KR20230122451A - 스마트 스피커 및 이를 이용한 사운드 제공 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스마트 스피커 및 이를 이용한 사운드 제공 방법에 관한 것으로, 회전축을 일 방향으로 회전시키는 모터, 상기 회전축에 연결 형성되는 스피커 하우징, 상기 스피커 하우징의 상단에 형성된 경사면에 장착되는 제1 스피커, 상기 스피커 하우징의 수직면에 장착되는 제2 스피커, 상기 제1 스피커 및 상기 제2 스피커를 보호하는 커버, 및 적어도 하나의 목표 방향으로 사운드를 방사하도록 상기 모터를 통해 상기 제1 스피커 및 상기 제2 스피커의 회전을 제어하는 제어기를 포함할 수 있다.

Description

스마트 스피커 및 이를 이용한 사운드 제공 방법{SMART SPEAKER AND METHOD FOR PROVIDING SOUND USING THE SAME}
본 발명은 스마트 스피커 및 이를 이용한 사운드 제공 방법에 관한 것이다.
스피커는 지향성을 가지고 있으며 유닛이 위치하는 방향으로 사운드(음파, 사운드 등)를 방출(방사)한다. 스피커는 스피커 배치 방식에 따라 단일 지향성 스피커, 양지향성 스피커 및 무지향성 스피커로 구분한다. 그 중 무지향성 스피커는 모든 방향으로 사운드를 방사하여 스피커 면과 마주보지 않아도 좋은 소리를 들려준다. 또한, 무지향성 스피커는 하이 엔드 오디오(high end audio)에서 추구하는 자연스러운 음색 및 넓고 깊은 음장까지 구현 가능하여 카페 음향에 활용되고 있다.
차량에 카페와 같은 하이 엔드 오디오를 구현하기 위하여, 기존에는 5way 방식 스피커 시스템을 적용하고 있다. 5way 방식 스피커 시스템은 서브우퍼(Subwoofer), 트위터(tweeter), 우퍼 및 미드레인지(mid-range) 스피커(미드레인지)를 포함하며 음상 위치를 조절한다. 그러나, 기존 5way 방식 스피커 시스템은 음상 쏠림으로 인해 운전석 및 후석 VIP(Very Important Person)석 기준 위치 조정에 있어 기술적인 한계성이 있다.
US10911865B2 KR20170004700A
본 발명은 경사 배치되는 트위터와 수직 배치되는 미드레인지와 서브우퍼를 결합한 하이브리드형 우퍼를 회전축을 기준으로 회전시켜 목표 방향 또는 전방향으로 사운드를 방사하는 스마트 스피커 및 이를 이용한 사운드 제공 방법을 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 차량에 탑승한 탑승 인원 및 탑승자의 착석 위치를 파악하여 음상 위치를 조정하는 스마트 스피커 및 이를 이용한 사운드 제공 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시 예들에 따른 스마트 스피커는 회전축을 일 방향으로 회전시키는 모터, 상기 회전축에 연결 형성되는 스피커 하우징, 상기 스피커 하우징의 상단에 형성된 경사면에 장착되는 제1 스피커, 상기 스피커 하우징의 수직면에 장착되는 제2 스피커, 상기 제1 스피커 및 상기 제2 스피커를 보호하는 커버, 및 적어도 하나의 목표 방향으로 사운드를 방사하도록 상기 모터를 통해 상기 제1 스피커 및 상기 제2 스피커의 회전을 제어하는 제어기를 포함할 수 있다.
상기 제1 스피커는, 링 라디에이터 트위터일 수 있다.
상기 제2 스피커는, 서브우퍼와 미드레인지를 결합한 하이브리드 우퍼일 수있다.
상기 커버는, 폴리프로필렌으로 제작될 수 있다.
상기 스마트 스피커는 상기 커버에 형성되는 주름부를 더 포함하고, 상기 주름부에는 조명이 배치될 수 있다.
상기 제어기는, 차량 내 탑승 정보에 근거하여 제어 모드 및 음상 위치를 결정할 수 있다.
상기 제어 모드는, 음상 위치 고정 모드 및 음상 위치 회전 모드로 구분될 수 있다.
상기 제어기는, 상기 제어 모드가 상기 음상 위치 고정 모드인 경우, 결정된 하나의 음상 위치를 목표 방향으로 하여 상기 제1 스피커 및 상기 제2 스피커가 사운드를 방사하도록 제어할 수 있다.
상기 제어기는, 상기 제어 모드가 상기 음상 위치 회전 모드인 경우, 결정된 적어도 둘 이상의 음상 위치를 목표 방향으로 하여 상기 제1 스피커 및 상기 제2 스피커가 사운드를 방사하도록 제어할 수 있다.
상기 스마트 스피커는, 차량의 콘솔 박스 내부에 마련되는 거치대에 장착될 수 있다.
본 발명의 실시 예들에 따른 회전축을 기준으로 회전 가능하게 설치된 제1 스피커 및 제2 스피커를 포함하는 스마트 스피커를 이용한 사운드 제공 방법은 차량 내 탑승 정보를 취득하는 단계, 상기 차량 내 탑승 정보에 기반하여 제어 모드를 결정하는 단계, 상기 제어 모드 및 착석 위치에 기반하여 음상 위치를 결정하는 단계, 및 상기 결정된 음상 위치에 기반하여 스마트 스피커의 사운드 출력을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 차량 내 탑승 정보를 취득하는 단계는, 차량 단말로부터 전송되는 차량 내 탑승 정보를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제어 모드를 결정하는 단계는, 상기 차량 내 탑승 정보에 포함된 탑승 인원이 2명 이하인 경우 상기 제어 모드를 음상 위치 고정 모드로 결정하는 단계, 및 상기 탑승 인원이 2명을 초과하는 경우 상기 제어 모드를 음상 위치 회전 모드로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 음상 위치를 결정하는 단계는, 상기 음상 위치 고정 모드가 결정된 경우, 상기 차량 내 탑승 정보에 포함된 착석 위치에 기반하여 하나의 음상 위치를 결정하는 단계, 및 상기 음상 위치 회전 모드가 결정된 경우, 상기 착석 위치에 기반하여 적어도 둘 이상의 음상 위치를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 스마트 스피커의 사운드 출력을 제어하는 단계는, 상기 하나의 음상 위치가 결정된 경우, 상기 제1 스피커 및 상기 제2 스피커가 상기 하나의 음상 위치를 향하도록 회전 이동시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 스마트 스피커의 사운드 출력을 제어하는 단계는, 상기 적어도 둘 이상의 음상 위치가 결정된 경우, 상기 제1 스피커 및 상기 제2 스피커가 상기 적어도 둘 이상의 음상 위치를 향하도록 회전시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명은 경사 배치되는 트위터와 수직 배치되는 미드레인지와 서브우퍼를 결합한 하이브리드형 우퍼를 회전축을 기준으로 회전시켜 전방향으로 사운드를 방사하는 스마트 스피커를 차량에 적용함에 따라 차량에 장착되는 스피커 개수를 줄일 수 있다.
또한, 본 발명은 차량에 탑승한 탑승 인원 및 탑승자의 착석 위치에 근거하여 스마트 스피커의 음상 위치(목표 방향)를 조정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예들에 따른 스마트 스피커를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 제1 스피커의 주파수 응답 및 임피던스 특성 그래프를 도시한다.
도 3은 도 1에 도시된 제2 스피커의 주파수 응답 및 임피던스 특성 그래프를 도시한다.
도 4는 본 발명의 실시 예들에 따른 스마트 스피커를 차량에 장착하는 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예들에 따른 스마트 스피커를 도시한 블록구성도이다.
도 6은 본 발명과 관련된 4차 네트워크 기능을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명과 관련된 스마트 스피커의 장착 높이를 세팅하는 기준을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예들에 따른 차량 단말을 도시한 블록구성도이다.
도 9는 본 발명의 실시 예들에 따른 스마트 스피커를 이용한 사운드 제공 방법을 도시한 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 실시 예들에 따른 스마트 스피커를 이용하여 사운드를 제공하는 일 예를 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시 예들에 따른 스마트 스피커를 이용하여 사운드를 제공하는 다른 일 예를 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시 예들에 따른 스마트 스피커를 도시한 사시도이다.
도 1을 참조하면, 스마트 스피커(100)는 하부 케이스(110), 모터(120), 회전축(130), 스피커 하우징(140), 제1 스피커(150), 제2 스피커(160), 커버(170), 주름부(180) 및 완충 패드(190)를 포함할 수 있다.
하부 케이스(110)는 기둥 형태로, 내부에 수용 공간이 마련될 수 있다. 하부 케이스(110)의 수용 공간에는 제어기, 배터리, 마이크로폰, 조명 제어기, 충방전 회로 및 통신 회로 등이 마련될 수 있다.
하부 케이스(110)의 외측면 일부에는 전원 버튼(111), 재생(play) 및 정지(stop) 버튼(112), 볼륨 버튼(113) 및 모드 선택 버튼(114) 등과 같은 제어 버튼들이 배치될 수 있다. 또한, 하부 케이스(110)의 외측면 또는 하부면에는 충전 케이블을 연결할 수 있는 접속구(미도시)가 마련될 수 있다.
모터(120)는 하부 케이스(110)의 상면 중앙에 장착될 수 있다. 모터(120)는 배터리(미도시)로부터 공급되는 전력에 의해 구동될 수 있다. 모터(120)는 소형 DC(Direct Current) 모터로 구현될 수 있다.
회전축(130)은 모터(120)에 연결되며 모터(120)의 구동에 따라 일 방향으로 회전할 수 있다. 다시 말해서, 회전축(130)의 회전 방향 및 회전 속도는 모터(120)의 회전 방향 및 회전 속도에 의해 결정될 수 있다.
스피커 하우징(140)은 회전축(130)에 연결되어 형성되며, 회전축(130)의 회전 운동에 의해 회전할 수 있다. 스피커 하우징(140)의 상단에는 경사면(테이퍼면)이 형성될 수 있다. 또한, 스피커 하우징(140)의 경사면에 연결되어 수직면이 형성될 수 있다.
제1 스피커(150)는 스피커 하우징(140)의 상단에 형성되는 경사면에 장착될 수 있다. 제1 스피커(150)는 고주파용 트위터로 구현될 수 있다. 예컨대, 제1 스피커(150)는 링 라디에이터 트위터(Ring Radiator Tweeter)로 구현될 수 있다. 제1 스피커(150)는 회전축(130)에 의한 방사형 음장을 구현할 수 있다. 제1 스피커(150)는 음상 위치를 설정하는데 이용될 수 있다.
제2 스피커(160)는 스피커 하우징(140)의 수직면에 장착될 수 있다. 제2 스피커(160)는 미드레인지 스피커(161)와 서브우퍼(162)를 결합한 하이브리드 우퍼로 구현될 수 있다. 제2 스피커(160)는 케블라(kevlar)로 제작되어 투명함, 공간감 및 해상도가 뛰어나 음색이 자연스러울 수 있다. 제2 스피커(160)는 회전축(130)에 의한 수평 입체 음향을 구현할 수 있다. 제2 스피커(160)는 스피커 하우징(140)의 수직면을 따라 이동 가능하게 설치될 수 있다. 이로, 제2 스피커(160)의 높이를 설정하여 중저음 입체 음향을 구현할 수 있다.
커버(170)는 제1 스피커(150) 및 제2 스피커(160)를 외부로부터 보호하는 역할을 수행할 수 있다. 커버(170)는 폴리프로필렌 등과 같은 재질로 제작될 수 있다.
커버(170)의 외주면에는 주름부(180)가 형성될 수 있다. 주름부(180)에는 LED(Light Emitting Diode) 등과 같은 조명이 배치될 수 있다.
완충 패드(190)는 하부 케이스(110)의 배면에 배치될 수 있다. 완충 패드(190)는 하부로부터 가해지는 충격을 흡수하여 제1 스피커(150) 및 제2 스피커(160)로 전달되는 충격을 저감시킬 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 제1 스피커의 주파수 응답 및 임피던스 특성 그래프를 도시하고, 도 3은 도 1에 도시된 제2 스피커의 주파수 응답 및 임피던스 특성 그래프를 도시한다.
도 2를 참조하면, 제1 스피커(150) 즉, 트위터를 30도 경사면에 장착한 경우와 60도 경사면에 장착한 경우, 제1 스피커(150)가 타겟 주파수인 2KHz~20KHz 영역에서 주파수별로 음압(Sound Pressure Level, SPL [dB])이 정량적으로 잘 재생됨을 확인할 수 있다. 제1 스피커(150)의 임피던스는 스피커의 전기적인 저항으로, 인피던스가 낮을수록 전류가 잘 흐름을 의미한다.
도 3에 도시된 제2 스피커(160) 즉, 하이브리드형 우퍼의 주파수 응답 특성 그래프에 따르면, 제2 스피커(160)는 타겟 주파수인 2KHz~20KHz 영역에서 주파수별로 음압이 정량적으로 잘 재생됨을 확인할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예들에 따른 스마트 스피커를 차량에 장착하는 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 스마트 스피커(100)는 차량의 콘솔 박스(210)에 장착될 수 있다. 콘솔 박스(210)의 내부에는 수용 공간이 마련되고, 수용 공간의 내측 수직면에 거치대(220)가 장착될 수 있다. 스마트 스피커(100)의 수직면은 거치대(220)에 안착되며, 하단은 완충 패드(190)에 의해 콘솔 박스(210)의 수용 공간 바닥면에 밀착될 수 있다. 콘솔 박스(210)의 상부에는 리드(230)가 위치하며, 상방으로 회전 가능하게 설치될 수 있다. 콘솔 박스(210)의 후면에는 사운드를 투과시킬 수 있는 커버(240)가 마련될 수 있다. 본 실시 예에서는 콘솔 박스(210)의 후면에만 사운드를 투과시킬 수 있는 커버(240)가 마련되는 것을 도시하고 있으나, 이에 한정되지 않고 콘솔 박스(210)의 전면이 사운드를 투과시키도록 구현할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예들에 따른 스마트 스피커를 도시한 블록구성도이다. 도 6은 본 발명과 관련된 4차 네트워크 기능을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 스마트 스피커(300)는 제1 스피커(310), 제2 스피커(320), 모터(330), 조작부(340), 마이크로폰(350), 조명 제어기(360), 통신 회로(370), 충방전 회로(380) 및 제어기(390)를 포함할 수 있다. 여기서, 제1 스피커(310), 제2 스피커(320), 모터(330) 및 조작부(340)는 도 1에 도시된 제1 스피커(150), 제2 스피커(160), 모터(120) 및 제어 버튼들(111 내지 114)에 각각 대응된다.
제1 스피커(310)는 고주파 영역의 사운드를 방사하는 트위터로, 방사형 음장을 구현할 수 있다. 제1 스피커(310)는 음상 위치를 설정하는데 사용될 수 있다.
제2 스피커(320)는 하이브리드 우퍼로, 중저음 입체 음향을 구현할 수 있다. 제2 스피커(320)는 제1 스피커(310)와 함께 회전축을 기준으로 일 방향으로 회전할 수 있다.
모터(330)는 제어기(390)의 지시에 따라 회전축을 일 방향으로 회전시킬 수 있다. 모터(330)는 제어기(390)로부터 전송되는 제어 명령에 따라 회전축의 회전 속도 및 회전 방향 등을 조절할 수 있다.
조작부(340)는 사용자의 조작에 따라 데이터(신호)를 발생시킬 수 있다. 조작부(340)는 전원 버튼(111), 재생(play) 및 정지(stop) 버튼(112), 볼륨 버튼(113) 및 모드 선택 버튼(114) 등과 같은 제어 버튼들을 포함할 수 있다. 제어 버튼들(111 내지 114)은 버튼, 스위치 및/또는 터치 버튼 등으로 구현될 수 있다.
마이크로폰(350)은 음파를 입력 받아 전기적인 신호로 변환할 수 있다. 마이크로폰(350)은 인공지능 알고리즘(감정 및 환경 인지 기술)을 이용하여 입력 받은 오디오 신호에서 음성 신호, 배경음 및 음악 중 적어도 하나를 분리하여 출력할 수 있다.
조명 제어기(360)는 제어기(390)의 제어 명령에 따라 조명의 색상, 밝기, 점등 및 소등 등을 제어할 수 있다. 조명 제어기(360)는 배터리로부터 공급되는 전력을 조명 구동에 필요한 전력으로 변환할 수 있으며, 조명에 안정적으로 전력이 공급될 수 있도록 제어할 수 있다.
통신 회로(370)는 스마트 스피커(300)와 외부 기기 사이의 통신을 지원할 수 있다. 외부 기기는 AVN(Audio Video Navigation) 및 인포테인먼트 단말 등과 같은 차량 단말, 및/또는 스마트폰 등과 같은 이동 단말 등을 포함할 수 있다. 통신 회로(370)는 무선 통신 회로(예: 와이파이(Wi-Fi) 통신 회로, 블루투스 통신 회로, NFC(Near Field Communication) 통신 회로 및/또는 IMT(International Mobile Telecommunication)-2020 통신 회로 등) 및/또는 유선 통신 회로(예: 이더넷(Ethernet) 통신 회로, CAN(Controller Area Network) 통신 회로 및/또는 LAN(local area network) 통신 회로 등) 등을 포함할 수 있다.
충방전 회로(380)는 스마트 스피커(300)에 장착된 배터리의 충전 또는 방전을 제어할 수 있다. 충방전 회로(380)는 도 1에 도시된 하부 케이스(110)의 외측면 또는 배면 등에 마련된 접속구에 충전 케이블이 연결되면, 충전 케이블을 통해 공급되는 전력을 이용하여 배터리를 충전할 수 있다. 또한, 충방전 회로(380)는 배터리에 저장된 전기 에너지를 이용하여 스마트 스피커(300) 내 구성 요소들이 작동하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다.
제어기(390)는 스마트 스피커(300)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 제어기(390)는 프로세서(391) 및 메모리(392) 등을 포함할 수 있다. 프로세서(391)는 제어기(390)의 기정해진 동작을 실행할 수 있다. 프로세서(391)는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit), DSP(Digital Signal Processor), PLD(Programmable Logic Device), FPGA(Field Programmable Gate Array), CPU(Central Processing unit), 마이크로컨트롤러(microcontroller) 또는 마이크로프로세서(microprocessor) 등과 같은 처리장치 중 적어도 하나로 구현될 수 있다. 메모리(392)는 프로세서(391)에 의해 실행되는 명령어들(instructions)을 저장하는 저장매체(non-transitory storage medium)일 수 있다. 메모리(392)는 음원, 설정 정보 및/또는 제어 로직 등을 저장할 수 있다. 메모리(392)는 플래시 메모리(flash memory), 하드디스크(hard disk), SSD(Solid State Disk), SD 카드(Secure Digital Card), RAM(Random Access Memory), SRAM(Static Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), PROM(Programmable Read Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable and Programmable ROM) 또는 EPROM(Erasable and Programmable ROM) 등과 같은 저장매체 중 적어도 하나로 구현될 수 있다.
제어기(390)는 모드 선택 버튼(114)에 의해 음상 위치 고정 모드 또는 음상 위치 회전 모드가 선택되면, 선택된 모드에 기반하여 모터(330)의 동작을 제어할 수 있다. 제어기(390)는 음상 위치 고정 모드가 선택된 경우 모터(330) 제어를 통해 제1 스피커(310) 및 제2 스피커(320)를 회전시켜 음상 위치를 기정해진 위치(목표 방향)로 고정시킬 수 있다. 또한, 제어기(390)는 음상 위치 회전 모드가 선택된 경우 모터(330)를 통해 제1 스피커(310) 및 제2 스피커(320)를 일 방향으로 일정한 속도로 회전시키므로 전방향으로 입체 사운드를 구현할 수 있다.
제어기(390)는 네트워크 기능을 적용하여 제1 스피커(310) 및 제2 스피커(320)의 사운드 출력을 제어할 수 있다. 여기서, 네트워크 기능은 멀티 유닛 방식에서 크로스오버 주파수를 나누어서 스피커마다 출력하는 소리 영역을 구분한다는 의미이다. 도 6에 도시된 바와 같이 4차 네트워크를 통해 음압 차이와 임피던스 차이를 설계하여 최상의 음향 시스템을 제시할 수 있다.
제어기(390)는 에코 캔슬링(echo cancelling) 기능을 제공할 수 있다. 제어기(390)는 이동 단말(예: 스마트폰 등)과 연동하여 에코 캔슬링 기능을 제공할 수도 있다. 제어기(390)는 이동 단말 또는 차량 단말 등으로부터 전송되는 음악이나 전화통화에 따른 음성 신호를 재생하여 제1 스피커(310) 및 제2 스피커(320)로 출력할 수 있다. 이때, 제어기(390)는 에코 캔슬링 기능을 이용하여 깨끗한 음질의 음악이나 음성을 출력할 수 있다
제어기(390)는 통신 회로(370)를 통해 차량 단말로부터 전송되는 차량 내 탑승 정보 예컨대, 탑승 인원 및 탑승자의 착석 위치 등을 수신할 수 있다. 제어기(390)는 차량 내 탑승 정보에 포함된 탑승 인원에 근거하여 제어 모드를 결정할 수 있다. 제어기(390)는 탑승 인원이 2명 이하인 경우 제어 모드를 음상 위치 고정 모드로 결정하고, 탑승 인원이 3명 초과인 경우 제어 모드를 음상 위치 회전 모드로 결정할 수 있다.
제어기(390)는 제어 모드 및 착석 위치에 기반하여 음상 위치를 결정할 수 있다. 제어기(390)는 제어 모드가 음상 위치 고정 모드로 결정된 경우, 착석 위치를 고려하여 음상 위치(목표 방향)를 결정할 수 있다. 제어기(390)는 음상 위치가 결정되면, 모터(330)를 제어하여 제1 스피커(310) 및 제2 스피커(320)가 결정된 음상 위치를 향하도록 회전시켜 고정할 수 있다. 즉, 제어기(390)는 결정된 음상 위치를 목표 방향으로 하여 제1 스피커(310) 및 제2 스피커(320)가 목표 방향으로 사운드를 방사(출력)하도록 모터(330)를 제어하여 제1 스피커(310) 및 제2 스피커(320)의 사운드 방사 방향을 조정할 수 있다.
제어기(390)는 제어 모드가 음상 위치 회전 모드로 결정된 경우, 모터(330)를 일 방향으로 기정해진 속도로 회전시켜 제1 스피커(310) 및 제2 스피커(320)가 회전하며 차량 내 전 좌석으로 사운드를 방사(방출)하도록 할 수 있다.
도 7은 본 발명과 관련된 스마트 스피커의 장착 높이를 세팅하는 기준을 설명하기 위한 도면이다.
스마트 스피커(100, 300)의 장착 높이를 세팅하는 기준은 다음과 같다. 첫번째 기준은 도 7에 도시된 Fletcher-Munson 그래프를 참조하여 스마트 스피커(100, 300)의 장착 높이를 결정할 수 있다. Fletcher-Munson 그래프는 소리가 커질수록 주파수들이 반응하는 것이 청각적으로 다르게 들리는 것을 보상하기 위한 것이다. 차량 실내 환경은 사방이 막혀 있으며, 시트(seat)와 구조물을 고려한 인테리어에 맞게 청각 디자인되고 튜닝 작업을 거치게 된다. 또한, 차량 평가는 운전자의 오른쪽 귀 위치에서의 청각적 보상을 하게 된다. 두번째 기준은 주행 중 정속 60kph 조건에서 83~85dB 음량으로 청음 반응이 나오도록 스마트 스피커(100, 300)의 장착 높이를 결정할 수 있다. 여기서, 기준 음량(83~85dB)은 가로로 수평한 음역대 전체에서 양호하게 저역과 고역에서 소리 판단이 가능한 레벨일 수 있다. 실차 평가에서는 시동 OFF 및 시동 ON(정속/가속) 상태에서 이루어지며 속도에 따른 주행음을 고려하여 음량을 보상하는 로직이 적용된다. 보상 로직으로는 기공지된 주행음을 고려한 음량 보상 로직이 적용될 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시 예들에 따른 차량 단말을 도시한 블록구성도이다.
차량 단말(600)은 AVN 또는 인포테인먼트 단말 등일 수 있다. 도 8을 참조하면, 차량 단말(600)은 검출기(610), 사용자 인터페이스(620), 통신 모듈(630) 및 차량 단말 제어기(640)를 포함할 수 있다.
검출기(610)는 차량 시트에 장착되는 무게 센서 등을 이용하여 차량 내 탑승 인원 및 착석 위치를 검출할 수 있다. 검출기(610)는 무게 센서 외 영상 센서 등을 이용하여 차량 내 탑승 인원 및 착석 위치를 검출할 수도 있다.
사용자 인터페이스(620)는 사용자의 조작에 따른 데이터를 발생시킬 수 있다. 사용자 인터페이스(620)는 키보드, 키패드, 터치 패드 및/또는 터치 스크린 등과 같은 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 사용자 인터페이스(620)는 청각 정보, 시각 정보 및/또는 촉각 정보 등을 출력할 수 있다. 사용자 인터페이스(620)는 디스플레이, 오디오 출력 장치 및/또는 촉각 신호 출력 장치 등을 포함할 수 있다.
통신 모듈(630)은 스마트 스피커(100, 300)와 차량 단말(600) 간의 통신을 수행하도록 지원할 수 있다. 통신 모듈(630)은 이더넷 및 블루투스 등을 지원하는 통신 회로, 통신 프로세서 및/또는 트랜시버(transceiver) 등으로 구현될 수 있다.
차량 단말 제어기(640)는 프로세서 및 메모리를 포함할 수 있다. 차량 단말 제어기(640)는 통신 모듈(630)을 통해 스마트 스피커(100, 300)와의 페어링 절차를 수행할 수 있다. 차량 단말 제어기(640)는 메모리에 저장된 음원을 통신 모듈(630)을 통해 스마트 스피커(100, 300)에 전송할 수 있다. 또한, 차량 단말 제어기(640)는 음원을 재생하고 재생되는 음원을 통신 모듈(630)을 통해 스마트 스피커(100, 300)에 전송할 수도 있다. 차량 단말 제어기(640)는 검출기(610)에 의해 검출된 차량 내 탑승 정보(예: 탑승 인원 및 착석 위치 등)를 스마트 스피커(100, 300)에 전송할 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시 예들에 따른 스마트 스피커를 이용한 사운드 제공 방법을 도시한 흐름도이다. 도 10은 본 발명의 실시 예들에 따른 스마트 스피커를 이용하여 사운드를 제공하는 일 예를 도시한 도면이고, 도 11은 본 발명의 실시 예들에 따른 스마트 스피커를 이용하여 사운드를 제공하는 다른 일 예를 도시한 도면이다.
스마트 스피커(100, 300)는 차량 내 콘솔 박스에 장착될 수 있다. 이때, 사용자는 스마트폰 등과 같은 이동 단말에 설치된 전용 어플리케이션을 이용하여 사운드 스케이프 모드(soundscape)를 온 또는 오프할 수 있다. 사운드 스케이프는 청각으로 감지하는 환경을 의미한다. 여기서, 사운드 스케이프 모드는 환경(예: 차량 실내, 집, 병원, 또는 사무실 등) 및/또는 상황(예: 사용자 감정 상태, 소음, 집중, 또는 취침 등) 에 적합한 사운드를 제공하는 모드를 의미할 수 있다. 제어기(390)는 사운드 스케이프 모드 활성을 지시하는 명령을 수신하면 아래 절차를 수행할 수 있다.
제어기(390)는 차량 내 탑승 정보를 취득할 수 있다(S100). 제어기(390)는 통신 회로(370)를 통해 차량 단말(600)로부터 전송되는 차량 내 탑승 정보 예컨대, 탑승 인원 및 착석 위치 등을 수신할 수 있다.
제어기(390)는 차량 내 탑승 정보에 기반하여 제어 모드를 결정할 수 있다(S110). 제어기(390)는 차량 내 탑승 정보에 포함된 탑승 인원에 근거하여 제어 모드를 결정할 수 있다. 제어기(390)는 탑승 인원이 2명 이하인 경우 제어 모드를 음상 위치 고정 모드로 결정하고, 탑승 인원이 3명 초과인 경우 제어 모드를 음상 위치 회전 모드로 결정할 수 있다.
제어기(390)는 제어 모드 및 착석 위치에 기반하여 음상 위치를 결정할 수 있다(S120). 제어기(390)는 제어 모드가 음상 위치 고정 모드로 결정된 경우, 착석 위치를 고려하여 음상 위치를 결정할 수 있다. 예컨대, 도 10을 참조하면, 운전석에만 탑승한 경우(810), 제어기(390)는 운전석의 전방을 음상 위치로 결정할 수 있다. 또한, 운전석과 후방 VIP석에 탑승자가 착석한 경우(820), 제어기(390)는 보조석과 후방 VIP석 사이를 음상 위치로 결정할 수 있다. 또한, 운전석과 보조석에 탑승자가 착석한 경우(830), 제어기(390)는 운전석과 보조석 사이 전방 중앙을 음상 위치로 결정할 수 있다. 제어기(390)는 음상 위치가 결정되면, 모터(330)를 제어하여 제1 스피커(310) 및 제2 스피커(320)가 결정된 음상 위치를 향하도록 회전시켜 고정할 수 있다. 한편, 제어기(390)는 제어 모드가 음상 위치 회전 모드로 결정된 경우, 제어기(390)는 음상 위치를 전방향으로 결정할 수 있다. 도 11을 참조하면, 차량 내 전 좌석에 탑승자가 착석한 경우, 제어기(390)는 음상 위치를 운전석과 보조석 사이 전방 중앙, 보조석과 후방 VIP석 사이 및 운전석과 후석 사이로 결정할 수 있다. 이 경우, 제어기(390)는 모터(330)를 일 방향으로 기정해진 속도로 회전시켜 제1 스피커(310) 및 제2 스피커(320)가 회전하도록 할 수 있다.
제어기(390)는 결정된 음상 위치로 사운드를 출력할 수 있다(S130). 제어기(390)는 음상 위치가 일 지점으로 결정된 경우, 해당 음상 위치를 목표 방향으로 하여 제1 스피커(310) 및 제2 스피커(320)를 회전 이동 시키고 제1 스피커(310) 및 제2 스피커(320)를 통해 사운드를 방사할 수 있다. 제어기(390)는 음상 위치가 적어도 둘 이상으로 결정된 경우, 적어도 둘 이상의 음상 위치를 목표 방향으로 하여 제1 스피커(310) 및 제2 스피커(320)를 회전시키며 제1 스피커(310) 및 제2 스피커(320)를 통해 사운드를 출력하여 차량 내 전 좌석으로 입체 사운드를 제공할 수 있다.
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. 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. 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.

Claims (16)

  1. 회전축을 일 방향으로 회전시키는 모터;
    상기 회전축에 연결 형성되는 스피커 하우징;
    상기 스피커 하우징의 상단에 형성된 경사면에 장착되는 제1 스피커;
    상기 스피커 하우징의 수직면에 장착되는 제2 스피커;
    상기 제1 스피커 및 상기 제2 스피커를 보호하는 커버; 및
    적어도 하나의 목표 방향으로 사운드를 방사하도록 상기 모터를 통해 상기 제1 스피커 및 상기 제2 스피커의 회전을 제어하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 스피커.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 스피커는,
    링 라디에이터 트위터인 것을 특징으로 하는 스마트 스피커.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 스피커는,
    서브우퍼와 미드레인지를 결합한 하이브리드 우퍼인 것을 특징으로 하는 스마트 스피커.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 커버는,
    폴리프로필렌으로 제작되는 것을 특징으로 하는 스마트 스피커.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 커버에 형성되는 주름부를 더 포함하고,
    상기 주름부에는 조명이 배치되는 것을 특징으로 하는 스마트 스피커.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어기는,
    차량 내 탑승 정보에 근거하여 제어 모드 및 음상 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 스마트 스피커.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제어 모드는,
    음상 위치 고정 모드 및 음상 위치 회전 모드로 구분되는 것을 특징으로 하는 스마트 스피커.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 제어 모드가 상기 음상 위치 고정 모드인 경우, 결정된 하나의 음상 위치를 목표 방향으로 하여 상기 제1 스피커 및 상기 제2 스피커가 사운드를 방사하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 스마트 스피커.
  9. 청구항 7에 있어서.
    상기 제어기는,
    상기 제어 모드가 상기 음상 위치 회전 모드인 경우, 결정된 적어도 둘 이상의 음상 위치를 목표 방향으로 하여 상기 제1 스피커 및 상기 제2 스피커가 사운드를 방사하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 스마트 스피커.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 스마트 스피커는,
    차량의 콘솔 박스 내부에 마련되는 거치대에 장착되는 것을 특징으로 하는 스마트 스피커.
  11. 회전축을 기준으로 회전 가능하게 설치된 제1 스피커 및 제2 스피커를 포함하는 스마트 스피커를 이용한 사운드 제공 방법에 있어서,
    차량 내 탑승 정보를 취득하는 단계;
    상기 차량 내 탑승 정보에 기반하여 제어 모드를 결정하는 단계;
    상기 제어 모드 및 착석 위치에 기반하여 음상 위치를 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 음상 위치에 기반하여 스마트 스피커의 사운드 출력을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 스피커를 이용한 사운드 제공 방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 차량 내 탑승 정보를 취득하는 단계는,
    차량 단말로부터 전송되는 차량 내 탑승 정보를 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 스피커를 이용한 사운드 제공 방법.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 제어 모드를 결정하는 단계는,
    상기 차량 내 탑승 정보에 포함된 탑승 인원이 2명 이하인 경우 상기 제어 모드를 음상 위치 고정 모드로 결정하는 단계; 및
    상기 탑승 인원이 2명을 초과하는 경우 상기 제어 모드를 음상 위치 회전 모드로 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 스피커를 이용한 사운드 제공 방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 음상 위치를 결정하는 단계는,
    상기 음상 위치 고정 모드가 결정된 경우, 상기 차량 내 탑승 정보에 포함된 착석 위치에 기반하여 하나의 음상 위치를 결정하는 단계; 및
    상기 음상 위치 회전 모드가 결정된 경우, 상기 착석 위치에 기반하여 적어도 둘 이상의 음상 위치를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 스피커를 이용한 사운드 제공 방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 스마트 스피커의 사운드 출력을 제어하는 단계는,
    상기 하나의 음상 위치가 결정된 경우, 상기 제1 스피커 및 상기 제2 스피커가 상기 하나의 음상 위치를 향하도록 회전 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 스피커를 이용한 사운드 제공 방법.
  16. 청구항 14에 있어서,
    상기 스마트 스피커의 사운드 출력을 제어하는 단계는,
    상기 적어도 둘 이상의 음상 위치가 결정된 경우, 상기 제1 스피커 및 상기 제2 스피커가 상기 적어도 둘 이상의 음상 위치를 향하도록 회전시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 스피커를 이용한 사운드 제공 방법.
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