KR20110009973A - 디스플레이 시스템 및 디스플레이 시스템의 제어 방법 - Google Patents

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display system
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조성일
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서영광
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Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 디스플레이 시스템은, 이동 가능한 빛 차단부를 포함하여 빛을 선택적으로 차단하는 입력 디바이스와; 상기 입력 디바이스가 접촉되는 디스플레이 패널과, 빛을 송신하는 송신부와, 빛을 수신하는 수신부 및 빛을 송수신하도록 상기 송신부 및 수신부를 제어하고, 상기 송신부에서 송출한 빛이 상기 빛 차단부에 의하여 차단되는 경우 상기 입력 디바이스를 인식하는 제어부를 포함하는 디스플레이 장치를 포함하며, 이에 의하면 접촉 시점과 인식 시점을 분리하여 오브젝트를 감지할 수 있다.
오브젝트, 인식 시점 분리, 동작 시점 분리.

Description

디스플레이 시스템 및 디스플레이 시스템의 제어 방법{DISPLAY SYSTEM AND METHOD OF COTROLLING THE DISPLAY SYSTEM}
본 발명은 디스플레이 시스템 및 디스플레이 시스템의 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 접촉 시점과 인식 시점을 분리하여 오브젝트를 감지할 수 있는 디스플레이 시스템 및 디스플레이 시스템의 제어 방법에 관한 것이다.
터치 스크린 상에 접촉되는 오브젝트(object)를 인식하거나 추적(tracking) 하기 위한 다양한 기술들이 존재한다. 기존의 터치나 오브젝트 인식 및 추적 기술은 터치 스크린 상에 오브젝트가 인접하게 되는 시점에 바로 오브젝트를 인식한다. 따라서, 오브젝트를 사용하고 싶지 않은 경우, 사용자는 오브젝트를 터치 스크린에서 떨어뜨려야 한다. 결국, 사용자는 실제 오브젝트를 인식시키고자 하는 의도와 분리하여 오브젝트를 동작시킬 수 없다.
따라서, 본 발명의 목적은 사용자가 오브젝트를 실제 사용하고자 하는 시점에 터치 스크린이 오브젝트를 인식할 수 있도록 접촉 시점과 인식 시점을 분리하여 오브젝트를 감지할 수 있는 디스플레이 시스템 및 디스플레이 시스템의 제어 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명의 일 측면에 따른 디스플레이 시스템에 있어서, 이동 가능한 빛 차단부를 포함하여 빛을 선택적으로 차단하는 입력 디바이스와; 상기 입력 디바이스가 접촉되는 디스플레이 패널과, 빛을 송신하는 송신부와, 빛을 수신하는 수신부 및 빛을 송수신하도록 상기 송신부 및 수신부를 제어하고, 상기 송신부에서 송출한 빛이 상기 빛 차단부에 의하여 차단되는 경우 상기 입력 디바이스를 인식하는 제어부를 포함하는 디스플레이 장치를 포함하는 디스플레이 시스템에 의하여 달성된다.
상기 디스플레이 시스템에 있어서, 상기 입력 디바이스는 빛을 투과시키는 빛 투과부를 더 포함하고, 상기 빛 차단부는 상기 빛 투과부와 수직하게 위치하며 상하 방향으로 이동 가능할 수 있다.
상기 디스플레이 시스템에 있어서, 상기 제어부는, 상기 송신부에서 송출한 빛이 하향 방향으로 이동한 상기 빛 차단부에 의하여 차단되는 경우, 빛의 차단 위치를 검출하여 상기 입력 디바이스를 인식할 수 있다.
상기 디스플레이 시스템에 있어서, 상기 제어부는, 상기 디스플레이 패널의 투사 영상을 이용하여 상기 빛의 차단 위치를 검출할 수 있다.
상기 디스플레이 시스템에 있어서, 상기 제어부는, 상기 디스플레이 패널의 측면 또는 아래 방향에서 빛을 송출하도록 상기 송신부를 제어할 수 있다.
상기 디스플레이 시스템에 있어서, 상기 제어부는, 상기 투사 영상에 표시되는 상기 빛 차단부의 하단에 부착된 제1 특정 패턴을 인식할 수 있다.
상기 디스플레이 시스템에 있어서, 상기 제어부는, 복수 개의 상기 빛 차단부로 구성되는 제2 특정 패턴을 인식할 수 있다.
상기 디스플레이 시스템에 있어서, 상기 제어부는, 상기 디스플레이 패널의 측면 방향에서 빛을 송출하도록 상기 송신부를 제어하고, 상기 송신부로부터 송출된 빛을 수신하도록 상기 수신부를 제어하여 상기 빛의 차단 위치에 대응하는 좌표를 검출할 수 있다.
상기 디스플레이 시스템에 있어서, 상기 송신부는 적외선을 송출할 수 있다.
한편, 상기 목적은, 본 발명의 다른 측면에 따른 디스플레이 시스템의 제어 방법에 있어서, 이동 가능한 빛 차단부를 포함하여 빛을 선택적으로 차단하는 입력 디바이스가 디스플레이 장치에 접촉되는 단계; 상기 디스플레이 장치에서 상기 입력 디바이스로 빛을 송출하는 단계; 및 상기 디스플레이 장치에서 송출한 빛이 상기 빛 차단부에 의하여 차단되는 경우, 상기 입력 디바이스를 인식하는 단계를 포함하는 디스플레이 시스템의 제어 방법에 의하여 달성된다.
상기 디스플레이 시스템의 제어 방법에 있어서, 상기 입력 디바이스는 빛을 투과시키는 빛 투과부를 더 포함하고, 상기 빛 차단부는 상기 빛 투과부와 수직하게 위치하며 상하 방향으로 이동 가능할 수 있다.
상기 디스플레이 시스템의 제어 방법에 있어서, 상기 디스플레이 장치에서 송출한 빛이 하향 방향으로 이동한 상기 빛 차단부에 의하여 차단되는 경우, 빛의 차단 위치를 검출하여 상기 입력 디바이스를 인식할 수 있다.
상기 디스플레이 시스템의 제어 방법에 있어서, 디스플레이 패널의 투사 영상을 이용하여 상기 빛의 차단 위치를 검출할 수 있다.
상기 디스플레이 시스템의 제어 방법에 있어서, 상기 디스플레이 패널의 측면 또는 아래 방향에서 빛을 송출할 수 있다.
상기 디스플레이 시스템의 제어 방법에 있어서, 상기 투사 영상에 표시되는 상기 빛 차단부의 하단에 부착된 제1 특정 패턴을 인식할 수 있다.
상기 디스플레이 시스템의 제어 방법에 있어서, 복수 개의 상기 빛 차단부로 구성되는 제2 특정 패턴을 인식할 수 있다.
상기 디스플레이 시스템의 제어 방법에 있어서, 디스플레이 패널의 측면 방향에서 빛을 송출하고, 상기 송출된 빛을 반대편에서 수신하여 상기 빛의 차단 위치에 대응하는 좌표를 검출할 수 있다.
상기 디스플레이 시스템의 제어 방법에 있어서, 상기 디스플레이 장치는 적외선을 송출할 수 있다.
본 발명은 오브젝트를 터치 스크린 상에 올려 놓는 시점과 분리하여 실제 사 용자가 오브젝트를 사용하고자 하는 시점에 오브젝트를 인식시킬 수 있으므로, 오브젝트를 터치 스크린 상에 올려 놓는 경우 올려진 오브젝트를 터치 스크린에 의도적으로 인식시킬 수도 있고 인식시키지 않을 수도 있다. 따라서, 오브젝트를 사용하기 위한 행동을 취하기 전에는, 사용자는 오브젝트를 터치 스크린에 올려 놓은 채 손 또는 다른 포인팅 디바이스를 이용하여 터치를 입력할 수 있다.
또한, 본 발명에서 제안하는 오브젝트는, 공간형 구조로 구성됨으로써 3차원 형태의 tangible 사용자 인터페이스를 제공할 수 있고, 다양한 동작 조건에 맞게 오브젝트를 인식시킴으로써 오브젝트 설계의 유연성을 높일 수 있다.
나아가, 본 발명에서 제안하는 오브젝트 인식 방법은 FTIR, DI 및 Side Looker 방식에 의하여 오브젝트를 인식하는 터치 스크린에서 모두 사용될 수 있으므로, 확장된 터치 인식 방식에 유연하게 대처할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 시스템(10)은, 디스플레이 장치(100)와 입력 디바이스(150)를 포함할 수 있다.
디스플레이 장치(100)는 디지털 TV, 모니터, 데스크 탑 컴퓨터, 노트북, 이동 단말 및 PDA(Personal Digital Assistant) 등일 수 있다. 나아가, 터치 스크린을 포함하며, 상기 터치 스크린에 접촉되는 오브젝트를 인식할 수 있는 전자 디바이스라면, 상기 디스플레이 장치(100)가 될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 디스플레이 장치(100)는 대형 모니터(Large Format Display: LFD), 디지털 간판(digital signage) 및 정보 디스플레이(Digital Information Display: DID) 등으로 구현될 수 있다.
디스플레이 장치(100)는 디스플레이 패널(110), 송신부(120), 수신부(130) 및 제어부(140)를 포함할 수 있다.
디스플레이 패널(110)에는 입력 디바이스(150)가 접촉될 수 있다. 이 경우, 디스플레이 패널(110)은 접촉된 입력 디바이스(150)를 인식할 수 있으며, 이를 위해 터치 스크린 형태로 구현될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 디스플레이 패널(110)은 지면과 평행한 방향으로 배치되어 영상을 디스플레이 하는 테이블 탑 방식일 수 있다. 이 경우, 사용자는 디스플레이 패널(110)상에 오브젝트를 올려놓을 수 있다.
다른 실시예에 의하면, 디스플레이 패널(110)은 일반적인 디스플레이 방식에 따라 지면과 수직하게 배치되거나, 지면과 일정 각도를 형성하며 기울어진 형태로 배치될 수 있다. 이 경우, 사용자는 디스플레이 패널(110)에 오브젝트를 부착할 수 있다.
송신부(120)는 빛을 송신할 수 있다. 일 실시예에 의하면, 송신부(120)는 적외선을 송출할 수 있다. 상기 송신부(120)는 IR LED 등의 광원을 포함할 수 있다.
수신부(130)는 빛을 수신할 수 있다.
제어부(140)는 빛을 송신하도록 송신부(120)를 제어하고, 빛을 수신하도록 수신부(130)를 제어할 수 있다.
제어부(140)는 송신부(120)에서 송출한 빛이 입력 디바이스(150)의 빛 차단부(152)에 의하여 차단되는 경우, 입력 디바이스(150)를 인식할 수 있다. 일 실시예에 의하면, 제어부(140)는 송신부(120)에서 송출한 빛이 하향 방향으로 이동한 빛 차단부(152)에 의하여 차단되는 경우, 빛의 차단 위치를 검출하여 입력 디바이스(150)를 인식할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 제어부(140)는 디스플레이 패널(110)의 투사 영상을 이용하여 빛의 차단 위치를 검출할 수 있다. 이 경우, 제어부(140)는 디스플레이 패널(110)의 측면 또는 아래 방향에서 빛을 송출하도록 송신부(120)를 제어할 수 있다. 디스플레이 패널(110)의 측면 방향에서 빛을 송출하는 경우는, FTIR(Frustrated Total Internal Reflection) 방식에 의해 오브젝트를 인식하는 경우이다. 반면, 디스플레이 패널(110)의 아래 방향에서 빛을 송출하는 경우는, DI(Diffused Illumination) 방식에 의해 오브젝트를 인식하는 경우이다. 한편, 디스플레이 장치(100)는 카메라, 프로젝터 등 투사 이미지를 센싱하기 위한 센서를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 제어부(140)는 투사 영상에 표시되는 빛 차단부(152)의 하단에 부착된 제1 특정 패턴을 인식할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 제어부(140)는 복수 개의 빛 차단부(152)로 구성되는 제2 특정 패턴을 인식할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 제어부(140)는 디스플레이 패널(110)의 측면 방향에서 빛을 송출하도록 송신부(120)를 제어하고, 상기 송신부(120)로부터 송출된 빛을 수신하도록 수신부(130)를 제어하여 빛의 차단 위치에 대응하는 좌표를 검출할 수 있다. 본 실시예는, Side Looker 방식에 의해 오브젝트를 인식하는 경우이다. Sider looker 방식은, 카메라를 장착하지 않고, 빛의 센싱을 통하여 터치를 인식한다. 구체적으로, 제어부(140)는 디스플레이 패널(110)의 가로 방향(X 축 방향) 및 세로 방향(Y 축 방향)으로 각각 빛을 평행하게 송출하도록 송신부(120)를 제어할 수 있다. 송신부(120)에서 송출된 빛은 직진한다. 만일, 빛의 직진 경로에 빛 차단부(152)가 위치하면, 직진하던 빛은 상기 빛 차단부(152)에 의하여 차단되거나 또는 반사된다. 이 경우, 반대편에는 빛이 도달하지 않는다. 따라서, 제어부(140)는 빛이 도달하지 않는 X 축 좌표 및 Y 축 좌표를 인식하여, 빛의 차단 위치에 대응하는 좌표를 검출할 수 있다.
입력 디바이스(150)는 디스플레이 장치(100)에 놓여질 수 있는 모든 오브젝트를 포함할 수 있다. 일 실시예에 의하면, 상기 입력 디바이스(150)는 3차원 형상으로 구성되어, 사용자가 만질 수 있는 Tangible User Interface일 수 있다.
입력 디바이스(150)는 디스플레이 장치(100)에 제어 명령을 입력할 수 있다. 이 경우, 제어 명령은 터치(touch) 동작, 트래킹(tracking) 동작, 푸쉬(push) 동작, 풀(pull) 동작 및 드래그(drag) 동작 등 사용자가 입력 디바이스(150)에 가하는 모든 형태의 동작에 의하여 디스플레이 장치(100)에 입력될 수 있다.
입력 디바이스(150)는 빛 차단부(152)와 빛 투과부(154)를 포함할 수 있다.
빛 투과부(154)는 빛을 투과시킬 수 있다. 일 실시예에 의하면, 빛 투과부(154)는 지면과 평행한 층으로 배치될 수 있다. 이 경우, 빛 투과부(154)는 빛을 투과시킬 수 있는 매질로 구성될 수 있으며, 일례로 아크릴 판 또는 강화 유리 등으로 구성될 수 있다.
빛 차단부(152)는 이동 가능하며, 빛을 선택적으로 차단할 수 있다. 일 실시예에 의하면, 빛 차단부(152)는 빛 투과부(154)와 수직하게 위치하며 상하 방향으로 이동 가능하도록 구성될 수 있다. 이 경우, 빛 차단부(152)는 상하 방향으로 이동하여, 빛 투과부(154)를 관통하거나 또는 빛 투과부(154)에 압력을 가할 수 있다.
한편, 입력 디바이스(150)는 빛 투과부(154)를 포함하지 않고, 빛 차단부(152)만을 포함할 수도 있다.
상기와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 시스템에 의하면, 입력 디바이스의 접촉 시점과 인식 시점을 분리하여 입력 디바이스를 인식할 수 있다.
도 2a와 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 입력 디바이스의 구성을 도시한 도면이다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 입력 디바이스(150) 는 빛을 투과시킬 수 있는 빛 투과부(210)를 입력 디바이스(150)의 밑면에 배치하고, 입력 디바이스(150) 밑면으로 이동 가능한 빛 차단부(220)를 장착할 수 있다.
각 입력 디바이스의 밑면에는 빛 투과부(210)가 위치할 수 있다. 빛 투과부(210)는 적외선 등 빛을 그대로 투과시킬 수 있는 매질로 구성될 수 있다. 이 경우, 디스플레이 장치(100)로부터 방출되는 빛은 입력 디바이스(150)의 밑면에 위치하는 빛 투과부(210)를 그대로 투과하게 된다. 한편, 빛 투과부(210)는 빛 차단부(220)가 통과할 수 있는 구조를 가질 수 있다. 도 2a를 참조하면, 빛 투과부(210)의 A 부분이 빛 차단부(220)가 통과할 수 있는 부분이다.
빛 차단부(220)는 빛 투과부(210)를 그대로 투과하는 빛을 선택적으로 차단할 수 있다. 빛 차단부(220)는 빛을 투과시키지 못하는 매질로 구성될 수 있다. 또한, 빛 차단부(220)는 이동 가능하며, 빛 투과부(210)를 통과하거나 또는 누를 수 있도록 구성될 수 있다. 이에 의해, 빛 차단부(220)는 빛 투과부(210)를 투과하는 빛을 차단하거나 또는 통과시킬 수 있다. 도 2b를 참조하면, 빛 차단부(220)는 하향 방향으로 이동하여 빛 투과부(210)를 관통하였다. 이 경우, 빛 투과부(210)를 투과하던 빛은 빛 차단부(220)가 관통된 위치에서 차단되게 된다.
일 실시예에 의하면, 빛 차단부(220)는 복수 개로 구성될 수 있다. 이 경우, 빛 차단부(220)는 복수 개의 빛을 차단할 수 있다.
도 2a에 의하면, 입력 디바이스(150)가 터치 스크린, 즉 디스플레이 패널(110)위에 놓여진 상태라 하더라도, 디스플레이 장치(100)는 입력 디바이스(150)의 존재를 인식하지 않는다. 반면, 도 2b에 의하면, 디스플레이 장치(100)는 터치 스크린상에 놓여진 입력 디바이스(150)를 인식한다.
이에 의하면, 터치 스크린 환경에서 입력 디바이스를 사용하는 경우, 사용자는 실제 입력 디바이스를 사용하는 시점에 디스플레이 장치가 입력 디바이스를 인식하게 할 수 있다. 즉, 사용자가 입력 디바이스를 사용하기 위한 행동을 취하기 전에는, 디스플레이 장치는 터치 스크린 상에 놓여진 입력 디바이스를 인식하지 못한다. 따라서, 사용자는 입력 디바이스를 디스플레이 장치에 올려 놓은 채, 손 또는 다른 포인팅 디바이스를 이용하여 터치를 입력할 수 있다. 나아가, 입력 디바이스를 디스플레이 장치에 올려 놓은 채, 사용자는 제어 명령의 입력이 아닌 입력 디바이스 자체의 고유 기능을 수행할 수도 있다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 빛의 차단 위치 검출 방법을 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 디스플레이 장치는 디스플레이 패널의 측면 방향에서 빛을 송출하고, 상기 디스플레이 패널의 투사 영상을 이용하여 빛의 차단 위치를 검출할 수 있다. 즉, FTIR(Frustrated Total Internal Reflection) 방식에 의해 빛의 차단 위치를 검출할 수 있다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 디스플레이 패널(320)의 측면에 위치한 광원(310)에서 빛을 쏘는 경우, 방출된 빛은 전반사 되어 디스플레이 패널(320)을 진행하게 된다. 만일, 디스플레이 패널(320)상의 특정 위치(sensing point)에 손가락을 접촉하면, 디스플레이 패널(320)을 진행하던 빛은 손가락에 부딪혀 난반사된다. 이 경우, 디스플레이 패널(320) 아래에 위치한 카메라(330)로 난반사된 빛을 감지 하여, 특정 위치(sensing point)를 검출할 수 있다.
도 3b를 참조하면, 빛 차단부(220)는 빛 투과부(210)를 통과한 상태가 아니다. 이 경우, 광원(310)으로부터 방출되는 빛은 빛 투과부(210)를 그대로 통과하게 된다. 따라서, 입력 디바이스(150)가 디스플레이 패널(320)상에 놓여진 상태이지만, 디스플레이 장치(100)는 입력 디바이스(150)를 인식하지 않는다.
도 3c를 참조하면, 빛 차단부(220)가 아래 방향으로 이동하여 빛 투과부(210)를 관통하였다. 이 경우, 빛 투과부(210)를 투과하던 빛은 상기 빛 투과부(210)를 관통한 빛 차단부(220)에 의하여 차단되어 난반사된다. 따라서, 디스플레이 장치(100)는 이를 카메라로 감지하여 디스플레이 패널(320)상에 놓여진 입력 디바이스(150) 및 입력 디바이스(150)의 위치를 인식할 수 있다. 이 경우, 상기 카메라는 IR pass filter 카메라일 수 있다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 빛의 차단 위치 검출 방법을 도시한 도면이다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 디스플레이 장치는 디스플레이 패널의 아래 방향에서 빛을 송출하고, 상기 디스플레이 패널의 투사 영상을 이용하여 빛의 차단 위치를 검출할 수 있다. 즉, DI(Diffused Illumination) 방식에 의해 빛의 차단 위치를 검출할 수 있다. DI 방식은 디스플레이 패널의 측면 대신 밑에서 빛을 쏘고, 디스플레이 패널 아래에 위치한 카메라로 빛을 감지한다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 디스플레이 패널(320)의 아래 방향에 위치한 광원(410)에서 빛을 쏘는 경우, 방출된 빛은 전반사 되어 디스플레이 패널(320)을 진 행하게 된다. 만일, 디스플레이 패널(320)상의 특정 위치(sensing point)에 손가락을 접촉하면, 디스플레이 패널(320)을 진행하던 빛은 손가락에 부딪혀 난반사된다. 이 경우, 디스플레이 패널(320) 아래에 위치한 카메라(330)로 난반사된 빛을 감지하여, 특정 위치(sensing point)를 검출할 수 있다.
도 4b를 참조하면, 빛 차단부(220)는 빛 투과부(210)를 통과한 상태가 아니다. 이 경우, 광원(410)으로부터 방출되는 빛은 빛 투과부(210)를 그대로 통과하게 된다. 따라서, 입력 디바이스(150)가 디스플레이 패널(320)상에 놓여진 상태이지만, 디스플레이 장치(100)는 입력 디바이스(150)를 인식하지 않는다.
도 4c를 참조하면, 빛 차단부(220)가 아래 방향으로 이동하여 빛 투과부(210)를 관통하였다. 이 경우, 빛 투과부(210)를 투과하던 빛은 상기 빛 투과부(210)를 관통한 빛 차단부(220)에 의하여 차단되어 난반사된다. 따라서, 디스플레이 장치(100)는 이를 카메라로 감지하여 디스플레이 패널(320)상에 놓여진 입력 디바이스(150) 및 입력 디바이스(150)의 위치를 인식할 수 있다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 빛의 차단 위치 검출 방법을 도시한 도면이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 디스플레이 장치는 디스플레이 패널의 측면 방향에서 빛을 송출하고, 송출된 빛이 차단되는 위치를 감지하여, 빛의 차단 위치에 대응하는 좌표를 검출할 수 있다. 즉, Side Looker 방식에 의해 빛의 차단 위치에 대응하는 좌표를 검출할 수 있다.
구체적으로, 디스플레이 장치(100)는 디스플레이 패널(110)의 가로 방향(X 축 방향) 및 세로 방향(Y 축 방향)으로 각각 빛을 평행하게 송출할 수 있다. 송출된 빛은 직진한다. 만일, 빛의 직진 경로에 빛 차단부(152)가 위치하면, 직진하던 빛은 상기 빛 차단부(152)에 의하여 차단되거나 또는 반사된다. 이 경우, 반대편에는 빛이 도달하지 않는다. 따라서, 디스플레이 장치(100)는 빛이 도달하지 않는 X 축 좌표 및 Y 축 좌표를 인식하여, 빛의 차단 위치에 대응하는 좌표를 검출할 수 있다.
도 5a를 참조하면, 터치 스크린 상의 모든 점은 일정한 좌표를 가진다. 터치 스크린의 좌측에서 빛을 송출하면(즉, X축 방향), 송출된 빛은 직진하여 반대편인 스크린의 우측에 도달한다. 터치 스크린의 상단에서 아래 방향으로 빛을 송출하면(즉, Y축 방향), 송출된 빛은 직진하여 반대편인 스크린의 하단에 도달한다. 이 경우, 터치 스크린 상의 특정 위치(sensing point)에 손가락을 접촉하면, 송출된 빛은 상기 특정 위치에서 차단되어 반대편에 도달하지 않는다. 따라서, 빛의 차단 위치에 대응하는 좌표를 검출할 수 있다.
도 5b를 참조하면, 빛 차단부(220)는 빛 투과부(210)를 관통한 상태가 아니다. 이 경우, 송신부(510)로부터 방출되는 빛은 빛 투과부(210)를 그대로 통과하여, 반대편에 위치하는 수신부(520)에 도달하게 된다. 따라서, 입력 디바이스(150)가 터치 스크린(530)상에 놓여진 상태이지만, 디스플레이 장치(100)는 입력 디바이스(150)를 인식하지 않는다.
도 5c를 참조하면, 빛 차단부(220)가 아래 방향으로 이동하여 빛 투과부(210)를 관통하였다. 이 경우, 빛 투과부(210)를 투과하던 빛은 상기 빛 투과 부(210)를 관통한 빛 차단부(220)에 의하여 차단된다. 따라서, 빛 차단부(220)가 관통한 지점으로 송출된 빛은 반대편에 위치한 수신부(520)에 도달하지 않는다. 따라서, 디스플레이 장치(100)는 터치 스크린(530)상에 놓여진 입력 디바이스를 인식할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 입력 디바이스 인식 방법을 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 입력 디바이스 인식 방법에 의하면, 디스플레이 장치(100)는 투사 영상에 표시되는 입력 디바이스(150)의 하단에 부착된 제1 특정 패턴을 인식할 수 있다. 구체적으로, 사용자는 빛 차단부(152)의 하단에 제1 특정 패턴이 표시된 표지를 부착할 수 있다. 만일, 디스플레이 장치(100)가 터치 스크린상에 놓여진 입력 디바이스(150)를 인식하게 하려면, 사용자는 빛 차단부(152)를 하향 방향으로 이동시킨다. 빛 차단부(152)가 하향 방향으로 이동하여 디스플레이 장치(100)의 투사 영상에 표시되는 경우, 디스플레이 장치(100)는 제1 특정 패턴을 인식하게 된다.
제1특정 패턴은 다양하게 설정될 수 있다. 도 6을 참조하면, 빛 차단부(152)의 하단에 부착된 표지에는, 각각 다른 형태를 가지는 제1특정 패턴(610, 611, 612)이 표시되어 있다.
이에 의하면, 다양한 패턴을 생성하여 인식 가능한 오브젝트 종류와 개수를 확장할 수 있으며, 나아가 오브젝트 설계의 유연성을 높일 수 있다.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 입력 디바이스 인식 방법 을 도시한 도면이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 입력 디바이스 인식 방법에 의하면, 입력 디바이스에 빛 차단부를 복수 개 배치하여 다양한 패턴을 만들고, 이를 인식할 수 있다. 즉, 디스플레이 장치(100)는 복수 개의 빛 차단부(152)로 구성되는 제2 특정 패턴을 인식할 수 있다. 구체적으로, 터치 스크린상에 놓여진 입력 디바이스(150)를 디스플레이 장치(100)에게 인식시키고자 하는 경우, 사용자는 복수 개의 빛 차단부(152)를 하향 방향으로 이동시킬 수 있다. 복수 개의 빛 차단부(152)가 하향 방향으로 이동하여 터치 스크린의 투사 영상에 표시되는 경우, 디스플레이 장치(100)는 상기 복수 개의 빛 차단부(152)로 구성되는 제2 특정 패턴을 인식하게 된다.
도 7a는 제2 특정 패턴(710)이 한 개의 빛 차단부(152)로 구성되는 경우이며, 도 7b는 제2 특정 패턴(720)이 두 개의 빛 차단부(152)로 구성되는 경우이며, 도 7c는 제2 특정 패턴(730)이 세 개의 빛 차단부(152)로 구성되는 경우이다. 이외에도, 상기 제2 특정 패턴은 빛 차단부(152)의 개수 및 위치에 따라, 다양하게 설정될 수 있다.
도 8a 내지 도 8f는 각각 본 발명의 다양한 실시예에 따른 입력 디바이스의 구성을 도시한 도면이다.
입력 디바이스(150)는 특정 형태를 지니는 tangible user interface 로 구현될 수 있다. 구체적으로, 입력 디바이스(150)는 다이얼, 스크롤러(scroller), 슬라이더, 키패드, 렌즈, 푸쉬 놉(push knob) 등 다양한 형태의 오브젝트로 구현될 수 있다.
도 8a는 입력 디바이스가 스크롤 바 형태로 구현된 경우이다. 스크롤 바(810)는 평면 또는 수직면 상에서 이동 가능하다.
입력 디바이스(150)가 터치 스크린 위에 놓여진 상태에서, 사용자가 스크롤 바(810)를 누르면 디스플레이 장치(100)는 입력 디바이스(150)를 인식한다. 구체적으로, 디스플레이 장치(100)는 인식한 입력 디바이스(150)에 부합하는 메뉴 또는 그래픽 사용자 인터페이스를 터치 스크린에 디스플레이 할 수 있다. 이 경우, 사용자는 눌러진 상태의 스크롤 바를(810) 상하 또는 좌우 방향으로 이동시켜 특정 메뉴에 위치시킴으로써, 원하는 메뉴를 선택할 수 있다. 또한, 사용자는 스크롤 바(810)를 이동시켜 디스플레이 되는 영상을 확대 또는 이동시키거나, 디스플레이 되는 영상을 다른 영상으로 변경할 수 있다. 나아가, 디스플레이 장치(100)는 인식한 입력 디바이스(150)에 저장된 데이터를 표시할 수도 있다.
반면, 입력 디바이스(150)가 터치 스크린 위에 놓여진 상태라 하더라도, 사용자가 스크롤 바(810)를 누르지 않으면 디스플레이 장치(100)는 놓여진 입력 디바이스(150)를 인식하지 못한다. 따라서, 사용자는 상기 입력 디바이스(150)를 입력 장치로서가 아닌 스크롤 바(810) 고유의 기능을 위하여 사용할 수 있다. 이 경우, 사용자가 스크롤 바(810)를 좌우 또는 상하로 이동하여도 디스플레이 장치(100)는 이를 인식하지 않는다. 상기 스크롤 바(810)의 고유 기능은 설계에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
도 8b는 입력 디바이스가 다이얼 형태로 구현된 경우이다. 다이얼(820)은 중 심축에서 일정 거리만큼 이격된 원 궤도를 따라 회전 가능하다.
사용자는 터치 스크린 상에 놓여진 입력 디바이스(150)의 다이얼(820)을 누르고, 눌러진 상태의 다이얼(820)을 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시켜 원하는 메뉴를 선택할 수 있다. 또한, 사용자는 다이얼(820)을 회전시켜 오디오의 볼륨을 낮추거나 높일 수 있고, 또한 디스플레이 되는 영상을 축소 또는 확대시킬 수 있다. 나아가, 디스플레이 장치(100)는 인식한 입력 디바이스(150)에 저장된 데이터를 표시할 수도 있다.
반면, 사용자가 입력 디바이스(150)의 다이얼(820)을 누르지 않은 경우, 사용자는 입력 디바이스(150)를 입력 장치로서가 아닌 다이얼(820) 고유의 기능을 위하여 사용할 수 있다. 이 경우, 사용자가 다이얼(820)을 시계 방향 또는 반 시계 방향으로 회전하여도 디스플레이 장치(100)는 이를 인식하지 않는다.
도 8c는 입력 디바이스가 키보드 형태로 구현된 경우이다. 키보드는 다수의 입력 버튼(831, 832, 833, 834)을 포함하며, 각각의 입력 버튼마다 고유 기능을 수행할 수 있다.
입력 디바이스(150)가 터치 스크린 위에 놓여진 상태에서 사용자가 키보드의 특정 버튼(831, 832, 833, 834)을 누르면, 디스플레이 장치(100)는 인식한 특정 버튼(831, 832, 833, 834)에 대응하는 메뉴 또는 그래픽 사용자 인터페이스를 디스플레이 한다. 만일, 사용자가 다른 버튼(831, 832, 833, 834)을 누르게 되면, 다른 버튼(831, 832, 833, 834)에 부합하는 메뉴가 더 디스플레이 된다. 또한, 사용자는 키보드의 특정 버튼(831, 832, 833, 834)을 누름으로써 특정 정보를 입력할 수도 있다. 나아가, 디스플레이 장치(100)는 인식한 입력 디바이스(150)에 저장된 데이터를 표시할 수도 있다.
반면, 입력 디바이스(150)가 터치 스크린 위에 놓여진 상태에서 사용자가 키보드의 특정 버튼(831, 832, 833, 834)을 누르지 않으면, 디스플레이 장치(100)는 입력 디바이스(150)를 인식하지 못한다. 이 경우, 사용자는 상기 입력 디바이스(150)를 입력 장치로서가 아닌 키보드 고유의 기능을 위하여 사용할 수 있다.
도 8d는 입력 디바이스가 푸쉬 놉 형태로 구현된 경우이다. 푸쉬 놉(840)은 누르거나 당길 수 있으며, 중심축을 기준으로 시계 또는 반시계 방향으로 회전 가능하다.
사용자는 터치 스크린 상에 놓여진 입력 디바이스(150)의 푸쉬 놉(840)을 누르고, 눌러진 상태의 푸쉬 놉(840)을 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시켜 원하는 메뉴를 선택할 수 있다. 또한, 사용자는 푸쉬 놉(840)을 회전시켜 오디오의 볼륨을 낮추거나 높일 수 있고, 또는 디스플레이 되는 영상을 축소 또는 확대시킬 수 있다. 나아가, 디스플레이 장치(100)는 인식한 입력 디바이스(150)에 저장된 데이터를 표시할 수도 있다.
반면, 사용자는 입력 디바이스의 푸쉬 놉(840)을 누르지 않은 경우, 상기 입력 디바이스(150)를 입력 장치로서가 아닌 푸쉬 놉(840) 고유의 기능을 위하여 사용할 수 있다.
도 8e는 입력 디바이스가 슬라이더 형태로 구현된 경우이다. 슬라이더(850)는 일정 축 위에서 이동 가능하다.
사용자는 터치 스크린 상에 놓여진 입력 디바이스의 슬라이더(850)를 누르고, 눌러진 상태의 슬라이더(850)를 좌우 방향 또는 상하 방향으로 이동시켜 원하는 메뉴를 선택할 수 있다. 또한, 사용자는 슬라이더(850)를 이동시켜 영상의 디스플레이 위치를 변경시키거나, 영상을 축소 또는 확대시킬 수 있다. 나아가, 디스플레이 장치는 인식한 입력 디바이스에 저장된 데이터를 표시할 수도 있다.
반면, 사용자는 입력 디바이스의 슬라이더(850)를 누르지 않은 경우, 상기 입력 디바이스를 입력 장치로서가 아닌 슬라이더(850) 고유의 기능을 위하여 사용할 수 있다.
도 8f는 입력 디바이스가 키패드 형태로 구현된 경우이다.
입력 디바이스가 터치 스크린 위에 놓여진 상태에서 사용자가 키패드의 특정 지점(861, 862)을 누르면, 디스플레이 장치는 인식한 입력 디바이스의 특정 지점(861, 862)에 대응하는 메뉴 또는 그래픽 사용자 인터페이스를 터치 스크린에 디스플레이 한다. 만일, 사용자가 다른 지점(861, 862)을 누르는 경우, 다른 지점(861, 862)에 대응하는 메뉴가 더 디스플레이 된다.
반면, 입력 디바이스(150)가 터치 스크린 위에 놓여진 상태에서 사용자가 키패드의 특정 지점(861, 862)을 누르지 않으면 디스플레이 장치(100)는 입력 디바이스(150)를 인식하지 못한다. 이 경우, 사용자는 상기 입력 디바이스(150)를 입력 장치로서가 아닌 키패드 고유의 기능을 위하여 사용할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 시스템의 제어 과정을 도시한 도면이다.
빛 차단부(152)를 포함하는 입력 디바이스(150)가 디스플레이 장치(100)에 접촉된다(S901). 디스플레이 장치(100)는 입력 디바이스(150)로 빛을 송출한다(S902).
한편, 사용자는 디스플레이 장치(100)에 입력 디바이스(150)를 인식시키고자 하는 경우, 입력 디바이스(150)의 빛 투과부(154) 위에 장착되어 있는 빛 차단부(152)를 빛 투과부(154)가 위치한 밑면의 위치로 하향 이동시킨다.
이 경우, 디스플레이 장치(100)로부터 송출된 빛은 빛 투과부(154)를 그대로 투과하다가, 밑면의 위치로 하향 이동된 빛 차단부(152)에 의하여 차단 또는 반사되게 된다.
디스플레이 장치(100)는 디스플레이 장치(100)에서 송출한 빛이 빛 차단부(152)에 의하여 차단되는 경우, 입력 디바이스(150)를 인식한다(S903).
비록 본 발명의 몇몇 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 시스템의 구성을 도시한 도면.
도 2a와 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 입력 디바이스의 구성을 도시한 도면.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 빛의 차단 위치 검출 방법을 도시한 도면.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 빛의 차단 위치 검출 방법을 도시한 도면.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 빛의 차단 위치 검출 방법을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 입력 디바이스 인식 방법을 도시한 도면.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 입력 디바이스 인식 방법을 도시한 도면.
도 8a 내지 도 8f는 각각 본 발명의 다양한 실시예에 따른 입력 디바이스의 구성을 도시한 도면.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100: 디스플레이 장치 110: 디스플레이 패널
120: 송신부 130: 수신부
140: 제어부 150: 입력 디바이스
152: 빛 차단부 154: 빛 투과부

Claims (18)

  1. 디스플레이 시스템에 있어서,
    이동 가능한 빛 차단부를 포함하여 빛을 선택적으로 차단하는 입력 디바이스와;
    상기 입력 디바이스가 접촉되는 디스플레이 패널과
    빛을 송신하는 송신부와
    빛을 수신하는 수신부 및
    빛을 송수신하도록 상기 송신부 및 수신부를 제어하고, 상기 송신부에서 송출한 빛이 상기 빛 차단부에 의하여 차단되는 경우 상기 입력 디바이스를 인식하는 제어부를 포함하는 디스플레이 장치를 포함하는 디스플레이 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 입력 디바이스는 빛을 투과시키는 빛 투과부를 더 포함하고,
    상기 빛 차단부는 상기 빛 투과부와 수직하게 위치하며 상하 방향으로 이동 가능한 디스플레이 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 송신부에서 송출한 빛이 하향 방향으로 이동한 상기 빛 차단부에 의하여 차단되는 경우, 빛의 차단 위치를 검출하여 상기 입력 디바이스를 인식하는 디스플레이 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 디스플레이 패널의 투사 영상을 이용하여 상기 빛의 차단 위치를 검출하는 디스플레이 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 디스플레이 패널의 측면 또는 아래 방향에서 빛을 송출하도록 상기 송신부를 제어하는 디스플레이 시스템.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 투사 영상에 표시되는 상기 빛 차단부의 하단에 부착된 제1 특정 패턴을 인식하는 디스플레이 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 복수 개의 상기 빛 차단부로 구성되는 제2 특정 패턴을 인식하는 디스플레이 시스템.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 디스플레이 패널의 측면 방향에서 빛을 송출하도록 상 기 송신부를 제어하고, 상기 송신부로부터 송출된 빛을 수신하도록 상기 수신부를 제어하여 상기 빛의 차단 위치에 대응하는 좌표를 검출하는 디스플레이 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 송신부는 적외선을 송출하는 디스플레이 시스템.
  10. 디스플레이 시스템의 제어 방법에 있어서,
    이동 가능한 빛 차단부를 포함하여 빛을 선택적으로 차단하는 입력 디바이스가 디스플레이 장치에 접촉되는 단계;
    상기 디스플레이 장치에서 상기 입력 디바이스로 빛을 송출하는 단계; 및
    상기 디스플레이 장치에서 송출한 빛이 상기 빛 차단부에 의하여 차단되는 경우, 상기 입력 디바이스를 인식하는 단계를 포함하는 디스플레이 시스템의 제어 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 입력 디바이스는 빛을 투과시키는 빛 투과부를 더 포함하고,
    상기 빛 차단부는 상기 빛 투과부와 수직하게 위치하며 상하 방향으로 이동 가능한 디스플레이 시스템의 제어 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 디스플레이 장치에서 송출한 빛이 하향 방향으로 이동한 상기 빛 차단부에 의하여 차단되는 경우, 빛의 차단 위치를 검출하여 상기 입력 디바이스를 인식하는 디스플레이 시스템의 제어 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    디스플레이 패널의 투사 영상을 이용하여 상기 빛의 차단 위치를 검출하는 디스플레이 시스템의 제어 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널의 측면 또는 아래 방향에서 빛을 송출하는 디스플레이 시스템의 제어 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 투사 영상에 표시되는 상기 빛 차단부의 하단에 부착된 제1 특정 패턴을 인식하는 디스플레이 시스템의 제어 방법.
  16. 제10항에 있어서,
    복수 개의 상기 빛 차단부로 구성되는 제2 특정 패턴을 인식하는 디스플레이 시스템의 제어 방법.
  17. 제12항에 있어서,
    디스플레이 패널의 측면 방향에서 빛을 송출하고, 상기 송출된 빛을 반대편에서 수신하여 상기 빛의 차단 위치에 대응하는 좌표를 검출하는 디스플레이 시스템의 제어 방법.
  18. 제10항에 있어서,
    상기 디스플레이 장치는 적외선을 송출하는 디스플레이 시스템의 제어 방법.
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