KR100715466B1 - 풀 컬러 표시 가능한 발광 다이오드 구동회로 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의한 풀 컬러 표시 가능한 발광 다이오드 구동회로는, 외부로부터 입력되는 디지털 영상 데이터를 임시 저장하는 제 1, 2, 3 레지스터부와; 상기 제 1, 2, 3 레지스터부 각각에 임시 저장된 디지털 영상 데이터를 한꺼번에 출력토록 하는 래치와; 상기 출력된 디지털 영상 데이터를 입력 받아 상기 제 1, 2, 3 레지스터부 각각에 저장된 데이터 값에 대응되는 계조의 펄스를 출력하는 제 1, 2, 3 펄스폭 변조기가 포함되어 구성됨을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명에 의하면, R, G, B 각 1 byte(8 bit) 즉, 3 byte로 적(R), 녹(G), 청(B) 각각 256 계조를 구현할 수 있으므로, 데이터 전송 속도 면에서 기존(256 byte)보다 월등한 우위로 풀 컬러를 표현할 수 있다는 장점이 있다.

Description

풀 컬러 표시 가능한 발광 다이오드 구동회로{driving circuit of Light Emitting Diode for full color display}
도 1은 종래의 LED 구동회로의 블록 다이어그램.
도 2는 본 발명의 제 1실시예에 의한 풀 컬러 표시 가능한 LED 구동회로의 개략적인 구성을 나타내는 블록도.
도 3은 도 2에 도시된 LED 구동회로 구성의 일 실시예를 개략적으로 나타내는 회로 블록도.
도 4는 도 2에 도시된 LED 구동회로 구성의 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 회로 블록도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : LED 구동회로 102 : 제 1레지스터부
104 : 제 2레지스터부 106 : 제 3레지스터부
110 : 래치 120 : 펄스폭 변조기
130 : 버퍼
본 발명은 전광판 등에 사용되는 발광 다이오드(LED : Light Emitting Diode)에 관한 것으로, 특히 풀 컬러 표시가 가능한 발광 다이오드 구동회로에 관한 것이다.
발광 다이오드(이하 LED)가 구비된 전광판 시스템은 상기 LED가 매트릭스 형태로 배열되어, 각종 문자나 그림 등의 정보를 표시하는 것으로, 영상 매체인 DVD, VCR, 방송 장비 등과 같은 AV 장치로부터 영상신호를 수신하고, 수신된 신호를 LED 구동회로에서 전광판에 적절한 LED용 신호로 변환한 후, 이 신호에 따라 LED를 발광 시킴으로써 영상을 표시하게 된다.
도 1은 종래의 LED 구동회로의 블록 다이어그램이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 LED 구동회로는, DVD, VCR, 방송 장비 등으로부터 SPI(Standard serial interface)로서 시리얼 데이터가 입력되면, 래치 및 버퍼 등을 거쳐 8비트 데이터 값이 각 출력 비트단에서 출력되며, 상기 각각의 출력 비트단에 적, 녹, 청의 LED이 결선되어 상기 LED가 점등됨으로써 구동된다.
그러나, 이와 같은 종래의 LED 구동회로에 의할 경우 출력 포트가 많아질 뿐 아니라, 적, 녹, 청 LED로 구성된 하나의 픽셀을 형성하는 클러스터(Cluster)의 속도도 풀 컬러(R, G, B 256 계조) 표현 시 제약이 따른다는 단점이 있다.
예를 들어 256 계조 표현시 LED 구동회로 1개는 256 byte의 많은 데이터 양이 필요하게 되는 것이다.
본 발명은 LED 구동회로 내에 펄스폭 변조기(Pulse Width Modulator)가 구비 되어, LED 구동회로로 입력되는 8비트 시리얼 데이터가 상기 펄스폭 변조기에 입력되고, 이는 256 계조 레벨을 구현하기 위한 256 단계의 PWM 출력을 생성하여 적, 녹, 청 LED에 입력시킴으로써, 풀 컬러를 구현하는 풀 컬러 표시 가능한 발광 다이오드 구동회로 및 구동 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 풀 컬러 표시 가능한 발광 다이오드 구동회로는, 외부로부터 입력되는 디지털 영상 데이터를 임시 저장하는 제 1, 2, 3 레지스터부와; 상기 제 1, 2, 3 레지스터부 각각에 임시 저장된 디지털 영상 데이터를 한꺼번에 출력토록 하는 래치와; 상기 출력된 디지털 영상 데이터를 입력 받아 상기 제 1, 2, 3 레지스터부 각각에 저장된 데이터 값에 대응되는 계조의 펄스를 출력하는 제 1, 2, 3 펄스폭 변조기가 포함되어 구성됨을 특징으로 한다.
여기서, 상기 디지털 영상 데이터는 상기 제 1, 2, 3 레지스터부에 순차적으로 입력되는 SPI 시리얼 데이터이고, 상기 제 1, 2, 3 레지스터부에 저장되는 시리얼 데이터는 각각 적(R), 녹(G), 청색(B)을 디스플레이 하기 위한 데이터이다.
또한, 상기 제 1, 2, 3 레지스터부에 각각 저장되는 디지털 영상 데이터는 1바이트(8비트)의 데이터가 될 수 있으며, 상기 펄스폭 변조기는 256 단계의 펄스폭을 갖는 신호를 출력하는 것으로, 상기 제 1, 2, 3 레지스터부로부터 입력된 적, 녹, 청 디지털 데이터에 해당하는 소정 펄스폭을 갖는 신호를 출력하며, 상기 펄스폭 변조기는 디지털 펄스폭 변조기임을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1, 2, 3 펄스폭 변조기를 통해 출력된 소정 펄스폭을 갖는 신호는 버퍼를 거쳐 각각 적, 녹, 청색을 발광하는 LED에 입력된다.
또한, 상기 제 1, 2, 3 레지스터부에 입력되는 디지털 영상 데이터가 2 분주되어 입력될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 의한 풀 컬러 표시 가능한 발광 다이오드 구동회로는, 외부로부터 입력되는 디지털 영상 데이터를 임시 저장하는 제 1, 2, 3 레지스터부와; 상기 제 1, 2, 3 레지스터부 각각에 임시 저장된 디지털 영상 데이터를 한꺼번에 출력토록 하는 래치와; 상기 출력된 디지털 영상 데이터를 각각 입력 받아 이를 아날로그 신호로 변환 출력하는 디지털 아날로그 변환기와; 상기 변환된 아날로그 신호를 입력 받아 상기 제 1, 2, 3 레지스터부 각각에 저장된 데이터 값에 대응되는 계조의 펄스를 출력하는 제 1, 2, 3 펄스폭 변조기가 포함되어 구성된다.
여기서, 상기 펄스폭 변조기는 256 단계의 펄스폭을 갖는 신호를 출력하는 것으로, 상기 제 1, 2, 3 레지스터부에 저장된 적, 녹, 청 디지털 데이터에 해당하는 소정 펄스폭을 갖는 신호를 출력하며, 상기 펄스폭 변조기는 아날로그 펄스폭 변조기임을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 제 1실시예에 의한 풀 컬러 표시 가능한 LED 구동회로의 개략적인 구성을 나타내는 블록도이고, 도 3은 도 2에 도시된 LED 구동회로 구성의 일 실시예를 개략적으로 나타내는 회로 블록도이다.
단, 이는 적, 녹, 청 LED로 구성된 픽셀을 형성하는 하나의 클러스터(Cluster) 부분에 대한 구동회로를 도시하고 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 의한 LED 구동회로(100)는, 외부로부터 입력되는 디지털 영상 데이터를 임시 저장하는 제 1, 2, 3 레지스터부(102, 104, 106)와; 상기 제 1, 2, 3 레지스터부 각각에 임시 저장된 디지털 영상 데이터를 한꺼번에 출력토록 하는 래치(110)와; 상기 출력된 디지털 영상 데이터를 입력 받아 상기 제 1, 2, 3 레지스터부 각각에 저장된 데이터 값에 대응되는 계조의 펄스를 출력하는 제 1, 2, 3 펄스폭 변조기(122, 124, 126)가 포함되어 구성된다.
여기서, 상기 디지털 영상 데이터는 상기 제 1, 2, 3 레지스터부(102, 104, 106)에 순차적으로 입력되는 SPI 시리얼 데이터이며, 상기 시리얼 데이터는 제 1레지스터부(102) 일측에 구비된 시리얼 입력 포트(140)를 통해 일 예로 8비트씩 순차적으로 입력되어 상기 제 1, 2, 3 레지스터부에 임시 저장된다.
이 때, 상기 제 1, 2, 3 레지스터부에 저장되는 8비트 시리얼 데이터는 각각 적(R), 녹(G), 청색(B)을 디스플레이 하기 위한 데이터이다.
단, 상기 8비트 시리얼 데이터는 본 발명의 일 실시예에 불과한 것으로, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 6비트 또는 10비트 데이터가 입력되어 처리될 수도 있는 것이다.
즉, 도 2에 도시된 제 1, 2, 3 레지스터부에 각각 저장된 1바이트(8비트)의 데이터는 최종적으로 상기 데이터에 대응되는 계조를 갖는 적, 녹, 청색으로 디스 플레이 되는 것이다.
또한, 상기 제 3레지스터부(106) 후단에 구비된 시리얼 출력 포트(142)는 다음 클러스터의 시리얼 입력 포트와 연결되어 다음 클러스터의 각 레지스터부에 소정의 데이터를 순차적으로 전달하는 역할을 한다.
또한, 상기 각 레지스터부는 다수의 플립-플롭(flip-flop)으로 구성되며, 상기 순차적으로 입력되는 SPI 시리얼 데이터는 상기 플립-플롭에 인가되는 소정의 클럭에 의해 상기 플립-플롭(30)에 임시 저장되고, 이는 상기 래치(110) 및 데이터 인에이블 신호에 의해 동시에 출력된다.
본 발명은 상기 각 레지스터부에서 출력된 적, 녹, 청 8비트 디지털 데이터를 256 계조로 표현하기 위해 펄스폭 변조기(120)에 입력되는 것을 특징으로 하며, 상기 펄스폭 변조기는 상기 제 1, 2, 3 레지스터부에 대응되는 제 1, 2, 3 펄스폭 변조기(122, 124, 126)로 구성된다.
상기 제 1, 2, 3 펄스폭 변조기는 각각 입력되는 8비트 디지털 데이터를 분석하여 그에 해당하는 펄스폭을 갖는 신호를 출력한다. 즉, 상기 펄스폭 변조기는 256 계조 레벨을 구현하기 위한 256 단계의 펄스폭을 갖는 신호를 출력하는 역할을 하는 것으로, 각각 입력되는 8비트 디지털 데이터에 해당하는 특정 레벨의 신호 즉, 특정 펄스폭을 갖는 신호를 출력하게 된다.
이에 상기 제 1, 2, 3 펄스폭 변조기(122, 124, 126)를 통해 출력된 소정 펄스폭을 갖는 신호는 버퍼(130)를 거쳐 각각 적, 녹, 청색을 발광하는 LED(미도시)에 입력되며, 이를 통해 최종적으로 256 계조를 표현하는 풀 컬러 표시 가능 LED 전광판이 구현될 수 있는 것이다.
상기 펄스폭 변조기(120)에서 수행하는 PWM(Pulse Width Modulation)은 출력되는 펄스 신호의 듀티비를 조정하는 것으로, 본 발명의 경우 입력되는 8비트 디지털 데이터를 통해 256 단계로 펄스 신호의 듀티비를 조정하여 이를 출력함으로써 최종적으로 256 계조를 표현할 수 있게 되는 것이다. 여기서, 듀티비라 함은 한 주기(T)에 대한 하이 신호의 시간 비를 말한다.
단, 앞서 설명한 펄스폭 변조기는 디지털 신호를 입력받는 디지털 펄스폭 변조기이다.
이 때, 상기 펄스폭 변조기는 아날로그 신호를 입력받는 아날로그 펄스폭 변조기로 구현될 수도 있으나, 이 경우에는 상기 펄스폭 변조기 전에 상기 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 디지털-아날로그 변환기(Digital-Analog Converter)(미도시)가 구비되어 있어야 한다.
도 2 및 도 3에 도시된 구동회로 부분은 전광판에 배치되는 매트릭스 형태의 클러스터(R, G, B LED로 구성됨) 각각에 소정 계조의 펄스 신호를 공급하기 위해 상기 전광판에 구비된 클러스터의 수 만큼 캐스캐이드(cascade) 연결되어 구비된다.
도 4는 도 2에 도시된 LED 구동회로 구성의 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 회로 블록도이다.
단, 도 3에 도시된 구성회로와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 사용하고, 그 설명은 생략하기로 한다.
도 4를 참조하면, 이는 제 1, 2, 3 레지스터부에 입력되는 디지털 영상 데이터가 2 분주되어 입력됨을 특징으로 한다.
즉, 상기 제 1레지스터부 일측에 구비된 시리얼 입력 포트(140, 140 ) 및 제 3레지스터부 일측에 구비된 시리얼 출력 포트(142, 142 )가 한 쌍으로 구비되어 있다.
이와 같이 상기 디지털 영상 데이터를 2 분주하여 입력시키게 되면, 3 byte(R, G, B 각 1 byte(8 bit))를 레지스터부의 플립-플롭에 저장시키는 속도가 2배로 향상되어 데이터 전송속도 면에서 상당히 유리하게 되는 장점이 있다.
앞서 설명한 바와 같이 상기 디지털 영상 데이터는 상기 제 1, 2, 3 레지스터부에 순차적으로 입력되는 SPI 시리얼 데이터이며, 상기 시리얼 데이터는 제 1레지스터부 일측에 구비된 시리얼 입력 포트를 통해 일 예로 8비트씩 순차적으로 입력되어 상기 제 1, 2, 3 레지스터부에 임시 저장된다.
이 때, 상기 제 1, 2, 3 레지스터부에 저장되는 8비트 시리얼 데이터는 각각 적(R), 녹(G), 청색(B)을 디스플레이 하기 위한 데이터이다.
즉, 상기 제 1, 2, 3 레지스터부에 각각 저장된 1바이트(8비트)의 데이터는 최종적으로 상기 데이터에 대응되는 계조를 갖는 적, 녹, 청색으로 디스플레이 되는 것이다.
이와 같은 본 발명에 의하면, R, G, B 각 1 byte(8 bit) 즉, 3 byte로 적(R), 녹(G), 청(B) 각각 256 계조를 구현할 수 있으므로, 데이터 전송 속도 면에 서 기존(256 byte)보다 월등한 우위로 풀 컬러를 표현할 수 있다는 장점이 있다.

Claims (13)

  1. 외부로부터 입력되는 디지털 영상 데이터를 임시 저장하는 제 1, 2, 3 레지스터부와;
    상기 제 1, 2, 3 레지스터부 각각에 임시 저장된 디지털 영상 데이터를 한꺼번에 출력토록 하는 래치와;
    상기 출력된 디지털 영상 데이터를 입력 받아 상기 제 1, 2, 3 레지스터부 각각에 저장된 데이터 값에 대응되는 계조의 펄스를 출력하는 제 1, 2, 3 펄스폭 변조기가 포함되고,
    상기 제 1, 2, 3 레지스터부에 입력되는 디지털 영상 데이터는 2 분주되어 입력되는 것을 특징으로 하는 풀 컬러 표시 가능한 발광 다이오드 구동회로.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 디지털 영상 데이터는 상기 제 1, 2, 3 레지스터부에 순차적으로 입력되는 SPI 시리얼 데이터임을 특징으로 하는 풀 컬러 표시 가능한 발광 다이오드 구동회로.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1, 2, 3 레지스터부에 저장되는 시리얼 데이터는 각각 적(R), 녹(G), 청색(B)을 디스플레이 하기 위한 데이터임을 특징으로 하는 풀 컬러 표시 가능한 발광 다이오드 구동회로.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1, 2, 3 레지스터부에 각각 저장되는 디지털 영상 데이터는 1바이트(8비트)의 데이터 또는 6비트 또는 10비트 데이터임을 특징으로 하는 풀 컬러 표시 가능한 발광 다이오드 구동회로.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 펄스폭 변조기는 256 단계의 펄스폭을 갖는 신호를 출력하는 것으로, 상기 제 1, 2, 3 레지스터부로부터 입력된 적, 녹, 청 디지털 데이터에 해당하는 소정 펄스폭을 갖는 신호를 출력함을 특징으로 하는 풀 컬러 표시 가능한 발광 다이오드 구동회로.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 펄스폭 변조기는 디지털 펄스폭 변조기임을 특징으로 하는 풀 컬러 표시 가능한 발광 다이오드 구동회로.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 제 1, 2, 3 펄스폭 변조기를 통해 출력된 소정 펄스폭을 갖는 신호는 버퍼를 거쳐 각각 적, 녹, 청색을 발광하는 LED에 입력됨을 특징으로 하는 풀 컬러 표시 가능한 발광 다이오드 구동회로.
  8. 삭제
  9. 외부로부터 입력되는 디지털 영상 데이터를 임시 저장하는 제 1, 2, 3 레지스터부와;
    상기 제 1, 2, 3 레지스터부 각각에 임시 저장된 디지털 영상 데이터를 한꺼번에 출력토록 하는 래치와;
    상기 출력된 디지털 영상 데이터를 각각 입력 받아 이를 아날로그 신호로 변환 출력하는 디지털 아날로그 변환기와;
    상기 변환된 아날로그 신호를 입력 받아 상기 제 1, 2, 3 레지스터부 각각에 저장된 데이터 값에 대응되는 계조의 펄스를 출력하는 제 1, 2, 3 펄스폭 변조기가 포함되고,
    상기 제 1, 2, 3 레지스터부에 입력되는 디지털 영상 데이터는 2 분주되어 입력되는 것을 특징으로 하는 풀 컬러 표시 가능한 발광 다이오드 구동회로.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 펄스폭 변조기는 256 단계의 펄스폭을 갖는 신호를 출력하는 것으로, 상기 제 1, 2, 3 레지스터부에 저장된 적, 녹, 청 디지털 데이터에 해당하는 소정 펄스폭을 갖는 신호를 출력함을 특징으로 하는 풀 컬러 표시 가능한 발광 다이오드 구동회로.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 펄스폭 변조기는 아날로그 펄스폭 변조기임을 특징으로 하는 풀 컬러 표시 가능한 발광 다이오드 구동회로.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 제 1, 2, 3 펄스폭 변조기를 통해 출력된 소정 펄스폭을 갖는 신호는 버퍼를 거쳐 각각 적, 녹, 청색을 발광하는 LED에 입력됨을 특징으로 하는 풀 컬러 표시 가능한 발광 다이오드 구동회로.
  13. 삭제
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