KR102658103B1 - 광학 이미지 센서 및 그를 구비한 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 저해상도의 수광소자로도 충분히 선명한 객체 이미지를 얻을 수 있는 광학 이미지 센서 및 그를 구비한 표시장치를 제공하기 위한 것이다. 본 발명의 광학 이미지 센서는 커버 기판; 상기 커버 기판과 대향하도록 배치되며, 상기 커버 기판의 표면으로부터 반사된 광을 받는 수광소자; 및 상기 커버 기판과 상기 수광소자 사이에 배치되며, 상기 커버 기판에서 반사된 광을 통과시켜 상기 수광소자로 유도하는 복수의 핀홀을 구비하는 차광층을 포함하고, 상기 커버 기판에서 상기 차광층까지의 제1 거리는 상기 차광층에서 상기 수광소자까지의 제2 거리보다 작거나 같은 것을 특징으로 한다.

Description

광학 이미지 센서 및 그를 구비한 표시장치{Optical Image Sensor and Display Device having the same}
본 발명은 광학 이미지 센서에 관한 것으로, 특히, 객체(object)의 이미지를 센싱할 수 있는 광학 이미지 센서 일체형 표시장치에 관한 것이다.
정보통신 기술의 발달에 따라 노트북 컴퓨터, 태블릿 피시(Tablet PC), 스마트폰(Smart Phone), 개인 휴대용 정보 단말기(PeREonal Digital Assistant), 현금 자동 입출금기(Automated Teller Machine), 검색 안내 시스템 등과 같은 다양한 용도의 정보통신 기반 시스템(Information and Communication Based System)이 개발되어 왔다. 이들 시스템에는 통상적으로 개인 사생활과 관련된 개인정보는 물론 영업정보나 영업기밀 등과 같이 비밀을 요하는 많은 데이터가 저장되어 있기 때문에, 이들 데이터를 보호하기 위해서는 보안을 강화해야 할 필요성이 있다.
이를 위해 사용자의 생체 정보를 인식할 수 있는 이미지 센서를 이용하여, 보안성을 강화하는 방법이 제안된 바 있다. 예를 들어, 사용자의 손가락의 지문을 이용하여 시스템의 등록이나 인증을 수행함으로써 보안성을 강화할 수 있는 이미지 센서가 알려져 있다. 이러한 이미지 센서의 일종으로 광학 이미지 센서(Optical Image Sensor)가 널리 알려져 있다.
그러나, 종래기술의 광학 이미지 센서는 판독하고자 하는 대상물인 지문 등의 객체(object)와 수광소자의 거리가 멀 경우 객체에서 반사 된 빛들이 혼합되어 선명한 객체 이미지를 얻지 못하는 문제점이 있었다
본 발명은 종래의 광학 이미지 센서의 문제점을 해소하여 저해상도의 수광소자로도 충분히 선명한 객체 이미지를 얻을 수 있는 광학 이미지 센서 및 그를 구비한 표시장치를 제공하기 위한 것이다.
상기 목적달성을 위한 본 발명의 광학 이미지 센서는 커버 기판; 상기 커버 기판과 대향하도록 배치되며, 상기 커버 기판의 표면으로부터 반사된 광을 받는 수광소자; 및 상기 커버 기판과 상기 수광소자 사이에 배치되며, 상기 커버 기판에서 반사된 광을 통과시켜 상기 수광소자로 유도하는 복수의 핀홀을 구비하는 차광층을 포함하고,상기 커버 기판에서 상기 차광층까지의 제1 거리는 상기 차광층에서 상기 수광소자까지의 제2 거리보다 작거나 같도록 구성될 수 있다.
상기 구성에서, 복수의 핀홀은 일정 거리 이격되어 배치되며, 서로 이웃한 제1 핀홀과 제2 핀홀은 상기 제1 핀홀을 통과한 광에 의해 형성되는 제1 프레임 이미지와 상기 제2 핀홀을 통과한 광에 의해 형성되는 제2 프레임 이미지를 중첩시킬 수 있다.
또한, 상기 복수의 핀홀은 상기 커버 기판의 제1 영역에서 반사된 제1 반사광을 통과시키는 제1 핀홀과, 상기 제1 핀홀에 인접하며, 상기 커버 기판의 제1 영역과 인접한 상기 커버 기판의 제2 영역에서 반사된 제2 반사광을 통과시키는 제2 핀홀을 포함하며, 상기 제1 핀홀을 통과한 상기 제1 반사광이 수신되어 제1 프레임 이미지가 형성되는 상기 수광소자의 제3 영역과, 상기 제2 핀홀을 통과한 상기 제2 반사광이 수신되어 제2 프레임 이미지가 형성되는 상기 수광소자의 제4 영역은 일부 중첩될 수 있다.
또한, 상기 제1 프레임 이미지와 상기 제2 프레임 이미지는 시차를 두고 독립된 이미지로 형성된 후 합성될 수 있다.
상기 목적달성을 위한 본 발명의 표시장치는 데이터를 표시하는 표시패널; 상기 표시패널의 제 1 면에 배치되는 커버 기판; 상기 표시패널의 제 1 면과 반대쪽 제 2 면에 배치되고, 상기 커버 기판의 표면으로부터 반사된 광을 받는 수광소자를 포함하며, 상기 표시패널은, 상기 커버 기판을 향해 광을 출사하는 발광부; 및 상기 발광부와 상기 수광소자 사이에 배치되고, 상기 발광부에서 출사되고 상기 커버 기판에서 반사된 광을 통과시켜 상기 수광소자로 유도하는 복수의 핀홀을 구비할 수 있다.
상기 구성에서, 복수의 핀홀과 상기 수광소자 사이는 광 투과영역으로 형성될 수 있다.
또한, 복수의 발광부는 스스로 빛을 발하는 자기 발광형일 수 있다.
또한, 복수의 핀홀은 일정 거리 이격되어 배치되며, 서로 이웃한 제1 핀홀과 제2 핀홀은 상기 제1 핀홀을 통과한 광에 의해 형성되는 제1 프레임 이미지와 상기 제2 핀홀을 통과한 광에 의해 형성되는 제2 프레임 이미지를 중첩시킬 수 있다.
또한, 복수의 핀홀은 상기 커버 기판의 제1 영역에서 반사된 제1 반사광을 통과시키는 제1 핀홀과, 상기 제1 핀홀에 인접하며, 상기 커버 기판의 제1 영역과 인접한 상기 커버 기판의 제2 영역에서 반사된 제2 반사광을 통과시키는 제2 핀홀을 포함하며, 상기 제1 핀홀을 통과한 상기 제1 반사광이 수신되어 제1 프레임 이미지가 형성되는 상기 수광소자의 제3 영역과, 상기 제2 핀홀을 통과한 상기 제2 반사광이 수신되어 제2 프레임 이미지가 형성되는 상기 수광소자의 제4 영역은 일부 중첩될 수 있다.
또한, 제1 프레임 이미지와 상기 제2 프레임 이미지는 시차를 두고 독립된 이미지로 형성된 후 합성될 수 있다.
본 발명의 광학 이미지 센서 및 그를 구비하는 표시장치에 따르면, 핀홀들을 갖는 차광층을 배치하여 광의 투과율을 극대화할 수 있으므로, 객체의 이미지를 선명하게 인식할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 차광층에서 수광소자까지의 제2 거리를 커버 기판에서 차광층까지의 제1 거리보다 보다 크게 하거나 동일하게 함으로써 객체의 센싱 이미지를 확대 또는 동등하게 할 수 있으므로, 객체 이미지의 센싱 정밀도를 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 서로 이웃하는 제1 핀홀과 제2 핀홀을 통과하는 광을 생성하는 발광부의 턴온 시간을 달리함으로써 제1 핀홀을 통과하여 생성되는 제1 프레임 이미지와 제2 핀홀을 통과하여 생성되는 제2 프레임 이미지를 독립적으로 얻고 이들을 합성하여 재생 이미지를 얻을 수 있기 때문에 재생 이미지의 해상도를 높일 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따르는 광학 이미지 센서를 도시한 단면도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따르는 광학 이미지 센서의 이미지 센싱원리를 개략적으로 도시한 단면도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따르는 광학 이미지 센서를 포함하는 표시장치를 도시한 단면도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따르는 광학 이미지 센서의 핀홀을 통과한 광에 의해 형성되는 광학 이미지의 프레임을 도시한 평면도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따르는 광학 이미지 센서에 적용되는 광원의 패턴에 따라 형성되는 광학 이미지의 프레임을 도시한 평면도로서, 도 5a는 광원 패턴이 사각형인 경우의 예를 도시한 평면도, 도 5b는 광원 패턴이 사각형인 경우의 예를 도시한 평면도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따르는 광학 이미지 센서를 통해 객체를 인식하여 이미지를 생성하는 과정을 나타낸 흐름도.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 표시장치에 대해 설명하기로 한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략하거나 간략히 설명한다.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 광학 이미지 센서에 대해 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따르는 광학 이미지 센서를 도시한 단면도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따르는 광학 이미지 센서의 이미지 센싱원리를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 광학 이미지 센서는 커버 기판(SUB), 커버 기판(SUB)과 대향하도록 배치되는 수광소자(RE), 및 커버 기판(SUB)과 수광소자(RE) 사이에 배치된 차광층(LSL)을 포함한다.
커버 기판(SUB)은 정보입력을 위해 객체(OB)가 접촉 또는 근접할 수 있도록 객체(OB)와 가장 근접한 곳에 위치한 표시패널(DP) 상의 최상위에 존재하는 물체이다.
차광층(LSL)은 서로 소정 거리 이격되어 있는 복수의 핀홀들(PH)을 포함한다. 복수의 핀홀들(PH)은 커버 기판(SUB)에 터치 또는 근접한 객체(OB)에 의해 반사된 광을 투과시켜 수광소자(RE)에 도달하도록 하는 일종의 스루홀(through hole)이다. 차광층(LSL)은 광을 투과하지 않으면서 반사가 적은 물질을 이용하여 형성될 수 있다. 차광층(LSL)은 광, 특히 적외선 광을 투과하지 않으면서 반사가 적은 물질을 이용하여 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 차광층(LSL)을 구성하는 재료로는 크롬(Cr), 크롬 산화물(CeOx)과 같은 금속층, 또는 카본이나 흑색안료가 첨가된 수지가 이용될 수 있다.
수광소자(RE)는 도 2에 도시된 바와 같이, 커버 기판(SUB) 상부에 위치한 객체(OB)에 의해 반사되어 차광층(LSL)에 형성된 서로 이웃한 제1 핀홀(PH1)과 제2 핀홀(PH2)을 통과한 광을 센싱한 후, 이미지 센싱 IC(도시생략)에 광학정보를 송신한다.
본 발명의 실시예에 따르는 광학 이미지 센서에서는 커버 기판(SUB)에서 차광층(LSL)까지의 제1 거리(L1)는 차광층(LSL)에서 수광소자(RE)까지의 제2 거리(L2)보다 작거나 같다.
따라서, 제1 핀홀(PH)을 통과하는 광에 대응하는 수광소자(RE) 측 영역(R3)은 객체(OB) 측 영역(R1) 보다 크거나 같게 되고, 제2 핀홀(PH2)을 통과하는 광에 대응하는 수광소자(RE) 측 영역(R4) 또한 객체(OB) 측 영역(R2) 보다 크거나 같게 된다. 수광소자(RE) 측 영역(R3, R4)이 객체(OB) 측 영역(R1, R2) 보다 크거나 같다는 것은 센싱된 이미지가 원본 이미지보다 확대되어 있다거나 동등하므로 정밀도가 그 만큼 높아질 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따르는 광학 이미지 센서는 고가의 고정밀도 센서를 사용할 필요가 없어 비용절감과 함께 센싱 정밀도를 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 수광소자(RE)는 제1 핀홀(PH1)을 통과한 광은 제1 프레임(F1)을 형성하고, 제2 핀홀(PH2)을 통과한 광은 제2 프레임(F2)을 형성한다. 그런데, 제1 거리(L1)가 제2 거리(L2) 거리보다 작거나 같기 때문에, 중첩 프레임(FO)이 발생할 수 있다. 이 중첩 프레임(FO)은 제1 프레임(F1)과 제2 프레임(F2) 이미지를 서로 다른 타이밍에 생성하면 간단히 제거할 수 있다.
다음으로 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 광학 이미지 센서가 적용된 표시장치에 대해 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따르는 광학 이미지 센서를 구비하는 표시장치를 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따르는 광학 이미지 센서를 구비한 표시장치는 표시패널(DP), 표시패널(DP)의 표시면(즉, 데이터가 표시되는 면)측에 배치되어 접착층(AD)에 의해 표시패널(DP)에 부착되는 커버 기판(SUB), 표시패널(DP)의 표시면 반대측 이면에 배치되는 수광소자(RE)를 포함한다.
표시패널(DP)은 문자, 도형, 정지화상, 동영상 등의 데이터를 표시하기 위한 표시소자들을 포함한다. 표시패널(DP)로는 플렉서블한 반투명 기판을 이용한 전계발광 표시장치의 표시패널이 이용될 수 있다. 표시패널(DP)의 표시소자는 표시패널(DP)의 컬러를 구현하기 위해 매트릭스 타입으로 배치되는 화소영역들에 각각 배치되는 복수의 발광부들(LE)을 포함한다. 표시패널(DP)은 또한 복수의 발광부들(LE) 하측에 배치되어 광이 투과되는 복수의 핀홀들(PH)을 구비하는 차광층(LSL)을 포함한다.
복수의 발광부들(LE)로는 유기 전계발광 표시장치에 이용되는 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode)가 바람직하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 표시패널 내에서 스스로 빛을 낼 수 있는 자기 발광형 발광부라면 어느 것이라도 좋다.
차광층(LSL)은 표시패널(DP)의 표면 외부로부터의 광과 발광부(LE)로부터 출사된 광이 표시패널(DP) 이면에 배치된 수광소자(RE)에 도달하는 것을 차단하는 광 차단층이이다. 차광층(LSL)은 서로 소정거리 이격되어 있는 복수의 핀홀들(PH)을 포함한다. 복수의 핀홀들(PH)은 복수의 발광부들(LE)이 배치된 영역을 피하여 배치된다. 복수의 핀홀들(PH)은 복수의 발광부들(LE)로부터 조사된 광이 커버 기판(SUB)에 터치 또는 근접한 객체(OB)에 의해 반사될 때 그 반사된 광을 투과시켜 수광소자(RE)에 도달하도록 하는 일종의 스루홀(through hole)이다. 차광층(LSL)은 표시패널 이면으로 광이 투과되는 것을 차단시키는 물질이라면 어떠한 것이라도 이용될 수 있다.
커버 기판(SUB)은 정보입력을 위해 특정 객체가 접촉 또는 근접할 수 있도록 객체와 가장 근접한 곳에 위치한 표시패널(DP) 상의 최상위에 존재하는 물체이다. 이하에서는 커버 기판(SUB)의 표면에 접촉하는 객체(OB)로서 지문정보를 갖는 손가락을 예로 들어 설명하지만, 객체가 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 객체(OB)는 골(V)과 융선(R)이 포함된 요철을 가진 것이라면 어느 것이라도 가능하다. 즉, 객체(OB)는 요철(즉, 골과 융선)을 갖는 손가락의 지문 등 생체정보를 포함하는 인체의 일부분일 수 있다.
수광소자(RE)는 객체(OB)에 의해 반사되어 차광층(LSL)의 핀홀들(PH)을 투과한 광을 센싱한 후 이미지 센싱 IC(도시생략)에 광학정보를 송신한다. 이미지 센싱 IC는 수광소자(RE)에 의해 수신된 광학 정보, 즉 손가락(OB)의 융선(R)과 골(V)에 기초하여 수광소자(RE)로부터 흘러오는 광 전류의 크기를 이용하여 객체의 이미지를 재구성할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 실시예에 따르는 광학 이미지 센서 일체형 표시장치를 이용하여 객체(OB)의 이미지를 센싱하는 원리에 대해 도 3을 참조하여 설명하기로 한다. 설명의 이해를 돕기 위해 객체(OB)는 손가락의 지문을 예로 들어 설명한다.
표시패널(DP)이 동작하여 발광부들(LE)이 광을 출사하고, 손가락(OB)이 표시패널(DP) 상부의 커버 기판(SUB)에 접촉하면, 발광부(LE)로부터 출사된 광의 일부는 손가락(OB)의 융선(R)에 의해 반사된다. 손가락(OB)의 융선(R)과 골(V)은 완만한 곡선 형태로 이어지므로 융선(R)과 골(V) 사이에 위치에 따라 반사되는 광량에도 변화가 발생한다. 도 3의 실시예에서는 광의 출사방향과 반사방향이 하나의 라인으로 도시되어 있지만, 실질적으로 발광부(LE)로부터의 광은 커버 기판(SUB) 표면의 다양한 지점을 지향하여 출사되며, 손가락(OB)의 융선(R)에 의해 반사된다.
도 3을 참조하여 광의 진행방향에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다. 커버 기판(SUB)의 굴절률은 손가락(OB)의 굴절률과 유사한 굴절률을 갖는다. 발광부(LE)로부터 출사된 광이 커버 기판(SUB)의 상부 표면에서 전반사 조건을 충족시키면, 손가락(OB)의 융선(R)에 도달한 광은 대부분 흡수되고, 골(V)에 도달한 광은 대부분 전반사되어 커버 기판(SUB)의 내부를 따라 계속 진행하게 된다. 그러나, 발광부(LE)로부터 출사된 광이 커버 기판(SUB)에서 전반사 조건을 충족시키지 못하면, 손가락(OB)의 융선(R)에 도달한 광은 대부분 굴절 반사되고, 골(V)에 도달한 광은 대부분 흡수된다. 따라서, 손가락(OB)의 융선(R)과 골(V)에 도달한 광 중 일부는 차광층(LSL)의 핀홀들(PH)을 통해 표시패널(DP) 외부로 출사되어 수광소자(RE)에 집광된다. 결국, 손가락(OB)의 골(V)과 융선(R)에 의해 반사되어 수광소자(RE)에 집광되는 광량은 골(V)과 융선(R)의 위치에 따라 달라지게 된다. 따라서, 수광소자(RE)에는 상이한 광량에 따라 다른 값을 갖는 광 전류가 흐르게 되므로, 수광소자(RE)로부터 광학 정보를 수신한 이미지 센싱 IC(도시생략)는 수광소자(RE)로부터 흘러오는 광 전류의 크기에 기초하여 지문의 이미지를 재구성할 수 있게 된다.
본 발명의 실시예에 따르는 광학 이미지 센서를 구비한 표시장치에 의하면, 표시패널(DP)의 내부에 핀홀들(PH)을 갖는 차광층(LSL)을 배치하여 광의 투과율을 극대화할 수 있으므로, 커버 기판(SUB) 상의 객체(OB)의 골(V)과 융선(R)에서 반사된 광이 골(V)과 융선(R) 사이의 위치에 따라 서로 다른 크기를 갖는 것을 이용하여 객체의 이미지를 선명하게 인식할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 커버 기판(SUB)에서부터 차광층(LSL)까지의 제1 거리(L1)가 차광층(LSL)에서 수광소자(RE)까지의 제2 거리(L2)보다 작거나 같기 때문에, 수광소자(RE) 측 광 수신영역이 객체층 광 반사영역보다 크거나 같게 되어 객체(예를 들면, 손가락)(OB) 이미지 그대로(L1과 L2가 같을 때) 또는 확대(L2가 L1보다 클 때)하여 센싱할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
다음으로 도 4, 도 5a 및 도 5b를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따르는 광학 이미지 센서를 구비한 표시장치의 발광부(LE), 핀홀(PH), 및 수광소자(RE)에 형성되는 프레임(F1, F2)에 대해 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따르는 광학 이미지 센서의 핀홀을 통과한 광에 의해 형성되는 광학 이미지의 프레임을 도시한 평면도이다.
도 4를 참조하면, 서로 이웃한 핀홀들(PH)을 통과한 광이 수광소자(RE)에 제1 및 제2 프레임(F1, F2)을 형성하는 것에 대해 보여주고 있다. 도 4에서 점선은 수광소자(RE)의 영역을 분할해 보여주는 가상의 라인으로 실제의 프레임 이미지와 관련이 있는 것은 아니다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따르는 광학 이미지 센서에 적용되는 광원의 패턴에 따라 형성되는 광학 이미지의 프레임을 도시한 평면도로서, 도 5a는 광원용 디스플레이 패턴이 사각형인 경우의 예를 도시한 평면도이고, 도 5b는 광원용 디스플레이 패턴이 원형인 경우의 예를 도시한 평면도이다.
도 5a 및 도 5b는 다양한 광원용 디스플레이 패턴의 일부 예를 나타낸 것으로, 도 5a는 사각형 디스플레이 패턴(PT1)의 예를, 도 5b는 원형 디스플레이 패턴(PT2)의 예를 들고 있지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다, 이들 외에도 다각형 등 다양한 디스플레이 패턴이 이용될 수 있다.
도 5a에서 좌측의 제1 프레임(F1)은 제1 발광부에 의해 발생된 제1 사각형 디스플레이 패턴(PT1)이 제1 핀홀(PH1)을 통과할 경우 발생되는 이미지를 나타내고 있고, 우측의 제2 프레임(F2)은 제1 발광부에 인접한 제2 발광부에 의해 발생된 사각형 디스플레이 패턴(PT2)이 제2 핀홀(PH2)을 통과할 경우 발생되는 이미지를 나타내고 있다.
제1 발광부의 턴온시간을 제2 발광부의 턴오프 시간과 일치시키고, 제1 발광부의 턴오프 시간을 제2 발광부의 턴온 시간과 일치시키면, 도 5a의 제1 프레임(F1)과 도 5b의 제2 프레임(F2)을 상이한 시간에 얻을 수 있게 되므로, 제1 프레임과 제2 프레임이 중첩되지 않게 되어 저해상도의 수광소자를 사용하더라도 재생 이미지의 해상도를 높일 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
다음으로 도 6을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따르는 광학 이미지 센서를 구비한 표시장치의 이미지 센싱에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따르는 광학 이미지 센서를 구비하는 표시장치를 이용하여 객체 이미지를 센싱하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 객체의 인식을 위해 손가락(OB)이 표시패널(DP) 상부의 커버 기판(SUB)에 접촉하거나 근접되면(이하, '객체의 터치 또는 근접'을 '이벤트의 발생'이라 함)(S100), 광학 이미지 센서의 수광소자(RE)가 배치된 영역에 대응하는 표시패널(DP) 영역이 활성화된다.
광학 이미지 센서의 수광소자(RE)는 표시패널(DP)의 전체 영역에 대응하여 배치될 수도 있고, 표시패널(DP)의 일부 영역에만 배치될 수도 있다. 만약 수광소자(RE)는 표시패널(DP)의 전체 영역에 대응하여 배치된다면, 손가락(OB)의 터치위치 또는 근접위치를 판단한 다음, 터치 또는 근접이 이루어진 표시패널(DP)의 특정 영역을 활성화시킨다.
이벤트 발생에 의해 표시패널(DP)이 활성화 되면, 수광소자(RE)의 배치 영역에 대응하여 배치된 복수의 발광부들(LE)이 턴온 및 턴오프된다. 복수의 발광부는 제1 핀홀(PH1)에 대응하여 배치되는 제1 발광부(RE1)와, 제1 핀홀(PH1)에 인접한 제2 핀홀(PH2)에 대응하여 배치되는 제2 발광부(LE2)를 포함한다. 제1 발광부(LE1)와 제2 발광부(LE2)는 턴온과 턴오프가 번갈아 행해진다. 예를 들어, 제1 발광부(LE1)가 턴온되면, 제2 발광부(LE2)가 턴오프되고, 제2 발광부(LE2)가 턴온되면 제1 발광부(LE1)가 턴오프되는 방식으로 동작된다.
따라서, 제1 발광부(LE1)가 턴온될 때에는 제1 발광부(LE1)에 대응하는 제1 핀홀들(PH1)을 통해서만 손가락(OB)에서 반사된 광이 통과되어 수광소자(RE)에 입사되므로, 제1 프레임(F1)의 이미지가 취득되고 제1 발광부(LE1)는 턴오프된다(S310). 제2 발광부(LE2)가 턴온될 때에는 제2 발광부(LE2)에 대응하는 제2 핀홀들(PH2)을 통해서만 손가락(OB)에서 반사된 광이 통과되어 수광소자(RE)에 입사되므로, 제2 프레임(F2)의 이미지가 취득되고 제2 발광부(LE2)는 턴오프된다(S330).
이와 같은 동작을 통해 얻어진 제1 프레임(F1)의 이미지와 제2 프레임(F2)의 이미지는 예를 들어 이미지 센싱 IC에서 합성되어 이벤트가 행해진 영역의 손가락 이미지를 재생하게 되고(S400), 이를 통해 이벤트를 수행한 객체 이미지를 인식하게 된다(S500).
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 본 발명의 실시예에 따르는 광학 이미지 센서는 전계발광 표시장치(Electroluminescent Display Device), 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device: LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel: PDP), 전계방출 표시장치(Field Emission Display Device: FED), 및 전기영동 표시장치(Electrophoretic Display Device: ED)와 같은 다양한 평판 표시장치에 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 발명의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
DP: 표시패널 LE, LE1, LE2: 발광부
LSL: 차광층 PH, PH1, PH2: 핀홀
RE: 수광소자 SUB: 커버 기판

Claims (10)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 데이터를 표시하는 표시패널;
    상기 표시패널의 제 1 면에 배치되는 커버 기판;
    상기 표시패널의 제 1 면과 반대쪽 제 2 면에 배치되고, 상기 커버 기판의 표면으로부터 반사된 광을 받는 수광소자를 포함하며,
    상기 표시패널은,
    상기 커버 기판의 하면을 향해 광을 출사하는 발광부; 및
    상기 발광부와 상기 수광소자 사이에 배치되고, 상기 발광부에서 출사되고 상기 커버 기판에서 반사된 광을 통과시켜 상기 수광소자로 유도하는 복수의 핀홀을 구비하는 차광층을 포함하고,
    상기 복수의 핀홀은 상기 커버 기판의 제1 영역에서 반사된 제1 반사광을 통과시키는 제1 핀홀과, 상기 제1 핀홀에 인접하며, 상기 커버 기판의 제1 영역과 인접한 상기 커버 기판의 제2 영역에서 반사된 제2 반사광을 통과시키는 제2 핀홀을 포함하며,
    상기 발광부는 상기 제1 핀홀에 대응하여 배치되는 제1 발광부와, 상기 제2 핀홀에 대응하여 배치되는 제2 발광부를 포함하고,
    상기 제1 발광부와 상기 제2 발광부는 번갈아 턴온되며,
    상기 제1 발광부가 턴온되고 상기 제2 발광부가 턴오프되면, 상기 커버 기판으로부터 반사된 제1 반사광이 상기 제1 핀홀을 통해서만 통과되어 상기 수광소자에 입사되어 제1 프레임 이미지를 형성하고,
    상기 제2 발광부가 턴온되고 상기 제1 발광부가 턴오프되면, 상기 커버 기판으로부터 반사된 제2 반사광이 상기 제2 핀홀을 통해서만 통과되어 상기 수광소자에 입사되어 제2 프레임 이미지를 형성하는 표시장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 복수의 핀홀과 상기 수광소자 사이는 광 투과영역으로 형성되는 표시장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제1 발광부 및 상기 제2 발광부는 스스로 빛을 발하는 자기 발광형인 표시장치.
  8. 삭제
  9. 제5 항에 있어서,
    상기 제1 영역과 상기 제2 영역은 일부 중첩되는 표시장치.
  10. 제5 항에 있어서,
    상기 제1 프레임 이미지와 상기 제2 프레임 이미지는 시차를 두고 독립된 이미지로 형성된 후 합성되는 표시장치.
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