KR930001398B1 - 다색 표시장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

다색 표시장치

제1도는 종래의 정전기를 이용한 수광반사식 표시소자의 구성도.

제2도는 종래의 회전식 화소의 예시도.

제3도는 종래 전자석을 이용한 표시소자의 구성도.

제4도는 본 발명의 개략도.

제5도는 본 발명의 요부사시도.

제6도는 본 발명의 반사경 정면도.

제7도는 본 발명의 단진자 모터의 사시도.

제8도는 본 발명의 단진자 모터의 작동상태도.

제9도는 본 발명의 반사경의 작동상관 관계도.

제10도는 본 발명의 다른 실시예시도.

본 발명은 다색 표시장치에 관한 것으로서, 특히 광화이버를 이용하여 주간에는 태양빛에 의한 표시를 연출할 수 있도록 하여 야간에는 램프의 빛을 이용하여 다색 표시를 할 수 있으며 풀칼라(Full Caler)를 재현할 수 있는 장치에 관한 것이다.

최근과 같은 산업사회에 있어서는 광고 또는 정보의 전달 등에 의해 다수의 제3자에게 자기를 소개한다던가 또는 필요한 정보를 주지시키는 방안을 강구하고 이와 같은 정보를 다수인이 습득할 수 있게 표시하는 장치가 필요하게 된다.

특히 다수인이 모이는 장소 또는 왕래가 잦은 장소에 상기와 같은 표시장치를 설치하는 것은 효과적인 정보전달 수단이 되어 왔다.

상기와 같은 필요성에 의해 백화점 또는 운동경기장에 전구의 온, 오프에서 의한 전광표시판이 종래에 사용되어 왔으나 이와같은 전광표시판에 있어서는 전력소모가 많아 에너지 절약상 문제점이 많게 되고, 또한 전구의 수명에 의해 자주 보수 교체를 해야하며 또한 상기와 같은 전구를 이용할 경우에 있어서는 표시를 천연색으로 하는 다색표시가 불가능한 등 결점이 많았다.

또한 에너지 절약상의 문제로 전력소모를 줄일 수 있는 방식으로는 제1도에 도시한 바와같이 정전기를 이용한 수광 반사식 정전 표시장치가 사용되왔다. 제1도와 같은 수광반사식 정전 표시장치는 내측 고정전극(22)과 외측 고정전극(21), 유전체층(23, 24), 가동전극(25)으로 구성되며 전자회로의 스위칭 동작에 의해 스위치(SW)가 스위칭을 함으로써 가동전극의 운동으로 색채 표시를 할 수 있는 장치였다. 예를 들어 입력 단자 L1과 L2에 각각 양과 음의 전압이 인가되고 제1도에 실선으로 표시한 방향으로 스위치(SW)의 접점이 붙어 있다고 가정하면 외측 고정전극에는 양의 전압이 내측 고정전극(22)에는 음의 전압이 걸리게 되며 가동전극(25) 또한 음의 전압이 걸리게 된다. 따라서 유전체층(23)은 캐패시터로 작용하게 되며 상기 외측고정전극(21)의 양의 전압과 가동전극(25)의 음의 전압이 대전되게 되며 상기 유전체층(23)에 의한 개패시터에 의해 양전극은 흡인력을 작용하여 가동전극(25)는 제1도의 실선표시와 같이 외측 고정전극(21) 쪽으로 흡인된다.

따라서 내측 고정전극(22)상의 유전체층(24)의 색채와 이 색채가 거울면과 같이 경면으로 연마된 가동전극(25)의 표면에서 반사된 색채를 식별인식할 수 있게 된다. 마찬가지로 제1도의 스위치 SW가 점선방향으로 접속되면 유전체층(24)의 정전력에 의해 가동전극(25)는 점선표시와 같이 내측 고정전극(22) 측으로 흡인되고 외측 고정전극(21)상의 유전체층(23)의 색채와 이 색채가 점선표시와 같이 가동전극(25)의 경면에서 반사된 색채가 식별인식되게 된다.

따라서 제1도와 같은 종래의 수광반사식 정전표시장치에 있어서는 상기 내측 고정전극(22) 상의 유전체층(24)의 색채와 외측 고정전극(21)상의 유전체층(23)의 색채에 의한 2가지 색채만이 제1도의 표시소자에 사용될 수 밖에 없어 다양한 색의 표시가 불가능하고 화려한 색채표시의 효과를 기대할 수 없을 뿐만 아니라 가동전극(25)이 오염될 경우 경면의 색채반사가 원활하지 않고 유전체의 경면변화로 인한 수명이 제한되는 등 결점이 많았다.

제2도와 같은 종래 표시소자에 있어서는 철심(28, 28')에 코일(32)를 감고 코일의 양단부를 전극(27, 27')에 납으로 솔더링(33)하고 프라스틱과 같은 절연체로 된 본체(26)의 돌출부에 페라이트 원형판으로 된 자석체(29)의 양측에 고정된 핀(30, 30')을 회전가능하게 삽입하고 스프링(31, 31')로 고정하여 제2도와 같이 상기 자석체(29)의 표면이 경사지게 하고 자석체(29)가 회전하여 상기 자석체(29)의 홈부(34)가 철심(28')의 상단부에 걸림으로서 180° 회전하고 상기 자석체(29)의 이면이 나타나게 구성되어 있었다.

따라서 전극(27, 27')에 전원전압을 인가하면 코일(32)에는 전류가 흐르며 이 전류에 의해 철심(28, 28')이 자화되고 각각 N극과 S극이 되므로 상기 자석면(29)이 상기 자화된 자극에 의해 흡인되고 180°회전하게 된다. 그러므로 상기의 표시장치에 있어서는 상기 자석면(29)의 양면에 색채를 칠하여 색채표시를 할 수 있게 되어있었다. 이와같은 표시소자에 있어서는 제1도의 정전 표시소자와 마찬가지로 2가지 색채의 변화로 전체 표시판의 정보표시를 할 수 밖에 없으며 표시부분이 되는 자석면(29)이 본체보다 작게 되므로 표시소자 사이의 간격으로 인한 연속적 색채의 표시가 불가능하게 되는 문제점이 있다.

이와같은 문제점을 보완하기 위하여 제3도와 같이 사각추의 각면에 색채표시판을 부착하고, 사각추를 회전시켜 4가지 색으로 표시할 수 있는 표시장치가 개발되었다.

그러나 이와같은 종래의 표시장치는 정육면체 형의 추에 표시된 4가지 색상만을 표현할 수 밖에 없어 다양한 색채 표현에 한계성을 갖게 된다.

또한 하나의 전자식(30)이 상하로 이동하면서 2개의 사각추(31)를 작동시키므로 인하여 화면을 변동시키는 시간이 길어지게 되어 보는이로 하여금 지루함을 느끼게 되고 또한 각 소자를 결합함에 있어 조립 고정이 까다로워 조립 능률을 저하시키는 요인이 되었다. 또한 마그네트코어가 사각추내에 부분적으로 설치되어 있으므로 작동시 오동작을 일으키는 경우가 종종 발생하게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 보완하기 위하여 인출된 것으로서 태양의 빛을 추적하는 장치에 의하여 태양빛을 집광한 후 적색, 청색, 녹색으로 분리한 후 적절히 합성하여 각 소자별로 원하는 색상을 표현할 수 있도록 하므로서 풀칼라를 재현하도록 함에 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 또다른 목적은 태양광선이 비추는 상태에서는 전력의 사용을 배제함으로서 전력의 소모를 줄이는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명을 태양의 이동궤적을 추적하여 빛을 집광하는 장치와 집광된 빛을 적색, 녹색, 청색으로 분리하기 위한 장치와 분리된 빛을 집속시키기 위한 장치와 집속된 광을 광화이버를 통하여 분리시켜 각소자로 조사되도록 하고 광화이버를 통하여 조사되는 광량을 적절히 차단하여 원하는 색상을 표현할 수 있도록 한 장치로 구성된다. 상기 장치에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

우선 본 발명의 구성을 설명하면, 태양광선의 이동궤적을 추적하여 집광하기 위한 반사경(1)은 다수개의 거울(2)을 연속적으로 부착하여 원형을 이루도록 하여 중앙에는 광이 투과하는 구멍(3)이 형성되고 상기 거울(2)에서 집속되는 광을 반사하는 오목거울(4)이 거울(2)에서 소정거리 만큼 이격되어 상측에 지지대(5)에 의해 지지되어 있다. 또한 상기 반사경(1)의 하측에는 구멍(3)을 통하여 조사되는 태양광선의 방향을 조절하기 위한 양면반사경(6)의 회전 가능하게 설치되며, 상기 양면 반사경(6)에서 반사된 빛의 경로를 바꾸어 주기 위한 제1반사경(7)이 소정거리 만큼 이격되어 설치되어 있으며 상기 제1반사경(7)에서 반사되는 빛을 적, 청, 녹색으로 분리하기 위한 다이크로익밀러(8)가 상기 제1반사경(7)과 소정거리 만큼 이격되어 배치되도록 설치한다.

상기 다이크로익밀러(8)에서 분리되어 반사된 빛을 집속하기 위한 집속렌즈(9)와 집속된 광을 평행광선으로 바꾸어 주기 위한 렌즈(10)사이에는 열차단유리(11)가 설치되며 상기 렌즈(10)의 하단에는 다수개의 광화이버군(12)이 배치되어 각 표시소자(15)로 분기할 수 있도록 설치되며, 상기 광화이버군(12)에서 적, 청, 녹색으로 분기되어 온 광화이버(13)는 표시소자(15)에 후면을 통과하여 중앙에 3개의 광화이버(13)가 고정설치 되며 상기 광화이버(13)를 투과하는 빛의 양을 조절하기 위한 단진자모타(16)가 각기 광화이버(13)의 측면에 설치되며 내면은 반사막(17)이 씌워짐과 동시에 전면에는 렌즈(18)가 조립설치 된다.

상기 단진자모타(16)는 보빈(40)의 중앙 통공(41)에 소정거리 만큼 이격되게 2개의 강자성체(42, 43)를 설치하되, 하나의 자성체(42)는 두껍게 형성하여 보빈(40)이 고정시키며, 타측 자성체(43)와는 일측 끝단에서 절연물(44)로서 일정거리를 이격되도록 고정설치 하며 상기 자성체(43)의 타단은 직교하는 방향으로 연장되는 절연물(45)이 부착되어 연장부(45')가 상기 광화이버(13)의 끝단(13')을 가릴수 있도록 설치한다.

이와 같이 설치된 본 발명의 작용효과는 우선 반사경(1)이 태양의 궤적을 따라 위치가 변경되는데 계절의 변화에 따라 태양의 고도를 추적하기 위하여 수평면상에서 반사경(1)을 회전시키기 위한 제1모타(71)의 작동으로 인하여 반사경 자체가 수평으로 회전시키게 되며 하루 사이에 이동되는 태양을 추적하기 위한 고도의 변경을 제2모타(72)의 작동에 의하여 작용하게 되는데 이때 모타(71, 72)의 제어는 별도의 회로 구성으로 이루어져 있으며 이러한 작동관계를 주지의 사실이므로 상세한 설명은 생략한다.

이와 같이 태양의 이동궤적을 추적하는 반사경(1)에 입사된 광은 다수개의 거울(2)에서 반사되어 중앙의 구멍(3)을 통하여 하측에 설치된 양면반사경(6)으로 입사된다. 상기 양면반사경(6)은 반사경(1)이 회전함에 따라 입사각이 바뀌더라도 하측에 설치된 제1반사경(7)으로 일정하게 빛을 조사하여야 하므로 별도의 전자회로에 의하여 일정각도로 회전하도록 제3모타(73)에 의해 제어된다.

즉 제9도에 도시된 바와 같이 아침에 태양이 동쪽에 있을때에는 양면반사경(6)이 45°정도 좌측으로 기울어진 상태에서 중앙 구멍(3)을 통하여 입사되는 광의 경로를 바꾸어 제1반사경(7)으로 조사시키며 정오의 태양이 반사경이 수직상면에 위치하게 되면 양면반사경(6)은 수직상태를 이루어 오목거울(4)에서 반사된 빛이 구멍(3)을 통하여 제1반사경(7)에 직접 조사되도록 하며, 저녁이 되어 태양이 서쪽에 있을 경우에는 반사경(11)이 우측으로 기울어져 빛을 제1반사경(7)으로 조사할 수 있도록 광의 경로를 바꾸어주게 된다. 이와 같은 동작에 의하여 제1반사경(7)에 입사된 광은 태양광선이므로 백색광이다.

제1반사경(7)에서 반사된 백색광은 제1다이크로익밀러(8a)에서 적색광을 반사하고 청색 및 녹색광은 투과시키게 되며 제2다이크로익밀러(8b)에서는 청색광을 반사하고 녹색광을 투과하며 제2반사경(50)에서는 녹색광을 반사하게 된다. 상기 다이크로익밀러(8a, 8b)와 제2반사경(50)에서 반사된 광은 집속렌즈(9)를 투과하면서 집속되어져 광화이버군(12)의 지름을 갖도록 초점이 모아져서 집광효율을 높일수 있도록하며 확산렌즈(10)에 의해 광화이버군(12)에 평행으로 광을 전송할 수 있도록하며 상기 집속렌즈(9)와 확산렌즈(10)사이에는 열차단유리(11)를 설치하여 광화이버군(12)의 선단부위에 온도의 상승을 막아주게 된다.

상기와 같은 작동에 의하여 백색광은 청색, 적색, 녹색으로 분리되어지며 각각의 색상을 띤 광은 광화이버군(12)에 의하여 광을 전송하게 되는데 광화이버군에서 각기 하나의 광화이버로 분기하여 전광판의 표시소자(15)에 적색, 청색, 녹색의 3선의 광화이버가 모아지게 되는 것이며 각각의 색상을 띤 광화이버(13)의 끝단에서 투과되는 광량을 단진자모타(16)에서 제어하게 된다.

이때 단진자모타(16)는 보빈 주변의 코일(48)에 전류를 흘려주므로서 두개의 자성체(42, 43)가 자력을 띠게 된다. 이때 자성체(42, 43)는 동일 방향으로 설치되어 있으므로 동일한 극성을 갖는 전자석이 되는 것이며 이때 두 개의 전자석이된 자성체는 동일 극성끼리는 서로 밀어내려는 자석의 원리에 의하여 서로 멀어지려는 방향으로 자력이 발생하게 된다.

이때 두꺼운 자성체(42)는 고정되어 있으므로 얇은 탄성을 갖는 자성체(43)가 자력에 의하여 이동된다. 이때 자성체(43)의 이동거리는 자력에 세기에 비례하게 되는데 자력의 세기는 코일(48)에 흐르는 전류에 이에 따라 광화이버(13)를 통과하는 광량을 제어하게 되는데 이는 제8도에 도시된 바와 같이 코일(48)에 전류가 흐르지 않을때에는 자성체(43)끝단에 설치된 절연판(45)의 연장부(45')가 광화이버(13)의 끝단(13')을 완전히 차단하여 광화이버(13)의 끝단(13')에서 광이 투과되지 않는다. 이러한 상태에서 코일(48)에 전류를 흘려주면 강자성체(42, 43)는 자력을 띠게 된다. 이때 자성체(42, 43)가 동일한 방향으로 설치되어 있으므로 각 자성체(42, 43)는 동일한 방향에 극성을 띠게 된다. 따라서 서로 멀어지려고 하는 힘이 작용하게 되는데 일측이 절연물(44)에 의해 고정된 상태이므로 타측 즉 광화이버 끝단(13')을 가리고 있는 부분이 서로 멀어지는 방향으로 이동하므로 절연체의 연장부(45)의 끝단이 광화이버(13)의 끝단(13')으로부터 벗어나게 되므로 광화이버(13)의 선단(13')에서 광이 투사된다. 이때 자성체(43)의 멀어지는 거리는 코일에 흐르는 전류의 세기에 비례하게 되므로 전류의 세기를 강하게 할 경우 실선부에서 점선부의 위치로, 보다 강한 전류를 흘려줄 경우에는 이점쇄선으로 도시한 위치까지 이동하므로 절연판(45)의 연장부(45')가 광화이버(13)의 선단을 벗어나게 되므로 보다 많은 광을 조사할 수 있게 되는 것으로 각 단진자모타(16)에 흐르는 전류의 세기는 별도의 전자회로에 의하여 제어하므로 상세한 설명은 생략한다.

이와같이 각각의 광화이버를 통하여 입사되는 광은 각각의 단진자모타(16)에서 제어되어 광화이버(13)의 선단(13')에서 조사되는 광이 서로 혼합되어 표시하고자 하는 색상으로 조합되어 내부반사막(17)에 의하여 반사되어져 렌즈(18)를 통하여 외부에 표시할 수 있게 되는 것이다.

상기 설명에서는 표시소자 하나의 작동관계를 설명하였지만 전광판에 가로 세로로 수없이 정렬된 각각의 표시소자가 상기와 같은 동작에 의하여 각기 제어되므로 각 표시소자의 조합에 의하여 사용자가 원하는 여러가지의 형태를 그릴수 있도록 한다.

상기 설명에서는 주간에 태양의 빛을 추적하면서 전광판에 표시할 수 있도록 하는 과정을 설명하였지만 야간 또는 흐린 날씨에는 제10도에 도시한 바와 같이 양면반사경(6)을 고정시킨 상태에서 발광램프(100)로 빛을 조사하여 표시소자(13)에 광을 조사할 수 있다. 이때에는 발광램프(100)에서 발광하는 빛은 백색광을 띠도록 발광램프(100)전면에 적외선 및 자외선차단 필터(90)를 설치하는 것이 바람직하며 이와같은 상태에서 발산되는 빛은 양면반사경(6)에 의해 반사되어져 제1반사경(7)에 입사되고 이후 이루어지는 광로는 전기한 동작과 동일하므로 더 이상의 설명은 생략한다.

상기한 바와같이 본 발명에 의하면 태양광선을 이용하여 전광판을 작동시킬 수 있으므로 전력의 소모를 줄일 수 있으며 광의 조합에 의하여 표현하고자 하는 색상을 풀칼라로 재현하므로 사용영역을 넓힐 수 있게 된다.

Claims (5)

1. 수광 반사식 다색 표시장치에 있어서, 태양광선을 집광하기 위한 반사경(1)의 중앙 상부에 오목거울(4)을 하측에는 양면거울(6)을 회전가능하게 설치하며 상기 양면거울(6)에 반사된 빛을 수광하는 제1반사경(7)와 상기 반사경(7)에서 반사된 빛을 청, 녹, 적색으로 분리하기 위한 제1, 2다이크로익밀러(8a, 8b)와 제2반사경(50)을 구비하여 상기 다이크로익밀러(8a, 8b)와 제2반사경(50)에서 반사되는 빛을 집속하는 집속장치와 집속된 광을 광화이버군(12)에서 분기하여 각 표시소자(15)에 적, 청, 녹색의 3색의 광을 3가닥의 광화이버(13)을 통하여 전송토록하며 상기 적, 청, 녹색의 광을 전송받는 광화이버의 선단(13')에는 광량을 조절하기 위한 단진자모타(16)를 구비함을 특징으로 하는 다색 표시장치.
2. 수광식 다색 표시장치에 있어서, 발광램프(100)에는 조사되는 빛을 적외선 및 자외선차단 필터(90)을 통해 양면거울(6)에 조사하여 반사시키어 상기 양면거울(6)에 반사된 빛을 수광하는 제1반사경(7)과 상기반사경(7)에서 반사된 빛을 청, 녹, 적색으로 분리하기 위한 제1, 2다이크로익밀러(8a, 8b)와 제2반사경(50)을 구비하여 상기 다이크로익밀러(8a, 8b)와 제2반사경(50)에서 반사되는 빛을 집속하는 집속장치와 집속된 광을 광화이버군(12)에서 분기하여 각 표시소자(15)에 적, 청, 녹색의 3색의 광을 3가닥의 광화이버(13)를 통하여 전송토록하며 상기 적, 청 녹색의 광을 전송받는 광화이버의 선단(13')에는 광량을 조절하기 위한 단진자모타(16)를 구비함을 특징으로 하는 다색 표시장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 광을 집속시키는 장치는 광을 집속하기 위한 집속렌즈(9)와 집속된 광을 평형으로 변경하기 위한 확산렌즈(10)와 상기 집속렌즈(9) 확산렌즈 사이에 열차단판(11)을 설치함을 특징으로 하는 다색 표시장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 단진자모타(16)는 코일(48)이 감기는 보빈(40)의 중앙 통공(11)에 2개의 강자성체(42, 43)를 서로 이격되게 설치하되 하나의 자성체(42)는 보빈(40)에 고정되며 다른 하나의 자성체(43)는 탄력성 있도록 얇은판으로 이루어짐을 특징으로 하는 다색 표시장치.
5. 제4항에 있어서, 탄력성 있는 자성체(43)의 선단에는 절연물(44)이 부착되며 상기 절연물(44)의 끝단은 직교하는 방향으로 절곡된 연장부(45)를 가지며 상기 연장부(43)가 광화이버(13)의 선단(13')을 선택적으로 가릴 수 있도록 함을 특징으로 하는 다색 표시장치.

Images