KR20170003135A - 차량용 디스플레이 장치 및 차량 - Google Patents

차량용 디스플레이 장치 및 차량 Download PDF

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KR20170003135A
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윤진호
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Abstract

본 발명은 디스플레이; 상기 디스플레이 주변에 배치되어, 제1 방향으로 조사되는 제1 시트 빔(sheet beam) 및 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 조사되는 제2 시트 빔을 생성하고, 상기 제1 및 제2 시트 빔을 통해, 오브젝트의 3차원 제스쳐를 감지하는 제스쳐 감지부; 및 상기 3차원 제스쳐에 따른 제어 신호를 제공하는 프로세서;를 포함하는 차량용 디스플레이 장치에 관한 것이다.

Description

차량용 디스플레이 장치 및 차량{Display apparatus for vehicle and Vehicle}
본 발명은 차량용 디스플레이 장치 및 차량용 디스플레이 장치를 포함하는 차량에 관한 것이다.
차량은 탑승하는 사용자가 원하는 방향으로 이동시키는 장치이다. 대표적으로 자동차를 예를 들 수 있다.
한편, 차량에 탑승한 사용자를 위해, 다양한 정보를 제공하는 디스플레이 장치에 대한 다양한 연구가 진행되고 있다.
최근 터치(Touch) 기술과 3D 기술 등의 발전으로, 3D 인터렉션(Interaction) 이 가능토록 하는 기술에 대한 연구가 활발하다.
한편, 3D 인터렉션(Interaction)은 기존 터치 센서(touch sensor)에서의 X-Y축 입력 센싱에서 확장하여 Z축 입력도 센싱하는 것을 포함하는 기술이다. 현재 카메라 또는 초음파 등을 기반으로 근접 터치 또는 공간 인식을 구현하여 이를 차량 내에 상용화시키기 위한 노력들이 진행 중이다.
예를 들어, 한국 특허공개공보 제10-2012-0058308호에서는, 디스플레이를 포함하는 휴대기기가, 사용자의 모션을 감지하는 것을 예시한다. 특히, 근접 센서에 의해, 근접 입력을 감지하고, 터치 센서에 의해 터치 입력을 감지하는 것을 개시한다.
하지만, 카메라 기반 또는 초음파(ultrasonic) 기반 등의 일반 센서 모듈을 사용하여, Z축 입력을 센싱하는 경우, 해상도(resolution)나 시야각 등으로 인해, 근접 공간 인식의 성공률이 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은, 사용자 이용 편의성을 향상시킬 수 있는 차량용 디스플레이 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 3D 제스쳐의 높은 인식률을 제공하는 차량용 디스플레이 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 디스플레이; 상기 디스플레이 주변에 배치되어, 제1 방향으로 조사되는 제1 시트 빔(sheet beam) 및 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 조사되는 제2 시트 빔을 생성하고, 상기 제1 및 제2 시트 빔을 통해, 오브젝트의 3차원 제스쳐를 감지하는 제스쳐 감지부; 및 상기 3차원 제스쳐에 따른 제어 신호를 제공하는 프로세서;를 포함하는 차량용 디스플레이 장치를 제공한다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본발명의 실시예는 상기 차량용 디스플레이 장치를 포함하는 차량을 제공한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째, 복수의 시트 빔을 이용하여, 3D 제스쳐를 인식함으로써 높은 인식률이 보장되는 효과가 있다.
둘째, 복수의 시트 빔이 디스플레이 평면 전 영역을 커버할 수 있어, 3D 제스쳐 인식의 사각 지대가 없게 된다.
셋째, 3D 제스쳐 인식에 따라, 간편하고 다양한 HMI(Human Machine Interface)가 제공되는 효과가 있다. 효과가 있다.
넷째, 운전중에도 운전자가 전방에 시선을 유지한 채 제스쳐를 입력할 수 있어 안전 운전이 가능한 효과가 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 차량용 디스플레이 장치를 구비하는 차량의 외관을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 디스플레이 장치의 블럭도이다.
도 3a 내지 도 3b는 본 발명의 실시예에 따라, 시트 빔을 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 4a 내지 도 4h는 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 및 제스쳐 감지부를 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 5a 내지 도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 제스쳐 감지부를 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 6a 내지 도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 적외선 광원 및 포토 다이오드를 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 제스쳐 감지부의 구조를 설명하기 위해 참조되는 분해 사시도이다. 도 8은 도 7의 제스쳐 감지부의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따라 제1 시트 빔 및 제2 시트 빔이 형성되는 과정을 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따라 제1 제스쳐 감지부 및 제2 제스쳐 감지부를 포함하는 경우 차량용 디스플레이 장치를 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 11 내지 도 14는 본 발명의 실시예에 따라 제스쳐 수신에 따른 차량용 디스플레이 장치의 동작을 설명하는데 참조되는 예시도이다.
도 15a 내지 도 15b는 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력부를 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 블럭도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 기술되는 차량은, 자동차, 오토바이를 포함하는 개념일 수 있다. 이하에서는, 차량에 대해 자동차를 위주로 기술한다.
본 명세서에서 기술되는 차량은, 동력원으로서 엔진을 구비하는 내연기관 차량, 동력원으로서 엔진과 전기 모터를 구비하는 하이브리드 차량, 동력원으로서 전기 모터를 구비하는 전기 차량 등을 모두 포함하는 개념일 수 있다.
이하의 설명에서 차량의 좌측은 차량의 주행 방향의 좌측을 의미하고, 차량의 우측은 차량의 주행 방향의 우측을 의미한다.
이하의 설명에서 별도로 언급되지 않는한 LHD 차량을 중심으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 차량용 디스플레이 장치를 구비하는 차량의 외관을 도시한 도면이다.
도면을 참조하면, 차량(1)은, 동력원에 의해 회전하는 바퀴(3FR,3FL,3RL,..), 차량(1)의 진행 방향을 조절하기 위한 조향 입력 수단(21a), 및 차량용 디스플레이 장치(100)를 포함할 수 있다.
이때의 차량(1)은, 화석 연료를 기반으로 동력을 공급하는 엔진, 또는 솔라셀 또는 배터리 등의 직류 전원을 이용하여 동력을 공급하는 전기 모터 등을 구비할 수 있다. 또한, 엔진으로부터의 동력을 회전력으로 변환하는 변속기, 차량의 진행을 멈추기 위한 브레이크 등을 구비할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 차량용 디스플레이 장치(100)는, 3D 인터렉션(Interaction)이 가능한 디스플레이 장치로서, 근접 터치 또는 공간 인식이 가능하다.
한편, 이하의 설명에서, X축은 차량용 디스플레이 장치(100)의 가로 방향의 축일 수 있다. 예를 들면, X축은 차량(1)의 전폭 방향의 축일 수 있다.
또한, Y축은 차량용 디스플레이 장치(100)의 세로 방향의 축일 수 있다. 예를 들면, Y축은 차량(1)의 전고 방향의 축일 수 있다.
또한, Z축은 X축 및 Y축과 직교하는 축일 수 있다. 예를 들면, Z축은 차량(1)의 전장 방향의 축일 수 있다.
한편, 전장(overall length)은 차량(1)의 앞부분에서 뒷부분까지의 길이, 전폭(width)은 차량(1)의 너비, 전고(height)는 바퀴 하부에서 루프까지의 길이를 의미한다. 이하의 설명에서, 전장 방향(L)은 차량(1)의 전장 측정의 기준이 되는 방향, 전폭 방향(W)은 차량(1)의 전폭 측정의 기준이 되는 방향, 전고 방향(H)은 차량(1)의 전폭 측정의 기준이 되는 방향을 의미할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 디스플레이 장치의 블럭도이다.
도 2를 참조하면, 차량용 디스플레이 장치(100)는, 통신부(110), 제스쳐 감지부(120), 터치 센서부(130), 입력부(140), 출력부(150), 메모리(160), 프로세서(170), 인터페이스부(180) 및 전원 공급부(190)를 포함할 수 있다.
통신부(110)는, 차량(1)과 이동 단말기(95) 사이, 차량(1)과 외부 서버(96) 사이 또는 차량(1)과 타차량(97)과의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 통신부(110)는 차량(1)을 하나 이상의 망(network)에 연결하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다.
통신부(110)는, 프로세서(170)에서 생성되는 제어 신호를 외부 디바이스(95, 96, 97)에 전송할 수 있다. 특히, 통신부(110)는, 근거리 통신 모듈(113)를 통해, 프로세서(170)에서 생성되는 제어 신호를, 이동 단말기(95)에 전송할 수 있다. 예를 들면, 통신부(110)는, 이동 단말기에, 통화를 위한 제어 신호를 전송할 수 있다.
통신부(110)는, 방송 수신 모듈(111), 무선 인터넷 모듈(112), 근거리 통신 모듈(113), 위치 정보 모듈(114), 및 V2X 통신 모듈(116)을 포함할 수 있다.
방송 수신 모듈(111)은, 방송 채널을 통하여 외부의 방송 관리 서버로부터 방송 신호 또는 방송 관련된 정보를 수신한다. 여기서, 방송은 라디오 방송 또는 TV 방송을 포함한다.
무선 인터넷 모듈(112)은, 무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 말하는 것으로, 차량(1)에 내장되거나 외장될 수 있다. 무선 인터넷 모듈(112)은 무선 인터넷 기술들에 따른 통신망에서 무선 신호를 송수신하도록 이루어진다.
무선 인터넷 기술로는, 예를 들면, WLAN(Wireless LAN), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi(Wireless Fidelity) Direct, DLNA(Digital Living Network Alliance), WiBro(Wireless Broadband), WiMAX(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 등이 있으며, 상기 무선 인터넷 모듈(112)은 상기에서 나열되지 않은 인터넷 기술까지 포함한 범위에서 적어도 하나의 무선 인터넷 기술에 따라 데이터를 송수신하게 된다. 예를 들면, 무선 인터넷 모듈(112)은 외부 서버(96)와 무선으로 데이터를 교환할 수 있다. 무선 인터넷 모듈(112)은 외부 서버(96)로부터 날씨 정보, 도로의 교통 상황 정보(예를 들면, TPEG(Transport Protocol Expert Group))정보를 수신할 수 있다.
근거리 통신 모듈(113)은, 근거리 통신(Short range communication)을 위한 것으로서, 블루투스(Bluetooth™), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus) 기술 중 적어도 하나를 이용하여, 근거리 통신을 지원할 수 있다.
이러한, 근거리 통신 모듈(113)은, 근거리 무선 통신망(Wireless Area Networks)을 형성하여, 차량(1)과 적어도 하나의 외부 디바이스 사이의 근거리 통신을 수행할 수 있다. 예를 들면, 근거리 통신 모듈(113)은 이동 단말기(95)와 무선으로 데이터를 교환할 수 있다. 근거리 통신 모듈(113)은 이동 단말기(95)로부터 날씨 정보, 도로의 교통 상황 정보(예를 들면, TPEG(Transport Protocol Expert Group))를 수신할 수 있다. 가령, 사용자가 차량(1)에 탑승한 경우, 사용자의 이동 단말기(95)와 차량(1)은 자동으로 또는 사용자의 애플리케이션 실행에 의해, 서로 페어링을 수행할 수 있다.
위치 정보 모듈(114)은, 차량(1)의 위치를 획득하기 위한 모듈로서, 그의 대표적인 예로는 GPS(Global Positioning System) 모듈이 있다. 예를 들면, 차량은 GPS모듈을 활용하면, GPS 위성에서 보내는 신호를 이용하여 차량의 위치를 획득할 수 있다.
V2X 통신 모듈(116)은, 서버(96) 또는 타차량(97)과의 무선 통신 수행을 위한 모듈이다. V2X 모듈(116)은 차량간 통신(V2V) 또는 차량과 인프라간 통신(V2I) 프로토콜이 구현 가능한 모듈을 포함한다. 차량(1)은 V2X 통신 모듈(116)을 통해, 외부 서버(96) 및 타 차량(97)과 무선 통신을 수행할 수 있다.
제스쳐 감지부(120)는, 제1 시트 빔(sheet beam) 및 제2 시트 빔을 생성할 수 있다. 여기서, 제1 시트 빔은 제1 방향으로 출력되고, 제1 평면을 이루는 광일 수 있다. 여기서, 제2 시트 빔은 제2 방향으로 출력되고, 상기 제1 평면과 다른 제2 평면을 이루는 광일 수 있다.
제1 시트 빔은 니어 필트 시트 빔으로 명명될 수 있다. 제2 시트 빔은 파 필트 시트 빔으로 명명될 수 있다.
한편, 제1 방향은, 차량용 디스플레이 장치(100)를 측면에서 볼 때, 디스플레이(151)와 Z축 방향으로 제1 각도를 이루는 방향일 수 있다. 제2 방향은, 차량용 디스플레이 장치(100)를 측면에서 볼때, 디스플레이(151)와 Z축 방향으로 제2 각도를 이루는 방향일 수 있다.
제스쳐 감지부(120)는, 제1 시트 빔 및 제2 시트 빔을 통해, 오브젝트의 3차원 제스쳐를 감지할 수 있다. 여기서, 오브젝트는, 차량(1) 탑승자의 손 또는 손가락일 수 있다.
제스쳐 감지부(120)는, 광출력부(121) 및 광수신부(122)를 포함할 수 있다.
광출력부(121)는, 광을 출력할 수 있다. 예를 들면, 광출력부(121)는 적외선(IR)광을 출력할 수 있다. 광출력부(121)는 적외선 광을 출력하는 복수의 적외선 광원을 포함할 수 있다.
광출력부(121)는, 제1 방향으로 출력되는 제1 시트 빔을 생성할 수 있다. 광출력부(121)는, 제1 방향과 다른 제2 방향으로 출력되는 제2 시트 빔을 생성할 수 있다.
광출력부(121)는 제1 발광부(도 5a의 610) 및 제2 발광부(도 5a의 620)를 포함할 수 있다.
제1 발광부(도 5a의 610)는, 복수의 적외선 광원을 포함할 수 있다. 상기 복수의 적외선 광원은 제1 방향으로 광을 출력할 수 있다. 상기 복수의 적외선 광원 각각에서 제1 방향으로 출력되는 광이 합쳐져 제1 시트 빔이 형성될 수 있다.
제1 발광부(도 5a의 610)는, 제1 광을 생성할 수 있다. 제1 광은 제1 라이트 가이드(도 7의730), 콜리메이터(도 7의 740), 프리즘부(도 7의 750)를 거쳐 제1 시트 빔으로 외부에 출력될 수 있다.
제2 발광부(도 5a의 620)는, 복수의 적외선 광원을 포함할 수 있다. 상기 복수의 적외선 광원은 제2 방향으로 광을 출력할 수 있다. 상기 복수의 적외선 광원 각각에서 제2 방향으로 출력되는 광이 합쳐져 제2 시트 빔이 형성될 수 있다.
제2 발광부(도 5a의 620)는, 제2 광을 생성할 수 있다. 제2 광은 제1 라이트 가이드(도 7의730), 콜리메이터(도 7의 740), 프리즘부(도 7의 750)를 거쳐 제2 시트 빔으로 외부에 출력될 수 있다.
광수신부(122)는, 광을 수신할 수 있다. 예를 들면, 광수신부(122)는 적외선(IR)광을 수신할 수 있다. 광수신부(122)는 적외선 광을 수신하는 복수의 포토 다이오드(photo diode)를 포함할 수 있다. 광수신부(122)는 포토 다이오드를 통해, 수신되는 광을 전기 신호로 변환할 수 있다. 변환된 전기 신호는, 프로세서(170)에 입력될 수 있다.
광수신부(122)는, 제1 시트 빔이 오브젝트에 반사되거나 산란되어 형성되는 제1 반사 빔을 수신할 수 있다. 광수신부(122)는, 제2 시트 빔이 오브젝트에 반사되거나 산란되어 형성되는 제2 반사 빔을 수신할 수 있다.
제1 반사 빔은 니어 필드 반사 빔으로 명명될 수 있다. 제2 반사 빔은 파 필드 반사 빔으로 명명될 수 있다.
한편, 광출력부(121)에 포함되는 복수의 적외선 광원과, 광수신부(122)에 포함되는 복수의 포토 다이오드는 서로 교대로 배치될 수 있다.
제스쳐 감지부(120)에 대해서는 도 5a 내지 도 9를 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.
터치 센서부(130)는, 플로팅 터치 및 직접 터치를 감지한다. 이를 위해, 터치 센서부(130)는, 전극 어레이, 및 MCU 등을 구비할 수 있다. 터치 센서부(130)가 동작하는 경우, 전극 어레이에 전기 신호가 공급되어, 전극 어레이 상에, 전기장(electric field)이 형성된다.
터치 센서부(130)에 대해서는 도 15a 내지 도 15b를 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.
입력부(140)는, 사용자 입력부(141) 및 음향 입력부(142)를 포함할 수 있다.
사용자 입력부(141)는, 사용자로부터 정보를 입력받기 위한 것이다. 사용자 입력부(141)를 통해, 정보가 입력되면, 프로세서(170)는 입력된 정보에 대응되도록 차량용 디스플레이 장치(100)의 동작을 제어할 수 있다. 사용자 입력부(141)는 터치식 입력수단 또는 기계식 입력 수단을 포함할 수 있다.
음향 입력부(142)는, 외부의 음향 신호를 전기적인 데이터로 처리할 수 있다. 처리된 데이터는 차량용 디스플레이 장치(100)에서 수행 중인 기능에 따라 다양하게 활용될 수 있다. 음향 입력부(142)은 사용자의 음성 명령을 전기적인 데이터로 전환할 수 있다. 전환된 전기적인 데이터는 프로세서(170)에 전달될 수 있다.
출력부(150)는, 프로세서(170)에서 처리된 정보를 출력하기 위한 것으로, 디스플레이(151) 및 음향 출력부(152)를 포함할 수 있다.
디스플레이(151)는 프로세서(170)에서 처리되는 정보를 표시할 수 있다.
디스플레이(151)는 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉서블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display), 전자잉크 디스플레이(e-ink display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
디스플레이(151)는 터치 센서와 상호 레이어 구조를 이루거나 일체형으로 형성됨으로써, 터치 스크린을 구현할 수 있다. 이러한 터치 스크린은, 차량용 디스플리에 장치(100)와 사용자 사이의 입력 인터페이스를 제공하는 사용자 입력부(141)로써 기능함과 동시에, 차량용 디스플리에 장치(100)와 사용자 사이의 출력 인터페이스를 제공할 수 있다. 이경우, 디스플레이(151)는 터치 방식에 의하여 제어 명령을 입력 받을 수 있도록, 디스플레이(151)에 대한 터치를 감지하는 터치센서를 포함할 수 있다. 이를 이용하여, 디스플레이(151)에 대하여 터치가 이루어지면, 터치센서는 상기 터치를 감지하고, 프로세서(170)는 이에 근거하여 상기 터치에 대응하는 제어명령을 발생시키도록 이루어질 수 있다. 터치 방식에 의하여 입력되는 내용은 문자 또는 숫자이거나, 각종 모드에서의 지시 또는 지정 가능한 메뉴항목 등일 수 있다.
한편, 디스플레이(151)는 윈드 쉴드의 일 영역에 화면이 표시되도록 구현될 수 있다.
디스플레이(151)는 투명 디스플레이를 포함할 수 있다. 이경우, 투명 디스플레이는 윈드 쉴드에 부착될 수 있다. 이경우, 차량용 디스플레이 장치(100)는, 투명 디스플레이를 통해, 정보를 출력할 수 있다.
투명 디스플레이는 소정의 투명도를 가지면서, 소정의 화면을 표시할 수 있다. 투명 디스플레이는, 투명도를 가지기 위해, 투명 디스플레이는 투명 TFEL(Thin Film Elecroluminescent), 투명 OLED(Organic Light-Emitting Diode), 투명 LCD(Liquid Crystal Display), 투과형 투명디스플레이, 투명 LED(Light Emitting Diode) 디스플레이 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
한편, 투명 디스플레이의 투명도는 프로세서(170)의 제어에 따라 조절될 수 있다.
디스플레이(151)는 투사 모듈을 포함할 수 있다. 이경우, 디스플레이 장치(100)는, 윈드 쉴드에 투사되는 이미지를 통해 정보를 출력할 수 있다.
투사 모듈은 윈드 쉴드를 향해 빔(beam)을 투사한다. 투사 모듈은, 광원 및 투사 렌즈를 포함할 수 있다. 투사 모듈은 프로세서(170)에서 처리되는 정보에 대응하는 영상을 구현할 수 있다. 즉, 투사 모듈은 광원에서 발생한 광을 이용하여 영상을 구현하고, 구현된 영상을 윈드 쉴드에 투사할 수 있다. 이때, 광원은 LED, 레이저 등을 이용하는 것이 바람직하다.
음향 출력부(152)는 프로세서(170)로부터의 전기 신호를 오디오 신호로 변환하여 출력한다. 이를 위해, 음향 출력부(152)는 스피커 등을 구비할 수 있다. 음향 출력부(152)는, 사용자 입력부(141) 동작에 대응하는, 사운드를 출력하는 것도 가능하다.
메모리(160)는, 프로세서(170)와 전기적으로 연결된다. 메모리(160)는 유닛에 대한 기본데이터, 유닛의 동작제어를 위한 제어데이터, 입출력되는 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(160)는, 하드웨어적으로, ROM, RAM, EPROM, 플래시 드라이브, 하드 드라이브 등과 같은 다양한 저장기기 일 수 있다. 메모리(160)는 프로세서(170)의 처리 또는 제어를 위한 프로그램 등, 차량용 디스플레이 장치(100) 전반의 동작을 위한 다양한 데이터를 저장할 수 있다.
메모리(160)는, 내비게이션 기능 구현을 위한 맵 데이터를 저장할 수 있다. 여기서 맵 데이터는, 차량 출고시 디폴트로 저장될 수 있다. 또는, 맵 데이터는, 통신부(410) 또는 인터페이스부(180)를 통해 외부 디바이스로부터 수신될 수 있다.
프로세서(170)는, 차량용 디스플레이 장치(100) 내의 각 유닛의 전반적인 동작을 제어한다.
프로세서(170)는, 통신부(110), 입력부(140) 또는 인터페이스부(180)를 통해 수신된 정보 또는 데이터가 출력되도록 출력부(150)를 제어할 수 있다. 프로세서(170)는, 메모리(160)에 저장된 정보 또는 데이터가 출력되도록 출력부(150)를 제어할 수 있다. 프로세서(170)는, 수신된 정보 또는 데이터를 직접 출력하거나, 가공하여 출력할 수 있다. 프로세서(170)는 정보 또는 데이터를 디스플레이(151)를 통해 시각적으로 출력할 수 있다. 프로세서(170)는 정보 또는 데이터를 음향출력부(152)를 통해 청각적으로 출력할 수 있다.
한편, 프로세서(170)는, 인터페이스부(180)를 통해 수신된 정보 또는 데이터를 기초로, 새로운 정보를 생성할 수 있다. 프로세서(170)는, 생성된 정보 또는 생성된 정보에 대응하는 화면이 표시되도록 디스플레이(151)를 제어할 수 있다.
한편, 프로세서(170)는, 제스쳐 감지부(120)에서 감지한 오브젝트의 3차원 제스쳐에 따른 제어 신호를 생성하여 제공할 수 있다.
프로세서(170)는, 광수신부(122)에 수신되는, 제1 반사 빔의 광량 또는 제2 반사 빔의 광량을 기초로, 디스플레이(151)와 평행한 평면상에서 오브젝트의 위치를 연산할 수 있다. 여기서, 디스플레이(151)와 평행한 평면은 XY 평면일 수 있다.
광수신부(122)는, 복수의 포토 다이오드를 포함할 수 있다. 각각의 포토 다이오드에 수신되는 광량은 상이할 수 있다. 프로세서(170)는 각각의 포토 다이오드에 수신되는 광량 및 제1 각도 또는 제2 각도를 기초로 XY 평면상에서 오브젝트의 위치를 연산할 수 있다.
프로세서(170)는 반사광량의 제곱과 거리가 이루는 반비례 관계를 이용하여 XY 평면상에서의 오브젝트 위치를 연산할 수 있다.
또한, 프로세서(170)는, 제1 시트 빔과 디스플레이(151)가 이루는 제1 각도, 제2 시트 빔과 디스플레이(151)가 이루는 제2 각도를 기초로, XY 평면상에서의 오브젝트 위치를 연산할 수 있다.
프로세서(170)는, 제1 반사 빔의 광량 및 제2 반사 빔의 광량을 기초로, 디스플레이(151)와 오브젝트와의 대략적인 거리를 연산할 수 있다. 여기서, 디스플레이(151)와 오브젝트와의 거리는 Z축 상에서의 거리일 수 있다.
프로세서(170)는, 제1 반사 빔 및 제2 반사 빔을 구분할 수 있다.
예를 들면, 제1 반사 빔 및 제2 반사 빔은 서로 다른 범위의 광량을 가질 수 있다. 여기서, 제1 반사 빔 및 제2 반사 빔의 광량은 실험에 의해 소정의 분포를 가짐을 확인될 수 있다. 즉, 제1 반사 빔의 광량은 제1 분포를 가지고, 제2 반사 빔의 광량은 제2 분포를 가질 수 있다. 프로세서(170)는 반사 빔이 제1 분포 또는 제2 분포를 가지는지를 확인하여, 수신되는 반사 빔이 제1 반사 빔인지 또는 제2 반사 빔인지 구분할 수 있다.
예를 들면, 제1 반사 빔 및 제2 반사 빔은 서로 다른 주파수를 가질 수 있다. 즉, 제1 시트 빔은 제1 주파수를 가지고, 제2 시트 빔은 제2 주파수를 가질 수 있다. 반사 빔은 출력되는 빔과 동일한 주파수를 가질 수 있다. 프로세서(170)는 반사 빔이 제1 주파수 또는 제2 주파수를 가지는지 확인하여, 수신되는 반사 빔이 제1 반사 빔인지 또는 제2 반사 빔인지 구분할 수 있다.
프로세서(170)는, 디스플레이(151)를 통해 사용자 입력을 수신할 수 있다. 구체적으로, 디스플레이(151)가 터치 센서와 상호 레이어 구조를 이루거나 일체형으로 형성되어, 터치 스크린을 형성하는 경우, 프로세서(170)는 상기 터치 스크린을 통해, 사용자 입력을 수신할 수 있다.
프로세서(170)는, 디스플레이(151)를 통해 제1 사용자 입력이 수신되는 경우, 제1 사용자 입력에 따라, 제2 반사 빔이 수신되는 경우 제공되는 제1 제어 신호를 설정할 수 있다.
프로세서(170)는, 디스플레이(151)를 통해 제2 사용자 입력이 수신되는 경우, 제2 사용자 입력에 따라, 제1 반사 빔 및 제2 반사 빔이 수신되는 경우 제공되는 제2 제어 신호를 설정할 수 있다.
예를 들면, 프로세서(170)는, 소정 항목이 하이라이트 된 상태에서, 제1 반사 빔 또는 제2 반사 빔의 수신 여부에 따라 하이라이트 항목 선택 또는 하이라이트 취소를 위한 제어 신호를 생성할 수 있다. 또는, 프로세서(170)는, 소정 항목이 하이라이트 된 상태에서, 제1 반사 빔 또는 제2 반사 빔의 수신 여부에 따라 하이라이트 항목의 제1 기능 또는 제2 기능을 위한 제어 신호를 생성할 수 있다.
예를 들면, 제1 사용자 입력이 수신되는 경우, 프로세서(170)는, 제2 반사 빔의 수신 여부와 하이라이트 항목 선택을 위한 제1 제어 신호가 매칭되도록 설정할 수 있다.
예를 들면, 제1 사용자 입력이 수신되는 경우, 프로세서(170)는, 제2 반사 빔의 수신 여부와 하이라이트 항목의 제1 기능 수행을 위한 제1 제어 신호가 매칭되도록 설정할 수 있다.
예를 들면, 제2 사용자 입력이 수신되는 경우, 프로세서(170)는, 제1 반사 빔 및 제2 반사 빔의 수신 여부와 하이라이트 취소를 위한 제2 제어 신호가 매칭되도록 설정할 수 있다.
예를 들면, 제2 사용자 입력이 수신되는 경우, 프로세서(170)는, 제1 반사 빔 및 제2 반사 빔의 수신 여부와 하이라이트 항목의 제2 기능 수행을 위한 제2 제어 신호가 매칭되도록 설정할 수 있다.
한편, 제2 반사 빔이 수신되는 경우, 프로세서(170)는 제1 제어 신호를 제공할 수 있다. 또한, 제1 반사 빔 및 제2 반사 빔이 수신되는 경우, 프로세서(170)는 제2 제어 신호를 제공할 수 있다.
예를 들면, 소정 항목이 하이라이트 된 상태에서, 제2 반사 빔이 수신되는 경우, 프로세서(170)는 하이라이트 된 항목 선택을 위한 제어 신호를 제공할 수 있다.
예를 들면, 소정 항목이 하이라이트 된 상태에서, 제2 반사 빔이 수신되는 경우, 프로세서(170)는, 하이라이트 된 항목의 제1 기능 수행을 위한 제어 신호를 제공할 수 있다.
예를 들면, 소정 항목이 하이라이트 된 상태에서, 제1 반사 빔 및 제2 반사 빔이 수신되는 경우, 프로세서(170)는 하이라이트 취소를 위한 제어 신호를 제공할 수 있다.
예를 들면, 소정 항목이 하이라이트 된 상태에서, 제1 반사 빔 및 제2 반사 빔이 수신되는 경우, 프로세서(170)는 하이라이트 된 항목의 제2 기능 수행을 위한 제어 신호를 제공할 수 있다.
한편, 프로세서(170)는 제2 반사 빔이 수신된 상태에서, 감지되는 오브젝트의 움직임에 따라 제1 제어 신호를 제공할 수 있다.
프로세서(170)는, 제2 반사 빔이 수신된 상태에서, 광수신부(122)에 수신되는 제2 반사 빔의 광량의 변화 및 제2 각도를 기초로 XY 평면상에서 오브젝트의 움직임을 감지할 수 있다. 프로세서(170)는 XY 평면상에서 감지되는 상기 오브젝트의 움직임에 따라 제1 제어 신호를 제공할 수 있다.
프로세서(170)는, 제1 반사 빔 및 제2 반사 빔이 수신된 상태에서, 감지되는 오브젝트의 움직임에 따라 제2 제어 신호를 제공할 수 있다.
프로세서(170)는, 제1 반사 빔 및 제2 반사 빔이 수신된 상태에서, 광수신부(122)에 수신되는 제1 반사 빔의 광량의 변화, 제2 반사 빔의 광량의 변화, 제1 각도 및 제2 각도를 기초로 XY 평면상에서 오브젝트의 움직임을 감지할 수 있다. 프로세서(170)는 XY 평면상에서 감지되는 상기 오브젝트의 움직임에 따라 제2 제어 신호를 제공할 수 있다.
인터페이스부(180)는, 데이터를 수신하거나, 프로세서(170)에서 처리 또는 생성된 신호를 외부로 전송할 수 있다. 이를 위해, 인터페이스부(130)는, 유선 통신 또는 무선 통신 방식에 의해, 차량 내부의 제어부(70), 센싱부(60) 등과 데이터 통신을 수행할 수 있다.
인터페이스부(180)는, 제어부(70) 또는 센싱부(60)로부터, 센서 정보를 수신할 수 있다.
여기서, 센서 정보는, 차량 방향 정보, 차량 위치 정보(GPS 정보), 차량 각도 정보, 차속 정보, 차량 가속도 정보, 차량 기울기 정보, 차량 전진/후진 정보, 배터리 정보, 연료 정보, 타이어 정보, 차량 램프 정보, 차량 내부 온도 정보, 차량 내부 습도 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이러한 센서 정보는, 헤딩 센서(heading sensor), 요 센서(yaw sensor), 자이로 센서(gyro sensor), 포지션 모듈(position module), 차량 전진/후진 센서, 휠 센서(wheel sensor), 차량 속도 센서, 차체 경사 감지센서, 배터리 센서, 연료 센서, 타이어 센서, 핸들 회전에 의한 스티어링 센서, 차량 내부 온도 센서, 차량 내부 습도 센서 등으로부터 획득될 수 있다. 한편, 포지션 모듈은, GPS 정보 수신을 위한 GPS 모듈을 포함할 수 있다.
한편, 센서 정보 중, 차량 주행과 관련한, 차량 방향 정보, 차량 위치 정보, 차량 각도 정보, 차량 속도 정보, 차량 기울기 정보 등을 차량 주행 정보라 명명할 수 있다.
인터페이스부(180)는, 프로세서(170)에서 생성되는 제어 신호를 외부로 전송할 수 있다. 예를 들면, 인터페이스부(180)는, 프로세서(170)에서 생성되는 제어 신호를, 동력원 구동부(도 16의 51), 램프 구동부(도 16의 54), 공조 구동부(도 16의 55), 윈도우 구동부(도 16의 56), 도어 구동부(도 16의 48), 썬루프 구동부(도 16의 58) 및 와이퍼 구동부(도 16의 49) 중 적어도 어느 하나에 제어 신호를 전송할 수 있다.
전원 공급부(190)는, 프로세서(170)의 제어에 의해, 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급할 수 있다. 특히, 전원 공급부(190)는, 차량 내부의 배터리 등으로부터 전원을 공급받을 수 있다.
도 3a 내지 도 3b는 본 발명의 실시예에 따라, 시트 빔을 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 디스플레이 장치(100)의 사시도, 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 디스플레이 장치(100)의 측면도를 예시한다.
도 3a 내지 도 3b를 참조하면, 제스쳐 감지부(120)는, 제1 시트 빔(sheet beam)(310) 및 제2 시트 빔(320)을 생성할 수 있다. 여기서, 제1 시트 빔은 제1 방향으로 출력되고, 제2 시트 빔은 제2 방향으로 출력될 수 있다. 또한, 제1 시트 빔은 제1 평면을 이룰 수 있고, 제2 시트 빔은 제2 평면을 이룰 수 있다.
제1 시트 빔은 니어 필트 시트 빔으로 명명될 수 있다. 제2 시트 빔은 파 필트 시트 빔으로 명명될 수 있다.
한편, 제1 방향은, 차량용 디스플레이 장치(100)를 측면에서 볼 때, 디스플레이(151)와 Z축 방향으로 제1 각도(α)를 이루는 방향일 수 있다. 제2 방향은, 차량용 디스플레이 장치(100)를 측면에서 볼때, 디스플레이(151)와 Z축 방향으로 제2 각도(β)를 이루는 방향일 수 있다.
제스쳐 감지부(120)는, 제1 발광부(도 5a의 610) 및 제2 발광부(도 5a의 620)를 포함할 수 있다.
제1 발광부(도 5a의 610)는, 복수의 적외선 광원을 포함할 수 있다. 제1 발광부에 포함된 복수의 적외선 광원은 각각 제1 방향으로 광을 출력할 수 있다. 제1 시트 빔은 제1 방향으로 출력되는 복수의 광이 합성되어 형성된다.
제2 발광부(도 5a의 620)는, 복수의 적외선 광원을 포함할 수 있다. 제2 발광부에 포함된 복수의 적외선 광원은 각각 제2 방향으로 광을 출력할 수 있다. 제2 시트 빔은 제2 방향으로 출력되는 복수의 광이 합성되어 형성된다.
한편, 제1 반사광은 제1 시트 광(310)이 오브젝트(300)에 부딪혀 반사되거나 산란되는 광이다. 제1 반사광은 제1 시트 광(310)과 동일한 주파수를 가질 수 있다. 광수신부(122)는 제1 반사광을 수신할 수 있다.
또한, 제2 반사광은 제2 시트 광(320)이 오브젝트(300)에 부딪혀 반사되거나 산란되는 광이다. 제2 반사광은 제2 시트 광(320)과 동일한 주파수를 가질 수 있다. 광수신부(122)는 제2 반사광을 수신할 수 있다.
도 4a 내지 도 4h는 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 및 제스쳐 감지부를 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 디스플레이 장치(100)의 정면도를 예시하고, 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 디스플레이 장치(100)의 분해 사시도를 예시한다.
도 4a 내지 도 4b를 참조하면, 차량용 디스플레이 장치(100)는, 디스플레이 영역(102)과, 디스플레이 영역 주위의, 에지 영역에 대응하는 디스플레이 주변 영역(101)으로 구분될 수 있다.
디스플레이 영역(102)에는, 디스플레이(151)와, 터치 센서부(130)가 배치될 수 있으며, 디스플레이 주변 영역(101)에는, 베젤 프레임(103)과, 제스쳐 감지부(120D)가 배치될 수 있다.
도면에서는 제스쳐 감지부(120D)가, 디스플레이 주변 영역(101) 중 디스플레이(151)의 하단 영역 상에, 배치되는 것으로 예시하나, 이와 달리, 다양한 변형이 가능하다. 도면의 제스처 감지부(120D)는, 광 출력부(121)와 광 수신부(122)가 결합된 모듈 형태일 수 있다.
한편, 도 4b를 참조하면, 오버레이(106) 아래에, 터치 센서부(130)가 배치되며, 터치 센서부(130) 아래에, 디스플레이(151)가 배치되는 것을 예시한다.
오버레이(106)는, 사용자 손가락이 접촉될 수 있으며, 정전 용량 감지를 위해, 도전성 소자를 포함하는 것이 바람직하다. 오버레이(106)는, 터치 센서부(130)와 접촉되며, 특히, 터치 센서부(130) 내의 전극 어레이와 접촉 가능하다.
한편, 터치 센서부(130)의 면적은, 디스플레이(151)의 면적과 동일한 것이 바람직하다. 이에 의해, 디스플레이(151)의 전 영역 대한, 터치 입력을 감지할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른, 터치 센서부(130)는, 디스플레이 장치(100)에 대한 직접적인 터치 감지 외에, 소정 거리 이내로, 사용자의 손가락 접근도 감지 가능하다. 이를 플로팅 터치(floating touch), 또는 후버링(hovering)이라 명명할 수 있다. 이하에서는, 플로팅 터치라는 용어를 중심으로 기술한다.
도 4c 내지 도 4h는 제스쳐 감지부(120)의 배치에 관한 다양한 실시예를 예시한다.
도 4c 및 도 4d에 예시된 바와 같이, 제스쳐 감지부(120U)는 디스플레이 주변 영역(101) 중 디스플레이(151)의 상단 영역에 배치될 수 있다.
도 4e 및 도 4f에 예시된 바와 같이, 제스쳐 감지부(120L)는 디스플레이 주변 영역(101) 중 디스플레이(151)의 좌측단 영역에 배치될 수 있다.
도 4g 및 도 4h에 예시된 바와 같이, 제스쳐 감지부(120R)는 디스플레이 주변 영역(101) 중 디스플레이(151)의 우측단 영역에 배치될 수 있다.
도 5a 내지 도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 제스쳐 감지부를 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 5a 내지 도 5b를 참조하면, 제스쳐 감지부(120)는 광 출력부(121) 및 광 수신부(122)를 포함할 수 있다.
광 출력부(121)는 제1 발광부(610) 및 제2 발광부(620)를 포함할 수 있다.
제1 발광부(610)는 복수의 적외선 광원(610a, 610b, 610c, 610d, 610e, 610f, 610g)을 포함할 수 있다. 각각의 적외선 광원(610a, 610b, 610c, 610d, 610e, 610f, 610g)은 제1 방향으로 광(310a, 310b, 310c, 310d, 310e, 310f, 310g)을 출력할 수 있다.
제1 방향으로 출력되는 복수의 광(310a, 310b, 310c, 310d, 310e, 310f, 310g)은 합성되어 제1 시트 빔(310)을 형성할 수 있다.
제2 발광부(620)는 복수의 적외선 광원(620a, 620b, 620c, 620d, 620e, 620f, 620g)을 포함할 수 있다. 각각의 적외선 광원(620a, 620b, 620c, 620d, 620e, 620f, 620g)은 제2 방향으로 광(320a, 320b, 320c, 320d, 320e, 320f, 320g)을 출력할 수 있다.
제2 방향으로 출력되는 복수의 광(320a, 320b, 320c, 320d, 320e, 320f, 320g)은 합성되어 제2 시트 빔(320)을 형성할 수 있다.
광 수신부(122)는 복수의 포토 다이오드(630a, 630b, 630c, 630d, 630e, 630f, 630g, 630h, 630i, 630j, 630k, 630l, 630m, 630n)를 포함할 수 있다. 복수의 포토 다이오드(630a, 630b, 630c, 630d, 630e, 630f, 630g, 630h, 630i, 630j, 630k, 630l, 630m, 630n)는 제1 반사 빔 또는 제2 반사 빔을 수신할 수 있다. 여기서, 제1 반사 빔은 제1 시트 빔(310)이 오브젝트에 반사되거나 산란되는 광일 수 있다. 또한, 제2 반사 빔은 제2 시트 빔(320)이 오브젝트에 반사되거나 산란되는 광일 수 있다.
한편, 광 출력부(121)에 포함되는 복수의 적외선 광원(610a, 610b, 610c, 610d, 610e, 610f, 610g, 620a, 620b, 620c, 620d, 620e, 620f, 620g)과 광 수신부(122)에 포함되는 복수의 포토 다이오드(630a, 630b, 630c, 630d, 630e, 630f, 630g, 630h, 630i, 630j, 630k, 630l, 630m, 630n)는 보드(도 7의 720)에 서로 교대로 배치될 수 있다.
도 6a 내지 도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 적외선 광원 및 포토 다이오드를 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 6a는 광원(610)의 단면도를 예시한다. 광원(610)은, 베젤 프레임부(103)상에, 노이즈 컨팅용 프레임부(109) 사이에 배치될 수 있다. 광원(610)을, 노이즈 컨팅용 프레임부(109) 사이에 배치함으로써, 광원(610)에서 출력되는 광의 직진성이 향상되게 된다. 노이즈 컨틴용 프레임부(109)는, 오버레이(106)로부터 광원(610)을 향해 소정의 기울기를 가질 수 있다. 상기 기울기는, 광원(610)에서 조사되는 광의 방향을 가이드하는 역할을 할 수 있다. 상기 기울기는, 광 출력 방향에 따라 결정될 수 있다. 예를 들면, 제1 방향으로 광이 출력되는 경우 상기 기울기와 제2 방향으로 광이 출력되는 경우 상기 기울기는 서로 다르게 형성될 수 있다.
한편, 광원(610)와 노이즈 컨팅용 프레임부(109) 상에는, 오버레이(106)와, 광 필터부(107)가 배치될 수 있다.
도 6b는 포토 다이오드(620)의 단면도를 예시한다. 포토 다이오드(620)는, 베젤 프레임부(103)상에, 노이즈 컨팅용 프레임부(109) 사이에 배치될 수 있다. 포토 다이오드(620)를, 노이즈 컨팅용 프레임부(109) 사이에 배치함으로써, 포토 다이오드(620)에서 수신되는 광의 수신 성능을 향상시킬 수 있게 된다. 노이즈 컨틴용 프레임브(109)는, 오버레이(106)로부터 포토 다이오드(620)를 향해 소정의 기울기를 가질 수 있다. 상기 기울기는, 포토 다이오드(620)의 광 수신 성능을 향상시키기 위해 반사광 또는 산란광을 가이드하는 역할을 할 수 있다.
한편, 포토 다이오드(620)와 노이즈 컨팅용 프레임부(109) 상에는, 오버레이(106)와, 광 필터부(107)가 배치될 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 제스쳐 감지부의 구조를 설명하기 위해 참조되는 분해 사시도이다. 도 8은 도 7의 제스쳐 감지부의 단면도이다.
도 7 내지 도 8의 실시예는 제스쳐 감지부(210)가 디스플레이(151) 하단에 배치되는 것을 가정하여 설명하나, 제스쳐 감지부(210)가 디스플레이(151) 상단, 좌측단 또는 우측단에 배치되는 경우, 도 7 내지 도 8을 참조하여 기술하는 내용이 각각의 상황에 맞게 적용될 수 있다.
이하의 설명에서, 광의 경로를 기준으로 전단 또는 후단을 정의할 수 있다. 광 출력부(121)에서 생성된 광은, 제1 라이트 가이드(730), 콜리메이터(740), 프리즘부(750) 및 프레임(770) 순으로 경로가 생성된다. 따라서, 광 출력부(121)의 후단에 제1 라이트 가이드(730)가 배치되고, 제1 라이트 가이드(730) 후단에 콜리메이터(740)가 배치되고, 콜리메이터(740) 후단에 프리즘부(750)가 배치되고, 프리즘부(750) 후단에 프리임(770)이 배치될 수 있다.
도 7 내지 도 8을 참조하면, 제스쳐 감지부(120)는, 하우징(710), 보드(720), 제1 라이트 가이드(730), 콜리메이터(740), 프리즘부(750) 및 프레임(770)을 포함할 수 있다.
하우징(710)은, 제스쳐 감지부(210)의 외관을 형성할 수 있다. 하우징(710)은 보드(720), 제1 라이트 가이드(730), 콜리메이터(740) 및 프리즘부(750)를 수용할 수 있다.
하우징(710)의 일 측면에는 개구부(711)가 형성되고, 상기 개구부(711)는 프레임(770)이 결합될 수 있다.
프레임(770)에는 광 출력부(121)에서 생성되는 제1 시트 빔 및 제2 시트 빔이 외부로 출력될 수 있도록 개구부(771)가 형성될 수 있다. 또한, 제1 반사광 및 제2 반사광은 상기 개구부를 통해, 광 수신부(122)에 도달될 수 있다.
광 출력부(121) 및 광 수신부(122)는 보드(720)에 실장될 수 있다.
제1 라이트 가이드(light guide)(720)는 보드(720) 후단에 배치될 수 있다. 제1 라이트 가이드(720)는 광 출력부(121)에서 생성되는 광을 콜리메이터(740)까지 가이드할 수 있다.
제1 라이트 가이드(720) 내부에서 광은 전반사될 수 있다. 이를 위해, 제1 라이트 가이드 내부는 광학 유리로 형성되고, 광학 유리 외측은 피복재(클래드)로 형성될 수 있다.
콜리메이터(collimator)(740)는, 제1 라이트 가이드(720) 후단에 배치될 수 있다
콜리메이터(740)는, 입력되는 광을 입사각에 따라 평행광으로 변형시킬 수 있다..
콜리메이터(740)는, 제1 발광부(도 5의 610)에서 생성되는 광은 평행광으로 변형시킬 수 있다. 제1 발광부(도 5의 610)에서 생성되는 광은 콜리메이터(740)를 거쳐 프리즘부(750)로 전달될 수 있다.
콜리메이터(740)는, 제2 발광부(도 5의 620)에서 생성되는 광은 평행광으로 변형시키지 않고 바로 투과 시킬 수 있다. 이경우, 제2 발광부(도 5의 620)에서 생성되는 광은 콜리메이터(740)를 거치면서 굴절될 수 있다. 제2 발광부(도 5의 620)에서 생성되는 광은 콜리메이터(740)를 거쳐 프리즘부(750)로 전달될 수 있다.
이러한 콜리메이터(740)는 유리 또는 폴리카보네이트로 형성될 수 있다.
프리즘부(750)는 콜리메이터(740) 후단에 배치될 수 있다. 프리즘부(750)는 유리 또는 폴리카보네이트로 형성될 수 있다.
프리즘부(750)는 제1 발광부(도 5의 610)에서 생성되어, 콜리메이터(740)를 거친 광을 제1 방향으로 출력시킬 수 있다.
프리즘부(750)는 제2 발광부(도 5의 620)에서 생성되어, 콜리메이터(740)를 거친 광을 제2 방향으로 출력시킬 수 있다.
프리즘부(750)는, 하프 미러부(751) 및 미러부(752)를 포함할 수 있다.
하프 미러부(751)는, 입사각에 따라 입사되는 광을 반사시키거나 투과시킬 수 있다. 예를 들면, 하프 미러부(751)는, 입사각이 기준치 이상인 광은 반사시킬 수 있다. 또한, 하프 미러부(751)는, 입사각이 기준치 이하인 광은 투과시킬 수 있다.
하프 미러부(751)는, 제1 발광부(도 5의 610)에서 생성되어, 콜리메이터(740)를 거친 광을 제1 방향으로 반사시킬 수 있다. 또한, 하프 미러부(751)는, 제2 발광부(도 5의 620)에서 생성되어, 콜리메이터(740)를 거친 광을 제3 방향으로 투과시킬 수 있다.
하프 미러부(751)는, 유리 또는 폴리카보네이트 상에 금속 산화물로 하프 미러 코팅되어 형성될 수 있다.
미러부(752)는, 제3 방향으로 반사되는 광을 제2 방향으로 반사시킬 수 있다.
미러부(752)는, 유리 또는 폴리카보네이트 상에 메탈로 미러 코팅되어 형성될 수 있다. 여기서, 메탈은 수은, 백금, 티타늄, 은을 포함할 수 있다.
도 8을 참조하면, 측면에서 볼때, 제1 라이트 가이드(730)의 제1 면은 콜리메이터(740)를 향해 볼록하게 형성될 수 있다.
콜리메이터(740)의 제1 면은 제1 라이트 가이드(730)를 향해 오목하게 형성될 수 있다. 콜리메이터(740)의 상기 제1 면의 타측에 위치하는 제2 면은 평평하게 형성될 수 있다.
프리즘부(750)의 제1 면은 콜리메이터(740)를 향해 오목하게 형성될 수 있다.
상기 제1 라이트 가이드(730), 콜리메이터(740) 및 프리즘부(750) 각각의 형상은 광의 경로를 적절하게 변경시키도록 형성될 수 있다. 상기 제1 라이트 가이드(730), 콜리메이터(740) 및 프리즘부(750) 각각의 형상을 변형시킴으로써, 하프 미러부(751) 및 미러부(752)에 입사되는 광의 입사각을 변경시켜, 제1 각(도 3b의 α) 및 제2 각(도 3b의 β)을 변경시킬 수 있다.
프리즘부(750)는, 제2 라이트 가이드(753), 하프 미러부(751), 미러 렌즈(754) 및 미러부(752)를 포함할 수 있다. 제2 라이트 가이드(753) 및 하프 미러부(751)는 일체로 형성될 수 있고, 미러 렌즈(754)와 미러부(752)는 일체로 형성될 수 있다.
제2 라이트 가이드(753)는 콜리메이터(740) 후단에 배치될 수 있다. 제2 라이트 가이드(753)는 광을 하프 미러부(751)까지 가이드할 수 있다. 제2 라이트 가이드(753)의 내부는 광학 유리로 형성되고, 광학 유리 외측은 피복재(클래드)로 형성될 수 있다.
제2 라이트 가이드(753)의 일면은 하프 미러부(751)로 형성될 수 있다. 하프 미러부(751)는, 제2 라이트 가이드(753)의 일면이 유리 또는 폴리카보네이트 상에 금속 산화물로 하프 미러 코팅되어 형성될 수 있다.
하프 미러부(751)는 지면과 제3 각도(γ)를 가지도록 형성될 수 있다. 이로 인해, 하프 미러부(751)는, 제1 발광부(도 5의 610)에서 생성되어, 콜리메이터(740)를 거친 광을 제1 방향으로 반사시킬 수 있다. 또한, 하프 미러부(751)는, 제2 발광부(도 5의 620)에서 생성되어, 콜리메이터(740)를 거친 광을 제3 방향으로 투과시킬 수 있다.
한편, 제3 각도(γ)를 변경함으로써, 하프 미러부(751) 및 미러부(752)에서 반사되는 반사각을 변경시켜 제1 각(도 3b의 α) 및 제2 각(도 3b의 β)을 변경시킬 수 있다.
미러 렌즈(754)는 제2 라이트 가이드(753) 후단에 배치될 수 있다. 미러 렌즈(754)는 하프 미러부(751)를 투과하는 광을 투과시킬 수 있다. 미러 렌즈(754)는, 유리 또는 폴리카보네이트로 형성될 수 있다.
측면에서 볼때, 미러 렌즈(754)의 일면은 하프 미러부(751)과 접하게 형성될 수 있다. 미러 렌즈(754)의 일면은 미러부(752)로 형성될 수 있다. 미러부(752)는, 미러 렌즈(754) 일면이 메탈로 미러 코팅되어 형성될 수 있다. 여기서, 메탈은 수은, 백금, 티타늄, 은을 포함할 수 있다.
미러부(752)는 하프 미러부(751)와 접하는 미러 렌즈(752)의 일면과 제3 각도(γ)를 가질 수 있다. 이경우, 미러부(752)는 지면과 평행하게 형성될 수 있다.
이로 인해, 미러부(752)는, 제3 방향으로 반사되는 광을 제2 방향으로 반사시킬 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따라 제1 시트 빔 및 제2 시트 빔이 형성되는 과정을 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 9를 참조하면, 제스쳐 감지부(120)는, 하우징(710), 광 출력부(121), 광 수신부(122), 보드(720), 제1 라이트 가이드(730), 콜리메이터(740), 프리즘부(750) 및 프레임(770)을 포함할 수 있다.
측면에서 볼때, 제1 라이트 가이드(730)의 제1 면(731)은 콜리메이터(740)를 향해 볼록하게 형성될 수 있다.
콜리메이터(740)의 제1 면(741)은 제1 라이트 가이드(730)를 향해 오목하게 형성될 수 있다. 콜리메이터(740)의 제1 면(741)의 타측에 위치하는 제2 면(742)은 평평하게 형성될 수 있다.
프리즘부(750)의 제1 면(755)은 콜리메이터(740)를 향해 오목하게 형성될 수 있다.
제1 라이트 가이드(730)의 제1 면(731), 콜리메이터(740)의 제1 면(741) 및 제2 면(742), 프리즘부(750)의 제1 면(755)은, 각각 광을 굴절시키거나 확산시키는 렌즈의 역할을 수행할 수 있다.
한편, 프리즘부(750)는, 제2 라이트 가이드(753), 하프 미러부(751), 미러 렌즈(754) 및 미러부(752)를 포함할 수 있다. 제2 라이트 가이드(753) 및 하프 미러부(751)는 일체로 형성될 수 있고, 미러 렌즈(754)와 미러부(752)는 일체로 형성될 수 있다.
광 출력부(121) 및 광 수신부(122)는 보드(720)에 실장될 수 있다.
광출력부(121)는, 광을 출력할 수 있다. 예를 들면, 광출력부(121)는 적외선(IR)광을 출력할 수 있다. 광출력부(121)는 적외선 광을 출력하는 복수의 적외선 광원을 포함할 수 있다.
광출력부(121)는, 제1 발광부(도 5a의 610) 및 제2 발광부(도 5a의 620)를 포함할 수 있다.
제1 발광부(도 5a의 610)는, 복수의 제1 광(910)을 생성할 수 있다. 복수의 제1 광(910)은 제1 라이트 가이드(730), 콜리메이터(740), 프리즘부(750)를 거쳐 제1 시트 빔(310)으로 외부에 출력될 수 있다.
구체적으로, 복수의 제1 광(910)은, 제1 라이트 가이드(730)의 가이드에 따라 콜리메이터(740)로 출력될 수 있다. 이때, 복수의 제1 광(910)은 제1 라이트 가이드(730)의 제1 면(731)을 투과하면서, 굴절될 수 있다.
복수의 제1 광(910)은, 콜리메이터(740)의 제1 면(741) 및 제2 면(742)를 투과하면서 평행광으로 변형될 수 있다. 변형된 제1 광(910)은 프리즘부(750)로 출력될 수 있다.
복수의 제1 광(910)은 프리즘부(750)의 제1 면(755)을 투과하면서 굴절될 수 있다. 프리즘부(750)의 제1 면(755)을 투과한 복수의 제1 광(910)은 제2 라이트 가이드(753)을 거쳐 하프 미러부(751)에 도달할 수 있다.
하프 미러부(751)에 도달된 복수의 복수의 제1 광(910)은 하프 미러부(751)에 의해 반사될 수 있다.
하프 미러부(751)에 의해 반사된 복수의 제1 광(910)은 프리즘부(750)의 제2 면(756)을 거치면서 제1 방향으로 굴절되어 외부로 출력될 수 있다. 외부로 출력된 복수의 제1 광(910)이 합쳐져서 제1 시트 빔(310)이 형성될 수 있다.
제2 발광부(도 5a의 620)는, 복수의 제2 광(920)을 생성할 수 있다. 복수의 제2 광(920)은 제1 라이트 가이드(730), 콜리메이터(740), 프리즘부(750)를 거쳐 제2 시트 빔으로 외부에 출력될 수 있다.
구체적으로, 복수의 제2 광(920)은, 제1 라이트 가이드(730)의 가이드에 따라 콜리메이터(740)로 출력될 수 있다. 이때, 복수의 제2 광(920)은 제1 라이트 가이드(730)의 제1 면(731)을 투과하면서, 굴절될 수 있다.
복수의 제2 광(920)은, 콜리메이터(740)의 제1 면(741) 및 제2 면(742)을 투과한다. 이때, 제2 광(920)의 입사각은 콜리메이터(740)에 의해 평행광으로 변형되는 조건에 맞지 않으므로, 평행광으로 변형되지 않는다. 복수의 제2 광(920)은, 콜리메이터(740)의 제1 면(741) 및 제2 면(742)을 투과하면서 굴절될 수 있다. 복수의 제2 광(920)은 프리즘부(750)로 출력될 수 있다.
복수의 제2 광(920)은 프리즘부(750)의 제1 면(755)을 투과하면서 굴절될 수 있다. 프리즘부(750)의 제1 면(755)을 투과한 복수의 제2 광(920)은 제2 라이트 가이드(753)을 거쳐 하프 미러부(751)에 도달할 수 있다.
하프 미러부(751)에 도달된 복수의 제2 광(920)은 하프 미러부(751)를 투과할 수 있다. 제2 광(920)의 입사각은 하프 미러부(751)의 반사 조건을 충족하지 않기 때문이다.
하프 미러부(751)를 투과한 복수의 제2 광(920)은 제3 방향으로 출력될 수 있다. 제3 방향으로 출력된 복수의 제2 광(920)은 미러부(752)에 반사될 수 있다.
미러부(752)에 의해 반사된 복수의 제2 광(920)은 프리즘부(750)의 제3 면(757)을 거치면서 제2 방향으로 굴절되어 외부로 출력될 수 있다. 외부로 출력된 복수의 제2 광(920)이 합쳐져서 제2 시트 빔(320)이 형성될 수 있다.
한편, 프리즘부(750)의 제3 면(757)은 미러 렌즈(754)의 일면에 형성될 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따라 제1 제스쳐 감지부 및 제2 제스쳐 감지부를 포함하는 경우 차량용 디스플레이 장치를 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 10을 참조하면, 제스쳐 감지부는 제1 제스쳐 감지부(120a) 및 제2 제스쳐 감지부(120b)를 포함할 수 있다.
제1 제스쳐 감지부(120a)는 도 1 내지 도 9를 참조하여 설명한 바와 같이, 제1 시트 빔(310) 및 제2 시트 빔(320)을 생성할 수 있다.
제2 제스쳐 감지부(120b)는 제3 시트 빔(1010) 및 제2 시트 빔(1020)을 생성할 수 있다. 여기서, 제3 시트 빔(1010)은, 제1 방향 및 제2 방향과 다른 제3 방향으로 출력될 수 있다. 제3 시트 빔(1010)은, 제3 평면을 이룰 수 있다. 또한, 제4 시트 빔(1020)은, 제1 내지 제3 방향과 다른 제4 방향으로 출력될 수 있다. 제4 시트 빔(1020)은, 제4 평면을 이룰 수 있다.
한편, 제2 제스쳐 감지부(120b)는 제1 제스쳐 감지부(120a)의 상단 또는 하단에 배치될 수 있다.
한편 실시예에 따라, 제스쳐 감지부(120)가 디스플레이(151)의 좌측단 또는 우측단에 배치될 수 있다. 이경우, 제2 제스쳐 감지부(120b)는 제1 제스쳐 감지부(120a)의 좌측단 또는 우측단에 배치될 수 있다.
도 11 내지 도 14는 본 발명의 실시예에 따라 제스쳐 수신에 따른 차량용 디스플레이 장치의 동작을 설명하는데 참조되는 예시도이다.
제1 반사 빔은, 제1 시트 빔(310)이 오브젝트(1110)에 반사되거나 산란되어 형성되는 광이다. 제2 반사 빔은, 제2 시트 빔(320)이 오브젝트(1110)에 반사되거나 산란되어 형성되는 광이다.
소정 메뉴 또는 항목이 하이라이트 된 상태에서, 제2 반사 빔이 수신되는 경우, 프로세서(도 2의 170)는 제1 제어 신호를 제공할 수 있다.
소정 메뉴 또는 항목이 하이라이트 된 상태에서, 제1 반사 빔 및 제2 반사 빔이 수신되는 경우, 프로세서(도 2의 170)는 제2 제어 신호를 제공할 수 있다.
도 11을 참조하면, 차량용 디스플레이 장치(100)는 근거리 통신 모듈(113)을 통해 이동 단말기(95)와 페어링될 수 있다. 차량용 디스플레이 장치(100)는, 이동 단말기(95)로부터 전화 리스트를 수신하고, 디스플레이(151)에 표시할 수 있다.
전화 리스트 중 한명(1131)이 하이라이트 된 상태에서, 제2 반사 빔이 수신되는 경우, 프로세서(도 2의 170)는 하이라이트 된 상대방(1131)에 통화 연결을 위한 제1 제어 신호를 제공할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(도 2의 170)는 디스플레이(도 2의 151)에 하이라이트된 상대방(1131)을 표시할 수 있다. 이경우, 제2 시트 빔(320)에 사용자의 손(1110)이 닿아 제2 반사 빔이 생성될 수 있다. 광 수신부(도 2의 122)는 제2 반사 빔을 수신할 수 있다. 제2 반사 빔이 수신되는 경우, 프로세서(도 2의 170)는, 하이라이트된 상대방(1131)에 통화 연결을 위한 제1 제어 신호를 생성할 수 있다. 생성된 제1 제어 신호는 근거리 통신 모듈(도 2의 113)을 통해, 이동 단말기(도 2의 95)로 전송될 수 있다. 이동 단말기(도 2의 95)는 상기 상대방(1131)에 전화를 걸 수 있다. 이때, 프로세서(도 2의 170)는 디스플레이(도 2의 151)에 통화 연결을 표시하는 인디케이터(1132)을 표시할 수 있다.
전화 리스트 중 한명(1131)이 하이라이트 된 상태에서, 제1 반사 빔 및 제2 반사 빔이 수신되는 경우, 프로세서(도 2의 170)는 하이라이트 된 상대방(1131)에 문자 발송을 위한 제2 제어 신호를 제공할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(도 2의 170)는 디스플레이(도 2의 151)에 하이라이트 된 상대방(1131)을 표시할 수 있다. 이경우, 제1 시트 빔(310) 및 제2 시트 빔(320)에 사용자의 손(1110)이 닿아 제1 반사 빔 및 제2 반사 빔이 생성될 수 있다. 광 수신부(도 2의 122)는 제1 반사 빔 및 제2 반사 빔을 수신할 수 있다. 제1 반사 빔 및 제2 반사 빔이 수신되는 경우, 프로세서(도 2의 170)는, 하이라이트된 상대방(1131)에 문자 메시지 전송을 위한 제2 제어 신호를 생성할 수 있다. 생성된 제2 제어 신호는 근거리 통신 모듈(도 2의 113)을 통해, 이동 단말기(도 2의 95)로 전송될 수 있다. 이동 단말기(도 2의 95)는 상기 상대방(1131)에게 전송할 메시지 작성 모드로 진입할 수 있다. 이때, 프로세서(도 2의 170)는 디스플레이(도 2의 151)에 문자 메시지 작성 모드를 표시하는 인디케이터(1133)을 표시할 수 있다.
도 12를 참조하면, 차량용 디스플레이 장치(100)는, 인터페이스부(180)를 통해, 공조 구동부(도 16의 55)에 제어 신호를 제공할 수 있다.
공조 메뉴가 선택된 상태에서, 제2 반사 빔이 수신되는 경우, 프로세서(도 2의 170)는 선택된 공조 메뉴 중 온도 조절 선택을 위한 제1 제어 신호를 제공할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(도 2의 170)는, 디스플레이(도 2의 151)에 선택된 공조 메뉴 아이콘(1231)을 표시할 수 있다. 이경우, 제2 시트 빔(320)에 사용자의 손(1110)이 닿아 제2 반사 빔이 생성될 수 있다. 광 수신부(도 2의 122)는 제2 반사 빔을 수신할 수 있다. 제2 반사 빔이 수신되는 경우, 프로세서(도 2의 170)는, 공조 메뉴 중 온도 조절 선택을 위한 제1 제어 신호를 생성할 수 있다. 생성된 제1 제어 신호는 인터페이스부(180)를 통해, 공조 구동부(도 16의 55)에 전송될 수 있다. 이때, 프로세서(도 2의 170)는, 디스플레이(도 2의 151)에 온도 조절 인디케이터(1232)를 표시할 수 있다.
공조 메뉴가 선택된 상태에서, 제1 반사 빔 및 제2 반사 빔이 수신되는 경우, 프로세서(도 2의 170)는 선택된 공조 메뉴 중 풍량 조절 항목을 선택하기 위한 제2 제어 신호를 제공할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(도 2의 170)는, 디스플레이(도 2의 151)에 선택된 공조 메뉴 아이콘(1231)을 표시할 수 있다. 이경우, 제1 시트 빔(310) 및 제2 시트 빔(320)에 사용자의 손(1110)이 닿아 제1 반사 빔 및 제2 반사 빔이 생성될 수 있다. 광 수신부(도 2의 122)는 제1 반사 빔 및 제2 반사 빔을 수신할 수 있다. 제1 반사 빔 및 제2 반사 빔이 수신되는 경우, 프로세서(도 2의 170)는, 공조 메뉴 중 풍량 조절 선택을 위한 제2 제어 신호를 생성할 수 있다. 생성된 제2 제어 신호는 인터페이스부(180)를 통해, 공조 구동부(도 16의 55)에 전송될 수 있다. 이때, 프로세서(도 2의 170)는, 디스플레이(도 2의 151)에 풍량 조절 인디케이터(1233)를 표시할 수 있다.
도 13을 참조하면, AV(Audio Video) 메뉴가 선택된 상태에서, 제2 반사 빔이 수신되는 경우, 프로세서(도 2의 170)는, 선택된 AV의 컨텐츠 메뉴 중 라디오를 선택하기 위한 제1 제어 신호를 제공할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(도 2의 170)는, 디스플레이(도 2의 151)에 선택된 AV 메뉴 아이콘(1331)을 표시할 수 있다. 이경우, 제2 시트 빔(320)에 사용자의 손(1110)이 닿아 제2 반사 빔이 생성될 수 있다. 광 수신부(도 2의 122)는 제2 반사 빔을 수신할 수 있다. 제2 반사 빔이 수신되는 경우, 프로세서(도 2의 170)는, AV 컨텐츠 중 라디오 선택을 위한 제1 제어 신호를 생성할 수 있다. 프로세서(도 2의 170)는 제1 제어 신호에 따라 AV 컨텐츠 중 라디오를 선택할 수 있다. 이때, 프로세서(도 2의 170)는, 디스플레이(도 2의 151)에 라디오 인디케이터(1332)를 표시할 수 있다.
AV 메뉴가 선택된 상태에서, 제1 반사 빔 및 제2 반사 빔이 수신되는 경우, 프로세서(도 2의 170)는, 선택된 AV의 컨텐츠 메뉴 중 MP3를 선택하기 위한 제2 제어 신호를 제공할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(도 2의 170)는, 디스플레이(도 2의 151)에 선택된 AV 메뉴 아이콘(1331)을 표시할 수 있다. 이경우, 제1 시트 빔(310) 및 제2 시트 빔(320)에 사용자의 손(1110)이 닿아 제1 반사 빔 및 제2 반사 빔이 생성될 수 있다. 광 수신부(도 2의 122)는 제1 반사 빔 및 제2 반사 빔을 수신할 수 있다. 제1 반사 빔 및 제2 반사 빔이 수신되는 경우, 프로세서(도 2의 170)는, AV 컨텐츠 중 MP3 선택을 위한 제2 제어 신호를 생성할 수 있다. 프로세서(도 2의 170)는 제2 제어 신호에 따라 AV 컨텐츠 중 MP3를 선택할 수 있다. 이때, 프로세서(도 2의 170)는, 디스플레이(도 2의 151)에 MP3 인디케이터(1333)를 표시할 수 있다.
도 14를 참조하면, 내비게이션 메뉴가 선택된 상태에서, 제2 반사 빔이 수신되는 경우, 프로세서(도 2의 170)는, 선택된 내비게이션 메뉴 중 목적지 설정 메뉴를 선택하기 위한 제1 제어 신호를 제공할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(도 2의 170)는, 디스플레이(도 2의 151)에 선택된 내비게이션 아이콘(1431)을 표시할 수 있다. 이경우, 제2 시트 빔(320)에 사용자의 손(1110)이 닿아 제2 반사 빔이 생성될 수 있다. 광 수신부(도 2의 122)는 제2 반사 빔을 수신할 수 있다. 제2 반사 빔이 수신되는 경우, 프로세서(도 2의 170)는, 내비게이션 메뉴 중 목적지 설정 메뉴를 선택하기 위한 제1 제어 신호를 생성할 수 있다. 프로세서(도 2의 170)는 제1 제어 신호에 따라 내비게이션 메뉴 중 목적지 설정 메뉴를 선택할 수 있다. 이때, 프로세서(도 2의 170)는, 디스플레이(도 2의 151)에 목적지 설정 인디케이터(1432)를 표시할 수 있다.
내비게이션 메뉴가 선택된 상태에서, 제1 반사 빔 및 제2 반사 빔이 수신되는 경우, 프로세서(도 2의 170)는, 선택된 내비게이션 메뉴 중 경로 설정 메뉴를 선택하기 위한 제2 제어 신호를 제공할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(도 2의 170)는, 디스플레이(도 2의 151)에 선택된 내비게이션 아이콘(1431)을 표시할 수 있다. 이경우, 제1 시트 빔(310) 및 제2 시트 빔(320)에 사용자 손(1110)이 닿아 제1 반사 빔 및 제2 반사 빔이 생성될 수 있다. 광 수신부(도 2의 122)는 제1 반사 빔 및 제2 반사 빔을 수신할 수 있다. 제1 반사 빔 및 제2 반사 빔이 수신되는 경우, 프로세서(도 2의 170)는, 경로 설정 메뉴를 선택하기 위한 제2 제어 신호를 생성할 수 있다. 프로세서(도 2의 170)는 제2 제어 신호에 따라 내비게이션 메뉴 중 경로 설정 메뉴를 선택할 수 있다. 이때, 프로세서(도 2의 170)는, 디스플레이(도 2의 151)에 경로 설정 인디케이터(1432)를 표시할 수 있다.
도 15a 내지 도 15b는 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력부를 설명하는데 참조되는 도면이다.
먼저, 도 15a는, 터치 센서부(130) 내의 전극 어레이(1510)의 일부를 예시한다.
전극 어레이(1510)는, 수평 전극들(Ex1,Ex2,Ex3,Ex4)과, 수직 전극들(Ey1,Ey2,Ey3,Ey4,Ey5,Ey6)을 구비할 수 있다.
도 15a는, 특히, 4개의 전극 셀(Electrode Group A)에 대응하여, 정전 용량의 변화를 감지한다. 복수의 전극 셀에서 감지된 정전 용량 변화에 대한 신호는, MUX(1520)에서 먹싱되고, ADC(1530)에서 디지털 신호로 변환되며 MCU(1540)에서 신호 처리된다.
MCU(1540)는, 변환된 디지털 신호에 기초하여, 플로팅 터치 입력에 대한, x,y,z축 정보를 연산할 수 있다.
한편, MCU(1540)는, 도 15a와 같이, 터치 감지셀(그룹핑 전극)의 크기가, 4개의 전극 셀에 대응하는 크기인 경우, 복수의 수평 전극들(Ex1,Ex2,Ex3,Ex4) 중 제1 수평 전극(Ex1)과 제3 수평 전극(Ex3)에만 전기 신호를 인가하고, 복수의 수직 전극들(Ey1,Ey2,Ey3,Ey4,Ey5,Ey6) 중 제1, 제3, 제5 수직 전극(Ey1, Ey3, Ey5)에만 전기 신호를 인가할 수 있다. 이에 의해, 터치 감지셀(그룹핑 전극)의 크기가, 4개의 전극 셀에 대응하여 설정될 수 있다.
한편, MCU(1540)는, 상술한 프로세서(170) 내에 포함되는 것도 가능하다.
한편, 터치 감지셀(그룹핑 전극)의 크기는, 1X1,2X2,3X3,2X7 등 사용자의 손 또는 손가락 위치에 대응하여, 다양하게 설정 가능하다.
다음, 도 15b는, 터치 센서부(130) 내의 전극 어레이(1510)에서 감지되는 정전 용량 변화를 예시한다.
도면에서는, 복수의 전극 셀(Electrode Group A,B,C,D...)에서, 감지되는 정전 용량 변화 신호(1551,1552,1553,1554)가, 시분할로, 감지되는 것을 예시한다. Mux(1520)는, 이러한 신호들(1551,1552,1553,1554)을 먹싱하여, 먹싱된 아날로그 신호를 출력할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 차량용 디스플레이 장치(100)는, 3D 인터렉션(Interaction)이 가능한 디스플레이 장치로서, 근접 터치 또는 공간 인식이 가능하다.
특히, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 디스플레이 장치(100)는, 사용자의 손이, 디스플레이 장치의 전면에 위치한 상태에서, 순차적으로 접근하는 경우, 터치 입력을 행할 때까지, 손의 모든 경로와 구간, 그 위치를 인식(Hand Detection)하고, 손과의 거리가 소정 거리 이내인 경우, 손가락을 인식(Finger Detection)이 가능하게 된다. 이에 따라, 해상도(resolution)나 시야각 등으로 인해, 근접 공간 인식의 성공률이 저하되는 문제점을 해결할 수 있게 된다. 여기서, 상기 소정 거리는 프로팅 터치가 가능한 거리일 수 있다.
이를 위해, 제스쳐 감지부(도 2의 120)를 포함하고, 사용자의 손가락을 검출하기 위한, 즉, 플로팅 터치(floating touch) 감지를 위한 터치 센서부(도 2의 130)를 구비할 수 있다.
프로세서(170)는, 광수신부(122)에 수신되는, 제1 반사 빔의 광량 또는 제2 반사 빔의 광량을 기초로, 디스플레이(151)와 평행한 평면상에서 오브젝트의 위치를 연산할 수 있다. 여기서, 디스플레이(151)와 평행한 평면은 XY 평면일 수 있다.
프로세서(170)는, 제1 반사 빔의 광량 및 제2 반사 빔의 광량을 기초로, 디스플레이(151)와 오브젝트와의 대략적인 거리를 연산할 수 있다. 여기서, 디스플레이(151)와 오브젝트와의 거리는 Z축 상에서의 거리일 수 있다.
한편, 제1 반사 빔 및 제2 반사 빔이 수신되는 경우, 터치 센서부(130)에 전원이 인가되어, 동작할 수 있다. 즉, 제1 반사 빔 및 제2 반사 빔이 수신되는 거리 이내로 사용자의 손이 접근하지 않는 경우에는, 터치 센서부(130)가 동작하지 않으며, 이에 따라, 불필요한 소비전력을 저감할 수 있게 된다.
터치 센서부(130)는, 플로팅 터치를 감지할 수 있으며, 이를 위해, 전극 어레이, 및 MCU를 구비할 수 있다. 터치 센서부가 동작하는 경우, 전극 어레이에 전기 신호가 공급되어, 전극 어레이 상에, 전기장(electric field)이 형성된다.
한편, 플로팅 터치가 가능한 거리 이내로 사용자의 손이 접근하는 경우, 디스플레이 장치(100)의 전면에 형성되는 전기장에, 정전 용량 변화가 발생하며, 터치 센서부(130)는, 이를 감지한다. 그리고, 감지된 정전 용량 변화에 기초하여, 플로팅 터치 입력의, x,y 축 정보를 연산할 수 있다. 또한, 정전 용량 변화의 세기에 기초하여, 디스플레이 장치(100)와 사용자 손과의 거리인, z축 정보를 연산할 수 있다.
이때, 제스쳐 감지부(도 2의 120)에 기초하여, 연산된, 사용자 손의 거리 정보, 즉, z 축 정보에 기초하여, 터치 센서부(130) 내의, 전극 어레이에 대한 그룹핑을 가변하는 것이 가능하다. 디스플레이(151)와의 거리가 가까울수록, 전극 어레이 그룹의 크기가 더 작아지도록, 설정할 수 있다.
즉, 제스쳐 감지부(도 2의 120)에 기초하여, 연산된, 사용자 손의 거리 정보, 즉, z 축 정보에 기초하여, 터치 센서부(130) 내의, 전극 어레이에 대한 터치 감지 셀의 크기를 가변하는 것이 가능하다.
예를 들어, 제1 반사 빔 및 제2 반사 빔이 수신되는 경우, 전극 어레이의 그룹핑에 의해, 터치 감지셀(그룹핑 전극)의 크기는, 제1 크기로서, 9개의 전극 셀에 대응하는 크기일 수 있으며, 제2 반사 빔만 수신되는 경우, 터치 감지셀(그룹핑 전극)의 크기는, 제2 크기로서, 4개의 전극 셀에 대응하는 크기일 수 있다.
다른 예로, 제1 반사 빔 및 제2 반사 빔이 수신되는 경우, 전극 어레이의 그룹핑에 의해, 터치 감지셀(그룹핑 전극)의 크기는, 제1 크기로서, 4개의 전극 셀에 대응하는 크기일 수 있으며, 제2 반사 빔만 수신되는 경우, 터치 감지셀(그룹핑 전극)의 크기는, 제2 크기로서, 1개의 전극 셀에 대응하는 크기일 수 있다.
즉, 디스플레이(151)와의 거리가 가까울수록, 터치 감지셀의 크기가 작아지도록, 설정할 수 있다.
한편, 터치 감지셀(그룹핑 전극)의 크기 가변은, 전극 어레이에 인가되는, 전기 신호의 가변에 의해 수행 가능하다.
예를 들어, 터치 감지셀(그룹핑 전극)의 크기가, 9개의 전극 셀에 대응하는 크기인 경우, 제1 내지 제4 수평 전극 중 제1 수평 전극과 제4 수평 전극에만 전기 신호를 인가하고, 제1 내지 제4 수직 전극 중 제1 수직 전극과 제4 수직 전극에만 전기 신호를 인가하여, 9개의 전극 셀에 대응하는 크기에 대응하는 터치 감지셀(그룹핑 전극)의 크기를 설정할 수 있다.
다른 예로, 터치 감지셀(그룹핑 전극)의 크기가, 4개의 전극 셀에 대응하는 크기인 경우, 제1 내지 제3 수평 전극 중 제1 수평 전극과 제3 수평 전극에만 전기 신호를 인가하고, 제1 내지 제3 수직 전극 중 제1 수직 전극과 제3 수직 전극에만 전기 신호를 인가하여, 4개의 전극 셀에 대응하는 크기에 대응하는 터치 감지셀(그룹핑 전극)의 크기를 설정할 수 있다.
또 다른 예로, 터치 감지셀(그룹핑 전극)의 크기가, 1개의 전극 셀에 대응하는 크기인 경우, 각 수평 전극과 각 수직 전극에 전기 신호를 인가하여, 1개의 전극 셀에 대응하는 크기에 대응하는 터치 감지셀(그룹핑 전극)의 크기를 설정할 수 있다.
결국, 사용자의 손의 거리에 따라, 터치 센서부(130) 내의, 전극 어레이에서 소모되는 전력의 크기가 가변될 수 있다. 사용자의 손의 거리가 가까울수록, 터치 센서부(130) 내의, 전극 어레이에서 소모되는 전력의 크기가, 커지게 된다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 블럭도이다.
차량(1)은 통신부(10), 입력부(20), 센싱부(60), 출력부(40), 차량 구동부(50), 메모리(30), 인터페이스부(80), 제어부(70), 전원부(90), 차량 운전 보조 장치(100) 및 차량용 디스플레이 장치(100)를 포함할 수 있다.
통신부(10)는, 차량(1)과 이동 단말기(95) 사이, 차량(1)과 외부 서버(96) 사이 또는 차량(1)과 타차량(97)과의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 통신부(10)는 차량(1)을 하나 이상의 망(network)에 연결하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다.
통신부(10)는, 방송 수신 모듈(11), 무선 인터넷 모듈(12), 근거리 통신 모듈(13), 위치 정보 모듈(14), 광통신 모듈(15) 및 V2X 통신 모듈(16)을 포함할 수 있다.
방송 수신 모듈(11)은, 방송 채널을 통하여 외부의 방송 관리 서버로부터 방송 신호 또는 방송 관련된 정보를 수신한다. 여기서, 방송은 라디오 방송 또는 TV 방송을 포함한다.
무선 인터넷 모듈(12)은, 무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 말하는 것으로, 차량(1)에 내장되거나 외장될 수 있다. 무선 인터넷 모듈(12)은 무선 인터넷 기술들에 따른 통신망에서 무선 신호를 송수신하도록 이루어진다.
무선 인터넷 기술로는, 예를 들면, WLAN(Wireless LAN), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi(Wireless Fidelity) Direct, DLNA(Digital Living Network Alliance), WiBro(Wireless Broadband), WiMAX(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 등이 있으며, 상기 무선 인터넷 모듈(12)은 상기에서 나열되지 않은 인터넷 기술까지 포함한 범위에서 적어도 하나의 무선 인터넷 기술에 따라 데이터를 송수신하게 된다. 예를 들면, 무선 인터넷 모듈(12)은 외부 서버(96)와 무선으로 데이터를 교환할 수 있다. 무선 인터넷 모듈(12)은 외부 서버(96)로부터 날씨 정보, 도로의 교통 상황 정보(예를 들면, TPEG(Transport Protocol Expert Group))정보를 수신할 수 있다.
근거리 통신 모듈(13)은, 근거리 통신(Short range communication)을 위한 것으로서, 블루투스(Bluetooth™), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus) 기술 중 적어도 하나를 이용하여, 근거리 통신을 지원할 수 있다.
이러한, 근거리 통신 모듈(13)은, 근거리 무선 통신망(Wireless Area Networks)을 형성하여, 차량(1)과 적어도 하나의 외부 디바이스 사이의 근거리 통신을 수행할 수 있다. 예를 들면, 근거리 통신 모듈(13)은 이동 단말기(95)와 무선으로 데이터를 교환할 수 있다. 근거리 통신 모듈(13)은 이동 단말기(95)로부터 날씨 정보, 도로의 교통 상황 정보(예를 들면, TPEG(Transport Protocol Expert Group))를 수신할 수 있다. 가령, 사용자가 차량(1)에 탑승한 경우, 사용자의 이동 단말기(95)와 차량(1)은 자동으로 또는 사용자의 애플리케이션 실행에 의해, 서로 페어링을 수행할 수 있다.
위치 정보 모듈(14)은, 차량(1)의 위치를 획득하기 위한 모듈로서, 그의 대표적인 예로는 GPS(Global Positioning System) 모듈이 있다. 예를 들면, 차량은 GPS모듈을 활용하면, GPS 위성에서 보내는 신호를 이용하여 차량의 위치를 획득할 수 있다.
광통신 모듈(15)은, 광발신부 및 광수신부를 포함할 수 있다.
광수신부는, 광(light)신호를 전기 신호로 전환하여, 정보를 수신할 수 있다. 광수신부는 광을 수신하기 위한 포토 다이오드(PD, Photo Diode)를 포함할 수 있다. 포토 다이오드는 빛을 전기 신호로 전환할 수 있다. 예를 들면, 광수신부는 전방 차량에 포함된 광원에서 방출되는 광을 통해, 전방 차량의 정보를 수신할 수 있다.
광발신부는 전기 신호를 광 신호로 전환하기 위한 발광 소자를 적어도 하나 포함할 수 있다. 여기서, 발광 소자는 LED(Light Emitting Diode)인 것이 바람직하다. 광발신부는, 전기 신호를 광 신호로 전환하여, 외부에 발신한다. 예를 들면, 광 발신부는 소정 주파수에 대응하는 발광소자의 점멸을 통해, 광신호를 외부에 방출할 수 있다. 실시예에 따라, 광발신부는 복수의 발광 소자 어레이를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 광발신부는 차량(1)에 구비된 램프와 일체화될 수 있다. 예를 들면, 광발신부는 전조등, 후미등, 제동등, 방향 지시등 및 차폭등 중 적어도 어느 하나일 수 있다. 예를 들면, 광통신 모듈(15)은 광 통신을 통해 타차량(97)과 데이터를 교환할 수 있다.
V2X 통신 모듈(16)은, 서버(96) 또는 타차량(97)과의 무선 통신 수행을 위한 모듈이다. V2X 모듈(16)은 차량간 통신(V2V) 또는 차량과 인프라간 통신(V2I) 프로토콜이 구현 가능한 모듈을 포함한다. 차량(1)은 V2X 통신 모듈(16)을 통해, 외부 서버(96) 및 타 차량(97)과 무선 통신을 수행할 수 있다.
입력부(20)는, 운전 조작 수단(21), 카메라(22), 마이크로 폰(23) 및 사용자 입력부(24)를 포함할 수 있다.
운전 조작 수단(21)은, 차량(1) 운전을 위한 사용자 입력을 수신한다. 운전 조작 수단(21)은 조향 입력 수단(21a), 쉬프트 입력 수단(21b), 가속 입력 수단(21c), 브레이크 입력 수단(21d)을 포함할 수 있다.
조향 입력 수단(21a)은, 사용자로부터 차량(1)의 진행 방향 입력을 수신한다. 조향 입력 수단(21a)은 회전에 의해 조향 입력이 가능하도록 휠 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 실시예에 따라, 조향 입력 수단(21a)은 터치 스크린, 터치 패드 또는 버튼으로 형성될 수도 있다.
쉬프트 입력 수단(21b)은, 사용자로부터 차량(1)의 주차(P), 전진(D), 중립(N), 후진(R)의 입력을 수신한다. 쉬프트 입력 수단(21b)은 레버 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 실시예에 따라, 쉬프트 입력 수단(21b)은 터치 스크린, 터치 패드 또는 버튼으로 형성될 수도 있다.
가속 입력 수단(21c)은, 사용자로부터 차량(1)의 가속을 위한 입력을 수신한다. 브레이크 입력 수단(21d)은, 사용자로부터 차량(1)의 감속을 위한 입력을 수신한다. 가속 입력 수단(21c) 및 브레이크 입력 수단(21d)은 페달 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 실시예에 따라, 가속 입력 수단(21c) 또는 브레이크 입력 수단(21d)은 터치 스크린, 터치 패드 또는 버튼으로 형성될 수도 있다.
카메라(22)는, 이미지 센서와 영상 처리 모듈을 포함할 수 있다. 카메라(22)는 이미지 센서(예를 들면, CMOS 또는 CCD)에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상을 처리할 수 있다. 영상 처리 모듈은 이미지 센서를 통해 획득된 정지영상 또는 동영상을 가공하여, 필요한 정보를 추출하고, 추출된 정보를 제어부(70)에 전달할 수 있다. 한편, 차량(1)은 차량 전방 영상 또는 차량 주변 영상을 촬영하는 카메라(22) 및 차량 내부 영상을 촬영하는 내부 카메라(22c)를 포함할 수 있다.
내부 카메라(22c)는 탑승자에 대한 이미지를 획득할 수 있다. 내부 카메라(22c)는 탑승자의 생체 인식을 위한 이미지를 획득할 수 있다.
내부 카메라(22c)는, 차량(1) 내에 탑승자에 대한 이미지를 획득하여, 탑승 인원이 몇 명인지 검출할 수 있다.
마이크로 폰(23)은, 외부의 음향 신호를 전기적인 데이터로 처리할 수 있다. 처리된 데이터는 차량(1)에서 수행 중인 기능에 따라 다양하게 활용될 수 있다. 마이크로폰(23)은 사용자의 음성 명령을 전기적인 데이터로 전환할 수 있다. 전환된 전기적인 데이터는 제어부(70)에 전달될 수 있다.
한편, 실시예에 따라, 카메라(22) 또는 마이크로폰(23)는 입력부(20)에 포함되는 구성요소가 아닌, 센싱부(60)에 포함되는 구성요소일 수도 있다.
사용자 입력부(24)는 사용자로부터 정보를 입력받기 위한 것이다. 사용자 입력부(24)를 통해, 정보가 입력되면, 제어부(70)는 입력된 정보에 대응되도록 차량(1)의 동작을 제어할 수 있다. 사용자 입력부(24)는 터치식 입력수단 또는 기계식 입력 수단을 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 사용자 입력부(24)는 스티어링 휠의 일 영역에 배치될 수 있다. 이경우, 운전자는 스티어링 휠을 잡은 상태에서, 손가락으로 사용자 입력부(24)를 조작할 수 있다.
센싱부(60)는, 차량(1)의 주행 등과 관련한 신호를 센싱한다. 이를 위해, 센싱부(60)는, 충돌 센서, 휠 센서(wheel sensor), 속도 센서, 경사 센서, 중량 감지 센서, 헤딩 센서(heading sensor), 요 센서(yaw sensor), 자이로 센서(gyro sensor), 포지션 모듈(position module), 차량 전진/후진 센서, 배터리 센서, 연료 센서, 타이어 센서, 핸들 회전에 의한 스티어링 센서, 차량 내부 온도 센서, 차량 내부 습도 센서, 초음파 센서, 레이더, 라이더 등을 포함할 수 있다.
이에 의해, 센싱부(60)는, 차량 충돌 정보, 차량 방향 정보, 차량 위치 정보(GPS 정보), 차량 각도 정보, 차량 속도 정보, 차량 가속도 정보, 차량 기울기 정보, 차량 전진/후진 정보, 배터리 정보, 연료 정보, 타이어 정보, 차량 램프 정보, 차량 내부 온도 정보, 차량 내부 습도 정보, 스티어링 휠 회전 각도 등에 대한 센싱 신호를 획득할 수 있다.
한편, 센싱부(60)는, 그 외, 가속페달센서, 압력센서, 엔진 회전 속도 센서(engine speed sensor), 공기 유량 센서(AFS), 흡기 온도 센서(ATS), 수온 센서(WTS), 스로틀 위치 센서(TPS), TDC 센서, 크랭크각 센서(CAS), 등을 더 포함할 수 있다.
센싱부(60)는 생체 인식 정보 감지부를 포함할 수 있다. 생체 인식 정보 감지부는 탑승자의 생체 인식 정보를 감지하여 획득한다. 생체 인식 정보는 지문 인식(Fingerprint) 정보, 홍채 인식(Iris-scan) 정보, 망막 인식(Retina-scan) 정보, 손모양(Hand geo-metry) 정보, 안면 인식(Facial recognition) 정보, 음성 인식(Voice recognition) 정보를 포함할 수 있다. 생체 인식 정보 감지부는 탑승자의 생체 인식 정보를 센싱하는 센서를 포함할 수 있다. 여기서, 내부 카메라(22c) 및 마이크로 폰(23)이 센서로 동작할 수 있다. 생체 인식 정보 감지부는 내부 카메라(22c)를 통해, 손모양 정보, 안면 인식 정보를 획득할 수 있다.
출력부(40)는, 제어부(70)에서 처리된 정보를 출력하기 위한 것으로, 디스플레이(41), 음향 출력부(42) 및 햅틱 출력부(43)를 포함할 수 있다.
디스플레이(41)는 제어부(70)에서 처리되는 정보를 표시할 수 있다. 예를 들면, 디스플레이(41)는 차량 관련 정보를 표시할 수 있다. 여기서, 차량 관련 정보는, 차량에 대한 직접적인 제어를 위한 차량 제어 정보, 또는 차량 운전자에게 운전 가이드를 위한 차량 운전 보조 정보를 포함할 수 있다. 또한, 차량 관련 정보는, 현재 차량의 상태를 알려주는 차량 상태 정보 또는 차량의 운행과 관련되는 차량 운행 정보를 포함할 수 있다.
디스플레이(41)는 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉서블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display), 전자잉크 디스플레이(e-ink display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
디스플레이(41)는 터치 센서와 상호 레이어 구조를 이루거나 일체형으로 형성됨으로써, 터치 스크린을 구현할 수 있다. 이러한 터치 스크린은, 차량(1)와 사용자 사이의 입력 인터페이스를 제공하는 사용자 입력부(24)로써 기능함과 동시에, 차량(1)와 사용자 사이의 출력 인터페이스를 제공할 수 있다. 이경우, 디스플레이(41)는 터치 방식에 의하여 제어 명령을 입력 받을 수 있도록, 디스플레이(41)에 대한 터치를 감지하는 터치센서를 포함할 수 있다. 이를 이용하여, 디스플레이(41)에 대하여 터치가 이루어지면, 터치센서는 상기 터치를 감지하고, 제어부(70)는 이에 근거하여 상기 터치에 대응하는 제어명령을 발생시키도록 이루어질 수 있다. 터치 방식에 의하여 입력되는 내용은 문자 또는 숫자이거나, 각종 모드에서의 지시 또는 지정 가능한 메뉴항목 등일 수 있다.
한편, 디스플레이(41)는 운전자가 운전을 함과 동시에 차량 상태 정보 또는 차량 운행 정보를 확인할 수 있도록 클러스터(cluster)를 포함할 수 있다. 클러스터는 대시보드 위에 위치할 수 있다. 이경우, 운전자는, 시선을 차량 전방에 유지한채로 클러스터에 표시되는 정보를 확인할 수 있다.
한편, 실시예에 따라, 디스플레이(41)는 HUD(Head Up Display)로 구현될 수 있다. 디스플레이(41)가 HUD로 구현되는 경우, 윈드 쉴드에 구비되는 투명 디스플레이를 통해 정보를 출력할 수 있다. 또는, 디스플레이(41)는 투사 모듈을 구비하여 윈드 쉴드에 투사되는 이미지를 통해 정보를 출력할 수 있다.
음향 출력부(42)는 제어부(70)로부터의 전기 신호를 오디오 신호로 변환하여 출력한다. 이를 위해, 음향 출력부(42)는 스피커 등을 구비할 수 있다. 음향 출력부(42)는, 사용자 입력부(24) 동작에 대응하는, 사운드를 출력하는 것도 가능하다.
햅틱 출력부(43)는 촉각적인 출력을 발생시킨다. 예를 들면, 햅틱 출력부(43)는, 스티어링 휠, 안전 벨트, 시트를 진동시켜, 사용자가 출력을 인지할 수 있게 동작할 수 있다.
차량 구동부(50)는, 차량 각종 장치의 동작을 제어할 수 있다. 차량 구동부(50)는 동력원 구동부(51), 조향 구동부(52), 브레이크 구동부(53), 램프 구동부(54), 공조 구동부(55), 윈도우 구동부(56), 에어백 구동부(57), 썬루프 구동부(58) 및 서스펜션 구동부(59)를 포함할 수 있다.
동력원 구동부(51)는, 차량(1) 내의 동력원에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다.
예를 들면, 화석 연료 기반의 엔진(미도시)이 동력원인 경우, 동력원 구동부(51)는, 엔진에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 이에 의해, 엔진의 출력 토크 등을 제어할 수 있다. 동력원 구동부(51)가 엔진인 경우, 제어부(70)의 제어에 따라, 엔진 출력 토크를 제한하여 차량의 속도를 제한할 수 있다.
다른 예로, 전기 기반의 모터(미도시)가 동력원인 경우, 동력원 구동부(51)는, 모터에 대한 제어를 수행할 수 있다. 이에 의해, 모터의 회전 속도, 토크 등을 제어할 수 있다.
조향 구동부(52)는, 차량(1) 내의 조향 장치(steering apparatus)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 이에 의해, 차량의 진행 방향을 변경할 수 있다.
브레이크 구동부(53)는, 차량(1) 내의 브레이크 장치(brake apparatus)(미도시)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 예를 들면, 바퀴에 배치되는 브레이크의 동작을 제어하여, 차량(1)의 속도를 줄일 수 있다. 다른 예로, 좌측 바퀴와 우측 바퀴에 각각 배치되는 브레이크의 동작을 달리하여, 차량(1)의 진행 방향을 좌측, 또는 우측으로 조정할 수 있다.
램프 구동부(54)는, 차량 내, 외부에 배치되는 램프의 턴 온/턴 오프를 제어할 수 있다. 또한, 램프의 빛의 세기, 방향 등을 제어할 수 있다. 예를 들면, 방향 지시 램프, 브레이크 램프 등의 대한 제어를 수행할 수 있다.
공조 구동부(55)는, 차량(1) 내의 공조 장치(air cinditioner)(미도시)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 예를 들면, 차량 내부의 온도가 높은 경우, 공조 장치가 동작하여, 냉기가 차량 내부로 공급되도록 제어할 수 있다.
윈도우 구동부(56)는, 차량(1) 내의 윈도우 장치(window apparatus)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 예를 들면, 차량의 측면의 좌,우 윈도우들에 대한 개방 또는 폐쇄를 제어할 수 있다.
에어백 구동부(57)는, 차량(1) 내의 에어백 장치(airbag apparatus)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 예를 들면, 위험시, 에어백이 터지도록 제어할 수 있다.
썬루프 구동부(58)는, 차량(1) 내의 썬루프 장치(sunroof apparatus)(미도시)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 예를 들면, 썬루프의 개방 또는 폐쇄를 제어할 수 있다.
서스펜션 구동부(59)는, 차량(1) 내의 서스펜션 장치(suspension apparatus)(미도시)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 예를 들면, 도로면에 굴곡이 있는 경우, 서스펜션 장치를 제어하여, 차량(1)의 진동이 저감되도록 제어할 수 있다.
메모리(30)는, 제어부(70)와 전기적으로 연결된다. 메모리(30)는 유닛에 대한 기본데이터, 유닛의 동작제어를 위한 제어데이터, 입출력되는 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(30)는, 하드웨어적으로, ROM, RAM, EPROM, 플래시 드라이브, 하드 드라이브 등과 같은 다양한 저장기기 일 수 있다. 메모리(30)는 제어부(70)의 처리 또는 제어를 위한 프로그램 등, 차량(1) 전반의 동작을 위한 다양한 데이터를 저장할 수 있다.
인터페이스부(80)는, 차량(1)에 연결되는 다양한 종류의 외부 기기와의 통로 역할을 수행할 수 있다. 예를 들면, 인터페이스부(80)는 이동 단말기(95)와 연결 가능한 포트를 구비할 수 있고, 상기 포트를 통해, 이동 단말기(95)와 연결할 수 있다. 이경우, 인터페이스부(80)는 이동 단말기(95)와 데이터를 교환할 수 있다.
한편, 인터페이스부(80)는 연결된 이동 단말기(95)에 전기 에너지를 공급하는 통로 역할을 수행할 수 있다. 이동 단말기(95)가 인터페이스부(80)에 전기적으로 연결되는 경우, 제어부(70)의 제어에 따라, 인터페이스부(80)는 전원부(90)에서 공급되는 전기 에너지를 이동 단말기(95)에 제공한다.
제어부(70)는, 차량(1) 내의 각 유닛의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 제어부(70)는 ECU(Electronic Contol Unit)로 명명될 수 있다.
제어부(70)는, 하드웨어적으로, ASICs (application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다.
전원부(90)는, 제어부(70)의 제어에 따라, 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급할 수 있다. 특히, 전원부(70)는, 차량 내부의 배터리(미도시) 등으로부터 전원을 공급받을 수 있다.
차량용 디스플레이 장치(100)는 제어부(70)와 데이터를 교환할 수 있다. 제어부(70)는 차량용 디스플레이 장치(100) 또는 별도의 내비게이션 장치(미도시)로부터 제1 정보를 수신할 수 있다. 여기서, 제1 정보는 GPS 기반의 차량 위치 정보일 수 있다. 제1 정보는 설정된 목적지 정보, 상기 목적지에 따른 경로 정보, 차량 주행과 관련한, 맵(map) 정보 또는 차량 위치 정보를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 차량용 디스플레이 장치는 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.
전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들면, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 상기 컴퓨터는 프로세서(170, 470) 또는 제어부(770)를 포함할 수도 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
1 : 차량
100 : 차량용 디스플레이 장치

Claims (20)

  1. 디스플레이;
    상기 디스플레이 주변에 배치되어, 제1 방향으로 출력되는 제1 시트 빔(sheet beam) 및 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 출력되는 제2 시트 빔을 생성하고, 상기 제1 시트 빔 및 상기 제2 시트 빔을 통해, 오브젝트의 3차원 제스쳐를 감지하는 제스쳐 감지부; 및
    상기 3차원 제스쳐에 따른 제어 신호를 제공하는 프로세서;를 포함하는 차량용 디스플레이 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제스쳐 감지부는,
    상기 제1 시트 빔 및 상기 제2 시트 빔을 생성하는 광출력부; 및
    상기 제1 시트 빔이 상기 오브젝트에 반사되어 형성되는 제1 반사 빔 및 상기 제2 시트 빔이 상기 오브젝트에 반사되어 형성되는 제2 반사 빔을 수신하는 광수신부;를 포함하는 차량용 디스플레이 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 광출력부는, 복수의 적외선 광원을 포함하고,
    상기 광수신부는, 복수의 포토 다이오드를 포함하고,
    상기 복수의 광원 및 상기 복수의 포토 다이오드는 서로 교대로 배치되는 차량용 디스플레이 장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 광출력부는,
    상기 제1 시트빔을 생성하는 제1 발광부; 및
    상기 제2 시트 빔을 생성하는 제2 발광부;를 포함하는 차량용 디스플레이 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제스쳐 감지부는,
    상기 제1 발광부에서 생성되는 광은 투과시키고, 상기 제2 발광부에서 생성되는 광을 평행광으로 변형시키는 콜리메이터; 및
    상기 제1 발광부에서 생성되어, 상기 콜리메이터를 거친 광을 상기 제1 방향으로 출력시키고,
    상기 제2 발광부에서 생성되어, 상기 콜리메이터를 거친 광을 상기 제2 방향으로 출력시키는 프리즘부;을 더 포함하는 차량용 디스플레이 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 프리즘부는,
    상기 제1 발광부에서 생성되어, 상기 콜리메이터를 거친 광을 상기 제1 방향으로 반사시키고, 상기 제2 발광부에서 생성되어, 상기 콜리메이터를 거친 광을 제3 방향으로 투과시키는 하프 미러부; 및
    상기 제3 방향으로 반사되는 광을 상기 제2 방향으로 반사시키는 미러부;를 포함하는 차량용 디스플레이 장치.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 광출력부는,
    상기 제1 발광부 및 상기 제2 발광부에서 생성되는 광을 상기 콜리메이터까지 가이드하는 라이트 가이드;를 더 포함하는 차량용 디스플레이 장치.
  8. 제 2항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 광수신부에 수신되는, 상기 제1 반사 빔의 광량 또는 상기 제2 반사 빔의 광량을 기초로 상기 디스플레이와 평행한 평면상에서 상기 오브젝트의 위치를 연산하는 차량용 디스플레이 장치.
  9. 제 2항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제1 반사 빔의 광량 및 상기 제2 반사 빔의 광량을 기초로 상기 디스플레이와 상기 오브젝트와의 거리를 연산하는 차량용 디스플레이 장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 제스쳐 감지부는,
    상기 디스플레이의 상단, 하단, 좌측단 또는 우측단에 배치되는 차량용 디스플레이 장치.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 제스쳐 감지부는,
    상기 제1 시트 빔 및 상기 제2 시트 빔을 생성하는 제1 제스쳐 감지부;
    상기 제1 방향 및 상기 제2 방향과 다른 제3 방향으로 출력되는 제3 시트 빔 및 상기 제1 내지 제3 방향과 다른 제4 방향으로 출력되는 제4 시트 빔을 생성하는 제2 제스쳐 감지부;를 포함하는 차량용 디스플레이 장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 제2 제스쳐 감지부는, 상기 제1 제스쳐 감지부의 상단 또는 하단에 배치되는 차량용 디스플레이 장치.
  13. 제 2항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 디스플레이를 통해 수신되는 제1 사용자 입력에 따라, 상기 제2 반사 빔이 수신되는 경우 제공되는 제1 제어 신호를 설정하고,
    상기 디스플레이를 통해 수신되는 제2 사용자 입력에 따라, 상기 제1 반사 빔 및 상기 제2 반사 빔이 수신되는 경우 제공되는 제2 제어 신호를 설정하는 차량용 디스플레이 장치.
  14. 제 2항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제2 반사 빔이 수신되는 경우, 제1 제어 신호를 제공하고,
    상기 제1 반사 빔 및 상기 제2 반사 빔이 수신되는 경우, 제2 제어 신호를 제공하는 차량용 디스플레이 장치.
  15. 제 2항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제2 반사 빔이 수신된 상태에서, 감지되는 상기 오브젝트의 움직임에 따라 제1 제어 신호를 제공하고,
    상기 제1 반사 빔 및 상기 제2 반사 빔이 수신된 상태에서, 감지되는 상기 오브젝트의 움직임에 따라 제2 제어 신호를 제공하는 차량용 디스플레이 장치.
  16. 제 2항에 있어서,
    상기 프로세서에서 생성되는 제어 신호를 외부로 전송하는 인터페이스부;를 더 포함하는 차량용 디스플레이 장치.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 인터페이스부는,
    차량의 동력원, 차량의 램프, 차량의 공조, 차량의 윈도우, 차량의 도어, 차량의 썬루프 및 차량의 와이퍼 중 적어도 어느 하나를 구동하기 위한 상기 제어 신호를 전송하는 차량용 디스플레이 장치.
  18. 제 16항에 있어서,
    상기 프로세서에서 생성되는 제어 신호를 외부 디바이스에 전송하는 통신부;를 더 포함하는 차량용 디스플레이 장치.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 외부 디바이스는, 이동 단말기이고,
    상기 통신부는, 상기 이동 단말기에, 통화를 위한 상기 제어 신호를 전송하는 차량용 디스플레이 장치.
  20. 제 1항 내지 제 19항 중 어느 하나의 항에 기재된 차량용 디스플레이 장치를 포함하는 차량.
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