KR20140075688A - 시각적 인터페이스 시스템 - Google Patents

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Abstract

시각적 인터페이스 시스템은 작동 장치 및 매트릭스 디스플레이 장치를 포함한다. 상기 매트릭스 디스플레이 장치는 디스플레이 표면, 및 매트릭스 기판을 포함한다. 상기 매트릭스 기판은 기판 및 상기 기판의 일 측에 위치되는 매트릭스를 포함하는 한편 상기 디스플레이 표면은 상기 기판의 타 측에 위치된다. 상기 작동 장치가 상기 디스플레이 표면 상에서 작동될 때, 인코딩된 신호가 상기 매트릭스 기판으로부터 상기 작동 장치로 결합된다. 상기 작동 장치는 상기 인코딩된 신호를 수신하여 전송 신호를 생성한다. 본 발명의 시각적 인터페이스 시스템은 다른 터치 패널을 사용하지 않고 펜-필기 및 터치 기능을 실현할 수 있으며, 단거리 무선통신에 적용될 수 있다.

Description

시각적 인터페이스 시스템{VISUAL INTERFACE SYSTEM}
본 발명은 사람-기계 인터페이스 시스템에 관한 것으로, 특히 시각적 인터페이스 시스템에 관한 것이다.
근래, 터치 패널들이 휴대폰들, 디지털 카메라들, MP3, PDA, GPS, 태블릿 PC, UMPC, 등과 같은 상업적 전자 제품들에 광범위하게 적용되어 왔다. 이러한 전자 제품들에 있어서, 상기 터치 패널은 터치 입력 디스플레이 장치를 형성하기 위해 스크린에 구속된다. 종래의 터치 입력 디스플레이 장치의 제조 방법은 디스플레이 모듈의 디스플레이 패널 상에 터치 패널을 위치시키는 것이다. 하지만, 추가적인 터치 패널로 인해, 이러한 접근법은 제품의 무게 및 크기 뿐만 아니라 비용도 증가시킨다.
상업적 전자 제품들의 적용들을 확대하기 위해, 몇몇의 제품들에는 근거리 통신(NFC)의 새로운 기능이 추가되는데, 이것은 종래의 IC 카드(예. 도어 카드, 신용 카드, 티켓 등), 2개의 전자 장치들 사이의 교환 정보(예, 음악, 이미지, 명함 등) 등을 대체하는 데 사용될 수 있다. 따라서, 단순한 구조 및 더 많은 기능들을 가지는 제품을 제작하는 것이 바람직하다.
그러므로, 추가적인 터치 패널을 구성하지 않고도 원하는 터치 입력 기능을 달성할 수 있는 시각적 인터페이스 시스템을 제공하는 것이 주요 주제이고, 이로써, 보다 가볍고 얇은 제품을 만들고, 생산 비용을 낮추고, 또한 적용 분야를 확대할 수 있도록 NFC 기능을 제공하게 된다.
본 발명의 목적은 추가적인 터치 패널을 구성하지 않고도 원하는 터치 입력 기능을 달성할 수 있고, 근거리 통신(NFC) 기능이 구비되어 있는 시각적 인터페이스 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명은 이하의 기술적 제안들에 의해 구현될 수 있다.
본 발명의 시각적 인터페이스 시스템은, 작동 장치 및 매트릭스 디스플레이 장치를 포함한다. 상기 매트릭스 디스플레이 장치는 디스플레이 표면, 및 기판 및 매트릭스를 포함하는 매트릭스 기판을 포함한다. 상기 매트릭스는 상기 기판의 일 측에 위치되는 한편 상기 디스플레이 표면은 상기 기판의 타 측에 위치된다. 상기 작동 장치가 상기 디스플레이 표면 상에서 작동될 때, 인코딩된 신호가 상기 매트릭스 기판으로부터 상기 작동 장치로 결합되고 상기 작동 장치는 상기 인코딩된 신호를 수신하여 전송 신호를 생성한다.
일 실시예에 있어서, 상기 인코딩된 신호는 상기 매트릭스 기판으로부터 상기 작동 장치로 결합되는 용량성이다.
일 실시예에 있어서, 상기 전송 신호는 상기 매트릭스 디스플레이 장치 또는 상기 시각적 인터페이스 시스템 외부의 다른 장치들로 전송된다. 상기 전송 신호는 터치 입력 정보, 지시 정보, 식별 정보(identification information), 거래 정보(transaction information), 파일 정보 또는 다른 정보를 포함한다. 상기 시스템 외부의 다른 장치 또는 상기 매트릭스 디스플레이 장치는 정보 신호를 획득하기 위해 상기 전송 신호를 처리하는데, 상기 정보 신호는 터치 입력 정보, 지시 정보, 식별 정보, 거래 정보, 파일 정보, 또는 다른 정보를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 시각적 인터페이스 시스템은 릴레이 처리된 신호를 생성하기 위해 상기 전송 신호를 처리하기 위한 적어도 하나의 릴레이 장치를 더 포함한다. 상기 릴레이 처리된 신호는 상기 매트릭스 디스플레이 장치 또는 상기 시각적 인터페이스 시스템 외부의 다른 장치들로 전송된다. 상기 전송 신호는 터치 입력 신호, 지시 정보, 식별 정보, 거래 정보, 파일 정보 또는 다른 정보를 포함할 수 있다. 게다가, 상기 릴레이 처리된 신호 또한 터치 입력 정보, 지시 정보, 식별 정보, 거래 정보, 파일 정보 또는 다른 정보를 포함할 수 있다. 상기 매트릭스 디스플레이 장치 또는 상기 시스템 외부의 다른 장치는 정보 신호를 생성하기 위해 상기 릴레이 처리된 신호를 처리하고, 상기 정보 신호는 터치 입력 정보, 지시 정보, 식별 정보, 거래 정보, 파일 정보 또는 다른 정보를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 시각적 인터페이스 시스템은 모드 트리거 장치가 사용자 또는 상기 작동 장치에 의해 트리거됨에 따라 상기 인코딩된 신호를 출력하기 위해 상기 매트릭스 디스플레이 장치를 작동 모드로 가능하게 하는 모드 트리거 장치를 더 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 작동 장치가 사용자일 때, 상기 시각적 인터페이스 시스템은 센싱 장치를 더 포함하고, 또한 상기 사용자가 상기 디스플레이 표면 및 상기 센싱 장치를 동시에 터치할 때, 상기 전송 신호가 상기 센싱 장치로 전송된다. 상기 센싱 장치는 상기 매트릭스 디스플레이 장치 또는 상기 시각적 인터페이스 시스템 외부의 다른 장치들에 전기적으로 결합된다.
일 실시예에 있어서, 상기 매트릭스는 복수의 행 전극들 및 복수의 열 전극들을 더 포함한다. 상기 행 전극들 및 상기 열 전극들은 교차되고, 상기 인코딩된 신호는 상기 행 전극들 또는 상기 열 전극들에 적용된다.
일 실시예에 있어서, 상기 매트릭스는 복수의 트랜지스터들 및 복수의 픽셀 전극들을 더 포함하고, 상기 트랜지스터들은 상기 행 전극들, 상기 열 전극들 및 상기 픽셀 전극들과 전기적으로 연결되어 있다.
본 발명의 시각적 인터페이스 시스템에 있어서, 상기 작동 장치가 상기 디스플레이 표면 상에서 작동될 때, 상기 인코딩된 신호는 상기 매트릭스 기판으로부터 상기 작동 장치로 결합되고, 상기 작동 장치는 전송 신호를 생성하기 위해 상기 인코딩된 신호를 수신한다. 상기 전송 신호는 적어도 하나의 릴레이 장치 또는 상기 시스템 외부의 다른 장치들로 전송되거나, 상기 매트릭스 디스플레이 장치로 다시 전달될 수 있다. 이러한 전송 절차 동안, 상기 전송 신호는 상기 매트릭스 디스플레이 장치 및/또는, 적어도 하나의 릴레이 장치, 및/또는 상기 시스템 외부의 다른 장치들에 의해 처리될 수 있고, 이로써 상기 릴레이 장치/전송 신호에 의해 처리되는 신호/상기 인코딩된 신호에 포함된 상기 정보(예. 터치 입력 정보, 지시 정보, 식별 정보, 거래 정보, 파일 정보 또는 다른 정보)를 수신하게 된다.
상기에서 언급한 바와 같이, 본 발명의 시각적 인터페이스 시스템은 TFT LCD 패널, OLED 패널, LED 패널, 전기이동(electrophoretic) 디스플레이 패널, MEMS 디스플레이 패널 등과 같은 매트릭스 구조를 포함하는 시스템에 직접 적용될 수 있고, 이로써 디스플레이, 터치 입력 및 데이터 전송 기능들이 함께 통합되게 된다. 그러므로, 제조된 제품들은 더 가볍고 더 얇을 수 있고 제품 비용은 감소될 수 있고, 이로써 제품 경쟁력은 향상된다. 게다가, 상기 인코딩된 신호는 상기 매트릭스 기판에 의해 직접 판독되는 대신 외부의 작동 장치에 결합되어, 상기 매트릭스 기판 상의 레이아웃을 변경할 필요가 없다. 예를 들어, 터치 입력 적용에 관한 한, 외부 커패시턴스 값들의 변화를 검출하기 위해 상기 디스플레이 패널에 커패시턴스 센싱 구성요소들을 추가할 필요가 없다. 결과적으로, 본 발명은 제조 비용을 감소시키고 처리 시간을 줄일 수 있다.
발명은 상세한 설명 및 첨부된 도면들로부터 보다 더 잘 이해될 것인데, 상기 도면들은 단지 설명을 위해 주어진 것으로서, 본 발명을 한정하고자 하는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 시각적 인터페이스 시스템의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 매트릭스 디스플레이 장치의 측면도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 사용되는 TFT 기판을 보여주는 대략적인 도면이다.
도 4는 도 3의 TFT 기판의 2개의 행 전극들 및 2개의 열 전극들을 위한 신호들을 보여주는 대략적인 도면이다.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 각각의 열 전극을 통해 전송되는 인코딩된 신호의 타이밍도이다.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 시각적 인터페이스 시스템의 매트릭스 디스플레이 장치의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 시각적 인터페이스 시스템의 작동 장치로서, 매트릭스 디스플레이 장치 및 사용자를 보여주는 대략적인 도면이다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 시각적 인터페이스 시스템의 블록도이다.
본 발명은 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것인데, 이것은 첨부된 도면들을 참조하여 진행되고, 동일한 참조부호들은 동일한 요소들과 관련 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 시각적 인터페이스 시스템(1)의 블록도이다. 상기 시각적 인터페이스 시스템(1)은 작동 장치(11) 및 매트릭스 디스플레이 장치(12)를 포함하는데, 이것들은 서로 결합되어 있다. 예를 들어, 상기 작동 장치(11)는 신호들을 전송하기 위해 상기 매트릭스 디스플레이 장치(12)에 결합되는 용량성인데, 이것은 비접촉 신호 전송이다.
이 실시예에 있어서, 상기 작동 장치(11)는, 예를 들어 스타일러스, IC 카드, NFC 판독 장치, 또는 사용자(특히 사용자의 손)이다. 상기 작동 장치(11)가 전자 장치일 때, 이것은 프로세스 제어 회로, 저장 회로 또는 전송 회로와 같은 몇몇의 기능적 회로들을 포함할 수 있다. 여기서, 회로는 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어, 또는 이들의 조합들로 구성될 수 있다. 상기 작동 장치(11)가 사용자일 때, 상기 사용자(작동 장치)는 신호들을 전송하기 위한 컨덕터로서 기능할 수 있다.
도 2는 상기 매트릭스 디스플레이 장치(12)의 측면도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 매트릭스 디스플레이 장치(12)는 디스플레이 표면(121) 및 매트릭스 기판(122)을 포함한다. 상기 매트릭스 기판(122)는 기판(123) 및 매트릭스(124)을 포함한다. 상기 매트릭스(124)는 상기 기판(123)의 일 측에 배치되는 한편, 상기 디스플레이 표면(121)은 상기 기판(123)의 타 측에 위치된다. 이 실시예에 있어서, 상기 디스플레이 표면(121)은 상기 매트릭스 디스플레이 장치(12)의 표면이고, 이것은 상기 시청자가 상기 매트릭스 디스플레이 장치(12) 상에 디스플레이되는 이미지들을 시청하고 있을 때 상기 시청자에 가장 가깝다. 게다가, 상기 매트릭스 디스플레이 장치(12)는 상기 매트릭스(124)에 반대인 상기 기판(123)의 일 측 상에 배치되는 보호 유리(125)를 더 포함할 수 있다. 이 경우에 있어서, 상기 디스플레이 표면(121)은 상기 시청자에 가장 가까운 보호 유리의 표면이다. 게다가, 상기 보호 유리(125)에 가장 가까운 상기 기판(123)의 일 측은 편광자(polarizer), 프레임 등과 같은 다른 구성요소들로 더 구성될 수 있다.
이 실시예에 있어서, 상기 매트릭스 기판(122)는 LCD 패널, OLED 패널, LED 패널, 전기이동 패널, MEMS 디스플레이 패널 등의 TFT 기판과 같은, 이미지들을 디스플레이하기 위한 픽셀 매트릭스로 구성된 기판이다. 상기 매트릭스(124)는 복수의 행 전극들, 복수의 열 전극들, 및 복수의 픽셀 전극들을 포함한다. 이때 상기 행 전극들 및 상기 열 전극들은 교차된다. 게다가, 상기 매트릭스(124)는 능동 매트릭스 또는 수동 매트릭스일 수 있다. 이 실시예에 있어서, 상기 매트릭스(124)는 예를 들어 능동 매트릭스이다. 게다가, 상기 매트릭스(124)는 상기 행 전극들, 상기 열 전극들 및 상기 픽셀 전극들 각각에 전기적으로 연결되는 복수의 트랜지스터들을 더 포함할 수 있다.
상기 터치 입력 목적으로 사용되는 상기 실시예의 구현은 이하에서 설명될 것이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 작동 장치(11)는 상기 디스플레이 표면(121) 상에 작동될 때, 인코딩된 신호(ES)는 상기 매트릭스 기판(122)로부터 상기 작동 장치(11)에 결합되고, 상기 작동 장치(11)는 상기 인코딩된 신호(ES)를 수신하여 전송 신호(TS)를 생성한다. 여기서, 상기 인코딩된 신호(ES)는 상기 매트릭스 디스플레이 장치(12)의 디스플레이 스크린의 좌표들을 포함하고, 상기 전송 신호(TS)는 좌표 정보를 포함한다. 상기 인코딩된 신호(ES)가 상기 매트릭스 기판(122)으로부터 상기 작동 장치(11)로 전송될 때, 이들은 무선으로 결합되어 근거리 신호 전송을 형성한다. 물론, 다른 응용들에 있어서, 상기 인코딩된 신호는 터치 입력 정보, 지시 정보, 식별 정보, 거래 정보, 또는 파일 정보(예. 음악, 이미지들, 텍스트들, 등)와 같이 전송되는 정보로 구성될 수 있다.
상기 인코딩된 신호(ES)는 상기 매트릭스 기판(122)에 적용되고, 추가적인 디스플레이 데이터 신호는 이미지들을 디스플레이하기 위한 매트릭스 기판(122)에 적용된다. 상기 인코딩된 신호(ES)는 디스플레이 데이터 신호들의 공백 시간 동안 적용된다. 예를 들어, 상기 인코딩된 신호(ES)는 2개의 프레임들 사이 또는 2개의 행 전극들의 스캔 동작들 사이, 또는 상기 디스플레이 신호들의 입력 시간을 줄이는 것으로 생성되는 간격 동안 적용될 수 있다. 또는, 상기 인코딩된 신호(ES)는 더 높은 주파수를 가질 수 있고 상기 디스플레이 신호에 직접 추가될 수 있다.
상기 인코딩된 신호(ES) 및 상기 전송 신호(TS)는 이하에서 더 설명될 것인데, 상기 매트릭스 기판(122)는 LCD 장치의 TFT 기판이다.
도 3은 이 실시예에 사용되는 TFT 기판을 보여주는 대략적인 도면이다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 매트릭스(124)는 복수의 행 전극들(S1~SM), 복수의 열 전극들(D1~DN), 및 복수의 픽셀 전극들(E11~EMN)을 포함한다. 상기 행 전극들 및 상기 열 전극들은 교차되고 이들은 서로 실질적으로 수직이거나 또는 끼인 각을 가진다. 게다가, 상기 매트릭스(124)는 행 전극들(S1~SM), 열 전극들(D1~DN), 및 픽셀 전극들(E11~EMN)과 전기적으로 연결되는 복수의 트랜지스터들을 더 포함한다. 상기 행 전극들(S1~SM)은 스캔 라인들을 지시하는 한편, 열 전극들(D1~DN)은 데이터 라인들을 가진다. 게다가, 상기 기판(123)은 구동 모듈이 더 구성될 수 있는데, 이것은 이미지들을 디스플레이하기 위한 LCD 패널을 구동하기 위한, 데이터 구동 회로, 스캔 구동 회로, 타이밍 제어 회로(미도시), 및 감마 조정 회로(미도시)를 포함한다. 상기 구동 모듈의 기능은 이 분야에서 잘 알려져 있기 때문에, 그 상세한 설명은 여기서 생략된다. 유의할 것은, 상기에서 언급된 매트릭스 기판은 단지 설명을 위한 것이지 발명을 한정하기 위한 것은 아니라는 것이다. 이 실시예의 요점은 상기 인코딩된 신호가 상기 매트릭스 기판으로부터 상기 작동 장치로 상기 행 전극들(S1~SM) 및/또는 열 전극들(D1~DN)을 통해 전송되어 전송 신호를 생성한다. 상기 인코딩된 신호는 상기 디스플레이 스크린의 기준 좌표들, 서로 다른 포맷들의 상기 파일 정보(예. 개인 데이터, 음악, 이미지들 등) 등과 같은 서로 다른 응용들을 위한 다양한 정보를 포함할 수 있다.
이 실시예에 있어서, 상기 열 전극들(D1~DN)은 이미지들을 디스플레이하기 위한 데이터 신호들 뿐만 아니라 상기 인코딩된 신호를 전송할 수 있다. 예를 들어, 상기 디스플레이 신호는 보다 높은 주파수를 가지고 상기 인코딩된 신호에 직접 추가될 수 있거나, 모든 행 전극들(S1~SM)의 스캔 절차가 종료된 후 다음 스캔 절차가 시작하기 전의 기간 (프레임들 사이의 공백 기간)과 같은 디스플레이된 데이터 신호의 공백 기간에 추가될 수 있다. 또는, 상기 디스플레이 신호는 하나의 행 전극이 스캔된 후 다음 행 전극의 스캔 전, 또는 상기 디스플레이 데이터 신호 기간을 단축하는 것에 의해 행 전극의 스캔 기간 사이 및 상기 디스플레이 데이터를 전송하기 전에 삽입될 수 있다. 여기서 상기 인코딩된 신호는 T-콘 회로 기능 및 데이터 또는 스캔 구동 회로를 사용함으로써 제공될 수 있어, 회로 설계를 단순화한다.
도 4는 2개의 인접하는 행 전극들 및 2개의 인접하는 열 전극들을 위한 신호들을 도시하는 대략적인 도면이다. 상기 행 전극들(S1~SM)은 각각의 열의 트랜지스터들을 순차적으로 켜기 위한, 상기 스캔 신호들(SS) 각각을 전송한다. 각각의 열의 트랜지스터들이 켜지는 기간 동안, 상기 열 전극들(D1~DN) 각각은 대응하는 인코딩된 신호(ES) 및 상기 디스플레이된 데이터 신호(DS)를 전송한다. 상기 인코딩된 신호(ES)는 예로서 상기 행 전극에 수직하는 일 차원 터치 입력을 취하고 시간적으로 순차적으로 인코딩되는 것에 의해 이하에서 설명될 것이다. 물론, 이 방법은 또한 상기 열 전극에 수직하는 다른 차원의 터치 입력에 적용될 수 있다. 결론적으로, 완전한 2차원 터치 입력이 생성될 수 있다. 이 실시예에 있어서, 도 4에 도시된 바와 같이, 단지 하나의 열 전극은 하나의 행 전극이 상기 스캔 신호를 전송할 때 상기 인코딩된 신호(ES)를 전송한다. 이 도면에 있어서, 상기 인코딩된 신호(ES)는 상기 디스플레이되는 데이터 신호(DS)와는 다른 수준으로 라벨링된다; 또는, 실제, 상기 인코딩된 신호(ES) 및 상기 디스플레이되는 데이터 신호(DS)는 동일한 수준을 가질 수 있다.
도 5는 각각의 열 전극을 통해 전송되는 인코딩된 신호의 타이밍도인데, 디스플레이를 위한 데이터 신호들이 생략되어 있다. 상기 행 전극들이 스캔 신호들을 전송할 때, 상기 열 전극들(D1~DN)은 인코딩된 신호들(ES1~ESN) 각각을 전송한다. 유의할 것은, 상기 인코딩된 신호들은 서로 다른 열 전극들 각각을 통해 전송될 수 있거나, 복수의 열 전극들은 동일한 인코딩된 신호를 전송할 수 있다. 예를 들어, 상기 열 전극들(D1~DN)은 상기 인코딩된 신호(ES1)를 전송한다. 이 접근법은 또한 상기 행 전극들을 통한 인코딩된 신호들의 전송에 적용될 수 있다. 또는, 상기 행 전극들 및 열 전극들을 통해 전송되는 인코딩된 신호들은 독립적일 수 있다. 상기 열 전극들은 상기 인코딩된 신호들(ES) 각각을 전송하기 때문에, 기준점과 비교하는 것에 의해 상기 열 전극들의 위치들을 결정하기 위해 시간 기준점을 제공하는 것이 필요하다. 이 기준점은 특정 코드일 수 있고 동일한 방식에 의해 전송될 수 있다. 예를 들어, 모든 열 전극들은 코드 "1"을 두번 출력하고 그후 순차적인 신호를 전송할 수 있다. 상기에서 언급한 바와 같이, 상기 작동 장치에 결합된 인코딩된 신호가 "110010000"이면, 상기 작동 장치가 3번째 열 전극 상에 위치되는 것을 나타내고, 이로써 상기 작동 장치의 좌표(x-좌표)를 알 수 있게 된다. 유사하게, 상기 작동 장치의 y-좌표는 상기 행 전극에 적용된 다른 인코딩된 신호에 따라 예측될 수 있다. 상기 디스플레이 신호를 구동하기 위한 행 전극들로부터의 스캔 신호들은 순차적으로 생성되기 때문에, 이들은 또한 상기 행 전극들의 인코딩된 신호들로서 사용될 수 있다. 상기 행 전극들 및 상기 열 전극들의 인코딩된 신호들은 이미지들을 디스플레이하기 위한 수평 또는 수직 동기 신호들과 같은 공통 기준점을 가질 수 있다. 물론, 상기 열 전극들(D1~DN) 및 행 전극들(S1~SM)은 보다 더 복잡한 인코딩된 신호들을 가질 수 있는데, 이것은 여기서 상세히 설명하지 않는다.
이 실시예의 인코딩된 신호의 듀티 사이클은 상기 데이터 신호들보다 작아서, 그 디스플레이 품질을 유지하게 된다.
사용자가 상기 작동 장치(11)를 잡고 (예. 상기 디스플레이 표면에 접촉하거나 또는 접근하기 위해) 상기 매트릭스 디스플레이 장치(12)의 상기 디스플레이 표면(121) 상에서 이것을 작동시킬 때, 상기 인코딩된 신호는 상기 매트릭스 기판(122)으로부터 상기 작동 장치(11)로 결합되는 용량성이다. 이 실시예는 예를 들어 상기 인코딩된 신호들(ES)을 전송하기 위한 상기 열 전극들(D1~DN)을 취하여, 상기 열 전극은 상기 용량성 결합 전극들(capacitive coupling electrodes) 중 하나로서 기능할 수 있고, 상기 작동 장치(11)는 다른 용량성 결합 전극을 가진다. 예를 들어, 상기 작동 장치(11)가 스타일러스일 때, 상기 스타일러스의 첨단에 구성된 컨덕터는 다른 용량성 결합 전극으로서 기능한다.
용량성 결합을 통해 상기 인코딩된 신호(ES)를 수신한 후, 상기 작동 장치(11)는 상기 수신된 인코딩된 신호(ES)를 처리하여 전송 신호(TS)를 생성한다. 이 프로세스는 터치 위치, 상기 터치 동작(필기 스타일), 대응하는 기능 지시, 또는 어느 열 전극을 터치했는지 또는 눌렀는지를 결정하기 위해 상기 인코딩된 신호(ES)를 증폭 및/또는 디코딩하는 것을 포함한다. 유의할 것은, 상기 인코딩된 신호(ES)는 상기 작동 장치(11)에 결합된 용량성이고, 상기 커패시턴스의 값은 상기 작동 장치와 상기 디스플레이 표면 사이의 거리에 의존하는데 이것은 상기 신호의 크기가 z-축 정보를 제공할 수 있어, 상기 작동 장치(11)가 단지 2차원 좌표들 뿐만 아니라 z 좌표를 얻을 수 있다. 따라서, 상기 전송 신호(TS)는 상기 인코딩된 신호(ES)의 처리 결과를 나타내고, 이것은 단순한 증폭부터 행동의 명령과 같은 정보를 추출하는 데까지 미친다.
상기 전송 신호(TS)를 생성한 후, 상기 작동 장치(11)는 상기 전송 신호(TS)를 (용량성 결합을 포함하는) 유선/무선 전기 결합 또는 광학 결합을 통해 상기 매트릭스 디스플레이 장치(12), 다른 릴레이 장치 또는 상기 시각적 인터페이스 시스템 외부의 다른 장치들까지 전송할 수 있다. 이 실시예에 있어서, 상기 전송 신호(TS)는 상기 매트릭스 디스플레이 장치(12)로 직접 전송된다.
이 발명이 다른 비-터치 입력 응용들에 적용될 때, 전송되는 정보는 특정 코딩 규칙에 기초하여 인코딩된 신호(ES)를 생성하기 위해 인코딩되고, 그후 상기 인코딩된 신호(ES)는 (예. 휴대폰 또는 태블릿 컴퓨터로서 구성되는) 상기 매트릭스 기판(122)으로부터 작동 장치(11)(예. 벽에 부착되는 단거리 무선 판독 장치)로 결합되는 용량성이다. 유사하게, 상기 작동 장치(11)는 미리 설정된 코딩 규칙에 기초하여 상기 인코딩된 신호(ES)를 처리(디코딩 또는 변형)하여, 전송 신호(TS)를 획득할 수 있고, 그후 접근 제어, 지불, 상거래, 파일 전송, 등과 같은 대응하는 응용에 상기 전송 신호(TS)를 사용한다.
상기에서, 상기 작동 장치(11)는 상기 인코딩된 신호(ES)를 처리하여 터치 입력 정보, 지시 정보, 식별 정보, 거래 정보, 파일 정보 또는 다른 정보와 같은 전송 신호(TS)에 포함되어 있는 정보를 획득한다. 다른 실시예들에 있어서, 상기 매트릭스 디스플레이 장치(12)는 상기 전송 신호(TS)를 처리하여 정보 신호를 획득하는데, 이것은 터치 입력 정보, 지시 정보, 식별 정보, 거래 정보, 파일 정보 또는 다른 정보를 포함한다. 이 경우에 있어서, 상기 전송 신호 대신, 상기 정보 신호는 완전한 정보를 전달한다.
상기에서 언급한 바와 같이, 도 1을 참조하면, 상기 전송 신호(TS)를 생성하기 위해 상기 인코딩된 신호(ES)를 상기 작동 장치(11)에 결합하고 또한 상기 정보 신호를 획득하기 위해 상기 전송 신호(TS)를 상기 매트릭스 디스플레이 장치(12)로 전송하는 절차에 있어서, 상기 신호는 예를 들어, 증폭 및 디코딩에 의해 처리되는데, 이것은 상기 작동 장치(11) 및 상기 매트릭스 디스플레이 장치(12) 중 하나 또는 이들의 유닛들에 의해 취급되어질 수 있다. 따라서, 최종 전송 신호(TS) 또는 상기 정보 신호는 상기 터치 입력 정보, 지시 정보, 식별 정보, 거래 정보, 파일 정보 또는 다른 정보를 포함할 수 있다.
게다가, 응답 신호(RS) 또한 상기 작동 장치(11)와 상기 매트릭스 디스플레이 장치(12) 사이에서 전송될 수 있다. 여기서, 상기 응답 신호(RS)는 상기 작동 장치(11)의 수신 상태의 정보를 상기 매트릭스 디스플레이 장치(12)로 제공하거나, 상기 작동 장치(11)가 상기 신호를 수신할 준비가 되었음을 알리거나 또는 상기 작동 장치(11)와 상기 매트릭스 디스플레이 장치(12)가 동기화시키기 위한 것이다. 이 구성은 상기 전송 및 수신 신호들 사이의 상호작용 메카니즘을 생성할 수 있다. 게다가, 상기 응답 신호(RS)는 상기 작동 장치(11)와 상기 매트릭스 디스플레이 장치(12) 사이의 정보 교환 절차(information handshaking procedure)를 설립하기 위한 동기화 기능을 제공할 수 있다.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 시각적 인터페이스 시스템의 매트릭스 디스플레이 장치(12)의 대략적인 도면이다. 도 6을 참조하면, 상기 시각적 인터페이스 시스템은 모드 트리거 장치(127)를 더 포함한다. 사용자 또는 상기 작동 장치가 상기 모드 트리거 장치(127)를 트리거할 때, 상기 모드 트리거 장치(127)는 상기 매트릭스 디스플레이 장치(12)를 상기 인코딩된 신호(ES)를 출력하기 위해 작동 모드로 가능하게 할 수 있다. 예를 들어, 상기 사용자가 상기 터치 입력 기능이 필요할 때, 그는 상기 모드 트리거 장치(127)를 활성화시켜서 상기 매트릭스 디스플레이 장치(12)를 상기 터치 입력 모드로 가능하게 된다. 그후, 상기 행 전극 또는 열 전극은 상기 인코딩된 신호를 전송하기 위해 시작한다. 그렇지 않다면, 상기 매트릭스 디스플레이 장치(12)는 상기 터치 입력 모드로 들어가지 않고 상기 매트릭스 디스플레이 장치(12)의 상기 터치 입력 기능은 부분적으로 또는 전체적으로 꺼질 수 있다. 이 기능은 전력을 절약하고 또한 의도하지 않은 스크린 접촉에 의해 야기되는 비정상 작동을 방지할 수 있다. 유의할 것은, 상기 모드 트리거 장치(127)의 작동은 다른 작동 모드들을 가질 수 있다. 예를 들어, 활성화된 후, 상기 모드 트리거 장치(127)는 한동안 새로운 상태에 남아 있을 수 있고 그후 원래 상태로 복귀하거나, 각 시간에서 활성화된 동안 상태가 변화할 수 있거나, 또는 활성화가 지속되는 때에만 새로운 상태에 남아 있을 수 있다. 상기 모드 트리거 장치(127)는 물론 상기 작동 장치 상에 (예. 스타일러스 상의 스위치로) 구성될 수 있다. 이 경우에 있어서, 상기 모드 트리거 장치(127)가 활성화된 때, 상기 작동 장치(11)는 상기 터치 입력 모드로 진입하도록 제어하기 위해 트리거 신호를 상기 매트릭스 디스플레이 장치(12)로 전송한다. 유의할 것은, 상기 모드 트리거 장치(127)가 사용자 또는 터치 입력 기능을 유지하기 위해 사용자가 상기 모드 트리거 장치(127)가 계속 활성화되도록 하는 요청들에 의해 일단 활성화된 때 터치 입력 기능으로 스위치하는 것이 가능하다. 예를 들어, 접근 카드, 티켓, 신용 카드 또는 파일 전송을 취하여, 상기 사용자는 대응하는 데이터 수신 장치로 인증 또는 개인 식별을 위해 상기 인코딩된 신호를 전송하기 위해 상기 모드 트리거 장치를 트리거할 수 있다. 상기 모드 트리거 장치(127)는 예를 들어, 기계식 스위치, 터치 센싱 스위치 등일 수 있다.
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 시각적 인터페이스 시스템(1)의 작동 장치(11)로서, 사용자 및 매트릭스 디스플레이 장치(12)를 보여주는 대략적인 도면이다. 이 측면에서, 상기 시각적 인터페이스 시스템(1)은 센싱 장치(128)를 더 포함하는데, 이것은 상기 매트릭스 디스플레이 장치(12)에 전기적으로 결합되어 있다. 상기 사용자는 상기 매트릭스 디스플레이 장치(12)의 센싱 장치(128) 및 상기 디스플레이 표면(121)을 동시에 터치하거나 접근할 때, 상기 전송 신호(TS)는 상기 매트릭스 디스플레이 장치(12)로 전송된다. 상기 사용자는 상기 전송 신호(TS)를 상기 매트릭스 디스플레이 장치(12)로 전송하기 위한 큰 컨덕터로서 기능한다. 실제로, 상기 사용자는 상기 디스플레이 표면(121) 상에서 작동시키기 위해 그의 오른손을 사용할 수 있는 한편, 상기 센싱 장치(128)를 누르기 위해 왼손을 사용할 수 있다. 따라서, 상기 인코딩된 신호(ES)는 상기 오른손을 통해 사용자 몸체로 들어갈 수 있고 또한 상기 전송 신호(TS)는 상기 왼손으로부터 출력될 수 있다. 상기 센싱 장치(128)는 또한 상기 모드 트리거 장치(127)의 기능을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 센싱 장치(128)가 손에 의해 눌러질 때에만, 상기 작동 모드는 가능해질 것이다. 이 특정 기능은 전력 소비 및 의도치 않은 터치의 문제점을 충분히 감소시킬 수 있다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 시각적 인터페이스 시스템(1a)의 블록도이다. 이 시각적 인터페이스 시스템(1a)은 작동 장치(11) 및 매트릭스 디스플레이 장치(12)를 포함한다. 제1실시예와 달리, 상기 시각적 인터페이스 시스템(1a)은 적어도 하나의 릴레이 장치(13)를 더 포함하고, 상기 전송 신호(TS)는 상기 릴레이 장치(13)를 통해 상기 시각적 인터페이스 시스템 외부의 다른 장치들 또는 상기 매트릭스 디스플레이 장치(12)로 전송된다. 릴레이 장치(13)로 사용자의 손을 통해 상기 전송 신호(TS)를 전송하는 것은 이 실시예의 구현을 설명하는 데 사용될 것이다. 상기 전송 신호(TS)로부터, 상기 릴레이 장치(13)는 릴레이 처리된 신호(IS)를 생성하고 상기 매트릭스 디스플레이 장치(12)로 다시 전송한다. 상기 릴레이 장치(13)는 설명을 위해서이고 복수의 릴레이 장치들을 구성하는 것이 가능하다. 상기 작동 장치(11)가 사용자일 때, 상기 사용자는 상기 전송 신호(TS)는 상기 매트릭스 디스플레이 장치(12)로 다시 전송하는 대신 상기 릴레이 장치(13)로 전송할 수 있다. 여기서, 상기 릴레이 장치(13)는 휴대폰과 같은 휴대용 통신 장치일 수 있다. 따라서, 상기 사용자는 파일 정보를 전송하기 위한 목적으로 상기 릴레이 장치(13)로 상기 매트릭스 디스플레이 장치(12)로부터 출력된 상기 인코딩된 신호(ES)를 전도하기 위한 전송 매체일 수 있다.
상기 릴레이 장치(13)는 릴레이 처리된 신호(IS)를 생성하기 위해 상기 전송 신호(TS)를 처리하고 그후 상기 릴레이 처리된 신호(IS)를 상기 매트릭스 디스플레이 장치(12)로 전송할 수 있다. 상기 전송 신호(TS)를 생성하기 위해 상기 인코딩된 신호(ES)를 상기 작동 장치(11)로 결합하고, 상기 릴레이 처리된 신호(IS)를 생성하기 위해 상기 릴레이 장치(13)에 의해 상기 전송 신호(TS)를 처리하고, 또한 상기 정보 신호를 획득하기 위해 상기 매트릭스 디스플레이 장치(12)로 상기 릴레이 처리된 신호(IS)를 전송하는 절차들에 있어서, 상기 신호는 예를 들어, 증폭, 디코딩, 변경 및/또는 해석에 의해 처리되는데, 이것은 상기 작동 장치(11), 상기 매트릭스 디스플레이 장치(12) 및 상기 릴레이 장치(13) 중 하나 또는 모두에 의해 구현될 수 있다. 따라서, 상기 전송 신호(TS), 상기 릴레이 처리된 신호(IS) 또는 상기 정보 신호는 상기 터치 입력 정보, 지시 정보, 식별 정보, 거래 정보, 파일 정보 또는 다른 정보를 포함할 수 있다.
게다가, 상기 제1실시예의 응답 신호(RS) 또한 상기 제2실시예의 릴레이 장치, 매트릭스 디스플레이 장치, 및/또는 상기 작동 장치에 적용될 수 있어, 이로써 상기 전송 및 수신 신호들 사이의 상호작용 메카니즘을 생성하게 된다. 게다가, 상기 응답 신호(RS)는 상기 작동 장치, 릴레이 장치 및 매트릭스 디스플레이 장치 사이의 정보 교환 절차를 설립하기 위한 동기화 기능을 제공할 수 있다.
본 발명의 시각적 인터페이스 시스템에 있어서, 상기 작동 장치가 상기 디스플레이 표면 상에서 작동될 때, 상기 인코딩된 신호는 매트릭스 기판으로부터 상기 작동 장치에 결합되고, 상기 작동 장치는 전송 신호를 생성하기 위해 상기 인코딩된 신호를 수신한다. 터치 입력 응용에 있어서, 상기 전송 신호는 상기 매트릭스 디스플레이 장치로 직접 또는 간접적으로 전송될 수 있다. 이 전송 절차 동안, 상기 전송 신호는 작동 장치, 적어도 하나의 릴레이 장치, 및/또는 상기 매트릭스 디스플레이 장치에 의해 처리될 수 있어, 상기 매트릭스 디스플레이 장치는 터치 입력 정보, 지시 정보, 식별 정보, 거래 정보, 파일 정보 또는 다른 정보와 같은, 상기 인코딩된 신호 및 전송 신호에 포함된 정보를 수신할 수 있다.
상기에서 언급한 바와 같이, 본 발명의 시각적 인터페이스 시스템은 TFT LCD 패널, OLED 패널, LED 패널, 전기이동(electrophoretic) 디스플레이 패널, MEMS 디스플레이 패널 등과 같은 매트릭스 구조를 포함하는 시스템에 직접 적용될 수 있고, 이로써 디스플레이, 터치 입력 및 데이터 전송 기능들이 함께 통합되게 된다. 그러므로, 제품들은 더 가볍고 더 얇을 수 있고 제품 비용은 감소될 수 있고, 이로써 제품 경쟁력은 향상된다. 게다가, 상기 인코딩된 신호는 상기 매트릭스 기판에 의해 직접 판독되는 대신 외부의 작동 장치에 결합되어, 상기 매트릭스 기판 상의 레이아웃을 변경할 필요가 없다. 예를 들어, 터치 입력 적용에 관한 한, 외부 커패시턴스 값들의 변화를 검출하기 위해 상기 디스플레이 패널에 커패시턴스 센싱 구성요소들을 추가할 필요가 없다. 결과적으로, 본 발명은 제조 비용 및 시간을 감소시킬 수 있다.
본 발명은 특정 실시예들을 참조하여 설명되었지만, 이 설명은 한정하고자 하는 의미로 해석되어서는 안된다. 개시된 실시예들의 다양한 변형들 뿐만 아니라, 대체적인 실시예들은 당업자들에게 명백할 것이다. 그러므로, 첨부된 청구항들은 본 발명의 진정한 범위 안에 포함되는 모든 변형들을 커버할 것으로 예상된다.
1: 시각적 인터페이스 시스템
11: 작동 장치
12: 매트릭스 디스플레이 장치
121: 디스플레이 표면
122: 매트릭스 기판
123: 기판
124: 매트릭스

Claims (15)

  1. 작동 장치; 및
    매트릭스 디스플레이 장치를 포함하고,
    상기 매트릭스 디스플레이 장치는, 디스플레이 표면, 및 기판과 매트릭스를 포함하는 매트릭스 기판을 포함하고, 상기 매트릭스는 상기 기판의 일 측에 위치되는 한편 상기 디스플레이 표면은 상기 기판의 타 측에 위치되고,
    상기 작동 장치가 상기 디스플레이 표면 상에서 작동될 때, 인코딩된 신호가 상기 매트릭스 기판으로부터 상기 작동 장치로 결합되고 상기 작동 장치는 상기 인코딩된 신호를 수신하여 전송 신호를 생성하는, 시각적 인터페이스 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 인코딩된 신호는 상기 매트릭스 기판으로부터 상기 작동 장치로 결합되는 용량성인, 시각적 인터페이스 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 전송 신호는 상기 매트릭스 디스플레이 장치로 전송되는, 시각적 인터페이스 시스템.
  4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 전송 신호는 터치 입력 정보, 지시 정보, 식별 정보, 거래 정보, 또는 파일 정보를 포함하는, 시각적 인터페이스 시스템.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 매트릭스 디스플레이 장치는 정보 신호를 획득하기 위해 상기 전송 신호를 처리하고, 상기 정보 신호는 터치 입력 정보, 지시 정보, 식별 정보, 거래 정보, 또는 파일 정보를 포함하는, 시각적 인터페이스 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서, 릴레이 처리된 신호를 생성하기 위해 상기 전송 신호를 처리하기 위한 적어도 하나의 릴레이 장치를 더 포함하는, 시각적 인터페이스 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 릴레이 처리된 신호는 상기 매트릭스 디스플레이 장치로 전송되는, 시각적 인터페이스 시스템.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 전송 신호는 터치 입력 신호, 지시 정보, 식별 정보, 거래 정보, 파일 정보 또는 다른 정보를 포함하는, 시각적 인터페이스 시스템.
  9. 제 6 항에 있어서, 상기 릴레이 처리된 신호는 터치 입력 신호, 지시 정보, 식별 정보, 거래 정보, 또는 파일 정보를 포함하는, 시각적 인터페이스 시스템.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 매트릭스 디스플레이 장치는 정보 신호를 생성하기 위해 상기 릴레이 처리된 신호를 처리하고, 상기 정보 신호는 터치 입력 정보, 지시 정보, 식별 정보, 거래 정보, 또는 파일 정보를 포함하는, 시각적 인터페이스 시스템.
  11. 제 1 항 또는 제 6 항에 있어서, 모드 트리거 장치가 사용자 또는 상기 작동 장치에 의해 트리거됨에 따라 상기 인코딩된 신호를 출력하기 위해 상기 매트릭스 디스플레이 장치를 작동 모드로 가능하게 하는 모드 트리거 장치를 더 포함하는, 시각적 인터페이스 시스템.
  12. 제 1 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 작동 장치가 사용자일 때, 상기 시각적 인터페이스 시스템은 센싱 장치를 더 포함하고, 상기 사용자가 상기 디스플레이 표면 및 상기 센싱 장치를 동시에 터치할 때, 상기 전송 신호가 상기 센싱 장치로 전송되는, 시각적 인터페이스 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 센싱 장치는 모드 트리거 기능을 가져 상기 사용자가 상기 센싱 장치를 활성화시킴에 따라 상기 인코딩 신호를 출력하기 위해 상기 센싱 장치가 상기 매트릭스 디스플레이 장치를 작동 모드로 가능하게 하는, 시각적 인터페이스 시스템.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 매트릭스는 복수의 행 전극들 및 복수의 열 전극들을 더 포함하고, 상기 복수의 행 전극들 및 상기 복수의 열 전극들은 교차되고, 상기 인코딩된 신호는 상기 복수의 행 전극들 또는 상기 복수의 열 전극들에 적용되는, 시각적 인터페이스 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 매트릭스는 복수의 트랜지스터들 및 복수의 픽셀 전극들을 더 포함하고, 상기 복수의 트랜지스터들은 상기 복수의 행 전극들, 상기 복수의 열 전극들 및 상기 복수의 픽셀 전극들과 전기적으로 연결되어 있는, 시각적 인터페이스 시스템.
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