KR20130031563A - 디스플레이 장치, 터치 감지 장치 및 터치 감지 방법 - Google Patents

디스플레이 장치, 터치 감지 장치 및 터치 감지 방법 Download PDF

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Abstract

디스플레이 장치가 개시된다. 본 디스플레이 장치는, 이미지를 표시하는 디스플레이부, 디스플레이부의 표면에 대한 적외선 스캔 이미지를 생성하는 감지부, 생성된 적외선 스캔 이미지 중 기설정된 패턴 영역을 제거하여 사용자의 터치 영역을 감지하는 이미지 처리부, 및, 감지된 터치 영역에 대응되는 이벤트를 처리하는 제어부를 포함한다.

Description

디스플레이 장치, 터치 감지 장치 및 터치 감지 방법{DISPLAY APPARATUS, TOUCH SENSING APPARATUS AND METHOD FOR SENSING OF TOUCH}
본 발명은 디스플레이 장치, 터치 감지 장치 및 터치 감지 방법에 관한 것으로, 적외선 방식의 터치 인식의 정확도를 향상할 수 있는 디스플레이 장치, 터치 감지 장치 및 터치 감지 방법에 관한 것이다.
디스플레이 장치는 외부로부터 수신된 디지털 또는 아날로그 영상신호 또는 내부 저장장치에 다양한 포맷의 압축 화일로 저장된 다양한 영상신호 등이 처리되어 표시되도록 하는 장치이다. 이때 외부로부터 수신되는 디지털 또는 아날로그 영상신호는 방송국, 디지털 위성방송 신호, 또는 각종 외부 기기(예를 들어, 셋톱박스(set-top box), 디스크 재생기, 모바일 기기, PC 등)이나 인터넷 프로토콜 의거한 서버로부터 전송된 신호 등일 수 있다.
최근의 디스플레이 장치는 사용자의 편의성을 증진시키기 위하여 터치 스크린(Touch screen)이 구비되고 있다. 터치 스크린은 구현 원리 및 동작 방법에 따라 저항막 방식, 정전용량 방식, 적외선 방식, 초음파 방식으로 구분된다.
이 중 적외선 방식은 적외선을 패널의 상단으로 적외선을 조사하고, 사용자의 손에 의하여 반사된 적외선을 감지하여 접촉된 위치를 감지하는 방식으로, 고가의 대형 텔레비젼 등에 채용되고 있다.
그러나 적외선 방식은 반사된 적외선 신호를 감지하는 방식이라는 점에서, 사용자가 직접 터치하지 않은 영역에 대해서 터치 영역으로 감지하는 경우가 존재하였다. 예를 들어, 사용자가 특정 영역을 터치하기 위하여 패널에 손을 갖다 대는 경우, 사용자의 팔이나 손바닥이 터치 면에 근접하게 되어 이들 영역에 대해서도 터치로 감지하는 문제점이 존재하였다.
더욱이 적외선 방식은 대형 패널을 적용되어, 이러한 상황이 발생될 경우가 빈번하다는 점에서, 사용자가 의도하는 터치에 대해서만 터치로 감지할 수 있는 방법이 요청되었다.
따라서, 본 발명의 목적은, 적외선 방식의 터치 인식의 정확도를 향상할 수 있는 디스플레이 장치, 터치 감지 장치 및 터치 감지 방법에 관한 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치는, 이미지를 표시하는 디스플레이부, 상기 디스플레이부의 표면에 대한 적외선 스캔 이미지를 생성하는 감지부, 상기 생성된 적외선 스캔 이미지 중 기설정된 패턴 영역을 제거하여 사용자의 터치 영역을 감지하는 이미지 처리부, 및, 상기 감지된 터치 영역에 대응되는 이벤트를 처리하는 제어부를 포함한다.
이 경우, 상기 감지부는, 상기 디스플레이부의 표면 방향으로 적외선을 조사하는 적외선 소스부, 및, 사용자의 터치에 의하여 반사되는 적외선을 감지하여 상기 적외선 스캔 이미지를 생성하는 적외선 센싱부를 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 이미지 처리부는, 2 이상의 터치 영역을 감지하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 이미지 처리부는, 상기 생성된 적외선 스캔 이미지 내의 기설정된 형상의 패턴 및 기설정된 간격의 패턴 중 적어도 하나의 패턴 영역을 제거하는 것이 바람직하다.
한편, 본 디스플레이 장치는, 상기 생성된 적외선 스캔 이미지를 다운 스케일링하는 다운 스케일링부를 더 포함하고, 상기 이미지 처리부는, 상기다운 스케일링된 적외선 스캔 이미지 중 기설정된 패턴 영역을 제거하여 사용자의 터치 영역을 감지할 수 있다.
한편, 상기 이미지 처리부는, 상기 적외선 스캔 이미지에서 배경을 제거하는 배경 제거 필터부, 상기 배경이 제거된 적외선 스캔 이미지에 대해서 고역 필터링을 수행하는 고역 필터부, 상기 고역 필터링된 적외선 스캔 이미지에 대해서 스케일링(scaler) 필터링을 수행하는 스케일링 필터부, 상기 스케일링 필터링된 적외선 스캔 이미지에 대해서 정류(rectify) 필터링을 수행하는 정류 필터부, 상기 정류 필터링된 적외선 스캔 이미지에 대해서 기설정된 패턴 영역을 제거하는 패턴 필터부, 및, 상기 기설정된 패턴 영역이 제거된 적외선 스캔 이미지를 이용하여 사용자의 터치 영역을 추출하는 추출부를 포함할 수 있다.
한편, 상기 이미지 처리부는, HDMI(High-Definition Multimedia Interface) 통신방식을 통하여 상기 생성된 적외선 스캔 이미지를 입력받는 입력부를 더 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 이미지처리부는, USB(Universal Serial Bus) 방식을 이용하여 상기 추출된 터치 영역을 상기 제어부로 출력하는 출력부를 더 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 감지부는, 상기 디스플레이부의 표면에 대한 적외선 스캔 이미지를 기설정된 프레임 레이트로 연속적으로 생성하고, 상기 이미지 처리부는, 상기 연속적으로 입력받은 적외선 스캔 이미지를 기설정된 압축방식으로 인코딩하는 인코딩부를 더 포함하고, 상기 출력부는, 상기 인코딩된 적외선 스캔 이미지를 상기 제어부로 전송하는 것이 바람직하다.
이 경우, 상기 이미지 처리부는, 상기 연속적으로 입력받은 적외선 스캔 이미지를 기설정된 프레임 레이트로 변환하는 변환부를 더 포함하고, 상기 인코딩부는 프레임 레이트가 변환된 연속적인 적외선 스캔 이미지를 기설정된 압축방식으로 인코딩하는 것이 바람직하다.
한편, 본 실시 예에 따른, 터치 감지 방법은, 디스플레이부의 표면에 대한 적외선 스캔 이미지를 생성하는 단계, 상기 생성된 적외선 스캔 이미지 중 기설정된 패턴 영역을 제거하여 사용자의 터치 영역을 감지하는 단계, 및, 상기 감지된 터치 영역에 대응되는 이벤트를 처리하는 단계를 포함한다.
이 경우, 상기 생성하는 단계는, 상기 디스플레이부의 표면 방향으로 적외선을 조사하는 단계, 및, 사용자의 터치에 의하여 반사되는 적외선을 감지하여 상기 적외선 스캔 이미지를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
한편, 상기 감지하는 단계는, 2 이상의 터치 영역을 감지하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 감지하는 단계는, 상기 생성된 적외선 스캔 이미지 내의 기설정된 형상의 패턴 및 기설정된 간격의 패턴 중 적어도 하나의 패턴 영역을 제거하여 사용자의 터치 영역을 감지하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 감지하는 단계는, 상기 적외선 스캔 이미지에서 배경을 제거하는 단계, 상기 배경이 제거된 적외선 스캔 이미지에 대해서 고역 필터링을 수행하는 단계, 상기 고역 필터링된 적외선 스캔 이미지에 대해서 스케일링(scaler) 필터링을 수행하는 단계, 상기 스케일링 필터링된 적외선 스캔 이미지에 대해서 정류(rectify) 필터링을 수행하는 단계, 상기 정류 필터링된 적외선 스캔 이미지에 대해서 기설정된 패턴 영역을 제거하는 단계, 및, 상기 기설정된 패턴 영역이 제거된 적외선 스캔 이미지를 이용하여 사용자의 터치 영역을 추출하는 단계를 포함할 수 있다.
한편, 본 터치 감지 방법은, 상기 생성된 적외선 스캔 이미지를 다운 스케일링하는 단계를 더 포함하고, 상기 감지하는 단계는, 상기 다운 스케일링된 적외선 스캔 이미지 중 기설정된 패턴 영역을 제거하여 사용자의 터치 영역을 감지할 수 있다.
한편, 상기 생성하는 단계는, 디스플레이부의 표면에 대한 적외선 스캔 이미지를 연속적으로 생성하고, 상기 터치 감지 방법은, 상기 연속적으로 입력받은 적외선 스캔 이미지를 기설정된 압축방식으로 인코딩하는 단계, 및, 상기 인코딩된 적외선 스캔 이미지를 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.
한편, 본 실시 예에 따른 적외선 방식의 터치 감지 장치는, 디스플레이부의 표면에 대한 적외선 스캔 이미지를 입력받는 입력부, 상기 입력된 적외선 스캔 이미지 중 기설정된 패턴 영역을 제거하여 사용자의 복수의 터치 영역을 감지하는 이미지 처리부, 및, 상기 감지된 복수의 터치 영역을 출력하는 출력부를 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 이미지 처리부는, 상기 생성된 적외선 스캔 이미지 내의 기설정된 형상의 패턴 및 기설정된 간격의 패턴 중 적어도 하나의 패턴 영역을 제거하는 것이 바람직하다.
이 경우, 상기 이미지 처리부는, 상기 적외선 스캔 이미지에서 배경을 제거하는 배경 제거 필터부, 상기 배경이 제거된 적외선 스캔 이미지에 대해서 고역 필터링을 수행하는 고역 필터부, 상기 고역 필터링된 적외선 스캔 이미지에 대해서 스케일링(scaler) 필터링을 수행하는 스케일링 필터부, 상기 스케일링 필터링된 적외선 스캔 이미지에 대해서 정류(rectify) 필터링을 수행하는 정류 필터부, 상기 정류 필터링된 적외선 스캔 이미지에 대해서 기설정된 패턴 영역을 제거하는 패턴 필터부, 및, 상기 기설정된 패턴 영역이 제거된 적외선 스캔 이미지를 이용하여 사용자의 터치 영역을 추출하는 추출부를 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 구성을 나타내는 블럭도,
도 2는 도 1의 사용자 인터페이스부의 구체적인 구성을 나타내는 블럭도,
도 3은 도 2의 이미지 처리부의 구체적인 구성을 나타내는 블록도,
도 4는 본 실시 예에 따른 터치 감지 장치의 구체적인 구성을 나타내는 블록도,
도 5는 도 2의 감지부의 구체적인 형상을 나타내는 도면,
도 6은 도 2의 이미지 처리부의 동작을 설명하기 위한 도면, 그리고,
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 감지 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 일 예인 디지털 텔레비전의 구성을 나타낸 블럭도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시 예에 따른 디스플레이 장치(100)는, 방송 수신부(110), 신호 분리부(120), A/V 처리부(130), 오디오 출력부(140), GUI 생성부(150), 저장부(170), 통신 인터페이스부(180), 제어부(190) 및 사용자 인터페이스부(200)를 포함한다.
방송 수신부(110)는 방송국 또는 위성으로부터 유선 또는 무선으로 방송을 수신하여 복조한다.
신호 분리부(120)는 방송신호를 영상신호, 오디오신호, 부가정보 신호로 분리한다. 그리고 신호 분리부(120)는 영상신호 및 오디오신호를 A/V 처리부(130)로 전송한다.
A/V 처리부(130)는 방송 수신부(110) 및 저장부(170)로부터 입력된 영상신호 및 오디오신호에 대해 비디오 디코딩, 비디오 스케일링, 오디오 디코딩 등의 신호처리를 수행한다. 그리고 A/V 처리부(130)는 영상신호를 GUI 생성부(150)로 출력하고, 오디오신호를 오디오 출력부(140)로 출력한다.
반면, 수신된 영상 및 오디오신호를 저장부(170)에 저장하는 경우, A/V 처리부(130)는 영상과 오디오를 압축된 형태로 저장부(170)에 출력할 수 있다.
오디오 출력부(140)는 A/V 처리부(130)에서 출력되는 오디오신호를 사운드로 변환하여 스피커(미도시)를 통해 출력시키거나, 외부 출력단자(미도시)를 통해 연결된 외부기기로 출력한다.
GUI 생성부(150)는 사용자에게 제공하기 위한 GUI(Graphic User Interface)를 생성한다. 그리고 GUI 생성부(150)는 생성된 GUI를 A/V 처리부(130)에서 출력된 영상에 부가한다. 그리고 GUI 생성부(150)는 GUI가 부가된 영상을 사용자 인터페이스부(200)에 제공한다.
그리고 저장부(170)는 영상 컨텐츠를 저장할 수 있다. 구체적으로, 저장부(170)는 A/V 처리부(130)로부터 영상과 오디오가 압축된 영상 컨텐츠를 제공받아 저장할 수 있으며, 제어부(190)의 제어에 따라 저장된 영상 컨텐츠를 A/V 처리부(130)에 출력할 수 있다. 한편, 저장부(170)는 하드디스크, 비휘발성 메모리, 휘발성 메모리 등으로 구현될 수 있다.
사용자 인터페이스부(200)는 디스플레이 장치(100)에서 제공하는 각종 정보 및 GUI 생성부(150)에서 전달된 영상을 표시한다.
그리고 사용자 인터페이스부(200)는 디스플레이 장치(100)에서 지원하는 각종 기능을 설정 또는 선택받는다. 구체적으로, 사용자 인터페이스부(200)는 적외선 방식으로 사용자의 터치 영역을 감지하고, 감지된 터치 영역을 제어부(190)에 전달한다. 사용자 인터페이스부(200)의 구체적인 구성 및 동작에 대해서는 도 2를 참고하여 후술한다. 본 실시 예에서는 터치 방식을 통하여 사용자의 제어 명령을 입력받는 것만을 도시하고 설명하였으나, 사용자 인터페이스부(200)는 특정의 제어 명령을 입력받기 위한 별도의 키 버튼을 구비할 수 있다.
통신 인터페이스부(180)는 디스플레이 장치(100)를 외부 장치(미도시)와 연결하기 위해 형성되며, 외부 장치와 근거리 통신망(LAN: Local Area Network) 및 인터넷망을 통해 접속되는 형태뿐만 아니라, USB(Universal Serial Bus) 포트를 통하여 접속되는 형태도 가능하다.
제어부(190)는 디스플레이 장치(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 구체적으로, 제어부(190)는 사용자 인터페이스부(200)로부터 입력된 감지된 터치 영역에 대응되는 이벤트를 처리할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 디스플레이 장치를 이용하여 인터넷 서핑 중에 특정 영역을 터치한 경우, 제어부(190)는 사용자가 터치한 영역에 대응하는 웹 페이지를 표시하는 이벤트를 처리할 수 있다.
이상과 같이 본 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 터치 방식으로 사용자의 제어 명령을 입력받을 수 있는바, 사용자는 좀더 직관적으로 디스플레이 장치를 제어할 수 있게 된다. 또한, 사용자가 의도하지 않은 터치 패턴을 제거하여 처리하는바, 향상된 터치 인식의 정확도를 가질 수 있게 된다.
도 1을 설명함에 있어서, 방송을 수신하여 표시하는 디스플레이 장치에만 상술한 바와 같은 기능이 적용되는 것으로 설명하였으나, 후술하는 바와 같은 터치 감지 기술은 표시 패널을 갖는 어떠한 전자 장치에도 적용될 수 있다.
도 2는 도 1의 사용자 인터페이스부의 구체적인 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 2를 참고하면, 사용자 인터페이스부(200)는 디스플레이부(210), 감지부(220), 이미지 처리부(300) 및 입/출력부(240)를 포함한다.
디스플레이부(210)는 GUI 생성부(150)에서 전달된 영상을 표시한다. 이러한 디스플레이부는 LCD(Liquid Crystal Display), LED(Light-Emitting Diode), AMOLED(Active Matrix Organic Light-Emitting Diode), CRT(Cathode-ray tube) 등으로 구현될 수 있다.
감지부(220)는 디스플레이부(210)의 표면에 대한 적외선 스캔 이미지를 생성한다. 구체적으로, 감지부(220)는 적외선 스캔 이미지를 기설정된 프레임 레이트(예를 들어, 60 fps) 단위로 연속적으로 생성할 수 있다. 감지부(220)의 구체적인 구성에 대해서는 도 5를 참고하여 후술한다. 한편, 본 실시 예에서는 디스플레이부(210) 및 감지부(220)가 별도의 구성인 것으로 도시하고 설명하였으나, 구현시에는 디스플레이부(210)의 기능 및 감지부(220)의 기능을 동시에 수행하는 하나의 구성(예를 들어, 터치 스크린 패널)으로 구현할 수도 있다.
이미지 처리부(300)는 적외선 스캔 이미지 중 기설정된 패턴 영역을 제거하여 사용자의 터치 영역을 감지한다. 구체적으로, 이미지 처리부(300)는 감지부(220)에서 생성된 적외선 스캔 이미지를 입력받고, 입력받은 적외선 스캔 이미지상에서 기설정된 형상의 패턴(예를 들어, 원형, 타원형 이외의 사각형, 마른모 형태의 패턴, 손가락 크기보다 큰 크기의 패턴) 및 기설정된 간격의 패턴(예를 들어, 불규칙한 간격을 갖는 패턴) 등의 기설정된 패턴 영역을 제거하여 사용자의 터치 영역을 감지할 수 있다. 그리고 이미지 처리부(300)는 연속적으로 입력된 적외선 스캔 이미지를 인코딩할 수 있다. 이미지 처리부(300)의 구체적인 구성에 대해서는 도 3을 참고하여 후술한다.
입/출력부(240)는 GUI 생성부(150)로부터 영상을 입력받고, 입력받은 영상을 디스플레이부(210)에 전달할 수 있다. 이상에서는 입/출력부(240)를 경유하여 입력받은 영상이 디스플레이부(210)에 전달되는 것으로 설명하였으나, 구현시에는 GUI 생성부(150)가 직접 디스플레이부(210)에 영상을 전달하는 형태로도 구현될 수 있다.
그리고 입/출력부(240)는 감지된 터치 영역을 제어부(190)에 전달한다. 구체적으로, 입/출력부(240)는 이미지 처리부(300)에서 감지된 터치 영역을 제어부(190)에 전달할 수 있다.
그리고 입/출력부(240)는 이미지 처리부(300)에서 생성된 인코딩 데이터를 제어부(190)에 전달할 수 있다.
도 3은 도 2의 이미지 처리부(300)의 구체적인 구성을 도시한 도면이다.
도 3을 참고하면, 이미지 처리부(300)는 입력부(305), 배경 제어 필터부(310), 고역 필터부(320), 스케일링 필터부(330), 정류 필터부(340), 패턴 필터부(350), 추출부(360), 이벤트 감지부(370) 및 출력부(380)를 포함한다. 이러한 이미지 처리부는 FPGA(Field-programmable gate array)와 같은 하나의 칩으로 구현될 수 있다.
입력부(305)는 적외선 스캔 이미지를 입력받는다. 구체적으로, 입력부(305)는 HDMI(High-Definition Multimedia interface) 방식으로 960*1080 해상도를 갖는 적외선 스캔 이미지를 입력받을 수 있다. 사용자의 터치를 포함하는 적외선 스캔 이미지의 예는 도 6a에 도시하였다.
배경 제어 필터부(310)는 적외선 스캔 이미지에서 배경을 제거한다. 구체적으로, 배경 제어 필터부(310)는 입력부(305)에서 입력받은 적외선 스캔 이미지에서 불필요한 배경 부분을 필터링할 수 있다. 도 6a의 적외선 스캔 이미지에 대해서 배경이 필터링된 이미지는 도 6b와 같다. 도 6b를 참고하면, 도 6a의 적외선 스캔 이미지에서 불필요한 배경 영역이 제거됨을 확인할 수 있다.
고역 필터부(320)는 배경이 제거된 적외선 스캔 이미지에 대해서 고역(hipass) 필터링을 수행한다. 구체적으로, 고역 필터부(320)는 배경 제어 필터부(310)의 출력 이미지에 대해서 고역 필터링을 수행할 수 있다. 도 6b의 적외선 스캔 이미지에 대해서 고역 필터링 처리된 이미지는 도 6c와 같다. 도 6c를 참고하면, 그림자 등에 의한 노이즈가 제거됨을 확인할 수 있다.
스케일링 필터부(330)는 고역 필터링된 적외선 스캔 이미지에 대해서 스케일링(scaler) 필터링을 수행한다. 구체적으로, 스케일링 필터부(330)는 고역 필터부(320)의 출력 이미지에 대해서 스케일링 필터링할 수 있다. 도 6c의 적외선 스캔 이미지에 대해서 스케일링 필터링 처리된 이미지는 도 6d와 같다. 도 6d를 참고하면, 사용자가 터치한 영역과 주변 영역 간의 대비가 증가한 것을 확인할 수 있다.
정류 필터부(340)는 스케일링 필터링된 적외선 스캔 이미지에 대해서 정류(rectify) 필터링을 수행한다. 구체적으로, 정류 필터부(340)는 스케일링 필터부(330)의 출력 이미지에 대해서 정류 필터링할 수 있다. 도 6d의 적외선 스캔 이미지에 대해서 정류 필터링 처리된 이미지는 도 6e와 같다. 도 6e를 참고하면, 사용자가 터치한 영역이 특정 패턴을 갖추게 됨을 확인할 수 있다.
패턴 필터부(350)는 정류 필터링된 적외선 스캔 이미지에 대해서 기설정된 패턴 영역을 제거한다. 구체적으로, 사용자의 터치는 대부분을 손가락에 의하여 이루어 지고, 손가락에 의하여 형성되는 패턴은 기설정된 크기 이하의 원형 모양을 갖게 된다. 즉, 사용자가 의도하지 않은 손목 영역 및 손바닥에 의하여 형성된 패턴들은 기설정된 크기 이상의 패턴을 갖거나 원형 이외의 형상(예를 들어, 사각형, 마른모 형태 또는 특정 형상을 갖는 않는 형태)을 갖게 된다. 따라서, 패턴 필터부(350)는 정류 필터부(340)의 출력 이미지상에 존재하는 복수의 패턴들 중 기설정된 크기 이상의 패턴 및 원형 이외의 패턴 등과 같은 사용자가 의도하지 않은 패턴을 제거할 수 있다. 또한, 사용자는 복수의 영역을 선택할 수 있는데, 이 경우에도 손가락에 의하여 터치가 이루어지는바, 이에 의하여 형성되는 복수의 패턴은 기설정된 크기(예를 들어, 손 크기에 대응되는 영역) 내에 위치하게 된다. 즉, 사용자가 의도하지 않은 영역에 의하여 형성된 패턴은 사용자가 의도하여 형성된 패턴과 기설정된 간격 이상에 위치할 수 있다. 따라서, 패턴 필터부(350)는 복수의 패턴 들 중 기설정된 간격 이상의 패턴 등을 제거할 수도 있다.
도 6e의 적외선 스캔 이미지에 대해서 패턴 필터링 처리된 이미지는 도 6f와 같다. 도 6f를 참고하면, 사용자가 의도하지 않은 영역(손바닥 영역)이 제거되었음을 확인할 수 있다.
추출부(360)는 기설정된 패턴 영역이 제거된 적외선 스캔 이미지를 이용하여 사용자의 터치 영역을 추출한다. 구체적으로, 추출부(360)는 패턴 필터부(350)의 출력 이미지상에 존재하는 패턴 영역의 위치를 파악하여 사용자의 터치 위치를 추출할 수 있다.
그리고 추출부(360)는 추출된 터치 영역의 이동을 감지할 수 있다. 구체적으로, 적외선 스캔 이미지는 연속적으로 입력되는바, 연속적으로 터치 위치를 추출하여, 터치 영역의 이동을 감지할 수 있다.
이벤트 감지부(370)는 감지된 터치 영역의 이동이 기설정된 움직임 패턴을 갖는지를 판단한다. 예를 들어, 사용자의 터치 영역이 시간의 변화에 따라 우측 영역으로 이동한 경우, 이벤트 감지부(370)는 이러한 이동을 우측 움직임 패턴으로 판단하고, 그에 대한 이벤트 명령을 생성한다. 구현시에 이벤트 감지부(370)의 동작은 제어부(190)에서 수행되도록 구현될 수 있다.
출력부(380)는 감지된 터치 영역 및 생성된 이벤트를 제어부(190)에 전송한다. 이때 출력부(380)는 USB(Universal Serial Bus) 방식으로 감지된 터치 영역을 제어부(190)에 전송할 수 있다.
이상에서는 이미지 처리부(300)에 도 3에 도시된 구성만을 포함하는 것을 도시하였지만, 구현시에 이미지 처리부(300)는 도 4에 도시된 바와 같은 다운 스케일링부(420), 변환부(430) 및 인코딩부(440)를 포함할 수도 있다.
한편, 이상에서는 이미지 처리부(300)가 디스플레이 장치(100)에 포함되는 구성인 것으로 설명하였지만, 이미지 처리부(300)의 기능은 별도의 장치로 구현될 수도 있다. 이하에서는 도 4를 참고하여 이미지 처리부(300)와 같은 기능을 수행하는 별도의 터치 감지 장치에 대해서 설명한다.
도 4는 본 실시 예에 따른 터치 감지 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 4를 참고하면, 터치 감지 장치(400)는 입력부(410), 다운 스케일링부(420), 변환부(430), 인코딩부(440), 출력부(450) 및 이미지 처리부(300)를 포함할 수 있다.
입력부(410)는 적외선 스캔 이미지를 입력받는다. 구체적으로, 입력부(410)는 HDMI(High-Definition Multimedia interface) 방식으로 960*1080 해상도 및 60fps 프레임 레이트를 갖는 적외선 스캔 이미지를 연속적으로 입력받을 수 있다. 본 실시 예에서는 960*1080 해상도 및 60 fps 프레임 레이트를 갖는 적외선 스캔 이미지를 입력받는 것만을 설명하였지만, 구현시에는 다른 해당도 및 다른 프레임 레이트를 갖는 적외선 스캔 이미지를 입력받는 형태로도 구현될 수 있다.
다운 스케일링부(420)는 입력된 적외선 스캔 이미지를 다운 스케일링한다. 구체적으로, 다운 스케일링부(420)는 960*1080 해상도의 적외선 스캔 이미지를 320*240 해상도의 적외선 스캔 이미지 또는 480*270 해상도의 적외선 스캔 이미지로 변환할 수 있다. 이러한 다운 스케일링부(420)는 이미지 처리부(300)의 처리 데이터의 크기를 줄이기 위한 것으로, 이미지 처리부(300)가 입력된 적외선 스캔 이미지를 직접 처리하기에 충분한 속도를 갖는 경우 생략될 수 있다.
이미지 처리부(300)는 다운 스케일링된 적외선 스캔 이미지 중 기설정된 패턴 영역을 제거하여 사용자의 터치 영역을 감지한다. 이미지 처리부(300)의 구체적인 동작에 대해서는 도 3과 관련하여 앞서 설명하였는바, 중복 설명은 생략한다.
변환부(430)는 연속적으로 입력받은 적외선 스캔 이미지를 기설정된 프레임 레이트로 변환한다. 구체적으로, 변환부(430)는 대략 60 fps의 프레임 레이트로 입력된 적외선 스캔 이미지를 5fps의 프레임 레이트를 갖도록 변환할 수 있다. 이러한 변환부(430)는 인코딩부(440)의 처리 데이터의 크기를 줄이기 위한 것으로, 인코딩부(440)가 입력된 프레임 레이트를 처리하기에 충분한 속도를 갖는 경우, 생략될 수 있으며, 5 fps 이외의 다른 프레임 레이트로 변환할 수도 있다.
인코딩부(440)는 연속적으로 입력받은 적외선 스캔 이미지를 기설정된 압축방식으로 인코딩할 수 있다. 구체적으로, 인코딩부(440)는 변환부(430)에서 기설정된 프레임 레이트로 변환된 연속적인 적외선 스캔 이미지를 MPEG와 같은 압축방식으로 인코딩할 수 있다.
출력부(450)는 감지된 터치 영역 및 인코딩된 적외선 스캔 이미지를 외부 장치에 전송한다. 이때 출력부(450)는 USB(Universal Serial Bus) 방식으로 감지된 터치 영역 및 인코딩된 적외선 스캔 이미지를 외부 장치에 전송할 수 있다.
이상과 같이 본 실시 예에 따른 터치 감지 장치(400)는 사용자가 의도하지 않은 터치 패턴을 제거하여 처리하는바, 향상된 터치 인식의 정확도를 가질 수 있게 된다.
도 5는 도 2의 감지부의 구체적인 형상을 나타내는 도면이다.
도 5를 참고하면, 감지부(220)는 적외선 소스부(221) 및 적외선 센싱부(223)를 포함한다.
적외선 소스부(221)는 디스플레이부(210)의 표면 방향으로 적외선을 조사한다. 구체적으로, 적외선 소스부(221)는 영상 또는 이미지를 표시하는 디스플레이부(210)의 하부에 배치되며, 적외선을 디스플레이부(210)의 표면 방향으로 조사할 수 있다.
적외선 센싱부(223)는 사용자의 터치에 의하여 반사되는 적외선을 감지하여 적외선 스캔 이미지를 생성한다. 구체적으로, 적외선 센싱부(223)는 어레이 형태로 배치되는 복수의 적외선 센싱 소자를 이용하여, 사용자의 터치에 의하여 반사되는 적외선에 대응되는 적외선 스캔 이미지를 생성할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 감지 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
디스플레이부의 표면에 대한 적외선 스캔 이미지를 생성한다(S710). 구체적으로, 디스플레이부의 표면 방향으로 적외선을 조사하고, 사용자의 터치에 의하여 반사되는 적외선을 감지하여 적외선 스캔 이미지를 생성할 수 있다.
생성된 적외선 스캔 이미지 중 기설정된 패턴 영역을 제거하여 사용자의 터치 영역을 감지한다(S720). 구체적으로, 적외선 스캔 이미지에서 배경을 제거하고, 배경이 제거된 적외선 스캔 이미지에 대해서 고역 필터링을 수행하고, 고역 필터링된 적외선 스캔 이미지에 대해서 스케일링(scaler) 필터링을 수행하고, 스케일링 필터링된 적외선 스캔 이미지에 대해서 정류(rectify) 필터링을 수행하고, 정류 필터링된 적외선 스캔 이미지에 대해서 기설정된 크기 이상의 패턴 및 원형 이외의 패턴과 같은 기설정된 형상의 패턴을 제거하고, 기설정된 패턴 영역이 제거된 적외선 스캔 이미지를 이용하여 사용자의 복수의 터치 영역을 추출할 수 있다.
감지된 터치 영역에 대응되는 이벤트를 처리한다(S730). 예를 들어, 사용자가 복수의 채널을 표시하는 화면상에서 특정 채널 영역을 터치하면, 터치 된 특정 채널에 대응되는 영상을 표시하는 처리를 수행할 수 있다.
따라서, 본 실시 예에 따른 터치 감지 방법은, 터치 방식으로 사용자의 제어 명령을 입력받을 수 있는바, 사용자는 좀더 직관적으로 장치를 제어할 수 있게 된다. 또한, 사용자가 의도하지 않은 터치 패턴을 제거하여 처리하는바, 터치 인식의 정확도를 향상할 수 있게 된다. 도 7과 같은 터치 감지 방법은 도 1의 구성을 가지는 디스플레이 장치 또는 도 4의 구성을 가지는 터치 감지 장치상에서 실행될 수 있으며, 그 밖에 다른 구성을 가지는 디스플레이 장치 또는 터치 감지 장치상에서도 실행될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해돼서는 안 될 것이다.
100: 디스플레이 장치 110: 방송 수신부
120: 신호 분리부 130: A/V 처리부
140: 오디오 출력부 150: GUI 생성부
170: 저장부 180: 통신 인터페이스부
190: 제어부 200: 사용자 인터페이스부
210: 디스플레이부 220: 감지부
240: 입/출력부 400: 터치 감지 장치

Claims (20)

  1. 디스플레이 장치에 있어서,
    이미지를 표시하는 디스플레이부;
    상기 디스플레이부의 표면에 대한 적외선 스캔 이미지를 생성하는 감지부;
    상기 생성된 적외선 스캔 이미지 중 기설정된 패턴 영역을 제거하여 사용자의 터치 영역을 감지하는 이미지 처리부; 및
    상기 감지된 터치 영역에 대응되는 이벤트를 처리하는 제어부;를 포함하는 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 감지부는,
    상기 디스플레이부의 표면 방향으로 적외선을 조사하는 적외선 소스부; 및
    사용자의 터치에 의하여 반사되는 적외선을 감지하여 상기 적외선 스캔 이미지를 생성하는 적외선 센싱부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 이미지 처리부는,
    2 이상의 터치 영역을 감지하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 이미지 처리부는,
    상기 생성된 적외선 스캔 이미지 내의 기설정된 형상의 패턴 및 기설정된 간격의 패턴 중 적어도 하나의 패턴 영역을 제거하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 생성된 적외선 스캔 이미지를 다운 스케일링하는 다운 스케일링부;를 더 포함하고,
    상기 이미지 처리부는,
    상기 다운 스케일링된 적외선 스캔 이미지 중 기설정된 패턴 영역을 제거하여 사용자의 터치 영역을 감지하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 이미지 처리부는,
    상기 적외선 스캔 이미지에서 배경을 제거하는 배경 제거 필터부;
    상기 배경이 제거된 적외선 스캔 이미지에 대해서 고역 필터링을 수행하는 고역 필터부;
    상기 고역 필터링된 적외선 스캔 이미지에 대해서 스케일링(scaler) 필터링을 수행하는 스케일링 필터부;
    상기 스케일링 필터링된 적외선 스캔 이미지에 대해서 정류(rectify) 필터링을 수행하는 정류 필터부;
    상기 정류 필터링된 적외선 스캔 이미지에 대해서 기설정된 패턴 영역을 제거하는 패턴 필터부; 및
    상기 기설정된 패턴 영역이 제거된 적외선 스캔 이미지를 이용하여 사용자의 터치 영역을 추출하는 추출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 이미지 처리부는,
    HDMI(High-Definition Multimedia Interface) 통신방식을 통하여 상기 생성된 적외선 스캔 이미지를 입력받는 입력부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 이미지 처리부는,
    USB(Universal Serial Bus) 방식을 이용하여 상기 추출된 터치 영역을 상기 제어부로 출력하는 출력부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 감지부는,
    상기 디스플레이부의 표면에 대한 적외선 스캔 이미지를 기설정된 프레임 레이트로 연속적으로 생성하고,
    상기 이미지 처리부는,
    상기 연속적으로 입력받은 적외선 스캔 이미지를 기설정된 압축방식으로 인코딩하는 인코딩부;를 더 포함하고,
    상기 출력부는,
    상기 인코딩된 적외선 스캔 이미지를 상기 제어부로 전송하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 이미지 처리부는,
    상기 연속적으로 입력받은 적외선 스캔 이미지를 기설정된 프레임 레이트로 변환하는 변환부;를 더 포함하고,
    상기 인코딩부는 프레임 레이트가 변환된 연속적인 적외선 스캔 이미지를 기설정된 압축방식으로 인코딩하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  11. 터치 감지 방법에 있어서,
    디스플레이부의 표면에 대한 적외선 스캔 이미지를 생성하는 단계;
    상기 생성된 적외선 스캔 이미지 중 기설정된 패턴 영역을 제거하여 사용자의 터치 영역을 감지하는 단계; 및
    상기 감지된 터치 영역에 대응되는 이벤트를 처리하는 단계;를 포함하는 터치 감지 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 생성하는 단계는,
    상기 디스플레이부의 표면 방향으로 적외선을 조사하는 단계; 및
    사용자의 터치에 의하여 반사되는 적외선을 감지하여 상기 적외선 스캔 이미지를 생성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 감지 방법.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 감지하는 단계는,
    2 이상의 터치 영역을 감지하는 것을 특징으로 하는 터치 감지 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 감지하는 단계는,
    상기 생성된 적외선 스캔 이미지 내의 기설정된 형상의 패턴 및 기설정된 간격의 패턴 중 적어도 하나의 패턴 영역을 제거하여 사용자의 터치 영역을 감지하는 것을 특징으로 하는 터치 감지 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 감지하는 단계는,
    상기 적외선 스캔 이미지에서 배경을 제거하는 단계;
    상기 배경이 제거된 적외선 스캔 이미지에 대해서 고역 필터링을 수행하는 단계;
    상기 고역 필터링된 적외선 스캔 이미지에 대해서 스케일링(scaler) 필터링을 수행하는 단계;
    상기 스케일링 필터링된 적외선 스캔 이미지에 대해서 정류(rectify) 필터링을 수행하는 단계;
    상기 정류 필터링된 적외선 스캔 이미지에 대해서 기설정된 패턴 영역을 제거하는 단계; 및
    상기 기설정된 패턴 영역이 제거된 적외선 스캔 이미지를 이용하여 사용자의 터치 영역을 추출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 감지 방법.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 생성된 적외선 스캔 이미지를 다운 스케일링하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 감지하는 단계는,
    상기 다운 스케일링된 적외선 스캔 이미지 중 기설정된 패턴 영역을 제거하여 사용자의 터치 영역을 감지하는 것을 특징으로 하는 터치 감지 방법.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 생성하는 단계는,
    디스플레이부의 표면에 대한 적외선 스캔 이미지를 연속적으로 생성하고,
    상기 터치 감지 방법은,
    상기 연속적으로 입력받은 적외선 스캔 이미지를 기설정된 압축방식으로 인코딩하는 단계; 및
    상기 인코딩된 적외선 스캔 이미지를 출력하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 감지 방법.
  18. 적외선 방식의 터치 감지 장치에 있어서,
    디스플레이부의 표면에 대한 적외선 스캔 이미지를 입력받는 입력부;
    상기 입력된 적외선 스캔 이미지 중 기설정된 패턴 영역을 제거하여 사용자의 복수의 터치 영역을 감지하는 이미지 처리부; 및
    상기 감지된 복수의 터치 영역을 출력하는 출력부;를 포함하는 터치 감지 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 이미지 처리부는,
    상기 생성된 적외선 스캔 이미지 내의 기설정된 형상의 패턴 및 기설정된 간격의 패턴 중 적어도 하나의 패턴 영역을 제거하는 것을 특징으로 하는 터치 감지 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 이미지 처리부는,
    상기 적외선 스캔 이미지에서 배경을 제거하는 배경 제거 필터부;
    상기 배경이 제거된 적외선 스캔 이미지에 대해서 고역 필터링을 수행하는 고역 필터부;
    상기 고역 필터링된 적외선 스캔 이미지에 대해서 스케일링(scaler) 필터링을 수행하는 스케일링 필터부;
    상기 스케일링 필터링된 적외선 스캔 이미지에 대해서 정류(rectify) 필터링을 수행하는 정류 필터부;
    상기 정류 필터링된 적외선 스캔 이미지에 대해서 기설정된 패턴 영역을 제거하는 패턴 필터부; 및
    상기 기설정된 패턴 영역이 제거된 적외선 스캔 이미지를 이용하여 사용자의 터치 영역을 추출하는 추출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 감지 장치.
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