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WO2024043352A1 - 회전형 디스플레이 장치 - Google Patents

회전형 디스플레이 장치 Download PDF

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Publication number
WO2024043352A1
WO2024043352A1 PCT/KR2022/012471 KR2022012471W WO2024043352A1 WO 2024043352 A1 WO2024043352 A1 WO 2024043352A1 KR 2022012471 W KR2022012471 W KR 2022012471W WO 2024043352 A1 WO2024043352 A1 WO 2024043352A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
synchronization signal
unit
display device
time
light
Prior art date
Application number
PCT/KR2022/012471
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
이수범
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to PCT/KR2022/012471 priority Critical patent/WO2024043352A1/ko
Publication of WO2024043352A1 publication Critical patent/WO2024043352A1/ko

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    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F11/00—Indicating arrangements for variable information in which the complete information is permanently attached to a movable support which brings it to the display position
    • G09F11/02—Indicating arrangements for variable information in which the complete information is permanently attached to a movable support which brings it to the display position the display elements being secured to rotating members, e.g. drums, spindles
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F11/00—Indicating arrangements for variable information in which the complete information is permanently attached to a movable support which brings it to the display position
    • G09F11/02—Indicating arrangements for variable information in which the complete information is permanently attached to a movable support which brings it to the display position the display elements being secured to rotating members, e.g. drums, spindles
    • G09F11/04—Indicating arrangements for variable information in which the complete information is permanently attached to a movable support which brings it to the display position the display elements being secured to rotating members, e.g. drums, spindles the elements being secured to rotating discs
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F11/00—Indicating arrangements for variable information in which the complete information is permanently attached to a movable support which brings it to the display position
    • G09F11/02—Indicating arrangements for variable information in which the complete information is permanently attached to a movable support which brings it to the display position the display elements being secured to rotating members, e.g. drums, spindles
    • G09F11/10—Electrical control therefor
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F9/00—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements
    • G09F9/30—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements
    • G09F9/33—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements being semiconductor devices, e.g. diodes

Definitions

  • the present invention is applicable to display device-related technical fields, and for example, relates to a rotatable display device using LED (Light Emitting Diode), a semiconductor light emitting device.
  • LED Light Emitting Diode
  • a light emitting module with one-dimensional array of light sources
  • various characters, graphics, and even videos can be played due to the afterimage effect on the human eye.
  • a light emitting diode LED
  • a display device that displays an image while rotating the light source is called a rotational afterimage display device.
  • This rotational afterimage display device includes a fixed part and a rotating part.
  • the part receiving external power and the driving circuit of the motor may be located in the fixed part, and the display driving device, light source bar, etc. may be located in the rotating part. Therefore, the power supply device of the rotating afterimage display device may include a part that transmits power from the fixed part to the rotating part.
  • the rotation speed of the rotating part and the synchronization of the scanning screen of the light source must match in order to always play a desired image or video at a certain position.
  • an optical encoder using infrared light can be applied.
  • the rotation axis of the display unit and the axis of the encoder may not perfectly match, which may cause the display screen to tremble.
  • the axis of the scaler and the axis of the rotating part where the light source module is installed are installed aligned, but a certain mechanical tolerance may occur between the central axis of the scaler and the axis of the rotating part.
  • the reference signal may not be generated at the correct timing, which may cause screen tremors.
  • the present invention seeks to provide a rotary display device that can improve the screen shaking phenomenon caused by the axis of the encoder being twisted from the rotating part when synchronizing the screen of the rotary display using an optical encoder.
  • the present invention includes: a fixing unit including a motor; a rotating part located on the fixed part and rotated by the motor; a light source module coupled to the rotating unit and including a light emitting element array that displays an image using an afterimage caused by rotation of the rotating unit; A scaler fixed to one of the fixed part and the rotating part and having a plurality of slits formed thereon, and outputting a synchronization signal in response to the positions of the plurality of slits by relative motion generated by the fixed part and the rotating part.
  • Encoder that does; and an image processing unit that generates an image output signal that controls light emission of the light source module at a time including a delay time including an average value of the deviation of the synchronization signal output from the encoder.
  • the synchronization signal may include a first synchronization signal and a second synchronization signal corresponding to two slits among the plurality of slits.
  • the image processing unit may generate the image output signal at a time when the delay time is added to the detection time of the signal detected first among the first synchronization signal and the second synchronization signal.
  • the encoder may include a first header generating the first synchronization signal and a second header generating the second synchronization signal.
  • the first header is located on a first side with respect to the scaler and includes a first light emitting unit and a first light receiving unit
  • the second header is located on a second side with respect to the scaler and includes a second light emitting unit. It may include a light receiving unit and a second light receiving unit.
  • the first side may be located at an antipodal point with respect to the second side on the scaler.
  • the delay time may include a basic delay time between the output time of the synchronization signal and the actual light emission time of the light source module.
  • the image processing unit outputs the image output signal after the delay time obtained by adding the basic delay time and the average value to the detection time of the first detected signal among the first synchronization signal and the second synchronization signal. can do.
  • the scaler may have a disk-shaped shape with the plurality of slits formed along the circumferential direction.
  • the encoder includes a light emitting unit that continuously emits light; and a light receiving unit that receives light emitted from the light emitting unit.
  • the light source module is coupled to the rotating unit and may include a light emitting element array disposed in the longitudinal direction on at least one panel disposed radially or at least one panel disposed along a cylindrical surface. .
  • the present invention includes: a fixing unit including a motor; a rotating part located on the fixed part and rotated by the motor; a light source module coupled to the rotating unit and including a light emitting element array that displays an image using an afterimage caused by rotation of the rotating unit; It includes a plurality of slits, and outputs a synchronization signal including a first synchronization signal and a second synchronization signal in response to the positions of two slits among the plurality of slits by relative motion generated by the fixed part and the rotating part.
  • Encoder that does; and an image processing unit that generates an image output signal that controls light emission of the light source module at a time including a delay time including the average value of the deviation between the first synchronization signal and the second synchronization signal output from the encoder. can do.
  • the encoder signal at the normal position is always consistently delayed. can be processed.
  • the processed encoder signal calculates the normal position even if the axis of the encoder is twisted and is output after a certain time delay, thereby improving or preventing screen shaking.
  • the screen shaking phenomenon is improved by always accurately synchronizing the specific positions of the image and the light source regardless of the axis deviation (tolerance) that inevitably occurs between the central axis of the encoder and the axis of the rotating part. can do.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of a rotatable display device applicable to the present invention.
  • Figure 2 is a perspective view showing a second embodiment of a rotatable display device applicable to the present invention.
  • Figure 3 is a perspective view showing the front of the light source module according to the first embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a perspective view showing the rear of the light source module according to the first embodiment of the present invention.
  • Figure 5 is an enlarged view of portion A of Figure 3.
  • Figure 6 is a cross-sectional view of a light source module according to the first embodiment of the present invention.
  • Figure 7 is a block diagram of a rotatable display device according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 8 is a schematic perspective view showing an encoder applied to a rotary display device according to the first embodiment of the present invention.
  • 9 to 12 are diagrams for explaining a phenomenon that occurs when the axis of the scaler is twisted from the axis of the rotating part in a rotary display device.
  • Figure 13 is a schematic perspective view showing an encoder applied to a rotary display device according to a second embodiment of the present invention.
  • Figures 14 and 15 show an example of a process for generating an image output signal in a rotary display device according to a second embodiment of the present invention.
  • Figures 16 and 17 show another example of the process of generating an image output signal in the rotary display device according to the second embodiment of the present invention.
  • Figure 18 is a flowchart of the process of generating a video output signal.
  • Figure 19 is a table showing the actual photographed state of the light source module of the rotary display device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of a rotatable display device applicable to the present invention.
  • Figure 1 shows a cylindrical rotatable display device in which a light emitting element array 331 is provided on at least one panel 310, 320, and 330 arranged along a cylindrical surface, respectively, in the longitudinal direction of each panel.
  • Figure 1 shows only the light emitting element array 331 provided on the front panel 330.
  • the light emitting element arrays provided in the left panel 310 and the right panel 320 are not shown, but the left panel 310 and the right panel 320 also have light emitting element arrays of the same structure. It can be (311; see FIG. 3).
  • This rotary display device largely includes a fixed part 100 including a motor 110 (see FIG. 7), a rotating part 200 located on the fixed part 100 and rotated by the motor 110, and a rotating part. It may include a light source module 300 that is coupled to (200) and includes a light emitting element array 331 installed on the panels 310, 320, 330 (hereinafter, first panel), and implements a display by displaying an afterimage by rotation. You can.
  • the light source module 300 may include a light emitting element array 331 mounted in the longitudinal direction on at least one bar-shaped first panel 310, 320, and 330 provided at regular intervals on the cylindrical outer peripheral surface. .
  • the light source module 300 may include three first panels 310, 320, and 330 provided with a light emitting device array 331 (hereinafter, a first light emitting device array). However, this is just an example, and the light source module 300 may include one or more panels.
  • individual pixels may be arranged in the longitudinal direction on each first panel 310, 320, and 330. At this time, sub-pixels constituting individual pixels may be arranged in a direction perpendicular to the longitudinal direction. Meanwhile, sub-pixels constituting individual pixels may be arranged horizontally in the longitudinal direction.
  • these sub-pixels may emit light sequentially within individual pixels.
  • Each of the first panels 310, 320, and 330 constituting the light source module 300 may form a printed circuit board (PCB). That is, each first panel 310, 320, and 330 may include the function of a printed circuit board.
  • a light emitting element array may implement individual unit pixels and be arranged in the length direction of the panel.
  • a panel equipped with such a light-emitting element array can be rotated and a display can be implemented using afterimages.
  • the implementation of the afterimage display will be described in detail below.
  • the light source module 300 may be comprised of a plurality of first panels 310, 320, and 330, but may also be implemented as a single panel equipped with a light emitting element array.
  • the light source module 300 is implemented with multiple panels as in the embodiment of FIG. 1, one frame image can be divided and implemented by multiple panels, so a lower rotation speed rotation is required when implementing an image of the same frame. possible.
  • the fixing part 100 may have a frame structure. That is, the fixing unit 100 may include a plurality of frames 101 that are designed to be divided and connected to each other.
  • This frame structure can provide a space where the motor 110 can be installed, and a space where the power supply unit 120, the remote control unit 126 (see FIG. 7), etc. can be installed.
  • a weight (not shown) may be installed on the fixing unit 100 to reduce the influence of the high-speed rotation of the rotating unit 200.
  • the rotating part 200 may form a frame structure. That is, the rotating unit 200 may include a plurality of frames 201 that are designed to be divided and connected to each other.
  • This frame structure can provide a space where the driving circuit 210 that drives the first light emitting element array 331 is installed to implement a display.
  • the drive shaft of the motor 110 may be fixed to a shaft fixing part (not shown) formed on the frame 201 of the rotating unit 200. In this way, the drive shaft of the motor 110 and the center of rotation of the rotary unit 200 may be located on the same axis.
  • the light source module 300 may be fixedly installed on the upper side of the frame 201.
  • a transmitting coil 130 for transmitting wireless power may be installed on the upper side of the fixed part 100, and a receiving coil 220 located at a position facing the transmitting coil 130 on the lower side of the rotating part 200. ) can be installed.
  • Figure 2 is a perspective view showing a second embodiment of a rotatable display device applicable to the present invention.
  • Figure 2 shows a rotary panel in which light-emitting element arrays 341, 351, 361 (hereinafter, second light-emitting element arrays) are provided on wing-shaped panels 340, 350, and 360; hereinafter, second panels, respectively, in the longitudinal direction of each panel.
  • a display device is shown.
  • This rotary display device largely includes a fixed part 102 including a motor 110 (see FIG. 7), a rotating part 202 located on the fixed part 102 and rotated by the motor 110, and a rotating part. It may include a light source module 301 that is coupled to 202, includes second light emitting element arrays 341, 351, and 361, and implements a display by displaying an afterimage by rotation.
  • the light source module 301 includes at least one bar-shaped second panel 340, 350, and 360 disposed radially from the center point of rotation and a length on each second panel 340, 350, and 360. It may include second light emitting element arrays 341, 351, and 361 arranged in one direction.
  • the light source module 301 may be made of the second panels 340, 350, and 360 in which the second light emitting element arrays 341, 351, and 361 are arranged.
  • the light source module 301 may be composed of a plurality of second panels 340, 350, and 360, but may also be implemented as a single panel equipped with a light emitting element array. However, when the light source module 301 is implemented with multiple panels as in the embodiment of FIG. 2, one frame image can be divided and implemented by multiple panels, so a lower rotation speed rotation is required when implementing an image of the same frame. possible
  • individual pixels may be arranged in the longitudinal direction on each second panel 340, 350, and 360.
  • sub-pixels constituting individual pixels may be arranged in a direction perpendicular to the longitudinal direction.
  • sub-pixels constituting individual pixels may be arranged horizontally in the longitudinal direction.
  • the fixing part 102 may have a frame structure. That is, the fixing part 102 may include a plurality of frames 103 that are designed to be divided and connected to each other.
  • This frame structure can provide a space where the motor 110 can be installed, and a space where the power supply unit 120, the remote control unit 126 (see FIG. 7), etc. can be installed.
  • a weight (not shown) may be installed on the fixing part 102 to reduce the influence of the high-speed rotation of the rotating part 202.
  • the rotating part 202 may form a frame structure. That is, the rotating unit 202 may include a plurality of frames 203 that are designed to be divided and connected to each other.
  • This frame structure can provide a space where the driving circuit 210 that drives the second light emitting element arrays 341, 351, and 361 is installed to implement a display.
  • the drive shaft of the motor 110 may be fixed to a shaft fixing part (not shown) formed on the frame 203 of the rotating part 202.
  • the drive shaft of the motor 110 and the center of rotation of the rotary unit 202 may be located on the same axis.
  • the light source module 301 may be fixedly installed on the upper side of the frame 203.
  • the second embodiment of the present invention has been described with reference to FIG. 2, but other than the difference in the configuration of the light source module 301, it may be substantially the same as the first embodiment. Therefore, the configuration of the first embodiment can be equally applied to parts not described here.
  • Figure 3 is a perspective view showing the front of the light source module according to the first embodiment of the present invention
  • Figure 4 is a perspective view showing the rear of the light source module according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 and 4 illustrate the first panel 310 of the rotatable display device according to the first embodiment as an example, but the same can be applied to other panels 320 and 330, and also the second panel 310 of the second embodiment. The same may be applied to the panels 340, 350, and 360. That is, the light source module in the first and second embodiments may have the same configuration.
  • the first light emitting device array 311 and the second light emitting device array 341, 351, and 361 may have the same structure.
  • the light source module will be described focusing on the first light emitting element array 311.
  • one panel 310 forming the light source module 300 is shown.
  • this panel 310 may be a printed circuit board (PCB).
  • a plurality of light-emitting devices 312 may be installed to form pixels and are arranged in one direction to form a light-emitting device array 311.
  • the light emitting device may use a light emitting diode (LED).
  • a light-emitting device array 311 may be provided on one panel 310 in which light-emitting devices 312 are arranged in one direction to form individual pixels and are linearly installed.
  • Figure 4 shows the rear side of panel 310.
  • a driver 314 for driving the light emitting element 312 may be installed on the back of the panel 310 forming this light source module.
  • the panel 310 can be configured as follows. The panel 310 with such a small area can improve the transparency of the display.
  • the front of the panel 310 where the light emitting element array 311 is installed can be treated with a dark color (for example, black) to improve the contrast ratio and color of the display to maximize the effect of the light source.
  • a dark color for example, black
  • Figure 5 is an enlarged view of portion A of Figure 3
  • Figure 6 is a cross-sectional view of the light source module according to the first embodiment of the present invention.
  • a protection portion 313 may be located outside the light emitting device 312 to protect the light emitting device 312.
  • the red, green, and blue light emitting devices 312 form one pixel so that natural colors can be realized, and these individual pixels can be installed on the panel 310 in one direction.
  • the light emitting device 312 may be protected by the protection unit 313. Additionally, as described above, the driver 314 is installed on the back of the panel 310 and can drive the light emitting device 312 on a per-pixel or sub-pixel basis. At this time, one driver 314 can individually drive at least one pixel.
  • Figure 7 is a block diagram of a rotatable display device according to an embodiment of the present invention.
  • a driving circuit 210 may be installed in the fixing part 100.
  • This driving circuit 120 may include a power supply.
  • the driving circuit 120 may include a wireless power transmitter 121, a DC-DC converter 122, and a voltage generator 123 that supplies individual voltages.
  • External power may be supplied to the driving circuit 120 and the motor 110.
  • the fixing unit 100 is equipped with a remote control unit (RF module) 126 so that the display can be driven by a signal transmitted from the outside.
  • RF module remote control unit
  • the fixing unit 100 may be provided with means for detecting the rotation of the rotating unit 200. Infrared rays can be used as a means of detecting this rotation. Accordingly, an infrared emitter (IR emitter) 125 may be installed in the fixed part 100, and an infrared receiver (215) may be installed in the rotating part 200 at the corresponding position, which emits from the infrared emitter 125. can be installed.
  • IR emitter infrared emitter
  • the fixing unit 100 may be provided with a control unit 124 that controls the driving circuit 120, motor 110, infrared emitting unit 125, and remote control unit 126.
  • the rotating unit 200 includes a wireless power receiver (Wireless power receiver; 211) that receives the signal from the wireless power transmitter (121), a DC-DC converter (212), and a voltage generator (LDO) (213) that supplies individual voltages. ) may include.
  • a wireless power receiver Wireless power receiver; 211
  • a DC-DC converter 212
  • LDO voltage generator
  • An image processing unit 216 may be installed in the rotating unit 200 to process the RGB data of the displayed image to create an image through a light emitting element array.
  • the signal processed by the image processing unit 216 is transmitted to the driving unit 314 of the light source module to produce an image.
  • the rotating unit 200 includes a control unit 214 that controls the wireless power receiving unit 211, DC-DC converter 212, voltage generating unit (LDO) 213, infrared receiving unit 215, and image processing unit 216. can be installed.
  • a control unit 214 that controls the wireless power receiving unit 211, DC-DC converter 212, voltage generating unit (LDO) 213, infrared receiving unit 215, and image processing unit 216. can be installed.
  • the image processing unit 216 may generate a signal that controls the emission of light from the light source module based on image data desired to be output. At this time, data for light emission of the light source module may be internal or external data.
  • Data stored inside (rotating unit; 200) may be image data pre-stored in a storage device such as a memory (SD-card) mounted together with the image processing unit 216.
  • the image processing unit 216 can generate a light emission control signal based on this internal data.
  • the image processing unit 216 sends a signal to the driver 314 to control delayed display of image data of a specific frame displayed in each of the first light-emitting element array 311 and the second light-emitting element arrays 341, 351, and 361. It can be delivered to .
  • the image processing unit 216 may receive image data from the fixing unit 100.
  • external data can be output through an optical data transmission device based on the same principle as a photo coupler, or an RF type data transmission device such as Bluetooth or Wifi.
  • means for detecting the rotation of the rotating part 200 may be provided. That is, when the rotating part 200 rotates, it is a means for recognizing the position (speed) of the rotation, such as the absolute position and relative position, in order to output light source data appropriate for each rotational position (speed), and the infrared emitting unit 125 and an infrared receiver 215 may be provided. Meanwhile, the same function can be implemented through an encoder, resolver, and Hall sensor.
  • the data required to drive the display can be transmitted optically at low cost using the principle of a photo coupler.
  • a light emitting element and a light receiving element are placed on the fixed part 100 and the rotating part 200, data can be received without interruption even when the rotating part 200 rotates.
  • the infrared emitting unit 125 and the infrared receiving unit 215 described above may be used to transmit such data.
  • WPT wireless power transfer
  • Wireless power transmission uses the resonance phenomenon of the coil to supply power without connecting wires.
  • the wireless power transmitter 121 converts power into an RF signal of a specific frequency, and the magnetic field generated by the current flowing through the transmit coil 130 can generate an induced current in the receive coil 220.
  • the natural frequency of the coil and the transmission frequency that transmits the actual energy may be different (magnetic induction method).
  • the resonance frequencies of the transmitting coil 130 and the receiving coil 220 may be the same (self-resonance method).
  • the wireless power receiver 211 can convert the RF signal input from the receiving coil 220 into direct current and deliver the required power to the load.
  • Figure 8 is a schematic perspective view showing an encoder applied to a rotary display device according to the first embodiment of the present invention.
  • the rotary display device may include an encoder 400 between the fixed part 100 and the rotating part 200.
  • the light source module 300 (or 301 in FIG. 2) including the panel 310 equipped with the light emitting element array 311 described above rotates and reproduces different information depending on time, the light source modules 300 and 301
  • the rotation speed of the screen and the synchronization of the scanning screen must match so that the desired image or video can always be played at a certain location.
  • the light source module 300 will be described focusing on the example of the rotary display device according to the first embodiment described above.
  • the encoder 400 described below can be equally applied to the light source module of the second embodiment and other types of rotary display devices.
  • an encoder 400 using infrared light can be applied.
  • This encoder 400 includes a scaler 410 that is fixed to one of the fixed part 100 and the rotating part 200 and has a plurality of slits 411, and is scaled by the fixed part 100 and the rotating part 200. Due to the relative motion that occurs, a synchronization signal can be output in response to the positions of the plurality of slits 411.
  • the encoder 400 may include a header 420 including a light emitting unit 422 that emits infrared rays and a light receiving unit 421 that receives infrared rays emitted from the light emitting unit 422.
  • the header 420 may include a frame 423 connecting the light emitting unit 422 and the rotating unit 200. At this time, the light receiving unit 421 may be installed fixed to the rotating unit 200.
  • the light emitting part 422 emits infrared light
  • the light receiving part 421 periodically receives the infrared light emitted from the light emitting part 422 every time the rotating part 200 rotates.
  • the light emitting unit 422 and the light receiving unit 421 are connected to the rotating unit 200 and can rotate integrally with the rotating unit 200.
  • a disk-shaped scaler 410 with a slit 411 may be positioned between the light emitting unit 422 and the light receiving unit 421. At this time, a plurality of slits 411 may be formed in the scaler 410 at regular intervals.
  • the scaler 410 is located between the light emitting unit 422 and the light receiving unit 421. It can be located in a fixed position. Accordingly, the light receiving unit 421 can receive infrared rays at regular intervals through the plurality of slits 411 located at regular intervals.
  • the light receiving unit 421 can receive a signal of a certain width corresponding to the width of the slit.
  • the signal received by the light receiving unit 421 may be referred to as a synchronization signal (reference signal).
  • the scaler 410 of the encoder 400 may have a plurality of slits 411 formed radially along the circumferential direction based on the center point, and an infrared light receiving unit 421 connected to the rotating unit 200 and The light emitting unit 422 can rotate together with the rotating unit 200. At this time, the light emitted from the light emitting unit 422 may pass through the slit 411 of the scaler 410 and be input to the light receiving unit 421. Therefore, while the rotating unit 200 rotates, a signal corresponding to the number of slits can be received through the light receiving unit 421.
  • the image processing unit 216 may generate a signal to control the emission of the light source of the light source module based on the image data desired to be output. Accordingly, the image processing unit 216 can control the emission of light from the light source module using the signal transmitted from the encoder 400.
  • the image processing unit 216 uses the synchronization signal (reference signal) received from the encoder 400 to display the images displayed in each of the first light-emitting element arrays 311 or the second light-emitting element arrays 341, 351, and 361.
  • a signal that controls the delayed display of video data of a specific frame after the basic delay time may be transmitted to the driver 314.
  • the basic delay time may correspond between the output time of the synchronization signal and the actual light emission time of the light source module 300.
  • a plurality of slits 411 for receiving position information to improve screen distortion due to changes in the rotation speed of the rotating unit 200 may be arranged in two orbits in the scaler 410.
  • two light emitting units 422 and two light receiving units 421 may be provided to receive two signals. That is, two light emitting unit 422-light receiving unit 421 pairs may be provided.
  • a trigger signal position information of the first scan line of the display
  • a trigger signal can be generated using one of the two light emitting units 421 and the two light receiving units 421, a pair of the light emitting unit 422 and the receiving unit 421. there is.
  • Screen distortion caused by changes in the rotation speed of the rotating unit 200 can be improved through the positional information received through this pair of the light emitting unit 422 and the light receiving unit 421. Additionally, the display can be synchronized according to the rotation speed through the first scan line position information (trigger signal) of the display received through the light emitter 422-light receiver 421 pair. A detailed description of this will be omitted.
  • the light receiving unit 421 can receive a signal of a certain width corresponding to the width of the slit.
  • the signal received by the light receiving unit 421 may be referred to as a synchronization signal (reference signal).
  • a reference signal may be generated at a constant cycle corresponding to the slit 411 by the light emitting unit 422, the light receiving unit 421, and the scaler 410.
  • the rotation axis and the axis of the encoder 400 may not be perfectly aligned, which may cause screen shaking on the display.
  • the axis of the scaler 410 and the axis of the rotating unit 200 are installed to coincide, but the central axis of the scaler 410 A certain mechanical tolerance may occur between the axis of the rotating part 200 and the rotating part 200. That is, if the axis of the scaler 410 is deviated from the axis of the rotating unit 200, the reference signal may not be generated at the correct timing, and accordingly, screen shaking may occur.
  • 9 to 12 are diagrams for explaining a phenomenon that occurs when the axis of the scaler is twisted from the axis of the rotating part in a rotary display device.
  • Figure 9 shows the scaler 410 at the correct position and the scaler 410' at the wrong position.
  • the scaler 410 should be installed at the exact position of the central axis 401, but usually the scaler 410' is installed on the central axis 401' that is distorted due to mechanical tolerances when installing the scaler 410. You can.
  • the encoder 410 with four slits when the encoder 410 with four slits is twisted to the position 410', the light emitting part 422 and the light receiving part 421 of the encoder 410 rotate clockwise (R) to measure the position of the slit.
  • the slit 411 at 12 o'clock may be delayed from the normal reception time because the slit is twisted to the position 411'.
  • infrared rays can always be emitted from the light emitting unit 422, but the infrared rays are blocked by the scaler 410 and reception does not occur at the light receiving unit 421, but the light emitting unit 422 and the light receiving unit are at the position of the slit 411.
  • the light receiving unit 421 can receive infrared rays emitted from the light emitting unit 422 for a time corresponding to the width of the slit 411.
  • the slit position is shifted to 412', so when measuring the slit position, it can be measured faster than the normal reception time.
  • the light receiving unit 421 receives infrared rays emitted from the light emitting unit 422 for a time corresponding to the width of the slit 412. You can do it. At this time, because the position of the slit 412 is distorted to 412', reception by the light receiving unit 421 occurs when the position of the distorted slit 412' is reached before reaching the original slit 412 position.
  • the change in reception time including this reception and acceleration may be maximum (dt_Max) at the position of the slit 411 at 12 o'clock and minimum (dt_min) at the slit 412 at 6 o'clock. However, if you look at the amount of change in absolute reception time, it can be seen that it is maximum at the slit 412 at 6 o'clock.
  • the scaler 410 has more slits and the change in reception time (dt) is graphed, it can be shown as in FIG. 10.
  • the graph shown in FIG. 10 shows the degree of deviation in reception time when drawn continuously assuming that there are many slits.
  • the degree of distortion of the reception time is substantially 0 in the 3 o'clock direction slit and the 9 o'clock direction slit where the distortion occurs in the same direction as the slit measurement width.
  • the delay time gradually increases as it rotates past the position of the slit at 3 o'clock, until it reaches the slit at 12 o'clock ( 411).
  • the delay time can gradually decrease and become 0 again at the 3 o'clock slit. That is, reception by the light receiving unit 422 can occur at an accurate location. However, later, the reception time of the light receiver 422 becomes faster than it actually is, and may be maximum at the position of the slit in the 6 o'clock direction. Next, the rate of acceleration becomes smaller again until it becomes essentially zero again at the 9 o'clock slit.
  • Figures 11 and 12 show the image shaking phenomenon caused by the encoder being distorted.
  • Figure 11 shows a state in which two panels 1 and 6 equipped with a light emitting element array and a header 420 including a light emitting unit 422 and a light receiving unit 421 rotate clockwise together and emit light by the scaler 410. It is showing.
  • the scaler 410 is twisted to the position 410', when the light is emitted in synchronization by the distorted scaler 410', the light emission position is shifted at the slit 411 at 12 o'clock and the slit at 6 o'clock. You lose. Therefore, the two panels 1 and 6 equipped with the light emitting element array may not emit light at the same location, which may cause shaking in the image.
  • Figure 13 is a schematic perspective view showing an encoder applied to a rotary display device according to a second embodiment of the present invention.
  • the rotary display device may include an encoder 400 between the fixed part 100 and the rotating part 200.
  • This encoder 400 includes a scaler 410 that is fixed to one of the fixed part 100 and the rotating part 200 and has a plurality of slits 411, and is scaled by the fixed part 100 and the rotating part 200. Due to the relative motion that occurs, a synchronization signal can be output in response to the positions of the plurality of slits 411.
  • the encoder 400 includes a first header 420 including a first light emitting unit 422 that emits infrared rays and a first light receiving unit 421 that receives infrared rays emitted from the first light emitting unit 422, It may include a second header 430 including a second light emitting unit 432 and a second light receiving unit 431 that receives infrared rays emitted from the second light emitting unit 432.
  • the second header 430 may include a frame 433 that connects the second light emitting unit 432 to the rotating unit 200.
  • the light receiving unit 431 may be installed fixed to the rotating unit 200.
  • the first header 420 may include a frame 423 connecting the second light emitting unit 422 to the rotating unit 200.
  • a synchronization signal is periodically generated each time the rotating part 200 rotates in the first header 420 and the second header 430, and the luminous signal is processed accordingly to always Images can be scanned from a certain location.
  • additional headers may be provided in addition to the first header 420 and the second header 430.
  • the first header 420 and the second header 430 may be connected to the rotating unit 200 and rotate integrally with the rotating unit 200.
  • a slit 411 is formed between the first light emitting unit 422 and the first light receiving unit 421 of the first header 420, and between the second light emitting unit 432 and the second light receiving unit 431 of the second header 430.
  • a disk-shaped scaler 410 may be located. At this time, a plurality of slits 411 may be formed in the scaler 410 at regular intervals.
  • the scaler 410 is connected to the first header 420 and the second header 430. 2 It may be located in a fixed position with respect to the header 430. Accordingly, the first header 420 and the second header 430 can receive infrared rays at regular intervals through a plurality of slits 411 located at regular intervals.
  • the first light receiving unit 421 of the first header 420 and the second light receiving unit 431 of the second header 430 can receive a signal of a certain width corresponding to the width of the slit 411.
  • the signals received from the first light receiving unit 421 and the second light receiving unit 431 may be referred to as synchronization signals (reference signals).
  • a plurality of slits 411 may be formed radially along the circumferential direction based on the center point 401, and the first header connected to the rotating unit 200 420 and the second header 430 may rotate together with the rotating unit 200.
  • the first header 420 and the second header 430 may be located on the first and second sides of the scaler 410. At this time, as an exemplary embodiment, the first side may be located at the opposite point to the second side on the scaler 410.
  • the light emitted from the first light emitting unit 422 may pass through the slit 411 of the scaler 410 and be input to the first light receiving unit 421. Additionally, the light emitted from the second light emitting unit 432 may pass through the slit 411 of the scaler 410 and be input to the second light receiving unit 431.
  • the signal received from the first light receiving unit 421 may be referred to as a first synchronization signal
  • the signal received from the second light receiving unit 431 may be referred to as a second synchronization signal. That is, the synchronization signal may include a first synchronization signal and a second synchronization signal corresponding to two slits among the plurality of slits 411.
  • the encoder 400 may include a first header 420 that generates a first synchronization signal and a second header 430 that generates a second synchronization signal.
  • the scaler 410 should be installed at the exact position of the central axis 401, but usually the central axis is distorted due to mechanical tolerance when installing the scaler 410.
  • a scaler 410' may be installed at 401'. Accordingly, the two panels 310 and 320 equipped with the light emitting element arrays 311 and 321 may not emit light at the same location, which may cause shaking in the image.
  • the image processing unit 216 may generate a signal to control the emission of the light source of the light source module based on the image data desired to be output.
  • the image processing unit 216 may generate an image output signal that controls light emission of the light source module 300 at a delay time that includes the average value of the deviation of the synchronization signal output from the encoder 400.
  • the image processing unit 216 can control the emission of light from the light source module using the signal transmitted from the encoder 400.
  • the image processing unit 216 uses the synchronization signal (reference signal) received from the encoder 400 to operate each of the first light-emitting element arrays 311, 321, and 331 or the second light-emitting element arrays 341, 351, and 361. ) may be transmitted to the driver 314 to control the delayed display of the image data of a specific frame displayed in the frame after this delay time.
  • the synchronization signal reference signal
  • the delay time may further include the basic delay time described above. That is, the basic delay time may correspond between the output time of the synchronization signal and the actual light emission time of the light source module 300.
  • the image processing unit 216 may generate an image output signal that controls the emission of the light source of the light source module 300 at the time of detection of the signal detected first among the first synchronization signal and the second synchronization signal plus the delay time. .
  • the image processing unit 216 controls the image emission of the light source of the light source module 300 after a delay time obtained by adding the basic delay time and the average value to the detection time of the signal detected first among the first synchronization signal and the second synchronization signal. An output signal can be generated.
  • the image processing unit 216 generates an image output signal that controls the light emission of the light source module 300 at a delay time that includes the average value of the deviation of the synchronization signal output from the encoder 400, thereby always maintaining a constant delayed normal position.
  • the encoder signal can be processed. Therefore, the processed encoder signal calculates the normal position even if the axis of the encoder 400 is twisted and is output after a certain time delay, thereby improving or preventing screen shaking.
  • Figures 14 and 15 show an example of a process for generating an image output signal in a rotary display device according to a second embodiment of the present invention.
  • first header 420 and the second header 430 may be located across from each other with respect to the scaler 410.
  • FIG. 14 an example in which 10 slits 411 are formed in the scaler 410 is shown.
  • the number of slits 411 is illustrative, and of course, more or fewer slits 411 may be provided.
  • the scaler 410 may be positioned at a position 410' that is deviated from the correct position due to mechanical tolerance. Accordingly, the position of the slit 411 may also be distorted to the position 411'.
  • the first header 420 and the second header 430 may rotate together with the rotating unit 200. For example, as shown by the arrow, the rotating unit 200 may rotate clockwise.
  • the synchronization signal output from the encoder 400 is a slit 411 located in the same direction as the twisting direction of the scaler 410, for example, a slit at 9 o'clock. Timing deviation does not occur in the slit at and 3 o'clock, but the synchronization signal may be delayed (slowed down) or accelerated at other positions.
  • the change in reception time (dt) in each header 420 and 430 including the delay (slowdown) or speed up of the synchronization signal, is shown in a graph. That is, assuming that the scaler 410 has a larger number of slits 411, the change in reception time (dt) of each header 420 and 430 can be graphed as shown in FIG. 15.
  • the graph shown in FIG. 15 shows the degree of deviation in reception time when drawn continuously assuming that there are many slits.
  • the delay time gradually increases as it rotates past the position of the slit at 3 o'clock, until it reaches the slit at 12 o'clock ( 411). Afterwards, the delay time can gradually decrease and become 0 again at the 3 o'clock slit.
  • signals received from the two headers 420 and 430 are indicated by solid lines and dotted lines, respectively.
  • the positions received from the two headers 420 and 430 by the scaler 410 installed at the distorted position correspond to a position slowed down or accelerated by the deviation from each other. can do.
  • the synchronization signal (first synchronization signal) is detected at a time faster than the normal position by the deviation (d1) by the first header 420, and the second header 430 detects the deviation (d1) from the normal position.
  • the synchronization signal (second synchronization signal) can be detected at a time slowed down by ).
  • the synchronization signal (first synchronization signal) is detected at the normal position by the first header 420 at a time faster than the deviation (d2) smaller than d1, and the second header 430 detects the synchronization signal at the normal position.
  • a synchronization signal (second synchronization signal) may be detected at a time slowed by a deviation (d2) smaller than d1.
  • fast or slow deviations (d1, d2) of the same size always exist in the two headers 420 and 430.
  • the faster deviation (d1) in the first header 420 is the same as the slower deviation (d1).
  • the amount of time in which the signal (first synchronization signal) received from the first header 420 is slowed down (or speeded up) at the same point in time is the amount of time that the signal received from the second header 430 (second synchronization signal) is. It is equal to the amount of time sped up (or slowed down). That is, the deviation of the first synchronization signal and the deviation of the second synchronization signal have opposite directions and the same magnitude.
  • the average value of the synchronization signal having this deviation can be the signal (or the starting point of the signal) at the normal position.
  • the time difference between the two encoder received pulses after a certain delay time (basic delay time; for example, 5 ⁇ m) for calculation based on the first input pulse (first synchronization signal) indicated by a solid line is divided by 2.
  • the added point can be an encoder synchronization signal that is always delayed from the normal position.
  • the image processing unit 216 sets a basic delay time (5 ⁇ m) and the two signals at the time of detection of the signal detected first among the first synchronization signal and the second synchronization signal (in this case, the first synchronization signal indicated by a solid line).
  • the image output signal of the light source module 300 may be output after a delay time equal to the average value (d1 or d2) of .
  • the synchronization signal processed and delayed in this way even if the axis of the encoder scaler 410 is twisted, the normal position is calculated and the video output signal is output after a certain time delay, thereby preventing screen shaking.
  • Figures 16 and 17 show another example of the process of generating an image output signal in the rotary display device according to the second embodiment of the present invention.
  • Figure 18 is a flowchart of the process of generating a video output signal.
  • FIG. 16 an example in which 10 slits 411 are formed in the scaler 410 is shown.
  • the number of slits 411 is exemplary, and of course, more or fewer slits 411 may be provided.
  • the scaler 410 may be positioned at a position 410' that is deviated from the correct position due to mechanical tolerance. Accordingly, the position of the slit 411 may also be distorted to the position 411'.
  • the first header 420 and the second header 430 may rotate together with the rotating unit 200. For example, as shown by the arrow, the rotating unit 200 may rotate clockwise.
  • FIG. 16 is substantially the same as the case shown in FIG. 14, but shows a more specific example of outputting a synchronization signal from the headers 420 and 430 of the encoder 400 for three times (t1, t2, and t3). .
  • FIG. 17 shows the timing of the pulse signal (synchronization signal) for FIG. 16.
  • the scaler 410 or encoder 400 is installed at a position 410' turned to the right as in the case of FIG. 16, when the headers 420 and 430 are located at position 1 (at time t1), the first synchronization signal (indicated by a dotted line) and the second synchronization signal (indicated by a solid line) can be substantially received at times Tf1 and Td1.
  • the first synchronization signal (dotted line) may be received at a time (Tf2) preceding the time (Tc) by the normal position.
  • the second synchronization signal (solid line) may be received at a delayed time (Td2).
  • the first synchronization signal (dotted line) may be received at a time (Tf3) preceding the time (Tc) due to the normal position.
  • the second synchronization signal (solid line) may be received at a delayed time (Td3).
  • a new encoder signal (correction signal) that is output after a certain time (Tu time) at the normal position can be generated and output (S20 in FIG. 18).
  • the time difference between the two encoder received pulses is divided by 2 (average value; d1, d2)
  • the point in time when is added can be an encoder synchronization signal that is always delayed consistently from the normal position.
  • the time point of adding Tr and the average value (d1, d2) from the first synchronization signal (dotted line) received first corresponds to the output time point (Tu) of the new processed light source module 300, and is always a constant time point. can be printed.
  • the time when Tr and the average value (d1) are added from the first synchronization signal (dotted line) received first at position 2 and the time when Tr and the average value (d2) are added from the first synchronization signal (dotted line) received first at position 3 are Same (Tu).
  • the first synchronization signal (dotted line) and the second synchronization signal (solid line) are received simultaneously, so even in this case, the point in time when Tr and the average value (corresponding to 0 in this case) are added from the first synchronization signal (dotted line) received first is It is also the same as the location of Tu.
  • the image processing unit 216 sets the basic delay time (Tr) and After a delay time (Tu) equal to the average value (d1 or d2), the updated image output signal (driving signal) of the light source module 300 may be output (S30 in FIG. 18).
  • the normal position is calculated even if the axis of the encoder scaler 410 is distorted, and the driving signal is output after a certain time delay, thereby preventing screen shaking.
  • Figure 19 is a table showing the actual photographed state of the light source module of the rotary display device according to an embodiment of the present invention.
  • An image of a light source module (reference cell) including one panel 310 equipped with a reference light emitting element array 311 corresponds to a shutter speed of 1/60 sec.
  • the actual width of the light emitting element array is indicated by a dotted line.
  • one panel 310 (1 bar) can be photographed with a width corresponding to the width of the actual light emitting element array (width ratio 100%). Accordingly, the captured image may have a width ratio corresponding to the width of the actual light emitting element array.
  • the light emitting element array can be photographed 10 times accumulated at one viewpoint.
  • the two images below show the first and second examples of captured images with the shutter speed reduced to 1/6 sec.
  • the width ratio of the photographed light emitting element array may correspond to 137%.
  • screen shaking may occur as much as this ratio.
  • the width ratio of the photographed light emitting element array may correspond to 115% or 100%.
  • the screen shaking phenomenon can be prevented or greatly alleviated.
  • a rotatable display device using a light source such as micro LED can be provided.

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Abstract

본 발명은 디스플레이 장치 관련 기술 분야에 적용 가능하며, 예를 들어 반도체 발광 소자인 LED(Light Emitting Diode)를 이용한 회전형 디스플레이 장치에 관한 것이다. 본 발명은, 모터를 포함하는 고정부; 상기 고정부 상에 위치하고 상기 모터에 의하여 회전하는 회전부; 상기 회전부에 결합되고 상기 회전부의 회전에 의한 잔상을 이용하여 영상을 디스플레이하는 발광 소자 어레이를 포함하는 광원 모듈; 상기 고정부 및 상기 회전부 중 어느 하나에 고정되고 다수의 슬릿이 형성된 스케일러를 포함하고, 상기 고정부 및 상기 회전부에 의하여 발생하는 상대 운동에 의하여, 상기 다수의 슬릿의 위치에 대응하여 동기 신호를 출력하는 엔코더; 및 상기 엔코더에서 출력된 상기 동기 신호의 편차의 평균값을 포함하는 지연 시간을 포함하는 시점에 상기 광원 모듈의 발광을 제어하는 영상 출력 신호를 발생시키는 영상처리부를 포함할 수 있다.

Description

회전형 디스플레이 장치
본 발명은 디스플레이 장치 관련 기술 분야에 적용 가능하며, 예를 들어 반도체 발광 소자인 LED(Light Emitting Diode)를 이용한 회전형 디스플레이 장치에 관한 것이다.
광원을 1차원적으로 배열한 발광 모듈(광원 바)을 고속으로 구동시키면 인간 눈에 대한 잔상 효과에 의해 각종 문자나 그래픽은 물론 동영상까지 재생될 수 있다. 이러한 광원으로 보통 발광 다이오드(light emitting diode; LED)를 이용할 수 있다.
보통, 초당 24장 이상의 정지 영상을 연속적으로 관찰하게 될 때 시청자는 동영상으로 인식하게 되는데, 초당 30 내지 60 프레임의 정지 영상을 표출하여 시청자로 하여금 동영상으로 인식할 수 있도록 구비된다. 이때 초당 더 많은 정지 영상을 연속적으로 관찰할 경우 관찰자는 더 부드러운 영상 감을 느낄 수 있다.
이와 같이, 광원을 회전시키면서 영상을 구현하는 디스플레이 장치를 회전형 잔상 디스플레이 장치라고 일컫는다.
이러한 회전형 잔상 디스플레이 장치는 고정부와 회전부를 포함한다. 일례로, 외부전원을 공급받는 부분과 모터의 구동회로 등은 고정부에 위치하고 디스플레이 구동장치, 광원 바 등은 회전부에 위치할 수 있다. 따라서 회전형 잔상 디스플레이 장치의 전력 공급 장치는 고정부에서 회전부로 전력(전원)을 전달하는 부분을 포함할 수 있다.
회전형 잔상 디스플레이 장치를 구현할 때 회전부의 회전 속도와 광원의 주사 화면의 동기가 일치하여야 항상 일정한 위치에서 원하는 이미지나 동영상을 재생할 수 있다.
영상과 광원의 특정 위치를 동기화시키는 방법은 여러 가지가 있을 수 있으며, 일례로, 적외선 광을 이용하는 광학식 엔코더를 적용할 수 있다.
이와 같이 엔코더를 이용하여 영상과 광원의 특정 위치를 동기시켜 주사를 한 경우라도 광원이 회전하는 동안 회전부의 회전 속도가 변할 경우에는 속도가 변하는 구간에서 이미지의 순간적인 흔들림이나 영상의 왜곡이 일어날 수 있다.
또한, 회전형 디스플레이 장치와 엔코더의 기구적인 공차 등에 의해 디스플레이부의 회전축과 엔코더의 축은 완벽하게 일치할 수 없으며 그로 인해 디스플레이의 화면 떨림 현상이 발생될 수 있다.
예를 들어, 엔코더에서 스케일러를 이용하는 경우, 스케일러의 축과 광원 모듈이 설치되는 회전부의 축을 일치시켜 설치하나, 이러한 스케일러의 중심축과 회전부의 축 사이에는 일정 기구적인 공차가 발생할 수 있다. 즉, 스케일러의 축이 회전부의 축으로부터 틀어지는 경우에 기준 신호가 정확한 타이밍에 발생하지 않을 수 있고, 이에 따라 화면의 떨림 현상이 발생할 수 있다.
따라서, 이러한 엔코더의 중심축과 회전부의 축 사이에는 필연적으로 발생하는 축 틀어짐(공차)에 관계 없이 항상 영상과 광원의 특정 위치를 정확하게 동기시켜 화면 떨림이 발생하지 않는 디스플레이를 구현할 수 있도록 하는 방안이 요구된다.
본 발명은 광학식 엔코더를 이용하여 회전형 디스플레이의 화면을 동기화시킬 때 엔코더의 축이 회전부로부터 틀어짐에 따른 화면 흔들림 현상을 개선할 수 있는 회전형 디스플레이 장치를 제공하고자 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 관점으로서, 본 발명은, 모터를 포함하는 고정부; 상기 고정부 상에 위치하고 상기 모터에 의하여 회전하는 회전부; 상기 회전부에 결합되고 상기 회전부의 회전에 의한 잔상을 이용하여 영상을 디스플레이하는 발광 소자 어레이를 포함하는 광원 모듈; 상기 고정부 및 상기 회전부 중 어느 하나에 고정되고 다수의 슬릿이 형성된 스케일러를 포함하고, 상기 고정부 및 상기 회전부에 의하여 발생하는 상대 운동에 의하여, 상기 다수의 슬릿의 위치에 대응하여 동기 신호를 출력하는 엔코더; 및 상기 엔코더에서 출력된 상기 동기 신호의 편차의 평균값을 포함하는 지연 시간을 포함하는 시점에 상기 광원 모듈의 발광을 제어하는 영상 출력 신호를 발생시키는 영상처리부를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예로서, 상기 동기 신호는 상기 다수의 슬릿 중 두 슬릿에 대응되는 제1 동기 신호 및 제2 동기 신호를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예로서, 상기 영상처리부는 상기 제1 동기 신호 및 상기 제2 동기 신호 중 먼저 검출된 신호의 검출 시점에 상기 지연 시간을 더한 시점에 상기 영상 출력 신호를 발생시킬 수 있다.
예시적인 실시예로서, 상기 엔코더는 상기 제1 동기 신호를 발생시키는 제1 헤더 및 상기 제2 동기 신호를 발생시키는 제2 헤더를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예로서, 상기 제1 헤더는 상기 스케일러에 대하여 제1 측에 위치하고 제1 발광부 및 제1 수광부를 포함하고, 상기 제2 헤더는, 상기 스케일러에 대하여 제2 측에 위치하고 제2 발광부 및 제2 수광부를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예로서, 상기 제1 측은 상기 스케일러 상에서 상기 제2 측에 대하여 대척점에 위치할 수 있다.
예시적인 실시예로서, 상기 지연 시간은 상기 동기 신호의 출력 시점부터 상기 광원 모듈의 실제 발광 시점 사이에 해당하는 기본 지연 시간을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예로서, 상기 영상처리부는, 상기 제1 동기 신호 및 상기 제2 동기 신호 중 먼저 검출된 신호의 검출 시점에 상기 기본 지연 시간 및 상기 평균값을 더한 상기 지연 시간 후에 상기 영상 출력 신호를 출력할 수 있다.
예시적인 실시예로서, 상기 스케일러는 원주 방향을 따라 상기 다수의 슬릿들이 형성된 원반형 형상을 가질 수 있다.
예시적인 실시예로서, 상기 엔코더는, 연속적으로 광을 출사하는 발광부; 및 상기 발광부에서 출사된 광을 수신하는 수광부를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예로서, 상기 광원 모듈은 상기 회전부에 결합되고 방사상으로 배치되는 적어도 하나 이상의 패널 또는 원통형의 면을 따라 배치되는 적어도 하나 이상의 패널 상에 길이 방향으로 배치되는 발광 소자 어레이를 포함할 수 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2 관점으로서, 본 발명은, 모터를 포함하는 고정부; 상기 고정부 상에 위치하고 상기 모터에 의하여 회전하는 회전부; 상기 회전부에 결합되고 상기 회전부의 회전에 의한 잔상을 이용하여 영상을 디스플레이하는 발광 소자 어레이를 포함하는 광원 모듈; 다수의 슬릿을 포함하며, 상기 고정부 및 상기 회전부에 의하여 발생하는 상대 운동에 의하여, 상기 다수의 슬릿 중 두 슬릿의 위치에 대응하여 제1 동기 신호 및 제2 동기 신호를 포함하는 동기 신호를 출력하는 엔코더; 및 상기 엔코더에서 출력된 상기 제1 동기 신호와 상기 제2 동기 신호 사이의 편차의 평균값을 포함하는 지연 시간을 포함하는 시점에 상기 광원 모듈의 발광을 제어하는 영상 출력 신호를 발생시키는 영상처리부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 엔코더에서 출력된 동기 신호의 편차의 평균값을 포함하는 지연 시간에 광원 모듈의 발광을 제어하는 영상 출력 신호를 발생시킴으로써, 항상 일정하게 지연된 정상 위치의 엔코더 신호가 가공될 수 있다.
따라서, 가공된 엔코더 신호는 엔코더의 축이 틀어져도 정상 위치를 계산하여 일정시간 지연 후 출력되므로 화면 흔들림 현상을 개선하거나 방지할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 엔코더의 중심축과 회전부의 축 사이에는 필연적으로 발생하는 축 틀어짐(공차)에 관계 없이 항상 영상과 광원의 특정 위치를 정확하게 동기시켜 화면 떨림 현상을 개선할 수 있다.
나아가, 본 발명은 여기에서 언급하지 않은 추가적인 기술적 효과들도 있으며, 이러한 효과들을 당업자는 명세서 및 도면의 전취지를 통해 이해할 수 있다.
도 1은 본 발명에 적용될 수 있는 회전형 디스플레이 장치의 제1 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명에 적용될 수 있는 회전형 디스플레이 장치의 제2 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 의한 광원 모듈의 전면을 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 의한 광원 모듈의 후면을 나타내는 사시도이다.
도 5는 도 3의 A 부분 확대도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 의한 광원 모듈의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 회전형 디스플레이 장치의 블록도이다.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 의한 회전형 디스플레이 장치에 엔코더가 적용된 상태를 나타내는 개략 사시도이다.
도 9 내지 도 12는 회전형 디스플레이 장치에서 스케일러의 축이 회전부의 축으로부터 틀어지는 경우에 발생하는 현상을 설명하기 위한 도이다.
도 13은 본 발명의 제2 실시예에 의한 회전형 디스플레이 장치에 엔코더가 적용된 상태를 나타내는 개략 사시도이다.
도 14 및 도 15는 본 발명의 제2 실시예에 의한 회전형 디스플레이 장치에서 영상 출력 신호를 생성하는 과정의 일례를 나타내고 있다.
도 16 및 도 17은 본 발명의 제2 실시예에 의한 회전형 디스플레이 장치에서 영상 출력 신호를 생성하는 과정의 다른 예를 나타내고 있다.
도 18은 영상 출력 신호를 생성하는 과정의 순서도이다.
도 19는 본 발명의 실시예에 의한 회전형 디스플레이 장치의 광원 모듈을 실제 촬영한 상태를 표로 나타낸 것이다.
도 1은 본 발명에 적용될 수 있는 회전형 디스플레이 장치의 제1 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 1은 원통형 면을 따라 배치되는 적어도 하나 이상의 패널(310, 320, 330)에 각각 발광 소자 어레이(331)가 각 패널의 길이 방향으로 구비되는 원통형의 회전형 디스플레이 장치를 도시하고 있다. 도 1은 정면의 패널(330)에 구비된 발광 소자 어레이(331)만 보이는 상태이다. 도면에서, 좌측의 패널(310) 및 우측의 패널(320)에 구비된 발광 소자 어레이는 도시되지 않았으나, 이러한 좌측의 패널(310) 및 우측의 패널(320)에도 동일한 구조의 발광 소자 어레이가 구비될 수 있다(311; 도 3 참조).
이러한 회전형 디스플레이 장치는, 크게, 모터(110; 도 7 참조)를 포함하는 고정부(100), 이 고정부(100) 상에 위치하고 모터(110)에 의하여 회전하는 회전부(200), 그리고 회전부(200)에 결합되고 패널(310, 320, 330; 이하, 제1 패널)에 설치된 발광 소자 어레이(331)를 포함하며 회전에 의하여 잔상을 표시하여 디스플레이를 구현하는 광원 모듈(300)을 포함할 수 있다.
이때, 광원 모듈(300)은 원통형의 외주면에 일정 간격으로 구비되는 적어도 하나 이상의 막대 형상의 제1 패널(310, 320, 330)에 길이 방향으로 실장된 발광 소자 어레이(331)를 포함할 수 있다.
도 1에서, 광원 모듈(300)은 발광 소자 어레이(331; 이하, 제1 발광 소자 어레이)가 구비되는 세 개의 제1 패널(310, 320, 330)을 포함할 수 있다. 그러나 이는 하나의 예로서, 광원 모듈(300)은 하나 또는 그 이상의 패널을 포함할 수 있다.
이러한 제1 발광 소자 어레이(331)에는 각 제1 패널(310, 320, 330) 상에 개별 화소(Pixel)들이 길이 방향으로 배치될 수 있다. 이때, 개별 화소를 이루는 서브 화소(Sub-pixel)들은 이러한 길이방향에 수직한 방향으로 배치될 수 있다. 한편, 개별 화소를 이루는 서브 화소(Sub-pixel)들은 이러한 길이방향에 수평한 방향으로 배치될 수 있다.
또한, 이러한 서브 화소들은 개별 화소 내에서 순차적으로 발광할 수 있다.
이러한 광원 모듈(300)에 구비되는 제1 발광 소자 어레이(331)의 구체적인 설명은 자세히 후술한다.
광원 모듈(300)을 구성하는 각 제1 패널(310, 320, 330)은 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board; PCB)을 이룰 수 있다. 즉, 각 제1 패널(310, 320, 330)은 인쇄 회로 기판의 기능을 포함할 수 있다. 이러한 각 제1 패널(310, 320, 330)에 발광 소자 어레이가 개별 단위 화소를 구현하여 패널의 길이 방향으로 배열될 수 있다.
이러한 발광 소자 어레이가 구비된 패널은 회전하면서 잔상을 이용하여 디스플레이가 구현될 수 있다. 잔상 디스플레이의 구현에 대해서는 이하 자세히 후술한다.
위에서 언급한 바와 같이, 광원 모듈(300)은 다수의 제1 패널(310, 320, 330)들로 이루어질 수 있으나, 발광 소자 어레이가 구비된 하나의 패널로도 구현 가능하다. 다만, 광원 모듈(300)이 도 1의 실시예와 같이 다수의 패널로 구현되는 경우에는 하나의 프레임 영상을 다수의 패널이 분할하여 구현할 수 있으므로 동일한 프레임의 영상을 구현할 때 보다 낮은 회전 속도 회전이 가능하다.
한편, 고정부(100)는 프레임 구조를 이룰 수 있다. 즉, 고정부(100)는 서로 분할되어 설계되어 결합된 다수의 프레임(101)을 포함할 수 있다.
이러한 프레임 구조는 모터(110)가 설치될 수 있는 공간을 제공하고, 전력 공급부(120), 리모컨부(126; 도 7 참조) 등이 설치되는 공간을 제공할 수 있다.
또한, 고정부(100)에는 회전부(200)의 고속 회전에 의한 영향을 줄이기 위하여 무게추(도시되지 않음)가 설치될 수 있다.
마찬가지로, 회전부(200)는 프레임 구조를 이룰 수 있다. 즉, 회전부(200)는 서로 분할되어 설계되어 결합된 다수의 프레임(201)을 포함할 수 있다.
이러한 프레임 구조는 디스플레이를 구현하기 위하여 제1 발광 소자 어레이(331)를 구동하는 구동 회로(210)가 설치되는 공간을 제공할 수 있다.
이때, 모터(110)의 구동축은 회전부(200)의 프레임(201)에 형성된 축 고정부(도시되지 않음)와 고정될 수 있다. 이와 같이, 모터(110)의 구동축과 회전부(200)의 회전의 중심은 동일 축 상에 위치할 수 있다.
또한, 프레임(201)의 상측에는 광원 모듈(300)이 고정되어 설치될 수 있다.
한편, 이러한 고정부(100)와 회전부(200) 사이에는 무선 전력 전송 방식으로 전력이 전달될 수 있다. 이를 위하여, 고정부(100)의 상측에는 무선 전력을 전송하는 전송 코일(130)이 설치될 수 있고, 회전부(200)의 하측에는 전송 코일(130)과 마주보는 위치에 위치하는 수신 코일(220)이 설치될 수 있다.
도 2는 본 발명에 적용될 수 있는 회전형 디스플레이 장치의 제2 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 2는 날개형 패널(340, 350, 360; 이하, 제2 패널)에 각각 발광 소자 어레이(341, 351, 361; 이하, 제2 발광 소자 어레이)가 각 패널의 길이 방향으로 구비되는 회전형 디스플레이 장치를 도시하고 있다.
이러한 회전형 디스플레이 장치는, 크게, 모터(110; 도 7 참조)를 포함하는 고정부(102), 이 고정부(102) 상에 위치하고 모터(110)에 의하여 회전하는 회전부(202), 그리고 회전부(202)에 결합되고 제2 발광 소자 어레이(341, 351, 361)를 포함하며 회전에 의하여 잔상을 표시하여 디스플레이를 구현하는 광원 모듈(301)을 포함할 수 있다.
도시하는 바와 같이, 광원 모듈(301)은 회전의 중심점으로부터 방사상으로 배치되는 적어도 하나 이상의 막대 형상의 제2 패널(340, 350, 360) 및 각 제2 패널(340, 350, 360) 상에 길이 방향으로 배치되는 제2 발광 소자 어레이(341, 351, 361)를 포함할 수 있다.
이와 같이, 제2 발광 소자 어레이(341, 351, 361)가 배열된 제2 패널(340, 350, 360)들로 광원 모듈(301)이 이루어질 수 있다.
광원 모듈(301)은 다수의 제2 패널(340, 350, 360)들로 이루어질 수 있으나, 발광 소자 어레이가 구비된 하나의 패널로도 구현 가능하다. 다만, 광원 모듈(301)이 도 2의 실시예와 같이 다수의 패널로 구현되는 경우에는 하나의 프레임 영상을 다수의 패널이 분할하여 구현할 수 있으므로 동일한 프레임의 영상을 구현할 때 보다 낮은 회전 속도 회전이 가능하다
이러한 제2 발광 소자 어레이(341, 351, 361)에는 각 제2 패널(340, 350, 360) 상에 개별 화소(Pixel)들이 길이 방향으로 배치될 수 있다. 이때, 개별 화소를 이루는 서브 화소(Sub-pixel)들은 이러한 길이방향에 수직한 방향으로 배치될 수 있다. 한편, 개별 화소를 이루는 서브 화소(Sub-pixel)들은 이러한 길이방향에 수평한 방향으로 배치될 수 있다.
이러한 광원 모듈(301)에 구비되는 제2 발광 소자 어레이(341, 351, 361)의 구체적인 설명은 자세히 후술한다.
한편, 고정부(102)는 프레임 구조를 이룰 수 있다. 즉, 고정부(102)는 서로 분할되어 설계되어 결합된 다수의 프레임(103)을 포함할 수 있다.
이러한 프레임 구조는 모터(110)가 설치될 수 있는 공간을 제공하고, 전력 공급부(120), 리모컨부(126; 도 7 참조) 등이 설치되는 공간을 제공할 수 있다.
또한, 고정부(102)에는 회전부(202)의 고속 회전에 의한 영향을 줄이기 위하여 무게추(도시되지 않음)가 설치될 수 있다.
마찬가지로, 회전부(202)는 프레임 구조를 이룰 수 있다. 즉, 회전부(202)는 서로 분할되어 설계되어 결합된 다수의 프레임(203)을 포함할 수 있다.
이러한 프레임 구조는 디스플레이를 구현하기 위하여 제2 발광 소자 어레이(341, 351, 361)를 구동하는 구동 회로(210)가 설치되는 공간을 제공할 수 있다.
이때, 모터(110)의 구동축은 회전부(202)의 프레임(203)에 형성된 축 고정부(도시되지 않음)와 고정될 수 있다. 이와 같이, 모터(110)의 구동축과 회전부(202)의 회전의 중심은 동일 축 상에 위치할 수 있다.
또한, 프레임(203)의 상측에는 광원 모듈(301)이 고정되어 설치될 수 있다.
이상, 도 2를 참조하여 본 발명의 제2 실시예를 설명하였으나, 광원 모듈(301)의 구성의 차이 외에는 실질적으로 제1 실시예와 동일할 수 있다. 따라서, 여기서 설명되지 않은 부분은 제1 실시예의 구성이 동일하게 적용될 수 있다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 의한 광원 모듈의 전면을 나타내는 사시도이고, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 의한 광원 모듈의 후면을 나타내는 사시도이다.
도 3 및 도 4는 제1 실시예에 의한 회전형 디스플레이 장치의 제1 패널(310)을 예로 설명하나, 다른 패널(320, 330)에도 동일하게 적용될 수 있으며, 또한, 제2 실시예의 제2 패널(340, 350, 360)에도 동일하게 적용될 수 있다. 즉, 제1 실시예 및 제2 실시예에서 광원 모듈은 동일한 구성을 가질 수 있다.
다시 말하면, 제1 발광 소자 어레이(311)와 제2 발광 소자 어레이(341, 351, 361)는 동일한 구조를 가질 수 있다. 이하, 광원 모듈은 제1 발광 소자 어레이(311)를 위주로 설명한다.
도 3을 참조하면, 광원 모듈(300)을 이루는 하나의 패널(310)을 도시하고 있다. 위에서 언급한 바와 같이, 이러한 패널(310)은 인쇄 회로 기판(PCB)일 수 있다. 이러한 패널(310) 상에는 다수의 발광 소자(312; 도 5 참조)가 화소를 이루어 일 방향으로 배열되어 설치되어 발광 소자 어레이(311)를 이룰 수 있다. 여기서, 발광 소자는 발광 다이오드(Light emitting diode; LED)를 이용할 수 있다.
즉, 하나의 패널(310) 상에는 일 방향으로 발광 소자(312)가 개별 화소를 이루면서 배열되어 선형으로 설치되는 발광 소자 어레이(311)가 구비될 수 있다.
도 4는 패널(310)의 후면을 나타내고 있다. 이러한 광원 모듈을 이루는 패널(310)의 후면에는 발광 소자(312)를 구동하기 위한 구동부(Driver; 314)가 설치될 수 있다.
이와 같이, 구동부(314)는 패널(310)의 후면에 설치되므로 발광 면을 방해하지 않을 수 있고, 간섭 등에 의하여 광원(발광 소자; 312)의 점등에 미치는 영향을 최소화할 수 있으며, 최소한의 면적으로 패널(310)을 구성할 수 있다. 이러한 좁은 면적의 패널(310)은 디스플레이의 투명도를 향상시킬 수 있다.
한편, 발광 소자 어레이(311)가 설치되는 패널(310)의 전면은 디스플레이의 명암비, 색감 등의 향상을 위하며 어두운 색상(예를 들어, 검정)으로 처리하여 광원의 효과를 극대화할 수 있다.
도 5는 도 3의 A 부분 확대도이고, 도 6은 본 발명의 제1 실시예에 의한 광원 모듈의 단면도이다.
도 5를 참조하면, 개별 발광 소자(312)가 일 방향(패널의 길이 방향)으로 선형으로 설치되는 것을 알 수 있다. 이때, 발광 소자(312)의 외측에는 발광 소자(312)의 보호를 위한 보호부(313)가 위치할 수 있다.
이러한 발광 소자(312)는 천연 색상을 구현할 수 있도록 적색, 녹색 및 청색 발광 소자(312)가 하나의 화소를 이루고, 이들 개별 화소가 패널(310) 상에 일 방향으로 설치될 수 있다.
도 6을 참조하면, 발광 소자(312)는 보호부(313)에 의하여 보호될 수 있다. 또한, 위에서 설명한 바와 같이, 구동부(314)는 패널(310)의 후면에 설치되어 화소 단위 또는 서브 화소 단위로 발광 소자(312)를 구동할 수 있다. 이때, 하나의 구동부(314)는 적어도 하나 이상의 화소를 개별적으로 구동할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 회전형 디스플레이 장치의 블록도이다.
이하, 도 7을 참조하여 회전형 디스플레이 장치의 구동을 위한 구성을 간략히 설명한다. 이러한 구성은 위에서 설명한 제1 실시예를 중심으로 설명하나, 제2 실시예에도 동일하게 적용될 수 있다.
먼저, 고정부(100)에는 구동 회로(210)가 설치될 수 있다. 이러한 구동 회로(120)는 전원 공급부(Power supply)를 포함할 수 있다. 구동회로(120)는 무선 전력 전송부(Wireless power transmitter; 121), DC-DC 컨버터(122) 및 개별 전압을 공급하는 전압 생성부(123)를 포함할 수 있다.
외부 전력은 이러한 구동 회로(120)와 모터(110)에 공급될 수 있다.
또한, 고정부(100)에는 리모컨부(RF module; 126)가 구비되어 외부로부터 전송되는 신호에 의하여 디스플레이가 구동될 수 있다.
한편, 고정부(100)에는 회전부(200)의 회전을 감지하기 위한 수단이 구비될 수 있다. 이러한 회전을 감지하는 수단으로서 적외선을 이용할 수 있다. 이에 따라, 고정부(100)에는 적외선 방출부(IR emitter; 125)가 설치될 수 있고, 이러한 적외선 방출부(125)에서 방출되는 해당 위치의 회전부(200)에는 적외선 수신부(215; IR receiver)가 설치될 수 있다.
또한, 고정부(100)에는 이러한 구동회로(120), 모터(110), 적외선 방출부(125) 및 리모컨부(126)를 제어하는 제어부(124)가 구비될 수 있다.
한편, 회전부(200)에는 무선 전력 전송부(121)의 신호를 수신하는 무선 전력 수신부(Wireless power receiver; 211), DC-DC 컨버터(212) 및 개별 전압을 공급하는 전압 생성부(LDO; 213)를 포함할 수 있다.
회전부(200)에는 디스플레이되는 영상의 RGB 데이터를 이용하여 발광 소자 어레이를 통하여 영상을 구현할 수 있도록 처리하는 영상처리부(216)가 설치될 수 있다. 영상처리부(216)에서 처리된 신호는 광원 모듈의 구동부(314)로 전달되어 영상이 구현될 수 있다.
또한, 회전부(200)에는 이러한 무선 전력 수신부(211), DC-DC 컨버터(212), 전압 생성부(LDO; 213), 적외선 수신부(215), 영상처리부(216)를 제어하는 제어부(214)가 설치될 수 있다.
이러한 영상처리부(216)는 출력을 원하는 영상 데이터를 바탕으로 광원 모듈의 광원의 발광을 제어하는 신호를 발생시킬 수 있다. 이때, 광원 모듈의 발광을 위한 데이터는 내부 또는 외부의 데이터일 수 있다.
내부(회전부; 200)에 저장된 데이터는 영상처리부(216)에 함께 실장된 메모리(SD-card) 등과 같은 저장장치에 미리 저장된 영상 데이터일 수 있다. 영상처리부(216)는 이러한 내부 데이터를 바탕으로 발광 제어 신호를 발생시킬 수 있다.
영상처리부(216)는, 각각의 제1 발광 소자 어레이(311) 및 제2 발광 소자 어레이(341, 351, 361)에서 표시되는 특정 프레임의 영상 데이터를 지연 표시하도록 제어하는 신호를 구동부(314)에 전달할 수 있다.
한편, 영상처리부(216)는 고정부(100)로부터 영상 데이터를 전달받을 수 있다. 이때, 포토 커플러 등과 같은 원리의 광학식 데이터 전송 장치, 블루투스(Bluetooth), 와이파이(Wifi) 등과 같은 RF 방식의 데이터 전송 장치를 통하여 외부의 데이터를 출력할 수 있다.
이때, 위에서 언급한 바와 같이, 회전부(200)의 회전을 감지하기 위한 수단이 구비될 수 있다. 즉, 회전부(200)의 회전시 각 회전 위치(속도)에 맞는 광원 데이터를 출력하기 위하여 회전에 대한 절대 위치 및 상대 위치 등 회전에 대한 위치(속도)를 인지할 수 있는 수단으로서, 적외선 방출부(125) 및 적외선 수신부(215)가 구비될 수 있다. 한편, 엔코더, 리졸버, 홀 센서를 통하여 동일한 기능을 구현할 수 있다.
한편, 디스플레이 구동에 필요한 데이터는 포토 커플러(Photo coupler)의 원리를 이용하여 광학적으로 저비용으로 신호를 전달할 수 있다. 즉, 고정부(100)와 회전부(200)에 발광 소자 및 수광 소자를 위치시키면 회전부(200)가 회전하는 경우에도 끊김 없이 데이터의 수신이 가능할 수 있다. 이때, 이러한 데이터 전송을 위하여 위에서 설명한 적외선 방출부(125) 및 적외선 수신부(215)가 이용될 수도 있다.
위에서 설명한 바와 같이, 무선 전력 전송(wireless power transfer, WPT)을 이용하여 고정부(100)와 회전부(200) 사이에 전력을 전송할 수 있다.
무선 전력 전송은 코일의 공진 현상을 이용하여 전선의 연결 없이 전력을 공급할 수 있다.
이를 위하여, 무선 전력 전송부(121)에서는 전원을 특정 주파수의 RF 신호로 변환하고, 전송 코일(130)을 통하여 흐르는 전류로 발생하는 자기장이 수신 코일(220)에 유도 전류를 발생시킬 수 있다.
이때, 코일의 고유 주파수와 실제 에너지를 전달하는 전송 주파수가 다를 수 있다(자기유도방식).
한편, 전송 코일(130)과 수신 코일(220)의 공진 주파수가 모두 동일(자기공진방식)할 수 있다.
무선 전력 수신부(211)에서는 수신 코일(220)로부터 입력되는 RF 신호를 직류로 변환하여 부하에 요구전력을 전달할 수 있다.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 의한 회전형 디스플레이 장치에 엔코더가 적용된 상태를 나타내는 개략 사시도이다.
회전형 디스플레이 장치는 고정부(100)와 회전부(200) 사이에 엔코더(400)가 구비될 수 있다.
위에서 설명한 발광 소자 어레이(311)가 구비된 패널(310)을 포함하는 광원 모듈(300, 또는 도 2의 301)이 회전하며 시간에 따라 다른 정보를 재생하게 될 때, 광원 모듈(300, 301)의 회전 속도와 주사 화면의 동기가 일치하여야 항상 일정한 위치에서 원하는 이미지나 동영상을 재생할 수 있다.
이하, 광원 모듈(300)은 위에서 설명한 제1 실시예에 의한 회전형 디스플레이 장치의 예를 중심으로 설명한다. 그러나 이하 설명하는 엔코더(400)는 제2 실시예 및 다른 형태의 회전형 디스플레이 장치의 광원 모듈에도 동일하게 적용될 수 있다.
영상과 광원 모듈(300, 301)의 특정 위치를 동기화 시키는 방법은 여러 가지가 있을 수 있으며, 일례로, 적외선 광을 이용하는 엔코더(400)를 적용할 수 있다.
이러한 엔코더(400)는 고정부(100) 및 회전부(200) 중 어느 하나에 고정되고 다수의 슬릿(411)이 형성된 스케일러(410)를 포함하고, 고정부(100) 및 회전부(200)에 의하여 발생하는 상대 운동에 의하여, 다수의 슬릿(411)의 위치에 대응하여 동기 신호를 출력할 수 있다.
또한, 엔코더(400)는 적외선을 방출하는 발광부(422) 및 발광부(422)에서 방출되는 적외선을 수광하는 수광부(421)를 구비하는 헤더(420)를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예로서, 이러한 헤더(420)는 발광부(422)를 회전부(200)와 연결하는 프레임(423)을 포함할 수 있다. 이때, 수광부(421)는 회전부(200)에 고정되어 설치될 수 있다.
이와 같이, 적외선 광을 이용하는 방식에 의하면, 발광부(422)에서 적외선을 발광하고 수광부(421)에서 회전부(200)가 회전할 때마다 주기적으로 발광부(422)에서 출사된 적외선 광을 수광하여 동기 신호 및 발광 신호를 가공함으로써 항상 일정한 위치에서 영상을 주사할 수 있다.
일례로, 발광부(422)와 수광부(421)는 회전부(200)와 연결되어 회전부(200)와 일체로 회전할 수 있다. 이러한 발광부(422)와 수광부(421) 사이에는 슬릿(411)이 형성된 원반형의 스케일러(410)가 위치할 수 있다. 이때, 스케일러(410)에는 다수의 슬릿(411)이 일정 간격으로 형성될 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이, 발광부(422)와 수광부(421)는 회전부(200)와 연결되어 회전부(200)와 일체로 회전하는 경우, 스케일러(410)는 발광부(422)와 수광부(421) 사이에서 고정된 위치에 위치할 수 있다. 따라서, 수광부(421)는 일정 간격으로 위치하는 다수의 슬릿(411)을 통하여 일정 주기로 적외선을 수신할 수 있다.
이와 같이 수광부(421)에서는 슬릿의 폭에 해당하는 일정 폭의 신호를 수신할 수 있다. 이러한 수광부(421)에서 수신한 신호를 동기 신호(기준 신호)라고 할 수 있다.
위에서 언급한 바와 같이, 엔코더(400)의 스케일러(410)에는 중심점을 기준으로 원주방향을 따라 다수의 슬릿(411)이 방사형으로 형성될 수 있고, 회전부(200)에 연결된 적외선 수광부(421) 및 발광부(422)는 회전부(200)와 함께 회전할 수 있다. 이때, 발광부(422)로부터 출사된 빛은 스케일러(410)의 슬릿(411)을 통과하여 수광부(421)로 입력될 수 있다. 따라서, 회전부(200)가 회전하는 동안 수광부(421)를 통하여 슬릿 개수에 해당하는 신호를 받을 수 있다.
이때, 영상처리부(216)는 출력을 원하는 영상 데이터를 바탕으로 광원 모듈의 광원의 발광을 제어하는 신호를 발생시킬 수 있다. 따라서, 영상처리부(216)는 엔코더(400)에서 전달되는 신호를 이용하여 광원 모듈의 광원의 발광을 제어할 수 있다.
즉, 영상처리부(216)는 엔코더(400)로부터 수신된 동기 신호(기준 신호)를 이용하여 각각의 제1 발광 소자 어레이(311) 또는 제2 발광 소자 어레이(341, 351, 361)에서 표시되는 특정 프레임의 영상 데이터를 기본 지연 시간 이후에 지연 표시하도록 제어하는 신호를 구동부(314)에 전달할 수 있다.
여기서 기본 지연 시간은 동기 신호의 출력 시점부터 광원 모듈(300)의 실제 발광 시점 사이에 해당할 수 있다.
이때, 도시하는 바와 같이, 스케일러(410)에는 회전부(200)의 회전 속도의 변화에 따른 화면 왜곡을 개선하기 위한 위치 정보를 수신하기 위한 다수의 슬릿(411)이 두 궤도에 배치될 수 있다.
이와 같이, 두 가지의 신호를 수신하기 위해 두 개의 발광부(422)와 두 개의 수광부(421)가 구비될 수 있다. 즉, 두 개의 발광부(422)-수광부(421) 쌍이 구비될 수 있다.
일례로, 이러한 두 개의 발광부(421)와 두 개의 수광부(421) 중 하나의 발광수(422)-수광부(421) 쌍을 이용하여 트리거 신호(디스플레이의 첫 주사라인 위치 정보)를 발생시킬 수 있다.
이와 같은 발광수(422)-수광부(421) 쌍 통하여 수신된 위치 정보를 통하여 회전부(200)의 회전 속도의 변화에 따른 화면 왜곡을 개선할 수 있다. 또한, 발광수(422)-수광부(421) 쌍을 통하여 수신된 디스플레이의 첫 주사라인 위치 정보(트리거 신호)를 통하여 디스플레이를 회전 속도에 따라 동기화시킬 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
위에서 설명한 바와 같이, 수광부(421)에서는 슬릿의 폭에 해당하는 일정 폭의 신호를 수신할 수 있다. 이러한 수광부(421)에서 수신한 신호를 동기 신호(기준 신호)라고 할 수 있다. 이와 같이, 발광부(422) 및 수광부(421), 그리고 스케일러(410)에 의하여 슬릿(411)에 해당하는 일정한 주기로 기준 신호가 발생할 수 있다.
그러나 고정부(100), 회전부(200) 및 엔코더(400)의 기구적인 공차 등에 의해 회전축과 엔코더(400)의 축은 완벽하게 일치할 수 없으며 그로 인해 디스플레이의 화면 떨림 현상이 발생될 수 있다.
예를 들어, 위에서 설명한 실시예와 같이, 엔코더(400)에서 스케일러(410)를 이용하는 경우, 스케일러(410)의 축과 회전부(200)의 축을 일치시켜 설치하나, 이러한 스케일러(410)의 중심축과 회전부(200)의 축 사이에는 일정 기구적인 공차가 발생할 수 있다. 즉, 스케일러(410)의 축이 회전부(200)의 축으로부터 틀어지는 경우에 기준 신호가 정확한 타이밍에 발생하지 않을 수 있고, 이에 따라 화면의 떨림 현상이 발생할 수 있다.
도 9 내지 도 12는 회전형 디스플레이 장치에서 스케일러의 축이 회전부의 축으로부터 틀어지는 경우에 발생하는 현상을 설명하기 위한 도이다.
먼저, 도 9는 정확한 위치에서의 스케일러(410)와 틀어진 위치에서의 스케일러(410')를 도시하고 있다. 이상적으로는 스케일러(410)가 정확한 중심축(401)의 위치에 설치되어야 하나, 보통 스케일러(410)의 설치시 기구적인 공차에 의하여 틀어진 중심축(401')에 스케일러(410')가 설치될 수 있다.
이하, 이와 같이, 엔코더 스케일러(410)의 중심축(401)이 점선으로 표기하는 바와 같이 틀어진 경우에 발생하는 현상을 설명한다. 이때, 설명의 편의를 위하여 간단히 4개의 슬릿을 가지는 경우를 설명한다.
이와 같이, 4개의 슬릿을 가지는 엔코더(410)가 410'의 위치로 틀어진 경우, 엔코더(410)의 발광부(422) 및 수광부(421)가 시계방향(R)으로 회전하면서 슬릿의 위치를 측정할 때, 12시 방향의 슬릿(411)에서는 411'의 위치로 슬릿이 틀어졌기 때문에 정상 수신 시간보다 지연될 수 있다.
즉, 발광부(422)에서는 항상 적외선이 발광될 수 있는데, 스케일러(410)에 의하여 적외선이 차단되어 수광부(421)에서 수신이 일어나지 않으나, 슬릿(411)의 위치에 발광부(422) 및 수광부(421)가 위치하게 되면 슬릿(411)의 폭에 해당하는 시간동안 수광부(421)에서는 발광부(422)에서 방출된 적외선을 수신할 수 있게 된다. 이때, 슬릿(411)의 위치가 411'으로 틀어졌기 때문에 원래의 슬릿(411) 위치에서는 수광부(421)의 수신이 발생하지 않고, 틀어진 슬릿(411')의 위치에 도달할 때 수광부(421)의 수신이 발생하는 것이다.
반면에, 6시 방향의 슬릿(412)에서는 슬릿의 위치가 412'으로 틀어졌기 때문에 슬릿의 위치를 측정할 때, 정상 수신 시간보다 빨리 측정될 수 있다.
즉, 슬릿(412)의 위치에 발광부(422) 및 수광부(421)가 위치하게 되면 슬릿(412)의 폭에 해당하는 시간동안 수광부(421)에서는 발광부(422)에서 방출된 적외선을 수신할 수 있게 된다. 이때, 슬릿(412)의 위치가 412'으로 틀어졌기 때문에 원래의 슬릿(412) 위치에 도달하기 전에 틀어진 슬릿(412')의 위치에 도달할 때 수광부(421)의 수신이 발생하는 것이다.
이러한 수신과 빨라짐을 포함하는 수신 시간의 변화는 12시 방향 슬릿(411)의 위치에서 최대(dt_Max)가 될 수 있고 6시 방향의 슬릿(412)에서 최소(dt_min)가 될 수 있다. 그러나 그 절대적인 수신 시간의 변화의 양을 본다면 6시 방향의 슬릿(412)에서도 최대가 된다고 볼 수도 있다.
만일 스케일러(410)에 보다 많은 슬릿이 있다고 가정하고 수신 시간의 변화(dt)를 그래프로 나타내면 도 10과 같이 도시될 수 있다.
도 10에서 도시하는 그래프는 많은 슬릿이 있다고 가정하여 이러한 수신 시간의 틀어짐의 정도를 연속적으로 그렸을 때의 모습을 나타낸다.
즉, 수신 시간의 틀어짐의 정도는 슬릿 측정 폭과 동일 방향으로 틀어짐이 발생한 3시 방향의 슬릿과 9시 방향의 슬릿에서는 실질적으로 0이 된다.
3시 방향의 슬릿에서 측정이 시작된다고 한다면, 즉, 3시 방향의 슬릿의 위치를 그래프의 원점으로 본다면, 3시 방향의 슬릿의 위치를 지나 회전하면서 지연 시간은 점점 늘어나서 12시 방향의 슬릿(411)에서 최대가 될 수 있다.
이후, 지연 시간은 점점 줄어들어 3시 방향의 슬릿에서 다시 0이 될 수 있다. 즉, 정확한 위치에서 수광부(422)의 수신이 발생할 수 있다. 그러나 이후에 수광부(422)의 수신 시간은 실제보다 더 빨라지게 되어 6시 방향의 슬릿의 위치에서 최대가 될 수 있다. 다음에, 빨라지는 정도는 다시 점점 작아져서 다시 9시 방향의 슬릿에서 실질적으로 0이 될 수 있다.
도 11 및 도 12는 이러한 엔코더의 틀어짐에 의한 이미지의 떨림 현상을 나타내고 있다.
도 11은 발광 소자 어레이가 구비되는 두 개의 패널 ①, ⑥과 발광부(422) 및 수광부(421)를 포함하는 헤더(420)가 함께 시계방향으로 회전하며 스케일러(410)에 의하여 발광하는 상태를 도시하고 있다.
이때, 스케일러(410)는 410'의 위치로 틀어져 있기 때문에, 이러한 틀어진 스케일러(410')에 의하여 동기되어 발광할 경우, 12시 방향의 슬릿(411) 및 6시 방향의 슬릿에서는 발광 위치가 틀어지게 된다. 따라서, 발광 소자 어레이가 구비되는 두 개의 패널 ①, ⑥은 같은 위치에서 발광되지 못하여 이미지에 떨림이 발생할 수 있다.
즉, 도 12를 참조하면, 12시 위치의 슬릿에서 실제로 411'의 위치에서 헤더(420)가 위치할 때 수광부(421)의 수신이 발생하여, 지연된 위치에서 패널 ①이 발광하게 된다. 그러나 이때 패널 ⑥은 이미 틀어진 위치의 슬릿을 지난 상태이기 때문에 발광하지 못할 수 있다. 따라서, 두 개의 패널 ①, ⑥은 정확한 타이밍에 같은 위치에서 발광되지 못할 수 있는 것이다.
도 13은 본 발명의 제2 실시예에 의한 회전형 디스플레이 장치에 엔코더가 적용된 상태를 나타내는 개략 사시도이다.
도 13을 참조하면, 회전형 디스플레이 장치는 고정부(100)와 회전부(200) 사이에 엔코더(400)가 구비될 수 있다.
이러한 엔코더(400)는 고정부(100) 및 회전부(200) 중 어느 하나에 고정되고 다수의 슬릿(411)이 형성된 스케일러(410)를 포함하고, 고정부(100) 및 회전부(200)에 의하여 발생하는 상대 운동에 의하여, 다수의 슬릿(411)의 위치에 대응하여 동기 신호를 출력할 수 있다.
또한, 엔코더(400)는 적외선을 방출하는 제1 발광부(422) 및 제1 발광부(422)에서 방출되는 적외선을 수광하는 제1 수광부(421)를 구비하는 제1 헤더(420)와, 제2 발광부(432) 및 제2 발광부(432)에서 방출되는 적외선을 수광하는 제2 수광부(431)를 구비하는 제2 헤더(430)를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예로서, 이러한 제2 헤더(430)는 제2 발광부(432)를 회전부(200)와 연결하는 프레임(433)을 포함할 수 있다. 이때, 수광부(431)는 회전부(200)에 고정되어 설치될 수 있다. 또한, 제1 실시예와 마찬가지로, 제1 헤더(420)는 제2 발광부(422)를 회전부(200)와 연결하는 프레임(423)을 포함할 수 있다.
이와 같이, 적외선 광을 이용하는 방식에 의하면, 제1 헤더(420) 및 제2 헤더(430)에서 회전부(200)가 회전할 때마다 주기적으로 동기 신호를 생성하고, 이에 따라 발광 신호를 가공함으로써 항상 일정한 위치에서 영상을 주사할 수 있다. 그러나 이는 예시적인 것으로서, 제1 회더(420) 및 제2 헤더(430) 외에 추가적인 헤더가 구비될 수도 있다.
예시적인 실시예로서, 제1 헤더(420) 및 제2 헤더(430)는 회전부(200)와 연결되어 회전부(200)와 일체로 회전할 수 있다. 제1 헤더(420)의 제1 발광부(422)와 제1 수광부(421) 사이, 그리고 제2 헤더(430)의 제2 발광부(432)와 제2 수광부(431) 사이에는 슬릿(411)이 형성된 원반형의 스케일러(410)가 위치할 수 있다. 이때, 스케일러(410)에는 다수의 슬릿(411)이 일정 간격으로 형성될 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이, 제1 헤더(420) 및 제2 헤더(430)는 회전부(200)와 연결되어 회전부(200)와 일체로 회전하는 경우, 스케일러(410)는 제1 헤더(420) 및 제2 헤더(430)에 대하여 고정된 위치에 위치할 수 있다. 따라서, 제1 헤더(420) 및 제2 헤더(430)에서는 일정 간격으로 위치하는 다수의 슬릿(411)을 통하여 일정 주기로 적외선을 수신할 수 있다.
이와 같이 제1 헤더(420)의 제1 수광부(421) 및 제2 헤더(430)의 제2 수광부(431)에서는 슬릿(411)의 폭에 해당하는 일정 폭의 신호를 수신할 수 있다. 이러한 제1 수광부(421) 및 제2 수광부(431)에서 수신한 신호를 동기 신호(기준 신호)라고 할 수 있다.
위에서 언급한 바와 같이, 엔코더(400)의 스케일러(410)에는 중심점(401)을 기준으로 원주방향을 따라 다수의 슬릿(411)이 방사형으로 형성될 수 있고, 회전부(200)에 연결된 제1 헤더(420) 및 제2 헤더(430)는 회전부(200)와 함께 회전할 수 있다.
이러한 제1 헤더(420) 및 제2 헤더(430)는 스케일러(410) 상의 제1 측과 제2 측에 위치할 수 있다. 이때, 예시적인 실시예로서, 제1 측은 스케일러(410) 상에서 제2 측에 대하여 대척점에 위치할 수 있다.
이때, 제1 발광부(422)로부터 출사된 빛은 스케일러(410)의 슬릿(411)을 통과하여 제1 수광부(421)로 입력될 수 있다. 또한, 제2 발광부(432)로부터 출사된 빛은 스케일러(410)의 슬릿(411)을 통과하여 제2 수광부(431)로 입력될 수 있다.
따라서, 회전부(200)가 회전하는 동안 제1 수광부(421) 및 제2 수광부(431)를 통하여 슬릿 개수 당 두 개의 신호를 받을 수 있다. 이러한 제1 수광부(421)에서 수신된 신호를 제1 동기 신호라고 할 수 있고, 제2 수광부(431)에서 수신된 신호를 제2 동기 신호라고 할 수 있다. 즉, 동기 신호는 다수의 슬릿(411) 중 두 슬릿에 대응되는 제1 동기 신호 및 제2 동기 신호를 포함할 수 있다.
즉, 엔코더(400)는 제1 동기 신호를 발생시키는 제1 헤더(420) 및 제2 동기 신호를 발생시키는 제2 헤더(430)를 포함할 수 있다.
위에서 도 9 내지 도 12를 참조하여 설명한 바와 같이, 이상적으로는 스케일러(410)가 정확한 중심축(401)의 위치에 설치되어야 하나, 보통 스케일러(410)의 설치시 기구적인 공차에 의하여 틀어진 중심축(401')에 스케일러(410')가 설치될 수 있다. 따라서, 발광 소자 어레이(311, 321)가 구비되는 두 개의 패널 (310, 320)은 같은 위치에서 발광되지 못하여 이미지에 떨림이 발생할 수 있다.
또한, 이러한 스케일러(410)의 중심축(401)과 회전부(200)의 트러짐에 따라 엔코더(400)에서 출력되는 동시 신호에 편차가 발생할 수 있다.
이때, 영상처리부(216)는 출력을 원하는 영상 데이터를 바탕으로 광원 모듈의 광원의 발광을 제어하는 신호를 발생시킬 수 있다. 영상처리부(216)는 엔코더(400)에서 출력된 동기 신호의 편차의 평균값을 포함하는 지연 시간에 광원 모듈(300)의 발광을 제어하는 영상 출력 신호를 발생시킬 수 있다.
따라서, 영상처리부(216)는 엔코더(400)에서 전달되는 신호를 이용하여 광원 모듈의 광원의 발광을 제어할 수 있다.
즉, 영상처리부(216)는 엔코더(400)로부터 수신된 동기 신호(기준 신호)를 이용하여 각각의 제1 발광 소자 어레이(311, 321, 331) 또는 제2 발광 소자 어레이(341, 351, 361)에서 표시되는 특정 프레임의 영상 데이터를 이러한 지연 시간 이후에 지연 표시하도록 제어하는 신호를 구동부(314)에 전달할 수 있다.
여기서 지연 시간은 위에서 설명한 기본 지연 시간을 더 포함할 수 있다. 즉, 기본 지연 시간은 동기 신호의 출력 시점부터 광원 모듈(300)의 실제 발광 시점 사이에 해당할 수 있다.
영상처리부(216)는 제1 동기 신호 및 제2 동기 신호 중 먼저 검출된 신호의 검출 시점에 지연 시간을 더한 시점에 광원 모듈(300)의 광원의 발광을 제어하는 영상 출력 신호를 발생시킬 수 있다.
또한, 영상처리부(216)는, 제1 동기 신호 및 제2 동기 신호 중 먼저 검출된 신호의 검출 시점에 기본 지연 시간 및 평균값을 더한 지연 시간 후에 광원 모듈(300)의 광원의 발광을 제어하는 영상 출력 신호를 발생시킬 수 있다.
이와 같이, 영상처리부(216)는 엔코더(400)에서 출력된 동기 신호의 편차의 평균값을 포함하는 지연 시간에 광원 모듈(300)의 발광을 제어하는 영상 출력 신호를 발생시킴으로써 항상 일정하게 지연된 정상 위치의 엔코더 신호가 가공될 수 있다. 따라서, 가공된 엔코더 신호는 엔코더(400) 축이 틀어져도 정상 위치를 계산하여 일정시간 지연 후 출력되므로 화면 흔들림 현상을 개선하거나 방지할 수 있다.
이러한 영상처리부(216) 또는 제어부(214)에서 엔코더(400) 동기 신호를 이용하여 광원 모듈(300)을 제어하는 사항은 자세히 후술한다.
도 14 및 도 15는 본 발명의 제2 실시예에 의한 회전형 디스플레이 장치에서 영상 출력 신호를 생성하는 과정의 일례를 나타내고 있다.
위에서 설명한 바와 같이, 제1 헤더(420) 및 제2 헤더(430)는 스케일러(410)에 대하여 서로 맞은편에 위치할 수 있다.
도 14를 참조하면, 예시적으로 스케일러(410)에는 10개의 슬릿(411)이 형성된 예를 나타내고 있다. 이러한 슬릿(411)의 개수는 예시적인 것으로, 더 많은 수 또는 더 적은 수의 슬릿(411)이 구비될 수 있음은 물론이다.
이와 같은 상태에서, 스케일러(410)는 기구적인 공차에 의하여 정확한 위치로부터 틀어진 410'의 위치에 위치할 수 있다. 이에 따라, 슬릿(411)의 위치도 411'의 위치로 틀어짐이 발생할 수 있다. 이때, 제1 헤더(420) 및 제2 헤더(430)는 회전부(200)와 함께 회전할 수 있다. 일례로, 화살표로 도시된 바와 같이, 회전부(200)는 시계 방향으로 회전할 수 있다.
위에서 도 9 내지 도 12을 참조하여 설명한 바와 같이, 엔코더(400)에서 출력되는 동기 신호는 스케일러(410)의 틀어짐 방향과 동일 방향에 위치하는 슬릿(411), 예를 들어, 9시 방향의 슬릿과 3시 방향의 슬릿에서는 타이밍의 편차가 발생하지 않으나, 그 외의 위치에서는 동기 신호의 지연(느려짐) 또는 빨리지는 현상이 발생할 수 있다.
도 15를 참조하면, 이와 같은 동기 신호의 지연(느려짐) 또는 빨라짐을 포함하는 각 헤더(420, 430)에서의 수신 시간의 변화(dt)를 그래프로 나타내고 있다. 즉, 스케일러(410)에 보다 많은 개수의 슬릿(411)이 있다고 가정하고 각 헤더(420, 430)의 수신 시간의 변화(dt)를 그래프로 나타내면 도 15와 같이 도시될 수 있다.
도 15에서 도시하는 그래프는 많은 슬릿이 있다고 가정하여 이러한 수신 시간의 틀어짐의 정도를 연속적으로 그렸을 때의 모습을 나타낸다.
3시 방향의 슬릿에서 측정이 시작된다고 한다면, 즉, 3시 방향의 슬릿의 위치를 그래프의 원점으로 본다면, 3시 방향의 슬릿의 위치를 지나 회전하면서 지연 시간은 점점 늘어나서 12시 방향의 슬릿(411)에서 최대가 될 수 있다. 이후, 지연 시간은 점점 줄어들어 3시 방향의 슬릿에서 다시 0이 될 수 있다.
이때, 도 15를 참조하면, 두 헤더(420, 430)에서 수신되는 신호를 각각 실선과 점선으로 표시하고 있다.
도 15에서 하측의 신호도를 보면, 두 슬릿의 위치에서 두 타이밍 t1 및 t2에 슬릿 폭에 대응하여 일정 폭을 가지는 두 신호가 각 헤더(420, 430)에서 수신되는 것을 알 수 있다.
이때, 틀어짐 없이 스케일러(410)가 설치된 위치를 정상 위치라고 한다면, 틀어진 위치에 설치되는 스케일러(410)에 의하여 두 헤더(420, 430)에서 수신된 위치는 서로 편차만큼 느려진 위치 또는 빨라진 위치에 해당할 수 있다.
즉, t1 타이밍에서 제1 헤더(420)에 의해서는 정상 위치에서 편차(d1)만큼 빨라진 시간에 동기 신호(제1 동기 신호)가 검출되고, 제2 헤더(430)에서는 정상 위치에서 편차(d1)만큼 느려진 시간에 동기 신호(제2 동기 신호)가 검출될 수 있다.
또한, t2 타이밍에서 제1 헤더(420)에 의해서는 정상 위치에서 d1보다 작아진 편차(d2)만큼 빨라진 시간에 동기 신호(제1 동기 신호)가 검출되고, 제2 헤더(430)에서는 정상 위치에서 d1보다 작아진 편차(d2)만큼 느려진 시간에 동기 신호(제2 동기 신호)가 검출될 수 있다.
이와 같이, 두 헤더(420, 430)에서는 항상 동일한 크기의 빠르거나 느린 편차(d1, d2)가 존재하게 된다. 예를 들어, t1 타이밍에서 제1 헤더(420)에서 빨라진 편차(d1)는 느려진 편차(d1)와 동일하다. 다시 말하면, 동일한 시점에서 제1 헤더(420)에서 수신되는 신호(제1 동기 신호)의 느려지는(또는 빨리지는) 시간의 양은 제2 헤더(430)에서 수신되는 신호(제2 동기 신호)의 빨라지는(또는 느려지는) 시간의 양과 동일하다. 즉, 제1 동기 신호의 편차와 제2 동기 신호의 편차는 방향은 반대이며 크기는 동일하다.
따라서, 이러한 편차를 가지는 동기 신호의 평균값은 정상 위치에서의 신호(또는 신호의 시점)가 될 수 있음을 알 수 있다. 결국, 두 동기 신호의 평균 위치를 구하면 틀어지지 않은 정상 위치에서의 엔코더 동기 신호를 얻을 수 있다.
그러나, 해당 타이밍에서 빨라진 신호와 느려진 신호를 모두 받은 후 이에 대한 처리(평균값 계산)이 이루어지므로 정상 위치에 엔코더 신호의 출력을 할 수 없다. 따라서, 대신에 정상 위치에서 일정 시간 이후에 출력되는 새로운 엔코더 신호를 생성할 수 있다.
다시 말하면, 실선으로 표기된 첫 입력 펄스(제1 동기 신호)를 기준으로 계산을 위한 일정 지연 시간(기본 지연 시간; 예를 들어, 5 ㎛) 이후 두 엔코더 수신 펄스의 시간 차를 2로 나눈 값을 더한 시점이 정상 위치로부터 항상 일정하게 지연된 엔코더 동기 신호가 될 수 있다.
이에 따라, 영상처리부(216)는, 제1 동기 신호 및 제2 동기 신호 중 먼저 검출된 신호(이 경우는 실선으로 표기된 제1 동기 신호)의 검출 시점에 기본 지연 시간(5 ㎛) 및 두 신호의 평균값(d1 또는 d2)을 더한 지연 시간 후에 광원 모듈(300)의 영상 출력 신호를 출력할 수 있다.
이와 같이 가공되어 지연된 동기 신호에 의하면 엔코더 스케일러(410)의 축이 틀어져도 정상 위치를 계산하여 일정 시간 지연 후 영상 출력 신호가 출력되므로 화면 흔들림 현상을 방지할 수 있다.
도 16 및 도 17은 본 발명의 제2 실시예에 의한 회전형 디스플레이 장치에서 영상 출력 신호를 생성하는 과정의 다른 예를 나타내고 있다. 도 18은 영상 출력 신호를 생성하는 과정의 순서도이다.
도 16을 참조하면, 예시적으로 스케일러(410)에는 10개의 슬릿(411)이 형성된 예를 나타내고 있다. 위에서 언급한 바와 같이, 이러한 슬릿(411)의 개수는 예시적인 것으로, 더 많은 수 또는 더 적은 수의 슬릿(411)이 구비될 수 있음은 물론이다.
이와 같은 상태에서, 스케일러(410)는 기구적인 공차에 의하여 정확한 위치로부터 틀어진 410'의 위치에 위치할 수 있다. 이에 따라, 슬릿(411)의 위치도 411'의 위치로 틀어짐이 발생할 수 있다. 이때, 제1 헤더(420) 및 제2 헤더(430)는 회전부(200)와 함께 회전할 수 있다. 일례로, 화살표로 도시된 바와 같이, 회전부(200)는 시계 방향으로 회전할 수 있다.
도 16에서는 헤더(420, 430)가 시계 방향으로 회전하면서 각각 ①, ②, ③으로 표기된 위치에서 대응하는 세 시점(t1, t2, t3)에 슬릿(411, 411')의 위치에 대하여 동기 신호를 출력(도 18의 S10)하는 예를 나타내고 있다.
도 16의 경우는 도 14에서 도시한 경우와 실질적으로 동일하나, 세 시점(t1, t2, t3)에 대하여 엔코더(400) 헤더(420, 430)에서 동기 신호를 출력하는 보다 구체적인 예를 나타내고 있다.
도 17은 도 16에 대한 펄스 신호(동기 신호)의 타이밍을 나타내고 있다. 스케일러(410) 또는 엔코더(400)가 도 16의 경우와 같이 우측으로 틀어진 위치(410')에 설치된 경우, 헤더(420, 430)가 ① 위치에 위치할 때(t1 시점), 제1 동기 신호(점선으로 표기)와 제2 동기 신호(실선으로 표기)는 실질적으로 시점(Tf1, Td1)에 수신될 수 있다.
이후, 헤더(420, 430)가 ② 위치에 위치할 때(t2 시점), 제1 동기 신호(점선)는 정상 위치에 의한 시간(Tc)으로부터 앞선 시간(Tf2)에 수신될 수 있다. 또한, 제2 동기 신호(실선)는 지연된 시간(Td2)에 수신될 수 있다.
이때, 제1 동기 신호와 제2 동기 신호의 수신 시점(Tf2, Td2)을 2로 나누면 d1에 해당한다. 위에서 설명한 바와 같이, 이 수신 시점의 편차의 크기는 제1 동기 신호와 제2 동기 신호에 대하여 동일하다.
다음, 헤더(420, 430)가 ③ 위치에 위치할 때(t3 시점), 제1 동기 신호(점선)는 정상 위치에 의한 시간(Tc)으로부터 앞선 시간(Tf3)에 수신될 수 있다. 또한, 제2 동기 신호(실선)는 지연된 시간(Td3)에 수신될 수 있다.
이때, 제1 동기 신호와 제2 동기 신호의 수신 시점(Tf3, Td3)을 2로 나누면 d2에 해당한다.
이와 같은 경우, 위에서 설명한 바와 같이, 정상 위치에서 일정 시간 이후(Tu 시점)에 출력되는 새로운 엔코더 신호(보정 신호)를 생성하여 출력할 수 있다(도 18의 S20).
다시 말하면, 실선으로 표기된 첫 입력 펄스(제1 동기 신호)를 기준으로 계산을 위한 일정 지연 시간(기본 지연 시간 Tr) 이후 두 엔코더 수신 펄스의 시간 차를 2로 나눈 값(평균값; d1, d2)을 더한 시점이 정상 위치로부터 항상 일정하게 지연된 엔코더 동기 신호가 될 수 있다.
위의 경우에, 먼저 수신된 제1 동기 신호(점선)로부터 Tr 및 평균값(d1, d2)을 더한 시점은 새로운 가공된 광원 모듈(300)의 출력 시점(Tu)에 해당하며, 항상 일정한 시점이 출력될 수 있다.
즉, ② 위치에서 먼저 수신된 제1 동기 신호(점선)로부터 Tr 및 평균값(d1)을 더한 시점과 ③ 위치에서 먼저 수신된 제1 동기 신호(점선)로부터 Tr 및 평균값(d2)을 더한 시점은 동일하다(Tu). ① 위치에서는 제1 동기 신호(점선)와 제2 동기 신호(실선)가 동시에 수신되므로 이 경우에도 먼저 수신된 제1 동기 신호(점선)로부터 Tr 및 평균값(이 경우 0에 해당)을 더한 시점은 역시 Tu의 위치로 동일하다.
이에 따라, 영상처리부(216)는, 제1 동기 신호 및 제2 동기 신호 중 먼저 검출된 신호(이 경우는 점선으로 표기된 제1 동기 신호)의 검출 시점에 기본 지연 시간(Tr) 및 두 신호의 평균값(d1 또는 d2)을 더한 지연 시간 후(Tu)에 광원 모듈(300)의 갱신된 영상 출력 신호(구동 신호)를 출력할 수 있다(도 18의 S30).
이와 같이 일정 시간(Tu) 이후에 발생하는 지연된 동기 신호에 의하면 엔코더 스케일러(410)의 축이 틀어져도 정상 위치를 계산하여 일정 시간 지연 후 구동 신호가 출력되므로 화면 흔들림 현상을 방지할 수 있다.
도 19는 본 발명의 실시예에 의한 회전형 디스플레이 장치의 광원 모듈을 실제 촬영한 상태를 표로 나타낸 것이다.
기준이 되는 발광 소자 어레이(311)가 구비된 하나의 패널(310)을 포함하는 광원 모듈(기준 셀)에 대한 이미지는 셔터 속도가 1/60 sec에 해당할 경우에 대응한다. 도 19에서 실질적인 발광 소자 어레이의 폭이 점선으로 표기되어 있다.
이와 같이 빠른 셔터 속도에서는 하나의 패널(310; 1 bar)이 실제 발광 소자 어레이의 폭에 해당하는 폭으로 촬영될 수 있다(폭 비율 100%). 따라서 촬영 이미지는 실질적인 발광 소자 어레이의 폭에 해당하는 폭 비율을 가질 수 있다.
이때, 셔터 속도를 1/6 sec로 저하시키면 하나의 시점(view point)에 발광 소자 어레이가 10번 누적된 상태가 촬영될 수 있다. 아래의 두 이미지는 이와 같이 셔터 속도를 1/6 sec로 저하시킨 상태의 촬영 이미지를 제1 실시예와 제2 실시예에 대하여 나타내고 있다.
위에서 설명한 제1 실시예의 상태에 의하면, 촬영된 발광 소자 어레이의 폭 비율은 137%에 해당할 수 있다. 즉, 이 경우에는 이 비율에 해당하는 만큼 화면에 흔들림이 발생할 수 있다.
한편, 위에서 설명한 제2 실시예에 의하면, 촬영된 발광 소자 어레이의 폭 비율은 115% 또는 100%에 해당할 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 의하면, 화면 흔들림 현상을 방지하거나 크게 완화시킬 수 있다.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명에 의하면 마이크로 LED와 같은 광원을 이용한 회전형 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.

Claims (20)

  1. 모터를 포함하는 고정부;
    상기 고정부 상에 위치하고 상기 모터에 의하여 회전하는 회전부;
    상기 회전부에 결합되고 상기 회전부의 회전에 의한 잔상을 이용하여 영상을 디스플레이하는 발광 소자 어레이를 포함하는 광원 모듈;
    상기 고정부 및 상기 회전부 중 어느 하나에 고정되고 다수의 슬릿이 형성된 스케일러를 포함하고, 상기 고정부 및 상기 회전부에 의하여 발생하는 상대 운동에 의하여, 상기 다수의 슬릿의 위치에 대응하여 동기 신호를 출력하는 엔코더; 및
    상기 엔코더에서 출력된 상기 동기 신호의 편차의 평균값을 포함하는 지연 시간을 포함하는 시점에 상기 광원 모듈의 발광을 제어하는 영상 출력 신호를 발생시키는 영상처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전형 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 동기 신호는 상기 다수의 슬릿 중 두 슬릿에 대응되는 제1 동기 신호 및 제2 동기 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전형 디스플레이 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 영상처리부는 상기 제1 동기 신호 및 상기 제2 동기 신호 중 먼저 검출된 신호의 검출 시점에 상기 지연 시간을 더한 시점에 상기 영상 출력 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 회전형 디스플레이 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 엔코더는 상기 제1 동기 신호를 발생시키는 제1 헤더 및 상기 제2 동기 신호를 발생시키는 제2 헤더를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전형 디스플레이 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1 헤더는 상기 스케일러에 대하여 제1 측에 위치하고 제1 발광부 및 제1 수광부를 포함하고,
    상기 제2 헤더는, 상기 스케일러에 대하여 제2 측에 위치하고 제2 발광부 및 제2 수광부를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전형 디스플레이 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1 측은 상기 스케일러 상에서 상기 제2 측에 대하여 대척점에 위치하는 것을 특징으로 하는 회전형 디스플레이 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 지연 시간은 상기 동기 신호의 출력 시점부터 상기 광원 모듈의 실제 발광 시점 사이에 해당하는 기본 지연 시간을 포함하는 것을 특징으로 하는 회전형 디스플레이 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 영상처리부는, 상기 제1 동기 신호 및 상기 제2 동기 신호 중 먼저 검출된 신호의 검출 시점에 상기 기본 지연 시간 및 상기 평균값을 더한 상기 지연 시간 후에 상기 영상 출력 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 회전형 디스플레이 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 스케일러는 원주 방향을 따라 상기 다수의 슬릿들이 형성된 원반형 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 회전형 디스플레이 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 엔코더는,
    연속적으로 광을 출사하는 발광부; 및
    상기 발광부에서 출사된 광을 수신하는 수광부를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전형 디스플레이 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 광원 모듈은 상기 회전부에 결합되고 방사상으로 배치되는 적어도 하나 이상의 패널 또는 원통형의 면을 따라 배치되는 적어도 하나 이상의 패널 상에 길이 방향으로 배치되는 발광 소자 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전형 디스플레이 장치.
  12. 모터를 포함하는 고정부;
    상기 고정부 상에 위치하고 상기 모터에 의하여 회전하는 회전부;
    상기 회전부에 결합되고 상기 회전부의 회전에 의한 잔상을 이용하여 영상을 디스플레이하는 발광 소자 어레이를 포함하는 광원 모듈;
    다수의 슬릿을 포함하며, 상기 고정부 및 상기 회전부에 의하여 발생하는 상대 운동에 의하여, 상기 다수의 슬릿 중 두 슬릿의 위치에 대응하여 제1 동기 신호 및 제2 동기 신호를 포함하는 동기 신호를 출력하는 엔코더; 및
    상기 엔코더에서 출력된 상기 제1 동기 신호와 상기 제2 동기 신호 사이의 편차의 평균값을 포함하는 지연 시간을 포함하는 시점에 상기 광원 모듈의 발광을 제어하는 영상 출력 신호를 발생시키는 영상처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전형 디스플레이 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 영상처리부는 상기 제1 동기 신호 및 상기 제2 동기 신호 중 먼저 검출된 신호의 검출 시점에 상기 지연 시간을 더한 시점에 상기 영상 출력 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 회전형 디스플레이 장치.
  14. 제12항에 있어서, 상기 엔코더는 상기 제1 동기 신호를 발생시키는 제1 헤더 및 상기 제2 동기 신호를 발생시키는 제2 헤더를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전형 디스플레이 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 고정부 및 상기 회전부 중 어느 하나에 고정되고 다수의 슬릿이 형성된 스케일러를 포함하고,
    상기 제1 헤더는 상기 스케일러에 대하여 제1 측에 위치하고 제1 발광부 및 제1 수광부를 포함하고,
    상기 제2 헤더는, 상기 스케일러에 대하여 제2 측에 위치하고 제2 발광부 및 제2 수광부를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전형 디스플레이 장치.
  16. 제12항에 있어서, 상기 영상처리부는, 상기 제1 동기 신호 및 상기 제2 동기 신호 중 먼저 검출된 신호의 검출 시점에 상기 기본 지연 시간 및 상기 평균값을 더한 상기 지연 시간 후에 상기 영상 출력 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 회전형 디스플레이 장치.
  17. 제12항에 있어서, 상기 지연 시간은 상기 동기 신호의 출력 시점부터 상기 광원 모듈의 실제 발광 시점 사이에 해당하는 기본 지연 시간을 포함하는 것을 특징으로 하는 회전형 디스플레이 장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 영상처리부는, 상기 제1 동기 신호 및 상기 제2 동기 신호 중 먼저 검출된 신호의 검출 시점에 상기 기본 지연 시간 및 상기 평균값을 더한 상기 지연 시간 후에 상기 영상 출력 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 회전형 디스플레이 장치.
  19. 제12항에 있어서, 상기 스케일러는 원주 방향을 따라 상기 다수의 슬릿들이 형성된 원반형 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 회전형 디스플레이 장치.
  20. 제12항에 있어서, 상기 광원 모듈은 상기 회전부에 결합되고 방사상으로 배치되는 적어도 하나 이상의 패널 또는 원통형의 면을 따라 배치되는 적어도 하나 이상의 패널 상에 길이 방향으로 배치되는 발광 소자 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전형 디스플레이 장치.
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