KR100614202B1 - 전광판 회전을 이용한 3차원 입체 영상 출력장치 - Google Patents

전광판 회전을 이용한 3차원 입체 영상 출력장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전광판 회전을 이용한 3차원 입체 영상 출력장치에 관한 것으로, 일면에 발광소자가 배열되고 세워져 회전되는 전광판과, 이 때 3차원 영상을 단면화하고 각 단면 영상의 화소의 위치가 각 발광소자 배열 위치에 상응 처리된 데이터를 무선 수신하고, 각 단면 영상의 각 화소의 위치에 상응하는 해당 상기 발광소자를 순차 발광시키는 영상표시 컨트롤러와, 전광판의 정속도 회전을 위에 전광판의 회전속도를 감지하고 이를 기초로 전광판의 구동수단의 구동속도를 조절하는 회전속도 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이 때 외부장치(예를 들어 컴퓨터) 영상신호는 적외선 무선통신 또는 WIFI 통신 프로토콜 통신 방식 이용하여 무선으로 발신/수신하는 영상신호 발신기 및 영상신호 수신기 구조가 채택되고, 유동성 액체가 담긴 환형의 용기에 볼베어링이 포함되어 전광판의 회전 불균형을 보정하는 보정판이 채택된다. 따라서 별도의 광학장치 없이 3차원의 질감을 표시하고, 데스크톱 형식부터 대형 옥외광고물 출력까지 다양한 표시장치로서 활용할 수 있다.
3차원, 체적, 발광소자, 전광판, 무선통신, 영상출력, 화소

Description

전광판 회전을 이용한 3차원 입체 영상 출력장치{A Three-dimensional Volumetric Display Device Using Rotation Of Light-Emitting Plates}
도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 전광판 회전을 이용한 3차원 입체 영상 출력장치의 구성도,
도 2는 도 1에 도시된 출력장치의 공간적 작동원리를 나타내는 개념도,
도 3은 도 1에 도시된 출력장치의 시간적 작동원리를 나타내는 개념도,
도 4는 도 1에 도시된 출력장치의 내부 결합관계를 보여주는 분해 구성도,
도 5a, 5b는 도 4에 도시된 전광판에서 발광소자의 배열관계를 보여주기 위한부분 확대도,
도 6은 본 발명의 제 2실시예에 따른 출력장치의 분해 구성도이다.
< 도면의 주요부분에 관한 부호의 설명 >
100: 전광판, 110: 발광소자,
110a: 영상신호 송신선, 210: 상부 회전판
220: 하부 회전판, 230: 보호막,
300: 전기모터, 310: 주축,
410: 영상신호 발신기, 420: 영상신호 수신기,
500: 영상표시 컨트롤러, 510: 인코더,
600: 회전속도 컨트롤러, 610: 회전위치 광센서,
620: 회전기준 광학빔조사기, 700: 슬립링,
800: 보정판, 1000: 영상 출력장치.
본 발명은 영상 출력장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 2차원 영상을 출력하는 전광판을 회전시켜 회전에 따라 육안에 맺히는 잔상의 효과를 이용하여 3차원 영상을 표시할 수 있는 전광판 회전을 이용한 3차원 입체 영상 출력장치에 관한 것이다.
일반적으로 3차원의 입체적인 영상은, 평면 표시 장치 즉 구조적으로 2차원의 형태를 갖는 표시장치를 통해 구현되어 왔다. 그 예로서 평면 모니터의 수직화소를 우측 시야와 좌측시야를 담당하는 인터레이스된 패턴에 의해 구분한 뒤, 모니터의 리프레쉬율에 맞추어 제작된 안경이나 렌티큘러 렌즈(lenticular lens)를 사용하여 각각의 시야에 투영하는 방법이 상용화되고 있다.
그런데 이와 같은 방법으로 3차원 영상을 제공하는 것은, 애초 2차원에 기초한 시각화 방식이라는 측면에서, 평면을 기준으로 180°이상의 다각의 시점은 제공하지 못하는 단점이 있다.
이러한 방법 이외에, 레이저광을 이용한 홀로그래픽 표시장치가 개발되어 있다. 이와 같은 홀로그래픽 표시장치는, 레이저광의 특성을 이용하여 표시하고자 하 는 물체의 입체 영상을 추구하고 있으나, 가시영역은 앞에서 언급된 기존의 방법과 마찬가지로 2차원 평면에 국한되는 단점을 안고 있다.
이에 따라 실질적으로 체적을 갖는 영상을 구현하고자 직접형 체적 영상출력(direct volume display)이라는 것이 1950년 후반부터 1960년 전반에 걸쳐 개념화되기 시작하였다.
이와 같은 직접적 체적 영상출력은, 평면 스크린이나 광원에 체적의 정보를 인코딩하여 시각의 잔상에 의해 회전하는 스크린에서, 체적으로부터 물체의 광선이 지각되는 것처럼 구성한 방식이다. 예를 들어 미국특허 제2,967,905(Hirsch,1961년 )와 미국특허 제3,140,415호(Ketchpel,1964년)는 음극선관(Cathode Ray Tube)의 전자선을 고속으로 회전되는 스크린에 주사하는 방법을 이용하여 직접적 체적 영상출력을 구현하였다.
또한 초고속의 레이저 스캐너와 LCD 프로젝터를 이용하여 동영상이 가능한 직접적 체적영상 출력장치도 개발되었다. 예를 들면, 평면이나 나선 구조물에 투영하여 체적을 나타내는 방식으로, 레이저 스캔을 이용하는 미국특허 제 5,042,909호 및 미국특허 제4,871,231호(Garcia et al.), 미국특허 제5,854,613호(Soltan et al.,1998년), 미국특허 제5,148,310호(Batchko et al.,1992년), 미국특허 제4,943,851호(Lang et al.,1990년)의 발명을 들 수 있다.
그러나, 상기한 각 발명 내용들에서 보면, 레이저의 색상과 스캐너의 속도에 의해 화소수와 구현 색상이 제약을 받게 되므로, 다수의 색상이나 24인치 이상의 영상을 출력하지 못한다는 단점을 가지고 있다.
또한, 상기한 발명들은 영상 투영에 근거하는 작동구조를 갖고 있기 때문에, 태양광선이 있는 야외나 조도가 밝은 장소에서는 영상 구현이 불가능하다는 큰 단점이 있다.
한편, 반도체/레이저 관련 기술의 발달로 인해 Solid-state (Downing et al. 1996년, Kim et al. 1996년; Leung et al. 미국특허 제 5,745,197호: 1998년 공개), Gas-state(Rowe et al. 미국특허 제4,063,233호, 1977년; Korevaar et al. 미국특허 제4,881,068호:1989년 공개)의 체적 영상출력 장치가 발명되었으나, 영상의 질적 측면에서 상용화되기에는 부적하고, 아직은 실험단계에 국한되고 있다.
또한 미국특허 제4,160,973호(Berlin et al.,1979년)에서는, 평면 표시 장치 자체의 회전에 의한 3차원 영상 구현 방법이 소개되었는데, 이는 표시 스크린의 면적의 부족(회전축의 절반을 구성하는 평면구조), 광원의 종류, 데이터 대역폭, 광원의 반응속도, 콘트롤러의 사용법이 실질적으로 이용되기에는 부족한 단점이 있다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 제 1 목적은, 고휘도 유기/무기재료의 발광소자를 포함하는 전광판을 채택하고, 표시하고자 하는 물체의 단면을 형성함과 동시에 회전시키면서 물체의 단면에 분포하는 화소의 위치에 대응시켜 발광소자를 순차적으로 발광/작동시키는 구조를 갖는 전광판 회전을 이용한 3차원 입체 영상 출력장치를 제공하는 것이다.
그리고 본 발명의 제 2 목적은, 복수개의 전광판을 회전중심에 교차/배치시 키는 구조를 채택하여 애니메이션 출력에 필요한 데이터 대역폭을 2배 이상으로 증가시킬 수 있는 전광판 회전을 이용한 3차원 입체 영상 출력장치를 제공하는 것이다.
이러한 본 발명의 목적들은, 일면에 다수의 발광소자가 배열되고, 세워져 배치되는 전광판; 전광판의 중앙을 높이방향으로 가로질러 연결되는 주축; 전광판이 주축을 중심으로 회전될 수 있도록 주축의 하부에 연결되는 구동수단; 3차원 영상을 단면화하고 각 단면 영상의 화소의 위치가 각 발광소자 배열 위치에 상응 처리된 데이터를 신호로 무선 발신하는 영상신호 발신기; 각 영상신호를 무선 수신하도록 상기 영상신호 발신기에 무선 연결되는 영상신호 수신기; 영상신호를 발광소자의 발광부호에 맞게 변환하도록 영상신호 수신기에 전기적으로 연결되는 인코더; 인코더에 전기적으로 연결되고, 단면 영상의 각 화소의 위치에 상응하는 해당 발광소자를 순차 발광시키도록 제어하는 영상표시 컨트롤러; 전광판의 회전속도를 설정된 기준 회전속도와 비교하여 상기 전광판이 일정한 회전속도로 회전될 수 있도록 구동수단에 전기적으로 연결되어 제어하는 회전속도 컨트롤러; 및 회전속도 컨트롤러에 전광판의 당해 감지 회전속도 데이터를 전송할 수 있도록 회전속도 컨트롤러에 전기적으로 연결되는 감지수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 전광판 회전을 이용한 3차원 입체 영상 출력장치에 의하여 달성된다.
여기서 영상신호 수신기, 인코더 및 영상표시 컨트롤러가 전광판과 동반 회전이 가능하도록 전광판의 회전반경에 상응하는 크기를 갖고, 전광판의 하부에 배치되어 주축에 결합되는 상부 회전판과, 상부 회전판의 하부에 일정간격을 두고 배 치되어 상기 주축에 결합되고, 영상신호 수신기, 인코더 및 영상표시 컨트롤러가 상면에 설치되는 하부 회전판이 더 포함되는 것이 바람직하다.
그리고 영상신호 수신기, 인코더 및 영상표시 컨트롤러는 각 회전판 및 전광판의 회전 평형이 유지될 수 있도록 복수회로로 분리되어 하부 회전판의 상면에 상기 주축의 회전중심을 중심으로 대칭 배치되는 것이 바람직하다.
또한 감지수단은, 하부 회전판의 상면에 대칭 배치되는 다수의 회전위치 광센서 및 광센서에 대해 광학빔을 조사하고 서로 동기화되어 회전속도 컨트롤러에 전기적으로 연결되는 회전기준 광학빔조사기를 포함하는 것을 이 바람직하다.
아울러 구동수단은, 무브러쉬 구조를 갖는 전기모터인 것이 바람직하다.
그리고 영상신호 발신기 및 영상신호 수신기는 적외선 통신, WIFI 통신 프로토콜중 어느 하나를 이용하는 통신구조를 갖는 것이 바람직하다.
또한 각 회전판 및 전광판의 회전 평형이 유지될 수 있도록 회전 불균형의 보정을 위해 움직임에 따라 유동하는 유동체가 포함되는 환형의 보정판이 하부 회전판의 하부로 주축에 결합되어 더 구비되는 것이 바람직하다.
여기서 구동수단, 영상신호 수신기, 영상표시 컨트롤러 및 인코더에 대한 전원공급을 위해 주축의 외주연에는 외부의 전원과 연결되고 구동수단, 영상신호 수신기, 영상표시 컨트롤러 및 인코더에 전기적으로 연결되는 슬립링이 구비되는 것이 바람직하다.
그리고 전광판, 상부 회전판 및 하부 회전판을 외부와 격리시킬 수 있도록 해당 회전반경에 상응하는 크기를 갖고 투명한 보호막이 더 설치되는 것이 바람직 하다.
그리고, 전광판(100)은 복수개가 구비되고, 상기 복수의 전광판(100)은 각각 독립적으로 구동 가능한 것이 가장 바람직하다.
본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.
이하 본 발명에 따른 전광판 회전을 이용한 3차원 입체 영상 출력장치에 관하여 첨부된 도면과 더불어 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 전광판 회전을 이용한 3차원 입체 영상 출력장치(1000)의 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 영상 출력장치(1000)는, 표시하고자 하는 물체의 영상 데이터를 원통 좌표계에 입각하여 다수의 단면 영상 데이터로 구분하고, 각 단면 영상 데이터의 화소의 위치를 전광판(100)에 배열된 발광소자(110)의 위치에 대응시켜 각 발광소자(110)의 대응 발광과 더불어 전광판(100)이 회전되면서 해당 물체의 3차원 영상을 출력/표시할 수 있는 장치이다.
이를 위해 본 발명에 따른 영상 출력장치(1000)는, 전광판(100)의 회전구조와, 전광판(100)의 단면 영상출력 구조와, 전광판(100)의 회전과 영상 출력을 제어하는 제어구조를 포함한다. 여기서 전광판(100)은, 사각으로 그 표면에는 다수의 발광소자(110)가 배열되어 있다. 전광판(100)의 표면은 각 발광소자(110)의 발광 색상을 훼손하지 않도록 흑색으로 무광택 처리되어 있다.
이러한 전광판(100)의 회전 구조로서, 전광판(100)의 중앙을 높이방향으로 가로질러 연결되는 주축(310)과 구동수단으로 주축(310)의 하단에 축결합되고 베이스(320) 위에 안치/고정된 전기모터(300)가 배치되어 있다. 이 때 회전에 따른 소음을 줄이고 영상출력에 있어 급속회전은 필요하지 않으므로 토크가 낮고 구동소음이 적은 무브러쉬(brushless) 타입의 전기모터(300)를 사용하는 것이 바람직하다.
또한 전광판(100)의 하부에는 상부 회전판(210)이 배치되고, 상부 회전판(210)의 하부에는 하부 회전판(220)이 배치된다. 각 회전판(210,220)은 전광판(100)의 회전반경에 대응하는 반경을 갖는 원판구조로서, 상부 회전판(210)과 일정한 높이차를 두고 하부 회전판(220)이 배치되고, 각 회전판(210,220)은 주축(310)에 결합되어 있어 전광판(100)과 함께 회전되는 구조를 갖는다.
그리고 전광판(100)의 영상출력 구조로서, 영상 데이터가 저장된 외부장치(예를 들어 컴퓨터 등)(미도시)로부터 영상 데이터를 받아 이를 영상신호로 무선 발신하는 영상신호 발신기(410)와, 해당 영상신호를 무선 수신하고 이를 발광소자(110)에 송출하기 위한 영상신호 수신기(420)가 마련되어 있다. 이 때 영상신호 발신기(410)는 영상 데이터가 저장된 외부장치(예를 들어 컴퓨터 등)에 전기적으로 연결되어 있고, 영상신호 수신기(420)는 하부 회전판(220)의 상면에 설치되는데, 이러한 영상신호 수신기(420)를 통해 전광판(100)의 발광소자(110)가 영상신호를 기초로 발광될 수 있는 구조가 마련되고, 이 때 하부 회전판(220)의 회전 평형을 위해 복수회로로 나누어 하부 회전판(220)의 상면에서 대칭 배치된다. 이러 한 영상신호 발신기(410)와 영상신호 수신기(420) 사이의 무선 송/수신은 적외선 통신방식, WIFI 통신 프로토콜방식을 이용하는 것이 바람직하다.
또한 영상출력을 제어하기 위해, 영상신호 수신기(420)에는 영상표시 컨트롤러(500)가 연결되어 있다. 영상표시 컨트롤러(500)는 하부 회전판(220)의 상면에 설치되고, 발광소자(110)에 영상신호 송신선(110a)으로 연결되어 있다. 그리고 외부의 영상신호가 발광소자(110)의 발광 부호에 맞게 변환되도록 인코더(510)가 연결되어 있다. 이에 따라 외부의 영상신호 즉 3차원 영상 데이터 또는 애니매이션 시퀀스 데이터에 기초하여 발광소자(110)가 발광될 수 있는 전기적으로 제어구조가 마련된다.
그런데 앞서 언급된 바와 같이 하부 회전판(220)을 비롯한 상부 회전판(210) 및 전광판(100)의 회전평형을 위해서, 본 발명에서는 영상표시 컨트롤러(500)와 인코더(510)가 복수회로로 나누어지고 이와 같이 구분된 각 영상표시 컨트롤러(500), 각 인코더(510)끼리 서로 마주보도록 하부 회전판(220)의 상면에 대칭 배치되어 있다. 이 때 각 영상신호 수신기(420)는 이러한 영상표시 컨트롤러(500) 및 인코더(510) 배치영역의 외곽으로 대칭 배치된다.
아울러 전광판(100)의 회전을 제어하기 위해 구비된 것이 회전속도 컨트롤러(600)이다. 회전속도 컨트롤러(600)는, 이러한 전광판(100)의 회전속도를 측정하고, 이를 기초로 전기모터(300)의 구동속도를 조절할 수 있도록 감지수단과 연결되어 있다. 이러한 감지수단으로, 서로 동기화된 작동구조를 갖고 있는 회전기준 광학빔 조사기(620)와 회전기준 광학빔 조사기(620)의 광학빔을 수광/검지하는 회전위치 광센서(610)가 구비된다.
회전위치 광센서(610)는 회전속도 컨트롤러(600)에 전기적으로 연결되고, 회전기준 광학빔 조사기(620)는 하부 회전판(220)의 상면에 외주연 방향으로 설치되어 회전위치 광센서(610)와 광학적으로 대응하여 회전속도 컨트롤러(600)에 하부 회전판(220)을 비롯한 상부 회전판(210) 및 전광판(100)의 회전속도를 측정할 수 있는 구조를 마련한다.
그리고 회전속도 컨트롤러(600)는 전기모터(300)에 연결되어 당해 회전속도를 측정하고 이를 기초로 전기모터(300)의 구동속도를 조절한다. 회전속도 컨트롤러(600)에는 기준이 되는 회전속도가 설정되어 있다. 그리고 당해 회전속도 대비 기준 회전속도를 비교하고, 만일 기준 회전속도를 초과할 경우 전기모터(300)의 구동속도를 줄이고, 기준 회전속도 미만일 경우 전기모터(300)의 구동속도를 올림으로써, 전광판(100)이 항시 일정한 회전속도를 정속 운행될 수 있는 구조가 마련된다.
또한 전광판(100)의 각 발광소자(110)를 비롯한 각 컨트롤러, 영상신호 수신기(420), 인코더(510)에 대한 전원공급을 위해 주축(310)의 외주연에는 슬립링(700)이 설치된다. 그리고 전광판(100) 및 이와 더불어 회전하는 상부 회전판(210)과 하부 회전판(220)을 외부와 격리하기 위해, 해당 회전반경에 상응하는 크기의 투명한 보호막(230)이 설치된다.
도 2는 도 1에 도시된 출력장치(1000)의 공간적 작동원리를 나타내는 개념도이고, 도 3은 도 1에 도시된 출력장치(1000)의 시간적 작동원리를 나타내는 개념도 이다. 우선 도 2에 도시된 바와 같이, 극 좌표계와 직교 좌표계에 원통모양의 물체가 표시되고 있다. 이와 같이 표시되는 물체는 직교 좌표계의 우측에 도시된 원통 좌표계에 표시될 수 있다.
이와 같이 원통 좌표계의 표시영역에 원통형 물체가 있다고 가정할 경우, 이를 포함하는 공간을 k번 원주방향으로 나누면, 각도 분해화소(Anglur Resolution) θ= 360/k 도가 된다. 본 발명에서는 분해화소의 수가 최소 k = 200 일 경우를 이용하고, θ는 2.4°가 되는 것을 예시하고 있다. 이 때 물체 단면의 평면 화소가 직교 좌표계에서 m 과 n 이라고 한다면, 원통 좌표계에서 그 체적은 m ×n ×k = 200 ×200 ×200 = 8 ×106 의 픽셀수로 표현될 수 있다.
일반적으로 3차원 물체는 3차원 직교 좌표계에서 표현되기 때문에, Binear Interpolation 과 같은 수학적 알고리즘을 이용하여 직교 좌표계에서 원통 좌표계로 변환될 수 있다.
그리고 도 3에 도시된 바와 같이, 전광판(100)의 회전주기로서 표시된 τ= 1/f 로 표현된다. 만일 회전수 f를 20 Hz라고 할 경우, τ= 50 msec가 된다.
예로 제시된 물체를 재현하기 위해, 전광판(100)의 위치가 도 2에서처럼 φ에 도달하였을 경우, 물체의 단면에 해당되는 영상 전면을 출력한다. 전광판(100)의 특징상 영상은 한면에만 출력할 수 있기 때문에, 반위상(half phase)인 φ + π에 도착하면, 물체에 해당되는 평면의 위치에 다시 한번 출력을 하여 영상의 후면을 구성한다. 도 3에서 보여주는 물체의 영상은, 도 2에 있어 k = 8 인 경우, 시간 상의 영상 출력방식을 보여준다.
도 4는 도 1에 도시된 출력장치의 내부 결합관계를 보여주는 분해 구성도이고, 도 5a 및 도 5b는 도 4에 도시된 전광판에서 발광소자의 배열관계를 보여주기 위한 부분 확대도이다. 도 4, 도 5a 및 5b에 도시된 바와 같이, 전광판(100)에는 고휘도의 RGB 발광소자(110)가 설치된다.
보다 바람직하게는 180°각도의 평면에 광선을 균등 출력할 수 있는 것을 사용하고, 유기물질 발광소자(110)의 사용도 가능하다. 본 발명에서는 RGB 발광소자(110)와 확산렌즈가 모두 포함된 6칩 풀 스펙트럼 LED(ceramic-base high power RGB LED)를 사용한다. 이외에, 160°이상의 가시영역의 소형(예를 들어 5.5mm 구경)부터 대형(10mm 이상의 구경)의 발광소자(110)를 사용할 수 있고, 대형 출력을 위해 점보트론에 사용되는 고광도의 LED를 발광소자(110)로 사용할 수 있다.
이 때 전광판(100)은 발광소자(110)의 발광색상을 훼손하지 않도록 흑색으로 무광택 처리된 것이 바람직하다. 이는 또한 외부광선이 전광판에 의하여 반사되는 것을 최소화시킨다.
발광소자(110)의 배치관계는 도 5a에서와 같이, 수직/수평으로 열을 맞추어 촘촘히 배치할 수 있고, 이외에 전광판(100)의 회전에 의한 공기저항을 해소하기 위해 도 5b에서와 같이, 수직열은 촘촘하게 배열하고 수평열에 해당하는 부위에서는 각 수직열 사이에 빈공간을 두는 배치구조를 사용할 수 있다. 또한 보호막(230)에 의해 그 회전구조가 외부와 격리되는 바, 공기펌프(미도시) 등을 사용하여 보호 막(230) 내부의 기압을 낮게 만들 수 있다.
아울러 하부 회전판(220)의 하부는 전광판(100) 및 각 회전판(210,220)의 회전구조를 지탱하는 위치이다. 그리고 회전 구조와 더불어 영상을 출력하는 구조가 복합되어 있기 때문에, 영상이 올바르게 인지되기 위해서 그 회전평형이 중요하고 또한 내부 기기가 불균형에 의한 진동으로 손상되는 것을 방지해야 한다. 따라서 본 발명에서는 불균형에 따른 떨림현상을 막기 위해 회전의 불균형을 보정할 수 있는 도넛형의 보정판(800)이 하부 회전판(220)의 하부에 주축(310)에 끼워져 배치/결합된다.
이러한 보정판(800)은, 기름이나 유동액체가 담긴 환형의 용기(미도시)속에 다수의 볼베어링(미도시)이 포함되어 있는 구조로, 회전체의 불균형을 1Kg까지 보정하는 역할을 한다.
아울러 이러한 회전평형을 위해 앞에서 언급된 바와 같이, 하부 회전판(220)의 하부에 배치된 영상신호 수신기(420), 영상표시 컨트롤러(500), 인코더(510) 등은 같은 수의 복수회로로 나누어 대칭 배치시킨다.
도 6은 본 발명의 제 2실시예에 따른 출력장치(1000)의 분해 구성도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 2개의 전광판(100)을 주축(310)의 회전중심을 중심으로 교차시켜 영상을 출력하는 다중 전광판(100)의 구조가 예시되고 있다. 이러한 구조의 작동은 앞에서 언급한 바와 같은 단일의 전광판(100)을 작동시키는 것과 동일하다.
본 발명에서 교차 배치된 각 전광판(100)은 주축(310)의 회전중심을 중심으로, 각 전광판(100)에서 서로 인접한 2개의 면에 발광소자(110)가 배열된 구조를 마련한다.
이와 같이 다중 구조의 전광판(100)은, 데이터 전송의 주소로서 지정할 공간을 2개의 독립적인 전광판(100)으로 구분하는 것이 가능하고, 이에 따라 특히 정보표현의 대역폭을 2배로 증가시킴이 가능한 구조를 마련한다.
이상과 같은 본 발명에 따른 전광판(100) 회전을 이용한 3차원 입체 영상 출력장치(1000)에서, 단일의 전광판(100)을 설치한 구조, 2개의 전광판(100)을 설치한 구조가 예시되고 있지만 이외에, 구현하고자 하는 물체 형상의 복잡성, 본 발명에 따른 출력장치(1000)의 설치용도(예를 들어 광고용, 영화상영용, 연구용) 등에 따라 전광판(100)을 개수를 임의로 달리하여 사용할 수 있다.
아울러 전기모터(300)의 설치 구조가 예시되고 있지만 이외에, 유압모터, 정밀한 스텝모터 등과 같이 다양한 구동수단을 사용할 수 있다.
또한 발광소자(110)를 설치한 전광판(100) 구조가 예시되고 있지만 이외에, 전광판(100)을 대신하여 LCD, 박판 형태의 유기전계발광소자, PDP 등을 대체하여 사용할 수 있다.
그리고 구현하는 영상과 상응하는 음향을 출력할 수 있도록 음향 출력장치를 부가하여 사용할 수 있음은 물론이다.
상술한 본 발명에 따른 전광판 회전을 이용한 3차원 입체 영상 출력장치에 의하면, 고속으로 회전 운동하는 전광판이 영상 체적의 각 평면을 형성하게 하고, 상기 체적을 이루는 다수의 발광소자가 독립적으로 작동하도록 함으로써, 3차원 체 적 영상을 구현할 수 있는 특징이 있다.
그리고, 고휘도의 LED 발광소자의 채택으로, 데스크톱 형식의 크기에서부터 대형의 영상출력이 요구되고 있는 옥외 광고판 등까지 폭넓은 영상구현의 용도로 사용할 수 있는 장점이 있다. 또한, LED 등의 RGB 발광소자를 이용하여 영상을 구현함으로써, 별도의 광학적 보정장치가 필요없고 이에 따라 구조가 간단하고 생산 및 제작에 실익이 있는 효과가 있다.
아울러 2개 이상의 전광판을 배치한 다중 전광판 구조를 사용할 경우, 동영상의 표현에 있어 영상의 리퓨레쉬율을 증가시킬 수 있고, 회전구조와 영상출력 구조의 제어가 분리되고 전담되는 컨트롤러의 채택으로, 스위칭 타임을 경감시킬 수 있으며, 전광판의 각 발광면에 R-G-B의 3가지 색상으로 발광소자를 구분하여 배치할 경우, 색상을 다변화시킬 수 있는 효과가 있다. 이와 더불어 색상의 배열을 서로 엇갈리게 배치할 경우 영상의 화소수를 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

Claims (10)

  1. 일면에 다수의 발광소자(110)가 배열되고, 세워져 배치되는 전광판(100);
    상기 전광판(100)의 중앙을 높이방향으로 가로질러 연결되는 주축(310);
    상기 전광판(100)이 상기 주축(310)을 중심으로 회전될 수 있도록 상기 주축(310)의 하부에 연결되는 구동수단;
    3차원 영상을 단면화하고 각 단면 영상의 화소의 위치가 상기 각 발광소자(110) 배열 위치에 상응 처리된 데이터를 신호로 무선 발신하는 영상신호 발신기(410);
    상기 각 영상신호를 무선 수신하도록 상기 영상신호 발신기(410)에 무선 연결되는 영상신호 수신기(420);
    상기 영상신호를 상기 발광소자(110)의 발광부호에 맞게 변환하도록 상기 영상신호 수신기(420)에 전기적으로 연결되는 인코더(510);
    상기 인코더(510)에 전기적으로 연결되고, 상기 단면 영상의 각 화소의 위치에 상응하는 해당 상기 발광소자(110)를 순차 발광시키도록 제어하는 영상표시 컨트롤러(500);
    상기 전광판(100)의 회전속도를 설정된 기준 회전속도와 비교하여 상기 전광판(100)이 일정한 회전속도로 회전될 수 있도록 상기 구동수단에 전기적으로 연결되어 제어하는 회전속도 컨트롤러(600);
    상기 회전속도 컨트롤러(600)에 상기 전광판(100)의 당해 감지 회전속도 데이터를 전송할 수 있도록 상기 회전속도 컨트롤러(600)에 전기적으로 연결되는 감지수단;
    상기 영상신호 수신기(420), 인코더(510) 및 영상표시 컨트롤러(500)가 상기 전광판(100)과 동반 회전이 가능하도록 상기 전광판(100)의 회전반경에 상응하는 크기를 갖고, 상기 전광판(100)의 하부에 배치되어 상기 주축(310)에 결합되는 상부 회전판(210); 및
    상기 상부 회전판(210)의 하부에 일정간격을 두고 배치되어 상기 주축(310)에 결합되고, 상기 영상신호 수신기(420), 인코더(510) 및 영상표시 컨트롤러(500)가 상면에 설치되는 하부 회전판(220);을 포함하는 것을 특징으로 하는 전광판 회전을 이용한 3차원 입체 영상 출력장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 영상신호 수신기(420), 인코더(510) 및 영상표시 컨트롤러(500)는 상기 각 회전판(210,220) 및 전광판(100)의 회전 평형이 유지될 수 있도록 복수회로로 분리되어 상기 하부 회전판(220)의 상면에 상기 주축(310)의 회전중심을 중심으로 대칭 배치되는 것을 특징으로 하는 전광판 회전을 이용한 3차원 입체 영상 출력장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 감지수단은, 상기 하부 회전판(220)의 상면에 대칭 배치되는 다수의 회전위치 광센서(620) 및 상기 광센서에 대해 광학빔을 조사하고 서로 동기화되어 상기 회전속도 컨트롤러(600)에 전기적으로 연결되는 회전기준 광학빔 조사기(610)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전광판 회전을 이용한 3차원 입체 영상 출력장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 구동수단은, 무브러쉬(brushless) 구조를 갖는 전기모터(300)인 것을 특징으로 하는 전광판 회전을 이용한 3차원 입체 영상 출력장치.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 영상신호 발신기(410) 및 영상신호 수신기(420)는, 적외선 통신, WIFI 통신 프로토콜중 어느 하나를 이용하는 통신구조를 갖는 것을 특징으로 하는 전광판 회전을 이용한 3차원 입체 영상 출력장치.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 각 회전판(210,220) 및 전광판(100)의 회전 평형이 유지될 수 있도록 회전 불균형의 보정을 위해 움직임에 따라 유동하는 유동체가 포함되는 환형의 보정판(800)이 상기 하부 회전판(220)의 하부로 상기 주축(310)에 결합되어 더 구비되는 것을 특징으로 하는 전광판 회전을 이용한 3차원 입체 영상 출력장치.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 구동수단, 영상신호 수신기(420), 영상표시 컨트롤러(500) 및 인코더(510)에 대한 전원공급을 위해 상기 주축(310)의 외주연에 는 외부의 전원과 연결되고 상기 구동수단, 영상신호 수신기(420), 영상표시 컨트롤러(500) 및 인코더(510)에 전기적으로 연결되는 슬립링(700)이 구비되는 것을 특징으로 하는 전광판 회전을 이용한 3차원 입체 영상 출력장치.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 전광판(100), 상부 회전판(210) 및 하부 회전판(220)을 외부와 격리시킬 수 있도록 해당 회전반경에 상응하는 크기를 갖고 투명한 보호막(230)이 더 설치되는 것을 특징으로 하는 전광판 회전을 이용한 3차원 입체 영상 출력장치.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 전광판(100)은 복수개가 구비되고,
    상기 복수의 전광판(100)은 각각 독립적으로 구동 가능한 것을 특징으로 하는 전광판 회전을 이용한 3차원 입체 영상 출력장치.
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