KR102252770B1 - 광섬유를 이용한 입체 디스플레이 장치 - Google Patents

Abstract

광섬유를 이용한 입체 디스플레이 장치에 관한 것으로, 서로 다른 색상으로 점등 또는 점멸 동작하는 복수의 광원이 마련되는 광원부, 광섬유사를 이용해서 제조되고 상기 복수의 광원에서 조사된 광에 의해 서로 다른 형상으로 발광하도록, 서로 다른 형상의 패턴이 형성되어 서로 겹쳐져서 배치되는 복수의 광섬유 시트를 포함하는 발광부 및 상기 복수의 광섬유 시트 중에서 하나 이상을 통해 선택적으로 발광하도록 상기 광원부의 구동을 제어하는 제어부를 포함하는 구성을 마련하여, 서로 다른 형상의 패턴이 형성된 복수의 광섬유 시트를 겹쳐서 배치하고, 각 광섬유 시트에 연결된 복수의 광원을 선택적으로 구동해서 다양한 형상의 입체적인 영상을 디스플레이할 수 있다.

Description

광섬유를 이용한 입체 디스플레이 장치{3D DISPLAY APPARATUS USING OPTICAL FIBER}

본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수의 광섬유 시트를 겹쳐서 영상을 입체적으로 디스플레이하는 광섬유를 이용한 입체 디스플레이 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 광섬유는 빛의 굴절률이 내부는 높고 외부는 낮게 구성되어 섬유 내부에서 전반사 광학현상이 일어나게 만든 섬유이다.

이와 같이, 광섬유는 광학현상을 이용함에 따라 '광학섬유'라고도 하고, 빛을 전송할 때 광손실을 줄이기 위하여 투명도가 고도로 높은 재료, 즉 고순도의 석영이나 광학적 성질이 우수한 고분자 재료를 이용해서 제조된다.

이러한 광섬유은 다양한 색상을 표출할 수 있도록 하여 광고수단으로도 많이 사용되고 있다.

광섬유(optical fiber)를 문자나 그림형태로 조밀하게 집합 고정하고, 반대편 끝에 특정색의 빛을 비추면 빛이 전달되어 마치 네온 효과처럼 나타난다.

즉, 광섬유는 유리섬유의 특성상 빛의 전달이 빠르고 밝아 다양한 컬러 애니메이션을 연출할 수 있으며, 유리섬유의 굵기에 따라 여러가지 형태의 광고표현을 아주 정밀하게 표현할 수 있다.

이와 같이, 광섬유는 빛을 이용하는 특성상 야간이나 어두운 곳에서 제기능을 발휘함에 따라, 광섬유사를 제조하여 의류 및 피복류를 직조함으로써, 시인성을 월등히 향상시킬 수 있다.

따라서, 광섬유사를 이용하여 의류 및 기타 직물류를 직조해서 구조대원이나 군용 또는 레저 활동용으로 유용한 활용이 가능하다.

광섬유를 이용한 발광은 광원으로부터 빛이 발산되면 광섬유에 전달되고, 그 절단면에 발광이 수행된다.

이때, 광섬유의 발광에 중요한 점은 절단면과 같이 광섬유의 외면에 물리적 손상부위가 존재해야만 빛의 방출이 가능하다는 것이다.

따라서 광섬유사는 외면 전체에 미세한 스크래치면이 고르게 형성되어야만 균일한 발광효과를 얻을 수 있으므로, 종래에는 광섬유사에 대해 샌딩 처리를 하거나 에칭 처리와 같은 물리적 공정을 통해 스크래치면을 형성하여 측면에서도 발광이 가능한 광섬유사를 제조하였다.

본 출원인은 하기의 특허문헌 1 내지 특허문헌 4 등 다수에 광섬유사와 광섬유 직물 및 제조방법과 그를 이용한 디스플레이 장치 기술을 개시하여 특허 출원한 바 있다.

대한민국 특허 등록번호 제10-0956038호(2010년 5월 6일 공고) 대한민국 특허 등록번호 제10-1090332호(2011년 12월 7일 공고) 대한민국 특허 등록번호 제10-1275153호(2013년 6월 17일 공고) 대한민국 특허 공개번호 제10-2012-0007141호(2012년 1월 20일 공개)

그러나 종래기술에 따른 광섬유를 이용한 디스플레이 장치는 광섬유사를 직조한 직물로서, 판 형상으로 제조됨에 따라, 입체적으로 영상을 표시하지 못하는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 광섬유를 이용한 복수의 시트를 이용해서 영상을 입체적으로 디스플레이할 수 있는 광섬유를 이용한 입체 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 서로 다른 패턴과 색상으로 발광하는 복수의 광섬유 시트를 이용해서 영상을 입체적으로 디스플레이하는 광섬유를 이용한 입체 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 광섬유를 이용한 입체 디스플레이 장치는 서로 다른 색상으로 점등 또는 점멸 동작하는 복수의 광원이 마련되는 광원부, 광섬유사를 이용해서 제조되고 상기 복수의 광원에서 조사된 광에 의해 서로 다른 형상으로 발광하도록, 서로 다른 형상의 패턴이 형성되어 서로 겹쳐져서 배치되는 복수의 광섬유 시트를 포함하는 발광부 및 상기 복수의 광섬유 시트 중에서 하나 이상을 통해 선택적으로 발광하도록 상기 광원부의 구동을 제어하는 제어부를 포함하여 상기 복수의 광섬유 시트 중에서 일부 또는 전체를 선택적으로 이용해서 입체 영상을 디스플레이하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 광섬유를 이용한 입체 디스플레이 장치에 의하면, 서로 다른 형상의 패턴이 형성된 복수의 광섬유 시트를 겹쳐서 배치하고, 각 광섬유 시트에 연결된 복수의 광원을 선택적으로 구동해서 다양한 형상의 입체적인 영상을 디스플레이할 수 있다는 효과가 얻어진다.

그리고 본 발명에 의하면, 서로 겹쳐진 광섬유 시트의 구조를 이용해서 점등되지 않은 광섬유 시트를 이용해서 점등된 광섬유 시트에 형성된 패턴의 그림자 효과를 제공함으로써, 영상의 입체 디스플레이 효과를 더욱 향상시킬 수 있다는 효과가 얻어진다.

즉, 본 발명에 의하면, 복수의 광섬유 시트를 겹쳐서 배치하는 간격을 조절해서 디스플레이 되는 입체 영상에 그림자 효과, 동영상 효과, 홀로그램 효과, 영상으로 보는 각도에 따라 표시되는 영상이 변화하는 효과 등 다양한 디스플레이 효과를 제공할 수도 있다는 효과가 얻어진다.

또한, 본 발명에 의하면, 복수의 광섬유 시트를 발광시키고자 하는 패턴의 표시영역에 따라 서로 다른 크기로 제조함으로써, 제조 비용을 절감하고, 제조 작업시 작업성을 향상시킬 수 있다는 효과가 얻어진다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 광섬유를 이용한 입체 디스플레이 장치의 구성도,
도 2는 도 1에 도시된 입체 디스플레이 장치의 동작 상태도,
도 3 및 도 4는 각각 입체 디스플레이 장치에 적용되는 발광부 구성을 예시한 분해 사시도와 정면도,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 광섬유를 이용한 입체 디스플레이 장치의 작동방법을 단계별로 설명하는 공정도,
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 입체 디스플레이 장치에 적용되는 복수의 광섬유 시트를 예시한 예시도.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 광섬유를 이용한 입체 디스플레이 장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 광섬유를 이용한 입체 디스플레이 장치의 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 입체 디스플레이 장치의 동작 상태도이다.

이하에서는 '좌측', '우측', '전방', '후방', '상방' 및 '하방'과 같은 방향을 지시하는 용어들은 각 도면에 도시된 상태를 기준으로 각각의 방향을 지시하는 것으로 정의한다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 광섬유를 이용한 입체 디스플레이 장치(10)는 도 1에 도시된 바와 같이, 서로 다른 색상으로 점등 또는 점멸 동작하는 복수의 광원(21,22)이 마련되는 광원부(20), 광섬유사를 이용해서 직조되고 서로 다른 형상으로 발광하도록 패턴이 형성되어 서로 겹쳐져서 배치되는 복수의 광섬유 시트(31,32)를 포함하는 발광부(30) 및 복수의 광섬유 시트(31,32) 중에서 하나 이상을 통해 선택적으로 발광하도록 광원부(20)의 구동을 제어하는 제어부(40)를 포함한다.

그리고 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 광섬유를 이용한 입체 디스플레이 장치(10)는 각 장치에 전원을 공급하는 전원 공급부(50) 및 광원부(20)에 마련된 복수의 광원(21)을 선택적으로 점등하도록 미리 프로그래밍된 복수의 구동 프로그램을 저장하고, 제어부(40)의 제어에 따라 복수의 프로그램 중에서 하나 이상을 선택적으로 로딩해서 실행시키는 메모리(60)를 더 포함할 수 있다.

광원부(20)는 서로 동일한 색상 또는 서로 다른 색상으로 점등 또는 점멸 동작하는 복수의 광원(21,22)과, 제어부(40)의 제어신호에 따라 복수의 광원을 선택적으로 구동하는 구동부(23)를 포함할 수 있다.

복수의 광원(21,22)은 각각 단색 또는 다색으로 발광하는 복수의 LED로 마련될 수 있다.

발광부(30)는 광원부(20)에 마련된 각 광원(21,22)으로부터 광을 전달받아 발광하는 복수의 광섬유 시트(31,32)를 포함할 수 있다.

복수의 광섬유 시트(31,32)는 광섬유사를 이용해서 대략 사각판 형상의 메시(mesh) 형태로 직조되고, 각 광섬유 시트(31,32)에는 서로 다른 형상으로 발광하도록 문자나 이미지 등 다양한 형상의 패턴이 형성된다. 이와 같이 구성되는 복수의 광섬유 시트(31,32)는 서로 겹쳐져서 배치된다.

예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 복수의 광섬유 시트(31,32) 중에서 제1 광섬유 시트(31)에는 'LT'라는 문자 형상의 패턴이 형성되고, 제2 광섬유 시트(32)에는 'Electronic'라는 문자 형상의 패턴이 형성될 수 있다.

이와 같이, 서로 다른 형상의 패턴이 형성된 제1 및 제2 광섬유 시(31,32)트는 서로 겹쳐져서 배치된 상태에서, 광원부(20)의 제1 및 제2 광원(21,22)의 구동 여부에 따라, 도 2의 (a) 내지 (c)에 도시된 바와 같이, 'LT'라는 문자 형상을 표시하거나, 'Electronic'라는 문자 형상을 표시하거나, 'LT Electronic'라는 문자 형상을 동시에 표시할 수도 있다.

물론, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명은 광섬유 시트(31,32)를 광섬유사만을 이용해서 직조하거나, 광섬유사와 일반 섬유를 혼용해서 직조하도록 변경될 수 있다.

또한, 본 발명은 광섬유사를 수평 방향이나 수직 방향으로 정렬하여 어레이 형태로 광섬유 시트를 제조하도록 변경될 수도 있다.

한편, 도 1 및 도 2를 참조하여 발광부(30)에 제1 및 제2 광섬유 시트(31,32)가 마련되는 경우를 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

예를 들어, 도 3 및 도 4는 각각 입체 디스플레이 장치에 적용되는 발광부 구성을 예시한 분해 사시도와 정면도이다.

발광부(30)는 도 3에 도시된 바와 같이, 3장 이상, 예컨대 7장의 광섬유 시트에 각각 서로 다른 패턴을 형성하고, 각 광섬유 시트에 연결된 광원을 선택적으로 점등 또는 점멸해서 영상을 입체적으로 디스플레이할 수 있다.

즉, 도 4에는 도 3에 도시된 복수의 광섬유 시트 중에서 황색 광을 발광하는 광원과 연결된 광섬유 시트와 청색광을 발광하는 광원과 연결된 광섬유 시트를 선택적으로 점등한 상태가 도시되어 있다.

따라서 본 발명은 서로 다른 형상의 패턴이 형성된 복수의 광섬유 시트를 겹쳐서 배치하고, 각 광섬유 시트에 연결된 복수의 광원을 선택적으로 점등 또는 점멸 동작시켜 다양한 형상의 입체적인 영상을 디스플레이할 수 있다.

또한, 본 발명은 서로 겹쳐진 광섬유 시트의 구조를 이용해서 점등되지 않은 광섬유 시트를 이용해서 점등된 광섬유 시트에 형성된 패턴의 그림자 효과를 제공함으로써, 영상의 입체 디스플레이 효과를 더욱 향상시킬 수 있다.

이를 위해, 복수의 광섬유 시트(31,32)는 서로 접촉되거나, 서로 일정 간격만큼 이격된 상태로 겹쳐져서 배치될 수 있다.

즉, 본 발명은 복수의 광섬유 시트를 겹쳐서 배치하는 간격을 조절해서 디스플레이되는 입체 영상에 그림자 효과, 동영상 효과, 홀로그램 효과, 영상으로 보는 각도에 따라 표시되는 영상이 변화하는 효과 등 다양한 디스플레이 효과를 제공할 수도 있다.

다시, 도 3에서 전원공급부(50)는 외부의 상용 전원 또는 내장된 배터리(도면 미도시)에 충전된 전원을 각 장치에 공급한다.

메모리(60)에는 복수의 광원 중에서 일부 또는 전체를 선택적으로 점등하기 위한 복수의 구동 프로그램이 저장된다.

그래서 제어부(50)는 상기 복수의 구동 프로그램 중에서 하나 이상을 실행시켜 복수의 광원(21,22) 중에서 일부 또는 전체를 점등 또는 점멸하도록 구동하고, 이후 불규칙하게 택적으로 구동하도록 제어할 수 있다.

이와 함께, 입체 디스플레이 장치(10)는 복수의 구동 프로그램을 선택적으로 입력받아 입력된 순서대로 광원부(20)를 선택적으로 구동하도록 사용자의 조작에 따른 동작모드를 입력받는 입력부(도면 미도시)와, 관리자의 휴대기기(도면 미도시)와 유선 또는 무선 통신하여 관리자로부터 제어신호를 수신하는 통신부(도면 미도시)를 더 포함할 수 있다.

또한, 입체 디스플레이 장치(10)는 주변에 사람이 접근하는지를 감지하는 감지센서(도면 미도시)를 더 포함할 수 있다. 따라서 제어부(40)는 입체 디스플레이 장치(10)의 구동을 중지한 상태에서 상기 감지센서를 통해 사람의 접근이 감지되면, 자동으로 전원을 공급해서 입체 영상을 디스플레이하도록 제어할 수 있다.

상기 휴대기기에는 입체 디스플레이 장치를 구동하기 위한 전용 어플리케이션이 설치되고, 관리자는 상기 휴대기기를 통해 입체 디스플레이 장치의 구동을 원격으로 제어할 수 있다.

다음, 도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 광섬유를 이용한 입체 디스플레이 장치의 결합관계 및 작동방법을 상세하게 설명한다.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 광섬유를 이용한 입체 디스플레이 장치의 작동방법을 단계별로 설명하는 공정도이다.

도 5의 S10단계에서 광섬유사와 일반섬유를 혼용해서 서로 다른 형상의 패턴을 갖는 복수의 광섬유 시트(31,32)를 제조한다. 물론, 광섬유 시트(31,32)는 광섬유사만을 이용해서 직조하거나, 광섬유사를 어레이 형태로 배열해서 제조될 수도 있다.

S12단계에서 제조된 복수의 광섬유 시트(31,32)를 서로 겹쳐서 배치하고, 각 광섬유 시트(31,32)의 광섬유사 끝단을 광원부(20)에 마련된 복수의 광원(21,22)과 각각 연결한다.

제어부(40)는 전원공급부(50)를 통해 전원이 공급되면, 메모리(60)에 저장된 구동 프로그램 중에서 을 실행시켜 복수의 광원(21,22)을 선택적으로 점등 또는 점멸 동작하도록, 광원부(20)의 구동을 제어한다(S14).

그러면, 복수의 광섬유 시트(31,32) 중에서 점등된 광원과 연결된 광섬유 시트가 점등된다.

이와 같이, 본 발명은 서로 다른 형상의 패턴이 형성된 복수의 광섬유 시트를 겹쳐서 배치하고, 각 광섬유 시트에 연결된 복수의 광원을 선택적으로 점등 또는 점멸 동작시켜 다양한 형상의 입체적인 영상을 디스플레이할 수 있다.

이때, 서로 겹쳐진 복수의 광섬유 시트(31,32) 중에서 미점등된 광원과 연결된 광섬유 시트는 점등된 광섬유 시트에 형성된 패턴에 그림자를 제공하는 효과를 발생할 수 있다.

이후, 제어부(40)는 복수의 구동 프로그램에 따라 복수의 광원들을 불규칙하게 선택적으로 구동해서 영상을 변형시킴으로써, 3차원 입체 영상을 디스플레이하도록 제어한다.

한편, 광섬유 시트의 패턴은 광섬유사의 표면에 스크래치를 형성하거나, 레이저나 화학적 에칭 등의 방식으로 가공하여 형성된다. 따라서 본 발명은 패턴에 색상을 포함하는 코팅층을 형성하여 다양한 색상이나 형상을 표현할 수 있다.

상기의 실시 예에서는 복수의 광섬유 시트(31,32)가 동일한 크기로 형성된 것으로 도시되어 있으나, 본 발명은 복수의 광섬유 시트를 패턴이 형성된 표시영역의 크기에 따라 복수의 광섬유 시트를 서로 다른 크기로 제조할 수도 있다.

예를 들어, 도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 입체 디스플레이 장치에 적용되는 복수의 광섬유 시트를 예시한 예시도이다.

도 6의 (a)에는 발광부(30)의 외형을 형성하는 본체(33)의 크기에 대응되는 최대 크기로 제조된 광섬유 시트(34)가 도시되어 있고, 도 6의 (b)에는 패턴의 표시영역에 대응되는 크기로 제조된 광섬유 시트(35)가 도시되어 있다.

예를 들어, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 입체 디스플레이 장치(10)는 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 패턴이 형성되는 표시영역(36)만을 메시 형상으로 직조해서 광섬유 시트(35)의 크기를 도 6의 (a)에 도시된 최대 크기 광섬유 시트(34)의 크기와 다르게 형성할 수 있다.

여기서, 복수의 광섬유 시트(34,35)를 배치하는 과정에서 크기 차이로 인한 단차 발생을 방지하기 위해, 최대 크기의 광섬유 시트(34)보다 작게 제조되는 광섬유 시트(35)의 외측에는 상기 최대 크기의 광섬유 시트(34)와 대응되도록, 비닐이나 유리, 합성수지 재질과 같이 광을 통과시키도록 투명한 재료를 이용해서 제조되는 통과영역(37)이 마련될 수 있다.

이와 같이, 본 발명은 복수의 광섬유 시트를 발광시키고자 하는 패턴의 표시영역에 따라 서로 다른 크기로 제조함으로써, 제조 비용을 절감하고, 제조 작업시 작업성을 향상시킬 수 있다.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

본 발명은 서로 다른 형상의 패턴이 형성된 광섬유 시트를 서로 겹쳐서 배치하고, 각 광섬유 시트에 연결된 광원을 선택적으로 구동해서 입체 형상을 디스플레이하는 광섬유를 이용한 입체 디스플레이 장치 기술에 적용된다.

10: 광섬유를 이용한 입체 디스플레이 장치
20: 광원부
21,22: 광원 23: 구동부
30: 발광부
31,32: 제1,제2 광섬유 시트
33: 본체 34,35: 광섬유 시트
36: 표시영역 37: 통과영역
40: 제어부 50: 전원공급부
60: 메모리

Claims (6)

1. 서로 다른 색상으로 점등 또는 점멸 동작하는 복수의 광원이 마련되는 광원부,
   광섬유사를 이용해서 제조되고 상기 복수의 광원에서 조사된 광에 의해 서로 다른 형상으로 발광하도록, 서로 다른 형상의 패턴이 형성되어 서로 겹쳐져서 배치되는 복수의 광섬유 시트를 포함하는 발광부 및
   상기 복수의 광섬유 시트 중에서 하나 이상을 통해 선택적으로 발광하도록 상기 광원부의 구동을 제어하는 제어부를 포함하여 상기 복수의 광섬유 시트 중에서 일부 또는 전체를 선택적으로 이용해서 입체 영상을 디스플레이하고,
   상기 복수의 광섬유 시트는 디스플레이하고자 하는 패턴에 따라, 상기 발광부의 외형을 형성하는 본체의 크기에 대응되는 최대 크기와 동일하거나, 상기 패턴에 의한 표시영역의 크기에 대응되도록 상기 최대 크기보다 작은 크기로 제조되며,
   상기 복수의 광섬유 시트는 디스플레이 되는 영상의 입체 영상 효과를 제공하도록 서로 겹쳐져처 배치되는 간격이 조절되고,
   상기 복수의 광섬유 시트는 서로 겹쳐지게 배치된 구조에서 점등되지 않은 광섬유 시트를 이용해서 점등된 광섬유 시트에 형성된 패턴의 그림자 효과를 제공하는 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 입체 디스플레이 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 입체 디스플레이 장치에 마련된 각 장치에 전원을 공급하는 전원 공급부 및
   상기 광원부에 마련된 복수의 광원을 선택적으로 점등하도록 미리 프로그래밍된 복수의 구동 프로그램을 저장하는 메모리를 더 포함하고,
   상기 제어부는 상기 복수의 프로그램 중에서 하나 이상을 선택적으로 실행시켜 상기 복수의 광섬유 시트를 선택적으로 구동하여 입체 영상을 디스플레이하며, 디스플레이된 영상을 변형시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 입체 디스플레이 장치.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 표시영역에 대응되는 크기로 제조된 광섬유 시트에는 상기 표시영역 외측에 상기 최대 크기에 대응되도록 투명한 재질의 재료를 이용해서 통과영역이 마련되는 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 입체 디스플레이 장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 광섬유 시트에 형성되는 패턴은 색상을 포함하는 코팅층을 형성하여 문자나 이미지의 색상과 형상을 표현하는 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 디스플레이 장치.
   

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