KR20200009750A - 보이드 모듈을 이용한 표면 디스플레이 장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보이드 모듈을 이용한 표면 디스플레이 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 직선운동과 회전운동이 하나로 통합되어 동시 가능한 보이드 모듈, 영상 데이터에 따라 복수로 배열된 상기 보이드 모듈의 움직임을 제어하기 위한 제어 신호를 생성하는 신호 처리부 및 상기 생성된 제어 신호에 기초하여 상기 복수로 배열된 보이드 모듈 각각의 직선운동 및 회전운동 중 적어도 어느 하나 이상을 제어하는 모듈 제어부를 포함한다.

Description

보이드 모듈을 이용한 표면 디스플레이 장치 및 그 방법{METHOD AND APPARATUS FOR SURFACE DISPLAY USING VOID MECHANISM}

본 발명은 보이드 모듈을 이용한 표면 디스플레이 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 보이드 모듈의 직선운동 및 회전운동을 제어하여 빛 반사를 이용한 영상을 표현하는 기술에 관한 것이다.

표면 디스플레이는 복수 개의 블록들의 움직임을 이용하여 콘텐츠를 영상 등의 움직임 형태로 출력하는 장치로, 복수 개의 블록을 회전 또는 상하운동함으로써, 다양한 영상 표현이 가능하다.

다만, 종래의 표면 디스플레이 기술은 블록의 회전운동 또는 상하운동이 택일적이고, 동시에 지원되지 않는다는 한계가 존재하였다. 또한, 종래의 표면 디스플레이 기술은 블록을 회전운동에서 상하운동으로, 또는 상하운동에서 회전운동으로 변환하기 위해서는 블록에 대한 모듈 자체를 교체해야 한다는 문제점이 존재하였다.

본 발명의 목적은 회전운동 및 직선운동이 동시 동작하는 통합된 보이드 모듈을 이용하고, 회전운동하는 회전체와 직선운동하는 직선체 각각의 형태, 소재, 디자인을 서로 다르게 제작하여 보다 다양한 영상 표현이 가능하고자 한다.

또한, 본 발명의 목적은 회전운동 및 직선운동을 동시에 수행하는 보이드 모듈의 움직임에 따른 제어 신호를 변형시킴으로써, 직선운동의 오차를 최소화하여 정형화된 보이드 모듈의 움직임을 제공하고자 한다.

본 발명의 실시예에 따른 표면 디스플레이 장치는 직선운동과 회전운동이 하나로 통합되어 동시 가능한 보이드 모듈, 영상 데이터에 따라 복수로 배열된 상기 보이드 모듈의 움직임을 제어하기 위한 제어 신호를 생성하는 신호 처리부 및 상기 생성된 제어 신호에 기초하여 상기 복수로 배열된 보이드 모듈 각각의 직선운동 및 회전운동 중 적어도 어느 하나 이상을 제어하는 모듈 제어부를 포함한다.

상기 보이드 모듈은 복수의 면을 포함하는 다면체 형상의 프레임, 상기 프레임 내부에 위치하며, 상기 모듈 제어부에 의해 단진자 운동 및 반회전 운동 중 적어도 어느 하나 이상의 움직임을 수행하는 서브 모듈, 상기 서브 모듈의 일측에 접촉된 직선운동인자와 접촉되어 상기 서브 모듈의 단진자 운동에 의해 직선운동하는 직선체 및 상기 서브 모듈의 타측에 접촉된 회전운동인자와 접촉되어 상기 서브 모듈의 반회전 운동에 의해 회전운동하는 회전체를 포함할 수 있다.

상기 모듈 제어부는 상기 보이드 모듈의 상기 직선체 및 상기 회전체를 동시에 제어할 수 있다.

상기 모듈 제어부는 상기 제어 신호에 기반하여 상기 직선체를 직선운동하고, 상기 회전체를 회전운동하여 움직임의 온(On)/오프(off), 회전 및 빛 반사에 따른 명암을 위한 각도를 제어할 수 있다.

상기 직선체 및 상기 회전체 중 어느 하나는 사각판 형태, 사각 큐브 형태, 원형 형태 및 45도 각도 원형 형태 중 적어도 어느 하나의 형태일 수 있다.

상기 신호 처리부는 상기 모듈 제어부를 통해 상기 직선체의 앞/뒤 직선운동과 상기 회전체의 0도 내지 180도의 회전운동을 수행하기 위해, 상기 영상 데이터를 디지털 영상 처리하여 이진화한 상기 제어 신호를 생성할 수 있다.

상기 신호 처리부는 상기 직선운동인자의 직선운동을 보상하기 위해, 상기 서브 모듈의 단진자운동에 의한 변조(PWM) 신호를 익스포넨셜 그래프(exponential graph)로 변환한 상기 제어 신호를 생성할 수 있다.

상기 영상 데이터는 카메라로부터 촬영되는 영상 데이터, 저장되어 유지되는 영상 데이터 및 외부로부터 수신된 영상 데이터 중 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예예 따른 보이드 모듈은 복수의 면을 포함하는 다면체 형상의 프레임, 상기 프레임 내부에 위치하며, 단진자 운동 및 반회전 운동 중 적어도 어느 하나 이상의 움직임을 수행하는 서브 모듈, 상기 서브 모듈의 일측에 접촉된 직선운동인자와 접촉되어 상기 서브 모듈의 단진자 운동에 의해 직선운동하는 직선체 및 상기 서브 모듈의 타측에 접촉된 회전운동인자와 접촉되어 상기 서브 모듈의 반회전 운동에 의해 회전운동하는 회전체를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따른 복수의 보이드 모듈을 이용한 표면 디스플레이 장치의 방법에 있어서, 영상 데이터에 따라 복수로 배열된 상기 보이드 모듈의 움직임을 제어하기 위해, 제어 신호를 생성하는 단계 및 상기 생성된 제어 신호에 기초하여 상기 복수로 배열된 보이드 모듈 각각의 직선운동 및 회전운동 중 적어도 어느 하나 이상을 제어하는 단계를 포함하되, 상기 보이드 모듈은 직선운동과 회전운동이 하나로 통합되어 동시 가능하다.

본 발명의 실시예에 따르면, 회전운동 및 직선운동이 동시 동작하는 통합된 보이드 모듈을 이용하고, 회전운동하는 회전체와 직선운동하는 직선체 각각의 형태, 소재, 디자인을 서로 다르게 제작하여 보다 다양한 영상 표현이 가능할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 회전운동 및 직선운동을 동시에 수행하는 보이드 모듈의 움직임에 따른 제어 신호를 변형시킴으로써, 직선운동의 오차를 최소화하여 정형화된 보이드 모듈의 움직임을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 보이드 모듈의 사시도를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 표면 디스플레이 장치(200)의 세부 구성을 블록도로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 보이드 모듈의 정면 사시도를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 보이드 모듈의 측면 사시도를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 보이드 모듈의 분해도를 도시한 것이다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 실시예에 따른 구심부를 설명하기 위해 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 생성되는 명암 데이터에 따른 신호 처리의 예를 설명하기 위해 도시한 것이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 보이드 모듈의 적용 예를 도시한 것이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 표면 디스플레이 방법의 흐름도를 도시한 것이다.

이하, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 또한, 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 시청자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 보이드 모듈의 사시도를 도시한 것이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 보이드 모듈(100)은 복수 개로 배열되어 적층된 형태일 수 있다. 나아가 도 1에 도시된 바와 같이, 보이드 모듈(100) 각각은 서로 다른 측면을 포함하며, 일측면과 타측면의 형태, 소재, 디자인이 서로 다를 수 있다.

이 때, 보이드 모듈(100)은 일측면에 형성된 형태와, 타측면에 형성된 형태의 움직임이 동시에 수행되는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 도 2 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 보이드 모듈(100) 및 보이드 모듈을 이용하는 표면 디스플레이 장치(200)에 대해 상세히 설명하고자 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 표면 디스플레이 장치(200)의 세부 구성을 블록도로 도시한 것이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 표면 디스플레이 장치(200)는 보이드 모듈(100)의 직선운동 및 회전운동을 제어하여 빛 반사를 이용한 영상을 표현한다.

이를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 표면 디스플레이 장치(200)는 보이드 모듈(100), 신호 처리부(210) 및 모듈 제어부(220)를 포함한다.

보이드 모듈(100)은 직선운동과 회전운동이 하나로 통합되어 동시 가능하다.

이하에서는 도 3 내지 도 6c를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 보이드 모듈(100)의 세부 구성에 대해 상세히 설명하고자 한다.

도 3 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 보이드 모듈의 세부 구조를 도시한 것이다.

보다 상세하게는, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 보이드 모듈의 정면 사시도를 도시한 것이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 보이드 모듈의 측면 사시도를 도시한 것이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 보이드 모듈의 분해도를 도시한 것이다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 보이드 모듈(100)은 프레임(110), 서브모듈(140), 직선체(120) 및 회전체(130)를 포함할 수 있다.

프레임(110)은 복수의 면을 포함하는 다면체 형상일 수 있다. 예를 들면, 프레임(110)은 내부에 공간부가 형성되어 서브모듈(140)과 복수의 코어 또는 회전판을 수용할 수 있으며, 상, 하부가 개방되거나 차단된 형태로 이루어질 수 있다.

본 발명에서는 프레임(110)의 형태를 정육면체로 도시하였으나, 사면체, 오면체, 육면체, 원기둥, 원뿔, 원형 등의 다양한 형태가 가능하며, 이는 본 발명이 적용되는 실시예에 따라 적용 가능하므로, 한정하지 않는다.

서브모듈(140)은 프레임(110) 내부에 위치하며, 모듈 제어부(220)에 의해 단진자 운동 및 반회전 운동 중 적어도 어느 하나 이상의 움직임을 수행할 수 있다.

이 때, 서브모듈(140)은 직선체(120)의 일부분을 앞, 뒤로 이동하는 직선 움직임을 제공하며, 회전체(130)를 0도 내지 180도로 이동하는 회전 움직임을 제공하는 회전모듈(141) 및 단진자모듈(142)을 포함할 수 있다.

도 4를 참조하면, 서브모듈(140)의 단진자모듈(142)은 직선체(120)에 접촉되는 직선운동인자(121)가 결합된 형태로, 직선운동인자(121)는 서브모듈(140)의 단진자모듈(142)과 직선체(120)를 연결할 수 있다. 이로 인해, 직선체(120)는 서브모듈(140)의 단진자 운동에 의한 직선운동인자(121)의 직선운동으로 인해 일부분이 앞, 뒤로 움직일 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 보이드 모듈(100)은 직선운동인자(121)와 프레임(110) 사이에 구심부(122)를 포함할 수 있다.

이하에서는 도 6a 내지 도 6c를 참조하여 구심부(122)의 역할에 대해 상세히 설명하고자 한다.

도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 실시예에 따른 구심부를 설명하기 위해 도시한 것이다.

도 6a를 참조하면, 직선운동인자(121)는 서브모듈(140)의 단진자모듈(142)에 연결되며, 서브모듈(140)이 단진자 운동함에 따라 앞, 뒤로 움직여 직선체(120)의 직선운동을 수행할 수 있다.

예를 들어, 서브모듈(140)이 단진자 운동하는 경우, 도 6b에 도시된 바와 같이, 단진자모듈(142)에 연결된 직선운동인자(121)의 연결 지점의 위치가 변동될 수 있다. 직선운동인자(121)는 피아노 와이어 소재일 수 있으며, 이러한 소재의 특성으로 인해 직선운동인자(121)는 위치가 변동되더라도 휘어지지 않고 힘을 전달할 수 있다. 실시예에 따라서, 서브모듈(140)의 단진자 운동에 따라 단진자모듈(142)의 위치가 양쪽 끝으로 멀어질수록 직선운동인자(121)의 회전운동요소가 줄어들고, 운동 메커니즘(mechanism, 610)에 손상이 발생될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 보이드 모듈(100)은 서브모듈(140)의 단진자 운동에 의해 발생되는 직선운동인자(121)의 휘어짐 및 운동 메커니즘(610)을 최소화하고, 힘의 방향을 일직선으로 전달하기 위해, 구심부(122)를 포함할 수 있다.

도 6c를 참조하면, 구심부(122)는 단진자 운동에 따른 힘의 회전운동요소를 없애주고, 힘의 방향이 직선으로 전달되도록 직선운동인자(121)를 고정하는 파이프 형태일 수 있다. 이에 따라서, 구심부(122)는 직선운동인자(121)의 회전운동요소를 최소화하며, 힘의 방향이 직선으로 직선체(120)에 전달되도록 할 수 있다.

다시 도 3 내지 도 5를 참조하면, 서브모듈(140)의 회전모듈(141)은 회전체(130)에 접촉하는 회전운동인자(131)와 결합된 형태로, 회전운동인자(131)는 회전모듈(141)의 중앙에 위치하는 홀(Hole)에 연결되어 서브모듈(140)의 회전모듈(141)와 회전체(130)를 연결할 수 있다. 이로 인해, 회전체(130)는 서브모듈(140)의 반회전 운동에 의해 0도부터 180도로 회전운동할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 표면 디스플레이 장치(200)는 서브모듈(140)의 회전모듈(141)을 회전시킴으로써, 회전하는 회전체(130)에 반사되는 빛을 이용한 영상을 표현한다. 이에, 서브모듈(140)의 회전모듈(141)은 180도 회전 즉, 반회전 운동을 기본으로 하며, 회전체(130)의 0도 내지 180도의 회전운동을 수행할 수 있다.

직선체(120)는 서브모듈(140)의 일측에 접촉된 직선운동인자(121)와 접촉되며, 서브모듈(140)의 단진자 운동에 의해 직선운동할 수 있다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 직선체(120)의 상단은 프레임(110)에 연결되어 고정된 형태이고, 하단은 직선운동인자(121)에 연결된 형태일 수 있다. 이에 따라서, 서브모듈(140)의 단진자모듈(142)의 단진자 운동에 의해 직선운동인자(121)는 앞, 뒤로 직선운동하며, 직선체(120)는 고정된 상단에 의한 다양한 각도를 형성할 수 있다. 상기 각도는 단진자모듈(142)의 단진자 운동에 따른 양쪽의 최고 지점에 의해 형성되는 것이므로, 한정하지 않는다.

이 때, 직선운동인자(121)는 직선체(120)의 하단에 단일 개로 형성되어 있으나, 직선체(120)의 상단, 하단 또는 측면에 위치할 수 있으며, 적어도 두 개 이상일 수 있으므로, 직선운동인자(121)의 개수 및 위치는 도시된 바와 한정되지 않는다.

회전체(130)는 서브모듈(140)의 타측에 접촉된 회전운동인자(131)와 접촉되며, 서브모듈(140)의 반회전 운동에 의해 회전운동할 수 있다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 회전체(130)는 회전운동 전환모듈(133)에 연결되고, 회전운동 전환모듈(133)은 고정판(132) 중심에 위치하며, 고정판(132)의 상단 및 하단은 프레임(110)에 연결되어 고정된 형태일 수 있다. 이 때, 회전체(130)의 회전운동을 전환하는 스크류(screw) 형태의 회전운동 전환모듈(133)은 회전운동인자(131)와 연결되고, 회전운동인자(131)는 서브모듈(140)의 회전모듈(141)에 연결된 형태일 수 있다.

이에 따라서, 서브모듈(140)의 회전모듈(141)의 반회전 운동 즉, 0도 내지 180도의 반회전 운동에 의해 회전체(130)는 회전운동할 수 있다.

실시예에 따라서, 직선체(120)는 상하타입 또는 직선타입이고, 회전체(130)는 회전타입인 것을 특징으로 하며, 직선체(120) 및 회전체(130)는 사각판 형태, 사각 큐브 형태, 원형 형태, 45도 각도 원형 형태 및 원통 형태 중 적어도 어느 하나의 형태일 수 있다. 또한, 직선체(120) 및 회전체(130)는 알루미늄, 알루미늄 아노다이징, 나무, 원목, 아크릴, 자개, 경금속 또는 중금속 등의 금속 중 적어도 어느 하나의 표면 소재로 형성된 것일 수 있다.

다만, 직선체(120) 및 회전체(130)의 형태, 디자인, 소재는 이에 한정되지 아니하며, 빛의 반사에 따라 영상을 표현하는 본 발명의 실시예에 따른 표면 디스플레이 장치(200)가 적용되는 실시예에 따라 다양하게 적용 가능하다.

다시 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 표면 디스플레이 장치(200)의 신호 처리부(210)는 영상 데이터에 따라 복수로 배열된 상기 보이드 모듈의 움직임을 제어하기 위한 제어 신호를 생성한다.

보다 구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 표면 디스플레이 장치(200)의 신호 처리부(210)는 영상 데이터를 처리하여 직선체(120) 및 회전체(130)의 움직임을 제어하는 제어 신호, 및 직선운동인자(121)의 운동 메커니즘(mechanism, 610) 오차를 최소화하기 위한 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 한다.

일 예로, 신호 처리부(210)는 표면 디스플레이 장치(200)에 연결된 카메라 또는 센서로부터 획득되는 영상 데이터, 표면 디스플레이 장치(200)의 데이터베이스에 저장되어 유지되는 영상 데이터 및 외부로부터 표면 디스플레이 장치(200)로 수신되는 영상 데이터 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 영상 데이터를 디지털 영상 처리하여 이진화하고, 이진화에 따른 제어 신호를 생성할 수 있다.

보다 구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 표면 디스플레이 장치(200)는 빛의 반사 정도를 임의로 형성하여 구축한 명암의 단계를 256 단계로 분류하여 저장 및 유지할 수 있다. 도 7을 예를 들어 설명하면, 본 발명의 실시예에 따른 표면 디스플레이 장치(200)는 영상 데이터의 영상신호를 흑백의 명암으로 처리하고, 이를 구축한 명암의 단계에 기초하여 256 단계의 명암데이터로 저장한 후, 데이터 부호화할 수 있다. 이로 인해, 신호 처리부(210)는 명암의 256 단계 중 임의의 단계에 대한 신호 정보를 포함하는 제어 신호를 생성함으로써, 모듈 제어부(220)를 통한 직선체(120)의 앞, 뒤 직선운동 및 회전체(130)의 0도 내지 190도의 회전운동을 디테일하게 제어하여 보다 다양한 영상 표현이 가능할 수 있다.

다른 예로, 신호 처리부(210)는 서브모듈(140)의 단진자 운동에 의해 발생하는 직선운동인자(121)의 운동 메커니즘(mechanism, 610) 오차를 최소화하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다. 예를 들면, 신호 처리부(210)는 서브모듈(140)의 단진자 운동에 의한 변조(PWM) 신호를 라이너(Liner)한 그래프에서, 로그 그래프(Log graph)인 익스포넨셜 그래프(exponential graph)로 변화하는 보정을 수행함으로써, 직선체(120)의 직선운동을 보상할 수 있다.

보다 구체적으로, 신호 처리부(210)는 영상 데이터의 영상신호를 흑백의 명암으로 처리하여 256 단계의 명암 데이터로 1차 처리한 후, 변조 신호(PWM 신호)로 변환할 수 있다. 상기 변환할 때, 신호 처리부(210)는 256 단계의 이진화 부호를 256 단계의 변조 펄스폭으로 세분화하여 변환할 수 있다.

실시예에 따라서, 데이터를 변환하는 과정에서 오차가 발생할 수 있으므로, 오차를 보정하기 위해 신호 처리부(210)는 로그 그래프 형식의 제어 알고리즘을 이용함으로써, 0도 혹은 180도 위치에 근접한 데이터와 90도에 근접한 데이터를 제1 단계 움직임 또는 제2 단계 움직임 등의 운동에너지로 변환하는 로직을 상이하게 구동시키기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다.

도 7을 참조하여 설명하면, 빛의 반사 정도를 임의로 형성하여 구축한 명암의 256 단계 중에서, 데이터가 “0” 및 “255”인 경우, 즉 서브모듈(140)의 단진자모듈(142)이 서쪽 방향(0도 방향) 및 동쪽 방향(180도 방향)에 위치하는 경우, 도 6b에 도시된 바와 같이 직선운동인자(121)의 운동 메커니즘(610)의 손실이 많이 발생하므로, 신호 처리부(210)는 제1 단계 움직임을 위한 제어 신호를 생성할 수 있다.

또한, 데이터가 “90”인 경우, 즉 서브모듈(140)의 단진자모듈(142)이 남쪽 방향(90도 방향)에 위치하는 경우, 직선운동인자(121)의 운동 메커니즘의 손실(610)이 데이터가 “0” 및 “255”인 경우에 비해 미약하므로, 신호 처리부(210)는 제2 단계 움직임을 위한 제어 신호를 생성할 수 있다.

이 때, 상기 제1 단계 움직임은 직선운동인자(121)의 직선운동 손실을 보상하기 위해 강한 움직임을 나타내고, 상기 제2 단계 움직임은 상기 제1 단계 움직임에 비해 다소 약한 움직임을 나타낼 수 있다. 이에 따라서, 신호 처리부(210)는 상기 제1 단계 움직임과 상기 제2 단계 움직임에 대한 펄스를 유동적으로 변형시킴으로써, 서브모듈(140)의 단진자 운동에 대한 직선운동의 손상을 보상할 수 있다.

즉, 신호 처리부(210)는 서브모듈(140)의 단진자 운동에 의한 0개 내지 255개의 데이터를 변조(PWM) 신호로 변환할 때, 상기 제1 단계 움직임 및 상기 제2 단계 움직임의 서로 다른 로직 구동으로 인한 펄스를 유동적으로 변형시켜 제어 신호를 생성함으로써, 직선운동인자(121)의 일정한 직선운동을 유지할 수 있다.

이에 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 표면 디스플레이 장치(200)는 0도 또는 180도 위치에 근접한 데이터와 90도 위치에 근접한 데이터를 운동 에너지로 변환하는 로직을 상이하게 동작시킴으로써, 명암의 단계에 따른 직선체(120) 및 회전체(130)의 제어를 통해 보다 디테일한 영상 표현이 가능하다.

다시 도 2를 참조하면, 모듈 제어부(220)는 신호 처리부(210)에 의해 생성되는 제어 신호에 기초하여 복수로 배열된 보이드 모듈(100) 각각의 직선운동 및 회전운동 중 적어도 어느 하나 이상을 제어할 수 있다.

모듈 제어부(220)는 보이드 모듈(100)의 직선체(120) 및 회전체(130)를 동시에 제어할 수 있으며, 제어 신호에 기반하여 직선체(120) 및 회전체(130) 움직임의 온(On)/오프(off) 제어, 회전 제어 및 빛 반사에 따른 명암을 위한 각도 제어를 수행할 수 있다.

도 8 및 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 보이드 모듈의 적용 예를 도시한 것이다.

도 8을 참조하면, 회전체의 적용 예(810) 및 직선체의 적용 예(820)를 확인할 수 있다. 회전체(130) 및 직선체(120)는 회전운동 및 직선운동하므로, 빛의 각도에 따른 명암의 변화가 생겨 다양한 영상 표현이 가능하다.

본 발명의 실시예에 따른 표면 디스플레이 장치는 빛 반사의 정도를 임의로 형성하여 명암의 단계를 256단계로 분류하였으며, 이로 인한 단계별로 회전체(130) 및 직선체(120)의 회전운동 및 직선운동의 움직임을 세부적으로 변경시킴으로써, 섬세한 영상 표현이 가능하다.

실시예에 따라서, 회전체(130) 및 직선체(120)의 표면은 도 9에 도시된 바와 같이 빛 반사의 정도에 따라 다양한 명암이 가능할 수 있다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 표면 디스플레이 방법의 흐름도를 도시한 것이다.

도 10의 방법은 도 2에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 표면 디스플레이 장치에 의해 수행된다.

도 10을 참조하면, 단계 1010에서, 영상 데이터에 따라 복수로 배열된 보이드 모듈의 움직임을 제어하기 위해, 제어 신호를 생성한다. 이 때, 상기 보이드 모듈은 직선운동과 회전운동이 하나로 통합되어 동시 가능하다.

상기 보이드 모듈은 복수의 면을 포함하는 다면체 형상의 프레임, 상기 프레임 내부에 위치하며, 단진자 운동 및 반회전 운동 중 적어도 어느 하나 이상의 움직임을 수행하는 서브모듈, 상기 서브모듈의 일측에 접촉된 직선운동인자와 접촉되어 상기 서브모듈의 단진자 운동에 의해 직선운동하는 직선체 및 상기 서브모듈의 타측에 접촉된 회전운동인자와 접촉되어 상기 서브모듈의 반회전 운동에 의해 회전운동하는 회전체를 포함할 수 있다.

단계 1010은 영상 데이터를 처리하여 직선체 및 회전체의 움직임을 제어하는 제어 신호 및 직선운동인자의 운동 메커니즘(mechanism) 오차를 최소화하기 위한 제어 신호를 생성하는 단계일 수 있다.

일 예로, 단계 1010은 직선체의 앞/뒤 직선운동과 회전체의 0도 내지 180도의 회전운동을 수행하기 위해, 영상 데이터를 디지털 영상 처리하여 이진화한 제어 신호를 생성할 수 있다. 이 때, 상기 영상 데이터는 표면 디스플레이 장치에 연결된 카메라 또는 센서로부터 획득되는 영상 데이터, 표면 디스플레이 장치의 데이터베이스에 저장되어 유지되는 영상 데이터 및 외부로부터 표면 디스플레이 장치로 수신되는 영상 데이터 중 적어도 어느 하나 이상을 포함한 것일 수 있다.

다른 예로, 단계 1010은 직선운동인자의 직선운동을 보상하기 위해, 서브모듈의 단진자운동에 의한 변조(PWM) 신호를 익스포넨셜 그래프(exponential graph)로 변환한 제어 신호를 생성할 수 있다.

단계 1020에서, 생성된 제어 신호에 기초하여 복수로 배열된 보이드 모듈 각각의 직선운동 및 회전운동 중 적어도 어느 하나 이상을 제어한다.

단계 1020은 보이드 모듈의 직선체 및 회전체를 동시에 제어하는 것을 특징으로 하며, 생성된 제어 신호에 기반하여 직선체 및 회전체의 직선운동 및 회전운동과, 움직임의 온(On)/오프(off) 제어, 회전 제어 및 빛 반사에 따른 명암을 위한 각도 제어를 수행하는 단계일 수 있다.

이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 어플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

100: 보이드 모듈
110: 프레임
120: 직선체
121: 직선운동인자
122: 구심부
130: 회전체
131: 회전운동인자
132: 고정판
133: 회전운동 전환모듈
140: 서브모듈
141: 회전모듈
142: 단진자모듈
200: 표면 디스플레이 장치

Claims (10)

1. 직선운동과 회전운동이 하나로 통합되어 동시 가능한 보이드 모듈;
   영상 데이터에 따라 복수로 배열된 상기 보이드 모듈의 움직임을 제어하기 위한 제어 신호를 생성하는 신호 처리부; 및
   상기 생성된 제어 신호에 기초하여 상기 복수로 배열된 보이드 모듈 각각의 직선운동 및 회전운동 중 적어도 어느 하나 이상을 제어하는 모듈 제어부
   를 포함하는 표면 디스플레이 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 보이드 모듈은
   복수의 면을 포함하는 다면체 형상의 프레임;
   상기 프레임 내부에 위치하며, 상기 모듈 제어부에 의해 단진자 운동 및 반회전 운동 중 적어도 어느 하나 이상의 움직임을 수행하는 서브 모듈;
   상기 서브 모듈의 일측에 접촉된 직선운동인자와 접촉되어 상기 서브 모듈의 단진자 운동에 의해 직선운동하는 직선체; 및
   상기 서브 모듈의 타측에 접촉된 회전운동인자와 접촉되어 상기 서브 모듈의 반회전 운동에 의해 회전운동하는 회전체
   을 포함하는 표면 디스플레이 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 모듈 제어부는
   상기 보이드 모듈의 상기 직선체 및 상기 회전체를 동시에 제어하는 것을 특징으로 하는 표면 디스플레이 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 모듈 제어부는
   상기 제어 신호에 기반하여 상기 직선체를 직선운동하고, 상기 회전체를 회전운동하여 움직임의 온(On)/오프(off), 회전 및 빛 반사에 따른 명암을 위한 각도를 제어하는 표면 디스플레이 장치.
5. 제2항에 있어서,
   상기 직선체 및 상기 회전체 중 어느 하나는
   사각판 형태, 사각 큐브 형태, 원형 형태 및 45도 각도 원형 형태 중 적어도 어느 하나의 형태인 것을 특징으로 하는 표면 디스플레이 장치.
6. 제2항에 있어서,
   상기 신호 처리부는
   상기 모듈 제어부를 통해 상기 직선체의 앞/뒤 직선운동과 상기 회전체의 0도 내지 180도의 회전운동을 수행하기 위해, 상기 영상 데이터를 디지털 영상 처리하여 이진화한 상기 제어 신호를 생성하는 표면 디스플레이 장치.
7. 제2항에 있어서,
   상기 신호 처리부는
   상기 직선운동인자의 직선운동을 보상하기 위해, 상기 서브 모듈의 단진자운동에 의한 변조(PWM) 신호를 익스포넨셜 그래프(exponential graph)로 변환한 상기 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 표면 디스플레이 장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 영상 데이터는
   카메라로부터 촬영되는 영상 데이터, 저장되어 유지되는 영상 데이터 및 외부로부터 수신된 영상 데이터 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 표면 디스플레이 장치.
9. 복수의 면을 포함하는 다면체 형상의 프레임;
   상기 프레임 내부에 위치하며, 단진자 운동 및 반회전 운동 중 적어도 어느 하나 이상의 움직임을 수행하는 서브 모듈;
   상기 서브 모듈의 일측에 접촉된 직선운동인자와 접촉되어 상기 서브 모듈의 단진자 운동에 의해 직선운동하는 직선체; 및
   상기 서브 모듈의 타측에 접촉된 회전운동인자와 접촉되어 상기 서브 모듈의 반회전 운동에 의해 회전운동하는 회전체
   를 포함하는 보이드 모듈.
10. 복수의 보이드 모듈을 이용한 표면 디스플레이 장치의 방법에 있어서,
    영상 데이터에 따라 복수로 배열된 상기 보이드 모듈의 움직임을 제어하기 위해, 제어 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 생성된 제어 신호에 기초하여 상기 복수로 배열된 보이드 모듈 각각의 직선운동 및 회전운동 중 적어도 어느 하나 이상을 제어하는 단계를 포함하되,
    상기 보이드 모듈은
    직선운동과 회전운동이 하나로 통합되어 동시 가능한 것을 특징으로 하는 표면 디스플레이 방법.

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