KR101454283B1 - 무선 데이터 전송 기반의 엘이디 전광판 - Google Patents

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KR101454283B1 KR1020140054864A KR20140054864A KR101454283B1 KR 101454283 B1 KR101454283 B1 KR 101454283B1 KR 1020140054864 A KR1020140054864 A KR 1020140054864A KR 20140054864 A KR20140054864 A KR 20140054864A KR 101454283 B1 KR101454283 B1 KR 101454283B1
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Abstract

본 발명은 무선 데이터 전송 기반의 LED 전광판에 관한 것으로, 복수의 단위 표출 모듈이 매트릭스 형태로 배열되어 영상을 표시하기 위한 화면을 형성하는 LED 영상 표출부와, 상기 LED 영상 표출부에 표시될 영상 데이터와 제어 신호를 처리하는 영상 전송부를 포함하며, 각각의 상기 단위 표출 모듈은 n×m 개의 픽셀로 구성되는 LED 단위 모듈과, 무선 통신을 통해 영상 데이터 및 제어 신호를 수신하는 제1 무선 통신 모듈과, 상기 제1 무선 통신 모듈을 통해 수신되는 영상 데이터 및 제어 신호에 기초하여, 상기 LED 단위 모듈에 영상을 표시하는 단위 모듈 드라이버를 포함하며; 상기 영상 전송부는 각각의 상기 단위 표출 모듈의 상기 제1 무선 통신 모듈과 무선 통신을 통해 연결되는 제2 무선 통신부와, 상기 단위 표출 모듈에 해당 영상이 표시 가능하게 하는 영상 데이터 및 제어 신호를 상기 제1 무선 통신부를 통해 각각의 상기 단위 표출 모듈로 전송하는 메인 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 따라 데이터 손실이나 노이즈에 따른 화질 저하를 줄일 수 있고, 설치가 용이하면서도 접속 불량이나 케이블 노후에 따른 전체 LED 전광판의 오류를 방지할 수 있다.

Description

무선 데이터 전송 기반의 엘이디 전광판{LED ELECTRONIC SIGN BOARD BASED ON WIRELESS DATA TRANSMISSION}
본 발명은 무선 데이터 전송 기반의 LED 전광판에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 데이터 손실이나 노이즈에 따른 화질 저하를 줄일 수 있고, 설치가 용이하면서도 접속 불량이나 케이블 노후에 따른 전체 LED 전광판의 오류를 방지할 수 있는 무선 데이터 전송 기반의 LED 전광판에 관한 것이다.
LED를 이용한 LED 전광판은 해상도가 우수하고 다양한 색상의 컬러영상을 구현하는 디스플레이 장치이며, 광고나 방송을 위하여 건물의 외벽이나 내부에 다양한 형태로 설치되어 이미지나 동영상을 구현하기 위해 사용되고 있다. LED 전광판은 적색, 녹색, 청색을 발광하는 LED(Light Emitting Diode)들로 구성된 단위화소를 기본 구성요소로 하고 있으며, 화소들은 가로 세로의 매트릭스 형태로 배치되어 하나의 LED 패널 또는 LED 보드를 구성한다.
LED 전광판은 이미지의 각 점에 대응하는 데이터를 해당 화소에 순차적으로 공급함으로써 화소의 적색, 녹색, 청색의 LED의 밝기조절을 통해 다양한 색깔을 구현하고 LED 전광판 전반에 걸쳐 다양한 색의 이미지를 구현할 수 있다. 일정한 면적의 LED 전광판으로 구현할 수 있는 화면의 해상도는 단위 면적 내에 화소의 수에 의해 결정되므로, 화소의 크기가 작을수록 LED 전광판의 해상도를 높일 수 있으나, 화소의 크기는 공정이나 제작 기술 등의 한계에 의해 일정한 크기 이하로 줄이는 데 한계가 있다.
또한, LED 전광판의 대형화로 인해, 전체 LED 전광판을 하나의 패널로 구성하게 되면, 제조상의 어려움이 있을 뿐만 아니라, 일부 회로나 LED의 고장으로 전체 패널을 교체하여야 하므로, 도 1에 도시된 바와 같이, 다수의 패널, 즉 다수의 LED 단위 모듈(110)을 상하좌우 방향으로 인접하게 다수 배치시킴으로써, 하나의 LED 전광판 화면을 구성하는 방식이 널리 사용되고 있다. 일 예로, 8×8 개의 픽셀(P)로 구성된 LED 단위 모듈(110)이나, 16×16 개의 픽셀(P)로 구성된 LED 단위 모듈(110)이 실제 LED 전광판을 제작하는데 사용되고 있다.
그리고, 하나의 LED 단위 모듈(110)에는 해당 모듈에 영상을 표시하기 위한 단위 모듈 드라이버(미도시)가 설치되고, SCU 모듈(20)로부터 제공되는 영상 데이터와, 제어 신호, 예컨대, 시프트 클럭 신호 및 래치 신호 등을 이용하여 단위 모듈 드라이버가 해당 LED 단위 모듈(110)에 필요한 영상을 표시하게 된다. 즉, LED 단위 모듈(110)과 단위 모듈 드라이버가 하나의 단위 표출 모듈로 제작되어 이들의 조립을 통해 하나의 LED 전광판 화면을 형성하게 된다.
도 2는 종래의 LED 전광판의 구성을 나타낸 도면이다. 도 2를 참조하여 설명하면, MCU 모듈(10)로부터의 영상 데이터는 라인 단위로 단위 표출 모듈을 제어하는 다수의 SCU 모듈(20)로 전달되고, 다수의 SCU 모듈(20)이 몇 개씩의 라인을 제어하기 위한 영상 데이터와, 제어 신호를 각 라인에 전송하게 된다.
이 때, 하나의 라인을 구성하는 다수개의 단위 표출 모듈은 영상 데이터 및 제어 신호를 전달하게 위해 직렬로 라인이 연결된다. 도 2를 참조하여 보다 구체적으로 설명하면, SCU 모듈(200)의 출력 커넥터(C1)와 첫 번째 단위 표출 모듈의 입력 커넥터(C1)가 연결되고, 첫 번째 단위 표출 모듈의 출력 커넥터(C1)와 다음의 단위 표출 모듈의 입력 커넥터(C1)에 연결되는 방식으로 단위 표출 모듈 간이 직렬로 연결되는 구성을 갖게 된다.
그런데, 상기와 같은 방법으로 케이블(C2)을 연결하게 되면 다음과 같은 문제점이 발생한다.
먼저, 상술한 바와 같이 직렬로 연결되는 케이블(C2) 구성에 의해 LED 전광판 매부의 데이터 케이블(C2)이 복잡하게 구성된다. 도 3은 종래의 LED 전광판의 케이블(C2) 연결 상태의 예를 촬영한 사진이다. 도 3에 도시된 바와 같이 단위 표출 모듈 간을 연결하는 케이블(C2)이 LED 전광판의 배면에 복잡하게 설치되어 있음을 확인할 수 있는데, 이는 제품 설계에 있어 제약으로 작용할 뿐만 아니라 제조 공정에서 많은 비용을 야기시키는 원인이 된다.
또한, 단위 표출 모듈 간이 커넥터(C1)를 통해 케이블(C2)로 연결되어, 커넥터(C1)의 연결 상태에 따라 접속 불량, 단락, 단선 등의 전기적인 문제를 발생시킬 여지가 커 LED 전광판의 고장을 유발하는 원인으로 작용하게 되고, 이는 유지보수에 시간과 비용을 야기시키는 원인으로 작용하게 된다.
또한, 단위 표출 모듈 간의 커넥터(C1)나 케이블(C2) 중 어느 하나에서 문제가 발생하게 되면, 직렬 구성으로 인해 해당 라인 전체가 화면이 꺼지는 문제가 발생하게 되어, 유비 보수 발생시 오류 원인을 찾는데 어려움으로 작용하게 된다.
그리고, 케이블(C2)과 커넥터(C1)의 연결을 통해 데이터를 전송하게 되는 바, 신호 손실이나 긴 케이블(C2)로 인한 노이즈의 발생으로 인해 화질이 저하될 우려가 있다.
[선행기술문헌]
한국등록특허공보 제10-1176891호
한국공개특허공보 제10-2003-0081221호
이에, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 데이터 손실이나 노이즈에 따른 화질 저하를 줄일 수 있고, 설치가 용이하면서도 접속 불량이나 케이블 노후에 따른 전체 LED 전광판의 오류를 방지할 수 있는 무선 데이터 전송 기반의 LED 전광판을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적은 본 발명에 따라, 무선 데이터 전송 기반의 LED 전광판에 있어서, 복수의 단위 표출 모듈이 매트릭스 형태로 배열되어 영상을 표시하기 위한 화면을 형성하는 LED 영상 표출부와, 상기 LED 영상 표출부에 표시될 영상 데이터와 제어 신호를 처리하는 영상 전송부를 포함하며, 각각의 상기 단위 표출 모듈은 n×m 개의 픽셀로 구성되는 LED 단위 모듈과, 무선 통신을 통해 영상 데이터 및 제어 신호를 수신하는 제1 무선 통신 모듈과, 상기 제1 무선 통신 모듈을 통해 수신되는 영상 데이터 및 제어 신호에 기초하여, 상기 LED 단위 모듈에 영상을 표시하는 단위 모듈 드라이버를 포함하며; 상기 영상 전송부는 각각의 상기 단위 표출 모듈의 상기 제1 무선 통신 모듈과 무선 통신을 통해 연결되는 제2 무선 통신부와, 상기 단위 표출 모듈에 해당 영상이 표시 가능하게 하는 영상 데이터 및 제어 신호를 상기 제1 무선 통신부를 통해 각각의 상기 단위 표출 모듈로 전송하는 메인 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 데이터 전송 기반의 LED 전광판에 의해서 달성된다.
여기서, 상기 메인 제어부는 다수 열씩의 상기 단위 표출 모듈에 전송될 영상 데이터 및 제어 신호를 처리하는 다수의 SCU 모듈과, 상기 다수의 SCU 모듈에 영상 신호를 전달하는 MCU 모듈을 포함하며; 상기 제2 무선 통신부는 각각의 상기 SCU 모듈에 대응하여 마련되어, 각각의 상기 SCU 모듈에 의해 처리된 영상 데이터 및 제어 신호를 상기 다수 열의 상기 단위 표출 모듈에 전송하는 다수의 제2 무선 통신 모듈로 구성될 수 있다.
또한, 하나의 상기 제2 무선 통신 모듈은 한 열의 상기 단위 표출 모듈을 구성하는 상기 제1 무선 통신 모듈과 연결되어 영상 데이터와 제어 신호를 전송할 수 있다.
그리고, 하나의 상기 제2 무선 통신 모듈과 연결되는 한 열의 상기 단위 표출 모듈을 구성하는 상기 제1 무선 통신 모듈은 동일한 채널을 통해 연결되며; 다른 열 간의 상기 제1 무선 통신 모듈은 서로 다른 채널을 통해 연결될 수 있다.
그리고, 하나의 상기 단위 표출 모듈로 전송되는 제어신호는 해당 단위 표출는 시프트 클럭 신호 및 래치 신호를 포함하며; 각각의 상기 단위 모듈 드라이버는 상기 시프트 클럭 신호 및 래치 신호에 기초하여 영상 데이터를 다이나믹 구동 방식을 통해 해당 LED 단위 모듈에 영상을 표시할 수 있다.
여기서, 무선 통신은 블루투스(Bluetooth) 통신 또는 RF 통신으로 마련될 수 있다.
상기와 같은 구성에 따라, 본 발명에 따르면 데이터 손실이나 노이즈에 따른 화질 저하를 줄일 수 있고, 설치가 용이하면서도 접속 불량이나 케이블 노후에 따른 전체 LED 전광판의 오류를 방지할 수 있는 무선 데이터 전송 기반의 LED 전광판이 제공된다.
도 1은 통상적인 LED 전광판의 단위 표출 모듈의 구성을 나타낸 도면이고,
도 2는 종래의 LED 전광판의 제어 블록도이고,
도 3은 종래의 LED 전광판의 케이블 연결 상태의 예를 촬영한 사진이고,
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 LED 전광판의 제어 블록도이다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들에 대해 상세히 설명한다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 LED 전광판의 제어 블록도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 LED 전광판은 LED 영상 표출부(100)와, 영상 전송부(200,300)를 포함한다.
LED 영상 표출부(100)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 복수의 단위 표출 모듈이 매트릭스 형태로 배열되어 영상을 표시하기 위한 화면을 형성한다. 그리고, 하나의 단위 표출 모듈은 LED 단위 모듈(110), 제1 무선 통신 모듈(120), 및 단위 모듈 드라이버(130)를 포함한다.
LED 단위 모듈(110)은 실질적으로 영상을 표시하는 기본 단위로서, n×m 개의 픽셀로 구성된다. 본 발명에서는 16×16 개의 픽셀이 하나의 LED 단위 모듈(110)을 구성하는 것을 예로 하나, 픽셀의 개수가 이에 국한되지 않음은 물론이다. 그리고, 본 발명에서는 하나의 픽셀이 녹색 LED, 청색 LED 및 적색 LED로 구성되어 풀 컬러 영상을 표시할 수 있도록 마련되는 것을 예로 한다.
제1 무선 통신 모듈(120)은 무선 통신을 통해 영상 데이터와 제어 신호를 수신한다. 즉, 본 발명에 따른 LED 전광판은 각각의 단위 표출 모듈에 제1 무선 통신 모듈(120)이 설치되고, 해당 단위 표출 모듈이 제1 무선 통신 모듈(120)을 통해 영상 데이터 및 제어 데이터를 수신하여 영상을 표출하도록 마련된다.
여기서, 단위 모듈 드라이버(130)는 제1 무선 통신 모듈(120)을 통해 수신되는 영상 데이터 및 제어 신호에 기초하여, LED 단위 모듈(110)에 영상을 표시한다.
상기 구성에 따라, 종래의 LED 전광판이 커넥터와 케이블을 통해 단위 표출 모듈 간을 연결하여 영상 데이터 및 제어 신호를 전달하면서 발생했던 문제점, 즉 케이블의 복잡한 구성으로 인한 제품 설계의 제약 및 제조 비용의 증가, 접속 불량, 단락, 단선 등의 전기적인 문제 및 이에 따른 유지 보수 문제가 해소 가능하게 된다.
또한, 케이블과 커넥터의 연결을 통한 데이터 전송에 따른 화질 저하 문제도 해소 가능하게 된다.
한편, 영상 전송부(200,300)는 제2 무선 통신부(300)와, 메인 제어부(200)를 포함할 수 있다.
각각의 제1 무선 통신 모듈(120)과 무선 통신을 통해 연결된다. 본 발명에서는 제1 무선 통신 모듈(120)과 제2 무선 통신부(300)가 블루투스(Bluetooth) 통신이나 RF 통신을 통해 상호 연결되는 것을 예로 한다.
메인 제어부(200)는 단위 표출 모듈에 해당 영상이 표시 가능하게 하는 영상 데이터 및 제어 신호를 제1 무선 통신부를 통해 각각의 단위 표출 모듈의 제1 무선 통신 모듈(120)로 전송한다. 이 때, 단위 표출 모듈의 각 단위 모듈 드라이버(130)가 자신의 제1 무선 통신 모듈(120)을 통해 수신되는 영상 데이터 및 제어 신호에 기초하여 자신의 LED 단위 모듈(110)에 영상을 표시하게 된다.
여기서, 메인 제어부(200)는 다수의 SCU 모듈(220)과, MCU 모듈(210)을 포함할 수 있다. 그리고, 제2 무선 통신부(300)는 각각의 SCU 모듈(220)에 대응하여 마련되어, 각각의 SCU 모듈(220)에 의해 처리된 영상 데이터 및 제어 신호를 다수 열의 단위 표출 모듈에 전송하는 다수의 제2 무선 통신 모듈(310)로 구성될 수 있다.
하나의 SCU 모듈(220)은 다수 열씩의 단위 표출 모듈에 전송될 영상 데이터 및 제어 신호를 처리한다. 그리고, 제2 무선 통신 모듈(310)은 각각의 SCU 모듈(220)에 대응하여 마련되어, 각각의 SCU 모듈(220)에 의해 처리된 영상 데이터 및 제어 신호를 다수 열의 단위 표출 모듈로 전송한다.
MCU 모듈(210)은 다수의 SCU 모듈(220)에 영상 신호를 전달함으로써, 각각의 SCU 모듈(220)이 자신이 제어하는 다수 열의 단위 표출 모듈에 영상 데이터 및 제어 신호의 전송을 가능하게 된다.
여기서, 하나의 제2 무선 통신 모듈(310)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 한 열의 단위 표출 모듈을 구성하는 제1 무선 통신 모듈(120)과 연결되어 영상 데이터와 제어 신호를 전송하도록 마련될 수 있다. 도 5에서는 하나의 SCU 모듈(220)이 3개의 제2 무선 통신 모듈(310)과 연결되어, 3 개 열의 단위 표출 모듈에 영상 데이터 및 제어 신호를 전송하는 것을 예로 하고 있다.
이 때, 하나의 제2 무선 통신 모듈(310)과 연결되는 한 열의 단위 표출 모듈을 구성하는 제1 무선 통신 모듈(120)들은 동일한 채널을 통해 연결된다. 그리고, 다른 열 간의 제1 무선 통신 모듈(120)은 서로 다른 채널을 통해 연결함으로써, 종래의 LED 전광판에서 하나의 열을 케이블과 커넥터로 연결하는 것과 동일한 효과를 제공하게 된다.
상기와 같은 구성에 따라 SCU 모듈(220)로부터 한 열을 구성하는 단위 표출 모듈로 영상이 전송되는 것을 예로 하여 설명하면 다음과 같다. SCU 모듈(220)은 해당 열에서 표시될 영상 데이터와, 시프트 클럭 신호와 래치 신호 등을 포함하는 제어 신호를 제2 무선 통신 모듈(310)을 통해 해당 열을 구성하는 단위 표출 모듈의 각 제1 무선 통신 모듈(120)로 전송한다.
이 때, 해당 열을 구성하는 단위 모듈 드라이버(130)들은 시프트 클럭 신호 및 래치 신호에 기초하여 수신된 영상 데이터를 다이나믹 구동 방식을 통해 해당 LED 단위 모듈(110)에 영상을 표시할 수 있다.
즉, 기존의 영상 표시 방법인 다이나믹 구동 방식의 신호 처리 방식의 변화를 주지 않으면서도, 무선 통신을 통해 영상 데이터 및 제어 신호의 전송이 가능하게 된다.
본 실시예는 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타낸 것에 불과하며, 본 발명의 명세서에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 기술적 사상에 포함되는 것은 자명하다.
100 : LED 영상 표출부 110 : LED 단위 모듈
120 : 제1 무선 통신 모듈 130 : 단위 모듈 드라이버
200 : 메인 제어부 210 : MCU 모듈
220 : SCU 모듈 300 : 제2 무선 통신부
310 : 제2 무선 통신 모듈

Claims (6)

  1. 무선 데이터 전송 기반의 LED 전광판에 있어서,
    복수의 단위 표출 모듈이 매트릭스 형태로 배열되어 영상을 표시하기 위한 화면을 형성하는 LED 영상 표출부와,
    상기 LED 영상 표출부에 표시될 영상 데이터와 제어 신호를 처리하는 영상 전송부를 포함하며,
    각각의 상기 단위 표출 모듈은
    n×m 개의 픽셀로 구성되는 LED 단위 모듈과,
    무선 통신을 통해 영상 데이터 및 제어 신호를 수신하는 제1 무선 통신 모듈과,
    상기 제1 무선 통신 모듈을 통해 수신되는 영상 데이터 및 제어 신호에 기초하여, 상기 LED 단위 모듈에 영상을 표시하는 단위 모듈 드라이버를 포함하며;
    상기 영상 전송부는
    각각의 상기 단위 표출 모듈의 상기 제1 무선 통신 모듈과 무선 통신을 통해 연결되는 제2 무선 통신부와,
    상기 단위 표출 모듈에 해당 영상이 표시 가능하게 하는 영상 데이터 및 제어 신호를 상기 제1 무선 통신부를 통해 각각의 상기 단위 표출 모듈로 전송하는 메인 제어부를 포함하며;
    상기 메인 제어부는
    다수 열씩의 상기 단위 표출 모듈에 전송될 영상 데이터 및 제어 신호를 처리하는 다수의 SCU 모듈과,
    상기 다수의 SCU 모듈에 영상 신호를 전달하는 MCU 모듈을 포함하고;
    상기 제2 무선 통신부는 각각의 상기 SCU 모듈에 대응하여 마련되어, 각각의 상기 SCU 모듈에 의해 처리된 영상 데이터 및 제어 신호를 상기 다수 열의 상기 단위 표출 모듈에 전송하는 다수의 제2 무선 통신 모듈로 구성되는 것을 특징으로 하는 무선 데이터 전송 기반의 LED 전광판.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    하나의 상기 제2 무선 통신 모듈은 한 열의 상기 단위 표출 모듈을 구성하는 상기 제1 무선 통신 모듈과 연결되어 영상 데이터와 제어 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 무선 데이터 전송 기반의 LED 전광판.
  4. 제3항에 있어서,
    하나의 상기 제2 무선 통신 모듈과 연결되는 한 열의 상기 단위 표출 모듈을 구성하는 상기 제1 무선 통신 모듈은 동일한 채널을 통해 연결되며;
    다른 열 간의 상기 제1 무선 통신 모듈은 서로 다른 채널을 통해 연결되는 것을 특징으로 하는 무선 데이터 전송 기반의 LED 전광판.
  5. 제1항, 제3항 또는 제4항에 있어서,
    하나의 상기 단위 표출 모듈로 전송되는 제어신호는 해당 단위 표출는 시프트 클럭 신호 및 래치 신호를 포함하며;
    각각의 상기 단위 모듈 드라이버는 상기 시프트 클럭 신호 및 래치 신호에 기초하여 영상 데이터를 다이나믹 구동 방식을 통해 해당 LED 단위 모듈에 영상을 표시하는 것을 특징으로 하는 무선 데이터 전송 기반의 LED 전광판.
  6. 제1항, 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 무선 통신은 블루투스(Bluetooth) 통신 또는 RF 통신으로 마련되는 것을 특징으로 하는 무선 데이터 전송 기반의 LED 전광판.
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