KR100965780B1 - 매트릭스 디스플레이 기능을 갖는 직렬 접속형 엘이디 모듈 - Google Patents

매트릭스 디스플레이 기능을 갖는 직렬 접속형 엘이디 모듈 Download PDF

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Abstract

본 발명에서, 라인 디스플레이용 엘이디 제어장치의 엘이디 모듈을 변형하여, 라인별 디스플레이 기능과 더불어 엘이디 모듈별 디스플레이가 가능한 매트릭스 디스플레이 기능을 갖는 직렬 접속형 엘이디 모듈을 개시한다.
본 발명에 따른 엘이디 모듈 구조는, RGB 신호에 근거하여 스위칭되는 아날로그 스위칭 소자의 출력단으로 접속되어 상기 각 아날로그 스위칭 소자를 동작 제어하기 위한 인에이블 스위칭 소자를 포함하고, 상기 인에이블 스위칭 소자는 서로 다른 라인 상에서 접속된 서로 다른 엘이디 모듈과 상호 병렬 접속된 후, 고유 ID가 설정된 RGB 디코더와 연결된다.
따라서, 본 발명은 LED 모듈의 추가적 기능을 토대로 라인별 디스플레이 및 모듈별 디스플레이를 수행토록 함으로써, 라인 디스플레이용 엘이디 제어장치의 활용도 및 기능성을 극대화할 수 있는 효과를 갖는다.
엘이디, 모듈, RGB, 라인 디스플레이, 모듈 디스플레이, 매트릭스

Description

매트릭스 디스플레이 기능을 갖는 직렬 접속형 엘이디 모듈{SERIES TYPE LED MODULE HAVING A FUNCTION OF MATRIX DISPLAY}
본 발명은 직렬 접속형 엘이디 모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 라인별 디스플레이되는 RGB 엘이디 모듈을 X축 및 Y축으로 접속 가능토록 하여, 도트별 엘이디를 임의로 디스플레이할 수 있는 매트릭스 디스플레이 기능을 갖는 직렬 접속형 엘이디 모듈에 관한 것이다.
일반적으로, 옥외 광고로 사용되는 옥탑형 대형 광고는 빌보드, 파나플렉스, 트라이 비젼 등이 있으며, 근래에 들어 대형 엘이디형 광고가 선보이고 있다. 빌보드 광고는 대형 평면상으로 페이트(Paint)로 광고 내용을 도안하는 방식으로, 표현의 자유로움은 있으나 세련미가 없어 사용빈도가 저하되고 있는 실정에 놓여 있다. 상기 파나플렉스(Panaflex)는 알루미늄 또는 스테인레스의 골격을 갖고 그 상단부로 광고정보가 인쇄된 실크를 랩핑(lapping)하는 것으로, 상기 골격안으로 다수개의 형광램프를 구비함으로써, 야간에 광고정보가 부각되도록 하고 있다.
또한 상기 트라이 비젼(Tri-vision) 방식은 하나의 광고면이 120℃각도의 3 개 면의 광고가 중첩되게 인쇄하여 시각 효과에 의한 입체광고를 형성한다. 따라서 트라이 비젼은 대형보다는 소형의 광고시 사용되는 것이 특징이다. 또한 잔넬 또는 스카시를 이용한 광고는 광고 이미지에 따라 잔넬 또는 스카시를 구현한 후 상기 잔넬 또는 스카시의 이미지 형상에 따라 별도의 네온을 장착한다. 이와 같은 광고 방법은 상기한 잔넬 또는 스카시로 구현된 광고정보를 이용하고, 주변이 어두울 때는 네온을 점소등하여 시각적 효과를 높이고 있다.
근래에 들어, 네온 광고는 대형 옥외 광고로 사용되고 있는 실정이며, 단색 위주의 컬러를 사용한다. 네온은 48색의 표현이 가능하지만, 시대적 광고 추세에는 맞추지 못하는 실정이다. 이는 네온광고가 네온관을 절곡하여 광고 이미지를 표현하기 때문에 표현의 폭이 한정되어 있기 때문이다. 그리고 48색의 컬러로는 많은 이미지를 표현할 수 없기 때문이기도 하다.
한편, 엘이디(LED) 광고는 동적인 영상을 구현하는데 사용되어 광고 효율을 높이고 있다. 다수의 고휘도 LED들은 소정의 메트릭스 형태로 장착되어, 메트릭스의 X,Y축 제어를 통해 각각의 LED를 점소등시킨다. 이 때 메트릭스는 빠른 LED의 응답속도로 인해 대형의 동영상 광고가 가능하며, 컬러 변환이 자유로워 사용빈도가 향상되는 추세에 있다.
예컨대, 종래 사용되는 라인(Line) 디스플레이용 엘이디 제어장치를 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 기 설정된 프로토콜에 근거하여 외부 컴퓨터로부터 디스플레이 데이터를 수신하거나, 외부 컴퓨터로부터 제공되는 디스플레이 데이터를 소정의 메모리 장치로부터 읽어 들인 후, 근거리 통신 프로토콜에 기초하여 라인별 디스플레이를 제어하기 위한 컨트롤러(101)와, 상기 컨트롤러(101)로부터 라인별 디스플레이 제어를 위한 각각의 고유의 ID 정보 및 RGB 신호를 수신하는 다수의 RGB 디코더(109)로 구성된 RGB 디코더군(103)과, 상기 각각의 RGB 디코더(109)와 접속되어 상기 RGB 신호에 응답하도록 LED 점소등을 수행하는 다수의 엘이디 모듈(107)이 직렬 접속되는 라이트군(105)으로 구성된다. 상기 라이트군(105)은 하나의 라인(LINE)을 형성하며, RGB 디코더(109)로 접속되는 하나의 라인은 동일한 RGB 광 신호를 디스플레이한다.
이와 같이 구성된 종래의 라인 디스플레이용 엘이디 제어장치의 동작을 살펴 보면, 먼저 상기 컨트롤러(101)는 외부 컴퓨터의 디스플레이 프로그램을 제공받은 후, 디스플레이 프로그램에 따라 디스플레이하고자 하는 해당 라인의 RGB 디코더(109)로 고유의 ID 정보 및 디스플레이하기 위한 RGB 신호를 제공한다. 이는 각각의 RGB 디코더(109)로 병렬 제공되며, 각각의 RGB 디코더(109)는 기 설정된 내부 ID 설정 정보를 토대로 고유의 ID 정보를 인식한다.
상기 RGB 디코더(109)에서 인식되지 않는 ID 정보는 무 응답으로서 해당 라인의 엘이디 모듈(107)를 소등 상태로 유지한다. 반면, RGB 디코더(109)가 해당 ID 정보를 인식할 경우, 해당 RGB 디코더(109)는 근거리 통신 프로토콜에 근거하여 상기 ID 정보 이후에 제공되는 RGB 신호를 수신한다. 상기 RGB 신호는 해당 라인을 구성하는 다수의 엘이디 모듈(107)에 대한 디스플레이 컬러를 설정하는 것으로, 다수 종류의 컬러를 제공할 수 있다.
전술한 바와 같이, 컨트롤러(101)의 제어 명령에 따라 다수의 RGB 디코더(109)로 접속되는 각각의 라인별 컬러를 제공할 수 있으며, 필요에 따라 하나의 라인이 접속된 하나의 RGB 디코더(109)를 다수 개 직렬 형태로 배열함으로써, 하나의 라인에서 다수의 컬러를 순차 제어할 수 있음은 물론이다.
그러나, 이러한 라인 디스플레이용 엘이디 제어장치는 그 제조 단가가 저렴하여 많은 양이 제조 및 설치되고 있으나, 이미 전술한 바와 같이 라인별로 점소등이 이루어져 디스플레이가 정밀하게 이루어지지 못하는 문제점이 있다. 물론, 하나의 LED 모듈(107)을 갖도록 라인을 구성 즉, 하나의 라인에 하나의 LED 모듈(107)을 갖도록 할 경우 정밀하게 디스플레이가 가능하나, 이는 LED 모듈(107)의 갯 수와 이를 제어하는 RGB 디코더(109)의 갯 수가 동일하여 시스템 자원을 극도로 낭비하는 구조로서 무의미한 설치 구조라 할 수 있을 것이다. 따라서, 종래 저렴하게 제조되는 라인 디스플레용 엘이디 제어장치를 변형하여 LED 모듈(107)별로 디스플레이가 가능하도록 기능 추가의 필요성이 요구되는 실정이다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 라인 디스플레이용 엘이디 제어장치의 LED 모듈을 변형하여 라인별 디스플레이 또는 LED 모듈별 디스플레이가 가능한 매트릭스 디스플레이 기능을 갖는 직렬 접속형 엘이디 모듈을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 제조상의 추가 비용을 최소화하여 LED 모듈의 개별 디스플레이를 가능토록 함으로써, 라인 디스플레이용 엘이디 제어장치의 활용도 및 기능성을 극대화할 수 있는 매트릭스 디스플레이 기능을 갖는 직렬 접속형 엘이디 모듈을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 관점에 따른 매트릭스 디스플레이 기능을 갖는 직렬 접속형 엘이디 모듈은, 라인 디스플레이용 엘이디 제어장치를 구성하는 엘이디 모듈 구조에 있어서, 상기 엘이디 모듈은 RGB 신호에 근거하여 스위칭되는 아날로그 스위칭 소자의 출력단으로 접속되어 상기 각 아날로그 스위칭 소자를 동작 제어하기 위한 인에이블 스위칭 소자를 포함하고, 상기 인에이블 스위칭 소자는 서로 다른 라인 상에서 접속된 서로 다른 엘이디 모듈과 상호 병렬 접속된 후, 고유 ID가 설정된 RGB 디코더와 연결되는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 스위칭 소자는 트랜지스터(TR), 트라이악(TRIAC), 다이 악(DIAC) 및 에프이티(FET) 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
본 발명은 LED 모듈의 추가적 기능을 토대로 라인별 디스플레이 및 모듈별 디스플레이를 수행토록 함으로써, 라인 디스플레이용 엘이디 제어장치의 활용도 및 기능성을 극대화할 수 있는 효과를 갖는다.
이하, 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 2는 본 발명에 따른 라인 디스플레이용 엘이디 제어장치를 나타낸 구성도이다. 여기서, 컨트롤러(101), 외부 전력 공급기(111) 및 RGB 디코더-Y(109)는 도 1의 구성과 동일하며, 본 발명에서 공용되고 있다. 한편, 상기한 RGB 디코더(109)는 라인 선택 및 RGB 신호 제공을 위한 기능이 실현되고 있으나, 라인별 구성되는 어느 세로 방향의 LED 모듈을 선택하기 위한 RGB 디코더-X(203)가 더 포함된다. 여기서, 상기 RGB 디코더는 Y 및 X로 구분하고 있으나, 실질적으로는 RGB 디코더-Y(109) 및 RGB 디코더-X(203)은 동일한 구조로서, 동일한 통신 라인을 공유한다. 단지, 본 발명에서 LED 모듈별 동작을 설명하기 위해 구분하고 있다.
상기 RGB 디코더는 각각의 ID 정보를 보유하고 있으며, ID 정보의 설정은 운영자에 의해 설정, 변경 가능하며, 본 발명의 실시 예에서 RGB 디코더-Y(109)의 ID 정보를 도시된 바와 같이 Y1 ~ Yn으로 설정하고, RGB 디코더-X(203)의 ID 정보는 X1 ~ Xn으로 설정하고 있다.
또한, 본 발명에 적용되는 LED 모듈(203)은 하나의 인에이블(Enable) 단자를 더 포함하고 있으며, 이러한 인에이블 단자는 세로축으로 상호 접속되는 구조를 갖는다.
도 3은 본 발명에 따른 LED 모듈(201)을 일 예로 나타낸 회로도이다. 본 회로도에서 도시된 바와 같이, LED 모듈(201)은 컬러별 즉, RGB 별로 적어도 하나 이상의 LED 램프를 구비하며, RGB별 LED는 각각의 트랜지스터(TR1 ~ TR3)를 거쳐 스위칭되고, 각 트랜지스터(TR1 ~ TR3)는 인에이블 스위칭을 위한 트랜지스터(TR4)와 접속된 후, 외부전력 공급기(111)로 연결된다. 상기 트랜지스터(TR4)의 베이스 단자는 풀업 저항(R)이 연결되어 평상시 트랜지스터(TR4)가 턴온 상태를 유지토록 하고 있다. 여기서, 트랜지스터는 무접점 스위칭 소자를 나타내는 것으로, 필요에 따라 트라이악(TRIAC), 다이악(DIAC), FET 등의 소자가 적용되어도 무관할 것이다.
상기 트랜지스터(TR1 ~ TR3)의 베이스 단자는 커넥터(미도시함)와 접속되며, 상기 커넥터는 상기 RGB 디코더-Y(109)와 연결되어 RGB Value 값으로 상정된다. 즉, 상기 RGB 디코더-Y(109)에서 출력되는 RGB 신호는 상기 트랜지스터(TR1 ~ TR3)의 베이스 단자로 인가되어 각각의 LED 램프를 점소등한다.
한편, 상기 트랜지스터(TR4)의 베이스 단자 또한 커넥터(미도시함)와 접속되며, 상기 커넥터는 상기 RGB 디코더-X(203)와 연결되어 RGB Value 값을 인가받는다. 여기서, 커넥터의 접속을 용이하게 하기 위해 상기 트랜지스터(TR4)의 베이스 단자는 R. G. B 3개로 분기시킴이 바람직하다.
이하, 본 발명의 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명에 따른 엘이디 제어장치가 라인 디스플레이용으로 사용될 경우, 상기한 각각의 RGB 디코더-Y(109)로 직렬 접속되는 다수의 LED 모듈(201)은 상기 트랜지스터(TR1 ~ TR3)를 통해 RGB 신호를 제공받는다. 이때, 상기 트랜지스터(TR4)의 베이스 단자는 저항(R)을 통해 풀업 상태를 유지하기 때문에, RGB 디코더-Y(109)의 RGB 신호는 각 LED 모듈(201)의 트랜지스터(TR1 ~ TR3)의 베이스 단자로 인가된다. 따라서, RGB 디코더-Y(109)는 각 라인별로 LED 모듈(201)을 일괄 점소등시킨다.
이는 도 4의 (가)에 도시된 바와 같이, 상기 컨트롤러(101)는 어느 하나의 RGB 디코더-Y(109)를 선택하기 위한 ID 정보를 전송하고, 이어서 해당 RGB 디코더-Y(109)의 해당 라인을 점등시키기 위한 RGB 신호를 제공한다. 상기 ID 정보 및 RGB 신호는 각 RGB 디코더-Y(109)로 병렬로 제공되며, 각 RGB 디코더-Y(109)는 기 설정된 ID 정보에 근거하여 어느 하나의 RGB 디코더-Y(109)가 선택된다. 선택된 하나의 RGB 디코더-Y(109)는 상기 컨트롤러(101)에서 제공되는 RGB 신호를 래치한다.
따라서, 상기 선택된 RGB 디코더-Y(109)는 래치된 RGB 신호를 해당 라인으로 제공하며, 해당 라인을 구성하는 다수의 LED 모듈(201)은 RGB 신호를 입력받아 점등된다. 이후, 상기 컨트롤러(101)는 점등된 RGB 디코더-Y(109)를 소등시키기 위해, ID 정보 및 RGB 신호를 다시 전송한다. 이때, RGB 신호는 무신호로서 현재 점등된 LED 모듈(201)을 소등시키기 위한 데이터로 활용된다.
반면, 본 발명에 따른 엘이디 제어장치를 라인별 디스플레이가 아닌, LED 모듈별 디스플레이를 수행하고자 할 경우, 각 라인별로 구비되는 각각의 LED 모듈(201)을 수직 방향(도면 기준)으로 병렬 접속한다. 이때 접속되는 단자는 상기 LED 모듈(201)의 트랜지스터(TR4)의 베이스 단자이다. 즉, 트랜지스터(TR1 ~ TR3)의 베이스 단자는 RGB 디코더-Y(109)와 접속되고, 상기 트랜지스터(TR4)의 베이스 단자는 RGB 디코더-X(203)와 접속된다.
이와 같이 접속된 구조에서, 상기 RGB 디코더-X(203)에서 제공되는 RGB 신호는 상기 트랜지스터(TR4)의 베이스 단자로 인가됨에 따라, 결국 상기 RGB 신호는 트랜지스터(TR4)를 턴온 또는 턴오프하기 위한 스위칭 신호로 사용된다. 도 4의 (나)는 이러한 제어 패턴을 도시하고 있다.
도시된 바와 같이, 상기 컨트롤러(101)는 다수의 RGB 디코더-Y(109) 중 어느 하나를 선택하기 위한 ID-Y 정보를 제공한다. 예컨대, 도시된 LED 모듈(201) 중 Y101을 선택하고자 할 경우, 상기 컨트롤러(101)는 ID-Y1에 해당하는 RGB 디코더-Y(109)를 선택하기 위한 ID 정보를 제공한다. 상기 ID 정보는 다수의 RGB 디코더-Y(109)로 병렬 전송되며, ID-Y1으로 ID가 설정된 RGB 디코더-Y(109)만이 인에이블된다.
이후, 상기 컨트롤러(101)는 RGB 신호를 해당 RGB 디코더-Y(109)로 제공하는데, 상기 RGB 신호는 컬러 데이터로서 LED의 점소등 이외에 다수의 컬러가 디스플레이되도록 하는 데이터이다. 이러한 데이터는 상기 ID-Y1에 해당하는 RGB 디코더-Y(109)로 제공되며, 해당 디코더에 접속된 라인 즉, LINE 1의 각 LED 모듈(201)의 트랜지스터(TR1 ~ TR3) 베이스 단자로 RGB 신호가 공급된다. 이때, 트랜지스터(TR4)의 베이스 단자는 도면상의 수직방향으로 접속된 RGB 디코더-X(203)와 연결되어 있으며, 상기 RGB 디코더-X(203)는 컨트롤러(101)로부터 별도의 RGB 신호를 제공받지 못해 트랜지스터(TR4)의 베이스 단자로 로우(LOW) 레벨의 신호를 유지하고 있다. 따라서, 상기 트랜지스터(TR4)는 턴 오프 상태로서, 트랜지스터(TR1 ~ TR3)로 공급되는 RGB 신호에 관계없이 해당 LED 모듈(201)은 소등 상태로 유지된다.
상기 컨트롤러(101)는 RGB 디코더-X(203)를 제어하기 위한 ID 정보 예컨대, 'Y1X1' 정보를 제공하는데, 이로 인해 X1으로 ID가 설정된 RGB 디코더-X(203)가 인에이블된다. 그리고, 상기 컨트롤러(101)는 상기 RGB 디코더-X(203)로 RGB 데이터를 전송하는데, 이는 컬러의 의미를 갖지 않으며 단지 트랜지스터(TR4)를 턴온시키기 위한 스위칭 신호로서의 의미를 갖는다. 따라서, 상기 컨트롤러(101)로부터 RGB 디코더-X(203)로 제공되는 RGB 신호에 근거하여 상기 트랜지스터(TR4)의 베이스 단자로 하이레벨의 신호가 인가되어 트랜지스터(TR4)가 턴온된다.
결국, 'Y1X1'에 해당하는 LED 모듈(201)의 트랜지스터(TR1 ~ TR3) 및 트랜지스터(TR4)가 턴온되어 LED 램프가 점등된다. LED 램프의 점등은 상기 RGB 디코더-Y(109)로 공급된 RGB 신호에 대응하는 컬러로 디스플레이된다. 이와 같은 동작을 전제로, 다수의 LINE을 구성하는 각각의 LED 모듈은 소망하는 컬러로 디스플레이된다.
전술된 바와 같이, 본 발명에 따른 매트릭스 디스플레이 기능을 갖는 직렬 접속형 엘이디 모듈은 엘이디 제어장치를 구성하는 LED 모듈만을 변형함으로써, 라인별 디스플레이 기능 이외에, LED 모듈별 디스플레이가 가능하여 시스템의 기능성을 향상시켜 산업적 이용 가치를 높일 것으로 판단된다.
도 1은 종래 라인 디스플레이용 엘이디 제어장치를 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 엘이디 제어장치를 나타낸 구성도이다.
도 3은 도 2의 엘이디 모듈을 설명하기 위한 회로도이다.
도 4는 도 3의 엘이디 모듈을 제어하기 위한 제어패턴을 도시하고 있다.

Claims (4)

  1. 라인 디스플레이용 엘이디 제어장치를 구성하는 엘이디 모듈 구조에 있어서,
    상기 엘이디 모듈은 RGB 신호에 근거하여 스위칭되는 아날로그 스위칭 소자의 출력단으로 접속되어 상기 각 아날로그 스위칭 소자를 동작 제어하기 위한 인에이블 스위칭 소자를 포함하고, 상기 인에이블 스위칭 소자는 서로 다른 라인 상에서 접속된 서로 다른 엘이디 모듈과 상호 병렬 접속된 후, 고유 ID가 설정된 RGB 디코더와 연결되는 것을 특징으로 하는 매트릭스 디스플레이 기능을 갖는 직렬 접속형 엘이디 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위칭 소자는 트랜지스터(TR), 트라이악(TRIAC), 다이악(DIAC) 및 에프이티(FET) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 매트릭스 디스플레이 기능을 갖는 직렬 접속형 엘이디 모듈.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 인에이블 스위칭 소자는 풀업 조건을 보유하며, 라인별 디스플레이 시 상기 인에이블 스위칭 소자가 턴 온 상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 매트릭스 디스플레이 기능을 갖는 직렬 접속형 엘이디 모듈.
  4. 삭제
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