KR20020059600A - 음향 지향 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 음향조종안테나 및 다양한 효과를 얻기 위한 그들의 사용에 관련된다. 본 발명은 입력신호를 받고, 이것을 여러번 복제하고, 복제물의 각각을 원하는 음장이 생성되는 각각의 출력변환기로 그들을 보내기 전에 수정하는 방법 및 장치를 포함한다. 이 음장은 지향된 빔, 촛점 빔 또는 모의 원점을 포함할 수 있다. 더욱이, "안티-사운드"는 기존의 음장에서 영(침묵점)을 생성하도록 인도되어질 수 있다. 입력신호 복제물은 또한 그 진폭을 변화시키는 방법으로 수정되어지거나 그들이 원하는 지연을 제공하도록 필터링될 수 있다. 반사면 또는 공진면은 서라운드 음향 효과를 얻기 위하여 사용될 수 있으며, 마이크는 스피커의 배열의 앞에 위치될 수 있으며, 광선빛 현재 촛점위치를 확인하기 위하여 사용될 수 있고, 제한기는 하나 이상의 입력신호가 동일 장치에 의한 출력일 때 클리핑 또는 왜곡이 감소되어짐을 보장하기 위하여 사용될 수 있고, 빔 지향의 개념은 입력변환기의 배열로 구성된 마이크에서 입력 영 또는 빔을 얻기 위하여 사용될 수 있다. 더욱이, 음장성형정보는 방송될 오디오 신호와 관련된다.
Description
페이즈드 어레이 안테나는 전자기 및 초음파 음향 분야에서 잘 공지되어 있다. 그러나 가청 주파수 분야에서는 별로 잘 알려져 있지 않으며 단순한 형태로만 존재하고 있다. 이들 형태들은 비교적 허술한 것이며, 그러므로 본 발명은 그 출력을 다소간 의도하는 쪽으로 지향시키기 위해서 조향될 수 있는 우수한 오디오 음향 어레이에 관한 개선점들을 제공하기 위한 것이다.
WO 96/31086은 출력 변환기들(transducers)의 어레이를 구동하기 위해 유너리 코딩된 신호(unary coded signal)를 사용하는 시스템을 기술한다. 각각의 변환기는 음압 펄스를 생성할 수 있고 출력될 신호 전체를 재생하지는 못한다.
본 발명은 조향 가능한 음향 안테나에 관한 것으로, 특히 디지털 전자적 조향 가능한 음향 안테나(digital electronically-steerable acoustic antennae)에 관한 것이다.
제1도는 단순 단일입력장치의 표현을 도시한다.
제2A도 및 제2B도는 변환기의 다중표면배열의 정면도 및 투시도이다.
제3A도 및 제3B도는 가능한 CSET구성의 정면도 및 SET의 다중형태를 포함하는 배열의 정면도이다.
제4A도 및 제4B도는 SET의 사각 및 육각배열의 정면도이다.
제5도는 다중입력장치의 블록선도이다.
제6도는 그 자신의 주클럭을 가진 입력단의 블록선도이다.
제7도는 외부클럭을 포함하는 입력단의 블록선도이다.
제8도는 일반목적 분배기의 블록선도이다.
제9도는 대칭의 형태로 청취자에게 신호를 인도하기 위하여 작동되는 출력변환기의 뒷부분이 개구인 배열을 도시한다.
제10도는 본 발명의 바람직한 실시예에서 사용되는 선형 증폭기 및 디지틀증폭기의 블록선도이다.
제11도는 ONSQ단이 제5도에 도시된 것과 유사한 장치에 인용될 수 있는 포인트를 도시하는 블록선도이다.
제12도는 선형 및 비선형 보상이 제1도에 도시된 것과 유사한 장치에 인용될 수 있는 블록선도이다.
제13도는 선형 및 비선형 보상이 다중입력장치에 인용될 수 있는 블록선도이다.
제14도는 통상의 제어와 입력단을 가진 수개의 배열의 상호연결을 도시한다.
제15도는 본 발명의 첫번째 특징에 따른 분배기이다.
제16A도 내지 제16D도는 본 발명의 첫번째 특징의 장치를 사용하여 얻어질 수 있는 음장의 네가지 형태를 도시한다.
제17도는 확성기에 의하여 신호출력을 선택적으로 0으로 하기 위한 장치를 도시한다.
제18도는 출력변환기의 배열에 의하여 신호출력을 선택적으로 0으로 하기위한 장치를 도시한다.
제19도는 선택적인 영점화를 수행하기 위한 장치의 블록선도이다.
제20도는 하울링을 감소시키기 위하여 마이크에 영점을 맞추는 것을 도시한다.
제21도는 서라운드 신호효과를 얻기위하여 출력변환기 및 반사/공진스크린의 배열의 계획도이다.
제22도는 3각측량을 이용한 입력변환기의 위치를 지정하기 위한 장치를 도시한다.
제23도는 평면도에서 음장에 대한 바람의 효과 및 이 효과를 줄이기 위한 장치를 도시한다.
제24도는 평면도에서 입력영점을 O점에 위치되도록 하는 세개의 입력변환기의 배열을 도시한다.
제25A도 내지 제25F도는 어떻게 O에서 발생한 신호가 덜 중량을 받는지를 설명하는 시간-선 선도이다.
제26A도 내지 제26F도는 어떻게 X에서 발생한 신호가 입력 영점화에 의하여 간과될 수 있을 정도로 영향받는지를 설명하는 시간-선 선도이다.
제27도는 어떻게 테스트신호 발생 및 분석이 제5도에 도시된 것과 유사한 장치에 통합될 수 있는지를 보여주는 블록선도이다.
제28도는 출력신호로 테스트신호를 삽입하는 두가지 방법을 보여주는 블록선도이다.
제29도는 다른방법으로 다른주파수를 성형할 수 있는 장치를 보여주는 블록선도이다.
제30도는 촛점의 시각화를 허용하는 장치의 평면도이다.
제31도는 잘림 또는 왜곡을 피하기 위하여 두 입력신호를 한정하기 위한 장치의 블록선도이다.
제32도는 오디오 신호와 관련된 음장 성형정보를 추출할 수 있는 장치를 복원장치의 블록선도이다.
본 발명의 첫번째 특징은 음장(sound field)을 형상지을 수 있게 되는 것이 요망된다는 과제에 접근한다.
첫번째 특징에 따라, 신호로부터 유도된 음파들을 출력 변환기들의 어레이를사용하여 지향시키는 방법으로서,
각각의 출력 변환기에 관련하여 신호의 지연된 복제물을 얻되, 상기 신호로부터 유도된 음파들을 어떤 방향으로 지향시키기 위해서, 이 지연된 복제물은 각각의 변환기의 어레이 내의 위치 및 지향시킬 주어진 방향에 따라 선택되는 각각의 지연으로 지연된 것인 단계와;
지연된 복제물들을 각각의 출력 변환기들로 발송하는 단계를 포함하여 구성되는, 신호로부터 유도된 음파들을 출력 변환기들의 어레이를 사용하여 지향시키는 방법이 제공된다.
또한 본 발명의 첫번째 특징에 따라, 출력 변환기들의 어레이를 사용하여 모의 음원을 갖는 음장을 생성하는 방법으로서,
각각의 출력 변환기에 관련하여 입력 신호의 지연된 복제물을 얻되, 상기 모의 음원에서부터 실질적으로 시작되는 것으로 보이는 음장을 생성하기 위해서, 이 지연된 복제물은 각각의 변환기의 어레이 내의 위치 및 모의 음원의 위치에 따라 선택되는 단계와;
지연된 복제물들을 각각의 출력 변환기들로 발송하는 단계를 포함하여 구성되는, 출력 변환기들의 어레이를 사용하여 모의 음원을 갖는 음장을 생성하는 방법이 제공된다.
추가적으로, 본 발명의 첫번째 특징에 따라,
출력 변환기들의 어레이와;
각각의 출력 변환기에 관련하여 신호의 지연된 복제물을 얻되, 상기 신호로부터 유도된 음파들을 실질적으로 어떤 방향으로 지향시키기 위해서, 이 지연된 복제물이 각각의 변환기의 어레이 내의 위치 및 지향시킬 주어진 방향에 따라 선택되는 각각의 지연으로 지연된 것이도록 하는 복제 및 지연 수단과;
지연된 복제물들을 각각의 출력 변환기들로 발송하는 수단을 포함하여 구성되는 음파 지향 장치가 제공된다.
나아가, 본 발명의 첫번째 특징에 따라, 모의 음원을 갖는 음장을 생성하기 위한 장치로서,
출력 변환기들의 어레이와;
각각의 출력 변환기에 관련하여 입력 신호의 지연된 복제물을 얻되, 상기 모의 음원에서부터 실질적으로 시작되는 것으로 보이는 음장을 생성하기 위해서, 이 지연된 복제물은 각각의 변환기의 어레이 내의 위치 및 모의 음원의 위치에 따라 선택된 것이도록 하는 복제 및 지연 수단과;
지연된 복제물들을 각각의 출력 변환기들로 발송하는 수단을 포함하여 구성되는, 모의 음원을 갖는 음장을 생성하는 장치가 제공된다.
그리하여, 음장을 효과적인 방식으로 형상지을 수 있는 방법 및 장치가 제공되게 된다.
본 발명의 두번째 특징은 어떤 특정한 방향에서 음파를 상쇄할 수 있는 것이 종종 요망된다는 과제에 접근한다. 이 특징은 정해진 위치에서 음파를 상쇄하기 위한 변환기 어레이의 사용에 관한 것이다.
본 발명의 두번째 특징에 따라, 신호로부터 유도된 음파를 출력 변환기들의어레이를 사용하여 영 위치(null position)에서 상쇄시키는 방법으로서,
각각의 출력 변환기에 관련하여 상쇄될 신호의 지연된 복제물을 얻되, 이 지연된 복제물은 각각의 변환기의 어레이 내의 위치 및 영 위치에 따라 선택되는 각각의 지연으로 지연된 것인 단계와;
상기 지연된 신호 각각을 스케일링(scaling)하고 인버팅(inverting)하는 단계와;
상기 영 위치에서의 음장을 적어도 부분적으로 상쇄시키기 위해, 스케일링되고 인버팅된 지연된 신호들을 각각의 출력 변환기로 발송하는 단계를 포함하여 구성되는, 신호로부터 유도된 음파를 출력 변환기들의 어레이를 사용하여 영 위치에서 상쇄시키는 방법이 제공된다.
추가적으로, 본 발명의 두번째 특징에 따라, 영 위치에서 음파를 상쇄시키기 위한 장치로서,
출력 변환기들의 어레이와;
각각의 출력 변환기와 관련하여 상쇄될 신호의 지연된 복제물을 얻되, 이 지연된 복제물은 각각의 변환기의 어레이 내의 위치와 영 위치에 따라서 선택된 각각의 지연으로 지연된 것이도록 하는 복제 및 지연 수단과;
복제된 신호들 각각을 스케일링하고 인버팅하기 위한 스케일러 수단 및 인버터 수단과;
상기 영 위치에서 음장을 적어도 부분적으로 상쇄시키기 위해, 스케일링되고 인버팅된 지연된 신호들을 각각의 출력 변환기로 발송하기 위한 수단을 포함하여구성되는, 영 위치에서 음파를 상쇄시키기 위한 장치가 제공된다.
본 발명의 이 특징은 음파가 효과적으로 상쇄되도록 허용한다.
본 발명의 세번째 특징은 종래의 스테레오 내지 서라운드 음향 장치들이 많은 와이어들과 스피커 유닛들을 가졌고 그에 따라 설치 시간이 길었다는 문제점에 접근한다. 따라서 이 특징은 종래의 스테레오 및 서라운드 음향 시스템에 관련된 와이어 연결 및 분리된 스피커들이 없이 진짜 스테레오 또는 서라운드 음장을 생성하는 것과 관련된다.
따라서, 본 발명의 세번째 특징은, 각각의 채널들을 나타내는 복수개의 입력 신호들이 공간상의 서로 다른 각각의 위치에서 나오는 것처럼 보이도록 하는 방법이 제공되며 이 방법은,
상기 공간상의 각각의 위치에 음향 반사 또는 공명 표면을 제공하는 단계와;
상기 공간상의 위치들로부터 원위에 출력 변환기들의 어레이를 제공하는 단계와;
상기 출력 변환기들의 어레이를 사용하여, 각각의 채널의 음파를 상기 공간상의 각각의 위치쪽으로 지향시켜 상기 음파들이 상기 반사 또는 공명 표면에 의해 재전송되도록 하는 단계를 포함하여 구성되고,
상기 지향시키는 단계는:
각각의 변환기에 관련하여 각각의 입력 신호의 지연된 복제물을 얻되, 채널의 음파가 그 채널에 관련된 공간상의 위치쪽으로 지향되도록, 이 지연된 복제물은 각각의 출력 변환기의 어레이 내의 위치 및 상기 공간상의 각각의 위치에 따라 선택되는 각각의 지연으로 지연되는 것인 단계와;
각각의 변환기에 관련하여 각각의 입력 신호들의 각각의 지연된 복제물들을 합하여 출력 신호를 생성하는 단계와;
출력 신호들을 각각의 출력 변환기에 발송하는 단계를 포함하여 이루어진다.
추가적으로, 본 발명의 세번째 특징에 따라, 각각의 채널들을 나타내는 복수개의 입력 신호들이 공간상의 서로 다른 각각의 위치에서 나오는 것처럼 보이게 하기 위한 장치로서, 이 장치는
상기 공간상의 각각의 위치에 있는 음향 반사 또는 공명 표면과;
상기 공간상의 위치들로부터 원위에 위치한 출력 변환기들의 어레이와;
상기 출력 변환기들의 어레이를 사용하여, 각각의 채널의 음파를 상기 공간상의 각각의 위치쪽으로 지향시켜 상기 음파들이 상기 반사 또는 공명 표면에 의해 재전송되도록 하는 지향시키기 위한 컨트롤러를 포함하여 구성되고,
상기 컨트롤러는:
각각의 변환기에 관련하여 각각의 입력 신호의 지연된 복제물을 얻되, 채널의 음파가 그 채널에 관련된 공간상의 위치쪽으로 지향되도록, 이 지연된 복제물은 각각의 출력 변환기의 어레이 내의 위치 및 상기 공간상의 각각의 위치에 따라 선택되는 각각의 지연으로 지연되는 것이도록 하게 하는 복제 및 지연 수단과;
각각의 변환기에 관련하여 각각의 입력 신호들의 각각의 지연된 복제물들을 합하여 출력 신호를 생성하게 하는 가산기 수단(adder means)과;
채널 음파들이 그 입력 신호에 관련된 공간상의 위치쪽으로 지향되도록, 출력 신호들을 각각의 출력 변환기에 발송하는 수단을 포함하여 구성된다.
본 발명의 네번째 특징은 어떤 특수한 효과가 얻어질 수 있도록 하기 위해서는 변환기가 어디에 위치되는가를 정확히 아는 것이 유용할 수 있다는 과제에 접근한다.
본 발명의 네번째 특징에 따라 출력 변환기들의 어레이 근방에서의 입력 변환기 위치 검출 방법이 제공되는데, 이 방법은,
상기 어레이의 세 개 이상의 출력 변환기들로부터 각각의 구별 가능한 음향 테스트 신호(sonic test signals)를 출력하는 단계와;
상기 테스트 신호들 각각을 상기 입력 변환기에서 수신하는 단계와;
각각의 테스트 신호의 출력과 그것의 입력 변환기에서의 수신 사이의 시간을 검출하는 단계와;
상기 검출된 시간들을 사용하여 삼각 측량술(triangulation)에 의해 상기 입력 변환기의 외견상 위치(apparent position)를 계산하는 단계를 포함하여 구성된다.
추가적으로 본 발명의 네번째 단계에 따라, 입력 변환기들의 어레이 근방에 위치한 출력 변환기의 위치를 검출하는 방법이 제공되는데, 이 방법은,
상기 출력 변환기로부터 음향 테스트 신호를 출력하는 단계와;
상기 테스트 신호를 상기 어레이의 셋 이상의 입력 변환기들에서 수신하는 단계와;
상기 테스트 신호의 출력과 상기 각각의 입력 변환기에서의 수신 사이의 시간을 검출하는 단계와;
상기 검출된 시간을 사용하여 삼각 측량술에 의해 상기 출력 변환기의 외견상의 위치를 계산하는 단계를 포함하여 구성된다.
또한 본 발명의 네번째 특징에 따라 출력 변환기들의 어레이 근방에 위치한 입력 변환기의 위치를 검출하도록 작동가능한 장치가 제공되는데, 이 장치는,
출력 변환기들의 어레이와;
하나의 입력 변환기와;
상기 출력 변환기들의 어레이 및 상기 입력 변환기에 연결된 것으로서, 삼각 측량술에 의해 상기 입력 변환기의 위치를 계산하기 위해서 각각의 구별되는 음향 테스트 신호들을 상기 출력 변환기들 중 셋 이상으로 발송하고, 각각의 신호의 출력과 입력 변환기에서의 그 신호의 수신 사이의 시간을 검출하도록 하는 컨트롤러를 포함하여 구성된다.
추가적으로, 본 발명의 네번째 특징에 따라 입력 변환기들의 근방에 위치된 출력 변환기의 위치를 검출하도록 작동가능한 장치가 제공되는데, 이 장치는,
입력 변환기들의 어레이와;
하나의 출력 변환기와;
상기 입력 변환기들의 어레이 및 상기 출력 변환기에 연결된 것으로서, 삼각 측량술에 의해 상기 출력 변환기의 위치를 계산하기 위해서 음향 테스트 신호를 상기 출력 변환기로 발송하고, 상기 신호의 출력과 셋 이상의 상기 입력 변환기에서의 그 신호의 수신 사이의 시간을 검출하도록 하는 컨트롤러를 포함하여 구성된다.
따라서, 이러한 특징은 스피커들의 어레이 근방의 마이크로폰의 위치 혹은 마이크로폰들의 어레이 근방의 스피커의 위치 파악(location of the position)을 허용한다. 이러한 위치 파악 기능은 음향 지향 및 영 위치화 기능과 유용하게 결합될 수 있다.
본 발명의 다섯번째 특징은 하나의 입력 신호만의 단일의 주파수 대역에 관해서 음장을 형상짓는 것에 관련된다.
본 발명의 다섯번째 특징에 따라, 출력 변환기들의 어레이를 사용하여 음파를 전송하는 방법이 제공되는데, 이 방법은,
입력 신호를 둘 이상의 주파수 대역들로 주파수 분할하는 단계와;
상기 출력 변환기들의 어레이의 각각의 출력 변환기에 관하여, 입력 신호의 제 1 대역의 지연된 복제물을 얻되, 상기 입력 신호의 제 1 대역으로부터 유도된 음장이 원하는 방식으로 형상지어 지도록 하기 위해, 어레이 내의 각각의 출력 변환기의 위치에 따라 선택된 각각의 지연만큼 지연된 복제물을 얻는 단계와;
각각의 출력 변환기에 관하여, 입력 신호의 제 2 대역의 복제물을 얻는 단계와;
상기 제 1 및 제 2 대역들의 각각의 복제물들을 합하여 각각의 변환기에 관한 각각의 출력 신호들을 생성하는 단계와;
상기 출력 신호들을 각각의 변환기들로 발송하는 단계를 포함하여 구성된다.
추가적으로, 본 발명의 다섯번째 특징에 따라 출력 변환기들의 어레이를 사용하여 음파를 전송하는 방법이 제공되는데, 이 방법은,
입력 신호를 둘 이상의 주파수 대역들로 주파수 분할하는 단계와;
상기 출력 변환기들의 어레이의 각각의 출력 변환기에 관하여, 입력 신호의 제 1 대역의 지연된 복제물을 얻되, 어레이 내의 각각의 출력 변환기의 위치 및 제 1 선택 방향에 따라 선택된 각각의 지연만큼 지연된 복제물을 얻는 단계와;
상기 입력 신호의 상기 지연된 복제물들을 스케일링하고 인버팅하는 단계와;
각각의 출력 변환기에 관하여, 입력 신호의 제 2 대역의 복제물을 얻는 단계와;
상기 제 1 및 제 2 대역들의 각각의 복제물들을 합하여 각각의 변환기에 관한 각각의 출력 신호들을 생성하는 단계와;
상기 입력 신호의 제 1 대역으로부터 유도된 음파가 특정한 방향에서 적어도 부분적으로 상쇄되도록 상기 출력 신호들을 각각의 변환기들로 발송하는 단계를 포함하여 구성된다.
또한 본 발명의 다섯번째 특징에 따르면 음파 전송 장치가 제공되는데, 이 장치는,
출력 변환기들의 어레이와;
입력 신호를 둘 이상의 주파수 대역들로 나누기 위한 주파수 분할기(frequency divider)와;
상기 출력 변환기들의 어레이의 각각의 출력 변환기에 관련하여, 각각의 출력 변환기의 어레이 내의 위치에 따라 선택된 각각의 지연만큼 지연된 입력 신호의 제 1 대역의 지연된 복제물을 얻기 위한 복제 및 지연 수단과;
상기 복제 및 지연 수단은 추가적으로, 각각의 출력 변환기에 관하여, 입력 신호의 제 2 대역의 복제물을 얻도록 구성되어 있으며;
상기 제 1 및 제 2 대역들의 각각의 복제물들을 합하여 각각의 변환기에 관한 출력 신호들을 생성하는 가산기 수단과;
각각의 변환기들로 상기 출력 신호들을 발송하기 위한 수단을 포함하여 구성된다.
추가적으로, 본 발명의 다섯번째 특징에 따라 음파 전송 장치가 제공되는데, 이 장치는,
출력 변압기들의 어레이와;
입력 신호를 둘 이상의 주파수 대역으로 주파수 분할하기 위한 주파수 분할기와;
상기 출력 변환기들의 어레이의 각각의 출력 변환기에 관하여, 각각의 출력 변환기의 어레이 내의 위치와 제 1 선택 방향에 따라 선택된 각각의 지연만큼 지연된 입력 신호의 제 1 대역의 지연된 복제물을 얻기 위한 복제 및 지연 수단과;
상기 입력 신호의 상기 제 1 대역의 지연된 복제물들을 스케일링하고 인버팅하기 위한 스케일러 수단 및 인버터 수단과;
상기 복제 및 지연 수단은 추가적으로, 각각의 출력 변환기에 관하여, 입력 신호의 제 2 대역의 복제물을 얻도록 구성되고;
상기 제 1 및 제 2 대역들의 각각의 복제물들을 합하여 각각의 변환기에 관하여 출력 신호들을 생성하기 위한 가산기와;
상기 입력 신호의 제 1 대역으로부터 유도된 음파가 특정한 방향에서 적어도 부분적으로 상쇄되도록 각각의 변환기로 상기 출력 신호들을 발송하는 수단을 포함하여 구성된다.
위에 기술된 주파수 분할(splitting)은 영화(nulling)시에 특히 유용한데, 왜냐하면 과도한 영역에 걸쳐 상쇄를 야기할 수 있기 때문에 저 주파수들에 관해서는 반대 빔(anti-beams)을 전송하지 않는 것이 바람직하기 때문이다.
본 발명의 여섯번째 특징은, 오퍼레이터가 음파가 어디에 집중되는지 위치를 파악하는데 어려움을 겪을 수 있고 그리하여 시스템을 배치하는데 어려움을 겪을 수 있다는 문제점에 접근한다.
본 발명의 여섯번째 특징에 따라, 음향 집속 위치(position of focus of sound)를 나타내는 방법이 제공되는데, 이 방법은,
분리된 소스들로부터 제 1 방향으로 제 1 광빔을 그리고 제 2 방향으로 제 2 광빔을 비추어 빔들이 공간상의 제 1 위치에서 교차하도록 하는 단계와;
제 1 입력 신호로부터 유도된 제 1 음파를 상기 공간 상의 제 1 위치에 집중시키는 단계를 포함하여 구성된다.
추가적으로, 본 발명의 여섯번째 특징에 따라, 사용자가 어디에 음파가 집중될지를 선택하도록 허용하기 위한 장치가 제공되는데, 이 장치는,
제 1 입력 신호와 상기 제 1 입력 신호로부터 유도된 출력 음파를 수신하도록 구성된 하나 이상의 출력 변환기와;
선택 가능한 제 1 방향으로 제 1 광빔을 비추기 위한 제 1 광원과;
선택 가능한 제 2 방향으로 제 2 광빔을 비추기 위한 제 2 광원과;
상기 출력 변환기와 상기 제 1 및 제 2 광원에 연결되는 것으로, 사용자의 선택에 응답하여 상기 제 1 및 제 2 방향을 제어하고, 상기 제 1 입력 신호로부터 유도된 음파가 상기 광빔들이 교차하는 공간상의 제 1 위치에 집중되도록 상기 하나 이상의 출력 변환기를 제어하는 컨트롤러를 포함하여 구성된다.
본 발명의 여섯번째 특징은 신호가 집중되는 곳을 나타내기 위해서 볼 수 있는 광빔을 사용하는 것을 허용한다. 이는 원하는 효과를 얻기 위해서 시스템을 배치할 때에 특히 유용하다.
본 발명의 일곱번째 특징은 하나 이상의 입력 신호들이 하나의 출력 변환기로 발송되는 경우에 신호들이 잘라지거나 왜곡될 수 있다는(can be clipped or distorted) 문제점에 접근한다.
본 발명의 일곱번째 특징에 따라, 제 1 및 제 2 신호로부터 발생된 하나 이상의 출력 신호를 제한하는 방법이 제공되는데, 이 방법은,
상기 제 1 신호를 윈도우잉하여(windowing) 상기 제 1 신호의 연속된 샘플들(consecutive samples)로 구성되는 제 1 윈도우화 부분을 생성하는 단계와;
상기 제 1 신호의 상기 윈도우화 부분 내의 최대 샘플의 크기를 결정하는 단계와;
사기 제 2 신호를 윈도우잉하여 제 2 신호의 연속된 샘플들로 구성되는 제 2 윈도우화 부분을 생성하는 단계와;
상기 제 2 신호의 상기 윈도우화 부분내의 최대 샘플의 크기를 결정하는 단계와;
상기 제 1 및 제 2 윈도우화 부분들로부터의 상기 최대 샘플들을 함께 더하여 제 1 제어 신호를 얻는 단계와;
상기 제어 신호의 크기에 따라 상기 제 1 및 제 2 신호들의 크기를 감쇄시키는 단계와;
상기 제 1 및 제 2 신호로부터 상기 하나 이상의 출력 신호를 발생시키는 단계를 포함하여 구성된다.
추가적으로, 본 발명의 일곱번째 특징에 따라 신호 제한 장치가 제공되는데, 이 장치는,
제 1 신호의 일련의 연속된 샘플들을 저장하기 위한 제 1 버퍼와;
제 2 신호의 일련의 연속된 샘플들을 저장하기 위한 제 2 버퍼와;
각각의 샘플링 클럭 주기에서 각각의 버퍼에 저장된 최대값을 결정하기 위한 분석 수단(analysing means)과;
제어 신호를 얻기 위해서 상기 최대값들을 합하기 위한 가산기와;
상기 제어 신호에 따른 양만큼 상기 제 1 및 제 2 신호 각각을 감쇄시키기 위한 감쇄기와;
상기 제 1 및 제 2 신호로부터 출력 신호를 발생시키는 수단을 포함하여 구성된다.
그러므로, 본 발명의 일곱번째 특징은 입력 신호들이 단순하고 효과적인 방식으로 적절히 스케일링되어 어떠한 잘림이나 왜곡도 없도록 한다.
본 발명의 여덟번째 특징은 어레이의 출력 변환기들이 고장나서 바람직하지 못한 빔 조향 효과를 야기할 수 있다는 문제점에 접근한다. 이 특징은 따라서 어레이 내의 고장난 출력 변환기의 검출 및 고장난 어레이의 영향의 완화에 관련된다.
본 발명의 여덟번째 특징에 따라, 출력 변환기 어레이 내의 고장난 변환기들을 검출하는 방법이 제공되는데, 이 방법은,
어레이 내의 각각의 출력 변환기에 테스트 신호를 발송하는 단계와;
상기 출력 변환기들의 어레이 근방에서의 한 입력 변환기에서 얻어진 신호를 분석하여 각각의 변환기가 고장났는지 여부를 결정하는 단계를 포함하여 구성된다.
본 발명의 아홉번째 특징은 빔들이 어디로 조향될 지 혹은 음향이 어디에서 나오는 것처럼 보일지를 선택하기 위해서 오퍼레이터가 요구된다는 문제점에 접근한다.
본 발명의 아홉번째 특징에 따라, 오디오 신호를 재생하는 방법이 제공되는데, 이 방법은,
상기 오디오 신호에 관련된 정보 신호를 디코딩하는 단계와;
상기 디코딩 단계에서 디코딩된 정보 신호에 따라 상기 오디오 신호를 처리하는 단계와;
상기 처리된 오디오 신호를 재생하는 단계를 포함하여 구성된다.
또한, 본 발명의 아홉번째 특징에 따라 제공되는 방법은,
오디오 신호로 구성되는 음장이 재생시 어떻게 성형되어야 하는 가에 대해 결정하는 단계와;
상기 결정의 결과에 따라 상기 정보 신호를 코딩하는 단계를 포함하여 이루어진다.
추가적으로, 본 발명의 아홉번째 특징에 따라, 오디오 신호를 재생하기 위한 장치가 제공되는데, 이 장치는,
오디오 신호를 입력하기 위한 입력 터미널과;
정보 신호를 입력하기 위한 입력 터미널과;
정보 신호를 디코딩하는 수단과;
출력 변환기들의 어레이의 가각의 출력 변환기에 관련하여, 디코딩된 정보 신호에 따라 그리고 각각의 출력 변환기의 어레이 내의 위치에 따라 선택되는 각각의 지연만큼 지연된, 입력 신호의 지연된 복제물을 얻도록 구성되는 복제 및 지연 수단과;
상기 정보 신호에 따른 음장이 성취되도록 상기 지연된 복제물 오디오 신호 각각을 각각의 출력 변환기들로 발송하는 수단을 포함하여 구성된다.
추가적으로, 본 발명의 아홉번째 특징에 따라 다음으로 구성되는 디코더가 제공된다:
종래의 출력 변환기 드라이버와 인터페이싱하기 위한 수단과;
복수개의 오디오 신호들 및 복수개의 관련된 정보 신호들을 수신하기 위한 수단과;
상기 정보 신호를 디코딩하고 그 디코딩 결과를 사용하여, 종래의 출력 변환기를 써서 바라는 효과가 달성되도록, 상기 오디오 신호들을 상기 출력 변환기 드라이버로 발송하는 수단을 포함하여 구성된다.
따라서, 이러한 특징은 음장 형상 정보가 기록되도록 허용함과 아울러 종래의 재생 장치와의 호환성을 허용하도록, 출력 변환기들의 어레이로 재생되게 오디오 신호들을 저장하는 유리한 방식에 관련된다. 그러므로, (예를 들어 극장에서) 신호가 재생될 때 마다 음장을 형상짓기 위해 오퍼레이터가 요구되지 않는다.
본 발명의 열번째 특징은 어쩌면 서로 모순될 수도 있는 몇 가지의 제약조건들이 주어진 상황에서 음장을 설계하는 것이 어려울 수 있다는 문제점에 접근한다. 따라서, 이 특징은 변환기들의 어레이에 의해서 출력되는 음장의 설계에 관련된다. 특히 이 특징은 주어진 우선순위에 따라서 요망되는 음향 효과를 달성하기 위해 적절한 지연량 및 필터 계수들을 선택하는 것에 관련된다.
본 발명의 열번째 특징에 따라, 출력 변환기들의 어레이에 의해 생성되기를 원하는 음장을 설계하는 방법이 제공되는데, 이 방법은,
실질적으로 균등한 커버리지(coverage)가 요구되는 영역을 식별하는 단계와;
특정한 주파수 대역에서 최소의 커버리지가 요구되는 영역을 식별하는 단계와;
상기 식별들에 중요성의 순서로 순서를 매기는 단계와;
제 2 우선순위를 성취하고자 시도할 때 제 1 우선순위의 성취에 손상을 가해도 되는 양을 식별하는 단계와;
상기 출력 변환기의 어레이의 각각의 출력 변환기에 관련하여, 각각의 출력 변환기로 발송되는 입력 신호를 필터링하는데 사용될 계수들을 선택하되, 방향성을갖는 음장이 얻어지고 그 음장은 제 1 우선순위가 실용적인 제한들(constraints)하에서 성취되고 제 2 우선순위의 실용적인 성취가 제 1 우선순위의 성취를 단지 식별된 양만큼만 손상을 가한 것이 되도록 계수들을 선택하는 단계를 포함하여 이루어진다.
일반적으로, 본 발명은 바람직하게는 완전히 디지털의 조향 가능한 음향 페이즈드 어레이 안테나(디지털 페이즈드 어레이 안테나, DPAA) 시스템에 적용될 수 있는 것인데, 상기 음향 페이즈드 어레이 안테나는, 이차원적 어레이로 배열되고 각각이 입력 신호 분배기(input signal Distributor)를 경유하여 동일한 디지털 신호 입력에 연결되는 복수개의 공간적으로 분포된 음파 전자음향 변환기(sonic electroacoustic transducer)(SET)들로 구성되고, 상기 입력 신호 분배기는, 원하는 방향 효과를 달성하기 위해, 각각의 SET로 입력 신호를 피딩하기에 앞서 입력 신호를 수정한다.
여기에 내재하는 다양한 가능성들과, 실제로 선호되는 유형들이 이하에서 보여질 것이다.
SET들은 공간상에 랜덤하게 배치되기 보다는 바람직하게는 평면 또는 곡면(이하 면이라 통칭하기도 함)에 배치된다. 그러나, 그들은 또한, 하나가 다른 것의 뒤쪽에 위치하는 식으로 둘 이상의 근접하게 이격된 평행한 평면 또는 곡면들인, 둘 이상의 인접한 서브 어레이들의 이차원적 스택의 형태일 수 있다.
면 내에서 어레이를 만드는 SET들은 바람직하게는 근접하게 이격되어 있고, 이상적으로는 전체 안테나 구경(antenna aperture)을 완전히 채운다. 이는 실제의원형 조각(section) SET들로는 실현성이 없으나 삼각형, 사각형 또는 육각형 조각 SET들로는, 혹은 평면에 타일 형태로 부착되는 임의 형태의 조각들로는 달성될 수도 있다. SET 조각들이 평면을 덮지 않는 곳에서도, 하나 이상의 추가적인 SET들의 면이 다른 면의 뒤에 장착되고 뒤쪽 어레이 내의 SET들이 앞쪽 어레이(들)의 빈 곳들 사이로 방사하도록 된, 어레이들의 3차원적인 스택의 형태로 어레이를 제작하는 것에 의해서 상기의 채워진 구경에 근접한 근사가 달성될 수도 있다.
SET들은 바람직하게는 유사하며, 이상적으로는 동일하다. 그것들은, 물론 음파 즉, 오디오 장치이며, 가장 바람직하게는 20 Hz 혹은 그 이하 만큼이나 낮은 주파수에서 20 KHz 혹은 그 이상 만큼이나 높은 주파수에 이르는 전체 오디오 대역을 균일하게 커버할 수 있다. 또 다르게는, 서로가 다른 음향 능력들을 갖지만 함께 하는 경우에는 요구되는 전체 영역을 커버할 수 있는 SET들이 사용될 수도 있다. 따라서, 각각의 SET들은 커버하지 못하지만 다른 SET들의 그룹들이 함께하여서 전체 오디오 대역을 커버하도록 되는 복합 SET(composite SET, CSET)를 이루도록 다수개의 다른 SET들이 물리적으로 함께 그룹지어질 수 있다. 추가적인 변형예로서, 부분적인 오디오 대역 커버리지가 가능한 SET들이 그룹지어지는 대신에 어레이 전체에 걸쳐 충분한 편차(variation)로 산재되어 있어 어레이 전체로는 완전한 또는 보다 완전한 오디오 대역 커버리지를 갖도록 될 수도 있다.
CSET의 또 다른 방사패턴는 동일한 신호에 의해 구동되는 몇 개의(전형적으로는 두 개의) 동일한 변환기들을 가진다. 이는 요구되는 신호 처리 및 구동 전자공학의 복잡성을 감소시키면서도 대규모 DPAA의 이점 중 다수를 유지하도록 한다.CSET의 위치가 이후에 언급되는 경우에, 이 위치는 CSET 전체의 중심의 위치, 즉 CSET를 구성하는 각각의 SET들 전체의 질량중심의 위치를 의미한다.
면 내에서 SET들 내지 CSET(이하 이들 둘을 단지 SET들(SETs)로 표기함)의 배치-즉, 어레이의 전체 레이아웃 및 구조와 각각의 변환기들이 배치된 방식-는 바람직하게는 규칙적이고, 그들의 면에 대한 분포는 바람직하게는 대칭적이다. 그러므로, SET들은 가장 바람직하게는 삼각형, 사각형 또는 육각형의 격자로 배치되어 있다. 격자의 유형 및 방향성은 사이드 로브(side-lobes)의 배치 및 방향을 제어하기 위해 선택될 수 있다.
필수적인 것은 아니지만, 각각의 SET는 그것이 효과적으로 방사하거나 수신할 수 있는 모든 음파 파장들에서 적어도 반구내에서 무지향성 입력/출력 특성을 갖는 것이 바람직하다.
각각의 출력 SET는 음향 방사 장치의 임의의 편리한 또는 요망되는 형태(예를 들어 종래의 스피커)를 취할 수 있고, 그들 모두가 동일한 것이 바람직하지만 다를 수도 있다. 스피커들은 피스톤식 음향 방사기(변환기 다이어프램이 피스톤에 의해 움직이는)로 알려진 유형의 것일 수 있으며, 그 경우에는 각각의 SET들의 피스톤-방사기의 최대 반경 크기(예를 들어, 원형 SET들을 위한 유효 피스톤 직경)은 가능한한 작은 것이 바람직하고, 이상적으로는 오디오 대역에서의 최고 주파수의 음향 파장만큼 작거나 그것 보다도 작다(예를 들어 공기에서 20 KHz의 음파는 대략 17mm의 파장을 가지므로, 원형 피스톤식 변환기에 대해서 대략 17mm의 최대 직경이 바람직하다).
어레이 면에서의 각각의 SET들 어레이의 전체 치수는, 어레이의 극성 방사 패턴(polar radiation pattern)에 현저히 영향을 미치도록 의도된 최저 주파수의 공기에서의 음향 파장만큼 크거나 그것 보다도 크도록 선택되는 것이 매우 바람직하다. 그러므로, 300Hz 만큼이나 낮은 주파수들을 빔잉하거나(beam) 조향할 수 있도록 되는 것이 요망되는 경우에, 조향 또는 빔잉(beaming)이 요구되는 각각의 평면에 수직 방향으로의 어레이 크기는 적어도 CS/300 ≒ 1.1 미터(여기서 CS는 음향의 속도)여야 한다.
본 발명은 완전히 디지털 조향 가능한 음파/가청 음향 페이즈드 어레이 안테나 시스템에 적용 가능하며, 실제의 변환기들은 아날로그 신호에 의해 구동될 수 있지만 디지털 파워 앰프에 의해서 구동되는 것이 가장 바람직하다. 전형적인 디지털 파워 앰프는 다음의 것들을 포함하여 구성된다: PCM 신호 입력; 클럭 입력(또는 입력 PCM 신호로부터 클럭을 유도하는 수단); 내부적으로 발생되거나 입력 클럭 또는 추가적인 출력 클럭 입력으로부터 유도되는 출력 클럭; 그리고 디지털(PCM) 신호이거나 아날로그 신호(후자의 경우에는 이 아날로그 신호는 또한 앰프 출력을 위한 파워를 제공할 수 있음)일 수 있는 선택적인 출력 레벨 입력.
디지털 파워 앰프의 하나의 특징은, 임의의 선택적인 아날로그 출력 필터링 전에는, 그것의 출력이 이산된 값을 갖고 계단적으로 연속이며, 출력 클럭 주기에 매치하는 간격들에서만 레벨을 변경할 수 있다는 것이다. 그 이산된 출력값들은 선택적인 출력 레벨 입력이 제공되는 경우 그것에 의해서 제어된다. PWM-기초한 디지털 앰프의 경우에는, 입력 샘플 주기의 임의의 정수배에 걸친 출력 신호의 평균값이 입력 신호를 대표한다. 다른 디지털 앰프의 경우에는, 출력 신호들의 평균값은 입력 샘플 주기보다 큰 주기들에 걸친 입력 신호의 평균값쪽으로 가는 경향이 있다. 디지털 파워 앰프의 바람직한 형태로는 바이폴라 펄스폭 변조기, 그리고 1 비트 바이너리 변조기가 포함된다.
디지털 파워 앰프를 사용하면 대부분의 소위 "디지털" 시스템에서 발견되는 보다 통상적인 요구, 즉 디지털 아날로그 컨버터(DAC)를 제공해야 하고 각각의 변환기 구동 채널에 대해 선형 파워 앰프를 제공해야 한다는 요구를 피할 수 있고, 그러므로 파워 구동 효율이 매우 높아질 수 있다. 나아가, 대부분의 이동 코일 음향 변환기들은 내재적으로 유도성(inductive)이고, 로우 패스 필터(low pass filter)로서 꽤 효율적으로 기계적으로 작용하므로, 디지털 구동 회로와 SET들 사이에 복잡한 로우 패스 필터링을 제공할 필요가 없을 수도 있다. 달리 말해서, SET들은 디지털 신호들로 직접 구동될 수 있다.
DPAA는 하나 이상의 디지털 입력 터미널들(digital input terminals) (Inputs)(입력들)을 갖는다. 하나 이상의 입력 터니널이 존재하는 경우에는, 각각의 입력 신호를 각각의 SET들로 발송하기 위한 수단을 제공할 필요가 있다.
이는 각각의 입력들을 하나 이상의 입력 신호 분배기를 경유하여 각각의 SET들로 연결함에 의해서 이루어질 수 있다. 가장 단순하게는, 입력 신호가 단일의 분배기로 피딩되고, 그 단일의 분배기는 각각의 SET들로의 별도의 출력을 구비한다(그리고 그것이 출력한 신호는, 요망되는 목표를 달성하기 위해서, 이하에서 논의되는 바와 같이 수정된다). 또 다르게는, 수개의 유사한 분배기들이 존재하여, 그 각각이 입력 신호 혹은 그 일부 또는 별도의 입력 신호들을 취하며, 그 후 각각은 각각의 SET들에 별도의 출력을 제공한다(그리고 각각의 경우에 그것이 출력하는 신호는, 원하는 목표를 달성하고자, 이하에 논의되는 바와 같이, 분배기와 더블어, 적절히 수정된다). 후자의 경우-모든 SET들로 피딩하는 복수개의 분배기들-각 분배기들로부터 임의의 하나의 SET로의 출력들은 결합되어야만 하고, 이것은 편리하게는 합해진 신호가 임의의 추가적인 수정을 겪기에 앞서 가산 회로에 의해서 이루어진다.
입력 터미널들은 DPAA에 의해서 취급되어질 음향 또는 음향들을 나타내는 하나 이상의 신호들(입력 신호들)을 수신한다. 물론, 방사될 음향을 규정하는 원래의 전기 신호는 아날로그 형태일 수 있고, 따라서 본 발명의 시스템은 각각 보조 아날로그 입력 터미널과 입력들 중 하나 사이에서 연결된 하나 이상의 아날로그-디지털 변환기들(ADCs)을 포함하여 이들 외부 아날로그 신호 전기 신호들이 각각 특정한(그리고 적절한) 샘플 율(sample rate) FSi를 갖는 내부 디지털 전기 신호들로 변환되도록 허용하게 할 수 있다. 그리고 이에 따라, DPAA 내부에서, 입력들 너머에서는, 취급되는 신호들은 DPAA에서 재생될 음향 파형(sound waveform) 또는 음향 파형들(sound waveforms)을 나타내는 시간 샘플링된 양자화 디지털 신호들(time-sampled quantized digital signals)이다.
입력에서 제공되는 신호가 DPAA로의 입력 신호들과 입력 신호들의 다른 성분들과 동기화되지 않은 경우에는, 입력과 DPAA의 잔여 내부 전자 처리 시스템 사이에 디지털 샘플 율 컨버터(DSRC)가 제공될 것이 요구된다. 각각의 DSRC의 출력은 다른 모든 DSRC들과 동상으로(in-phase) 그리고 동일한 율로 클럭킹되어, 서로 다른 클럭율 및/또는 위상을 갖는 입력으로부터의 이종의 외부 신호들이 DPAA 내에 함께 가져와 져서, 동기화되고, 의미가 있도록 결합되어 하나 이상의 복합 내부 데이터 채널들이 되게 된다. 상기 DSRC는 하나의 "마스터" 채널 상에서 생략될 수 있으며 그 경우에는 그 입력 신호의 클럭이 다른 모든 DSRC 입력들에 대한 마스터 클럭으로 사용된다. 몇 가지 외부 입력 신호들이 이미 공통의 외부 혹은 내부 데이터 타이밍 클럭을 공유하는 경우에는 몇 가지 그러한 "마스터" 채널들이 효과적으로 있을 수 있다.
아날로그 입력 채널의 경우에는 아날로그-디지털 변환 처리가 직접 동기화(direct synchronisation)를 위해서 내부 마스터 클럭에 의해서 제어될 수 있으므로 임의의 아날로그 입력 채널 상에는 DSRC가 요구되지 않는다.
본 발명의 DPAA는, 원하는 방향적 효과를 얻기 위해, 입력 신호를 각각의 SET에 피딩하기에 앞서 수정하는 분배기를 포함한다. 분배기는 하나의 입력과 다수의 출력을 갖는 디지털 장치이거나 또는 소프트웨어이다. DPAA의 입력 신호들(DPAA's Input Signals) 중 하나가 그것의 입력으로 피딩된다. 그것은 바람직하게는 각각의 SET당 하나씩의 출력을 가지며; 또 다르게는, 하나의 출력이 수개의 SET들 내지 CSET의 요소들 간에 공유될 수 있다. 분배기는 입력 신호의 일반적으로 서로 다르게 수정된 버전들(versions)을 각각의 출력들로 보낸다. 상기 수정들은 고정된 것이거나 또는 제어 시스템을 사용하여 조정가능한 것일 수 있다. 분배기에 의해서 수행되는 수정들은 신호 지연을 하거나, 진폭 조정을 하거나 및/또는 조정가능하게 디지털적으로 필터링을 하는 것을 포함할 수 있다. 이들 수정들은 각각 분배기 내에 위치하는 신호 지연 수단(singal delay means, SDM), 진폭 조정 수단(amplitude control means, ACM) 및 조정가능한 디지털 필터들(adjustable digital filters, ADFs)에 의해서 수행될 수 있다. ADFs는 필터 계수들을 적절히 선택함에 의해서 신호에 지연들을 가하도록 구성될 수 있음에 주목하여야 한다. 추가적으로, 입력 신호의 서로 다른 주파수들이 서로 다른 양만큼 지연되도록 지연이 주파수 의존적이도록 될 수 있고 필터는 신호의 임의의 개수의 그러한 지연된 버전들의 합의 효과를 생성할 수 있다. 여기서 사용된 "지연시키는(delaying)" 또는 "지연된(delayed)" 과 같은 용어는 ADF들 및 SDM들에 의해서 되는 지연을 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 지연들은 영(zero)을 포함하는 임의의 유용한 지속시간(duration) 동안일 수 있으나, 일반적으로는 적어도 하나의 복제된 입력 신호는 영이 아닌 값으로 지연된다.
신호지연수단(SDM:signal delay means)은 가변형 디지털 신호 시간-지연 요소이다. 여기에서는 실 시간-지연이지만 단일-주파수, 또는 협폭 주파수-대역, 상 이동 요소가 있지 않기 때문에, DPAA는 광역 주파수대역(예, 오디오 대역) 위에서 동작할 것이다. 주어진 입력단자와 각각의 SET와의 사이에 지연을 조정하는 수단이 있을 수 있으며 그리고 양호하게 각각의 입력/SET 조합을 위해 분리식으로 조정가능한 지연수단이 있다.
주어진 디지털 신호용으로 가능한 최소 지연은 양호하게는 적거나 또는 신호의 샘플 주기(Ts)보다 더 작은, 즉, 주어진 디지털 신호용으로 가능한 최대 지연이 양호하게 그 최대 측면 연장부(Dmax)를 횡단하는 변환기 어레이를 교차하는 음향용으로 취해진 시간(Tc)보다 더 크게 되도록 선택되어져야 하는데, 여기서 Tc=Dmax/cs이며, cs는 공기 중에 음의 속도이다. 가장 양호하게, 주어진 디지털 신호용으로 가능한 지연의 최소 증량성 변화가 신호의 샘플 주기(Ts)보다 크지 않아야 한다. 다르게는, 신호의 내부삽입(interpolation)이 필요하다.
진폭제어수단(ACM:amplitude control means)은 일반적으로 전체 빔 모양의 수정을 목적으로 디지털 진폭제어수단으로 이행된다. 상기 수단은 출력신호의 크기를 증가 또는 감소를 목적으로 증폭기 또는 교류 발전기를 포함할 수 있다. SDM과 유사한 것으론, 양호하게 각각의 입력/SET용의 조정식 ACM이 있다. 진폭제어수단은 양호하게 DPAA가 유한크기로 이루어진 사실에 반대로 작용하도록 분배기로부터의 각각의 신호 입력부에 다른 진폭제어를 가할 수 있도록 배열된다. 이러한 사실은 가우시안(Gaussian) 곡선 또는 상승 코사인 곡선과 같이 예비 형성된 곡선에 따르는 각각의 출력신호의 크기를 정상적으로 하여 안정적으로 달성된다. 따라서, 일반적으로, 어레이의 중앙 근처에 SET용으로 예정된 출력신호는 주요하게 작용하지 않을 것이지만, 어레이 둘레에 가까이 있는 것은 이들이 어레이의 엣지에 어떻게 가까이 있는가에 따라서 감쇠할 것이다.
신호를 수정하는 또다른 방법은 그룹지연 및 크기응답이 주파수 함수(단순시간지연 또는 레벨 변경보다 양호)로서 특정한 방식으로 변하는 디지털 필터(ADF)를 사용한다. 단순지연요소가 필요한 계산결과를 감소시킬 목적으로 이러한 필터수행에 사용될 수 있다. 이러한 접근식은 DPAA의 방사패턴의 제어가 다른 주파수 대역(DPAA방사 구역의 파장에 있어서의 크기와 그에 따른 지향성이 다르게 강력한 주파수 함수이기 때문에 유용함)에서 분리적으로 조정될 수 있게 하는 주파수의 함수로서 DPAA방사패턴의 제어를 허용한다. 예를 들면, 2m연장 DPAA용으로, 그 저 주파수 절단(cut-off)(지향성)은 150Hz영역에 근처이고 그리고 사람의 청각이 상기 저 주파수에서 음의 지향성을 판단하기가 곤란함으로, 이러한 사실은 최적한 출력수준용으로 진행하는 대신에 상기 저 주파수에서 가중되는 "빔-스티어링"지연과 진폭을 적용하지 않는 것이 더 유용할 것이다. 부가적으로, 필터의 사용은 또한 각각의 SET의 방사패턴에서의 불균일성을 일부 보정하는 것을 허용한다.
SDM지연, ACM게인과 ADF계수는 사용자 입력에 응답하여 또는 자동제어 상태 하에서 고정 변경될 수 있다. 양호하게, 채널이 사용되는 중에 요구되는 임의적 변경은 매우 작은 증가로 만들어져, 단절음은 전혀 들리지 않는다. 이러한 증가는 매개변수가 얼마나 빠르게 변경될 수 있는지를 기술한 예정된 "roll-off"와 "attack"비율을 한정하는데 선택하여 사용될 수 있다.
만일, 어레이에 다른 SET가 다른 기본적 민감성을 가지고 있다면, 신호 처리통로에서 더욱 뒤로 디지탈 측정을 활용하는 결과로 발생하는 해답에서의 손실을 최소로 하도록, SET 자신 및/또는 그 파워구동회로와 직접적으로 상관된 아날로그방법을 사용하여 차이를 측정하는 것이 양호할 것이다. 이러한 정제는 복합 입력-채널-신호가 각각의 SET에 적용을 위해 조합적으로 함께 더해지는 시스템에 해당 지점에 앞서 로우-비트-넘버 하이-오버-샘플-비율 디지털 코딩이 사용되는 곳에서 특히 유용하다.
일 입력 이상이 제공되는, 즉, 1내지I의 수로된 I입력이고, 여기서 1내지N의 수는 N SET인 곳에서는 양호하게, 각각의 조합으로 분리 및 분리적으로 조정가능한 지연, 진폭제어 및/또는 필터 수단(Din)이 제공된다.(여기서, 각각의 I입력과 각각의 N SET와의 사이인, I=1내지I,n=1내지N) 따라서, 각각의 SET용으로, SET에 적용 전에 합성되는 분리 분배기를 경유하여 각각의 입력으로부터의 하나인 I지연 또는 필터 디지털 신호 이다. 여기에는 각각의 SET용의 하나인 각각의 분배기에 일반적으로 N분할 SDM,ACM 및/또는 ADF이 있다. 상술된 바와 같이, 이러한 디지털 신호의 조합은 I분리 지연신호의 디지털 대수첨가로 안정적으로 행해지며, 그 예를 들면 각각의 SET로의 신호는 각각의 I입력부로부터 분리적으로 수정된 신호의 선형조합이다. 이러한 요망이 있기 때문에, 일반적으로 다른 클록 비율 및/또는 상(phases)에 2개 이상의 디지털 신호의 디지털 첨가를 이행하는 데에 대한 의미가 없으므로, 상기 외부신호를 동기화 하는데, DSRC가 요망되는 1개 이상의 입력으로부터의 기원하는 신호의 디지털 첨가를 이행한다.
입력 디지털 신호는 양호하게, 크게 변경되지 않는 음향 대역에 SNR(signal to noise ratio)을 유지하면서 그 비트-폭을 감소하고 샘플-비율을 증가하는ONSQ(oversampling-noise-shaping-quantizer)을 통해 지나간다. 이러한 행위를 위한 기본적인 이유는 디지털 변환기 구동-회로("디지털 증폭기")가 적절한 클록 비율로 동작하도록 허용하게 하는 것이다. 예를 들면, 만일 구동부가 디지탈 PWM으로 이행되면, PWM회로에 대한 신호 비트-폭이 비트(b)이고, 그리고 그 샘플 비율(s)이 초(second)에 대한 샘플이고, PWM클록-비율(p)은 현재수준의 기술에서는 실질적으로 실행불가능한 p=2.88GHz이며 예를들어 b=16이고 s=44KHz용으로 p=2bsHz일 필요가 있다. 그런데 만일, 입력신호가 8비트로 감소된 비트 폭과 4배로 오버샘플 된다면, 표준 논리 또는 FPGA회로로 용이하게 달성할 수 있는 p=28x4x44KHz=45MHz가 된다. 일반적으로, ONSQ의 사용은 신호 비트 비율을 증가한다. 예를 들어, 원래 비트 비율은 R0=16x44000=704Kbits/sec로 주어지고 반면에 오버샘플 비트 비율은 Rq=8x44000x4=1.408Mbits/sec(고점으로는 2배임)이다. 만일 ONSQ가 DDG(digital delay generators)에 입력부와 입력부 사이에 접속되면, DDG는 보다 높은 비트 비율을 수용하기 위해 일반적으로 더 큰 저장용량을 요구할 것이다. 즉, 만일 DDG가 입력 비트 폭과 샘플 비율로 동작하고(따라서 DDG에 최소 저장용량을 필요로 함) 그리고 대비적으로 ONSQ가 각각의 DDG출력과 SET디지털 구동기와의 사이에 접속하면, 일 ONSQ가 매 SET용으로 요망되어 DPAA의 복잡도를 증가하며, 여기서 SET의 수는 크다. 다음과 같은 경우에는 2개의 부가적인 모순이 있게 된다.
1.DDG회로는 보다 낮은 클록비율로 충분히 양호한 신호지연 제어의 요망에대해 객체를 작동할 수 있으며;
2.분리 ONSQ의 어레이를 가지고, 각각으로부터의 양자-노이즈가 모든 나머지로부터 노이즈와 상관되지 않게(uncorrelated) 설계되어져서, DPAA의 출력부에서, 양자-노이즈 성분은 상관되지 않은 형태로 더해질 것이고 그래서 SET의 수의 각각의 이중동작은 전체 양자-노이즈 파워에 6dB 대신에 오직 3dB만의 증가로 이끌 것이다.
그리고 이러한 고려사항은 보다 관심을 끄는 실행법으로 후-DDG ONSQ(또는 OSNQ의 2단계-선DDG와 후DDG)을 만들 수 있다.
입력 디지털 신호는 1개 이상의 디지털 선-보상기를 통해 양호하게 통과되어 SET의 선형 및/또는 비-선형 응답특성용으로 보정된다. 복합 입력/분배기를 가진 DPAA인 경우에는 기본적으로, 만일 비-선형 보상이 이행되면, 분리 채널이 DDG 뒤에 역시 발생하는 디지털 가산기에 결합되어진 후에 디지털 신호에서 수행되며; 이러한 사실은 각각의 매 SET용의 분리 비-선형 보상기(NLC)의 요망을 초래한다. 그런데, 선형 보상기인 경우에는 또는 일 입력/분배기 만이 있는 곳에서는, 보상기가 입력부 뒤에 디지털 신호 스트림에 직접적으로 배치되고 그리고 입력부 당 적어도 일 보상기가 요망된다. 상기 선형 보상기는 광폭 주파수 범위를 가로질르는 진폭과 상 응답에 맞추어 SET를 교정하는 필터로서 유용하게 이행되고; 상기 비-선형 보상기는 상당한 SET이동성분의 급속도 이동이 요망되는 대체로 높은 비-선형적으로 있는 SET모터와 현수성분의 불완전한(비-선형) 행위를 보정한다.
DPAA시스템은 일정 거리(이상적으론, DPAA의 가청구역에 임의 장소로부터)에걸쳐 DPAA전자와 통신(유선, 또는 무선 또는 적외선 또는 일부 다른 무선기술에 의함)하는 원격-제어 핸드셋(핸드셋)에 사용되고, 그리고 DPAA의 주 기능 모두에 걸쳐 수동적 제어부를 제공한다. 상기 제어 시스템은 다음과 같은 기능을 제공하는데 가장 유용성이 있는 것이다.
1)"채널"로도 언급되는 분배기에 접속되는 입력부의 선택,
2)각각의 채널의 집속위치 및/또는 빔 모양의 제어,
3)각 채널용으로 설정된 각 용량등급을 제어, 그리고
4)붙박이 전화기(후술 됨)를 가진 핸드셋을 사용하는 초기 매개변수 설정.
그들의 방사패턴, 그들의 집속 및 최적화과정을 조정하기 위하여 둘 또는 그이상의 그러한 DPAA를 상호연결하는 수단;
지연들의 집합(DDG용) 및 필터계수(ADF용)를 저장하거나 호출하는 수단;
본 발명은 첨부한 개략도를 참조하여, 단지 이에 한정하지 않는 실시예에 의해 상술될 것이다.
이후에 필수적으로 제공되는 발명의 상세한 설명 및 도면은 각 블록이 하드웨어 성분 또는 신호처리단계를 나타내는 블록선도를 사용하여 본발명을 기술한다. 본 발명은 원칙적으로 각 단계를 수행하기 위하여 개별적인 물리적 성분들을 조립하고, 보여지는 바처럼 그것들을 상호연결하는 것에 의하여 실현될 수 있다. 단계의 몇몇은 전용의 또는 프로그램할 수 있는 집적회로(아마 몇 단계를 한회로에 결합한)를 사용하여 이행될 수 있다. 실무상 디지탈 신호 처리기(DSPs) 또는 범용 마이크로프로세서를 이용하여 소프트웨어적으로 신호처리단계의 몇몇을 수행하는 것이 가장 편리할 것 같다는 것이 이해될 수 있다. 일련의 단계들은 개별적인 처리기 또는 마이크로프로세서를 공유하는 개별적인 소프트웨어 루틴에 의하여 수행될 수 있고, 효율을 향상시키기 위하여 단일루틴으로 조합될 수도 있다.
도면은 일반적으로 오디오 신호경로만을 보여준다(클럭 및 제어연결은 아이디어를 전달하기 위하여 필요하지 않다면 명확성을 위해 생략되어진다). 게다가, 만약 사실적으로 많은 수의 요소가 포함된다면 선도는 어질러 지고 번역하기 힘들게 되므로, 단지 작은 수의 SETs, 채널들 및 이들의 연관된 회로만이 도시된다.
본 발명의 투시면이 기술되기 전에, 일정 투시면에 따라 사용하기에 적절한 장치의 실시예를 기술하는 것이 유용하다.
제1도의 블록선도는 단순DPPA를 도시한다. 입력신호(101)는 분배기(102)에 입력되며, 그 많은(도면상 6개) 출력들 각자가 광 증폭기(103)을 통하여 2차원 배열(105)을 형성하기 위하여 물리적으로 배열된 출력 SETs(104)에 연결된다. 분배기는 원하는 방열형을 만들기 위하여 각 SET로 보내진 신호를 수정한다. 부가적인 처리 단계가 분배기의 전후에 있을 수 있으며, 후에 차례로 기술된다. 증폭기 구간의 상세는 제10도에 도시된다.
제2도는 뒷면에 있는 SETs가 앞면에 있는 SETs사이의 간극을 통하여 방열하는 그러한 앞면(201)과 뒷면(202)를 형성하도록 배열된 SETs를 도시한다.
제3도는 어레이(302)를 만들도록 배열된 CSETs(301) 및 어레이(305)를 만들도록 조합된 두가지 다른 형태의 SETs(303, 304)를 도시한다. 제3a도의 경우 CSETs의 "위치"는 SETS 그룹의 중력의 중심에 있다고 생각되어질 수 있다.
제4도는 사각배열(401) 및 육각배열(402)를 형성하는 SETs(104)의 두가지 가능한 배열을 도시한다.
제5도는 두개의 입력신호(501, 502) 및 세개의 분배기(503-505)를 구비한 DPPA를 도시한다. 분배기(503)는 신호(501)을 다루는 반면, 분배기(504 및 505)는입력신호(502)를 다룬다. 각 SET에 대한 각 분배기로부터의 출력은 가산기(506)에 의하여 더해지며, 증폭기(103)을 통하여 SETs(104)로 간다. 입력구간에 대한 상세는 제6도 및 제7도에 도시된다.
제6도는 도시용으로 세개의 디지탈입력(601)과 하나의 아날로그입력(602)을 가진 입력회로의 가능한 배열을 도시한다. 디지탈 수신기 및 아날로그 완충회로는 명확성을 위해 생략되었다. 중간주클럭전원(603)이 있는데 이는 각 디지탈입력에 대한 DSRCs(604) 및 아날로그입력에 대한 ADC(605)에 인가된다. 대부분의 현재의 디지탈 오디오 전송포맷(예를 들면, S/PDIF, AES/EBU), DSRCs 및 ADCs는 채널의 (스테레오)짝을 함께 다룬다. 그러므로 입력채널을 짝으로 다루는 것이 가장 편리할 것이다.
제7도는 주 클럭이 그로부터 PLL또는 다른 클럭회복수단(702)을 이용하여 파생되고 동기식인 것으로 알려진 두개의 디지탈입력(701)이 내부에 있는 배열을 도시한다. 이런 상황 예를 들어, 수개의 채널이 외부 서라운드 음향 디코더로부터 공급되는 상황이 발생할 것이다. 이 클럭은 그 다음 나머지입력(601)에 대한 DSRCs(604)에 인가된다.
제8도는 분배기의 요소를 도시하다. 이는 입력회로로부터 나오는 단일입력신호(101) 및 SET각각 또는 SETs의 그룹에 대하여 하나씩인 다중출력(802)를 가진다. 입력으로부터 각 출력으로의 경로는 SDM(803) 및/또는 ADF(804) 및/또는 ACM(805)을 포함한다. 만약 각 신호경로에 대해 가해진 수정이 유사하다면, 분배기는 신호를 분배하기 전에 전체 SDM, ADF 및/또는 ACM(806-808)단을 포함하는 것에 의하여 보다 효율적으로 수행될 수 있다. 각 분배기의 각부의 매개변수는 사용자 또는 자동제어하에서 변할 수 있다. 이를 위해 요구되는 제어연결은 도시되지 않는다.
어떤 환경, 특히 콘서트홀 및 무대환경에 있어 실제 촛점을 가진 빔이 형성되었을 때 변환기의 배열이 열린뒷면(즉, 변환기의 뒷주변에 배치된 음향이 통하지 않는 캐비넷이 없는)을 가지고 만들어 진 경우에 있어 DPPA가 방사패턴에 있어 앞뒤 대칭이라는 사실을 이용하는 것이 또한 가능하다. 예를 들면, DPPA의 "앞"에서 반사면 또는 산란면이 그런 실제 촛점 가까이에 위치되는 위에 기술된 상황에서 부가적인 그러한 반사면 또는 산란면은 음향을 인도하도록 DPPA뒤에 있는 거울상 실제 촛점에 위치될 수 있다. 특히, 만약 DPAA가 그 측면이 타깃이 되는 관중영역을 마주보게 위치되고, 배열의 앞에서 나온 축이탈 빔이 청중의 특정구간으로 향한다면(역위상으로), 방청석의 왼쪽에 말할 때 DPAA의 뒷면에서 나온 거울상 촛점 빔은 관중석의 오른쪽에 있는 동일 관중의 잘 분리된 구간으로 인도될 것이다. 이런 방법으로 유용한 청력이 변환기의 앞뒤 방사계 모두로부터 나올 수 있다.
제9도는 후면방사를 활용하여 청중(902, 903)의 왼쪽 및 오른쪽 구간에 신호를 호송하기 위한 열린뒷면의 DPPA(901)의 사용을 도시한다. 청중의 다른 부분은 반대극으로 신호를 수신한다. 이 시스템은 마이크위치를 간파하기 위하여 사용될 수 있고, 그 경우에 어떤 모호함은 마이크에 의하여 수신되는 신호의 극성을 시험하는 것에 의하여 해결될 수 있다.
제10도는 가능한 전력증폭기 구성을 도시한다. 한 선택사항으로, 입력디지탈신호(1001)(어쩌면 분배기 또는 가산기로부터 온)는 DAC(1002) 및 이득/볼륨 제어입력(1004)를 가진 선형전력증폭기(1003)을 통하여 지나간다. 출력부는 SET 또는 SETs그룹(1005)으로 이송된다. 바람직한 구성에 있어, (이번엔 두개의 SET 입력에 대하여 도시되어) 입력(1006)은 선택적인 전체볼륨 제어입력(1008)을 가진 디지탈증폭기(1007)로 직접 이송된다. 전체볼륨 제어입력은 또한 간편하게 출력구동회로에 전력공급원으로써 작용할 수 있다. 이산치 디지탈증폭기 출력들은 SETs(1005)에 도달하기 전에 아날로그 저역통과필터(1009)를 선택적으로 통과한다.
제11도는 ONSQ단은 분배기 이전(1101 로써)이나, 가산기 이후나(1102 로써)이나, 또는 양쪽 위치 모두에 DPAA로 통합될 수 있다. 다른 블록선도처럼, 이것은 DPAA구조의 한가지 역작만을 도시한다. 만약 여러 역작이 한번에 사용될 수 있다면, 여분의 처리단은 어떤 순서로든 삽입될 수 있다.
제12도는 선형보상(1201) 및/또는 비선형보상(1202)의 단일-분배기 DPAA에 대한 통합을 도시한다. 비선형보상은 만약 분배기가 필터링 또는 진폭변화 없이 순수지연만을 제공한다면 이 위치에서만 사용될 수 있다.
제13도는 선형보상 및/또는 비선형보상의 다중분배기 DPAA에 있어서의 정열을 도시한다. 선형보상(1301)은 분배기 전의 입력단에서 한번 더 적용되나, 이제 각 출력은 따로따로 비선형보상(1302)되어야 한다. 이 배열은 또한 분배기가 필터링하거나 신호의 진폭을 변조하는 비선형보상기를 허용한다. 보상기의 사용은 단점들이 디지탈 보상에 의하여 고려되어질 수 있으므로 비교적 값싼 변환기를 좋은 결과와 함께 사용될 수 있도록 허용한다. 만약 보상이 복제 이전에 수행되면,이는 입력신호마다 하나의 보상기만이 요구되는 부가적인 이득을 가진다.
제14도는 세개의 DPAA의 상호연결을 도시한다. 이 경우에, 입력(1402), 입력회로(1403) 및 제어시스템(1404)은 세개의 DPAA 모두에 의해 공유된다. 입력회로 및 제어시스템은 다른부분을 종속제어장치로 한 채, 각각 수용되거나 DPAA중 하나에 통합될 수 있다. 선택적으로, 세개의 DPAA는 동일할 수 있는데, 이때 종속 DPAA상태인 나머지 회로를 불활성으로 한다. 이러한 구성은 전력을 증가시키고, 만약 배열이 근접하여 위치하면 저주파에서 보다 나은 지향성을 허용한다.
본 발명의 제 1 특징
본 발명의 제1특징은 이제 제15도 및 제16A-D도에 관하여 일반적으로 기술될 것이다. 제1특징의 장치는 제1도에 보여지는 일반적인 구조를 갖는다. 제15도는 이 실시예의 분배기(102)를 더욱 상세하게 보여준다.
제5도로부터 볼 수 있는 것처럼, 입력신호(101)는 입력단(1514)를 이용하여 복제기(1504)로 보내진다. 복제기(1504)는 입력신호를 선결정된 수만큼 복사하는 기능 및 동일한 신호를 선결정된 수만큼의 출력단으로 보내는 기능을 가진다. 그 다음, 입력신호의 복제물은 복제물들의 수정을 위한 수단(1506)으로 보내진다. 일반적으로, 복제물들의 수정을 위한 수단(1506)은 신호지연 수단(1508), 진폭제어 수단(1510) 및 가조정 디지탈필터 수단(1512)을 구비한다. 그러나, 진폭제어 수단(1510)은 순전히 선택적임을 인식해야 한다. 더욱이, 신호지연 수단(1508)중 하나 및 가조정 디지탈필터 수단(1512)은 또한 없어도 무방하다. 복제물을 수정하기 위한 수단(1506)의 가장 기본적인 기능은 서로 다른 복제물을 어떤 한쪽 방향으로 일반적으로 다른 양만큼 지연되도록 하는 것이다. 출력변환기(104)가 입력신호의 다양한 지연된 버전을 출력할 때 얻어지는 음장을 결정하는 것은 지연의 선택이다. 지연되고 바람직하도록 달리 수정된 복제물이 출력단(1516)을 경유하여 분배기(102)로부터 출력된다.
이미 언급된 것 처럼, 각 신호지연 수단(1508) 및/또는 각 가조정 디지탈필터 수단(1512)에 의해 수행되는 개별적 지연의 선택은 얻어지는 음장의 형태에 크게 영향을 미친다. 본 발명의 첫 특징은 네개의 특히 유용한 음장 및 그것의 선형 조합에 관련된다.
제 1 실시예
본 발명의 제1특징에 대한 제1실시예에 따른 음장이 제16A도에 도시된다.
다양한 출력변환기(104)를 포함하는 배열(105)이 평면도에 도시된다. 출력변환기의 다른 열은 예를 들면 제4A도 또는 제4B도에 도시된 것처럼, 설명된 열의 상부 또는 하부에 위치될 수 있다.
이 실시예에 있어서, 다양한 신호지연 수단(508)에 의해 각 복제물에 인가된 지연은 같은값 예를 들면 0(도시된 평면 배열의 경우에)이 되거나, 또는 표면 형상의 함수값(곡선표면의 경우에)으로 설정된다. 이것은 입력신호(101)를 대표하는 음성에 대체로 평행한 "빔(beam)"을 생산하며, 빔은 배열(105)에 평행한 파두(wave front)를 가진다. 빔의 방향(파두에 수직인)으로의 방사는 비록 일반적으로는 역시 "사이드 로브(side libe)"가 있지만, 다른 방향보다 현저하게 더 강렬하다. 배열(105)은 관심있는 주파수에서 하나 또는 수개의 파장이 존재하는 물리적 영역을 가진다고 가정한다. 이 사실은 사이드로브는 필요하면 일반적으로 ACMs 또는 ADFs의 조정에 의하여 감쇠되거나 제거될 수 있다는 것을 의미한다.
이 제1실시예의 작동모드는 일반적으로 배열(105)이 매우 큰 전통적인 스피커를 흉내낸 것으로 간주될 수 있다. 배열(105)의 각 변환기(104) 모두는 배열평면에 수직인 주방향과 대칭인 빔을 만들기 위하여 동상으로(in-phase) 동작한다. 얻어진 음장은 지름 D를 가진 단일의 대형스피커가 사용될 때 얻어지는 것과 매우 유사하다.
제 2 실시예
제1실시예는 보다 일반적인 제2실시예의 특정한 예로써 간주될 수 있다.
이 실시예에서 신호지연수단(1508) 또는 가조정 디지탈 필터(1512)에 의해 각 복제물에 인가된 지연은 그 지연이 배열표면을 횡단하도록 선택된 방향으로 변환기(104) 사이에서 규칙적으로 증가하도록 수정된다. 이는 제16B에서 상술된다. 각 출력변환기(104)로 보내지기 전에 여러 신호에 인가된 지연이 제16B에 변환기 뒤로 연장된 점선으로 시각화된다. 더 긴 점선은 지연시간이 더 길다는 것을 나타낸다. 일반적으로, 점선과 실제 지연시간과의 관계는가 될 것이다; 여기서 d는 점선의 길이를 나타내고, t는 각 신호에 인가된 지연의 양을 나타내며, c는 공기중에서 음성의 속도를 나타낸다.
제15B도에서 보여지는 것 처럼, 출력변환기에 인가된 지연은 제15B도에서 왼쪽으로부터 오른쪽으로 움직일 때 선형적으로 증가한다. 그러므로, 변환기(104a)로 보내진 신호는 실질적으로 지연을 갖지 않으므로 배열을 나가는 첫번째 신호이다. 변환기(104b)에 보내진 신호는 인가된 작은 지연을 가지므로 이 신호는 배열을 나가는 두번째 것이다. 변환기(104c, 104d, 104e 등)에 인가된 신호는 인접한 변환기의 출력들 사이에 고정된 지연이 존재하도록 연속적으로 증가한다.
그러한 일련의 지연은, 사용된 규칙적인 지연증가량에 종속하는 양에 의해 빔이 이제는 각을 이루는 것을 제외하면, 제1실시예에서 만들어진 것과 유사한 대략 평행한 음성 "빔"을 만든다. 매우 작은 지연에 대하여, 빔방향은 배열(105)에 매우 근접하여 직교할 것이다; 매우 큰 지연에 대하여, 빔방향은 표면에 거의 접하도록 나아갈 수 있다.
이미 기술된 것처럼, 음파는 각 변환기로부터 함께 나온 음파의 동일 시간의 부분(동일한 정보를 나타내는 음파의 부분)이 특정방향으로 움직이는 파두(F)를 형성하도록 지연을 선택하므로써 집속(focussing) 없이 인도될 수 있다.
분배기에 의하여 배열의 모서리에 더 가깝게 위치한 SET에 제공되는 신호의 진폭을 (배열의 중간에 가까운 SET에 제공되는 진폭에 비해)축소함으로써, 방사 형태에 있어서의 (제한된 배열 길이에 기인한)사이드로브의 높이가 축소될 수 있다. 예를 들면, 가우시안 또는 융기된 코사인곡선은 각 SET로부터 신호의 진폭을 결정하기 위하여 사용될 수 있다. 제한된 배열 길이에 의한 영향을 조정하는 것과 외부 SET에서의 축소된 진폭에 기인한 전력의 감소 사이에 트레이드오프가 얻어질 수 있다.
제 3 실시예
만약 지연 및 SET(104)로부터 DPAA의 앞공간에서 선택된 점으로의 음성이동시간의 합이 모든 SET에 대하여 같은 값이 되도록 신호지연 수단(1508) 및/또는 가조정 디지탈 필터(1512)에 의해 인가된 신호지연이 선택되면[즉, 음파가 출력변환기로부터 선택된 점으로 동상(in-phse)의 음성으로 도달하도록], DPAA는 그 점(P)에서 음성을 모을 수 있다. 이는 제16C도에 도시된다.
제16C도에서 보는 바와 같이, 출력변환기(104a 내지 104h) 각부에 인가된 지연은 비록 이번에는 선형적이지 않으나 또한 증가한다. 이는 (크기가 음성의 각 스펙트럼 성분의 파장과 거의 동등한 영역에 있는)촛점 및 그 주변에서 음성강도가 근처의 다른 점에서 보다 현저히 높은 촛점에 수렴하는 곡선의 파두(F)를 야기한다.
음파집속을 얻기 위해 필요한 계산은 다음과 같이 일반화될 수 있다.
여기서 k는 모든 지연이 양이어서 실현할 수 있음을 보장하기 위한 상수 오프셋이다.
촛점의 위치는 전술한 바와 같은 지연의 집합을 적절히 선택하므로써 DPAA의 앞에 있는 거의 모든 곳에서 광범위하게 변할 수 있다.
제 4 실시예
제16D도는 제1특징의 제4실시예를 도시하는데, 제1특징의 또 다른 원리를 각 출력변환기로 보내진 신호에 인가된 지연을 결정하기 위하여 이용하는 것이 특징이다 이 실시예에서, 표면상의 원점 O를 가지는 음장의 모의실험을 하기 위하여 호이겐스 웨이블릿 이론이 이용되었다. 이는 신호지연 수단(1508) 및/또는 가조정 디지탈 필터(1512)에 의해 발생되는 신호지연을 배열 후면의 공간에 있는 점으로부터 각각의 출력변환기까지의 음성이동시간과 동일하게 설정하는 것에 의해 얻어진다. 이러한 지연은 제16D도에 점선으로 도시되었다.
모의 원점위치에 가장 가까이 위치한 출력변환기는 원점위치로부터 더욱 멀리 떨어져 위치하는 변환기 앞에 신호를 출력한다는 것이 제16D도로부터 알 수 있다. 각 변환기에서 나오는 파에 의해 설정된 간섭형태는 배열의 전방근처의 장(field)에 있는 청취자에게 모의 원점에서 시작하는 것처럼 보이는 음장을 생성한다.
반구의 파두가 제16D도에 도시된다. 이러한 반구인 파두들은 더해져서 만약 모의 원점에서 출발했더라면 파두가 가졌을 것과 동일한 곡선과 운동방향을 가지는 파두(F)를 생성한다. 그러므로, 실제한 음장이 얻어진다. 지연을 계산하는 방정식은 이제
dn= tn- j
여기서 tn은 제3실시예에서 처럼 정의되며, j는 임의의 오프셋이다.
그러므로 본 발명의 제1특징에 따른 방법에는 N개의 복제물신호를 얻기 위한 복제기(1504)의 사용이 포함된다.(각 N개의 출력변환기에 대하여 한개의 복제기)그 다음 이러한 각 복제물들은 배열에서의 각 출력변환기의 위치 및 성취되는 효과 모두에 따라서 선택된 각 지연에 의해 지연된다. 지연된 신호들은 각 출력변환기에 보내져서 적당한 음장을 생성한다.
분배기(102)는 바람직하게는 신호들이 복제되고 각 복제물에 지연이 인가되도록 하는 독립된 복제 및 지연을 포함한다. 그러나, 본 발명에 다른 구성이 포함될 수 있다. 예를 들어, N개의 탭을 구비하는 입력범퍼가 사용될 수 있고, 그 탭의 위치가 지연의 양을 결정한다.
기술된 시스템은 선형시스템이므로 상기 네개의 효과중 어느 것도 특정한 출력변환기에 요구되는 지연신호를 합하기만 하면 조합할 수 있다. 비슷하게, 본 시스템의 선형특성은 수개의 입력이 전술한 방법으로 분리되어 구분할 수 있게 집속되거나, 지향될 수 있음을 의미한다; 이는 (다른 입력에 대한 신호를 대표하는) 구분된 음장이 DPAA로부터 떨어져서 성립될 수 있는 가제어하고 잠재적으로 넓게 분리된 영역에 발생한다. 예를 들면, 첫번째 신호는 DPAA 후방의 일정한 거리로 출발하는 것처럼 보여지도록 만들 수 있고, 두번째 신호는 DPAA 전방의 일정거리에 있는 위치에 집속될 수 있다.
본 발명의 제 2 특징
본 발명의 제2특징은 음성의 원점을 지향하거나 모방하는 것이 아니라, 침묵점(quiet spot)이 음장에 생성되도록 "반-음향(anti-sound)"을 지향하기 위하여 DPAA를 사용하는 것에 관련된다.
제2특징에 따른 그러한 방법은 물리적으로 스피커 근처에 위치한 마이크로부터 시작되는 증폭된 신호에 의해 스피커 시스템이 구동될 때 마다 "하울(howl)" 또는 양의 전자-음향 피드백을 겪는 선내방송(public adress, PA)시스템에 특히 유용할 수 있다.
이 조건하에서, 스피커의 출력은 마이크에 도달하여(종종 매우 협소한 주파수 대역에서) 픽업되고, 이 때 증폭되어 스피커에 들어가며, 이로부터 다시 마이크에 도달하고... 그리고 도달한 신호의 위상 및 주파수는 현재의 마이크 신호의 출력과 만난다. 조합된 신호는 시스템이 포화될 때 까지 빠르게 커져서, 크고 불쾌한 휘파람소리 즉, "하울링"잡음을 방출한다.
반(反)-피드백 즉, 반(反)-하울라운드(anti-howlround) 장치는 음향 피드백을 감소시키거나 억제하는 것으로 알려져 있다. 그것들은 수많은 다른 방법으로 작동할 수 있다. 예를 들어, 그것들은 하울-라운드가 발생하는 특정주파수에서 이득-증폭된 양-을 줄일 수 있어서, 그 주파수에서 루프이득은 1보다 작아진다. 선택적으로, 그것들은 그러한 주파수에서 위상을 수정할 수 있어서, 스피커 출력은 마이크 신호에 더해지지 않고 오히려 감쇄되는 경향이 있다.
또 다른 가능성은 마이크에서 스피커까지의 신호 경로에 주파수 추이 장치(종종 아주 작은 헤르쯔의 주파수 추이를 생성하는)를 포함하여, 피드백신호가 더이상 마이크 신호를 만나지 않게 하는 것이다.
이러한 방법들 중 어느것도 완전히 만족스럽지 않으며, 본 발명의 두번째 특징은 새로운 방법을 제안한다. 그 방법은 마이크/스피커 시스템이 어레이로써 정렬된 복수의 각 변환기 유닛을 채택하거나, 특히 국제 특허공보 WO 96/31,086의 명세서에 개시된 것과 같은 다중의 변환기 유닛을 이용하는, 모든 상황에서 적합하다. 보다 특정하면, 본 발명의 제2특징은 어레이상에서의 효과가 하나 또는 그 이상의 선택된 방향(실제로 또는 효과상 그 방향을 따라 마이크를 놓는)으로 또는 하나 또는 그 이상의 선택된 점에서 현저하게 감소된 "민감도" 레벨을 생성하도록 각 변환기 유닛에 들어가는 신호의 위상 및/또는 진폭이 배열될 것을 제안한다.
다시 말해, 본 발명의 제2특징은 한 실시예에서 스피커 유닛 어레이가 음향을 픽업하여 하울을 일으킬 수 있는 마이크가 존재하는 모든 곳이나, 또는 어떤 이유로 높은 음향레벨을 지향하는 것이 바람직하지 않은 곳으로 지향되는 출력 영점을 생성하는 것을 제안한다.
음파는 각 위치에서 상쇄되도록 신호의 도립된 버젼을 집속하거나, 지향하므로서 상쇄될 수 있다.(즉, 영점이 형성될 수 있다) 그러므로, 본 발명의 제2특징 관련 방법은 적절한 지연을 선택하여 제공되는 직접 음장을 제공하기 위하여 일반적으로 제1도의 장치를 사용한다. 다양한 변환기에 의한 신호출력은 음장신호의 도립되고 스케일링 된 버젼이므로 그것들은 비-도립 입력신호로부터 유도된 음장내의 신호를 상쇄하는 경향이 있다. 이러한 메카니즘의 한 예가 제17도에 도시된다. 여기서, 입력신호(101)는 제어기(1704)에 대한 입력이다. 제어기는 전통적인 스피커로 입력신호를 보내는데, 어떤 경우에는 입력신호에 지연을 인가한 후에 보낸다. 스피커(1702)는 입력신호로부터 유도된 음파를 출력하여 음장(1706)을 형성한다. DPAA(104)는 소위 "널"위치(P)에서 이 음장내에 실질적인 침묵점을 일으키기 위하여 배열된다. 이는 스피커(1702)에서 나온 신호에 기인한 점 P에서의 음향압을 계산함으로써 수행된다. 이 신호는 본 발명의 제1특징에 따라 기술된 통상의 음향신호를 집속하는 것과 유사한 방법을 이용하여 점P에 도립되고 집속된다(제17도를 보라). 거의 전 감쇄가 P점에서 정확한 레벨의 음장을 계산하고 측정하는 것 및 보다 정확한 상쇄를 얻기 위하여 도립신호를 스케일링 하는것에 의해서 얻어진다.
상쇄되어야 할 음장에 있는 신호는 영 포인트(이것 역시도 공간음향에 의하여 영향받으나, 이는 간명함을 위하여 생략될 것이다)에서 측정되어서 스피커의 임펄스응답에 영향받을 것을 제외하면 스피커(1702)에 공급된 신호와 거의 정확히 같을 것이다. 그러므로, 영점화(nulling)가 정확히 수행되는 것을 보장하기 위하여 스피커 임펄스 응답의 한 모델을 갖는 것이 유용할 것이다. 만약 임펄스응답을 설명하기 위해 정정되지 않으면, 사실 신호를 상쇄하기 보다는 강화할 것이다(만약 위상이 180。 벗어난다면). 임펄스 응답(무한의 크기 및 무한히 작은 주기를 가지나, 그럼에도 한정된 면적을 가지는 첨예한 임펄스에 대한 스피커의 응답)은 일반적으로 임펄스가 인가된 이후 연속된 시간에서 샘플되어져 표현된 일련의 값으로 구성된다. 이러한 값은 임펄스응답을 설명하고자 수정된 신호를 얻기 위하여 스피커(1702)에 대한 신호입력에 적용될 수 있는 FIR 필터의 계수를 얻기 위하여 스케일링될 수있다. 그러면 이 수정된 신호는 적절한 반-음향이 쏘아질 수 있도록 영 포인트에서 음장을 계산하는 데 사용되어질 수 있다. 영 포인트에서의 음장은 "상쇄될 신호"라고 이름붙여진다.
전술한 FIR필터는 신호흐름에 지연을 일으키므로, 적당한 동기화를 얻기위하여 그밖의 모든 것을 지연시키는 것이 유용하다. 다시 말해, 스피커에 대한 입력신호는 FIR필터가 스피커(1702)의 임펄스응답을 사용하여 음장을 계산하는 시간이 존재하도록 스피커에 대한 입력신호는 지연된다.
임펄스 응답은 영 포인트에서 테스트신호를 스피커에 보내진 신호에 더하고 입력변환기를 사용하여 그들을 측정하는 것에 의하여 얻어질 수 있다.
본 발명의 이 특징의 또다른 실시예는 제18도에 도시된다. 여기서, 초기 음장을 생성하기 위하여 분리된 스피커(1702)를 사용하는 것 대신, DPAA가 역시 이러한 목적으로 사용된다. 이 경우에, 입력신호가 복제되어 각 출력변환기로 보내진다. 점 P에서 음향신호의 크기는 아주 쉽게 계산되는데, 이는 이 점에서 음향은 오로지 DPAA출력에 기인하기 때문이다. 이는 첫째로 각 출력변환기로부터 영 포인트로의 천이시간을 계산하는 것에 의해 얻어된다. 영 포인트에서의 임펄스 응답은 각 출력변환기에 대한 각 임펄스 응답의 합으로 구성된다; 출력변환기에 대한 임펄스 응답은 입력신호가 초기의 음장을 생성할 때 지연되고 필터링 되고, 그때 영 포인트로의 천이 시간에 의하여 더욱 지연되며, 1/r2의 거리효과에 의하여 감쇄된다.
엄격히 말해서, 이 임펄스 응답은 각 어레이 변환기의 임펄스 응답과 관련(convolve 즉, 필터링)되어야 한다. 그러나, 영점화 신호는 같은 변환기를 통하여 재생산되어서 그 단계에서 동일한 필터링을 겪는다. 만약 우리가 영점화를 위한 임펄스 응답에 기초한 모델이 아니라, 측정치를 사용했다면(아래를 보라), 출력변환기의 임펄스 응답으로 측정된 응답을 디콘볼브(deconvolve)하는 것이 통상 필요하다.
위에 언급된 고찰을 이용하여 얻어진 상쇄될 신호는 다시 복제되기 전에 도립되고 스케일링된다. 이러한 복제물들은 그 다음 도립된 신호가 위치 P에서 집속되도록 그들에 지연이 인가된다. 도립된 (영점화)신호가 영점으로 향해진 음장처럼 동시에 영점화 포인트에 도달할 수 있도록 원래의 (도립되지 않은)입력신호를 더욱 더 지연시키는 것이 통상 필요하다. 각 출력변환기에 대하여, 입력신호 복제물과 각각 지연된 도립 입력 신호 복제물은 그 변환기에 대한 출력 신호를 생성하도록 함께 더해진다.
이 효과를 얻기 위한 장치가 제19도에 도시된다. 입력신호(101)가 제1분배기(1906) 및 프로세서(1910)로 보내진다. 거기에서 인버터(1902)로 보내지고, 변환된 입력신호는 제2분배기(1908)로 보내진다. 제1분배기에서 입력신호는 지연없이 또는 상수 지연을 가지고 여러 가산기(1904)로 보내진다. 선택적으로, 일련의 지연이 지향된 입력신호를 얻기 위하여 인가될 수 있다. 프로세서(1910)는 입력신호(입력신호의 모든 지향을 고려하여)에 기하여 성립될 음장을 대표하는 신호를 얻기 위하여 입력신호를 가공한다. 이미 언급한 바대로, 이러한 가공은 일반적으로 여러 변환기의 공지된 임펄스응답의 사용 및 각 입력신호 복제물에 인가된 공지의 지연시간 및 영점화 포인트에서 음장을 결정하기 위한 각 변환기로부터 영점화 포인트로의 공지된 천이시간을 포함한다. 제2분배기(1908)는 도립된 음장신호를 복제하고 지연시키며, 지연된 복제물은 제1분배기로부터의 출력에 더해지도록 여러 가산기(1904)로 보내진다. 단일 출력 신호는 그 다음 각 출력 변환기(104)로 보내진다. 언급된 것 처럼, 제1분배기(1906)는 지향의 또는 가상의 원점 음장을 제공할 수 있다. 이는 특정 방향으로 복수의 음파를 지향하기를 원할 때 유용하나, 매우 조용한 귀착계(resulting field)의 일부를 가질 필요가 있다.
시스템은 선형이므로, 인버터(1902)에서 수행되는 변환은 제2분배기를 이탈하는 각 복제물상에서 수행될 수 있다. 그렇지만 명백히, 단 하나의 인버터가 요구되므로 복제 이전에 변환단계를 수행하는 것이 이득이다. 변환단계는 또한 필터에 인용될 수 있다. 더욱이, 만약 분배기(1906)가 ADF를 참조하면, 초기의 음장과영점화 빔에 관한 필터 계수를 더함으로써 초기의 음장과 영점화 빔 모두가 이에 의하여 생성될 수 있다.
만약 입력변환기(예를 들어, 마이크)가 관심있는 점에서 음향을 측정하기 위하여 사용되면, 영 포인트가 알려진 장비에 의하여 생성되지 않았던 음장이내에 형성된다. 제20도는 그러한 시스템의 구현을 도시한다. 마이크(2004)는 제어기(2002)에 연결되고, 공간상의 특정 점에서 음향 레벨을 측정하기 위하여 배열된다. 제어기(2002)는 마이크 위치에서 도립된 신호를 집속하기 위하여 측정된 신호를 변환하고 이 도립된 신호의 지연된 복제물을 생성한다. 이것은 마이크 위치에서 고요함을 보증하는 데 이바지하는 마이크 위치에서의 음장에 관해서 음의 피드백 루프를 생성한다. 물론, 마이크(2004)에 검측된 실제 음향(예를 들면, 시끄러운 방에 기인한)과 마이크 위치에 도달한 도립된 검측신호를 표현하는 음파 사이의 지연은 있을 것이다. 그러나, 저주파수에 대하여, 이 지연은 영향이 적다. 이 효과를 설명하기 위하여, DPAA의 출력변환기(104)에 의한 신호출력은 저주파수 성분만을 포함하기 위하여 필터링 될 수 있다.
위의 실시예들은 한 점에 집속되고 도립된(그리고 아마 스케일링된) 음장신호를 이용하여 "영점화"의 개념을 기술한다. 그러나, 보다 일반적인 영점화는 제1특징의 제1 및 제2 실시예에 관하여 기술된 것과 유사한 방법을 이용하는 평행 빔 지향을 포함할 수 있다. 어레이 또는 본 발명의 이점은 다양하다. 그 한가지 이점은 선택적으로 음향 에너지는 지향되지 않을 수 있고, 그래서 "침묵점"은 에너지를 큰 변화없는 나머지 주변 영역으로 지향되어지도록 남겨둔 채 생성되어질 수 있다(비록, 전술한 바와 같이, 양의 빔 또는 빔들을 형성하기 위하여 부가적으로 성형될 수 있지만). 이는 스피커로 들어가는 신호가 전체적으로 또는 부분적으로 스피커 어레이의 주변에 있는 마이크로부터 유래한 경우에 특히 유용하다: 만약 "안티-빔"이 스피커 어레이로부터 그러한 마이크를 향해 지향된다면, 이 방향에 있는 또는 이 점에 서의 시스템의 루프게인은 감소되어 지고, 하울-라운드의 개연성은 감소될 것이다; 즉, 영 또는 부분적인 영점이 마이크나 마이크 근처에 위치되어진다. 통상적으로 무대위에서 또는 회의실에서 처럼 여러대의 마이크가 있는 곳에서는 여러대의 안티-빔이 그렇게 형성되고 각 마이크에 지향되어질 수 있다.
또한 세번째 이점이 보여지는데, 청취부의 하나 또는 그이상의 영역이 벽 또는 다른 경계의 반사에 의해 나쁘게 영향받는 곳에서 또는 그런 경우에, 안티-빔은 어떠한 반사의 나쁜 영향을 감소시키기 위하여 그런 경계에 지향되어질 수 있고, 그러므로 청취부에서 음향의 질을 향상시킬 수 있다.
채택된 음향의 파장이 어레이의 물리적 차원과 비교하여 극도로 큰 경우에 본 발명의 스피커 시스템에 문제가 발생할 수 있다. 그러므로, 변환기 어레이의 주 2D차원의 하나 또는 모두에 있어서의 어레이 한도가 시스템 사용의 유용한 범위내에 있는 주어진 주파수(Fc)이하에 있는 음향의 하나 또는 다소의 파장보다 더 작은 범위어야 하는데, 그 때 그 차원의 한쪽 또는 모두에 있어서 중요한 지향성을 생성하는 능력이 다소 또는 심지어는 크게 감소될 것이다. 게다가, 파장이 연관된 차원의 하나 또는 양쪽과 비교하여 매우 큰 경우, 지향은 본질적으로 0이 될 것이다. 그러므로, 어레이는 주파수 Fc이하에서 지향목적으로는 모든 경우에 있어 비효율적이다. 그러나, 더 나쁜 것은 안티-빔을 생성하기 위하여 사용되어지는 변환기 어레이의 원치 않는 부작용은, 방사기로 간주되는 변환기 어레이가 이제는 파장보다 훨씬 작은 것에 의해 공간적으로 분리된 다중의 양- 또는 음-위상 소자를 가지므로, 만약 모든 방향이 멀리 떨어진 계에 있지 않다면 대게 많은 부분에 있어 방사를 상쇄할 파괴적인 간섭효과를 생성하면서, Fc 훨씬 아래의 주파수에서 모든 방향으로의 출력 에너지는 비의도적으로 훨씬 감소되어질 수 있다는 것이다.- 이는 안티-빔의 생산시에 바라는 바가 아니다. 통상의 저주파수 신호는 출력전력에 있어 많은 영향 없이 가동되어 질 수 있다는 점을 주의해야 한다. 위에 기술된 전력문제가 발생하는 것은 단지 영점화를 할 때 뿐이다.
이 특별한 경우를 다루기 위하여, 변환기 어레이에 대한 구동신호는 우선 Fc주파수 이하의 주파수(저대역) 및 Fc주파수 이상의 주파수(고대역)로 쪼개지고, 거기서 Fs는 Fc의 영역에 있는 어딘가에 있다(즉, 어레이가 Fc주파수 이하의 주파수를 가진 신호의 파장과 비교하여 작은 크기때문에 멀리 떨어진 장에 파괴적으로 간섭하기 시작하는 영역). 고대역 신호는 지연소자를 경유하여 표준 방법으로 변환기 어레이 소자로 들어가고, 반면 저대역 신호는 지연소자 주변에 분리되어 지향되고 어레이에 있는 모든 출력 변환기로 직접 들어간다(각 변환기에서 각각의 고대역 신호의 출력과 합해져서). 이런 방법으로, Fc주파수 이하의 저주파수는 동상이 되어 모든 어레이를 가로질러 소자들로 동상이 되어 들어가서 멀리 떨어진 계에 파괴적으로 간섭하지 않는 반면, Fc주파수 이상의 고주파수는 저주파 출력은 이제 손상되지 않은 채로, 멀리 떨어진 계에 유용한 빔잉(beaming) 및 안티-빔잉(anti-beaming)을 생성하기 위하여 SDM의 하나 또는 그이상의 그룹에 의하여 빔 되거나 안티-빔된다.
제18도 및 제20도의 장치는 마이크에서 검측된 입력신호가 마이크 그 자체의 위치에서 이 출력신호를 상쇄하는 것을 제외하고, DPAA의 변환기(104)에 의한 출력이 되도록 결합되어질 수 있다. 전술한 것처럼, 통상은 어떤 레벨 위에 설정될 시스템 이득인 하울-라운드의 가능성이 있을 것이다. 종종 이 한계 레벨은 충분히 낮아서 마이크의 사용자는 적절한 민감도를 위해 매우 가깝게 되어야하며, 이것이 문제가 될 수 있다. 그러나 DPAA를 마이크의 방향으로 영 또는 안티-빔을 생성하도록 설정하면, 이 원치않는 효과는 크게 감소될 수 있고 시스템 이득은 보다 유용한 민감도를 주는 더 높은 레벨로 증가한다.
본 발명의 제 3 특징
본 발명의 제3특징은 본 발명의 제1특징 및 제2특징에 관하여 전술된 장치와 유사한 단일 음향 방출 장치만을 이용하여 서라운드 음향 또는 스테레오 효과를 만들기 위하여 DPAA시스템을 이용하는 것과 관련된다. 특히, 본 발명의 제3특징은 반사면 또는 공명면에 음파가 닿아서 그 때문에 재전송되도록 다른 방향으로 다른 채널의 음향을 지향하는 것에 관련된다.
본 발명의 이런 제3특징은 DPAA가 외부(또는 실질적으로 무반향의 조건을 가진 어떤 다른 장소)에서 동작될 때, 분리된 음장을 쉽게 인식하기 위하여 관측자가 음향이 집속되어온 영역으로 근접하여 움직일 필요가 있다는 문제점을 지적한다.그렇지 않으면 관측자가 생성되어 온 분리된 음장의 소재를 파악하는 것은 어렵다.
만약 음향반사면(또는 택일적으로, 흡수된 입사음향 에너지를 재 방사하는 청각적으로 공명하는 물체)이 그런 촛점 영역에 위치한다면, 음향반사면은 집속된 음향을 재방사하고, 그래서 DPAA로부터 떨어진 실제로 새로운 음향원이 되고, 촛점영역에 위치한다. 만약 평면반사기가 사용되면, 반사된 음향은 특정 방향으로 우세하게 지향된다; 만약 산만한 반사면이 존재하면, 집속된 음향이 DPAA로부터 입사될 때, 반사기의 동일 면에 있는 촛점영역으로부터 떨어진 모든 방향으로 재방사된다. 그러므로, 만약 별개의 입력 신호를 대표하는 수많은 별개의 음향 신호가 전술된 방법으로 DPAA에 의해 별개의 촛점영역에 집속되어지고, 각 촛점영역 이내에 그러한 반사기 또는 공진기가 각 촛점영역으로부터 음향을 재반사하도록 위치되면, 진정한 다중 분리된 근원 음향 방사기 시스템이 전술된 디자인의 단일의 DPAA를 이용하여 구성되어질 수 있다. 음향을 집속하는 것은 필수적이지는 않으며, 대신 음향은 본 발명의 제1특징의 제2실시예의 방법으로 지향되어질 수 있다.
DPAA는 다중의 단단한 및/또는 우세한 음향 반사 경계면이 존재하는 무반향이 아닌 조건(통상의 방 환경과 같은)에서 다중 분리된 집속 빔-즉, 별개의 분리된 영역에 집속된 별개의 입력신호를 대표하는 음향 신호를 가진-과 함께 전술된 방법으로 작동된다. 그리고 특히, 그러한 집속된 영역은 하나 또는 그이상의 반사경계면으로 지향되어지고, 그때 그의 통상의 유향 음향 인식만을 사용하여 관측자는 쉽게 분리된 음장을 인식할 수 있고, 동시에 그들의 각각의 촛점 영역에 있는 공간으로 그러한 영역으로부터 관측자에게 도달하는 (경계로부터)반사된 음향에 따라 그들 각각을 위치시킨다.
그러한 경우에 관측자가 인공 정신-음향 요소를 음향 신호로 도입하는 DPAA에 결코 의존하지 않는 진정한 분리된 음장을 인식하는 것을 강조하는 것이 중요하다. 그러므로, 관측자가 DPAA의 근계 방사(near-field radiation)로부터 충분히 멀리 떨어져있는 한, 관측자의 위치는 진정한 음향 위치에 비하여 상대적으로 덜 중요하다. 이런 방법으로, 다중-채널 "서라운드-음향"은 대부분의 실제 환경에서 얻어지는 자연경계를 이용하여 단지 물리적 스피커(DPAA)만을 가지고 수행될 수 있다.
유사한 효과가 적절한 자연 반사 경계가 없는 환경에서 생성되어야 하는 경우에, 유사한 분리된 다중-근원 음향계는 음원이 출발하는 것처럼 보이기를 희망하는 인공의 반사면 또는 공명면의 적절한 배치 및 그리고 그러한 표면으로 빔을 지향하는 것에 의하여 얻어질 수 있다. 예를 들면, 큰 콘서트 홀 또는 외부환경에서 광학적으로 투명한 플라스틱 또는 유리 판넬은 거의 시각적 충돌 없이 음향반사기로써 위치되어 사용될 수 있다. 그 영역으로부터 음향의 넓은 분산을 원하는 경우에, 음향을 분산시키는 반사기 또는 광대역 공명기가 대신 도입될 수 있다.(이것이 더 어려울 것이나 광학적으로 투명하게 만드는 게 불가능하지는 않다.)
제21도는 청취자(2103)에게 다중 음원을 제공하기 위하여 단일DPAA 및 다중 반사면 또는 공명면의 사용을 도시한다. 이는 정신 음향 신호에 의존하지 않기 때문에, 서라운드 음향 효과는 청취지역 도처에서 들을 수 있다.
단순한 지향이라기 보다는 집속이 사용되는 경우에, 대략 촛점의 크기와 동등한 지름을 가지는 구형의 반사기는 넓은 각도에 대하여 분산된 반사를 얻기위하여 사용될 수 있다. 분산된 반사 효과를 더욱 증가시키기 위하여, 표면은 분산시키기 원하는 음향 주파수의 파장의 척도에서 울퉁불퉁 해야된다.
이런 본 발명의 세번째 특징은 다른 채널의 안티-빔이 주어진 채널과 연관된 반사기 쪽으로 지향될 수 있음을 규정하기 위하여 본 발명의 두번째 특징과 연관되어 사용될 수 있다. 그래서, 스테레오(2-채널 시스템)의 예를 들면, 채널1은 반사기1에 집속되고 채널2는 반사기2에 집속되고 적절한 영점화가 반사기2에서 채널1을, 반사기1에서 채널2를 0으로 만들기 위하여 포함될 것이다. 이는 단지 정확한 채널만이 각각의 반사면에서 중요한 에너지를 가짐을 보장할 것이다.
본 발명의 이 특징의 큰 이점은 전술한 모든 것이 단일 DPAA장치, (가능하게는 수정되고 도립된)입력신호의 지연된 복제물의 합으로 구성되는 각 변환기에 대한 출력신호를 가지고 얻어질 수 있다. 그러므로, 많은 전선과 전통적으로 서라운드 음향 시스템에 연관되는 장치가 없어도 된다.
본 발명의 제 4 특징
본 발명의 제4특징은 출력변환기의 어레이 근처에서 마이크의 위치 및 마이크의 어레이 근처에서 스피커의 위치를 지정하기 위한 마이크(입력변환기)및 시험 신호의 사용과 관련된다.
이 특징에 따라서, DPAA로부터의 음향방출을 감지할 수 있고, 유선 또는 무선의 방법으로 DPAA 제어 전자에 연결되는 하나 또는 그 이상의 마이크가 제공된다. DPAA는 셋 또는 그이상의 (그리고 일반적으로는 모든)SET로부터 마이크까지 신호의 전달시간을 측정하는 것 및 삼각측량술, 그러므로 DPAA를 사용하는 동안 마이크의 위치추적가능성을 허용하는것에 의해 프로그램 물질 음향에 대한 청취자의 인식을 간섭하지 않으며, 하나 또는 그이상의 DPAA SET에 대한 마이크 위치를 계산할 수 있도록 배치된 부시스템을 인용한다. 그리고 DPAA SET 어레이는 뒷부분이 개구-즉, 쌍극안테나 같은 방법으로 변환기의 양쪽면으로부터 방사한다-이어서 잠재적 마이크 위치의 모호성(DPAA의 앞인지 뒤인지)은 수령된 신호의 위상을 검사하는 것에 의해 해결될 수 있다.(특히 저주파수에서)
수행하는 동안 대기의 온도에 따라 변하고, 현장의 음향 및 스피커 시스템의 수행에 영향을 주는 음향의 속도는 부가적인 삼각측량점을 사용하여 동일한 과정으로 결정될 수 있다. 마이크 위치지정은 특정한 시험 패턴(즉, 가상의 임의 노이즈 열 또는 번갈아 행해지는 각 SET의 짧은 펄스, 여기서 tp≤rs/cs라는 의미로 펄스 길이 tp는 요구되는 공간분해능보다 짧다.)을 사용하거나, DPAA에 의하여 방송되는 프로그램물질을 가진 낮은 레벨의 테스트 신호(들을 수 없도록 디자인 될 수 있는)를 도입하고, 그 때 상호연관에 의해 이들을 검측하는 것에 의해 행해질 수 있다.
SDM에 의해 인가된 지연 및/또는 ADF의 필터계수들을 변화시키므로써 하나 또는 그 이상의 특정 위치에서 음장을 (어떤 원하는 의미로)최적화하는 제어 시스템이 DPAA에 부가될 수 있다. 만약 전술된 마이크가 이용될 수 있다면, 이 최적화는 설정시간-예를 들면 DPAA의 이용을 수행하기 전의 시간동안- 또는 실제의 사용중에 일어날 수 있다. 후자의 경우에, 하나 또는 그 이상의 마이크는 그렇지 않으면 DPAA를 제어하기 위하여 사용되는 송수화기에 삽입될 수 있고, 이 경우 제어시스템은 실시간으로 마이크를 추적하고 그래서 송수화기의 위치 및 청취자의 적어도 한사람의 추측된 위치에서 계속적으로 음향을 최적화하기 위하여 활동하여 디자인될 수 있다. 제어시스템 내부에 DPAA 및 이것의 음향 특성의 모델 및 선택적으로 현재 위치된 환경의 모델을 설정하는 것에 의하여, 제어 시스템은 문제되는 사이드 로브를 축소하기 위하여 사용자-특정 위치에서 음향을 최적화하기 위한 DPAA 매개변수에 필요한 조정치를 자동적으로 측정하기 위하여 이 모델을 이용할 수 있다.
상기 제어시스템은 "불감지대(dead-zone)"을 생성하며 하나 또는 그 이상의 특정한 위치-즉, DPAA에 연결된 기척이 있는 실행 마이크가 위치되는 곳, 또는 원치 않는 반사면이 되는 것으로 알려진 위치-에서 음향레벨을 최소화되어지게 조정하도록 부가적으로 설계될 수 있다. 원치 않는 공간잔향을 회피할 수 있는 것 처럼, 이런 방법으로 원치않는 마이크/DPAA 피드백은 회피될 수 있다. 이러한 가능성은 본 발명의 두번째 특성에 관련된 장에서 논의되었다.
감추어진 테스트신호 -즉, 대게 청중에 인식되지 않도록 설계되고 낮은 레벨의 가상의 임의 노이즈열(pseudo random noise sequences)에 의하여 대표되며, 프로그램된 신호위에 첨부된, DPAA전자에서 발생된 부가적인 신호- 를 사용하기 위하여 하나 또는 그 이상의 기척이 있는 수행 마이크가 (상기 마이크와 DPAA 변환기간에 지연패턴을 적절히 가공하므로써)공간적으로 추적될 수 있다. 이 마이크 공간 정보는 마이크가 이동될 곳마다 "불감지대"를 위치시키는 것과 같은 목적으로 번갈아 사용된다.(감추어진 시험-신호는 필수불가결하게 마이크 위치에서 영이 아닌 진폭이 됨을 주의하라)
제22도는 청취영역에서의 위치를 지정하기 위해 마이크의 사용하기 위한 가능한 구성을 도시한다. 마이크(2201)는 라디오 전송기(2201) 및 수신기(2203)을 경유하여 DPAA(105)의 아날로그 또는 디지탈 입력(2204)에 연결된다. 유선 또는 다른 무선연결은 보다 편리하다면 대신 사용될 수 있다. 대부분의 SET(104)는 통상의 작동을 위하여 사용되어 지거나 침묵한다. 적은 수의 SET는 통상의 프로그램된 신호에 더해지거나 이에 대신하여 테스트신호를 방출한다. 시험 SET와 마이크 사이의 경로길이(2206)는 테스트신호와 마이크신호의 비교에 의해 추론되고, 삼각측량법에 의하여 마이크의 위치를 추론하기 위하여 사용된다. 수신된 테스트신호의 신호 대 노이즈 비율이 나쁜 곳에서는, 응답은 몇 초동안 누적될 수 있다.
외부에서의 수행에 있어서, 바람은 스피커 시스템의 수행에 중요한 영향을 줄 수 있다. 음향의 전파방향은 바람에 의하여 영향받는다. 특히, 원하는 음향의 전파방향에 수직으로 청중을 가로질러 부는 바람은 내부에 불충분한 보호물을 가지면 음향력의 많은것을 행위지역 바깥으로 전할 수 있다. 제23도는 이 문제를 도시한다.
점선에 의해 둘러싸인 지역(2302)은 바람이 없을 때 DPAA(105)의 음장형상을 지시한다. 바람(W)이 오른쪽에서 불어서 음장(2304)가 얻어지며, 이는 음장(2302)의 비스듬하게 된 버젼이다.
DPAA 시스템에 있어, 신호를 찾는 마이크 위치의 전파는 같은 방법으로 횡단바람에 의하여 영향받는다. 그러므로, 만약 마이크(M)가 청중지역의 중간에 위치되고, 그러나 횡단바람은 서쪽으로부터 불고 있다면, 마이크가 청중지역의 서쪽에 있는 것으로 위치 추적 시스템에 나타날 것이다. 제23도의 예를 들면, 바람(W)은 테스트신호가 DPAA로부터 마이크까지의 곡선경로를 취하는 원인이 된다. 이는 시스템이 정위치를 벗어나 진짜위치(M)의 왼쪽인 위치 P에 마이크를 위치시키는 원인이 된다. 이를 처리하기 위하여, 어레이의 방사패턴는 표면적인 마이크 위치(P) 주변에 커버리지를을 최적하하기 위하여 즉, 바람을 상쇄하기 위하여 조정되며, 실제의 청중지역에 최적의 커버리지를 제공한다. DPAA 제어시스템은 수행하는 동안 자동적으로 이러한 조정을 할 수 있다. 제어시스템의 안정도를 보장하기 위하여, 단지 느린 변화만이 만들어져야 한다. 시스템의 견실도는 청중지역 전체를 통하여 알려진 위치에 다중 마이크를 사용하여 향상되어질 수 있다. 심지어는 바람이 불때, 음장은 원하는 방향으로 지속적으로 지향되도록 실질적으로 유지될 수 있다.
본 발명의 제3특징에 관하여 전술된 것 처럼(음향 에너지의 빔을 적절한 반사면에 집속하는 것에 의하여) DPAA로부터 멀리 떨어진 표면적인 음원을 위치시키고 싶은 장소에서, 전술한 마이크의 사용은 이런 상황을 설정하는 쉬운 방법을 허용한다. 표면 근처에 임시적으로 위치된 마이크 중 하나 및 그 마이크의 위치는 전술한 DPAA 부 시스템에 의해 정확하게 결정된다. 다음, 제어시스템은 마이크의 위치에 집속되거나 지향된 빔(하나 또는 그 이상의 사용자 선택 입력)을 위치시키기 위하여 최적의 어레이 파라메터를 계산한다. 그 이후에 마이크는 제거된다. 다음, 분리되어 멀리 떨어진 음원은 선택된 위치에서 표면으로부터 발산할 것이다.
보다 정확한 결과를 제공하기 위하여 시스템 내부에 어느 정도의 여분을 가지는 것이 유용할 것이다. 예를 들면, 각 출력변화기로부터 입력변환기로 이동하기 위하여 시험 신호를 잡아두는 시간은 일반적으로 계산될 존재하는 변수(세 개의 공간 변수 및 음향의 속도)보다 더 많은 연립방정식을 증가시키며 어레이에 있어서의 모든 출력변환기에 대하여 계산되어 진다. 가장 낮은 전체적 오차를 내는 변수값은 방정식을 적절히 풀면 얻어진다.
시험 신호는 DPAA SET에 의해 출력되는 지연된 입력신호 복제물에 더해지거나, 어떤 입력신호 성분도 출력하지 않는 변환기를 경유하여 출력되는, 가상의-임의 노이즈 신호 또는 비가청 신호를 포함한다.
본 발명의 제4특징에 따른 본 시스템은 그 어레이 근처에 출력변환기를 가진 입력변환기 어레이로 구성된 DPAA 장치에도 적용할 수 있다. 출력변환기는 어레이에 있는 각 입력변환기에 의해 수신될 단일 시험 신호만을 출력할 수 있다. 테스트신호의 출력과 이의 수신간에 걸리는 시간은 출력변환기의 위치의 삼각측량 및/또는 음향속도의 계산을 위하여 사용될 수 있다.
이 시스템과 함께, "입력 영점"이 생성될 수 있다. 입력변환기 어레이가 감소된 민감도를 가질 영역이 존재한다. 제24도 내지 제26도는 어떻게 그러한 입력신호가 설정되는가를 도시한다. 첫째, 입력영점이 위치될 곳(O)가 선택된다. 이 위치에서, 전체적으로 입력변환기(2404) 어레이에 의해 픽업되지 않을 노이즈를 만드는 것이 가능해야 한다. 이 입력영점을 만드는 방법은 세개의 입력변환기(2404a, 2404b, 2404c)만을 가지고 있는(비록 매우 많은것이 실생활에서사용되겠지만) 어레이를 참조하므로써 기술될 것이다.
첫째, 음향이 O에 위치한 점음원(point source)으로부터 방사되는 상황이 고려된다. 만약 음향의 펄스가 시간O에서 방사된다면, 서로 다른 경로길이 때문에 먼저 변환기(2404a)에 도달하고, 다음 변환기(2404b), 그리고 다음에 변환기(2404c)에 도달할 것이다. 설명의 편의를 위하여, 우리는 펄스가 1초 후에 변환기(2404c)에 도달하고, 1.5초 후에 변환기(2404b)에 도달하고, 2초후에 변환기(2404c)에 도달한다고 가정할 것이다.(이것은 순전히 설명의 편의를 위하여 선택된 비현실적으로 큰 숫자이다.) 이는 제25A도에 도시된다. 이러한 수신된 입력신호는 다음 실제로 어레이의 입력 민감도를 영위치에 집속하기 위하여 가변량에 의하여 지연된다. 이 경우에는, 이는 변환기(2404b)에 의해 수신된 입력을 0.5초만큼, 변환기(2404c)에 의해 수신된 입력을 1초만큼 지연시키는 것을 포함한다. 제25B도에서 볼 수 있는 것처럼, 이것은 모든 입력신호를 (지연을 인가하므로써) 시간에 있어 일렬로 늘어놓기 위하여 수정하는 것이 된다. 이런 세개의 입력신호는 다음 제25C도에 보인 출력신호를 얻기 위하여 더해진다. 이 출력신호의 크기는 어레이에 있는 대략적인 입력변환기의 수로 출력신호를 나누는 것에 의해 감소된다. 현재의 경우에는 제25D도에 도시된 입력신호를 얻기 위하여 3으로 출력신호를 나누는 것을 포함한다. 그후, 제25B도에 도시된 신호를 얻기 위하여 여러 입력신호에 인가된 지연은 출력신호의 복제물로부터 제거된다. 그러므로, 출력신호는 복제되어 각 입력신호에 인가된 지연의 양과 동일한 가변량에 의해 전진된다. 그래서, 제25D도에 있는 출력신호는 첫번재 영점화 신호 Na를 생성하기 위해서는 전혀전진되지 않는다. 출력신호의 또다른 복제물은 영점화 신호 Nb를 생성하기 위해서 0.5초 만큼 전진되고, 출력신호의 세번째 복제물은 영점화 신호 Nc를 생성하기 위해서 1초 만큼 전진된다. 영점화 신호는 제25E도에 도시된다.
마지막 단계로써, 이러한 영점화 신호들은 일련의 수정된 입력신호를 제공하기 위하여 각 입력신호로부터 감산된다. 점 ○에서 출발하는 신호의 경우에 예상되는 것 처럼, 본 예에서의 영점화 신호는 입력신호와 정확히 같으며, 실질적으로 영의 크기를 가지고 있는 세 개의 수정된 신호가 얻어진다. 그러므로, 본 발명의 제4특징의 입력영점화 방법은 DPAA가 입력영점이 위치한 ○위치로부터 방사되는 신호를 무시하도록 하는 데 기여한다.
본 발명의 방법이 제24도의 ×에 위치한 음에 기인하여 입력변환기에서 얻어지는 신호를 처리하는 방법을 고려하므로써 도시될 것 처럼, ○이 아닌 음장내의 위치로부터 나오는 신호는 영으로 감소되지 않을 것이다. 위치×로부터 나오는 음향은 처음으로 변환기(2404a)에, 다음에 변환기(2404b)에, 마지막으로 변환기(2404c)에 도달한다. 이것은 제26A도에 도시된 음향펄스에 의하여 실현된다. 입력영점화 방법에 따르면, 이러한 수신된 신호들은 위치○에서의 민감도를 집속하는 양에 의하여 지연된다. 그러므로, 변환기(2404a)에서 신호는 지연되지 않고, 변환기(2404b)에서 신호는 0.5초만큼 지연되고, 변환기(2404c)에서 신호는 1초만큼 지연된다. 이에 의한 결과신호는 제 25B도에 도시된다. 이러한 3개의 신호는 다음에 제26C도에 도시된 출력신호를 얻기 위하여 합해진다. 이 출력신호는 다음에 이 크기를 감소시키기 위하여 입력변환기의 대략적인 수에 의하여 나누어진다. 결과 신호가 제26D도에 도시된다. 이 결과신호는 복제되고, 각 복제물은 입력신호가 제26B도에 도시된 신호를 얻기위하여 지연되는 양만큼 전진된다.
세개의 결과신호는 제26E도에 도시된다. 이러한 영점화 신호 Na, Nb, Nc는 다음에 원래의 입력신호로부터 수정된 입력신호 Ma, Mb, Mc를 얻기 위하여 감산된다. 제26F도에 도시된 결과신호로부터 알수 있듯이, 입력펄스는 수정에 의하여 단지 간과할 수 있는 만큼 변화된다. 입력신호 그 자체는 그들의 원래 레벨의 2/3만큼 축소되었고, 원래의 펄스 레벨의 1/3의 다른 음의 펄스가 노이즈로서 더해졌다. 많은 입력변환기를 사용하는 시스템에 대하여, 펄스 레벨은 일반적으로 펄스의 (N-1)/(N)만큼 축소될 것이고, 노이즈는 일반적으로 펄스의 (1/N)의 크기를 가질 것이다. 그러므로, 예를 들어 백개의 변환기에 대하여, 수정의 효과는 음향이 영점화 위치○로부터 멀리 떨어진 점으로부터 올 때 간과할 수 있다. 제26F도의 신호는 ×로부터의 신호를 회복하기 위하여 전통적인 빔형성에 대하여 이용될 수 있다.
본 발명의 제4특징과 함께 사용되는 여러 테스트신호는 여러 입력신호에 상관함수를 적용함으로써 구별가능하다. 검측될 테스트신호는 입력신호와 교차상관 되며, 교차상관의 결과는 테스트신호가 입력신호에 존재하는지를 지시하기 위하여 분해되어진다. 가상의-임의 노이즈 신호는 어떠한 신호도 그룹내에 있는 수개의 다른 신호들의 선형조합이 아니므로 각각 독립적이다. 이는 교차상관 과정이 궁금한 테스트신호를 확인한다는 것을 보장한다.
테스트신호는 바람직하게는 비가청을 최대화하기 위하여 비평면 스펙트럼을 가지도록 형성된다. 이는 가상의-임의 노이즈 신호를 필터링함으로써 행해질 수있다. 첫째, 테스트신호들은 그들의 전력이 청력에 비교적 민감한 오디오 대역의 영역에 위치하도록 할 수 있다. 예를 들면, 청각은 3.5KHz 주변에서 가장 민감하므로 테스트신호는 바람직하게는 이 주파수 근처에서 최소전력을 가진 주파수 스펙트럼을 가진다. 둘째, 마스크효과는 적응할 수 있도록 프로그램 신호와 일치하여 테스트신호를 바꾸는 것, 테스트신호전력의 많은 부분을 가리워질 스펙트럼의 일부에 두는 것에 의하여 사용될 수 있다.
제27도는 DPAA에 테스트신호 발생과 분해를 참조하는 블록선도를 도시한다. 테스트신호는 블록(2701)에서 발생되며 동시에 분해된다. 이는 원하는 오디오신호에 의해 가리워지므로써 인식할 수 없는 테스트신호를 디자인하기 위하여, 통상의 입력채널(101) 및 마이크 입력(2204)을 입력으로써 갖는다. 통상의 입력회로, 가령 DSRC 및/또는 ADC는 명확성을 위해 생략되었다. 테스트신호는 전용의 SET(2703) 또는 공용의 SET(2205) 둘중 하나에 의하여 방출된다. 후자의 경우에 테스트신호는 테스트신호 삽입단계(2702)에서 각 SET로 들어가는 신호에 합체된다.
제28도는 두개의 가능한 테스트신호 삽입단계를 도시한다. 프로그램 신호 입력(2801)는 분배기 또는 가산기로부터 온다. 테스트신호(2802)는 제27도의 블록(2701)으로부터 온다. 출력신호(2803)는 비선형 보상기인 ONSQ로 가거나, 또는 직접 증폭기 단계로 간다. 삽입단계(2804)에서, 테스트신호는 프로그램 신호에 더해진다. 삽입단계(2805)에서는, 테스트신호는 프로그램 신호를 대체한다. 제어신호가 생략된다.
본 발명의 제 5 특징
제2특징에 관해서 전술된 바와 같이, 둘 또는 그이상의 주파수대역으로 입력신호를 쪼개서 DPAA장치를 사용하여 얻어지는 직접성의 관점에서 이러한 주파수대역을 분리하여 다루는 것이 때로는 유리하다. 그러한 테크닉은 빔을 지향시킬 때 뿐 아니라, 영점을 생성하기 위하여 특정 위치에 음향을 상쇄할 때에도 유용하다.
제29도는 구분된 주파수대역을 선택적으로 빔잉(beaming)하는 것에 대한 일반적 장치이다.
입력신호(101)는 신호 스플리터/결합기(2903)에 연결되고, 그러므로 평행채널에서 저역통과필터(2901) 및 고역통과필터(2902)에 연결된다. 저역통과필터(2901)는 분배기(2904)에 연결되는데, 이 분배기는 모든 가산기(2905)에 연결되고, 이 가산기는 DPAA(105)의 N 변환기(104)에 차례로 연결된다.
고역통과필터(2902)는 장치(102)에 연결되는데 이 장치는 제2도에 있는 장치(102)(일반적으로 내부에 N 가변-진폭 및 가변-시간지연소자를 포함하는)와 동일하며, 차례로 가산기(2905)의 다른 포트에 연결된다.
본 시스템은 저주파수의 멀리 떨어진-장(far-field) 상쇄효과를 극복하기 위하여 사용될 수 있는데, 이 효과는 그러한 저주파수에서의 파장에 비해 작은 어레이크기에 기인한다. 따라서 본 시스템은 다른 주파수가 음장성형의 관점에서 다르게 다루어지는 것을 허용한다. 보다 낮은 주파수는 음원/검측기 및 모두가 동일한 시간-지연(명목상으로 영)과 진폭을 가지는 변환기(2904) 사이를 통과하고, 반면 보다 높은 주파수는 각 N 변환기에 대하여 독립적으로 시간-지연되고 및 진폭-제어된다. 이는 저주파수의 멀리 떨어진-장 영점화 없이 고주파수의 안티-비이밍 (anti-beaming) 또는 영점화를 허용한다.
본 발명의 제5특징에 따르는 이 방법은 가조정 디지탈 필터(512)를 사용하여 수행될 수 있음이 인식되어야 한다.
본 발명의 제 6 특징
본 발명의 제6특징은 DPAA시스템의 사용자가 특정 채널의 음향이 어느 특정시점에 집속되고 있는 곳을 항상 쉽게 위치시킬 수 없을 수 있다는 문제점을 언급한다. 이 문제는 음향이 집속되는 점에서 공간을 가로지르도록 야기될 수 있는 두개의 가동 광빔(beam of light)을 제공하므로써 완화된다.
유용하게도, 오퍼레이터의 제어하에 있는 광빔 및 DPAA제어기는 오퍼레이터가 광빔을 교차시킬 때마다 발생하도록 음향 채널 집속을 야기시키기 위하여 정렬된다. 이것은 공간의 수학적모델 또는 다른 복잡한 계산의 생성에 의존하지 않는 설치 시스템에 매우 쉬운 방법을 제공한다.
만약 두개의 광빔이 제공된다면, 광빔들은 오퍼레이터에 대단한 양의 유용한 설치 피드백정보를 제공하면서 채널의 촛점영역의 중앙 또는 근처에 있는 공간을 교차하는 DPAA전자에 의해 자동적으로 여기될 수 있다.
두 빔의 색상을 다르게 하는것이 유용하며, 교차영역에 제3의 색상이 인식되도록 다른 원색(예를 들면 적색과 녹색)이 가장 좋을 것이다.
채널세팅이 광빔의 위치를 제어하는 선택수단도 제공되어야 하고 이러한 것들은 모두 송수화기로부터 제어되어질 수 있다.
두 개 이상의 광빔이 제공될 때, 다중채널의 촛점영역은 한쌍의 가동 광빔의 공간에 있는 교차지역에 의하여 동시에 하이-라이트 될 수 있다.
작은 레이저 빔은, 특히 고체-상태 다이오드 레이저는 일직선으로 된 빛의 유용한 소스가 될 수 있다.
조종은 갈보스(galvos) 또는 모터에 의해, 또는 선택적으로 영국특허출원 No. 0003,136.9의 명세서에 기재된 것 처럼 WHERM 매커니즘에 의해 구동되는 작은 가동거울을 통하여 쉽게 얻어질 수 있다.
제30도는 촛점(3005)를 보이기 위하여 DPAA상에 있는 프로젝터(3001, 3002)로부터 방사된 가동 광빔(3003, 3004)의 사용을 도시한다. 만약 프로젝터(3001, 3002)가 적색 및 녹색을 방사한다면, 황색이 촛점에서 보여질 것이다.
본 발명의 제 7 특징
만약 다중 음원이 잘림 또는 왜곡을 피하기 위하여 DPAA에 동시에 사용된다면, SET에 제공된 합해진 신호의 어떤 것도 SET피스톤, 풀-스케일 디지탈 레벨 (FSDL)의 가산유닛, 디지탈 증폭기, ONSQ, 선형 또는 비선형 증폭기의 최대편위를 초과하지 않음을 보장하는 것은 중요할 수 있다. 이는 I 입력신호의 각각을 어떤 정점도 풀 스케일 레벨의 1/I을 초과할 수 없도록 작게 스케일링하거나 정점 제한(peak-limiting)하는 것에 의해 곧바로 얻어질 수 있다. 이는 입력신호 정점이 FSDL에 함께 있는 최악의 경우에 카터(cater)에 접근하나, 신호입력에 이용할수 있는 출력전력을 심하게 제한한다. 대부분의 응용기구에 있어서 가끔씩의 짧은 천이(가령 영화 사운드트랙에 있어서의 급증)동안을 제외하고는 발생할 것 같지 않다. 그러므로, 높은 레벨이 사용되고 과부하가 동시발생하는 피크동안만 정점제한에 의해 회피된다면 더 나은 사용이 동적범위의 디지탈 시스템으로 구성될 수 있다.
디지탈 정점 제한기는 출력신호가 특정 최대레벨을 초과하는 것을 방지하기 위하여 필요할 때 입력 디지탈 오디오 신호를 작게 스케일링하는 시스템이다. 이것은 필요한 계산을 감소시키기 위하여 부샘플링된(sub-sampled) 입력신호로부터 제어신호를 유도한다. 제어신호는 출력신호에 있어서의 불연속을 방지하기 위하여 매끈하게 되어진다. 이득이 정점 앞에서 감소되고(개시시간 상수) 후에 정상으로 돌아오는(해제시간 상수) 비율은 제한기의 가청효과를 최소화하기 위하여 선택된다. 그들은 사용자의 제어하에서 사전설정(factory-preset) 될 수 있고, 입력신호의 특성에 따라 자동적으로 조정된다. 약간의 잠복기간이 견뎌질 수 있다면, 제어신호는 "미리 예측할 수 있어서"(입력신호를 지연시키고 제어신호를 지연시키지 않으므로써) 제한행위의 개시위상은 갑작스런 정점을 예상할 수 있다.
각 SET는 서로 다른 상대적 지연을 가진 입력신호의 합을 수신하기 때문에, 하나의 합에서 일치하지 않는 정점은 하나 또는 그이상의 SET에 제공된 지연된 합들에 있어서도 그렇게 될 수 있으므로 입력신호의 합으로부터 정점제한기에 대한 제어신호를 유도하는 것만으로는 충분하지 않다. 만약 독립적인 정점 제한기가 각 합산된 신호에 사용된다면, 어떤 SET는 제한되고 다른 것들은 제한되지 않을 때,어레이의 방사패턴는 영향받을 것이다.
이러한 효과는 제한기를 그들 모두가 동일양의 이득감소를 인가하도록 연결하므로써 회피될 수 있다. 그러나, 이것은 N이 클 때 수행하기에 복잡하고(일반적으로 그런 것 처럼), 합산점에서 과부하를 예방하지 않는다.
본 발명의 제6특징에 따른 선택적인 접근은 다중채널 다중위상 제한기 (Multichanal Multiphase Limiter, MML)이며, 이의 선도가 제31도에 도시된다. 이 장치는 입력신호에 동작한다. 이는 SDM에 의해 현재 수행되는 지연범위에 걸치는 시간 창(time window)에서 각 입력신호의 정점레벨을 찾고, 그 제어신호를 생성하기위하여 이러한 I 정점레벨을 합한다. 만약 제어신호가 FSDL을 앞서지 않는다면, 각 SET에 제공된 어떠한 지연 합도 앞설수 없으므로, 어떤 제한 행동도 요구되지 않는다. 만약 그렇다면, 입력신호는 FSDL로 레벨을 낮추기 위하여 제한되어져야 한다. 개시 및 해제시간상수 및 예상량은 사용자의 제어 또는 응용기구에 따른 사전 설정하에 있을 수 있다.
만약 ONSQ단과 결합하여 사용된다면, MML은 오버샘플러의 앞 또는 뒤에서 작동할 수 있다.
낮은 잠복기는 오버샘플링 전에 제어신호를 입력신호로부터 유도하고, 오버샘플된 신호에 제한을 적용하므로써 얻어진다; 낮은 차수와 낮은 그룹지연의 반-영상(anti-imaging)필터는 제한된 대역폭을 가질 때, 제어신호에 대하여 사용될 수 있다.
비록 모든 개수의 채널(입력 신호)에 대하여 추론될 수 있지만, 제31도는MML의 2-채널 수행을 도시한다. 입력신호(3101)는 입력회로 또는 선형보상기로부터 온다. 출력신호(3111)는 분배기로 간다. 각 지연유닛(3102)은 버퍼를 포함하고, 수많은 입력신호의 샘플을 저장하고, 3103으로써 버퍼에 포함되는 최대 절대값을 출력한다. 버퍼의 길이는 도시되지 않은 제어신호에 의해 분배기에서 수행되는 지연의 범위를 추적하기 위하여 변경될 수 있다. 가산기(3104)는 각 채널로부터 이러한 최대값을 합한다. 이의 출력은 응답성형기(3105)에 의해서 특정된 개시 및 해제 비율을 가진 매우 부드럽게 변하는 이득제어신호로 변환될 수 있다. 분배기에 보내지기 전에, 단계(3110)에서 입력신호는 각각 이득제어신호에 일치하여 감쇄된다. 바람직하게는, 신호는 이득제어신호에 비례하여 감쇄된다.
지연(3109)은 이득 변화가 정점을 예상하는 것을 허용하도록 채널신호경로에 인용될 수 있다. 만약 오버샘플링이 인용된다면, 위로 샘플링하는 단계(3106)뒤에 반-영상 필터(3107-3108)를 가지며, MML내부에 위치될 수 있다. 고품질 반-영상 필터는 통과대역에 상당한 그룹의 지연을 가질 수 있다. 3108에 대하여 적은 그룹지연을 가진 필터 디자인을 사용하면 지연(3109)을 감소하거나 제거할 수 있다. 만약 분배기가 전체의 ADF(807)를 인용한다면, MML는 분배기를 분리된 전체 및 SET단계마다로 쪼개며, 신호경로에서 그것들 뒤에 인용되는 것이 가장 유용하다.
본 발명의 제7특징은 그러므로 구조가 간단하고, 효율적으로 클리핑과 왜곡현상을 방지하며, 요구되는 방사패턴를 유지하는 제한기를 허용한다.
본 발명의 제 8 특징
본 발명의 제8특징은 어레이에 고장난 변환기를 검측하고, 그 효과를 경감시키는 방법에 관련된다.
제8특징에 따르는 방법은 변환기가 고장났는지 여부를 결정하기 위하여, 근처에 위치한 입력변환기에 의하여 수신되는(또는 수신되지 않는) 어레이의 각 출력변환기로 테스트신호가 발송될 것을 요구한다. 만약 테스트신호들이 각각으로부터 구별되어진다면, 테스트신호는 차례로 또는 동시에 각 출력변환기에 의하여 출력될 것이다. 테스트신호는 전술한 본 발명의 제4특징에 관련되어 사용된 것과 일반적으로 유사하다.
고장검측단계는 테스트신호가 비가청이거나 또는 인식할 수 없음을 보장함으로써, 우선 시스템을 셋업하기 전에(예를 들면 "음향 체크"동안에 또는, 유리하게는 시스템이 사용되는 모든 시간동안에 수행될 수 있다.) 수행될 수 있다. 이것은 테스트신호가 낮은 진폭의 가상의-임의 노이즈 신호를 포함하는 것에 의하여 얻어질 수 있다. 그들은 한번에 변환기의 그룹에 의하여 보내질 수 있으며, 이 그룹은 결과적으로 모든 변환기가 테스트신호를 보내도록 변한다. 또한, 그들은 실질적으로 모든 시간 동안 모든 변환기에 의하여 보내질 수 있으며, DPAA로부터 출력하기를 바라는 신호에 더해진다.
만약 변환기 고장이 검측되면, 종종 예측할 수 없는 출력을 피하기 위하여 그 변환기를 음소거하는 것이 바람직하다. 그다음, 고장난 변환기의 효과를 약간 경감시키기 위하여 음소거된 변환기 근처에 있는 변환기의 출력의 진폭을 감소시키는 것이 더욱 바람직하다. 이러한 수정은 음소거된 변환기 근처에 위치한 작동변환기의 그룹의 진폭을 제어하는 것으로 확장될 수 있다.
본 발명의 제 9 특징
본 발명의 제9특징은 오디오 출력신호가 주로 하나의 또는 복수의 분리된 방향으로 전송되도록 그들을 조종하는 DPAA와 같은 복제 장치에 수신된 오디오신호를 재생산하는 방법에 관련된다.
DPAA에 대하여 일반적으로, 각 변환기에서 관측된 지연의 양은 오디오 신호가 지향될 방향을 결정한다. 그러므로 특정방향으로 신호를 지향하기 위하여 그러한 시스템의 오퍼레이터가 장치를 프로그램하는 것이 필요하다. 만약 원하는 방향이 변하면, 장치를 다시 프로그램하는 것이 필요하다.
본 발명의 제9특징은 출력오디오 신호를 자동적으로 지향할 수 있는 방법 및 장치를 제공하므로써 위의 문제를 경감시키려고 한다.
이는 오디오신호와 결합된 정보신호를 제공하는 것에 의하여 얻어지며, 그 정보신호는 음장이 특정시간에 성형되어져야 하는 방법에 관한 정보를 포함한다. 그러므로, 음향신호가 재생되는 모든 시간동안, 결합된 정보신호는 디코드되고 음장을 형성하기 위하여 사용된다. 이는 오디오신호가 지향되어야하는 방향을 오퍼레이터가 프로그램할 필요가 없으며, 또한 오디오신호를 복원하는 동안 오디오신호 조정방향이 원하는 대로 바뀌어지도록 허용한다.
본 발명의 제9특징은 하나 또는 수개의 오디오채널을 복원할 수 있는 음향재생 시스템 및 수많은 스피커 공급장치이며, 이러한 채널들 가운데 일부 또는 모두는 결합된 일련의 시변의 조종정보를 가진다. 각 연속된 조종정보는 결합된 오디오 채널로부터 나온 신호가 스피커 공급장치간에 분배되는 방법을 제어하기 위하여 디코딩 시스템에 의하여 이용된다. 스피커 공급장치의 수는 전형적으로 기록된 오디오 채널의 수보다 상당히 크며, 사용되는 오디오 채널의 수는 프로그램 경로에서 변할 수 있다.
제9특징은 수많은 방향가운데 한 곳으로 음향을 지향할 수 있는 복원시스템에 주로 적용한다. 이는 수많은 방법에 의하여 행해질 수 있다:-
● 많은 독립적인 스피커들은 강당 주변에 분산될 수 있고, 지향성은 각 신호의 레벨과 시간지연이 스피커 사이의 원하는 점에 보다 정확한 위치측정을 설정하도록 하여, 단순히 오디오신호를 원하는 위치에 가장 가까운 스피커로 또는 몇몇 가장 가까운 스피커들을 통하여 보내는 것에 의해 얻어질 수 있다;
● 기계적으로 제어가능한 스피커가 사용될 수 있다. 이 접근은 전통적인 변환기 주변에 포물선의 접시의 사용 또는 음향빔을 발사하는 초음파 반송기의 사용을 포함할 수 있다. 지향성은 기계적으로 음향빔을 회전시키거나 또는 지향하므로써 얻어질 수 있다; 그리고
● 바람직하게는, 수많은 스피커가 (바람직하게는 2D의)동조된 어레이내에 정열된다. 다른 특징과 관련하여 기술된 것 처럼, 스피커는 독립적인 공급장치와 함께 공급되고 각 공급장치는 음향빔이 어레이로부터 발사될 수 있도록 이득, 지연, 필터링을 가질 수 있다. 본 시스템은 특정한 점으로 빔을 발사할 수 있고, 음향이 어레이의 뒤로부터 나오는 것처럼 보이게 만들 수 있다. 강당의 벽에 빔을집속시키므로써, 음향빔이 그 벽으로부터 나오는 것처럼 보이도록 할 수 있다.
전술된 실시예에 따라서, 대부분의 스피커 공급장치는 동조된 어레이를 형성하며, 큰 2차원의 스피커 어레이를 구동한다. 또한 분리된, 이산의 스피커 및 나아가 강당 주변에 동조된 어레이가 존재할 수 있다.
제9특징은 실제의 오디오 신호 자체를 가진 음장 성형정보를 결합하는 것을 포함하며, 성형정보는 오디오신호가 지향되어질 방법을 지시하도록 이용될 수 있다. 성형 정보는 그 위에 음향을 집속하기를 바라거나, 거기서 음원을 흉내내기를 바라는 하나 또는 그이상의 물리적 위치를 포함할 수 있다.
조종정보는 각 오디오신호에 제공되어질 실제의 지연을 포함할 수 있다. 그러나, 이러한 접근은 많은 정보를 포함하는 조종신호에 이를 수 있다.
조종정보는 바람직하게는 오디오채널과 동일한 정보열로 다중송신될 수 있다. 비록 기존의 표준의 단순한 확장일지라도, 그들은 MPEG 열에 조합되어 DVD, DVB, DAB 또는 미래의 전송층에 의하여 운반되어 질 수 있다. 게다가, 영화관에 이미 존재하는 전통디지탈 음향 시스템은 본 발명의 합성신호를 사용하기 위하여 확장될 수 있다. 각 스피커 공급장치에 대해 이득, 지연 및 필터계수를 포함하는 조종정보를 이용하기보다는, 대신에 단순히 음향이 집속되어지는 곳 또는 거기서 나왔던 것처럼 보이는 곳을 기술할 수 있다. 강당에 설치되는 동안, 디코딩 시스템은 각 스피커 공급장치에 의하여 구동되는 스피커의 위치 및 청취지역의 형태에 따라 프로그램 되거나, 또는 그것을 스스로 결정한다. 조종정보에 의하여 기술된 위치로부터 나온 각 채널을 만들기 위하여 필요한 이득, 지연 및 필터계수의 유도는 이 정보를 이용한다. 조종정보를 저장하는 것에 대한 이러한 접근은 동일한 기록이 다른 스피커 및 어레이 구성과 함께 이용되거나, 다른 크기로 구성된 공간에서 이용되어지는 것을 허용한다. 저장되거나 전송되는 것은 또한 조종정보의 양을 현저하게 축소한다.
시청각 및 영화 응용기구에서, 어레이는 전형적으로 (음향적으로 통과되는 물질로 구성된)스크린 뒤에 위치하며, 스크린 크기의 현저한 부분이 된다. 그러한 큰 어레이의 사용은 음향채널이 마치 영사된 이미지내의 물체의 위치에 해당하는 스크린 뒤에 있는 어떤 점으로부터 나오고, 그 물체들의 움직임을 추적하는것처럼 보이도록 허용한다. 스크린 크기와 폭의 유닛을 사용하는 조종정보를 인코딩하는것 및 디코딩 시스템에 스크린의 위치를 알려주는 것은 동일한 조종정보가 다른 크기의 스크린을 가진 영화관에서 사용되는 것을 허용한며, 표면적인 오디오 음원은 이미지에 있어서의 동일한 위치에 남겨진다. 본 시스템은 이산된(배열되지 않은) 스피커 또는 특별한 어레이를 가지고 증대될 수 있다. 이것은 천장에 어레이를 위치시키기에 특히 편리하다.
제32도는 본 발명을 수행하기 위한 장치를 도시한다. 정보신호와 함께 다중송신된 오디오신호는 단자(3201)로의 입력이다. 디-멀티플렉서(de-multiplexer)(3207)는 오디오 신호 및 정보신호를 분리하여 출력한다. 오디오신호는 디코딩 장치(3208)의 입력단(3203)로 보내지며, 정보신호는 디코딩 장치(3208)의 단자(3202)으로 보내진다. 복제장치(3204)는 입력단(3202)에서 오디오신호 입력을 많은 동일한 복제물(여기서는, 네개의 복제물이 사용되나 다른 수도 가능하다)로 복제한다. 그러므로, 복제장치(3204)는 입력단자(3202)에 존재하는 신호와 각각 동일한 네개의 신호를 출력한다. 정보신호는 단자(3203)로부터 각 지연소자(3210)로부터 복제된 신호의 각각에 인가된 지연의 양을 제어할 수 있는 제어기(3209)로 보내진다. 지연되고 복제된 오디오 신호의 각각은 지향의 음향 출력을 제공하기 위하여 출력단자(3205)를 경유하여 분리된 변환기(3206)로 보내진다.
단자(3203)에서 정보신호 입력을 포함하는 정보는 출력 오디오 신호가 정보신호에 따라서 강당 주변으로 지향될 수 있도록 연속적으로 시간에 따라 변할 수 있다. 이는 오퍼레이터가 필요한 조정을 제공하기 위하여 오디오신호 출력방향을 계속적으로 모니터해야 할 필요성을 방지한다.
단자(3203)로 가는 정보신호 입력은 각 변환기(3206)에 대한 신호입력에 인가되어져야 하는 지연을 위한 값을 포함할 수 있는 것은 명백하다. 그러나, 정보신호에 저장된 정보는 대신 디코더(3209)에서 적절한 지연의 집합으로 디코드되는 물리적 위치정보를 포함할 수 있다. 이는 그 위치에 지향성을 얻기 위하여 일단의 지연을 가지고 강당에서의 물리적 위치를 조사하는 순람표를 이용하여 얻어질 수 있다. 바람직하게는, 본 발명의 제1특징을 상술할 때 제공된 수학적 알고리듬이 사용되며, 이 수학적 알고리듬은 물리적 위치를 일단의 지연값으로 번역한다.
본 발명의 제9특징은 또한 조종정보가 전통적인 스테레오 음향 또는 서라운드 음향을 제공하기 위하여 사용될 수 있도록, 전통적인 오디오 재생장치와 함께 사용될 수 있는 디코더를 포함한다. 헤드폰 표현에 있어서, 조종정보는 청취자 주변에 인식할 수 있는 음원을 위치시키기 위하여 머리-관련(head-related) 전달함수를 사용한 기록의 청각적 표현을 합성하기 위하여 사용될 수 있다. 이 디코더를 이용하여, 오디오 채널 및 결합된 조종정보를 포함하는 기록된신호는 원한다면 -즉, 동조된 어레이가 이용될 수 없으므로- 전통적인 방법으로 재생될 수 있다.
이 명세서에서, "강당"이 언급되어야 한다. 그러나 전술된 테크닉은 큰 공공장소 뿐 아니라 홈 씨네마 및 음악재생을 포함하는 수많은 응용기구에 적용될 수 있다.
위의 기술은 어레이에 있는 모든 변환기를 통하여 재생되는 단일 오디오 입력을 사용하는 시스템을 언급한다. 그러나, 본 시스템은 각 입력을 분리하여 처리하여 각 입력에 대한 일단의 지연계수를 계산하고 각 변환기에 대하여 얻어진 지연된 오디오 입력을 합하므로써 다중 오디오 입력(한편으로는, 모든 변환기를 사용하여)을 재생하기 위하여 확장될 수 있다. 이는 시스템의 선형특성 때문에 가능하다. 이는 분리된 오디오 입력이 같은 변환기를 사용하여 다른 방법으로 지향되는 것을 허용한다. 그러므로, 많은 오디오 입력은 자동적으로 전체 수행을 바꾸는 특정한 방향으로 지향성을 갖도록 제어될 수 있다.
본 발명의 제 10 특징
본 발명의 제10특징은 DPAA장치에 의해 음장출력을 디자인하는 방법에 관련된다.
사용자가 방사패턴를 지정하기 원하는 곳에서, ADF의 사용은 강요된 최적화과정에 많은 차수의 자유도를 준다. 사용자는 타겟을 전형적으로는 커버리지가 가능하면 짝수여야 하거나 거리에 따라 체계적으로 변하는 영역, 커버리지가 가능하면 특정 주파수에서 최소화되어져야 하는 다른 지역, 그리고 커버리지가 문제가 되지 않는 먼 영역으로 지정할 것이다. 그 영역은 마이크 또는 또다른 위치 시스템의 사용에 의하여, 수동의 사용자 입력에 의하여, 건축술의 또는 음향의 모델링 시스템으로부터 데이타집합의 사용을 통하여 지정될 수 있다. 타깃은 우선권에 의해 정렬되어진다. 최적화과정은 전술한 바대로 DPAA 자체자체내에서 수행될 수 있거나(이 경우 바람의 변화에 대응하여 적응되게 만들어질 수 있다) 또는 외부컴퓨터를 사용하는 분리된 단계로써 수행될 수 있다. 일반적으로, 원하는 효과를 얻기 위한 ADF의 적절한 계수선택을 포함한다. 이것은 예를 들면, 본 발명의 제1특징에 기술된 단일한 일단의 지연에 상응하는 필터계수를 가지고 시작하여, 시뮬레이션을 통하여 결과적인 방사패턴를 계산하므로써 행해질 수 있다. 그 이상의 (서로 다른, 적절한 지연을 가진)양 또는 음의 빔은 단지 그들의 상응하는 필터계수를 존재하는 집합에 더하므로써, 방사패턴를 향상시키기 위하여 반복적으로 더해질 수 있다.
더 추가된 바람직한 형태
각 입력에서의 프로그램 디지탈 신호의 값에 응답하여, 그 입력에 관련된 방사패턴 및 신호의 촛점을 조정하기 위하여 제공된 수단이 있을 수 있다.- 그러한 접근은 그 입력신호로부터 복원되어질 큰 음향이 있을 때 잠시동안 바깥쪽으로 그러한 신호의 촛점을 옮김으로써 스테레오 음향 및 서라운드 음향효과를 과장하기 위하여 사용될 수 있다. 그러므로, 조종은 실제의 입력신호와 일치하여 얻어질 수 있다.
일반적으로, 촛점이 움직여질 때, 적절하게 복제샘플 또는 스키핑샘플을 포함하는 각 복제물에 인가된 지연을 변화시키는 것이 필요하다. 이는 바람직하게는 만약 많은 수의 샘플들이 한번에 스킵되는 경우 발생할 수 있는 가청의 짤깍소리를 피하기 위하여 점진적으로 행해져야 한다.
본 발명기술의 실용적 응용은 다음을 포함한다:
가정 엔터테인먼트에 대하여, 청취공간에 있는 다른 위치로 다중의 실제음원을 투사하는 능력은 클러터, 복잡성, 다중의 분리된 유선스피커의 선문제 없이 다중-채널 서라운드 음향의 복원을 허용한다.
공공 연설 및 콘서트 음향 시스템에 대하여, 3차원이고, 다중 동시발생의 빔을 가진 DPAA의 방사패턴를 맞추는 능력은 다음을 허용한다:
DPAA의 물리적 배향보다 훨씬 빠른 설치는 매우 치명적이지 않으며 반복적으로 조정될 필요가 없다;
한 형태의 스피커(DPAA)가 전형적으로 각각이 적절한 확성기를 가진 전용의 스피커를 필요로 할 다양한 방사패턴를 얻을 수 있을 만큼 더 작은 스피커품목;
더 나은 가해도(intelligibility), 이는 단순히 필터계수 및 지연 계수를 조종하므로써, 반사면에 도달하는 음향에너지가 감소되고, 그러므로 주된 반향을 감소시키는 것이 가능하기 때문이다; 그리고
원치않는 음향 피드백의 더 나은 제어, 이는 DPAA 방사패턴가 DPAA 입력에 연결된 라이브 마이크에 도달하는 에너지를 축소하도록 디자인될 수 있기 때문이다.
군중-제어 및 군사활동에 대하여, DPAA빔의 집속 및 조종(부피큰 스피커 및/또는 확성기를 물리적으로 움직여야할 필요가 없는)에 의하여 장(field)이 쉽고 빠르게 재위치될 수 있는, 그리고 광원추적에 의해 타깃위에 쉽게 지향되고 그럼에도불구하고 비침략적인 강력한 음향무기를 제공하는, 먼 지역에 있는 매우 강렬한 음장을 생성할 수 있는 능력; 만약 큰 어레이가 사용되거나, 또는 일단의 좌표지어진 별개의 DPAA판넬이 가능하게는 넓게 이격되면, 음장은 DPAA SET근처보다 촛점지역에서 훨씬 더 강렬하게 만들어 질 수 있다.(만약 전체의 어레이 차수가 충분히 크다면 심지어는 오디오 대역의 더낮은 말단부에서)
Claims (223)
- 신호로부터 유도된 음파들을 출력 변환기들의 어레이를 사용하여 지향시키는 방법에 있어서,각각의 출력 변환기에 관련하여 신호의 지연된 복제물을 얻되, 상기 신호로부터 유도된 음파들을 어떤 방향으로 지향시키기 위해서, 이 지연된 복제물은 각각의 변환기의 어레이 내의 위치 및 지향시킬 주어진 방향에 따라 선택되는 각각의 지연으로 지연된 것인 단계와;지연된 복제물들을 각각의 출력 변환기들로 발송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 음파 지향방법.
- 제1항에 있어서, 각각의 출력변환기에 대해 지향된 상기 신호의 지연 복제물을 얻는 단계는, 각각의 출력변환기에 대해 복제물 신호를 얻기 위해 상기 신호를 설정된 배수만큼 복제하는 단계와; 상기방향과 각각의 출력변환기의 어레이에서의 위치에 따라 선택된 각각의 지연에 의해 지향될 상기 신호의 각각의 복제물을 지연하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 음파 지향방법.
- 제2항에 있어서, 상기 지연단계를 실행하기 전에, 각각의 변환기로부터의 음파의 일시적인 부분이 상기 방향으로 이동하는 전방부를 형성하도록, 각각의 변환기를 향하는 복제물에 대해 각각의 지연을 유도하므로써 각각의 복제물에 대해 각각의 지연을 연산하는 수단을 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 음파 지향방법.
- 제2항에 있어서, 상기 지연단계를 실행하기 전에 각각의 복제물에 대해 각각의 지연을 연산하는 단계와; 상기 방향에 위치된 공간내 제1위치와 각각의 출력변환기 사이의 거리를 결정하는 단계와; 지향될 신호로부터 유도된 각각의 변환기로부터의 음파가 상기 공간내 위치에 거의 동시에 도달되도록 각각의 지연을 유도하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 음파 지향방법.
- 출력 변환기들의 어레이를 사용하여 모의 음원을 갖는 음장을 생성하는 방법에 있어서,각각의 출력 변환기에 관련하여 입력 신호의 지연된 복제물을 얻되, 상기 모의 음원에서부터 실질적으로 시작되는 것으로 보이는 음장을 생성하기 위해서, 이 지연된 복제물은 각각의 변환기의 어레이 내의 위치 및 모의 음원의 위치에 따라 선택되는 단계와;지연된 복제물들을 각각의 출력 변환기들로 발송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 음장 생성방법.
- 제5항에 있어서, 각각의 출력 변환기에서 입력신호의 지연된 복제물을 획득하는 단계는, 각각의 출력변환기에 대해 복제물 신호를 얻기 위하여 상기 입력 신호를 설정의 배수만큼 복제하는 단계와, 각각의 출력변환기와 모의 음원의 어레이에서의 위치에 따라 선택된 각각의 지연에 의해 상기 입력신호의 각각의 복제물을 지연하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 음장 생성방법.
- 제6항에 있어서, 상기 지연단계를 실행하기 전에, 각각의 변환기로부터의 음파가 상기 신호가 모의 음원으로부터의 변환기에 도달하는데 걸리는 시간까지 지연될 수 있도록, 각각의 지연을 유도하므로써 각각의 복제물에 대한 각각의 지연을 연산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 음장 생성방법.
- 음파 지향 장치에 있어서,출력 변환기들의 어레이와;각각의 출력 변환기에 관련하여 신호의 지연된 복제물을 얻되, 상기 신호로부터 유도된 음파들을 실질적으로 어떤 방향으로 지향시키기 위해서, 이 지연된 복제물이 각각의 변환기의 어레이 내의 위치 및 지향시킬 주어진 방향에 따라 선택되는 각각의 지연으로 지연된 것이도록 하는 복제 및 지연 수단과;지연된 복제물들을 각각의 출력 변환기들로 발송하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 음파 지향장치.
- 제8항에 있어서, 상기 복제 및 지연수단은, 각각의 출력변환기에 대해 복제물 신호를 획득하기 위하여 상기 신호를 설정의 배수만큼 복제하는 수단과; 각각의 출력변환기와 방향의 어레이에서의 위치에 따라 선택된 각각의 지연에 의해 방향을갖게 되는 상기 신호의 각각의 복제물을 지연시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 음파 지향장치.
- 제9항에 있어서, 상기 지연단계를 실행하기 전에, 각각의 변환기로부터의 음파의 일시적인 부분이 상기 방향으로 이동하는 전방부를 형성하도록, 각각의 변환기를 향하는 복제물에 대해 각각의 지연을 유도하므로써 각각의 복제물에 대해 각각의 지연을 연산하는 수단을 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 음파 지향장치.
- 제9항에 있어서, 상기 지연단계를 실행하기 전에, 각각의 복제물에 대해 각각의 지연을 연산하는 수단을 부가로 포함하며; 상기 연산은 상기 방향에 위치된 공간에서 각각의 출력 변환기와 제1위치 사이의 거리를 결정하는 단계와, 지향된 신호로부터 유도된 상기 각각의 변환기로부터의 음파가 상기 공간의 위치에 거의 동시에 도달되도록, 각각의 지연을 유도하는 단계에 의해 실행되는 것을 특징으로 하는 음파 지향장치.
- 모의 음원을 갖는 음장을 생성하기 위한 장치에 있어서,출력변환기의 어레이와,각각의 출력 변환기에 대해 입력신호의 지연된 복제물을 얻도록 배치된 복제 및 지연수단과,상기 지연된 복제물을 각각의 출력 변환기로 보내는 수단을 포함하며,상기 지연된 복제물은 상기 모의 음원에서 발생되도록 나타나는 음장을 생성하기 위해, 각각의 변환기의 어레이에서의 위치와 모의 음원의 위치에 따라 선택된 각각의 지연에 의해 지연되는 것을 특징으로 하는 음장 생성장치.
- 제12항에 있어서, 상기 복제 및 지연수단은 각각의 출력 변환기에 대해 복제물 신호를 얻기 위하여 상기 입력신호를 설정된 배수만큼 복제하는 수단과; 각각의 출력변환기와 모의 음원의 어레이에서의 위치에 따라 선택된 각각의 지연에 의해 상기 입력신호의 각각의 복제물을 지연하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 음장 생성장치.
- 제13항에 있어서, 상기 지연단계를 실행하기 전에, 각각의 변환기로부터의 음파가 상기 신호가 모의 음원으로부터 상기 변환기에 도달하는 시간까지 지연되도록, 각각의 지연을 유도하므로써 각각의 복제물에 대해 각각의 지연을 연산하는 수단을 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 음장 생성장치.
- 신호로부터 유도된 음파를 출력 변환기들의 어레이를 사용하여 영 위치에서 상쇄시키는 방법에 있어서,각각의 출력 변환기에 관련하여 상쇄될 신호의 지연된 복제물을 얻되, 이 지연된 복제물은 각각의 변환기의 어레이 내의 위치 및 영 위치에 따라 선택되는 각각의 지연으로 지연된 것인 단계와;상기 지연된 신호 각각을 스케일링하고 인버팅하는 단계와;상기 영 위치에서의 음장을 적어도 부분적으로 상쇄시키기 위해, 스케일링되고 인버팅된 지연된 신호들을 각각의 출력 변환기로 발송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유도 음파 상쇄방법.
- 제15항에 있어서, 각각의 출력변환기에 대해 상쇄될 신호의 지연 복제물을 획득하는 단계는, 각각의 출력변환기에 대해 복제물 신호를 얻기 위하여 상쇄될 신호를 설정된 배수만큼 복제하는 단계와; 영 위치와 각각의 출력변환기의 어레이에서의 위치에 따라 선택된 상기 각각의 지연에 의해 상쇄될 신호의 각각의 복제물을 지연하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영 위치에서의 유도 음파 상쇄방법.
- 제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 스케일링 및/또는 인버팅 단계는 지연된 복제물이 얻어지기 전에 상쇄될 신호상에서 실행되는 것을 특징으로 하는 유도 음파 상쇄방법.
- 제15항 내지 제17항중 어느 한 항에 있어서, 상기 상쇄될 신호는 상기 어레이의 출력변환기에 공급되는 것을 특징으로 하는 유도 음파 상쇄방법.
- 제18항에 있어서, 각각의 출력 변환기에 관련하여 상쇄될 신호의 지연된 복제물을 얻되, 이 지연된 복제물은 각각의 변환기의 어레이 내의 위치에 따라 선택되는 각각의 지연으로 지연된 것인 단계와; 출력신호를 얻기 위하여, 각각의 출력변환기에서 각각의 인버팅 및 스케일링된 지연 복제물을 각각의 지연된 복제물에 더하는 단계와; 각각의 출력신호를 각각의 변환기에 보내는 단계를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 유도 음파 상쇄방법.
- 제19항에 있어서, 각각의 출력변환기에 대해 상쇄될 신호의 지연 복제물을 얻기 위한 단계는, 각각의 출력변환기에 대해 복제물 신호를 얻기 위하여 상기 상쇄될 신호를 설정의 배수만큼 복제하는 단계와; 영 위치와 각각의 출력변환기의 어레에서의 위치에 따라 선택된 각각의 설정 지연에 의해 상쇄될 신호의 각각의 복제물을 지연시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유도 음파 상쇄방법.
- 제15항 내지 제17항중 어느 한 항에 있어서, 상기 상쇄될 신호는 출력변환기의 어레이의 일부가 아닌 하나이상의 출력변환기에 공급되는 것을 특징으로 하는 유도 음파 상쇄방법.
- 제15항 내지 제21항중 어느 한 항에 있어서, 상기 스케일링은 상쇄될 인버팅 및 스케일링된 신호로부터 유도된 출력변환기의 어레이로부터의 음파가 상기 영 위치에서 상쇄될 신호로부터 유도되는 음파와 동일한 크기를 갖도록 선택되는 것을 특징으로 하는 유도 음파 상쇄방법.
- 제15항 내지 제22항중 어느 한 항에 있어서, 상기 상쇄될 신호는 영 위치에 위치된 입력변환기에 의해 검출되는 것을 특징으로 하는 유도 음파 상쇄방법.
- 제23항에 있어서, 상기 입력변환기는 이동가능하고; 상기 영 위치는 영 위치에서의 음장에 대해 네거티브 피드백 루프를 생성하기 위해 입력변환기의 위치를 따르도록 선택되는 것을 특징으로 하는 유도 음파 상쇄방법.
- 영 위치에서 음파를 상쇄시키기 위한 장치에 있어서,출력 변환기들의 어레이와;각각의 출력 변환기와 관련하여 상쇄될 신호의 지연된 복제물을 얻되, 이 지연된 복제물은 각각의 변환기의 어레이 내의 위치와 영 위치에 따라서 선택된 각각의 지연으로 지연된 것이도록 하는 복제 및 지연 수단과;복제된 신호들 각각을 스케일링하고 인버팅하기 위한 스케일러 수단 및 인버터 수단과;상기 영 위치에서 음장을 적어도 부분적으로 상쇄시키기 위해, 스케일링되고 인버팅된 지연된 신호들을 각각의 출력 변환기로 발송하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 음파 상쇄장치.
- 제25항에 있어서, 상기 스케일러 수단 및/또는 인버터수단은 상기 복제 및지연수단의 전방에 배치되는 것을 특징으로 하는 음파 상쇄장치.
- 제25항 또는 제26항에 있어서, 상기 상쇄될 신호를 상기 어레이의 출력변환기에 보내는 수단을 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 음파 상쇄장치.
- 제27항에 있어서, 각각의 변환기에 대해 상쇄될 신호의 지연 복제물을 얻도록 배치된 제2의 복제 및 지연수단과; 출력신호를 얻기 위하여, 각각의 출력변환기에 대해 각각의 인버팅 및 스케일링된 지연 복제물을 각각의 지연 복제물과 더하는 가산기 수단을 포함하며; 상기 지연 복제물은 각각의 변환기의 어레이에서의 위치에 따라 선택된 각각의 지연에 의해 지연되는 것을 특징으로 하는 음파 상쇄장치.
- 제25항 또는 제26항에 있어서, 상쇄될 신호를 출력하기 위하여 출력변환기의 어레이의 일부가 아닌 하나이상의 출력변환기를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 음파 상쇄장치.
- 제25항 내지 제29항중 어느 한 항에 있어서, 상기 스케일러는 상기 인버팅 및 스케일링된 상쇄될 신호를 제공하는 출력변환기의 어레이로부터의 음파가 상기 영 위치에서 상쇄될 신호를 제공하는 음파와 동일한 크기를 갖도록, 스케일 팩터를 인가하는 것을 특징으로 하는 음파 상쇄장치.
- 제25항 내지 제30항중 어느 한 항에 있어서, 상쇄될 신호를 검출하기 위해 상기 영 위치에 위치된 입력변환기를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 음파 상쇄장치.
- 제31항에 있어서, 상기 입력변환기는 이동가능하며; 상기 지연수단은 상기 영위치가 입력변환기의 위치를 따르므로써 영 위치에서 음장에 대해 네거티브 피드백 루프를 생성하도록, 각각의 지연을 선택하는 것을 특징으로 하는 음파 상쇄장치.
- 각각의 채널들을 나타내는 복수개의 입력 신호들이 공간상의 서로 다른 각각의 위치에서 나오는 것처럼 보이도록 하는 방법에 있어서,상기 공간상의 각각의 위치에 음향 반사 또는 공명 표면을 제공하는 단계와;상기 공간상의 위치들로부터 원위에 출력 변환기들의 어레이를 제공하는 단계와;상기 출력 변환기들의 어레이를 사용하여, 각각의 채널의 음파를 상기 공간상의 각각의 위치쪽으로 지향시켜 상기 음파들이 상기 반사 또는 공명 표면에 의해 재전송되도록 하는 단계를 포함하여 구성되고,상기 지향시키는 단계는:각각의 변환기에 관련하여 각각의 입력 신호의 지연된 복제물을 얻되, 채널의 음파가 그 채널에 관련된 공간상의 위치쪽으로 지향되도록, 이 지연된 복제물은 각각의 출력 변환기의 어레이 내의 위치 및 상기 공간상의 각각의 위치에 따라 선택되는 각각의 지연으로 지연되는 것인 단계와;각각의 변환기에 관련하여 각각의 입력 신호들의 각각의 지연된 복제물들을 합하여 출력 신호를 생성하는 단계와;출력 신호들을 각각의 출력 변환기에 발송하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 입력신호 표현방법.
- 제33항에 있어서, 각각의 출력변환기에서 입력신호의 지연 복제물을 획득하는 단계는 각각의 출력변환기에 대해 복제물 신호를 얻기 위하여 상기 입력신호를 설정된 배수만큼 복제하는 단계와; 각각의 출력변환기의 어레이에서의 위치와 공간내 각각의 위치에 따라 선택된 각각의 지연에 의해 상기 입력신호의 각각의 복제물을 지연시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 입력신호 표현방법.
- 제33항 또는 제34항에 있어서, 상기 지연단계를 실행하기 전에, 각각의 입력신호 복제물에 대해 각각의 지연을 연산하는 단계와; 입력신호에 대해 공간내 위치와 각각의 출력변환기 사이의 거리를 결정하는 단계와; 단일의 채널에 대해 각각의 변환기로부터의 음파들이 상기 공간내 위치에 동시에 도달되도록 각각의 지연값을 유도하는 단계를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 입력신호 표현방법.
- 제33항 내지 제35항에 있어서, 상기 다수의 입력신호를 인버팅하는 단계와; 각각의 출력변환기에 대해, 상기 인버팅된 입력신호로부터 유도된 음파가 공간내 위치에서 검출되어 상기 공간내 위치에서의 입력신호로부터 유도된 음파를 적어도 부분적으로 상쇄하도록, 각각의 변환기의 어레이에서의 위치에 따라 선택된 각각의 지연에 의해 지연된 상기 인버팅된 입력신호의 지연 복제물을 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 입력신호 표현방법.
- 제36항에 있어서, 각각의 출력변환기에 대해 상기 인버팅된 입력신호의 지연 복제물을 획득하는 단계는 각각의 입력변환기에 대해 복제물 신호를 얻기 위하여 상기 인버팅된 입력신호를 설정된 배수만큼 복제하는 단계와; 각각의 입력변환기의 어레이내 위치에 따라 선택된 설정의 지연에 의해 상기 인버팅된 입력신호의 각각의 복제물을 지연시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 입력신호 표현방법.
- 제36항 또는 제37항에 있어서, 상기 인버팅된 입력신호는 인버팅된 입력신호로부터 유도된 음파가 상기 공간내 위치에서의 입력신호로부터 유도된 음파를 상쇄하도록 스케일링되는 것을 특징으로 하는 입력신호 표현방법.
- 제38항에 있어서, 상기 스케일링은 인버팅된 입력신호에 대해 공간내 위치에서의 음파 크기를 결정하고, 상기 인버팅된 입력신호로부터 유도된 음파가 그 위치에서의 크기와 동일한 크기를 갖도록 스케일링하므로써 선택되는 것을 특징으로 하는 입력신호 표현방법.
- 제33항 내지 제39항중 어느 한 항에 있어서, 상기 표면중 적어도 하나는 실내(room) 또는 기타 다른 영구구조물의 벽에 제공되는 것을 특징으로 하는 입력신호 표현방법.
- 각각의 채널들을 나타내는 복수개의 입력 신호들이 공간상의 서로 다른 각각의 위치에서 나오는 것처럼 보이게 하기 위한 장치에 있어서,상기 공간상의 각각의 위치에 있는 음향 반사 또는 공명 표면과;상기 공간상의 위치들로부터 원위에 위치한 출력 변환기들의 어레이와;상기 출력 변환기들의 어레이를 사용하여, 각각의 채널의 음파를 상기 공간상의 각각의 위치쪽으로 지향시켜 상기 음파들이 상기 반사 또는 공명 표면에 의해 재전송되도록 하는 지향시키기 위한 컨트롤러를 포함하여 구성되고,상기 컨트롤러는:각각의 변환기에 관련하여 각각의 입력 신호의 지연된 복제물을 얻되, 채널의 음파가 그 채널에 관련된 공간상의 위치쪽으로 지향되도록, 이 지연된 복제물은 각각의 출력 변환기의 어레이 내의 위치 및 상기 공간상의 각각의 위치에 따라 선택되는 각각의 지연으로 지연되는 것이도록 하게 하는 복제 및 지연 수단과;각각의 변환기에 관련하여 각각의 입력 신호들의 각각의 지연된 복제물들을합하여 출력 신호를 생성하게 하는 가산기 수단과;채널 음파들이 그 입력 신호에 관련된 공간상의 위치쪽으로 지향되도록, 출력 신호들을 각각의 출력 변환기에 발송하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 입력신호 표현방법.
- 제41항에 있어서, 상기 컨트롤러는 각각의 입력신호 복제물에 대해 각각의 지연을 연산하는 연산수단을 포함하며; 이러한 연산은 상기 출력신호에 대해 공간내 위치와 각각의 출력변환기 사이의 거리를 결정하는 단계와, 단일의 채널에 대해 각각의 변환기로부터의 음파가 상기 공간내 위치에 동시에 도달되도록 각각의 지연값을 유도하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 입력신호 표현방법.
- 제41항 또는 제42항에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 다수의 입력신호중 하나를 인버팅하는 인버터와, 상기 인버팅된 입력신호로부터 유도된 음파가 상기 제2위치를 향하므로써 상기 공간내 제2위치에서 상기 입력신호로부터 유도된 음파를 적어도 부분적으로 상쇄하도록, 각각의 출력변환기에 대해 각각의 변환기 어레이에서의 위치와 공간내 제2위치에 따라 선택된 각각의 지연에 의해 상기 인버팅된 입력신호의 지연 복제물을 획득하기 위한 제2의 복제 및 지연수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 입력신호 표현방법.
- 제43항에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 인버팅된 입력신호로부터 유도된 음파가 공간내 제2위치에서 입력신호로부터 유도된 음파를 상쇄하도록, 인버팅된 입력신호를 스케일링하는 스케일러를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 입력신호 표현방법.
- 제41항 내지 제44항중 어느 한 항에 있어서, 상기 표면은 반사가능하며, 확산가능하게 반사할 수 있는 음성주파수의 파장의 거칠기를 갖는 것을 특징으로 하는 입력신호 표현방법.
- 제41항 내지 제45항중 어느 한 항에 있어서, 상기 표면은 광학적으로 투명한 것을 특징으로 하는 입력신호 표현방법.
- 제42항 내지 제46항중 어느 한 항에 있어서, 상기 표면중 적어도 하나는 실내 또는 기타 다른 영구구조물의 벽인 것을 특징으로 하는 입력신호 표현방법.
- 출력 변환기들의 어레이 근방에서의 입력 변환기 위치 검출 방법에 있어서,상기 어레이의 세 개 이상의 출력 변환기들로부터 각각의 구별 가능한 음향 테스트 신호를 출력하는 단계와;상기 테스트 신호들 각각을 상기 입력 변환기에서 수신하는 단계와;각각의 테스트 신호의 출력과 그것의 입력 변환기에서의 수신 사이의 시간을 검출하는 단계와;상기 검출된 시간들을 사용하여 삼각측량술에 의해 상기 입력 변환기의 외견상 위치를 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 입력 변환기 위치 검출 방법.
- 제48항에 있어서, 상기 각각의 구별가능한 음향 테스트 신호는 적어도 4개의 출력변환기로부터 출력되며, 검출된 시간은 상기 입력변환기의 외견상 위치와 마찬가지로 음향의 평균속도를 위한 값을 연산하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 입력 변환기 위치 검출 방법.
- 제48항 또는 제49항에 있어서, 상기 연산은 변수 보다 많은 연립방정식을 형성하는 단계와; 전체에 걸쳐 가장 작은 에러를 제공하는 변수값을 찾기 위해 상기 연립방정식을 푸는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 입력 변환기 위치 검출 방법.
- 제48항 내지 제50항중 어느 한 항에 있어서, 음향 테스트 신호를 출력하는 변환기 보다 출력 변환기의 집단을 사용하여 입력 신호를 출력하는 단계를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 입력 변환기 위치 검출 방법.
- 제48항 내지 제51항중 어느 한 항에 있어서, 입력신호를 각각의 음향 테스트 신호에 부가하므로써 적어도 3개의 출력변환기로부터 입력신호를 출력하는 단계를부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 입력 변환기 위치 검출 방법.
- 제51항 또는 제52항에 있어서, 상기 입력신호는 입력변환기에 의해 검출된 신호인 것을 특징으로 하는 입력 변환기 위치 검출 방법.
- 제53항에 있어서, 상기 어레이의 각각의 입력변환기에 대해 각각의 출력변환기의 어레이에서의 위치와 상기 입력변환기의 검출위치에 따라 선택된 각각의 지연에 의해 지연된 입력신호의 지연 복제물을 얻는 단계와; 상기 입력신호의 지연 복제물을 스케일링 및 인버팅하는 단계와; 상기 입력신호로부터 유도된 음파가 상기 입력변환기의 위치에서 거의 상쇄되도록 입력신호의 스케일링 및 인버팅된 지연 복제물을 각각의 출력변환기로 보내는 단계를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 입력 변환기 위치 검출 방법.
- 제54항에 있어서, 상기 어레의 각각의 출력변환기에 대해 입력신호의 지연 복제물을 획득하는 단계는 각각의 출력변환기에 대해 복제물 신호를 얻도록 상기 입력신호를 설정의 배수만큼 복제하는 단계와; 각각의 출력변환기의 어레이에서의 위치와 상기 입력변환기의 검출위치에 따라 선택된 상기 각각의 지연에 의해 상기 입력신호의 각각의 복제물을 지연시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 입력 변환기 위치 검출 방법.
- 제54항 내지 제55항중 어느 한 항에 있어서, 상기 테스트 신호로부터 유도된 음파는 입력변환기의 위치에서 상쇄되지 않는 것을 특징으로 하는 입력 변환기 위치 검출 방법.
- 제54항 내지 제56항중 어느 한 항에 있어서, 상기 스케일링 및 인버팅은 지연된 복제물이 생성되기 전에 상기 입력신호에서 실행되는 것을 특징으로 하는 입력 변환기 위치 검출 방법.
- 제51항 내지 제53항중 어느 한 항에 있어서, 상기 어레이의 각각의 출력변환기에 대해 상기 입력신호로부터 유도된 음파가 입력변환기의 검출위치를 향하도록, 각각의 출력변환기의 어레이에서의 위치와 상기 입력변환기의 검출위치에 따라 선택된 각각의 지연에 의해 지연된 출력신호의 지연 복제물을 얻는 단계와; 상기 입력신호의 지연 복제물을 각각의 출력변환기로 보내는 단계를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 입력 변환기 위치 검출 방법.
- 제58항에 있어서, 상기 어레이의 각각의 출력변환기에 대해 입력신호의 지연 복제물을 얻는 단계는 각각의 출력변환기에 대해 복제물 신호를 얻기 위하여 상기 입력신호를 설정의 배수만큼 복제하는 단계와; 각각의 출력변환기의 어레이에서의 위치와 상기 입력변환기의 검출위치에 따라 선택된 각각의 지연에 의해 상기 입력신호의 각각의 복제물을 지연시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 입력 변환기 위치 검출 방법.
- 제58항 또는 제59항에 있어서, 상기 각각의 지연은 바람이나 기타 예견할 수 없는 혼란인 상황하에서도 음파가 입력변환기를 향하도록 선택되는 것을 특징으로 하는 입력 변환기 위치 검출 방법.
- 제48항 내지 제60항중 어느 한 항에 있어서, 상기 입력 변환기의 검출된 외견상 위치와 상기 입력변환기의 공지된 위치로부터 바람 벡터(wind vecotr)를 연산하는 단계를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 입력 변환기 위치 검출 방법.
- 제61항에 있어서, 상기 연산된 바람 벡터는 바람에도 불구하고 필요로 하는 동작을 보장하기 위하여 입력신호 복제물의 지연을 조정하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 입력 변환기 위치 검출 방법.
- 제48항 내지 제62항중 어느 한 항에 있어서, 상기 출력변환기는 테스트 신호를 순서대로 출력하는 것을 특징으로 하는 입력 변환기 위치 검출 방법.
- 제48항 내지 제62항중 어느 한 항에 있어서, 각각의 출력변환기는 구분가능한 테스트 신호를 동시에 방출하는 것을 특징으로 하는 입력 변환기 위치 검출 방법.
- 제63항 또는 제64항에 있어서, 상기 테스트 신호는 상관함수를 사용하여 구분가능한 독립적인 가상-임의 노이즈 신호 세트를 포함하는 것을 특징으로 하는 입력 변환기 위치 검출 방법.
- 제63항 내지 제65항중 어느 한 항에 있어서, 상기 테스트 신호는 형상 주파수 스펙트럼을 포함하는 것을 특징으로 하는 입력 변환기 위치 검출 방법.
- 제66항에 있어서, 상기 주파수 스펙트럼은 형태를 갖추고 있으며, 동력은 오디오 대역의 리스 가청주파수(less audible frequency)에 위치되는 것을 특징으로 하는 입력 변환기 위치 검출 방법.
- 제66항 또는 제67항에 있어서, 상기 주파수 스펙트럼은 상기 테스트 신호가 출력변환기로 보내지는 신호에 의해 마스킹되도록 형태를 갖추는 것을 특징으로 하는 입력 변환기 위치 검출 방법.
- 제48항 내지 제68항중 어느 한 항에 있어서, 상기 입력변환기는 출력변환기의 작동을 원격으로 제어할 수 있는 손파지형 원격제어부에 위치되는 것을 특징으로 하는 입력 변환기 위치 검출 방법.
- 입력 변환기들의 어레이 근방에 위치한 출력 변환기의 위치를 검출하는 방법에 있어서,상기 출력 변환기로부터 음향 테스트 신호를 출력하는 단계와;상기 테스트 신호를 상기 어레이의 셋 이상의 입력 변환기들에서 수신하는 단계와;상기 테스트 신호의 출력과 상기 각각의 입력 변환기에서의 수신 사이의 시간을 검출하는 단계와;상기 검출된 시간을 사용하여 삼각측량술에 의해 상기 출력 변환기의 외견상의 위치를 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 출력 변환기의 위치 검출방법.
- 제70항에 있어서, 상기 테스트 신호는 어레이에서 제4입력변환기에 수신되며, 검출된 신호는 삼각측량술에 의해 상기 출력변환기의 외견상 위치와 마찬가지로 음향의 평균속도를 위한 값을 연산하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 출력 변환기의 위치 검출방법.
- 제70항 또는 제71항에 있어서, 상기 연산은 변수 보다 많은 연립방정식을 형성하는 단계와, 전체에 걸쳐 가장 작은 에러를 제공하는 변수값을 찾기 위해 상기 연립방정식을 푸는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 출력 변환기의 위치 검출방법.
- 제70항 내지 제72항중 어느 한 항에 있어서, 어레이의 각각의 입력변환기에서 입력신호를 수신하는 단계와; 상기 어레이의 각각의 입력변환기에 대해, 각각의 입력변환기의 어레이에서의 위치와 상기 출력변환기의 검출 위치에 따라 선택된 각각의 지연에 의해 지연된 지연 입력신호를 얻는 단계와; 출력신호를 얻기 위해 상기 지연된 각각의 입력신호를 더하는 단계를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 출력 변환기의 위치 검출방법.
- 제73항에 있어서, 상기 출력신호를 스케일링하고 영점(nulling)을 최적화하기 위해 상기 어레이에서 입력변환기의 갯수 만큼 상기 출력신호의 크기를 분할하는 단계와; 상기 어레이의 각각의 입력변환기에 대해, 각각의 입력신호에 인가된 각각의 지연과 동일한 시간의 양으로 선택된 각각의 어드밴스(advance)에 의해 어드밴스된 스케일링 출력신호를 얻는 단계와; 상기 출력변환기의 위치로부터 방출되는 음파에 중량을 줄이도록 조정된 입력신호 세트를 얻기 위해 각각의 입력신호로부터 각각의 어드밴스된 스케일링 출력신호를 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 출력 변환기의 위치 검출방법.
- 제73항 또는 제74항에 있어서, 상기 테스트 신호는 상기 지연된 입력신호를 얻기 전에 상기 수신된 입력신호로부터 제거되는 것을 특징으로 하는 출력 변환기의 위치 검출방법.
- 제70항 내지 제75항중 어느 한 항에 있어서, 상기 각각의 테스트 신호는 가상-임의 노이즈 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 출력 변환기의 위치 검출방법.
- 출력 변환기들의 어레이 근방에 위치한 입력 변환기의 위치를 검출하는 장치에 있어서,출력 변환기들의 어레이와;하나의 입력 변환기와;상기 출력 변환기들의 어레이 및 상기 입력 변환기에 연결된 것으로서, 삼각측량술에 의해 상기 입력 변환기의 위치를 계산하기 위해서 각각의 구별되는 음향 테스트 신호들을 상기 출력 변환기들 중 셋 이상으로 발송하고, 각각의 신호의 출력과 입력 변환기에서의 그 신호의 수신 사이의 시간을 검출하도록 하는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 입력 변환기의 위치 검출장치.
- 제77항에 있어서, 상기 컨트롤러는 적어도 4개의 출력변환기에 각각의 구분가능한 음형 테스트 신호를 보내도록 배치되며, 상기 검출된 신호는 삼각측량술에 의해 상기 입력 변환기의 외견상의 위치를 연산하는 것과 마찬가지로 음향의 평균속도를 위한 값을 연산하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 입력 변환기의 위치 검출장치.
- 제77항 또는 제78항에 있어서, 상기 컨트롤러는 음향 테스트 신호를 출력하는 변환기가 아닌 출력변환기 집단으로부터 입력신호를 출력하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 입력 변환기의 위치 검출장치.
- 제77항 내지 제79항중 어느 한 항에 있어서, 상기 컨트롤러는 각각의 음향 테스트 신호를 부가하므로써 적어도 3개의 출력변환기로부터 입력신호를 출력하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 입력 변환기의 위치 검출장치.
- 제79항 또는 제80항에 있어서, 상기 어레이의 각각의 출력 변환기에 대해 각각의 출력변환기의 어레이에서의 위치와 상기 입력변환기의 검출위치에 따라 선택된 각각의 지연에 의해 지연된 입력신호의 지연 복제물을 얻기 위한 복제 및 지연수단과, 상기 입력신호의 지연 복제물을 스케일링 및 인버팅하기 위한 스케일러수단 및 인버터수단과, 상기 입력신호로부터 유도된 음파가 상기 입력변환기의 위치에서 적어도 부분적으로 상쇄되도록 입력신호의 상기 스케일링 및 인버팅된 지연 복제물을 각각의 출력변환기에 보내는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 입력 변환기의 위치 검출장치.
- 제81항에 있어서, 상기 입력신호는 입력변환기에서 검출된 신호로부터 유도되며, 상기 컨트롤러는 테스트 신호로부터 유도된 음파가 입력변환기의 위치에서 상쇄되지 않도록 각각의 입력 신호로부터 음향 테스트 신호를 제거하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 입력 변환기의 위치 검출장치.
- 제81항 또는 제82항에 있어서, 상기 스케일러수단 및/또는 상기 인터버수단은 복제 및 지연이 이루어지기 전에 상기 입력신호를 스케일링 및 인버팅하도록 상기 복제 및 지연수단의 전방에 배치되는 것을 특징으로 하는 입력 변환기의 위치 검출장치.
- 제79항 또는 제81항에 있어서, 상기 어레이의 각각의 출력변환기에 대해 상기 입력신호로부터 유도된 음파가 입력변환기의 검출위치를 향하도록, 각각의 출력변환기의 어레이에서의 위치와 상기 입력변환기의 검출위치에 따라 선택된 각각의 지연에 의해 지연된 입력신호의 지연 복제물을 얻기 위한 제2의 복제 및 지연 수단과; 입력신호의 지연 복제물을 각각의 출력변환기에 보내는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 입력 변환기의 위치 검출장치.
- 제77항 내지 제84항중 어느 한 항에 있어서, 상기 입력변환기는 출력변환기의 작동을 원격으로 제어할 수 있는 손파지형 원격제어부에 위치되는 것을 특징으로 하는 입력 변환기의 위치 검출장치.
- 제77항 내지 제85항중 어느 한 항에 있어서, 상기 입력변환기는 출력변환기의 어레이 근방내에서 이동가능하며, 상기 컨트롤러는 이동시 입력변환기의 위치를 추적하도록 작동되는 것을 특징으로 하는 입력 변환기의 위치 검출장치.
- 제77항 내지 제86항중 어느 한 항에 있어서, 상기 입력변환기는 적외선 링크를 통해 상기 컨트롤러에 연결되는 것을 특징으로 하는 입력 변환기의 위치 검출장치.
- 제77항 내지 제87항중 어느 한 항에 있어서, 상기 입력 변환기의 검출된 외견상 위치와 상기 입력변환기의 공지된 위치로부터 바람 벡터를 연산하는 수단을 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 입력 변환기의 위치 검출장치.
- 제88항에 있어서, 상기 연산된 바람 벡터는 바람에도 불구하고 필요로 하는 동작을 보장하기 위하여 입력신호 복제물의 지연을 조정하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 입력 변환기의 위치 검출장치.
- 제77항 내지 제89항중 어느 한 항에 있어서, 각각의 출력변환기가 테스트 신호를 순서대로 출력하게 하는 수단을 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 입력 변환기의 위치 검출장치.
- 제77항 내지 제89항중 어느 한 항에 있어서, 각각의 출력변환기가 구분가능한 테스트 신호를 동시에 출력하게 하는 수단을 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 입력 변환기의 위치 검출장치.
- 제90항 또는 제91항에 있어서, 상기 테스트 신호는 상관함수를 사용하여 구분가능한 독립적인 가상-임의 노이즈 신호 세트를 포함하는 것을 특징으로 하는 입력 변환기의 위치 검출장치.
- 제90항 내지 제92항중 어느 한 항에 있어서, 상기 상기 테스트 신호는 형상 주파수 스펙트럼을 포함하는 것을 특징으로 하는 입력 변환기의 위치 검출장치.
- 제93항에 있어서, 상기 주파수 스펙트럼은 형태를 갖추고 있으며, 동력은 오디오 대역의 리스 가청주파수(less audible frequency)에 위치되는 것을 특징으로 하는 입력 변환기의 위치 검출장치.
- 제93항 또는 제94항에 있어서, 상기 주파수 스펙트럼은 상기 테스트 신호가 출력변환기로 보내지는 신호에 의해 마스킹되도록 형태를 갖추는 것을 특징으로 하는 입력 변환기의 위치 검출장치.
- 입력 변환기들의 근방에 위치된 출력 변환기의 위치를 검출하는 장치에 있어서,입력 변환기들의 어레이와;하나의 출력 변환기와;상기 입력 변환기들의 어레이 및 상기 출력 변환기에 연결된 것으로서, 삼각측량술에 의해 상기 출력 변환기의 위치를 계산하기 위해서 음향 테스트 신호를 상기 출력 변환기로 발송하고, 상기 신호의 출력과 셋 이상의 상기 입력 변환기에서의 그 신호의 수신 사이의 시간을 검출하도록 하는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 출력 변환기의 위치 검출장치.
- 제96항에 있어서, 상기 테스트 신호는 어레이에서 제4입력변환기에 수신되며, 검출된 신호는 삼각측량술에 의해 상기 출력변환기의 외견상 위치의 연산과 마찬가지로 음향의 평균속도를 위한 값을 연산하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 출력 변환기의 위치 검출장치.
- 제96항 또는 제97항에 있어서, 상기 어레이의 각각의 입력변환기에 대해, 각각의 입력변환기의 어레이에서의 위치와 상기 출력변환기의 검출위치에 따라 선택된 각각의 지연에 의해 지연된 입력신호를 얻기 위한 복제 및 지연수단과, 출력신호를 얻기 위하여 상기 지연된 각각의 입력신호를 더하는 가산기 수단을 부가로 포함하며; 상기 어레이의 각각의 입력변환기는 입력신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 출력 변환기의 위치 검출장치.
- 제98항에 있어서, 출력신호를 스케일링하기 위하여 상기 어레이에서 출력변환기의 갯수 만큼 상기 출력신호의 크기를 분할하는 분할기수단과; 상기 어레이의 각각의 입력변환기에 대해, 각각의 입력신호에 인가된 각각의 지연과 동일한 시간의 양으로 선택된 각각의 어드밴스(advance)에 의해 어드밴스된 스케일링 출력신호를 얻기 위한 복제 및 어드밴싱 수단과; 각각의 입력변환기에 대해, 상기 출력변환기의 위치로부터 방출되는 음파에 중량을 줄이도록 조정된 입력신호 세트를 얻기 위해 각각의 입력신호로부터 각각의 어드밴스된 스케일링 출력신호를 제거하는 제거기 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 출력 변환기의 위치 검출장치.
- 제98항 또는 제99항에 있어서, 상기 지연된 입력신호를 얻기 전에 상기 수신된 입력신호로부터 상기 테스트 신호를 제거하기 위한 제2제거기를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 출력 변환기의 위치 검출장치.
- 제33항 내지 제40항중 어느 한 항에 있어서, 상기 공간내 각각의 위치는 제48항 내지 제69항중 어느 한 항에 따른 방법을 사용하여 결정되는 것을 특징으로 하는 입력신호 표현방법.
- 제35항에 따른 방법 또는 제42항에 따른 장치에 있어서, 음향 속도를 위한 값은 제49항의 방법을 사용하여 얻어지는 것을 특징으로 하는 장치 및 방법.
- 출력 변환기들의 어레이를 사용하여 음파를 전송하는 방법에 있어서,입력 신호를 둘 이상의 주파수 대역들로 주파수 분할하는 단계와;상기 출력 변환기들의 어레이의 각각의 출력 변환기에 관하여, 입력 신호의 제1대역의 지연된 복제물을 얻되, 상기 입력 신호의 제1대역으로부터 유도된 음장이 원하는 방식으로 형상지어 지도록 하기 위해, 어레이 내의 각각의 출력 변환기의 위치에 따라 선택된 각각의 지연만큼 지연된 복제물을 얻는 단계와;각각의 출력 변환기에 관하여, 입력 신호의 제 2 대역의 복제물을 얻는 단계와;상기 제 1 및 제 2 대역들의 각각의 복제물들을 합하여 각각의 변환기에 관한 각각의 출력 신호들을 생성하는 단계와;상기 출력 신호들을 각각의 변환기들로 발송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 음파 전송방법.
- 제103항에 있어서, 어레이의 각각의 출력변환기에 대해 입력신호의 제1대역의 지연 복제물을 얻는 단계는 각각의 출력변환기에 대해 복제물 신호를 얻기 위해 상기 입력신호의 제1대역을 설정된 배수 만큼 복제하는 단계와;제1선택방향과 각각의 출력변환기의 어레이에서의 위치에 따라 선택된 각각의 설정 지연에 의해 상기 입력신호의 제1대역의 각각의 복제물을 지연시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 음파 전송방법.
- 제103항 또는 제104항에 있어서, 상기 지연은 입력신호의 제1대역으로부터 유도된 음파가 상기 제1방향을 향하도록 제1선택방향에 따라 얻어지는 것을 특징으로 하는 음파 전송방법.
- 제103항 또는 제104항에 있어서, 상기 지연은 음장이 모의 음원으로부터 방출되는 것처럼 나타나도록 모의 음원에 따라 얻어지는 것을 특징으로 하는 음파 전송방법.
- 제103항 내지 제106항중 어느 한 항에 있어서, 각각의 출력변환기에 대해 상기 입력신호의 제2대역으로부터 유도된 음파가 상기 제1방향과는 상이한 제2방향을 향하도록, 제2선택방향과 각각의 출력변환기의 어레이에서의 위치에 따라 선택된 각각의 지연에 의해 지연된 입력신호의 제2대역의 지연 복제물을 얻는 단계를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 음파 전송방법.
- 제107항에 있어서, 상기 어레이의 각각의 출력변환기에 대해 입력신호의 제2대역의 지연 복제물을 얻는 단계는, 각각의 출력변환기에 대해 복제물 신호를 얻기위하여 상기 입력신호의 제2대역을 설정된 배수만큼 복제하는 단계와; 상기 제2선택방향과 각각의 출력변환기의 어레이에서의 위치에 따라 선택된 각각의 설정 지연에 의해 상기 입력신호의 제2대역의 각각의 복제물을 지연하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 음파 전송방법.
- 제103항에 있어서, 상기 지연은 입력신호의 제2대역의 각각의 복제물에 인가되지 않거나 일정하게 인가되는 것을 특징으로 하는 음파 전송방법.
- 출력 변환기들의 어레이를 사용하여 음파를 전송하는 방법에 있어서,입력 신호를 둘 이상의 주파수 대역들로 주파수 분할하는 단계와;상기 출력 변환기들의 어레이의 각각의 출력 변환기에 관하여, 입력 신호의 제1대역의 지연된 복제물을 얻되, 어레이 내의 각각의 출력 변환기의 위치 및 제 1 선택 방향에 따라 선택된 각각의 지연만큼 지연된 복제물을 얻는 단계와;상기 입력 신호의 상기 지연된 복제물들을 스케일링하고 인버팅하는 단계와;각각의 출력 변환기에 관하여, 입력 신호의 제 2 대역의 복제물을 얻는 단계와;상기 제 1 및 제 2 대역들의 각각의 복제물들을 합하여 각각의 변환기에 관한 각각의 출력 신호들을 생성하는 단계와;상기 입력 신호의 제1대역으로부터 유도된 음파가 특정한 방향에서 적어도 부분적으로 상쇄되도록 상기 출력 신호들을 각각의 변환기들로 발송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 음파 전송방법.
- 제110항에 있어서, 어레이의 각각의 출력 변환기에 대해서 입력신호의 제1대역의 지연 복제물을 획득하는 단계는, 각각의 출력 변환기에 대한 복제물 신호를 획득하도록 예정 배수로 제1대역의 입력신호를 복제하는 단계와; 제1선택방향과 각각의 출력 변환기의 어레이에 위치에 따라서 선택된 각각의 예정 지연으로 제1대역의 입력신호의 각각의 복제물을 지연시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 음파 전송방법.
- 제110항 또는 제111항에 있어서, 상기 스케일링 및 인버팅은, 임의 지연 복제물이 그로부터 획득되기 전에 소거되도록 상기 신호로 이행되는 것을 특징으로 하는 음파 전송방법.
- 제110항 내지 제112항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 주파수 분할 단계와 상기 획득 단계는, 지연되어 제1대역을 통과하도록 대역-패스 특성을 가진 필터에 의해 동시에 이행되는 것을 특징으로 하는 음파 전송방법.
- 제103항 내지 제113항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1대역은 상기 제2대역보다 높은 고 주파수의 입력신호를 나타내는 것을 특징으로 하는 음파 전송방법.
- 음파 송달장치에 있어서,출력 변환기들의 어레이와;적어도 2개의 주파수 대역으로 입력신호를 분할하는 주파수 분할수단과;각각의 출력 변환기의 어레이에 위치에 따라서 선택된 각각의 지연으로 지연된 제1대역의 입력신호의 지연 복제물을 각각의 출력 변환기에 대해서 획득하도록 부가로 배열된 복제 및 지연 수단과;각각의 변환기에 대하여 각각의 출력신호를 발생하도록 제1과 제2대역의 각각의 복제물을 합산하는 가산기 수단 및;각각의 변환기로 상기 출력신호를 발송하는 수단을 포함하고;상기 복제 및 지연 수단은 입력신호의 제2대역의 복제물을 각각의 출력 변환기에 대해서 획득하도록 부가로 배열되는 것을 특징으로 하는 음파 송달장치.
- 제115항에 있어서, 상기 지연 복제물은, 입력신호의 제1대역으로부터 유도된 음파가 상기 제1방향으로 지향되도록 제1선택방향에 따라서 획득되는 것을 특징으로 하는 음파 송달장치.
- 제115항에 있어서, 상기 지연 복제물은, 음장이 모의 음원으로부터 방사하여 나타나는 모의 음원에 따라서 획득되는 것을 특징으로 하는 음파 송달장치.
- 제115항 내지 제117항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복제 및 지연 수단은, 상기 입력신호의 제2대역으로부터 유도되는 음파가 상기 제1방향과는 다른 제2방향으로 지향되는 제2선택방향과 각각의 출력 변환기의 어레이에 위치에 따라서 선택된 각각의 지연으로 지연된 입력 신호의 제2대역의 지연 복제물을 각각의 출력 변환기에 대해서 획득하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 음파 송달장치.
- 제115항에 있어서, 상기 복제 및 지연 수단은 입력신호의 제2대역의 복제물 각각에 일정한 지연을 가하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 음파 송달장치.
- 음파 송달장치에 있어서,출력 변환기들의 어레이와;적어도 2개의 주파수 대역으로 입력신호를 분할하는 주파수용 주파수 분할수단과;제1선택방향과 각각의 출력 변환기의 어레이에 위치에 따라서 선택된 각각의 지연으로 지연된 입력신호의 제1대역의 지연 복제물을 출력 변환기의 어레이의 각각의 출력 변환기에 대해서 획득하는 복제 및 지연 수단과;상기 입력신호의 제1대역의 지연 복제물을 스케일링하여 변환하는 스케일러 수단과 인버터 수단과;각각의 변환기에 대하여 각각의 출력신호를 발생하도록 제1과 제2대역의 각각의 복제물을 합산하는 가산기 및;상기 입력신호의 제1대역으로부터 유도된 음파가 특정한 방향으로 적어도 부분적으로 소거되도록 각각의 변환기로 상기 출력신호를 발송하는 수단을 포함하고;상기 복제 및 지연 수단은 입력신호의 제2대역의 복제물을 각각의 출력 변환기에 대해서 획득하도록 부가로 배열되는 것을 특징으로 하는 음파 송달장치.
- 제120항에 있어서, 상기 스케일러 수단 및 상기 인버터 수단은 상기 복제와 지연 수단 전에 배열되는 것을 특징으로 하는 음파 송달장치.
- 제120항 또는 제121항에 있어서, 상기 주파수 분할 수단과 상기 지연수단은 지연되어진 제1대역 만을 통과하는 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 음파 송달장치.
- 제115항 내지 제122항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1대역은 상기 제2대역보다 높은 입력신호의 고 주파수 대역을 나타내는 것을 특징으로 하는 음파 송달장치.
- 음의 집속위치를 표현하는 방법에 있어서,빔이 공간에 제1위치에서 교차하도록 분리 음원으로부터 제1방향으로 제1빔의 광과 제2방향으로 제2빔의 광을 반짝이는 단계와;공간에 제1위치에 제1입력신호로부터 유도된 제1음파를 집속하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 음의 집속위치 표현방법.
- 제124항에 있어서, 제1빔의 광은 제2빔의 광과는 다른 색상인 것을 특징으로 하는 음의 집속위치 표현방법.
- 제124항 또는 제125항에 있어서, 상기 집속단계는 제1과 제2방향 그리고 각각의 출력 변환기의 어레이에 위치에 따라서 선택된 각각의 지연으로 지연된 제1입력신호의 지연 복제물을, 출력 변환기의 어레이의 각각의 출력 변환기에 대해서 획득하는 단계와; 각각의 변환기로 제1입력신호의 지연 복제물을 발송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 음의 집속위치 표현방법.
- 제126항에 있어서, 제1입력신호의 지연 복제물을, 어레이의 각각의 출력 변환기에 대해서 획득하는 단계는 각각의 출력 변환기에 대해서 복제물 신호를 획득하도록 예정된 배수로 상기 제1입력신호를 복제하는 단계와; 제1 및 제2방향과 각각의 출력 변환기의 어레이에 위치에 따라서 선택된 각각의 예정된 지연으로 제1입력신호의 각각의 복제물을 지연하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 음의 집속위치 표현방법.
- 제126항 또는 제127항에 있어서, 각각의 변환기로 전송되는 제1입력신호의지연은, 상기 제1음파가 동시적으로 공간에 제1위치에 도달하도록 하는 지연이 있는 어레이에 각각의 변환기로부터의 출력이도록 변경되는 것을 특징으로 하는 음의 집속위치 표현방법.
- 제126항 내지 제128항 중 어느 한 항에 있어서, 빔이 공간에 제2위치에서 교차하도록 분리 음원으로부터 제3방향으로 제3의 광과 제4방향으로 제4빔의 광을 반짝이게 하는 단계와; 공간에 제2위치에 제2입력신호로부터 유도된 제2음파를 집속하는 단계를 부가로 포함하며; 상기 집속 단계는: 상기 제3과 제4방향 그리고 각각의 출력 변환기의 어레이에 위치에 따라서 선택된 각각의 지연으로 지연된 제2입력신호의 지연 복제물을, 출력 변환기의 어레이의 각각의 출력 변환기에 대해서 획득하는 단계 및; 출력신호를 발생하도록 제2입력신호의 각각의 지연 복제물로 제1입력신호의 각각의 지연 복제물을 각각의 출력 변환기에 대해 합산하는 단계와; 각각의 변환기로 상기 출력신호를 발송하는 단계로 대체되는 발송단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 음의 집속위치 표현방법.
- 제129항에 있어서, 제2입력신호의 지연 복제물을 어레이의 각각의 출력 변환기에 대해서 획득하는 단계는: 각각의 출력 변환기에 대해서 복제물 신호를 획득하도록 예정된 배수로 상기 제2입력신호를 복제하는 단계와; 제3과 제4방향과 각각의 출력 변환기의 어레이에 위치에 따라서 선택된 각각의 예정된 지연으로 제2입력신호의 각각의 복제물을 지연하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 음의 집속위치 표현방법.
- 음파가 집속되는 곳을 사용자가 선택하도록 하는 장치에 있어서,제1입력신호를 수신하여 상기 제1입력신호로부터 유도된 음파를 출력하도록 배열된 적어도 일 출력 변환기와;선택가능한 제1방향으로 제1광 빔을 반짝이게 하는 제1광원과;선택가능한 제2방향으로 제2광 빔을 반짝이게 하는 제2광원과 및;상기 제1과 제2광원과 출력 변환기에 접속된 컨트롤러를 포함하고;상기 컨트롤러는 사용자 선택에 대한 제1 및 제2방향을 제어하고 제1입력신호로부터 유도된 음파가 상기 광 빔이 교차하는 공간에 제1위치에 집속 되도록 적어도 일 출력 변환기를 제어하는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제131항에 있어서, 제1광원은 상기 제2광원과는 다른 색상의 광을 방사하는 것을 특징으로 장치.
- 제131항 또는 제132항에 있어서, 적어도 일 출력변환기는 출력 변환기의 어레이를 포함하며, 그리고 컨트롤러는 부가로:제1 및 제2방향과 각각의 출력 변환기의 어레이에 위치에 따라서 선택되는 각각의 지연으로 지연되는 제1입력신호의 지연 복제물을 출력 변환기의 어레이의 각각의 출력 변환기에 대해서 획득하는 복제 및 지연 수단과;각각의 변환기로 제1입력 신호의 지연 복제물을 발송하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 장치.
- 제133항에 있어서, 상기 지연수단은, 상기 제1음파가 동시적으로 공간에 제1위치에 도달하도록 제1음파를 생성하는 지연된 어레이에 각각의 변환기로부터의 출력이도록 각각의 변환기로 발송되는 제1입력신호의 지연을 변경하는 것을 특징으로 장치.
- 제133항 또는 제134항에 있어서, 선택성 제3방향으로 제3광빔을 반짝이게 하는 제3광원과;선택성 제4방향으로 제4광빔을 반짝이게 하는 제4광원과;공간에 상기 제2위치에 제2입력신호로부터 유도된 집속 제2음파를 부가로 포함하며;상기 복제 및 지연수단은 부가로, 제3과 제4방향과 각각의 출력변환기의 어레이에 위치에 따라서 선택된 각각의 지연으로 지연되는 제2입력신호의 지연 복제물을 출력 변환기의 어레이의 각각의 출력 변환기에 대해서 획득하도록 배열되며;상기 발송 수단은: 출력 신호를 생성하도록 제2입력신호의 각각의 지연 복제물로 제1입력신호의 각각의 지연 복제물을 각각의 출력 변환기에 대해 합산하는 가산기; 및각각의 변환기로 출력신호를 발송하는 수단으로 대체되는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제124항 내지 제130항 중 어느 한 항에 따르는 방법 또는 제131항 내지 제135항 중 어느 한 항에 따르는 장치에 있어서, 상기 광빔은 사용자가 제1광빔과 제2광빔이 교차하는 곳에서 독립적으로 제어하여 공간에 제1위치에 제1신호로부터 유도된 음파를 집속하도록 사용자에 의해 독립적으로 제어되는 것을 특징으로 방법 또는 장치.
- 제126항 내지 제130항 중 어느 한 항에 따르는 방법 또는 제133항 또는 제134항에 따르는 장치에 있어서, 제49항의 방법을 사용하여 획득되는 음의 속도값이 각각의 지연을 연산하는데 사용되는 것을 특징으로 방법 또는 장치.
- 제1 및 제2신호로부터 발생되는 적어도 일 출력신호를 제한하는 방법에 있어서,제1신호의 연속성 샘플을 구비하는 제1윈도우드 부분을 창출하도록 제1신호를 윈도우잉 하는 단계와;제1신호의 윈도우드 부분에 최대 샘플의 크기를 판단하는 단계와;제2신호의 연속성 샘플을 구비하는 제2윈도우드 부분을 창출하도록 제2신호를 윈도우잉 하는 단계와;제2신호의 윈도우드 부분에 최대 샘플의 크기를 판단하는 단계와;제1제어신호를 획득하도록 제1 및 제2윈도우드 부분으로부터 상기 최대 샘플을 함께 합산하는 단계와;상기 제어신호의 크기에 따라서 상기 제1과 제2신호의 크기를 감쇠하는 단계 및;상기 제1과 제2신호로부터 적어도 일 출력신호를 발생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 출력신호 제한방법.
- 제138항에 있어서, 어레이에 예정된 수의 출력 변환기용 다수 출력신호가 발생되며, 상기 방법은,각각의 출력 변환기의 어레이에 위치에 따라서 선택된 각각의 지연으로 지연된 제1신호의 지연 복제물을 어레이의 각각의 출력 변환기에 대해서 획득하는 단계와;각각의 출력 변환기의 어레이에 위치에 따라서 선택된 각각의 지연으로 지연된 제2신호의 지연 복제물을 어레이의 각각의 출력 변환기에 대해서 획득하는 단계와;각각의 변환기에 대해서 출력신호를 획득하도록 상기 제2신호의 각 지연 복제물에 제1신호의 각 지연 복제물을 합산하는 단계 및;변환기의 어레이에 분리 음향 출력 변환기로 각각의 출력신호를 발송하는 단계를 포함하며;예정 지연은 변환기의 어레이로부터 출력된 음파가 방향지도록 선택되는 것을 특징으로 하는 출력신호 제한방법.
- 제139항에 있어서, 제1신호의 지연 복제물을 어레이의 각각의 출력 변환기에 대해서 획득하는 단계는:각각의 출력 변환기에 대한 복제물 신호를 획득하도록 예정된 배수로 상기 신호를 복제하는 단계와;각각의 출력 변환기의 어레이에 위치에 따라서 선택된 각각의 예정된 지연으로 제1신호의 각 복제물을 지연하는 단계를 포함하며; 그리고 제2신호의 지연 복제물을 어레이의 각 출력 변환기에 대해서 획득하는 단계는:각 출력 변환기에 대한 복제신호를 획득하도록 예정된 배수로 제2복제물을 복제하는 단계와;각각의 출력 변환기의 어레이에 위치에 따라서 선택된 각각의 예정 지연으로 상기 제2신호의 각 복제물을 지연하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 출력신호 제한방법.
- 제139항 또는 제140항에 있어서, 상기 제1윈도우잉 단계는 적어도 (dmax1)*Fs샘플의 제1윈도우드 부분을 창출하며, 여기서 dmax1는 상기 제1신호의 임의적 복제물에 적용되는 초(seconds)에 최대 예정된 지연이고 그리고 Fs는 제1신호의 헤르쯔에 샘플링 주파수이고 그리고 상기 제2윈도우잉 단계는 적어도 (dmax2)*Fs샘플의 제2윈도우드 부분을 창출하며, 여기서 dmax2는 상기 제2신호의 임의적 복제물에 적용되는 초(seconds)에 최대 예정된 지연이고 그리고 Fs는 제2신호의 헤르쯔에 샘플링 주파수 인 것을 특징으로 하는 출력신호 제한방법.
- 제138항 내지 제141항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1과 제2신호의 크기를 감쇠하는 단계 전에, 제1신호를 오버샘플링하여 안티-이미지 필터링 하는 단계와;상기 제2신호를 오버샘플링하여 안티-이미지 필터링하는 단계와;상기 제어신호를 오버샘플링하여 안티-이미지 필터링하는 단계를 부가로 포함하며;상기 안티-이미지 필터링 단계는 가각 필터된 신호로 그룹 지연을 도입하고 그리고 상기 제어신호는 제1 및 제2신호보다 작은 시간량으로 지연되는 것을 특징으로 하는 출력신호 제한방법.
- 제138항 내지 제142항 중 어느 한 항에 있어서, 감쇠단계에 앞서 제어신호와 상관된 제1 및 제2신호를 지연하는 단계를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 출력신호 제한방법.
- 제138항 내지 제143항 중 어느 한 항에 있어서, 제어신호를 완만하게 하는단계를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 출력신호 제한방법.
- 제138항 내지 제144항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 및 제2신호는 상기 제어신호의 크기에 양적으로 비례하여 감쇠되는 것을 특징으로 하는 출력신호 제한방법.
- 제1신호의 일련의 연속성 샘플을 저장하는 제1버퍼와;제2신호의 일련의 연속성 샘플을 저장하는 제2버퍼와;각각의 샘플링 클록 기간에서 각각의 버퍼에 저장된 최대 값을 판단하는 분석수단과;제어신호를 획득하도록 최대값을 가산하는 가산기와;제어신호에 따르는 량으로 상기 제1 및 제2신호의 각각을 감쇠하는 감쇠기 및;상기 제1과 제2신호로부터 출력신호를 발생하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 제한기.
- 제146항에 있어서, 어레이에 예정된 수의 출력 변환기용 복수 출력신호를 발생하는 수단과;각각의 출력 변환기에 대한 복제 신호를 획득하도록 예정된 배수로 제1신호를 복제하는 복제기와;각각의 출력 변환기에 대한 복제 신호를 획득하도록 예정된 배수로 제2신호를 복제하는 복제기와;각각의 출력 변환기의 어레이에 위치에 따라서 선택된 각각의 예정된 지연으로 제1신호의 각 복제를 지연하는 지연수단과;각각의 출력 변환기의 어레이에 위치에 따라서 선택된 각각의 예정된 지연으로 제2신호의 각 복제를 지연하는 지연수단과;각각의 변환기에 대한 출력신호를 획득하도록 제2신호의 각 지연 복제에 상기 제1신호의 각 지연 복제를 합산하는 가산기 및;상기 가산기로부터 각각의 신호를 수신하도록 각각 배열된 음향 출력 변환기의 어레이를 포함하며, 상기 예정된 지연은 변환기의 어레이로부터 출력된 음파가 방향지도록 선택되는 것을 특징으로 하는 신호 제한기.
- 제147항에 있어서, 상기 제1버퍼는 적어도 (dmax1)*Fs샘플을 저장하며, 여기서 dmax1는 상기 제1신호의 임의적 복제물에 적용되는 초(seconds)에 최대 예정된 지연이고 그리고 Fs는 제1신호의 헤르쯔에 샘플링 주파수이고 그리고 상기 제2버퍼는 적어도 (dmax2)*Fs샘플을 저장하며, 여기서 dmax2는 상기 제2신호의 임의적 복제물에 적용되는 초(seconds)에 최대 예정된 지연이고 그리고 Fs는 제2신호의 헤르쯔에 샘플링 주파수 인 것을 특징으로 하는 신호 제한기.
- 제146항 내지 제148항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1신호, 상기 제2신호, 및 상기 제어신호를 오버샘플링하는 오버샘플링 수단과;오버샘플 제1신호, 오버샘플 제2신호 및 오버샘플 제어신호를 안티-이미지 필터에 대해 안티-이미지 필터링 하는 수단을 부가로 포함하며;상기 안티-이미지 필터링 수단은 상기 제어신호를 지연하는 량보다 많은 량으로 제1신호와 제2신호를 지연하는 것을 특징으로 하는 신호 제한기.
- 제146항 내지 제149항 중 어느 한 항에 있어서, 감쇠기 전에 배열된 제1신호를 지연하는 수단과;감쇠기 전에 배열된 제2신호를 지연하는 수단을 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 제한기.
- 제146항 또는 제150항에 있어서, 완만하게 변경되도록 상기 제어신호를 형성하는 신호 형성기를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 제한기.
- 제146항 내지 제151항 중 어느 한 항에 있어서, 감쇠기는 제어신호의 크기에 량의 비율로 제1 및 제2신호를 감쇠하는 것을 특징으로 하는 신호 제한기.
- 출력 변환기의 어레이에 오류 변환기(failed transducers)를 탐지하는 방법에 있어서, 상기 방법은:어레이의 각각의 출력 변환기로 테스트 신호를 발송하는 단계와;각각의 출력 변환기가 오류인지의 여부를 판단하도록 출력 변환기의 상기 어레이 근처에 입력 변환기에서 획득되는 신호를 분석하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 오류 변환기 탐지방법.
- 제153항에 있어서, 각각의 출력 변환기는 차례로 테스트 신호를 방출하는 것을 특징으로 하는 오류 변환기 탐지방법.
- 제153항에 있어서, 각각의 출력 변환기는 동시적으로 식별가능한 테스트 신호를 방출하는 것을 특징으로 하는 오류 변환기 탐지방법.
- 제154항 또는 제155항에 있어서, 상기 테스트 신호는 상관 함수를 사용하여 구별할 수 있는 일 세트의 독립적 가성-랜덤 노이즈 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 오류 변환기 탐지방법.
- 제153항 내지 제156항 중 어느 한 항에 있어서, 오류로 되어진 임의적 출력 변환기를 뮤팅하는(muting) 단계를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 오류 변환기 탐지방법.
- 제153항 내지 제157항 중 어느 한 항에 있어서, 선택된 방향으로 입력 신호로부터 유도된 음파가 방향지도록 각각의 변환기의 어레이에 위치에 따라서 선택된 각각의 지연으로 지연된 입력신호의 지연 복제물을 각각의 출력 변환기에 대하여 획득하는 단계와;각각의 변환기로 입력신호의 지연 복제물을 발송하는 단계를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 오류 변환기 탐지방법.
- 제158항에 있어서, 입력신호의 지연 복제물을 어레이의 각각의 출력 변환기에 대해 획득하는 단계는:각각의 출력 변환기에 대한 복제신호를 획득하도록 예정 배수로 입력 신호를 복제하는 단계와;각각의 출력 변환기의 어레이에 위치에 따라서 선택된 각각의 예정된 지연으로 상기 입력 신호의 각 복제물을 지연하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 오류 변환기 탐지방법.
- 제159항에 있어서, 각각의 테스트 신호에 각각의 지연 복제물을 각각의 출력 변환기에 대해서 합산하는 단계를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 오류 변환기 탐지방법.
- 제158항 내지 제160항 중 어느 한 항에 있어서, 임의적 오류 변환기의 영향을 최소로 하도록 1개 이상의 상기 출력 변환기를 뮤트(mute)하는 사실을 계수하도록 입력 신호 복제물에 교정을 가하는 단계를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 오류 변환기 탐지방법.
- 제161항에 있어서, 상기 교정단계는 오류 출력 변환기에 인접한 출력 변환기로 발송되는 지연 복제물의 진폭을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 오류 변환기 탐지방법.
- 제162항에 있어서, 상기 출력 변환기로 발송되는 지연 복제물의 진폭은 오류 출력 변환기에 일층 근접하게 이동하여 지연 복제물의 진폭이 감소하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 오류 변환기 탐지방법.
- 제153항 내지 제163항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 테스트 신호는 형상 주파수 스펙트럼을 구비하는 것을 특징으로 하는 오류 변환기 탐지방법.
- 제164항에 있어서, 상기 주파수 스펙트럼은, 파워가 오디오 대역의 리스 가청주파수에 위치되도록 형상지는 것을 특징으로 하는 오류 변환기 탐지방법.
- 제164항 또는 제165항에 있어서, 상기 주파수 스펙트럼은 상기 테스트 신호가 출력 변환기로 발송되는 신호에 의해 마스킹되도록 형상을 갖추는 것을 특징으로 하는 오류 변환기 탐지방법.
- 오디오 신호 재생방법에 있어서,오디오 신호와 상관된 정보를 디코딩 하는 단계와;디코딩 단계에서 해독된 정보 신호에 따라서 오디오 신호를 처리하는 단계와;처리된 오디오 신호를 재생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 오디오 신호 재생방법.
- 제167항에 있어서, 상기 해독 정보신호는 음장이 어떻게 형성되어야 하는지를 나타내는 음장 형성신호인 것을 특징으로 하는 오디오 신호 재생방법.
- 제168항에 있어서, 상기 해독 정보신호는 오디오 신호가 어디로 지향되는 지를 나타내는 음성 빔 스티어링 신호인 것을 특징으로 하는 오디오 신호 재생방법.
- 제167항에 있어서, 상기 해독 정보신호는 오디오 신호가 발산하여 나타나는 장소로부터의 영점을 나타내는 신호인 것을 특징으로 하는 오디오 신호 재생방법.
- 제167항 내지 제170항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 처리과정은, 각각의 출력 변환기의 어레이에 위치에 따라서 선택된 각각의 지연으로 지연된 오디오 신호의 지연 복제물을, 출력 변환기의 어레이의 각 출력 변환기에 대해서 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 오디오 신호 재생방법.
- 제167항 내지 제169항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 처리된 오디오 신호를 재생하는 단계는, 직접 음(directed sound)이 정보 신호에 따라서 달성되도록 출력 변환기의 어레이의 각각의 출력 변환기로 각각의 지연 복제물을 발송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 오디오 신호 재생방법.
- 제167항 내지 제169항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 처리된 오디오 신호를 재생하는 단계는, 직접 음(directed sound)이 정보 신호에 따라서 달성되도록 변횐기로 오디오 신호를 이송하여 특정된 구역에 변환기를 포인팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 오디오 신호 재생방법.
- 제171항 또는 제172항에 있어서, 각각의 상기 임의적 지연량(delay amounts)은 정보신호로부터 획득되는 것을 특징으로 하는 오디오 신호 재생방법.
- 제171항 또는 제172항에 있어서, 각각의 상기 임의적 지연 량은 알고리즘을사용하여 연산되고 그리고 상기 정보신호는 3D 또는 2D좌표를 포함하는 것을 특징으로 하는 오디오 신호 재생방법.
- 제171항 또는 제172항에 있어서, 각각의 상기 임의적 지연 량은 검색 테이블을 사용하여 연산되고 그리고 상기 정보신호는 검색 테이블에 어드레스를 포함하는 것을 특징으로 하는 오디오 신호 재생방법.
- 제176항에 있어서, 상기 검색 테이블은 일 세트의 지연값을 가진 임의적 물리적 위치와 관련된 데이타베이스를 포함하고, 상기 정보신호는 임의적 물리적 위치를 지시하는 정보를 포함하고, 그리고 상기 처리단계는 정보신호에 지시된 임의적 물리적 위치와 상관된 검색 테이블로부터 정해지는 량으로 상기 n복제 오디오 신호를 지연하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 오디오 신호 재생방법.
- 제176항 또는 제177항에 있어서, 각각의 물리적 위치용의 일 세트의 n지연량과 임의적 물리적 위치와의 사이에 상관관계를 창출하여 검색 테이블을 연산하는 단계를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 오디오 신호 재생방법.
- 제167항 내지 제178항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 정보신호는 오디오 신호와 다중통신되는 것을 특징으로 하는 오디오 신호 재생방법.
- 제179항에 있어서, 상기 정보신호와 상기 오디오 신호는 모두 디지털 신호이고 그리고 시분할 다중통신되는 것을 특징으로 하는 오디오 신호 재생방법.
- 재생 중에 오디오 신호를 함유하는 음장이 어떻게 형상져야 하는지를 판단하는 단계와;상기 판단의 결과에 따라서 상기 정보신호를 코드화 하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제181항에 있어서, 상기 코드 정보신호는 음장이 어떻게 형성되어야 하는지를 나타내는 음장 형성신호인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제182항에 있어서, 상기 코드 정보신호는 오디오 신호가 향해져야 하는 장소를 나타내는 음성 빔 스티어링 신호인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제182항에 있어서, 상기 코드 정보신호는 오디오 신호가 발산하여 나타나는 장소로부터의 원점을 나타내는 신호인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제181항 내지 제184항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 오디오 신호와 상기 정보 신호를 상관관계시키는 단계를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제181항 내지 제185항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코드 정보신호는 집속 위치 또는 모의 원점 위치를 나타내고 그리고 정보신호를 코딩하는 단계는 일 세트의 n지연계수에 대한 각각의 위치를 맵 처리하여 상기 정보신호에 n지연계수를 코딩하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제181항 내지 제185항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코드 정보신호는 집속 위치 또는 모의 원점 위치를 나타내며, 상기 정보신호의 코딩 단계는 각각의 위치와 구역 코드를 상관시키어 정보신호로 이러한 구역코드를 코딩하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제176항, 제186항 또는 제187항에 있어서, 상기 각각의 위치는 오디오 신호를 재생하는 중에 사용되도록 출력 변환기와 관련하여 판단되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제176항, 제186항 또는 제187항에 있어서, 상기 물리적 위치는 신호를 재생하는 중에 사용되는 출력 변환기가 놓여지는 룸에 스크린과 관련하여 판단되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 오디오 신호용 디바이스는:오디오 신호를 입력하는 입력단자와;정보신호를 입력하는 입력단자와;정보신호를 해독하는 수단과;각각의 출력 변환기의 어레이에 위치에 따라서 그리고 해독정보신호에 따라서 선택된 각각의 지연으로 지연된 입력신호의 지연 복제물을 출력 변환기의 어레이의 각각의 출력 변환기에 대해서 획득하도록 배열된 복제기와 지연 수단과;음장이 상기 정보신호에 따라서 달성되도록 각각의 출력 변환기로 각각의 상기 지연 복제물 오디오를 발송하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 오디오 신호용 디바이스.
- 제190항에 있어서, 오디오 신호와 정보 신호를 다중통신하여 획득되는 신호가 상기 디바이스에 입력될 수 있도록 정보신호 입력부와 오디오 신호 입력부에 접속되는 디-멀티플렉서(de-multiplexer)를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 오디오 신호용 디바이스.
- 종래 출력 변환기 드라이버와 인터페이스 하는 수단과;복수의 오디오 신호와 복수의 상관 정보신호를 수신하는 수단과;바람직한 효과가 종래 출력 변환기로 달성되도록 출력 변환기 드라이버로 오디오 신호를 발송하게 상기 정보신호를 해독하여 상기 해독의 결과를 사용하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 디코더.
- 제21항에 있어서, 상기 출력 변환기가 헤드-장착 확성기를 포함하면 사용되기에 적절한 것을 특징으로 하는 디코더.
- 출력 변환기의 어레이에 의해 창출되기에 바람직한 음장을 설계하는 방법에 있어서,대체로 시청을 요망하는 범위에 구역을 확인하는 단계와;특정한 주파수 대역에서 요망하는 최소 시청 범위용 구역을 확인하는 단계와;중요한 정도로 상기 확인의 우선순위를 정하는 단계와;제2우선권으로 시도되는 실행이 제1우선권의 실행을 손상할 수 있는 량을 확인하는 단계 및;직접 음장이 획득되도록 각각의 출력 변환기로 발송되는 입력신호를 필터링 하는데 사용되는 계수를 출력 변환기의 어레이의 각각의 출력 변환기에 대해서 선택하는 단계를 포함하며; 상기 음장은 확인된 량에 의해서만 제1우선권의 제2우선권 손상 실행을 실질적으로 구속하고 실질적으로 실행하는 범위 내에서 완료되도록 있는 것을 특징으로 하는 음장 설계방법.
- 음장을 창출하는 방법에 있어서, 상기 방법은:제194항의 방법에 따라서 선택된 각각의 지연에 의해 지연된 입력신호의 지연 복제물을 각각의 출력 변환기에 대해서 획득하는 단계와;각각의 출력 변환기로 입력신호의 지연 복제물을 발송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 음성 창출방법.
- 제195항에 있어서, 상기 획득 단계는: 각각의 출력 변환기에 대한 입력신호의 복제물을 획득하도록 예정된 배수로 입력신호를 복제하는 단계와; 각각의 지연으로 입력신호의 각각의 복제물을 지연하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 음성 창출방법.
- 제194항 내지 제196항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구역은 그 구역에 입력 변환기를 배치하여 입력 변환기의 위치를 검출하도록 제48항 내지 제69항 중 어느 한 항에 따르는 방법을 사용하여 확인되는 것을 특징으로 하는 음성 창출방법.
- 제194항 내지 제197항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 선택된 지연은 입력신호의 각각의 주파수 성분용으로 일반적으로 다른 지연이 창출되도록 필터 계수를 선택하여 선택되는 것을 특징으로 하는 음성 창출방법.
- 제1항 내지 제69항, 제77항 내지 제95항, 제101항 내지 제123항, 제126항 내지 제130항, 제133항 내지 제135항, 제139항 내지 제141항, 제147항, 제148항, 제153항 내지 제166항, 제171항, 제172항, 제174항 내지 제178항 또는 제194항 내지 제198항 중 어느 한 항에 따르는 방법 또는 장치에 있어서, 출력 변환기의 상기 어레이는 2차원 평면에서 레귤러 패턴의 출력 변환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법 또는 장치.
- 제199항에 있어서, 출력 변환기의 각각은 2차원 평면에 대해 수직하는 출력의 기본방향을 가지는 것을 특징으로 하는 방법 또는 장치.
- 제199항 또는 제200항에 있어서, 상기 2차원 평면은 곡선면인 것을 특징으로 하는 방법 또는 장치.
- 제1항 내지 제69항, 제77항 내지 제95항, 제101항 내지 제123항, 제126항 내지 제130항, 제133항 내지 제135항, 제139항 내지 제141항, 제147항, 제148항, 제153항 내지 제166항, 제171항, 제172항, 제174항 내지 제178항 또는 제194항 내지 제201항 중 어느 한 항에 따르는 방법 또는 장치에 있어서, 각각의 출력 변환기는 디지털 파워 증폭기로 구동되는 것을 특징으로 하는 방법 또는 장치.
- 제1항 내지 제69항, 제77항 내지 제95항, 제101항 내지 제123항, 제126항 내지 제130항, 제133항 내지 제135항, 제139항 내지 제141항, 제147항, 제148항, 제153항 내지 제166항, 제171항, 제172항, 제174항 내지 제178항 또는 제194항 내지 제202항 중 어느 한 항에 따르는 방법 또는 장치에 있어서, 출력 변환기의 어레이의 변환기에 의해 출력되는 신호의 진폭은 음장을 보다 정확하게 형상짓도록 제어되는 것을 특징으로 하는 방법 또는 장치.
- 제1항 내지 제69항, 제77항 내지 제95항, 제101항 내지 제123항, 제126항 내지 제130항, 제133항 내지 제135항, 제139항 내지 제141항, 제147항, 제148항, 제153항 내지 제166항, 제171항, 제172항, 제174항 내지 제178항 또는 제194항 내지 제203항 중 어느 한 항에 따르는 방법 또는 장치에 있어서, 상기 신호는 지연되기에 앞서 오버샘플 되는 것을 특징으로 하는 방법 또는 장치.
- 제1항 내지 제69항, 제77항 내지 제95항, 제101항 내지 제123항, 제126항 내지 제130항, 제133항 내지 제135항, 제139항 내지 제141항, 제147항, 제148항, 제153항 내지 제166항, 제171항, 제172항, 제174항 내지 제178항 또는 제194항 내지 제205항 중 어느 한 항에 따르는 방법 또는 장치에 있어서, 상기 신호는 복제되기에 앞서 노이즈-형상 되는 것을 특징으로 하는 방법 또는 장치.
- 제1항 내지 제69항, 제77항 내지 제95항, 제101항 내지 제123항, 제126항 내지 제130항, 제133항 내지 제135항, 제139항 내지 제141항, 제147항, 제148항, 제153항 내지 제166항, 제171항, 제172항, 제174항 내지 제178항 또는 제194항 내지 제205항 중 어느 한 항에 따르는 방법 또는 장치에 있어서, 상기 신호는 어레이의 각각의 출력 변환기로 발송되기에 앞서 PWM신호로 변환되는 것을 특징으로 하는방법 또는 장치.
- 제203항에 있어서, 상기 제어는 어레이의 둘레 주위에 변환기로 이송되는 출력신호의 진폭을 감소하도록 작용하는 것을 특징으로 하는 방법 또는 장치.
- 제208항에 있어서, 상기 제어는 가우시안(Gaussian) 곡선 또는 상승 코사인 곡선과 같은 예정된 함수에 따라서 변환기로 이송되는 출력신호의 진폭을 감소하도록 작용하는 것을 특징으로 하는 방법 또는 장치.
- 제1항 내지 제123항, 제126항 내지 제130항, 제133항 내지 제135항, 제139항 내지 제141항, 제147항, 제148항, 제153항 내지 제166항, 제171항, 제172항, 제174항 내지 제178항 또는 제194항 내지 제208항 중 어느 한 항에 따르는 방법 또는 장치에 있어서, 각각의 상기 변환기는 각각의 변환기의 그룹을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법 또는 장치.
- 제1항 내지 제123항, 제126항 내지 제130항, 제133항 내지 제135항, 제139항 내지 제141항, 제147항, 제148항, 제153항 내지 제166항, 제171항, 제172항, 제174항 내지 제178항 또는 제194항 내지 제209항 중 어느 한 항에 따르는 방법 또는 장치에 있어서, 선형 또는 비-선형 보상기가 출력 변환기에 불비를 고려하여 그곳에서 발송되는 신호를 조정하도록 각각의 출력 변환기 전에 제공되는 것을 특징으로하는 방법 또는 장치.
- 제210항에 있어서, 상기 보상기는 그것이 복제되기 전에 입력신호를 보정하도록 제공된 선형 보상기인 것을 특징으로 하는 방법 또는 장치.
- 제209항 또는 제210항에 있어서, 상기 보상기는 고 주파수 성분이 이들이 방향지는 곳에 각도에 따라서 승압되는 음장 형상에 따라서 채택가능한 것을 특징으로 하는 방법 또는 장치.
- 제48항 내지 제69항 중 어느 한 항에 있어서, 출력 변환기의 어레이는 그 2개측의 양쪽에 음장을 창출하고 그리고 마이크로폰 위치는 입력 변환기에서 수신된 신호의 극성을 분석하여 부분적으로 확립되는 것을 특징으로 하는 방법 또는 장치.
- 제1항 내지 제123항, 제126항 내지 제130항, 제133항 내지 제135항, 제139항 내지 제141항, 제147항, 제148항, 제153항 내지 제166항, 제171항, 제172항, 제174항 내지 제178항 또는 제194항 내지 제213항 중 어느 한 항에 따르는 방법 또는 장치에 있어서, 음장에 변화를 점진적으로 제어하는 수단을 제공한 것을 특징으로 하는 방법 또는 장치.
- 제214항에 있어서, 상기 수단은, 신호 지연이 샘플을 스킵하여 점진적으로감소되도록 또는 샘플을 복사하여 점진적으로 증가되도록 동작하는 것을 특징으로 하는 방법 또는 장치.
- 제1항 내지 제123항, 제126항 내지 제130항, 제133항 내지 제135항, 제139항 내지 제141항, 제147항, 제148항, 제153항 내지 제166항, 제171항, 제172항, 제174항 내지 제178항 또는 제194항 내지 제215항 중 어느 한 항에 따르는 방법 또는 장치에 있어서, 음장 지향성은 출력 변환기의 어레이에 의한 출력과 시스템에 입력되는 신호에 기본하여 변경되는 것을 특징으로 하는 방법 또는 장치.
- 제1항 내지 제123항, 제126항 내지 제130항, 제133항 내지 제135항, 제139항 내지 제141항, 제147항, 제148항, 제153항 내지 제166항, 제171항, 제172항, 제174항 내지 제178항 또는 제194항 내지 제216항 중 어느 한 항에 따르는 방법 또는 장치에 있어서, 공용 컨트롤러에 의해 제어되는 출력 변환기의 복합 어레이가 제공되는 것을 특징으로 하는 방법 또는 장치.
- 제15항 내지 제32항 중 어느 한 항에 따라서 소거되는 신호를 획득하는 방법은, 전체 어레이 또는 출력 변환기의 임펄스 응답을 획득하는 단계와 소거되는 신호를 발생하도록 입력신호를 필터링 하는데 임펄스 응답을 사용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제218항에 있어서, 임펄스 응답은 테스트 신호를 사용하여 정해지는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제218항 또는 제219항에 있어서, 영 신호(nulling signal)를 출력하는 변환기의 임펄스 응답은 변환기 임펄스 응답용의 디컨벌류선(deconvolution)을 사용하여 보상되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제218항에 있어서, 임펄스 응답은 영점으로 각각의 변환기로부터 의 전이시간과 입력신호에 가해지는 지연 및 필터에 기본하여 판단되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제221항에 있어서, 어레이 변환기의 임펄스 응답은 전체 임펄스 응답을 연산할 때를 고려하여 취해지는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제222항에 있어서, 어레이의 변환기용 임펄스 응답은 변환기와 영점 사이에 각도에 따라서 연산되는 것을 특징으로 하는 방법.
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