KR20190081114A - 3차원 곡면 입체감을 얻기 위한 동적실물 영사투사 다변형 서페이스 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 교차로나 건물 모서리 같은 부분이나 정면이 아닌 다양한 각도에서 뚜렷한 입체감을 얻을 수 있도록 한 3차원 곡면 입체감을 얻기 위한 동적실물 영사투사 다변형 서페이스 장치를 제공한다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따른 차원 곡면 입체감을 얻기 위한 동적실물 영사투사 다변형 서페이스 장치는, 일정한 곡률 반경에 의해 곡면형을 이루고 일정 영역에 두께를 관통하여 원주방향과 수직방향으로 일정한 배치 간격을 갖고 배열되어 있는 외측 격자홀을 갖는 외측 곡면판과; 상기 외측 곡면판에서 일정 거리 이격되어 일정한 곡률 반경을 갖고 배치되고 상기 외측 격자홀에 동수로 배열되어 있는 내측 격자홀을 갖는 내측 곡면판과; 일단이 상기 외측 격자홀측에 접합되고 타단이 상기 내측 격자홀측에 접합되어 외측 곡면판과 내측 곡면판을 연결시키는 다수의 가이드 파이프와; 다수의 가이드 파이프에 각기 슬라이딩 이동가능하게 삽입되어 상기 외측 곡면판에서 각기 출몰 동작하는 액츄에이터와; 상기 액튜에이터의 후단에 나사 결합되어 있는 이송스크류와; 상기 내측 곡면판측에 고정되어 상기 이송스크류를 정역회전 구동시키는 구동모터와; 상기 내측 곡면판의 전면에 배치되어 상기 액츄에이터의 돌출 조합에 의해 3차원 이미지로 윤곽이 디스플레이하는 유연한 영상 막재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

3차원 곡면 입체감을 얻기 위한 동적실물 영사투사 다변형 서페이스 장치{Device for multi-variation surface display with dynamic projection mapping and three dimensional curved surface cubic effect}

본 발명은 영상막재를 물리적으로 변형시켜서 입체적 영상을 구현할 수 있도록 한 영상투사 다변형 서페이스 장치에 관한 것으로, 특히 교차로나 건물 모서리 같은 부분이나 정면이 아닌 다양한 각도에서 뚜렷한 입체감을 얻을 수 있도록 한 3차원 곡면 입체감을 얻기 위한 동적실물 영사투사 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 미국특허 제6462840호로서, '3차원 모니터 및 촉각 스캐너'가 제안되어 있다. 이는 제 1 축에 평행한 복수의 선형으로 움직일 수 있는 디스플레이 요소, 원격으로 방송 신호에 응답하여 상기 디스플레이 요소의 적어도 하나를 이동시키는 수단을 구비한 것이다. 그러나 상기 배경기술에서 디스플레이 엘리먼트가 평면적으로 배치된 구조를 이루고 있어 정면 방향에서의 입체 영상이 뚜렸한데 반해, 측방에서의 입체감이 떨어지는 문제가 있다.

본 발명의 배경이 되는 다른 기술로는 미국특허 제6189246호로서 '3차원 광고 빌보드'가 제안되어 있다. 이는 광고 간판에 광고를 위한 3 차원 디스플레이를 제공하는 방법으로서, 로드가 액츄에이터에 의해 이동되는 수직면에 관계된 위치에 매트릭스 형태로 배치된 복수의 로드를 이동시키는 단계; 액추에이터는 컴퓨터에서의 3차원 컴퓨터 보조 드로잉에 기초하여 제어되고, 컴퓨터는 입출력 제어 신호를 생성하여 로드를 이동시키는 것을 특징으로 한다. 그러나 상기 배경기술은 다수의 로드가 평면상에서 출몰하도록 되어 있어 정면 방향에서의 입체 영상이 뚜렸한데 반해, 측방에서의 입체감이 떨어질 수 밖에 없으며, 이로 인해 교차로나 건물 모서리 부분에는 적용할 수 없는 문제가 있다.

미국특허 제6462840호 미국특허 제6189246호

본 발명은 교차로나 건물 모서리 같은 부분이나 정면이 아닌 다양한 각도에서 뚜렷한 입체감을 얻을 수 있도록 한 3차원 곡면 입체감을 얻기 위한 동적실물 영사투사 다변형 서페이스 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 적절한 실시 형태에 따른 차원 곡면 입체감을 얻기 위한 동적실물 영사투사 다변형 서페이스 장치는, 일정한 곡률 반경에 의해 곡면형을 이루고 일정 영역에 두께를 관통하여 원주방향과 수직방향으로 일정한 배치 간격을 갖고 배열되어 있는 외측 격자홀을 갖는 외측 곡면판과; 상기 외측 곡면판에서 일정 거리 이격되어 일정한 곡률 반경을 갖고 배치되고 상기 외측 격자홀에 동수로 배열되어 있는 내측 격자홀을 갖는 내측 곡면판과; 일단이 상기 외측 격자홀측에 접합되고 타단이 상기 내측 격자홀측에 접합되어 외측 곡면판과 내측 곡면판을 연결시키는 다수의 가이드 파이프와; 다수의 가이드 파이프에 각기 슬라이딩 이동가능하게 삽입되어 상기 외측 곡면판에서 각기 출몰 동작하는 액츄에이터와; 상기 액튜에이터의 후단에 나사 결합되어 있는 이송스크류와; 상기 내측 곡면판측에 고정되어 상기 이송스크류를 정역회전 구동시키는 구동모터와; 상기 내측 곡면판의 전면에 배치되어 상기 액츄에이터의 돌출 조합에 의해 3차원 이미지로 윤곽이 디스플레이하는 유연한 영상 막재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 외측 격자홀들은 이웃한 것끼리 삼각 배치구조를 이루도록 배열되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 외측 곡면판과 내측 곡면판을 지지하는 거치테이블과; 상기 거치테이블에 수직으로 연결되어 있는 다수개의 테이블 다리와; 상기 테이블 다이의 각기 하단에 장착된 이동바퀴;를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 3차원 곡면 입체감을 얻기 위한 동적실물 영사투사 다변형 서페이스 장치는, 액츄에이터가 외측 곡면판의 곡면상에 배열되어져 출몰 동작되고, 영상 막재가 물리적으로 변형되어 입체감이 표현됨으로써 교차로나 건물 모서리 같은 부분이나 정면이 아닌 다양한 각도에서 뚜렷한 입체감을 얻을 수 있다.

또한, 액츄에이터가 반경 방향으로 움직이므로 더욱 다양한 이미지를 보여줄 수 있을 뿐만 아니라 액츄에이터의 이동 반경을 작게 할 수 있어 설치개수를 줄일 수 있는 이점을 갖는다.

또한, 다수의 액츄에이터가 삼각 형태로 배열된 구조를 이룰 경우, 지그재그 형태의 교차 효과로 영상 막재를 변형시켜 3차원 입체감을 탁월하게 표현할 수 있다.

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 1은 본 발명에 따른 3차원 곡면 입체감을 얻기 위한 동적실물 영사투사 다변형 서페이스 장치의 사시도.
도 2a는 도 1에 도시된 장치의 다른 각도에서 본 사시도로서 액츄에이터가 모두 돌출된 상태도.
도 2b는 도 1에 도시된 장치를 또 다른 각도에서 본 사시도로서 액츄에이터가 모두 돌출된 상태도.
도 3은 도 1의 일측면도.
도 4는 도 1의 평면도.
도 5는 본 발명에 적용되는 외측 곡면판과 내측 곡면판을 도시한 사시도.
도 6은 본 발명에 적용되는 외측 곡면판의 정면도.
도 7a는 본 발명에 적용되는 액튜에이터와 이송스크류의 분해사시도.
도 7b는 본 발명에 적용되는 액튜에이터와 이송스크류의 부분조립상태도.

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 3차원 곡면 입체감을 얻기 위한 동적실물 영사투사 다변형 서페이스 장치(10)는 도 1 내지 도 4와 같이 외측 곡면판(12), 내측 곡면판(14), 다수의 가이드 파이프(16), 액츄에이터(18), 이송스크류(20), 구동모터(22) 및 영상 막재(24)를 포함하여 구성된다.

외측 곡면판(12)은 일정 영역에 두께를 관통하여 원주방향과 수직방향으로 일정한 배치 간격(L1,L2)을 갖고 배열되어 있는 외측 격자홀(12a)을 갖고 일정한 곡률 반경(R1)에 의해 곡면형을 이루도록 구성된다. 이같이 외측 곡면판(12)은 곡률 반경(R1)을 갖기 때문에 부분적인 원통형 형상을 갖게 된다.

여기서, 외측 격자홀(12a)들은 이웃한 것끼리 도 6과 같이 삼각 배치구조를 이루도록 배열됨이 바람직하다. 이는 외측 격자홀(12a)마다 후술할 다수의 액츄에이터(18)가 삼각 형태로 배열을 이루게 되어, 지그재그 형태의 교차 효과로 영상 막재(24)를 변형시켜 3차원 입체감을 탁월하게 표현할 수 있도록 하기 위함이다.

내측 곡면판(14)은 외측 곡면판(12)에서 일정 거리(G)만큼 이격되어 일정한 곡률 반경(R2)을 갖고 배치된다. 내측 곡면판(14)은 외측 격자홀(12a)과 동수로 배열되어 있는 내측 격자홀(14a)을 갖는다. 따라서 내측 격자홀(14a)은 외측 격자홀(12a)이 삼각 배열 구조를 갖을 때 동일한 삼각 배열 구조를 갖는다.

내측 곡면판(14)과 외측 곡면판(12)은 일정한 두께를 갖는 강판이나 합성수지판으로 제작될 수 있다.

다수의 가이드 파이프(16)는 각기 일단이 상기 외측 격자홀(12a)측에 접합되고 타단이 내측 격자홀(14a)측에 접합되어 있다. 따라서 다수의 가이드 파이프(16)는 외측 곡면판(12)과 내측 곡면판(14)을 일정 간격을 가지고 연결시킨다. 가이드 파이프(16)는 본 실시 예에서 사각단면을 가지고 있으나 5각 또는 6각 단면을 가질 수도 있다. 가이드 파이프(16)는 이러한 각단면에 반드시 한정되는 것은 아니며 액튜에이터(18)를 직선 이동가능하게 할 수 있는 구조를 갖는 것이면 족하다.

액츄에이터(18)는 다수의 가이드 파이프(16)에 각기 슬라이딩 이동가능하게 삽입되어 있다. 액츄에이터(18)는 본 실시 예에서 사각단면을 갖는 파이프 형태이나 이러한 파이프 형태에 한정되는 것은 아니다. 액츄에이터(18)는 그 길이가 가이드 파이프(16)와 같거나 이보다 짧을 수 있다. 따라서 액츄에이터(18)는 가이드 파이프(16)에 지지되면서 반경방향으로 직선 이동하여 외측 곡면판(12)의 외부로 출몰될 수 있다.

이송스크류(20)는 도 7a 및 도 7b와 같이 액튜에이터(18)의 후단에 나사 결합되어 있다. 따라서 이송스크류(20)의 회전 방향에 따라 액츄에이터(18)는 이송스크류(20)와 나사 결합을 유지하면서 가이드 파이프(16)에 지지된 상태로 반경방향으로 직선 이동하여 외측 곡면판(12)의 외부로 출몰하게 된다.

구동모터(22)는 내측 곡면판(14)측에 고정되어 이송스크류(20)를 정역회전시킨다. 이때 구동모터(22)는 모두 도시안된 컨트롤러에 전기적으로 연결되어 구동 제어를 받는다.

영상 막재(24)는 내측 곡면판(12)의 전면에 배치되어 있다. 이때 영상 막재(24)는 테두리가 내측 곡면판(12)에 고정될 수 있다. 영상 막재(24)는 3차원 입체 화면을 표현하는 것으로 유연성을 갖는다. 영상 막재(24)는 직조된 원단에 기능성 물질이 코팅된 것이 될 수 있다.

이와 같이 구성된 3차원 곡면 입체감을 얻기 위한 동적실물 영사투사 다변형 서페이스 장치의 작용을 설명한다.

먼저, 외측 곡면판(12)에 영상을 비추게 되면, 영상은 외측 곡면판(12)에 배치된 영상막재(24)에 곡면상으로 나타나게 된다.

이 상태에서 도시안된 컨트롤러에서 실행되는 프로그램에 의해 다수의 구동모터(22)가 선택적으로 구동 제어되면, 외측 곡면판(12)에서 이송스크류(20)에 나사 결합된 액츄에이터(18)가 서로 다른 높이로 돌출되도록 하여 영상이 갖는 윤곽이 곡면상에 입체적으로 표현된다.

예로, 사람의 얼굴을 표현하고자 할 때 이마, 코, 볼, 입부분, 턱이 튀어나도록 액츄에이터(18)가 영상 막재(24)를 돌출시키도록 한다.

이같이 본 발명에 따르면, 영상 막재(24)에 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. 특히 액츄에이터(18)가 외측 곡면판(12)의 곡면상에 배열되어져 출몰 동작하여 영상 막재를 물리적으로 변형시켜 입체감을 표현하므로 교차로나 건물 모서리 같은 부분이나 정면이 아닌 다양한 각도에서 뚜렷한 입체감을 얻을 수 있다.

또한, 액츄에이터(18)가 반경 방향으로 움직이므로 더욱 다양한 이미지를 보여줄 수 있을 뿐만 아니라 액츄에이터(18)의 이동 반경을 작게 할 수 있어 설치개수를 줄일 수 있는 이점을 갖는다.

또한, 다수의 액츄에이터(18)가 삼각 형태로 배열된 구조를 이룰 경우, 지그재그 형태의 교차 효과로 영상 막재(24)를 변형시켜 3차원 입체감을 탁월하게 표현할 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: 외측 곡면판
14: 내측 곡면판
16: 가이드 파이프
18: 액츄에이터
20: 이송스크류
22: 구동모터
24: 영상막재

Claims (3)

1. 일정한 곡률 반경(R1)에 의해 곡면형을 이루고 일정 영역에 두께를 관통하여 원주방향과 수직방향으로 일정한 배치 간격(L1,L2)을 갖고 배열되어 있는 외측 격자홀(12a)을 갖는 외측 곡면판(12)과;
   상기 외측 곡면판(12)에서 일정 거리 이격되어 일정한 곡률 반경(R2)을 갖고 배치되고 상기 외측 격자홀(12a)에 동수로 배열되어 있는 내측 격자홀(14a)을 갖는 내측 곡면판(14)과;
   일단이 상기 외측 격자홀(12a)측에 접합되고 타단이 상기 내측 격자홀(14a)측에 접합되어 외측 곡면판(12)과 내측 곡면판(14)을 연결시키는 다수의 가이드 파이프(16)와;
   다수의 가이드 파이프(16)에 각기 슬라이딩 이동가능하게 삽입되어 상기 외측 곡면판(12)에서 각기 출몰 동작하는 액츄에이터(18)와;
   상기 액튜에이터(18)의 후단에 나사 결합되어 있는 이송스크류(20)와;
   상기 내측 곡면판(14)측에 고정되어 상기 이송스크류(20)를 정역회전 구동시키는 구동모터(22)와;
   상기 내측 곡면판(12)의 전면에 배치되어 상기 액츄에이터(18)의 돌출 조합에 의해 3차원 이미지로 윤곽이 디스플레이하는 유연한 영상 막재(24);를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 곡면 입체감을 얻기 위한 동적실물 영사투사 다변형 서페이스 장치.
2. 제 1항에 있어서,
   외측 격자홀(12a)들은 이웃한 것끼리 삼각 배치구조를 이루도록 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 3차원 곡면 입체감을 얻기 위한 동적실물 영사투사 다변형 서페이스 장치.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 외측 곡면판(12)과 내측 곡면판(14)을 지지하는 거치테이블(32)과;
   상기 거치테이블(32)에 수직으로 연결되어 있는 다수개의 테이블 다리(34)와;
   상기 테이블 다이(34)의 각기 하단에 장착된 이동바퀴(36);를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 3차원 곡면 입체감을 얻기 위한 동적실물 영사투사 다변형 서페이스 장치.

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