KR101455300B1 - 절약형 led 전광판의 구동 방법 - Google Patents

절약형 led 전광판의 구동 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 LED 전광판의 구동 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 LED 픽셀의 온/오프 구동 데이터에 기초하여 소비 전력 크기를 계산하고 계산한 소비 전력 크기가 임계 소비 전력 크기를 초과하는 경우 임계 소비 전력 크기로 온 구동되는 LED 픽셀의 온 구동 시간을 화면 단위로 조절함으로써 소비되는 전력의 크기를 절약할 수 있는 절약형 LED 전광판의 구동 방법에 관한 것이다.

Description

절약형 LED 전광판의 구동 방법{Method for driving LED Electric Lighting Board}
본 발명은 LED 전광판의 구동 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 LED 픽셀의 온/오프 구동 데이터에 기초하여 소비 전력 크기를 계산하고 계산한 소비 전력 크기가 임계 소비 전력 크기를 초과하는 경우 임계 소비 전력 크기로 LED 픽셀의 온 구동 시간을 화면 단위로 조절함으로써 소비되는 전력의 크기를 절약할 수 있는 절약형 LED 전광판의 구동 방법에 관한 것이다.
전광판은 상점, 식당, 회사, 각종 영업소 등에서 상호, 판매상품, 영업종목 등의 광고문구나 정보를 표시하기 위해 사용되며, 건물 외벽 등 사람들의 주의를 끌 수 있는 곳에 설치된다. 일반적으로, 전광판은 사각 프레임의 내부에 조명장치가 구비되고 프레임 전면에 문자나 도형, 기호, 이미지 등이 표시된 표시패널이 배치되는 구조로 이루어진다.
최근에는 LED를 이용한 LED 전광판의 수요가 크게 증가하고 있다. LED는 다른 발광소자에 비해 안정적이고 신뢰성이 있으며, 전력소모가 작고, 그 수명도 긴 장점을 가지고 있다. LED 전광판은 LED 매트릭스(matrix)를 이용하여 문자를 표출하는 것으로, 정적인 기존의 전광판과는 다르게 다양하게 변경되는 문자나 그래픽을 표현할 수 있어 광고나 홍보 매체, 상황판, 정보전달매체 등 다양한 용도로 활용되고 있다.
이러한 LED 전광판은 격자 형태의 메인 프레임의 전면에 다수개의 LED 램프가 실장되어 LED 램프가 화면의 1 픽셀을 표현하는 LED 패널이 다수 결합되는 형태로 구성되는데, 1개 이상의 LED 패널에 실장되어 있는 LED 램프를 온/오프 구동하여 광고, 홍보용 문자나 그래픽을 화면 단위로 디스플레이한다.
이때 광고 또는 홍보용 문자나 그래픽의 종류에 따라 LED 패널에서 온 구동되는 LED 램프의 수는 상이하며, 많게는 LED 패널에 실장된 모든 LED 램프가 온 구동된다. 이러한 경우, 온 구동되는 LED 램프의 수에 따라 소비되는 전력의 크기가 상이하게 되는데, 온 구동되는 LED 램프의 수가 많을수록 LED 전광판의 문자 또는 그래픽은 밝게 디스플레이된다. 그런데 실제 화면 단위로 이미지가 LED 전광판에 디스플레이되는 시간은 매우 짧으며, 따라서 이미지의 화면 단위 밝기는 인식되는 사람에 민감하지 않다.
예를 들어, 100개의 LED 램프가 실장되어 있는 LED 전광판에서 1개 LED 램프의 소비전력이 1W라고 가정하는 경우, 100개의 LED 램프가 모두 온 구동되는 경우 100W의 소비전력을 필요로 하는 반면, 30개의 LED 램프만이 온 구동되는 경우 30W의 소비전력이 필요하다. 그러나 100개의 LED 램프를 100W의 소비전력으로 구동하는 대신 30W의 소비전력으로 온 구동하는 경우에도 화면 단위의 이미지가 LED 전광판에 디스플레이되는 시간은 매우 짧아 100W의 소비전력으로 디스플레이된 이미지와 30W로 디스플레이된 이미지를 서로 명확하게 구분하지 못하며 문자 또는 그래픽을 광고 또는 홍보하는데 어려움이 없다.
더욱이 LED 전광판이 밝은 장소에서 사용되거나 또는 밝은 낮에 사용되는 경우에는 디스플레이된 이미지의 밝기를 명확하게 구분하지 못하게 되며, 선택적으로 밝은 환경에서 디스플레이되는 이미지의 밝기를 조절하여 사용하면 소비되는 에너지를 줄일 수 있다.
본 발명은 종래 LED 전광판이 가지는 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명이 이루고자 하는 목적은 LED 램프의 온/오프 구동 데이터에 기초하여 화면 단위로 온 되는 LED 램프의 온 구동 시간을 조절하여 소비되는 전력의 크기를 절약할 수 있는 LED 전광판의 구동 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 목적은 LED 전광판이 설치되어 있는 장소의 밝기를 측정하고 측정한 밝기에 따라 LED 램프의 온 구동 시간을 조절하여 소비되는 전력의 크기를 절약할 수 있는 LED 전광판의 구동 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 LED 전광판의 구동 방법은 다수의 LED 픽셀로 이루어진 화면을 구비하는 LED 전광판에서 화면 단위 다수 LED 픽셀의 온/오프 구동 데이터에 기초하여 화면 단위의 소비 전력 크기를 계산하는 단계와, 소비 전력 크기가 설정한 임계 소비 전력 크기보다 큰 경우 LED 픽셀의 온 구동 시간(TO)을 임계 소비 전력 크기에 대한 소비 전력 크기의 비율과 단위 온 구동 시간으로부터 계산하는 단계와, 계산한 온 구동 시간으로 다수의 LED 픽셀을 온/오프 구동하여 화면을 출력 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서 소비 전력 크기가 설정한 임계 소비 전력 크기보다 작은 경우 LED 픽셀의 온 구동 시간은 단위 온 구동 시간으로 계산되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 온 구동 시간(TO)은 아래의 수학식(1)에 의해 계산되며,
[수학식 1]
Figure 112014056020282-pat00013
여기서 PCi는 계산한 소비 전력 크기이며, PCs는 임계 소비 전력 크기이며, TU는 단위 온 구동 시간인 것을 특징으로 한다.
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본 발명에 따른 LED 전광판의 구동 방법은 LED 전광판이 배치되어 있는 장소의 밝기를 측정하는 단계와, 측정한 밝기에 매핑되어 있는 임계 소비 전력 크기를 판단하는 단계를 더 포함하며, 온 구동 시간은 판단한 임계 소비 전력 크기에 기초하여 계산하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명에 따른 LED 전광판의 구동 방법은 임계 소비 전력 크기를 설정하기 위한 사용자 명령이 입력되는 단계를 더 포함하며, 온 구동 시간은 사용자 명령에 의해 설정된 임계 소비 전력 크기에 기초하여 계산되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 LED 전광판의 구동 방법은 LED 램프의 온/오프 구동 데이터에 기초하여 소비 전력 크기를 계산하고 계산한 소비 전력 크기가 임계 소비 전력 크기를 초과하는 경우 임계 소비 전력 크기로 LED 램프의 온 구동 시간을 화면 단위로 조절함으로써, 소비되는 전력의 크기를 절약할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 LED 전광판의 구동 방법은 LED 전광판이 설치되어 있는 장소의 밝기를 측정하고 측정한 밝기에 매핑되어 있는 임계 소비 전력으로 온 구동되는 LED 램프의 온 구동 시간을 조절함으로써, 주변 장소의 밝기와 온 구동되는 픽셀 수에 따라 소비되는 전력의 크기를 절약할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 전광판의 외부 형상을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따라 LED 전광판을 구동하는 장치를 설명하는 기능 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 절약형 LED 전광판의 구동 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 본 발명에 따른 절약형 LED 전광판의 구동 방법의 다른 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 본 발명에 따른 절약형 LED 전광판의 구동 방법에 따라 구동되는 화면 단위 이미지의 일 예를 도시하고 있다.
도 6은 본 발명에 따른 단위 온 구동시간과 온 구동시간의 일 예를 도시하고 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 전광판의 외부 형상을 개략적으로 도시한 사시도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 LED 전광판은 격자 구조를 갖는 메인 프레임(1)의 전면에 다수개의 LED 패널(10)이 결합되는 구조로서, 각각의 LED 패널(10)을 메인 프레임(100)에 결합시키는 방식으로 LED 전광판을 제작한다.
메인 프레임(1)은 격자 구조를 갖도록 형성되는데, 예를 들면, 메인 프레임(1)에 서로 직각 방향으로 교차하도록 격자 구조로 형성되어 있는 가로 방향 지지부와 세로 방향 지지부에 LED 패널(10)을 서로 평행하게 삽입 고정한다. 각 LED 패널(10)에는 다수의 LED 램프가 실장되어 있는데, 각 LED 램프는 디스플레이되는 이미지에서 1개의 픽셀로 온(on)/오프(off) 구동된다. 각 LED 램프는 온/오프 구동되며 다수 LED 패널(10)의 상호 구동되는 LED 램프를 통해 화면 단위의 광고 이미지를 출력하여 디스플레이한다.
메인 프레임(1)의 내부에는 디스플레이하고자 하는 광고 이미지에 따라 LED 패널(10)에 실장되어 있는 각 LED 램프의 온/오프를 구동하는 구동 장치가 배치되어 있는데, 도 2는 본 발명에 따라 LED 전광판을 구동하는 장치를 설명하는 기능 블록도이다.
도 2를 참고로 보다 구체적으로 살펴보면, LED 전광판에 디스플레이되는 화면 단위의 구동 데이터가 입력되는 경우 구동 데이터 분류부(110)는 입력된 구동 데이터에서 LED 램프를 온 구동하는 온 구동 데이터와 오프 구동하는 오프 구동 데이터로 분류하며, 소비전력 계산부(120)는 온 구동 데이터의 수에 기초하여 화면 단위의 이미지를 디스플레이하는데 소비되는 전력 크기를 계산한다(S120).
비교부(130)는 화면 단위 이미지의 소비전력 크기와 기설정된 임계 소비전력 크기를 비교하는데, 구동 시간 계산부(140)는 비교부(130)의 비교 결과에 기초하여 소비전력 크기가 임계 소비전력 크기보다 작은 경우 단위 온 구동 시간으로 LED 램프의 온 구동 시간을 계산한다. 그러나 소비전력 크기가 임계 소비전력 크기보다 큰 경우 LED 램프의 온 구동 시간(TO)을 임계 소비 전력 크기에 대한 소비 전력 크기의 비율에 비례하도록 계산한다. 구동 제어부(150)는 구동 시간 계산부(140)에서 계산한 온 구동 시간에 기초하여 LED 램프를 온 구동 제어한다.
LED 램프의 온 구동 시간에 따라 디스플레이되는 화면 단위의 이미지 밝기는 달라지는데, 예를 들어 단위 온 구동 시간으로 LED 램프를 온 구동하는 경우 밝은 이미지가 디스플레이되며 단위 온 구동 시간 중 일부 시간 동안에 LED 램프를 온 구동하는 경우 어두운 이미지가 디스플레이된다. 그러나 화면 단위의 이미지가 디스플레이되는 시간은 매우 짧으므로 사람에게 화면 단위로 인식되는 이미지의 밝기는 크게 차이 나지 않는다.
바람직하게, 사용자는 사용자 인터페이스부(160)를 통해 임계 소비전력 크기를 설정할 수 있으며, 구동 시간 계산부(140)는 설정한 임계 소비전력 크기에 기초하여 LED 램프의 화면 단위의 온 구동 시간을 계산한다.
더욱 바람직하게, 본 발명에 따른 소비 전력 절약형 LED 전광판의 구동 방법은 LED 전광판이 설치되어 있는 장소의 밝기에 따라 LED 램프의 온 구동 시간을 달리할 수 있는데, 예를 들어 LED 전광판이 설치되어 있는 장소의 밝기값이 높은 경우 임계 소비전력의 크기를 높게 설정하고 LED 전광판이 설치되어 있는 장소의 밝기값이 낮은 경우 임계 소비전력의 크기를 낮게 설정할 수 있다.
보다 구체적으로 살펴보면, 밝기 측정부(170)는 밝기 측정 센서를 구비하여 LED 전광판이 설치되어 있는 장소의 밝기를 측정하는데, 비교부(130)는 측정한 밝기에 매핑되어 있는 임계 소비전력 크기를 저장부(180)에서 검색하며 검색한 임계 소비전력 크기와 소비전력 크기를 비교하여 소비전력 크기가 임계 소비전력 크기보다 큰지 여부를 판단한다. 구동 시간 계산부(140)는 비교부(130)의 비교 결과에 기초하여 측정한 밝기에 매핑되어 있는 임계 소비전력 크기에 기초하여 LED 램프의 온 구동 시간을 계산한다.
도 3은 본 발명에 따른 절약형 LED 전광판의 구동 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3을 참고로 보다 구체적으로 살펴보면, LED 전광판에서 화면 단위로 디스플레이되는 이미지에 대한 구동 데이터가 입력되는 경우, 입력되는 구동 데이터를 온 구동 데이터와 오프 구동 데이터로 분류한다(S110). 여기서 온 구동 데이터는 화면 단위의 이미지에서 LED 램프를 온시키는 구동 데이터를 의미하며, 오프 구동 데이터는 화면 단위의 이미지에서 LED 램프를 오프시키는 구동 데이터를 의미한다.
분류한 구동 데이터에서 온 구동 데이터의 수에 기초하여 화면 단위의 이미지를 디스플레이하는데 소비되는 전력의 크기를 계산한다(S120). 소비전력 크기는 온 구동 데이터의 수에 비례하여 계산되는데, 예를 들어 온 구동 데이터의 수가 많을수록 많은 수의 LED 램프가 온 동작되므로 소비전력 크기가 증가한다.
소비전력 크기와 기설정되어 있는 임계 소비전력의 크기를 비교하여(S130) 소비전력 크기가 임계 소비전력 크기보다 작은 경우, 별도로 LED 램프의 온 구동 시간을 계산하지 않으며 도 6에 도시되어 있는 단위 온 구동 시간으로 LED 램프를 온 구동 제어한다. 그러나 소비전력 크기가 임계 소비전력 크기보다 큰 경우 LED 램프의 온 구동 시간(TO)을 임계 소비 전력 크기에 대한 소비 전력 크기의 비율과 단위 온 구동 시간으로부터 계산하며(S140), 계산한 온 구동 시간으로 LED 램프를 온 구동 제어한다(S150). 도 6을 참고로 살펴보면, 온 구동 시간은 단위 온 구동 시간의 일부 구간이다.
바람직하게, 온 구동 시간(TO)은 아래의 수학식(1)에 의해 계산되며,
[수학식 1]
Figure 112014056020282-pat00014
여기서 PCi는 계산한 소비 전력 크기이며, PCs는 임계 소비 전력 크기이며, TU는 단위 온 구동 시간인 것을 특징으로 한다.
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도 4는 본 발명에 따른 절약형 LED 전광판의 구동 방법의 다른 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4를 참고로 보다 구체적으로 살펴보면, LED 전광판이 설치되어 있는 장소의 밝기를 측정하고(210), 측정한 밝기에 매핑되어 있는 임계 소비전력 크기를 판단한다(S220). 저장부에는 밝기별로 임계 소비전력 크기가 저장되어 있으며, 측정한 밝기에 매핑되어 있는 임계 소비전력 크기를 검색 판단한다.
LED 전광판에서 화면 단위로 구동 데이터가 입력되는 경우, 입력된 구동 데이터를 온 구동 데이터와 오프 구동 데이터로 분류하고(S230), 분류한 구동 데이터에서 온 구동 데이터의 수에 기초하여 화면 단위의 이미지를 디스플레이하는데 소비되는 전력의 크기를 계산한다(S240).
소비전력 크기와 밝기에 따라 판단한 임계 소비전력의 크기를 비교하여(S250), 비교 결과에 기초하여 판단한 임계 소비 전력 크기에 대한 소비 전력 크기의 비율과 단위 온 구동 시간으로부터 온 구동 시간을 계산하며(S260), 계산한 온 구동 시간으로 LED 램프를 온 구동 제어한다(S270).
도 5는 본 발명에 따른 절약형 LED 전광판의 구동 방법에 따라 구동되는 화면 단위 이미지의 일 예를 도시하고 있다.
도 5(a)를 참고로 살펴보면, LED 전광판을 구성하는 전체 LED 램프 중 적은 수의 LED 램프만이 온 구동되어 형성되는 이미지를 디스플레이하는 경우, 화면 단위의 소비전력 크기가 임계 소비전력 크기보다 작으며, 이러한 경우 단위 온 구동시간동안 LED 램프를 온 구동하여 밝은 이미지를 디스플레이한다.
그러나 도 5(b)를 참고로 살펴보는 바와 같이, LED 전광판을 구성하는 전체 LED 램프 중 많은 수의 LED 램프가 온 구동되어 형성되는 이미지를 디스플레이하는 경우, 화면 단위의 소비전력 크기가 임계 소비전력 크기보다 크며, 이러한 경우에는 임계 소비전력 크기에 대한 소비전력 크기의 비율로 단위 온 구동 시간을 조절하여 온 구동 시간을 계산하며, 계산한 온 구동 시간 동안만 LED 램프를 구동시켜 어두운 이미지를 디스플레이한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
1: 메인 프레임 10: LED 패널
110: 구동 데이터 분류부 120: 소비전력 계산부
130: 비교부 140: 구동시간 계산부
150: 구동 제어부 160: 사용자 인터페이스부
170: 밝기 측정부 180: 저장부

Claims (5)

  1. LED 전광판이 배치되어 있는 장소의 밝기에 따라 설정된 임계 소비 전력 크기를 판단하는 단계;
    다수의 LED 픽셀로 이루어진 화면을 구비하는 LED 전광판에서 화면 단위 상기 다수의 LED 픽셀의 온/오프 구동 데이터 중 온 구동 데이터의 수에 기초하여 화면 단위의 소비 전력 크기를 계산하는 단계;
    상기 소비 전력 크기가 상기 임계 소비 전력 크기보다 큰 경우, 상기 LED 픽셀의 온 구동 시간(TO)을 상기 임계 소비 전력 크기에 대한 상기 소비 전력 크기의 비율과 단위 온 구동 시간으로부터 상기 단위 온 구동 시간의 일부 구간으로 계산하는 단계; 및
    상기 다수의 LED 픽셀에서 온 구동되는 LED 픽셀을 계산한 상기 온 구동 시간(TO)으로 온 구동 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 전광판의 구동 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 소비 전력 크기가 설정한 임계 소비 전력 크기보다 작은 경우, 상기 LED 픽셀의 온 구동 시간은 단위 온 구동 시간으로 계산되는 것을 특징으로 하는 LED 전광판의 구동 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 온 구동 시간(TO)은 아래의 수학식(1)에 의해 계산되며,
    [수학식 1]
    Figure 112014056020282-pat00012

    여기서 PCs는 계산한 상기 소비 전력 크기이며, PCi는 상기 임계 소비 전력 크기이며, TU는 상기 단위 온 구동 시간인 것을 특징으로 하는 LED 전광판의 구동 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 LED 전광판의 구동 방법은
    상기 LED 전광판이 배치되어 있는 장소의 밝기를 측정하는 단계를 더 포함하며,
    상기 측정한 밝기에 매핑되어 있는 임계 소비 전력 크기를 판단하고,
    상기 온 구동 시간은 판단한 임계 소비 전력 크기에 기초하여 계산하는 것을 특징으로 하는 LED 전광판의 구동 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 LED 전광판의 구동 방법은
    상기 임계 소비 전력 크기를 설정하기 위한 사용자 명령이 입력되는 단계를 더 포함하며,
    상기 온 구동 시간은 상기 사용자 명령에 의해 설정된 임계 소비 전력 크기에 기초하여 계산되는 것을 특징으로 하는 LED 전광판의 구동 방법.
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