KR20160136621A - 발광다이오드 조명장치 및 그 제어방법 - Google Patents

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KR20160136621A
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Abstract

본 발명은, DMX신호를 생성하는 마스터 컨트롤러와; 스타트 어드레스에 따라 상기 DMX신호를 이용하여 휘도데이터를 생성하고, 상기 휘도데이터를 이용하여 FET개수 및 DIC타입에 따른 FET 제어신호 및 DIC 제어신호를 생성하는 적어도 하나의 슬레이브 컨트롤러와; FET 및 제1LED어레이를 포함하고, 상기 FET 제어신호에 따라 상기 FET가 상기 LED어레이의 휘도를 제어하는 적어도 하나의 FET타입 LED모듈과; DIC 및 적어도 하나의 제2LED어레이를 포함하고, 상기 DIC 제어신호에 따라 상기 DIC가 상기 적어도 하나의 제2LED어레이의 휘도를 제어하는 적어도 하나의 DIC타입 LED모듈을 포함하는 발광다이오드 조명장치를 제공한다.

Description

발광다이오드 조명장치 및 그 제어방법 {Light Emitting Diode Apparatus And Method Of Controlling The Same}
본 발명은 발광다이오드 조명장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 FET타입 LED모듈 및 DIC타입 LED모듈을 통합 제어하는 컨트롤러를 포함하는 발광다이오드 조명장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
최근 들어, 발광다이오드(Light Emitting Diode: LED)의 발광 효율이 점점 높아져 형광등을 대체하여 각종 조명기기의 광원으로 사용되고 있다.
이러한 발광다이오드는 빛의 삼원색인 적, 녹, 청색을 이용하여 모든 색(full color)를 표현할 수 있고, 전력소모가 작은 장점이 있다.
발광다이오드 조명장치는 다수의 발광다이오드를 한 세트로 하는 LED모듈을 다수 포함하는데, 하나의 LED모듈이 하나의 조광데이터를 표시하도록 할 수 있다.
이러한 LED모듈은 제어방식에 따라 FET(field effect transistor)타입과 DIC(driver integrated circuit)타입으로 구분할 수 있다.
FET타입 LED모듈은, 다수의 발광다이오드, FET(field effect transistor), FET 컨트롤러를 포함하는데, DIC를 내장하지 않은 FET 컨트롤러는 DMX(digital multiplex)신호를 수신하고, DMX신호의 해당 어드레스(address)의 데이터에 따라 FET를 제어함으로써, 다수의 발광다이오드의 휘도를 제어한다. 이러한 FET타입 LED모듈은 투광기, 스포트라이트(spot light) 등의 발광다이오드 조명장치에 주로 사용된다.
DIC타입 LED모듈은, 다수의 발광다이오드, 정전류 DIC(driver integrated circuit), DIC 컨트롤러를 포함하는데, 정전류 DIC는 RS-485 등의 통신방식을 통하여 DIC 컨트롤러의 시리얼 데이터(serial data)를 수신하고, 시리얼 데이터의 해당 채널의 데이터에 따라 다수의 발광다이오드에 전류 및 전압을 공급함으로써, 다수의 발광다이오드의 휘도를 제어한다. 이러한 DIC타입 LED모듈은 클러스터 LED모듈로도 불리며, 경관 조명장치에 주로 사용된다.
그런데, 무대조명 등의 설치환경에서는 FET타입 LED모듈과 DIC타입 LED모듈이 함께 사용되는 경우가 많으며, 이때 FET타입 LED모듈의 슬레이브 컨트롤러와 DIC타입 LED모듈용 DIC 컨트롤러를 별도로 구비해야 하므로, 설치비용이 증가하고, FET타입 LED모듈과 DIC타입 LED모듈의 구동 연계성이 저하되는 문제가 있다.
그리고, DIC 컨트롤러는 DIC의 종류에 따라 상이한 구성을 가지므로, 다양한 DIC 사용에 대한 제약이 있다는 문제가 있다.
본 발명은, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제시된 것으로, 하나의 컨트롤러로 FET타입 LED모듈과 DIC타입 LED모듈을 제어함으로써, 설치비용이 절감되고 조명장치 사이의 구동 연계성이 개선되는 발광다이오드 조명장치 및 그 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
그리고, 본 발명은, 입력된 DIC의 종류에 대응되는 DIC 제어신호를 생성함으로써, DIC의 호환성이 개선되는 발광다이오드 조명장치 및 그 제어방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
위와 같은 과제의 해결을 위해, 본 발명은, DMX신호를 생성하는 마스터 컨트롤러와; 스타트 어드레스에 따라 상기 DMX신호를 이용하여 휘도데이터를 생성하고, FET개수 및 DIC타입에 따라 상기 휘도데이터를 이용하여 FET 제어신호 및 DIC 제어신호를 생성하는 적어도 하나의 슬레이브 컨트롤러와; FET 및 제1LED어레이를 포함하고, 상기 FET 제어신호에 따라 상기 FET가 상기 LED어레이의 휘도를 제어하는 적어도 하나의 FET타입 LED모듈과; DIC 및 적어도 하나의 제2LED어레이를 포함하고, 상기 DIC 제어신호에 따라 상기 DIC가 상기 적어도 하나의 제2LED어레이의 휘도를 제어하는 적어도 하나의 DIC타입 LED모듈을 포함하는 발광다이오드 조명장치를 제공한다.
그리고, 상기 DMX신호는, 각각이 데이터 비트를 포함하는 제0 내지 제512슬롯을 포함하고, 상기 스타트 어드레스는, 상기 휘도데이터 생성에 이용되는 상기 DMX신호의 시작번지인 N번지에 대한 정보를 포함하고, 상기 적어도 하나의 슬레이브 컨트롤러는, 상기 DMX신호의 제N 내지 제512슬롯의 상기 데이터 비트를 추출하여 상기 휘도데이터를 생성하고, 상기 휘도데이터는, 제N 내지 제512번지 데이터를 포함할 수 있다.
또한, 상기 FET개수는, 상기 FET의 개수에 대응되는 K이고, 상기 적어도 하나의 슬레이브 컨트롤러는, 상기 휘도데이터의 상기 제N 내지 제(N+K-1)번지 데이터를 이용하여 상기 FET 제어신호를 생성하고, 상기 FET 제어신호는, 상기 휘도데이터의 상기 제N 내지 제(N+K-1)번지 데이터에 선형적으로 비례하는 듀티비를 갖는 제N 내지 제(N+K-1)PWM 데이터를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 FET 제어신호의 상기 제N 내지 제(N+K-1)PWM 데이터 각각의 주기는, 상기 DMX신호의 프레임보다 작을 수 있다.
또한, 상기 DIC타입은, 상기 DIC의 채널 당 비트 수인 B와 상기 DIC의 동시제어 채널 수인 M에 대한 정보를 포함하고, 상기 적어도 하나의 슬레이브 컨트롤러는, 상기 휘도데이터의 상기 제(N+K) 내지 제512번지 데이터를 이용하여 상기 DIC 제어신호를 생성하고, 상기 DIC 제어신호는, 상기 DIC의 채널 당 비트 수인 B와 상기 DIC의 동시제어 채널 수인 M에 대한 정보를 포함하는 헤더와, 제(N+K) 내지 제E채널 데이터를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 휘도데이터의 상기 제(N+K) 내지 제512번지 데이터 중 제p번지 데이터는 8비트의 L(p)이고, 상기 DIC 제어신호의 상기 제(N+K) 내지 제E채널 데이터 중 제p채널 데이터는 D(p)이고, 상기 D(p)는, 식 D(p)=L(p)X2(B-8)에 따라 결정될 수 있다.
또한, 상기 휘도데이터의 상기 제(N+K) 내지 제512번지 데이터의 개수인 (512-(N+K-1))을 상기 DIC의 동시제어 채널 수인 M으로 나눈 몫이 Q, 나머지가 R인 경우, 상기 적어도 하나의 슬레이브 컨트롤러가 제어할 수 있는 상기 DIC의 최대 개수는 상기 Q이고, 상기 제E채널 데이터의 E는 (512-R)로 결정될 수 있다.
그리고, 상기 적어도 하나의 슬레이브 컨트롤러는, 상기 DMX신호를 이용하여 상기 휘도데이터를 생성하고, 상기 휘도데이터를 이용하여 상기 FFT 제어신호 및 상기 DIC 제어신호를 생성하는 신호생성부와; 상기 마스터 컨트롤러로부터 상기 DMX신호를 수신하여 상기 신호생성부로 전달하는 DMX수신부와; 상기 DMX수신부로부터 상기 DMX신호를 전달받아 외부로 송신하는 DMX송신부와; 상기 스타트 어드레스를 입력받아 상기 신호생성부로 전달하는 어드레스 입력부와; 상기 DIC타입을 입력받아 상기 신호생성부로 전달하는 타입 입력부와; 상기 신호생성부로부터 상기 FET 제어신호를 전달받아 상기 적어도 하나의 FET타입 LED모듈로 전달하는 FET제어부와; 상기 신호생성부로부터 상기 DCI 제어신호를 전달받아 상기 적어도 하나의 DIC타입 LED모듈로 전달하는 DIC제어부를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명은, 마스터 컨트롤러, 적어도 하나의 슬레이브 컨트롤러, 적어도 하나의 FET타입 LED모듈 및 적어도 하나의 DIC타입 LED모듈을 포함하는 발광다이오드 조명장치의 제어방법에 있어서, 상기 적어도 하나의 슬레이브 컨트롤러에 스타트 어드레스 N이 입력되는 단계와; 상기 적어도 하나의 슬레이브 컨트롤러가 상기 스타트 어드레스에 따라 DMX신호의 제N 내지 제512슬롯으로부터 휘도데이터를 생성하는 단계와; 상기 적어도 하나의 슬레이브 컨트롤러가 미리 설정된 FET개수 K에 따라 상기 휘도데이터의 제N 내지 제(N+K-1)번지 데이터로부터 FET 제어신호를 생성하는 단계와; 상기 적어도 하나의 슬레이브 컨트롤러에 DIC타입이 입력되는 단계와; 상기 적어도 하나의 슬레이브 컨트롤러가 상기 DIC타입에 따라 상기 휘도데이터의 제(N+K) 내지 제512번지 데이터로부터 DIC 제어신호를 생성하는 단계와; 상기 적어도 하나의 슬레이브 컨트롤러가 상기 FET 제어신호 및 상기 DIC 제어신호를 각각 상기 적어도 하나의 FET타입 LED모듈 및 상기 적어도 하나의 DIC타입 LED모듈로 송신하는 단계를 포함하는 발광다이오드 조명장치의 제어방법을 제공한다.
그리고, 상기 휘도데이터의 상기 제(N+K) 내지 제512번지 데이터의 개수인 (512-(N+K-1))을 상기 적어도 하나의 DIC타입 LED모듈의 동시제어 채널 수인 M으로 나눈 몫이 Q, 나머지가 R인 경우, 상기 적어도 하나의 슬레이브 컨트롤러가 제어할 수 있는 상기 적어도 하나의 DIC타입 LED모듈의 최대 개수는 상기 Q이고, 상기 DIC제어신호는 제(N+K) 내지 제E채널 데이터를 포함하고, 상기 E는 (512-R)로 결정될 수 있다.
본 발명은, 하나의 컨트롤러로 FET타입 LED모듈과 DIC타입 LED모듈을 제어함으로써, 설치비용이 절감되고 조명장치 사이의 구동 연계성이 개선되는 효과를 갖는다.
그리고, 본 발명은, 입력된 DIC의 종류에 대응되는 DIC 제어신호를 생성함으로써, DIC의 호환성이 개선되는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은, DMX신호로부터 생성되는 휘도데이터의 일부를 FET 제어신호 생성에 이용하고 휘도데이터의 나머지를 DIC 제어신호 생성에 이용함으로써, FET타입 LED모듈과 DIC타입 LED모듈의 숫자를 자유롭게 변경하여 사용자의 편의성이 향상되는 효과를 갖는다.
그리고, 본 발명은, DMX송수신부를 통하여 DMX신호를 송수신 함으로써, 다양한 장비와의 대규모 연출이 가능한 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 발광다이오드 조명장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 발광다이오드 조명장치의 슬레이브 컨트롤러를 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 발광다이오드 조명장치의 DMX신호 및 휘도데이터를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 발광다이오드 조명장치의 FET제어신호를 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 발광다이오드 조명장치의 DIC 제어신호를 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 발광다이오드 조명장치의 구동방법을 도시한 도면.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 발광다이오드 조명장치 및 그 제어방법을 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 발광다이오드 조명장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 발광다이오드 조명장치(10)는 마스터 컨트롤러(master controller)(20), 적어도 하나의 슬레이브 컨트롤러(slave controller)(30), 적어도 하나의 FET타입 LED모듈(60), 적어도 하나의 DIC타입 LED모듈(70)을 포함한다.
고전위전압(VCC) 및 저전위전압(GND)이 인가되는 마스터 컨트롤러(20)는 DMX신호를 생성하고, 생성된 DMX신호를 다수의 슬레이브 컨트롤러(30)로 송신한다.
여기서, DMX(digital multiplex)는 DMX512를 의미하는 국제 표준 규격으로, 2개의 전선을 통해 통신하는 RS-485 방식을 이용하여 1초당 250,000비트(250kbps)의 데이터를 전송하는 DMX신호를 사용하며, DMX신호는 데이터 링크당 513개의 슬롯(slot)을 포함한다. 이러한 DMX신호는 도 3에서 상세히 설명한다.
고전위전압(VCC) 및 저전위전압(GND)이 각각 인가되는 적어도 하나의 슬레이브 컨트롤러(30)는 마스터 컨트롤러(20)로부터 DMX신호를 수신하고, 수신된 DMX신호를 이용하여 휘도데이터(brightness data), FET 제어신호 및 DIC 제어신호를 생성하고, 생성된 FET 제어신호 및 DIC 제어신호를 각각 적어도 하나의 FET타입 LED모듈(60) 및 적어도 하나의 DIC타입 LED모듈(70)로 송신한다.
여기서, 적어도 하나의 슬레이브 컨트롤러(30)가 다수인 경우, 다수의 슬레이브 컨트롤러(30)는 마스터 컨트롤러(20)에 데이지 체인(daisy chain) 방식으로 연결되어 각각 수신된 DMX신호에서 자신에게 해당되는 데이터를 이용하여 휘도데이터(brightness data), FET 제어신호 및 DIC 제어신호를 생성하고, 수신된 DMX신호는 다시 후단의 슬레이브 컨트롤러(30)로 송신할 수 있다.
이러한 적어도 하나의 슬레이브 컨트롤러(30)의 구성은 도 2에서 상세히 설명한다.
적어도 하나의 FET타입 LED모듈(60) 및 적어도 하나의 DIC타입 LED모듈(70)은 적어도 하나의 슬레이브 컨트롤러(30)에 연결된다.
도시하지는 않았지만, 적어도 하나의 FET타입 LED모듈(60)은, FET(field emission transistor)와 FET에 연결되는 LED어레이(array)를 포함하는데, LED어레이는 고전위전압(VCC) 및 저전위전압(GND) 사이에 직렬 연결되는 다수의 발광다이오드(light emitting diode: LED)로 이루어지고, 저전위전압(GND)은 FET에 의하여 제어될 수 있다.
적어도 하나의 FET타입 LED모듈(60)이 다수인 경우, 다수의 FET에 각각 다수의 LED어레이가 연결될 수 있으며, 다수의 FET는 적어도 하나의 슬레이브 컨트롤러(30)의 FET 제어신호에 따라 다수의 LED어레이에 각각 전류 및 전압을 공급함으로써, 다수의 LED어레이의 휘도를 각각 제어한다.
예를 들어, 적어도 하나의 FET타입 LED모듈(60)이 제1 내지 제3FET타입 LED모듈인 경우, 제1FET타입 LED모듈은 제1FET와 적색을 발광하는 LED어레이로 이루어지고, 제2FET타입 LED모듈은 제2FET와 녹색을 발광하는 LED어레이로 이루어지고, 제3FET타입 LED모듈은 제3FET와 청색을 발광하는 LED어레이로 이루어질 수 있다.
그리고, 적어도 하나의 DIC타입 LED모듈(70)은, 정전류 DIC(driver integrated circuit)와 정전류 DIC의 적어도 하나의 채널에 각각 연결되는 적어도 하나의 LED어레이를 포함하는데, 적어도 하나의 LED어레이는 직렬 연결되는 다수의 발광다이오드로 이루어진다.
정전류 DIC의 적어도 하나의 채널이 다수인 경우, 다수의 LED어레이가 각각 정전류 DIC의 다수의 채널에 연결될 수 있으며, 정전류 DIC는 적어도 하나의 슬레이브 컨트롤러(30)의 DIC제어신호에 따라 다수의 LED어레이에 각각 전류 및 전압을 공급함으로써, 다수의 LED어레이의 휘도를 각각 제어한다.
그리고, 적어도 하나의 DIC타입 LED모듈(70)이 다수인 경우, 다수의 DIC타입 LED모듈(70)은 적어도 하나의 슬레이브 컨트롤러(30)에 데이지 체인 방식으로 연결되어 각각 수신된 DIC 제어신호에서 자신에게 해당되는 채널 데이터에 따라 적어도 하나의 LED어레이에 전류 및 전압을 공급하여 휘도를 제어하고, 수신된 DIC 제어신호는 다시 후단의 DIC타입 LED모듈(70)로 송신할 수 있다.
이러한 발광다이오드 조명장치(10)의 적어도 하나의 슬레이브 컨트롤러(30)의 구성을 도면을 참조하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 발광다이오드 조명장치의 슬레이브 컨트롤러를 개략적으로 도시한 도면으로, 도 1을 함께 참조하여 설명한다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 발광다이오드 조명장치(10)의 적어도 하나의 슬레이브 컨트롤러(30)는, 신호생성부(40), DMX수신부(42), DMX송신부(44), 어드레스 입력부(46), 타입 입력부(48), FET제어부(50), DIC제어부(52)를 포함한다.
신호생성부(40)는, DMX수신부(42)로부터 DMX신호를 전달받고, 어드레스 입력부(46)로부터 스타트 어드레스(start address)를 전달받고, 타입 입력부(48)로부터 DIC타입을 전달받고, 스타트 어드레스에 따라 DMX신호를 이용하여 휘도데이터(brightness data)를 생성하고, 생성된 휘도데이터를 이용하여 FET개수와 DIC타입에 따른 FET 제어신호 및 DIC 제어신호를 생성하고, 생성된 FET 제어신호 및 DIC 제어신호를 각각 FET제어부(50) 및 DIC제어부(52)로 전달한다.
예를 들어, 신호생성부(40)는 마이크로 컨트롤 유닛(micro control unit: MCU)로 이루어질 수 있다.
DMX수신부(42)는, 마스터 컨트롤러(20) 또는 전단의 슬레이브 컨트롤러(30)로부터 DMX신호를 수신하고, 수신된 DMX신호를 신호생성부(40) 및 DMX송신부(44)로 전달한다.
DMX송신부(44)는, DMX수신부(42)로부터 DMX신호를 전달받고, 전달받은 DMX신호를 후단의 슬레이브 컨트롤러(30)로 송신한다.
어드레스 입력부(46)는, 외부로부터 스타트 어드레스를 입력받고, 입력받은 스타트 어드레스를 신호생성부(40)로 전달하고, 타입 입력부(48)는, 외부로부터 DIC타입을 입력받고, 입력받은 DIC타입을 신호생성부(47)로 전달한다.
예를 들어, 어드레스 입력부(46) 및 타입 입력부(48)는 딥스위치(DIP switch) 등으로 구성할 수 있다.
FET제어부(50)는, 신호생성부(42)로부터 FET 제어신호를 전달받고, 전달받은 FET 제어신호를 적어도 하나의 FET타입 LED모듈(60)로 전달하고, DIC제어부(52)는, 신호생성부(42)로부터 DIC 제어신호를 전달받고, 전달받은 DIC 제어신호를 적어도 하나의 DIC타입 LED모듈(70)로 전달한다.
이러한 발광다이오드 조명장치(10)의 적어도 하나의 슬레이브 컨트롤러(30)의 동작을 도면을 참조하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 발광다이오드 조명장치의 DMX신호 및 휘도데이터를 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 발광다이오드 조명장치의 FET제어신호를 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 발광다이오드 조명장치의 DIC 제어신호를 도시한 도면으로, 도 1 및 도 2를 함께 참조하여 설명한다.
도 3에 도시한 바와 같이, 마스터 컨트롤러(20)로부터 송신되는 DMX신호는, 각각이 약 23ms인 다수의 프레임(frame)을 포함하는데, 각 프레임은 약 100μs 이상의 브레이크(break), 약 12μs의 MAB(mark after break), 513개의 제0 내지 제512슬롯(slot0 내지 slot512)으로 구성되고, 제0 내지 제512슬롯(slot0 내지 slot512)은 각각 1비트(bit)의 스타트 비트(start bit), 8비트의 데이터 비트(data bit), 2비트의 스탑 비트(stop bit)로 구성된다.
여기서, 제0슬롯(slot0)은 스타트 코드(start code)이고, 제1 내지 제512슬롯(slot1 내지 slot512)의 데이터 비트는 휘도(밝기)정보를 포함한다.
그리고, 적어도 하나의 슬레이브 컨트롤러(30)의 신호생성부(40)는, 스타트 어드레스에 따라 DMX신호로부터 휘도데이터를 생성하는데, 스타트 어드레스는 휘도데이터 생성에 이용되는 DMX신호의 다수의 슬롯의 시작번지에 대한 정보를 포함한다.
구체적으로, 스타트 어드레스가 N번지를 지시할 경우, 신호생성부(40)는 DMX신호의 제0 내지 제512슬롯(slot0 내지 slot512) 중 제N 내지 제512슬롯(slot(N) 내지 slot512)의 데이터 비트를 추출하여 휘도데이터를 생성하는데, 이때 휘도데이터는 각각 8비트인 제N 내지 제512번지 데이터를 포함한다.
도 4에 도시한 바와 같이, 적어도 하나의 슬레이브 컨트롤러(30)의 신호생성부(40)는, FET개수에 따라 휘도데이터로부터 FET 제어신호를 생성하는데, FET개수는 적어도 하나의 FET타입 LED모듈(60)의 FET의 개수에 대응되며, 적어도 하나의 슬레이브 컨트롤러(30)의 회로설계 단계에서 결정되어 신호생성부(40)에 저장될 수 있다.
예를 들어, 적어도 하나의 FET타입 LED모듈(60)이 적, 녹, 청색에 대응되는 제1 내지 제3FET타입 LED모듈인 경우, FET개수는 3일 수 있다.
구체적으로, 스타트 어드레스가 N번지를 지시하고 FET개수가 K개인 경우, 신호생성부(40)는 휘도데이터의 제N 내지 제(N+K-1)번지 데이터를 이용하여 FET 제어신호를 생성하는데, 이때 FET 제어신호는, DMX신호의 프레임에 대응되는 다수의 프레임(F1, F2)을 포함하고, 각 프레임(F1, F2) 동안 특정 재생빈도(refresh rate) 및 재생주기(T)로 반복되고, 휘도데이터의 제N 내지 제(N+K-1)번지 데이터에 대응되는 0% 내지 100%의 듀티비(duty ratio)를 갖는 제N 내지 제(N+K-1)펄스폭변조(pulse width modulation: PWM) 데이터(PWM data(N) 내지 PWM data(N+K-1))를 포함할 수 있다.
예를 들어, 제N 내지 제(N+K-1)PWM 데이터(PWM data(N) 내지 PWM data(N+K-1))는 각각 휘도데이터의 8비트의 제N 내지 제(N+K-1)번지 데이터에 선형적으로 비례하는 온-듀티(on duty)를 가질 수 있으며, 제N 내지 제(N+K-1)PWM 데이터(PWM data(N) 내지 PWM data(N+K-1)) 각각의 재생주기(T)는 DMX신호의 일 프레임인 약 23ms보다 작은 값일 수 있다.
도 5에 도시한 바와 같이, 적어도 하나의 슬레이브 컨트롤러(30)의 신호생성부(40)는, DIC타입에 따라 휘도데이터로부터 DIC 제어신호를 생성하는데, DIC타입은 DIC의 채널 당 비트 수와 DIC의 동시제어 채널 수에 대한 정보를 포함한다.
구체적으로, 스타트 어드레스가 N번지를 지시하고 FET개수가 K개인 경우, 신호생성부(40)는 휘도데이터의 제(N+K) 내지 제512번지 데이터를 이용하여 DIC 제어신호를 생성하는데, 이때 DIC 제어신호는 헤더(header)와 제(N+K) 내지 제E채널 데이터(channel data(N+K) 내지 channel data(E))를 포함할 수 있다.
헤더는 이어지는 데이터에 대한 각종 정보를 포함하는데, 그 길이 및 형식은 DIC의 종류에 따라 달라질 수 있다.
예를 들어, 헤더는 DIC타입에 포함된 DIC의 채널 당 비트 수와 DIC의 동시제어 채널 수에 대한 정보를 포함할 수 있다.
제(N+K) 내지 제E채널 데이터(channel data(N+K) 내지 channel data(E))는 DIC의 적어도 하나의 채널에 대응되는 휘도에 대한 정보를 포함하는데, 채널 데이터의 비트 수는 DIC의 종류에 따라 달라질 수 있다.
그리고, 휘도데이터의 제p번지 데이터가 8비트의 L(p)이고, DIC의 채널 당 비트 수가 B이고, DIC 제어신호의 제p채널 데이터가 D(p)인 경우, 제p채널 데이터(D(p))는 다음 식에 따라 제p번지 데이터(L(p))를 변환하여 생성할 수 있다.
D(p)=L(p)X2(B-8)
예를 들어, DIC의 채널당 비트 수가 16인 경우, 휘도데이터의 120인 제p번지 데이터는 DIC 제어신호의 30720(=120X2(16-8))인 제p채널 데이터가 되며, 0~255 사이의 값을 갖는 8비트의 휘도데이터는 0~65535 사이의 값을 갖는 16비트의 DIC 제어신호로 변환될 수 있다.
한편, DIC의 동시제어 채널 수가 M개인 경우, DIC의 오류를 방지하기 위하여 제E채널 데이터(channel data(E))의 번지와 DIC의 최대 개수는 다음과 같이 산출할 수 있다.
(512-(N-1))개의 제N 내지 제512번지 데이터를 포함하는 휘도데이터 중에서 K개의 제N 내지 제(N+K-1)번지 데이터가 FET 제어신호 생성에 이용되고, 나머지 (512-(N+K-1))개의 제(N+K) 내지 제512번지 데이터가 DIC 제어신호 생성에 이용될 수 있다.
DIC 제어신호 생성에 이용될 수 있는 데이터의 번지 수 (512-(N+K-1))개를 DIC의 동시제어 채널 수가 M개로 나눈 몫을 Q 나머지를 R이라고 하면, 적어도 하나의 슬레이브 컨트롤러(30)가 제어할 수 있는 DIC의 최대 개수는 Q가 되고, 제E채널 데이터(channel data(E))의 번지는 512에서 R을 뺀 값이 된다(E=512-R).
즉, 적어도 하나의 슬레이브 컨트롤러(30)는, 휘도데이터의 제(N+K) 내지 제(512-R)번지 데이터를 이용하여 제(N+K) 내지 제E채널 데이터(channel data(N+K) 내지 channel data(E))를 포함하는 DIC 제어신호를 생성할 수 있으며, 이러한 DIC 제어신호를 이용하여 M개의 동시제어 채널을 갖는 DIC를 최대 Q개(즉, 최대 Q개의 DIC타입 LED모듈(70)) 제어할 수 있다.
예를 들어, 스타트 어드레스가 10이고(N=10), FET가 3개이고(K=3), DIC의 동시제어 채널 수가 3개인 경우(M=3), DIC 제어신호 생성에 이용될 수 있는 휘도데이터는 제13 내지 제512번지 데이터의 500(=(512-(10+3-1))개이고, DIC 제어신호 생성에 이용될 수 있는 휘도데이터인 500개를 DIC의 동시제어 채널 수인 3개로 나누면 몫은 166이고 나머지는 2(500=166*3+2)이다.
따라서, 적어도 하나의 슬레이브 컨트롤러(30)는 휘도데이터의 제13 내지 제510번지 데이터를 이용하여 제13 내지 제510채널 데이터를 포함하는 DIC 제어신호를 생성하고, 이러한 DIC 제어신호를 이용하여 동시제어 채널이 3개인 DIC를 최대 166개(즉, 최대 166개의 DIC타입 LED모듈(70)) 제어할 수 있다.
이때 휘도데이터의 2개의 제511 및 제512번지 데이터는 동시제어 채널 수인 3개보다 작아서, DIC 제어에 이용될 경우 다음 프레임의 신호에 오류를 야기할 수 있으므로, DIC 제어신호 생성에 이용하지 않는다.
이러한 발광다이오드 조명장치(10)의 구동방법을 도면을 참조하여 설명한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 발광다이오드 조명장치의 구동방법을 도시한 도면으로, 도 1 내지 도 5를 함께 참조하여 설명한다.
도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 발광다이오드 조명장치(10)의 적어도 하나의 슬레이브 컨트롤러(30)에 스타트 어드레스가 입력되고(st10), 적어도 하나의 슬레이브 컨트롤러(30)는 스타트 어드레스(N)에 따라 DMX신호의 제0 내지 제512슬롯(slot0 내지 slot512) 중 일부(slot(N)~slot512)의 데이터 비트로부터 휘도데이터를 생성한다(st12).
그리고, 적어도 하나의 슬레이브 컨트롤러(30)는, 미리 설정된 FET개수(K)에 따라 휘도데이터(N번지~512번지) 중 일부(N번지~(N+K-1)번지)로부터 PWM 데이터인 FET 제어신호를 생성하고(st14), 생성된 FET 제어신호를 적어도 하나의 FET타입 LED모듈(60)로 송신한다(st16).
또한, 적어도 하나의 슬레이브 컨트롤러(30)에 DIC타입이 입력되고(st18), 적어도 하나의 슬레이브 컨트롤러(30)는, 휘도데이터(N번지~512번지) 중 FET 제어신호 생성에 이용된 일부(N번지~(N+K-1)번지)를 제외한 나머지((N+K)번지~512번지)로부터 DIC 제어신호를 생성하고(st20), 생성된 DIC 제어신호를 적어도 하나의 DIC타입 LED모듈(70)로 송신한다(st22).
이때, DIC 제어신호는, 채널 당 비트 수에 따라 휘도데이터를 변환하여 생성될 수 있으며, 오류방지를 위하여 동시제어 채널 수에 따라 나머지 휘도데이터((N+K)번지~512번지) 중 일부(R)를 제외한 휘도데이터((N+K)번지~(512-R)번지)를 이용하여 생성될 수 있다.
이상과 같이, 본 발명의 실시예에 따른 발광다이오드 조명장치에서는, 하나의 슬레이브 컨트롤러로 FET타입 LED모듈(투광기 등)과 DIC타입 LED모듈(클러스터 모듈 등)을 동시에 제어할 수 있으므로, 무대조명 등의 설치에 있어서 편의성이 향상되고 조명장치 사이의 구동 연계성이 개선된다.
그리고, 하나의 슬레이브 컨트롤러에 연결할 DIC타입 LED모듈의 개수가 고정되지 않고 사용자의 편의에 따라 최대 512개 내에서 자유롭게 변경될 수 있고, DIC타입 LED모듈에 할당되는 데이터의 번지가 슬레이브 컨트롤러에 의해 자동으로 결정되므로, 사용자의 편의성이 향상된다.
또한, 타입 입력부(DIP 스위치 등)을 통하여 DIC의 채널 당 비트 수와 DIC의 동시제어 채널 수 등의 정보가 입력되므로, 다양한 종류의 DIC를 자유롭게 연결하여 사용할 수 있으므로, DIC의 호환성이 개선된다.
그리고. 다수의 슬레이브 컨트롤러를 데이지 체인 방식으로 연결하고 DMX송수신부를 통하여 DMX신호를 송수신함으로써, 대규모 연출이 가능하고, DMX신호를 사용하는 음향장비 등 기타 다양한 장비와의 연동이 가능해진다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10: 발광다이오드 조명장치 20: 마스터 컨트롤러
30: 슬레이브 컨트롤러 40: 신호생성부
60: FET타입 LED모듈 70: DIC타입 LED모듈

Claims (10)

  1. DMX신호를 생성하는 마스터 컨트롤러와;
    스타트 어드레스에 따라 상기 DMX신호를 이용하여 휘도데이터를 생성하고, 상기 휘도데이터를 이용하여 FET개수 및 DIC타입에 따른 FET 제어신호 및 DIC 제어신호를 생성하는 적어도 하나의 슬레이브 컨트롤러와;
    FET 및 제1LED어레이를 포함하고, 상기 FET 제어신호에 따라 상기 FET가 상기 LED어레이의 휘도를 제어하는 적어도 하나의 FET타입 LED모듈과;
    DIC 및 적어도 하나의 제2LED어레이를 포함하고, 상기 DIC 제어신호에 따라 상기 DIC가 상기 적어도 하나의 제2LED어레이의 휘도를 제어하는 적어도 하나의 DIC타입 LED모듈
    을 포함하는 발광다이오드 조명장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 DMX신호는, 각각이 데이터 비트를 포함하는 제0 내지 제512슬롯을 포함하고,
    상기 스타트 어드레스는, 상기 휘도데이터 생성에 이용되는 상기 DMX신호의 시작번지인 N번지에 대한 정보를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 슬레이브 컨트롤러는, 상기 DMX신호의 제N 내지 제512슬롯의 상기 데이터 비트를 추출하여 상기 휘도데이터를 생성하고,
    상기 휘도데이터는, 제N 내지 제512번지 데이터를 포함하는 발광다이오드 조명장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 FET개수는, 상기 FET의 개수에 대응되는 K이고,
    상기 적어도 하나의 슬레이브 컨트롤러는, 상기 휘도데이터의 상기 제N 내지 제(N+K-1)번지 데이터를 이용하여 상기 FET 제어신호를 생성하고,
    상기 FET 제어신호는, 상기 휘도데이터의 상기 제N 내지 제(N+K-1)번지 데이터에 선형적으로 비례하는 듀티비를 갖는 제N 내지 제(N+K-1)PWM 데이터를 포함하는 발광다이오드 조명장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 FET 제어신호의 상기 제N 내지 제(N+K-1)PWM 데이터 각각의 재생주기는, 상기 DMX신호의 프레임보다 작은 발광다이오드 조명장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 DIC타입은, 상기 DIC의 채널 당 비트 수인 B와 상기 DIC의 동시제어 채널 수인 M에 대한 정보를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 슬레이브 컨트롤러는, 상기 휘도데이터의 상기 제(N+K) 내지 제512번지 데이터를 이용하여 상기 DIC 제어신호를 생성하고,
    상기 DIC 제어신호는, 상기 DIC의 채널 당 비트 수인 B와 상기 DIC의 동시제어 채널 수인 M에 대한 정보를 포함하는 헤더와, 제(N+K) 내지 제E채널 데이터를 포함하는 발광다이오드 조명장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 휘도데이터의 상기 제(N+K) 내지 제512번지 데이터 중 제p번지 데이터는 8비트의 L(p)이고,
    상기 DIC 제어신호의 상기 제(N+K) 내지 제E채널 데이터 중 제p채널 데이터는 D(p)이고,
    상기 D(p)는, 식 D(p)=L(p)X2(B-8)에 따라 결정되는 발광다이오드 조명장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 휘도데이터의 상기 제(N+K) 내지 제512번지 데이터의 개수인 (512-(N+K-1))을 상기 DIC의 동시제어 채널 수인 M으로 나눈 몫이 Q, 나머지가 R인 경우,
    상기 적어도 하나의 슬레이브 컨트롤러가 제어할 수 있는 상기 DIC의 최대 개수는 상기 Q이고,
    상기 제E채널 데이터의 E는 (512-R)로 결정되는 발광다이오드 조명장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 슬레이브 컨트롤러는,
    상기 DMX신호를 이용하여 상기 휘도데이터를 생성하고, 상기 휘도데이터를 이용하여 상기 FET 제어신호 및 상기 DIC 제어신호를 생성하는 신호생성부와;
    상기 마스터 컨트롤러로부터 상기 DMX신호를 수신하여 상기 신호생성부로 전달하는 DMX수신부와;
    상기 DMX수신부로부터 상기 DMX신호를 전달받아 외부로 송신하는 DMX송신부와;
    상기 스타트 어드레스를 입력받아 상기 신호생성부로 전달하는 어드레스 입력부와;
    상기 DIC타입을 입력받아 상기 신호생성부로 전달하는 타입 입력부와;
    상기 신호생성부로부터 상기 FET 제어신호를 전달받아 상기 적어도 하나의 FET타입 LED모듈로 전달하는 FET제어부와;
    상기 신호생성부로부터 상기 DIC 제어신호를 전달받아 상기 적어도 하나의 DIC타입 LED모듈로 전달하는 DIC제어부
    를 포함하는 발광다이오드 조명장치.
  9. 마스터 컨트롤러, 적어도 하나의 슬레이브 컨트롤러, 적어도 하나의 FET타입 LED모듈 및 적어도 하나의 DIC타입 LED모듈을 포함하는 발광다이오드 조명장치의 제어방법에 있어서,
    상기 적어도 하나의 슬레이브 컨트롤러에 스타트 어드레스 N이 입력되는 단계와;
    상기 적어도 하나의 슬레이브 컨트롤러가 상기 스타트 어드레스에 따라 DMX신호의 제N 내지 제512슬롯으로부터 휘도데이터를 생성하는 단계와;
    상기 적어도 하나의 슬레이브 컨트롤러가 미리 설정된 FET개수 K에 따라 상기 휘도데이터의 제N 내지 제(N+K-1)번지 데이터로부터 FET 제어신호를 생성하는 단계와;
    상기 적어도 하나의 슬레이브 컨트롤러에 DIC타입이 입력되는 단계와;
    상기 적어도 하나의 슬레이브 컨트롤러가 상기 DIC타입에 따라 상기 휘도데이터의 제(N+K) 내지 제512번지 데이터로부터 DIC 제어신호를 생성하는 단계와;
    상기 적어도 하나의 슬레이브 컨트롤러가 상기 FET 제어신호 및 상기 DIC 제어신호를 각각 상기 적어도 하나의 FET타입 LED모듈 및 상기 적어도 하나의 DIC타입 LED모듈로 송신하는 단계
    를 포함하는 발광다이오드 조명장치의 제어방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 휘도데이터의 상기 제(N+K) 내지 제512번지 데이터의 개수인 (512-(N+K-1))을 상기 적어도 하나의 DIC타입 LED모듈의 동시제어 채널 수인 M으로 나눈 몫이 Q, 나머지가 R인 경우,
    상기 적어도 하나의 슬레이브 컨트롤러가 제어할 수 있는 상기 적어도 하나의 DIC타입 LED모듈의 최대 개수는 상기 Q이고,
    상기 DIC 제어신호는 제(N+K) 내지 제E채널 데이터를 포함하고,
    상기 E는 (512-R)로 결정되는 발광다이오드 조명장치의 제어방법.
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