KR20180051774A - 디스플레이 장치 및 이의 제어 방법 - Google Patents

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KR20180051774A
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Abstract

디스플레이 장치가 개시된다. 본 디스플레이 장치는 복수의 항목을 포함하는 UI를 표시하는 디스플레이부, 디스플레이부에 포함된 폐루프에 유도 기전력을 발생시키고, 폐루프에서 발생된 유도 기전력의 변화에 기초하여 사용자 터치를 감지하는 센서 및 폐루프에서 발생된 유도 기전력의 변화의 크기에 기초하여 복수의 항목 중 사용자가 터치한 항목에 대응되는 기능을 실행하는 프로세서를 포함한다.

Description

디스플레이 장치 및 이의 제어 방법{ DISPLAY APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING THEREOF }
본 개시는 디스플레이 장치 및 이의 제어 방법에 대한 것으로, 보다 상세하게는, 사용자 터치로 인해 발생되는 유도 기전력을 이용하여 사용자 터치를 감지하는 디스플레이 장치 및 이의 제어 방법에 대한 것이다.
터치 패드와 같은 접촉 감지 장치는 디스플레이 장치에 구비되어 마우스, 키보드 등의 별도의 장치 없이 자신의 신체를 이용한 입력 방법을 제공할 수 있는 입력 장치로서, 노트북과 같이 별도의 입력 장치를 이용하기 곤란한 휴대용 전자 기기에 널리 적용되고 있다.
또한, 접촉 감지 장치 중 디스플레이 패널에 부착되어 사용자에게 직관적인 입력 방법을 제공할 수 있는 입력 장치인 터치 스크린, 최근 휴대폰, PDA(Personal Digital Assistant), 네비게이션 등과 같은 다양한 전자 기기에 널리 적용되고 있다. 특히, 최근 스마트 폰에 대한 수요가 증가하면서, 제한된 폼 팩터에서 다양한 입력 방법을 제공할 수 있는 접촉 감지 장치로 터치 스크린의 채용 비율이 날로 증가하고 있다.
또한, 전자 기기에 적용되는 접촉 감지 장치는, 터치 입력을 감지하는 방법에 따라 크게 정전용량(capacitive) 방식, 적외선(IR) 방식, 표면 초음파(Surface Acoustic Wave; SAW) 방식 및 인셀(In-Cell) 방식 등으로 구현될 수 있다.
그러나, 정전용량 방식은 디스플레이 전면에 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 은(silver) 등의 투명 전극을 도포해야 하므로 비용 부담이 있고, 저항 값에 따라 두께가 달라지며, 투명도가 100%는 아닌 바, 화질 열화가 발생하는 문제점이 있다. 그리고, 적외선 방식은 디스플레이의 베젤에 센서를 삽입해야하므로, 베젤의 두께가 두꺼워지고, 소비 전력이 크다는 문제점이 있다. 그리고, 초음파 방식 또한, 베젤의 두께가 두꺼워지고, 초음파 전송을 위해 모듈이 떠 있어야 하는 등의 별도의 구조가 필요하다. 그리고, 인셀 방식은 외부 빛에 취약하고, 화질 열화, 분해능 저하 및 화면의 크기에 따라 비용이 증가하는 문제점이 있다.
이에 따라, 베젤이 두꺼워지는 등의 디자인 제약 및 화질 열화 없이 사용자의 터치를 감지하기 위한 기술의 필요성이 대두되고 있다.
본 개시는 상술한 필요성을 충족하기 위해 안출된 것으로, 본 개시의 목적은, 사용자 터치로 인해 발생되는 유도 기전력을 이용하여 사용자 터치를 감지하는 디스플레이 장치 및 이의 제어 방법을 제공함에 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치는, 복수의 항목을 포함하는 UI를 표시하는 디스플레이부, 상기 디스플레이부에 포함된 폐루프에 유도 기전력을 발생시키고, 상기 폐루프에서 발생된 유도 기전력의 변화에 기초하여 사용자 터치를 감지하는 센서 및 상기 폐루프에서 발생된 유도 기전력의 변화의 크기에 기초하여 상기 복수의 항목 중 사용자가 터치한 항목에 대응되는 기능을 실행하는 프로세서를 포함한다.
이 경우, 상기 센서는, 상기 디스플레이부의 후면(back side)에 배치될 수 있다.
한편, 상기 디스플레이부는, 빛을 발광하는 백라이트 레이어 및 상기 백라이트 레이어에서 발광된 빛을 선택적으로 방출하는 LCD 레이어를 포함하고, 상기 센서는, 상기 백라이트 레이어의 후면에 배치될 수 있다.
한편, 상기 디스플레이부의 전면(front side)에 컬러 필터층을 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 센서는, 코일 및 상기 코일에 직렬 연결되어 AC 전원을 제공하는 전원부를 포함하고, 상기 코일의 인덕턴스 변화에 기초하여 사용자 터치를 감지할 수 있다.
이 경우, 상기 센서는, 상기 인덕턴스 변화의 크기에 기초하여 복수의 항목 중 어느 항목에 대한 사용자 터치인지를 식별할 수 있다.
한편, 상기 복수의 항목은, 전원, 채널 업, 채널 다운, 음량 업, 음량 다운, 외부 입력 및 메뉴 중 2개 이상을 포함할 수 있다.
한편, 상기 센서와 상호 이격되어 배치되는 적어도 하나의 센서를 더 포함하며, 상기 프로세서는, 상기 센서 및 상기 적어도 하나의 센서에서 각각 발생된 유도 기전력의 변화의 크기를 비교하여 사용자 터치의 위치를 판단할 수 있다.
한편, 상기 센서는, 상기 디스플레이부의 기설정된 영역에서의 사용자 터치만 감지할 수 있다.
한편, 상기 디스플레이부를 보호하는 샤시부를 더 포함하고, 상기 센서는 상기 샤시부와 상기 디스플레이부 사이에 배치될 수 있다.
한편, 상기 센서에서 감지된 유도 기전력의 변화 값 중 주파수가 기설정된 값 미만인 영역을 제거하는 필터를 더 포함할 수 있다.
한편, 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 제어 방법은, 복수의 항목을 포함하는 UI를 표시하는 단계, 센서의 인덕터를 이용하여 디스플레이부에 포함된 폐루프에 자기장을 송출하는 단계, 상기 인덕터의 인덕턴스를 감지하는 단계 및 상기 감지된 인덕턴스의 변화의 크기에 기초하여 상기 복수의 항목 중 사용자가 터치한 항목에 대응되는 기능을 실행하는 단계를 포함한다.
이 경우, 상기 복수의 항목은, 전원, 채널 업, 채널 다운, 음량 업, 음량 다운, 외부 입력 및 메뉴 중 2개 이상을 포함할 수 있다.
한편, 상기 실행하는 단계는, 상기 감지된 인덕턴스의 변화의 크기에 기초하여 상기 복수의 항목 중 사용자가 터치한 항목을 판단하는 단계를 포함하고, 상기 판단하는 단계는, 상기 디스플레이부의 기설정된 영역에서의 사용자 터치만 판단할 수 있다.
이 경우, 상기 판단하는 단계는, 상기 센서가 복수 개이면, 상기 복수 개의 센서의 인덕터 각각에서 발생된 인덕턴스의 변화의 크기를 비교하여 사용자가 터치한 항목을 판단할 수 있다.
한편, 상기 감지된 인덕턴스 중 주파수가 기설정된 값 미만인 영역을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따라 사용자 터치를 감지할 수 있는 디스플레이 장치의 일 예를 도시한 도면,
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 개략적인 구조를 도시한 도면,
도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 개략적인 구성을 도시한 블럭도,
도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따른 사용자 터치를 감지하는 방법을 설명하기 위한 도면,
도 5 및 도 6은 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치가 전원 오프(off) 상태일 때 감지된 사용자 터치를 설명하기 위한 도면,
도 7 내지 도 9는 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치가 전원 온(on) 상태일 때 감지된 사용자 터치를 설명하기 위한 도면,
도 10 및 도 11은 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 다양한 상태에서 감지된 사용자 터치를 설명하기 위한 도면,
도 12 및 도 13은 본 개시의 일 실시 예에 따라 복수의 센서를 구비하는 디스플레이 장치에서 감지된 사용자 터치를 설명하기 위한 도면, 그리고,
도 14는 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치를 제어하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 개시에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
본 개시의 실시 예에서 사용되는 용어는 본 개시에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 개시의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 개시의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
본 개시의 실시 예들은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 특정한 실시 형태에 대해 범위를 한정하려는 것이 아니며, 발명된 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 실시 예들을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구성되다" 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 개시의 실시 예에서 '모듈' 혹은 '부'는 적어도 하나의 기능이나 동작을 수행하며, 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 복수의 '모듈' 혹은 복수의 '부'는 특정한 하드웨어로 구현될 필요가 있는 '모듈' 혹은 '부'를 제외하고는 적어도 하나의 모듈로 일체화되어 적어도 하나의 프로세서로 구현될 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 개시의 실시 예에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 개시를 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 대해 더욱 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따라 사용자 터치를 감지할 수 있는 디스플레이 장치의 일 예를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치(100)는 사용자의 터치를 감지할 수 있는 센서(120)를 포함한다. 구체적으로, 디스플레이 장치(100)는 센서(120)를 이용하여 감지한 사용자 터치 위치에 대응되는 동작을 실행할 수 있다. 한편, 도 1에서는 하나의 센서(120)만을 구비하는 것으로 도시하였으나, 디스플레이 장치(100)는 둘 이상의 복수의 센서를 구비할 수도 있으며, 센서의 배치 형태도 다양한 형태로 구현될 수 있다.
그리고, 디스플레이 장치(100)는 스크린의 일부에 사용자(10)의 터치로 선택을 받을 수 있는 복수의 영역(11)을 표시할 수 있다. 예를 들어, 복수의 영역(11)은 전원 영역, 채널 업 영역, 채널 다운 영역, 음량 업 영역, 음량 다운 영역, 외부 입력 영역 및 메뉴 영역 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이때, 도 1에서는 6개의 영역이 막대 형태로 배열되는 것으로 표시하였지만, 영역의 갯수, 종류 및 배열 형태는 이에 한정되지 않는다.
한편, 도 1에서는 디스플레이 장치(100)가 사용자(10)의 손가락에 의한 터치를 감지하는 것으로 도시하였으나, 실제 구현시에는 디스플레이 장치(100)는 스타일러스 펜, 일반 펜, 책의 모서리 등 압력을 가할 수 있는 모든 물체에 의한 터치도 감지할 수 있다.
한편, 디스플레이 장치(100)는 감지된 사용자(10)의 터치에 대응되는 동작을 수행할 수 있다. 구체적으로, 디스플레이 장치(100)는 센서(120)에 의해 감지된 신호에 기초하여 표시된 UI에 포함된 복수의 항목 중 사용자 터치의 위치를 판단하고, 사용자가 터치한 항목에 대응되는 기능을 실행할 수 있다. 이때, 디스플레이 장치(100)는 센서(120)에 의해 감지된 신호의 크기에 기초하여 사용자 터치의 위치를 판단할 수 있다. 예를 들어, 도 1에서는 사용자가 음량 증가에 대응되는 영역인 '+' 영역을 터치함에 따라, 디스플레이 장치(100)는 영상의 음량을 증가시킬 수 있다.
한편, 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치(100)는 TV일 수 있으나, 실제 구현시에는, 스마트폰, 노트북, 데스크탑 PC의 모니터, 태블릿 PC 등 다양한 디스플레이 장치로 구현될 수 있다.
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 개략적인 구조를 도시한 도면이다. 구체적으로, 도 2는 디스플레이 장치(100)의 측면에서 보이는 모습을 도시한 것으로, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 일반적으로 디스플레이 장치(100)를 기준으로 사용자가 위치하는 쪽을 디스플레이 장치(100)의 전면(front side), 그 반대면을 후면(back side)이라고 지칭한다. 즉, 도 2에서는 위쪽이 디스플레이 장치(100)의 전면, 아래쪽이 디스플레이 장치(100)의 후면인 것으로 지칭한다. 한편, 이하에서 기재되는 '전단'은 '전면'과 동일한 의미이고, '후단'은 '후면'과 동일한 의미로 사용된다.
도 2를 참조하면, 디스플레이 장치(100)는 샤시부(110), 센서(120), 디스플레이부(130), 컬러 필터층(140) 및 프로세서(160)을 포함한다.
샤시부(110)는 영상을 표시하는 디스플레이부(130)를 보호한다. 구체적으로, 샤시부(110)는 디스플레이부(130)를 외곽에서 보호할 수 있다. 일반적으로, 디스플레이부(130)를 보호하는 구성은 탑 샤시(top chassis) 및 바텀 샤시(bottom chassis)가 있으나, 본 명세서에서 샤시부(110)는 바텀 샤시를 지칭하는 것으로 한다. 한편, 샤시부(110)는 디스플레이부(130) 이외에도 컬러 필터층(140) 등 영상을 표시하기 위해 필요한 구성들을 더 보호할 수 있다.
샤시부(110)는 플레이트 형태의 알루미늄(Al) 합금일 수 있다. 추가적으로, 센서(120)등을 장착하기 위한 굴곡이 포함된 플레이트 형태일 수도 있다. 한편, 이상에 기재한 것 이외의 샤시부(110)의 특징은 기존 사용되어온 샤시와 동일한 바, 이에 대한 설명은 생략한다.
센서(120)는 사용자 터치(10)를 감지할 수 있다. 이때, 센서(120)는 코일 형태의 패턴이 프린트된 PCB(Printed Circuit Board)일 수 있다. 그러나 이에 한정되지는 않고, 인덕터를 포함하여 유도 기전력이 발생되고, 유도 기전력의 변화를 감지할 수 있는 센서는 모두 사용 가능하다. 한편, 디스플레이 장치(100)는 적어도 하나의 센서(120)를 포함할 수 있다.
한편, 센서(120)는 샤시부(110)에 부착되어, 사용자 터치(10)에 의해 발생되는 유도 기전력을 이용하여 사용자의 터치 유무 및 위치를 감지할 수 있다. 이때, 센서(120)는 디스플레이부(130)의 후단에 배치될 수 있다. 즉, 센서(120)는 디스플레이부(130) 및 샤시부(110)의 사이에 배치될 수 있다. 구체적으로, 디스플레이부(130)는 백라이트 레이어(131)를 포함할 수 있으며, 이때, 센서(120)는 백라이트 레이어(131)의 후단에 배치될 수 있다. 이와 같이 PCB인 센서(120)를 백라이트 레이어(131)를 포함하는 디스플레이부(130)의 후단에 배치함으로써, 화질 열화가 없이 터치 감지가 가능한 디스플레이 장치를 얻을 수 있다.
한편, 센서(120)는 디스플레이부(130)의 기설정된 영역에서 발생하는 사용자 터치만을 감지할 수 있다. 구체적으로, 터치를 감지하기 위해 디스플레이부(130)의 전체 면에 투명 전극을 도포해야 했던 반면, 사용자가 터치할 메뉴가 표시되는 영역에만 센서(120)를 배치하여 해당 영역의 사용자 터치만 감지할 수 있다. 이와 같이 필요한 영역에만 센서(120)를 배치하여 사용자 터치를 감지하게 함으로써, 터치 기능을 실현하기 위한 비용이 감소되는 효과가 있다.
한편, 센서(120)는 이하에 기재될 전극층(133)에 발생되는 유도 기전력의 변화에 기초하여 사용자 터치(10)를 감지할 수 있다. 구체적으로, 센서(120)는 연결된 프로세서(160)의 제어에 의해 제공받은 AC 전원에 의해 디스플레이부(130)의 전극층(133)에 포함된 폐루프에 유도 기전력을 발생시키고, 사용자 터치(10)에 의해 전극층(133)이 이동하여 센서(120)와의 거리가 변함에 따라 발생되는 유도 기전력의 변화에 기초하여 사용자 터치를 감지할 수 있다. 한편, 유도 기전력을 이용해 사용자 터치를 감지하는 방법은 이하 도 4 및 도 14를 참조하여 자세히 설명한다. 이와 같이 외부로부터의 압력에 의해 전극층(133)이 이동하는 것을 이용하여 사용자 터치(10)를 감지하는 바, 터치에 사용되는 기구들에 한정이 없고, 심지어 장갑을 낀 상태에서의 사용자 터치도 감지할 수 있게 된다.
한편, 센서(120)는 코일, AC 전원부, 저항 등을 포함할 수 있다. 센서(120)의 구체적인 구조에 대한 설명은 이하 도 3 및 도 4를 참조하여 자세히 설명한다.
디스플레이부(130)는 영상을 표시하기 위한 구성이다. 구체적으로, 디스플레이부(130)는 복수의 항목을 포함하는 UI를 표시할 수 있다. 이때, UI는 디스플레이부(130)의 일부 영역에 표시될 수 있다.
이때, 디스플레이부(130)는 구비된 전극을 이용하여 빛을 선택적으로 투과시켜 영상을 표시할 수 있다. 이를 구현하기 위해, 디스플레이부(130)는 백라이트 레이어(131), LCD 레이어(132) 및 전극층(133)을 포함할 수 있다. 한편, 디스플레이부(130)은 백라이트 레이어(131) 및 LCD 레이어(132) 이외에도 다수의 필름을 더 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면 백라이트 레이어(131)는 빛을 방출하는 백라이트(131-1) 및 방출된 빛이 디스플레이 장치(100)의 전면(前面) 방향으로 진행하도록 빛을 균일하게 전달하는 도광판(ligth guide plate, 131-2)를 포함할 수 있다. 이때, 백라이트(131-1)는 CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp: 냉음극 형광램프) 또는 LED((Light Emitting Diode: 발광 다이오드)일 수 있다. 그리고, 도광판(131-2)은 투명 아크릴 패널로 구성되어 사용자 터치에도 변형이 일어나지 않는다. 한편, 실제 구현시에는 도광판 없이 백라이트(131-1)가 디스플레이부(130)의 전체 면에 빛을 직접 발산하는 형태로 구현될 수도 있다.
그리고, 백라이트 레이어(131)는 백라이트(131-1)로부터 방출된 빛과 도광판(132-2)에 의해 전달되는 빛 중 후면(後面) 방향으로 진행되는 빛을 전면 방향으로 반사시키기 위한 반사 필름(131-3)을 더 포함할 수 있다. 이로 인해 빛의 손실을 줄일 수 있다.
한편, LCD 레이어(132)는 액정(Liquid Crystal)을 규칙적으로 배열한 패널로, 전극층(133)에 의해 인가된 전기 신호에 따라 각 액정의 배열이 변화할 수 있다. 이로 인해, 일정한 패턴의 방향성을 띄게 되며, 백라이트 레이어(131)로부터 전달된 빛이 각 액정을 통과하면서 각기 다른 패턴으로 굴절하며, 컬러 필터층(140) 및 편광 필터(미도시)를 통과하여 각각 다른 색상 및 밝기를 갖는 화소가 될 수 있다.
전극층(133)은 LCD 레이어(132)에 전압을 인가하기 위한 구성으로, 투명 전극을 포함할 수 있다. 이때, 투명 전극은 ITO, 그래핀(Graphene), PEDOT(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)) 및 CNT(Carbon Nano Tube) 중 적어도 하나일 수 있다.
여기서, 전극층(133)은 포함된 투명 전극으로 인해 내부에 폐루프를 가질 수 있다. 이로 인해, 센서(120)의 AC 전류에 영향을 받아 유도 기전력이 발생되고, 외력에 의해 이동되어 센서(120)와의 거리가 미세하게 변함에 따라, 유도 기전력의 변화가 발생하여, 디스플레이 장치(100)가 사용자 터치가 있음을 감지하게 할 수 있다.
컬러 필터층(140)은 전극층(133) 전단에 배치되며, 백라이트 레이어(131)로부터 발산된 백색광에 색을 구현하기 위한 구성이다. 구체적으로, 컬러 필터층(140)은 세가지 기본색(적색(R),녹색(G),청색(B))의 염료나 안료를 포한하는 수지 필름일 수 있다.
한편, 이상에서는 디스플레이부(130) 및 컬러 필터층(140)이 별도의 구성인 것으로 기재하였으나, 실제 구현시에는 'LCD 셀(cell)'이라는 용어로 통칭될 수 있다.
프로세서(160)는 샤시부(110)의 후단에 배치되며, 이상에 기재한 디스플레이 장치(100)의 각 구성을 제어하는 동작을 수행하는 구성이다. 구체적으로, 프로세서(160)는 전극층(133)의 유도 기전력 변화를 감지하도록 센서(120)에 AC 전압을 인가하고, 센싱된 신호에 기초하여 사용자 터치의 위치를 파악하여, 파악된 위치에 대응되는 동작을 수행하도록 디스플레이 장치(100)를 제어할 수 있다. 프로세서(160)의 보다 자세한 동작은 이하 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.
그리고, 디스플레이 장치(100)는 이상에 기재한 구성 이외에도 필요에 따라 다수의 필름, 윈도우 커버 등을 더 포함할 수 있으며, 외부로부터 디스플레이 장치(100)의 다양한 구성을 보호하기 위한 플라스틱 커버를 더 포함할 수 있다.
한편, 이상에 기재한 바와 같이 기존 LCD 셀에 센서를 부가하는 것만으로 터치 감지가 가능하며, 특히, 센서가 백라이트 후단에 위치함으로써, 화질 열화가 없고, 베젤이 두꺼워지는 등의 디자인 제약이 적은 디스플레이 장치를 얻을 수 있다.
도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 개략적인 구성을 도시한 블럭도이다.
도 3을 참조하면, 디스플레이 장치(100)는 센서(120), 디스플레이부(130) 및 필터(160)를 포함한다. 도 3에 도시되지는 않았지만, 디스플레이 장치(100)는 샤시부, 컬러 필터층 등을 더 포함할 수 있다. 다만, 생략된 구성은 이상에 기재한 도 2에 대한 설명과 동일한 바, 생략된 구성에 대한 설명은 도 2에 대한 설명을 대신한다.
센서(120)는 코일(121) 및 AC 전원부(122)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 센서(120)는 프로세서(160)의 제어에 의해 AC 전원부(122)에서 코일(121)에 교류전압을 인가하면, 투명 전극에 의해 폐루프를 갖는 디스플레이부(130)과의 상호 작용에 의해 사용자 터치를 감지할 수 있다. 여기서 코일(121)은 인덕터일 수 있고, AC 전원부(122)와 코일(121)은 직렬 연결될 수 있다. 한편, 도 3에서는 AC 전원부(122)와 프로세서(160)가 별개의 구성인 것으로 도시하였으나, 실제 구현시에는 AC 전원부(122)와 프로세서(160)가 동일한 구성일 수 있다.
이때, 센서(120)는 코일(121) 및 디스플레이부(130)에 발생하는 유도 기전력의 변화에 기초하여 사용자 터치를 감지할 수 있다. 구체적으로, 센서(120)는 코일(121)의 인덕턴스 변화에 기초하여 사용자 터치를 감지할 수 있다.
여기서, 인덕턴스는 회로에 흐르는 전류의 변화에 의한 전자기 유도로 생기는 역기전력의 비율을 나타내는 양으로, 센서(120)는 인덕턴스 변화의 크기에 기초하여, 디스플레이부(130)에 표시된 UI에 포함된 복수의 항목 중 어느 항목에 대한 사용자 터치인지를 식별할 수 있다. 보다 자세한 감지 과정은 이하 도 4를 참조하여 설명하기로 한다. 이때, 복수의 항목은 전원, 채널 업, 채널 다운, 음량 업, 음량 다운, 외부 입력 및 메뉴 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이에 한정되지는 않는다.
한편, 센서(120)는 복수 개일 수 있으며, 상호 이격되어 배치될 수 있다. 이때, 디스플레이 장치(100)는 각 센서(120)에서 감지된 신호의 크기를 비교하여 사용자 터치의 위치를 판단할 수 있다. 구체적으로, 디스플레이 장치(100)는 각 센서(120)에서 감지된 인덕턴스의 변화의 크기를 비교하여 디스플레이부(130)에 표시된 복수의 항목 중 사용자가 터치한 항목을 판단할 수 있다.
한편, 디스플레이부(130)은 백라이트 레이어(131) 및 LCD 레이어(132) 및 전극층(133)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 백라이트 레이어(131)는 프로세서(160)의 제어에 의해 빛을 발광하고, 발광된 빛이 디스플레이 전면(前面)으로 향하게 한다. 그리고, 백라이트 레이어(131)는 LCD 레이어(132)의 후단에 배치되며, 사용자 터치와 같은 외력에 의해서도 변형이 발생하지 않을 수 있다.
그리고, LCD 레이어(132)는 프로세서(160)의 제어에 따라 전압이 인가된 전극층(133)에 의해 액정을 정렬하여 빛을 선택적으로 투과시킬 수 있다. 구체적으로, LCD 레이어(132)는 백라이트 레이어(131)에서 전달된 빛을 투과시켜, 빛의 밝기, 방향, 굴절 등을 조절할 수 있다.
한편, 전극층(133)은 투명 전극을 포함하고, 프로세서(160)의 제어에 의해 LCD 레이어(132)에 전압을 인가하여 액정의 배열을 변화시킬 수 있다. 한편, 전극층(133)은 포함된 투명 전극에 의해 내부에 폐루프를 가지며, 사용자 터치와 같은 외력이 작용하였을 때, 위치가 이동하면서 센서(120)의 코일(121)과의 거리가 달라져, 유도 기전력이 발생할 수 있다.
이와 같이, 본 개시에 따른 디스플레이 장치(100)는 기존 LCD 셀에 인덕터를 구비한 센서만을 부가하여 터치 감지를 가능하게 하며, 센서를 백라이트 후단에 배치함으로써, 화질 열화 없이 터치 감지가 가능하다는 효과가 있다.
한편, 필터(170)는 센서(120)에서 감지된 신호 중 주파수가 기설정된 값 미만인 영역을 제거할 수 있다. 구체적으로, 디스플레이 장치(100)의 전원이 켜져있고, 영상이 재생되는 경우, 감지된 신호 전체적으로 드리프트(drift)가 일어날 수 있다. 이때, 필터(170)는 감지된 신호 중 낮은 주파수를 제거하여 드리프트를 보정할 수 있다. 예를 들어, 필터(170)는 높은 주파수만을 통과시키고 낮은 주파수를 제거하는 하이패스필터(HPF, high pass filter)일 수 있다. 한편, 드리프트를 보정하는 실시 예는 이하 도 8 내지 11을 참조하여 자세히 설명한다.
저장부(150)는 디스플레이부(130) 상에서 복수의 인덕턴스 변화의 크기에 각각 대응되는 위치 정보를 저장할 수 있다. 구체적으로, 저장부(150)는 디스플레이부(130)에 표시되는 UI와 연계하여, UI에 포함된 복수의 항목 중 감지된 인덕턴스 변화의 크기에 대응되는 항목에 대한 정보를 저장할 수 있다.
한편, 센서(120)가 복수 개인 경우, 저장부(150)는 각 센서의 인덕턴스 변화의 크기에 대응되는 위치 정보를 저장할 수 있다. 구체적으로, 저장부(150)는 각 센서의 인덕턴스 변화의 크기를 비교한 값과 UI에 포함된 복수의 항목 중 대응되는 항목을 각각 매칭하여 저장할 수 있다.
프로세서(160)는 디스플레이 장치(100)의 각 구성을 제어할 수 있다. 구체적으로, 센서(120), 디스플레이부(130) 및 전극층(133)이 각자의 동작을 수행하게 할 수 있다.
한편, 프로세서(160)는 센서(120)에 의해 감지된 사용자 터치에 대응되는 동작을 수행하도록 디스플레이 장치(100)의 각 구성을 제어할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(160)는 감지된 신호의 크기에 기초하여 복수의 항목 중 어느 항목에 대한 사용자 터치인지를 식별하도록 센서(120)를 제어할 수 있다. 한편, 프로세서(160)는 센서(120)로부터 감지된 신호를 수신하고, 수신된 신호에 기초하여 사용자 터치의 위치를 식별할 수도 있다.
이때, 프로세서(160)는 저장부(150)에 기저장된 정보를 이용하여 UI에 포함된 복수의 항목 중 감지된 신호의 크기에 매칭되는 항목을 사용자가 터치한 것으로 판단할 수 있다.
한편, 프로세서(160)는 식별된 사용자 터치의 위치 및 사용자 터치 동안 표시된 UI에 기초하여 사용자 터치에 대응되는 동작을 수행할 수 있다. 구체적으로, 표시된 UI에 포함된 복수의 항목에서 사용자 터치가 이루어진 영역에 대응되는 기능을 수행할 수 있다. 예를 들어, 복수의 항목이 각각 전원, 채널 업, 채널 다운, 음량 업, 음량 다운, 외부 입력 및 메뉴 중 적어도 하나를 포함하는 경우, 프로세서(160)는 사용자 터치가 감지된 영역에 대응되는 기능을 수행할 수 있다. 한편, UI에 포함될 수 있는 영역은 이상에 기재한 내용에 한정되지 않으며, 복수의 항목의 갯수, 종류 및 배열 형태는 다양하게 구성될 수 있다.
한편, 프로세서(160)는 사용자의 터치 동안 표시된 UI에 따라서 사용자 터치의 세기에 따라 다른 동작을 수행할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(160)는 센서(120)에 의해 감지된 신호의 크기에 따라 사용자 터치의 세기를 구분할 수 있으며, 터치의 세기에 따라 각각 다른 동작을 수행하는 형태로 구현될 수도 있다.
한편, 프로세서(160)는 상호 이격되어 있는 복수의 센서(120)에 의해 감지된 신호에 기초하여 사용자 터치의 위치를 판단할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(160)는 복수의 센서(120)에서 감지된 신호 크기를 비교하여 사용자 터치의 위치를 판단할 수 있다. 복수의 센서를 이용하여 사용자 터치의 위치를 판단하는 실시 예는 이하 도 12 및 도 13을 참조하여 설명한다.
한편, 도시되지는 않았지만, 디스플레이 장치(100)는 외부 장치와의 통신을 수행하기 위한 통신부, 프로그램 및 데이터를 저장하기 위한 저장부 등 디스플레이 장치를 구동하는 필요한 구성을 더 포함할 수 있다.
한편, 이상에 기재한 바와 같이 기존 LCD 셀에 센서를 부가하는 것만으로 터치 감지가 가능하며, 특히, 센서가 백라이트 후단에 위치함으로써, 화질 열화가 없고, 베젤이 두꺼워지는 등의 디자인 제약이 적은 디스플레이 장치를 얻을 수 있다.
도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따른 사용자 터치를 감지하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 센서(120)와 전극층(133)이 거리 d를 두고 배치되어 있다. 구체적으로, 센서(120)는 코일(121) 및 AC 전원부(122)를 구비하고 있으며, 전극층(133)은 인덕터를 구비한 폐루프 회로일 수 있다.
우선, 디스플레이 장치는 AC 전원부(122)가 코일(121)에 교류 전압을 인가하도록 AC 전원부(122)를 제어할 수 있다. 교류 전압 인가로 인하여 코일(121)에서 발생한 자기장이 전극층(133)에 포함된 폐루프 회로에 와전류(eddy current)를 발생시키고, 와전류에 의해 폐루프 회로에 포함된 인덕터에 자기장이 발생하게 된다.
동일한 이유로, 전극층(133)에 포함된 폐루프에 자기장이 발생함에 따라, 센서(120)에 흐르는 전류가 변하게 되고, 이에 따라 코일(121)에는 전류가 변하는 방향과 반대 방향으로 유도 기전력이 발생하게 된다.
한편, 사용자 터치와 같은 외력에 의해 전극층(133)과 센서(120)의 코일(121) 사이의 거리 d가 변하는 경우, 코일(121)에서 발생되는 유도 기전력이 변하게 되고, 이에 따라, 코일(121)의 인덕턴스가 변하게 된다.
센서(120)는 전극층(133)과 센서(120)의 코일(121) 사이의 거리 d가 변함에 따른 인덕턴스의 변화를 감지하고, 감지된 신호의 크기에 따라 사용자 터치의 발생 여부, 발생 위치 등을 식별할 수 있게 된다.
도 5 및 도 6은 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치가 전원 오프(off) 상태일 때 감지된 사용자 터치를 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 디스플레이 장치(100)의 일부 영역에 센서(120)가 구비될 수 있으며, 센서(120)를 중심으로, 전체 20 cm 의 구간을 1cm 간격으로 나누어, 부도체를 이용하여 한 번씩 터치를 수행하였으며, 이에 대한 출력 결과는 도 6에 도시하였다. 이때, 도 5에 도시된 센서는 디스플레이 장치(100)의 내부에 구비된 것으로 외부에서 디스플레이 장치를 시청하는 사용자에게는 보이지 않으며, 도시된 눈금은 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 디스플레이 장치에 도시된 것은 아니다.
도 6을 참조하면, 약 5초 동안은 터치를 수행하지 않고, 약 6초부터 눈금 0에서부터 눈금 20 까지 1cm 씩 옮겨가며 한 번씩 터치를 수행한 것을 알 수 있다. 그리고, 센서(120)에 가까워질수록 인덕턴스의 변화량이 커지며, 센서(120)에서 멀어질수록 인덕턴스의 변화량이 작아지는 것을 확인할 수 있다.
이에 따라, 디스플레이 장치(100)는 센서에서 감지된 신호의 크기에 따라 사용자 터치가 수행된 위치를 식별할 수 있게 된다.
도 7 내지 도 9는 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치가 전원 온(on) 상태일 때 감지된 사용자 터치를 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 디스플레이 장치(100)의 일부 영역에 센서(120)가 구비될 수 있으며, 센서(120)를 시작점으로, 전체 46 cm 의 구간을 부도체를 이용하여 드래그 형식으로 왕복(①,②)하였으며, 이에 대한 출력 결과는 도 8에 도시하였다. 여기서, 설명의 편의를 위하여 눈금은 2cm 간격으로 하였다. 이때, 도 6에 도시된 센서는 디스플레이 장치(100)의 내부에 구비된 것으로 외부에서 디스플레이 장치를 시청하는 사용자에게는 보이지 않으며, 도시된 눈금은 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 디스플레이 장치에 도시된 것은 아니다.
도 8을 참조하면, 약 5초 이후부터 약 20초까지 눈금 0 에서부터 눈금 23 까지 드래그(①)하였으며, 이는 약 5초 이후부터 약 20초까지 인덕턴스의 변화량이 감소하는 것으로 확인할 수 있다. 이는 센서(120)가 눈금 0인 영역에 배치되어 있기 때문이며, 인덕턴스의 변화량이 감소하는 것은 터치 영역이 센서(120)로부터 멀어지기 때문임을 알 수 있다. 이후, 약 20초 이후부터 약 35초까지 눈금 23에서 눈금 0까지 드래그(②)하였으며, 이는 약 20초 이후부터 약 35초까지 인덕턴스의 변화량이 증가하는 것으로 확인할 수 있다. 이 또한, 동일한 이유로 인덕턴스의 변화량이 증가하는 것은 터치 영역이 센서(120)와 가까워지고 있기 때문임을 알 수 있다. 한편, 40초 이후에도 인덕턴스 변화랑이 감소하다가 증가하고 있으므로, 눈금 0에서 눈금 23까지 1회 왕복(①,②)하는 동일한 동작이 재차 수행되었음을 알 수 있다.
한편, 도 8을 참조하면, 인덕턴스 신호가 전체적으로 드리프트되어 있음을 확인할 수 있다. 이는 디스플레이 장치(100)의 전원이 켜져있기 때문에 다른 구성 간의 전류 흐름으로 인해 센서(120)의 코일의 인덕턴스에 영향을 받은 것이며, 디스플레이 장치(100)가 감지된 신호의 크기에 기초하여 사용자 터치의 위치 및 터치의 세기 등을 식별하기 위해서는 드리프트를 보정하는 과정이 필요할 수 있다.
이때, 디스플레이 장치(100)는 필터를 이용하여 드리프트를 보정할 수 있다. 구체적으로, 하이패스필터를 이용하여 드리프트를 보정할 수 있다. 도 8에서는 인덕턴스가 점차적으로 상승되고 있으나, 실험 결과, 시간이 길어지면, 다시 점차적으로 감소할 수 있다. 즉, 매우 낮은 주파수로 드리프트가 발생되고 있는 바, 터치에 의한 변화량만을 도출하기 위해서, 높은 주파수의 신호만을 통과시키고, 낮은 주파수의 신호는 제거하는 하이패스필터를 이용하여 드리프트 보정이 가능할 수 있다.
도 9는 하이패스필터를 이용하여 도 8의 결과를 보정한 것으로, 인덕턴스 변화량의 기준이 점점 증가하지 않고, 0에 맞춰져 있어, 디스플레이 장치(100)가 센서(120)에 의해 감지된 신호를 보다 용이하게 사용 가능함을 확인할 수 있다.
이상에 기재한 바와 같이, 인덕턴스의 변화량을 이용하여 드래그 형태의 터치도 감지가 가능하여, 직접 터치에 의해 보다 많은 디스플레이 장치의 기능을 구현할 수 있는 바, 사용자의 편의가 향상된다.
도 10 및 도 11은 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 다양한 상태에서 감지된 사용자 터치를 설명하기 위한 도면이다.
센서의 코일이 디스플렐이 장치의 다른 구성의 전류의 흐름에도 영향을 받으므로, 디스플레이 장치의 전원을 온/오프하거나, 디스플레이 장치에 케이블을 연결 또는 분리하는 시점에도 일시적으로 인덕턴스가 변할 수 있다.
도 10을 참조하면, 전원 케이블 탈착, HDMI 탈착, 케이블 탈착, 디스플레이 장치의 전원 온/오프 등 디스플레이 장치의 상태를 다양하게 변경하면서, 터치 감지를 수행하였으나, 디스플레이 장치의 상태가 변하는 시점에 센서의 코일의 인덕턴스가 일시적으로 변한다고 하더라도, 터치로 인한 인덕턴스 변화와는 구별이 가능함을 확인할 수 있다.
그리고, 도 10에서는 인덕턴스가 점차 상승하고 있어, 드리프트의 보정이 필요하며, 하이패스필터를 이용하여 도 10의 결과를 보정한 결과는 도 11에 도시되어 있다.
도 11을 참조하면, 인덕턴스 변화량의 기준이 점점 증가하지 않고, 0에 맞춰져 있어, 디스플레이 장치가 센서에 의해 감지된 신호를 보다 용이하게 사용 가능함을 확인할 수 있다. 또한, 디스플레이 장치의 상태 변화에 따라 일시적인 인덕턴스의 변화가 관찰되기는 하지만, 신호의 세기 및 시간의 길이를 비교해보면, 터치에 의한 인덕턴스 변화와는 확연히 구분되는 바, 디스플레이 장치는 일시적인 인덕턴스 변화를 제외하고 신호를 이용하는 알고리즘 등으로 사용자 터치임을 식별할 수 있다.
이상에 기재한 바와 같이, 디스플레이 장치의 상태가 다양하게 변하는 경우에도 본 개시의 일 실시 예에 따라 사용자 터치를 감지하는데 문제가 없음을 확인할 수 있다.
도 12 및 도 13은 본 개시의 일 실시 예에 따라 복수의 센서를 구비하는 디스플레이 장치에서 감지된 사용자 터치를 설명하기 위한 도면이다.
도 12를 참조하면, 디스플레이 장치(100)의 일부 영역에 상호 이격되어 배치(a, b)된 복수의 센서(120a, 120b)가 구비될 수 있으며, 복수의 센서(120)는 약 2 cm의 간격을 두고 배치될 수 있으며, 복수의 센서(120)의 중간 지점을 중심으로 전체 20 cm 의 구간을 1cm 간격으로 나누어, 부도체를 이용하여 눈금 별로 한 번씩 터치를 수행하였다. 이때, 눈금 0 부터 눈금 20 까지(①), 눈금 20 에서 눈금 0 까지(②) 1회 왕복하면서 각각의　눈금에서 터치를 수행하였다.
이에 대한 출력 결과는 도 13에 도시하였다. 이때, 도 12에 도시된 센서는 디스플레이 장치(100)의 내부에 구비된 것으로 외부에서 디스플레이 장치를 시청하는 사용자에게는 보이지 않으며, 도시된 눈금은 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 디스플레이 장치에 도시된 것은 아니다.
한편, 도 12에 도시된 복수의 센서(120)의 배치 형태는 일 실시 예일 뿐, 이에 한정되지 않으며, 상단의 양 모서리, 하단의 양 모서리, 대각선 등 위치에 제한되지 않고 이격되어 배치될 수 있다. 또한, 도 12에서는 복수의 센서(120)가 2개인 것으로 도시하였지만. 3개 이상을 상호 이격되어 배치하는 형태로 구현될 수도 있다.
도 13을 참조하면, 약 5초부터 약 80초까지, 눈금 0 부터 눈금 20 까지(①) 1 cm 간격으로 이동하면서 터치를 수행한 결과 및, 약 90초부터 약 170초까지, 눈금 20 에서 눈금 0 까지(②) 1 cm 간격으로 이동하면서 터치를 수행한 결과가 도시되어 있다. 이를 참조하면, 센서에 가까워질수록 인덕턴스의 변화량이 커지고, 센서(120)에서 멀어질수록 인덕턴스의 변화량이 작아지며, 복수의 센서 각각에서 감지된 인덕턴스 변화의 크기를 비교하면, 디스플레이 장치는 사용자 터치의 위치를 판단할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 장치(100)는 위치 a에 배치된 센서(120a)에서 감지된 인덕턴스 변화의 크기와 위치 b에 배치된 센서(120b)에서 감지된 인덕턴스 변화의 크기를 비교하여, 위치 a에 배치된 센서(120a)에서 감지된 인덕턴스 변화의 크기가 더 크면 위치 a에 배치된 센서(120a)에 가까운 영역을 터치한 것으로, 위치 b에 배치된 센서(120b)에서 감지된 인덕턴스 변화의 크기가 더 크면 위치 b에 배치된 센서(120b)에 가까운 영역을 터치한 것으로 판단할 수 있다.
한편, 디스플레이 장치(100)는 기저장된 인덕턴스 변화의 크기에 대응되는 위치에 기초하여, 해당 위치에 터치가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
이상에 기재한 바와 같이, 디스플레이 장치(100)는 복수의 센서에서 감지된 신호의 크기를 비교하여 사용자 터치가 수행된 위치를 식별할 수 있게 된다.
도 14는 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서 사용자 터치를 감지하고, 감지된 사용자 터치를 기초로 디스플레이 장치를 제어하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 14를 참조하면, 우선 디스플레이 장치는 복수의 항목을 포함하는 UI를 표시한다(S1410). 구체적으로, 디스플레이 장치는 영상을 표시하는 디스플레이부의 일부 영역에 복수의 항목을 포함하는 UI를 표시할 수 있다. 여기서, 복수의 항목은 전원, 채널 업, 채널 다운, 음량 업, 음량 다운, 외부 입력 및 메뉴 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않고 항목의 갯수, 종류 및 배치 형태는 다양하게 구현될 수 있다.
그 다음, 디스플레이 장치는 인덕터를 이용하여 디스플레이부에 포함된 폐루프에 자기장을 송출할 수 있다(S1420). 구체적으로, 디스플레이 장치는 디스플레이부의 후면에 배치된 센서에 구비된 인덕터를 이용하여 디스플레이부에 포함되고, 폐루프를 포함하는 전극층에 자기장을 송출할 수 있다. 여기서, 자기장을 송출한다는 것은 센서의 인덕터에 교류 전압이 인가됨으로써 발생되는 자기장에 의해 전극층의 폐루프에서 와전류가 생성되는 것을 의미한다.
그 다음, 디스플레이 장치는 인덕터에서의 인덕턴스를 감지할 수 있다(S1430). 구체적으로, 전극층의 폐루프에서 생성된 와전류에 의해 센서의 인덕터에서 유도 기전력이 발생되고, 이에 따라 디스플레이 장치는 센서의 회로에서 변화되는 전류를 감지하여 센서의 인덕터의 인덕턴스를 감지할 수 있다.
그 다음, 디스플레이 장치는 감지된 인덕턴스의 변화의 크기에 기초하여 사용자가 터치한 항목에 대응되는 기능을 실행할 수 있다(S1440). 구체적으로, 사용자 터치에 의해 전극층의 폐루프가 이동하여 폐루프의 인덕터와 센서의 인덕터의 거리가 변화되면, 인덕터의 자속이 변화되어 인덕터의 인덕턴스가 변경될 수 있다. 이때, 디스플레이 장치는 인덕턴스 변화를 감지하여, 사용자 터치인지 여부를 감지할 수 있고, 인덕턴스 변화의 크기에 기초하여, 사용자 터치의 위치를 판단할 수 있다. 구체적으로, 디스플레이 장치는 인덕턴스 변화의 크기에 기초하여 표시된 UI에 포함된 복수의 항목 중 어느 항목에 대한 사용자 터치인지를 판단하고, 사용자가 터치한 것으로 판단된 항목에 대응되는 기능을 실행할 수 있다.
한편, 디스플레이 장치는 디스플레이부의 기설정된 영역에서의 사용자 터치만 감지할 수 있다. 구체적으로, 디스플레이 장치는 디스플레이부 중 후면에 배치된 센서가 감지할 수 있는 영역에서의 사용자 터치만 감지할 수 있다. 한편, 디스플레이 장치는 사용자 터치인 것으로 판단하는 인덕턴스의 크기 값을 조절함에 따라 터치를 감지할 수 있는 영역의 크기를 제어할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 장치는 사용자 터치인 것으로 판단하는 인덕턴스의 크기를 큰 값으로 설정한다면, 좁은 영역에서의 터치만 사용자 터치로 판단될 것이고, 인덕턴스의 크기를 작은 값으로 설정한다면, 상대적으로 넓은 범위에서의 터치가 사용자 터치로 판단될 수 있을 것이다.
한편, 디스플레이 장치는 디스플레이 장치의 상태에 따라 발생되는 인덕턴스 값의 드리프트를 보정하는 단계를 추가적으로 수행할 수 있다. 구체적으로, 인덕턴스 값의 드리프트의 주파수는 터치에 의해 발생되는 인덕턴스 변화량의 주파수보다 낮은 바, 디스플레이 장치는 하이패스필터를 이용하여 감지된 인덕턴스 중 주파수가 기설정된 값 미만인 영역을 제거하여 감지된 인덕턴스를 보정할 수 있다.
이상에 기재한 다양한 실시 예에 따라, 기존 LCD 셀에 센서를 부가하는 것만으로 터치 감지가 가능하며, 특히, 센서가 백라이트 후단에 위치함으로써, 화질 열화가 없고, 베젤이 두꺼워지는 등의 디자인 제약이 적은 디스플레이 장치를 얻을 수 있다. 그리고, 터치에 사용되는 기구들에 한정이 없으며, 필요한 영역에만 센서를 배치하여 사용자 터치를 감지하게 함으로써, 터치 기능을 실현하기 위한 비용이 감소되는 효과를 기대할 수 있다.
100 : 디스플레이 장치 110 : 샤시부
120 : 센서 130 : 디스플레이 패널
140 : 컬러 필터층 150 : 저장부
160 : 프로세서

Claims (16)

  1. 디스플레이 장치에 있어서,
    복수의 항목을 포함하는 UI를 표시하는 디스플레이부;
    상기 디스플레이부에 포함된 폐루프에 유도 기전력을 발생시키고, 상기 폐루프에서 발생된 유도 기전력의 변화에 기초하여 사용자 터치를 감지하는 센서; 및
    상기 폐루프에서 발생된 유도 기전력의 변화의 크기에 기초하여 상기 복수의 항목 중 사용자가 터치한 항목에 대응되는 기능을 실행하는 프로세서;를 포함하는 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 센서는,
    상기 디스플레이부의 후면(back side)에 배치되는 디스플레이 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이부는,
    빛을 발광하는 백라이트 레이어; 및
    상기 백라이트 레이어에서 발광된 빛을 선택적으로 방출하는 LCD 레이어;를 포함하고,
    상기 센서는,
    상기 백라이트 레이어의 후면에 배치되는 디스플레이 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이부의 전면(front side)에 컬러 필터층;을 더 포함하는 디스플레이 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 센서는,
    코일; 및
    상기 코일에 직렬 연결되어 AC 전원을 제공하는 전원부;를 포함하고,
    상기 코일의 인덕턴스 변화에 기초하여 사용자 터치를 감지하는 디스플레이 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 센서는,
    상기 인덕턴스 변화의 크기에 기초하여 복수의 항목 중 어느 항목에 대한 사용자 터치인지를 식별하는 디스플레이 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 항목은,
    전원, 채널 업, 채널 다운, 음량 업, 음량 다운, 외부 입력 및 메뉴 중 2개 이상을 포함하는 디스플레이 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 센서와 상호 이격되어 배치되는 적어도 하나의 센서;를 더 포함하며,
    상기 프로세서는,
    상기 센서 및 상기 적어도 하나의 센서에서 각각 발생된 유도 기전력의 변화의 크기를 비교하여 사용자 터치의 위치를 판단하는 디스플레이 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 센서는,
    상기 디스플레이부의 기설정된 영역에서의 사용자 터치만 감지하는 디스플레이 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이부를 보호하는 샤시부;를 더 포함하고,
    상기 센서는 상기 샤시부와 상기 디스플레이부 사이에 배치되는 디스플레이 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 센서에서 감지된 유도 기전력의 변화 값 중 주파수가 기설정된 값 미만인 영역을 제거하는 필터;를 더 포함하는 디스플레이 장치.
  12. 디스플레이 장치의 제어 방법에 있어서,
    복수의 항목을 포함하는 UI를 표시하는 단계;
    센서의 인덕터를 이용하여 디스플레이부에 포함된 폐루프에 자기장을 송출하는 단계;
    상기 인덕터의 인덕턴스를 감지하는 단계; 및
    상기 감지된 인덕턴스의 변화의 크기에 기초하여 상기 복수의 항목 중 사용자가 터치한 항목에 대응되는 기능을 실행하는 단계;를 포함하는 디스플레이의 장치 제어 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 항목은,
    전원, 채널 업, 채널 다운, 음량 업, 음량 다운, 외부 입력 및 메뉴 중 2개 이상을 포함하는 디스플레이 장치의 제어 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 실행하는 단계는,
    상기 감지된 인덕턴스의 변화의 크기에 기초하여 상기 복수의 항목 중 사용자가 터치한 항목을 판단하는 단계를 포함하고,
    상기 판단하는 단계는,
    상기 디스플레이부의 기설정된 영역에서의 사용자 터치만 판단하는 디스플레이 장치의 제어 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 판단하는 단계는,
    상기 센서가 복수 개이면, 상기 복수 개의 센서의 인덕터 각각에서 발생된 인덕턴스의 변화의 크기를 비교하여 사용자가 터치한 항목을 판단하는 디스플레이 장치의 제어 방법.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 감지된 인덕턴스 중 주파수가 기설정된 값 미만인 영역을 제거하는 단계;를 더 포함하는 디스플레이 장치의 제어 방법.


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