KR20170105865A - 디스플레이 장치 - Google Patents

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KR20170105865A
KR20170105865A KR1020160029075A KR20160029075A KR20170105865A KR 20170105865 A KR20170105865 A KR 20170105865A KR 1020160029075 A KR1020160029075 A KR 1020160029075A KR 20160029075 A KR20160029075 A KR 20160029075A KR 20170105865 A KR20170105865 A KR 20170105865A
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unit
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노인천
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삼성전자주식회사
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Abstract

디스플레이 장치가 개시된다. 디스플레이 장치는 영상을 표시하기 위한 디스플레이를 포함하는 본체부 및 본체부를 회전시키는 각도조절부를 포함하고, 각도조절부는, 본체부를 지지하는 구 형상의 구동볼 및 구동볼의 중심을 기준으로 구동볼을 회전시키는 적어도 하나의 회전유닛을 포함한다.

Description

디스플레이 장치 {DISPLAY APPARATUS}
본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 사용자의 시선에 대응하여 각도가 조작되는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
일반적으로 TV, 모니터 등과 같은 디스플레이 장치는 특정 공간상에 고정된 상태로 배치된다. 사용자는 일정 간격으로 떨어진 상태에서 디스플레이 장치를 바라봄으로써 디스플레이 장치를 통해 표시되는 컨텐츠 이미지를 인식할 수 있었다.
디스플레이 장치의 디스플레이 표면은 곡면으로 구현되는 경우도 있으나 평면으로 구현되는 경우가 많다. 따라서, 사용자가 디스플레이 장치에 표시되는 컨텐츠 이미지를 인식함에 있어 디스플레이 장치의 시야각이 한정된다. 예를 들어, 디스플레이 장치에서 컨텐츠 이미지가 표시되는 전면과 사용자의 시선이 서로 수직을 이룰 때, 사용자가 컨텐츠 이미지를 가장 용이하게 인식할 수 있었다.
다만, 디스플레이 장치를 시청하는 사용자가 자세를 변경하거나 이동하는 경우, 디스플레이 장치를 향한 사용자의 시선이 변경되어, 디스플레이 장치에서 디스플레이 되는 컨텐츠 이미지를 용이하게 인식할 수 없게 될 수 있다.
본 발명의 목적은 사용자의 시선에 따라 디스플레이 장치의 각도가 조절되는 디스플레이 장치를 제공하는 데 있다.
이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치는, 영상을 표시하기 위한 디스플레이를 포함하는 본체부; 및 상기 본체부를 회전시키는 각도조절부;를 포함하고, 상기 각도조절부는, 상기 본체부를 지지하는 구 형상의 구동볼; 및 상기 구동볼의 중심을 기준으로 상기 구동볼을 회전시키는 적어도 하나의 회전유닛;을 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 외관을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시한 본체부 및 각도조절부의 제어 흐름을 개략적으로 나타내는 블럭도이다.
도 3은 도 1에 도시한 디스플레이 장치의 일부를 확대하여 각도조절부의 구성요소들을 나타내는 정면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 각도조절부의 일부를 나타내는 평면도이다.
도 5는 도 3에 도시된 제1 회전유닛이 하강하여 구동볼로부터 이격된 이격위치로 이동하는 모습을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 각도조절부의 구동에 의해 본체부가 우측으로 기울어지는 모습을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 각도조절부의 구동에 의해 본체부가 좌측으로 기울어지는 모습을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 각도조절부의 구동에 의해 본체부가 전방으로 기울어지는 모습을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 각도조절부의 구동에 의해 본체부가 후방으로 기울어지는 모습을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 각도조절부의 구동에 의해 본체부가 시계방향으로 회전하는 모습을 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 각도조절부의 구동에 의해 본체부가 반시계방향으로 회전하는 모습을 나타내는 도면이다.
도 12a는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 각도조절부의 구동볼 및 회전디스크를 확대하여 나타낸 도면이다.
도 12b는 도 12a에 표시된 Ⅰ-Ⅰ선을 따라 구동볼 및 회전디스크를 자른 단면을 나타낸 도면이다.
도 13a는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 각도조절부의 구동볼 및 회전디스크를 확대하여 나타낸 도면이다.
도 13b는 도 13a에 표시된 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 구동볼 및 회전디스크를 자른 단면을 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 각도조절부의 구동에 의해 본체부가 사용자의 시선에 따라 자동으로 각도가 조절되는 과정을 나타낸 순서도이다.
이하, 본 발명의 실시 예들을 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다. 이하 설명되는 실시 예들은 본 발명의 기술적인 특징을 이해하기에 가장 적합한 실시 예 들을 기초로 하여 설명될 것이며, 설명되는 실시 예들에 의해 본 발명의 기술적인 특징이 제한되는 것이 아니라, 이하, 설명되는 실시 예들과 같이 본 발명이 구현될 수 있다는 것을 예시한다.
따라서, 본 발명은 아래 설명된 실시 예들을 통해 본 발명의 기술 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능하며, 이러한 변형 실시 예는 본 발명의 기술 범위 내에 속한다 할 것이다. 그리고 이하 설명되는 실시 예의 이해를 돕기 위하여 첨부된 도면에 기재된 부호에 있어서, 각 실시 예에서 동일한 작용을 하는 구성요소 중 관련된 구성요소는 동일 또는 연장 선상의 숫자로 표기하였다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치(1)의 외관을 나타내는 도면이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치(1)는 TV, 전자 칠판, 전자 테이블, LFD(Large Format Display), 스마트폰, 태블릿, 데스크탑 PC, 노트북 등과 같은 다양한 형태의 전자 장치로 구현될 수 있다.
도 1을 참조하면, 디스플레이 장치(1)는 본체부(10), 각도조절부(20) 및 스탠드 하우징(30)을 포함할 수 있다.
본체부(10)는 디스플레이 장치(1)의 전면에 배치되어 각종 컨텐츠 이미지를 표시하는 디스플레이(11) 및 디스플레이(11)의 상측에 배치되어 전방을 향해 촬영할 수 있는 카메라(12)를 포함할 수 있다.
디스플레이(11)는 LCD(Liquid Crystal Display) 패널, LED(Light Emitting Diode) 패널, OLED(Organic Light Emitting Diode) 패널 중 어느 하나를 포함할 수 있으며, 이들은 경량화된 박형 디스플레이 패널일 수 있다.
카메라(12)는 디스플레이 장치(1)의 전방 또는 그 주변에 위치한 사용자를 촬영하기 위한 구성이다. 카메라(12)에서 촬영된 이미지는 디스플레이 장치(1) 내에 마련된 제어부(미도시)로 제공될 수 있다. 제어부는 이미지를 분석하여 사용자의 시선을 분석할 수 있다. 제어부는 사용자의 시선과 디스플레이(11)가 이루는 각도를 측정할 수 있고, 사용자의 얼굴이 기울어짐에 따라 양 눈동자를 잇는 선으로 이루어진 사용자의 시야의 기울어진 정도를 측정할 수 있다. 카메라(12)를 이용한 사용자의 시선의 촬영과 이를 통한 본체부(10)의 자동적인 각도조절방식에 대해서는 후술하기로 한다.
각도조절부(20)는 본체부(10)를 기울이거나 회전시킴으로써 본체부(10)의 각도를 조절할 수 있는 구성이다. 각도조절부(20)는 구동볼(210), 회전유닛(도 2의 220), 이동유닛(도 2의 230) 및 연결부재(240) 등을 포함할 수 있다.
아울러, 각도조절부(20)는 구동을 위한 전원을 본체부(10)를 통해 공급받거나, 외부 전원을 공급받기 위한 별도의 전원 케이블(미도시)이 직접 연결될 수 있다.
연결부재(240)는 일단부가 본체부(10)와 결합되고, 본체부(10)와 결합된 일단부와 반대되는 타단부가 구 형상의 구동볼(210)과 연결될 수 있다.
구동볼(210)은 연결부재(240)를 통해 본체부(10)와 연결된 상태에서 회전할 수 있으며, 이를 통해 본체부(10)의 각도를 변경시킬 수 있다. 구동볼(210)을 통한 본체부(10)의 각도조절방식에 대해서는 다음에서 자세히 설명하기로 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 디스플레이 장치(1)는 이를 지지하는 스탠드 하우징(30)을 포함할 수 있다.
스탠드 하우징(30)은 디스플레이 장치(1)가 배치되는 공간상의 지면에 세워질 수 있는 구성으로서, 디스플레이 장치(1)의 하중을 견딜 수 있도록 지면에 닿는 하단부의 면적이 상단부보다 넓게 구성될 수 있다.
스탠드 하우징(30)의 내부에는 각도조절부(20)의 일부 구성들이 배치될 수 있으며, 구체적으로, 구동볼(210)의 일부를 비롯한 회전유닛(220) 및 이동유닛(230)을 스탠드 하우징(30)의 내부에 배치함으로써, 디스플레이 장치(1)의 미관을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서는, 지면에 세워진 스탠드 하우징(30)이 각도조절부(20)를 지지하고, 각도조절부(20)의 구동볼(210)이 본체부(10)의 하단부를 지지하는 구성을 예로서 설명하겠으나, 본체부의 후면부와 구동볼이 서로 결합되고, 구동볼을 지지하는 스탠드 하우징이 벽면에 부착되는 형태의 벽걸이형 디스플레이 장치에도 본 발명의 일 실시 예에 따른 각도조절부 및 스탠드 하우징이 적용될 수 있다.
도 2는 도 1에 도시한 본체부(10) 및 각도조절부(20)의 제어 흐름을 개략적으로 도시한 블럭도이다.
도 2를 참조하면, 전술한 바와 같이 본체부(10)는 제어부(13)를 더 포함할 수 있으며, 제어부(13)는 본체부(10)의 디스플레이(11) 및 카메라(12)의 작동을 제어할 수 있다.
제어부(13)는 카메라(12)를 통해 촬영된 사용자의 이미지가 수신되면, 복수의 이미지 프레임들을 픽셀 또는 픽셀 블록 단위로 파싱(parsing)하여 사용자의 시선 방향을 검출한다. 예를 들어, 제어부(13)는 하나의 이미지 프레임 내에서 사용자의 눈동자 위치 좌표를 검출할 수 있다. 제어부(13)는 그 다음 이미지 프레임에서 동일 객체, 즉, 사용자의 눈동자의 위치 좌표를 검출할 수 있다. 제어부(13)는 복수의 연속된 이미지 프레임에서 검출된 위치 좌표를 비교하여 사용자의 시선이 어느 방향을 향하는지를 추정하고, 디스플레이(11)의 전체 크기, 사용자 위치, 사용자의 키 또는 눈높이를 고려하여 디스플레이(11)의 표면의 기준 위치와 사용자의 시선이 이루는 각도를 산출할 수 있다. 여기서 기준 위치는 디스플레이(11)의 중심점으로 정해 질 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 사용자 또는 제조 관리자의 설정에 따라 변경될 수 있다.
제어부(13)는 사용자의 시선과 디스플레이(11)가 이루는 각도가 검출되면, 그 각도가 일정 조건이 될 수 있도록 본체부(10)의 회전방향 및 각도를 산출할 수 있다. 여기서 조건이란 사용자가 디스플레이 장치(1)의 컨텐츠 이미지를 좀 더 용이하게 인식할 수 있는 각도 조건 또는 회전 조건을 의미한다.
또한, 제어부(13)는 각도조절부(20)의 동작을 제어할 수 있으며, 구체적으로는 각도조절부(20)의 회전유닛(220) 및 이동유닛(230)의 구동을 제어할 수 있다. 이러한, 제어부(13)의 제어에 의해 각도조절부(20)의 회전유닛(220) 및 이동유닛(230)이 구동함으로써, 구동볼(210)을 회전시킬 수 있으며, 구동볼(210)이 회전함에 따라, 본체부(10)가 사용자의 시선과 대향되도록 회전될 수 있다.
도 3은 도 1에 도시한 디스플레이 장치(1)의 일부를 확대하여 각도조절부(20)의 구성요소들을 나타내는 정면도이다.
도 3에서는 각도조절부(20)를 구성하는 구성요소들을 나타내고자, 스탠드 하우징(30)은 점선으로서 투명한 상태로 표시하였으며, 스탠드 하우징(30)의 내부에 배치된 각도조절부(20)의 구성요소들을 도시하였다.
이하에서는 도 3을 참조하여, 각도조절부(20)의 세부구성에 대해 상세히 설명하기로 한다.
각도조절부(20)는 구동볼(210), 회전유닛(220), 이동유닛(230), 연결부재(240) 및 캡슐부재(250)를 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 구동볼(210)은 구의 형상으로서, 일측에 결합된 연결부재(240)를 통해 디스플레이(11)와 연결될 수 있으며, 구동볼(210)은 구동볼(210)의 중심을 기준으로 회전함으로써, 이와 연결된 본체부(10)를 기울이거나 회전시킬 수 있다.
캡슐부재(250)는 내측에 구동볼(210)이 수용될 수 있는 공간을 구비한 구의 형상일 수 있으며, 구동볼(210)의 외면의 일부를 감쌀 수 있다. 아울러, 캡슐부재(250)는 내측에 배치된 구동볼(210)을 지지할 수 있으며, 회전하는 구동볼(210)이 각도조절부(20)로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 캡슐부재(250)의 내주면의 직경은 구동볼(210)의 외주면의 직경과 대응될 수 있으며, 이를 통해, 캡슐부재(250)의 내측에서 구동볼(210)이 구동볼(210)의 중심을 기준으로 위치의 변화 없이 회전할 수 있다.
아울러, 구동볼(210)은 캡슐부재(250)의 내주면에 접한 상태에서 회전할 수 있는바 캡슐부재(250)의 내주면은 구동볼(210)의 외면과의 관계에서 마찰계수가 낮은 성질의 물질로 코팅처리가 될 수 있다. 이를 통해, 구동볼(210)의 외면과 캡슐부재(250)의 내주면 사이의 마찰에 의한 간섭을 방지함으로써, 구동볼(210)이 캡슐부재(250) 내에서 용이하게 회전할 수 있다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 캡슐부재(250)는 일측에 형성된 개구(252)를 포함할 수 있다.
개구(252)의 내측 공간에는 구동볼(210)의 일부와 연결부재(240)가 배치될 수 있다. 따라서, 캡슐부재(250)의 내측에 배치된 구동볼(210)의 일부가 개구(252)를 통해 캡슐부재(250)의 외측으로 드러날 수 있고, 구동볼(210)에 결합된 연결부재가(240)가 캡슐부재(250)의 외측으로 돌출됨에 따라 연결부재(240)와 본체부(10)가 서로 결합될 수 있다.
아울러, 개구(252)의 직경(d1)을 연결부재(240)의 직경(d2)보다 크게 구성함으로써, 구동볼(210)의 회전에 따라 연결부재(240)가 개구(252)의 내측에서 회전될 수 있는 공간이 마련되며, 이를 통해 본체부(10)가 회전될 수 있다.
따라서, 구동볼(210)의 회전에 따른 연결부재(240)의 회전에 의해, 개구(252)의 내주면에 연결부재(240)가 간섭될 수 있는바, 개구(252)의 직경을 변경시킴으로써 연결부재(240)의 회전반경을 제한할 수 있다. 예를 들어, 개구(252)의 직경을 증가시키는 경우, 본체부(10)의 회전범위가 증가되고, 개구(252)의 직경을 감소시키는 경우, 본체부(10)의 회전범위가 감소될 수 있다. 다만, 캡슐부재(250)는 회전하는 구동볼(210)을 지지하고 이탈을 방지할 수 있도록, 개구(252)의 직경은 구동볼(210)의 지름보다 작게 형성될 수 있다.
아울러, 캡슐부재(250)는 스탠드 하우징(30)의 내측에 배치될 수 있으며, 스탠드 하우징(30)과 일체로 형성될 수 있다.
회전유닛(220)은 구동볼(210)의 일측에 배치되어 구동볼(210)에 회전력을 가할 수 있으며, 이를 통해 구동볼(210)이 구동볼(210)의 중심을 기준으로 회전할 수 있다.
아울러, 회전유닛(220)은 회전력을 구동볼(210)에 효율적으로 전달하기 위해, 연결부재(240)가 결합된 구동볼(210)의 일측과 반대되는 타측에 배치될 수 있다.
회전유닛(220)은 단일 또는 복수로 구성될 수 있고, 복수의 회전유닛(220)이 구동볼(210)을 중심으로 일정 간격으로 배치될 수 있으며, 아울러, 방사상으로 배치될 수 있다.
각도조절부(20)가 복수의 회전유닛(220)을 포함하는 경우, 복수의 회전유닛(220)은 각각 서로 평행하지 않는 각 회전축을 포함할 수 있으며, 복수의 회전유닛(220)은 각각의 회전축을 중심으로 회전할 수 있다.
이를 통해, 복수의 회전유닛(220)은 각각 구동볼(210)에 서로 다른 방향으로의 회전력을 가할 수 있다. 이는, 복수의 회전유닛(220)을 통해 구동볼(210)을 다양한 방향으로 회전시키기 위한 것으로서, 복수의 회전유닛(220)을 통한 구동볼(210)의 회전방식은 다음에서 상세히 설명하기로 한다.
도 3에서는 설명의 편의를 위해 복수의 구동유닛(220)의 예로서, 제1 내지 제3 회전유닛(220a, 220b, 220c)이 구동볼(210)의 하측에 일정한 간격으로 배치된 것을 도시하였으나, 회전유닛(220)의 수량 및 배치구조는 회전유닛(220)을 통해 구동볼(210)을 회전시키는 방식 및 방향에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
이하에서는, 제1 내지 제3 회전유닛(220a, 220b, 220c)의 공통되는 구성요소에 대하여 제1 회전유닛(220a)을 기준으로 설명하겠으며, 제2 및 제3 회전유닛(220b, 220c)의 제1 회전유닛(220a)과의 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
제1 회전유닛(220a)은 제1 회전디스크(221a), 제1 회전축(222a) 및 제1 회전모터(223a)를 포함할 수 있다.
제1 회전디스크(221a)는 구동볼(210)의 외면에 접한 상태로 제1 회전축(222a)을 기준으로 회전함으로써, 구동볼(210)과의 마찰력에 의해 구동볼(210)에 직접적으로 회전력을 전달할 수 있다. 아울러, 구동볼(210)은 제1 회전디스크(221a)와의 마찰력에 의해 회전하는바, 제1 회전디스크(221a)의 회전방향과 반대되는 방향으로 회전할 수 있다.
제1 회전디스크(221a)는 그 중심을 기준으로 회전할 수 있는 바퀴 또는 구의 형상일 수 있으며, 본 발명의 일 실시 예에서는 제1 회전디스크(221a)가 원통형의 바퀴의 형상인 것을 예로써 도시하였다.
제1 회전디스크(221a)가 구동볼(210)에 접한 상태로 회전함으로써 구동볼(210)은 제1 회전디스크(221a)의 회전방향과 반대되는 방향으로 회전할 수 있다.
구체적으로, 제1 회전디스크(221a)는 바퀴형상의 가장자리에 구비된 제1 림(rim, 도 4의 2110a)을 포함할 수 있으며, 회전하는 제1 림(2110a)에 구동볼(210)의 외면이 접합으로써 마찰력에 의해 구동볼(210)이 회전할 수 있다.
이를 위해, 제1 림(2110a)은 구동볼(210)의 외면과 마찰계수가 큰 재질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 구동볼(210)의 외면은 고무와 같은 수지재질로 이루어질 수 있으며, 이에 따라 제1 림(2110a)은 수지재질과의 관계에서 마찰계수가 큰 금속재질로 이루어질 수 있다. 아울러, 구동볼(210)의 외면은 금속재질로 이루어질 수 있으며, 이에 따라 제1 림(2110a)은 고무와 같은 수지재질로 이루어질 수 있다.
제1 회전디스크(221a)의 중심부에는 제1 회전축(222a)의 일단이 결합될 수 있으며, 제1 회전축(222a)의 제1 회전디스크(221a)와 결합된 일단과 반대되는 타단은 제1 회전모터(223a)가 결합될 수 있다.
따라서, 제1 회전디스크(221a)는 제1 회전모터(223a)에서의 구동력을 통해, 제1 회전축(222a)을 기준으로 회전할 수 있다.
제1 회전모터(223a)는 제어부(13)의 제어에 따라 제1 회전디스크(221a)를 제1 회전축(222a)을 기준으로 시계방향 또는 반시계방향으로 회전시킬 수 있으며, 이를 통해 구동볼(210) 역시 회전방향이 변경될 수 있다. 아울러, 제1 회전모터(223a)의 회전속도를 제어함으로써, 제1 회전디스크(221a) 및 구동볼(210)의 회전속도를 조절할 수 있다. 아울러, 전술한 바와 같이, 각도조절부(20)는 본체부(10)를 통해 전원을 공급받거나, 외부 전원을 공급받기 위한 별도의 전원 케이블이 직접 연결됨으로써 전원을 공급받을 수 있는바, 이를 통해 제1 회전모터(223a) 역시 구동을 위한 전원을 공급받을 수 있다.
또한, 제2 회전유닛(220b) 및 제3 회전유닛(220c)은 제1 회전유닛(220a)과 동일한 구성요소들을 포함할 수 있으며, 제2 회전유닛(220b)은 제2 회전디스크(221b), 제2 회전축(222b) 및 제2 회전모터(223b)를 포함하고, 제3 회전유닛(220c)은 제3 회전디스크(221c), 제3 회전축(222c) 및 제3 회전모터(223c)를 포함할 수 있다.
아울러, 제1 내지 제3 회전디스크(221a, 221b, 221c)는 단일의 회전모터 및 제1 내지 제3 회전디스크(221a, 221b, 221c)에 각각 구동력을 전달하는 기어부 등을 통해, 각각의 회전이 구동될 수 있다.
전술한 바와 같이, 구동볼(210)은 캡슐부재(250)에 의해 일부가 둘러싸인 상태로 캡슐부재(250)에 의해 지지가 되는바, 구동볼(210)이 캡슐부재(250)에 가려짐 없이 복수의 회전유닛(220)과 접할 수 있도록, 캡슐부재(250)는 회전유닛(220)과 대응하는 위치에 형성된 복수의 컨택트 홀(251)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 제1 회전유닛(220a)의 제1 림(2210a)과 캡슐부재(250)에 의해 일부가 둘러싸인 구동볼(210)의 외면이 접할 수 있도록, 캡슐부재(250)는 제1 회전유닛(220a)과 대향하는 위치에 형성된 제1 컨택트 홀(251a)을 포함할 수 있다.
구체적으로, 제1 컨택트 홀(251a)의 내측 공간상에서 제1 회전디스크(221a)의 제1 림(2110a)과 구동볼(210)의 외면이 서로 접할 수 있으며, 이를 통해, 구동볼(210)이 제1 회전디스크(221a)로부터 회전력을 전달받아 회전할 수 있다.
아울러, 제1 컨택트 홀(251a)은 제1 회전디스크(221a)의 제1 림(2110a)이 구동볼(210)의 외주면과 접할 수 있는 최소한의 크기로서 형성될 수 있다. 이를 통해, 구동볼(210)을 지지하는 캡슐부재(250)의 면적을 증대시킬 수 있는바, 구동볼(210)이 캡슐부재(250)의 내측에서 안정적으로 회전할 수 있다.
또한, 캡슐부재(250)는 제1 회전유닛(220a)에 대한 제1 컨택트 홀(251a)과 동일하게, 제2 회전디스크(221b) 및 제3 회전디스크(221c)와 구동볼(210)이 대응하는 위치에 각각 형성된 제2 컨택트 홀(251b) 및 제3 컨택트 홀(251c)을 포함할 수 있다.
도 4는 도 3에 도시된 각도조절부(20)의 평면도로서, 제1 내지 제3 회전유닛(220a, 220b, 220c)과 구동볼(210)의 배치구조에 대한 설명의 편의를 위해, 구동볼(210) 및 연결부재(240)와, 구동볼(210)에 접한 상태의 제1 내지 제3 회전디스크(221a, 221b, 221c)만을 도시하였으며, 아울러, 연결부재(240)에 결합된 디스플레이(11)의 일부만을 점선으로서 도시하였다.
전술한 바와 같이, 제1 내지 제3 회전유닛(220a, 220b, 220c)은 구동볼(210)을 중심으로 일정한 간격으로 배치될 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 제1 내지 제3 회전유닛(220a, 220b, 220c)은 각각 구동볼(210)의 중심보다 하측에 배치된 상태에서, 각각의 제1 내지 제3 회전디스크(221a, 221b, 221c)가 구동볼(210)의 외면의 하측과 서로 접할 수 있다.
구체적으로, 제1 내지 제3 회전디스크(221a, 221b, 221c)는 각각 제1 내지 제3 림(2210a, 2210b, 2210c)을 포함할 수 있으며, 제1 내지 제3 림(2210a, 2210b, 2210c)은 각각 구동볼(210)의 외면과 접한 상태에서 회전함으로써, 구동볼(210)을 다양한 각도로 회전시킬 수 있다.
또한, 제1 내지 제3 회전디스크(221a, 221b, 221c)는 각각 제1 내지 제3 회전축(222a, 222b, 222c)과 결합될 수 있으며, 제1 내지 제3 회전축(222a, 222b, 222c)은 서로 평행하지 않게 배치될 수 있다. 따라서, 제1 내지 제3 회전디스크(221a, 221b, 221c)는 각각 지면으로부터 일정 각도로 기울어진 상태에서 구동볼(210)의 외면과 접할 수 있다.
예를 들어, 제1 내지 제3 회전디스크(221a, 221b, 221c)는 구동볼(210)의 하측의 동일평면상에 동일한 간격으로 배치될 수 있으며, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 내지 제3 회전디스크(221a, 221b, 221c)는 방사상으로 배치됨으로써, 삼각형의 꼭지점 상에 배치될 수 있다.
좀 더 구체적으로, 제1 내지 제3 회전디스크(221a, 221b, 221c)의 제1 내지 제3 림(2210a, 2210b, 2210c)이 구동볼(210)과 접하는 접점을 서로 연결하는 경우, 정삼각형을 형성할 수 있다.
아울러, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 내지 제3 회전축(222a, 222b, 222c)이 지면으로부터 기울어진 각도를 동일하게 구성함으로써, 구동볼(210)의 회전방향 및 각도를 정밀하게 조절할 수 있다.
이를 통해, 제1 내지 제3 회전디스크(221a, 221b, 221c)는 각각 구동볼(210)을 서로 다른 방향으로 회전시킬 수 있으며, 제1 내지 제3 회전디스크(221a, 221b, 221c)가 구동볼(210)에 가하는 회전력의 조합을 통해, 구동볼(210)을 다양한 방향으로 회전시킬 수 있다.
각도조절부(20)는 제1 내지 제3 회전디스크(221a, 221b, 221c)로부터 구동볼(210)에 가해지는 회전력을 제어하기 위해, 회전유닛(220)의 위치를 변경시킬 수 있는 이동유닛(230)을 포함할 수 있다.
구체적으로, 이동유닛(230)은 1 내지 제3 회전유닛(220a, 220b, 220c)을 각각 이동시킬 수 있으며, 제1 내지 제3 회전디스크(221a, 221b, 221c)를 각각 구동볼(210)에 접하는 접촉위치 또는 구동볼(210)로부터 이격된 이격위치로 선택적으로 이동시킬 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 이동유닛(230)은 복수로서, 제1 내지 제3 회전유닛(220a, 220b, 220c)에 각각 결합된 제1 내지 제3 이동유닛(230a, 230b, 230c)을 포함할 수 있다.
제1 내지 제3 이동유닛(230a, 230b, 230c)은 각각, 제1 내지 제3 구동부(231a, 231b, 231c) 및 제1 내지 제3 이동축(232a, 232b, 232c)을 포함할 수 있다.
도 5는 제1 이동유닛(230a)에 의해 제1 회전유닛(220a)이 하강하여 구동볼(210)로부터 이격된 이격위치로 이동한 상태를 나타내는 도면이다.
제1 내지 제3 이동유닛(230a, 230b, 230c)의 구성요소들은 서로 동일하므로, 이하에서는 제1 이동유닛(230a)과 이에 결합된 제1 회전유닛(220a)을 기준으로 이동유닛(230)의 구조와 기능에 대해 설명하고, 제2 및 제3 이동유닛(230b, 230c)의 제1 이동유닛(230a)과의 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
제1 이동축(232a)의 일단은 제1 회전유닛(220a)의 제1 회전모터(223a)와 결합될 수 있으며, 제1 이동축(232a)의 제1 회전모터(223a)와 결합된 일단과 반대되는 타단은 제1 구동부(231a)와 결합될 수 있다.
제1 구동부(231a)는 솔레노이드 밸브, 리니어 모터, 실린더 등을 포함할 수 있으며, 제1 이동축(232a)을 제1 이동축(232a)의 길이방향을 따라 상승 또는 하강시킬 수 있다.
아울러, 전술한 바와 같이, 각도조절부(20)는 본체부(10)를 통해 전원을 공급받거나, 외부 전원을 공급받기 위한 별도의 전원 케이블이 직접 연결됨으로써 전원을 공급받을 수 있는바, 이를 통해 제1 구동부(231a) 역시 구동을 위한 전원을 공급받을 수 있다.
도 3 및 도 5를 참조하면, 제1 이동유닛(230a)에 의해 제1 회전유닛(220a)이 하강함으로써, 제1 회전디스크(221a)가 구동볼(210)로부터 이격된 이격위치로 이동될 수 있으며, 제1 이동유닛(230a)에 의해 제1 회전유닛(220a)이 다시 상승함으로써, 제1 회전디스크(221a)가 구동볼(210)과 접하는 접촉위치로 이동될 수 있다.
아울러, 제2 및 제3 이동유닛(230b, 230c) 역시, 각각 결합된 제2 및 제3 회전유닛(220b, 220c)을 상승 또는 하강시킴으로써 제2 및 제3 회전유닛(220b, 220c)의 각 제2 및 제3 회전디스크(221b, 221c)를 구동볼(210)과 접하는 접촉위치 또는 구동볼(210)로부터 이격된 이격위치 중 어느 하나로 선택적으로 이동시킬 수 있다.
이를 통해, 제1 내지 제3 회전디스크(221a, 221b, 221c)의 제1 내지 제3 림(2210a, 2210b, 2210c)은 선택적으로 구동볼(210)의 외면에 접함으로써 구동볼(210)에 선택적으로 회전력을 가할 수 있다. 따라서, 제1 내지 제3 회전유닛(220a, 220b, 220c) 중 이격위치로 이동한 회전유닛은 구동볼(210)에 회전력을 전달할 수 없는 바, 이격위치에 배치된 회전유닛의 회전모터는 제어부(13)를 통해 구동이 정지될 수 있다.
아울러, 도 3 및 도 5에서는 제1 내지 제3 이동유닛(230a, 230b, 230c)이 각각의 제1 내지 제3 이동축(232a, 232b, 232c)을 통해, 제1 내지 제3 회전유닛(220a, 220b, 220c)을 상승 또는 하강시키는 것을 예로서 설명하였으나, 제1 내지 제3 이동유닛(230a, 230b, 230c)은 제1 내지 제3 회전유닛(220a, 220b, 220c)을 좌우로 이동시킴으로써 접촉위치와 이격위치 중 어느 하나로 이동시킬 수도 있으며, 이 외에도 다양한 이동경로를 통해 제1 내지 제3 회전유닛(220a, 220b, 220c)을 접촉위치 또는 이격위치 중 하나로 선택적으로 이동시킬 수 있다.
이처럼, 구동볼(210)을 중심으로 일정한 간격으로 배치된 제1 내지 제3 회전유닛(220a, 220b, 220c)이 제1 내지 제3 이동유닛(230a, 230b, 230c)을 통해 선택적으로 구동볼(210)에 접함으로써, 선택적으로 구동볼(210)에 회전력을 가하는바, 구동볼(210)의 회전방향을 다양하게 조절할 수 있다.
아울러, 구동볼(210)에 접하여 구동볼(210)에 회전력을 가하는 각 회전디스크(221)의 회전속도를 서로 다르게 하거나, 각 회전디스크(221)의 회전방향을 각각 개별적으로 조절함으로써, 구동볼(210)의 회전방향을 다양하게 변경할 수 있으며, 이를 통해, 사용자의 시선에 따라 본체부(10)의 회전방향 및 각도가 다양하게 조절될 수 있다. 구동볼(210)을 다양한 방법으로 회전시키는 동작에 대해서는 다음에서 상세히 설명하기로 한다.
도 6 내지 도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 각도조절부(20)의 구동에 따라 본체부(10)가 다양한 방향으로 회전된 모습을 나타낸 도면이다. 도 6 내지 도 11에서는 설명의 편의를 위해, 구동볼(210) 및 구동볼(210)에 회전력을 가하는 제1 내지 제3 회전디스크(221a, 221b, 221c)를 도시하였고, 이에 따라 디스플레이 장치(1)의 본체부(10)의 각도가 조절되는 모습을 도시하였다.
이하에서는 도 6 내지 도 11을 참조하여, 각도조절부(20)의 다양한 구동방식에 의한 본체부(10)의 각도조절에 대해 설명한다. 아울러, 이하에서는 디스플레이 장치(1)의 컨텐츠 이미지가 표시되는 전면을 기준으로 본체부(10)의 회전 또는 기울어지는 방향을 설명한다.
또한, 설명의 편의를 위해, 제1 내지 제3 회전디스크(221a, 221b, 221c)가 시계방향으로 일정한 각도만큼 회전하는 것을 제1 시계방향 회전(RT1), 제1 시계방향 회전(RT1)보다 2배의 속도로 시계방향으로 회전하는 것을 제2 시계방향 회전(RT2), 반시계방향으로 제1 시계방향 회전(RT1)과 동일한 각도만큼 회전하는 것을 제1 반시계방향 회전(LT1) 및 제1 반시계방향 회전(LT1)보다 2배의 속도로 반시계방향으로 회전하는 것을 제2 반시계방향 회전(LT2)으로 정의한다.
도 6의 (a)는 제1 내지 제3 회전디스크(221a, 221b, 221c)의 구동을 나타낸 도면이며, 도 6의 (b)는 도 6의 (a)에 따라 본체부(10)가 우측으로 기울어진 상태를 나타낸 정면도이다.
구체적으로, 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 구동볼(210)의 하측에 일정한 간격으로 배치된 제1 내지 제3 회전디스크(221a, 221b, 221c)는 구동볼(210)을 우측으로 회전시킴으로써 본체부(10)를 우측으로 기울일 수 있다.
이를 위해, 제2 및 제3 회전디스크(221b, 221c)가 접촉위치에 배치된 상태에서 구동볼(210)에 동시에 회전력을 가하며, 제1 회전디스크(221a)는 이격위치에 배치됨으로써 구동볼(210)에 회전력을 가하지 않을 수 있다. 따라서, 제1 회전디스크(221a)는 제1 이동유닛(230a)에 의해 제1 회전유닛(220a)이 하강함으로써, 구동볼(210)의 외면과 이격된 이격위치로 이동할 수 있다.
아울러, 제2 회전디스크(221b)는 제1 시계방향 회전(RT1)하고, 제3 회전디스크(221c)는 제2 반시계방향 회전(LT2)함으로써, 구동볼(210)이 우측방향으로 회전할 수 있으며, 이에 따라 본체부(10)가 우측으로 기울어질 수 있다.
제2 회전디스크(221b)와 제3 회전디스크(221c)는 회전하는 속도 및 방향이 서로 다를 수 있으며, 이러한 상태의 제2 및 제3 회전디스크(221b, 221c)의 회전력이 구동볼(210)에 동시에 전달됨에 따라, 제2 및 제3 회전디스크(221b, 221c)의 회전력의 조합에 의해 구동볼(210)이 우측으로 기울어질 수 있다.
또한, 구동볼(210)이 우측으로 원하는 각도만큼 회전함에 따라, 본체부(10)가 우측으로 원하는 만큼 기울어진 상태가 되면, 제2 및 제3 회전디스크(221b, 221c)는 정지하고, 이격위치로 이동했던 제1 회전디스크(221a)는 제1 이동유닛(230a)에 의해 다시 접촉위치로 이동될 수 있다. 이를 통해, 제1 내지 제3 회전디스크(221a, 221b, 221c)가 구동볼(210)의 외면을 지지함에 따라, 우측으로 기울어진 상태의 본체부(10)의 위치를 견고하게 고정할 수 있다.
이하에서는, 도 7 내지 도 11을 참조하여, 본체부(10)의 도 6과 다른 방향으로 각도를 조절하는 방식에 대해 설명하겠으며, 도 6에서의 본체부(10)의 각도조절과의 차이점을 중심으로 설명하고, 도 6에서의 설명과 중복되는 내용은 생략하기로 한다.
도 7의 (a)는 제1 내지 제3 회전디스크(221a, 221b, 221c)의 구동을 나타낸 도면이며, 도 7의 (b)는 도 7의 (a)에 따라 본체부(10)가 좌측으로 기울어진 상태를 나타낸 정면도이다.
도 7의 (a)에 도시된 바와 같이, 제1 및 제3 회전디스크(221a, 221c)가 접촉위치에 배치된 상태에서 구동볼(210)에 동시에 회전력을 가하며, 제2 회전디스크(221b)는 이격위치에 배치됨으로써 구동볼(210)에 회전력을 가하지 않을 수 있다. 따라서, 제2 회전디스크(221b)는 제2 이동유닛(230b)에 의해 제2 회전유닛(220b)이 하강함으로써, 구동볼(210)의 외면과 이격된 이격위치로 이동할 수 있다.
아울러, 제1 회전디스크(221a)는 제1 반시계방향 회전(LT1)하고, 제3 회전디스크(221c)는 제2 시계방향 회전(RT2)함으로써, 구동볼(210)이 좌측방향으로 회전할 수 있으며, 이에 따라 본체부(10)가 좌측으로 기울어질 수 있다.
도 8의 (a)는 제1 내지 제3 회전디스크(221a, 221b, 221c)의 구동을 나타낸 도면이며, 도 8의 (b)는 도 8의 (a)에 따라 본체부(10)가 전방으로 기울어진 상태를 나타낸 우측면도이다.
도 8의 (a)에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 회전디스크(221a, 221b)가 접촉위치에 배치된 상태에서 구동볼(210)에 동시에 회전력을 가하며, 제3 회전디스크(221c)는 이격위치에 배치됨으로써 구동볼(210)에 회전력을 가하지 않을 수 있다. 따라서, 제3 회전디스크(221b)는 제3 이동유닛(230c)에 의해 제3 회전유닛(220c)이 하강함으로써, 구동볼(210)의 외면과 이격된 이격위치로 이동할 수 있다.
아울러, 제1 회전디스크(221a)는 제1 시계방향 회전(RT1)하고, 제2 회전디스크(221b)는 제1 반시계방향 회전(LT1)함으로써, 구동볼(210)이 전방으로 회전할 수 있으며, 이에 따라 본체부(10)가 전방을 향해 기울어질 수 있다.
도 9의 (a)는 제1 내지 제3 회전디스크(221a, 221b, 221c)의 구동을 나타낸 도면이며, 도 9의 (b)는 도 9의 (a)에 따라 본체부(10)가 후방으로 기울어진 상태를 나타낸 우측면도이다.
도 9의 (a)에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 회전디스크(221a, 221b)가 접촉위치에 배치된 상태에서 구동볼(210)에 동시에 회전력을 가하며, 제3 회전디스크(221c)는 이격위치에 배치됨으로써 구동볼(210)에 회전력을 가하지 않을 수 있다. 따라서, 제3 회전디스크(221b)는 제3 이동유닛(230c)에 의해 제3 회전유닛(220c)이 하강함으로써, 구동볼(210)의 외면과 이격된 이격위치로 이동할 수 있다.
아울러, 제1 회전디스크(221a)는 제1 반시계방향 회전(LT1)하고, 제2 회전디스크(221b)는 제1 시계방향 회전(LT1)함으로써, 구동볼(210)이 후방으로 회전할 수 있으며, 이에 따라 본체부(10)가 후방을 향해 기울어질 수 있다.
도 10의 (a)는 제1 내지 제3 회전디스크(221a, 221b, 221c)의 구동을 나타낸 도면이며, 도 10의 (b)는 도 10의 (a)에 따라 본체부(10)가 시계방향으로 회전하는 모습을 나타낸 평면도이다.
도 10의 (a)에 도시된 바와 같이, 제1 내지 제3 회전디스크(221a, 221b, 221c)가 접촉위치에 배치된 상태에서 구동볼(210)에 동시에 회전력을 가하며, 제1 내지 제3 회전디스크(221a, 221b, 221c)는 동시에 제1 반시계방향(LT1)으로 회전함에 따라, 구동볼(210)이 시계방향으로 회전할 수 있으며, 이에 따라 본체부(10)가 시계방향으로 회전할 수 있다.
제1 내지 제3 회전디스크(221a, 221b, 221c)는 서로 같은 방향으로 같은 속도로 회전함으로써, 본체부(10)를 회전시킬 수 있다.
도 11의 (a)는 제1 내지 제3 회전디스크(221a, 221b, 221c)의 구동을 나타낸 도면이며, 도 11의 (b)는 도 11의 (a)에 따라 본체부(10)가 반시계방향으로 회전하는 모습을 나타낸 평면도이다.
도 11의 (a)에 도시된 바와 같이, 제1 내지 제3 회전디스크(221a, 221b, 221c)가 접촉위치에 배치된 상태에서 구동볼(210)에 동시에 회전력을 가하며, 제1 내지 제3 회전디스크(221a, 221b, 221c)는 동시에 제1 시계방향(RT1)으로 회전함에 따라, 구동볼(210)이 반시계방향으로 회전할 수 있으며, 이에 따라 본체부(10)가 반시계방향으로 회전할 수 있다.
전술한 도 6 내지 도 11에서는 제1 내지 제3 회전디스크(221a, 221b, 221c)의 회전력의 조합에 따라, 본체부(10)를 전, 후, 좌, 우로 기울이거나, 시계방향 또는 반시계방향으로 회전시키는 것을 예로서 도시하고 설명하였으나, 복수의 회전디스크의 회전력의 조합을 다양하게 변경시킴으로써, 구동볼(210)의 회전방향을 다양하게 조절할 수 있으며, 이를 통해 본체부(10)의 각도 역시 다양하게 변경시킬 수 있다.
아울러, 각도조절부(20)는 제1 내지 제3 회전유닛(220a, 220b, 220c)의 회전력의 선택적인 조합을 통해 구동볼(210)을 다양한 각도로 회전시킴으로써, 본체부(10)의 각도를 조절하는바, 본체부(10)의 각도조절이 연속적으로 부드럽게 이루어질 수 있다.
또한, 본체부(10)의 카메라(12)를 통해 사용자의 시선을 탐지하고, 사용자의 시선에 따라 제어부(13)를 통해, 제1 내지 제3 회전유닛(220a, 220b, 220c)이 구동볼(210)을 자동으로 회전시킬 수 있는바, 사용자의 시선의 변화에 대응하여 실시간으로 본체부(10)의 각도를 부드럽게 조절할 수 있다.
이를 통해, 사용자가 이동하거나 자세를 변경함으로써 사용자의 시선이 연속적으로 변화하더라도, 본체부(10)가 자동적으로 사용자의 시선에 대응하여 각도가 조절될 수 있다. 이를 통해, 사용자는 디스플레이(11)를 통해 표시되는 컨텐츠 이미지를 용이하게 인식할 수 있을 뿐만 아니라, 본체부(10)의 각도조절이 연속적으로 부드럽게 이루어짐에 따라, 사용자가 본체부(10)의 각도조절 중에도 컨텐츠 이미지를 용이하게 인식할 수 있다.
도 12a는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 각도조절부(20)의 구동볼(310) 및 회전디스크(321)를 확대하여 나타낸 도면이고, 도 12b는 도 12a에 표시된 Ⅰ-Ⅰ선을 따라 구동볼(310) 및 회전디스크(321)를 자른 단면을 나타낸 도면이다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 회전디스크(321)는 복수로 구성되어 구동볼(310)을 중심으로 일정한 간격으로 배치될 수 있으나, 도 12a 및 도 12b에서는 설명의 편의를 위해 하나의 회전디스크(321)만을 확대하여 도시하였다.
도 12a 및 도 12b를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 구동볼(310)은 외면에 형성된 복수의 구동홈(311)을 포함하고, 회전디스크(321)의 림(3210)에는 복수의 구동돌기(324)를 포함할 수 있다,
복수의 구동돌기(324)는 복수의 구동홈(311)에 각각 인입 및 인출될 수 있도록, 복수의 구동돌기(324)가 배치된 간격(D)은 복수의 구동홈(311)이 배치된 간격(D)과 동일할 수 있다.
이를 통해, 회전디스크(321)의 회전에 따라 복수의 구동돌기(324)는 복수의 구동홈(311)에 인입 및 인출될 수 있으며, 회전디스크(321)의 회전력이 구동볼(310)에 효과적으로 전달될 수 있다.
아울러, 구동볼(310)은 복수의 구동돌기(324) 및 이와 대응되는 복수의 구동홈(311)의 인입 및 인출을 통해 회전될 수 있으므로, 구동볼(310)의 회전을 세밀하게 조작할 수 있을 뿐만 아니라, 기울어진 상태의 본체부(10)를 고정함에 있어, 구동돌기(324)가 구동홈(311)에 결합됨에 따라, 본체부(10)가 안정적으로 고정될 수 있다.
또한, 도 12b에 도시된 바와 같이, 복수의 구동돌기(324)는 각각 제1 곡면(3241)을 포함할 수 있으며, 복수의 구동홈(311)은 각각 제2 곡면(3111) 및 제2 곡면(3111)을 둘러싸는 제3 곡면(3112)을 포함할 수 있다.
아울러, 제1 곡면(3241)의 곡률은 제2 곡면(3111)의 곡률과 동일하고, 제3 곡면(3112)의 곡률은 제1 곡면(3241)의 곡률보다 작게 구성될 수 있다. 이를 통해, 제1 곡면(3241)과 제2 곡면(3111)은 서로 접할 수 있으며, 제1 곡면(3141)과 제3 곡면(3112)은 서로 이격될 수 있다. 따라서, 구동돌기(324)는 구동홈(311)에 인입된 상태에서 구동홈(311)의 일부와 접할 수 있다.
이를 통해, 구동돌기(324)는 구동홈(311)에 용이하게 인입될 수 있을 뿐만 아니라, 구동홈(311)으로부터 용이하게 인출될 수 있다.
따라서, 회전디스크(321)의 회전에 따라 복수의 구동돌기(324)가 순차적으로 복수의 구동홈(311)에 인입 및 인출됨으로써, 구동볼(310)을 회전시킬 수 있으며, 복수의 구동돌기(324)가 복수의 구동홈(311)으로부터 용이하게 인입되거나 인출될 수 있음에 따라, 복수의 회전디스크(321)가 동시에 구동볼(310)에 용이하게 회전력을 전달할 수 있다.
전술한 도 12b에서는 설명의 편의를 위해 복수의 구동돌기 및 구동홈의 일부만을 확대하여 도시하였으나, 복수의 구동돌기 및 구동홈의 각 구성 및 수량은 다양하게 변형될 수 있다.
도 13a은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 각도조절부(20)의 구동볼(410) 및 회전디스크(421)를 확대하여 나타낸 도면이고, 도 13b는 도 13a에 표시된 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 구동볼(410) 및 회전디스크(421)를 자른 단면을 나타낸 도면이다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 회전디스크(421)는 복수로 구성되어 구동볼(410)을 중심으로 일정한 간격으로 배치될 수 있으나, 도 13a 및 도 13b에서는 설명의 편의를 위해 하나의 회전디스크(421)만을 확대하여 도시하였다.
도 13a 및 도 13b를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 구동볼(410)은 외면에 형성된 복수의 구동돌기(411)를 포함하고, 회전디스크(421)의 림(4210)에는 복수의 구동홈(424)을 포함할 수 있다.
복수의 구동돌기(411)는 복수의 구동홈(414)에 각각 인입 및 인출될 수 있도록, 복수의 구동돌기(411)가 배치된 간격(D)은 복수의 구동홈(424)이 배치된 간격(D)과 동일할 수 있다.
이를 통해, 회전디스크(421)의 회전에 따라 복수의 구동홈(424)에는 복수의 구동돌기(411)가 인입 및 인출될 수 있으며, 회전디스크(421)의 회전력이 구동볼(410)에 효과적으로 전달될 수 있다.
아울러, 구동볼(410)은 복수의 구동홈(424) 및 이와 대응되는 복수의 구동돌기(411)의 인입 및 인출을 통해 회전될 수 있으므로, 구동볼(410)의 회전을 세밀하게 조작할 수 있을 뿐만 아니라, 기울어진 상태의 본체부(10)를 고정함에 있어, 구동돌기(411)가 구동홈(424)에 결합됨에 따라, 본체부(10)가 안정적으로 고정될 수 있다.
또한, 도 13b에 도시된 바와 같이, 복수의 구동돌기(411)는 각각 제1 곡면(4111)을 포함할 수 있으며, 복수의 구동홈(424)은 각각 제2 곡면(4241) 및 제2 곡면(4241)을 둘러싸는 제3 곡면(4242)을 포함할 수 있다.
아울러, 제1 곡면(4111)의 곡률은 제2 곡면(4241)의 곡률과 동일하고, 제3 곡면(4242)의 곡률은 제1 곡면(4111)의 곡률보다 작게 구성될 수 있다. 이를 통해, 제1 곡면(4111)과 제2 곡면(4241)은 서로 접할 수 있으며, 제1 곡면(4111)과 제3 곡면(4242)은 서로 이격될 수 있다. 따라서, 구동돌기(411)는 구동홈(424)에 인입된 상태에서 구동홈(424)의 일부와 접할 수 있다.
이를 통해, 구동돌기(411)는 구동홈(424)에 용이하게 인입될 수 있을 뿐만 아니라, 구동홈(424)으로부터 용이하게 인출될 수 있다.
따라서, 회전디스크(421)의 회전에 따라 복수의 구동홈(424)에 순차적으로 복수의 구동돌기(411)가 인입 및 인출됨으로써, 구동볼(410)을 회전시킬 수 있으며, 복수의 구동돌기(411)가 복수의 구동홈(424)으로부터 용이하게 인입되거나 인출될 수 있음에 따라, 복수의 회전디스크(421)가 동시에 구동볼(410)에 용이하게 회전력을 전달할 수 있다.
전술한 도 13b에서는 설명의 편의를 위해 복수의 구동돌기 및 구동홈 중 일부만을 확대하여 도시하였으나, 복수의 구동돌기 및 구동홈의 각 구성 및 수량은 다양하게 변형될 수 있다.
또한, 회전디스크(421)의 복수의 구동홈(424)에 구동볼(410)의 복수의 구동돌기(411)가 인입 및 인출됨으로써, 회전디스크(421)의 회전력이 구동볼(410)에 효과적으로 전달되는 방식 외에도, 회전유닛의 회전디스크(421)는 복수의 구동돌기(411)와 체결될 수 있는 회전 가능한 체인구조를 포함할 수 있으며, 이 경우, 회전유닛의 체인구조가 회전함에 따라, 복수의 구동돌기(411)가 순차적으로 체인구조에 인입 및 인출됨으로써, 구동볼(410)이 회전할 수 있다.
이 외에도, 복수의 구동돌기 또는 구동홈의 구조 및 형상은 다양하게 변형될 수 있으며, 구동볼을 회전시킬 수 있는 회전유닛의 구성 역시 다양하게 변형될 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치(1)의 각도조절부(20)의 구동에 의해 본체부(10)가 사용자의 시선에 따라 자동으로 각도가 조절되는 과정을 나타낸 순서도이다.
도 14를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 의한 디스플레이 장치(1)의 구동방법은 사용자의 시선을 탐지하는 단계(S10), 사용자의 시선에 기초하여, 본체부(10)의 회전방향 및 회전각도를 결정하는 단계(S20), 복수의 회전유닛(220) 중 구동 회전유닛과 나머지 회전유닛을 비구동 회전유닛으로 선정하는 단계(S30), 비구동 회전유닛을 이격위치로 이동시키는 단계(S40), 구동 회전유닛 각각의 회전속도 및 회전방향을 결정하는 단계(S50), 구동 회전유닛을 구동하는 단계(S60), 구동볼(210)을 회전시키는 단계(S70), 구동 회전유닛의 회전을 정지하는 단계(S80) 및 비구동 회전유닛을 접촉위치로 이동시키는 단계(S90)를 포함할 수 있다.
전술한 디스플레이 장치(1)의 구동방법의 각 단계들은 설명의 편의를 위해 기재된 순서대로 진행하는 것을 일 예로서 설명하겠으나, 위의 각 단계들의 순서는 서로 변경되거나 동시에 진행될 수 있으며, 아울러, 특정 단계가 중복되거나 생략될 수 있다.
우선, 사용자는 디스플레이 장치(1)의 별도 원격제어장치(미도시)나 입력부(미도시)를 통해 사용자의 시선에 따라 디스플레이 장치(1)의 각도가 자동으로 조절되는 자동 각도조절모드를 온(ON) 할 수 있다.
이후, 본체부(10)의 카메라(12)는 사용자의 시선을 탐지하여 촬영(S10)한 뒤, 사용자의 시선정보를 제어부(13)로 전송할 수 있으며, 제어부(13)는 사용자의 시선정보를 통해 사용자의 시선의 방향 및 각도 등을 산출하고, 사용자의 시선과 본체부(10)가 대향될 수 있도록 하는 본체부(10)의 회전방향 및 회전각도 등을 결정할 수 있다(S20).
아울러, 복수의 사용자가 디스플레이 장치(1)의 전면을 바라보는 경우, 제어부(13)는 대표사용자 1인을 선정하여 대표사용자의 시선에 따라 각도조절부(20)를 제어할 수 있으며, 아울러, 제어부(13)는 컨텐츠 이미지를 통해 사용자로 하여금 복수의 사용자 중 어느 사용자를 대표사용자로 선정할지를 선택하게 할 수 있다.
사용자의 시선정보에 따라, 본체부(10)의 회전방향 및 회전각도 등이 결정되면, 제어부(13)는 복수의 회전유닛(220) 중 구동볼(210)에 접하는 접촉위치에서 구동볼(210)에 회전력을 가하는 구동 회전유닛을 선정하고, 나머지 회전유닛을 구동볼(210)로부터 이격된 이격위치로 이동하여 구동볼(210)에 회전력을 가하지 않는 비구동 회전유닛으로 선정(S30)한다.
복수의 회전유닛(210) 중, 구동 회전유닛 및 비구동 회전유닛의 선정은, 본체부(10)의 회전방향 및 회전각도의 결정에 따라, 제어부(13)가 자동적으로 선정할 수 있다. 아울러, 본체부(10)의 회전방향 및 회전각도 등에 따라, 구동 회전유닛은 복수로 선정될 수 있으며, 비구동 회전유닛 역시 복수로 선정될 수 있다.
이후, 비구동 회전유닛은 이동유닛에 의해 이격위치로 이동(S40)함으로써, 구동볼(210)에 회전력을 가할 수 없는 위치에 배치될 수 있다.
비구동 회전유닛이 이격위치로 이동된 후, 구동 회전유닛 각각의 회전속도 및 회전방향을 결정하게 된다(S50).
이는, 본체부(10)의 회전방향 및 회전각도의 결정에 따라, 제어부(13)에 의해 자동적으로 결정될 수 있으며, 복수의 구동 회전유닛 각각이 서로 다른 방향 또는 서로 다른 속도로 회전하도록 제어부(13)가 작동명령을 전달할 수 있다.
이에 따라, 구동 회전유닛 각각은 개별적으로 회전할 수 있으며(S60), 구동 회전유닛의 회전력이 구동볼(210)에 전달됨에 따라 구동볼(210)이 회전할 수 있다(S70).
구동 회전유닛에 의한 구동볼(210)의 회전은, 도 6 내지 도 11을 통해 전술한 바와 같이, 복수의 구동 회전유닛의 회전력의 조합을 통해, 다양한 각도와 방향으로 회전될 수 있으며, 이를 통해 본체부(10) 역시 다양한 방향으로 각도가 조절될 수 있다.
제어부(13)에 의해 미리 구동볼(210)이 미리 설정된 각도 및 방향만큼 회전하게 되면, 구동 회전유닛은 회전을 정지(S80)함으로써, 구동볼(210)의 위치를 고정할 수 있다.
이후 이격위치에 배치되어 구동볼(210)과 이격된 상태에 있던 비구동 회전유닛은 이동유닛에 의해 다시 접촉위치로 이동할 수 있다(S90). 이를 통해, 회전이 완료된 구동볼(210)에는 복수의 회전유닛(220) 모두가 접촉위치에 배치됨으로써, 구동볼(210)에 접할 수 있다. 따라서, 복수의 회전유닛(220)이 구동볼(210)을 지지함으로써 구동볼(210)이 추가로 회전하지 않고 고정될 수 있으며, 이를 통해 각도가 조절된 본체부(10)가 고정될 수 있다.
전술한 바와 같이, 본체부(10)의 각도조절을 위한 구동방법의 각 단계들은 동시에 진행될 수 있으며, 일부 단계들의 순서가 변경되거나 생략될 수 있다. 아울러, 사용자의 시선을 탐지하여 본체부(10)의 각도를 조절하는 구동은, 사용자의 시선정보를 실시간으로 반영함으로써, 사용자의 시선의 이동에 실시간으로 대응할 수 있으며, 이를 통해 각도조절부(20)가 본체부(10)의 각도를 실시간으로 조절할 수 있다.
아울러, 구 형상의 구동볼(210)의 부드러운 회전에 의해 본체부(10)의 각도가 조절됨에 따라, 사용자가 본체부(10)의 컨텐츠 이미지를 바라보는 도중에 본체부(10)의 각도가 조절되더라도, 사용자가 느낄 수 있는 컨텐츠 이미지의 이질감 없이, 편안한 시청이 가능하다.
이상에서는 설명의 편의를 위하여 제어부, 카메라 등이 본체부(11) 내에 구성되는 실시 예를 기준으로 설명하였으나, 다양한 변형 예들에 따르면 이러한 구성들은 본체부(11)가 아닌 각도조절부(20) 또는 스탠드 하우징(30) 측에 마련될 수도 있다. 또한, 이러한 구성들 중 일부 구성은 디스플레이 장치(1)의 외부에 별도로 마련되어, 디스플레이 장치(1)와 유선 또는 무선 통신을 수행하여 상술한 동작들을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 적어도 하나 이상의 외부 카메라가 디스플레이 장치(1)와 연결된 경우, 디스플레이 장치(1)는 외부 카메라들에서 촬영된 이미지들을 이용하여 사용자의 시선을 판단하여 상술한 동작들을 수행할 수도 있다.
또한, 이상과 같은 실시 예들에서는 사용자의 시선을 분석하여 그에 따라 디스플레이 장치(1)를 구동시키는 경우를 기준으로 설명하였으나, 실시 예의 변형에 따라 사용자의 시선까지는 분석하지 않고 사용자의 위치만을 분석하여 디스플레이 장치(1)를 구동시킬 수도 있다.
이상에서는 본 발명의 다양한 실시 예를 각각 개별적으로 설명하였으나, 각 실시 예들은 반드시 단독으로 구현되어야만 하는 것은 아니며, 각 실시 예들의 구성 및 동작은 적어도 하나의 다른 실시 예들과 조합되어 구현될 수도 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되서는 안될 것이다.
1; 디스플레이 장치 10; 본체부
11; 디스플레이 12; 카메라
13; 제어부 20; 각도조절부
210; 구동볼 220; 회전유닛
230; 이동유닛 240; 연결부재
250; 캡슐부재 30; 스탠드 하우징

Claims (16)

  1. 영상을 표시하기 위한 디스플레이를 포함하는 본체부; 및
    상기 본체부를 회전시키는 각도조절부;를 포함하고,
    상기 각도조절부는,
    상기 본체부를 지지하는 구 형상의 구동볼; 및
    상기 구동볼의 중심을 기준으로 상기 구동볼을 회전시키는 적어도 하나의 회전유닛;을 포함하는 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 회전유닛은 상기 구동볼에 각각 회전력을 가하여 상기 구동볼을 서로 다른 방향으로 각각 회전시킬 수 있는 복수의 회전유닛을 포함하고,
    상기 복수의 회전유닛은 각각 서로 평행하지 않은 회전축을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 회전유닛은 각각 상기 구동볼과 접한 상태에서 상기 회전축을 중심으로 회전하는 회전디스크를 포함하고,
    상기 회전디스크는 각각 상기 구동볼의 외면과 접하는 림(rim)을 포함하며,
    상기 구동볼은 상기 림과의 마찰력에 의해 회전하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 림은 외측으로 돌출 형성된 복수의 구동돌기를 포함하고,
    상기 구동볼의 외면은 상기 복수의 구동돌기가 인입 및 인출될 수 있는 복수의 구동홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 구동돌기는 상기 구동홈에 인입된 상태에서 상기 구동홈의 일부와 접하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 복수의 구동돌기는 각각 제1 곡면을 포함하고,
    상기 복수의 구동홈은 각각 상기 제1 곡면과 접하는 제2 곡면 및 상기 제2 곡면을 둘러싸는 제3 곡면을 포함하며,
    상기 제1 곡면의 곡률은 상기 제2 곡면의 곡률은 동일하고, 상기 제1 곡면의 곡률은 상기 제3 곡면의 곡률보다 큰 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 구동볼의 외면은 외측으로 돌출 형성된 복수의 구동돌기를 포함하고,
    상기 림은 상기 복수의 구동돌기가 인입 및 인출될 수 있는 복수의 구동홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 구동돌기는 상기 구동홈에 인입된 상태에서 상기 구동홈의 일부와 접하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 구동돌기는 각각 제1 곡면을 포함하고,
    상기 복수의 구동홈은 각각 상기 제1 곡면과 접하는 제2 곡면 및 상기 제2 곡면을 둘러싸는 제3 곡면을 포함하며,
    상기 제1 곡면의 곡률은 상기 제2 곡면의 곡률은 동일하고, 상기 제1 곡면의 곡률은 상기 제3 곡면의 곡률보다 큰 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 각도조절부는 상기 복수의 회전유닛에 각각 결합된 복수의 이동유닛을 포함하고,
    상기 이동유닛은 각각 상기 회전유닛을 상기 구동볼과 접하는 접촉위치 또는 상기 구동볼로부터 이격된 이격위치 중 어느 하나로 이동시키는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 회전유닛 중 상기 이격위치에 배치된 회전유닛은 상기 구동볼에 회전력을 가하지 않는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 접촉위치에 위치한 복수의 이동유닛은 서로 다른 속도로 회전하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 각도조절부는 상기 구동볼의 일부를 감싸는 캡슐부재를 포함하고,
    상기 구동볼은 상기 캡슐부재의 내측에서 회전하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 캡슐부재는 상기 적어도 하나의 회전유닛과 대응하는 위치에 형성된 적어도 하나의 컨택트 홀을 포함하고,
    상기 회전유닛은 상기 컨택트 홀의 내측에서 상기 구동볼과 접하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 구동볼은, 일단부가 상기 구동볼과 결합되고 타단부가 상기 본체부와 결합하는 연결부재를 포함하고,
    상기 캡슐부재는 상기 연결부재의 상기 일단부를 내측에 포함하는 개구를 포함하며,
    상기 개구의 직경은 상기 연결부재의 상기 일단부의 직경보다 큰 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 본체부는, 카메라;
    상기 카메라에 의해 촬영된 사용자의 이미지로부터 사용자의 시선을 검출하고, 상기 시선과 상기 본체부가 대향되도록 상기 구동볼의 회전을 제어하는 제어부;를 포함하는, 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
KR1020160029075A 2016-03-10 2016-03-10 디스플레이 장치 KR20170105865A (ko)

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