KR20170082029A - 디스플레이장치 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

디스플레이장치에 있어서, 상기 디스플레이장치에 전력을 공급하기 위하여 외부모듈로부터 무선으로 전력을 수신하는 무선전력수신부; 수신되는 영상신호에 기초하여 영상을 표시하는 디스플레이부; 상기 외부모듈과 통신하는 제1통신부; 상기 디스플레이장치와 사용자와의 거리에 관한 정보를 획득하는 정보획득부; 및 상기 디스플레이장치의 소모전력을 판단하여, 상기 외부모듈에 상기 판단된 소모전력에 관한 정보를 제공하도록 상기 제1통신부를 제어하며, 상기 획득된 정보에 기초하여 상기 사용자가 상기 디스플레이장치로부터 임계거리 이내로 들어왔다고 판단하면, 상기 디스플레이장치의 소모전력을 절감하도록 제어동작을 수행하는 제어부를 포함하는 디스플레이장치가 제공된다.
이로 인하여, 사용자가 디스플레이장치에 가까이 접근하면 외부모듈로부터 무선으로 전송되는 전력의 레벨이 낮아짐으로써 사용자 인체에 전자장이 미치는 악영향을 최소화 할 수 있다.

Description

디스플레이장치 및 그 제어방법{DISPLAY APPARATUS AND THE CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 무선으로 전력을 수신하는 디스플레이장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는 무선으로 전력을 수신하는 중 사용자가 일정범위 이내로 접근할 시 사용자를 보호하기 위해 무선으로 송수신되는 전력의 양을 일시적으로 감소하기 위함이다.
IT기술 발전과 함께 다양한 전자제품에 전력을 제공하기 위한 다양한 기술들이 개발되고 있다. 특히, 기존의 전자장치들은 유선으로 전기 에너지 또는 전력을 공급 받아왔으나, 최근 기기간 물리적인 접촉 없이 무선으로 전력을 공급하는 무선 전력 전송 기술(wireless power transmission)이 개발되고 사용되고 있다. 무선으로 에너지를 수신하는 전자장치는 수신된 전력에 의하여 구동될 수 있다.
무선 전력 전송 기술은 전력을 전선과 같은 전력선으로 연결하지 않고도 무선으로 언제 어디서나 전력 공급을 가능하게 하는 기술로서, 모바일기기의 무선충전, 가전 제품에 무선 전력 공급, 전기자동차 충전, 사물인터넷(Internet of things: IOT)를 위한 무선센서등 다양한 산업과 융합되어 미래사회 혁신을 촉진할 것으로 전망되고 있다.
무선으로 전력을 제공하기 위한 방식으로는 자기유도방식, 자기공명방식, 또는 전자기파방식이 있으며, 이 중 자기유도방식의 무선 전력 전송에 대한 기술을 다루는 무선 전력 협의체가(Wireless Power Consortium) 관련하여 표준 문서를 공개한 바 있다. 무선 전력 협의체의 표준 문서는 자기 유도 방식에 의하여 전력을 전달하는 방식을 설명하고 있다.
하지만, 무선으로 전력을 전송하는 과정에서 강한 자기장이 전력 공급 장치 및 전력 수신 장치 주변으로 발생할 수 있고, 사용자가 이에 지나치게 가까이 접근할 경우, 인체에 해로운 영향이 미칠 수 있다는 문제점이 있다. 관련하여 국제비이온화방사보호위원회(The International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection: ICNIRP)에서 비이온화 방사선으로부터 인체를 보호하기 위해 제품의 전자파 노출 한도를 결정하고 고시하고 있으며, 권장 기준이나, 일반적인 국제 기준으로 통용되고 있다. 무선 전력 전송은 사용하는 주파수 대역이 200~300KHz 대역인바, ICNIRP기준에 의하면, 일반인에 대해 약 6분간 전기장 강도 8.3*10-2 (kV/m)자기장 강도 21(A/m)자속 밀도 2.7*10-5(T) 노출레벨이 적용된다. 직업인의 경우 통상적으로 전자파의 노출상황을 인지하고 있으며, 잠재적 위험성에 대해 주의할 수 있어 더 높은 기준 레벨이 적용되나, 일반인의 경우 전자기장에 노출되고 있다는 사실을 모르거나 조치를 취할 수 없어 엄격하게 기준을 적용하고 있다.
이와 같이, 세계적으로 전자파에 인체가 노출되는 것을 제한하고 있어 무선으로 전력을 수신하여 영상을 공급하는 디스플레이장치의 사용자들 역시 무선전력공급장치 및 수신장치 사이에서 방사되는 전자파로부터 보호할 필요성이 제기되고 있다.
종래에는, 사용자를 보호하기 위해 무선전력송신측에서 사용자와의 거리를 측정하거나 사용자가 송신측과 수신측 사이에 진입하는 경우 무선전력송신측에서 송신을 제한하는 방식을 사용하였으나, 수신측에서 어떤 정보를 제공하지 않으며 일방적으로 송신부에서 판단하고 제어하는 구조로 되어있어, 사용자를 보다 효과적으로 보호하지 못하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 사용자가 무선으로 전력을 수신하여 작동하는 디스플레이장치에 근접하더라도 전자기장에 의해 인체에 해로운 영향이 미치지 않도록 제어되는 디스플레이장치 및 그 제어방법이 제공된다.
본 발명의 상기 목적은 디스플레이장치에 있어서, 상기 디스플레이장치에 전력을 공급하기 위하여 외부모듈로부터 무선으로 전력을 수신하는 무선전력수신부; 수신되는 영상신호에 기초하여 영상을 표시하는 디스플레이부; 상기 외부모듈과 통신하는 제1통신부; 상기 디스플레이장치와 사용자와의 거리에 관한 정보를 획득하는 정보획득부; 및 상기 디스플레이장치의 소모전력을 판단하여, 상기 외부모듈에 상기 판단된 소모전력에 관한 정보를 제공하도록 상기 제1통신부를 제어하며, 상기 획득된 정보에 기초하여 상기 사용자가 상기 디스플레이장치로부터 임계거리 이내로 들어왔다고 판단하면, 상기 디스플레이장치의 소모전력을 절감하도록 제어동작을 수행하는 제어부를 포함하는 디스플레이장치에 의하여 달성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 무선전력수신부는, 상기 외부모듈로부터 감지된 자기장의 변화를 전기장의 변화로 유도하여 교류 전류를 생성하는 코일부; 및 생성된 교류 전류를 직류 전류로 변환하여 상기 전력을 제공하는 정류부를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제어부는 상기 외부모듈로부터 전달된 전력의 레벨 변화에 기초하여 데이터를 검출할 수 있다.
바람직하게는, 상기 코일부는 복수의 코일을 포함되며, 상기 제어부는 상기 복수의 코일 각각에 유도되는 전류의 변화에 기초하여 상기 데이터를 검출할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제어부는 상기 검출된 데이터에 기초하여 영상을 표시하도록 상기 디스플레이부를 제어할 수 있다.
바람직하게는, 상기 디스플레이부는, 공급되는 광에 기초하여 영상을 표시하는 표시패널; 및 표시패널에 상기 광을 공급하는 광원부를 포함하며, 상기 제어부는 상기 디스플레이장치의 상기 소모전력을 절감하기 위해 상기 공급되는 광의 레벨을 줄이도록 상기 광원부를 제어할 수 있다.
바람직하게는, 상기 디스플레이부에 표시되는 영상에 대응하는 음성을 출력하는 스피커를 포함하며, 상기 제어부는 상기 디스플레이장치의 상기 소모전력을 절감하기 위해 상기 음성의 레벨을 줄이도록 상기 스피커를 제어할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제어부는 상기 소모전력을 절감하기 위해 상기 디스플레이부에 표시되는 영상의 화질을 낮추도록 상기 디스플레이부를 제어할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1통신부는 상기 외부모듈 및 복수의 외부장치 중 적어도 하나와 통신하며, 상기 제어부는 상기 소모전력을 절감하기 위해 상기 제1통신부 동작 중 적어도 일부를 멈추도록 제어할 수 있다.
바람직하게는, 상기 디스플레이장치에 마련되어, 선택적으로 상기 디스플레이장치에 전력을 공급하는 배터리를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 무선전력수신부로부터 공급되는 전력의 일부를 이용하여 상기 배터리를 충전하고, 상기 무선전력수신부에 상기 외부모듈로부터 전력이 수신되지 않는 경우, 전력을 공급하도록 상기 배터리를 제어할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제어부는 상기 획득된 정보에 기초하여 상기 사용자가 상기 임계거리 이내로 들어온 경우, 상기 외부모듈로 상기 전력 공급의 차단을 요청하도록 상기 제1통신부를 제어할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제어부는 상기 획득된 정보에 기초하여 상기 인체의 일부가 상기 임계거리 이내로 들어온 뒤, 기 설정된 제1임계시간이 초과하면, 상기 소모전력이 절감되도록 제어동작을 수행할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제어부는, 상기 획득된 정보에 기초하여 상기 임계거리 이내의 상기 사용자가 동작 상태인지 정지 상태인지 판단하여, 상기 사용자가 상기 동작 상태인 경우, 상기 동작 상태가 상기 제2임계시간을 초과하면, 상기 소모전력이 절감되도록 제어동작을 수행할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제어부는, 상기 획득된 정보에 기초하여 상기 사용자가 상기 동작 상태인 경우, 상기 사용자가 상기 디스플레이장치로부터 멀어지는 제1방향으로 동작 중인지, 상기 디스플레이장치로부터 멀어지지 않는 제2방향으로 동작 중인지 판단하여, 상기 사용자가 상기 제2방향으로 동작 중인 경우, 상기 동작 상태가 제3임계시간을 초과하면, 상기 소모전력이 절감되도록 제어동작을 수행할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제어부는 상기 획득된 정보에 기초하여 상기 사용자와 상기 디스플레이장치와의 거리에 대응하여 상기 소모전력이 절감되도록 제어동작을 수행할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제어부는 상기 획득된 정보에 기초하여 상기 사용자와 상기 디스플레이장치와의 거리를 표시하도록 상기 디스플레이부를 제어할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제어부는, 적어도 하나의 메뉴항목을 포함하는 유저 인터페이스(user interface: UI)를 표시하도록 상기 디스플레이부를 제어하고, 상기 유저 인터페이스의 메뉴항목을 이용한 사용자 입력에 따라 상기 소모전력에 관한 설정정보를 저장하고, 상기 저장된 설정정보에 기초하여 상기 소모전력이 절감되도록 제어동작을 수행할 수 있다.
바람직하게는, 상기 정보획득부는, 상기 디스플레이장치와 사용자와의 거리를 감지하여 상기 거리에 관한 정보를 생성하는 센서부를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 외부모듈을 더 포함하며, 상기 외부모듈은, 상기 무선전력수신부에 전력을 무선으로 공급하는 무선전력송신부; 및 상기 제1통신부와 통신하는 제2통신부를 포함할 수 있다.
본 발명의 상기 목적은 디스플레이장치의 제어방법에 있어서, 외부모듈로부터 무선으로 전력을 수신하는 단계; 수신되는 영상신호에 기초하여 영상을 표시하는 단계; 상기 외부모듈과 통신하는 단계; 상기 디스플레이장치와 사용자와의 거리에 관한 정보를 획득하는 단계; 상기 디스플레이장치의 소모전력을 판단하여, 상기 외부모듈에 상기 판단된 소모전력에 관한 정보를 제공하는 단계; 상기 획득된 정보에 기초하여 상기 사용자가 상기 디스플레이장치로부터 임계거리 이내로 들어왔다고 판단하면, 상기 디스플레이장치의 소모전력을 절감하도록 제어동작을 수행하는 단계를 포함하는 디스플레이장치의 제어방법에 의하여 달성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 무선으로 전력을 수신하는 단계는; 상기 외부모듈로부터 감지된 자기장의 변화를 전기정의 변화로 유도하여 교류 전류를 생성하는 단계; 및 상기 생성된 교류 전류를 직류 전류로 변환하여 상기 전력을 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 무선으로 전력을 수신하는 단계는; 상기 외부모듈로부터 전달된 전력의 레벨 변화에 기초하여 데이터를 검출하는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 영상을 표시하는 단계는, 상기 검출된 데이터에 기초하여 영상을 표시하는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 영상을 표시하는 단계는, 광을 공급하는 단계; 및 공급된 광에 기초하여 영상을 표시하는 단계를 포함하며, 상기 디스플레이장치의 소모전력을 절감하도록 제어동작을 수행하는 단계는, 상기 공급되는 광의 레벨을 줄이는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 표시되는 영상에 대응하는 음성을 출력하는 단계를 포함하며, 상기 디스플레이장치의 소모전력을 절감하도록 제어동작을 수행하는 단계는, 상기 출력되는 음성의 레벨을 줄이는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 디스플레이장치의 소모전력을 절감하도록 제어동작을 수행하는 단계는, 상기 표시되는 영상의 화질을 낮추는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 외부모듈과 통신하는 단계는, 상기 외부모듈 및 복수의 외부장치 중 적어도 하나와 통신하는 단계를 포함하며, 상기 디스플레이장치의 소모전력을 절감하도록 제어동작을 수행하는 단계는, 상기 통신 동작 중 적어도 일부를 멈추도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 선택적으로 배터리로부터 전력이 공급되는 단계를 포함하며, 상기 외부모듈로부터 무선으로 전력을 수신되지 않는 경우, 전력을 공급하도록 상기 배터리를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 획득된 정보에 기초하여 상기 사용자가 상기 임계거리 이내로 들어온 경우, 상기 외부모듈로 상기 전력 공급의 차단을 요청하는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 디스플레이장치의 소모전력을 절감하도록 제어동작을 수행하는 단계는, 상기 인체의 일부가 상기 임계거리 이내로 들어온 뒤, 기 설정된 제1임계시간이 초과하면, 상기 소모전력을 절감하도록 제어동작을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 디스플레이장치의 소모전력을 절감하도록 제어동작을 수행하는 단계는, 상기 표시되는 영상의 화질을 낮추는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 외부모듈과 통신하는 단계는, 상기 외부모듈 및 복수의 외부장치 중 적어도 하나와 통신하는 단계를 포함하며, 상기 디스플레이장치의 소모전력을 절감하도록 제어동작을 수행하는 단계는, 상기 통신 동작 중 적어도 일부를 멈추도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 선택적으로 배터리로부터 전력이 공급되는 단계를 포함하며, 상기 외부모듈로부터 무선으로 전력을 수신되지 않는 경우, 전력을 공급하도록 상기 배터리를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 획득된 정보에 기초하여 상기 사용자가 상기 임계거리 이내로 들어온 경우, 상기 외부모듈로 상기 전력 공급의 차단을 요청하는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 디스플레이장치의 소모전력을 절감하도록 제어동작을 수행하는 단계는, 상기 인체의 일부가 상기 임계거리 이내로 들어온 뒤, 기 설정된 제1임계시간이 초과하면, 상기 소모전력을 절감하도록 제어동작을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 디스플레이장치의 소모전력을 절감하도록 제어동작을 수행하는 단계는, 상기 사용자가 동작 상태인지 정지 상태인지 판단하는 단계; 및 상기 사용자가 상기 동작 상태인 경우, 상기 동작 상태가 상기 제2임계시간을 초과하면, 상기 소모전력이 절감되도록 제어동작을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 디스플레이장치의 소모전력을 절감하도록 제어동작을 수행하는 단계는, 상기 사용자가 상기 동작 상태인 경우, 상기 사용자가 상기 디스플레이장치로부터 멀어지는 제1방향으로 동작중인지, 상기 디스플레이장치로부터 멀어지지 않는 제2방향으로 동작중인지 판단하는 단계; 및 상기 사용자가 상기 제2방향으로 동작 중인 경우, 상기 동작 상태가 제3임계시간을 초과하면, 상기 소모전력이 절감되도록 제어동작을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 디스플레이장치의 소모전력을 절감하도록 제어동작을 수행하는 단계는, 상기 획득된 정보에 기초하여 상기 사용자와 상기 디스플레이장치와의 거리에 대응하여 상기 소모전력이 절감되도록 제어동작을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 획득된 정보에 기초하여 상기 사용자와 상기 디스플레이장치와의 거리를 표시하는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 적어도 하나의 메뉴항목을 포함하는 유저 인터페이스(user interface: UI)를 표시하는 단계; 상기 유저 인터페이스의 메뉴항목을 이용한 사용자 입력에 따라서 상기 소모전력에 관한 설정정보를 저장하는 단계; 및 상기 저장된 설정정보에 기초하여 상기 소모전력을 절감하도록 제어동작을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 디스플레이장치와 사용자와의 거리에 관한 정보를 획득하는 단계는, 상기 디스플레이장치와 상기 사용자와의 거리를 감지하여 상기 거리에 관한 정보를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 의하면 사용자가 디스플레이장치에 일정 거리 이상 근접하면, 무선으로 송수신되는 전력의 레벨을 줄이거나 차단함으로써 사용자의 인체를 보호할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이장치의 예를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이장치의 블록도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기유도방식에 따른 무선으로 전력이 전송되는 예를 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이장치의 상세한 블록도를 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이장치와 사용자간의 거리에 따른 소모전력을 절감하는 예를 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이장치와 사용자간의 거리에 따른 소모전력을 절감하는 예를 도시한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이장치와 사용자간의 거리에 따른 소모전력을 절감하는 예를 도시한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이장치와 사용자간의 거리에 따른 전력 전송을 차단하는 예를 도시한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이장치가 사용자의 움직임에 따라 소모전력을 절감하는 예를 도시한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이장치와 사용자간의 거리에 대응하도록 소모전력을 절감하는 예를 도시한다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따라 디스플레이장치가 사용자에게 거리가 지나치게 가까움을 경고하는 예를 도시한다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따라 디스플레이장치가 소모전력 절감 및 무선전력송수신의 조절을 위해 설정정보를 변경하도록 사용자에게 유저인터페이스를 제공하는 예를 도시한다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따라 디스플레이장치가 사용자에게 디스플레이장치와의 거리를 표시하는 예를 도시한다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따라 외부모듈로부터 수신되는 전원의 변환에 기초하여 디스플레이장치가 데이터를 검출하는 예를 도시한다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따라 외부모듈로부터 수신되는 전원의 변환에 기초하여 디스플레이장치가 데이터를 검출하는 예를 도시한다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따라 외부모듈로부터 수신되는 전원의 변환에 기초하여 디스플레이장치가 데이터를 검출하는 예를 도시한다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이장치가 제어되는 흐름도를 도시한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 다만, 하기의 설명 및 첨부된 도면에서 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 공지 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도면 전체에 걸쳐 동일한 구성 요소들은 가능한 한 동일한 도면 부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다.
이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위한 용어로 적절하기 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 본 발명은 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되어지지 않는다.
명세서 전반에 걸쳐 어떤 구성요소가 다른 구성요소를 '포함'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 포함하는 구성요소가 아닌 다른 구성요소를 제외하고자 함이 아니라, 그 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에서 사용되는 '부'는 소프트웨어 FPGA, 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '부'는 어떤 역할들을 수행하도록 구성될 수 있다. 그렇지만 '부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수 있고, 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '부'들로 더 분리될 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명의 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본 명세서에서의 디스플레이장치는 외부장치로부터 무선으로 전력을 공급받으며, 수신되는 영상신호에 기초하여 영상을 제공하도록 구성된다.
본 명세서에서의 외부장치는 유선으로 외부 전원을 공급받으며, 공지된 무선 전력 전송 방식을 이용하여 디스플레이장치에 무선으로 전력을 공급하기 위한 장치로서, 디스플레이장치에 포함되는 외부의 무선전력공급모듈로 구현될 수 있다. 또한, 외부장치는 영상신호를 수신하며 디스플레이장치에게 수신된 영상신호를 제공하도록 구성될 수 있으며, 영상신호를 블루투스 통신 등의 통신을 통해서 전달하거나, 전달하는 전력에 영상신호를 포함하여 전달하도록 구성될 수 있다.
본 명세서에서의 자기유도방식은 코일간 전자기유도를 이용하여 자기적으로 커플링된 전자장치에 전력을 전송하는 방식을 의미하며, 자기공명방식은 전자기장에서 자기모멘트를 이용하여 고유의 진동수를 갖는 전자장치에 전력을 전송하는 방식을 의미한다. 또한, 전자기파방식은 안테나 등을 통해 전력을 전자기파 형태로 전송하는 방식을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이장치의 사용예를 도시한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이장치(1)는 외부장치(2)로부터 무선으로 전력을 공급받아 영상을 표시하도록 구성된다. 디스플레이장치(1)는 동작을 위해 필요한 전력을 외부장치(2)로부터 공급받으며, 소모할 전력 또는 소모중인 전력을 판단하고, 수신한 전력 정보를 이용하여 무선전력 전송의 효율을 분석하며, 외부장치(2)에 관련 정보를 제공할 수 있다. 이에 따라, 외부장치(2)는 소모할 전력 과 무선전력 전송효율에 관한 정보에 기초하여 디스플레이장치(1)에 최적의 효율로 전력을 무선으로 전송하게 된다. 또한, 디스플레이장치(1)는 주변에 인체가 있는지 감지하거나, 인체와의 거리를 감지하는 센서를 더 포함하거나, 외부의 센서로부터 관련 정보를 획득하는 정보획득부(101)를 포함할 수 있다. 정보획득부(101)는 사용자가 일정거리를 유지하고 있는지, 어느 정도 거리에 위치하고 있는지에 관한 정보를 생성하도록 구성되며, 디스플레이장치(1)는 사용자의 거리, 사용자가 머무르는 시간, 사용자가 움직이는지 여부, 및 움직이는 방향 등을 고려하여 외부장치(2)로부터 전력전송을 절감하거나 전력전송을 차단하도록 하기 위해 관련 정보를 전달할 수 있다. 디스플레이장치(1)는 외부장치(2)로부터 전달되는 전력전송을 절감하도록 하기 위해 소모전력을 줄임으로써 필요전력이 낮음을 알릴 수 있다. 또한, 디스플레이장치(1)는 무선으로 충전되는 배터리를 포함하여, 사용자가 일정 거리 이내인 경우, 외부장치(2)의 전력전송을 차단하도록 요청하고, 배터리로부터 구동전원을 제공받아 구동되도록 구성될 수 있다.
외부장치(2)는 외부와 연결된 전력선을 통해 전력을 공급받으며, 디스플레이장치(1)에 전력을 공급하도록 구성된다. 외부장치(2)는 공급중인 전력을, 통신부(201)를 통해 수신되는 디스플레이장치(1)의 소모전력 및 무선 전력전송효율에 관한 정보에 기초하여 디스플레이장치(1)가 요구하는 만큼 낮추거나 높이는 컨버팅을 수행하여 제공하도록 구성될 수 있다. 본 실시예에서 외부장치(2)는 디스플레이장치(1)와 별도의 장치로 구성되는 것으로 설명되나, 본 명세서에서의 외부장치(2)는 디스플레이장치(1)에 전력 및 영상신호 등 데이터를 제공할 수 있는 디스플레이장치(1)의 외부모듈로서 구성될 수 있다. 외부장치(2)는 방송신호, 케이블신호 등을 수신 및 처리하여 TV에 영상정보를 제공하는 셋탑 박스 등으로 구현될 수 있다.
이하, 본 명세서에서 디스플레이장치(1)에 전력을 공급하는 장치를 외부모듈(2)로 설명하나, 디스플레이장치(1)와는 별개의 외부장치(2)를 그 권리범위에서 제외하고자 함이 아니다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이장치의 블록도를 도시한다.
본 발명에 따른 디스플레이장치(1)는 외부모듈(2)로부터 무선으로 전력을 수신하여 구동된다. 디스플레이장치(1)는 수신되는 영상신호에 기초하여 영상을 표시하며, 사용자와의 거리에 따라서 소모전력을 절감하도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이장치(1)는 무선전력수신부(200), 디스플레이부(100), 통신부(201), 정보획득부(101) 및 제어부(203)를 포함할 수 있다. 디스플레이장치(1)는 영상을 제공하는 TV, 모니터뿐 아니라, 태블릿, 스마트폰, PDA(Personal Digital Assitance), PMP(Portable Multimedia Player), 및 영상신호에 기초하여 사용자에게 영상을 표시하는 다양한 멀티미디어 장치로 구현될 수 있다.
무선전력수신부(200)는 외부모듈(2)로부터 전송되는 무선전력을 수신하여, 디스플레이장치(1)의 다른 구성부에 전달하는 역할을 수행한다. 무선전력수신부(200)는 외부모듈(2)로부터 전력을 무선으로 수신하기 위해 무선 전력 신호에 의하여 발생하는 전자기 유도 현상에 기초한 유도 결합(Inductive Coupling)을 사용하는 자기유도방식, 특정 주파수의 무선 전력 신호에 의하여 발생하는 전자기적 공진 현상에 기초한 공진 결합(Electromagnetic Resonance Coupling)을 사용하는 자기공명방식, 또는 전기적 에너지를 포함하는 전자기파를 송수신하는 전자기파방식 중 하나 이상을 사용하여 전력을 무선으로 수신하도록 구성될 수 있다. 자기유도방식에 의한 무선 전력의 송수신은 송신측의 1차 코일 및 수신측의 2차 코일을 이용하여 전력을 무선으로 전송하는 기술로서, 하나의 코일에서 전자기 유도 현상에 의하여 생성되는 변화하는 자기장에 의하여 다른 코일 쪽에 전류가 유도됨으로써 전력을 전송하는 기술을 의미한다.
자기공명방식은, 외부모듈(2)에서 전송하는 무선 전력 신호에 의하여 디스플레이장치(1)의 무선전력수신부(200)에 전자기적 공진이 발생하고, 공진 현상에 의하여 디스플레이장치(1)에 전류가 유도되어 전력이 전달되는 방식을 의미한다. 무선전력수신부(200)는 상기 설명된 자기유도방식, 자기공명방식 및 전자기파방식 중 하나 이상을 사용하여 외부모듈(2)에서 전송되는 전력을 무선으로 수신하도록 구성되며, 이를 위해 전력수신부 및 변환부를 포함할 수 있다.
이하, 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해 무선전력수신부(200)와 외부장치(2)간 자기유도방식에 따라 전력을 무선으로 전달하는 것으로 설명하나, 무선으로 전력을 전송하는 다른 방식을 본원 발명의 권리범위에서 제외하고자 함은 아니다.
디스플레이부(100)는 제어부(203)의 제어에 따라, 영상신호에 기초하여 영상을 표시하도록 구성된다. 디스플레이부(100)는 영상이 표시되는 표시패널과, 표시패널에 광을 공급하는 광원부인 백라이트 유닛(backlight unit)을 포함할 수 있으며, 상기 표시패널 및 광원부에 전력을 공급함으로써 구동하기 위한 구동부를 더 포함할 수 있다. 표시패널이 비발광소자로 구성되는 경우, 광원부에서 광이 공급되어야 영상이 표시되며, 표시패널이 자체발광소자로 구성되는 경우, 구동회로가 직접 표시패널의 자체발광소자에 전극을 인가하도록 구성될 수 있다. 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해 표시패널이 비발광소자로 구성되는 경우로 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 표시패널에 광을 공급하는 광원부가 디스플레이부(100)에서 소모되는 전력의 대부분을 차지하는바, 제어부(203)는 소모전력을 절감하기 위해 광원부가 공급하는 광의 레벨을 낮추도록 제어할 수 있다.
디스플레이장치(1)는 또한, 디스플레이부(100)에서 표시되는 영상에 대응하는 소리 또는 음성이 출력되도록 스피커를 더 포함할 수 있다. 스피커는 디스플레이장치(1)에 마련되거나, 유/무선 통신으로 연결되는 외부 장치로 구현될 수 있다.
통신부(201)는 디스플레이장치(1)를 외부와 통신 가능하도록 구성된다. 보다 구체적으로, 통신부(201)는 전력을 제공하는 외부모듈(2)외에도, 기타 외부장치 또는 네트워크 등과 연결 가능하도록 마련되며, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 등 다양한 규격에 따른 접속 포트가 복수개로 마련될 수 있다. 통신부(201)는 유선 LAN(local area network)을 통해 복수의 서버들과 유선 통신을 수행할 수 있다. 또한, 통신부(201)가 수행하는 통신은 무선통신을 포함할 수 있다. 통신부(201)는 무선 통신을 수행하기 위해 RF(radio frequency)신호를 송수신하는 RF회로를 포함할 수 있으며, Wi-fi, 블루투스, 지그비(Zigbee), UWM(Ultra-Wide Band), Wireless USB, NFC(Near Field Communication) 중 하나 이상의 통신을 수행하도록 구성될 수 있다.
통신부(201)는 외부로부터 영상신호를 수신하기 위한 안테나 및 안테나를 통해 수신되는 신호를 처리하여 영상정보를 제공하기 위한 튜너, 디모듈레이터 등을 더 포함할 수 있다. 통신부(201)는 지상파 방송신호, 위성신호, 케이블 신호 중 적어도 하나 이상을 수신하도록 구성될 수 있다. 또한, 통신부(201)는 DMB-T(Digital Multimedia Broadcasting-Terrestrial), DMB-S(Digital Multimedia Broadcasting-Satelite), MediaFLO(Media Forward Link Only), DVB-H(Digital Video Broadcast-Handheld), ISDB-T(Integrated Services Digital Broadcast-Terrestirial) 등의 디지털 방송 시스템을 이용하여 방송 신호 등을 수신할 수 있다. 수신된 방송신호는 포함된 영상을 표시하도록 처리되어 디스플레이부(100)에 제공되며, 디스플레이부(100)는 처리된 영상신호에 기초하여 영상을 표시하도록 구성될 수 있다.
통신부(201)는 외부모듈(2) 또는 네트워크를 통해 영상정보가 포함된 데이터를 수신하도록 구성될 수 있다. 수신된 데이터는 디스플레이부(100)에 제공되며, 디스플레이부(100)는 수신된 데이터에 기초하여 영상을 표시하도록 구성될 수 있다. 외부모듈(2)은 전송하는 전력의 레벨을 변조하여 데이터를 전력에 실어서 제공하도록 구성될 수 있다. 즉, 외부모듈(2)과 디스플레이장치(1)는 무선 전력 통신방식을 사용하여, 문자, 영상을 무선으로 송수신하도록 구성될 수 있다. 자세한 내용은 후술한다.
또한, 통신부(201)는 외부모듈(2)에 디스플레이장치(1)에서 소모되는 전력, 소모할 전력 및 무선전력전송 효율 중 적어도 하나에 관한 정보를 제공하도록 구성될 수 있다. 즉, 통신부(201)는 디스플레이장치(1)의 로드에 인가되는 소모전력과 관련된 피드백전류, 디스플레이장치(1)의 제어부(203)에서 계산되는 요구되는 전력과 관련된 타겟전압 및 분석된 무선전력전송의 효율에 관한 정보를 외부모듈(2)로 제공하도록 구성될 수 있다.
통신부(201)는 제어부(203)의 제어에 따라, 통신부(201)에서 소모하는 전력을 절감하기 위해 일부 동작을 멈추도록 구성될 수 있다. 외부모듈(2)에는 절감된 소모전력에 관한 정보를 제공해야 하는바, 외부모듈(2)과의 통신은 제한되지 않으며, 기타 외부장치 및 네트워크와의 통신이 소모전력의 절감을 위해 제한될 수 있다. 다른 일 실시예에 따르면, 소모전력의 절감을 위해, 통신부(201)는 모든 통신동작의 수행을 중지하고, 외부모듈(2)은 통신부(201)로부터 정보가 수신되지 않으면, 전력의 전송을 중지하도록 구성될 수 있다. 디스플레이장치(1)는 내장된 배터리 등을 이용하여 전력의 전송이 중지되어 있는 동안 구동될 수 있다.
정보획득부(101)는 디스플레이장치(1)와 사용자와의 거리에 관한 정보를 획득하도록 구성될 수 있다. 보다 구체적으로, 정보획득부(101)는 센서부를 포함하며, 센서부에서 디스플레이장치(1)와 사용자와의 거리를 센싱하고, 센싱에 기초하여 디스플레이장치(1)와 사용자와의 거리에 관한 정보를 생성하도록 구성되거나, 외부의 센싱장치가 디스플레이장치(1) 및 사용자와의 거리를 감지하여 거리에 관한 정보를 생성하고, 정보획득부(101)는 상기 외부의 센싱장치로부터 생성된 정보를 제공받도록 구성될 수 있다.
제어부(203)는 디스플레이장치(1)의 전반적인 동작을 제어하도록 구성된다. 보다 구체적으로, 제어부(203)는 수신되는 영상신호에 기초하여 영상을 표시하도록 디스플레이부(100)를 제어하며, 디스플레이장치(1)의 소모전력을 판단하고, 무선전력수신부(200)를 통해 수신되는 전력에 기초하여 무선전력전송의 효율을 판단하며, 이에 관한 정보를 외부모듈(2)로 제공하기 위해 통신부(201)를 제어하도록 구성된다.
상술한 바와 같이, 외부모듈(2)은 상기 디스플레이장치(1)의 소모전력 및 무선전력전송의 효율에 관한 정보에 기초하여 디스플레이장치(1)에 최적화된 효율로 전력을 전송하도록 구성된다.
제어부(203)는 또한, 정보획득부(101)에서 획득한 디스플레이장치(1)와 사용자와의 거리에 과한 정보에 기초하여 사용자가 디스플레이장치(1)로부터 임계거리 이내로 들어왔는지 여부를 판단하고, 사용자가 디스플레이장치(1)로부터 임계거리 이내로 들어왔다고 판단되면, 디스플레이장치(1)의 소모전력을 절감하기 위한 제어동작을 수행하도록 구성된다.
즉, 사용자가 외부모듈(2)과 디스플레이장치(1)간의 무선전력송수신으로 형성되는 전자기장의 영향을 미칠 수 있는 거리에 들어오면, 사용자에게 해로운 영향을 미치게 하지 않도록 소모전력을 줄임으로써, 외부모듈(2)이 디스플레이장치(1)로 전송하는 전력의 레벨을 낮추고, 이에 따라, 사용자의 인체를 보호할 수 있다.
소모전력을 절감하기 위해, 제어부(203)는 디스플레이부(100)의 휘도를 줄이거나, 표시되는 영상의 해상도를 낮출 수 있다. 상술한 바와 같이, 디스플레이부(100)는 표시패널과, 표시패널에 광을 공급하는 광원부를 포함하며, 광원부에서 공급되는 광의 레벨이 줄어들면 디스플레이부(100)가 소모하는 전력이 절감되며, 표시패널을 통해 표시되는 영상의 해상도가 낮아짐에 따라 영상신호 또는 데이터를 처리하는데 필요한 전력의 소모가 낮아지게 된다. 이에 따라, 디스플레이장치(1)의 소모전력이 절감되고, 외부모듈(2)이 디스플레이장치(1)로 전송할 전력의 레벨을 낮추게 된다.
또한, 제어부(203)는 스피커를 제어하여, 출력되는 음성의 레벨을 줄일 수 있다. 스피커에서 출력되는 음성의 레벨이 줄어듦에 따라 스피커가 소모하는 전력의 레벨이 낮아지고, 이 역시 외부모듈(2)이 디스플레이장치(1)로 전송할 전력의 레벨을 낮추게 된다.
또한, 제어부(203)는 통신부(201)를 제어하여 통신부(201)의 일부 동작을 멈추도록 제어할 수 있다. 통신부(201)는 외부모듈(2)과의 통신뿐 아니라, 기타 다른 외부장치들 및 네트워크에 접속되어 다양한 정보를 송수신할 수 있으며, 외부모듈(2)과는 전력송수신을 위한 정보를 송수신해야 하므로, 외부모듈(2)을 제외한 다른 외부장치와의 통신을 소모전력의 절감을 위해 멈추도록 구성될 수 있다. 다른 일 실시예에 따르면, 통신부(201)는 외부모듈(2)과의 통신 역시 차단하도록 구성될 수 있으며, 외부모듈(2)은 디스플레이장치(1)로부터 정보가 수신되지 않으면 전력의 전송을 차단하도록 구성될 수 있다.
제어부(203)는 상술한 실시예뿐 아니라, 기타 디스플레이장치(1)의 다른 구성요소의 동작을 제한함으로써 디스플레이장치(1)의 소모전력을 절감하도록 구성될 수 있다. 이를테면, 외부신호를 수신하는 신호수신부의 동작을 제한할 수 있으며, 수신된 외부신호를 처리하는 신호처리부의 동작을 제한할 수 있다. 또한, 사용자명령입력부의 동작을 제한하는 등, 디스플레이장치(1)가 제공할 수 있는 다양한 기능 중 적어도 하나 이상을 제한함으로써 디스플레이장치(1)의 소모전력을 절감하도록 구성될 수 있다.
디스플레이장치(1)는 외부모듈(2)로부터 전력이 전송되지 않으면, 내장된 배터리 등으로부터 공급되는 최소 전력을 이용하며 대기상태에 있을 수 있다.
사용자가 디스플레이장치(1)에 근접할 때 마다, 디스플레이장치(1)가 휘도의 레벨을 낮추거나 스피커의 출력을 낮추는 등의 소모전력을 절감하기 위한 동작을 수행한다면, 사용자가 잠시 지나가는 경우에도 이와 같은 일이 발생할 수 있어, 디스플레이장치(1)를 이용하는 사용자들에게 불편을 초래할 수 있다. 따라서, 제어부(203)는 정보획득부(101)에서 획득된 정보에 기초하여 상기 사용자의 인체 일부가 임계거리 이내로 들어온 뒤, 임계시간이 초과했는지 여부를 판단하여, 인체의 일부가 제1임계시간이 초과되기 전 다시 임계거리 밖으로 나간다면, 제어부(203)는 소모전력을 절감하는 제어동작을 수행하지 않을 수 있다. 만약, 인체의 일부가 임계거리 이내로 들어온 뒤, 임계시간을 초과한다면, 소모전력이 절감하도록 상기 제어동작을 수행하도록 구성될 수 있다.
또한 제어부(203)는, 임계거리 이내로 들어온 사용자가 동작 상태인지, 정지 상태인지 판단하여, 정지 상태라면 소모전력을 절감하는 제어동작을 수행하고, 동작 상태라면, 동작 상태가 제2임계시간이 초과되는지 여부를 판단하여, 제2임계시간이 초과하면, 소모전력을 절감하는 제어동작을 수행하도록 구성될 수 있다.
또한, 제어부(203)는 사용자가 동작 상태에 있는 경우, 디스플레이장치(1)로부터 멀어지는 방향으로 동작 중인지, 가까워지거나 거리에는 변화가 없는 방향으로 동작 중인지 여부를 판단하여, 사용자가 디스플레이장치(1)로부터 멀어지는 방향으로 동작 중이라면 소모전력을 절감하지 않고, 사용자가 가까워지거나 거리에 변화가 없는 방향으로 동작 중이라면, 제3임계시간이 초과하면 소모전력을 절감하도록 제어동작을 수행할 수 있다.
제1임계시간, 제2임계시간 및 제3임계시간은 각각 사용자의 의사를 판단하고자 기 설정되는 시간으로, 서로 같거나 다를 수 있다.
또한, 제어부(203)는 정보획득부(101)로부터 획득되는 사용자와 디스플레이장치(1)와의 거리에 관한 정보에 기초하여 사용자와 디스플레이장치(1)와의 거리를 판단하며, 판단된 거리에 대응하도록 소모전력을 절감하도록 구성될 수 있다. 이를테면, 사용자가 디스플레이장치(1)와의 거리가 2미터 이상이라면 소모전력을 100%효율로 디스플레이장치(1)를 구동하며, 사용자가 디스플레이장치(1)와의 거리가 1.5미터 내외라면 소모전력을 70%효율로 디스플레이장치(1)를 구동하고, 사용자와 디스플레이장치(1)와의 거리가 1미터 이내라면, 소모전력을 30%효율로 디스플레이장치(1)를 구동하도록 제어동작을 수행할 수 있다. 즉, 제어부(203)는 사용자와 디스플레이장치(1)와의 거리가 가까울수록 절감하는 전력의 레벨을 그에 비례하여 높이도록 구성될 수 있다.
또한, 제어부(203)는 상기 획득한 정보에 기초하여 사용자와 디스플레이장치 와의 거리를 디스플레이부(100)에 표시할 수 있으며, 소모전력을 절감하기 위한 동작을 수행하기에 앞서 사용자에게 소리 또는 음성을 스피커를 통해 출력하여 경고를 하거나, 안내를 디스플레이부(100)에 표시하도록 구성될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기유도방식에 따른 무선으로 전력이 전송되는 예를 도시한다.
상술한 바와 같이, 이하 본 명세서에서는 외부모듈(2)과 디스플레이장치(1)간 자기유도방식에 따라 무선으로 전력을 송수신하는 것으로 설명하나, 이에 본 발명의 권리를 한정하기 위함은 아니며, 외부모듈(2)과 디스플레이장치(1)간에는 기타 무선으로 전력을 전송하는 다양한 공지된 기술을 사용할 수 있다.
외부모듈(2)과 디스플레이장치(1)는 자기유도방식에 따라 무선으로 전력을 송수신하기 위해, 외부로부터 공급된 전력을 무선 전력 신호(wireless power signal)로 변환하여 디스플레이장치(1)로 전달한다. 무선 전력 신호는 진동하는 특성을 가진 자기장(magnetic field) 또는 전자기장(electro-magnetic field)의 형태로 형성된다. 이를 위하여 전력을 송신하는 외부모듈(2)은 TX코일부(300)을, 전력을 수신하는 디스플레이장치(1)의 무선전력수신부(100)는 RX코일부(301)을 포함할 수 있다.
TX코일부(300)은, 전류의 변화에 따라 무선 전력 신호에 해당하는 자기장을 형성하도록 구성된다. TX코일부(300)은 평판 나선형태(Planar Sprial type), 원통형 솔레노이드 형태(Cylindrical Solenoid type)로 구현될 수 있다.
외부모듈(2)은 인버터를 더 포함할 수 있다. 인버터는 외부로부터 얻은 직류전원을 교류파형을 갖는 전송전류(iT)로 변환한다. 전송전류(iT)는 TX코일부(300) 및 커패시터(capacitor)를 포함하는 진동 회로(resonant circuit)를 구동하여 전송전류(iT)에 의해 유도되는 자기장이 TX코일부(300)에서 형성된다.
자기유도방식에 있어서, 장치들간의 배열 및 거리가 전력 전송의 효율에 영향을 미칠 수 있는바, 외부모듈(2)은 무선전력수신부(200)의 RX코일부(301)가 형성된 자기장의 범위 내에 위치하지 않는다고 판단되는 경우, TX코일부(300)과 무선전력수신부(200)의 중심간 거리가 일정 범위 이내가 되도록 무선전력수신부(200)의 위치를 판단하고, TX코일부(300)의 위치를 변경하도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 외부모듈(2)은 센서부 및 위치조절부를 더 포함할 수 있다.
디스플레이장치(1)의 무선전력수신부(200)는 RX코일부(301) 및 정류부를 포함할 수 있다. 외부로부터 공급된 전원은 외부모듈(2)내에서 교류 파형을 갖는 전송전류(iT)로 변환되며, 교류인 전송전류(iT)의 성질에 의해 TX코일부(300)에서 자기장이 형성된다. 또한, 형성된 자기장의 변화에 의하여 RX코일부(301)에 디스플레이장치(1)를 구동하기 위한 구동전류(ID)가 유도된다. RX코일부(301)의 구현 형태는, TX코일부(300)과 마찬가지로, 평판 나선 형태 또는 원통형 솔레노이드 형태일 수 있다.
또한, 무선 전력의 수신 효율을 높이거나 공진 감지(resonant detection)을 위해 직/병렬 커패시터들(series and parallel capacitors)이 RX코일부(301)과 연결되도록 구성될 수 있다.
다른 일 실시예에 따르면, TX코일부(300)과 RX코일부(301)은 코어를 사용하는 다이폴 형태 코일을 사용할 수 있다. 다이폴 형태 코일을 통한 자기유도방식을 이용하여 전력을 무선으로 전송하기 위해, TX코일부(300)과 RX코일부(301)은 긴 막대형의 코어의 가운데에 헬리컬 코일 형태로 리츠 와이어로 권선이 이루어져 각 코일부(300, 301)을 구성할 수 있다. TX코일부(300)에 흐르는 전류가 자기장을 발생시키고, 발생된 자기장 중 일부가 RX코일부(301)의 코어로 전달되어 쇄교 자속을 형성하게 되며, 형성된 쇄교 자속이 디스플레이장치(1)에 전류를 유도하게 된다. 다이폴 형태 코일을 사용함에 따라 외부모듈(2)과 디스플레이장치(1)가 최대 5m거리까지 떨어져 있어도 전력을 안정적으로 전송할 수 있게 된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이장치의 상세한 블록도를 도시한다.
디스플레이장치(1)는 외부모듈(2)로부터 무선으로 전력을 수신하기 위해, RX코일부(301) 및 정류부(400)를 더 포함할 수 있다.
RX코일부(301)는 상술한 바와 같이, 평판 나선 형태 또는 원통형 솔레노이드 형태로 구현될 수 있으며, 외부모듈(2)의 TX코일부(300)에서 형성하는 자기장의 변화에 따라서 구동전류(ID)를 유도하도록 구성된다.
정류부(400)는 교류를 직류로 변환시키기 위하여 전류에 대하여 전파 정류(full-wave rectification), 반파 정류(half-wave rectification)등을 수행하도록 구성될 수 있다. 정류부(400)는 예를 들면 4개의 다이오드로 이루어지는 브릿지(bridge)회로 또는 정류기능을 수행하는 능동 소자(active elements)를 이용한 회로로 구현될 수 있다.
정류부(400)는 정류된 전류를 평탄하고 안정적인 직류로 만들어주는 평활 회로(regulator) 및 전압을 적정한 전압으로 조절하기 위한 DC-DC컨버터를 더 포함할 수 있다.
정류부(400)에서 정류된 전류는 디스플레이장치(1)의 각 구성요소에 전력으로 공급된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 정보획득부(101)는 센싱장치로부터 디스플레이장치(1)와 사용자간의 거리에 관한 정보를 수신할 수 있으나, 센서부(401)를 포함하여 센서부(401)에서 디스플레이장치(1)와 사용자간의 거리를 감지하고, 감지에 기초하여 거리에 관한 정보를 생성하도록 구성될 수 있다. 센서부(401)는 사용자의 거리를 감지하기 위한 다양한 센서를 포함할 수 있다. 센서부(401)는 교류자계의 변화나 정자계의 변화를 이용하거나, 혹은 정전용량의 변화율 등을 이용하여 근접물체를 검출할 수 있으며, 사용자와의 거리를 측정하기 위한 초음파 또는 적외선 센서를 더 포함할 수 있다. 또한, 근접하는 물체가 인체인지 물건인지 여부를 판단하기 위해 열감지 센서 등을 더 포함할 수 있다.
제어부(203)는 센서부(401)에서 측정한 사용자와 디스플레이장치(1)와의 거리에 관한 정보에 기초하여, 사용자가 임계거리 이내에 들어왔는지, 사용자와 디스플레이장치(1)간의 거리는 어느 정도인지, 사용자가 움직이는 상태인지, 정지 상태인지, 사용자가 움직이는 상태라면 디스플레이장치(1)로부터 거리가 멀어지는 방향인지 거리가 가까워지거나 거리에 변화가 없는 방향으로 움직이는지 여부를 판단하도록 구성될 수 있다.
본 실시예에서의, 본 발명에 따른 외부모듈(2) 및 디스플레이장치(1)는 자기유도방식에 의해 무선으로 전력을 송수신하는 것으로 설명되나, 상술한 바와 같이, 자기공명방식, 전자기파방식 등 다양한 공지된 무선전력전송방식에 기초하여 전력을 송수신하도록 구성될 수 있다.
디스플레이장치(1)는 배터리(403)를 더 포함할 수 있으며, 제어부(203)는 무선전력수신부(200)에서 수신되는 전력의 일부를 배터리(403)에 공급하여, 배터리(403)를 충전할 수 있다. 제어부(203)는 디스플레이장치(1)의 소모전력을 절감하기 위해 통신부(201)의 동작을 중단할 수 있으며, 이에 따라 외부모듈(2)과의 통신이 중단될 수 있어, 외부모듈(2)은 디스플레이장치(1)로부터 소모전력 등에 관한 정보를 제공받지 못할 수 있으며, 제어부(203)가 사용자와 디스플레이장치(1)와의 거리 정보에 기초하여 외부모듈(2)로 하여금 전력전송을 차단하라는 요청을 통신부(201)를 통해 전송할 수 있다. 이 경우, 외부모듈(2)은 디스플레이장치(1)에 무선으로 전력을 제공하는 것을 중단할 수 있으며, 외부모듈(2)에 전력을 전송하지 못하는 오류가 발생하여 디스플레이장치(1)로 전송되는 무선전력의 전송이 차단될 수 있다.
배터리(403)는 외부모듈(2)로부터 전력전송이 차단 되는 경우, 디스플레이장치(1)의 구동에 필요한 전력을 제공하도록 구성된다. 배터리(403)의 용량에 따라서, 디스플레이장치(1)는 정상적으로 동작하거나, 전력을 최소한으로 사용하는 대기상태로 있을 수 있다.
이하, 외부모듈(2)과 디스플레이장치(1)간 무선으로 전력을 송수신하는 과정에 있어서, 사용자가 근접하는 경우에 디스플레이장치(1)의 동작을 실시예별로 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이장치와 사용자간의 거리에 따른 소모전력을 절감하는 예를 도시한다.
본 발명에 따른 디스플레이장치(1)는 외부모듈(2)로부터 전력을 공급받아 구동되도록 구성된다. 또한, 디스플레이장치(1)는 외부모듈(2)에 소모할 전력 및 무선전력전송효율 등에 관한 정보를 제공하여, 외부모듈(2)이 상기 정보에 기초하여 전력을 전송하도록 한다.
도 5의 위 그림을 보면, 정보획득부(101)는 사용자와 디스플레이장치(1)간의 거리를 감지한다. 정보획득부(101)에서 획득된 거리정보에 기초하면, 사용자가 디스플레이장치(1)로부터 임계거리(10)외에 있는바, 디스플레이장치(1)는 외부모듈(2)에 정상동작에 기초하여 소모전력에 관한 정보 등을 제공하며, 외부모듈(2)은 이에 기초하여 디스플레이장치(1)에 무선으로 전력을 전송한다. 정상적으로 전력이 공급되는 디스플레이부(100)의 광원부는 정상적인 레벨의 휘도를 표시패널에 공급하며, 디스플레이부(100)는 이에 기초하여 영상을 표시하도록 구성된다. 디스플레이장치(1)는 정상적인 동작을 유지하며, 관련 정보를 실시간으로 외부모듈(2)에 제공한다.
도 5의 아래 그림을 보면, 사용자가 디스플레이장치(1)로부터 임계거리(10)이내로 들어온 경우를 도시한다. 정보획득부(101)가 사용자와 디스플레이장치(1)간의 거리에 관한 정보를 획득하면, 제어부(203)는 디스플레이장치(1)의 소모전력을 절감하는 제어동작을 수행할 수 있다.
본 실시예에서의 제어부(203)가 수행하는 소모전력을 절감하기 위한 제어동작은 아래와 같다. 먼저, 제어부(203)는 출력되는 광의 레벨을 줄이도록 디스플레이부(100)의 광원부를 제어한다. 광원부로부터 표시패널로 공급되는 광의 레벨이 낮아짐에 따라 디스플레이부(100)는 낮아진 레벨의 휘도에 기초하여 보다 어두운 영상을 표시하도록 구성된다. 또한, 공급되는 광의 레벨이 낮아짐에 따라 디스플레이장치(1)에서 소모되는 전력이 절감되는바, 제어부(203)는 디스플레이장치(1)의 소모전력을 판단하며, 상기 판단한 소모전력에 관한 정보를 외부모듈(2)에 전송하도록 통신부(201) 제어한다. 외부모듈(2)은 수신된 소모전력에 관한 정보에 기초하여 전송하는 전력의 레벨을 낮추어 디스플레이장치(1)에 제공하게 된다. 기기(1, 2)간 무선으로 송수신되는 전력의 레벨이 낮아짐에 따라 방사되는 자기장의 세기 역시 줄어들게 되어, 사용자의 인체에 해로운 영향을 적게 미치게 된다.
제어부(203)는 사용자의 인체 일부라도 임계거리(10)이내로 들어오게 되면, 이와 같이 소모전력을 절감하기 위한 제어동작을 수행할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이장치와 사용자간의 거리에 따른 소모전력을 절감하는 예를 도시한다.
디스플레이장치(1)는 스피커(600)를 더 포함할 수 있으며, 스피커(600)는 상술한 바와 같이, 수신되는 신호에 기초하여 소리 또는 음성을 제공하도록 구성될 수 있다. 제어부(203)는 디스플레이장치(1)의 소모전력을 절감하기 위해, 디스플레이부(100)의 광원부뿐 아니라, 스피커(600)를 제어할 수 있다.
도 6의 위 그림을 보면, 정보획득부(101)는 사용자와 디스플레이장치(1)간의 거리를 감지한다. 정보획득부(101)에서 획득된 거리정보에 기초하면, 사용자가 디스플레이장치(1)로부터 임계거리(10)외에 있는바, 디스플레이장치(1)는 외부모듈(2)에 정상동작에 기초하여 소모전력에 관한 정보 등을 제공하며, 외부모듈(2)은 이에 기초하여 디스플레이장치(1)에 무선으로 전력을 전송한다. 정상적으로 전력이 공급되는 스피커(600)는 정상적인 레벨의 음성(301)을 출력하도록 구성된다. 디스플레이장치(1)는 정상적인 동작을 유지하며, 관련 정보를 실시간으로 외부모듈(2)에 제공한다.
도 6의 아래 그림을 보면, 사용자가 디스플레이장치(1)로부터 임계거리(10)이내로 들어온 경우를 도시한다. 정보획득부(101)가 사용자와 디스플레이장치(1)간의 거리에 관한 정보를 획득하면, 제어부(203)는 디스플레이장치(1)의 소모전력을 절감하는 제어동작을 수행할 수 있다.
본 실시예에서의 제어부(203)가 수행하는 소모전력을 절감하기 위한 제어동작은 아래와 같다. 먼저, 제어부(203)는 출력되는 음성(601)의 레벨을 줄이도록 스피커(600)를 제어한다. 스피커(600)는 제어부(203)의 제어에 따라 낮은 레벨의 음성(601)을 출력한다. 또한, 스피커(600)에서 출력되는 음성(601)의 레벨이 낮아짐에 따라 디스플레이장치(1)에서 소모되는 전력이 절감되는바, 제어부(203)는 디스플레이장치(1)의 소모전력을 판단하며, 상기 판단한 소모전력에 관한 정보를 외부모듈(2)에 전송하도록 통신부(201) 제어한다. 외부모듈(2)은 수신된 소모전력에 관한 정보에 기초하여 전송하는 전력의 레벨을 낮추어 디스플레이장치(1)에 제공하게 된다. 기기(1, 2)간 무선으로 송수신되는 전력의 레벨이 낮아짐에 따라 방사되는 자기장의 세기 역시 줄어들게 되어, 사용자의 인체에 해로운 영향을 적게 미치게 된다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이장치와 사용자간의 거리에 따른 소모전력을 절감하는 예를 도시한다.
디스플레이부(100)는 표시되는 영상의 휘도를 조절할 수 있을 뿐 아니라, 표시되는 영상의 화질을 조절함으로써 소모되는 전력을 절감할 수 있다. 화질은 영상의 최소단위를 의미하는 화소(pixel)수에 따라 달라지며, 화소수가 많을수록 정밀하고 상세한 영상이 표시된다. 화질의 예로는 약 100만 화소를 갖는 HD(High definition), 200만화소를 갖는 FHD(Full high definition) 및 800만 화소를 갖는 UHD(Ultra high definition) 등으로 구별될 수 있으며, 고 화질일수록 많은 화소를 사용해야 하므로, 더 많은 전력을 소모하게 된다. 즉, UHD급 화질을 지원하는 디스플레이장치(1)의 경우 HD급 화질로 영상을 표시하면, 소모되는 전력을 절감할 수 있다.
도 7의 그림을 보면, 정보획득부(101)는 사용자와 디스플레이장치(1)간의 거리를 감지한다. 정보획득부(101)에서 획득된 거리정보에 기초하면, 사용자가 디스플레이장치(1)로부터 임계거리(10)외에 있는바, 디스플레이장치(1)는 외부모듈(2)에 정상동작에 기초하여 소모전력에 관한 정보 등을 제공하며, 외부모듈(2)은 이에 기초하여 디스플레이장치(1)에 무선으로 전력을 전송한다. 정상적으로 전력이 공급되는 디스플레이부(100)는 기본으로 설정된 화질의 영상을 출력하도록 구성된다. 디스플레이장치(1)는 정상적인 동작을 유지하며, 관련 정보를 실시간으로 외부모듈(2)에 제공한다.
도 7의 아래 그림을 보면, 사용자가 디스플레이장치(1)로부터 임계거리(10)이내로 들어온 경우를 도시한다. 정보획득부(101)가 사용자와 디스플레이장치(1)간의 거리에 관한 정보를 획득하면, 제어부(203)는 디스플레이장치(1)의 소모전력을 절감하는 제어동작을 수행할 수 있다.
본 실시예에서의 제어부(203)가 수행하는 소모전력을 절감하기 위한 제어동작은 아래와 같다. 먼저, 제어부(203)는 표시되는 영상의 화질을 낮추도록 디스플레이부(100)를 제어한다. 디스플레이부(100)는 제어부(203)의 제어에 따라 기본으로 설정된 화질보다는 낮은 화질의 영상을 표시한다. 또한, 표시되는 영상의 화질이 낮아짐에 따라 디스플레이장치(1)에서 소모되는 전력이 절감되는바, 제어부(203)는 디스플레이장치(1)의 소모전력을 판단하며, 상기 판단한 소모전력에 관한 정보를 외부모듈(2)에 전송하도록 통신부(201) 제어한다. 외부모듈(2)은 수신된 소모전력에 관한 정보에 기초하여 전송하는 전력의 레벨을 낮추어 디스플레이장치(1)에 제공하게 된다. 기기(1, 2)간 무선으로 송수신되는 전력의 레벨이 낮아짐에 따라 방사되는 자기장의 세기 역시 줄어들게 되어, 사용자의 인체에 해로운 영향을 적게 미치게 된다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이장치와 사용자간의 거리에 따른 전력 전송을 차단하는 예를 도시한다.
디스플레이장치(1)는 배터리(403)를 더 포함할 수 있으며, 제어부(203)는 무선전력수신부(200)에서 수신되는 전력의 일부를 이용하여 배터리(403)를 충전할 수 있도록 구성된다. 디스플레이장치(1)는 외부모듈(2)로부터 전송되는 전력이 갑자기 차단되는 경우, 비정상적인 꺼짐(abrupt shutoff)은 전자기기에 고장을 발생 시킬 수 있는바, 배터리(403)에서 공급되는 전력을 이용하여 최소한의 전력으로 다시 전력이 공급되기를 대기하는 대기상태에서 대기할 수 있다. 또는, 배터리(403)가 디스플레이장치(1)의 동작을 일정 시간 구동할 수 있을 정도로 용량이 충분하다면, 수행중이던 동작을 연속적으로 이어나갈 수 있다.
도 8의 위 그림을 참조하면, 정보획득부(101)는 사용자와 디스플레이장치(1)간의 거리를 감지한다. 정보획득부(101)에서 획득된 거리정보에 기초하면, 사용자가 디스플레이장치(1)로부터 임계거리(10)외에 있는바, 디스플레이장치(1)는 외부모듈(2)에 정상동작에 기초하여 소모전력에 관한 정보 등을 제공하며, 외부모듈(2)은 이에 기초하여 디스플레이장치(1)에 무선으로 전력을 전송한다. 즉, 디스플레이장치(1)가 정상적으로 동작하고 있음이 도시된다.
도 8의 아래 그림을 참조하면, 사용자가 디스플레이장치(1)로부터 임계거리(10)이내로 들어온 경우를 도시한다. 정보획득부(101)가 사용자와 디스플레이장치(1)간의 거리에 관한 정보를 획득하면, 제어부(203)는 전력 공급의 차단요청을 외부모듈(2)에 전송하도록 통신부(201)를 제어한다. 외부모듈(2)은 디스플레이장치(1)의 전력 공급 차단요청에 따라 무선 전력 전송을 멈추게 된다. 디스플레이장치(1)는 외부모듈(2)로부터 전력 공급이 차단되지만, 배터리(403)로부터 전력을 공급받아 정상적인 동작을 유지할 수 있다.
디스플레이장치(1)는 정상적으로 동작하고 있으나, 외부모듈(2)의 무선 전력 전송이 중단되므로, 기기(1, 2)간 무선으로 송수신되는 전력이 없어, 방사되는 자기장의 세기 역시 확연하게 줄어들고, 사용자의 인체에 해로운 영향을 거의 미치지 않게 된다.
지금까지, 사용자가 디스플레이장치(1)와 임계거리(10) 이내에서 정지상태로 있는 경우, 외부모듈(2)로부터 무선으로 전송되는 전력의 레벨을 낮추거나 차단하기 위해, 제어부(203)가 디스플레이장치(1)의 소모전력을 절감하거나 외부모듈(2)로 전력 공급 차단요청을 전송하며, 배터리(403)를 이용하여 동작하는 실시예들을 설명하였다.
다른 일 실시예에 따르면, 제어부(203)는 정보획득부(101)에서 획득된 정보에 기초하여 사용자가 임계거리(10) 이내에 들어왔다 하더라도 기 설정된 임계시간을 초과하지 않는 한, 소모전력을 절감하는 제어동작을 수행하지 않도록 구성될 수 있다. 즉, 사용자의 진정한 의사를 파악하여 사용자가 일시적으로 디스플레이장치(1)를 지나쳐 가는 것인지, 거리가 가까운 상태인지 판단하고자 하는 것이다.
ICNIRP에서도, 인체의 전자파 노출에 관한 안전 규정을 고시할 때, 노출되는 평균 시간을 6분정도로 기준으로 정한바, 일시적으로 전자파의 노출 되더라도 달리 민감한 체질이 아닌 한, 인체에는 큰 영향을 미치지 않을 수 있다.
이에 따라서, 제어부(203)는 사용자가 기 설정된 임계시간을 초과하지 않는 한, 임계거리(10)이내로 들어오더라도 외부모듈(2)로 하여금 전송하는 전력의 레벨을 낮추거나 차단하도록 디스플레이장치(1)의 소모전력을 절감하지 않도록 구성될 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이장치가 사용자의 움직임에 따라 소모전력을 절감하는 예를 도시한다.
정보획득부(101)로부터 획득된 거리정보에 기초하여, 제어부(203)는 디스플레이장치(1)로부터 임계거리(10)이내의 사용자가 정지 상태인지 동작 상태인지 판단할 수 있다. 제어부(203)는 사용자가 정지 상태라면, 상술한 실시예들에 따라서 소모전력을 절감하도록 제어동작을 수행할 수 있다. 사용자가 동작 상태라면, 제어부(203)는 기 설정된 임계시간을 초과하면, 소모전력이 절감되도록 제어동작을 수행할 수 있다.
사용자가 임계거리(10)이내에서, 정지 상태인 경우, 제어부(203)는 기 설정된 임계시간('제1임계시간)이 경과하면, 디스플레이장치(1)의 소모전력을 절감하도록 제어동작을 수행할 수 있음은 상술한 바 있다. 제어부(203)는 사용자가 동작 상태에 있다고 판단되면, 기 설정된 임계시간('제2임계시간' 또는 '제3임계시간')이 경과하여야 디스플레이장치(1)의 소모전력을 절감하는 제어동작을 수행할 수 있으며, 제2임계시간은 제1임계시간보다 긴 시간일 수 있고, 제3임계시간은 제1임계시간보다 짧은 시간일 수 있다.
사용자가 디스플레이장치(1)로부터 임계거리(10)내에 있더라도, 디스플레이장치(1)로부터 멀어지는 방향(a방향)으로 움직이고 있다면, 사용자가 임계거리(10)내에서 정지상태에 있는 경우보다 임계시간을 길게 설정하더라도 사용자의 인체에 전자장의 해로운 영향이 미치지 않을 것이다.
하지만, 사용자가 디스플레이장치(1)를 향하여 또는 디스플레이장치(1)와 거리가 멀어지지 않는 방향(b방향 또는 c방향)으로 움직이는 경우, 사용자와 디스플레이장치(1)와의 거리가 더 가까워지면, 사용자의 인체에 전자장의 해로운 영향이 더 강하게 미칠 수 있는바, 사용자가 임계거리(10)내에서 정지상태에 있는 경우보다 임계시간을 짧게 설정할 필요가 있다.
도 9의 위 그림을 참조하면, 사용자가 디스플레이장치(1)로부터 멀어지는 방향(a방향)으로 움직이는바, 제어부(203)는 제2임계시간이 경과하기 전이라면, 디스플레이장치(1)는 소모전력을 절감하는 제어동작을 수행하지 않고, 디스플레이장치(1)는 정상적으로 동작함이 도시된다.
도 9의 아래 그림을 참조하면, 사용자는 디스플레이장치(1)로부터의 거리가 변하지 않는 방향(b방향) 또는 거리가 가까워지는 방향(c방향)으로 이동 중인바, 제어부(203)는 제1임계시간보다 짧은 제3임계시간이 경과한 후, 디스플레이장치(1)는 소모전력을 절감하는 제어동작을 수행하도록 구성되며, 외부모듈(2)은 이에 따라 낮은 레벨의 전력을 디스플레이장치(1)에 전송함이 도시된다. 도 9의 아래 그림은 디스플레이장치(1)가 소모전력을 절감함에 따라 디스플레이부(100)에 표시되는 영상의 휘도가 낮아진 예를 도시한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이장치와 사용자간의 거리에 대응하도록 소모전력을 절감하는 예를 도시한다.
제어부(203)는 정보획득부(101)로부터 획득된 디스플레이장치(1)와 사용자간의 거리 정보에 기초하여, 디스플레이장치(1)의 소모전력을 거리에 대응하도록 절감하는 제어동작을 수행할 수 있다.
사용자가 디스플레이장치(1)에 가까우면 가까울수록 외부모듈(2)과 디스플레이장치(1)간 방사되는 전자장에 영향을 더 많이 받게 되는바, 사용자와 디스플레이장치(1) 사이의 거리가 가까울수록, 디스플레이장치(1)의 소모전력을 더 많이 절감하도록 구성될 수 있다.
도 10을 참조하면, 사용자가 임계거리(10a, 10b)외에 위치하면, 디스플레이장치(1)는 정상적으로 동작하며, 외부모듈(2)은 디스플레이장치(1)에 정상적으로 전력을 공급한다.
하지만, 사용자가 제1임계거리(10a)와 제2임계거리(10b) 사이에 위치하면, 제어부(203)는 디스플레이장치(1)의 소모전력을 제1레벨만큼 절감하도록 제어동작을 수행할 수 있다. 소모전력의 절감은 도시된 바와 같이 휘도의 조절로 수행될 수 있으나, 스피커(600)의 출력 조절 통신부(201)의 동작 조절 등에 의해 수행될 수 있음은 상술한 바 있다. 외부모듈(2)은 제1레벨만큼 절감된 소모전력에 관한 정보를 수신하며, 수신된 정보에 기초하여 디스플레이장치(1)에 전력을 공급한다.
사용자가 제1임계거리(10a)보다 가까운 제2임계거리(10b)내에 위치하면, 제어부(203)는 디스플레이장치(1)의 소모전력을 제2레벨만큼 절감하도록 제어동작을 수행할 수 있다. 디스플레이장치(1)의 소모전력이 제2레벨만큼 절감되는바, 디스플레이부(100)에 표시되는 영상의 휘도가 사용자가 제1임계거리(10a)와 제2임계거리(10b)사이에 있을 때보다 더 낮아질 수 있다.
다른 일 실시예에 따르면, 제어부(203)는 제1 및 제2임계거리(10a, 10b)에 따라 단계적으로 소모전력을 절감하는 것이 아니라, 정보획득부(101)에서 획득된 거리정보에 기초하여 사용자의 거리를 실시간으로 파악하며, 디스플레이부(100) 또는 스피커(600)를 제어하여 휘도, 화질, 음성 출력 레벨 등을 사용자의 디스플레이장치(1)로부터의 거리에 비례하게 낮추도록 구성될 수 있다.
또 다른 일 실시예에 따르면, 제어부(203)는 사용자가 제1임계거리(10a)와 제2임계거리(10b) 사이에 있을 때는 스피커(600)의 음성 출력 레벨만 낮추고, 사용자가 제2임계거리(10b)내에 들어오면, 디스플레이부(100)의 휘도를 낮추는 등, 사용자의 거리에 따라서 서로 다른 구성의 동작을 제한하여 디스플레이장치(1)의 소모전력을 절감하도록 구성될 수 있다.
또 다른 일 실시예에 따르면, 제어부(203)는 사용자가 제1임계거리(10a)와 제2임계거리(10b)사이에 있을 때는, 디스플레이장치(1)의 소모전력을 절감하도록 제어동작을 수행하나, 사용자가 제2임계거리(10b)이내에 있을 때는, 외부모듈(2)에 전력 송신 차단을 요청하고, 배터리(403)로부터 전력을 공급받도록 제어동작을 수행할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따라 디스플레이장치가 사용자에게 거리가 지나치게 가까움을 경고하는 예를 도시한다.
제어부(203)는 정보획득부(101)에서 획득된 사용자와 디스플레이장치(1)간 거리 정보에 기초하여 사용자가 임계거리(10)이내로 들어왔다고 판단되면, 사용자에게 지나치게 가까움을 경고하도록 구성될 수 있다.
제어부(203)는 디스플레이부(100)를 제어하여 사용자가 지나치게 근접하였으므로 안전을 위해 뒤로 물러나라는 안내(1100)를 포함하는 유저 인터페이스(user interface: UI)를 표시할 수 있으며, 이와 관련하여 안내 음성 또는 경고음(1101)을 출력하도록 스피커(600)를 제어할 수 있다.
다른 일 실시예에 따르면, 제어부(203)는 사용자가 임계거리(10)내로 접근하면, 디스플레이장치(1)의 소모전력을 절감하도록 제어동작을 수행하되, 사용자에게 지나치게 접근하여 출력되는 영상의 휘도가 낮거나 음성 레벨이 낮아졌음을 안내하도록 구성될 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따라 디스플레이장치가 소모전력 절감 및 무선전력송수신의 조절을 위해 설정정보를 변경하도록 사용자에게 유저인터페이스를 제공하는 예를 도시한다.
제어부(203)는 기 설정된 설정정보에 기초하여 소모전력을 절감하는 제어동작을 수행하도록 구성될 수 있다. 설정정보는 임계거리, 임계시간에 대한 정보를 포함할 수 있으며, 소모전력을 절감할 때, 디스플레이부(100)에 표시되는 영상의 휘도 또는 화질을 낮출지, 스피커(600)에서 출력되는 음성의 레벨을 낮출지, 통신부(201)의 동작 중 어느 일부를 제한할 지에 대한 정보를 포함할 수 있다. 그 외에도 설정정보는 디스플레이장치(1)가 수행할 수 있는 다양한 기능에 대응하는 내용을 포함할 수 있다.
또한, 설정정보는 정보획득부(101)의 센서부의 동작을 보정하기 위해 사용될 수 있는데, 테스트 동작을 통해서 사용자가 실제로 위치하는 곳과 센서부가 감지한 사용자의 거리를 보정을 통해서 정밀하게 조절할 수 있다.
도 12를 참조하면, 디스플레이부(100)에 상기 설정정보를 변경하도록 복수의 설정항목(1200)과, 설정항목 변경을 위한 메뉴항목(1201)을 포함하는 유저 인터페이스가 표시되는 예가 도시된다. 사용자는 설정항목 변경을 위한 메뉴항목(1201)을 이용하여 소모전력에 관한 설정정보를 저장할 수 있다.
도면에는, 임계거리를 권장하는 거리로 설정할지 또는 수동으로 설정할지, 임계시간을 권장하는 시간으로 설정할지 또는 수동으로 설정할 지 여부에 대해서만 도시되고 있으나, 디스플레이장치(1)가 사용자에게 제공할 수 있는 다양한 기능에 대응하는 설정정보를 사용자가 변경할 수 있도록 다양한 유저 인터페이스가 제공될 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따라 디스플레이장치가 사용자에게 디스플레이장치와의 거리를 표시하는 예를 도시한다.
제어부(203)는 정보획득부(101)에서 획득된 거리정보에 기초하여, 사용자와 디스플레이장치(1)간 거리를 영상과 함께 표시하도록 디스플레이부(100)를 제어할 수 있다. 사용자는 표시된 거리를 참조하여, 디스플레이장치(1)와 적절한 거리를 유지할 수 있다. 표시되는 거리는 도시된 바와 같이, 숫자로 표시될 수 있으며, 기타 다른 부가적인 효과가 가미될 수 있다. 부가적인 효과는, 이를 테면 거리가 가까워질수록 표시되는 숫자가 커지거나, 점점 화면의 가운데로 이동하거나, 다른 색을 가질 수 있다.
다른 일 실시예에 따르면, 제어부(203)는 사용자와 디스플레이장치(1)간 거리를 스피커(600)를 통해 음성정보로 제공할 수 있으며, 사용자가 일정 거리부터 조금씩 가까워 질 때마다 경고음을 출력할 수 있다.
도 14, 도 15 및 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따라 외부모듈로부터 수신되는 전원의 변환에 기초하여 디스플레이장치가 데이터를 검출하는 예를 도시한다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따라 외부모듈(2)과 디스플레이장치(1)간의 무선 전력 전달에 있어서 전달되는 전력에 변조 및 복조를 수행하여 문자, 영상 등의 데이터를 함께 전달하는 예를 설명한다.
무선 전력 신호는 자기장(magnetic field) 또는 전자기장(electro-magnetic field)내에서 폐루프(closed-loop)를 형성하므로, 외부모듈(2)은 디스플레이장치(1)에 데이터를 포함하도록 무선으로 전력을 전송하기에 앞서 변조(modulation)하여 전송하도록 구성될 수 있으며, 디스플레이장치(1)는 변조된 전력이 전송되면, 이를 복조(demodulation)하며, 데이터를 검출하며, 데이터가 검출되면 이에 기초하여 영상 등을 표시할 수 있다.
외부모듈(2)과 디스플레이장치(1)간 무선으로 송수신되는 전력을 변복조 하는 방식은 진폭변조(Amplitude-Modulation: AM), 주파수변조(Frequency-Modulation: FM) 및 위상변조(Phase-Modulation: PM) 중 적어도 하나를 사용할 수 있으며, 그 외에도 무선 전력 통신에서 사용될 수 있는 다양한 변조방식이 사용될 수 있다.
도 14는 외부모듈(2)이 무선으로 전송되는 전력에 AM변조를 수행함으로써 데이터를 디스플레이장치(1)로 제공하는 예를 도시하며, 외부모듈(2)은 제1변복조부(1600)와 TX코일부(300)를 더 포함하며, 전력을 전달하기에 앞서, 전력신호의 진폭을 데이터에 대응하도록 변경시키도록 구성되며, 변조된 전력은 TX코일부(300)를 통해 디스플레이장치(1)의 RX코일부(301)로 수신되며, 수신된 전력은 제2변복조부(1601)에서 복조되며, 데이터가 검출되어 전달된다. 진폭의 변조는 변복조부내의 부하 임피던스를 변경하여 전류의 진폭을 변조함으로써 이루어지며, 전류의 진폭이 높은 경우 HI상태 또는 1 전류의 진폭이 낮은 경우 LOW상태 또는 0을 의미할 수 있다. 전류의 진폭이 LOW상태이더라도 디스플레이장치(1)의 구동을 위한 최소 전력은 전달되어야 한다.
도 15는 외부모듈(2)과 디스플레이장치(1)의 각 코일부(300a~n, 301a~n)가 복수의 코일을 포함함으로써 데이터를 전력에 포함시켜 보다 효율적으로 송수신할 수 있는 예를 도시한다. 외부모듈(2)의 TX코일부(300a~n)와 디스플레이장치(1)의 RX코일부(301a~n)는 각각 복수개의 코일을 포함할 수 있다.
각 코일(300a~n, 301a~n)들을 통해서 전력이 무선으로 전달되는바, 코일(300a~n, 301a~n)의 개수에 따라서 외부모듈(2)과 디스플레이장치(1)는 n개의 비트만큼 데이터를 송수신할 수 있게 된다. 이를 테면, 외부모듈(2)의 a코일(300a)과 c코일(300c)이 HI상태의 전류(iTa, iTc)를 송신하고, b코일(300b)과 d코일(300d)이 LOW상태의 전류(iTb, iTd)를 송신하면, 디스플레이장치(1)는 대응하는 각 코일(301a~d)에 유도되는 전류(iDa, iDb , iDc, iDd)의 레벨에 기초하여 [1010]이라는 데이터 패킷을 수신할 수 있다. 8개의 코일이 사용되면, 8비트의 데이터가 무선으로 전송되는 전력과 함께, 전송될 수 있다.
즉, 코일의 개수가 많을수록 외부모듈(2)은 디스플레이장치(1)에 보다 다양한 데이터를 전력에 포함시켜 제공할 수 있게 된다. 복수의 코일을 통해 수신되는 전류(iDa~n)는 이후, 통합되며, 정류부(400)에서 정류되어 디스플레이장치(1)의 각 구성에 전력으로 전달된다.
도16은 외부모듈(2)과 디스플레이장치(1)에서 전력을 무선으로 송수신하는 블록만 도시하고 나머지 구성은 생략하여 도시한다.
상술한 바와 같이, 외부모듈(2)은 문자, 영상 등 각종 데이터를 디스플레이장치(1)에 전달하기 위해, 통신부(201)를 이용할 수 있으나, 본 실시예에서와 같이 무선으로 전송되는 전력을 변조하여 전력에 데이터를 포함시켜 제공할 수 있다. 외부모듈(2)은 영상신호에 기초하여 전력을 변조하기 위한 제1변복조부(1600), 변조된 전력을 디스플레이장치(1)에 무선으로 전달하기 위한 TX코일부(300)를 더 포함할 수 있다. TX코일부(300a~n)는 데이터의 하나의 비트에 대응하는 코일을 복수개 포함할 수 있다.
디스플레이장치(1)는 외부모듈(2)로부터 무선으로 전력을 수신하며, 또한, 변조된 전력을 복조하여 포함된 데이터를 검출하며, 검출된 데이터에 기초하여 문자, 영상등을 표시하도록 구성된다. 디스플레이장치(1)는 무선으로 전력을 수신하기 위한 RX코일부(301)와 수신된 전력을 복조하여 데이터를 추출하기 위한 제2변복조부(1601)를 포함할 수 있으며, RX코일부(301a~n)는 데이터의 하나의 비트에 대응하는 코일을 복수개 포함할 수 있다. 전력이 AM변조된 경우, 제2변복조부(1601)는 포락선 검출(Envelop Detection)과정을 통하여 복조하고, 검출된 신호를 데이터로 디코딩(decoding)하는 과정을 포함할 수 있다. 이런 복조 과정은 전류 또는 전압이 HI상태 및 LOW상태로 구분되는 것을 감지하고, 상태에 기초하여 구분되는 데이터를 검출하는 것을 의미한다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이장치가 제어되는 흐름도를 도시한다.
먼저, 동작 S1700에서, 무선전력수신부(200)가 외부모듈(2)로부터 무선으로 전력을 수신한다. 이어서, 동작 S1701에서, 디스플레이부(100)는 수신되는 영상신호에 기초하여 영상을 표시한다. 그리고, 동작 S1702에서, 통신부(201)는 외부모듈과 통신한다. 이후, 동작 S1703에서, 정보획득부(101)는 디스플레이장치와 사용자와의 거리에 관한 정보를 획득한다. 그리고, 동작 S1704에서, 제어부(203)는 통신부(201를 제어하여 디스플레이장치의 소모전력을 판단하며, 판단된 정보를 외부모듈(2)에 전송한다. 이후, 동작 S1704에서, 제어부(203)가 상기 획득된 정보에 기초하여 사용자가 디스플레이장치(1)로부터 임계거리(10) 이내인지 판단한다. 사용자가 디스플레이장치(1)로부터 임계거리(10) 이내라면, 제어부(203)는 디스플레이장치(1)의 소모전력을 절감하도록 제어동작을 수행하며, 사용자가 디스플레이장치(1)로부터 임계거리(10) 밖에 있다면, 정상적인 동작을 유지한다.
1 - 디스플레이장치
200 - 전력수신부
301 - RX코일부
400 - 정류부
100 - 디스플레이부
201 - 통신부
203 - 제어부
101 - 정보획득부
401 - 센서부

Claims (20)

  1. 디스플레이장치에 있어서,
    상기 디스플레이장치에 전력을 공급하기 위하여 외부모듈로부터 무선으로 전력을 수신하는 무선전력수신부;
    수신되는 영상신호에 기초하여 영상을 표시하는 디스플레이부;
    상기 외부모듈과 통신하는 제1통신부;
    상기 디스플레이장치와 사용자와의 거리에 관한 정보를 획득하는 정보획득부; 및
    상기 디스플레이장치의 소모전력을 판단하여, 상기 외부모듈에 상기 판단된 소모전력에 관한 정보를 제공하도록 상기 제1통신부를 제어하며, 상기 획득된 정보에 기초하여 상기 사용자가 상기 디스플레이장치로부터 임계거리 이내로 들어왔다고 판단하면, 상기 디스플레이장치의 소모전력을 절감하도록 제어동작을 수행하는 제어부를 포함하는 디스플레이장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 외부모듈로부터 전달된 전력의 레벨 변화에 기초하여 데이터를 검출하고 검출된 데이터에 기초하여 영상을 표시하도록 상기 디스플레이부를 제어하는 디스플레이장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 디스플레이장치의 소모전력을 절감하기 위해 상기 디스플레이부에 공급되는 광의 레벨, 스피커로부터 출력되는 음성, 또는 상기 디스플레이부에 표시되는 영상의 화질 중 하나 이상을 조절하도록 상기 디스플레이부를 제어하는 디스플레이장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 디스플레이장치에 마련되어, 선택적으로 상기 디스플레이장치에 전력을 공급하는 배터리를 더 포함하며,
    상기 제어부는 상기 무선전력수신부로부터 공급되는 전력의 일부를 이용하여 상기 배터리를 충전하고, 상기 획득된 정보에 기초하여 상기 사용자가 상기 임계거리 이내로 들어온 경우, 상기 외부모듈로 상기 전력 공급의 차단을 요청하도록 상기 제1통신부를 제어하며, 상기 무선전력수신부에 상기 외부모듈로부터 전력이 수신되지 않는 경우 상기 배터리가 전력을 공급하도록 제어하는 디스플레이장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 획득된 정보에 기초하여 상기 인체의 일부가 상기 임계거리 이내로 들어온 뒤, 기 설정된 제1임계시간이 초과하면, 상기 소모전력이 절감되도록 제어동작을 수행하는 디스플레이장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 획득된 정보에 기초하여 상기 임계거리 이내의 상기 사용자가 동작 상태인지 정지 상태인지 판단하여, 상기 사용자가 상기 동작 상태인 경우, 상기 동작 상태가 상기 제2임계시간을 초과하면, 상기 소모전력이 절감되도록 제어동작을 수행하는 디스플레이장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 획득된 정보에 기초하여 상기 사용자가 상기 동작 상태인 경우, 상기 사용자가 상기 디스플레이장치로부터 멀어지는 제1방향으로 동작 중인지, 상기 디스플레이장치로부터 멀어지지 않는 제2방향으로 동작 중인지 판단하여, 상기 사용자가 상기 제2방향으로 동작 중인 경우, 상기 동작 상태가 제3임계시간을 초과하면, 상기 소모전력이 절감되도록 제어동작을 수행하는 디스플레이장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 획득된 정보에 기초하여 상기 사용자와 상기 디스플레이장치와의 거리에 대응하여 상기 소모전력이 절감되도록 제어동작을 수행하는 디스플레이장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 획득된 정보에 기초하여 상기 사용자와 상기 디스플레이장치와의 거리를 표시하도록 상기 디스플레이부를 제어하는 디스플레이장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는, 적어도 하나의 메뉴항목을 포함하는 유저 인터페이스(user interface: UI)를 표시하도록 상기 디스플레이부를 제어하고, 상기 유저 인터페이스의 메뉴항목을 이용한 사용자 입력에 따라 상기 소모전력에 관한 설정정보를 저장하고, 상기 저장된 설정정보에 기초하여 상기 소모전력이 절감되도록 제어동작을 수행하는 디스플레이장치.
  11. 디스플레이장치의 제어방법에 있어서,
    외부모듈로부터 무선으로 전력을 수신하는 단계;
    수신되는 영상신호에 기초하여 영상을 표시하는 단계;
    상기 외부모듈과 통신하는 단계;
    상기 디스플레이장치와 사용자와의 거리에 관한 정보를 획득하는 단계;
    상기 디스플레이장치의 소모전력을 판단하여, 상기 외부모듈에 상기 판단된 소모전력에 관한 정보를 제공하는 단계;
    상기 획득된 정보에 기초하여 상기 사용자가 상기 디스플레이장치로부터 임계거리 이내로 들어왔다고 판단하면, 상기 디스플레이장치의 소모전력을 절감하도록 제어동작을 수행하는 단계를 포함하는 디스플레이장치의 제어방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 무선으로 전력을 수신하는 단계는;
    상기 외부모듈로부터 전달된 전력의 레벨 변화에 기초하여 데이터를 검출하는 단계, 및 검출된 데이터에 기초하여 영상을 표시하는 단계를 포함하는 디스플레이장치의 제어방법.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 디스플레이장치의 소모전력을 절감하도록 제어동작을 수행하는 단계는, 상기 디스플레이부에 공급되는 광의 레벨, 스피커로부터 출력되는 음성, 또는 상기 디스플레이부에 표시되는 영상의 화질 중 하나 이상을 조절하는 단계를 포함하는 디스플레이장치의 제어방법.
  14. 제 20항에 있어서,
    상기 외부모듈로부터 수신한 전력의 일부를 이용하여 배터리를 충전하는 단계를 포함하며,
    상기 획득된 정보에 기초하여 상기 사용자가 상기 임계거리 이내로 들어온 경우 상기 외부모듈로 상기 전력 공급의 차단을 요청하고, 상기 외부모듈로부터 무선으로 전력이 수신되지 않는 경우, 상기 배터리가 선택적으로 전력을 공급하도록 제어하는 단계를 포함하는 디스플레이장치의 제어방법.
  15. 제 11항에 있어서,
    상기 디스플레이장치의 소모전력을 절감하도록 제어동작을 수행하는 단계는, 상기 인체의 일부가 상기 임계거리 이내로 들어온 뒤, 기 설정된 제1임계시간이 초과하면, 상기 소모전력을 절감하도록 제어동작을 수행하는 단계를 포함하는 디스플레이장치의 제어방법.
  16. 제 11항에 있어서,
    상기 디스플레이장치의 소모전력을 절감하도록 제어동작을 수행하는 단계는,
    상기 사용자가 동작 상태인지 정지 상태인지 판단하는 단계; 및
    상기 사용자가 상기 동작 상태인 경우, 상기 동작 상태가 상기 제2임계시간을 초과하면, 상기 소모전력이 절감되도록 제어동작을 수행하는 단계를 포함하는 디스플레이장치의 제어방법.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 디스플레이장치의 소모전력을 절감하도록 제어동작을 수행하는 단계는,
    상기 사용자가 상기 동작 상태인 경우, 상기 사용자가 상기 디스플레이장치로부터 멀어지는 제1방향으로 동작중인지, 상기 디스플레이장치로부터 멀어지지 않는 제2방향으로 동작중인지 판단하는 단계; 및
    상기 사용자가 상기 제2방향으로 동작 중인 경우, 상기 동작 상태가 제3임계시간을 초과하면, 상기 소모전력이 절감되도록 제어동작을 수행하는 단계를 포함하는 디스플레이장치의 제어방법.
  18. 제 11항에 있어서,
    상기 디스플레이장치의 소모전력을 절감하도록 제어동작을 수행하는 단계는,
    상기 획득된 정보에 기초하여 상기 사용자와 상기 디스플레이장치와의 거리에 대응하여 상기 소모전력이 절감되도록 제어동작을 수행하는 단계를 포함하는 디스플레이장치의 제어방법.
  19. 제 11에 있어서,
    상기 획득된 정보에 기초하여 상기 사용자와 상기 디스플레이장치와의 거리를 표시하는 단계를 더 포함하는 디스플레이장치의 제어방법.
  20. 제 11항에 있어서,
    적어도 하나의 메뉴항목을 포함하는 유저 인터페이스(user interface: UI)를 표시하는 단계;
    상기 유저 인터페이스의 메뉴항목을 이용한 사용자 입력에 따라서 상기 소모전력에 관한 설정정보를 저장하는 단계; 및
    상기 저장된 설정정보에 기초하여 상기 소모전력을 절감하도록 제어동작을 수행하는 단계를 포함하는 디스플레이장치의 제어방법.
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