KR20150019928A - Distance detecting apparatus capable of safely deriving distance information - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a distance detecting apparatus capable of stably acquiring distance information. According to an embodiment of the present invention, the distance detecting apparatus comprises: a light resource portion outputting light; a scanner outputting the light to an external scan area by carrying out a first direction scanning and a second direction scanning; a light detecting portion receiving the light to be received from a scan area; and a processor outputting a distance of an external object within the external scan area on the basis of the light and the light to be received. The scanner carries out a scanning by reducing space resolution per unit area when the external object is located within a standard distance. Accordingly, the present invention can stably acquire the distance information for the external object.

Description

안정적으로 거리 정보를 획득할 수 있는 거리검출장치{Distance detecting apparatus capable of safely deriving distance information}[0001] The present invention relates to a distance detecting apparatus capable of obtaining distance information stably,

본 발명은 거리검출장치에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 안정적으로 거리 정보를 획득할 수 있는 거리검출장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a distance detecting device, and more particularly, to a distance detecting device capable of stably obtaining distance information.

거리검출장치는 외부 대상물에 대한 거리를 검출하는 장치이다. 전자기기에서, 외부 대상물에 대한 거리를 검출하고, 검출된 거리에 따른 동작을 제공하고자하는 경향이 증가하고 있다.The distance detecting device is a device for detecting a distance to an external object. In electronic devices, there is an increasing tendency to detect distances to external objects and to provide motion in accordance with the detected distances.

이에 따라, 거리검출장치에 대한 소형화,경량화, 및 정확성 향상을 위해, 다양한 노력이 시도되고 있다. Accordingly, various attempts have been made to reduce the size, weight, and accuracy of the distance detecting device.

본 발명의 목적은, 안정적으로 거리 정보를 획득할 수 있는 거리검출장치를 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide a distance detection device capable of stably obtaining distance information.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 거리검출장치는, 출력광을 출력하는 광원부와, 제1 방향 스캐닝 및 제2 방향 스캐닝을 수행하여, 외부 스캔 영역으로 출력광을 출력하는 스캐너와, 스캔 영역으로부터의 수신광을 수신하는 광 검출부와, 출력광 및 수신광에 기초하여, 외부 스캔 영역 내의 외부 대상물의 거리를 검출하는 프로세서를 포함하며, 스캐너는, 외부 대상물이 기준 거리 이내에 위치하는 경우, 단위 면적당 공간 해상도를 감소시켜 스캐닝을 수행한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a distance detection apparatus including a light source for outputting light, a scanner for performing a first directional scanning and a second directional scanning to output an output light to an external scan region, And a processor for detecting a distance of an external object within the external scan area based on the output light and the received light, wherein the scanner detects that the external object is located within a reference distance , The scanning is performed by reducing the spatial resolution per unit area.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 거리검출장치는, 거리검출장치는, 출력광을 출력하는 광원부와, 제1 방향 스캐닝 및 제2 방향 스캐닝을 수행하여, 외부 스캔 영역으로 출력광을 출력하는 스캐너와, 스캔 영역으로부터의 수신광을 수신하는 광 검출부와, 출력광 및 수신광에 기초하여, 외부 스캔 영역 내의 외부 대상물의 거리를 검출하는 프로세서를 포함하며, 제1 거리의 외부 대상물에 대해, 스캐닝을 수행하는 구간 동안의 출력광의 출력 기간이, 제1 거리 보다 더 먼 제2 거리의 외부 대상물에 대해, 스캐닝을 수행하는 구간 동안의 출력광의 출력 기간 보다, 더 짧다. According to another aspect of the present invention, there is provided a distance detection apparatus including a light source for outputting an output light, a first direction scanning and a second direction scanning, And a processor for detecting a distance of an external object in the external scan area based on the output light and the received light, wherein the first distance The output period of the output light during the section performing the scanning is shorter than the output period of the output light during the section performing the scanning with respect to the external object having the second distance farther than the first distance.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 거리검출장치는, 출력광을 출력하는 광원부와, 제1 방향 스캐닝 및 제2 방향 스캐닝을 수행하여, 외부 스캔 영역으로 출력광을 출력하는 스캐너와, 스캔 영역으로부터의 수신광을 수신하는 광 검출부와, 출력광 및 수신광에 기초하여, 외부 스캔 영역 내의 외부 대상물의 거리를 검출하며, 외부 대상물의 거리에 따라, 프로그레시브 스캐닝 또는 인터레이스 스캐닝 중 적어도 하나가 수행되도록 제어하는 프로세서를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a distance detection apparatus including a light source for outputting an output light, a first direction scanning and a second direction scanning, A light detecting section for receiving the light received from the scan region; a light receiving section for detecting a distance of an external object within the external scan area on the basis of the output light and the received light; and a progressive scanning or interlace And at least one of scanning is performed.

본 발명의 일 실시예에 따른 거리검출장치는, 스캐너로부터의 출력광을 외부 스캔 영역으로 출력하고, 출력광에 대응하여 수신되는 수신광을 수신하여, 출력광과 수신광에 기초하여, 외부 대상물에 대한 거리를 검출한다. 이때, 스캐너는, 외부 대상물의 거리가 소정 거리 이내인 경우, 단위 면적당 공간 해상도를 감소시켜 스캐닝을 수행한다. 이에 의해, 안정적으로 외부 대상물에 대한 거리 정보를 획득할 수 있게 된다.The distance detecting device according to an embodiment of the present invention outputs the output light from the scanner to the external scan area, receives the received light corresponding to the output light, and determines, based on the output light and the received light, Lt; / RTI > At this time, when the distance of the external object is within a predetermined distance, the scanner performs the scanning by reducing the spatial resolution per unit area. Thereby, it is possible to stably obtain the distance information on the external object.

특히, 외부 대상물이 사용자인 경우, 사용자 눈을 보호하면서, 거리 정보를 획득할 수 있게 된다.In particular, when the external object is a user, distance information can be acquired while protecting the user's eyes.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 거리검출장치에서 거리 검출을 위한 광을 출력하는 것을 도시한다.
도 2는 도 1의 거리검출장치의 간략한 내부 블록도의 일예이다.
도 3은 도 1의 거리검출장치의 구조도의 일예를 예시한 도면이다.
도 4는 도 3의 거리검출장치의 거리 검출 방법을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도 5는 거리검출장치와 외부 대상물간의 거리에 따른 스캔 영역을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도 6a 내지 도 6e는 본 발명의 일실시예에 따른 거리 검출시의 스캐닝 방법 가변을 설명하는 도면이다.
도 7a 내지 도 7d는 본 발명의 다른 실시예에 따른 거리 검출시의 스캐닝 방법 가변을 설명하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치의 구조도의 일예를 예시한다.1 shows outputting light for distance detection in a distance detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is an example of a simplified internal block diagram of the distance detecting device of Fig.
3 is a diagram illustrating an example of the structure of the distance detecting apparatus of FIG.
Fig. 4 is a diagram referred to explain the distance detecting method of the distance detecting apparatus of Fig. 3; Fig.
5 is a diagram referred to explain a scan region according to the distance between the distance detecting device and an external object.
6A to 6E are diagrams for explaining a scanning method variable at the time of distance detection according to an embodiment of the present invention.
7A to 7D are diagrams for explaining a scanning method variable at the time of distance detection according to another embodiment of the present invention.
8 illustrates an example of the structure of a display device according to another embodiment of the present invention.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 단순히 본 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되는 것으로서, 그 자체로 특별히 중요한 의미 또는 역할을 부여하는 것은 아니다. 따라서, 상기 "모듈" 및 "부"는 서로 혼용되어 사용될 수도 있다.The suffix "module" and " part "for components used in the following description are given merely for convenience of description, and do not give special significance or role in themselves. Accordingly, the terms "module" and "part" may be used interchangeably.

본 명세서에서 기술되는 거리검출장치는, 스캐닝 방식에 의해, 외부 대상물에 대한 출력광을 출력하고, 외부 대상물에서 수신되는 수신광을 수신하여, 출력광과 수신광에 기초하여, 거리 검출이 가능한 거리검출장치이다. The distance detecting device described in this specification is a device that outputs output light to an external object by a scanning method, receives the received light received from an external object, and calculates a distance Detection device.

특히, 스캐너의 스캐닝 방식을 가변하여, 안정적으로 외부 대상물에 대한 거리 정보를 획득할 수 있다. Particularly, it is possible to stably obtain distance information on an external object by varying the scanning method of the scanner.

이를 위해 거리검출장치는, 스캐닝 방식에 의한 TOF (Time of Flight) 방식을 사용한다.For this purpose, the distance detection apparatus uses a time-of-flight (TOF) method based on a scanning method.

한편, 이러한 거리검출장치는, 이동 단말기, TV, 셋탑 박스, 미디어 플레이어, 게임 기기, 에어컨, 냉장고, 세탁기, 조리기기, 로봇 청소기 등의 가전기기 내에 포함되는 것도 가능하며, 자동차 등의 차량 내에 포함되는 것도 가능하다. The distance detecting device may be included in a home appliance such as a mobile terminal, a TV, a set top box, a media player, a game device, an air conditioner, a refrigerator, a washing machine, a cooking device, a robot cleaner, .

이하에서는 이러한 거리검출장치에 대해 상세히 기술한다. Hereinafter, such a distance detecting apparatus will be described in detail.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 거리검출장치에서 거리 검출을 위한 광을 출력하는 것을 도시한다. 1 shows outputting light for distance detection in a distance detection apparatus according to an embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 거리검출장치(100)는, 외부 대상물의 거리 검출을 위한 출력광을, 제1 방향 스캐닝 및 제2 방향 스캐닝에 의해, 외부로 출력하는 스캐너(140)를 구비할 수 있다.Referring to the drawings, the distance detecting apparatus 100 may include a scanner 140 for outputting output light for detecting the distance of an external object to the outside by first direction scanning and second direction scanning.

이러한 스캐너(140)는, 소정의 프레임 레이트에 따라, 스캔 영역(710)에 대한, 순차적인 스캐닝을 수행하면서, 적외선광 기반의 출력광을 출력할 수 있다. The scanner 140 may output infrared light based output light while performing sequential scanning of the scan area 710 according to a predetermined frame rate.

도면에서는 스캔 영역(710) 내의 외부 대상물(750)이 위치하는 것을 예시하며, 거리검출장치(100)는, 외부 대상물(750)에서 산란 또는 반사되는, 수신광을 수신할 수 있다. 그리고, 출력광과 수신광에 기초하여, 외부 대상물(750)을 포함하는 스캔 영역(710)에 대한 거리 검출을 수행할 수 있다.The distance detection apparatus 100 may receive the light that is scattered or reflected by the external object 750. The distance detection apparatus 100 may be configured to detect an external object 750 within the scan region 710. [ Then, based on the output light and the received light, distance detection can be performed on the scan area 710 including the external object 750.

한편, 이러한 스캐너(140)는, MEMS 스캐너로서, 소정의 프레임 레이트, 소정의 x축 방향 스캐닝 각도, 소정의 y축 방향 스캐닝 각도에 의해, 구동된다.On the other hand, such a scanner 140 is driven by a predetermined frame rate, a predetermined x-axis scanning angle, and a predetermined y-axis scanning angle as a MEMS scanner.

한편, 거리검출장치(100)로부터 외부 대상물의 거리가 멀어질수록, 스캔 영역(710)의 면적이 증가하게 되며, 이러한 경우, 스캔 영역(710) 내에 입사되는 단위 면적당 출력광의 크기가, 거리가 멀어질수록, 감소하게 된다. 결국, 거리가 멀수록, 외부 대상물에 대해, 공간 해상도가 낮은, 거리 정보를 획득하게 된다.On the other hand, as the distance of the external object from the distance detection device 100 increases, the area of the scan area 710 increases. In this case, the size of the output light per unit area incident into the scan area 710 is As the distance increases, it decreases. As a result, the farther the distance is, the lower the spatial resolution is obtained for the external object.

역으로, 외부 대상물의 거리가 가까울수록, 스캔 영역(710)의 면적이 작아지게 되며, 이러한 경우, 스캔 영역(710) 내에 입사되는 단위 면적당 출력광의 크기가, 거리가 가까워질수록, 증가하게 된다. 이에 따라, 거리가 가까울수록, 외부 대상물에 대해, 공간 해상도가 높은, 거리 정보를 획득할 수 있게 된다. 그러나, 거리가 가까울수록, 사용자 눈에 입사되는 출력광의 세기가 커지게 된다.Conversely, the closer the distance of the external object is, the smaller the area of the scan area 710. In this case, the size of the output light per unit area incident into the scan area 710 increases as the distance becomes closer . As a result, the closer the distance is, the higher the spatial resolution can be obtained for the external object. However, the closer the distance is, the greater the intensity of the output light incident on the user's eyes.

이에 따라, IEC60825-1와 같은 국제 규격의 눈동자 보호 규정 등에 따라, 출력광이 제한될 필요가 있다. Accordingly, the output light needs to be limited in accordance with international standards such as IEC 60825-1.

본 발명의 실시예에서는, 사용자 눈 보호 및, 외부 대상물에 대한 소정의 공간 해상도를 충족하는 거리 정보 획득을 위해, 스캐너(140)의 스캐닝 방법을, 거리에 따라 가변하는 것으로 한다.In the embodiment of the present invention, the scanning method of the scanner 140 is changed in accordance with the distance, in order to protect the user's eyes and obtain distance information satisfying a predetermined spatial resolution with respect to an external object.

구체적으로, 외부 대상물의 거리가 소정 거리 이내인 경우, 단위 면적당 공간 해상도를 감소시켜 스캐닝을 수행할 수 있다. 이에 따라, 외부 대상물이 사용자인 경우, 사용자 눈을 보호하면서, 안정적으로 외부 대상물에 대한 거리 정보를 획득할 수 있게 된다. 이에 대한 다양한 방법들에 대해서는 도 6a 이하를 참조하여 상세히 기술한다.Specifically, when the distance of the external object is within a predetermined distance, scanning can be performed by reducing the spatial resolution per unit area. Accordingly, when the external object is a user, it is possible to stably obtain the distance information on the external object while protecting the user's eyes. Various methods for this are described in detail with reference to FIG.

도 2는 도 1의 거리검출장치의 간략한 내부 블록도의 일예이다.2 is an example of a simplified internal block diagram of the distance detecting device of Fig.

도면을 참조하면, 거리검출장치(100)는, TOF(Time of Flight) 방식으로 출력광을 출력한다.Referring to the drawings, the distance detecting apparatus 100 outputs output light in a TOF (Time of Flight) method.

이를 위해, 거리검출장치(100)은, 메모리(120), 스캐너(140), 프로세서(170), 통신 모듈(180), 구동부(185), 전원 공급부(190), 광원부(210), 광 검출부(280) 등을 구비할 수 있다. The distance detecting apparatus 100 includes a memory 120, a scanner 140, a processor 170, a communication module 180, a driving unit 185, a power supply unit 190, a light source unit 210, (280), and the like.

메모리(120)는 프로세서(170)의 처리 및 제어를 위한 프로그램이 저장될 수도 있고, 입력되거나 출력되는 데이터들(예를 들어, 정지영상, 동영상 등)의 임시 저장을 위한 기능을 수행할 수도 있다.The memory 120 may store a program for processing and controlling the processor 170 and may perform functions for temporary storage of input or output data (e.g., still images, moving pictures, etc.) .

통신 모듈(180)은 거리검출장치(100)에 유선 또는 무선으로 연결되는 모든 외부기기와의 인터페이스 역할을 수행한다. 통신 모듈(180)은 이러한 외부 기기로부터 데이터를 전송받거나 전원을 공급받아 거리검출장치(100) 내부의 각 구성 요소에 전달할 수 있고, 거리검출장치(100) 내부의 데이터가 외부 기기로 전송되도록 할 수 있다.The communication module 180 serves as an interface with all the external devices connected to the distance detection device 100 by wire or wirelessly. The communication module 180 receives data from the external device or receives power from the external device and can transmit the data to each component in the distance detection device 100 and allows data in the distance detection device 100 to be transmitted to the external device .

스캐너(140)는, 입력되는 광을, 제1 방향 스캐닝 및 제2 방향 스캐닝을 순차 및 반복적으로 수행하여, 외부에 출력할 수 있다.The scanner 140 sequentially and repeatedly performs the first direction scanning and the second direction scanning to output the input light to the outside.

스캐너(140)에 입력되는 광은, 외부 대상물에 대한 거리 검출을 위한 출력광을 포함할 수 있다. 여기서 출력광은, 적외선광일 수 있다. The light input to the scanner 140 may include output light for distance detection to an external object. Here, the output light may be infrared light.

스캐너(140)는, 외부 스캔 영역에 대해, 좌에서 우 방향 스캐닝 및 우에서 좌방향 스캐닝을 순차 및 반복적으로 수행하면서, 외부 스캔 영역 전체에 대한 스캐닝을 프레임 단위로 수행할 수 있다. 그리고, 이러한 스캐닝에 의해, 외부 스캔 영역에 대해 출력할 수 있다. The scanner 140 may perform scanning for the entire external scan area on a frame-by-frame basis, while sequentially and repeatedly performing left-to-right scanning and right-to-left scanning with respect to the external scan area. With this scanning, it is possible to output to the external scan area.

프로세서(170)는, 거리검출장치(100)의 전반적인 제어 동작을 수행할 수 있다. 구체적으로, 거리검출장치(100) 내의 각 유닛의 동작을 제어할 수 있다.The processor 170 may perform the overall control operation of the distance detecting apparatus 100. [ Specifically, the operation of each unit in the distance detecting apparatus 100 can be controlled.

한편, 프로세서(170)는, 외부 대상물의 거리 검출을 위해, 출력광에 대응하는 전기 신호를 구동부(185)로 전송할 수 있다. On the other hand, the processor 170 may transmit the electric signal corresponding to the output light to the driving unit 185, in order to detect the distance of the external object.

프로세서(170)는, 스캐너(140)의 동작을 제어할 수 있다. 구체적으로, 제1 방향 스캐닝 및 제2 방향 스캐닝을 순차 및 반복적으로 수행하여, 외부에 출력광을 출력하도록 제어할 수 있다.The processor 170 may control the operation of the scanner 140. Specifically, the first direction scanning and the second direction scanning may be sequentially and repetitively performed to output the output light to the outside.

한편, 프로세서(170)는, 구동부(185)로 전송되는 출력광에 대응하는 전기 신호와, 광 검출부(280)에서 수신되는 수신광에 기초한 전기 신호에 기초하여, 외부 대상물에 대한 거리 검출을 수행할 수 있다. On the other hand, the processor 170 performs distance detection on an external object based on an electrical signal corresponding to the output light transmitted to the driver 185 and an electrical signal based on the received light received by the optical detector 280 can do.

예를 들어, 프로세서(170)는, 출력광에 대응하는 전기 신호와, 수신광에 대응하는 전기 신호의 위상 차이를 이용하여, 외부 스캔 영역(700)에 거리를 검출할 수 있다. 그리고, 프로세서(170)는, 프레임 단위로 검출되는 외부 스캔 영역에 대한 거리 정보에 기초하여, 사용자의 제스쳐 동작을 검출할 수 있다.For example, the processor 170 can detect the distance to the external scan area 700 using the phase difference between the electric signal corresponding to the output light and the electric signal corresponding to the received light. Then, the processor 170 can detect the user's gesture operation based on the distance information on the external scan area detected on a frame-by-frame basis.

또한, 광원부(210)는, 적외선 광을 출력하는 적외선 광원부를 포함할 수 있다.In addition, the light source unit 210 may include an infrared light source unit that outputs infrared light.

광검출부(280)는, 출력광에 대응하여 외부로부터 수신되는 수신광을 전기 신호로 변환할 수 있다. 이를 위해, 광검출부(280)는, 광 신호를 수신 신호, 즉 전기신호로 변환하는 포토 다이오드(Photodiode)를 포함할 수 있다. 특히, 광검출부(280)는, 고 광전 효율의 포토 다이오드로 외부 대상물로부터 산란된 수신광을 전기 신호로 변환해주는 Avalanche Photodiode를 포함할 수 있다.The photodetector unit 280 can convert the received light received from the outside into an electric signal corresponding to the output light. To this end, the optical detector 280 may include a photodiode that converts an optical signal into a reception signal, that is, an electrical signal. In particular, the photodetector unit 280 may include an Avalanche Photodiode that converts incident light scattered from an external object into an electric signal with a photodiode having high photoelectric efficiency.

한편, 광검출부(280)는, 출력광이 적외선광인 경우, 적외선광의 수신광을 수신하기 위해, CCD(Charge Coupled Device), 또는 CMOS 센서를 포함할 수도 있다. On the other hand, when the output light is infrared light, the light detecting unit 280 may include a CCD (Charge Coupled Device) or a CMOS sensor to receive the infrared light.

한편, 도면에는 도시하지 않았으나, 광검출부(280)와 프로세서(170) 사이에, 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 샘플러(미도시)가 더 구비될 수 있다.Although not shown in the drawing, a sampler (not shown) for converting an analog signal into a digital signal may be further provided between the optical detector 280 and the processor 170.

한편, 구동부(185)는, 프로세서(170)로부터 수신되는 출력광에 대응하는 전기 신호에 대응하여, 구동부(185) 내의 적외선 광원에서, 적외선광이 출력되도록 제어할 수 있다.On the other hand, the driver 185 can control the infrared light source in the driver 185 to output infrared light corresponding to the electric signal corresponding to the output light received from the processor 170.

전원 공급부(190)는 프로세서(170)의 제어에 의해 외부의 전원 또는 내부의 전원을 인가받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급할 수 있다.The power supply unit 190 may receive external power or internal power under the control of the processor 170 to supply power required for operation of the respective components.

도 3은 도 1의 거리검출장치의 구조도의 일예를 예시한 도면이다.3 is a diagram illustrating an example of the structure of the distance detecting apparatus of FIG.

도 3의 거리검출장치(100)는, 광원부(210), 집광부(212), 제1 광반사부(220)와 제2 광반사부(256), 스캐너(140), 프로세서(170), 구동부(185), 집광부(218), 적외선 투과 필터(282), 및 광검출부(280)를 구비할 수 있다.3 includes a light source unit 210, a light condensing unit 212, a first light reflection unit 220 and a second light reflection unit 256, a scanner 140, a processor 170, A driving unit 185, a light condensing unit 218, an infrared transmitting filter 282, and a light detecting unit 280. [

광원부(210)는 적외선 방식의 출력광을 출력하는 출력광 광원부(210IR)를 구비할 수 있다. 출력광 광원부(210IR)는, 레이저 다이오드 또는 LED를 구비할 수 있다. The light source unit 210 may include an output light source unit 210IR for outputting infrared light. The output light source unit 210IR may include a laser diode or an LED.

한편, 출력광 광원부(210IR)는, 구동부(185)로부터의 전기 신호에 의해, 구동될 수 있으며, 이러한 구동부(185)의 전기 신호는, 프로세서(170)의 제어에 의해, 생성될 수 있다. 이에 의해, 출력광 광원부(210IR)가 출력광을 출력할 수 있다.On the other hand, the output light source unit 210IR can be driven by an electric signal from the driving unit 185, and the electric signal of the driving unit 185 can be generated under the control of the processor 170. [ Thereby, the output light source unit 210IR can output the output light.

출력광 광원부(210IR)에서 출력되는 광은, 집광부(212) 및 제1 광반사부(220)와 제2 광반사부(256)를 거쳐, 스캐너(140)로 입사된다.The light output from the output light source unit 210IR is incident on the scanner 140 via the light collecting unit 212 and the first light reflection unit 220 and the second light reflection unit 256. [

집광부(212)는, 광원부(210)에서 출력되는 출력광을 시준한다(collimate). 이를 위해, 집광부(212)는, 출력광을 시준하기 위한 Collimate Lens를 구비할 수 있다.The light condensing unit 212 collimates the output light output from the light source unit 210. To this end, the light collecting unit 212 may include a collimate lens for collimating output light.

제1 광반사부(220)와 제2 광반사부(256)는, Total Mirror(TM)를 구비할 수 있다.The first light reflection portion 220 and the second light reflection portion 256 may include Total Mirror (TM).

그리고, 스캐너(140)는, 출력광(IR)을 스캐닝하여 외부 스캔 영역으로 출력한다. 외부 스캔 영역에서, 출력광(IR)이, 산란 또는 반사되어, 수신광이, 거리검출장치(100)로 입사될 수 있다. 구체적으로, 수신광이, 집광부(218), 적외선 투과 필터(282)를 거쳐, 광검출부(280)로 입력될 수 있다.Then, the scanner 140 scans the output light IR and outputs it to the external scan area. In the external scan region, the output light IR is scattered or reflected, and the received light can be incident on the distance detection device 100. [ More specifically, the received light can be input to the optical detector 280 via the condenser 218 and the infrared transmission filter 282.

광검출부(280)는, 이러한 수신광을 전기 신호로 변환하고, 프로세서(170)는, 수신광과 출력광에 기초하여, 거리 검출을 수행할 수 있다.The photodetector 280 converts the received light into an electric signal, and the processor 170 can perform the distance detection based on the received light and the output light.

도 4는 도 3의 거리검출장치의 거리 검출 방법을 설명하기 위해 참조되는 도면이다. 여기서, Tx는 출력광의 위상 신호, Rx는 수신광의 위상 신호를 나타낸다. Fig. 4 is a diagram referred to explain the distance detecting method of the distance detecting apparatus of Fig. 3; Fig. Here, Tx represents the phase signal of the output light, and Rx represents the phase signal of the received light.

도면을 참조하면, 거리검출장치(100)의 프로세서(170)는, 출력광의 위상 신호와 수신광의 위상 신호의 위상 차이(Φ)에 따라, 거리 정보 레벨을 산출할 수 있다. Referring to the drawings, the processor 170 of the distance detection apparatus 100 can calculate the distance information level according to the phase difference (phi) between the phase signal of the output light and the phase signal of the received light.

예를 들어, 위상 차이가 클수록, 외부 대상물이 멀리 있는 것이므로, 거리 정보 레벨이 크도록 설정할 수 있으며, 위상 차이가 작을수록, 외부 대상물이 가깝게 있는 것이므로, 거리 정보 레벨이 작도록 설정할 수 있다.For example, the larger the phase difference, the larger the distance information level, since the external object is far away. The smaller the phase difference is, the closer the external object is, so that the distance information level can be set smaller.

이러한, 거리 레벨 설정은, 상술한 바와 같이, 외부 스캔 영역(710)을 수평 스캐닝 및 수직 스캐닝하면서, 외부 스캔 영역(710) 내의 각 영역 별로 수행된다. 한편, 외부 스캔 영역(710)의 각 영역 별로, 거리 정보 레벨의 검출이 가능하다.The distance level setting is performed for each area in the external scan area 710 while the external scan area 710 is horizontally scanned and vertically scanned as described above. On the other hand, the distance information level can be detected for each area of the external scan area 710.

도 5는 거리검출장치와 외부 대상물간의 거리에 따른 스캔 영역을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.5 is a diagram referred to explain a scan region according to the distance between the distance detecting device and an external object.

도면을 참조하면, 거리검출장치(100)로부터 출력광이 외부로 출력되는 것이 예시된다. 특히, 제1 거리(R1)에 의자(755)가 위치하고, 제2 거리(R2)에 복수의 사용자들(750 등)이 위치한 상태에서, 거리검출장치(100)로부터 출력광이 출력되는 것이 예시된다.Referring to the drawings, it is exemplified that the output light from the distance detecting apparatus 100 is output to the outside. Particularly, it is exemplified that the chair 755 is located at the first distance R1 and the output light is outputted from the distance detecting apparatus 100 while a plurality of users (750, etc.) are located at the second distance R2 do.

거리검출장치(100)는, 제1 거리(R1)에 대응하는 제1 스캔 영역(715)에 대해, 출력광을 제1 방향 및 제2 방향 스캐닝에 의해 출력하고, 제2 거리(R2)에 대응하는 제2 스캔 영역(710)에 대해, 출력광을 제1 방향 및 제2 방향 스캐닝에 의해 출력한다.The distance detecting apparatus 100 outputs the output light to the first scan region 715 corresponding to the first distance R1 by scanning in the first direction and the second direction and outputs the output light to the second distance R2 For the corresponding second scan area 710, the output light is output by scanning in the first direction and the second direction.

이때, 각 스캔 영역(710,715)의 면적은, 그 거리(R1,R2)에 비례하여 증가하게 된다. 따라서, 단일 면적에 입사되는 출력광은, 거리에 반비례하게 된다.At this time, the area of each of the scan regions 710 and 715 increases in proportion to the distances R1 and R2. Thus, the output light incident on a single area is inversely proportional to the distance.

도면에서는, 제1 스캔 영역(715) 내의 제1 면적(A1)과 제2 스캔 영역(750) 내의 제2 면적(A2)에 각각 입사되는 출력광이 동일한 것을 나타낸다.The figure shows that the output light incident on the first area A1 in the first scan area 715 and the second area A2 in the second scan area 750 are the same.

결국, 거리가 멀수록, 외부 대상물에 대해, 단위 면적 당 공간 해상도가 낮은, 거리 정보를 획득하게 되며, 거리가 가까울수록, 외부 대상물에 대해, 단위 면적 당 공간 해상도가 높은, 거리 정보를 획득할 수 있게 되나, 사용자 눈에 입사되는 출력광의 세기가 커지게 된다. As a result, as the distance increases, the distance information is obtained with respect to the external object, the spatial resolution of which is low per unit area, and the distance information is acquired with respect to the external object, However, the intensity of the output light incident on the user's eye is increased.

특히, 외부 대상물과의 거리가, 기준 거리 이내인 경우, 사용자 눈 보호를 위해, 스캐닝시의 단위 면적당 공간 해상도를 줄이는 것이 바람직하다. 또는, 외부 대상물과의 거리가, 기준 거리 이내인 경우, 출력광의 출력 기간을 단축하는 것이 바람직하다. Particularly, when the distance from the external object is within the reference distance, it is desirable to reduce the spatial resolution per unit area at the time of scanning in order to protect the user's eyes. Alternatively, when the distance from the external object is within the reference distance, it is desirable to shorten the output period of the output light.

이하에서는, 도 5의 제1 거리(R1)가 기준 거리 이내이며, 제2 거리(R2)는 기준 거리 이상인 것으로 가정한다. Hereinafter, it is assumed that the first distance R1 in FIG. 5 is within the reference distance, and the second distance R2 is equal to or larger than the reference distance.

이에 따라, 본 발명의 실시예에서는, 제1 거리의 외부 대상물에 대해, 제1 공간 해상도에 대응하는 스캐닝을 수행하고, 제1 거리 보다 먼 제2 거리의 외부 대상물에 대해, 제2 공간 해상도에 대응하는 스캐닝을 수행하는 것으로 한다. Thus, in an embodiment of the present invention, scanning is performed for an external object at a first distance corresponding to the first spatial resolution, and scanning is performed for an external object at a second distance farther from the first distance, It is assumed that corresponding scanning is performed.

이에 대한 다양한 방법들에 대해서는 도 6a 이하를 참조하여 상세히 기술한다. 특히, 제1 거리(R1)에서의, 스캐닝시 단위 면적당 공간 해상도를 감소시키는 다양한 방안에 대해, 도 6b 내지 도 6e를 참조하여 설명한다. Various methods for this are described in detail with reference to FIG. In particular, various schemes for reducing the spatial resolution per unit area in scanning at the first distance R1 will be described with reference to Figs. 6B to 6E.

도 6a 내지 도 6e는 본 발명의 일실시예에 따른 거리 검출시의 스캐닝 방법 가변을 설명하는 도면이다.6A to 6E are diagrams for explaining a scanning method variable at the time of distance detection according to an embodiment of the present invention.

먼저, 도 6a는, 도 5와 같이, 제1 거리(R1)에 위치한, 외부 대상물(755)에 대해, 스캐너(140)가, 제1 프레임 레이트(A)로서, 예를 들어, 60Hz로서, 스캔 영역(715)에 대해 프로그레시브(progressive) 스캐닝을 수행하는 것을 예시한다. 이때의, 제1 방향 스캐닝 각도와 제2 방향 스캐닝 각도는, 각각, X,Y인 것으로 한다. First, FIG. 6A shows that, for an external object 755 located at a first distance R1, as shown in FIG. 5, the scanner 140 is scanned at a first frame rate A, for example, And performs progressive scanning on the scan area 715. [ In this case, it is assumed that the first direction scanning angle and the second direction scanning angle are X and Y, respectively.

도면에서는, 스캔 영역(715) 내의 제1 영역(A1)에, 4개 라인에 대한 스캐닝이 수행되는 것을 예시한다. 도면에서는, 외부 대상물(755)이 의자인 것을 예시하나, 사람 등인 경우, 사용자 눈 보호를 위해, 스캐닝시의 공간 해상도를 줄이는 것이 바람직하다.In the figure, scanning is performed for four lines in the first area A1 in the scan area 715. [ Although the figure shows that the external object 755 is a chair, in the case of a person or the like, it is desirable to reduce the spatial resolution at the time of scanning in order to protect the user's eyes.

다음, 도 6b는, 스캐닝시의 공간 해상도를 감소시키는 방안의 일예로, 제1 거리(R1)에 위치한, 외부 대상물(755)에 대해, 스캐너(140)가, 제1 프레임 레이트(A)로서, 예를 들어, 60Hz로서, 스캔 영역(715)에 대해 인터레이스(interlace) 스캐닝을 수행하는 것을 예시한다. Next, FIG. 6B shows an example of a method for reducing the spatial resolution at the time of scanning. For an external object 755 located at the first distance R1, Illustrate performing interlace scanning for the scan region 715, for example, at 60 Hz.

도면에서는, 스캔 영역(715) 내의 라인들 중 기수 라인에 대해서만 스캐닝시 출력광이 출력되고, 우수 라인에 대해서는 출력광이 출력되지 않는 것을 예시하나, 그 역도 가능하다.In the drawing, it is exemplified that the output light is output during scanning only for the odd numbered lines among the lines in the scan area 715, and output light is not output for the even numbered lines, and vice versa.

이러한, 인터레이스 스캐닝을 위해, 광원부(210)는, 스캐닝을 수행하는 구간 중 일부 구간에만 출력광을 출력하고, 그 외의 구간에서는 오프될 수 있다. 도 6b에서는, 광원부(210)가 스캔 영역(715) 내의 라인들 중 기수 라인에 대해서만 출력광을 출력하고, 우수 라인에 대해서는 출력광을 출력하지 않을 수 있다.In order to perform the interlace scanning, the light source unit 210 outputs the output light to only a part of the section where scanning is performed, and can be turned off in the other sections. In FIG. 6B, the light source 210 may output the output light only for the odd numbered lines among the lines in the scan area 715, and may not output the output light for the even numbered lines.

도면에서는, 도 6b의 스캔 영역(715) 내의 제1 영역(A1)에, 2개 라인에 대한 스캐닝이 수행되는 것을 예시한다. 즉, 공간 해상도가 1/2배로 감소하게 된다. 이에 따라, 도 6a에 비해, 스캐닝시의 공간 해상도는 낮아지나, 거리가 가까우므로, 거리 정보를 안정적으로 획득할 수 있으며, 아울러, 사용자의 눈을 보호할 수 있게 된다.In the figure, scanning is performed for two lines in the first area A1 in the scan area 715 in Fig. 6B. That is, the spatial resolution is reduced by a factor of two. 6A, the spatial resolution at the time of scanning is low, but the distance is close to each other, so that the distance information can be stably acquired and the user's eyes can be protected.

한편, 외부 대상물이 기준 거리 외인 제2 거리(R2)에 위치하는 경우, 도 6b와 달리, 프로그레시브 스캐닝이 수행될 수 있다. 즉, 도 5의 스캔 영역(710)에 대한 스캐닝 구간의 전 구간에서, 출력광이 출력될 수 있다. 즉, 기준 거리인 제1 거리의 외부 대상물에 대해, 스캐닝을 수행하는 구간 동안의 출력광의 출력 기간이, 제1 거리 보다 더 먼 제2 거리의 외부 대상물에 대해, 스캐닝을 수행하는 구간 동안의 출력광의 출력 기간 보다, 더 짧도록 하는 것이 바림직하다.On the other hand, when the external object is located at the second distance R2 outside the reference distance, progressive scanning can be performed, unlike in Fig. 6B. That is, the output light can be output in the entire scan period of the scan area 710 of FIG. That is, with respect to an external object at a first distance that is a reference distance, the output period of the output light during a period in which scanning is performed is performed for an external object at a second distance that is longer than the first distance, It is preferable to make it shorter than the output period of the light.

다음, 도 6c는, 스캐닝시의 공간 해상도를 감소시키는 방안의 다른 예로, 제1 거리(R1)에 위치한, 외부 대상물(755)에 대해, 스캐너(140)가, 제2 프레임 레이트(2A)로서, 예를 들어, 120Hz로서, 스캔 영역(715)에 대해, 프로그레시브(progressive) 스캐닝을 수행하는 것을 예시한다. 이때의, 제1 방향 스캐닝 각도와 제2 방향 스캐닝 각도는, 각각, X,Y인 것으로 한다. Next, FIG. 6C shows another example of a method for reducing the spatial resolution at the time of scanning, in which, for an external object 755 located at the first distance R1, the scanner 140 is rotated at a second frame rate 2A , For example, 120 Hz, for the scan area 715. The scan area 715 may include a plurality of scan areas 715, In this case, it is assumed that the first direction scanning angle and the second direction scanning angle are X and Y, respectively.

도 6a와 비교하여, 스캐너(140)의 프레임 레이트를 2배로 증가시키면서, 제1 방향 스캐닝 각도와 제2 방향 스캐닝 각도를 그대로 유지하면, 프레임 레이트 증가에 따라, 동일 스캔 영역(715)에 대한 공간 해상도가 1/2배로 감소하게 된다. 즉, 도면에서는, 도 6c의 스캔 영역(715) 내의 제1 영역(A1)에, 2개 라인에 대한 스캐닝이 수행되는 것을 예시한다. 이에 따라, 도 6a에 비해, 스캐닝시의 공간 해상도는 낮아지나, 거리가 가까우므로, 거리 정보를 안정적으로 획득할 수 있으며, 아울러, 사용자의 눈을 보호할 수 있게 된다.6A, when the frame rate of the scanner 140 is doubled and the first direction scanning angle and the second direction scanning angle are maintained as they are, the space for the same scan region 715 The resolution is reduced by a factor of two. That is, the drawing illustrates that scanning is performed for two lines in the first area A1 in the scan area 715 in Fig. 6C. 6A, the spatial resolution at the time of scanning is low, but the distance is close to each other, so that the distance information can be stably acquired and the user's eyes can be protected.

다음, 도 6d는, 스캐닝시의 공간 해상도를 감소시키는 방안의 또 다른 예로, 제1 거리(R1)에 위치한, 외부 대상물(755)에 대해, 스캐너(140)가, 제2 프레임 레이트(2A)로서, 예를 들어, 120Hz로서, 스캔 영역(715)에 대해, 프로그레시브(progressive) 스캐닝을 수행하는 것을 예시한다. 이때의, 제1 방향 스캐닝 각도와 제2 방향 스캐닝 각도는, 각각, X,Y인 것으로 한다.6D shows another example of a method for reducing the spatial resolution at the time of scanning when the scanner 140 moves the second frame rate 2A to an external object 755 located at the first distance R1, As for example, 120 Hz, for the scan area 715. In this example, In this case, it is assumed that the first direction scanning angle and the second direction scanning angle are X and Y, respectively.

한편, 도 6d는 도 6c와 유사하나, 스캐닝 방향이 서로 반대인 것을 예시한다. On the other hand, FIG. 6D is similar to FIG. 6C, but illustrates that scanning directions are opposite to each other.

다음, 도 6e는, 스캐닝시의 공간 해상도를 감소시키는 방안의 또 다른 예로, 제1 거리(R1)에 위치한, 외부 대상물(755)에 대해, 스캐너(140)가, 제1 프레임 레이트(A)로서, 60Hz로서, 스캔 영역(715)에 대해, 프로그레시브(progressive) 스캐닝을 수행하되, 제1 방향 스캐닝 각도와 제2 방향 스캐닝 각도를, 각각, X,2Y인 것으로 하는 것을 예시한다.Next, FIG. 6E shows another example of a method for reducing the spatial resolution at the time of scanning, in which the scanner 140 scans the first frame rate A for an external object 755 located at the first distance R1, The progressive scanning is performed for the scan area 715 at 60 Hz and the first direction scanning angle and the second direction scanning angle are X and 2Y, respectively.

도 6a와 비교하여, 제2 방향 스캐닝 각도가 2배로 증가한 것을 알 수 있다. 이에 따라, 각 라인별 간격이 2배로 증가하면서, 스캔 영역(716)의 크기도 2배로 증가하게 된다.As compared with FIG. 6A, it can be seen that the scanning angle in the second direction is doubled. Accordingly, the interval of each line is doubled, and the size of the scan area 716 is doubled.

한편, 2배로 증가한 스캔 영역(716)에 대해, 프로그레시브(progressive) 스캐닝을 수행하되, 2배로 증가한 스캔 영역(716) 내의 스캔 영역(715)에 대해서만, 실제 출력광이 출력되도록, 광원부(210)가 동작하는 것이 바람직하다.Meanwhile, the light source unit 210 is configured to perform progressive scanning on the scan area 716, which is doubled in size, so that the actual output light is output only to the scan area 715 in the scan area 716, Is preferably operated.

즉, 광원부(210)는, 2배로 증가한 스캔 영역(716) 중, 스캔 영역(715)에 대응하는 구간에서만, 출력광을 출력하고, 그 외의 구간에서는 오프될 수 있다. That is, the light source 210 may output the output light only in a section corresponding to the scan area 715 of the scan area 716, which is twice as large as the scan area 716, and may be off in the other sections.

이에 따라, 도 6e의 스캔 영역(715) 내의 제1 영역(A1)에, 2개 라인에 대한 스캐닝이 수행되며, 결국, 도 6a에 비해, 스캐닝시의 공간 해상도는 낮아지나, 거리가 가까우므로, 거리 정보를 안정적으로 획득할 수 있으며, 아울러, 사용자의 눈을 보호할 수 있게 된다.Accordingly, scanning is performed on the two lines in the first area A1 in the scan area 715 shown in Fig. 6E. As a result, compared with Fig. 6A, the spatial resolution at the time of scanning is lowered, , The distance information can be stably obtained and the user's eyes can be protected.

한편, 외부 대상물이 기준 거리 외인 제2 거리(R2)에 위치하는 경우, 도 6c 내지 도 6e와 달리, 제1 프레임 레이트(A)로서, 예를 들어, 60Hz로서, 스캔 영역(710)에 대해, 프로그레시브(progressive) 스캐닝을 수행할 수 있다. 이때의, 제1 방향 스캐닝 각도와 제2 방향 스캐닝 각도는, 각각, X,Y일 수 있다. On the other hand, when the external object is located at the second distance R2 outside the reference distance, the first frame rate A, for example, 60 Hz, , And progressive scanning can be performed. At this time, the first direction scanning angle and the second direction scanning angle may be X and Y, respectively.

도 7a 내지 도 7d는 본 발명의 다른 실시예에 따른 거리 검출시의 스캐닝 방법 가변을 설명하는 도면이다.7A to 7D are diagrams for explaining a scanning method variable at the time of distance detection according to another embodiment of the present invention.

먼저, 도 7a는, 도 5와 같이, 제1 거리(R1)에 위치한, 외부 대상물(756)에 대해, 스캐너(140)가, 소정 프레임 레이트로, 스캔 영역(715)에 대해 프로그레시브(progressive) 스캐닝을 수행하는 것을 예시한다. First, FIG. 7A illustrates a process in which the scanner 140 performs a progressive scan with respect to the scan area 715 at a predetermined frame rate, for an external object 756 located at the first distance R1, Scanning is performed.

외부 대상물이 도면과 같이 사람인 경우, 사람의 얼굴 영역(758)에는, 프로그레시브 스캐닝에 의한 출력광이 입사된다.When the external object is a person as shown in the figure, output light by progressive scanning is incident on the face region 758 of the person.

도 7b는 스캔 영역(715) 중, 사람의 얼굴 영역(758)에 대해, 4개 라인에 대한 스캐닝이 수행되는 것을 예시한다.FIG. 7B illustrates that, for a human face region 758 of the scan region 715, scanning for four lines is performed.

본 발명에서는 사용자 눈 보호를 위해, 광원부(210)가 스캐닝 구간 중 일부 구간에, 오프되는 것으로 한다.In the present invention, in order to protect the user's eyes, the light source unit 210 is turned off in a part of the scanning interval.

예를 들어, 도 7c와 같이, 광원부(210)가, 사람의 얼굴 영역(758) 내의 제1 라인과 제3 라인에 대해서는 출력광을 출력하고, 제2 라인과 제4 라인에 대해서는, 오프될 수 있다. 즉, 일부 영역에 대해서만, 부분 인터레이스 스캐닝 구동을 수행할 수 있다. 이에 따라, 사용자 눈을 보호하면서, 외부 대상물에 대한 거리 정보를 획득할 수 있게 된다For example, as shown in FIG. 7C, the light source unit 210 outputs the output light for the first line and the third line in the face region 758 of the human being, and for the second line and the fourth line, . That is, the partial interlace scanning drive can be performed only for a part of the area. Thereby, while protecting the user's eyes, distance information on the external object can be obtained

다른 예로, 도 7d와 같이, 광원부(210)가, 사람의 얼굴 영역(758) 내의 제1 라인과 제3 라인에 대해서는 오프되고, 제2 라인과 제4 라인에 대해서는, 출력광을 출력할 수 있다. 7D, the light source 210 is turned off for the first line and the third line in the face region 758 of the person, and output light can be output for the second line and the fourth line have.

한편, 도 7c와 도 7d는 스캔 영역 내의 라인별 출력광 오프를 예시하나, 해당 영역 내의 일부에서만 출력광이 오프되는 것도 가능하다. 즉, 얼굴 영역 내의 일부 구간에서만 오프되는 것도 가능하다.On the other hand, FIGS. 7C and 7D illustrate the output light off for each line in the scan area, but it is also possible that the output light is turned off only in a part of the area. That is, it may be turned off only in a certain section within the face area.

한편, 도 6a 내지 도 7d에서는, 거리에 따라, 스캐닝 방법을 가변하는 것을 전제로 기술하였다. 이때, 외부 대상물에 대한 거리를 먼저 검출한 후, 스캐닝 방법을 가변하는 것이 바람직하다. 이를 위해, 거리 검출시, 스캐너(140)는, 제1 레벨의 파워로 출력광을 출력하면서, 거리 검출을 수행하는 프리(pri) 스캐닝 구간과, 제1 레벨 보다 높은 제2 레벨의 파워로 출력광을 출력하되, 프리 스캐니 구간에서 파악한 거리 정보에 기초하여, 프로그레시브 스캐닝 또는 인터레이브 스캐닝을 수행하는 메인(main) 스캐닝 구간으로 구분될 수도 있다.On the other hand, in Figs. 6A to 7D, it is assumed that the scanning method is changed depending on the distance. At this time, it is preferable that the distance to the external object is detected first, and then the scanning method is changed. For this purpose, at the time of distance detection, the scanner 140 outputs the output light at the power of the first level and outputs the output power at a power level of the second level higher than the first level, And may be divided into a main scanning section for performing progressive scanning or interlaced scanning based on the distance information detected in the pre-scan section.

이때, 프리 스캐닝 구간에서, 거리검출장치(100) 내의 프로세서(170)는, 거리 검출시, 영상 처리 기법을 이용하여, 사용자 얼굴 영역을 추출할 수도 있다. At this time, in the pre-scanning period, the processor 170 in the distance detecting apparatus 100 may extract the user's face area using the image processing technique when the distance is detected.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치의 구조도의 일예를 예시한다.8 illustrates an example of the structure of a display device according to another embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 도 8의 디스플레이 장치(30)는, 광출력 모듈(600), 및 스크린(200)을 구비할 수 있다.Referring to the drawings, the display device 30 of FIG. 8 may include an optical output module 600 and a screen 200.

도 8의 광 출력 모듈(600)은, 도 1의 거리검출장치(100)와 유사하게, 출력광을 출력하나, 가시광에 기초한 투사 영상을 더 출력하는 점에서 그 차이가 있다.The optical output module 600 of FIG. 8 differs from the distance detection device 100 of FIG. 1 in that the output light is output, but the projection image based on visible light is further output.

즉, 광출력 모듈(600)은, 외부 대상물의 거리 검출을 위한 출력광을, 제1 방향 스캐닝 및 제2 방향 스캐닝에 의해, 외부로 출력하며, 출력광에 대응하는 수신광을 수신하며, 출력광과 수신광에 기초하여 외부 대상물의 거리 또는 움직임을 검출할 수 있다.That is, the optical output module 600 outputs the output light for detecting the distance of the external object to the outside by the first direction scanning and the second direction scanning, receives the receiving light corresponding to the output light, The distance or motion of the external object can be detected based on the light and the received light.

또한, 광출력 모듈(600)은, 출력광과 함께, 가시광에 기초한 투사 영상을, 방향 스캐닝 및 제2 방향 스캐닝에 의해, 외부로 출력할 수 있다.Further, the optical output module 600 can output the projection image based on the visible light, together with the output light, to the outside by the directional scanning and the second directional scanning.

이를 위해, 광출력 모듈(600)은, 스캐닝 방식에 의해, 투사 영상과 출력광을 동시에 출력할 수 있는 2D 스캐너(140)를 구비할 수 있다.To this end, the optical output module 600 may include a 2D scanner 140 capable of simultaneously outputting a projection image and output light by a scanning method.

한편, 스크린(200)을 기준으로, 광출력 모듈(600)의 반대편에 위치하는 사용자가, 스크린(200) 상에 투사되는 투사 영상을 인식하므로, 이러한 방식을, 후면 투사 방식이라 명명할 수 있다.On the other hand, a user located on the opposite side of the optical output module 600 on the basis of the screen 200 recognizes the projected image projected on the screen 200, and this method can be called a rear projection method .

한편, 스크린(200)을 기준으로, 광출력 모듈(600)의 반대편에 위치하는 사용자에 대해서는, 스크린(200) 방향으로 출력되는 출력광에 기초하여, 거리 검출 수행이 가능할 수 있다. On the other hand, for a user located on the opposite side of the optical output module 600 with respect to the screen 200, distance detection can be performed based on the output light output toward the screen 200.

예를 들어, 스크린(200) 앞에 위치하는 사용자가 손가락을 이용하여, 스크린(200)을 터치하는 터치 입력을 수행하는 경우, 광출력 모듈(600)은, 사용자 손가락(20)에서 산란 또는 반사되는 수신광을 수신하고, 출력광과 수신광에 기초하여, 터치 입력을 감지할 수 있다.For example, when a user located in front of the screen 200 performs a touch input that touches the screen 200 using a finger, the light output module 600 may detect the scattered or reflected It is possible to receive the received light and sense the touch input based on the output light and the received light.

다른 예로, 도면과 같이, 스크린(200) 앞에 위치하는 사용자가 손을 이용하여, 스크린(200) 앞에서 제스쳐 입력을 수행하는 경우, 광출력 모듈(600)은, 사용자 손에서 산란 또는 반사되는 수신광을 수신하고, 출력광과 수신광에 기초하여, 제스쳐 입력을 감지할 수 있다.As another example, when a user located in front of the screen 200 performs a gesture input in front of the screen 200 using a hand as shown in the drawing, the light output module 600 may be configured to receive the light that is scattered or reflected from the user's hand And can sense the gesture input based on the output light and the received light.

결국, 이러한 디스플레이 장치(30)에 의하면, 터치 입력 및 제스쳐 입력이 가능하게 된다. As a result, according to the display device 30, touch input and gesture input become possible.

이를 위해, 광출력 모듈(600)은, 광원부(210), 집광부(212), 광합성부(220), 광반사부(257), 광 경로 변환부(258), 스캐너(140), 프로세서(170), 구동부(185), 집광부(218), 적외선 투과 필터(282), 및 광검출부(280)를 구비할 수 있다.The optical output module 600 includes a light source 210, a light condenser 212, a light synthesizer 220, a light reflector 257, an optical path converter 258, a scanner 140, a processor 170, a driving unit 185, a light collecting unit 218, an infrared ray transmitting filter 282, and a light detecting unit 280.

광원부(210)는, 복수의 광원부를 구비할 수 있다. 즉, 광원부(210)는, 적색 광원부(210R), 녹색 광원부(210G), 청색 광원부(210B), 적외선 방식의 출력광을 출력하는 출력광 광원부(210IR)를 구비할 수 있다. 이 중, 광원부(210R,210G,210B)는, 레이저 다이오드를 구비할 수 있다. The light source unit 210 may include a plurality of light source units. That is, the light source unit 210 may include a red light source unit 210R, a green light source unit 210G, a blue light source unit 210B, and an output light source unit 210IR for outputting infrared light. The light source units 210R, 210G, and 210B may include laser diodes.

한편, 각 광원부(210R,210G,210B,210IR)는, 구동부(185)로부터의 각 전기 신호에 의해, 구동될 수 있으며, 이러한 구동부(185)의 전기 신호는, 프로세서(170)의 제어에 의해, 생성될 수 있다. 한편, 출력광에 대응하는 전기 신호에 의해, 출력광 광원부(210IR)가 출력광을 출력할 수 있다.Each of the light sources 210R, 210G, 210B and 210IR can be driven by respective electric signals from the driver 185. The electric signal of the driver 185 is controlled by the processor 170 , Can be generated. On the other hand, the output light source unit 210IR can output the output light by the electric signal corresponding to the output light.

각 광원부(210R,210G,210B,210IR)에서 출력되는 광들은, 집광부(212) 내의 각 집광 렌즈(collimator lenz)를 통해, 시준될 수 있다(collimate).The lights output from the respective light source units 210R, 210G, 210B, and 210IR can be collimated through each collimator lens in the light condensing unit 212. [

광합성부(220)는, 각 광원부(210R,210G,210B,210IR)에서에서 출력되는 광을 합성하여 일 방향으로 출력한다. 이를 위해, 광합성부(220)는, 4개의 미러(mirror)(220a,220b,220c,220d)를 구비할 수 있다.The light synthesizing unit 220 synthesizes the lights output from the respective light source units 210R, 210G, 210B, and 210IR and outputs them in one direction. For this purpose, the photosynthesis unit 220 may include four mirrors 220a, 220b, 220c, and 220d.

즉, 제1 광합성부(220a), 제2 광합성부(220b), 제3 광합성부(220c), 및 제4 광합성부(220d)는, 각각, 적색 광원부(210R)에서 출력되는 적색광, 녹색 광원부(210G)에서 출력되는 녹색광, 청색 광원부(210B)에서 출력되는 청색광, 출력광 광원부(210IR)에서 출력되는 출력광을, 스캐너(140) 방향으로 출력하도록 한다.That is, the first, second, third, and fourth photosynthesis units 220a, 220b, 220c, and 220d are respectively connected to the red light source 210R, The blue light outputted from the blue light source part 210B and the output light outputted from the output light source part 210IR in the direction of the scanner 140. [

광반사부(257)는, 광합성부(220)를 통과한 적색광,녹색광,청색광,출력광을 스캐너(140) 방향으로 반사시킨다. 광반사부(257)는, 다양한 파장의 광을 반사시키며, 이를 위해, Total Mirror(TM)로 구현될 수 있다.The light reflecting portion 257 reflects the red light, the green light, the blue light, and the output light, which have passed through the light synthesizing portion 220, toward the scanner 140. The light reflection part 257 reflects light of various wavelengths and, for this purpose, it can be realized with Total Mirror (TM).

한편, 스캐너(140)는, 광원부(210)으로부터의 가시광(RGB),출력광(IR)을, 입력받아, 외부로 제1 방향 스캐닝 및 제2 방향 스캐닝을 순차적으로, 그리고 반복적으로 수행할 수 있다. 이와 같은 스캐닝 동작을, 외부 스캔 영역의 전체에 대해, 반복하여 수행한다. 특히, 스캐너(140)에서 출력되는 가시광(RGB),및 출력광(IR)은, 스크린(200)에 출력될 수 있다.Meanwhile, the scanner 140 receives the visible light (RGB) and the output light IR from the light source unit 210, and performs the first direction scanning and the second direction scanning sequentially and repeatedly have. Such a scanning operation is repeatedly performed for the whole of the external scan area. In particular, visible light (RGB) and output light (IR) output from the scanner 140 can be output to the screen 200.

이에 의해, 스크린(200) 상에 가시광(RGB)에 대응하는 투사 영상이 표시될 수 있다. Thereby, the projection image corresponding to the visible light (RGB) can be displayed on the screen 200.

한편, 스크린(200) 앞에 위치하는 외부 대상물에 대해, 출력광(IR)이, 산란 또는 반사되고, 수신광이, 광출력 모듈(100)로 입사될 수 있다. 구체적으로, 수신광이, 집광부(218), 적외선 투과 필터(282)를 거쳐, 광검출부(280)로 입력될 수 있다.On the other hand, the output light IR is scattered or reflected to an external object positioned in front of the screen 200, and the received light can be incident on the optical output module 100. More specifically, the received light can be input to the optical detector 280 via the condenser 218 and the infrared transmission filter 282.

광검출부(280)는, 이러한 수신광을 전기 신호로 변환하고, 프로세서(170)는, 손가락(20)에 의한 수신광과 출력광에 기초하여, 외부 대상물에 대한 거리 검출을 수행할 수 있다. 이때, 외부 대상물이, 스크린(200) 상에 터치되는 사용자의 손가락인 경우, 프로세서(170)는, 터치 입력에 대한 처리를 수행할 수 있다.The photodetector 280 converts the received light into an electric signal and the processor 170 can perform distance detection on an external object based on the light received by the finger 20 and the output light. At this time, if the external object is the user's finger to be touched on the screen 200, the processor 170 can perform processing for the touch input.

한편, 상술한 바와 같이, 외부 대상물에 대한 안정적인 거리 정보 획득을 위해, 광출력 모듈(600) 내의 스캐너(140)는, 거리에 따라, 스캐닝 방법을 가변할 수 있다. 구체적으로, 외부 대상물의 거리가 소정 거리 이내인 경우, 단위 면적당 공간 해상도를 감소시켜 스캐닝을 수행할 수 있다. 즉, 제1 거리의 외부 대상물에 대해, 제1 공간 해상도에 대응하는 스캐닝을 수행하고, 제1 거리 보다 먼 제2 거리의 외부 대상물에 대해, 제2 공간 해상도에 대응하는 스캐닝을 수행할 수 있다. 이에 따라, 외부 대상물이 사용자인 경우, 사용자 눈을 보호하면서, 안정적으로 외부 대상물에 대한 거리 정보를 획득할 수 있게 된다.Meanwhile, as described above, in order to obtain stable distance information with respect to an external object, the scanner 140 in the optical output module 600 may vary the scanning method depending on the distance. Specifically, when the distance of the external object is within a predetermined distance, scanning can be performed by reducing the spatial resolution per unit area. That is, for an external object at a first distance, scanning may be performed corresponding to the first spatial resolution, and for an external object at a second distance further than the first distance, scanning corresponding to the second spatial resolution may be performed . Accordingly, when the external object is a user, it is possible to stably obtain the distance information on the external object while protecting the user's eyes.

한편, 본 발명의 실시예에 따르면, 스캐너(140)에서 출력되는 가시광(RGB)을 출력하므로, 투사 영상이 표시되는 스크린(200)이 자유 곡면(free-form)을 가져도, 해당 스크린의 곡면에 대응하여, 투사 영상을 표시하는 것이 가능하다. 예를 들어, 스크린(200)의 곡면 상태를, 출력광에 의한 거리 검출을 통해, 파악하고, 해당 곡면에 대응하여, 표시 영상의 스케일링을 수행하고, 스케일링된 투사 영상을 표시하는 것도 가능하다. 이에 따라, 자유 곡면 디스플레이가 가능하게 된다.According to the embodiment of the present invention, since the visible light RGB outputted from the scanner 140 is output, even if the screen 200 displaying the projection image has a free-form surface, It is possible to display the projection image. For example, it is possible to grasp the curved surface state of the screen 200 through the distance detection by the output light, perform scaling of the display image corresponding to the curved surface, and display the scaled projection image. Thus, a free-form surface display becomes possible.

본 발명의 실시예에 따른 거리검출장치는 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.The distance detection apparatus according to the embodiment of the present invention is not limited in the configuration and the method of the embodiments described above but the embodiments can be applied to all or a part of each embodiment Or may be selectively combined.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 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 이해되어져서는 안될 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and detail may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention.

Claims (10)

출력광을 출력하는 광원부;
제1 방향 스캐닝 및 제2 방향 스캐닝을 수행하여, 외부 스캔 영역으로 상기 출력광을 출력하는 스캐너;
상기 스캔 영역으로부터의 수신광을 수신하는 광 검출부; 및
상기 출력광 및 상기 수신광에 기초하여, 상기 외부 스캔 영역 내의 외부 대상물의 거리를 검출하는 프로세서;를 포함하며,
상기 스캐너는,
외부 대상물이 기준 거리 이내에 위치하는 경우, 단위 면적당 공간 해상도를 감소시켜 스캐닝을 수행하는 것을 특징으로 하는 거리검출장치.A light source unit for outputting output light;
A scanner for performing a first direction scanning and a second direction scanning to output the output light to an external scan area;
A photodetector receiving the transmitted light from the scan area; And
And a processor for detecting a distance of an external object in the external scan area based on the output light and the received light,
The scanner includes:
Wherein when the external object is located within the reference distance, the scanning is performed by reducing the spatial resolution per unit area. 제1항에 있어서,
상기 스캐너는,
상기 기준 거리 이내인 제1 거리의 외부 대상물에 대해, 인터레이스 스캐닝을 수행하고, 상기 기준 거리 외의 제2 거리의 외부 대상물에 대해, 프로그레시브 스캐닝을 수행하는 것을 특징으로 하는 거리검출장치.The method according to claim 1,
The scanner includes:
Performs interlace scanning for an external object at a first distance within the reference distance and performs progressive scanning for an external object at a second distance outside the reference distance. 제1항에 있어서,
상기 스캐너는,
상기 기준 거리 이내인 제1 거리의 외부 대상물에 대해, 제1 프레임 레이트에 의한 프로그레시브 스캐닝을 수행하고, 상기 기준 거리 외의 제2 거리의 외부 대상물에 대해, 상기 제1 프레임 레이트 보다 작은 제2 프레임 레이트에 의한 프로그레시브 스캐닝을 수행하는 것을 특징으로 하는 거리검출장치.The method according to claim 1,
The scanner includes:
Performing a progressive scanning based on a first frame rate for an external object at a first distance that is within the reference distance and for a second object at a second distance outside the reference distance, Wherein the controller performs the progressive scanning by the distance measuring unit. 제1항에 있어서,
상기 스캐너는,
상기 기준 거리 이내인 제1 거리의 외부 대상물에 대해, 제1 스캐닝 각도에 의한 프로그레시브 스캐닝을 수행하고, 상기 기준 거리 외의 제2 거리의 외부 대상물에 대해, 상기 제1 스캐닝 각도 보다 작은 제2 스캐닝 각도에 의한 프로그레시브 스캐닝을 수행하는 것을 특징으로 하는 거리검출장치.The method according to claim 1,
The scanner includes:
Performing a progressive scanning by a first scanning angle on an external object at a first distance that is less than the reference distance and a second scanning angle smaller than the first scanning angle for an external object at a second distance outside the reference distance, Wherein the controller performs the progressive scanning by the distance measuring unit. 제4항에 있어서,
상기 광원부는,
상기 스캐너가, 상기 기준 거리 이내인 제1 거리의 외부 대상물에 대해, 제1 스캐닝 각도에 의한 프로그레시브 스캐닝을 수행하는 구간 중 일부 구간 동안, 오프되는 것을 특징으로 하는 거리검출장치.5. The method of claim 4,
The light source unit includes:
Wherein the scanner is turned off for a part of an interval for performing progressive scanning by a first scanning angle with respect to an external object at a first distance within the reference distance. 제1항에 있어서,
상기 광원부는,
상기 스캐너가, 상기 기준 거리 이내인 제1 거리의 외부 대상물에 대해, 스캐닝을 수행하는 구간 중 제1 일부 구간 동안, 또는 상기 기준 거리 외의 제2 거리의 외부 대상물에 대해, 스캐닝을 수행하는 구간 중 제2 일부 구간 동안, 오프되는 것을 특징으로 하는 거리검출장치.The method according to claim 1,
The light source unit includes:
Wherein the scanner is configured to perform scanning with respect to an external object at a first distance that is within the reference distance, during a first partial period of the section performing the scanning, or with respect to an external object at a second distance outside the reference distance, And is turned off during a second part of the interval. 제6항에 있어서,
상기 제1 일부 구간 또는 제2 일부 구간은, 사용자 얼굴에 대해, 스캐닝이 수행되는 구간에 대응하는 것을 특징으로 하는 거리검출장치.The method according to claim 6,
Wherein the first partial section or the second partial section corresponds to a section in which scanning is performed with respect to the user's face. 제1항에 있어서,
상기 기준 거리 이내인 제1 거리의 외부 대상물에 대해, 스캐닝을 수행하는 구간 동안의 상기 출력광의 출력 기간이, 상기 기준 거리 외의 제2 거리의 외부 대상물에 대해, 스캐닝을 수행하는 구간 동안의 상기 출력광의 출력 기간 보다, 더 짧은 것을 특징으로 하는 거리검출장치.The method according to claim 1,
The output period of the output light during an interval in which scanning is performed for an external object at a first distance that is within the reference distance is shorter than an output period during an interval during which scanning is performed for an external object at a second distance other than the reference distance, Is shorter than an output period of light. 출력광을 출력하는 광원부;
제1 방향 스캐닝 및 제2 방향 스캐닝을 수행하여, 외부 스캔 영역으로 상기 출력광을 출력하는 스캐너;
상기 스캔 영역으로부터의 수신광을 수신하는 광 검출부; 및
상기 출력광 및 상기 수신광에 기초하여, 상기 외부 스캔 영역 내의 외부 대상물의 거리를 검출하는 프로세서;를 포함하며,
제1 거리의 외부 대상물에 대해, 스캐닝을 수행하는 구간 동안의 상기 출력광의 출력 기간이, 제1 거리 보다 더 먼 제2 거리의 외부 대상물에 대해, 스캐닝을 수행하는 구간 동안의 상기 출력광의 출력 기간 보다, 더 짧은 것을 특징으로 하는 거리검출장치.A light source unit for outputting output light;
A scanner for performing a first direction scanning and a second direction scanning to output the output light to an external scan area;
A photodetector receiving the transmitted light from the scan area; And
And a processor for detecting a distance of an external object in the external scan area based on the output light and the received light,
For an external object at a first distance, an output period of the output light during a period in which scanning is performed, for an external object at a second distance further than the first distance, for an output period of the output light during a period of performing scanning And the shorter the distance, the shorter the distance. 출력광을 출력하는 광원부;
제1 방향 스캐닝 및 제2 방향 스캐닝을 수행하여, 외부 스캔 영역으로 상기 출력광을 출력하는 스캐너;
상기 스캔 영역으로부터의 수신광을 수신하는 광 검출부; 및
상기 출력광 및 상기 수신광에 기초하여, 상기 외부 스캔 영역 내의 외부 대상물의 거리를 검출하며, 상기 외부 대상물의 거리에 따라, 프로그레시브 스캐닝 또는 인터레이스 스캐닝 중 적어도 하나가 수행되도록 제어하는 프로세서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 거리검출장치.

A light source unit for outputting output light;
A scanner for performing a first direction scanning and a second direction scanning to output the output light to an external scan area;
A photodetector receiving the transmitted light from the scan area; And
And a processor for detecting a distance of an external object within the external scan area based on the output light and the received light and controlling at least one of progressive scanning or interlace scanning according to the distance of the external object And the distance detection device.

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