KR101246083B1 - deformable surface display using linear cam - Google Patents
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Abstract
본 발명은 복수의 핀을 별도의 액츄에이터 없이도 몰(mole) 형상의 리니어캠 (linear cam)을 이용하여 3차원적인 이미지를 표현하는 가변형 표면 디스플레이에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 2차원 위치센서, 음성인식 센서 또는 오브젝트 인식 센서 등의 변위신호 입력부 및 신호제어부에 의해 제어되는 구동부에 의하여 자석이 구비된 스테이지 헤드를 움직이도록 하고, 스테이지 상에 위치하는 자석이 구비된 리니어캠을 자석력으로 견인함으로써 복수의 핀을 수직으로 밀어올리는 가변형 표면 디스플레이에 관한 것이다. 아울러, 교체 가능한 핀 또는 추가 유닛 등을 활용하여 다양한 놀이매체로서 확장 사용이 가능하며, 사용자와의 상호작용이 가능한 가변형 표면 디스플레이를 제공한다. The present invention relates to a variable surface display that expresses a three-dimensional image by using a linear cam of a mole shape without a plurality of separate actuators. More specifically, the stage head including the magnet is moved by a displacement signal input unit such as a two-dimensional position sensor, a voice recognition sensor or an object recognition sensor, and a driver controlled by the signal control unit, and the magnet located on the stage is moved. The present invention relates to a variable surface display that vertically pushes a plurality of pins by pulling a provided linear cam with magnetic force. In addition, by utilizing a replaceable pin or an additional unit, it can be extended and used as a variety of play media, and provides a variable surface display that can interact with the user.
Description
본 발명은 복수의 핀을 별도의 액츄에이터 없이도 몰(mole) 형상의 리니어캠(linear cam)을 이용하여 3차원적인 이미지를 표현하는 가변형 표면 디스플레이에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 2차원 위치센서, 음성인식 센서 또는 오브젝트 인식 센서 등의 변위신호 입력부 및 신호제어부에 의해 작동되는 구동부에 의하여 자석이 구비된 스테이지 헤드를 움직이도록 하고, 스테이지 상에 위치하는 자석이 구비된 리니어캠을 자석력으로 견인함으로써 복수의 핀을 수직으로 밀어올리는 가변형 표면 디스플레이에 관한 것이다.
The present invention relates to a variable surface display that expresses a three-dimensional image by using a linear cam of a mole shape without a plurality of separate actuators. More specifically, the stage head with a magnet is moved by a displacement signal input unit such as a 2D position sensor, a voice recognition sensor or an object recognition sensor, and a drive unit operated by a signal control unit, and the magnet located on the stage The present invention relates to a variable surface display that vertically pushes a plurality of pins by pulling a provided linear cam with magnetic force.
가변형 표면 디스플레이(Shape display) 또는 쉐입 디스플레이(shape display)는 복수의 픽셀을 색상 정보로 표현하는 통상의 디스플레이와는 달리 디스플레이 표면의 단위유닛을 물리적으로 변형시킴으로써 정보를 표현하는 디스플레이 장치를 지칭하는 용어로 쓰이고 있다. Unlike conventional displays that display a plurality of pixels as color information, a variable surface display or a shape display refers to a display device that expresses information by physically modifying a unit of a display surface. It is used as.
종래의 가변형 표면 디스플레이 중에는 복수의 핀과 각각 연결된 복수의 액츄에이터의 작동에 의해 핀이 수직방향으로 밀어올려짐으로써 표면을 변형시키는 기술이 알려져 있다. 그 예로서, 미국 등록특허 제7,277,080호는 금속 삼각판으로 이루어진 스크린 아래에 구비된 기계적 액츄에이터 어레이(공압식 피스톤, 연결노드 등)에 의해 탄성적인 표면을 3차원적으로 변형하는 다이나믹 디스플레이 시스템이 개시되어 있다. 그러나 이러한 표면 변형 방식은 단위 유닛의 개수만큼 복수의 액츄에이터가 필요하다는 단점이 있어 단위 유닛의 밀도를 높일 수 없으며 제작단가가 높으며 제작이 어렵다는 한계점이 있다. In the conventional variable surface display, a technique is known in which a surface is deformed by pushing the pin in a vertical direction by the operation of a plurality of actuators respectively connected to the plurality of pins. As an example, U.S. Patent No. 7,277,080 discloses a dynamic display system for three-dimensionally modifying an elastic surface by a mechanical actuator array (pneumatic piston, connecting node, etc.) provided under a screen made of metal triangular plates. have. However, such a surface deformation method has a disadvantage in that a plurality of actuators are required as the number of unit units, so that the density of the unit unit cannot be increased, manufacturing cost is high, and manufacturing is difficult.
한편, 미국 등록특허 제5,772,440호에는 점자출력기의 바이너리 정보를 표시하는 디스플레이로서, 복수의 핀들이 축선방향으로 각각 직선운동하게 하는 지지부재와 상기 핀을 밀어올리기 위해 요철이 형성된 리니어캠, 샤프트, 직선운동 변환장치, 스테핑 모우터 등을 이용하는 방법에 관하여 개시되어 있다. 그러나 이는 점자출력을 위한 용도로 한정되어 있으며 XY 평면상에서 3차원적인 형상을 표현하는 것은 아니다. On the other hand, US Patent No. 5,772,440 is a display for displaying the binary information of the braille output device, a linear cam, a shaft, a straight line formed with a support member and a concave-convex to push up the pins so that the plurality of pins linearly move in the axial direction, respectively A method of using a motion converter, stepping motor, and the like is disclosed. However, this is limited to the use for braille output and does not represent a three-dimensional shape on the XY plane.
또한, 상기 종래 기술들은 사용자와의 상호작용 요소에 대해서는 전혀 언급이 없으며, 핀과 같은 단위유닛이 손쉽게 교체 가능하지 않아 다양한 변경 실시가 어렵다는 한계가 있다. In addition, the prior art is not mentioned at all with respect to the interaction element with the user, there is a limit that it is difficult to implement a variety of changes because the unit unit, such as a pin is not easily replaceable.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 다수의 핀들 중 일부가 몰형상의 리니어캠에 의해 동적으로 움직이는 가변형 표면 디스플레이에 있어서, (i)다수의 핀들을 밀어올리기 위한 다수의 액츄에이터가 구비되지 않더라도, 변형 가능한 3차원적 표면을 형성할 수 있고, (ii)교체 가능한 핀 또는 추가적인 유닛 등을 활용하여 다양한 놀이매체로서 확장 사용이 가능하며, (iii)사용자와의 상호작용이 가능한 가변형 표면 디스플레이를 제공하는데 있다. The problem to be solved by the present invention is a variable surface display, in which some of the plurality of pins are dynamically moved by a mole-shaped linear cam, wherein (i) even if a plurality of actuators for pushing up a plurality of pins are not provided, It is possible to form a three-dimensional surface as possible, (ii) by using a replaceable pin or an additional unit can be extended as a variety of play media, and (iii) to provide a variable surface display that can interact with the user have.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 리니어캠을 이용하는 가변형 표면 디스플레이는: 복수의 핀으로 이루어진 핀 매트릭스와; 상기 핀 매트릭스의 하단부에 위치하며, 제1마그네틱이 구비되는 리니어캠과; 상기 핀 매트릭스를 수납하고 상기 리니어캠이 이동하기 위한 스테이지와; 상기 스테이지의 하단부에서 상기 리니어캠과 소정 거리 이격되어 대향 위치하며 제2마그네틱이 구비되는 스테이지 헤드와; 상기 스테이지 헤드와 결합되어 상기 스테이지 헤드를 이동시키기 위한 구동부와; 상기 구동부를 고정하고 상기 스테이지를 지지하는 하우징과; 상기 스테이지 헤드 및 상기 리니어캠의 위치를 변화시키기 위한 변위신호 입력부; 및 상기 변위신호를 수신받아 상기 스테이지 헤드를 구동시키기 위한 변환정보로 처리하고, 상기 구동부에 송신하는 신호제어부를 포함하여 이루어지되, 상기 리니어캠은 상기 스테이지 헤드의 이동에 따라 자석력이 작용하여 함께 이동하면서 상기 리니어캠이 상기 핀들의 하단부에 진입시 상기 핀들을 수직방향으로 상승시키거나 이탈시 중력에 의해 상기 핀들이 원위치로 복귀되도록 하는 것을 특징으로 한다.
A variable surface display using a linear cam according to the present invention for solving the above problems is a pin matrix consisting of a plurality of pins; A linear cam positioned at a lower end of the pin matrix and provided with a first magnetic; A stage for receiving the pin matrix and for moving the linear cam; A stage head spaced apart from the linear cam at a lower end of the stage and spaced apart from the linear cam by a second magnetic body; A driving unit coupled to the stage head to move the stage head; A housing for fixing the driving part and supporting the stage; A displacement signal input unit for changing positions of the stage head and the linear cam; And a signal control unit configured to receive the displacement signal and process the converted information for driving the stage head, and transmit the converted signal to the driving unit, wherein the linear cam has a magnetic force acting as the stage head moves. While moving, the linear cam lifts the pins vertically when entering the lower ends of the pins, or returns the pins to their original positions by gravity when they are separated.
여기서, 상기 구동부는 상기 스테이지 헤드가 수평방향의 평면상에서 2차원 움직임이 가능하도록 제1구동부와 제2구동부로 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다. 더 나아가, 상기 구동부는 모터의 회전운동을 직선운동으로 변환하여 상기 스테이지 헤드를 이동시키기 위한 것으로서, 모터드라이버, 구동모터, 직동변환 어셈블리(타이밍벨트, LM가이드, 볼스크류 및 볼스크류축)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.
The driving unit may include a first driving unit and a second driving unit so that the stage head can move in two dimensions in a horizontal plane. Furthermore, the driving unit is for moving the stage head by converting the rotational motion of the motor into a linear motion, and includes a motor driver, a driving motor, and a linear motion conversion assembly (timing belt, LM guide, ball screw and ball screw shaft). It can be characterized in that.
한편, 상기 변위신호 입력부는 2차원 위치 센서 또는 음성 인식 센서에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 할 수 있다. 또는, 상기 변위신호 입력부는 상기 핀 매트릭스 상부에 놓여진 오브젝트의 프리젠스(presence), 움직임(motion) 및 깊이(depth)에서 선택되는 적어도 하나 이상의 변위신호를 검출하는 오브젝트 인식 센서로 구비되어, 상기 오브젝트 인식 센서에 의해 검출된 제어신호에 의해 상기 스테이지 헤드의 움직임을 제어하는 것을 특징으로 할 수도 있다. 바람직하게는, 상기 오브젝트 인식 센서는 적외선(Ir) 카메라, 열 적외선 카메라, 심도 카메라 어셈블리 중에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
The displacement signal input unit may be any one selected from a two-dimensional position sensor or a voice recognition sensor. Alternatively, the displacement signal input unit may be provided as an object recognition sensor that detects at least one displacement signal selected from the presence, motion, and depth of an object placed on the pin matrix. The movement of the stage head may be controlled by a control signal detected by a recognition sensor. Preferably, the object recognition sensor may be any one selected from an infrared (Ir) camera, a thermal infrared camera, and a depth camera assembly.
한편, 상기 핀과 상기 리니어캠 사이에는 마찰감소수단을 더 포함하는 것이 바람직하며, 상기 마찰감소수단으로서 적정한 신축성이 있는 스판덱스를 사용하는 것이 좋다.
On the other hand, it is preferable to further include a friction reducing means between the pin and the linear cam, it is preferable to use a spandex having a suitable elasticity as the friction reducing means.
상기 리니어캠은 몰(mole) 형상인 것이 바람직하며, 상기 리니어캠의 하면과 상기 스테이지의 마찰을 감소시키기 위하여 상기 리니엄캠의 하면에는 적어도 하나 이상의 볼베어링을 구비하는 것이 좋다.
Preferably, the linear cam has a mole shape, and in order to reduce friction between the lower surface of the linear cam and the stage, the linear cam may include at least one ball bearing.
또한, 상기 핀은 교체 가능하도록 구비되어 다른 형상의 유닛 또는 일정 면적을 차지하는 블록으로 대체할 수 있도록 함으로써, 사용자가 상기 핀 매트릭스를 다양하게 변화시킬 수 있는 것을 특징으로 할 수 있으며, 상기 핀의 단면은 육각형인 것이 바람직하다.
In addition, the pin is provided to be replaced so that it can be replaced by a unit having a different shape or a block occupying a predetermined area, the user can be characterized in that the pin matrix can be variously changed, cross section of the pin It is preferable that it is a hexagon.
본 발명에 따른 리니어캠을 이용하는 가변형 표면 디스플레이는, (i)복수의 핀들 밑에 위치한 몰형상의 리니어캠에 의해 핀들을 밀어올리는 구조로 되어 있으므로 별도의 복잡한 액츄에이터가 구비되지 않아도 3차원적인 표면을 형성시킬 수 있다. 따라서 종래 기술과는 달리 액츄에이터의 개수에 구애받지 않고도, 핀과 같은 단위유닛의 해상도(밀도)를 높일 수 있어서 보다 스무드하고 빠른 움직임을 구현할 수 있다. 또한 제작이 용이하고 제작비용이 저렴하다는 장점이 있다. (ii)착탈 가능한 핀 또는 추가 유닛 등을 스테이지에 세워두는 구조로 되어 있으므로 사용자가 다양한 놀이방법이나 유닛을 고안하여 스테이지에 끼우고 조합함으로써 자기만의 독창적인 놀이공간을 만들 수 있고, 창의적이고 능동적인 태도를 증진시킬 수 있다. (iii)오브젝트 인식 센서(예: Microsoft Kinect) 등을 이용하는 경우 사용자와의 상호작용에 의해 3차원적인 표면이 움직임으로써 마치 살아있는 두더지와 같은 아날로그적인 유희감을 전달할 수 있으므로 이를 활용하는 다양한 엔터테인먼트 게임 플랫폼에 응용할 수 있다. 또한, 리니어캠의 내부에 자석이 구비되어 자석을 활용하는 추가 유닛을 이용한 놀이기구로서도 활용될 수 있다.
The variable surface display using the linear cam according to the present invention has a structure in which the pins are pushed up by a mole linear cam positioned under a plurality of pins, thereby forming a three-dimensional surface without a separate complicated actuator. You can. Therefore, unlike the prior art, regardless of the number of actuators, the resolution (density) of the unit unit, such as a pin can be increased to achieve smoother and faster movement. In addition, there is an advantage that the production is easy and the production cost is low. (ii) Removable pins or additional units are placed on the stage, allowing users to create their own unique play space by devising and combining various play methods or units and putting them on the stage. Can promote attitudes. (iii) In case of using object recognition sensor (such as Microsoft Kinect), the three-dimensional surface can be moved by user's interaction, so it can deliver analogous amusement like a live mole. It can be applied. In addition, the magnet is provided inside the linear cam can be used as a play equipment using an additional unit utilizing the magnet.
도 1은 개별적인 액츄에이터를 이용하는 종래의 가변형 표면 디스플레이를 나타내는 개념도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 리니어캠을 이용하는 가변형 표면 디스플레이의 부분 단면도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 리니어캠을 이용하는 가변형 표면 디스플레이의 분해 사시도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 리니어캠을 이용하는 가변형 표면 디스플레이의 결합 사시도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따라 오브젝트 인식 센서 및 리니어캠을 이용하는 가변형 표면 디스플레이의 사시도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따라 오브젝트 인식 센서 및 리니어캠을 이용하는 가변형 표면 디스플레이의 구성 블럭도.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 다양한 유닛을 추가하는 리니어캠을 이용하는 가변형 표면 디스플레이의 단면도.
도 8은 본 발명에 따른 다양한 놀이 기구로서의 실시예 중 과일 따기(Fruits Picking)를 나타내는 참고도.
도 9는 본 발명에 따른 다양한 놀이 기구로서의 실시예 중 회전 플래그(Rotating flag)를 나타내는 참고도.
도 10은 본 발명에 따른 다양한 놀이 기구로서의 실시예 중 미로 찾기(Hexagonal maze)를 나타내는 참고도. 1 is a conceptual diagram illustrating a conventional variable surface display using individual actuators.
2 is a partial cross-sectional view of a variable surface display using a linear cam according to one embodiment of the invention.
Figure 3 is an exploded perspective view of a variable surface display using a linear cam according to an embodiment of the present invention.
4 is a perspective view of the variable surface display using a linear cam according to an embodiment of the present invention.
5 is a perspective view of a variable surface display using an object recognition sensor and a linear cam in accordance with another embodiment of the present invention.
6 is a block diagram illustrating a configuration of a variable surface display using an object recognition sensor and a linear cam according to another embodiment of the present invention.
7 is a cross-sectional view of a variable surface display using a linear cam adding various units in accordance with another embodiment of the present invention.
Figure 8 is a reference diagram showing the fruit picking (Fruits Picking) of the embodiment as various rides according to the present invention.
FIG. 9 is a reference diagram showing a rotating flag among embodiments as various play equipment according to the present invention. FIG.
10 is a reference diagram showing a maze (Hexagonal maze) of the embodiment as various rides according to the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The terms or words used in the specification and claims are not to be construed as limiting in a conventional or dictionary sense, but should be construed as meanings and concepts consistent with the technical spirit of the present invention. Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention, and do not represent all of the technical idea of the present invention, various modifications that can be replaced at the time of the present application It should be understood that there may be equivalents and variations.
도 1은 개별적인 액츄에이터를 이용하는 종래의 가변형 표면 디스플레이를 나타내는 개념도이다. 도 1을 참조하면, 종래의 가변형 표면 디스플레이는 복수의 단위 유닛을 이들에 각각 연결된 복수의 액츄에이터(actuator)가 밀어 올리거나 당김으로써 표면을 변형시키는 방식을 사용한다. 상기 액츄에이터로서는 공압식 피스톤(US 7,277,080), 솔레노이드 어레이(KR 2009-0103984), 압전소자 등을 이용하는 기술이 알려져 있다. 특히, 미국 등록특허 제7,277,080호에서는 금속 삼각판으로 이루어진 스크린 하부에 공압식 피스톤과 연결 노드 등의 액츄에이터 어레이를 유닛의 수만큼 구비하여 다이나믹한 디스플레이를 구현하고 있다. 1 is a conceptual diagram illustrating a conventional variable surface display using individual actuators. Referring to FIG. 1, a conventional variable surface display uses a method of deforming a surface by pushing or pulling a plurality of unit units connected to a plurality of actuators, respectively. As the actuator, a technique using a pneumatic piston (US 7,277,080), a solenoid array (KR 2009-0103984), a piezoelectric element or the like is known. In particular, U.S. Patent No. 7,277,080 has a dynamic display by providing an array of actuators such as a pneumatic piston and a connection node in the lower portion of the screen formed of a metal triangle plate.
그러나 상기 액츄에이터를 사용하는 종래의 방식은 단위 유닛의 밀도를 높이기 위해서는 단위 유닛의 개수만큼 다수의 액츄에이터를 설치하여야 하는 단점이 있어서, 제작의 어려움, 비용증가의 문제점이 있다. 또한, 액츄에이터와의 결합으로 인해 착탈이 용이하지 않고 사용자와의 상호작용 요소가 결여되어 인터랙티브 요소가 적다는 한계가 있다. However, the conventional method using the actuator has a disadvantage in that a plurality of actuators need to be installed as many as the number of unit units in order to increase the density of the unit unit, thus making it difficult to manufacture and increase the cost. In addition, due to the coupling with the actuator is not easy to remove and there is a limit that there is little interactive element due to the lack of interaction elements with the user.
본 발명에서는 다수의 액츄에이터가 개별적으로 단위 유닛과 연결되어 있지 않더라도 몰(mole) 형상의 리니어캠(700)에 의해 3차원적으로 물리적 변형된 표면(940)을 형성할 수 있으며, 교체 가능한 핀(920, 960)들을 이용하여 다양한 놀이매체 등으로 확장사용이 가능하고, 사용자와의 상호작용이 가능한 리니어캠을 이용하는 가변형 표면 디스플레이를 개시한다.
In the present invention, even if a plurality of actuators are not individually connected to the unit unit, it is possible to form a three-dimensional physically
도 2는 본 발명에 따른 리니어캠을 이용하는 가변형 표면 디스플레이의 부분 단면도이다. 도 2(a) 및 도 2(b)를 참조하면, 지면에 대해 수직으로 세워진 복수의 핀(920)들로 이루어진 핀 매트릭스(900)의 하단과 스테이지(600) 사이에 몰(mole) 형상의 리니어캠(linear cam)(700)이 위치하고 있다. 2 is a partial cross-sectional view of a variable surface display using a linear cam according to the present invention. Referring to FIGS. 2A and 2B, a mole shape is formed between a
사용자에 의한 변위신호 입력에 따라 스테이지 헤드(500)가 오른쪽으로 움직이게 되면 자석력에 의해 동기화된 리니어캠(700)이 함께 움직이게 되고, 상기 리니어캠(700)의 이동 방향면이 P2 부위에 있는 핀들을 중력 반대방향으로 순차적으로 상승시킨다. 이어서, 상기 리니어캠(700)이 좀더 오른쪽으로 이동함에 따라 밀어올려졌던 핀들이 상기 리니어캠(700)의 이동방향의 반대 방향면인 P1 부위에서는 중력에 의해 순차적으로 내려오면서 마치 땅속에 있는 두더지(mole)가 땅속에서 이동하는 것과 같은 시각적인 감각을 전달하게 된다.
When the
한편, 상기 다수의 핀(920)들은 소정 높이를 가진 핀으로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 육각형 단면을 가진 육각핀이 좋다. 또한, 별도의 체결부재 없이 서로 밀집하여 핀 매트릭스(900)를 형성하는 것을 특징으로 할 수 있다. 종래의 가변형 표면 디스플레이와는 달리 다수의 액츄에이터가 구비되지 않더라도 상기 핀(920)들의 밀도(또는 해상도)를 높일 수 있어서 부드러운 움직임을 구현할 수 있는 장점이 있다.
On the other hand, the plurality of
상기 핀 매트릭스(900)의 하부에는 리니어캠(700)이 위치해 있으며, 상기 리니어캠(700)은 2차원적으로 움직일 수 있는 스테이지(600) 위에 놓여져 있다. 상기 리니어캠(700)의 형상은 최외곽 단부가 상기 핀(920)들의 하단부로 침투될 수 있도록 몰(mole) 형상으로 구비되는 것이 바람직하다. A
본 발명의 리니어캠(700)은 2차원적인 수평운동(horizontal movement)을 상기 핀(920)들의 연직운동(vertical movement)으로 변환시키는 것을 지칭하지만, 상기 리니어캠(700)이 수직으로 이동할 경우에는 수직운동을 상기 핀(920)들에 전달하는 것을 포함할 수도 있는 용어이다. 예를 들어, 상기 리니어캠(700)이 가변적으로 높이나 형상이 변하는 구조로 되어 있다면, 수평방향으로의 움직임이 없더라도 상기 리니어캠의 수직방향의 위치변화로도 상기 핀(920)들에 물리적인 움직임을 전달할 수 있음을 의미한다. The
상기 핀(920)들과 상기 리니어캠(700)은 별도의 체결부재 없이 스택(stack)되는 구조로 되어 있으므로, 상기 핀(920) 및 상기 리니어캠(700)의 형상이나 크기 등을 달리하여 교체할 수도 있다. 또한, 사용자가 교체가능한 추가 유닛으로 다양한 놀이 매체로 활용할 수도 있다(이에 대해서는 후술)
Since the
한편, 상기 스테이지(600) 위에 놓인 상기 리니어캠(700)을 수평방향으로 동기화하여 움직이게 하기 위한 수단으로서 자기력(magnetic force)을 이용할 수 있다. 더욱 상세하게는, 상기 리니어캠(700)의 내부에는 제1마그네틱(740)이 구비되어 있고, 상기 리니어캠(700)의 하부에 대향 위치하며 소정 거리 이격된 스테이지 헤드(500) 역시 제2마그네틱(540)을 구비하고 있어서, 상기 스테이지 헤드(500)와 상기 리니어캠(700)이 자기력에 의해 동기화된 움직임을 구현할 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 상기 제1마그네틱(740) 및 제2마그네틱(540)으로서 네오디뮴(Nd) 자석을 이용하였다. 상기 스테이지 헤드(500)를 구동하는 방법은 후술하기로 한다.
On the other hand, a magnetic force may be used as a means for moving the
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 리니어캠을 이용하는 가변형 표면 디스플레이(10)의 분해 사시도이며, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 리니어캠을 이용하는 가변형 표면 디스플레이(10)의 결합 사시도이다.
3 is an exploded perspective view of the
도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 리니어캠을 이용하는 가변형 표면 디스플레이(10) 장치는: 복수의 핀(920)으로 이루어진 핀 매트릭스(900)와; 상기 핀 매트릭스(900)의 하단부에 위치하며, 제1마그네틱(740)이 구비되는 리니어캠(700)과; 상기 핀 매트릭스(900)를 수납하고 상기 리니어캠(700)이 이동하기 위한 스테이지(600)와; 상기 스테이지(600)의 하측에서 상기 리니어캠(700)과 소정거리 이격되어 대향 위치하며 제2마그네틱(540)이 구비되는 스테이지 헤드(500)와; 상기 스테이지 헤드(500) 하단과 연결되어 상기 스테이지 헤드(500)를 이동시키기 위한 구동부(300)와; 상기 구동부(300)를 고정하고 상기 스테이지(600)를 지지하는 하우징(400)과; 상기 스테이지 헤드(500) 및 상기 리니어캠(700)의 위치를 변화시키기 위한 변위신호 입력부(100); 및 상기 변위신호를 수신받아 상기 스테이지 헤드(500)를 구동시키기 위한 변환정보로 처리하고, 상기 구동부(300)에 송신하는 신호제어부를 포함하여 이루어지되, 상기 리니어캠(700)은 상기 스테이지 헤드(500)의 이동에 따라 자석력이 작용하여 함께 이동하면서 상기 리니어캠(700)의 형상에 의해 진입시 상기 핀(920)들을 수직방향으로 밀어올리거나 이탈시 중력에 의해 상기 핀(920)들을 원래 위치로 복귀시키는 것을 특징으로 한다.
Referring to FIG. 3, a device for a variable surface display 10 using a linear cam according to an embodiment of the present invention includes: a pin matrix 900 including a plurality of pins 920; A linear cam 700 positioned at a lower end of the pin matrix 900 and provided with a first magnetic 740; A stage (600) for receiving the pin matrix (900) and for moving the linear cam (700); A stage head 500 disposed below the stage 600 and spaced apart from the linear cam 700 by a predetermined distance and provided with a second magnetic 540; A driving unit 300 connected to a lower end of the stage head 500 to move the stage head 500; A housing 400 for fixing the driving part 300 and supporting the stage 600; A displacement signal input unit (100) for changing positions of the stage head (500) and the linear cam (700); And a signal control unit for receiving the displacement signal and processing the converted information for driving the stage head 500, and transmitting the converted information to the driving unit 300, wherein the linear cam 700 includes the stage head ( Magnetic force acts as the movement of the 500 moves together, while the pins 920 are pushed in the vertical direction by the shape of the linear cam 700 or the pins 920 are moved by gravity when they are separated. It is characterized by returning to.
상기 핀(920)의 단면은 바람직하게는 육각형(hexagon) 모양으로 구비될 수 있다. 육각형 단면을 형성하는 경우, 허니코움(honnycomb) 구조의 핀 매트릭스(900)를 구성하여 보다 견고하면서도 최적의 공간을 만들 수 있다. 핀의 단면모양에 크게 제약을 받는 것은 아니지만, 정삼각형 구조를 사용하는 경우는 재료가 보다 많이 들어 가고, 정사각형 구조는 정육각형 구조에 비해 핀(920)들이 뒤틀리는 경우가 발생할 가능성이 커질 수 있다. 상기 핀(920)의 내부는 채워져 있는 것도 가능하지만, 전체 구조의 경량화를 위해 내부에 중공부가 형성된 핀을 사용하는 것이 바람직하다. 한편, 상기 핀(920)들의 최대 길이는 제한이 없지만, 지나치게 길이가 짧은 경우, 리니어캠(700)의 형상 및 상기 리니어캠(700)과의 상대적인 높이차에 의해 상기 핀이 빠질 수도 있으므로 적정한 길이로 조정되는 것이 바람직하다.
The cross section of the
상기 핀(920)들은 스테이지(600)에 수직으로 세워진다. 상기 스테이지(600)는 상기 핀 매트릭스(900)를 수납하고 상기 리니어캠(700)이 이동하기 위한 것이다. 상기 스테이지(600)는 도 3과 같이 베이스 플레이트(620), 스테이지 커버(640) 및 커버 프레임(642)으로 이루어질 수 있지만, 이러한 구조에 국한되는 것은 아니고 작용 및 효과가 동일하다면 다양한 변형 실시가 가능함은 물론이다. The
상기 리니어캠(700)이 놓여지게 될 상기 베이스 플레이트(620)는 본 발명의 일실시예에서는 베이클라이트 합판을 이용하였지만, 자력에 영향을 받지 않고, 상기 리니어캠(700)과의 마찰력을 줄일 수 있는 것이라면 다양한 재료의 사용이 가능함은 물론이다. The
상기 베이스 플레이트(620) 상부에는 개구부가 형성된 스테이지 커버(640)와 상기 스테이지 커버(640)의 하부에 결합되며 상기 핀 매트릭스(900)의 최외곽을 둘러싸는 커버 프레임(642)이 구비된다. 상기 스테이지 커버(640)의 개구부 및 상기 커버 프레임(642)에 의해 형성된 중공부에 다수의 핀(920)들이 세워짐으로써 상기 핀 매트릭스(900)가 구비된다.
An upper portion of the
상기 리니어캠(700)과 상기 핀 매트릭스(900) 사이에는 마찰력을 감소시킬 수 있는 마찰감소수단(800)이 더 구비되는 것이 바람직하다. 상기 리니어캠(700)의 이동방향의 일측 단부가 상기 핀(920)들의 하단부를 침투하면서 중력 반대 방향으로 밀어올리는 과정에서 마찰력이 발생되므로, 상기 핀(920)들의 하단부가 라운드 형상으로 구비되는 것이 좋으며, 상기 핀(920)들과 상기 리니어캠(700) 사이의 마찰력을 보다 효과적으로 줄이기 위해서는 적당한 신축성(elasticity, flexibility, stretchable)이 있는 재질, 바람직하게는 스판덱스(spandex)(820)와 같은 마찰감소수단(800)이 게재되는 것이 바람직하다. 상기 마찰감소수단(800)은 팽팽하게 당겨진 후 상기 스테이지 커버(640)와 결합된 상기 커버 프레임(642)의 외측면에 공지의 너트, 볼트 등의 체결구에 의해 고정될 수 있다.
Preferably between the
상기 리니어캠(700)은 바람직하게는 몰(mole) 형상으로 구비되어 상기 리니어캠(700)의 최외곽 단부에서부터 중심부로 갈수록 높이가 점진적으로 증가하는 형상을 취할 수 있다. 종방향으로는 도 2와 같은 단면 형상을 취하며, 횡방향으로는 모든 방향으로 이동할 수 있음을 감안하여 원형 단면인 것이 바람직하다. 또한, 스테이지 헤드(500)와의 자기력 생성을 위하여 네오디뮴 자석과 같은 제1마그네틱(740)(자성체)을 내장할 수 있다. 나아가 상기 리니어캠(700)의 하부에는 적어도 하나 이상의 볼베어링(760)(미도시)을 구비하여 상기 베이스 플레이트(620)와의 마찰력을 줄이도록 하는 것이 바람직하다.
The
스테이지 헤드(500)는 상기 스테이지(600)의 하측에서 상기 리니어캠(700)과 소정거리 이격되어 대향 위치하며 헤드 바디(520)에 제2마그네틱(540)이 내장되어 형성될 수 있다. 상기 스테이지(600)의 단면 형상 및 크기는 상기 리니어캠(700)과 비교하여 적정한 것으로 정해지며, 상기 리니어캠(700)을 동기화하여 이동시킬 수 있을 정도의 자기력을 지닌 마그네틱이 내장된다.
The
상기 스테이지 헤드(500)는 소정 공간 내를 움직이도록 하는 구동부(300)에 결합되어 이동될 수 있다. 상기 구동부(300)는 상기 스테이지 헤드(500)를 지면을 기준으로 XY축 2차원 방향 또는 XYZ축 3차원 방향으로 움직일 수 있도록 하는 공지의 기술을 채용할 수 있다. 다만, 본 발명의 일실시예를 나타낸 도 3에서는 XY축 2차원 방향으로 수평 이동시킬 수 있는 구동부(300)로서 스테퍼 모터 및 직선운동(Linear Motion) 변환 어셈블리(이하, ‘직동변환 어셈블리’)를 이용한 실시예를 도시하였다.
The
도 3을 참조하면, 상기 구동부(300)는 상기 스테이지 헤드(500)를 제1방향으로 움직이게 하기 위한 제1구동부(300a)와 상기 제1방향과 직교하는 제2방향으로 움직이게 하기 위한 제2구동부(300b)를 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 제1구동부(300a) 및 제2구동부(300b)는 모터 드라이버(320), 구동 모터(340) 및 직동변환 어셈블리(360)를 포함하여 이루질 수 있다. 상기 모터 드라이버(320)는 후술할 신호 제어부(200)로부터의 명령을 수신받아 구동 모터(340)에 전달하는 기능을 수행한다. Referring to FIG. 3, the driving
상기 구동 모터(340)는 서보 모터 (servo motor) 또는 스테퍼 모터(stepper motor) 등을 사용할 수 있으며, 상기 구동 모터(340)의 회전운동을 직선 운동으로 변환시켜 주기 위한 직동 변환 어셈블리(360)가 구비될 수 있다. 상기 직동 변환 어셈블리(360)는 기어, 타이밍 벨트(361), 볼스크류축(364), LM 가이드(368), 볼스크류(366) 등으로 구성될 수 있다. 상기 구동 모터(340)와 상기 직동 변환 어셈블리(360)는 하우징 프레임(420)에 체결된 플랜지(362)에 의해 고정될 수 있다. The
본 발명의 일실시예에서는 제1구동부(300a)의 볼스크류(366) 상부에 제2구동부(300b)의 상기 직동 변환 어셈블리(360)의 하단이 고정 결합됨으로써 2차원적인 이동이 가능하도록 하였다. 바람직하게는 하부에 놓인 상기 제1구동부(300a)는 하우징(400)에 고정 결합시키며, 상부에 놓인 상기 제2구동부(300b)의 상기 구동 모터(340)와 상기 직동 변환 어셈블리(360)의 일단은 상기 하우징(400)의 상부 프레임에 결합된 플랜지(362)로 결합시키고, 상기 직동 변환 어셈블리(360)의 양단 하부에는 각각 관통홀이 뚫린 연결블럭(384)과 가이드축(382)이 구비되어 좌우측으로 쏠림이 없이 안정적으로 움직임이 가능하도록 하는 것이 바람직하다. 상기 가이드축(382)은 상기 하우징(400)과 가이드축 결합구(386)에 의해 고정될 수 있다.
In an embodiment of the present invention, the lower end of the linear
본 발명의 일실시예에 따른 리니어캠(700)을 이용하는 가변형 표면 디스플레이 장치는 변위신호 입력에 따라 상기 스테이지 헤드(500)가 움직이게 된다. 상기 변위신호 입력부(100)는 공지의 마우스, 2차원 위치센서(120)를 이용하는 조이스틱 등을 이용할 수 있다. In the variable surface display apparatus using the
또한, 상기 변위신호 입력부(100)는 적어도 하나 이상의 음성 인식 센서를 구비하고 특정 음성 명령 DB와 연동하여 단순한 명령들에 대해 반응하는 것도 가능하다. 예를 들면, ‘뱅글뱅글’ 이라는 음성에 반응하여 상기 스테이지 헤드(500)를 원운동하게 할 수도 있다. 또는, 복수의 음성 인식 센서를 설치하는 경우, 음성의 크기나 음성이 들려오는 방향을 계산함으로써 상기 스테이지 헤드(500)의 움직임을 제어할 변환정보로 사용할 수도 있다. 예를 들면, ‘이리와’라는 음성에 반응하여 음성이 들리는 쪽으로 이동하는 것도 가능하다.
In addition, the displacement signal input unit 100 may include at least one voice recognition sensor and may respond to simple commands in association with a specific voice command DB. For example, the
상기 변위신호 입력부(100)를 통해 보내어진 변위신호는 신호제어부(200)에 의해 컨트롤 된다. 상기 신호제어부(200)는 상기 변위신호를 수신하는 신호수신모듈(220), 수신된 변위신호를 상기 구동모터의 회전수 변환정보로 계산하는 신호처리모듈(240) 및 처리된 변환정보(회전수값)를 상기 모터 드라이버(320)로 송신하는 신호송신모듈(260)을 포함하여 구비될 수 있다. The displacement signal sent through the displacement signal input unit 100 is controlled by the
본 발명의 일실시예에서는 신호제어부(200)의 상기 신호수신모듈(220) 및 신호송신모듈(260)로서 피젯키트(Phidget , http://www.phidgets.com)를 사용하였고, 이를 제어하기 위한 소프트웨어로서 프로세싱(Processing, http://processing.org) 저작툴을 이용하였으며, 컴퓨터(242)를 상기 신호처리모듈(240)로서 사용하였다. 또한, 상기 신호제어부(200)에서 송신된 변환정보(회전수)는 상기 모터 드라이버(320)로 보내어지는데 본 발명의 일실시예에서는 각각의 스테퍼 모터를 제어하는 Phidget stepper controller를 사용하였다.
In an embodiment of the present invention, the signal receiving module 220 and the signal transmitting module 260 of the
한편, 상기 신호제어부(200), 모터 드라이버(320) 및 파워 서플라이(350) 등을 수납하며 상기 구동부(300)를 지지하는 하우징(400)이 상기 스테이지(600) 하부에 구비된다. 상기 하우징(400)은 하우징 프레임(420)에 의해 육방체 형태로 구비될 수 있으나, 상기한 작용과 효과가 동일하다면 다양한 변형이 가능함은 물론이다. 신호제어부의 일부로 사용되는 컴퓨터(242)는 외부에 위치시킬 수도 있고, 상기 하우징(400)의 내부에 위치시킬 수도 있으나 도 3에서는 외부에 이격시킨 예를 도시하였다. Meanwhile, a
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 리니어캠(700)을 이용하는 가변형 표면 디스플레이(10)의 결합 사시도이다. 도 4를 참조하면, 상기 핀(920)들과 상기 리니어캠(700)은 별도의 체결부재 없이 스택(stack)되는 구조로 되어 있으므로, 상기 핀(920)들을 용이하게 다른 추가 유닛(960)으로 교체할 수 있다. 실제 실시예에서는 육각핀 약 15,000개를 세워서 핀 매트릭스(900)를 구성하였으나, 도 4에서는 핀의 수를 축약하여 도시하였다.
4 is a combined perspective view of the
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따라 오브젝트 인식 센서(140)를 변위신호 입력부(100)로 이용하는 가변형 표면 디스플레이(10')의 사시도이며, 도 6은 이에 따른 구성 블록도이다. 도 5 및 도 6의 대부분의 구성은 앞서 상술한 바와 중복되는 부분이 많으므로 중복된 설명은 생략하기로 한다.
5 is a perspective view of a
도 5 내지 도 6을 참조하면, 상기 오브젝트 인식 센서(140)는 스테이지(600)로부터 소정 높이 이격된 위치에 설치되는 것이 바람직하다. 참고로 본 발명의 일실시예에서는 4m x 3m의 화각(view angle)을 갖도록 하고 3m 높이에 상기 오브젝트 인식 센서(140)를 설치하였다. 또한 본 발명의 실시예에서는 상기 핀(920)의 상단부에 반사성이 있는 비전도성 부재가 결합되어 있어 반사도가 있으므로 충분한 조명이 지원되는 것이 바람직하다.
5 to 6, the
한편, 상기 오브젝트 인식 센서(140)는 스테이지(600) 상에 등장하는 오브젝트의 존재(presence), 오브젝트의 움직임(motion) 또는 심도(depth)를 감지할 수 있는 오브젝트 인식 센서가 이용될 수 있다. 예를 들면 적외선 카메라, 위치센서, 열적외선 카메라 또는 피사체의 심도를 인식할 수 있는 TOF(time of flight) 카메라 등이 이용될 수 있다. 본 발명의 일실시예에서는 마이크로소프트 (microsoft)의 XBOX용 컨트롤러 중 하나인 키넥트(KINECT)를 이용하였는데, 키넥트는 오브젝트의 존재, 움직임, 제스쳐 인식 및 깊이감(심도) 등에 대한 신호 검출 센서와 처리 로직 및 신호송신모듈이 일체화되어 있는 공지의 기술 중 하나이다.
In the meantime, the
도 5를 참조하면, 상기 핀 매트릭스(900) 위에 손(160)을 올려놓게 되면 상기 오브젝트 인식 센서(140) 중의 하나인 키넥트가 손의 프리젠스(presence), 움직임(motion) 및 심도(depth) 신호를 검출하게 된다. 상기 프리젠스 신호란 상기 오브젝트 인식 센서(140)가 오브젝트의 존재(presence)를 인식하게 되는 신호를 의미하는 것으로 움직임 신호 뿐만 아니라 정지 신호까지를 포함하는 개념으로 정의한다. 검출된 신호는 처리로직을 지나면서 변위신호로 연산되어 상기 신호수신모듈(220)로 전송된다. 상기 신호수신모듈(220)은 변위신호를 신호처리모듈(240)로 보내어 상기 제1구동부(300a) 및 제2구동부(300b)의 구동모터의 적정 회전수값을 계산하게 되며, 각각의 구동모터에 송신될 회전수값은 신호송신모듈(260)로부터 상기 모터 드라이버(320)로 수행명령이 전송된다. Referring to FIG. 5, when the
본 발명의 실시예에서는 신호처리모듈(240)을 외부에 위치한 컴퓨터(242)에서 프로세싱(Processing, http://processign.org) 프로그램을 사용하여 구성하였으며, 상기 오브젝트 인식 센서(140)와 상기 모터 드라이버(320) 및 상기 신호처리모듈(240)과의 통신을 위하여 신호수신모듈(260), 신호송신모듈(260)로서 Phidget 키트를 사용하였다.
In the embodiment of the present invention, the signal processing module 240 is configured by using a processing (Processing, http://processign.org) program in a
한편, 오브젝트의 프리젠스(presence), 움직임(motion), 깊이(depth)에 대한 변위신호는 상기 신호처리모듈(240)에서 다양한 방법으로 처리될 수 있다. 예를 들면, 오브젝트가 상기 스테이지(600)에 등장하는 경우, 몰형상의 표면(940)이 오브젝트를 단순히 따라 다니도록 처리할 수도 있고, 오브젝트의 깊이값에 따라 움직이는 속도를 변화시킨다거나, 둘 이상의 오브젝트가 등장하는 경우 갈팡질팡하는 이동경로를 지정할 수도 있다. On the other hand, the displacement signal for the presence (presence), motion (depth) of the object can be processed in various ways in the signal processing module 240. For example, when an object appears on the
또는, 음성인식 센서가 키넥트에 내장되어 있는 것을 이용하여 특정한 음성 명령 DB와 연동하여 단순한 명령들에 대해 반응하는 것도 가능하다. 예를 들면, ‘뱅글뱅글’이라는 명령에 맞추어 상기 스테이지 헤드(500)를 원운동하게 할 수도 있다.
Alternatively, it is also possible to respond to simple commands in conjunction with a specific voice command DB using a voice recognition sensor built in the Kinect. For example, the
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 다양한 유닛을 추가할 수 있는리니어캠을 이용하는 가변형 표면 디스플레이의 단면도이며, 도 8은 본 발명에 따른 다양한 놀이 기구로서의 실시예 중 과일 따기(Fruits picking)를 나타내는 참고도이다. 7 is a cross-sectional view of a variable surface display using a linear cam to which various units may be added in accordance with another embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a fruit picking of an embodiment as various rides according to the present invention. It is a reference figure which shows.
도 7을 참조하면, 상기 핀(920)들 외에도 다양한 형상을 가진 교체가능한 추가 유닛(960)이 핀 매트릭스(900)의 구성요소로 사용될 수 있다. 본 발명의 일실시예에서는 핀 매트릭스(900)의 일부로서 나무형상의 추가 유닛(962)을 포함하되, 나무형상의 하단부는 상기 핀(920)들 사이의 공간에 끼워 넣을 수 있도록 육각핀 단면을 갖도록 하였다. 한편, 추가 유닛(960)은 반드시 육각형 단면 구조일 필요는 없다. 소정 개수의 상기 핀(920)들을 들추어낸 빈 공간에 다양한 모양의 블록(960)을 대체할 수 있다.
Referring to FIG. 7, in addition to the
또한, 상기 리니어캠(700)의 내부에는 네오디뮴과 같은 자성체가 있는 것을 활용하여 자기력을 이용한 놀이기구로 활용될 수도 있다. 도 7 및 도 8을 참조하면, 자성체가 내장된 구 형상의 열매(964)가 자성체가 내장된 나무형상의 핀(962)에 소정 자기력에 의해 달라붙어 있다가 상기 리니어캠(700)이 지나가는 경우, 상기 리니어캠(700)의 소정의 자석력에 의해 상기 구 형상의 열매(964)들을 떼어내어 몰고 다닐 수 있는 놀이 구성이 가능하다. 이 때 상기 리니어캠(700)에 내장된 제1마그네틱(740)의 자기력이 상기 나무형상의 핀(962)에 내장된 자성체의 소정 자기력 보다 크도록 하는 것이 바람직하다.
In addition, the
도 9는 본 발명에 따른 다양한 놀이 기구로서의 실시예 중 회전 플래그(rotating flag)를 나타내는 참고도이다. 도 9를 참조하면, 중공부가 형성된 육각핀에 L자 모양의 회전 플래그(966)의 하단부가 내삽되어 회동 가능하도록 함과 아울러, 상기 플래그(966)의 상단부에 자성체(968)가 구비된다. 상기 리니어캠(700)이 상기 자성체가 달린 플래그(966)에 근접함에 따라 상기 리니어캠(700) 방향으로 회전함으로써 자기력을 이용한 놀이 기구로 활용할 수 있다.
FIG. 9 is a reference diagram showing a rotating flag among embodiments as various play equipment according to the present invention. FIG. 9, the lower end of the L-shaped
도 10은 본 발명에 따른 다양한 놀이 기구로서의 실시예 중 미로찾기(Hexagonal maze)를 나타내는 참고도이다. 도 10을 참조하면, 미로를 구성하는 추가 유닛(960)들을 상기 핀(920)들을 대체하여 세움으로써 미로를 구성할 수 있고, 공을 몰아서 목표 위치에 도달시키는 게임이다.
10 is a reference diagram showing a maze (Hexagonal maze) of the embodiment as various rides according to the present invention. Referring to FIG. 10, a maze may be formed by setting up
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
10 : 가변형 표면 디스플레이 장치
100 : 신호 입력부
120 : 2차원 위치 센서 140 : 오브젝트 인식 센서
200 : 신호 제어부
220 : 신호 수신 모듈 240 : 신호 처리 모듈
260 : 신호 송신 모듈
300 : 구동부
300a : 제 1 구동부 300b : 제 2 구동부
320 : 모터 드라이버 340 : 구동 모터
350 : 파워서플라이
360 : 직동(Linear Motion) 변환 어셈블리
361 : 타이밍 벨트 362 : 플랜지
364 : 볼스크류축 366 : 볼스크류
368 : LM 가이드 380 : 가이드 부재
400 : 하우징
500 : 스테이지 헤드
520 : 헤드 바디 540 : 제 2 마그네틱
600 : 스테이지
620 : 베이스 플레이트 640 : 스테이지 커버
642 : 커버 프레임
700 : 리니어캠
720 : 몰형상(mole shaped) 몸체
740 : 제 1 마그네틱
800 : 마찰감소수단
900 : 핀 매트릭스
920 : 핀 940 : 변형된 몰형상의 표면
960 : 교체가능한 추가 유닛
10' : 오브젝트 인식 센서 및 리니어캠을 이용하는 가변형 표면 디스플레이 장치
10 : variable surface display device
100: signal input unit
120: two-dimensional position sensor 140: object recognition sensor
200: signal controller
220: signal receiving module 240: signal processing module
260: signal transmission module
300 drive unit
300a:
320: motor driver 340: drive motor
350: power supply
360: Linear Motion Conversion Assemblies
361: timing belt 362: flange
364
368: LM guide 380: guide member
400: housing
500: stage head
520: head body 540: second magnetic
600: stage
620: base plate 640: stage cover
642: Cover Frame
700: Linear Cam
720: mole shaped body
740: the first magnetic
800: friction reducing means
900: pin matrix
920: pin 940: modified molar surface
960 replaceable additional units
10 ': Variable surface display device using object recognition sensor and linear cam
Claims (14)
상기 리니어캠은 상기 스테이지 헤드의 이동에 따라 자석력이 작용하여 함께 이동하면서 상기 리니어캠이 상기 핀들의 하단부에 진입시 상기 핀들을 수직방향으로 상승시키거나 이탈시 중력에 의해 상기 핀들이 원위치로 복귀되도록 하고,
상기 변위신호 입력부는 상기 핀 매트릭스 상부에 놓여진 오브젝트의 프리젠스(presence), 움직임(motion) 및 심도(depth)에서 선택되는 적어도 하나 이상의 변위신호를 검출하는 오브젝트 인식 센서로 구비되어, 상기 오브젝트 인식 센서에 의해 검출된 상기 변위신호에 의해 상기 스테이지 헤드의 움직임을 제어하는 것을 특징으로 하는 리니어캠을 이용하는 가변형 표면 디스플레이.A pin matrix consisting of a plurality of pins; A linear cam positioned at a lower end of the pin matrix and provided with a first magnetic; A stage for receiving the pin matrix and for moving the linear cam; A stage head spaced apart from a lower end of the stage by a predetermined distance, facing the linear cam, and having a second magnetic; A driving unit for moving the stage head; A displacement signal input unit for inputting a displacement signal for changing the position of the stage head; And a signal control unit for receiving the displacement signal, processing the converted information for driving the stage head, and transmitting the converted information to the driving unit.
The linear cam moves with the magnetic force according to the movement of the stage head and moves together while the linear cam raises the pins in the vertical direction when the linear cam enters the lower end of the pins, or the pins return to their original positions due to gravity when the linear cam moves out. and,
The displacement signal input unit is provided as an object recognition sensor that detects at least one displacement signal selected from the presence, motion, and depth of an object placed on the pin matrix. A variable surface display using a linear cam, characterized in that for controlling the movement of the stage head in accordance with the displacement signal detected by the.
상기 구동부는 상기 스테이지 헤드가 2차원 움직임이 가능하도록 제1구동부와 제2구동부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 리니어캠을 이용하는 가변형 표면 디스플레이.The method of claim 1,
The driving unit is a variable surface display using a linear cam, characterized in that the stage head comprises a first driver and a second driver to enable two-dimensional movement.
상기 구동부는 모터의 회전운동을 직선운동으로 변환하여 상기 스테이지 헤드를 이동시키기 위하여, 모터드라이버, 구동모터, 직동변환 어셈블리를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리니어캠을 이용하는 가변형 표면 디스플레이.The method of claim 1,
And the driving unit includes a motor driver, a driving motor, and a linear conversion assembly to convert the rotational motion of the motor into a linear motion to move the stage head.
상기 오브젝트 인식 센서는 적외선(Ir) 카메라 또는 열 적외선 카메라에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 리니어캠을 이용하는 가변형 표면 디스플레이.The method of claim 1,
The object recognition sensor is a variable surface display using a linear cam, characterized in that any one selected from an infrared (Ir) camera or a thermal infrared camera.
상기 오브젝트 인식 센서는 카메라 렌즈를 통해 이미지 및 심도(depth) 데이터를 수신하도록 정해진 심도 인식 모듈, 이미지 모듈 및 처리 로직을 포함하여 이루어지는 심도 카메라 어셈블리인 것을 특징으로 하는 리니어캠을 이용하는 가변형 표면 디스플레이.The method of claim 1,
And the object recognition sensor is a depth camera assembly comprising a depth recognition module, an image module and processing logic arranged to receive image and depth data through a camera lens.
상기 핀과 상기 리니어캠 사이에 마찰감소수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리니어캠을 이용하는 가변형 표면 디스플레이.The method of claim 1,
A variable surface display using a linear cam further comprising a friction reducing means between the pin and the linear cam.
상기 마찰감소수단은 스판덱스를 재질로서 이용하는 것을 특징으로 하는 리니어캠을 이용하는 가변형 표면 디스플레이.The method of claim 8,
The friction reducing means is a variable surface display using a linear cam, characterized in that using the spandex as the material.
상기 리니어캠은 몰 형상(mole-shape)인 것을 특징으로 하는 리니어캠을 이용하는 가변형 표면 디스플레이.The method of claim 1,
The linear cam is a variable surface display using a linear cam, characterized in that the (mole-shape).
상기 리니어캠의 하면과 상기 스테이지의 마찰을 감소시키기 위하여 상기 리니어캠의 하면에는 적어도 하나 이상의 볼베어링을 구비하는 것을 특징으로 하는 리니어캠을 이용하는 가변형 표면 디스플레이.11. The method of claim 10,
At least one ball bearing is provided on a lower surface of the linear cam to reduce friction between the lower surface of the linear cam and the stage.
상기 핀의 단면은 육각형(hexagon)인 것을 특징으로 하는 리니어캠을 이용하는 가변형 표면 디스플레이.The method of claim 1,
Cross section of the pin is a hexagonal (hexagon) characterized in that the variable surface display using a linear cam.
상기 핀은 교체 가능하도록 구비되어, 다른 형상의 유닛 또는 일정 면적을 차지하는 블록으로 대체할 수 있도록 함으로써, 사용자가 상기 핀 매트릭스를 다양하게 변화시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 리니어캠을 이용하는 가변형 표면 디스플레이.The method of claim 1,
The pin is provided to be replaceable, so that the user can change the pin matrix in a variety of ways by replacing the unit of a different shape or a block occupying a certain area, variable surface display using a linear cam.
상기 리니어캠은 상기 스테이지 헤드의 이동에 따라 자석력이 작용하여 함께 이동하면서 상기 리니어캠이 상기 핀들의 하단부에 진입시 상기 핀들을 수직방향으로 상승시키거나 이탈시 중력에 의해 상기 핀들이 원위치로 복귀되도록 하고,
상기 변위신호 입력부는 2차원 위치 센서 또는 음성 인식 센서에서 선택되는 어느 하나로 구비되며,
상기 핀은 교체 가능하도록 구비되어, 다른 형상의 유닛 또는 일정 면적을 차지하는 블록으로 대체할 수 있도록 함으로써, 사용자가 상기 핀 매트릭스를 다양하게 변화시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 리니어캠을 이용하는 가변형 표면 디스플레이.A pin matrix consisting of a plurality of pins; A linear cam positioned at a lower end of the pin matrix and provided with a first magnetic; A stage for receiving the pin matrix and for moving the linear cam; A stage head spaced apart from a lower end of the stage by a predetermined distance, facing the linear cam, and having a second magnetic; A driving unit for moving the stage head; A displacement signal input unit for inputting a displacement signal for changing the position of the stage head; And a signal control unit for receiving the displacement signal, processing the converted information for driving the stage head, and transmitting the converted information to the driving unit.
The linear cam moves with the magnetic force according to the movement of the stage head and moves together while the linear cam raises the pins in the vertical direction when the linear cam enters the lower end of the pins, or the pins return to their original positions due to gravity when the linear cam moves out. and,
The displacement signal input unit is provided with any one selected from a two-dimensional position sensor or a voice recognition sensor,
The pin is provided to be replaceable, so that the user can change the pin matrix in a variety of ways by replacing the unit of a different shape or a block occupying a certain area, variable surface display using a linear cam.
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KR20130006027A KR20130006027A (en) | 2013-01-16 |
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Country | Link |
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Citations (2)
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JPH09311622A (en) * | 1996-05-22 | 1997-12-02 | Ricoh Co Ltd | Display device |
KR20090103984A (en) * | 2009-09-14 | 2009-10-05 | 이정열 | Scan type tactile display composed of solenoid array |
-
2011
- 2011-07-08 KR KR1020110067811A patent/KR101246083B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH09311622A (en) * | 1996-05-22 | 1997-12-02 | Ricoh Co Ltd | Display device |
KR20090103984A (en) * | 2009-09-14 | 2009-10-05 | 이정열 | Scan type tactile display composed of solenoid array |
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