KR20210150031A - Multi-purpose booth using active absorption control - Google Patents

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KR20210150031A
KR20210150031A KR1020200066913A KR20200066913A KR20210150031A KR 20210150031 A KR20210150031 A KR 20210150031A KR 1020200066913 A KR1020200066913 A KR 1020200066913A KR 20200066913 A KR20200066913 A KR 20200066913A KR 20210150031 A KR20210150031 A KR 20210150031A
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control
booth
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control signal
sound absorption
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KR1020200066913A
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조영은
이종찬
황근배
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엘지전자 주식회사
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Abstract

The present invention relates to a multi-purpose booth which is applicable to sound control and study room systems, and uses sound absorption control. The multi-purpose booth of the present invention may comprise: a booth forming a closed space; a control signal sensing unit provided in the booth and measuring at least one of sound pressure (p) and medium volume velocity (u) signals in the booth; a control excitation unit including a speaker installed in the booth; and a control signal processing unit converting the sound pressure (p) and medium volume velocity (u) signals input from the control signal sensing unit and driving the control excitation unit to generate a sound absorption effect.

Description

흡음 제어를 이용한 다목적 공간 부스 {Multi-purpose booth using active absorption control}{Multi-purpose booth using active absorption control}

본 발명은 음향 제어 및 공부방 시스템에 적용 가능하며, 흡음 제어를 이용한 다목적 공간 부스에 관한 것이다.The present invention is applicable to sound control and study room system, and relates to a multi-purpose space booth using sound absorption control.

최근 판매되고 있는 개인용 공부방은 책상이 설치된 내부를 외부환경과 벽체로 격리시키는 형태를 가지고 있다. The personal study room sold recently has a form in which the inside with the desk is isolated from the outside environment with a wall.

그러나 이와 같은 개인용 공부방은 공기 순환 등의 이유로 일부가 개방되어 하므로 완전 밀폐된 형태가 아니기 때문에 외부 소음의 유입이 발생하게 된다.However, since such a private study room is partially open for reasons such as air circulation, it is not completely sealed, so external noise is introduced.

이러한 개인용 공부방의 일례는 하기의 선행기술문헌에 게재되어 있다. 이러한 선행기술문헌은 최소한의 공간으로서 조립 가능한 학습용 부스를 형성하고, 그 내부에 학습용 테이블과 학습을 위해서만 필요로 하는 구성을 비치한 조립 가능한 학습용 부스를 게재하고 있다.An example of such a private study room is published in the following prior art literature. In this prior art document, a learning booth that can be assembled as a minimum space is formed, and a learning booth that can be assembled is provided with a learning table and a configuration required only for learning therein.

그러나 이러한 개인용 공부방은 그 용도가 한정되어 있으며, 공부 외의 활동을 위해서는 환경이 적합하지 않은 문제점이 있다.However, these personal study rooms have a limited use, and there is a problem that the environment is not suitable for activities other than study.

1. 대한민국 특허출원공개공보 2012-0083205호1. Korean Patent Application Publication No. 2012-0083205

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여, 다양한 목적의 활동을 수행하기 위한 전용 공간을 제공할 수 있는 다목적 공간 부스를 제공하고자 한다.In order to solve the above problems, the present invention is to provide a multi-purpose space booth that can provide a dedicated space for performing various purpose activities.

또한, 흡음 제어를 이용하여 다양한 목적의 활동에 따른 최적의 환경을 제공할 수 있는 다목적 공간 부스를 제공하고자 한다.In addition, it is intended to provide a multi-purpose space booth that can provide an optimal environment for various activities using sound absorption control.

나아가, 본 발명의 또 다른 일실시예에 따르면, 여기에서 언급하지 않은 추가적인 기술적 효과들도 있다. 당업자는 명세서 및 도면의 전취지를 통해 이해할 수 있다.Furthermore, according to another embodiment of the present invention, there are additional technical effects not mentioned herein. Those skilled in the art can understand through the whole specification and drawings.

다양한 목적의 활동을 수행하기 위한 전용 공간을 제공할 수 있는 다목적 공간 부스를 제공하기 위하여, 공기 임피던스와 정합시키는 능동 흡음 제어를 이용하여 제어신호를 연산하여 제어 가진부로 출력하는 능동 흡음 제어모듈을 구비할 수 있다.In order to provide a multi-purpose space booth that can provide a dedicated space for performing various purpose activities, an active sound absorption control module is provided that calculates a control signal using an active sound absorption control that matches the air impedance and outputs it to the control excitation unit can do.

구체적인 일례로서, 본 발명은, 다목적 공간 부스에 있어서, 폐쇄된 공간을 형성하는 부스; 상기 부스 내에 구비되고, 상기 부스 내의 음압(p) 및 매질 볼륨 속도(u) 신호 중 적어도 어느 하나를 측정하는 제어 신호 센싱부; 상기 부스 내에 설치되는 스피커를 포함하는 제어 가진부; 및 제어 신호 센싱부로부터 입력받은 음압(p) 및 매질 볼륨 속도(u) 신호를 변환하여 상기 제어 가진부를 구동시켜 흡음 효과를 발생시키는 제어 신호 처리부를 포함하여 구성될 수 있다.As a specific example, the present invention, in the multi-purpose space booth, the booth to form a closed space; a control signal sensing unit provided in the booth and measuring at least one of a sound pressure (p) and a medium volume velocity (u) signal in the booth; a control excitation unit including a speaker installed in the booth; and a control signal processing unit that converts the sound pressure (p) and medium volume velocity (u) signals received from the control signal sensing unit to drive the control excitation unit to generate a sound absorption effect.

또한, 상기 제어 신호 처리부는, 상기 스피커의 음향 임피던스를 공기 임피던스와 정합시키는 제어신호를 연산할 수 있다.Also, the control signal processing unit may calculate a control signal for matching the acoustic impedance of the speaker with the air impedance.

또한, 상기 제어신호에는 흡음 제어를 위한 주파수 대역 및 상기 부스의 사용 목적에 따른 게인 값이 적용될 수 있다.In addition, a gain value according to the purpose of use of the frequency band and the booth for sound absorption control may be applied to the control signal.

또한, 상기 제어 신호 처리부는, 상기 제어 신호 센싱부에서 측정된 신호를 변환하는 신호 변환부; 상기 신호 변환부에서 변환된 신호를 이용하여 상기 스피커의 음향 임피던스를 공기 임피던스와 정합시키는 제어신호를 연산하는 제어신호 연산부; 및 상기 제어신호 연산부에서 연산된 제어신호를 상기 스피커로 출력하는 신호 출력부를 포함할 수 있다.In addition, the control signal processing unit, the signal conversion unit for converting the signal measured by the control signal sensing unit; a control signal calculating unit for calculating a control signal for matching the acoustic impedance of the speaker with the air impedance by using the signal converted by the signal converting unit; and a signal output unit for outputting the control signal calculated by the control signal calculating unit to the speaker.

또한, 상기 스피커는, 트위터 유닛, 중음 유닛, 우퍼 유닛을 포함하여, 주파수 대역별로 흡음 특성을 제어할 수 있다.In addition, the speaker, including a tweeter unit, a mid-tone unit, and a woofer unit, may control sound absorption characteristics for each frequency band.

또한, 상기 제어 가진부는, 진동 디스플레이를 포함할 수 있다.In addition, the control excitation unit may include a vibration display.

또한, 상기 신호 센싱부는, 상기 음압을 측정하는 마이크로폰; 및 상기 매질 볼륨 속도를 측정하는 속도 센서를 포함할 수 있다.In addition, the signal sensing unit, a microphone for measuring the sound pressure; and a velocity sensor for measuring the medium volume velocity.

또한, 상기 부스에는 공기 조화기 모듈이 구비될 수 있다.In addition, an air conditioner module may be provided in the booth.

구체적인 다른 예로서, 다목적 공간 부스에 있어서, 폐쇄된 공간을 형성하는 부스; 상기 부스 내에 설치되는 제어 가진부를 포함하고, 상기 제어 가진부의 음향 임피던스를 공기 임피던스와 정합시키는 능동 흡음 제어를 이용하여 제어신호를 연산하여 상기 제어 가진부로 출력하는 능동 흡음 제어모듈을 포함하고, 상기 제어신호에는 흡음 제어를 위한 주파수 대역 및 상기 부스의 사용 목적에 따른 게인 값이 적용될 수 있다.As another specific example, in the multi-purpose space booth, the booth forming a closed space; Containing a control excitation unit installed in the booth, and an active sound absorption control module for calculating a control signal using an active sound absorption control to match the acoustic impedance of the control excitation unit with air impedance and outputting the control excitation unit to the control excitation unit, the control A frequency band for sound absorption control and a gain value according to the purpose of use of the booth may be applied to the signal.

또한, 능동 흡음 제어모듈은, 상기 부스 내에 구비되고, 상기 부스 내의 음압(p) 및 매질 볼륨 속도(u) 신호 중 적어도 어느 하나를 측정하는 제어 신호 센싱부; 및 상기 제어 신호 센싱부로부터 입력받은 음압(p) 및 매질 볼륨 속도(u) 신호를 변환하여 상기 제어 가진부를 구동시켜 흡음 효과를 발생시키는 제어 신호 처리부를 포함할 수 있다.In addition, the active sound absorption control module is provided in the booth, the control signal sensing unit for measuring at least one of the sound pressure (p) and the medium volume velocity (u) signal in the booth; and a control signal processing unit converting the sound pressure (p) and medium volume velocity (u) signals received from the control signal sensing unit to drive the control excitation unit to generate a sound absorption effect.

또한, 상기 게인 값은 음압 게인과 속도 게인을 포함할 수 있다.In addition, the gain value may include a sound pressure gain and a speed gain.

또한, 상기 제어 가진부는, 스피커 및 진동 디스플레이 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.Also, the control excitation unit may include at least one of a speaker and a vibration display.

본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.According to the present invention, there are the following effects.

위에서 설명한 바와 같이, 전용 공간 부스에는 디스플레이, 스피커 등의 장비들이 구비되어 목적에 맞도록 세팅되어 소비자들이 더욱 매력을 느끼게 할 수 있다.As described above, the dedicated space booth is equipped with equipment such as a display and speakers, and is set to suit the purpose so that consumers can feel more attractive.

이와 같이, 공부뿐만 아니라, 오락 및 개인 방송 등 다양한 환경에 맞도록 음장을 능동 흡음 제어 기법을 사용하여 제어함으로써 다목적 전용 부스로 사용할 수 있다.As such, it can be used as a multi-purpose booth by controlling the sound field using an active sound absorption control technique to suit various environments such as study, entertainment, and personal broadcasting.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 다목적 공간 부스를 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 다목적 공간 부스의 능동 흡음 제어모듈을 나타내는 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 다목적 공간 부스의 능동 흡음 제어모듈을 나타내는 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 다목적 공간부스 내의 제어 스피커 배치 결정에 대한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 다목적 공간 부스의 능동 흡음 제어모듈을 나타내는 제어 블럭도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 의한 다목적 공간 부스의 제어 순서도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 의한 다목적 공간 부스의 제어 순서도이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 제3 실시예에 의한 다목적 공간 부스의 제어 순서도이다.1 is a schematic diagram showing a multi-purpose space booth according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a block diagram showing the active sound absorption control module of the multi-purpose space booth according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic diagram showing an active sound absorption control module of a multi-purpose space booth according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart for determining a control speaker arrangement in a multi-purpose space booth according to an embodiment of the present invention.
5 is a control block diagram showing an active sound absorption control module of a multi-purpose space booth according to an embodiment of the present invention.
6 is a control flowchart of the multi-purpose space booth according to the first embodiment of the present invention.
7 is a control flowchart of a multi-purpose space booth according to a second embodiment of the present invention.
8 and 9 are control flowcharts of a multi-purpose space booth according to a third embodiment of the present invention.

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 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지기술에 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 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.Hereinafter, the embodiments disclosed in the present specification will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the same or similar components are assigned the same reference numbers regardless of reference numerals, and redundant description thereof will be omitted. The suffixes "module" and "part" for components used in the following description are given or mixed in consideration of only the ease of writing the specification, and do not have distinct meanings or roles by themselves. In addition, in describing the embodiments disclosed in the present specification, if it is determined that detailed descriptions of related known technologies may obscure the gist of the embodiments disclosed in the present specification, the detailed description thereof will be omitted. In addition, it should be noted that the accompanying drawings are only for easy understanding of the embodiments disclosed in the present specification, and should not be construed as limiting the technical spirit disclosed herein by the accompanying drawings.

나아가, 설명의 편의를 위해 각각의 도면에 대해 설명하고 있으나, 당업자가 적어도 2개 이상의 도면을 결합하여 다른 실시예를 구현하는 것도 본 발명의 권리범위에 속한다.Furthermore, although each drawing is described for convenience of description, it is also within the scope of the present invention that those skilled in the art implement other embodiments by combining at least two or more drawings.

또한, 층, 영역 또는 기판과 같은 요소가 다른 구성요소 "상(on)"에 존재하는 것으로 언급될 때, 이것은 직접적으로 다른 요소 상에 존재하거나 또는 그 사이에 중간 요소가 존재할 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. It is also understood that when an element, such as a layer, region, or substrate, is referred to as being “on” another component, it may be directly present on the other element or intervening elements in between. There will be.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 다목적 공간 부스를 나타내는 개략도이다.1 is a schematic diagram showing a multi-purpose space booth according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 다목적 공간 부스는, 폐쇄된 공간을 형성하는 부스(10) 내부에 사용자의 사용 목적에 따른 다양한 환경에 적용되는 능동 흡음 제어 기법을 이용한 구성들을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , the multi-purpose space booth may include components using an active sound absorption control technique applied to various environments according to the purpose of use of the user inside the booth 10 forming a closed space.

이러한 능동 흡음 제어 기법을 이용한 구성들은 먼저, 부스(10) 내에 설치되어 진동을 이용한 제어 기능을 구비한 제어 가진부(20, 30)를 포함하고, 이러한 제어 가진부(20, 30)의 음향 임피던스를 공기 임피던스와 정합시키는 능동 흡음 제어를 이용하여 제어신호를 연산하여 제어 가진부(20, 30)로 출력하는 능동 흡음 제어모듈(100)을 포함할 수 있다.Configurations using such an active sound absorption control technique are first installed in the booth 10 and include the control excitation units 20 and 30 having a control function using vibration, and the acoustic impedance of these control excitation units 20 and 30 . It may include an active sound absorption control module 100 for calculating the control signal using the active sound absorption control to match the air impedance and outputting to the control excitation unit (20, 30).

제어 가진부는 진동을 이용하여 공기 중에 음압을 발생시킬 수 있는 요소를 포함할 수 있다. 일례로, 제어 가진부는 스피커(20)를 포함할 수 있다. 도시하는 바와 같이, 다수의 스피커(20)를 포함할 수 있고, 이러한 스피커(20)는 흡음 성능 및/또는 제어 주파수에 따라 다양한 스피커(20)를 포함할 수 있다. The control excitation unit may include an element capable of generating a negative pressure in the air using vibration. As an example, the control excitation unit may include a speaker 20 . As shown, a plurality of speakers 20 may be included, and these speakers 20 may include various speakers 20 according to sound absorption performance and/or control frequency.

예를 들어, 스피커(20)는 저음을 제어하기 위한 고음을 제어하기 위한 트위터 유닛, 중음을 제어하기 위한 중음 유닛 그리고 저음을 제어하기 위한 우퍼 유닛을 포함하여, 주파수 대역별로 흡음 특성을 제어할 수 있다. 이러한 트위터 유닛, 중음 유닛, 우퍼 유닛은 개별 스피커로 구성될 수 있고, 경우에 따라서는 하나의 스피커(20)에 이들 트위터 유닛, 중음 유닛, 우퍼 유닛을 구비할 수 있다.For example, the speaker 20 may include a tweeter unit for controlling a treble for controlling a low sound, a mid-tone unit for controlling the middle sound, and a woofer unit for controlling the low sound, and may control sound absorption characteristics for each frequency band. have. Such a tweeter unit, a mid tone unit, and a woofer unit may be composed of individual speakers, and in some cases, the tweeter unit, the mid tone unit, and the woofer unit may be provided in one speaker 20 .

또한, 부스(10) 내에는 엔터테인먼트를 위한 디스플레이(30)를 포함할 수 있다. 이때, 디스플레이(30)는 진동 디스플레이를 이용할 수 있다. 진동 디스플레이는 패널 면이 진동하여 스피커와 같은 역할을 수행할 수 있는 디스플레이로서, 이러한 진동 디스플레이는 제어 가진부로서 작동할 수 있다.In addition, the booth 10 may include a display 30 for entertainment. In this case, the display 30 may use a vibration display. The vibrating display is a display capable of performing a role such as a speaker by vibrating a panel surface, and such a vibrating display may operate as a control excitation unit.

한편, 부스(10) 내부에는 공기 조화기 모듈(50)이 구비될 수 있다. 이러한 공기 조화기 모듈(50)은 복합적인 실내 공기 질을 제어할 수 있다. 예를 들어, 공조 뿐 아니라 공청, 아로마 테라피 등의 기능을 수행할 수 있다. 이러한 공기 조화기 모듈(50)은 다기능 공기 관리 모듈로 칭할 수 있다.Meanwhile, an air conditioner module 50 may be provided inside the booth 10 . The air conditioner module 50 may control a complex indoor air quality. For example, it is possible to perform functions such as air conditioning and aromatherapy as well as air conditioning. Such an air conditioner module 50 may be referred to as a multifunctional air management module.

또한, 부스(10)를 이루는 벽체에는 환기의 기능을 가지면서 외부 소음을 차음할 수 있는 천공형 메타 구조(40)가 구비될 수 있다.In addition, the wall forming the booth 10 may be provided with a perforated meta-structure 40 capable of insulating external noise while having a function of ventilation.

이와 같이, 다목적 공간부스에는 폐쇄된 공간을 형성하는 부스(10) 내부에 제어 가진부(20, 30) 및 능동 흡음 제어모듈(100)을 이용하는 능동 흡음 기반의 음장 제어/환기 및 외부 소음 차음을 위한 천공형 메타 구조(40)/공기 조화기 모듈(50)을 이용한 공조, 공청 및 아로마 테라피 등의 실내 공기질 제어/모니터, 패널 진동 디스플레이 및 음향 시스템 장치/방음 부스 관련 기술들이 하나로 집약된 시스템을 이룰 수 있다.As such, in the multi-purpose space booth, the active sound absorption-based sound field control/ventilation and external noise insulation using the control excitation units 20 and 30 and the active sound absorption control module 100 inside the booth 10 forming a closed space For indoor air quality control/monitor, panel vibration display and sound system device/soundproof booth related technologies such as air conditioning, air conditioning and aromatherapy using the perforated meta-structure 40/air conditioner module 50 for can be achieved

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 다목적 공간부스는 사용자가 특수한 목적을 가지고 공부뿐만 아니라, 오락 및 개인 방송 등 다양한 환경에 맞도록 음장을 능동 흡음 제어 기법을 사용하여 제어함으로써 다목적 전용 부스로 사용하는 것이 가능하다.In this way, the multi-purpose space booth according to an embodiment of the present invention is a multi-purpose dedicated booth by controlling the sound field using an active sound absorption control technique to suit various environments such as entertainment and personal broadcasting as well as study for a special purpose. It is possible to use

위에서 언급한 바와 같이, 능동 흡음 제어모듈(100)은 제어 가진부(20, 30)의 음향 임피던스를 공기 임피던스와 정합시키는 능동 흡음 제어를 이용하여 제어신호를 연산하여 제어 가진부(20, 30)로 출력할 수 있다.As mentioned above, the active sound absorption control module 100 calculates a control signal using an active sound absorption control that matches the acoustic impedance of the control excitation units 20 and 30 with the air impedance to control the control excitation units 20 and 30. can be output as

이러한 능동 흡음 제어(Active Absorption Control; AAC)은 부스(10)와 같은 닫힌 공간 전체적으로 제어 효과가 발생되는 광역 제어(global control)가 가능하다.This active sound absorption control (Active Absorption Control; AAC) is possible a global control (global control) that the control effect is generated as a whole in a closed space such as the booth (10).

또한, 능동 흡음 제어(AAC)는 반사가 강한 음장일수록 제어 효과가 더욱 클 수 있다. 부스(10) 내부는 닫힌 공간을 형성하므로 구조적으로 반사가 클 수 있으며, 따라서, 이러한 능동 흡음 제어(AAC)를 이용하는 것이 적합하다고 할 수 있다. 또한, 능동 흡음 제어(AAC)에는 다른 제어방식, 예를 들어, 능동 소음 제어(Active Noise Cancellation control)과 같은 제어방식에 비하여 제어를 위한 복잡한 계산 필요하지 않은 장점이 있다.In addition, the active sound absorption control (AAC) may have a greater control effect as the reflection is stronger in the sound field. Since the inside of the booth 10 forms a closed space, it can be structurally highly reflective, so it can be said that it is suitable to use such an active sound absorption control (AAC). In addition, the active sound absorption control (AAC) has the advantage of not requiring complicated calculations for control compared to other control methods, for example, control methods such as active noise cancellation control.

이와 같은 능동 흡음 제어(AAC)는 임피던스 정합(impedance matching) 원리를 이용하여 소음을 저감시키는 능동 소음제어 방법의 하나이다. 즉, 능동 흡음 제어(AAC) 방식은 스피커(20; 라우드 스피커)의 음향 임피던스를 (부스(10) 내부 공간의) 공기의 임피던스와 정합시켜, 입사되는 음파을 흡수하여 소음을 저감시킬 수 있다.Such active sound absorption control (AAC) is one of the active noise control methods for reducing noise by using an impedance matching principle. That is, in the active sound absorption control (AAC) method, the acoustic impedance of the speaker 20 (loud speaker) is matched with the impedance of air (in the space inside the booth 10), and the incident sound wave can be absorbed to reduce noise.

특히, 이러한 능동 흡음 제어(AAC)를 통해, 부스(10) 내부 공간의 고유한 특성인 잔향 시간(RT)을 조정할 수 있다. 이를 이용하여 학습, 게임, 영화 감상, 음악 감상 등의 다양한 목적에 따라서 적절한 잔향 시간을 갖도록 제어함으로써, 하나의 실내 공간을 다목적 전용 공간으로 구현하여 사용할 수 있다.In particular, through this active sound absorption control (AAC), it is possible to adjust the reverberation time (RT), which is a unique characteristic of the space inside the booth 10 . By using this, by controlling to have an appropriate reverberation time according to various purposes such as learning, gaming, watching movies, and listening to music, one indoor space can be realized and used as a multi-purpose dedicated space.

이를 위하여, 능동 흡음 제어모듈(100)은 제어 가진부(20, 30)의 음향 임피던스를 공기 임피던스와 정합시키는 능동 흡음 제어를 이용하여 제어신호를 연산하여 제어 가진부(20, 30)로 출력할 수 있다. 이때, 제어신호에는 흡음 제어를 위한 주파수 대역 및 부스(10)의 사용 목적에 따른 게인 값이 적용될 수 있다. 이러한 게인 값은 음압 게인과 속도 게인을 포함할 수 있다. 이에 대해서는 자세히 후술한다.To this end, the active sound absorption control module 100 calculates a control signal using the active sound absorption control that matches the acoustic impedance of the control excitation units 20 and 30 with the air impedance to output to the control excitation units 20 and 30. can In this case, a gain value according to the purpose of use of the frequency band and the booth 10 for sound absorption control may be applied to the control signal. These gain values may include a sound pressure gain and a velocity gain. This will be described in detail later.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 다목적 공간 부스의 능동 흡음 제어모듈을 나타내는 블럭도이다. 또한, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 다목적 공간 부스의 능동 흡음 제어모듈을 나타내는 개략도이다.Figure 2 is a block diagram showing the active sound absorption control module of the multi-purpose space booth according to an embodiment of the present invention. In addition, Figure 3 is a schematic diagram showing the active sound absorption control module of the multi-purpose space booth according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 능동 흡음 제어모듈(100)은, 부스(10) 내에 구비되고, 부스(10) 내의 음압(p) 및 매질 볼륨 속도(u) 신호 중 적어도 어느 하나를 측정하는 제어 신호 센싱부(110) 및 이 제어 신호 센싱부(110)로부터 입력받은 음압(p) 및 매질 볼륨 속도(u) 신호를 변환하여 제어 가진부(20, 30)를 구동시켜 흡음 효과를 발생시키는 제어 신호 처리부(120)를 포함할 수 있다. 2, the active sound absorption control module 100 is provided in the booth 10, the control signal sensing for measuring at least one of the sound pressure (p) and the medium volume velocity (u) signal in the booth 10 A control signal processing unit that converts the sound pressure (p) and medium volume velocity (u) signals input from the unit 110 and the control signal sensing unit 110 to drive the control excitation units 20 and 30 to generate a sound absorption effect (120) may be included.

여기서, 제어 가진부(20, 30)는 음향 임피던스를 제어하기 위한 스피커(20, 30)를 포함할 수 있으며, 이하, 제어 가진부는 도면부호 130으로, 그리고 스피커는 도면부호 131을 이용하여 설명한다.Here, the control excitation units 20 and 30 may include speakers 20 and 30 for controlling the acoustic impedance. Hereinafter, the control excitation unit will be described with reference numeral 130, and the speaker will be described with reference numeral 131. .

위에서 언급한 바와 같이, 능동 흡음 제어를 위하여 제어 신호 처리부(120)에서 생성되는 제어신호에는 흡음 제어를 위한 주파수 대역 및 부스(10)의 사용 목적에 따른 게인 값이 적용될 수 있다. 이러한 게인 값은 음압 게인(Kp)과 속도 게인(Ku)을 포함할 수 있다. As mentioned above, a gain value according to the purpose of use of the frequency band and the booth 10 for controlling the sound absorption may be applied to the control signal generated by the control signal processing unit 120 for active sound absorption control. Such a gain value may include a sound pressure gain (Kp) and a velocity gain (Ku).

능동 흡음 제어 관점에서 '임피던스 정합(impedance matching)'의 물리적 의미는 음파 에너지를 라우드 스피커로써 흡수/변환/감쇄함으로써 저감시킴을 의미할 수 있다.From the viewpoint of active sound absorption control, the physical meaning of 'impedance matching' may mean reducing sound wave energy by absorbing/converting/attenuating it as a loudspeaker.

제어 신호 센싱부(110)는 마이크로폰(111; p)과 속도 센서(112; u)를 포함할 수 있다. 즉, 신호 센싱부(110)는 음압을 측정하는 마이크로폰(111) 및 매질 볼륨 속도를 측정하는 속도 센서(112)를 포함할 수 있다.The control signal sensing unit 110 may include a microphone 111 (p) and a speed sensor 112 (u). That is, the signal sensing unit 110 may include a microphone 111 for measuring sound pressure and a speed sensor 112 for measuring a medium volume velocity.

또한, 제어 신호 처리부(120)는, 제어 신호 센싱부(110)에서 측정된 신호를 변환하는 신호 변환부(121), 신호 변환부(121)에서 변환된 신호를 이용하여 스피커(20; 제어 가진부; 130)의 음향 임피던스를 공기 임피던스와 정합시키는 제어신호를 연산하는 제어신호 연산부(122) 및 제어신호 연산부(122)에서 연산된 제어신호를 스피커(20; 제어 가진부; 130)로 출력하는 신호 출력부(123)를 포함할 수 있다.In addition, the control signal processing unit 120, the signal converting unit 121 for converting the signal measured by the control signal sensing unit 110, the speaker 20; using the signal converted by the signal converting unit 121; The control signal calculating unit 122 for calculating a control signal matching the acoustic impedance of the unit 130 with the air impedance and outputting the control signal calculated by the control signal calculating unit 122 to the speaker 20 (control excitation unit; 130) A signal output unit 123 may be included.

이하, 이러한 라우드 스피커를 이용한 흡음 제어 원리에 대하여 설명한다.Hereinafter, a sound absorption control principle using such a loudspeaker will be described.

일반적인 라우드 스피커는 기본적으로 어느 정도의 흡음율을 가지고 있다. 여기에 추가적으로 제어 게인(음압 게인(Kp)과 속도 게인(Ku))을 라우드 스피커에 적용하면 라우드 스피커의 임피던스를 조절할 수 있다. 이를 통해 사용자가 원하는 대로 스피커의 흡음 성능을 변경할 수 있다. 즉, 공간(부스(10))의 사용 목적에 따라 스피커의 흡음 성능을 튜닝함으로써 공간을 원하는 목적으로 사용할 수 있는 것이다.A typical loudspeaker basically has a certain degree of sound absorption. In addition to this, if control gains (sound pressure gain (Kp) and velocity gain (Ku)) are applied to the loudspeaker, the impedance of the loudspeaker can be adjusted. This allows the user to change the sound absorption performance of the speaker as desired. That is, the space can be used for a desired purpose by tuning the sound absorption performance of the speaker according to the purpose of use of the space (the booth 10).

이와 같이, 능동 흡음 제어의 적용은 제어 게인(음압 게인(Kp) 및 속도 게인(Ku))을 적용함을 의미할 수 있다. 능동 흡음 제어를 적용하면, 성능 인덱스(index)인 흡음률이 증가할 수 있다.As such, application of active sound absorption control may mean applying a control gain (a sound pressure gain (Kp) and a velocity gain (Ku)). If the active sound absorption control is applied, the sound absorption coefficient, which is a performance index, may be increased.

이를 부스(10)와 같은 공간에 능동 흡음 제어 신호 처리부를 적용하면, 결과적으로 음향 모드가 완화되고, 이로 인하여 잔향 시간이 감소할 수 있다. 결국, 음향 특성이 변경 가능하다.If this is applied to the active sound absorption control signal processing unit in the same space as the booth 10, as a result, the acoustic mode is alleviated, thereby reducing the reverberation time. Consequently, the acoustic properties are changeable.

일례로, 설교나 강연의 경우, 잔향 시간이 증가할수록 명료도가 저하되기 때문에 잔향 시간을 짧게 하는 것이 유리할 수 있다(적정 범위: 0.45 ~ 1.2초).For example, in the case of a sermon or lecture, it may be advantageous to shorten the reverberation time because intelligibility decreases as the reverberation time increases (appropriate range: 0.45 to 1.2 seconds).

한편, 음악 감상의 경우에는 잔향 시간을 길게 만들어 음의 풍성한 느낌도록 할 수 있다(적정 범위: 1.2 ~ 2.3초).On the other hand, in the case of listening to music, the reverberation time can be lengthened to make the sound feel rich (appropriate range: 1.2 to 2.3 seconds).

일반적으로, 제어하려는 공간의 음향 공진 모드(공간 특성)에 기반하여 능동 흡음 제어 신호 처리부를 배치할 수 있다.In general, an active sound absorption control signal processor may be disposed based on the acoustic resonance mode (spatial characteristic) of the space to be controlled.

즉, 제어하려는 공진 주파수에 해당하는 모드에서 음향 에너지가 집중된 부근에 능동 흡음 제어기를 설치할 수 있다.That is, it is possible to install an active sound absorption controller in the vicinity of the acoustic energy is concentrated in the mode corresponding to the resonant frequency to be controlled.

보통, 광대역의 주파수 대역을 제어하기 위해서는 여러 모드의 음향 에너지가 확률적으로 가장 집중되는 구석(corner) 측에 능동 흡음 제어기(또는 가진부)를 집중시킬 수 있다(도 1을 참조하면, 스피커(20)는 부스(10) 내부의 구석에 설치되는 것을 알 수 있다.).In general, in order to control a wide frequency band, an active sound absorbing controller (or an excitation unit) may be concentrated on a corner where acoustic energy of various modes is most probabilistically concentrated (referring to FIG. 1 , the speaker ( 20) can be seen to be installed in the corner inside the booth 10).

그 결과로서, 음향 모드들이 평탄화되고 잔향 시간이 줄어들어 공간 특성이 변화하게 되는 것이다.As a result, the acoustic modes are flattened and the reverberation time is reduced, resulting in a change in spatial characteristics.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 다목적 공간부스 내의 제어 스피커 배치 결정에 대한 흐름도이다.4 is a flowchart for determining a control speaker arrangement in a multi-purpose space booth according to an embodiment of the present invention.

위에서 언급한 바와 같이, 능동 흡음 제어를 적용하기 위하여, 제어하려는 공진 주파수에 해당하는 모드에서 음향 에너지가 집중된 부근에 능동 흡음 제어기를 설치할 수 있다.As mentioned above, in order to apply the active sound absorption control, an active sound absorption controller may be installed in the vicinity of which acoustic energy is concentrated in a mode corresponding to the resonant frequency to be controlled.

이때, 광대역의 주파수 대역을 제어하기 위해서는 여러 모드의 음향 에너지가 확률적으로 가장 집중되는 구석(corner) 측에 능동 흡음 제어기(또는 제어 가진부)를 집중시킬 수 있다.In this case, in order to control a wide frequency band, the active sound absorbing controller (or control excitation unit) may be concentrated on a corner where acoustic energy of various modes is most probabilistically concentrated.

이하, 다목적 공간부스 내의 제어 스피커(20) 배치 결정 과정을 설명한다.Hereinafter, a process for determining the arrangement of the control speaker 20 in the multi-purpose space booth will be described.

먼저, 다목적 공간부스 공간에 대한 음향 공진 모드를 분석할 수 있다(S1). 즉, 부스(10) 내의 음향 공진 모드를 분석하는 과정이 먼저 수행될 수 있다.First, it is possible to analyze the acoustic resonance mode for the multi-purpose space booth space (S1). That is, the process of analyzing the acoustic resonance mode in the booth 10 may be performed first.

이후, 위의 분석 과정에 따라, 제어하고자 하는 주파수 대역 및 사용자의 사용 목적에 맞도록 제어시킬 튜닝 공진 주파수 및 이에 해당하는 음향 공진 모드를 선정할 수 있다(S2).Thereafter, according to the above analysis process, a tuning resonance frequency to be controlled and an acoustic resonance mode corresponding thereto can be selected to suit the frequency band to be controlled and the purpose of use of the user (S2).

다음, 해당 선정된 음향 공진 모드에 따른 능동 흡음 제어를 위한 스피커(20) 설치의 초기 위치를 선정할 수 있다(S3).Next, it is possible to select an initial position of the speaker 20 installation for active sound absorption control according to the selected acoustic resonance mode (S3).

이와 같이, 음향 공진 모드에 따라 선정된 초기 위치에 따라, 제어 스피커(20)의 최적의 위치를 결정하여 배치할 수 있다(S4). 이때, 만일, 스피커(20) 설치에 특정 제약 조건 있다면, 이러한 제약 조건을 최적의 스피커(20) 배치에 적용할 수 있다. 즉, 제약 조건을 고려하여 스피커(20) 배치를 변경할 수 있다.In this way, the optimum position of the control speaker 20 may be determined and disposed according to the initial position selected according to the acoustic resonance mode (S4). At this time, if there is a specific constraint on the installation of the speaker 20 , this constraint may be applied to the optimal arrangement of the speaker 20 . That is, the arrangement of the speaker 20 may be changed in consideration of the constraint conditions.

이와 같이, 스피커(20)의 위치가 선정되어 설치되면, 선정된 제어 스피커(20)의 실제 소음 저감 효과를 실험적으로 검증할 수 있다(S5). 이러한 실험은 실제 부스(10) 내에서 이루어질 수 있다(In-Situ Experiment). 또한, 이러한 소음은 층간 소음을 고려할 수 있다.In this way, when the location of the speaker 20 is selected and installed, the actual noise reduction effect of the selected control speaker 20 can be experimentally verified (S5). Such an experiment may be performed in the actual booth 10 (In-Situ Experiment). In addition, such noise may consider inter-floor noise.

이러한 실험에 따라, 제어 스피커(20)의 최종적 위치를 결정하여 배치할 수 있다(S6). 즉, 소음 저감용 능동 흡음을 위한 제어 스피커(20)의 최종 배치가 이루어질 수 있다.According to this experiment, the final position of the control speaker 20 can be determined and arranged (S6). That is, the final arrangement of the control speaker 20 for active sound absorption for noise reduction can be made.

위에서 설명한 바와 같이, 스피커(20)는 개별 스피커로 구성된 트위터 유닛, 중음 유닛, 우퍼 유닛을 포함할 수 있고, 경우에 따라서는 하나의 스피커(20)에 이들 트위터 유닛, 중음 유닛, 우퍼 유닛을 구비할 수 있다. 따라서, 사용자가 특정 목적에 따라 원하는 공간의 특성을 구현할 수 있다.As described above, the speaker 20 may include a tweeter unit, a mid-tone unit, and a woofer unit composed of individual speakers. can do. Accordingly, it is possible to implement the characteristics of a space desired by the user according to a specific purpose.

능동 흡음 제어모듈(100)은 입력을 위한 터치스크린을 포함할 수 있다. 따라서, 터치스크린을 통하여 사용자가 원하는 주파수 대역 및 사용 목적을 선택하면 이에 맞는 임피던스 제어값(Kp 및 Ku)이 연산되어 신호 출력부(123)에 전달되어 적용될 수 있다.Active sound absorption control module 100 may include a touch screen for input. Accordingly, when a user selects a desired frequency band and purpose of use through the touch screen, impedance control values Kp and Ku are calculated and transmitted to the signal output unit 123 to be applied.

추가적으로, 능동 흡음 제어를 위한 스피커(20)의 방향은 roll/pitch/yaw에 대하여 각각 임의의 각도들을 가지고 다양한 구도로 배치될 수 있다.Additionally, the direction of the speaker 20 for active sound absorption control may be arranged in various compositions with arbitrary angles with respect to roll/pitch/yaw, respectively.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 다목적 공간 부스의 능동 흡음 제어모듈을 나타내는 제어 블럭도이다.5 is a control block diagram showing an active sound absorption control module of a multi-purpose space booth according to an embodiment of the present invention.

능동 흡음 제어는 '음향 임피던스'를 기반으로 하기 때문에, 제어 신호 센싱부(110)에서는 음향 임피던스를 제어하기 위하여 제어 스피커(20) 주변의 음압(p) 및 매질 볼륨 속도(u) 신호들을 각각 마이크로폰(111) 및 속도 센서(112)를 이용하여 측정할 수 있다.Since active sound absorption control is based on 'acoustic impedance', the control signal sensing unit 110 receives sound pressure (p) and medium volume velocity (u) signals around the control speaker 20 to control the acoustic impedance, respectively, into a microphone. It can be measured using (111) and the speed sensor (112).

추가적으로, 제어 스피커(20)의 다이어프램의 속도를 측정하기 위해 가속도계, 레이저 속도 센서 대신 일종의 속도 추정기(제어 블록)를 적용하여 능동 흡음 제어 모듈 구현의 복잡성을 완화시킬 수 있고, 비용 상승을 방지할 수 있다.Additionally, by applying a kind of speed estimator (control block) instead of an accelerometer or a laser speed sensor to measure the speed of the diaphragm of the control speaker 20, the complexity of the active sound absorption control module implementation can be alleviated, and the cost increase can be prevented. have.

제어 신호 처리부(제어기; 120)에서는 제어 신호 센싱부(110)로부터 입력받은 음압(p) 및 속도(u) 신호를 변환하여 제어 가진부(130)를 구동시킬 제어 신호를 연산/증폭/출력할 수 있다.The control signal processing unit (controller) 120 converts the sound pressure (p) and speed (u) signals input from the control signal sensing unit 110 to calculate/amplify/output a control signal to drive the control excitation unit 130 . can

신호 변환부(121)에서는 제어 신호 센싱부(110)로부터 입력받은 음압 및 속도 신호를 제어 신호 연산부(122)에서 처리할 수 있도록 변환할 수 있다.The signal conversion unit 121 may convert the sound pressure and speed signals received from the control signal sensing unit 110 to be processed by the control signal calculating unit 122 .

제어 신호 연산부(122)에서는 제어 스피커(20)의 음향 임피던스를 공기와 매칭시켜주기 위한 제어 신호(Ec)를 연산할 수 있다. 이때, 제어 신호는 하기의 수학식 1과 같은 과정으로 연산될 수 있다.The control signal calculating unit 122 may calculate a control signal E c for matching the acoustic impedance of the control speaker 20 with air. In this case, the control signal may be calculated by the process of Equation 1 below.

Figure pat00001
Figure pat00001

여기서, ε(t)는 오차 신호이고, ρc는 공기 매질의 임피던스이다. p(t)는 제어 신호 센싱부(110)의 마이크로폰(111)의 입력 신호이고, u(t)는 제어 신호 센싱부(110)의 속도 센서(112)의 입력 신호이다. Here, ε(t) is the error signal, and ρc is the impedance of the air medium. p(t) is an input signal of the microphone 111 of the control signal sensing unit 110 , and u(t) is an input signal of the speed sensor 112 of the control signal sensing unit 110 .

이러한 수학식 1은 도 5에서 도시하는 제어 블록을 표현할 수 있다.Equation 1 may represent the control block shown in FIG. 5 .

마이크로폰(111)에서 입력된 신호는 제어 신호 처리부(120) 블록 내에서, 음압 신호로 변환된다(124). 이러한 음압 신호에는 음압 게인(Kp)이 적용될 수 있다.The signal input from the microphone 111 is converted into a sound pressure signal in the control signal processing unit 120 block ( 124 ). A sound pressure gain (K p ) may be applied to such a sound pressure signal.

속도 센서(112)에서 입력된 신호는 제어 신호 처리부(120) 블록 내에서 속도 신호로 변환된다(127). 이러한 속도 신호에는 속도 게인(Ku)이 적용될 수 있다.The signal input from the speed sensor 112 is converted into a speed signal in the control signal processing unit 120 block ( 127 ). A speed gain (K u ) may be applied to such a speed signal.

이러한 음압 게인(Kp)과 속도 게인(Ku)은 제어 신호 처리부(120) 내에서 합쳐져서 제어 신호(Ec)가 출력될 수 있다.The sound pressure gain (K p ) and the speed gain (K u ) may be combined in the control signal processing unit 120 to output the control signal (E c ).

이렇게 출력된 제어 신호(Ec)는 제어 스피커(20)의 전기적 임피던스(133)로 매칭될 수 있다. 한편, 제어 스피커(20)의 기계적 임피던스(132)가 함께 고려될 수 있다.The control signal E c output in this way may be matched with the electrical impedance 133 of the control speaker 20 . Meanwhile, the mechanical impedance 132 of the control speaker 20 may be considered together.

위에서 언급한 바와 같이, 제어 게인(음압 게인(Kp) 및 속도 게인(Ku))은 사용자가 정의하는 다목적 전용부스의 사용 목적에 따라 능동적으로 조절될 수 있다.As mentioned above, the control gain (sound pressure gain (K p ) and speed gain (K u )) can be actively adjusted according to the purpose of use of the multi-purpose dedicated booth defined by the user.

제어 신호 출력부(123)는 앞서 연산된 제어 신호를 제어 스피커(20; 제어 가진부(130))에 출력시키는 역할을 할 수 있다.The control signal output unit 123 may serve to output the previously calculated control signal to the control speaker 20 (control excitation unit 130 ).

제어 가진부(130)는 제어 신호 처리부(120)로부터 출력된 제어 신호(Ec)가 제어 스피커(20)에 인가되며, 결과적으로 흡음 효과를 발생시키는 역할을 수행할 수 있다. The control excitation unit 130 is applied to the control signal (E c ) output from the control signal processing unit 120 to the control speaker 20, as a result, may serve to generate a sound absorption effect.

즉, 제어 스피커(20)의 다이어프램에서 흡음 효과가 발생되어 다목적 전용 부스의 음향 특성을 변경시킬 수 있다.That is, a sound-absorbing effect is generated in the diaphragm of the control speaker 20 to change the acoustic characteristics of the multi-purpose booth.

도 6은 본 발명의 제1 실시예에 의한 다목적 공간 부스의 제어 순서도이다.6 is a control flowchart of a multi-purpose space booth according to the first embodiment of the present invention.

먼저, 능동 흡음 제어 모듈을 사용 여부가 결정되면(S40), 다목적 전용 부스에 대한 사용자의 사용 목적이 결정될 수 있다(S41). 즉, 사용자는 공간 부스의 사용 목적을 설정할 수 있다. 여기서 사용 목적의 예는 아래에서 후술한다.First, when it is determined whether to use the active sound absorption control module (S40), the user's purpose of use for the multi-purpose dedicated booth can be determined (S41). That is, the user can set the purpose of use of the space booth. Here, an example of the purpose of use will be described below.

이때, 사용자는 사용자 인터페이스(예를 들어, 터치 스크린)에 사용 목적을 선택할 수 있다(S42).In this case, the user may select a purpose of use on the user interface (eg, a touch screen) (S42).

그러면, 제어 신호 처리부(120)에 사용자의 사용 목적에 적합한 주파수 응답 특성이 자동 입력될 수 있다(S43).Then, a frequency response characteristic suitable for a user's purpose of use may be automatically input to the control signal processing unit 120 ( S43 ).

이때, 제어 신호 연산부(122)에서는 해당 음향 특성 구현을 위한 주파수 대역별 제어 게인값(Kp 및 Ku)을 도출할 수 있다(S44).In this case, the control signal calculating unit 122 may derive the control gain values K p and K u for each frequency band for realizing the corresponding acoustic characteristics ( S44 ).

이와 같이, 도출된 주파수 대역별 제어 게인값(Kp 및 Ku)은 제어 신호 연산부(122)에 입력되어 처리될 수 있다(S45).As such, the derived control gain values K p and K u for each frequency band may be input to the control signal calculating unit 122 and processed ( S45 ).

이때, 저주파/중주파/고주파 대역별 제어 스피커(20)에는 각각 다른 제어 게인(Kp 및 Ku) 값들이 입력될 수 있다. In this case, different control gain (K p and K u ) values may be input to the control speaker 20 for each low/mid/high frequency band.

즉, 저주파 대역 서브 우퍼에는 Kp1 및 Ku1, 중주파 대역 일반 스피커에는 Kp2 및 Ku2, 그리고 고주파 대역 트위터에는 Kp3 및 Ku3의 값이 입력될 수 있다.That is, values of K p1 and K u1 may be input to the low frequency band subwoofer, K p2 and K u2 to the mid frequency band general speaker , and K p3 and K u3 values to the high frequency band tweeter.

이러한 제어 게인들은 제어 신호 연산부(122)에 입력되어 제어 신호를 연산하는 데에 사용될 수 있다.These control gains may be input to the control signal calculating unit 122 and used to calculate the control signal.

이후, 해당 사용 목적이 종료되었는지를 판단할 수 있다(S46). 종료되지 않았다면 다시 S45 단계로 회귀되어 처리될 수 있다.Thereafter, it may be determined whether the corresponding purpose of use has ended (S46). If it is not completed, it may be processed by returning to step S45 again.

또한, 사용 목적 변경 여부를 판단할 수 있다(S47).In addition, it may be determined whether the purpose of use is changed (S47).

이후, 능동 흡음 제어 모듈을 계속 사용할 것인지 여부를 판단할 수 있다(S48).After that, it can be determined whether to continue to use the active sound absorption control module (S48).

이러한 능동 흡음 제어 모듈을 계속 사용하지 않는다면 다목적 전용 부스 사용을 종료할 수 있다.If you do not continue to use these active sound absorption control modules, you can end the use of the multi-purpose booth.

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 의한 다목적 공간 부스의 제어 순서도이다.7 is a control flowchart of a multi-purpose space booth according to a second embodiment of the present invention.

여기서, 사용자의 사용 목적은 학습 공간, 개인 방송, 게임, 그리고 영화 및 음악 감상인 경우를 예를 들어 설명한다.Here, a case where the user's purpose of use is a learning space, personal broadcasting, games, and movies and music will be described as an example.

먼저, 다목적 전용 부스에 대한 사용자 사용 목적을 결정할 수 있다.First, it is possible to determine the purpose of the user for the multi-purpose dedicated booth.

즉, 사용자는 사용자 인터페이스(예를 들어, 터치 스크린)에 사용 목적을 선택할 수 있다(S10).That is, the user may select a purpose of use on the user interface (eg, a touch screen) (S10).

이러한 선택된 입력에 따라서, 사용 목적이 분류될 수 있다(S11).According to this selected input, the purpose of use may be classified (S11).

먼저, 사용 목적(#1)이 학습 공간인 경우에, 능동 흡음 제어용 우퍼 및 일반 스피커의 흡음성능은 '최상'으로 설정될 수 있다(흡음률: 1)(S12). First, when the purpose of use (#1) is a learning space, the sound absorption performance of the woofer for active sound absorption control and the general speaker may be set to 'best' (sound absorption rate: 1) (S12).

따라서, 사용 목적에 맞게, 외부로부터 부스(10) 내부로 유입된 소음을 최소화시켜 정숙한 학습 공간 형성할 수 있다.Therefore, it is possible to form a quiet learning space by minimizing the noise introduced into the booth 10 from the outside in accordance with the purpose of use.

이때, 아로마 테라피를 함께 동작시킬 수 있다.At this time, aroma therapy may be operated together.

그러면 해당 사용 목적(#1)에 맞는 능동 흡음 제어값을 출력할 수 있다(S13).Then, it is possible to output an active sound absorption control value suitable for the purpose of use (#1) (S13).

다음, 사용 목적(#2)이 개인 방송인 경우에, 능동 흡음 제어용 우퍼 및 일반 스피커의 흡음성능은 '상'으로 설정될 수 있다(흡음률: 0.8)(S14). Next, when the purpose of use (#2) is personal broadcasting, the sound absorption performance of the woofer for active sound absorption control and the general speaker may be set to 'up' (sound absorption coefficient: 0.8) (S14).

즉, 조용하면서 동시에 개인 방송 크리에이터가 말하는 음성 명로도를 향상시켜 방송에 적합한 공간을 형성할 수 있다. 아울러, 상황별 인공지능 제어 기능을 적용하여 컨텐츠(ex. 노래, 게임방송, 큰 소리에 의한 마이크 하울링 etc.) 변화에 따른 음향학적 환경 변화에 적응할 수 있도록 능동 흡음 제어력 확보할 수 있다.In other words, it is possible to form a space suitable for broadcasting by improving the clarity of the voice spoken by the personal broadcasting creator at the same time while being quiet. In addition, by applying the artificial intelligence control function for each situation, it is possible to secure active sound absorption control so that it can adapt to the change of the acoustic environment according to the change of contents (ex. song, game broadcasting, microphone howling by loud sound, etc.).

그러면 해당 사용 목적(#2)에 맞는 능동 흡음 제어값을 출력할 수 있다(S15).Then, it is possible to output an active sound absorption control value suitable for the purpose of use (#2) (S15).

다음에, 사용 목적(#3)이 게임인 경우에, 능동 흡음 제어용 우퍼 및 일반 스피커의 흡음성능은 '중'으로 설정될 수 있다(흡음률: 0.5)(S16). Next, when the purpose of use (#3) is a game, the sound absorption performance of the woofer for active sound absorption control and the general speaker may be set to 'medium' (sound absorption coefficient: 0.5) (S16).

즉, 상황별 인공지능 제어 기능을 적용하여 게임 상황(ex. 게임상에서 동굴 속 상황, 전투 상황 etc.) 변화에 따른 음향학적 환경을 즉각적으로 구현할 수 있는 능동 흡음 제어력 확보할 수 있다.That is, by applying the artificial intelligence control function for each situation, it is possible to secure active sound absorption control that can immediately implement the acoustic environment according to the change in the game situation (ex. the situation in the cave in the game, the battle situation, etc.).

그러면 해당 사용 목적(#3)에 맞는 능동 흡음 제어값을 출력할 수 있다(S17).Then, it is possible to output an active sound absorption control value suitable for the purpose of use (#3) (S17).

한편, 사용 목적(#4)이 영화 및 음악 감상인 경우에, 능동 흡음 제어용 우퍼 및 일반 스피커의 흡음성능은 '하'로 설정될 수 있다(흡음률: 0.3)(S18). On the other hand, when the purpose of use (#4) is to enjoy movies and music, the sound absorption performance of the woofer for active sound absorption control and the general speaker may be set to 'low' (sound absorption coefficient: 0.3) (S18).

즉, 기본적으로 잔향 시간을 길게 만들어 풍성한 음향학적 공간을 형성하고, 아울러 상황별 인공지능 제어 기능을 적용하여 영화 및 음악 장르 및 상황 변화에 따른 음향학적 환경을 즉각적으로 구현할 수 있는 능동 흡음 제어력을 확보할 수 있다.In other words, it basically forms a rich acoustic space by making the reverberation time longer, and at the same time, by applying the artificial intelligence control function for each situation, it secures the active sound absorption control power that can immediately implement the acoustic environment according to the change of movie and music genres and situations can do.

그러면 해당 사용 목적(#4)에 맞는 능동 흡음 제어값을 출력할 수 있다(S19).Then, it is possible to output an active sound absorption control value suitable for the purpose of use (#4) (S19).

이후, 사용자의 다목적 전용 부스에 대한 사용 목적 변경이 수행될 수 있다(S20). Thereafter, the purpose of use of the user's multi-purpose booth may be changed (S20).

다음에, 사용자가 다목적 전용 부스를 더이상 사용하지 않는다면 동작이 종료될 수 있다.Next, if the user no longer uses the multi-purpose booth, the operation may be terminated.

도 8 및 도 9는 본 발명의 제3 실시예에 의한 다목적 공간 부스의 제어 순서도이다.8 and 9 are control flowcharts of a multi-purpose space booth according to a third embodiment of the present invention.

본 실시예에서는 공간의 음향 특성에 따라 주파수 대역이 설정되어 흡음 제어가 이루어질 수 있다.In this embodiment, the frequency band is set according to the acoustic characteristics of the space, so that sound absorption control can be performed.

먼저, 다목적 전용 부스에 대한 사용자가 원하는 주파수 대역을 결정할 수 있다(S30). 즉, 사용자는 사용자 인터페이스(예를 들어, 터치 스크린)에 주파수 대역을 선택할 수 있다.First, it is possible to determine a frequency band desired by the user for the multi-purpose dedicated booth (S30). That is, the user may select a frequency band on a user interface (eg, a touch screen).

이러한 선택된 입력에 따라서, 흡음 제어를 위한 주파수 대역이 분류될 수 있다(S31).According to this selected input, a frequency band for sound absorption control may be classified (S31).

먼저, 사용 주파수 대역이 '저주파' 대역인 경우에, 서브 우퍼 및 우퍼 중 적어도 어느 하나가 사용될 수 있다(S32).First, when the frequency band used is a 'low frequency' band, at least one of a subwoofer and a woofer may be used (S32).

이때, 약 20 내지 500Hz 대역의 저주파수 대역은 서브 우퍼/우퍼 유닛들을 이용하여 흡음 성능을 제어할 수 있다.In this case, in a low frequency band of about 20 to 500 Hz, sound absorption performance may be controlled using subwoofer/woofer units.

이러한 저주파 대역의 음향 에너지는 대부분 다목적 전용부스의 코너 쪽에 주로 집중되어 있기 때문에, 코너 부근에 서브 우퍼/우퍼들을 설치할 수 있다.Since most of the acoustic energy of this low frequency band is mainly concentrated at the corner of the multi-purpose booth, subwoofers/woofers can be installed near the corner.

이후, 이러한 서브 우퍼/우퍼에 대한 흡음 제어값이 출력될 수 있다(S33).Thereafter, the sound absorption control value for the subwoofer/woofer may be output (S33).

또한, 사용 주파수 대역이 '중주파' 대역인 경우에, 일반 스피커(중간 대역)가 사용될 수 있다(S34).Also, when the frequency band used is the 'middle frequency' band, a general speaker (middle band) may be used (S34).

이때, 약 500 내지 1000Hz 대역의 중주파수 대역은 일반적인 스피커 유닛들을 이용하여 흡음 성능을 제어할 수 있다.In this case, in the mid-frequency band of about 500 to 1000 Hz, the sound absorption performance may be controlled using general speaker units.

또한, 설계된 부스의 음향 모드를 분석하여 중주파수 대역에 걸쳐 음향 에너지가 가장 집중되어 있는 위치에 일반 스피커 유닛들을 설치할 수 있다.In addition, by analyzing the acoustic mode of the designed booth, it is possible to install general speaker units at the location where acoustic energy is most concentrated over the mid-frequency band.

이후, 이러한 일반 스피커에 대한 흡음 제어값이 출력될 수 있다(S35).Thereafter, the sound absorption control value for this general speaker may be output (S35).

한편, 사용 주파수 대역이 '고주파' 대역인 경우에, 트위터가 사용될 수 있다(S36). 이때, 경우에 따라 흡음재가 함께 사용될 수 있다.On the other hand, when the frequency band used is a 'high frequency' band, a tweeter may be used (S36). In this case, in some cases, a sound absorbing material may be used together.

이때, 약 1kHz 내지 5kHz 대역의 고주파수 대역은 트위터 유닛들을 이용하여 흡음 성능을 제어할 수 있다.In this case, in the high frequency band of about 1 kHz to 5 kHz, the sound absorption performance may be controlled using tweeter units.

또한, 설계된 부스의 음향 모드를 분석하여 상기 고주파수 대역에 걸쳐 음향 에너지가 가장 집중되어 있는 위치에 트위터들과 함께 흡음재를 배치할 수 있다.In addition, by analyzing the acoustic mode of the designed booth, it is possible to arrange the sound absorbing material together with the tweeters at the position where the acoustic energy is most concentrated over the high frequency band.

이후, 이러한 트위터에 대한 흡음 제어값이 출력될 수 있다(S37).Thereafter, the sound absorption control value for this tweeter may be output (S37).

사용자는 원하는 주파수 대역의 음향 특성을 변경할 수 있고(S38), 사용자가 다목적 전용 부스를 더이상 사용하지 않는다면 동작이 종료될 수 있다.The user may change the acoustic characteristics of a desired frequency band (S38), and if the user no longer uses the multi-purpose booth, the operation may be terminated.

최근, 개인 방송, 개인 학습공간, 게임 및 영화 전용 공간 등에 대한 수요가 증가하면서 다양한 목적에 맞는 전용 공간 부스에 대한 수요가 늘고 있다.Recently, as the demand for personal broadcasting, personal study space, games and movies dedicated space, etc. increases, the demand for dedicated space booths for various purposes is increasing.

위에서 설명한 바와 같이, 전용 공간 부스에는 디스플레이, 스피커 등의 장비들이 구비되어 목적에 맞도록 세팅되어 소비자들이 더욱 매력을 느끼게 할 수 있다.As described above, the dedicated space booth is equipped with equipment such as a display and speakers, and is set to suit the purpose so that consumers can feel more attractive.

이와 같이, 공부뿐만 아니라, 오락 및 개인 방송 등 다양한 환경에 맞도록 음장을 능동 흡음 제어 기법을 사용하여 제어함으로써 다목적 전용 부스로 사용할 수 있다.As such, it can be used as a multi-purpose booth by controlling the sound field using an active sound absorption control technique to suit various environments such as study, entertainment, and personal broadcasting.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical spirit of the present invention, and various modifications and variations will be possible without departing from the essential characteristics of the present invention by those skilled in the art to which the present invention pertains.

따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention, but to explain, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments.

본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The protection scope of the present invention should be construed by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.

10: 부스 20: 스피커
100: 능동 흡음 제어모듈
110: 제어 신호 센싱부
120: 제어 신호 처리부
130: 제어 가진부10: Booth 20: Speaker
100: active sound absorption control module
110: control signal sensing unit
120: control signal processing unit
130: control excitation unit

Claims (15)

다목적 공간 부스에 있어서,
폐쇄된 공간을 형성하는 부스;
상기 부스 내에 구비되고, 상기 부스 내의 음압(p) 및 매질 볼륨 속도(u) 신호 중 적어도 어느 하나를 측정하는 제어 신호 센싱부;
상기 부스 내에 설치되는 스피커를 포함하는 제어 가진부; 및
제어 신호 센싱부로부터 입력받은 음압(p) 및 매질 볼륨 속도(u) 신호를 변환하여 상기 제어 가진부를 구동시켜 흡음 효과를 발생시키는 제어 신호 처리부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 다목적 공간 부스.In the multi-purpose space booth,
booths forming a closed space;
a control signal sensing unit provided in the booth and measuring at least one of a sound pressure (p) and a medium volume velocity (u) signal in the booth;
a control excitation unit including a speaker installed in the booth; and
A multi-purpose space booth comprising a control signal processing unit that converts the sound pressure (p) and medium volume velocity (u) signals input from the control signal sensing unit to drive the control excitation unit to generate a sound absorption effect. 제1항에 있어서, 상기 제어 신호 처리부는, 상기 스피커의 음향 임피던스를 공기 임피던스와 정합시키는 제어신호를 연산하는 것을 특징으로 하는 다목적 공간 부스.The multipurpose space booth of claim 1, wherein the control signal processing unit calculates a control signal that matches the acoustic impedance of the speaker with the air impedance. 제2항에 있어서, 상기 제어신호에는 흡음 제어를 위한 주파수 대역 및 상기 부스의 사용 목적에 따른 게인 값이 적용되는 것을 특징으로 하는 다목적 공간 부스.The multi-purpose space booth according to claim 2, wherein a frequency band for sound absorption control and a gain value according to the purpose of use of the booth are applied to the control signal. 제1항에 있어서, 상기 제어 신호 처리부는,
상기 제어 신호 센싱부에서 측정된 신호를 변환하는 신호 변환부;
상기 신호 변환부에서 변환된 신호를 이용하여 상기 스피커의 음향 임피던스를 공기 임피던스와 정합시키는 제어신호를 연산하는 제어신호 연산부;
상기 제어신호 연산부에서 연산된 제어신호를 상기 스피커로 출력하는 신호 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다목적 공간 부스.According to claim 1, wherein the control signal processing unit,
a signal conversion unit converting the signal measured by the control signal sensing unit;
a control signal calculating unit for calculating a control signal for matching the acoustic impedance of the speaker with the air impedance by using the signal converted by the signal converting unit;
and a signal output unit for outputting the control signal calculated by the control signal calculating unit to the speaker. 제1항에 있어서, 상기 스피커는, 트위터 유닛, 중음 유닛, 우퍼 유닛을 포함하여, 주파수 대역별로 흡음 특성을 제어하는 것을 특징으로 하는 다목적 공간 부스.The multi-purpose space booth of claim 1, wherein the speaker controls sound absorption characteristics for each frequency band, including a tweeter unit, a mid-tone unit, and a woofer unit. 제1항에 있어서, 상기 제어 가진부는, 진동 디스플레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 다목적 공간 부스.The multipurpose space booth of claim 1, wherein the control vibrating unit comprises a vibration display. 제1항에 있어서, 상기 신호 센싱부는,
상기 음압을 측정하는 마이크로폰; 및
상기 매질 볼륨 속도를 측정하는 속도 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 다목적 공간 부스.According to claim 1, wherein the signal sensing unit,
a microphone for measuring the sound pressure; and
Multipurpose space booth comprising a speed sensor for measuring the medium volume velocity. 제1항에 있어서, 상기 부스에는 공기 조화기 모듈이 구비되는 것을 특징으로 하는 다목적 공간 부스.The multipurpose space booth according to claim 1, wherein an air conditioner module is provided in the booth. 다목적 공간 부스에 있어서,
폐쇄된 공간을 형성하는 부스;
상기 부스 내에 설치되는 제어 가진부를 포함하고, 상기 제어 가진부의 음향 임피던스를 공기 임피던스와 정합시키는 능동 흡음 제어를 이용하여 제어신호를 연산하여 상기 제어 가진부로 출력하는 능동 흡음 제어모듈을 포함하고,
상기 제어신호에는 흡음 제어를 위한 주파수 대역 및 상기 부스의 사용 목적에 따른 게인 값이 적용되는 것을 특징으로 하는 다목적 공간 부스.In the multi-purpose space booth,
booths forming a closed space;
It includes a control excitation unit installed in the booth, and an active sound absorption control module that calculates a control signal using an active sound absorption control that matches the acoustic impedance of the control excitation unit with air impedance and outputs the control excitation unit,
Multipurpose space booth, characterized in that the gain value according to the purpose of use of the frequency band and the booth for sound absorption control is applied to the control signal. 제9항에 있어서, 능동 흡음 제어모듈은,
상기 부스 내에 구비되고, 상기 부스 내의 음압(p) 및 매질 볼륨 속도(u) 신호 중 적어도 어느 하나를 측정하는 제어 신호 센싱부; 및
상기 제어 신호 센싱부로부터 입력받은 음압(p) 및 매질 볼륨 속도(u) 신호를 변환하여 상기 제어 가진부를 구동시켜 흡음 효과를 발생시키는 제어 신호 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다목적 공간 부스.The method of claim 9, wherein the active sound absorption control module,
a control signal sensing unit provided in the booth and measuring at least one of a sound pressure (p) and a medium volume velocity (u) signal in the booth; and
and a control signal processing unit that converts the sound pressure (p) and medium volume velocity (u) signals input from the control signal sensing unit to drive the control excitation unit to generate a sound absorption effect. 제9항에 있어서, 상기 게인 값은 음압 게인과 속도 게인을 포함하는 것을 특징으로 하는 다목적 공간 부스.The multipurpose space booth according to claim 9, wherein the gain value includes a sound pressure gain and a speed gain. 제9항에 있어서, 상기 제어 신호 처리부는,
상기 제어 신호 센싱부에서 측정된 신호를 변환하는 신호 변환부;
상기 신호 변환부에서 변환된 신호를 이용하여 상기 스피커의 음향 임피던스를 공기 임피던스와 정합시키는 제어신호를 연산하는 제어신호 연산부;
상기 제어신호 연산부에서 연산된 제어신호를 상기 스피커로 출력하는 신호 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다목적 공간 부스.The method of claim 9, wherein the control signal processing unit,
a signal conversion unit converting the signal measured by the control signal sensing unit;
a control signal calculating unit for calculating a control signal for matching the acoustic impedance of the speaker with the air impedance by using the signal converted by the signal converting unit;
and a signal output unit for outputting the control signal calculated by the control signal calculating unit to the speaker. 제9항에 있어서, 상기 제어 가진부는, 스피커 및 진동 디스플레이 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 다목적 공간 부스.The multi-purpose space booth of claim 9, wherein the control excitation unit comprises at least one of a speaker and a vibration display. 제9항에 있어서, 상기 신호 센싱부는,
상기 음압을 측정하는 마이크로폰; 및
상기 매질 볼륨 속도를 측정하는 속도 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 다목적 공간 부스.The method of claim 9, wherein the signal sensing unit,
a microphone for measuring the sound pressure; and
Multipurpose space booth comprising a speed sensor for measuring the medium volume velocity. 제1항에 있어서, 상기 부스에는 공기 조화기 모듈이 구비되는 것을 특징으로 하는 다목적 공간 부스.

The multipurpose space booth according to claim 1, wherein an air conditioner module is provided in the booth.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20120083205A (en) 2011-11-28 2012-07-25 최기주 The study booth be assembled

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