KR19990042680A

KR19990042680A - 배속 컨버터를 이용한 순차주사방식의 전광판 시스템

Info

Publication number: KR19990042680A
Application number: KR1019970063570A
Authority: KR
Inventors: 이재환
Original assignee: 이재환; 삼익전자공업 주식회사
Priority date: 1997-11-27
Filing date: 1997-11-27
Publication date: 1999-06-15
Also published as: KR100252619B1

Abstract

본 발명의 목적은 변화가 빠르게 일어나는 동화상의 경우에도 덜컥거림이 발생되지 않으며 해상도가 월등히 뛰어난 전광판 시스템을 제공하는 데 있다. 이 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전광판 시스템은 영상신호를 인가 받아 프레임 단위로 서로 교번 하여 기억, 출력하므로 써 순차주사가 가능토록 해주는 적어도 한 쌍의 프레임 메모리를 구비하고 1 프레임의 영상신호를 소정 단위별로 분리하여 출력하는 메인 컨트롤러, 메인 컨트롤러에 연결되고 영상신호를 소정 단위별로 각각 인가 받아 서로 교번 하여 기억, 출력하는 적어도 한 쌍의 필드 메모리를 구비하여 소정의 제어 신호에 따라 소정 단위별로 영상신호를 출력하는 다수의 디스플레이 컨트롤러, 영상신호에 대응하는 화상을 나타내고 매트릭스 형태로 조합된 다수의 발광체를 구비하여 구성된 전광판, 메인 컨트롤러, 전광판 등의 구동에 필요한 전원을 공급하는 전원공급수단 및 디스플레이 전트롤러에 연결되고 디스플레이 컨트롤러에서 인가되는 영상신호에 따라 발광체의 발광정도를 제어하는 발광체 구동수단을 포함하는 구성으로 이루어져 있으며, 초당 60프레임의 화면표출을 할 수 있도록 하므로 써 기존의 전광판에서보다 약 4배의 해상도는 갖는 화면을 전광판에서 실현할 수 있도록 해주고 대형 전광판에서도 영상 데이터의 손실을 최소화하여 고해상도의 선명한 화질을 얻을 수 있도록 해준다.

Description

배속 컨버터를 이용한 순차주사방식의 전광판 시스템

본 발명은 전광판에 관한 것으로, 특히 옥외에 설치되어 각종 그래픽이나 동영상으로 필요한 정보나 광고를 여러 사람들에게 생동감 있게 보여주는 전광판 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 전광판은 적, 녹, 청의 빛의 3원색을 기본으로 하여 각 화소의 휘도를 조절한 이들의 조합으로 화면을 구성하며 표시소자로는 발광 다이오드(light emitting diode)나 형광램프, 방전관 등의 발광체를 이용한다.

종래의 비디오 전광판 시스템은 비월주사 방식의 영상신호를 적(red), 녹(green), 청(blue)의 3원색 신호를 디코딩(decoding)하여 초당 60필드(field)의 화상 데이터 중 그 절반인 30필드의 화상데이터만 전광판에 디스플레이(display)하는 방식을 채택하고 있다.

즉, 종래에는 비월주사(interlaced scanning)방식의 현행 텔레비전 주사방식을 이용하여 초당 30프레임(frame)의 화면을 표출하기 위한 60필드의 화면 데이터중 제 1필드에서는 메모리에 기억시키고 제 2필드에서는 디스플레이 하는 방식으로제어하게 되므로 30필드의 거친 화면 데이터만 화면 표출에 이용하였다. 이에 따라 텔레비전 화면 유효 주사선의 약 480라인 중 그 절반인 240라인만으로 전광판의 화소배열이 정방형 형태로 이루어지므로 수평 해상도는 실제 화면의 반으로 떨어져 전체화면의 해상도는 1/4로 떨어지게 되고 1/60초보다 더 빠르게 변화가 일어나는 동화상의 경우 화면 재현이 부드럽지 못하고 덜컥거림이 발생되는 현상을 피할 수 없게된다. 위와 같은 방법을 이용하는 경우 해상도를 높인다 하더라도 크로스 칼라, 도트 방해, 라인 플리커, 라인 클로링(line crawling) 등의 문제가 화면상에 그대로 느껴지게 된다. 이러한 전광판과 관련한 종래기술은 특허공고 95-13859, 94-5932, 94-4397, 83-2594, 83-2595호의 특허공보를 보면 보다 더 자세히 알 수 있다.

본 발명의 목적은 변화가 빠르게 일어나는 동화상의 경우에도 덜컥거림이 발생되지 않으며 해상도가 월등히 뛰어난 동영상을 표출할 수 있도록 해주는 배속 컨버터를 이용한 순차주사방식의 고해상도 풀칼라 전광판 시스템을 제공하는 데 있다.

도1은 본 발명에 따른 배속 컨버터를 이용한 순차주사방식 전광판 시스템의연결상태를 설명하기 위한 설명도,

도2는 도1의 메인 컨트롤러와 디스플레이 컨트롤러의 구성을 나타낸 블록도,

도3은 도2 메인 컨트롤러의 시그널 제너레이터의 구성을 나타낸 블록도,

도4는 도2 메인 컨트롤러의 타이밍 제너레이터의 구성을 나타낸 블록도,

도5는 도2 메인 컨트롤러의 프레임 메모리의 구성을 나타낸 블록도,

도6은 도2 메인 컨트롤러의 데이터 컨트롤/라인 드라이버의 구성을 나타낸 블록도,

도7은 도2디스플레이 컨트롤러의 타이밍 제너레이터의 구성을 나타낸 블록도,

도8은 도2 디스플레이 컨트롤러의 필드 메모리의 구성을 나타낸 블록도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

70 : 전광판 72 : 발광체

100 : 메인 컨트롤러 110 : 배속 컨버터

120 : 프리 앰프/A/D컨버터 130 : 시그널 제너레이터

131 : 젠록 제어/선택기 132 : 내부동기신호 발생기

133 : PLL회로 클럭 발생기 134 : 샘플링 O.S.C

135 : 스캔타임신호 발생기 136 : 스캔 기준클럭 O.S.C

137 : 계조제어신호 발생기 138 : 스캔제어신호 발생기

139 : 휘도타이밍신호 발생기 140,210 : 타이밍 제너레이터

141 : 화면위치 선택기 142 : 메모리화소수지정 제어기

143 : 메모리 라이트 어드레스 카운터

144 : 제1선택기 145 : 제 2선택기

146 : 스캔클럭 동기 분주기 147 : 스캔화소수지정 제어기

148 : 메모리리드 어드레스 카운터

150 : 프레임 메모리 151 : 옵션

152, 161, 163, 212, 221, 248 : 버퍼

153a, 153b, 153c : 적, 녹, 청색 램

154, 219 : 디코더 155 : 메모리/스캔선택 제어기

156a, 156b, 156c : 적, 녹, 청색 입력버퍼

156d, 156e, 156f : 적, 녹, 청색 출력제어용 버퍼

160 : 데이터 컨트롤/라인 드라이버

164 : 래치 드라이버 165a, 165b : 전원분리기

166, 167 : 제1, 제2전송드라이버

200 : 디스플레이 컨트롤러 211 : 리시버

213 : 메모리 어드레스 카운터 214 : 스캔 어드레스 카운터

215 : 1/2분주기 216 : 램선택신호 제어기

217 : 시프트 레지스터 타이밍신호 발생기

218 : 계조비교기준신호 카운터 220 : 기준클럭 O.S.C

240 : 필드 메모리 241a : 제1신호조정 선택기

241b : 제2신호조정 선택기 242a, 242b : 제1, 제2램

243a, 243b : 아웃풋 버퍼 244 : 비교기

245 : 색상별 휘도조절타이밍 발생기

246 : 리시버/버퍼 247a,247b : 인풋 버퍼

300 : 발광체 구동수단

본 발명의 목적은 소정의 편집과정을 거친 영상신호를 화상으로 나타내기 위한 전광판 시스템에 있어서, 영상신호를 인가 받아 프레임 단위로 서로 교번 하여 기억, 출력하므로써 순차구사가 가능토록 해주는 적어도 한 쌍의 프레임 메모리를 구비하고 1 프레임의 영상신호를 소정 단위별로 분리하여 출력하는 메인 컨트롤러, 메인 컨트롤러에 연결되고 영상신호를 소정 단위별로 각각 인가 받아 서로 교번 하여 기억, 출력하는 적어도 한 쌍의 필드 메모리를 구비하여 소정의 제어 신호에 따라 소정 단위별로 영상신호를 출력하는 다수의 디스플레이 컨트롤러, 영상신호에 대응하는 화상을 나타내고 매트릭스(matrix) 형태로 조합된 다수의 발광체를 구비하여 구성된 전광판, 메인 컨트롤러, 전광판 등의 구동에 필요한 전원을 공급하는 전원공급수단 및 디스플레이 컨트롤러에 연결되고 디스플레이 컨트롤러에서 인가되는 영상신호에 따라 발광체의 발광정도를 제어하는 발광체 구동수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 배속 컨버터를 이용한 순차주사방식의 전광판 시스템에 의해 달성 가능하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.

도1은 본 발명에 따른 배속 컨버터를 이용한 순차주사방식 전광판 시스템의연결상태를 설명하기 위한 설명도이다.

도1에서 방송센터(11)나 중계위성(12) 등의 방송장치에서 전파를 통해 송출한 영상데이터는 위성안테나(13)나 텔레비전 튜너(14)에서 수신한다. 그 외 다른 영상 데이터로는 시디플레이어(15), 중계차(16), LDP(17), VTR(18), VCR(19), 카메라(20), 카피기(21), CATV(22)와 편집용 컴퓨터(30) 등에서 공급하는 데, 이러한 여러 가지의 영상 데이터는 비디오 입력장치(40)로 입력된다. 여기서 스캐너(32), 마우스(34) 등을 갖는 편집용 컴퓨터(30)는 영상데이터를 직접 공급하기도 하고 계획에 따라 사전에 입력된 각각의 영상 데이터를 반복하여 출력하는 역할을 하기도 한다.

편집용 컴퓨터(30)와 비디오 입력장치(40)에 연결되어 있는 비디오 편집장치(50)는 영상데이터를 편집하는 장치로서 영상표현의 효과기능을 가질 뿐만 아니라 스위쳐 등의 기능을 가진 방송 송출기의 역할을 한다. 이에 의한 영상 데이터는 비디오 출력장치(60)를 통해 전광판(70)으로 보내진다. 여기서 비디오 편집장치(50)에 연결된 프리뷰 모니터(52)는 각각의 영상 데이터의 화면 모니터링용이며 실제 전광판(70)에 표시되는 영상상태를 보여준다. 또한, 비디오 입력장치에 연결된 여러 대의 모니터(42)는 비디오 입력장치로 입력되는 각 영상 데이터를 화면상으로 보여주는 역할을 한다.

일반적으로 전광판(70)은 대중이나 관중의 시선이 잘 띄는 높은 장소에 설치되고 비디오 편집장치(50)는 옥내의 편집실에 설치된다.

비디오 출력장치(60)에는 메인 컨트롤러(100)가 연결되어 있다. 이 메인 컨트롤러(100)는 비디오 출력장치(60)를 거친 영상데이터를 입력받아 전광판(70)과그 주변기기들의 동작을 총괄적으로 제어하므로써 최종적으로 목표 영상을 전광판(70)에 표출할 수 있도록 해주는 역할을 한다. 이 메인 컨트롤러(100)에 전광판(70), 디스플레이 컨트롤러(200), 전원공급수단(80)이 각각 연결되어 있다. 여기서 전광판(70)은 LED 등의 발광체가 매트릭스(matrix) 형태로 배열된 구성으로 이루어져 있으며, 영상 데이터의 표출에 필요한 전원은 전원공급수단(80)을 통해 얻는다. 메인 컨트롤러(100)와 전광판(70) 사이에 다수 설치되어 있는 디스플레이 컨트롤러(200)는 전광판(70)에 설치된 LED 등의 발광체를 소정의 단위(unit)별로 구동하는 역할을 한다. 또한, 메인 컨트롤러(100)에는 컨트롤 컴퓨터(90)가 연결되어 있는 데, 이는 조작자가 메인 컨트롤러(100)의 동작을 조정할 수 있도록 하기 위한 것으로, 경우에 따라서는 원거리에서도 조정할 수 있도록 모뎀(92)을 이용해 온라인으로 여타의 컴퓨터와 연결하여 사용할 수도 있다. 이러한 메인 컨트롤러(100)와 디스플레이 컨트롤러(200)의 구성과 동작은 도2 이하의 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.

도2는 도1의 메인 컨트롤러와 디스플레이 컨트롤러의 구성을 나타낸 블록도 이다.

도2에서 메인 컨트롤러(100)의 배속 컨버터(110)는 고정도 동화면 검출회로와 배속처리부를 내장하여 입력된 비월주사 방식의 신호를 62만 픽셀(pixel)의 화소의 변화도 1픽셀 단위로 검출하여 3차원 Y/C분리 및 주사선 보간(line 보간, field 보간)한 순차주사방식의 데이터로 전환하여 수평해상도를 800본으로 향상시켜 적, 녹, 청색신호와 동기신호(sync.)로 분리하여 출력한다. 경우에 따라서 배속 컨버터(110)는 컨트롤 컴퓨터(90) 등에 내장시킬 수도 있음은 물론이다.

프리 앰프/A/D컨버터(120)에서 프리 앰프는 A/D컨버터로 입력되는 적, 녹,청의 각 영상데이터의 에일리어싱 노이즈를 제거하고 신호의 DC 레벨과 신호의 최대 진폭을 A/D컨버터 규격에 적합하도록 조정해주며, A/D컨버터는 적, 녹, 청으로 분리된 아날로그신호를 8 ∼ 10비트의 디지털신호로 변환해주는 데, 이는 대형 전광판의 표시소자가 텔레비전 브라운관에서와는 다른 LED, 형광램프 등의 발광체이므로 각 신호를 샘플링 하여 디지털 신호로 변환하여야만 영상표출이 가능하기 때문이다.

적, 녹, 청의 영상데이터는 A/D컨버터가 n비트의 분해능을 가질 경우 휘도계소는 각각 2ⁿ단계의 제어가 가능하고 색상 재현 수는 (2ⁿ)³가지이다.

영상신호를 표본화 샘플링 하여 디지털 신호로 변환하여 처리할 때 모든 신호는 영상동기신호에 동기시킨 타이밍 신호에 의해 제어되어야만 화면의 일그러짐이나 떨림이 없는 안정된 화면표출이 이루어지며 이러한 기준신호를 생성시키는 곳이 시그널 제너레이터(130)와 타이밍 제너레이터(140)이다.

시그널 제너레이터(130)는 배속 컨버터(110)에서 출력한 수평동기신호와 수직동기신호를 기준신호로 하여 PLL방식을 이용하여 수평동기주파수의 858배 주파수로 영상데이터를 양자화할 수평동기 신호에 라인록(line lock)한 샘플링 클럭 발생회로와 프레임 메모리에 기억된 화상 데이터를 디스플레이 컨트롤러(200)에 전송할때 필요한 동기 클럭을 발생하는 기본 동기클럭 발생회로를 내장하고 있고, 타이밍제너레이터(140)가 전광판(70) 크기에 따라 유효화면 데이터를 분할한 수 있는 위치선정 정보 데이터를 발생하며, 디스플레이 컨트롤러(200)를 메인 컨트롤러(100)에 동기 시켜 동작할 수 있도록 하는 제어 시그널을 생성하는 일종의 제어신호 발생장치이다.

타이밍 제너레이터(140)는 더블 메모리 제어를 위한 메모리 블록을 선택 제어하는 타이밍신호 발생회로와 선택회로를 보유하고, 화상 프레임 메모리(150)의 어드레스(address)신호와 래치(latch)신호를 발생시켜 프리 앰프/A/D컨버터(120)에서 변환된 디지털 영상 데이터가 순차적으로 프레임 메모리(150)에 기억되도록 해주며 기억된 데이터를 디스플레이 컨트롤러(200)에 전송 기록하기 위한 리드 어드레스와 전송 동기클럭을 생성하여준다.

한 쌍의 프레임 메모리(150)는 초당 60프레임인 배속컨버터(110)의 순차주사영상데이터를 받아 프리 앰프/A/D컨버터(120)가 출력한 적, 녹, 청색의 디지털 영상데이터를 타이밍 제너레이터(140)의 제어신호에 동기되어 프레임 단위로 기억 및출력하는 장치로서 더블 메모리 방식을 채택하여 배속 컨버터(110)의 순차주사 방식의 영상신호가 일측의 프레임 메모리(150)에 기억되는 동안 다른 프레임 메모리(150)에서는 기억되어 있던 영상 데이터가 출력되도록 하여 순차주사방식의 완전한 화면표출이 가능토록 해주는 역할을 한다.

데이터 컨트롤(data control)/라인 드라이버(line driver)(160)는 메인 컨트롤러(100)의 최종 출력단에 해당하며 프레임 메모리(150)로부터 디스플레이 컨트롤러(200)로 전송되는 각 색별 영상데이터를 전광판 소자의 발광특성에 맞게 디지털 감마보정을 한 후 옵토 커플러로 신호를 전원 분리한 후 단위별 모듈로 구성된 전광판(70)의 단위별로 신호를 전송한다.

실제 영상을 표출하는 전광판(70)은 표시 픽셀 화소를 이루는 발광체(72)의매트릭스로 구성되어 있으며, 이는 디스플레이 컨트롤러(200)를 통해 작동된다.

동화상의 영상 데이터는 그 양이 많으므로 메인 컨트롤러(100)에서 전광판(70) 전체에 대한 주사(scanning)를 할 수 없다. 이에 따라 메인 컨트롤러(100)는 1프레임 단위의 영상 데이터를 해당 유니트의 단위별 데이터로 분리하여 1수직동기기간 내에 해당 표시 유니트(unit)의 다수의 디스플레이 컨트롤러(200)에 각각 보내주면, 각 디스플레이 컨트롤러(200)는 메인 컨트롤러(100)로부터의 제어신호와 자신이 표출할 영상 데이터만을 선택하여 입력받아 적어도 한 쌍의 필드 메모리(240)를 통해 번갈아 기억 또는 표출하게 되고 제어신호에 따라 영상 데이터 값을 각각의 화소 즉, 발광체에 지정된 밝기로 발광 정도를 조정하여 각각 주사하며, 타이밍 제너레이터(210)는 이에 필요한 클럭 및 어드레스 신호를 발생하여 필드 메모리(240)에 기억시키거나 발광체 구동수단(300)을 통해 주사하여 영상 데이터가 전광판(70)에 표출되도록 한다. 미설명 부호 170은 휘도조절신호를 발생하는 MPU이고, 180은 프리뷰 모니터이다.

도3은 도2 메인 컨트롤러의 시그널 제너레이터의 구성을 나타낸 블록도 이다.

도3에는 시그널 제너레이터(130)가 도시되어 있다. 이 시그널 제너레이터(130)에서 젠록제어/선택기(131)는 수평, 수직동기신호를 출력하여 타이밍 제너레이터(140)에 제공하며 배속 컨버터(110)로부터 출력되는 동기신호와 내부동기신호발생기(132)의 동기신호에 젠록 기능을 부가하여 위상동기시켜 배속 컨버터(110)로부터 출력이 없을 때에도 내부 동기신호 발생기(132)에 의하여 전광판(70)의 주사가 이루어지도록 하여 전광판(70)의 자체 톄스트 등의 기능이 가능하도록 해준다.

PLL회로 클럭발생기(133)는 샘플링 클럭 O.S.C(134)에서 발생한 수평동기 주파수의 858배가 되는 기준 클럭을 입력받아 라인 록 클럭(line lock clock) 즉, 수평동기신호에 위상 동기(phase lock)된 도트 클럭을 발생시켜 A/D컨버터의 샘플링클럭 및 타이밍 제너레이터(140)의 도트 클럭으로 제공한다. 스캔 타임 신호발생기(135)는 스캔제어 기준클럭 O.S.C(136)의 출력으로 영상신호의 수평, 수직동기를 이용하여 메인 컨트롤러(100)와 디스플레이 컨트롤러(200)의 타이밍이 어긋나지 않고 동기되어 동작하도록 필요한 시퀀스 타이밍을 출력한다.

계조제어 신호발생기(137)는 스캔타임 신호발생기(135)의 기준 타이밍 신호를 이용하여 계조제어신호를 생성시켜 디스플레이 컨트롤러(200)에 제공한다. 즉, A/D컨버터의 분해능이 n일 경우 수직동기를 2ⁿ으로 나누어 1/ 2ⁿ의 타이밍을 1 계조 타이밍으로 한 기준신호를 발생시킨다.

스캔제어신호 발생기(138)는 소스 영상신호의 수직동기신호에 동기한 스캔타임 신호발생기(135)로부터 동기신호를 제공받아 교대로 영상 데이터를 기억 및 출력하는 디스플레이 컨트롤러(200)의 필드 메모리(240)의 입출력에 맞추어 메인 컨트롤러(100)의 데이터 전송의 타이밍을 정확히 맞추도록 해주는 기준 타이밍 신호, 즉 전광판 유니트 제어신호를 생성하여 제공한다.

휘도 타이밍 신호발생기(139)는 계조제어 신호발생기(137)의 계조제어신호와 스캔제어 신호 발생기(138)의 제어타임신호를 입력받아 MPU(17O)로부터 지정된 휘도 레벨 지정 값에 따라 적정 휘도 타이밍을 생성시켜 디스플레이 컨트롤러(200)에 제공한다. 이 때 휘도 타이밍은 1계조 타이밍을 32등분으로 타임 분할하여 1/32을 휘도 1의 타이밍으로 출력하며 매 계조 기본 타이밍에 휘도 타이밍이 엔드 게이트(and gate) 되게 된다.

도4는 도2 메인 컨트롤러의 타이밍 제너레이터의 구성을 나타낸 블록도 이다.

도4에는 메인 컨트롤러(100)의 타이밍 제너레이터(140)가 도시되어 있다. 이 타이밍 제너레이터(140)에서 화면 위치 선택기(141)는 영상데이터의 유효 화면분 중 전광판(70)의 도트 사이즈에 따라 표출하고자 하는 화면의 영상이 위치한 부분의 시작점의 좌표를 수직 및 수평으로 도트 클럭과 동기 시켜 정확히 선정하고 선정된 좌표점의 타임 펄스를 메모리 화소수 제정제어기(142)에 제공한다.

메모리 화소수 지정제어기(142)는 영상의 시작점 좌표의 타임 펄스를 기점으로 수평 및 수직으로 전광판(70)의 도트 수와 일치하는 어드레스가 카운터 되도록메모리 라이트 어드레스 카운터(memory write address counter, 143)를 제어하고 메모리 라이트(write) 펄스를 어드레스와 동기 출력한다. 또한, 수직동기 주파수의 1/2분주 펄스인 제1, 제2선택기(144, 145)의 출력 어드레스를 선택하는 신호를 출력하여 제1선택기(144)에는 SEL신호가, 제2선택기(145)에는 인버트된 SEL신호가 공급되도록 하여 교대로 다른 어드레스가 출력되게 한다.

스캔클럭 동기 분주기(146)는 한 수직동기기간내에 전광판의 분할 지정된 블록의 도트 수에 상당하는 양의 데이터를 전송할 수 있는 주파수로 도트 클럭을 동기 분주하여 스캔 화소수 지정 제어기(147)에 공급한다.

스캔 화소수 지정 제어기(147)는 한 수직동기기간내에 전광판의 분할 지정된 블록의 도트 수와 일치하도록 메모리 리드 어드레스 카운터(memory read address counter, 148)를 제어하므로써 초당 60프레임의 표출이 가능하게 하고 카운트된 어드레스 수와 일치하는 일련의 동기 스캔 클럭을 발생시켜 최종 출력되는 데이터의 지연시간(delay time)에 맞게 위상 조정하여 디스플레이 컨트롤러(200)에 제공한다.

제1선택기(144)와 제2선택기(145)에는 각각 라이트(write) 즉, 메모리 어드레스와 리드(read) 즉, 스캔 어드레스가 동시에 입력되며 선택신호 SEL이 제1선택기(144)에, 제2선택기(145)에는 인버트된 신호 SEL가 인가되어 제1, 제2선택기(144, 145)에서의 출력은 양쪽 어드레스를 서로 교대하여 출력하게 되므로 한 수직동기기간내에서 메모리 및 스캔을 동시에 수행하는 더블 메모리 스캔방식을 성공적으로 수행할 수 있도록 해준다.

도5는 도2 메인 컨트롤러의 프레임 메모리의 구성을 나타낸 블록도 이다.

도5에는 메인 컨트롤러(100)의 프레임 메모리(150)가 도시되어 있다. 이 프레임 메모리(150)는 더블 메모리로 구성되며, 2개의 채널 구분은 SEL신호를 선택하는 옵션(151)의 선택위치 따라 구분되며 출력 데이터 버스는 공통으로 연결된다. 프레임 메모리(150)는 적, 녹, 청 1조의 메모리가 수평주사선 64개, 수평칼라 화소 720개까지의 데이터 데이터를 기억할 수 있는 용량을 가지며, 이에 따라서 전광판의 도트 수에 따라 메모리 램의 수를 임의로 가변 조정하여 사용하면 된다.

타이밍 제너레이터(140)로부터 입력된 어드레스 신호는 버퍼(152)를 거친 다음 램 용량에 상응하는 하위 어드레스는 각 적, 녹, 청색 램(153a, 153b, 153c)에공통 버스로 보내지고 나머지 상위 어드레스는 각 해당 메모리 군을 선택하기 위하여 디코더(154)에서 복호화 되어 메모리/스캔 선택 제어기(155)로 보내진다. 메모리/스캔 선택 제어기(155)는 해당 채널의 램의 라이트 혹은 리드를 제어하는 제어신호를 발생하는 회로이다. 여기에서 라이트(write)시 R/W신호는 입력된 R/W신호와 동일한 타이밍으로 출력되고, 칩셀렉터신호 CS는 적, 녹, 청색 램(153a, 153b, 153c) 각각을 제어하는 신호로 공급되며 디코더(154)를 통해 복원된 동일 타임 신호가 3개의 CS입력에 따라 동시에 출력되며, 3스테이트(state) 버퍼의 인에이블(enable)신호(OE)는 적, 녹, 청 선택신호(OE)가 공히 로우(LOW)상태가 될 때 발생되고 이에 따라 각 색의 입력버퍼(156a, 156b, 156c)는 인에이블 되며 적, 녹, 청색 램(153a, 153b, 153c)에 데이터가 입력되게 된다.

리드(read) 시에는 라이트(write) 때와 달리 적, 녹, 청의 각 출력 영상 데이터를 일련의 순서에 따라 전송하게 되며 R/W신호는 하이(high)상태로 되고 칩셀렉터신호(CS)는 전송하고자 하는 데이터 량이 모두 출력되는 동안 적, 녹, 청의 순으로 디코더된 신호가 순차적으로 로우(low)상태를 유지하며 같은 타이밍으로 3스테이트 버퍼의 출력 인에이블신호 (OE)도 순차적으로 하이상태가 되며 인버터를 거쳐 로우로 전환되어 각 색의 출력 제어용 버퍼(156d, 156e, 156f)에 입력되어 적, 녹, 청 데이터 순으로 출력 데이터 버스에 출력되게 된다.

이 때 다른 채널의 프레임 메모리(150)에서는 SEL신호가 역위상 상태이므로 데이터의 충돌 없이 메모리와 스캔동작이 서로 교번 하면서 이루어져 더블 메모리스캔의 이상적인 동작이 이루어지게 된다.

도6은 도2 메인 컨트롤러의 데이터 컨트롤/라인 드라이버의 구성을 나타낸 블록도 이다.

도6에는 메인 컨트롤러(100)의 데이터 컨트롤/라인 드라이버(160)가 도시되어 있다. 도6에 나타낸 바와 같은 데이터 컨트롤/ 라인 드라이버(160)는 메인 컨트롤러(100)의 각종 신호를 디스플레이 컨트롤러에 전송하여주는 역할을 한다. 이데이터 컨트롤/라인 드라이버(160)에서 프레임 메모리(150)로부터 입력되는 데이터는 버퍼(161)를 통해 데이터 커브 변환기(162)에 입력되며 데이터 커브 변환기(162)는 입력된 스캐닝 데이터를 인체의 시감도와 표시소자의 감마특성에 맞춘 디지털 감마변환 표준데이터와 비교하여 변환, 출력하며 다른 버퍼(163)를 통해 입력되는 5비트로 구성된 커브 선택 신호에 의해 32개의 표준 커브 중 주변환경이나 표출영상에 따라 어느 한 개의 커브를 선택하여 감마 변환하고 래치 드라이버(164)를 거쳐 스캔 도트 클럭에 동기 시켜 전원분리기(165)에 제공한다.

전원 분리기(165a, 165b)는 고속의 옵토 커플러를 이용하여 메인 컨트롤러(100)의 전원시스템과 디스플레이 컨트롤러(200) 및 전광판의 전원시스템을 완전분리하여 외부의 장애요인에 의한 시스템의 오동작을 방지하여 안정된 동작을 하게 하는 역할을 하며, 분리된 데이터는 제1전송드라이버(166)와 제2전송드라이버(167)의 버스를 통하여 공통으로 디스플레이 컨트롤러(200)에 공급된다. 또한, 제1전송드라이버(166)와 제2전송드라이버(167)는 상호 백업기능을 가지며 채널 선택신호에 의하여 지정된 전송 드라이버(166 또는 167)가 동작하고 나머지 하나의 전송 드라이버(167 또는 166)는 출력이 하이 임피던스 상태로 된다.

이렇게 메인 컨트롤러(100)에서 변환된 각종 제어신호 및 영상 데이터는 전광판(70)의 화면표출에 이용되는 데, 전광판(70)은 각 블록의 단위별로 나뉘어진다수의 디스플레이 컨트롤러(200)와 발광체(72) 및 발광체구동수단(300)으로 구성된 다수의 모듈 유니트의 조합으로 전체 화면을 구성하게 된다.

도7은 도2 디스플레이 컨트롤러의 타이밍 제너레이터의 구성을 나타낸 블록도 이다.

도7에는 디스플레이 컨트롤러(200)의 타이밍 제너레이터(210)가 도시되어있다. 도7에서 메인 컨트롤러로(100)부터 전송된 영상 데이터, 표시유니트 제어신호 및 스캔도트 클럭신호 등을 리시버(receiver, 211)를 통해 입력받아 스캔도트 클럭(WP)과 카운트 리세트신호(RE)에 동기하여 버퍼(212)를 거쳐 전송되어온 영상데이터를 기억하기 위한 메모리 어드레스 카운터(213)와 기억된 영상 데이터를 표출하기 위한 스캔 어드레스 카운터(214)에서 각각의 어드레스를 생성하여 필드 메모리(240)의 램을 엑세스(access)하게 된다.

1/2분주기(215)는 수직동기 신호에 동기한 60Hz의 카운트 리세트신호(RE)펄스를 1/2분주한 30Hz의 온/오프 펄스를 발생하여 더블 메모리 스캔 구조로 구성된 필드 메모리(240)의 선택기(241a,241b)를 제어하는 채널 선택신호를 출력한다.

램선택신호 제어기(216)는 램의 라이트/리드(write/read)를 제어하는 타이밍 신호군을 생성하고 필드 메모리(240)의 더블 스캐닝을 제어하는 선택신호(OE)를 만들어 내고, 시프트 레지스터 타이밍 신호발생기(217)는 필드 메모리(240)로부터 출력되는 표출화상 데이터와 동기된 발광체 구동수단(300)내의 시프트 레지스터 입력신호인 스트로브(strobe), 시프트 클럭을 생성시킨다.

계조비교기준신호 카운터(218)는 영상 데이터의 비트 수와 동일한 비트 수의 BCD카운트를 스캔 어드레스에 동기하여 출력한다. 영상 표출 비디오 디스플레이전광판의 핵심인 계조제어는 수직동기 신호와 타이밍신호인 60Hz의 LD 펄스 기간내에 영상데이터 비트 수 n의 경우 2ⁿ회 스캔 어드레스 카운터(214)가 카운팅을 반복하게 되고 매 카운팅 종료와 동기하여 계조비교기준신호 카운터(218)가 업 카운팅을 하게 되며 그 출력이 화상 데이터와 비트대 비트(bit to bit)로 크기가 비교되어 카운트 출력과 화상 데이터 값이 동일 값이 될 때까지 각 화소의 출력은 온상태를 유지하는 형태로 이루어지게 된다. 미설명 부호 219는 디코더, 220은 기준 클록 0.S.C, 221은 계소기준 데이터의 임시저장 버퍼이다.

도8은 도2 디스플레이 컨트롤러의 필드 메모리의 구성을 나타낸 블록도 이다.

도8에는 디스플레이 컨트롤러(200)의 필드 메모리(240)가 도시되어 있다. 도8에 나타낸 필드 메모리(240)는 더블 메모리 스캐닝 구조로 2개의 동일한 형태의 채덜을 구성하고 있어, 한쪽의 채널이 스캐닝하고 있을 때 다른 쪽의 채널은 기억하는 식으로 교번으로 작동하므로 연속적인 영상표출이 가능하고 3 스테이트 버퍼의 아웃풋 인에이블(out put enable, OE)의 기능을 이용하여 제어신호의 역위상제어로 데이터 충돌을 방지하게 된다.

제1신호조정 선택기(241a)와 제2신호조정 선택기(241b)는 타이밍 제너레이터(210)의 램선택신호 제어기(216)에서의 입력신호에 따라 영상 데이터를 선택된 제1램(242a) 또는 제2램(242b)으로 입력하고, 이는 아웃픗 버퍼(243a, 243b)를 거쳐 비교기(244)로 보내진다.

비교기(244)는 제1, 제2램(242a, 242b)으로부터 최종 출력되는 영상 데이터와 타이밍 제너레이터(210)로부터 입력된 계조기준 데이터의 크기를 비교하여 두데이터가 일치할 때까지 매 계조의 스캐닝마다 온 상태를 유지하게 된다.

색상별 휘도조절타이밍 발생기(245)는 메인 컨트롤러(100)의 적, 녹, 청색의 휘도 타이밍 신호를 입력받아 내부의 미세조정 타이머를 동기 작동시켜 전체 전광판의 휘도 조정은 물론 해당 유니트별 각 색의 미세 휘도조정도 가능하게 해준다.

한편, 계조기준 데이터는 리시버/버퍼(246)와 그 외의 인풋 버퍼(247a, 247b) 등을 거쳐 제1, 제2램(242a, 242b)과 비교기(244)로 각각 보내진다. 필드메모리(200)에서의 모든 영상 데이터와 각종 제어신호는 버퍼(248)를 통해 발광체구동수단(300)으로 보내지고, 발광체 구동수단(300)은 이를 이용하여 전광판(70)을 구성하는 LED 등 각각의 적, 녹, 청색의 발광체(72)들을 정해진 시간에 필요한 만큼 발광시키므로써 원하는 동화상이 전광판(70) 표출되게 한다.

이상의 설명에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명에 따른 전광판 시스템은 더블 메모리 방식을 채택하여 순차주사를 수행할 수 있도록 하고 초당 60프레임의 화면표출을 하도록 하므로써 기존의 전광판에서보다 약 4배의 해상도는 갖는 화면을 전광판에서 실현할 수 있도록 해준다. 이에 따라 대형 전광판에서도 영상 데이터의 손실을 최소화하여 고해상도의 선명한 화질과 부드럽고 미려한 화면을 얻을 수있도록 해주고 빠른 변화가 일어나는 동화상에서도 영상의 덜컥거림이 최소화된다.

Claims

소정의 편집과정을 거친 영상신호를 화상으로 나타내기 위한 전광판 시스템에 있어서, 상기 영상신호를 인가 받아 프레임 단위로 서로 교번 하여 기억, 출력하므로써 순차주사가 가능토록 해주는 적어도 한 쌍의 프레임 메모리를 구비하고 1 프레임의 영상신호를 소정 단위별로 분리하여 출력하는 메인 컨트롤러: 상기 메인 컨트롤러에 연결되고 상기 영상신호를 소정 단위별로 각각 인가받아 서로 교번 하여 기억, 출력하는 적어도 한 쌍의 필드 메모리를 구비하여 소정의 제어 신호에 따라 소정 단위별로 상기 영상신호를 출력하는 다수의 디스플레이 컨트롤러; 상기 영상신호에 대응하는 화상을 나타내고 매트릭스 형태로 조합된 다수의 발광체를 구비하여 구성된 전광판; 상기 메인 컨트롤러, 전광판 등의 구동에 필요한 전원을 공급하는 전원공급수단; 및 상기 디스플레이 컨트롤러에 연결되고 상기 디스플레이 컨트롤러에서 인가되는 영상신호에 따라 상기 발광체의 발광정도를 제어하는 발광체 구동수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 배속 컨버터를 이용한 순차주사방식 전광판 시스템.
제1항에 있어서, 상기 메인 컨트롤러는 고정도 동화면 검출회로와 배속처리부를 내장하여 입력된 비월주사 방식의 신호의 변화를 화소단위로 검출하여 3차원 Y/C분리, 주사선보간한 순차주사방식의 신호로 전환하여 수평해상도를 향상시키고적, 녹, 청색 신호와 수평, 수직동기신호로 분리하여 출력하는 배속 컨버터와, 상기 배속 컨버터에 연결되고 상기 적, 녹, 청색의 각 영상신호의 에일리어싱 노어즈를 제거하고 신호의 DC 레벨과 신호의 최대 진폭을 조정하는 프리 앰프와, 상기 적, 녹, 청색으로 분리된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 상기 한 쌍의 프레임 메모리로 인가하여 주는 A/D 컨버터와, 상기 수평, 수직동기신호를 기준신호로 양자화할 수평동기신호에 라인록한 샘플링 클럭 발생회로와 상기 프레임 메모리에 기억된 화상 데이터를 상기 디스플레이 컨트롤러에 전송할 기본 동기클럭 발생회로 구비하고 소장의 제어신호를 발생하는 시그널 제너레이터와, 상기 프레임 메모리 제어를 위한 소정의 타이밍신호 발생회로와 선택회로를 구비하고 상기 프레임 메모리의 어드레스 신호와 래치신호를 발생시켜 상기 A/D 컨버터에서 변환된 디지털 색신호가 순차적으로 상기 프레임 메모리에 기억되도록 해주며 기억된 디지털 색신호를 상기 디스플레이 컨트롤러에 전송 기록하기 위한 리드 어드레스와 전송동기 클럭을 생성하여 주는 타어밍 제너레이터와, 상기 프레임 메모리로부터 상기 디스플레이 컨트롤러로 전송되는 상기 적, 녹, 청색 신호를 상기 발광체의 특성에 맞게 디지털 감마보정을 한 후 옵토 커플러로 신호를 전원 분리한 후 모듈로 구성된 전광판의 블록별로 신호를 분리시켜 전송하는 데이터 컨트롤/라인 드라이버를 구비하는 것을 특징으로 하는 배속 컨버터를 이용한 순차주사방식 전광판 시스템.
제2항에 있어서, 상기 시그널 제너레이터는 수평, 수직 동기신호를 출력하여 상기 타이밍 제너레이터에 제공하며 배속 컨버터로부터 출력되는 동기신호와 내부 동기신호발생기의 동기신호에 젠록기능을 부가하여 위상동기시켜 상기 배속 컨버터로부터 출력이 없을 때에도 내부 동기신호발생기에 의하여 상기 전광판의 주사가 이루어지도록 하여 전광판의 자체 테스트 등을 가능케 하여주는 젠록 제어 선택기와, 샘플링클럭 O.S.C에서 발생한 수평동기 주파수의 858배가 되는 기준 클럭을 입력받아 라인 록 클럭, 즉 수평동기 신호에 위상 동기된 도트 클럭을 발생시켜 상기 A/D 컨버터의 샘플링 클럭 및 상기 타이밍 제너레이터(54)의 도트 클럭으로 제공하는 PLL회로 클럭발생기와, 스캔제어 기준클럭 O.S.C의 클럭으로 상기 영상신호의 수평, 수직동기신호를 이용하여 상기 메인 컨트롤러와 상기 디스플레이 컨트롤러의 타이밍이 서로 어긋나지 않고 동기되어 동작하도록 필요한 시퀀스 타이밍을 출력하는 스캔타임신호 발생기와, 상기 스캔타임신호 발생기의 기준 타이밍 신호를 이용하여 계조제어신호를 생성시켜 상기 디스플레이 컨트롤러에 제공하는 계조제어신호 발생기와, 상기 영상신호의 수직동기신호에 동기한 스캔타임신호 발생기로부터 동기신호를 제공받아 상기 메인 컨트롤러의 데이터 전송의 타이밍을 상기 디스플레이 컨트롤러의 필드 메모리의 입출력에 정확히 맞출 수 있도록 전광판 제어신호를 생성하는 스캔제어신호 발생기 및 상기 계조제어신호 발생기의 계조제어신호와 스캔제어신호 발생기의 전광판 제어신호를 입력받아 소정의 휘도 레벨 지정 값에 따라 적정 휘도 타이밍을 생성시켜 상기 디스플레이 컨트롤러로 제공하는 휘도 타이밍신호 발생기를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 배속 컨버터를 이용한 순차주사방식 전광판 시스템.
제2항에 있어서, 상기 타이밍 제너레이터는 상기 영상신호의 유효 화면분중 상기 전광판의 도트 사이즈에 따라 표출하고자 하는 화면의 영상이 위치한 부분의 시작점의 좌표를 수직과 수평으로 도트클럭과 동기시켜 선정하고 선정된 좌표점의 타임 펄스를 출력하는 화면 선택기와, 상기 영상의 시작점 좌표의 타임 펄스를 기점으로 수평과 수직으로 상기 전광판의 도트 수와 일치하는 어드레스가 카운터 되도록 어드레스 카운터를 제어하고 메모리 라이트 펄스를 어드레스와 동기 출력하며 수직동기 주파수의 1/2분주 펄스인 제1, 제2선택기의 출력 어드레스를 선택하는 신호를 출력하여 상기 제1선택기로는 SEL신호가 제2선택기로는 인버트된 SEL신호가 각각 공급되도록 하여 교대로 다른 어드레스가 출력되게 하는 메모리 화소수 지정제어기와, 한 수직동기기간내에 전광판의 분할 지정된 블록의 도트 수에 상당하는 량의 데이터를 전송할 수 있는 주파수로 도트 클럭을 동기 분주하여 스캔화소수 지정 제어기로 공급하는 스캔클럭 동기 분주기와, 한 수직동기기간내에 전광판의 분할 지정된 블록의 도트 수와 일치하도록 어드레스 카운트를 제어하므로써 초당 60프레임의 표출이 가능하게 하고 카운트된 어드레스 수와 일치하는 일련의 동기 스캔 클럭을 발생시켜 최종 출력되는 데이터의 지연시간에 맞게 위상 조정하여 상기 디스플레이 컨트롤러로 제공하는 스캔 화소수 지정 제어기를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 배속 컨버터를 이용한 순차주사방식 전광판 시스템.
제1항에 있어서, 상기 디스플레이 컨트롤러는 상기 메인 컨트롤러로부터 출력되는 표시유니트 제어신호와 스캔도트 클럭신호가 입력되는 리시버와, 리시버에 연결된 버퍼와, 스캔도트 클럭(WP)과 카운트 리세트신호(RE)에 동기하여 전송되어온 화상 데이터를 메모리하기 위한 메모리 어드레스 카운터와, 메모리된 화상데이터를 표출하기 위한 스캔어드레스 카운터와, 수직동기신호에 동기한 60Hz의 카운트리세트신호(RE) 펄스를 1/2분주한 30Hz의 ON/OFF 펄스를 발생하여 더블 메모리 스캔 구조로 구성된 상기 필드 메모리의 선택기를 제어하기 위한 채널 선택신호를 출력하는 1/2분주기와, 상기 필드 메모리 램의 라이트/리드를 제어하는 타이밍 신호군을 생성하고 상기 필드 메모리의 더블 스캐닝을 제어하는 선택신호(OE)를 만들어 내는 램선택신호 제어기와, 상기 필드 메모리로부터 출력되는 표출화상 데이터와 동기된 상기 발광체 구동수단내의 시프트 레지스터 입력 신호인 스트로브와 시프트 클럭을 생성시키는 시프트 레지스터 타이밍신호발생기와, 화상 데이터의 비트 수와 동일한 비트 수의 BCD 카운트 출력을 스캔 어드레스에 동기하여 출력하는 계조 비교 기준신호 카운터를 구비하는 구성으로 이루어져 있고, 상기 필드 메모리는 한 쌍의 램과, 이 램으로부터 최종 출력되는 화상 데이터와 상기 타이밍 제너레이터로부터 입력된 계조기준 데이터의 크기를 비교하여 두 데이터가 일치할 때까지 매 계조의 스캐닝마다 온 상태를 유지하게 하는 비교기와, 상기 메인 컨트롤러의 적, 녹, 청색의 휘도 타이밍 신호를 입력받아 내부의 미세조정 타이머를 동기 작동시켜 전체 전광판의 휘도 조정은 물론 해당 단위별 각 칼라의 미세 휘도조정도 가능케 하여주는 색상별 휘도조절타이밍 발생기와, 다수의 버퍼와, 한 쌍의 신호조정 선택기를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 배속 컨버터를 이용한 순차주사방식 전광판 시스템.