KR102250585B1 - 부위별 온도차로 발생하는 색상과 밝기 차이를 균일하게 제어하는 실시간 자동색상조정 led 전광판 - Google Patents
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Abstract
부위별 온도차로 발생하는 색상과 밝기 차이를 균일하게 제어하는 실시간 자동색상조정 LED 전광판에대한 발명이개시된다.
개시된 부위별 온도차로 발생하는 색상과 밝기 차이를 균일하게 제어하는 실시간 자동색상조정 LED 전광판은, 면적이 넓은 LED 전광판의 부위별로 설치되는 다수개의 온도센서 처리와 온도센서의 배선처리를 단순화하면서 종합적으로 수집되는 온도 데이터에 온도차를 실시간으로 연산할 수 있게 하여 LED 전광판이 각 부위별로 온도가 달라서 발생하는 색상과 밝기 차이를 균일하게 제어할 수 있게 한다.
개시된 부위별 온도차로 발생하는 색상과 밝기 차이를 균일하게 제어하는 실시간 자동색상조정 LED 전광판은, 면적이 넓은 LED 전광판의 부위별로 설치되는 다수개의 온도센서 처리와 온도센서의 배선처리를 단순화하면서 종합적으로 수집되는 온도 데이터에 온도차를 실시간으로 연산할 수 있게 하여 LED 전광판이 각 부위별로 온도가 달라서 발생하는 색상과 밝기 차이를 균일하게 제어할 수 있게 한다.
Description
본 발명은 부위별 온도차로 발생하는 색상과 밝기 차이를 균일하게 제어하는 실시간 자동색상조정 LED 전광판에 관한 것이다.
특히 전광판의 크기가 대형화되고 형태가 다양해짐에 따라 LED 광학특성이 온도에 따라 달라지면서 전광판 내부온도가 대류에 의해 상부는 높고 하부는 상대적으로 낮아지게 되는 온도차에 의해 발생되는 이색(異色)현상을 제어하여 전광판 표시부 전체의 밝기와 색상을 균일하게 해주는 LED 전광판에 관한 것이다.
LED 전광판은 디지털방송 개시를 기점으로 디스플레이 분야는 급격한 발전과 더불어 고화질 고해상도화를 요구하고 있다. 최근에는 4K 해상도를 넘어 8K LED TV가 개발되어 전시회에 출품되고 있는데, 이러한 시장변화는 더 고급화된 영상매체를 요구하는 것이므로, 전광판 역시 화질 개선에 대한 보정과 인공지능(AI)을 접목한 자립형 전광판으로 발전시킬 필요가 있다.
통상적으로 전광판의 LED 밝기는 온도에 따라 차이가 나기 때문에 백색일 경우 겨울에는 붉은 계통의 화이트가 되고, 여름에는 청색 화이트로 표출하게 된다. 이는 적색(RED) LED가 온도가 낮게 되면 밝아지고 온도가 높아지면 어두워지는 특성이 심하게 발생하여 본 출원인이 이를 개선하고자 제안하여 특허등록 받고 있는 것이 특허 제10 - 0350306호의 “전광판 화이트밸런스 유지장치”이다.
이 선행기술은 계절에 따라 균일한 색상의 전광판이 되도록 한 것이나, 전광판 전체의 색상과 휘도를 제어하는 것으로 부분적으로 상세하게 조정하지 않고 계절별 화이트 밸런스를 유지하는 것이고.
또 이건 출원인의 특허 제10-1191150호의 “사용환경과 시간경과에 의해 열화되는 전광판의 보정장치”는 사용되는 환경 즉 습도와 온도 사용전류가 높을수록 LED 밝기가 어두워지는 경우 특히, 청색 LED의 감쇄가 심해 전체적으로 화이트 밸런스가 맞지 않아 사용 누적데이터를 환산하여 화이트 밸런스를 맞추어주게 한 것으로, 상기 선행기술들은 다수의 온도센서가 아니라 단수의 온도센서에서 환경온도를 감지하게 되어, LED 전광판의 부위별 온도차로 발생하는 색상과 밝기 차이를 균일하게 제어하는데 문제가 있다.
따라서 LED 전광판의 각 여러 부위로부터 많은 온도정보를 수집하여 각 부위의 온도차로 발생하는 색상과 밝기 차이를 균일하게 제어하는 실시간 자동색상조정 LED 전광판의 개발이 절실하게 요구되고 있다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 보완하고 다양한 추가 장점을 제공하기 위해 개발한 것으로, 면적이 넓은 LED 전광판의 부위별로 설치되는 다수개의 온도센서 처리와 온도센서의 배선처리를 단순화하면서 종합적으로 수집되는 온도 데이터에 온도차를 실시간으로 연산할 수 있게 하여 각 부위별로 온도가 달라서 발생하는 색상과 밝기 차이를 균일하게 제어할 수 있게 하는 실시간 자동색상조정 LED 전광판을 제공하는 데 목적이 있다.
또한 본 발명은 LED 전광판의 각 부위별 온도/습도 데이터를 공조 장치에 활용하여 전광판의 열관리를 효율적으로 함으로써, 전기절약 및 열의 집중화 방지로 전광판의 수명을 연장 시키는 효과는 물론 전광판 수명도 예측할 수 있게 한 부위별 온도차로 발생하는 색상과 밝기 차이를 균일하게 제어하는 실시간 자동색상조정 LED 전광판을 제공하는 데 목적이 있다.
상기 목적은 본 발명에 따라 제공되는 부위별 온도차로 발생하는 색상과 밝기 차이를 균일하게 제어하는 실시간 자동색상조정 LED 전광판에 의하여 달성된다.
본 발명의 하기 실시 예의 일 양상에 따라 제공되는, 부위별 온도차로 발생하는 색상과 밝기 차이를 균일하게 제어하는 실시간 자동색상조정 LED 전광판은, 가로, 세로로 균등한 공간을 이루게 배치된 전광판 표시부 전체를 구성하면서 전광판 표시부의 각 부위별의 온도와 습도의 수집이 가능토록 한 LED 유니트 ; 및 상기 전광판 표시부의 각 여러 부위로부터 온도/습도정보와 영상데이터 에러정보를 수집하여 각 부위의 온도차로 발생하는 색상과 밝기 차이를 균일하게 제어하는 제어부 를 포함하고, 상기 LED 유니트는, LED모듈과 이를 구동시키는 로컬 컨트롤러와 이 로컬 컨트롤러에 직류 전원을 공급하는 파워서플라이와 상기 LED모듈로부터의 영상신호 데이터의 에러정보와 온도/습도 정보를 수집하는 온도/습도 및 에러센서 보드로 구성되고,
상기 제어부는, 상기 전광판 표시부의 LED 모델별 온도특성에 대한 데이터를 저장하며 LED 모델을 지정하면 해당모델의 온도데이터 특성을 대기시키는 온도특성 데이터 메모리와 상기 전광판 표시부의 온도관리에 대한 기준점을 잡기 위하여 색상과 밝기 조정을 위한 기준온도를 설정하는 기준온도 설정부와 상기 온도/습도 및 에러 센서보드에서 측정된 온도와 상기 기준온도 설정부에 설정된 온도와의 차이를 연산하는 온도차 연산로직과 상기 온도차 연산로직에서 산출된 온도변화 값에 상기 온도특성 데이터 메모리로부터 읽어낸 선 저장된 LED 별(別) 온도특성을 대입하여 영상데이터의 조정을 위한 비율로 연산하는 데이터 보상 산출로직과 상기 데이터 보상 산출로직으로부터 연산된 조정치에 영상데이터를 곱하여 실제 영상을 표출하기 위한 상위비트 데이터를 취하는 영상데이타 연산로직과 상기 영상데이타 연산로직에서 조정된 영상데이터를 LED 모듈을 구동하기 위한 신호로 전환하는 영상데이터 스캔로직과 상기 온도/습도 및 에러센서 보드로부터 받게되는 에러정보와 함께 시분할 다중화하여 로컬 컨트롤러와 메인 컨트롤러간 전송하는 온도데이터 전송라인으로 구성되며,
상기 기준온도 설정부는 일상적인 전광판 운영에서는 상온을 선택하고 상기 전광판이 전체적으로 높은 온도에서 작동하는 경우에 전광판 전체 온도의 중간온도를 선택할 수 있게 하여 조정폭을 효율적으로 결정할 수 있게 한 것을 특징으로 한다.
상기 온도차 연산로직에 의한 상기 전광판의 휘도 보정시 올림수에 의해 어두워지는 것을 방지하기 위해 상기 전광판 표시부의 일상 운용은 최대 밝기보다 낮은 휘도로 작동되게 하여, 상기 온도차 연산로직에 의한 휘도 조정 시 상기 전광판표시부의 밝기가 최대가 되도록 한 것을 특징으로 한다.
상기 로컬 컨트롤러는 메인컨트롤러와 연결된 첫 번째 로컬컨트롤러부터 0000을 카운터하고 다음 연결된 로컬 컨트롤러는 이전 번지에서 1을 더하여 0001로 자동 설정되는 형태로 1씩 더해지면서 고유번지를 설정하고, 이렇게 설정된 로컬컨트롤러의 고유번지는 8 Bit 비교기(Comparator)의 두 입력단자 중 어느 하나의 입력단에 입력되고, 다른 하나의 입력단은 어드레스 카운터에 의해 유저클럭에 의해 순차적으로 카운팅되어 2진수 0000에서 1111을 반복하게 되며, 카운팅된 이진수와 임의로 설정한 로컬컨트롤러 고유번지가 같을 때 상기 비교기가 출력되며 이때를 맞추어 온도정보를 실으면 어느 로컬컨트롤러의 해당번지의 정보인지를 쉽게 알 수 있게 한 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 공조제어부를 더 구비하여, 상기 온도차 연산로직에서 연산된 온도차이에 따라 전자적 접점이 출력되거나 포트 수를 제어하여, FAN이나 에어컨의 작동 수량을 제어할 수 있게 하고, 또한 온도/습도 및 에러 센서보드의 온도센서로부터 최대치가 출력되는 임계 온도 이상의 온도 데이터가 검출되면 상기 공조제어부는 화재로 인식하여 운영컴퓨터로부터 화재 알람 혹은 화재신호를 모니터링 하며, 화재발생정보는 화재방재 시스템에 연결하여 소화기가 작동신호를 출력하여 화재를 진압할 수 있게 하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는, 상기 전광판 표시부의 LED 모델별 온도특성에 대한 데이터를 저장하며 LED 모델을 지정하면 해당모델의 온도데이터 특성을 대기시키는 온도특성 데이터 메모리와 상기 전광판 표시부의 온도관리에 대한 기준점을 잡기 위하여 색상과 밝기 조정을 위한 기준온도를 설정하는 기준온도 설정부와 상기 온도/습도 및 에러 센서보드에서 측정된 온도와 상기 기준온도 설정부에 설정된 온도와의 차이를 연산하는 온도차 연산로직과 상기 온도차 연산로직에서 산출된 온도변화 값에 상기 온도특성 데이터 메모리로부터 읽어낸 선 저장된 LED 별(別) 온도특성을 대입하여 영상데이터의 조정을 위한 비율로 연산하는 데이터 보상 산출로직과 상기 데이터 보상 산출로직으로부터 연산된 조정치에 영상데이터를 곱하여 실제 영상을 표출하기 위한 상위비트 데이터를 취하는 영상데이타 연산로직과 상기 영상데이타 연산로직에서 조정된 영상데이터를 LED 모듈을 구동하기 위한 신호로 전환하는 영상데이터 스캔로직과 상기 온도/습도 및 에러센서 보드로부터 받게되는 에러정보와 함께 시분할 다중화하여 로컬 컨트롤러와 메인 컨트롤러간 전송하는 온도데이터 전송라인으로 구성되며,
상기 기준온도 설정부는 일상적인 전광판 운영에서는 상온을 선택하고 상기 전광판이 전체적으로 높은 온도에서 작동하는 경우에 전광판 전체 온도의 중간온도를 선택할 수 있게 하여 조정폭을 효율적으로 결정할 수 있게 한 것을 특징으로 한다.
상기 온도차 연산로직에 의한 상기 전광판의 휘도 보정시 올림수에 의해 어두워지는 것을 방지하기 위해 상기 전광판 표시부의 일상 운용은 최대 밝기보다 낮은 휘도로 작동되게 하여, 상기 온도차 연산로직에 의한 휘도 조정 시 상기 전광판표시부의 밝기가 최대가 되도록 한 것을 특징으로 한다.
상기 로컬 컨트롤러는 메인컨트롤러와 연결된 첫 번째 로컬컨트롤러부터 0000을 카운터하고 다음 연결된 로컬 컨트롤러는 이전 번지에서 1을 더하여 0001로 자동 설정되는 형태로 1씩 더해지면서 고유번지를 설정하고, 이렇게 설정된 로컬컨트롤러의 고유번지는 8 Bit 비교기(Comparator)의 두 입력단자 중 어느 하나의 입력단에 입력되고, 다른 하나의 입력단은 어드레스 카운터에 의해 유저클럭에 의해 순차적으로 카운팅되어 2진수 0000에서 1111을 반복하게 되며, 카운팅된 이진수와 임의로 설정한 로컬컨트롤러 고유번지가 같을 때 상기 비교기가 출력되며 이때를 맞추어 온도정보를 실으면 어느 로컬컨트롤러의 해당번지의 정보인지를 쉽게 알 수 있게 한 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 공조제어부를 더 구비하여, 상기 온도차 연산로직에서 연산된 온도차이에 따라 전자적 접점이 출력되거나 포트 수를 제어하여, FAN이나 에어컨의 작동 수량을 제어할 수 있게 하고, 또한 온도/습도 및 에러 센서보드의 온도센서로부터 최대치가 출력되는 임계 온도 이상의 온도 데이터가 검출되면 상기 공조제어부는 화재로 인식하여 운영컴퓨터로부터 화재 알람 혹은 화재신호를 모니터링 하며, 화재발생정보는 화재방재 시스템에 연결하여 소화기가 작동신호를 출력하여 화재를 진압할 수 있게 하는 것을 특징으로 한다.
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본 발명은 하기 실시 예에 의해 LED 전광판의 각 부위별 온/습도 데이터 활용에 의해, 전광판이 한 화면인데도 온도차에 의해 발생되는 색상과 밝기 차이를 최소화시켜 양질의 화질을 제공하는 효과를 부여한다.
또한 LED 전광판의 각 부위별 온도/습도 데이터를 공조 장치에 활용하여 전광판의 열관리를 효율적으로 함으로써 전기절약 및 열의 집중화 방지로 전광판의 수명을 연장 시키는 효과는 물론 전광판 수명도 예측할수 있게 하는 효과도 부여한다.
또한 LED 전광판의 각 부위별 온도/습도 데이터를 공조 장치에 활용하여 전광판의 열관리를 효율적으로 함으로써 전기절약 및 열의 집중화 방지로 전광판의 수명을 연장 시키는 효과는 물론 전광판 수명도 예측할수 있게 하는 효과도 부여한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 전광판의 형태를 각각 나타낸 도면 대용 사진으로, (a)는 세로형 전광판을, (b)는 가로형 전광판을 일 예로들어 각각 표시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 전광판 시스템 구성도이고,
도 3은 도 2 표시의 전광판 표시부가 로컬컨트롤러 제어 단위로 일정 수의 LED 모듈로 구성된 다수의 LED 유니트를 조합하여 된 구조임을 보여주는 도면이며,
도 4는 도 3 표시의 LED 유니트 구조를 보여주는 도면 대용 사진이고,
도 5는 도 4 표시의 온도/습도 에러 센서보드의 일 예를 보여주는 도면 대용 사진이며,
도 6은 본 발명에 따른 전광판 색상 조정장치의 제어부에 대한 블록도이고,
도 7은 본 발명에 따른 전광판 색상 조정을 위한 온도/습도 데이터 위치를 알 수 있도록 하는 로컬컨트롤러의 위치 생성 로직의 블록도이며,
도 8은 온도 정보를 영상신호라인에 다중화하는 포맷 형태를 나타낸 도면이고,
도 9는 도 1(a) 표시의 세로형 전광판 각 부위별 온도 수집 데이터를 표시한 것으로, (a)는 로컬 컨트롤러 온도, 습도 수집데이터를 모니터링 한 예를, (b)는 (a)의 로컬 컨트롤러 온도, 습도 수집 화면 중 적색 부분을 확대 표시한 것이다.
도 10은 온도에 따른 LED 밝기 특성을 표시한 그래프로, (a)는 적색(RED) LED 특성을, (b)는 녹색(GREEN) LED 특성을, (c)는 청색(BLUE) LED 특성을 각각 표시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 전광판 시스템 구성도이고,
도 3은 도 2 표시의 전광판 표시부가 로컬컨트롤러 제어 단위로 일정 수의 LED 모듈로 구성된 다수의 LED 유니트를 조합하여 된 구조임을 보여주는 도면이며,
도 4는 도 3 표시의 LED 유니트 구조를 보여주는 도면 대용 사진이고,
도 5는 도 4 표시의 온도/습도 에러 센서보드의 일 예를 보여주는 도면 대용 사진이며,
도 6은 본 발명에 따른 전광판 색상 조정장치의 제어부에 대한 블록도이고,
도 7은 본 발명에 따른 전광판 색상 조정을 위한 온도/습도 데이터 위치를 알 수 있도록 하는 로컬컨트롤러의 위치 생성 로직의 블록도이며,
도 8은 온도 정보를 영상신호라인에 다중화하는 포맷 형태를 나타낸 도면이고,
도 9는 도 1(a) 표시의 세로형 전광판 각 부위별 온도 수집 데이터를 표시한 것으로, (a)는 로컬 컨트롤러 온도, 습도 수집데이터를 모니터링 한 예를, (b)는 (a)의 로컬 컨트롤러 온도, 습도 수집 화면 중 적색 부분을 확대 표시한 것이다.
도 10은 온도에 따른 LED 밝기 특성을 표시한 그래프로, (a)는 적색(RED) LED 특성을, (b)는 녹색(GREEN) LED 특성을, (c)는 청색(BLUE) LED 특성을 각각 표시한 것이다.
본 발명의 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것이다.
본 발명에 따른 권리범위가 이하에 제시되는 실시 예나 이 실시 예에 대한 구체적 설명으로 한정되는 것은 아니다. 또한 본 발명에 사용되는 모든 기술적 용어들 및 과학적 용어들은, 달리 정의되지 않는 한 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해되는 의미를 갖는다. 본 발명에 사용되는 모든 용어들은 이하의 발명 내용을 더욱 명확히 설명하기 위한 목적으로 선택된 것이며 본 발명에 따른 권리범위를 제한하기 위해 선택된 것이 아니다.
또한 첨부된 도면에서, 동일하거나 대응하는 구성요소에는 동일한 참조부호가 부여되어 있다. 또한, 이하의 실시 예들의 설명에 있어, 동일하거나 대응하는 구성요소를 중복하여 기술하는 것이 생략될 수 있다. 그러나 구성요소에 관한 기술이 생략되어도, 그러한 구성요소가 어떤 실시 예에 포함되지 않는 것으로 의도되지는 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명에 따른 부위별 온도차로 발생하는 색상과 밝기 차이를 균일하게 제어하는 실시간 자동색상조정 LED 전광판의 실시 예를 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 색상 조정 LED 전광판의 형태를 각각 나타낸 도면 대용 사진이다.
도면 표시와 같이, 도면부호 10은 세로 방향으로 긴 세로형 전광판을, 도면부호 20은 가로형 전광판을 각각 표시한 것인데, 본 발명의 색상조정 LED 전광판은 도면 표시의 형태로 한정되는 것은 아니고, 그 밖의 다른 형태의 전광판으로도 구성될 수 있음을 충분히 이해할 수 있을 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 색상조정 LED 전광판의 시스템 구성을 표시한 도면이다.
도면 표시와 같이, 본 발명에 따른 색상조정 LED 전광판의 구성을 대별하면 메인 컨트롤러부(30)와 전광판 표시부(100)를 포함한다.
상기 메인 컨트롤러부(30)는 운영컴퓨터(32)와 메인 컨트롤러(34)로 이루어지고, 이 메인 컨트롤러(34)와 데이터를 주고받으면서 필요한 영상을 표출하는 전광판 표시부(100)는 로컬 컨트롤러(111), LED 모듈(112), 온도/습도 및 에러 센서보드(113)를 갖는 LED 유니트(110)를 전광판의 가로, 세로로 균등한 공간을 이루게 배치하여 구성한 것으로, 상기 온도/습도 및 에러 센서보드(113)로부터의 온도/습도 정보 및 에러 신호 정보는 각 로컬컨트롤러(111)에 전송되고, 이 로컬컨트롤러(111)에 전송된 정보가 메인 컨트롤러(34)에 수집되고 디코딩을 거쳐 운영컴퓨터(32)까지 전달된다.
도 3은 도 2 표시의 LED 전광판 표시부가 로컬컨트롤러 제어 단위로 일정 수의 LED 모듈로 구성된 다수의 LED 유니트를 조합하여 된 것임을 보여주는 도면이고, 도 4는 도 3 표시의 LED 유니트 구성을 보여주는 도면 대용 사진이다.
도면 표시와 같이, LED 유니트(110)는 전광판 표시부(100)의 편리한 제작과 용이한 고장수리를 위해 가로, 세로 방향으로 매트릭스로 구성된 LED 모듈(112)을 최소단위로 하고, 또한 운반하기 용이하면서 로컬 컨트롤러(111)의 제어 범위로 되는 크기로 가로, 세로 방향으로 LED 모듈(112)을 이어 붙여 LED 유니트(110)를 제작하며, 제작된 LED 유니트(110)를 다수 연결하여 전체 전광판 표시부(100)를 구성한다.
상기 LED 유니트(110)는 1개의 로컬 컨트롤러의 제어 범위에 해당하게 구성되는 것으로, 도 4의 실시 예에 따른 표시에서는 가로 4, 세로 4개의 LED 모듈(112)로 구성된 것을 일 예로 들어 표시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니고 LED 모듈(112)의 크기에 따라 운반이 용이한 크기 범위에서 얼마든지 변형 실시할 수 있다. 상기 LED 유니트(110)는 LED 모듈(112)과 이를 구동시키는 로컬 컨트롤러 (111)와 이 로컬 컨트롤러(111)에 직류 전원을 안정적으로 공급하는 파워서플라이(115)와 상기 LED 모듈(112)로부터의 영상신호 데이터의 에러정보와 온/습도 정보를 수집하는 온/습도 및 에러센서 보드(113)로 구성되어, 도 2의 표시와 같은 시스템을 구성한다.
도 5는 도 4 표시의 온도/습도 에러 센서보드의 일 예를 보여주는 도면 대용 사진이다.
도면 표시와 같이, LED 유니트(110)를 구성하는 온도/습도 및 에러 센서보드(113)에 온도/습도센서(113-1)가 PCB(113-2)에 내장된 상태로 설치된 구조를 보여주고 있고, 필요시 온도/습도센서(113-1)를 케이블로 연결하여 필요 부분을 측정할 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 LED 전광판의 색상 조정 제어부에 대한 블록도이다.
도면 표시와 같이, 제어부(120)는 온도특성 데이터 메모리 로직(121), 기준온도 설정부(122), 온도차(差) 연산로직(123), 데이터보상 산출로직(124), 영상 데이터 연산로직(125), 영상 데이터 스캔로직(126), 및 공조제어부(127)로 구성되어 있다.
상기 온도특성 데이터 메모리 로직(121)은 전광판의 LED모델별 온도특성에 대한 데이터를 저장하는 곳으로 LED 모델을 지정하면 해당모델의 온도데이터 특성을 대기시킨다.
상기 기준온도 설정부(122)는 전광판의 온도관리에 대한 기준점을 잡는 곳으로 임의 설정을 가능하도록 하였다.
상기 온도차 연산로직(123)은 도 5 표시의 온도/습도 및 에러 센서보드(113)의 온도/습도 센서(113-1)에서 측정된 온도와 기준온도에서 설정한 온도와의 차이를 연산한다. 일반적인 경우 기준온도를 25℃를 기준으로 하며 특수하게 사용하는 경우 전광판의 중간온도를 설정하는 경우도 있으며, 이때는 조정하는 계수가 작은 수치가 되어 휘도 변동폭을 적게 할 수 있다.
예컨대 주변온도 높은 경우 상대적으로 어두워진 부분을 밝게 표출되도록 조정해야 하는데 색상당 8비트라면 최대 밝기 영상데이터는 이진수 1111 1111 십육진수 FF이다. 이때 조정치를 110%로 높이면 올림수 발생으로 밝아지는 것이 아니라 심하게 어두워진다. 따라서 이러한 경우를 방지하기 위해 평소에 90% 밝기로 전광판을 가동하고 여기에 110%로 조정한다면 99%까지 밝아져 올림수에 의한 어둠 현상은 없게 되어 일정부분 조정하여 사용하는데 전광판의 중간온도를 설정하면 변동폭을 최소화하면서 제어 가능하게 된다.
예를 들어 전광판 부위별 온도가 최저 20℃에서 최고 45℃로 수집되었다면 기준온도를 상온 25℃를 설정하면 고온 쪽 보정은 45℃에서 25℃를 뺀 온도차 20℃에 대해 조정해야 하나 중간온도를 설정하면 12.5℃에 대해 처리하므로 조정치 폭이 작아 평상시 사용하는 설정치 폭을 적게 설정할 수 있다(예 : 평상시 85% 수준 작동을 90% 밝기로 작동).
상기 데이터 보상 산출로직(123)은 상기 온도차 연산로직(122)에서 산출된 온도변화 값에 상기 온도특성 데이터 메모리(121)로부터 읽어낸 선 저장된 LED 별(別) 온도특성을 대입하여 영상데이터의 조정을 위한 비율로 연산하는 로직이다.
상기 영상데이타 연산로직(125)은 영상데이터에 상기 데이터 보상 산출로직(123)으로부터 연산된 조정치를 곱하여 실제 영상을 표출하기 위한 상위비트 데이터를 취하는 것이다.
이렇게 조정된 영상데이터는 상기 영상데이터 스캔로직(126)에서 LED 모듈을 구동하기 위한 신호로 전환하여 조정된 영상을 표출할 수 있게 한다.
상기 공조제어부(127)는 상기 온도차 연산로직(123)에서 연산된 온도차에 따라 전자적 접점이 출력되거나 포트 수를 제어하여, 공조장치인 FAN이나 에어컨의 작동 수량을 제어할 수 있게 하고, 또한 온도/습도 및 에러 센서보드(113)의 온도센서로부터 최대치가 출력되는 임계 온도 이상의 온도 데이터가 검출되면 상기 공조제어부(127)는 화재로 인식하여 운영컴퓨터(12)(도 2참조)로 보내 알람이나 모니터링하고, 아울러 화재발생정보를 화재방재 시스템 등에 연결하여 소화기가 작동신호를 출력하여 화재가 진압되도록 할 수 있다.
도면(도 2 참조) 표시와 같이, 로컬 컨트롤러(111)와 메인 컨트롤러(34)간 온도데이터 전송라인은 회선이 간단하도록 별도의 라인 없이 영상데이터 전송라인에 시분할 다중화하여 상기 로컬 컨트롤러(111)와 메인 컨트롤러(34)간 전송을 가능하게 하였다.
도 7은 본 발명에 따른 LED 전광판의 색상 조정을 위한 온도/습도 데이터 위치를 알 수 있도록 하는 로컬컨트롤러의 위치 생성 로직의 블록도이다.
도면 표시와 같이, 로컬 컨트롤러의 고유번지는 메인컨트롤러와 연결된 첫 번째 로컬컨트롤러부터 0000을 카운터하고 다음 연결된 로컬 컨트롤러는 이전 번지에서 1을 더하여 0001로 자동 설정되며 이런 형태로 1씩 더해진 로컬 컨트롤러의 고유 번지로 설정된다.
이렇게 설정된 로컬컨트롤러 고유 번지는 8 Bit 비교기(Comparator)(40)의 두 입력단자 중 B 입력단에 입력되고, 비교기 A 입력단은 어드레스 카운터(50)에 의해 유저클럭에 의해 순차적으로 카운팅되어 2진수 0000에서 1111을 반복하게 되며, 카운팅 이진수와 임의로 설정한 로컬컨트롤러 고유번지가 같을 때 비교기(40)가 출력되며 이때를 맞추어 온도정보를 실으면 어느 로컬컨트롤러의 해당번지 정보인지 쉽게 알 수 있다. 따라서 전광판 설치시 순차적으로 고유번지를 설정하면 위치추적을 쉽게 할 수 있다.
도 8은 온도 정보를 영상신호라인에 다중화하는 포맷 형태를 나타낸 도면이다.
도면 표시와 같이, 온도정보를 다중화하는 영상데이터 인코딩 형태를 보여주는데, 전광판의 온도와 에러를 포함한 상태정보 라인을 별도로 구성할 경우, 영상데이터 라인과 전원선 상태정보 라인 등으로 배선이 매우 복잡하여 혼잡스럽고 가격상승 요인이 된다.
따라서 배선을 최소화하는 것이 바람직한데, 본 발명은 이건 출원인의 특허 제10-1548351호 “다중신호 전송라인으로 제어되는 자가진단 및 복구형 전광판 시스템”를 이용하여 온도 정보를 실어 보내므로 별도의 통신장치나 케이블 없이 영상 신호 라인에 삽입하여 운영 컴퓨터에 수집할 수 있게 하였다.
즉, 상기 특허의 시분할 방식으로 다중화하는 타임슬롯에 온도/습도 구간을 할당하여 온도/습도 데이터를 전송하여 각 로컬컨트롤러의 상태 정보를 수집한다.
수직동기 신호에 동기시켜 전광판 휘도 및 LED 개별보정 실시 여부 등의 제어 정보신호는 1그룹으로 다음 2그룹은 로컬컨트롤러 어드레스와 해당부분의 모듈과 파워 에러정보, 영상데이터 에러정보 등인 에러정보와 온도/습도 정보를 실어 보내고, 다음 3그룹은 적, 녹, 청 색상별 16BIT 영상데이터를 인코딩하여 전송하는 것이다. 이러한 구성은 상기에서 설명한 도 2에 나타나 있으며 온도/습도 및 에러정보는 로컬 컨트롤러에 전송되며 이 정보가 메인컨트롤러에 수집되고 디코딩을 거쳐 운영컴퓨터까지 전달된다.
도 9는 도 1(a) 표시의 세로형 전광판 각 부위별 온도 수집 데이터를 표시한 것으로, (a)는 로컬 컨트롤러 온도, 습도 수집데이터를 모니터링 한 화면이고, (b)는 (a)의 로컬 컨트롤러 온도, 습도 수집 화면 중 적색 부분을 확대 표시한 것이다.
도면 표시와 같이, 로컬컨트롤러(SUB3)의 온도는 14.1도에 습도 40%RH 이고 로컬컨트롤러(SUB24)는 35.1도에 습도 12%RH가 관측되었다. 로컬컨트롤러(SUB3)는 외부공기가 유입되는 부분에 위치하여 온도가 낮고 습도가 높으며 로컬컨트롤러(SUB24)는 상부에 위치하고 공기 유입이 용이치 않은 위치로 온도차는 21℃의 차이가 나는 것을 확인할 수 있다.
적색 LED 특성만 고려하면 15.7%의 불 밝기 차이가 발생하고, 녹색과 청색을 고려하면 밝기에 의한 색상차가 심하게 보인다. 본 발명은 이러한 이색(異色)현상을 관리하여 LED의 밝기 조정을 통해 균일하게 표출되도록 하는 것이다.
도 10은 온도에 따른 LED 밝기 특성을 표시한 그래프로, (a)는 적색(RED) LED 특성을, (b)는 녹색(GREEN) LED 특성을, (c)는 청색(BLUE) LED 특성을 각각 표시한 것이다.
도면 표시와 같이, 주변 온도에 따른 적, 녹, 청색 LED(발광다이오드) 밝기 특성을 보여주는 것으로, 적색과 녹색 LED는 낮은 온도에서 밝고 온도가 높아지면 어두워지는 특성을 보이고, 청색 LED는 반대의 특성을 보여준다. 이러한 특성은 LED 제조회사와 LED 모델에 따라 다소 차이가 있을 수 있다.
따라서 LED 온도 특성 데이터를 이용하려면 특성을 파악하고 LED 제조회사 및 모델이 적용되도록 해야 하는데, 적색 LED 특성그래프를 보면 영하 20℃에서는 상온 25도 대비 25% 정도 더 밝아지는 것을 알 수 있고, 50℃에서는 대략 15% 어두워지는 특성을 보이는 것을 알 수 있다.
옥외 전광판인 경우 LED 전면은 외부에 노출되고 LED 리드는 PCB에 납땜되어 있어 전광판의 내부 온도가 전달되어 영향을 받게 된다.
크기가 작은 전광판은 내부 온도차가 크지 않아 영향이 적으나 세로 방향으로 긴 전광판이나 양면형 등 내부 공기순환이 원활하지 않은 환경이면 대류 현상으로 뜨거운 공기는 상부로 차가운 공기는 하부로 이동하고, 전광판 내부가 구조적으로 막힌 부분은 열전도가 되지 않아 부위별 온도차가 심하게 발생하여 고열 부분은 화이트의 경우 적색 LED가 어두워져 청색계열 화이트로, 온도가 낮은 부분은 적색계열 화이트로 표출하게 된다.
본 발명에 의하면 LED 전광판이 각 부위별로 온도가 달라서 발생하는 색상과 밝기 차이를 균일하게 제어하는 화질 개선으로 항시 고화질을 제공하는 유용성을 제공한다.
10 : 세로형 전광판
20 : 가로형 전광판
30 : 메인 컨트롤러부
32 : 운영컴퓨터
34 : 메인 컨트롤러
100 : 전광판 표시부
110 : LED 유니트
111 : 로컬 컨트롤러
112 : LED 모듈
113 : 온도/습도 및 에러 센서보드
115 : 파워서플라이
120 : 제어부
121 : 온도특성 데이터 메모리 로직
122 : 기준온도 설정부
123 : 온도차 연산로직
124 : 데이터보상 산출로직
125 : 영상 데이터 연산로직
126 : 영상 데이터 스캔로직
127 : 공조제어부
20 : 가로형 전광판
30 : 메인 컨트롤러부
32 : 운영컴퓨터
34 : 메인 컨트롤러
100 : 전광판 표시부
110 : LED 유니트
111 : 로컬 컨트롤러
112 : LED 모듈
113 : 온도/습도 및 에러 센서보드
115 : 파워서플라이
120 : 제어부
121 : 온도특성 데이터 메모리 로직
122 : 기준온도 설정부
123 : 온도차 연산로직
124 : 데이터보상 산출로직
125 : 영상 데이터 연산로직
126 : 영상 데이터 스캔로직
127 : 공조제어부
Claims (5)
- 삭제
- 가로, 세로로 균등한 공간을 이루게 배치된 전광판 표시부 전체를 구성하면서 전광판 표시부의 각 부위별의 온도와 습도의 수집이 가능토록 한 LED 유니트 ; 및
상기 전광판 표시부의 각 여러 부위로부터 온도/습도정보와 영상데이터 에러정보를 수집하여 각 부위의 온도차로 발생하는 색상과 밝기 차이를 균일하게 제어하는 제어부; 를 포함하고,
상기 LED 유니트는, LED모듈과 이를 구동시키는 로컬 컨트롤러와 이 로컬 컨트롤러에 직류 전원을 공급하는 파워서플라이와 상기 LED모듈로부터의 영상신호 데이터의 에러정보와 온도/습도 정보를 수집하는 온도/습도 및 에러센서 보드로 구성되고,
상기 제어부는, 상기 전광판 표시부의 LED 모델별 온도특성에 대한 데이터를 저장하며 LED 모델을 지정하면 해당모델의 온도데이터 특성을 대기시키는 온도특성 데이터 메모리와 상기 전광판 표시부의 온도관리에 대한 기준점을 잡기 위하여 색상과 밝기 조정을 위한 기준온도를 설정하는 기준온도 설정부와 상기 온도/습도 및 에러 센서보드에서 측정된 온도와 상기 기준온도 설정부에 설정된 온도와의 차이를 연산하는 온도차 연산로직과 상기 온도차 연산로직에서 산출된 온도변화 값에 상기 온도특성 데이터 메모리로부터 읽어낸 선 저장된 LED 별(別) 온도특성을 대입하여 영상데이터의 조정을 위한 비율로 연산하는 데이터 보상 산출로직과 상기 데이터 보상 산출로직으로부터 연산된 조정치에 영상데이터를 곱하여 실제 영상을 표출하기 위한 상위비트 데이터를 취하는 영상데이타 연산로직과 상기 영상데이타 연산로직에서 조정된 영상데이터를 LED 모듈을 구동하기 위한 신호로 전환하는 영상데이터 스캔로직과 상기 온도/습도 및 에러센서 보드로부터 받게되는 에러정보와 함께 시분할 다중화하여 로컬 컨트롤러와 메인 컨트롤러간 전송하는 온도데이터 전송라인으로 구성되며,
상기 기준온도 설정부는 일상적인 전광판 운영에서는 상온을 선택하고 상기 전광판이 전체적으로 높은 온도에서 작동하는 경우에 전광판 전체 온도의 중간온도를 선택할 수 있게 하여 조정폭을 효율적으로 결정할 수 있게 한 것을 특징으로 하는 부위별 온도차로 발생하는 색상과 밝기 차이를 균일하게 제어하는 실시간 자동색상조정 LED 전광판. - 제 2 항에 있어서,
상기 온도차 연산로직에 의한 상기 전광판의 휘도 보정시 올림수에 의해 어두워지는 것을 방지하기 위해 상기 전광판의 일상 운용은 최대 밝기보다 낮은 휘도로 작동되게 하여, 상기 온도차 연산로직에 의한 휘도 조정 시 상기 전광판의 밝기가 최대가 되도록 한 것을 특징으로 하는 부위별 온도차로 발생하는 색상과 밝기 차이를 균일하게 제어하는 실시간 자동색상조정 LED 전광판. - 제 2 항에 있어서,
상기 로컬 컨트롤러는 메인컨트롤러와 연결된 첫 번째 로컬컨트롤러부터 0000을 카운터하고 다음 연결된 로컬 컨트롤러는 이전 번지에서 1을 더하여 0001로 자동 설정되는 형태로 1씩 더해지면서 고유번지를 설정하고, 이렇게 설정된 로컬컨트롤러의 고유번지는 8 Bit 비교기(Comparator)의 두 입력단자 중 어느 하나의 입력단에 입력되고, 다른 하나의 입력단은 어드레스 카운터에 의해 유저클럭에 의해 순차적으로 카운팅되어 2진수 0000에서 1111을 반복하게 되며, 카운팅된 이진수와 임의로 설정한 로컬컨트롤러 고유번지가 같을 때 상기 비교기가 출력되며 이때를 맞추어 온도정보를 실으면 어느 로컬컨트롤러의 해당번지의 정보인지를 쉽게 알 수 있게 한 것을 특징으로 하는 부위별 온도차로 발생하는 색상과 밝기 차이를 균일하게 제어하는 실시간 자동색상조정 LED 전광판. - 제 2 항에 있어서,
상기 제어부는 공조제어부를 더 구비하여, 상기 온도차 연산로직에서 연산된 온도차이에 따라 전자적 접점이 출력되거나 포트 수를 제어하여, FAN이나 에어컨의 작동 수량을 제어할 수 있게 하고, 또한 온도/습도 및 에러 센서보드의 온도센서로부터 최대치가 출력되는 임계 온도 이상의 온도 데이터가 검출되면 상기 공조제어부는 화재로 인식하여 운영컴퓨터로부터 화재 알람 혹은 화재신호를 모니터링 하며, 화재발생정보는 화재방재 시스템에 연결하여 소화기가 작동신호를 출력하여 화재를 진압할 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 부위별 온도차로 발생하는 색상과 밝기 차이를 균일하게 제어하는 실시간 자동색상조정 LED 전광판.
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| GRNT | Written decision to grant |