KR200366270Y1 - 이중으로 구성된 발광다이오드 화소 모듈 장치 - Google Patents

이중으로 구성된 발광다이오드 화소 모듈 장치 Download PDF

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Abstract

본 고안은 전광판으로 사용되는 발광다이오드 화소 모듈 한 개에 있어서 제 1 화소 모듈과 제 2 화소 모듈을 겹쳐지게 포함하는, 이중으로 구성된 발광다이오드 화소 모듈 장치에 관한 것이다.
이중으로 구성되는 화소 모듈의 매트릭스 상태의 일 예로, 기존 모듈은 n x n 개의 정해진 화소로만 화면이 구성되는데 비해, 본 고안은 모듈의 화소수가 (n+α) x (n+β)의 형태로 구성되어지는 모듈을 제공한다.
본 고안에 따라 α, β의 선택적 추가로써, 기존 n ×n의 화면 표출 중에 α×β에 의한 별도의 화면을 동시에 표출시킴으로 다양한 시각적 효과를 구현 할 수 있다.

Description

이중으로 구성된 발광다이오드 화소 모듈 장치 {Dual LED Pixel Module}
본 고안은 발광다이오드(LED) 전광판 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전광판으로 사용되는 발광다이오드 화소 모듈에 있어서 제 1 화소 모듈과 제 2 화소 모듈을 겹쳐지게 포함하는, 이중으로 구성된 발광다이오드 화소 모듈 장치에 관한 것이다.
일반적으로 발광다이오드 전광판 시스템은 크게, 발광다이오드 화소 모듈과, 전광판 제어 회로부와, 모듈 구동 회로부, 및 전원부로 구성된다. 또, 화소 모듈에 사용되는 반도체 소자인 발광다이오드(Light Emitting Diode)는 현재 적색, 녹색, 청색, 황색 등 다양한 색상으로 있다.
전광판 제어 장치는 전광판의 전체적인 동작을 제어하는 역할을 하는데, 보통은 전광판에 출력할 내용에 관한 데이터와 프로그램을 저장할 수 있으며, 상기 프로그램을 실행하는 중앙처리장치(CPU)를 포함한다.
발광다이오드 화소 모듈을 구동하는 구동 회로부는, 전광판 제어부 로부터 받은 화상 신호를 LED 화소 모듈의 특성에 적합하도록 변환하여, 신호를 배분 전달하는 역할을 한다. 보통 디코더와 증폭기를 포함한다.
LED 화소 모듈의 일반적인 규격은 16 x 16 화소이며, 필요에 따라 복수 개의 패널 모듈을 연결하여 전광판을 구성한다.
한국 특허등록번호 제 10-0236453호(우선일은 1994년 10월 25일, 일본)에 개시된 '스크롤 디스플레이 방법 및 시스템'이 도 1에 도시되어 있다.
구동 회로에는 16 비트 쉬프트 레지스터 및 래치 드라이버를 통합시킬 수 있다. 각 구동회로에 대해서, 80 비트(16 ×5 비트)의 쉬프트 레지스터(SRi)가 취부된다. 쉬프트 레지스터(SRi)의 입력 터미널은 중앙제어장치(2)의 이미지 메모리의 데이타 출력단에 연결된다.
전체 데이타 전송 시스템은, 중앙제어장치(2)에 있는 타이밍 클록 발생기 회로로부터의 클록과 동기되어 작동한다. 중앙제어장치(2)는 이미지 메모리로부터 각 발광셀의 열 데이타를 직렬로 독출하여 연속적으로 직렬로 연결된 쉬프트 레지스터(SRi)에 입력한다.
일반적으로, 16 x 16 도트로 구성된 비트맵 유형의 문자 스트링 데이터를 순차적으로 생성하는데, 횡방향으로 스크롤링하는 경우, 동시에 디스플레이될 문자들의 수를 증가시키기 위해서는 횡방향으로 디스플레이 패널 또는 도트 수를 증가시키는 것이 필요하였다.
이점을 개선한 상기 특허권의 특징은, 발광셀 어레이 세그먼트들은 스트립형 물리부의 서로 다른 위치에서 서로 상이한 일정한 간격을 두고 실질상 병렬관계로 배열하는 것이다. 하나의 발광셀 어레이 세그멘트에 의해 디스플레이될 화소에 상당하는 m 도트 열 데이터에 의해 제 1 발광셀 어레이 세그멘트를 구동하는 것으로부터, 동일한 m 도트 열 데이터에 의해 제 2 발광셀 어레이 세그멘트를 구동하는데 요구되는 시간은, 제 1 및 제 2 발광셀 어레이 세그멘트 사이의 간격에 비례하도록 제어되는 것에 있다.
다른 선출원 기술로서, 한국 실용신안출원번호 제 20-2004-0040063호는, '듀얼 모듈 LED 전광판'에 관한 것인데, 이것은 횡으로 이중 이상 연결되는 화소 패널의 후면에 LED 픽셀의 구동 회로 모듈 외에 전광판 제어 모듈과 전원 모듈의 장착이 가능하도록 구성하여, 전광판의 규격화를 용이하게 하는 것에 관한 것이다. 이런 경우에도, 복수 개의 발광 셀들이 규칙적인 간격을 두고 2차원으로 배열(array)된 도트 매트릭스 형태의 디스플레이 패널이 기본이 된다.
전광판으로서의 표시 기능을 높이기 위한 종래의 기술로는, 한국 실용신안등록번호 제 20-0192842 호(1998년 7월 출원)의 '회전 전광판'이 있다. 이것은, 디스플레이 아암에 LED를 설치하여 메인보드에 저장된 제어프로그램으로 LED를 순차적으로 제어시키며, 디스플레이 아암의 중심부에 모터를 장착하고, 그 모터축을 받침대의 고정축에 결합된 회전수단을 구바한 다음, 메인보드는 고정축의 중공부를 통해 전원에 연결되고, 모터는 회전접소촉단자를 통해 전원이 연결되어, 시각잔상 효과로 문자 및 도형을 표시할 수 있게 한 것을 특징으로 한 것이다.
또 다른 기술로는, 한국 특허출원번호 제 10-1996-0046579호(심사청구 안 함.)의 '발광소자 디스플레이 장치'가 있다. 공통적인 구성요소로서 중앙처리부와, 발광소자 표시부와, 구동 회로부를 포함하며, 상기 발광소자의 발광표시 시간을 조절하여 소정시간 동안의 그 평균휘도레벨에 의해 모듈 자체의 휘도가 조절되도록, 소정주기 동안 표시 데이터가 상기 구동 회로부에 출력되는 시간을 제어하는 모듈휘도 조정부, 및 상기 발광소자의 전체 표시 휘도레벨이 외부조도 변화에 대응하여 조절되도록 하는 외부조도 감시부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
발광다이오드 자체의 개발 기술도 제안되었는데, 한국 특허출원번호 제 10-1998-7010212호(국제공개번호 WO 1997/48134호)의 '발광다이오드를 일체화 한 일루미네이터 조립체'가 있다. 이것은, 모든 LED가 통전될 때, 제 1 인지된 색상(예로, 청-녹색)을 나타내고, LED 중 적어도 하나로부터 투사되는 조명이 상기 제 1 인지된 색상과구별되는 제 2 인지된 색상(예로, 황갈색)을 나타내고, 나머지 LED 중 적어도 하나로부터 투사되는 조명과 중첩하고 혼합하여, 상기 중첩되고 혼합된 조명이 조건 등색(metameric)의 백색을 형성하고, 충분한 세기 및 품질이 유효한 일루미네이터로 되는 컬러를 갖는 방식을 특징으로 한다.
또, 한국 특허출원번호 제 10-2001-0057150호의 '복합 발광다이오드 구조체'가 있다. 이것은, 사출성형과 압출성형으로 투명원통바의 양단에 인쇄회로기판상 저항과 발광다이오드가 일체화되어 절연체를 형성시켜서 단자캡을 끼워 놓은 후레시블한 막대램프 또는 전원단자 코드형 막대램프로써 다양하게 사용할 수 있는 2중 컬러의 복합 LED 구조체에 관한 것이다.
한편, '컬러 발광 모듈 및 그 제조방법'(한국 특허출원번호 제 10-2001-0048894호)이라는 제목의 선행 출원 기술이 있다.
이상 종래의 기술들은 점차적으로 더 다양한 발광다이오드를 제공하고, 더 기능이 많은 전광판 패널 모듈을 제공하고 있다.
더 개선하고자 하는 본 고안은, 전광판으로 사용되는 하나의 발광다이오드 화소 모듈에 기존 제 1 의 화소 모듈과 추가되는 제 2 의 화소 모듈이 한 모듈 안에 겹쳐지게 구성되어 제1, 제2 모듈이 각각 구동될 수 있는, 이중의 화소 모듈로 구성된 발광다이오드 화소 모듈 장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
도 1은 종래의 LED 디스플레이 회로의 일 예를 나타낸 도면.
도 2는 종래의 LED 화소 모듈의 상태를 나타낸 도면.
도 3은 본 고안의 제 2의 화소 모듈만의 배치 상태를 나타낸 도면.
도 4는 본 고안의 이중으로 구성된 화소 모듈 상태를 나타낸 도면.
도 5는 본 고안에 따른 이중 화소 모듈을 구동하기 위한 LED 전광판의 개략적인 구성도.
<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 발광 셀 2 : 중앙 제어장치
51 : 이중 화소 모듈 55 : 제어 회로부
511 : 기본 화소 모듈 512 : 추가된 컬러 화소 모듈
521 : 제 1 구동회로 522 : 제 2 구동회로
SRi : 쉬프트 레지스터 a-h : 컬러 발광셀의 열
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 특징은, 발광다이오드 화소 사이의 간격이 발광다이오드 자체의 직경보다 크게 구성된 제 1 의 발광다이오드 화소 세트(511)와, 상기 제 1 화소 세트의 발광다이오드를 구동하는 제 1의 발광다이오드 구동 회로부(521)를 포함하는, 제 1 발광다이오드 모듈과;
상기 제 1 세트의 화소들 사이에 배치되는 제 2 의 발광다이오드 화소 세트(512)와, 상기 제 2 화소 세트의 발광다이오드를 구동하는 제 2의 발광다이오드 구동 회로부(522)를 포함하는 제 2 발광다이오드 모듈과;
상기 제 1의 구동 회로부(521)와 상기 제 2의 구동 회로부(522)를 각각 제어하여, 각 화소 세트의 디스플레이가 이루어지게 하는 제어장치부(55)를 포함하는 데에 있다.
본 고안의 다른 특징은, 상기 제 2 화소 세트(512)의 일부는 상기 제 1 화소 세트(511)의 외곽(가, 가")의 바깥에도 배치되는 것에 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 고안에 따른 구성의 실시 예들을 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 종래의 LED 화소 모듈(제 1 화소 모듈)의 (16 x 16) 상태를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 고안에 따라 추가되는 제 2의 화소 모듈만의 매트릭스 상태의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 2를 보면, 발광다이오드를 나타내는 화소들의 간격이 발광다이오드 자체의 직경보다 큼을 알 수 있다.
본 고안은, 발광다이오드 전광판의 경우 다른 영상매체와는 달리 화소 간격이 비교적 떨어져 구성되어 있다는 점에 주목한다. 일반적인 LED 소자의 경우 보통 한 개의 직경 3-5 mm인데, 각 LED 화소(pixel) 간의 간격은 그 이상이다.
도 3에 일 예로 도시된, 제 2 화소 세트는 LED의 배열이 10 x 8 개의 모듈로 구성되어 있음을 보여 준다.
도 4는 상기 제 1화소 세트와 제 2화소 세트가 겹쳐져 있는 도면으로, 제1 화소 세트의 화소 사이에 제 2 화소 세트의 화소가 일정 간격으로 배열되어 있음을 나타낸다. 제 1 화소 세트 16 x 16 개의 화소 사이에 제 2 화소 세트로 10 x 8 개의 화소가 추가되어, 26 x 24 개의 화소로, 2중으로 구성된 LED 화소 모듈을 나타낸 도면이다. 기존 모듈은 도 2처럼, n x n 개의 정해진 화소로만 화면이 구성되어지는데 비해, 본 고안에 따르면 일반적으로 모듈의 화소수가 (n+α) x (n+β)로 증가하게 된다.
도 4를 자세히 보면, 발광다이오드의 제 2 화소 세트의 a열(제 1열)은 제 1 화소 세트의 제 1열과 제 2열 사이에 배치되고, 제 2 화소 세트의 b열은 제 1 화소 세트의 제 3열과 제 4열 사이에 놓여있다. c열부터 h열도 같은 방식으로 제 1 화소 세트의 홀수 열과 짝수 열 사이에 각각 놓여 있다. 마찬가지로, 화소 세트의 행도 그러하다.
다른 실시 예로, 제 2 화소 열이 제 1 화소 세트의 짝수 열과 홀수 열 사이에 놓일 수도 있으며, 제 2 화소 열을 더 작은 밀도로 혹은 불규칙(스크롤 기술을 실현하는 경우)으로 배치할 수도 있다. 가장 균일하면서도 작은 화소 밀도가 되는 방식은, 도 4에 도시한 것 중에서 가"의 바깥에 있는 제 1행과 제 10행을 제외한, 8 x 8(일반적으로는 α x β) 매트릭스 부분이 된다.
제 2 화소 밀도나 개수를 작게 하면 해상도는 떨어지나, 재료비는 절감되면서도, 화면겹침 효과를 낼 수 있을 것이다. 그러나, 본 고안은 제 2 화소 모듈의 화소수나 상대적인 화소 밀도의 정도에 한정되지 않고, 다양한 변형이 가능하다.
본 고안의 특별한 실시 예는, 제 2 화소 세트의 첫 번째 행(도 4에서 제 1행)과 마지막 행(도 4에서 제 10행)은 제 1 화소 세트의 외곽의 바깥에 위치하도록 한다. 이 부분에 배치되는 발광다이오드 화소의 점멸을 제어함으로써, 전체 전광판의 화면이 더 크게 보이도록 할 수도 있으며, 제 1 화소 세트로 표시되는 것에 테두리를 나타내는 효과를 구현할 수도 있다.
도 5는 본 고안에 따른 이중 화소 모듈을 구동하기 위한 LED 전광판의 회로 구성도를 개략적으로 나타낸 것이다. 도 5에는 크게, 이중 화소 모듈(51)과, 제어 회로부(55)와, 제 1 구동회로(521)와, 제 2 구동회로(522)가 도시되어 있다.
상기 이중 화소 모듈(51)은, 그 일 예는 도 4에 나타낸 것처럼, 제 1 의 기본(종래의) 화소 모듈(511)과, 제 2 의 추가된 화소 모듈(512)을 겹쳐서 포함한다. 상기 제 2 화소 모듈은 제 1 화소 모듈과 다른 색 또는 컬러(3원색) LED로 구성함이 바람직하다.
화소 모듈이란 일반적으로 한 세트의 화소를 가리키는데, 경우에 따라서는 그 화소 세트를 구동하는 구동회로가 일체로 제작되므로, 구동회로를 포함하여 화소 모듈로 부르기도 한다.
상기 제 1의 화소 모듈(511)을 구동하는 제 1 구동회로(521)와, 상기 제 2 화소 모듈(512)을 구동하는 제 2 구동회로(522)는 각각 독립적으로 구성됨이 바람직하다. 결국, 하나의 LED 화소 모듈(51)에 2개의 화소 모듈(511과 512)과 2개의 구동회로(521과 522)가 할당되는 것이다.
복수 개의 LED 전광판(51) 전체를 제어하는 제어 회로부(55)에는 여러 개의 물리적인 메모리가 있을 수 있지만, 용량이 큰 하나의 물리적 메모리(555)로도 상기 2개의 구동회로와 2개의 화소 모듈을 구동할 수 있음을 당업자는 알 것이다. 하나의 메모리로 복수 개의 화소 패널 모듈을 구동하는 것과 같다. 다만, 상기 제 1 화소 모듈(511)과 제 2 화소 모듈(512)은 각각 독립적으로 점멸시키기 위하여, 동기 클럭 신호의 발생회로는 2개(551과 552)로 구성함이 바람직하다.
2중 구성의 화소 모듈(51)을 형성하는 각각의 화소 모듈에 대해 제어회로부(55)가 각 구동회로(521, 522)에 이미지 데이터와 클럭 신호를 보내서 점멸을 제어하는 것은 종래의 제 1 화소 모듈만이 있는 것(모듈 내 각 화소를 제어하여 점멸하는 것)과 기본적으로 같다. 단, 메모리(555)에 탑재되는 제어회로부(55)의 제어 프로세스에 관한 프로그램이 변경될 것이다. 구체적인 프로그램은 전광판의 주문에 따라 달라짐을 당업자는 이해할 것이다.
LED 화소 모듈의 구동 프로그램에 따라, 제 1 화소 세트만이 점멸되어 제 1 색깔로만 이미지가 만들어질 수도 있고, 반대로 제 2 화소 세트만이 점멸되어 제 2 색깔(컬러)로만 이미지가 만들어질 수도 있다. 또한, 제 1 색깔과 제 2 색깔이 겹친지는 이미지도 구현할 수 있다.
다른 영상기기(컴퓨터 모니터 등)는 동일한 화소(모듈)를 두고, 이미지-데이터 메모리에서 소프트웨어적으로 화면 겹침을 구현하는 데에 중점을 두는 것에 비해, 본고안은 오버랩(화면 겹침) 기능을 하드웨어(이중의 화소 모듈)로 구현한 것에 그 특징이 있다.
이상에서와 같이, 본 고안의 이중으로 구성된 발광다이오드 화소 모듈 장치는 화면 겹침 기능을 하드웨어 방식으로 구현한 것이다. 종래의 텍스트 위주의 단일 LED 전광판에서는 화면 겹칩 기능은 불가능하였으나, 본 고안에 따라 제 1 색깔과 제 2 색깔을 동시에 혹은 따로따로 한정된 전광판 공간에서 구현할 수 있다.
즉, LED 전광판의 특징인 큰 화소에 적은 화소수, 넓은 화소간격으로 구성되는 점에 본 고안에 따른 이중 화소 모듈 장치를 응용하면, 다른 영상기기의 소프트웨어적인 오버랩보다 더 시각적인 효과를 비교적 적은 개수의 LED로 구현할 수가 있다.
시각적인 효과로는, 기존의 제 1 화소 모듈에서 데이터가 출력되면서, 제 2의 별도 모듈에서는 특정모양(예를 들어, 화살표 등)이 제 1 화소와 상이한 색깔로 출력될 수 있어, 시각적인 주목도(유인성)를 향상시킬 수 있다. 또한, 제 2의 모듈에서 첫 행(열)과 마지막 행(열)만을 점멸함으로써, 테두리 네온싸인 효과를 구현할 수도 있다.

Claims (3)

  1. 발광다이오드 화소 사이의 간격이 발광다이오드 자체의 직경보다 크게 구성된 제 1 의 발광다이오드 화소 세트(511)와, 상기 제 1 화소 세트의 발광다이오드를 구동하는 제 1의 발광다이오드 구동 회로부(521)를 포함하는, 제 1 발광다이오드 모듈과;
    상기 제 1 세트의 화소들 사이에 배치되는 제 2 의 발광다이오드 화소 세트(512)와, 상기 제 2 화소 세트의 발광다이오드를 구동하는 제 2의 발광다이오드 구동 회로부(522)를 포함하는 제 2 발광다이오드 모듈과;
    상기 제 1의 구동 회로부(521)와 상기 제 2의 구동 회로부(522)를 각각 제어하여, 각 화소 세트의 디스플레이가 이루어지게 하는 제어장치부(55)를 포함함을 특징으로 하는, 이중으로 구성된 발광다이오드 화소 모듈 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 화소 세트의 일부는 상기 제 1 화소 세트의 외곽(가")의 바깥에도 배치되는 것을 특징으로 하는, 이중으로 구성된 발광다이오드 화소 모듈 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 화소 세트는 3원색을 내는 발광다이오드로 구성함을 특징으로 하는, 이중으로 구성된 발광다이오드 화소 모듈 장치.
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