인공지능(AI)을 이용한 스마트 관제시스템은 공공기관을 포함한 산업전반에 적용되고 있다. 지능형 영상 분석을 통해 화재, 폭력, 쓰러짐 등 이상 발생 현상 및 철도나 교통의 안전 사고에 대한 상황을 실시간으로 모니터링해 관리자에게 신속하게 전달하고 빠르게 조치하는 시스템이다.
도시 안전망의 눈 역할을 하는 스마트 관제센터의 중요성이 바로 여기에 있다. 최근 영상 감시장비들이 고화질·고해상도 장비로 교체되고 있고, AI를 활용한 영상 분석 솔루션으로 공공, 철도, 교통, 발전소 등의 안전을 책임지는 스마트 통합 관제 센터의 대형 표시반 시스템 중요성이 더욱 부각되고 있다.
스마트 통합관제시스템의 대형 표시반은 현재까지 LCD, LED 모니터를 여러 개 결합해 한개 모니터처럼 운영하는 DID 방식과 Cube 방식이 주로 운영해 왔다. 최근에는 LED 기술의 발전으로 마이크로 LED 디스플레이로 구축하는 사례가 점차 느는 추세다. 초기에는 방송국에서 XR스튜디오용으로 많이 구축했지만 LED 제작 기술의 고도화로 현재는 철도, 교통, 발전소, 지자체 스마트 통합관제센터에 속속 도입되고 있다.
우선 기술적 측면에서 LED DLP Cube 방식은 고해상도 리어 프로젝션으로 LED 광원을 사용한 리어 프로젝션 기술을 채택하고 있다. 일반 모드에서 평균 8만시간 이상, 절연모드에서는 10만시간 이상 사용이 가능한 LED 램프를 사용하여 무중단 운용이 가능하다. 냉각 방식에서 밀폐형 냉각 구조로 필터교환 비용이 필요 없고, 스크린 갭은 여러 개 큐브를 이어 붙여 사용하기 때문에 약간의 갭이 존재한다.
LED DLP Cube 구성요소는 프로젝션 엔진, 미러, 프로젝션 스크린, 큐브 엔글로져로 나뉜다. 프로젝션 엔진은 영상을 생성·투사하는 핵심 장비이며, 미러는 규브 내부 반사 거울로서 엔진의 빛을 스크린으로 반사시키는 역할을 한다.
또 프로젝션 스크린은 영상을 투사하는 표면으로 시야각과 밝기가 결정되며, 규브 엔글로져는 큐브의 외형으로 내부를 암실로 만들어 외부환경 영향 없이 안정적인 영상을 표출한다. 이런 장점도 있지만 초기설치 비용이 높고, 화면이나 전구 교체 같은 유지보수 비용이 적지 않게 발생한다. 또 특정상황에서 밝기가 낮을 수 있으며, 외부 빛에 반사되어 화면 시인성이 저하될 수 있다. 깜빡임 현상이나 무지개 현장이 나타날 수 있는 단점도 있다. 이런 이유로 DLP Cube 방식 제품을 취급했던 글로벌 벤더사들도 마이크로 LED 디스플레이 제품에 초점을 맞추고 있다. 이것은 향후 스마트 통합관제센터의 대형 표시반의 구현 방식도 마이크로 LED 디스플레이 방식으로 갈수 밖에 없다는 것을 단정적으로 말해주고 있다.
마이크로 LED 디스플레이는 초소형 LED를 발광재료로 사용해 유기물을 사용하는 OLED의 단점을 보완하고 기술적으로 대형화가 쉬워 스마트 통합관제센터에 많이 적용되고 있다. 특히 방송국 XR스튜디오 구축에는 필수적인 솔루션으로 각광을 받고 있다.
LED 소자의 종류에 따라 표면 실장형(SMD)과 칩온보드(COB) 타입이 있다. 칩 뒷면에 전원 단자가 있는 SMD칩은 납땜만으로도 점등이 가능한 구조이기 때문에 극한까지 칩을 작게 할 수 있다. 반면 칩표면에 전원 단자가 있는 COB는 LED에 필수 요소로 고휘도와 방열 성능을 모두 구현하고 SMD가 실현하지 못하는 밝기를 실현한다.
최근에는 LED를 1㎜이하 두께로 줄일 수 있고 SMD LED에 비해 휠씬 더 좋은 열효율과 루멘 밀도를 제공한다. 또 칩 LED를 여러 개 배열할 수 있으며 PCB에 곧바로 와이어 본딩도 가능하다. 개별적인 어레이 전체를 코팅하기 때문에 빛의 확산이 좀더 균일하다. 어레이 배선이 쉽고, 히트싱크에 직접 부착할 수 있어 열방출 효과가 높다.
긴수명과 저전력소모, 균일한 빛과 빔제어가 가능한 이점도 있다. 마이크로 LED 디스플레이의 종합적인 장점은 고화질 및 선명한 화질을 구현해 CCTV로 얻은 영상을 보다 선명하고 상세하게 볼 수 있어 업무 효율을 높이는 데 중요한 요소라고 볼수 있다.
또 24시간 무중단 운영에 적합하고, 높은 휘도와 넓은 시야각을 제공해 어떠한 조명 환경에서도 안정적으로 영상을 모니터링할 수 있다. 게다가 에너지 효율이 높고 장기적인 신뢰성 확보로 유지비용도 적게든다. 스마트 통합관제센터의 대형의 표시반의 가장 적합한 솔루션이라 하겠다.
장기간 사용해도 색상표현이 우수하게 유지되며 장애 발생요소를 최소화해 안정적인 운영이 가능하다. 전·후면 접근이 용이해 유지보수와 장애 처리가 용이하다. 또 화면의 표출시 광범위하고 연속적인 정보를 중간 베젤 간격이 없는 한화면을 한눈에 볼 수 있다는 것도 큰 장점이다.
마이크로LED 디스플레이 시장규모는 2019년 28억 달러에서 2025년 325억달러 규모로, 연평균 74% 이상 고성장 중이다. 국내 시장규모도 2019년 292억원 규모에서 2025년 11조 원 규모로 성장할 것으로 전망된다.
이와 같이 고품질 및 고해상도 디스플레이 수요가 늘어나면서 마이크로 LED 광원을 이용한 차세대 디스플레이로 각광을 받을 뿐만 아니라 디스플레이의 시각적 및 공간적인 확보 용이로 고휘도·고효율·초절전 성능이 요구되는 스마트 통합관제센터의 대형의 표시반의 솔루션으로 가장 적합한 것으로 판단된다.
김일경 퀀텀솔루션 대표(박사) kimilkyong@gmail.com