 체결 부를 포함하며,
    상기 본체 부는
    상기 본체 부의 후면 방향으로 상기 음향 신호를 출력하는 적어도 하나의 후면 스피커 유닛을 포함하고,
    상기 후면 스피커 유닛은
    상기 후면 방향으로 인접한 수직면과 상기 본체 부 간의 거리에 따라서 상기 본체 부의 후면 상에 소정 각도로 배치되는 것을 특징으로 하는 음향 출력 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 본체 부는
    상기 음향 신호 내의 적어도 하나의 음향 오브젝트와 기준 위치 간의 거리를 나타내는 음향 깊이 정보를 획득하고, 상기 음향 깊이 정보에 따라서 상기 전면 평판형 스피커 유닛과 상기 후면 스피커 유닛 각각으로 서로 다른 음향 깊이를 갖는 상기 음향 신호가 출력되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 음향 출력 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 후면 스피커 유닛은
    상기 전면 평판형 스피커 유닛으로 출력되는 상기 음향 신호보다 상기 음향 깊이가 작은 상기 음향 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 음향 출력 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 본체 부는
    상기 음향 신호 내의 적어도 하나의 음향 오브젝트와 기준 위치 간의 거리를 나타내는 음향 깊이 정보를 획득하고, 상기 음향 깊이 정보에 따라서 상기 전면 평판형 스피커 유닛으로 출력될 전면 음향 신호와 상기 후면 스피커 유닛으로 출력될 후면 음향 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 음향 출력 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 본체 부는
    상기 음향 신호의 파워를 계산하고, 상기 계산된 파워를 이용하여 음향 깊이 정보를 획득하는 음향 깊이 정보 획득부;
    상기 음향 깊이 정보에 따라서, 상기 본체 부로 입력된 음향 신호를 2개 이상의 음향 신호로 분리하여, 제1 음향 깊이를 갖는 전면 음향 신호 및 상기 제1 음향 깊이보다 작은 값인 제2 음향 깊이 값을 갖는 후면 음향 신호를 생성하는 깊이 분리부;
    상기 전면 음향 신호를 음성 처리하여 상기 전면 평판형 스피커 유닛으로 출력하는 전면 음향 처리부; 및
    상기 후면 음향 신호를 음성 처리하여 상기 후면 스피커 유닛으로 출력하는 후면 음향 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 출력 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 사운드 플레이트는
    일 측면 상에 배치되는 상기 적어도 하나의 전면 평판형 스피커 유닛; 및
    상기 일 측면에 반대되는 다른 측면 상에 배치되며, 상기 다른 측면 상에 형성된 틈(slit)을 통해 상기 후면 방향으로 상기 음향 신호를 출력하는 상기 적어도 하나의 후면 스피커 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 출력 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 본체 부는
    주 음향으로서 전면 방사되는 제1 음향 신호 및 머리 전달 함수(HRTF)를 이용하여 형성한 가상 음원인 제2 음향 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 음향 출력 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 적어도 하나의 전면 평판형 스피커 유닛은
    상기 제1 음향 신호 및 상기 제2 음향 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 음향 출력 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 전면 평판형 스피커 유닛은
    상기 제1 음향 신호를 출력하는 제1 평판형 스피커 유닛; 및
    상기 제2 음향 신호를 출력하는 제2 평판형 스피커 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 출력 장치.
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