KR20170121601A - 차량용 디스플레이 장치 및 차량 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 디스플레이부; 상기 디스플레이부 주변에 배치되어, 오브젝트의 3차원 제스쳐를 감지하는 제스쳐 감지부; 및 상기 3차원 제스쳐에 기초하여 제어 신호를 생성하는 프로세서;를 포함하고, 상기 제스쳐 감지부는, 제1 광경로를 따라 제1 그룹광을 출력하는 제1 광출력부; 제2 광경로를 따라 제2 그룹광을 출력하는 제2 광출력부; 및 상기 제1 그룹광이 상기 오브젝트에 반사되어 형성되는 제1 그룹 반사광 및 상기 제2 그룹광이 상기 오브젝트에 반사되어 형성되는 제2 그룹 반사광을 수신하는 광수신부;를 포함하는 차량용 디스플레이부 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, 차량을 이용하는 사용자의 편의를 위해, 각 종 센서와 전자 장치 등이 구비되고 있는 추세이다. 특히, 사용자의 운전 편의를 위해 차량 운전자 보조 시스템(ADAS : Advanced Driver Assistance System)에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 나아가, 자율 주행 자동차(Autonomous Vehicle)에 대한 개발이 활발하게 이루어 지고 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 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 장치는, 디스플레이; 상기 디스플레이 주변에 배치되어, 오브젝트의 3차원 제스쳐를 감지하는 제스쳐 감지부; 및 상기 3차원 제스쳐에 기초하여 제어 신호를 제공하는 프로세서;를 포함하고, 상기 제스쳐 감지부는, 제1 광경로를 따라 제1 그룹광을 출력하는 제1 광출력부; 제2 광경로를 따라 제2 그룹광을 출력하는 제2 광출력부; 및 상기 제1 그룹광이 상기 오브젝트에 반사되어 형성되는 제1 그룹 반사광 및 상기 제2 그룹광이 상기 오브젝트에 반사되어 형성되는 제2 그룹 반사광을 수신하는 광수신부;를 포함를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째, 제스쳐 감지부를 일체형으로 형성하여, 디스플레이 일 영역에 배치함으로써 차량의 센터 페시아의 공간 확보에 유리한 효과가 있다.
둘째, 복수의 광출력부를 포함하므로, 제스쳐 감지에 유리한 효과가 있다.
셋째, 복수의 광출력부를 포함하므로, 3차원 제스쳐 인식의 사각 지대가 없게 된다.
넷째, 3D 제스쳐 인식에 따라, 간편하고 다양한 HMI(Human Machine Interface)가 제공되는 효과가 있다.
다섯째, 운전중에도 운전자가 전방에 시선을 유지한 채 제스쳐를 입력할 수 있어 안전 운전이 가능한 효과가 있다.
여섯째, 적외선 광을 이용하여 제스쳐를 감지하므로, 주변 가시광에 영향을 받지 않고, 안정적으로 제스쳐를 감지할 수 있는 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 실시예에 따른 차량의 외관을 도시한 도면이다.
도 2는, 본 발명의 실시예에 따른 차량을 설명하는데 참조되는 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른, 차량용 디스플레이 장치의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른, 차량용 디스플레이 장치의 블럭도이다.
도 5a 내지 도 5h는 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 및 제스쳐 감지부를 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제스쳐 감지부(300)의 외관을 예시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 제1 광출력부에 포함되는 광원 모듈을 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 제1 그룹광이 출력되는 공간을 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 9 내지 도 10은 본 발명의 실시예에 따라, 제1 내지 제4 광원 그룹에서 출력되는 광을 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따라 제2 광출력부에 포함되는 광원 모듈을 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 제2 그룹광이 출력되는 공간을 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 13 내지 도 14는 본 발명의 실시예에 따라, 제1 내지 제4 광원 그룹에서 출력되는 광을 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따라, 광수신부에 포함되는 광수신 모듈을 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 16 내지 도 17은 본 발명의 실시예에 따라 반사광이 수신되는 공간을 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 18 및 도 19는 본 발명의 실시예에 따라 빔 쉐이퍼를 포함하는 경우, 조사되는 광의 에너지 분포를 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 20 내지 도 23은 본 발명의 실시예에 따라 제스쳐 수신에 따른 차량용 디스플레이 장치의 동작을 설명하는데 참조되는 예시도이다.
도 24a 내지 도 24b는 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력부를 설명하는데 참조되는 도면이다.
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 차량등을 모두 포함하는 개념일 수 있다.
이하의 설명에서 차량의 좌측은 차량의 주행 방향의 좌측을 의미하고, 차량의 우측은 차량의 주행 방향의 우측을 의미한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 외관을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 차량(100)은 동력원에 의해 회전하는 바퀴, 차량(100)의 진행 방향을 조절하기 위한 조향 입력 장치를 구비할 수 있다.
실시예에 따라, 차량(100)은 자율 주행 차량일 수 있다. 자율 주행 차량의 경우, 사용자 입력에 따라 자율 주행 모드 또는 메뉴얼 모드로 전환될 수 있다. 메뉴얼 모드로 전환되는 경우, 자율 주행 차량(100)은, 주행을 위한 운전자의 입력을, 운전 조작 장치(도 2의 121)를 통해 수신할 수 있다.
차량(100)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.
차량(100)은, 차량 운전 보조 장치를 포함할 수 있다. 차량 운전 보조 장치는, 다양한 센서에서 획득되는 정보를 기초로, 운전자를 보조하는 장치이다. 이러한 차량 운전 보조 장치는, ADAS(Advanced Driver Assistance System)로 명명될 수 있다.
차량(100)은, 실내에, 출력 장치 및 입력 장치로 기능하는 차량용 디스플레이 장치(200)를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 차량용 디스플레이 장치(200)는, 3D 인터렉션(Interaction)이 가능한 디스플레이 장치로서, 근접 터치 또는 공간 인식이 가능하다.
한편, 이하의 설명에서, X축은 차량용 디스플레이 장치(200)의 가로 방향의 축일 수 있다. 예를 들면, X축은 차량(100)의 전폭 방향의 축일 수 있다.
또한, Y축은 차량용 디스플레이 장치(200)의 세로 방향의 축일 수 있다. 예를 들면, Y축은 차량(100)의 전고 방향의 축일 수 있다.
또한, Z축은 X축 및 Y축과 직교하는 축일 수 있다. 예를 들면, Z축은 차량(100)의 전장 방향의 축일 수 있다. Z축은, 디스플레이부(도 2의 151)와 오브젝트(400)(예를 들면, 사용자의 손)과의 거리 방향 축일 수 있다.
전장(overall length)은 차량(100)의 앞부분에서 뒷부분까지의 길이, 전폭(width)은 차량(100)의 너비, 전고(height)는 바퀴 하부에서 루프까지의 길이를 의미한다. 이하의 설명에서, 전장 방향(L)은 차량(100)의 전장 측정의 기준이 되는 방향, 전폭 방향(W)은 차량(100)의 전폭 측정의 기준이 되는 방향, 전고 방향(H)은 차량(100)의 전고 측정의 기준이 되는 방향을 의미할 수 있다.
도 2는, 본 발명의 실시예에 따른 차량을 설명하는데 참조되는 블럭도이다.
도 2를 참조하면, 차량(100)은, 차량(100)은, 입력부(120), 센싱부(125), 메모리(130), 출력부(140), 차량 구동부(150), 제어부(170), 인터페이스부(180), 전원 공급부(190) 및 차량 운전 보조 장치(400)를 포함할 수 있다.
입력부(120)는, 운전 조작 장치(121), 마이크로 폰(123) 및 사용자 입력부(124)를 포함할 수 있다.
운전 조작 장치(121)는, 차량(100) 운전을 위한 사용자 입력을 수신한다. 운전 조작부(121)는 조향 입력 장치, 쉬프트 입력 장치, 가속 입력 장치, 브레이크 입력 장치를 포함할 수 있다.
조향 입력 장치는, 사용자로부터 차량(100)의 진행 방향 입력을 수신한다. 조향 입력 장치는 회전에 의해 조향 입력이 가능하도록 휠 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 실시예에 따라, 조향 입력 장치는 터치 스크린, 터치 패드 또는 버튼으로 형성될 수도 있다.
쉬프트 입력 장치는, 사용자로부터 차량(100)의 주차(P), 전진(D), 중립(N), 후진(R)의 입력을 수신한다. 쉬프트 입력 장치는 레버 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 실시예에 따라, 쉬프트 입력 장치는 터치 스크린, 터치 패드 또는 버튼으로 형성될 수도 있다.
가속 입력 장치는, 사용자로부터 차량(100)의 가속을 위한 입력을 수신한다. 브레이크 입력 장치는, 사용자로부터 차량(100)의 감속을 위한 입력을 수신한다. 가속 입력 장치 및 브레이크 입력 장치는 페달 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 실시예에 따라, 가속 입력 장치 또는 브레이크 입력 장치는 터치 스크린, 터치 패드 또는 버튼으로 형성될 수도 있다.
마이크로 폰(123)은, 외부의 음향 신호를 전기적인 데이터로 처리할 수 있다. 처리된 데이터는 차량(100)에서 수행 중인 기능에 따라 다양하게 활용될 수 있다. 마이크로폰(123)은 사용자의 음성 명령을 전기적인 데이터로 전환할 수 있다. 전환된 전기적인 데이터는 제어부(170)에 전달될 수 있다.
한편, 실시예에 따라, 카메라(122) 또는 마이크로폰(123)는 입력부(120)에 포함되는 구성요소가 아닌, 센싱부(125)에 포함되는 구성요소일 수도 있다.
사용자 입력부(124)는 사용자로부터 정보를 입력받기 위한 것이다. 사용자 입력부(124)를 통해, 정보가 입력되면, 제어부(170)는 입력된 정보에 대응되도록 차량(100)의 동작을 제어할 수 있다. 사용자 입력부(124)는 터치식 입력수단 또는 기계식 입력 수단을 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 사용자 입력부(124)는 스티어링 휠의 일 영역에 배치될 수 있다. 이경우, 운전자는 스티어링 휠을 잡은 상태에서, 손가락으로 사용자 입력부(124)를 조작할 수 있다.
센싱부(125)는, 차량(100)의 각종 상황 또는 차량의 외부 상황을 센싱한다. 이를 위해, 센싱부(125)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, 조도 센서, 가속 페달 포지션 센서, 브레이크 페달 포지션 센서, 등을 포함할 수 있다.
센싱부(125)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, 차량 외부 조도, 가속 페달에 가해지는 압력, 브레이크 페달에 가해지는 압력 등에 대한 센싱 신호를 획득할 수 있다.
센싱부(125)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.
한편, 위치 정보 모듈(114)은 센싱부(125)의 하위 구성 요소로 분류될 수도 있다.
센싱부(125)는 차량 주변의 오브젝트(400)를 감지할 수 있는 오브젝트(400) 센싱부를 포함할 수 있다. 여기서, 오브젝트(400) 센싱부는, 카메라 모듈, 레이더(Radar), 라이더(Lidar), 초음파 센서를 포함할 수 있다. 이경우, 센싱부(125)는, 카메라 모듈, 레이더(Radar), 라이더(Lidar) 또는 초음파 센서를 통해 차량 전방에 위치하는 전방 오브젝트(400) 또는 차량 후방에 위치하는 후방 오브젝트(400)를 감지할 수 있다.
한편, 실시예에 따라, 오브젝트(400) 센싱부는, 차량 운전 보조 장치(400)의 구성 요소로 분류될 수도 있다.
메모리(130)는, 제어부(170)와 전기적으로 연결된다. 메모리(130)는 유닛에 대한 기본데이터, 유닛의 동작제어를 위한 제어데이터, 입출력되는 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(130)는, 하드웨어적으로, ROM, RAM, EPROM, 플래시 드라이브, 하드 드라이브 등과 같은 다양한 저장기기 일 수 있다. 메모리(130)는 제어부(170)의 처리 또는 제어를 위한 프로그램 등, 차량(100) 전반의 동작을 위한 다양한 데이터를 저장할 수 있다.
출력부(140)는, 제어부(170)에서 처리된 정보를 출력하기 위한 것으로, 음향 출력부(142) 및 햅틱 출력부(143)를 포함할 수 있다.
음향 출력부(142)는 제어부(170)로부터의 전기 신호를 오디오 신호로 변환하여 출력한다. 이를 위해, 음향 출력부(142)는 스피커 등을 구비할 수 있다. 음향 출력부(142)는, 사용자 입력부(724) 동작에 대응하는, 사운드를 출력하는 것도 가능하다.
햅틱 출력부(143)는 촉각적인 출력을 발생시킨다. 예를 들면, 햅틱 출력부(143)는, 스티어링 휠, 안전 벨트, 시트를 진동시켜, 사용자가 출력을 인지할 수 있게 동작할 수 있다.
차량 구동부(150)는, 차량 각종 장치의 동작을 제어할 수 있다. 차량 구동부(150)는 동력원 구동부(151), 조향 구동부(152), 브레이크 구동부(153), 램프 구동부(154), 공조 구동부(155), 윈도우 구동부(156), 에어백 구동부(157), 썬루프 구동부(158) 및 서스펜션 구동부(159)를 포함할 수 있다.
동력원 구동부(151)는, 차량(100) 내의 동력원에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다.
예를 들면, 화석 연료 기반의 엔진(미도시)이 동력원인 경우, 동력원 구동부(151)는, 엔진에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 이에 의해, 엔진의 출력 토크 등을 제어할 수 있다. 동력원 구동부(151)가 엔진인 경우, 제어부(170)의 제어에 따라, 엔진 출력 토크를 제한하여 차량의 속도를 제한할 수 있다.
다른 예로, 전기 기반의 모터(미도시)가 동력원인 경우, 동력원 구동부(151)는, 모터에 대한 제어를 수행할 수 있다. 이에 의해, 모터의 회전 속도, 토크 등을 제어할 수 있다.
조향 구동부(152)는, 차량(100) 내의 조향 장치(steering apparatus)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 이에 의해, 차량의 진행 방향을 변경할 수 있다.
브레이크 구동부(153)는, 차량(100) 내의 브레이크 장치(brake apparatus)(미도시)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 예를 들면, 바퀴에 배치되는 브레이크의 동작을 제어하여, 차량(100)의 속도를 줄일 수 있다. 다른 예로, 좌측 바퀴와 우측 바퀴에 각각 배치되는 브레이크의 동작을 달리하여, 차량(100)의 진행 방향을 좌측, 또는 우측으로 조정할 수 있다.
램프 구동부(154)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(155)는, 차량(100) 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(156)는, 차량(100) 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(157)는, 차량(100) 내의 에어백 장치(airbag apparatus)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 예를 들면, 위험시, 에어백이 터지도록 제어할 수 있다.
썬루프 구동부(158)는, 차량(100) 내의 썬루프 장치(sunroof apparatus)(미도시)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 예를 들면, 썬루프의 개방 또는 폐쇄를 제어할 수 있다.
서스펜션 구동부(159)는, 차량(100) 내의 서스펜션 장치(suspension apparatus)(미도시)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 예를 들면, 도로면에 굴곡이 있는 경우, 서스펜션 장치를 제어하여, 차량(100)의 진동이 저감되도록 제어할 수 있다.
한편, 실시예에 따라, 차량 구동부(150)는 샤시 구동부를 포함할 수 있다. 여기서, 샤시 구동부는 조향 구동부(152), 브레이크 구동부(153) 및 서스펜션 구동부(159)를 포함하는 개념일 수 있다.
제어부(170)는, 차량(100) 내의 각 유닛의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 제어부(170)는 ECU(Electronic Contol Unit)로 명명될 수 있다.
제어부(170)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.
인터페이스부(180)는, 차량(100)에 연결되는 다양한 종류의 외부 기기와의 통로 역할을 수행할 수 있다. 예를 들면, 인터페이스부(180)는 이동 단말기와 연결 가능한 포트를 구비할 수 있고, 상기 포트를 통해, 이동 단말기와 연결할 수 있다. 이경우, 인터페이스부(180)는 이동 단말기와 데이터를 교환할 수 있다.
한편, 인터페이스부(180)는 연결된 이동 단말기에 전기 에너지를 공급하는 통로 역할을 수행할 수 있다. 이동 단말기가 인터페이스부(180)에 전기적으로 연결되는 경우, 제어부(170)의 제어에 따라, 인터페이스부(180)는 전원부(190)에서 공급되는 전기 에너지를 이동 단말기에 제공할 수 있다.
전원 공급부(190)는, 제어부(170)의 제어에 따라, 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급할 수 있다. 특히, 전원부(170)는, 차량 내부의 배터리(미도시) 등으로부터 전원을 공급받을 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른, 차량용 디스플레이 장치의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른, 차량용 디스플레이 장치의 블럭도이다.
도 3 내지 도 4를 참조하면, 차량용 디스플레이 장치(200)는, 통신부(210), 제스쳐 감지부(300), 터치 센서부(230), 입력부(240), 카메라(254), 출력부(250), 메모리(260), 프로세서(270), 인터페이스부(280) 및 전원 공급부(290)를 포함할 수 있다.
통신부(210), 차량용 디스플레이 장치(100)과 이동 단말기 사이, 차량(100)과 외부 서버 사이 또는 차량(100)과 타차량 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 통신부(210)는 차량용 디스플레이 장치(100)를 하나 이상의 망(network)에 연결하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다.
통신부(210)는 차량(100)의 통신 장치로서 기능할 수 있다.
통신부(210)는, 프로세서(270)에서 생성되는 제어 신호를 외부 디바이스에 전송할 수 있다. 특히, 통신부(210)는, 근거리 통신 모듈(213)를 통해, 프로세서(270)에서 생성되는 제어 신호를, 이동 단말기에 전송할 수 있다. 예를 들면, 통신부(210)는, 이동 단말기에, 통화를 위한 제어 신호를 전송할 수 있다.
통신부(210)는, 방송 수신 모듈(211), 무선 인터넷 모듈(212), 근거리 통신 모듈(213), 위치 정보 모듈(214), 및 V2X 통신 모듈(216)을 포함할 수 있다.
방송 수신 모듈(211)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(212)은, 무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 말하는 것으로, 차량(100)에 내장되거나 외장될 수 있다. 무선 인터넷 모듈(212)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(212)은 상기에서 나열되지 않은 인터넷 기술까지 포함한 범위에서 적어도 하나의 무선 인터넷 기술에 따라 데이터를 송수신하게 된다. 예를 들면, 무선 인터넷 모듈(212)은 외부 서버와 무선으로 데이터를 교환할 수 있다. 무선 인터넷 모듈(212)은 외부 서버로부터 날씨 정보, 도로의 교통 상황 정보(예를 들면, TPEG(Transport Protocol Expert Group))정보를 수신할 수 있다.
근거리 통신 모듈(213)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(213)은, 근거리 무선 통신망(Wireless Area Networks)을 형성하여, 차량(100)과 적어도 하나의 외부 디바이스 사이의 근거리 통신을 수행할 수 있다. 예를 들면, 근거리 통신 모듈(213)은 이동 단말기와 무선으로 데이터를 교환할 수 있다. 근거리 통신 모듈(213)은 이동 단말기로부터 날씨 정보, 도로의 교통 상황 정보(예를 들면, TPEG(Transport Protocol Expert Group))를 수신할 수 있다. 가령, 사용자가 차량(100)에 탑승한 경우, 사용자의 이동 단말기와 차량(100)은 자동으로 또는 사용자의 애플리케이션 실행에 의해, 서로 페어링을 수행할 수 있다.
위치 정보 모듈(214)은, 차량(100)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(216)은, 서버 또는 타차량과의 무선 통신 수행을 위한 모듈이다. V2X 모듈(216)은 차량간 통신(V2V) 또는 차량과 인프라간 통신(V2I) 프로토콜이 구현 가능한 모듈을 포함한다. 차량(100)은 V2X 통신 모듈(216)을 통해, 외부 서버 및 타 차량과 무선 통신을 수행할 수 있다.
제스쳐 감지부(300)는, 디스플레이부(151) 주변에 배치되어, 오브젝트(400)의 3차원 제스쳐를 감지할 수 있다.
예를 들면, 제스쳐 감지부(300)는, 디스플레이부(151) 하단에 배치될 수 있다.
오브젝트(400)는, 사용자의 손 또는 손가락일 수 있다.
제스쳐 감지부(300)는, 제1 광출력부(310), 제2 광출력부(340) 및 광수신부(370)를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 제1 광출력부(310), 제2 광출력부(340) 및 광수신부(370)는, 하나의 인쇄 회로 기판(PCB : Printed Circuit Board) 상에 형성될 수 있다.
실시예에 따라, 제1 광출력부(310), 제2 광출력부(340) 및 광수신부(370)는, 각각 서로 다른 인쇄 회로 기판(PCB : Printed Circuit Board) 상에 형성될 수 있다.
제1 광출력부(310)는, 제1 그룹광을 출력할 수 있다.
제1 그룹광은, 복수의 광을 포함할 수 있다. 복수의 광은 각각 서로 다른 광경로를 가질 수 있다.
제1 광출력부(310)는, 적외선 광원 및 웨지 렌즈(wedge lens)를 포함할 수 있다.
적외선 광원은, 복수개로 형성될 수 있다. 적외선 광원의 개수에는 한정을 두지 않는다.
제1 광출력부(310)에 포함되는 복수의 광원은, 제1 그룹의 복수의 광원으로 명명될 수 있다. 제1 그룹의 복수의 광원은, 제1 그룹광을 생성할 수 있다.
제1 광출력부(310)에 포함되는 복수의 광원은, 제1 광원 및 제2 광원을 포함할 수 있다. 제1 광원은, 제1 광을 생성한다. 제2 광원은, 제2 광을 생성한다.
프로세서(270)의 제어에 따라, 제1 광출력부(310)에 포함된 제1 광원 및 제2 광원은 각각, 구분된 시간동안 제1 광 및 제2 광을 출력할 수 있다.
웨지 렌즈(wedge lens)는, 복수개로 형성될 수 있다. 웨지 렌즈의 개수에는 한정을 두지 않는다. 예를 들면, 웨지 렌즈는, 복수의 적외선 광원 개수에 대응되게 구비될 수 있다.
웨지 렌즈는, 복수의 적외선 광원 각각에서 생성되는 광의 경로를 변경시킬 수 있다.
웨지 렌즈는, 제1 웨지 렌즈 및 제2 웨지 렌즈를 포함할 수 있다. 제1 웨지렌즈는, 제1 광원에서 생성되는 제1 광을 제1a 광경로로 변경할 수 있다. 제2 웨지 렌즈는, 제2 광원에서 생성되는 제2 광을 제1b 광경로로 변경할 수 있다.
제1 광출력부(310)는, 제1 인홰 회로 기판(도 6의 319), 빔 쉐이퍼(beam shaper) 및 라이트 가이드(light guide)를 각각 개별적으로 또는 조합하여 더 포함할 수 있다.
제1 인쇄 회로 기판(PCB : Printed Circuit Board)(도 6의 319)에는, 제1 그룹의 복수의 광원이 실장될 수 있다.
빔 쉐이퍼는, 복수개로 형성될 수 있다. 빔 쉐이퍼의 개수에는 한정을 두지 않는다. 예를 들면, 빔 쉐이퍼는, 복수의 적외선 광원 개수에 대응되게 구비될 수 있다.
빔 쉐이퍼는, 웨지 렌즈에 의해 경로가 변경되는 광을 균일한 에너지 분포를 갖는 광으로 변경시킬 수 있다.
라이트 가이드는, 빔 쉐이퍼를 거친 광을 외부로 가이드할 수 있다.
제2 광출력부(340)는, 제2 그룹광을 출력할 수 있다.
제2 그룹광은, 복수의 광을 포함할 수 있다. 복수의 광은 각각 서로 다른 광경로를 가질 수 있다.
제2 광출력부(340)는, 적외선 광원 및 웨지 렌즈(wedge lens)를 포함할 수 있다.
적외선 광원은, 복수개로 형성될 수 있다. 적외선 광원의 개수에는 한정을 두지 않는다.
제2 광출력부(340)에 포함되는 복수의 광원은, 제2 그룹의 복수의 광원으로 명명될 수 있다. 제2 그룹의 복수의 광원은, 제2 그룹광을 생성할 수 있다.
제2 광출력부(340)에 포함되는 복수의 광원은, 제1 광원 및 제2 광원을 포함할 수 있다. 제1 광원은, 제1 광을 생성한다. 제2 광원은, 제2 광을 생성한다.
프로세서(270)의 제어에 따라, 제2 광출력부(340)에 포함된 제1 광원 및 제2 광원은 각각, 구분된 시간동안 제1 광 및 제2 광을 출력할 수 있다.
웨지 렌즈(wedge lens)는, 복수개로 형성될 수 있다. 웨지 렌즈의 개수에는 한정을 두지 않는다. 예를 들면, 웨지 렌즈는, 복수의 적외선 광원 개수에 대응되게 구비될 수 있다.
웨지 렌즈는, 복수의 적외선 광원 각각에서 생성되는 광의 경로를 변경시킬 수 있다.
웨지 렌즈는, 제1 웨지 렌즈 및 제2 웨지 렌즈를 포함할 수 있다. 제1 웨지 렌즈는, 제1 광원에서 생성되는 제1 광을 제2a 광경로로 변경할 수 있다. 제2 웨지 렌즈는, 제2 광원에서 생성되는 제2 광을 제2b 광경로로 변경할 수 있다.
제2 광출력부(340)는, 제2 인쇄 회로 기판(도 6의 349), 빔 쉐이퍼(beam shaper) 및 라이트 가이드(light guide)를 각각 개별적으로 또는 조합하여 더 포함할 수 있다.
제2 인쇄 회로 기판(PCB : Printed Circuit Board)(도 6의 349)에는, 제2 그룹의 복수의 광원이 실장될 수 있다.
빔 쉐이퍼는, 복수개로 형성될 수 있다. 빔 쉐이퍼의 개수에는 한정을 두지 않는다. 예를 들면, 빔 쉐이퍼는, 복수의 적외선 광원 개수에 대응되게 구비될 수 있다.
빔 쉐이퍼는, 웨지 렌즈에 의해 경로가 변경되는 광을 균일한 에너지 분포를 갖는 광으로 변경시킬 수 있다.
라이트 가이드는, 빔 쉐이퍼를 거친 광을 외부로 가이드할 수 있다.
프로세서(270)의 제어에 따라, 제1 광출력부(310) 및 제2 광출력부(340)는 각각, 구분된 시간동안 제1 그룹광 및 제2 그룹광을 출력할 수 있다.
프로세서(270)의 제어에 따라, 제1 광출력부(310)는, 제1 시간동안 제1 그룹광을 출력하고, 제2 광출력부(340)는, 제2 시간동안 제2 그룹광을 출력할 수 있다.
광수신부(370)는, 반사광을 수신할 수 있다. 광수신부(370)는, 제1 그룹광이 오브젝트(400)에 반사되어 형성되는 제1 그룹 반사광을 수신할 수 있다. 광수신부(370)는, 제2 그룹광이 오브젝트(400)에 반사되어 형성되는 제2 그룹 반사광을 수신할 수 있다.
광수신부(370)는, 포토 다이오드 및 광각 렌즈를 포함할 수 있다.
포토 다이오드는, 복수개로 형성될 수 있다. 포토 다이오드 개수에는 한정을 두지 않는다.
광각 렌즈는, 반사광의 경로를 변경시킬 수 있다. 예를 들면, 광각 렌즈는, 제1 그룹 반사광 및 제2 그룹 반사광의 경로를 변경시킬 수 있다.
광수신부(370)는, 제3 인쇄 회로 기판(도 6의 379), 라이트 가이드(light guide)를 각각 개별적으로 또는 조합하여 더 포함할 수 있다.
제3 인쇄 회로 기판(PCB : Printed Circuit Board)(도 6의 379)에는, 복수의다이오드가 실장될 수 있다.
라이트 가이드는, 반사광을 광각 렌즈로 가이드할 수 있다. 예를 들면, 라이트 가이드는, 제1 그룹 반사광 및 제2 그룹 반사광을 광각 렌즈까지 가이드할 수 있다.
광수신부(370)는, 제1 광출력부(310) 및 제2 광출력부(340) 사이에 배치될 수 있다.
제1 광출력부(310) 및 제2 광출력부(340) 사이에 배치됨으로 인해, 광수신부(370)는, 제1 그룹 반사광 및 제2 그룹 반사광의 수신율이 상승될 수 있다.
제스쳐 감지부(300)는, 제1 배리어(도 6의 306) 및 제2 배리어(도 6의 307)를 더 포함할 수 있다.
제1 배리어(도 6의 306)는, 제1 그룹의 복수의 적외선 광원 및 복수의 포토 다이오드사이에 형성될 수 있다.
제1 배리어(도 6의 306)는, 제1 인쇄 회로 기판(도 6의 319) 및 제3 인쇄 회로 기판(도 6의 379) 사이에 형성될 수 있다.
제1 배리어(도 6의 306)는, 제1 그룹광의 출력 경로를 확보할 수 있다. 제1 배리어(도 6의 306)는, 제1 그룹 반사광 및 제2 그룹 반사광의 수신 경로를 확보할 수 있다. 제1 배리어(도 6의 306)는, 제1 그룹의 복수의 광원에서 출력되는 광에, 반사광 등의 노이즈가 유입되지 않게할 수 있다. 제1 배리어(도 6의 306)는, 복수의 포토 다이오드에 수신되는 광에 출력광 등의 노이즈가 유입되지 않게할 수 있다.
제2 배리어(도 6의 307)는, 복수의 포토 다이오드 및 제2 그룹의 복수의 적외선 광원 사이에 형성될 수 있다.
제2 배리어(도 6의 307)는, 제3 인쇄 회로 기판(도 7의 379) 및 제2 인쇄 회로 기판(도 6의 349) 사이에 형성될 수 있다.
제2 배리어(도 6의 307)는, 제2 그룹광의 출력 경로를 확보할 수 있다. 제2 배리어(도 6의 306)는, 제1 그룹 반사광 및 제2 그룹 반사광의 수신 경로를 확보할 수 있다. 제2 배리어(도 6의 307)는, 제2 그룹의 복수의 광원에서 출력되는 광에, 반사광 등의 노이즈가 유입되지 않게할 수 있다. 제2 배리어(도 6의 307)는, 복수의 포토 다이오드에 수신되는 광에 출력광 등의 노이즈가 유입되지 않게할 수 있다.
터치 센서부(230)는, 플로팅 터치 및 직접 터치를 감지한다. 이를 위해, 터치 센서부(230)는, 전극 어레이, 및 MCU 등을 구비할 수 있다. 터치 센서부(230)가 동작하는 경우, 전극 어레이에 전기 신호가 공급되어, 전극 어레이 상에, 전기장(electric field)이 형성된다.
입력부(240)는, 사용자 입력부(241) 및 음향 입력부(242)를 포함할 수 있다.
사용자 입력부(241)는, 사용자로부터 정보를 입력받기 위한 것이다. 사용자 입력부(241)를 통해, 정보가 입력되면, 프로세서(270)는 입력된 정보에 대응되도록 차량용 디스플레이 장치(200)의 동작을 제어할 수 있다. 사용자 입력부(241)는 터치식 입력수단 또는 기계식 입력 수단을 포함할 수 있다.
음향 입력부(242)는, 외부의 음향 신호를 전기적인 데이터로 처리할 수 있다. 처리된 데이터는 차량용 디스플레이 장치(200)에서 수행 중인 기능에 따라 다양하게 활용될 수 있다. 음향 입력부(242)은 사용자의 음성 명령을 전기적인 데이터로 전환할 수 있다. 전환된 전기적인 데이터는 프로세서(270)에 전달될 수 있다.
카메라(245)는, 렌즈, 이미지 센서 및 이미지 프로세서를 포함할 수 있다.
카메라(245)는, 차량(100)의 실내에 배치될 수 있다. 예를 들면, 카메라(245)는, 차량(100)의, 인스트루먼트 패널(Instrument panel), 대쉬보드, 천정 또는 센터페시아에 배치될 수 있다.
카메라(245)는, 차량 내부 영상을 촬영할 수 있다.
카메라(245)는, 촬영된 차량 내부 영상에서 오브젝트(400)를 검출할 수 있다. 여기서, 오브젝트(400)는, 탑승객 또는 탑승객의 손일 수 있다.
예를 들면, 카메라(245)는, 운전자, 운전자의 손 또는 운전자의 손가락을 검출할 수 있다. 또는, 카메라(245)는, 보조석에 앉은 탑승객, 탑승객의 손 또는 탑승객의 손가락을 검출할 수 있다.
실시예에 따라, 카메라(245)는 차량 내부 영상을 프로세서(270)에 제공하고, 프로세서(270)에서, 차량 내부 영상을 기초로 오브젝트(400)를 검출할 수도 있다.
출력부(250)는, 프로세서(270)에서 처리된 정보를 출력하기 위한 것으로, 디스플레이부(251) 및 음향 출력부(252)를 포함할 수 있다.
디스플레이부(251)는 프로세서(270)에서 처리되는 정보를 표시할 수 있다.
디스플레이부(251)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.
디스플레이부(251)는 터치 센서와 상호 레이어 구조를 이루거나 일체형으로 형성됨으로써, 터치 스크린을 구현할 수 있다. 이러한 터치 스크린은, 차량용 디스플레이 장치(200)와 사용자 사이의 입력 인터페이스를 제공하는 사용자 입력부(241)로써 기능함과 동시에, 차량용 디스플레이 장치(200)와 사용자 사이의 출력 인터페이스를 제공할 수 있다. 이경우, 디스플레이부(251)는 터치 방식에 의하여 제어 명령을 입력 받을 수 있도록, 디스플레이부(251)에 대한 터치를 감지하는 터치센서를 포함할 수 있다. 이를 이용하여, 디스플레이부(251)에 대하여 터치가 이루어지면, 터치센서는 상기 터치를 감지하고, 프로세서(270)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, 디스플레이부(251)는 윈드 쉴드의 일 영역에 화면이 표시되도록 구현될 수 있다.
디스플레이부(251)는 투명 디스플레이를 포함할 수 있다. 이경우, 투명 디스플레이는 윈드 쉴드에 부착될 수 있다. 이경우, 차량용 디스플레이 장치(200)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(270)의 제어에 따라 조절될 수 있다.
디스플레이부(251)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(270)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(252)는 프로세서(270)로부터의 전기 신호를 오디오 신호로 변환하여 출력한다. 이를 위해, 음향 출력부(252)는 스피커 등을 구비할 수 있다. 음향 출력부(252)는, 사용자 입력부(241) 동작에 대응하는, 사운드를 출력하는 것도 가능하다.
메모리(260)는, 프로세서(270)와 전기적으로 연결된다. 메모리(260)는 유닛에 대한 기본데이터, 유닛의 동작제어를 위한 제어데이터, 입출력되는 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(260)는, 하드웨어적으로, ROM, RAM, EPROM, 플래시 드라이브, 하드 드라이브 등과 같은 다양한 저장기기 일 수 있다.
메모리(260)는 프로세서(270)의 처리 또는 제어를 위한 프로그램 등, 차량용 디스플레이 장치(200) 전반의 동작을 위한 다양한 데이터를 저장할 수 있다.
메모리(260)는, 통신부(210), 제스쳐 감지부(300), 입력부(240), 인터페이스부(280)를 통해 입력되는 데이터를 저장할 수 있다.
실시예에 따라, 메모리(260)는, 프로세서(270)의 하위 구성일 수 있다.
메모리(260)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(280)를 통해 외부 디바이스로부터 수신될 수 있다.
프로세서(270)는, 차량용 디스플레이 장치(200)에 포함된 각 유닛과 전기적으로 연결된다. 프로세서(270)는, 차량용 디스플레이 장치(200) 내의 각 유닛의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
프로세서(270)는, 통신부(210), 입력부(240) 또는 인터페이스부(280)를 통해 수신된 정보 또는 데이터가 출력되도록 출력부(250)를 제어할 수 있다. 프로세서(270)는, 메모리(260)에 저장된 정보 또는 데이터가 출력되도록 출력부(250)를 제어할 수 있다. 프로세서(270)는, 수신된 정보 또는 데이터를 직접 출력하거나, 가공하여 출력할 수 있다. 프로세서(270)는 정보 또는 데이터를 디스플레이부(251)를 통해 시각적으로 출력할 수 있다. 프로세서(270)는 정보 또는 데이터를 음향출력부(252)를 통해 청각적으로 출력할 수 있다.
한편, 프로세서(270)는, 인터페이스부(280)를 통해 수신된 정보 또는 데이터를 기초로, 새로운 정보를 생성할 수 있다. 프로세서(270)는, 생성된 정보 또는 생성된 정보에 대응하는 화면이 표시되도록 디스플레이부(251)를 제어할 수 있다.
프로세서(270)는, 감지되는 3차원 제스쳐에 기초하여 제어 신호를 생성할 수 있다.
프로세서(270)는, 생성된 제어 신호에 따라, 출력부(250)를 제어할 수 있다.
프로세서(270)는, 생성된 제어 신호를 인터페이스부(280)를 통해, 차량(100)의 제어부(170) 또는 차량 구동부(150)에 제공할 수 있다.
프로세서(270)는, 제1 광출력부(310)를 제어할 수 있다. 프로세서(270)는, 구분된 시간동안, 서로 다른 광이 출력되도록 제1 광출력부(310)를 제어할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(270)는, 제1 시간동안 제1 광출력부(310)에 포함된 제1 광원에서 제1 광이 출력되도록 제어하고, 제2 시간동안, 제1 광출력부(310)에 포함된 제2 광원에서 제2 광이 출력되도록 제어할 수 있다.
프로세서(270)는, 제2 광출력부(340)를 제어할 수 있다. 프로세서(270)는, 구분된 시간동안, 서로 다른 광이 출력되도록 제2 광출력부(340)를 제어할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(270)는, 제1 시간동안 제2 광출력부(340)에 포함된 제1 광원에서 제1 광이 출력되도록 제어하고, 제2 시간동안 제2 광출력부(340)에 포함된 제2 광원에서 제2 광이 출력되도록 제어할 수 있다.
프로세서(270)는, 제1 광출력부(310) 및 제2 광출력부(340)를 제어할 수 있다. 프로세서(270)는, 구분된 시간동안, 서로 다른 그룹광이 출력되도록 제1 광출력부(310) 및 제2 광출력부(340)를 제어할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(270)는, 제1 시간동안 제1 그룹광이 출력되도록 제1 광출력부(310)를 제어하고, 제2 시간동안 제2 그룹광이 출력되도록 제2 광출력부(340)를 제어할 수 있다.
프로세서(270)는, 수신부(370)를 통해 수신되는 반사광을 기초로, 오브젝트(400)의 위치 또는 오브젝트(400)의 움직임을 인식할 수 있다.
예를 들면, 프로세서(270)는, 반사광을 기초로, X축, Y축, Z축, XY 평면, YZ 평면 또는 XZ 평면 상에서 오브젝트(400)의 위치 또는 오브젝트(400)의 움직임을 인식할 수 있다.
프로세서(270)는, 제1 그룹 반사광 또는 제2 그룹 반사광에 기초하여, 디스플레이부(251)와 오브젝트(400)와의 거리 방향 축 상의 제스쳐를 인식할 수 있다. 여기서, 디스플레이부(251)와 오브젝트(400)와의 거리 방향 축은 Z축일 수 있다.
프로세서(270)는, 제1 광출력부(310)에 포함된 제1 그룹의 복수의 광원 각각에 대응되는 반사광의 수신 여부에 기초하여, 디스플레이부(251)와 오브젝트(400)와의 거리 방향 축 상의 제스쳐를 인식할 수 있다. 여기서, 디스플레이부(251)와 오브젝트(400)와의 거리 방향 축은 Z축일 수 있다.
프로세서(270)는, 제2 광출력부(340)에 포함된 제2 그룹의 복수의 광원 각각에 대응되는 반사광의 수신 여부에 기초하여, 디스플레이부(251)와 오브젝트(400)와의 거리 방향 축 상의 제스쳐를 인식할 수 있다. 여기서, 디스플레이부(251)와 오브젝트(400)와의 거리 방향 축은 Z축일 수 있다.
프로세서(270)는, 카메라(245)로부터, 오브젝트(400) 정보를 수신할 수 있다. 여기서, 오브젝트(400) 정보는, 오브젝트(400) 위치 정보 또는 오브젝트(400)의 움직임 정보일 수 있다.
프로세서(270)는, 검출된 손이 운전자의 손인지 여부에 대한 정보를 수신할 수 있다.
프로세서(270)는, 수신된 오브젝트 정보에 기초하여 제어 신호를 생성할 수 있다.
예를 들면, 프로세서(270)는, 검출된 손이 운전자의 손인 경우, 손의 3차원 제스쳐에 기초하여 제어 신호를 생성할 수 있다.
예를 들면, 프로세서(270)는, 검출된 손이 운전자의 손이 아닌 경우, 손의 3차원 제스쳐가 감지되는 경우에도, 제어 신호를 생성하지 않을 수 있다.
실시예에 따라, 프로세서(270)는, 차량 내부 영상을 수신할 수 있다. 프로세서(270)는, 차량 내부 영상에서 오브젝트를 검출할 수 있다.
프로세서(270)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.
인터페이스부(280)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(280)는, 프로세서(270)에서 생성되는 제어 신호를 외부로 전송할 수 있다.
인터페이스부(280)는, 프로세서(270)에서 생성되는 제어 신호를, 차량 구동부(150)에 제공할 수 있다.
예를 들면, 인터페이스부(280)는, 동력원 구동부(151)에 차량 구동 제어를 위한 신호를 제공할 수 있다.
예를 들면, 인터페이스부(280)는, 조향 구동부(152)에 조향 제어를 위한 신호를 제공할 수 있다.
예를 들면, 인터페이스부(280)는, 브레이크 구동부(153)에 제동 제어를 위한 신호를 제공할 수 있다.
예를 들면, 인터페이스부(280)는, 램프 구동부(154)에 램프 제어를 위한 신호를 제공할 수 있다.
예를 들면, 인터페이스부(280)는, 공조 구동부(155)에 공조 제어를 위한 신호를 제공할 수 있다.
예를 들면, 인터페이스부(280)는, 윈도우 구동부(156)에 윈도우 제어를 위한 신호를 제공할 수 있다.
예를 들면, 인터페이스부(280)는, 에어백 구동부(157)에 에어백 제어를 위한 신호를 제공할 수 있다.
예를 들면, 인터페이스부(280)는, 썬루프 구동부(158)에 썬루프 제어를 위한 신호를 제공할 수 있다.
예를 들면, 인터페이스부(280)는, 서스펜션 구동부(159)에 서스펜션 제어를 위한 신호를 제공할 수 있다.
전원 공급부(290)는, 프로세서(270)의 제어에 의해, 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급할 수 있다. 특히, 전원 공급부(290)는, 차량 내부의 배터리 등으로부터 전원을 공급받을 수 있다.
도 5a 내지 도 5h는 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 및 제스쳐 감지부를 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 디스플레이 장치(200)의 정면도를 예시하고, 도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 디스플레이 장치(200)의 분해 사시도를 예시한다.
도 5a 내지 도 5b를 참조하면, 차량용 디스플레이 장치(200)는, 디스플레이 영역(202)과, 디스플레이 영역 주위의, 에지 영역에 대응하는 디스플레이 주변 영역(201)으로 구분될 수 있다.
디스플레이 영역(202)에는, 디스플레이(251)와, 터치 센서부(230)가 배치될 수 있으며, 디스플레이 주변 영역(201)에는, 베젤 프레임(203)과, 제스쳐 감지부(300D)가 배치될 수 있다.
도면에서는 제스쳐 감지부(300D)가, 디스플레이 주변 영역(201) 중 디스플레이(251)의 하단 영역 상에, 배치되는 것으로 예시하나, 이와 달리, 다양한 변형이 가능하다. 도면의 제스처 감지부(300D)는, 제1 광출력부(310), 제2 광출력부(340) 및 광 수신부(370)가 결합된 모듈 형태일 수 있다.
한편, 도 5b를 참조하면, 오버레이(206) 아래에, 터치 센서부(230)가 배치되며, 터치 센서부(230) 아래에, 디스플레이(251)가 배치되는 것을 예시한다.
오버레이(206)는, 사용자 손가락이 접촉될 수 있으며, 정전 용량 감지를 위해, 도전성 소자를 포함하는 것이 바람직하다. 오버레이(206)는, 터치 센서부(230)와 접촉되며, 특히, 터치 센서부(230) 내의 전극 어레이와 접촉 가능하다.
한편, 터치 센서부(230)의 면적은, 디스플레이(251)의 면적과 동일한 것이 바람직하다. 이에 의해, 디스플레이(251)의 전 영역 대한, 터치 입력을 감지할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른, 터치 센서부(230)는, 디스플레이 장치(200)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 5c 내지 도 5h는 제스쳐 감지부(300)의 배치에 관한 다양한 실시예를 예시한다.
도 5c 및 도 5d에 예시된 바와 같이, 제스쳐 감지부(300U)는 디스플레이 주변 영역(201) 중 디스플레이(251)의 상단 영역에 배치될 수 있다.
도 5e 및 도 5f에 예시된 바와 같이, 제스쳐 감지부(300L)는 디스플레이 주변 영역(201) 중 디스플레이(251)의 좌측단 영역에 배치될 수 있다.
도 5g 및 도 5h에 예시된 바와 같이, 제스쳐 감지부(300R)는 디스플레이 주변 영역(201) 중 디스플레이(251)의 우측단 영역에 배치될 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제스쳐 감지부(300)의 외관을 예시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 제스쳐 감지부(300)는, 제1 광출력부(310), 제2 광출력부(340) 및 광수신부(370)를 포함할 수 있다.
제1 광출력부(310)는, 제1 그룹광을 출력할 수 있다.
제1 광출력부(310)는, 제1 그룹광을 출력하기 위해, 복수의 광원 그룹(311, 312, 313, 314)을 포함할 수 있다. 복수의 광원 그룹(311, 312, 313, 314)의 개수에는 한정을 두지 않는다.
복수의 광원 그룹(311, 312, 313, 314) 각각은 서로 다른 광경로로 광을 출력할 수 있다.
복수의 광원 그룹(311, 312, 313, 314) 각각은 서로 제1 간격으로 제1 인쇄 회로 기판(319)상에 일렬로 배치될 수 있다. 이와 같은 간격 배치를 통해, 복수의 광원 그룹(311, 312, 313, 314)의 배치에 따른 공간을 최소화 함과 동시에 제스쳐 감지부(300)의 제스쳐 감지는 극대화할 수 있다.
복수의 광원 그룹은, 제1 광원 그룹(311), 제2 광원 그룹(312), 제3 광원 그룹(313) 및 제4 광원 그룹(314)을 포함할 수 있다.
제1 광원 그룹(311)은, 제1a 광원 모듈(311a), 제1b 광원 모듈(311b) 및 제1c 광원 모듈(311c)을 포함할 수 있다. 제1a 광원 모듈(311a), 제1b 광원 모듈(311b) 및 제1c 광원 모듈(311c)은 서로 나란히 인접하게 배치될 수 있다.
제1 광원 그룹(311)에 포함되는 광원 모듈(311a, 311b, 311c) 각각은 서로 제2 간격으로 제1 인쇄 회로 기판(319)상에 일렬로 배치될 수 있다. 이때, 제2 간격은, 제1 간격보다 작을 수 있다.
제1 광원 그룹(311)에 포함된 복수의 광원 모듈(311a, 311b, 311c) 각각은 서로 다른 광경로로 광을 출력할 수 있다.
제2 광원 그룹(312)은, 제2a 광원 모듈(312a), 제2b 광원 모듈(312b) 및 제2c 광원 모듈(312c)을 포함할 수 있다. 제2a 광원 모듈(312a), 제2b 광원 모듈(312b) 및 제2c 광원 모듈(312c)은 서로 나란히 인접하게 배치될 수 있다.
제2 광원 그룹(312)에 포함되는 광원 모듈(312a, 312b, 312c) 각각은 서로 제2 간격으로 제1 인쇄 회로 기판(319)상에 일렬로 배치될 수 있다. 이때, 제2 간격은, 제1 간격보다 작을 수 있다.
제2 광원 그룹(312)에 포함된 복수의 광원 모듈(312a, 312b, 312c) 각각은 서로 다른 광경로로 광을 출력할 수 있다.
제3 광원 그룹(313)은, 제3a 광원 모듈(313a), 제3b 광원 모듈(313b) 및 제3c 광원 모듈(313c)을 포함할 수 있다. 제3a 광원 모듈(313a), 제3b 광원 모듈(313b) 및 제3c 광원 모듈(313c)은 서로 나란히 인접하게 배치될 수 있다.
제3 광원 그룹(313)에 포함되는 광원 모듈(313a, 313b, 313c) 각각은 서로 제2 간격으로 제1 인쇄 회로 기판(319)상에 일렬로 배치될 수 있다. 이때, 제2 간격은, 제1 간격보다 작을 수 있다.
제3 광원 그룹(313)에 포함된 복수의 광원 모듈(313a, 313b, 313c) 각각은 서로 다른 광경로로 광을 출력할 수 있다.
제4 광원 그룹(314)은, 제4a 광원 모듈(314a), 제4b 광원 모듈(314b) 및 제4c 광원 모듈(314c)을 포함할 수 있다. 제4a 광원 모듈(314a), 제4b 광원 모듈(314b) 및 제4c 광원 모듈(314c)은 서로 나란히 인접하게 배치될 수 있다.
제4 광원 그룹(314)에 포함되는 광원 모듈(314a, 314b, 314c) 각각은 서로 제2 간격으로 제1 인쇄 회로 기판(319)상에 일렬로 배치될 수 있다. 이때, 제2 간격은, 제1 간격보다 작을 수 있다.
제 4 광원 그룹(314)에 포함된 복수의 광원 모듈(314a, 314b, 314c) 각각은 서로 다른 광경로로 광을 출력할 수 있다.
제1 광출력부(310)는, 제1 인쇄 회로 기판(319)을 포함할 수 있다. 복수의 광원 그룹(311, 312, 313, 314)은, 제1 인쇄 회로 기판(319)에 실장될 수 있다.
제2 광출력부(340)는, 제2 그룹광을 출력할 수 있다.
제2 광출력부(340)는, 제2 그룹광을 출력하기 위해, 복수의 광원 그룹(341, 342, 343, 344)을 포함할 수 있다. 복수의 광원 그룹(341, 342, 343, 344)의 개수에는 한정을 두지 않는다.
복수의 광원 그룹(341, 342, 343, 344) 각각은 서로 다른 광경로로 광을 출력할 수 있다.
복수의 광원 그룹(341, 342, 343, 344) 각각은 서로 제1 간격으로 제2 인쇄 회로 기판(349)상에 일렬로 배치될 수 있다. 이와 같은 간격 배치를 통해, 복수의 광원 그룹(341, 342, 343, 344)의 배치에 따른 공간을 최소화 함과 동시에 제스쳐 감지부(300)의 제스쳐 감지는 극대화할 수 있다.
복수의 광원 그룹은, 제1 광원 그룹(341), 제2 광원 그룹(342), 제3 광원 그룹(343) 및 제4 광원 그룹(344)을 포함할 수 있다.
제1 광원 그룹(341)은, 제1a 광원 모듈(341a), 제1b 광원 모듈(341b) 및 제1c 광원 모듈(341c)을 포함할 수 있다. 제1a 광원 모듈(341a), 제1b 광원 모듈(341b) 및 제1c 광원 모듈(341c)은 서로 나란히 인접하게 배치될 수 있다.
제1 광원 그룹(341)에 포함되는 복수의 광원 모듈(341a, 341b, 341c) 각각은 제2 간격으로 제2 인쇄 회로 기판(349)상에 일렬로 배치될 수 있다. 이때, 제2 간격은, 제1 간격보다 작을 수 있다.
제1 광원 그룹(341)에 포함된 복수의 광원 모듈(341a, 341b, 341c) 각각은 서로 다른 광경로로 광을 출력할 수 있다.
제2 광원 그룹(342)은, 제2a 광원 모듈(342a), 제2b 광원 모듈(342b) 및 제2c 광원 모듈(342c)을 포함할 수 있다. 제2a 광원 모듈(342a), 제2b 광원 모듈(342b) 및 제2c 광원 모듈(342c)은 서로 나란히 인접하게 배치될 수 있다.
제2 광원 그룹(342)에 포함되는 복수의 광원 모듈(342a, 342b, 342c) 각각은 제2 간격으로 제2 인쇄 회로 기판(349)상에 일렬로 배치될 수 있다. 이때, 제2 간격은, 제1 간격보다 작을 수 있다.
제2 광원 그룹(342)에 포함된 복수의 광원 모듈(342a, 342b, 342c) 각각은 서로 다른 광경로로 광을 출력할 수 있다.
제3 광원 그룹(343)은, 제3a 광원 모듈(343a), 제3b 광원 모듈(343b) 및 제3c 광원 모듈(343c)을 포함할 수 있다. 제3a 광원 모듈(343a), 제3b 광원 모듈(343b) 및 제3c 광원 모듈(343c)은 서로 나란히 인접하게 배치될 수 있다.
제3 광원 그룹(343)에 포함되는 복수의 광원 모듈(343a, 343b, 343c) 각각은 제2 간격으로 제2 인쇄 회로 기판(349)상에 일렬로 배치될 수 있다. 이때, 제2 간격은, 제1 간격보다 작을 수 있다.
제3 광원 그룹(343)에 포함된 복수의 광원 모듈(343a, 343b, 343c) 각각은 서로 다른 광경로로 광을 출력할 수 있다.
제4 광원 그룹(344)은, 제4a 광원 모듈(344a), 제4b 광원 모듈(344b) 및 제4c 광원 모듈(344c)을 포함할 수 있다. 제4a 광원 모듈(344a), 제4b 광원 모듈(344b) 및 제4c 광원 모듈(344c)은 서로 나란히 인접하게 배치될 수 있다.
제4 광원 그룹(344)에 포함되는 복수의 광원 모듈(344a, 344b, 344c) 각각은 제2 간격으로 제2 인쇄 회로 기판(349)상에 일렬로 배치될 수 있다. 이때, 제2 간격은, 제1 간격보다 작을 수 있다.
제 4 광원 그룹(344)에 포함된 복수의 광원 모듈(344a, 344b, 344c) 각각은 서로 다른 광경로로 광을 출력할 수 있다.
제2 광출력부(340)는, 제2 인쇄 회로 기판(349)을 포함할 수 있다. 복수의 광원 모듈(341, 342, 343, 344)은, 제2 인쇄 회로 기판(349)에 실장될 수 있다.
제2 인쇄 회로 기판(349)은, 제1 인쇄 회로 기판(319)과 소정의 각도를 형성하며 배치될 수 있다. 이와 같이 배치됨으로써, 제1 그룹광의 경로와 제2 그룹광의 경로가 서로 달라질 수 있다.
제2 광출력부(340)는, 제1 광출력부(310) 하단에 배치될 수 있다. 제2 광출력부(340)는, 광수신부(370) 하단에 배치될 수 있다.
광수신부(370)는, 반사광을 수신할 수 있다.
광수신부(370)는, 복수의 광수신 모듈(371, 372, 373)을 포함할 수 있다. 복수의 광수신 모듈(371, 372, 373)은, 제1 그룹 반사광 및 제2 그룹 반사광을 수신할 수 있다.
제1 그룹 반사광은, 제1 광출력부(310)에서 생성된 제1 그룹광이 오브젝트(400)에 반사되어 형성될 수 있다.
제2 그룹 반사광은, 제2 광출력부(340)에서 생성된 제2 그룹광이 오브젝트(400)에 반사되어 형성될 수 있다.
복수의 광수신 모듈(371, 372, 373)은, 제1 광수신 모듈(371), 제2 광수신 모듈(372) 및 제3 광수신 모듈(373)을 포함할 수 있다.
제1 광수신 모듈(371)은, Y축 상에서 제1 광출력부(310)의 제1 광원 모듈(311)과 제2 광원 모듈(312) 사이에 배치될 수 있다. 또한, 제1 광수신 모듈(371)은, Y축 상에서, 제2 광출력부(340)의 제1 광원 모듈(341)과 제2 광원 모듈(342) 사이에 배치될 수 있다.
제2 광수신 모듈(372)은, Y축 상에서 제1 광출력부(310)의 제2 광원 모듈(312)과 제3 광원 모듈(313) 사이에 배치될 수 있다. 또한, 제2 광수신 모듈(372)은, Y축 상에서, 제2 광출력부(340)의 제2 광원 모듈(342)과 제3 광원 모듈(343) 사이에 배치될 수 있다.
제3 광수신 모듈(373)은, Y축 상에서 제1 광출력부(310)의 제3 광원 모듈(313)과 제4 광원 모듈(314) 사이에 배치될 수 있다. 또한, 제3 광수신 모듈(373)은, Y축 상에서, 제2 광출력부(340)의 제3 광원 모듈(343)과 제4 광원 모듈(344) 사이에 배치될 수 있다.
광수신부(370)는, 제3 인쇄 회로 기판(379)을 포함할 수 있다. 복수의 광수신 모듈(371, 372, 373)은, 제3 인쇄 회로 기판(379)에 실장될 수 있다.
제3 인쇄 회로 기판(379)은, 제1 인쇄 회로 기판(319) 및 제2 인쇄 회로 기판(349)와 소정의 각도를 형성하며 배치될 수 있다.
광수신부(370)는, 제1 광출력부(310)와 제2 광출력부(340) 사이에 배치될 수 있다.
제스쳐 감지부(300)는, 제1 배리어(306) 및 제2 배리어(307)를 더 포함할 수 있다.
제1 배리어(306)는, 제1 광출력부(310)와 광수신부(340) 사이에 배치될 수 있다.
제1 배리어(306)는, 제1 광출력부(310)에서 출력되는 광과 광수신부(370)에 수신되는 반사광이 서로 간섭되지 않도록 돌출되게 형성될 수 있다. 예를 들면, 제1 배리어(306)는, 제2 하우징(302)에서 제1 하우징(301)을 향해 돌출되게 형성될 수 있다.
제2 배리어(307)는, 광수신부(340)와 제2 광출력부(370) 사이에 배치될 수 있다.
제2 배리어(307)는, 제2 광출력부(340)에서 출력되는 광과 광수신부(370)에서 수신되는 반사광이 서로 간섭되지 않도록 돌출되게 형성될 수 있다. 예를 들면, 제2 배리어(307)는, 제2 하우징(302)에서 제1 하우징(301)을 향해 돌출되게 형성될 수 있다.
제스쳐 감지부(300)는, 제스쳐 감지부(300)의 외관을 형성하는 하우징을 더 포함할 수 있다.
하우징은, 제1 하우징(301) 및 제2 하우징(302)을 포함할 수 있다. 제1 하우징(301)은, 제1 광출력부(310), 제2 광출력부(340) 및 광수신부(370) 전방에 형성될 수 있다. 제1 하우징(301)은 투명 재질로 형성될 수 있다. 예를 들면, 제1 하우징(301)은 유리 또는 투명 재질의 합성 수지로 형성될 수 있다.
제2 하우징(302)은, 제1 하우징(302)과 결합되게 형성될 수 있다. 제2 하우징(302)은, 내부에 공간의 형성되어, 내부 공간에, 인쇄 회로 기판을 수용할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 제1 광출력부에 포함되는 광원 모듈을 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 7의 광원 모듈은, 제1 광출력부(310)에 포함되는 복수의 광원 모듈(311, 312, 313, 314) 중 어느 하나일 수 있다.
광원 모듈(311, 312, 313, 314)는 적외선 광원(630), 웨지 렌즈(640), 빔 쉐이퍼(650)를 포함할 수 있다.
적외선 광원(630)은 적외선 광을 생성할 수 있다. 적외선 광원(630)은 적외선 LED를 이용하는 것이 바람직하다.
적외선 광원(630)은 제1 인쇄 회로 기판(PCB : Printed Circuit Board)(319) 상에 배치될 수 있다. 예를 들면, 복수의 적외선 광원(630)은 제1 인쇄 회로 기판(319)상에 소정의 간격을 두고 일렬로 배치될 수 있다. 예를 들면, 복수의 적외선 광원(630)은, 그루핑되어, 제1 인쇄 회로 기판(319)상에 일렬로 배치될 수 있다.
적외선 광원(630)은 복수개로 구비될 수 있다. 본 도에서 적외선 광원(630) 4개로 예시하나, 개수에 한정되지 아니한다.
한편, 적외선 광원(630)에서 생성되는 광은 가우시안 빔(Gaussian beam) 형태를 가진다.
적외선 광원(630)은, PCB(610) 상에 배치된다. 적외선 광원(630)은 적외선 광(710)을 생성할 수 있다.
웨지 렌즈(640)는, 적외선 광원에서 생성되는 적외선 광의 경로를 변경시킬 수 있다.
웨지 렌즈(640)는 적외선 광원(630) 상에 배치될 수 있다.
웨지 렌즈(640)는 복수개로 구비될 수 있다. 웨지 렌즈의 개수에는 한정을 두지 않는다. 예를 들면, 웨지 렌즈는, 복수의 적외선 광원 개수에 대응되게 구비될 수 있다.
웨지 렌즈(640)는 대략 원통형의 형상일 수 있다. 웨지 렌즈(640)는 적외선 광원(630)에서 생성되는 광(710)을 꺽을 수 있도록 상면(701)이 하면(702)에 대해 경사지게 형성될 수 있다.
빔 쉐이퍼(650)는 웨지 렌즈(640)를 거쳐 수광된 광(710)의 에너지 분포를 플랫탑(flattop) 형식으로 변환할 수 있다. 빔 쉐이퍼(650)는 웨지 렌즈(640)에 의해 경로가 변경된 광을 균일한 에너지 분포를 갖는 광으로 변경시킬 수 있다.
빔 쉐이퍼(650)는 웨지 렌즈(640) 상에 배치될 수 있다.
빔 쉐이퍼(650)는 복수개로 구비될 수 있다. 빔 쉐이퍼의 개수에는 한정을 두지 않는다. 예를 들면, 빔 쉐이퍼는, 복수의 적외선 광원 개수에 대응되게 구비될 수 있다.
빔쉐이퍼(650)는 가우시안 빔(Gaussian beam) 형태의 빔을 평행한 플랫탑 빔(flattop beam)으로 변환시킬 수 있다. 빔 쉐이퍼를 거친 광은 각각의 방향으로 다른 굴절 작용을 줌으로써 출력되는 광이 거의 원형 단면의 빔이 될 수 있다.
광원 모듈(311, 312, 313, 314)에 웨지 렌즈(640) 및 빔 쉐이퍼(650)가 구비됨으로써, 디스플레이(151) 중심을 향해 균일한 에너지 분포를 가지는 플랫탑 형식의 광을 조사시킬 수 있다. 이와 같이 균일한 에너지 분포를 가지는 플랫탑 형식의 광을 조사시킴으로써, 종래 기술의 문제점인 데드 존이 없어져, 오브젝트의 인식률이 향상되는 효과가 도출된다.
광원 모듈(311, 312, 313, 314)은, 라이트 가이드(660) 및 광원 모듈 하우징(670)을 각각 개별적으로 또는 조합하여 더 포함할 수 있다.
라이트 가이드(660)는 적외선 광원(630) 상에 배치될 수 있다.
라이트 가이드(660)는, 적외선 광원(630)에서 조사되는 광을 외부로 가이드할 수 있다. 구체적으로, 라이트 가이드(660)는, 빔 쉐이퍼(650)를 거친 광을 외부로 가이드할 수 있다. 여기서, 외부는 오브젝트가 위치하는 영역일 수 있다.
한편, 라이트 가이드(660) 내부에서 광은 전반사될 수 있다. 이를 위해, 라이트 가이드 내부는 광학 유리로 형성되고, 광학 유리 외측은 피복재(클래드)로 형성될 수 있다.
광원 모듈 하우징(670)은 광원 모듈(311, 312, 313, 314)의 외관을 형성할 수 있다. 광원 모듈 하우징(670)은 제1 인쇄 회로 기판(319), 적외선 광원(630), 웨지 렌즈(640), 빔쉐이퍼(650) 및 라이트 가이드(660)를 수용할 수 있다.
광원 모듈 하우징(670)의 일 측면에는 개구부가 형성될 수 있다. 광원 모듈 하우징(670)에 형성된 개구부를 통해, 적외선 광원(630)에서 출력되는 광이 외부로 조사될 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 제1 그룹광이 출력되는 공간을 설명하는데 참조되는 도면이다.
상술한 바와 같이, 제1 광출력부(310)는, 제1 그룹광을 출력하기 위해, 복수의 광원 그룹(311, 312, 313, 314)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 복수의 광원 그룹(311, 312, 313, 314)은, 제1 광원 그룹(311), 제2 광원 그룹(312), 제3 광원 그룹(313) 및 제4 광원 그룹(314)를 포함할 수 있다.
복수의 광원 그룹(311, 312, 313, 314) 각각은 서로 다른 광경로로 광을 출력할 수 있다.
예를 들면, 제1 광원 그룹(311)은, 제1 공간(711)에 광을 출력할 수 있다. 제2 광원 그룹(312)은, 제2 공간(712)에 광을 출력할 수 있다. 제3 광원 그룹(313)은, 제3 공간(713)에 광을 출력할 수 있다. 제4 광원 그룹(314)은, 제4 공간(714)에 광을 출력할 수 있다.
프로세서(270)의 제어에 따라, 제1 내지 제4 광원 그룹(311, 312, 313, 314) 각각은 서로 다른 시간에 광을 출력할 수 있다.
제1 공간(711) 내지 제4 공간(714) 상에 오브젝트가 위치하는 경우, 제1 그룹 반사광이 생성될 수 있다.
프로세서(270)는, 제1 그룹 반사광이 광수신부(370)에 수신되는 시간을 기초로 제1 내지 제4 광원 그룹(311, 312, 313, 314)에서 출력된 광 중 어느 것에 기초하여 오브젝트가 감지되는 것인지 판단할 수 있다. 프로세서(270)는, 출력된 광에 대응되는 오브젝트에 대한 판단을 기초로, Z축 상에서, 오브젝트가 위치하는 공간(711, 712, 713, 714)이 어느 것인지 판단할 수 있다.
한편, 제1 내지 제4 공간(711, 712, 713, 714)은, 디스플레이부(251)로부터 Z축 상으로 제1 거리(906) 이내에 형성되는 공간일 수 있다. 제1 내지 제4 공간(711, 712, 713, 714)는, 니어 필드(near field) 상의 공간으로 명명될 수 있다.
도 9 내지 도 10은 본 발명의 실시예에 따라, 제1 내지 제4 광원 그룹에서 출력되는 광을 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 9 내지 도 10은 공간(710) 또는 제1 광 출력부(310)를 측면에서 바라본 도면이다.
도면을 참조하면, 도 8에서 설명된 제1 공간은, 제1a 공간(711a), 제1b 공간(711b) 및 제1c 공간(711c)을 포함할 수 있다.
제 1a 공간(711a)은, 니어 필드 상에서, Y축 상으로, 제 1b 공간(711b) 및 제1c 공간(711c)보다 위쪽에 형성된 공간일 수 있다.
제1a 광원 모듈(311a)은, 제 1a 공간(711a)으로 광을 출력할 수 있다. 제1a 광원 모듈(311a)에서 생성되어 출력되는 광은 니어 탑 광(near-top ray)로 명명될 수 있다.
제 1b 공간(711b)은, 니어 필드 상에서, Y축 상으로, 제1a 공간(711a) 및 제1c 공간(711c) 사이에 형성된 공간일 수 있다.
제1b 광원 모듈(311b)은, 제1b 공간(711b)으로 광을 출력할 수 있다. 제1b 광원 모듈(311b)에서 생성되어 출력되는 광은 니어 센터 광(near-center ray)로 명명될 수 있다.
제 1c 공간(711c)은, 니어 필드 상에서, Y축 상으로, 제1a 공간(711a) 및 제1b 공간(711b)보다 아래쪽에 형성된 공간일 수 있다.
제1c 광원 모듈(311c)은, 제1c 공간(711c)으로 광을 출력할 수 있다. 제1c 광원 모듈(311c)에서 생성되어 출력되는 광은 니어 다운 광(near-down ray)로 명명될 수 있다.
프로세서(270)의 제어에 따라, 제1a 내지 제1c 광원 모듈(311a, 311b, 311c) 각각은 서로 다른 시간에 광을 출력할 수 있다.
제1a 내지 제1c 공간(711a, 711b, 711c) 상에 오브젝트가 위치하는 경우, 제1 광원 그룹(711)에서 출력된 그룹광이 오브젝트에 반사되어 형성되는 반사광이 생성될 수 있다.
프로세서(270)는, 제1 광원 그룹(311)에서 생성되는 그룹광이 오브젝트에 반사되어 형성되는 반사광이 수신되는 시간을 기초로 제1a 내지 제1c 광원 모듈(311a, 311b, 311c)에서 출력된 광 중 어느 것에 기초하여 오브젝트가 감지되는 것인지 판단할 수 있다. 프로세서(270)는, 출력된 광에 대응되는 오브젝트에 대한 판단을 기초로, Y축 상에서, 오브젝트가 위치하는 공간(711a, 711b, 711c)이 어느 것인지 판단할 수 있다.
도 8에서 설명된 제2 공간은, 제2a 공간(712a), 제2b 공간(712b) 및 제2c 공간(712c)을 포함할 수 있다.
제 2a 공간(712a)은, 니어 필드 상에서, Y축 상으로, 제 2b 공간(712b) 및 제 2c 공간(712c)보다 위쪽에 형성된 공간일 수 있다.
제 2a 광원 모듈(312a)은, 제 2a 공간(712a)으로 광을 출력할 수 있다. 제 2a 광원 모듈(312a)에서 생성되어 출력되는 광은 니어 탑 광(near-top ray)로 명명될 수 있다.
제 2b 공간(712b)은, 니어 필드 상에서, Y축 상으로, 제 2a 공간(712a) 및 제 2c 공간(712c) 사이에 형성된 공간일 수 있다.
제 2b 광원 모듈(312b)은, 제 2b 공간(712b)으로 광을 출력할 수 있다. 제 2b 광원 모듈(312b)에서 생성되어 출력되는 광은 니어 센터 광(near-center ray)로 명명될 수 있다.
제 2c 공간(712c)은, 니어 필드 상에서, Y축 상으로, 제 2a 공간(712a) 및 제 2b 공간(712b)보다 아래쪽에 형성된 공간일 수 있다.
제 2c 광원 모듈(312c)은, 제 2c 공간(712c)으로 광을 출력할 수 있다. 제 2c 광원 모듈(312c)에서 생성되어 출력되는 광은 니어 다운 광(near-down ray)로 명명될 수 있다.
프로세서(270)의 제어에 따라, 제 2a 내지 제 2c 광원 모듈(312a, 312b, 312c) 각각은 서로 다른 시간에 광을 출력할 수 있다.
제 2a 내지 제 2c 공간(712a, 712b, 712c) 상에 오브젝트가 위치하는 경우, 제 2 광원 그룹(712)에서 출력된 그룹광이 오브젝트에 반사되어 형성되는 반사광이 생성될 수 있다.
프로세서(270)는, 제 2 광원 그룹(312)에서 생성되는 그룹광이 오브젝트에 반사되어 형성되는 반사광이 수신되는 시간을 기초로 제 2a 내지 제 2c 광원 모듈(312a, 312b, 312c)에서 출력된 광 중 어느 것에 기초하여 오브젝트가 감지되는 것인지 판단할 수 있다. 프로세서(270)는, 출력된 광에 대응되는 오브젝트에 대한 판단을 기초로, Y축 상에서, 오브젝트가 위치하는 공간(712a, 712b, 712c)이 어느 것인지 판단할 수 있다.
제 8에서 설명된 제3 공간은, 제3a 공간(713a), 제3b 공간(713b) 및 제3c 공간(713c)을 포함할 수 있다.
제3a 공간(713a)은, 니어 필드 상에서, Y축 상으로, 제3b 공간(713b) 및 제3c 공간(713c)보다 위쪽에 형성된 공간일 수 있다.
제3a 광원 모듈(313a)은, 제3a 공간(713a)으로 광을 출력할 수 있다. 제3a 광원 모듈(313a)에서 생성되어 출력되는 광은 니어 탑 광(near-top ray)로 명명될 수 있다.
제3b 공간(713b)은, 니어 필드 상에서, Y축 상으로, 제3a 공간(713a) 및 제3c 공간(713c) 사이에 형성된 공간일 수 있다.
제3b 광원 모듈(313b)은, 제3b 공간(713b)으로 광을 출력할 수 있다. 제3b 광원 모듈(313b)에서 생성되어 출력되는 광은 니어 센터 광(near-center ray)로 명명될 수 있다.
제3c 공간(713c)은, 니어 필드 상에서, Y축 상으로, 제3a 공간(713a) 및 제3b 공간(713b)보다 아래쪽에 형성된 공간일 수 있다.
제3c 광원 모듈(313c)은, 제3c 공간(713c)으로 광을 출력할 수 있다. 제3c 광원 모듈(313c)에서 생성되어 출력되는 광은 니어 다운 광(near-down ray)로 명명될 수 있다.
프로세서(270)의 제어에 따라, 제3a 내지 제3c 광원 모듈(313a, 313b, 313c) 각각은 서로 다른 시간에 광을 출력할 수 있다.
제3a 내지 제3c 공간(713a, 713b, 713c) 상에 오브젝트가 위치하는 경우, 제3 광원 그룹(713)에서 출력된 그룹광이 오브젝트에 반사되어 형성되는 반사광이 생성될 수 있다.
프로세서(270)는, 제3 광원 그룹(313)에서 생성되는 그룹광이 오브젝트에 반사되어 형성되는 반사광이 수신되는 시간을 기초로 제3a 내지 제3c 광원 모듈(313a, 313b, 313c)에서 출력된 광 중 어느 것에 기초하여 오브젝트가 감지되는 것인지 판단할 수 있다. 프로세서(270)는, 출력된 광에 대응되는 오브젝트에 대한 판단을 기초로, Y축 상에서, 오브젝트가 위치하는 공간(713a, 713b, 713c)이 어느 것인지 판단할 수 있다.
제 8에서 설명된 제4 공간은, 제4a 공간(714a), 제4b 공간(714b) 및 제4c 공간(714c)을 포함할 수 있다.
제4a 공간(714a)은, 니어 필드 상에서, Y축 상으로, 제4b 공간(714b) 및 제4c 공간(714c)보다 위쪽에 형성된 공간일 수 있다.
제4a 광원 모듈(314a)은, 제4a 공간(714a)으로 광을 출력할 수 있다. 제4a 광원 모듈(314a)에서 생성되어 출력되는 광은 니어 탑 광(near-top ray)로 명명될 수 있다.
제4b 공간(714b)은, 니어 필드 상에서, Y축 상으로, 제4a 공간(714a) 및 제4c 공간(714c) 사이에 형성된 공간일 수 있다.
제4b 광원 모듈(314b)은, 제4b 공간(714b)으로 광을 출력할 수 있다. 제4b 광원 모듈(314b)에서 생성되어 출력되는 광은 니어 센터 광(near-center ray)로 명명될 수 있다.
제4c 공간(714c)은, 니어 필드 상에서, Y축 상으로, 제4a 공간(714a) 및 제4b 공간(714b)보다 아래쪽에 형성된 공간일 수 있다.
제4c 광원 모듈(314c)은, 제4c 공간(714c)으로 광을 출력할 수 있다. 제4c 광원 모듈(314c)에서 생성되어 출력되는 광은 니어 다운 광(near-down ray)로 명명될 수 있다.
프로세서(270)의 제어에 따라, 제4a 내지 제4c 광원 모듈(314a, 314b, 314c) 각각은 서로 다른 시간에 광을 출력할 수 있다.
제4a 내지 제4c 공간(714a, 714b, 714c) 상에 오브젝트가 위치하는 경우, 제4 광원 그룹(714)에서 출력된 그룹광이 오브젝트에 반사되어 형성되는 반사광이 생성될 수 있다.
프로세서(270)는, 제4 광원 그룹(314)에서 생성되는 그룹광이 오브젝트에 반사되어 형성되는 반사광이 수신되는 시간을 기초로 제4a 내지 제4c 광원 모듈(314a, 314b, 314c)에서 출력된 광 중 어느 것에 기초하여 오브젝트가 감지되는 것인지 판단할 수 있다. 프로세서(270)는, 출력된 광에 대응되는 오브젝트에 대한 판단을 기초로, Y축 상에서, 오브젝트가 위치하는 공간(714a, 714b, 714c)이 어느 것인지 판단할 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따라 제2 광출력부에 포함되는 광원 모듈을 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 11의 광원 모듈은, 제2 광출력부(340)에 포함되는 복수의 광원 모듈(341, 342, 343, 344) 중 어느 하나일 수 있다.
광원 모듈(341, 342, 343, 344)는 적외선 광원(1030), 웨지 렌즈(1040), 빔 쉐이퍼(1050)를 포함할 수 있다.
적외선 광원(1030)은 적외선 광을 생성할 수 있다. 적외선 광원(1030)은 적외선 LED를 이용하는 것이 바람직하다.
적외선 광원(1030)은 제2 인쇄 회로 기판(PCB : Printed Circuit Board)(349) 상에 배치될 수 있다. 예를 들면, 복수의 적외선 광원(1030)은 제2 인쇄 회로 기판(349)상에 일렬로 배치될 수 있다. 예를 들면, 복수의 적외선 광원(1030)은, 그루핑되어, 제2 인쇄 회로 기판(349)상에 일렬로 배치될 수 있다.
적외선 광원(1030)은 복수개로 구비될 수 있다. 본 도에서 적외선 광원(1030) 4개로 예시하나, 개수에 한정되지 아니한다.
한편, 적외선 광원(1030)에서 생성되는 광은 가우시안 빔(Gaussian beam) 형태를 가진다.
적외선 광원(1030)은, PCB(610) 상에 배치된다. 적외선 광원(1030)은 적외선 광(1110)을 생성할 수 있다.
웨지 렌즈(1040)는, 적외선 광원에서 생성되는 적외선 광의 경로를 변경시킬 수 있다.
웨지 렌즈(1040)는 적외선 광원(1030) 상에 배치될 수 있다.
웨지 렌즈(1040)는 복수개로 구비될 수 있다. 웨지 렌즈의 개수에는 한정을 두지 않는다. 예를 들면, 웨지 렌즈는, 복수의 적외선 광원 개수에 대응되게 구비될 수 있다.
웨지 렌즈(1040)는 대략 원통형의 형상일 수 있다. 웨지 렌즈(1040)는 적외선 광원(1030)에서 생성되는 광(1110)을 꺽을 수 있도록 상면(1101)이 하면(1202)에 대해 경사지게 형성될 수 있다.
빔 쉐이퍼(1050)는 웨지 렌즈(1040)를 거쳐 수광된 광(1110)의 에너지 분포를 플랫탑(flattop) 형식으로 변환할 수 있다. 빔 쉐이퍼(1050)는 웨지 렌즈(1040)에 의해 경로가 변경된 광을 균일한 에너지 분포를 갖는 광으로 변경시킬 수 있다.
빔 쉐이퍼(1050)는 웨지 렌즈(1040) 상에 배치될 수 있다.
빔 쉐이퍼(1050)는 복수개로 구비될 수 있다. 빔 쉐이퍼의 개수에는 한정을 두지 않는다. 예를 들면, 빔 쉐이퍼는, 복수의 적외선 광원 개수에 대응되게 구비될 수 있다.
빔쉐이퍼(1050)는 가우시안 빔(Gaussian beam) 형태의 빔을 평행한 플랫탑 빔(flattop beam)으로 변환시킬 수 있다. 빔 쉐이퍼를 거친 광은 각각의 방향으로 다른 굴절 작용을 줌으로써 출력되는 광이 거의 원형 단면의 빔이 될 수 있다.
광원 모듈(311, 312, 313, 314)에 웨지 렌즈(1040) 및 빔 쉐이퍼(1050)가 구비됨으로써, 디스플레이(151) 중심을 향해 균일한 에너지 분포를 가지는 플랫탑 형식의 광을 조사시킬 수 있다. 이와 같이 균일한 에너지 분포를 가지는 플랫탑 형식의 광을 조사시킴으로써, 종래 기술의 문제점인 데드 존이 없어져, 오브젝트의 인식률이 향상되는 효과가 도출된다.
광원 모듈(341, 342, 343, 344)은, 라이트 가이드(1060) 및 광원 모듈 하우징(1070)을 각각 개별적으로 또는 조합하여 더 포함할 수 있다.
라이트 가이드(1060)는 적외선 광원(1030) 상에 배치될 수 있다.
라이트 가이드(1060)는, 적외선 광원(1030)에서 조사되는 광을 외부로 가이드할 수 있다. 구체적으로, 라이트 가이드(1060)는, 빔 쉐이퍼(1050)를 거친 광을 외부로 가이드할 수 있다. 여기서, 외부는 오브젝트가 위치하는 영역일 수 있다.
한편, 라이트 가이드(1060) 내부에서 광은 전반사될 수 있다. 이를 위해, 라이트 가이드 내부는 광학 유리로 형성되고, 광학 유리 외측은 피복재(클래드)로 형성될 수 있다.
광원 모듈 하우징(1070)은 광원 모듈(341, 342, 343, 344)의 외관을 형성할 수 있다. 광원 모듈 하우징(1070)은 제1 인쇄 회로 기판(349), 적외선 광원(1030), 웨지 렌즈(1040), 빔쉐이퍼(1050) 및 라이트 가이드(1060)를 수용할 수 있다.
광원 모듈 하우징(1070)의 일 측면에는 개구부가 형성될 수 있다. 광원 모듈 하우징(1070)에 형성된 개구부를 통해, 적외선 광원(1030)에서 출력되는 광이 외부로 조사될 수 있다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 제2 그룹광이 출력되는 공간을 설명하는데 참조되는 도면이다.
상술한 바와 같이, 제2 광출력부(340)는, 제2 그룹광을 출력하기 위해, 복수의 광원 그룹(341, 342, 343, 344)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 복수의 광원 그룹(341, 342, 343, 344)은, 제1 광원 그룹(341), 제2 광원 그룹(342), 제3 광원 그룹(343) 및 제4 광원 그룹(344)를 포함할 수 있다.
복수의 광원 그룹(341, 342, 343, 344) 각각은 서로 다른 광경로로 광을 출력할 수 있다.
예를 들면, 제1 광원 그룹(341)은, 제1 공간(721)에 광을 출력할 수 있다. 제2 광원 그룹(342)은, 제2 공간(722)에 광을 출력할 수 있다. 제3 광원 그룹(343)은, 제3 공간(723)에 광을 출력할 수 있다. 제4 광원 그룹(344)은, 제4 공간(724)에 광을 출력할 수 있다.
프로세서(270)의 제어에 따라, 제1 내지 제4 광원 그룹(341, 342, 343, 344) 각각은 서로 다른 시간에 광을 출력할 수 있다.
제1 공간(721) 내지 제4 공간(724) 상에 오브젝트가 위치하는 경우, 제2 그룹 반사광이 생성될 수 있다.
프로세서(270)는, 제2 그룹 반사광이 광수신부(370)에 수신되는 시간을 기초로 제1 내지 제4 광원 그룹(341, 342, 343, 344)에서 출력된 광 중 어느 것에 기초하여 오브젝트가 감지되는 것인지 판단할 수 있다. 프로세서(270)는, 출력된 광에 대응되는 오브젝트에 대한 판단을 기초로, Z축 상에서, 오브젝트가 위치하는 공간(721, 722, 723, 724)이 어느 것인지 판단할 수 있다.
한편, 제1 내지 제4 공간(721, 722, 723, 724)은, 디스플레이부(251)로부터 Z축 상으로 제1 거리(906) 및 제2 거리(907) 사이에 형성되는 공간일 수 있다. 제2 거리(907)는 제1 거리(906)보다 더 크다. 제1 내지 제4 공간(721, 722, 723, 724)는, 파 필드(far field) 상의 공간으로 명명될 수 있다.
도 13 내지 도 14는 본 발명의 실시예에 따라, 제1 내지 제4 광원 그룹에서 출력되는 광을 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 13 내지 도 14는 공간(720) 또는 제2 광 출력부(340)를 측면에서 바라본 도면이다.
도면을 참조하면, 도 12에서 설명된 제1 공간은, 제1a 공간(721a), 제1b 공간(721b), 제1c 공간(721c)을 포함할 수 있다.
제 1a 공간(721a)은, 파 필드 상에서, Y축 상으로, 제 1b 공간(721b) 및 제1c 공간(721c)보다 위쪽에 형성된 공간일 수 있다.
제1a 광원 모듈(341a)은, 제 1a 공간(721a)으로 광을 출력할 수 있다. 제1a 광원 모듈(341a)에서 생성되어 출력되는 광은 파 탑 광(near-top ray)로 명명될 수 있다.
제 1b 공간(721b)은, 파 필드 상에서, Y축 상으로, 제1a 공간(721a) 및 제1c 공간(721c) 사이에 형성된 공간일 수 있다.
제1b 광원 모듈(341b)은, 제1b 공간(721b)으로 광을 출력할 수 있다. 제1b 광원 모듈(341b)에서 생성되어 출력되는 광은 파 센터 광(near-center ray)로 명명될 수 있다.
제 1c 공간(721c)은, 파 필드 상에서, Y축 상으로, 제1a 공간(721a) 및 제1b 공간(721b)보다 아래쪽에 형성된 공간일 수 있다.
제1c 광원 모듈(341c)은, 제1c 공간(721c)으로 광을 출력할 수 있다. 제1c 광원 모듈(341c)에서 생성되어 출력되는 광은 파 다운 광(near-down ray)로 명명될 수 있다.
프로세서(270)의 제어에 따라, 제1a 내지 제1c 광원 모듈(341a, 341b, 341c) 각각은 서로 다른 시간에 광을 출력할 수 있다.
제1a 내지 제1c 공간(721a, 721b, 721c) 상에 오브젝트가 위치하는 경우, 제1 광원 그룹(721)에서 출력된 그룹광이 오브젝트에 반사되어 형성되는 반사광이 생성될 수 있다.
프로세서(270)는, 제1 광원 그룹(341)에서 생성되는 그룹광이 오브젝트에 반사되어 형성되는 반사광이 수신되는 시간을 기초로 제1a 내지 제1c 광원 모듈(341a, 341b, 341c)에서 출력된 광 중 어느 것에 기초하여 오브젝트가 감지되는 것인지 판단할 수 있다. 프로세서(270)는, 출력된 광에 대응되는 오브젝트에 대한 판단을 기초로, Y축 상에서, 오브젝트가 위치하는 공간(721a, 721b, 721c)이 어느 것인지 판단할 수 있다.
도 12에서 설명된 제2 공간은, 제2a 공간(722a), 제2b 공간(722b) 및 제2c 공간(722c)을 포함할 수 있다.
제 2a 공간(722a)은, 니어 필드 상에서, Y축 상으로, 제 2b 공간(722b) 및 제 2c 공간(722c)보다 위쪽에 형성된 공간일 수 있다.
제 2a 광원 모듈(342a)은, 제 2a 공간(722a)으로 광을 출력할 수 있다. 제 2a 광원 모듈(342a)에서 생성되어 출력되는 광은 니어 탑 광(near-top ray)로 명명될 수 있다.
제 2b 공간(722b)은, 니어 필드 상에서, Y축 상으로, 제 2a 공간(722a) 및 제 2c 공간(722c) 사이에 형성된 공간일 수 있다.
제 2b 광원 모듈(342b)은, 제 2b 공간(722b)으로 광을 출력할 수 있다. 제 2b 광원 모듈(342b)에서 생성되어 출력되는 광은 니어 센터 광(near-center ray)로 명명될 수 있다.
제 2c 공간(722c)은, 니어 필드 상에서, Y축 상으로, 제 2a 공간(722a) 및 제 2b 공간(722b)보다 아래쪽에 형성된 공간일 수 있다.
제 2c 광원 모듈(342c)은, 제 2c 공간(722c)으로 광을 출력할 수 있다. 제 2c 광원 모듈(342c)에서 생성되어 출력되는 광은 니어 다운 광(near-down ray)로 명명될 수 있다.
프로세서(270)의 제어에 따라, 제 2a 내지 제 2c 광원 모듈(342a, 342b, 342c) 각각은 서로 다른 시간에 광을 출력할 수 있다.
제 2a 내지 제 2c 공간(722a, 722b, 722c) 상에 오브젝트가 위치하는 경우, 제 2 광원 그룹(722)에서 출력된 그룹광이 오브젝트에 반사되어 형성되는 반사광이 생성될 수 있다.
프로세서(270)는, 제 2 광원 그룹(342)에서 생성되는 그룹광이 오브젝트에 반사되어 형성되는 반사광이 수신되는 시간을 기초로 제 2a 내지 제 2c 광원 모듈(342a, 342b, 342c)에서 출력된 광 중 어느 것에 기초하여 오브젝트가 감지되는 것인지 판단할 수 있다. 프로세서(270)는, 출력된 광에 대응되는 오브젝트에 대한 판단을 기초로, Y축 상에서, 오브젝트가 위치하는 공간(722a, 722b, 722c)이 어느 것인지 판단할 수 있다.
도 12에서 설명된 제3 공간은, 제3a 공간(723a), 제3b 공간(723b) 및 제3c 공간(723c)을 포함할 수 있다.
제3a 공간(723a)은, 니어 필드 상에서, Y축 상으로, 제3b 공간(723b) 및 제3c 공간(723c)보다 위쪽에 형성된 공간일 수 있다.
제3a 광원 모듈(343a)은, 제3a 공간(723a)으로 광을 출력할 수 있다. 제3a 광원 모듈(343a)에서 생성되어 출력되는 광은 니어 탑 광(near-top ray)로 명명될 수 있다.
제3b 공간(723b)은, 니어 필드 상에서, Y축 상으로, 제3a 공간(723a) 및 제3c 공간(723c) 사이에 형성된 공간일 수 있다.
제3b 광원 모듈(343b)은, 제3b 공간(723b)으로 광을 출력할 수 있다. 제3b 광원 모듈(343b)에서 생성되어 출력되는 광은 니어 센터 광(near-center ray)로 명명될 수 있다.
제3c 공간(723c)은, 니어 필드 상에서, Y축 상으로, 제3a 공간(723a) 및 제3b 공간(723b)보다 아래쪽에 형성된 공간일 수 있다.
제3c 광원 모듈(343c)은, 제3c 공간(723c)으로 광을 출력할 수 있다. 제3c 광원 모듈(343c)에서 생성되어 출력되는 광은 니어 다운 광(near-down ray)로 명명될 수 있다.
프로세서(270)의 제어에 따라, 제3a 내지 제3c 광원 모듈(343a, 343b, 343c) 각각은 서로 다른 시간에 광을 출력할 수 있다.
제3a 내지 제3c 공간(723a, 723b, 723c) 상에 오브젝트가 위치하는 경우, 제3 광원 그룹(723)에서 출력된 그룹광이 오브젝트에 반사되어 형성되는 반사광이 생성될 수 있다.
프로세서(270)는, 제3 광원 그룹(343)에서 생성되는 그룹광이 오브젝트에 반사되어 형성되는 반사광이 수신되는 시간을 기초로 제3a 내지 제3c 광원 모듈(343a, 343b, 343c)에서 출력된 광 중 어느 것에 기초하여 오브젝트가 감지되는 것인지 판단할 수 있다. 프로세서(270)는, 출력된 광에 대응되는 오브젝트에 대한 판단을 기초로, Y축 상에서, 오브젝트가 위치하는 공간(723a, 723b, 723c)이 어느 것인지 판단할 수 있다.
도 12에서 설명된 제4 공간은, 제4a 공간(724a), 제4b 공간(724b) 및 제4c 공간(724c)을 포함할 수 있다.
제4a 공간(724a)은, 니어 필드 상에서, Y축 상으로, 제4b 공간(724b) 및 제4c 공간(724c)보다 위쪽에 형성된 공간일 수 있다.
제4a 광원 모듈(344a)은, 제4a 공간(724a)으로 광을 출력할 수 있다. 제4a 광원 모듈(344a)에서 생성되어 출력되는 광은 니어 탑 광(near-top ray)로 명명될 수 있다.
제4b 공간(724b)은, 니어 필드 상에서, Y축 상으로, 제4a 공간(724a) 및 제4c 공간(724c) 사이에 형성된 공간일 수 있다.
제4b 광원 모듈(344b)은, 제4b 공간(724b)으로 광을 출력할 수 있다. 제4b 광원 모듈(344b)에서 생성되어 출력되는 광은 니어 센터 광(near-center ray)로 명명될 수 있다.
제4c 공간(724c)은, 니어 필드 상에서, Y축 상으로, 제4a 공간(724a) 및 제4b 공간(724b)보다 아래쪽에 형성된 공간일 수 있다.
제4c 광원 모듈(344c)은, 제4c 공간(724c)으로 광을 출력할 수 있다. 제4c 광원 모듈(344c)에서 생성되어 출력되는 광은 니어 다운 광(near-down ray)로 명명될 수 있다.
프로세서(270)의 제어에 따라, 제4a 내지 제4c 광원 모듈(344a, 344b, 344c) 각각은 서로 다른 시간에 광을 출력할 수 있다.
제4a 내지 제4c 공간(724a, 724b, 724c) 상에 오브젝트가 위치하는 경우, 제4 광원 그룹(724)에서 출력된 그룹광이 오브젝트에 반사되어 형성되는 반사광이 생성될 수 있다.
프로세서(270)는, 제4 광원 그룹(344)에서 생성되는 그룹광이 오브젝트에 반사되어 형성되는 반사광이 수신되는 시간을 기초로 제4a 내지 제4c 광원 모듈(344a, 344b, 344c)에서 출력된 광 중 어느 것에 기초하여 오브젝트가 감지되는 것인지 판단할 수 있다. 프로세서(270)는, 출력된 광에 대응되는 오브젝트에 대한 판단을 기초로, Y축 상에서, 오브젝트가 위치하는 공간(724a, 724b, 724c)이 어느 것인지 판단할 수 있다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따라, 광수신부에 포함되는 광수신 모듈을 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 15의 광수신 모듈은, 광수신부(370)에 포함되는 복수의 광수신 모듈(371, 372, 373)중 어느 하나일 수 있다.
광수신 모듈(371, 372, 373)은, 포토 다이오드(1330) 및 광각 렌즈(1340)를 포함할 수 있다.
포토 다이오드(1330)는, 수신되는 광을 전기 신호로 변환할 수 있다. 변환된 전기 신호는 프로세서(170)에 입력될 수 있다.
포토 다이오드(1330)는, 제3 인쇄 회로 기판(379) 상에 배치될 수 있다. 예를 들면, 복수의 포토 다이오드(1330)는, 제3 인쇄 회로 기판(379) 상에 소정의 간격을 두고 일렬로 배치될 수 있다.
광각 렌즈(1340)는 대략 원통형의 형상일 수 있다. 광각 렌즈(1340)는 외부에서 수광되는 반사광(1410)을 꺽을 수 있도록 상면(1401)이 하면(1402)에 대해 경사진다.
광수신 모듈(371, 372, 373)에 광각 렌지(1340)가 구비됨으로써, 포토 다이오드(1330)를 향해 반사광(1410)이 향할 수 있도록 광의 경로를 변경할 수 있다. 그에 따라, 광수신 모듈(371, 372, 373)의 수광률이 향상될 수 있다.
광수신 모듈(371, 372, 373)은, 라이트 가이드(1360) 및 광수신 모듈 하우징(1370)을 각각 개별적으로 또는 조합하여 더 포함할 수 있다.
라이트 가이드(1360)는 포토 다이오드(1330) 상에 배치될 수 있다.
라이트 가이드(1360)는, 외부에서 수신되는 반사광을 포토 다이오드(1330)로 가이드할 수 있다. 구체적으로, 라이트 가이드(1360)는, 반사광을 광각 렌즈(1340)까지 가이드할 수 있다.
한편, 라이트 가이드(1360) 내부에서 광은 전반사될 수 있다. 이를 위해, 라이트 가이드 내부는 광학 유리로 형성되고, 광학 유리 외측은 피복재(클래드)로 형성될 수 있다.
광수신 모듈 하우징(1370)은 광수신 모듈(371, 372, 373)의 외관을 형성할 수 있다. 광수신 모듈 하우징(1370)은 제3 인쇄 회로 기판(379), 포토 다이오드(1330), 광각 렌즈(1340) 및 라이트 가이드(1360)를 수용할 수 있다.
광수신 모듈 하우징(1370)의 일 측면에는 개구부가 형성될 수 있다. 광수신 모듈 하우징(1370)에 형성된 개구부를 통해, 외부로부터 반사광이 포토 다이오드(1330)로 수광될 수 있다.
도 16 내지 도 17은 본 발명의 실시예에 따라 반사광이 수신되는 공간을 설명하는데 참조되는 도면이다.
상술한 바와 같이, 광수신부(370)는, 반사광을 수신하기 위해, 복수의 광수신 모듈(371, 372, 373)을 포함할 수 있다. 복수의 광수신 모듈(371, 372, 373)은, 제1 그룹 반사광 및 제2 그룹 반사광을 수신할 수 있다.
예를 들면, 제1 광수신 모듈(371)은, 제1 공간(731)에서 반사광을 수신할 수 있다. 제2 광수신 모듈(372)은, 제2 공간(732)에서 반사광을 수신할 수 있다. 제3 광수신 모듈(373)은, 제3 공간(733)에서 반사광을 수신할 수 있다.
프로세서(270)는, 광수신부(370)에서 반사광이 수신되는 시간을 기초로, 반사광이, 어떤 광원 모듈(311a, 311b, 311c, 312a, 312b, 312c, 313a, 313b, 313c, 314a, 314b, 314c, 341a, 341b, 341c, 342a, 342b, 342c, 342d, 343a, 343b, 343c, 343d, 344a, 344b, 344c, 344d)에서 출력된 광에 기초한 것인지 판단할 수 있다.
광수신부(370)는, 제2 거리(907) 내에서 형성되는 반사광을 수신할 수 있다. 광수신부(370)는, 니어 필드 및 파 필드에서 형성되는 반사광을 수신할 수 있다.
도 18 및 도 19는 본 발명의 실시예에 따라 빔 쉐이퍼를 포함하는 경우, 조사되는 광의 에너지 분포를 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 18의 (a)는 적외선 광원(630, 1030)에서 생성되는 광 분포를 도식화한 도면이다. 적외선 광원(630, 1030)에서 생성되는 광은 도시된 바와 같이 가우시안 분포를 가진다. 도면에서 밝은 색상은 광분포가 높고, 어두운 색상은 광분포가 낮음을 나타낸다. 도 18의 (a)의 광분포는 고르지 못함을 알 수 있다.
한편, 웨지 렌즈(640, 1040) 및 빔 쉐이퍼(650, 1050)를 구비하지 못하는 경우, 도 19의 (a)에 도시된 바와 같이, 제1 광출력부(310) 또는 제2 광 출력부(340)에서 출력되는 광은 적외선 광원이 배치되는 영역에 한하여 광이 고르지 못하게 분포된다. 여기서, 지시부호 1910은, 웨지 렌즈(640, 1040) 및 빔 쉐이퍼(650, 1050)가 구비되지 않는 경우, 제1 광출력부(310) 또는 제2 광출력부(340)에서 출력되는 광에 대해 도식화된 광분포를 지시한다.
도 18의 (b)는 적외선 광원(630, 1030)에서 생성되는 광이 빔 쉐이퍼(650, 1050)를 거쳐 출력되는 광의 에너지 분포를 도식화한 도면이다. 빔 쉐이퍼(650, 1050)를 거쳐 출력되는 광은 플랫탑 형식의 광을 가질 수 있다. 도 18의 (b)의 광은 도 18의 (a)에 비해 고르게 분포됨을 알 수 있다.
한편, 웨지 렌즈(640, 1040) 및 빔 쉐이퍼(650, 1050)이 구비되는 경우, 도 19의 (b)에 도시된 바와 같이, 제1 광출력부(310) 또는 제2 광출력부(340)에서 출력되는 광은 디스플레이(151)의 전 영역을 커버할 수 있도록 광이 고르게 분포될 수 있다. 여기서, 지시부호 1920은, 웨지 렌즈(640, 1040) 및 빔 쉐이퍼(650, 1050)가 구비된 경우, 제1 광출력부(310) 또는 제2 광출력부(340)에서 출력되는 광에 대해 도식화된 광분포를 지시한다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 디스플레이 장치(200)는 오브젝트 인식 영역에서 광 분포가 고르기 때문에, 오브젝트를 인식하는 범위가 넓고, 다양한 제스쳐 구현에 있어서 정확성이 높다.
도 20 내지 도 23은 본 발명의 실시예에 따라 제스쳐 수신에 따른 차량용 디스플레이 장치의 동작을 설명하는데 참조되는 예시도이다.
제1 그룹 반사광은, 제1 그룹광이 오브젝트(400)에 반사되거나 산란되어 형성되는 광이다. 제2 그룹 반사광은, 제2 그룹광이 오브젝트(400)에 반사되거나 산란되어 형성되는 광이다.
소정 메뉴 또는 항목이 하이라이트 된 상태에서, 제2 그룹 반사광이 수신되는 경우, 프로세서(270)는 제1 제어 신호를 제공할 수 있다.
소정 메뉴 또는 항목이 하이라이트 된 상태에서, 제1 그룹 반사광 및 제2 그룹 반사광이 수신되는 경우, 프로세서(270)는 제2 제어 신호를 제공할 수 있다.
도 20을 참조하면, 차량용 디스플레이 장치(200)는 근거리 통신 모듈(213)을 통해 이동 단말기와 페어링될 수 있다. 차량용 디스플레이 장치(200)는, 이동 단말기로부터 전화 리스트를 수신하고, 디스플레이(251)에 표시할 수 있다.
전화 리스트 중 한명(2031)이 하이라이트 된 상태에서, 파 필드(far field)(720)에 사용자 손(400)이 위치하여, 제2 그룹 반사광이 수신되는 경우, 프로세서(270)는 하이라이트 된 상대방(2031)에 통화 연결을 위한 제1 제어 신호를 제공할 수 있다.
예를 들면, 프로세서(270)는 디스플레이(251)에 하이라이트된 상대방(2031)을 표시할 수 있다. 이경우, 파 필드(far field)(720)에 사용자의 손(400)이 위치하여 제2 그룹 반사광이 생성될 수 있다. 광 수신부(370)는 제2 그룹 반사광을 수신할 수 있다. 제2 그룹 반사광이 수신되는 경우, 프로세서(270)는, 하이라이트된 상대방(2031)에 통화 연결을 위한 제1 제어 신호를 생성할 수 있다. 생성된 제1 제어 신호는 근거리 통신 모듈(213)을 통해, 이동 단말기로 전송될 수 있다. 이동 단말기는 상기 상대방(2031)에 전화를 걸 수 있다. 이때, 프로세서(270)는 디스플레이(251)에 통화 연결을 표시하는 인디케이터(2032)을 표시할 수 있다.
전화 리스트 중 한명(2031)이 하이라이트 된 상태에서, 니어 필드(near field)(710)에 사용자 손(400)이 위치하여, 제1 그룹 반사광 및 제2 그룹 반사광이 수신되는 경우, 프로세서(270)는 하이라이트 된 상대방(2031)에 문자 발송을 위한 제2 제어 신호를 제공할 수 있다.
예를 들면, 프로세서(270)는 디스플레이(251)에 하이라이트 된 상대방(2031)을 표시할 수 있다. 이경우, 니어 필드(near field)(710)에 사용자의 손(400)이 위치하여 제1 그룹 반사광 및 제2 그룹 반사광이 생성될 수 있다. 광 수신부(370)는 제1 그룹 반사광 및 제2 그룹 반사광을 수신할 수 있다. 제1 그룹 반사광 및 제2 그룹 반사광이 수신되는 경우, 프로세서(270)는, 하이라이트된 상대방(2031)에 문자 메시지 전송을 위한 제2 제어 신호를 생성할 수 있다. 생성된 제2 제어 신호는 근거리 통신 모듈(213)을 통해, 이동 단말기로 전송될 수 있다. 이동 단말기는 상기 상대방(2031)에게 전송할 메시지 작성 모드로 진입할 수 있다. 이때, 프로세서(270)는 디스플레이(251)에 문자 메시지 작성 모드를 표시하는 인디케이터(2033)을 표시할 수 있다.
도 21를 참조하면, 차량용 디스플레이 장치(200)는, 인터페이스부(280)를 통해, 공조 구동부(155)에 제어 신호를 제공할 수 있다.
공조 메뉴가 선택된 상태에서, 파 필드(far field)(720)에 사용자 손(400)이 위치하여, 제2 그룹 반사광이 수신되는 경우, 프로세서(270)는 선택된 공조 메뉴 중 온도 조절 선택을 위한 제1 제어 신호를 제공할 수 있다.
예를 들면, 프로세서(270)는, 디스플레이(251)에 선택된 공조 메뉴 아이콘(2131)을 표시할 수 있다. 이경우, 파 필드(far field)(720)에 사용자의 손(400)이 위치하여 제2 그룹 반사광이 생성될 수 있다. 광 수신부(370)는 제2 그룹 반사광을 수신할 수 있다. 제2 그룹 반사광이 수신되는 경우, 프로세서(270)는, 공조 메뉴 중 온도 조절 선택을 위한 제1 제어 신호를 생성할 수 있다. 생성된 제1 제어 신호는 인터페이스부(280)를 통해, 공조 구동부(155)에 전송될 수 있다. 이때, 프로세서(270)는, 디스플레이(251)에 온도 조절 인디케이터(2132)를 표시할 수 있다.
공조 메뉴가 선택된 상태에서, 니어 필드(near field)(710)에 사용자 손(400)이 위치하여, 제1 그룹 반사광 및 제2 그룹 반사광이 수신되는 경우, 프로세서(270)는 선택된 공조 메뉴 중 풍량 조절 항목을 선택하기 위한 제2 제어 신호를 제공할 수 있다.
예를 들면, 프로세서(270)는, 디스플레이(251)에 선택된 공조 메뉴 아이콘(2131)을 표시할 수 있다. 이경우, 니어 필드(near field)(710)에 사용자의 손(400)이 위치하여 제1 그룹 반사광 및 제2 그룹 반사광이 생성될 수 있다. 광 수신부(370)는 제1 그룹 반사광 및 제2 그룹 반사광을 수신할 수 있다. 제1 그룹 반사광 및 제2 그룹 반사광이 수신되는 경우, 프로세서(270)는, 공조 메뉴 중 풍량 조절 선택을 위한 제2 제어 신호를 생성할 수 있다. 생성된 제2 제어 신호는 인터페이스부(280)를 통해, 공조 구동부(155)에 전송될 수 있다. 이때, 프로세서(270)는, 디스플레이(251)에 풍량 조절 인디케이터(2133)를 표시할 수 있다.
도 22를 참조하면, AV(Audio Video) 메뉴가 선택된 상태에서, 파 필드(far field)(720)에 사용자 손(400)이 위치하여, 제2 그룹 반사광이 수신되는 경우, 프로세서(270)는, 선택된 AV의 컨텐츠 메뉴 중 라디오를 선택하기 위한 제1 제어 신호를 제공할 수 있다.
예를 들면, 프로세서(270)는, 디스플레이(251)에 선택된 AV 메뉴 아이콘(2231)을 표시할 수 있다. 이경우, 파 필드(far field)(720)에 사용자의 손(400)이 위치하여 제2 그룹 반사광이 생성될 수 있다. 광 수신부(370)는 제2 그룹 반사광을 수신할 수 있다. 제2 그룹 반사광이 수신되는 경우, 프로세서(270)는, AV 컨텐츠 중 라디오 선택을 위한 제1 제어 신호를 생성할 수 있다. 프로세서(270)는 제1 제어 신호에 따라 AV 컨텐츠 중 라디오를 선택할 수 있다. 이때, 프로세서(270)는, 디스플레이(251)에 라디오 인디케이터(2232)를 표시할 수 있다.
AV 메뉴가 선택된 상태에서, 니어 필드(near field)(710)에 사용자 손(400)이 위치하여, 제1 그룹 반사광 및 제2 그룹 반사광이 수신되는 경우, 프로세서(270)는, 선택된 AV의 컨텐츠 메뉴 중 MP3를 선택하기 위한 제2 제어 신호를 제공할 수 있다.
예를 들면, 프로세서(270)는, 디스플레이(251)에 선택된 AV 메뉴 아이콘(2231)을 표시할 수 있다. 이경우, 니어 필드(near field)(710)에 사용자의 손(400)이 위치하여 제1 그룹 반사광 및 제2 그룹 반사광이 생성될 수 있다. 광 수신부(370)는 제1 그룹 반사광 및 제2 그룹 반사광을 수신할 수 있다. 제1 그룹 반사광 및 제2 그룹 반사광이 수신되는 경우, 프로세서(270)는, AV 컨텐츠 중 MP3 선택을 위한 제2 제어 신호를 생성할 수 있다. 프로세서(270)는 제2 제어 신호에 따라 AV 컨텐츠 중 MP3를 선택할 수 있다. 이때, 프로세서(270)는, 디스플레이(251)에 MP3 인디케이터(2233)를 표시할 수 있다.
도 23을 참조하면, 내비게이션 메뉴가 선택된 상태에서, 파 필드(far field)(720)에 사용자 손(400)이 위치하여, 제2 그룹 반사광이 수신되는 경우, 프로세서(270)는, 선택된 내비게이션 메뉴 중 목적지 설정 메뉴를 선택하기 위한 제1 제어 신호를 제공할 수 있다.
예를 들면, 프로세서(270)는, 디스플레이(251)에 선택된 내비게이션 아이콘(2331)을 표시할 수 있다. 이경우, 파 필드(far field)(720)에 사용자의 손(400)이 위치하여 제2 그룹 반사광이 생성될 수 있다. 광 수신부(370)는 제2 그룹 반사광을 수신할 수 있다. 제2 그룹 반사광이 수신되는 경우, 프로세서(270)는, 내비게이션 메뉴 중 목적지 설정 메뉴를 선택하기 위한 제1 제어 신호를 생성할 수 있다. 프로세서(270)는 제1 제어 신호에 따라 내비게이션 메뉴 중 목적지 설정 메뉴를 선택할 수 있다. 이때, 프로세서(270)는, 디스플레이(251)에 목적지 설정 인디케이터(2332)를 표시할 수 있다.
내비게이션 메뉴가 선택된 상태에서, 니어 필드(near field)(710)에 사용자 손(400)이 위치하여, 제1 그룹 반사광 및 제2 그룹 반사광이 수신되는 경우, 프로세서(270)는, 선택된 내비게이션 메뉴 중 경로 설정 메뉴를 선택하기 위한 제2 제어 신호를 제공할 수 있다.
예를 들면, 프로세서(270)는, 디스플레이(251)에 선택된 내비게이션 아이콘(2331)을 표시할 수 있다. 이경우, 니어 필드(near field)(710)에 사용자의 손(400)이 위치하여 제1 그룹 반사광 및 제2 그룹 반사광이 생성될 수 있다. 광 수신부(370)는 제1 그룹 반사광 및 제2 그룹 반사광을 수신할 수 있다. 제1 그룹 반사광 및 제2 그룹 반사광이 수신되는 경우, 프로세서(270)는, 경로 설정 메뉴를 선택하기 위한 제2 제어 신호를 생성할 수 있다. 프로세서(270)는 제2 제어 신호에 따라 내비게이션 메뉴 중 경로 설정 메뉴를 선택할 수 있다. 이때, 프로세서(270)는, 디스플레이(251)에 경로 설정 인디케이터(2332)를 표시할 수 있다.
도 24a 내지 도 24b는 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력부를 설명하는데 참조되는 도면이다.
먼저, 도 24a는, 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 24a는, 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 24a와 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 24b는, 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.
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 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 상기 컴퓨터는 프로세서(270) 또는 제어부(170)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.
100 : 차량
200 : 차량 운전 보조 장치
300 : 제스쳐 감지부

Claims (20)

  1. 디스플레이부;
    상기 디스플레이부 주변에 배치되어, 오브젝트의 3차원 제스쳐를 감지하는 제스쳐 감지부; 및
    상기 3차원 제스쳐에 기초하여 제어 신호를 생성하는 프로세서;를 포함하고,
    상기 제스쳐 감지부는,
    제1 광경로를 따라 제1 그룹광을 출력하는 제1 광출력부;
    제2 광경로를 따라 제2 그룹광을 출력하는 제2 광출력부; 및
    상기 제1 그룹광이 상기 오브젝트에 반사되어 형성되는 제1 그룹 반사광 및 상기 제2 그룹광이 상기 오브젝트에 반사되어 형성되는 제2 그룹 반사광을 수신하는 광수신부;를 포함하는 차량용 디스플레이부 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제스쳐 감지부는, 상기 디스플레이부 하단에 배치되는 차량용 디스플레이부 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 광출력부는, 상기 제1 그룹광을 생성하는 제1 그룹의 복수의 적외선 광원이 실장되는 제1 인쇄 회로 기판을 포함하고,
    상기 제2 광출력부는, 상기 제2 그룹광을 생성하는 제2 그룹의 복수의 적외선 광원이 실장되는 제2 인쇄 회로 기판을 포함하고,
    상기 광수신부는, 복수의 포토 다이오드가 실장되는 제3 인쇄 회로 기판을 포함하는 차량용 디스플레이부 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제스쳐 감지부는,
    상기 제1 그룹의 복수의 적외선 광원 및 상기 복수의 포토 다이오드 사이에 형성되는 제1 배리어; 및
    상기 복수의 포토 다이오드 및 상기 제2 그룹의 복수의 적외선 광원 사이에 형성되는 제2 배리어;를 더 포함하는 차량용 디스플레이부 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 광출력부는,
    복수의 적외선 광원;
    상기 복수의 적외선 광원 각각에서 생성되는 광의 경로를 변경시키는 웨지 렌즈(wedge lens);를 포함하는 차량용 디스플레이부 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 복수의 적외선 광원은,
    제1 광원 및 제2 광원을 포함하고,
    상기 웨지 렌즈는,
    상기 제1 광원에서 생성되는 광을 제1a 광경로로 변경하는 제1 웨지렌즈; 및
    상기 제2 광원에서 생성되는 광을 제1b 광경로로 변경하는 제2 웨지렌즈;를 포함하는 차량용 디스플레이부 장치.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    제1 시간동안 상기 제1 광원에서 광이 출력되도록 제어하고,
    제2 시간동안 상기 제2 광원에서 광이 출력되도록 제어하는 차량용 디스플레이부 장치.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 제1 광출력부는,
    상기 웨지 렌즈에 의해 경로가 변경된 광을 균일한 에너지 분포를 갖는 광으로 변경시키는 빔 쉐이퍼(beam shaper);를 더 포함하는 차량용 디스플레이부 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 빔 쉐이퍼를 거친 광을 외부로 가이드하는 라이트 가이드;를 더 포함하는 차량용 디스플레이부 장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 광출력부는,
    복수의 적외선 광원;
    상기 복수의 적외선 광원 각각에서 생성되는 광의 경로를 변경시키는 웨지 렌즈(wedge lens);를 더 포함하는 차량용 디스플레이부 장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 복수의 적외선 광원은,
    제1 광원 및 제2 광원을 포함하고,
    상기 웨지 렌즈는,
    상기 제1 광원에서 생성되는 광을 제2a 광경로로 변경하는 제1 웨지렌즈; 및
    상기 제2 광원에서 생성되는 광을 제2b 광경로로 변경하는 제2 웨지렌즈;를 포함하는 차량용 디스플레이부 장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    제1 시간동안 상기 제1 광원에서 광이 출력되도록 제어하고,
    제2 시간동안 상기 제2 광원에서 광이 출력되도록 제어하는 차량용 디스플레이부 장치.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 광수신부는,
    복수의 포토 다이오드; 및
    상기 제1 그룹 반사광 및 상기 제2 그룹 반사광의 경로를 변경시키는 광각 렌즈;를 포함하는 차량용 디스플레이부 장치.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 광수신부는,
    상기 제1 그룹 반사광 및 상기 제2 그룹 반사광을 상기 광각 렌즈로 가이드하는 라이트 가이드;를 더 포함하는 차량용 디스플레이부 장치.
  15. 제 1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    제1 시간동안 상기 제1 그룹광이 출력되도록 상기 제1 광출력부를 제어하고,
    제2 시간동안 상기 제2 그룹광이 출력되도록 상기 제2 광출력부를 제어하는 차량용 디스플레이부 장치.
  16. 제 1항에 있어서,
    상기 광수신부는,
    상기 제1 광출력부 및 상기 제2 광출력부 사이에 배치되는 차량용 디스플레이부 장치.
  17. 제 1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제1 그룹 반사광 또는 상기 제2 그룹 반사광에 기초하여, 상기 디스플레이부와 상기 오브젝트와의 거리 방향 축 상의 제스쳐를 인식하는 차량용 디스플레이부 장치.
  18. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 광출력부는,
    제1 그룹의 복수의 광원을 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 제1 그룹의 복수의 광원 각각에 대응되는 반사광의 수신 여부에 기초하여, 상기 디스플레이부와 상기 오브젝트와의 거리 방향 축 상의 제스쳐를 인식하는 차량용 디스플레이부 장치.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 제2 광출력부는,
    제2 그룹의 복수의 광원을 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 제2 그룹의 복수의 광원 각각에 대응되는 반사광의 수신 여부에 기초하여, 상기 디스플레이부와 상기 오브젝트와의 거리 방향 축 상의 제스쳐를 인식하는 차량용 디스플레이부 장치.
  20. 제 1항에 있어서,
    차량 내부 영상을 촬영하는 카메라;를 더 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 영상에서 검출된 오브젝트 정보에 더 기초하여 상기 제어 신호를 생성하는 차량용 디스플레이부 장치.



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