KR20100134331A - 터치 위치 검출용 전자펜, 터치 위치 검출 방법 및 터치 위치 검출 장치 - Google Patents

터치 위치 검출용 전자펜, 터치 위치 검출 방법 및 터치 위치 검출 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 터치 검출의 해상도를 향상시킬 수 있는 터치 위치 검출용 전자펜, 터치 위치 검출 방법 및 터치 위치 검출 장치를 위하여, 디스플레이 패널에서 발생한 적외선을 감지하여 상기 디스플레에 패널에 터치된 위치를 검출하는 터치 위치 검출용 전자펜으로서, 상기 적외선을 감지하여 감지 신호를 생성하는 적외선 센서, 상기 감지 신호를 증폭하는 증폭부, 상기 증폭된 감지 신호의 고주파수 성분을 필터링하는 저역 통과 필터, 및 상기 필터링된 감지 신호로부터 상기 터치 위치 검출용 전자펜이 상기 디스플레이 패널에 터치된 위치를 검출하는 위치 검출부를 포함하는 터치 위치 검출용 전자펜을 제공한다.

Description

터치 위치 검출용 전자펜, 터치 위치 검출 방법 및 터치 위치 검출 장치{Electronic pen for detecting touch location, touch location detecting method and touch location detecting apparatus}
본 발명은 터치 위치 검출용 전자펜, 터치 위치 검출 방법 및 터치 위치 검출 장치에 관한 것이다.
TV나 모니터 등의 디스플레이 장치에 사용자가 조작 신호를 인가하기 위하여 리모콘이나 마우스 등이 사용될 수 있다. 이에 더하여, 최근에는 디스플레이 장치에 직접 그림을 그리거나 조작 신호를 인가할 수 있는 전자펜들이 제공되고 있다. 이러한 전자펜이 동작하기 위하여 어떠한 물체가 디스플레이 패널에 터치되었는지를 감지하는 기술 및 상기 물체가 터치된 위치를 검출하는 기술이 사용된다.
상술한 전자펜을 구현하는 방법으로, 전자펜에서 적외선이나 초음파 등을 발생시키고, 상기 전자펜에서 발생시킨 적외선과 초음파를 디스플레이 패널에서 감지하여 전자펜이 디스플레이 패널에 터치된 위치를 검출하는 방법이 있다. 그러나 상기 방법은 디스플레이 패널에 별도의 장치를 설치하여 비용이 증가하는 단점이 존재하였다.
한편, 전자펜을 구현하는 다른 방법으로 전자펜에서 디스플레이 패널에서 발생한 적외선을 감지하여 상기 전자펜이 디스플레이 패널에서 터치된 위치를 검출하는 방법이 있다. 이에 따른 경우 디스플레이 패널에 별도의 장치를 설치할 필요가 없다는 장점이 있다. 그러나 상기 방법은 디스플레이 패널이 주사 전극을 스캔할 때 발생하는 적외선을 감지하는 것으로 전자펜이 주사 전극들 사이에 터치된 경우에는 정확한 위치 검출이 어려웠다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 터치 검출의 해상도를 향상시킬 수 있는 터치 위치 검출용 전자펜, 터치 위치 검출 방법 및 터치 위치 검출 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 측면으로 디스플레이 패널에서 발생한 적외선을 감지하여 상기 디스플레에 패널에 터치된 위치를 검출하는 터치 위치 검출용 전자펜으로서, 상기 적외선을 감지하여 감지 신호를 생성하는 적외선 센서, 상기 감지 신호를 증폭하는 증폭부, 상기 증폭된 감지 신호의 고주파수 성분을 필터링하는 저역 통과 필터, 및 상기 필터링된 감지 신호로부터 상기 터치 위치 검출용 전자펜이 상기 디스플레이 패널에 터치된 위치를 검출하는 위치 검출부를 포함하는 터치 위치 검출용 전자펜을 제공한다.
이러한 본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 위치 검출부는, 상기 필터링된 감지 신호를 기준치와 비교하는 비교부를 포함하고, 상기 필터링된 감지 신호가 기준치 이상인 경우에만 상기 터치 위치 검출용 전자펜이 상기 디스플레이 패널에 터치된 것으로 판단한다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 위치 검출부는, 상기 디스플레이 패널에서의 스캔 시작 시각과 상기 적외선이 감지된 시각 사이의 시간차를 측정하는 시간 측정부 및 상기 측정한 시간차를 사용하여 상기 터치 위치 검출용 전자펜이 터치된 위치를 계산하는 위치 계산부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 필터링된 감지 신호가 피크값을 갖는 시각을 상기 적외선이 감지된 시각으로 판단할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 검출한 터치 위치의 정보를 상기 디스플레이 패널에 전송하는 통신부를 더 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 디스플레이 패널은 플라즈마 디스플레이 패널일 수 있다.
본 발명의 다른 측면으로, 디스플레이 패널에서 발생한 적외선을 감지하여 상기 디스플레에 패널에 터치된 위치를 검출하는 터치 위치 검출용 전자펜의 터치 위치 검출방법으로서, 상기 적외선을 감지하여 감지 신호를 생성하는 단계, 상기 감지 신호를 증폭하는 단계, 상기 증폭된 감지 신호의 고주파수 성분을 필터링하는 단계, 및 상기 필터링된 감지 신호로부터 상기 터치 위치 검출용 전자펜이 상기 디스플레이 패널에 터치된 위치를 검출하는 단계를 포함하는 터치 위치 검출 방법을 제공한다.
이러한 본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 터치된 위치를 검출하는 단계는, 상기 필터링된 감지 신호를 기준치와 비교하는 단계를 포함하고, 상기 필터링된 감지 신호가 기준치 이상인 경우에만 상기 터치 위치 검출용 전자펜이 상기 디스플레이 패널에 터치된 것으로 판단할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 터치된 위치를 검출하는 단계는, 상기 디스플레이 패널에서의 스캔 시작 시각과 상기 적외선이 감지된 시각 사이의 시 간차를 측정하는 단계, 및 상기 측정한 시간차를 사용하여 상기 터치 위치 검출용 전자펜이 터치된 위치를 계산하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 필터링된 감지 신호가 피크값을 갖는 시각을 상기 적외선이 감지된 시각으로 판단할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 검출한 터치 위치의 정보를 상기 디스플레이 패널에 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 디스플레이 패널은 플라즈마 디스플레이 패널일 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면으로, 서로 나란히 연장되는 주사전극들 및 유지전극들과, 상기 주사전극들 및 유지전극들과 직교하도록 연장되는 어드레스 전극들을 구비하며, 그 교차 영역에서 방전셀이 정의되는, 플라즈마 디스플레이 패널과 상기 플라즈마 디스플레이 패널에서 발생한 적외선을 감지하여 상기 플라즈마 디스플레에 패널에 터치된 위치를 검출하는 터치 위치 검출용 전자펜을 구비하며, 상기 터치 위치 검출용 전자펜은, 상기 적외선을 감지하여 감지 신호를 생성하는 적외선 센서, 상기 감지 신호를 증폭하는 증폭부, 상기 증폭된 감지 신호의 고주파수 성분을 필터링하는 저역 통과 필터, 및 상기 필터링된 감지 신호로부터 상기 터치 위치 검출용 전자펜이 상기 플라즈마 디스플레이 패널에 터치된 위치를 검출하는 위치 검출부를 포함하는 터치 위치 검출 장치를 제공한다.
이러한 본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 플라즈마 디스플레이 패널은 계조 표현을 위해 단위 프레임은 복수개의 서브필드 및 위치 검출 스캔 구간으로 나 뉘어 구동될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 위치 검출 스캔 구간은 X좌표 스캔 구간 및 Y좌표 스캔 구간을 포함하며, 상기 X좌표 스캔 구간 동안에는 상기 주사 전극들에 순차적으로 위치 스캔 신호를 인가하며, 상기 Y좌표 스캔 구간 동안에는 상기 어드레스 전극들에 순차적으로 위치 스캔 신호를 인가할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 적외선 센서는 상기 위치 스캔 신호의 인가에 의하여 상기 플라즈마 디스플레이 패널에서 발생한 적외선을 감지할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 위치 검출부는, 상기 필터링된 감지 신호를 기준치와 비교하는 비교부를 포함하고, 상기 필터링된 감지 신호가 기준치 이상인 경우에만 상기 터치 위치 검출용 전자펜이 상기 플라즈마 디스플레이 패널에 터치된 것으로 판단할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 위치 검출부는, 상기 플라즈마 디스플레이 패널에서의 스캔 시작 시각과 상기 적외선이 감지된 시각 사이의 시간차를 측정하는 시간 측정부, 및 상기 측정한 시간차를 사용하여 상기 터치 위치 검출용 전자펜이 터치된 위치를 계산하는 위치 계산부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 필터링된 감지 신호가 피크값을 갖는 시각을 상기 적외선이 감지된 시각으로 판단하며, 상기 X좌표 스캔 구간 또는 상기 Y좌표 스캔 구간 중 어느 하나의 스캔 시작 시각을 상기 스캔 시작 시각으로 판단할 수 있다.
또한 본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 검출한 터치 위치의 정보를 상기 플라즈마 디스플레이 패널에 전송하는 통신부를 더 포함할 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 터치 위치 검출용 전자펜, 터치 위치 검출 방법 및 터치 위치 검출 장치에 따르면 터치 검출의 해상도를 높일 수 있는 터치 위치 검출용 전자펜, 터치 위치 검출 방법 및 터치 위치 검출 장치를 구현할 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 자세히 살펴본다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 위치 검출용 전자펜의 내부 구성을 나타내는 블록도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 위치 검출 방법을 나타낸 흐름도이다. 도 3(a)는 터치 위치 검출용 전자펜으로 디스플레이 패널을 터치하는 모습을 나타내는 도면이다. 도 3(b) 및 도 3(c)는 각각 적외선 센서에서 생성한 감지 신호의 필터링 전후 파형이다.
도 1 내지 도 3(c)를 참조하면, 본 실시예에 따른 터치 위치 검출용 전자펜(100)은 적외선 센서(10), 증폭부(20), 저역 통과 필터(LPF)(30), 위치 검출부(40), 및 통신부(50)를 포함한다.
적외선 센서(10)는 디스플레이 패널에서 발생한 적외선을 감지하여 감지 신호를 생성한다. 상기 감지 신호는 적외선의 세기에 따라서 적외선 센서(10)에서 발 생한 전류 또는 상기 전류에 의하여 유도된 전압일 수 있다. 디스플레이 패널, 예를 들어 플라즈마 디스플레이 패널에서 위치 검출을 위한 위치 스캔 신호가 주사 전극들에 순차적으로 인가되면, 상기 위치 스캔 신호가 인가된 주사 전극들을 따라서 적외선이 발생하게 되며, 상기 적외선 센서(10)는 이와 같이 발생한 적외선을 감지하게 된다. 여기서, 상기 위치 검출 신호는 데이터의 디스플레이를 위한 복수의 서브필드 구간 이외에 별도로 구비된 위치 검출 스캔 구간 동안에 전극들에 인가되는 신호일 수 있다. 이하, 디스플레이 패널은 플라즈마 디스플레이 패널인 경우로 한정하여 설명하도록 한다.
증폭부(20)는 상기 적외선 센서(10)에서 생성된 감지 신호를 적절한 크기로 증폭한다. 상기 증폭부(20)로는 연산 증폭기(OP Amp) 등이 사용될 수 있다.
저역 통과 필터(30)는 상기 증폭부(20)에 의하여 증폭된 감지 신호로부터 고주파수 성분을 제거한다. 즉, 감지 신호 중 고주파수 성분을 필터링하고, 저주파수 성분만을 통과시킨다. 여기서, 상기 저역 통과 필터(30)에 의하여 필터링된 감지 신호에 대하여 좀 더 자세히 살펴보도록 한다.
도 3(a)를 살펴보면 제1 내지 제n 주사 전극을 갖는 플라즈마 디스플레이 패널이 도시되어 있으며, 전자펜(100)이 제a-1행(1), 제a행(3), 그리고 그 가운데(2)에 위치하는 경우를 도시하고 있다. 플라즈마 디스플레이 패널에서 위치 검출을 위하여 순차적으로 스캔 신호를 인가하면 (1)번, (2)번, (3)번 각각의 위치에서 도 3(b)에서 나타내는 바와 같은 감지 신호가 생성된다.
(1)번 위치 및 (3)번 위치에서 생성된 감지 신호는 전자펜(100)이 위치한 주 사 전극에 스캔 신호가 인가된 순간에 가장 센 적외선을 감지하여, 상기 전자펜(100)이 위치한 곳을 정확히 계산할 수 있도록 한다. 즉, 도 3(b)의 첫 번째 및 세 번째 파형과 같이, 감지 신호가 하나의 피크값을 갖으며, 상기 피크값을 갖는 시각에 따라서 전자펜(100)의 위치를 계산할 수 있다.
그러나 (2)번 위치에 전자펜(100)이 터치된 경우, 그 감지 신호는 도 3(b)의 두 번째 파형과 같이 나타난다. 즉, 감지 신호 내에서 피크값이 두군데 발생하게 되며, 어느 것을 적외선을 감지한 시각으로 판단할 것인지 문제가 발생한다.
이러한 감지 신호들을 상기 저역 통과 필터(30)를 사용하여 필터링을 수행하면 도 3(c)에 나타낸 것과 같은 파형이 생성된다. 도 3(c)를 살펴보면, (1)번, (2)번, (3)번 위치에서 감지된 신호가 필터링 된 후에 하나의 피크값을 가지며, 또한 상기 피크값을 갖는 시각이 각각 전자펜(100)이 터치된 위치와 순서대로 대응된다. 따라서 상기 저역 통과 필터(30)의 필터링에 의하여 주사 전극 사이에 터치된 전자펜(100)의 위치도 정확하게 계산할 수 있게 되어 터치 위치 계산의 해상도를 높일 수 있게 된다.
위치 검출부(40)는 상기 저역 통과 필터(30)에 의하여 고주파수 성분이 필터링 된 감지 신호로부터 본 실시예에 따른 전자펜(100)이 디스플레이 패널의 어느 위치에 터치되었는지 그 터치 위치를 검출한다. 상기 위치 검출부(40)는 비교부(41), 시간 측정부(42), 위치 계산부(43)를 포함할 수 있다.
비교부(41)는 상기 저역 통과 필터(30)에 의하여 고주파수 성분이 필터링 된 감지 신호를 기준치와 비교한다. 상기 기준치는 본 실시예에 따른 전자펜(100)이 디스플레이 패널에 접촉한 것으로 판단할 수 있는 임계값을 의미한다. 위치 검출부(40)는 비교부(41)에서 감지 신호를 기준치와 비교하여 상기 감지 신호가 기준치보다 큰 값을 갖는 경우에만 전자펜(100)이 디스플레이 패널에 터치된 것으로 판단한다.
시간 측정부(42)는 디스플레이 패널에서의 스캔 시작 시각과 적외선 센서(10)에서 적외선을 감지한 시각 사이의 시간차를 측정한다. 위치 검출을 위하여 마련된 위치 검출 스캔 구간의 시작 시각을 상기 스캔 시작 시각으로 판단할 수 있다. 또는 상기 스캔 시작 시각은 어드레스 구간에서 주사 전극들에 스캔 신호를 최초로 인가하는 시각 또는 프레임의 시작 시각 등일 수도 있다.
한편, 상기 시간차를 측정함에 있어서 상기 저역 통과 필터(30)에서 필터링된 감지 신호가 피크값을 갖는 시각을 적외선이 감지된 시각으로 판단할 수 있다. 전자펜(100)이 주사 전극들 사이에 위치한 경우에는 감지 신호의 파형에서 동일한 크기의 피크값을 갖는 부분이 2개 발생한다. 그러나 도 3(c)의 (3)번 파형과 같이 상기 필터링된 감지 신호에서는 하나의 피크값을 갖는 파형으로 변형되기 때문에 상기 하나의 피크값을 갖는 시각을 적외선이 감지된 시각으로 판단할 수 있게 된다.
위치 계산부(43)는 상기 시간 측정부(42)에서 측정한 시간차를 사용하여 본 실시예에 따른 전자펜(100)의 터치 위치를 계산한다. 예를 들어, 스캔 신호가 제1행 부터 제n행 까지 순서대로 인가되는 경우, 전자펜(100)이 아래쪽에 위치할수록 적외선이 감지되는 시간이 늦어진다. 따라서 상기 시간차가 클수록 전자펜(100)이 아래쪽에 위치한다고 판단할 수 있다. 마찬가지로 가로방향의 위치 검출함에 있어서도 상기 시간차가 클수록 전자펜(100)이 오른쪽에 위치한다고 판단할 수 있다.
통신부(50)는 상기 위치 검출부(40)에 의하여 검출된 터치 위치의 정보를 상기 디스플레이 패널에 전송한다. 상기 전송된 터치 위치의 정보에 의하여 상기 디스플레이 패널에서는 상기 전자펜(100)에 의하여 입력되는 조작 신호가 수행될 수 있다. 예를 들어, 커서가 상긱 전자펜(100)이 터치된 위치를 따라가거나 상기 전자펜(100)이 터치된 위치를 따라서 선을 긋는 등의 기능이 수행될 수 있을 것이다. 상기 통신부(50)는 RFID 기술, 블루투스 기술 등의 무선통신 기술이 사용될 수 있을 것이다.
이하, 도 2를 참조하여 상기 터치 위치 검출용 전자펜(100)의 위치 검출 방법을 살펴보도록 한다.
플라즈마 디스플레이 패널에서 위치 검출을 위하여 위치 검출용 스캔을 시작한다(S10). 상기 위치 검출용 스캔이란 기존의 하나의 프레임 내에 구비된 복수의 서브필드 이외에 별도로 구비된 위치 검출 스캔 구간에서 주사 전극 및 어드레스 전극에 순차적으로 위치 스캔 신호를 인가하는 것을 의미한다.
상기 위치 검출용 스캔에 의하여 디스플레이 패널에서 적외선이 발생하면 전자펜(100)은 상기 적외선을 감지하고 상기 감지한 적외선의 세기에 다른 감지 신호를 생성한다(S20).
상기 생성된 감지 신호는 터치 위치의 계산이 용이하도록 그 크기를 증폭시킨다(S30).
상기 증폭된 감지 신호는 고주파수 성분을 제거하도록 필터링된다(S40). 상기 필터링에 의하여 생성된 감지 신호의 파형은 도 3(a) 내지 도 3(c)에서 설명하였는바, 자세한 설명은 생략하도록 한다.
상기 필터링된 감지 신호는 그 크기를 기준치와 비교하고(S50), 상기 감지 신호가 기준치보다 크지 않은 경우에는 전자펜(100)이 터치되지 않은 것으로 판단한다.
반면에, 상기 필터링된 감지 신호가 기준치보다 큰 경우에는 전자펜(100)이 디스플레이 패널에 터치된 것으로 판단하고, 스캔 시작 시각과 적외선 감지 시각 사이의 시간차를 계산하고(S60), 상기 계산한 시간차를 이용하여 X좌표 및/또는 Y좌표의 위치를 계산한다(S70).
플라즈마 디스플레이 패널의 경우 가로 방향으로 주사 전극이 배열되어 있으며, 세로 방향으로 어드레스 전극이 배열되어 있다. 예를 들어, 위치 검출 스캔 구간에서 먼저 주사 전극에 순차적으로 위치 스캔 신호가 인가되고, 그 후에 어드레스 전극에 위치 스캔 신호가 인가되면 전자펜에서는 두 번 적외선을 감지하게 된다. 그리고 처음 발생한 감지 신호는 주사 전극에 인가된 위치 스캔 신호에 의하여 발생한 것이므로, 상기 감지 신호를 사용하여 계산한 시간차는 전자펜(100)의 Y좌표를 계산하는데 사용될 것이다. 또한 두번째 발생한 감지 신호는 어드레스 전극에 인가된 위치 스캔 신호에 의하여 발생한 것이므로, 상기 감지 신호를 사용하여 계산한 시간찬느 전자펜(100)의 X좌표를 계산하는데 사용될 것이다.
X좌표 및 Y좌표를 계산하는 방법을 좀 더 구체적으로 설명하도록 한다. 예를 들어 플라즈마 디스플레이 패널이 480 X 360의 화소를 갖는 경우 주사 전극이 480개, 어드레스 전극이 360개 형성되어 있을 것이다. 각 전극에 위치 스캔 신호가 인가되는 간격이 1us이고, 감지 신호의 피크값이 위치 검출 스캔 구간의 시작 시각으로부터 200us 및 495.5us라고 가정한다. 이러한 경우, 전자펜(100)은 위에서부터 200번째 화소위에 위치하는 것으로 계산된다. 또한 주사 전극에 위치 스캔 신호가 인가되는데 소요되는 시간이 480us이므로, 상기 두 번째 감지 신호는 상기 어드레스 전극에 위치 스캔 신호가 인가되기 시작한 때로부터 15.5us가 경과하여 감지된 것이며, 따라서 상기 전자펜(100)은 좌측으로부터 15번째 및 16번째 화소 사이에 위치하는 것으로 계산된다.
상기 계산한 바에 따르면, 플라즈마 디스플레이 패널의 좌측 하단 모서리를 직교 좌표계의 (0,0)으로 하는 경우, 상기 시간차가 클수록 Y좌표의 값은 작을 것이고, X좌표의 값은 클 것이다.
상기 계산에서는 주사 전극에 먼저 위치 스캔 신호가 인가되고, 그 후에 어드레스 전극에 위치 스캔 신호가 인가되는 경우에 대하여 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 어드레스 전극에 위치 스캔 신호가 먼저 인가될 수도 있을 것이다.
상기와 같이 계산된 전자펜의 터치 위치에 대한 정보는 디스플레이 패널에 전송된다(S80).
상기 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 터치 위치 검출용 전자펜 및 터치 위치 검출 방법에 의하여 터치된 위치를 정확하게 검출하여 해상도를 높일 수 있게 된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 위치 검출 장치의 구성을 나타내는 도면이며, 도 5는 도 4의 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법을 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면 본 실시예에 따른 터치 위치 검출 장치(300)는 터치 위치 검출용 전자펜(100) 및 플라즈마 디스플레이 패널(200)을 구비한다. 상기 플라즈마 디스플레이 패널(200)에는 복수의 주사 전극들(Y[1] 내지 Y[n]), 복수의 유지 전극들(X[1] 내지 X[n]), 및 복수의 어드레스 전극들(A[1] 내지 A[m])이 형성되어 있다. 상기 주사 전극들(Y[1] 내지 Y[n]) 및 유지 전극들(X[1] 내지 X[n])은 서로 나란히 연장되도록 형성되며, 상기 어드레스 전극들(A[1] 내지 A[m])은 상기 주사 전극들(Y[1] 내지 Y[n]) 및 유지 전극들(X[1] 내지 X[n])과 서로 직교하도록 연장된다. 상기 전극들의 교차 영역에서 방전셀이 정의될 수 있다.
또한 상기 전극들에 패널을 구동하기 위한 펄스를 인가하기 위하여 주사 구동부(210), 유지 구동부(220), 어드레스 구동부(230) 및 상기 구동부들(210,220,230)을 제어하기 위한 제어부(240)를 구비할 수 있다.
상기 플라즈마 디스플레이 패널(200)은 계조 표현을 위해 하나의 단위 프레임에 복수의 서브필드를 구비하며, 상기 복수의 서브필드와 별도로 전자펜(100)의 터치 위치 검출을 위하여 위치 검출 스캔 구간을 구비할 수 있다. 상기 복수의 서브필드 구간은 각각 리셋 구간, 어드레스 구간, 유지 구간을 구비할 수 있으며, 자세한 설명은 생략하도록 한다.
한편, 상기 위치 검출 스캔 구간은 전자펜(100)이 터치된 위치를 검출하기 위하여 플라즈마 디스플레이 패널(200)에 순서대로 위치 스캔 신호를 인가하는 구간이다. 상기 위치 검출 스캔 구간은 X좌표 스캔 구간 및 Y좌표 스캔 구간을 포함할 수 있다. 상기 위치 검출 스캔 구간 동안에는 전자펜(100)의 터치 위치 검출을 위한 위치 스캔 신호가 플라즈마 디스플레이 패널(200)에 인가될 수 있다. 좀 더 구체적으로 설명하면, X좌표 스캔 구간 동안에는 어드레스 구동부(230)에 의하여 어드레스 전극들(A[1] 내지 A[m])에 순차적으로 위치 스캔 신호가 인가된다. 또한 Y좌표 스캔 구간 동안에는 주사 구동부(210)에 의하여 주사 전극들(Y[1] 내지 Y[n])에 순차적으로 위치 스캔 신호가 인가된다. 도 5에 나타낸 본 실시예에 따른 터치 위치 검출 장치의 구동방법에 따르면 주사 전극들(Y[1] 내지 Y[n])에 순차적으로 위치 스캔 신호가 인가된 후에 어드레스 전극들(A[1] 내지 A[m])에 순차적으로 위치 스캔 신호가 인가되는 것으로 나타내었으나 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, X좌표 스캔 구간이 Y좌표 스캔 구간보다 먼저 수행될 수도 있을 것이다. 또한 X좌표 스캔 구간과 Y좌표 스캔 구간이 서로 떨어져서 수행될 수도 있을 것이다.
한편, 플라즈마 디스플레이 패널(200)에서 위치 검출 스캔 구간동안 위치 스캔 신호가 인가되면 도 5에서와 같이 감지 신호가 두 번 생성된다. 본 실시예에서는 Y좌표 스캔 구간이 먼저 수행되었으므로, 첫 번째 생성된 감지 신호에서 피크값을 갖는 시각(ty)을 사용하여 전자펜(100)의 Y좌표를 계산할 수 있다. 또한 두 번째 생성된 감지 신호에서 피크값을 갖는 시각(tx)을 사용하여 전자펜(100)의 X좌표를 계산할 수 있다. X좌표 및 Y좌표의 계산 방법은 이미 설명하였으므로, 여기서는 자세한 설명을 생략하도록 한다.
상기 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 터치 위치 검출 장치에 의하여 터치된 위치를 정확하게 검출하여 해상도를 높일 수 있게 된다.
상기 발명의 상세한 설명과 도면은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 따라서 이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 위치 검출용 전자펜의 내부 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 위치 검출 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 3(a)는 터치 위치 검출용 전자펜으로 디스플레이 패널을 터치하는 모습을 나타내는 도면이다.
도 3(b)는 적외선 센서에서 생성한 감지 신호의 필터링 전 파형이다.
도 3(c)는 적외선 센서에서 생성한 감지 신호가 필터링 된 파형이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 위치 검출 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 5는 도 4의 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법을 나타내는 도면이다.

Claims (20)

  1. 디스플레이 패널에서 발생한 적외선을 감지하여 상기 디스플레에 패널에 터치된 위치를 검출하는 터치 위치 검출용 전자펜으로서,
    상기 적외선을 감지하여 감지 신호를 생성하는 적외선 센서;
    상기 감지 신호를 증폭하는 증폭부;
    상기 증폭된 감지 신호의 고주파수 성분을 필터링하는 저역 통과 필터; 및
    상기 필터링된 감지 신호로부터 상기 터치 위치 검출용 전자펜이 상기 디스플레이 패널에 터치된 위치를 검출하는 위치 검출부;
    를 포함하는 터치 위치 검출용 전자펜.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 위치 검출부는,
    상기 필터링된 감지 신호를 기준치와 비교하는 비교부를 포함하고, 상기 필터링된 감지 신호가 기준치 이상인 경우에만 상기 터치 위치 검출용 전자펜이 상기 디스플레이 패널에 터치된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 터치 위치 검출용 전자펜.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 위치 검출부는,
    상기 디스플레이 패널에서의 스캔 시작 시각과 상기 적외선이 감지된 시각 사이의 시간차를 측정하는 시간 측정부; 및
    상기 측정한 시간차를 사용하여 상기 터치 위치 검출용 전자펜이 터치된 위치를 계산하는 위치 계산부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 위치 검출용 전자펜.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 필터링된 감지 신호가 피크값을 갖는 시각을 상기 적외선이 감지된 시각으로 판단하는 것을 특징으로 하는 터치 위치 검출용 전자펜.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 검출한 터치 위치의 정보를 상기 디스플레이 패널에 전송하는 통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 위치 검출용 전자펜.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널은 플라즈마 디스플레이 패널인 것을 특징으로 하는 터치 위치 검출용 전자펜.
  7. 디스플레이 패널에서 발생한 적외선을 감지하여 상기 디스플레에 패널에 터치된 위치를 검출하는 터치 위치 검출용 전자펜의 터치 위치 검출방법으로서,
    상기 적외선을 감지하여 감지 신호를 생성하는 단계;
    상기 감지 신호를 증폭하는 단계;
    상기 증폭된 감지 신호의 고주파수 성분을 필터링하는 단계; 및
    상기 필터링된 감지 신호로부터 상기 터치 위치 검출용 전자펜이 상기 디스플레이 패널에 터치된 위치를 검출하는 단계;
    를 포함하는 터치 위치 검출 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 터치된 위치를 검출하는 단계는,
    상기 필터링된 감지 신호를 기준치와 비교하는 단계를 포함하고,
    상기 필터링된 감지 신호가 기준치 이상인 경우에만 상기 터치 위치 검출용 전자펜이 상기 디스플레이 패널에 터치된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 터치 위치 검출 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 터치된 위치를 검출하는 단계는,
    상기 디스플레이 패널에서의 스캔 시작 시각과 상기 적외선이 감지된 시각 사이의 시간차를 측정하는 단계; 및
    상기 측정한 시간차를 사용하여 상기 터치 위치 검출용 전자펜이 터치된 위치를 계산하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 위치 검출 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 필터링된 감지 신호가 피크값을 갖는 시각을 상기 적외선이 감지된 시각으로 판단하는 것을 특징으로 하는 터치 위치 검출 방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 검출한 터치 위치의 정보를 상기 디스플레이 패널에 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 위치 검출 방법.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널은 플라즈마 디스플레이 패널인 것을 특징으로 하는 터치 위치 검출 방법.
  13. 서로 나란히 연장되는 주사전극들 및 유지전극들과, 상기 주사전극들 및 유지전극들과 직교하도록 연장되는 어드레스 전극들을 구비하며, 그 교차 영역에서 방전셀이 정의되는 플라즈마 디스플레이 패널; 및
    상기 플라즈마 디스플레이 패널에서 발생한 적외선을 감지하여 상기 플라즈마 디스플레에 패널에 터치된 위치를 검출하는 터치 위치 검출용 전자펜;
    을 구비하며,
    상기 터치 위치 검출용 전자펜은,
    상기 적외선을 감지하여 감지 신호를 생성하는 적외선 센서;
    상기 감지 신호를 증폭하는 증폭부;
    상기 증폭된 감지 신호의 고주파수 성분을 필터링하는 저역 통과 필터; 및
    상기 필터링된 감지 신호로부터 상기 터치 위치 검출용 전자펜이 상기 플라즈마 디스플레이 패널에 터치된 위치를 검출하는 위치 검출부;
    를 포함하는 터치 위치 검출 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 플라즈마 디스플레이 패널은 계조 표현을 위해 단위 프레임은 복수개의 서브필드 및 위치 검출 스캔 구간으로 나뉘어 구동되는 것을 특징으로 하는 터치 위치 검출 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 위치 검출 스캔 구간은 X좌표 스캔 구간 및 Y좌표 스캔 구간을 포함하며,
    상기 X좌표 스캔 구간 동안에는 상기 주사 전극들에 순차적으로 위치 스캔 신호를 인가하며, 상기 Y좌표 스캔 구간 동안에는 상기 어드레스 전극들에 순차적으로 위치 스캔 신호를 인가하는 것을 특징으로 하는 터치 위치 검출 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 적외선 센서는 상기 위치 스캔 신호의 인가에 의하여 상기 플라즈마 디스플레이 패널에서 발생한 적외선을 감지하는 것을 특징으로 하는 터치 위치 검출 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 위치 검출부는,
    상기 필터링된 감지 신호를 기준치와 비교하는 비교부를 포함하고, 상기 필터링된 감지 신호가 기준치 이상인 경우에만 상기 터치 위치 검출용 전자펜이 상기 플라즈마 디스플레이 패널에 터치된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 터치 위치 검출 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 위치 검출부는,
    상기 플라즈마 디스플레이 패널에서의 스캔 시작 시각과 상기 적외선이 감지된 시각 사이의 시간차를 측정하는 시간 측정부; 및
    상기 측정한 시간차를 사용하여 상기 터치 위치 검출용 전자펜이 터치된 위치를 계산하는 위치 계산부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 위치 검출 장치.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 필터링된 감지 신호가 피크값을 갖는 시각을 상기 적외선이 감지된 시각으로 판단하며,
    상기 X좌표 스캔 구간 또는 상기 Y좌표 스캔 구간 중 어느 하나의 스캔 시작 시각을 상기 스캔 시작 시각으로 판단하는 것을 특징으로 하는 터치 위치 검출 장치.
  20. 제13항에 있어서,
    상기 검출한 터치 위치의 정보를 상기 플라즈마 디스플레이 패널에 전송하는 통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 위치 검출 장치.
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