(57)【要約】【課題】  サウンドフォーカシング装置及び方法を提供する。【解決手段】  サウンドフォーカシング（ｓｏｕｎｄ  ｆｏｃｕｓｉｎｇ）技術が開示される。より具体的に、多数のアレイスピーカーを利用せずとも、複数のモノポールスピーカーを用いて特定の方向に位置した聴取者にのみ音を伝達させる技術が開示される。本発明の一態様によれば、同一軸上で背面が対向するように形成された二つのモノポールスピーカーを用いてサウンドゾーンを形成することが可能である。それぞれのモノポールスピーカーに印加される入力信号は、所定の信号処理部によって大きさ及び位相が調節されて印加される。【選択図】      図１
2010273342.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ相異なる方向にサウンドを出力する第１スピーカー及び第２スピーカーを含むスピーカー部と、
第１領域には、サウンドフィールドが重畳され、第２領域には、前記サウンドフィールドが相殺されるように、前記スピーカー部に伝達される信号を処理する信号処理部と、
を含むことを特徴とするサウンドフォーカシング装置。
【請求項２】
前記第１スピーカー及び前記第２スピーカーは、
同一軸上に形成され、逆方向に音を出力することを特徴とする請求項１に記載のサウンドフォーカシング装置。
【請求項３】
前記第１スピーカー及び前記第２スピーカーは、
モノポールスピーカーであることを特徴とする請求項２に記載のサウンドフォーカシング装置。
【請求項４】
前記第１領域は、前記第１スピーカーの前方に対応し、前記第２領域は、前記第２スピーカーの前方に対応することを特徴とする請求項２に記載のサウンドフォーカシング装置。
【請求項５】
前記信号処理部は、
前記信号を受信し、該受信された前記信号の大きさ及び／または位相を調節するフィルターを前記受信された信号に適用し、前記受信された信号と前記フィルターが適用された信号とを、前記第１スピーカー及び前記第２スピーカーにそれぞれ印加することを特徴とする請求項２に記載のサウンドフォーカシング装置。
【請求項６】
前記フィルターは、
前記第１スピーカーの音響伝達特性と前記第２スピーカーの音響伝達特性と間の比率に基づいて定義されることを特徴とする請求項５に記載のサウンドフォーカシング装置。
【請求項７】
前記第２領域の音の測定結果を用いて、前記フィルターを更新するアップデート部をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載のサウンドフォーカシング装置。
【請求項８】
前記アップデート部は、
前記第２領域の音の測定結果を獲得するマイクロホンを含むことを特徴とする請求項７に記載のサウンドフォーカシング装置。
【請求項９】
それぞれ相異なる方向に音を出力する第１スピーカー及び第２スピーカーを含むサウンドフォーカシング装置のサウンドフォーカシング方法において、
信号を受信し、
フィルターを用いて受信された信号の大きさ及び／または位相を調節する段階と、
前記受信された信号と前記調節された信号とを、前記第１スピーカー及び前記第２スピーカーにそれぞれ印加して第１領域でサウンドフィールドが重畳され、第２領域でサウンドフィールドを相殺させる段階と、
を含むことを特徴とするサウンドフォーカシング方法。
【請求項１０】
前記第１スピーカー及び前記第２スピーカーは、
同一軸上に形成され、互いに逆方向に音を出力することを特徴とする請求項９に記載のサウンドフォーカシング方法。
【請求項１１】
前記フィルターは、
前記第１スピーカーの音響伝達特性と前記第２スピーカーの音響伝達特性と間の比率に基づいて定義されることを特徴とする請求項１０に記載のサウンドフォーカシング方法。
【請求項１２】
前記第１領域は、前記第１スピーカーの前方に対応し、前記第２領域は、前記第２スピーカーの前方に対応することを特徴とする請求項１０に記載のサウンドフォーカシング方法。
【請求項１３】
前記第２領域の音の測定結果を用いて、前記フィルターを更新する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載のサウンドフォーカシング方法。
【請求項１４】
音を出力し、第１スピーカー及び第２スピーカーを有するスピーカー部と、
前記スピーカー部に伝達される信号を処理して、第１領域で音が強化されるようにサウンドフィールドを重畳させ、第２領域で音が弱化されるようにサウンドフィールドを相殺させる信号処理部と、
を含むことを特徴とする携帯用のサウンドフォーカシング装置。
【請求項１５】
前記第１スピーカーの裏部分は、前記第２スピーカーの裏部分に向け、前記第１スピーカーと前記第２スピーカーは、互いに逆方向に音を出力することを特徴とする請求項１４に記載の携帯用のサウンドフォーカシング装置。
【請求項１６】
前記第１スピーカーのラウドスピーカーの中心部が、前記第２スピーカーのラウドスピーカーの中心部に実質的に対応する地点を通過するように、前記第１スピーカーと前記第２スピーカーとが同一軸上に位置されることを特徴とする請求項１５に記載の携帯用のサウンドフォーカシング装置。
【請求項１７】
前記第１領域は、前記第１スピーカーの前方に対応し、前記第２領域は、前記第２スピーカーの前方に対応することを特徴とする請求項１６に記載の携帯用のサウンドフォーカシング装置。
【請求項１８】
前記信号処理部は、
前記信号を受信し、前記信号の大きさ及び／または位相を調節するフィルターを受信された信号に適用し、受信された信号及びフィルタリングされた信号を前記第１スピーカー及び前記第２スピーカーにそれぞれ印加することを特徴とする請求項１４に記載の携帯用のサウンドフォーカシング装置。
【請求項１９】
前記フィルターは、
前記第１スピーカーの音の伝達関数及び前記第２スピーカーの音の伝達関数に基づいて定義されることを特徴とする請求項１８に記載の携帯用のサウンドフォーカシング装置。
【請求項２０】
前記第２領域の音の測定結果に基づいて、前記フィルターを更新する更新部をさらに含むことを特徴とする請求項１８に記載の携帯用のサウンドフォーカシング装置。
【請求項２１】
前記更新部は、
前記第２領域の音の測定結果を獲得するためのマイクロホンを含み、前記第２スピーカーに印加される信号を適応的に調節して、前記フィルターを更新することを特徴とする請求項２０に記載の携帯用のサウンドフォーカシング装置。
【請求項２２】
前記更新部は、
前記第２領域の音の測定結果に基づいて、前記フィルターを実質的にリアルタイムに更新することを特徴とする請求項２０に記載の携帯用のサウンドフォーカシング装置。
【請求項２３】
前記携帯用のサウンドフォーカシング装置は、
携帯電話であることを特徴とする請求項１８に記載の携帯用のサウンドフォーカシング装置。
【請求項２４】
音を出力し、第１スピーカー及び第２スピーカーを有する異なるスピーカー部をさらに含み、
前記スピーカー部と前記異なるスピーカー部は、ステレオサウンドを提供するために、Ｒチャンネル信号及びＬチャンネル信号をそれぞれ処理することを特徴とする請求項１４に記載の携帯用のサウンドフォーカシング装置。
【請求項２５】
前記信号処理部は、
次の式に対応するフィルターを用いて、信号ｑ１と信号ｑ２ｆとを生成し、
【数１２】
2010273342.tif 000014
−Ｃ１は、フィルターを表わし、μは、サウンドゾーンの形状と関連したパターン調節パラメータを表わし、Ｈ１（ｊω）は、第１スピーカーの音の伝達関数を表わし、Ｈ２（ｊω）は、第２スピーカーの音の伝達関数を表わす−
前記信号ｑ１及び前記信号ｑ２は、次の式のような関係を有する
【数１３】
2010273342.tif 000015
【数１４】
2010273342.tif 000016
は、複素数を表わす−
ことを特徴とする請求項１４に記載の携帯用のサウンドフォーカシング装置。
【請求項２６】
第１側及び前記第１側の反対側である第２側を有するボディーと、
前部分及び裏部分を有し、前記ボディーの第１側に形成される第１スピーカーと、
前部分及び裏部分を有し、前記ボディーの第２側に形成される第２スピーカーと、を含み、
前記第１スピーカーの裏部分と前記第２スピーカーの裏部分は、互いに対向し、前記第１スピーカーの前部分と前記第２スピーカーの前部分は、互いに逆方向に向けることを特徴とする電子装置。
【請求項２７】
前記第１スピーカー及び前記第２スピーカーは、
前記ボディーの第１側と第２側とを横切る軸上に形成されることを特徴とする請求項２６に記載の電子装置。
【請求項２８】
前記それぞれの第１スピーカー及び第２スピーカーは、
モノポールスピーカーであることを特徴とする請求項２６に記載の電子装置。
【請求項２９】
前記ボディーの第１側に形成されるディスプレイをさらに含むことを特徴とする請求項２６に記載の電子装置。
【請求項３０】
前記電子装置は、
携帯電話であることを特徴とする請求項２６に記載の電子装置。
【請求項３１】
前記ボディーの第１側及び第２側を横切る仮想の線は、
前記第１スピーカー及び前記第２スピーカーの中心部を貫通することを特徴とする請求項２６に記載の電子装置。
【請求項３２】
前記第１スピーカー及び前記第２スピーカーは、
実質的に同一の周波数応答を有することを特徴とする請求項２６に記載の電子装置。
【請求項３３】
前記第１スピーカー及び前記第２スピーカーは、
実質的に同一であることを特徴とする請求項２６に記載の電子装置。
【請求項３４】
前記第１スピーカーの裏部分と前記第２スピーカーの裏部分は、
約０．１ｃｍないし７ｃｍ離れたことを特徴とする請求項２６に記載の電子装置。
【請求項３５】
前記第１スピーカーの裏部分と前記第２スピーカーの裏部分は、
互いに接触されることを特徴とする請求項２６に記載の電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特定の領域にのみ音を集中させるサウンドフォーカシング技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、周りの他人に騒音公害を誘発せずに、イヤホンやヘッドセットなしに特定の聴取者にのみ音を伝達することができるパーソナルサウンドゾーン（ｐｅｒｓｏｎａｌ  ｓｏｕｎｄ  ｚｏｎｅ）技術に対する関心が増大している。
【０００３】
特定の地点に音を集中させるための一般的な方法としては、特別なスピーカー（例えば、超音波スピーカー）やサウンドウェーブガイド（Ｓｏｕｎｄ  ｗａｖｅ  ｇｕｉｄｅ）（例えば、ｈｏｒｎ、ｒｅｆｌｅｃｔｏｒなど）を用いて、空気中に伝達される音の指向性を極大化する方法がある。
【０００４】
しかし、このような方法は、伝達効率が低い。また、音質歪曲の程度が激しくて、一般家電製品に適用するには技術的限界が存在する。
【０００５】
音を集中させるためのさらに他の方法としては、多数のスピーカーからなるアレイスピーカーを利用したものであって、それぞれのスピーカーに入力される信号にディレイ（ｄｅｌａｙ）を付与して、多数のスピーカーから放射されるサウンドの方向を特定の位置に集中させる方法がある。これは、ビームフォーミング（Ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ）理論やフェーズドアレイアンテナ（Ｐｈａｓｅｄ  ａｒｒａｙ  ａｎｔｅｎｎａ）理論に基づいて、各スピーカーに伝達する信号に相対的なディレイを付与する方法である。
【０００６】
しかし、このような方法も十分な音圧確保のためには、多数のアレイスピーカーが必要であるために、サイズが小さな携帯用機器に適用するには難しさがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、複数のモノポールスピーカーを用いてサウンドゾーンを形成するサウンドフォーカシング技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様によるサウンドフォーカシング装置は、相異なる方向にサウンドを出力する複数のスピーカーを含むスピーカー部と、第１領域には、サウンドフィールドが重畳され、第２領域には、サウンドフィールドが相殺されるように、スピーカー部に伝達される信号を処理する信号処理部と、を含みうる。
【０００９】
本発明の一態様によるサウンドフォーカシング方法は、信号を受信する段階と、受信された信号の大きさ及び位相を調節するフィルターを受信された信号に適用する段階と、受信された信号とフィルターが適用された信号とを、同一軸上に形成され、相異なる音の出力方向を有する第１スピーカー及び第２スピーカーにそれぞれ印加する段階と、を含みうる。
【００１０】
また、本発明の一態様によって、スピーカー部は、第１スピーカー及び第２スピーカーと同一軸上に形成され、第１スピーカーの音の出力方向と逆方向に音を出力する第２スピーカーを含みうる。
【００１１】
また、本発明の一態様によって、スピーカー部は、少なくとも２以上のモノポールスピーカーで構成することができる。
【００１２】
また、本発明の一態様によって、第１領域は、第１スピーカーの前方に形成され、第２領域は、第２スピーカーの前方に形成されることがある。
【００１３】
また、本発明の一態様によって、信号処理部は、信号を受信し、該受信された信号の大きさ及び位相を調節するフィルターを受信された信号に適用し、受信された信号とフィルターが適用された信号とを第１スピーカー及び第２スピーカーにそれぞれ印加することが可能である。
【００１４】
また、本発明の一態様によって、フィルターは、第１スピーカーの音響伝達特性と第２スピーカーの音響伝達特性と間の比率に基づいて定義されうる。
【００１５】
また、本発明の他の態様によって、サウンドフォーカシング装置は、前述した構成以外に第２領域の音の測定結果を用いてフィルターを更新するアップデート部をさらに含み、アップデート部は、第２領域に形成されるマイクロホンを備えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態によるサウンドフォーカシング装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態によるスピーカー部を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態による信号処理部を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態によるサウンドフォーカシング装置の動作原理を示す図である。
【図５Ａ】本発明の一実施形態によるサウンドゾーンを示す図である。
【図５Ｂ】本発明の一実施形態を示すブロック図である。
【図６】本発明の他の実施形態によるサウンドフォーカシング装置の構成を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態によるサウンドフォーカシング方法を示す図である。
【図８】本発明のさらに他の実施形態によるサウンドフォーカシング装置の構成を示す図である。
【図９】本発明の一実施形態によるモバイル機器を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施のための具体的な例を詳しく説明する。
【００１８】
図１は、本発明の一実施形態によるサウンドフォーカシング装置の構成を示す図である。図１を参照すると、サウンドフォーカシング装置１００は、スピーカー部１０１及び信号処理部１０２を含む。
【００１９】
スピーカー部１０１は、相異なる方向にサウンドを出力する複数のスピーカーで構成される。
【００２０】
例えば、スピーカー部１０１は、背面配された二つのモノポールスピーカー（ｍｏｎｏｐｏｌｅ  ｓｐｅａｋｅｒ）で構成することができる。背面配置とは、一つのモノポールスピーカーが第１方向に音を出力すれば、他の一つのモノポールスピーカーは、第１方向の逆方向である第２方向に音を出力するように、二つのスピーカーが裏側を対向するように配される構造になりうる。
【００２１】
ここで、放射される音波が無指向性（Ｏｍｎｉ−ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ）特性を有すれば、モノポールスピーカーと指称し、振動を通じて音を発生させる振動板と振動板の上下背面を取り囲むボックス（Ｂｏｘ）とで構成されたスピーカーが代表的なモノポールスピーカーになりうる。
【００２２】
信号処理部１０２は、第１領域にサウンドフィールドが重畳され、第２領域にサウンドフィールドが相殺されるように、スピーカー部１０１に伝達される信号を処理する。
【００２３】
任意の領域にサウンドフィールドが重畳及び相殺されれば、所定のサウンドゾーン（ｓｏｕｎｄ  ｚｏｎｅ）が形成されることが可能である。例えば、第１領域は、音が強化される部分になり、第２領域は、音が弱化される部分になりうる。第１領域と第２領域とに或る人が位置している場合、サウンドゾーンの形成を通じて第１領域に位置したユーザにのみ音を伝達することが可能である。
【００２４】
信号処理部１０２は、このようなサウンドゾーンの形成のために、スピーカー部１０１に伝達される信号の大きさ及び位相を調節する。
【００２５】
例えば、信号処理部１０２は、受信された信号にフィルターを適用して信号の大きさ及び位相を調節することが可能である。フィルターは、スピーカー部１０１の音響伝達特性及びサウンドゾーンのパターン調節パラメータを用いて定義されうる。
【００２６】
図２は、本発明の一実施形態による背面配置のスピーカー部１０１を示す図である。図２で、スピーカー部１０１は、第１スピーカー２０１及び第２スピーカー２０２を含む。
【００２７】
それぞれのスピーカー２０１、２０２は、前面部２０３−１、２０３−２及び背面部２０４−１、２０４−２で構成することができる。前面部２０３−１、２０３−２は、例えば、振動を通じて音を発生させる振動板を含んだスピーカーの前面になりうる。背面部２０４−１、２０４−２は、振動板を固定させるためのボックスの背面になりうる。
【００２８】
また、第１スピーカー２０１及び第２スピーカー２０２は、同一軸上に形成される。例えば、図２で、第１スピーカー２０１と第２スピーカー２０２は、Ｘ軸上に形成されることが可能である。
【００２９】
第１スピーカー２０１及び第２スピーカー２０２は、実質的に同一の周波数応答を有しうる。例えば、第１スピーカー２０１と第２スピーカー２０２は、同一構造を有しうる。また、同一構造ではないとしても、スピーカーの形状または物質を適切に調節して周波数応答を同様に作ることが可能である。
【００３０】
また、図２で、第１スピーカー２０１と第２スピーカー２０２とが離隔した状態で図示されたが、必ずしもこれに限定されるものではない。すなわち、第１スピーカー２０１の背面部２０４−１と第２スピーカー２０２の背面部２０４−２は、互いに接触されうる。言い換えれば、第１スピーカー２０１及び第２スピーカー２０２が装着される電子装置の種類によって、第１スピーカー２０１と第２スピーカー２０２は、離隔することもでき、接触されることもある。離隔する場合、その離隔距離は、携帯電話で約０．１ないし２ｃｍ、ＴＶまたはモニターで０．１ないし７ｃｍになりうる。
【００３１】
一例として、本実施形態によるサウンドフォーカシング装置１００が携帯電話に適用される場合、Ｙ軸を基準に右側（＋Ｘ方向）は携帯電話の前側、すなわち、ユーザ方向が、左側（−Ｘ方向）は携帯電話の裏側、すなわち、ユーザの逆方向になりうる。すなわち、スピーカー部１０１が携帯電話のＬＣＤパネルの上部に形成される場合、第１スピーカー２０１はＬＣＤパネルの前面に形成され、第２スピーカー２０２はＬＣＤパネルの背面に形成される。
【００３２】
そして、第１スピーカー２０１と第２スピーカー２０２は、背面配置の構造を有する。例えば、第１スピーカー２０１の背面部２０４−１と第２スピーカー２０２の背面部２０４−２とが互いに対向するように配されることが可能である。
【００３３】
本発明の一実施形態によって、第１スピーカー２０１の前方は、サウンドフィールドが重畳される第１領域と、第２スピーカー２０２の前方は、サウンドフィールドが相殺される第２領域と定義されうる。
【００３４】
サウンドフィールドの重畳及び相殺によって所定のサウンドゾーンが形成されることが可能であり、このサウンドゾーンの形状、大きさ、形成位置などは、各スピーカー２０１、２０２に入力される信号の位相及び大きさの調節によって変わることができる。
【００３５】
図３は、本発明の一実施形態による信号処理部１０２を示す図である。図３で、信号処理部１０２は、信号を受信し、ｑ１信号とｑ２信号とを生成する。受信された信号は、スピーカー部１０１に入力される音響信号になりうる。そして、ｑ１信号は、信号処理部１０２が受信した元の信号になり、ｑ２信号は、信号処理部１０２が受信した信号にフィルターＣ１を適用した信号になりうる。
【００３６】
そして、信号処理部１０２は、ｑ１信号を第１スピーカー２０１に印加し、ｑ２信号を第２スピーカー２０２に印加することが可能である。
【００３７】
信号処理部１０２のフィルターＣ１は、受信された信号の位相及び大きさを調節するためのものであって、時間領域のフィルターであるＩＩＲまたは周波数領域のフィルターであるＦＩＲが利用されうる。また、アナログフィルターとしても具現可能である。
【００３８】
フィルターＣ１は、次のように与えられうる。
【００３９】
【数１】
2010273342.tif 000003
式（１）で、μは、パターン調節パラメータであって、この値によってサウンドゾーンの形状が変更されることが可能である。そして、Ｈ１（ｊω）は、第１スピーカー２０１の音響伝達特性を、Ｈ２（ｊω）は、第２スピーカー２０２の音響伝達特性を表わす。
【００４０】
次いで、図４を参照して、本発明の一実施形態によるサウンドフォーカシング装置１００の動作原理を説明する。
【００４１】
図４で、ｑ１及びｑ２は、任意の空間上に存在するモノポールアコースティックスソース（ｍｏｎｏｐｏｌｅ  ａｃｏｕｓｔｉｃ  ｓｏｕｒｃｅ）を表わし、Ｐ（ｒ，θ）は、モノポールアコースティックスソースによって形成されるサウンドフィールド（ｓｏｕｎｄ  ｆｉｅｌｄ）になりうる。
【００４２】
この際、Ｐ（ｒ，θ）は、次のように表現される。
【００４３】
【数２】
2010273342.tif 000004
モノポールソース（Ｍｏｎｏｐｏｌｅ  ｓｏｕｒｃｅ）間の距離ｄが、波長に比べて小さな場合
【００４４】
【数３】
2010273342.tif 000005
式（２）は、次のように近似されることができ、
【００４５】
【数４】
2010273342.tif 000006
式（３）で、Ｐ（ｒ，θ＝０）＝０として置いて、ｑ１とｑ２との関係を求めれば、次の通りである。
【００４６】
【数５】
2010273342.tif 000007
これが意味することは、次の通りである。
【００４７】
すなわち、式（４）のような音源が与えられれば、θが０である方向でのＰ（ｒ，θ）、すなわち、サウンドフィールドが相殺される特定の放射パターンを作ることができるということを意味する。言い換えれば、同じ軸上に位置した音源の出力制御を通じて＋Ｘ方向には、音波が伝達されるが、−Ｘ方向には、音波が相殺されるパターンを作ることができるということである。複素表現の数学的形態は、＋方向の高調波（ｈａｒｍｏｎｉｃ  ｗａｖｅ）を表わす。例えば、
【００４８】
【数６】
2010273342.tif 000008
は、波数（ｗａｖｅ  ｎｕｍｂｅｒ）を表わす。ここで、
【００４９】
【数７】
2010273342.tif 000009
は、周期Ｔを有する波動の角速度を表わし、
【００５０】
【数８】
2010273342.tif 000010
は、音の速度を、λは、波長を表わす。
【００５１】
【数９】
2010273342.tif 000011
は、複素数を表わすが、
【００５２】
【数１０】
2010273342.tif 000012
のような式によって解析されることができ、
【００５３】
【数１１】
2010273342.tif 000013
は、複素数のリアルパート（実数部）及びイマジナリーパート（虚数部）と定義される。
【００５４】
このような動作原理下で、再び図３を説明すれば、信号処理部１０２は、受信された信号の大きさ及び位相を調節するフィルターＣ１を適用して、式（４）のような関係を有するｑ１信号及びｑ２信号を生成することが可能である。例えば、ｑ１信号は、受信された信号をそのまま利用し、ｑ２信号は、式（４）のような関係を有するように受信された信号にフィルターを適用した信号を利用することが可能である。
【００５５】
そして、ｑ１信号及びｑ２信号が、同一軸上に形成された第１スピーカー２０１及び第２スピーカー２０２にそれぞれ印加されれば、各スピーカー２０１、２０２から出力された音は、特定の領域で重畳及び相殺を起こして所定のサウンドゾーンを形成する。
【００５６】
図５Ａ及び図５Ｂは、形成されるサウンドゾーンの一例を示した図である。図５Ａ及び図５Ｂで、同心円の中心には、本実施形態によるスピーカー２０１、２０２が位置し、実線は、形成されるサウンドゾーンのパターンを表わす。この際、サウンドゾーンの形状は、フィルターＣ１のパターン調節パラメータ、すなわち、式（３）のμ値によって調節される。また、サウンドゾーンの大きさ、形成位置などは、各スピーカー２０１、２０２の音響伝達特性によって調節される。本実施形態で、パターン調節パラメータを通じて多様な形状のサウンドゾーンを形成する信号処理過程を説明すれば、次の通りである。まず、目標するサウンドゾーンの形状によってパターン調節パラメータの値μを決定し、それにより、式（３）の二つのチャンネル信号ｑ１とｑ２とが生成される。次いで、周波数別に利得を調節する周波数利得調節フィルターを通過させて周波数による応答の変動を補正し、これを独立的な２チャンネル増幅器を通じて増幅した後、前方と後方とに向ける二つのスピーカーを通じてそれぞれ出力すれば、所望の形状のサウンドゾーンを形成することができる。
【００５７】
モバイルデバイスは、距離を維持したまま音を作り出し得る。例えば、携帯電話のスピーカーホンモードの場合、対話を維持する間に画面を見ることが可能である。このような環境で、携帯電話は、音を大きな角度で放出する。したがって、携帯電話ユーザの周りに位置した他の人々が対話を聞くことができる。図５Ａを参照すると、音レベルは、ユーザの前部分で最大化され、他の方向に対する音レベルは、弱化または減少することが可能である。すなわち、高い音のポテンシャルエネルギーを有する特定の領域が、ユーザの位置、例えば、０°でユーザに向けた方向に形成される。ここで、ラウドスピーカーを通じて放出されたサウンドフィールドは重畳され、他の方向でのサウンドフィールドは相殺されうる。
【００５８】
図６は、本発明の他の実施形態によるサウンドフォーカシング装置６００を示す図である。図６を参照すると、サウンドフォーカシング装置６００は、スピーカー部１０１、信号処理部１０２、及びアップデート部６０１を含む。
【００５９】
スピーカー部１０１は、同一軸上に形成され、互いに逆方向に音を出力する第１スピーカー２０１及び第２スピーカー２０２で構成することができる。
【００６０】
信号処理部１０２は、信号を受信し、該受信された信号の大きさ及び位相を調節するフィルターＣ１を受信された信号に適用し、受信された信号（例えば、ｑ１信号）とフィルターが適用された信号（例えば、ｑ２信号）とを第１スピーカー２０１及び第２スピーカー２０２にそれぞれ印加することが可能である。
【００６１】
アップデート部６０１は、第２領域の音の測定結果を用いてフィルターＣ１を更新することが可能である。ここで、第２領域とは、サウンドフィールドが相殺される領域になりうる。
【００６２】
このようなアップデート部６０１は、音の測定のためのマイクロホン６０３とフィルターの更新のためのフィルター更新部６０２とを含みうる。例えば、アップデート部６０１は、サウンドフィールドの相殺領域に形成されたマイクロホン６０３を用いてマイクロホンが形成された地点のサウンドフィールドを測定し、マイクロホン６０３の音の測定結果によってフィルター更新部６０２が適応的に第２スピーカー２０２に印加される信号を制御することが可能である。
【００６３】
例えば、本実施形態によるサウンドフォーカシング装置６００を携帯電話に適用する場合、ユーザの耳の付近領域は、サウンドフィールドが重畳される第１領域に、残りの領域は、サウンドフィールドが相殺される第２領域を有するようにサウンドゾーンを形成することが可能である。そして、アップデート部６０１は、携帯電話に備えられたマイクロホンの音の測定結果を用いて、前述したフィルターＣ１をリアルタイムで更新することが可能である。
【００６４】
図７は、本発明の一実施形態によるサウンドフォーカシング方法のフローチャートである。図７を参照して、本実施形態によるサウンドフォーカシング方法を説明すれば、次の通りである。
【００６５】
まず、信号を受信する（７０１）。例えば、信号処理部１０２が、スピーカー部１０１に伝達される音響信号を受信することが可能である。
【００６６】
そして、所定のフィルターを受信された信号に適用する（７０２）。この際、フィルターは、第１領域にはサウンドフィールドが重畳され、第２領域にはサウンドフィールドが相殺されるように、受信された信号の大きさ及び位相を調節するフィルターになりうる。例えば、信号処理部１０２が、式（１）のようなフィルターを用いて式（４）のような関係を有するｑ１信号及びｑ２信号を生成することが可能である。
【００６７】
そして、受信された信号とフィルターが適用された信号とを、同一軸上に形成され、相異なる音の出力方向を有する第１スピーカー２０１及び第２スピーカー２０２にそれぞれ印加する（７０３）。例えば、信号処理部１０２が、受信された信号と同一なｑ１信号を第１スピーカー２０１に印加し、フィルターが適用された信号であるｑ２信号を第２スピーカー２０２に印加することが可能である。
【００６８】
そして、所望のサウンドゾーンが形成されたか否かを判断する（７０４）。例えば、アップデート部６０１に備えられたマイクロホン６０３の音の測定結果に基づいて、サウンドフィールドが相殺される領域に音が感知されたか否かによって所望のサウンドゾーンの形成有無を決定することが可能である。
【００６９】
もし、所望のサウンドゾーンが形成されていなかったら、フィルターを更新し、前記の過程を反復する（７０５）。例えば、アップデート部６０１が、フィルターをリアルタイムで調節することができる。
【００７０】
図８は、本発明のさらに他の実施形態によるサウンドフォーカシング装置７００を示す図である。図８を参照すると、サウンドフォーカシング装置８００は、チャンネル別に備えられうる。
【００７１】
例えば、図８のように、それぞれのサウンドフォーカシング装置１００−１、１００−２が、Ｒチャンネル及びＬチャンネル信号をそれぞれ処理してステレオ音響システムを形成することも可能である。
【００７２】
図９は、本発明の一実施形態によるサウンドフォーカシング装置１００が携帯電話に適用された応用例を示す図である。図９を参照すると、ユーザがいる方向では、２つのスピーカーから放射される音波が重畳され、その反対側（例えば、携帯電話の裏側）方向には、２つのスピーカーから放射される音波が相殺されることが分かる。このような重畳及び相殺は、スピーカーに入力される信号を前述した実施形態によって処理する方法が利用されうる。信号処理のためのフィルターは、各スピーカーの音響伝達関数に基づいて定義されうる。
【００７３】
また、携帯電話の左側部分ではＬチャンネルを処理し、右側部分ではＲチャンネルを処理するように、それぞれサウンドフォーカシング装置が備えられれば（例えば、図８）、ステレオ効果を具現することもできる。
【００７４】
以上、本発明の実施のための具体的な例を説明した。前述した実施形態は、本発明を例示的に説明するためのものであって、本発明の権利範囲が特定の実施形態に限定されない。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明は、サウンドフォーカシング装置及び方法関連の技術分野に適用可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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