KR100803750B1 - 자동 정지 기능을 구비한 회전 제어 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

자동 정지 기능을 구비한 회전 제어 장치 및 방법이 개시된다. 소정 기기의 회전을 제어하기 위한 회전 제어 장치는 소정 기기의 소정 방향으로의 회전을 위한 방향 신호를 수신하는 수신부; 소정 기기가 소정 방향으로 회전할 때의 회전량에 상응하는 감지 신호를 출력하는 회전 감지 소자; 수신된 방향 신호에 상응하여 소정 기기의 소정 방향으로의 회전을 지시하는 회전 신호를 출력하고, 회전 감지 소자로부터 출력된 감지 신호가 미리 설정된 시간 이상 동일한 값 또는 동일한 값으로 판단될 수 있는 소정 범위 내의 값을 유지하고 있는 경우 회전 신호를 차단하는 제어부; 및 제어부에 의해 출력된 회전 신호를 입력 받아 소정 기기에 회전력을 제공하는 구동 모터부를 포함할 수 있다. 자동 정지 기능을 구비한 회전 제어 장치는 소정 기기의 회전 범위에 장애 요소가 발생한 경우 소정 기기의 회전을 자동으로 정지시킬 수 있는 효과가 있다.
디스플레이 장치, 원격 제어 장치, 회전 감지 소자

Description

자동 정지 기능을 구비한 회전 제어 장치 및 방법{Apparatus and method for rotation control with automatic stop function}
도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 제어 장치의 구조를 나타낸 도면.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 회전 제어 장치를 이용한 디스플레이 장치의 회전의 일 예를 설명하기 위한 도면.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 회전 제어 장치를 이용한 디스플레이 장치의 회전의 다른 예를 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 회전 제어 장치를 이용한 디스플레이 장치의 회전을 위해 사용되는 원격 제어 장치의 일 예를 나타낸 도면.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 제어 장치의 블록 구성도를 개략적으로 나타낸 도면.
도 5b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전 제어 장치의 블록 구성도를 개략적으로 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 회전 제어 장치에서의 구동 회로부 구현을 위한 회로도의 일 예를 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 제어 장치에서의 회전 제어 방법을 나타낸 순서도.
도 8은 본 발명의 회전 제어 장치에 이용되는 회전 감지 소자에서 디스플레이 장치의 회전 각도에 상응하는 감지 전압의 출력 원리를 설명하기 위한 도면.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 제어 장치의 회전 중단 방법을 나타낸 순서도.
도 10a 내지 도 10b는 본 발명의 회전 제어 장치에서의 회전 중단의 일 예를 설명하기 위한 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 회전 제어 장치
120 : 무선 수신부
130 : 제어부
140 : 회전 감지 소자
145 : 증폭회로
102 : 구동 모터부
본 발명은 소정 기기의 회전을 위한 회전 제어 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 원격 제어 장치를 이용하여 디스플레이 장치의 회전을 자동으로 제어하는 회전 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
LCD, PDP, OLED 등을 이용한 TV, 모니터 등의 평판형 디스플레이 장치는 CRT 방식의 TV나 모니터에 비해 화질이 선명할 뿐만 아니라, 디스플레이 장치가 차지하는 공간이 작아 좁은 공간에도 높은 공간적 활용도를 가진다는 장점이 있어 최근 각광을 받고 있다. 이러한 이유로 평판형 디스플레이 장치에 대한 수요는 점점 늘어나고 있으며, 향후 CRT 방식의 TV나 모니터를 대체할 것으로 예상되고 있다.
이러한 추세에 발맞추어 디스플레이 장치의 제조 업체들은 기존의 고정형 스탠드 제품 뿐만 아니라, 디스플레이 장치가 받침대에 대해 회전이 가능하도록 하여 사용자가 원하는 방향으로의 디스플레이 장치의 회전이 가능한 회전형 스탠드 제품도 출시하고 있다.
그러나 종래의 회전형 스탠드 제품은 디스플레이 장치의 회전을 함에 있어 사용자의 수동 조작에 의하여야 하는 번거로움이 있었다. 즉, 사용자는 자신이 원하는 방향으로 디스플레이 장치를 회전시키기 위해 디스플레이 장치가 위치한 곳까지 이동하여 직접 수동 회전시키는 조작을 해야만 한다는 불편이 있다.
최근 이러한 수동 조작의 불편함을 해결하기 위한 관련 기술로서 리모콘 등의 원격 제어 장치를 이용하여 디스플레이 장치의 회전을 자동으로 조작하는 방법 및 장치가 제안되고 있다. 그러나 최근 제안되고 있는 자동 조작 방법 및 장치는 단순히 리모콘 등의 원격 제어 장치로부터 수신된 신호를 이용하여 모터의 동작을 제어할 뿐이며, 디스플레이 장치가 회전한 회전량(예를 들어, 회전 위치, 각도, 거리 등)의 연산을 수행함으로써 디스플레이 장치의 회전을 제어하는 방식이 아니다. 따라서 기존의 자동 조작 방법 및 장치만으로는 디스플레이 장치에 있어 정밀한 위치 제어(조정)를 할 수 없는 문제점이 있다.
또한, 최근의 제안 기술에는 디스플레이 장치의 회전 범위 내에서 회전을 방해하는 장애 요소가 발생한 경우 디스플레이 장치의 회전을 자동으로 정지시키는 기능이 제시(포함)되지 않고 있다. 이러한 이유로 디스플레이 장치가 회전함에 있어 주변의 벽이나 사용자의 인체 등과 부딪쳐 장치 손상이 발생하거나 또는 이외의 여러 가지 방해물에 의해 디스플레이 장치의 회전이 저지됨으로써 과부하에 의한 구동 모터 및 구동 회로의 손상이 발생할 수 있는 문제가 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 소정 기기의 회전 범위 내에 장애 요소가 발생한 경우 소정 기기의 회전을 자동으로 정지시키는 기능을 구비한 자동 정지 기능을 구비한 회전 제어 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 소정 기기가 회전할 때 발생할 수 있는 주변 방해물과의 충돌에 의한 과부하 때문에 구동 모터 및 구동 회로의 손상을 방지할 수 있는 자동 정지 기능을 구비한 회전 제어 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 이외의 목적들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 소정 기기의 회전을 제어하기 위한 회전 제어 장치는 상기 소정 기기의 소정 방향으로의 회전을 위한 방향 신호를 수신하는 수신부; 상기 소정 기기가 상기 소정 방향으로 회전할 때의 회전량에 상응하는 감지 신호를 출력하는 회전 감지 소자; 수신된 상기 방향 신호에 상응하여 상기 소정 기기의 상기 소정 방향으로의 회전을 지시하는 회전 신호를 출력하고, 상기 회전 감지 소자로부터 출력된 상기 감지 신호가 미리 설정된 시간 이상 동일한 값 또는 동일한 값으로 판단될 수 있는 소정 범위 내의 값을 유지하고 있는 경우 상기 회전 신호를 차단하는 제어부; 및 상기 제어부에 의해 출력된 상기 회전 신호를 입력 받아 상기 소정 기기에 회전력을 제공하는 구동 모터부를 포함할 수 있다.
상기 회전 감지 소자는 홀 센서(hall sensor)이고, 상기 구동 모터부는 모터 회전축과 결합되는 자성체(magnet)를 더 포함하되, 상기 감지 신호는 상기 자성체의 회전에 따른 자속 변화로부터 유도된 유도 전압일 수 있다.
상기 회전 감지 소자는 상기 자성체와 대향되는 위치에 인접하여 배치될 수 있다.
상기 회전 감지 소자는 자이로 센서(Gyro Sensor)이고, 상기 감지 신호는 상기 자이로 센서로부터 출력되는 위치 신호일 수 있다.
상기 회전 감지 소자는 포텐셔미터(Potentio lmeter)이고, 상기 구동 모터부는 모터 회전축과 결합되는 미리 지정된 저항을 더 포함하되, 상기 감지 신호는 상 기 포텐셔미터로부터 출력되는 가변 저항값에 상응할 수 있다.
상기 회전 감지 소자로부터 출력된 상기 감지 신호를 증폭하는 증폭회로를 더 포함할 수 있다.
상기 방향 신호는 제1 방향 신호 또는 제2 방향 신호를 포함하되, 상기 회전 신호는 상기 제1 방향 신호에 따라 상기 소정 기기의 회전축을 기준으로 하였을 때 시계 방향의 회전에 상응하는 제1 회전 신호 또는 상기 제2 방향 신호에 따라 반시계 방향의 회전에 상응하는 제2 회전 신호를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 소정 기기의 회전을 제어하기 위한 회전 제어 장치에 있어서, 상기 소정 기기의 소정 방향으로의 회전을 위한 방향 신호를 수신하는 수신부; 수신된 상기 방향 신호에 상응하여 상기 소정 기기의 상기 소정 방향으로의 회전을 지시하는 회전 신호를 출력하는 제어부; 및 상기 제어부에 의해 출력된 상기 회전 신호를 입력 받아 상기 소정 기기에 회전력을 제공하는 구동 모터부를 포함하되, 상기 제어부는 상기 구동 모터부 내의 전류의 크기가 미리 설정된 크기 이상인 경우 상기 회전 신호를 차단할 수 있다.
상기 구동 모터부 내의 전류의 크기를 측정하여 상기 제어부로 출력하는 전류 측정부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 회전 제어 장치가 소정 기기의 회전을 제어하는 방법은 (a) 상기 소정 기기의 소정 방향으로의 회전을 위한 방향 신호를 입력 받는 단계; (b) 수신된 상기 방향 신호에 상응하여 상기 소정 기기의 상기 소정 방향으로의 회전을 지시하는 회전 신호를 출력하는 단계; (c) 상기 회전 신호에 따 라 상기 소정 기기가 상기 소정 방향으로 회전될 때의 회전량에 상응하는 감지 신호를 출력하는 단계; 및 (d) 상기 출력된 상기 감지 신호가 미리 설정된 시간 이상 동일한 신호 값 또는 동일한 신호 값으로 판단될 수 있는 소정 범위 내의 신호 값을 유지하고 있는 경우 상기 회전 신호의 출력을 차단하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 단계 (c)와 (d) 사이에, (c1) 상기 단계 (c)를 통해 출력된 상기 감지 신호를 증폭하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 방향 신호는 제1 방향 신호 또는 제2 방향 신호를 포함하되, 상기 회전 신호는 상기 제1 방향 신호에 따라 상기 소정 기기의 회전축을 기준으로 하였을 때 시계 방향의 회전에 상응하는 제1 회전 신호 또는 상기 제2 방향 신호에 따라 반시계 방향의 회전에 상응하는 제2 회전 신호를 포함할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 회전 제어 장치 및 방법을 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 명세서에서 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "결합된다" 거나 "연결된다" 등으로 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접 결합되거나 또는 직접 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 더 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 결합된다" 거나 "직접 연결된 다" 라고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 단지 본 발명의 특정 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 제어 장치의 구조를 나타낸 도면이다.
여기서, 본 발명의 회전 제어 장치(100)는 제1 바디(1st body)에 대하여 제2 바디(2nd body)가 회전이 가능하도록 제1 바디와 제2 바디를 결합시키는 일체의 중간 결합 장치를 통칭한다. 따라서, 이하의 모든 도면에서는 제1 바디가 받침부이고, 제2 바디가 디스플레이 장치인 경우를 중심으로 설명하지만, 본 발명의 회전 제어 장치(100)는 이에 한정되지 않으며 이외에도 회전을 필요로 하는 다양한 장치 및 기기에 제한 없이 이용될 수 있음은 물론이다.
도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 본 발명의 회전 제어 장치(100)는 디스플레이 장치의 소정 방향으로의 회전을 위한 구동력(즉, 회전력)을 제공하는 구동 모터 부(102)와 구동 모터부(102)의 동작을 제어 및 감지하는 구동 회로부(101)를 포함한다.
여기서, 구동 모터부(102)는 모터(50), 기어 박스(55), 모터 하우징(60), 모터 회전축(65), 힌지핀(70), 힌지(75)를 포함할 수 있으며, 회전 감지 소자(140)가 홀 센서(hall sensor)인 경우 모터 회전축과 결합되는 자성체(magnet, 80)를 더 포함할 수 있다. 다만, 도 1c의 경우에는 모터 회전축(65)을 보여주기 위하여 모터 하우징(60)은 생략하여 도시하였다.
이때, 기어 박스(55)는 1개 이상의 기어가 결합된 것으로서, 구동 회로부(101)(보다 정확하게는 구동 회로부(101)에 포함된 제어부(130))의 제어를 받아 소정 방향으로 회전하는 모터(50)의 자체 회전 속도를 디스플레이 장치의 실제 회전에 있어 적합한 속도로 조정(감속)하는 역할을 수행한다. 따라서 모터 회전축(65)에서 출력되는 회전 속도는 디스플레이 장치의 실제 회전 속도와 동일할 수 있다. 모터 하우징(60)은 모터(50) 및 기어 박스(55)를 고정하는 케이스로서, 모터 회전축(65)이 흔들리거나 변화되지 않도록 고정하는 역할을 수행한다.
힌지핀(70) 및 힌지(75)는 모터 하우징(60) 밖으로 돌출된 모터 회전축(65)과 결합되어 모터 회전축(65)의 회전에 상응하여 소정 방향으로 회전한다.
힌지핀(70) 및 힌지(75)는 디스플레이 장치와 결합(연결)되어 디스플레이 장치의 회전을 유도할 수 있다. 또는 힌지핀(70) 및 힌지(75)가 받침부와 결합(연결)되고, 모터(50) 및 기어 박스(55)가 디스플레이 장치에 결합(연결)되며, 받침부가 고정되어 있음으로 인해 모터 회전축(65)이 고정되고 모터 회전축(65)의 회전력이 모터(50) 자체를 반대 방향으로 회전시켜 디스플레이 장치의 회전을 유도할 수도 있다. 이하에서는 전자의 예시를 가정하여 설명하지만, 이것이 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아님은 자명하다.
구동 회로부(101)는 구동 모터부(102)의 동작을 제어하기 위한 소정의 구성부(예를 들어, 후술할 수신부, 제어부 등) 및 회로가 구현되어 있는 회로 기판(103)과 구동 모터부(102)의 동작(회전)을 감지하기 위한 회전 감지 소자(140)를 포함하며, 회전 감지 소자(140)는 회로 기판(103)과 연성 인쇄 회로 기판(flexible printed circuit board)(104)에 의해 연결될 수 있다(도 1c 참조).
여기서, 회전 감지 소자(140)는 홀 센서 또는 자기 저항 소자 등이 이용될 수 있다. 홀 센서 또는 자기 저항 소자는 디스플레이 장치의 회전에 따른 자성체(80)로부터의 자속의 변화에 상응하는 감지 신호를 출력한다.
회전 감지 소자(140)가 홀 센서인 경우 구동 모터부(102)가 포함하는 자성체(80)는 모터 회전축(65)과 결합(본 실시예의 경우 보다 정확하게는 모터 회전축(65)에 결합된 힌지핀(70)과 직접 결합)됨으로써 디스플레이 장치의 회전과 연동되어 회전할 수 있게 된다. 예를 들어 본 실시예의 경우를 살펴보면, 자성체(80)는 180°의 각도의 반원 형태로 제작되어 모터 회전축(65)과 결합되고 있으며, 모터 회전축(65)의 회전(결과적으로 디스플레이 장치의 회전)에 의해 자성체(80)의 위치도 변화(회전)하게 된다. 다만, 본 발명에 있어서 디스플레이 장치는 디스플레이 장치의 회전축을 기준으로 시계 방향 및 반시계 방향으로 각각 최대 90°각도까지 총 180°각도의 회전 범위를 가지며 회전할 수 있는 것으로 가정(후술할 도 8 참 조)하였으므로, 후술할 회전 감지 소자(140)에 의한 자속 변화의 감지 효율(또는 특성) 등을 고려하여 자성체(80)도 디스플레이 장치의 회전 범위에 맞추어 180°의 각도의 반원 형태로 제작한 것일 뿐이며, 설계자의 선택에 따라 특별한 제한 없이 다양한 형태를 가질 수 있음은 물론이다. 또한, 상술한 자성체(80)의 결합 위치도 반드시 모터 회전축(65)에 한정되는 것은 아니며, 디스플레이 장치의 회전과 연동되어 회전할 수 있는 소정의 위치라면 별도의 제한 없이 위치할 수 있음은 물론이다. 또한, 자성체(80)로는 영구 자석, 전자석 등을 포함하여 자성을 띠는 일체의 물체가 제한 없이 이용될 수 있음은 자명하다.
디스플레이 장치가 회전함에 따라 자성체(80)도 이와 연동되어 회전함으로써 자성체(80)의 위치 변화에 의한 자속의 변화가 발생하며, 이를 회전 감지 소자(140)가 감지하여 이로부터 유도된 감지 신호(예를 들어, 전압 신호)를 출력하게 된다. 이때, 자성체(80)의 위치 변화(회전)에 따른 자속의 변화를 보다 정확히 감지하지 위해 회전 감지 소자(140)는 자성체(80)가 구비된 위치와 대향되는 위치에 인접하여 배치될 수 있으며, 또한 회전 감지 소자(140)의 위치는 디스플레이 장치의 회전과 무관하게 변화되지 않고 고정되는 것이 바람직하다. 이를 위하여 회전 감지 소자(140)는 예를 들어 기어 박스(55)의 상면(도 1c의 A 참조)의 일 위치에 놓인 후 모터 하우징(60)에 의해 고정될 수 있다.
또는, 회전 감지 소자(140)는 포텐셔미터(PotentioMeter)일 수 있다. 포텐셔미터는 전위차계(電位差計)라고도 하며, 직류전압을 정확하게 측정하는 장치이다. 정확하게 값이 알려진 저항과 짝지우면 직류전류를 정확하게 측정할 수 있다. 따라 서, 회전량 감지 장치에 포텐셔미터를 이용하면, 회전축에 기어를 물려 포텐셔미터의 저항값을 조정하면서 전압값을 측정하고, 측정된 전압값에 의해 회전량을 제어부에서 연산할 수 있다.
또는, 회전 감지 소자(140)는 자이로 시스템(Gyro System)일 수 있다. 자이로 시스템은 자이로 센서를 이용하는 회전량 감지 장치이다. 자이로센서는 "각속도(1초 동안에 각도가 얼마나 커지거나 작아지는가)"를 검출하는 센서이다. 운동하고 있는 물체가 회전하면, 그 속도 방향에 수직으로 "코리오리스"의 힘이 작용한다. 자이로센서는 이러한 물리현상을 이용하여 코리오리스의 힘으로부터 각속도를 검출한다.
일반적으로 자이로 센서의 출력형태는 아날로그 신호이며, 이 아날로그 신호를 A/D 변환기(A/D Converter)로 디지털 신호로 변환하여 제어부에서 처리하여, 소정 기기의 회전량을 산출할 수 있다.
회전 감지 소자(140)로 이용될 수 있는 장치는 상기에서 언급하는 종류에 한정 되지 아니하며, 다양한 회전량 감지 장치가 적용될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
구동 회로부(101)의 구성 및 기능에 대해서는 이하 도 5a 내지 도 8을 통해 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 회전 제어 장치를 이용한 디스플레이 장치의 회전의 일 예를 설명하기 위한 도면이고, 도 3a 및 도 3b는 본 발명의 회전 제어 장 치를 이용한 디스플레이 장치의 회전의 다른 예를 설명하기 위한 도면이며, 도 4는 본 발명의 회전 제어 장치를 이용한 디스플레이 장치의 회전을 위해 사용되는 원격 제어 장치의 일 예를 나타낸 도면이다.
먼저 도 2a 및 도 2b를 참조하여 스탠드형(stand type) 디스플레이 장치에 본 발명의 회전 제어 장치를 적용한 경우의 회전의 예를 설명한다.
도 2a는 스탠드형 디스플레이 장치의 정면을 도시한 도면으로서, 디스플레이 장치(10)와 받침부(20)는 회전형 스탠드(swivel type stand)(30)에 의해 결합되며, 회전형 스탠드(30) 안에는 본 발명의 회전 제어 장치(100)가 구비되어 있어 회전 제어 장치(100)(보다 상세하게는 구동 모터부(102)의 모터 회전축(65))의 회전에 상응하여 디스플레이 장치(10)의 회전이 일어난다.
이를 도 2b를 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 도 2의 (b)는 디스플레이 장치(10)를 위쪽 방향에서 바라본 도면이다.
도 2의 (a) 및 (b)의 경우, 회전 제어 장치(100)의 모터 회전축(65)의 중심(11)(또는 모터 회전축(65)의 중심(11)이 디스플레이 장치(10)까지 연장된 회전축의 중심(11'))을 기준으로 하였을 때 모터 회전축(65)(또는 디스플레이 장치(10))의 시계 방향으로의 회전을 제1 방향 회전(12), 모터 회전축(65)의 반시계 방향으로의 회전을 제2 방향 회전(13)이라 가정하고, 디스플레이 장치(10)의 기준 위치가 B-B'선과 같이 설정된 경우를 가정하면, 디스플레이 장치(10)는 회전 제어 장치(100)의 제1 방향 회전(12)과 동일한 방향(즉, 시계 방향) 및 동일한 회전량을 가지며 제1 회전(12')을 하고, 제2 방향 회전(13)과 동일한 방향(즉, 반시계 방향) 및 동일한 회전량을 가지며 제2 회전(13')을 하게 된다. 이때, 디스플레이 장치(10)의 기준 위치(B-B'선)는 디스플레이 장치의 제작 단계에서 미리 설정될 수도 있고, 디스플레이 장치의 설치가 완료된 후 사용자에 의해 임의로 설정될 수도 있음은 물론이다.
예를 들어, 회전 제어 장치(100)가 반시계 방향으로 소정의 각도만큼 제2 방향 회전을 하면, 디스플레이 장치(10)는 기준 위치(B-B'선)로부터 회전 제어 장치(100)의 제2 방향 회전에 상응하여 이와 동일한 방향으로 동일한 회전량만큼 회전한 다른 위치(C-C'선)로 이동하게 된다(도 2의 (c) 참조)
도 3a 및 도 3b를 참조하여 벽걸이형(wall mount type) 디스플레이 장치에 본 발명의 회전 제어 장치를 적용한 경우의 회전의 예를 설명한다.
도 3a는 벽걸이형 디스플레이 장치의 측면을 도시한 도면으로서, 받침부(20)는 벽(40)에 고정되며, 디스플레이 장치(10)는 회전형 스탠드(30)에 의해 받침부(20)와 결합하여 회전형 스탠드(30) 안에 구비된 본 발명의 회전 제어 장치(100)의 회전에 상응하여 회전하게 된다.
이를 도 3b를 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 도 3의 (a) 및 (b)는 디스플레이 장치(10)를 정면에서 투영하여 바라본 도면이다.
도 3b의 벽걸이형 디스플레이 장치의 경우에도 도 2b의 스탠드형 디스플레이 장치에서와 같이 디스플레이 장치(10)는 회전 제어 장치(100)의 모터 회전축(65)의 중심(11)을 기준으로 하였을 때 모터 회전축(65)의 시계 방향으로의 제1 방향 회전(12)에 상응하여 이와 동일한 방향 및 회전량을 가지며 제1 회전(12')을 하고, 모터 회전축(65)의 반시계 방향으로의 제2 방향 회전(13)에 상응하여 이와 동일한 방향 및 회전량을 가지며 제2 회전(13')을 한다. 여기서, D-D'선은 디스플레이 장치(10)의 기준 위치를 나타낸다.
예를 들어, 회전 제어 장치(100)가 반시계 방향으로 소정의 각도만큼 제2 방향 회전을 하면, 디스플레이 장치(10)는 기준 위치(D-D'선)로부터 회전 제어 장치(100)의 제2 방향 회전에 상응하여 이와 동일한 방향으로 동일한 회전량만큼 회전한 다른 위치(E-E'선)로 이동된다(도 3의 (b) 참조)
상술한 바와 같이 디스플레이 장치(10)는 회전 제어 장치(100)의 회전에 상응하여 회전하며, 회전 제어 장치(100)의 소정 방향으로의 회전(제1 방향 회전(12) 또는 제2 방향 회전(13))은 도 4에서 예시하는 바와 같은 원격 제어 장치(110)에 구비된 방향키에 의해 제어되거나 디스플레이 장치(10)에 구비된 입력 장치(미도시)를 통해 제어될 수 있다.
예를 들어, 도 4의 원격 제어 장치(110)에 있어 좌측 방향키(201)는 회전 제어 장치(100)의 제1 방향 회전(12)과 대응되고, 우측 방향키(202)는 제2 방향 회전(13)과 대응되도록 설정된 경우를 가정하면, 회전 제어 장치(100)는 사용자가 우측 방향키(202)를 누름에 따라 원격 제어 장치(110)에서 출력하는 소정의 무선 신호를 수신하여 제2 방향 회전을 할 수 있다. 이하, 사용자가 좌측 방향키(201)를 누르는 동작에 따라 원격 제어 장치(110)가 출력하는 무선 신호를 제1 방향 신호라 하고, 우측 방향키(202)를 누르는 동작에 따라 원격 제어 장치(110)가 출력하는 무선 신호를 제2 방향 신호라 한다.
또는 디스플레이 장치(10)에 입력 장치가 구비되어 있을 수 있다. 여기서, 입력 장치는 원격 제어 장치(110)의 좌측 방향키(201)와 우측 방향키(202)에 상응하는 입력을 받을 수 있도록 구성되어 있으며, 상술한 것과 같이 제1 방향 회전(12) 또는 제2 방향 회전(13)을 하도록 하는 신호를 입력받을 수도 있다.
이하에서는 원격 제어 장치(110)의 방향키 또는 디스플레이 장치(10)의 입력 장치의 소정 버튼 혹은 스위치를 방향키라고 통칭하기로 한다.
이때, 회전 제어 장치(100)의 회전량(또는 이에 따른 디스플레이 장치의 회전량)은 사용자가 방향키를 누르는 시간, 방법 등에 따라서 적절히 조절되도록 미리 설정되거나 사용자에 의해 추후 설정될 수 있다. 예를 들어, 사용자가 방향키를 단속적으로 한번 누르는 동작에 따라 회전 제어 장치(100)가 소정의 거리, 속도 또는 각도만큼 회전하거나, 사용자가 방향키를 지속적으로 누르고 있는 경우를 가정하여 누른 시간에 비례하는 거리, 속도 또는 각도만큼 회전하도록 미리 또는 추후 설정될 수 있다.
이와 같은 수신된 신호에 따른 회전 제어 장치(100)의 동작 원리에 대해서는 이하 도 5a 내지 도 8을 통해 보다 상세히 설명한다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 제어 장치의 블록 구성도를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 5b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전 제어 장치의 블록 구성도를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 회전 제어 장치에서의 구동 회로부 구현을 위한 회로도의 일 예를 나타낸 도면이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 제어 장치에서의 회전 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
여기서, 도 5a 및 도 5b의 구동 회로부(101)는 각각의 구성부를 별도의 블록으로 도시하였지만, 이는 각 구성부가 담당하는 기능 별로 구분하여 나타낸 것에 불과하며, 각 구성부의 전부 또는 일부가 보다 세분화되어 구현되거나 또는 통합 칩 형태로서 구현될 수도 있음은 물론이다. 또한, 본 발명의 구동 회로부(101)를 구현함에 있어서 도 6의 회로도 이외에도 다양한 회로 구현이 가능함은 물론이다. 다만, 이하에서는 도 6의 회로도를 중심으로 설명하기로 한다.
도 5a를 참조하면, 본 발명의 회전 제어 장치(100)는 디스플레이 장치의 소정 방향으로의 회전을 위한 구동력(즉, 회전력)을 제공하는 구동 모터부(102)와 구동 모터부(102)의 동작을 제어 및 감지하는 구동 회로부(101)를 포함한다. 구동 회로부(101)는 전원부(115), 수신부(120), 제어부(130), 회전 감지 소자(140), 증폭회로(145) 및 저장부(150)를 포함할 수 있으며, 도 6은 구동 회로부(101)를 구현하는 실제 회로도의 일 예를 보여주고 있다.
여기서, 전원부(115)는 구동 회로부(101) 내의 각 구성부 및 구동 모터부(102)의 동작을 위한 동작 전원으로서 이용되는 것이며, 구동 모터부(102)에 대하여는 도 1a 내지 도 1c를 통해 상술하였는바 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
또한, 도 5b를 참조하면, 본 발명의 회전 제어 장치(100)는 구동 모터부(102)와 구동 회로부(101)를 포함할 수 있으며, 구동 회로부(101)는 전원부(115), 무선 수신부(120), 제어부(130) 및 전류 측정부(150)를 포함할 수 있다. 여기서, 전류 측정부(150)는 구동 모터부(102)가 포함하는 모터(50)를 흐르는 전류의 크기를 측정하여 제어부(130)로 출력할 수 있다. 즉, 제어부(130)에 의해 출력된 회전 신호는 소정의 출력단자를 통해 구동 모터부(102)로 전달(입력)되고, 구동 모터부(102)는 입력된 회전 신호에 상응하여 모터(50)를 회전시킨다. 이때, 전류 측정부(150)는 모터(50)를 흐르는 전류의 크기를 측정하여 제어부(130)로 출력한다.
또한, 제어부(130)는 전류 측정부(150)가 출력한 전류의 크기가 미리 설정된 크기 이상인 경우 회전 신호를 차단할 수 있다. 즉, 제어부(130)는 모터(50)에 과전류가 흐르는 경우 회전 신호를 차단함으로써 과부하에 의한 구동 모터부(102)와 구동 회로부(101)의 손상을 방지할 수 있다. 여기서 과전류는 회전 제어 장치(100)의 회전 범위가 물리적으로 제한되는 경우 발생할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 장치의 회전을 사용자가 저지하거나 회전 제어 장치(100)의 회전 범위를 제한하기 위해 요철 형태로 형성된 스토퍼(stopper, 미도시)에 의해 회전이 물리적으로 저지되는 경우 구동 모터부(130)에는 과전류가 발생할 수 있다.
또한, 도 5b에서는 전류 측정부(150)가 개별적인 구성 요소로 도시되었으나, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 전류 측정부(150)는 제어부(130)의 일 구성 요소일 수 있다. 또한, 본 발명의 또 다른 실시예 따르면 구동 회로부(101)는 전류 측정부(150)를 포함하지 않고, 제어부(130)에 구현된 프로세스에 의해 구동 모터부(102) 내의 전류의 크기를 측정하여 회전 신호를 차단할 수도 있을 것이다.
이 외의 구동 회로부(101)의 각 구성부의 역할(기능)은 도 7의 순서도에 대 한 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것인바, 이하 도 7을 중심으로 도 5a 내지 도 6을 참조하여 회전 제어 장치(100)에 의한 회전 제어 방법을 설명하기로 한다.
도 7의 단계 S710을 참조하면, 원격 제어 장치(110)로부터 출력된 소정의 방향 신호는 구동 회로부(101)의 수신부(120)에 의해 수신된다.
예를 들어, 사용자가 도 4의 원격 제어 장치(110)에 구비된 좌측 방향키(201) 또는 우측 방향키(202)를 누르는 동작에 따라 원격 제어 장치(110)로부터 출력된 제1 방향 신호 또는 제2 방향 신호는 수신부(120)의 수신기(도 6의 식별번호 121 참조)에 의해 수신된다. 이와 같이 도 5 및 도 7에서는 본 발명의 수신부(120)가 도 4에 도시된 바와 같은 원격 제어 장치(110)로부터 방향 신호를 무선 수신하는 경우를 예를 들어 설명하지만, 본 발명의 회전 제어 장치(100)에서의 수신부(120)는 사용자가 디스플레이 장치 자체에 구비된 소정의 입력 장치로부터 방향 신호를 입력(유선 수신)받을 수도 있음은 물론이다.
이때, 수신부(120)에 의해 수신된 제1 방향 신호 또는 제2 방향 신호는 소정의 경로(회로)를 따라 제어부(130)로 입력된다. 즉, 도 6에서와 같이 수신부(120)의 출력단자(122)는 제어부(130)의 소정의 일 입력단자(122')와 연결되며, 이에 의해 입력된 제1 방향 신호 또는 제2 방향 신호는 제1 회선(123) 또는 제2 회선(124)으로 구분되어 제어부(130)로 입력될 수 있다.
도 7의 단계 S720을 참조하면, 제어부(130)는 수신된 방향 신호에 상응하는 소정의 회전 신호를 출력한다. 즉, 제어부(130)는 수신부(120)에 의해 수신된 제1 방향 신호 또는 제2 방향 신호가 입력되면, 입력된 제1 방향 신호 또는 제2 방향 신호에 상응하는 제1 회전 신호 또는 제2 회전 신호를 출력한다.
이때, 제어부(130)에 의해 출력된 제1 회전 신호 또는 제2 회전 신호는 소정의 출력단자(예를 들어, 구동 모터부(102)의 입력 단자와 연결된 도 6의 제1 제어단자(125) 및 제2 제어단자(126))를 통해 구동 모터부(102)로 전달(입력)되고, 구동 모터부(102)는 입력된 제1 회전 신호 또는 제2 회전 신호에 상응하여 모터(50)를 회전시킨다.
여기서, 제어부(130)에서 출력되어 구동 모터부(102)로 전달되는 회전 신호는 모터 제어 방식에 상응하여 상이해질 수 있음은 물론이며, 예를 들어 전압, 전류, 전력 또는 이에 상응하여 수치화되거나 변조(조정)된 소정의 신호 또는 펄스 등일 수 있다. 예를 들어, 모터 제어 방식으로서 PWM(Pulse Width Modulation) 방식을 이용하는 경우 회전 신호는 전원부(115)에서 공급할 수 있는 최대 전압 값을 기준으로 하였을 때 펄스 폭을 조절함에 따라 조정된 전압 값일 수 있다.
이때, 제어부(130)에 의해 출력되는 회전 신호의 크기는 사용자가 원격 제어 장치(110)의 방향키를 단속적으로 누른 횟수 또는 지속적으로 누른 시간 등에 비례하여 증가하며, 구동 모터부(102)로 전달된 회선 신호의 크기에 상응하여 모터(50)의 회전량(예를 들어, 회전 각도, 속도 또는 거리 등)이 조절되게 된다.
또한, 모터(50)의 회전 방향은 제어부(130)에 의해 출력되는 제1 회전 신호 또는 제2 회전 신호에 따라 제1 회전 신호의 경우 도 2b 및 도 3b의 제1 방향 회전(12)과 같은 방향을 가지고, 제2 회전 신호의 경우 도 2b 및 도 3b의 제2 방향 회전(13)과 같은 방향을 가질 수 있다. 이러한 모터(50) 회전 방향의 구분을 위하여 상술한 PWM 방식의 모터 제어를 하는 경우를 예로 들어 설명하면 다음과 같다. 예를 들어, 제어부(130)는 회전 신호를 출력함에 있어 제1 회전 신호의 경우 도 6의 제1 제어단자(125)는 (+), 제2 제어단자(126)는 (-)가 되도록 조정된 전압 값을 구동 모터부(102)로 전달하고, 제2 회전 신호의 경우 제1 제어단자(125)는 (-), 제2 제어 단자(126)는 (+)가 되도록 조정된 전압 값을 구동 모터부(102)로 전달하는 방법으로 모터(50)의 회전 방향을 제어할 수 있다. 즉, 제1 제어단자(125) 및 제2 제어단자(126)로 입력되는 전압의 극성을 달리하는 방법을 이용함으로써 모터(50)의 회전 방향을 달리할 수 있다.
도 7의 단계 S730을 참조하면, 회전 신호에 따라 구동 모터부(102)의 모터(50)가 소정 방향으로 회전함으로써 이와 동일 방향으로 디스플레이 장치가 회전할 때, 회전 감지 소자(140)는 디스플레이 장치의 회전량에 상응하는 감지 신호를 출력한다.
여기서, 회전 감지 소자(140)는 구동 모터부(102)의 모터 회전축(65)과 결합하여 디스플레이 장치와 연동되어 회전하는 자성체(80)와 대향되는 위치에 인접하여 배치될 수 있으며(도 1a 내지 도 1c 참조), 디스플레이 장치의 회전과 연동된 자성체(80)의 회전에 상응하는 자속의 변화로부터 감지 신호(예를 들어, 유도 전압)를 출력한다. 회전 감지 소자(140)에서의 감지 신호의 출력 원리는 이하 도 8을 통해 보다 상세히 설명한다.
이때, 회전 감지 소자(140)에 의해 출력된 감지 신호는 회전 감지 소자(140) 의 출력단자(도 6의 식별번호 142 참조)와 연결된 증폭회로(145)의 입력단자(도 6의 식별번호 142'참조)를 통해 증폭회로(145)로 입력될 수 있다.
도 7의 단계 S740을 참조하면, 회전 감지 소자(140)로부터 출력된 감지 신호가 증폭회로(145)에 입력되면, 증폭회로(145)는 감지 신호를 소정의 크기로 증폭시킨다.
이때, 증폭회로(145)는 OP-AMP 등을 포함한 다양한 증폭 소자가 이용될 수 있고, 예를 들어 도 6의 경우에는 반전 OP-AMP(inverting OP-AMP)를 이용하여 증폭회로(145)를 구현하고 있다.
본 단계(S740)의 증폭회로(145)를 이용한 감지 신호의 증폭 과정은 회전 감지 소자(140)로부터 출력된 감지 신호의 크기를 크게 함으로써 추후 제어부(130)에 의한 디스플레이 장치의 회전량 연산의 정확성(정밀성)을 높이기 위한 것이므로, 본 발명의 회전 제어 장치(100)의 회전 제어 방법에 있어 반드시 필요한 단계라 할 수 없으며 생략되어도 무방하다.
증폭회로(145)에 의해 증폭된 감지 신호는 증폭회로(145)의 출력단자(도 6의 식별번호 143 참조)와 연결된 제어부(130)의 소정의 다른 입력단자(도 6의 식별번호 143'참조)를 통해 제어부(130)로 입력될 수 있다. 물론, 본 단계(S740)가 생략되는 경우에는 회전 감지 소자(140)로부터 출력된 감지 신호는 증폭되지 않은 상태 그대로 제어부(130)로 직접 입력될 것이다.
도 7의 단계 S750을 참조하면, 제어부(130)는 입력된 감지 신호로부터 디스플레이 장치의 회전량을 연산한다. 여기서, 제어부(130)는 예를 들어 마이크로 프 로세서 등을 이용하여 구현될 수 있다. 제어부(130)에서의 회전량의 연산 방법에 대한 상세한 설명은 이하 도 8을 통한 회전 감지 소자(140)에서의 감지 신호의 출력 원리의 설명과 함께 하기로 한다.
이때, 본 단계(S750) 이후에는 제어부(130)에 의해 연산된 회전량을 저장부(150)에 저장하는 단계가 더 포함될 수도 있음은 물론이다.
즉, 제어부(130)는 디스플레이 장치의 회전에 따른 위치 변화(즉, 감지 신호의 변화)가 발생할 때마다 연산한 각각의 회전량을 저장부(150)에 모두 저장하거나, 디스플레이 장치의 회전이 완료된 때(예를 들어, 소정 시간(5분 정도) 이상 위치 변화가 없는 경우 등)의 최종 위치에 상응하는 회전량을 저장부(150)에 저장할 수도 있다. 여기서, 저장부(150)는 레지스터(register) 등의 임시 기억 소자로 구현되거나 플래시 메모리 등의 비휘발성 기억 소자로 구현될 수 있으며, 임시 기억 소자 및 비휘발성 기억 소자를 모두 이용하여 구현될 수도 있다. 예를 들어, 제어부(130)는 감지 신호의 변화가 발생할 때마다 각각(즉, 순차적으로) 연산한 회전량을 레지스터 등의 임시 기억 소자에 갱신(updating)하는 방법으로 임시 저장하였다가 디스플레이 장치의 회전이 완료된 시점의 디스플레이 장치의 위치에 해당하는 회전량을 비휘발성 기억 소자에 저장할 수 있다. 왜냐하면 디스플레이 장치의 회전이 완료된 때의 최종 위치에 상응하는 위치 정보(즉, 회전량)는 디스플레이 장치에 전원 공급이 끊기더라도 지워지지 않고 유지(기억)되는 것이 추후의 연속되는 회전 동작의 제어를 위해 바람직하기 때문이다. 또한, 이외에도 설계자 또는 사용자의 필요에 따라 제어부(130)에 의한 회전량의 다양한 저장 방법 및 설정이 가능함은 물론이다.
도 8은 본 발명의 회전 제어 장치에 이용되는 위치 감지 소자에서 디스플레이 장치의 회전량에 상응하는 감지 신호의 출력 원리를 설명하기 위한 도면이다.
여기서, 도 8의 (a)는 디스플레이 장치의 회전축(11')을 기준으로 한 디스플레이 장치의 시계 방향으로의 제1 회전(12') 및 반시계 방향으로의 제2 회전(13')을 나타낸 도면이고, 도 8의 (b)는 디스플레이 장치의 소정 방향으로의 회전(즉, 제1 회전(12') 및 제2 회전(13'))에 따른 디스플레이 장치의 각각의 회전량에 상응하여 회전 감지 소자(140)에서 출력되는 감지 신호를 예시한 도면이다. 다만, 도 8에서는 디스플레이 장치의 회전량으로서 그 일 예인 회전 각도를 중심으로 설명하며, 회전 감지 소자(140)에서 출력되는 감지 신호는 자성체(80)의 회전에 따른 자속의 변화로부터 유도된 유도 전압(즉, 감지 전압)인 경우를 가정하여 설명하기로 한다.
이때, 본 발명의 회전 제어 장치(100)는 도 8의 (a)와 같이 디스플레이 장치의 기준 위치(식별부호 O 참조)를 0°로 설정하였을 때 시계 방향으로 최대 90°각도, 반시계 방향으로 최대 90°각도까지 총 180°각도의 회전 범위를 가지는 것으로 가정하며, 도 8의 (b)는 증폭회로(145)를 거치지 않은 회전 감지 소자(140)에서 자체 출력된 감지 전압을 나타내는 것으로 가정하기로 한다. 다만, 본 발명의 회전 제어 장치(100)의 회전 범위(즉, 디스플레이 장치의 회전 범위)는 180°각도보다 크거나 작을 수 있으며, 이는 설계자에 의해 소정의 회전 범위를 갖도록 미리 설 정(제한)되거나 사용자가 원격 제어 장치(110)에 구비된 소정의 버튼을 조작하는 방법으로 추후 설정될 수도 있다. 또한, 이와 같이 회전 제어 장치(100)의 회전 범위를 제한하는 방법으로는 돌출된 요철 형태로 형성한 스토퍼(stopper)에 의하여 회전을 물리적으로 저지하는 방법, 소정의 회전 범위(회전 각도) 이상으로 회전되는 경우 제어부(130)가 구동 모터부(102)의 모터(50) 동작을 제한(예를 들어, 전원 공급을 끊음)하는 방법 등 다양한 방법이 이용될 수 있다. 또한, 도 8의 (b)의 경우 회전 감지 소자(140)로부터 출력되는 감지 전압이 디스플레이 장치의 회전 각도에 따라 사인 곡선(sine curve)의 형태를 가지면서 변화되는 경우를 예시하고 있지만, 이와 유사하거나 대응되는 소정의 파형의 형태를 가지며 변화될 수도 있다.
이하, 회전 감지 소자(140)로서 홀 센서를 이용하는 경우를 예로 들어 디스플레이 장치의 회전에 따른 회전 감지 소자(140)에서의 감지 전압의 출력 원리를 설명한다.
홀 센서는 홀 효과(hall effect)를 응용함으로써 구동 장치(예를 들어, 모터)의 회전 속도 또는 회전 각도 등의 측정(감지)에 이용될 수 있는 센서이다. 홀 효과는 금속, 반도체 등의 고체를 자계(자기장)가 형성된 위치에 놓고 형성된 자계에 직각인 방향으로 전류를 흘리게 되면, 자계의 형성 방향 및 전류의 방향 모두와 직각이 되는 방향으로 고체 내에 전계(전기장)가 형성됨으로써 이에 따라 기전력(즉, 전압)이 유도되는 현상을 의미한다. 즉, 홀 효과는 자계 속에서 전하를 띤 입자(예를 들어, 전자)가 움직이는 경우 그 움직이는 방향에 수직 방향의 힘(로렌츠의 힘)을 받는 로렌츠 법칙과 밀접히 관련된다. 따라서 고체 내에 흐르는 전류의 크기 및 속도가 일정하다고 가정하는 경우, 유도되는 전압의 크기는 형성된 자계의 세기에 비례하여 결정되고, 유도되는 전압의 극성(방향)은 형성된 자계의 방향에 상응하여 결정된다. 이와 같이 홀 효과에 의해 유도되는 전압은 자계의 세기 및 방향에 의해 결정되므로, 자계의 세기 또는 방향이 변화되는 경우(즉, 자속의 변화가 발생하는 경우)에는 유도 전압의 크기 또는 극성도 이에 상응하여 변화하게 된다. 따라서 홀 센서는 상술한 홀 효과를 응용함으로써 자속의 변화를 감지하여 이에 상응하는 감지 전압을 출력할 수 있게 된다.
본 발명의 회전 제어 장치(100)의 경우에도 디스플레이 장치의 회전에 따라 이와 연동하여 회전하는 자성체(80)의 위치 변화에 의하여 자속의 변화가 발생하게 되며, 회전 감지 소자(140)(상술한 예와 같이 홀 센서 등)는 이러한 자속의 변화를 감지하여 이에 상응하는 감지 전압을 출력하게 된다.
이때, 회전 감지 소자(140)로부터 출력되는 감지 전압은 디스플레이 장치의 회전 방향(시계 방향 또는 반시계 방향)에 따라 상이한 극성을 나타내며, 감지 전압의 크기도 회전 각도에 상응하여 각각 상이한 값을 가지게 된다. 즉, 도 8의 (b)의 경우를 예로 들면, 디스플레이 장치가 시계 방향으로 30°회전(즉, 기준 위치(식별 부호 O 참조)로부터 -30°회전)한 N 위치에 있는 경우 감지 전압은 VN이 되고, 디스플레이 장치가 반시계 방향으로 60°회전한 Q 위치에 있는 경우 감지 전압은 VQ가 되고 있으며, 시계 방향으로 최대 90°회전(즉, 기준 위치(식별 부호 O 참조)로부터 -90°회전)한 L 위치에 있은 경우와 반시계 방향으로 최대 90°회전한 R 위치에 있는 경우 감지 전압은 각각 VL과 VR이 되고 있다.
여기서, 회전 감지 소자(140)로부터 출력되는 감지 전압은 회전 제어 장치(100)에서의 다양한 설계 조건(디스플레이 장치의 회전 속도 및 회전 각도, 자성체(80)에 의해 형성되는 자계의 세기 및 방향, 자성체(80)와 회전 감지 소자(140) 간의 이격 거리, 회전 감지 소자(140)의 민감도(sensitivity) 등)에 따라 결정되는 것이지만, 일반적으로 제어부(130)는 마이크로 프로세서 등의 디지털 장치로 구현되므로 감지 전압은 디지털 장치에서 처리(연산) 가능한 소정 범위 내의 전압 값을 가지는 것이 바람직하다. 이러한 이유로 회전 감지 소자(140)로부터 출력된 감지 전압은 디지털 장치에서 처리 가능한 전압 범위인 0 ~ 5V 또는 - 5V ~ + 5V 범위 내의 값으로 조정되거나 증폭될 수 있으며, 예를 들어 디스플레이 장치가 기준 위치(도 8의 (a)의 식별부호 O 참조)에 있는 경우 2.5V, 시계 방향으로의 최대 회전 위치인 L 위치에 있는 경우 0.5V, 반시계 방향으로의 최대 회전 위치인 R 위치에 있는 경우 4.5V가 되도록 조정될 있다.
이와 같이 회전 감지 소자(140)로부터 출력되는 감지 전압은 디스플레이 장치의 회전에 따른 회전 각도와 일대일 대응되는 관계에 있게 되므로, 제어부(130)는 이러한 감지 전압과 회전 각도와의 관계를 이용하여 입력된 감지 전압의 값에 상응하는 회전 각도를 연산할 수 있게 된다. 왜냐하면 본 발명의 회전 제어 장치(100)를 제작함에 있어서 상술한 설계 조건들이 미리 결정되면 디스플레이 장치의 회전 각도와 회전 감지 소자(140)로부터 출력되는 감지 전압 간에 대응 관계도 미리 결정될 수 있기 때문이다. 이러한 회전 각도와 감지 전압 간의 일대일 대응 관계는 데이터 베이스화되어 제어부(130) 내에 또는 별도의 저장 장치에 저장됨으로써 제어부(130)에 의한 회전 각도의 연산에 이용될 수 있다.
또한, 제어부(130)에 의한 디스플레이 장치의 회전 각도의 다른 연산 방법으로는 다음과 같은 방법이 이용될 수 있다. 디스플레이 장치의 회전에 따라 회전 감지 소자(140)로부터 출력되는 감지 전압이 도 8의 (b)와 같은 사인 곡선(sine curve)의 형태를 가지며 변화하거나 또는 이와 유사하거나 대응되는 소정의 파형의 형태를 가지며 변화되는 경우에는 제어부(130)가 이러한 감지 전압의 변화에 대한 추이 곡선(또는 이력 곡선, hysterisis curve)을 분석하는 방법으로 디스플레이 장치의 회전 각도를 연산해낼 수도 있을 것이다. 예를 들어, 제어부(130)는 감지 전압의 변화 기울기를 이용하는 방법으로 회전 각도를 연산하거나 또는 감지 전압 곡선을 선형화한 직선의 비례 관계를 이용하는 방법으로 회전 각도를 연산하는 등의 다양한 방법이 이용될 수 있다.
이처럼 본 발명의 회전 제어 장치(100)는 디스플레이 장치의 회전을 원격 제어할 수 있음은 물론, 디스플레이 장치의 회전에 따른 자속의 변화를 감지하여 감지 신호를 출력하는 회전 감지 소자(140)와 감지 신호로부터 디스플레이 장치의 회전량을 연산하는 제어부(130)를 통하여 디스플레이 장치의 회전에 있어 보다 정밀한 제어가 가능한 이점이 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 제어 장치의 회전 중단 방법을 나 타낸 순서도이다.
이하, 발명의 명확한 이해와 설명의 편의를 위해 도 9에 도시된 감지 신호는 감지 전압이고 소정 기기는 디스플레이 장치인 것으로 가정할 것이다. 다만 상기의 가정이 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아님은 상술한 바와 같다.
도 9를 참조하면, 단계 910에서, 회전 감지 소자(140)는 소정 기기가 소정 방향으로 회전할 때의 회전량에 상응하는 감지 신호를 출력한다. 여기서, 회전 감지 소자(140)가 감지 신호를 출력하기까지의 과정은 도 7에서 상세히 설명하였으므로 이하 생략한다.
단계 920에서, 제어부(130)는 제어부(130)는 회전 감지 소자로부터 출력된 감지 전압이 미리 설정된 시간 이상 동일한 전압 값을 유지하고 있는지 여부를 판단한다. 여기서, 명확한 판단을 위해 소정 범위 내의 전압 값을 유지하는 경우에도 동일한 전압 값으로 취급될 수 있을 것이다. 예를 들어, 디스플레이 장치가 장애물에 의해 회전이 저지되었으나, 디스플레이 장치의 떨림으로 인해 감지 전압이 2.5~2.6V 사이에서 진동하는 경우 2.5~2.6V 사이의 값은 동일한 값으로 취급될 수 있다.
판단 결과 감지 전압이 미리 설정된 시간 이상 동일한 전압 값을 유지하는 경우 제어부(130)는 단계 930을 진행하여 회전 신호를 차단하고, 단계 940에서, 디스플레이 장치의 회전이 중단된다.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 회전 제어 장치에서의 회전 중단의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
여기서, 본 발명의 회전 제어 장치(100)는 디스플레이 장치의 기준 위치를 기준으로 하였을 때 도 8에서 상술한 바와 같이 시계 방향으로 최대 90°각도의 회전 범위(이하, 이를 제1 최대 회전 범위), 반시계 방향으로 최대 90°각도의 회전 범위(이하, 이를 제2 최대 회전 범위)까지 회전 가능하도록 제작된 것으로 가정한다.
도 10a를 참조하면, 디스플레이 장치(10)의 최초 배치(설치) 상태의 일 예 및 그 때의 기준 위치(B-B'선)를 보여주고 있다. 디스플레이 장치가 사용자에 의해 특정 장소에 도 10a와 같이 최초 배치된 후, 사용자가 원격 제어 장치(110)의 조정 버튼(202)을 누르게 되면 상술한 단계 S710 및 단계 S720을 거쳐 제어부(130)가 회전 신호를 출력하게 된다.
도 10b는 회전 신호에 따라 디스플레이 장치(10)가 소정 방향으로 회전한 상태를 나타낸 예이다. 도 10b에 도시된 바와 같이, 디스플레이 장치(10)가 회전에 의해 주변의 벽과 같은 장애물(40)에 도달하여 한계 회전 범위(F-F'선)에 도달한 경우 디스플레이 장치(10)는 더 이상 회전할 수 없는 상태가 된다. 이 경우 본 발명의 일 실시예에 따르면, 구동 모터부(102)에는 과전류가 흐르게 되고, 제어부(130)는 과부하에 의한 구동회로의 손상을 방지하기 위해 회전 신호를 차단할 수 있다.
또는, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 회전 감지 소자(140)로부터 출력된 감지 전압이 동일한 전압 값(또는 동일한 전압 값으로 판단될 수 있는 소정 범위 내의 전압 값)을 유지하게 되고, 제어부(130)는 미리 설정된 시간(예를 들어, 3초) 이상 동일한 전압 값(또는 동일한 전압 값으로 판단될 수 있는 소정 범위 내의 전압 값)이 유지되는 경우 회전 신호를 차단하여 디스플레이 장치(10)의 회전을 중단 시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 자동 정지 기능을 구비한 회전 제어 장치 및 방법은 소정 기기의 회전 범위 내에 장애 요소가 발생한 경우 디스플레이 장치의 회전을 자동으로 정지시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 소정 기기가 회전할 때 발생할 수 있는 주변 방해물과의 충돌에 의한 과부하에 의한 구동 모터 및 구동 회로의 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 쉽게 이해할 수 있을 것이다.

Claims (12)

  1. 회전 대상 기기의 회전을 제어하기 위한 회전 제어 장치에 있어서,
    상기 회전 대상 기기의 회전을 위한 방향 신호를 수신하는 수신부;
    상기 회전 대상 기기가 회전하는 경우, 상기 회전 대상 기기의 회전량에 상응하는 감지 신호를 출력하는 회전 감지 소자;
    수신된 상기 방향 신호에 상응하여 상기 회전 대상 기기의 회전을 지시하는 회전 신호를 출력하고, 상기 회전 감지 소자로부터 출력된 상기 감지 신호가 일정한 시간 이상 동일한 값 또는 동일한 값으로 판단될 수 있는 범위 내의 값을 유지하고 있는 경우 상기 회전 신호를 차단하는 제어부; 및
    상기 제어부에 의해 출력된 상기 회전 신호를 입력 받아 상기 회전 대상 기기에 회전력을 제공하는 구동 모터부를 포함하는 회전 제어 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 회전 감지 소자는 홀 센서(hall sensor)이고,
    상기 구동 모터부는 모터 회전축과 결합되는 자성체(magnet)를 더 포함하되,
    상기 감지 신호는 상기 자성체의 회전에 따른 자속 변화로부터 유도된 유도 전압인 것을 특징으로 하는 회전 제어 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 회전 감지 소자는 상기 자성체와 대향되는 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 회전 제어 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 회전 감지 소자는 자이로 센서(Gyro Sensor)이고,
    상기 감지 신호는 상기 자이로 센서로부터 출력되는 위치 신호인 것을 특징으로 하는 회전 제어 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 회전 감지 소자는 포텐셔미터(Potentio lmeter)이고,
    상기 구동 모터부는 모터 회전축과 결합되는 저항을 더 포함하되,
    상기 감지 신호는 상기 포텐셔미터로부터 출력되는 가변 저항값에 상응하는 것을 특징으로 하는 회전 제어 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 회전 감지 소자로부터 출력된 상기 감지 신호를 증폭하는 증폭회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 제어 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 방향 신호는 제1 방향 신호 또는 제2 방향 신호를 포함하되,
    상기 회전 신호는 상기 제1 방향 신호에 따라 상기 회전 대상 기기의 회전축을 기준으로 하였을 때 시계 방향의 회전에 상응하는 제1 회전 신호 또는 상기 제2 방향 신호에 따라 반시계 방향의 회전에 상응하는 제2 회전 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 제어 장치.
  8. 회전 대상 기기의 회전을 제어하기 위한 회전 제어 장치에 있어서,
    상기 회전 대상 기기의 회전을 위한 방향 신호를 수신하는 수신부; 수신된 상기 방향 신호에 상응하여 상기 회전 대상 기기의 회전을 지시하는 회전 신호를 출력하는 제어부; 및
    상기 제어부에 의해 출력된 상기 회전 신호를 입력 받아 상기 회전 대상 기기에 회전력을 제공하는 구동 모터부를 포함하되,
    상기 제어부는 상기 구동 모터부에 포함된 모터를 흐르는 전류의 크기가 미리 설정된 크기 이상인 경우 상기 회전 신호를 차단하는 것을 특징으로 하는 회전 제어 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 구동 모터부에 포함된 모터를 흐르는 전류의 크기를 측정하여 상기 제어부로 출력하는 전류 측정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 제어 장치.
  10. 회전 제어 장치가 회전 대상 기기의 회전을 제어하는 방법에 있어서,
    (a) 상기 회전 대상 기기의 회전을 위한 방향 신호를 입력 받는 단계;
    (b) 수신된 상기 방향 신호에 상응하여 상기 회전 대상 기기의 회전을 지시하는 회전 신호를 출력하는 단계;
    (c) 상기 회전 신호에 따라 상기 회전 대상 기기가 회전하는 경우, 상기 회전 대상 기기의 회전량에 상응하는 감지 신호를 출력하는 단계; 및
    (d) 상기 출력된 상기 회전량에 상응하는 감지 신호가 일정한 시간 이상 동일한 신호 값 또는 동일한 신호 값으로 판단될 수 있는 범위 내의 신호 값을 유지하고 있는 경우 상기 회전 신호의 출력을 차단하는 단계를 포함하는 회전 제어 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 단계 (c)와 (d) 사이에,
    (c1) 상기 단계 (c)를 통해 출력된 상기 감지 신호를 증폭하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 제어 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 방향 신호는 제1 방향 신호 또는 제2 방향 신호를 포함하되,
    상기 회전 신호는 상기 제1 방향 신호에 따라 상기 회전 대상 기기의 회전축을 기준으로 하였을 때 시계 방향의 회전에 상응하는 제1 회전 신호 또는 상기 제2 방향 신호에 따라 반시계 방향의 회전에 상응하는 제2 회전 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 제어 방법.
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