KR101065782B1 - 물줄기를 이용한 영상 구현 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다수개 구비되는 노즐의 개폐에 따른 물의 낙하 시차를 이용하여 다양한 형상의 영상을 구현하면서 동시에 노즐에 구비되는 광 섬유에 의하여 다양한 색상을 연출할 수 있는 물의 낙하를 이용한 영상 구현 장치에 관한 것으로, 지상으로부터 소정의 높이에 설치되는 급수조; 상기 급수조의 물을 하부로 분사시키기 위한 밸브, 분사되는 물의 가속을 조절하는 스피드 콘트롤러 및 분사되는 물의 발광을 유도하는 광섬유 유닛이 구비되는 노즐부; 상기 노즐부의 위치를 변화시키기 위한 전동모터; 상기 밸브의 개폐, 상기 스피드 콘트롤러의 구동, 상기 광섬유 유닛의 발광 및 상기 전동모터의 구동을 제어하는 제어부; 상기 노즐부를 통하여 낙하하는 물을 집수하는 저수조; 및 상기 저수조의 물을 상기 급수조로 공급하는 펌핑부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

물줄기를 이용한 영상 구현 장치{Image formation apparatus using water dropping}

본 발명은 영상 구현 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다수개 구비되는 노즐의 개폐에 따른 물의 낙하 시차를 이용하여 다양한 형상의 영상을 구현하면서 동시에 노즐에 구비되는 광 섬유에 의하여 다양한 색상을 연출할 수 있는 물의 낙하를 이용한 영상 구현 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 물을 이용한 조형물 또는 광고물의 경우에는 유체(流體)의 특성상 정형화가 불가능하다. 이러한 이유로 분수 형태로 물을 분사 및 분출시키거나 특정 형태로 된 구조물의 표면을 따라 물이 흘러내리도록 한 것이 대부분이다. 최근에는 이러한 제약을 탈피하여 수직의 공간에서 물이 자연 낙하 되는 과정에 정형화된 문자나 도형 등의 상(像)을 구현할 수 있는 기술들이 제안되고 있다. 일 예로, 길이방향으로 슬롯(slot)형 노즐이 구비된 노즐관을 수평으로 위치되게 한 상태에서, 이에 물을 공급하여 슬롯형 노즐을 통해 물이 자유낙하 되게 함으로써 유체 스크린을 형성하고, 이 유체 스크린에 레이저빔 또는 영사기의 광원을 조사하여 영상이 디스플레이 되게 하는 영상표시장치가 국내공개특허 제10-2002-0010004, 제10-2002-0018194호 등에 공개된 바 있다.

그러나 상기 종래의 기술은 공중의 일정 지점에 거치한 노즐관에 물을 공급하여 그 슬롯형의 노즐을 통해 연속적으로 물을 유출되게 할 때 생성되는 수막을 스크린으로 대용할 수 있도록 한 것으로, 유체 스크린 자체만으로는 어떠한 영상을 표현하지 못하고, 별도의 영상장비를 필요로 하는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하여, 물의 낙차 시차에 의하여 유체 자체를 이용하여 상(像)을 구현하는 장치가 국내등록특허 제10-0777555, 제10-077556호 등에서 제안되고 있다.

상기 등록특허에서의 상(像) 구현 장치는, 지상으로부터 적당한 높이에 수평으로 위치되게 홈통 형태의 장척물로 된 하나의 물탱크를 설치하고, 이 물탱크의 저면 길이방향에 저장된 물을 수직으로 분출되게 다수의 노즐을 조밀하게 배열 형성하며, 상기 각 노즐에 컴퓨터에 입력된 프로그램의 신호를 받는 컨트롤러에 의해 노즐로부터 물이 분사되는 시기를 선택적으로 제어하는 자동밸브를 설치함으로써, 다수의 노즐을 통해 낙하되는 물에 시차를 유발하여 문자나 도형 등의 상(像)을 순간적으로 표출하게 된 것이다. 이러한 등록특허에서는 물의 낙하 시차를 이용하여 다양한 문자 및 도형 등을 표출할 수 있는 효과를 나타내고 있다.

그러나, 상기와 같은 종래 기술에서는 물줄기 자체만을 이용하므로, 단조로운 형상의 영상만을 표현함에 그친다. 또한, 컬러 영상을 표현하기 위해서는 외부에서 별도의 조명을 비추어야 하므로, 선명한 컬러를 표현하지 못하고 별도의 조명장비가 설치되어야 하는 구조적이 복잡함이 따른다. 그 대안으로 물탱크에 공급되는 물에 색소를 첨가하는 방법이 제시되어 있으나, 마찬가지로 다양한 색상의 영상을 표출하는데 한계를 나타낸다.

그리고, 컴퓨터에 의하여 제어되는 노즐을 통하여 낙하되는 물은 자유 낙하에 의한 시차만을 이용하고, 고정된 장치에서 물이 낙하되므로 역동적인 영상을 표현하는데 한계가 있게 된다. 또한, 표현되는 영상도 기 입력된 형태의 영상만이 단조롭게 반복되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 제반 문제점들을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 광 섬유 효과를 이용하여 낙하하는 각각의 물줄기가 소정의 색상을 발하도록 함으로써, 다양하고 컬러 형상의 영상을 표현할 수 있는 물줄기를 이용한 영상 구현 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은, 낙하하는 물의 양과 속도를 서로 달리 조절하고, 장치와 구조물이 유동되어 더욱 역동적인 형상의 영상을 표현할 수 있는 물줄기를 이용한 영상 구현 장치를 제공하는 것이다.

또한, 음성 인식 장치를 이용하여 사용자가 음성으로 전달하는 형상의 영상을 실시간으로 표현할 수 있는 물줄기를 이용한 영상 구현 장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 영상 구현 장치는, 지상으로부터 소정의 높이에 설치되는 급수조; 상기 급수조의 물을 하부로 분사시키기 위한 밸브, 분사되는 물의 가속을 조절하는 스피드 콘트롤러 및 분사되는 물의 발광을 유도하는 광섬유 유닛이 구비되는 노즐부; 상기 노즐부의 위치를 변화시키기 위한 전동모터; 상기 밸브의 개폐, 상기 스피드 콘트롤러의 구동, 상기 광섬유 유닛의 발광 및 상기 전동모터의 구동을 제어하는 제어부; 상기 노즐부를 통하여 낙하하는 물을 집수하는 저수조; 및 상기 저수조의 물을 상기 급수조로 공급하는 펌핑부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

전술한 구성에 있어서, 음성인식장치가 마련되어 외부에서 입력되는 음성 신호를 문자 신호로 변환하고, 변환된 문자를 표현하도록 상기 노즐부의 구동을 제어하는 것을 특징으로 한다.

전술한 구성에 있어서, 상기 저수조와 급수조 사이에 자외선 살균기가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 영상 구현 장치는 물이 분사되는 노즐에 광섬유가 삽입되어 빛이 물을 따라 흐르는 광섬유 효과에 의하여 다양한 색상의 영상을 연출할 수 있으며, 시인성을 향상시키고 디밍 효과를 나타낼 수 있다.

또한, 자유 낙하하는 물을 가속시키고, 구조물을 무빙시킴으로써, 더욱 역동적인 영상을 연출할 수 있다.

또한, 음성 인식 프로그램에 의하여 관람객의 음성을 텍스트화하여 누구나 쉽게 영상의 연출에 참여할 수 있다.

또한, 수질 정화장치가 구비되어 물을 항상 깨끗하게 정화함으로써, 쾌적한 분수를 유지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 영상 구현 장치를 개략적으로 나타낸 구성도,
도 2는 도 1의 영상 구현 장치를 개략적으로 나타낸 블록도,
도 3a 및 3b는 도 1의 영상 구현 장치의 사용상태를 나타낸 정면도.

본 발명과 본 발명의 실시에 의해 달성되는 기술적 과제는 다음에서 설명하는 바람직한 실시예들에 의해 명확해질 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 살펴보기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 영상 구현 장치를 개략적으로 나타낸 구성도이고, 도 2는 도 1의 영상 구현 장치를 개략적으로 나타낸 블록도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 물줄기를 이용한 영상 구현 장치는, 급수조(10), 상기 급수조(10)의 물을 하부로 분사시키기 위한 노즐부(20), 상기 노즐부(20)의 위치를 변화시키기 위한 전동모터(30), 상기 노즐부(20) 및 전동모터(30)의 구동을 제어하는 제어부(40), 상기 노즐부(20)를 통하여 낙하하는 물을 집수하는 저수조(50) 및 상기 저수조(50)에 집수된 물을 다시 상기 급수조(10)로 공급하는 펌핑부(60)로 구성된다.

전술한 급수조(10)는 길이 방향을 가지는 물 저장 탱크로서, 물줄기의 낙하를 육안으로 식별할 수 있도록 지상으로부터 소정의 높이에서 지표와 수평으로 설치된다. 급수조(10)에는 펌핑부(60)를 통하여 물이 지속적으로 공급되어 일정량의 물을 저장하고 있다.

전술한 노즐부(20)는 상기 급수조(10)의 하부에서 길이 방향을 따라 조밀하게 다수개 설치된다. 각 노즐부(20)의 개별적인 개폐에 의하여 급수조(10)의 물이 낙하하면서 물줄기에 의한 영상을 연출하게 된다. 특히, 본 발명에서의 노즐부(20)에는 노즐부(20)의 개폐를 위한 밸브(21)와 함께 노즐부(20)를 통하여 낙하하는 물줄기를 가속시키기 위한 스피드 콘트롤러(22), 낙하하는 물줄기의 발광을 유도하는 광섬유 유닛(23)이 구비된다.

여기서, 밸브(21)는 물을 분사시키기 위한 솔레노이드 밸브가 이용될 수 있으며, 밸브(21)의 순간적인 개폐 동작으로 급수조(10)의 물은 노즐(24)을 통하여 단속적으로 낙하한다. 특히, 복수개의 밸브(21)가 서로 연동되면서 각 노즐(24)을 개폐시키는 경우, 전체 노즐부(20)를 통하여 낙하하는 물줄기는 소정 형상의 영상을 연출하게 된다. 이때, 각 밸브(21)는 프로그램된 제어부(40)에 의하여 시차를 두고 노즐부(20)를 개폐시키게 된다.

또한, 스피드 콘트롤러(22)는 밸브(21)의 개방으로 물이 노즐부(20)를 통하여 낙하하는 경우, 낙하 속도를 향상시킨다. 일반적으로 밸브(21)만 개방되는 경우 물은 중력에 의하여 자유 낙하하므로, 모든 노즐부(20)에서 낙하하는 물이 동일한 속도로 낙하한다. 스피드 콘트롤러(22)가 물을 가속시키는 경우 각 노즐부(20)에서 서로 다른 속도로 물이 낙하하도록 조절될 수 있다. 이로 인하여 낙하하는 물줄기에 의하여 연출되는 영상이 더욱 다양하고 역동적으로 표현될 수 있다. 각 스피드 콘트롤러(22)의 구동은 프로그램된 제어부(40)에 의하여 제어된다.

그리고, 광 섬유 유닛(23)은 낙하하는 물줄기가 다양한 색상으로 발광하도록 한다. 광 섬유 유닛(23)은 물이 분사되는 노즐부(20)의 노즐 하우징 내부에 설치되며, 물이 노즐(24)을 따라 분사되는 순가 소정 색상의 빛을 발하여 물줄기 내부로 빛을 주입시킨다. 이때, 낙하하는 물줄기가 광 섬유 기능을 하게 된다. 즉, 물줄기 내부로 주입된 빛은 물줄기과 공기 사이에서의 굴절율 차이에 의하여 물줄기를 내부를 따라 전반사된다. 이러한 과정에서 물줄기는 발광을 하게 된다. 이때, 각 노즐부(20)에서 분사되는 물줄기가 동일하거나 서로 다른 다양한 색상으로 발광하게 됨으로써, 물줄기는 더욱 화려한 영상을 연출할 수 있다.

전술한 제어부(40)는 상기 노즐부(20)의 구동을 제어하는 구성으로, 컴퓨터 단말기와 같은 서버로 구성되고, 기 프로그램된 내용에 따라 노즐부(20)를 제어한다. 즉, 제어부(40)는 상기 밸브(21)의 개폐, 스피드 콘트롤러(22)의 동작, 광 섬유 유닛(23)의 동작을 전체적으로 제어한다. 단말기에는 연출하고자 하는 문자나 이미지와 같은 다양한 형상의 영상 자료가 입력되고, 제어부(40)에 의하여 노즐부(20)에서 낙하하는 물줄기는 입력된 영상으로 표시될 수 있도록 제어된다. 또한, 본 발명에 따른 제어부(40)에는 음성인식장치(미도시)가 구비될 수 있다. 음성인식장치는 음성 신호를 문자 신호(Speech To Text)로 변환하여, 변환된 문자를 영상으로 연출될 수 있도록 한다. 즉, 관람객에 의하여 "사랑합니다", "결혼해 주세요" 와 같은 간단한 문자 또는 문장이 음성으로 입력되는 경우, 이를 문자로 변환하고, 변환된 문자가 영상으로 연출될 수 있도록 한다. 이때, 변환된 문자 또는 문장은 동시에 표현될 수도 있지만, 영상 구현 장치의 크기나 문자의 수에 따라 한 글자씩 순차적으로 표현되도록 제어될 수 있다. 일 예로, "결혼해 주세요" 라는 음성이 입력되는 경우, 물줄기는 낙하하면서 "결", "혼", "해", "주", "세", "요"라는 문자 영상을 순차적으로 표현하게 된다. 이러한 음성인식장치에 의하여 관람객이나 사용자는 연출하고자 하는 영상을 음성 신호로 편리하게 명령할 수 있다. 또한, 실시간으로 원하는 문자의 영상을 연출하거나, 프로포즈와 같은 다양한 이벤트 행사에 활용될 수 있다.

전술한 저수조(50) 상기 노즐부(20)에서 낙하하는 물을 집수하여 저장하는 저장 탱크로 구성된다. 저수조(50)에는 낙하하는 물이 주변으로 분산되지 않도록 완충용 패드가 구비될 수 있다. 본 발명에서는 급수조(10)에서 낙하하는 물은 저수조(50)에 집수되어 다시 급수조(10)로 공급하여 물을 순환시키면서 사용한다. 이를 위하여 저수조(50)와 급수조(10)는 관로(70)에 의하여 연결되고, 저수조(50)의 일 측에는 펌핑부(60)가 함께 구비된다. 또한, 반복적으로 순환되는 물이 오염될 수 있는 바, 저수조(50)의 일 측에는 오염된 물을 정화시켜 급수조로 공급하기 위한 정화장치가 구비된다. 이러한 정화장치로는 자외선 살균장치가 이용될 수 있다.

상기와 같은 구성의 영상 구현 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 구조물(80)에 지지되어 설치되는데, 구조물(80)의 상단에 급수조(10)와 노즐부(20)가 설치되고, 하단에 저수조(50)와 펌핑부(60)가 설치된다. 또한, 구조물(80)의 상측에는 노즐부(20)를 수평 또는 수직 방향으로 이동시키기 위한 전동모터(30)가 더 설치된다. 전동모터(30)의 구동은 제어부(40)에 의하여 제어되는데, 노즐부(20)는 물을 낙하시킴과 동시에 전동모터(30)에 의한 위치 이동으로 인하여, 낙하하는 물줄기가 더욱 역동적인 영상을 연출되도록 한다. 또한, 본 발명의 영상 구현 장치는 이를 제어하기 위한 단말기와 유무선으로 연결되어, 원거리 통신으로 제어하여 장소의 제약 없이 사용 및 관리할 수 있다.

도 3은 본 발명의 영상 구현 장치의 사용상태를 나타낸 정면도이다. 도시된 바와 같이, 급수조(10)의 하부에 설치되는 다수개의 노즐부(20)는 밸브(21)의 개폐에 의하여 물을 낙하시키게 된다. 이때, 밸브(21)는 소정의 시간 간격으로 개폐되는데, 각 노즐(24)을 통하여 낙하하는 물은 물줄기를 형성한다. 또한, 다수개의 노즐부(20)는 서로 연동되면서 개별적으로 구동된다. 다수개의 노즐부(20)를 통하여 낙하하는 물은 지표에 도달하는 시간 동안 도시된 바와 같이, 순간적으로 문자나 이미지 등의 다양한 영상을 연출한다.

또한, 개방되는 노즐(24)의 개구부 크기와 개방 시간을 조절하여 분사되는 물의 양을 제어할 수 있으며, 동시에 스피드 콘트롤러(22)와 광섬유 유닛(23)의 제어를 통하여 다양한 형상의 영상을 더욱 역동적으로 연출할 수 있다.

이상에서 본 발명에 있어서 실시예를 참고로 설명되었으나, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

10 : 급수조
20 : 노즐부 21 : 밸브
22 : 스피드 콘트롤러 23 : 광섬유 유닛
30 : 전동모터
40 : 제어부
50 : 저수조
60 : 펌핑부

Claims (3)

1. 지상으로부터 소정의 높이에 설치되는 급수조;
   상기 급수조의 물을 하부로 분사시키기 위한 밸브, 분사되는 물의 가속을 조절하는 스피드 콘트롤러 및 분사되는 물의 발광을 유도하기 위하여 노즐을 통과하는 물 내부를 조명하는 광섬유 유닛이 구비되는 노즐부;
   상기 노즐부의 위치를 변화시키기 위한 전동모터;
   음성인식장치가 마련되어 외부에서 입력되는 음성 신호를 문자 신호로 변환하고, 변환된 문자를 표현하도록 상기 밸브의 개폐, 상기 스피드 콘트롤러의 구동 및 상기 광섬유 유닛의 발광을 제어하고, 상기 전동모터의 구동을 제어하는 제어부;
   상기 노즐부를 통하여 낙하하는 물을 집수하는 저수조;
   상기 저수조의 물을 상기 급수조로 공급하는 펌핑부; 및
   상기 저수조와 급수조 사이에 자외선 살균기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 물줄기를 이용한 영상 구현 장치.
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