KR20070075737A - Ｌｅｄ 소자를 이용한 조명변환 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 LED 소자를 이용한 조명변환 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 영상 기기로부터 입력되는 신호를 인가받아 실시간으로 구동신호를 생성하는 제어부와, 상기 제어부로부터 입력된 구동신호를 인가받아 LED 소자를 제어하는 구동부와, 상기 구동부로부터 제어신호를 인가받아 빛을 발산하는 LED부와, 상기 LED부로부터 발산된 빛을 받아 복합적인 조명으로 변환시켜주는 조명변환부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면 모니터와 같은 영상기기에, LED소자를 이용한 조명변환 장치를 장착하여 영상 컨텐츠의 내용에 따라 다양한 조명효과를 구현할 수 있게 됨으로써 영상 정보 전달을 더욱더 효과적으로 할 수 있다.
조명변환장치, LED, 조명변환필터

Description

ＬＥＤ 소자를 이용한 조명변환 장치 및 그 방법{System and method for converting lighting using LED}
도 1은 본 발명에 의한 조명변환장치를 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명이 적용된 예를 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명에 의한 통신패키지 구조를 나타낸 참조도이다.
도 4는 본 발명에 의한 LED 위치제어 데이터를 나타낸 참조표이다.
도 5는 본 발명에 의한 LED 휘도 데이터를 나타낸 참조표이다.
도 6은 본 발명에 의한 LED 컨트롤러를 나타낸 회로도이다.
도 7은 본 발명에 의한 LED 컨트롤러의 제어 타이밍도이다.
도 8은 본 발명에 의한 PWM을 이용한 밝기 제어도이다.
도 9는 본 발명에 의한 PWM을 이용한 합성 색 재현을 나타낸 참조도이다.
도 10은 본 발명에 의한 칼라 파렛도이다.
도 11은 본 발명에 의한 조명변환부를 나타낸 분해도이다.
도 12는 본 발명에 의한 조명변환방법을 나타낸 흐름도이다.
도 13은 본 발명에 의한 LED 제어명령 전달과정을 나타낸 흐름도이다.
도 14는 본 발명에 의한 LED 데이터 셋업과정을 나타낸 흐름도이다.
도 15는 본 발명에 의한 n번째 LED 데이터 세트 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 16은 본 발명에 의한 전체 LED 밝기를 세트하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 17는 본 발명에 의한 LED 데이터를 전송하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10: 제어부 20: 구동부
21: 통신 프로토콜 변환부 22: CPU
23: PWM 신호발생부 24: LED 컨트롤러
25: 파워 서플라이 유니트 30: LED부
31: 라이트 배리어 플레이트 32: 조명변환필터
33: 라이트 가이드 홀 34: LED 드라이브 보오드
40: 조명변환부
본 발명은 LED 소자를 이용한 조명변환 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 특히 모니터 또는 영상기기에 LED 소자를 이용한 조명변환 장치를 장착하여, 모니터 또는 영상기기의 화면상에 구현되는 영상 컨텐츠에 부가하여, 실시간으로 입력되는 신호에 따라 각각의 LED의 밝기 및 색을 조절하여 이를 복합적인 조명으로 변환시킬 수 있도록 한 LED 소자를 이용한 조명변환 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 영상기기는 정보를 전달하는 부분인 디스플레이소자(평판 패널, CRT 등) 및 그에 부속하는 기구물로 구성되어 있으며 정보 전달기능은 주로 디스플레이 소자 및 음성신호를 통해서 이루어진다.
다양한 정보를 디스플레이를 통하여 제공하기 위한 노력으로 디스플레이 소자 및 그의 구현 기술들이 속속 발명되어져 왔으나 최근들어 영상 컨텐츠가 더욱더 다양해지고 다채로워짐으로 인하여 기존 디스플레이 소자의 기능만으로 다양한 영상컨텐츠를 처리하는데 한계가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 제시된 것으로서, 모니터 또는 영상기기의 화면상에 구현되는 영상 컨텐츠에 부가하여, 실시간으로 입력되는 신호에 따라 각각의 LED의 밝기 및 색을 조절하여 이를 복합적인 조명으로 변환시킬 수 있도록 한 LED 소자를 이용한 조명변환 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적 사상으로서, 본 발명은 영상 기기로부터 입력되는 신호를 인가받아 실시간으로 구동신호를 생성하는 제어부와, 상기 제어부로부터 입력된 구동신호를 인가받아 LED 소자를 제어하는 구동부와, 상기 구동부로부터 제어신호를 인가받아 빛을 발산하는 LED부와, 상기 LED부로부터 발산된 빛을 받아 복합적인 조명으로 변환시켜주는 조명변환부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는 각 LED의 위치, 색 및 밝기를 USB 또는 시리얼(Serial)과 같은 통신 프로토콜을 이용하여 실시간으로 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 구동부는 USB 또는 시리얼(Serial) 형태의 제어 명령을 데이터 형태로 디코딩하는 통신 프로토콜 변환부와, 소정 비트(Bit)의 출력신호를 출력하여 정해진 개수의 3색 LED를 제어하는 LED 컨트롤러와, 상기 통신 프로토콜 변환부에서 디코딩된 제어명령 신호를 인가받아 상기 LED 컨트롤러를 제어하는 제어신호를 출력하는 CPU와, LED의 휘도 및 RGB의 비율을 조절하여 다양한 색을 나타내도록 PWM 신호를 발생하는 PWM 신호 발생부와, 전력 공급을 해주는 파워 서플라이 유니트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 조명변환부는 빛의 확산을 일정한 방향으로 유도해주는 라이트 가이드 홀(Light guide hole)을 포함하는 라이트 배리어 플레이트(Light barrier plate)와, 상기 라이트 가이드 홀을 통하여 방출되는 빛을 복합된 형태의 빛으로 변환시키는 조명 변환 필터로 구성되는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 다른 기술적 사상으로서, 본 발명은 LED 소자를 이용한 조명변환 방법에 있어서, a) 영상 데이터를 보내는 영상기기의 USB 포트를 구동하기 위한 USB 드라이버를 초기화하는 단계와, b) LED 데이터 전송 버퍼상의 데이터를 초기값인 "0"으로 모두 초기화하는 단계와, c) 초기화한 데이터를 보내서 각각의 LED를 모두 초기 상태인 OFF로 설정하는 단계와, d) LED 컨트롤 이 벤트가 발생하기까지 대기하고, 각 이벤트별로 미리 설정해둔 효과를 실행하기 위한 준비단계와, e) 상기 LED 구동부로 보낼 데이터를 셋업하는 단계와, f) 상기 LED 구동부로 USB 포트를 통하여 정해진 프로토콜을 따라서 LED 데이터를 전송하는 단계와, g) 보내진 패턴으로 ON/OFF 되어있는 LED 패턴을 필요한 만큼 유지할지를 구분하여 필요한 시간만큼 지연하거나 바로 다음 LED 패턴으로 넘어가려면 LED 데이터 셋업 단계로 피드 백되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 a) USB 드라이버 초기화 단계는, USB 파이프를 오픈 하는 단계와, USB 파이프 오픈에 성공하면 바로 종료하고, 실패할 경우, 에러 메시지를 디스플레이하고 종료하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 e) LED 데이터 셋업 단계는 LED 데이터 버퍼를 '0'으로 초기화하고, 카운터 n을 '0'으로 초기화하는 단계와, n번째 LED에 대하여 RGB 각각의 ON/OFF를 세트하여 ON/OFF 및 칼라를 세트하는 단계와, 마지막 LED인지 체크하여, 상기 'n번째 LED 데이터 세트'을 반복하거나 다음 단계로 진행하는 단계와, 전체 LED에 대하여 PWM 값을 설정하여 밝기(Brightness)를 세트하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, f) LED 데이터 전송 단계는 USB 벌크 모드(Bulk Mode) 기본 전송 단위인 64바이트 전송을 하기 위해 64바이트 버퍼를 생성하는 단계와, 64바이트를 '0'으로 초기화하는 단계와, 다수개의 LED를 콘트롤하기 위해 사용하는 소정 번째의 바이트까지 LED 데이터를 셋업하는 단계와, 특정 번째의 바이트를 밝기 설정하기 위해 할당하여 해당 버퍼에 입력하는 단계와, USB 포트를 통하여 USB 벌크 모드 기 본 전송 단위인 64바이트를 한꺼번에 전송하는 단계와, 사용한 버퍼를 소멸시키는 단계와, 풀 칼라 모드인지를 판단하여 8칼라 모드인 경우에 종료하고, 풀 칼라 모드인 경우, 분기하여 다음 단계를 진행하는 단계와, 3가지 칼라에 대하여 각각의 밝기를 조정해야 하므로 3×LED 개수만큼 전송버퍼를 생성하고, 생성된 바이크의 버퍼를 '0'으로 초기화하는 단계와, LED 데이터를 셋업하고, USB 벌크 모드 전송규격에 적합한 64바이트 단위로 전체 데이터를 쪼개는 단계와, 64바이트씩 USB 벌크 모드로 전송한 후 종료하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 n번째 LED 데이터를 세트하는 단계는, n번째 LED 데이터를 세트하는 단계와, LED Num = Cnum 전달된 파라메터를 함수 내에서 사용하도록 지역변수로 저장하고, 전달된 파라메터 중 LED 번호가 마지막 번호를 초과할 경우 다음 단계를 진행하고, 아니면 다음 단계를 건너뛰는 단계와, 마지막 번호를 초과하는 번호는 그 번호에서 마지막 번호를 감산하는 단계(Cnum = Cnum - 마지막 번호)와, LED 포지션에 대응하는 LED 버퍼 테이블 상의 값을 설정하는 단계와, 전달된 파라메터 값으로 칼라를 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전체 LED 밝기를 세트하는 단계는, 동작모드를 풀 칼라 모드 및 8 칼라 모드로 모델에 따라 미리 정하여 두고 프로그램 옵션을 체크하는 단계와, 풀 칼라 모드이면 각각의 LED의 R,G,B 밝기를 각 PWM을 이용하여 조정함으로써 RGB 조합에 따라 풀 칼라(Full Color)로 색깔 및 밝기를 조절하는 단계와, 풀 칼라 모드가 아니면 전체 LED를 동일한 PWM을 이용하여 일괄적으로 제어하는 단계와, 상기 풀 칼라(Full Color) 모드인 경우, 각각에 대하여 차례로 값을 설정하여 108번째이 면 종료하고, 아닌 경우에는, 상위과정으로 되돌아가 반복하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하에서는 본 발명에 따른 실시예의 구성 및 작용에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 의한 조명변환장치를 나타낸 구성도이다.
본 발명은 모니터 또는 영상기기 등의 외부 기기로부터 입력되는 신호를 인가받아 실시간으로 구동신호를 전송하는 제어부(10)와, 상기 제어부(10)로부터 구동신호를 인가받아 LED 소자를 제어하는 구동부(20)와, 상기 구동부(20)로부터 제어신호를 인가받아 빛을 발산하는 LED부(30)와, 상기 LED부(30)로부터 발산된 빛을 인가받아 복합적인 조명으로 변환시켜주는 조명변환부(40)로 구성되어 있다.
먼저, 상기 제어부(10)는 각 LED의 위치, 색, 밝기 등을 USB 또는 시리얼(Serial)과 같은 통신 프로토콜을 이용하여 실시간으로 제어할 수 있도록 구성되어있다.
도 3을 참조하면 알 수 있듯이, 총 64 바이트(Byte)로 구성된 명령 패킷 중 45 바이트를 실제 제어용 데이터 바이트(Data byte)로 사용하며, 각기 2 바이트로 하여금 3색 LED 5개(LED#0~LED#4)(3×5=15)를 제어하게 한다.
따라서, 108개의 LED를 사용할 경우, 108/5=22(2 바이트)로 되어, 44 바이트 필요하게 된다. 이때, 전체 LED의 밝기를 제어하기 위해 1 바이트를 할당하면 제어용 명령어는 전부 45 바이트가 된다.
한편, 개개 LED의 밝기는 324 바이트(=108x3) 형태로 제어되며, 1 바이트당 8 비트(bit)의 PWM 제어 신호로 이루어져 있다.
따라서, 제어부(10)에서는 하나의 명령을 수행할 때마다 이 제어 명령신호를 패킷 단위로 보내게 된다.
한편, 상기 제어부(10)로부터 제어 명령신호를 인가받는 구동부(20)는 통신 프로토콜 변환부(21), CPU(22), PWM 신호 발생부(23), LED 컨트롤러(24) 및 파워 서플라이 유니트(25)로 구성되는 바, 먼저, 상기 통신 프로토콜 변환부(21)에서는 USB 또는 시리얼(Serial) 형태의 제어 명령을 데이터(Data)형태로 디코딩하는 기능을 담당한다.
상기 통신 프로토콜 변환부(21)로부터 디코딩된 제어 명령신호를 인가받은 상기 CPU(22)는 상기 LED 컨트롤러(24)를 제어하는 제어신호를 출력하며, 이 신호는 통상적으로 4 와이어(wire)(Clock, Data, Latch, Enable) 형태의 제어 신호로 이루어져 있으며, 이때, 하나의 LED 컨트롤러(24)는 16비트(bit)의 출력신호를 출력함으로 인하여 약 5개의 3색 LED를 제어(3x5=15 bit) 할 수 있다.
도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 상기 LED 컨트롤러(24)는 클럭(Clock)의 라이징 에이지에 데이터 신호를 트리거하여, 하이 또는 로우 신호의 형태로 D0~D107 신호를 출력하게 됨으로써 LED의 턴 온(Turn-On), 턴 오프(Turn-Off)를 결정하게 된다.
또한, 상기 PWM 신호 발생부(23)는 Q0~Q107의 게이트(Gate)에 가해지는 PWM 신호를 발생시키는 장치로서, CPU(22)로부터 해당 LED의 휘도를 조절하기 위한 DATA를 받게 된다.
이때, PWM 펄스의 주기를 T(sec) 라고 하고, 로우(Low) 구간(실제로 턴 온 구간)을 A(sec)라 할 때, 턴 온(Turn-On)시 밝기 비율 = A/T x 100% 가 된다.
그러므로, 도 8과 같이 A값의 구간을 조절하여 각 RGB LED의 밝기를 조절함으로서 LED의 휘도를 조절함과 동시에 RGB의 비율을 조절함으로서 다양한 색을 나타내어 소비자의 기호에 맞는 색을 제공 가능할 수 있다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 하나의 3색 LED 내에 내장되어 있는 RGB 다이오드를 이용하여 다양한 색을 생성하는 예를 나타낸 것으로서, 빨강(RED) LED의 밝기를 고정시킨 상태에서 PWM을 이용하여 녹색(GREEN) LED의 밝기를 변화할 때 나타나는 색의 변화를 잘 나타내 주고 있다.
이러한 방법을 사용하여 RGB LED의 밝기를 제어함으로서, 도 10과 같이 칼라 파렛트(Color palette)에서 제공하는 모든 색을 재현해 낼 수 있으며, 이는 사용자로 하여금 다채로운 색을 경험할 수 있도록 한다.
한편, 상기 조명 변환부(40)는 도 11에 나타난 바와 같이, 개개의 LED로부터 방출되는 빛을 복합된 형태의 빛으로 변환시키는 장치로서, 빛의 확산을 일정한 방향으로 유도해주는 라이트 가이드 홀(Light guide hole)(33)을 포함하는 라이트 배리어 플레이트(Light barrier plate)(31)와, 상기 라이트 가이드 홀(33)을 통하여 방출되는 빛을 복합된 형태의 빛으로 변환시키는 조명 변환 필터(32)로 구성된다.
발광소자인 모든 LED는 일정한 시야각(view angle)을 가지고 있으며 여러 개의 LED를 사용하여 장치를 구성할 때 이러한 시야각(view angle)에 의해 인접 LED 상호 간에 빛의 간섭 현상(cross-light interference)이 발생하게 된다.
이러한 빛의 방해를 줄이기 위해 빛의 직진성을 유도하는 라이트 배리어 플레이트(31)가 필요하게 된다.
상기 라이트 배리어 플레이트(31)에는 라이트 가이드 홀(33)이 형성되어 있어, LED 빛은 상기 라이트 가이드 홀(33)을 통하여 외부로 방출되게 된다.
한편, 빛의 확산 각도를 조절하기 위해서는 LED와 라이트 배리어 플레이트(31) 간의 간격을 조절하는 방법과, 상기 라이트 가이드 홀(33)의 크기를 조절하는 방법이 있다.
상기 라이트 가이드 홀(33)을 통하여 홀(hole) 밖으로 방출된 빛은 확산 매개체를 사용한 조명변환 필터(32)를 통과하면서 복합된 빛의 형태로 변환된다.
상기 조명변환 필터(32)는 확산제를 적당량 첨가한 프라스틱 사출물을 사용되며, 확산의 양은 첨가되는 확산제의 양에 따라 조정된다.
한편, 본 발명에 의한 조명변환방법은 크게 2가지 과정으로 구분될 수 있다.
즉, 본 방법은 PC 또는 마스터 CPU 등의 제어부에서 구동부로 제어 명령을 전달하는 제어명령 전달과정과, 제어명령 전달과정을 통하여 실제로 LED를 제어하는 LED 제어과정으로 구분할 수 있다.
도 12를 참조하여 LED 제어명령 전달과정을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 소정 데이터를 보내는 PC의 USB 포트를 구동하기 위해 USB 드라이버를 초기화하고(S10), LED 데이터 전송 버퍼상의 데이터를 초기값인 "0"으로 모두 초기 화한다(S11).
계속해서 초기화한 데이터를 다수의 LED(30)로 보내서 각각의 LED(30)를 모두 초기 상태인 OFF로 설정한 후, LED 컨트롤 이벤트가 발생하기까지 대기한다(S13).
이벤트가 발생되면, 각 이벤트별로 미리 설정해둔 효과를 실행하기 위해 준비하고(S14), LED 구동부(20)로 보낼 데이터를 셋업한다(S15).
다음으로 상기 LED 구동부(20)로 USB 포트를 통하여 정해진 프로토콜을 의한 데이터를 보내게 되는데(S16), 보내진 패턴으로 ON/OFF 되어있는 LED 패턴을 필요한 만큼 유지하도록 필요한 시간만큼 지연할지 여부를 판단한다(S17).
이때, 바로 다음 LED 패턴으로 넘어가려면 "LED 데이터 셋업" 단계로 피드 백 과정을 수행한다.
도 13은 USB 드라이버를 초기화하는 과정이며 다음과 같은 단계로 구성된다.
먼저, USB 파이프를 오픈 하고(S20), 실패 여부를 판단하여(S21), USB 파이프 오픈에 성공하면 바로 종료하고, 실패할 경우, 에러 메시지를 디스플레이하고 종료한다(S22).
다음으로, 실제로 LED 컨트롤러에서 LED를 제어하는 방법을 도 14를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, LED 컨트롤러(24)의 LED 데이터 버퍼를 '0'으로 초기화하고, 카운터 n을 '0'으로 초기화한다(S30).
계속해서, n번째 LED에 대하여 RGB 각각의 ON/OFF를 세트(Set)하여 ON/OFF 및 칼라(Color)를 세트한 후(S32), 마지막 LED(N=107)인지 체크하여(S32), 상기 'n번째 LED 데이터 세트'을 반복하거나 다음 단계로 진행한다.
마지막으로, 전체 LED에 대하여 PWM 값을 설정하여 밝기(Brightness)를 세트한다(S33).
도 15는 n번째 LED 데이터를 세트하는 과정을 나타낸 것이다.
먼저, n번째 LED 데이터를 세트하고, LED Num = Cnum 전달된 파라메터를 함수내에서 사용하도록 지역변수로 저장한다(S40).
다음으로, 전달된 파라메터 중 LED 번호가 마지막 번호인 107을 넘을 경우 다음 단계를 진행하고, 아닐 경우 다음 단계로 건너뛰게 된다(S41).
이때, 107을 넘어가는 번호는 그 번호에서 107을 빼주는 과정(Cnum = Cnum - 107)을 수행한다(S42).
다음으로, LED 포지션에 대응하는 LED 버퍼 테이블 상의 값을 설정하고(S43), 전달된 파라메터 값으로 칼라를 설정하게 된다(S44).
도 16은 전체 LED 밝기를 세트하는 과정을 나타낸 것이다.
먼저, 동작모드를 풀 칼라 모드와 8 칼라 모드로 모델에 따라 미리 설정하여 두고 프로그램 옵션을 체크하는데(S50), 풀 칼라 모드이면 각각의 LED의 R,G,B 밝기를 각 PWM을 이용하여 조정함으로써 RGB 조합에 따라 풀 칼라(Full Color)로 색깔 및 밝기를 조절하는 단계를 수행하고(S51), 풀 칼라 모드가 아니면 전체 LED를 동일한 PWM을 이용하여 일괄적으로 제어하게 된다(S52).
계속해서 풀 칼라(Full Color)인 경우, 각각에 대하여 차례로 값을 설정하여 마지막 LED(108번째)인지 판단하여(S53), 108번째이면 종료하고, 아닌 경우에는, 상위과정으로 되돌아가 반복하는 과정을 수행한다.
도 17은 LED 데이터를 전송하는 과정을 나타낸 것이다.
먼저, LED 컨트롤러(24)는 USB 벌크 모드(Bulk Mode) 기본 전송 단위인 64 바이트를 전송하기 위하여 64 바이트 전송버퍼를 생성하고(S60), 64 바이트를 '0'으로 초기화한다(S61).
그리고, 108개의 LED를 콘트롤하기 위하여 사용하는 0~43번째 바이트까지 LED 데이터를 셋업한다(S62). 이때, 44번(45번) 바이트는 밝기 설정을 위하여 할당하였으므로 밝기 데이터를 44번(45번) 버퍼에 입력한다(S63).
모든 LED 데이터의 셋업이 완료되면 USB 포트를 통하여 USB 벌크 모드 기본 전송 단위인 64 바이트를 한꺼번에 전송한다(S64).
계속해서 사용한 버퍼를 소멸시키고(S65), 풀 칼라 모드인지를 판단하여(S66) 8 칼라 모드인 경우에 종료하고, 풀 칼라 모드(Full Color Mode)인 경우, 분기하여 계속 진행한다.
풀칼라 모드인 경우, 3가지 칼라에 대하여 각각의 밝기를 조정해야 하므로 3×108 = 324 바이트 전송 버퍼를 생성하고(S67), 생성된 32 바이트의 버퍼를 '0'으로 초기화한다(S68).
계속해서, LED 데이터를 셋업하고(S69), USB 벌크 모드 전송규격에 적합한 64 바이트 단위로 324 바이트의 데이터를 쪼개어 분리시킨다(S70).
데이터 분리가 완료되면 64 바이트씩 USB 벌크 모드로 데이터를 LED로 전송 한 후 종료하게 된다(S71).
위와 같이, 본 발명에 의하면 모니터와 같은 영상기기에, LED소자를 이용한 조명변환 장치를 장착하여 영상 컨텐츠의 내용에 따라 다양한 조명효과를 구현할 수 있게 함으로써 영상 정보 전달을 더욱더 충실하고 효과적으로 할 수 있다.
또한, 기존의 LED를 사용한 제품은 개개의 LED가 방출하는 색으로 조명효과를 나타냈지만, 본 발명에 의하면 개개의 LED를 제어함에도 불구하고 개개의 LED에서 방출되는 빛에 의한 조명효과가 아닌 개개의 LED에서 나온 빛이 복합된 형태의 빛으로 변환되어 조명 효과를 발휘함으로써 보다 더 다양한 영상 효과를 연출할 수 있다.

Claims (10)

  1. 영상 기기로부터 입력되는 신호를 인가받아 실시간으로 구동신호를 생성하는 제어부와,
    상기 제어부로부터 입력된 구동신호를 인가받아 LED 소자를 제어하는 구동부와,
    상기 구동부로부터 제어신호를 인가받아 빛을 발산하는 LED부와,
    상기 LED부로부터 발산된 빛을 받아 복합적인 조명으로 변환시켜주는 조명변환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명변환장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어부(10)는,
    각 LED의 위치, 색 및 밝기를 USB 또는 시리얼(Serial)과 같은 통신 프로토콜을 이용하여 실시간으로 제어하는 것을 특징으로 하는 조명변환장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 구동부는,
    USB 또는 시리얼(Serial) 형태의 제어 명령을 데이터 형태로 디코딩하는 통신 프로토콜 변환부와,
    소정 비트(Bit)의 출력신호를 출력하여 정해진 개수의 3색 LED를 제어하는 LED 컨트롤러와,
    상기 통신 프로토콜 변환부에서 디코딩된 제어명령 신호를 인가받아 상기 LED 컨트롤러를 제어하는 제어신호를 출력하는 CPU와,
    LED의 휘도 및 RGB의 비율을 조절하여 다양한 색을 나타내도록 PWM 신호를 발생하는 PWM 신호 발생부와,
    전력 공급을 해주는 파워 서플라이 유니트를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명변환장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 조명변환부는,
    빛의 확산을 일정한 방향으로 유도해주는 라이트 가이드 홀(Light guide hole)을 포함하는 라이트 배리어 플레이트(Light barrier plate)(31)와,
    상기 라이트 가이드 홀(33)을 통하여 방출되는 빛을 복합된 형태의 빛으로 변환시키는 조명 변환 필터(32)로 구성되는 것을 특징으로 하는 조명변환장치.
  5. LED 소자를 이용한 조명변환 방법에 있어서,
    a) 영상 데이터를 보내는 영상기기의 USB 포트를 구동하기 위한 USB 드라이버를 초기화하는 단계와,
    b) LED 데이터 전송 버퍼상의 데이터를 초기값인 "0"으로 모두 초기화하는 단계와,
    c) 초기화한 데이터를 보내서 각각의 LED를 모두 초기 상태인 OFF로 설정하는 단계와,
    d) LED 컨트롤 이벤트가 발생하기까지 대기하고, 각 이벤트별로 미리 설정해둔 효과를 실행하기 위한 준비단계와,
    e) 상기 LED 구동부로 보낼 데이터를 셋업하는 단계와,
    f) 상기 LED 구동부로 USB 포트를 통하여 정해진 프로토콜을 따라서 LED 데이터를 전송하는 단계와,
    g) 보내진 패턴으로 ON/OFF 되어있는 LED 패턴을 필요한 만큼 유지할지를 구분하여 필요한 시간만큼 지연하거나 바로 다음 LED 패턴으로 넘어가려면 LED 데이터 셋업 단계로 피드 백되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명변환방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 a) USB 드라이버 초기화 단계는,
    USB 파이프를 오픈 하는 단계와,
    USB 파이프 오픈에 성공하면 바로 종료하고, 실패할 경우, 에러 메시지를 디스플레이하고 종료하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명변환방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 e) LED 데이터 셋업 단계는,
    LED 데이터 버퍼를 '0'으로 초기화하고, 카운터 n을 '0'으로 초기화하는 단계와,
    n번째 LED에 대하여 RGB 각각의 ON/OFF를 세트하여 ON/OFF 및 칼라를 세트하는 단계와,
    마지막 LED인지 체크하여, 상기 'n번째 LED 데이터 세트'을 반복하거나 다음 단계로 진행하는 단계와,
    전체 LED에 대하여 PWM 값을 설정하여 밝기(Brightness)를 세트하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명변환방법.
  8. 제5항에 있어서, f) LED 데이터 전송 단계는,
    USB 벌크 모드(Bulk Mode) 기본 전송 단위인 64바이트 전송을 하기 위해 64바이트 버퍼를 생성하는 단계와,
    64바이트를 '0'으로 초기화하는 단계와,
    다수개의 LED를 콘트롤하기 위해 사용하는 소정 번째의 바이트까지 LED 데이터를 셋업하는 단계와,
    특정 번째의 바이트를 밝기 설정하기 위해 할당하여 해당 버퍼에 입력하는 단계와,
    USB 포트를 통하여 USB 벌크 모드 기본 전송 단위인 64바이트를 한꺼번에 전송하는 단계와,
    사용한 버퍼를 소멸시키는 단계와,
    풀 칼라 모드인지를 판단하여 8칼라 모드인 경우에 종료하고, 풀 칼라 모드인 경우, 분기하여 다음 단계를 진행하는 단계와,
    3가지 칼라에 대하여 각각의 밝기를 조정해야 하므로 3×LED 개수만큼 전송버퍼를 생성하고, 생성된 바이크의 버퍼를 '0'으로 초기화하는 단계와,
    LED 데이터를 셋업하고, USB 벌크 모드 전송규격에 적합한 64바이트 단위로 전체 데이터를 쪼개는 단계와,
    64바이트씩 USB 벌크 모드로 전송한 후 종료하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명변환방법.
  9. 제7항에 있어서, 상기 n번째 LED 데이터를 세트하는 단계는,
    n번째 LED 데이터를 세트하는 단계와,
    LED Num = Cnum 전달된 파라메터를 함수 내에서 사용하도록 지역변수로 저장하고, 전달된 파라메터 중 LED 번호가 마지막 번호를 초과할 경우 다음 단계를 진행하고, 아니면 다음 단계를 건너뛰는 단계와,
    마지막 번호를 초과하는 번호는 그 번호에서 마지막 번호를 감산하는 단계(Cnum = Cnum - 마지막 번호)와,
    LED 포지션에 대응하는 LED 버퍼 테이블 상의 값을 설정하는 단계와,
    전달된 파라메터 값으로 칼라를 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하 는 조명변환방법.
  10. 제7항에 있어서, 상기 전체 LED 밝기를 세트하는 단계는,
    동작모드를 풀 칼라 모드 및 8 칼라 모드로 모델에 따라 미리 정하여 두고 프로그램 옵션을 체크하는 단계와,
    풀 칼라 모드이면 각각의 LED의 R,G,B 밝기를 각 PWM을 이용하여 조정함으로써 RGB 조합에 따라 풀 칼라(Full Color)로 색깔 및 밝기를 조절하는 단계와,
    풀 칼라 모드가 아니면 전체 LED를 동일한 PWM을 이용하여 일괄적으로 제어하는 단계와,
    상기 풀 칼라(Full Color) 모드인 경우, 각각에 대하여 차례로 값을 설정하여 108번째이면 종료하고, 아닌 경우에는, 상위과정으로 되돌아가 반복하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명변환방법.
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