KR20110062379A - 가시광을 이용한 광무선 장치 및 방법 - Google Patents

가시광을 이용한 광무선 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 가시광을 이용하여 음성 데이터를 송수신하는 방법 및 장치에 관한 것으로서, 디스플레이의 백라이트 유닛을 통하여 가시광선으로 음성 신호를 송신하고, 가시광선을 수신한 후 음성 신호를 복원하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 오디오 신호로부터 가시광을 생성하는 디스플레이 장치는, 구동회로 및 백라이트 유닛을 포함하는 백라이트 모듈; 및 오디오 신호에 기초하여 구동회로를 제어하는 제어부를 포함한다.
본 발명에 따른 가시광으로부터 오디오를 출력하는 장치는, 수신된 가시광으로부터 전기 신호를 발생시키는 광 검출부; 상기 발생된 전기 신호에 기초한 오디오 신호를 출력하는 오디오 출력 장치부를 포함한다.
백라이트, 가시광선, 헤드셋, 디스플레이 장치

Description

가시광을 이용한 광무선 장치 및 방법 {APPARATUS AND METHOD FOR TRANSMITTING DATA THROUGH VISIBLE RAY}
본 발명은 가시광을 이용하여 음성 데이터를 송수신하는 방법 및 장치에 관한 것으로서, 디스플레이의 백라이트 유닛을 통하여 가시광선으로 음성 신호를 송신하고, 가시광선을 수신한 후 음성 신호를 복원하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
가시광 무선통신 기술은 백열등과 형광등 같은 기존 조명이 LED 조명으로 교체되는 조명 인프라를 이용하여 통신을 가능하게 하는 기술이다. 이러한 기술의 장점은 RF(radio frequency) 주파수를 사용하는 기존의 무선 통신과는 달리 새로운 주파수 자원을 이용하여 통신을 함으로써, 기존 RF 무선 통신과 혼선의 우려가 없다는 점, 인체 유해성 시비로부터 비교적 자유롭다는 점, 주파수 사용을 위한 법적 제약 사항이 없다는 점이 있다. 또한 통신 링크를 눈으로 인지하여 도/감청 여부를 직접 판단할 수 있고, 부가적으로 통신을 하면서 가시광이 주는 빛의 즐거움을 느낄 수 있어서 새로운 엔터테인먼트에서 이용될 수 있다는 잠재성도 가지고 있다. 현재 노트북 또는 핸드폰에서 제공하는 무선 헤드셋 기술은 2.4GHz ISM(Industrial Scientific and Medical)밴드를 이용하는 블루투스(Bluetooth) 기술과 IrDA(infrared Data Association)기반의 적외선을 이용하는 기술이 있다. 하지만 이러한 통신은 특정 모듈(module) 또는 동글(dongle) 형태의 추가적인 장치들이 필요하다. 이러한 추가적인 장치들을 노트북이나 핸드폰에 탈착시키는 작업은 상당히 불편할 뿐만 아니라, 그러한 장치를 노트북과 따로 보관함으로써 분실할 수도 있다. 또한, 추가적인 장치는 USB 등을 통하여 노트북 또는 핸드폰과 연결되기 때문에, 추가적인 장치와 본체의 연결부 사이에 크랙 등이 발생하기 쉽다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 추가적인 장치를 사용하지 않고도 핸드폰 또는 노트북과 같은 무선기기 장치와 헤드셋 간의 통신을 가능하도록 하는 방법 및 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 오디오 신호로부터 가시광을 생성하는 디스플레이 장치는, 구동회로 및 백라이트 유닛을 포함하는 백라이트 모듈; 및 오디오 신호에 기초하여 구동회로를 제어하는 제어부를 포함한다.
디스플레이 장치에서, 백라이트 모듈은 구동회로에 전원을 공급하는 전원부를 더 포함하고, 백라이트 유닛은 LED 로 구성되는 것이 바람직하다.
디스플레이 장치는,오디오 음원으로부터 오디오 신호를 생성하는 오디오 생성부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
디스플레이 장치는, 제어부로부터 음원 신호를 입력받아 출력하는 오디오 출력 장치부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
디스플레이 장치는, 동작 모드에 따라서 오디오 출력 장치부로 오디오 신호가 출력되도록 동작 가능한 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 오디오 신호로부터 가시광을 디스플레이하는 방법은, 오디오 신호로부터 제어 신호를 생성하는 단계; 제어 신호에 기초하여 백라이트 모듈의 구동부를 제어하는 단계; 구동부로부터 생성된 출력에 기초하여 백라이트 모듈의 백라이트 유닛을 조절하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가시광으로부터 오디오를 출력하는 장치는, 수신된 가시광으로부터 전기 신호를 발생시키는 광 검출부; 발생된 전기 신호에 기초한 오디오 신호를 출력하는 오디오 출력 장치부를 포함한다.
오디오 출력 장치는, 수신된 가시광 신호로부터 노이즈를 제거하여 광 검출부에 입력시키는 광 필터링부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
오디오 출력 장치는, 전기 신호를 증폭시켜 오디오 출력 장치부에 입력시키는 오디오 신호 증폭부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 가시광으로부터 헤드셋에 오디오 신호를 출력하는 방법은, 가시광을 수신하는 노이즈를 제거하는 단계; 노이즈가 제거된 가시광을 전기 신호로 변환하는 단계; 변환된 전기 신호를 증폭하는 단계; 증폭된 전기 신호를 오디오 신호로 출력하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 가시광으로부터 오디오를 출력하는 헤드셋 장치는, 수신된 가시광으로부터 전기 신호를 발생시키는 광 검출부; 발생된 전기 신호에 기초한 오디오 신호를 출력하는 오디오 출력 장치부를 포함한다.
본 발명에 따른 음원 정보가 포함된 가시광선을 송수신 하는 시스템은, 음원으로부터 가시광선을 발생시키는 디스플레이 장치; 발생된 가시광선을 수신하여 음원 신호를 출력하는 오디오 출력 장치를 포함한다.
가시광선 송수신 시스템에서, 디스플레이 장치는, 구동회로 및 백라이트 유닛을 포함하는 백라이트 모듈; 오디오 신호에 기초하여 구동회로를 제어하는 제어부를 포함한다.
가시광선 송수신 시스템에서, 오디오 출력 장치는, 수신된 가시광으로부터 전기 신호를 발생시키는 광 검출부; 및 발생된 전기 신호에 기초한 오디오 신호를 출력하는 오디오 출력 장치부를 포함한다.
가시광선 송수신 시스템에서, 백라이트 모듈은 LED 로 구성되는 것이 바람직하다.
본 발명은 디스플레이의 백라이트 유닛으로부터 발산되는 가시광선을 전송 매체로 이용하여 음성 신호를 전송하기 때문에, 음성 신호 전송을 위한 별도의 장치를 구비하지 않아도 된다는 효과를 갖는다. 별도의 장치가 필요 없기 때문에, 사용자에게 편의성을 주며, 부가 장치에 고장 및 크랙 등이 발생할 가능성이 없어진다.
또한, 가시광이라는 새로운 주파수 자원을 이용하여 오디오 신호를 전송함으로써 기존의 통신 장치와 혼/간섭이 없는 가시광 통신용 장치를 제공할 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명함으로써, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1 은 오디오 신호 전송을 위한 LED BLU (LED Back Light Unit) 으로 이루어진 디스플레이 장치 (핸드폰, 노트북, 모니터, 및 TV) 와 디스플레이 장치가 발산하는 빛 신호를 수신하는 무선 헤드셋 장치를 도시한다.
가시광선의 대역폭은 대략 380nm ~ 780nm 의 정도이며, 인간은 이 주파수 대역의 빛을 인지할 수 있다. 위의 핸드폰, 노트북, 모니터, 및 TV 와 같은 디스플레이 장치는 인간이 인지할 수 있는 빛 신호를 발산하는 장치이므로, 위 가시광선의 대역폭에 해당하는 빛을 발산한다. 위 디스플레이 장치를 구성하는 LED BLU 이 발산하는 가시광선을 통하여, 특정 데이터 신호를 전송할 수도 있다.
도 2 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 오디오 신호 전송을 위한 LED BLU로 이루어진 디스플레이 장치를 도시한다. 디스플레이 장치 (100) 는 LED BLU 모듈부(110), 오디오 신호 생성부(120), 제어부(130) 및 오디오 출력 장치부(140)를 포함한다.
도 2 를 참조하면, 오디오 신호 생성부 (120) 에서 생성된 오디오 신호는 제어부(130)에서 가시광 통신여부를 판단하여 기존의 오디오 출력 장치부(140)로 전달되거나 LED BLU 모듈부(110)로 전달된다. LED BLU 모듈부(110)로 인가된 오디오 신호는 구동 회로부(112)에 의하여 LED BLU부(113)로 인가되며, 빛으로 변환되어 자유 공간으로 방사된다.
오디오 신호 생성부 (120) 는 하드디스크, USB 저장 장치, CD 또는 별도의 DVD 장치에 저장된 음원 파일을 읽어들일 수 있다. 또는, 별도의 유선 또는 무선 네트워크를 통하여 스트리밍되는 데이터를 읽어들일 수 있다. 오디오 신호 생성부 (120) 는 위 매체로부터 오디오 데이터를 입력받아 처리한 후에 아날로그 형태의 음원 신호를 제어부 (130) 에 전송한다. 오디오 신호 생성부 (120) 가 읽어들일 수 있는 음원 데이터는 압축되지 않은 로 데이터 (raw data) 포멧 뿐만 아니라, mp3, ogg, wma 등의 다양한 압축방식을 사용한 데이터 포멧이며, 구체적인 데이터 포멧 또는 인코딩 방식은 본 발명의 권리범위를 한정하지 않는다.
디스플레이 장치가 가시광 통신 모드에서 동작하는 경우에, 제어부 (130) 는 오디오 신호 생성부 (120) 로부터 전달되는 오디오 신호에 기초하여 구동회로부 (112) 를 제어한다. 즉, 오디오 신호의 변화를 구동회로부에 반영함으로써, LED BLU 부 (113) 으로부터 방사되는 빛의 세기를 조절할 수 있다. 또는, 오디오 신호의 변화를 주파수, 변조하여 구동 회로부 (112) 에 전달할 수도 있다. 이렇게 전달된 신호가 LED BLU (113) 를 통하여 가시광선의 형태로 오디오 출력 장치, 예를 들어, 무선 헤드셋에 전송된다. 제어부 (130) 는 오디오 신호 생성부 (120) 로부터 생성되는 신호를 구동회로부 (112) 에 그대로 전송할 수도 있고, 다양한 코딩 및 변조 방식을 적용하여 구동회로부 (112) 에 전달할 수도 있다. 코딩 및 변조에 의하여 음원 신호가 더 낮은 에러율로 헤드셋에 전달될 수도 있다. 다만, 구체적인 코딩 및 변조 방식에 의하여 본 발명의 권리범위가 한정되지 않는다. 또한, 상기 신호 처리는 제어부 (130) 이 아닌 구동회로부 (112) 에서 수행될 수도 있다.
도 3 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 오디오 신호를 전송하기 위한 LED BLU로 이루어진 디스플레이 장치에서 신호가 송신되는 과정을 도시한 도면이다. 도 2 의 디스플레이 장치를 참조하여, 도 3 에 도시된 각 단계에서 수행하는 방법을 이하 설명하도록 한다.
오디오 신호 생성부 (110) 에서는 오디오 음원으로부터 오디오 신호를 생성한다. (단계 S120). 디스플레이 장치가 가시광 통신 모드에서 동작하지 않는 경우 제어부 (130) 은 오디오 신호 생성부 (120) 의 신호를 오디오 출력 장치부 (140) 으로 전달한다. (단계 S140) 만약, 디스플레이 장치가 가시광 통신 모드에서 동작하는 경우라면 제어부 (130) 는 오디오 신호에 기초하여 구동 회로부 (112) 를 제어한다. (단계 S111) 오디오 신호는 진폭 변조, 주파수 변조 등의 변조 방식을 통하여 가시광선에 포함될 수 있으며, 이러한 구체적인 변조방식에 의하여 본 발명의 권리범위가 한정되지 않음은 전술한 바와 같다. 또한, 코딩, 암호화, 인터리빙 등이 음성 신호처리에 부가될 수 있으나, 이러한 구체적인 신호 처리 방식에 의하여 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 이후, LED BLU (113) 을 통하여 가시광선이 발생된다.
도 4 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가시광 통신용 무선 헤드셋 장치의 수신 블록도이다. 수신부 (300) 는 광 필터부 (310), 광 검출부(320), 오디오 증복부 (330) 및 오디오 출력 장치부 (340) 를 포함한다.
디스플레이 장치 (100) 로부터 자유 공간으로 방사된 빛 신호는 태양광 빛 실내 조명에 의한 빛 신호와 동시에 수신되므로 적절한 광 필터부 (310) 를 설치하여 주변 광 간섭 신호를 제거한다. 예를 들어, 광필터부 (310) 은 파란색만 통과시키는 블루 필터 (blue filter) 를 이용하여, 디스플레이 장치 (110) 로부터 방사된 빛을 주변 공간의 노이즈 빛 신호로부터 필터링할 수 있다.
한편, 광 검출부 (320) 에서는 빛 신호를 전기적 신호로 변환한다. 예를 들어, 광 검출부 (320) 는 포토다이오드 (Photo diode) 를 포함할 수도 있다. 포토 다이오드는 빛의 세기에 비례하는 전류 신호를 출력하는 소자이기 때문에, 빛의 세기에 비례하는 전기 신호가 음성 신호로써 출력이 될 수 있다. 오디오 증폭부 (330) 에서는 검출된 오디오 신호를 증폭 한다.
오디오 출력 장치부(340) 에서는 증폭된 오디오 신호, 즉 전기적인 신호를 실제의 음향으로 변환하는 기능을 수행한다.
위의 광 검출부 (320) 와 오디오 증폭부 (330) 사이에는 복조부, 디코딩부 (미도시) 등이 부가될 수 있다. 복조부 및 디코딩부는 검출된 전기신호로를 복조 또는 디코딩하여 원래의 음원신호를 추출할 수도 있다.
이상에서 보는 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시 될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로, 이상에서 기술한 실시 예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1 은 오디오 신호 전송을 위한 LED BLU (LED Back Light Unit) 으로 이루어진 디스플레이 장치 (핸드폰, 노트북, 모니터, 및 TV) 와 디스플레이 장치가 발산하는 빛 신호를 수신하는 무선 헤드셋 장치를 도시한다.
도 2 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 오디오 신호 전송을 위한 LED BLU로 이루어진 디스플레이 장치를 도시한다.
도 3 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 오디오 신호를 전송하기 위한 LED BLU로 이루어진 디스플레이 장치에서 신호가 송신되는 과정을 도시한 도면이다.
도 4 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가시광 통신용 무선 헤드셋 장치의 수신 블록도이다.
********* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *********
구동회로부 : 112 LED BLU 부 : 113
오디오 신호 생성부 : 120 제어부 : 130
오디오 출력 장치부 : 140

Claims (14)

  1. 오디오 신호로부터 가시광을 생성하는 디스플레이 장치로서,
    구동회로 및 백라이트 유닛을 포함하는 백라이트 모듈; 및
    상기 오디오 신호에 기초하여 상기 구동회로를 제어하는 제어부를 포함하는, 디스플레이 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 백라이트 모듈은 상기 구동회로에 전원을 공급하는 전원부를 더 포함하고,
    상기 백라이트 유닛은 LED 로 구성된, 디스플레이 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    오디오 음원으로부터 오디오 신호를 생성하는 오디오 생성부를 더 포함하는, 디스플레이 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 제어부로부터 음원 신호를 입력받아 출력하는 오디오 출력 장치부를 더 포함하고,
    동작 모드에 따라서 상기 오디오 출력 장치부로 오디오 신호가 출력되도록 동작 가능한, 디스플레이 장치.
  5. 오디오 신호로부터 가시광을 디스플레이하는 방법으로서,
    오디오 신호로부터 제어 신호를 생성하는 단계;
    상기 제어 신호에 기초하여 백라이트 모듈의 구동부를 제어하는 단계;
    상기 구동부로부터 생성된 출력에 기초하여 상기 백라이트 모듈의 백라이트 유닛을 조절하는 단계를 포함하는, 디스플레이 방법.
  6. 가시광으로부터 오디오를 출력하는 장치로서,
    수신된 가시광으로부터 전기 신호를 발생시키는 광 검출부;
    상기 발생된 전기 신호에 기초한 오디오 신호를 출력하는 오디오 출력 장치부를 포함하는, 오디오 출력 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 수신된 가시광 신호로부터 노이즈를 제거하여 상기 광 검출부에 입력시키는 광 필터링부를 더 포함하는, 오디오 출력 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 전기 신호를 증폭시켜 상기 오디오 출력 장치부에 입력시키는 오디오 신호 증폭부를 더 포함하는, 오디오 출력 장치.
  9. 가시광으로부터 헤드셋에 오디오 신호를 출력하는 방법으로서,
    가시광을 수신하는 노이즈를 제거하는 단계;
    상기 노이즈가 제거된 가시광을 전기 신호로 변환하는 단계;
    상기 변환된 전기 신호를 증폭하는 단계;
    상기 증폭된 전기 신호를 상기 오디오 신호로 출력하는 단계를 포함하는, 오디오 신호 출력 방법.
  10. 가시광으로부터 오디오를 출력하는 헤드셋 장치로서,
    수신된 가시광으로부터 전기 신호를 발생시키는 광 검출부;
    상기 발생된 전기 신호에 기초한 오디오 신호를 출력하는 오디오 출력 장치부를 포함하는, 헤드셋 장치.
  11. 음원 정보가 포함된 가시광선을 송수신 하는 시스템으로서,
    상기 음원으로부터 가시광선을 발생시키는 디스플레이 장치;
    상기 발생된 가시광선을 수신하여 음원 신호를 출력하는 오디오 출력 장치를 포함하는, 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 디스플레이 장치는,
    구동회로 및 백라이트 유닛을 포함하는 백라이트 모듈;
    상기 오디오 신호에 기초하여 상기 구동회로를 제어하는 제어부를 포함하는, 시스템.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 오디오 출력 장치는,
    수신된 가시광으로부터 전기 신호를 발생시키는 광 검출부; 및
    상기 발생된 전기 신호에 기초한 오디오 신호를 출력하는 오디오 출력 장치부를 포함하는, 시스템.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 백라이트 모듈은 LED 로 구성되는, 시스템.
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