KR20180050691A - 사운드 재생 디스플레이 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이미지를 제어 가능하게 디스플레이하는 이미징 평면(2, 103), 이미징 평면(2, 103) 뒤에 위치된 백플레이(3), 구동신호(5)에 기초하여 진동을 생성하는 다수의 사운드 액추에이터(4, 104, 105), 및 상기 이미징 평면(2, 103)을 상기 백플레인(3)을 통해 상기 사운드 액추에이터(4, 104, 105)에 기계적으로 결합하는 모든 사운드 액추에이터(4, 104, 105)를 위한 하나 이상의 기계적 결합 요소(6)를 포함하는 디스플레이 장치(1, 101)를 제공한다.

Description

사운드 재생 디스플레이 장치 및 방법
본 발명은 디스플레이 장치 및 디스플레이 장치로 사운드를 재생하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 사운드를 재생하는 임의의 시스템에 적용 가능하지만, 통합된 사운드 생성 수단을 갖는 디스플레이 장치와 결합하여 설명될 것이다.
최신 디스플레이 응용에서는 디스플레이 장치를 통해 시각적 콘텐츠를 표시할 필요가 있을 뿐만 아니라, 예를 들면, 비디오를 재생하기 위해, 시각적 데이터와 함께 대응하는 오디오 데이터를 재생하는 것도 또한 자주 요구된다. 따라서, 공지된 디스플레이 장치는 오디오 콘텐츠를 재생하기 위해 별도의 내부 또는 외부 스피커를 일반적으로 갖추고 있다. 스피커를 예를 들어 휴대 전화 또는 텔레비전에 통합하기 위해서는 각각의 장치의 하우징 내에 부가적인 공간이 필요하며, 스피커는 허용 가능한 품질로 사운드를 재생할 수 있도록 적절하게 위치되어야 한다.
따라서, 전체 디스플레이 장치, 즉 각각의 장치의 전면이 진동 장치에 의해 진동되어 음파를 발생시키는 디스플레이 장치가 개발되었다.
이러한 트랜스듀서(transducer)는 각 디스플레이의 전면을 기계적으로 터치하는 것이 요구된다. 이것은, 디스플레이 유닛 옆에 배치되어 디스플레이를 둘러싸고 각각의 트랜스듀서에 의해 진동되는 추가의 불투명 패널에 의해 달성될 수 있다. 그러나 이 옵션은 베젤(bezel) 크기를 증가시키며, 이것은 원하지 않는 효과이다. 대안으로 추가의 투명 패널이 디스플레이의 전면에 사용될 수 있다. 그러나 이것은 디스플레이 장치의 전반적인 휘도를 감소시킨다.
또한, 전면 유리, 셀 및 BLU 어셈블리를 포함하는 전체 스크린을 진동시키는 것이 특허문헌 US 2014/0241558로부터 알려져 있다. 또한, WO 2001/074114에서는 세그먼트형 LCD 디스플레이가 개별적으로 진동된다.
특허문헌 EP 1 100 288 A2는 음향 방사를 위한 구동 주파수 대역에서 탄성 특성을 갖는 평판형 부재를 포함하는 음향 방사기를 개시한다. 특허문헌 EP 0 847 677 A1은 평판형 압전 벤더(bender) 및 진동될 부재 상에 벤더를 장착하는 수단에 의해 특징지어지는 관성 진동 트랜스듀서를 개시한다. 특허문헌 US 2015/0 086 063 A1은 중공 유리 기판 및 복수의 진동 여자기(exciter)를 포함하는 스피커를 개시하며, 여기서 상기 진동 여자기는 상기 유리 기판에 부착되어 상기 유리 기판을 진동시킨다.
따라서, 디스플레이 장치로 사운드를 재생하는 개선된 방법이 필요하다.
본 발명은 청구항 1의 특징을 갖는 디스플레이 장치 및 청구항 6의 특징을 갖는 방법을 제공한다.
따라서, 이미지를 제어 가능하게 표시하는 이미징 평면, 상기 이미징 평면의 뒤쪽, 즉 디스플레이 장치를 전면에서 보았을 때 뒤쪽에 배치된 백플레인(backplane), 구동 신호를 기초로 진동을 생성하는 다수의(즉, 하나 이상의) 사운드 액추에이터, 및 상기 백플레인을 통해서 상기 이미징 평면과 상기 사운드 액추에이터를 기계적으로 결합하는 모든 사운드 액추에이터를 위한 하나 이상의 기계적 결합 요소(coupling element)를 포함하는 디스플레이 장치가 제공된다.
또한, 디스플레이 장치로 사운드를 재생하는 방법이 제공되며, 상기 방법은 디스플레이 장치 내의 다수의(즉 하나 이상의) 사운드 액추에이터에 의해 구동 신호에 기초하여 진동을 생성하는 단계와, 모든 사운드 액추에이터를 위한 하나 이상의 기계적 결합 요소에 의해 상기 진동을 디스플레이 장치의 백플레인을 통해 상기 디스플레이 장치의 이미징 평면에 기계적으로 전달하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 디스플레이 장치는 임의의 타입의 능동 디스플레이 장치일 수 있다(예컨대, 핸드헬드 또는 모바일 장치 또는 스마트 워치를 위한 디스플레이 장치, 컴퓨터 디스플레이 장치, 텔레비전 디스플레이 장치 등).
본 발명은, 능동 이미징 평면, 즉 LCD 셀 또는 평면, 능동 유기 LED를 포함하는 OLED 평면 등이 사운드 액추에이터(트랜스듀서 또는 여자기라고도 불린다)에 기계적으로 직접 접촉되어 그에 의해 진동되는 디스플레이 장치를 제공한다. 상기 사운드 액추에이터 또는 여자기는 전자기, 압전, 자기변형(magnetostrictive) 트랜스듀서, 무빙 코일 모터 등을 포함할 수 있다. 원칙적으로 상기 백플레인 뒤에 있는 디스플레이 장치의 하우징 내에 맞도록 충분히 작게 구성될 수 있는 모든 기술이 사용될 수 있다.
상기 백플레인은 예를 들어 LCD 기반 이미징 평면의 경우에 디스플레이 장치의 백라이트 유닛일 수 있다. 이러한 백라이트 유닛(BLU)은, 예를 들어, 가장자리(edge)에 위치된 광원으로서 LED를 사용하는 가장자리-발광(edge-lit) BLU가 될 수 있다. 이것은, LED가 디스플레이 장치의 가장자리에 위치되고, 광이 LCD 셀 또는 패널 뒤에 균일하게 분포되어, LCD 셀에 표시된 이미지를 조명하는 것을 의미한다. 상기 백플레인은 가장자리 LED에 추가하여, 가장자리 위치된 LED로부터 상기 백플레인의 전체 표면에 걸쳐 광의 균일한 분포를 제공하기 위해, 상이한 광 확산체 층, 프리즘 층 및/또는 도광판 등을 포함한다. 대안으로 BLU 내에 풀 어레이(full array) LED 백플레인이 제공될 수 있으며, 여기서 LED들은 백플레인의 표면상에 균일하게 분포된다. 또한, 냉음극 형광 백라이트 등을 사용할 수 있다. 능동 이미징 평면을 위해 사용된 기술에 따라 각각의 다른 백플레인이 제공될 수 있다.
사운드 액추에이터가 능동 이미징 평면과 백플레인 사이에 배치되면, 사운드 액추에이터는 백플레인을 가로막을 수 있고 백플레인 내 검은 점들로 보일 수 있는데, 그 이유는 빛이 백플레인으로부터 이미징 평면으로 이동할 수 없기 때문이다. 따라서 사운드 액추에이터는 백플레인 뒤에 배치된다. 이미징 평면을 작동시키고 이미징 평면에서 진동을 유도하기 위해, 사운드 액추에이터는 이미징 평면에 기계적으로 결합되고 이 기계적 결합을 통해 이미징 평면에 진동을 전달하도록 구성된다. 이것은, 사운드 액추에이터가 백플레인 뒤쪽에 위치하고 따라서 백플레인과 백플레인에서 나오는 빛을 방해할 수 없음을 의미한다.
요약하면, 본 발명에 따른 디스플레이 장치 또는 보다 구체적으로 이미징 평면은 일종의 굴곡 파 확성기(bending wave louder speaker) 또는 음향 방사기 평면으로서 사용되며, 디스플레이 장치에서 별도의 확성기의 사용을 불필요하게 한다. 동시에 사운드 액추에이터는 이미징 평면 위에 다른 방해 층이나 추가 베젤을 요구하지 않으면서도 백플레인 뒤에 매우 유연하게 배치될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 디스플레이 장치는 모바일 애플리케이션(예를 들면, 스마트 폰, 태블릿 컴퓨터, 스마트 워치 등)과 같은 엄격한 공간 제약을 갖는 애플리케이션에서 특히 유용하다. 그럼에도 불구하고, 본 발명에 따른 디스플레이 장치는 이미지 및 사운드가 재생되어야 하는 임의의 다른 애플리케이션에도 사용될 수 있다. 이러한 애플리케이션은 예를 들어, 텔레비전, 랩탑 컴퓨터, 네비게이션 시스템 스크린 등일 수 있다.
본 발명의 추가의 실시 예들은 도면들을 참조하는 종속 청구항 및 이하의 상세한 설명의 주제이다.
가능한 일 실시 예에서, 상기 기계적 결합 요소들은 각각 다수의 지지봉을 포함할 수 있으며, 지지봉들의 한쪽 끝은 상기 각각의 사운드 액추에이터에 결합되고 다른 쪽 끝은 상기 이미징 평면에 결합된다. 이러한 지지봉 또는 지지기둥은 사운드 액추에이터와 이미징 평면 사이에 직접적인 기계적 결합을 제공하며, 따라서 사운드 액추에이터로부터 이미징 평면으로 진동을 전달하는 간단하고 효과적인 방법을 제공한다.
또 다른 가능한 실시 예에서, 상기 백플레인은 상기 지지봉들의 외부 윤곽(outer contour)으로부터 미리 결정된 거리만큼 이격된 내부 윤곽(inner contour)을 갖는 상기 지지봉들을 위한 구멍들을 포함할 수 있다. 이것은, 백플레인의 모든 층들, 평판들 또는 하위평면들이 동일한 위치에 구멍을 포함한다는 것을 의미한다. 상기 구멍들은 상기 백플레인 전체를 가로지른다. 상기 구멍들의 윤곽은 예를 들어, 원 모양일 수 있다. 이러한 실시 예에서, 상기 구멍들의 직경은 상기 지지봉들의 직경보다 더 크다. 정사각형 단면을 갖는 지지봉의 경우, 구멍들의 폭은 지지봉의 폭보다 더 클 것이다. 백플레인의 이러한 구멍들은 지지봉들이 자유롭게 움직일 수 있게 하여 진동을 백플레인 앞의 이미징 평면으로 효과적으로 전달할 수 있게 한다.
가능한 일 실시 예에서, 상기 백플레인은 도광판을 포함할 수 있으며, 여기서 상기 지지봉들은 광을 부분적으로 또는 전체적으로 안내하도록 구성된 재료를 포함한다. 이러한 재료 선택은 광을 도광판으로부터 지지봉들 내로 커플링 가능하게 하며 이어서 지지봉들은 상기 광을 이미징 평면으로 안내한다. 이렇게 하여 상기 지지봉들의 바로 앞에 놓인 이미징 평면의 픽셀을 조명할 수 있다. 따라서, 디스플레이 장치는 균일하게 조명된 이미지를 제공할 것이다.
다른 가능한 실시 예에서, 디스플레이 장치는 도광판 내에 특히 상기 구멍들의 가장자리에 광 커플링 요소들을 포함할 수 있으며, 상기 광 커플링 요소는 광을 도광판으로부터 지지봉들 내로 커플링하도록 구성된다. 예를 들어, 프리즘과 같은 특수하게 형성된 투명 플라스틱 요소와 같은 전용 광 커플링 요소들을 제공하면 도광판으로부터 지지봉들까지 높은 투과율을 제공한다. 즉, 지지봉들을 통해 이미징 평면에 제공된 광의 강도가 상기 도광판을 통해 직접 상기 이미징 평면에 제공된 광의 강도와 거의 같다.
가능한 일 실시 예에서, 지지봉들의 단면은 이미징 평면의 3개의 픽셀보다 작거나, 특히 2개의 픽셀보다 작거나 또는 1개의 픽셀보다 작을 수 있다. 지지봉들이 더 작을수록, 광 분포의 균질성 교란이 이미징 평면상에 더 적게 보일 것이다.
또 다른 가능한 실시 예에서, 디스플레이 장치는 디스플레이 장치의 정면도에서 디스플레이 장치의 이미징 평면의 뒤쪽에 디스플레이 장치의 대향하는 측의 상이한 높이에 배치되어 있는 2개의 사운드 액추에이터를 포함할 수 있다. 예를 들어 하나의 사운드 액추에이터는 왼쪽 하부에 배치되고 다른 사운드 액추에이터는 오른쪽 상부에 배치될 수 있다. 이것에 의해 사운드 액추에이터들은 디스플레이 장치 내에서 가능한 최대 거리로 배치된다. 따라서, 상기 사운드 액추에이터들에 의해 이미징 평면 내로 유도된 진동은 서로 가능한 한 적게 간섭을 일으킨다.
일 실시 예에서, 디스플레이 장치는 사운드의 웨이브 필드 합성(WFS: wave field synthesis)을 집합적으로 수행하도록 구성된 복수의 사운드 액추에이터를 포함한다. 따라서 단일 사운드 액추에이터들과 이미징 평면의 각 섹션은 함께 확성기들의 어레이를 형성한다.
일 실시 예에서, 디스플레이 장치는 복수의 기계적으로 분리된 디스플레이 섹션들을 포함하며, 디스플레이 섹션들은 이미징 평면, 백플레인 및 사운드 액추에이터를 각각 포함한다. 이러한 분리된 디스플레이 섹션들은 일 실시 예에서 사운드의 웨이브 필드 합성을 수행하는 데에도 사용될 수 있다.
본 발명 및 그 이점에 대한 더 완전한 이해를 위해, 이제 첨부 도면과 함께 다음의 설명이 참조된다. 본 발명은 도면의 개략적인 도면들에서 특정된 전형적인 실시 예를 사용하여 보다 상세히 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 스마트폰 또는 태블릿 디스플레이의 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 디스플레이 장치로 사운드를 재생하는 방법의 일 실시 예의 흐름도이다.
도 3은 본 발명에 따른 텔레비전의 다이어그램을 도시한다.
도 4는 본 발명에 따른 텔레비전의 다른 다이어그램을 도시한다.
도 5는 본 발명에 따른 텔레비전의 다른 다이어그램을 도시한다.
도 6은 본 발명에 따른 텔레비전의 다른 다이어그램을 도시한다.
도 7은 본 발명에 따른 텔레비전의 다른 다이어그램을 도시한다.
도 8은 본 발명에 따른 텔레비전의 다른 다이어그램을 도시한다.
도면들에서 달리 언급하지 않는 한 동일한 참조 부호는 동일한 요소를 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 디스플레이 장치(1)의 일 실시 예의 개략도를 도시한다.
디스플레이 장치(1)는 스마트폰 또는 태블릿 디스플레이(1)이고, 이미징 평면(2)으로서 LCD 셀을 포함한다. LCD 셀(2)의 경우에, 디스플레이 장치(1) 또는 디스플레이 장치(1)에 의해 표시된 이미지를 조명하기 위해 별도의 조명이 필요한데, 그 이유는 LCD 셀(2)이 능동적으로 광을 방출할 수 없기 때문이다.
따라서, 디스플레이 장치(1)는 가장자리 장착된 LED(7-1, 7-2)를 포함하는 백플레인(3)을 포함한다. LED(7-1, 7-2)만이 도 1에 도시되어 있지만, 임의의 적절한 개수의 LED가 디스플레이 장치(1)를 조명하는데 사용될 수 있다. 가장자리 장착된 LED(7-1, 7-2)의 경우, LED에 의해 광이 백플레인(3) 내로 방출되고, 가능한 한 균일하게 분포되어 이미징 평면(2)을 조명하고 디스플레이 장치(1)에 균질한 이미지를 제공한다. 이미징 평면(2) 및 백플레인(3)은 원칙적으로 디스플레이 장치(1)에 의해 이미지를 표시하기에 충분하다.
본 발명은 디스플레이 장치(1)로 이미지를 표시하는 것 이외에도 전용 확성기를 요구하지 않으면서 디스플레이 장치(1)에 의해 가청음을 재생하는 수단도 제공한다. 따라서, 도 1에서 사운드 액추에이터(4)가 백플레인(3) 뒤에 배치된다. 사운드 액추에이터(4)는 구동 신호(5)에 기초하여 진동을 발생시키며, 상기 구동 신호(5)는 예를 들어 (도시 생략된) 오디오 증폭기(502)에 의해 생성될 수 있다(도 7 참조). 실제 가청 음파를 생성하기 위해, 사운드 액추에이터(4)는 결합 요소(6)를 통해 이미징 평면(2)에 기계적으로 접속되며, 상기 결합 요소(6)는 백플레인(3)을 가로지르고 상기 진동을 사운드 액추에이터(4)로부터 이미징 평면(2)으로 전달한다.
따라서, 사운드 액추에이터(4) 또는 사운드 액추에이터(4)의 능동 요소가 진동하게 되면, 이 진동은 디스플레이 장치(1)의 전면으로 전달된다. 즉, 이미징 평면(2)이 그에 따라 진동하게 된다. 이미징 평면(2)이 진동하면, 그것은 음파를 방사하고 음파는 디스플레이 장치(1)의 전방에서 공기를 통해 진행하며, 예를 들어 디스플레이 장치(1) 부근의 사용자에 의해 가청음으로서 지각될 수 있다.
이미징 평면(2), 백플레인(3) 즉 LED(7-1, 7-2) 및 사운드 액추에이터(4)를 제어하는 제어 유닛과, 이들 요소들을 구동하기 위해 필요한 추가의 전기 회로는 이해를 용이하게 하기 위해 도시하지 않았다. 그러나 임의의 수의 그러한 제어 유닛 및 다른 회로가 필요에 따라 디스플레이 장치(1)에 통합될 수 있다는 것을 이해해야 한다.
도 2는 디스플레이 장치(1, 101)로 사운드를 재생하기 위한 본 발명에 따른 방법의 실시 예의 흐름도를 도시한다.
제1단계(S1)에서, 디스플레이 장치(1, 101) 내의 다수의 사운드 액추에이터(4, 104, 105)가 구동 신호(5)에 기초하여 진동을 생성한다. 제2단계(S2)에서, 이들 진동은 모든 사운드 액추에이터(4, 104, 105)를 위한 하나 이상의 기계적 결합 요소(6)에 의해 디스플레이 장치(1)의 백플레인(3)을 통해 디스플레이 장치의 이미징 평면(2, 103)에 전달된다.
진동을 기계적으로 전달하는 상기 단계(S2)는 지지봉(306-1 내지 306-3)에 의해 진동을 전달하는 과정을 포함하며, 상기 지지봉(306-1 내지 306-3)은 한쪽 끝이 각각의 사운드 액추에이터(4, 104, 105)에 결합하고, 다른 쪽 끝이 이미징 평면(2, 103)에 결합한다. 지지봉(306-1 내지 306-3)이 자유롭게 움직일 수 있도록, 내측 윤곽을 갖는 구멍(8-1 내지 8-3)이 백플레인(3)에 제공될 수 있으며, 상기 내측 윤곽은 지지봉(306-1 내지 306-3)의 외측 윤곽으로부터 미리 결정된 거리만큼 이격되어 있다. 이것은 지지봉(306-1 내지 306-3)이 움직이는 중에 백플레인(3)에 접촉하지 않는다는 것을 의미한다.
디스플레이 장치(1)에 의해 표시되는 이미지를 조명하기 위해, 광은, 예를 들어 도광판(304)에 의해, 백플레인(3)에서 안내될 수 있다. 또한, 균일한 이미지를 제공하기 위해, 광은 도광판(304)으로부터 지지봉(306-1 내지 306-3)을 통해 이미징 평면(2)의 전면으로 적어도 부분적으로 안내될 수 있다. 광 투과를 개선하기 위해 광은 광 결합 요소(6)(예를 들어 도광판(304) 내의 프리즘 등)를 사용하여 지지봉(306-1 내지 306-3) 내로 커플링될 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 디스플레이 장치(101)의 일 실시 예의 다른 도면을 도시한다. 도 3의 디스플레이 장치는 LCD 텔레비전(101)으로서 구현된다.
텔레비전(101)은 LCD 셀(103)(즉, 이미징 평면)을 둘러싸는 전면 베젤(102)을 포함한다. 또한, 2개의 사운드 액추에이터(104, 105)가 도 3에서 점선 원으로 도시되어 있다. 점선 원은 사운드 액추에이터(104, 105)가 텔레비전(101)의 하우징 내부에 있지만 LCD 셀(103) 및 텔레비전(101)의 보이지 않는 백플레인 뒤에 위치한다는 것을 나타낸다.
도 3의 구성은 LCD 셀(103)에 의해 스테레오 사운드를 재생할 수 있게 한다. 텔레비젼(101)의 전면에서 볼 때, 사운드 액추에이터(104)는 LCD 셀(103)의 상부 우측 코너 뒤에 위치되어 있다. 사운드 액추에이터(105)는 LCD 셀(103)의 하부 좌측 코너 뒤에 위치되어 있다. 사운드 액추에이터(104, 105)의 위치는 사운드 액추에이터(104, 105) 사이에 가능한 최대 거리를 제공한다. 따라서, 사운드 액추에이터(104, 105)의 진동은 서로 가능한 한 적게 간섭한다. 사운드 액추에이터(104, 105)와 전면 베젤(102) 사이에는 사운드 액추에이터(104, 105) 또는 LCD 셀(103)의 각 섹션이 자유롭게 진동할 수 있도록 하는 진동 마진이 제공되어야 한다. 따라서, 사운드 액추에이터(104, 105)는 LCD 셀(103)의 가장자리에는 배치되지 않고, 상기 진동 마진만큼 전면 베젤(102)로부터 이격된다.
도 4는 디스플레이 장치(101), 특히 사운드 액추에이터(104, 105)를 갖는 LCD 셀(103)의 부분적인 다이어그램을 도시한다. 사운드 액추에이터(104, 105)를 갖는 LCD 셀(103)의 구성은 두 경우에 동일하기 때문에, 사운드 액추에이터(104, 105) 둘 다에 대해 하나의 다이어그램만이 도시되어 있다.
도 4에는 LCD 셀(103)의 3개의 픽셀(201)은 떨어져 표시되어 있는데, 그 이유는 이들 픽셀(201) 뒤에 지지봉(306-1 내지 306-3)(도 5 참조)이 LCD 셀(103)에 접촉하여 LCD 셀(103)을 각각의 사운드 액추에이터(104, 105)에 결합시키기 때문이다. 이것은, 광의 경로가 지지봉(306-1 내지 306-3)에 의해 방해되기 때문에 상기 3개의 픽셀(201)이 백플레인(3)을 통해 덜 조명될 수 있음을 의미한다.
실제 응용 예에서, 지지봉(306-1 내지 306-3)에는 광을 LCD 셀(103)의 전면으로 안내할 수 있는 재료가 제공될 수 있다. 예를 들면, 광은 도광판(304)(도 5 참조)으로부터 지지봉(306-1 내지 306-3)을 거친 다음 LCD 셀(103)로 커플링될 수 있다. 지지봉(306-1 내지 306-3)에 의해 LCD 셀(103)에 제공된 광이 LCD 셀(103)의 나머지 픽셀에서보다 적더라도, 이 차이는 사람의 눈에 의해 전혀 또는 거의 인지되지 않는다. LCD 셀(103)의 단일 픽셀들의 조명의 차이는 고해상도 디스플레이와 관련성이 더욱 낮아진다. 풀 HD 해상도의 50" 화면에는 인치 당 약 44 픽셀 또는 센티미터 당 17.3 픽셀이 있다. 4K UHD 해상도의 50" 화면에는 인치 당 약 88 픽셀 또는 센티미터 당 34.6 픽셀이 있다. 이것은 4K UHD의 모든 단일 픽셀은 폭이 0.28mm에 불과하다는 것을 의미한다.
도 5는 사운드 액추에이터(104, 105)를 갖는 디스플레이 장치(101)의 상세 측면도를 도시한다. 도 4와 같이, 두 부분이 동일하기 때문에 사운드 액추에이터(104, 105)의 하나만 도시되어 있다.
도 5에서, 백플레인(3)은 전면에서 후면으로 확산체 필름(diffuser film)(301), 프리즘 시트(302), 확산체 필름(303), 도광판(304), 반사체 시트(reflector sheet)(307) 및 금속 후면 커버(308)를 포함한다. 확산체 필름(301), 프리즘 시트(302), 확산체 필름(303), 도광판(304) 및 반사체 시트(307)는 함께 LCD 셀(103)을 위한 백라이트를 형성한다. 금속 후면 커버(308)는 이 필름 및 시트의 스택에 기계적 안정성을 제공한다.
백플레인(3) 뒤에는 사운드 액추에이터(104, 105)가 제공되어 있으며, 이것은 백플레인(3)을 가로지르는 지지봉(306-1 내지 306-3)을 통해 LCD 셀(103)에 기계적으로 연결된다. 이를 위해서 구멍(8-1, 8-2, 8-3)(도 8 참조)이 백플레인(3)에 제공된다. 도광판(304) 및 지지봉(306-1 내지 306-3)은 모두 점 표시된 요소로서 도시되어 있다. 이는 도광판(304) 및 지지봉(306-1 내지 306-3)이 모두 동일하거나 유사한 재료를 포함하는 것을 설명하기 위한 것이다. 이 문맥에서 '유사한'은 재료의 광 안내 능력을 지칭한다. 이것은, 도광판(304)을 통과하는 광이 도광판(304)을 나가서 지지봉(306-1 내지 306-3) 내로 커플링하고, 지지봉(306-1 내지 306-3)이 상기 광을 LCD 셀(103)에 안내한다는 것을 의미한다.
도 6은 텔레비전(101)의 측 단면도를 나타낸다. 도 5에 이미 도시된 스택 순서는 전체의 텔레비전(101) 또는 텔레비전(101)의 전체 표면에 대해 제공된 것임을 도 6에서 알 수 있다. 도 3에 대응하여, 사운드 액추에이터(104)는 LCD 셀(103)의 상부 가장자리에 위치되고, 사운드 액추에이터(105)는 LCD 셀(103)의 하부 가장자리에 위치된다.
또한, LED(401)가 도광판(304)의 하부 가장자리에 도시되어 있다. 이 LED(401)는 단지 예시적이며 도광판(304)의 외주 상에 있을 수 있는 복수의 LED를 대표한다. 확산체 필름(301), 프리즘 시트(302), 확산체 필름(303), 도광판(304) 및 반사체 시트(307)로 이루어지는 상기 스택은, 가장자리 LED(401)의 광을 LCD 셀(103)의 표면에 대해 가능한 한 균일하게 분배할 것이다.
도 7은 확산체 필름(301), 프리즘 시트(302) 및 확산체 필름(303)을 포함하는 스택의 상세도를 도시한다. 추가의 층들이 3개의 점으로 암시된다.
도시된 층들은 각각 지지봉(306-1 내지 306-3)이 백플레인(3)을 가로지르는 구멍(8-1, 8-2, 8-3)을 포함한다. 구멍(8-1, 8-2, 8-3)은 지지봉(306-1 내지 306-3)보다 더 커서 지지봉(306-1 내지 306-3)이 구멍(8-1, 8-2, 8-3) 내에서 자유롭게 움직일 수 있다.
도 7에서, 구멍(8-1, 8-2, 8-3) 및 지지봉(306-1 내지 306-3)은 원형이다. 즉 둥근 단면을 갖는다. 정사각형, 타원형 또는 임의의 다른 단면 모양도 가능할 수 있음을 이해해야 한다.
도 8은 본 발명에 따른 디스플레이 장치(101)의 일 실시 예의 블록도를 도시한다.
디스플레이 장치(101)는 오디오 증폭기(502)에 전자적으로 결합된 메인 보드(501)를 포함하며, 상기 오디오 증폭기(502)는 이어서 사운드 액추에이터(104, 105)에 전자적으로 결합되어 대응하는 구동 신호(5)로 상기 사운드 액추에이터(104, 105)를 구동한다.
메인 보드(501)는 비디오 및 오디오 신호를 수신 또는 디코딩하고 상기 비디오 신호를 LCD 셀(103)에 전송하고 상기 오디오 신호를 오디오 증폭기(502)에 전송하는데 필요한 임의의 디지털 및/또는 프로그래머블 전자 회로를 포함할 수 있다.
오디오 증폭기(502)는, 예를 들어 디지털 오디오 데이터 스트림을 수신하고, 상기 오디오 데이터 스트림을 각각의 오디오 데이터를 나타내는 아날로그 전압 또는 전류 신호로 변환하며 사운드 액추에이터(104, 105)에 제공될 때 사운드 액추에이터(104, 105)를 그에 따라 진동시킨다. 상기 오디오 데이터 스트림의 변환은 또한 메인 보드(501)에 의해 수행될 수도 있다는 것을 이해해야 하며, 메인 보드(501)는 오디오 증폭기(502)에 아날로그 오디오 신호를 제공할 수 있다.
본 명세서에서 특정 실시 예가 도시되고 설명되었지만, 다양한 대체 및/또는 등가의 구현이 존재한다는 것은 통상의 기술자에게 자명하다. 예시적인 실시 예는 단지 예일 뿐이며, 어떤 방식으로든 범위, 적용 가능성 또는 구성을 제한하는 것을 의도하지 않는다는 것을 이해해야 한다. 오히려, 전술한 요약 및 상세한 설명은 하나 이상의 예시적인 실시 예를 구현하기 위한 편리한 로드맵을 통상의 기술자에게 제공할 것이며, 첨부된 청구항들 및 그들의 법적 등가물에 기재된 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명의 실시 예에 기술된 요소들의 기능 및 배열에 다양한 변경이 가해질 수 있음을 이해해야 한다. 일반적으로, 본 출원은 본 명세서에서 논의된 특정 실시 예의 임의의 개조 또는 변형을 포괄하도록 의도된다.
예를 들어, 스마트폰 디스플레이 및 LCD 텔레비전과 관련하여 설명되었지만, 본 발명은 디스플레이를 포함하고 사운드를 재생할 필요가 있는 임의의 장치와 함께 사용될 수 있다. 또한, LCD 기반 디스플레이뿐만 아니라, 예를 들어, 플라즈마-스크린, OLED 또는 AMOLED 디스플레이 등도 본 발명과 함께 사용될 수 있다.
예를 들어 2개의 사운드 액추에이터를 갖는 텔레비전이 스테레오 오디오 시스템으로서 위에서 설명되었지만, 본 발명은 디스플레이 장치에 복수의 확성기를 제공함으로써 확성기들의 어레이를 제공하는데 사용될 수 있다. 이러한 확성기들의 어레이는 예를 들어 웨이브 필드 합성을 수행하기 위해 사용될 수 있다.
전술한 본 발명은, 이미지를 제어 가능하게 표시하는 이미징 평면, 상기 이미징 평면 뒤에 위치된 백플레인, 구동 신호에 기초하여 진동을 생성하는 다수의 사운드 액추에이터, 그리고 상기 이미징 평면을 상기 백플레인을 통해 상기 사운드 액추에이터와 기계적으로 결합하는 모든 사운드 액추에이터를 위한 하나 이상의 기계적 결합 요소를 포함하는 디스플레이를 설명한다.
1, 101 디스플레이 장치
2, 103 이미징 평면
3 백플레인
4, 104, 105 사운드 액추에이터
5 구동 신호
6 결합 요소
7-1, 7-2, 401 LEDs
306-1 ~ 306-3 지지봉
8-1 ~ 8-3 구멍
304 도광판
102 전면 베젤
201 픽셀
301, 303 확산체 필름
302 프리즘 시트
307 반사체 시트
308 금속 후면 커버
402 중간 프레임
501 메인보드
502 오디오 증폭기

Claims (10)

  1. 디스플레이 장치(1, 101)에 있어서,
    이미지를 제어 가능하게 표시하는 이미징 평면(2, 103);
    상기 이미징 평면(2, 103)의 뒤에 위치된 백플레인(3);
    구동 신호(5)에 기초하여 진동을 생성하는 다수의 사운드 액추에이터(4, 104, 105); 및
    상기 이미징 평면(2, 103)과 상기 사운드 액추에이터(4, 104, 105)를 상기 백플레인(3)을 통해 기계적으로 결합하는, 상기 사운드 액추에이터(4, 104, 105) 모두를 위한 하나 이상의 기계적 결합 요소(6);를 포함하고
    상기 기계적 결합 요소(6)는 각각 다수의 지지봉들(306-1 ~ 306-3)을 포함하고, 상기 지지봉들은 한쪽 끝이 상기 사운드 액추에이터(4,104, 105) 각각에 결합되고 다른 쪽 끝이 이미징 평면(2, 103)에 결합되며,
    상기 백플레인(3)은 내측 윤곽을 갖는 상기 지지봉들(306-1 ~ 306-3)을 위한 구멍들(8-1 ~ 8-3)을 포함하고, 상기 내측 윤곽은 상기 지지봉들(306-1 ~ 306-3)의 외측 윤곽으로부터 미리결정된 거리만큼 이격된, 디스플레이 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 백플레인(3)은 도광판(304)을 포함하고,
    상기 지지봉들(306-1 ~ 306-3)은 광을 부분적으로 또는 전체적으로 안내하는 재료를 포함하는, 디스플레이 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 도광판(304) 내에 특히 상기 구멍들(8-1 ~ 8-3)의 가장자리들에 광 결합 요소(6)를 포함하고,
    상기 광 결합 요소(6)는 상기 도광판(304)으로부터 상기 지지봉들(306-1 ~ 306-3) 내로 광을 커플링하는, 디스플레이 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지봉들(306-1 ~ 306-3)의 단면은 상기 이미징 평면(2, 103)의 3개의 픽셀 이하이며, 특히 2개의 픽셀 이하이거나 1개의 픽셀 이하인, 디스플레이 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디스플레이 장치(1, 101)의 정면도에서 상기 디스플레이 장치(1, 101)의 상기 이미징 평면(2, 103)의 뒤쪽 상기 디스플레이 장치(1, 101)의 대향하는 측의 상이한 높이에 배치되는 2개의 사운드 액추에이터(4, 104, 105)를 포함하는, 디스플레이 장치.
  6. 디스플레이 장치(1, 101)에 의해 사운드를 재생하는 방법에 있어서,
    상기 디스플레이 장치(1, 101) 내의 다수의 사운드 액추에이터(4, 1014, 105)에 의해 구동 신호(5)에 기초하여 진동을 생성하는 단계(S1); 및
    상기 사운드 액추에이터(4, 104, 105) 모두를 위한 하나 이상의 기계적 결합 요소(6)에 의해 상기 진동을 상기 디스플레이 장치(1, 101)의 백플레인(3)을 통해 상기 디스플레이 장치(1, 101)의 이미징 평면(2, 103)에 기계적으로 전달하는 단계(S2);를 포함하고,
    상기 진동을 기계적으로 전달하는 단계는 지지봉들(306-1 ~ 306-3)에 의해 상기 진동을 전달하는 과정을 포함하고,
    상기 지지봉들(306-1 ~ 306-3)은, 상기 백플레인(3) 내 구멍들(8-1 ~ 8-3)을 통해, 한쪽 끝이 상기 사운드 액추에이터(4, 104, 105)의 각각에 결합되고 다른 쪽 끝이 상기 이미징 평면(2, 103)에 결합되며,
    상기 구멍들(8-1 ~ 8-3)은 상기 지지봉들(306-1 ~ 306-3)의 외측 윤곽으로부터 미리결정된 거리만큼 이격된 내측 윤곽을 갖는, 사운드 재생 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    도광판(304)에 의해 상기 백플레인(3)에서 광을 안내하는 단계 및 상기 도광판(304)으로부터 상기 지지봉들(306-1 ~ 306-3)을 통해 부분적으로 또는 전체적으로 상기 광을 안내하는 단계를 추가로 포함하는, 사운드 재생 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 도광판(304) 내의 광 결합 요소(6)에 의해 광을 상기 지지봉들(306-1 ~ 306-3) 내로 커플링하는 단계를 포함하는, 사운드 재생 방법.
  9. 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 진동을 기계적으로 전달하는 단계는 지지봉들(306-1 ~ 306-3)에 의해 상기 진동을 전달하는 과정을 포함하고,
    상기 지지봉들(306-1 ~ 306-3)의 단면은 상기 이미징 평면(2, 103)의 3개의 픽셀 이하이며, 특히 2개의 픽셀 이하인 또는 1개의 픽셀 이하인, 사운드 재생 방법.
  10. 제 6 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디스플레이 장치(1, 101)의 정면도에서 상기 디스플레이 장치(1, 101)의 상기 이미징 평면(2, 103)의 뒤쪽 상기 디스플레이 장치(1, 101)의 대향하는 측의 상이한 높이에 배치되는 2개의 사운드 액추에이터(4, 104, 105)에 의해, 또는 웨이브 필드(wave field) 합성을 집합적으로 수행하는 복수의 사운드 액추에이터(4, 104, 105)에 의해 상기 진동을 기계적으로 전달하는 단계를 포함하는, 사운드 재생 방법.
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