KR20160030757A - 광섬유 디스플레이 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 빛을 발생시키는 광원부, 전면 및 후면을 구비하는 피복부, 상기 전면에 일정한 패턴을 갖도록 안착되며 상기 광원부에서 발생된 빛을 전달받아 면 형태로 정보를 디스플레이하는 복수의 제1 광섬유부, 및 상기 광원부에서 발생되는 빛을 상기 제1 광섬유부로 전달하도록 상기 후면을 관통하여 상기 광원부와 상기 제1 광섬유부에 각각 연결되는 복수의 제2 광섬유부를 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다.

Description

광섬유 디스플레이 장치{OPTICAL FIBER DISPLAY DEVICE}

본 발명은 광섬유에서 발산되는 빛을 통하여 정보를 제공하는 광섬유 디스플레이 장치에 관한 것이다.

광섬유는 그 특성상 빛의 전달이 빠르고 밝아 주야간 모두에서 다양한 정보들을 연출할 수 있다. 이러한 이유로 광섬유를 이용하여 피복류들을 제조함으로써 군용, 구조대원용 또는 레져활동용의 엔터테인먼트 분야 등으로 광범위한 활용이 가능하다.

광섬유를 이용하는 직물 디스플레이의 올바른 구현을 위해서는 고휘도화(high brightness)와, 선이 아닌 픽셀 면의 구현이라는 두 가지 요건이 충족되어야 한다. 이러한 디스플레이의 구현을 위하여 일반적으로 직조방식의 제조방법이 주로 이용되고 있다. 하지만, 직조방식은 광섬유로 면의 구현은 가능하나 저휘도(0.72~3.88 cd/㎡)를 나타내고, 한편 자수방식은 상대적으로 고휘도이지만 면이 아닌 선 구현이라는 한계점을 갖는다.

따라서, 고휘도가 가능한 자수방식의 제조방법을 이용하면서도, 면 형태의 정보를 제공할 수 있는 광섬유 디스플레이 장치의 개발이 고려될 수 있다.

본 발명은 광섬유를 이용한 면 형태의 디스플레이를 가능하게 하고, 일정 수준의 디스플레이 휘도를 갖는 광섬유 디스플레이 장치를 제공하기 위한 것이다.

이와 같은 본 발명의 해결 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 빛을 발생시키는 광원부, 전면 및 후면을 구비하는 피복부, 상기 전면에 일정한 패턴을 갖도록 안착되며 상기 광원부에서 발생된 빛을 전달받아 면 형태로 정보를 디스플레이하는 복수의 제1 광섬유부, 및 상기 광원부에서 발생되는 빛을 상기 제1 광섬유부로 전달하도록 상기 후면을 관통하여 상기 광원부와 상기 제1 광섬유부에 각각 연결되는 복수의 제2 광섬유부를 포함한다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 자수(embroidery) 기법에 의해 형성되어 상기 제1 광섬유부를 상기 피복부에 고정시키는 고정섬유부를 더 포함할 수 있다.

상기 제1 광섬유부 각각은, 휘도(luminance)의 손실을 감소시키기 위하여, 상기 제2 광섬유부와 연결되는 단부가 상기 광원부를 향하도록 배치될 수 있다.

상기 제1 광섬유부는, 각각 U자 형태로 형성되며 각각의 양 단부가 상기 광원부를 향하도록 배열될 수 있다.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 피복부는 각각 병렬로 배열되며, 서로 조합되어 상기 정보와 다른 정보를 상기 제1 광섬유부를 통해 디스플레이하도록 형성될 수 있다.

본 발명과 관련한 또 다른 일 예에 따르면, 주변의 환경 패턴을 감지하고, 감지된 패턴에 대응하는 정보들을 상기 제1 광섬유부를 통하여 디스플레이하도록 상기 광원부를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

본 발명과 관련한 또 다른 일 예에 따르면, 상기 제1 및 제2 광섬유부 중 적어도 하나는, 5 내지 10가닥의 광섬유를 합사(yarn doubling)한 형태로 형성될 수 있다.

본 발명과 관련한 또 다른 일 예에 따르면, 상기 복수의 제2 광섬유부를 하나로 묶어 상기 광원부와 연결시키도록 형성되는 클램핑부를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 광섬유 디스플레이 장치의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 피복부의 전면에는 디스플레이의 면을 형성하는 제1 광섬유부가 자수기법에 의해 고정되도록 배치되고, 제2 광섬유부는 피복부의 후면을 통하여 제1 광섬유부와 광원부를 연결하여 빛을 전달한다. 이와 같은 광섬유 디스플레이 장치의 구성에 따라, 자수 기법에 의한 고휘도 특성을 갖는 동시에 면 형태의 디스플레이 구현이 가능한 장점이 있다.

또한, 제1 광섬유부의 단부가 각각 광원부를 향하여 배치되도록 패턴화되어 광원부에서 공급하는 빛의 손실을 줄여줌으로써 일정 수준 이상의 고휘도를 갖는 디스플레이 장치를 제공할 수 있는 장점이 있다.

또한, 피복부는 각각의 픽셀들을 형성하도록 병렬로 배치되고, 병렬로 배치된 픽셀들이 서로 조합됨에 의해 각각의 픽셀을 통해 표시되는 정보와 다른 다양한 종류의 정보들을 디스플레이할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 디스플레이 장치를 나타낸 개념도.
도 2a 및 도 2b는 도 1에 도시된 복수의 제1 광섬유부에 의해 형성되는 패턴들의 데이터 및 이에 따른 휘도값을 나타낸 도표들.
도 3은 도 1에 도시된 광섬유 디스플레이 장치의 피복부가 병렬로 배치되는 실시예를 나타낸 개념도.

이하, 본 발명의 광섬유 디스플레이 장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 디스플레이 장치(100)를 나타낸 개념도이고, 도 2a 및 도 2b는 도 1에 도시된 복수의 제1 광섬유부(130)에 의해 형성되는 패턴들의 데이터 및 이에 따른 휘도값을 나타낸 도표들이며, 도 3은 도 1에 도시된 광섬유 디스플레이 장치(100)의 피복부(120)가 병렬로 배치되는 실시예를 나타낸 개념도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 광섬유 디스플레이 장치(100)는 광원부(110), 피복부(120), 제1 광섬유부(130) 및 제2 광섬유부(140)를 포함한다.

광원부(110)는 빛을 발생시키도록 이루어딘다. 예를 들어 광원부(110)는 전류를 인가받아 다양한 빛을 발하는 LED(light emitting diode)로 형성될 수 있다.

피복부(120)는 전면 및 후면을 구비하며, 옷(clothing)의 기능을 수행할 수 있는 옷감이나 헝겊, 가죽 따위로 이루어질 수 있다. 피복부(120)는 도 1에서 사각형의 형상을 갖도록 도시되었으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 사각형이 아닌 다각형 또는 적어도 일부가 곡선으로 이루어진 형태를 가질 수 있다. 또한, 피복부(120)는 평직(plain weave), 능직(twill weave), 수지직(satin weave) 또는 기타 응용 조직으로 형성될 수 있다. 또한, 피복부(120)는 옷이 아닌 가방류, 침구류, 커튼류 등 다양한 섬유제품에도 적용될 수 있다.

상기 평직은 직물조직 중 가장 기본적이고 간단하며 제일 많이 사용되는 조직으로서, 씨실과 날실이 각각 한 올씩 번갈아 상하로 부침하면서 교차하고, 1완전 조직은 날실 2올과 씨실 2올로 이루어진다. 다음으로, 상기 능직은 직물 표면에 날실 또는 씨실로 빗방향의 이랑무늬를 형성하는 조직을 갖는 직물이다. 마지막으로, 상기 수자직은 경사나 위사가 직물표면에 많이 나타나게 하는 조직으로서 주자직이라고도 한다. 상기 수자직의 특징은 상기 평직이나 능직에 비해 직물의 표면이 매우 반드럽고 광택이 난다. 여기서, 씨실은 천을 짤 때 가로로 질러넣어 엇걸어 가며 무늬를 만들어 내는 실로서 위사라고도 한다. 그리고, 날실은 옷감을 짤 때, 세로 방향으로 놓인 실로서 옷감은 상기 날실과 씨실이 겹쳐지면서 형성된다.

제1 광섬유부(130)는 피복부(120)의 상기 전면에 일정한 패턴을 갖도록 안착되며, 광원부(110)에서 발산하는 빛을 전달받아 면 형태로 특정 정보를 디스플레이하도록 복수로 형성된다. 여기서 제1 광섬유부(130)와 이하 설명할 제2 광섬유부(140)를 이루는 광섬유(optical fiber)는, 중심부에는 굴절률이 높은 유리, 바깥부분은 굴절률이 낮은 유리를 사용하여 중심부 유리를 통과하는 빛이 전반사(total reflection)가 일어나도록 한 광학적 섬유이다. 상기 광섬유는 일반적으로 빛을 전송할 때 광손실을 줄이기 위하여 투명도가 고도로 높은 재료로 이루어진다. 예를 들어, 상기 광섬유는 고순도의 석영이나 광학적 성질이 우수한 고분자재료로 형성될 수 있다.

또한, 제1 광섬유부(130)는 일 단부에 특정색의 빛을 비추면 타 단부를 통하여 전달받은 빛을 발산하여 네온효과를 나타낼 수 있다. 그리고, 상기 광섬유의 굵기를 변화시켜 여러가지 형태의 광고표현을 아주 정밀하게 표현할 수 있다. 또한, 광원부(110)에서 발생되는 빛을 점멸시킴에 따라서 제1 광섬유부(130)를 통해 동적인 움직임의 정보를 제공할 수도 있다.

제2 광섬유부(140)는 광원부(110)에서 발생되는 빛을 제1 광섬유부(130)로 전달하도록, 피복부(120)의 상기 후면을 관통하여 광원부(110)와 제1 광섬유부(130)에 각각 연결된다. 제2 광섬유부(140)는 제1 광섬유부(130)와 같이 상기 광섬유로 이루어진다. 또한, 제2 광섬유부(140)는 피복부(120)의 상기 후면에 배치되어 외부 환경으로 노출되지 않아 제1 광섬유부(130)를 통하여 디스플레이되는 정보에 영향을 주지 않는다는 장점을 갖는다.

한편, 광섬유 디스플레이 장치(100)는 고정섬유부(미도시)를 더 포함할 수 있다.

상기 고정섬유부는, 자수(embroidery) 기법에 의해 형성되어 제1 광섬유부(130)를 피복부(120)에 고정시키도록 형성된다. 여기서 상기 자수 기법은, 피복부(120) 예를 들어, 헝겊, 가죽 등의 표면에 실, 끈, 리본 등을 바늘 모양의 도구로 꽂아서 수놓은 기법을 의미한다. 이에 따라, 직조방식의 디스플레이에 비하여 높은 휘도(luminance)를 제공할 수 있다. 또한, 상기 휘도는 광원의 단위 면적당 밝기의 정도 즉, 일정한 범위를 가진 광원의 광도를 그 광원의 면적으로 나눈 양을 의미한다.

또한, 제1 광섬유부(130) 각각은, 제2 광섬유부(140)와 연결되는 단부가 광원부(110)를 향하도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 제2 광섬유부(130)의 길이를 전반적으로 줄여 상기 휘도의 손실을 감소시킴으로써 제1 광원부(130)를 통한 고휘도의 디스플레이를 제공할 수 있다. 여기서, 제1 광섬유부(130)는 도 1의 (a) 및 (c)에 도시된 바와 같이, 각각의 제1 광섬유부(130) 모두 광원부(110)를 향하도록 배치되거나, 도 1의 (b) 및 (d)에 도시된 바와 같이 적어도 일부만 광원부(110)를 향하도록 배치될 수 있다.

또한, 제1 광섬유부(130)는, 도 1의 (c)에 도시된 바와 같이 각각 U자 형태로 형성되며 제1 광섬유부(130) 각각의 양 단부가 광원부(110)를 향하도록 배열될 수 있다. 이와 같은 제1 광섬유부(130)의 패턴은 도 1의 (a)에 도시된 제1 광섬유부(130)와 달리 제1 광섬유부들(130) 각각이 일정한 길이를 갖도록 형성된다. 예를 들어, 제1 광섬유부(130)는 180도 휘어진 상태로 피복부(120) 상에 배치될 수 있다.

한편, 광섬유 디스플레이 장치(100)는 제어부(150)를 더 포함할 수 있다.

제어부(150)는 광섬유 디스플레이 장치(100) 주변의 환경 패턴을 감지하고, 감지된 패턴에 대응하는 정보들을 제1 광섬유부(130)를 통하여 디스플레이하도록 광원부(110)를 제어할 수 있다.

한편, 제1 및 제2 광섬유부(130,140) 중 적어도 하나는, 5 내지 10가닥의 상기 광섬유를 합사(yarn doubling)한 형태로 형성될 수 있다. 여기서 상기 합사는 실을 2가닥 이상 합하는 방법을 의미한다.

한편, 광섬유 디스플레이 장치(100)는 클램핑부(160)를 더 포함할 수 있다.

클램핑부(160)는 복수의 제2 광섬유부(140)를 하나로 묶어 광원부(110)와 연결시키도록 형성된다. 이에 따라, 제2 광섬유부(140)와 광원부(110) 사이의 연결 구조를 보다 간소화시킬 수 있으며, 제2 광섬유부(140) 사이에 발생될 수 있는 꼬임 현상을 방지할 수 있는 장점이 있다.

다음으로, 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명에서는 고휘도의 광섬유 디스플레이 구현을 위하여, 자수의 방향과 각도를 달리한 제1 광섬유부(130)의 총 4가지 패턴의 RGB 광원 컬러별 15개 측정점의 휘도값을 구하여 이들 중 가장 고휘도의 패턴을 도출하였다. 여기서, 제1 광섬유부(130)의 상기 4가지 패턴은 도 1의 (a) 내지 (d)에 도시된 패턴을 가지며 이하, 각각 'A TYPE', 'B TYPE', 'C TYPE' 및 'D TYPE' 이라 한다.

이때, 상기 A TYPE 및 C TYPE은 제1 광섬유부(130) 다발이 한쪽 방향(unilateral)에서 빠져 나와 광원부(110)에 연결되도록 형성되고, 상기 B TYPE 및 D TYPE은 제1 광섬유부(130) 다발이 좌측과 우측의 양 방향(bilateral)에서 빠져 나와 광원부(110)에 연결되도록 형성된다.

그리고, 각각의 상기 패턴별로 12cm×12cm인 20수 능직의 면직물(면 100% denim) 위에 직경 0.25mm인 유연 광섬유사 9올을 올려 놓고, 상기 광섬유사를 두께 0.2mm인 투명사를 이용하여 8cm×8cm의 패턴 사이즈로 자수하였다. 이때, 자수 방식은 지그재그 방식으로 컴퓨터 자수 기기를 사용하였다. 또한, 휘도 측정 기기는 휘도계(Minolta CS-200)와 Data Management Software용 CS-S10w Professional Ver.1.5(Konica Minolta)를 사용하였다.

이와 같이 실시한 제1 광섬유부(130) 패턴별 휘도값의 측정 결과 가장 높은 휘도값을 나타낸 패턴은, 도 2b에 도시된 바와 같이, 제1 광섬유부(130)가 U자 형태로 형성되며 다발이 일 방향을 향하여 광원부(110)와 연결되고, 각각의 제1 광섬유부(130)가 갖는 단부의 거리가 일정하게 배치되는 상기 C TYPE으로 나타났다.

다음으로 도 3은, 제1 광섬유부(130)를 상기 자수 기법을 통하여 상기 C TYPE으로 구현한 본 발명의 또 다른 일 예에 따른 광섬유 디스플레이 장치(100)를 도시한 것으로, 도 3을 참조하면, 피복부(120)는 각각 병렬로 배열되며 각각의 피복부(120)들을 통하여 제공되는 정보와 다른 정보 즉, 서로 조합되어 형성되는 새로운 정보를 제1 광섬유부(130)를 통해 디스플레이하도록 형성될 수 있다.

이상 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한 본 발명의 구성에 따르면, 광섬유 디스플레이 장치(100)는, 제2 광섬유부(140) 광원부(110)와 연결되는 다발의 길이를 짧게 하여 휘도의 손실을 최소화함으로써 고휘도의 구현이 가능하다는 장점이 있다. 또한, 제2 광섬유부(140)의 상기 특징에 따라 광섬유 디스플레이 장치(100)의 전반적인 부피 및 무게를 줄임으로써 시각적 위장막 형태로의 직물 디스플레이 개발에 적극 활용될 수 있다. 여기서 상기 시각적 위장막은 예를 들어, 군복 등의 방위 산업 물품들에 사용되는 피복류 또는 섬유 물품을 의미한다.

또한, 본 발명의 광섬유 디스플레이 장치(100)는 상기 시각적 위장막 이외에도 엔터테인먼트 기능, 커뮤니케이션 기능, 안전보호 기능 등의 디지털 컬러 의류분야에도 활용될 수 있는 장점이 있다.

다만, 본 발명의 권리범위는 위에서 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정됨은 아니고, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다. 또한, 특허청구범위로부터 파악되는 본 발명의 권리범위와 비교하여 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자 수준에서 변형, 부가, 삭제, 치환 가능한 발명 등 모든 균등한 수준의 발명에 대하여는 모두 본 발명의 권리 범위에 속함은 자명하다.

100 : 디스플레이 장치 110 : 광원부
120 : 피복부 130 : 제1 광섬유부
140 : 제2 광섬유부 150 : 제어부
160 : 클램핑부

Claims (8)

1. 빛을 발생시키는 광원부;
   전면 및 후면을 구비하는 피복부;
   상기 전면에 일정한 패턴을 갖도록 안착되며 상기 광원부에서 발생된 빛을 전달받아 면 형태로 정보를 디스플레이하는 복수의 제1 광섬유부; 및
   상기 광원부에서 발생되는 빛을 상기 제1 광섬유부로 전달하도록, 상기 후면을 관통하여 상기 광원부와 상기 제1 광섬유부에 각각 연결되는 복수의 제2 광섬유부를 포함하는 디스플레이 장치.
2. 제1항에 있어서,
   자수(embroidery) 기법에 의해 형성되어 상기 제1 광섬유부를 상기 피복부에 고정시키는 고정섬유부를 더 포함하는 디스플레이 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 제1 광섬유부 각각은, 휘도(luminance)의 손실을 감소시키기 위하여, 상기 제2 광섬유부와 연결되는 단부가 상기 광원부를 향하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제1 광섬유부는, 각각 U자 형태로 형성되며 각각의 양 단부가 상기 광원부를 향하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 피복부는 각각 병렬로 배열되며, 서로 조합되어 상기 정보와 다른 정보를 상기 제1 광섬유부를 통해 디스플레이하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
6. 제1항에 있어서,
   주변의 환경 패턴을 감지하고, 감지된 패턴에 대응하는 정보들을 상기 제1 광섬유부를 통하여 디스플레이하도록 상기 광원부를 제어하는 제어부를 더 포함하는 디스플레이 장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 제1 및 제2 광섬유부 중 적어도 하나는, 5 내지 10가닥의 광섬유를 합사(yarn doubling)한 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 복수의 제2 광섬유부를 하나로 묶어 상기 광원부와 연결시키도록 형성되는 클램핑부를 더 포함하는 디스플레이 장치.

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