KR20190129107A - 하나 이상의 통신 유닛을 구비한 led 장치 및 이를 이용하는 방법 - Google Patents

하나 이상의 통신 유닛을 구비한 led 장치 및 이를 이용하는 방법 Download PDF

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Abstract

발광 다이오드(LED) 장치는 적어도 하나의 LED 디스플레이 모듈을 갖는다. 각각의 LED 디스플레이 모듈은 복수의 LED 디스플레이 서브모듈 및 적어도 하나의 무선 통신 유닛을 구비하여 그 LED 디스플레이 모듈 내에 이들이 통합된다. 복수의 LED 디스플레이 서브모듈 각각은 하나 이상의 LED를 가지며 그 LED 디스플레이 서브모듈 상에 하나 이상의 LED가 결합된다. 또한, LED 장치는 LED 장치 상의 복수의 LED의 조명을 조절하기 위해 LED 디스플레이 서브모듈을 지시하도록 적어도 하나의 무선 통신 유닛과 무선 통신하는 게이트웨이를 포함한다.

Description

하나 이상의 통신 유닛을 구비한 LED 장치 및 이를 이용하는 방법
본 출원은 2017년 3월 22일 출원된 미국 가특허출원 제62/475,062의 이점을 주장하고 있으며, 상기 가특허출원의 내용은 본 출원에 참조로서 전체적으로 통합된다.
본 발명은 발광 다이오드(LED) 장치 및 시스템에 관한 것으로, 특히 하나 이상의 통신 유닛을 구비한 LED 장치 및 시스템, 및 이를 이용하는 방법에 관한 것이다.
발광 다이오드(LED)는 공지되어 있으며 산업 분야에서 주로 저전력 광 표시기로 널리 사용되고 있다. 최근 들어, 증가된 전력 출력 또는 증가된 광도를 갖는 LED가 개발되어 전등에 사용되고 있다. LED 조명은 개선된 에너지 효율, 안정성 및 신뢰성을 제공하고, 시장에서 백열등, 소형 형광 램프(Compact Fluorescent Lamps, CFLs) 등과 같은 다른 유형의 조명을 대체하고 있다. 일상 조명은 전력망의 부담에 주요하게 기여하고 발전에 대한 전반적인 요구 사항을 크게 증가 시켜, LED의 에너지 효율은 향후 에너지 절약에 중요한 역할을 할 것이다. 우수한 에너지 효율로 인해 LED가 조명 시장을 지배할 가능성이 높다.
증가된 전력 출력 또는 증가된 광도를 갖는 LED는, 또한 디지털 사이니지 등과 같은 이미지/비디오 디스플레이에 사용된다. 디지털 LED 사이니지는 마케팅, 광고 등에 대한 수요가 증가함에 따라 빠르게 성장하는 산업이다.
LED 사이니지 디스플레이와 같은 일부 LED 장치에서, LED 사이니지 디스플레이의 LED는 개별적으로 제어될 필요가 있다. 기존의 LED 사이니지 디스플레이에서, 색상, 조명 강도, 디밍(dimming) 등과 같은 LED의 정보는 센더 박스(sender box)를 통해 사이니지로 전송된다.
도 1은 종래의 LED 사이니지 디스플레이(10)의 실시예를 도시한다. 도시된 바와 같이, LED 사이니지 디스플레이 시스템(10)은 케이블(18B)를 통해 센더 박스에 전기적으로 연결된 LED 사이니지 디스플레이(16)를 포함한다. 센더 박스(14)는 케이블(18A)을 통해 컴퓨터(12)에 전기적으로 연결된다. 데이터는 먼저 케이블(18A)을 통해 컴퓨터(12)로부터 센더 박스(14)로 전송된다. 이후, 센더 박스(14)는 케이블(18B)을 통해 수신된 데이터를 LED 사이니지 디스플레이(16)의 캐비넷 내에 설치된 LED 수신기(미도시)로 전송한다. LED 수신기에 의해 수신된 데이터는 LED 사이니지 디스플레이(16)의 LED의 조명을 제어(예를 들어, 켜기, 끄기, 조명 강도, 색상 등)하기 위해 중앙 제어기(미도시)에 의해 사용된다.
도 2에서 도시된 바와 같이, 종래의 디지털 LED 사이니지 디스플레이(16)는 중앙 제어기(32)와 리본 케이블과 같은 케이블(38)을 통해 중앙 제어기(32)에 연결된 하나 이상의 LED 디스플레이 모듈(34)을 포함한다.
각각의 LED 디스플레이 모듈(34)은 복수의 LED(36) 및 하나 이상의 LED 드라이버(미도시)를 포함한다. LED 드라이버는 LED(36)에 전달되는 전력을 조절함으로써, LED의 조명을 제어(예를 들어, 끄기, 켜기, 조명 강도, 색상 등)한다. LED 드라이버의 구동 용량에 따라, 각각의 LED 드라이버는 LED(36)의 서브세트, 예를 들어, 4, 8, 16개의 LED(36)에 전기적으로 연결되고 조절할 수 있다.
각각의 LED 디스플레이 모듈(34)에서, 모든 LED 드라이버는 케이블(38)을 통해 중앙 제어기(32)에 배선된다. 따라서, 종래의 디지털 LED 사이니지 디스플레이(16)는, 특히 많은 수의 LED(36)를 갖는 디지털 LED 사이니지 디스플레이(16)(예를 들어, 큰 디스플레이 표면을 구비한 디지털 LED 사이니지)는 일반적으로 많은 숫자의 케이블/와이어를 포함한다. 불행하게도, 이러한 케이블은 종종 종래의 디지털 LED 사이니지 디스플레이(10)의 고장 포인트이다.
또한, 종래의 LED 사이니지 디스플레이에서 사용되는 데이터 통신 방법은 많은 단점을 갖는다. 예를 들어, 종래의 LED 사이니지 디스플레이(10)는 일반적으로 LED(36)를 제어하도록 컴퓨팅 장치로부터 LED 사이니지 디스플레이(10)로 데이터를 전송하기 위하여 센더 박스, 수신기 카드, 중앙 제어기, LED 드라이버 등과 같은 복수의 데이터 통신 컴포넌트를 포함하여, 이에 의해 LED 사이니지 디스플레이의 비용이 증가된다.
복수의 데이터 통신 컴포넌트가 요구됨에 따라, 종래 LED 사이니지 디스플레이(10)에서의 통신 시스템은 개별적인 데이터 통신 컴포넌트 각각의 고장 위험 증가로 인해 신뢰성이 떨어질 수도 있다. 또한, 각각의 LED 드라이버는 중앙 제어기에 유선 연결됨에 따라, 다수의 LED를 갖는 디지털 LED 사이니지 디스플레이(10)는 일반적으로 LED(36)를 제어하기 위해 다수의 와이어를 포함하여, 디지털 LED 사이니지 디스플레이(10)의 비용을 증가시키고, 리본 케이블의 와이어가, 특허 실외 용도로 사용시, 시간에 지남에 따라 분리 및/또는 손상될 위험이 높기 때문에 신뢰성을 감소시킨다.
여기에서, 발광 다이오드(LED) 장치의 실시 양태들이 개시된다. 본 발명의 일 실시 양태에 따르면, LED 장치는: (i) 하나 이상의 LED 디스플레이 모듈로서, 각각의 LED 디스플레이 모듈은 적어도 하나의 무선 통신 유닛을 포함하고 LED 디스플레이 모듈 안에 통합된, LED 디스플레이 모듈; (ii) 복수의 LED 디스플레이 서브모듈로써, 복수의 LED 디스플레이 서브모듈 각각은 하나 이상의 LED를 갖는, LED 디스플레이 서브모듈; 및 (iii) 복수의 LED의 조명을 조절하기 위하여 LED 디스플레이 서브모듈에 지시하기 위해 하나 이상의 무선 통신 유닛과 무선 통신하기 위한 게이트웨이;를 포함한다.
본 발명의 일 실시 양태에 따르면, LED 장치가 제공된다. LED 장치는: 적어도 하나의 LED 디스플레이 모듈, 복수의 LED 및 적어도 하나의 통신 유닛을 포함하는 적어도 하나의 LED 디스플레이 모듈; 및 적어도 하나의 통신 유닛에 기능적으로 커플링된 게이트웨이로써, 게이트웨이는 LED 장치를 제어하기 위해 하나 이상의 명령을 무선으로 수신하고, 수신된 하나 이상의 명령에 응답으로, 복수의 LED의 조명을 조절하기 위해 무선으로 또는 직류(DC) 전력선을 통해 하나 이상의 무선 통신 유닛으로 하나 이상의 지시(instruction)를 전송하도록 구성된, 게이트웨이;를 포함한다.
일부 실시 양태에서, 각각의 LED 디스플레이 모듈은, 복수의 LED 디스플레이 서브모듈로서, 각각의 LED 디스플레이 서브모듈은 복수의 LED 서브세트를 포함하는, LED 디스플레이 서브모듈;을 더 포함한다.
일부 실시 양태에서, 각각의 LED 디스플레이 모듈은 복수의 통신 유닛을 포함하고, 복수의 LED 디스플레이 서브모듈 각각은 복수의 통신 유닛 중 하나를 포함한다.
일부 실시 양태에서, 각각의 LED 디스플레이 모듈은 단지 하나의 통신 유닛을 포함한다.
일부 실시 양태에서, 각각의 LED 서브모듈은 적어도 하나의 통신 유닛과 신호 통신하는 제어 유닛을 더 포함하고, LED 서브모듈에서 복수의 LED의 조명을 조절하도록 구성된다.
일부 실시 양태에서, 적어도 하나의 LED 디스플레이 모듈은 비평면 디스플레이 표면으로 구성될 수 있는 가요성 디스플레이 표면을 포함한다.
일부 실시 양태에서, 전력선은 약 48V의 전압을 갖는다.
일부 실시 양태에서, 게이트웨이는 DC 전력선을 통해 적어도 하나의 통신 유닛과 통신하도록 구성되고; 적어도 하나의 통신 유닛은, 간섭 및/또는 노이즈를 줄이기 위해 DC 전력선의 전기적인 전류를 필터링하는 저역 통과 필터(LPF)를 포함한다.
일부 실시 양태에서, 적어도 하나의 통신 유닛은 LED의 데이터를 수집하고 LED의 조명을 조절하기 위해 데이터 획득 컴포넌트를 더 포함한다.
일부 실시 양태에서, 적어도 하나의 통신 유닛은, 데이터 획득 컴포넌트로 및 데이터 획득 컴포넌트로부터 데이터를 전송하기 위해 데이터 획득 컴포넌트에 기능적으로 커플링된 통신 컴포넌트를 더 포함한다.
본 발명의 일 실시 양태에 따르면, LED 디스플레이 모듈이 제공된다. LED 디스플레이 모듈은: 복수의 LED 디스플레이 서브모듈로서, 각각의 LED 디스플레이 서브모듈은 하나 이상의 LED를 포함하는, LED 디스플레이 서브모듈; 하나 이상의 LED의 조명을 조절하기 위해 복수의 LED 디스플레이 서브모듈과 통신하도록 구성된 통신 허브; 및 무선 통신 허브와 통신하고 하나 이상의 컴퓨터 장치와 무선 통신하도록 구성된 게이트웨이;를 포함한다.
일부 실시 양태에서, LED 디스플레이 모듈은 복수의 LED 디스플레이 서브모듈을 수용하기 위한 복수의 포켓 및 통신 허브를 수용하기 위한 중앙 포켓을 포함하는 가요성 하우징 구조를 더 포함한다.
일부 실시 양태에서, 통신 허브는 게이트웨이와 무선 통신을 위한 무선 통신 허브이다.
일부 실시 양태에서, 통신 허브는 DC 전력선을 통해 게이트웨이와 통신하기 위한 유선 통신 허브이다.
일부 실시 양태에서, DC 전력선은 약 48V의 전압을 갖는다.
일부 실시 양태에서, 통신 허브는 간섭 및/또는 노이즈를 줄이기 위하여 DC 전력선의 전기적 전류를 필터링하기 위해 저역 통과 필터(LPF)를 포함한다.
일부 실시 양태에서, 통신 허브는 LED의 데이터를 수집하고 LED의 조명을 조절하기 위하여 데이터 획득 컴포넌트를 더 포함한다.
일부 실시 양태에서, 통신 허브는 데이터 획득 컴포넌트로 및 데이터 획득 컴포넌트로부터 데이터를 전송하기 위해 데이터 획득 컴포넌트에 기능적으로 커플링된 통신 컴포넌트를 더 포함한다.
본 발명의 실시 양태는, 다른 도면에서 동일한 참조 번호는 동일한 구성 요소는 나타내는 다음 도면들을 참조하여 설명될 것이다:
도 1은 데이터가 컴퓨터로부터 LED 사이니지 디스플레이로 전송되는 방법을 나타내는 종래의 LED 사이니지의 개략도이다;
도 2는 도 1에 도시된 종래의 디지털 LED 사이니지 디스플레이의 중앙 제어기의 블록 다이어그램이다;
도 3A 및 3B는 본 발명의 일부 실시 양태에 따른 LED 사이니지 디스플레이를 갖는 LED 디스플레이 시스템의 간략화된 개략적인 블록 다이어그램이다;
도 4A는 도 3A에 도시된 LED 디스플레이 시스템의 LED 사이니지 디스플레이의 가요성 LED 디스플레이 모듈의 개략적인 사시도로서, 복수의 LED 디스플레이 서브모듈은 가요성 LED 모듈을 갖는다;
도 4B는 곡면 디스플레이 표면으로 구성된, 도 4A에 도시된 가요성 LED 디스플레이 모듈의 개략적인 사시도이다;
도 5A는 도 4A에 도시된 LED 디스플레이 모듈의 각각의 LED 디스플레이 서브모듈 내에서 LED 전력 통합 회로(IC) 칩의 개락적인 사시도로서, LED 전력 IC 칩은 칩상에 통합된 무선 통신 유닛을 갖는다;
도 5B는 도 4A에 도시된 LED 디스플레이 모듈의 LED 서브모듈의 간락화된 블록 다이어그램이다;
도 6은 도 3A에 도시된 LED 디스플레이 시스템의 소프트웨어 구조를 도시하는 블록 다이어그램이다;
도 7은 본 발명의 일부 실시 양태에 따른 도 3A에 도시된 LED 디스플레이 시스템의 소프트웨어 구조를 도시하는 블록 다이어그램이다;
도 8A는 본 발명의 일부 대안적인 실시 양태에 따른 LED 사이니지 디스플레이를 갖는 LED 디스플레이 시스템의 개략도이다;
도 8B는 도 8A에 도시된 LED 디스플레이 시스템의 LED 모듈의 개략적인 사시도로서, LED 모듈은 가요성 하우징 구조를 포함한다;
도 9는 도 8A에 도시된 LED 디스플레이 시스템의 소프트웨어 구조를 도시한 블록 다이어그램이다;
도 10은 본 발명의 일부 대안적인 실시 양태에 따른 LED 사이니지 디스플레이를 갖는 LED 디스플레이 시스템의 개략도이다;
도 11은 도 10에 도시된 LED 디스플레이 시스템의 각각의 LED 디스플레이 모듈 내에 통합된 통신 서브-허브의 개략적인 사시도이고;
도 12는 도 11에 도시된 통신 서브-허브의 PLC 유닛의 간략화된 회로도이다;
여기에서, LED 디스플레이의 실시 양태가 개시된다. 일부 실시 양태에서, LED 장치는 LED 사이니지 디스플레이일 수 있다. 일부 실시 양태에서, LED 장치는, 구부릴 수 있고 비평면 디스플레이 표면을 형성할 수 있는 하나 이상의 가요성 LED 모듈을 갖는 LED 사이니지 디스플레이일 수 있다.
도 3A 및 3B를 참조하면, LED 디스플레이 시스템이 도시되고 일반적으로 참조 번호 100을 사용하여 표시된다. 이러한 실시 양태에서 LED 디스플레이 시스템(100)은 WI-FI®(WI-FI는 미국 조지아주 애틀랜타 DBA Hartsfield-Jackson Atlanta International Airport Municipal Corp.의 등록 상표이다), 블루투스®(BLUETOOTH, BLUETOOTH는 미국 워싱턴주 커클랜드 Bluetooth Sig Inc.의 등록 상표이다), 직비®(ZIGBEE, ZIGBEE는 미국 캘리포니아 샌 라몬 ZigBee Alliance Corp.의 등록 상표이다), (GSM, CDMA, LET 등과 같은) 무선 이동 통신 기술 등과 같은 임의의 적합한 무선 통신 기술과 같은 적합한 무선 통신 기술을 이용하여 하나 이상의 데스크톱 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 스마트폰, 태블릿 등과 같은 하나 이상의 컴퓨팅 장치(102)와 무선 통신하는 LED 사이니지 디스플레이(104)를 포함한다.
LED 사이니지 디스플레이(104)는 하나 이상의 LED 디스플레이 모듈(106)(도 3A는 LED 디스플레이 모듈의 후면을 나타내고, 도 3B는 LED 디스플레이 모듈의 전면을 나타냄), 게이트웨이(108) 및 교류(AC) 대 직류(DC) 전원 공급기(AC/DC 전원 공급기로 표시됨)를 포함한다. AC/DC 전원 공급기(110)는 외부 전원(116)으로부터의 전력을 DC 전력으로 변환하고, 케이블(118)을 통해 DC 전력을 LED 디스플레이 모듈(106)로 출력한다.
이러한 실시 양태에서, 하나 이상의 LED 디스플레이 모듈(106)은 게이트웨이(108)와 무선 통신한다. 또한, 게이트웨이(108)는 컴퓨터 장치(102)와 LED 디스플레이 모듈(106) 사이에서 데이터를 전송하기 위해 하나 이상의 컴퓨팅 장치(102)와 무선 통신한다.
또한, (LED 디스플레이 모듈(106)의 후면을 도시한) 도 4A를 참조하면, 이러한 실시 양태에서, 각각의 LED 디스플레이 모듈(106)은 가요성 LED 디스플레이 모듈이고, 상기 각각의 LED 디스플레이 모듈(106)은 가요성 방식으로 서로 커플링되는 복수의 LED 디스플레이 서브모듈(112)을 포함한다. 각각의 LED 디스플레이 서브모듈(112)는 하나 이상의 LED(114)를 포함한다. 따라서, 일반적으로 평면 디스플레이 표면을 갖는 종래의 LED 사이니지 디스플레이와 달리, 가요성 LED 디스플레이 모듈(106)은 예를 들어, 도 4B에 도시된 곡면 디스플레이 표면의 비평면 디스플레이 표면을 형성하도록 구성될 수 있다. 다른 실시 양태에서, 적어도 하나의 LED 디스플레이 모듈(106)은 종래의 비-가요성 LED 디스플레이 모듈일 수 있다.
이러한 실시 양태에서, 각각의 LED 디스플레이 서브모듈(112)은 서브모듈 내에 통합된 무선 통신 유닛을 포함한다. 도 5A는, 게이트웨이(108)와 무선 통신하기 위한 무선 통신 유닛(124)을 포함하는 LED 전력 통합 회로(IC) 칩(122)의 개략적인 사시도이다
도 5B는 LED 서브모듈(112)의 간략화된 블록 다이어그램이다. 도시된 바와 같이, LED 서브모듈(112)은, 서브모듈 내에 하나 이상의 LED(114)와 LED 서브모듈(112)의 LED(114)에 개별적으로 전력을 공급하고 그 LED(114)를 제어하기 위한 다기능, 통합 솔루션을 제공하는 LED 전력 통합 회로(IC) 칩(122)을 포함하고 통합한다. LED 전력 IC(122)는 무선 주파수(RF) 송수신기와 같은 무선 통신 유닛(124), 디지털 제어 유닛(126), 또는 다중-출력 DC/DC 변환기(128)를 포함한다.
무선 통신 유닛(124)은, 디지털 사이니지(100)의 게이트웨이(108)(또는 중앙 제어기)로부터 색상, 조명 강도 등과 같은 제어 정보를 수신한다. 이러한 실시 양태에서, 게이트웨이(108)는, 향상된 LED 디스플레이 모듈(106)으로부터 물리적으로 분리되어 있고, 하나 이상의 컴퓨팅 장치(102)로부터 수신된 지시에 응답하여, 각각의 LED 서브모듈(112) 내의 대응하는 LED(114)를 제어하기 위해, 무선 통신 연결부(109)를 통해 각각의 LED 서브모듈(112)의 LED 전력 IC(122)의 무선 통신 유닛(124)과 통신한다. 또한, 무선 통신 유닛(124)은 진단 및 문제 해결 목적으로 LED 서버모듈(112)의 각각의 LED의 상태를 컴퓨팅 장치(102)에 보고한다. 따라서, 무선 통신 유닛(124)은 종래의 설계에서 요구되는 제어 와이어의 필요성을 제거한다.
디지털 제어 유닛(126)은 다중-출력 DC/DC 변환기(128)를 위해 제어 신호를 제공한다. 또한, 무선 통신 유닛(124)으로부터 높은-레벨 신호를 수신한 이후에, 신호에서 정보를 디코딩하고, 다중-출력 DC/DC 변환기(128)의 금속 산화막 반도체 전계효과 트랜지스터(MOSFET) 스위치와 같은 디지털 스위치를 위한 적합한 게이트웨이 신호를 생성한다. 각각의 디지털 제어 유닛(126)은 최적화된 방법으로 각각의 LED 서브모듈(112)의 LED(114)를 제어하기 위한 실질적인 유연성을 제공하고, 무선 통신 유닛(124)을 통해 필요한 정보를 업데이트하고, 시스템 엡데이트를 수신한다.
도 3A 및 3B에 도시된 실시 양태를 참조하면, 컴퓨팅 장치(102)는, 하나 이상의 LED 디스플레이 서브모듈(106)에 걸친 LED 사이니지 디스플레이 표면(120)에 영상을 디스플레이 하기 위해 무선 통신 유닛(124)을 통해 LED 디스플레이 서브모듈(112)과 무선으로 통신할 수 있다. 또한, 일부 실시 양태에서, 각각의 LED 디스플레이 서브모듈(112)은 서브모듈의 상태, 진단 등을 레포팅하기 위해 컴퓨팅 장치(102)에 데이터를 전송할 수 있다.
따라서, 이러한 설계로, LED 디스플레이 시스템(100)은 컴퓨팅 장치(102)와 LED 디스플레이 모듈(106) 사이의 데이터 통신을 위한 데이터 케이블 및 센더 박스의 필요성을 제거한다.
도 6은 LED 디스플레이 시스템(100)의 소프트웨어 구조(130)를 도시한 블록 다이어그램이다. 도시된 바와 같이, 컴퓨팅 장치(102)는 응용 프로그램(132), LED 디스플레이 소프트웨어 드라이버와 같은 LED 디스플레이 인터페이스(134), 및 무선 통신 인터페이스(136)를 포함하고 실행한다. 응용 프로그램(132)은, 이미지를 디스플레이하기 위해 LED 사이니지 디스플레이(104)에 지시 및/또는 그 상태를 레포팅하기 위해 LED 사이니지 디스플레이(104)에 지시하는 등과 같은 응용-레벨 동작을 수행하도록 LED 디스플레이 인터페이스(134)와 통신한다.
LED 디스플레이 인터페이스(134)는, 응용 프로그램(132)로부터 응용-레벨 응용-레벨 명령을 수신하고, 응용-레벨 지시를 LED 사이니지 디스플레이(104)에 의해 수행될 수 있는 머신-레벨 지시로 변환하고, 머신-레벨 지시를 컴퓨팅 장치(102)의 통신 인터페이스(136)를 통해 게이트웨이(108)로 전송한다.
예를 들어, LED 사이니지 디스플레이(104)는 복수의 LED 디스플레이 모듈(106)을 포함할 수 있다. 응용 프로그램(132)이 하나 이상의 LED 디스플레이 모듈(106)에 걸친 LED 사이니지 디스플레이(104)상에 이미지를 디스플레이할 때, 상기 응용 프로그램(132)은 디스플레이될 이미지를 응용-레벨 이미지-디스플레이 지시와 함께 LED 디스플레이 인터페이스(134)에 전송한다.
LED 디스플레이 인터페이스(134)는 이미지-디스플레이 지시를 하나 이상의 머신-레벨 이미지-디스플레이 지시로 변환하고, 각각의 LED 디스플레이 모듈(106)의 각각의 LED 디스플레이 서브모듈(112)에 디스플레이될 때 필요한 이미지 부분을 결정하여 표시하고, 통신 인터페이스(136)를 통해 표시된 이미지 및 머신-레벨 이미지-디스플레이 지시 세트를 게이트웨이(108)로 무선으로 전송한다.
게이트웨이(108)는 표시된 이미지 및 머신-레벨 이미지-디스플레이 지시 세트를 LED 디스플레이 인터페이스(134)로부터 수신하고, 각각의 LED 디스플레이 서브모듈(112)로 전송될 데이터(지시 및 이미지 데이터를 포함하는)를 식별하고, 식별된 데이터를 각각의 LED 디스플레이 서브모듈(112)로 무선으로 전송한다.
각각의 디스플레이 서브모듈(112)의 RF 송수신기(124)는 데이터를 수신하고, 서브모듈의 각각의 LED의 조명(예를 들어, 켜기, 끄기, 조명 강도, 색상 등)을 조절하기 위해 LED 디스플레이 서브모듈의 디지털 제어 유닛(126)에 지시한다. 결과적으로, 이미지는 LED 사이니지 디스플레이(104)의 하나 이상의 LED 디스플레이 모듈(106)에 걸쳐 디스플레이된다.
도 7은, 일부 대안적인 실시 양태에 따른, LED 디스플레이 시스템(100)의 소프트웨어 구조(150)를 도시한 블록 다이어그램이다. 소프트웨어 구조(150)는, 이러한 실시 양태에서, 컴퓨팅 장치(102)가 어떠한 LED 디스플레이 인터페이스를 포함하지 않는 것을 제외하고, 도 6에 도시된 소프트웨어 구조(130)와 유사하다. 대신에, 게이트웨이(108)는, 예를 들어, 펌웨어 프로그램 형태인 LED 디스플레이 인터페이스(154)를 포함한다.
이미지가 디스플레이될 때, 컴퓨팅 장치(102)에서 구동되는 응용 프로그램(132)은 이미지-디스플레이 지시 및 디스플레이될 이미지를 무선 통신 인터페이스(136)를 통해 게이트웨에(108)로 무선으로 전송한다. 게이트웨이(108)는 이미지-디스플레이 지시 및 이미지를 게이트웨이의 무선 통신 인터페이스(152)를 통해 무선으로 수신하고, 이미지-디스플레이 지시를 하나 이상의 머신-레벨 이미지-디스플레이 지시로 변환하기 위해 LED 디스플레이 인터페이스(154)를 이용하고, 각각의 LED 디스플레이 서브모듈(112)에 전송될 데이터(지시 및 이미지 데이터를 포함하는)를 식별하고, 무선 통신 인터페이스(152)를 통해 각각의 LED 디스플레이 서브모듈(112)로 식별된 데이터를 무선으로 전송한다.
각각의 LED 디스플레이 서브모듈(112)의 RF 송수신기(124)는, 상기 데이터를 수신하고, 서브모듈의 각각의 LED의 조명(예를 들어, 끄기, 켜기, 조명 강도, 색상 등)을 조절하기 위해 LED 디스플레이 서브모듈(112)의 디지털 제어 유닛(126)에 지시한다. 결과적으로, 이미지는 LED 사이니지 디스플레이(104)의 하나 이상의 LED 디스플레이 모듈(106)에 걸쳐 디스플레이된다.
도 8A는 일부 대안적인 실시 양태에 따른 LED 디스플레이 시스템(200)을 도시한다. 도 3에 도시된 LED 디스플레이 시스템(100)과 유사하게, 이러한 실시 양태에서 LED 디스플레이 시스템(200)은 적합한 무선 통신 기술을 사용하여 LED 사이니지 디스플레이(104)와 무선 통신하는 하나 이상의 컴퓨팅 장치(102)를 포함한다. 이러한 실시 양태에서 LED 사이니지 디스플레이(104)는 게이트웨이(108)와 무선 통신하는 하나 이상의 LED 디스플레이 모듈(106)을 포함한다. 또한, 게이트웨이(108)는 컴퓨팅 장치(102) 및 LED 디스플레이 모듈(106) 사이에서 데이터를 전송하기 위해 하나 이상의 컴퓨팅 장치(102)와 무선 통신한다.
각각의 LED 디스플레이 모듈(106)은 가요성 LED 디스플레이 모듈일 수 있고, 유연한 방법으로 서로 커플링되는 복수의 LED 디스플레이 서브모듈(112)을 포함할 수 있다. 따라서, 가요성 LED 디스플레이 모듈(106)은 비평면 디스플레이 표면을 형성하도록 구성될 수 있다. 다른 실시 양태에서, 적어도 하나의 LED 디스플레이 모듈(106)은 종래의 비-가요성 LED 디스플레이 모듈일 수 있다.
도 3에 도시된 LED 디스플레이 시스템(100)과 다르게, LED 디스플레이 모듈(106)의 서브모듈(112)은 임의의 무선 통신 유닛을 포함하지 않는다. 대신에, 각각의 LED 디스플레이 모듈(106)은 적합한 회로(미도시)를 통해 디스플레이 모듈의 서브모듈(112)에 연결된 무선 통신 서브-허브(202)를 디스플레이 모듈 내에 더 포함하고 통합한다.
또한, 도 8B에 도시된 바와 같이, 이러한 실시 양태에서 LED 디스플레이 모듈(106)은 가요성 고무와 같은 적합한 가요성 재료로 만들어진 가요성 하우징 구조(119)를 포함한다. 가요성 하우징 구조(119)는 복수의 LED 디스플레이 서브모듈(112)(도 8B에 미도시)을 수용하기 위한 복수의 셀 또는 포켓(121)과, 무선 통신 서브-허브(도 8B에 미도시)를 수용하기 위한 중앙 포켓(121A)을 포함한다. 또한, 가요성 하우징 구조(119)는, 포켓(121, 121A)에 수용되는 LED 디스플레이 서브모듈(112) 및 무선 통신 서브-허브(202)를 상호 연결하기 위해 그 하우징 구조 내에 내장된 복수의 전기 도전체 또는 와이어를 포함한다.
도 9는 LED 디스플레이 시스템(100)의 소프트웨어 구조(230)를 도시한 블록 다이어그램이다. 도시된 바와 같이, 컴퓨팅 장치(102)는 응용 프로그램(132), LED 디스플레이 인터페이스(134), 및 무선 통신 인터페이스(136)를 포함하고 실행한다. 응용 프로그램(132)은, 이미지를 디스플레하도록 LED 사이니지 디스플레이(104)에 지시하거나, LED 사이니지 디스플레이의 상태를 레포팅하도록 LED 사이니지 디스플레이(104)에 지시하는 것과 같은 응용-레벨 동작을 수행하기 위해 LED 디스플레이 인터페이스(134)와 통신한다.
LED 디스플레이 인터페이스(134)는 응용 프로그램(132)로부터 응용-레벨 지시를 수신하고, 응용-레벨 지시를 LED 사이니지 디스플레이(104)에 의해 실행될 수 있는 머신-레벨 지시로 변환하고, 컴퓨팅 장치(102)의 통신 인터페이스(136)를 통해 게이트웨이(108)로 머신-레벨 지시를 전송한다.
예를 들어, LED 사이니지 디스플레이(104)는 복수의 LED 디스플레이 모듈(106)을 포함할 수 있다. 응용 프로그램(132)이 복수의 LED 디스플레이 모듈(106)에 걸쳐 LED 사이니지 디스플레이(104)상에 이미지를 디스플레이할 때, 용용 프로그램(132)은, LED 디스플레이 인터페이스(134)에 응용-레벨 이미지 디스플레이 지시와 함께 디스플레이될 이미지를 전송한다.
LED 디스플레이 인터페이스(134)는 이미지-디스플레이 지시를 하나 이상의 머신-레벨 이미지-디스플레이 지시로 변환하고, 각각의 LED 디스플레이 모듈(106)의 각각의 LED 디스플레이 서브모듈(112) 상에 디스플레이되는데 필요한 이미지 부분을 결정하여 표시하고, 통신 인터페이스(136)를 통해 게이트웨이(108)로 상기 표시된 이미지 및 머신-레벨 이미지-디스플레이 지시 세트를 무선으로 전송한다.
게이트웨이(108)는 LED 디스플레이 드라이버(134)로부터 표시된 이미지 및 머신-레벨 이미지-디스플레이 지시 세트를 수신하고, 각각의 LED 디스플레이 모듈(106)에 전송될 데이터(지시 및 이미지 데이터를 포함하는)를 식별하고, 각각의 LED 디스플레이 모듈(106)의 통신 서브-허브(202)에 식별된 데이터를 무선으로 전송한다.
각각의 LED 디스플레이 모듈(106)에서, LED 디스플레이 모듈의 통신 서브-허브(202)는 게이트웨이(108)로부터 상기 데이터를 수신하고, 각각의 LED 디스플레이 서브모듈(112)에 전송될 데이터(지시 및 이미지 데이터를 포함하는)를 식별하고, 각각의 LED 디스플레이 서브모듈(112)의 디지털 제어 유닛(126)에 식별된 데이터를 전송한다. 이에 응답으로, LED 디스플레이 서브모듈(112)의 각각의 디지털 제어 유닛(126)은 LED 디스플레이 서브모듈의 각각의 LED의 조명을 조절(예를 들어, 끄기, 켜기, 조명 강도, 색상 등)한다. 결과적으로, 상기 이미지는 LED 사이니지 디스플레이(104)의 복수의 LED 디스플레이 모듈(106)에 걸쳐 디스플레이된다.
도 10은 대안적인 실시 양태에 따른 LED 디스플레이 시스템(300)을 도시한다. 이러한 실시 양태에서, 각각의 LED 디스플레이 모듈(106)이 전력선(118)을 통해 게이트웨이(108)와 통신하는 유선 통신 서브-허브(302)를 포함하는 것을 제외하고, LED 디스플레이 시스템(300)은 도 8A에 도시된 LED 디스플레이 시스템(200)과 유사하다. 도 10에서, 참조 번호(118)로 표시된 굵은 선은 LED 디스플레이 모듈(106)에 전력을 공급하기 위한 전력선(118)을 나타내고, 참조 번호(118)로 표시된 얇은 링크는 데이터 통신을 위한 같은 전력선을 나타낸다.
이러한 실시 양태의 장점은 게이트웨이(108)와 마찬가지로 상기 LED 디스플레이 모듈(106)이 데이터 통신 케이블로서 전력 코드를 사용할 수 있고, 따라서, 별도의 데이터 통신 케이블 또는 무선 통신 유닛의 필요성이 없다는 것이다.
도 11은 유선 통신 서브-허브(302)의 개략적인 사시도를 도시한다. 이러한 실시 양태에서, 유선 통신 서브-허브(302)는 게이트웨이(108)와 통신하기 위해 전력선 통신(Power Line Communication, PLC) 유닛(324)을 포함한다.
도 12는 통신 서브-허브(302)의 PLC 유닛(324)의 간략화된 회도로이다. 도시된 바와 같이, PLC 유닛(324)은 저역-통과 필터(LPF) 블록(332), 데이터 취득 블록(334), 및 PLC 통신 블록(336)을 포함한다. 통신 서브-허브가 전력선을 통해 게이트웨이(108)와 통신하는 것을 제외하고, LED 디스플레이 시스템(300)의 소프트웨어 구조는 도 9에 도시된 소프트웨어 구조와 유사하다.
도 12에 도시된 바와 같이, LPF 블록(332)은 DC 전력선(118)에 전기적으로 연결된다. 전술한 바와 같이, DC 전력선(118)은 AC/DC 변환기(110)를 통해 AC 전원(116)에 전기적으로 연결되고(도 3 및 도 10 참조), 일부 실시 양태에서 약 48V의 DC 전압을 가질 수 있다.
LPF 블록(332)은 간섭 및/또는 노이즈를 줄이기 위해 전류를 필터링한다. 데이터 취득 블록(334)은 디지털 제어 유닛(126)으로부터 데이터를 취득하거나/취득하고, LED의 조명을 조정하기 위해 디지털 제어 유닛(126)을 이용한다. 데이터 송수신기인 PLC 통신 블록(336)은 데이터 취득 블록(334)으로부터 데이터를 수신하고, 전력선(338)을 통해 수신된 데이터를 전송하는데 사용된다. 또한, PLC 통신 블록(336)은 전력선(338)으로부터 데이터를 수신하고, 데이터 취득 블록(334)으로 수신된 데이터를 전송할 수 있다.
도 10에 도시된 실시 양태에서, 데이터 와이어는, 각각의 LED 디스플레이 서브모듈(112)과 통신 서브-허브(302) 사이의 데이터 통신을 형성하기 위해 요구된다. 도 10에 도시된 LED 디스플레이 시스템(300)과 유사한 일부 대안적인 실시 양태에서, LED 디스플레이 서브모듈(112) 및 통신 서브-허브(302)는 전절한 전력 와이어를 통해, 약 48V(DC 전원)와 같은 일반적인 고전압에 의해 전력을 공급 받는다. 또한, 이러한 실시 양태에서, 각각의 LED 디스플레이 서브모듈(112)은, 48V DC 전력 와이어를 통해 통신 서브-허브(302)와 통신하기 위한 PLC 유닛(324)을 포함한다.
도 3에 도시된 LED 디스플레이 시스템(100)과 유사한 일부 대안적인 실시 양태에서, 각각의 LED 디스플레이 서브모듈(112)은 전력선(304)을 통해 게이트웨이(108)와 직접 통신하기 위해 PLC 유닛(324)을 갖는 유선 통신 서브-허브(302)를 포함한다.
일부 대안적인 실시 양태에서, LED 사이니지 디스플레이는 조명의 목적으로 사용될 수 있는 LED 조명 장치일 수 있다. 이에 따라, 이러한 실시 양태에서 LED 시스템은 LED 조명 시스템으로 지칭된다.
실시 양태가 첨부된 도면을 참조하여 전술되었지만, 통상의 기술자는 첨부된 청구 범위에 의해 정의된 바와 같이 실시 양태의 범위를 벗어나지 않고 변경 및 수정이 이루어질 수 있음을 이해할 것이다.

Claims (18)

  1. 적어도 하나의 LED 디스플레이 모듈로서, 각각의 LED 디스플레이 모듈이 복수의 LED 및 적어도 하나의 통신 유닛을 포함하는, LED 디스플레이 모듈; 및
    상기 적어도 하나의 통신 유닛과 기능적으로 커플링된 게이트웨이로서, 상기 게이트웨이는 발광 다이오드 장치를 제어하기 위한 하나 이상의 명령을 무선으로 수신하고, 상기 수신된 하나 이상의 명령에 응답하여, 상기 복수의 LED의 조명을 제어하기 위해 상기 적어도 하나의 통신 유닛으로 무선으로 또는 직류(DC) 전력선을 통해 하나 이상의 지시를 전송하도록 구성되는, 게이트웨이;를 포함하는,
    발광 다이오드(LED) 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    각각의 LED 디스플레이 모듈은, 복수의 LED 디스플레이 서브모듈로서, 각각의 LED 디스플레이 서브모듈이 상기 복수의 LED의 서브 세트를 포함하는, 복수의 LED 디스플레이 서브모듈을 더 포함하는,
    발광 다이오드(LED) 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    각각의 LED 디스플레이 모듈은 복수의 통신 유닛을 포함하고, 복수의 LED 디스플레이 서브모듈의 각각은 상기 복수의 통신 유닛 중 하나를 포함하는,
    발광 다이오드(LED) 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    각각의 LED 디스플레이 모듈은 하나의 통신 유닛만을 포함하는,
    발광 다이오드(LED) 장치.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 LED 서브모듈은, 상기 적어도 하나의 통신 유닛과 신호 통신하고 상기 LED 서브모듈 내의 복수의 LED의 조명을 제어하도록 구성되는 제어 유닛을 더 포함하는,
    발광 다이오드(LED) 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 LED 디스플레이 모듈은 비평면 디스플레이 표면을 구성할 수 있는 가요성 디스플레이 표면을 포함하는,
    발광 다이오드(LED) 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 한에 있어서,
    상기 전력선은 약 48V의 전압을 갖는,
    발광 다이오드(LED) 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 게이트웨이는 상기 DC 전력선을 통해 상기 적어도 하나의 통신 유닛과 통신하도록 구성되고, 상기 적어도 하나의 통신 유닛은 간섭 및/또는 노이즈를 줄이기 위해 상기 DC 전력선의 전류를 필터링하는 저역-통과 필터(LPF)를 포함하는,
    발광 다이오드(LED) 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 통신 유닛은 상기 LED의 데이터를 수집하고 상기 LED의 조명을 조절하기 위한 데이터 획득 컴포넌트를 더 포함하는,
    발광 다이오드(LED) 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 통신 유닛은 데이터 획득 컴포넌트로 및 데이터 획득 컴포넌트로부터 데이터를 전송하기 위해 데이터 획득 컴포넌트에 기능적으로 커플링된 통신 컴포넌트를 더 포함하는,
    발광 다이오드(LED) 장치.
  11. 복수의 LED 디스플레이 서브모듈로서, 각각의 LED 디스플레이 서브모듈은 하나 이상의 LED를 포함하는, 복수의 LED 디스플레이 서브모듈;
    LED 디스플레이 서브모듈의 상기 하나 이상의 LED의 조명을 조절하기 위해 상기 복수의 LED 디스플레이 서브모듈과 통신하도록 구성된 통신 허브; 및
    상기 통신 허브와 통신하고 하나 이상의 컴퓨팅 장치와 무선 통신하도록 구성된 게이트웨이;를 포함하는,
    LED 디스플레이 모듈.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 LED 디스플레이 서브모듈을 내부에 수용하기 위한 복수의 포켓 및 상기 통신 허브를 수용하기 위한 중앙 포켓을 포함하는 가요성 하우징 구조를 더 포함하는,
    LED 디스플레이 모듈.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 통신 허브는 상기 게이트웨이와 무선 통신하기 위한 무선 통신 허브인,
    LED 디스플레이 모듈.
  14. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 통신 허브는 DC 전력선을 통해 상기 게이트웨이와 통신하기 위한 유선 통신 허브인,
    LED 디스플레이 모듈.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 DC 전력선은 약 48V 전압을 갖는,
    LED 디스플레이 모듈.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서,
    상기 통신 허브는 간섭 및/또는 노이즈를 감소시키기 위해 상기 DC 전력선의 전류을 필터링하기 위한 저역-통과 필터(LPF)를 포함하는,
    LED 디스플레이 모듈.
  17. 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 통신 허브는 상기 LED의 데이터를 수집하고 상기 LED의 조명을 조절하기 위한 데이터 획득 컴포넌트를 더 포함하는,
    LED 디스플레이 모듈.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 통신 허브는 상기 데이터 획득 컴포넌트로 및 데이터 획득 컴포넌트로부터 데이터를 전송하기 위해 데이터 획득 컴포넌트에 기능적으로 커플링된 통신 컴포넌트를 더 포함하는,
    LED 디스플레이 모듈.
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