KR20110099476A - 가시광 통신 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

가시광 통신 장치가 제공된다. 가시광 통신 장치는, 영상 신호에 따라 영상을 표시하는 표시부; 데이터 신호에 기초하여 광원을 구동함으로써 생성되는 광신호를 상기 표시부로 출력하는 광원부; 상기 광신호 수신을 위하여 상기 표시부에 접촉 또는 접근하는 단말기의 형상에 의하여 특정되는 영역을 검출하는 센서부; 및 상기 센서부에 의하여 검출된 영역에 표시되는 영상이 소정 기준 계조 이상의 밝은 영상이 되도록 상기 영상 신호를 변환시키는 영상신호 변환부를 포함한다.

Description

가시광 통신 장치 및 그 방법{Apparatus for visible light communication and method thereof}
본 발명은 가시광 통신(Visible Light Communication : VLC) 기술에 관한 것으로, 특히 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display)와 같이 자체 발광성이 없는 표시 장치에 요구되는 백라이트(backlight)를 이용하여 데이터를 송수신하는 가시광 통신 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
가시광 통신이란 가시광을 이용하여 정보를 전달하는 통신 기술을 일컫는다. 일반적으로, 가시광 통신에서는 조명 기기나 백라이트를 탑재한 표시 기기와 같이 광원이 발하는 가시광을 이용하여 광원을 점멸 구동하는 방식으로 데이터를 전송한다.
이와 같은 가시광 통신은 주파수 할당이 불필요하고 광원의 고속 점멸을 이용하여 대량 데이터의 고속 전송이 가능하다는 장점이 있어, 근거리 무선통신 특히 단방향 정보 제공 시스템에서 주목을 받고 있다.
현재 가시광 통신을 액정 표시 장치와 같은 표시 기기에 적용하고자 하는 시도는 있으나, 실제로 가시광 통신이 적용된 표시 기기가 구현된 바가 없고 그에 따라 통신 거리, 통신 속도, 통신 품질 등에 대한 연구도 거의 이루어지지 않은 실정이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 표시 장치의 백 라이트를 데이터 전송을 위한 광원으로 이용하여 데이터를 송수신하는 가시광 통신 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 가시광 통신 장치는, 영상 신호에 따라 영상을 표시하는 표시부; 데이터 신호에 기초하여 광원을 구동함으로써 생성되는 광신호를 상기 표시부로 출력하는 광원부; 상기 광신호 수신을 위하여 상기 표시부에 접촉 또는 접근하는 단말기의 형상에 의하여 특정되는 영역을 검출하는 센서부; 및 상기 센서부에 의하여 검출된 영역에 표시되는 영상이 소정 기준 계조 이상의 밝은 영상이 되도록 상기 영상 신호를 변환시키는 영상신호 변환부를 포함한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 가시광 통신 장치는, 영상이 표시되는 복수의 표시 블록을 포함하는 표시부; 상기 복수의 표시 블록에 각각 대응하여 대응하는 표시 블록으로 광 신호를 출력하는 복수의 광원 블록을 포함하는 광원부; 및 상기 광신호 수신을 위하여 접촉 또는 접근하는 단말기가 위치하는 표시 블록을 검출하는 센서부를 포함하고, 상기 광원부는, 데이터 신호에 기초하여 상기 센서부에 의하여 검출된 표시 블록에 대응하는 광원 블록을 구동함으로써 생성되는 광신호를 대응하는 표시 블록으로 출력한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 가시광 통신 방법은, 영상 신호에 따라 표시부에 영상을 표시하는 단계; 상기 표시부에 광신호 수신을 위하여 단말기가 접촉 또는 접근하는 단계; 상기 접촉 또는 접근하는 단말기의 형상에 의하여 특정되는 영역을 검출하는 단계; 상기 검출 단계에서 검출된 영역에 표시되는 영상이 소정 기준 계조 이상의 밝은 영상이 되도록 상기 영상 신호를 변환시키는 단계; 및 데이터 신호에 기초하여 광원을 구동함으로써 생성되는 광신호를 상기 표시부로 출력하는 단계를 포함한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 가시광 통신 방법은, 영상 신호에 따라 복수의 표시블록을 포함하는 표시부에 영상을 표시하는 단계; 상기 표시블록 중 어느 하나에 광신호 수신을 위하여 단말기가 접촉 또는 접근하는 단계; 상기 접촉 또는 접근하는 단말기가 위치하는 표시블록을 검출하는 단계; 및 데이터 신호에 기초하여 상기 검출 단계에서 검출된 표시 블록에 대응하는 광원 블록을 구동함으로써 생성되는 광신호를 대응하는 표시 블록으로 출력하는 단계를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가시광 통신 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 변환된 데이터 신호 파형의 예들을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가시광 통신 장치에서의 영상 변환의 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가시광 통신 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 가시광 통신 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 가시광 통신 장치에서의 데이터 전송 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 가시광 통신 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 소자 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
먼저, 본 발명의 가시광 통신 장치를 간략히 설명하면, 외부로부터 입력된 방송 신호에 따라 영상을 표시하는 영상 표시 장치(예컨대, 액정 표시 장치)로서 특히 백 라이트(예컨대, LED)를 갖는 영상 표시 장치에 있어서, 상기 백 라이트가 표시부(예컨대, 액정 패널)로 광을 제공하는 고유의 기능과 함께 데이터를 전송하는 기능도 갖게 하는 것이다. 이를 위하여 영상신호와 함께 데이터 신호를 다중화한 방송 신호가 출력될 수 있다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 가시광 통신 장치를 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가시광 통신 장치의 구성을 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 변환된 데이터 신호 파형의 예들을 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가시광 통신 장치에서의 영상 변환의 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 가시광 통신 장치(100)는 방송신호 수신부(110), 영상신호 변환부(120), 표시부(130), 센서부(140) 및 광원부(150)를 포함한다.
방송신호 수신부(110)는 케이블, 안테나, PLC(Power Line communication), LAN(Local Area Network) 등을 통하여 방송신호를 수신한 후, 수신된 방송신호에 데이터 신호가 포함되는지를 체크한다.
수신된 방송 신호에 데이터 신호가 포함되지 않는다면, 방송신호 수신부(110)는 방송신호에서 영상신호를 분리하여 표시부(130)로 출력한다. 이 경우 가시광 통신 장치(100)는 영상 표시 장치로서의 기능만을 수행한다.
수신된 방송 신호에 데이터 신호가 포함된다면, 방송신호 수신부(110)는 방송신호에서 영상 신호와 데이터 신호를 분리하여 영상신호를 표시부(130)로 출력하고, 데이터 신호를 광원부(150)로 출력한다.
표시부(130)는 입력된 영상 신호에 따라 영상을 표시하며, 예를 들어, 액정 패널일 수 있다. 표시부(130)는 후술하는 광원부(150)로부터 제공되는 광을 투사하여 상기 영상을 표시할 수 있다.
센서부(140)는 상기 데이터 신호를 수신하고자 하는 단말기가 표시부(130)에 접촉하거나 또는 접근하는지 여부를 감지한다.
여기서, 접촉이란 단말기가 표시부(130)에 직접 닿는 것을 의미하고, 접근이란 단말기가 표시부(130)에 직접 닿지는 않으나 그림자가 형성될 정도로 매우 가까이 예를 들어, 10cm 이내로 다가가는 것을 의미한다. 이러한 단말기의 접촉 또는 접근을 감지하기 위하여 센서부(140)는 예컨대, 터치 패널이거나 또는 조도 센서일 수 있다.
센서부(140)는 표시부(130)로의 단말기의 접촉 또는 접근을 감지하면, 표시부(130)의 전체 영상 표시 영역 중에서 단말기의 접촉 또는 접근에 의하여 특정되는 영역을 검출한다. 여기서, 단말기의 접촉 또는 접근에 의하여 특정되는 영역이란, 표시부(130)로의 단말기의 접촉 면 또는 접근 면에 해당하는 단말기의 2차원 형상에 의하여 특정되는 영역을 의미한다. 다시 말하면, 표시부(130)에 접촉하는 단말기의 2차원 형상에 대응하는 영역이거나, 또는, 표시부(130)에 접근하는 단말기의 그림자 형상에 대응하는 영역일 수 있다. 이의 검출 방식을 예를 들어 설명하면 다음과 같다.
예컨대, 단말기가 표시부(130)에 접촉하는 경우라면, 센서부(140)는 표시부(130)의 후면에서 표시부(130)로 감지신호를 방사하고 접촉된 단말기로부터 반사되는 감지신호에 따라 접촉된 단말기의 2차원 형상을 검출하여 그에 대응하는 표시부(130)의 영역을 검출할 수 있다. 또는, 센서부(140)는 단말기의 모든 접촉 위치 정보를 획득 및 조합하여 접촉된 단말기의 2차원 형상을 검출하고 그에 대응하는 표시부(130)의 영역을 검출할 수 있다.
또는, 예컨대, 단말기가 표시부(130)에 접근하는 경우라면, 센서부(140)는 표시부(130) 전면의 조도 변화를 감지하여 조도가 변화된 영역 즉, 접근하는 단말기의 그림자 형상을 검출하고 그에 대응하는 표시부(130)의 영역을 검출할 수 있다.
이와 같이 센서부(140)가 표시부(130)에 접촉 또는 접근하는 단말기의 형상에 의하여 특정되는 영역을 검출하면, 검출된 영역에 표시되는 영상을 변환시키기 위한 영상 변환 신호를 영상신호 변환부(120)로 출력한다.
영상신호 변환부(120)는 입력된 영상 변환 신호에 따라 센서부(140)에 의하여 검출된 영역이 밝은 영상 즉, 소정 기준 계조 이상의 높은 계조를 갖는 영상이 되도록 영상신호를 변환하여 표시부(130)로 출력한다. 표시부(130)는 변환된 영상 신호에 따라 영상을 표시한다. 그에 따라, 전체 표시 영상 중 일부 영역의 영상 즉, 표시부(130)에 접촉 또는 접근하는 단말기의 형상에 의하여 특정되는 영역의 영상은 기준 계조 이상의 높은 계조를 갖는 영상으로 표시된다.
이와 같은 영상 변환을 수행하는 것은, 표시부(130)에 표시되는 영상이 낮은 계조를 갖는 어두운 영상(예컨대, 풀 블랙 영상)이라면 단말기가 데이터 수신을 위하여 표시부(130)에 접촉 또는 접근하더라도 광량 부족에 의하여 광 신호를 감지하기 어렵고 그에 따라 가시광 통신이 정지되기 때문이다.
따라서, 본 실시예와 같이 영상 변환을 수행하는 경우, 단말기가 접촉 또는 접근하는 영역이 높은 계조를 갖는 밝은 영역이기 때문에 광량이 충분하여 단말기 측에서 광 신호를 감지하기 용이하고 그에 따라 가시광 통신이 정지됨 없이 안정적이고 고속으로 수행될 수 있다. 영상 변환이 수행되는 영역 즉, 표시부(130)로 접촉 또는 접근하는 단말기의 형상에 의하여 특정되는 영역은 단말기에 의하여 가려지기 때문에, 사람이 표시부(130)에 표시되는 영상을 보는 것을 방해하지 않는다.
여기서, 기준 계조 이상의 높은 계조를 갖는 영상은 RGB 컬러 중 블루 컬러의 계조값이 0~255 단계의 계조값 중 소정 기준 계조값보다 큰 영상(255에 가까울수록 계조값이 큰 것임)으로 정의하는 것이 바람직하다. 이는 광 신호 수신을 위하여 광 센서 등을 갖는 단말기 측에서는 블루 컬러 파장의 광 파워(optical power)가 큰 값을 갖기 때문이다. 즉, 높은 계조의 영상 중 특히 블루 컬러의 계조가 높은 영상일수록 단말기 측에서의 광 신호 수신이 용이한 것이다.
더욱 바람직하게는, 기준 계조 이상의 높은 계조를 갖는 영상은, RGB 계조값이 (255, 255, 255)인 풀 화이트 영상이거나 또는 RGB 계조값이 (0,0,255)인 풀 블루 영상일 수 있다.
광원부(150)는 발광 다이오드와 같은 광원을 포함하여 표시부(130)로 광을 제공함과 동시에 입력된 데이터 신호에 기초하여 상기 광원을 점멸 구동함으로써 데이터를 함께 전송한다. 즉, 광원부(150)가 표시부(130)로 출력하는 광 신호는 데이터 신호에 기초하여 생성된 것이다.
이와 같이 데이터 신호에 기초하여 생성된 광 신호는 표시부(130)를 통하여 데이터를 수신하고자 하는 적어도 하나의 단말기(미도시됨)로 전송된다.
본 도면에는 도시되지 않았으나, 데이터를 수신하고자 하는 단말기는 광 신호 수신을 위한 광 센서와, 수신된 광 신호를 복조하여 상기 데이터 신호를 획득하는 복조부를 포함한다.
여기서, 전술한 바와 같이 단말기는 데이터 신호에 기초하여 생성된 광 신호를 수신하기 위하여 표시부(130)에 접촉 또는 접근한다. 이러한 경우 가시광 통신 장치와 단말기 사이의 통신 거리가 짧아져서 통신 품질이 개선될 수 있다.
이하, 광원부(150)에 대하여 좀더 구체적으로 설명하면, 광원부(150)는 데이터 변환부(151), 광원 구동부(152) 및 광원(153)을 포함한다.
데이터 변환부(151)는 데이터 신호를 입력받아 무선 광통신이 가능한 데이터 전송 프로토콜(예컨대, 이더넷 프로토콜)에 따라 데이터 신호를 변환하여 광원 구동부(152)로 출력한다. 이때, 데이터 전송 프로토콜에 따라 변환된 데이터 신호는 예컨대, 온/오프 펄스일 수 있다.
광원 구동부(152)는 데이터 변환부(151)로부터 입력된 변환된 데이터 신호에 따라 광원(153)을 구동한다. 이러한 광원(153)의 구동은 사람의 눈에 점멸이 인식되지 않는 정도의 주파수로 광원(153)을 점멸하는 방식으로 수행된다. 예컨대, 광원 구동부(152)가 온/오프 펄스를 인가받는 경우 광원(153)은 온 신호의 펄스폭에 대응하는 시간 동안 점등되고 오프 신호의 펄스폭에 대응하는 시간 동안 소등 될 수 있다.
여기서, 광원(153)의 휘도는 데이터 전송 프로토콜을 조절하여 유지되거나 또는 가변될 수 있다. 즉, 데이터 변환부(151)는 요구되는 휘도를 고려하여 데이터 전송 프로토콜을 조절함으로써 데이터 신호를 변환한다. 조절된 데이터 전송 프로토콜에 따라 변환된 데이터 신호는 예컨대, 요구되는 휘도에 따라 온/오프의 펄스폭이 변경된 데이터 신호이거나, 또는, 데이터 전송 구간과 별도로 휘도 조절 구간을 갖는 데이터 신호일 수 있다. 이하, 도 2를 참조하여 변환된 데이터 신호 파형의 예들을 살펴본다.
도 2의 (a) 와 (b)를 참조하면, 동일한 데이터 신호를 전송하는 경우이더라도, 변환된 데이터 신호가 상대적으로 긴 시간만큼 온이 되고 그 이외는 오프가 되는 펄스 신호인 경우((a) 참조)에 비하여, 상대적으로 짧은 시간만큼 온이 되고 그 이외는 오프가 되는 펄스 신호인 경우에 광원(153)의 휘도가 더 작다. 변환된 데이터 신호의 온 시간의 총량과 오프 시간의 총량이 유지된다면, 광원(153)의 휘도는 유지될 수 있다.
도 2의 (c)를 참조하면, 변환된 데이터 신호는 실제로 전송될 데이터 신호에 기초한 데이터 전송 구간과, 더미 영역으로서 휘도 조절 영역으로 사용될 휘도 조절 구간을 포함할 수 있다.
그러나, 데이터 변환 방식은 전술한 방식에 한정되는 것이 아니며, 어떠한 데이터 전송 프로토콜을 이용하여 데이터를 변환하는지에 따라 달라질 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가시광 통신 장치에서의 영상 변환의 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 가시광 통신 장치(100)에 있어서 표시부(130)에 영상이 표시되고, 광원부는 표시부(130)에 광을 제공한다.
광 센서를 포함하는 단말기(MT)는 데이터 신호에 기초하여 생성되는 광 신호 수신을 위하여 표시부(130)에 접촉 또는 접근한다.
이때, 표시부(130)에 접촉 또는 접근하는 단말기(MT)의 형상에 의하여 특정되는 영역의 영상(A1)은 그 외의 영상(A2)과 관계 없이 높은 계조의 밝은 영상으로 변환된다. 그에 따라, 단말기(MT)의 광 신호 수신 품질이 개선된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가시광 통신 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
우선, 방송신호 수신부(110)는 방송신호에서 영상 신호와 데이터 신호를 분리하여 영상신호를 표시부(130)로 출력하고, 데이터 신호를 광원부(150)로 출력한다(S410).
다음으로, 표시부(130)는 입력된 영상 신호에 따라 영상을 표시하고, 광원부(150)는 발광 다이오드와 같은 광원을 포함하여 표시부(130)로 광을 제공한다(S420).
다음으로, 단말기는 데이터 신호에 기초하여 생성된 광 신호를 수신하기 위하여 표시부(130)에 접촉 또는 접근한다(S430).
다음으로, 센서부(140)는 표시부(130)로의 단말기 접촉 또는 접근을 감지하면, 표시부(130)에 접촉 또는 접근하는 단말기의 형상에 의하여 특정되는 영역을 검출하고, 검출된 영역에 표시되는 영상을 변환시키기 위한 영상 변환 신호를 영상신호 변환부(120)로 출력한다(S440).
다음으로, 영상신호 변환부(120)는 입력된 영상 변환 신호에 따라 센서부(140)에 의하여 검출된 영역의 영상이 밝은 영상 즉, 소정 기준 계조 이상의 높은 계조를 갖는 영상이 되도록 영상신호를 변환하여 표시부(130)로 출력한다(S450).
광원부(150)는 데이터 신호에 기초하여 광원을 구동시켜 생성되는 광 신호를 표시부(130)로 출력한다(S460). 광원부(150)가 광 신호를 출력하는 방식은 도 1에서 설명한 바와 같다. 즉, 광원부(150)는 데이터 전송 프로토콜에 따라 데이터 신호를 변환하여 광원을 점멸 구동시키고, 특히 데이터 전송 프로토콜을 조절하여 광원의 휘도를 조절한다.
본 실시예의 가시광 통신 방법에서 수행되는 단계들의 순서는 본 설명에 한정되는 것은 아니며 가변될 수 있다.
이하, 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 가시광 통신 장치를 설명하기로 한다. 본 실시예의 가시광 통신 장치에서는 표시부의 일부 영역, 즉, 표시 블록을 통하여 데이터가 전송되고, 특히 하나 이상의 표시 블록을 통하여 동일한 데이터 또는 서로 다른 데이터가 전송될 수 있다. 본 실시예를 설명함에 있어 도 1 내지 도 3에서 전술한 부분과 동일한 부분에 대한 설명은 생략하거나 간략히 하기로 한다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 가시광 통신 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 가시광 통신 장치(500)는 방송신호 수신부(510), 영상신호 변환부(520), 표시부(530), 센서부(540) 및 광원부(550)를 포함한다.
방송신호 수신부(510)는 방송 신호를 수신하여 영상 신호와 데이터 신호를 분리하고, 영상신호를 표시부(530)로 출력하고, 데이터 신호를 광원부(550)로 출력한다.
표시부(530)는 입력된 영상 신호에 따라 영상을 표시하는 복수의 표시 블록을 포함한다. 본 실시예에서 표시부(530)는 3*3 표시 블록을 포함한다.
센서부(540)는 상기 데이터 신호를 수신하고자 하는 단말기가 표시부(530)에 접촉하거나 또는 접근하는지 여부를 감지한다.
센서부(540)는 표시부(530)로의 단말기의 접촉 또는 접근을 감지하면, 표시부(530)의 복수의 표시 블록 중 단말기가 접촉 또는 접근하는 위치에 해당하는 표시 블록을 검출한다.
센서부(540)는 단말기가 접촉 또는 접근하는 위치에 해당하는 표시 블록을 검출하면, 검출된 표시 블록에 대응하는 광원 블록이 구동되도록 검출된 표시 블록의 정보를 광원 구동부(552)로 출력한다.
한편, 센서부(540)는 단말기가 접촉 또는 접근하는 위치에 해당하는 표시 블록을 검출하는 기능과 함께 도 1의 센서부(140)의 기능을 수행할 수도 있다. 즉, 센서부(540)는 접촉 또는 접근하는 단말기의 형상에 의하여 특정되는 영역을 검출하고, 검출된 영역에 표시되는 영상을 변환시키기 위한 영상 변환 신호를 영상신호 변환부(520)로 출력할 수 있다. 영상신호 변환부(520)는 입력된 영상 변환 신호에 따라 센서부(540)에 의하여 검출된 영역이 밝은 영상 즉, 소정 기준 계조 이상의 높은 계조를 갖는 영상이 되도록 영상신호를 변환하여 표시부(530)로 출력한다. 이에 대한 상세한 설명은 도 1에서 전술한 바와 같으므로 생략한다.
광원부(550)는 복수의 표시블록에 각각 대응하는 복수의 광원 블록을 포함한다. 본 실시예에서 광원부(550)는 3*3 광원 블록을 포함한다. 복수의 광원 블록은 각각 대응하는 표시 블록으로 광을 제공한다. 이때, 광원 블록 중 적어도 하나는 대응하는 표시 블록으로 광을 제공함과 동시에 입력된 데이터 신호에 기초하여 점멸 구동됨으로써 데이터를 함께 전송한다. 이러한 광원부(550)에 대하여는 이하에서 좀더 상세히 설명하기로 한다.
이와 같이 데이터 신호에 기초하여 점멸 구동되는 광원 블록으로부터 출력되는 광 신호는 대응하는 표시 블록을 통하여 데이터 수신을 위한 적어도 하나의 단말기(미도시됨)에 전송된다. 즉, 단말기는 표시부(530)에 포함된 복수의 표시 블록 중 어느 하나에 접촉 또는 접근하여 대응하는 광원 블록으로부터 출력되는 데이터 신호에 기초한 광 신호를 수신할 수 있다.
이하, 광원부(550)에 대하여 좀더 구체적으로 설명하면, 광원부(550)는 데이터 변환부(551), 광원 구동부(552) 및 복수의 광원 블록을 갖는 광원(553)을 포함한다.
데이터 변환부(551)는 데이터 신호를 입력받아 무선 광통신이 가능한 데이터 전송 프로토콜에 따라 데이터 신호를 변환하여 광원 구동부(552)로 출력한다.
광원 구동부(552)는 데이터 변환부(551)로부터 입력된 변환된 데이터 신호에 기초하여 광원(553)에 포함된 복수의 광원 블록 중 센서부(540)로부터 입력된 정보에 따라 센서부(540)에 의하여 검출된 표시블록에 대응하는 광원 블록을 구동한다.
여기서, 센서부(540)에 의하여 검출된 표시블록에 대응하는 광원 블록의 휘도는 데이터 전송 프로토콜을 조절하여 유지되거나 또는 가변될 수 있다. 즉, 데이터 변환부(551)는 요구되는 휘도를 고려하여 데이터 전송 프로토콜을 조절함으로써 데이터 신호를 변환한다. 특히, 센서부(540)에 의하여 검출된 표시블록에 대응하는 광원 블록의 휘도는 그 외의 광원 블록들의 평균 휘도를 고려하여 조절되는 것이 바람직하다.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 가시광 통신 장치에서의 데이터 전송 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 가시광 통신 장치(500)에 있어서 복수의 표시 블록을 포함하는 표시부(530)에 영상이 표시되고, 복수의 표시 블록에 각각 대응하는 광원 블록을 갖는 광원부는 표시부(530)에 광을 제공한다.
광 센서를 포함하는 단말기(MT)는 데이터 신호 수신을 위하여 표시부(530) 중 어느 하나의 표시 블록에 접촉 또는 접근한다. 예컨대, 도면에 도시된 바와 같이 서로 다른 표시 블록 B1, B2에 단말기 MT1, MT2가 접촉 또는 접근할 수 있다.
단말기 MT1이 표시 블록 B1에 접촉 또는 접근하는 경우, 표시부(530) 후면에 위치하고 표시 블록 B1에 대응하는 광원 블록이 데이터 신호에 기초하여 구동됨으로써, 단말기 MT1은 표시 블록 B1을 통하여 데이터 신호에 기초하여 생성되는 광 신호를 수신할 수 있다.
단말기 MT2가 표시 블록 B2에 접촉 또는 접근하는 경우, 표시부(530) 후면에 위치하고 표시 블록 B2에 대응하는 광원 블록이 데이터 신호에 기초하여 구동됨으로써, 단말기 MT2는 표시 블록 B2을 통하여 데이터 신호에 기초하여 생성되는 광 신호를 수신할 수 있다.
여기서, 표시 블록 B2에 대응하는 광원 블록을 구동시키는 데이터 신호와, 표시 블록 B1에 대응하는 광원 블록을 구동시키는 데이터 신호는 서로 같을 수도 있고 다를 수도 있다.
이에 더하여, 본 도면에는 도시되지 않았으나 도 3에서 설명한 바와 같이, 표시 블록에 접촉 또는 접근하는 단말기 MT1, MT2의 형상에 의하여 특정되는 영역의 영상이 높은 계조의 밝은 영상으로 변환될 수도 있다.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 가시광 통신 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
우선, 방송신호 수신부(510)는 방송신호에서 영상 신호와 데이터 신호를 분리하여 영상신호를 표시부(530)로 출력하고, 데이터 신호를 광원부(550)로 출력한다(S710). 여기서, 표시부(530)는 복수의 표시 블록을 포함하고, 광원부(550)는 복수의 표시 블록에 각각 대응하는 복수의 광원 블록을 포함한다.
표시부(530)는 입력된 영상 신호에 따라 영상을 표시하고, 광원부(550)의 복수의 광원 블록은 대응하는 표시 블록으로 광을 제공한다(S720).
다음으로, 단말기는 데이터 신호에 기초하여 생성된 광 신호를 수신하기 위하여 표시부(530)의 복수의 표시 블록 중 어느 하나에 접촉 또는 접근한다(S730).
다음으로, 센서부(540)는 단말기가 접촉 또는 접근하는 위치에 해당하는 표시 블록을 검출하고, 검출된 표시 블록에 대응하는 광원 블록을 구동하기 위한 신호를 광원부(550)로 출력한다(S740).
다음으로, 광원부(550)는 입력된 데이터 신호에 기초하여 복수의 광원 블록 중 검출된 표시 블록에 대응하는 광원 블록을 구동하여 생성되는 광 신호를 대응하는 표시 블록으로 출력한다(S750). 광원부(550)가 광 신호를 출력하는 방식은 도 1에서 설명한 바와 같다. 즉, 데이터 신호에 기초하여 구동되는 광원 블록은, 데이터 전송 프로토콜에 따라 변환된 데이터 신호에 기초하여 점멸 구동되고, 특히 데이터 전송 프로토콜을 조절하여 휘도가 조절된다. 이때, 데이터 신호에 기초하여 구동되는 광원 블록의 휘도는 그 외의 광원 블록들의 평균 휘도를 고려하여 조절되는 것이 바람직하다.
한편 본 도면에는 도시되지 않았으나, S730 단계 후에 도 4에서 설명한 S440 및 S450 단계가 추가적으로 수행될 수도 있다. 즉, 센서부(540)가 표시부(530)에 접촉 또는 접근하는 단말기의 형상에 의하여 특정되는 영역을 더 검출하는 단계와, 영상신호 변환부(520)가 센서부(540)에 의하여 검출된 영역의 영상을 밝은 영상으로 변환하는 단계가 더 수행될 수도 있다.
본 실시예의 가시광 통신 방법에서 수행되는 단계들의 순서는 본 설명에 한정되는 것은 아니며 가변될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: 가시광 통신 장치 110: 방송 신호 수신부
120: 영상 신호 변환부 130: 표시부
140: 센서부 150: 광원부

Claims (18)

  1. 영상 신호에 따라 영상을 표시하는 표시부;
    데이터 신호에 기초하여 광원을 구동함으로써 생성되는 광신호를 상기 표시부로 출력하는 광원부;
    상기 광신호 수신을 위하여 상기 표시부에 접촉 또는 접근하는 단말기의 형상에 의하여 특정되는 영역을 검출하는 센서부; 및
    상기 센서부에 의하여 검출된 영역에 표시되는 영상이 소정 기준 계조 이상의 밝은 영상이 되도록 상기 영상 신호를 변환시키는 영상신호 변환부를 포함하는 가시광 통신 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 밝은 영상은, RGB 컬러 중 블루 컬러의 계조가 소정 기준 계조 이상인, 가시광 통신 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 밝은 영상은, 풀 화이트 영상 또는 풀 블루 영상인, 가시광 통신 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 광원부는,
    소정 데이터 전송 프로토콜에 따라 상기 데이터 신호를 변환하되, 상기 광원의 휘도를 고려하여 상기 데이터 전송 프로토콜을 조절하는, 데이터 변환부; 및
    상기 변환된 데이터 신호에 따라 상기 광원을 구동하는 광원 구동부를 포함하는 가시광 통신 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 단말기는,
    상기 광 신호를 수신하는 광 센서부; 및
    상기 수신된 광 신호를 복조하여 상기 데이터 신호를 획득하는 복조부를 포함하는 가시광 통신 장치.
  6. 영상이 표시되는 복수의 표시 블록을 포함하는 표시부;
    상기 복수의 표시 블록에 각각 대응하여 대응하는 표시 블록으로 광 신호를 출력하는 복수의 광원 블록을 포함하는 광원부; 및
    상기 광신호 수신을 위하여 접촉 또는 접근하는 단말기가 위치하는 표시 블록을 검출하는 센서부를 포함하고,
    상기 광원부는, 데이터 신호에 기초하여 상기 센서부에 의하여 검출된 표시 블록에 대응하는 광원 블록을 구동함으로써 생성되는 광신호를 대응하는 표시 블록으로 출력하는,가시광 통신 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 센서부는, 상기 단말기의 형상에 의하여 특정되는 영역을 더 검출하고,
    상기 센서부에 의하여 검출된 영역에 표시되는 영상이 소정 기준 계조 이상의 밝은 영상이 되도록 상기 영상 신호를 변환시키는 영상신호 변환부를 더 포함하는 가시광 통신 장치.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 광원부는,
    소정 데이터 전송 프로토콜에 따라 상기 데이터 신호를 변환하되, 상기 광원 블록의 휘도를 고려하여 상기 데이터 전송 프로토콜을 조절하는, 데이터 변환부; 및
    상기 변환된 데이터 신호에 따라 상기 광원 블록을 구동하는 광원 구동부를 포함하는 가시광 통신 장치.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 밝은 영상은, RGB 컬러 중 블루 컬러의 계조가 소정 기준 계조 이상인, 가시광 통신 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 밝은 영상은, 풀 화이트 영상 또는 풀 블루 영상인, 가시광 통신 장치.
  11. 제6 항에 있어서,
    상기 단말기는,
    상기 광 신호를 수신하는 광 센서부; 및
    상기 수신된 광 신호를 복조하여 상기 데이터 신호를 획득하는 복조부를 포함하는 가시광 통신 장치.
  12. 영상 신호에 따라 표시부에 영상을 표시하는 단계;
    상기 표시부에 광신호 수신을 위하여 단말기가 접촉 또는 접근하는 단계;
    상기 접촉 또는 접근하는 단말기의 형상에 의하여 특정되는 영역을 검출하는 단계;
    상기 검출 단계에서 검출된 영역에 표시되는 영상이 소정 기준 계조 이상의 밝은 영상이 되도록 상기 영상 신호를 변환시키는 단계; 및
    데이터 신호에 기초하여 광원을 구동함으로써 생성되는 광신호를 상기 표시부로 출력하는 단계를 포함하는 가시광 통신 방법.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 밝은 영상은, RGB 컬러 중 블루 컬러의 계조가 소정 기준 계조 이상인, 가시광 통신 방법.
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 광신호를 표시부로 출력하는 단계는,
    소정 데이터 전송 프로토콜에 따라 상기 데이터 신호를 변환하되, 상기 광원의 휘도를 고려하여 상기 데이터 전송 프로토콜을 조절하는 단계; 및
    상기 변환된 데이터 신호에 따라 상기 광원을 구동하는 단계를 포함하는 가시광 통신 방법.
  15. 영상 신호에 따라 복수의 표시블록을 포함하는 표시부에 영상을 표시하는 단계;
    상기 표시블록 중 어느 하나에 광신호 수신을 위하여 단말기가 접촉 또는 접근하는 단계;
    상기 접촉 또는 접근하는 단말기가 위치하는 표시블록을 검출하는 단계; 및
    데이터 신호에 기초하여 상기 검출 단계에서 검출된 표시 블록에 대응하는 광원 블록을 구동함으로써 생성되는 광신호를 대응하는 표시 블록으로 출력하는 단계를 포함하는 가시광 통신 방법.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 단말기 접촉 또는 접근 단계 후에,
    상기 접촉 또는 접근하는 단말기의 형상에 의하여 특정되는 영역을 검출하는 단계; 및
    상기 검출 단계에서 검출된 영역에 표시되는 영상이 소정 기준 계조 이상의 밝은 영상이 되도록 상기 영상 신호를 변환시키는 단계를 더 포함하는 가시광 통신 방법.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 밝은 영상은, RGB 컬러 중 블루 컬러의 계조가 소정 기준 계조 이상인, 가시광 통신 방법.
  18. 제15 항에 있어서,
    상기 광신호를 대응하는 표시블록으로 출력하는 단계는,
    소정 데이터 전송 프로토콜에 따라 상기 데이터 신호를 변환하되, 상기 광원 블록의 휘도를 고려하여 상기 데이터 전송 프로토콜을 조절하는 단계; 및
    상기 변환된 데이터 신호에 따라 상기 광원 블록을 구동하는 단계를 포함하는 가시광 통신 방법.
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