KR101510342B1 - 안전 버튼을 구비한 곡면 디스플레이 장치 - Google Patents

안전 버튼을 구비한 곡면 디스플레이 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 안전 버튼을 구비한 곡면 디스플레이 장치는, 영상이 표시되는 곡면스크린; 상기 곡면스크린에 구비되는 가이드부를 따라 일정 간격으로 배치되는 다수 개의 피에조 액츄에이터를 포함하는 안전 버튼; 및 상기 피에조 액츄에이터의 감지 여부에 따라 차량 내 기기를 제어하고 상기 피에조 액츄에이터의 동작을 제어하는 제어부를 포함하여 구성된다.
상기한 바와 같은 본 발명의 실시예에 의한 안전 버튼을 구비한 곡면 디스플레이 장치에 의하면, 곡면스크린의 전방에 일정 간격으로 피에조 액츄에이터를 구비함으로써, 터치 인식 모듈이 정상적으로 동작하지 않는 경우에도, 안정적으로 물리적 버튼이 동작할 수 있는 효과를 가진다.

Description

안전 버튼을 구비한 곡면 디스플레이 장치 {CURVED DISPLAY APPARASTUS WITH SAFETY BUTTON}
본 발명은 안전 버튼을 구비한 곡면 디스플레이 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 곡면스크린을 조작하는 사용자의 터치를 인식할 수 없는 비정상적인 경우에 피에조 액츄에이터를 이용한 버튼을 구비하여 안전성을 확보한 안전 버튼을 구비한 곡면 디스플레이 장치에 관한 것이다.
차량의 기능이 다양화, 고급화되면서, 차량의 각종 기능에 대한 명령을 입력할 수 있는 다양한 입력장치들이 개발되고 있다. 최근에는 차량의 클러스터(Cluster) 또는 AVN (Audio Video Navigation)에 터치스크린을 적용하려는 시도가 이루어지고 있다.
일반적으로 차량에 장착되는 터치스크린의 경우 운전석의 전면에 설치되기 때문에, 공간 활용이 효율적이지 못하다. 그리고 차량 내부의 곡선 디자인과 어울리기 어렵기 때문에 곡면 디스플레이 장치가 설치된다.
이와 같이 차량에 설치되는 곡면 디스플레이 장치에는 일반적인 물체의 터치 인식이 어렵기 때문에, 사람의 터치를 인식하기 위한 장치가 요구된다. 이러한 요구에 부응하기 위해, 종래에는 적외선을 이용하여 사용자의 터치를 인식하는 기술이 사용되고 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 곡면 디스플레이의 사용자 터치 인식을 위한 곡면디스플레이 장치의 구성도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 의한 곡면 디스플레이 장치는, 곡면스크린(10)과, 상기 곡면스크린(10)에 후방에 구비되어 상기 곡면스크린(10)에 영상을 투사하기 위한 프로젝터(20), 상기 프로젝터(20)로부터 투사된 영상을 반사하는 비구면거울(30), 그리고 상기 비구면거울(30)로부터 반사된 영상을 상기 곡면스크린(10)에 투사하는 반사거울(40)을 포함하여 구성된다.
그리고 상기 곡면스크린(10)을 터치한 사용자의 터치를 인식하기 위해서, 상기 곡면스크린(10)의 후방에 적외선 조명(70)을 통해 적외선을 투사하고, 상기 곡면스크린(10)에서 반사된 적외선 이미지를 적외선 카메라(50)를 이용하여 촬영한다. 촬영된 적외선 이미지를 분석하여 사용자가 곡면스크린(10)을 터치하였는지 여부를 판단한다.
일반적으로 곡면디스플레이 장치의 경우, 물리적 버튼이 구비되지 않고 사용자 인터페이스(UI: User Interface)를 통해 각종 명령을 입력한다. 그러나 여러 가지 이유로 인해 곡면디스플레이 장치에 물리적인 버튼이 구비될 것을 요구하고 있다.
이를 위해, 종래에는 상기 곡면스크린(10)에는 다이얼 방식의 안전 버튼(90)을 구비하고, 상기 안전 버튼(90)의 후방에는 적외선 마커(91)를 배치한다. 그리고 상기 적외선 카메라(50)를 이용하여 안전 버튼(90)의 회전 여부 또는 회전각을 판단하는 방식을 사용하였다.
그러나 상기한 바와 같은 종래 기술에 의하면, 상기 곡면스크린(10)에 구비된 안전 버튼(90)에 외란광이 입사하는 경우, 또는 적외선 카메라(50)의 고장과 같은 터치 인식 모듈이 작동하지 않는 상태에서는 상기 안전 버튼(90)을 사용할 수 없는 문제가 발생한다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 곡면 디스플레이 장치에서 안정적으로 물리적 버튼이 동작할 수 있도록 하는 안전 버튼을 구비한 곡면 디스플레이 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 안전 버튼의 동작 영역에 따른 햅틱 피드백을 제공하여 사용자 인터페이스를 향상시키는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 안전 버튼을 구비한 곡면 디스플레이 장치는, 영상이 표시되는 곡면스크린; 상기 곡면스크린에 구비되는 가이드부를 따라 일정 간격으로 배치되는 다수 개의 피에조 액츄에이터를 포함하는 안전 버튼; 및 상기 피에조 액츄에이터의 감지 여부에 따라 차량 내 기기를 제어하고 상기 피에조 액츄에이터의 동작을 제어하는 제어부를 포함하여 구성된다.
그리고 상기 제어부는 서로 인접하는 피에조 액츄에이터의 감지 시간을 측정하에 따라 차량 내 기기의 조절 간격을 제어한다.
그리고 상기 안전 버튼이 오디오 기기의 볼륨을 조절하는 경우, 상기 제어부는 피에조 액츄에이터의 감지 시간에 따라 오디오 기기의 볼륨 조절 간격을 조절한다.
그리고 상기 안전 버튼이 공조 기기의 온도를 조절하는 경우, 상기 제어부는 피에조 액츄에이터의 감지 시간에 따라 공조 기기의 온도 조절 간격을 조절한다.
그리고 상기 제어부는 특정 피에조 액츄에이터를 감지한 경우, 상기 피에조 액츄에이터를 통해 햅틱 피드백을 제공한다.
그리고 상기 가이드부에는 상기 안전 버튼의 조작 방향을 나타내는 표식이 표시되어 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 실시예에 의한 안전 버튼을 구비한 곡면 디스플레이 장치에 의하면, 곡면스크린의 전방에 일정 간격으로 피에조 액츄에이터를 구비함으로써, 터치 인식 모듈이 정상적으로 동작하지 않는 경우에도, 안정적으로 물리적 버튼이 동작할 수 있는 효과를 가진다.
또한, 사용자가 안전 버튼을 동작할 때 햅틱 피드백을 제공함으로써 사용자 인터페이스를 강화하는 효과를 가진다.
이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 일반적인 곡면 디스플레이 장치의 구성도이다.
도 2는 종래 기술에 의한 곡면 디스플레이의 안전 버튼의 구성을 도시한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 안전 버튼을 구비한 곡면 디스플레이 장치의 구성을 보인 개념도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 곡면 디스플레이의 안전 버튼의 구성을 도시한 구성도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 곡면 디스플레이의 안전 버튼 동작시의 시간에 따른 전압 변화를 도시한 그래프이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.
도 1은 일반적인 곡면 디스플레이 장치의 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 곡면 디스플레이 장치는, 영상이 표시되는 곡면스크린(10)과, 상기 곡면스크린(10)의 후방에 구비되어 상기 곡면스크린(10)에 영상을 투사하기 위한 프로젝터(20), 상기 프로젝터(20)로부터 투사된 영상을 반사하는 비구면거울(30), 그리고 상기 비구면거울(30)로부터 반사된 영상을 상기 곡면스크린(10)에 투사하는 반사거울(40)을 포함하여 구성된다.
상기 프로젝터(20)는 상기 곡면스크린(10)에 표시하고자 하는 영상을 생성하는 광원(도시되지 않음)으로부터 생성된 광을 입력받아 상기 곡면스크린(10)에 투사한다.
상기 곡면스크린(10)은 아크릴판과 상기 아크릴판에 접착된 후면투사필름으로 구성된다. 그리고 상기 곡면스크린(10)을 차량의 전면부에 설치하기 위해서는 상기 곡면스크린(10)의 외곽과 베젤이 결합하여 상기 베젤을 차량의 전면부에 고정하게 된다.
그리고 상기 프로젝터(20)와 곡면스크린(10)의 사이에는 비구면거울(30)과 반사거울(40)이 구비된다. 즉, 상기 프로젝터(20)로부터 투사된 광은 상기 비구면반사거울(40)을 통해 반사되어 상기 반사거울(40)로 투사된다. 그리고 상기 반사거울(40)에서 반사된 광은 상기 곡면스크린(10)에 투영되어 영상을 볼 수 있게 된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 안전 버튼을 구비한 곡면 디스플레이 장치의 구성을 보인 개념도이다. 그리고 도 4는 본 발명의 실시예에 의한 곡면 디스플레이의 안전 버튼의 구성을 도시한 구성도이다.
본 발명의 실시예에 의한 곡면 디스플레이에 구비되는 안전버튼은, 상기 곡면 스크린에 구비되는 가이드부와, 상기 가이드부를 따라 일정 간격으로 배치되는 다수의 피에조 액츄에이터를 포함하는 안전 버튼과, 상기 피에조 액츄에이터의 감지 여부에 따라 차량 내 기기를 제어하고 상기 피에조 액츄에이터의 동작을 제어하는 제어부를 포함하여 구성된다.
상기 가이드부는 사용자의 조작 편의를 위해 상기 곡면 스크린에 링 형상으로 형성될 수 있다. 그리고 필요에 따라서는 바(bar) 형상이나 기타 여러 가지 모양으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 가이드부에는 필요에 따라 조작 방향을 안내하는 안내 표식이 표시될 수 있다. 예를 들면, 상기 안전 버튼이 오디오 기기의 볼륨을 조절하는 기능을 수행하는 것이라면, 볼륨이 증가하는 방향으로 화살표와 같은 표식을 표시함으로써 사용자가 안전 버튼 조작을 용이하게 할 수 있다.
상기 피에조 액츄에이터는 변위에 따라 전압을 발생하거나 또는 전압이 인가되면 변형이 이루어지는 소자로, 상기 피에조 액츄에이터는 사용자의 터치를 감지하거나 사용자에게 햅틱 피드백을 제공하는데 사용된다.
상기 피에조 액츄에이터는 상기 가이드부를 따라 일정 간격으로 배치되어, 사용자가 상기 피에조 액츄에이터를 순차적으로 터치하면 상기 제어부는 상기 피에조 액츄에이터의 감지에 따른 전압 변화와 상기 피에조 액츄에이터가 감지되는 속도를 판단할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 곡면 디스플레이의 안전 버튼 동작시의 시간에 따른 전압 변화를 도시한 그래프이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 가이드부를 따라 배치된 일련의 피에조 액츄에이터가 감지된 신호는 대략적으로 정현파 모양을 나타낸다. 따라서 상기 피에조 액츄에이터 감지 신호로부터 상기 각 피에조 액츄에이터의 감지 여부를 판단할 수 있다.
즉, 상기 제1피에조 액츄에이터 내지 제3피에조 액츄에이터를 순차적으로 터치하면, 상기 도 5에 도시된 바와 같이, 각 피에조 액츄에이터를 터치했을 때 전압값이 순차적으로 피크값을 나타낸다. 이러한 감지 신호로부터 각 피에조 액츄에이터를 터치했는지 여부를 판단할 수 있다.
또한, 각 피크값의 시간 간격을 측정하면, 각 피에조 액츄에이터가 감지된 시간을 판단할 수 있다. 즉, 각 각 피크값의 시간 간격이 기준 시간보다 작으면 사용자가 빠르게 각 피에조 액츄에이터를 터치한 것으로 판단할 수 있다. 이와 반대로, 각 각 피크값의 시간 간격이 기준 시간보다 크면 사용자가 느리게 각 피에조 액츄에이터를 터치한 것으로 판단할 수 있다.
이와 같이, 각 피에조 액츄에이터의 감지 신호를 이용하여 상기 제어부는 상기 안전 버튼과 연결된 차량 내 기기(예를 들면, 공조기 또는 오디오 기기 등)를 적절히 제어할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 의한 안전 버튼의 조작 방법에 대해 도 4 및 도 5를 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다.
상기 안전 버튼이 차량의 오디오 기기의 볼륨을 조작하는 기능을 수행하는 것이라면, 상기 피에조 액츄에이터의 감지 시간이 기준 시간보다 큰 경우, 볼륨 조절 간격을 작게 설정할 수 있다. 또는 상기 피에조 액츄에이터의 감지 시간이 기준 시간보다 큰 경우, 볼륨 조절 간격을 크게 설정할 수 있다.
다른 실시예로서, 상기 안전 버튼이 차량의 공조기기를 조작하는 기능을 수행하는 것이라면, 상기 피에조 액츄에이터의 감지 시간이 기준 시간보다 큰 경우, 공조기기의 온도 조절 간격을 작게 설정할 수 있다. 또는 상기 피에조 액츄에이터의 감지속도가 기준 시간보다 작은 경우, 공조기기의 온도 조절 간격을 크게 설정할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의한 안전 버튼을 구비한 곡면 디스플레이 장치는, 사용자 인터페이스로서의 기능도 수행할 수 있다.
예를 들면, 상기 안전 버튼이 차량의 오디오 기기의 볼륨을 조작하는 기능을 수행하는 경우이고, 상기 안전 버튼에 구비된 제3피에조 액츄에이터가 볼륨 최대값이라고 하면, 사용자가 제1피에조 액츄에이터를 터치하고 순차적으로 제2피에조 액츄에이터와 제3피에조 액츄에이터를 터치한다. 이때, 상기 제어부는 제3피에조 액츄에이터가 터치된 것을 감지하면, 상기 제4피에조 액츄에이터를 진동시켜 사용자에게 햅틱 피드백을 제공할 수 있다. 이와 같이 상기 제4피에조 액츄에이터에서 발생한 진동을 사용자가 느끼게 되면, 사용자는 더 이상 상기 안전 버튼을 조작하지 않도록 할 수 있다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
10: 곡면스크린
20: 프로젝터
30: 비구면거울
40: 반사거울
51: 적외선 조명
53: 적외선 카메라
60: 안전 버튼
61,62,63,64,65,66,67,68: 피에조 엑츄에이터
69: 가이드부
70: 제어부
81: 오디오 기기
82: 공조 기기

Claims (6)

  1. 영상이 표시되는 곡면스크린;
    상기 곡면스크린에 구비되는 가이드부를 따라 일정 간격으로 배치되는 다수 개의 피에조 액츄에이터를 포함하는 안전 버튼; 및
    상기 피에조 액츄에이터의 감지 여부에 따라 차량 내 기기를 제어하고 상기 피에조 액츄에이터의 동작을 제어하는 제어부;
    를 포함하는 곡면 디스플레이 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 서로 인접하는 피에조 액츄에이터의 감지 시간을 측정하고, 측정된 감지 시간에 따라 차량 내 기기의 조절 간격을 제어하는 것을 특징으로 하는 곡면 디스플레이 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 안전 버튼이 오디오 기기의 볼륨을 조절하는 경우,
    상기 제어부는 피에조 액츄에이터의 감지 시간에 따라 오디오 기기의 볼륨 조절 간격을 조절하는 것을 특징으로 하는 곡면 디스플레이 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 안전 버튼이 공조 기기의 온도를 조절하는 경우,
    상기 제어부는 피에조 액츄에이터의 감지 시간에 따라 공조 기기의 온도 조절 간격을 조절하는 것을 특징으로 하는 곡면 디스플레이 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 특정 피에조 액츄에이터를 감지한 경우, 상기 피에조 액츄에이터를 통해 햅틱 피드백을 제공하는 것을 특징으로 하는 곡면 디스플레이 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 가이드부에는 상기 안전 버튼의 조작 방향을 나타내는 표식이 표시되어 있는 것을 특징으로 하는 곡면 디스플레이 장치.
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