KR20070104168A - 키패드 기능을 가지는 디스플레이 장치 - Google Patents

키패드 기능을 가지는 디스플레이 장치 Download PDF

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KR20070104168A
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Abstract

소정의 영상에 상응하는 광을 출사하는 디스플레이 패널; 상기 디스플레이 패널 상부에 소정의 각도로 형성된 반투명층; 상기 반투명층에 의해 반사된 광 중 소정의 파장 대역의 광을 통과시키는 필터부; 및 상기 필터부를 통과한 광에 상응하는 좌표값을 산출하여 지시수단의 위치를 산출하는 인식부를 포함하되, 상기 반투명층은 상기 지시수단에서 출사한 광이 상기 인식부에 입사되도록 하는 각도로 형성되는 키패드 기능을 가지는 디스플레이 장치가 제시된다. 본 발명에 따른 키패드 기능을 가지는 디스플레이 장치는 특정 파장을 가지는 광만을 통과시키도록 하여 디스플레이 화면에서 투사되는 광만을 이용하여 키패드를 조작할 수 있는 효과가 있다.
디스플레이, 키패드, 반투명, 이미지 센서, 필터.

Description

키패드 기능을 가지는 디스플레이 장치{Display apparatus having keypad function}
도 1은 종래 기술에 따른 디스플레이 화면과 키패드가 구분된 이동 통신 단말기의 평면도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 키패드 기능을 가지는 디스플레이 장치의 평면도.
도 3a는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 키패드 기능을 가지는 디스플레이 장치의 단면도.
도 3b는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 필터부를 통과하는 광학적 영상신호의 파형의 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 키패드 기능을 가지는 디스플레이 장치의 단면도.
도 5는 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 키패드 기능을 가지는 디스플레이 장치의 단면도.
도 6은 본 발명의 바람직한 제4 실시예에 따른 키패드 기능을 가지는 디스플레이 장치의 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
310 : 디스플레이 패널 320 : 하부 투명층
330 : 암실부 340 : 반투명층
350 : 상부 투명층 360 : 지시수단
370 : 필터부 380 : 이미지 센서
390 : 위치 인식부
본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것으로, 특히 키패드 기능을 가지는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
일반적으로 디스플레이 장치는 전기적 신호를 영상 신호로 변환하여 출력하는 장치이다. 이러한 디스플레이 장치의 종류에는 CRT(cathod ray tube), LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), 유기 발광 소자(OLED : Organic Light Emitting Diodes) 디스플레이 장치 등이 있다. 각각의 디스플레이 장치는 영상 신호에 상응하는 R, G, B의 광을 출사한다.
현재, 이러한 디스플레이 장치는 이동 통신 단말기에 다양한 형태로 사용된다. 여기서, 이동 통신 단말기는 셀룰러폰, 개인휴대통신단말기(PCS), 개인용디지 털단말기(PDA), 스마트폰, 차세대이동통신단말기(IMT-2000), 무선랜 단말기 등과 같이 개인이 휴대하면서 무선통신이 가능한 단말기를 말한다.
도 1은 종래 기술에 따른 디스플레이 화면과 키패드가 서로 다른 영역으로 구분된 이동 통신 단말기의 평면도이다. 도 1을 참조하면, 디스플레이 화면(110), 방향 키패드(120) 및 숫자 키패드(130)이 도시된다. 일반적으로 방향 키패드(120) 및 숫자 키패드(130)에서 클릭되는 키에 상응하는 영상들이 디스플레이 화면(110)에 출력된다.
여기서, 디스플레이 화면(110), 방향 키패드(120) 및 숫자 키패드(130)가 서로 구분되어 구성되어 있으므로, 일정한 형식으로 디자인하는 제한이 있다. 즉, 디스플레이 화면(110)이 있는 영역과 키패드가 있는 영역이 서로 다른 영역에 구비되어야 하므로, 디스플레이 화면(110)의 크기가 제한될 수 있으며, 키패드의 배열에도 제한이 따르는 문제점이 있다. 또한, 방향 키패드(120) 및 숫자 키패드(130)는 각각의 키가 서로 분리되어 형성되므로 방수 기능을 갖는데 한계가 있는 문제점이 있다.
본 발명은 디스플레이 화면 상에서 키패드 기능을 가짐으로써 큰 화면을 가지는 키패드 기능을 가지는 디스플레이 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 디스플레이 화면 상에서 키패드 기능을 가짐으로써 키패드의 방수 기능을 가지는 디스플레이 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 소프트웨어로 키패드를 디스플레이 화면 상에 구비함으로써, 디스플레이 화면의 위치 및 키패드의 구성을 다양하게 디자인할 수 있는 키패드 기능을 가지는 디스플레이 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 디스플레이 화면의 구성에 상응하여 키패드의 세밀한 조작이 가능한 키패드 기능을 가지는 디스플레이 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 특정 파장을 가지는 광만을 통과시키도록 하여 디스플레이 화면에서 투사되는 광만을 이용하여 키패드를 조작할 수 있는 키패드 기능을 가지는 디스플레이 장치를 제공한다.
본 발명이 제시하는 이외의 기술적 과제들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 소정의 영상에 상응하는 광을 출사하는 디스플레이 패널; 상기 디스플레이 패널 상부에 소정의 각도로 형성된 반투명층; 상기 반투명층에 의해 반사된 광 중 소정의 파장 대역의 광을 통과시키는 필터부; 및 상기 필터부를 통과한 광에 상응하는 좌표값을 산출하여 지시수단의 위치를 산출하는 인식부를 포함하되, 상기 반투명층은 상기 지시수단에서 출사한 광이 상기 인식부에 입사되도록 하는 각도로 형성되는 키패드 기능을 가지는 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
여기서, 상기 반투명층은 상기 디스플레이 패널로부터 투사된 광을 차폐하도 록 상기 디스플레이 패널과 소정의 각도를 가지고 상기 디스플레이 패널의 상부에 위치할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 소정의 영상에 상응하는 광을 출사하는 디스플레이 패널; 상기 디스플레이 패널 상부에 형성된 하부 투명층; 상기 하부 투명층 상부에 소정의 각도로 형성된 반투명층; 상기 하부 투명층과 평행하도록 상기 반투명층 상부에 형성된 상부 투명층; 상기 반투명층에 의해 반사된 광 중 소정의 파장 대역의 광을 통과시키는 필터부; 및 상기 필터부를 통과한 광에 상응하는 좌표값을 산출하여 지시수단의 위치를 산출하는 인식부를 포함하되, 상기 반투명층은 상기 지시수단에서 출사한 광이 상기 인식부에 입사되도록 하는 각도로 형성되는 키패드 기능을 가지는 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
여기서, 상기 필터부를 통과하는 광은 상기 지시수단의 일단에 형성된 발광부로부터 출사된 광일 수 있다.
여기서, 상기 발광부에서 출사된 광은 상기 디스플레이 패널에서 출사된 광과 서로 다른 파장을 가질 수 있다.
여기서, 상기 디스플레이 패널은 액정 디스플레이(LCD) 패널일 수 있다.
여기서, 상기 디스플레이 패널은 투광성 기판 상에 형성된 하부 전극; 상기 하부 전극 상에 형성되어 발광하는 유기 박막층; 및 상기 유기 박막층 상에 형성되며, 상기 유기 박막층이 발광하도록 상기 하부 전극간에 전압을 인가하는 상부 전극을 포함하는 유기 발광 소자(OLED) 디스플레이 패널일 수 있다.
여기서, 상기 디스플레이 패널은 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel)일 수 있다.
여기서, 상기 반투명층은 상기 디스플레이 패널로부터 투사된 광을 차폐하도록 상기 하부 투명층과 소정의 각도를 가지고 상기 하부 투명층과 상기 상부 투명층의 사이에 게재될 수 있다.
여기서, 상기 반투명층은 평면으로 형성될 수 있다.
여기서, 상기 반투명층은 곡률을 가지는 면으로 형성될 수 있다.
여기서, 상기 인식부는 상기 필터부를 통과한 광을 전기적 신호로 변환하는 이미지 센서; 및 상기 이미지 센서에서 변환된 전기적 신호에 상응하는 상기 디스플레이 패널의 좌표값을 생성하여 상기 지시수단의 위치를 산출하는 위치 인식부를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 인식부는 상기 산출한 상기 디스플레이 패널의 좌표값을 가지는 위치가 클릭된 것으로 판단할 수 있다.
여기서, 상기 이미지 센서는 CMOS 이미지 센서 또는 CCD 이미지 센서일 수 있다.
여기서, 상기 인식부는 상기 필터부를 통과한 광 중 세기가 가장 큰 광을 이용하여 상기 지시수단의 위치를 산출할 수 있다.
여기서, 상기 반투명층은 복수의 유전체막으로 형성되며, 상기 지시수단에서 출사한 광은 각각의 유전체막에서 반사 또는 투과될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 키패드 기능을 가지는 디스플레이 장치의 바람직한 실 시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명은 소정의 광을 이용하여 영상을 출력하는 디스플레이 화면(예를 들면, CRT(Cathod Ray Tube), LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), 유기 발광 소자(OLED : Organic Light Emitting Diodes) 디스플레이 장치 등)이면 적용가능하나, 이하에서는 이동 통신 단말기에 이용되는 디스플레이 장치를 중심으로 설명한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 키패드 기능을 가지는 이동 통신 단말기의 디스플레이 장치의 평면도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 디스플레이 장치는 디스플레이 화면(210), 선택 영역(220), 확인 버튼(230) 및 취소 버튼(240)을 포함하여 구성된다.
디스플레이 화면(210) 내에 선택 영역(220), 확인 버튼(230) 및 취소 버튼(240)이 화면 상으로 형성되어 있으므로, 디스플레이 화면(210)은 이동 통신 단말기의 전체 면에 형성될 수 있다. 즉, 종래의 키패드가 형성된 부분에도 디스플레이 화면(210)이 형성될 수 있으므로, 디스플레이 화면(210)이 제한된 크기를 가지는 이동 통신 단말기에 크게 형성될 수 있다. 따라서 사용자는 같은 크기의 이동 통신 단말기를 이용하더라도 더 큰 화면을 이용할 수 있는 효과가 있다.
여기서, 디스플레이 화면(210)의 하부 영역에는 반투명거울을 이용하여 지시수단에서 투사되는 광의 경로를 결정한다. 즉, 지시수단에서 출사된 광은 반투명거 울을 투과하여 이미지 센서로 입사할 수 있다. 이후 이미지 센서로 입사된 광을 이용하여 디스플레이 화면(210) 상에 올려진 지시수단의 위치에 상응하는 좌표값을 산출할 수 있다. 여기서 지시수단은 소정의 파장을 가지는 발광부를 포함할 수 있으며, 발광부는 발광소자(예를 들면, 레이저, 발광 다이오드 등)로 구성될 수 있다. 발광부가 지시수단에 구비되는 위치는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 일단에 형성되어 사용자의 편리성을 도모할 수 있다. 지시수단은, 예를 들어, 스타일러스 펜 등의 형태로 구현될 수 있고, 지시수단이 수납되기 위한 공간이 이동 통신 단말기의 일 측에 형성될 수 있다.
여기서, 반투명거울은 다양한 방법에 의해 구현될 수 있으며, 예를 들면, 반투명거울은 유전체를 이용하는 유전체 거울일 수 있다. 즉, 반투명거울은 유전체다층막을 가지며 이러한 다층막 구조에 의해, 반투명거울은 입사광의 일부를 투과하고, 나머지를 반사하도록 구성되어 있다. 이러한 유전체로서는, 예를 들면, TiO2(산화티탄)와 SiO2(산화실리콘)의 적층구조를 이용할 수 있다. 유전체의 막두께는 입사광의 약 절반 정도는 반사하고 나머지는 투과하도록 공진 파장에 대응해서 유전체 다층막의 적층수 및 각 유전체막의 막두께가 정해져서 구성되어 있다. 즉, 유전체 다층막 및 반사전극에 의해 광학적 공진기가 구성되므로, 디스플레이 화면에서 출사한 광은 각각의 유전체막에서 반사 또는 투과될 수 있다.
또한, 디스플레이 화면(210)에 형성된 디스플레이 패널은 다양한 구동 방식에 의해 구현될 수 있다. 예를 들면, 디스플레이 패널은 액정 디스플레이(LCD) 패널, 유기 발광 소자(OLED) 디스플레이 패널, 플라즈마 디스플레이 패널(PDP : Plasma Display Panel) 등이 될 수 있다.
액정 디스플레이(LCD) 패널은 2개의 얇은 유리판 사이에 고체와 액체의 중간물질인 액정을 주입해 상하 유리판위 전극의 전압차로 액정분자의 배열을 변화시킴으로써 명암을 발생시켜 숫자나 영상을 표시하는 광스위치 현상을 이용한 소자다. 구동방법에 따라 수동 매트릭스 방식과 능동 매트릭스 방식으로 분류하는 데 수동 매트릭스 방식에는 TN(Twisted Nematic)과 STN(Super-Twisted Nematic) 방식이 있으며 능동 매트릭스 방식에는 TFT(Thin Film Transistor) 등이 있다.
또한, 유기 발광 소자(OLED) 디스플레이 패널은 무기 발광 다이오드와 마찬가지로 애노드와 캐소드의 2극 구조로 이루어져 있으며 0.1㎛ 이하의 극히 얇은 유기 박막층을 포함하고 있다. 즉, 유기 발광 소자(OLED) 디스플레이 패널에는 투광성 기판 상에 형성된 하부 전극, 하부 전극 상에 형성되어 발광하는 유기 박막층, 유기 박막층 상에 형성되며, 유기 박막층이 발광하도록 하부 전극간에 전압을 인가하는 상부 전극이 형성된다. 이러한 유기 박막층에 전류를 흘리면 그 전자 수송층(Electron Transport Layer)과 정공 수송층(Hole Transport Layer)의 계면 근처에서 전자·정공이 재결합하여 발광하게 되는데, 이 발광은 수백 ㎱ 이하의 극히 빠른 응답 시간을 갖고 있다. 여기서, 유기 박막층은 정공 주입층(HIL), 정공 수송층(HTL), 발광층(EML) 및 전자 수송층(ETL)으로 구성된다.
또한, 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel)은 전면유리와 배면유리 및 그 사이의 칸막이에 의해 밀폐된 유리사이에 Ne+Ar, Ne+Xe 등의 가스를 주입하여 양극과 음극의 전극에 의해 전압을 인가하여 네온광을 발광시켜 표시광으로 이용하는 전자표시장치이다. 플라즈마 디스플레이 패널은 마주보는 대향의 전극사이에 가스를 봉입하고 전압을 인가함으로써 발생하는 가스 방전을 이용하는데 발광색은 오랜지색이며 가스 방전에 의해 발생한 자외선으로 적색·녹색·청색을 내는, 형광체를 여기하는 컬러디스플레이도 있다. 표시전극의 구성에 의해 고정패턴표시와 메트릭스표시의 두 종류로 분류되는데 고정패턴 표시는 일자형 전극패턴의 각 세그먼트를 on·off함으로써 숫자표시를 하는 것이며 메트릭스 표시는 방전셀을 세로(X)전극군과 가로(Y)전극군사이에 구성하여, 교차점의 방전을 on·off하는 것으로 갖가지 문자나 패턴을 표시할 수 있다. 여기서, 플라즈마 디스플레이 패널은 방전구조에 따라 AC구동형(간접방전형)과 DC구동형(직접방전형)이 있다. AC구동형은 메모리기능을 실현할 수 있는 것과 메모리 기능을 갖지 않고 리플래시형(논메모리형)의 동작을 하는 것이 있으며 DC구동형은 리플래시 방식과 셀프스캔 방식이 있다. 상술한 액정 디스플레이(LCD) 패널, 유기 발광 소자(OLED) 디스플레이 패널 및 플라즈마 디스플레이 패널에 대한 사항은 본 발명이 속한 분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
이상에서 키패드 기능을 가지는 디스플레이 장치를 일반적으로 도시한 평면도를 설명하였으며, 이하에서는 첨부 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 키패드 기능을 가지는 디스플레이 장치를 구체적인 실시예를 기준으로 설명하기로 한다. 본 발명에 따른 실시예는 반투명층의 형상 및 배열에 따라 크게 4가지로 구분되는데, 이하에서 차례대로 설명한다.
도 3a는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 키패드 기능을 가지는 디스플레이 장치의 단면도이다. 도 3a를 참조하면, 디스플레이 패널(310), 하부 투명층(320), 암실부(330), 반투명층(340), 상부 투명층(350), 지시수단(360), 필터부(370), 이미지 센서(380) 및 위치 인식부(390)가 도시된다.
디스플레이 패널(310)은 상술한 바와 같이 CRT(Cathod Ray Tube), LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), 유기 발광 소자(OLED : Organic Light Emitting Diodes) 디스플레이 장치 등과 같이 소정의 영상에 상응하는 광을 투사하는 패널이 될 수 있다.
하부 투명층(320) 및 상부 투명층(350)은 투명한 재질로 형성된다. 여기서, 투명한 재질은 광을 투과할 수 있는 성질을 가지는 것을 지칭하며, 반드시 광을 100% 투과하는 성질에 한정하는 것은 아니다. 예를 들면, 하부 투명층(320) 및 상부 투명층(350)은 유리 또는 투명한 플라스틱이 될 수 있다. 암실부(330)는 하부 투명층(320)에서 출사되어 반투명층(340)에서 처음으로 반사된 광을 흡수하는 역할을 한다. 즉, 하부 투명층(320)에서 출사되어 반투명층(340)에서 처음으로 반사된 광은 지시수단(360)의 위치와 무관하므로, 이러한 광은 흡수하여 소멸시키도록 한다. 여기서, 암실부(330)는 검정색이 될 수 있으며, 광을 흡수할 수 있는 색채 또는 재료의 물질로 구성될 수 있다.
반투명층(340)은 상술한 바와 같이 유전체를 이용하여 생성되는 유전체 거울일 수 있다. 반투명층(340)은 광의 일부는 반사하고 나머지는 투과하는 재질로 형 성되며, 반투명층(340)의 반사 및 투과율은 미리 설정된 비율에 상응하여 조절될 수 있다. 예를 들면, 반투명층(340)의 반사율은 1/2이 될 수 있다. 여기서, 반투명층(340)은 디스플레이 패널(310)로부터 투사된 광을 전체적으로 차폐하도록 하부 투명층(320)과 소정의 각도를 가지고 하부 투명층(320)과 상부 투명층(350)의 사이에 게재될 수 있다. 또한, 다른 실시예에 의하면, 하부 투명층(320)과 상부 투명층(350)이 구비되지 않는 경우 반투명층(340)은 디스플레이 패널(310)로부터 투사된 광을 차폐하도록 디스플레이 패널(310)과 소정의 각도를 가지고 디스플레이 패널(310)의 상부에 위치할 수 있다. 반투명층(340)이 디스플레이 패널(310)로부터 투사된 광을 차폐하도록 구비되면, 화면 상에 구성된 모든 메뉴, 버튼 등이 반투명층(340)을 통해서 사용자에게 제시되며, 사용자는 지시수단(360)을 이용하여 해당 기능을 제어할 수 있다.
또한 다른 실시예에 의하면, 반투명층(340)은 디스플레이 패널(310)로부터 투사된 광의 일부(예를 들면, 클릭 버튼이 구비된 영역)를 차폐하도록 형성될 수 있다. 반투명층(340)은 다양한 형상을 가질 수 있으며, 도 3a를 참조하면, 평면으로 형성된다. 따라서 반투명층(340)은 디스플레이 패널(310)로부터 투사된 광을 동일한 간격으로 이미지 센서(380)로 반사할 수 있다.
필터부(370)는 특정파장의 광학적 영상 신호만이 통과되도록 하는 기능을 수행한다. 필터부(370)는 지시수단(360)에서 조사(照射)하는 특정파장의 빛만 여과할 수 있도록 하기 위하여, 지시수단(360)에서 조사되는 광에 상응하는 필터를 구비한다. 따라서 후술할 이미지 센서(380)는 지시수단(360)에서 조사된 광을 인식하며, 그 이외의 광원(예를 들면, 디스플레이 패널(310)의 광, 외부 광신호, 조명 등)에 반응하지 않을 수 있다. 예를 들면, 지시수단(360)이 직진성이 좋고 가시광선보다 반사성이 좋은 적외선을 조사한다면, 필터부(370)의 필터는 적외선필터를 사용할 수 있다. 또한, 지시수단(360)에서 조사되는 빛이 가시광선이라면 특정 파장 대역만이 통과되도록 하는 필터가 이용될 수도 있을 것이다. 따라서, 필터는 사용되는(즉, 지정된) 특정파장에 따라 달라질 수 있으며 특별히 한정하지 않음은 자명하다.
인식부는 반투명층에 의해 반사된 광에 상응하는 좌표값을 산출하여 지시수단(360)의 위치를 산출하는 역할을 하며, 이미지 센서(380)와 위치 인식부(390)를 포함할 수 있다. 이미지 센서(380)는 지시수단(360)에서 출사하여 반투명층(340)에서 반사된 광(a)을 전기적 신호로 변환한다. 여기서, 이미지 센서는 CMOS(Complementary metal oxide semiconductor) 이미지 센서 또는 CCD(charge coupled device) 이미지 센서가 될 수 있다. CMOS(Complementary metal oxide semiconductor) 이미지 센서는 포토 다이오드(photo diode)를 포함하는 다수의 단위 픽셀로 구성되고, 이러한 단위 픽셀은 제어 회로 및 신호 처리에 의해 구동된다. CCD(charge coupled device) 이미지 센서는 다수개의 MOS 캐패시터를 포함하며, 이 모스 캐패시터에 전하(캐리어)를 이동시킴으로써 동작된다. 이러한 이미지 센서(380)는 광을 감지할 수 있는 복수의 픽셀들을 가지고 있다. 따라서 디스플레이 패널(310) 상의 지시수단(360)이 위치한 좌표값에 대응되는 광이 입사되는 위치를 감지하여 상기 좌표값을 산출할 수 있도록 한다.
위치 인식부(390)는 이미지 센서(380)에서 변환된 전기적 신호에 상응하는 디스플레이 패널(310)의 좌표값을 생성하여 지시수단(360)의 위치를 산출한다. 여기서, 위치 인식부(390)는 상기 좌표값을 가지는 디스플레이 패널(310)의 위치가 클릭된 것으로 판단할 수도 있다. 따라서, 지시수단(360)이 확인 버튼 또는 취소 버튼을 클릭하는 경우 이미지 센서(380)가 확인 버튼 또는 취소 버튼에 상응하여 투과 및 반사된 광을 감지하고, 위치 인식부(390)가 버튼 또는 취소 버튼의 좌표값을 생성하여 해당 좌표값에 위치한 버튼이 눌려진 것으로 판단 할 수 있다. 여기서, 위치 인식부(390)는 디스플레이 패널(310)의 좌표값과 이미지 센서(380)의 픽셀이 서로 대응되어 저장된 프로파일을 이용하여 지시수단의 위치를 산출할 수 있다. 예를 들면, 2차원의 디스플레이 패널(310)에서 광이 투과된 위치와 상기 광이 지시수단(360), 반투명층(340) 등을 경유하여 이미지 센서(380)에 입사된 픽셀과의 관계가 미리 저장된다. 이후 위치 인식부(390)는 해당 픽셀에서 광을 감지하는 경우 이에 상응하는 디스플레이 패널(310)의 좌표값에 지시수단(360)이 위치하고 있다고 판단할 수 있다. 이하에서 반투명층(340)이 다른 각도 또는 곡률을 가지는 경우도 이와 같은 원리로 좌표값을 산출할 수 있다.
여기서, 인식부는 필터부(370)를 통과한 광 중 세기가 가장 큰 광을 이용하여 지시수단(360)의 위치를 산출할 수 있다. 즉, 필터부(370)에 도달하는 광은 디스플레이 패널(310)에서 출사된 광, 외부 조명에 의한 광, 지시수단(360)에서 출사된 광 등이 있을 수 있다. 외부 조명에 의한 광은 지시수단(360)에서 출사한 광에 비해 세기가 작을 수 있으며, 디스플레이 패널(310)에서 출사된 광이 필터부(370) 에 입력되기 위해서는 하부 투명층(320), 반투명층(340), 상부 투명층(350) 등을 통과한 후 입력되기 때문에 광의 세기가 작을 수 있다. 따라서, 필터부(370)를 통과한 광 중 세기가 가장 큰 광은 지시수단(360)에서 출사된 광이 될 수 있으므로, 인식부는 필터부(370)를 통과한 광 중 세기가 가장 큰 광을 이용하여 효율적으로 지시수단(360)의 위치를 산출할 수 있다.
도 3b는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 필터부를 통과한 광학적 영상신호의 파형의 나타내는 도면이다. 도 3b에 나타난 바와 같이, 필터부(370)는 반투명층(340)에서 반사된 광 중 소정의 파장 대역을 가지는 광만을 통과시키고 나머지 파장의 광은 필터링한다. 위치 인식부(390)의 인식 특성을 향상시키기 위해서는 통과시키는 파장 대역을 좁게 설정함이 바람직할 수도 있을 것이다.
통과되는 파장 대역(즉, 통과 대역)은 사용되는 필터 또는 지시수단(360)에서 조사되는 광에 따라 설계자에 의해 설정될 수 있는 사항으로서, 노이즈, 파워, 비용 등 여러 가지 설계 요소에 의해 달라질 수 있다. 예를 들면, 지시수단(360)에서 출사되는 가시광선 영역 중 특정 파장의 광을 필터링하여 이미지 센서(380)에 조사할 수 있다. 또한, 지시수단(360)에서 직진성이 좋고 가시광선보다 반사성이 좋은 적외선을 조사하는 하는 경우, 필터부의 필터는 적외선필터를 사용할 수 있다. 여기서, 지시수단(360)의 발광부에서 출사된 광이 디스플레이 패널(310)에서 출사된 광과 서로 다른 파장을 가지는 경우 필터부(370)는 지시수단(360)에서 출사된 광만을 필터링함으로써 지시수단(360)의 위치 인식 효율이 증대될 수 있다.
도 4는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 키패드 기능을 가지는 디스플레이 장치의 단면도이다. 도 4를 참조하면, 하부 투명층(420), 반투명층(440) 및 상부 투명층(450)이 도시된다. 이하에서는 상술한 제1 실시예와의 차이점을 위주로 설명한다.
반투명층(440)은 하부 투명층(420)과 상부 투명층(450)의 사이에서, 하부 투명층(420) 및 상부 투명층(450)과 평행하지 않게 게재된다. 즉, 반투명층(440)의 평면이 사각형인 경우 하나의 꼭지점은 하부 투명층(420)의 꼭지점과 결합하고, 그 대각선 방향으로 대향하는 다른 꼭지점은 상부 투명층(450)의 꼭지점과 결합하며, 그 외의 다른 2개의 꼭지점은 하부 투명층(420) 및 상부 투명층(450) 간에 형성된 간격의 중간 영역(예를 들면, 1/2)에 위치한다. 여기서, 반투명층(440)은 하부 투명층(420) 및 상부 투명층(450)에 대해 x축(수평축)과 y축(수직축)에서 소정의 각도를 가지고 게재되므로, 반투명층(440)에서 반사되는 광의 방향을 상하 좌우로 제어할 수 있다. 따라서 이미지 센서에 입사되는 광의 방향을 임의로 제어할 수 있으므로, 이미지 센서 및 위치 인식부를 디스플레이 장치의 다양한 공간에 배열할 수 있는 효과가 있다. 즉, 반투명층(440)이 x축(수평축)과 y축(수직축)에 대해 기울어진 정도에 상응하여 반투명층(440)에서 반사되는 광의 경로가 결정되므로, 이에 상응하여 이미지 센서 및 위치 인식부의 공간 배치를 효율적으로 조절할 수 있다.
도 5는 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 중심부에서 각도가 작은 반투명층을 구비한 키패드 기능을 가지는 디스플레이 장치의 단면도이다. 도 5를 참조 하면, 디스플레이 패널(510), 하부 투명층(520), 암실부(530), 반투명층(540), 상부 투명층(550), 지시수단(560)이 도시된다. 이하에서는 상술한 제1 실시예와의 차이점을 위주로 설명한다.
반투명층(540)은 곡률이 형성되며, 즉, 선형으로 형성되지 않고, 비선형적으로 형성된다. 반투명층(540)이 하부 투명층(520) 또는 상부 투명층(550)과 이루는 각도는 디스플레이 패널(510)의 중심부보다 주변부가 더 크다. 지시수단(560)에서 투사된 광은 반투명층(540)에서 반사되어 하부 투명층(520) 또는 상부 투명층(550)과 이루는 각도가 작은 중심부에서 더 촘촘하게 이미지 센서로 투사된다. 따라서 이미지 센서는 작은 면적으로도 디스플레이 패널(510)의 중심부 영역에 상응하는 광을 흡수할 수 있다. 따라서 이 경우 디스플레이 패널(510)의 중심부 영역에 사용자가 클릭할 수 있는 버튼을 마련하는 경우 중심부로부터 이미지 센서로 반사되는 광(a)은 상대적으로 작은 면적에 집중되어 투사되므로, 이미지 센서의 크기를 작게 할 수 있다. 따라서 이미지 센서의 크기가 작아지면 디스플레이 장치의 전체적인 크기가 작아질 수 있는 효과가 있다. 또한, 반투명층(540)도 디스플레이 패널(510)에서 사용자가 클릭할 수 있는 버튼이 마련된 중심부 영역에 대응하여 구비될 수 있다. 여기서, 위치 인식부는 반투명층(540)의 곡률에 상응하여 반사되는 광의 위치와 상부 투명층(550)의 좌표값을 서로 대응시킨다. 즉, 반투명층(540)에 곡률이 형성되어 지시수단(560)에서 투사된 광은 일정하지 않은 간격으로 이미지 센서로 투사되므로, 이러한 간격을 고려하여 상부 투명층(550)의 좌표값을 산출할 수 있다.
도 6은 본 발명의 바람직한 제4 실시예에 따른 중심부에서 각도가 큰 반투명층을 구비한 키패드 기능을 가지는 디스플레이 장치의 단면도이다. 도 6을 참조하면, 디스플레이 패널(610), 하부 투명층(620), 암실부(630), 반투명층(640), 상부 투명층(650), 지시수단(660)이 도시된다. 이하에서는 상술한 제3 실시예와의 차이점을 위주로 설명한다.
반투명층(640)은 상술한 제3 실시예에서 형성된 곡률과 다른 곡률이 형성된다. 반투명층(640)이 하부 투명층(620) 또는 상부 투명층(650)과 이루는 각도는 디스플레이 패널(610)의 주변부보다 중심부가 더 크다. 따라서 상술한 제3 실시예와 반대로 지시수단(660)에서 투사된 광은 반투명층(640)에서 반사되어 하부 투명층(620) 또는 상부 투명층(650)과 이루는 각도가 작은 주변부에서 더 촘촘하게 이미지 센서로 투사된다.
따라서 이미지 센서는 작은 면적으로도 디스플레이 패널(610)의 주변부 영역에 상응하는 광을 흡수할 수 있다. 따라서 이 경우 디스플레이 패널(610)의 주변부 영역에 사용자가 클릭할 수 있는 버튼을 마련하는 경우 주변부로부터 이미지 센서로 반사되는 광(a)은 상대적으로 작은 면적에 집중되어 투사되므로, 이미지 센서의 위치를 상기 주변부에 상응하여 정할 수 있고, 상대적으로 크기를 작게 할 수 있다. 따라서 이미지 센서의 위치를 조절하고 크기가 작아지면 디스플레이 장치의 전체적인 크기가 작아질 수 있는 효과가 있다. 여기서, 위치 인식부는 상술한 제3 실시예와 같이 반투명층(640)의 곡률에 상응하여 반사되는 광의 위치와 상부 투명 층(650)의 좌표값을 서로 대응시킬 수 있다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 가능함은 물론이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 키패드 기능을 가지는 디스플레이 장치는 디스플레이 화면 상에서 키패드 기능을 가짐으로써 큰 화면을 가지는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 키패드 기능을 가지는 디스플레이 장치는 디스플레이 화면 상에서 키패드 기능을 가짐으로써 키패드의 방수 기능을 가지는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 키패드 기능을 가지는 디스플레이 장치는 소프트웨어로 키패드를 디스플레이 화면 상에 구비함으로써, 디스플레이 화면의 위치 및 키패드의 구성을 다양하게 디자인할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 키패드 기능을 가지는 디스플레이 장치는 디스플레이 화면의 구성에 상응하여 키패드의 세밀한 조작이 가능한 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 키패드 기능을 가지는 디스플레이 장치는 특정 파장을 가지는 광만을 통과시키도록 하여 디스플레이 화면에서 투사되는 광만을 이용하여 키패드를 조작할 수 있는 효과가 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명 및 그 균등물의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (16)

  1. 소정의 영상에 상응하는 광을 출사하는 디스플레이 패널;
    상기 디스플레이 패널 상부에 소정의 각도로 형성된 반투명층;
    상기 반투명층에 의해 반사된 광 중 소정의 파장 대역의 광을 통과시키는 필터부; 및
    상기 필터부를 통과한 광에 상응하는 좌표값을 산출하여 지시수단의 위치를 산출하는 인식부를 포함하되,
    상기 반투명층은 상기 지시수단에서 출사한 광이 상기 인식부에 입사되도록 하는 각도로 형성되는 키패드 기능을 가지는 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 반투명층은 상기 디스플레이 패널로부터 투사된 광을 차폐하도록 상기 디스플레이 패널과 소정의 각도를 가지고 상기 디스플레이 패널의 상부에 위치하는 것을 특징으로 하는 키패드 기능을 가지는 디스플레이 장치.
  3. 소정의 영상에 상응하는 광을 출사하는 디스플레이 패널;
    상기 디스플레이 패널 상부에 형성된 하부 투명층;
    상기 하부 투명층 상부에 소정의 각도로 형성된 반투명층;
    상기 하부 투명층과 평행하도록 상기 반투명층 상부에 형성된 상부 투명층;
    상기 반투명층에 의해 반사된 광 중 소정의 파장 대역의 광을 통과시키는 필터부; 및
    상기 필터부를 통과한 광에 상응하는 좌표값을 산출하여 지시수단의 위치를 산출하는 인식부를 포함하되,
    상기 반투명층은 상기 지시수단에서 출사한 광이 상기 인식부에 입사되도록 하는 각도로 형성되는 키패드 기능을 가지는 디스플레이 장치.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 필터부를 통과하는 광은 상기 지시수단의 일단에 형성된 발광부로부터 출사된 광인 것을 특징으로 하는 키패드 기능을 가지는 디스플레이 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 발광부에서 출사된 광은 상기 디스플레이 패널에서 출사된 광과 서로 다른 파장을 가지는 것을 특징으로 하는 키패드 기능을 가지는 디스플레이 장치.
  6. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널은 액정 디스플레이(LCD) 패널인 것을 특징으로 하는 키패드 기능을 가지는 디스플레이 장치.
  7. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널은
    투광성 기판 상에 형성된 하부 전극;
    상기 하부 전극 상에 형성되어 발광하는 유기 박막층; 및
    상기 유기 박막층 상에 형성되며, 상기 유기 박막층이 발광하도록 상기 하부 전극간에 전압을 인가하는 상부 전극을 포함하는 유기 발광 소자(OLED) 디스플레이 패널인 것을 특징으로 하는 키패드 기능을 가지는 디스플레이 장치.
  8. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널은 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel)인 것을 특징으로 하는 키패드 기능을 가지는 디스플레이 장치.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 반투명층은 상기 디스플레이 패널로부터 투사된 광을 차폐하도록 상기 하부 투명층과 소정의 각도를 가지고 상기 하부 투명층과 상기 상부 투명층의 사이에 게재되는 것을 특징으로 하는 키패드 기능을 가지는 디스플레이 장치.
  10. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 반투명층은 평면으로 형성된 것을 특징으로 하는 키패드 기능을 가지는 디스플레이 장치.
  11. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 반투명층은 곡률을 가지는 면으로 형성된 것을 특징으로 하는 키패드 기능을 가지는 디스플레이 장치.
  12. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 인식부는
    상기 필터부를 통과한 광을 전기적 신호로 변환하는 이미지 센서; 및
    상기 이미지 센서에서 변환된 전기적 신호에 상응하는 상기 디스플레이 패널의 좌표값을 생성하여 상기 지시수단의 위치를 산출하는 위치 인식부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 키패드 기능을 가지는 디스플레이 장치.
  13. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 인식부는 상기 산출한 상기 디스플레이 패널의 좌표값을 가지는 위치가 클릭된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 키패드 기능을 가지는 디스플레이 장치.
  14. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 이미지 센서는 CMOS 이미지 센서 또는 CCD 이미지 센서인 것을 특징으로 하는 키패드 기능을 가지는 디스플레이 장치.
  15. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 인식부는 상기 필터부를 통과한 광 중 세기가 가장 큰 광을 이용하여 상기 지시수단의 위치를 산출하는 것을 특징으로 하는 키패드 기능을 가지는 디스플레이 장치.
  16. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 반투명층은 복수의 유전체막으로 형성되며, 상기 지시수단에서 출사한 광은 각각의 유전체막에서 반사 또는 투과되는 것을 특징으로 하는 키패드 기능을 가지는 디스플레이 장치.
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