KR20180058581A - 키네틱 아트효과를 이용한 동적실물 영상투사 다변형 서페이스 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 출몰 동작가능한 액츄에이터를 사용하여 유연한 영상스크린을 변형시켜 3차원적인 실감 입체 이미지를 만들어 낼 수 있는 키네틱 아트효과를 이용한 동적실물 영상투사 다변형 서페이스 장치를 제공한다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 일정 영역에 두께를 관통하여 횡방향과 종방향으로 설정된 배치 간격을 갖고 배열되어 있는 고정판 홀을 갖는 스크린 고정판과; 상기 스크린 고정판에서 일정 거리 이격되어 평행하게 설치되고 상기 고정판 홀에 동수로 대응되는 지지판 홀을 갖는 액츄에이터 지지판과; 상기 액츄에이터 지지판에서 일정 거리 이격되어 평행하게 설치된 액츄에이터 고정판과; 상기 고정판 홀과 지지판 홀을 삽통하여 상기 액츄에이터 고정판에 횡열로 배치 고정되어 조작 방향에 따라 상기 스크린 고정판에서 각기 출몰 동작하는 다수의 액츄에이터와; 상기 스크린 고정판에 고정되어 상기 액츄에이터의 돌출 조합에 의해 투영된 영상을 3차원 윤곽으로 디스플레이하는 유연한 막재로 제작된 영상스크린;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

키네틱 아트효과를 이용한 동적실물 영상투사 다변형 서페이스 장치{Device for multi-variation surface display with dynamic projection mapping and kinetic art}

본 발명은 영상스크린을 물리적으로 변형시켜서 입체적 영상을 구현할 수 있도록 한 영상투사 다변형 서페이스 장치에 관한 것으로, 특히 출몰 동작가능한 액츄에이터를 사용하여 유연한 영상스크린을 변형시켜 3차원적인 실감 입체 이미지를 만들어 낼 수 있는 키네틱 아트효과를 이용한 동적실물 영상투사 다변형 서페이스 장치에 관한 것이다.

입체 디스플레이 기술은 인간이 열망하는 궁극의 디스플레이 기술로서 전 세계가 레이저, 플라즈마 및 반사판 등을 이용한 다양한 입체 디스플레이 기술개발을 활발하게 진행하고 있는 상황이다.

본 발명의 배경이 되는 기술로는 한국공개특허 공개번호 제10-2016-0086369호로서, '입체 디스플레이'가 제안되어 있다. 이는 광을 발생하는 복수의 화소에 의해 구성되는 공간 광변조기와, 상기 공간 광변조기에 대해 간격을 두고 배치되는 스크린과, 상기 공간 광변조기와 상기 스크린의 사이에 배치되며, 상기 공간 광변조기의 상기 복수의 화소에 의해 발생되는 광을 상기 스크린 상으로 인도함으로써 상기 스크린 상에 복수의 화소를 재배치하는 재배치 광학 소자와, 상기 스크린 상에 재배치된 복수의 화소에서 발생되는 광의 방향을 각각 제어함으로써 복수의 광선을 출사하는 광선 제어자와, 상기 광선 제어자에 의해 출사되는 복수의 광선에 의해 입체 화상이 제시되도록 상기 공간 광변조기를 제어하는 제어 수단을 구비하여, 공간 광변조기의 복수의 화소를 유효하게 이용하는 것이 가능함과 더불어 입체 화상의 화질의 향상이 가능해진다.

본 발명의 배경이 되는 다른 기술로는 한국 등록특허 등록번호 제10-1102610호로서, '입체 영상 디스플레이 장치'가 제안되어 있다. 이는 전면 및 배면이 관통되거나 투명창이 제공되고 내부에 영상이 투영되는 투영 공간이 제공된 케이스, 케이스의 상부 또는 하부에 배치되어 투영 공간으로 영상을 투영하는 디스플레이, 투영 공간에 디스플레이에서 영상이 투영되는 방향을 기준으로 경사지게 배치되는 하프미러, 그리고 케이스에 설치되며 디스플레이가 설치된 위치에서 배면 측으로 일정한 거리가 떨어져 배치되며 전면으로 빛을 조사하는 다수의 발광다이오드가 설치되어 디스플레이에서 조사되는 배경의 백라이트 빛을 상쇄시키는 조명 어셈블리를 포함하여, 이차원 이미지를 투영하여 허공에 입체 영상을 구현하고 이를 광고 등에 이용할 수 있는 장점을 갖는다.

그러나 상기 배경기술들은 광학식으로 인한 주변광의 영향, 밝기, 특히 온전한 물리적 임장감 표현에는 한계가 존재하므로, 이에 대한 해결방안이 요구된다.

한국공개특허 공개번호 제10-2016-0086369호 한국 등록특허 등록번호 제10-1102610호

본 발명은 출몰 동작가능한 액츄에이터를 사용하여 유연한 영상스크린을 변형시켜 3차원적인 실감 입체 이미지를 만들어 낼 수 있는 키네틱 아트효과를 이용한 동적실물 영상투사 다변형 서페이스 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 일정 영역에 두께를 관통하여 횡방향과 종방향으로 설정된 배치 간격을 갖고 배열되어 있는 고정판 홀을 갖는 스크린 고정판과; 상기 스크린 고정판에서 일정 거리 이격되어 평행하게 설치되고 상기 고정판 홀에 동수로 대응되는 지지판 홀을 갖는 액츄에이터 지지판과; 상기 액츄에이터 지지판에서 일정 거리 이격되어 평행하게 설치된 액츄에이터 고정판과; 상기 고정판 홀과 지지판 홀을 삽통하여 상기 액츄에이터 고정판에 횡열로 배치 고정되어 조작 방향에 따라 상기 스크린 고정판에서 각기 출몰 동작하는 다수의 액츄에이터와; 상기 스크린 고정판에 고정되어 상기 액츄에이터의 돌출 조합에 의해 투영된 영상을 3차원 윤곽으로 디스플레이하는 유연한 막재로 제작된 영상스크린;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 액츄에이터는 상기 액츄에이터 고정판에 일단이 회전 가능하게 지지되어 있는 이송스크류와; 상기 이송스크류의 타단에 나사 결합되어 있는 이송스크류의 회전방향에 따라 상기 스크린 고정판에서 출몰 동작하는 스크린 푸셔를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 액츄에이터는 실린더 형태로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 고정판 홀의 횡방향 배치 간격은 균일하게 이루어지거나 점증적으로 작게 또는 점증적으로 크게 한 것 중 어느 하나인 특징으로 한다.

또한, 상기 고정판 홀의 종방향 배치 간격은 균일하게 이루어지거나 점증적으로 작게 또는 점증적으로 크게 한 것 중 어느 하나인 특징으로 한다.

또한, 상기 고정판 홀은 어느 한 국소부분의 영역에서 배치 간격이 다른 타영역에서의 배치 간격보다 더 조밀하게 구성한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 스크린 고정판과 액츄에이터 지지판 및 액츄에이터 고정판은 하부프레임에 입설되어 있고, 상기 하부프레임의 하부에는 위치 이동을 위한 이동바퀴가 더 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 키네틱 아트효과를 이용한 동적실물 영상투사 다변형 서페이스 장치는 스크린 고정판에서 출몰 동작되는 액츄에이터의 동작에 의해 영상스크린이 물리적으로 변형되어 3차원적인 실감 입체 이미지를 만들어 낼 수 있다.

또한 광학식 디스플레이 방식이 아니므로 주변광의 영향, 밝기, 특히 온전한 물리적 임장감 표현에는 한계가 존재하지 않는다.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1a는 본 발명에 따른 키네틱 아트효과를 이용한 동적실물 영상투사 다변형 서페이스 장치의 사시도.
도 1b는 도 1a에서 액츄에이터가 동작된 상태도.
도 2는 도 1a에 적용된 스크린 고정판, 액츄에이터 지지판 및 액츄에이터 고정판의 사시도.
도 3은 도 1a에 적용된 스크린 고정판의 정면도.
도 4a는 본 발명에 적용된 액츄에이터의 일 실시예의 사시도.
도 4b는 도 4a의 분해사시도.
도 4c는 도 4a에 도시된 이송스크류와 스크린푸셔의 요구 결합상태도.
도 5a는 스크린 푸션의 선단에 푸셔캡이 설치된 사시도.
도 5b는 영상스크린과 푸셔캡의 설치상태도.
도 6은 도 1a에 하부프레임이 부설된 상태에서의 일측면도.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 키네틱 아트효과를 이용한 동적실물 영상투사 다변형 서페이스 장치(10)는 도 1 내지 도 4와 같이 스크린 고정판(12), 액츄에이터 지지판(14) 및 액츄에이터 고정판(16) 및 영상스크린(20)을 포함하여 구성된다.

스크린 고정판(12)은 일정 영역에 두께를 관통하여 횡방향(X)과 종방향(Y)으로 설정된 배치 간격(L1,L2)을 갖고 배열되어 있는 고정판 홀(12a)을 갖는다.

본 실시 예에서 고정판 홀(12a)의 횡방향 배치 간격(L1)은 균일하게 구성하였으나, 점증적으로 작게 또는 점증적으로 크게 구성할 수도 있다. 또한 고정판 홀(12a)의 종방향 배치 간격(L2)은 균일하게 이루어지도록 구성하였으나 점증적으로 작게 또는 점증적으로 크게 구성할 수도 있다. 또한 고정판 홀(12a)의 횡방향 개수는 20개로 도시되어 있고 종방향 개수는 12개로 도시되어 있지만, 이는 하나의 예시이며 조밀도에 따라 그 횡방향과 종방향의 개수는 더 증가될 수 있음은 물론이다. 여기서 조밀도는 3차원 입체 윤곽을 더욱 뚜렷하게 나타내는 해상도로 이해할 수 있다.

액츄에이터 지지판(14)은 스크린 고정판(12)에서 일정 거리 이격되어 평행하게 설치되고 상기 고정판 홀(12a)에 동수로 대응되는 지지판 홀(14a)을 갖는다. 이때 지지판 홀(14a)은 고정판 홀(12a)과 일직선상에 배치된다. 따라서 고정판 홀(12a)의 횡방향 및 종방향 배치 간격은 지지판 홀(14a)의 배치 간격(L1,L2)을 따르게 된다.

본 실시 예에서 고정판 홀(12a)과 지지판 홀(14a)은 후술할 액츄에이터(18)의 스크린 푸셔(182)가 사각파이프 형태로 이루어져 사각 형상을 하고 있으나 이러한 형태에 반드시 한정되는 것은 아니다. 또한 고정판 홀(12a)은 어느 한 국소부분의 영역에서 배치 간격(L1,L2)이 다른 타영역에서의 배치 간격(L1,L2)보다 더 조밀하게 구성하여 해당 영역에서 더 세밀한 윤곽을 표현할 수도 있다.

액츄에이터 고정판(16)은 액츄에이터 지지판(14)에서 후방으로 일정 거리 이격되어 평행하게 설치되어 있다. 본 실시 예에서 스크린 고정판(12)과 액츄에이터 지지판(14)과의 배치 거리는 액츄에이터 지지판(14)과 액츄에이터 고정판(16)과의 배치 거리보다 상대적으로 작게 구성하였으나 액츄에이터(18)의 최대 작동거리(돌출량)가 작다면 스크린 고정판(12)과 액츄에이터 지지판(14)과의 배치 거리는 더 길어질 수 있다.

스크린 고정판(12), 액츄에이터 지지판(14) 및 액츄에이터 고정판(16)은 모서리에 접합된 앵글부재(17)에 서로 수평상태를 유지하여 고정되어 있으나 도 6과 같이 보강부재(15)를 추가하여 연결될 수도 있다. 또한 본 실시 예에서 스크린 고정판(12), 액츄에이터 지지판(14) 및 액츄에이터 고정판(16)은 모두 사각 형태로 구성하였으나 원형이나 다각 형태로 구성될 수도 있다.

다수의 액츄에이터(18)는 각기 동일 직선상의 고정판 홀(12a)과 지지판 홀(14a)을 삽통하여 액츄에이터 고정판(16)에 횡열로 배치되어 고정된다. 액츄에이터(18)는 조작 방향에 따라 스크린 고정판(12)에서 출몰 동작하게 되어 있다.

본 실시 예에서 액츄에이터(18)는 도 4와 같이 액츄에이터 고정판(18)에 설치된 베어링(19)에 일단이 회전 가능하게 지지되어 있는 이송스크류(181)와, 이송스크류(181)의 타단에 나사 결합되어 있는 이송스크류(181)의 회전방향에 따라 상기 스크린 고정판(12)에서 출몰 동작하는 스크린 푸셔(182)를 포함하여 구성된다. 이송스크류(181)는 후단에 조작 헤드부(181a)를 갖는다. 조작헤드부(181a)는 예로 드라이버로 조작할 수 있는 홈을 갖거나 전동공구로 조작할 수 있는 육각돌출부를 형성한다. 또한 조작헤드부(181a)는 도시안된 서브모터의 출력축과 연결될 수 있다. 스크린 푸셔(182)는 실시 예에서 사각파이프로 구성되어 있다. 스크린 푸셔(182)는 도 5와 같이 선단에 영상스크린(20)과 연결되기 위해 나사홈(183a)을 갖는 푸셔캡(183)이 설치되어 있다. 스크린 푸셔(183a)는 후단에 스크류너트(185)가 부설되어 이송스크류(181)와 스크류 결합되어 있다. 따라서 도 5b와 같이 스크류(21)를 통해 영상스크린(20)을 푸셔캡(183)에 연결시켜 스크린 푸셔(182)측에 고정된다.

본 발명에서 액츄에이터(18)는 예시된 형태 이외에도 실린더 형태로 구성될 수도 있다. 이 경우 실린더 몸체는 액츄에이터 지지판(14)과 액츄에이터 고정판(16)에 고정되고 실린더로드는 스크린 고정판(12)의 고정판 홀(12a)에 위치된다.

영상스크린(20)은 스크린 고정판(12)에 고정되어 액츄에이터(18)의 돌출 조합에 의해 투영된 영상을 3차원 윤곽으로 디스플레이한다. 영상스크린(20)은 유연한 막재로 제작될 수 있다. 영상스크린(20)의 고정은 일예로 스크린 고정판(12)과 고정플레이트(13)의 사이에 영상스크린(20)의 테두리를 위치시킨 후 고정플레이트(13)를 스크린 고정판(12)에 나사 등의 체결수단으로 체결시켜서 이루어질 수 있다.

한편, 도 6과 같이 스크린 고정판(12)과 액츄에이터 지지판(14) 및 액츄에이터 고정판(16)은 하부프레임(22)에 입설시킬 수 있다. 이 경우 하부프레임(22)의 하부에는 위치 이동을 위한 이동바퀴(24)가 더 설치되어 구성될 수 있다. 이동바퀴(24)는 이동시 안전한 균형유지를 위해 4개소에 설치하였으나 이에 한정되는 것은 아니다.

이와 같이 구성된 키네틱 아트효과를 이용한 동적실물 영상투사 다변형 서페이스 장치의 작용을 설명한다.

먼저, 영상스크린(20)에 영상을 비추게 되면, 영상은 평면적으로 영상스크린(20)에 나타나게 된다.

이 상태에서 다수의 액츄에이터(18)를 선택적으로 조작하여 스크린 고정판(12)에서 스크린 푸셔(182)가 서로 다른 높이로 돌출되도록 하여 영상이 갖는 윤곽이 입체적으로 표현된다.

예로, 사람의 얼굴을 표현하고자 할 때 이마, 코, 볼, 입부분, 턱이 튀어나도록 이송스크류(181)들을 조작하여 스크린 푸셔(182)가 영상스크린(20)을 돌출시키도록 한다.

이같이 본 발명은 이송스크류(181)들을 수작업으로 조작할 수도 있지만, 도 3과 같이 횡 방향으로 숫자(1,2,...,20), 종방향으로 알파벳(A,B,...,L)을 조합하여 해당 액츄에이터(18)에 각기 서로 다른 고유번호를 부여한 후, 이송스크류(181)에 연결된 서브모터(도시안됨)의 신호제어를 통해 자동으로 스크린 푸셔(182)를 출몰시켜 영상스크린(20)에 서페이스의 입체적 윤곽이 나타나도록 구현할 수도 있다.

이같이 본 발명에 따르면, 영상스크린(20)을 영상물의 윤곽이 입체적으로 나타나도록 물리적으로 변형시킴으로써 실물감을 갖게 되는 입체적인 디스플레이를 구현해낼 수 있다. 따라서 광고, 영화, 전시 및 국제적 이벤트 홍보 등에 활용될 수 있다.

지금까지 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.

12: 스크린 고정판
14: 액츄에이터 지지판
16: 액츄에이터 고정판
18: 액츄에이터
20: 영상스크린
22: 하부프레임

Claims (7)

1. 일정 영역에 두께를 관통하여 횡방향(X)과 종방향(Y)으로 설정된 배치 간격(L1,L2)을 갖고 배열되어 있는 고정판 홀(12a)을 갖는 스크린 고정판(12)과;
   상기 스크린 고정판(12)에서 일정 거리 이격되어 평행하게 설치되고 상기 고정판 홀(12a)에 동수로 대응되는 지지판 홀(14a)을 갖는 액츄에이터 지지판(14)과;
   상기 액츄에이터 지지판(14)에서 일정 거리 이격되어 평행하게 설치된 액츄에이터 고정판(16)과;
   상기 고정판 홀(12a)과 지지판 홀(14a)을 삽통하여 상기 액츄에이터 고정판(16)에 횡열로 배치 고정되어 조작 방향에 따라 상기 스크린 고정판(12)에서 각기 출몰 동작하는 다수의 액츄에이터(18)와;
   상기 스크린 고정판(12)에 고정되어 상기 액츄에이터(18)의 돌출 조합에 의해 투영된 영상을 3차원 윤곽으로 디스플레이하는 유연한 막재로 제작된 영상스크린(20);을 포함하는 것을 특징으로 하는 키네틱 아트효과를 이용한 동적실물 영상투사 다변형 서페이스 장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 액츄에이터(18)는
   상기 액츄에이터 고정판(18)에 일단이 회전 가능하게 지지되어 있는 이송스크류(181)와;
   상기 이송스크류(181)의 타단에 나사 결합되어 있는 이송스크류(181)의 회전방향에 따라 상기 스크린 고정판(12)에서 출몰 동작하는 스크린 푸셔(182)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 키네틱 아트효과를 이용한 동적실물 영상투사 다변형 서페이스 장치.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 액츄에이터(18)는 실린더 형태로 구성된 것을 특징으로 하는 키네틱 아트효과를 이용한 동적실물 영상투사 다변형 서페이스 장치.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 고정판 홀(12a)의 횡방향 배치 간격(L1)은 균일하게 이루어지거나 점증적으로 작게 또는 점증적으로 크게 한 것 중 어느 하나인 특징으로 하는 키네틱 아트효과를 이용한 동적실물 영상투사 다변형 서페이스 장치.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 고정판 홀(12a)의 종방향 배치 간격(L2)은 균일하게 이루어지거나 점증적으로 작게 또는 점증적으로 크게 한 것 중 어느 하나인 특징으로 하는 키네틱 아트효과를 이용한 동적실물 영상투사 다변형 서페이스 장치.
6. 제 1항에 있어서,
   상기 고정판 홀(12a)은 어느 한 국소부분의 영역에서 배치 간격(L1,L2)이 다른 타영역에서의 배치 간격(L1,L2)보다 더 조밀하게 구성한 것을 특징으로 하는 키네틱 아트효과를 이용한 동적실물 영상투사 다변형 서페이스 장치.
7. 제 1항에 있어서,
   상기 스크린 고정판(12)과 액츄에이터 지지판(14) 및 액츄에이터 고정판(16)은 하부프레임(22)에 입설되어 있고, 상기 하부프레임(22)의 하부에는 위치 이동을 위한 이동바퀴(24)가 더 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 키네틱 아트효과를 이용한 동적실물 영상투사 다변형 서페이스 장치.

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