いんとろだくしょん

まずは予備知識を・・・

色はRGB(赤、緑、青)の三原色で表現できるのは有名な話です。 （光の三原色といいますが、実は表現できないというのも有名な話ｗ） それを、音の高さに合わせてみたら・・・というのが今回のネタです。

さて、音楽というのは可聴域20～20[kHz]の様々な周波数の音が含まれています。 それぞれをフィルターで分割してフルカラーLEDの赤、緑、青に割り当てるというわけです。

が！！このネタ、すでにやってる方がいました！！！！ しかも、その方はDSP（デジタル信号処理）です・・・

「先こされたか・・・　まあ、すぐに思いつきそうなことだもんなぁ・・・」
「うーん・・・」
「アナログでやろうぜ！アナログ！！ｗ」

DSPがなんぼのもんじゃい！　こんなデジタル時代だからこそ、アナログっすよ！アナログ！！
（うう・・・俺もDSP使いたいｗ）

まあ、実際の所これだけにdsPICを買うのもなぁ･･･って方もいるでしょうし、 ここはアナログでも出来るんだぜ！というのもいいかなと？ｗ

で、今回はOPアンプを使用したフィルターです！
その名も「アクティブフィルター」！かっこいいでしょ？ｗ
（この回路OPアンプの使用例として定番中の定番です。知らない方は、この機会にググって調べてみることをおすすめしますよ！）
この回路のパッシブフィルターとの違いは、後段の回路とのインピーダンス整合に気を使わなくても良いくらいですｗ
（おいおま・・・嘘をつくなｗ）

実は、アクティブフィルターはもう少し段数を増やすことでその真価を発揮します。 下の回路がサレンキー型ハイパスフィルターです。

この回路の利点は、バタワース、チェビシェフ、ベッセル・・・。まあ、いろんなフィルタ設計が簡単に出来るわけです。
（詳しくはググるのだ！ｗ）

こまけーことより、どの程度フィルタの特性が違うか見てみましょう。

左が1次アクティブフィルターです。右がチェビシェフ特性のフィルターです。 これ、同じカットオフ周波数（赤ローパス Fc=200[Hz]、緑バンドパス Fc=200[Hz]～1[kHz]、青ハイパス Fc=1[kHz] ）で設計しています。

どうですか？チェビシェフフィルターの抜群の切れ味！ここまで切れが違うんですね！！ ですが、今回は左側の特性でいきますｗ
（ここまで引っ張っておきながらｗ）

なぜかって？　回路がぎゅうぎゅう詰めで部品がはいらないんですよｗ それに、この用途に切れがあるフィルターは必要ではありません。

さあ、これでフィルターは良いとして、あとはLEDを点灯させるだけだよね？
いえいえ・・・そう簡単では無いのです。 人は同じエネルギーの赤、緑、青の各色を見ても同じ明るさに感じません。 これを比視感度特性といいます。

これがそれです。
え、何が何だかわからない？　でしょうね・・・

チャートの下に私が追記した「青 740 緑 524 赤 625」というのは、今回使用したフルカラーLEDのRGBの中心波長です。 何が言いたいかと申しますと、RGB（赤、緑、青）で目の感度がぜんぜん違うと言うことです。 同じエネルギーの光ですが、こんなにも目の感度は違います。 しかも、明るい場所と暗い場所では全然違います。 概ねいえるのは、赤の感度が、青、緑と比較して低いと言うことです。

これのどこが問題なのか？ 仮に、RGB全てのLEDを同じ明るさで点灯すると、青、緑が強すぎて赤が見えないと言うことです。 実際に回路を組んでみるとわかりますが、RGB全て同じ強さにしますと青っぽく見えます。 （そうです！　失敗したんですねｗ）

これをイメージ化しますと以下のようになります。

何となくイメージが伝わりますでしょうか？

要するにこの比視感度度特性を考慮してLEDを光らせる必要があるのです。 考慮すると以下のようになります。

こんな感じで各配色の明るさを調整します