KR20190041100A - 디스플레이 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

디스플레이 장치 및 그 제어 방법을 제공한다. 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 버튼 구조물 및 버튼 구조물의 이동에 따라 다른 센서 값을 출력하는 센서 모듈을 포함하는 입력 장치; 상기 입력 장치의 센서 모듈에서 생성된 센서 값 정보에 기초하여 제어 신호를 생성하는 제어부; 및 상기 제어 신호에 기초하여 디스플레이 화면을 제공하는 디스플레이;를 포함한다.
개시된 발명은 디스플레이 장치에 단일 다채널 입력 장치를 마련하고, 해당 입력 장치에 적용된 컬러 센서를 활용해 디스플레이 화면 보정 기능 및 디스플레이 화면 조작 기능이 함께 수행되도록 마련된 디스플레이 장치를 제공한다. 개시된 발명에 따르면 간소화된 디스플레이 장치의 버튼 구조를 제공할 수 있다.

Description

디스플레이 장치 및 그 제어 방법{DISPLAY APPARATUS AND CONTROL METHOD OF THE SAME}
디스플레이 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게 컬러 센서를 활용한 다채널 입력 장치가 설치된 디스플레이 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로 텔레비전, 세탁기, 에어컨, 냉장고와 같은 전자제품에는 사용자 조작을 위한 조작버튼과 그 동작 상태를 표시해주는 디스플레이가 구비된다.
근래에는 제품의 외관이 소비자들의 제품 선택에 큰 영향을 주는 요인으로 자리잡게 되면서 전자제품의 외관을 보다 고급스럽고 세련되게 만들려는 다양한 노력이 이루어지고 있다.
이러한 연구의 일환으로 텔레비전의 경우 베젤의 전면 하단 부분이나 본체의 바닥면에 메인 버튼을 마련하고, 메인 버튼 주위에 택트 버튼을 형성하여 기능 키로 사용하고 있다.
일 측면은 디스플레이 장치에서 컬러 센서 본래의 기능이 수행되도록 함과 동시에 해당 컬러 센서를 다채널 입력 장치의 주요 구성요소로 적용한 디스플레이 장치 및 그 제어 방법을 제공한다.
일 측면에 따른 디스플레이 장치는 하우징; 하우징의 내벽에 설치된 스프링; 스프링에 의해 탄성 지지되어 미리 설정된 방향으로 이동 가능하게 마련되고, 홀이 형성되며 홀 주위에 컬러 구조물이 설치된 버튼 구조물; 및 하우징 내부에 버튼 구조물과 이격되도록 설치되고, 광을 제공하도록 마련된 발광부 및 주위의 광을 수집하도록 마련된 컬러 센서를 포함하는 센서 모듈을 포함하는 입력 장치와, 센서 모듈의 센서 값 정보에 기초하여 제어 신호를 생성하는 제어부와, 생성된 제어 신호에 기초하여 디스플레이 화면을 제공하는 디스플레이를 포함한다.
또한, 컬러 구조물은, 버튼 구조물의 배면에 형성된 것을 포함할 수 있다.
또한, 센서 모듈은, 발광부의 발광 면 및 컬러 센서의 수광 면이 컬러 구조물과 마주보도록 배치된 것을 포함할 수 있다.
또한, 컬러 구조물은, 복수 개의 컬러 구역들로 구획된 것을 포함할 수 있다.
또한, 버튼 구조물은, 디스플레이 장치의 전면을 기준으로 좌우 방향을 포함한 복수의 방향으로 이동 가능하도록 마련된 것을 포함할 수 있다.
또한, 제어부는, 센서 모듈의 센서 값 정보에 기초하여 디스플레이 화면을 보정하기 위한 제어 신호 및 디스플레이 화면의 표시를 제어하기 위한 제어 신호 중 적어도 하나의 제어 신호를 생성할 수 있다.
또한, 컬러 센서는, 홀을 통해 외부 광을 수집하고, 제어부는, 외부 광에 의해 생성된 센서모듈의 센서 값 정보에 기초하여 디스플레이 화면을 보정하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다.
또한, 제어부는, 센서 모듈의 센서 값 정보에 기초하여 주위 조도가 미리 설정된 조도 값 이하인 것으로 결정되면, 입력 장치의 동작 모드를 버튼 모드로 전환할 수 있다.
또한, 입력 장치의 동작 모드를 버튼 모드로 전환하는 것은, 발광부가 동작하도록 제어하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 사용자의 조작에 따라 버튼 구조물이 이동되면, 제어부는, 센서 모듈의 센서 값 정보에 기초하여 버튼 구조물의 이동 방향을 결정하고, 디스플레이 화면 표시를 제어하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다.
또한, 컬러 구조물은, 사용자의 조작에 따라 버튼 구조물이 이동하면 버튼 구조물과 함께 이동하도록 마련되고, 발광부는, 발광부에서 생성된 광이 컬러 구조물에 의해 반사되어 컬러 센서에 입사되도록 마련되는 것을 포함할 수 있다.
다음으로, 입력 장치 설치된 디스플레이 장치의 제어 방법에 있어서, 입력 장치는, 하우징; 하우징의 내벽에 설치된 스프링; 스프링에 의해 탄성 지지되어 미리 설정된 방향으로 이동 가능하게 마련되고, 홀이 형성되며 홀 주위에 컬러 구조물이 설치된 버튼 구조물; 및 하우징 내부에 버튼 구조물과 이격되도록 설치되고, 광을 제공하도록 마련된 발광부 및 주위의 광을 수집하도록 마련된 컬러 센서를 포함하는 센서 모듈을 포함하고, 디스플레이 장치를 제어하는 방법은 센서 모듈의 센서 값 정보에 기초하여 디스플레이 화면을 보정하기 위한 제어 신호 및 디스플레이 화면 표시를 제어하기 위한 제어 신호 중 적어도 하나의 제어 신호를 생성하고, 생성된 제어 신호에 기초하여 디스플레이 화면을 제공하는 것을 포함한다.
또한, 컬러 센서는, 홀을 통해 외부 광을 수집하고, 센서 모듈에서 생성된 센서 값 정보에 기초하여 디스플레이 화면을 보정하기 위한 제어 신호를 생성하는 것은, 외부 광에 의해 생성된 컬러 센서의 센서 값 정보에 기초하여 디스플레이 화면을 보정하기 위한 제어 신호을 생성하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 센서 모듈의 센서 값 정보에 기초하여 주위 조도가 미리 설정 된 조도 값 이하인 것으로 결정되면 입력 장치의 동작 모드를 버튼 모드로 전환하는 것을 더 포함할 수 있다.
또한, 입력 장치의 동작 모드를 버튼 모드로 전환하는 것은, 발광부가 동작하도록 제어하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 버튼 구조물은, 디스플레이 장치의 전면을 기준으로 좌우 방향을 포함한 복수의 방향으로 이동 가능하도록 마련되고, 센서 모듈의 센서 값 정보에 기초하여 디스플레이 화면 표시를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하는 것은, 사용자의 조작에 따라 버튼 구조물이 이동되면 센서 모듈의 센서 값 정보에 기초하여 버튼 구조물의 이동 방향을 결정하고, 디스플레이 화면 표시를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하는 것을 포함할 수 있다.
개시된 발명은 디스플레이 장치에 단일 입력 장치를 마련하고, 해당 입력 장치에 적용된 컬러 센서를 디스플레이 화면 보정에 필요한 조도 정보를 수집하는데 사용할 뿐 아니라, 디스플레이 화면 조작을 위한 버튼 구조물 중 하나로 이용하도록 함으로써 간소화된 디스플레이 장치의 버튼 구조를 제공한다.
개시된 발명은 불필요한 버튼을 설치하지 않도록 함으로써 원가 절감 효과를 도모함과 동시에 디자인적 우수성을 확보하도록 하였다.
도 1은 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치를 도시한 분해 사시도 이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치에 포함된 액정 패널의 일 예를 도시한다.
도 4 및 도 5는 일 실시 예에 따른 입력 장치의 구조를 확대 도시한 도면이다.
도 6은 도 5에 도시된 입력 장치를 AA'방향으로 자른 단면도 이다.
도 7 및 도 8은 다채널 입력 장치의 형성 예를 도시한 도면이다.
도 9는 컬러 구조물에 대해 컬러 구역들의 구획 예를 도시한 도면이다.
도 10은 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 제어 블록도 이다.
도 11은 일 실시 예에 따른 입력 장치가 컬러 센서 모드로 동작하는 경우를 도시한 도면이다.
도 12 및 도 13은 일 실시 예에 따른 입력 장치가 버튼 모드로 동작하는 경우의 동작 원리를 도시한 도면이다.
도 14는 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 제어 방법을 도시한 흐름도 이다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시 예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며 본 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시 예들 간에 중복되는 내용은 생략한다.
명세서에서 사용되는 '부, 모듈, 부재, 블록'이라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시 예들에 따라 복수의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 하나의 구성요소로 구현되거나, 하나의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 복수의 구성요소들을 포함하는 것도 가능하다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 다른 부분과 “연결”되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 간접적으로 연결되어 있는 경우를 포함하고, 간접적인 연결은 무선 통신망을 통해 연결되는 것을 포함한다.
또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 “상에” 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
제 1, 제 2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 전술된 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
각 단계들에 있어 식별부호는 설명의 편의를 위해 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명의 작용 원리 및 실시 예들에 대해 설명한다.
도 1은 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치(1)를 도시한 도면이다.
디스플레이 장치(1)는 외부로부터 수신되는 영상 신호를 처리하고, 처리된 영상을 시각적으로 표시할 수 있는 장치이다. 이하에서는 디스플레이 장치(1)가 텔레비전(Television, TV)인 경우를 예시하고 있으나, 디스플레이 장치(1)의 종류가 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 디스플레이 장치(1)는 모니터(Monitor), 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 통신장치, 휴대용 연산장치 등 다양한 형태로 구현할 수 있으며, 디스플레이 장치(1)는 영상을 시각적으로 표시하는 장치라면 그 형태가 한정되지는 않는다.
뿐만 아니라, 디스플레이 장치(1)는 건물 옥상이나 버스 정류장과 같은 옥외에 설치되는 대형 디스플레이 장치(Large Format Display, LFD)일 수 있다. 여기서 옥외는 반드시 야외로 한정되는 것은 아니며, 지하철역, 쇼핑몰, 영화관, 회사, 상점 등 실내이더라도 다수의 사람들이 드나들 수 있는 곳을 포함하는 개념으로 이해되어야 할 것이다.
디스플레이 장치(1)는 다양한 컨텐츠 소스들로부터 비디오 신호와 오디오 신호를 수신하고, 비디오 신호와 오디오 신호에 대응하는 비디오와 오디오를 출력할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 장치(1)는 방송 수신 안테나 또는 유선 케이블을 통하여 텔레비전 방송 컨텐츠를 수신하거나, 컨텐츠 재생 장치로부터 컨텐츠를 수신하거나, 컨텐츠 제공자의 컨텐츠 제공 서버로부터 컨텐츠를 수신할 수 있다.
이러한 디스플레이 장치(1)는 도 1에 도시된 바와 같이 본체(2), 영상을 표시하는 스크린(3), 본체(2)의 하부에 마련되어 본체(2)를 지지하는 지지대(4), 본체(2)에 마련되어 디스플레이 장치(1)를 조작하기 위한 입력 장치(100)를 포함할 수 있다.
본체(2)는 디스플레이 장치(1)의 외형을 형성하며, 본체(2)의 내부에는 디스플레이 장치(1)가 영상을 표시하기 위한 부품이 마련될 수 있다. 도 1에 도시된 본체는 평평한 판 형상이나, 본체의 형상이 도 1에 도시된 바에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 본체는 좌우 양단이 전방으로 돌출되고 중심부가 오목하도록 휘어진 형상일 수 있다.
스크린(3)은 본체(2)의 전면에 형성되며, 스크린(3)에는 시각 정보인 영상이 표시될 수 있다. 예를 들어, 스크린(3)에는 정지 영상 또는 동영상이 표시될 수 있으며, 2차원 평면 영상 또는 3차원 입체 영상이 표시될 수 있다.
스크린(3)에는 복수의 픽셀이 형성되며, 스크린(3)에 표시되는 영상은 복수의 픽셀들로부터 출사된 광의 조합에 의하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 복수의 픽셀(P)이 방출하는 광이 모자이크(mosaic)와 같이 조합됨으로써 스크린(3) 상에 하나의 영상(I)이 형성될 수 있다.
복수의 픽셀(P) 각각은 다양한 밝기 및 다양한 색상의 광을 방출할 수 있다. 다양한 밝기의 광을 방출하기 위하여 복수의 픽셀 각각은 직접 광을 방출할 수 있는 구성(예를 들어, 유기 발광 다이오드)을 포함하거나 백라이트 유닛 등에 의하여 방출된 광을 투과하거나 차단할 수 있는 구성(예를 들어, 액정 패널)을 포함할 수 있다.
스크린(3)은 도 1에 도시된 바와 같이 평평한 판 형상으로 마련될 수 있다. 다만, 스크린(3)의 형상이 도 1에 도시된 바에 한정되는 것은 아니며, 본체의 형상에 따라 양단이 전방으로 돌출되고 중심부가 오목하도록 휘어진 형상으로 마련될 수도 있다.
지지대(4)는 본체(2)의 하부에 설치되어, 본체(2)가 바닥 면에서 안정적으로 자세를 유지할 수 있도록 마련될 수 있다. 또한, 선택적으로, 지지대(4)는 본체(2)의 후면에 설치되어, 본체(2)가 벽면에 단단히 고정되도록 할 수 있다.
입력 장치(100)는 본체(2)의 일 영역에 마련되어 디스플레이 장치(1)의 전원 온 오프를 제어하거나, 디스플레이 장치(1)에 대한 각종 조작 명령을 입력 받는다. 입력 장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 본체(2) 하면의 일 영역에 마련될 수 있으나, 입력 장치(100)의 설치 위치가 이에 제한되는 것은 아니며 실시 예에 따라 본체(2) 전면에 설치된 베젤의 일 영역에 마련되거나, 본체(2)의 양 측면, 본체(2)의 후면 등에 마련될 수도 있다.
입력 장치(100)는 컬러 센서를 활용한 다채널 입력 장치로서, 디스플레이 장치(1)에 마련된 컬러 센서가 컬러 센서 본래의 기능을 수행함과 동시에 입력 장치(100)의 주요 구성요소로서 적용되는 특징이 있다. 다시 말해, 디스플레이 장치(1)에서 컬러 센서 본래의 기능이 수행되도록 함과 동시에 해당 컬러 센서를 입력 장치의 주요 구성 요소로 적용하여 간소화된 디스플레이 장치(1)의 버튼 구조를 제공하도록 하였다. 입력 장치(100)의 주요 구조 및 동작 원리에 대해서는 관련 부분에서 상술하도록 한다.
도 2는 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치(1)를 도시한 분해 사시도 이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본체(2) 내부에는 스크린(3)에 영상을 생성하기 위한 각종 구성 부품들이 마련될 수 있다.
예를 들어, 본체(2)에는 면광(surface light)을 전방으로 방출하는 백 라이트 유닛(40)과, 백 라이트 유닛(40)으로부터 방출된 광을 차단하거나 투과하는 액정 패널(20)과, 백 라이트 유닛(40) 및 액정 패널(20)의 동작을 제어하는 전원/제어 유닛(60)이 마련된다.
또한, 본체(2)에는 액정 패널(20), 백라이트 유닛(40) 및 전원/제어 유닛(60)을 지지하고 고정하기 위한 베젤(10)과 프레임 미들 몰드(30)와 바텀 샤시(50)와 후면 커버(70)가 더 마련된다.
또한, 베젤(10)과 프레임 미들 몰드(30)와 후면 커버(70) 중 적어도 하나에는 입력 장치(100)를 설치하기 위한 홀이 형성될 수 있으며, 입력 장치(100)는 해당 홀에 매립 형성될 수 있다. 실시 예에 따라 입력 장치(100)는 베젤(10)과 프레임 미들 몰드(30)와 후면 커버(70) 중 적어도 하나에 일체로 형성될 수도 있다.
백라이트 유닛(40)은 단색 광 또는 백색 광을 방출하는 점 광원을 포함할 수 있으며, 점 광원으로부터 방출되는 광을 균일한 면광으로 변환하기 위하여 광을 굴절, 반사 및 산란시킬 수 있다. 예를 들어, 백라이트 유닛(40)은 단색광 또는 백색광을 방출하는 광원과, 광원으로부터 광이 입사되고 입사된 광을 확산시키는 도광판과, 도광판의 후면으로부터 방출된 광을 반사하는 반사 시트와, 도광판의 전면으로부터 방출된 광을 굴절 및 산란시키는 광학 시트를 포함할 수 있다.
이처럼, 백라이트 유닛(40)은 광원으로부터 방출된 광을 굴절, 반사 및 산란시킴으로써 전방을 향하여 균일한 면 광원을 방출할 수 있다.
액정 패널(20)은 백라이트 유닛(40)의 전방에 마련되며, 영상을 형성하기 위하여 백라이트 유닛(40)으로부터 방출되는 광을 차단하거나 또는 투과시킨다.
액정 패널(20)의 전면은 앞서 설명한 디스플레이 장치(1)의 스크린(3)을 형성하며, 복수의 픽셀(P)로 구성될 수 있다. 액정 패널(20)에 포함된 복수의 픽셀(P)은 각각 독립적으로 백라이트 유닛(40)의 광을 차단하거나 투과시킬 수 있으며, 복수의 픽셀(P)에 의하여 투과된 광은 디스플레이 장치(1)에 표시되는 영상을 형성할 수 있다.
도 3은 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치(1)에 포함된 액정 패널(20)의 일 예를 도시한다. 도 3에 도시된 바를 참조하면, 액정 패널(20)은 제 1 편광 필름(21), 제 1 투명 기판(22), 픽셀 전극(23), 박막 트랜지스터(24), 액정층(25), 공통 전극(26), 컬러 필터(27), 제 2 투명 기판(28), 제 2 편광 필름(29)을 포함할 수 있다.
제 1 투명 기판(22) 및 제 2 투명 기판(28)은 픽셀 전극(23), 박막 트랜지스터(24), 액정층(25), 공통 전극(26) 및 컬러 필터(27)를 고정 지지할 수 있다. 이러한, 제 1 및 제 2 투명 기판(22, 28)은 강화 유리 또는 투명 수지로 구성될 수 있다.
제 1 및 제 2 투명 기판(22, 28)의 외측에는 제 1 편광 필름(21) 및 제 2 편광 필름(29)이 마련된다. 제 1 편광 필름(21)과 제 2 편광 필름(29)은 각각 특정한 광을 투과시키고 다른 광을 차단할 수 있다.
광은 진행 방향과 직교하는 방향으로 진동하는 전기장과 자기장의 쌍으로 이루어질 수 있다. 광을 구성하는 전기장과 자기장은 광의 진행 방향과 직교하는 모든 방향으로 진동할 수 있으며, 전기장의 진동 방향과 자기장의 진동 방향은 서로 직교할 수 있다.
예를 들어, 제 1 편광 필름(21)은 제 1 방향으로 진동하는 자기장을 갖는 광을 통과시키고 다른 광을 차단한다. 또한 제 2 편광 필름(29)은 제 2 방향으로 진동하는 자기장을 갖는 광을 투과시키고, 다른 광을 차단한다. 이 때, 제 1 방향과 제 2 방향은 서로 직교할 수 있다. 다시 말해, 제 1 편광 필름(21)이 투과시키는 광의 편광 방향과 제 2 편광 필름(29)이 투과시키는 광의 진동 방향은 서로 직교한다. 그 결과, 일반적으로 광은 제 1 편광 필름(21)과 제 2 편광 필름(29)을 동시에 투과할 수 없게 된다.
제 2 투명 기판(28)의 내측에는 컬러 필터(27)가 마련될 수 있다. 컬러 필터(27)는 적색 광을 투과시키는 적색 필터(27R)와, 녹색 광을 투과시키는 녹색 필터(27G)와, 청색 광을 투과시키는 청색 필터(27G)를 포함할 수 있으며, 적색 필터(27R)와 녹색 필터(27G)와 청색 필터(27B)는 서로 나란하게 배치될 수 있다. 아울러, 컬러 필터(27)가 형성된 해당 영역은 앞서 설명한 픽셀(P)에 대응되도록 마련될 수 있다.
제 1 투명 기판(22)의 내측에는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, TFT)(24)가 마련된다. 예를 들어, 박막 트랜지스터(24)는 적색 필터(27R), 녹색 필터(27G) 및 청색 필터(27B)의 경계에 대응되는 위치에 마련될 수 있다.
박막 트랜지스터(24)는 아래에서 설명한 픽셀 전극(23)에 흐르는 전류를 통과시키거나 차단할 수 있다. 예를 들어, 박막 트랜지스터(24)의 턴온(폐쇄) 또는 턴오프(개방)에 따라 픽셀 전극(23)과 공통 전극(26) 사이에 전기장이 형성되거나 제거될 수 있다.
박막 트랜지스터(24)는 폴리 실리콘(Poly ?ilicon)으로 구성될 수 있으며, 리소그래피(lithography), 증착(deposition), 이온 주입(ion implantation) 공정 등 반도체 공정에 의하여 형성될 수 있다.
제 1 투명 기판(22)의 내측에는 픽셀 전극(23)이 마련되고, 제 2 투명 전기판(28)의 내측에는 공통 전극(26)이 마련될 수 있다.
픽셀 전극(23)과 공통 전극(26)은 전기가 도통되는 금속 재질로 구성되며, 아래에서 설명할 액정층(25)을 구성하는 액정 분자(25a)의 배치를 변화시키기 위한 전기장을 생성할 수 있다.
픽셀 전극(23)은 적색 필터(27R), 녹색 필터(27G) 및 청색 필터(27B)에 대응하는 영역에 형성되고, 공통 전극(26)은 액정 패널(20) 전체에 형성될 수 있다. 그 결과, 픽셀 전극(23)의 위치에 따라 액정 층(25)에 선택적으로 전기장이 형성될 수 있다.
픽셀 전극(23)과 공통 전극(26)은 투명한 재질로 구성되며, 외부로부터 입사되는 광을 투과시킬 수 있다. 예를 들어, 픽셀 전극(23)과 공통 전극(26)은 인듐산화주석(Indium Tin Oxide; ITO), 인듐산화아연(Indium Zinc Oxide; IZO), 은나노와이어(Ag nano wire), 탄소나노튜브(carbon nano tube; CNT), 그래핀(graphene) 또는 PEDOT(3, 4-ethylenedioxyhiophene) 등으로 구성될 수도 있다.
픽셀 전극(23)과 공통 전극(26) 사이에는 액정 층(25)이 형성되며, 액정 층(25)은 액정 분자(25a)에 의하여 채워진다.
액정은 고체(결정)과 액체의 중간 상태를 나타낸다. 일반적인 물질은 고체 상태의 물질에 열을 가하면, 용융 온도에서 고체 상태에서 투명한 액체 상태로 상태 변화가 발생한다. 이에 비하여, 고체 상태의 액정 물질에 열을 가하면, 액정 물질은 용융 온도에서 불투명하고 혼탁한 액체로 변화한 이후 투명한 액체 상태로 변화한다. 이와 같은 액정 물질의 대부분은 유기화합물이며 분자 형상은 가늘고 긴 막대 모양을 하고 있으며, 분자의 배열이 어떤 방향으로는 불규칙한 상태와 같지만, 다른 방향에서는 규칙적인 결정의 형태를 가질 수 있다. 그 결과, 액정은 액체의 유동성과 결정(고체)의 광학적 이방성을 모두 갖는다.
또한, 액정은 전장의 변화에 따라 광학적 성질을 나타내기도 한다. 예를 들어, 액정은 전기장의 변화에 따라 액정을 구성하는 분자 배열의 방향이 변화할 수 있다.
액정 층에 전기장이 생성되면 액정 층(25)의 액정 분자(25a)는 전기장의 방향에 따라 배치되고, 액정 층(25)에 전기장이 생성되지 않으면 액정 분자(25a)는 불규칙하게 배치되거나 배향막(미도시)을 따라 배치될 수 있다.
그 결과, 액정 층(25)을 통과하는 전기장의 존부에 따라 액정 층(25)의 광학적 성질이 달라질 수 있다. 예를 들어, 액정 층(25)에 전기장이 형성되지 않으면 액정 층(25)의 액정 분자(25a)의 배치로 인하여 제 1 편광 필름(21)에 의하여 편광된 광이 액정 층(25)을 통과한 이후 제 2 편광 필름(119)을 통과할 수 있다. 반면, 액정 층(25)에 전기장이 형성되면 액정 층(25)의 액정 분자(25a)의 배치가 변화하여 제 1 편광 필름(21)에 의하여 편광된 광이 액정 층(25)을 통과한 이후 제 2 편광 필름(119)을 통과할 수 있다. 반면, 액정 층(25)에 전기장이 형성되면 액정 층(25)의 액정 분자(25a)의 배치가 변화하여 제 1 편광 필름(21)에 의하여 편광된 광이 제 2 편광 필름(29)을 통과하지 못한다.
전원/제어 유닛(60)은 백 라이트 유닛(40)과 액정 패널(20)에 전결을 공급하는 전원 회로와 백 라이트 유닛(40)과 액정 패널(20)의 동작을 제어하는 제어 회로를 포함할 수 있다.
전원 회로는 백 라이트 유닛(40)이 면광을 방출할 수 있도록 백 라이트 유닛(40)에 전력을 공급하고, 액정 패널(20)이 광을 투과 또는 차단시킬 수 있도록 액정 패널(20)에 전력을 공급할 수 있다.
제어 회로는 백 라이트 유닛(40)이 방출하는 광의 세기를 조절하기 위하여 백 라이트 유닛(40)을 제어할 수 있으며, 스크린(3)에 영상이 표시되도록 액정 패널(20)을 제어할 수 있다.
예를 들어, 제어 회로는 컨텐츠 소스들로부터 수신된 비디오 신호에 의한 영상이 표시되도록 액정 패널(20)을 제어할 수 있다. 액정 패널(20)에 포함된 복수의 픽셀(P) 각각은 제어 회로의 영상 데이터에 따라 광을 투과시키거나 차단하며, 그 결과 스크린(3)에 영상이 표시된다.
이러한 전원/제어 유닛(60)은 인쇄 회로 기판과 인쇄 회로 기판에 실장된 각종 회로로 구현될 수 있다. 예를 들어, 전원 회로는 콘덴서, 코일, 저항 소자, 마이크로 프로세서 등 및 이들이 실장된 전원 회로 기판을 포함할 수 있다. 또한, 제어 회로는 메모리, 마이크로 프로세서 및 이들이 실장된 제어 회로 기판을 포함할 수 있다.
액정 패널(20)과 전원/제어 유닛(60) 사이에는 영상 데이터를 전원/제어 유닛(60)으로부터 액정 패널(20)로 전송하는 케이블(20a)과 영상 데이터를 처리하는 디스플레이 드라이버 직접 회로(Display Driver Integrated Circuit, DDI)(20b) (이하에서는 '디스플레이 드라이브 유닛'라 한다)가 마련된다.
케이블(20a)은 전원/제어 유닛(60)과 디스플레이 드라이브 유닛(20b) 사이를 전기적으로 연결하고, 디스플레이 드라이브 유닛(20b)과 액정 패널(20) 사이를 전기적으로 연결할 수 있다.
디스플레이 드라이브 유닛(20b)은 케이블(20a)을 통하여 전원/제어 유닛(60)으로부터 영상 데이터를 수신하고 케이블(20a)통하여 액정 패널(20)에 영상 데이터를 전송할 수 있다.
입력 장치(100)는 사용자로부터 디스플레이 장치(1)를 제어하기 위한 제어 명령을 입력 받도록 마련된다.
입력 장치(100)는 사용자의 조작 명령이 입력되지 않는 중에는 컬러 센서 모드로 동작한다. 이하, 컬러 센서 모드란 입력 장치(100)에 마련된 컬러 센서로 외광 정보를 수집하고 수집된 외광 정보에 기초하여 디스플레이 화면을 보정하는 모드를 의미한다.
입력 장치(100)는 사용자의 조작 명령이 입력되는 중에는 버튼 모드로 동작한다. 이하, 버튼 모드란 입력 장치(100)가 미리 설정된 방향에 대한 사용자의 조작 명령을 입력 받는 모드를 의미한다.
개시된 발명에 따른 디스플레이 장치(1)는 디스플레이 장치(1)에 단일 입력 장치를 마련하고, 해당 입력 장치에 적용된 컬러 센서를 디스플레이 장치(1)의 화면 보정에 필요한 조도 정보를 수집하는데 사용할 뿐 아니라, 디스플레이 화면 조작을 위한 버튼 구조물 중 하나로 이용하도록 함으로써 보다 간소화된 디스플레이 장치(1)의 버튼 구조를 제공하도록 하였다.
이하, 개시된 발명에 따른 디스플레이 장치(1)의 일 영역에 설치되는 입력 장치(100)의 구조에 대해 구체적으로 설명하도록 한다.
도 4 및 도 5는 디스플레이 장치(1)에 설치된 입력 장치(100)의 구조를 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 도 5에 도시된 입력 장치(100)를 AA'방향으로 자른 단면도 이다.
도 4 내지 도 6에 도시된 바를 참조하면, 일 실시 예에 따른 입력 장치(100)는 디스플레이 장치(1)의 일 영역에 매립 설치될 수 있으며, 하우징(110), 하우징(110) 내벽에 설치된 스프링(120), 스프링(120)에 의해 탄성 지지되어 미리 설정된 방향으로 이동 가능하게 마련되는 버튼 구조물(130) 및 하우징(110) 내부에 버튼 구조물(130)과 이격되도록 설치되는 센서 모듈(140)을 포함한다.
하우징(110)은 입력 장치(100)의 외관을 형성한다. 하우징(110) 전면에는 버튼 구조물(130)이 조립되도록 개구가 형성될 수 있으며, 하우징(110)은 디스플레이 장치(1)의 일 영역에 형성된 홀(O)에 매립될 수 있도록 외면에 체결 구조가 마련될 수 있다.
하우징(110) 내부에는 입력 장치(100)가 사용자의 조작 명령을 입력 받고 이를 디스플레이 장치(1)의 제어부(170)로 전달하기 위한 부품이 마련될 수 있다. 도 4 및 도 5에서는 하우징(110)이 사각형 헝태의 개구를 가지는 박스 형상으로 마련된 경우를 예로 들어 도시하였으나, 하우징(110)의 형상이 도 4 및 도 5에 도시된 형상에 제한되는 것은 아니다.
하우징(110) 내벽에는 스프링(120)이 설치된다. 스프링(120)은 하우징(110)의 전면 개구 내벽에 설치된다. 스프링(120)은 후술하는 버튼 구조물(130)과 연동되어 동작하며 입력 장치(100)의 입력 채널을 형성한다. 다시 말해, 스프링(120)의 개수가 증가함에 따라 조작 가능한 입력 장치(100)의 채널 수가 증가된다.
도 7 및 도 8은 다채널 입력 장치(100)의 형성 예를 도시한 도면이다. 보다 상세하게, 도 7은 두 개의 입력 채널이 형성된 입력 장치(100)의 구조를 도시한 도면이고, 도 8은 네 개의 입력 채널이 형성된 입력 장치(100)의 구조를 도시한 도면이다. 도 7 및 도 8에서는 설명의 편의상 스프링(120)과 컬러 구조물(135)의 체결 구조를 중심으로 입력 채널의 형성 예를 도시하였다.
도 7을 참조하면, 하우징(110)의 내벽 중 좌우 내벽에 스프링(120)이 설치된 경우 두 개의 입력 채널을 형성할 수 있다. 사용자는 입력 장치(100)의 버튼 구조물(130)을 좌우 방향으로 슬라이딩 조작하여 조작 명령을 입력할 수 있다.
도 8을 참조하면, 하우징(110)의 내벽 중 상하좌우 내벽에 스프링(120)이 설치된 경우 네 개의 입력 채널을 형성할 수 있다. 사용자는 입력 장치(100)의 버튼 구조물(130)을 상하좌우 방향으로 슬라이딩 조작하여 조작 명령을 입력할 수 있다.
도 7 및 도 8에서는 설명의 편의상 두 개 또는 네 개의 입력 채널을 형성하는 경우를 예로 들어 도시하였으나, 입력 채널의 형성 방법이 도 7 및 도 8에 도시된 바에 의해 제한되는 것은 아니며, 하우징(110)의 형상에 따라 네 개 이상의 채널로 마련될 수 있음은 물론이다.
버튼 구조물(130)은 사용자의 조작 명령을 입력 받도록 마련된 구조물로, 스프링(120)에 의해 탄성 지지되어 미리 설정된 방향으로 이동 가능하게 마련된다. 보다 상세하게, 버튼 구조물(130)은 디스플레이 장치(1)의 전면을 기준으로 좌우 방향을 포함한 복수의 방향으로 이동 가능하도록 마련된다.
버튼 구조물(130)에는 버튼 구조물(130)의 중앙에 버튼 구조물(130)을 관통하는 홀(O)이 형성된다. 버튼 구조물(130)은 버튼 구조물(130)에 형성된 홀(O)의 중심 축과 후술하는 컬러 센서(144)의 수광부(145) 중심 축이 일치하도록 마련된다. 이러한 구조를 전제로, 버튼 구조물(130)의 홀(O)이 개방된 경우 입력 장치(100)는 컬러 센서 모드로 동작하고 버튼 구조물(130)의 홀(O)이 사용자의 손에 의해 폐쇄된 경우 입력 장치(100)는 버튼 모드로 동작하게 된다. 이하 입력 장치(100)의 동작 원리에 대한 설명 부분에서 구체적으로 설명하도록 한다.
버튼 구조물(130)의 조작 면에는 사용자의 조작 편의를 위해 홈이 형성될 수 있다. 이 경우, 홀(O)은 홈 영역에 형성될 수 있는데, 홀(O)의 개방 여부에 따라 입력 장치(100)의 동작 모드가 컬러 센서 모드 또는 버튼 모드로 전환되므로 홈 영역에 홀(O)을 마련함으로써 사용자에게 조작 편의를 제공하기 위함이다.
버튼 구조물(130) 배면의 홀(O) 주위에는 컬러 구조물(135)이 마련된다. 컬러 구조물(135)은 버튼 구조물(130)과 함께 이동 가능하도록 마련될 수 있다. 일 예로, 컬러 구조물(135)은 버튼 구조물(130)과 일체로 마련될 수 있으며, 실시 예에 따라 버튼 구조물(130)과 독립적으로 형성된 컬러 구조물(135)이 버튼 구조물(130)에 결합된 방식으로 마련될 수 있다. 이하, 설명의 편의상 별도의 컬러 구조물(135)이 버튼 구조물(130)에 결합된 방식으로 마련된 경우를 전제로 발명의 실시 예를 설명하도록 한다.
컬러 구조물(135)은 복수 개의 컬러 구역들로 구획된 원형 판 형상으로 마련될 수 있다. 컬러 구조물(135)에 구획되는 컬러 구역들의 수는 입력 장치(100)를 통해 구현하고자 하는 입력 채널의 수에 기초하여 결정될 수 있다.
도 9는 컬러 구조물(135)에 대해 컬러 구역들의 구획 예를 도시한 도면이다.
도 9에 도시된 바를 참조하면, 컬러 구조물(135)은 복수 개의 컬러 구획들로 구획될 수 있다. 일 예로, 도 9에 도시된 바와 같이 입력 장치(100)에 두 개의 입력 채널을 형성하고자 할 경우 컬러 구조물(135)은 도 9의 (a)에 도시된 바와 같이 두 개의 컬러 구역들(C1, C2)로 구획될 수 있다. 실시 예에 따라, 도 9에 도시된 바와 같이 입력 장치(100)에 네 개의 입력 채널을 형성하고자 할 경우 컬러 구조물(135)은 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이 네 개의 컬러 구역들(C1, C2, C3, C4)로 구획될 수 있다.
컬러 구조물(135)은 후술하는 센서 모듈(140)의 발광부(142)에서 생성된 광을 컬러 센서(144)의 수광부(145)로 반사시키기 위해 마련되는 구성으로, 컬러 구역들의 구획 예가 도 8에 도시된 바에 의해 제한되는 것은 아니며, 구현하고자 하는 입력 장치(100)의 채널 수에 따라 컬러 구조물(135)에 구획되는 컬러 구역들의 위치 및 수를 조절할 수 있다.
컬러 구조물(135)은 도 9에 도시된 바와 같이 원형 판 형상으로 마련될 수 있다. 컬러 구조물(135)이 원형 판 형상으로 마련될 경우 다채널 구조의 형성이 용이할 수 있다. 다만, 컬러 구조물(135)의 형상이 원형 판 형상으로 제한되는 것은 아니며 컬러 구획들의 구획이 가능한 모든 형상으로 마련될 수 있다.
컬러 구조물(135)에는 앞서 설명한 버튼 구조물(130)에 형성된 홀(O)과 동일한 중심 축을 가지는 홀(O)이 형성될 수 있다. 컬러 구조물(135)은 버튼 구조물(130)에 형성된 홀(O)과 동일한 중심 축을 가지는 홀(O)이 컬러 구조물(135)을 관통하게 형성되도록 함으로써 하우징(110) 내부에 설치된 센서 모듈(140)에 외광을 공급하도록 할 수 있다. 이하, 컬러 구조물(135)에 홀(O)을 형성하는 이유는 버튼 구조물(130)에 홀(O)을 형성하는 이유와 동일하며 앞서 설명한 내용과 중복되는 내용은 생략하도록 한다.
센서 모듈(140)은 하우징(110) 내부에 설치되며 버튼 구조물(130)과 소정 간격 이격되도록 마련된다. 센서 모듈(140)은 광을 제공하도록 마련된 발광부(142) 및 주위의 광을 수집하도록 마련된 컬러 센서(144)를 포함한다. 여기서, 주위의 광은 홀(O)을 통해 외부로부터 유입되는 외광과 홀(O)이 폐쇄된 경우 발광부(142)에서 생성된 광을 의미한다.
센서 모듈(140)은 발광부(142)의 발광 면과 컬러 센서(144)에 마련된 수광부(145)의 수광 면이 컬러 구조물(135)과 마주보도록 형성된다. 다시 말해, 발광부(142)와 컬러 센서(144)는 센서 모듈(140)의 일면에 나란하게 배치될 수 있다. 이는 입력 장치(100)가 버튼 모드로 동작할 경우 발광부(142)에서 생성된 광이 컬러 구조물(135)에 반사된 후 컬러 센서(144)의 수광부(145)에 도달되도록 하기 위함이다. 입력 장치(100)가 버튼 모드로 동작할 경우 버튼 구조물(130)은 미리 설정된 방향으로 이동 가능할 수 있으며, 센서 모듈(140)은 버튼 구조물(130)의 이동과 함께 이동하는 컬러 구조물(135)로부터 반사되는 광을 검출하여 디스플레이 장치(1)의 사용자 조작 의도 검출 과정에 제공할 수 있다. 이하, 관련 부분에서 상술하도록 한다.
버튼 구조물(130)이 중립 상태에 놓여있는 경우 컬러 센서(144)의 수광부(145)와 버튼 구조물(130)에 형성된 홀(O)은 서로 마주보도록 형성될 수 있다. 이는, 입력 장치(100)가 컬러 센서 모드로 동작할 경우 홀(O)을 통해 입력 장치(100)의 하우징(110) 내부로 유입된 외광이 컬러 센서(144)의 수광부(145)에 바로 도달되도록 하기 위함이다.
이상으로, 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치(1) 및 디스플레이 장치(1)에 마련된 입력 장치(100)의 구조를 설명하였다. 다음으로, 첨부된 도면을 참조하여 개시된 발명에 따른 디스플레이 장치(1)의 동작 원리를 설명하도록 한다.
도 10은 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치(1)의 제어 블록도 이다.
도 10에 도시된 바를 참조하면, 디스플레이 장치(1)는 입력 장치(100), 입력 장치(100)의 센서 모듈(140)에서 생성된 센서 값 신호를 처리하고 디스플레이 장치(1)의 동작을 제어하는 제어부(170), 제어부(170)에 의하여 처리된 영상을 표시하는 영상 표시부(150)를 포함한다.
입력 장치(100)는 컬러 센서 모드와 버튼 모드로 동작 가능하도록 마련된다. 버튼 구조물(130)이 중립 상태에 놓여 있는 경우 입력 장치(100)는 컬러 센서 모드로 동작하며, 사용자가 버튼 구조물(130)을 조작하는 경우 입력 장치(100)는 버튼 모드로 동작한다.
입력 장치(100)는 센서 모듈(140)을 포함하며, 센서 모듈(140)은 광을 생성하는 발광부(142)와 주위의 광을 수집하도록 마련된 컬러 센서(144)를 포함한다.
발광부(142)는 버튼 모드에서 입력 장치(100)의 내부에 광을 공급하기 위한 구성이다. 버튼 모드에서는 홀(O)을 통해 유입되는 외광이 차단되고, 입력 장치(100) 내부의 조도가 0에 가까워 진다. 이 경우, 발광부(142)는 입력 장치(100)가 버튼 모드로 동작하도록 입력 장치(100) 내부에 광을 공급할 수 있다.
컬러 센서(144)는 주위의 광을 수집하도록 마련된 구성으로, 입력 장치(100)는 컬러 센서(144)를 채용하도록 함으로써 앞서 예시한 두 가지 모드로 동작 가능할 수 있다. 일 예로, 컬러 센서 모드에서 컬러 센서(144)는 홀(O)을 통해 유입된 외광 정보를 수집하고, 이를 디스플레이 장치(1)의 화면을 보정하는 과정에 제공할 수 있다. 다른 예로, 버튼 모드에서 컬러 센서(144)는 컬러 구조물(135)로부터 반사된 컬러 광을 수집하고, 이를 디스플레이 장치(1)의 사용자 조작의도 판단 과정에 제공할 수 있다.
영상 표시부(150)는 영상을 시각적으로 표시하는 디스플레이 패널(151)과, 디스플레이 패널(151)을 구동하는 디스플레이 드라이버(152)를 포함한다.
디스플레이 패널(151)은 디스플레이 드라이버(152)로부터 수신된 영상 데이터에 따라 영상을 생성하고, 영상을 표시할 수 있다.
디스플레이 패널(151)은 영상을 표시하는 단위가 되는 픽셀을 포함할 수 있다. 각각의 픽셀은 디스플레이 드라이버(152)로부터 영상을 나타내는 전기적 신호를 수신하고, 수신된 전기적 신호에 대응하는 광학 신호를 출력할 수 있다. 이처럼, 복수의 픽셀이 출력하는 광학 신호가 조합됨으로써 하나의 디스플레이 패널(151)에 표시될 수 있다.
디스플레이 패널(151)은 도 2, 3과 함께 설명된 액정 패널(20, 도 2, 3 참조)로 구현될 수 있다. 다만, 디스플레이 패널(151)의 구현 예가 액정 패널로 제한되는 것은 아니며, 유기 발광 다이오드 패널 등으로 구현될 수 있음은 물론이다.
디스플레이 드라이버(151)는 제어부(170)로부터 영상 데이터를 수신하고, 수신된 영상 데이터에 대응하는 영상을 표시하도록 디스플레이 패널(151)을 구동할 수 있다. 구체적으로, 디스플레이 드라이버(152)는 디스플레이 패널(151)을 구성하는 복수의 픽셀 각각에 영상 데이터에 대응하는 전기적 신호를 전달할 수 있다.
디스플레이 드라이버(152)가 디스플레이 패널(151)을 구성하는 각각의 픽셀에 영상 데이터에 대응하는 전기적 신호를 전달하면 각각의 픽셀은 수신된 전기적 신호에 대응하는 광을 출력하고, 각각의 픽셀이 출력하는 광들이 조합되어 하나의 영상을 형성할 수 있다.
디스플레이 드라이버(152)는 도 2와 함께 설명된 디스플레이 드라이브 직접 회로(20b, 도 2 참조)로 구현될 수 있다.
제어부(170)는 메모리(171)와 프로세서(172)를 포함할 수 있다.
메모리(171)는 디스플레이 장치(1)를 제어하기 위한 프로그램 및 데이터를 저장하고 디스플레이 장치(1)를 제어하는 중에 발생하는 데이터를 임시로 기억할 수 있다.
또한, 메모리(171)는 비디오 신호 및/또는 오디오 신호를 처리하기 위한 프로그램 및 데이터를 저장하고, 비디오 신호 및/또는 오디오 신호를 처리하는 중에 발생하는 대이터를 임시로 기억할 수 있다.
또한, 메모리(171)는 입력 장치(100)의 센서 모듈(140)에서 생성되는 센서 값을 처리하기 위한 프로그램 및 데이터를 저장하고, 센서 값 및 센서 값을 처리하는 중에 발생하는 데이터를 임시로 기억할 수 있다.
메모리(171)는 데이터를 장기간 저장하기 위한 롬(Read Only Memory), 플래시 메모리 등의 비휘발성 메모리와, 데이터를 일시적으로 기억하기 위한 S-램(Static Random Access Memory, S-RAM), D-램(Dynamic Random Access Memory) 등의 휘발성 메모리를 포함할 수 있다.
프로세서(172)는 입력 장치(100)의 센서 모듈(140)로부터 센서 값을 수신하고, 수신된 센서 값 정보에 기초하여 디스플레이 화면을 보정하기 위한 제어 신호 및 디스플레이 화면의 표시를 제어하기 위한 제어 신호 중 적어도 하나의 제어 신호를 생성할 수 있다.
프로세서(172)는 센서 모듈(140)의 센서 값 정보에 기초하여 주위 조도가 미리 설정된 조도 값 초과인 것으로 결정되면 입력 장치(100)를 컬러 센서 모드로 동작시키고, 주위 조도가 미리 설정된 조도 값 이하인 것으로 결정되면 프로세서(172)는 발광부(142)의 동작을 제어함으로써 입력 장치(100)의 동작 모드를 버튼 모드로 전환할 수 있다.
보다 상세하게, 사용자가 입력 장치(100)를 조작하고 있지 않는 경우 버튼 구조물(130)의 홀(O)을 통해 외광이 컬러 센서(144)에 공급되게 되며 프로세서(172)는 입력 장치(100)가 컬러 센서 모드로 동작하도록 제어한다. 반대로, 사용자가 입력 장치(100)에 조작 명령을 입력할 경우 버튼 구조물(130)의 홀(O)을 통해 컬러 센서(144)에 공급되던 외광이 사용자의 손에 의해 차단되게 되며, 프로세서(172)는 입력 장치(100)의 동작 모드를 버튼 모드로 전환할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 컬러 센서 모드와 버튼 모드의 동작 원리를 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
도 11은 일 실시 예에 따른 입력 장치(100)가 컬러 센서 모드로 동작하는 경우를 도시한 도면이다.
컬러 센서 모드는 입력 장치(100)에 마련된 컬러 센서(144)로 외광 정보를 수집하고 수집된 외광 정보에 기초하여 디스플레이 화면을 보정하는 모드를 의미한다. 도 11에 도시된 바와 같이, 버튼 구조물(130)이 중립 상태에 놓여 있는 경우 입력 장치(100)는 컬러 센서 모드로 동작할 수 있다. 컬러 센서 모드에서 컬러 센서(144)는 버튼 구조물(130)의 홀(O)을 통해 유입되는 외광(L) 정보를 수집하여 센서 값을 생성하고, 생성된 센서 값에 대응하는 전기적 신호를 제어부(170)로 출력할 수 있다.
제어부(170)는 센서 모듈(140)에서 전달 받은 전기적 신호에 기초하여 디스플레이 장치(1)의 화면을 보정하기 위한 제어 신호를 생성하고, 생성된 제어 신호를 디스플레이 드라이버(152)로 출력할 수 있다.
도 12 및 도 13은 일 실시 예에 따른 입력 장치(100)가 버튼 모드로 동작하는 경우의 동작 원리를 도시한 도면이다.
버튼 모드는 입력 장치(100)가 미리 설정된 방향에 대한 사용자의 조작 명령을 입력 받는 모드를 의미한다. 입력 장치(100)는 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이 사용자가 버튼 구조물(130)을 조작하는 경우 버튼 모드로 동작한다.
구체적으로, 사용자가 버튼 구조물(130)을 조작하는 경우 사용자의 손(H)이 버튼 구조물(130)에 형성된 홀(O)을 폐쇄하게 된다. 다시 말해, 홀(O)을 통해 입력 장치(100) 내부로 유입되는 외광이 차단되게 되며, 입력 장치(100) 내부의 조도가 0에 가까워지게 된다. 제어부(170)는 센서 모듈(140)의 센서 값 정보에 기초하여 주위 조도가 미리 설정된 조도 값 이하인 것으로 결정되면 입력 장치(100)의 동작 모드를 버튼 모드로 전환한다. 제어부(170)는 발광부(142)의 동작을 제어함으로써 입력 장치(100)의 동작 모드를 버튼 모드로 전환한다.
버튼 모드에서 버튼 구조물(130)은 미리 설정된 방향으로 슬라이딩 조작될 수 있다. 일 예로, 2 채널 입력 장치(100)에서 사용자는 버튼 구조물(130)을 좌우 방향 또는 상하 방향으로 슬라이딩 조작할 수 있으며, 4 채널 입력 장치(100)에서 사용자는 버튼 구조물(130)을 상하좌우방향으로 슬라이딩 조작할 수 있다.
사용자의 조작에 의해 버튼 구조물(130)이 이동하면 버튼 구조물(130)에 결합된 컬러 구조물(135)이 함께 이동하게 된다. 예를 들어, 도 12에 도시된 바와 같이 사용자가 버튼 구조물(130)을 우측 방향으로 이동시키면 버튼 구조물(130)에 결합된 컬러 구조물(135)이 버튼 구조물(130)의 이동과 함께 우측 방향으로 이동하게 된다. 반대로, 도 13에 도시된 바와 같이 사용자가 버튼 구조물(130)을 좌측 방향으로 이동시키면 버튼 구조물(130)에 결합된 컬러 구조물(135)이 버튼 구조물(130)의 이동과 함께 좌측 방향으로 이동하게 된다.
발광부(142)에서 생성된 광은 컬러 구조물(135)에 형성된 복수의 컬러 구획들 중 하나에 입사된 후 반사되어 컬러 센서(144)의 수광부(145)에 입사되게 된다. 컬러 센서(144)는 컬러 센서(144)의 수광부(145)에 입사된 광이 반사된 반사 면의 컬러에 따라 다른 센서 값을 생성하게 되는데, 제어부(170)는 컬러 센서(144)의 센서 값에 기초하여 사용자의 조작 의도를 결정하게 된다.
도 12을 참조하면, 사용자의 조작에 의해 버튼 구조물(130)이 우측 방향으로 이동되면, 발광부(142)에서 생성된 광은 컬러 구조물(135)의 컬러 구획 C1에 입사된 후 반사되어 센서 모듈(140)의 수광부(145)에 입사되게 된다. 컬러 센서(144)의 수광부(145)에 입사된 광은 컬러 구획 C1의 컬러에 기초한 센서 값을 생성하고, 제어부(170)는 컬러 센서(144)에서 생성된 센서 값을 검출하여 버튼 구조물(130)의 이동 방향 및 사용자의 조작 의도를 결정할 수 있다.
도 13을 참조하면, 사용자의 조작에 의해 버튼 구조물(130)이 좌측 방향으로 이동되면, 발광부(142)에서 생성된 광은 컬러 구조물(135)의 컬러 구획 C2에 입사된 후 반사되어 센서 모듈(140)의 수광부(145)에 입사되게 된다. 컬러 센서(144)의 수광부(145)에 입사된 광은 컬러 구획 C2의 컬러에 기초한 센서 값을 생성하고, 제어부(170)는 컬러 센서(144)에서 생성된 센서 값을 검출하여 버튼 구조물(130)의 이동 방향 및 사용자의 조작 의도를 결정할 수 있다.
이하, 앞서 설명한 디스플레이 장치(1)의 동작 원리에 기초하여 디스플레이 장치(1)의 제어 방법을 설명하도록 한다.
도 14는 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치(1)의 제어 방법을 도시한 흐름도 이다.
도 14에 도시된 바를 참조하면, 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치(1)의 제어 방법은 컬러 센서(144)가 동작하는 단계와(210), 컬러 센서(144)에서 검출된 조도 값이 미리 설정된 조도 값을 초과하면 입력 장치(100)가 컬러 센서 모드로 동작하는 단계(22, 230)와, 컬러 센서(144)에서 검출된 조도 값이 미리 설정된 조도 값 이하이면 입력 장치(100)가 버튼 모드로 동작하는 단계와(220, 240), 를 포함한다.
컬러 센서(144)가 동작하는 단계는 컬러 센서(144)가 주위의 광을 수집하는 것을 포함한다. 컬러 센서(144)는 컬러 센서(144)에 마련된 수광부(145)에 입사된 광에 기초하여 센서 값을 생성하고, 생성된 센서 값을 제어부(170)로 출력한다(210).
제어부(170)는 컬러 센서(144)에서 생성된 센서 값 정보에 기초하여 컬러 센서(144)의 수광부(145)에 입사된 광의 조도 값을 검출하고(220), 검출된 조도 값이 미리 설정된 조도 값을 초과하면 입력 장치(100)가 컬러 센서 모드로 동작하도록 제어하고(230), 검출된 조도 값이 미리 설정된 조도 값 이하이면 입력 장치(100)가 버튼 모드로 동작하도록 제어한다.
입력 장치(100)가 컬러 센서 모드로 동작하는 과정은, 센서 모듈(140)의 컬러 센서(144)에서 외광 정보를 수집하고(231), 컬러 센서(144)에서 생성된 센서 값을 제어부(170)로 전달하고, 제어부(170)가 컬러 센서(144)에서 생성된 센서 값 정보에 기초하여 디스플레이 화면을 보정하기 위한 제어 신호를 생성하는 것을 포함한다(232).
센서 모듈(140)의 컬러 센서(144)는 버튼 조작부에 형성된 홀(O)을 통해 입력 장치(100)의 내부로 공급되는 외광 정보를 수집한다. 컬러 센서(144)는 버튼 구조물(130)의 홀(O)과 마주보도록 배치되므로 버튼 조작부가 중립 상태에 위치하는 경우 홀(O)을 통해 입력 장치(100)의 내부로 공급되는 외광은 컬러 센서(144)로 입사하게 된다.
컬러 센서(144)는 외광 정보를 수집하여 센서 값을 생성하고, 생성된 센서 값에 대응하는 전기적 신호를 제어부(170)로 출력한다.
제어부(170)는 컬러 센서(144)에서 전달 받은 전기적 신호에 기초하여 디스플레이 화면을 보정하기 위한 제어 신호를 생성하고, 디스플레이 장치(1)는 제어부(170)에서 생성된 제어 신호에 기초하여 디스플레이 장치(1)의 화면을 보정한다.
입력 장치(100)가 버튼 모드로 동작하는 과정은, 제어부(170)가 발광부(142)를 온 상태로 전환하는 것을 포함한다(241). 사용자가 입력 장치(100)의 버튼 조작부를 조작하는 경우 버튼 조작부의 홀(O)을 통해 입력 장치(100) 내부로 공급되는 광이 차단되고, 제어부(170)는 컬러 센서(144)에서 검출된 광의 조도 값이 미리 설정된 조도 값 이하이면 발광부(142)를 온 상태로 전환하도록 함으로써 입력 장치(100) 내부에 광을 공급한다.
이어서, 컬러 센서(144)가 동작하며 발광부(142)에서 생성된 광을 검출하는 과정이 수행된다(242). 사용자의 조작에 따라 버튼 구조물(130)이 미리 설정된 방향으로 이동하면, 발광부(142)에서 생성된 광은 컬러 구조물(135)에 형성된 복수의 컬러 구획들 중 하나에 입사된 후 반사되어 컬러 센서(144)의 수광부(145)에 입사되게 된다. 센서 모듈(140)은 컬러 센서(144)의 수광부(145)에 입사된 광의 컬러에 따라 다른 센서 값을 생성한다. 컬러 센서(144)는 컬러 구조물(135)로부터 반사된 반사 광을 수집하여 센서 값을 생성하고, 생성된 센서 값에 대응하는 전기적 신호를 제어부(170)로 출력한다.
제어부(170)는 컬러 센서(144)에서 전달 받은 전기적 신호에 기초하여 버튼 구조물(130)의 이동 방향을 결정하고, 디스플레이 화면 표시를 제어하기 위한 제어 신호를 생성한다(243).
디스플레이 장치(1)는 제어부(170)에서 생성된 제어 신호에 기초해 디스플레이 화면을 제공한다(244). 일 예로, 디스플레이 장치(1)는 버튼 조작부에 대한 사용자의 조작 명령 입력에 따라 디스플레이 화면에 제공되는 표지를 좌 또는 우 방향으로 이동하여 표시할 수 있다.
이상으로 디스플레이 장치(1) 및 그 제어 방법의 실시 예에 대해 설명하였다. 발명의 기술적 사상이 전술한 실시 예에 의해 제한되는 것은 아니며 당해 업계에서 통상의 지식을 가진 자가 쉽게 생각할 수 있는 범위 내의 변경을 포함하는 개념으로 넓게 이해되어야 할 것이다.
1: 디스플레이 장치
2: 본체
3: 스크린
4: 지지대
100: 입력 장치
110: 하우징
120: 스프링
130: 버튼 구조물
135: 컬러 구조물
140: 센서 모듈
142: 발광부
144: 컬러 센서
145: 수광부
150: 영상 표시부
151: 디스플레이 패널
152: 디스플레이 드라이버
170: 제어부
171: 메모리
172: 프로세서

Claims (16)

  1. 하우징; 상기 하우징의 내벽에 설치된 스프링; 상기 스프링에 의해 탄성 지지되어 미리 설정된 방향으로 이동 가능하게 마련되고, 홀이 형성되며 상기 홀 주위에 컬러 구조물이 설치된 버튼 구조물; 및 상기 하우징 내부에 상기 버튼 구조물과 이격되도록 설치되고, 광을 제공하도록 마련된 발광부 및 주위의 광을 수집하도록 마련된 컬러 센서를 포함하는 센서 모듈을 포함하는 입력 장치;
    상기 센서 모듈의 센서 값 정보에 기초하여 제어 신호를 생성하는 제어부; 및
    상기 생성된 제어 신호에 기초하여 디스플레이 화면을 제공하는 디스플레이;를 포함하는 디스플레이 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 컬러 구조물은,
    상기 버튼 구조물의 배면에 형성된 것을 포함하는 디스플레이 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 센서 모듈은,
    상기 발광부의 발광 면 및 상기 컬러 센서의 수광 면이 상기 컬러 구조물과 마주보도록 배치된 것을 포함하는 디스플레이 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 컬러 구조물은,
    복수 개의 컬러 구역들로 구획된 것을 포함하는 디스플레이 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 버튼 구조물은,
    상기 디스플레이 장치의 전면을 기준으로 좌우 방향을 포함한 복수의 방향으로 이동 가능하도록 마련된 것을 포함하는 디스플레이 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 센서 모듈의 센서 값 정보에 기초하여 상기 디스플레이 화면을 보정하기 위한 제어 신호 및 상기 디스플레이 화면의 표시를 제어하기 위한 제어 신호 중 적어도 하나의 제어 신호를 생성하는 디스플레이 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 컬러 센서는,
    상기 홀을 통해 외부 광을 수집하고,
    상기 제어부는,
    상기 외부 광에 의해 생성된 상기 센서모듈의 센서 값 정보에 기초하여 상기 디스플레이 화면을 보정하기 위한 제어 신호를 생성하는 디스플레이 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 센서 모듈의 센서 값 정보에 기초하여 주위 조도가 미리 설정된 조도 값 이하인 것으로 결정되면,
    상기 입력 장치의 동작 모드를 버튼 모드로 전환하는 디스플레이 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 입력 장치의 동작 모드를 버튼 모드로 전환하는 것은,
    상기 발광부가 동작하도록 제어하는 것을 포함하는 디스플레이 장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    사용자의 조작에 따라 상기 버튼 구조물이 이동되면,
    상기 제어부는,
    상기 센서 모듈의 센서 값 정보에 기초하여 상기 버튼 구조물의 이동 방향을 결정하고, 디스플레이 화면 표시를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하는 디스플레이 장치.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 컬러 구조물은,
    상기 사용자의 조작에 따라 상기 버튼 구조물이 이동하면 상기 버튼 구조물과 함께 이동하도록 마련되고,
    상기 발광부는,
    상기 발광부에서 생성된 광이 상기 컬러 구조물에 의해 반사되어 상기 컬러 센서에 입사되도록 마련되는 것을 포함하는 디스플레이 장치.
  12. 입력 장치 설치된 디스플레이 장치의 제어 방법에 있어서,
    상기 입력 장치는,
    하우징; 상기 하우징의 내벽에 설치된 스프링; 상기 스프링에 의해 탄성 지지되어 미리 설정된 방향으로 이동 가능하게 마련되고, 홀이 형성되며 상기 홀 주위에 컬러 구조물이 설치된 버튼 구조물; 및 상기 하우징 내부에 상기 버튼 구조물과 이격되도록 설치되고, 광을 제공하도록 마련된 발광부 및 주위의 광을 수집하도록 마련된 컬러 센서를 포함하는 센서 모듈을 포함하고,
    상기 센서 모듈의 센서 값 정보에 기초하여 디스플레이 화면을 보정하기 위한 제어 신호 및 디스플레이 화면 표시를 제어하기 위한 제어 신호 중 적어도 하나의 제어 신호를 생성하고,
    상기 생성된 제어 신호에 기초하여 디스플레이 화면을 제공하는 것을 포함하는 디스플레이 장치의 제어 방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 컬러 센서는,
    상기 홀을 통해 외부 광을 수집하고,
    상기 센서 모듈에서 생성된 센서 값 정보에 기초하여 디스플레이 화면을 보정하기 위한 제어 신호를 생성하는 것은,
    상기 외부 광에 의해 생성된 상기 컬러 센서의 센서 값 정보에 기초하여 상기 디스플레이 화면을 보정하기 위한 제어 신호을 생성하는 것을 포함하는 디스플레이 장치의 제어 방법.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 센서 모듈의 센서 값 정보에 기초하여 주위 조도가 미리 설정 된 조도 값 이하인 것으로 결정되면 상기 입력 장치의 동작 모드를 버튼 모드로 전환하는 것을 더 포함하는 디스플레이 장치의 제어 방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 입력 장치의 동작 모드를 버튼 모드로 전환하는 것은,
    상기 발광부가 동작하도록 제어하는 것을 포함하는 디스플레이 장치.
  16. 제 12항에 있어서,
    상기 버튼 구조물은,
    상기 디스플레이 장치의 전면을 기준으로 좌우 방향을 포함한 복수의 방향으로 이동 가능하도록 마련되고,
    상기 센서 모듈의 센서 값 정보에 기초하여 디스플레이 화면 표시를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하는 것은,
    사용자의 조작에 따라 상기 버튼 구조물이 이동되면 상기 센서 모듈의 센서 값 정보에 기초하여 버튼 구조물의 이동 방향을 결정하고, 디스플레이 화면 표시를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하는 것을 포함하는 디스플레이 장치의 제어 방법.
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