KR20170003325A

KR20170003325A - 임피던스 감지용 표시장치

Info

Publication number: KR20170003325A
Application number: KR1020150093833A
Authority: KR
Inventors: 손민호
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2015-06-30
Filing date: 2015-06-30
Publication date: 2017-01-09
Also published as: KR102363345B1

Abstract

본 발명은 임피던스 전극을 통해 수신된 감지신호들을 누적 및 증폭시켜, 각 사용자의 공진 주파수를 측정하며, 측정된 공진 주파수를 이용하여 각 사용자를 구분할 수 있는, 임피던스 감지용 표시장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다. 이를 위해, 본 발명에 따른 임피던스 감지용 표시장치는, 웨이브 생성부, 임피던스 전극, 스위칭부, 제어부 및 차동증폭기를 포함하고, 상기 스위칭부는 상기 임피던스 감지용 신호가 공급된 상기 임피던스 전극으로부터 수신된 감지신호를 분기시키고, 상기 제어부는 상기 스위칭부로부터 전송된 감지신호들을 누적하여 누적 데이터를 생성하고, 상기 차동증폭기는 상기 제어부로부터 전송된 상기 누적 데이터와, 상기 스위칭부로부터 전송된 감지신호의 차값을 증폭시킨다. 특히, 상기 제어부는 상기 차동증폭기를 통해 수신된 증폭신호를 분석하여, 상기 감지신호의 공진 주파수를 측정한다.

Description

임피던스 감지용 표시장치{DISPLAY APPARATUS FOR SESING AN IMPEDANCE}

본 발명은 사용자의 임피던스를 감지할 수 있는 표시장치에 관한 것이다.

휴대전화, 테블릿PC, 노트북 등을 포함한 다양한 종류의 전자제품에는 평판표시장치(FPD: Flat Panel Display)가 이용되고 있다. 평판표시장치에는, 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display) 및 유기발광표시장치(OLED: Organic Light Emitting Display Device) 등이 있다.

평판표시장치(이하, 간단히 '표시장치'라 함)들 중에서, 액정표시장치는 양산화 기술, 구동 수단의 용이성, 고화질의 구현이라는 장점을 가지고 있으며, 이에 따라, 현재 가장 널리 상용화되고 있다. 유기발광표시장치(Organic Light Emitting Display Device)는, 스스로 발광하는 자발광소자를 이용하고 있으며, 이에 따라, 빠른 응답속도, 높은 발광효율, 높은 휘도 및 큰 시야각과 같은 장점을 가지고 있기 때문에, 차세대 평판표시장치로 주목받고 있다.

표시장치의 입력 장치로 종래에 적용되었던 마우스나 키보드, 또는 휴대용 전자 기기의 입력 장치로 적용되었던 키 패드를 대체하여, 사용자가 손가락이나 펜을 이용하여 스크린에 직접 정보를 입력할 수 있는 터치패널이 널리 이용되고 있다. 터치패널은 누구나 쉽게 조작할 수 있는 장점이 있어 적용이 확대되고 있다.

터치패널이 적용된 표시장치들 중에는 복수의 사용자가 동시에 이용할 수 있는 게임을 제공하는 표시장치도 있을 수 있다. 또한, 게임 이외에도 복수의 사용자가 동시에 이용해야할 필요가 있는 프로그램을 제공하는 터치패널이 적용된 표시장치가 있을 수도 있다.

상기한 바와 같은 표시장치가 정상적으로 이용되기 위해서는, 상기 표시장치가 복수의 사용자들 각각을 구분할 수 있어야 한다.

터치패널이 적용된 표시장치에서 사용자를 구분하기 위해, 사용자의 임피던스를 이용하는 방법이 적용될 수 있다.

도 1은 종래의 임피던스 감지용 표시장치의 구성을 나타낸 예시도이며, 도 2는 종래의 임피던스 감지용 표시장치에서 분석되는 주파수와 임피던스의 관계를 나타낸 그래프이다. 도 2에서 X축은 주파수이며, Y축은 임피던스이다.

종래의 임피던스 감지용 표시장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 제어부(10), 웨이브 생성부(20), 임피던스 검출부(30) 및 임피던스 전극(90)을 포함한다.

상기 제어부(10)는, 상기 웨이브 생성부(20)를 제어하며, 상기 임피던스 검출부(30)를 통해 수신된 아날로그 신호들을 이용하여, 사용자의 임피던스를 측정한다. 상기 웨이브 생성부(20)는, 임피던스 측정을 위해 필요한 정현파를 생성하여, 상기 정현파를 증폭시켜, 상기 임피던스 전극(90)으로 공급한다. 상기 검출부(30)는, 상기 임피던스 전극(90)으로부터 아날로그 신호를 수신하여, 상기 제어부(10)로 전송한다.

종래의 임피던스 감지용 표시장치에서는, 사용자들 간의 공진 주파수의 차이가 크지 않다. 따라서, 임피던스를 이용하여 사용자를 구분할 때, 오류가 발생될 가능성이 많으며, 낮은 신호대 잡음비(SNR)로 인해 정확도가 떨어질 수 있다.

예를 들어, 도 1에 도시된 임피던스 감지용 표시장치를 이용하여, 두 사람(A 및 B)의 임피던스를 측정하는 경우, 상기 웨이브 생성부(20)는, 예를 들어, 정현파(Sinusoidal Wave)를 상기 임피던스 전극(90)으로 공급한다. 이 경우, 상기 웨이브 생성부(20)는, 예를 들어, 10kHz 내지 3.5MHz의 정현파를 17.5kHz간격으로, 상기 임피던스 전극(90)으로 공급할 수 있다. 또한, 1Frame이 200 단계의 구간으로 나뉘어 질 수 있으며, 상기 웨이브 생성부(20)는, 각 구간마다 정현파를 생성하여, 생성된 정현파를 상기 임피던스 전극(90)으로 공급할 수 있다.

상기 웨이브 생성부(20)는, 상기 임피던스 전극(90)으로 공급되는 전류 또는 전압의 주파수를 지속적으로 변경할 수 있으며, 상기 제어부(10)는 각 주파수별 임피던스를 측정한다.

상기 임피던스 전극(90)으로부터 수신되는 감지신호를 이용하여 분석된, 임피던스와 주파수의 관계는, 도 2와 같은 그래프로 표현될 수 있다. 상기 제어부(10)는, 상기 검출부(30)로부터 수신된 감지신호들을 분석하여, A와 B 각각에 의한 공진 주파수를 측정한다. 도 2에서, 공진 주파수는, 최소 임피던스를 갖는 주파수이다.

그러나, 도 2에 도시된 바와 같은, 종래의 임피던스 감지용 표시장치를 통해 분석된 주파수와 임피던스의 그래프에서는, 각 주파수별 임피던스의 크기가 서로 유사하기 때문에, 최소 임피던스를 찾기 어려우며, 따라서, 공진 주파수를 찾기가 어렵다.

예를 들어, 도 2에 도시된 그래프를 통해서는, A의 임피던스들 중 최소 임피던스를 갖는 주파수, 즉, 공진 주파수가 얼마인지 명확하게 파악되기 어려우며, B의 임피던스들 중 최소 임피던스를 갖는 공진 주파수가 얼마인지 명확하게 파악되기 어렵다.

부연하여 설명하면, 각 사용자마다, 공진 주파수가 다르기 때문에, 공진 주파수를 이용해 사용자들이 구분될 수 있다.

그러나, 종래의 임피던스 감지용 표시장치에서는, 상기에서 설명된 바와 같이, 각 사용자의 임피던스의 변화가 주파수별로 크지 않기 때문에, 각 사용자의 공진 주파수가 파악되기 어렵다. 따라서, 종래의 임피던스 감지용 표시장치에서는, 공진 주파수를 이용하여, 각 사용자가 구분되기 어렵다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 임피던스 전극을 통해 수신된 감지신호들을 누적 및 증폭시켜, 각 사용자의 공진 주파수를 측정하며, 측정된 공진 주파수를 이용하여 각 사용자를 구분할 수 있는, 임피던스 감지용 표시장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 임피던스 감지용 표시장치는, 웨이브 생성부, 임피던스 전극, 스위칭부, 제어부 및 차동증폭기를 포함한다. 상기 웨이브 생성부는 임피던스 감지용 신호를 생성하고, 상기 임피던스 전극은 표시패널에 구비되고, 상기 스위칭부는 상기 임피던스 감지용 신호가 공급된 상기 임피던스 전극으로부터 수신된 감지신호를 분기시키고, 상기 제어부는 상기 스위칭부로부터 전송된 감지신호들을 누적하여 누적 데이터를 생성하며, 상기 차동증폭기는 상기 제어부로부터 전송된 상기 누적 데이터와, 상기 스위칭부로부터 전송된 감지신호의 차값을 증폭시킨다. 특히, 상기 제어부는 상기 차동증폭기를 통해 수신된 증폭신호를 분석하여, 상기 감지신호의 공진 주파수를 측정한다.

본 발명은 누적 데이터를 이용하여, 노이즈의 크기를 최소로 줄일 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 임피던스 전극으로부터 수신된 감지신호의 크기가 증폭될 수 있기 때문에, 각 사용자별 공진 주파수를 찾기가 쉬워진다.

또한, 본 발명에 의하면, 임피던스 전극에 터치가 있는 경우와, 터치가 없는 경우의 각 주파수별 임피던스의 차이가 크기 때문에, 임피던스 전극에 사용자의 터치가 있는지의 여부가 명확하게 판단될 수 있다.

도 1은 종래의 임피던스 감지용 표시장치의 구성을 나타낸 예시도.
도 2는 종래의 임피던스 감지용 표시장치에서 분석되는 주파수와 임피던스의 관계를 나타낸 그래프.
도 3은 본 발명에 따른 임피던스 감지용 표시장치를 나타낸 예시도.
도 4는 본 발명에 따른 임피던스 감지용 표시장치의 단면을 나타낸 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 임피던스 감지용 표시장치에 적용되는 임피던스 감지부의 구성을 나타낸 예시도.
도 6은 본 발명과 종래기술을 비교한 그래프.
도 7은 본 발명에 따라 두 명의 사용자가 구분되는 방법을 설명하는 그래프.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 임피던스 감지용 표시장치를 나타낸 예시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 임피던스 감지용 표시장치의 단면을 나타낸 사시도이다.

본 발명에 따른 표시장치는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 데이터 라인들(DL1 to DLd)과 게이트 라인들(GL1 to GLg)이 배치되어 있는 표시패널(100), 터치구동신호가 수신되는 터치패널(700), 임피던스 감지용 신호가 수신되는 임피던스 전극(500), 상기 데이터 라인들(DL1 to DLd)로 데이터전압들을 출력하기 위한 데이터 드라이버(300), 상기 게이트 라인들(GL1 내지 Glg)에 순차적으로 스캔펄스를 출력하기 위한 게이트 드라이버(200), 상기 터치패널(700)로 터치구동신호를 공급하고 상기 터치패널(700)로부터 터치감지신호를 수신하여 상기 터치패널(700)에서의 터치유무를 판단하는 터치 감지부(800), 상기 임피던스 전극(500)으로부터 수신되는 감지신호를 이용하여 상기 감지신호의 공진 주파수를 측정하는 임피던스 감지부(600) 및 상기 데이터 드라이버(300), 상기 게이트 드라이버(200), 상기 터치 감지부(800)와, 상기 임피던스 감지부(600)를 제어하는 주제어부(400)를 포함한다.

우선, 상기 표시패널(100)은 상기 게이트라인들(GL1 to GLg)과 상기 데이터라인들(DL1 to DLd)에 의해 정의되는 영역마다 형성된 픽셀들을 포함한다.

상기 표시패널(100)은 액정을 포함하는 액정패널이 될 수도 있으며, 상기 표시패널(100)은 유기발광다이오드를 포함하는 유기발광표시패널이 될 수도 있다. 이하에서는, 액정패널이 상기 표시패널(100)의 일예로 설명된다.

상기 표시패널(100)의 상기 픽셀들 각각에는 박막트랜지스터(TFT)가 형성되어 있다. 상기 박막트랜지스터(TFT)는 상기 게이트 라인으로부터 공급되는 스캔펄스에 응답하여, 상기 데이터 라인으로부터 공급된 데이터 전압을 상기 픽셀에 구비된 픽셀전극에 공급한다. 상기 픽셀전극이 상기 데이터전압에 응답하여 공통전극과의 사이에 위치하는 액정을 구동함으로써 빛의 투과율이 조절된다.

상기 표시패널(100)은 상기 박막트랜지스터(TFT)가 형성된 하부기판(110), 상기 하부기판(110)과 합착되는 상부기판(120) 및 상기 상부기판(120)과 상기 하부기판(110) 사이에 주입되는 액정을 포함한다.

상기 표시패널(100)에는 상기 터치패널(700)이 내장될 수 있다. 상기 터치패널(700)은 구동전극(TX)과 수신전극(RX)으로 구성될 수 있다. 상기 구동전극(TX)과 상기 수신전극(RX)으로는 상기 픽셀들로 공급되는 공통전압이 공급될 수 있다. 상기 구동전극(TX)과 상기 수신전극(RX)은 구동전극라인(TXL) 및 수신전극라인(RXL)을 통해 상기 터치 감지부(800)와 연결된다.

상기 표시패널(100)의 상단면에는 상기 임피던스 전극(500)이 판형태로 배치될 수 있다. 상기 임피던스 전극(500)은 정전기를 방지하는 기능을 수행할 수도 있다.

다음, 상기 데이터 드라이버(300)는, 상기 주제어부(400)로부터 전송되어온 디지털 영상데이터를 데이터전압으로 변환하여 상기 게이트 라인에 스캔펄스가 공급되는 1수평기간마다 1수평라인분의 상기 데이터전압을 상기 데이터라인들에 공급한다.

다음, 상기 게이트 드라이버(200)는, 상기 주제어부(400)에서 생성된 게이트 제어신호(GCS)들을 이용하여, 상기 게이트 라인들(GL1 내지 GLg) 각각에 순차적으로 게이트온신호를 공급한다.

다음, 상기 터치 감지부(800)는 상기 터치패널(600)로 터치구동신호를 공급하며, 상기 터치패널(600)로부터 수신되는 터치 감지신호를 이용하여 상기 터치패널(600)에서의 터치유무를 판단한다.

다음, 상기 주제어부(400)는, 외부 시스템으로부터 입력되는 타이밍 신호, 즉, 수직동기신호(Vsync), 수평동기신호(Hsync) 및 데이터 인에이블 신호(DE) 등을 이용하여, 상기 게이트 드라이버(200)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 제어신호(GCS), 상기 데이터 드라이버(300)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 제어신호(DCS), 상기 터치 감지부(800)를 제어하기 위한 터치감지 제어신호 및 상기 임피던스 감지부(600)를 제어하기 위한 임피던스 제어신호를 생성한다.

상기 주제어부(400)는, 상기 게이트 드라이버(200)와 상기 데이터 드라이버(300)를 구동하는 기간, 상기 터치 감지부(800)를 구동하는 기간 및 상기 임피던스 감지부(600)를 구동하는 기간을, 구분하는 타이밍 제어신호를 상기 구성요소들로 전송할 수 있다.

예를 들어, 상기 주제어부(400)는, 터치를 감지하는 기간, 영상을 출력하는 기간 및 임피던스를 감지하는 기간을 구분하기 위해, 상기 구성요소들로 타이밍 제어신호를 전송할 수 있다.

상기 게이트 드라이버(200)와 상기 데이터 드라이버(300)는 상기 타이밍 제어신호에 따라 구동되어 상기 표시패널(100)로 영상을 출력하고, 상기 터치 감지부(800)는 상기 타이밍 제어신호에 따라 구동되어 상기 터치패널(600)에서의 터치유무를 판단하며, 상기 임피던스 감지부(600)는 상기 타이밍 제어신호에 따라 구동되어 상기 감지신호의 고유주파수를 측정한다.

마지막으로, 상기 임피던스 감지부(600)는 상기 임피던스 전극(500)으로 임피던스 감지용 신호를 공급하며, 상기 임피던스 전극(500)으로부터 수신된 감지신호를 이용하여, 상기 감지신호의 고유주파수를 측정한다. 상기 임피던스 감지부(600)는 상기 고유주파수와 관련된 정보, 즉, 고유주파수정보를 상기 주제어부(400)를 통해 상기 외부 시스템, 예를 들어, 모니터를 구동하는 시스템, 텔레비젼을 구동하는 시스템, 스마트폰을 구동하는 시스템, 또는 테블릿PC를 구동하는 시스템으로 전송할 수 있으며, 또는 직접 상기 고유주파수를 상기 외부 시스템으로 전송할 수도 있다.

상기 외부 시스템은, 상기 고유주파수를 이용하여, 상기 임피던스 전극(500)을 터치한 사용자가 누구인지를 확인할 수 있다. 상기 외부시스템은, 확인된 사용자별로 다양한 응용프로그램을 구동할 수 있다. 이 경우, 상기 외부시스템은 두 명 이상의 사용자가 상기 임피던스 전극(500)을 측정하는 경우, 상기 고유주파수에 따라 두 명 이상의 사용자가 누구인지를 확인할 수 있으며, 이에 따라 다양한 응용프로그램을 구동할 수 있다.

본 발명에 이용되는 원리는 다음과 같다.

물체마다 고유 임피던스에 의한 공진 주파수가 존제한다. 사용자가 물체, 예를 들어, 상기 임피던스 전극(500)을 접촉하면, 사용자의 몸의 임피던스와 상기 임피던스 전극(500)의 임피던스가 직렬로 연결되어, 공진 주파수가 변화하는 현상이 발생된다.

즉, A사용자 상기 임피던스 전극(500)을 터치하는 경우, 상기 임피던스 전극(500)으로부터 수신된 감지신호의 공진 주파수가 변한다.

또한, B사용자가 상기 임피던스 전극(500)을 터치하는 경우, 상기 임피던스 전극으로부터 수신된 감지신호의 공진 주파수가 변한다.

이 경우, A사용자에 의해 변화된 공진 주파수와 B사용자에 의한 변환된 공진 주파수는 서로 다르다. 또한, A사용자에 의해 변화된 공진 주파수는, 측정시 마다 거의 동일한 값을 가지며, B사용자에 의해 변화된 공진 주파수 역시, 측정시 마다 거의 동일한 값을 갖는다. 따라서, 공진 주파수를 측정하면, A사용자와 B사용자가 구분될 수 있다.

이를 위해, 본 발명에서는, 상기 임피던스 감지부(600)가 500Hz 내지 3MHz 주파수를 갖는 상기 임피던스 감지용 신호를 연속적으로 상기 임피던스 전극(500)으로 공급하며, 상기 임피던스 전극(500)으로부터 수신된 감지신호를 증폭하여, 공진 주파수를 측정한다.

또한, 본 발명에서, 상기 임피던스 감지부(600)는, 상기 감지신호의 공진 주파수를 3MHz 이하로 낮추기 위해 인덕터(L)와 캐패시터(C)로 구성된 공진기를 포함할 수 있다.

여기서, 공진이란, 어느 파동의 주파수가, 물체 또는 전기 회로 등의 고유 진동 주파수와 일치했을 때 일어나는 현상을 의미한다. 직렬 공진 시 전류가 최대가 되고 전압은 최소가되며, 병렬 공진 시 전류가 최소가 되고 전압이 최대가 된다.

본 발명은 상기한 바와 같이, 상기 임피던스 전극(500)을 터치한 사용자에 의해, 상기 감지신호의 고유주파수가 변화하는 것을 이용하여, 사용자를 구분할 수 있다.

특히, 본 발명은 상기 터치패널(700)이 구비된 표시장치에서, 복수의 사용자를 구분하기 위한 용도로 이용될 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 임피던스 감지용 표시장치에 적용되는 임피던스 감지부의 구성을 나타낸 예시도이다.

본 발명에 적용되는 상기 임피던스 감지부(600)는 도 5에 도시된 바와 같이, 임피던스 감지용 신호를 생성하는 웨이브 생성부(620), 상기 임피던스 감지용 신호가 공급된 상기 임피던스 전극(500)으로부터 수신된 감지신호를 분기시키는 스위칭부(640), 상기 스위칭부(640)로부터 전송된 감지신호들을 누적하여 누적 데이터를 생성하는 제어부(610) 및 상기 제어부(610)로부터 전송된 상기 누적 데이터와, 상기 스위칭부(640)로부터 전송된 감지신호의 차값을 증폭시키는 차동증폭기(650)를 포함한다. 또한, 상기 임피던스 감지부(600)는 제1검출부(630) 및 제2검출부(660)를 더 포함할 수 있다.

우선, 상기 웨이브 생성부(600)는, 상기 감지신호의 공진 주파수를 찾기 위하여 100kHz 내지 400kHz 사이의 임피던스 감지용 신호를 생성하여, 상기 임피던스 전극(500)으로 전송할 수 있다.

상기 웨이브 생성부(620)는 상기 임피던스 감지용 신호를 생성하기 위해, 생성기(621), 증폭기(622) 및 공진기(623)를 포함할 수 있다.

상기 생성기(621)는 상기 임피던스 감지용 신호를 생성한다.

상기 증폭기(622)는 상기 생성기(621)에서 생성된 상기 임피던스 감지용 신호, 예를 들어, 사인파를, 센싱이 가능한 범위 내에서 증폭시키는 기능을 수행한다.

상기 공진기(623)는 각 사용자 마다 서로 다른 공진 주파수를, 제한된 주파수 범위(400KHz) 이하로 낮추기 위해, 상기 증폭기(622)와 상기 임피던스 전극(500) 사이에 추가될 수 있다.

또한, 도면에 도시되어 있지는 않지만, 상기 증폭기(622)와 상기 공진기(623) 사이에는, 상기 증폭기(622)에서 출력된 상기 임피던스 감지용 신호의 전류 세기를, 측정이 용이한 전압으로 변경(V = IR)하는 센싱 저항이 구비될 수 있다.

다음, 상기 임피던스 전극(500)으로부터 수신된 고주파수의 사인파(Sine Wave)를 직접 처리하면, 회로에 문제가 발생될 수 있고, 아날로그 컨버터 샘플링 레이트(ADC Sampling Rate)가 제약될 수 있으며, 이에 따라, 데이터 손실이 발생될 수 있다.

따라서, 본 발명에서는, 상기 데이터 손실을 줄이기 위해, 상기 스위칭부(640)의 전단에 상기 제1검출부(630)가 배치될 수 있다.

또한, 상기 차동증폭기(650)의 후단에도 상기 제2검출부(660)가 배치될 수 있다.

다음, 상기 스위칭부(640)는 상기 임피던스 전극(500)으로부터 수신되는 상기 감지신호를 상기 제어부(610)와 상기 차동증폭기(650)로 분기시킨다. 상기 스위칭부(640)는 상기 제어부(610)로부터 전송되는 제어신호에 따라, 상기 감지신호를 분기시킨다.

다음, 상기 제어부(610)는 상기 차동증폭기(650)를 통해 수신된 증폭신호를 분석하여, 상기 감지신호의 공진 주파수를 측정한다.

상기 제어부(610)는, 상기 스위칭부(640)로 입력된 상기 임피던스 신호가 상기 제어부(610)로 전송되는 타이밍과, 상기 스위칭부(640)로 입력된 상기 임피던스 신호가 상기 차동증폭기(650)로 전송되는 타이밍을 제어한다.

이를 위해, 상기 제어부(610)는, 상기 스위칭부(640)의 스위칭 타이밍을 제어하기 위한 제어신호를 생성하여, 상기 스위칭부(640)로 전송할 수 있다.

상기 제어부(610)는, 예를 들어, 수 내지 수십 프레임 동안, 상기 감지신호가 상기 제어부(610)로 전송된 후, 적어도 하나의 프레임 동안 상기 감지신호가 상기 차동증폭기(650)로 전송되도록 상기 스위칭부(640)를 제어할 수 있다.

상기 제어부(610)는 수 내지 수십 프레임 동안 수신된 감지신호들 각각에 가중치를 부여한 후, 가중치가 부여된 감지신호들을 누적하여 상기 누적 데이터를 생성한다.

예를 들어, 상기 제어부(610)는 아래의 [수학식 1]에 도시된 수학식을 이용하여 상기 누적 데이터를 생성할 수 있다.

상기 [수학식 1]에서 αi는 프레임별 가중치이며, M은 프레임 수이다.

또한, βj는 인자별 가중치이며, K는 팩터(Factor)의 개수이다.

C_F_J는 각각의 프레임별 가중치(αi)에 의해 M개 프레임의 감지신호를 누적한 값이다. 상기 값을 통해 신뢰성이 높은 영상 특성 분석이 가능하다.

L_F_i는 인자들 사이의 가중치를 달리 주어 산출되는 값이다. 상기 값에 의해 중요한 인자와 중요하지 않은 인자들의 기여도가 조정될 수 있으며, 여러 인자들의 복합된 영상 특징이 도출될 수 있다. 이에 따라, 영상 비교 및 판단에 신뢰도가 향상될 수 있다.

또한, 여러 개의 인자들을 동시에 비교하는 것보다 단일한 인자(L_F_i)로 영상을 비교함으로써, 상기 제어부(610)는 단순화될 수 있으며, 명확한 판단을 할 수 있다.

마지막으로, 상기 차동증폭기(650)는, 상기 제어부(610)로부터 전송되는 누적 데이터와, 상기 스위칭부(640)로부터 전송된 감지신호의 차값을 증폭시키는 기능을 수행한다.

본 발명에 의하면, 상기 임피던스 전극(500)에 사용자의 터치가 있는 경우의 상기 증폭신호의 각 주파수별 임피던스의 크기는, 상기 임피던스 전극에 사용자의 터치가 없는 경우의 상기 증폭신호의 각 주파수별 임피던스의 크기보다 크다. 따라서, 터치가 있는 경우와, 터치가 없는 경우가 명확하게 구분될 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 서로 다른 사용자가 상기 임피던스 전극(500)을 터치한 경우, 상기 감지신호의 공진 주파수가 서로 다른 값을 갖는다. 따라서, 사용자가 구분될 수 있다.

도 6은 본 발명과 종래기술을 비교한 그래프이다. 도 6에서 X축은 주파수이며, Y축은 임피던스이다.

우선, 도 6에 도시된 종래의 그래프(N)를 참조하면, 종래에는, 각 주파수별 임피던스의 값의 차이가 적다. 따라서, 종래의 그래프(N)를 통해서는 상기 감지신호의 공진 주파수가 명확하게 측정되기 어렵다.

그러나, 도 6에 도시된 본 발명에 따른 그래프(M)를 참조하면, 종래와 비교할 때, 각 주파수별 임피던스가 증가되었으며, 각 주파수별 임피던스의 차이가 증가되었다. 따라서, 본 발명에 따른 그래프(M)를 참조하며, 최소의 임피던스를 갖는 공진 주파수가 명확하게 파악될 수 있다.

도 7은 본 발명에 따라 두 명의 사용자가 구분되는 방법을 설명하는 그래프이다. 도 7에서 A는 A사용자가 상기 임피던스 전극(500)을 터치한 경우, 상기 제어부(610)에서 상기 증폭신호를 이용하여 분석된 그래프이고, B는 B사용자가 상기 임피던스 전극(500)을 터치한 경우, 상기 제어부(610)에서 상기 증폭신호를 이용하여 분석된 그래프이며, No touch는 상기 임피던스 전극(500)이 사용자에 의해 터치되지 않은 경우, 상기 제어부(610)에서 상기 증폭신호를 이용하여 분석된 그래프이다. 또한, 도 7에서 X축은 주파수이며, Y축은 임피던스이다.

우선, 상기 임피던스 전극(500)이 사용자에 의해 터치되지 않은 경우, 도 7에서 No touch로 표시된 그래프가 상기 제어부(610)에 의해 생성될 수 있다.

다음, A사용자가 상기 임피던스(500) 전극을 터치한 경우, 도 7에서 A로 표시된 그래프가 상기 제어부(610)에 의해 생성될 수 있다.

마지막으로, B사용자가 상기 임피던스(500) 전극을 터치한 경우, 도 7에서 B로 표시된 그래프가 상기 제어부(610)에 의해 생성될 수 있다.

No touch로 표시된 그래프와, A 및 B로 표시된 그래프를 비교하면, A 및 B로 표시된 그래프의 임피던스 값이, No touch로 표시된 그래프의 임피던스 값과 차이가 큼을 알 수 있다.

따라서, 본 발명을 통해서는, 상기 임피던스 전극(500)에 터치가 있는지의 여부가 종래보다 쉽게 판단될 수 있다. 즉, 본 발명에서는 누적 데이터에 의해 증폭된 증폭신호를 이용하여 주파수와 임피던스 간의 그래프가 생성될 수 있으며, 이 경우, 터치가 없는 경우의 임피던스보다 터치가 있는 경우의 임피던스가 작아짐을 알 수 있으며, 이에 따라, 상기 임피던스 전극의 터치여부가 보다 쉽게 판단될 수 있다.

또한, A로 표시된 그래프의 공진 주파수(A')는 No touch로 표시된 그래프의 공진 주파수(N')보다 작고, B로 표시된 그래프의 공진 주파수(B')는 No touch로 표시된 그래프의 공진 주파수(N')보다 큼을 알 수 있다.

따라서, A사용자와 B사용자가 명확하게 판단될 수 있다.

또한, A로 표시된 그래프 및 B로 표시된 그래프에서, 공진 주파수를 기준으로 임피던스의 값이 크게 변화됨을 알 수 있다. 따라서, A사용자에 의한 공진 주파수와 B사용자에 의한 공진 주파수가 명확하게 판단될 수 있다.

이하에서는, 상기에서 설명된 본 발명이 간단히 정리된다.

본 발명에서, 상기 스위칭부(640)는, 상기 감지신호를 상기 제어부(610)와 상기 차동증폭기(650)로 분기시킨다. 이 경우, 상기 차동증폭기(650)로는 상기 스위칭부(640)로부터 수신되는 감지신호 및 상기 제어부(610)로부터 수신되는 누적 데이터가 수신된다. 상기 차동증폭기(650)는 상기 감지신호와 상기 누적 데이터의 차값을 증폭시킨다. 이 경우, 상기 차동증폭기(650)로부터 출력되는 증폭신호에는, 상기 감지신호에 포함된 노이즈가 포함되지 않으며, 상기 증폭신호는 상기 감지신호보다 크다. 이에 따라, 상기 증폭신호로부터 공진 주파수가 명확하게 파악될 수 있다.

즉, 본 발명은 상기 누적 데이터를 이용하여, 노이즈를 감소시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 감지신호보다 큰 임피던스를 갖는 상기 증폭신호를 이용하여, 상기 감지신호의 공진 주파수를 보다 쉽게 분석할 수 있다.

종래에는, 각 사용자의 각 주파수별 임피던스의 크기의 변화가 크지 않기 때문에, 환경의 변화에 따라 오류가 발생 될 확률이 높았으며, 낮은 SNR로 인하여 정확도가 떨어졌다. 또한, 종래에는, 하나의 감지신호만을 측정하여, 상기 감지신호의 각 주파수별 변화량만을 이용하여 공진 주파수를 파악하고, 상기 공진 주파수를 이용하여 각 사용자를 구분하였다. 따라서, 종래에는 각 사용자의 공진 주파수를 정확하게 파악하기 어려웠다.

그러나, 본 발명에서는, 상기 감지신호를 상기 제어부(610)와 상기 차동증폭기(650)로 분기시키는 상기 스위칭부(640) 및 상기 제어부(610)로부터 전송된 누적 데이터와 상기 스위칭부(640)로부터 수신된 감지신호의 차값을 증폭시키는 상기 차동증폭기(650)에 의해, 노이즈가 최소화될 수 있으며, 상기 감지신호의 크기가 상기 차동증폭기의 최대 증폭량까지 증가될 수 있다.

본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.　 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 표시패널 200 : 게이트 드라이버
300 : 데이터 드라이버 400 : 주제어부
500 : 임피던스 전극 600 : 임피던스 감지부
800 : 터치 감지부 700 : 터치패널

Claims

임피던스 감지용 신호를 생성하는 웨이브 생성부;
표시패널에 구비된 임피던스 전극;
상기 임피던스 감지용 신호가 공급된 상기 임피던스 전극으로부터 수신된 감지신호를 분기시키는 스위칭부;
상기 스위칭부로부터 전송된 감지신호들을 누적하여 누적 데이터를 생성하는 제어부; 및
상기 제어부로부터 전송된 상기 누적 데이터와, 상기 스위칭부로부터 전송된 감지신호의 차값을 증폭시키는 차동증폭기를 포함하며,
상기 제어부는 상기 차동증폭기를 통해 수신된 증폭신호를 분석하여, 상기 감지신호의 공진 주파수를 측정하는 임피던스 감지용 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 스위칭부로 입력된 상기 임피던스 신호가 상기 제어부로 전송되는 타이밍과, 상기 스위칭부로 입력된 상기 임피던스 신호가 상기 차동증폭기로 전송되는 타이밍을 제어하는 임피던스 감지용 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 표시패널에는 터치패널이 구비된 임피던스 감지용 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 임피던스 전극에 사용자의 터치가 있는 경우의 상기 증폭신호의 각 주파수별 임피던스의 크기는, 상기 임피던스 전극에 사용자의 터치가 없는 경우의 상기 증폭신호의 각 주파수별 임피던스의 크기보다 큰 임피던스 감지용 표시장치.
제 1 항에 있어서,
서로 다른 사용자가 상기 임피던스 전극을 터치한 경우, 상기 감지신호의 공진 주파수는 서로 다른 임피던스 감지용 표시장치.