KR20130004714A - 차량용 소음저감장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 소음저감장치에 관한 것으로서, 차량의 주행시 차량의 외부에서 유입되는 각종 소음을 감쇄시켜 차량 탑승자의 정숙하고 편안한 환경을 조성하고, 차량 주행시 음악 등 음향청취에 있어서도, 주변소음을 최소화하여 음량을 높이지 않아도 편안한 음악감상을 할 수 있어 쾌적한 승차감을 부여하는 소음저감장치에 관한 것이다.
보다 더 구체적으로 본 발명은, 차량 외부에서 입력되는 소음(noise)에 대한 역위상 신호를 생성하는 역위상신호 생성기 (Inverse Wave generator); 차량 탑승자가 청취할 음향 소스를 입력하는 신호입력부; 상기 역위상 신호 및 상기 음향 소스를 입력받아 양자를 혼합하는 신호혼합부; 및 상기 신호혼합부의 출력을 증폭하여 차량 탑승자에게 송신하는 신호송출부;를 포함하는 차량용 소음저감장치를 제공한다.

Description

차량용 소음저감장치{Noise Reducing Device for Vehicle}

본 발명은 차량용 소음저감장치에 관한 것으로서, 차량의 주행시 차량의 외부에서 유입되는 각종 소음을 감쇄시켜 차량 탑승자의 정숙하고 편안한 환경을 조성하고, 차량 주행시 음악 등 음향청취에 있어서도, 주변소음을 최소화하여 음량을 높이지 않아도 편안한 음악감상을 할 수 있어 쾌적한 승차감을 부여하는 소음저감장치에 관한 것이다.

최근 클라이언트의 요구수준이 점점 증대됨에 따라, 차량에 있어서 편안하고 쾌적한 주행을 보장하는 기술들이 적용되고 있다. 차량의 주행시에는 외부에서 각종 소음(noise)이 차량내부로 유입되기 마련인데, 소음의 유입량이 많아질수록 정숙하고 편안한 주행 및 승차에 방해가 되기 마련이다.

따라서, 차량 탑승자는 차량내부에 장착된 오디오를 통해 음악 등을 들으면서, 외부 소음에 의한 쾌적한 승차감을 유지하는 것이 일반적이다. 다만 종래기술에 의하면, 다수의 승객이 탑승하는 대형차량에 있어서, 좌석마다 음악 등이 송출되는 스피커를 배치해두고, 일방적으로 증폭되는 음악 등을 송출하는 것이 통상적이었다.

또한, 차량 탑승자가 차량의 좌석마다 배치된 스피커를 이용하지 않는 경우에는 탑승자가 개별적으로 소지하는 미디어 장치를 이용하여 음악 등을 청취할 수 있을 뿐이었다.

이와 같은 방식의 음악청취는, 이어폰 등을 통해 흘러나오는 음악에 외부소음이 가산되게 되므로, 음질이 저하되게 되어 편안한 주행을 방해하게 된다. 또한, 차량 탑승자는 외부 소음을 감안한 음량을 유지하기 위해 음향의 볼륨을 높이게 되므로, 장시간 음악청취시 난청 등을 야기할 수 있는 문제점이 있었다.

따라서, 차량 주행시에 편안하고 쾌적한 승차감을 유지하기 위해, i) 외부소음을 감안하여 음성·음향 등을 송출할 수 있고, ii) 외부소음에 대응하여 음성·음향의 볼륨을 높일 필요가 없는 소음저감장치가 요구되고 있다.

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 차량의 운행시에 외부 소음의 유입을 최소화하여 쾌적하고 정숙한 승차감을 유지할 수 있는 차량용 소음저감장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 차량 외부의 소음에 대응하여 음악을 청취하더라도 기기의 음압을 필요이상으로 높일 필요가 없어서, 장시간 음악청취시에도 탑승자의 피로감을 최소화하고 탑승자의 난청유발을 방지하는 차량용 소음저감장치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 발명의 기재로부터 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 차량 외부에서 입력되는 소음(noise)에 대한 역위상 신호를 생성하는 역위상신호 생성기 (Inverse Wave generator); 차량 탑승자가 청취할 음향 소스를 입력하는 신호입력부; 상기 역위상 신호 및 상기 음향 소스를 입력받아 양자를 혼합하는 신호혼합부; 및 상기 신호혼합부의 출력을 증폭하여 차량 탑승자에게 송신하는 신호송출부;를 포함하는 차량용 소음저감장치를 제공한다.

본 발명에서는 상기 차량외부의 소음(noise)을 입력받고, 차량의 외부에 설치되는 적어도 하나 이상의 마이크로폰(Microphone)을 더 구비하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 차량외부의 소음(noise)에 대한 주파수 특성을 보상하는 필터부를 더 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 신호입력부 및 신호송출부는, 상기 차량 탑승자의 개별좌석마다 각각 장착되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 신호입력부는 차량 탑승자의 개별 미디어 장치로 형성하되, 상기 신호입력부의 입력단은 차량 탑승자 개별좌석의 소정위치에 구비되는 신호입력 잭(jack)으로 형성되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 개별미디어 장치는, MP3, 넷북(Netbook), 테블릿 피씨(Tablet PC) 또는 휴대폰 중에서 선택되는 어느 하나의 기기일 수 있다.

상기 신호송출부는 앰프(amp)로 형성하되, 상기 신호송출부는 앰프(amp)로 형성하되, 상기 신호송출부의 출력단은 차량탑승자 개별좌석의 소정위치에 구비되는 신호송출 잭(jack)으로 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 차량은 다수의 승객을 수송하기 위한 승합차, 버스 또는 열차차량 중에서 선택되는 어느 하나인 것이 바람직하다.

본 발명의 차량용 소음저감장치에 의하면, 차량의 운행시에 외부 소음의 유입을 최소화하여 차량탑승자가 쾌적하고 정숙한 승차감을 유지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 차량 외부의 소음에 대응하여 음악을 청취하더라도 외부소음을 제거하고 오디오 신호만을 청취할 수 있으므로, 기기의 음압을 필요이상으로 높일 필요가 없어서, 장시간 음악청취시에도 탑승자의 피로감을 최소화하고 탑승자의 난청유발을 방지하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 소음저감장치의 개략구성도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 소음저감장치의 상세구성도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 소음(noise), 역위상신호 및 소음과 역위상신호의 혼합신호를 나타내는 일예시도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 대형차량에 장착된 차량용 소음저감장치의 일예시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 소음저감장치의 개략구성도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 소음저감장치의 상세구성도이다.

본 발명에 의한 차량용 소음저감장치는, 상기 차량외부의 소음(noise)을 입력받고, 차량의 외부에 설치되는 적어도 하나 이상의 마이크로폰(Microphone)(11), 차량 외부에서 입력되는 소음(noise)에 대한 역위상 신호를 생성하는 역위상신호 생성기(Inverse Wave generator)(13), 차량 탑승자가 청취할 음향 소스를 입력하는 신호입력부(15), 상기 역위상 신호 및 상기 음향 소스를 입력받아 양자를 혼합하는 신호혼합부(16) 및 상기 신호혼합부의 출력을 증폭하여 차량 탑승자에게 송신하는 신호송출부(17)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 마이크로폰(Microphone)(11)은 그 수음부가 차량의 외부를 향하도록 배치될 수 있으며, 차량의 종류에 따라 그 설치 숫자가 변경될 수 있다. 특히 버스와 같이 승객수송용 차량의 경우에는 차량의 측면에 2개 이상 설치하고, 차량의 후면에도 1개 이상 설치하는 것이 바람직할 것이다.

상기 마이크로폰(11)을 통해 수집된 차량 외부의 소음은 필터부(12)로 전달되게 되는데, 상기 필터부(12)는 소음(noise)의 주파수 특성을 보상하고, 그 출력단과 임피던스 매칭을 수행할 수 있다.

즉, 상기 필터부(12)는 그 내부에 임피던스 매칭부(미도시) 및 로우패스필터(미도시)를 구비하여, 상기 임피던스 매칭부에 의해 소음신호의 직류성분을 제거하고 신호가 최대한으로 전달되도록 임피던스 매칭을 시킬 수 있으며, 소음제거가 이론상 불가능한 1KHz를 초과하는 소음신호의 고주파영역을 제거한 후 역위상신호 생성기에 소음신호의 전달이 가능할 것이다.

상기 필터부(12)를 통과하여 주파수 특성이 보상된 소음은 역위상신호 생성기(Inverse Wave generator)(13, 14)로 전송되어, 상기 소음과 반대되는 위상을 갖는 신호, 즉 역위상 신호를 생성하게 된다.

도 2를 참조하면, 디지털 포텐션미터(13)와 마이크 앰프(MIC AMP)(14)로 형성되는 역위상신호 생성기를 도시하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 특정 주파수를 갖는 신호에 대해 반대되는 위상을 갖는 신호를 생성할 수 있는 위상신호 생성기라면 어떠한 종류의 것도 이용될 수 있을 것이다.

한편, 신호입력부(15)는, 음향소스를 공급하는 역할을 수행하는데, 차량 내부에 장착된 오디오 장치에 의해서 음향소스를 공급할 수도 있고, 차량 탑승자의 기호에 맞게 음향 소스를 공급하기 위해 개별미디어 장치에 의해서도 음향 소스를 공급할 수도 있다.

여기서, 상기 개별미디어 장치는, MP3, 넷북(Netbook), 테블릿 피씨(Tablet PC) 또는 휴대폰 중에서 선택되는 어느 하나의 기기일 수 있다. 본 발명에서 음향 소스(source)란, 음성을 포함하는 개념임은 물론이다.

상기 역위상신호 생성기(13,14)에서 생성된 역위상신호와 상기 신호입력부(15)에서 입력되는 음향소스는, 신호혼합부(18)에 공급되어 양자가 혼합(MIX) 되게 된다. 즉, 음향소스에 차량외부의 소음과 반대되는 위상을 가진 신호를 가산함으로써, 소음의 영향을 최소화할 수 있다.

상기 신호혼합부(18)에서 혼합된 신호는 신호송출부(16, 17)가 구비하는 앰프(AMP)를 통해 증폭되어 차량탑승자에 제공되게 된다. 따라서 차량탑승자는 주행중인 차량내부에서 음악 등을 청취하더라도 차량외부의 소음의 영향이 제거된 음악 등을 청취할 수 있으므로, 볼륨을 높일 필요가 없이 음질이 향상된 음악 등을 청취하며 편안한 승차감을 유지할 수 있다.

상기 신호입력부(15) 및 신호송출부(16,17)는, 상기 차량 탑승자의 개별좌석마다 각각 장착될 수 있다. 특히 버스 등 다수의 차량탑승자를 수송하기 위한 대형 차량의 경우에는 차량에 장착된 오디오 장치를 이용하여 일방적인 음량을 가진 음원을 송출하는 것이 일반적이었다.

따라서, 차량 탑승자가 자신의 미디어 기기를 이용하여 개별적으로 음악을 청취한다 하더라도, 현재 주행중인 차량의 외부 소음을 제거하고 음악을 들을 수 있도록 할 필요성이 크다.

그러므로, 본 발명에서는 상기 신호입력부(15) 및 신호송출부(16,17)를 차량 탑승자의 개별좌석마다 각각 설치함으로써, 차량탑승자의 개별 미디어장치를 이용하여 자신이 선호하는 음악을 소음의 영향없이 들을 수 있도록 하는 시스템을 제공한다.

이 때, 상기 신호입력부(15)는 차량 탑승자의 개별미디어 기기로 형성될 수 있으며, 또한 차량좌석마다 오디오장치를 별도로 형성하는 등 개별적으로 설치되는 것도 가능하다.

이와 마찬가지로 상기 신호송출부(16,17)도 차량 내부에 단일한 앰프를 통해 각각의 좌석에 소음이 제거된 신호를 공급하는 것도 가능하며, 차량좌석마다 별도의 앰프를 설치하여 신호를 송출하는 것도 가능할 것이다.

상기 신호입력부(15)에서 입력되는 음향소스는, 차량 탑승자 개별좌석의 소정위치에 구비되는 신호입력 잭(jack)(15')을 통해 상기 신호혼합부(18)에 공급될 수 있다.

또한, 상기 신호송출부를 통해 송출되는 최종신호는, 차량탑승자 개별좌석의 소정위치에 구비되는 신호송출 잭(jack)(17')을 통해 송출될 수 있다.

즉, 본 발명에서 상기 신호입력 잭(jack)(15') 및 신호송출 잭(jack)(17')은, 개별좌석의 등판부분 또는 팔걸이 부분에 함께 설치되는 것이 바람직하다. 이와 같이 신호입력 잭(jack)(15') 및 신호송출 잭(jack)(17')이 형성되면, 개별미디어기기와 신호입력 잭(jack)(15')을 케이블로 연결하여 음향소스를 공급하면, 신호혼합부(18)에서 역위상신호와 혼합된 후, 신호송출부(16,17)에서 증폭된 혼합신호가 신호송출 잭(jack)(17')과 연결된 이어폰 또는 헤드폰을 통해 차량탑승자에게 제공되게 된다.

따라서, 본 발명에서는 차량탑승자가 자신의 개별미디어기기의 종류에 구애받지 않고, 신호입력 잭(jack)(15') 및 신호송출 잭(jack)(17')을 통해 간편하게 차량외부의 소음이 제거된 음향을 청취할 수 있는 장점이 있다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 소음(noise), 역위상신호 및 소음과 역위상신호의 혼합신호를 나타내는 일예시도이다.

도 3의 (a)는 차량의 외부소음의 주파수 특성을 나타낸 예시도로써, 마이크로폰(11)에 의해 수집된 차량외부의 소음이 필터부(12)를 통과하여 주파수특성이 보상된 형태를 나타내고 있다.

이에 비해 도 3의 (b)는 주파수특성이 보상된 형태의 소음과 반대되는 위상을 갖으며, 역위상신호 생성기(13,14)에 의해 생성되는 역위상 신호의 주파수특성을 나타내고 있다.

도 3의 (c)는 이와 같은 차량의 소음신호와 상기 역위상신호가 믹스된 신호의 주파수 특성을 나타낸다. 즉, 차량의 소음신호가 어떠한 주파수특성을 갖고 있다고 하더라도, 역위상신호를 첨가하면 약간의 오차가 있을 수 있으나, 직선형의 주파수 응답을 나타내게 되므로, 음향소스에 가산된 역위상신호에 의해 차량 소음신호가 상쇄되는 효과를 가져올 수 있다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 대형차량에 장착된 차량용 소음저감장치의 일예시도이다.

특히, 본 발명의 소음저감장치는 다수의 승객을 수송하기 위한, 승합차, 버스 또는 열차차량 중에서 선택되는 어느 하나의 차량에 적용될 수 있다. 이와 같이 다수의 승객을 수송하기 위한 차량에는 다수의 승객좌석을 구비하고 있고, 또한 개개의 승객의 취향이 각기 다를 것이므로, 상술한 신호입력잭(15') 및 신호송출잭(17')을 각각의 좌석마다 구비하여 승객의 개별 미디어장치를 통해 자유로이 음원청취가 가능하도록 유도할 수 있을 것이다.

다만, 이와 같은 대형차량에 있어서는, 차체의 크기가 크므로 차량외부의 소음을 수집하는 마이크로폰(11)을 적절한 위치마다 다수 구비하는 것이 바람직할 것이다.

이상 본 발명의 구체적 실시형태와 관련하여 본 발명을 설명하였으나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 설명된 실시형태를 변경 또는 변형할 수 있으며, 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

11: 마이크로폰
12: 필터부
13, 14: 역위상생성기
15: 신호입력부
15': 신호입력잭
16, 17: 신호송출부
17': 신호송출잭
18: 신호혼합부

Claims (8)

1. 차량 외부에서 입력되는 소음(noise)에 대한 역위상 신호를 생성하는 역위상신호 생성기 (Inverse Wave generator);
   차량 탑승자가 청취할 음향 소스를 입력하는 신호입력부;
   상기 역위상 신호 및 상기 음향 소스를 입력받아 양자를 혼합하는 신호혼합부; 및
   상기 신호혼합부의 출력을 증폭하여 차량 탑승자에게 송신하는 신호송출부;
   를 포함하는 차량용 소음저감장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 차량외부의 소음(noise)을 입력받고, 차량의 외부에 설치되는 적어도 하나 이상의 마이크로폰(Microphone)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 소음저감장치.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 차량외부의 소음(noise)에 대한 주파수 특성을 보상하는 필터부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 소음저감장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 신호입력부 및 신호송출부는,
   상기 차량 탑승자의 개별좌석마다 각각 장착되는 것을 특징으로 하는 차량용 소음저감장치.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 신호입력부는 차량 탑승자의 개별 미디어 장치로 형성하되, 상기 신호입력부의 입력단은 차량 탑승자 개별좌석의 소정위치에 구비되는 신호입력 잭(jack)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 소음저감장치.
6. 제 5항에 있어서, 상기 개별미디어 장치는,
   MP3, 넷북(Netbook), 테블릿 피씨(Tablet PC) 또는 휴대폰 중에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 차량용 소음저감장치.
7. 제 1항에 있어서,
   상기 신호송출부는 앰프(amp)를 구비하되, 상기 신호송출부의 출력단은 차량탑승자 개별좌석의 소정위치에 구비되는 신호송출 잭(jack)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 소음저감장치.
8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 차량은 다수의 승객을 수송하기 위한 승합차, 버스 또는 열차차량 중에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 차량용 소음저감장치.

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