KR20190014702A

KR20190014702A - 디스플레이장치 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR20190014702A
Application number: KR1020170098494A
Authority: KR
Inventors: 유호준; 하남수; 김은서; 소병석; 김민섭; 윤현규
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2017-08-03
Filing date: 2017-08-03
Publication date: 2019-02-13
Also published as: EP3616041B1; US11023087B2; CN110799931A; KR102326770B1; US20190042033A1; WO2019027134A1; EP3616041A1; CN110799931B; EP3616041A4

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 디스플레이장치는, 디스플레이부와; 디스플레이부의 가장자리의 적어도 일부를 따라서 연장되며 디스플레이부의 가장자리를 커버하는 베젤과; 베젤에 감지신호를 인가하고, 인가된 감지신호의 반사신호를 수신하도록 마련된 적어도 하나의 신호송수신부와; 적어도 하나의 신호송수신부에 의해 감지신호를 인가한 때부터 반사신호를 수신한 때까지 소요된 시간에 기초하여 베젤 상에서 사용자의 터치 위치를 판단하는 제어부를 포함한다.

Description

디스플레이장치 및 그 제어방법 {DISPLAY APPARATUS AND CONTROLE METHOD THEREOF}

본 발명은 영상을 표시하는 디스플레이 패널을 가진 디스플레이장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 상세하게는 프레임 또는 하우징이 디스플레이 패널의 영상표시면 주위를 둘러싸며 지지함으로써 베젤을 형성하는 구조 하에서, 베젤에 대한 사용자의 터치를 감지하여 기 설정된 동작이 실행되도록 마련된 디스플레이장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

디스플레이장치는 외부의 영상공급원으로부터 입력되는 영상신호를 처리하여 이를 액정 등 다양한 형식으로 구현되는 디스플레이 패널 상에 영상으로 표시한다. 일반 사용자에게 제공되는 디스플레이장치는 TV 또는 모니터 등으로 구현된다. 예를 들면 TV로 구현된 디스플레이장치는 방송국으로부터 송출되는 방송신호를 튜닝, 디코딩 등과 같은 다양한 프로세스를 통해 사용자가 원하는 방송채널의 영상을 표시하거나, 또는 컨텐츠 제공장치로부터 네트워크를 통해 수신하는 영상데이터를 처리하여 컨텐츠 영상을 표시한다.

보다 큰 화면을 선호하는 사용자의 요구와 이를 실현할 수 있는 기술의 발전에 따라서 디스플레이장치의 화면은 점점 대형화되고 있다. 그런데 한편으로는 사용자가 요구하는 미적 감각에 따라서, 화면 이외의 부수적인 구성은 점점 박형화 또는 소형화되는 경향이 있다. 예를 들면, 디스플레이 패널은 커지는 반면에, 디스플레이 패널 주위의 베젤은 멀리서 보면 잘 보이지 않을 정도로 그 폭이 점점 좁아지고 있다. 베젤의 폭이 좁아지게 되면, 베젤에 설치되는 버튼부 또한 기존 대비 동일한 구조를 적용하는 것은 곤란할 수 있다.

일례로, 종래의 물리적 또는 기계적 구조를 가진 버튼부를 그 폭이 좁아진 베젤에 적용하게 되면, 디스플레이장치의 전체 디자인에 대해 미적인 측면에서 좋지 않은 영향을 미치거나 또는 조화를 이루지 못할 수 있다. 따라서, 이 경우에 버튼부를 물리적 또는 기계적 버튼 구조로부터 정전식 터치 버튼 구조로 바꾸는 등의 재설계가 필요할 수 있다. 또한, 대형화된 화면을 가진 디스플레이 패널을 상대적으로 좁은 폭의 베젤 구조에 의해 지지할 때에는 베젤의 소재가 문제가 될 수 있다. PMMA, PC 등과 같이 종래의 플라스틱 소재를 가지는 베젤은 대형 화면의 디스플레이 패널을 지지하기 위해 충분한 내구성을 가지지 못하므로, 내구성을 위해 베젤에 메탈 소재가 적용될 수 있다.

그런데, 메탈 소재는 전하를 잘 흡수하는 특성 상, 정전식 터치를 감지하는 구조가 근본적으로 동작하지 않으므로, 메탈 소재의 베젤에 정전식 터치 버튼을 설치하는 것은 곤란하다. 압력을 감지하는 구조의 버튼을 베젤에 적용하는 경우에, 터치 입력을 감지하기 위해서는 터치 위치의 베젤이 휘어야 하므로, 플렉시블하지 않은 메탈 소재의 베젤에는 적합하지 않다. 또한, 메탈 뿐만 아니라, 플라스틱 소재 중에서 플렉시블하지 않은 것들이 있으므로, 이 경우에도 압력 감지 구조는 적합하지 않다.

따라서, 베젤이 메탈 또는 기타 여러 소재에 의해 구현됨으로써 상대적으로 폭이 좁아지는 한편 얇아지는 환경 하에서, 이러한 베젤에 적용하기 적합한 터치 감지 구조가 제안되는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 따른 디스플레이장치는, 디스플레이부와; 상기 디스플레이부의 가장자리의 적어도 일부를 따라서 연장되며 상기 디스플레이부의 가장자리를 커버하는 베젤과; 상기 베젤에 감지신호를 인가하고, 상기 인가된 감지신호의 반사신호를 수신하도록 마련된 적어도 하나의 신호송수신부와; 상기 적어도 하나의 신호송수신부에 의해 상기 감지신호를 인가한 때부터 상기 반사신호를 수신한 때까지 소요된 시간에 기초하여 상기 베젤 상에서 사용자의 터치 위치를 판단하는 제어부를 포함할 수 있다. 이로써, 디스플레이장치는 대형화면의 디스플레이 패널을 지지하도록 메탈 등의 견고한 소재를 사용한 베젤에 적합한 사용자의 터치입력 구조를 구현할 수 있다.

여기서, 상기 제어부는, 상기 신호송수신부에 수신되는 상기 반사신호에서 상기 사용자의 터치에 의한 신호강도의 변화 시점을 판단하고, 상기 판단한 시점에 기초하여 상기 터치 위치를 판단할 수 있다.

여기서, 상기 제어부는, 상기 반사신호에서 신호강도가 기 설정된 제1문턱값보다 높게 나타나는 시점을 상기 신호강도의 변화 시점으로 판단할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 신호송수신부가 설치된 상기 베젤의 제1위치 및 상기 반사신호를 상기 신호송수신부로 향하게 하는 상기 베젤의 제2위치 사이에서, 상기 판단한 시점에 대응하는 상기 베젤의 위치를 상기 터치 위치로 판단할 수 있다.

여기서, 상기 제어부는, 상기 터치에 의한 신호강도의 변화 시점까지의 소요시간을 상기 제2위치에 의한 신호강도의 변화 시점까지의 소요시간으로 나눈 값에 대해, 상기 제1위치 및 상기 제2위치 사이의 거리를 곱함으로써, 상기 제1위치에 대한 상기 터치 위치의 이격 거리를 판단할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 제2위치에 의해 발생하는 상기 반사신호의 신호강도가 기 설정된 제2문턱값보다 감쇄되었다고 판단되면, 상기 베젤에 대한 사용자의 터치가 수행된 것으로 판단할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 사용자가 터치한 상태의 제1반사신호 및 사용자가 터치하지 않은 상태의 기 저장된 제2반사신호 사이의 차이에 기초하여 상기 사용자의 터치에 의한 상기 신호강도의 변화 시점을 판단할 수 있다.

여기서, 상기 제어부는, 상기 제1반사신호 및 상기 제2반사신호 사이의 차이를 나타내는 신호 내에서 기 설정된 제3문턱값을 넘는 구간 중의 피크를 판단하고, 상기 피크를 향해 상승하는 파형의 구간에 대해 포락선 처리를 하며, 상기 포락선의 강도가 0에 되는 지점에 대응하는 시점에 상기 사용자의 터치가 수행된 것으로 판단할 수 있다.

또한, 상기 신호송수신부는 인가되는 전기신호에 따라서 진동함으로써 상기 베젤에 램파(Lamb Wave)를 포함하는 상기 감지신호를 인가할 수 있다.

또한, 상기 신호송수신부는, 상기 감지신호를 인가하는 구동모드와, 상기 구동모드 시 인가한 상기 감지신호의 상기 반사신호를 수신하는 수신모드 사이를 교대로 전환하여 동작할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이장치의 제어방법은, 디스플레이부의 가장자리의 적어도 일부를 따라서 연장되며 상기 디스플레이부의 가장자리를 커버하는 베젤에, 적어도 하나의 신호송수신부에 의해 감지신호를 인가하는 단계와; 상기 적어도 하나의 신호송수신부에 의해, 상기 인가된 감지신호의 반사신호를 수신하는 단계와; 상기 적어도 하나의 신호송수신부에 의해 상기 감지신호를 인가한 때부터 상기 반사신호를 수신한 때까지 소요된 시간에 기초하여 상기 베젤 상에서 사용자의 터치 위치를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 터치 위치를 판단하는 단계는, 상기 신호송수신부에 수신되는 상기 반사신호에서 상기 사용자의 터치에 의한 신호강도의 변화 시점을 판단하고, 상기 판단한 시점에 기초하여 상기 터치 위치를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 터치 위치를 판단하는 단계는, 상기 반사신호에서 신호강도가 기 설정된 제1문턱값보다 높게 나타나는 시점을 상기 신호강도의 변화 시점으로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 터치 위치를 판단하는 단계는, 상기 신호송수신부가 설치된 상기 베젤의 제1위치 및 상기 반사신호를 상기 신호송수신부로 향하게 하는 상기 베젤의 제2위치 사이에서, 상기 판단한 시점에 대응하는 상기 베젤의 위치를 상기 터치 위치로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 터치 위치를 판단하는 단계는, 상기 터치에 의한 신호강도의 변화 시점까지의 소요시간을 상기 제2위치에 의한 신호강도의 변화 시점까지의 소요시간으로 나눈 값에 대해, 상기 제1위치 및 상기 제2위치 사이의 거리를 곱함으로써, 상기 제1위치에 대한 상기 터치 위치의 이격 거리를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제2위치에 의해 발생하는 상기 반사신호의 신호강도가 기 설정된 제2문턱값보다 감쇄되었다고 판단되면, 상기 베젤에 대한 사용자의 터치가 수행된 것으로 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 터치 위치를 판단하는 단계는, 사용자가 터치한 상태의 제1반사신호 및 사용자가 터치하지 않은 상태의 기 저장된 제2반사신호 사이의 차이에 기초하여 상기 사용자의 터치에 의한 상기 신호강도의 변화 시점을 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 터치 위치를 판단하는 단계는, 상기 제1반사신호 및 상기 제2반사신호 사이의 차이를 나타내는 신호 내에서 기 설정된 제3문턱값을 넘는 구간 중의 피크를 판단하고, 상기 피크를 향해 상승하는 파형의 구간에 대해 포락선 처리를 하며, 상기 포락선의 강도가 0에 되는 지점에 대응하는 시점에 상기 사용자의 터치가 수행된 것으로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 신호송수신부는 인가되는 전기신호에 따라서 진동함으로써 상기 베젤에 램파를 포함하는 상기 감지신호를 인가할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이장치에서 신호송수신부가 베젤에 설치되는 모습을 나타내는 예시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이장치의 구성 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이장치가 베젤 상의 터치 위치를 판단하는 방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이장치가 사용자가 베젤에 터치하지 않은 상태에서 감지하는 램파의 시간 차원의 파형을 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이장치가 사용자가 베젤에 터치한 상태에서 감지하는 램파의 시간 차원의 파형을 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이장치에서, 베젤에 대한 사용자의 터치 여부에 따라서 베젤의 타단부에 대응하는 반사파의 파형의 차이를 나타내는 그래프이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이장치에서 신호송신부 및 신호수신부가 베젤에 설치되는 다른 모습을 나타내는 예시도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이장치에서 신호송신부 및 신호수신부가 베젤에 설치되는 또 다른 모습을 나타내는 예시도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이장치가 터치 위치를 판단하는 방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이장치에서 기준신호 및 감지신호 각각의 파형과, 이들의 절대차를 나타내는 그래프이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이장치에서 기준신호 및 감지신호 사이의 차이를 나타내는 그래프이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이장치가 터치 위치에 대응하여 UI를 표시하는 모습을 나타내는 예시도이다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들에 관해 상세히 설명한다. 각 도면을 참조하여 설명하는 실시예들은 특별한 언급이 없는 한 상호 배타적인 구성이 아니며, 하나의 장치 내에서 복수 개의 실시예가 선택적으로 조합되어 구현될 수 있다. 이러한 복수의 실시예의 조합은 본 발명의 기술분야에서 숙련된 기술자가 본 발명의 사상을 구현함에 있어서 임의로 선택되어 적용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이장치를 나타내는 사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 디스플레이장치(100)는 어느 한 가지에 국한되지 않고 다양한 종류의 장치로 구현될 수 있으며, 예를 들어 디스플레이장치(100)는 본 실시예에서 TV인 것으로 설명한다. 하지만, 본 발명의 사상은 컴퓨터 모니터, 전자액자, 비디오 월, 멀티미디어 재생장치, 태블릿, 모바일 디스플레이장치 등 다양한 종류의 디스플레이장치(100)에 적용될 수 있다.

디스플레이장치(100)는 외형적인 구조에 있어서, 하우징(110)과, 하우징(110)에 의해 지지되며 영상을 표시하는 디스플레이 패널(120)을 포함한다. 디스플레이장치(100)가 스탠드 방식인 경우에는 하우징(110)이 스탠드에 의해 지지될 수도 있고, 벽걸이 방식인 경우에는 스탠드 없이 하우징(110)이 거치면에 지지될 수도 있다. 다만, 하우징(110)의 전방은 디스플레이 패널(120)이 사용자에게 보이도록 개구되므로, 하우징(110)은 디스플레이 패널(120)의 상하좌우 4방향의 가장자리를 둘러싸며 지지하는 형태를 가진다. 이와 같이 디스플레이 패널(120)의 4방향 가장자리를 둘러싸는 하우징(110)의 단부 영역을 베젤(111, 112, 113, 114)이라고 한다.

베젤(111, 112, 113, 114)은 사각형의 링 형상을 가지는데, 세로방향인 Y 방향으로 연장된 좌우 2개의 베젤(111, 113)과, 가로방향인 X 방향으로 연장된 상하 2개의 베젤(112. 114)을 포함한다. 본 실시예에서는 베젤(111, 112, 113, 114)이 종래에 비해 상대적으로 좁은 폭을 가지면서, 메탈과 같은 튼튼한 소재를 가짐으로써 대화면의 디스플레이 패널(120)을 지지할 수 있게 마련된다. 물론, 베젤(111, 112, 113, 114)의 소재가 메탈인 것으로 한정할 수는 없고 강도 및 경도가 보장되는 범위 내에서 플라스틱, 유리, 세라믹 등 다양한 소재가 적용될 수 있다.

베젤(111, 112, 113, 114)은 사용자의 터치 입력을 감지하여 입력신호를 생성하는 입력부(130)가 설치된다. 사용자는 베젤(111, 112, 113, 114)의 일 영역에 마련된 입력부(130)를 터치함으로써, 디스플레이장치(100)의 동작을 지정한다.

이하, 본 실시예에 따른 베젤(111, 112, 113, 114)에 설치될 수 있는 입력부(130)의 구조에 관해서 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이장치에서 신호송수신부가 베젤에 설치되는 모습을 나타내는 예시도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 베젤(210)은 일 방향으로 연장된다. 본 실시예에서의 베젤(210)은 예를 들면 Y 방향으로 연장되지만, 도 1에서도 나타난 바와 같이 X 방향으로 연장될 수도 있다. 즉, 본 실시예에서의 베젤(210)은 도 1에 도시된 4방향의 네 개의 베젤 중 하나일 수 있다. 도면 상에서 베젤(210)의 상판면은 사용자가 터치할 수 있는 디스플레이장치의 외측이며, 도면 상에서 베젤(210)의 하판면은 디스플레이장치의 내측이다. 베젤(210)의 양 단부(211, 212)는 도 1에서 상호 직교하는 두 개의 베젤이 만나는 위치에 해당하며, 디스플레이장치의 꼭지점에 해당하는 영역이다.

본 실시예에 따르면, 디스플레이장치의 내측인 베젤(210)의 하판면 상에서 베젤(210)의 일단부(211)에 근접하는 위치에, 전파를 생성 및 수신하게 마련된 신호송수신부(220)가 장착된다. 신호송수신부(220)는 전기신호에 의한 발진(oscillation)을 함으로써 전파를 베젤(210)에 인가하는 구동모드와, 수신되는 전파를 전기신호로 변환하여 출력하는 수신모드 중 어느 하나로 동작할 수 있다. 이러한 동작을 위해, 신호송수신부(220)는 트랜스듀서(transducer)로 구현될 수 있다.

트랜스듀서는 기본적으로, 일 형태의 에너지가 인가되면 해당 에너지를 다른 형태의 에너지로 변환하여 출력하는 디바이스를 지칭한다. 따라서, 트랜스듀서는 변환을 지원하는 에너지의 종류에 따라서 여러 가지 방식으로 마련될 수 있다. 본 실시예에 따른 트랜스듀서는 전기신호 및 기계적 진동 사이의 변환이 가능하게 마련된다. 즉, 트랜스듀서는 전기신호가 인가되면 이를 진동으로 변환시켜 출력하고, 진동이 감지되면 이를 전기신호로 변환시켜 출력한다.

트랜스듀서는 여러 가지 종류가 있는데, 세라믹을 이용한 PZT(Lead Zirconate Titanate) 타입이 필름 형태의 PVDF(Polyvinylidene fluoride) 타입보다 구동력이 세므로, PZT 타입이 본 실시예의 신호송수신부(220)에 보다 적합하다.

본 실시예에서의 신호송수신부(220)는 베젤(210)의 일단부(211)에 하나가 장착되어 있는 경우에 관해 설명하지만, 설계 방식에 따라서는 하나의 베젤(210) 당 둘 이상의 신호송수신부(220)가 설치될 수도 있다. 여기서, 하나의 베젤(210)이라는 것은 디스플레이장치의 상하좌우 4방향으로 연장된 네 개의 베젤 중에서 일 방향으로 연장된 어느 하나를 의미한다. 즉, 하나의 베젤(210)은, 디스플레이장치의 네 모서리 중 어느 하나의 모서리를 따라서 연장된 베젤을 지칭한다. 베젤(210)에 둘 이상의 신호송수신부(220)가 설치되는 경우에 관한 설명은 후술한다.

신호송수신부(220)는 시간 경과에 따라서 구동모드 및 수신모드를 교대로 전환하여 동작한다. 구동모드에 있는 신호송수신부(220)는 인가되는 전기신호에 의해 발진을 수행함으로써, 기계적 진동을 베젤(210)에 인가한다. 진동에 의해 생성된 전송파를 포함하는 감지신호는 베젤(210)을 타고 베젤(210)의 타단부(212)를 향해 이동하며, 베젤(210)의 타단부(212)에 부딪힌 전송파는 반사파를 포함하는 반사신호가 되어 베젤(210)의 일단부(211)를 향해 이동한다.

기계적 진동을 베젤(210)에 인가한 이후에 신호송수신부(220)는 수신모드로 전환한다. 수신모드에 있는 신호송수신부(220)는 반사파를 감지하고, 이를 전기신호로 변환하여 출력한다. 이후, 신호송수신부(220)는 구동모드로 전환하며, 앞서 설명한 프로세스를 반복한다.

결합부재(230)는 신호송수신부(220)를 베젤(210)에 결합시킨다. 결합부재(230)의 종류 또는 방식은 한 가지로 한정되지 않으며, 예를 들면 결합부재(230)는 양면 테이프에 의한 접착 방식이거나, 스크루에 의한 체결 방식이거나, 후크 구조에 의한 걸림 방식 등으로 구현될 수 있다. 이 중에서, 접착 방식은 신호송수신부(220)에 의한 진동을 베젤(210)에 보다 잘 전달할 수 있다.

결합부재(230)는 접착 방식 중에서 에폭시 수지를 포함할 수 있다. 이 경우에, 결합부재(230)에 의해 흡수되는 진동을 최소화시켜 신호송수신부(220)에 의한 감지 효율을 향상시킬 수 있다.

이러한 구조 하에서, 신호송수신부(220)는 전송파의 전송시점으로부터 반사파가 도착하는 시간을 측정하는 프로세스를 연속적으로 수행한다. 이 때, 사용자가 베젤(210) 상의 일 위치를 터치하면, 터치 위치에 대응하는 반사파가 신호송수신부(220)에 의해 감지된다. 본 실시예에 따른 디스플레이장치는 시간 기반에서 사용자의 터치에 의한 반사파를 계측함으로써, 베젤(210) 상에서의 터치 위치를 판단한다. 터치 위치의 판단에 관한 보다 구체적인 설명은 후술한다.

이로써, 본 실시예에 따른 디스플레이장치는 정전식 터치 센서를 적용하기 곤란한 메탈 등의 소재를 포함하며 또한 상대적으로 폭이 좁은 베젤(210)에 대해, 감지가 용이한 터치입력 구조를 적용할 수 있다.

신호송수신부(220)에 의해 인가되는 전송파 및 수신되는 반사파는 여러 가지 종류의 전파가 가능한데, 본 실시예에서는 램파(Lamb Wave)가 적용된다. 램파는 판파(Plate Wave)라고도 지칭한다. 램파는 두께가 얇은 판의 탄성체 내를 이동하는 전파로서, 특정한 주파수, 입사각 및 재료 두께의 조건 하에서 발생한다. 램파를 발생시키기 위해서, 신호송수신부(220)는 종파를 베젤(210)의 표면에 경사지게 입사시킨다. 경사지게 입사된 종파는 베젤(210)의 표면에서 반복하여 반사되면서 진행하는데, 이로 인해 종파와 횡파의 혼합 모드가 된다. 통상적으로는 얇은 판 내에서는 종파 및 횡파가 상호 간섭하여 소멸하기 때문에, 램파는 이러한 소멸이 발생하지 않는 특정한 입사각에서만 발생한다. 본 실시예에서 램파가 사용되는 이유는, 베젤(210)이 얇은 판의 형태를 가지는 특성 상, 베젤(210) 내에서 이동하는 전파의 감지 및 계측이 용이하기 때문이다. 신호송수신부(220)가 30kHz 내지 수백 kHz 사이의 주파수로 진동함으로써 베젤(210) 표면에서 램파가 발생한다.

한편, 신호송수신부(220)의 위치가 반드시 베젤(210)의 일단부(211) 또는 타단부(212)에 근접한 위치여야 하는 것은 아니며, 예를 들면 베젤(210)의 중앙영역을 비롯한 다양한 위치에 신호송수신부(220)가 설치될 수도 있다.

본 실시예에 따르면, 신호송수신부(220)가 진동에 의해 베젤(210)에 전송파를 보낸 시점으로부터 반사파가 돌아오는 것을 감지하는 시점 사이의 시간에 기초하여 터치 위치가 추정된다. 그런데, 터치 위치가 신호송수신부(220)에 너무 근접하게 되면, 신호송수신부(220)의 진동의 발생 시점과 사용자의 터치에 따른 반사파가 신호송수신부(220)에 되돌아가는 시점 사이의 시간이 매우 적어지게 된다. 이러한 시간이 너무 적은 수치가 되면 반사파가 발생한 시점을 판단하는 것이 신뢰성이 떨어지므로, 신호송수신부(220)는 사용자가 통상적으로 터치하는 위치로부터 소정 거리 이상 떨어지도록 설치되는 것이 바람직하다. 그런데, 사용자가 통상적으로 터치하는 위치는 베젤(210)의 일단부(211) 또는 타단부(212)보다는 베젤(210)의 중앙영역 또는 이에 근접한 영역이다. 따라서, 이러한 점들을 고려하여, 신호송수신부(220)는 베젤(210)의 일단부(211) 또는 타단부(212)에 근접한 위치에 설치된다.

이하, 신호송수신부(220)를 제어하기 위한 구성요소들에 관해 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이장치의 구성 블록도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 디스플레이장치(300)는 컨텐츠소스 또는 방송송출장치 등의 외부기기와 통신하는 통신회로(310)와, 통신회로(310)를 통해 수신되는 컨텐츠신호를 처리하는 프로세서(320)와, 프로세서(320)에 의해 처리되는 컨텐츠신호의 영상데이터를 영상으로 표시하는 디스플레이부(330)와, 프로세서(320)에 의해 처리되는 컨텐츠신호의 오디오데이터를 오디오로 출력하는 스피커(340)와, 데이터가 저장되는 저장부(350)를 포함한다.

통신회로(310)는 다양한 종류의 통신 프로토콜에 각기 대응하는 통신 칩셋, 통신모듈 또는 포트 등이 조합된 데이터 입력 인터페이스를 포함한다. 통신회로(310)는 기본적으로 외부로부터의 신호나 데이터를 수신하기 위한 구성이지만, 이에 한정되지 않고 양방향 통신을 수행할 수도 있다. 통신회로(310)는 예를 들면 RF 방송신호를 수신 가능한 안테나모듈, 인터넷으로부터 패킷 데이터를 유선으로 수신하는 이더넷(Ethernet) 모듈, 패킷 데이터를 무선으로 수신하는 무선통신모듈, USB 메모리와 같은 외부 메모리가 접속되는 접속포트 등의 구성요소 중에서 적어도 하나 이상을 포함한다.

프로세서(320)는 통신회로(310)에 수신되는 컨텐츠신호에 대한 처리를 수행함으로써 컨텐츠가 재생되도록 한다. 프로세서(320)는 컨텐츠신호를 영상성분 및 오디오성분으로 분리하고, 컨텐츠영상이 디스플레이부(330)에 표시되고 컨텐츠오디오가 스피커(340)를 통해 출력되도록 처리한다. 프로세서(320)는 인쇄회로기판 상에 장착되는 칩셋, 버퍼, 회로 등으로 구현되는 하드웨어 프로세서를 포함하며, 설계 방식에 따라서는 SOC(system on chip)으로 구현될 수도 있다.

프로세서(320)는 디멀티플렉서, 디코더, 스케일러, 오디오 DSP, 앰프, CPU, 마이크로프로세서 등의 다양한 프로세스에 대응하는 칩셋모듈들을 포함하며, 이들 중 일부가 SOC로 구현될 수 있다. 예를 들면, 디멀티플렉서, 디코더, 스케일러 등 영상처리와 관련된 모듈 및 CPU가 영상처리 SOC로 통합되고, 오디오 DSP 및 앰프가 SOC와 별도의 칩셋으로 구현되는 것이 가능하다.

디스플레이부(330)는 유효 표시화면 상에 영상신호를 영상으로 표시하며, 액정 방식과 같은 수광 구조 또는 OLED 방식과 같은 자발광 구조의 디스플레이 패널을 포함한다. 또한, 디스플레이부(330)는 디스플레이 패널 이외에도, 디스플레이 패널의 종류에 따라서 부가적인 구성을 추가적으로 포함할 수 있다. 예를 들면, 디스플레이부(330)는 액정 방식의 디스플레이 패널과, 액정 디스플레이 패널에 광을 공급하는 백라이트유닛과, 액정 디스플레이 패널의 액정을 구동시키는 패널구동기판 등을 포함한다.

스피커(340)는 오디오신호를 음향으로 출력한다. 스피커(340)는 어느 한 오디오채널의 오디오데이터에 대응하게 마련된 단위 스피커를 포함하며, 복수 오디오채널의 오디오데이터에 각기 대응하도록 복수의 단위 스피커를 포함할 수 있다.

저장부(350)는 다양한 데이터가 저장된다. 저장부(350)는 프로세서(320)에 의해 데이터의 독취, 기록, 수정, 삭제, 갱신이 수행된다. 저장부(350)는 디스플레이장치(300)의 시스템 전원의 제공 유무와 무관하게 데이터를 보존할 수 있는 플래시메모리(flash-memory), 하드디스크 드라이브(hard-disc drive), SSD(solid-state drive) 등과 같은 비휘발성 메모리와, 프로세서(320)에 의해 처리되는 데이터가 임시로 로딩되기 위한 버퍼, 램 등과 같은 휘발성 메모리를 포함한다.

이러한 구조 하에서, 본 실시예에 따른 디스플레이장치(300)는 다음과 같은 구성요소를 추가적으로 포함한다.

디스플레이장치(300)는 신호송수신부(360)와, 먹스(MUX)(370)와, 앰프(380)와, 제어부(390)를 포함한다. 먹스(370) 및 앰프(380)는 설계 방식에 따라서 선택적으로 적용될 수 있는 구성이며, 제어부(390)는 프로세서(320)에 통합 설계될 수도 있다. 본 실시예에서는 먹스(370) 및 앰프(380)가 적용되고, 제어부(390)가 프로세서(320)와 별개의 구성인 경우에 관해 설명하지만, 이것이 본 실시예의 설계 방식을 한정하는 것은 아니다.

신호송수신부(360)는 앞서 설명한 바와 같이 구동모드 및 수신모드 사이를 전환하며 동작한다. 신호송수신부(360)는 구동모드 시에 전기신호에 의한 진동을 수행함으로써 베젤에 램파를 인가한다. 또한, 신호송수신부(360)는 수신모드 시에 감지되는 반사파를 전기신호로 전환하여 출력한다. 본 실시예에서는 신호송수신부(360)가 구동모드 및 수신모드 사이를 전환하여 동작하는 경우에 관해 설명하지만, 설계 방식에 따라서는 구동모드로 동작하는 신호송수신부(360) 및 수신모드로 동작하는 신호송수신부(360)를 각각 마련하여 설치할 수도 있다.

신호송수신부(360)는 램파를 인가함에 있어서, 복수의 펄스가 각기 상이한 강도를 가지도록 인가한다. 이로써, 신호송수신부(360)에 감지되는 반사파가 보다 용이하게 식별될 수 있도록 한다.

먹스(370)는 신호송수신부(360)가 구동모드 및 수신모드 사이를 전환하도록 마련된 경우에 적용된다. 먹스(370)는 신호송수신부(360)가 구동모드로 동작할 때에는 전기신호가 신호송수신부(360)에 인가되도록 허용하는 반면, 신호송수신부(360)가 수신모드로 동작할 때에는 전기신호가 신호송수신부(360)에 인가되지 않도록 차단한다. 즉, 먹스(370)는 일종의 스위치로 동작한다. 먹스(370)는 구동모드로 동작하는 신호송수신부 및 수신모드로 동작하는 신호송수신부가 각기 별개로 마련되는 경우에는 적용되지 않는다.

앰프(380)는 신호를 증폭하는 역할을 수행한다. 앰프(380)는 구동모드 및 수신모드 중 적어도 어느 하나를 위해 마련되며, 신호송수신부(360)에 입력되거나 또는 신호송수신부(360)로부터 출력되는 전기신호를 증폭시킨다.

제어부(390)는 마이크로 프로세서 등으로 구현된다. 제어부(390)는 구동파형을 생성하여 신호송수신부(360)에 인가함으로써, 신호송수신부(360)가 해당 구동파형에 따른 파형을 발진시키도록 한다. 파형의 생성은 DAC(Digital-to-Analog Converter) 또는 PWM(Pulse Wave Modulation) 방식을 이용하여 구현될 수 있다. 파형의 감지는 ADC(Analog-to-Digital Converter) 방식을 이용한다.

이러한 구조 하에서, 제어부(390)는 신호송수신부(360)가 진동하여 전송파를 생성하는 제1시점 및 사용자의 터치에 의한 반사파가 감지되는 제2시점 사이의 시간에 기초하여, 베젤 상에서의 터치 위치를 판단한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이장치가 베젤 상의 터치 위치를 판단하는 방법을 나타내는 플로우차트이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 410 단계에서 디스플레이장치는 신호송수신부를 구동모드로 동작시키고, 신호송수신부에 전기신호를 인가함으로써 제1시점에 신호송수신부가 진동에 의해 베젤에 전송파를 인가하게 한다.

420 단계에서 디스플레이장치는 신호송수신부를 수신모드로 이행시키고, 제2시점에 신호송수신부가 베젤로부터 반사파를 감지하게 한다.

430 단계에서 디스플레이장치는 제1시점 및 제2시점 사이의 시간을 산출한다.

440 단계에서 디스플레이장치는 사전에 저장된 시간 대비 위치 지정 정보를 호출한다. 여기서, 시간 대비 위치 지정 정보는 여러 가지 형태로 마련될 수 있는데, 예를 들면 테이블 형태를 가지거나 기 설정된 수학식으로 마련될 수 있다. 테이블로 마련되는 경우의 시간 대비 위치 지정 정보는, 전송파의 생성 시점 및 반사파의 감지 시점 사이의 시간 및 이에 대응하는 위치의 값을 각기 포함하는 복수의 필드로 구성된다. 위치의 값은, 신호송수신부에 의한 진동이 발생하는 지점, 즉 전송파가 생성되는 지점을 기준점으로 할 때에 이 기준점으로부터의 이격 거리로 나타날 수 있다.

450 단계에서 디스플레이장치는 호출한 정보로부터, 산출된 시간에 대응하는 위치를 검색 또는 취득한다.

460 단계에서 디스플레이장치는 검색된 위치에 대응하도록 기 설정된 동작을 실행한다.

이로써, 디스플레이장치는 베젤 상에서 사용자에 의한 터치 입력 위치를 용이하게 판단할 수 있다.

이하, 디스플레이장치가 반사파를 감지하고, 전송파의 생성 시점 및 반사파의 감지 시점 사이의 시간을 판단하는 구체적인 방법에 관해 설명한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이장치가 사용자가 베젤에 터치하지 않은 상태에서 감지하는 램파의 시간 차원의 파형을 나타내는 그래프이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 디스플레이장치에서 생성 또는 감지되는 램파는 시간 대비 강도의 차원에서 파형의 그래프로 나타내어질 수 있다. 본 그래프에서 가로축은 시간이며 세로축은 램파의 강도를 나타내며, 가로축 및 세로축 모두 특정 단위에 의해 한정되지 않는다.

본 그래프의 파형에서, 시점 t1을 전후하여 파형의 강도가 크게 요동치는 부분(510)은, 신호송수신부가 진동함으로써 전송파로서의 램파가 생성되는 상태를 나타낸다. 즉, 시점 t1은 전송파가 생성되는 시점을 나타낸다.

시점 t1 이후에는 파형의 강도에 큰 변화 없이 파형이 진행되다가, 시점 t2를 전후하여 상대적으로 파형의 강도가 현저히 상승하며 요동치는 부분(520)이 나타난다. 즉, 시점 t1 이후에는 파형은 기 설정된 문턱값보다 작은 강도를 나타내다가, 시점 t2에 도달하면 해당 문턱값보다 큰 강도를 나타낸다.

만일 베젤(530)의 일단부(531)에 신호송수신부가 설치되어 있고 베젤(530)에 어떠한 터치도 수행되지 않은 상태라면, 시점 t2는 램파가 베젤(530)의 타단부(532)에 부딪힘으로써 반사파가 된 이후에 다시 돌아오는 시점을 나타낸다고 볼 수 있다. 즉, 시점 t2 및 시점 t1 사이의 시간 T1은, 사용자의 터치입력이 없는 상태에서, 램파가 베젤(530)의 타단부(532)에 의해 반사되고 베젤(530)의 일단부에 설치된 신호송수신부까지 돌아오는 시간에 대응한다.

따라서, 전송파의 생성 시점 이후 시간 T1이 경과하는 동안에 파형에 실질적인 변화가 나타나지 않는다면, 디스플레이장치는 사용자의 터치입력이 발생하지 않은 것으로 판단할 수 있다.

이하, 사용자의 터치입력이 발생한 경우에 관해 설명한다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이장치가 사용자가 베젤에 터치한 상태에서 감지하는 램파의 시간 차원의 파형을 나타내는 그래프이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 그래프의 파형에서, 시점 t1을 전후하여 파형의 강도가 크게 요동치는 부분(610)은, 베젤(630)의 일단부(631)에서 전송파로서의 램파가 생성되는 상태를 나타낸다. 즉, 시점 t1은 전송파가 생성되는 시점을 나타내며, 앞선 도 5의 시점 t1과 동일한 의미를 가진다.

시점 t1 이후에는 파형의 강도가 크게 상승하는 변화 없이 파형이 진행되다가, 시점 t3을 전후하여 상대적으로 파형의 강도가 크게 상승하며 요동치는 부분(620)이 나타난다. 즉, 시점 t1 이후에는 파형은 기 설정된 문턱값보다 작은 강도를 나타내다가, 시점 t3에 도달하면 해당 문턱값보다 큰 강도를 나타낸다.

앞선 도 5에서 설명한 바와 같이, 시점 t2는 베젤(630)의 타단부(632)의 위치에 대응하는 시점이다. 만일 어떠한 사용자의 터치입력도 발생하지 않았다면, 시점 t2 및 시점 t1 사이의 시간 T1 동안에는 파형의 강도가 문턱값을 넘는 부분이 나타나지 않을 것이다.

그러나, 본 도면과 같이 사용자가 베젤(630)의 일 위치(633)를 터치하면, 베젤(630)의 일단부(631)의 신호송수신부로부터 타단부(632)로 이동하는 램파는 터치 위치(633)에서 반사되어 신호송수신부로 회귀한다. 신호송수신부는 시점 t3에 반사파의 변화를 감지하게 된다. 따라서, 전송파의 생성 시점 t1 및 반사파의 변화의 감지 시점 t3 사이의 시간이 시간 T2를 나타낸다면, 디스플레이장치는 베젤(630)의 특정 위치(633)에서 사용자의 터치입력이 발생한 것으로 판단할 수 있다.

이와 같이, 디스플레이장치는 전송파로서의 램파의 생성 시점 및 반사파로서의 램파의 감지 시점 사이의 시간을 계측하고, 계측된 시간에 기초하여 베젤 상에서 사용자의 터치 입력 위치를 판단할 수 있다.

앞선 실시예에서는 베젤 상에서 사용자의 터치 위치를 판단하는 방법에 관해 설명하였는데, 사용자의 터치 위치를 특정하지 않고 단지 사용자가 베젤을 터치하였는지 여부만을 판단하는 방법도 가능하다. 이하, 이러한 실시예에 관해 설명한다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이장치에서, 베젤에 대한 사용자의 터치 여부에 따라서 베젤의 타단부에 대응하는 반사파의 파형의 차이를 나타내는 그래프이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 디스플레이장치는 신호송수신부를 통해 베젤 내를 전파하는 램파의 파형(710, 720)을 판단할 수 있다. 본 도면에서는 두 개의 파형(710, 720)이 도시되어 있는데, 상측 파형(710)은 사용자가 베젤을 터치하지 않은 상태를 나타내며, 하측 파형(720)는 사용자가 베젤의 소정 위치를 터치한 상태를 나타낸다. 본 실시예에서는 디스플레이장치는 베젤에 대한 사용자의 터치 여부만을 판단하며, 베젤의 어느 위치가 터치되었는지에 관해서는 판단하지 않는다.

베젤의 일단부에 배치된 신호송수신부에 의해 램파가 생성되는 시점을 t1, 램파가 베젤의 타단부에서 반사되어 신호송수신부에 의해 감지되는 시점을 t2, 시점 t1 및 시점 t2 사이의 시간을 T1이라고 한다.

만일 사용자가 베젤을 터치하지 않은 상태라면, 시점 t2에서의 파형(711)의 강도는 기 설정된 문턱값보다 크게 나타난다. 여기서, 본 문턱값은 사전에 실험 등에 의해 결정된 값이다. 그런데, 사람 손이 메탈 등의 전파 매질을 터치할 경우에는 진동하는 신호가 감쇄되므로, 사용자가 베젤을 터치한 상태에서는 베젤의 타단부에 전달되는 램파의 진동이 감쇄된다. 이러한 진동의 감쇄는 사용자가 베젤을 누르는 강도가 강할수록 크게 나타난다.

즉, 사용자가 베젤을 터치하게 되면, 시점 t2에서의 파형(721)의 강도는 상기한 문턱값보다 작게 나타난다. 적어도, 사용자가 베젤을 터치한 동안에 시점 t2에서 대응하는 파형(721)의 강도는 사용자가 베젤을 터치하지 않은 동안에 대응하는 파형(711)의 강도보다 낮게 나타난다. 이는 사용자의 터치에 의해, 매질로서의 베젤에 전파되는 진동의 감쇄가 발생하였기 때문이다. 사용자의 터치 압력이 클수록, 파형(721)의 강도의 감쇄는 보다 크게 나타난다.

따라서, 디스플레이장치는 베젤의 끝에서 반사되어 돌아오는 반사파의 감쇄가 실질적으로 발생하였다고 판단하면, 사용자가 베젤을 터치한 것으로 판단한다. 구체적으로는, 디스플레이장치는 램파의 생성 시점으로부터, 램파가 베젤의 끝에서 반사되어 신호송수신부에 돌아올 때까지 소요되는 시간 T1이 경과한 시점에 감지되는 파형의 강도가 기 설정된 문턱값보다 작으면 사용자가 베젤을 터치한 것으로 판단하고, 그렇지 않으면 사용자가 베젤을 터치하지 않은 것으로 판단한다. 사용자가 베젤을 터치하지 않은 경우에 반사파의 강도는 본 문턱값보다 높게 나타난다.

이와 같이, 디스플레이장치는 베젤에 대한 사용자의 터치 여부만을 판단할 수도 있다. 이러한 판단에 기초하여 디스플레이장치는 단순한 토글 스위치에 의한 동작을 수행할 수도 있다. 예를 들면, 디스플레이장치는 사용자가 베젤을 터치한 것으로 판단되면, 시스템 전원 턴온 또는 턴오프의 전환 동작을 수행한다.

이상 설명한 실시예에서는 베젤에 하나의 신호송수신부를 설치하고, 하나의 신호송수신부가 구동모드 및 수신모드를 교대로 전환하면서 램파의 생성 및 감지를 모두 수행하는 경우에 관해 설명하였다. 다만 설계 방식에 따라서는, 베젤에 둘 이상의 신호송수신부를 설치하여 사용하는 구조도 가능하다. 이하, 이러한 실시예에 관해 설명한다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이장치에서 신호송신부 및 신호수신부가 베젤에 설치되는 다른 모습을 나타내는 예시도이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 베젤(810)의 하판면 상에는 베젤(810)의 일단부(811)에 근접하는 위치에 신호송신부(820) 및 신호수신부(830)가 배치된다. 본 실시예에서의 신호송신부(820) 및 신호수신부(830)는 기본적으로는 앞선 실시예에서의 신호송수신부와 유사한 구성이지만, 각기 앞선 실시예에서의 신호송수신부의 역할을 분담한다. 여기서, 신호송신부(820) 및 신호수신부(830)라는 명칭은 기능별로 구분하기 위해 적용한 것에 불과하다.

신호송신부(820)는 앞선 실시예에서의 신호송수신부의 구동모드의 역할을 수행하는 반면, 신호수신부(830)는 앞선 실시예에서의 신호송수신부의 수신모드의 역할을 수행한다. 즉, 앞선 실시예에서는 신호송수신부가 베젤에 하나만 설치되는 구성이므로, 램파의 인가 및 감지를 위해서는 신호송수신부가 구동모드 및 수신모드를 교대로 전환하여 동작해야만 한다. 그러나, 본 실시예와 같이 신호송수신부가 두 개가 적용되는 경우라면, 어느 하나의 신호송수신부는 구동모드로 동작하는 신호송신부(820)로 구현되고, 다른 하나의 신호송수신부는 수신모드로 동작하는 신호수신부(830)로 구현된다. 물론, 동일하게 제조된 신호송수신부가 각기 별개의 모드로 고정되어 사용될 수도 있고, 기능 별로 상이하게 제조된 신호송신부(820) 및 신호수신부(830)가 사용될 수도 있다.

신호송신부(820)는 전기신호가 인가되면 베젤(810)을 진동시켜 베젤(810)에 전송파를 생성하며, 신호수신부(830)는 베젤(810)을 이동하는 반사파를 감지한다. 신호송신부(820) 및 신호수신부(830)가 배치되는 위치는 한정되지 않는다. 다만, 신호송신부(820) 및 신호수신부(830)가 배치되는 위치를 터치하는 경우에는 터치 감지의 신뢰도가 떨어지므로, 베젤(810)의 중앙보다는 베젤(810)의 적어도 양 끝단(811, 812)에 근접하게 배치되는 것이 좋다.

신호송신부(820) 및 신호수신부(830)는 터치 감지가 보다 용이해지도록 베젤(810)의 일단부(811)에 함께 배치되어야 한다. 만일 신호송신부(820)가 베젤(810)의 일단부(811)에 배치되고 신호수신부(830)가 베젤(810)의 타단부(812)에 배치된다면, 전송파가 베젤(810)의 타단부(812)에 도달하기 이전에 신호수신부(830)에 의해 감지되므로, 터치 감지 방법이 복잡해진다.

그러나, 동작 방식에 따라서는 신호송수신부가 베젤의 양 끝단에 각기 배치되는 형태도 가능한 바, 이하 이러한 실시예에 관해 설명한다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이장치에서 신호송신부 및 신호수신부가 베젤에 설치되는 또 다른 모습을 나타내는 예시도이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 베젤(910)에는 두 대의 신호송수신부(920, 930)가 배치된다. 제1신호송수신부(920)는 베젤(910)의 일단부(911)에 근접한 위치에 배치되며, 제2신호송수신부(930)는 베젤(910)의 타단부(912)에 근접한 위치에 배치된다. 제1신호송수신부(920) 및 제2신호송수신부(930)는 앞선 실시예에서의 신호송수신부와 기능적인 측면에서 실질적으로 동일한 구성이다. 제1신호송수신부(920) 및 제2신호송수신부(930)는 구동모드 및 수신모드를 교대로 전환하여 동작한다.

제1신호송수신부(920) 및 제2신호송수신부(930)의 동작 시퀀스는 다음과 같다. 제1신호송수신부(920)는 구동모드에서 베젤(910)에 제1전송파를 인가한다. 제1전송파는 베젤(910)의 타단부(912)에 부딪힘으로써 제1반사파가 된다. 제1신호송수신부(920)는 수신모드에서 제1반사파를 감지한다. 다음, 제2신호송수신부(930)는 구동모드에서 베젤(910)에 제2전송파를 인가한다. 제2전송파는 베젤(910)의 일단부(911)에 부딪힘으로써 제2반사파가 된다. 제2신호송수신부(930)는 수신모드에서 제2반사파를 감지한다. 이러한 프로세스가 계속 반복된다.

본 실시예와 같은 구조가 적용되는 경우의 효용성은 다음과 같다. 앞서 설명한 바와 같이 사용자가 신호송수신부에 근접한 위치를 터치하면, 이러한 터치를 감지하는 신뢰도는 떨어진다. 신호송수신부에 의한 터치 감지의 신뢰도를 높이기 위해서는 사용자의 터치 위치가 신호송수신부로부터 소정 거리 이상 떨어져 있어야 한다. 만일 앞선 실시예와 같이 신호송수신부가 베젤(910)의 일단부(911)에만 설치되어 있는 경우에, 사용자가 베젤(910)의 일단부(911) 근처를 터치하면, 이 터치 입력은 베젤(910)의 타 영역을 터치하는 경우에 비해 감지하기 곤란할 수 있다.

그런데, 본 실시예에서 제1신호송수신부(920)는 베젤(910)의 타단부(912)로부터 이격되며 제2신호송수신부(930)는 베젤(910)의 일단부(911)로부터 이격된다. 따라서 본 실시예와 같은 구조 하에서는, 베젤(910)의 일단부(911)에 근접한 위치에 대한 터치는 베젤(910)의 타단부(912)에 배치된 제2신호송수신부(930)에 의해 감지되며, 베젤(910)의 타단부(912)에 근접한 위치에 대한 터치는 베젤(910)의 일단부(911)에 배치된 제1신호송수신부(920)에 의해 감지된다.

이와 같이, 본 실시예에 따르면, 앞선 실시예에서 발생할 수 있는 터치 감지의 사각지역까지 커버할 수 있다.

디스플레이장치는 이상 실시예들에서 설명한 바와 같이, 시간 차원에서 반사파의 강도를 계측함으로써 터치 위치를 판단한다. 이상적인 경우에는 베젤의 타단부 및 사용자의 터치 위치에서 발생하는 반사파의 강도가 상대적으로 현저히 높게 나타나므로 판단이 용이하다. 그러나, 베젤의 구조에 따라서는 사용자가 터치하지 않은 초기상태에서, 베젤의 각 영역 별로 반사파가 생성될 수 있다.

예를 들면, 베젤이 일 방향으로 연장되어 있는 구조에서, 베젤의 일 영역에 지지대 또는 체결구조가 설치될 수도 있고, 또는 베젤의 일 영역에 형태상의 변형이 있을 수 있다. 시간 차원에서 반사파의 강도 변화 그래프에서 이러한 영역들에 대응하는 반사파의 강도가 상승하므로, 디스플레이장치가 사용자의 터치 위치에서 발생하는 반사파를 찾아내는 것은 용이하지 않을 수 있다.

이하, 디스플레이장치가 사용자의 터치 위치를 보다 용이하게 찾아내기 위한 일 실시예에 관해 설명한다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이장치가 터치 위치를 판단하는 방법을 나타내는 플로우차트이다.

도 10에 도시된 바와 같이, 1010 단계에서 디스플레이장치는 램파의 인가 및 감지 프로세스를 주기적으로 수행한다.

1020 단계에서 디스플레이장치는 주기적으로 수행된 프로세스에 기초하여, 사용자가 터치하지 않은 상태를 나타내는 기준신호를 판단한다. 예를 들면, 앞선 1010 단계가 수행되는 동안에 설사 사용자에 의해 터치된 시점이 있다고 하더라도, 프로세스의 수행 회수가 충분히 많다면, 가장 많이 나타나는 파형이 기준신호에 대응한다고 기대될 수 있다. 또는, 디스플레이장치가 1010 단계의 프로세스가 수행되는 것을 사용자에게 UI 등으로 안내함으로써, 사용자가 터치하지 않도록 유도하는 것도 가능하다.

1030 단계에서 디스플레이장치는 기준신호를 저장한다. 여기서, 기준신호의 판단은 주기적으로 수행됨으로써, 기 저장된 기준신호가 새로운 기준신호로 업데이트된다.

1040 단계에서 디스플레이장치는 램파의 인가 및 감지에 따른 감지신호를 취득한다. 감지신호는 앞선 실시예에서 설명한 바와 같이, 시간 차원의 파형으로 표현될 수 있다.

1050 단계에서 디스플레이장치는 기준신호에 기초하여 감지신호를 정규화한다. 감지신호의 정규화 방법은, 기본적으로는 감지신호로부터 기준신호의 성분을 차감하는 것이지만, 여러 가지의 변형 실시예가 가능하다.

1060 단계에서 디스플레이장치는 정규화된 감지신호의 파형에서 반사파의 발생 시점을 특정한다. 감지신호가 시간 차원의 파형으로 표현된다면, 파형의 감도가 문턱값보다 크게 나타나는 시점에서 반사파가 발생한 것으로 추정될 수 있다.

1070 단계에서 디스플레이장치는 특정된 시점에 대응하는 베젤 상의 위치를 판단한다.

이로써, 디스플레이장치는 다양한 구조의 베젤 상에서 발생하는 터치 위치를 판단할 수 있다.

이하, 감지신호에서 사용자의 터치 위치를 판단하기 위해, 반사파의 발생 시점을 판단하는 방법에 관해 설명한다.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이장치에서 기준신호 및 감지신호 각각의 파형과, 이들의 절대차를 나타내는 그래프이다.

도 11에 도시된 바와 같이, 사용자가 터치하지 않은 상태에서 감지되는 램파의 기준신호 및 사용자가 터치한 상태에서 감지되는 램파의 감지신호는, 시간 차원에서 파형으로 나타날 수 있다.

디스플레이장치는 기준신호 및 감지신호로부터 절대차 총합(Sum of Absolute Difference, SAD)을 계산한다. 절대차(Absolute Difference)는 두 변수의 값들의 차이를 부호에 관계없이 취한 값이다. 디스플레이장치는 각 시점에 대응하는 기준신호 및 감지신호의 절대차를 시간 차원에서의 일련의 파형으로 나타낼 수 있다. 본 도면에서 SAD 결과는 이를 나타낸 것이다.

디스플레이장치는 SAD 결과 중에서 소정의 문턱값보다 큰 시점을 터치 입력에 대응하는 것으로 판단할 수 있다. 이러한 시점의 판단은 여러 가지 기준이 적용될 수 있다. 예를 들면, 디스플레이장치는 파형에서 반사파에 의한 피크(1110)를 판단하고, 파형이 해당 피크(1110)를 향해 상승하는 구간 중 문턱값에 도달하는 시점 t4가 사용자의 터치에 대응하는 것으로 판단할 수 있다. 여기서, 피크(1110)는 베젤의 타단부에 의한 반사파에 대응하는 파형의 구간을 제외하고, 기 설정된 문턱값을 넘는 강도의 파형 구간 중에서 가장 높은 강도를 나타내는 지점이다.

피크(1110)가 나타나는 시점 t5가 아닌, 그 이전의 시점 t4를 사용자의 터치가 발생한 시점으로 판단하는 이유는 다음과 같다. 정확히 표현하면, 사용자의 터치 동작은 일 시점이 아닌 시간 구간동안 발생하며, 사용자의 터치에 의한 압력은 사용자의 터치가 발생하는 동안에 변화한다. 피크(1110)가 나타나는 시점 t5은 이미 사용자가 베젤을 터치하고 그 상태를 유지하고 있는 시점이다. 따라서, 사용자의 터치가 발생한 시점을 보다 정확하게 계측하기 위해서는, 피크(1110)가 나타나지 이전에, 피크(1110)가 나타날 때까지 파형이 상승하는 구간에서 해당 시점을 찾는 것이 보다 정확할 수 있다. 물론 이러한 판단 방법은 하나의 예시에 불과하며, 다양한 방법이 적용될 수 있다.

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이장치에서 기준신호 및 감지신호 사이의 차이를 나타내는 그래프이다.

도 12에 도시된 바와 같이, 사용자가 터치하지 않은 상태에서 감지되는 램파의 기준신호 및 사용자가 터치한 상태에서 감지되는 램파의 감지신호는, 시간 차원에서 파형으로 나타날 수 있다.

디스플레이장치는 기준신호 및 감지신호 사이의 차이를 산출한다. 각 시점 별로 기준신호의 강도 및 감지신호의 강도 사이의 차이값을 산출하여 시간 차원에서 나타내면, 본 도면과 같이 신호 차이의 파형으로 나타난다.

디스플레이장치는 신호 차이를 나타내는 파형에서, 반사파에 의한 피크(1210)를 판단한다. 디스플레이장치는 본 피크(1210)를 향해 상승하는 파형의 구간에 대해 포락선(envelope) 처리를 하고, 본 포락선의 강도가 0이 되는 지점에 대응하는 시점에서 사용자의 터치가 수행된 것으로 판단한다.

이와 같이, 디스플레이장치는 다양한 방법을 통해 감지신호의 파형으로부터 사용자의 터치 위치를 판단할 수 있다.

포락선은 공지된 수학적 개념이다. 기하학에서, 평면 상에서의 Family of Curves에 대한 포락선은 각 커브와 적당한 점에서 접하는 곡선이다. 포락선 상의 한 점은 두 개의 인접한 커브의 교점으로 볼 수 있는데, 이 때, 포락선은 인접해 있는 곡선들의 교점들의 극한을 의미한다. 포락선은 시간 차원에서 진동하는 복수의 펄스가 있을 때, 이들 펄스의 바깥을 감싸면서 진행하는 형상을 가진다. 예를 들면, 본 도면에서는 피크(1210)에 도달할 때까지 파형이 진동함으로써 복수의 펄스가 나타난다고 할 때, 포락선은 각 펄스의 꼭지점을 연결하는 곡선으로 나타난다. 포락선의 개념은 다양한 설명들이 이미 제안되어 있으므로, 본 실시예에서는 자세한 설명을 생략한다.

이와 같이 일 시점이 특정되면, 디스플레이장치는 특정된 시점에 대응하는 베젤 상의 터치 위치를 판단한다. 신호송수신부가 설치된 위치, 즉 전송파가 생성되는 위치가 기준점이 될 때, 터치 위치는 기준점으로부터 이격된 거리로 나타낼 수 있다. 수학적으로는, [(터치 위치)=(베젤 길이)*(터치에 의한 반사파의 시점)/(베젤의 타단부에 의한 반사파의 시점)]으로 나타낼 수 있다.

예를 들면, 베젤의 길이가 80cm인 제품의 베젤의 일단부에 신호송수신부를 설치하고, 베젤의 타단부에 의한 반사파가 930us에서 발생한다고 한다. 사용자가 베젤의 일 위치를 터치하였을 때에 500us에서 반사파가 발생하였다고 하면, 터치 위치는 [800*500/930]의 계산에 의해 대략 신호송수신부로부터 430mm 이격된 위치이다.

디스플레이장치는 이와 같이 베젤 상의 사용자의 터치 위치가 판단되면, 판단한 위치에 대응하여 기 설정된 동작을 실행한다. 이하, 디스플레이장치가 판단된 터치 위치에 대응하여 동작하는 실시예에 관해 설명한다.

도 13은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이장치가 터치 위치에 대응하여 UI를 표시하는 모습을 나타내는 예시도이다.

도 13에 도시된 바와 같이, 디스플레이장치(1300)는 컨텐츠영상이 표시되는 디스플레이부(1320)와, 디스플레이부(1320)의 4방향 가장자리를 둘러싼 베젤(1310)을 포함한다. 본 실시예에서는 사용자가 우측 베젤(1310)을 터치하는 경우에 관해서만 설명하지만, 그 이외의 베젤에 대해서도 동일한 원리를 적용할 수 있다.

디스플레이장치(1300)는 사용자가 터치한 베젤(1310) 상의 제1위치(1311)를 판단하면, 제1위치(1311)에 근접하는 디스플레이부(1320)의 일 영역 상에 UI(1330)를 표시한다. UI(1330)가 포함하는 정보는 한정되지 않으며, 현재 디스플레이부(1320)에 표시되고 있는 컨텐츠영상의 컨텐츠에 관련된 정보일 수 있다. 예를 들면, UI(1330)는 현재 표시되고 있는 방송 프로그램 영상의 방송 프로그램 제목 및 방송국의 정보를 포함한다.

디스플레이장치(1300)는 사용자가 제1위치(1311)를 터치한 이후에, 베젤(1310)을 따라서 제2위치(1312)로 이동하는 것에 따라서, UI(1330)를 디스플레이부(1320)에서 제1위치(1311)에 근접하는 영역으로부터 제2위치(1312)에 근접하는 영역으로 이동시킨다. 사용자의 터치가 제2위치(1312)에서 정지하면, 디스플레이장치(1300)는 UI(1330)를 제2위치(1312)에 근접하는 영역에서 정지시켜 표시한다.

이와 같이 UI(1330)가 연속적으로 이동하는 동안, 디스플레이장치(1300)는 UI(1330) 내의 정보를 그대로 유지할 수도 있고 또는 UI(1330) 내의 정보를 UI(1330)의 이동에 따라서 연속적으로 변경시킬 수도 있다. 예를 들어 디스플레이장치(1300)는 제1위치(1311)에 대한 터치에 대응하여 표시하는 UI(1330)에 현재 방송 프로그램에 관한 정보를 포함하고, 터치가 제2위치(1312)로 이동함에 따라서 UI(1330)에 기 설정된 추천 프로그램에 관한 정보를 대체시켜 표시할 수도 있다.

또는, 디스플레이장치(1300)는 사용자가 최초 제1위치(1311)에 터치하면 UI(1330)에 볼륨 조정용 바아를 표시하고, 사용자의 터치가 제2위치(1312)로 이동함에 따라서 볼륨이 조정되도록 할 수도 있다.

본 발명의 예시적 실시예에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 이러한 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 판독 가능 매체는 삭제 가능 또는 재기록 가능 여부와 상관없이, ROM 등의 저장 장치와 같은 휘발성 또는 비휘발성 저장 장치, 또는 예를 들어, RAM, 메모리 칩, 장치 또는 집적 회로와 같은 메모리, 또는 예를 들어 CD, DVD, 자기 디스크 또는 자기 테이프 등과 같은 광학 또는 자기적으로 기록 가능함과 동시에 기계(예를 들어, 컴퓨터)로 읽을 수 있는 저장 매체에 저장될 수 있다. 이동 단말 내에 포함될 수 있는 메모리는 본 발명의 실시 예들을 구현하는 지시들을 포함하는 프로그램 또는 프로그램들을 저장하기에 적합한 기계로 읽을 수 있는 저장 매체의 한 예임을 알 수 있을 것이다. 본 저장 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어의 기술 분야에서 숙련된 기술자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.

100 : 디스플레이장치
210 : 베젤
220 : 신호송수신부

Claims

디스플레이장치에 있어서,
디스플레이부와;
상기 디스플레이부의 가장자리의 적어도 일부를 따라서 연장되며 상기 디스플레이부의 가장자리를 커버하는 베젤과;
상기 베젤에 감지신호를 인가하고, 상기 인가된 감지신호의 반사신호를 수신하도록 마련된 적어도 하나의 신호송수신부와;
상기 적어도 하나의 신호송수신부에 의해 상기 감지신호를 인가한 때부터 상기 반사신호를 수신한 때까지 소요된 시간에 기초하여 상기 베젤 상에서 사용자의 터치 위치를 판단하는 제어부를 포함하는 디스플레이장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 신호송수신부에 수신되는 상기 반사신호에서 상기 사용자의 터치에 의한 신호강도의 변화 시점을 판단하고, 상기 판단한 시점에 기초하여 상기 터치 위치를 판단하는 디스플레이장치.
제2항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 반사신호에서 신호강도가 기 설정된 제1문턱값보다 높게 나타나는 시점을 상기 신호강도의 변화 시점으로 판단하는 디스플레이장치.
제2항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 신호송수신부가 설치된 상기 베젤의 제1위치 및 상기 반사신호를 상기 신호송수신부로 향하게 하는 상기 베젤의 제2위치 사이에서, 상기 판단한 시점에 대응하는 상기 베젤의 위치를 상기 터치 위치로 판단하는 디스플레이장치.
제4항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 터치에 의한 신호강도의 변화 시점까지의 소요시간을 상기 제2위치에 의한 신호강도의 변화 시점까지의 소요시간으로 나눈 값에 대해, 상기 제1위치 및 상기 제2위치 사이의 거리를 곱함으로써, 상기 제1위치에 대한 상기 터치 위치의 이격 거리를 판단하는 디스플레이장치.
제4항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 제2위치에 의해 발생하는 상기 반사신호의 신호강도가 기 설정된 제2문턱값보다 감쇄되었다고 판단되면, 상기 베젤에 대한 사용자의 터치가 수행된 것으로 판단하는 디스플레이장치.
제2항에 있어서,
상기 제어부는, 사용자가 터치한 상태의 제1반사신호 및 사용자가 터치하지 않은 상태의 기 저장된 제2반사신호 사이의 차이에 기초하여 상기 사용자의 터치에 의한 상기 신호강도의 변화 시점을 판단하는 디스플레이장치.
제7항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 제1반사신호 및 상기 제2반사신호 사이의 차이를 나타내는 신호 내에서 기 설정된 제3문턱값을 넘는 구간 중의 피크를 판단하고, 상기 피크를 향해 상승하는 파형의 구간에 대해 포락선 처리를 하며, 상기 포락선의 강도가 0에 되는 지점에 대응하는 시점에 상기 사용자의 터치가 수행된 것으로 판단하는 디스플레이장치.
제1항에 있어서,
상기 신호송수신부는 인가되는 전기신호에 따라서 진동함으로써 상기 베젤에 램파(Lamb Wave)를 포함하는 상기 감지신호를 인가하는 디스플레이장치.
제1항에 있어서,
상기 신호송수신부는, 상기 감지신호를 인가하는 구동모드와, 상기 구동모드 시 인가한 상기 감지신호의 상기 반사신호를 수신하는 수신모드 사이를 교대로 전환하여 동작하는 디스플레이장치.
디스플레이장치의 제어방법에 있어서,
디스플레이부의 가장자리의 적어도 일부를 따라서 연장되며 상기 디스플레이부의 가장자리를 커버하는 베젤에, 적어도 하나의 신호송수신부에 의해 감지신호를 인가하는 단계와;
상기 적어도 하나의 신호송수신부에 의해, 상기 인가된 감지신호의 반사신호를 수신하는 단계와;
상기 적어도 하나의 신호송수신부에 의해 상기 감지신호를 인가한 때부터 상기 반사신호를 수신한 때까지 소요된 시간에 기초하여 상기 베젤 상에서 사용자의 터치 위치를 판단하는 단계를 포함하는 디스플레이장치의 제어방법.
제11항에 있어서,
상기 터치 위치를 판단하는 단계는, 상기 신호송수신부에 수신되는 상기 반사신호에서 상기 사용자의 터치에 의한 신호강도의 변화 시점을 판단하고, 상기 판단한 시점에 기초하여 상기 터치 위치를 판단하는 단계를 포함하는 디스플레이장치의 제어방법.
제12항에 있어서,
상기 터치 위치를 판단하는 단계는, 상기 반사신호에서 신호강도가 기 설정된 제1문턱값보다 높게 나타나는 시점을 상기 신호강도의 변화 시점으로 판단하는 단계를 포함하는 디스플레이장치의 제어방법.
제12항에 있어서,
상기 터치 위치를 판단하는 단계는, 상기 신호송수신부가 설치된 상기 베젤의 제1위치 및 상기 반사신호를 상기 신호송수신부로 향하게 하는 상기 베젤의 제2위치 사이에서, 상기 판단한 시점에 대응하는 상기 베젤의 위치를 상기 터치 위치로 판단하는 단계를 포함하는 디스플레이장치의 제어방법.
제14항에 있어서,
상기 터치 위치를 판단하는 단계는, 상기 터치에 의한 신호강도의 변화 시점까지의 소요시간을 상기 제2위치에 의한 신호강도의 변화 시점까지의 소요시간으로 나눈 값에 대해, 상기 제1위치 및 상기 제2위치 사이의 거리를 곱함으로써, 상기 제1위치에 대한 상기 터치 위치의 이격 거리를 판단하는 단계를 포함하는 디스플레이장치의 제어방법.
제14항에 있어서,
상기 제2위치에 의해 발생하는 상기 반사신호의 신호강도가 기 설정된 제2문턱값보다 감쇄되었다고 판단되면, 상기 베젤에 대한 사용자의 터치가 수행된 것으로 판단하는 단계를 더 포함하는 디스플레이장치의 제어방법.
제12항에 있어서,
상기 터치 위치를 판단하는 단계는, 사용자가 터치한 상태의 제1반사신호 및 사용자가 터치하지 않은 상태의 기 저장된 제2반사신호 사이의 차이에 기초하여 상기 사용자의 터치에 의한 상기 신호강도의 변화 시점을 판단하는 단계를 포함하는 디스플레이장치의 제어방법.
제17항에 있어서,
상기 터치 위치를 판단하는 단계는, 상기 제1반사신호 및 상기 제2반사신호 사이의 차이를 나타내는 신호 내에서 기 설정된 제3문턱값을 넘는 구간 중의 피크를 판단하고, 상기 피크를 향해 상승하는 파형의 구간에 대해 포락선 처리를 하며, 상기 포락선의 강도가 0에 되는 지점에 대응하는 시점에 상기 사용자의 터치가 수행된 것으로 판단하는 단계를 포함하는 디스플레이장치의 제어방법.
제11항에 있어서,
상기 신호송수신부는 인가되는 전기신호에 따라서 진동함으로써 상기 베젤에 램파를 포함하는 상기 감지신호를 인가하는 디스플레이장치의 제어방법.
제11항에 있어서,
상기 신호송수신부는, 상기 감지신호를 인가하는 구동모드와, 상기 구동모드 시 인가한 상기 감지신호의 상기 반사신호를 수신하는 수신모드 사이를 교대로 전환하여 동작하는 디스플레이장치의 제어방법.