KR20140042365A - 스마트폰용 다중 디스플레이 장치 - Google Patents

스마트폰용 다중 디스플레이 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다중 디스플레이 장치에 관한 것으로, 도킹스테이션에 스마트폰을 장착하여 스마트폰과 외부 모니터에 각각 독립적인 다중 디스플레이함과 아울러 외부 모니터로부터의 입력을 받을 수 있도록 한 스마트폰용 다중 디스플레이 장치에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은, 근거리 통신부와 복수의 프레임 버퍼 드라이버가 구비된 스마트폰; 상기 스마트폰을 도킹시켜 스마트폰으로부터 입력되는 복수의 영상 데이터를 출력하는 도킹 스테이션; 상기 도킹 스테이션으로부터 출력되는 영상 데이터를 입력받아 디스플레이하며, 사용자로부터 입력된 터치 위치에 대한 데이터를 근거리 통신부를 통해 상기 스마트폰으로 제공하는 외부 모니터;로 구성되며,
상기 도킹 스테이션은, 영상 데이터의 입력 및 출력을 위한 각각의 MHL 단자; 상기 스마트폰으로부터 입력되는 MHL 영상 데이터를 HDMI 또는 VGA 영상 데이터로 변환하는 영상변환부;를 포함하여 구성된다.

Description

스마트폰용 다중 디스플레이 장치{Multi display device for smart phone}
본 발명은 다중 디스플레이 장치에 관한 것으로, 도킹스테이션에 스마트폰을 장착하여 스마트폰과 외부 모니터에 각각 독립적인 다중 디스플레이함과 아울러 외부 모니터로부터의 입력을 받을 수 있도록 한 스마트폰용 다중 디스플레이 장치에 관한 것이다.
스마트폰과 프린터, 스피커, 모니터, 그리고 통신망과의 인터페이스를 위하여 도킹장치를 사용하게 되는데, 도킹장치는 스마트폰을 장착하여 스마트폰으로부터 출력되는 영상과 음성을 디스플레이하는 역할을 한다.
도1 및 도2는 종래의 스마트폰과 도킹스테이션의 데이터통신 및 전원 연결흐름도를 나타낸 것으로, 스마트폰(100)과 도킹스테이션(200)이 결합하였을 시, 스마트폰제어부(101)와 도킹스테이션제어부(201)는 인터페이스부(110,210)을 통해 서로 데이터통신을 하게 된다.
도킹스테이션(200)은 스마트폰(100)의 모든 자원(CPU, 메모리, 저장매체, 프로그램 등)을 활용가능한 상태가 되며, 스마트폰(100)은 도킹스테이션(200)의 주변 인터페이스(비디오, 오디오, 통신 등) 및 기기(키보드, 마우스, 프린터 등)를 제어 처리할 수 있는 상태가 된다.
스마트폰(100)의 영상신호는 도킹스테이션(200)의 영상출력부(260)에 전달되며, 이 신호는 영상출력부(260)에 접속된 모니터에 영상이 나타나도록 한다.
또한 스마트폰(100)은 도킹스테이션(200)의 오디오 입출력부(250)를 통해 오디오신호를 전달 또는 입력받을 수 있는 상태가 되어 오디오 입출력부(250)에 연결된 스피커나 마이크를 통해 오디오가 입출력이 가능한 상태가 된다.
스마트폰(100)과 도킹스테이션(200)이 결합한 상태에서, 사용자는 USB장치부(270)에 연결된 키보드나, 마우스, 프린터 등을 사용하여, 스마트폰에 내장된 프로그램 등을 편리하게 이용, 제어할 수 있으며, 도킹스테이션(200)의 유무선통신부(240)에 접속된 통신망을 이용하여 인터넷에도 쉽게 접근할 수 있고, 또한 스마트폰(100)의 유무선망을 통한 인터넷 접속도 가능하다.
도2는 스마트폰(100)과 도킹스테이션(200)의 도킹스테이션 블록 구성도를 나타낸 것으로서, 도킹스테이션(200)에 모니터, 스피커 및 마이크, 유선통신망, 키보드, 마우스 그리고 프린터 및 기타주변장치를 설치하여 스마트폰을 데스크탑 컴퓨터처럼 사용하게 된다.
그런데, 종래 기술에 따른 도킹스테이션(200)은 스마트폰(100)으로부터 출력되는 영상을 USB 단자를 통하여 단순히 외부 모니터에 미러링하여 디스플레이하는 구성으로서, 외부 모니터와 스마트폰(100)에 각각 독립적인 다중 디스플레이를 지원할 수 없고, 또한 한정된 USB 단자를 이용함으로써 외부 모니터로부터의 입력을 스마트폰(100)에 제공할 수 없다.
즉, 영상출력부(260)를 통하여 외부 모니터로 단순히 영상만을 출력하여 스마트폰에 디스플레이되는 영상을 미러링하여 단순히 디스플레이하는 기능만을 가진다.
이러한 단순기능은 기존의 노트북이나 데스크탑 컴퓨터와 같이 다중 디스플레이를 지원하지 않아 노트북이나 데스크탑 컴퓨터와 같이 사용하기에는 무리가 따른다.
또한, 스마트폰(100)의 터치 입력시에는 한정된 화면 크기에 의해 입력이 불편하므로 입력 오류가 자주 발생한다.
본 발명은 종래의 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 스마트폰과 외부 모니터에 다중 디스플레이를 지원하며, 또한 터치 스크린이 구현된 외부 모니터로부터 입력되는 터치 위치를 무선으로 스마트폰에서 입력받아 실행하도록 함과 아울러, 터치 위치에 대한 데이터를 다시 외부 모니터에 표시할 수 있도록 한 스마트폰용 다중 디스플레이 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 스마트폰용 다중 디스플레이 장치는,
근거리 통신부와 복수의 프레임 버퍼 드라이버가 구비된 스마트폰;
상기 스마트폰을 도킹시켜 스마트폰으로부터 입력되는 복수의 영상 데이터를 출력하는 도킹 스테이션;
상기 도킹 스테이션으로부터 출력되는 영상 데이터를 입력받아 디스플레이하며, 사용자로부터 입력된 터치 위치에 대한 데이터를 근거리 통신부를 통해 상기 스마트폰으로 제공하는 외부 모니터;로 구성되며,
상기 도킹 스테이션은, 영상 데이터의 입력 및 출력을 위한 각각의 MHL 단자; 상기 스마트폰으로부터 입력되는 MHL 영상 데이터를 HDMI 또는 VGA 영상 데이터로 변환하는 영상변환부;
키보드, 마우스 등의 외부입력장치 및 양방향 모니터와 연결되는 USB 단자;를 포함하여 구성된다.
이러한 본 발명은 스마트폰으로부터 입력되는 영상 데이터를 외부 모니터에 디스플레이하고, 외부 모니터에서 입력되는 터치 위치에 대한 데이터를 근거리 통신망을 이용하여 스마트폰으로 제공함으로써 한정된 터치 디스플레이 영역을 갖는 스마트폰보다 입력이 수월한 장점이 있다.
또한, 스마트폰으로부터 복수의 프레임 버퍼 드라이버에 의해 다중의 영상 데이터가 출력되므로 다수의 외부 모니터에 각각 독립적인 영상을 디스플레이할 수 있다.
도1 및 도2는 종래의 도킹 스테이션의 구조를 보인 도.
도3은 본 발명의 다중 디스플레이 장치의 구조를 보인 도.
도4는 도킹스테이션의 상세 블럭도.
도5는 도킹스테이션과 프로젝터의 연결 관계를 보인 도.
도6은 일반적인 안드로이드 기반의 스마트폰 소프트웨어의 구성도.
도7은 일반적인 어플리케이션에서 디스플레이하기 위한 구조를 보인 도.
도8은 본 발명의 다중 디스플레이를 위한 어플리케이션의 구조를 보인 도.
본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도3은 본 발명의 구성을 보인 도로서, 도킹스테이션(300), 스마트폰(400), 외부 모니터(500)로 구성된다.
도3에서 실선으로 표시된 부분은 유선에 의한 신호 전송상태를 보인 것이고, 점선으로 표시된 부분은 근거리 통신부를 이용한 무선 전송상태를 보인 것이다.
도킹스테이션(300)은 스마트폰(400)을 도킹시켜 USB 단자를 통해 충전을 행하고, 스마트폰(400)으로부터 출력되는 MHL(Mobile High Definition Link) 또는 USB 데이터를 입력받게 된다.
스마트폰(400)으로부터 출력되는 MHL 신호는 USB 단자와 신호를 공유하게 되므로, 스마트폰(400)에 구비된 USB 단자를 통해 도킹스테이션(300)의 USB 단자로 영상데이터를 출력하게 된다.
도킹스테이션(300)은 키보드(600)와 마우스(700)로부터의 USB 입력신호를 USB 데이터 형태로 스마트폰(400)으로 제공하여 스마트폰(400)을 마치 데스트탑 컴퓨터와 같이 사용할 수 있도록 한다.
물론, 키보드(600)와 마우스(700)는 블루투스(Bluetooth)나 와이파이(WiFi), 그리고 직비(zigbee) 등의 근거리 통신부를 통해 스마트폰(400)으로 곧바로 입력신호를 제공할 수 있다.
또한 ISM 밴드를 사용하는 비표준 방식의 무선 키보드 및 마우스 등으로부터 수신되는 신호를 USB-비표준 무선 수신부(900)에서 수신받아 도킹스테이션(300)으로 연결하기 때문에 도킹스테이션(300)에는 USB 단자를 추가로 가질 수 있다.
외부 모니터(500)는 터치 입력이 가능한 모니터로서, 일반모니터 또는 양방향 스마트 모니터가 될 수 있으며, 일반모니터인 경우 도킹스테이션(300)으로부터 HDMI 또는 VGA 신호로 변환된 영상 데이터를 입력받아 디스플레이하게 되며, 스마트 모니터인 경우에는 스마트폰(400)으로부터 제공되는 영상 데이터를 도킹스테이션(300)을 통해 MHL 영상 데이터를 입력받아 디스플레이하게 된다.
또한, 외부 모니터(500)로부터 입력된 터치 데이터는 블루투스나 직비 등의 근거리 통신부를 통해 스마트폰(400)이 직접 입력받거나 도킹 스테이션(300)이 이를 입력받아 근거리 통신부를 통해 스마트폰(400)의 전송한다.
근거리 통신부를 이용하여 스마트폰(400)으로 터치 데이터를 전송하는 이유는 도킹스테이션(300)으로부터 외부모니터(500)로 영상 데이터가 전송중일 때 이미 MHL 단자(303)가 사용중이고, 또한 HDMI 단자(306)와 VGA 단자(307)는 단방향 출력 단자이므로 외부 모니터(500)로부터 입력되는 터치 데이터를 도킹스테이션(300)을 통해 받을 수 없게 된다.
따라서, 근거리 통신부를 통한 무선으로 외부 모니터(500)로부터 스마트폰(400)이 곧바로 터치 데이터를 입력받는 것이다.
도4는 도킹스테이션(300)의 내부 회로 블럭도로서, 스마트폰(400)으로부터 영상 데이터와 각종 데이터를 입력받기 위한 MHL/USB 단자(302)와, 스마트 모니터와 연결되는 MHL 단자(303)와, 일반모니터에 연결되는 HDMI 단자(306) 및 VGA 단자(307)가 구비되어 있다.
따라서, MHL/USB 단자(302)를 통해 스마트폰(400)으로부터 제공된 MHL 영상 데이터를 입력받으며, 곧바로 MHL 단자(303)를 통해 스마트 모니터인 외부 모니터(500)로 영상 데이터를 출력한다.
그리고, MHL/USB 단자(302)를 통해 입력되는 USB 데이터는 USB 허브(308)와 USB 호스트(309)를 통해 씨피유(301)로 입력됨으로써 기존의 도킹 스테이션과 같이 외부기기(프린터, 스피커 등)로 데이터를 출력할 수 있도록 한다.
외부 모니터가 일반 모니터인 경우에는 영상변환부(305)를 통하여 MHL 영상 데이터가 HDMI 또는 VGA 영상 데이터로 변환되어 HDMI 단자(306) 또는 VGA 단자(307)를 통해 출력되는 것이다.
씨피유(301)는 이러한 영상변환부(305)의 동작모드를 설정할 수 있게 되어, 스마트폰(400)으로부터 입력되는 MHL 영상 데이터를 곧바로 MHL 단자(303)를 통해 출력하거나 또는 영상변환부(305)를 통해 HDMI 단자(306) 또는 VGA 단자(307)로의 출력을 선택하게 된다.
또한, MHL/USB 단자(302)를 통해 스마트폰(400)이 도킹스테이션(300)의 전원부(304)로부터 충전전원을 공급받아 충전을 행하게 되고, USB 허브(308)를 통해 키보드(600)와 마우스(700)로부터 시피유(301)가 입력을 받게 된다.
물론, 키보드(600), 마우스(700), 그리고 리모콘(800)은 필요에 따라 근거리 통신부인 블루투스(310)나 직비(311)를 통해 스마트폰(400)으로 무선으로 입력신호를 전송할 수 있을 것이다.
또 다른 방안으로는 외부 모니터(500)로부터 전송되는 터치 데이터를 도킹스테이션(300)의 블루투스(310)나 직비(311)에서 입력받을 수 있으며, 이때 시피유(301)는 터치 데이터를 블루투스(310)나 직비(311)를 통해 스마트폰(400)으로 전송함으로써 스마트폰(400)이 그 입력신호를 반영하여 프로그램을 실행하고, 그에 따른 MHL 영상데이터를 도킹스테이션(300)으로 출력하는 것이다.
만일 스마트폰(400)에 MHL/USB 단자(302) 이외에 별도의 USB 단자가 추가로 설치됨으로써 MHL 영상데이터와 USB 데이터가 동시에 처리가 가능한 경우에는 외부 모니터(500)의 터치 데이터 또는 키보드(600) 또는 마우스(700)의 입력 데이터를 도킹스테이션(300)이 입력받아 별도의 USB 단자를 통하여 스마트폰(400)으로 전송할 수 있다.
도5는 도킹스테이션(300)에 외부 모니터(500) 대신에 프로젝터(900)가 연결된 것으로서, HDMI 단자(306) 또는 VGA 단자(307)를 통해 프로젝터(900)에 영상 데이터를 제공함으로써 대형 스크린을 구현할 수 있게 된다.
이때, 디스플레이되는 대형 스크린에는 터치 기능을 구현할 수 없으므로, 리모콘(800)이나 키보드(600) 또는 마우스(700)의 입력신호를 블루투스(310)나 직비(311)를 통해 도킹스테이션(300)에서 입력받으며, 씨피유(301)는 입력신호를 블루투스(310)나 직비(311)를 통해 스마트폰(400)으로 제공하게 된다.
따라서, 스마트폰(400)은 입력신호를 반영하여 프로그램을 실행하고, 그에 따른 MHL 영상데이터를 도킹스테이션(300)으로 출력하는 것이다.
한편, 스마트폰(400)에서 다중 디스플레이를 지원하여 다수의 외부 모니터에 각각 독립적인 화면을 디스플레이 하기 위해서는 스마트폰(400)은 복수의 프레임 버퍼 드라이버가 구비되어 있다.
도6은 일반적인 안드로이드 기반의 스마트폰 어플리케이션 구성을 보인 도로서, 디스플레이를 위해서는 Application Framework의 'Window Manager'가 관여하고, Libraries에서는 'Surface Manager'가 관여하며, Linux Kernel의 'Display Driver'가 관여하게 된다.
하나의 어플리케이션은 여러개의 'Surface' 즉, 그림을 가질 수 있고, 동시에 여러개의 어플리케이션이 있을 수 있다.
그러나, 현재의 안드로이드 운영체제는 한 개의 디스플레이 장치만을 가정하므로, 도7에서와 같이 복수개의 'Surface'가 있더라도 'Surface Flinger'는 이들을 합성하여 하나의 프레임 버퍼로 출력한 다음 'Linux Kernel'의 프레임 버퍼 드라이버를 콜함으로써 디스플레이가 이루어진다.
이러한 구조는 다중의 디스플레이가 가능하지 못한 구조이므로, 본 발명에서는 도8과 같이 다중 디스플레이를 위해 Libraries와 Linux Kernel을 수정한다.
다중 디스플레이를 위하여 Linux Kernel에 복수의 프레임 버퍼 드라이버가 구비되며, Libraries 레벨에서 'Sugface Flinger'가 어플리케이션의 요구에 따라 복수개의 프레임 버퍼 드라이버에 디스플레이할 영상 데이터를 써주게 된다.
이때 스마트폰(400)에서 환경 설정 프로그램을 기동시켜 디스플레이 모드를 설정하게 되는데, 스마트폰 자신의 화면을 출력할 것인지, 아니면 다중 디스플레이를 할 것인지에 대한 모드를 설정하고, 다중 디스플레인 경우 해상도 설정 모드에 의해 외부 모니터의 해상도를 설정 할 수 있게 된다.
300 : 도킹스테이션 301 : 씨피유
302 : MHL/USB 단자 303 : MHL 단자
304 : 전원부 305 : 영상변환부
306 : HDMI 단자 307 : VGA 단자
308 : USB 허브 309 : USB 호스트
310 : 블루투스 311 : 직비
400 : 스마트폰 500 : 외부 모니터
600 : 키보드 700 : 마우스
800 : 리모콘 900 : 프로젝터

Claims (9)

  1. 근거리 통신부가 구비된 스마트폰;
    상기 스마트폰을 도킹시켜 스마트폰으로부터 입력되는 영상 데이터를 출력하는 도킹 스테이션;
    상기 도킹 스테이션으로부터 출력되는 영상 데이터를 입력받아 디스플레이하며, 사용자로부터 입력된 터치 위치에 대한 데이터를 근거리 통신부를 통해 상기 스마트폰으로 제공하는 외부 모니터;로 구성된 스마트폰용 다중 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 도킹 스테이션은
    영상 데이터의 입력 및 출력을 위한 각각의 MHL 단자;
    상기 스마트폰으로부터 입력되는 MHL 영상 데이터를 HDMI 또는 VGA 영상 데이터로 변환하는 영상변환부;를 포함하는 스마트폰용 다중 디스플레이 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 도킹 스테이션은
    키보드 또는 마우스 또는 리모콘이 연결되면 근거리 통신부 또는 별도의 USB단자를 통해서 스마트폰으로 키보드 또는 마우스의 입력 데이터를 전송하는 것을 특징으로 하는 스마트폰용 다중 디스플레이 장치.
  4. 스마트폰을 도킹시켜 상기 스마트폰으로부터 입력되는 영상 데이터를 출력하며, 근거리 통신부로 입력되는 리모콘의 신호를 상기 스마트폰으로 제공하는 도킹 스테이션;
    상기 도킹 스테이션으로부터 출력되는 영상 데이터를 입력받아 디스플레이하는 프로젝터;로 구성된 스마트폰용 다중 디스플레이 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 도킹 스테이션은
    입력을 위한 각각의 MHL 단자;
    상기 스마트폰으로부터 MHL 단자를 통해 입력되는 MHL 영상 데이터를 HDMI 또는 VGA 영상 데이터로 변환하는 영상변환부;를 포함하는 스마트폰용 다중 디스플레이 장치.
  6. 근거리 통신부가 구비된 스마트폰;
    상기 스마트폰을 도킹시켜 스마트폰으로부터 입력되는 영상 데이터를 출력하며, 외부 모니터로부터 입력되는 터치 위치에 대한 데이터를 근거리 통신부를 통해 입력받아 상기 스마트폰에 제공하는 도킹스테이션;
    상기 도킹 스테이션으로부터 출력되는 영상 데이터를 입력받아 디스플레이하며, 사용자로부터 입력된 터치 위치에 대한 데이터를 근거리 통신망을 통해 상기 도킹스테이션으로 제공하는 외부 모니터;로 구성된 스마트폰용 다중 디스플레이 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 도킹 스테이션은
    영상 데이터의 입력 및 출력을 위한 각각의 MHL 단자;
    상기 스마트폰으로부터 입력되는 MHL 영상 데이터를 HDMI 또는 VGA 영상 데이터로 변환하는 영상변환부;를 포함하는 스마트폰용 다중 디스플레이 장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 도킹 스테이션은
    키보드 또는 마우스 또는 리모콘이 연결되면 근거리 통신부 또는 별도의 USB단자를 통해서 스마트폰으로 키보드 또는 마우스의 입력 데이터를 전송하는 것을 특징으로 하는 스마트폰용 다중 디스플레이 장치.
  9. 제1항 또는 제4항 또는 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 스마트폰은 복수의 프레임 버퍼 드라이버가 구비되어 복수의 영상 데이터를 출력하는 것을 특징으로 하는 스마트폰용 다중 디스플레이 장치.


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