KR200329745Y1 - 엘이디 잔상 표시기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 LED 잔상표시기의 봉 전후면에 각각 한 줄로 LED를 배열한다. 상하 또는 좌우로 흔들어 잔상효과에 의한 문자 및 기호를 표시한다.

마이컴으로 프로그램 되어진 비대칭 문자를 상하 또는 좌우로 흔들어 표시 할 때 흔드는 방향을 감지하여 문자의 표시 방향을 제어 할 수 있도록 하였다.

본 고안의 장치는 발광다이오드로 이뤄진 글자표시부와 글자 dot가 출력되는 시간을 조절하기 위한 up, down스위치부, 전원을 공급하기 위한 전원부, 발광다이오드의 표시 색깔을 변화할 수 있게 하는 선택부와 MPU(micro processing unit)를 포함하는 제어부를 포함한다.

따라서 본 고안은 높은 시인성과 저비용으로 광고 및 경고 문구를 표시할 수 있는 휴대형 장치로써의 목적을 달성할 수 있다.

Description

엘이디 잔상 표시기 {LED Display using afterimage effect}

이 고안은 반도체 성질을 가지고 있는 엘이디의 디지털 회로를 활용한 잔상 효과 광디스플레이 장치에 관한 것으로, 고안된 장치를 자유공간에 흔듦으로서 문자 및 기호가 형성되는 것을 말한다.

PIC로 프로그램 되어진 문자에 대해 엘이디 발광을 일정 시간간격을 두고 구현함으로써 잔상이 형성되게 된다.

종래 기술의 애로기술은 프로그램 되어진 문자 나 기호의 크기 및 개수의 변동에 따라 사람이 흔듦의 폭을 변화 시켜줘야 되는 문제가 있다.

본 고안은 PIC 프로그램상 전체 양방향 왕복 시간을 동일하게 주고 글자를 출력하는 시간을 Up Down 스위치 Control방식을 채택하여 조정 가능하게 했다. 이로써 Up , Down 스위치 조작으로 글자의 대칭 형성 및 일정 흔드는 거리에 따른 글자크기와 글자 수를 조절 할 수 있도록 하였다.

기존의 방식은 단면으로 되어져 있어 한쪽밖에 문자 및 기호를 인식 할 수 없었으나 본 고안은 흔드는 방향에 구해 받지 않고 양쪽에서 관측자가 식별 가능토록 전후 양면에 LED를 배열하여 문자 및 기호를 표시 가능토록 하였다.

잔상 표시용 LED의 경우 중요한 특성은 단일 소자의 광도(mcd)이다. 본 고안은 초기 적용 LED소자에 대해 인듐갈륨알루미늄인(InGaAlP(560nm~640nm)), 갈륨나이트라이드(GaN(430nm~530nm)), 갈륨알루미늄비소(GaAlAs(650nm~660nm)), Blue LED에 형광물질이 들어간 White LED, Red. Green. Blue조합 White LED 700mcd이상의 광도의 소자를 사용하여 100m이내에서 충분한 시인성을 확보하였다.

본 고안은 Dual Color LED를 사용함으로써 잔상장치를 흔드는 사람으로 하여금 Color를 선택할 수 있도록 하였다.

이 고안의 목적은 엘이디 잔상 표시기의 문자를 뿌려주는 단위 Dot당 출력시간을 스위치 조작으로 실현시켜 흔드는 공간 당 문자의 크기와 갯수를 맞출 수 있고, 흔드는 사람간의 속도차에 따른 문자의 상하 또는 좌우 대칭을 맞출 수 있도록 하는 기본 목적이 있다.

이 고안의 다른 목적은 LED를 장치의 전후 양면에 배치하여 구동함으로써 관측자가 양쪽에서 볼수 있도록 하였다.

이 고안의 다른 목적은 Dual Color LED를 사용하여 원하는 Color를 설정 할 수 있도록 하였다.

도1은 전체 엘이디 잔상표시기의 실시예의 외관

도2는 본 고안에 의한 장치의 구성도

도3은 본 고안에 의한 제어부 및 발광부의 회로도

도4는 제어부의 동작을 설명하기 위한 플로차트

이 고안을 첨부도면에 따라서 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도1은 엘이디 잔상 표시기의 실시예 외관이다. 엘이디 잔상 표시기(1)의 내부에 LED 표시부(2), 손잡이부(3)와 전원 공급용 배터리 케이스(4)로 구성이 되어져 있다. LED 표시부는 투광성이 좋은 무색 아크릴을 설치하여 문자를 선명하게 표시하도록 했다. 각종 문자, 기호 및 글자 재현속도 조절이 가능한 스위치부(7)가 손잡이 내부에 구성이 되어져 있다. 또한 내부 설정된 문자의 선택을 할 수 있도록 푸쉬버튼형 스위치(6)이 내장되어 있다.

도2는 본 고안에 의한 장치의 PCB상의 구성도(9)이다. 도 1에서의 상단 부분에 있는 것이 봉을 흔들 때의 방향을 감지하는 스위치가 있는 부분(13)이다. 좌우의 2개의 접점으로 이루어져 봉을 흔들 때 각각의 방향에 맞게 셀렉팅하는 기능을 한다. 그 아래에 LED(D1~D14, D15~D28)가 위치한다. D1~D14는 표시기의 전면에 위치하고 있는 LED들이며, D15~D28은 뒷면의 관측자가 볼 수 있게 배열되어 있는 LED이다. 한 줄에 14개의 엘이디를 배치하였는데 시각적 효과를 고려하여 엘이디를 0.5~3mm간격으로 하였다. 엘이디의 지향 Full각도 20도 이상에서 폰트의 틀어짐 및 휘도 저하 현상이 없도록 설계를 하였다. 이상의 LED들은 색선택 스위치(12)에 연결되어 2가지의 색깔을 선택하여 사용할 수 있다.

도3은 제어부 및 발광부의 회로도이다.

각 부분별로 살펴보면, 우선 전원부(15)는 건전지에서 공급되는 3V 전원을 공급하고 마이컴과 LED에 전달 구동 될 수 있도록 하였다. 특히 color 선택 스위치와 연결(14)하여 사용함으로써 선택적인 컬러로 사용할 수 있게 되어 있다.

제어부에서는 마이컴(MPU)을 사용함으로써 주변의 회로를 단순화하여 제품의 단가를 낮추고, 오동작을 최소화하였다. 본 고안품에 사용한 MPU는 Mirco chips사의 C-MOS로 Active High에서 동작한다. 따라서, Reset시 MPU의 28번째 핀에 Low(Ground)를 걸어 주어 초기화시킬 수 있다. 전원스위치(15)가 On상태가 되면 3V의 배터리에서 나오는 전류가 회로를 흐르게 된다. MPU(19)에서는 초기화 동작이 이뤄지게 되며 이때 LED array에 문자가 1회 출력되면서 초기화 완료를 표시하게 된다. 방향스위치(16)의 동작에 의해 MPU(19)는 문자를 출력하도록 되어있는데, 2개의 접점에 의해 글자의 표시방향을 결정하게 된다. MPU(19)에서는 B port와 C port를 출력으로 사용하게 된다. 이는 미리 롬라이터를 이용한 프로그램에 의한 것이며, 출력은 오실레이터의 클럭과 LED에 적절한 전류값을 인가하기 위한 몇 개의 저항들의 조합에 의해 이뤄지며, 적절한 시간 지연(delay)을 가지며 잔상을 이루게 된다. 작동중 문자열선택과 지연시간조절이 가능한데, delay 스위치(17)와 문자열 선택스위치(18)에 의한다. Delay 스위치(17)는 up, down두개의 텍스위치로 이루어져 조절이 가능하게 되어 있으며, 이 정보는 MPU(19)와 오실레이터에 의해 지연시간을 조절하는데 쓰이게 된다. 문자열 선택은 이미 프로그램 되어진 몇 개의 문자중에 사용자가 표시하고자 하는 것을 고를 때 쓰는 것으로 도1에서 표시한 것처럼 손잡이 부에 부착되어 있으며 장치 동작중 텍스위치(18)를 누름으로써 사용 가능하다. 이와 같은 delay 값과 문자열의 선택 등은 MPU(19)의 A port를 통해 작동되게 된다.

도 4는 본 고안에 의한 제어부의 동작을 설명하기 위한 플로챠트를 나타낸다. 전원을 투입하면, 마이크로 프로세서(19)는 자체 리셋과정을 거치며 초기화하고 문자열을 1회 출력한다(S101). 이어서 사용자가 봉을 흔듦에 따라 방향스위치에서 방향을 감지하게 되는데(S102), 봉을 지면에 수직방향으로 기준했을때 좌측에 On되면 우에서 좌방향으로 글씨를 뿌려주며(S103), 우측에 On되면 장치의 좌에서 우방향으로 출력을 하게 된다(S104). 만약 어느 방향에도 on되어 있지 않으면 MPU(19)는 on될 때까지 기다린다.

MPU(19)는 전원이 들어올 때 초기 Delay값과 문자열 값을 가지고 있으나, 이를 변경하고자 할 때는 각각의 스위치를 조작하면 된다. Delay 스위치를 조사하여(S105) on되어 있으면 값을 증가 또는 감소(S106)하게 되고 또한 문자열 변경스위치의 on 상태를 조사(S107)하여 1번 on될 때마다 MPU(19)에서 다른 문자열로 변경(S108)하여 LED를 구동하게 된다. 위와 같은 일련의 과정은 전원이 On 되어 있을 시 계속 반복하게 된다(S109).

이상에서 살펴본 바와 같이 본 고안의 효과는 기존 엘이디 잔상 표시기 대비 문자 표시에 있어 흔드는 폭에 따라 문자 dot당 뿌려주는 속도를 변환시켜 주는 기능을 삽입하여 동일 폭에서 문자의 크기 및 문자의 갯수를 조정 가능하도록 했다.

또한 장치 전후 양면으로 LED를 배치함으로써 관측자가 양쪽에서 관측이 가능해졌으며 잔상표시기를 흔드는 사람도 방향에 크게 신경쓰지 않고 흔들어도 되는 효과를 얻었다.

Claims (5)

1. 복수의 발광다이오드 어레이들로 구성되어 문자나 기호 등을 출력 가능하게 구성된 문자표시부;

   문자 출력방향을 감지하는 방향 스위치부;

   잔상효과의 지연시간을 조절하기 위한 up, down키를 포함하는 delay 스위치부;

   문자열 선택을 위한 문자열 스위치부;

   상기 키입력부의 키입력과 스위치부의 작동에 의해 상기 발광다이오드 어레이를 구동하기 위한 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 잔상 표시장치.
2. 제 1 항에 있어서 복수의 발광다이오드들을 장치의 전후 양면에 배열하여 동시 출력되게 함으로써 관측자의 위치에 상관없이 문자나 기호를 인식하게 하는 것을 특징으로 하는 엘이디 잔상 표시 장치
3. 제 1 항에 있어서 글자수, 사용자 취향에 따라 글자 표현 속도를 가감 할 수 있게 조절할 수 있도록 한 특징을 가지는 엘이디 잔상 표시 장치
4. 제 1 항에 있어서 dual LED를 사용하여 2개의 색상 중 선택적으로 사용할 수 있게 한 특징을 가지는 엘이디 잔상 표시장치
5. 제 1 항에 있어서 엘이디 어레이 구성시 시각적 효과를 고려하여 0.5~3mm간격으로 배치하는 것을 특징으로 하는 엘이디 잔상 표시기