KR102523266B1 - 디스플레이 장치, 디스플레이 시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

디스플레이 장치, 디스플레이 시스템 및 그 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 레이더를 이용하여 주변 환경의 영향을 받지 않고, 효율적인 전력으로 높은 정확도의 입력 장치의 위치를 도출할 수 있는 디스플레이 장치, 디스플레이 시스템 및 그 제어방법을 제공한다.
일 실시예에 따른 디스플레이 시스템은 디스플레이부; 초기위치 신호를 송신하는 입력장치; 위치 검출 신호를 송신 후, 상기 위치 검출 신호가 상기 입력장치 및 주변 물체에 반사된 반사 신호를 수신하고, 상기 입력장치가 송신하는 초기위치 신호를 수신하는 복수의 안테나 모듈; 및 상기 수신된 초기위치 신호 및 상기 반사신호에 따른 입력장치의 위치에 근거하여 포인터를 상기 디스플레이부에 표시하도록 제어하는 제어부;를 포함한다.

Description

디스플레이 장치, 디스플레이 시스템 및 그 제어방법{DISPLAY APPARATUS, DISPLAY SYSTEM AND CONTROL METHOD FOR THE DISPLAY SYSTEM }
본 발명은 저전력으로 입력장치의 위치를 정확하게 도출할 수 있는 디스플레이 장치, 디스플레이 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
현재 디스플레이의 입력 장치로는 자이로 센서(Gyro-sensor), 카메라 제스쳐(Camera gesture), P-Cap, 적외선 터치(IR touch), 리모트 컨트롤러 (remote controller)등이 사용되고 있다.
자이로 센서(Gyro-sensor)의 경우 원거리 입력이 가능하지만, 절대 좌표를 인식하지 못하는 문제가 있고 높은 전류 소모로 인해 장치의 사용시간이 짧다. 또한 센서자체의 가격도 높아 널리 사용되지 못하고 있는 실정이다.
선행 특허에서 나온 모션 인식 기술은 리모컨에서 지속적으로 Tx 신호를 송출해야 해서 전력 소모가 많아 사용 시간이 짧아진다.
또한 카메라 제스쳐(Camera gesture)는 원거리 입력을 위해 많이 연구되고 있지만 조도에 의한 성능 열화, 배경 그림이나 사물에 의한 오차가 발생하고 동작의 시작과 끝을 알기 위해 추가 동작이 필요한 단점이 존재한다. 또한 해킹이 용이하여 프라이버시 침해 문제가 빈번하게 발생한다.
그리고 현재 가장 많이 사용되는 적외선 또는 P-Cap을 이용한 터치 입력의 경우 Z축에 대한 대응 즉 원거리 대응이 거의 불가능하며, 패널에 대한 접촉이 이루어 짐으로써 패널 보호를 위한 강화 유리와 센서 필름에 의해 화질 열화가 일어나게 된다. 적외선의 경우 추가 센서 필름은 필요하지 않지만 베젤(Bezel)에 턱이 존재하므로 디자인 측면에서 불리한 점이 존재한다.
그리고 리모컨의 경우 영상 시청 시에는 적합성을 보이지만, 다수의 버튼을 넣기 힘들며, 커서 이동에 불편함이 있어 다양한 어플리케이션에 대한 대응이 어려운 실정이다.
본 발명은 레이더를 이용하여 주변 환경의 영향을 받지 않고, 효율적인 전력으로 높은 정확도의 입력 장치의 위치를 도출할 수 있는 디스플레이 장치, 디스플레이 시스템 및 그 제어방법을 제공한다.
일 실시예에 따른 디스플레이 시스템은, 디스플레이부; 초기위치 신호를 송신하는 입력장치; 위치 검출 신호를 송신 후, 상기 위치 검출 신호가 상기 입력장치 및 주변 물체에 반사된 반사 신호를 수신하고, 상기 입력장치가 송신하는 초기위치 신호를 수신하는 복수의 안테나 모듈; 및 상기 수신된 초기위치 신호 및 상기 반사신호에 따른 입력장치의 위치에 근거하여 포인터를 상기 디스플레이부에 표시하도록 제어하는 제어부;를 포함한다.
상기 제어부는, 상기 초기위치 신호에 기초하여 상기 입력장치의 초기위치를 판단하고, 상기 초기위치를 기준으로 미리 결정된 범위 내에서 반사된 상기 반사 신호에 기초하여 상기 복수개의 안테나 모듈 각각의 위치로부터 상기 입력 장치까지의 거리를 계산하여 상기 입력장치의 현재 위치를 판단할 수 있다.
상기 입력장치는, 상기 초기위치 신호를 미리 결정된 시간 동안 송신한 후, 상기 초기위치 신호의 송신을 중단할 수 있다.
상기 제어부는, 신호 크기의 변화량이 기준 값을 초과하는 상기 반사 신호를 기초로 상기 입력장치의 현재 위치를 판단할 수 있다.
상기 입력장치는, 사용자가 상기 입력장치를 온(On)상태로 전환 시킨 경우, 상기 초기위치 신호를 송신할 수 있다.
상기 입력장치는, 상기 위치 검출 신호의 주파수 대역과 일치하는 주파수 대역의 상기 초기위치 신호를 송신할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 입력장치에 반사된 상기 반사 신호 도달시간 및 상기 반사 신호의 감쇄율 중 적어도 하나에 기초하여, 상기 복수의 안테나 모듈부터 상기 입력장치까지의 거리를 계산할 수 있다.
상기 제어부는, 미리 결정된 과거 시점에서 수신한 과거 반사 신호 및 상기 현재 시점에서 수신한 상기 반사 신호를 이용하여 상기 주변 물체에 반사된 반사 신호를 제거한 반사 신호를 기초로 상기 입력장치의 현재 위치를 판단할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 과거 반사 신호에 제1가중치를 적용하고, 상기 반사 신호에 제2가중치를 적용하여 상기 입력장치의 현재 위치를 판단하고, 상기 제2가중치는 상기 제1가중치보다 클 수 있다.
상기 제어부는, 미리 결정된 과거 시점으로부터 상기 현재 시점까지의 상기 반사 신호를 기초로 예측 위치 정보를 생성하고, 상기 예측 위치 정보 및 상기 반사 신호를 기초로 상기 입력 장치의 현재 위치를 판단할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 입력장치의 위치가 미리 결정된 시간 동안 변하지 않거나, 사용자가 상기 입력장치를 오프(Off)상태로 전환 시킨 경우, 상기 입력장치의 위치 판단을 중단할 수 있다.
일 실시예에 따른 디스플레이 시스템 제어방법은, 입력 장치를 통해 초기위치 신호를 송신하고, 복수의 안테나 모듈을 통해 상기 입력장치로부터 초기위치 신호를 수신하고, 위치검출 신호 송신 후, 상기 위치 검출 신호가 상기 입력장치 및 주변 물체에 반사된 반사신호를 수신하고, 상기 수신된 초기위치 신호 및 상기 반사신호에 따른 입력장치의 위치에 근거하여 디스플레이부에 포인터를 표시할 수 있다.
상기 입력장치의 현재 위치를 판단하는 것은, 상기 초기위치 신호에 기초하여 상기 입력장치의 초기위치를 판단하고, 상기 초기위치를 기준으로 미리 결정된 범위 내에서 반사된 상기 반사 신호에 기초하여 상기 복수개의 안테나 모듈 각각의 위치로부터 상기 입력 장치까지의 거리를 계산하여 상기 입력장치의 현재 위치를 판단하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 디스플레이 시스템 제어방법은, 상기 입력장치가 상기 초기위치 신호를 미리 결정된 시간 동안 송신한 후, 상기 초기위치 신호의 송신을 중단하는 것을 더 포함할 수 있다.
상기 입력장치의 현재 위치를 판단하는 것은, 호 크기의 변화량이 기준 값을 초과하는 상기 반사 신호를 기초로 상기 입력장치의 현재 위치를 판단하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 디스플레이 시스템 제어방법은, 사용자가 상기 입력장치를 온(On)상태로 전환 시킨 경우, 상기 초기위치 신호를 송신하는 것을 더 포함할 수 있다.
상기 초기위치 신호를 송신하는 것은, 상기 위치 검출 신호의 주파수 대역과 일치하는 주파수 대역의 상기 초기위치 신호를 송신하는 것을 포함할 수 있다.
상기 입력장치의 현재 위치를 판단하는 것은, 상기 입력장치에 반사된 상기 반사 신호 도달시간 및 상기 반사 신호의 감쇄율 중 적어도 하나에 기초하여, 상기 복수의 안테나 모듈부터 상기 입력장치까지의 거리를 계산하는 것을 포함할 수 있다.
상기 입력장치의 현재 위치를 판단하는 것은, 미리 결정된 과거 시점에서 수신한 과거 반사 신호 및 상기 현재 시점에서 수신한 상기 반사 신호를 이용하여 상기 주변 물체에 반사된 반사 신호를 제거한 반사 신호를 기초로 상기 입력장치의 현재 위치를 판단하는 것을 포함할 수 있다.
상기 입력장치의 현재 위치를 판단하는 것은, 상기 과거 반사 신호에 제1가중치를 적용하고, 상기 반사 신호에 제2가중치를 적용하여 상기 입력장치의 현재 위치를 판단하는 것을 포함하고, 상기 제2가중치는 상기 제1가중치보다 클 수 있다.
상기 입력장치의 현재 위치를 판단하는 것은, 미리 결정된 과거 시점으로부터 상기 현재 시점까지의 상기 반사 신호를 기초로 예측 위치 정보를 생성하고, 상기 예측 위치 정보 및 상기 반사 신호를 기초로 상기 입력 장치의 현재 위치를 판단하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 디스플레이 시스템 제어방법은, 상기 입력장치의 위치가 미리 결정된 시간 동안 변하지 않거나, 사용자가 상기 입력장치를 오프(Off)상태로 전환 시킨 경우, 상기 입력장치의 위치 판단을 중단하는 것을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 디스플레이부; 위치 검출 신호를 송신하고, 상기 위치 검출 신호가 입력장치 및 주변 물체에 반사된 반사 신호를 수신하고, 상기 입력장치가 송신하는 초기위치 신호를 수신하는 복수의 안테나 모듈; 및 상기 초기위치 신호 및 상기 반사신호에 기초하여 판단된 상기 입력장치의 현재 위치에 따라 포인터를 상기 디스플레이부에 표시하도록 제어하는 제어부;를 포함한다.
일 실시예에 따른 디스플레이 장치, 디스플레이 시스템 및 그 제어방법 은 레이더를 이용하여 주변 환경의 영향을 받지 않고, 효율적인 전력으로 높은 정확도의 입력 장치의 위치를 도출할 수 있다.
도1은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치를 나타낸 도면이다.
도2는 일 실시예에 따른 본 발명의 제어블럭도이다.
도3은 일 실시예에 따른 입력장치의 사용 태양을 나타낸 도면이다.
도4는 입력 장치의 최초 위치를 도출하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도5은 신호의 도달시간에 기초하여 디스플레이 장치와 입력장치 또는 주변 물체의 거리를 도출하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도6은 일 실시예에 따른 입력 장치의 위치를 도출하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도7은 일 실시예에 따른 움직이지 않는 주변 물체를 판단하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도8은 일 실시예에 따른 움직이는 주변 물체를 판단하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도9는 일 실시예예 따른 예측 위치 정보 및 관측 위치 정보를 기초로 입력장치의 위치를 도출하는 것을 나타낸 도면이다.
도10 내지13는 본 발명의 실시예예 따른 순서도를 나타낸 것이다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는 '부, 모듈, 부재, 블록'이라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예들에 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 위하여 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 실시예들에 대해 설명한다.
도1은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치를 나타낸 도면이다.
도1에 도시된 바에 의하면 디스플레이 장치(100)는 외형상, 일 실시예에 있어서, 외장 하우징(99)과, 디스플레이 패널(152)과, 지지대(98) 및 레그(97)를 포함할 수 있다.
외장 하우징(99)은 디스플레이 장치(100)의 외장을 형성하며, 내측에 디스플레이 장치(100)가 각종 화상을 표시하거나 또는 각종 기능을 수행할 수 있도록 하기 위한 부품을 내장시킨다. 외장 하우징(99)는 일체형으로 형성될 수도 있고, 복수의 하우징, 일례로 전면 하우징 및 배면 하우징의 조합으로 이루어진 것일 수도 있다. 외장 하우징(99) 내부에는, 중간 하우징이 더 마련될 수도 있다.
디스플레이 패널(152)은, 외장 하우징(99)의 정면에 설치되고 각종 화상을 외부에 표시할 수 있다. 구체적으로 디스플레이 패널(152)은 정지 화상 또는 동화상을 적어도 하나 이상 표시할 수 있다. 디스플레이 패널(152)은 필요에 따라서 터치 패널 등과 같이 별도의 부품을 더 이용하여 구현될 수 있다.
지지대(98)는 외장 하우징(99)을 지지하면서 외장 하우징(99)과 레그(97)를 연결하는 기능을 수행한다. 지지대(98)는, 설계자의 선택에 따라서, 다양한 형상을 가질 수 있으며, 필요에 따라서 생략될 수도 있다. 지지대(98)는 필요에 따라서 외장 하우징(99)에 부착되거나 또는 이탈될 수 있다. 또한 디스플레이 장치(100) 적어도 하나의 안테나(112-1내지112-4)를 포함할 수 있다.
레그(97)는 지지대(98)와 연결되고 외장 하우징(99)이 안정적으로 바닥에 거치될 수 있도록 한다. 레그(97)는, 필요에 따라서 지지대(98)와 결합되거나 또는 분리될 수 있다. 레그(97)는, 외장 하우징(99)에 직접 연결되는 것도 가능하다. 레그(97)는, 실시예에 따라서, 생략 가능하다.
도2는 일 실시예에 따른 본 발명의 제어블럭도이다.
도2를 참고하면, 디스플레이 장치(100)는 입력 장치(O)로부터 신호를 수신하는 안테나 모듈(110)과, 사용자로부터 사용자 입력을 입력 받는 사용자 입력부(180)와, 외부 장치와 통신하는 통신부(130)와, 디스플레이 장치(100)의 동작을 제어하고, 컨텐츠 수신부(120) 및/또는 통신부(130)에 의하여 수신된 비디오 신호 및/또는 오디오 신호를 처리하는 제어부(140)와, 제어부(140)에 의하여 처리된 영상을 표시하는 디스플레이부(150)와, 제어부(140)에 의하여 처리된 음향을 출력하는 음향 출력부(160)와, 디스플레이 장치(100)의 구성들에 전력을 공급하는 전력 공급부(170)를 포함한다.
안테나 모듈(110)은 입력 장치(O)와 신호를 주고 받을 수 있는 구성으로서 3개 이상의 안테나(112)와 안테나를 이용하여 정해진 주파수 대역의 특정 펄스 성분으로 구성된 신호를 송, 수신할 수 있는 레이더 칩(111)을 포함할 수 있다. 안테나(112)는 명세서 전체에서 언급하는 것과 같이 다수의 안테나로 마련될 수 있다(112-1, 112-2, 112-3, 112-4).
안테나(112)는 통해 정해진 주파수 대역의 특정 펄스 성분으로 구성된 신호를 송신 또는 송수신 할 수 있는 입력 장치(O)와 레이더 칩(111)으로부터 수신된 신호를 이용해 거리측정 및 좌표 추출을 할 수 있는 제어부(140)와 연결될 수 있다.
안테나 모듈(110)은 위치 검출 신호를 송신할 수 있다. 위치 검출 신호는 디스플레이 장치가 입력 장치 또는 주변 물체의 위치를 판단되는데 이용되는 신호로 일 실시예에 따르면 위치 검출 신호는 레이더가 사용하는 주파수 대역의 신호를 포함할 수 있다. 또한 안테나 모듈은(110) 위치 검출 신호가 입력 장치 또는 주변 물체에 반사된 반사 신호를 수신할 수 있다. 제어부(140)와 신호를 주고 받는 입력 장치(O)는 사용자의 시작 의도를 입력 할 수 있는 버튼을 포함할 수 있다. 사용자는 버튼을 눌러 입력 장치(O)를 온(On) 상태로 전환 시킬 수 있다. 입력 장치(O)는 온 상태로 전환 된 경우 초기위치 신호를 디스플레이 장치에 송신할 수 있다. 입력 장치(O)는 미리 결정된 시간 이후 오프(Off) 모드로 돌아갈 수 있는 타이머 회로를 포함할 수 있다.
입력 장치(O)의 원격 제어 신호를 수신하는 안테나를 포함한다. 사용자 입력을 수신하는 입력 장치(O) 는 디스플레이 장치(100)와 분리되어 마련될 수 있으며, 사용자 입력을 수신하고, 사용자 입력에 대응하는 무선 신호를 디스플레이 장치(100)로 전송할 수 있다. 안테나 모듈(110)는 입력 장치(O)(O)로부터 사용자 입력에 대응하는 무선 신호를 수신하고, 사용자 입력에 대응하는 전기적 신호를 제어부(140)로 출력할 수 있다.
디스플레이 장치(100)은 하나의 입력 장치(O)를 공유할 수 있으며, 입력 장치(O)에 입력된 사용자 입력은 디스플레이 장치(100) 모두로 전송될 수 있다. 디스플레이 장치(100)은 안테나(112)를 통하여 영상 소스 장치(20 또는 30)의 변경에 관한 사용자 입력을 수신할 수 있다.
제어부(140)는 안테나 모듈(110)을 통하여 입력장치가 송신하는 초기위치 신호 및 상기 입력장치 또는 주변 물체에 반사된 반사 신호를 수신하도록 제어할 수 있다. 초기위치 신호는 사용자가 입력 장치(O)를 이용하여 디스플레이 장치에 명령을 입력할 시기에 입력 장치(O)가 출력하는 신호를 의미한다. 또한 제어부(140)는 초기위치 신호에 기초하여 상기 입력장치의 시작 시점의 위치를 판단할 수 있다. 제어부(140)는 반사 신호에 기초하여 상기 시작 시점 이후 상기 입력장치의 위치를 판단할 수 있다.
제어부(140)는 초기위치 신호에 기초하여 상기 입력장치의 시작 시점의 위치를 판단할 수 있다. 제어부(140)는 입력장치에 반사된 반사 신호에 기초하여 복수개의 안테나 모듈 각각의 위치로부터 상기 입력 장치까지의 거리를 계산하여 상기 시작 시점 이후 상기 입력장치의 위치를 판단할 수 있다. 이와 관련된 자세한 동작은 후술한다.
입력 장치(O)가 시작 시점에서 초기위치 신호를 송신하고 이후 신호를 송신하지 않을 수 있다. 디스플레이 장치는 시작 시점 이후 안테나 모듈(110)이 송신한 신호의 반사 신호를 수신 받아 입력 장치(O)의 위치를 판단할 수 있다.
제어부(140)는 입력장치의 위치에 대응되는 포인터를 디스플레이부에 표시할 수 있다. 포인터의 모양은 제한이 없다.
제어부(140)는 주변 물체에 반사된 반사 신호의 변화량을 도출하고, 반사 신호의 변화량이 미리 결정된 값 미만인 경우, 주변 물체를 고정된 물체로 판단할 수 있다. 이와 관련된 자세한 동작은 후술한다.
제어부(140)는 입력장치에 반사된 반사 신호 도달시간에 기초하여 디스플레이로부터 상기 입력장치까지의 거리를 도출할 수 있다.
제어부(140)는 임의의 한 시점 즉, 과거 시점에서 수신한 상기 주변 물체에 반사된 반사 신호를 기초로 상기 주변 물체의 과거 위치 정보를 생성하고, 과거 시점 이후 현재 시점에서 주변 물체에 반사된 반사 신호를 기초로 상기 주변 물체의 현재 위치 정보를 생성할 수 있다.
제어부(140)는 먼저 언급한 위치 도출 신호가 입력장치에 반사된 반사신호와 현재 및 과거 위치정보를 종합하여 입력 장치(O)의 위치를 판단할 수 있다. 또한 과거 위치 정보와 현재 위치 정보에 다른 가중치를 가할 수 있다. 가중치를 달리하여 입력 장치(O)의 위치를 파악하는 자세한 동작은 후술한다.
제어부(140)는 입력장치 및 주변 물체에 반사된 반사 신호를 기초로 상기 입력장치의 현재 시점 이후 예측 위치 정보를 생성할 수 있다.
또한 예측 위치 정보와 입력 장치의 현재 위치를 종합하여 입력 장치(O)의 위치를 판단할 수 있다.
제어부(140)는 입력장치의 위치가 미리 결정된 시간 동안 변하지 않거나, 사용자가 상기 입력장치를 오프(Off)상태로 전환 시킨 경우, 입력장치의 위치 판단을 중단할 수 있다.
제어부(140)는 컨텐츠 수신부(120) 및/또는 통신부(130)에 의하여 수신된 영상 프레임 데이터 및/또는 비디오/오디오 신호를 처리할 수 있다. 예를 들어, 제어부(140)는 컨텐츠 수신부(120)로부터 수신된 영상 프레임 데이터를 디스플레이부(150)로 출력할 수 있다. 또한, 제어부(140)는 컨텐츠 수신부(120) 및/또는 통신부(130)에 의하여 수신된 비디오/오디오 신호를 처리하고, 비디오/오디오 신호로부터 생성된 영상 프레임 데이터를 디스플레이부(150)로 출력할 수 있다.
제어부(140)는 디스플레이 장치(100)의 동작 상태 및/또는 사용자 입력에 따라 컨텐츠 수신부(120), 디스플레이부(150) 및 음향 출력부(160)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 사용자 입력에 의하여 컨텐츠 소스가 선택되면, 제어부(140)는 선택된 컨텐츠 소스로부터 영상 프레임 데이터를 수신하도록 컨텐츠 수신부(120)를 제어할 수 있다. 또한, 컨텐츠 수신부(120)를 통하여 영상 프레임 데이터가 수신되지 아니하면, 제어부(140)는 다른 컨텐츠 소스로부터 영상 프레임 데이티를 수신하도록 컨텐츠 수신부(120)를 제어할 수 있다.
특히, 제어부(140)는 영상 프레임 데이터를 수신하는 소스를 선택하기 위한 선택 신호를 컨텐츠 수신부(120)의 송수신 커넥터 번들(200)으로 출력할 수 있다. 이러한 제어부(140)는 마이크로 프로세서(141)와, 메모리(142)를 포함할 수 있다.
메모리(142)는 영상 프레임 데이터 및/또는 비디오/오디오 신호를 처리하기 위한 프로그램 및 데이터를 저장하고, 영상 프레임 데이터 및/또는 비디오/오디오 신호를 처리하는 중에 발행하는 데이터를 임시로 기억할 수 있다. 또한, 메모리(142)는 디스플레이 장치(100)에 포함된 구성들을 제어하기 위한 프로그램 및 데이터를 저장하고, 디스플레이 장치(100)에 포함된 구성들을 제어하는 중에 발행하는 데이터를 임시로 기억할 수 있다.
메모리(142)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.
마이크로 프로세서(141)는 컨텐츠 수신부(120) 및/또는 통신부(130)로부터 영상 프레임 데이터 및/또는 비디오/오디오 신호를 수신할 수 있다. 마이크로 프로세서(141)는 컨텐츠 수신부(120)로부터 수신된 영상 프레임 데이터를 디스플레이부(150)와 음향 출력부(160)로 출력될 수 있다. 또한, 마이크로 프로세서(141)는 비디오 신호를 디코딩하여 영상 프레임 데이터를 생성하고, 오디오 신호를 디코딩하고 음향 데이터를 생성할 수 있으며, 영상 프레임 데이터와 음향 데이터를 각각 디스플레이부(150)와 음향 출력부(160)로 출력할 수 있다.
마이크로 프로세서(141)는 사용자 입력부(180)로부터 사용자 입력을 수신하고, 사용자 입력에 따라 컨텐츠 수신부(120) 및/또는 디스플레이부(150) 및/또는 음향 출력부(160)를 제어하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다. 또한, 마이크로 프로세서(141)는 컨텐츠 수신부(120)를 통하여 영상 프레임 데이터가 수신되는지 여부에 따라 컨텐츠 수신부(120)의 동작을 제어하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다.
마이크로 프로세서(141)는 논리 연산 및 산술 연산 등을 수행하는 연산 회로와, 연산된 데이터를 기억하는 기억 회로 등을 포함할 수 있다.
제어부(140)는 오디오 신호로부터 디코딩된 음향 데이터를 아날로그 음향 신호로 변환할 수 있으며, 앰프(161)는 제어부(140)로부터 출력된 아날로그 음향 신호를 증폭할 수 있다.
사용자 입력부(180)는 사용자 입력을 수신하는 입력 버튼 그룹(181)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 사용자 입력부(180)는 디스플레이 장치(100)를 턴온 또는 턴오프시키기 위한 전원 버튼, 디스플레이 장치(100)에 표시되는 방송 컨텐츠를 선택하기 위한 채널 선택 버튼, 디스플레이 장치(100)가 출력하는 음향의 볼륨을 조절하기 위한 음향 조절 버튼, 컨텐츠 소스를 선택하기 위한 소스 선택 버튼 등을 포함할 수 있다.
입력 버튼 그룹(181)는 각각 사용자 입력을 수신하고 사용자 입력에 대응하는 전기적 신호를 제어부(140)로 출력할 수 있으며, 푸시 스위치, 터치 스위치, 다이얼, 슬라이드 스위치, 토글 스위치 등 다양한 입력 수단에 의하여 구현될 수 있다.
튜너(122)는 방송 수신 안테나 또는 유선 케이블로부터 방송 신호를 수신하고, 방송 신호 중에 사용자에 의하여 선택된 채널의 방송 신호를 추출할 수 있다. 예를 들어, 튜너(122)는 방송 수신 안테나 또는 유선 케이블을 통하여 수신된 복수의 방송 신호 중에 사용자에 의하여 선택된 채널에 해당하는 주파수를 가지는 방송 신호를 통과시키고, 다른 주파수를 가지는 방송 신호를 차단할 수 있다.
이처럼, 컨텐츠 수신부(120)는 송수신 커넥터 번들(200) 및/또는 튜너(122)를 통하여 영상 프레임 데이터 및/또는 비디오/오디오 신호를 수신할 수 있으며, 송수신 커넥터 번들(200) 및/또는 튜너(122)를 통하여 수신된 영상 프레임 데이터 및/또는 비디오/오디오 신호를 제어부(140)로 출력할 수 있다.
통신부(130)는 외부 장치와 데이터를 주고 받을 수 있는 유선 통신 모듈(131)과 무선 통신 모듈(132)을 포함할 수 있다.
유선 통신 모듈(131)은 케이블을 통하여 통신망에 접속하고 통신망을 통하여 외부 장치와 데이터를 주고 받을 수 있다. 예를 들어, 유선 통신 모듈(131)은 이더넷(Ethernet, IEEE 802.3 기술 표준)을 통하여 통신망에 접속하고, 통신망을 통하여 제1 및 제2 영상 소스 장치(20, 30) 및/또는 외부 장치와과 데이터를 주고 받을 수 있다.
무선 통신 모듈(132)은 액세스 포인트(AP)와 무선으로 통신할 수 있으며, 액세스 포인트(AP)를 통하여 통신망에 접속하고 통신망을 통하여 제1 및 제2 영상 소스 장치(20, 30) 및/또는 외부 장치와과 데이터를 주고 받을 수 있다. 예를 들어, 무선 통신 모듈(132)은 와이파이(WiFi™, IEEE 802.11 기술 표준), 블루투스 (Bluetooth™, IEEE 802.15.1 기술 표준), 지그비(ZigBee™, IEEE 802.15.4 기술 표준)을 통하여 액세스 포인트(AP)와 통신할 수 있다. 액세스 포인(AP)를 통하여 외부 장치와 데이터를 주고 받을 수 있다.
이러한 통신부(130)는 통신망을 통하여 영상 프레임 데이터를 수신할 수 있다.
디스플레이부(150)는 영상을 시각적으로 표시하는 디스플레이 패널(152)과, 디스플레이 패널(152)을 구동하는 디스플레이 드라이버(151)를 포함한다.
디스플레이 패널(152)은 디스플레이 드라이버(151)로부터 수신된 영상 데이터에 따라 영상을 생성하고, 영상을 표시할 수 있다.
디스플레이 패널(152)은 영상을 표시하는 단위가 되는 픽셀을 포함할 수 있다. 각각의 픽셀은 디스플레이 드라이버(151)로부터 영상을 나타내는 전기적 신호를 수신하고, 수신된 전기적 신호에 대응하는 광학 신호를 출력할 수 있다. 이처럼, 복수의 픽셀이 출력하는 광학 신호가 조합됨으로써 하나의 영상이 디스플레이 패널(152)에 표시될 수 있다.
디스플레이 드라이버(151)는 제어부(140)로부터 영상 데이터를 수신하고, 수신된 영상 데이터에 대응하는 영상을 표시하도록 디스플레이 패널(152)을 구동할 수 있다. 구체적으로, 디스플레이 드라이버(151)는 디스플레이 패널(152)을 구성하는 복수의 픽셀 각각에 영상 데이터에 대응하는 전기적 신호를 전달할 수 있다.
디스플레이 드라이버(151)가 디스플레이 패널(152)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.
음향 출력부(160)는 음향을 증폭하는 앰프(161)와, 증폭된 음향을 청각적으로 출력하는 스피커(162)를 포함한다.
스피커(162)는 앰프(181)에 의하여 증폭된 아날로그 음향 신호를 음향(음파)으로 변환할 수 있다. 예를 들어, 스피커(182)는 전기적 음향 신호에 따라 진동하는 박막을 포함할 수 있으며, 박막의 진동에 의하여 음파가 생성될 수 있다.
전력 공급부(170)는 사용자 입력부(180), 컨텐츠 수신부(120), 통신부(130), 제어부(140), 디스플레이부(150), 음향 출력부(160) 및 그 밖의 모든 구성들에 전력을 공급할 수 있다.
전력 공급부(170)는 스위칭 모드 파워 서플라이(Switching Mode Power Supply) (171) (이하 'SMPS'라 한다)를 포함한다.
SMPS (171)는 외부 전원의 교류 전력을 직류 전력으로 변환하는 AC-DC 컨버터와, 직류 전력의 전압을 변경하는 DC-DC 컨버터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 외부 전원의 교류 전력은 AC-DC 컨버터에 의하여 직류 전력으로 변환되며, 직류 전력의 전압은 DC-DC 컨버터에 의하여 다양한 전압(예를 들어, 5V 및/또는 15V)으로 변경될 수 있다. 전압이 변경되는 직류 전력을 각각 사용자 입력부(180), 컨텐츠 수신부(120), 제어부(140), 디스플레이부(150), 음향 출력부(160) 및 그 밖의 모든 구성들에 공급될 수 있다.
또한, 송수신 커넥터 번들(200)은 영상 프레임 데이터의 소스를 선택하기 위한 스위치부(230)를 포함할 수 있다.
도 2에 도시된 디스플레이 장치의 구성 요소들의 성능에 대응하여 적어도 하나의 구성요소가 추가되거나 삭제될 수 있다. 또한, 구성 요소들의 상호 위치는 시스템의 성능 또는 구조에 대응하여 변경될 수 있다는 것은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 용이하게 이해될 것이다.
한편, 도 2에서 도시된 각각의 구성요소는 소프트웨어 및/또는 Field Programmable Gate Array(FPGA) 및 주문형 반도체(ASIC, Application Specific Integrated Circuit)와 같은 하드웨어 구성요소를 의미한다.
도3은 일 실시예에 따른 입력 장치(O)의 사용 태양을 나타낸 도면이다.
도3을 참고하면, 사용자는 입력 장치(O)를 이용하여 디스플레이 장치를 제어할 수 있다. 사용자는 입력 장치(O)의 위치를 기초로 디스플레이 장치의 여러 제어 명령을 입력할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 입력 장치(O)의 위치에 대응되어 표시되는 포인터(K)의 위치를 기초로 입력 신호를 입력할 수 있다. 즉, 디스플레이 장치는 입력 장치의 위치 변화에 따라 변화하는 포인터(K)를 디스플레이부에 출력할 수 있다. 후술하는 바와 같이 입력장치(O)의 위치는 다양한 방법으로 도출될 수 있으며 포인터(K)는 이에 기초하여 위치를 변경할 수 있다. 다만, 본 발명의 일 실시예에 따를 경우 디스플레이 장치에 포함된 안테나 모듈(110)을 레이더 신호를 기초로 입력 장치(O)의 위치를 판단할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따라 입력 장치(O)의 위치를 정확하게 판단하는 동작을 상세하게 설명하도록 한다.
도4는 입력 장치(O)의 최초 위치를 도출하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도4a를 참고하면, 입력장치의 위치를 판단하는데 있어 시작 시점에서 입력 장치(O)는 디스플레이 장치에 초기위치 신호(S1)를 송신할 수 있다. 입력 장치(O)는 사용자의 명령을 직접 입력 받는 버튼을 포함할 수 있다. 입력장치는 디스플레이 장치에 송신하는 신호를 감지하고 신호에 대응되는 주파수 대역의 신호(S1)를 송신할 수 있다. 정해진 주파수 대역은 디스플레이 장치가 송신하는 신호 즉, 레이더 신호의 주파수를 의미한다. 주파수 대역은 수 MHz ~ GHz 대역까지도 사용이 가능하다. 또한 다른 전자기기에서 송신되는 신호와의 혼선을 피하기 위해 입력장치가 송신하는 신호는 특정 모양의 파형을 포함할 수 있다. 디스플레이 장치의 안테나 모듈(110)은 입력장치가 송신한 신호와 특정 펄스 성분과의 관계를 통해 신호를 구분할 수 있다.
입력 장치(O)는 사용자가 입력 장치(O)를 온(On)상태로 전환 시킨 경우, 입력 장치(O)의 위치 도출을 위한 초기위치 신호(S1)를 송신할 수 있다. 초기위치 신호는 디스플레이 장치의 안테나 모듈(110)에서 발생하는 신호와 같은 정해진 주파수 대역의 특정 펄스성분을 포함 할 수 있다.
반면, 입력 장치(O)는 버튼을 포함하지 않을 수 있는데, 디스플레이 장치가 정해진 주파수 대역의 특정 펄스 성분으로 구성된 신호를 주기적으로 송신하고 이 신호를 입력장치가 수신 받으면 입력장치가 디스플레이 장치의 안테나 모듈(110)이 송신한 정해진 주파수 대역의 특정 펄스 성분의 신호(S1) 송신할 수 있다. 입력 장치(O)를 통해 나간 신호(S1)는 입력장치로부터 직접 송신된 신호(S1)이므로 다른 신호와 구별이 가능하다.
디스플레이 장치가 입력장치의 시작 점에서의 위치를 판단하면 입력 장치(O)는 더 이상 초기위치 신호(S1)를 송신하지 않을 수 있다. 입력장치가 초기위치 신호(S1)를 송신하지 않는 것은 입력 장치(O)에 버튼이 있는 경우 버튼의 재입력을 통해 전환 될 수 있다. 입력 장치(O)에 버튼이 없는 경우 안테나모듈에서 나오는 정해진 주파수 대역의 특정 펄스 신호를 입력 장치(O)가 수신 한 뒤 미리 결정된 횟수 이후에 초기위치 신호의 송신을 중단 할 수 있다. 또한 두 형태의 입력장치는 모두 또는 미리 정해 놓은 시간 이후에 초기위치 신호의 송신을 중단할 수 있다.
도4b를 참고하면, 도4b는 시작 시점 이후 입력 장치(O)의 위치를 도출하는 것을 설명하고 있다.
안테나 모듈(110)은 위치 검출 신호(S2)를 송신하고, 위치 검출 신호가 입력 장치(O)로부터 반사된 신호(S1)를 수신할 수 있다. 제어부(140)는 안테나 모듈(110)로부터 입력장치에 반사된 신호(S1)와 최초의 입력 장치(O)의 위치를 기반으로 예상 이동 위치 내에서 지속적으로 입력 장치(O)의 위치를 추적할 수 있다. 최초의 입력 장치(O) 위치, 즉 시작 시점의 입력 장치(O)의 위치는 각 안테나 모듈(110)의 초기 위치와 안테나 모듈(110)과 입력장치 간의 거리를 이용하여 3D좌표를 구할 수 있다. 입력장치는 사용자가 사용하는 것으로 순간적으로 이동하는 것이 불가능하다. 따라서 제어부가 위치 검출 신호에 반사된 반사 신호를 기초로 입력장치의 현재 위치를 판단 시에는 초기위치에서 미리 결정된 범위 내의 반사 신호를 수신하여 입력 장치의 위치를 추적 할 수 있다.
제어부(140)는 시작 시점 이후에 안테나 모듈(110) 자체에서 정해진 주파수 대역의 특정 펄스의 신호(S2)를 지속적으로 송신하여 반사되어 들어오는 신호의 시간을 이용하여 입력장치와 각 안테나 모듈(110) 간의 거리를 측정할 수 있다.
제어부(140)는 안테나 모듈(110)이 수신하는 신호(S1)를 일정 시간 간격으로 수신하여 신호의 크기를 판단할 수 있다. 따라서 안테나 모듈(110)이 수신한 신호(S1)는 전파의 속도가 미리 결정되어 있어 각 거리에서 반사되어 돌아온 신호의 도달 시간을 기초로 거리를 도출할 수 있다. 제어부(140)는 안테나 모듈(110)이 수신한 신호를 로우 데이터 형태(Raw data)로 저장할 수 있다. 제어부(140)는 로우 데이터를 이용하여 이용하여 입력장치와 디스플레이 장치 사이의 거리를 계산할 수 있다.
제어부(140)는 안테나 모듈(110)이 수신한 반사신호를 기초로 복수개의 안테나 모듈로부터 입력장치와의 거리와 안테나의 위치를 이용하여 입력장치의 3D위치를 실시간으로 계산할 수 있다. 이와 관련한 자세한 동작은 후술한다.
도5는 신호 도달시간에 기초하여 디스플레이 장치와 입력장치 또는 주변 물체의 거리를 도출하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도5를 참고하면, 도5는 디스플레이 장치와 입력 장치(O) 사이의 거리를 도출하는 것을 설명하기 위한 도면이다. 즉, 입력장치가 초기위치 신호를 송신하거나, 위치 검출 신호를 반사하여 다시 디스플레이 장치가 수신하는 경우 입력장치의 거리를 판단하는 동작을 설명한다.
일 실시예에 따른 안테나 모듈(110)은 레이더 주파수 영역의 신호를 이용할 수 있다. 이러한 레이더는 신호가 물체에 반사하는 것을 이용하여 그 반사파를 수신하고 이를 기초로 목표물의 위치를 판단할 수 있다.
입력장치가 송신한 신호는 미리 결정 될 수 있다. 안테나 모듈이 송신한 신호와 입력장치에 반사된 신호는 신호 자체의 속력의 변화는 없으므로, 반사한 신호(S3)의 속력과 거리(r)의 관계는 아래의 수학식1로 표현될 수 있다.
Figure 112018005058900-pat00001
수학식1을 참고하면, v는 신호(S3)의 속력을 의미하고 r은 디스플레이 장치에 포함된 안테나와 입력장치 사이의 거리를 의미한다. t는 신호가 디스플레이 장치에 도달하는데 도달 시간을 의미한다.
입력장치가 송신하는 신호 및 안테나 모듈이 송신하는 위치 검출 신호의 속력(v)은 사용자에 의해 미리 결정될 수 있으며, 신호를 송신한 시점 또한 디스플레이 장치가 결정할 수 있다. 디스플레이 장치는 신호가 디스플레이 장치에 도달하는 시간 t를 획득하므로서 입력장치(O)와 디스플레이 장치간의 거리를 계산할 수 있다.
또한 디스플레이 장치가 포함하는 복수개의 안테나 모듈과 입력 장치(O)사이의 거리(r)를 계산하는 데는 신호(S3)의 세기를 이용할 수 있다. 신호(S3)의 세기와 거리는 반비례 관계이므로, 제어부(140)는 안테나 모듈(110)이 수신한 신호(S3)의 세기가 약하면 약할수록 디스플레이 장치와 입력장치 사이의 거리가 먼 것으로 판단할 수 있다. 즉, 입력 장치에서 송신하는 신호 및 입력 장치에 반사된 신호의 크기는 미리 결정될 수 있다. 또한 파장의 세기는 거리의 제곱에 반비례하여 감소되므로 제어부는 복수의 안테나 모듈이 수신한 신호의 크기의 감쇄된 비율을 통해 거리를 측정할 수 있다.
상기의 내용은 후술할 입력 장치(O)의 위치를 계산하는데 이용될 수 있다.
도6은 일 실시예에 따른 입력 장치(O)의 위치를 도출하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도6을 참고하면, 안테나 모듈(110)은 적어도 3개의 안테나를 포함할 수 있다. 안테나 각각의 위치의 좌표를 p1(x1,y1,z1), p2(x2,y2,z2) 및 p3(x3,y3,z3)인 것으로 가정하고 각 안테나에서 입력 장치(O)까지 거리를 각각 r1,r2 및 r3으로 도출한 경우 아래와 수학식2와 같은 구의 방정식이 도출될 수 있다.
Figure 112018005058900-pat00002
3개의 구의 방정식의 교점의 해는 하나 존재할 수 있다. 따라서 제어부(140)는 수학식1의 구의 방정식을 풀이하여 계산되는 x,y,z좌표를 입력 장치(O)의 위치로 판단할 수 있다. 제어부는 디스플레이 장치에 구비된 복수개의 안테나의 위치 좌표와 안테나와 안테나로부터 입력 장치(O)까지 거리를 획득하여 입력 장치(O)의 3차원 위치 좌표를 계산할 수 있다.
도7은 일 실시예에 따른 움직이지 않는 주변 물체를 판단하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도7을 참고하면, 디스플레이 장치는 입력 장치(O)의 위치를 더욱 정확하게 판단하는 것을 설명하고 있다. 제어부(140)는 주변 물체(M1,M2,M3)에 반사된 신호를 저장할 수 있다. 제어부는 고정된 주변 물체에 반사되어 수신한 신호는 변화량이 없을 것이므로 신호를 미분연산을 통하여 제거 할 수 있다. 즉 제어부(140)는 주변 물체(M1,M2,M3)에 반사된 반사 신호(S4)를 수신하고, 수신된 반사 신호(S4)의 변화량을 도출할 수 있으며, 변화량이 0에 가까운 신호는 고정되어 있는 주변 물체(M1,M2,M3)로 판단하고 입력 장치(O)의 위치를 계산하는데 신호를 무시할 수 있다.
입력 장치의 위치를 판단하는데 있어 입력 장치에 반사된 반사 신호를 기초로 도출하여야 하며 주변 물체에 반사된 반사 신호는 노이즈로 취급된다.
주변 물체에 반사된 반사 신호를 무시하게 되면 안테나 모듈(110)이 수신하는 신호 중 입력장치에 반사된 반사 신호의 비율이 증가하므로 제어부(140)는 입력장치의 위치를 더욱 정확하게 도출할 수 있다.
도8은 일 실시예에 따른 움직이는 주변 물체를 판단하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도8a는 움직이는 주변 물체가 존재하지 않은 것을 나타낸 것이고, 도8b는 움직이는 주변 물체가 존재하는 것을 나타낸 것이다.
디스플레이 장치 주변에 이동성이 있는 주변 물체(U1,U2,U3)가 존재하는 경우 입력 장치(O)의 위치를 더욱 정확히 도출하기 위하여 제어부(140)는 각 안테나 모듈 각각의 거리에 따른 신호 값으로 메모리에 누적 저장하고 이 값을 평균을 내어 각 안테나 별 누적 데이터를 생성할 수 있다.
제어부(140)는 누적 데이터를 기초로 시작 시점 이후에 저장부에 저장되어 있던 누적 데이터와 새로 들어온 데이터 값을 비교하여 두 데이터의 차를 이용해 주변 물체의 반사된 신호를 제거 할 수 있다.
Figure 112018005058900-pat00003
수학식 3을 참고하면, D(t1)은 t1시점에서 입력 장치(O)의 위치를 판단하기 위한 데이터를 나타낸 것이고 P(t1),P(t2) 및 P(t3)은 각각 t1,t2 및 t3에서 안테나 모듈(110)이 수신한 신호(S5)를 나타낸 것이다. 또한 A1,A2 및 A3는 각각 t1, t2 및 t3의 정보에 대응되는 가중치를 나타낸 것이다. 수학식 3에서는 현시점에 가까운 시점의 시간을 t1으로 설정하고 t2 및 t3는 현시점보다 과거 시점의 시간을 의미한다. 제어부(140)는 t1에 해당하는 위치 정보에는 A2보다 큰 가중치인 A1을 적용할 수 있고, t2에 해당하는 위치 정보에는 A3보다 큰 가중치인 A2를 적용할 수 있다. 즉, 현 시점에 가까운 위치 정보일수록 높은 가중치를 부여하여 현재 시점의 위치 정보의 비율을 높이되, 과거 위치 정보의 가중치는 줄이지만 입력장치를 제외한 주변 물체의 위치 정보를 제거하여 입력 장치(O)의 위치를 더욱 정확하게 도출할 수 있다. 제어부는 상술한 방법으로 주변 물체의 위치 정보를 도출하고, 주변 물체에 반사된 반사 신호는 입력 장치의 현재 위치를 판단하는데 제거할 수 있다.
도8a에는 주변 물체(U3)가 존재하지 않다가, 도8b에서는 등장한 것을 나타내고 있다. 도8b의 시점을 t1으로 가정하고 도8a의 시점을 t3로 가정한 경우, 주변 물체(U3)의 이동에 의하여 주변 물체의 반사된 반사 신호(S5)의 변화량이 커지고 이러한 신호가 디스플레이 장치가 입력 장치(O)의 위치를 검출하는데 노이즈로서 작용할 수 있다. 하지만 t1과 t3사이의 시점인 t2의 위치 정보를 더 도출하여 제거하므로서 움직임이 있는 주변 물체(U3)에 반사된 신호(S5)가 존재하여도 입력 장치(O)의 위치를 정확하게 도출할 수 있다.
또 다른 실시예예 따르면, 안테나 모듈(110) 및 제어부(140)의 전원이 켜진 시점과 시작 시점 이후의 시작된 시점 사이 이동된 주변 물체(U3)나 시작 시점 이후 주변 물체의 신호 값을 제외하고 나머지 부분에 대한 신호 값을 메모리에 저장할 때 기존 누적 데이터 값에 높은 가중치(예를 들어0.7~0.99)를 적용하고, 새로 수신한 데이터에 낮은 가중치(예를 들어0.3~0.1) 를 적용하면 주변 물체의 영향을 제거할 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면 주변 물체의 움직임이 크다면 주변 물체의 신호 값을 제외시키지 않고 필요 없이 새로 들어온 모든 값에 낮은 가중치(예를 들어0.3~0.01)를 주고 더하면 고정된 주변 물체의 신호는 제거되고, 움직이는 주변 물체의 신호는 누적 데이터에 영향을 미치지 않아 입력 장치(O)의 위치를 정확하게 도출할 수 있다.
이동하는 주변 물체(U1,U2,U3)는 도플러 효과(Doppler Effect)를 통해 속도를 계산할 수 있다. 제어부는 움직이는 주변 물체가 있는 부분의 데이터는 제거하고 고정되어 있는 주변 물체에 관한 정보를 메모리에 누적 저장할 수 있다. 주변 물체의 속도는 도플러 효과가 아닌 시간당 피크(peak)점의 위치 변화 량을 이용해서도 계산할 수 있다.
한편 도8에서 설명한 동작은 주변 물체가 이동하는 경우 입력 장치(O)의 위치를 더욱 정확하게 도출하기 위한 일 실시예에 불과하며 주변 물체에 반사된 신호를 제거하는 방법은 제한이 없다.
도9는 일 실시예예 따른 예측 위치 정보 및 관측 위치 정보를 기초로 입력장치의 위치를 도출하는 것을 나타낸 도면이다.
도9를 참고하면, 디스플레이 장치가 입력 장치(O)의 위치를 판단하는데 있어서현재 위치(E1)와 예측 위치 정보(E2)를 이용할 수 있다.
예측 위치 정보(E2)는 제어부(140)가 과거의 입력 장치(O)의 이동을 고려하여 현시점 이후의 입력 장치(O)의 위치를 도출한 정보이다.
현재 위치(E1)는 입력 장치(O)에 반사된 신호를 기초로 도출한 입력 장치(O)의 위치이다. 일반적으로 관측 위치 정보(E1)의 기초가 되는 입력 장치(O)에 반사된 신호가 노이즈가 적은 경우에는 관측 위치로 입력 장치(O)의 위치를 결정할 수 있다. 하지만 주변 물체에 의하여 입력 장치(O)에 반사된 신호에 많은 노이즈가 존재하는 경우 제어부(140)는 제어부(140)가 생성한 예측 위치 정보(E2)를 함께 이용하여 입력 장치(O)의 위치를 판단할 수 있다.
입력 장치(O)에 반사된 신호의 노이즈가 적은 경우에는 후에 다시 입력 장치(O)에 반사된 신호로 입력 장치(O)의 위치를 판단할 수 있지만, 반사된 신호의 노이즈가 큰 경우에는 위치 정보를 E2로 판단할 수 있다. 입력 장치(O)에 위치를 판단하는 데는 현재 위치(E1)와 예측 위치 정보(E2)를 모두 이용할 수 있다. 또한 입력 장치(O)에 반사된 신호의 노이즈 비율에 기초하여 예측 위치 정보 및 관측 위치 정보의 가중치를 달리 적용할 수 있다. 또한 일 실시예에 따르면 예측 위치 정보 및 관측 예측 정보를 종합하는데 있어서 칼만 필터(Kalman Filter)를 이용할 수 있다.
도10내지 도13는 본 발명의 실시예에 따른 순서도이다.
도10을 참고하면, 입력 장치(O)는 초기위치 신호를 송신한다(1001). 디스플레이 장치가 위치 검출 신호를 송신한다(1002). 초기위치 신호를 기초로 입력 장치(O)의 시작 위치를 판단한다(1003). 입력 장치(O)에 반사된 신호를 기초로 입력 장치(O)의 위치를 추적할 수 있다(1004). 입력 장치(O)는 초기위치 신호를 송신하지 않기 위하여 오프될 수 있으며, 다시 초기위치 신호를 송신하는 경우 시작 시점의 위치를 다시 결정할 수 있다(1005). 제어부는 입력 장치에 위치에 따른 포인터를 출력할 수 있다(1006).
도11을 참고하면, 디스플레이 장치는 주변 물체의 반사 신호를 수신할 수 있다(1011). 수신한 신호의 변화량을 도출하고 수신한 신호의 변화량이 미리 결정된 값 미만인 경우(1012), 주변 물체를 고정 물체로 판단하고(1013), 변화량이 미리 결정된 값을 초과하는 경우 움직이는 물체로 판단할 수 있다(1014).
도12를 참고하면, 과거 시점의 위치 정보를 도출하고(1021), 현재 시점의 위치 정보를 도출할 수 있다(1022).
또한 과거 시점의 위치 정보와 현재 시점의 위치정보에 다른 가중치를 적용하고(1023), 이를 기초로 현 시점에서의 주변 물체의 위치를 도출할 수 있다(1024). 이를 기초로 주변 물체에 반사된 반사 신호를 판단할 수 있으며, 주변 물체에 반사된 반사 신호는 입력 장치의 위치를 판단하는데 노이즈로 작용하는 신호이므로 이를 제외하고 입력 장치의 현재 위치를 판단할 수 있다.(1025).
도13을 참고하면, 디스플레이 장치는 입력 장치의 현재 위치를 판단할 수 있다.(1031). 디스플레이 장치는 예측 위치 정보를 생성할 수 있다(1032). 디스플레이 장치는 현재 위치와 예측 위치 정보를 기초로 새로운 입력 장치의 위치를 판단할 수 있다(1033). 다만 주변 물체로 인한 노이즈에 기초하여 관측 위치 정보와 예측 위치 정보에 다른 가중치를 적용하여 새로운 시점에서 입력 장치의 위치를 판단할 수 있다.
한편, 개시된 실시예들은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 저장하는 기록매체의 형태로 구현될 수 있다. 명령어는 프로그램 코드의 형태로 저장될 수 있으며, 프로세서에 의해 실행되었을 때, 프로그램 모듈을 생성하여 개시된 실시예들의 동작을 수행할 수 있다. 기록매체는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로 구현될 수 있다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체로는 컴퓨터에 의하여 해독될 수 있는 명령어가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래쉬 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다.
이상에서와 같이 첨부된 도면을 참조하여 개시된 실시예들을 설명하였다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고도, 개시된 실시예들과 다른 형태로 본 발명이 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 개시된 실시예들은 예시적인 것이며, 한정적으로 해석되어서는 안 된다.
100 : 디스플레이 장치
110 : 안테나 모듈
140: 제어부
150: 디스플레이부

Claims (23)

  1. 디스플레이부;
    사용자 입력에 기초하여 초기위치 신호를 송신하는 입력장치;
    상기 초기위치 신호를 수신하고, 위치 검출 신호를 송신하고 상기 위치 검출 신호가 상기 입력장치 및 주변 물체에 반사된 반사 신호를 수신하는 복수의 안테나 모듈; 및
    상기 복수의 안테나 모듈 각각을 통하여 초기 위치 신호를 수신하고, 상기 수신된 초기위치 신호에 기초하여 상기 입력장치의 초기위치를 판단하고, 상기 초기위치 신호를 수신하면 상기 위치 검출 신호를 송신하도록 상기 복수의 안테나 모듈을 제어하고, 상기 복수의 안테나 모듈 각각을 통하여 반사 신호를 수신하고, 상기 수신된 반사 신호에 기초하여 상기 입력장치의 위치를 판단하고, 상기 입력장치의 위치에 근거하여 포인터를 상기 디스플레이부에 표시하도록 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 제어부는,
    미리 결정된 과거 시점에서 수신한 과거 반사 신호 및 현재 시점에서 수신한 상기 반사 신호를 이용하여 상기 주변 물체에 반사된 반사 신호를 제거한 반사 신호를 기초로 상기 입력장치의 현재 위치를 판단하고,
    상기 과거 반사 신호에 제1가중치를 적용하고 상기 반사 신호에 상기 제1가중치보다 큰 제2가중치를 적용하여, 상기 입력장치의 현재 위치를 판단하는 디스플레이 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 초기위치를 기준으로 미리 결정된 범위 내에서 반사된 상기 반사 신호에 기초하여 상기 복수의 안테나 모듈 각각의 위치로부터 상기 입력 장치까지의 거리를 계산하여 상기 입력장치의 현재 위치를 판단하는 디스플레이 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 입력장치는,
    상기 초기위치 신호를 미리 결정된 시간 동안 송신한 후, 상기 초기위치 신호의 송신을 중단하는 디스플레이 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    신호 크기의 변화량이 기준 값을 초과하는 상기 반사 신호를 기초로 상기 입력장치의 현재 위치를 판단하는 디스플레이 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 입력장치는,
    사용자가 상기 입력장치를 온(On)상태로 전환 시킨 경우,
    상기 초기위치 신호를 송신하는 디스플레이 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 입력장치는,
    상기 위치 검출 신호의 주파수 대역과 일치하는 주파수 대역의 상기 초기위치 신호를 송신하는 디스플레이 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 입력장치에 반사된 상기 반사 신호 도달시간 및 상기 반사 신호의 감쇄율 중 적어도 하나에 기초하여,
    상기 복수의 안테나 모듈부터 상기 입력장치까지 거리를 계산하는 디스플레이 시스템.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    미리 결정된 과거 시점으로부터 상기 현재 시점까지의 상기 반사 신호를 기초로 예측 위치 정보를 생성하고,
    상기 예측 위치 정보 및 상기 반사 신호를 기초로 상기 입력 장치의 현재 위치를 판단하는 디스플레이 시스템.
  11. ◈청구항 11은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 입력장치의 위치가 미리 결정된 시간 동안 변하지 않거나, 사용자가 상기 입력장치를 오프(Off)상태로 전환 시킨 경우,
    상기 입력장치의 위치 판단을 중단하는 디스플레이 시스템.
  12. 사용자 입력에 기초하여 입력장치를 통해 초기위치 신호를 송신하고,
    복수의 안테나 모듈을 통해 상기 입력장치로부터 초기위치 신호를 수신하고,
    상기 수신된 초기위치 신호에 기초하여 상기 입력장치의 초기위치를 판단하고,
    상기 초기위치 신호를 수신하면 위치 검출 신호를 송신하도록 상기 복수의 안테나 모듈을 제어하고,
    상기 복수의 안테나 각각을 통하여 반사신호를 수신하고,
    상기 수신된 반사 신호에 기초하여 상기 입력장치의 위치를 판단하고,
    상기 입력장치의 위치에 근거하여 디스플레이부에 포인터를 표시하는 것을 포함하고,
    상기 입력장치의 위치를 판단하는 것은,
    미리 결정된 과거 시점에서 수신한 과거 반사 신호 및 현재 시점에서 수신한 상기 반사 신호를 이용하여 주변 물체에 반사된 반사 신호를 제거한 반사 신호를 기초로 상기 입력장치의 현재 위치를 판단하고,
    상기 과거 반사 신호에 제1가중치를 적용하고, 상기 반사 신호에 상기 제1가중치보다 큰 제2가중치를 적용하여 상기 입력장치의 현재 위치를 판단하는 것을 포함하는 디스플레이 시스템 제어방법.
  13. ◈청구항 13은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제12항에 있어서,
    상기 입력장치의 위치를 판단하는 것은,
    상기 초기위치를 기준으로 미리 결정된 범위 내에서 반사된 상기 반사 신호에 기초하여 상기 복수의 안테나 모듈 각각의 위치로부터 상기 입력 장치까지의 거리를 계산하여 상기 입력장치의 현재 위치를 판단하는 것을 포함하는 디스플레이 시스템 제어방법.
  14. ◈청구항 14은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제12항에 있어서,
    상기 입력장치가 상기 초기위치 신호를 미리 결정된 시간 동안 송신한 후, 상기 초기위치 신호의 송신을 중단하는 것을 더 포함하는 디스플레이 시스템 제어방법.
  15. ◈청구항 15은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제12항에 있어서,
    상기 입력장치의 위치를 판단하는 것은,
    신호 크기의 변화량이 기준 값을 초과하는 상기 반사 신호를 기초로 상기 입력장치의 현재 위치를 판단하는 것을 포함하는 디스플레이 시스템 제어방법.
  16. ◈청구항 16은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제12항에 있어서,
    사용자가 상기 입력장치를 온(On)상태로 전환 시킨 경우, 상기 초기위치 신호를 송신하는 것을 더 포함하는 디스플레이 시스템 제어방법.
  17. ◈청구항 17은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제12항에 있어서,
    상기 초기위치 신호를 송신하는 것은,
    상기 위치 검출 신호의 주파수 대역과 일치하는 주파수 대역의 상기 초기위치 신호를 송신하는 것을 포함하는 디스플레이 시스템 제어방법.
  18. ◈청구항 18은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제12항에 있어서,
    상기 입력장치의 위치를 판단하는 것은,
    상기 입력장치에 반사된 상기 반사 신호 도달시간 및 상기 반사 신호의 감쇄율 중 적어도 하나에 기초하여,
    상기 복수의 안테나 모듈부터 상기 입력장치까지 거리를 계산하는 것을 포함하는 디스플레이 시스템 제어방법.
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. ◈청구항 21은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제12항에 있어서,
    상기 입력장치의 위치를 판단하는 것은,
    미리 결정된 과거 시점으로부터 상기 현재 시점까지의 상기 반사 신호를 기초로 예측 위치 정보를 생성하고,
    상기 예측 위치 정보 및 상기 반사 신호를 기초로 상기 입력 장치의 현재 위치를 판단하는 것을 포함하는 디스플레이 시스템 제어방법.
  22. ◈청구항 22은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제12항에 있어서,
    상기 입력장치의 위치가 미리 결정된 시간 동안 변하지 않거나, 사용자가 상기 입력장치를 오프(Off)상태로 전환 시킨 경우,
    상기 입력장치의 위치 판단을 중단하는 것을 더 포함하는 디스플레이 시스템 제어방법.
  23. 디스플레이부;
    입력 장치에 의하여 송신된 초기위치 신호를 수신하고, 위치 검출 신호를 송신하고, 상기 위치 검출 신호가 입력장치 및 주변 물체에 반사된 반사 신호를 수신하는 복수의 안테나 모듈; 및
    상기 복수의 안테나 모듈 각각을 통하여 초기 위치 신호를 수신하고, 상기 수신된 초기위치 신호에 기초하여 상기 입력장치의 초기위치를 판단하고, 상기 초기위치 신호를 수신하면 상기 위치 검출 신호를 송신하도록 상기 복수의 안테나 모듈을 제어하고, 상기 복수의 안테나 모듈 각각을 통하여 반사 신호를 수신하고, 상기 수신된 반사 신호에 기초하여 상기 입력장치의 위치를 판단하고, 상기 입력장치의 위치에 따라 포인터를 상기 디스플레이부에 표시하도록 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 제어부는,
    미리 결정된 과거 시점에서 수신한 과거 반사 신호 및 현재 시점에서 수신한 상기 반사 신호를 이용하여 상기 주변 물체에 반사된 반사 신호를 제거한 반사 신호를 기초로 상기 입력장치의 현재 위치를 판단하고,
    상기 과거 반사 신호에 제1가중치를 적용하고 상기 반사 신호에 상기 제1가중치보다 큰 제2가중치를 적용하여, 상기 입력장치의 현재 위치를 판단하는 디스플레이 장치.
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