KR102308999B1 - 음향 실시간 반응 조명 유니트 및 이의 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, LED가 배치되는 본체; 상기 본체에 설치되어 음원을 전기적 신호로 변환시키는 입력부; 상기 입력부에 의해 변환된 음원 신호 중 각각 설정된 주파수 대역의 음원 신호를 통과시키는 대역통과필터; 상기 대역통과필터에서 필터링 된 음원 신호의 크기가 가공하여 실시간으로 출력값을 구하는 음원신호처리부; 상기 입력부, 상기 대역통과필터 및 상기 음원신호처리부와 전기적으로 연결되어, 상기 음원신호처리부에 출력값 산출 여부를 제어하는 제어부; 상기 출력값을 임시 저장하고, 사전 설정 데이터를 저장하는 저장부; 및 상기 음원신호처리부에서 구해진 출력값에 기초하여 상기 제어부의 제어 신호에 따라 상기 본체에 설치된 상기 LED의 점멸을 제어하는 LED 구동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 실시간 반응 조명 유니트 및 이의 제어 방법을 제공한다

Description

음향 실시간 반응 조명 유니트 및 이의 제어 방법{LIGHTING UNIT FOR EMITTING LIGHT BASED ON REACTING TO SURROUNDING SOUND AND METHOD FOR CONTROLLING THE SAME}

본 발명은 음향 실시간 반응 조명 유니트 및 이의 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 관중이 많이 모인 장소나 소음이 발생하는 장소에서 LED가 오작동하지 않고 음악에 따라 실시간으로 점멸하여 청각과 시각이 어우러진 감성적인 분위기를 연출할 수 있는 음향 실시간 반응 조명 유니트 및 이의 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 발광 다이오드로 불리는 LED(Light Emitting Diode)는 반도체의p-n접합구조를 이용하여 주입된 전자 또는 정공으로 이루어진 캐리어에 전압을 가하면 재결합하면서 자발광 소자로서, 조명 장치를 소형의 컴팩트한 구성을 가능하게 하고, 내구 연한이 길고 저전력 고효율을 가질 뿐만 아니라, 백열등 등 일반적인 조명으로 구현하기 힘든 어렵고 다양한 색상을 구현할 수 있어, 일반조명에서부터 휴대용 조명, 특수조명 ,경관조명과 같은 다양한 조명장치에 사용되고 있다.

이와 같은 LED는 구동회로만 있으면 비교적 간단하게 색상과 밝기를 제어할수 있기 때문에 최근에는 음원에 반응하여 색상과 밝기가 변화하는 조명장치가 개발되고 있다. 이러한 음원에 반응하는 조명장치의 선행기술로 대한민국등록특허 제1034906호에는 음악을 시각적으로 연출하는 엘이디 장치가 개시되어 있다.

이와 같은 종래의 조명장치는 입력되는 소리를 전기적인 신호로 변환하는 입력부와, 상기 입력부에서 전달된 신호에서 음악소리를 추출하여 음악소리에 대응하는 색상신호로 변환하는 프로세싱부와, 적·녹·청의 엘이디 각 블록을 직렬로 연결하여상기 프로세싱부를 통해 입력되는 신호에 따라 작동하는 다수 개의 엘이디 모듈로 형성된 엘이디 조명장치를 구성하게 된다.

이때, 상기 프로세싱부는, CPU와 필터와 동조기와 데이터 저장부를 패널에 형성한 구동회로로 구성되는데, 기준 주파수를 추출하는 필터부, 주파수를 샘플링하는 샘플링부, 신호를 비교하는 비교부, 음악신호를 색상신호로 변환하는 변환부, 각 색상에 따라 엘이디 모듈을 구동시키는 엘이디 구동부로 구성되어 음악에 맞추어 엘이디 조명이 다양한 색상 및 밝기로 연출할 수 있게 된다.

그러나, 상기와 같은 종래 기술에 따른 조명 장치의 경우, 예를 들어 입력부를 통하여 입력되는 음원 내지 음향의 크기에 따라 밝기 내지 색상을 변화시키는 경우, 입력부의 위치에 따라 음량이 변화됨으로써 동일한 음원 내지 음향에 대하여도 감지되는 위치에 따라 상이한 밝기의 빛 내지 상이한 색상의 빛이 출력되는 등 동일한 음원에 대하여도 감지 위치에 따라 음향에 반응하여 출력되는 광조명의 불균일성이 수반되었다.

달리 표현하면, 종래 기술에 따른 조명장치는 음악의 박자에 맞추어 흘러나오는 특정 주파수 대역의 음원 신호를 추출하여 LED의 색상 및 밝기를 제어하기 때문에 음악의 크기나 종류에 따라 그리고 이를 감지하는 위치 등에 따라 입력되는 음원 신호의 크기 등이 균일하지 않고 변화되어 입력된 음원에 대응하는 빛의 출력이 자연스럽지 않고 균일성을 담보하지 못하여 광출력 기능이 부자연스러운 문제가 있었다. 뿐만 아니라, 음원을 감지하여 입력받는 위치의 변동 뿐만 아니라, 입력 감지되는 음향 내지 음원의 종류에 따라, 서로 상이한 음원 크기 변동폭이 존재하여 균일화된 빛의 출력이 어려웠다. 예를 들어, 콘서트 장에 있어 조용한 발라드 곡의 경우 음원의 크기의 변동폭이 크지 않으나 록음악의 경우 음원의 크기 변동폭이 상당하여, 일정하게 설정된 크기에 대응하는 빛을 출력하기만 하는 경우 경우에 따라서는 계속 빛이 출력되지 않거나 또는 계속적으로 빛이 온 상태만을 유지하게 되는 경우도 발생할 수 있는 등 음원 내지 음향의 크기의 변동폭에 능동적으로 대응하여 감성적인 광출력 기능을 수행하기 어려웠다.

또한, 종래 기술에 따른 조명장치는 경우에 따라 기준 주파수 대의 음원 만이 추출되고 이외의 주파수 대역의 음원은 완전하게 배제됨으로써 오히려 오작동의 가능성이 높아졌다. 즉, 종래의 조명 장치의 입력부에서 입력되는 음향에 기준 주파수 대역이지만 원치 않는 불필요한 음향이 포함될 수도 있는바, 종래 기술에 따른 조명 장치의 경우 이러한 원치 않는 불필요한 음향에 대하여도 반응하여 조명 출력이 이루어지는 문제점이 수반되었다. 즉, 조명장치의 입력부가 음원의 신호를 받아들이는 중에 입력부 주변에서 발생하는 소음에 기준 주파수 대역의 음원이 포함되는 경우 그대로 입력부를 통하여 입력후 처리되어 LED로 하여금 소정의 빛을 출력하도록 함으로써, LED가 원치 않는 음원에 반응하는 오작동의 문제가 있는데, 예를 들어 콘서트장, 경기장, 클럽 등과 같이 수많은 관중이 밀집된 장소에서는 음원 이외에도 관중의 환호성, 조명장치에 가해지는 충격에 따른 충격음 등과 같은 다양한 소음은 경우에 따라 전 주파수 영역에 대응되는 임펄스 형태로 구현되어 음원과 함께 입력부에 입력되고, 이와 같은 원치 않는 불필요한 음원 중 기준 주파수에 포함되는 음원에 대하여도 그대로 음원에 대응하는 빛을 출력하는 음원 반응 조명 출력이 이루어지는 문제점이 수반되었다.

대한민국 등록특허 제1034906호 (등록일자 2011.05.06)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 입력부를 통한 음원에 대한 대응 광 출력시 음원의 크기의 최대값과 최소값의 범위에 능동적으로 추종하여 음원의 종류 내지 음원의 입력 위치 등에 상관없이 입력되는 음원에 대하여 광출력 기능을 실행할 수 있도록 하는 음향 실시간 반응 조명 유니트 및 이의 제어 방법을 제공함에 목적이 있다.

또한, 본 발명은 비정상적 작동의 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 소정의 광출력 동작을 실행하고, 음원과의 거리 내지 입력 위치에 상관없이 입력된 음원의 신호에 따라 실시간으로 LED의 밝기가 최소에서 최대로 변경될 수 있어 LED가 음악에 맞추어 자연스럽게 발광할 수 있는 음향 실시간 반응 조명 유니트 및 이의 제어 방법을 제공함에 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, LED가 배치되는 본체; 상기 본체에 설치되어 음원을 전기적 신호로 변환시키는 입력부; 상기 입력부에 의해 변환된 음원 신호 중 설정된 주파수 대역의 음원 신호만을 통과시키는 대역통과필터; 상기 대역통과필터에서 필터링 된 음원 신호의 크기를 가공하여 실시간으로 출력값을 구하는 음원신호처리부; 상기 입력부, 상기 대역통과필터 및 상기 음원신호처리부와 전기적으로 연결되어, 상기 음원신호처리부에 출력값 산출 여부를 제어하는 제어부; 상기 출력값을 임시 저장하고, 사전 설정 데이터를 저장하는 저장부; 및 상기 음원신호처리부에서 구해진 출력값에 기초하여 상기 제어부의 제어 신호에 따라 상기 본체에 설치된 상기 LED의 점멸을 제어하는 LED 구동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 실시간 반응 조명 유니트를 제공한다.

상기 음향 실시간 반응 조명 유니트에 있어서, 상기 음원신호처리부는, 상기 대역통과필터에서 필터링된 대역 필터링 음원 신호를 엔벨로프(envelope)시켜 엔벨로핑 대역 필터링 음원 신호를 생성하는 엔벨로프부; 및 상기 엔벨로핑 대역 필터링 음원 신호에 대하여 최대값과 최소값의 차이값을 실시간으로 산출하고, 상기 최대값과 최소값의 차이값을 상기 LED의 밝기의 최대값으로 설정하여 상기 LED를 출력시키도록 상기 엔벨로핑 대역 필터링 음원 신호에 대응하는 추종 LED 구동 신호를 생성하는 능동음원추종필터;를 포함할 수도 있다.

상기 음향 실시간 반응 조명 유니트에 있어서, 상기 능동음원추종필터는: 상기 엔벨로핑 대역 필터링 음원 신호에 대하여 최대값을 추종하는 최대값 엔벨로프(Envmax,t)를 생성하는 최대값 엔벨로핑 디텍터와, 상기 엔벨로핑 대역 필터링 음원 신호에 대하여 최소값을 추종하는 최소값 엔벨로프(Envmin,t)를 생성하는 최소값 엔벨로핑 디텍터를 포함할 수도 있다.

상기 음향 실시간 반응 조명 유니트에 있어서, 상기 제어부는 상기 엔벨로핑 대역 필터링 음원 신호에 대하여 상기 최대값 엔벨로프와 상기 최소값 엔벨로프의 엔벨로프 차이(ΔEnv,t)가 실시간으로 산출되도록 하고, 상기 제어부는 각각의 시간에서 상기 엔벨로핑 대역 필터링 음원 신호(Env,t)와 상기 최소값 엔벨로프(Envmin,t)의 차이를 상기 엔벨로프 차이(ΔEnv,t)로 나누어 상기 LED 구동부에 인가되는 LED 구동 제어 신호를 산출하도록 할 수도 있다.

본 발명의 다른 일면에 따르면, LED가 배치되는 본체; 상기 본체에 설치되어 음원을 전기적 신호로 변환시키는 입력부; 상기 입력부에 의해 변환된 음원 신호 중 각각 설정된 주파수 대역의 음원 신호를 통과 유지시키고 설정된 주파수 대역을 넘어선 음원 신호를 제거하는 복수 개의 대역통과필터; 상기 대역통과필터에서 필터링 된 음원 신호의 크기가 고르게 분포하도록 가공하여 실시간으로 출력값을 구하는 음원신호처리부; 상기 입력부, 상기 대역통과필터 및 상기 음원신호처리부와 전기적으로 연결되어, 상기 음원신호처리부에 출력값 산출 여부를 제어하는 제어부; 상기 출력값을 임시 저장하고, 사전 설정 데이터를 저장하는 저장부; 및 상기 음원신호처리부에서 구해진 출력값에 기초하여 상기 제어부의 제어 신호에 따라 상기 본체에 설치된 상기 LED의 점멸을 제어하는 LED 구동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 실시간 반응 조명 유니트를 제공한다.

상기 음향 실시간 반응 조명 유니트에 있어서, 상기 제어부는 상기 복수 개의 대역통과필터를 거쳐 감지되는 음원신호가 존재하는 대역통과필터의 개수(Nf)가 사전 설정되어 상기 저장부에 저장된 사전 설정 대역통과필터 패스 개수(Nsf)를 비교하여 오작동 신호 입력 여부를 판단할 수도 있다.

상기 음향 실시간 반응 조명 유니트에 있어서, 상기 음원신호처리부는, 상기 복수 개의 대역통과필터 중 사전 설정된 주파수 대역에 대한 대역통과필터에서 필터링된 대역 필터링 음원 신호를 엔벨로프(envelope)시켜 엔벨로핑 대역 필터링 음원 신호를 생성하는 엔벨로프부; 및 상기 엔벨로핑 대역 필터링 음원 신호에 대하여 최대값과 최소값의 차이값을 실시간으로 산출하고, 상기 최대값과 최소값의 차이값을 상기 LED의 밝기의 최대값으로 설정하여 상기 LED를 출력시키도록 상기 엔벨로핑 대역 필터링 음원 신호에 대응하는 추종 LED 구동 신호를 생성하는 능동음원추종필터;를 포함할 수도 있다.

상기 음향 실시간 반응 조명 유니트에 있어서,상기 능동음원추종필터는: 상기 엔벨로핑 대역 필터링 음원 신호에 대하여 최대값을 추종하는 최대값 엔벨로프(Envmax,t)를 생성하는 최대값 엔벨로핑 디텍터와, 상기 엔벨로핑 대역 필터링 음원 신호에 대하여 최소값을 추종하는 최소값 엔벨로프(Envmin,t)를 생성하는 최소값 엔벨로핑 디텍터를 포함할 수도 있다.

상기 음향 실시간 반응 조명 유니트에 있어서, 상기 제어부는 상기 엔벨로핑 대역 필터링 음원 신호에 대하여 상기 최대값 엔벨로프와 상기 최소값 엔벨로프의 엔벨로프 차이(ΔEnv,t)가 실시간으로 산출되도록 하고, 상기 제어부는 각각의 시간에서 상기 엔벨로핑 대역 필터링 음원 신호(Env,t)와 상기 최소값 엔벨로프(Envmin,t)의 차이를 상기 엔벨로프 차이(ΔEnv,t)로 나누어 상기 LED 구동부에 인가되는 LED 구동 제어 신호를 산출하도록 할 수도 있다.

본 발명의 또 다른 일면에 따르면, LED가 배치되는 본체; 상기 본체에 설치되어 음원을 전기적 신호로 변환시키는 입력부; 상기 입력부에 의해 변환된 음원 신호 중 각각 설정된 주파수 대역의 음원 신호를 통과시키는 대역통과필터; 상기 대역통과필터에서 필터링 된 음원 신호의 크기를 가공하여 실시간으로 출력값을 구하는 음원신호처리부; 상기 입력부, 상기 대역통과필터 및 상기 음원신호처리부와 전기적으로 연결되어, 상기 음원신호처리부에 출력값 산출 여부를 제어하는 제어부; 상기 출력값을 임시 저장하고, 사전 설정 데이터를 저장하는 저장부; 및 상기 음원신호처리부에서 구해진 출력값에 기초하여 상기 제어부의 제어 신호에 따라 상기 본체에 설치된 상기 LED의 점멸을 제어하는 LED 구동부;를 포함하는 음향 실시간 반응 조명 유니트를 제공하는 제공 단계와, 상기 제어부의 입력 제어 신호에 따라 상기 입력부가 음향 신호를 입력받는 입력 단계와, 상기 제어부의 대역통과필터 제어 신호에 따라 상기 입력부가 입력받은 음향 신호를 상기 대역통과필터를 이용하여 필터링하는 대역통과필터링 단계와, 상기 제어부의 실행 제어 신호에 따라 상기 필터링된 대역 필터링 음원 신호를 처리하여 실시간적으로 음원 신호의 크기를 가공하여 실시간으로 출력값을 구하여 상기 입력되는 음원 신호에 대응하는 광출력 신호를 상기 LED가 출력하도록 하는 능동음원추종모드 실행 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 실시간 반응 조명 유니트 제어 방법을 제공한다.

상기 음향 실시간 반응 조명 유니트 제어 방법에 있어서, 상기 음원신호처리부는, 상기 복수 개의 대역통과필터 중 사전 설정된 주파수 대역에 대한 대역통과필터에서 필터링된 대역 필터링 음원 신호를 엔벨로프(envelope)시켜 엔벨로핑 대역 필터링 음원 신호를 생성하는 엔벨로프부; 및 상기 엔벨로핑 대역 필터링 음원 신호에 대하여 최대값과 최소값의 차이값을 실시간으로 산출하고, 상기 최대값과 최소값의 차이값을 상기 LED의 밝기의 최대값으로 설정하여 상기 LED를 출력시키도록 상기 엔벨로핑 대역 필터링 음원 신호에 대응하는 추종 LED 구동 신호를 생성하는 능동음원추종필터;를 포함하고, 상기 능동음원추종필터는: 상기 엔벨로핑 대역 필터링 음원 신호에 대하여 최대값을 추종하는 최대값 엔벨로프(Envmax,t)를 생성하는 최대값 엔벨로핑 디텍터와, 상기 엔벨로핑 대역 필터링 음원 신호에 대하여 최소값을 추종하는 최소값 엔벨로프(Envmin,t)를 생성하는 최소값 엔벨로핑 디텍터를 포함하고, 상기 능동음원추종모드 실행 단계는: 상기 제어부의 엔벨로프 제어 신호에 따라 상기 엔벨로프부가 상기 복수 개의 대역통과필터 중 사전 설정된 주파수 대역에 대한 대역통과필터에서 필터링된 대역 필터링 음원 신호를 엔벨로프(envelope)시켜 엔벨로핑 대역 필터링 음원 신호를 생성하는 엔벨로프 단계와, 상기 엔벨로핑 대역 필터링 음원 신호에 대하여 최대값과 최소값의 차이를 이용하여 상기 LED 구동부에 인가되는 LED 구동 제어 신호를 산출하는 LED 구동 제어 신호 생성 단계를 포함할 수도 있다.

상기 음향 실시간 반응 조명 유니트 제어 방법에 있어서, 상기 LED 구동 제어 신호 생성 단계는: 상기 제어부가 상기 엔벨로핑 대역 필터링 음원 신호에 대하여 상기 최대값 엔벨로프와 상기 최소값 엔벨로프의 엔벨로프 차이(ΔEnv,t)가 실시간으로 산출되도록 하는 엔벨로프 차이 산출 단계와, 상기 제어부가 각각의 시간에서 상기 엔벨로핑 대역 필터링 음원 신호(Env,t)와 상기 최소값 엔벨로프(Envmin,t)의 차이를 상기 엔벨로프 차이(ΔEnv,t)로 나누어 상기 LED 구동부에 인가되는 LED 구동 제어 신호를 산출하도록 하는 LED구동 제어 신호 산출 단계를 포함할 수도 있다.

본 발명의 또 다른 일면에 따르면, 본 발명은 LED가 배치되는 본체; 상기 본체에 설치되어 음원을 전기적 신호로 변환시키는 입력부; 상기 입력부에 의해 변환된 음원 신호 중 각각 설정된 주파수 대역의 음원 신호를 통과 유지시키고 설정된 주파수 대역을 넘어선 음원 신호를 제거하는 복수 개의 대역통과필터; 상기 대역통과필터에서 필터링 된 음원 신호의 크기가 고르게 분포하도록 가공하여 실시간으로 출력값을 구하는 음원신호처리부; 상기 입력부, 상기 대역통과필터 및 상기 음원신호처리부와 전기적으로 연결되어, 상기 음원신호처리부에 출력값 산출 여부를 제어하는 제어부; 상기 출력값을 임시 저장하고, 사전 설정 데이터를 저장하는 저장부; 및 상기 음원신호처리부에서 구해진 출력값에 기초하여 상기 제어부의 제어 신호에 따라 상기 본체에 설치된 상기 LED의 점멸을 제어하는 LED 구동부;를 포함하는 음향 실시간 반응 조명 유니트를 제공하는 제공 단계와, 상기 제어부의 입력 제어 신호에 따라 상기 입력부가 음향 신호를 입력받는 입력 단계와, 상기 제어부의 대역통과필터 제어 신호에 따라 상기 입력부가 입력받은 음향 신호를 상기 복수 개의 대역통과필터를 이용하여 필터링하는 대역통과필터링 단계와, 상기 대역통과필터링 단계에서 필터링된 대역 음향 신호 및 상기 저장부의 사전 설정 데이터에 포함되는 사전 설정 대역통과필터 패스 개수(Nsf)를 이용하여 실행되어야 할 실행 모드를 판단하는 모드 판단 단계와, 상기 모드 판단 단계에서의 판단 선택된 실행 모드를 상기 제어부의 모드 실행 제어 신호에 따라 실행하는 모드 실행 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 실시간 반응 조명 유니트 제어 방법을 제공한다.

상기 음향 실시간 반응 조명 유니트 제어 방법에 있어서,. 상기 모드 판단 단계는: 사전 설정된 저음역대의 음향의 존재 여부를 확인하는 저음역대 신호 여부 확인 단계와, 상기 저음역대 이외의 다른 음역대에서의 음향 신호 여부를 확인하는 타음역대 신호 여부 확인 단계와, 상기 제어부가, 상기 저음역대 신호 여부 확인 단계 및 상기 타음역대 신호 여부 확인 단계에서의 결과를 이용하여 실행되어야 할 모드를 선택하는 모드 결정 단계를 포함할 수도 있다.

상기 음향 실시간 반응 조명 유니트 제어 방법에 있어서,. 상기 모드 결정 단계에서, 상기 저음역대 신호 여부 확인 단계에서 사전 설정된 저음역대 신호가 존재하고, 상기 타음역대 신호 여부 확인 단계에서 사전 설정된 저음역대 이외의 영역에서 신호가 존재하는 경우, 상기 제어부는 실행되어야 할 실행 모드가 오작동 대응 모드로 결정할 수도 있다.

상기 음향 실시간 반응 조명 유니트 제어 방법에 있어서,. 상기 모드 결정 단계에서, 상기 저음역대 신호 여부 확인 단계에서 사전 설정된 저음역대 신호가 존재하지 않는 경우, 상기 제어부는 실행되어야 할 실행 모드가, 상기 LED가 이전 상태를 유지하도록 상기 LED 구동부를 통하여 상기 LED에서 출력되는 광출력 상태를 기존 상태로 유지시키는 유지 모드로 결정할 수도 있다.

상기 음향 실시간 반응 조명 유니트 제어 방법에 있어서,. 상기 모드 결정 단계에서, 상기 저음역대 신호 여부 확인 단계에서 사전 설정된 저음역대 신호가 존재하고, 상기 타음역대 신호 여부 확인 단계에서 사전 설정된 저음역대 이외의 영역에서 신호가 존재하지 않는 경우, 상기 제어부는 실행되어야 할 실행 모드가 능동음원추종모드로 결정할 수도 있다.

상기 음향 실시간 반응 조명 유니트 제어 방법에 있어서,. 상기 음원신호처리부는, 상기 복수 개의 대역통과필터 중 사전 설정된 주파수 대역에 대한 대역통과필터에서 필터링된 대역 필터링 음원 신호를 엔벨로프(envelope)시켜 엔벨로핑 대역 필터링 음원 신호를 생성하는 엔벨로프부; 및 상기 엔벨로핑 대역 필터링 음원 신호에 대하여 최대값과 최소값의 차이값을 실시간으로 산출하고, 상기 최대값과 최소값의 차이값을 상기 LED의 밝기의 최대값으로 설정하여 상기 LED를 출력시키도록 상기 엔벨로핑 대역 필터링 음원 신호에 대응하는 추종 LED 구동 신호를 생성하는 능동음원추종필터;를 포함하고, 상기 능동음원추종필터는: 상기 엔벨로핑 대역 필터링 음원 신호에 대하여 최대값을 추종하는 최대값 엔벨로프(Envmax,t)를 생성하는 최대값 엔벨로핑 디텍터와, 상기 엔벨로핑 대역 필터링 음원 신호에 대하여 최소값을 추종하는 최소값 엔벨로프(Envmin,t)를 생성하는 최소값 엔벨로핑 디텍터를 포함하고, 상기 모드 결정 단계에서 상기 능동음원추종모드가 실행될 실행 모드로 결정된 경우, 상기 제어부는 상기 모드 실행 단계에서 능동음원추종모드를 실행하고, 상기 능동음원추종모드는: 상기 제어부의 엔벨로프 제어 신호에 따라 상기 엔벨로프부가 상기 복수 개의 대역통과필터 중 사전 설정된 주파수 대역에 대한 대역통과필터에서 필터링된 대역 필터링 음원 신호를 엔벨로프(envelope)시켜 엔벨로핑 대역 필터링 음원 신호를 생성하는 엔벨로프 단계와, 상기 엔벨로핑 대역 필터링 음원 신호에 대하여 최대값과 최소값의 차이를 이용하여 상기 LED 구동부에 인가되는 LED 구동 제어 신호를 산출하는 LED 구동 제어 신호 생성 단계를 포함할 수도 있다.

상기 음향 실시간 반응 조명 유니트 제어 방법에 있어서,. 상기 LED 구동 제어 신호 생성 단계는: 상기 제어부가 상기 엔벨로핑 대역 필터링 음원 신호에 대하여 상기 최대값 엔벨로프와 상기 최소값 엔벨로프의 엔벨로프 차이(ΔEnv,t)가 실시간으로 산출되도록 하는 엔벨로프 차이 산출 단계와, 상기 제어부가 각각의 시간에서 상기 엔벨로핑 대역 필터링 음원 신호(Env,t)와 상기 최소값 엔벨로프(Envmin,t)의 차이를 상기 엔벨로프 차이(ΔEnv,t)로 나누어 상기 LED 구동부에 인가되는 LED 구동 제어 신호를 산출하도록 하는 LED구동 제어 신호 산출 단계를 포함할 수도 있다.

본 발명에 따른 음향 실시간 반응 조명 유니트 및 이의 제어 방법에 의하면, 음악과 함께 발생한 소음을 대역통과필터에서 제거하여 LED가 오작동하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 대역통과필터를 거친 음원 신호가 엔벨로프부와 능동음원추종필터로 이루어진 음원신호처리부에 의해 음원 신호의 크기가 고르게 분포한 형태로 출력 가능하도록 하여 음원의 취득 위치 내지 음원의 변동에 능동적으로 대응하여 광출력 기능의 범용성을 확보 가능하도록 할 수도 있다.

도 1은 본 발명에 따른 음향 실시간 반응 조명 유니트의 일 실시예를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 음향 실시간 반응 조명 유니트의 구성을 나타낸 개념도이다.
도 3은 본 발명에 따른 음향 실시간 반응 조명 유니트 중 음원이 입력부에서 음원 신호로 변환된 상태를 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명에 따른 음향 실시간 반응 조명 유니트 중 음원신호가 엔벨로프부에 의해 가공된 상태를 나타낸 그래프이다.
도 5 및 도 7은 본 발명에 따른 음향 실시간 반응 조명 유니트 중 음원신호가 능동음원추종필터에 의해 가공된 상태를 나타낸 그래프이다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 제어 방법을 나타내는 흐름도이다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 음향 실시간 반응 조명 유니트의 일 실시예를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 음향 실시간 반응 조명 유니트의 구성을 나타낸 개념도이다.

도면을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 조명장치는 크게 LED(120)가 설치된 본체(110), 입력부(130), 복수 개의 대역통과필터(140), 음원신호처리부(150), LED 구동부(160), 제어부(200) 및 저장부(210)를 포함한다.

본체(110)의 외면에는 다수의 LED(120)가 설치되어 LED(120) 발광 시 본체의 주변을 밝히게 되는데, LED(120)는 음원에 반응하여 점멸 및 밝기가 조절될 수 있게 입력부(130), 대역통과필터(140), 음원신호처리부(150), LED 구동부(160)가 설치된 인쇄회로기판과 전기적으로 연결되며, 상기 인쇄회로기판은 본체(110)의 내부에 설치되고, 본 실시예에서 명시되지는 않았으나, 배터리와 같은 별도의 구성요소가 더 구비될 수 있음은 명백하다.

본체(110)에는 LED(120)가 배치되는데, LED(120)는 하나 이상이 구비되어, 하기되는 제어부(200)의 LED 구동 제어 신호에 따라 LED 구동부(160)를 통하여 입력되는 신호에 의하여 소정의 구동 동작을 이룬다. 본 발명에 따른 LED(120)는 외부 환경에서의 음향에 따라 소정의 빛을 출력한다. 본체(110)는 다양한 유형으로 구현될 수 있다. 도 1에 도시되는 본 발명의 일실시예에 따른 본체(110)는 팔찌 형태로 구현되어, 사용자가 손목 등에 착용하는 구조를 취하는데, 이는 일유형의 도시로서, 본 발명에 따른 음향 실시간 반응 조명 유니트는 봉의 형태로 구현될 수도 있고, 큰 사이즈의 조명폴(기둥)의 형태로 구현될 수도 있으며, 머리띠, 응원봉, 휴대폰 케이스, 장신구와 같은 사용자가 휴대하기 적합한 외관을 갖는 형태를 갖거나 또는 물품을 진열하는 쇼케이스 등과 같은 고정형 외관을 갖는 형태로 이루어질 수 있는 등 다양한 변형이 가능하다.

입력부(130)는 본체(110)에 위치 고정되어 배치되는데, 입력부(130)는 마이크로폰으로 구현된다. 마이크로폰 형태의 입력부(130)를 통하여 음향 실시간 반응 조명 유니트(10)로 입력되는 외부 환경 음향이 감지 취득된다. 본 실시예에서 입력부(130)는 마이크로폰 형태로 구현되었으나, 입력부(130)는 외부 입력을 받기 위한 AUX 잭으로 구현될 수 있는 등, 외부로부터 음향 정보를 입력받는 범위에서 다양한 구성이 가능하다.

복수 개의 대역통과필터(140)는 입력부(130)에 의해 입력된 음원 신호 중 각각 설정된 주파수 대역의 음원 신호를 통과 유지시키고 설정된 주파수 대역을 넘어선 음원 신호를 제거한다. 즉, 도면에 도시되는 바와 같이, 본 발명의 대역통과필터(140;140-1,···140-n)는 각각 사전 설정된 주파수 대역에 대한 음원 신호의 통과를 이루는 밴드 패스 필터로 형성되는데, 본 발명의 복수 개의 대역통과필터(140)는 예를 들어 40Hz 내지 160Hz 범위 드럼 비트 등의 저음역대의 음원 신호를 통과시키는 밴드패스필터를 포함할 수 있다.

음원신호처리부(150)는 입력부(130)를 통하여 입력된 후 대역통과필터(140)를 통하여 개별 주파수 대역에 대하여 필터링된 필터링 음원 신호를 이용하여 경우에 따라 최종적로 음원 신호의 크기를 고르게 분포시킨다. 음원신호처리부(150)는 엔벨프부(152)와 능동음원추종필터(154)를 포함하는데, 엔벨로프부(152)는 복수 개의 대역통과필터 중 사전 설정된 주파수 대역, 예를 들어 본 실시예에서 드럼 비트 등의 저음역대(약 40Hz 내지 160Hz)의 저주파 통과 대역의 필터링된 대역 필터링 음원 신호를 엔벨로프(envelope)시켜 엔벨로핑 대역 필터링 음원 신호를 형성한다. 도 3에는 입력부(130)를 통하여 입력되는 음원 신호가 도시되고, 도 4에는 대역통과필터를 통하여 출력되는 대역통과필터 필터링된 음원 신호와, 대역통과필터에서 필터링된 음원 신호를 엔벨로프시킨 엔벨로핑 대역 필터링 음원 신호가 도시된다. 본 실시예에서 음원신호처리부(150)는 개별 엔벨로프부(152)를 구비하는 것으로 도시되나, 경우에 따라 음원신호처리부(150)에서 프로그램 처리될 수도 있는 등 대역통과필터에서 필터링된 음원 신호로부터 엔벨로프시킨 엔벨로핑 대역 필터링 음원 신호를 산출하는 기능을 구현하는 범위에서 다양한 구성이 가능하다.

또한, 음원신호처리부(150)는 능동음원추종필터(154)를 포함하는데, 능동음원추종필터(154)는 엔벨로프부(152)에서 산출된 엔벨로핑 대역 필터링 음원 신호에 대하여 최대값과 최소값의 차이값을 실시간으로 산출하고, 최대값과 최소값의 차이값을 상기 LED의 밝기의 최대값으로 설정하여 LED(120)를 구동하도록 하기되는 제어부(200) 및 LED 구동부(160)의 구동 제어 신호를 생성한다.

보다 구체적으로 능동음원추종필터(154)는 최대값 엔벨로핑 디텍터(154a)와 최소값 엔벨로핑 디텍터(154b)를 포함한다. 최대값 엔벨로핑 디텍터(154a)는 엔벨로핑 대역 필터링 음원 신호에 대하여 최대값을 추종하는 최대값 엔벨로프(Envmax,t)를 생성하고, 최소값 엔벨로핑 디텍터(154b)는 엔벨로핑 대역 필터링 음원 신호에 대하여 최소값을 추종하는 최소값 엔벨로프(Envmin,t)를 생성하는데, 이들 최대값 엔벨로프(Envmax,t)와 최소값 엔벨로프(Envmin,t)는 시간(t)에 따라 실시간으로 변화되는 값을 형성한다. 도 6에는 엔벨로핑 대역 필터링 음원 신호에 대한 최대값 엔벨로프(Envmax,t)와 최소값 엔벨로프(Envmin,t)가 도시되는데, 본 실시예에서 엔벨로핑 대역 필터링 음원 신호(선 A)는 재차 소정의 필터링 과정을 거쳐 완만한 정현파 형태의 엔벨로핑 대역 필터링 음원 신호(선 B)를 형성하고, 이들의 최대값과 최소값을 최대값 엔벨로핑 디텍터(154a, 선 C)와 최소값 엔벨로핑 디텍터(154b, 선 D)가 각각 산출된다.

한편, LED 구동부(160)는 본체(110)에 설치되는데, LED 구동부(160)는 제어부(200)의 제어 신호에 의하여 하기되는 저장부(210)에 저장되는 사전 설정된 방식에 따라 또는 음원신호처리부(150)에서 구해진 출력값에 기초하여 LED 구동 제어 신호를 생성하는데, LED 구동 제어 신호는 LED(120)에 인가되어 LED(120)의 출력을 제어한다.

제어부(200)는 입력부(130), 대역통과필터(140) 및 음원신호처리부(150)와 전기적으로 연결되어, 음원신호처리부(150)에서의 출력값 산출 여부를 제어한다. 즉, 제어부(200)는 기타 구성요소와 연결되어 제어 신호를 전달하거나 전달받고, 제어부(200)는 음원신호처리부(150)에서의 출력값 산출 여부를 제어하는 방식을 통하여 소정의 과정을 거치는데, 제어부(200)는 원하는 주파수 대역의 신호이외의 신호의 개입으로 인하여 원하는 작동 상태에서의 작동이외 원치 않는 상황, 예를 들어 본체(110)를 떨어뜨려 임펄스 형태의 입력 신호가 입력부(130)를 통하여 입력되는 경우 등과 같은 경우 별도의 음원신호처리부(150)에서의 출력값을 산출하기 위한 프로세스를 진행하지 않고, 별도의 소정의 사전 설정된 대응 동작을 이루도록 LED 구동부(160)를 제어할 수도 있다.

즉, 제어부(200)는 복수 개, 예를 들어 총 N개의 대역톨과필터(140) 중 개별 대역통과신호를 거친 신호가 존재하는 대역통과필터의 개수(Nf)가 사전 설정 대역통과필터 패스 개수(Nsf)를 비교하여, 원하는 주파수 대역, 예를 들어 저주파 대역 이외의 주파수 대역에서도 통과되는 신호가 존재하는 주파수 대역의 개수, 달리 표현하면, 대역통과필터의 개수(Nf)를 저장부(210)에 사전 설정 저장되는 사전 설정 데이터에 포함되는 사전 설정 대역통과필터 패스 개수(Nsf)를 비교하고, 제어부(200)는 신호 감지된 대역통과필터의 개수(Nf)가 사전 설정 대역통과필터 패스 개수(Nsf)이상인 경우 제어부(200)는 현재 입력되는 음원의 상태는 정상적인 입력 음원이 아니라고 판단하고 소정의 제어 동작, 예를 들어 종전 광출력 상태를 유지하도록 LED 구동부(160)에 소정의 구동 제어 신호를 인가하고, 이에 따라 LED 구동부(160)는 종전 광출력 상태에 상응하는 LED 구동 제어 신호를 LED(120)로 인가할 수도 있다.

반면, 제어부(200)가 신호 감지된 대역통과필터의 개수(Nf)가 사전 설정 대역통과필터 패스 개수(Nsf) 미만이라고 판단하는 경우 제어부(200)는 현재 입력되는 음원의 상태는 정상적인 입력 음원이라고 판단하고 소정의 제어 동작, 예를 들어 원하는 주파수 대역의 대역통과필터를 통과하여 필터링된 음원 신호의 크기가 고르게 분포되도록 신호처리하여 LED 구동부(160)로 전달될 출력값 신호를 실시간으로 구하도록 음원신호처리부(150)를 작동하도록 할 수도 있다.

즉, 제어부(200)는 음원신호처리부(150)의 엔벨로프부(152)를 통하여 대역통과필터링된 소정의 음원 신호를 엔벨로프시켜 엔벨로핑 대역 필터링 음원 신호를 추출하고, 제어부(200)는 추출된 엔벨로핑 대역 필터링 음원 신호에 대하여 능동음원추종필터(154)의 최대값 엔벨로핑 디텍터(154a)와 최소값 엔벨로핑 디텍터(154b)에 추종값 출력 제어 신호를 인가하여 소정의 추종 과정을 실행하도록 하여 엔벨로핑 대역 필터링 음원 신호에 대한 최대값과 최소값을 실시간으로 산출할 수 있다.

제어부(200)는 엔벨로핑 대역 필터링 음원 신호에 대하여 시간 t에서 실시간으로 최대값 엔벨로프와 최소값 엔벨로프의 엔벨로프 차이(ΔEnv,t)가 산출되도록 한다. 이러한 연산은 제어부가 실행할 수도 있고, 경우에 따라 별도의 연산부를 통하여 이루어질 수도 있다. 제어부(200)는 산출된 엔벨로프 차이(ΔEnv,t)를 이용하여. 시간 t에서의 엔벨로핑 대역 필터링 음원 신호(Env,t)와 상기 최소값 엔벨로프(Envmin,t)의 차이(Env,t-Envmin,t)를 엔벨로프 차이(ΔEnv,t)로 나누어 LED 구동부에 인가되는 LED 구동 제어 신호를 산출한다. 즉, 실제 시간 t에서의 엔벨로핑 대역 필터링 음원 신호의 값을 최소값으로 뺀 값을 실시간으로 최대값과 최소값의 차이로 나눔으로써 매 시간 t마다 LED의 구동 출력값의 최소 내지 최대 범위를 균일화시킴으로써 음원의 종류 내지 음원을 입력받는 위치 등에 따른 LED 구동의 광출력 기능의 극단적인 출력 변화를 방지하여 원활한 광출력 기능을 수행할 수 있다.

이와 같은 방식을 통하여, 소정의 주파수 대역, 예를 들어 드럼 비트와 같은 저주파 음역대의 음원 신호가 감지되는 경우, 감지 위치 등에 상관없이 또한, 입력 감지되는 음향의 종류에 상관없이 최대 내지 최소 음원에 대하여 LED(120)를 통하여 균일화된 광출력 기능을 수행할 수도 있다.

또한, 상기 LED 구동부(160)는 상기 능동음원추종필터(154)로부터 일정시간 동안 출력값이 없거나 설정된 값보다 작게 출력값이 나오면 LED(120)를 지속적으로 발광시키는 발광 유지부(미도시)를 포함시킬 수도 있다. 이와 같이 LED 구동부(160)에 발광 유지부가 마련되면 음원이 입력부(130)에 입력되지 않는 동안에는 LED(120)가 발광하여 어두운 장소에서 본체의 주변을 밝히는 플래시(flash)와 같은 역할을 수행할 수도 있다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 음향 실시간 반응 조명 유니트의 작동 및 제어 방법을 도 3 내지 도 7 그리고 도 8 내지 도 10의 흐름도를 참조하여 설명한다.

이하에서는 본 발명의 조명장치가 도 1에 도시된 바와 같은 사용자의 손목에 착용하는 팔찌와 같은 형태로 이루어진 것으로 가정하여 설명하지만, 앞서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 조명장치 중 본체는 다양한 형태로 이루어져 실시될 수 있다.

먼저, 본 발명의 음향 실시간 반응 조명 유니트(10)는 제공 단계(S10)와, 입력 단계(S20)와, 대역통과필터링 단계(S30)와, 모드 판단 단계(S40) 및 모드 실행 단계(S50)를 포함한다. 제공 단계(S10)에서 상기 본 발명의 일실시예에 따른 음향 실시간 반응 조명 유니트(10)가 제공되는데, 중복된 설명을 피하기 위하여 상기 기재로 대체한다.

음향 실시간 반응 조명 유니트(10)가 제공된 후, 제어부(20)는 입력부(130)에 입력 제어 신호를 인가하여 외부 환경에 대한 음향 신호를 입력받는 입력 단계(S20)를 실행한다. 앞서 기술된 바와 같이, 입력부(130)는 마이크로폰으로 구현될 수도 있고, 경우에 따라 AUX 단자로 구현될 수도 있는 등 외부 음향을 입력받는 범위에서 다양한 구현이 가능하다.

입력 제공된 음향 신호는 제어부(20)의 필터링 제어 신호에 따라 복수 개의 대역통과필터(140;140-1,…,140-n)를 거쳐 출력되는 대역통과필터를 통하여 필터링되는데, 제어부(200)는 필터링된 음원 신호에 기초하여 실행되어야 할 모드를 결정하는 모드 판단 단계(S40)를 실행한다.

모드 판단 단계(S40)는 저음역대 신호 여부 확인 단계(S41)와 타음역대 신호 여부 확인 단계(S43)와 모드 결정 단계(S45)를 포함하는데, 제어부(200)는 먼저 저음역대 신호 여부 확인 단계(S41)에서 대역통과필터를 통하여 필터링되는 사전 설정된 주파수 대역으로서의 저음역대 통과필터를 거친 음향 신호의 존재 여부를 확인한다. 그런 후, 제어부(200)는 타음역대 신호 여부 확인 단계(S43)에서 대역통과필터를 통하여 필터링되는 음향 신호 중 저음역대 통과필터를 통과하는 저음역대 음원 신호 이외의 다른 음역대에서의 음향 신호의 존재 여부를 확인한다.

그런 후, 제어부(200)는 모드 결정 단계(S45)를 실행하여, 저음역대 신호 여부 확인 단계(S41) 및 타음역대 신호 여부 확인 단계(S43)에서의 결과를 이용하여 실행하여야 할 모드를 선택한다. 모드 결정 단계(S45)는 저음역대 판단 단계(S451)와 타음역대 판단 단계(S453)를 포함하고, 저음역대 판단 단계(S451) 및/또는 타음역대 판단 단계(S453)의 판단 결과에 따라, 실행되어야 할 모드를 설정하는 모드 설정 단계(S455,S457,S459)를 포함한다. 제어부(200)는 저음역대 판단 단계(S451)에서 단계 S41에서 얻어진 결과를 이용하여 저음역대 신호가 존재하는지 여부에 따라 소정의 제어 흐름을 유지 내지 전환한다. 단계 S451에서 저음역대 신호가 존재하는 것으로 판단한 경우, 제어부(200)는 제어 흐름을 단계 S453으로 진행하여 단계 S43에서 얻어진 결과를 이용하여 타음역대 신호가 존재하는지 여부에 따라 소정의 제어 흐름을 유지 내지 전환하는데, 단계 S453에서 제어부(200)는 타음음역대 신호가 존재하는 것으로 판단한 경우, 제어부(200)는 단계 S50에서 실행되어야 할 실행 모드가 오작동 모드로 설정한다(S455).

반면, 단계 S453에서 제어부(200)가 타음역대 신호가 존재하는 것을 확인 판단한 경우, 제어부(200)는 실행되어야 할 실행 모드를 능동음원추종모드로 설정한다(S549).

또한, 단계 S451에서 저음역대 신호가 존재 하지 않는 것으로 판단하는 경우, 제어부(200)는 실행되어야 할 실행 모드로 유지 모드로 설정한다(S547). 여기서, 본 실시예에서는 단지 저음역대 신호가 존재하지 않는 경우 유지 모드를 실행하는 것으로 판단하였으나, 경우에 따라, 카운팅 단계가 더 구비되어, 소정의 사전 설정 시간동안 저음역대 신호가 존재하지 않는 경우 유지 모드를 실행하도록 조정할 수도 있는 등 적어도 일정 상태에서 저음역대 신호의 부재 시 유지 모드로 결정하는 것으로 구성할 수도 있는 등 다양한 선택이 가능하다.

그런 후, 제어부(200)는 모드 실행 단계(S50)를 실행하는데, 모드 실행 단계(S50)는 유지 모드 실행 단계(S58) 및 오작동 모드 실행 단계(S59) 및 능동음원추종 모드 실행 단계(S57)를 포함한다. 즉, 단계 S51에서 모드 결정 단계(S45)에서 결정된 실행되어야 할 실행 모드가 유지 모드인지 여부를 판단하는 유지 모드 결정 확인 단계(S51)를 실행하고 실행 모드가 유지 모드로 결정 확인된 경우 제어부(200)는 제어 흐름을 단계 S52로 진행하여 유지 모드 실행 단계(S52)를 실시한다. 유지 모드 실행 단계(S52)에서 제어부(200)는 LED 구동부(160)로 하여금 이전 신호와 동일한 LED 구동 제어 신호를 출력하도록 유지하거나 저장부(210)에 저장된 사전 설정 데이터에 포함되는 일반 조명 기능을 수행하도록 하는 조명 구동 레벨의 조명을 LED(120)가 출력하도록 하는 LED 구동 제어 신호를 인가할 수도 있다.

반면, 단계 S51에서 실행 모드가 유지 모드로 결정되지 않은 것으로 확인되는 경우, 제어 흐름은 단계 S53으로 진행하여 오작동 모드 결정 확인 단계(S53)를 실행한다. 오작동 모드 결정 확인 단계(S53)에서 제어부(200)가 단계 S51에서 실행 모드가 오작동 모드로 결정된 것으로 확인되는 경우, 제어부(200)는 제어 흐름을 단계 S54로 진행하여 오작동 모드 실행 단계(S52)를 실시한다. 오작동 모드 실행 단계(S54)에서 제어부(200)는 현재 작동 상태는 원치 않는 충격음 내지 불필요한 외부 입력으로 판단하여 LED 구동부(160)로 하여금 입력된 음원 신호에 대한 대응되는 LED 구동 제어 신호를 발생시키지 않도록 한다. 본 실시예에서 도시되지는 않았으나, 이와 같은 오작동 모드 실행 회수를 카운팅하는 단계를 부가하여 오작동 모드 실행 회수의 누적 회수를 판단하는 등의 부가적 단계를 구비하여 단순 충격음 발생이 아닌 유니트의 오류 상태 여부를 확인 가능하도록 하고, 이 경우 별도의 알람 기능을 나타내는 광출력 상태를 형성하도록 하는 구조를 취할 수도 있는 등 다양한 구성이 가능하다.

반면, 단계 S53에서 실행 모드가 오작동 모드로 결정되지 않은 것으로 확인되는 경우, 제어 흐름은 단계 S55으로 진행하여 능동음원추종 모드 실행 단계 (S55)를 실시한다. 능동음원추종 모드 실행 단계(S55)는 엔벨로프 단계(S57)와 LED 구동 제어 신호 생성 단계(S59)를 포함하는데, 제어부(200)는 엔벨로프 단계(S57)에서 엔벨로프 제어 신호을 엔벨로프부(152)로 전달하고, 엔벨로프부(152)는 엔벨로프 제어 신호에 따라 복수 개의 대역통과필터 중 사전 설정된 주파수 대역에 대한 대역통과필터에서 필털이된 대역 필터링 음원 신호를 엔벨로프(envelope)시켜 엔벨로핑 대역 필터링 음원 신호를 생성한다.

그런 후, 제어부(200)는 LED 구동 제어 신호 생성 단계(S59)를 실행하는데, LED 구동 제어 신호 생성 단계(S59)는 엔벨로프 차이 산출 단계(S591)와 LED 구동 제어 신호 산출 단계(S593)을 포함한다. 엔벨로프 차이 산출 단계(S591)에서 제어부(200)는 최대값 엔벨로핑 디텍터 및 최소값 엔벨로핑 디텍터를 이용하여 엔벨로핑 대역 필터링 음원 신호에 대하여 최대값 엔벨로프와 최소값 엔벨로프를 산출한다(S591).

제어부(200)는 최대값 엔벨로프(Envmax,t)와 최소값 엔벨로프(Envmin,t)의 차이를 엔벨로프 차이(ΔEnv,t)로 산출하고, 제어부(200)가 각각의 시간에서 엔벨로핑 대역 필터링 음원 신호(Env,t)와 최소값 엔벨로프(Envmin,t)의 차이를 엔벨로프 차이(ΔEnv,t)로 나누어 LED 구동부(160)에 인가되는 LED 구동 제어 신호를 산출하도록 한다. 이와 같은 최대값 최소값 엔벨로프를 이용하여 일종의 실시간 적으로 변동폭의 노말라이제이션을 실행하여, 음원의 취득 위치 내지 음원의 변화에 대응하여 능동적인 LED(120) 광출력 상태를 원활하고 지속적으로 유지시킬 수도 있다.

한편, 상기 실시예에서는 오작동 여부를 판단하기 위한 복수 개의 대역통과필터를 구비하는 경우에 대하여 기술되었으나, 즉 도 11에 도시되는 바와 같이 본 발명을 구성할 수도 있다. 여기서, 앞선 실시예에서와 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 도면 부호 및 명칭을 부여하고 중복된 설명을 피하기 위하여 동일한 내용에 대하여는 상기로 대체한다. 본 발명의 음향 실시간 반응 조명 유니트는 단수 개의 대역통과필터만을 구비하고 음원신호처리부를 통하여 신호의 크기를 가공하여 실시간으로 LED 점멸시키는 LED 구동 제어 신호를 생성하기 위한 출력값을 산출하는 구조를 취할 수 있다. 즉, 오작동의 판단에 대한 필요성이 낮은 경우 복수 개의 대역통과필터를 단수 개의 대역통과필터로 구성하여 신속한 신호 처리를 가능하게 하고 즉각적으로 입력되는 음원의 능동추종을 통한 최대값과 최소값을 산출하여 실시간적으로 음원의 크기에 대한 능동적 대응을 가능하게 함으로써, 음원의 종류 내지 음원의 입력 위치에 상관없이 음원에 상응하는 광출력 기능의 응답성을 강화한 형태의 음향 실시간 반응 조명 유니트를 구현할 수도 있다.

이와 같은 단수 개의 대역통과필터를 구비하는 경우, 음향 실시간 반응 조명 유니트의 제어 방법도 도 12에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다.

즉, 제공 단계와, 입력 단계와, 대역통과필터링 단계를 거친 후, 대역통과필터에 의하여 필터링된 음원 신호는 바로 음원신호처리부(160)로 전달되어 능동음원추종모드 실행 단계(S50)를 실행하여, 엔벨로프 단계(S57)와 LED구동제어신호생성단계(S59)를 실행하는데, 엔벨로프 차이를 산출하고, 이에 기초하여 실시간으로 LED구동제어신호를 산출하여 LED(120)의 음원에 대한 실시간 반응 출력을 이룰 수 있다.

즉, 상기와 같은 본 발명에 의한 음향 실시간 반응 조명 유니트의 제어 방법을 통하여 주변의 소음과 충격음 등을 제거한 뒤 음원의 크기에 상관없이 음악의 박자에 맞추어 실시간으로 LED를 점멸시키기 때문에 클럽과 같은 관중이 많이 모인 장소에서도 LED가 박자에 맞추어 점멸된다.

한편, 본 발명은 앞서 설명한 실시예로 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있고, 그러한 수정 및 변형이 가해진 것도 본 발명의 기술적 사상에 속하는 것으로 보아야 한다.

110 : 본체 120 : LED
130 : 입력부 140 : 대역통과필터
150 : 음원신호처리부 152 : 엔벨로프부
154 : 능동음원추종필터 160 : LED 구동부

Claims (19)

1. LED가 배치되는 본체; 상기 본체에 설치되어 음원을 전기적 신호로 변환시키는 입력부; 상기 입력부에 의해 변환된 음원 신호 중 설정된 주파수 대역의 음원 신호만을 통과시키는 대역통과필터; 상기 대역통과필터에서 필터링 된 음원 신호의 크기를 가공하여 실시간으로 출력값을 구하는 음원신호처리부; 상기 입력부, 상기 대역통과필터 및 상기 음원신호처리부와 전기적으로 연결되어, 상기 음원신호처리부에 출력값 산출 여부를 제어하는 제어부; 상기 출력값을 임시 저장하고, 사전 설정 데이터를 저장하는 저장부; 및 상기 음원신호처리부에서 구해진 출력값에 기초하여 상기 제어부의 제어 신호에 따라 상기 본체에 설치된 상기 LED의 점멸을 제어하는 LED 구동부; 를 포함하고,
   상기 음원신호처리부는, 상기 대역통과필터에서 필터링된 대역 필터링 음원 신호를 엔벨로프(envelope)시켜 엔벨로핑 대역 필터링 음원 신호를 생성하는 엔벨로프부; 및 상기 엔벨로핑 대역 필터링 음원 신호에 대하여 최대값과 최소값의 차이값을 실시간으로 산출하고, 상기 최대값과 최소값의 차이값을 상기 LED의 밝기의 최대값으로 설정하여 상기 LED를 출력시키도록 상기 엔벨로핑 대역 필터링 음원 신호에 대응하는 추종 LED 구동 신호를 생성하는 능동음원추종필터;를 포함하고,
   상기 능동음원추종필터는: 상기 엔벨로핑 대역 필터링 음원 신호에 대하여 최대값을 추종하는 최대값 엔벨로프(Envmax,t)를 생성하는 최대값 엔벨로핑 디텍터와, 상기 엔벨로핑 대역 필터링 음원 신호에 대하여 최소값을 추종하는 최소값 엔벨로프(Envmin,t)를 생성하는 최소값 엔벨로핑 디텍터를 포함하고,
   상기 제어부는 상기 엔벨로핑 대역 필터링 음원 신호에 대하여 상기 최대값 엔벨로프와 상기 최소값 엔벨로프의 엔벨로프 차이(ΔEnv,t)가 실시간으로 산출되도록 하고, 상기 제어부는 각각의 시간에서 상기 엔벨로핑 대역 필터링 음원 신호(Env,t)와 상기 최소값 엔벨로프(Envmin,t)의 차이를 상기 엔벨로프 차이(ΔEnv,t)로 나누어 상기 LED 구동부에 인가되는 LED 구동 제어 신호를 산출하도록 하는 것을 특징으로 하는 음향 실시간 반응 조명 유니트.
   
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5. LED가 배치되는 본체; 상기 본체에 설치되어 음원을 전기적 신호로 변환시키는 입력부; 상기 입력부에 의해 변환된 음원 신호 중 각각 설정된 주파수 대역의 음원 신호를 통과 유지시키고 설정된 주파수 대역을 넘어선 음원 신호를 제거하는 복수 개의 대역통과필터; 상기 대역통과필터에서 필터링 된 음원 신호의 크기가 고르게 분포하도록 가공하여 실시간으로 출력값을 구하는 음원신호처리부; 상기 입력부, 상기 대역통과필터 및 상기 음원신호처리부와 전기적으로 연결되어, 상기 음원신호처리부에 출력값 산출 여부를 제어하는 제어부; 상기 출력값을 임시 저장하고, 사전 설정 데이터를 저장하는 저장부; 및 상기 음원신호처리부에서 구해진 출력값에 기초하여 상기 제어부의 제어 신호에 따라 상기 본체에 설치된 상기 LED의 점멸을 제어하는 LED 구동부;를 포함하고,
   상기 음원신호처리부는, 상기 복수 개의 대역통과필터 중 사전 설정된 주파수 대역에 대한 대역통과필터에서 필터링된 대역 필터링 음원 신호를 엔벨로프(envelope)시켜 엔벨로핑 대역 필터링 음원 신호를 생성하는 엔벨로프부; 및 상기 엔벨로핑 대역 필터링 음원 신호에 대하여 최대값과 최소값의 차이값을 실시간으로 산출하고, 상기 최대값과 최소값의 차이값을 상기 LED의 밝기의 최대값으로 설정하여 상기 LED를 출력시키도록 상기 엔벨로핑 대역 필터링 음원 신호에 대응하는 추종 LED 구동 신호를 생성하는 능동음원추종필터;를 포함하고,
   상기 능동음원추종필터는: 상기 엔벨로핑 대역 필터링 음원 신호에 대하여 최대값을 추종하는 최대값 엔벨로프(Envmax,t)를 생성하는 최대값 엔벨로핑 디텍터와, 상기 엔벨로핑 대역 필터링 음원 신호에 대하여 최소값을 추종하는 최소값 엔벨로프(Envmin,t)를 생성하는 최소값 엔벨로핑 디텍터를 포함하고,
   상기 제어부는 상기 엔벨로핑 대역 필터링 음원 신호에 대하여 상기 최대값 엔벨로프와 상기 최소값 엔벨로프의 엔벨로프 차이(ΔEnv,t)가 실시간으로 산출되도록 하고, 상기 제어부는 각각의 시간에서 상기 엔벨로핑 대역 필터링 음원 신호(Env,t)와 상기 최소값 엔벨로프(Envmin,t)의 차이를 상기 엔벨로프 차이(ΔEnv,t)로 나누어 상기 LED 구동부에 인가되는 LED 구동 제어 신호를 산출하도록 하는 것을 특징으로 하는 음향 실시간 반응 조명 유니트.
   
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 제어부는 상기 복수 개의 대역통과필터를 거쳐 감지되는 음원신호가 존재하는 대역통과필터의 개수(Nf)가 사전 설정되어 상기 저장부에 저장된 사전 설정 대역통과필터 패스 개수(Nsf)를 비교하여 오작동 신호 입력 여부를 판단하는 음향 실시간 반응 조명 유니트.
   
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13. LED가 배치되는 본체; 상기 본체에 설치되어 음원을 전기적 신호로 변환시키는 입력부; 상기 입력부에 의해 변환된 음원 신호 중 각각 설정된 주파수 대역의 음원 신호를 통과 유지시키고 설정된 주파수 대역을 넘어선 음원 신호를 제거하는 복수 개의 대역통과필터; 상기 대역통과필터에서 필터링 된 음원 신호의 크기가 고르게 분포하도록 가공하여 실시간으로 출력값을 구하는 음원신호처리부; 상기 입력부, 상기 대역통과필터 및 상기 음원신호처리부와 전기적으로 연결되어, 상기 음원신호처리부에 출력값 산출 여부를 제어하는 제어부; 상기 출력값을 임시 저장하고, 사전 설정 데이터를 저장하는 저장부; 및 상기 음원신호처리부에서 구해진 출력값에 기초하여 상기 제어부의 제어 신호에 따라 상기 본체에 설치된 상기 LED의 점멸을 제어하는 LED 구동부;를 포함하는 음향 실시간 반응 조명 유니트를 제공하는 제공 단계와, 상기 제어부의 입력 제어 신호에 따라 상기 입력부가 음향 신호를 입력받는 입력 단계와, 상기 제어부의 대역통과필터 제어 신호에 따라 상기 입력부가 입력받은 음향 신호를 상기 복수 개의 대역통과필터를 이용하여 필터링하는 대역통과필터링 단계와, 상기 대역통과필터링 단계에서 필터링된 대역 음향 신호 및 상기 저장부의 사전 설정 데이터에 포함되는 사전 설정 대역통과필터 패스 개수(Nsf)를 이용하여 실행되어야 할 실행 모드를 판단하는 모드 판단 단계와, 상기 모드 판단 단계에서의 판단 선택된 실행 모드를 상기 제어부의 모드 실행 제어 신호에 따라 실행하는 모드 실행 단계를 포함하고,
    상기 모드 판단 단계는: 사전 설정된 저음역대의 음향의 존재 여부를 확인하는 저음역대 신호 여부 확인 단계와, 상기 저음역대 이외의 다른 음역대에서의 음향 신호 여부를 확인하는 타음역대 신호 여부 확인 단계와, 상기 제어부가, 상기 저음역대 신호 여부 확인 단계 및 상기 타음역대 신호 여부 확인 단계에서의 결과를 이용하여 실행되어야 할 모드를 선택하는 모드 결정 단계를 포함하고,
    상기 모드 결정 단계에서, 상기 저음역대 신호 여부 확인 단계에서 사전 설정된 저음역대 신호가 존재하고, 상기 타음역대 신호 여부 확인 단계에서 사전 설정된 저음역대 이외의 영역에서 신호가 존재하지 않는 경우, 상기 제어부는 실행되어야 할 실행 모드가 능동음원추종모드로 결정하고,
    상기 음원신호처리부는, 상기 복수 개의 대역통과필터 중 사전 설정된 주파수 대역에 대한 대역통과필터에서 필터링된 대역 필터링 음원 신호를 엔벨로프(envelope)시켜 엔벨로핑 대역 필터링 음원 신호를 생성하는 엔벨로프부; 및 상기 엔벨로핑 대역 필터링 음원 신호에 대하여 최대값과 최소값의 차이값을 실시간으로 산출하고, 상기 최대값과 최소값의 차이값을 상기 LED의 밝기의 최대값으로 설정하여 상기 LED를 출력시키도록 상기 엔벨로핑 대역 필터링 음원 신호에 대응하는 추종 LED 구동 신호를 생성하는 능동음원추종필터;를 포함하고, 상기 능동음원추종필터는: 상기 엔벨로핑 대역 필터링 음원 신호에 대하여 최대값을 추종하는 최대값 엔벨로프(Envmax,t)를 생성하는 최대값 엔벨로핑 디텍터와, 상기 엔벨로핑 대역 필터링 음원 신호에 대하여 최소값을 추종하는 최소값 엔벨로프(Envmin,t)를 생성하는 최소값 엔벨로핑 디텍터를 포함하고, 상기 모드 결정 단계에서 상기 능동음원추종모드가 실행될 실행 모드로 결정된 경우, 상기 제어부는 상기 모드 실행 단계에서 능동음원추종모드를 실행하고, 상기 능동음원추종모드는: 상기 제어부의 엔벨로프 제어 신호에 따라 상기 엔벨로프부가 상기 복수 개의 대역통과필터 중 사전 설정된 주파수 대역에 대한 대역통과필터에서 필터링된 대역 필터링 음원 신호를 엔벨로프(envelope)시켜 엔벨로핑 대역 필터링 음원 신호를 생성하는 엔벨로프 단계와, 상기 엔벨로핑 대역 필터링 음원 신호에 대하여 최대값과 최소값의 차이를 이용하여 상기 LED 구동부에 인가되는 LED 구동 제어 신호를 산출하는 LED 구동 제어 신호 생성 단계를 포함하고,
    상기 LED 구동 제어 신호 생성 단계는: 상기 제어부가 상기 엔벨로핑 대역 필터링 음원 신호에 대하여 상기 최대값 엔벨로프와 상기 최소값 엔벨로프의 엔벨로프 차이(ΔEnv,t)가 실시간으로 산출되도록 하는 엔벨로프 차이 산출 단계와, 상기 제어부가 각각의 시간에서 상기 엔벨로핑 대역 필터링 음원 신호(Env,t)와 상기 최소값 엔벨로프(Envmin,t)의 차이를 상기 엔벨로프 차이(ΔEnv,t)로 나누어 상기 LED 구동부에 인가되는 LED 구동 제어 신호를 산출하도록 하는 LED구동 제어 신호 산출 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 실시간 반응 조명 유니트 제어 방법.
    
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15. 청구항 13항에 있어서,
    상기 모드 결정 단계에서,
    상기 저음역대 신호 여부 확인 단계에서 사전 설정된 저음역대 신호가 존재하고, 상기 타음역대 신호 여부 확인 단계에서 사전 설정된 저음역대 이외의 영역에서 신호가 존재하는 경우,
    상기 제어부는 실행되어야 할 실행 모드가 오작동 대응 모드로 결정하는 것을 특징으로 하는 음향 실시간 반응 조명 유니트 제어 방법.
    
16. 청구항 13항에 있어서,
    상기 모드 결정 단계에서,
    상기 저음역대 신호 여부 확인 단계에서 사전 설정된 저음역대 신호가 존재하지 않는 경우,
    상기 제어부는 실행되어야 할 실행 모드가, 상기 LED가 이전 상태를 유지하도록 상기 LED 구동부를 통하여 상기 LED에서 출력되는 광출력 상태를 기존 상태로 유지시키는 유지 모드로 결정하는 것을 특징으로 하는 음향 실시간 반응 조명 유니트 제어 방법.
    
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