KR100328237B1 - 발광다이오드를 이용한 입체 영상기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 LED를 이용한 입체 영상기에 관한 것으로, 일렬의 LED가 구비된 다수개의 투명관과, 상기 다수개의 투명관이 배치되어 회전하는 회전체를 구비하되; 상기 회전체의 회전위치 및 회전각도에 동기되어 상기 LED들을 선택적으로 점멸시켜 입체적 3차원 영상을 구현하는 LED구동장치를 포함하여, 회전체의 회전에 따른 잔상효과로 입체적인 3차원 영상을 구현함과 동시에 회전체의 회전위치에 따라 LED의 점멸위치를 변경하여 복잡한 3차원 영상을 구현할 수 있으며, 한 개의 투명관내 LED를 2개 이상 점등시킨 상태로 회전체를 회전시킬 때에 삼원색 LED를 이용하여 점등되는 LED의 색을 달리하므로 서로 구분되는 2개 이상의 입체적 영상을 구현할 수 있다.

Description

발광다이오드를 이용한 입체 영상기 {solid image device for LED}

본 발명은 발광다이오드(이하, LED라 한다)를 이용한 입체 영상기에 관한 것으로, 특히 일렬의 LED가 구비된 투명관을 회전체에 평행하게 다수개 배치하고, 상기 LED들을 선택적으로 점멸시킬 때에 회전체의 회전에 의한 잔상효과로 입체적인 3차원 영상을 표시하는 LED를 이용한 입체 영상기에 관한 것이다.

일반적으로, LED를 이용한 전광판은 시각적 효과가 뛰어나 높은 건물의 옥상과 같이 사람들이 쉽게 볼 수 있는 곳에 설치되어 광고 및 홍보를 위해 주로 사용되고 있으나, 이러한 전광판의 경우 칼라의 LED가 다량 배치되어 설치 및 유지에 지나치게 비용이 많이 소요되므로 대량으로 설치하거나 또는 소형의 유통점 등이 홍보수단으로 이용하기가 어려웠다.

이에, 종래에는 LED를 일정 간격마다 일렬로 배치하여 그 설치수를 줄이고, 설치된 LED열에 글자 또는 그림이 이동하는 순간의 일렬의 상태를 표시함으로서 LED가 설치되지 않는 빈 공간에도 잔상 및 착시효과에 의해 글자 또는 그림이 보이도록 하는 LED의 잔상표시판이 개발되어 현재 사용되고 있다.

이러한, 종래 LED의 잔상표시판을 크게 두 가지로 나누어 보면, 원판에 LED를 배치하여 원판을 돌리는 경우와, 구 안에 선형 LED를 배치한다음 LED를 회전시켜 구 안에서 상이 맺히게 하는 경우가 있다.

그런데, 이와같은 종래 LED의 잔상표시판에 있어서는, 모두 평면적인 2차원 영상만을 구현할 수밖에 없고 입체적인 3차원 영상을 구현할 수 없기 때문에 보다 효과적이고 독창적인 광고나 홍보를 원하는 사용자들에게 만족스럽지 못하다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 일렬의 LED가 구비된 투명관을 회전체에 평행하게 다수개 배치하고, 상기 LED들을 선택적으로 점멸시킬 때에 회전체의 회전에 의한 잔상효과로 입체적인 3차원 영상을 구현하는 LED를 이용한 입체 영상기를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 회전체의 회전위치에 따라 LED의 점멸위치를 변경하여 복잡한 3차원 영상을 구현하는 LED를 이용한 입체 영상기를 제공하는데 있다.

본 발명의 또다른 목적은, 한 개의 투명관내 LED를 2개 이상 점등시킨 상태로 회전체를 회전시킬 때에 삼원색 LED를 이용하여 점등되는 LED의 색을 달리하므로 서로 구분되는 2개 이상의 입체적 영상을 구현하는 LED를 이용한 입체 영상기를 제공하는데 있다.

본 발명의 또다른 목적은, 외부 인터페이스를 통해 모터구동 시스템과 컴퓨터간의 구동 정보를 전달하므로 컴퓨터의 조작만으로도 다양한 입체 영상을 수시로 변경할 수 있는 LED를 이용한 입체 영상기를 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명에 의한 LED를 이용한 입체 영상기의 내부 단면도,

도 2은 본 발명에 적용되는 스프링판 및 전극판의 설치 구성도,

도 3은 본 발명에 적용되는 투명관의 배치 구성도,

도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 입체 영상기의 구동시스템도,

도 5는 본 발명에 의한 입체 영상기의 원통형 영상 구현도,

도 6은 본 발명에 의한 입체 영상기의 대칭형 영상 구현도,

도 7은 본 발명에 의한 입체 영상기의 합성형 영상 구현도,

도 8은 본 발명에 의한 입체 영상기의 사각형 영상 구현도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 입체 영상기 20 : 회전체

30 : 투명관 35 : LED

40 : LED구동장치 42 : LED구동제어부

50 : 모터 56 : 타이밍 벨트

60 : 모터구동장치 62 : 제어수단

64 : 모터구동수단 66 : 인터페이스수단

70 : 데이터전송수단 80 : 컴퓨터

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 LED를 이용한 입체 영상기는, 일렬의 LED가 구비된 다수개의 투명관과, 상기 다수개의 투명관이 배치되어 회전하는 회전체를 구비하되; 상기 회전체의 회전위치 및 회전각도에 동기되어 상기 LED들을 선택적으로 점멸시켜 입체적 3차원 영상을 구현하는 LED구동장치를 포함하며, 상기 LED는 다원색 LED인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 회전체의 회전위치에 따른 영상 정보를 상기 LED구동장치에 전송하는 데이터전송수단을 추가로 구비하고, 상기 회전체는 회전위치 및 회전각도를 자동조정하는 모터구동장치에 의해 구동되는 것을 특징으로 한다.

상기 모터구동장치는 상기 회전체의 회전위치 및 회전각도를 조정하기 위한 제어신호를 출력하는 제어수단과, 상기 제어수단으로부터의 제어신호에 따라 구동하는 모터와, 상기 모터의 구동력을 전달하여 상기 회전체를 회전시키는 동력전달부재를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 동력전달부재는 평기어는 물론, 헬리컬 기어, 웜 기어와 같은 기어 요소뿐만 아니라 스프라켓-체인, 타이밍 벨트 등과 같은 전동용 기구도 사용할 수 있다.

또, 본 발명은 임의의 입체적인 3차원 영상을 구현하기 위해 표시하고자 하는 영상 정보를 상기 모터구동장치에 전송하는 컴퓨터를 추가로 구비하고, 상기 컴퓨터를 통한 데이터 통신과 자료 수신을 위해 상기 입체 영상기에 주기 또는 비주기적으로 자료를 업데이트시키는 인터페이스수단을 추가로 구비한 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 LED를 이용한 입체 영상기의 내부 단면도이고, 도 2은 본 발명에 적용되는 스프링판 및 전극판의 설치 구성도이다.

도 1에 도시한 바와같이, LED를 이용한 입체 영상기(1)는 하측에 본체 프레임(10)이 설치되어 있고, 상기 본체 프레임(10)의 내측에는 베어링(15,16)을 매개로 회전체(20)가 축방향으로 설치되어 있으며, 상기 회전체(20)의 상측 외주면에는 일렬의 LED(35;예를들면, 삼원색 LED)가 구비된 투명관(30)이 상호간에 소정간격 이격되어 평행하게 다수개 고정배치되어 있다.

그리고, 상기 회전체(20)의 하측 내부에는 LED전원선(45)을 통해 상기 각 투명관(30)내의 LED(35)들과 연결되어 상기 다수개의 LED(35)를 구동시키는 LED구동장치(40)가 설치되어 있고, 상기 회전체(20)의 하측 저면에는 도 2의 (a),(b)에 도시한 바와같이, 상기 본체 프레임(10)의 내부플레이트(12)상에 설치된 전극판A,B(14a,14b)에 접촉되어 상기 LED구동장치(40)에 전원을 공급하는 스프링판A,B(22a,22b)가 설치되어 있으며, 동심축으로 반경이 다른 상기 전극판A,B(14a,14b)에 GND와 전원을 공급한다.

또한, 상기 본체 프레임(10)의 일측에는 상기 회전체(20)를 회전시키도록 구동력을 발생하는 스텝 모터(50;이하, 모터라 한다)가 설치되어 있고, 상기 모터(50)의 축(52)에 설치된 풀리(54)에는 상기 모터(50)의 구동력을 상기 회전체(20)에 전달하는 타이밍 벨트(56)가 설치되어 있으며, 상기 본체 프레임(10)의 내부에는 상기 회전체(20)의 회전위치, 회전각도를 자동조정하도록 상기 모터(50)를 구동시키는 모터구동장치(60)가 설치되어 있다.

또, 상기 모터구동장치(60)와 LED구동장치(40) 사이에는 사용자가 원하는 입체적인 3차원 영상을 구현하기 위해 상기 회전체(20)의 회전위치에 따른 영상 정보를 전송하는 데이터전송수단(70)이 설치되어 있으며, 이 데이터전송수단(70)은 상기 모터구동장치(60)에 연결되어 후술하는 컴퓨터로부터 전송된 영상 정보와 상기 회전체(20)의 회전위치, 회전각도에 따른 회전 정보를 전송하도록 적외선신호를 송신하는 송신용 LED(72)와, 상기 LED구동장치(40)에 연결되어 상기 송신용 LED(72)로부터 적외선신호를 수신하여 상기 회전체(20)의 회전위치에 따른 영상 정보를 상기 LED구동장치(40)에 전달하는 수신용 광센서(74)로 구성되어 있다.

한편, 미설명 부호 14,22는 전선이다.

도 3은 본 발명에 적용되는 투명관의 배치 구성도이다.

도 3의 (a)~(c)에 도시한 바와같이, 상기 회전체(20)에 평행하게 고정배치된 일렬의 투명관(30)들은 상기 회전체(20)를 중심으로 한쪽 방향, 180。 간격 또는 120。 간격으로 배치할 수 있으며, 이외에도 구현하고자 하는 영상에 따라 랜덤하게 배치할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 입체 영상기의 구동시스템도이다.

도 4에 도시한 바와같이, 입체 영상기(1)의 구동시스템은, 상기 모터(50)의 회전위치와 동기되어 상기 투명관(30)내의 LED(35)들을 선택적으로 점멸시키는 LED구동장치(40)와, 상기 모터(50)를 구동하여 상기 회전체(20)의 회전위치 및 회전각도를 자동조정하는 모터구동장치(60)와, 상기 회전체(20)의 회전위치에 따른 영상 정보를 상기 모터구동장치(60)로부터 LED구동장치(40)에 전송하는 데이터전송수단(70)과, 상기 회전체(20)의 회전위치에 따른 영상 정보를 상기 모터구동장치(60)에 전송하는 컴퓨터(80)로 구성되어 있다.

그리고, 상기 LED구동장치(40)는 상기 데이터전송수단(70)을 통해 상기 모터구동장치(60)로부터 전송된 영상 데이터를 전달받아 표시하고자 하는 영상 데이터를 저장하고 있다가 상기 모터(50)의 회전위치 및 회전각도와 동기되어 상기 투명관(30)의 LED(35)를 선택적으로 점멸시키는 LED구동제어부(42)와, 상기 LED구동제어부(42)로부터 출력되는 하이 또는 로우레벨의 제어신호를 상기 각 투명관(30)내의 LED(35)들에 인가하여 상기 LED(35)들을 점멸시키는 다수개의 저항(R)으로 구성되어 있으며, 상기 LED(35)의 애노드(anode)는 각각 저항(R)을 통해 상기 LED구동제어부(42)의 전원단자에 연결되고 캐소드(cathode)는 각각 GND에 연결되어 있다.

또한, 상기 모터구동장치(60)는 입력되는 자료와 데이터 베이스에 저장되어 있는 자료의 연산을 제어하여 상기 회전체(20)의 회전위치, 회전각도를 자동조정하는 제어수단(62)과, 상기 제어수단(62)으로부터의 제어신호에 따라 상기 모터(50)를 구동시키는 모터구동수단(64)과, 상기 모터(50)의 구동력을 전달하여 상기 회전체(20)를 회전시키는 타이밍 벨트(56)와, 사용자가 원하는 입체적인 3차원 영상을 구현하기 위해 주기 또는 비주기적으로 표시하고자 하는 영상 데이터를 변경하기 위한 입력 데이터를 업데이트시키는 인터페이스수단(66)으로 구성되어 있다.

상기 인터페이스수단(66)은 컴퓨터(80)를 이용한 데이터 통신과 자료 수신을 위한 외부 인터페이스로서, 사용자가 임의 입력수단의 연결체가 될 수 있는 중간 터미널의 입력창구로 사용하여 전기적인 자료의 입출력수단이 되는 것으로 접속이나 인터페이스 또는 서로 다른 두 장치나 회로사이의 연결을 위해 필요한 제반 사항을 규정하여 두 장비를 연결하는 수단이다. 즉, 접속, 인터페이스,모터구동장치(60)와 컴퓨터(80) 같이 두 시스템이나 장비을 연결할 때 공통되는 경계부분에서 연결하는 것으로, IEEE-488, RS-232C 등이 사용된다.

또, 상기 컴퓨터(80)는 사용자가 원하는 임의의 입체적인 3차원 영상을 구현하기 위해 표시하고자 하는 영상 정보를 전송케이블이나 RF송신 등을 이용하여 상기 모터구동장치(60)에 전송한다.

이하, 상기와 같이 구성된 LED를 이용한 입체 영상기의 작용효과를 설명한다.

먼저, 사용자가 원하는 임의의 입체적인 3차원 영상을 구현하기 위해 구현하고자 하는 영상 데이터를 컴퓨터(80)에 입력하면, 상기 컴퓨터(80)로부터 전송되는 영상 데이터가 본체 프레임(10) 내부에 설치된 모터구동장치(60)의 인터페이스수단(66)을 통해 제어수단(62)에 입력된다.

따라서, 상기 모터구동장치(60)의 제어수단(62)에서는 인터페이스수단(66)을 통해 입력된 영상 데이터에 따라 투명관(30)의 회전위치와 회전각도를 조절해주기 위한 제어신호를 모터구동수단(64)에 출력한다.

이에 따라, 상기 모터구동수단(64)에서는 제어수단(62)으로부터 출력되는 제어신호를 입력받아 모터(50)를 구동시킨다.

상기 모터(50)가 구동되면, 모터(50)의 축(52)에 결합된 풀리(54)가 회전하면서 모터(50)의 구동에 의한 회전력이 타이밍 벨트(56)를 통해 회전체(20)에 전달되어 회전체(20)가 회전되기 시작하고, 상기 회전체(20)의 회전에 따라 회전체(20)에 평행하게 일렬로 고정배치된 다수개의 투명관(30)도 회전한다.

이때, 상기 회전체(20)의 회전속도는 눈의 잔상효과를 얻을 수 있는 일정속도 이상으로 회전시키면 된다.

한편, 상기 회전체(20)에 평행하게 고정배치되는 일렬의 투명관(30)들은 도 3에 도시한 바와같이, 회전체(20)를 중심으로 한쪽 방향, 180。 간격, 120。 간격 또는 구현하고자 하는 영상에 따라 랜덤하게 배치할 수 있다.

상기 모터(50)의 구동에 따른 회전체(20)의 회전과 동시에, 상기 모터구동장치(60)의 제어수단(62)에서는 회전체(20)의 회전위치에 따른 영상 데이터를 송신용 LED(72)와 수신용 광센서(74)를 통해 회전체(20) 내부에 설치된 LED구동장치(40)에 전송하는데, 상기 LED구동장치(40)는 회전체(20)의 회전에 따라 스프링판A,B(22a,22b)가 전극판A,B(14a,14b)에 접촉될 때 전원을 공급받게 된다.

따라서, 상기 LED구동장치(40)에서는 송신용 LED(72)와 수신용 광센서(74)를 통해 전송된 영상 데이터를 전달받아 표시하고자 하는 영상 데이터를 저장하고 있다가 상기 회전체(20)의 회전위치 또는 회전각도와 동기되어 상기 투명관(30)의 LED(35)들을 선택적으로 고속점멸시키는데, 상기 LED구동장치(40)의 LED구동제어부(42)의 출력이 하이인 경우 LED(35)는 점등된다.

상기 회전체(20)의 회전위치 또는 회전각도와 동기되어 LED(35)를 선택적으로 고속점멸시키면, 눈의 잔상효과로 아래와 같이 여러 가지 형상의 입체적인 3차원 영상을 구현할 수 있다.

① 회전체(20)의 회전시에 투명관(30)열 최외곽의 LED(35)만 점등시키면, 도 5에 도시한 바와같이, 눈의 잔상으로 연속적인 원형 LED(35) 빛선의 모임으로 원통형의 입체 영상을 구현할 수 있다.

또한, 상기 투명관(30)열 LED(35)의 점등 위치를 점차 중심쪽으로 이동시키면, 반경이 작은 원통형 영상을 구현할 수 있다.

② 회전체(20)의 회전시에 각 투명관(30)의 LED(35) 점등 위치를 달리하면, 도 6에 도시한 바와같이, 대칭형(항아리 모양)의 입체 영상을 구현할 수 있다.

③ 각 투명관(30)의 LED(35)를 2개 이상 점등시킨 상태로 회전체(20)를 회전시킬 때에 삼원색 LED(35)를 이용하여 점등되는 LED(35)의 색을 달리하면, 도 7에 도시한 바와같이, 내부와 외부가 서로 뚜렷이 구분되는 2개 이상의 입체 영상을 구현할 수 있다.

④ 회전체(20)의 회전위치 또는 회전각도에 따라 투명관(30)열 LED(35)의 점등위치를 변경하면, 도 8에 도시한 바와같이, 사각형 등의 복잡한 3차원 영상을 구현할 수 있다.

즉, 컴퓨터(80)에서 미리 회전체(20)의 회전각에 따른 LED(35) 점멸데이터를 계산하여 상기 모터구동장치(60)를 통해 LED구동장치(40)에 전송하면, 상기한 임의의 3차원 영상 구현이 가능하다.

이외에도, 사용자는 인터페이스수단(66)을 통해 컴퓨터(80)를 이용한 데이터 통신과 자료 수신을 함으로서 표시하고자 하는 영상 데이터를 주기 또는 비주기적으로 계속해서 업데이트시킬 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 일실시예에서는 사용자가 원하는 임의의 입체적 3차원 영상을 구현하기 위해 모터구동장치(60)가 회전체(20)의 회전위치에 따른 영상 정보를컴퓨터(80)로부터 전송받아 모터(50)를 구동시키는 것을 예로들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 모터구동장치(60)내에 입체 영상기(1)에 구성되는 기본적인 환경과 데이터 등을 저장하는 롬을 내장하여도 본 발명과 동일한 목적 및 효과를 달성할 수 있음은 물론이다.

또한, 본 발명의 일실시예에서는 LED구동장치(40)가 표시하고자 하는 영상 데이터를 모터구동장치(60)로부터 전송받아 LED(35)를 구동시키는 것을 예로들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 LED구동장치(40)내에 표시하고자 하는 영상 정보를 저장하는 롬을 내장하여도 본 발명과 동일한 목적 및 효과를 달성할 수 있음은 물론이다.

또, 본 발명의 일실시예에서는 스텝 모터(50)를 이용하여 회전체(20)를 회전시키는 것을 예로들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 엔코더가 내장된 DC 모터를 사용하여도 본 발명과 동일한 목적 및 효과를 달성할 수 있음은 물론이다.

또, 본 발명의 일실시예에서는 스프링판A,B(22a,22b)과 전극판A,B(14a,14b)의 접촉에 따라 LED구동장치(40)에 전원을 공급하는 것을 예로들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 LED구동장치(40)에 배터리 등을 내장하여 전원을 공급하여도 본 발명과 동일한 목적 및 효과를 달성할 수 있음은 물론이다.

상기의 설명에서와 같이 본 발명에 의한 LED를 이용한 입체 영상기에 의하면, 일렬의 LED가 구비된 투명관을 회전체에 평행하게 다수개 배치하고, 상기 LED들을 선택적으로 점멸시킬 때에 회전체의 회전에 의한 잔상효과로 입체적인 3차원 영상을 구현한다는 효과가 있다.

그리고, 회전체의 회전위치에 따라 LED의 점멸위치를 변경하여 복잡한 3차원 영상을 구현할 수 있으며, 한 개의 투명관내 LED를 2개 이상 점등시킨 상태로 회전체를 회전시킬 때에 삼원색 LED를 이용하여 점등되는 LED의 색을 달리하므로 서로 구분되는 2개 이상의 입체적 영상을 구현할 수 있다는 효과가 있다.

또한, 외부 인터페이스를 통해 모터구동 시스템과 컴퓨터간의 구동 정보를 전달하므로 컴퓨터의 조작만으로도 다양한 입체 영상을 수시로 변경할 수 있다는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 일렬의 LED가 구비된 다수개의 투명관과,

   상기 다수개의 투명관이 배치되어 회전하는 회전체를 구비하되;

   상기 회전체의 회전위치 및 회전각도에 동기되어 상기 LED들을 선택적으로 점멸시켜 입체적 3차원 영상을 구현하는 LED구동장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED를 이용한 입체 영상기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 회전체의 회전위치에 따른 영상 정보를 상기 LED구동장치에 전송하는 데이터전송수단을 추가로 구비한 것을 특징으로 하는 LED를 이용한 입체 영상기.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 회전체는 회전위치 및 회전각도를 자동조정하는 모터구동장치에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는 LED를 이용한 입체 영상기.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 모터구동장치는 상기 회전체의 회전위치 및 회전각도를 조정하기 위한 제어신호를 출력하는 제어수단과, 상기 제어수단으로부터의 제어신호에 따라 구동하는 모터와, 상기 모터의 구동력을 전달하여 상기 회전체를 회전시키는 동력전달부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED를 이용한 입체 영상기.
5. 제 4 항에 있어서,

   임의의 입체적인 3차원 영상을 구현하기 위해 상기 회전체의 회전각에 따른 LED 점멸데이터를 계산하여 표시하고자 하는 영상 정보를 상기 모터구동장치에 전송하는 컴퓨터를 추가로 구비한 것을 특징으로 하는 LED를 이용한 입체 영상기.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 컴퓨터를 통한 데이터 통신과 자료 수신을 위해 상기 입체 영상기에 주기 또는 비주기적으로 자료를 업데이트시키는 인터페이스수단을 추가로 구비한 것을 특징으로 하는 LED를 이용한 입체 영상기.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 LED는 다원색 LED인 것을 특징으로 하는 LED를 이용한 입체 영상기.