KR20160022163A

KR20160022163A - Rf센서를 가진 디스플레이장치 및 디스플레이장치의 사용자 감지방법

Info

Publication number: KR20160022163A
Application number: KR1020140107963A
Authority: KR
Inventors: 손창원; 강근석; 소병석; 이성한; 최상언
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2014-08-19
Filing date: 2014-08-19
Publication date: 2016-02-29

Abstract

본 발명은 RF 센서를 포함하는 디스플레이장치에 관한 것이다.
디스플레이장치는 영상을 표시하는 표시패널; 상기 표시패널을 수용하는 패널 수용부; 상기 패널 수용부 내에서 상기 표시 패널 전방에서의 사용자 인식을 수행하는 무선 주파수(RF)센서를 포함한다.

Description

RF센서를 가진 디스플레이장치 및 디스플레이장치의 사용자 감지방법{A DISPLAY DEVICE HAVING RF SENSOR AND METHOD FOR DETECTING A USER OF THE DISPLAY DEVICE}

본 발명은 무선 주파수 무선 주파수(Radio Frequency, 이하 RF라 칭함)센서를 가진 디스플레이장치 및 디스플레이장치에서 사용자를 감지방법, 더욱 상세하게는 표시패널을 가진 디스플레이장치의 전면부에 각종 부품의 실장이 어려운 디자인 및 공간적 제약을 극복하면서 사용자 감지와 각종 센싱을 할 수 있는 디스플레이장치 및 사용자 감지방법에 관한 것이다.

인체 감지를 위한 기술은 감지하고자 하는 범위에 대해 개방된 공간과 거리를 유지한 상태에서 대상에 대해 검사신호를 발송하여 대상의 반사행위 또는 반사 신호를 수신하는 행태가 대부분이다. 또한, 일반적인 인체 감지기술은 전방에 장애물이 없는 근거리에 있는 대상으로부터 발생하는 적외선 또는 원적외선을 감지하여 인체를 감지하는 방법을 사용하고 있다.

적외선 또는 원적외선 센서는 발산되는 신호가 방향성으로 한정됨에 따라 신호의 경로가 폐쇄 또는 신호 경로 상에 장애물이 존재하는 경우, 감지하고자 하는 각종 대상의 움직임을 검출하기 힘든 것이 현실이다. 즉, 대부분의 검출방법은 감지하고자 하는 대상을 기준으로 가시권내에서만 가능한 상태이며, 일련의 장애물이 등장 시 감지 대상의 움직임에 대해서는 미검출 상태로 판단되어 감지기능 자체가 무의미해진다.

따라서 이러한 적외선 또는 원적외선 센서를 모니터, 스마트 TV 및 중대형 디스플레이 장치를 이용한 광고판, 안내판(signage), 게시판으로 사용되는 디스플레이 장치에 설치하는 경우에 감지 경로 상에 장애물이 설치되는 경우에 인체 감지에 대해서 신뢰성이 낮아 질 수 있다.

또한 실제 개방된 공간이 아닌 일부 장애물이나 폐쇄된 상태에서의 인체 감지는 무선 주파수(Radio Frequency) 신호를 발산하여 대상으로부터 반사되는 반사파를 수신하는 방식을 사용되었으나, 이러한 무선 주파수를 이용한 인체 감지를 디스플레이 장치에 적용하기 위해서는 외형적 또는 공간적인 문제가 있었다.

본 발명의 목적은 상술한 종래의 문제를 해결하기 위한 것으로, 스마트 TV, 모니터, 중대형 디스플레이 장치 등과 같은 디스플레이장치에서 대인 감지 센서의 실장을 수월하게 하고 감지 신뢰성을 향상되도록 하여 인체 감지 결과 제어되는 디스플레이 장치의 동작이 향상되도록 하는 RF 센서를 갖는 디스플레이장치 및 사용자 감지방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 사용자에게 보이지 않도록 표시패널의 로고표시부에 RF센서를 배치하더라도, 로고표시부의 발광부의 동작에 따른 무선 주파수 신호의 간섭이나 방해를 줄일 수 있는 RF장착구조를 가진 디스플레이장치 및 사용자 감지방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 다수의 감지되는 대상 중 정확한 사용자 감지가 가능한 RF센서를 포함하는 디스플레이장치 및 사용자 감지방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 사용자 감지 유무에 따라 디스플레이장치의 전원을 관리하여 에너지 절약 가능한 디스플레이장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 대상으로부터 반사된 반사파에 포함된 잡음을 제거할 수 있어 정확한 사용자 감지가 가능한 디스플레이장치 및 사용자 감지방법을 제공함에 있다.

상술한 본 발명의 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 영상을 표시하는 표시패널; 상기 표시패널을 수용하는 패널 수용부; 상기 패널 수용부 내에서 상기 표시 패널 전방에서의 사용자 인식을 수행하는 무선 주파수(RF)센서를 포함하여 구성할 수 있다.

상기 일 실시예에 따른 디스플레이장치에 의하면, 상대적으로 볼륨이 큰 RF센서를 사용자에게 보이지 않도록 표시패널의 패널 수용부에 배치함으로써, 디스플레이장치의 디자인 측면에서 심미감을 향상시키고, 표시패널 전방의 넓은 범위 및 장애물과 관계 없이 사용자를 인식이 가능하다.

상기 RF 센서는 표시 패널의 후방을 향하도록 배치되고, 상기 패널 수용부는, 상기 표시패널 후방으로 발산되는 무선 주파수를 반사하여 표시패널의 전방으로 향하도록 하는 반사부를 배치함으로써, 간단하고 경제적인 RF센서 장착 구조를 제공할 수 있다.

상기 패널 수용부는 상기 표시 패널을 지지하는 지지프레임과 상기 표시 패널를 덮는 후면 커버를 포함하며, 상기 RF 센서는 상기 지지프레임에 배치되며, 상기 반사부는 후면 커버에 배치하여 간단한 RF센서 장착구조를 제공할 수 있다.

상기 RF센서에서 발산되어 상기 반사부로 향하는 무선 주파수 신호의 진행 경로에 위치한 후면 커버의 적어도 일부는 관통부를 제공함으로써, 무선 주파수 신호의 방해를 최소화할 수 있다.

상기 반사부는 도파관부로 형성함으로써, 보다 효율적인 무선 주파수 신호 발산 및 수신을 가능하게 할 수 있다.

상기 패널 수용부는 후면커버를 포함하며, 상기 후면커버 내에는 스피커가 내장되며, 상기 RF센서는 상기 스피커의 전방을 향한 음향 경로에 배치함으로써, 별도의 RF센서 장착구조를 마련하지 않고도 RF센서를 장착할 수 있다.

상기 패널수용부는 음향 덕트 또는 혼(horn) 안테나를 더 포함하며, 상기 RF센서는 상기 음향 덕트 또는 혼(horn) 안테나 내부 또는 앞에 배치함으로써, 상기 스피커의 음향 진행 방향을 따라 RF센서에서 발산된 무선 주파수 신호를 전반으로 방출할 수 있다.

상기 패널 수용부는 로고 표시부를 포함하며, 상기 RF센서는 상기 로고 표시부에 배치할 수 있고, RF센서의 무선 주파수 신호가 전방으로 용이하게 전달되면서 RF센서의 외형이 감춰질 수 있다.

상기 로고 표시부는 발광부를 포함하며, 상기 발광부는 RF센서로부터 발산하는 무선 주파수 신호의 진행 방향을 방해하지 않도록 배치함으로써 발광부에 의한 무선 주파수 신호의 송수신 감도를 높일 수 있다.

상기 발광부는 LED소자 및 인쇄회로기판(PCB)을 포함하며, 상기 LED소자 및 인쇄회로기판(PCB)는 상기 로고 표시부 내면의 상하좌우 표면 중 하나에 배치함으로써, 무선 주파수 신호의 진행 방해를 최소화할 수 있다.

상기 로고부 표면은 비전도성 물질로 코팅함으로써, 로고부 표면 코팅에 의한 무선 주파수 신호의 진행 방해를 감소시킬 수 있다.

상기 발광부의 동작을 위한 PWM(펄스폭변조)신호와 상기 RF센서의 동작을 위한 PWM(펄스폭변조)신호는 서로 비동기화시킴으로써, 발광부의 동작 주파수에 의한 무선 주파수 신호의 방해를 줄일 수 있다.

또한 적외선 리모컨의 신호를 수신하는 적외선센서를 더 포함함으로써, RF센서의 트리거 기능으로 이용하여 에너지 절약이 가능하다.

상기 적외선센서의 감지 결과를 이용하여 상기 RF 센서를 온(ON)시키거나 상기 RF 센서의 송신 주파수를 증폭함으로써, 사용자가 없는 경우에는 RF센서를 오프(OFF)시키거나 감도를 낮추어 RF센서의 구동에 따른 에너지 소모를 절약할 수 있다.

상기 RF센서는 인체를 감지하거나 소정거리 범위 내에 인체가 위치됨에 따라 트리거 기능으로서 상기 디스플레이장치에 전원을 온(ON)시킴에 따라, 사용자가 없을 때 디스플레이장치의 소모 에너지를 절약할 수 있다.

상기 RF센서는 인체가 감지되지 않거나 소정거리 범위 밖에 인체가 위치됨에 따라 상기 디스플레이장치를 오프(OFF)시킴으로써, 사용자가 없을 때 디스플레이장치의 소모 에너지를 절약할 수 있다.

상기 RF센서는 인체를 감지하거나 소정거리 범위 내에 인체가 위치됨에 따라 상기 디스플레이장치의 특정 기능만을 온(ON)시킴으로써, 최소한 기능만을 사용자에게 제시하고 불필요한 동작에 따른 디스플레이장치의 소모 에너지를 절약할 수 있다.

상기 RF센서의 트리거 기능으로 디스플레이장치의 대기전원을 온(ON)시켜, 사용자가 없을 때에는 디스플레이장치의 대기전원까지 오프시킬 수 있어 디스플레이장치의 소모 에너지를 절약할 수 있다.

상기 RF센서의 트리거 기능으로 디스플레이장치의 백라이트 일부를 동작시켜, 국부적 표시패널에 정보를 표시함으로써, 사용자에게 필요한 최소한의 정보만을 제공할 수 있다.

상기 특정 기능은 사용자의 근접을 감지함에 따라 사용자를 의미하는 피사체 또는 형상을 의미하는 그래픽유저인터페이스(GUI)로 표시패널에 표시하고, 사용자의 이탈을 감지함에 따라 상기 표시된 그래픽유저인터페이스(GUI)를 페이드 아웃(fade out)시킴으로써, 사용자 인식 결과를 시각적으로 표시하여 사용자의 편의성을 높일 수 있다.

상기 특정 기능은 사용자의 근접을 감지함에 따라 사용자의 모습을 외곽 일러스트레이션의 모션 그래픽유저인터페이스(GUI)로 표시함으로써, 사용자 인식 결과를 시각적으로 표시하여 사용자의 편의성을 높일 수 있다.

상기 RF센서는 근거리 감지 또는 원거리 감지가 소정 시간 동안 반복되는 경우 무선 주파수 송신 출력을 낮춤으로써, 불필요한 대상이 사용자로 인식되는 것을 방지하여 에너지 소모를 방지할 수 있다.

상기 RF센서는 반사파의 주파수범위가 소정 범위를 벗어나는 경우 감지에러로 판단함으로써, 불필요한 대상이 사용자로 인식되는 것을 방지할 수 있다.

상기 패널 수용부는 상기 표시패널 전방을 향하는 카메라 모듈을 더 포함하며, 상기 RF센서는 상기 카메라 모듈 내에 배치함으로써 사용자의 눈에 띄지 않도록 편리하게 RF센서를 장착할 수 있다.

본 발명에 의하면, 대부분의 디자인 및 기구 실장적 이슈로 인해 모니터, 스마트 TV 및 중대형 디스플레이 장치를 이용한 광고판, 안내판(signage), 게시판으로 사용되는 디스플레이 장치등과 같은 디스플레이장치에서 대인 감지 센서의 실장을 수월하게 하고 사용자로 하여금 대인 감지의 상태를 알 수 없도록 할 수 있다.

또한, 사용자에게 보이지 않도록 표시패널의 패널수용부에 RF센서를 배치하더라도, 무선 주파수 신호의 간섭을 방지할 수 있다.

표시 패널은 액정 표시 패널 등과 같은 수광 디스플레이 패널 또는 유기 발광 표시 패널 등과 같은 자발광 디스플레이 패널로 구현될 수 있다.

또한, 다수의 감지되는 대상 중 사용자 감지가 가능하며, 사용자 감지 유무에 따라 디스플레이장치의 전원을 관리하여 에너지 절약 가능하고, 대상으로부터 반사된 반사파에 포함된 잡음을 제거할 수 있어 정확한 사용자 감지가 가능하다.

또한, RF센서를 이용함으로써 개방된 공간이 아닌 일부 장애물이나 폐쇄된 상태에서도 인체를 감지할 수 있어 사용자의 의도에 선점하여 디스플레이장치가 동작하도록 할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 디스플레이장치의 구성을 나타내는 블록도,
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 디스플레이장치에 RF센서의 설치 및 RF센서 구조를 나타내는 개략도,
도 3은 본 발명에 제1 실시예에 따라 RF센서가 배치된 디스플레이장치의 배면을 나타내는 개략도,
도 4는 도 3의 A-A선을 따라 취한 부분단면도,
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따라 RF센서가 배치된 디스플레이장치의 배면을 나타내는 개략도,
도 6은 도 5의 B-B 선을 따라 취한 부분단면도,
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따라 RF센서가 배치된 디스플레이장치의 전면을 나타내는 개략도,
도 8은 본 발명의 제3실시예에 따라 RF센서가 배치된 디스플레이장치의 전면을 나타내는 개략도,
도 9는 도 8의 C-C선을 따라 취한 부분단면도,
도 10은 본 발명의 제4실시예에 따라 RF센서가 배치된 디스플레이장치의 전면을 나타내는 개략도,
도 11은 도 9의 로고 표시부의 LED소자 구동 파형과 RF센서의 구동 파형을 나타내는 도, 및
도 12는 본 발명에 따른 디스플레이장치의 사용자 감지방법을 나타내는 순서도이다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다. 이하 실시예에서는 본 발명의 사상과 직접적인 관련이 있는 구성들에 관해서만 설명하며, 그 외의 구성에 관해서는 설명을 생략한다. 그러나, 본 발명의 사상이 적용된 장치 또는 시스템을 구현함에 있어서, 이와 같이 설명이 생략된 구성이 불필요함을 의미하는 것이 아님을 밝힌다. 도면에 표현된 동일한 참조 번호는 동일한 구성 요소를 나타낸다.

도 1은 본 발명에 따른 디스플레이장치(100)의 구조를 개략적으로 나타낸 도이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 디스플레이장치(100)는 영상을 처리하는 제어부(110), 전원부(120), 유저 인터페이스(user interface; 이하 UI라 칭함) 생성부(130), 디스플레이부(140), 제1센서(150), 제2센서(160) 및 각종 부속물(240, 250, 260, 262,280)을 포함할 수 있다. 디스플레이장치(100)는 상술한 구성요소들 외에 튜너를 포함하는 영상수신부(미도시), 수신된 영상을 처리하는 영상처리부(미도시), 유무선 통신부(미도시), 타이밍제어부(미도시), 음성처리부(미도시) 등 더 많은 구성요소들을 포함할 수 있으며, 간략한 설명을 위해 생략한다.

제어부(110)는 디스플레이장치(100)의 각 구성요소, 예를 들면 전원부(120), UI생성부(130), 디스플레이부(140), 및 기타 각종 부품을 제어할 수 있다.

제어부(110)는 각종 센서(150,160)에서 감지한 사용자의 근접 또는 이탈 감지 유무를 판독하여 제품의 전원을 사용자의 의도에 선점 분석하여 사용자가 디스플레이장치(100)를 온(On) 또는 오프(Off)하고자 리모컨이나 본체의 전원버튼 등을 이용하기 위해 근접하는 경우 본체가 미리 파워(Power) 온(ON) 또는 오프(OFF)하여 사용자가 실제 파워(Power) 온(ON) 또는 오프(OFF) 행위 시 빠르게 온(On) 또는 오프(OFF)하도록 할 수 있다.

제어부(110)는 또한 사용자 인식 결과에 따라 또는 특정 구역의 백라이트만을 켜서, 국부적인 화면으로 사전 설정된 화면을 표시할 수 있다.

제어부(110)는 인체감지결과에 따라 사용자를 의미하는 피사체 또는 형상을 의미하는 그래픽 유저 인터페이스(GUI)로 제시하는 형태, 예를 들면 사용자의 외곽라인기반의 일러스트레이션을 LCD화면을 통해 제공하고, 사용자가 해당 영역을 이탈하는 경우 해당 일러스트레이션도 페이드 아웃(Fade out)되는 형태로 사라지도록 영상처리부(미도시) 및 디스플레이부(140)를 제어할 수 있다. 또한, 제어부(110)는 사용자의 모습을 일정 외곽 일러스트레이션으로 표시하여 유사하게 모션 그래픽 유저 인터페이스(GUI)로 표시하도록 영상처리부(미도시) 및 디스플레이부(140)를 제어할 수 있다.

제어부(110)는 ASICs (application specific integrated circuits), DSPs (digital signal processors), DSPDs (digital signal processing devices), PLDs (programmable logic devices), FPGAs (field programmable gate arrays), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors)를 포함할 수 있다.

전원부(120)는 디스플레이장치(100)의 각 종 부품, 예를 들면 제어부(110), 디스플레이부(140), 제1 및 제2센서(150,160) 등에 전원을 공급할 수 있다.

전원부(120)는 제어부(110)의 제어 하에 디스플레이장치(100) 본체, 또는 각 부품에 전원을 공급한다. 이때 제어부(110)는 제1 및 제2센서(150,160)의 사용자 감지 결과를 이용하여 디스플레이장치(100) 본체 또는 각 부품에 전원을 제어할 수 있다.

전원부(120)는 디스플레이장치(100)의 전원이 오프인 경우에도 제1센서(150) 및/또는 제2센서(160)의 전원을 온 상태로 유지할 수 있다. 선택적으로, 전원부(120)는 디스플레이장치(100)의 전원이 온인 경우에 제1센서(150) 및/또는 제2센서(160)의 전원을 오프 상태로 전환할 수도 있다.

UI생성부(130)는 사용자 명령 입력을 위한 유저 인터페이스(UI)를 생성하여 디스플레이부(140)에 표시할 수 있다. UI생성부(130)는 제1센서(150) 및/또는 제2센서(160)에 의한 사용자 감지 결과에 따라 제어부(110)에 의해 사용자가 바로 디스플레이부(140) 터치화면 또는 리모컨(미도시) 등의 입력장치를 통하여 명령을 입력하도록 UI를 생성할 수 있다.

디스플레이부(140)는 영상처리부(미도시) 또는 그래픽 처리부(미도시)에서 처리된 영상 또는 그래픽을 표시할 수 있다. 디스플레이부(140)의 구현 방식은 한정되지 않는 바, 액정층을 포함하는 액정패널 또는 유기물로 구성된 발광층을 포함하는 유기발광패널, 플라즈마 표시패널 등으로 구현될 수 있다.

디스플레이부(140)는 구현 방식에 따라서 부가적인 구성을 추가적으로 포함할 수 있다. 디스플레이부(140)는 예를 들면 액정 방식인 경우, 액정패널(142), 백라이트(미도시), 편광특성 및 조명광의 집광특성에 따라서 프리즘 필름(미도시), 편광필름(미도시), 컬러필터(미도시), 구동회로(미도시), 패널 수용부(230, 240, 227) 등을 포함할 수 있다.

패널 수용부(230, 240, 227)는 액정패널(142)을 수용하는 후면프레임(230), 구동회로 등을 수용하는 후면커버(140), 및 액정패널(142)의 테두리를 감싸는 베젤(270)을 포함할 수 있다. 패널 수용부(230, 240, 227)는 모델에 따라 후면 커버(240) 내에 스피커(260)를 포함할 수 있고, 상기 스피커(260)에서 발생된 음향을 전방으로 안내하는 음향 덕트 또는 혼 안테나(262)를 포함할 수 있다. 또한 패널 수용부(230, 240, 227)는 모델에 따라 액정패널(140)의 베젤(270) 하부에 로고표시부(280)를 포함할 수 있다. 또한 패널 수용부(230, 240, 227)는 모델에 따라 액정패널(140)의 베젤(270) 상부 또는 하부에 카메라모듈(290)를 포함할 수 있다.

제1센서(150)는 무선 주파수(RF)센서를 포함할 수 있다. 제1센서(150)는 디스플레이장치(100)의 패널 수용부, 예를 들면 지지프레임(230), 후면 커버(240), 스피커(260), 음향 덕트 또는 혼 안테나(262), 베젤(270) 등에 배치되어 디스플레이부(140) 전면의 사용자에게 보이지 않게 배치된다. 무선 주파수(Radio Frequency; 이하 RF센서라 칭함)센서는 특정 주파수의 전파, 예를 들면 극초단파(microwave)를 송신한 후 해당 신호의 반사파를 감지하는 방식의 도플러효과를 적용하여 거리에 따른 주파수변화를 검출하여 감지신호를 출력한다. 도플러효과란 파가 정지된 물체에 부딪혀서 돌아오는 경우에는 송수신파가 동일한 주파수를 갖지만, 움직이는 물체에 부딪혔다가 반사되는 경우에는 주파수가 달라지는 현상이다. 송신부로 점점 가까워지는 물체의 경우 주파수가 짧아지고, 점점 멀어지는 물체의 경우 주파수가 길어진다. 따라서, 주파수의 변화와 변화상태를 분석하여 움직이는 물체가 있는지, 물체가 어느 방향으로 움직였는지, 얼마의 속도로 움직였는지 등을 분석할 수 있다. RF센서는 라디오 주파수를 사용하기 때문에 장애물을 뚫고 송수신이 가능하며, 넓은 지역으로 전파를 송신할 수 있다. 하지만 적외선 센서에 비해 비용이 많이 들고 PCB회로를 별도로 구비해야 하기 때문에 여유공간이 필요하다.

제2센서(160)는 적외선(Infrared) 감지 기반의 인체 체온 감지 센서, 예를 들면 볼로미터(bolometer)를 포함할 수 있다. 제2센서(160)는 예를 들면 리모컨 제어를 위한 IR송수신부(미도시)에 장착될 수 있다. 적외선 센서는 스스로 적외선을 복사하여 빛이 차단됨으로써 변화를 검지하는 능동식과, 자체에는 발광기를 가지지 않고 외계로부터 받는 적외선의 변화만을 읽어내는 수동식이 있다. 적외선이란 전자기파스펙트럼중 가시광선의 적색광보다 길고 마이크로파보다 짧은파장, 즉파장0.75μm～1mm의 복사선을 말한다.

제2센서(160)의 감지결과는 제1센서(150)에 전원을 온(ON)시키거나 송신 주파수를 증폭하는 트리거 데이터로 이용할 수 있다. 즉, 사용자가 없을 경우에는 디스플레이장치(100)의 전원을 완전 오프(OFF)시키고, 제1센서(150)의 전원도 완전 오프(OFF) 또는 저감도 작동시킨 상태에서, 제2센서(160)의 사용자 감지 결과를 통하여 제2센서(150)를 온(ON) 또는 증폭하고, RF센서(150)의 사용자 감지를 통하여 디스플레이장치(100)의 전원 또는 대기전원을 온(ON)시키거나 디스플레이장치(100)의 특정 기능만을 작동하도록 할 수 있다.

물론, 제2센서(160)는 선택적으로 적용되는 것이며, 제1센서(150)만으로도 충분히 본 발명의 사용자 인식 효과를 얻을 수 있다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 디스플레이장치(에 RF센서의 설치 및 구성을 나타내는 개략도이다.

RF센서(150)는 디스플레이부(140)의 전면에서 보이지 않도록 지지프레임(230)에 일체형 또는 분리형으로 장착될 수 있다. 특히, 지지프레임(230)은 알루미늄, 철, 스테인리스 등의 금속성 재료로 제작되는 것이 일반적이므로, 무선 주파수 감지신호 통과를 용이하지 않다. 따라서, RF센서(150)는 무선 주파수 신호를 표시패널(200)의 후방으로 발산하고, 이를 반사부(250)를 통해 가이드 또는 반사하여 디스플레이부(140)의 전방으로 향하도록 할 수 있다. 이후, 디스플레이부(140) 전방에 위치한 감지 대상으로부터 반사된 무선 주파수 신호는 상기 반사부(250)를 통하여 가이드 또는 반사되어 RF센서(150)로 전달되어 사용자 인식에 이용될 수 있다.

RF센서(150)는 RF송수신부(152), RF센서모듈(154) 및 RF송수신부(152)와 RF센서모듈(154)를 연결하는 연결선(156)을 포함하여 구성할 수 있다.

RF송수신부(152)는 무선 주파수 감지신호를 발산하는 RF발산 안테나(152-1)와 대상에서 반사된 반사파를 수신하는 RF수신 안테나(152-2)를 포함할 수 있다.

RF송수신부(152)는 연결선(156)을 통하여 RF센서모듈(154)에 연결될 수 있다.

RF센서모듈(154)은 RF송수신부(152)가 발산하는 무선 주파수를 생성하고 수신된 반사파를 처리하는 후처리부(153), 센서 제어부(155) 및 RF송수신부(152)와 후처리부(153) 사이에 배치된 저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier)를 포함할 수 있다.

후처리부(153)는 증폭기(AMP), 공진기(resonator), 필터, 아날로그 디지털 변환기(ADC), FET(field effect transistor), MMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuit) 등을 포함할 수 있다.

센서 제어부(155)는 제품, 예를 들면 디스플레이장치(100)의 제어부(110)로부터 명령이나 데이터를 수신하여 처리하거나, 상기 후처리부(153)에서 보내는 신호를 처리하여 분석 처리하여 디스플레이장치(100)의 제어부(110)로 전송하는 역할을 한다. 센서 제어부(155)는 마이크로 프로세서(MCU), USB-I2C 컨버터 등을 포함할 수 있다.

저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier)(156)는 표시패널(200) 동작, 스피커 동작, 기타 주변 전자기기 등의 방해 전파가 송수신되는 반사파에 혼합될 가능성이 높기 때문에 RF수신 안테나(152-2)와 후처리부(153) 사이에 배치되어 수신 반사를 잡음을 제거하고 증거하는 것이 바람직하다.

적외선센서(160)는 사용자의 근접 또는 이탈 감지 유무를 판독하여 제품의 전원(Power)을 사용자의 의도를 선점 분석하여 빠르게 온 또는 오프(OFF)하도록 하기 위한 트리거(trigger) 기능을 제공할 수 있다.

도 3 및 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 RF센서(150)의 장착 구조를 나타낸 것으로, RF센서(150)는 표시패널(200) 후방의 지지프레임(230)에 장착되어 후방을 향해 무선 주파수 신호를 발산할 수 있다. 이때, RF센서(150)는 어느 정도 경사진 형태로 배치함으로써 반사부(250)의 반사 각도를 보다 넓게 할 수 있다. 후방으로 발산된 무선 주파수 신호는 후면 커버(240)에 배치된 반사부(250)를 통하여 디스플레이부(140)의 표시패널(142)의 전방으로 안내 또는 반사된다. 이는 지지프레임(230)은 알루미늄, 철, 스테인리스 등의 금속성 재료로 제작되는 것이 일반적이므로, 무선 주파수 감지신호 통과를 용이하지 않기 때문에 우회하여 표시패널(142) 전방으로 발산하도록 하기 위한 것이다. 이때, 우회하는 경로는 후면 커버(230)의 하부를 이용하는 것이 바람직하다, 표시패널(142)의 하부는 표시패널(142)의 두께에 의해 반사부(250)가 돌출하더라도 전방에서 사용자의 시야에 가려지기 때문이다.

RF센서(150)에서 발산된 무선 주파수 신호가 반사부(250)로 향하는 경로에 위치한 후면 커버(240) 부분, 즉 후면커버(240)의 하부는 관통부를 형성하여 무선 주파수 신호의 전달을 방해하는 것을 최소화할 수 있다.

반사부(250)는 평평한 반사판, 1회 절곡된 반사판, 곡면 반사판, 또는 다단의 도파관과 같은 형태로 무선 주파수 신호를 전방으로 유도하는 것도 가능하다. 반사부(250)는 또한 후면 커버(240) 대신에 지지프레임(230)에 특정 지지부를 이용하여 장착하는 것도 가능하다.

도 5 및 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 RF센서(150)의 장착 구조를 나타낸 것이다. 표시패널(142) 후방의 지지프레임(230)과 후면 커버(240) 사이의 공간에는 스피커(260)가 내장될 수 있다. 스피커(260)는 음질 보장을 위해 기본적이 부피를 가지고 있기 때문에, 도 5에 나타낸 바와 같이 스피커(260)가 장착되는 부분의 후면 커버(240)는 후방으로 돌출된 볼록부(242)을 포함할 수 있다. 후면 커버(240) 내에 배치된 스피커(260)는 표시패널(142)의 후방에서 출력된 음향을 표시패널(142) 전방으로 안내하는 음향 덕트 또는 혼 안테나(262)를 포함할 수 있다. 이때, RF센서(150)는 도 6에 나타낸 바와 같이, 스피커(260)에서 출력된 음향의 진행경로에 배치되고, RF센서(150)에서 출력된 무선주파수 신호는 전방을 향하는 음향 진행 경로를 이용하여 송신 또는 수신될 수 있다.

도 6 및 7에 나타낸 바와 같이 표시패널(142)의 각 테두리를 감싸는 베젤(270) 중 하부 측은 상기 음향 덕트 또는 혼 안테나(262)를 형성하기 위해 표시패널(142)의 전방으로 관통된 슬롯이 형성할 수 있다. 여기서, 상기 음향 덕트 또는 혼 안테나(262)는 베젤(270) 하부 전체에 걸쳐 형성될 수도 있고, 스피커(260)가 형성된 부분만 형성될 수도 있다. 따라서, RF센서(150)는 상기 음향 덕트 또는 혼 안테나(262)가 베젤(270) 하부 전체에 걸쳐 형성될 경우에는 반드시 스피커(160)에 대응하는 부분에 설치할 필요는 없다.

도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 RF센서(150)의 장착 구조를 나타낸 것이다. 본 발명의 제3실시예에 따른 RF센서(150)를 가진 디스플레이장치(100)는 표시패널(142)의 하부에 배치되는 베젤(270)에 로고 표시부(280)가 배치되는 모델에 적용될 수 있다.

도 9에 나타낸 바와 같이, 로고 표시부(280)는 전면의 로고 부분(284)에 빛을 조사하는 발광부(282)를 포함할 수 있다. 발광부(282)는 인쇄회로기판(PCB)(미도시)과 LED광원소자(미도시)를 포함할 수 있다. 이때, 발광부(282)는 후면에 배치된 RF센서(150)의 발산 무선 주파수 신호를 방해하지 않도록 로고 표시부(280) 내면에서 RF센서(150)의 무선 주파수 신호 진행경로를 반행하지 않는 상하좌우 표면에 배치하는 것이 바람직하다. 물론, 발광부(282)는 전면의 로고부분(284)에 조사하는 광의 각도 조절을 위해 경사지게 배치하는 것이 바람직하다.

로고 표시부(280)에 발광을 위한 LED를 포함하는 발광부(282)(LED)가 위치할 경우, LED 전원 공급을 위한 신호와 RF 송수신 무선 주파수 신호간 간섭이 생길 수 있다. 이를 회피하기 위해, 도 11에 나타낸 바와 같이 LED 전원 공급을 위한 PWM 신호와 RF센서(150)의 전원 공급을 위한 PWM 신호를 어긋나게 비동기화하여 서로 간의 간섭을 최소화 할 수 있다

로고 표시부(280)의 로고 표면 도금을 위한 크롬 물질 등과 같은 도전성 물질이 RF 센서(150)의 전면을 막고 있을 경우, 무선 주파수(RF) 신호의 방사를 방해하는 요소로 작용할 수 있다. 이를 회피하기 위해 로고 표면의 도금을 위해서는 기존의 크롬 도금이 아닌, 비전도성 도금 물질을 사용하여 무선 주파수(RF) 신호의 방사를 방해하지 않도록 하는 것이 바람직하다.

도 11은 본 발명의 제4실시예에 따른 RF센서(150)의 장착 구조를 나타낸 것이다. 도 11에 나타낸 디스플레이장치(100)는 표시패널(142)의 상부에는 카메라모듈(290)에 배치되는 모델로서, RF센서(150)가 카메라모듈(290) 내에 배치됨으로써 표시패널(142)의 전방에 있는 사용자가 볼 수 없다. 이때, RF센서(150)는 카메라 모듈(290)의 렌즈(292) 옆에 나란히 배치될 수 있다.

이하 본 발명에 따른 디스플레이장치(100)의 사용자 감지방법을 도 12를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

단계 S110에서, RF송신안테나(152-1)를 통해 예를 들면 10GHz or 24GHz 주파수를 표시패널(142)의 전방으로 방출한다.

단계 S120에서, 상기 방출한 주파수가 전방의 대상(1, 2)에 부딪혀 반사되는 반사파를 RF수신 안테나(152-2)를 통해 수신한다. RF수신 안테나(152-2)에서 감지된 신호는 대단히 미약하기에 저잡음 증폭기(LNA)(156)를 거쳐 증폭되어 후처리부(153)에 전달된다.

이때, 단계 S110-S120단계를 원활하게 하기 표시패널(142)을 동작시키는 매커니즘에 따라 적절한 알고리즘으로 무선 주파수 감지신호를 송신하여야 한다. 왜냐하면도 2에 나타낸 바와 같이, 표시패널(142)의 동작 구조는 각종 배선을 위한 ITO(Indium Tin Oxide)에 의한 투명한 전기 전도체가 분포되고, 스피커 동작을 위한 전파, 로고 표시부(280)의 발광소자 동작을 전파, 기타 주변 전자기기의 동작 전파 등 실제 무선 주파수 신호의 전파환경을 블럭킹하고 있어 실질적으로 표시패널(142) 전방으로 나갔다가 되돌아오는 것을 감지하는 것은 매우 어려운 상태이다. 따라서 RF주파수 전파 방사 시마다 이 표시패널(142)의 구동드라이버를 전파투과율이 최대상태가 되도록 액정의 각도를 일정주기, 즉 240Hz, 120Hz, 60Hz 형태의 액정동작주기, 화면교차주기에 맞추어 간격간 지정시간에 같은 간격으로 조정하도록 디스플레이장치(100)의 제어부(110)와 표시패널 구동회로에 동기화하는 것이 바람직하다. 또한, RF센서(150)를 로고 표시부(280)에 설치하는 경우 발광부(262)의 LED소자 동작 주파수를 고려하여 서로 간섭되지 않도록 RF 센서(150)의 동작으로 조절할 수 있다.

단계 130에서, 센서 제어부(155)는 반사파로부터 감지된 대상이 소정 거리 내에 있거나 소정 주파수 범위 내에 있을 때 사용자로 판단한다. 만일 감지 대상이 사전 설정 된 거리 밖에 있거나 사전 설정된 소정 주파수 범위를 벗어날 경우에는 사용자로 판단하지 않을 수 있다. 사용자(1)외에 일정 반사파 기준 범위를 벗어나는 RF수신이 이루어지는 경우, 사용자가 아닌 대상(2), 예를 들면 애완견 또는 장난감으로 판단하여 감지의 대상에서 제외하도록 할 수 있다. 또한, 잦은 근거리 감지가 많이 되는 경우는 후처리부(153)의 MMIC 및 FET를 저출력으로 조정하거나 저잡음 증폭기(156)의 이득(Gain)을 저감화하여 전체 동작되는 소비전력을 절감할 수도 있다. 또한, 원거리 감지가 소정시간 동안 반복되는 경우 후처리부(153)의 MMIC 및 FET를 저출력으로 조정하거나 저잡음 증폭기(156)의 이득(Gain)을 저감화하여 전체 동작되는 소비전력을 절감할 수도 있다.

단계 130에서 사용자 인식 결과를 디스플레이장치(100)의 제어부(110)에 전송하면, 단계 S140에서, 제어부(110)는 전원부(120)를 제어하여 디스플레이장치(100)의 특정 기능, 예를 들면 본체 전원을 켜거나 대기전원만을 온 시킬 수 있다. 또한, 디스플레이장치(100)의 제어부(110)는 백라이트의 일부만을 켜서, 화면의 일부만을 표시하여 정보를 제공할 수도 있다. 결과적으로, 감지결과를 기본으로 사용자의 근접 또는 이탈을 판독하고, 디스플레이장치(100)의 전원을 사용자의 의도에 대한 선점 분석하여 사용자가 디스플레이장치(100)를 온(ON) 또는 오프(OFF) 하고자 리모컨이나 본체의 전원버튼 등을 이용하기 위해 근접하는 경우에 대해 미리 파워 온(Power on)하여 사용자가 실제 파워 온(Poweron) 행위 시 빠르게 온 또는 오프(OFF) 하도록 사전 구동 기능을 제공하는 것이 가능하다. 또한 제어부(110)는 사용자가 다른 파워오프(Power Off)행위를 하지 않고 지정 감지영역을 이탈하여 일정시간이 지나는 경우는일정시간 후까지 지정된 범위 내의 재 근접여부를 감시하여 디스플레이장치(100)의 본체 전원을 오프(OFF) 할 수 있다.

단계 130에서, 사용자 인식 결과를 디스플레이장치(100)의 제어부(110)에 전송하면, 제어부(110)는 사용자의 근접 또는 이탈의 여부를 사용자를 의미하는 피사체 또는 형상을 의미하는 그래픽 유저 인터페이스(GUI)로 표시할 수 있다. 예를 들면 제어부(110)는 수신되는 사용자 인식 데이터를 이용하여 사용자의 외곽라인 기반의 일러스트레이션을 표시패널(200)을 통해 제공하고, 사용자가 해당영역을 이탈하는 경우 해당 일러스트레이션도 페이드 아웃(Fade out)되도록 할 수 있다. 또한, 제어부(110)는 수신되는 인식 데이터를 이용하여 사용자의 모습을 일정 외곽 일러스트레이션으로 표시하여 유사하게 모션그래픽 유저 인터페이스(GUI)로 표시할 수 있다.

단계 S150에서, 사용자 또는 제어부(110)가 디스플레이장치(100) 본체의 전원을 오프(OFF) 시키는 명령을 있는 경우, RF센서(150) 또는 적외선 센서(160)의 전원을 온(ON)시킬 수 있다. 물론, 이는 디스플레이장치(100)의 전원이 온 될 때 RF센서(150) 또는 적외선센서(160)를 오프(OFF)시킨 경우에 한다.

본 발명에 따른 적외선 센서(160)의 추가는 표시패널(142)이 장착된 제품, 예를 들면 디스플레이장치(100), 자동판매기(미도시), 고객안내장치(미도시) 등의 파워 오프(Power Off) 상태에서 대상을 우선 감지하기 위한 것이다. 적외선 센서(160)의 감지 결과를 기초로 일정 수준의 감지기준에 부합되는 경우, RF센서(150)의 전원을 온 시키거나, RF송신기의 파워를 후처리부(153)에 포함된 FET와 MMIC를 이용하여 강제적으로 증폭시켜서 감지를 위한 전파 투과율을 높일 수 있다.

상기한 실시예는 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

100: 디스플레이장치
110: 제어부
120: 전원부
130: UI생성부
140: 디스플레이부
142: 표시패널
150: 제1센서(RF)
160: 제2센서(적외선)
230: 지지프레임
240: 후면커버
250: 반사부
260: 스피커
280: 로고표시부
290: 카메라모듈

Claims

디스플레이 장치에 있어서,
영상을 표시하는 표시패널;
상기 표시패널을 수용하는 패널 수용부;
상기 패널 수용부 내에서 상기 표시 패널 전방에서의 사용자 인식을 수행하는 무선 주파수(RF)센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.,
제 1항에 있어서,
상기 RF 센서는 표시 패널의 후방을 향하도록 배치되고,
상기 패널 수용부는, 상기 표시패널 후방으로 발산되는 무선 주파수를 반사하여 표시패널의 전방으로 향하도록 하는 반사부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
제 2항에 있어서,
상기 패널 수용부는,
상기 표시 패널을 지지하는 지지프레임과
상기 표시 패널를 덮는 후면 커버로 이루어지고,
상기 RF 센서는 상기 지지프레임에 배치되며,
상기 반사부는 후면 커버에 배치되는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
제3항에 있어서,
상기 RF센서에서 발산되어 상기 반사부로 향하는 무선 주파수 신호의 진행 경로에 위치한 후면 커버의 적어도 일부는 관통부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
제 1항에 있어서,
상기 반사부는 도파관부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
제 1항에 있어서,
상기 패널 수용부는 스피커를 포함하며,
상기 RF센서는 상기 스피커의 전방을 향한 음향 경로에 배치되는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
제 6항에 있어서,
상기 스피커는 음향 덕트 또는 혼(horn) 안테나를 더 포함하며,
상기 RF센서는 상기 음향 덕트 또는 혼(horn) 안테나에 배치되는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
제 1항에 있어서,
상기 패널 수용부는 로고 표시부를 포함하며,
상기 RF센서는 상기 로고 표시부에 장착되는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
제 8항에 있어서,
로고 표시부는 발광부를 포함하며,
상기 발광부는 RF센서로부터 발산하는 무선 주파수 신호의 진행 방향을 방해하지 않도록 배치되는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
제 9항에 있어서,
상기 발광부는 LED소자 및 인쇄회로기판(PCB)을 포함하며,
상기 LED소자 및 인쇄회로기판(PCB)는 상기 로고 표시부 내면의 상하좌우 표면 중 하나에 배치되는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
제 8항에 있어서,
상기 로고부 표면은 비전도성 물질로 코팅되는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
제 9항에 있어서,
상기 발광부의 동작을 위한 PWM(펄스폭변조)신호와 상기 RF센서의 동작을 위한 PWM(펄스폭변조)신호는 서로 비동기화되는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
제 1항에 있어서,
적외선센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
제13항에 있어서,
상기 적외선센서의 감지 결과를 이용하여 상기 RF 센서를 온(ON)시키거나 상기 RF 센서의 송신 주파수를 증폭하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
제 1항에 있어서,
상기 RF센서는 인체를 감지하거나 소정거리 범위 내에 인체가 위치됨에 따라 상기 디스플레이장치에 전원을 온(ON)시키는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
제 1항에 있어서,
상기 RF센서는 인체가 감지되지 않거나 소정거리 범위 밖에 인체가 위치됨에 따라 상기 디스플레이장치를 오프(OFF)시키는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
제 1항에 있어서,
상기 RF센서는 인체를 감지하거나 소정거리 범위 내에 인체가 위치됨에 따라 상기 디스플레이장치의 특정 기능만을 온(ON)시키는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
제 17항에 있어서,
상기 특정 기능은 디스플레이장치의 대기전원을 온(ON)시키는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
제 17항에 있어서,
상기 특정 기능은 디스플레이장치의 백라이트 일부를 동작시켜, 국부적 표시패널에 정보를 표시하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
제 17항에 있어서,
상기 특정 기능은 사용자의 근접을 감지함에 따라 사용자를 의미하는 피사체 또는 형상을 의미하는 그래픽유저인터페이스(GUI)로 표시패널에 표시하고, 사용자의 이탈을 감지함에 따라 상기 표시된 그래픽유저인터페이스(GUI)를 페이드 아웃(fade out)시키는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
제 17항에 있어서,
상기 특정 기능은 사용자의 근접을 감지함에 따라 사용자의 모습을 외곽 일러스트레이션의 모션 그래픽유저인터페이스(GUI)로 표시하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
제1항에 있어서,
상기 RF센서는 근거리 감지 또는 원거리 감지가 소정 시간 동안 반복되는 경우 무선 주파수 송신 출력을 낮추는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
제1항에 있어서,
상기 RF센서는 반사파의 주파수범위가 소정 범위를 벗어나는 경우 감지에러로 판단하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
제1항에 있어서,
상기 패널 수용부는 상기 표시패널 전방을 향하는 카메라 모듈을 더 포함하며,
상기 RF센서는 상기 카메라 모듈 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.